JP2020020625A - 燃料配管用バルブの検査治具 - Google Patents

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Abstract

【課題】 燃料配管用バルブの性能試験の精度を向上させることができるとともに、電気的な構成を含まず、メンテナンスが容易であり、低コストで製造が可能な検査治具を提供する。【解決手段】 上下に開口する円筒状のフランジ部2と、該フランジ部の外壁側から内壁側に、水平に挿通して設けられたセンサー部3と、該センサー部の外壁側に設けられた表示部4を備え、センサー部は、パイプ31と、該パイプに内設されたシャフト32と、パイプ内を移動可能な磁性体33と、磁性体及びシャフトの移動を規制する弾性体からなる移動制御部材37と、上下動可能で、上下動をシャフトの水平移動に変換可能な測定子34と、測定子を支持する測定子ブラケット36とを有し、表示部は、パイプ表面に設けられた表示帯41と、該表示帯の表面に磁性体の移動に追従して移動可能な可動部材42とを有することを特徴とする燃料配管用バルブの検査治具。【選択図】図1

Description

本発明は、石油工業用に用いられる燃料配管用バルブの検査治具に関し、詳しくは、航空機の燃料給油施設で用いられる燃料配管用バルブの検査治具に関するものである。
航空機の燃料給油施設において、ハイドラント方式とよばれる給油システムが知られている。ハイドラント方式は、貯油タンク、ハイドラントポンプ、遮断弁等を備えるヘッダーピット等を介して、地下に埋設されたエプロン配管によりエプロン(駐機場)まで航空燃料を届ける給油システムである。
このハイドラント方式の給油システムにおいては、水平に配置されたエプロン配管に対して垂直方向に延設される立ち上がり配管端部に、ハイドラントバルブと呼ばれる燃料配管用バルブが接続されており、このハイドラントバルブを開くことにより、必要なときに必要な量の燃料を航空機等に給油できるようになっている。
ハイドラントバルブは、燃料配管と給油車両のカップラーとを接続する役割を果たすとともに、配管内の燃料の供給に関する異常や、ハイドラントバルブ自体に異常が発生した際に、速やかにバルブを閉鎖させることで燃料の供給を停止させる機能を有しており、その性能を確保するために定期的に検査及び試験が行われている。
従来、ハイドラントバルブの性能試験は、例えば、以下の各工程に従って行われている。
・ハイドラントシステムから取り外したハイドラントバルブをテストベンチ内の試験用配管に取り付け、試験用カップラーを接続する。
・ハイドラントバルブにデッドマンハンドルを接続する。
・デッドマンコントロールがONの状態で、規定最大流量(1000GPM)の燃料を供給する。
・デッドマンコントロールをOFFにしてから、ハイドラントバルブが閉鎖するまでの時間(以下、ハイドラントバルブの閉鎖時間ともいう)即ち、燃料のフローが停止するまでの時間をストップウォッチ等を用いて計測する。
ここで、上記ハイドラントバルブの閉鎖時間の計測において、燃料のフローが停止した時の判断は、通常、ハイドラントバルブ内のメインピストンが閉鎖するときにバルブボディと接触して発する「音」によって確認している。一方、試験を実施するテストベンチは航空機給油施設敷地内の一角に設置されているため、試験員には、航空機離発着に伴う騒音等を考慮しつつ、周囲の音と目的の閉鎖音とを聞き分ける能力が求められる。しかしながら、熟練した試験員であっても聴覚には個人差があるため、試験結果にバラつきが生じる場合があり、信頼性の低下が懸念されていた。
このような状況を解決するための方策として、ハイドラントバルブ内のメインピストンの閉鎖を目視により確認できる検査治具が提案されている(特許文献1を参照)。この検査治具は、配管とハイドラントバルブの間に設置して用いるものであり、ハイドラントバルブの閉鎖時に鉛直下方に降下するメインピストンにセンサー部を当接させて、センサー部に設けられた発光部を発光させて、メインピストンの降下動作を目視可能とするものである。即ち、この検査治具は、従来のメインピストンの閉鎖音の聞き取りによる確認に加えて、光による視覚情報による確認を併用することにより、熟練技術を必要とせず、周囲の騒音による影響等を軽減し、ハイドラントバルブの性能試験の精度を向上させることができる点で優れたものである。
