JP2586773B2

JP2586773B2 - サイホン制御弁

Info

Publication number: JP2586773B2
Application number: JP4062424A
Authority: JP
Inventors: 省悟岩崎
Original assignee: Doryokuro Kakunenryo Kaihatsu Jigyodan
Current assignee: Doryokuro Kakunenryo Kaihatsu Jigyodan
Priority date: 1992-03-18
Filing date: 1992-03-18
Publication date: 1997-03-05
Anticipated expiration: 2012-03-05
Also published as: JPH05263800A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、サイホン原理を利用
した液体移送に使用するためのサイホン制御弁に関し、
特に、受圧部品の強度を向上させたことによって繰り返
し操作による受圧部品の破損が無く、移送する液体が高
放射性液体であっても安全にサイホンの圧力切り換え制
御ができるサイホン制御弁に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】高放射性液体を１つの槽から別の槽へ移
送するに際しては、サイホンおよびサイホン制御弁を用
いた送液システムが従来から用いられている。この送液
システムの一例を図４を参照して説明すると、高放射性
液体を収容した槽Ａと、この液体を移す別の槽Ｂと、こ
れらの槽Ａ、Ｂを接続する配管と、配管からの分岐管に
取付けたデミスタとを、セル内部に配置する。デミスタ
からの配管をセル外部に導き、この配管にフィルタ、圧
空作動弁、槽Ｖ、サイホン制御弁をこの順に配置する。
サイホン制御弁は換気ライン（−数ｍｍＨ₂Ｏ）、真空
ライン（−９ｍＷＧ）および操作圧ラインと接続されて
いて、操作圧ラインは０．６ｋｇ／ｃｍ²の空気を送る
電磁弁Ｓ１および１．４ｋｇ／ｃｍ²の空気を送る電磁
弁Ｓ２を備えている。また圧空作動弁は１．４ｋｇ／ｃ
ｍ²の空気を送る電磁弁Ｓ３を備えている。

【０００３】図５は従来のサイホン制御弁の構造を模式
的に示すものであって、操作圧ラインと連通する受圧室
５１、換気ラインと連通する換気ライン室５２、サイホ
ンラインと連通するサイホンライン室５３、および真空
ラインと連通する真空室５４を上方からこの順に有して
いる。下端に弁座部５６を有するセンターロッド５５
を、受圧室上方から受圧室５１および換気ライン室５２
を通してサイホンライン室５３まで貫通させてある。換
気ライン室５２内のセンターロッド５５外周面からセン
ターロッド内部を通って下端弁座部５６に開口する穿孔
５７を設けてある。受圧室頂部はダイアフラム５８で塞
がれており、受圧室５１と換気ライン室５２との間、お
よび換気ライン室５２とサイホンライン室５３との間は
ダイアフラム５９、６０により仕切られている。中心に
弁座部を有する弁座板６１をサイホンライン室５３と真
空室５４の間に配置する。センターロッド５５は、換気
ライン室５２に配置されたばね６２によって上方に付勢
されている。真空室５４内には、ばね６３により上方に
付勢されている弁台座６４を配置し、上ボール弁６５と
下ボール弁６６とを一体構造にした弁体を弁台座６４の
上に載置して、下ボール弁６６は弁座板６１の弁座部に
当接するように弁台座ばね６３によって上方に付勢さ
れ、上ボール弁６５はセンターロッド５５が下降したと
きにセンターロッド下端の弁座部５６と当接するように
されている。

