JP2004278564A - ダイアフラム弁 - Google Patents

Abstract

【目的】純水のように導電性の極めて悪い液体の場合でも、その液漏れを確実に検知できると共に、液体が漏れ始めた時点から直ちにその漏れを検知できるダイアフラム弁を提供する。
【解決手段】弁ボディ１内の弁座３と対向する位置に、本体膜５ａとこれの裏側に重合されるバックアップ膜５ｂとからなるダイアフラム５を、接液する表面側とその背面側とを遮断するように取り付け、ダイアフラム５の表面側を弁座３に対し接離して流路を開閉するようにしたダイアフラム弁において、本体膜５ａが損傷してその損傷部１０から本体膜５ａの背面側に漏れた液体を吸収して変色することにより漏洩を検知する漏洩検知手段を、その一部が弁外部に見えるようにダイアフラム５のバックアップ膜５ｂ側に設けている。
【選択図】 図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、食品工業や医薬品工業等における各種液体配管において、その液体配管の流路を開閉するのに使用されるダイアフラム弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及びその課題】
この種のダイアフラム弁では、弁ボディ内の弁座と対向する位置に、弁体を形成するダイアフラムが、接液する表面側とその背面側とを遮断するように取り付けられ、その背面側中央部に連結された作動軸の軸方向進退駆動により、ダイアフラムの表面側が弁座に対し離接して流路を開閉するようになっている。しかして、このようなダイヤフラム弁にあっては、ダイヤフラムは表面側と作動機構を有する背面側とが周縁部の固定部分で完全に遮断されて常時表面側のみで接液し、且つダイヤフラムの変形のみで弁作動が行われ、他の各種弁の弁軸部のような液洩れを生じ易いような摺接部分が存在せず、弁部での封止性が高いため、特に安全及び衛生面での高信頼性が要求される食品や薬品分野で賞用されている。
【０００３】
ところで、輸液の製造ライン、即ち純水ライン等で用いられるダイアフラム弁のダイアフラムが、疲労その他の要因によって破損した場合には、不良輸液を製造継続しないためにも、その破損を検知する機能が必要となる。従来では、ダイアフラムが破損しないうちに早目にダイヤフラムを定期交換する手法が採用されているが、このような早期交換ではまだ充分に長期使用に耐え得る状態のダイヤフラムも廃棄されることになって不経済であった。
【０００４】
また、ダイアフラムに導電性ゴム層を設けて液洩れを電気的に検出するようにした漏洩検知センサーを備えたダイアフラム弁が知られているが、医薬品工業における純水ライン等にあっては、純水そのものが、導電性が極めて悪いため、正確な液洩れ検出が行えず、実用性に乏しかった。さらに、ダイアフラムの損傷部から漏れた漏液をダイアフラムの背面側に溜め、この漏液が一定量溜まることによって漏洩を検知するようにしたダイアフラム弁もあるが、これでは、漏れ始めから一定量が溜まるまで漏洩を検知できないという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記の問題点に鑑み、純水のように導電性の極めて悪い液体の場合でも、その液漏れを確実に検知できると共に、液体が漏れ始めた時点から直ちにその漏れを検知できるダイアフラム弁を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明のダイアフラム弁は、弁ボディ１内の弁座３と対向する位置に、本体膜５ａとこれの裏側に重合されるバックアップ膜５ｂとからなるダイアフラム５を、接液する表面側とその背面側とを遮断するように取り付け、ダイアフラム５の表面側を弁座３に対し接離して流路を開閉するようにしたダイアフラム弁において、本体膜５ａが損傷してその損傷部１０から本体膜５ａの背面側に漏れた液体を吸収して変色することにより漏洩を検知する漏洩検知手段を、その一部が弁外部に見えるようにダイアフラム５のバックアップ膜５ｂ側に設けてなることを特徴とする。
【０００７】
請求項２は、請求項１に記載のダイアフラム弁において、前記漏洩検知手段は、液体を吸収して変色する吸液変色剤を含む合成樹脂によって形成され、バックアップ膜５ｂの表面に重合される漏洩検知膜９からなることを特徴とする。
【０００８】
請求項３は、請求項１に記載のダイアフラム弁において、前記漏洩検知手段は、液体を吸収して変色する吸液変色剤を含む合成樹脂をバックアップ膜５ｂの表面にコーティングすることによって形成される漏洩検知層からなることを特徴とする。
【０００９】