特許第5887436号公報
一方、燃料配管用バルブの設置環境、即ち、検査を実施するテストベンチの環境は、通常、産業安全研究所技術指針「工場電気設備防爆指針」及びJIS C 60079−10で定める危険範囲エリア内となる。そして、この環境で行う試験で使用する装置においては、労働安全衛生規則261条に規定される対策下での使用、また、労働安全衛生規則280条に規定される「防爆性能を有する器具」の条件を満足しなければならないとされている。
ここで、特許文献1の提案では、上記のとおり、メインピストンの閉鎖を光により視認させるために、センサー部に電気回路を設けて電気的に発光部を点灯させている。そのため、特許文献1の電気回路を含む検査治具を燃料配管用バルブの設置環境で使用する場合には、上記の労働安全衛生規則で規定される条件を満足している必要があり、非常に煩雑な手続きが必要であった。
また、特許文献1の検査治具の構成は、電気回路を含むため、部品点数が多く複雑であり、検査治具のメンテナンス作業が煩雑となること、また、製造コストが高い点において改良の余地があった。
本発明は、以上のとおりの事情に鑑みてなされたものであり、燃料配管用バルブの性能試験の精度を向上させることができるとともに、電気的な構成を含まず、メンテナンスが容易であり、低コストで製造が可能な検査治具を提供することを目的としている。
本発明は、上記の技術的課題を解決するためになされたものであって、以下のことを特徴としている。
第1に、開放時にはインレットポートから供給される流体の供給圧力によってメインピストンが鉛直上方に上昇し、閉鎖時には前記メインピストンが鉛直下方に降下する燃料配管用バルブの検査治具であって、
上下に開口する円筒状のフランジ部と、該フランジ部の外壁側から内壁側に、水平に挿通して設けられたセンサー部と、該センサー部の外壁側に設けられた表示部を備え、
前記センサー部は、前記フランジ部に水平に挿通されたパイプと、該パイプに内設されたシャフトと、該シャフトの外壁側端部に接続された、前記パイプ内を移動可能な磁性体と、前記パイプの端部に設けられ、磁性体及びシャフトの移動を規制する弾性体からなる移動制御部材と、
前記フランジ部内壁側に設けられ、上下動可能で、上下動をシャフトの水平移動に変換可能な測定子と、パイプの内壁側端部に接続され、前記測定子を支持する測定子ブラケットとを有し、
前記表示部は、前記磁性体の移動範囲で、パイプ表面に設けられた表示帯と、該表示帯の表面に前記磁性体の移動に追従して移動可能な可動部材とを有し、
前記燃料配管用バルブの閉鎖時の前記メインピストンの降下に伴う測定子の下方移動により、前記シャフト及び前記磁性体が水平移動するとともに、前記磁性体の移動に追従して前記可動部材が前記表示帯上を移動し、前記燃料配管用バルブの開閉状態を表示することを特徴としている。
第2に、上記第1の発明の燃料配管用バルブの検査治具において、前記測定子の前記シャフトとの接触部が傾斜面に形成されており、測定子の下降に伴い前記シャフトが測定子の傾斜面に沿って押されて水平方向に移動することが好ましい。
第3に、上記第1又は第2の発明の燃料配管用バルブの検査治具において、前記測定子ブラケットが着脱可能に接続され、測定子を交換可能とすることが好ましい。
本発明の燃料配管用バルブによれば、熟練技術を必要とせず、ハイドラントバルブの性能試験の精度を向上させることができるとともに、電気的な構成を有しないため安全性に優れ、メンテナンスが容易であり、製造コストも低く抑えることが可能となる。
本発明の燃料配管用バルブの検査治具の一実施形態を示す概略斜視図である。 (a)は、本発明の燃料配管用バルブの検査治具の一実施形態を概略的に示す模式平面図であり、(b)は、(a)における概略正面図であり、(c)は、(a)におけるA−A断面図である。 本発明の燃料配管用バルブの検査治具のセンサー部及び表示部の構造を示す概略断面図である。 本発明の燃料配管用バルブの検査治具をハイドラントバルブに取り付けた状態を示す概略断面図であり、(a)は、ハイドラントバルブの開放状態を示し、(b)は、ハイドラントバルブの閉鎖状態を示している。 本発明の燃料配管用バルブの検査治具の一実施形態における、センサー部内の磁性体の移動と表示部の動作との関係を示す概略断面図であり、(a)は、バルブの開放状態を示しており、(b)は、バルブの閉鎖状態を示している。 表示部の一実施形態を示す写真であり、(a)は、バルブの開放状態を示しており、(b)は、バルブの閉鎖状態を示している。