【０００４】図５はサイホン制御弁が位置（１）の状
態、すなわち図４における槽Ｖと換気ラインとが通気状
態とされサイホン作用は生じない状態を示している。こ
の状態においては、電磁弁Ｓ１およびＳ２は非励磁
（閉）とされ、電磁弁Ｓ３は非励磁（閉）とされ圧空作
動弁は作動せずに開とされている。かような位置（１）
においては、図５のサイホン制御弁の受圧室５１には操
作圧ラインから操作圧が送られず、そのためセンターロ
ッド５５はばね６２により付勢されて最も高い位置に置
かれ、上ボール弁６５はセンターロッド下端の弁座部５
６と当接せずに開となり、一方、下ボール弁６６はばね
６３により付勢されて弁座板６１の弁座に当接し閉とな
る。従って、換気ラインが、サイホン制御弁の換気ライ
ン室５２およびサイホンライン室５３を介して、槽Ｖ、
デミスタ、配管等と連通し換気されている。

【０００５】図４における槽Ａ内の液体を槽Ｂへサイホ
ン作用によって送液するに際しては、電磁弁Ｓ３を励磁
（開）して１．４ｋｇ／ｃｍ²の空気を圧空作動弁へ送
りこの弁を閉とし、電磁弁Ｓ１とＳ２を励磁（開）して
操作圧ラインから１．４ｋｇ／ｃｍ²の操作圧をサイホ
ン制御弁の受圧室５１に送る。これによって、サイホン
制御弁は図６に示した位置（３）の状態となる。すなわ
ち、操作圧により受圧室５１のダイアフラム５９が押し
下げられてセンターロッド５５は最も低い位置に置か
れ、上ボール弁６５はセンターロッド下端の弁座と当接
して閉とされ、さらに下ボール弁６６も押し下げられて
弁座板６１の弁座から離れて開となる。従って、真空ラ
インが、真空室５４およびサイホンライン室５３を介し
て槽Ｖと連通し、槽Ｖ内が真空とされる。

【０００６】槽Ｖ内が十分に真空になった時点で、電磁
弁Ｓ２のみを非励磁（閉）として操作圧ラインから０．
６ｋｇ／ｃｍ²の操作圧をサイホン制御弁の受圧室５１
に送る。これによって、サイホン制御弁は図７に示した
位置（２）の状態となる。すなわち、位置（３）のとき
より若干低い操作圧を受圧室５１に送ることによって、
受圧室のダイアフラム５９を位置（３）よりも弱く押し
下げ、その結果、センターロッド５５は最も高い位置
（１）（図５）と最も低い位置（３）（図６）の中間の
位置（２）（図７）に置かれる。これによって、上ボー
ル弁６５も下ボール弁６６も閉となり、サイホンライン
室５３は真空室５４とも換気ライン室５２とも連通しな
い状態となる。この状態において、電磁弁Ｓ３を非励磁
（閉）として圧空作動弁を開とすることによって、槽Ｖ
から配管までが減圧されてサイホン状態となり、槽Ａ内
の液体が槽Ｂへ移送されることになる。

【０００７】所定量の液体の移送が終了した時点で電磁
弁Ｓ１を非励磁（閉）とすることにより、サイホン制御
弁の受圧室５１への操作圧の供給が停止し、センターロ
ッド５５はばね６２の付勢によって再び最高位置（１）
へ戻り、下ボール弁６６もばね６３により押し上げられ
て閉とされ、図５のような換気ラインとの接続状態に戻
る。その結果、サイホン作用がなくなり、槽Ｂへの液体
の移送も停止する。

【０００８】なお、サイホン制御弁内部の弁の作動を確
認するために、センターロッドの上下動によって作動す
るマイクロスイッチ機構が受圧室上方に設けてある。す
なわち図５に示したように、受圧室５１上方にセンター
ロッド５５を突出させ、突出させたセンターロッドの所
定高さに接点板６７ａ、６７ｂを突設し、センターロッ
ドの上下動により接点板６７ａがマイクロスイッチ６８
ａと接触し、あるいは接点板６７ｂがマイクロスイッチ
６８ｂと接触することによって、上ボール弁６５および
下ボール弁６６の作動を確認することができるようにな
っている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述したごとき構造の
従来のサイホン制御弁においては、受圧用および仕切り
用のダイアフラム５９、６０として高分子フィルムから
なるダイアフラムを使用しているため、繰り返し操作に
対して十分な強度が無く、通常使用状態で破損すること
が多い。特に高放射性液体を取り扱う場合に、ダイアフ
ラムの破損が生じると放射性ミスト等がサイホン制御弁
の外部に漏れだして放射能汚染を起こす可能性がある。
またダイアフラム等の破損によりサイホン制御弁を修理
するに際しては、放射能の除染を行う必要があり、この
除染作業においてさらに被曝の発生や放射能汚染の可能
性が生ずる。

