JPS624972A - パイロツト作動式逃し弁装置 ピストン - 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】 仝−殉−訃然ｔ；−ｎｕ力１皿 発明の分野 本発明は、主逃し弁が全開して流体を流しているときは
系統流体を搬送しないパイロット弁によって作動される
型式の流体圧力逃し弁に関する。

発明の背景 この種のパイロット弁は、ブローダウン中逃し弁をその
閉鎖位置へ戻す際優れた作動安定性を有する。なぜなら
、この種のパイロット弁は、着氷現象や、系統圧力に関
係しないその他の現象を起す可能性のある流動流体によ
って影梼されないからである。

いわゆる「スナップ動作」型パイロット式逃し弁は周知
である。この型式の弁におい一〇は、系統圧力が設定値
に達すると、パイロット弁が弾発的に開いて直ちに全開
位置にまで上昇し、それド、よって逃し弁な直ちに全開
位置へ移動させる。しかしながら、ある種の条件下では
、系内流体の過度の排出、即ち、系統圧力を設定値より
低くするのに必要とされるより以上の系内流体の排出が
生じることがある。

発明の目的 本発明の目的は、スナップ（弾発的に）開閉せず、過剰
圧力の度合、即ち、系統圧力が設定値を越えた量に比例
または対応して開放するようにすることによって上記問
題を克服することである。

本発明の他の目的は、主逃し弁が全開位置にあって流体
を流しているとき、あるいは系統圧力が設定値より低い
値であるときは流体を通さないようになされたパイロッ
ト弁を提供することである計本発明の他の目的は、上記
特徴を有し、かつ、現場試験を行うための能力を備えた
パイロット弁を提供することである。

本発明の更に他の目的は、最小限の運動部品で構成する
ことができ、構造が簡単で、作動上の信頼性の高いパイ
ロット弁を提供することである。

発明の概要および作用効果 上記目的を達成するために、本発明は、内部圧により逃
し弁ディスクに閉鎖力を加えるようになされたドームを
有する型式の逃し弁と共に使用するための新規なパイロ
ット弁を提供する。この種の逃し弁においては、系統圧
力が設定値より低い間は逃し弁を閉鎖状態に保持するよ
うに系統圧力を上記ドームに作用させるようにしたパイ
ロット弁を用いることは周知である。通常、逃し弁を閉
鎖状態に保持するのを助成するために圧縮ばねが設けら
れる。いずれにしても、系統圧力が設定値を越えると、
パイロット弁がドームを系統圧力から切離して、ドーム
内の圧力を排出させ、逃し弁を開放するようになされて
いる。本発明の１つの特徴は、パイロット弁に調整特性
を与えることである。即ち、本発明のパイロット弁は、
逃し弁を過剰圧力の度合に比例した祉だけ開放させるこ
とができる。

しかも、本発明のパイロット弁は、弁本体に形成された
チャンネル内に配置されるスリーブ部材と制御桿部材の
、僅か２つの運動部品を必要とするだけである。制御桿
の軸方向の移動は、逃し弁ディスクの上流においてｆＡ
統正圧力接続された感知導管を通して系統圧力によって
常時制御される。

スリーブは、制御桿によって軸方向に移動されるように
なされており、排出弁ディスクを構成する。

このディスクは、逃し弁のドームを排出ボートから遮断
するために出口弁座に当接して閉舶されるか、あるいは
、該ボートを通しての逃し弁のドームの圧力抽出速度を
可変制御するために出［■弁座からの持上がり嵐を制御
されるようになされている０ 本発明のもう１つの特徴によれば、−ｈ記制御桿とスリ
ーブは、それぞれ人１−１弁ディスクと、入１１弁座を
構成し、両者が協同して、系統圧力が設定値より低い間
は糸ａＬｆ−力をドームへ連通させる入１１弁を構成す
る。しかしながら、系統圧力が設定値より低いとき、ド
ーム圧が系統圧力と平衡化されると該入目弁を通しての
流体の流れは停止する。

即ち、入口弁は、設定値より僅かに低い所定の値におい
て閉鎖し、それによってドームを系統圧力から隔絶し、
系統圧力か該所定値より高い間は入口弁を通してのそれ
以上の流れを阻止する。

本発明の更に別の特徴によれば、系統圧力が設鉋値にま
で上昇した後、制御桿がスリーブを持上げ始め、それに
よってドーム圧を排出ボートを通して逃がし始める。ド
ーム化の排出速度は、圧力過剰の度合の関数である。即
ち、圧力過剰の度合が小さいときは、ドーム圧は徐々に
逃がされ、その結果、逃し弁ディスクはその弁座から僅
かしか持上げられず、従って、系統圧力は徐々に逃がさ
れる。反対に、圧力過剰の度合が大きい場合は、スリー
ブが大きく持上げられてドーム圧がより急速に排出され
、従って、逃し弁ディスクがその弁座から大きく上昇す
る。

