JPS63199983A - 真空調整器 - 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】 本発明は、真空調整器、特に供給される真空を自動的に
加減する真空調整器に関する。

現在特別な応用で供給されている真空を加減するため使
用される広汎な種類の弁がある。特に製紙工業では多数
の真空弁が広範囲に使用される。

代表的な状況では吸引箱に対する吸引作用を調整するた
めこの種の弁と使用する。例えば、米国特許第３，７６
６，９３３号を参照され度い。広範囲に使用されている
この性質の自動弁は、本願の膿受入であるオールバに−
インタナショナルによってモデル番号第ＡＥＳ　Ｖ−７
００の名称のもとに販売されるものがある。第１図で基
本的に水爆れるＶ−７００弁付け、異なる寸法のピスト
ン及び転動膜板をもつ２つの背中合わせピストン組立体
を使用する。両ピストンの移動は所要真空に従りて小さ
い膜板ｔして空気を流させるシリンダの複数孔を閉鎖或
は開放させて、それらの孔を介する空気を流し或はこの
空気流を停止させる。この種の真空調整器が甑めて濶足
であることが判明しておりかつ工朶上好評を博している
一方、さらにこの調整器を改良するように望まれている
。

別の弁は、米国特許第４，４１３．６４４：４，３９０
，０３６及び４，４６６，４５５号で示されている。米
国特許第４．４１３，６４４号は、多数のタンデム弁部
材から成り、吸引箱等の真空を加減する抽気弁を示して
いる。

米国特許第４，３９０，０３６号は、数個のプランジャ
を使用する真空調整器を提供し、それらのグランジャの
１つがその内側壁で数個の開口をもち、内側壁が転動膜
板を使用して、絞り等のために真空源及び／又は大気に
対する通路を遮断或は開放させる。

米国特許第４，４６６，４５５号は、往復動グランジャ
及び弁作動機構として働らく可撓間板を使用するＸ空調
祭器に関する。このプランツヤが第１方向に移動すると
き、その膜板は、プランジャの側壁の開口を閉鎖しかつ
反対方向に移動するときこの膜板は、上記開口を開放す
る。

絞り機構において多数孔を閉鎖及び開放するよう多数の
膜板全使用する状況では、厚い膜板或はペローフラム（
Ｂｅｌｌｏｗｆｒａｍｓ［相］）を使用する。この厚い
膜板は、可撓性が少なくかつ当然の高い履歴現象で応答
する結果となる。さらに、用途のうち特に抄紙では、絞
るために使用さ九、る、多数、の必然的に小さい孔を汚
染する可能性のものもある。

従って可撓性、応答性に秀れかつ汚染物がその中で閉塞
する可能性のある小さい開口を使用しない真空調整器を
提供することが望ましい。

従って本発明の第１目的は、厚い膜板及び寸法の小さい
多数の絞り開口を使用しない真空調整器を提供すること
におる。

本発明の第２目的は、可撓性てありかつ低履歴現象及び
より早い応答をもたらすような真空調整器？提供するこ
とにある。

本発明の第３目的は、自動式及び災に、異なる用途の使
用に適合可能である真空調整器であって、弁を自動調節
させるため帰還手段を含むことができるものを提供する
ことにある。

本発明は、抄紙機の子箱区間へ結合されるような調整真
空室を加減する平衡ピストン設計を使用するＸ空調回器
を提供する。大きい上方ピストンと小さい下方ピストン
上の膜板との間に空洞が存在する。その膜板は、圧縮空
気で加圧され、圧縮を気がそれらのピストン面積の差の
ためピストン組立体を持ち上げようとする。下方ピスト
ンの底は、例えばピストン組立体？引き下げるように子
箱に対してもたらされる加減或は調整真空に対して露出
されている。圧縮空気の強さは、下方ピストンの底での
調整真空の作用によって発生される力に等しい力を発生
させるように調節することができる。このピストン組立
体全体は、垂直方向で自由に一定位置に対して移動し、
この位置では関連する諸刃が平衡される。