【００１０】さらに従来のサイホン制御弁は、受圧室５
１、換気ライン室５２、サイホンライン室５３、真空室
５４という４つのブロックから構成されていて構造が複
雑であり、機械的に弱い高分子フィルム製のダイヤフラ
ムを使用しているため、分解・組立に熟練を必要とす
る。

【００１１】そこでこの発明は、繰り返し操作によって
も故障を生じ難く、その結果信頼性を向上でき、しかも
分解・組立等のしやすいように構造を簡単にした、新規
かつ改良されたサイホン制御弁を提供することを目的と
してなされたものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】すなわちこの発明のサイ
ホン制御弁は、図１に示す実施例の参照番号を用いて述
べれば、上方に操作圧ラインと連通する受圧室１を、中
間に換気ラインおよびサイホンラインと連通する中間室
２を、下方に真空ラインと連通する真空室３を有し、中
心孔６を有する仕切板７を受圧室１と中間室２との間に
配置し、中心孔８を有する中間室仕切板９を中間室２内
に配置して上部の換気ライン室４と下部のサイホンライ
ン室５とに区分し、中心に弁座部１０を有する弁座板１
１を中間室２と真空室３との間に配置し、下端に弁座部
１２を有するセンターロッド１３を受圧室１上方から受
圧室１、仕切板７の中心孔６および中間室仕切板９の中
心孔８を通して中間室下部のサイホンライン室５まで貫
通させ、換気ライン室４内のセンターロッド１３外周面
からセンターロッド内部を通って下端弁座部１２に開口
する穿孔１４を設け、受圧室１内のセンターロッド１３
にベローズ支持板１５を突設して、仕切板７とベローズ
支持板１５との間にベローズ支持板１５を介してセンタ
ーロッドを上方に付勢するばね１６を配置するととも
に、仕切板７とベローズ支持板１５との間にステンレス
鋼製受圧室ベローズ１７を固着配設し、サイホンライン
室５内のセンターロッド１３にベローズ支持部１８を設
けて、中間室仕切板９とベローズ支持部１８との間にス
テンレス鋼製中間室ベローズ１９を固着配設し、ばね２
０により上方に付勢されている弁台座２１を真空室３内
に配置し、上ボール弁２２と下ボール弁２３とを一体構
造にした弁体２４を弁台座２１の上に載置して、下ボー
ル弁２３は弁座板１１の弁座部１０に当接するように弁
台座ばね２０によって付勢され、上ボール弁２２はセン
ターロッド１３が下降したときにセンターロッド下端の
弁座部１２と当接するようにされていることを特徴とす
るものである。

【００１３】

【作用】操作圧ラインから受圧室１へ送る操作圧を変
化させることにより受圧室ベローズ１７の押圧程度を加
減でき、センターロッド１３を上下動させることができ
る。操作圧とセンターロッドの高さと上ボール弁２２、
下ボール弁２３の開閉との関係は、図５、図６および図
７に示した従来のサイホン制御弁と同じである。この関
係をまとめると下表のようになる。

【００１４】操作圧センターロッドの高さボール弁の開閉位置（１）図１最も低い最も高い上ボール弁開下ボール弁閉位置（３）図２最も高い最も低い上ボール弁閉下ボール弁開位置（２）図３中間中間位置上ボール弁閉下ボール弁閉

【００１５】

【実施例】図１、図２および図３に示す好ましい実施例
を参照して、この発明のサイホン制御弁の構造を詳述す
る。

【００１６】この発明によるサイホン制御弁は、受圧室
１、中間室２および真空室３の３つのブロックをボルト
（図示せず）により連結して構成されており、従来のサ
イホン制御弁が受圧室、換気ライン室、サイホンライン
室および真空室の４つのブロックからなっているのに比
べて、構造的に簡略化されている。仕切板７および弁座
板１１は、それぞれ受圧室１と中間室２および中間室２
と真空室３とを連結する際にそれらの間に固定され、中
間室仕切板９は中間室２内にねじ（図示せず）により固
定される。受圧室１上方から貫通させたセンターロッド
１３と受圧室１頂部との間の隙間にはＯリングを配して
気密性が保たれるようにしてある。

【００１７】この発明においては、従来のサイホン制御
弁で用いられていたダイアフラムに代えて、ＳＵＳ３１
６Ｌのごときステンレス鋼製のベローズ１７、１９を使
用している。受圧室ベローズ１７とベローズ支持板１５
および仕切板７との接続、中間室ベローズ１９とセンタ
ーロッドのベローズ支持部１８および中間室仕切板９と
の接続は、溶接固定によってなされている。この実施例
では、ベローズ支持部１８はセンターロッド１３外周面
に形成した肩部から構成されている。

【００１８】弁体２４は、下ボール弁２３に上ボール弁
２２をねじ込んで一体構造とされており、下ボール弁２
３は弁台座２１の上に単に載置されている。なお、ボー
ル弁２２、２３と当接する弁座部１２、１０には表面硬
化処理を施すことが好ましく、これによって繰り返し作
動による磨耗を防止することができる。

【００１９】図１に示す位置（１）、図２に示す位置
（３）および図３に示す位置（２）は、それぞれ従来の
サイホン制御弁における図５の位置（１）、図６の位置
（３）および図７の位置（４）に相当する。すなわち、
図１の位置（１）においては、換気ラインが、サイホン
制御弁の換気ライン室４さらにはサイホンライン室５を
介して、槽Ｖ、デミスタ、配管等（図４参照）と連通し
換気されている状態となている。また図２の位置（３）
においては、真空ラインが、真空室３およびサイホンラ
イン室５を介して槽Ｖと連通し、槽Ｖ内が真空とされ
る。さらに図３の位置（２）においては、上ボール弁２
２も下ボール弁２３も閉となり、サイホンライン室５は
真空室３とも換気ライン室４とも連通しない状態とな
る。

【００２０】図１の位置（１）から図３の位置（２）へ
の切換は、操作圧ラインから受圧室１に送られる操作圧
により受圧室ベローズ１７が押圧される押圧力が、受圧
室内のばね１６の弾性力に打ち勝ってばね１６を圧縮
し、これによりセンターロッド１３が押し下げられるこ
とによってなされるが、図示の実施例では、この切換点
の調整機構が設けられている。すなわち図３からわかる
ように、仕切板７の中心孔６近傍でばね１６を支持する
と共に、中心孔近傍の仕切板部分７ａをその周辺の仕切
板７ｂと別体として、中心孔近傍仕切板部分７ａを周辺
仕切板７ｂに捩じ込むことにより両者が一体とされてい
る。中心孔近傍仕切板部分７ａを回転して周辺仕切板７
ｂに対して上下させることによって、ばね１６の弾性力
を調整できるようになっている。かような受圧室１内の
ばね調整機構によって、位置（１）から位置（２）への
切換点を調整することができる。

【００２１】さらに、図３の位置（２）から図２の位置
（３）への切換は、弁台座２１を押し上げるばね２０の
弾性力が、センターロッド１３の押し下げ力に打ち勝っ
てセンターロッドを押し上げることによってなされる
が、図示の実施例では、この切換点の調整機構が設けら
れている。すなわち図２からわかるように、弁台座２１
のばね２０下部に台座２５を設け、台座２５と螺合する
ねじ２６を真空室３外部から捩じ込んで、真空室外部か
らねじ２６を回転させて台座２５を上下させることによ
ってばね２０の弾性力を調整できるようになっている。
なお、ねじ２６と真空室底部との隙間はＯリングを配し
て、機密が保たれるようにされている。かような弁台座
２１のばね調整機構によって、位置（２）から位置
（３）への切換点を調整することができる。

【００２２】サイホン制御弁内部の弁体２４の作動を確
認するために、図示の実施例においても従来と同様なマ
イクロスイッチ機構を設けてある。すなわち、図３から
わかるように、受圧室１上方にセンターロッド１３突出
させ、突出させたセンターロッドの所定高さに接点板３
０ａ、３０ｂを突設し、センターロッドの上下動により
接点板がマイクロスイッチ３１ａ、３１ｂと接触するこ
とによって、ボール弁２２、２３の作動を確認できる。
特に図示の実施例では、受圧室１上方に突出させたセン
ターロッド１３の外周にねじ（図示せず）を切り、接点
板を備えた環状部材３２ａ，３２ｂをセンターロッド１
３外周に螺合させ、環状部材３２ａ，３２ｂを回転して
センターロッドに対して上下させることによって接点板
３０ａ，３０ｂの高さを調整し、マイクロスイッチ３１
ａ，３１ｂの作動点を変えることができるようになって
いる。

【００２３】

【発明の効果】上述したところからわかるように、この
発明のサイホン制御弁においては、受圧手段として従来
のダイアフラムに代えてステンレス鋼製ベローズを使用
したことによって、強度がはるかに向上した結果、通常
使用状態において破損することが皆無となり、繰り返し
寿命も飛躍的に向上し、信頼性を高めることができる。
特に高放射性液体を取り扱う場合にも、サイホン制御弁
の破損に伴う放射性ミスト等の弁外への漏れが無くな
り、安全性が向上する。また放射能汚染発生の可能性も
皆無となるため、放射能除染作業の必要がなくなり、そ
の結果、部品の劣化や弁座漏れ等の機能障害の発生も無
くすことができる。

【００２４】さらに、サイホン制御弁の構造を従来の４
ブロック構造から３ブロック構造としたことにより、分
解・組立が容易となり、作業者の熟練も不要となる。ま
た、受圧室内のばね調整機構を設けることによって位置
（１）から位置（２）への切換点の調整が可能となり、
さらには弁台座のばね調整機構を設けることによって位
置（２）から位置（３）への切換点の調整が可能とな
り、かような調整機構によりサイホン制御弁の確実な作
動を保証し、保全性・信頼性を向上させることができ
る。また、マイクロスイッチの作動点調整機構を設ける
ことによって弁作動の検出・確認がより一層確実とな
り、信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のサイホン制御弁の好ましい実施例の
断面図であり、位置（１）の状態を示している。

