JP2021162110A - 逆止弁及び流体供給システム - Google Patents

Abstract

【課題】二次側の圧力が所定値以下となったとき、弁体が微振動することなく一次側から流体を安定して供給することができ、二次側の圧力が多少上昇しても閉鎖することがない逆止弁及び流体供給システムを提供する。【解決手段】内部に弁室２０及び第一流路２１を形成し、第一流路２１の弁室２０側端部に弁座部２ａを形成した筒状の第一本体２と、内部に第一本体２の弁室２０側を収容する収容空間３０及び第二流路３１を形成した筒状の第二本体３とを備え、弁室２０内には、弁座部２ａと当接離間する弁体４及び該弁体４を第二流路３１側に付勢する付勢手段５を配設する。【選択図】図２

Description

本発明は逆止弁に関し、より詳しくは、陽圧空間に取り付けられ、該空間の圧力低下に伴って流体を供給する際に開放される逆止弁とこの逆止弁を利用した流体供給システムに関する。

一般に、流体の流れを一方向に規制する逆止弁（例えば、特許文献１参照）は、二次側から一次側への流体の流れを阻止するため、弁座に当接離間する弁体を、弁座側に付勢する付勢手段によって押し当て、二次側からの流体の流れを阻止するとともに、付勢手段の押圧力よりも大きな圧力の一次側からの流体を二次側に流すことを目的とした系に使用される。

また、陽圧状態の二次側の系からの流体の流れが外部（一次側）への漏洩の防止が必要であり、二次側の圧力が所定値以下となったときに一次側から流体を二次側へ供給する必要がある場合も、通常、上述した逆止弁を利用することもできる。

特開２０１５−１８３８２８号公報

しかし、このような利用形態は、一次側にも所定圧力（低下した二次側圧力＋付勢手段によって生じる圧力以上の圧力）を、常時保持する必要がある。

二次側が所定圧力を保持できない場合、二次側の圧力を検知し、二次側の圧力が所定値以下となったときに逆止弁よりも一次側に配設する開閉弁を開放し、所定圧力の流体を二次側に供給することも可能である。しかし、この場合、弁体は付勢手段によって弁座側に押圧されているため弁体が微振動（チャタリング）を起こし、振動・騒音の発生や弁体が破損する場合があるとともに、二次側の圧力が僅かに上昇しただけで、弁体が弁座に着座し、一次側から十分な流体の供給ができない場合があるという問題がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、二次側の圧力が所定値以下となったとき、弁体が微振動することなく一次側から流体を安定して供給することができ、二次側の圧力が多少上昇しても閉鎖することがない逆止弁及び流体供給システムを提供することである。

上記課題を解決するためになされた本発明に係る逆止弁は、
内部に弁室及び第一流路を形成し、該第一流路の前記弁室側端部に弁座部を形成した筒状の第一本体と、
内部に前記第一本体の弁室側を収容する収容空間及び第二流路を形成した筒状の第二本体とを備え、
前記弁室内には、前記弁座部と当接離間する弁体及び該弁体を第二流路側に付勢する付勢手段を配設するようにしている。

この逆止弁は、第二流路と繋がる陽圧の二次側からの付勢力よりも小さい付勢力の付勢手段で弁体を二次側に付勢するようにしているから、常時は弁体が弁座部に当接し、一次側と二次側の流体の流れを阻止し、付勢手段によって弁体は弁座部から離間する。付勢手段の付勢力によって弁体は安定した状態を維持し微振動を生じさせない。

この場合において、前記弁体は、有底筒状をなし、底部となる先端部に前記弁座と当接するシート部を備え、後端部の外周面が前記弁室と摺接し、先端部と後端部との間に内部に連通する開口部を備えるようにしている。

また、同じ課題を解決するためになされた本発明に係る流体供給システムは、
上述した逆止弁と、
前記第一流路と一次側系統とを連通する流路に配設した開閉弁と、
前記第二流路と連なる二次側系統に配備した圧力測定手段と、
該圧力測定手段の計測値が入力されるとともに、前記開閉弁の開閉を行う制御装置とを備え、
該制御装置は、圧力測定手段が測定した圧力値が閾値を下回ったときに開閉弁を開放し、一次側系統から二次側系統に流体を供給するものである。

本発明に係る逆止弁及び流体供給システムによれば、二次側の圧力が所定値以下となったとき、弁体が微振動することなく一次側から流体を安定して供給することができる逆止弁及び流体供給システムを提供することができる。

