(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体（１）の流路を開閉するダイヤフラム（２）の周辺部を本体とシリンダ（６）の間に挟持し、前記ダイヤフラムの中央にステム（５）の下端を連結し、前記シリンダ内に圧力空気を供給して前記ステムを所定のストローク上昇させることにより弁を開くダイヤフラム弁において、前記シリンダの上に帽体（１０）を気密にかぶせ、前記ステムの上端を前記シリンダから前記帽体内に導入し、前記帽体内において、前記ステム又は前記ステムに接続するシャフト（１２）にカラー（１４）を固定し、前記帽体の側周部に２つ以上のシリンダアクチュエータ（１６）をそのピストンロッド（１７）が前記ステム又は前記シャフトと直交する方向に進退するように取り付け、前記ピストンロッドに前記カラーの上面と係合して前記ステムの上昇距離を前記所定ストローク以下に規制するストッパ（２０）を固定し、前記シリンダアクチュエータの１つに選択的に圧力空気を供給する回路を設け、前記帽体内に前記シリンダアクチュエータに供給する圧力空気よりも低圧の圧力空気を供給する回路を設け、各シリンダアクチュエータの前記ストッパにより規制される前記ステム上昇距離がそれぞれ異なるように前記ストッパの前記カラーの上面に当接する位置を設定したことを特徴とする多段開閉ダイヤフラム弁。
【請求項２】
シャフト（１２）の上端部を帽体（１０）から気密に突出させ、前記シャフトの下端部をシリンダ（６）の一部のシリンダトップ（７）に摺動自在に軸受けし、前記シャフトのカラー（１４）から上の部分の外径を下の部分の外径よりも小さくして前記シャフトの下端を前記帽体内の圧力空気によりステム（５）の上端に密着させ、ストッパ（２０）の上面を前記帽体に配置した水平なワッシャ（１８）に、下面を前記シリンダトップに配置した水平なワッシャ（１９）にそれぞれ沿わせ、前記ストッパの前記カラーの上面と当接する係合面（２１）の高さによって前記ステムの上昇距離を規定するようにしたことを特徴とする請求項１記載の多段開閉ダイヤフラム弁。
【請求項３】
帽体（１０）を６角柱状に形成し、前記帽体の１側面に内部へ圧力空気を供給する給気口（１５）を設け、前記帽体の５側面のそれぞれにシリンダアクチュエータ（１６）を設けてステム（５）の上昇距離を６段階に設定したことを特徴とする請求項１又は２記載の多段開閉ダイヤフラム弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は全閉と全開の中間において２つ以上の開度を設定することができる多段開閉空気圧作動型ダイヤフラム弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
全閉と全開の中間において中間開度を設定する二段開閉ダイヤフラム弁は公知であるが、この公知弁の中間開度は、弁を開閉する圧力空気を減圧して弁に供給し、スプリングを全開時の半分程度に圧縮させて弁を半開させる方式であるため、２つ以上の中間開度を高精度で設定することはできなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
近年、２つ以上の中間開度を高精度で設定することが可能なダイヤフラム弁が要望されている。
本発明はこの要望に応えるためになされたものであり、その目的とするところは、２つ以上の中間開度を高精度で容易に設定することができる多段開閉ダイヤフラム弁を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明が採用する手段は、本体の流路を開閉するダイヤフラム周辺部を本体とシリンダの間に挟持し、ダイヤフラムの中央にステムの下端を連結し、シリンダ内に圧力空気を供給してステムをダイヤフラムと共に所定ストローク上昇させることにより弁を開き、その圧力空気を解放することにより弁を閉じる方式のダイヤフラム弁において、シリンダに帽体を気密にのせ、その帽体内にステムを一体又は別体として延長し、帽体内においてステムにカラーを固定し、帽体の側周部から２本以上のシリンダアクチュエータをそのピストンロッドがステムに直交する方向に進退するように挿入し、そのピストンロッドの先端にピストンロッドが進出したときにカラーの上面と当接するストッパを固定し、シリンダに供給する圧力空気よりも低圧の圧力空気を帽体内に供給する回路と、シリンダに供給する圧力空気をそのまま各シリンダアクチュエータに選択的に供給する回路とを設けたことにある。必要であれば、ピストンロッドの進退時の自転を規制する手段を設ける。
