JPS6396367A - デジタルバルブ - 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、流体のプロセスコントロールに使用される調
節弁の一種である２進法デジタルバルブに関し特にこの
弁座部分の改良に関するものである。

〔従来の技術〕

２進法デジタルバルブは、文献（雑誌「計装」１９８５
年、巻２８．隘１２．ｐｐ２６〜３０および「配管技術
Ｊ　１９８６年２阻１．ｐｐ１５６〜１５９）に記され
ているように、複数（仮にＮ個とする）の要素バルブか
らなり、この要素バルブは全開または全開の作動をし、
各要素バルブの流路を規定するオリフィスの断面積比が
、２°　：２１：２２　：・・・・・・、２Ｎ−１であ
る。これをＮビットのデジタルバルブともいう。このデ
ジタルバルブはビット数Ｎを大きくすればする程分解能
が高くなるという特徴をもっている。

第４図に従来の例えば４個の要素バルブからなる４ビツ
トのデジタルバルブの一例を示す。バルブ本体１の最端
部両側は他の配管部品と接続するための接続口である。

ここで右側の接続口は流入側で流入口ＩＯであり、左側
の接続口は流出側で流出口１１である。バルブ本体１の
中間部にあけられた流入流路８は流入口１０と連通して
おり、同じくバルブ本体１の中間にあけられた流出流路
９は流出口１１と連通している。流入流路８と流出流路
９との間に隔壁１３が形成されており、この隔壁１３に
は４個の貫通孔がおいており、各々の貫通孔に弁座６が
（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）嵌着或いは螺着している。

この弁座６の各々はオリフィス７を有し、このオリフィ
ス断面積はデジタルバルブの流体が通過する量を決定し
、２進数の等止板数的である。すなわち各々のオリフィ
ス断面積の比は２°　：２’　　：２２　：２３　（１
：２：４：８）である。

プランジャ４はソレノイド５を内蔵したアクチュエータ
２およびスプリング２０によって上下移動し、この下部
先端に弾性体材料の弁体３が装着されている。この弁体
３が前記した弁座６に接触しているときその要素バルブ
は閉であり、それらが離れているとき要素バルブは開で
ある。各要素バルブは各プランジャー４の上下移動によ
り閉また開のいずれかの状態をとる。４個の各要素バル
ブのオリフィス断面積比がｌ：２：４：８であるので、
各要素バルブを開閉することによって、このデジタルバ
ルブは全閉から１．２，３，４，５゜６、・・・１３．
１４．１５　（１＋２＋４＋８）までのオリフィス断面
積にすることができる。

次にデジタルバルブの制御系は、（図面では図示してい
ない。）一般的に、流出口１１以降の流量等を検知しこ
の信号を設定値と比較してこの結果をデジタル信号に変
換し、この信号によって上記アクチュエータを介してプ
ランジャーを閉か開のいずれかの位置に移動させて制御
を行ういわゆるフィードバック制御を行っている。この
ようにこのデジタルバルブによれば精密な流量制御は熱
論一定圧力や一定流量等の制御も容易に行うことができ
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のような従来のデジタルバルブは各要素バルブの弁
体が弾性体でつくられているので弁体を弁座に押し付け
る際弁座のオリフィスの径が小さいと（特にφ２龍以下
になると）オリフィス内に上記弾性体がめり込むことが
ある。この状態を第３図に示す。この状態を繰返し操作
すると弾性体が局部的に劣化してちぎれたり、ちぎれた
弾性体がゴミとなってオリフィスを塞ぐことがある。

本発明の目的は、上記のような問題点を解消したデジタ
ルバルブを得ることである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解消するため、本発明は両端部に流入口お
よび流出口を有し、中間部に前記流入口と連通ずる流入
流路とこの流入流路と隔壁によって隔った前記流出口と
連通ずる流出流路とを有するバルブ本体と、前記隔壁に
前記流入流路と流出流路を連通ずる貫通孔を複数個あけ
、この複数の各貫通孔に装着した弁座と、下部先端に弾
性体材料の弁体を固定しかつ上下移動することにより前
記弁体が前記弁座と接触したり離れたりする複数個のプ
ランジャーと、からなるデジタルバルブにおいて、前記
各弁座はその上面に流量を規制する断面積に形成したオ
リフィスと前記上面にオリフィス径より大径の環状突起
を形成し、前記各プランジャの弁体の下面で前記オリフ
ィスに相対する位置に前記オリフィス径より大きく前記
環状突起の内径より小さい凹部を形成したことを特徴と
するデジタルバルブである。