以下、本発明の燃料配管用バルブの検査治具の実施形態について図面に基づいて詳述する。図1は、本発明の燃料配管用バルブの検査治具(以下、単に検査治具と略称する)の一実施形態を示す概略斜視図であり、図2(a)は、本発明の検査治具の一実施形態を概略的に示す模式平面図、図2(b)は、図2(a)における概略正面図、図2(c)は、図2(a)におけるA−A断面図である。また、図3は、本発明の検査治具のセンサー部の構造を示す概略断面図である。
本実施形態の検査治具1は、フランジ部2とセンサー部3と表示部4から構成されている。
フランジ部2は、上下に開口する円筒状の形状で、垂直に立ち上がる配管の端部と検査対象の燃料配管用バルブの間に挟んで取り付けられるベースとなる部材であり、検査の際には円筒状の内側が燃料の通り道となる。また、フランジ部2の側面には、後述するセンサー部3を取り付けるための外壁側と内壁側を水平に貫通する挿通孔21が設けられている。
フランジ部2の形状は、垂直に立ち上がる配管の端部と、検査対象の燃料配管用バルブの規格等に合わせて適宜設計することができ、例えば、JPI規格に準拠した石油工業用フランジとして、JPI #150 型のフランジ形状に適合する形状とすることができる。また、必要に応じてJPI規格に準拠した形状から、ガスケット面の一部を切削加工を施した形状とすることもできる。
センサー部3は、燃料配管用バルブの閉鎖時のメインピストンの降下を検知する部材であり、フランジ部2に設けられた挿通孔21に水平に挿通して固定される。センサー部3は、パイプ31と、パイプ31内に挿入されたシャフト32と、シャフト32の外壁側端部に接続された磁性体33と、磁性体33の端部に設けられ、磁性体33及びシャフト32の移動を規制する弾性体からなる移動制御部材37を備えている。
パイプ31は、フランジ部2の挿通孔21に挿通して水平に密着固定される。図3に示す実施形態では、挿通孔21内壁にOリング24を設け、パイプ31を挿通孔21に挿通した状態で、フランジ部2外壁側に接合部材23をネジ留めすることによってパイプ31とフランジ部2とを密着固定している。
また、パイプ31内にスライド可能に挿入された、シャフト32と磁性体33は、さらに、磁性体33の端部に設けられた移動制御部材37により、シャフト32と磁性体33がフランジ部2の内壁方向に押されるようになっている。また、パイプ31のフランジ部2外壁側末端は封止部材38によって封止されている。
磁性体33は、その移動によって、後述する表示部4の可動部材42を追従させて作動もしくは停止させる機能を有している。磁性体33としては、表示部4の可動部材42に対して磁界を加えることができるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、ネオジム磁石等の強磁性体33等を好適に用いることができる。
移動制御部材37は、磁性体33及びシャフト32のスライド移動を制御する機能を有しており、磁性体33を表示部4の可動部材42の作動範囲内に配置させるとともに、磁性体33及びシャフト32を測定子34側に押し付ける機能を有する部材であり、弾性体からなるものである。弾性体としては、上記機能を付与可能なものであれば特に限定されるものではなく、例えば、バネ部材やゴム部材、小型ガスダンパー等を用いることができるが、これらの中でも特に図5に示すようなバネ部材を好適に用いることができる。
封止部材38は、センサー部3のパイプ31の末端を封止するとともに、磁性体33及び移動制御部材37がセンサー部3から外部に露出することを防止するために設けられている。封止部材38としては、例えば、ネジ部材等を用いることができる。
一方、センサー部3のフランジ部2内壁側には、燃料配管用バルブの閉鎖時のメインピストンの降下に伴い、メインピストンに当接して下方に移動可能な測定子34と、パイプ31の内壁側端部に接続された、測定子34を支持するための測定子ブラケット36が設けられている。また、測定子34の側面にはシャフト32端部が当接しており、測定子34の上下動がシャフト32の水平移動に変換される構造になっている。
