JP2004245331A - High-precision safety valve - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、動作確認及び動作確保が容易な高精度安全弁、詳しくは、安全弁の作動特性を向上させると共に、万一、弁体の動作不良などの問題を起した際にも、安全弁を分解することなく、点検・修理が可能となる高精度安全弁に関するものである。本発明の高精度安全弁は、流体が蒸気のみならず、可燃性ガス、毒性ガスなどで大気開放、大気放出が好ましくない用途などに広く適用することができる。
【0002】
【従来の技術】
蒸気ボイラ、温水ボイラ、その他の圧力容器などに安全弁が取り付けられているが、従来の安全弁は、二次側は大気開放とするのが普通であるため、出口側の圧力変化は無いものとして設計、製作されていた。しかし、運転条件の制約、内蔵物、外部へ吹き出しては困る物質、物体などを扱う場合は、外部へ放出することができない。
【0003】
このような運転条件が考えられる場合には、従来の安全弁では対応することができない。特に、二次側が大気圧から真空まで変化する運転条件では、運転条件によって設定圧が変動してしまう恐れがあり、安定した運転を続けることが難しかった。そして、それらの条件を満たすために全体を溶接構造とする必要があり、シール性を重視することにより、操作性、保守作業性が劣る安全弁になっていた。
さらに、溶接構造を有する安全弁にあっては、バルブの作動を確認することができず、ひとたび問題が起これば安全弁を交換する必要が生じた。また、レバー付き安全弁においても、装置に設定圧力の75%以上の圧力が無ければ、弁を作動させることはできなかった。
【0004】
図2は従来の安全弁の一例を示している。50は弁本体、52はシート(弁座)、58はブローダウンリング、80はリング止めボルト、78はロックナット、62はアッパーリング、60はバルブガイド、64は弁体(バルブ)、68はベローズ、82はばね、66は弁棒、54は保護筒、56はキャップ、76は調節ねじ、72はリフト制限板、74はばね受け、84は六角ボルト、90は入口部、92は出口部である。出口部92は、入口部より低圧となる別の容器、装置に接続しており、設定圧力に達すると、ばね力に抗してバルブ64が上昇して、開状態となり、入口部90から流入した流体は出口部92から別の容器、装置に放出される。
【0005】
従来、高精度安全弁として、蒸気ボイラ、温水ボイラ、圧力容器などに取り付けられるベローズを備えた安全弁であって、二次側圧力が大気圧から真空圧力まで変動する条件下や停止時において、弁の一次側及び二次側ともに弁体を通して外部から気体が侵入しないように、気密な溶接接合構造とし、二次側を容器等の密閉部に溶接接続したものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【0006】
【特許文献1】
特開2001−295952号公報(第2頁、図1)
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の高精度安全弁においては、安全弁を接続する外部装置に圧力が加わっていない状態では、シール性を維持しつつ、外部から弁体の動作確認、動作確保をすることができなかった。
【0008】
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、本発明の目的は、蒸気入口及び蒸気出口が、大気圧力以上から真空圧力まで変動する容器に接続され、安全を保障する安全装置として使用される安全弁で、バルブの摺動性を向上させ、かつ、動作確認、動作確保、点検保守、吹き始め・吹き止まり圧力の微調整が可能な構造・機能を備えた高精度安全弁を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の高精度安全弁は、蒸気ボイラ、温水ボイラ、圧力容器などに取り付けられる安全弁において、二次側圧力が大気圧から真空圧力まで変動する条件下でも、停止時でも、弁の一次側、二次側共に、弁体を通して外部から吸気が侵入することを防止する溶接接合構造を採用した安全弁であって、弁体と弁棒を連結し、弁棒を引き上げることが可能となるレバーを設けて、装置に圧力が加わっていない状態においても、レバーを引き上げることにより、シール性を維持しつつ、外部から弁体の動作確認、動作確保ができるようにしたことを特徴としている。
【0010】
この高精度安全弁において、一次側圧力が大気圧以上で、かつ、二次側圧力が真空であっても、一次側の圧力が設定圧力を超えた場合には、膨張した気体を逃がす動作をするように構成される。また、弁体と弁棒を連結し、弁棒と弁棒を支える板の間の摺動部にブッシュを挿入することにより、弁体の動きを向上させるように構成される。
