JP2020172967A - Valve with gas purge function - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、配管やタンクに設けられる流体通路の遮断・開通・開度制御用のバルブ、詳しくは、配管やタンクに対してパージ用のガスを導入する機能を備えたガスパージ機能付きバルブに関する。 The present invention relates to a valve for shutting off / opening / opening a fluid passage provided in a pipe or a tank, and more particularly to a valve having a gas purging function having a function of introducing a purging gas into the pipe or the tank.
従来、流体(液体や流動物)を通す流体通路の遮断・開通・開度制御を行うバルブと、配管やタンクなどにパージガスを導入するガスパージ管は、独立したものを組み合わせて用いられている。これは、ガスパージ機能を備えたバルブが存在しなかったからにほかならない。 Conventionally, a valve for shutting off, opening, and opening a fluid passage through which a fluid (liquid or fluid) passes and a gas purge pipe for introducing purge gas into a pipe or a tank have been used in combination of independent valves. This is because there was no valve with a gas purge function.
パージ用のバルブは、例えば、下記特許文献1に示されているが、これは、ガスパージ管に取り付けてパージガスの流れの遮断・開通を行う弁であって、流体通路の遮断・開通・開度制御を行うバルブ(以下ではこれを流体通路用のバルブと言う)ではない。
The valve for purging is shown, for example, in
流体通路用のバルブとは別体のガスパージ管は、例えば、タンクに対してパージガスを導入する場合には、タンク内の液体が漏れ出さないように、ガスパージ管をタンクの上部からタンクの底近くまで(タンク内の液面位置が下限になったときにも液体に浸るところまで)挿入しており、容量の大きなタンクでは、特にそのガスパージ管は、長さが相当長いものになっている。 The gas purge pipe, which is separate from the valve for the fluid passage, is installed from the top of the tank to the bottom of the tank so that the liquid in the tank does not leak, for example, when introducing purge gas into the tank. It is inserted up to (until it is immersed in the liquid even when the liquid level position in the tank reaches the lower limit), and in a tank with a large capacity, especially the gas purge pipe is considerably long.
独立した流体通路用のバルブとガスパージ管を狭い場所に併設しようとすると、スペース面での設置規制を受け、その2者の併設の要求に応えられないことがあった。 When trying to install a valve for an independent fluid passage and a gas purge pipe in a narrow space, there were cases where the installation restrictions in terms of space could not meet the demands of the two.
また、容量の大きなタンクに取り付ける長さの長いガスパージ管は、強度が要求され、
さらに、タンク内の流体が下限液面位置まで減少したときにも、その流体中に確実に浸るように長さ精度も高めなければならないと言う問題があった。
In addition, long gas purge pipes that are attached to large-capacity tanks require strength.
Further, even when the fluid in the tank is reduced to the lower limit liquid level position, there is a problem that the length accuracy must be improved so as to be surely immersed in the fluid.
さらに、タンク内にタンクの底近くまで延びるガスパージ管を挿入すると、そのガスパージ管が邪魔になってタンク内に攪拌翼を設置することが自由に行えなくなる不具合もあった。タンク内の流体を攪拌翼で攪拌しながらガスパージを行うと、ガスパージの効率向上につながるが、上述のような攪拌翼の設置規制の不具合があるとそれが望めない。 Further, when a gas purge pipe extending near the bottom of the tank is inserted into the tank, the gas purge pipe becomes an obstacle and the stirring blade cannot be freely installed in the tank. Performing gas purging while stirring the fluid in the tank with a stirring blade leads to improvement in gas purging efficiency, but this cannot be expected if there is a defect in the installation regulation of the stirring blade as described above.
この発明は、パージガスの導入を、ガスパージ管を使わずに行えるようにして上記の問題を解決した流体通路用のガスパージ機能付きバルブを提供することを課題としている。 An object of the present invention is to provide a valve with a gas purging function for a fluid passage that solves the above problems by allowing the introduction of purge gas without using a gas purge pipe.
