JPS61502988A - 一定の流量を送り出すための圧力均り合いピストンを有した液体流量調整装置 - Google Patents

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】 一定の流量を送り出すための圧力物り合いピストンを有した液体流量調整装置 発明の背景 この発明は一般に、比例した一定量の送出をする液体流量調整装置に関し、特に 詳細には、負荷への一定量の流出量を維持するために、液体供給の圧力及び送出 された液体の圧力が、往復運動するピストンの互いに反対側に位置する両端部に 加圧される型式の調整装置に関する。

たくさんの種類の比例調整装置が、用いられている。

しかしながら大抵の場合は、この種の調整装置は、あらかじめ定められた流出量 およびあるいは圧力範囲に従って流口への流出量を配分するための作用をする流 出量調整装置と分離して設けられ、これに機械的あるいは電気的に接合された圧 力感知機構を利用する。大抵の場合、この種の調整装置は、もとにもどすあるい はあらかじめ定められた流出量範囲が、圧力感知面に作用する機械的なスプリン グを通して規定される、作用刀物り合い装置である。

これらの調整装置は、大変良好であり、高度な信頼性を有するけれども、圧力感 知手段と流出量調整手段とを別々に使用する。それゆえ、一般的に、完成された 装置は、複雑となり、かつ高価なものである。さらに、圧力感知機構と流出量調 整機構とが、物理的に分離されているため、流出量分配調整部材を流出量及び圧 力とつりあいさせることが困難である。

調整技術においては、比例調整器は木質的に、補正運動にたよるため、誤差を生 ずることが良く知られている。

かくして、これらの装置は一般に、“緩衝”調整装置と呼ばれており、入口及び 出口圧力に与えられた感度に対して、補正したあるいは修正した流出量が、調整 範囲あるいは比例範囲全般にわたって変化しなければならない。

さらに、調整技術においては、緩衝を最小にすることは、調整装置感度あるいは 利得を増加することによって達成されることが良く知られている。しかしながら 、一般に高利得比例調整装置は不安定であり、そしてあらかじめ定められた入口 変量以上の要求された出力調整を達成するための付加的な安定機構を必要とし、 典型的な従来の調整装置のコストをさらに増加する。

発明の詳細な説明 ここに開示された装置は、比例性が、ピストンの端部あるいは閉鎖部材のどちら においても、本質的に等しい圧力感知域の使用を通して、単一の往復運動するピ ストンを圧力物り合いすることを通じて達成されることに、新規性がある。流体 連通する入口及び出口部分を持った装置、すなわち流出量調整オリフィスを横切 って連結された装置にあっては、送出あるいは出口流体圧力及び入口流体圧力の 両者が、共通のピストンに作用する。それゆえ、供給圧力およびあるいは需要圧 力の変化によって引きおこされた圧力降下に従って、ピストンを移動する。

調整ピストンの人口部分及びその周囲のハウジングは、可変調整オリフィス及び バイパス口を形成する。それゆえ、作用は、おのおのの口の組み合わせによる出 口および人口圧力のため、ピストンは、ハウジング内で位置を選定され、対応す るバイパス流をつくる。しかしながらピストン／台座形状のため、ピストン力は 、本質的につりあったままであり、その結果極めて小さな比例誤差しつの可動部 分を使用しており、極めて単純な操作である。

新規な圧力つりあいピストンは、効果的な高比例利得を供給する比較的高率な比 例スプリングの使用を許容する。

図面の簡単な説明 第１図は、開示された調整器の断面図であり、特にすべて閉じられてバイパスさ れていない状態における流入、送出及びバイパス口を持った往復運動するピスト ン全体とポペットアッセンブリーを示す。

第２図は、好ましい水力学的回路における本発明による調整器の半概要図に組み 入れられた第１図の付加的な断面図であり、特に関連づけられた流出オリフィス を示す。

第３図は、特に本発明の調整器及び好ましいシステムの機能的に同等なものを示 す系統図である。

発明の詳細な説明 主に第１図に関して、本発明の調整装置は、調整装置のハウジングあるいは本体 ４の内側に、往復運動可能に配置されたピストン緩衝アッセンブリー６を使用す る。

ピストンアッセンブリーは、内部が円すい状のボペ・ノド台座４０と接触するポ ペット閉鎖部４３よりなる。ポペット閉鎖部４３は、ピストンアッセンブリ−６ のピストン筒部４４と緩衝ピストン部５０との中間に位置する。ピストンアむピ ストン空洞４５を形成するゆ空胴４５の開放端部に隣接して、栓とスプリングリ テーナ８があり、このスプリングリテーナ８は、空胴台座４０に対してピストン アッセンブリ−６のポペット閉鎖部４３を偏位させたり調整したりするための初 期の閉鎖力を設けるための調整装置比例スプリングを一端に接している内面を有 する。調整装置本体空胴３６とピストン胴部空胴４５は、出口部１２を経てオリ フィス２４に存在する出口流体圧力のために、流体連通状態にある。

