JP2837731B2 - 自動抜出し弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、流動物質を取り扱う製造プロセス等にお
いて減圧系のプラント系内からサンプルを採取する場合
やメカニカル型真空ポンプからの系内ドレンを抜き出す
場合等に使用する自動抜出し弁に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、減圧系であるプラント系からのサンプル採取法
では、ポットの上部をこれに設けた流体流入口により元
弁を介してプラント系と接続し、前記ポットの底部に流
体流出口を設け、この流体流出口に取出し弁を取り付け
ると共に、ポットの上部に大気連通口を設け、この大気
連通口に大気開放弁を取り付け、手動又は自動で前記３
つの弁を操作するようにしており、サンプル採取時、ま
ず取出し弁、大気開放弁を閉じた状態で元弁を開く。
尚、その際、系内に空気が流入して火災や系内流体の酸
化等が起こる場合には元弁を開く前に予めポット内に窒
素ガスを充填させておく。ポット内が系内と同圧になっ
てサンプルがポット内に溜まった後、元弁の閉じ（系内
との遮断）、大気開放弁の開き（ポット内の大気圧
化）、取出し弁の開きを順次行い、ポット底部からサン
プルを取り出していた。

また、メカニカル型真空ポンプからの系内ドレン抜出
しは自動的に行っておらず、その方法も前記サンプル採
取法に準じたもので行っていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

サンプル採取時やドレン抜出し時、元弁を開いてポッ
ト内を系内と同圧にするために、ポット内容積が大きい
と系内流体の圧力が変動し制御系に悪影響が出る。ポッ
トの利用でサンプルが汚染される恐れがある。また３つ
の弁の手動方式では、作業能率が悪い。また自動方式で
は、弁の制御系によって設備が複雑かつ大掛かりにな
り、設備費の高騰を免れないという不都合があった。

〔発明の目的〕

この発明は前記課題を解決するためになしたもので、
一つの弁の一連の開閉動作によって系内流体の圧力変動
や酸化等を起こさせることなくサンプル等を抜き出すこ
とができるようにすることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る自動抜出し弁は、減圧系内から系内流
体を取り出す場合に使用する自動抜出し弁であり、メイ
ンシリンダの上端壁に流体入口及び流体出口を形成し、
前記メインシリンダの上端壁外部に流体出口開閉用の第
１操作シリンダを設け、この第１操作シリンダ内に摺動
可能に嵌入されて前記流体出口の周縁部に設けた弁座と
当接してメインシリンダ内と流体流出口との連通路を遮
断可能な弁体ピストンを設け、かつ、メインシリンダの
下端壁外部に流体入口開閉用の第２操作シリンダを設
け、この第２操作シリンダ内と前記メインシリンダ内に
夫々摺動可能に嵌入されたピストン同士をシリンダ連設
部をシール貫通した連結材を介して一体に連結すると共
に、メインシリンダのピストン内に摺動可能に嵌入され
て前記流体入口の周縁部に設けた弁座側に突出するよう
に付勢されると共にメインシリンダのピストンへの係止
めを有しており、弁座と当接してメインシリンダ内と流
体流入口との連通路を遮断可能な弁体を設けたことを特
徴しており、かかる構成によって前記目的を達成するも
のである。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図面に沿って説明する。

図中１はメインシリンダで、このメインシリンダ１の
上端壁には流体入口2a及び流体出口3aが形成され、これ
ら流体入口2a及び流体出口3aと夫々連通するように上端
壁の外部には流体流入口2b及び流体流出口3bが設けられ
ている。

４は流体出口3a開閉用の第１操作シリンダで、前記メ
インシリンダ１の上端壁外部に設けられている。尚、図
面では竪型の例であるが、横型であっても良い。

この第１操作シリンダ４内には弁体ピストン５が摺動
可能に嵌入され、第１操作シリンダ４に内蔵したばね
５′によりメインシリンダ１の流体出口3a周縁部に設け
た弁座６側に付勢されており、弁座６と当接してメイン
シリンダ１内と流体流出口3bとの連通路３を遮断可能と
なっている。

７は流体入口2a開閉用の第２操作シリンダで、前記メ
インシリンダ１の下端壁外部に設けられている。

この第２操作シリンダ７内にはピストン８が摺動可能
に嵌入され、またメインシリンダ１内にはピストン９が
摺動可能に嵌入されており、これらピストン８、９同士
はシリンダ連設部（メインシリンダ１の下端壁）をシー
ル貫通した連結材10を介して一体に連結されている。第
２操作シリンダ７のピストン８の後退側（下側）は通気
孔11を介して常に大気中に開放されている。

