JPS6314237B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、パイロツト操作弁、特に閉じる速度
を制御できるパイロツト弁の改良に関する。

パイロツト操作弁は、内部オリフイスを開閉し
て高圧入口ポートからの流体を低圧出口ポートへ
流したりまたこれを阻止するように配置された主
弁部材を含む。主弁部材に対してオリフイスと逆
の側にある室は、ブリード通路を通して入口ポー
トと連通している。この室は、また小パイロツト
弁を介して出口ポートのような低圧領域とも連通
している。パイロツト弁が閉じられると、高圧流
体はブリード通路を通つて室を満し、この室の圧
力が十分高くなると、主弁部材を押圧してオリフ
イスを閉じるので、主弁が閉じられる。パイロツ
ト弁が開けられると、室内の流体の圧力が下が
り、主弁部材が移動してオリフイスを開ける。

上記のような従来の弁では、主弁部材の閉じる
速さは、弁の両端の圧力差によつて変化する。例
えば、入口の圧力が出口の圧力と比べて極めて高
いと、流体はブリード通路を高速にて通過し、短
時間のうちに室を満して室内の圧力を主弁部材を
閉じるのに十分に高い圧力にする。この場合、主
弁部材は、パイロツト弁が閉じた直後に閉じる。
換言すると入口の圧力と出口の圧力との差が少な
いと、入口ポートからブリード通路を通つて室内
に流れ込む流体によつて室内の圧力が主弁部材を
閉じるのに十分高い値になるまでの時間が長くな
る。

このような弁は、弁を大きな圧力差で使用する
ときは不利である。このような場合、室は短時間
のうちに満されるので、主弁部材はオリフイスを
囲んでいる弁座に対して極めて急速に衝突する。
この結果弁を通過する流体は急激に止まるので、
この弁によつて制御される流体ラインの中に一般
にウオータハンマと呼ばれている水撃作用を引き
起こす。

この問題は、ブリード通路の直径を極めて小さ
くすることで解決できるが、このような方法は、
新らたに別の問題を数多くひき起す。すなわち、
このような極めて小径のブリード通路は、大直径
の通路と比べて制御中の流体と共に弁内へ進入す
る異物によつて容易に詰まつてしまう傾向があ
る。また圧力差が大きい場合でも小径ブリード通
路は、弁をゆつくりと閉じるが、弁の閉じる速度
は圧力差によつて変化するし、ある理由のため圧
力差が少さくなると、主弁部材の閉じる時間は法
外に長くなる。

本発明の目的は、弁の両端の圧力差の大小にか
かわらずあらかじめ決めた一定の低速度にて閉じ
るパイロツト操作弁を提供してこれら問題をすべ
て解決するにある。

本発明の別の目的は、弁を閉じた時弁で制御さ
れるラインの中に発生するウオータハンマ現象を
実質的になくすような弁を提供するにある。

本発明の更に別の目的は、両端の圧力差の大小
にかかわらず入口ポートから出口ポートへ流れる
流体の流量を一定に維持する流れ制御機素を主弁
部材のブリード通路内に設けた弁を提供するにあ
る。

本発明の更に別の目的は、流れ制御機素がこの
流れ制御機素の両端の圧力差の変動に応じて自動
的に流量を一定に維持するように自動調節する、
弁を提供するにある。

本発明の更に別の目的は、異物による詰まりを
最小とするように流れ制御機素が自動的に清掃さ
れる弁を提供するにある。

添附図面を参照して次の詳細な説明を続めば、
本発明の上記以外の目的と利点が明らかとなろ
う。

第１〜３図に示す本発明に係るパイロツト操作
弁１０は、下方弁体部分１１と上方弁体部分すな
わちボネツト１２とか成る弁体を有している。弁
体部分１１および１２は、適当な締付け手段、例
えばボルト（図示せず）によつて互いに保持され
ている。下方弁体部分１１には、高圧流体源に通
じる導管に接続するための内部にネジを切つた入
口ポート１３とこの弁１０によつて制御を行なう
流体の流れる導管に接続するための内部にネジを
切つた出口ポート１４とが形成されている。下方
弁部分１１内には、ポート１３と１４との間に弁
座１６によつて囲まれたオリフイス１５がある。

