JP2006029474A - 安全弁設定圧力調整機構及び該機構を有する安全弁 - Google Patents

Abstract

【課題】 大型の安全弁であっても簡単にかつ確実に設定圧力を調整することができ、かつ、ネジの焼き付きも防止することができる安全弁設定圧力調整機構及び該機構を有する安全弁を提供する。
【解決手段】 予めガス圧力で調整スリーブ３０を介して、上側受け部材２５をバネ２３の付勢力に抗して弁棒２８沿いに押し下げて、調整スリーブ３０と調整ネジ部材２６との間に隙間をあけて、バネ２３の付勢力が作用していない状態で調整ネジ部材２６を回転させて位置調整することにより、安全弁設定圧力の調整を行う。
【選択図】図２

Description

本発明は、安全弁の設定圧力を調整する安全弁設定圧力調整機構及び該機構を有する安全弁に関する。

従来、図６に示されるように、設定圧力を付勢するバネ１２３の付勢力に抗して調整ネジ部材１２６をケーシング１２１内にねじ込んで安全弁の設定圧力を調整するとき、大型の安全弁では７〜８トンもの力を必要とする。このため、設定圧力調整時には、まず、安全弁の周囲にタラップを設置したのち、４〜５人の作業者が調整ネジ部材１２６に連結したレバーを共同して安全弁の軸周りに回転させることにより調整ネジ部材１２６をケーシング１２１内にねじ込んで安全弁の設定圧力を調整するようにしている。

しかしながら、このような方法では、圧力調整後に安全弁の性能試験を行い、設定圧力とは異なる圧力になっていたことが判明したときには、再度、安全弁の周囲にタラップを設置したのち、４〜５人の作業者が、調整ネジ部材に連結したレバーを共同して安全弁の軸周りに回転させて調整ネジ部材１２６をねじ込んだり緩めたりして安全弁の設定圧力を再度調整しなければならず、非常に煩雑で手間がかかる作業であった。

また、上記調整作業中に、調整ネジ部材１２６のオネジ１２６ａと、それがねじ込まれるケーシング１２１のメネジ１２１ａとの間に焼き付きが生じることがあり、この場合には安全弁としての機能が発揮できなくなり、不良品として廃棄せざるをえなくなるといった問題もあった。

従って、本発明の目的は、上記問題を解決することにあって、大型の安全弁であっても簡単にかつ確実に設定圧力を調整することができ、かつ、ネジの焼き付きも防止することができる安全弁設定圧力調整機構及び該機構を有する安全弁を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。

本発明の第１態様によれば、安全弁の弁座に接触するように弁体を付勢するバネの付勢力を設定圧力に調整する安全弁設定圧力調整機構であって、
上記安全弁のケーシング内に軸方向沿いに移動可能に配置され、かつ上記弁体を付勢する上記バネの一端に連結される調整スリーブと、
上記ケーシングに螺合されて上記ケーシングに対して位置調整可能でかつ上記調整スリーブを押圧させて上記バネの付勢力を調整可能な調整ネジ部材と、
上記調整スリーブと上記調整ネジ部材と上記ケーシングの内面との間に形成されかつ安全弁設定圧力調整補助用ガスが供給可能なガス供給空間とを備えて、
上記ガス供給空間内に上記ガスが供給されることにより上記調整スリーブが上記バネの付勢力に抗して押圧されて上記ケーシング内で弁体側に移動したのち、上記調整ネジ部材を上記ケーシングに対して回転させて上記調整スリーブを押圧する位置又は押圧可能な位置に位置させ、上記ガス供給空間内に供給された上記ガスを排出することにより、上記調整ネジ部材が上記調整スリーブに押圧接触して、上記バネの上記付勢力を上記設定圧力に調整するようにしたことを特徴とする安全弁設定圧力調整機構を提供する。

