JPS60168974A - 流量制御弁 - Google Patents

流量制御弁

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JPS60168974A
JPS60168974A JP2120184A JP2120184A JPS60168974A JP S60168974 A JPS60168974 A JP S60168974A JP 2120184 A JP2120184 A JP 2120184A JP 2120184 A JP2120184 A JP 2120184A JP S60168974 A JPS60168974 A JP S60168974A
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JP
Japan
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fluid
valve
detection means
valve body
flow
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JP2120184A
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English (en)
Inventor
Masahide Takanaka
高中 正秀
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Keihin Corp
Original Assignee
Keihin Seiki Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K37/00Special means in or on valves or other cut-off apparatus for indicating or recording operation thereof, or for enabling an alarm to be given
    • F16K37/0075For recording or indicating the functioning of a valve in combination with test equipment
    • F16K37/0083For recording or indicating the functioning of a valve in combination with test equipment by measuring valve parameters
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K37/00Special means in or on valves or other cut-off apparatus for indicating or recording operation thereof, or for enabling an alarm to be given
    • F16K37/0075For recording or indicating the functioning of a valve in combination with test equipment
    • F16K37/0091For recording or indicating the functioning of a valve in combination with test equipment by measuring fluid parameters

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Magnetically Actuated Valves (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、流量計測機能を備えた流計制御弁に関する。
従来、配管路には流量計と弁の両者を配置し、流量計に
て計測された流量にもとづいて弁を制御していたが、流
it+と弁の両者を配管せねばならず、配管のスペース
が大であり、又、価格の点でも流量計測機能と弁機能と
の両機能を具備したものが望まれていた。
本発明は、かかる点に鑑み成されたもので、その目的と
するところは、特定発明では流量計測機能を備えた流量
制御弁を提供し、第2の発明では流量計測および流量の
自動制御機能を備えた流面制御機能を備えた流量制御弁
を提供し、第3の発明では計測される流体温度補正を行
ない得る流量制御計測機能を備えた流量制御弁を提供す
ることにある。
特定発明、第2の発明、第3の発明の一実施例を第1図
によって説明すると、流量制御弁は弁本体10と電気手
段6として電気装置11とから構成され両者は電線によ
り接続され遠隔操作できるものである。弁本体1o内に
は流体流路を形成する管路Iが貫通し該管路内に形成さ
れた弁座12に対応された弁体2はステムI3に固着さ
れ、該ステムは弁本体に上下に摺動自在に配置され、摺
動部には流体が弁本体外部へ洩れ出すのを防止する軸封
装置!(図示せず)が配置される。ステム13を上下に
駆動制御する弁体駆動装置7は、パルスモータ−1可逆
転モーター、リニアーツレ/イド、リニアーモーター等
の電動機による直接駆動式アクチェターおよび比例電磁
弁、電気式サーボ弁等にて駆動される油圧、空気圧シリ
ンダーが含まれその他に電気信号入力を受けて弁体2を
駆動し弁開度量を可変制御するアダチェターが含まれる
ただし、特定発明の実施に当っては弁体2を手動操作ハ
ンドル14にて開閉制御することもできる。
ステム13の上下変位計は、無接触変位用、可変抵抗、
角度計、差動トランス、スイッチ等の弁開度検出手段3