測定子34の上下動がシャフト32の水平移動に変換される具体的な構造としては、例えば、図3、図5に示すように、測定子34のシャフト32との接触部を傾斜面35に形成した構造を例示することができる。この構造によれば、測定子34の降下に伴って、シャフト32端部が測定子34の傾斜面35に沿って押され、シャフト32を水平方向に移動させることができる。
測定子34に設ける傾斜面35は、下方に行くに従って深く形成された傾斜面35であり、通常は、図5(a)に示すように、シャフト32先端部が傾斜面35の下部の深い位置の状態である。この状態から、図5(b)に示すように、測定子34が降下して、シャフト32先端部が傾斜面35の上部の浅い位置に移動すると、シャフト32は傾斜面35に押されてフランジ2外壁側にスライドする。なお、シャフト32は、端部に設けられた移動制御部材37により常に測定子34方向に押圧されているため、測定子34の降下が解除されると、シャフト32先端部が測定子34を押し上げるとともに、傾斜面35の下部の深い位置に戻る。
なお、測定子34に設ける傾斜面35の角度は、測定子34の降下距離とシャフト32のスライド距離を考慮して適宜決定することができ、例えば、測定子34の降下距離:シャフト32のスライド距離を1:1にする場合には45°の角度に設定される。
一方、測定対象の燃料配管用バルブとしてのハイドラントバルブは、製造会社によってメインピストン52の降下距離等が異なっている。そのため、本実施形態の検査治具1においては、各種のハイドラントバルブに対応するように、センサー部3の測定子34を交換可能に設けることができる。具体的には、図3に示すように、シャフト32の先端部に設けられた測定子ブラケット36をねじ39等により着脱可能な構成とすることにより、測定子ブラケット36に支持された測定子34を容易に交換することができる。
表示部4は、センサー部3において、メインピストン52の降下を検知した測定子34の動作を視覚的に表示する部材であって、フランジ部2外壁側に設けられており、パイプ31の表面に設けられた表示帯41と、表示帯41の表面に移動可能に設けられた可動部材42とを有している。
表示帯41は、測定子34の降下に伴ってスライドするシャフト32のスライド幅、即ち、シャフト32に接続された磁性体33の移動範囲に設けられている。図5、図6に示す実施形態では、測定子34の上昇位置、即ち、バルブの開放状態を示す表示帯41aと、測定子34の下降位置、即ち、バルブの閉鎖状態を示す表示帯41bを色分けして設けている。
また、表示部4の表面には可動部材42がスライド可能に設けられており、パイプ31中の磁性体33の水平移動に追従して可動部材42が表示帯41上をスライド移動するようになっている。即ち、表示部4は磁性体33に反応しない材質で構成されており、可動部材42は磁性体33に反応する材質で構成されている。具体的な構成としては、表示部4は管状のプラスチックやフィルムがパイプ31表面に設けられた構成や、パイプ31表面に塗装された構成を例示することができる。また、磁性体33に追従する可動部材42は、鉄や磁石等の材質の管状部材を表示部4に被せた構成を例示することができる。また、可動部材42の幅は、バルブの開放状態を示す表示帯41a又はバルブの閉鎖状態を示す表示帯bの何れかを隠す幅となっている。
さらに、本実施形態の表示部4においては、表示部4と可動部材42をカバーするためのケース43を設けるのが好ましい。具体的には、図1、図2、図6に示すように、表示帯41及び可動部材42を臨む窓部が設けられたケース43を例示することができる。表示部4にケース43を設けることにより、表示部4の視認性を向上させることができるとともに、可動部材42のスムーズな動作を維持することが可能となる。
次に、上記構成を有する本発明の検査治具1の動作について詳細に説明する。なお、本発明の検査治具1の動作説明は、本発明の検査治をハイドラントバルブの動作試験に用いた場合の動作試験について説明している。図4は、本発明の燃料配管用バルブの検査治具1を用いた燃料配管用バルブとしてのハイドラントバルブ5の性能試験方法の一実施形態を概略的に示す模式断面図であり、図4(a)は、ハイドラントバルブ5が開放した状態、図4(b)は、ハイドラントバルブ5が閉鎖した状態を示している。
