JPS6237711A - 流量制御装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、電磁作動器にて駆動される流量調整機器を用
いると共にコンピュータを利用してＪ、ｌｊ密な流量調
整を行なう様にした流量制御装置ａに関するＯ （従来の技術） 気体や液体の荒漬を厳密に且つ実時間で制御するには、
コンピュータを用いるのが褒適である、この場合、コン
ピュータとのマツチングや精度等を考慮すると、流電調
整機器は、入力ｍ気信号とプランジャとの変位が略正比
例する電磁作動器に依り駆動するのが望ま１−、い。

この様に全システムを電気的に構成すると、精度や速度
の点で満足のいくものができる。っ然しなから、逆に新
たな決意が現われる。つまり、流電調整機器の閉止時に
於ける栓体と栓座との接合状態が不安定であるという串
である。

何故なら、栓体がト全座に軽く接触しても強く接合して
いても流電は零で変らない。流量だけを観測していたの
では、栓体と栓座間の接合力の大小がｆｔＪらｔｌ−い
。従って、流量調整部器を駆動する電磁作動機が閉止後
直ちに停まるのか、閉＋に後に栓体と栓座とが過度に接
合してから停止するのか不確定である。

もし、閉止後の冷体と栓座との接合力が過剰であれば、
これらの損傷の原因になる。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、叙ヒの問題点に鑑み、これを解消する為に創
察されたもので、その目的とする処は、流量調整機器の
閉止後の栓体と栓座とが過ｙ５：　Ｈ，７，７３斤して
これらが損傷しない様にした流量制灯裂′Ｕを提供する
にある。

（問題点を解決するための手段） 本発明の流量制御装置は、流体が通過する配）Ｔと、配
管の途中に介設された流量調整部器と、流電調整Ａ器の
スピンドルに連繋されてこれを開閉作動させる電磁作ｉ
Ｊと、配αの別の途中に介設されて流体の温度と一次側
圧力と一次側圧力とを検出する温度圧力演出器と、温度
圧ｊＥ検出（塁ハきへの各出力信号をノイズカットする
ローパスフィＩｉ・夕と、各ローパスフィルタの各出力
信号を増晶Ｊ−る増幅回路と、各増幅回路からの６出７
Ｕ信号ぺ一アナログからデジタルに変喚するＡ／Ｄ変換
器１１．、各、Ａ　／　Ｄ変換器からの各出力１言号に
依り流体実流量を計算するコンピュータと、コンピュー
タに依り計算された流体実流１と予め設定してＡいた’
ｒ＋Ｅ。

体没定流承とを比較する流量比較回路と、各増幅回路か
らの各出力信号の異常変動を検出するＯＲ回路と、温度
圧力演出器からの一次側圧力出力信ト−を微分して流Ｍ
調整１器の開閉方向を決定する微分回路と、流電調整機
器の一部に設けられて栓体と栓座との接合力を検出する
歪センサと、歪センサの出力１Ｍ号を増幅する増幅器と
、増１福器を経た検出接合力と予め設定して置いた停止
設定接合力とを比較する接合力比較回路と、流量比較回
路とＯＲ回路と微分回路と接合力比較回路の各出力信号
に依り流電調整機器の開・閉・停止の各動作を決定する
アップダウンストップ選択回路と、アップダウンストッ
プ選択回路からの出力信号に依り電磁作動器を制闘する
コントローラから構成した事に特徴が存する。

（作用） 流電調整機器の一部に設けた歪センサに依り閉山時に於
ける栓体と栓座との接合力が検出され、これが予め設定
して置いた停止設定接合力を趣えた場合には、電磁作動
器の運動が停止される。

従って、閉止時の栓体と栓座との接合力が所定の１直に
なり、これらの損傷を防止できる。

（実施例） 以下、本発明の実惟例を、図面に基づいて説明する。

図面は、本発明の実施例に係る流量制御装置の回路系統
図である。

流量制弾裟ｆｉｌは、配遼２、流１調整機器３、電磁作
動器４、温度圧力演出器５、ローパスフィルタ６．７，
８、増幅回路９，１０，１１．Ａ／Ｄ変換器１２．１３
．１４、コンピュータ１５、流量比較回路１６、ＯＲ回
路１７、微分回路１８、歪センサ１９、増・、１畠器２
０、接合力比較回路２１．アンプダウンストップ選択回
路２２、コントローラ２３とからその主要部が干ｒｌｔ
成されている。

配管２には気体や液体等の流体が流れる。

流量調整１幾器３は、配・α２の途中に設ける。これは
、ニードル型、仮型、五個、スリーブ型Ｑｌｎの適当な
機器を用いる事ができ、スピンドル２４の昇降に依りこ
れに設けた栓体が筐体に設けた栓座（ζ当離座して流電
調整が行なわれる。

