JP2001527624A - 漏洩なしの切換式の複座弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 この発明は漏洩なしの切換式の複座弁に関する。その際、弁座と閉止部材には各々１つの円筒形の平面が具備され、前記平面が一緒に１つの絞り部を形成する。閉止部材の洗浄行程では漏洩空間内の圧力ピークが阻止される。さらに座の洗浄時に洗浄剤の流れが洗浄行程内の許容差に対し比較的敏感ではない。

Description

【発明の詳細な説明】 漏洩なしの切換式の複座弁 この発明は、流体の入口と出口に至る２つの管のために少なくとも２つの開口 部を備えた弁体部と、前記開口部の間に配置された同軸の２つの弁座と、２つの 弁閉止部材とを含有し、前記弁閉止部材がそれぞれ弁体内での同軸運動に対して 互いに相対的に、かつ、押開位置と閉止位置との間の対応する弁座に案内され、 かつ、該弁座の閉止位置で前記開口部の間で二重密閉を生ぜしめ、その際、第１ 閉止部材がその端部に配置されたラジアル密閉手段を備えたスライドプランジャ であり、前記スライドプランジャがその押開運動中に第２閉止部材に対して当接 し、かつ、前記第２閉止部材を継続する押開運動で同様にその押開位置に移動さ せるために具備され、その際、第１弁座が円筒形であり、かつ、閉止位置でスラ イドプランジャを密閉しながら収容し、かつ、閉止位置でも押開位置でも閉止部 材の間に漏洩空間が形成され、前記漏洩空間が流出出口を介して永続的に弁の外 側と接続されている、漏洩なしの切換式の複座弁に関する。 上述のような複座弁は、欧州特許第０１７４３８４号Ａ１公報から知られてい る。このような弁は食品工業において、特に醸造および牛乳加工工業において、 種々の製品を供給する管をその接続箇所で仕切るために使用される。この弁は種 々の製品の混合を確実に阻止することができ、かつ、衛生的にも完全に作業でき るようにしなければならない。このため公知の弁の両方の閉止部材は、弁座を洗 浄するために各々個別的に洗浄行程を実施することができる。ところが弁座の洗 浄中に片方の単密閉 のみが両方の管を仕切る。このため圧力ピークにより閉じられた閉止部材がその 弁座から押し開かれ、これが管内での製品の混合を生ぜしめる危険がある。この ような圧力ピークは特に、一方の閉止部材の押開時に衝撃的に管内圧力が他方の 閉止部材に作用し、かつ、その押圧力が弁座内で低減するため、洗浄する閉止部 材を個別的に持上げる際に発生する。そのため公知の複座弁の場合、第２弁座と 第１閉止部材とに対向する第２閉止部材の溝の端部が１つの切欠溝を具備してい る。弁座洗浄中にこの切欠溝により閉止部材と弁座もしくは溝との間に形成され た空隙を通り洗浄剤が漏洩空間の中に流入する。 ドイツ特許第３８３５９４４号Ｃ２公報から、同様に分類に対応する複座弁が 知られている。第２の下部の閉止部材は圧力衝撃を調整するため弁下側に向かっ て調整プランジャまで延長され、この調整プランジャは本体の下部を密閉して貫 通する。下部の閉止部材の洗浄行程の場合、下部の弁皿と弁座との間にも、調整 プランジャの外面と下部の本体部内の流路の内壁との間にも、円形の空隙が形成 され、この空隙を介して洗浄液は調整プランジャのための漏洩空間もしくはすす ぎ領域で分離することができる。 前記公知の複座弁の欠点は、洗浄行程を超精密に仕上げなければならないこと であり、超精密に仕上げないと弁座と閉止部材との間の洗浄空隙が大きくなりす ぎ、かつ、多量の洗浄剤が漏洩空間の中に流入することである。これは漏洩空間 内で制御されない圧力の増大と、それにより閉じられた閉止部材の負荷とを引起 こす。このため閉止部材が持上げられ、かつ、洗浄液が製品を供給する管の中に 移る危険がある。さらにこ の欠点は、洗浄空隙の押開時に閉止部材と弁座との間に衝撃的に圧力が漏洩空間 内で上昇し、それにより他方の閉止部材が同様にその弁座から押し開かれる可能 性が生じることである。 