JPS6041268B2 - 弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、パイロット操作弁、特に閉じる速度を制御で
きるパイロット弁の改良に関する。

パイロット操作弁は、内部オリフィスを開閉して高圧入
口ボートからの流体を低圧出口ボートへ流したりまたこ
れを阻止するよう構成された主弁部材を含む。この弁部
村に対してオリフィスと逆の側にある室は、ブリード通
路を通して入口ボートと蓮遺している。この室は、また
４・パイロット弁を介して出口ボートのような低圧領域
とも連適している。パイロット弁が閉じられると、高圧
流体はブリード通路を通って室を満し、この室の圧力が
十分高くなると、主弁部材を押圧してオリフィスを閉じ
るので、主弁が閉じられる。パイロット弁が開けられる
と、室内の流体の圧力が下がり、主弁部材が移動してオ
リフィスを開ける。上記のような従来の弁では、主弁部
材の閉じる速さは、弁の両端の圧力差によって変化する
。例えば、入口の圧力が出口の圧力と比べて極めて高い
と、流体はプリード通路を高速にや通過し、短時間のう
ちに室を満して室内の圧力を主弁部材を閉じるのに十分
に高い圧力にする。この場合、主弁部材は、パイロット
弁が閉じた直後に閉じる。換言すると、入口の圧力と出
口の圧力との差が少なくなると、入口ボートからブリー
ド通路を通って室に流れ込む流体によって室内の圧力が
主弁を閉じるのに十分高い値になるまでの時間が長くな
る。このような弁は、これを高い圧力差で用いるときに
は不利である。

このような場合、室は短時間のうちに満されるので、王
弁部材はオリフィスを囲んでいる弁座に対して極めて急
速に衝突する。この結果弁を通過する流体は、急激に止
まるので、この弁によって制御される流体ラインの中に
一般にウオータハンマと呼ばれている水撃作用を起こす
。この問題は、ブリード通路の直径を極めて小さくする
ことで解決できるが、このような方法は、新らたに別の
問題を数多〈ひき起す。

すなわち、このような極めて小径のブリード通路は、大
直径の通路と比べて制御区の流体と共に弁内へ進入する
異物によって容易に詰まってしまう煩向がある。また圧
力差が大きい場合でも小径ブリード通路は、弁をゆっく
りと閉じるが、弁の閉じる速度は圧力差によって変化す
るし、ある理由のため圧力差が少さ〈なると、主弁部材
の閉じる時間は法外に長くなる。本発明の目的は、弁の
両端の圧力差の大小にかかわらずあらかじめ決めた一定
の低速度にて閉じるパイロット操作弁を提供してこれら
問題をすべて解決するにある。本発明の別の目的は、弁
を閉じた時弁で制御されるラインの中に発生するウオー
タハンマ現象を実質的になくした弁を提供するにある。

本発明の更に別の目的は、両端の圧力差の大小にかかわ
らず入口ボートから出口ボートへ流れる流体の流量を一
定に維持する流れ制御機素をブリード通路内に有する弁
を提供するにある。

本発明の更に別の目的は、流れ制御機素の両端の圧力差
の変動に応じてこの流れ制御機素が自動的に流量を一定
に維持するように自動調節する、弁を提供するにある。

本発明の更に別の目的は、異物による詰まりを最小とす
るように流れ制御機素が自動的に清掃される弁を提供す
るにある。添附図面を参照して次の詳細な説明を読めば
、本発明の上記以外の目的と利点が明らかとなるつｏ第
１〜４図に示す本発明に係るパイロット操作弁１０は、
下方弁体部分１１と上方弁体部分すなわちボネット１２
とから成る弁体を含む。

弁体部分１１および１２は、適当な縦付け手段、例えば
ボルト（図示せず）によって共に保持されており、下方
部分１１には、高圧流体源に接続された導管に接続する
内部にネジを切った入口ボート１３とこの弁にて制御を
行なう流体の流れる導管に接続するための内部にネジを
切った出口ボート１４が形成されている。これらボート
１３と１４との間の弁体部分１１内では、弁座１６によ
ってオリフイス１５が囲まれている。弁座１６の上の弁
体部分の内部にゴム製の弾性ダイヤフラム１９からなる
主弁部材が延びており、このダイヤフラムの縁部分は、
弁体部分１１と１２との間に侠持されている。

このダイヤフラム１９と弁体部分１２は弁座１６に面し
ているダイヤフラムの側面とは反対側に室２０を構成し
ている。この室の中心部にあるダイヤフラム１９は、ゴ
ムのような弾性体２３と対向している折曲げ綾部を有す
る金属ヮッシャ２２から成る主弁部村２１をその下面に
支持している。一方このダイヤフラム１９の上面には、
金属受け板２４が設けられ、ボルト２５とナット２６は
、ダイヤフラム１９と、弁部村２１と、受け板２４との
集合体を一つに保持している。弁体部分１２と受け板２
４との間に設けられている圧縮バネ２７は、常時主弁部
材２１を弁座１６に向けて押圧している。本実施例では
、入口ボート１３と室２０を蓮通させるブリード通路３
０が弁体内に設けられている。このブリード通路３川ま
、弁体部分１１内のブリード通路３１とこれと協働する
弁体部分１２内のブリード通路３２から成っている。上
方弁体部分１２は、室２０から流出する流体量を制御す
るパイロット弁３４を支持する。

このパイロット弁３４は、室３５を含み、この室３５は
通路３６を介して室２０と蓮通しかつ一部が弁体部分１
２、一部が弁体部１１に形成されている通路３７を介し
て出口ボート１４と蓮適している。室３５に通じる通路
３７の端を弁座３８（第２図参照）が取り囲み、この弁
座３８は、電気ソレノィド４１によって移動する電機子
４０の下端に固定された垂直に移動自在なパイロット弁
部材３９と孫合するようになっている。この作動パイロ
ット弁部材３９には、図示したようにソレノィドが使わ
れているが、他の電気、空圧または液圧式のアクチュェ
ータも使用可能である。パィロット弁部材３９は、常時
圧縮バネ４２によてパイロット弁座に押圧されている。
ブリード通路３１は、上端で拡大されており、流れ制御
機素４６を収容する凹部４５を構成している（第３図、
第４図参照）。本実施例では、流れ制御機素は、米国特
許第２巡９１３４号、第２４５４９２計号および第２７
７５班４号に記載されているような環状ゴムワッシャを
含むような型式のものである。添附図面には、上記米国
特許第２７７５９８４号に記載のものと同様な流れ制御
機素が示されている。流れ制御機素４６は、中央オリフ
ィス４７を有し、流体はブリード通路３１からこのオリ
フィスを通ってブリード通路３２へ流れる。この機素４
６は、両端での圧力差が増加するとオリフィス４７の断
面積を減少させて流れを制御するようになっている。こ
のオリフイス４７の寸法が小さくなるのは、機素４６が
榛わむ（第３図と第４図を比較）ためで、圧力差が増加
すればするほど機素４６が大きく榛わみオリフィス４７
がより小さくなる。従って圧力差が変化してもオリフイ
ス４７を通過する流量は常に一定となる。弁が第１図に
示すように閉じている時、ボート１３からの入口圧力と
同じ圧力が室２０１こ加わり、この圧力の力とバネ２７
の力が共に主弁部材２１に加わるのでこの部材は弁座１
６に押圧される。

従って、流体はボートパイロット弁座３８上には、パイ
ロット弁部材３９が着座しているので、室２０から出口
ボート１４へは流れない。更にブリード通路３川こも流
れないので制御機素４６の両端には圧力差がない。従っ
てこの機素は榛わまず、第１図および第３図に示すよう
な状態になっている。ソレノィド４１が附勢されると、
パイロット弁部材３９が上方へ移動し（第２図参照）、
高圧の流体が室２０から通路３６と３７を通って出口ボ
ート１４へ流れる。

