專利名稱:可自動調整壓力的減壓閥的制作方法
本發(fā)明涉及一種用來調整流體壓力的閥。尤其涉及一種減壓閥，用來減低其一次側的流體壓力以維持其二次側之壓力為定值。
減壓閥通常有兩類型式一類是有一主閥，由一膜片之位移直接控制之;另一類是有一主閥例如活塞閥，間接由一先導閥所控制。流體二次壓力作用在膜片一側，而一壓力調定彈簧的彈性力作用于其另一側。若此兩力不相平衡，則膜片移動促使一閥芯移動控制流經閥的流體量而維持和彈簧的彈性力相當?shù)亩瘟黧w壓力。
和閥體螺紋連接的調整螺絲用來設定所需要的二次流體壓力。該螺絲是用手轉動以調整壓力設定彈簧的彈性力直至壓力計指示出所需要的壓力。當調定壓力要經常改變時，此裝置非常不便。此裝置亦不容許任何搖控操作或自動控制。
因此，已知有一種自動控制閥。依照自動控制閥之工作原理，被控制值被測定并與一目標值相比較，根據(jù)其間之任何差值所得到的判斷或指令被處理成一個信號以控制一個閥芯致動器，例如電動馬達或流體致動器。
若其為一種減壓閥，則二次壓力由一壓力傳感器測知并與經由一調定機構輸入的一目標值比較，比較的結果被處理成一個信號，該信號用以使電動馬達等致動器作比例控制操縱或微分/積分控制操縱。因此，此閥便于實現(xiàn)任何目標值的變化，且允許搖控操作或自動控制。
然而，自動控制閥價格昂貴。這是由于要直接、微量并迅速地引動閥芯，須要具有高輸出的致動器及用來作信號的復雜處理的控制器。
自動控制閥應答比具有膜片的減壓閥為慢。這是由于致動器并不直接連接于信號處理器。
本發(fā)明的目的是提供一種減壓閥，該閥包括具有小輸出的致動器，但該閥便于進行壓力調定的任何改變且允許搖控操作及自動控制。
根據(jù)本發(fā)明，上述目的是由如下的減壓閥而達到的(a)包含一膜片，一壓力調定彈簧，調整彈簧彈性力的裝置，及一用以控制設定裝置的致動器。
(b)在測得的閥的二次側流體壓力與調定壓力之目標值間之差值大于基準差值時才使致動器動作;而在測得之差值實質上為零時才使致動器停止動作。
以下說明此閥之操作方式。
用一調定器調定所需要的壓力。用一壓力傳感器連續(xù)或定期測定二次流體壓力。二次流體壓力與目標壓力間之差值被測定并由比較控制器而與基準差值比較。若測定差值大于基準差值，則一個信號被傳至驅動器用以操作致動器，使測定差值實質上能變?yōu)榱恪?br>致動器由驅動器所操作以便沿任一方向轉動彈性力調定裝置(例如習知之調整螺絲)而調整壓力調定彈簧之彈性力。所產生之膜片位移引動閥芯以增加或減少經過閥之流體流量，籍以增加或減小二次流體壓力。
二次流體壓力由壓力傳感器測知并傳送至比較控制器。當測定差值實質上已變?yōu)榱銜r，傳送一停止信號至驅動器以使致動器停止操作。
包含膜片之減壓器動作方式如同習知技術，只要是二次流體壓力在基準差值范圍內致動器即不發(fā)生作用，但膜片之機械動作可獲得流體壓力減小。若其偏離開基準差值，則致動器動作以調整壓力調定彈簧之彈性力，如上述。
因此，依據(jù)本發(fā)明，調定壓力易于改變;且若被控制之量被偵知并輸入作為一目標值，則不僅可達到搖控操作，且可以自動控制。
使用具有小輸出之致動器即已足夠，因為它只用來控制彈簧彈性力調整裝置，而非用來完成閥芯之任何快速引動。如習知者，閥芯對膜片之機械動作迅速應答。
本發(fā)明產生很多特殊效果，此將陳述于后。
僅當測定之差值己自基準差值偏離開時致動器始動作;且在測定差值己實質上變?yōu)榱銜r停止作動。因此，致動器并非經常在操作中或長時間連續(xù)操作，此閥之使用壽命遠比任何自動控制閥為長。
若減壓閥為具有一先導閥之型式者，則先導閥由一小力量引動用以操作一主閥，該主閥須要一大操作力操作。由于壓力調定彈簧具有小彈性力，故使用具有小輸出之致動器即己足夠。
只要致動器是用來使彈簧之調整螺絲軸向移動者，即可容易地應用于任何現(xiàn)存之減壓閥。
若二次流體壓力與調定壓力間之差值超過基準差值，則致動器即動作以改變調定壓力使較大量之流體能流過。故，在二次流體壓力有任何變化時，本發(fā)明之閥比僅依賴機械控制之任何減壓閥能作更迅速之控制。
以下將參考圖1中所示實施例對本發(fā)明作更明確的說明。
實施本發(fā)明的可自動調整壓力的減壓閥包含一機械式減壓閥部分1，一電動馬達部分，及一控制部分。
閥部分1的構造與習知的減壓閥相同。具有流體入口2及流體出口3，分別和一次通道4及二次通道5連接。閥部分1有主閥口7，可由主閥芯6開啟或關閉。閥芯6由一彈簧推至其關閉閥口位置，并由一閥桿和活塞8連接。
經由主閥口7流至流體出口3的流體壓力作用在活塞8之下表面，而經由通道9及11作用在活塞8上表面之流體壓力由先導閥芯12控制。先導閥芯12由一彈簧壓至其關閉位置，且和與膜片13下表面接觸的閥桿連接，使其向下移動可迫使先導閥芯12進入其開啟位置。
