JP2018507997A

JP2018507997A - 回転減結合装置を備えた玉形弁

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Publication number: JP2018507997A
Application number: JP2017546878A
Authority: JP
Inventors: ヨルクピープロウ; イェンスブルメスター
Original assignee: ゲーエーアートゥーヘンハーゲンゲーエムベーハー
Priority date: 2015-03-19
Filing date: 2016-03-15
Publication date: 2018-03-22
Also published as: PL3271623T3; EP3271623A1; EP3271623B1; WO2016146632A1

Abstract

【課題】【解決手段】本発明は、閉鎖体（５）と、閉鎖体（５）と連結されたバルブロッド（２０）と、閉鎖体（５）の持ち上げを引き起こしうる持ち上げ駆動部（８）と、バルブロッド（２０）と作用連結された駆動ロッド（１６）と、バルブロッド（２０）と駆動ロッド（１６）との間に設けられた回転減結合装置（２７）とを備えた玉形弁に関する。軸方向の大きな応力を受け止めるのに適した簡単に構築される回転減結合装置（２７）を作るために、この回転減結合装置（２７）は、少なくとも２つの深皿状セグメント（３１、３２）を具備し、駆動ロッド（１６）は結合部材（２８）を有し、深皿状セグメント（３１、３２）は、持ち上げ移動方向でバルブロッド（２０）と形状締結を形成し、かつ、持ち上げ移動方向で結合部材（２８）と形状締結を形成することが提案される。【選択図】図１

Description

本発明は、請求項１の前提部に記載された回転減結合装置を備えた玉形弁に関する。

回転減結合装置を備えた玉形弁は、従来技術で公知であり、長年プロセス産業中で成功裡に採用されている。ここで、プロセス産業とは、とりわけ飲料技術、食料品技術、薬品および生化学を意図する。

回転減結合装置を備えた第１の玉形弁は、特許文献１に示されている。この玉形弁のロック部分は、被覆されていて、この被覆部は蛇腹部中に移行し、この蛇腹部がバルブロッドを取り囲む。ロック部分と蛇腹部とが駆動ロッドと共に回転しないように、駆動ロッドとバルブロッドとの間の連結は、回転減結合されて実施されている。駆動ロッドは、スリーブ形状の部分を有し、この中で止め輪がノッチ中に形状締結で収容されている。バルブロッドはスリーブ形状の部分の中に入り込み、止め輪が駆動ロッドとバルブロッドとの間の互いに対する軸方向の移動を制限するが、回転は許可するように形成されている。

回転減結合装置を備えたさらなる玉形弁は、特許文献２中で提案されている。バルブロッドの円筒状突出部が、駆動ロッドに接する円筒状の収容部中で収容されている。この円筒状の突出部がこの収容部中で回転することはできるが、形状締結による軸方向での変位は確実に行わないように、Ｕ字型のディスクが収容部中でこの円筒状突出部を固定する。

玉形弁の構築サイズに応じて、切り替え挙動時に、顕著な軸方向の力が回転減結合部にかけられる。これにより誤作動が生じえ、その結果、もはや減結合が生じず、バルブロッドと駆動ロッドとが共に回転する。最悪の場合には、連結が完全に故障しうる。上述の顕著な力は、例えば、流れ経が１００ｍｍより大きく、持ち上げを切り替えるための空気圧が８，０００ｈＰａで、媒体の圧力が２，０００〜３，０００ｈＰａで、応用によっては６，０００ｈＰａまでの玉形弁において生じる。

独国実用新案出願公開２９９１９２９８Ｕ１号公報国際公開第２０１３／１７０９３１Ａ１号パンフレット

したがって、本発明の目的は、簡単に構築される回転減結合装置が軸方向の大きな応力を受け止めるのに適した玉形弁を作ることである。
この目的は、請求項１の特徴を備えた回転減結合装置を備えた玉形弁により達成される。従属請求項は、本発明の有利であるさらなる構成を示す。

回転減結合装置は、少なくとも２つの深皿状セグメントを有する。各深皿状セグメントは、持ち上げ移動方向での移動に対して、バルブロッドと、駆動ロッドに設けられている結合部材と形状締結を形成する。この形状締結は、持ち上げ移動方向で作用する力、例えば持ち上げ力を伝達するために機能する。この深皿状の構造により、これらのロッドの互いに対する相対的な回転移動を確実に導くことができる。この深皿状構造により、力伝達要素は、ロッドの放射状方向での外側領域に存在する。この点は、力の流れのためには非常に有利であり、軸方向の大きな応力の受け入れが改良される。回転減結合装置は、いくつかの構成部品を有するのみで、簡単に取り付け可能である。