直径が一定であるが高さを調節する垂直ウィンドウを使
用して絞りを行なう。下方ピストンは調整真空にしか露
出されず、真空ヘッド或は真空源及び調整真空のモ均に
露出されない。比較的大きい（可変）絞り通路の使用は
、絞り孔の閉塞を防止する。同様に薄い膜板２使用でき
、そのため可撓性及び早い応答を見込める。

加うるに、ピストンの形状は、真空源或は真空ヘッドが
ピストンの下部で拡散、従ってビス）ｙの制御に影響し
ないように弁の形状寸法に工って調整或は加減される真
空が働らく調整面積を維持しさえすれば、変更してもよ
い。

さらに、この平衡ピストンは、特定の平衡要求に対しタ
ンデムに操作する多数のピストンを含んでもよくかつ弁
の自動調節を考慮する帰還手段をも含むことができる。

かくて本発明の目的、長所およびその他は以下添付図面
と関連して行なわねばならぬ説明から明らかＫなるだろ
う。

第２図を詳細に参照して説明するに、大空調整弁或は調
整器１０が示され、この調整器は弁部材１４がそこで往
復動する円筒状外側ケーシング１２を含んでいる。調整
器１０は、導管１６を介して真空ヘッド或は真空源罠対
しまた、導管１８を介して、例えば、七ノやレータ及び
加減或は調整真空、すなわち多数の子箱で結合されてい
る。

弁部材１４は、２つのピストンを含み、それらのうちＨ
ｌピストン２０がシャフト部材２４によって結合される
第２ピストン２２より大きく、従ってそれらのピストン
２０及び２２がタンデム形式で移動する。各ピストン２
０と２２とはそれぞれ転動膜板（上方）２６と２８（下
方）を備えており、それらの膜板が室３０及び３０Ａを
構成する。下方膜板２８は、ピストン２２と下方に伸び
る連続スリーブ３４との間に載っている。

ピストン２２が円形弁座或はリング３２の上部に位置決
めされ、この弁座は、ピストン２２と共に導管１６がそ
の中へ連通する室３６を構成するため使用される。

室３０ＡＶｉ、入口３８ｉ経て調整圧源と連通する室３
０と共に大気圧にしてもよい。室３０の高い圧力は、弁
組立体１４金持ち上げようとする。

下方ピストン２２の底４０は、弁組立体を引き下げよう
とする制御或は調整真空へ露出される。３８での調整空
気の圧力は、下方ピストン２２の底４０での所望調整真
空の作用によって発生される力に等しい力を発生させる
ように調節することができる。全ピストン組立体は、関
連される諸刃が平衡する位置に対して垂直方向に障害な
く移動できる。

一定の直径及び変動する高さの垂直ウィンドウの使用に
よって絞りを行なう。このため弁座或はリング３２とピ
ストン２２の底４０との間が最小距離となるだろう。ピ
ストン２２は、絞り点がピストン２２の底４０ｔ−越え
て伸び、その結果底４゜の下部へ高い真空ヘッドを拡散
させるような大きい範囲まで移動させてはならない。も
しそうなったならば、このため高い真空ヘッドが♂スト
ン組立体１４の制御に影響する好ましくない結果となる
。

これに関して、絞りが弁座３２とピストン２２の縁４２
との間で発生する円筒平底ピストン２２を示しているけ
れども、真空ヘッドがピストン組立体１４の移動に影響
するべく移動しないように絞り帯域２制御しさえすれば
、ぎストンの他の形状及び寸法を使用してもよい。チー
／臂付♂ストン及びテーパ付弁座のような配置は、目的
に適している場合、使用してもよい。

籾で第３Ａ〜３Ｃ図を詳細に参照して説明するに、直立
管１０４を介してセパレータ１０２へ結合される若干拡
大尺度の真空調整器１００が示されている。直立管１０
４は、代表的には抄紙用途に使用される子箱及び調整或
は加減真空源へ結合される。真空調整器１００は、導管
１０６を介し真空源或は真空ヘッドへも結合される。さ
らに、本願の譲受人であるオールバニイインタナシ冒ナ
ルによってそのＡＥＳ−７００制御方式調整器で提供さ
れるように空気調整器１０８を使用し、その機能が詳細
に説明されるだろう。