【図２】図１のサイホン制御弁における位置（３）の状
態を示す断面図。

【図３】図１のサイホン制御弁における位置（２）の状
態を示す断面図。

【図４】サイホン制御弁の使用例を示す説明図。

【図５】従来のサイホン制御弁の例を示す断面模式図で
あり、位置（１）の状態を示している。

【図６】図５のサイホン制御弁における位置（３）の状
態を示す断面模式図。

【図７】図５のサイホン制御弁における位置（２）の状
態を示す断面模式図。

【符号の説明】

１…受圧室、２…中間室、３…真空室、４
…換気ライン室、５…サイホンライン室、６…中心
孔、７…仕切板、８…中心孔、９…中間室仕切
板、１０…弁座部、１１…弁座板、１２…弁座
部、１３…センターロッド、１４…穿孔、１５
…ベローズ支持板、１６…ばね、１７…受圧室ベロ
ーズ、１８…ベローズ支持部、１９…中間室ベロー
ズ、２０…ばね、２１…弁台座、２２…上ボー
ル弁、２３…下ボール弁、２４…弁体。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】上方に操作圧ラインと連通する受圧室
（１）を、中間に換気ラインおよびサイホンラインと連
通する中間室（２）を、下方に真空ラインと連通する真
空室（３）を有し、中心孔（６）を有する仕切板（７）を受圧室と中間室と
の間に配し、中心孔（８）を有する中間室仕切板（９）
を中間室内に配して上部の換気ライン室（４）と下部の
サイホンライン室（５）とに区分し、中心に弁座部（１
０）を有する弁座板（１１）を中間室と真空室との間に
配し、下端に弁座部（１２）を有するセンターロッド（１３）
を受圧室上方から受圧室、仕切板（７）の中心孔および
中間室仕切板（９）の中心孔を通して中間室下部のサイ
ホンライン室まで貫通させ、換気ライン室内のセンター
ロッド（１３）外周面からセンターロッド内部を通って
下端弁座部（１２）に開口する穿孔（１４）を設け、受圧室内のセンターロッド（１３）にベローズ支持板
（１５）を突設して、仕切板（７）とベローズ支持板
（１５）との間にベローズ支持板を介してセンターロッ
ドを上方に付勢するばね（１６）を配置するとともに、
仕切板（７）とベローズ支持板（１５）との間にステン
レス鋼製受圧室ベローズ（１７）を固着配設し、サイホンライン室内のセンターロッド（１３）にベロー
ズ支持部（１８）を設けて、中間室仕切板（９）とベロ
ーズ支持部（１８）との間にステンレス鋼製中間室ベロ
ーズ（１９）を固着配設し、ばね（２０）により上方に付勢されている弁台座（２
１）を真空室内に配置し、上ボール弁（２２）と下ボー
ル弁（２３）とを一体構造にした弁体（２４）を弁台座
（２１）の上に載置して、下ボール弁（２３）は弁座板
（１１）の弁座部（１０）に当接するように弁台座ばね
（２０）によって付勢され、上ボール弁（２２）はセン
ターロッド（１３）が下降したときにセンターロッド下
端の弁座部（１２）と当接するようにされていることを
特徴とするサイホン制御弁。
【請求項２】仕切板（７）の中心孔（６）近傍でばね
（１６）を支持すると共に、中心孔近傍の仕切板部分
（７ａ）をその周辺の仕切板（７ｂ）と別体として、中
心孔近傍仕切板部分（７ａ）を周辺仕切板（７ｂ）に捩
じ込むことにより両者が一体とされており、中心孔近傍
仕切板部分（７ａ）を回転して周辺仕切板（７ｂ）に対
して上下させることによってばね（１６）の弾性力を調
整できるようにした請求項１記載のサイホン制御弁。
【請求項３】弁台座（２１）のばね（２０）下部に台
座（２５）を設け、台座と螺合するねじ（２６）を真空
室（３）外部から捩じ込んで、真空室外部からねじ（２
６）を回転させて台座（２５）を上下させることによっ
てばね（２０）の弾性力を調整できるようにした請求項
１記載のサイホン制御弁。
【請求項４】受圧室（１）上方にセンターロッド（１
３）を突出させ、突出させたセンターロッドの所定高さ
に接点板（３０ａ、３０ｂ）を突設し、センターロッド
の上下動により接点板がマイクロスイッチ（３１ａ、３
１ｂ）と接触することによって弁体（２４）の作動を確
認できるようにした請求項１記載のサイホン制御弁。
【請求項５】受圧室（１）上方に突出させたセンター
ロッド（１３）の外周にねじを切り、接点板（３０ａ、
３０ｂ）を備えた環状部材（３２ａ、３２ｂ）をセンタ
ーロッド（１３）外周に螺合させ、環状部材を回転して
センターロッドに対して上下させることによって接点板
（３０ａ、３０ｂ）の高さを調整できるようにした請求
項４記載のサイホン制御弁。