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JPS634202B2 - - Google Patents
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JPS634202B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS634202B2
JPS634202B2 JP13783081A JP13783081A JPS634202B2 JP S634202 B2 JPS634202 B2 JP S634202B2 JP 13783081 A JP13783081 A JP 13783081A JP 13783081 A JP13783081 A JP 13783081A JP S634202 B2 JPS634202 B2 JP S634202B2
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JP
Japan
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valve
pressure
valves
piping system
upstream
Prior art date
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Expired
Application number
JP13783081A
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English (en)
Other versions
JPS5840629A (ja
Inventor
Kazutoshi Arai
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ebara Corp
Original Assignee
Ebara Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS5840629A publication Critical patent/JPS5840629A/ja
Publication of JPS634202B2 publication Critical patent/JPS634202B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17DPIPE-LINE SYSTEMS; PIPE-LINES
    • F17D1/00Pipe-line systems
    • F17D1/20Arrangements or systems of devices for influencing or altering dynamic characteristics of the systems, e.g. for damping pulsations caused by opening or closing of valves

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Fluid Pressure (AREA)
  • Pipeline Systems (AREA)
  • Control Of Non-Electrical Variables (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、弁操作方法に関し、特に2台以上の
弁を直列に接続した配管系における弁操作方法に
関する。 弁の2次圧が低く、減圧量が大きい場合、第1
図に示すように弁1〜3を2台以上直列に接続し
て減圧する方法がとられる。この2台以上の弁1
〜3を同一開度で操作すると下流側の弁がキヤビ
テーシヨンを起しやすくなる。適正な弁操作を行
うためにはすべての弁のキヤビテーシヨン係数が
等しくなるように弁を開閉させるべきである。こ
のために第1図に示すように、上流側、下流側、
および各弁1〜3の間に圧力検出器M1〜M4を設
け、その出力信号を制御装置Dに入力して、各弁
1〜3の2次圧から目標弁差圧を求め、弁アクチ
ユエータA1〜A3を作動してその差圧になるよう
に各弁1〜3の開度を制御することが考えられる
が、この方法では、圧力検出器の数が多くなり、
また各弁の差圧を独立に制御するため制御が不安
定になる恐れがある。 したがつて、本発明の目的とするところは、使
用する圧力検出器の数を少なくし、しかも安定し
た弁制御を行うことのできる弁操作の方法を提供
するにある。 このため本発明は、直列に接続された2台以上
の弁を含む配管系において、配管系上流部および
下流部に圧力検出器を設けて上流部および下流部
の圧力を検出し、また前記配管系内に含まれる弁
のうち1台を外部からの操作員の操作指令、もし
くは操作信号によつて動作させ、その開度を弁開