前記メインシリンダ１のピストン９内には弁体12が摺
動可能に嵌入され、連結材10に内蔵したばね13によって
メインシリンダ１の流体入口2a周縁部に設けた弁座14側
に突出するように付勢されており、また弁体12の嵌入軸
の下端にはピストン９の下面に係止めされる係止め（兼
ばね受け）21が設けられ、これにより弁体12が付勢によ
る突出状態でピストン９と係合しており、ピストン９が
下降すると弁体12がピストン９と共に下降して弁座14か
ら離れ、ピストン９が上昇すると弁体12が弁座14と当接
してメインシリンダ１内と流体流入口2bとの連通路２を
遮断し、さらに弁座14で停止した弁体12に対してピスト
ン９が上端まで上昇可能とされている。

第１操作シリンダ４の弁体ピストン５を弁座６に向か
って前進させる側（上側）と、第２操作シリンダ７のピ
ストン８を後退させる側（上側）とには夫々配管15、16
を介し切換弁17のエア供給側（又は排出側）が接続さ
れ、かつメインシリンダ１のピストン９を前進させる側
（下側）には配管18を介し切換弁17のエア排出側（又は
供給側）が接続され、前記切換弁17のエア供給側にはエ
アポンプが接続されている。

19は保熱ジャケットで、メインシリンダ１内の後述す
る収納部20及び流体入側の連通路２、流体出側の連通路
３の外部を覆っており、保熱ジャケット19内に供給され
る熱媒体によって被抜出し流体を保熱可能となってい
る。

次に、以上のように構成された自動抜出し弁の作動原
理を説明する。

（１）第２図に示す如く、切換弁17のコイルを消磁した
状態においてエアポンプにより供給された操作エアは配
管15、16で分流して、第１操作シリンダ４の弁体ピスト
ン５を前進させる側（上側）と第２操作シリンダ７のピ
ストン８を後退させる側（上側）に供給されると共に、
メインシリンダ１のピストン９の後退側（下側）は配管
18により切換弁17を介して大気中に開放される。

このため、第１操作シリンダ４に供給された操作エア
と、第１操作シリンダ４内のばね５′とにより押されて
弁体ピストン５は流体出口3a周縁部に設けた弁座６と当
接し、流体出口3aは閉じ保持される。また、第２操作シ
リンダ７のピストン８を後退させる側（上側）に供給さ
れた操作エアによりピストン８とこれに連結されたピス
トン９は夫々排気孔11、配管18から排気しながら後退さ
せられると共に、ばね13により前記ピストン９から弁体
12が押し出される。弁体12が所定量だけ突出した後もな
おピストン８、９が後退した時に弁体12は流体入口2a周
縁部に設けた弁座14から離れ、流体入口2aは開く。尚、
系内圧力が真空のためとメインシリンダ１のピストン９
上面に引上げ力が働くが、この場合、この引上げ力に打
ち勝つだけの操作力を第２操作シリンダ７のピストン８
を後退させる側に付勢すれば流体入口2aは開く。

従って、メインシリンダ１内には連通孔２を介して系
内にだけ連通した収納部20が形成され、この収納部20内
に系内から被抜出し流体が下降して溜まることになる。

（２）第３図に示す如く、コイルの励磁で切換弁17を切
り換えた状態においてエアポンプにより供給された操作
エアは配管18によりメインシリンダ１のピストン９を前
進させる側（下側）に供給され、また第１操作シリンダ
４のピストン５の後退側（上側）と第２操作シリンダ７
のピストン８を後退させる側（上側）はいずれも夫々配
管15、16により切換弁17を介して大気中に開放される。

このため、メインシリンダ１のピストン９を前進させ
る側（下側）に供給された操作エアによりピストン９は
前進させられ、このピストン９に牽引されてピストン８
も排気孔11から吸気しながら前進させられる。ピストン
９内から突出した弁体12は弁座14に当接した時に流体入
口2aは閉じる。その後もなおピストン８、９が前進する
と、収納部20内に溜まった抜出し流体は圧縮され、その
抜出し流体の圧力で、後退側（上側）が大気中に開放さ
れた第１操作シリンダ４の弁体ピストン５がばね５′の
力に打ち勝って押し上げられるから、弁体ピストン５は
弁座６から離れ、流体出口3aは開く。

