(57)【要約】      （修正有）【課題】精密に真空圧力を調整しエネルギーを節減する真空省エネ型大容量精密調圧弁を提供する。【解決手段】内部は、下から上に順に主弁２０、中間弁座３０、調圧台座４０からなり、その主弁２０内には、一次側圧力と二次側圧力を通過させる主通路２０１が設けられるとともに、弁ピストン２４の主弁２０内の中央に設けられる弁口２５が合わせて設けられ、弁ピストン２４の内部と主ダイヤフラム２３が連結される密封棒２３１は、互いに枢接され、主ダイヤフラム２３は、中間弁座３０と主弁２０の間に挟まれるようにして設けられ、真空圧力空洞部２６を形成し、中間弁座３０と調圧台座４０の間には、バランスダイヤフラム４３と大気通路３３が挟まれるようにして設けられ、大気通路３３は、バランスダイヤフラム４３の下方の空間に通じることで、大気圧が流れ、誘導通路２１とフィードバック通路２２は、真空圧力空洞部２６と主通路２０１に通じる。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
本体からなる真空省エネ型大容量精密調圧弁であって、前記本体は、主弁と、中間弁座と、調圧台座が下から上に順に連結されてなり、前記主弁は、一次側圧力と二次側圧力を通過させる主通路と、弁ピストンを前記主弁の中央に設けてなる弁口と、を備え、前記弁ピストンの内部と主ダイヤフラムに連結される密封棒は、互いに枢接され、前記弁ピストンの底端には、前記密封棒と組み合わされることで開閉を調整するピストンオーバーフロー孔が形成され、前記主ダイヤフラムは、前記中間弁座と前記主弁に挟まれるように設けられて位置決めされ、真空圧力空洞部を形成し、前記調圧台座と前記中間弁座の間には、バランスダイヤフラムが挟まれるように設けられて位置決めされるとともに、前記バランスダイヤフラムの下方には、調圧棒が設けられ、前記調圧棒は、前記中間弁座の中央に位置する容室内に設けられ、誘導通路は、前記主通路から前記容室を通り前記真空圧力空洞部内に至るまでであり、フィードバック通路は、前記中間弁座の下方から前記調圧台座の内部に連結されて通じるようにして形成されるとともに、前記フィードバック通路も前記主通路に連結され、大気通路は、前記中間弁座内に設けられるとともに、前記バランスダイヤフラムの下方の空間に通じることで、大気圧が流れ、前記一次側圧力は、前記誘導通路を通り真空圧力空洞部に流れることで真空吸引力が生じ、それにより、前記主ダイヤフラムは、前記弁ピストンを上に動かすことで、弁口は、開けられ、前記真空吸引力は、同時に前記二次側圧力を形成し、前記二次側圧力は、前記フィードバック通路内のスロットル孔を通過することで圧力差が平衡にされた後、さらに、調圧台座に流れ、前記バランスダイヤフラムと前記調圧棒を押し戻すことで、誘導通路は、閉じられ、主ダイヤフラムが移動しなくなってから、平衡が保たれた安定した状態において、中間弁座と本体が大気圧の流量を吸入することなく、精密に圧力が調整されるとともにエネルギーが節減されることを特徴とする、真空省エネ型大容量精密調圧弁。
【請求項２】
前記バランスダイヤフラムは、さらに、可動プッシュロッドを備え、前記可動プッシュロッドは、前記バランスダイヤフラムと調圧棒の間に設けられることで、調圧棒の吸着面積を最小に減少させ、真空吸引力の吸着力も最小に減少され、それに対して、バランスダイヤフラムは、大気圧によって面積が最大に増大されることで、前記バランスダイヤフラムが前記中間弁座の上に吸着されるのを防ぐことを特徴とする請求項１に記載の真空省エネ型大容量精密調圧弁。
【請求項３】