度検出器によつて検出し、それらの検出器からの
検出信号、それぞれの弁の特性、および等キヤビ
テーシヨン条件式を用いて、外部から操作される
弁と等しいキヤビテーシヨン係数となるような各
弁の弁開度をマイクロコンピユータにより算出
し、その情報を用いて外部から操作される弁以外
の弁の開度を操作する。 以下、第2図および第3図を参照し本発明の弁
操作方法を実施した実施例を説明する。 第2図において、1,2〜K〜nは配管系に直
列に設けた各弁であり、その中の弁Kが外部から
の操作信号S1によつて開閉動作を行うようになつ
ている。またA1〜Aoは各弁を作動する弁アクチ
ユエータ、Muは配管系上流部に設けた上流側圧
力検出器、Mdは配管系下流部に設けた下流側圧
力検出器、M〓は弁Kの弁開度を検出する弁開度
検出器である。またCはマイクロコンピユータ
で、マイクロコンピユータCは、圧力信号入力装
置C1、弁開度信号入力装置C2、演算記憶装置C3
弁開度信号出力装置C4を備えている。 第2図に示すように、配管系下流側から順に弁
1、弁2……弁nが直列に接続した配管系におい
て、配管系上流部の絶対圧力をHn、下流部の絶
対圧力をHo、下流側からi番目に位置する弁i
の開度をθi、損失係数をλi、キヤビテーシヨン係
数をViとする。圧力をゲージ圧力として検出す
る場合は、そのゲージ圧にマイクロコンピユータ
Cの演算記憶装置C3内に設定した平均大気圧を
加え、近似的に絶対圧を得る。また弁には、各種
弁特有の弁特性、すなわち弁開度と弁損失係数と
の間の関係が定まるので、弁iに関する弁特性を
λi=fi(θi)と表記し、この関係を関数もしくはテ
ーブルとしてマイクロコンピユータCの演算記憶
装置C3に記憶しておく。また、R=Hn/Hoとす
る。 次ぎに、外部からの操作信号S1によつて動作す
る弁K以外の弁のキヤビテーシヨン係数を弁Kの
キヤビテーシヨン係数と等しくするための手順を
説明する。まず弁Kの開度θkを弁開度検出装置
M〓で検出し、マイクロコンピユータCの弁開度
信号入力装置C2に入力することにより、弁Kの
損失係数λkは、マイクロコンピユータCの演算
記憶装置C3に記憶させた弁特性 λk=fk(θk) (1) より算出される。 弁iの損失係数を なる算式を用いマイクロコンピユータCの演算記
憶装置C3によつて算出する。また対応する弁開
度θiを θi=fi-1(λi) (3) より算出し、この値をマイクロコンピユータCの
弁開度信号出力装置C4を用いて出力する。この
弁開度θiに一致するように弁アクチユエータAiに
より弁開度を操作すると、弁iのキヤビテーシヨ
ン係数は、弁Kのキヤビテーシヨン係数と等しく
なり、その値は Vi=1/(n√−1) (4) となる。 この関係は任意のi番目の弁に対して成立する
ので、(1)式、(2)式、(3)式を用いてすべての弁の開
度が求まり、その情報を用いてすべての弁をキヤ
ビテーシヨン係数を等しくするように操作するこ
とが可能である。 なお以上の式は下記の式から確認することがで
きる。 まず速度水頭をCとすれば次式が成立する。 C=(Hn−Ho)/o Σj=1 λj (5) (2)式を代入すると 最下流に位置する弁1のキヤビテーシヨン係数
V1を定義する基礎式に、(2)式および(6)式を代入
すると また弁i(2≦i≦n)のキヤビテーシヨン係
数Viは、 となる。すなわち(2)式によつて算出した損失係数
を用いると、すべての弁のキヤビテーシヨン係数
は(n√−1)-1となり、すべての弁に対して
同一の値となる。 今仮りに4つの弁K1,K2,K3およびK4を直列
に接続したものとし、下流側の圧力をHo、弁K1
と弁K2との間の圧力をH1、弁K2と弁K3との間の
圧力をH2、弁K3と弁K4との間の圧力をH3、上流
側の圧力をH4とし、d1,d2,d3およびd4をそれ
ぞれ弁前後の差圧とし、cを速度水頭すなわち
V2/2gメートル、λを損失係数、kをキヤビ
テーシヨン係数とし、x=R(i-2)/nとする。こ
こで今、弁K3を選択するものとし、前記の式(2)
および(5)から下記の表1を得る。但しHo=20メ
ートル、H4=60メートルの場合であり、弁K3
選択したから、 λi=λ3(H4/Ho)(i-3)/n=λ3R(i-3)/nである。 また弁K1を選択した場合、同様に下記の表2
を得る。ここで λi=λ1(H4/Ho)(i-1)/4=λ1R(i-1)/4である。
【表】
【表】
【表】 以上の表1および表2から解るように、キヤビ
テーシヨン係数Viを実質的に同じにすることが
できる。 また本発明によれば弁1、弁2;…弁nを用い
て配管系下流部の圧力Hoを定められた圧力目標
値Ho′に一致させる、いわゆる圧力一定制御を行
う場合には、HoはHo′にほぼ等しく維持される
ので、下流側圧力検出器Mdの検出圧力Hoをマイ
クロコンピユータCに入力するかわりに、圧力目
標値Ho′を定数としてマイクロコンピユータCに
設定することにより前記の態様と同等の操作を行
