JP2004502915A - 付加バランスローラーを具えた非潤滑ダブルブロック排水プラグ弁用小型弁棒 - Google Patents

Abstract

【解決手段】ダブルブロック排水プラグ弁用の弁棒構造において、操作ユニットが従来のものより顕著に短く小型である。ネジ部分を特有に内蔵して、従来の雌ネジを移動部分に囲まれた内蔵雄ネジで置き換えている。移動部分はネジより中心寄りに表示子を内蔵しており、これにより３個の機能部分を一個所にコンパクトに配置している。これにより従来の機械停止工程を回避して鋳造技術の導入を可能にしている。長いプラグ弁棒ピンを用いることにより、プラグ連結部とＬ長孔機能部分とが一個所にまとめられる。入力機能部分は別個のままであるが、最終的には全ての機能部分が３個だけの異なる位置に集約され、最終的には小型に内蔵される。

Description

【０００１】
【発明の背景技術】
２個のシール付きダブルブロック（二重締切り）、および排水プラグ弁は、１／４回転動作と、複数回転入力による直線的動作の両方を示す、「開放に切換える前に引っ込める動作」を使用する。
【０００２】
このことは現在、次のようなツーピース弁棒セットから成る、弁操作ユニットによって、達成される。該ツーピース弁棒セットが、ケースと正規に調整されており、外側弁棒とケースとが、ローラーによってロックされている場合、入力回転中、回転動作が阻止され、直線動作だけが許されるので、直線的移動が発生する。
【０００３】
同様に、外側弁棒の動作範囲最上端位置では、該ローラーは、内側（半径方向）へ動くことが許され、内外両方の弁棒を互いにロックし、回転動作（１／４回転だけ）だけができるようになる。
【０００４】
これらの操作ユニット内において、現在６個の基本的機能が実行される。
【０００５】
１）入力−手回しハンドルを回転、またはモーター入力−回転力を提供；
２）「Ｌ」長孔−操作ユニットの行き過ぎ／移動不足／早過ぎる移動／不適切な移動を防止する；
３）移動−回転させる、または直線移動させる；
４）ねじ山−直線力を提供；
５）表示子−操作ユニットの最上部における、プラグ位置を可視表示する；
６）プラグ連結−操作ユニットをプラグに連結する。
【０００６】
このような従来技術では、特許化した従来技術の設計に見られるように、数々の別個の場所に、これら６個の機能を展開している。従来技術では、入力セクションと、ねじ切りセクションとを組み合わせることによって、弁棒セットを「小型化する」試みが行なわれた。
【０００７】
また、回転移動装置は、弁棒長さ最小化を助ける手段を提供したが、しかし、該装置は、弁棒が一回転する（回転に１／４、上昇に３／４）ことを許容するだけで、そのことがハイピッチの弁棒使用を制約した。また、弁棒が表示子軸として二重化した。
【０００８】
このことが、６個の機能を４個の別個位置に減少させた。
【０００９】
先に列挙した６個の機能を達成するための、数々の別個で分離した配置を有する、弁棒セットにおける問題点は長さである。
【００１０】
長尺の操作ユニットは、必然的に破損しやすく、狭隘スペースに弁を設置するのに不便で、不安定になりやすく、曲がりやすく、高強度材料での鋳造が難しい。その上、製作に多大な労力を要し、かくして高価な弁となる。
【００１１】
もしも、弁操作ユニットの長さを格段に縮小できる、弁棒セット設計法が提供可能ならば、それは非常に有益なことであろう。
【００１２】
【この発明の要約】
この発明は、ダブルブロック（二重締切り）、および排水プラグ弁用の、弁棒セット設計における、根本的改善を提供する。該改善は、そのような弁用の既存操作ユニットよりも、顕著に短く、小型の操作ユニットを提供する。
【００１３】
この発明は、ねじ切りセクションに、新規な重ね合せ収容法を活用する。その収容法では、従来の雌ネジは、移動セクションに囲まれた、重ね合わされた雄ネジと置き換えられる。
【００１４】
該移動セクションは、同様に、重ね合わされた雄ネジの内側に、表示子セクションを囲い込み、それによって、ひとつの位置で３個の機能が小型化される。この設計自体が、インベストメント粉末鋳込み技術に好都合に役立ち、従来の機械加工が不要になる。
【００１５】
この発明はまた、長いプラグ弁棒ピンを用いることにより、プラグ結合とＬ字型長孔機能とを、ひとつの場所に組み合わせる。入力機能がまだ分離してはいるが、しかし、全ての機能をたった３個の別個位置に、最大限組み合わせできたから、現時点では、最大限小型化し、重ね合せ収容できた配置と思われる。
【００１６】
手回しハンドルを回すことにより、内側弁棒の入力軸が、手回しハンドルの回転方向に従って回転させられる。該手回しハンドルのトルクは、キーを経由して伝えられる。カラー、ケース、およびリテーナープレートの影響を受けて、この入力軸は、回転運動だけが許される（直線運動はしない）。
【００１７】
ローラー開口がローラー軌道と、回転状態に調整されており、入力軸が回転すると、雄ネジの影響を受けて、出力軸に上下方向（手回しハンドルが時計回りなら下へ、反時計回りなら上へ）の直線運動を誘発する。
【００１８】
ローラー開口が内側弁棒凹部と、回転状態で垂直状態に調整されており、入力軸と外側弁棒がワンユニットとして回転すると、３本ローラーの影響を受けて、該軸が互いに「ロックする」。
【００１９】
直線運動から、回転運動へ移り変わる場所で、ローラーはケースの軌道／外側弁棒から、外側弁棒／内側弁棒へ移動する。該ローラーは、Ｌ字型長孔の曲がり角部分で、ただ一箇所だけが支持されるように設計されている。しかしながら、該ローラーは、ガイドが必要であり、それがＬ字型長孔ピンの機能である。
【００２０】
この発明の利点は、つぎのように要約できる：従来設計よりも小型である；狭隘場所に適合する；歩行路が広く取れ、メンテナンス場所が広くできる；小型化設計により、高強度材料での製作が可能となり、なお、操作ユニットをギヤ無しで駆動できるようになり、付随して大きさも価格もコンパクト化できる；小型化設計により、重量も容積も減少する。
【００２１】
高強度材料により、一層小型の操作ユニットでも、要求負荷で作動可能となり；該小型化設計、および改良された一層硬い鋳造材料が、操作ユニットの寿命を延ばす；該小型化設計、および改良された一層硬い鋳造材料により、メンテナンスフリー運転（永久潤滑付き）が可能となる；小型サイズのため、インベストメント粉末鋳込みが可能となる。何故なら、大型品や中でも長尺品のようには、曲がりや安定性が問題点とならないから；この発明で用いる、高強度材料、耐磨耗性材料、熱安定性材料が実用的であるためには、小型化設計が要求される；小型寸法のため、長さを延長せずに特別待避所が設けられる。
【００２２】
この発明の、もうひとつの重要な形態は、弁棒セットアセンブリー内で、少なくとも３個の対称形配置されたローラーを、新規に使用するという点にある。１２０度間隔の３個のローラーが、バランスされた力の配分を提供し、そのことが磨耗を減らし、信頼性を向上させる。
【００２３】
【この発明の目的】
従ってこの発明の主目的は、ダブルブロック、および排水プラグ弁用の、一層小型の操作ユニット装置を提供することである。
【００２４】
この発明のもうひとつの目的は、移動可能な外側弁棒内で、回転可能な内側弁棒を受け止めるための、重ね合せ収容された雄ネジを採用する方法で、プラグ弁操作ユニット用の、短縮された弁棒セットを提供することである。
【００２５】
この発明のさらにもうひとつの目的は、超硬質材料による鋳造で、事実上最終形状まで製作できるように、長さが充分に短く設計された、プラグ弁操作ユニット装置を提供することである。
【００２６】
この発明のなおもうひとつの目的は、ダブルブロック、および排水プラグ弁用の弁棒セット操作ユニット内で、バランスされた力、対称形配置されたローラーアセンブリーを提供することである。
【００２７】
前記した、この発明の目的、および利点、並びに追加的目的、および利点は、以下で添付図を参照して、好ましい実施例を詳しく述べる結果、一層明解に理解されるであろう。
【００２８】
