JP2003214587A - 配管内蔵形逆止弁 - Google Patents

配管内蔵形逆止弁

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JP2003214587A
JP2003214587A JP2002014543A JP2002014543A JP2003214587A JP 2003214587 A JP2003214587 A JP 2003214587A JP 2002014543 A JP2002014543 A JP 2002014543A JP 2002014543 A JP2002014543 A JP 2002014543A JP 2003214587 A JP2003214587 A JP 2003214587A
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pipe
ball
pressure
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JP2002014543A
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Hisashi Komaki
牧 久 司 古
Setsuo Asami
見 節 雄 浅
Yoshiaki Ito
藤 芳 昭 伊
Kei Suzuki
木 圭 鈴
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Saginomiya Seisakusho Inc
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Saginomiya Seisakusho Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】圧力逃がし機構の作動安定性を向上させること
ができ、さらには未作動時の摺動部分からの流体漏れを
生じさせることがなく、簡単な構造で、しかも安価に製
造することができる圧力逃がし機構を備えた逆止弁を提
供する。 【解決手段】弁体部材16の軸方向に貫通して形成され
た段付き孔50内に移動可能に収容されたボール36
と、このボール36と対面するように、段付き孔50の
大径部50a内に移動不能に設置されたバネガイド34
と、ボール36とバネガイド34との間に圧縮状態で介
装されたスプリング38とから逃がし弁Vを構成し、こ
のボール36に、二次側の接続配管B側から所定圧以上
の流体圧力が作用した場合に、スプリング38の付勢力
に抗してボール36をバネガイド34側に移動させて、
ボール36の周囲に構成される圧力の逃がし弁Vを開放
するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば、冷暖房、冷蔵
庫、冷凍庫などの冷媒循環サイクル、水素・純水の制御
回路などの配管経路に配設される逆止弁に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、冷暖房、冷蔵庫、冷凍庫などの
冷媒循環サイクル、水素・純水の制御回路などの配管経
路に配設される逆止弁としては、図6および図7に示し
たようなパイプ形状タイプの逆止弁100を用いるの
が、一般的である。
【0003】すなわち、この逆止弁100は、継手配管
として機能するパイプ形状のパイプ本体102と、パイ
プ本体102の内部に嵌着固定された略筒状の弁座部材
104と、弁座部材104の開孔部106を開閉するよ
うに、弁座部材104から離反または接近する方向に摺
動可能な弁体部材105とを備えている。また、この弁
体部材105のパイプ本体102からの抜け落ちを防止
するために、パイプ本体102の外周に溝加工を施し
て、抜け止め部107を形成している。
【0004】そして、弁体部材105には、弁座部材1
04の開孔部106に嵌合する弁部108が形成されて
おり、この弁部108が弁座部材104の開孔部106
に嵌合されることにより、開孔部106が閉止され、逆
に、弁部108が弁座部材104の開孔部106から離
反されることにより、開孔部106が開放される。この
ように構成された逆止弁100は、パイプ本体102の
両端部が、2つの配管114、116に接続されてい
る。
【0005】このように構成された逆止弁100では、
図7に示したように、実線位置の弁体部材105に、下
流側の二次配管116から上流側の一次配管114に向
かって所定圧以上の圧力が作用すると、一点鎖線で示し
たように、弁体部材105が弁座部材104側に接近す
る方向に移動して、弁体部材105の弁部108が弁座
部材104の開孔部106に当接し、開孔部106が閉
止されることにより、流体の逆流が防止される。