実施例の説明 第２図を参照すると、圧力逃し弁１２と、パイロット弁
１４とから成る装置全体か示されている。

逃し弁１２は、慣用構造のものであり、入目２０および
出口２２を有し、それらの間に位置する弁座１８を備え
た弁本体１６と該弁座に対し閉鎮位置と開放位置の間で
移動自在の逃し弁ディスク２４と、弁本体に取付けられ
、ディスク２４の上方にドーム３０を画定するカバー２
８とから成り、ドーム内の圧力がディスク２４にそれを
弁座１８に対して閉鎖させる方向に力を及ぼすようにな
されている。圧縮ばね３２も、弁部材即ちディスク２４
を閉鎖させる方向の力を及ぼす。ディスク２４の、ドー
ム３０内での有効面積は、図示のように、弁座１８の有
効面積より大きくなるように設計することができる。人
目２０は、この逃し弁１２によって制御すべき高圧流体
系統（図示せず）に接続される。（この流体系統内の流
体圧力を「系統ＩＥ力」と称する。） ここに示した逃し弁１２の構造は単に例として示された
ものであり、本発明のパイロット弁１４は他の構造の逃
し弁にも組合せることができることは明らかであろう。

逃し弁とパイロット弁と＆１．５本の４管即ち感知導管
３４と、ドーム導管６６と、パイロット排出導管３Ｂに
よって接続されている。いかなる条件下においても、感
知導管３４は系統圧力下にあり、ドーム導管３６はドー
ム圧力下にあり、パイロット排出導ｖｆ３８は、逃し弁
の弁座１８の下流の出口２２に、あるいは低圧または大
ＸＩｕ下の他の適当な接続部に接続されている。

作動において、糸ＡＧＥ力がパイロット弁の設定値より
低いときは、系統内の流体が感知導管３４、パイロット
弁１４およびドーム導管６６を介してドーム５０と連通
しており、ドーム３０に系統［ト。

力を導入する。従って、系統１）−力に等しいドーム圧
力とばね５２とで、ディスク２４を該ディスクに直接及
ぼされる系統圧力に抗して弁座１８に１接閉鎖するのに
十分なカン及ぼす。このような圧力条件下では、ドーム
６０はパイロット排出導管３８には接続されない。しか
しながら、系統圧力が上記設定値を越えると、パイロッ
ト弁がドーム５０とパイロット排出導管３Ｂとの接続部
を開放し、それによってドーム圧力を低下させて逃し弁
ディスク２４を弁座１８から上昇させ、系統内流体を出
口２２へ排出させる。この点においては本発明のパイロ
ット弁を組合せた逃し弁も、在来のバイロッジ式逃し弁
と同様の態様で作動する。しかしながら、その池の点に
おいては、本発明のパイロット弁の構造および作動は、
以下の説明から分るように在来のパイロット弁とは著し
く異る。

パイロット弁１４は、第１図に示されるように、本体部
材４０とピストンアダプタ４２とから成り、ボルト４６
によってボンネット４４に結合された弁本体を備えてい
る。ピストンアダプタ４２は、ピストン４８を摺動自在
に受容する孔を有している。後述するようなある種の作
動条件に適合するために、所望ならばピストン４８にＯ
リングシール５０を施すことができる。本体部材４０は
、チャンネル５２を画定する孔および端ぐり拡大孔を有
している。このチャンネル５２と、ピストンアダプタ４
２の孔とは共通の軸Ｍ５４を有している。

本体部材４０は、導入通路５８を介して感知導管３４と
連通する室５６を画定する四部を有している。０リング
シール５０が用いられない場合は、適当な可撓性材料の
ダイヤフラム６０を０リングシール６２と共にボルト４
６によって部材４０と４２の間に挟着する。このダイヤ
フラムは、ピストン４８に螺入するナツト６４によって
ピストン４８にも締着する。かくして、系統圧力は室５
６内に常時存在し、ピストン４８の有効作用面に該ピス
トンを図でみて上方へ押上げる方向に及ぼされる。ピス
トン４８の有効面積を小さくすることが望ましい、パイ
ロット弁の設定値が高い場合には、ダイヤフラム６０を
省除してＯリングシール５０を用いることが好ましい。