また、これらの高精度安全弁において、吹き出し圧力、前漏れ圧力、吹き止まり圧力の精度を上げるために設けられる調整リングのリング止めボルトと外気とのシール性を高めるために、弁本体にリング止めボルトを覆う溶接カバーを設けることが好ましい。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明するが、本発明は下記の実施の形態に何ら限定されるものではなく、適宜変更して実施することができるものである。図1は本発明の実施の第1形態による高精度安全弁を示している。
本実施形態による高精度安全弁は、二次側圧力の変動により一次側圧力の設定圧力が変動しないように、ベローズ68と弁体(バルブ)64を溶接でシールする構造とし、ベローズ68の反対側を安全弁本体50に溶接でシール・固定して、二次側の圧力と大気圧の圧力差による動作不良を起こし難い構造としている。さらに、弁体64と弁棒(スピンドル)66を連結し弁棒の摺動部にブッシュ70を挿入して、弁体64の作動性を確保し、弁体64及び弁棒66が動作不良を起し難い構造としている。
【0012】
リング止めボルト80部のシール性及び操作性を良くするために、リング止めボルト80を覆う溶接カバー94を設けて、通常は溶接カバー94でボルト部を覆うことでシール性を確保し、微調整が必要になった場合のみ、溶接カバー部のカバー96を外してボルトを操作、調整できるような構造としている。微調整は希に行う必要が生じることがあるが、通常は安全弁の設置後に微調整を行うような事態は起こり難く、レアケースであるが対応できるよう配慮している。
【0013】
弁体64と弁棒66を連結し、弁棒66を引き上げることができるレバー86を設置し、このレバー86を引き上げることで、シール性を維持したままで外部から容易に弁体64を動かすことが可能となるように構成されている。このレバー86を、ピン87を支点にして回動させることにより、弁棒66を介して弁体64を上下に摺動させ弁を開閉させることができる。
これにより、万一、弁体64に異物が混入したり噛み込んだりして動作不良を起こしても、レバー86を引き上げることにより、弁体64の動作確認、動作確保を行う事が可能で、シール性を維持したままでの、保守・点検作業が可能になる。すなわち、装置にかかる圧力の有無を問わずに、レバー86を引き上げることにより弁の作動を確保することができる。
【0014】
従来の安全弁に取り付けられているレバーは、ばねの力を利用して弁体を押さえつけるために用いられているもので、弁体を引き上げることを目的として取り付けられているものではない。
本実施形態による高精度安全弁では、弁体64を押さえつけるばねは別に設けた圧力調節ねじ76によって締め付け、調整する構造を採用しているので、本来であればレバーは必要ないが、保守、点検作業を容易に、かつ、確実に行えるようにするために新たに設けられたものである。
【0015】
また、高温流体に対し、外気へのシール性を高めるために、ガスケットやゴム類を使用せず、全て溶接構造としている。しかし、一般的には、溶接時の熱歪みによる作動不安定や弁座漏れが懸念事項としてあげられていたが、本例における安全弁では、溶接歪みが性能に不安事項を与えない構造となっている。その一例として、弁体64とベローズ68の溶接に対しては、(1) 溶接部と弁体64の間に距離を置く。(2) 溶接部から弁体64までの間の鋼材の一部を薄肉厚とし、熱の伝達面積を少なくして熱の影響を弁体64に伝えにくくなる。などの構造を採用し、弁体64に熱が伝わり難くして熱歪みを与えないよう配慮する構成としている。
【0016】
また、弁体64と弁棒66を連結し、弁棒66の摺動により弁体64を作動させることができるような構造となっている。その際、弁体64、弁棒66が円滑に作動するように、弁棒66とリフト制限板72の間にブッシュ70を挿入している。
【0017】
安全弁に高精度を発揮させるためには、使用するベローズは柔らかく、耐圧性や耐久性に優れていることが条件になるため、従来の成形ベローズではなく溶接ベローズを採用している。また、吹出し圧力、前漏れ圧力、吹き止まり圧力の精度を上げるために不可欠な調整リング(アッパーリング62、ブローダウンリング58)を採用するに当たっては、リング止めボルト80、80が必要になり、リング止めボルトとして微調整可能なボルトを設けている。
その際、ねじ部と外気とのシール性を高める手段として、溶接カバー94でリング止めボルト80を覆う構造とした。前述の特許文献1におけるようなリング止めボルト部に空間を設けたり溶接取り付けは行っていない。
【0018】
入口部90の一次側圧力が上昇すると、弁体64が押し上げられて、出口部92の二次側へ圧力を逃がすのは、通常の安全弁の動作であり、弁体64を押し下げているばね82も弁体64の二次側も外気に接していて、通常は大気圧がかかっている。