前記弁口は、前記弁ピストンによって駆動され開いた状態において、前記弁口の面積は増大され、弁ピストンが移動する範囲が最大になり、二次側圧力が増大され、真空吸引力が流す空気の最大容許量となることを特徴とする請求項１に記載の真空省エネ型大容量精密調圧弁。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は真空省エネ型大容量精密調圧弁に関し、前記本体内部には、主通路と、誘導通路と、フィードバック通路と、大気通路が設けられ、上述の各通路は、真空圧力空洞部内に通じることで、前記真空圧力空洞部内に設けられる主ダイヤフラムがスロットル孔と組み合わされ、平衡圧力差により外側に移動され、さらに、平衡通路が続いてバランスダイヤフラムを連動させることで、本体は比較的広い範囲において圧力を調整することができ、大気圧の流量を吸入することなく、更なる省エネ及び精密な真空圧力調整の目的を同時に達成することのできる真空省エネ型大容量精密調圧弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動化設備の分野において広く使用されていた真空精密調圧弁は、国内で販売される商品か、海外市場で販売される商品かに関わりなく、技術適用の種類から言うならば、大気を吸収し続けることではじめて調圧弁の真空圧力の精密度を維持することができ、この種の真空精密調圧弁は、その過程において必然的に圧力流体により外部の空気流量を吸入し続けるため、所定の目標を達成することはできるが、その過程で浪費する資源によって製造コスト全体が増大してしまい、長期的に使用した場合の累積金額は、相当な金額になるため、自動化された加工工程における精密さ及び効率を向上させ、業者によっては気圧ループにより吸入する空気流量を減少させることで高精度の出力圧を実現させているが、製造が決して簡単ではない真空精密調圧弁設計は、構造設計及び生産・製造において複雜化する傾向があり、改善が必要な点が多く存在する。
【０００３】
本考案者が考案した従来の構造は、以下の通りである。
【０００４】
台湾特許第Ｍ５１３２９５号の軸心誘導式真空減圧弁において、その構造の内部に設けられる主ダイヤフラムと棒は、前記棒内部に設置される貫通した誘導孔により、その内部を流れる気体がより短い経路で流れるようにすることができ、それにより、必要とされる部品の数及び組み立て工程が削減される。しかしながら、この誘導孔の構造は、実際に生産し適用された後に分かった点として、気体が流れる経路を短くし、部品の数及び組み立て工程を削減することはできるが、実施の過程において、前記主ダイヤフラムと棒は、大気圧の流量を吸収した場合にのみ作動するため、一部の気体流通量と真空圧力の精密度は明らかに遅延状態になる。
【０００５】
台湾特許第Ｍ５３２５２８の省エネ型真空精密調圧弁は、その構造の内部に設けられる複数の通路により、圧力流体が主弁口及び棒弁口と組み合わされることで本体内部の圧力を安定させることができ、それにより、大気の流量を吸収することなく平衡を保つことができるとともに、前記調圧装置によって精密に調整することで、使用効率もそれに伴い改善される。前記棒弁口は、上方のバランスダイヤフラムに押され互いに押し合い、圧力流量を調整する場合、ピストン上の吸着される面積が大きすぎるため、前記バランスダイヤフラムに影響を及ぼし、下向きに吸着され元に戻ることができず、その動作において気体の流れが不安定になる状態が生じてしまう。
【０００６】
上述の構造における改善点については、一部の部品を簡略化する設計により組み立てに手間がかかる設計を改善し、内部の通路を改良することで圧力流体が、同等圧力を生じさせることによって、フィードバック方式でエネルギーの消耗を大幅に減少させることができるため、一定の効果を備えてはいるが、真空圧力の精密度の改善に関しては十分ではないとともに、動作があまりスムーズではない状態が見られる。従って、上述の構造における実適用と研究後に分かった点に基づいて、欠点を改善する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】台湾特許第Ｍ５１３２９５号明細書