真空調整器１００は、平衡ピストン組立体１１０から成
り、この組立体が調整器１０８からの空気圧を使用して
低摩擦空気シリンダ１１２に供給しそれによって同様説
明されるように上記調整真空によって弁栓叩ちピストン
１１４に対して働らく力を打ち消し或は調節させるよう
にする。空気シリンダ１１２は、空気ピストン１１６か
ら成り、この空気ピストンが２つの室、叩ち上方１２０
と下方−１２２を構成するシリンダ１１Ｂで摺動自在に
往復する。室１２０は、ｇ−）１２４ｅ介して大気圧に
されると共に室１２２がｙｌ？−ト１２６を介して調整
器１０８に対して結合され、従りて調整器１０８によっ
て調整されるような室１２２の圧力の所望変動がピスト
ン１１６へ加えられる力となりかつ所望のように真空変
動を酌址する。ピストン１１６は、棒１２８によってピ
ストン１１４へ結合される。ピストンｌ　１４Ｕ、メー
ト１３４を介して大気圧へ連通する室１３２を構成する
円筒弁壁１３０の内部の上方端で垂直方向に移動させら
れる。

下方端において弁座或はリング１３６が設けられ、その
弁座でピストン１１４が往復動する。弁壁１３０と弁リ
ング１３６との中間にある室１３７は、導管１０６と連
通ずる。この弁リングに関するピストン１１４の位置は
、吸引或は子箱からセ／譬レータ１０２の上へ弁リング
１３６を介しかつ調整器１００の側を外へ導管１０６を
介して真空ヘッドまでの流れを決定する。第３Ａ図では
、ピストン１１４の位置は、途中或は手間位置で示され
ている。ピストン１１４の底は、その周辺のまわりに上
記流れが通過する多数のＶ字状ノツチ１３８を備えてい
る。前にも述べたように、目的に適う他の形状のピスト
ンを使用してもよい。

第３Ｂ図は、完全閉鎖位置のピストン１１４ｆｉＩ：示
し、従って完全に流れないのに第３Ｃ図は、最大空気流
が存在する完全閉鎖位置のピストン１１４金示す。

調整器１００の基本操作は、下記の工うである。

即ち、調整器１０８は、空気シリンダ１１２と組み合わ
せて使用されてピストン１１４に対して働らく力と打ち
消すがさもなければ供給される真空を変更するように上
記ピストンの位置を調節する。

ピストン１１４に対して働らく下向き力は、室１２０の
頂部で働らく大気圧に関連してこのピストンを介する差
圧お工び直立管１０４へ結合される導管１４０のピスト
ン底で働らく調整或は加減真空に負うものである。

直立管１０４で真空レベル、従って順に乎或は吸引箱の
真空レベルを高くするため、室１２２に対する空気圧を
増加し、そのためピストン１１６かつ頭にピストン１１
４で働らく上向き力を増加する。このように強い力にす
ると、ピストン１１４は７字ノツチの露出開放面積を増
加しながら上昇し、ピストン１１４を介する差圧を減少
し、その結果直立管で真空が高くなる。ピストン１１４
は、調整真空のため弁栓或はピストン１１４で働らく下
向き力が空気シリンダ１１２によってもたらされる上向
き力に等しくなるまで上向きに移動する。

逆もまた真であり、所定の応用で真空を低くするため、
室１２２に対して供給される空気を減少する。

ｇ３Ｂ図を参照して、この装ｒＩｔを操作している間関
連する諸刃を説明する。各室は、その圧力Ｐ及び面積Ａ
に対してそれぞれ連続的な数でしるしをつけられでいる
ことに注意され度い。