若使膜片13朝下方移動，則先導閥芯12被迫向下而允許流體由流體入口2經通道9及11而流入活塞8上方區(qū)域，并將活塞8及主閥芯6下推，借此而開啟主閥口7，允許流體由流體入口2流至流體出口3。若使膜片13向上移動，則先導閥芯12被彈簧上推而切斷通道9與11間的流體連通，且活塞8上方區(qū)域中的流體經由通道11，先導閥芯12的閥桿周圍的間隙，及通道10而流至流體出口3，借此而迫使主閥芯6及活塞8向上關閉主閥口7。
在膜片13上方區(qū)域借一小直經的通道14而與大氣連通并保持在基本不變的大氣壓力之下。壓力調定彈簧16的下端部與膜片13上表面接觸，并施力于膜片13表面上。彈簧16之上端部由一彈簧支座所支持。調整螺絲17下端與彈簧支座接觸，使得調整螺絲17向任一方向之轉動均可調整彈簧16之壓縮量及其作用在膜片13上之彈性力。調整螺絲17與安裝在構成閥體之一部分的彈簧殼體15內的一內螺紋構件作螺紋連接。
馬達部分由固定于彈簧殼體15上的軛18而和閥部分1連接。輸出軸20與調整螺絲17共軸，且其下端由連接件19和螺絲17之六角頭42連接。
輸出軸20形成滾珠花鍵軸。齒輪22固定于花鍵21之外周且夾持于上，下軸承構件23及24之間，以防止垂直及徑向移動。軸承構件23及24夾持于安裝板25及底板26間。電動馬達29及減速器28固定于安裝板25上，其輸出軸27與齒輪22作螺紋連接。
若馬達29被驅動，則減速器28之輸出軸27被轉動而經由齒輪22轉動花鍵軸21之外周。視其轉動方向，輸出軸20被向上或向下轉動，通過連接構件19而使調整螺絲17沿任一方向轉動。
輸出軸20設有圓盤35，當調整螺絲17被移至其最高或最低位置時，可以測定之。一對位置傳感器33及34設于圓盤35之一側以分別在螺絲之最高及最低位置處測定之。傳感器33及34分別被固定在馬達29及減速器28之側壁。
測感器33及34最好為反射型之光感受器，當然亦可使用任何其他型式之傳感器，如電位計，限位開關或磁力傳感器。
驅動器30設于馬達29旁邊。馬達部分容納于殼套36內，后者保護防止其受塵埃，水氣之害。馬達部分還包括必要之配線及端子(但未圖示)。
控制部分包括位置傳感器33及34，比較控制器31，目標壓力調定器32，及壓力傳感器40，該壓力傳感器40設于二次流體通道內。信號線37及38分別由位置傳感器33及34延伸至比較控制器31。信號線39由壓力傳感器40延伸至比較傳感器31。還有信號線由設定器32延伸至比較控制器31，信號線由比較控制器31延伸至驅動器30。比較控制器31亦可設在驅動器30處。
一目標壓力由調定器32所調定并輸入比較控制器31內。在二次通道5內之流體壓力由壓力傳感器40偵知并連續(xù)地或短時間地輸入至比較控制器31內。比較控制器31計算由傳感器40測得之二次通道5內之流體壓力與目標壓力之差值，并將之與一基準差值比較。
若此比較指示出測定差值與基準差值有偏差，則比較控制器31傳送一控制信號給驅動器30以便使測定差值實質上變成零，即使兩次通道5內之流體壓力實質上等于目標壓力。馬達29由驅動器30驅動以調整流過閥的流體流量。若測定差值實質上已變成零，則由比較控制器31送出一控制信號給驅動器30以停止馬達29之運行;而上述測定差值實質上變成零也就是說該差值處于很小的基準差值范圍內且遠比上述基準差值為小。
位置傳感器33及34與圓盤35協(xié)同以分別在調整螺絲17之最高及最低位置處偵測之，并將對應信號傳至比較控制器31。比較控制器31對此兩信號之應答比對任何其他控制信號為迅速，并傳送一信號至驅動器以使馬達29之運轉停止。如此而可防止任何不當之力施加于調整螺絲17之控制系統(tǒng)。
附圖之簡單說明如下圖1為根據(jù)本發(fā)明之一電氣操作減壓閥之縱剖面圖，其控制部以方塊圖表示。
1…機械式減壓閥部分5…二次通道6…主閥芯8…活塞
12…先導閥芯13…膜片15…彈簧殼體16…壓力調定彈簧17…調整螺絲20…輸出軸21…滾珠花鍵軸27…減速器輸出軸29…電動馬達30…驅動器31…比較控制器32…目標壓力調定器33…偵測最高位置用位置傳感器34…偵測最低位置用位置傳感器35…圓盤40…壓力傳感器。
權利要求
一種可自動調整壓力的減壓閥，其特征為該閥包含一膜片，一個壓力調定彈簧，調整彈簧彈性力的裝置，及一個用以控制調定裝置的致動器。當測得之該閥之二次側流體壓力與調定壓力之目標值間之差值大于基準差值時才使致動器動作，而在測得之差值實質上為零時才使致動器停止動作。
專利摘要
本發(fā)明涉及一種可自動調整壓力的減壓閥，該閥包含一個膜片，一個壓力調定彈簧，調整彈簧彈性力的裝置及一個用以控制調定裝置的致動器；當測得之該閥之二次側流體壓力與一調定壓力之目標值間之差值大于基準差值時才使致動器動作；而在測得之差值實質上為零時才使致動器停止動作。
文檔編號G05D16/20GK85105826SQ85105826
公開日1986年3月10日 申請日期1985年8月1日
發(fā)明者長谷川義彥 申請人:Tlv有限公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan