JP2001032950A - 回転弁 - Google Patents
回転弁Info
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- JP2001032950A JP2001032950A JP11207083A JP20708399A JP2001032950A JP 2001032950 A JP2001032950 A JP 2001032950A JP 11207083 A JP11207083 A JP 11207083A JP 20708399 A JP20708399 A JP 20708399A JP 2001032950 A JP2001032950 A JP 2001032950A
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Abstract
装置に使用する回転弁の構造を改良することによって、
回転弁を駆動する電動機の容量を低く抑え、また、回転
弁の保守性及び取扱い性を改善する。 【解決手段】 回転弁10は、圧力シリンダ41及び流
路分配板43を有する固定部40と、固定面をなす流路
分配板43の上面を褶接する回転面を有する回転部60
とを備える。流体を流す際には、圧力シリンダ41内に
圧縮空気を導入しピストン板45を下降させ、回転面を
固定面に押圧して流体の漏れを防ぎ、回転弁10を回転
によって切り替える際には、圧縮空気を抜いて押圧を解
除する。小容量の電動機で回転部60を駆動し、また、
回転面の磨耗を防止する。流路分配板43の溝形状を変
更することで、回転弁10の主要部を共通としたまま種
々の配管構成に適合させる。
Description
に詳しくは、間欠移動層式クロマト分離装置に好適に使
用できる回転弁に関する。
業や製薬業などの製造業一般において、天然又は化学反
応によって得られる複数の成分から成る原材料の流体か
ら1種以上の成分を抽出する目的で用いられている。移
動層方式のクロマト分離装置では、原料液及び溶離液の
供給位置並びに各成分の引抜き位置の移動には三つの方
式が用いられ、電磁弁等から成る液注入弁及び液引出し
弁を組み合せこれを順次に切り替える通常の擬似移動層
方式、多数のノズルを有する回転弁を用いる擬似移動層
方式、及び、多数のノズルを有する回転弁を用い充填塔
を移動させる間欠移動層方式が実用化されている。
る。例えば、通常の擬似移動層方式のクロマト分離装置
は、弁の数が多く制御が複雑である欠点を有するが、装
置の信頼性に優れる利点があり、また、回転弁を用いる
擬似移動層方式や、充填塔を移動させる間欠移動層方式
等の回転弁を有するクロマト分離装置は、全体の構造は
簡素であるものの、使用する回転弁の構造が複雑である
という欠点がある。
円板状又は円筒状の固定面と、この固定面上を褶接する
回転面とによって流体をシールすることから、液漏れが
生じ易く、回転弁の保守頻度が多くなる等、その取扱い
性に難点がある。また、特に微細な粒径の充填材(吸着
剤)を用いる分離装置では、分離塔(カラム)に流体が
流れにくくなるので、原料液や溶離液に高い圧力を加え
て流体を循環させる必要があり、この場合、前記液漏れ
が顕著となる。液漏れは、固定面への回転面の押圧力を
高めることで防止可能ではあるが、回転弁を駆動する電
動機の容量が大きくなり、また、回転面での磨耗が大き
くなるという問題がある。
ト分離装置に用いるには、当該分離装置の配管構成に適
合する回転弁を個々に設計する必要がある。しかし、回
転弁の構造は複雑であり、個々のクロマト分離装置に合
わせて個別に回転弁を設計、製造すると、回転弁に大き
な費用が掛かり、クロマト分離装置の価格を上昇させる
という問題もある。
マト分離装置や、間欠移動層式クロマト分離装置で用い
られる回転弁を改良し、もって、その構造が簡素であ
る、或いは、その取扱い性や設計性に優れる回転弁を提
供し、もって、クロマト分離装置のコストを低減するこ
とを目的とする。
に、本発明の回転弁は、その第1の視点において、固定
面と、該固定面に形成された固定ノズルと、該固定ノズ
ルに連通する固定管路とを有する固定部と、前記固定面
と相対的に回転する回転面と、前記固定ノズルに対応し