【0006】一方、逆止弁100の上流側の一次配管1
14を介して、下流側の二次配管116に向かって逆止
弁100に流体圧力が作用すると、弁体部材105が一
点鎖線で示した位置から実線で示した位置に、すなわち
弁体部材105が弁座部材104から離反する方向に移
動して、抜け止め部107に当接することにより、それ
以上の移動が規制されている。
【0007】弁体部材105が抜け止め部107に当接
した状態では、弁座部材104の開孔部106が開放さ
れているので、弁体部材105の外周面とパイプ本体1
02の間に形成された流通間隙109を介して、流体が
流れるように構成されている。ところが、このような配
管内蔵形の逆止弁100では、開口部106が封止され
た弁閉状態にあるときに、二次側の接続配管116内の
圧力が異常に高くなっても、逆止弁100内の圧力を逃
がすための圧力逃がし機構が存在しないために、パイプ
本体102の管壁あるいは配管経路にある各シール部、
弁体部材105などを破損してしまう虞がある。
【0008】特に、逆止弁100が高圧ガス製造装置な
どに使用された場合は、二次側の接続配管116内の流
体が、周囲温度の上昇などにより体積膨張を起こすこと
があるために、ここから圧力を逃がすことができない
と、弁体部材105やパイプ本体102の接続配管11
6側が破損され易くなる。このような問題を考慮し、熱
による体積膨張が生じ易い、例えば、湯水混合栓などで
具備される逆止弁には、予め圧力の逃がし機構が備えら
れている。
【0009】図8は、特開昭63−190982号公報
に開示されている湯水混合栓の逆止弁を示したものであ
る。この湯水混合栓の逆止弁200では、コイルバネ2
02の付勢力により弁体204が弁座206に当接する
と、一次側の配管208と二次側の配管210との間の
弁口216が遮断するが、この弁口216が遮断した状
態で二次側の配管210内の圧力が所定圧以上に高くな
ると、軸部214がコイルバネ212の付勢力に抗して
一次側の配管208側に押圧され、ボルト状の止め輪2
16の貫通孔内を摺動して、図の下方に押し下げられ、
これにより連通路218が開放されることにより、二次
側の配管210から一次側の配管208に向かって圧力
を逃がすことが可能にされている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】ところで、この逆止弁
200に具備された圧力逃がし機構は、内圧が異常に高
くなった場合に、軸部214が止め輪216の貫通孔内
を、摺動する必要があることから、このような圧力逃が
しが頻繁に行なわれると、摺動部が磨耗したり、材質に
よっては摺動に係わる部材が経年変化をおこすため、圧
力逃がしを開始させる設定値が変動したりしてしまう虞
がある。また、磨耗などの不具合が生じると、圧力逃が
し機構が未作動の時であっても摺動部分を通じて流体が
漏れ出てしまい、逆止弁の機能を十分に果たすことがで
きなくなる虞がある。しかも、このような従来の圧力逃
がし機構は、多数の部品が必要で組立工数も増えること
から、逆止弁がコスト高になるという問題があった。
【0011】本発明はこのような実情に鑑み、圧力逃が
し機構の作動安定性を向上させることができ、さらには
未作動時の摺動部分からの流体漏れを生じさせることが
なく、簡単な構造で、しかも安価に製造することができ
る圧力逃がし機構を備えた逆止弁を提供することを目的
としている。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る配管内蔵形逆止弁は、略円筒状に形成さ
れたパイプ本体と、このパイプ本体内に移動不能に固定
される弁座部材と、前記パイプ本体内に移動可能に収容
される弁体部材と、を備え、前記弁体部材が前記から離
反しているときに、前記パイプ本体内での流体の正方向
への流れを許容する一方、前記弁体部材の弁部が前記弁
座部材の弁座に当接しているときに、前記パイプ本体内
での流体の逆方向への流れを阻止するように、接続配管
の間に配設される逆止弁であって、前記弁体部材には、
逆方向への流体圧力が所定圧以上になった場合に、この
圧力を一次側の前記接続配管に逃がす圧力逃がし機構が
設けられており、この圧力逃がし機構は、前記弁体部材
の軸方向に貫通して形成された段付き孔内に移動可能に
収容されたボールと、このボールと対面するように、前
記段付き孔の大径部内に移動不能に設置されたバネガイ
ドと、前記ボールと前記バネガイドとの間に圧縮状態で
介装されたスプリングとから構成され、このボールに、
二次側の前記接続配管側から所定圧以上の流体圧力が作
用した場合に、前記スプリングの付勢力に抗して前記ボ
ールを前記バネガイド側に移動させて、前記ボールの周
囲に構成される圧力の逃がし弁を開放するようにしたこ
とを特徴とする。
【0013】このような構成による本発明によれば、圧