！ん萩作′ＫＩＪＪ器４は、流は１［４器３のスピンド
ル′・２４にそのプランジャが連繋されてこれを開閉作
動させるもので、入力市電信号とプランジャとの変イｆ
ｌが略正比例するものが用いられる。

流が調整機器３の、開度は、指針と目盛に依って直視で
きると共に、電磁作動器４のプランジャの運動を検出器
２７に依り検出してバルブ開度表示器２８にデジタル表
示される。

温度圧力検出器５は、配ゴ２の別の途中に配備する。こ
れは、内部にオリフィス（ノズルでも良い）を備えて、
温度Ｔ１−次側圧力Ｐ１、一次側圧力１）２を測定する
。市ゲージや差動トランス等のセンサーを用いる事に依
り電圧信号としてこれらの’ｂ７報を得る事ができる。

流屯調蔑ツ器３の一部、例えばスピンドル２４の；迷子
部分には歪センサ１９を設ける。これには、スピンドル
２４を通じて栓体と栓座との接合力に略等り、い接合力
ｌ；が加わる。

消センサ１９からの出力浦号は、増幅ｚ３２０で増幅さ
れた後に接合力比較回路２１で停止設定ｉ度合カド１、
と比較される。停止設定接合力Ｆｏは、接合力のＬ限を
規定するもので、予め設定して置かねば・′ｃらない。

接合力比・咬回路２１の出力信号は、アップダウンスト
ップ選択回路２２に入力される〇 ここで、（Ｆ−Ｆ、）＜Ｏであれば、電磁性−，′ｊＪ
”ＬＰｒ４は運動を許容されるが、（Ｆ　　Ｆｏ）〉０
になると、′心臓作動器４の連山は停止する（美になっ
ている０ 以下、全体の作用を説明する。

最初、流量比較回路１６に所望の流体設定流はＷｓを与
える。

温度圧力検出器５は、オリフィスを通−する流体の温度
Ｔ、−次側圧力Ｐ１、一次側圧力Ｐ２をε；す定する。

これらの電圧信号は、μＶ詐度でノイズを含み、インピ
ーダンスも高い。

そこで、ローノ？スフイルタロ、７．８に通し７てノイ
ズをカットした逢、増幅回路９，１０゜１１で増帰し２
てＡ／Ｄ変換回路１２．１３．１４に依ってデジタル量
に変換される。

コンピュータ１５は、例えば圧縮性流体に関する次の流
量式に依って流体実流量ＷＯを計算する。

ここで、Ｃｖは速度係数、Ｃｃは縮！ｆ！数、βは絞り
面積比、Ｘは比熱比であり、これらの定数は予めコンピ
ュータ１５に入力して置く。γ１は密度であり、これは
温度Ｔの関数である。

配管２を流れる流体の流量が多い時は、バイパス路四に
設けたバイパス１器加を開いて分流させる。この場合、
バイパス；量器１２の開度パラメータＥもコンピュータ
１５の計算式に入ってくるのは勿論である。

コンピュータ１５で計算された流体実流ＭＷｏと流体設
定流ＱＷｓとは、流量比較回路１６で比較される。

（Ｗｏ−Ｗｓ）の（直が正、負、零の場合に依ってアッ
プダウンストップ選択回路２２の三つの状！害、つまり
上昇、下降、停止のうちの一つが選択される。

電磁作動器４は、前記信号に応じてコントローラ２３に
制卸されて上昇、下降、停止する。そして、流１調整１
（滲３の栓体は、流体実流１Ｗｏと流体設定流量Ｗｓの
差の絶対直１　（Ｗｏ−Ｗｓ）１を減少させる方向へ変
位する。

流体実流ｆｆ１Ｗｏの計算は、一定すンプリング時間Ｔ
ｓ毎に行なわれる。従って、自動的に迅速な洛正動作が
遂行され、流体実流ｆｉＷｏは速やかに流体設定流１Ｗ
ｓに収束する。

次に、流ｆｌｔ　２Ｉ５　Ｗ　！ｅｌ　：雰３の閉止時
に就いて述べる。

例えば、閉山の為に流体設定流量Ｗｓ＝０とすると、栓
体が栓座に怪（接触しただけでもＷｏ＝　０になるから
、Ｗｏ−Ｗｓ＝０で、電磁作動器４の運動は停止してし
まう。

