JP2011220501A - Pinch valve - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、粉体や液体などが流動する管路を開閉するピンチバルブに関する。さらに詳しくは粉体や液体などの流体が流動する管路を、可撓性を有する薄膜によって開閉するピンチバルブに関する。 The present invention relates to a pinch valve that opens and closes a conduit through which powder or liquid flows. More specifically, the present invention relates to a pinch valve that opens and closes a conduit through which a fluid such as powder or liquid flows by a flexible thin film.
伸縮性のチューブと、このチューブを気密に包囲するバルブ本体とで構成して前記チューブと前記バルブ本体との間であるパイロット部に圧縮空気を出入させることにより開閉するようにしたピンチバルブを作動させる装置であって、前記パイロット部に方向切換弁を介して真空源と圧縮空気源を並列的に接続して、前記方向切換弁の切換により、ピンチバルブを開く時には前記パイロット部を真空源に、また、前記ピンチバルブを閉じる時には前記パイロット部を圧縮空気源にそれぞれ接続するピンチバルブの作動装置に関する技術が開示されている(例えば特許文献1参照)。 Operates a pinch valve that is composed of a stretchable tube and a valve body that hermetically surrounds the tube, and is opened and closed by allowing compressed air to enter and exit the pilot section between the tube and the valve body. A vacuum source and a compressed air source are connected in parallel to the pilot section via a direction switching valve, and when the pinch valve is opened by switching the direction switching valve, the pilot section is used as a vacuum source. In addition, a technique relating to an actuator for a pinch valve that connects the pilot unit to a compressed air source when the pinch valve is closed is disclosed (for example, see Patent Document 1).
また、管体を有し、該管体を押圧することにより管路を閉止するピンチバルブにおいて、管路方向に垂直な面で切った前記管体の押圧されないときの開口部の管路断面形状が略紡錘形状であるピンチバルブの技術が開示されている(例えば特許文献2参照)。 In addition, in a pinch valve that has a tubular body and closes the pipeline by pressing the tubular body, the sectional shape of the pipeline of the opening when the tubular body cut by a plane perpendicular to the pipeline direction is not pressed Has disclosed a technique of a pinch valve having a substantially spindle shape (see, for example, Patent Document 2).
しかし、特許文献1に記載のピンチバルブは、圧縮空気を圧入させて図7に示すようなチューブ11を圧縮させて管路10を閉塞させるが、チューブ11は断面が円形状であることによりチューブ11を押圧したときに円形状の中央部は内壁面が密着するが、両端部の折曲がる部位に図8に示すような空隙12が生じる。このため、チューブ11を圧縮空気で押圧しても空隙12である開口部が両端部に残存し完全な閉塞状態にならず流体の漏れが生じるという問題があった。
However, the pinch valve described in
また、押圧したチューブ11の両端部は、繰り返される圧縮によってチューブ11に亀裂が生じてきてチューブ11が破損するので耐久性に問題があった。
In addition, both ends of the pressed
圧縮空気の圧入又は空気の吸引減圧が、管路10を形成しているチューブ11に対して繰り返して行われるため、チューブ11がバルブ本体から剥離しないようにチューブ11のバルブ本体に対する固設方法が重要となるが、この固設方法が全く記載されていないため、使用による耐久性が著しく劣るという問題があった。
Since the compression of compressed air or the suction and decompression of air is repeatedly performed on the
さらに、管路10開のときに、真空状態にすることによって、チューブ11の外周壁部を拡張させ湾曲させて管路10の内径よりチューブの内径を大きくさせているので、流体が粉体の場合に粉体がチューブ11の湾曲部に滞留するという問題があった。
Further, when the
特許文献2に記載のピンチバルブは、断面が円形状の管路の間に断面が略紡錘形状のピンチバルブを設置するため、流体が粉体である場合には粉体がピンチバルブ部に滞留しやすいという問題があった。 In the pinch valve described in Patent Document 2, since a pinch valve having a substantially spindle-shaped cross section is installed between pipes having a circular cross section, when the fluid is powder, the powder stays in the pinch valve portion. There was a problem that it was easy to do.