〔作用〕

本発明において、弁座に形成した突起は弁体である弾性
体の変形によくなじみ、確実な閉止性を得るための働き
をしている。また弁体の凹部は弁座のオリフィス内に弾
性体材料の弁体がめり込むのを防止したのでゴミ詰まり
を防いでいる。

〔実施例〕

第１図は本発明によるデジタルバルブの一実施例であり
、さらに−要素パルプの開の状態を示し、その弁座と弁
体との部分を示す拡大断面図である。

第２図は同じ（閉の状態を示す拡大断面図である。

第１図および第２図に示す他のデジタルバルブの部分は
第４図に示した従来のデジタルバルブと同様の構成であ
る。従って本実施例においても要素バルブが４ケのデジ
タルバルブである。第１図および第２図の部品番号と第
４図の部品番号とは同様の部品の場合、同じ番号とした
。第１図および第２図において弁座６は隔壁１３の貫通
孔に螺合しており、隔壁１３の貫通孔の上部に０リング
１２を装着して隔壁１３と弁座６との間をシールする。

弁座６の上面１５には貫通孔であるオリフィス１７を有
し、このオリフィス１７の断面積は各要素バルブ４ケと
も異なり、その断面積比は従来のデジタルバルブと同じ
である。弁座６のオリフィス１７の下側はそれより大径
の貫通孔１８であり、この大径の貫通孔１８の内径は特
に決まった大きさではなく、オリフィス１７をあけ易い
大きさでよい。

また各要素バルブの４ケの弁座６の大径の貫通孔１８の
内径は同じであってもよい。

弁座６の上面、１５にオリフィス１７とほぼ同心内でオ
リフィス径より大径の環状突起１６を形成する。この環
状突起１６はプランジャー４の下端に嵌着した弁体３と
プランジャー４の上下移動により、第１図のように離れ
たり、第２図のように接触して圧着したりする。第１図
の離れたときがその要素バルブは開で、第２図の圧着し
たときがその要素バルブは閉である。弁体３は合成ゴム
或いはフッ素樹脂などのような弾性体材料からなってい
る。

ここで弁体３が弁座６の上面１５および環状の突起１６
に圧着したとき、弁体３の下面で弁座６のオリフィス１
７に相対する部分に凹部２０を形成する。この凹部２０
の大きさはオリフィス１７より大きい方がよい。

また、第１図および第２図に示すように弁座６はその外
径に鍔を設け、この鍔部は隔壁１３の上面に接している
。このようにしてプランジャー４の上下移動に対して弁
座６は安定した固定をしている。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によるデジタルバルブは高い
閉止性を保ち、しかもオリフィスの目づまりを防止する
ことができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す弁体および弁座部分の
拡大断面図、第２図は第１図の弁体と弁座が閉状態の場
合を示す図、第３図は従来例の弁体および弁座を示し、
特にその問題点を示す図、第４図は従来のデジタルバル
ブの全体を示す断面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、両端部に流入口および流出口を有し、中間部に前記
   流入口と連通する流入流路とこの流入流路と隔壁によっ
   て隔った前記流出口と連通する流出流路とを有するバル
   ブ本体と、前記隔壁に前記流入流路と流出流路を連通す
   る貫通孔を複数個あけ、この複数の各貫通孔に装着した
   弁座と、下部先端に弾性体材料の弁体を固定しかつ上下
   移動することにより前記弁体が前記弁座と接触したり離
   れたりする複数個のプランジャーと、からなるデジタル
   バルブにおいて、前記各弁座はその上面に流量を規制す
   る断面積に形成したオリフィスと前記上面にオリフィス
   径より大径の環状突起を形成し、前記各プランジャの弁
   体の下面で前記オリフィスに相対する位置に前記オリフ
   ィス径より大きく前記環状突起の内径より小さい凹部を
   形成したことを特徴とするデジタルバルブ。