しかし、二次側が圧力の変動する容器に接続されている場合には、大気圧の影響を受けないように溶接でシールする必要があり、本例では溶接又はフランジによるシール構造となっている。この場合には、弁体64の外気側のみに大気圧が掛かっている。このようにすると、弁体64は一次側圧力と大気圧との差で動作をすることになり、二次側の圧力変動を受けないようになる。
【0019】
このため、二次側の圧力が変動して一次側圧と二次側圧の差圧が変動しても、圧力設定した動作点が変わったり、誤動作することがないという特性を持つことになる。弁体64は、外気側の大気圧を基準として一次側との圧力差で作動するので、一次側圧力の上昇により作動する動作点は安定しており、二次側の圧力変動の影響を受けないことになる。52はシート(弁座)、54は保護筒、56はキャップ、60はバルブガイド、74はばね受け、78はロックナット、84は六角ボルト、88は四面ナットである。
【0020】
【発明の効果】
本発明は上記のように構成されているので、つぎのような効果を奏する。
(1) 本発明の高精度安全弁は、安全弁の出口側の圧力の影響を受け難く、かつ、高精度の動作特性を要求されるシステムに取り付ける安全弁として用いるのに適している。また、従来の技術に対しベローズの選択、熱歪みを与えにくい溶接構造を採用することにより、比較的安価で高精度な安全弁の提供が可能となった。
(2) 本発明の安全弁は、一次側圧力を異常に高めることなく圧力を逃がす安全弁の効果と、一次側圧力を大気に開放せず二次側に接続した別の容器、装置に逃がし、一次側、二次側を含めた装置として、シール性を保つ効果がある。
(3) 上記の(1)、(2)により、蒸気のみならず、可燃性ガス、毒性ガスなどで大気開放が好ましくない内容物の圧力を逃がすことが可能になり、幅広い用途で実用性があり、効果は甚だ大である。
(4) また、弁体及び弁軸に直結するレバーを設けることにより、容易に弁体の動きを確認及び確保することが可能となり、シール性を保ったままでの点検、保守など作業性が改善される。
(5) さらに、吹き始め・吹き止まり圧力を微調整するアッパーリング、ブローダウンリングを、必要に応じて再調整することが可能となるようなリング止めボルトを設ける場合は、リング止めボルトを覆う溶接カバーを設けることでシール性の維持と機能向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】
本発明の実施の第1形態による高精度安全弁の縦断面説明図である(弁が閉じた状態を示す)。
【図2】従来の安全弁の一例を示す縦断面説明図である(弁が閉じた状態を示す)。
【符号の説明】
50 弁本体
52 シート(弁座)
54 保護筒
56 キャップ
58 ブローダウンリング
60 バルブガイド
62 アッパーリング
64 弁体(バルブ)
66 弁棒(スピンドル)
68 ベローズ
70 ブッシュ
72 リフト制限板
74 ばね受け
76 圧力調節ねじ
78 ロックナット
80 リング止めボルト
82 ばね
84 六角ボルト
86 レバー
87 ピン
88 四面ナット
90 入口部
92 出口部
94 溶接カバー
96 カバー[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention is a high-precision safety valve that is easy to confirm operation and ensure operation, in particular, improves the operating characteristics of the safety valve and disassembles the safety valve in the event of a problem such as malfunction of the valve element. The present invention relates to a high-precision safety valve that can be inspected and repaired without any problem. INDUSTRIAL APPLICABILITY The high-precision safety valve of the present invention can be widely applied to applications in which the fluid is not limited to steam, but is flammable gas, toxic gas, or the like, and is not preferably released to the atmosphere or released to the atmosphere.