【特許文献２】台湾特許第Ｍ５３２５２８号明細書
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００８】
本考案は、精密に真空圧力を調整することのできる真空省エネ型大容量精密調圧弁を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本考案の真空省エネ型大容量精密調圧弁は、主弁と、中間弁座と、調圧台座が下から上に連結されてなり、前記主弁は、一次側圧力と二次側圧力を通過させるための主通路と、弁ピストンを前記主弁座の中央に設けてなる弁口と、を備え、前記弁ピストンの内部には、主ダイヤフラムを備える密封棒が連結されて互いに枢接され、前記弁ピストンの底端には、前記密封棒に連結されたピストンオーバーフロー孔がさらに設けられ、上述の主ダイヤフラムは、前記中間弁座と前記主弁に挟まれるように設けられて位置決めされ、真空圧力空洞部を形成し、前記調圧台座と前記中間弁座の間には、バランスダイヤフラムが挟まれるように設けられて位置決めされるとともに、前記バランスダイヤフラムの下方には、調圧棒が設けられ、前記調圧棒は、前記中間弁座の中央に位置する容室内に設けられる。誘導通路は、前記主通路から前記容室を通り前記真空圧力空洞部内に通じる。大気通路は、前記中間弁座内に設けられるとともに、前記バランスダイヤフラムの下方の空間に通じることにより、大気圧が流れる。
【００１０】
フィードバック通路は、中間弁座の下方から調圧台座の内部まで結合されて通じるように形成されるとともに、フィードバック通路は、主通路にも連結され、一次側圧力が誘導通路を通り真空圧力空洞部までくると、真空吸引力が生じることで、主ダイヤフラムによって弁口を上に動かして開けることができ、真空吸引力は、同時に二次側圧力を形成し、フィードバック通路内に設けられるスロットル孔の平衡圧力差と組み合わされると、さらに続けて調圧台座まで流れ前記バランスダイヤフラムと調圧棒を押し戻すことで、誘導通路は閉じられ、主ダイヤフラムが動かなくなった後、平衡の保たれた安定した状態において、中間弁座と本体が大気圧の流量を吸入することなく、精密に圧力を調整するとともにエネルギーを節減する目的を達成することができる。
【考案の効果】
【００１１】
本考案は、真空省エネ型大容量精密調圧弁であり、その主な技術目的は、主ダイヤフラムを前記密封棒に連結させ、前記弁ピストン内に対応して設けることで、主ダイヤフラムは、真空吸引力によってスムーズに弁ピストンを動かし弁口を開閉することができる。
【００１２】
２つ目の技術目的として、調圧棒とバランスダイヤフラムの間に可動プッシュロッドを設けることによりバランスダイヤフラムの間の吸着される面積を減少させることで、可動プッシュロッドが真空吸引力によって吸着され元の位置に戻ることができないという点を改善する。
【００１３】
３つ目の技術目的として、ピストンが弁口を開けた状態にする場合、主ダイヤフラムの上下の両側において真空吸引力が平衡状態に保たれることにより、弁口を流れることのできる流量は最大になる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本考案の準備状態における構造を示した図である。
【図２】本考案の動作状態における構造を示した図である。
【図３】本考案の動作状態における一部の構造の拡大図である。
【図４】本考案の動作状態における一部の構造の拡大図である。
【図５】本考案における保持状態または調整状態を示した図である。
【図６】本考案の制御ループを示した図である。
【考案を実施するための形態】
【００１５】
本考案の最も好ましい実行可能な実施例に基づき、図１〜図６を組み合わせて詳しく説明することで、本考案について理解を深めることができるものとする。
【００１６】
