JPS6371709A - 自動設定減圧弁 - 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 本発明は流体の圧力をｉ！ｉｌ制御する弁に関し、二次
側を一定圧力に維持するように一次側の流体を減圧して
通過せしめる自動設定減圧弁に関する。

一般的に減圧弁と言われているものは、ダイヤフラムの
変位で主弁を直接に操作し、又はパイロット弁を操作し
てピストン弁等の主弁を間接的に操作する構）責である
。ダイヤフラムには一面に二次側の流体圧力を他面に圧
力設定ばねの弾性力を作用せしめる。両刃が不平衡であ
ればダイヤフラムが変位し、弁体を操作して流体の通過
量を調節せしめ、二次側の圧力を圧力設定ばねの弾性力
に対応した値に維持する。

二次側の流体圧力を所望の値に設定する場合は、二次側
の圧力を圧力ゲージで児ながら、弁ケーシングにねじ結
合した調節ねじを手で操作して、圧力設定ばねの弾性力
を調節して、圧力ゲージか所望の圧力値を指すようにす
る。従って、設定圧力を頻繁に変更する場合は極めて不
便である。また、遠隔操作や自動制御は出来ない。

従来技術 そこで、従来は本件出願人が特願昭５９−２０７７７９
Ｎで提案している様に、減圧弁の圧力設定ばねの弾性力
を調節する手段にモーター駆動のアクチュエーターを取
り付け、二次側の流体圧力と設定圧力目標値との偏差を
検出し、その値が偏差基準値よりも大ぎい時には、モー
ターを駆動させ、偏差検出値が零になるように調節ねじ
を操作する。そしてほぼ零になればモーターは停止する
自動設定減圧弁がおる。

一般的な自動制御弁と比較して、安価で、複雑な制御を
必要とせず、素早い応答性を持つことを特徴とする制御
弁である。

発明が解決しようとする問題点 減圧弁の流量特性として、流量が増加すると設定圧力が
下がるという現象がある。これを補う為に自動設定減圧
弁は、二次側流体圧力と設定圧力目標値との偏差が零に
なるようにモーターを駆動ざぜ、調節ねじを締め込み、
主弁口を更に開弁じて流量を増加し、圧力が上昇する様
に作動する。

しかし、主弁口の開度にも限界があり、主弁口が仝闇に
なれば、いくら調節ねじを締め込んでも圧力はもう上昇
せず、下がる一方である。

通常なら流量が減少してくると、圧力が回復し、上昇し
てくる訳であるが、この時性の状態に於いて、必要以上
に調節ねじを締め込んでいると、流量が減少した場合、
今度は逆に二次圧が設定目標値より高く行きすぎてしま
う。そしてこの状態から設定目標値に向かって又モータ
ーが駆動して、圧力を元へ戻そうと動く。このように行
きすぎた母だけ元へ戻る分、応答性が悪い制御になって
しまう。

問題点を解決するための手段 上記の技術的課題を解決するために講じた本発明の技術
的手段は、ダイヤフラム構造の減圧弁に圧力設定ばねの
弾性力を調節する手段を操作するアクチュエータ〜を取
り付け、入口圧力をパラメーターとして設定圧力と調節
ねじの締め込み限界変位量の関係を記憶させておき、任
意の−・二次側圧力の条件のもとで、流量が増加して二
次側圧力が下がっても上記の締め込み限界変位量の関係
から、必要以上に調節ねじを締め込まない制御を持つこ
とを特徴とするものである。

作用 上記の技術的手段の作用は下記の通りである。

調節計を通して所望の設定圧力を入力する。圧力センサ
ーで二次側の流体圧力が常時或いは定期的に測定される
。比較調整器で二次側の流体圧力と設定圧力目標値との
偏差を検出され、所定の偏差基準値と比較され、偏差検
出値が’ａ差基準値よりも大きいときには、ｆｆａ差検
差値出値ぼ零になる様にアクチュエーターを操作する信
号がドライバーに送られる。