て前記回転面に形成された回転ノズルと、該回転ノズル
に連通する回転管路とを有する回転部とを備え、前記回
転面の静止中に流体を通過させ、前記回転面の回転によ
って流路を切り替える回転弁において、前記回転面の静
止中には前記固定面に対して前記回転面を押圧し、前記
回転面の回転に際して前記回転面の押圧を解除する圧力
機構を備えることを特徴とする。
機構を備えた構成により、流体を通過させる際には回転
面を固定面に対して押圧し、流路に必要な圧力仕様を満
たして流体の漏れを防止し、また、回転面を回転させる
際には押圧を解除することで、回転面の磨耗を防止し、
また、回転に必要な電力の低減や駆動に要する電動機の
容量を小さくできる。
において、固定面と、該固定面に形成された固定ノズル
と、該固定ノズルに連通する固定管路とを有する固定部
と、前記固定面と相対的に回転する回転面と、前記固定
ノズルに対応して前記回転面に形成された回転ノズル
と、該回転ノズルに連通する回転管路とを有する回転部
とを備え、前記回転面の静止中に流体を通過させ、前記
回転面の回転によって流路を切り替える回転弁におい
て、前記固定面又は前記回転面の何れかに固定されて、
前記固定面と前記回転面との間に挿入され、前記回転面
の所定の回転位置において、前記固定ノズルと前記回転
ノズルとを連通させる連通溝が形成された流路分配板を
備えることを特徴とする。
分配板を備える構成により、対象とする分離装置に従っ
て回転弁の流路構成を個々に設計する際に、単に流路分
配板における流路構成を設計すれば足りるので、回転弁
の設計、製造が容易である。
において、固定面と、該固定面に形成された固定ノズル
と、該固定ノズルに連通する固定管路とを有する固定部
と、前記固定面と相対的に回転する回転面と、前記固定
ノズルに対応して前記回転面に形成された回転ノズル
と、該回転ノズルに連通する回転管路とを有する回転部
とを備え、前記回転面の静止中に流体を通過させ、前記
回転面の回転によって流路を切り替える回転弁におい
て、前記固定面又は前記回転面の何れかに形成される環
状溝を備え、該環状溝は、前記固定ノズル又は前記回転
ノズルを囲むと共に、前記固定管路又は回転回路の何れ
かに連通することを特徴とする。
溝を形成した構成により、回転面と固定面との間から漏
洩する流体が、環状溝に捕捉され、回転管路又は固定管
路に導かれるため、漏洩流体が回転弁の外部に漏れ出る
ことがなく、回転弁の保守性及び取扱い性が向上する。
施形態例に基づいて本発明を更に詳細に説明する。図1
は、本発明の一実施形態例の回転弁を有する間欠移動層
方式のクロマト分離装置のブロック図である。
有し、各ポンプ11、12を循環路13に挿入する循環
モード、又は、各ポンプ11、12の吸入口に液注入管
14、15を接続する液注入モードの何れかを選択する
切替え弁16、17を配設している。一工程中におい
て、第1及び第2切替え弁16、17を循環モードに選
択することで、吸着剤を充填した8個のカラム(充填
塔)18が、回転弁10の各ノズル19、及び、第1及
び第2のポンプ11、12を介して無端の環状に連結さ
れて循環路13を形成する。循環路13における液流は
図示A方向(時計方向)である。第1及び第2のポンプ
11、12は、流体に対して同じ流量を与える定量ポン
プとして構成される。
ンプ11の吐出口から第2のポンプ12の吸入口迄の、
第1〜第4のカラム18を含む第1循環半路13Aと、
第2のポンプ12の吐出口から第1のポンプ11の吸入
口迄の、第5〜第8のカラム18を含む第2循環半路1
3Bとから成る。原料液貯槽20は、原料液注入管14
及び第1切替え弁16を介して第1のポンプ11の吸入
側に接続され、第1のポンプ11を経由して第1の循環
半路13Aの一端に接続される。溶離液貯槽21は、溶
離液注入管15及び第2切替え弁17を介して第2のポ
ンプ12の吸入口に接続され、第2のポンプ12を介し
て第2循環半路13Bの一端に接続される。原料注入管
14及び溶離液注入管15は、対応する切替え弁16又
は17が、液注入モードに切り替えられることで、循環
路13に接続され、原料液又は溶離液を注入する。
23を介して、第1循環半路13Aの第3カラム18の
出口と第4カラム18の入口とを接続する管路66、5