したがって本発明の課題は、弁座の洗浄中に漏洩空間内の圧力ピークを確実に 阻止することのできる分類に対応する形式の複座弁を提供することである。 この課題は、第２弁座に円筒形の内面と、第２閉止部材に前記内面と連通する 円筒形の部分とが具備され、前記円筒形の部分の直径が第２弁座の円筒形の内面 の直径よりも少し小さく、かつ、洗浄行程ならびに第２閉止部材の開閉運動時に 円筒形の平面が円筒形の絞り部の間に形成され、かつ、密閉手段が漏洩空間を管 に対して密閉する前に、初めに閉止運動時に絞り部が形成されるように、第２閉 止部材に密閉手段が具備されることにより解決される。 弁部材の洗浄行程では、洗浄液が両方の円筒形の平面の間に形成された絞り部 を通ってのみ流入する。それにより漏洩空間内の圧力発生が徐々にかつ均一に行 われる。漏洩空間内に流入する洗浄液の圧力も体積流も容易に制御可能である。 絞り部の長さにより圧力と体積流が閉止部材の行程内の許容差に対して比較的鈍 感なため、その結果、正確な調節と行程監視が不要になる。洗浄過程中の漏洩空 間内の急激な圧力上昇は確実に阻止される。 スライドプランジャの洗浄行程時の圧力ピークは、スライドプランジ ャの洗浄位置でスライドプランジャの円筒形の平面と第１弁座との間に円筒形の 絞り部が形成されている場合に阻止される。 スライドプランジャおよび／または第２閉止部材の密閉手段は、ラジアルパッ キンとして形成することができる。しかしまた、この密閉手段を第２閉止部材に 軸または円錐形のパッキンとして形成することも可能である。次いでスライドプ ランジャに対向する第２閉止部材の端部で位置決めされる。 挿入時の閉止部材の案内は、第２弁座が円錐形の部分を有し、前記部分が第２ 弁座の円筒形の部分から第１弁座へ延長する場合に軽減される。円錐形の平面に よりスライドプランジャは弁の閉止運動時に案内され、かつ、弁座の中に心合せ される。スライドプランジャのラジアル密閉手段は、第１弁座の上角部により負 荷されず、かつ、このためより少ない摩耗を受ける。 弁座内の第２閉止部材の案内と心合せは、第２弁座が第２閉止部材の開口部側 に向かって円筒形の部分に接続される円錐形の部分を有する場合に達成される。 より迅速かつ簡単な密閉手段の交換は、閉止部材が２つの着脱可能の、好まし くはねじ接続を利用して、互いに接続された部分から構成され、その際、前記両 部分の間に密閉手段が具備されている場合に可能となる。 特に好ましい一実施態様において、第２閉止部材はそのスライドプラ ンジャに対向する端部に、本質的に円筒形の、円筒形の弁座と一列に並ぶ周壁を 備えた溝を有し、その際、前記溝は押開運動中に、第２閉止部材が開く前に、ス ライドプランジャの端部とラジアル密閉手段とを密に収容するようにするために サイジングされている。弁の閉止運動時に第２閉止部材の溝とスライドプランジ ャの円筒形の弁座とが第２弁座の円錐形の平面を通り心合せされるので、溝と第 １弁座とが一列に並ぶ。スライドプランジャの閉止運動時に該スライドプランジ ャは第２弁座の円錐形の平面を通り心合せされるので、この結果、そのラジアル パッキンには閉止運動によりほぼまったく摩耗が生じない。 この発明は好ましい一実施態様で図面を参照しながら説明し、その他の好まし い詳細は図面の図から読取るものとする。その際、機能的に同一の部分は同一の 符号を付ける。 各図は詳しくは次に示す。 図１ 複座弁の第１実施態様の部分断面図。 図２ａ−ｃ 弁を開く際の順番のステップで示した、複座弁の第１実施態様の部 分断面図。 図３ 図１記載の複座弁の第１閉止部材の洗浄行程。 図４ 図１記載の複座弁の第２閉止部材の洗浄行程。 図５ａ−ｃ 弁を開く際の順番のステップで示した、複座弁の第２実施 態様の部分断面図。 図６ 図４記載の複座弁の第１閉止部材の洗浄行程。 図７ 図５記載の複座弁の第２閉止部材の洗浄行程。 図８ａ−ｃ 弁を開く際の順番のステップで示した、複座弁の第３実施態様の部 分断面図。 図９ 図８記載の複座弁の第１閉止部材の洗浄行程。 図１０ 図７記載の複座弁の第２閉止部材の洗浄行程。 図１ａは、第１の、円筒形の弁座２と、第２弁座３とが成型されている本体部 １を示す。