図１に示すのは従来の操作ユニット１０であってケース１２、ハンドホイール１４、表示子軸１６および表示子１８を有している。ハンドホイール１４は軸受２８を介して上弁棒２０に連結されており、該弁棒はネジ部２４を具えている。トラニオンピン２６の回転のために、ネジ部２４は上下の弁棒２０，２２に係合し選択的に錠止する。Ｌ長孔１５内にはバネ付勢ピン１７が突出しており、トラニオンピン２６の線型運動および回転の順序を確実にし、プラグ（図示せず）の位置と配置とを制御する。この従来のプラグ弁に共通な操作ユニット１０の特徴は、その全長である。この長い構造は、全ての異なる機能部分（例えば入力、移動、Ｌ長孔制御、螺合、表示およびプラグへの連結など）が分離して構成され異なる高さにある、ことから来るものである。
【００２９】
異なる機能部分を同じ高さに配置することにより、この発明は顕著に短い構造のプラグ弁を提供するものである。好ましき実施例においては、従来上下弁棒と呼ばれている弁棒間に特有の関係を導入するものであって、これらをこの発明では内外の弁棒と呼んでいる。加えて連結機能部分（トラニオンピン）とＬ長孔とを同じ高さに結合することにより、小型の操作ユニットとなり、種々の機能部分が同じ高さにあるのである。以下この点について説明する。
【００３０】
この発明の操作ユニット４０はケース４２、外弁棒４４および内弁棒４６を有している。外弁棒４４は内蔵シリンダー５０を有しており、その半径方向の延在部分には表示子軸４１が形成されており、これがハンドホイール５２を貫通して上方に延在して表示子５７に連結されている。内弁棒４６はキー５３によりハンドホイールに係合している。
【００３１】
ケース４２は上下のフランジ４５，４３を有しており、上フランジはカバーフランジ４７に固定され、カバーフランジは操作ユニット４０の動作中に内弁棒４６が軸方向に動くのを防止している。またケース４２は反対側の半径方向面にＬ形長孔５８を有しており、これを貫通して弁棒ピン５６が配置されている。またケース４２には３個の対称的に離間した軸方向の溝５４を有しており、これがケースの半径面に沿って外隆起部４９を形成している。これらの溝５４は、対応する３個のローラー５５をケースの内面に沿って軸方向に移動させて、外弁棒４４の線型運動を容易にしている。ローラー５５もまた内弁棒４６内の３個の凹部６０と協動している。
【００３２】
ハンドホイール５２の回転を弁棒ピン５６の線型運動・四分回転運動に変換する操作ユニット５２の動作は図７〜１２に示す。これらの図では弁棒ピン５６はＬ長孔５８中の最下点に位置し、ローラー５５は孔６２内に残り、溝５４中で移動の最下点にあり、弁棒４４，４６は完全に伸張している。弁棒４６は内蔵シリンダー５０のネジ４８から外れている。
【００３３】
図８，１１においては、弁棒ピン５６はＬ長孔５８中で最高点にあり、ローラー５５は溝５４から内方に動かされ、弁棒４４，４６は完全に螺合している。ローラー５５はもはや溝５４中にはないので、ハンドホイールが連続回転すると、弁棒４４，４６はケース４２内でともに回転できる。したがって図９，１２では弁棒ピン５６は四分回転運動状態にあり、弁棒４４，４６は９０度回転されて、３個の対称的なローラー５５は溝５４から離脱する。
【００３４】
この発明の顕著なる特徴は３個の対称的なローラーを使用することにあり、これにより負荷が中央に寄せられ、そうでなければローラーや軸受に掛かる破壊的なベクトルをバランスさせ、従来の単一および二重ローラー構造の操作ユニットと同じになる。
【００３５】
この発明は以上の実施例に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】
一部横断面を含む、従来技術による、プラグ弁操作ユニット装置の図である。
【図２】
一部横断面を含む、この発明による、好ましい実施例の図である。
【図３】
好ましい実施例の分解図である。
【図４】
好ましい実施例の弁棒セットを示す、拡大分解図である。
【図５】
内側、および外側弁棒を示す、一層拡大した図である。
【図６】
好ましい実施例の立面図である。