力逃がし機構を、ボールと、スプリングと、バネガイド
とを基本構成要件として構成しているので、部品点数が
少なく、しかも弁の摺動部分を無くすことができる。し
たがって、安価に製造することができるとともに、磨耗
損傷がないことから作動安定性を向上させることができ
る。
【0014】ここで、前記バネガイドは、前記弁体部材
に形成された前記段付き孔内に爪係合されていることが
好ましい。このような構成であれば、バネガイドの位置
固定が容易である。また、前記弁体部材と前記バネガイ
ドとが、樹脂により形成されていることが好ましい。
【0015】このような構成であれば、経年変化を少な
くすることができる。さらに、前記バネガイドは、前記
弁体部材に形成された前記段付き孔に溶接により移動不
能に固着されていることが好ましい。このような構成で
あれば、固定に係わる部材が不要となり、部品点数を少
なくすることができる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施例について説明する。図1は、本発明の一実施例
に係る配管内蔵形逆止弁を示したものである。この配管
内蔵形逆止弁1は、例えば、冷暖房、冷蔵庫、冷凍庫な
どの冷媒循環サイクル、水素・純水の制御回路などに好
ましく配設されるものであって、略円筒状に形成された
パイプ本体12と、このパイプ本体12内に移動不能に
収容された筒状の弁座部材14と、パイプ本体12内に
移動可能に収容された弁体部材16と、を備えている。
【0017】そして、この逆止弁1は、通常の動作とし
ては、接続配管Aから接続配管Bに向かっての流体の流
通を許容し、接続配管Bから接続配管Aへの流通を遮断
するものである。上記筒状の弁座部材14は、軸芯部に
流通孔18が形成され、この流通孔18の入口側開口部
20と、出口側開口部22とは、中心方向に向かって径
が小さくなるように漸次傾斜したテーパ状の斜面により
形成されている。そして、出口側開口部22の傾斜した
斜面が、弁座24を構成している。
【0018】このように形成された弁座部材14は、ス
テンレスパイプなど形成されたパイプ本体12にかしめ
形成された環状溝26によって軸方向に移動不能に固定
されている。弁体部材16は、図2および図3(A),
(B)に示したように、略円柱状の弁体本体28と、こ
の弁体本体28から一端側に突出して形成された弁部3
0とから構成され、また、弁体本体28の外周には、半
径方向外方に3つの翼板32が所定間隔置きに突設され
ている。さらに、弁体部材16には、軸方向に貫通した
段付き孔50が形成されている。
【0019】この段付き孔50は、弁部30側の端部か
ら他方側の端部に向かって順番に、大径部50aと、中
径部50bと、小径部50cとを有し、大径部50a
は、弁部30側の端面にさらに拡開して形成されてい
る。また、大径部50aの終端部も、やや径外方に拡開
して形成されており、ここに段部62が形成されてい
る。また、中径部50bの終端部には、ボール36を受
ける弁座64が形成されている。
【0020】一方、段付き孔50の小径部50cは、他
方側から形成された流通孔52に連通して形成されてい
る。このような弁体本体28の段付き孔50内には、バ
ネガイド34と、ボール36と、圧縮スプリング38と
が収容されている。バネガイド34は、略横置き円筒状
で、軸方向に複数個の流通孔40が形成されているとと
もに、その終端側の軸芯部に、棒状体54が形成され、
この棒状体54の基端部に、バネ受部56が構成されて
いる。
【0021】一方、バネガイド34の外周面には、上記
棒状体54と中心としたとき、この中心から放射状とな
る位置に、爪係合部58を備えた弾性脚部60が複数
個、設けられている。したがって、この弾性脚部60
は、径内方に圧縮変形可能にされている。上記ボール3
6は、圧縮スプリング38の付勢力により、通常は中径
部50b内の弁座64に当接している。また、上記圧縮
スプリング38は、棒状体54の外周に沿って介装され
ているが、両端部はバネ受部56とボール36の周面を
押圧している。したがって、このように圧縮スプリング
38が介装されることにより、ボール36と弁座64と
の間に構成された逃がし弁Vが閉弁されている。
【0022】上記のように形成されたバネガイド34、
圧縮スプリング38およびボール36は、弁体本体28
内に、例えば、以下のようにして装着される。すなわ
ち、段付き孔50内に、先ず、ボール36が挿入され、
その後圧縮スプリング38が挿入される。この状態か
ら、バネガイド34が挿入されることにより、バネガイ
ド34の弾性脚部60が径内方側に軽く押し潰されつつ
内方に挿入される。所定長さ挿入されたら、バネガイド
34の端面から若干力を強く加えれば、先端部の爪係合
部58が大径部50aの終端から径外方側に開放され、
