JP2575903B2 - 弁装置構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 開示技術は、スラリー等の圧送ポンプの吸排部に設け
られる弁装置の構造の技術分野に属する。

〈要旨の概要〉 而して、この出願の発明はブロック状等の所定のケー
スに設けたチューブにポペット弁等の弁本体がそのシャ
ンク部を該チューブに挿通されて進退動変位自在に支持
され、又、該ポペット弁の後端部に該シャンク部を延長
する部分に螺合等されてピストンが付設され、ケースに
はチューブに連接してシリンダが形成されている弁装置
構造に関する発明であり、ポペット弁のヘッド部の端部
とチューブの端部とに奥行断面が拡大状の凹溝を穿設す
る等し、該ポペット弁のヘッド部の端部とチューブの端
部に橋絡してゴム製等の直円筒状の可撓膜体をその端部
が膨出状の断面に形成されて該凹溝に嵌合して環設状態
にされ、その内側に潤滑油を充填してシャンク部とチュ
ーブとの摺動部分への異物の侵入を防止しながら、ポペ
ット弁のシャンク部の後端延長部に螺合して設けたピス
トンを上記ケースに設けたシリンダ内での進退動自在に
して確実に弁開閉されるようにされた弁装置構造に係る
発明である。

〈従来の技術〉 周知の如く、さまざまな産業で使用されているポンプ
はその稼動に際して各種の弁装置が所定タイミングで動
作するようにされて流動状やスラリー状の液体の圧送処
理に供されるようにされており、例えば、プランジャタ
イプのポンプの吸排部では一方向弁が設けられて所定の
配管に接続して弁装置の所定の開閉動作によって脈動的
に処理液を給排して流過するようにして吸入、圧送が行
われている。

そして、スラリー等の固液分離処理に用いられる高圧
圧送処理プラントに於いて装備される当該ポンプの各部
に印加される圧力な過大なものであり、使用される弁装
置は耐圧、耐久力に相当のものが使用されて弁本体とケ
ースの取合い各部の気密性等の機能は苛酷な使用条件に
充分に耐えるものである必要がある。

而して、例えば、第７図に示す様に、弁装置１はケー
ス２内にポペット弁３を収納しており、該ケース２の一
側にはチューブ４が形成されて該チューブ４に該ポペッ
ト弁３のシャンク部５が摺動自在に挿通され、ケース２
の一側に給排ポート6,7が穿設されてポペット弁３のヘ
ッド部８が給排ポート6,7の内側にテーパ状に形成され
たバルブシート９に当接、離反自在にされて該給排ポー
ト6,7を開放、閉塞して適宜にケース２とポペット弁３
との間に介装される図示しないバネの付勢力を介して弁
装置１が開閉動作等されるようにされ、該ポペット弁３
のケース２との取合い部位に於いて該ポペット弁３の着
座や進退動作による相対移動が正確にされて設計通りに
確実に弁動作するようにされてはいる。

そして、ケース２の一側とチューブ４とが適宜ボルト
10で結合されてポンプ12との接続部11を介して給排ポー
ト6,7を挿通状態で該ポンプ12、及び、フィルタプレス
等の次段処理装置13に適宜の配管を介して接続されるよ
うにされている。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、前述した如く、スラリー等の圧送処理
において、ポンプ12や弁装置１の各部に印加される圧力
は過大であり、当該圧力印加に際してポペット弁３が圧
力に応じてスムーズにチューブ４を進退されないような
場合には該圧力が該ポペット弁３のシャンク部５とケー
ス２の摺動部等の取合い各部でリークし、スラリーの該
ケース２内での流過に際し、ポペット弁３の進退動によ
ってチューブ４との隙間部にミクロン単位の粒子が侵入
し、当該部位に摺擦現象を生じ、次第に偏摩耗等が発生
する虞があった。

又、これに対処してスラリー等の処理液が流過する弁
装置１にあってスラリー等の粒子の侵入によるポペット
弁３のかじりや偏摩耗を抑止する設計として摺動部位で
のストローク変位に即して弾性の膜体を硫化処理等して
該ポペット弁３のシャンク部５被包姿勢に装着するよう
にした態様にあっては該ポペット弁３が進退動作するこ
とによって膜体が内部的な膨縮から疲労して亀裂が生じ
たり、剥離し易く、又、ポペット弁３やケース２等の金
属部分での取合いがうまく図れず、保護膜として充分に
機能し難いという難点があった。