従って、収納部20内の抜出し流体は流体出口3aを介し
て連通路３により外部へ排出され、流体入口2a周縁部に
設けた弁座14に押し当てられて上昇停止中の弁体12がピ
ストン９の上昇に伴ってピストン９内に嵌入された時点
でピストン９の上昇が停止され、抜出し流体の排出作業
が完了する。

（３）上記２作業を複数サイクル繰り返せば、１回当た
りの抜出し量の整数倍に相当する量だけ被抜出し流体の
抜出しが可能となる。

系内からの流体抜出しを行わない場合は、第３図のよ
うに流体流入口2aを閉じ保持する。

〔発明の効果〕

以上の通り、この発明は、第１操作シリンダの作動に
より流体出口を閉じると共に、第２操作シリンダにより
流体入口を開き、かつ収納部空間を形成して系内からの
抜出しを収納した後、第２操作シリンダの作動により流
体入口を閉じ、かつ収納部空間を縮小して前記抜出し流
体を流体出口から外部排出するという一連の開閉動作を
一つのバルブで行うから、従来のポットを省略できる。
メインシリンダのピストンに流体入口を開閉する弁体を
設けているから、減圧されている空間（負圧吸引力）に
対して弁体を確実に開動作させることができ、減圧系内
の流体を確実にかつ容易に取り出すことができる。ま
た、弁体が弁座に当接した後、ピストンが上端まで上昇
して、取り出された流体を完全に排出することができる
と共に、系内から流体抜出し時に初めてバルブ内に収納
部空間が形成されるから、系内流体の酸化等を回避でき
る。また、収納部空間を小さくして一回当たりの抜出し
量を小さくし、系内流体圧力の変動を回避しながら抜出
しサイクルの繰り返しで所定の抜出し量を得ることがで
きる。更に、一回当たりの抜出し量を小さくするために
バルブの全体をコンパクトにできると共に、製作の容易
で簡単な構造であるから、設備のコンパクト化と設備費
の低減が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す縦断正面図、第２
図、第３図は作動原理説明用の簡略的な縦断正面図であ
る。 １……メインシリンダ、2a……流体入口、2b……流体流
入口、3a……流体出口、3b……流体流出口、４……第１
操作シリンダ、５……弁体ピストン、５′……ばね、６
……弁座、７……第２操作シリンダ、８、９……ピスト
ン、10……連結材、11……排気孔、12……弁体、13……
ばね、14……弁座、15、16、18……配管、17……切換
弁、19……保熱ジャケット、20……収納部、21……係止
め．

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小野 和夫 東京都品川区南大井６丁目28番11号 株 式会社岸川特殊バルブ内 (72)発明者 川合 和美 東京都田無市谷戸町２丁目１番１号 住 友重機械工業株式会社田無製造所内 (72)発明者 田村 勝典 東京都田無市谷戸町２丁目１番１号 住 友重機械工業株式会社田無製造所内 (56)参考文献 実開 昭61−114345（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−83643（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01N 1/00 G01N 1/14 G01N 1/22

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】減圧系内から系内流体を取り出す場合に使
   用する自動抜出し弁であり、メインシリンダの上端壁に
   流体入口及び流体出口を形成し、前記メインシリンダの
   上端壁外部に流体出口開閉用の第１操作シリンダを設
   け、この第１操作シリンダ内に摺動可能に嵌入されて前
   記流体出口の周縁部に設けた弁座と当接してメインシリ
   ンダ内と流体流出口との連通路を遮断可能な弁体ピスト
   ンを設け、かつ、メインシリンダの下端壁外部に流体入
   口開閉用の第２操作シリンダを設け、この第２操作シリ
   ンダ内と前記メインシリンダ内に夫々摺動可能に嵌入さ
   れたピストン同士をシリンダ連設部をシール貫通した連
   結材を介して一体に連結すると共に、メインシリンダの
   ピストン内に摺動可能に嵌入されて前記流体入口の周縁
   部に設けた弁座側に突出するように付勢されると共にメ
   インシリンダのピストンへの係止めを有しており、弁座
   と当接してメインシリンダ内と流体流入口との連通路を
   遮断可能な弁体を設けたことを特徴とする自動抜出し
   弁。