反対に、ピストン４Ｂの有効面積を大きくすることが望
ましい、パイロット弁の設定値が低い場合は、０リング
シール５０を省除してダイヤフラム６０を用いることが
好ましい。

ばね押えワッシャ６８と７０の間に圧縮された圧縮ばね
６６は、一端においてピストン４Ｂを押圧し、他端にお
いてボンネット４４に螺着された調節スリーブ７２を押
圧する。スリーブ７２は、ロックナツト７４を有し、好
ましくは着脱自在のキャップ７６によって密閉される。

ダイヤ７ラムナツト６４には、入口ディスク部材７８が
螺入されている。これらの２つの部材６４．７Ｂとピス
トン４８とで、「制御桿」と称する副組立体を構成する
。

入口弁座８０と、０リングシール８４を弁座８０に押圧
して保持する入口弁座保持部材８２と、部材８０と８２
とに螺合して両者を結合する入口弁コネクタ８６とから
成るスリーブ副組立体がチャンネル５２内に摺動自在に
挿入されている。入口弁コネクタ８６は、室５６からの
流体を通すための１つまたはそれ以上の軸方向の平坦面
８８を有している。入口弁座８０は、入口ディスク部材
７８の周面との間のクリアランスによって画定される内
部流れ通路９０を有する。この通路は、入口弁座８０と
対面するダイヤフラムナツト６４の表面の１つまたは複
数の溝によって画定されるクリアランスを介して室５６
と連通し、更に、Ｏリングシール８４および通路９２を
通してドーム導管３６に連通ずる。

出口弁座保持部材９４が、チャンネル５２内に挿入され
・該チャンネルの拡大孔部分によって画定される環状肩
部に圧接されている。保持部材９４は本体部材４０に螺
入された出口弁座９６によって所定位置に保持される。

部材９４と９６の間にはＯリングシール９８が保持され
る。入口弁座保持部材８２の一端は、弁座９８と協同す
る出口弁ディスクを構成する。入口弁座保持部材８２の
該一端の周りの空間１００をチャンネル５２から隔絶す
るために部材９４に形成された溝内に環状の静止Ｏリン
グシールが装着されている。スペース１００は、本体部
材４０に形成された内部パイロット排出通路１０２を介
してパイロット排出導管３８に連通している。

以上の説明から明らかなように、チャンネル５２内には
運動部品は２つしか存在しない。即ち、１つは、ピスト
ン４８およびそれに付設されたナツト６４と、入口ディ
スク７８とから成る制御桿副組立体であり、他の１つは
、入口弁コネクタ８６によって結合された入口弁座８０
と入口弁座保持部材８２から成るスリーブ副組立体であ
る。

スリーブ副組立体は、その一端において出口弁ディスク
（弁体）を構成するとともに、他端において入口ディス
ク部材（弁体）７８と協同する入口弁座を構成する。ス
リーブ副組立体は、チャンネル５２内で摺動自在であり
、出口弁ディスクが座着したときナツト６４の下方移動
を制限する停止体として機能する。各部材の寸法は、出
口弁デイスフが座着し、ナツト６４が入口弁座８０に衝
接したとき、大口弁ディスク７８が第１図の軸線５４の
左側部分に示されるように入口弁座８０から離間するよ
うに寸法づけされている。これは、系統圧力がスリーブ
７２の調節によって定められるばね６６の圧縮力によっ
て決定される設定値より低い値にある状態に相当する。

この状態では系統圧力は、感知４督３４、通路５８、室
５６、通路９０およびドーム導管５６を通してドーム３
０と連通し、逃し弁ディスク２４を座着させている。

系統圧力が増大すると、室５６内の圧力も増大する。系
統圧力がパイロット弁の設定値より僅かに低い所定値に
達すると、室５６の圧力はばね６６の力に等しい力をピ
ストン４８に及ぼす。室５６の圧力が更に増大すると、
ピストン４８を図でみて上方へ押上げ、入口弁ディスク
７８が入口弁座８０に近づく。室５６の圧力もパイロッ
ト弁の圧力より僅かに低い所定値に達すると、入口弁デ
ィスク７８が座着し、室５６をドーム６ｏがら隔絶する
。

ピストン４８の上記移動中室５６の圧力が設定値に達し
ないうちはスリーブ副組立体は制御桿副組立体によって
拘束されない。しかしながら、室５６の圧力に露呈され
るスリーブ副組立体の有効面積はドームの圧力に露呈さ
れる該スリーブ副組立体の圧力より大きいので、スリー
ブ副組立体の出口弁ディスクは出口弁座９６に座着され
たままに保持される。