本発明の第２態様によれば、上記調整ネジ部材の押圧側の端部は円錐部であり、この円錐部が押圧する上記調整スリーブの端部には上記円錐部が当接可能な、すり鉢状の凹部を備えている第１の態様に記載の安全弁設定圧力調整機構を有する安全弁を提供する。

本発明の第３態様によれば、上記調整ネジ部材の押圧側の端部は円筒部であり、この円筒部が押圧する上記調整スリーブの端部には上記円筒部が嵌合当接可能な、円筒状の凹部を備えている第１の態様に記載の安全弁設定圧力調整機構を有する安全弁を提供する。

本発明によれば、予めガス圧力で調整スリーブをバネの付勢力に抗して軸方向沿いに弁体側に移動させてバネを収縮させ、調整スリーブと調整ネジ部材との間に隙間をあけて、バネの付勢力が作用していない状態で調整ネジ部材を回転させて位置調整することができるため、調整ネジ部材を回転させる作業を作業員一人で非常に簡単にかつ手で容易に行えるものとなり、位置調整作業も迅速に行うことができる。言い換えれば、調整ネジ部材をねじ込むことによりバネの付勢力に抗して軸方向沿いに直接的に調整スリーブを移動させるものではないため、従来のような大きな力を必要とせず、かつ、調整ネジ部材とケーシングとの間で焼き付きを生じさせることがない。

また、本発明によれば、バネの付勢力が作用している状態で調整ネジ部材を回転させるのではなく、ガス圧でも、調整スリーブは軸方向沿いに回転することなくまっすぐ下降するため、調整ネジ部材を回転させても、調整スリーブ及び弁棒などは回転せず、弁座及び弁体とも回転キズが付くことがなく、組立時に不具合が発生することもなくなる。

以下に、本発明にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

本発明の第１の実施形態にかかる安全弁設定圧力調整機構を備える安全弁は、図１に示すように、配管取付部１ａを有するケーシング状の安全弁本体１と、上記安全弁本体１の配管取付部１ａに形成された流体入口部１ｂと、流体入口部１ｂとは直交して連通可能なように上記安全弁本体１に形成された流体出口部１ｃと、上記安全弁本体１の流体入口部１ｂから流体出口部１ｃへの通路上に形成された弁座２２と、上記弁座２２に対して接離可能な弁体２１と、上記弁体２１を弁棒２８を介して上記弁座２２に付勢力により押圧付勢する付勢部材の一例であるバネ２３と、上記バネ２３の下端に当接しかつ弁棒２８に係止されて上記バネ２３の付勢力を弁棒２８に伝える下側受け部材２４と、上記バネ２３の上端に当接する上側受け部材２５と、上記上側受け部材２５を軸方向沿いに位置調整させて上記バネ２３の付勢力を調整する調整ネジ部材２６と、調整ネジ部材２６を覆うカバー２７とを備えるようにしている。よって、流体入口部１ｂ側での流体圧力が上記バネ２３の付勢力（設定圧力）よりも大きくなり、流体入口部１ｂ側の流体により弁体２１が弁座２２から持ち上げられると、流体入口部１ｂ側の流体が、弁体２１と弁座２２との隙間を通って、流体入口部１ｂから流体出口部１ｃへ逃がすことにより、安全弁の機能を奏するようにしている。

上記安全弁設定圧力調整機構は、調整ネジ部材２６とバネ２３と上側受け部材２５と下側受け部材２４とに加えて、調整ネジ部材２６と上側受け部材２５との間に配置された調整スリーブ３０と、調整ネジ部材２６と調整スリーブ３０と安全弁本体１との間に形成されたガス供給空間３４とより大略構成して、安全弁の弁座２２に弁体２１が所定の設定圧力で押圧接触するようにバネ２３の付勢力を調整するものである。