本考案は、真空省エネ型大容量精密調圧弁であり、その構造は、本体１０からなる。前記本体１０は、主弁２０と、中間弁座３０と、調圧台座４０が下から上に順に連結されねじで固定されることで一体化されてなり、前記主弁２０は、一次側圧力Ｐ１と二次側圧力Ｐ２を通過させる主通路２０１と、弁ピストン２４を前記主弁２０の中央に設けてなる弁口２５と、を備え、上述の一次側圧力Ｐ１は、真空源吸引力であり、前記弁ピストン２４の内部と主ダイヤフラム２３に連結される密封棒２３１は、互いに枢接され、この弁ピストン２４の底端には、前記密封棒２３１と組み合わされることで開閉を調整することのできるピストンオーバーフロー孔２４１が形成され、前記ピストンオーバーフロー孔２４１は、詳しくは、前記孔と弁ピストン２４底部の間の間隔を枢動させて調整することで、外部からの大気の流入量を制御し、上述の主ダイヤフラム２３は、前記中間弁座３０と前記主弁２０に挟まれるように設けられて位置決めされ、真空圧力空洞部２６を形成し、前記調圧台座４０と中間弁座３０の間には、バランスダイヤフラム４３が挟まれるように設けられて位置決めされるとともに、バランスダイヤフラム４３の下方には、調圧棒３２が組み合わされて設けられ、当接し接触する。前記調圧棒３２は、主に、中間弁座３０の中央に位置する容室３０１内に設けられ、前記バランスダイヤフラム４３と前記調圧棒３２の間には、可動プッシュロッド４４がさらに設けられ、前記可動プッシュロッド４４により、前記調圧棒３２が吸着する面積を最小にまで減少させることができ、真空吸引力ＰＴの吸着力も最小にまで減少されることで、前記バランスダイヤフラム４３が真空状態の影響を受けて中間弁座３０に吸着する状況が生じるのを防ぐことができる。
【００１７】
誘導通路２１の範囲は、前記主通路２０１から前記容室３０１を通り前記真空圧力空洞部２６の内部までである。フィードバック通路２２の範囲は、前記中間弁座３０の下方から前記調圧台座４０の内部に連結され通じるようにして形成されるとともに、このフィードバック通路２２は、前記主通路２０１に連結される。大気通路３３は、前記中間弁座３０の内部に設けられ、その範囲は、前記中間弁座３０の外部の側辺から前記バランスダイヤフラム４３の下方の空間にまで通じることで、大気圧ＰＰが流れ、それにより、前記調圧棒３２の動作を制御することができる。
【００１８】
参照する図１において、本体１０は、準備状態であり、明らかな通り、二次側圧力Ｐ２は０であり、本体１０の内部の圧力流体は、一次側圧力Ｐ１の真空源吸引力の作用より、誘導通路２１内の圧力流体をすべて前記主通路２０１から排出する。明らかな通り、前記容室３０１の調圧棒３２は、閉じた状態であり、誘導通路２１の圧力流体は、真空圧力空洞部２６内に流れることができないが、前記大気通路３３内には、外部から進入した大気圧ＰＰが残っているため、主ダイヤフラム２３に作用して真空吸引力ＰＴを生じさせることができず、弁口２５もまだ閉じた状態であり、ピストンオーバーフロー孔２４１は、空いた状態であることで、大気圧ＰＰは、主弁２０の内部の二次側圧力Ｐ２の端部に進入することで、二次側圧力Ｐ２は０となる。
【００１９】
参照する図２において、本体１０は、動作状態であり、前記二次側圧力Ｐ２は０より小さい。この時の調圧棒３２は、主ばね４２に押されて動き、わずかに移動することで、前記誘導通路２１内の一次側圧力Ｐ１は、前記容室３０１を通り前記真空圧力空洞部２６内にまで到達することができる。この時一次側圧力Ｐ１は、真空吸引力ＰＴを形成することで、前記主ダイヤフラム２３を動かして上に移動させる。この時、弁ピストン２４も共に動かすことで、前記弁口２５は、開いた状態になり、前記弁口２５の開いた状態は、真空吸引力ＰＴ×主ダイヤフラム２３上方の面積によるもので、二次側圧力Ｐ２×主ダイヤフラム２３下方の面積＋ばね２５１の推力より大きくなることで、上向きに平衡のとれた状態になり弁口２５が開けられる。