JP2005522651A - 改良された修理性を有する圧力逃がし弁 - Google Patents

Abstract

【課題】 ヒダ付き内面９が形成された弁箱を有する圧力逃がし弁２は改良された現場修理性を提供する。
【解決手段】 ヒダ付き内面は取り外し工具３１と係合しうるようにされている。弁体組立体６は弁箱内に摺動可能に組み込まれており、超過圧力のもとで摺動してタンクなどの容器４０から蒸気を逃がす。弁箱は第一シート面２２を有しており、この第一シート面は弁体１４が閉弁位置にあるときに、弁体組立体に形成された第二シート面２４に係合する。この逃がし弁は弁体と弁箱との間の接触面をシールするシール部材２８と、弁体に近接して配置されることによって上記シール部材を機械的に支持する着脱可能なキャップ８とを有している。このキャップは取り外すことができるので、大がかりな弁の分解作業を必要とすることなくシール部材を交換することができ、それにより、修理後の再校正が不要となる。

Description

本発明は、概して圧力逃がし弁に関し、さらに詳しくは、簡素化された据え付けおよび取り外しに最適な修理性を有する圧力逃がし弁に関する。

圧力逃がし弁は、典型的には容器（たとえばタンクや配管などを言う）の内圧が安全レベルを超えないことを補償するための安全装置として用いられる。典型的な圧力逃がし弁は弁体に校正された荷重を加えるためのばねを有している。容器内圧（そして弁体への負荷圧力）が弁体へ負荷されるばね荷重を超える力を負荷したときに、この弁体はその着座位置から上昇して超過圧力を逃がす。弁体に負荷された上記内圧による加重がばね加重を下回ったとき、弁体はばね力によってその着座位置に戻され、容器は再び密封される。圧力逃がし弁が無ければタンクや配管は破裂の可能性を有し、重大な問題を引き起こすかも知れない。

圧力逃がし弁の最もよくある故障モードは、圧力逃がし弁のシール面からの望ましくない漏洩である。いくらかの圧力逃がし弁は金属同士が当接するシール面を使用しているが、この種のシール面には、良好なシール性能を得るために精密な機械加工および位置合わせが要求される。従来のエラストマー系（ゴム）のシール部材を使用した圧力逃がし弁では、良好なシールのために精密な機械加工および位置合わせが要求されることはない。しかしながら、エラストマー系の材料は経年劣化してそのシール性能を損なう。

圧力容器の良好なシールを維持することはプロセスの正常な運転にとって重要なことである。わずかな漏洩が重大問題となるプロセスプラントにおいては、逃がし弁は頻繁な検査、取り替えおよび修理が必要な手のかかる対象である。

従来の圧力逃がし弁は、修理できないか、使い捨てか、または、工場へ持ち帰って修理しなければならいものである。もし修理可能な圧力逃がし弁が重要な分解を必要としたら、この弁を再使用する際にはそれに先立って再度の校正をする必要がある。現場での校正が実際的でないため、多くの修理可能な圧力逃がし弁が修理のために工場へ送られる。取り替え用のシール部材そのものはしばしば安価ではあるが、かかる労力や輸送、当該弁を使用し得ない期間等により、工場での修理は決して望ましいものではない。

現場修理可能な圧力逃がし弁はより経済的ではあるが、修理は単純なものでなければならず、その要領は複雑な道具や重要な校正が必要なものであってはならない。もし圧力逃がし弁の設定点が運転員によってうっかり変更されてしまったら、システムの安全性は信用できなくなる。さらに重要なことには、もし何者かが自覚すること無しに逃がし弁の設定点を変更することが可能であり、且つ、この変更によって重大な事態が発生するのであれば、圧力逃がし弁の製造者は大きな負担に曝される畏れがある。

圧力逃がし弁の修理に対する他の重要な準備は、容器からの圧力逃がし弁の取り外しを容易化することである。殆どの逃がし弁は容器に螺着されている。しばしばこれらの容器は腐食性の液体を貯留しており、逃がし弁のねじが容器のねじに固着してしまう。その結果、修理工は、この容器から固着した逃がし弁を取り外すために驚くべき大きな力をこの弁に加えなければならない。

典型的には、逃がし弁はその弁箱の位置が容器の内側となるように容器に水平に取り付けられる。水平に取り付けられた従来の逃がし弁を取り外すために、弁の露出面上に棒（たとえば大型のマイナス型ねじ回し）を挿入するための溝が形成されている。棒と溝の構造は、その挿入および取り出しの間に逃がし弁に加わるトルク値を制限するようにされている。上記溝は、棒に接触するための小さな面領域のみを提供するものである。

しばしば、逃がし弁を一回取り外した後、溝が変形損傷することにより、次の取付時に加えることができるトルクの大きさが大きく低下してしまう。これはきわめて重要なことである。なぜなら、弁と容器との間のねじシールは、弁に加えることのできるトルクの大きさに依るところが大きいからである。もし修理工が逃がし弁に対して十分な回転力を加えることができないとき、彼は逃がし弁を回転させるためにハンマーやのみを溝に激しくぶつけることになるだろう。逃がし弁を激しくたたけば容器のねじを損傷し、そして逃がし弁にもダメージを与えるであろう。