図２に示すように、上記調整スリーブ３０は、下部の中央部に軸方向沿いに延びる凹部３０ａに、弁棒２８の上端部を、軸方向沿いに調整用隙間空間３１を有しつつ軸方向沿いに摺動可能に遊嵌する大略円筒体より構成している。上記調整スリーブ３０の上端面の中央部には、調整ネジ部材２６の下端の円錐部２６ｂが当接可能な、すり鉢状の凹部３０ｂを備えている。調整スリーブ３０の下端円錐凸部３０ｃは、弁棒２８の上端部が軸方向に移動自在に貫通している上側受け部材２５の円錐凹部２５ａに、バネ２３の付勢力により常時当接している。

安全弁本体１の上端部１ｈには、大略円筒状の圧力調整箱（圧力調整機構用ケーシング）１１の下端フランジ部１１ａが複数のボルト３５により着脱可能にかつ下端フランジ部１１ａに設けられたＯリング３３により上端部１ｈと下端フランジ部１１ａが密着されて連結されている。この圧力調整箱１１の中間部内面には、内周面に雌ねじ部１１ｇが形成され、この雌ねじ部１１ｇが、圧力調整箱１１内に収納された円柱状の調整ネジ部材２６の下部の外周面の雄ネジ部２６ａと螺合している。

調整ネジ部材２６の上部は下部より細く、その上部の円柱状の細首部２６ｃは、圧力調整箱１１の上端部１１ｉの内周面と、上端部１１ｉに設けられたＯリング３６によりシールされ、かつ、上端部１１ｉの内周面に対して細首部２６ｃは軸方向沿いに摺動可能としている。

調整ネジ部材２６の上部の周囲には調整ネジ部材固定用キャップ４１で覆われ、さらに調整ネジ部材固定用キャップ４１の外側はカバー２７で覆われている。

一方、圧力調整箱１１の中間のやや下方の部分の内面と、調整スリーブ３０の上部と、調整ネジ部材２６の下部との間にはリング状のガス供給空間３４を形成して、圧力調整箱１１の側面に貫通したガス供給口４０から、ガス供給装置（例えばガスボンベ）３９などから安全弁設定圧力調整補助用ガス（例えば、加圧された窒素ガス）をガス供給空間３４内に供給可能としている。ガス供給による圧力としては、安全弁作動検査に用いる一時圧力を利用することもできる。

上記調整スリーブ３０の外周面は安全弁本体１の上端部１ｈの内周面に摺動可能に嵌合され、かつ、調整スリーブ３０の外周面との間は、上端部１ｈの内周面に備えられたＯリング３２によりシールされている。なお、耐摩耗性を向上させるため、調整スリーブ３０の外周面には硬化処理を施すことが好ましい。

従って、ガス供給空間３４は、上側は、調整ネジ部材２６の細首部２６ｃと圧力調整箱１１の上端部１１ｉの内周面との間に備えられたＯリング３６によりシールされ、下側は、調整スリーブ３０の外周面と安全弁本体１の上端部１ｈの内周面との間に備えられたＯリング３２と、安全弁本体１の上端部１ｈと圧力調整箱１１の下端フランジ部１１ａとの間に備えられた（実際には上端部１ｈに設けられた）Ｏリング３３とによりシールされた密閉空間となっている。よって、ガス供給装置（例えばガスボンベ）３９などからガスをガス供給口４０からガス供給空間３４内に供給すると、その圧力により、調整スリーブ３０が軸方向下方に押圧されることになる。

上記構成によれば、安全弁設定圧力調整を行うときには、カバー２７や調整ネジ部材固定用キャップ４１を外した状態で、まず、ガス供給装置（例えばガスボンベ）３９などでガスをガス供給口４０からガス供給空間３４内に供給する。すると、ガス供給空間３４は、Ｏリング３６とＯリング３２とＯリング３３によりシールされた密閉空間となっているため、図３に示されるように、調整スリーブ３０を軸方向下方に押圧する。この結果、調整用隙間空間３１内に弁棒２８の上端部が入り込みつつ調整スリーブ３０を軸方向下方に移動してバネ２３を収縮させ、上側受け部材２５をバネ２３の付勢力に抗して弁棒２８沿いに押し下げられ、調整スリーブ３０の上端面と調整ネジ部材２６の下端面との間に隙間４５があくことになる。このときのガス圧力の一例としては５ＭＰａであり、安全弁の大きさやバネ２３の付勢力や設定圧力などにより、ガス圧力の値は適宜決めることができる。

