JP2626799B2

JP2626799B2 - 自動絞り調節弁付開閉弁装置

Info

Publication number: JP2626799B2
Application number: JP63186642A
Authority: JP
Inventors: 秀邦横田; 伸五横田
Original assignee: 伸五横田; 横田博; 横田義博
Priority date: 1988-07-26
Filing date: 1988-07-26
Publication date: 1997-07-02
Anticipated expiration: 2012-07-02
Also published as: JPH0238784A

Description

【発明の詳細な説明】イ．発明の目的「産業上の利用分野」本発明は、流体輸送管路に介装する自動絞り調節弁付
開閉弁装置に係り、開閉弁の弁開口部付近に些かも強度
な偏流、乱流など発生させることなく、従って、振動現
象や衝撃現象の全く無い弁装置を得ようとするものであ
る。

「従来の技術」開閉弁、即ち弁座に対し開閉動作をする弁体を持つ汎
用的な締切り弁は、例えば、バタフライ弁、ゲート弁、
ボール弁では、単純な開閉操作のみならず、適宜に流量
制御を行うためにも使用されるが、この流量制御に使用
される場合には、弁開口の形状が経整形なものであるた
めに、弁開口を通過する流れは偏流的乱流となり易く、
従って、流量制御比率が大きくなり前後の差圧が大きく
なると、振動現象や衝撃現象（キャビテーション現象を
含む）を誘発して、弁要部の急激な侵食や破壊又は甚だ
しい騒音や振動を生じ、その対策に苦慮すると言う問題
点があった。

従来の汎用的な開閉弁においては、如上の諸現象によ
る被害を緩和する為の改善手段として、弁開口の形状に
関しては、例えば、櫛歯状の突起物や多孔板を設けて、
弁開口において絞られ噴出する流れの過激な流動エネル
ギーの細分化による消散を計り、或いは保護部材を設け
て傷損予定部位の保護手段を試みたり、更にはキャビテ
ーション負圧部位の発生を抑制するための冗長な負圧解
消装置を装着するなどして、対症療法的な改善手段に腐
心されてきた。

「発明が解決しようとする課題」しかし、従来の汎用的な開閉弁のように、不整形な流
路断面を成す弁開口において絞られ偏流的乱流として噴
出する流れの過激な流動エネルギーを程よく緩和し、消
散させることには実際上限界があり、源流圧力の上昇に
伴う絞り差圧の増大、又は弁口径の大型化に伴い、その
振動現象や衝撃現象はその激しさを増す。

本発明においては、流量を絞り制御する際に差圧の発
生する部位を、弁開口の不整形な開閉弁から、理論的に
理想に近い整った弁開口形状のリフト弁形式の自動絞り
調節部に移すよう構成することにより、開閉弁の弁開口
を通過する流れ速度の方は一般的な管内流速に近い値に
して、該開閉弁に如上の振動現象や衝撃現象を本質的に
発生させないようにしたものである。

従って、たとえ該開閉弁を大型化しても、又は該開閉
弁での流量制御比率を大きく取ったとしても、何ら支障
なく、静粛で信頼性の高い開閉弁装置を得ることを目的
としている。

ロ．発明の構成「課題を解決するための手段」本発明の課題解決手段については、すでに前述におい
てその要点を説明したが、さらに本発明の構成を一実施
例の図面に基づいて説明する。

第１図において、流量制御のために外力により開閉操
作される開閉弁７を備えた開閉弁部と、自動的に流路の
絞り調節作動を行う滑り弁11を備えた自動絞り調節部と
が、その中間に流れを一旦受け入れる緩流室ｃをはさん
で、流路方向に直列に配設されている。

該開閉弁部については、開閉弁７と、開閉弁弁箱１内
に固設された開閉弁弁座３との間に、開閉弁弁開口ｂが
形成されている。この開閉弁７は弁開口形状の不整形な
汎用的な開閉弁でよい。

該自動絞り調節部については、滑り弁弁箱２内に固設
されたシリンダー部材５に対して、滑り弁11が密封的且
つ滑動自在に嵌装され、滑り弁11と、滑り弁弁箱２内に
固設された滑り弁弁座４との間に、滑り弁弁開口ｄが形
成されている。この滑り弁11は、弁開口形状の整ったリ
フト弁形式である。

そして、滑り弁11と滑り弁弁箱２との間には釣り合い
ばね12が介装されており（本実施例の場合は、滑り弁11
より延設された滑り弁弁軸９上のばね受け部と、滑り弁
弁箱２上のばね受け部との間に圧縮型の釣り合いばねが
介装されている）、この釣り合いばね12によって、滑り
弁11は一定の力で図中の右方向即ち滑り弁弁開口ｄを開
く方向に付勢されている。又、滑り弁11の受圧面部10と
滑り弁弁箱２の内壁部８との間に包容形成された袋室ｇ
は、連通路13により開閉弁７の外部配管側の流路ａに連
通されている。以上の構成によって、滑り弁11は、開閉
弁７の開度に対応して、滑り弁弁開口ｄを自動的に絞り
調節する作動を行う。