ある１つの実施形態とそのさらなる構成に基づいて、本発明をより詳細に説明し、その作用および利点をより深く提示する。

回転減結合装置を備えた玉形弁の縦断面図である。回転減結合装置の断面分解図である。回転減結合装置の分解斜視図である。

図１は縦断面図で玉形弁１を示す。玉形弁の筐体２には、第１接続部３と第２接続部４とが設けられていて、これらを用いて玉形弁１は別の部品と、例えばプロセス設備の容器または配管と連結可能である。筐体２の内側には閉鎖体５が配置されていて、この閉鎖体は弁座６と密閉接触可能である。この弁座６は筐体２中に形成されていて、第２接続部４を取り囲む。こうして密閉接触することにより、第１接続部３と第２接続部４との間の流体連結が中断する。この密閉接触は、エラストマーで製造可能なバルブ密閉部７により支援されうる。

閉鎖体５は、密閉接触を作るまたはこれを解除しうるように、縦軸Ａに平行に並んだ持ち上げ移動で可動であるように実施されている。この持ち上げ移動は、例えば持ち上げ駆動部８を用いて作動可能であり、この持ち上げ駆動部は、この例では、加圧媒体により作動されるように実施される場合に有利である。

持ち上げ駆動部８は駆動部筐体９を具備するが、この駆動部筐体は、バルブヨーク１０を介して玉形弁１の筐体２と連結されている。駆動部筐体９中には、ピストン１１が設けられていて、このピストンはその周囲でピストン密閉部１２を用いて駆動部筐体９に対して密閉されていて、このピストンが駆動部筐体９の内側空間を圧力室１３とバネ室１４とに区分している。圧力室１３には、加圧媒体例えば空気圧式設備からの気体を入れることができる。この気体圧力により、ピストン１１は動く。この移動に対して、バネ室１４中に設けられている少なくとも１つのバネ１５の力が対抗する。

ピストン１１は、駆動ロッド１６上に固定されていて、加圧媒体が作用する時に、ピストン１１の移動がこの駆動ロッドに対して伝達される。駆動ロッド１６の内側では加圧媒体路１７が成形され、この加圧媒体路が加圧媒体接続部１８と横断孔１９との間での流体連結を作る。加圧媒体が入れられる際に、気体が、横断孔１９を通って加圧媒体路１７から圧力室１３中へと入り、そこで圧力を上昇させ、その結果ピストン１１の移動を引き起こす。

駆動ロッド１６はバルブロッド２０と連結されていて、バルブロッド側では、バルブロッドは閉鎖体５と連結されていて、持ち上げ駆動部８中で引き起こされる持ち上げ移動が閉鎖体５に伝達される。バルブロッド２０は、玉形弁１の筐体２の筐体部分２１を貫通する。貫通部２２は、一方では漏れ出し箇所を密閉し、持ち上げ移動をガイドするのに役立つ。

さらに、筐体２中では、密閉部材として膜２３が設けられていて、この膜が、一方では筐体２と筐体部分２１との間で、他方ではバルブロッド２０に接する位置で把持されている。この膜２３は、玉形弁１のバルブ室２４を貫通部２２に対して密閉する。膜２３と筐体部分２１との間には、漏水空隙２５が形成されている。膜２３が非密閉状態になると、流体はいわゆる漏れとしてバルブ室２４から漏水空隙２５へと達する。そこから、漏れ排出部２６を通って玉形弁１の周囲に至り、そこで検出されうる。膜２３の密閉作用の故障は、このようにして確実に検出可能である。膜２３の交換の必然性は、この漏れからわかる。

膜２３は、アーチ状の部分を有する円板形状体として形作られている。さらに、この膜２３は、中央の穴を有し、その結果、外側縁２３ａと内側縁２３ｂとを有する環状体が形成されている。外側縁２３ａは筐体側に固定されていて、例えば筐体２と筐体部分２１との間での挟み付けおよび張設により固定されている。内側縁２３ｂは、バルブロッド２０に固定されている。双方の固定箇所により、その形状で固定および密閉が行われ、その結果、流体が膜２３と筐体２との間、ないし膜２３とバルブロッド２０との間の固定箇所で流れ出ることができない。

持ち上げ駆動部８は、持ち上げ以外に、縦軸Ａの周りでの駆動ロッド１６の回転を引き起こす。この回転移動は閉鎖体５に伝達されるべきではなく、かつ、この回転移動は、玉形弁１が膜２３を有する場合には特に不利である。この回転またはこの回転の元となるトルクを閉鎖体５および膜２３から遮断するために、駆動ロッド１６とバルブロッド２０との間に、回転減結合装置２７が設けられている。ここで提示する例では、駆動ロッド１６は結合部材２８を有し、この結合部材が回転減結合装置２７と協働する。この回転減結合装置２７は、バルブヨーク１０の内側で、したがって貫通部２２と持ち上げ駆動部８との間に配置可能である。これは有利な実施形態となるが、この理由は、バルブヨーク１０の領域中でいずれにしろ存在する設置空間が利用可能であり、かつ、回転減結合装置２７の機能監視が目視により容易に可能であるからである。