第２弁座は第１の円錐形ならびに円筒形の部分４もしくは５を有する 。円筒形の部分には、第１弁座の方向に第２の、同様に円錐形の部分６が接続さ れている。前記部分には、さらに第１の円筒形の弁座２が接続されている。 第１弁座２にはスライドプランジャ７として形成された第１の閉止部材が収容 されている。スライドプランジャ７は、第２閉止部材９に対向した第１部分８と 、調整プランジャ１１の中に続く第２部分１０とから構成される。第１および第 ２部分は、その円周に各々１つの溝を有し、前記溝は第１弁座２に当接する共通 の１つのパッキン１２を収容する。第１および第２部分はねじ接続（図示せず） により接続される。スライ ドプランジャの取外し後、第１および第２部分８もしくは１０は、パッキン１２ を交換するために、互いに容易に取出すことができる。スライドプランジャ７の 第１部分８の円筒形の部分２４は、第１弁座２より少し小さい直径を有する。弁 座２と部分２４との間には、このため典型的に０．１５ｍｍの幅を有する空隙が 形成されている。 第２閉止部材に対向した第１部分８の平面は、漏洩を流出管２５に排出する開 口部１３に向かって傾斜している。第１閉止部材の運動は第１弁棒１４を介して 行われる。 第２閉止部材は同様に２分割型に構成されている。該閉止部材は中空棒として 形成された第２弁棒１６の中に延長する第３部分１５から成る。第２弁棒１６の 中には第１弁棒１４が移動可能に軸支されている。該弁棒の周縁部に向かって第 ３部分１５が溝を有し、この溝が第４部分１８の溝と共にパッキン１７を収容す る。 ねじ接続を利用して第３部分１５に着脱可能に接続された第４部分１８は、そ の円周に沿ってパッキン１７に接続される第１の円錐形の部分１９を有し、前記 部分は本体部１の対応する第１の円錐形の部分４と連通する。前記部分には円筒 形の部分２０が接続され、前記部分は本体部の対応する円筒形の部分５と連通す る。両方の円筒形の部分５および２０の直径は、前記部分の間に典型的に０．１ ５ｍｍの幅を有する空隙が形成されるように選定されている。円筒形の部分２０ には第２の円錐形の部分２１が接続され、前記部分は本体部１内の対応する第２ の円錐形の部分２１と連通する。 前記部分のスライドプランジャ７に対向する側には第２閉止部材９が溝２２を 有し、前記溝の円筒形の内壁２３が第１弁座と一列に並ぶ。前記溝は、その寸法 で該溝の中にスライドプランジャ７が該プランジャの端部と共に収容できるよう にサイジングされる。 図２ａ−ｃには、複座弁の押開時に連続するステップが示されている。 図１で説明したように、複座弁が二重密閉を形成し、その際、第１弁座２の中 にスライドプランジャ７と、第２弁座３の中に第２閉止部材９とが収容されてい る。 押開するためにスライドプランジャ７は第２閉止部材９の方向に持上げられる 。その際、スライドプランジャ７はそのパッキン２と共に第１弁座２の壁に沿っ て、該スライドプランジャが第２閉止部材９に当接するまで、溝２２の内壁２３ 上を摺動する（図２ｂ）。両方の閉止部材７、９の間に形成された漏洩空間は、 切換過程中に閉じられたままとなる。さらにスライドプランジャ７を持上げると 、第２閉止部材９がその座３から持上げられる。さらに閉止部材７および９を持 上げることにより、弁はその押開位置に移る（図２ｃ）。 弁の閉止運動は逆の順番で行われる。閉止部材７および９を押下げることによ り、最終的に円筒形の部分が第２弁座および第２閉止部材９から絞り部を形成し ながら互いに入りこむまで、弁の口径が狭くなる。第２閉止部材９は円錐形の部 分４を通り案内および心合せされる。絞り部 の形状を大きくすることにより、他方の側に溢れ出る溶媒の流れの圧力は、第２ 閉止部材が完全にその弁座に入り、かつ、弁と接続された管の間に第１パッキン を形成するまで、低減される。スライドプランジャ７は第２閉止部材９からさら に押下げたとき取出され、かつ、第２パッキンを形成しながら第１弁座２の中に 入る。前記スライドプランジャは、その際に円錐形の部分６から案内および心合 せされる。 