信号がドライバーに送られ、アクチュエーターが運転し
、二次側圧力が上昇して設定目標値へ近付こうとするが
、主弁口が全開となって場合にはそれ以上の圧力の上昇
はない。この時、必要以上に締め込まない様に、コンピ
ューターに記憶させておいた入口圧力をパラメーターと
して設定圧力と締め込み限界変位量の関係から、ある規
定変位量調節ねじを締め込んだらドライバーへ停止信号
が送られ、必要以上の締め込みをなくす。

特有の効果 本発明は下記の特有の効果を生じる。

調節ねじの行きすぎ動作がなくなり、元へ戻す必要がな
く、応答性の早い制御が可能となった。

又、必要以上にモーターが作動しないのでアクチュエー
タ一部の耐久性が良く、消費電力も少なくてすみ、寿命
も長くなる。

実施例 上記の技術的手段の具体例を示す実施例を説明する（第
１図参照）。

本実施例の自動設定減圧弁は、メカニカルな減圧弁部１
と、電動機部と、制御部とから成る。

減圧弁部１は従来のものと同様である。流体の入口２と
出口３はそれぞれ一次側通路４と二次側通路５に接続し
て取り付（ブられる。主弁ロアは主弁体６で開閉する。

主弁体６はばねで閉弁方向に付勢されて配置し、弁体を
介してピストン８に連結する。

ピストン８の下面には出口３側の流体圧力が作用し、上
面には通路９，１１を通して入口２側の流体圧力がパイ
ロット弁体１２で制御されて導入される。パイロット弁
体１２は開弁方向にばねで付勢され、弁体を介してダイ
ヤフラム１３の下面に当り、その変位により開弁方向の
操作力を受ける。

従って、ダイヤフラムｉ３が下方に変位するとパイロッ
ト弁体１２が押し下げられ、入口２の流体が通路９，１
１を通ってピストン８の上方に導入され、主弁体６がピ
ストン８で押し下げられて主弁ロアが開かれ、入口２の
流体が出口３に流れる。また、ダイヤフラム１３が上方
に変位するとパイロット弁体１２がばねで押し上げられ
、通路９が塞がれ、ピストン８の上方の流体がオリイス
５０を通って出口３に逃げ、ピストン８と主弁体６がば
ねで押し上げられ、主弁ロアが塞がれる。

ダイヤフラム１３の上方は細孔１４を通して外気に連結
し、はぼ一定の外気圧に保たれる。また、ダイヤフラム
１３の上面には圧力ｔ２定ばね１６の下端が当り、弾性
力が作用する。圧力設定ばね１６の上端にはばね受は部
材を介して調節ねじ１７の下端が当り、調節ねじ１７の
回転による進退で、圧力設定ばねの圧縮量を調節して、
ダイヤフラム１３に作用する弾性力を調節できるように
なっている。調節ねじ１７は、弁ケーシングの一部を成
すばね収容ケース１５に取り付けためねじ部材にねじ結
合している。

電動機部をヨーク部材１８をばね収容ケース１５に取り
付ける。このとき、調節ねじ１７と出力軸２０を同一軸
上に整合して、六角頭部４２と出力Ｎｌ２０の下端部を
連結する。

出力軸２０はボール・スプライン２１の軸を成し、上端
に係止部材２３を９２ける。ボールスプライン２１の外
周部材１９には円筒状の連結部材２２を固定する。出力
軸２０の下部に円盤２４を形成する。位置検出センサー
２６が取付台２５の下面に取り付けられ、その検出棒３
３が円盤２４の側面に当たる様に配置される。

電動機２９と減速機２８を取付台２５に固定し、その出
力軸２７を連結部材２２に挿入固定する。

従って、電動機２９を回転させると減速機２８の出力軸
２７が回転し、連結部材２２と共にスプライン２１の外
周部材１９が回転し、その回転方向に応じて、出力軸２
０が上下動しながら回転し、調節ねじ１７が右又は左に
回転する。