図２では、回転減結合装置２７を、縦軸Ａに沿った断面分解図で示す。
結合部材２８はその外側にねじ山２９を有し、このねじ山が駆動ロッド１６のねじ山に係合する。このねじ連結を確実に作ることができるように、結合部材２８にはロック部分３０が成形されている。このロック部分３０は、例えばレンチを当てることができる面を有する。

回転減結合装置２７は、第１深皿状セグメント３１と、第２深皿状セグメント３２とを具備する。回転減結合装置２７が取り付けられた状態では、深皿状セグメント３１、３２は、バルブロッド２０と結合部材２８とを取り囲むほぼ閉じた深皿形状を形成する。用いられる深皿状セグメント３１、３２の数を２つに制限することが有利であるが、その理由は、これにより、取り付けられる構成部品の数を小さく保ち、許容誤差連鎖を短くすることができるからである。

深皿状セグメント３１、３２には、内側縁に第１突起部３３と第２突起部３４とが設けられている。第１および第２突起部３３、３４は、共になって、内側縁で周回する環を形成する。バルブロッド２０には第１周回溝３５が形成されていて、回転減結合装置２７が取り付けられた状態では、この周回溝中に第１および第２突起部３３、３４が、形状締結を形成しつつ係合する。構成部品２０、３１、３２は、軸方向で可能な限り遊びが生じないように加工されている。これらの構成部品は、第１および第２深皿状セグメント３１、３２が回転しないように、確実にバルブロッド２０上で挟むように形作られうる。

第３突起部３６は第１深皿状セグメント３１に設けられていて、かつ、第４突起部３７は第２深皿状セグメント３２に設けられている。第３および第４突起部３６、３７は、これも同様に共になって、深皿状セグメント３１、３２の内側縁を周回する環を形成する。これらは、回転減結合装置２７が取り付けられた状態では、結合部材２８に配置されている第２周回溝３８中に係合する。第２周回溝３８ならびに第３および第４突起部３６、３７の形状は、縦軸に沿った方向の力に抗して形状締結が形成されるように形作られるが、第１および第２深皿状セグメント３１、３２中で、したがって回転減結合装置２７中で、結合部材２８の回転が可能であるように形成されている。回転の可能性は、例えば突起部３３、３４、３６、３７のサイズおよび周回溝３５、３８のサイズの選択により、突起部３３、３４、３６、３７が周回溝３５、３８中に遊びを有することにより達成される。

第１周回溝３５および第２周回溝３８、ならびに、第１、第２、第３および第４突起部３３、３４、３６、３７が有する壁面は、好ましくは実質的に互いに平行でありかつその面法線が縦軸Ａに平行に並べられうる。これにより、軸Ａに沿って作用する力にとって、とりわけ上方移動（これは、閉鎖体５が閉鎖位置から離れかつ弁座６とバルブ密閉部７とが互いに別れる移動である）で良好な力を導入するのに有利である。上方移動では、縦軸Ａに沿って作用する力は、突起部３３、３４、３６、３７が、第１および第２周回溝３５、３８と接触することにより伝達されうる。

図示した配置は、駆動ロッド１６とバルブロッド２０とが互いに対して押圧されるように平行に並んだ力を受け止めるのに適切である。バルブロッド２０には、第１ストッパ面３９が設けられている。この第１ストッパ面３９には、第２ストッパ面４０が当接するが、この第２ストッパ面は結合部材２８に形成されている。閉鎖体５を閉鎖位置にもたらす閉鎖体５の下方移動、および、閉鎖位置中では、縦軸に沿って方向づけられる持ち上げ駆動部８の力が、ストッパ面３９、４０の接触を介して伝達される。したがって、ストッパ面３９、４０が互いに平行に形成されていて、各面法線が縦軸Ａに平行で並んでいる場合に、有利である。

結合部材２８側の端面で、バルブロッド２０は凹部４１を有する。この凹部は、ロック部分３０を収容するように形作られている。ロック部分３０と凹部４１との間には、回転減結合装置２７の上述の機能が悪影響を受けないだけの量の遊びが存在する。この凹部は、有利な場合には、トルクをバルブロッド２０中に導入するために用いられる工具と協働可能なように構成可能である。この工具は、バルブロッド２０と閉鎖体５との間の連結、例えばねじ連結を作るために利用される。

深皿状セグメント３１、３２は、適切な連結手段により、例えば割線に沿って延在するねじにより、好ましくは互いに解除可能に連結されている。この例は、確実な組み立てのある簡単な例を示す。