【図７】
弁棒ピンが底位置にある設計図としての、一部切断した、この発明の図である。
【図８】
図７と同様の図であるが、弁棒ピンが最上部位置にある状態を示す設計図である。
【図９】
図８と同様の図であるが、弁棒ピンが回転した状態を示す設計図である。
【図１０】
図７で示した設計図において、弁棒とローラーの相互関係を示す、下向きに見下ろした断面図である。
【図１１】
図１０と同様の図であるが、図８で示した設計図におけるものである。
【図１２】
図１０、および図１１と同様の図であるが、図９で示した設計図におけるものである。
【符号の説明】
１０，４０：　操作ユニット
１２，４２：　ケース
１４，５２：　ハンドホイール
１８：　表示子
２０，２２，４４，４６：　弁棒
５０：　シリンダー

Claims (12)

1. 回転入力運動を順次線型・四分回転運動に変換しかつダブルブロック排水プラグ弁中でのプラグの位置を制御するプラグ弁操作ユニットであって、中空筒状ケースが壁中に対称的に対向したＬ形の１対の長孔と該長孔中を移動する延在ピンとを有しており、同心状の１対の弁棒が相互に螺合組合せされていて一方が他方に対して回転すると相対移動し、第１の弁棒はピンを収受する１対の孔を有するとともに雄ネジを具えたシリンダーを内蔵しており、第２の弁棒は雄ネジと螺合する雌ネジを有しており、第１の弁棒内においてケースの内側と第２の弁棒の外側との間に複数のローラーが配置されて線型運動を選択的に課するとともに四分回転運動を可能とすることを特徴とするプラグ弁操作ユニット。
2. 第２の弁棒の複数の凹部がローラーを収受して四分回転運動を可能とすることを特徴とする請求項１に記載のユニット。
3. さらに表示子が設けられていてピンの位置を表示し、表示軸が表示子を内蔵シリンダーに連結していることを特徴とする請求項１に記載のユニット。
4. ケースが内面に沿って複数の軸ローラー溝を有していて、これらが線型運動中ローラーを導くことを特徴とする請求項１に記載のユニット。
5. 入力トルク対が第２の弁棒に錠止されていて第２の弁棒に回転トルクを印加することを特徴とする請求項１に記載のユニット。
6. 回転入力運動を順次線型・四分回転運動に変換するプラグ弁操作ユニットであって、外弁棒が雄ネジ付きシリンダーを内部に有しており、内弁棒の雌ネジが雄ネジ付きシリンダーと螺合して、内弁棒が回転すると外側弁棒が移動し、中空筒状のケースがその半径方向面内にＬ形長孔を有していて、内外の弁棒を同心状に収受し、Ｌ形長孔と外弁棒の孔を貫通してピンが延在しており、誘発手段がピンの限定移動を誘発するとともに内弁棒の回転に伴ってピンの四分回転運動を誘発することを特徴とするプラグ弁操作ユニット。
7. 誘発手段の複数のローラーが外弁棒内の孔に保持され、これらローラーが半径方向に可動であって、内弁棒の回転の程度と方向とに応じて、線型運動と四分回転運動のいずれかの選択を行うことを特徴とする請求項６に記載のユニット。
8. 内弁棒の複数の凹部がローラーを収受して四分回転運動を可能とすることを特徴とする請求項７に記載のユニット。
9. ピンの位置を表示する表示子と該表示子をシリンダーに連結する表示子軸が設けられていることを特徴とする請求項６に記載のユニット。
10. ケースの複数の軸ローラー溝が内面に沿って設けられていて、線型運動中にローラーを導くことを特徴とする請求項７に記載のユニット。
11. 入力トルク体が内弁棒に錠止されていて、内弁棒に回転トルクを印加することを特徴とする請求項６に記載のユニット。
12. 入力回転をプラグ弁の順次線型運動と四分回転運動とに変換するプラグ弁操作ユニットであって、中空筒状のケースが少なくとも１個のＬ形長孔を有しており、１対の弁棒が同心状にケースに内蔵されて、入力回転があると弁棒間に選択的相対移動をさせ、いずれかの弁棒の３個の孔に３個の対称に位置したローラーが配置されており、ローラーの半径方向の程度が、線型運動および四分回転運動とともに弁棒が相対移動を呈するか同時回転を呈するか、を決定することを特徴とするプラグ弁操作ユニット。