断面が略紡錘形状のピンチバルブをばねの付勢力によって押圧して管路を閉とし、シリンダーの推力及び可撓性を有する断面が略紡錘形状の管体自体の復元力によって管路を開とするので、前記断面が略紡錘形状の管体の肉厚が厚くなり、このために前記管路の復元力を押圧できるバネの付勢力を必要とし、シリンダーも前記バネの付勢力より強い推進力を有するように設定する。これによって、エアー圧が高くなり、高い圧力用のエアー機器が使用されピンチバルブの構造が複雑になり、製造コストが高くなるという問題があった。 The pipe is closed by pressing a pinch valve having a substantially spindle-shaped cross section with a spring biasing force, and the pipe is opened by the restoring force of the cylinder having a substantially spindle-shaped cross section having thrust and flexibility. Therefore, the tube having a substantially spindle-shaped cross section becomes thick, and therefore, a spring biasing force that can press the restoring force of the pipe line is required, and the cylinder also has a stronger thrust than the spring biasing force. Set to have. As a result, there is a problem that the air pressure becomes high, air equipment for high pressure is used, the structure of the pinch valve becomes complicated, and the manufacturing cost increases.
また、前記可撓性を有する断面が略紡錘形状の管体の劣化が進行すると、前記略紡錘形状の管路の復元力が低下し管路が元の状態まで開かないという問題があった。 Further, when the tube having a substantially spindle-shaped cross section having flexibility progresses, there is a problem that the restoring force of the substantially spindle-shaped tube is lowered and the tube is not opened to the original state.
管路を開閉する他の手段として、シャッターを使用する場合があるが、シャッター使用の場合は粉体のときに粉体のもれが発生するという問題や、シャッターの駆動源が必要になり構造が複雑になって重量が重くなるという問題があった。 There are cases where shutters are used as other means for opening and closing pipelines. However, when using shutters, there is a problem that powder leaks when powder is used, and a structure that requires a shutter drive source. There was a problem that became complicated and heavy.
そこで、本発明の目的は、管路閉時には低圧で短時間で管路を閉とすることができ、管路開時には短時間で管路を一定の開口部を常に確保して開とすることができ、粉体が滞留することのない構造を有し、管路開閉時に開閉を繰り返す部材の端面が固設され、簡素な構造で軽量化されたピンチバルブを提供することである。 Therefore, an object of the present invention is to close the pipeline in a short time at a low pressure when the pipeline is closed, and to always open the pipeline with a constant opening in a short time when the pipeline is opened. An object of the present invention is to provide a pinch valve that has a structure in which powder does not stay and the end face of a member that repeatedly opens and closes when a pipe is opened and closed, and is light in weight with a simple structure.