ヒダ付き内面が形成された弁箱を有する修理可能な圧力逃がし弁を提供する。

このヒダ付き内面は、一般的な六角棒等からなる取り外し工具と係合しうるようにされている。弁体組立体は弁箱内に摺動可能に組み込まれており、超過圧力のもとで、タンクなどの容器からガス等の流体を逃がす。弁箱は第一シート面を有しており、この第一シート面は弁体が閉弁位置にあるときに、弁体組立体に形成された第二シート面に係合する。この逃がし弁は、弁体と弁箱との間の接触面をシールするシール部材と、弁体に近接して配置されることによって上記シール部材を機械的に支持する着脱可能なキャップとを有している。このキャップは取り外せるので、大がかりな弁の分解作業を必要とすることなくシール部材を交換することができ、それにより、修理後の再校正が不要となる。

圧力逃がし弁の欠点は、改良された組み立て手段および取り外し手段に加えて、改良された修理性、さらに詳しくは現場修理性を有する逃がし弁によって対応可能である。この修理可能な圧力逃がし弁は、取り外し工具を挿入するためのヒダ付き内面を構成する弁箱を有している。この弁箱は弁体組立体の第二シート面に接触する第一シート面を有している。この修理可能な逃がし弁は、シール部材を機械的に支持するためのキャップを弁体組立体の上に備えている。このキャップは、圧力逃がし弁の圧力設定や校正に影響を与えることなく、上記シール部材を取り替えるために取り外すことができる。

図１に示す圧力逃がし弁２は、リップ７を有した「ソケット」を形成する弁箱４と、取り外し工具３１に係合するためのヒダ付き内面９と、容器４０（その一部が示されている）と係合するためのねじ付き外面５とを含んでいる。ヒダ付き内面９のヒダ１８は、上記内面９に沿って上記リップ７に垂直な突条と凹条とが交互に並んだものとして形成されている。ヒダ付き内面９はソケットレンチのソケットに似たものとして形成することができ、また、三角形、四角形、五角形などの凸部と凹部とを交互に有する他のいかなる形状にもすることができる。取り外し工具３１は外面にある種の型を有している。この型は一般に、上記ヒダ付き内面９に形成された型と相補的な型であり、それにより、弁２の取り付けおよび取り外しのために取り外し工具が容易に弁箱４内に挿入されうる。取り外し工具３１に取り付けられたハンドル３２が容易な取り付け取り外しを提供する。

ヒダ付き内面９によって形成されるソケット接触面は、逃がし弁２にダメージを与えることなく取り付け取り外しを行う最中に、工具が十分な量のトルクを逃がし弁２に加えることができるための十分な量の面領域を提供する。弁箱４はスライドする弁体組立体６を組み立てるため、および、案内するための貫通孔２６を有している。弁体が上昇したときに弁箱を通って蒸気を逃がしうるように、上記弁体は内部ヨークおよびガイドブッシュによって弁箱の中央部に吊り下げられている。スライドする弁体組立体６は、弁棒１０と、弁体１４と、キャップ８と、シール部材２８と、リテーナ１７と、不正操作防止機能付き調整具４４と、ばね１６とを含んでいる。弁体１４は、弁棒１０上に固定するために弁棒１０に溶接またはピン止め（図示しない）するのが好ましい。もし、何らかの理由によって弁棒１０上の弁体１４の位置が変化したら、圧力逃がし弁２の設定圧力が変化するかもしれない。弁箱４はまた第一シート面２２を有しており、この第一シート面２２はスライドする弁体組立体６が閉弁位置（着座位置）にあるときに、弁体１４の第二シート面２４と接する。容器４０の内容物をシールするために、上記キャップ８は、シール部材２８をキャップ８と弁箱４と弁体１４との間に保持しうるように（図１に示すような閉弁状態において）弁体１４の上部に配置され且つ弁棒１０に取り付けられている。キャップ保持ナット１２は図示のごとくキャップ８を所定位置に保持している。

ばね１６は弁棒１０および弁箱４に接続されて、弁体１４を閉弁方向すなわち着座位置に向けて付勢するために用いられる。リテーナ１７はばね１６を支持するばね受け面を提供し、弁棒１０上のリテーナ１７の位置は第一シート面２２と第二シート面２４との間の押圧力を決定する。ばねの伸長力および圧力逃がし弁２の設定点は、弁棒１０上の不正操作防止機能付き調整具４４の位置を調節することにより、弁棒１０上のリテーナ１７の位置を変えて調節することができる。不正操作防止機能付き調整具４４にはロック機構４６が設置されており、このロック機構４６が外れているというような目立つ変化無しには弁棒１０に対する不正操作防止機能付き調整具４４の位置が変化させられないように、そして、ばね１６の伸長力（および設定点の校正）が変更されないようにしている。図示された実施例では、不正操作防止機能付き調整具４４は貫通孔と、弁棒に形成された孔と、中空の鋼製のピンとを含んだナットから構成されている。ロック機構４６はワイヤおよび鉛シールであり、上記中空ピンに挿通されている。このワイヤの両端は鉛シールを貫通しており、この鉛シールはワイヤが動かないようにかしめられている。弁棒１０に対する不正操作防止機能付き調整具４４の位置を変更しようとすれば、このロック機構４６を取り外さねばならない。