4から引き出され、その末端が成分A貯槽24に接続さ
れる。成分Bの引抜管25は、成分B引抜き弁26を介
して、第2の循環半路13Bの他端に接続され、その末
端が成分B貯槽27に接続される。成分Cの引抜き管2
8は、成分C引抜き弁29を介して、第2循環半路13
Bの第5カラム18の出口と第6カラム18の入口とを
接続する管路66、54から引き出され、その末端が成
分C貯槽30に接続される。また、一対の漏れ液引抜き
管31が、回転弁10に形成された環状溝32に接続さ
れており、回転弁10の褶接面に漏洩した流体は、環状
溝32及び漏れ液引抜き管31を介して漏れ液貯槽33
に引き出される。
0付近を示す模式的斜視図である。回転弁10は、固定
部40と、その上部に回転可能に搭載される回転部60
とを有する。固定部40は、円筒形状の圧力シリンダ4
1と、圧力シリンダ41に固定され、上面が固定面(第
1の固定面)を構成する4角形状のプレート42と、固
定面上にボルト固定された円板状の流路分配板43とを
有する。流路分配板43の上面は第2の固定面を構成
し、回転部60の回転面と接触する。流路分配板43に
は、その内部を貫通する多数の貫通溝が形成され、この
貫通溝は、回転面に形成されたノズルと、第1固定面に
形成されたノズルとを連通させる。
が円周方向に並んで配置され、各ノズルはプレート42
の側壁に形成されたボス53に連通している。各ボス5
3は、外部の配管を介して、図1に示すように、対応す
るポンプ11、12、及び、対応する液貯槽20、2
1、24、27、30、33に接続されている。
1には、電動機62のより小径の歯車63が噛み合って
いる。歯車61の中心部には歯車61と一体的に形成さ
れた、流路分配板43よりもやや小径の回転ハブ64が
配設され、回転ハブ64の上面には多数のボス65が配
置される。各ボス65は、回転ハブ64の下面である回
転面に露出するノズルと連通し、また、対応するカラム
18の出口及び入口と、配管66を介して連通してい
る。回転部60には、8つの縦型カラム18が搭載さ
れ、各カラム18は、支持部材により円周方向に並んで
支持されている。
る。回転部60は、円板状の歯車61と、その中央部に
形成されたやや肉厚の回転ハブ64と、その上面に配置
される中空円筒部材(支持部材)67とが一体的に形成
されている。回転部60は、圧力シリンダ41に固定さ
れたプレート42及び流路分配板43の上に搭載され
る。回転部60には、全体を上下方向に貫いて延びる軸
溝68が形成されており、この軸溝68を貫通するピス
トン軸44によって、スラストベアリング69を介して
支持され、ピストン軸44周りに回転可能である。回転
部60の回転ハブ64の外周部近傍には、更にハブ64
を上下方向に貫通する流路溝70が形成され、流路溝7
0は、ハブ64の下面に形成されたノズルと、回転部6
0に支持されるカラム18とを連通する。
トン軸44と一体的に形成されたピストン板45が、上
下方向に移動可能に収容される。圧力シリンダ41は、
円筒状の側壁46と、この側壁46を上下方向に挟む一
対の4角形状の平板47、48と、双方の平板47、4
8を連結するボルトとから構成される。上側平板47に
は、上側圧力チャンバ49に連通する圧縮空気導入孔5
1が形成され、下側平板48には、下側圧力チャンバ5
0に連通する大気開放孔52と、ピストン軸44の下端
をスライド自在に収容する収容溝57とが形成される。
角プレート42がボルト固定されている。4角プレート
42は、その上面が固定面(第1固定面)を構成し、固
定面に露出する固定ノズルは、4角プレート42の側壁
に並ぶボス53と、プレート42の内部に形成された固
定配管54を介して連通している。流路分配板43は、
更にプレート42にボルト固定され、流路分配板43の
底面には、4角プレート42の固定ノズルに対応して、
分配板43の表面と平行な横溝55及び表面と直角な貫
通溝56が形成される。横溝55は、流路分配板43内
部に形成された貫通溝56によって、流路分配板43の
上面に露出するノズルと連通している。流路分配板43
の上面は、第2の固定面を構成し、回転ハブ64の底面
である回転面と褶接する。この固定面及び回転面に形成