次いで、調整ネジ部材２６を圧力調整箱１１に対して回転させてねじ込み、調整ネジ部材２６の下端の円錐部２６ｂが調整スリーブ３０の上端面のすり鉢状凹部３０ｂに当接させる位置まで下降させて隙間４５を無くすか、又は、接近した位置まで下降させて隙間４５を小さくし、位置調整を行う。

次いで、ガス供給口４０からガス供給空間３４内のガスを排出すると、調整スリーブ３０の上端面のすり鉢状凹部３０ｂに調整ネジ部材２６の下端の円錐部２６ｂが押圧当接した状態となる。この状態で、設定圧力の試験を行い、バネ２３の付勢力が所定の設定圧力に調整されている場合には、調整ネジ部材固定用キャップ４１を調整ネジ部材２６に被せたのち、カバー２７を調整ネジ部材固定用キャップ４１にさらに被せる。バネ２３の付勢力が所定の設定圧力に調整されていなかった場合には、再度、ガス供給口４０からガス供給空間３４内にガスを供給して、調整スリーブ３０の上端面と調整ネジ部材２６の下端面との間に隙間４５を再度形成させたのち、調整ネジ部材２６を正逆回転させて位置調整し、ガス供給口４０からガス供給空間３４内のガスを排出するとともに、設定圧力の試験を再度行う。これらの動作を、バネ２３の付勢力が所定の設定圧力に調整されるまで行う。

上記実施形態によれば、予めガス圧力で調整スリーブ３０を介して、上側受け部材２５をバネ２３の付勢力に抗して弁棒２８沿いに押し下げてバネ２３を収縮させ、調整スリーブ３０と調整ネジ部材２６との間に隙間をあけて、バネ２３の付勢力が作用していない状態で調整ネジ部材２６を回転させて位置調整することができるため、調整ネジ部材２６を回転させる作業を作業員一人で非常に簡単にかつ手で容易に行えるものとなり、位置調整作業も迅速に行うことができる。言い換えれば、調整ネジ部材２６をねじ込むことにより上側受け部材２５をバネ２３の付勢力に抗して弁棒２８沿いに直接的に押し下げるものではないため、従来のような大きな力を必要とせず、かつ、調整ネジ部材２６と圧力調整箱１１との間で焼き付きを生じさせることがない。

また、上側受け部材２５からの付勢力が作用している状態で調整ネジ部材２６を回転させるのではなく、ガス圧でも調整スリーブ３０及び上側受け部材２５などは軸方向沿いに回転することなくまっすぐ下降するため、調整ネジ部材２６を回転させても、調整スリーブ３０及び上側受け部材２５及び弁棒２８などは回転せず、弁体等を回転により損傷させることがない。

また、調整ネジ部材２６の押圧側の端部を円錐部２６ｂとし、この円錐部２６ｂが押圧する上記調整スリーブ３０の端部には上記円錐部２６ｂが当接可能な、すり鉢状の凹部３０ｂを備えるようにしたので、すり鉢状の形状により、力が自然に中心方向に働くようになり、弁体が傾きにくく漏れにくいものとすることができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施できる。