バイパス流体流は、人口１０を経て、円周状のバイパス流動室５２に入る。可変 ポペット調整オリフィス４１を通り導管２日を経て水だめ２２へ戻るためのバイ パス出口１４から出る。

第２図に関して、そして時おり第１図について述べるが、本発明の調整装置２は 、調整装置入口部１０へ導管１６を通ってポンプＩ８によって送り出された液体 供給を有することが示されている。導管１６によって供給される流体は、また外 部オリフィス２４を通過する。オリフィス２４の出口における流体圧力は、出口 側オリフィス１２を経て、調整装置に加圧される。外部オリフィス２４の液体圧 力は、１２で感知され、それから流体は導管２６を経て、外部システム（図示せ ず）へ連通される。入口１０より入ったバイパス流体流は、流室５２および調整 器空胴台座４０と流体調整ピストンアッセンブリー６のポペット閉鎖部４３によ って形成された可変オリフィス４１を通って、通過する。

それからバイパス流体は、調整装置本体空胴の円周状バイパス流出域３８へ入る 。空胴３８は、調整装置バイパス出口１４と連通状態にあり、バイパス流出導管 ２８を通って流体水だめ２２へ戻される。

流出調整ピストン筒４４は、その外周に複数のみぞ４６を形成している。ピスト ン／シリンダー直径のすき間が比較的小さいので、これらのみぞは、ピストン筒 の共働面とシリンダーの内壁との間の複雑なシールとして作用する。この種の流 体シールの低摩擦特性は、流体調整本体空胴あるいはシリンダー３６内のピスト ン圧力感知アッセンブリー６の動作をさまたげる“履歴現象！あるいは“ステイ クション”の力を大いに減少する。この構造は、４３におけるポペット閉鎖部材 及び流量調整筒４５における又はこれらに隣接した有効ピストン域を横切る差動 圧あるいは流れの圧力における小さな変化に対する、開示された調整装置の感度 を著しく増加させる。

所定の力あるいは補正された流量に対して調整された比例スプリングを伴う作用 において、入口１０に入り出口導管２６に送出するために流量オリフィス２４を 通過する吸い上げられた流体は、オリフィス２４を横切る圧力降下をもたらす。

上流側の圧力はバイパスの空洞５２内に及ぼされ、ピストンアッセンブリ−６の ポペット部分の有効域に作用し、ばね４８の偏位力に抗する方向にピストンアッ センブリーを押す。

ピストンの上流側の圧力が所定値を超え、ばねの偏位力に打ち勝つ時には、ピス トンの動きは共働する台座４０からポペット閉鎖部分４３を引き離し、可変の流 量調整オリフィス４１を通過し、空洞３８に入るバイパス流を許容する。ゆえに 、吸い上げられた供給量と供給圧における変動はピストン動作で制御され、それ により、導管２６に対して一定の出力あるいは流量を維持するように流体の変動 量をバイパスさせる。出口１２を介して感知された出口の圧力が減少する際には 、ピストンアッセンブリーの動作は更にバイパス流体を増やし、それにより一定 量の流れを維持する。逆に、もし出口側の圧力が増加するならば、ピストンの動 きはバイパスする流体の量を減らし、それによって出口側流量を維持する。

調整技術に習熟した者ならたやすく理解するであろうが・偏位したピストンアッ センブリー６の動作は、流体が、ピストンアッセンブリーの各端に及ぼされる圧 力降下に比例してバイパスし、一定の流体出力を維持するというように、均整を とる比例調整装置として作用する。

更に、開示された調整装置は、空洞ボディの台座４０と共働するポペット閉鎖部 ４３の新規な設計により、ピストンアッセンブリー６に対して、圧力均衡を図っ た作用状態をもたらす。ピストンのバランス性は、ポペットの制御オリフィス４ １における有効圧力感知域と空洞ボディ３６に隣接するピストン筒４５の有効圧 力感知域の実質上等しい直径によるものである。加えて、ピストン６の小さな軸 方向の動きに伴うポペットの制御オリフィス４１の流域の大きな変化により、ピ ストン及びバイパス流体を横切る差動区間の比例利得あるいは比例定数は高まり 、結果として低い緩衝あるいは低い比例誤差の調整装置となる。

添付の表１に示すように、送出される流体流量は精密な許容誤差に制御される。

本発明の制御装置のピストンアッセンブリーは、ボディ４の絞った直径部分４２ において往復運動する完全な緩衝ピストン５０から成る緩衝部分をも含む。緩衝 ピストンへンド５１はまた緩衝オリフィス５３を含み、作用上、パイに隣接する 空洞の絞った直径部分の体積を圧縮し、そしてオリフィスを通過する流体及び緩 衝室５４の内部又は外部にある流体を押す。斯くして、緩衝手段の加入は開示さ れる調整装置の作用が、調整装置の出口における送出された流体の圧力可能性あ るいは流体流れの瞬間的移動を最小にすることを確実にする。