されたノズルは、回転面の所定の回転位置において対向
し、回転管路66と固定管路54とを連通し、流体の流
路を形成する。
43の上面及び下面の表面形状を示している。流路分配
板43は、例えば樹脂製でフランジ形状に成形され、外
周部にボルト孔71を有する。上面の最も外周側及び内
周側には環状溝32が形成されており、双方の環状溝3
2に挟まれて、回転面のノズルに対向し円周方向に延び
る横溝55、及び、これらと円周方向に整列する貫通溝
56が配設される。横溝55は、固定部40に形成され
る固定配管54の一部を構成する。環状溝32は、対応
する貫通溝56及び裏面側の横溝55によって相互に連
通すると共に、固定面の対応するノズルを介して固定配
管に連通している。
に形成されたノズルを経由して、回転弁10の外部に導
かれる。回転面に露出する回転ノズルは、流路分配板4
3の上面に露出する、対応する横溝55及び貫通溝56
によって、流路分配板43の下面に連通し、対応する4
角プレート42のノズルに連通する。
が夫々、第1のポンプ(原料液ポンプ)11の吸入口
及び吐出口に連通する貫通溝56を指し、これらは、流
路分配板43の裏面側で同じ番号を付した横溝55によ
って適当な位置に引き出された後に、第1のポンプ11
及び第1の切替え弁16に接続される。〜、及び、
丸付き10は、環状溝32及びそれらに対応する貫通溝
56を指し、これらは、漏れ液引抜き管31を経由し
て、漏れ液貯槽33に接続される。は成分Cの引抜き
用の横溝55であり、裏面側で同じ番号を付した横溝5
5によって適当な位置に引き出され、成分C引抜き管2
8を経由して成分C貯槽30に接続される。及びは
夫々、第2のポンプ(溶離液ポンプ)12の吐出口及び
吸入口に連通する貫通溝56を示し、同様に裏面側で同
じ番号を付した横溝55によって適当な位置に引き出さ
れ、第2のポンプ12及び第2の切替え弁17に接続さ
れる。は、成分Aの引抜き用横溝55であり、裏面側
で同じ番号を付した横溝55によって適当な位置に引き
出され、成分A引抜き管22を経由して成分A貯槽24
に接続される。
溝形状を種々に変更することによって、回転弁10の主
要部を、型式及び容量が異なる複数のクロマト分離装置
に共通とすることが出来る。つまり、単に流路分配板4
3のみを取り替えることによって、回転弁10の主要部
を複数のクロマト分離装置に共用できるので、回転弁の
設計が容易になると共に、量産効果によって製造コスト
の低減が可能である。特に、現場での設計変更や機種の
変更の際にも、同じ回転弁主要部が利用できる利点があ
る。
び成分Aの引抜きを行う第1工程、原料液の注入及び成
分Bの引抜きを行う第2工程、液流の循環を行う第3工
程、溶離液の注入及び成分Cの引抜きを行う第4工程、
及び、液流を停止してカラム(分離塔)18を含む回転
弁10の1カラム分の回転を行う第5工程を、順次に且
つ繰り返し行う。
及び引抜きを行う際には、圧力シリンダ41内に圧縮空
気を導入し、ピストン板45及びピストン軸44を下方
に押し、回転部60の回転面を流路分配板43の上面に
押圧する。これによって、流路分配板43の上面(固定
面)と回転ハブ64の回転面との間の液漏れが防止でき
る。回転部60の回転に先立って、圧縮空気が抜かれる
と、回転部60は自重のみで固定部40に搭載される。
これによって、駆動に必要なモータの駆動能力を小さく
抑えることができ、装置のコストが低減する。また、回
転部60の回転によって生ずる回転面と固定面との間で
生ずる磨耗が防止でき、回転弁の保守性、取扱い性が向
上する。
には圧縮空気を導入する例を挙げたが、圧縮空気に限ら
ず、水圧や油圧を利用することも出来る。また、流体の
種類によって圧力を調節することも出来る。さらには、
流路分配板の材質及び構造についても種々に変更が可能
であり、或いは、固定部の構造を変更することにより、
流路分配板自体を省くことも可能である。
づいて説明したが、本発明の回転弁は、上記実施形態例
の構成にのみ限定されるものではなく、上記実施形態例
の構成から種々の修正及び変更を施した回転弁も、本発
明の範囲に含まれる。
視点の回転弁によると、流体を循環させる際には回転面
を固定面に向けて押圧して液漏れを防止し、回転弁の回