例えば、図４及び図５に示されるように、レバー５５により手動で安全弁を作動可能なタイプの安全弁において、レバー５５に連結された弁棒２８Ａが調整スリーブ３０Ａの貫通穴３０ｇ及び調整ネジ部材２６の貫通穴２６ｇを貫通するものにも適用することができる。すなわち、調整スリーブ３０Ａの上端面の中央部には、調整ネジ部材２６Ａの下端の円筒部２６ｈが摺動可能に嵌合されている円筒状の凹部３０ｈを備えており、円筒部２６ｈの外周面と凹部３０ｈの内周面との間は、凹部３０ｈの内周面に設けられたＯリング５０によりシールされている。

このような構造においては、安全弁設定圧力調整を行うときには、カバー２７や調整ネジ部材固定用キャップ４１やレバー５５などを外した状態で、まず、ガス供給装置（例えばガスボンベ）３９などでガスをガス供給口４０からガス供給空間３４内に供給する。すると、ガス供給空間３４は、Ｏリング３６とＯリング５０とＯリング３２とＯリング３３によりシールされた密閉空間となっているため、図５に示されるように、調整スリーブ３０Ａを軸方向下方に押圧する。この結果、弁棒２８Ａ沿いに調整スリーブ３０Ａを軸方向下方に移動し、上側受け部材２５をバネ２３の付勢力に抗して弁棒２８Ａ沿いに押し下げられ、調整スリーブ３０Ａの凹部３０ｈと調整ネジ部材２６Ａの円筒部２６ｈとの間に隙間４６があくことになる。このときのガス圧力の一例としては５ＭＰａであり、安全弁の大きさやバネ２３の付勢力や設定圧力などにより、ガス圧力の値は適宜決めることができる。

次いで、調整ネジ部材２６Ａを圧力調整箱１１に対して回転させてねじ込み、調整ネジ部材２６Ａの円筒部２６ｈが調整スリーブ３０の凹部３０ｈに入り込んで隙間４６を無くす位置まで下降させか、又は、隙間４６を小さくする位置まで下降させて、位置調整を行う。

次いで、ガス供給口４０からガス供給空間３４内のガスを排出すると、調整ネジ部材２６Ａの円筒部２６ｈが調整スリーブ３０の凹部３０ｈに入り込んで凹部３０ｈに底面に押圧当接した状態となる。この状態で、設定圧力の試験を行い、バネ２３の付勢力が所定の設定圧力に調整されている場合には、調整ネジ部材固定用キャップ４１を調整ネジ部材２６Ａに被せたのち、カバー２７を調整ネジ部材固定用キャップ４１にさらに被せる。バネ２３の付勢力が所定の設定圧力に調整されていなかった場合には、再度、ガス供給口４０からガス供給空間３４内にガスを供給して、調整ネジ部材２６Ａの円筒部２６ｈが調整スリーブ３０Ａの凹部３０ｈに入り込んで隙間４６を再度形成させたのち、調整ネジ部材２６Ａを正逆回転させて位置調整し、ガス供給口４０からガス供給空間３４内のガスを排出するとともに、設定圧力の試験を再度行う。これらの動作を、バネ２３の付勢力が所定の設定圧力に調整されるまで行う。

上記他の実施形態によれば、先の実施形態と同様な作用効果を奏することができる。

また、上記他の実施形態によれば、調整ネジ部材２６Ａの押圧側の端部は円筒部２６ｈであり、この円筒部２６ｈが押圧する上記調整スリーブ３０Ａの端部には上記円筒部２６ｈが嵌合当接可能な、円筒状の凹部３０ｈを備えるようにしたので、調整のために供給されていたガス圧力が弁棒２８Ａを伝わって逃げないようにすることができる。円筒状の凹部３０ｈの深さを深くすればするほど、円筒部２６ｈと円筒状の凹部３０ｈとが外れることがなくなり、調整作業が容易になる。

なお、上記様々な実施形態のうちの任意の実施形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。

本発明にかかる安全弁設定圧力調整機構及び該機構を有する安全弁は、大型の安全弁であっても簡単にかつ確実に設定圧力を調整することができ、かつ、ネジの焼き付きも防止することができて非常に有用なものである。