本発明に係る逆止弁の閉鎖状態を示す正面断面図である。 同逆止弁の開放状態を示す正面断面図である。 同逆止弁の組み立て手順を説明する断面図で、（ａ）は組立前、（ｂ）は組立完了状態を示す。 本発明の流体供給システムを示す概略図である。

以下、本発明に係る逆止弁及び流体供給システムの好適な実施形態について、図面を参照しながら説明する。この実施例に記載されている構成部品の形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。また、便宜的に図面上での方向によって部材等の方向を上下左右と指称することがあるが、これらは本発明の範囲を限定するものではない。

＜実施形態１＞
本発明に係る逆止弁１は、図１〜図３に示す。

［逆止弁］
本発明に係る逆止弁１は、内部に弁室２０及び第一流路２１を形成し、第一流路２１の弁室２０側端部に弁座部２ａを形成した筒状の第一本体２と、内部に第一本体２の弁室２０側を収容する収容空間３０及び第二流路３１を形成した筒状の第二本体３とを備え、弁室２０内には、弁座部２ａと当接離間する弁体４及び該弁体４を第二流路３１側に付勢する付勢手段５を備えている。

そして、弁体４は、有底筒状をなし、底部となる先端部４２に弁座部２ａと当接する円錐台状のシート部４ａを備え、後端部４３の外周面が弁室２０の内周面と摺接し、先端部４２と後端部４３との間に、弁体４の内部流路４０に連通する開口部４１を備えるようにしている。

［第一本体］
第一本体２は、弁体４と付勢手段５とが配設される弁室２０と、弁室２０の内径よりも小径の第一流路２１とが連なった円筒形状をなしている。第一流路２１の弁室２０側の端部は円錐台状の弁座部２ａを形成し、他端部は流路を形成する配管と連結される連結部となる。弁座部２ａとなる円錐台部分の周面が中心軸となす角度は、弁体５のシート部４ａの円錐台部分の周面が中心軸となす角度よりも若干大きくなるようにしている。

第一本体２の弁室２０には、弁体４と付勢手段５が収納されている。弁体４は上述した通り、後端部４３の外径が弁室２０の内径より若干小さい略同径とし、先端部４２はそれよりも小径で、開弁状態において弁室２０の内周面との間で環状の隙間を形成し一次側からの流体が流れる流路を形成する。

付勢手段５は、弁室２０の第一流路２１側の環状底面２ｂと弁体４の後端部４３と先端部４２との段差部となる環状部４３ａに両端部が当接する巻きバネを使用する。巻きバネの押圧力は、二次側流体の圧力によって弁体４を弁座部２ａ側に付勢する押圧力よりも小さく設定されている。本実施形態では先端部４２と後端部４３との間に外径が先端部４２と後端部４３との中間の外径となる中間部を設けている。この中間部は外径が使用する巻きバネの内径と略同径とすることで巻きバネを安定して配設することができる。

［第二本体］
第二本体３は、第一本体２の弁室２０側を収容する収容空間３０と第二流路３１とを備えており、第二流路３１は収納空間３０の内径よりも小径で、収納空間３０の環状底面３ａには、弁体５が開弁状態のときに、弁体５の後端部４３の端面が付勢手段５の付勢力により当接する。

第二本体３の収容空間３０には、第一本体２の弁室２０側が収容される。第一本体２と第二本体３との接合は特に限定するものではないが、本実施形態では、第一本体２の外周面に形成された雄ねじ部２２を、第二本体３の収容空間３０の内周面に形成した雌ねじ部３２に螺合することによって行うようにしている。

逆止弁１の組み立て手順は、図３に示すように、第一本体２に付勢手段５としての巻きバネ、弁体４を配置する（図３（ａ）参照）。このとき、弁体４の開放端は、第一本体２の弁室２０側端部より突出した状態となる。その後、第二本体３を螺合する（図３（ｂ）参照）。第二本体３の環状底面３ａに、第一本体２の弁室２０側端部が当接するまで捻じ込むことによって弁体４の開放端は、第一本体２の弁室２０側端部及び第二本体３の環状底面３ａと面一の位置となる。