第１および第２深皿状セグメント３１、３２から形成された深皿には、外側溝４２が形作られている。この外側溝は、図３の回転減結合装置２７の透視図中で示された固定リング４３を収容するために構成されている。

本発明は、単座弁に基づいて提示したが、このバルブタイプでの応用に限定されるものではない。本発明はまた、複数の密閉部を閉鎖体に有するバルブ中、いわゆる二重シール弁中、または、複数の閉鎖体を備えた切り換え弁中および複座弁中でも、駆動部中で放たれた回転移動を、１つまたは複数の閉鎖体に可能な限り作用させないために、有用に適用可能である。ここで提示された作用に基づいて、バルブ技術分野の当業者には、食料品およびプロセス技術のバルブ中で応用することが可能である点が明らかになる。

１玉形弁
２筐体
３第１接続部
４第２接続部
５閉鎖体
６弁座
７バルブ密閉部
８持ち上げ駆動部
９駆動部筐体
１０バルブヨーク
１１ピストン
１２ピストン密閉部
１３圧力室
１４バネ室
１５バネ
１６駆動ロッド
１７加圧媒体路
１８加圧媒体接続部
１９横断孔
２０バルブロッド
２１筐体部分
２２貫通部
２３膜
２３ａ外側縁
２３ｂ内側縁
２４バルブ室
２５漏水空隙
２６漏れ排出部
２７回転減結合装置
２８結合部材
２９ねじ山
３０ロック部分
３１第１深皿状セグメント
３２第２深皿状セグメント
３３第１突起部
３４第２突起部
３５第１周回溝
３６第３突起部
３７第４突起部
３８第２周回溝
３９第１当接面
４０第２当接面
４１凹部
４２外側溝
４３固定リング
Ａ縦軸

Claims

閉鎖体（５）と、前記閉鎖体（５）と連結されたバルブロッド（２０）と、前記閉鎖体（５）の持ち上げを引き起こしうる持ち上げ駆動部（８）と、前記バルブロッド（２０）と作用連結された駆動ロッド（１６）と、バルブロッド（２０）と駆動ロッド（１６）との間に設けられた回転減結合装置（２７）とを備えた玉形弁において、前記回転減結合装置（２７）は、少なくとも２つの深皿状セグメント（３１、３２）を具備し、前記駆動ロッド（１６）は結合部材（２８）を有し、前記深皿状セグメント（３１、３２）は、持ち上げ移動方向で前記バルブロッド（２０）と形状締結を形成し、かつ、持ち上げ移動方向で前記結合部材（２８）と形状締結を形成することを特徴とする玉形弁。
前記玉形弁（１）の内側空間は、膜（２３）を用いて、前記持ち上げ駆動部（８）側の筐体部分（２１）を通る前記バルブロッド（２０）の貫通部（２２）に対して密閉されていることを特徴とする請求項１に記載の玉形弁。
前記膜（２３）は、円板形状および環状で実施されていて、前記膜（２３）の内側縁（２３ｂ）は、前記バルブロッド（２０）に固定されていることを特徴とする請求項２に記載の玉形弁。
前記膜（２３）の外側縁（２３ａ）は、前記玉形弁の筐体（２）に固定されていることを特徴とする請求項３に記載の玉形弁。
前記回転減結合装置（２７）は、前記貫通部（２２）と前記持ち上げ駆動部（８）との間に配置されていて、好ましくは前記貫通部（２２）と前記持ち上げ駆動部（８）との間に配置されているバルブヨーク（１０）の内側に配置されていることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の玉形弁。
結合部材（２８）と駆動ロッド（１６）とは、互いに解除可能に連結されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の玉形弁。
結合部材（２８）ならびに第１および第２深皿状セグメント（３１、３２）は、前記結合部材（２８）が第１および第２深皿状セグメント（３１、３２）中で回転可能なように形作られていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の玉形弁。
前記深皿状セグメント（３１、３２）の突起部（３３、３４、３６、３７）は、前記結合部材（２８）の少なくとも１つの周回溝（３５、３８）中で遊びをもって収容されていることを特徴とする請求項７に記載の玉形弁。
前記深皿状セグメント（３１、３２）の前記突起部（３３、３４、３６、３７）は、持ち上げ移動の際に、前記結合部材（２８）の前記少なくとも１つの周回溝（３５、３８）の壁面と協働する壁面を有することを特徴とする請求項８に記載の玉形弁。
前記深皿状セグメント（３１、３２）の前記突起部（３３、３４、３６、３７）の前記壁面は、前記結合部材（２８）の前記少なくとも１つの周回溝（３５、３８）の前記壁面に平行に並んでいて、前記壁面の前記面法線は、前記駆動ロッド（１６）の前記縦軸（Ａ）と平行に延在することを特徴とする請求項９に記載の玉形弁。