【０００５】
ストッパのカラーと当接する係合面は、全開時のカラーの上面よりも低い位置にあるから、ストッパがカラーと当接するとステムの上昇距離は全開時よりも低くなり、開度は１００％以下となる。したがって、各ストッパの係合面の高さを所望の開度に応じて設定すれば、所望の中間開度が高精度で得られる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明を図面に示す実施例に基づいて説明する。
図１は本発明の１実施例のダイヤフラム弁の要部を断面で示す立面図である。
本体１の流路を開閉するダイヤフラムの周辺は本体１とボンネット３の間に挟持される。弁を全閉したとき、ダイヤフラム２の下面は弁座４に着座し、ダイヤフラム２の上面中央に連結したステム５はシリンダ６の軸心を貫通する。このとき、ステム５の上端は下限位置にあるが、シリンダトップ７を突き抜ける。シリンダ６の空気口８に圧力空気を供給すると、図示していないが、ピストンがスプリングに抗して持ち上げられ、ピストンと一体のステム５が上昇し、それによりダイヤフラム２が引き上げられ、弁が開く。ピストンがストロークリミットに当接して上昇を阻止されたとき、ステムは上限位置にあり、弁は全開となる。ここまでの構成は周知の空気圧作動型ダイヤフラム弁と同じである。
【０００７】
シリンダトップ７の上に帽体１０をボルト９とガスケット１１を介して気密に取り付ける。ステム５の上端にシャフト１２の下端を当接し、そのシャフト１２をシリンダトップ７に摺動自在に軸受けする。シャフト１２の上端は帽体１０の中央からＯリング１３を介して気密に突出させる。シャフト１２の上端を帽体１０から突出させると、シャフト１２すなわちステム５の昇降を視認することができる。視認の必要がなければ、帽体１０からシャフト１２を突出させる必要はない。
【０００８】
シャフト１２にカラー１４を外嵌して固定する。ステムが帽体内へ長く突出するときは、シャフトは不要であり、カラーは突出するステムに固定する。帽体１０に給気口１５を設け、内部にシリンダ６へ供給する圧力空気よりも低圧の圧力空気を常時供給する。シャフト１２のカラー１４から上の外径はカラー１４から下の外径よりも小さくし、内部の圧力空気によりシャフト１２の下端を常にステム５の上端に押し付けて密着させる。帽体１０の側周部にシリンダアクチェータ１６のシリンダ部をステム５と直交する方向にねじ込み、ピストンロッド１７をステム５に対して進退させる。ピストンロッド１７の先端にストッパ２０を固定する。ストッパ２０の上面と下面は帽体１０の天井面とシリンダトップ７の上面に取り付けた水平なワッシャ１８、１９に沿うから、ストッパ２０すなわちピストンロッド１７は回転せずに進退する。
【０００９】
図２に示すように、帽体１０は６角柱状であり、１つの側面に給気口１５が、５つの側面にそれぞれシリンダアクチュエータ１６が取り付けられる。
図１及び図２に示すように、ストッパ２０はＬ字形である。ピストンロッド１７が進出し、そこへシャフト１２が上昇してくると、ストッパ２０の先端突出部下面の係合面２１にカラー１４の上面が当接し、シャフト１２の上昇すなわちステム５のストロークが制限されて短縮する。このストッパ２０によって短縮したストロークの元のストロークに対する比率が弁の開度である。ストロークの短縮はストッパ２０の係合面２１の位置によるから、弁の開度はストッパ２０の先端突出部の上下幅によって決定する。したがって、５個のストッパ２０の先端突出部２１の上下幅を５段階に分けると、弁の中間開度を５段階、例えば、８５％、７０％、５５％、４０％、２５％に設定することができる。
【００１０】
【実施例】
次に本発明のダイヤフラム弁の動作について説明する。