この構成によって、流体通過中に、常に緩流室ｃに所
定圧力が保持されて、開閉弁７の外部配管側の流路ａの
圧力と緩流室ｃの圧力との圧力差（即ち、開閉弁７の前
後の圧力差）が、僅少な所定値に維持される。

即ち、本発明の装置においては、流れを一旦受け入れ
る緩流室ｃを開閉弁７の隣りに設け、この緩流室ｃの圧
力を、滑り弁11を有する自動絞り調節部によって自動制
御し、開閉弁７前後の圧力差を僅少にすることによっ
て、開閉弁７を通過する流れを緩やかな安定した状態に
維持して、開閉弁７での振動現象や衝撃現象を回避する
ものである。

「作用」第１図によってその作用を観察すると、いま、開閉弁
７は、実線で図示されたように、全開の状態になってお
り、従って、流れは整一で流動抵抗も殆どない。また、
そのため流路ａ即ち袋室ｇの圧力と緩流室ｃの圧力とは
ほぼ等しく、滑り弁11の受圧面部10の前後面の受ける流
体圧力は釣り合うので、ばね12の付勢力により滑り弁弁
開口ｄも全開している。

次に、流量制御のために開閉弁７を一点鎖線で図示さ
れたように回して充分に絞ると、流動抵抗の増大と共
に、従来技術の開閉弁であれば高速の偏流的乱流が発生
するところであるが、この時、本発明の装置において
は、開閉弁７に発生した流動抵抗により緩流室ｃ内の圧
力が低下して滑り弁受圧面部10の前後面に圧力差を生
じ、釣り合いばね12の力に見合いながら滑り弁11が閉鎖
方向に移動して（図中では左の方向に移動して）滑り弁
弁開口ｄを絞って行き、自動絞り調節の機能を現わす。

そして、この自動絞り調節の機能によって、緩流室ｃ
内の圧力は再び上昇して安定状態に復し、その後は所定
の緩流室ｃ圧力が保持されることによって、開閉弁７の
弁開口ｂにおける流れは開閉弁７の入口側の管内流速に
近い緩やかな安定した流動を保つことができる。このた
め、開閉弁７部分には高速の偏流的乱流が発生せず、従
って振動現象も衝撃現象もなく、開閉弁７の騒音や要部
損傷などの事故から開放されるものである。

ところで、本発明においては、前述した通り、開閉弁
７を絞ったことによる絞り差圧（及びそれに伴う高速
流）が開閉弁７前後では発生しないよう、差圧の発生場
所を開閉弁部から自動絞り調節部に移したものである
が、自動絞り調節部の滑り弁11は、弁開口形状が整一で
キャビテーション等の振動・衝撃がもともと発生しにく
いリフト弁形式となっているので、ここでも振動・衝撃
が発生することはない。その結果、本発明の装置全体と
して流動を静粛に制御できるものである。

なお、上記の自動絞り調節部の働きは必然的に定流量
性能という付随的作用効果も生み出す。

「実施例」更に、本発明の実施例について、図面を参照しながら
説明する。

第１図は、本装置の入口側に開閉弁７を配置し、その
下流側に滑り弁11部分を配置したストレートタイプのも
のを示している。流れ方向は、流路ａ→開閉弁弁開口ｂ
→緩流室ｃ→滑り弁弁開口ｄ→流路ｅであり、袋室ｇは
流路ａに連通されている。その詳細な構成及び作用につ
いては前項に述べた通りである。

第２図は、出口側に開閉弁27を配置し、その上流側に
滑り弁31部分を配置したストレートタイプのものであ
る。流れ方向は、流路ｅ→滑り弁弁開口ｄ→緩流室ｃ→
開閉弁弁開口ｂ→流路ａの順であり、袋室ｇは流路ａに
連通されている。そして、滑り弁31の作動方向は第１図
のものに比し、逆方向となる特徴を持つ。即ち、滑り弁
31が図中では右の方向に移動して滑り弁弁開口ｄを絞っ
て行く構造である。その他の構成及び作用は第１図のも
のと同様であるので詳説は省略する。

第３図は、第１図と同じく入口側に開閉弁47を配置
し、その下流側に滑り弁51部分を配置しているが、更
に、滑り弁弁箱の内壁部48を着脱可能な蓋状の部材にし
て、滑り弁51部分の分解点検を容易にしたベンドタイプ
のものである。その他の構成及び作用は第１図のものと
同様であるので詳説は省略する。