また、図5は、本発明の燃料配管用バルブの検査治具1の一実施形態における、センサー部3内の磁性体33の移動と表示部4における可動部材42の動作状態を示す模式断面図である。図5(a)は、バルブの開放状態を示し、図5(b)は、バルブの閉鎖状態を示している。
本実施形態の検査治具1が適用可能なハイドラントバルブ5は、例えば、図4に示すように、下方から上方に向かって燃料(流体)が流れる構造を有している。具体的には、インレットポート51から供給される燃料が、アウトレットポート53から吐出され、ハイドラントバルブ5の開放時には、インレットポート51から供給される燃料の供給圧力によってメインピストン52が鉛直上方に上昇する。また、ハイドラントバルブ5の閉鎖時には、メインピストン52が鉛直下方に降下する。ここで、ハイドラントバルブ5の開放時には、メインピストン52の底面部52aは、バルブボディ54と接触していない。一方で、ハイドラントバルブ5の閉鎖時には、メインピストン52の底面部52aはバルブボディ54と接触している。
本実施形態の検査治具1は、ハイドラントバルブ5のインレットポート51側に取り付けられている。ハイドラントバルブ5の開放時には、メインピストン52の底面部52aと、検査治具1のセンサー部3の測定子34の上端部とは接触していない。このとき、センサー部3では、移動制御部材37の押圧力により、磁性体33が表示帯41bの位置にあり、磁性体33に追従する可動部材42により隠された状態にある。即ち、表示部4はバルブ開放を示す表示帯41aを表示している(図5(a)、図6(a))。
一方、ハイドラントバルブ5の閉鎖時には、メインピストン52の底面部52aと、検査治具1のセンサー部3の測定子34の上端部とが接触して測定子34を下方に押し下げている。このとき、センサー部3では、測定子34の降下に伴い、測定子34のシャフト32との接点に設けられた傾斜面35に沿ってシャフト32がスライドする。また、シャフト32のスライドに伴って磁性体33も移動する。このときの磁性体33の移動位置は、表示帯41aの位置にあり、磁性体33に追従する可動部材42により隠された状態にある。即ち、表示部4はバルブ閉鎖を示す表示帯41bを表示している(図5(b)、図6(b))。
また、この状態からハイドラントバルブ5の開放状態に戻った場合には、メインピストン52の底面部52aと、検査治具1のセンサー部3の測定子34の上端部とが離れる。このとき、センサー部3では、シャフト32及び磁性体33を測定子34方向に押圧する移動制御部材37のばねの押圧力により、シャフト32が測定子34の傾斜面35を押し、これに伴い測定子34が上方に戻される。また、磁性体33は表示帯41bの位置に戻り、可動部材42により隠された状態となり、表示部4はバルブ開放を示す表示帯41aを表示する(図5(a)、図6(a))。
上記の構成及び動作を有する本実施形態の検査治具1を用いたハイドラントバルブ5の閉鎖時間の計測は、ハイドラントバルブ5のデッドマンコントロールをOFFにしてから、検査治具1の表示部4が、バルブ開放を示す表示帯41aからバルブ閉鎖を示す表示帯41bに切り替わった時間を計測することにより、簡便、かつ確実に行うことができる。また、この際、従来の判断手段であるバルブの閉鎖音を同時に確認することにより、計測制度をさらに向上させることができる。
このように、本発明の検査治具1では、ハイドラントバルブ5のメインピストン52の開閉動作に対応して、センサー部3内の磁性体33が表示部4の可動部材42を動作させ、表示帯41により、ハイドラントバルブ5の開閉状態を視認することができる。そのため、例えば、ハイドラントバルブ5の性能試験において、本発明の燃料配管用バルブの検査治具1を用いることによって、従来の、ハイドラントバルブ5内のメインピストン52の閉鎖音の聞き取りによる聴覚に加えて、視覚情報を併用することが可能となり、試験員の熟練技術を必要とせず、テストベンチでの周囲の騒音による影響等を軽減し、ハイドラントバルブ5の性能試験の精度を向上させることができる。さらに本発明の検査治具1は、上記のとおり電気を一切用いない構成であるので、可燃性の燃料を扱う場所においても安全に測定することが可能となる。また、構成が比較的シンプルであるためメンテナンスが容易であり、製造コストも低く抑えることが可能となる。
