[发明专利]气动放大器

说明书

技术领域

本发明涉及一种进行气动型的调节阀(阀)的开度控制的定位器等所使用的气动放大器。

背景技术

以往，在进行阀驱动控制、过程自动化、以及其他的一般工业设备的驱动控制时，都采用定位器，通过将该定位器安装到阀上，使得阀的开度控制成为可能。

图20示出能够进行该阀的开度控制的定位器的主要部分的构成。在该图中，100是定位器，该定位器100具有：将从上位控制器200以电信号发送来的阀开度信号变换为气压信号Pn的电空变换部101，和将通过电空变换部101变换后的气压信号(输入气压)Pn放大作为输出气压信号(输出气压)Po输出给阀300的气动放大器(压力信号放大器)102。

关于这样的定位器100所使用的气动放大器102，存在有对于一个输入气压Pn输出一个输出气压Po的单动型和对于一个输入气压Pn输出两个输出气压Po1、Po2的双动型。双动型的气动放大器102具有两个输出端口，在使阀300正作用的情况下使得第1端口的输出气压Po1比第2端口的输出气压Po2高，在使阀300反作用的情况下使得第2端口的输出气压Po2比第1端口的输出气压Po1高。

图21示出单动型的气动放大器的结构。在该图中，401是外壳，在外壳401内设有输入气压室402、供给气压室403、输出气压室404以及排气室405。又，在外壳401内，设置有由于被导入输入气压室402中的输入气压(喷嘴背压)Pn而发生位移的隔膜406，阀驱动构件(移动体)407能向箭头A方向以及B方向移动地支撑在该隔膜406上。阀驱动构件407具有位于输出气压室404的开口407a、使该开口407a与排气室405连通的排气通路407b。又，输出气压室404和排气室405由隔膜408分隔，隔膜408设置在外壳401和阀驱动构件407之间。

在供给气压室403和输出气压室404之间形成有隔壁409。在该隔壁409上形成有连通供给气压室403和输出气压室404的连通孔409a。而且，贯通该连通孔409a设置有能够左右移动的提升阀410。提升阀410一体地具有开闭驱动构件407的开口407a的排气阀410a，和开闭隔壁409的连通孔409a的供气阀410b。又，输出气压室404中设有向箭头B方向、即供气阀410b关闭连通孔409a的方向推压提升阀410的弹簧411。

在该气动放大器中，供给气压Ps通过空气供给管412被供给至供给气压室403，输入气压Pn通过喷嘴背压导入管413被导入至输入气压室402中。又，输出气压Po从输出气压室404通过空气输出管414被输出至阀300。另外，排气室405与大气连通。

在该气动放大器中，增加输入气压Pn时，隔膜406、408向箭头A侧移动，被支承在隔膜406、408上的阀驱动构件407也随之向箭头A侧移动。这样的话，阀驱动构件407随着该移动抵抗弹簧411的推压力而压下提升阀410，提升阀410的供气阀410b随之打开连通孔409a。此时，阀驱动构件407的开口407a由提升阀410的排气阀410a关闭。由此，通过空气供给管412被供给至供给气压室403的空气通过连通路409a被导入到输出气压室404内，通过空气输出管414被供给至阀300。

另一方面，使输入气压Pn减少时，隔膜406、408向箭头B侧移动，被支承在隔膜406、408上的阀驱动构件407也随之向箭头B侧移动。这样的话，提升阀410由于弹簧411的推压力而被推升，提升阀410的供气阀410b随之将连通孔409a关闭。此时，阀驱动构件407的开口407a由提升阀410的排气阀410a打开。由此，输出气压室404内的空气从阀驱动构件407的开口407a进入排气通路407b中，被排出到排气室405中。

这样，阀驱动构件407以及提升阀410根据被导入至输入气压室402中的输入气压Pn来动作，通过该动作，被放大的输出气压Po通过空气输出管414向阀300输出。在该情况下，通过调整输入气压Pn的压力来调整输出气压Po。

关于该气动放大器，输入压由输入气压Pn与隔膜(输入隔膜)406的有效面积An的乘积An×Pn表示，又，输出压由输出气压Po与隔膜(输出隔膜)408的有效面积Ao的乘积Ao×Po表示。

在输入压An×Pn与输出压Ao×Po平衡时，供气阀410b落位于隔壁409的连通孔409a，同时排气阀410a落位于阀驱动构件407的开口407a，供气和排气都停止。即，在输入压与输出压平衡时，An×Pn＝Ao×Po这样的等式成立。