調整器及び調整技術に習熟した者は、枦衝の包含は、本明細書に開示された調整 装置で明らかにされるように、より高い比例利得の利用化を許容するということ を、たやすく理解するであろう。

第３図のシステム概要図は、応用限定するものでなく、一般的に使用されるもの として、本発明の制御装置の機能面を開示し、その中で、流体は、出口流体流れ に対して可変の抵抗を示すシステム負荷２７に、出口導管２６を通過して供給さ れる。開示の助けとなるように、２７の出口は液体みずだめ２２に帰還すること が示されている。この技術に熟練した者は、本システムが一般的であること及び 様々な需要の他の形式においても、調整機能を発揮するであろうということを容 易に理解するであろう。

作用上、供給ポンプ１８は導管１６を介して概要的に描かれた調整器２に流体を 送出する。導管１６を通る流体は出口導管２６に可変オリフィス２４を通り供給 される。本発明の流量調整装置の機素に相当する類似の調整装置２の機素は、規 定されたダッシュ（°）を帯びる同一の番号として示されている。よって、導管 １２からの入口圧力は、導管１６における入口圧がピストンのポペットアッセン ブリー６の有効圧力感知域４３′に作用するので、システムの筒４４″に作用す る。同等の流量調整台座４０′は出口１０′を介して同等のみずだめ２２′に帰 還する圧力感知性のバイパス流体流れを送出するピストン調整部分４３′と共働 し、制御技術に習熟した者なら容易にわかるであろうが、本発明の調整装置は２ つの可動部品を有するユニットを作って、より高価で複雑な調整装置のすべての 特徴を含み、新規な構造の特徴を含む。斯くして、小さく、軽量で２つの可動部 品を用いる比例流体流量調整装置が開示された本発明に一致して提供されている 。開示された調整装置は前述の２つの実施例で述べられたが、本技術に習熟した 者が多くの明白な卒換、変形、変化に気づくことは明らかである。よって、開示 された本発明は、添付された特許請求の範囲の精神と幅広い範囲に含まれる交換 、変形、変化を熟慮し、包含する。

国際調査報告 特表昭６１−５０２９８８　（５）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．ポンプで送られる液体の変動するインプット圧力および／または出口側の需 要の範囲に沿って出口に一定容量の液体流を送り出すための、圧力調整可変バイ パス流を有するタイプの圧力比例調整装置において、 略円筒状のハウジングと、 前記ハウジング内の圧力比例流量調整ピストンとからなり、 前記ハウジングと圧力比例流量調整ピストンとは、緩衝ヘッドを一体をなす第１ 端部と、 前記第１端部の反対に位置する第２端部と、前記緩衝ヘッドに隣接し前記ハウジ ングと一体をなす流量を決めている直径縮小部と、前記直径縮小部に接する第１ 圧力感知域と、実質的には前記第１圧力感知域に等しく前記第２端部により境界 を定められる第２圧力感知域と、前記第１及び第２圧力感知域の中間にあるポペ ット流量調整肩部とからなり、 前記第１感知域に圧力を及ぼす液流入口圧力と前記第２感知域に圧力を及ぼす流 出口圧力とが前記直径縮小部を介してバイパス流を調整するように働いている ことを特徴とする圧力比例調整装置。
2. ２．前記流量調整肩部と第２端部との間に位置する直径増大部と、前記直径増大 部に放射状に隣接する前記ハウジング内のスロットと、それらにより円周流域を 形成してなる特許請求の範囲第１項に記載されるピストン。
3. ３．出口及び入口を有する固定流最調整オリフィスと、液流入口と、バイパス出 口と圧力感知部とを有する比例調整装置と、 略円筒状ハウジングと、 前記ハウジング内の往復する圧力比例流量調整ピストンとからなり、 前記ハウジングと圧力比例流量調整ピストンは、緩衝ヘッドと一体をなす第１端 部と、 前記第１端部と前記ピストンの反対側に位置する第２端部と、 前記緩衝ヘッドに隣接し前記ハウジングと一体をなし流量の容量を決める直径縮 小部と、前記直径縮小部に隣接する第１圧力感知域と、前記第２端部により区切 られる実質的には前記第１圧力感知域に等しい第２圧力感知域とからなり、 前記第１及び第２圧力感知域の間に位置するポペット流量調整装置と、 前記流室と、調整装置出口とを連通する手段と、 前記流量調整オリフィス入口と、調整装置入口と第１圧力感知域とを連通させる 手段と、前記流量調整オリフィス入口と、調整装置感知部と、第２圧力感知域と を連通する手段とからなり、 可変流体入口圧力と出口側の需要とが前記調整装置の第１及び第２圧力感知域と がそれぞれ共働し前記流量調整ピストンを適当な位置に動かしかつ予め決められ た流出量を維持することを特徴とする流体流量調整装置。 表１▲数式、化学式、表等があります▼発明の詳細な説明