にて検出される。弁体2の上流(矢印Aは流体の流れ方
向を示す。)管路内には流体圧力を検出する圧力計、液
柱針、フロート計、圧電素子、感IE素子等の第1の圧
力検出手段4が適宜の直管部11.12をもって配置さ
れ、弁体2の下流管路内には流体圧力を検出する第2の
圧力検出手段5が適宜の直管部13.14をもって配置
される。ただし、第1および第2の圧力検出手段を兼用
する差圧計および差圧を計測する装置は本発明の均等物
であって本発明に含まれるものである。弁体2の下流側
には、管路内の流体温度を検出する温度計、熱電対、バ
イメタル、電気抵抗計、サーミスタ、熱量計等の温度検
出手段8が配置される。
第1および第2の圧力検出手段(差圧31を含む。)と
温度検出手段と弁開度検出手段と弁体駆動装置とはすべ
て電気ケーブル等にて電気装置11に接続され、該電気
装置11は電源プラグ15、流量を表示する表示手段1
6、流はを設定する設定手段17、流体の種類を選択す
る選択スイッチ】8を備えている。そして、選択スイッ
チ18によって流体の種類を設定すると、表示手段16
には管路内を流れる流体流量が表示され、又、流量を変
更する場合には設定手段17にて大小可変に流[■制御
を行なうことができるものである。更に、電気装置】1
には外部出力端子19、外部入力端子20が配置され、
流量値信号の出力、入力を行なうことができ、記録、遠
隔操作の効果がある。
史に進んで、他の実施例を第2図によって説明すると、
流体流路を形成する管路1を可変的に開閉制御し管路内
に絞り部を形成するゲート状の弁体2には、t lワイ
ス21が穿設され、弁体2に固着されたラックギヤ22
とかみ合う回転ギヤ23は、パルスモータ−等の弁体駆
動装置7に固着される。上下に可動する弁体の弁開度量
を検出する弁開度量検出手段3は、無接触変位計である
。又弁体2のL流、下流にはそれぞれ環状溝室24.2
5が配置され、上流側環状溝室には第1の圧力検出手段
が配置され、下流側環状溝室には第2の圧力検出手段お
よび温度検出手段8が配置される。
電気手段6として、入力部、出力部、中央処理部記憶部
を有し、その中の少なくとも中央処理部が1又は数チン
ブにまとめられたマイクロコンピュータ−が採用できる
。電気手段6は、第1および第2の圧力検出手段(差圧
計も含む。)、温度検出手段、弁開度量検出手段および
弁体駆動装置7にそれぞれ接続される。電気手段6は、
入力ボート 26 、RA、M27 、ROM2 8 
、MPU29 、出力ボート30を備え、ROM28に
は、各種流体(水、油、空気、蒸気等)のそれぞれにつ
いての物理量(密度、粘度、温度等)に対応したそれぞ
れの流体の絞り機構通過流体流量があらかじめ記憶され
ているものであり、スイッチ31〜34によって流体の
種別を選択できるものである。又、可変抵抗35〜38
は各種流体に対する補正係数制御抵抗あるいは、機差補
正制御抵抗として使用されるものである。又、RAM2
7は演算された流体流量値の積算部として使用され、更
に積算回路部を別途配置しても良い。
絞り機構による流量測定方法についてはその原理が公知
であるので詳述しないが、管路1内に配置された弁体2
の弁開度量が一定である時、絞り機構の前後に発生する
差圧から流計をめるには次式(1)が公知であり、 ただし、 Q・・・・・・流 量 P、・・・・・・絞り機構上流の流体圧力P2・・・・
・・絞り機構下流の流体圧力で・・・・・・流体密度 K・・・・・・流体の種類、管路の径および絞り機構の
絞り面積比から定 まる定数。
流体の種類が明らかであれば、特定の弁開度量に対して
に、Jは必然的に定められる。従って、流体の種類毎に
各温度、各弁開度量(絞り面積比)における流体制御弁
を流れる流体流量を算出あるいは実験でめることができ
る。(流量制御弁の構造が決定されれば、各弁開度量に
対する流体の流fit係数はあらかじめ実験でめておく
ことができる。) 作用を説明すると、図は弁体2が最下位置にあって流体
管路1を全閉として流体が流れていない状態である。次
に設定手段17によって希望する流量値を電気手段6に
人力すると、第1および第2の圧力検出手段と温度検出
手段と弁開度量検出手段とから流体流量が演算され設定
流量値と比較され、設定流量値と演算流量値との差は直
ちに弁体駆動装置7へ出力され弁体を駆動させる。弁体
が駆動すると流体圧力および弁開度量が変化し、第1お
よび第2の圧力検出手段と弁開度m検出手段と(温度検
出手段と)から流体流量が演算され流量値は表示手段1
6に表示される。なお、流計値は瞬間流量および積算流
量の選択が可能な様に切換スイッチ(図示せず)を配置
できる。史に流体を変更する場合はスイッチ31〜34
にて選択でき、機差補正(弁本体の製造品質のバラツキ
も含む。)はスイッチ35〜38にて行なうことができ
る。更に、ROM28には各種流体の各条件毎の流体流
量値があらかじめ記憶されているので流量値の演算が瞬
時に実行され、瞬間流量を高精度に出力できる。又、電
気手段6は各種流体各種弁形状に対して共用でき汎用利
用できるので大量71が可能で安価となり、マイクロコ
ンピュータ−によって回路構成が簡単となり品質が安定
する。
弁形状については第2図のゲート弁形状は流体の乱流の
影響が少なく弁体の上、下流に配置した環状満室によっ
て安定した圧力測定を行なうことができる効果がある。
なお、本発明は第1図、第2図に開示された実施例に限
定されないことは当業者にとって明らかであろう。例え
ば、弁体2の形状については、ゲート弁、ディスク弁、
ボール弁、バタフライ弁、スプール弁、フラッパー弁等
の構造が利用でき、圧力検出手段、温度検出手段の位置
は変更でき、弁本体に接続した他の配管に配置すること
が可能であり、本発明に含まれるものである。
以上、詳述したように、特定発明では、流体流路を形成
する管路1と、該管路を可変的に開閉制御し管路内に絞
り部を形成する弁体2と、該弁体の弁開度量を検出する