第２図及び第３図における袋室閉止用パッキン29;55
は、開閉弁27;47の締切り時における気密性の良さと、
滑り弁31;51の滑動の軽快さを共に満足するための改善
手段の一例を示したものである。即ち、流量制御作動中
は、袋室ｇ内の流体が、滑り弁31;51とシリンダー部材2
5;45の間の隙間より下流側に向けて若干量漏出し、滑り
弁31;51の滑り抵抗を減らして滑動を軽快にする一方、
開閉弁27;47の締切り時には、滑り弁31;51も閉鎖し、そ
のときパッキン29;55が働いて、該隙間からの下流側へ
の流体漏出を阻止し、本装置全体の気密性を確保するも
のである。なお、この気密性の良さと滑り弁の滑働の軽
快さを共に満足するための他の手段として、ベロフラム
やダイヤフラムを装着する方法もあるが、自明であるの
で図示は省略する。

第１図及び第３図の実施例においても、もし滑り弁弁
開口ｄが、図中の滑り弁弁座4;44の箇所に一点鎖線で示
されている鋸歯状等の形状の先端部付近だけの狭い通路
となって、万一、ここに砂れき、塵埃等が詰まった時な
どには、緩流室ｃの内圧力が高まり、即座に該弁開口ｄ
を拡げて自動的にこれを排出する掃除作用を行うと言う
利点がある。

なお、第１図〜第３図に例示された連通弁14;34;54
は、分解点検等の際に締め切って作業をやり易くするた
めのもので、作動には関係なく、省略してもさしつかえ
ない。

又、第１図〜第３図においては、開閉弁7;27;47とし
てバタフライ弁形式のものを例示しているが、前述の
「発明の目的」や「課題を解決するための手段」の項に
も述べた通り、これは弁開口形状の不整形な汎用的な開
閉弁の態様を表わすものであるから、バタフライ弁に限
定されるものではなく、同じ態様の開閉弁（例えばゲー
ト弁、ボール弁等）に置き換え得ることは言うまでもな
い。その他本発明の趣旨の範囲内で種々従来技術の適用
や設計上の選択が可能なことは勿論である。

ハ．発明の効果本発明は、上述の通りその実施によって、従来技術の
開閉弁のような高速流に起因する振動現象や衝撃現象が
一切発生せず、騒音や要部損傷などの事故から開放さ
れ、しかも可変定流量調節弁としての作用効果も発揮す
るので、広く産業界に利用されて、その効果は極めて大
きい。

【図面の簡単な説明】

図面は、第１図、第２図、第３図とも夫々に、本発明の
一実施例を示す縦断面図である。各図面において、 1;21;14……開閉弁弁箱、2;22;42……滑り弁弁箱、 3;23;43……開閉弁弁座、4;24;44……滑り弁弁座、 5;25;45……シリンダー部材、6;26;46……開閉弁弁軸、 7;27;47……開閉弁、8;28;48……滑り弁弁箱内壁部、 9;49……滑り弁弁軸、10;30;50……滑り弁受圧面部、 11;31;51……滑り弁、12;32;52……釣り合いばね、 13;33;53……連通路、14;34;54……連通弁、 29:55……袋室閉止用パッキン、ａ……流路、ｂ……開閉弁弁開口、ｃ……緩流室、ｄ…
…滑り弁弁開口、ｅ……流路、ｇ……袋室。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭60−188678（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−17089（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−137787（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】開閉弁装置において、外力により開閉操作
される開閉弁（7;27;47）を備えた開閉弁部と、自動的
に流路の絞り調節作動を行う滑り弁（11;31;51）を備え
た自動絞り調節部とが、その中間に緩流室（ｃ）をはさ
んで流路方向に直列に配設され、該自動絞り調節部につ
いては、滑り弁弁箱（2;22;42）内に固設されたシリン
ダー部材（5;25;45）に対して、滑り弁（11;31:51）が
密封的且つ滑動自在に嵌装され、滑り弁（11;31:51）
と、滑り弁弁箱（2;22;42）内に固設された滑り弁弁座
（4;24;44）との間に、滑り弁弁開口（ｄ）が形成さ
れ、かつ、滑り弁（11;31;51）は、滑り弁弁箱（2;22;4
2）との間に介装された所定の力の釣り合いばね（12;3
2;52）によって、滑り弁弁開口（ｄ）を開く方向に付勢
されると共に、滑り弁の受圧面部（10;30;50）と滑り弁
弁箱の内壁部（8;28;48）との間に包容形成された袋室
（ｇ）は、連通路（13;33;53）により開閉弁（7;27;4
7）の外部配管側の流路（ａ）に連通されることによっ
て、滑り弁（11;31;51）が、滑り弁弁開口（ｄ）を自動
的に絞り調節する作動を行い、流体通過中に常に緩流室
（ｃ）に所定圧力が保持されて、開閉弁（7;27;47）の
前後の圧力差が僅少な所定値に維持されることを特徴と
する自動絞り調節弁付開閉弁装置。