上記の課題を解決するため、この発明においては、
出入口のある流体通路を備えた弁本体と、その弁本体に液密かつスライド自在に挿入された弁棒と、その弁棒の先端に設けられた弁体と、前記弁体を接離させる前記弁本体に設けられた弁座と、前記弁棒を進退させる操作部材とを備えたバルブであって、
前記弁棒が、内部にガスパージ孔を備え、
そのガスパージ孔は、出口が前記弁体の先端に設けられた凹部に、ガス供給管の接続部を備えた入口が前記弁本体の外部にそれぞれ開放し、
前記弁体の前記凹部に、ガスは通し、液体の通過は阻止する多孔質部材(多孔質の気液分離部材)が組み込まれたガスパージ機能付きバルブを提供する。
In order to solve the above problems, in the present invention,
A valve body having a fluid passage with an inlet / outlet, a valve rod liquid-tightly and slidably inserted into the valve body, and a valve body provided at the tip of the valve body, and the valve body are brought into contact with each other. A valve provided with a valve seat provided on the valve body and an operating member for advancing and retreating the valve stem.
The valve stem has a gas purge hole inside.
The gas purge hole has an outlet in a recess provided at the tip of the valve body and an inlet having a connecting portion of a gas supply pipe opened to the outside of the valve body.
Provided is a valve with a gas purging function in which a porous member (a porous gas-liquid separating member) that allows gas to pass through and blocks the passage of liquid is incorporated in the recess of the valve body.
前記多孔質部材は、樹脂、金属、セラミックス、有機繊維、無機繊維の単材やそれらの材料を組み合わせた複合材からなるものでよい。金属やセラミックスからなる多孔質部材も、撥水処理を施すなどにより、ガスは通すが、液体や異物の通過は阻止する機能を付与することができる。 The porous member may be made of a single material of resin, metal, ceramics, organic fiber, inorganic fiber, or a composite material obtained by combining these materials. A porous member made of metal or ceramic can also be provided with a function of allowing gas to pass through, but blocking the passage of liquid or foreign matter, by subjecting it to a water repellent treatment or the like.
その多孔質部材の前記凹部に対する組み込みは、以下に列挙するような方法で行える。
1)前記凹部の内周面に雌ねじを加工し、その雌ねじに螺合させるブッシュを用い、そのブッシュに多孔質部材を嵌めて保持する。
2)前記凹部の内周面に雌ねじを加工し、前記多孔質部材を焼結体などの硬質体で形成してその多孔質部材の外周に雄ねじを加工し、この多孔質部材を前記凹部に直接ねじ込んで固定する。
3)前記多孔質部材の一部が嵌め込まれる穴付き押え板を弁体の先端側にねじで固定し、その押え板で多孔質部材を前記凹部から抜け止めして保持する。
4)外周に雄ねじの加工されたボス部を前記弁体の先端に突出させて設け、そのボス部に前記凹部を加工し、その凹部に前記多孔質部材を挿入し、前記ボス部にユニオンナットなどの押え部材を螺合させてその押え部材で前記多孔質部材を前記凹部から抜け止めして保持する。
5)前記弁棒に弁体の内側に届く先端側が小径の組み込み穴を設け、その組み込み穴の先端側に前記凹部を設けて弁棒の後部側から前記組み込み穴の先端側の前記凹部に前記多孔質部材を挿入し、前記組み込み穴の後部に螺合させるニップルと前記組み込み穴に挿入する押えパイプを追設して前記ニップルで前記押えパイプを前記多孔質部材に押し付けて前記多孔質部材を固定する。
The porous member can be incorporated into the recess by the methods listed below.
1) A female screw is machined on the inner peripheral surface of the recess, and a bush screwed into the female screw is used, and a porous member is fitted and held in the bush.
2) A female screw is machined on the inner peripheral surface of the recess, the porous member is formed of a hard body such as a sintered body, and a male screw is machined on the outer circumference of the porous member, and the porous member is formed into the recess. Screw it in directly to fix it.
3) A presser plate with a hole into which a part of the porous member is fitted is fixed to the tip end side of the valve body with a screw, and the porous member is prevented from coming off from the recess and held by the presser plate.