大径部50aの終端部に形成された段部62に爪係合部
58が係止される。これにより、バネガイド34の装着
が完了する。この状態になると、ボール36は小径部5
0c側に圧縮スプリング38の付勢力により強く押圧さ
れているので、逃がし弁Vが閉弁される。
【0023】また、上記バネガイド34の段付き孔50
からの抜けを防止するには、溶接することが好ましい。
このようにして固定すれば、部品点数を少なくすること
ができる。上記弁体部材16およびバネガイド34の材
料としては、金属、合成樹脂のいずれでもあってもよい
が、即応性、摩耗による発塵によるコンタミ汚染などを
考慮すれば、合成樹脂が好ましい。合成樹脂としては、
フッ素樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレンなどが使用
可能であり、特に限定されるものではないが、合成樹脂
の中でも、耐熱性、耐摩耗性を考慮すれば、フッ素樹
脂、例えば、テトラフルオロエチレン−パーフルオロア
ルキルビニルエーテル共重合体(PFA)樹脂、テトラ
フルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体
(FEP)樹脂等のフッ素樹脂、特にPFA樹脂から作
製するのが好ましい。
【0024】このように、弁体部材16ならびにバネガ
イド34を樹脂により形成すれば、樹脂溶接または溶着
などにより簡単に固定することができる。一方、パイプ
本体12、ボール36としては、ステンレスなどの金属
から形成されることが好ましい。本実施例による逆止弁
1は上記のように構成されているが、以下にその作用に
ついて説明する。
【0025】今、逆止弁1は、図1に示したように、2
つの接続配管A,Bの間に介在されている。このように
逆止弁1が介装されると、一次側の接続配管Aから二次
側の接続配管Bに向かっては通常の流体流通が行なわれ
るが、逆に、接続配管Bから接続配管Aに向かっての流
体流通は遮断される。すなわち、移動不能な弁座部材1
4に対して、移動可能な弁体部材16が図1の状態にあ
るとき、流体は、図1の左方から右方に向かって自由に
流すことができる。
【0026】弁体部材16が、図1の状態から矢印で示
したように、弁座部材14に当接する方向に移動する
と、弁部30が弁座部材14のテーパ状の斜面に形成さ
れた弁座24に当接(着座)することによって、出口側
開口部22が閉止されて、流体の逆流が防止される。一
方、逆に、弁部30が弁座24から離反されると、再び
出口側開口部22を開放するように構成されている。
【0027】このような配管内蔵形逆止弁1において、
通常の流体流通が遮断された状態で、すなわち、弁部3
0が弁座24に着座した状態で、接続配管B内の流体圧
力が所定値を超えて高くなると、逃がし弁Vが作動する
ので、パイプ本体12、弁体部材16などの破壊が防止
されることになる。すなわち、二次側の接続配管B内の
圧力が設定圧力を超えたときには、図4に示したよう
に、弁体部材16内のボール36が圧縮スプリング38
の付勢力に抗してバネガイド34に接近する方向に移動
する。すると、ボール36と弁座64との間の逃がし弁
Vが開成する。これにより、逃がし弁Vを介して接続配
管B内の異常圧力を接続配管A側に逃すことが可能にな
る。よって、このような圧力の逃がし機構が具備された
逆止弁1によれば、接続配管、弁体部材16などの破壊
や損傷を防止することができる。接続配管B内の圧力が
所定圧力以下になれば、圧縮スプリング38の付勢力に
より、ボール36が再び接続配管B側に押し戻され、逃
がし弁Vが閉弁される。よって、逃がし弁Vによる二次
側から一次側への流体の流通が遮断される。
【0028】なお、上記した逃がし弁Vの作動開始圧力
は、以下のように定めることができる。すなわち、図5
に示したように、一次側の流体圧力をP1、二次側の流
体圧力をP2、小径部50cの直径をD、直径Dの小径
部50cの孔面積をS、圧縮スプリング38の付勢力を
Fとしたとき、F+P1×S<P2×Sとなった時に逃
がし弁Vを開くことができる。
【0029】したがって、この関係式に基づいて開弁圧
を定めることができる。このような逃がし弁Vによる圧
力逃がし機構によれば、異常圧力が二次側の配管内で生
じて、逃がし弁Vが開くときに、ボール36は、段付き
孔50内を密に当接することなく移動するので、どの部
材も磨耗するようなことはない。また、弁体部材16が
フッ素樹脂などから形成されていれば、経年変化をおこ
すこともないので、常に安定した流量調整を行なうこと
ができる。
【0030】以上、本発明の一実施例について説明した
が、本発明は上記実施例に何ら限定されない。例えば、
上記実施例では、弁座部材14がパイプ本体12と別体
に形成されているが、パイプ本体12の肉厚を厚くする
などして、また適宜な強度を有する樹脂などから形成す