室５６の圧力が設定値を越えると、制御桿がスリーブ副
組立体を持上げ始め、出口弁部材をその弁座９６から持
上げ、ドーム圧力をスペース１００および通路１０２を
通してパイロット排出導管５８へ排出される。ドーム圧
力が排出される速度は、出口弁ディスク即ち出口弁部材
がその弁座９６から持上げられる距離に依存し、その距
離はピストン４８の軸方向の変位量によって決まる。

第１図の軸線５４の右側部分は、ピストン４８が最大限
にまで変位したところを示す。正確にはピストン４８の
変位置は、ピストンの有効作用面に及ぼされる室５６内
の系統圧力と、出口弁ディスクの有効作用面に作用する
ドーム圧力の和の関数である。しかし、ピストンの有効
面積は出口弁ディスクの有効面積より相当に大きいので
、ピストン４８の変位量は主として系統圧力の関数とな
る。

出口弁ディスクに及ぼされる圧力は、逃し弁１２に接続
されている流体系統に小さな負圧を与えることになる。

即ち、出口弁ディスクが持上げられると、出口弁ディス
クに及ぼされるドーム３０の圧力が減少する。それによ
ってパイロット弁の利得（ゲイン）が調整され、系の安
定性が確保される。

このように、本発明のパイロット弁は、スナップ作動式
のパイロット弁とは異り、調整能力を有する。即ち、系
統圧力がパイロット弁の設定値より僅かに上昇しただけ
の場合は、出口弁部材がその弁座９６から僅かに持上げ
られ、ドーム圧力が徐々に逃がされ、逃がし弁ディスク
２４をその弁座から僅かに上昇させて系統圧力を、それ
が再び設定値以下に低下し、出口弁部材が再座着するま
で比較的ゆっくりした速度で逃がされる。かくして、逃
がし弁１２は、圧力過剰状態を軽減するのに必要なだけ
の量の系統圧力を逃がす。しかしながら、系統圧力が設
定値より相当に高い値に」：昇した場合は、ドームの圧
力はより速い速度で排出されて逃し弁ディスク２４は、
その弁座からより高い位置へ押上げられ、系統圧力を、
それが再び設定値以下に低下するまで迅速に排出させる
。

系統圧力が設定値より低い値となり、ドーム′５０にバ
イ關ット弁の通路９０を通して流入する流体によりドー
ム圧力が系統圧力に等しくなると、パイロット弁を通し
てのそれ以上の流体の流れは停止する０また％系統圧力
が設定値を越えると、パイロット弁の入口弁ディスク７
８が弁座８０に座着し、パイロット弁を通しての流体の
流れを阻止する。このように、本発明のパイロット弁は
、「非通流」型である。

本発明のパイロット弁は、また、現場試験装置を組込む
のにも適している。この目的のために、本体部材４０は
、通路５８に接続され、スペーサシリンダ１０６を受容
する孔１０４を有している。

シリンダ１０６は本体Ｂ１（月４０に螺入するナツト１
０８によって所定位屑に保持される。シリンダ１０６内
にはピストン１１０がｔｓ動自在に装着されている。ピ
ストン１１０の一端には、感知導管５４を室５６から隔
絶するために座部１１２に座着する０リングが装着され
ている。ピストンの他端には、内部通路１１６に通じる
弁座１１４に座着し内部通路を閉鎮するＯ　ＩＪソング
装着されている。内部通路１１６４１出【１弁座９６に
設けられた側方通路１１８を通してドーム３ｏに接続さ
れている。第２図にみられるように、高圧の試験流体踪
番、１概略的に符号１２０で示され、試験弁１２２を介
してドーム導管５６に接続されている。流体源１２０は
、弁１２２を開放したとき、試験ずべきパイロット弁の
設定値より僅かに高い圧力をドーム３０へ加えるのに十
分な圧力を有する。

試験弁１２２を閉じれば、系統圧力がピストン１１０を
押圧して弁座１１４に圧接させ、系統圧力をスリーブ即
ちシリンダ１０６の孔１２４を通して常時室５６に作用
さぜることができる。バイロフト弁を試験したいとき番
１、弁１２２を開放し、設定値より僅かに高い圧力をド
ーム３０へ作用ざぜるとともに、通路１１６を通してピ
ストン１１０にも作用させ、ピストンを座部１１２に密
封１ｆ・、接さセ、ドーム導管３６から孔１２４および
通路５８を通しで室５６へ至る流路を開放する。この圧
力でパイロット弁が■■ミ常に動くならば、ピストン４
８が出［１弁部材をその弁座９６から持−１−げるのに
十分なだけ」−Ｈし、ドーム１４−力をバイ１１ツト排
出導ｖＩ′５Ｂを通して排出することができる。鑞−の
流体排出は、１］で礒詔することができるが、流体源１
２０は限られた量であるから長くは続か２（い。試毅が
紅っだならば、弁１２２を閉じる。