座を洗浄するために閉止部材は各々個別的にその静止位置から移動する。 図３に第１弁座の座の洗浄を示した。そのためにスライドプランジャ７は、パ ッキン１２が完全に第１弁座２から出てくるまで押下げられる。弁座２の円筒形 の内面と円筒形の平面２４との間には円筒形の絞り部２６が形成され、この絞り 部を通して洗浄液が弁座を洗浄しながら閉止部材７、９の間に形成された漏洩空 間の中に流入することができ、前記漏洩空間から該洗浄液が開口部１３を介して 排出される。空隙の幅は典型的には０．１５ｍｍである。しかし前記幅は管およ び弁のサイジングに依存して任意に変化させることができる。 絞り部の長さのために洗浄剤の溢れ移る流れの体積流は洗浄行程内の許容差に 対して比較的敏感ではない。洗浄行程中の漏洩空間内の圧力衝撃は確実に阻止さ れる。 図４に、第２閉止部材９の洗浄行程を示した。そのために第２閉止部材９は、 弁座３の円筒形の部分５と第２閉止部材９の円筒形の部分２０ との間に絞り部２６が形成され、前記絞り部を通り座の洗浄のために洗浄剤が閉 止部材の間に形成された漏洩空間の中に溢れ移ることができるまで第２弁座３か ら持上げられる。ここでも空隙の長さのために溢れ移る洗浄剤の流れは洗浄行程 内の許容差に対して比較的敏感ではない。押開運動中の圧力ピークが阻止される 。 図５ないし７は、図１ないし４に準ずる複座弁の第２実施態様の動作状態を示 す。 スライドプランジャ７と弁座２はその構造において複座弁の第１実施態様の対 応する部分に一致する。第２弁座は、円筒形の部分５と、第１弁座２の方向に接 続される円錐形の部分６とを含む。前記部分６は部分５に対して垂直に延長する こともできる。 第２閉止部材は第１実施態様（図１）の第２閉止部材９と広範囲に類似して構 成された。ただしパッキン１７は溝２２を取囲む周縁部に具備され、かつ、弁の 閉止位置で第１弁座の方向へ延長する弁座の円錐形の平面６に当接する。 弁の開閉運動は第１実施態様に準じて行われる。第１閉止部材７が持上げられ 、かつ、第２閉止部材の溝２２の中に入る（図５ｂ）。該閉止部材はその継続運 動により第１閉止部材をその弁座から持上げ、その際、円筒形の平面５および２ ０の間で空隙が開かれる。それに続き両方の閉止部材が弁の押開位置に移る（図 ５ｃ）。弁の閉止は前記ステップと逆の順序で行われる。 第１閉止部材７（図６）のための洗浄行程は、すでに第１実施態様（図３）に ついて説明した洗浄行程に相当する。 第２弁座３の洗浄行程では、閉止部材９が幾分持上げられる。パッキン１７が その配設された平面６から取出された後、洗浄剤は座を洗浄するために円筒形の 平面５および２０の間に形成された空隙を通り漏洩空間の中に流入することがで きる。 図８ないし１０に示された複座弁の第３実施態様では、パッキン１７が第２閉 止部材９の円筒形の平面２０に配置されている。押開運動時には、すでに両方の 第１実施態様で説明したように、第１閉止部材７が第２閉止部材９の溝２２の中 に入る（図８ｂ）。それに続き両方の閉止部材７、９は、パッキン１７が平面５ から取出され、かつ、弁座３もしくは第２閉止部材９の円筒形の平面５および２ ０の間に設けられた空隙を解放するまで、さらに持上げられる。それに続き両方 の閉止部材７、９がさらに押開位置に移る（図８ｃ）。閉止運動では、パッキン １７が弁座の中に入る前に、それに対応して初めに平面５および２２の間に、空 隙が形成される。 図９に示した第１閉止部材の洗浄行程は、すでに第１実施態様（図３）で説明 した洗浄行程に相当する。 図１０に示した第２弁座３の洗浄行程では、パッキン１７が弁座３から取出さ れるまで、第２閉止部材９が持上げられる。次に円筒形の平面 ５および２０の間に形成された空隙が解放され、前記空隙を通り座を洗浄するた めに洗浄剤が閉止部材７および９の間に形成された漏洩空間の中に流入すること ができる。またこの配置の場合にも、洗浄流の流れは洗浄行程の許容差に対して 比較的敏感ではない。 