れば、パイプ本体12と一体に、すなわち、パイプ本体
12の内面に弁座24を一体に形成することもできる。
【0031】また、上記実施例では、例えば、冷暖房、
冷蔵庫、冷凍庫などの冷媒循環サイクル、水素・純水の
制御回路などの配管経路に配設される場合を示したが、
その他の石油精製プラントなどの各種のプラントの配管
にも適用できるなど本発明を逸脱しない範囲で種々の変
更が可能である。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る配管
内蔵形逆止弁によれば、従来の逆止弁のように、圧力逃
がし機構に摺動部が存在しないので、どの部材も磨耗な
どが特に生じることもないので、作動安定性を向上させ
ることができる。また、弁体部材やバネガイドを樹脂に
より形成すれば、瓜係合や溶接や溶着により簡単に固定
することができるので、部品点数の削減に寄与するとと
もに、安価に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の一実施例に係る配管内蔵形逆
止弁の縦断面である。
【図2】図2は、図1の逆止弁に具備された圧力逃がし
弁の弁体本体の斜視図である。
【図3】図3(A)は、図2に示した逃がし弁の弁体本
体の構造を示す図、図3(B)は、図3(A)の左側面
図である。
【図4】図4は、本発明の配管内蔵形逆止弁の圧力逃が
し機構が作用したときの断面図である。
【図5】図5は、圧力逃がし機構が作用するときの設定
圧力の説明図である。
【図6】図6は、従来の逆止弁の部分破断斜視図であ
る。
【図7】図7は、従来の逆止弁の断面図である。
【図8】図8は、湯水混合栓で採用されている従来の他
の逆止弁の断面図である。
【符号の説明】
1 配管内蔵形逆止弁 12 パイプ本体 14 弁座部材 16 弁体部材 24 弁座 28 弁体本体 30 弁部 34 バネガイド 36 ボール 38 スプリング 50 段付き孔 50a 大径部 50b 中径部 50c 小径部 56 バネ受部 58 爪係合部 A,B 接続配管 V 逃がし弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊 藤 芳 昭 埼玉県狭山市笹井535 株式会社鷺宮製作 所狭山事業所内 (72)発明者 鈴 木 圭 埼玉県狭山市笹井535 株式会社鷺宮製作 所狭山事業所内 Fターム(参考) 3H025 BA22 BB02 3H058 AA02 BB04 BB22 BB24 BB29 CA04 CA15 CB06 DD19 EE17

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 略円筒状に形成されたパイプ本体と、 このパイプ本体内に移動不能に固定される弁座部材と、 前記パイプ本体内に移動可能に収容される弁体部材と、
    を備え、 前記弁体部材が前記弁座部材から離反しているときに、
    前記パイプ本体内での流体の正方向への流れを許容する
    一方、 前記弁体部材の弁部が前記弁座部材の弁座に当接してい
    るときに、前記パイプ本体内での流体の逆方向への流れ
    を阻止するように、接続配管の間に配設される逆止弁で
    あって、 前記弁体部材には、逆方向への流体圧力が所定圧以上に
    なった場合に、この圧力を一次側の前記接続配管に逃が
    す圧力逃がし機構が設けられており、 この圧力逃がし機構は、前記弁体部材の軸方向に貫通し
    て形成された段付き孔内に移動可能に収容されたボール
    と、 このボールと対面するように、前記段付き孔の大径部内
    に移動不能に設置されたバネガイドと、 前記ボールと前記バネガイドとの間に圧縮状態で介装さ
    れたスプリングとから構成され、 このボールに、二次側の前記接続配管側から所定圧以上
    の流体圧力が作用した場合に、前記スプリングの付勢力
    に抗して前記ボールを前記バネガイド側に移動させて、
    前記ボールの周囲に構成される圧力の逃がし弁を開放す
    るようにしたことを特徴とする配管内蔵形逆止弁。
  2. 【請求項2】 前記バネガイドは、前記弁体部材に形成
    された前記段付き孔内に爪係合されていることを特徴と
    する請求項1に記載の配管内蔵形逆止弁。
  3. 【請求項3】 前記弁体部材と前記バネガイドとが、樹
    脂により形成されていることを特徴とする請求項1〜2
    のいずれかに記載の配管内蔵形逆止弁。
  4. 【請求項4】 前記バネガイドは、前記弁体部材に形成
    された前記段付き孔に溶接により移動不能に固着されて
    いることを特徴とする請求項1に記載の配管内蔵形逆止
    弁。
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