うことができる。 直列に3台の弁が接続された配管系に対し下流
側圧力一定制御を行つた場合の実施例を第3図に
示す。第3図において、圧力一定制御装置G1
検出圧力Hoと圧力目標値Ho′の偏差を小ならし
めるように弁開閉信号S1を出力し、その信号S1
応じ弁1が動作する。この圧力一定制御装置G1
によつて動作させられる弁1の開度θ1に従属させ
て、弁2、弁3の開度を等キヤビテーシヨン条件
を満足するようにマイクロコンピユータCによつ
て決定している。すなわちマイクロコンピユータ
Cは弁1の開度θ1を弁開度検出器M〓を介して得
て(1)式にもとづき弁1の損失係数λ1を求め、つぎ
に目標圧力設定器C5に設定された圧力目標値
Ho′および上流側圧力検出器Muを介し入力され
る上流部圧力Hnを用い、(2)式のかわりに算式 を用いて弁2、弁3の損失係数λ2,λ3を求め、つ
ぎに(3)式によつて弁開度θ2およびθ3を求め弁開度
信号出力装置C4より出力し、弁アクチユエータ
A2,A3を介し弁2および弁3を動作させる。 このように下流側圧力一定制御を行つている場
合は、下流側圧力検出器Mdの圧力検出信号をマ
イクロコンピユータCに入力する必要がなくな
り、そのための信号伝送ラインを設ける必要がな
くなる。同様に、上流側圧力一定制御を行つてい
る場合は上流側圧力検出信号をマイクロコンピユ
ータCに伝送するためのラインは不要となる。 以上説明したように本発明によれば、直列に接
続された弁の台数が多くても2個以内の圧力検出
器の検出信号ですべての弁のキヤビテーシヨン係
数を等しくするように操作できる。また2個以内
の圧力信号および外部からの操作信号によつて動
作する弁Kの開度情報をもとに残りの多数台の弁
開度を、弁Kの開度に従属させて決定するので制
御性も良好となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は直列に接続された2台以上の弁を含む
配管系における従来の弁操作方法を示すブロツク
図である。第2図は直列に接続された2台以上の
弁を含む配管系における本発明の実施例にかかる
弁操作方法のブロツク図、第3図は本操作方法
を、配管系下流部圧力一定制御を行なつている場
合に適用した実施例のブロツク図である。 1,2〜K〜n……弁、A1〜Ao……弁アクチ
ユエータ、Md……下流側圧力検出器、Mu……
上流側圧力検出器、M〓……弁開度検出器、C…
…マイクロコンピユータ、C1……圧力信号入力
装置、C2……弁開度信号入力装置、C3……演算
記憶装置、C4……弁開度信号出力装置、C5……
目標圧力設定器、G1……圧力一定制御装置。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 直列に接続された2台以上の弁を含む配管系
    において、配管系上流部および下流部に圧力検出
    器を設けて上流部および下流部の圧力を検出し、
    また前記配管系内に含まれる弁のうち1台を外部
    より操作し、その弁開度を弁開度検出器により検
    出し、それらの検出器からの検出信号、それぞれ
    の弁の特性、および等キヤビテーシヨン条件式を
    用いて、外部より操作される弁と実質的に等しい
    キヤビテーシヨン係数となるような各弁の弁開度
    をマイクロコンピユータにより算出し、その情報
    を用いて外部より操作される弁以外の弁の開度を
    操作することを特徴とする弁操作方法。 2 直列に接続された2台以上の弁を含む配管系
    において、配管系上流部又は下流部に圧力検出器
    を設けて上流部又は下流部のいづれかの圧力を検
    出し、前記配管系内に含まれる弁のうち1台を外
    部より操作し、その弁開度を弁開度検出器により
    検出し、それらの検出器からの検出信号、それぞ
    れの弁の特性および等キヤビテーシヨン条件式を
    用いて外部より操作される弁と実質的に等しいキ
    ヤビテーシヨン係数になるような各弁の弁開度を
    マイクロコンピユータにより算出し、かつ圧力一
    定制御目標値をマイクロコンピユータに定数とし
    て設定し、その情報を用いて外部より操作される
    弁以外の弁の開部を操作して圧力一定制御をする
    ことを特徴とする弁操作方法。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5911416A (ja) * 1982-07-13 1984-01-21 Toyo Electric Mfg Co Ltd 給水減圧弁装置
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JP5013493B2 (ja) * 2010-03-04 2012-08-29 オムロン株式会社 バルブ制御システムおよびバルブ制御方法

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