図示していないが、図面に示すダイヤフラム弁にはシリンダ６の空気口８と各シリンダアクチュエータ１６に４Ｋｇ／ｃｍ2の圧力空気を選択的に供給する回路及び帽体１０の給気口１５に２Ｋｇ／ｃｍ2の圧力空気を常時供給する回路を有する。
【００１１】
図３に示すように、すべてのシリンダアクチュエータ１６の圧力空気を解放すると、いずれのピストンロッド１７もストッパ２０と共に帽体１０内の２Ｋｇ／ｃｍ2の圧力空気により退入させられ、ストッパ２０の係合面２１はカラー１４の真上から遠ざかる。ここで、図４に示すように、シリンダ６の空気口８に４Ｋｇ／ｃｍ2の圧力空気を供給すると、カラー１４の真上にストッパ２０の係合面２１は存在しないから、シャフト１２はストッパ２０に妨げられることなくステム５と共に上限まで上昇するから、ダイヤフラム２は弁座４から所定ストローク上昇し、弁は全開状態すなわち開度１００％となる。ついで、シリンダ６内の圧力空気を解放すると、ステム５は図１の位置まで下降し、弁は全閉状態となる。
【００１２】
全閉状態のとき、図１に示すように、選択した１つのシリンダアクチュエータ１６に４Ｋｇ／ｃｍ2の圧力空気を供給してピストンロッド１７を進出させ、ついで、図５に示すように、シリンダ６の空気口８に４Ｋｇ／ｃｍ2の圧力空気を供給すると、ステム５と共にシャフト１２が上昇するが、カラー１４がストッパ２０の係合面２１に当たり、上昇はそこで停止する。シャフト１２すなわちステム５の上昇距離は選択したシリンダアクチュエータ１６によって異なる。図５のシリンダアクチュエータ１６は開度７０％であり、ステム５の上昇距離はストロークの７０％、すなわち、ダイヤフラム２は弁座４から所定ストロークの７０％だけ上昇する。
【００１３】
シリンダアクチュエータ１６のピストンロッド１７の先端に固定したストッパ２０の上下面は常に水平なワッシャ１８、１９に沿うから、ピストンロッド１７は回転せずに進退し、ストッパ２０の姿勢は安定する。したがって、カラー１４が当接する位置すなわちステム５の上昇距離はシリンダアクチュエータ１６ごとに一定であり、多段開の中間開度を高精度で設定することができる。
【００１４】
【発明の効果】
上記のとおり、本発明は、シリンダに圧力空気を供給してステムを上昇させ、そのステムの下端にダイヤフラムを連結して弁を開くダイヤフラム弁において、シリンダの上に帽体を気密にかぶせ、帽体内へ突出するステム又はそのステムに直結したシャフトにカラーを固定し、帽体の側面に２つ以上のシリンダアクチュエータを取り付け、そのシリンダアクチュエータのピストンロッドをステム又はシャフトと直交する方向に進退させ、そのピストンロッドの先端にカラーの上面に当接してステムの上昇距離を制限するストッパを固定し、シリンダアクチュエータに供給する圧力空気よりも低圧の圧力空気を帽体内に供給し、シリンダアクチュエータごとにストッパが制限するステムの上昇距離すなわち弁の開度を変えたから、ダイヤフラム弁の全閉から全開までの中間の開度を２段階以上に高精度で設定することができるという、従来にはなかった格別の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施例のダイヤフラム弁の立面図であり、全閉状態の要部を断面で示す。
【図２】図１のII−II線に沿う断面図、
【図３】ダイヤフラム弁のストッパが後退した全開状態を示す図１に相当する図である。
【図４】ダイヤフラム弁の全開状態を示す図１に相当する図である。
【図５】ダイヤフラム弁のストッパによる中間開度状態を示す図１に相当する図である。
【符号の説明】
１：本体
２：ダイヤフラム
３：ボンネット
４：弁座
５：ステム
６：シリンダ
７：シリンダトップ
８：空気口
９：ボルト
１０：帽体
１１：ガスケット
１２：シャフト
１３：Ｏリング
１４：カラー
１５：給気口
１６：シリンダアクチュエータ
１７：ピストンロッド
１８：ワッシャ
１９：ワッシャ
２０：ストッパ
２１：係合面
【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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