1 検査治具
2 フランジ部
21 挿通孔
3 センサー部
31 パイプ
32 シャフト
33 磁性体
34 測定子
35 傾斜面
36 測定子ブラケット
37 移動制御部材
38 封止部材
39 ねじ
4 表示部
41 表示帯
42 可動部材
43 ケース
5 ハイドラントバルブ
51 インレットポート
52 メインピストン
52a 底面部
53 アウトレットポート
54 バルブボディ
本発明は、上記の技術的課題を解決するためになされたものであって、以下のことを特徴としている。
第1に、開放時にはインレットポートから供給される流体の供給圧力によってメインピストンが鉛直上方に上昇し、閉鎖時には前記メインピストンが鉛直下方に降下する燃料配管用バルブの検査治具であって、
上下に開口する円筒状のフランジ部と、該フランジ部の外壁側から内壁側に、水平に挿通して設けられたセンサー部と、該センサー部の外壁側に設けられた表示部を備え、
前記センサー部は、前記フランジ部に水平に挿通されたパイプと、該パイプに内設されたシャフトと、該シャフトの外壁側端部に接続された、前記パイプ内を移動可能な磁性体と、前記パイプの端部に設けられ、磁性体及びシャフトの移動を規制する弾性体からなる移動制御部材と、
前記フランジ部内壁側に設けられ、上下動可能で、前記シャフトとの接触部が傾斜面に形成されており、上下動をシャフトの水平移動に変換可能な測定子と、パイプの内壁側端部に接続され、前記測定子を支持する測定子ブラケットとを有し、
前記表示部は、前記磁性体の移動範囲で、パイプ表面に設けられた表示帯と、該表示帯の表面に前記磁性体の移動に追従して移動可能な可動部材とを有し、
前記燃料配管用バルブの閉鎖時の前記メインピストンの降下に伴う測定子の下方移動により、前記シャフトが前記測定子の傾斜面に沿って押されて水平方向に移動し、前記シャフトに接続された前記磁性体が水平移動するとともに、前記磁性体の移動に追従して前記可動部材が前記表示帯上を移動し、前記燃料配管用バルブの開閉状態を表示することを特徴としている。
第2に、上記第1の発明の燃料配管用バルブの検査治具において、前記測定子ブラケットが着脱可能に接続され、測定子を交換可能とすることが好ましい。

Claims (3)

  1. 開放時にはインレットポートから供給される流体の供給圧力によってメインピストンが鉛直上方に上昇し、閉鎖時には前記メインピストンが鉛直下方に降下する燃料配管用バルブの検査治具であって、
    上下に開口する円筒状のフランジ部と、
    該フランジ部の外壁側から内壁側に、水平に挿通して設けられたセンサー部と、
    該センサー部の外壁側に設けられた表示部を備え、
    前記センサー部は、
    前記フランジ部に水平に挿通されたパイプと、
    該パイプに内設されたシャフトと、
    該シャフトの外壁側端部に接続された、前記パイプ内を移動可能な磁性体と、
    前記パイプの端部に設けられ、磁性体及びシャフトの移動を規制する弾性体からなる移動制御部材と、
    前記フランジ部内壁側に設けられ、上下動可能で、上下動をシャフトの水平移動に変換可能な測定子と、
    パイプの内壁側端部に接続され、前記測定子を支持する測定子ブラケットとを有し、
    前記表示部は、
    前記磁性体の移動範囲で、パイプ表面に設けられた表示帯と、
    該表示帯の表面に前記磁性体の移動に追従して移動可能な可動部材とを有し、
    前記燃料配管用バルブの閉鎖時の前記メインピストンの降下に伴う測定子の下方移動により、前記シャフト及び前記磁性体が水平移動するとともに、前記磁性体の移動に追従して前記可動部材が前記表示帯上を移動し、前記燃料配管用バルブの開閉状態を表示することを特徴とする燃料配管用バルブの検査治具。
  2. 前記測定子の前記シャフトとの接触部が傾斜面に形成されており、測定子の降下に伴い前記シャフトが測定子の傾斜面に沿って押されて水平方向に移動することを特徴とする請求項1に記載の燃料配管用バルブの検査治具。
  3. 前記測定子ブラケットが着脱可能に接続され、測定子を交換可能とすることを特徴とする請求項1又は2に記載の燃料配管用バルブの検査治具。
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