4) A boss portion with a male screw machined on the outer circumference is provided so as to project from the tip of the valve body, the recess is machined in the boss portion, the porous member is inserted into the recess, and a union nut is formed in the boss portion. The holding member such as the above is screwed, and the holding member holds the porous member by preventing it from coming off from the recess.
5) The valve rod is provided with a small diameter built-in hole on the tip side reaching the inside of the valve body, the recess is provided on the tip side of the built-in hole, and the recess is provided from the rear side of the valve rod to the recess on the tip side of the built-in hole. A nipple for inserting the porous member and screwing it into the rear part of the built-in hole and a holding pipe to be inserted into the built-in hole are additionally added, and the holding pipe is pressed against the porous member with the nipple to press the porous member against the porous member. Fix it.
前記操作部材は、手動式、動力駆動式を問わない。手動式の操作部材は、定位置回転可能に保持して前記弁棒の外周の雄ねじに螺合させたスリーブと、そのスリーブに係合させる手回し式のハンドルとで構成した一般的な形態の部材でよい。 The operating member may be a manual type or a power driven type. The manual operation member is a member of a general form composed of a sleeve that is held so as to be rotatable at a fixed position and screwed into a male screw on the outer circumference of the valve stem, and a hand-cranked handle that engages with the sleeve. It's fine.
また、動力駆動式の操作部材は、前記弁棒を押し引きする流体圧駆動のシリンダと、そのシリンダの動きを制御するリミットスイッチを組み合わせたもの、弁棒を電磁弁で押し引きするもの、弁棒に螺合させた定位置回転可能なスリーブをモータで回転させるものなど、いくつかの形態が考えられる。 The power-driven operating member is a combination of a fluid pressure-driven cylinder that pushes and pulls the valve stem and a limit switch that controls the movement of the cylinder, a valve rod that is pushed and pulled by an electromagnetic valve, and a valve. Several forms are conceivable, such as a sleeve that is screwed into a rod and can rotate in a fixed position and is rotated by a motor.
この発明のガスパージ機能付きバルブは、弁棒にガスパージ孔が設けられており、そのガスパージ孔を通して外部からパージ用のガスを流体通路に導入することができる。 The valve with a gas purge function of the present invention is provided with a gas purge hole in the valve stem, and a gas for purging can be introduced into the fluid passage from the outside through the gas purge hole.
ガスパージ孔の出口には、ガスのみを通す多孔質部材が組み込まれているため、流体通路中の流体の外部への流出は起こらない。 Since a porous member that allows only gas to pass through is incorporated at the outlet of the gas purge hole, the fluid in the fluid passage does not flow out to the outside.
このように、流体通路用のバルブ自体がパージ用のガスを外部から流体通路に導入する機能を有しているので、バルブの設置場所さえ確保できれば、流体の流れの遮断・開通・制御とガスパージを実施することができる。 In this way, the valve for the fluid passage itself has the function of introducing the gas for purging into the fluid passage from the outside, so as long as the installation location of the valve can be secured, the fluid flow is shut off, opened, controlled and gas purged. Can be carried out.
バルブから独立したガスパージ管が不要であるので、従来のガスパージ管に求められていた、内外面に作用する圧力や抗力に耐える強度や長さの精度確保などが不要になる。 Since a gas purge pipe independent of the valve is not required, it is not necessary to secure the strength and length accuracy to withstand the pressure and drag acting on the inner and outer surfaces, which are required for the conventional gas purge pipe.
また、流体通路用のバルブはタンクの外に設置され、そのタンク外に設けられるバルブがガスパージ機能を有しているため、タンク内に攪拌翼を設け、タンク内の流体を攪拌翼で攪拌しながらガスパージを行うことができる。 Further, since the valve for the fluid passage is installed outside the tank and the valve provided outside the tank has a gas purging function, a stirring blade is provided inside the tank and the fluid in the tank is stirred by the stirring blade. While gas purging can be performed.