この状態で、第二流路３１を陽圧の二次側と、第一流路２１を二次側が所定圧以下となったときに供給する流体の供給源と接続する。

＜実施形態２＞
図４に、本発明に係る流体供給システムＳを示す。

［流体供給システム］
本発明に係る流体供給システムＳは、実施形態１の逆止弁１と、逆止弁１の第一流路２１と一次側系統１１とを連通する流路１３に配設した開閉弁Ｖと、逆止弁１の第二流路３１と連なる二次側系統１２に配備した圧力測定手段Ｐと、この圧力測定手段Ｐの計測値が入力されるとともに、開閉弁Ｖの開閉指示を行う制御装置１０とを備え、制御装置１０は、圧力検知手段Ｐが測定した圧力値が閾値を下回ったときに開閉弁Ｖを開放し、二次側系統１２に一次側系統１１から流体を供給するようにしている。

一次側系統１１は、特に限定するものではなく、二次側系統１２が圧力低下することによって必要となる流体を所定の圧力で貯留するアキュームレータやタンクを使用することができる。また、タンクを使用する際には、流体を二次側に送出するポンプを

二次側系統１２は、常時、一定の圧力が維持される環境であれば、特に限定するものではなく、例えば、所定の流体が一定の圧力で充填された実験設備などが挙げられる。

開閉弁Ｖは、常時、一次側系統に貯留される流体を逆止弁１側への流れを阻止するもので、ノーマルクローズ型の電磁弁を採用することが好ましい。

制御装置１０は、圧力検知手段Ｐが測定した圧力値が閾値を下回ったときに開閉弁Ｖに開放信号を印加することができるものであれば、特に限定するものではないが、パーソナルコンピュータやシーケンサを利用することができる。

上記構成において、本流体供給システムＳは、逆止弁１の第一流路２１が、二次側系統１２に流路１４を介して、又は二次側系統１２に直接取り付けられ、第二流路３１が開閉弁Ｖを介して一次側系統が接続される。そして、二次側系統１２が一定の圧力を維持している限りにおいて一次側系統１１から流体が流れることはない。一次側系統１１と逆止弁１の第一流路２１とを接続する流路１３は通常、大気圧で維持されている。

そして、二次側系統１２の圧力が閾値を下回ったとき、逆止弁１の弁体４は、弁座部２ａに押圧する押圧力が低下し、付勢手段５の付勢力によって弁座部２ａから離間する。このとき、制御装置１０は、圧力検知手段Ｐが測定した圧力値が閾値を下回った信号を受け、開閉弁Ｖに開放信号を印加しているので、一次側系統１１に貯留されている流体は開放された逆止弁１を通過して二次側系統１２に流れ込む。

逆止弁１は、二次側系統１２の圧力低下によって弁体４が弁座部２ａから離間するが、二次側系統１２の圧力低下が僅かで弁体４の移動量が少ない場合でも一次側系統１１から流体が流れることで第一流路２１内の圧力が上昇し、弁体４は図２に示す位置まで移動し、一次側系統１１からの流体はスムーズに二次側系統１２に供給される。

本発明の逆止弁は、二次側の圧力低下に伴って一次側から流体を二次側に流すことができるから、二次側系統の圧力が閾値（所定圧力）を下回った場合に一次側系統から流体を供給することが必要な環境に、流体供給システムの主要部品として好適に用いることができる。

１ 逆止弁
１０ 制御装置
１１ 一次側系統
１２ 二次側系統
１３ 流路
２ 第一本体
２ａ 弁座部
２０ 弁室
２１ 第一流路
３ 第二本体
３０ 収容空間
３１ 第二流路
４ 弁体
５ 付勢手段（巻きバネ）
Ｐ 圧力測定手段
Ｖ 開閉弁

Claims (3)

1. 内部に弁室及び第一流路を形成し、該第一流路の前記弁室側端部に弁座部を形成した筒状の第一本体と、
   内部に前記第一本体の弁室側を収容する収容空間及び第二流路を形成した筒状の第二本体とを備え、
   前記弁室内には、前記弁座部と当接離間する弁体及び該弁体を第二流路側に付勢する付勢手段を配設した逆止弁。
2. 前記弁体は、有底筒状をなし、底部となる先端部に前記弁座と当接するシート部を形成し、後端部の外周面が前記弁室と摺接し、先端部と後端部との間に内部に連通する開口部を形成した請求項１に記載の逆止弁。
3. 請求項１又は２に記載の逆止弁と、
   前記第一流路と一次側系統とを連通する流路に配設した開閉弁と、
   前記第二流路と連なる二次側系統に配備した圧力測定手段と、
   該圧力測定手段の計測値が入力されるとともに、前記開閉弁の開閉を行う制御装置とを備え、
   該制御装置は、圧力測定手段が測定した圧力値が閾値を下回ったときに開閉弁を開放し、一次側系統から二次側系統に流体を供給するようにした流体供給システム。

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