下向きに働らく諸刃は、下記のようである。即ち、 式１： Ｐ、Ａ、　＋　Ｐ３Ａ２＋　（ピストン組立体（ピスト
ン１１６及び棒１２８）＋ピストン１１４）の重量 ここに、Ｐ、　＝　Ｐ３＝大気圧 上向き力 式２： ％式％） ここにＰ５＝大気圧−真空圧 この装置が操作している場合、上記諸刃は平衡しなけれ
ばならない。

従って式３： ％式％ 式３によると、真空ヘッドＰ４はこの調整器の操作にお
いて何尋役をつとめない。これは重要である。なぜなら
ば真空ヘッドが変化するならば、調整或は加減真空が変
化するからである。

所定の調整或は加減真空にいかほどの空気圧を必要とす
るかを計算するため、下記のように仮定する。即ち Ｐ、　＝１４．７　ｐｍｉｍ或は１５　ｐｓｉａ　Ｐ２
　＝調整圧対し。

し。

ピストン１１６及び連結棒１２８（３ポンド）及び弁栓
或はピストン１１４（５，ｆｆンド）１Ｆｃ含むピスト
ン組立体の重量（ＷＩ’５）＝８ポンドと仮定する。

調整真空＝５吋Ｈｇ或は２，５Δｐｓｉ　。

従って、 Ｐ５＝Ｐ１　　ｐｖＡｃ＝１５−２．５＝１２．５ｐｓ
ｉａ上記弁を平衡して維持するため調整器１０８から要
求される空気圧を計算するため；式３から、この装置力
＝ ＰＡ　＋ＰＡ　　＋ＷＴＳ＝Ｐ２Ａ、　＋Ａ３（Ｐ、−
Ｐｖ、ｃ）或は １５Ｘ２８．３＋１５Ｘ５６．７＋８＝Ｐ２Ｘ２８．３
＋５０．２（１５−２，５）４２４．５＋８５０＋８＝
２８．３Ｐ２＋６２７．５Ｐ２＝　２３．１　ｐｅｔａ
或は８．１　ｐ＠ｉｇ調整圧が例えばその設定点５吋Ｈ
ｇから−’Ａｒ＃Ｈｇ或は、２５Δｐｓｉだけ変化する
と仮定する。上記弁での転化或は不平衡力は、下記のよ
うに決定できる。即ち 調整真空４．５吋Ｈに対し１５−２．２５或は１２．７
５ｐｓｉｍになるＰ５を除いて、総ての数字が同じであ
れば、 式３へ戻って、不平衡或は修正力を下記のように計算す
ることができる。即ち Ｐ、Ａ、　＋Ｐ２Ａ２＋ＷＴＳ＋Ｆ＝Ｐ２Ａ、　＋Ａ３
（Ｐ、−ＰｖＡ、　）１．５Ｘ２８．３＋１５Ｘ５６．
７＋８＋Ｆ＝２３．ｌＸ２８．３＋５０．２（１５−２
，２５） Ｆ−１２９３，７−１２８２，５＝１１．２ポンド不平
衡或は修正力は１１．２ポンドの力で上方へ働らき、上
記弁栓或はピストン１１４をより開放される面積に対し
てまで押し上げ、それによってその制御真空５’Ｈにま
で真空を戻そうとする。

注：修正力を計算するため、弁を平衡線させるため−等
しいがしかし方向反対の力を加えることを仮定しなけれ
ばならない。

さらに第４図を参照して説明するに、同様に番号づけさ
れるが、しかし符号′づけされる同様な部品をもつ低摩
擦空気シリンダに対するタンデム配置が示されている。

空気シリンダ１１２′は、この場合ピストン１１４′に
対しすべて結合される各ピストン棒１４６と１４８をも
つ２重ピストン配置１４２と１４４から成る。４個の室
１２０’、１５０゜１２２’及び１５２は、空気シリン
ダ１１２′で形成され、２つの前者および２つの後者が
それぞれのピストンでタンデム形式に操作する。