ゴム製の弾性ダイヤフラム１９からなる主弁部
材が弁座１６の上方で弁体の内部に延びており、
このダイヤフラムの縁部分は、弁体部分１１と１
２との間に挾持されている。ダイヤフラム１９と
弁体部分１２は弁座１６に面しているダイヤフラ
ムの側面とは反対側に室２０を構成している。主
弁部材２１は移動して弁座１６と係脱することが
できる。この室の中心部において受け板５０は弁
座１６の直上のダイヤフラム１９の上面の部分を
支持する。受け板５０は管状延長部５１を有し、
管状延長部５１はダイヤフラムの孔を管通し、次
いでダイヤフラムの下面に位置するワツシヤ５２
を貫通して下方に突出している。管状延長部５１
の下端は外方に曲げられ受け板５０、ダイヤフラ
ム１９およびワツシヤを互いに保持する。弁体部
分１２と受け板５０との間に設けられている圧縮
バネ２７は、常時主弁部材２１を弁座１６に向け
て押圧している。

本実施例では、延長部５１の中空内部と受け板
５０の孔５３がブリード通路を構成しており、こ
の通路は受け板５０内に形成された拡大凹部５４
に通じている。凹部５４はブリード通路と整合し
たオリフイス４７を有する流れ制御機素４６を収
容している。凹部５４から機素４６が偶然に押出
されるのを防止するため、機素の上にある凹部内
の環状溝内にスナツプリング５５のような保持器
が設けてある。

上方弁体部分１２は、室２０から流出する流体
流れを制御するパイロツト弁３４を支持する。パ
イロツト弁３４は室３５を有し、この室３５は通
路３６を介して室２０と連通し、一部が弁体部分
１２、一部が弁体部分１１に形成されている通路
３７を介して出口ポート１４と連通している。室
３５に通じる通路３７の端を弁座３８が取り囲
み、この弁座３８は、電気ソレノイド４１によつ
て移動する電機子４０の下端に固定された垂直方
向に移動自在なパイロツト弁部材３９と係合する
ようになつている。この作動パイロツト弁部材３
９には、図示したようにソレノイドが使われてい
るが、他の電気、空圧または液圧式のアクチユエ
ータを使用しても良い。パイロツト弁部材３９
は、常時圧縮バネ４２によつてパイロツト弁座３
８に押圧されている。本実施例では、流れ制御機
素は、米国特許2389134号、第2454929号および第
2775984号に記載されているような環状ゴムワツ
シヤを含むような型式のものである。第２図に
は、上記米国特許第2775984号に記載のものと同
様な流れ制御機素が示されている。流れ制御機素
４６は、オリフイス４７を有し、流体はブリード
通路からこのオリフイス４７を通つて室２０へ流
れる。この機素４６は、両端での圧力差が増加す
ると、オリフイス４７の断面積を減少させて流れ
を制御するようになつている。このオリフイス４
７の寸法が小さくなるのは、機素４６が撓わむ
（第２図と第３図を比較）ためで、圧力差が増加
すればするほど機素４６が大きく撓わみオリフイ
ス４７がより小さくなる。従つて圧力差が変化し
てもオリフイス４７を通過する流量は常に一定と
なる。

弁が第１図に示すように閉じている時、ポート
１３からの入口圧力と同じ圧力が室２０に加わ
り、この圧力の力とバネ２７の力が共に主弁部材
２１に加わるので主弁部材２１のダイヤフラム１
９は弁座１６に接触する。その結果、流体はポー
ト１３からポート１４には流れなくなる。更にパ
イロツト弁座３８上には、パイロツト弁部材３９
が着座するので、室２０から出口ポート１４への
流れが阻止される。更にブリード通路にも流れは
ないので制御機素４６の両端には圧力差がない。
その結果この機素は曲がらず第１図および第２図
に示すような状態になつている。