このため室２０内の圧力が下がり、主弁部材２１の下方
の入口圧力によって弁部材２１が上方へ移動され、弁座
１６から離間する（第２図参照）。この結果、主弁は、
関となり、ボート１３からボート１４へ流体が流れる。
また入口圧力の流体が通路３０と機素４６のオリフィス
４７を通って室２０へ流れこむ。この流れが生じても流
体は、直ぐに室２０から通路３６と３７を通って流れて
しまうので弁状態を変えなし、。しかしながらこの時流
れ制御機素４６の両端には、圧力差があるのでこの制御
機素は、第２図および第４図に示すように榛わんでオリ
フィス４７の断面積を減少させる。弁を閉じるには、ソ
レノィド４１を除勢し、バネ４２によってパイロット弁
部材３９を移動させてパイロット弁座３８と係合させる
。

すると流体は室２０から流出できない。しかしながらこ
のとき入口圧力の流体がブリード通路３０およびオリフ
ィス４７を通って室２０内へ流れ込んでいる。室２０内
の圧力が十分に高くなると、この圧力とバネの力から発
生する力は、ダイヤフラム１９の下の入口圧力の力より
大きくなり、主弁部材２１が移動して主弁座１６と係合
する。オリフィス４７の寸法は、パイロット弁が閉じた
後で室２０が流体でゆっくりと満たされるような値にし
てある。このようにして主弁部材がゆっくりと閉じられ
、入口ボート１３に接続されたライン内での液体のショ
ックが回避される。更に室２０は、同一の低速で満され
るので、王弁部村２１は、入口ボート１３の流体の圧力
値とは無関係に同一の低速度にて弁座１６に向って移動
する。これは、流れ制御機素４６のオリフィス４７を通
る流体の流量が、機素の入口端に加わる圧力にかかわら
ず一定であるからである。流れ制御機素４６は、弁が開
閉するたびに、榛わむためオリフィス４７に生じやすい
異物附着が少ないので、オリフィスの閉塞を防止できる
。

この利点は、固定したブリード通路を使用する場合には
得られない。以上で好ましい実施例を参考して本発明を
説明したが、本発明はこれら実施例のみに限定されるの
ではなく、添附した特許請求の範囲内で種々の設計変更
が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、主弁部材およびパイロット弁が閉じている状
態の流れ制御機素を利用した本発明に係るパイロット操
作弁の断面図である。 第２図は、主弁部村およびパイロット弁が開いている状
態を示す第１図と同様な図である。第３図は、両端に圧
力差がない時の流れ制御機素を示す拡大部分図である。
第４図は、流れ制御要素を流体が流れている時の第３図
と同機な図である。１３……入口ボート、１４・・・・
・・出口ボート、Ｉ５・・・・・・オリフィス、１６…
・・・弁座、２０・・・・・・室、２１・・・・・・主
弁部材、３０・…・・ブリード通路、３４・・・・・・
パイロット弁、４６・・・・・・流れ制御機素。 ‘′Ｇ ／‘′○ ２ Ｆ／Ｇ３ ‘／Ｇ夕

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ａ 高圧領域に接続する入口ポートと、低圧領域に
   接続する出口ポートと、上記ポートの間にあつて弁座で
   囲まれた内部オリフイスと、を有する弁体と、ｂ 上記
   弁座と係合して弁を閉じまた上記弁座から外れて弁を開
   けるよう移動可能な主弁部材と、ｃ 上記弁座に対面す
   る上記主弁部材の側面とは逆の側で上記弁体内に設けら
   れた室と、ｄ 上記室と上記入口ポートの高圧と比べて
   圧力が低い領域との間の連通状態を制御するパイロツト
   弁と、ｅ 上記弁体内に設けられ、上記入口ポートと上
   記室とを連通させるブリード通路と、ｆ 上記高圧領域
   と低圧領域との間の圧力差とは無関係に上記ブリード通
   路を通過する流体の流量を一定に保つために、上記ブリ
   ード通路内に設けられた、弾性材料環状ワツシヤの形の
   流れ制御機素と、から成る弁。 ２ 上記ブリード通路は、拡大した凹部を有し、上記流
   れ制御機素が上記凹部内に位置する特許請求の範囲第１
   項記載の弁。