[0002]
[Prior art]
Although safety valves are installed on steam boilers, hot water boilers, and other pressure vessels, conventional safety valves are generally designed so that the secondary side is open to the atmosphere, so there is no pressure change at the outlet side. , Had been produced. However, it cannot be released to the outside when operating conditions are restricted, when a built-in substance, a substance or an object which is difficult to blow out to the outside is handled.
[0003]
If such an operating condition is conceivable, the conventional safety valve cannot cope with it. In particular, under operating conditions in which the secondary side changes from atmospheric pressure to vacuum, the set pressure may fluctuate depending on the operating conditions, making it difficult to continue stable operation. In order to satisfy these conditions, it is necessary to form a welded structure as a whole. By giving importance to sealability, the safety valve has been inferior in operability and maintenance workability.
Further, in the case of a safety valve having a welded structure, the operation of the valve cannot be confirmed, and once a problem occurs, the safety valve needs to be replaced. Also, in the case of a safety valve with a lever, the valve could not be operated unless the pressure of the device was 75% or more of the set pressure.
[0004]
FIG. 2 shows an example of a conventional safety valve. 50 is a valve body, 52 is a seat (valve seat), 58 is a blowdown ring, 80 is a ring fixing bolt, 78 is a lock nut, 62 is an upper ring, 60 is a valve guide, 64 is a valve body (valve), and 68 is Bellows, 82 is a spring, 66 is a valve stem, 54 is a protective cylinder, 56 is a cap, 76 is an adjusting screw, 72 is a lift limiting plate, 74 is a spring receiver, 84 is a hexagon bolt, 90 is an inlet, and 92 is an outlet It is. The
[0005]
Conventionally, as a high-precision safety valve, a safety valve equipped with a bellows attached to a steam boiler, a hot water boiler, a pressure vessel, etc., when the secondary pressure fluctuates from atmospheric pressure to vacuum pressure or when the valve is stopped, It has been proposed that both the primary side and the secondary side have an air-tight welded joint structure so that gas does not enter from the outside through the valve body, and the secondary side is welded and connected to a sealed portion such as a container (for example, Patent Documents) 1).
[0006]
[Patent Document 1]
JP 2001-295952 A (page 2, FIG. 1)
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In the above-mentioned conventional high-precision safety valve, when no pressure is applied to an external device to which the safety valve is connected, it is not possible to externally check the operation of the valve body and secure the operation while maintaining the sealing performance.
[0008]
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to use a steam inlet and a steam outlet which are connected to a container that fluctuates from an atmospheric pressure or more to a vacuum pressure to ensure safety. The object of the present invention is to provide a high-precision safety valve having a structure and a function capable of improving the slidability of the valve, and confirming operation, securing operation, checking and maintaining, and finely adjusting the pressure at the start and stop of blowing. .
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the high-precision safety valve of the present invention is a safety valve attached to a steam boiler, a hot water boiler, a pressure vessel, or the like, which stops even under conditions where the secondary pressure fluctuates from atmospheric pressure to vacuum pressure. Even at times, both the primary side and the secondary side of the valve are safety valves that adopt a welded joint structure to prevent the intrusion of air from the outside through the valve body, connect the valve body and the valve stem, and pull up the valve stem. That the lever can be pulled up even when pressure is not applied to the device, so that the operation of the valve body can be checked and the operation can be secured from the outside while maintaining the sealing performance. It is characterized by.
[0010]
In this high-precision safety valve, even if the primary side pressure is equal to or higher than the atmospheric pressure and the secondary side pressure is vacuum, if the primary side pressure exceeds the set pressure, it operates to release the expanded gas. It is configured as follows. In addition, the valve body and the valve stem are connected to each other, and the bush is inserted into a sliding portion between the valve stem and the plate supporting the valve stem, thereby improving the movement of the valve body.
