JP2012026541A - Safety mechanism of supply and discharge valve - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、アキュムレータ等の圧力容器に用いられる給排弁の安全機構に関するものである。 The present invention relates to a safety mechanism for a supply / discharge valve used in a pressure vessel such as an accumulator.
アキュムレータは、高圧ガス、例えば、設定圧力20MPaの窒素ガスが封入されるブラダを備えた圧力容器なので、構造を丈夫にし、安全性を確保しなければならない。そこで、アキュムレータの安全性を確認するため、耐圧安全性試験(「破壊試験」とも言う)が行われている。この試験は、設定圧力を超える圧力を容器にかけて行われるが、該容器の構造が丈夫であると、最終的には破裂という結果で試験は終了する。 Since the accumulator is a pressure vessel including a bladder in which high-pressure gas, for example, nitrogen gas having a set pressure of 20 MPa is enclosed, the structure must be strong and safety must be ensured. Therefore, in order to confirm the safety of the accumulator, a pressure safety test (also referred to as “destructive test”) is performed. This test is performed by applying a pressure exceeding a set pressure to the container. If the structure of the container is strong, the test ends with a result of rupture.
前記破壊試験では、最終的に容器が破裂するので、破裂音、破片の飛散などが発生する。そのため、危険であり、作業環境も悪化するので、専用のピット等の設備や作業員の安全確保措置が必要となる。また、試験中だけでなく、アキュムレータの運転中に安全率を超える圧力がかかると、容器が破裂する恐れがあり、危険である。 In the destructive test, the container eventually ruptures, so that a bursting sound, debris scattering, and the like are generated. Therefore, it is dangerous and the working environment is also deteriorated. Therefore, facilities such as dedicated pits and measures for ensuring safety of workers are necessary. In addition, if the pressure exceeding the safety factor is applied not only during the test but also during operation of the accumulator, the container may rupture, which is dangerous.
この発明は、上記事情に鑑み、圧力容器の内部圧力が異常に上昇しても破裂しないようにすることを目的とする。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to prevent bursting even if the internal pressure of a pressure vessel rises abnormally.
この発明は、容器本体の給排筒嵌着部の内面に係止段部を形成し、該係止段部に給排筒の鍔部を係止させるとともに、前記係止段部と前記給排筒嵌着部の開口端部との間にOリングを嵌着した給排弁の安全構造において、前記係止段部と前記Oリング間のリング状通路は、流体連通孔を介して前記容器の内部に連通していることを特徴とする。 According to the present invention, a locking step portion is formed on the inner surface of the supply / discharge cylinder fitting portion of the container body, and the hook portion of the supply / discharge cylinder is locked to the locking step portion. In the safety structure of the supply / discharge valve in which the O-ring is fitted between the opening end of the exhaust tube fitting portion, the ring-shaped passage between the locking step portion and the O-ring is formed through the fluid communication hole. It is characterized by communicating with the inside of the container.
この発明の前記係止段部には、係止傾斜面が設けられ、該係止傾斜面には、前記給排筒の鍔部の係合傾斜面が面接触し、前記流体連通孔は、前記給排筒の壁部を貫通する安全孔であることを特徴とする。この発明の前記係止段部には、係止水平面が設けられ、該係止水平面には、前記給排筒の鍔部の係合水平面が面接触し、前記Oリングは、前記給排筒の外周面に形成されたOリング溝に嵌着され、該Oリング溝の、鍔部と反対側の溝壁は、前記Oリングが破壊圧力を受けた際に変形することを特徴とする。 The locking step portion of the present invention is provided with a locking inclined surface, and the engaging inclined surface of the flange portion of the supply / discharge cylinder is in surface contact with the locking inclined surface, and the fluid communication hole includes: It is a safety hole penetrating the wall portion of the supply / discharge cylinder. The locking step portion of the present invention is provided with a locking horizontal plane, and the engaging horizontal plane of the flange portion of the supply / discharge cylinder is in surface contact with the locking horizontal plane, and the O-ring is connected to the supply / discharge cylinder. The groove wall of the O-ring groove opposite to the flange portion is deformed when the O-ring receives a breaking pressure.
この発明の前記流体連通孔は、前記給排筒の鍔部の外周面から前記Oリングに到る外面溝であることを特徴とする。この発明の前記外面溝は、軸方向の縦溝、螺旋状の旋回溝、又は、給排筒の軸心方向に伸びるフラット面、であることを特徴とする。 The fluid communication hole according to the present invention is an outer surface groove extending from the outer peripheral surface of the flange portion of the supply / discharge cylinder to the O-ring. The outer surface groove of the present invention is an axial longitudinal groove, a spiral turning groove, or a flat surface extending in the axial direction of the supply / discharge cylinder.