「発明が解決しようとする課題」に記載した課題を解決するために、請求項1にかかるピンチバルブ1の発明は、粉体や液体などの流体が流動する管路10を開閉するピンチバルブ1において、両端に管路10方向に沿ってL字に折曲されたフランジ部21を有する半円筒形状の2つのバルブケース半体3で、前記2つのバルブケース半体3の内周壁面側を対峙させて管路10を形成するバルブケース2と、前記2つのバルブケース半体3のそれぞれの内周壁面及び端部全周を覆うように配設され、管路10方向に沿った直線状の端部は前記2つのバルブケース半体3のフランジ部21とともに挟着され、管路10方向と直角方向の円弧状の端部は前記バルブケース半体3の端部で折り曲げられて前記バルブケース半体3などにより挟着され、全周の端部が抜け止めされた2枚の可撓性を有する薄膜4と、を含む手段からなることを特徴とする。
In order to solve the problem described in “Problems to be Solved by the Invention”, the invention of the
請求項2に記載のピンチバルブ1の発明は、粉体や液体などの流体が流動する管路10を開閉するピンチバルブ1において、前記ピンチバルブ1の両端部に配置した2つの輪状フランジ体5と、前記2つの輪状フランジ体5間に配設した、両端部に略U字型の円弧状フランジ体7を有し前記円弧状フランジ体7間のそれぞれの円弧の端部間に2本の棒状支持体8を有する構成からなる枠体6で、かつ1つの前記輪状フランジ体5に2つの前記円弧状フランジ体7が当接し、前記2つの円弧状フランジ体7を対峙させて形成した孔部に管路10を挿設する前記枠体6と、前記2つの対峙した枠体6の内側に配設され、両端に管路10方向に沿ってL字に折曲されたフランジ部21を有する半円筒形状の2つのバルブケース半体3で、前記2つのバルブケース半体3の内周壁面側を対峙させて管路10を形成するバルブケース2と、前記2つのバルブケース半体3のそれぞれの内周壁面及び端部全周を覆うように配設され、管路10方向に沿った直線状の端部は前記2つのバルブケース半体3のフランジ部21と前記棒状支持体8で挟着されて締結され、管路10方向と直角方向の円弧状の端部は前記バルブケース半体3の端部で折り曲げられて前記輪状フランジ体5、前記円弧状フランジ体7並びに前記バルブケース半体3とにより挟着され、全周の端部が抜け止めされた2枚の可撓性を有する薄膜4と、を含む手段からなることを特徴とする。
The
請求項3に記載のピンチバルブ1の発明は、請求項1又は2において、前記2つのバルブケース半体3の外周面にそれぞれ圧縮流体圧入用及び圧縮流体吸引用の継手9を配設し、2つの継手9と2つの薄膜4とをそれぞれ対応させ、それぞれの継手9を通過して圧入される圧縮流体によりそれぞれ対応する薄膜4が、管路10方向と直角方向はバルブケース2が形成する管路10の直径の長さに亘り、管路10方向は前記輪状フランジ体5間の長さの50〜95%の長さに亘り平板形状で密着して管路を閉塞し、それぞれの継手9から圧縮流体を吸引することによりそれぞれ対応する薄膜4を前記バルブケース半体3の内周壁面に密着させて管路10を開とすることを特徴とする。
The invention of the
請求項1に記載の発明は、管路10を開閉するバルブとして管状のチューブ11でなくシート状の薄膜4を使用し、管路10閉のときは2枚のシート状の薄膜4が管路10の直径の幅で平板状に密着して管路10を閉塞するので、チューブ11の場合には図8に示すように圧縮したときに両端に空隙12という開口部が残存するのに対し、2枚のシート状の薄膜4の本発明では図5に示すように両端に開口部が残存せず完全に管路10を閉塞できるという効果を奏する。
The invention according to
また、前記シート状の薄膜4の2枚をそれぞれバルブケース半体3の内周壁面側に覆設させて引張状態にして前記薄膜4のすべての端部を挟着させ固設させているため、薄膜4に外力を加えない状態でも薄膜4は管路を閉塞させる方向に変化する性質を有しており、かつ可撓性を有する薄膜であるので、管路閉塞時の圧縮流体圧は、例えば圧縮空気圧であると約0.02MPaでよいので、圧縮流体圧を大幅に下げられるという効果を奏する。
In addition, two sheets of the sheet-like
2枚の薄膜4を密着させる圧力を低圧で設定できるため、ピンチバルブ1自体に対する高耐圧力や高強度を必要としない。例えば、管路10の内径が約8cmの大口径のピンチバルブ1で比較すると、従来のチューブ11を使用したピンチバルブ1の場合には、約0.7MPaの圧縮空気圧を必要とするので、ピンチバルブ1自体の耐圧力や強度を高めなければならず、材質を鋳物やステンレスにすると総重量が約30〜40kgになる。これに対して、本発明の場合は管路10の材質を高分子化合物とすることができるので総重量が約1kgである。したがって、チューブ11使用のピンチバルブ1に対して総重量を約1/30〜1/40まで軽量化できるという効果を奏する。
Since the pressure at which the two
微小な圧力で変動する薄膜4を使用しているので、シリンダーなどのアクチュエーターやバネを使用しないで管路10を開閉することができ、ピンチバルブ1としての構造が簡素であるという効果を奏する。
Since the