以下、添付図面の図1〜図9に基づいて、この発明のガスパージ機能付きバルブの実施の形態を説明する。例示のガスパージ機能付きバルブは、いずれもタンクなどの下部に取り付けて使用するものになっている。 Hereinafter, embodiments of the valve with a gas purging function of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 9 of the accompanying drawings. All of the illustrated valves with a gas purge function are used by being attached to the lower part of a tank or the like.
図1のガスパージ機能付きバルブ1は、弁本体(ボディ)2と、弁棒3と、弁棒3の先端に設けられた弁体4と、この弁体4を接離させる弁本体2に設けられた弁座5と、弁棒3を軸方向にスライドさせて弁体4を変位させる操作部材6を備えている。
The
図中の符号7は、弁棒3を支えるステムガイド、符号8は、弁棒3の外周を液密にシールするグランドシール部、符号9は、弁棒3の回り止め部である。
In the figure,
図示のグランドシール部8は、グランドパッキン8a、グランドフォロワ8b、グランドプレート8c、グランドプレート8cに締め付け力を加えるスタッドボルト及びナット8dを組み合わせた周知のシール部である。
The illustrated
回り止め部9も、弁棒3に固定されたステムロック9aと、そのステムロック9aに取り付けたローラ9bと、弁本体2の上部に設けられた縦長のガイド9cを組み合わせた周知の機構であり、ローラ9bがガイド9c内を転がることで弁棒3が回転せずに軸方向に進退することができる。
The
弁本体2は、内部に流体通路2aを備えている。流体通路2aは入口Ipと出口Opを有しており、その流体通路2aの遮断・開通・開度制御が弁体4と弁座5を組み合わせた弁部によってなされる。
The
弁体4を変位させて弁座5に接離させる操作部材6は、弁棒3の下部の雄ねじ3aに螺合させたスリーブ6aと、そのスリーブ6aに固定した手回し式のハンドル6bとからなるものを例示した。符号6cは、ハンドル6bと弁本体2の下端との間に介在したワッシャ、符号6dは、スリーブ6aに螺合させたロックナットである。
The
スリーブ6aは、ハンドル6bの操作によって定位置で回転し、これにより、弁棒3が軸方向にスライドしてその弁棒3の先端の弁体4が弁座5に接離し、或いは、弁座5から離れているときに弁体4との間に生じる通路の大きさ(弁部開度)が変化する。なお、操作部材6は、図示の手動式に限定されるものではない。
The
弁棒3の内部には、ガスパージ孔10が設けられている。そのガスパージ孔10は、出口が弁体4の先端に設けられた凹部11に開放している。
A
また、ガスパージ孔10の入口は、弁本体2の外部(図のそれは、弁棒3の下端。操作部材6が設けられている側の端部)に開放している。そのガスパージ孔10の入口には、ガス供給管の接続部(図のそれは管用テーパねじ孔)12が加工されている。
Further, the inlet of the
弁体4の先端の凹部11には、ガスは通し、液体や微粒子などの異物の通過は阻止する多孔質部材13が組み込まれている。
A
多孔質部材13は、樹脂、金属、セラミックス、有機繊維、無機繊維の単一の材料やそれらの材料を組み合わせた複合材料で作られたものが考えられる。金属やセラミックス製の多孔質部材13は、ポーラス組織の焼結体であり、その焼結体に撥水処理を施すなどにより、ガスは通すが、液体や異物の通過は阻止する機能を付与することができる。
The
多孔質部材13の凹部11に対する組み込みは、図5〜図9に示すような方法で行える。図5の組み付け構造は、多孔質部材13を外周に段差部13aを有する異形部材にし、その多孔質部材13が適合して嵌る段付き穴を備えたブッシュ14を用いて多孔質部材13を弁体4に固定するものである。
The
凹部11の内周面には雌ねじ11aが、ブッシュ14の外周には雄ねじ14aがそれぞれ形成されており、多孔質部材13を嵌合させたブッシュ14を凹部11にねじ込むことで多孔質部材13の固定、保持がなされる。
A
図6の組み付け構造は、多孔質部材13を、焼結体や硬質樹脂などの硬質体で形成し、その多孔質部材13の外周に雄ねじ13bを加工し、この多孔質部材13を、内周面に雌ねじ11aの加工されている凹部11に直接ねじ込んで固定するものである。