この時同時にセンサー２６の検出棒３３が円盤２４の上
下運動に追従して上下に移動し、その移動車を位置信号
としてとらえる。

電動機２９の横にドライバー３０を配置して、カバー３
６で覆い、防塵、防湿対策を講じる。動力線及びその引
込口の図示は簡略化しである。

制御部は上記の位置検出センサー２６と、比較調節器３
１と、工２定圧力目標値を入力する調節計３２と、−・
二次側通路に取り付けた圧力センサ−５０・４０とから
成る。参照番号３４は端子台であり、モータードライバ
ー３０、センサー２６に結、線されている。端子台３４
と比較調節器３１を信号線３７で、圧力センサー４０は
信号Ｉ！３９で、調節計３２も信＠線で比較調節器３１
に連結する。比較調節器３１は端子台３４の位置に配置
してもよい。二次側通路５の流体圧力は圧力センサー４
０で検出して調節計３２に常時、あるいは比較的短い間
隔で送る。

調節計内のコンピューターには圧力設定ばね１６の弾性
力を調節する調節ねじ１７の軸方向の絶対位置、即ち円
盤２４の軸方向の変位と設定圧力目標値との関係が記・
填されており、調節計３２を通して所望の設定圧力目標
値を入力すれば、調節ねじの位置信号としての設定信号
が演ｎされ比較調節器３１へ送られる。比較調節器で位
置検出センサー２６からの信号と上記信号が比較され、
偏差検出値が偏差基準値よりも大きいときには、偏差検
出値がほぼ零になるようにアクチュエータを操作する信
号がドライバー３ｏに送られる。その後、電動ｎ２９が
運転され一気に目標値へ調節ねじ１７を変位せしめる。

偏差検出値かほぼ零になったとき、即ち、偏差検出値が
上記の偏差基準値よりも充分に小さい別の所定の微少偏
差基準値の範囲に入ったときに、電動機２９を停止せし
める操作信号をドライバー３０に送る。この時の比較ル
ープは比較調節器、ドライバー、電動機、位置検出セン
サー、再び比較調節器をループする。

更に精度の高い設定をする為に前記圧力センサー４０の
信号と、調節計内で記憶させておいた設定圧力と調節ね
じの移動量の関係と比較、演算処理し、後いくら調節ね
じを変位ざぜればよいか判断し、信号を比較調節器に送
り、微調整を行う。

又調節計内のコンピューターには、前期関係以外に入口
圧力をパラメーターとして設定圧力と調節ねじの締め込
み限界変位量の関係（第２図）が記・ｎされており、任
意の入口圧力で設定圧力を決定すれば、締め込み限界変
位量が判るものである。

即ちその限界位置迄なら調節ねじを締め込めば流量か増
り口する。

従って流量が増加して設定圧力が低下しようとすると、
直ちに圧力センサー４０が検知してアクチュエーターを
動かす信号を送り圧力を上昇させる。この時入口圧力セ
ンサ−５０からの信号と、上記の締め込み限界変位量の
関係から有効締め込み母を演算して、必要但調節ねじを
締め込んだ後停止する。

今度は流量が減少した場合、調節ねじを諦め込み過ぎて
いないので、二次側圧力が上昇し始めても、即対応して
目標値に安定させることができる。

又、一時圧力又は負荷変動で二次圧が変化した場合にも
、常に圧力センサー４０がらの信号を入力、比較、演算
、微調整する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の電動減圧弁の断面図に制御部
のブロック図を車ねで表示した図、第２図は入口圧力を
パラメーターとして設定圧力と調節ねじの締め込み限界
変位量を表示したグラフである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、ダイヤフラム構造の減圧弁に圧力設定ばねの弾性力
   を調節する手段を操作するアクチュエーターを取り付け
   、入口圧力をパラメーターとして設定圧力と調節ねじの
   締め込み限界変位量の関係をコンピューターに記憶させ
   ておき、任意の一・二次側圧力の条件のもとで、流量が
   増加して二次側圧力が下がっても上記の締め込み限界変
   位量の関係から、必要以上に調節ねじを締め込まない制
   御を持つことを特徴とする自動設定減圧弁。