弁開度量検出手段3と、弁体の」二流管路内の流体圧力
を検出する第1の圧力検出手段4と、弁体の下流管路内
の流体圧力を検出する第2の圧力検出手段5とを備え第
1および第2の圧力検出手段と弁開度量検出手段との電
気出力信号にもとづいて管路内を流れる流体流量を演算
する電気手段6を配置したので、流量計測機能と流量制
御機能とを備えた新規な流量制御弁を提供できたもので
ある。
又、第2の発明では、流体流路を形成する管路1と、該
管路を可変的に開閉制御し管路内に絞り部を形成する弁
体2と、該弁体の弁開度1往を検出する弁開度量検出手
段3と、弁体のト流管路内の流体圧力を検出する第1の
圧力検出手段4と、弁体の下流管路内の流体圧力を検出
する第2の11−力検出手段5と、第1および第2の圧
力検出手段と弁開度量検出手段との電気信号出力にもと
づいて管路内を流れる流体流計を演算する電気手段6と
を備え、該電気手段から出力される電気信号を受けて弁
体2を駆動し弁開度量を可変制御する弁体駆動装置7を
配置したので、流量計測機能と流電の自動制御機能を備
えた流量制御弁を提供できたものである。
更に、第3の発明では、流体流路を形成する管路1と、
該管路を可変的に開閉制御し管路内に絞り部を形成する
弁体2と、該弁体の弁開度量を検出する弁開度量検出手
段3と、弁体の上流管路内の流体圧力を検出する第1の
圧力検出手段4と、弁体の下流特・路内の流体圧力を検
出する第2の圧力検出手段5と、管路内の流体温度を検
出する温度検出手段8とを備え、第1および第2の圧力
検出手段と温度検出手段8と弁開度量検出手段との′電
気出力信号にもとづいて管路内を流れる流体流51を演
算する電気手段6を配置したので、計測される流体温度
補正を行ない得る流量計測機能と流1.1制御機能を備
えた流量制御弁を提供できたものである。
【図面の簡単な説明】
8!¥1図は、本発明の流量制御弁の一実施例を示す説
明図、第2図は、同じく他の実施例を示す説明図である
。 1・・・・・・管路 2・・・・・・弁 体 3・・・・・・弁開度量検出手段 4・・・・・・第1の圧力検出手段 5・・・・・・第2の圧力検出手段 6・・・・・・電気手段 7・・・・・・弁体駆動装置 8・・・・・・温度検出手段 特許出願人 株式会社 京浜精機製作所代表者 綿 引
 四 部

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)流体流路を形成する管路1と、該管路を可変的に
    開閉制御し管路内に絞り部を形成する弁体2と、該弁体
    の弁開度量を検出する弁開度量検出手段3と、弁体の」
    −流管路内の流体圧力を検出する第1の圧力検出手段4
    と、弁体の下流管路内の流体圧力を検出する第2の圧力
    検出手段5とを備え、第1および第2の圧力検出手段と
    弁開度量検出手段どの電気出力信号にもとづいて管路内
    を流ねる流体流計を演算する電気手段6を備えてなる流
    量制御弁。
  2. (2) 前記電気手段6は記憶回路部を備え、該記憶回
    路部には少なくとも一種類の流体に関して第jおよび第
    2の圧力検出手段と弁開度量検出手段との電気出力信号
    に対応した流体流量値があらかじめ記憶されていること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の流量制御弁。
  3. (3) 前記電気手段6は、演算された流体流量値を積
    算する積算回路部を備えてなる特許請求の範囲第1項記
    載の流量制御弁。
  4. (4)流体流路を形成する管路】と、該管路を可変的に
    開閉制御し管路内に絞り部を形成する弁体2と、該弁体
    の弁開度量を検出する弁開度量検出手段3と、弁体の上
    流管路内の流体圧力を検出する第1の圧力検出手段4と
    、弁体の下流管路内の流体圧力を検出する第2の圧力検
    出手段5と、第1および第2の圧力検出手段と弁開度量
    検出手段との電気信号出力にもとづいて管路内を流れる
    流体流量を演算する電気手段6とを備え、該電気手段か
    ら出力される電気信号を受けて弁体2を駆動し弁開度量
    を可変制御する弁体駆動装置7を備えてなる流量制御弁
  5. (5)前記弁体駆動装置7は電動機である特許請求の範
    囲第4項記載の流量制御弁。
  6. (6)前記弁体駆動装置7は電気制御弁によって変位量
    を可変制御される油圧又は空気圧シリンダーである特許
    請求の範囲第4項記載の流M制御弁。
  7. (7) 流体流路を形成する管w11と、該管路を可変
    的に開閉制御し管路内に絞り部を形成する弁体2と、該
    弁体の弁開度量を検出する弁開度量検出り段3と、弁体
    の上流管路内の流体圧力を検出する第1の圧力検出手段
    4と、弁体の下流管路内の流体圧力を検出する第2の圧
    力検出手段5と、管路内の流体温度を検出する温度検出
    手段8とを備え、第1および第2の圧力検出手段と温度
    検出手段8と弁開度検出手段との電気出力信号にもとづ
    いて管路内を流れる流体流量を演算する電気手段6を備
    えてなる流量制御弁。
  8. (8) fqil記電気手段6は記憶回路部を備え、該
    記憶回路部には少なくとも一種類の流体に関して第1お
    よび第2の圧力検出手段と温度検出手段と弁開度用検出
    手段との電気出力信号に対応した流体流m値があらかじ
    め記憶されていることを特徴とする特許請求の範囲第7
    項記載の流計制御弁。
  9. (9) 前記電気手段6は、演算された流体流量値を積
    算する積算回路部を備えてなる特許請求の範囲第7項記
    載の流計制御弁。
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