請求項４は、請求項１に記載のダイアフラム弁において、前記漏洩検知手段は、液体を吸収して変色する吸液変色剤を含む合成樹脂によって形成されたバックアップ膜５ｂからなることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係るダイアフラム弁の半縦断面正面図、図２はその底面図である。これらの図において、１は円管状の弁ボディで、この弁ボディ１内には長手方向中央部に凸状部２が形成され、この凸状部２の頂部が弁座３となっている。４は弁体を形成するダイアフラム５の表面周縁部を取り付けるためのダイアフラム取付座で、弁ボディ１の側壁部１ａに形成され、このダイアフラム取付座４の内側には凸状部２を挟んでその両側に形成される出入管部６，７に通じる弁口６ａ，７ａが開口している。
【００１１】
ダイアフラム５は、フッ素樹脂製の薄い本体膜５ａと、この本体膜５ａの裏側に重合配置される合成ゴム製の厚いバックアップ膜５ｂと、からなるもので、両膜５ａ，５ｂはその中心部に取り付けられた連結軸８によって連結されている。本体膜５ａは、フッ素樹脂であるテフロン（登録商標）によって厚さ１ｍｍ程度の方形状に形成されている。バックアップ膜５ｂは、図３の（ａ） 及び（ｂ） に示しているが、温度変化に強い軟質の合成樹脂によって、厚さ４ｍｍ程度の方形状に形成されている。図２中の５ａｏは、使用時に外部に突出する本体膜５ａの耳片を示す。また図３の（ｂ） において、５ｂｏは使用時に外部に突出するバックアップ膜５ｂの耳片、１１は連結軸８を通す孔を示す。
【００１２】
また図１において、９は本体膜５ａが損傷してその損傷部から本体膜５ａの背面側に漏れた液体を吸収して変色することにより漏洩を検知する漏洩検知手段としての漏洩検知膜で、外周部が露出してダイアフラム弁の外部から見えるようにダイアフラム５のバックアップ膜５ｂ側に設けられている。この漏洩検知膜９は、液体を吸収して変色する吸液変色剤を含む合成樹脂によって、図４の（ａ） 及び（ｂ） に示すような方形状の薄い膜状に形成され、バックアップ膜５ｂの表面に重合配置されるようになっている。図２及び図４の（ａ） 〜（ｃ） において、９ｏは使用時に外部に突出する漏洩検知膜９の耳片を示し、また１２は連結軸８を通す孔を示す。
【００１３】
吸液変色剤としては、例えば塩化コバルトや有機系色素がある。吸液変色剤に塩化コバルトを使用して漏洩検知膜９を形成した場合、漏洩検知膜９は、吸液前はブルーであるが、吸液後はピンクに変色する。尚、図４の （ｂ） は、吸液前の漏洩検知膜９を示す底面図であり、（ｃ） は吸液後変色した漏洩検知膜９を示す底面図で、漏洩検知膜９の全体を梨地模様で示している。
【００１４】
また図１において、１３は弁操作部を構成するエアシリンダで、このシリンダ１３は、シリンダ本体１４とピストン（図示省略）とピストンロッド１５とからなり、ピストンロッド１５がダイアフラム弁の作動軸を形成する。このピストンロッド（作動軸）１５の下端部がリテーナ１６に連結され、このリテーナ１６とダイアフラム５とが連結軸８を介して一体的に結合されている。しかして、ピストンロッド１５の軸方向進退駆動によって、ダイアフラム５が、図１の実線図示のように弁座３に接した閉弁形態と、図示は省略するが弁座３から離間した開弁形態とに形態変換するようになっている。
【００１５】
上記のように構成されるダイアフラム弁を各種液体配管に使用した時に、図５に示すように、ダイアフラム５の本体膜５ａにクラック１０が生じた場合には、管路６内の液体は、そのクラック１０から本体膜５ａの裏側に漏れて、バックアップ膜５ｂ側の漏洩検知膜９に吸収される。こうして本体膜５ａから漏れ出た液体を吸収した漏洩検知膜９は、これに含まれる吸液変色剤によって膜全体が変色し、しかしてこの検知膜９の外周面及び耳片９ｏが弁外部に露出しているから、これによって液体の漏洩が早期に検知される。図５は漏洩検知膜９が変色した状態を示すダイアフラム弁の半縦断面正面図、図６は底面図であり、この図６には外部に突出した耳片９ｏが変色した状態を示している。
【００１６】
以上の図１〜図６によって説明した実施形態の漏洩検知手段は、液体を吸収して変色する吸液変色剤を含む合成樹脂により形成されて、バックアップ膜５ｂの表面に重合される漏洩検知膜からなるものであるが、図７は、漏洩検知手段が、液体を吸収して変色する吸液変色剤を含む合成樹脂によって一体形成されたバックアップ膜５ｂからなる実施形態を示す。
【００１７】
このバックアップ膜５ｂからなる漏洩検知手段において、ダイアフラム５の本体膜５ａにクラック１０が生じた場合も、本体膜５ａからの漏洩液体は、クラック１０から本体膜５ａの裏側に漏出してバックアップ膜５ｂに直接吸収される。こうして管路６から漏れた液体を吸収したバックアップ膜５ｂは、これに含まれる吸液変色剤によって膜全体が変色し、バックアップ膜５ｂの外周面及び耳片５ｂｏ（図示せず）が弁外部に露出しているから、これによって液体の漏洩を早期に検知することができる。
【００１８】