この発明は、係止段部と前記Oリング間のリング状通路は、流体連通孔を介して前記容器の内部に連通しているので、容器内が設計圧力を超えて、所定の危険高圧になると、前記容器内の流体は、前記流体連通孔を介して前記係止段部と前記Oリング間のリング状通路に圧入し、Oリングを強く押圧する。そうすると、Oリングは変形し、シール漏れが発生するので、前記容器内の圧力は降下する。そのため、該容器の破裂を防止できるので、安全に、かつ、作業環境を悪化させることなく、容器の破壊試験や運転を行うことができる。 In this invention, since the ring-shaped passage between the locking step and the O-ring communicates with the inside of the container through the fluid communication hole, the inside of the container exceeds the design pressure and reaches a predetermined dangerous high pressure. Then, the fluid in the container press-fits into the ring-shaped passage between the locking step portion and the O-ring through the fluid communication hole, and strongly presses the O-ring. If it does so, an O-ring will deform | transform and a seal leak will generate | occur | produce, Therefore The pressure in the said container falls. Therefore, since the container can be prevented from rupturing, it is possible to perform a destructive test and operation of the container safely and without deteriorating the working environment.
圧力容器、例えば、アキュムレータAccの容器本体1の一端には、蓋体3が設けられ、その他端の給排筒嵌着部5には、給排弁7が設けられている。
前記給排筒嵌着部5は、円筒状に形成され、その内周面上部側には、係止段部9が設けられている。この係止段部9は、外向き上方に傾斜する係止傾斜面9aを備えているが、この傾斜角度は、必要に応じて適宜選択される。
A
The supply / discharge
給排弁7は、給排筒12と、該給排筒12に挿着されるポペット弁15と、該ポペット弁15を摺動可能に保持する支持機構16と、を備えている。前記給排筒12の先端部には、鍔部13が設けられている。この鍔部13は前記係止段部9に係合する係合段部14を備えており、該係合段部14の下面は、前記係止傾斜面9aと面接触する係合傾斜面14aとなっている。
The supply /
前記係止段部9と給排筒嵌着部5の開口端部5aとの間には、リング状通路18が形成されているが、このリング状通路18は、Oリング20によりシールされている。このOリング20は、給排筒12の外周面に設けたOリング溝21に嵌着されている。
A ring-
前記給排筒12には、安全孔23が設けられているが、この安全孔23は、前記係合段部14と前記Oリング20間に位置する壁部12aを貫通している。そのため、前記リング状通路18と前記容器の内部は、前記安全孔23を介して常時連通している。この安全孔23の位置、大きさ、形状等は必要に応じて適宜選択される。
The supply /
なお、図において、25は給排筒12を給排筒嵌着部5に固定する締付けナット、27は窒素ガス等が充填されるブラダ(気体室)、29は給気弁、31は液体室、Cは容器本体1の軸心、をそれぞれ示す。
In the figure, 25 is a tightening nut for fixing the supply /
次に、本実施形態の作動について説明する。アキュムレータの破壊試験時、又は、運転中において、容器内の圧力が設定値以内の場合には、容器内の流体R、例えば、油、が安全孔23を通ってリング状通路18に入り込んでいるが、Oリング20によりシールされているので、機外に漏出することはない(図2の軸心Cの右側、参照)。前記容器内の圧力が、設定値を超え、所定の高圧、即ち、容器破壊を招来する恐れのある高圧、になると、給排筒12の鍔部13が大きな負荷を受けて圧縮変形するので、該鍔部13は係止傾斜面9a上を滑り落ちる様にしながら降下する。
Next, the operation of this embodiment will be described. During the destructive test of the accumulator or during operation, when the pressure in the container is within the set value, the fluid R in the container, for example, oil, has entered the ring-
この様にして、給排弁7の給排筒12は、全体として軸心C方向にずれてしまう(図2の軸心Cの左側、参照)ので、Oリング20の一部が給排筒嵌着部5の開口端部5aから露出し、Oリングシールが効かなくなる。そのため、前記容器内の高圧流体Rは、安全孔23、リング状通路18、Oリング20を通って機外に排出される。
In this way, the supply /
このとき、前記係止傾斜面9aと前記係合傾斜面13aは、メタルシールしてしまう恐れがあるが、仮にメタルシールされても、安全孔23は、常時リング状通路18に連通しているので、前記高圧流体Rは、確実に機外に排出される。なお、前記係止段部9及び係合段部14の傾斜面の傾斜角度を調整することにより、リークする圧力をコントロールすることができる。
At this time, the locking
本発明の第2実施形態を図3により説明するが、図1、図2と同一図面符号はその名称及び機能も同一である。この実施形態と前記第1実施形態との相違点は、次の通りである。
(1)前記第1実施形態では、係止段部及び係合段部が傾斜面を備えているが、本実施形態では、係止段部39及び係合段部34が傾斜面の代わりに、水平面39a、34aとなっており、軸心C方向の位置ずれが発生しないこと、
(2)前記第1実施形態では、Oリング溝は変形しないが、本実施形態では、前記Oリング20の、安全孔23と反対側の溝壁(外側壁)21aを薄く形成し、該Oリング20が破壊圧力を受けた際に、該外側壁21aが変形し、Oリングシールが効かなくなること。
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3. The same reference numerals as those in FIGS. 1 and 2 have the same names and functions. Differences between this embodiment and the first embodiment are as follows.