薄膜4であるので追従性が高く、圧縮流体で加圧すると短時間に2枚の薄膜4が密着して管路10を漏れのないように完全に閉塞するので、計量検出時と管路10閉塞時との時間差がほとんどなく、かつ高い計量精度が得られるなどの計量効果が高まるという効果を奏する。
Since the
開閉に使用するバルブ構造として、チューブのような円筒形状の構造でなく、2枚の薄膜4シートを対峙させた構造とし、吸引によってそれぞれのバルブケース半体3の内周壁面に密着させるので、ピンチバルブ1全開時に管路10は完全に一定の内径を確保した開となる。これによって、管路10の流路が狭まれることがなく、流体である粉体の滞留が生じないという効果を奏する。
The valve structure used for opening and closing is not a cylindrical structure like a tube, but a structure in which two
請求項2の発明は請求項1の発明と同じ効果を奏する。さらに、薄膜4の全周の端部を他の部位により挟着され締結しているので、圧縮流体の圧入又は吸引を繰り返しても薄膜4が剥離することはないという効果を奏する。
The invention of claim 2 has the same effect as the invention of
請求項3の発明は請求項1または2と同じ効果を奏する。さらに、2枚のシート状の薄膜4それぞれに圧縮流体などの流出入用の継手9を設けたので、圧縮流体の圧入時の2枚の薄膜同士の密着完了や、圧縮流体吸引時におけるそれぞれの薄膜のバルブケース半体3への密着完了が短時間にできるという効果を奏する。
Invention of Claim 3 has the same effect as
図1、図2、図3及び図4で説明する。本発明であるピンチバルブ1は、ピンチバルブ1の両端部に配置した2つの輪状フランジ体5と、前記2つの輪状フランジ体5間に配設した、両端部に略U字型の円弧状フランジ体7を有し前記円弧状フランジ体7間の端部間に2本の棒状支持体8を有する構成からなる枠体6で、かつ1つの前記輪状フランジ体5に2つの前記円弧状フランジ体7が当接し、前記2つの円弧状フランジ体7を対峙させて形成した孔部に管路10を挿設する前記枠体6と、前記2つの対峙した枠体6の内側に配設され、両端に管路10方向に沿ってL字に折曲されたフランジ部21を有する半円筒形状の2つのバルブケース半体3で、前記2つのバルブケース半体3の内周壁面側を対峙させて管路10を形成するバルブケース2と、前記2つのバルブケース半体3のそれぞれの内周壁面及び端部全周を覆うように配設され、管路10方向に沿った直線状の端部は前記2つのバルブケース半体3のフランジ部21と前記棒状支持体8で挟着されて締結され、管路10方向と直角方向の円弧状の端部は前記バルブケース半体3の端部で折り曲げられて前記輪状フランジ体5、前記円弧状フランジ体7並びに前記バルブケース半体3とにより挟着され、全周の端部が抜け止めされた2枚の可撓性を有する薄膜4と、前記2つのバルブケース半体3の外周面にそれぞれ圧縮流体圧入用及び圧縮流体吸引用の継手9と、を含む手段からなる。
This will be described with reference to FIGS. 1, 2, 3 and 4. A
本発明であるピンチバルブ1は、粉体や液体を流体とする管路10において、落下などにより管路10内を移送される流体を分離したり通過させるために管路10を開閉する。
The
2つの輪状フランジ体5は、平らな輪状の形状を有し、輪状フランジ体5の内径は管路10の内径を略同一であり、輪状フランジ体5には他の管路10部品との接続用のボルト挿入用孔22及び他のピンチバルブ1部品との締結用のボルト挿入孔23が設けられている。そして、2つの輪状フランジ体5はそれぞれピンチバルブ1の両端部に配置される。
The two
枠体6は、両端部に略U字型の円弧状フランジ体7を有し前記円弧状フランジ体7間の円弧状の端部間に2本の棒状支持体8を有する構成からなり、前記円弧状フランジ体7には、他の管路10との接続用のボルト挿入用孔22及び輪状フランジ体5などとの締結用のボルト挿入孔23が設けられ、前記棒状支持体8には、前記枠体6同士の締結用のボルト挿入孔24が設けられている。そして、一つのピンチバルブ1に対し2個の枠体6が配備される。
The
前記枠体6の両端部に構成された円弧状フランジ体7は、それぞれ輪状フランジ体5に片面を全面当接させてボルトナット33で締結され、前記円弧状フランジ体7の円弧形状の両端部で2つの円弧状フランジ体7を接続させる2本の棒状支持体8部において2つの枠体6同士をボルトナット34で締結する。また、ピンチバルブ1を管路10に配設するときは、ピンチバルブ1以外の他の構成部品とボルトナット32で締結する。
The arc-shaped
これによって、側面視では略コ字形状の枠体6を2つ締結させることによって、側面視で略エ字形状となる。そして、前記2つの円弧状フランジ体7を対峙させて形成した孔部には管路10を挿設することができる。
As a result, by fastening two substantially