このパイロット弁を手動操作で試験Ｊるための千ｍをＩ
ｎることもできる。この目的のためにキャップ７６にカ
ム表面１２８を存する爵曲ハンドル１２６を枢動自在に
取（＝Ｉりる３、カム表面１２Ｅ３を、コツタービンに
よってステム１５２に＃着されたナツト１３０に当接さ
せる。ステム１５２は、調節スリーブ７２を摺動自在に
１１通して延長させ、ワッシャ７０に螺入させる。平常
操作中は、カム表面１２８は、ナツト１３０に係合ぜず
、ナツトはパイロット弁の作動に影りを及ばずことなく
ピストン４８の上下動と共に上下する。パイロット弁の
作動を試験したい場合１；１、ハンドル１２６を持上げ
てカム表面１２８をナツト１３０に衝接させ、ピストン
４８の端部に作用するワッシャ７０の力を軽減する。従
って、ピストン４８は室５６内の系統圧力の作用により
持上げられ、出［１弁部材をその弁座９６から上昇させ
て流体をパイロット排出導管３８を通して排出させる。

先に述べた加圧式試験とは異り、この試験は、その試験
の時点で存在する系統圧力（通常は設定値より低い）を
受けているパイロット弁について行われる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のパイロット弁の置所面図であり、左牛
分は系統圧力が設定値より低いときの各部品の位置を示
し、右半分は系統圧力が設定値より高い場合の各部品の
位置を示す。 第２図は、本発明のパイロット弁を組入れた圧力逃し弁
装置の一部断面による立面図である。 １２：逃し弁 １４：パイロット弁 ２０：入［１ ２２：出口 ３０：ドーム ４０：弁本体 ４８：ピストン ５２：チャンネル ５６：室 ６４：ナツト ６６：ばね ７８：入口弁ディスク ８０：入口弁座 ８２：出口弁ディスク ９２：通路 ９６：出口弁座 １０２：排出通路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）　入口と出口の間を連通する弁座を備えた逃し弁と
   、 前記弁座に対し座着閉鎖自在の逃し弁ディスクと、 流体圧力を収容し該圧力により前記逃し弁ディスクに閉
   鎖力を加えるようになされたドームと、 室と、前記入口およびドームに連通する出口弁座とを画
   定するチャンネルを有し、該出口弁座を通して該ドーム
   に連通する排出通路を有するパイロット弁本体と、 前記チャンネル内に移動自在に配設されており、入口弁
   座と、前記出口弁座に対し座着閉鎖自在の出口弁ディス
   クと、該入口弁座および出口弁座を貫通し、一端で前記
   室に連通し、他端で前記ドームに連通する流れ通路とを
   有するスリーブと、前記室の１つの壁を画定し、該室内
   の圧力変化に応答して前記チャンネルの軸方向に移動自
   在の第１部分と、前記出口弁座から離れる方向に前記入
   口弁座に対して座着閉鎖自在の入口弁ディスクを形成す
   る第２部分とを有する制御桿と、 該制御桿に前記室内の圧力に対抗する所定の力を加える
   ための手段と から成るパイロット作動式逃し弁装置。 ２）前記スリーブの、前記室に露呈される有効面積を該
   スリーブの、前記ドームに連通する有効面積より大きく
   したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のパイ
   ロット作動式逃し弁装置。 ３）　前記スリーブおよび制御桿の、前記チャンネルの
   軸方向に測定した長さ寸法は、入口圧力が所定の設定値
   より低い値であるときは前記出口弁座が閉鎖され、制御
   桿がスリーブに圧接した状態に保持され、前記入口弁デ
   ィスクが入口弁座から離隔した状態に保持されるように
   定められていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載のパイロツト作動式弁装置。 ４）前記チヤンネルは長手軸線を有し、前記スリーブと
   制御桿は該チヤンネル内に同軸的に移動しうるように支
   持されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載のパイロツト作動式逃し弁装置。 ５）前記出口弁デイスクは、前記入口弁デイスクが座着
   閉鎖している間前記排出通路を入口圧力から隔絶するた
   めに前記チヤンネルに摺動自在に密封係合していること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のパイロツト作
   動式逃し弁装置。 ６）前記第１部分の有効面積を前記出口弁デイスクの有
   効面積より実質的に大きくしたことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載のパイロツト作動式逃し弁装置。