本発明の一実施形態にかかる安全弁設定圧力調整機構を有する安全弁の断面図である。 上記安全弁の部分拡大断面図である。 上記安全弁の安全弁設定圧力調整機構による設定圧力の調整状態を示す部分拡大断面図である。 本発明の他の実施形態にかかる安全弁設定圧力調整機構を有する安全弁の部分拡大断面図である。 上記他の実施形態にかかる安全弁の安全弁設定圧力調整機構による設定圧力の調整状態を示す部分拡大断面図である。 従来の安全弁の断面図である。

符号の説明

１…安全弁本体、１ａ…配管取付部、１ｂ…流体入口部、１ｃ…流体出口部、１ｈ…上端部、１１…圧力調整箱、１１ａ…下端フランジ部、１１ｇ…雌ねじ部、１１ｉ…細首部、２１…弁体、２２…弁座、２３…バネ、２４…下側受け部材、２５…上側受け部材、２５ａ…円錐凹部、２６，２６Ａ…調整ネジ部材、２６ａ…雄ネジ部、２６ｂ…円錐部、２６ｃ…細首部、２６ｇ…貫通穴、２６ｈ…円筒部、２７…カバー、２８，２８Ａ…弁棒、３０，３０Ａ…調整スリーブ、３０ａ…凹部、３０ｂ…すり鉢状の凹部、３０ｃ…円錐凸部、３０ｇ…貫通穴、３０ｈ…凹部、３１…調整用空間、３２…Ｏリング、３３…Ｏリング、３４…ガス供給空間、３５…ボルト、３６…Ｏリング、３９…ガス供給装置、４０…ガス供給口、４１…調整ネジ部材固定用キャップ、４５…隙間、４６…隙間、５０…Ｏリング。

Claims (3)

1. 安全弁の弁座（２２）に接触するように弁体（２１）を付勢するバネ（２３）の付勢力を設定圧力に調整する安全弁設定圧力調整機構であって、
   上記安全弁のケーシング（１）内に軸方向沿いに移動可能に配置され、かつ上記弁体を付勢する上記バネの一端に連結される調整スリーブ（３０，３０Ａ）と、
   上記ケーシングに螺合されて上記ケーシングに対して位置調整可能でかつ上記調整スリーブを押圧させて上記バネの付勢力を調整可能な調整ネジ部材（２６，２６Ａ）と、
   上記調整スリーブと上記調整ネジ部材と上記ケーシングの内面との間に形成されかつ安全弁設定圧力調整補助用ガスが供給可能なガス供給空間（３４）とを備えて、
   上記ガス供給空間内に上記ガスが供給されることにより上記調整スリーブが上記バネの付勢力に抗して押圧されて上記ケーシング内で弁体側に移動したのち、上記調整ネジ部材を上記ケーシングに対して回転させて上記調整スリーブを押圧する位置又は押圧可能な位置に位置させ、上記ガス供給空間内に供給された上記ガスを排出することにより、上記調整ネジ部材が上記調整スリーブに押圧接触して、上記バネの上記付勢力を上記設定圧力に調整するようにしたことを特徴とする安全弁設定圧力調整機構。
2. 上記調整ネジ部材（２６）の押圧側の端部は円錐部（２６ｂ）であり、この円錐部が押圧する上記調整スリーブ（３０）の端部には上記円錐部が当接可能な、すり鉢状の凹部（３０ｂ）を備えている請求項１に記載の安全弁設定圧力調整機構を有する安全弁。
3. 上記調整ネジ部材（２６Ａ）の押圧側の端部は円筒部（２６ｈ）であり、この円筒部が押圧する上記調整スリーブ（３０Ａ）の端部には上記円筒部が嵌合当接可能な、円筒状の凹部（３０ｈ）を備えている請求項１に記載の安全弁設定圧力調整機構を有する安全弁。
   

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