(1) In the first embodiment, the locking step and the engaging step are provided with inclined surfaces. However, in this embodiment, the
(2) Although the O-ring groove is not deformed in the first embodiment, in this embodiment, the groove wall (outer wall) 21a opposite to the
この実施形態では、アキュムレータの破壊試験時、又は、運転中において、容器内の圧力が設定値以内の場合には、容器内の流体R、例えば、油、が安全孔23を通ってリング状通路18に入り込むが、Oリング20によりシールされているので、機外に漏出することはない(図3の軸心Cの右側、参照)。
In this embodiment, during the accumulator destructive test or during operation, when the pressure in the container is within the set value, the fluid R in the container, for example, oil, passes through the
前記容器内の圧力が、設定値を超え、所定の高圧、即ち、容器破壊を招来する恐れのある高圧、になると、前記リング状通路18に流入する高圧液体Rが大きな力でOリング20を押圧する。
When the pressure in the container exceeds a set value and reaches a predetermined high pressure, that is, a high pressure that may cause destruction of the container, the high-pressure liquid R flowing into the ring-
そうすると、Oリング溝21の安全孔23と反対側の溝壁(外側壁)21aは、変形するので、前記Oリング20の一部が前記Oリング溝21からはみ出してしまう。そのため、Oリングシールが効かなくなり、リング状通路18内の高圧流体Rは、締付けナット25の螺合部25a等を通って機外に排出される。なお、前記外側壁21aの厚さを調整することにより、リークする圧力をコントロールすることができる。
Then, since the groove wall (outer wall) 21 a opposite to the
この発明の第3実施形態を図4により説明するが、図1、図2と同一図面符号は、その名称及び機能も同一である。この実施形態と第1実施形態との相違は、次の通りである。
前記第1実施形態では、流体連通孔が安全孔であるのに対し、本実施形態では、給排筒12の鍔部13の外周面からOリング溝21に到る外面溝にしたことである。
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 4. The same reference numerals as those in FIGS. 1 and 2 have the same names and functions. The difference between this embodiment and the first embodiment is as follows.
In the first embodiment, the fluid communication hole is a safety hole, whereas in this embodiment, the outer surface groove extending from the outer peripheral surface of the
前記外面溝として、螺旋状の旋回溝43(図4(A)参照)、軸方向に伸びる縦溝44(図4(B)参照)、又は、軸方向に伸びるフラット面45(図4(C)参照)、が採用されるが、その形態は必要に応じて適宜変更することができる。
As the outer surface groove, a spiral turning groove 43 (see FIG. 4A), a longitudinal groove 44 extending in the axial direction (see FIG. 4B), or a
この発明の実施形態をアキュムレータについて説明したが、これに限定されるものではなく、他の圧力容器に適用することができることは勿論である。 Although the embodiment of the present invention has been described with respect to an accumulator, the present invention is not limited to this and can be applied to other pressure vessels.
1 容器本体
5 給排筒嵌着部
9 係止段部
12 給排筒
13 鍔部
14 係合段部
18 リング状通路
20 Oリング
21 Oリング溝
23 安全孔
C 軸心
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記係止段部と前記Oリング間のリング状通路は、流体連通孔を介して前記容器の内部に連通していることを特徴とする給排弁の安全機構。 A locking step portion is formed on the inner surface of the supply / discharge tube fitting portion of the container body, and the hook portion of the supply / discharge tube is locked to the locking step portion, and the locking step portion and the supply / discharge tube are fitted. In the safety structure of the supply / discharge valve in which an O-ring is fitted between the opening end of the part,
A safety mechanism for a supply / discharge valve, wherein a ring-shaped passage between the locking step and the O-ring communicates with the inside of the container through a fluid communication hole.
該係止傾斜面には、前記給排筒の鍔部の係合傾斜面が面接触し、
前記流体連通孔は、前記給排筒の壁部を貫通する安全孔であることを特徴とする請求項1記載の給排弁の安全機構。 The locking step portion is provided with a locking inclined surface,
The engaging inclined surface of the hook portion of the supply / discharge cylinder is in surface contact with the locking inclined surface,
2. The safety mechanism for a supply / discharge valve according to claim 1, wherein the fluid communication hole is a safety hole penetrating a wall portion of the supply / discharge cylinder.
該係止水平面には、前記給排筒の鍔部の係合水平面が面接触し、
前記Oリングは、前記給排筒の外周面に形成されたOリング溝に嵌着され、該Oリング溝の、鍔部と反対側の溝壁は、前記Oリングが破壊圧力を受けた際に変形することを特徴とする請求項1記載の給排弁の安全機構。 The locking step portion is provided with a locking horizontal surface,
The engaging horizontal surface of the hook portion of the supply / discharge cylinder is in surface contact with the locking horizontal surface,
The O-ring is fitted into an O-ring groove formed on the outer peripheral surface of the supply / discharge cylinder, and the groove wall on the opposite side of the flange portion of the O-ring groove is when the O-ring receives a breaking pressure. The safety mechanism for a supply / discharge valve according to claim 1, wherein
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