又、例えば、実公昭61−19797号公報考案や実公昭61
−28547号公報考案等に示されているようにベローズを
シャンク部５に囲繞させた態様もあるが、かかる技術で
は該ベローズの固定的な曲折部が経時的に疲労し易く耐
久性が悪いという不都合さがあった。

〈発明の目的〉 この出願の発明の目的は上述従来技術に基づく高圧流
体に対する弁装置構造の耐久性、動作性の問題点を解決
すべき技術的課題とし、高圧状態においても弁本体の作
動が正常に行われてスラリー等の被処理液の微粒子の摺
動部分における侵入を避けながら弁装置が確実に安定し
て動作するようにし、高圧圧送を行うポンプの苛酷な使
用に対する耐久性を向上させるようにして各種産業分野
における液体処理技術利用分野に益する優れた弁装置構
造を提供せんとするものである。

〈課題を解決するための手段・作用〉 上述目的に沿い先述特許請求の範囲を要旨とするこの
出願の発明の構成は前述課題を解決するために、弁装置
はブロック状等の所定のケース内に設けたチューブにポ
ペット弁がそのヘッド部の首下からのシャンク部を挿通
されて進退変位自在に支持され、而して、該ポペット弁
にあっては後端部がそのシャンク部を延長する部分にピ
ストンが螺合等されて付設され、該シャンク部に後設し
てシリンダが形成され、ポペット弁はその進退において
偏倚する進退を抑止され、又、該ポペット弁を収容され
たケースに該シリンダに対する油圧制御装置を介装する
等してポペット弁の進退動作を高圧圧送の給排タイミン
グに連係させる等し、更に、該ポペット弁のヘッド部の
端部の首下とチューブの端部とに両部の奥行断面が拡大
状等の凹溝を穿設する一方、ポペット弁のヘッド部とチ
ューブとに橋絡してゴム製等の直円筒状の可撓膜体を膨
出状の断面等に拡大されて形成された端部を両端の膨出
部が奥行断面が拡大状の凹溝に嵌合させて環設固定さ
れ、更に、内側に潤滑油等の液体を充填する等して内圧
の安定を図り、ポペット弁の進退ストローク長の可撓膜
体がそのシャンク部に被包して進退変位する際に、該可
撓膜体が自在に膨縮しながら該シャンク部とチューブと
の摺動部分への異物の侵入をポペット弁の進退の繰り返
し使用において防止しつつ、該ポペット弁の進退動作に
協働して確実な弁開閉が行われるようにした技術的手段
を講じたものである。

〈実施例〉 次に、この出願の発明の実施例を第７図を一部援用
し、第１〜6d図に基づいて説明すれば以下の通りであ
る。

尚、第７図と同一態様部分は同一符号を用いて説明す
るものとする。

第１〜５図に示す実施例に於て、１′は弁装置であ
り、この出願の発明の要旨の中心を成し、ケース２の略
中央部に弁本体としてのポペット弁３′を進退自在に支
持するように適宜にライナが装着されたチューブ４が設
けられており、該ポペット弁３′のシャンク部５が摺動
自在であるように挿通された態様は従来態様と同様であ
る。

尚、この出願の発明において、記載上使用されるケー
ス２は部材を意味し、該ケース２の一側（図上左側）に
チューブ４のフランジ４′が連結して設けられている。

尚、14はシールパッキンである。

又、ケース２の他側の一つのケース本体2B（図上右
側）は上記チューブ４に外嵌して設けられており、方形
状に形成されて先端部にはポペット弁３′のヘッド部８
の作動腔部15が穿設されて側部にスラリーの排出ポート
６が形成されている。

そして、他のケース本体2Cが上記ケース本体2Bの端面
部16に一体的に接合して連結されており、該ケース本体
2Bの内側にポペット弁３′のヘッド部８の作動腔部15が
穿設され、又、ケース本体2Cの内側底部に該ポペット弁
３′のヘッド部８に対するバルブシート９が形成される
と共にスラリーの吸入ポート７が穿設されている。

尚、該ケース本体2Cは適宜アンカボルトを介して上記
ケース本体2Bと結合されてポペット弁３′のヘッド部８
がバルブシート９に密着状に当接、離反自在にされるよ
うにされている。