タンデム配置の長所の計算は、下記の通りである。即ち 下向き諸刃 式４： Ｐ１Ａ１＋Ｐ３Ａ＋Ｐ５Ａ２＋（ピストン組立体＋弁栓
）の重量上向き諸刃 式５： Ｐ２Ａ、　＋　Ｐ４Ａ１＋Ｐ、Ａ３＝Ｐ２Ａ、　＋　（
ｐ、　−ｐｖＡｃ）（Ａ、＋Ａ、） ここにＰ、　＝Ｐ３＝Ｐ５＝大気圧 同様Ｐ４　＝＝ｐ７　＝ｐ　１−　ＰｖＡｃ注：この装
置が操作する場合、関係する諸刃を平衡させねばならな
い。

弐６： Ｐ、ＡＩ　＋Ｐ、Ａ、　＋Ｐ５Ａ２＋ＷＴＳ　＝Ｐ２Ａ
、　＋　（ｐ、−ＰｖＡｃ）（Ａ、＋Ａ、） 以前のように同−例の量を使用して、調整真空＝５吋Ｈ
のとき弁ｔ−平衡維持させるため調整器１０８′から要
求される空気圧は、下記のように決定するため下記のよ
うである。即ち ピストン組立体（ピストン１４２，１４４、棒１４６．
１４８）の重量は、単空気シリンダ及び弁で、栓或はピ
ストンがなお５／ンドの重量となるから、３−／ドの代
りに６４ンドになると推定される。

式６： ％式％ この例において結果は、前例の８．１重ｍ１ｇに対し１
０．７　ｐｍｉｇである。調整真空がその設定点５吋Ｈ
ｇから−Ａ吋Ｈｇ或は、２．５Δｐｓｉだけ変化し即ち
４．５吋ＨＥと推定される場合、修正力は下記のように
決定されるだろう。式６ｔ−使用して不平衡力を計算す
る。

４．５ Ｐ７”＝Ｐ１−ＰｖＡ、＝１５−πＸ　１５＝１２．７
５ｐｓｉａ弐６： １５Ｘ２８．３＋１５Ｘ２Ｂ、３＋１５Ｘ５６．フ＋１
１＋Ｆ’＝２５．７Ｘ２８．３＋１２．７５　（５０，
２＋２８．３）１．６９９＋Ｆ’＝１．７２８．２ 従って、Ｆ＝２９．２ポンドが栓を押し上げ、一層広い
面積にし、従って修正力１１．２でしかなかった単空気
シリンダに較べてこの真空は、その設定点に向って上昇
できる。従って、特定の応用しだいで、２重タンデム配
置は、−要望しいものとなるだろう。

単或は２重ピストン空気シリ／ダのいづれかの場合にも
、極めて低摩擦或は１無摩擦”である空気シリンダを使
用するのが望しいことに注意され度い。なぜならば摩擦
量が大きければ大きい程それだけ調整を達成し難いから
である。またベロー或はベロー配置を目的に適当な任意
の他の配置の外に、無摩擦シリンダの代りに使用しても
よいことに注意され度い。

その上、真空調整器１１２は、直立管１０４或は導管１
４０に対し室１５２を結合する帰還手段１５４金含んで
もよい。このためＰ、とＰ７との間で帰還或は自動修正
特徴をもたらす。Ｐ７が上昇すれば、そのときＰ、も上
昇し、それによってピストン組立体を上部へ強制し、そ
の結果Ｐ７を降下し。