In the assembly structure of FIG. 6, the
また、図7の組み付け構造は、多孔質部材13の一部が嵌め込まれる穴付きの押え板15を弁体4の先端側にねじ16で固定し、その押え板15で多孔質部材13を凹部11から抜け止めして保持するものである。
Further, in the assembling structure of FIG. 7, a
図8の組み付け構造は、外周に雄ねじ17aの加工されたボス部17を弁体4の先端に突出させて設け、そのボス部17に凹部11を加工し、その凹部11に多孔質部材13を挿入し、ボス部17に押え部材(図のそれはユニオンナット)18を螺合させてその押さえ部材18で多孔質部材13を凹部11から抜け止めして保持するものである。
In the assembly structure of FIG. 8, a
図9の組み付け構造は、弁棒3の内部に弁体4の内側に届く先端側が小径の組み込み穴19を設け、その組み込み穴19の先端側に凹部11を設けて弁棒3(弁体4)の後部側から組み込み穴19の先端側の凹部11に先端が小径の多孔質部材13を挿入し、組み込み穴19の後部に螺合させるニップル20と組み込み穴19に挿入する押えパイプ21を追設してニップル20で押えパイプ21を多孔質部材13に押し付けて凹部11に多孔質部材13を固定するものである。
In the assembly structure of FIG. 9, the valve rod 3 (valve body 4) is provided with a built-in
このように、弁体先端の凹部11に対する多孔質部材13の組み込みは、種々の構造を利用して行うことができる。ここで言う種々の構造とは、多孔質部材13を外れないように保持する構造であり、例えば、多孔質部材13を挿入するブッシュ14などの穴をテーパ穴にし、多孔質部材13の外周を前記テーパ穴に適合させたテーパ形状にし、多孔質部材13をテーパ穴にテーパ嵌合させて穴から外れ止めする形状なども含まれる。
As described above, the
図2、図3は、動力駆動の操作部材6を採用したガスパージ機能付きバルブ1Aを示している。例示の操作部材6は、弁棒3を押し引きする流体圧駆動のシリンダ(図のそれはエアーシリンダ)6eと、そのシリンダ6eの動きを制御するリミットスイッチ6fを組み合わせたものになっている。
2 and 3 show a valve 1A with a gas purge function that employs a power-driven
シリンダ6eは、ピストンに仕切られた上側の部屋の圧力が抜けると下側の部屋に組み込まれたスプリングの力でピストンロッドが上向きに押されて弁棒3に閉弁力が伝わるものになっている。
In the
リミットスイッチ6fは、弁本体2に固定されており、供給された流体によってシリンダ6eのピストンロッドが押し下げられると、ステムロック9aに取り付けられたインジケータ6gが図の位置から所定量降下し、リミットスイッチ6fが作動してそこからの信号に基づき、シリンダ6eに対する作動用流体の供給が停止する。
The
なお、図2のガスパージ機能付きバルブ1Aは、図を省略しているが、図1のバルブと同様、弁棒3の回り止め部を有している。
Although the figure is omitted, the valve 1A with a gas purge function of FIG. 2 has a detent portion of the
また、その回り止め部の構成部品であるステムロック9aを介してシリンダ6eのピストンロッドと弁棒3を連結しているので、弁棒3に設けたガスパージ孔10は、ガス供給管の接続部12を備えた入口を、弁本体2の外部に出ている弁棒3の長手途中の外周に開放させている。さらに、ステムガイド7が弁本体2に一体に加工されている。
Further, since the piston rod of the
その他の構成は、図1のバルブとほぼ同じであるので、同一要素に同一符号を付して再説明を省く。 Since the other configurations are almost the same as those of the valve of FIG. 1, the same elements are designated by the same reference numerals and re-explanation is omitted.