而して、チューブ４とポペット弁３′の取合いにおい
て、該ポペット弁３′のヘッド部８の端部の首下部位に
は第４図に示す様に、断面Ｕ字状に奥行断面が拡大状に
形成され凹溝17が環状に穿設されており、一方チューブ
４の端面に於いて同様に、該チューブ４の周囲の近傍に
同様に断面Ｕ字状に奥行断面が拡大状に形成した凹溝18
が対応的に穿設されている。

そして、チューブ４とポペット弁３′の取合におい
て、露出されるシャンク部５の外面にセット時において
該ポペット弁３′の自然状態でストローク長の直円筒状
のゴム製可撓膜体19が被包されており、該可撓膜体19は
その両側の端部20,20が第４図に示す様に、内外両方向
に膨出状に拡大形成されてポペット弁３′のヘッド部８
とチューブ４とに設けた奥行断面が拡大状の凹溝17,18
に各々の膨出状の端部20,20を嵌着されて橋絡状態にさ
れ、該ポペット弁３′の前進時に張設姿勢にされ、後退
時に縮少して第３図に示す様に外向きに湾曲姿勢にされ
るようにされている。

更に、可撓膜体19の内側であってポペット弁３′のシ
ャンク部５の外側は第２図に示す様に適宜の潤滑油21が
充填されており、可撓膜体19の内外の圧力が均一にバラ
ンスされるようにされている。

又、当該第２図に示す様に、ポペット弁３′はシャン
ク部５にケース２の後部方向（図示上では左方向）へ延
長してロッド22が捩子を介し結合されて所定長長尺に形
成されており、延長部分の該ロッド22の所定範囲はピッ
チを詰めてメネジが螺設されて該ロッド22にピストン23
がボス部24を螺合して外装されており、更に、後端にピ
ストン23のボス部24に対する通常のロック用のオネジ2
2′がやや小径に螺刻されている。

そして、ピストン23はその周面に円形のスベリ面25が
パッキン26を介設してボス部24の軸方向の中央部位に形
成されている。

又、ケース２の他端（図上左側）の一つのケース本体
2Dは上記ピストン23に対するシリンダ27として形成され
ており、該ピストン23をそのボス部24で支持する一方、
該ケース本体2Dはその側部には給排孔28,29が穿設され
て適宜の図示しない油圧制御装置に接続されて複動ピス
トンを成してポペット弁３′の進退動を行うようにし、
方形状のケーシングエンド2Eと適宜ボルトで結合されて
いる。

そして、ケース本体2Dの後端には挿通孔30を設けた該
ケーシングエンド2Eがポペット弁３′と共に該ポペット
弁３′に外装されたピストン23のボス部24を摺接状態に
支持して該ケース本体2Dに適宜アンカボルトを介して結
合されている。

尚、31はシールパッキンである。

そして、ポペット弁３′のロッド22の後端部のやや小
径のオネジ22′にはボス部24の抜け止め用のロックナッ
ト32が螺着されている。

而して、弁装置１′のポペット弁３′のヘッド部８は
バルブシート９を開閉自在にして弁装置１′がピストン
23の進退動を介して開閉動作されるようにされ、該ポペ
ット弁３′のケース２との取合いにおいて、バルブシー
ト９への着座や進退動作が設計通りに正確にされて確実
に開閉弁動作するようにされている。

又、第７図に示す従来態様同様に接続部11、11を介し
て給排ポート6,7を連通状態でポンプ12、及び、フィル
タプレス等の次段処理装置13に接続されている。

上述構成において、ケース２はポペット弁３′を進退
動自在に収容しており、該ポペット弁３′を支持するに
際し、その進退ストロークに対して充分な長さを有する
ように形成されている。

而して、当該実施例で弁装置１′はその製作の都合か
らケース２はチューブ４、ケース本体2B,2C,2D,2Eの各
ブロックに分割されており、ポペット弁３′の収容時に
各ボルトを介してケース２として一体に結合される。

そして、チューブ４に該ポペット弁３′のシャンク部
５が挿通されて支持され、ポペット弁３′のヘッド部８
の端部の首下を延長して設けた該シャンク部５からのロ
ッド22にボス部24を介して外設されたピストン23がケー
ス本体2Dのシリンダ27に摺動自在に支持され、該ピスト
ン23のボス部24はその後部がケーシングエンド2Eに摺動
自在にされて支持されているために、ポペット弁３′は
その進退方向に偏倚することがなく安定した姿勢で進退
動作が行われる。