次に、バルブケース2について説明する。2つのバルブケース半体3の内周壁面側を対峙させて組み合わせることによってバルブケース2が形成され、前記バルブケース2は管路10を形成することができる。そして、バルブケース2の材質は、塩化ビニル、プラスチック、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、高分子材料などのうち圧縮流体などの圧力によっても変形しない材質であればよい。また、透明にすれば粉体などの流体の移送状況を観察することができる。
Next, the valve case 2 will be described. The valve case 2 is formed by combining the inner circumferential wall surfaces of the two valve case halves 3 so as to face each other, and the valve case 2 can form the
バルブケース半体3の形状は、略半円筒形状で、前記略半円筒形状のうちの直線部の端部で略L字形に折曲されてフランジ部21が設けられ、前記略半円筒形状部には圧縮流体圧入用及び圧縮流体吸引用の継手9が螺入されている。
The shape of the valve case half 3 is a substantially semi-cylindrical shape, and a
前記バルブケース半体3のピンチバルブ1における配置は、前記2つのバルブケース半体3の内周壁面側を対峙させてバルブケース2を形成した状態で、前記2つの対峙した枠体6の内側に配設されて、前記バルブケース半体3の半円筒形状部のうち半円部の上下端が前記輪状フランジ体5の段付部40及び前記円弧状フランジ体7の内周面に当接され、2つのバルブケース半体3の前記フランジ部21同士を前記棒状支持体8によって挟着させボルトナット34で締結する。
The arrangement of the valve case halves 3 in the
次に、薄膜4について説明する。薄膜4の材質は、例えばシリコンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム又はエチレンプロピレンゴムなどの合成ゴムなど可撓性を有する材質であればよい。
Next, the
薄膜4の配設は、前記2つのバルブケース半体3のそれぞれの内周壁面及び端部全周を覆うように配設され、管路10方向に沿った端部は、もう一方の薄膜4の端部及び前記2つのバルブケース半体3のフランジ部21とともに前記棒状支持体8により挟着されて締結され、管路10方向と直角方向の端部は前記バルブケース半体3の円弧状側の端部に沿って折り曲げられて前記バルブケース半体3と前記輪状フランジ体5とにより挟着され、さらに薄膜4の端部は延設され前記輪状フランジ体5と前記円弧状フランジ体7とにより挟着され、前記薄膜4の全周の端部が抜け止めされて配設されている。
The
薄膜4は、管路10を閉状態にするときは、圧縮流体を薄膜4とバルブケース半体3との間に圧入させることによって、図5又は図6に示すように管路10の中央部まで拡張され2枚の薄膜4が平面状となって幅広い範囲で密着し管路10をすべて閉塞することができる。
When the
一方、薄膜4とバルブケース半体3との間に存する圧縮流体を吸引することによって真空状態にすることにより、図5又は図6に示すように管路10の中央部まで拡張され平面状であった2枚の薄膜4を、図2又は図4に示すように前記バルブケース半体3の内周壁面に凹状状態で密着させることができる。
On the other hand, by drawing a compressed fluid existing between the
次に、本発明であるピンチバルブ1の使用について説明する。バルブケース2に螺設された継手9を通してバルブケース2内壁と薄膜4間に存する気体や液体などの流体を吸引して真空状態にし、図2又は図4に示すように薄膜4をバルブケース2内壁面に密着させる。これにより、管路10は全開状態となる。
Next, the use of the
次に、管路10を閉状態にしたいときに、バルブケース2に螺設された継手9を通して約0.02MPaの低圧の圧縮流体を圧入させて、バルブケース2内壁と薄膜4間に圧縮流体を短時間に充満させて、図5又は図6に示すように2枚の薄膜4を密着させる。管路10は完全閉状態となる。
Next, when it is desired to close the
以上、低圧の流体の圧入によって管路10を閉にし、前記圧入された流体の吸引によって完全開とすることができ、極めて簡素な構造で軽量化できたピンチバルブ1を製造することができる。
As described above, it is possible to manufacture the
1 ピンチバルブ
2 バルブケース
3 バルブケース半体
4 薄膜
5 輪状フランジ体
6 枠体
7 円弧状フランジ体
8 棒状支持体
9 継手
10 管路
11 チューブ
12 空隙
21 フランジ部
22 ボルト挿入用孔
23 ボルト挿入用孔
24 ボルト挿入用孔
32 ボルトナット
33 ボルトナット
34 ボルトナット
40 段付部
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Cited By (5)
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