詳しく述べると、前記弁ピストン２４が開けられ上向きである場合、その真空吸引力ＰＴは、前記主ダイヤフラム２３の上方の上半部と呼ぶことのできる部分にまで流れ、下半部において、一次側圧力Ｐ１は弁口２５を通り流れ出ることで、二次側圧力Ｐ２が形成され、二次側圧力Ｐ２とばね２５１が圧縮されることで推力が生じ、上半部と下半部が互いに作用する力を打ち消し合った後、前記弁ピストン２４が上に移動する距離は、最大になり、前記弁口２５の面積が増加され、二次側圧力Ｐ２が増大されると、最大空気流通量は、前記弁口２５を通過することのできる最大量になる。
【００２０】
さらに図３から明らかな通り、前記中間弁座３０は、主に前記フィードバック通路２２によって二次側圧力Ｐ２を制御し、安定した流量を維持することができるで、大気を吸入して消耗する量は０になり、前記スロットル孔３１の圧差による平衡作用により、圧力精密度が維持される。さらに、図式における図４を組み合わせることで明らかな通り、前記主弁２０は、主に二次側圧力Ｐ２を制御することで通過する流量を最大にすることができるとともに、前記主ダイヤフラム２３が移動することで前記弁ピストン２４を調整し、移動させる範囲を広くすることができることにより、空気を吸入する流量が向上するとともに、二次側圧力Ｐ２を閉じる際、前記スロットル孔３１の平衡圧力により、前記主ダイヤフラム２３が急速に閉じないようにすることができる。従って、明らかな通り、前記中間弁座３０は、主に、主ダイヤフラム２３とスロットル孔３１を制御するのに使用され、前記主弁２０は、流量を制御するのに用いられる。
【００２１】
上述の真空吸引力ＰＴは、弁ピストン２４が主ダイヤフラム２３によって動かされ上に移動すると、前記二次側圧力Ｐ２を形成し、前記二次側圧力Ｐ２は、前記フィードバック通路２２内のスロットル孔３１によって圧力差が平衡にされた後、さらに調圧台座４０内に流れ、バランスダイヤフラム４３と調圧棒３２を下に動かすことで、誘導通路２１を閉じる。主ダイヤフラム２３が移動しなくなってから、平衡を保った安定した状態において、中間弁座３０と本体１０が大気圧の流量を吸入することなく、図式における図５に示す通り、精密に圧力を調整するとともにエネルギーを節減する目的が達成される。
【００２２】
要約すると、本考案の真空省エネ型大容量精密調圧弁は、その本体１０内部に設けられる主通路２０１と、誘導通路２１と、フィードバック通路２２によって、内部を流れる一次側圧力Ｐ１と、二次側圧力Ｐ２と、真空吸引力ＰＴと、主ダイヤフラム２３により組み合わされ連結された弁ピストン２４が弁口２５を開閉するようにするとともに、前記大気通路３３から進入する大気圧ＰＰによってバランスダイヤフラム４３を補助し、バランスダイヤフラム４３が完全に吸着されるのを防ぐことで、本体１０の内部の流量が確保され精密に圧力を調整するとともに消耗されるエネルギーを節減する目的を達成することができる。
【符号の説明】
【００２３】
１０    本体
２０    主弁
２０１  主通路
２１    誘導通路
２２    フィードバック通路
２３    主ダイヤフラム
２３１  密封棒
２４    弁ピストン
２４１  ピストンオーバーフロー孔
２５    弁口
２５１  ばね
２６    真空圧力空洞部
３０    中間弁座
３０１  容室
３１    スロットル孔
３２    調圧棒
３３    大気通路
４０    調圧台座
４１    ノブ
４２    主ばね
４３    バランスダイヤフラム
４４    可動プッシュロッド
Ｐ１    一次側圧力
Ｐ２    二次側圧力
ＰＴ    真空吸引力
ＰＰ    大気圧
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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