そして、シリンダ27の給排孔28,29を介し作動油を該
シリンダ27内に対して給排すると、ピストン23が進退動
して該ポペット弁３′が往復動してヘッド部８がバルブ
シート９を開閉して給排ポート6,7を介してスラリーを
フィルタプレス等の次段装置13へと給排送給する。

而して、チューブ４と該ポペット弁３′の取合におい
て、露呈されるシャンク部５の外面を被包状態にして該
チューブ４の端部とポペット弁３′のヘッド部８の端部
とを橋絡してゴム製の直筒状の可撓膜体19が膨縮自在に
環装されていることで、該ポペット弁３′の進退時にス
ラリー等の処理液がシャンク部５に接触することがな
く、その間該可撓膜19は自由に膨縮すために疲労による
亀裂等が生ぜず、したがって、該チューブ４に挟雑物が
侵入する虞がなく、又、可撓膜19内の潤滑油21によりシ
ャンク部５のチューブ４に対する摺動はスムーズに行わ
れ、又、内外の圧力バランスも良好に保持されるためポ
ペット３′の進退動作が安定して行われる。

更に、第３、４図に示す様に、該可撓膜体19の端部20
が環状の膨出状に形成にされてチューブ４、及び、ポペ
ット弁３′のヘッド部８の奥行断面が拡大状の凹溝17,1
8に嵌着されているので、該ポペット弁３′の進退動作
に伴う撓みは吸収される。

又、ケース本体2B、及び、ケース本体2Cがポペット弁
３′のヘッド部８の作動腔部15を形成して一体的にケー
ス２が形成されており、バルブシート９に対してチュー
ブ４、及び、各ケース本体2B,2Cによって支持されるポ
ペット弁３′の正確な進退動によりヘッド部８の該バル
ブシート９への当接、離反が確実に行われ給排ポート6,
7の閉塞、開通が行われる。

そして、ピストン23はシリンダ27によって該ピストン
23のスベリ面25の周面、及び、ピストン23の前後のボス
部24,24の３点部で摺接支持され、又、該ピストン23と
ロッド22との螺合において、ネジピッチを密にして一体
的にされているため、動作精度が高くされる。

而して、ケース２内に於けるポペット弁３′の進退方
向に偏倚が生じず、又、挟雑物の侵入がないことで、ポ
ンプ12の稼動時の高圧状態のスラリーの流過にあって
も、ケース２とポペット弁３′との取合い各部の初期の
加工精度が維持されて偏摩耗等を生ずることがなく、し
たがって、弁装置１′の耐久性は常に維持される。

更に、該ポペット弁３′のシャンク部５から後延する
ロッド22にシリンダ27を進退するピストン23のボス部24
が螺設されていることで適宜に油圧制御装置の制御を介
してポペット弁３′の進退方向に沿ってシャンク部５に
圧力印加が行われ、ポンプ12を高圧で排出されるスラリ
ーの流入に際して該ポペット弁３′のヘッド部８に印加
される圧力とがバランスして弁装置１′の給排効率が向
上する。

尚、この出願の発明の実施態様は上述実施例に限るも
のではなく、可撓膜体19の膨出状の端部20,20と凹溝17,
18との取合いにおいて、例えば、設計変更的実施例とし
て第6a図に示す様に、可撓膜体19の端部20の膨出状の形
状を長くしても良く、又、取合い部の形状は第6b〜6d図
に示す様なものが採用可能であり、第6c図にあっては端
部20に金属製の弾性リング20′を鋳込み、脱落防止を図
ることが出来、又、ロッドを一体としたポペット弁を成
形したり、或いは、ロッドとポペット弁を適宜リンク連
結とする等の種々の態様が採用可能である。

〈発明の効果〉 以上、この出願の発明によれば、基本的に弁装置の耐
久性、動作性が向上し、高圧圧送に供されるポンプの苛
酷な使用における高圧状態での弁本体の作動が正常に行
われて弁装置が設計通りに確実に安定して動作されると
いう優れた効果が奏される。

而して、弁装置のケースとポペット弁との取合におい
て、前進、後退を繰り返す毎に生じるチューブと該ホペ
ット弁のシャンク部との摺動部分を直円筒状の可撓膜体
が被包してスラリー等の処理液との接触を防止するよう
にされているので摺動がスムーズにされ、ポペット弁の
シャンク部の後端部から延長されて形成されるピストン
による進退動を阻害することなく弁動作が確実に行わ
れ、又、該可撓膜体内の密封状に充填された潤滑油が可
撓膜体の耐圧性に寄与するという優れた効果も奏され
る。