上記のように漏洩検知手段がバックアップ膜５ｂからなる場合には、膜厚が厚く、弁の外部に露出する外周面の面積を十分に広くとれるから、漏洩時の変色状態を確認し易く、漏洩の早期検知が一層容易となると共に、ダイアフラム５を本体膜５ａとバックアップ膜５ｂとの２枚だけで形成できるため、ダイアフラム弁の組立が容易となる。
【００１９】
他の漏洩検知手段としては、図示は省略するが、液体を吸収して変色する吸液変色剤を含む合成樹脂をバックアップ膜の表面にコーティングすることによって形成される漏洩検知層からなるものでもよい。この漏洩検知層からなる漏洩検知手段の検出方法は、上記した漏洩検知膜９やバックアップ膜５ｂからなるものと同じある。この漏洩検知層からなる漏洩検知手段の場合も、ダイアフラム５を、本体膜５ａと、表面側に漏洩検知層をコーティングしたバックアップ膜５ｂとの２枚だけで形成できるから、ダイアフラム弁の組立が容易となる。
【００２０】
また、上述した漏洩検知膜９やバックアップ膜５ｂや漏洩検知層からなる漏洩検知手段を備えた本発明に係るダイアフラム弁によれば、本体膜５ａが損傷してその損傷部から本体膜５ａの背面側に漏れた液体を漏洩検知手段が吸収して変色することにより、漏液を検知するようになっているから、純水のように導電性の極めて悪い液体の場合でも、液漏れを確実に検知できると共に、その液漏れを早期に検知することができる。
【００２１】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、本体膜の損傷部から本体膜の背面側に漏れた液体を吸収して変色することにより漏洩を検知する漏洩検知手段を、その一部が弁外部に見えるようにダイアフラムのバックアップ膜側に設けているから、液体の漏洩を早期に検知することができ、また純水のように導電性の極めて悪い液体の場合でも、液漏れを確実に検知できる。
【００２２】
漏洩検知手段としては、請求項２に記載のように、液体を吸収して変色する吸液変色剤を含む合成樹脂で形成されて、バックアップ膜の表面に重合されるものでもよいし、請求項３に記載のように、液体を吸収して変色する吸液変色剤を含む合成樹脂をバックアップ膜の表面にコーティングすることによって形成される漏洩検知層からなるものでもよく、また請求項４に記載のように、液体を吸収して変色する吸液変色剤を含む合成樹脂によって形成されたバックアップ膜からなるものでもよい。
【００２３】
漏洩検知手段が請求項４に記載のようなバックアップ膜からなる場合には、膜厚が厚く、弁の外部に露出する面積を十分に広くとれるから、漏洩時の変色状態を確認し易く、漏洩の早期検知が一層容易となると共に、ダイアフラムを本体膜とバックアップ膜との２枚だけで形成できるため、ダイアフラム弁の組立が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るダイアフラム弁の半縦断面正面図である。
【図２】図１に示すダイアフラム弁の底面図である。
【図３】（ａ） は図１に示すダイアフラム弁のバックアップ膜の半縦断面図
、（ｂ） は同バックアップ膜の底面図である。
【図４】（ａ） は漏洩検知手段としての漏洩検知膜を示す縦断面図、（ｂ） は
漏洩検知膜の底面図、（ｃ） は変色した漏洩検知膜を示す底面図である。
【図５】図５は漏洩検知膜が変色した状態を示すダイアフラム弁の半縦断
面正面図である。
【図６】同ダイアフラム弁の底面図である。
【図７】漏洩検知手段がバックアップ膜からなる場合の実施形態を示すダ
イアフラム弁の半縦断面正面図である。
【符号の説明】
１ 弁ボディ
３ 弁座
５ ダイアフラム
５ａ 本体膜
５ｂ バックアップ膜
９ 漏洩検知膜
１０ クラック（損傷部）

Claims (4)

1. 弁ボディ内の弁座と対向する位置に、本体膜とこれの裏側に重合されるバックアップ膜とからなるダイアフラムを、接液する表面側とその背面側とを遮断するように取り付け、ダイアフラムの表面側を弁座に対し接離して流路を開閉するようにしたダイアフラム弁において、本体膜が損傷してその損傷部から本体膜の背面側に漏れた液体を吸収して変色することにより漏洩を検知する漏洩検知手段を、その一部が弁外部に見えるようにダイアフラムのバックアップ膜側に設けてなることを特徴とするダイアフラム弁。
2. 前記漏洩検知手段は、液体を吸収して変色する吸液変色剤を含む合成樹脂によって形成され、バックアップ膜の表面に重合される漏洩検知膜からなる請求項１に記載のダイアフラム弁。
3. 前記漏洩検知手段は、液体を吸収して変色する吸液変色剤を含む合成樹脂をバックアップ膜の表面にコーティングすることによって形成される漏洩検知層からなる請求項１に記載のダイアフラム弁。
4. 前記漏洩検知手段は、液体を吸収して変色する吸液変色剤を含む合成樹脂によって形成されたバックアップ膜からなる請求項１に記載のダイアフラム弁。

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