In addition, in these high-precision safety valves, a ring stopper bolt provided on the valve body and a ring stopper bolt for improving the sealing performance between the outside air and the adjusting ring provided for improving the accuracy of the blowing pressure, the pre-leakage pressure, and the closing pressure are provided. Is preferably provided.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and can be implemented with appropriate modifications. FIG. 1 shows a high-precision safety valve according to a first embodiment of the present invention.
The high-precision safety valve according to the present embodiment has a structure in which the
[0012]
In order to improve the sealing property and operability of the
[0013]
The
Accordingly, even if a foreign matter is mixed or bitten into the
[0014]
The lever attached to the conventional safety valve is used for pressing down the valve element using the force of a spring, and is not attached for the purpose of lifting the valve element.
The high-precision safety valve according to the present embodiment employs a structure in which a spring for pressing the
[0015]
Further, in order to improve the sealing performance against high temperature fluid to the outside air, a gasket and rubbers are not used, and all have a welded structure. However, in general, operation instability due to thermal distortion during welding and valve seat leakage were raised as concerns, but the safety valve in this example has a structure in which welding distortion does not cause concerns about performance. I have. As an example, for welding the
[0016]
Further, the
[0017]
In order for the safety valve to exhibit high accuracy, the bellows used must be soft and have excellent pressure resistance and durability, so a welded bellows is used instead of the conventional molded bellows. In addition, when adjusting rings (
At this time, as a means for improving the sealing performance between the screw portion and the outside air, the
[0018]
When the primary pressure of the
However, when the secondary side is connected to a container that fluctuates in pressure, it is necessary to seal by welding so as not to be affected by atmospheric pressure. In this example, a sealing structure by welding or a flange is used. In this case, the atmospheric pressure is applied only to the outside air side of the
[0019]
For this reason, even if the pressure on the secondary side fluctuates and the differential pressure between the primary side pressure and the secondary side pressure fluctuates, there is a characteristic that the operating point at which the pressure is set does not change or malfunctions. Since the
[0020]
【The invention's effect】
The present invention is configured as described above, and has the following effects.
(1) The high-precision safety valve of the present invention is less likely to be affected by the pressure on the outlet side of the safety valve, and is suitable for use as a safety valve to be attached to a system that requires high-precision operating characteristics. In addition, the selection of the bellows and the adoption of a welding structure that does not easily cause thermal distortion as compared with the conventional technology have made it possible to provide a relatively inexpensive and highly accurate safety valve.
(2) The safety valve of the present invention has the effect of a safety valve that releases the pressure without abnormally increasing the primary pressure, and releases the primary pressure to another container or device connected to the secondary without releasing the primary pressure to the atmosphere. The device including the side and the secondary side has an effect of maintaining the sealing property.
(3) According to the above (1) and (2), it is possible to release the pressure of contents that are not desirable to be released to the atmosphere by not only steam but also flammable gas, toxic gas, etc., and practicality in a wide range of applications. Yes, the effect is enormous.
(4) In addition, by providing a lever directly connected to the valve body and the valve shaft, it is possible to easily confirm and secure the movement of the valve body, thereby improving workability such as inspection and maintenance while maintaining the sealing property. Is done.
(5) Further, if a ring stop bolt is provided so that the upper ring and blow down ring for finely adjusting the blow start / stop pressure can be readjusted as necessary, cover the ring stop bolt. By providing the welding cover, the sealing performance can be maintained and the function can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG.
It is a longitudinal section explanatory view of a high-precision safety valve by a 1st embodiment of the present invention (it shows the state where a valve was closed).
FIG. 2 is an explanatory longitudinal sectional view showing an example of a conventional safety valve (showing a state in which the valve is closed).
[Explanation of symbols]
50
54
66 Valve stem (spindle)
68
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2003
- 2003-02-14 JP JP2003036035A patent/JP4294968B2/en not_active Expired - Lifetime
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