容器４０の内圧が、弁箱４と弁体１４との間に加わるばね１０の力に打ち勝つに十分な力を弁体１４に加えたとき、スライド可能な弁体組立体６は、超過圧力を逃がすためにスライドするかまたは飛び上がる。図２はガス５６が弁箱４と弁体１４との間を通過して逃げることができるように弁体１４が開弁位置に至った状態を示す、図１の円５２で囲んだ領域の拡大図である。図１および２において、同一部品には同一符号を付している。弁箱４のシール面２９は、弁箱４と弁体１４との間に（弁体が着座したときに）漏洩防止接触を生むように、シール部材２８に対して尖った機械加工面を提供している。弁体１４が閉弁位置にあるときに、シール部材２８をシール面２９に近接して保持するために、キャップ８と弁体１４との間に第一空洞３９が形成されている。弁体１４が閉弁位置にあるときはシール面２９が第一空洞３９内に突入してシール部材２８に接触する。上記凸部の先端は、その半径が２０／１０００〜３０／１０００インチの範囲（０．５１〜０．７６ｍｍの範囲）の滑らかな調和したエッジ４８に形成するのが好ましい。したがって、上記凸部の先端近くの厚さは４０／１０００〜６０／１０００インチの範囲（１．０２〜１．５２ｍｍの範囲）になる。

シール面２９と接触するシール部材２８の領域に起因して、典型的にはシール部材２８の内面に浸食が生じる。シール部材２８の内面を通して漏洩が進展すると、流体はキャップ８と弁体１４との間を通ってナット１２の回りから容器外へと逃げ出す。この「漏洩経路」を遮断するために、キャップ８と弁体１４との間に第二シール部材３０を保持する第二環状凹部４２が形成されている。

この弁はステンレス鋼などの耐コロージョン性を有する金属から製造するのが好ましい。コロージョンは、弁２の寿命を短縮させたり修理可能性を低下させる等の多くの問題を発生させるからである。以上の記述はこの発明の好適な実施形態の詳細な説明である。本発明の精神および範囲を逸脱することなく、種々の変更および追加を施すことができる。したがって、ここでの記述は例示としてのみなされており、本発明を限定するものではない。

現場での修理可能な圧力逃がし弁を示す図である。 図１の現場修理可能な圧力逃がし弁の弁体と弁座との間の領域を一層詳細に示す図である。

Claims (11)

1. 修理可能な圧力逃がし弁であって、
   取り外し工具と係合するためのヒダ付き内面、第一シート面、および、上記修理可能な圧力逃がし弁を圧力容器に取り付けるための第一ねじ付き外面を有する弁箱と、
   上記第一シート面に係合するための第二シート面を有し、弁箱に摺動可能に取り付けられ、且つ、第一シート面に向けて付勢されている弁体組立体と、
   上記弁体組立体が弁箱に着座したときに、シールを提供するために上記第一および第二のシート面に近接して配置されたシール部材と、
   上記シール部材を機械的に支持するために弁体組立体に近接して取り付けられた着脱可能なキャップとを有してなる圧力逃がし弁。
2. 上記弁体組立体が、弁棒と、弁棒に取り付けられた弁体と、第一シート面と第二シート面との間に所定の閉止力を生じさせるために弁棒と弁箱との間に装着されたばねとを含んでなる請求項１記載の圧力逃がし弁。
3. 上記弁体が弁棒に固定されてなる請求項２記載の圧力逃がし弁。
4. 上記弁箱が、弁の閉弁位置において上記シール部材に係合する弁箱上のシール面をさらに含んでなる請求項１記載の圧力逃がし弁。
5. 上記シール面が２０／１０００〜３０／１０００インチの範囲（０．５１〜０．７６ｍｍの範囲）の半径を有してなる請求項４記載の圧力逃がし弁。
6. 上記ヒダ付き内面のヒダが六角ソケットを形成してなる請求項１記載の圧力逃がし弁。
7. 上記シール部材を支持するために、弁体とキャップとの間に第一空洞が形成されてなる請求項１記載の圧力逃がし弁。
8. 上記キャップと弁体との間の漏洩経路を遮断するための第二シール部材を含んでなる請求項１記載の圧力逃がし弁。
9. 上記第二シール部材を保持するための第二空洞が弁体とキャップとの間に形成されてなる請求項８記載の圧力逃がし弁。
10. 上記弁箱が、容器に水平に取り付けられるように構成されてなる請求項１記載の圧力逃がし弁。
11. 上記弁箱がステンレス鋼から製造されてなる請求項１記載の圧力逃がし弁。

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