自動修正特徴をもたらすことになる。

従って、前述の発明に工ってその目的及び長所は、実施
されかつ好ましい実施例を本明細書で詳細に開示或は説
明するけれども、この発明の範囲をそれによって限定す
るものでなく；むしろ本発明の一範囲を、添付特許請求
の範囲の範囲によって決定しなければならない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、先行技術の真空調整器の断面図、第２図は、
本発明の教示を実施する真空調整器の断面図、第３Ａ図
は、本発明の教示を実施する中間位置にグランシャをも
つ真空調整器の改変される変形例の拡大部分断面図、第
３Ｂ図は、完全閉鎖位置で示されるグランシャをもつ第
３Ａ図と同様な図、第３Ｃ図は、第３Ａ　、　３　Ｂ図
と同様であるが、しかしグランジャを全開位置に示す断
面図、第４図は本発明の教示を実施しかつ２つの平衡ピ
ストンをもつ第３Ａ〜３０図と同様な真空調整器の拡大
断面図である。 １０・・・真空調整器、１２・・・外側ケーシング、１
４・・・弁部材、１６．１８・・・導管、２０・・・第
１ピストン、２２・・・第２ピストン、２４・・・シャ
フト部材、２６．２８・・・膜板、３０．３ＯＡ・・・
室、３４・・・スリーブ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一定位置で真空量を調整する真空調整器において、
   ハウジング；真空源に対し上記ハウジングを接続する手
   段；調整真空に対し上記ハウジングを接続する手段；上
   記ハウジングで設けられかつその中で往復動する平衡ピ
   ストン手段、上記ピストン手段が一定の室で往復動しか
   つ上記平衡ピストン手段の上記室での移動を調整する上
   記室の調整圧へ応答する第１ピストン手段を含んでおり
   ；上記平衡ピストン手段へ結合されかつ上記平衡ピスト
   ン手段の移動が自体の対応する移動を発生させる弁ピス
   トン；真空源と調整真空との間で位置決めされる弁座手
   段；上記弁座手段が完全開放位置と完全閉鎖位置との間
   で弁座手段に対して往復動する上記弁ピストンを受け入
   れるに適しており、そのため調整真空に対し真空源によ
   って提供される真空量を調整させるようにし；及び調整
   真空に対する真空源の絞りが上記弁ピストンと上記弁座
   との間で発生し、従って真空源が絞るため上記両位置の
   間での弁ピストンの移動に影響しないものら成る真空調
   整器。 ２、上記弁座手段が弁ピストンを受け入れるため開口を
   その中にもつ環状部材から成り、上記弁ピストンが上記
   開口と係合できる下方縁部分を含みかつ上記絞りが下方
   縁部分と上記環状部材との間で形成される可変高さの垂
   直ウィンドウを介して発生する特許請求の範囲第１項記
   載の真空調整器。 ３、上記弁座手段が弁ピストンを受け入れるため開口を
   その中にもつ環状部材から成り、上記弁ピストンが多数
   のＶ字状ノウチをその中にもちかつ上記開口と係合可能
   な下方部分を含み、上記絞りが上記ピストンの上記下方
   部分と上記環状部材との間で形成される空間を介して発
   生する特許請求の範囲第１項記載の真空調整器。 ４、上記平衡ピストンがピストン棒によって弁ピストン
   へ結合される少なくとも１つの空気ピストンを含む低摩
   擦空気シリンダ及び弁ピストンにより所望絞りを発生さ
   せるように差圧をそれによって調整させることにより空
   気ピストンの移動を調整する手段から成る特許請求の範
   囲第２項記載の真空調整器。 ５、上記空気シリンダがタンデムに結合される少なくと
   も２つの空気ピストンを含む特許請求の範囲第４項記載
   の真空調整器。 ６、上記平衡ピストン手段がピストン棒を介して弁ピス
   トンへ結合される少なくとも１つの空気ピストン、及び
   弁ピストンによる所望絞りを発生させるように差圧をそ
   れを介して調整させることによって空気ピストンの移動
   を調整する手段から成る特許請求の範囲第３項記載の真
   空調整器。 ７、上記空気シリンダがタンデムに結合される少なくと
   も２つの空気ピストンを含む特許請求の範囲第６項記載
   の真空調整器。 ８、調整真空の自動修正をもたらすように平衡手段の操
   作を調整するため調整真空の圧力変化を帰還させるべく
   上記ピストン平衡手段と上記調整真空との間で結合され
   る帰還手段を含む特許請求の範囲第１項記載の真空調整
   器。