ソレノイド４１が附勢されると、パイロツト弁
部材３９が上方へ移動し、高圧の流体が室２０か
ら通路３６と３７を通つて出口ポート１４へ流れ
る。これによつて室２０内の圧力が下がり、主弁
部材２１の下方の入口圧力によつて主弁部材２１
が上方へ移動され、弁座１６から離間する。この
結果、主弁部材が開いて、ポート１３からポート
１４へ流体が流れる。また入口圧力の流体がブリ
ード通路と機素４６のオリフイス４７とを通つて
室２０へ流れこむ。この流れが生じても流体は、
直ぐに室２０から通路３６と３７を通つて流れて
しまうので弁の状態を変えない。しかしながらこ
の時流れ制御機素４６の両端には、圧力差がある
ので流れ制御機素は、第３図に示すように撓れん
でオリフイス４７の断面積を減少させる。

弁を閉じるには、ソレノイド４１を除勢し、バ
ネ４２によつてパイロツト弁部材３９を移動させ
てパイロツト弁座３８と係合させる。しかる後、
流体が室２０から流出できなくなる。しかしなが
らこのとき入口圧力の流体がブリード通路および
オリフイス４７を通つて室２０内へ流れ続ける。
室２０内の圧力が十分に高くなると、この圧力と
バネの力によつて生ずる力は、ダイヤフラム１９
の下の入口圧力の力より大きくなり、主弁部材２
１の下に位置するダイヤフラム１９が移動して主
弁座１６と係合する。オリフイス４７の寸法は、
パイロツト弁を閉じた後で室２０が流体でゆつく
りと満たされるように選ばれている。このように
して主弁部材がゆつくりと閉じられ、入口ポート
１３に接続されたラインにおける液体のシヨツが
回避される。更に室２０は同一の低速度で満され
るので、主弁部材２１は、入口ポート１３の流体
の圧力値とは無関係に同一の低速度で弁座１６に
向つて移動する。これは、流れ制御機素４６のオ
リフイス４７を通る流体の流量が、機素の入口端
に加わる圧力にかわらず一定であるからである。

また、流れ制御機素４６は、弁が開閉するたび
に撓わむため、オリフイス４７に生じやすい異物
の附着が少ないので、オリフイス４７の閉塞を防
止できる。この利点は、固定したブリード通路を
使用する場合には得られない。

本発明を好ましい実施例だけを例示として示し
説明したが多くの変形を本発明の範囲内でなすこ
とができる。従つて本発明は特許請求の範囲に記
載の範囲内であれば特定の実施態様に限定されな
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は、主弁部材およびパイロツト弁が閉じ
ている状態の流れ制御機素を有する本発明に係る
パイロツト操作弁の断面図である。第２図は、両
端に圧力差がないときの流れ制御機素を示す拡大
部分図である。第３図は、流れ制御要素を流体が
流れているときの第２図と同様な図である。 １３…入口ポート、１４…出口ポート、１５…
オリフイス、１６…弁座、２０…室、２１…主弁
部材、３４…パイロツト弁、４６…流れ制御機
素、４７…オリフイス、５０…受け板、５３…受
け板の孔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ (a) 高圧領域に接続する入口ポートと、低圧
   領域に接続する出口ポートと、上記ポートの間
   にあつて弁座に囲まれたオリフイスと、を有す
   る弁体と、 (b) 上記弁座と係合して弁を閉じまた上記弁座か
   ら外れて弁を開けるよう移動可能な主弁部材
   と、 (c) 上記弁座に対面する上記主弁部材の側面とは
   逆の側で上記弁体内に設けられた室と、 (d) 上記室と上記入口ポートの高圧と比べて圧力
   が低い領域との間の連通状態を制御するパイロ
   ツト弁と、 (e) 上記主弁部材に設けられ、上記入口ポートと
   上記室とを連通させるブリード通路と、 (f) 上記高圧領域と低圧領域との間の圧力差とは
   無関係に上記ブリード通路を通過する流体の流
   量を一定に保つために、上記ブリード通路内に
   設けられた、弾性材料の環状ワツシヤの形の流
   れ制御機素と、から成る弁。