そして、該可撓膜体の端部が環状に膨出状に拡大断面
にされてチューブ、及び、ポペット弁のヘッド部の両端
部に設けた奥行断面が拡大状の凹溝に嵌着されているの
で、該ポペット弁の進退動作に伴って撓む際に歪を吸収
することが出来、したがって、耐久性にも優れるという
効果がある。

更に、可撓膜体は直円筒状に配設されることからベロ
ーズ等と異なり、固定的な曲折部が無いため疲労が生ぜ
ず、耐久性に優れ、又、ポペット弁のヘッド部やチュー
ブの端部に対し弾性嵌め込みが容易であり、取り付け後
も脱落の虞がなく、弁装置の耐久性を良くするという優
れた効果が奏される。

而して、チューブにポペット弁のシャンク部を挿通さ
れてケースにポペット弁が支持され、更に、該ポペット
弁のヘッド部の首下からのシャンク部を延長してピスト
ンを付設してケース内に設けたシリンダに摺動自在に支
持させたために、ポペット弁の進退方向に偏倚がなく、
軸体への圧力印加状態が安定し、スラリー等の圧送処理
において、ポンプ装置や弁装置の各部に作用する過大な
圧力に充分に対応出来、したがって、ケース内を流過す
るスラリー原液のミクロン単位の粒子の侵入によるポペ
ット弁とチューブとの隙間での摺擦が防げて偏摩耗が生
ぜず、該ポペット弁の進退作動が正常に行われて耐久
性、メンテナンス性も向上するという優れた効果が奏さ
れる。

更に、弁装置の弁本体がピストンをしてケースに設け
たシリンダを進退するようにされていることで、圧送ポ
ンプ装置で発生する圧力は吸入ポートを高圧で流入する
処理液によって弁本体を押圧印加する際、弁本体の軸方
向の剛性に与るので、ヘッド部は均一な圧力を受けて進
退し、排出ポートへのスムーズな液の流過が得られて弁
装置の給排効率の向上が図れるという効果も奏される。

そして、この出願の発明の弁装置によってポペット弁
の軸方向と進退方向が常に一致するために、該ポペット
弁の剪断、破壊等が防止出来、更にポペット弁を軽量に
することが出来るというメリットもある。

又、ケース本体相互がボルトを用いて結合されるので
解離し易く定期、不定期のメンテナンスが容易であると
いうメリットがある。

更に又、ポペット弁のピストンが所定に油圧制御され
て動作することで、圧送ポンプの吸排のタイミングに同
調させることが出来るという優れた効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

第１〜５図はこの出願の発明の１実施例の説明図であ
り、第１図は弁装置の断面図、第２図は弁本体とケース
との取合い断面図、第３図は同作動状態断面図、第４図
は可撓膜体の取合い部位の拡大断面図、第５図は弁装置
の上面図であり、第6a〜6d図は各々他の実施例における
可撓膜体の取合い部位の拡大断面図、第７図は従来技術
の弁装置の概略部分断面図である。 ２……ケース、４……チューブ、 ３′……ポペット弁、５……シャンク部、 １′……弁装置、23……ピストン、 22……延長部（ロッド）、27……シリンダ、 19……可撓膜体、20……円筒状の端部、 17,18……凹溝、28,29……吸排孔、 ８……ヘッド部、21……液体

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ケースにポペット弁がそのシャンク部を挿
   通されて進退変位自在に支持され該シャンク部に可撓膜
   体が外設され、更に上記シャンク部が延長されてピスト
   ンを装備され、上記チューブには該ピストンを内装して
   摺動自在にするシリンダが接続されている弁装置構造に
   おいて、上記ポペット弁のヘッド部の端部と上記チュー
   ブの端部との間に屈曲自在の可撓膜体が橋絡して設けら
   れると共に該可撓膜体とシャンク部との間に潤滑油が密
   封充填されて環設されていることを特徴とする弁装置構
   造。
2. 【請求項２】上記可撓膜体の環状の端部が内外に膨出状
   の断面にされて上記ポペット弁のヘッド部の端部と上記
   チューブの端部とに穿設された奥行断面が拡大状の環状
   の凹溝に嵌合されていることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の弁装置構造。
3. 【請求項３】上記ポペット弁に一体的に形成されるシャ
   ンク部の延長部にピストンが螺合され上記シリンダ内に
   摺動自在に配設されていることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の弁装置構造。