転時にはその押圧を解除して回転を容易にする押圧機構
を配設したことにより、回転弁を駆動するモータの容量
を小さくでき、且つ、回転面における磨耗が防止でき、
回転弁の寿命が延び、或いは、その保守頻度を減らす利
点がある。
と、ノズルからの流路を分配する流路分配板を配設した
構成により、回転弁の主要部分を共通にしたまま流路分
配板の溝構成を変更するのみで、種々の配管の設計に対
応できるので、回転弁の設計の標準化が容易となり、ま
た、主要部品の共通化により量産効果が生まれ製造コス
トが低減する利点がある。
と、回転弁の外周部及び/又は内周部に環状溝を配設し
た構成により、回転弁の回転面と固定面との間で生ずる
液漏れを容易に排出でき、回転弁の周囲を液漏れによっ
て汚すことがないので、回転弁の保守性や取扱い性が向
上する利点がある。
ト分離装置のブロック図。
斜視図。
状図。
Claims (3)
- 【請求項1】 固定面と、該固定面に形成された固定ノ
ズルと、該固定ノズルに連通する固定管路とを有する固
定部と、 前記固定面と相対的に回転する回転面と、前記固定ノズ
ルに対応して前記回転面に形成された回転ノズルと、該
回転ノズルに連通する回転管路とを有する回転部とを備
え、前記回転面の静止中に流体を通過させ、前記回転面
の回転によって流路を切り替える回転弁において、 前記回転面の静止中には前記固定面に向けて前記回転面
を押圧し、前記回転面の回転に際して前記回転面の押圧
を解除する圧力機構を備えることを特徴とする回転弁。 - 【請求項2】 固定面と、該固定面に形成された固定ノ
ズルと、該固定ノズルに連通する固定管路とを有する固
定部と、 前記固定面と相対的に回転する回転面と、前記固定ノズ
ルに対応して前記回転面に形成された回転ノズルと、該
回転ノズルに連通する回転管路とを有する回転部とを備
え、前記回転面の静止中に流体を通過させ、前記回転面
の回転によって流路を切り替える回転弁において、 前記固定面又は前記回転面の何れかに固定されて、前記
固定面と前記回転面との間に挿入される流路分配板を備
え、該流路分配板は、前記回転面の所定の回転位置にお
いて、前記固定ノズルと前記回転ノズルとを連通させる
連通溝を有することを特徴とする回転弁。 - 【請求項3】 固定面と、該固定面に形成された固定ノ
ズルと、該固定ノズルに連通する固定管路とを有する固
定部と、 前記固定面と相対的に回転する回転面と、前記固定ノズ
ルに対応して前記回転面に形成された回転ノズルと、該
回転ノズルに連通する回転管路とを有する回転部とを備
え、前記回転面の静止中に流体を通過させ、前記回転面
の回転によって流路を切り替える回転弁において、 前記固定面又は前記回転面の何れかに環状溝を備え、該
環状溝は、前記固定ノズル又は前記回転ノズルの内周側
又は外周側に配設され、且つ、前記固定管路又は回転管
路の何れかに連通することを特徴とする回転弁。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20708399A JP4233177B2 (ja) | 1999-07-22 | 1999-07-22 | クロマト分離装置用回転弁 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP20708399A JP4233177B2 (ja) | 1999-07-22 | 1999-07-22 | クロマト分離装置用回転弁 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JP2001032950A true JP2001032950A (ja) | 2001-02-06 |
JP4233177B2 JP4233177B2 (ja) | 2009-03-04 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP20708399A Expired - Fee Related JP4233177B2 (ja) | 1999-07-22 | 1999-07-22 | クロマト分離装置用回転弁 |
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