然しながら、栓体と栓座との間には、ある：呈度の押圧
力が働いていなくてはならない。そうでなければ、微少
な漏れを駆出できない。

そこで、例えば＼Ｖｓ＝−δ（δ＞Ｏ）に設定する。そ
うすると、Ｗｏ＝０であっても、流量比絞量１洛１６は
停止信号を出さずに電磁作動器４は運海を特売できる。

徐々に歪センサ１９に力白わる接合力Ｆが増加するから
、やがて停止設定接合力Ｆｏに達する。ここで、接合力
比較回路２１は、アップダウンストップ選択回路２２に
停止信号を与える。この為、コントローラ２３を介して
電磁作動器４の運動は、停止される。

ＯＲ回路１７と微分回路１８は、緊急保護系統に係る０ ＯＲ回路１７は、温度Ｔ１−次側圧力Ｐｌ、一次側圧力
Ｐ２の急激な変動を検出してコンピュータ１５を通さず
にアップダウンストップ選択回路２２に緊急指令を与え
る。

ｆ数分回路１８は、一次側圧力Ｐ２の急激な変動の「増
」又は「減」の方向を知る為のものである。

尚、本実施例では、流量比較回路１６、接合力比・咬回
路２１．アップダウンストップ選択回路２２等は、コン
ピュータ１５の外部に設けているが、これらの機能をコ
ンピュータ１５の内部で代替させる事もできる。

又、コンピュータ１５としては、マイクロコンピュータ
を６ｐうのが、経済性の点で有利である。

（発明の効果） 以上既述した如く、本発明に依れば、次の様な優れた効
果を奏する事ができる。

（１）流１調整機器の閉止時に、栓体と栓座どの接合力
を停止設定接合力以下に規制できるので、枠体と栓座と
の間で起生する１４城的１４１′発を防１上する慣がで
きる。

（２）流体実流量を算出するのにコンピュータを用いる
為に、変動が多くても厳密に且つ迅速にこれが行なえる
。

（３）流ス調整煽器は、電磁作動器にて１駆動する様に
しているので、栓体変位を厳格に規定する事ができる。

（４）温［ヂ、−次側圧力、一次側圧力の異常急変をＯ
Ｒ回路で検出してこれをアップダウンストップ選択回路
へ直接入力する様にしているので、コンピュータに依る
演算が追随できない種な前記異常な急変動があっても流
１！、ＩＩ！：１１：慣器を迅速に作動する事ができる
。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明の実施列に係る流量制御装置の回路系統
図である。 １　　・・・流量制御装置 ２　　・・・配管 ３　　・・・流１調整機器 ４　　・・パ纜磁作動器 ５　　・・・温度圧力険出器 ６〜８・・・ローパスフィルタ ９〜１１・・・増幅回路 １２〜１４・・・Ａ／Ｄ変換器 １５　　　・・・コンピュータ １６　　　・・・流量比較回路 １７　　　・・・ＯＲ回路 １８　　　・・・微分回路 １９　　　・・・歪センサ ２０　　　・・・増幅器 ２１　　　・・・換金力比・絞回路 ２２　　　・・・アンプダウンストップ選択回路２３　
　　・・・コントローラ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 流体が通過する配管と、配管の途中に介設された流量調
   整機器と、流量調整機器のスピンドルに連繋されてこれ
   を開閉作動させる電磁作動器と、配管の別の途中に介設
   されて流体の温度と一次側圧力と二次側圧力とを検出す
   る温度圧力検出器と、温度圧力検出器からの各出力信号
   をノイズカットするローパスフィルタと、各ローパスフ
   ィルタの各出力信号を増幅する増幅回路と、各増幅回路
   からの各出力信号をアナログからデジタルに変換するＡ
   ／Ｄ変換器と、各Ａ／Ｄ変換器からの各出力信号に依り
   流体実流量を計算するコンピュータと、コンピュータに
   依り計算された流体実流量と予め設定して置いた流体設
   定流量とを比較する流量比較回路と、各増幅回路からの
   各出力信号の異常変動を検出するＯＲ回路と、温度圧力
   検出器からの二次側圧力の出力信号を微分して流量調整
   機器の開閉方向を決定する微分回路と、流量調整機器の
   一部に設けられて栓体と栓座との接合力を検出する歪セ
   ンサと、歪センサの出力信号を増幅する増幅器と、増幅
   器を経た検出接合力と予め設定して置いた停止設定接合
   力とを比較する接合力比較回路と、流量比較回路とＯＲ
   回路と微分回路と接合力比較回路の各出力信号に依り流
   量調整機器の開・閉・停止の各動作を決定するアップダ
   ウンストップ選択回路と、アップダウンストップ選択回
   路からの出力信号に依り電磁作動器を制御するコントロ
   ーラとから構成した事を特徴とする流量制卸装置。