符号一覧 １ 本体部 ２ 第１弁座 ３ 第２弁座 ４ 第１の円錐形の部分 ５ 円筒形の部分 ６ 円錐形の部分 ７ スライドプランジャ ８ 第１部分 ９ 第２閉止部材 １０ 第２部分 １１ 調整プランジャ １２ パッキン １３ 開口部 １４ 第１弁棒 １５ 第３部分 １６ 第２弁棒 １７ パッキン １８ 第４部分 １９ 第１の円錐形の部分 ２０ 円筒形の部分 ２１ 第２の円錐形の部分 ２２ 溝 ２３ 円筒形の内壁 ２４ 円筒形の部分 ２５ 流出管 ２６ 絞り部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 漏洩なしの切換式の複座弁であって、 流体の入口と出口に至る２つの管のために少なくとも２つの開口部を備えた弁 体部（１）と、前記開口部の間に配置された同軸の２つの弁座（２、３）と、２ つの弁閉止部材（７、９）とを含有し、前記弁閉止部材がそれぞれ弁体（１）内 での同軸の運動に対して互いに相対的に、かつ、押開位置と閉止位置との間の対 応する弁座（２、３）に案内され、かつ、該弁座の閉止位置で前記開口部の間に 二重密閉を生ぜしめ、その際、第１閉止部材がその端部に配置されたラジアル密 閉手段（１２）を備えたスライドプランジャ（７）であり、前記スライドプラン ジャがその押開運動中に第２閉止部材（９）に対して当接し、かつ、前記第２閉 止部材を継続する押開運動で同様にその押開位置に移動するために具備され、そ の際、第１弁座（２）が円筒形であり、かつ、閉止位置においてスライドプラン ジャ（７）を密閉しながら収容し、かつ、閉止位置でも押開位置でも閉止部材間 に漏洩空間が形成され、前記漏洩空間が流出出口（２５）を介して永続的に弁の 外側と接続されている複座弁において、 第２弁座（３）に円筒形の内面（５）と、第２閉止部材（９）に前記内面と連 通する円筒形の部分（２０）とが具備され、前記部分の直径が第２弁座（３）の 円筒形の内面（５）の直径よりも少し小さくなり、かつ、円筒形の平面（５、２ ０）が第２閉止部材（９）の洗浄行程時ならびに開閉運動時にその間に絞り部（ ２６）を形成し、かつ、閉止運動時に初めに、密閉手段（１７）が管に対して漏 洩空間を密閉する前に、絞り部（２６）が形成されるように、密閉手段（１７） が第２閉止部材（９） に具備されること、を特徴とする。 ２．スライドプランジャ（７）の洗浄位置でスライドプランジャ（７）の円筒形 の平面（２４）と第１弁座（２）との間に円筒形の絞り部（２６）が形成される こと、を特徴とする、請求項１記載の複座弁。 ３．密閉手段（１２、１７）がスライドプランジャ（７）および／または第２閉 止部材（９）にラジアルパッキンとして形成されること、を特徴とする、請求項 １または２記載の複座弁。 ４．密閉手段（１７）が軸または円錐形のパッキンとしてスライドプランジャ（ ７）に対向する第２閉止部材の端部に形成されること、を特徴とする、請求項１ 記載の複座弁。 ５．第２弁座（３）が円錐形の部分（６）を有し、前記部分が第２弁座（３）の 円筒形の部分（５）から第１弁座（２）へ延長すること、を特徴とする、請求項 １、２、３または４記載の複座弁。 ６．第２弁座が第２閉止部材の開口部側の方向へ円筒形の部分（５）に接続され る円錐形の部分（４）を有すること、を特徴とする、請求項１、２、３、４また は５記載の複座弁。 ７．閉止部材（７、９）が、２つの着脱可能の、好ましくはねじ接続を利用して 、互いに接続された部分（８、１０；１５、１８）から構成され、その際、両方 の部分の間に密閉手段（１２、１７）が具備されるこ と、を特徴とする、請求項１、２、３、４、５または６記載の複座弁。 ８．第２閉止部材（９）が該閉止部材のスライドプランジャに対向した端部に、 本質的に円筒形の、円筒形の弁座（２）と一列に並ぶ円周壁を備えた溝（２２） を有し、かつ、第２閉止部材（９）が開く前に、前記溝（２２）が、押開運動中 にスライドプランジャ（７）の端部とラジアル密閉手段（１２）を密に収容する ためにサイジングされていること、を特徴とする、請求項１、２、３、４、５、 ６または７記載の複座弁。