図1、図2、図4のガスパージ機能付きバルブ1、1A,1Bは、いずれも、弁本体2に設けられた流体通路2aの出口Opが、接続用のフランジ2bが設けられている側(弁本体2の斜め下側)にある。弁体4が流体通路2aを開くとき(又は閉じるとき)の弁棒3の作動方向は、逆に設定されていてもよい。
In each of the
図1、図2のバルブは、弁棒3を押し上げることによって閉弁するが、図4のバルブは弁棒3を押し上げることによって開弁するものになっている。
The valves of FIGS. 1 and 2 are closed by pushing up the
図4のガスパージ機能付きバルブ1Bの回り止め部9のステムロック9aは、弁棒3との間にテーパピン9dを圧入して弁棒3に固定されている。
The
また、図4のガスパージ機能付きバルブ1Bは、弁棒3を押し上げることで弁体4が弁座5から離反して開弁するので、弁棒3の雄ねじ3aを備える下部側を操作部材6のスリーブ6aの下端から所定量下側に突き出させている。その他の構成は、図1のバルブとほぼ同じであるので同一要素に同一符号を付して再説明を省く。
Further, in the
このように、図1、図2のバルブと図4のバルブは、弁体4の開弁・閉弁の作動方向が逆になっているが、どちらもバルブ自体を通してパージガスを導入できるものになっており、機能面での優位差は特にない。
As described above, the valves of FIGS. 1 and 2 and the valve of FIG. 4 have the valve opening and closing directions of the
図1、図2、図4を見てわかるように、弁体4の形状も特に限定されない。要は、弁棒3にガスパージ孔10が設けられ、そのガスパージ孔10の入口が外部に、出口が弁体4の先端に形成された凹部11にそれぞれ開放し、凹部11にガスのみを通す多孔質部材13が装着されていれば、本願の効果が得られる。
As can be seen from FIGS. 1, 2 and 4, the shape of the
1、1A、1B ガスパージ機能付きバルブ
2 弁本体
2a 流体通路
2b フランジ
Ip 入口
Op 出口
3 弁棒
3a 雄ねじ
4 弁体
5 弁座
6 操作部材
6a スリーブ
6b ハンドル
6c ワッシャ
6d ロックナット
6e シリンダ
6f リミットスイッチ
6g インジケータ
7 ステムガイド
8 グランドシール部
8a グランドパッキン
8b グランドフォロワ
8c グランドプレート
8d スタッドボルト及びナット
9 回り止め部
9a ステムロック
9b ローラ
9c ガイド
9d テーパピン
10 ガスパージ孔
11 凹部
11a 雌ねじ
12 ガス供給管の接続部
13 多孔質部材
13a 段差部
13b 雄ねじ
14 ブッシュ
14a 雄ねじ
15 押え板
16 ねじ
17 ボス部
17a 雄ねじ
18 押え部材
19 組み込み穴
20 ニップル
21 押えパイプ
1, 1A, 1B Valve with
Claims (4)
前記弁棒(3)が、内部にガスパージ孔(10)を備え、
そのガスパージ孔(10)は、出口が前記弁体(4)の先端に設けられた凹部(11)に、ガス供給管の接続部(12)を備えた入口が前記弁本体(2)の外部にそれぞれ開放し、
前記凹部(11)に、ガスは通し、液体の通過は阻止する多孔質部材(13)が組み込まれたガスパージ機能付きバルブ。 At the valve body (2) having a fluid passage (2a) with an inlet / outlet, the valve rod (3) liquid-tightly and slidably inserted into the valve body (2), and the tip of the valve rod (3). An operating member (6) for advancing and retreating the valve body (4) provided, the valve seat (5) provided on the valve body (2) for bringing the valve body (4) into contact with each other, and the valve rod (3). ) And a valve
The valve stem (3) is provided with a gas purge hole (10) inside.
The gas purge hole (10) has an inlet provided at a recess (11) provided at the tip of the valve body (4) and an inlet provided with a connecting portion (12) of a gas supply pipe outside the valve body (2). Open to each
A valve with a gas purging function in which a porous member (13) that allows gas to pass through the recess (11) and blocks the passage of liquid is incorporated.
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US4432471A (en) * | 1981-10-01 | 1984-02-21 | Colgate-Palmolive Company | Two phase product dispenser |
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-
2019
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Patent Citations (5)
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