JP2889813B2 - 弁駆動装置 - Google Patents

弁駆動装置

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JP2889813B2 JP9791994A JP9791994A JP2889813B2 JP 2889813 B2 JP2889813 B2 JP 2889813B2 JP 9791994 A JP9791994 A JP 9791994A JP 9791994 A JP9791994 A JP 9791994A JP 2889813 B2 JP2889813 B2 JP 2889813B2
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好治 佐藤
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ガスパイプラインに設
けた遮断弁又は放出弁を、特にこのパイプラインの2次
側の圧力が1次側の圧力よりも十分に低い状態である場
合に、このパイプラインのガス圧力を動力源として開閉
する弁駆動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】この種のガスパイプラインでは、例え
ば、その長い敷設距離の間の種々の場所に遮断弁(又は
放出弁)が設けられるので、それらのすぐ近くから得ら
れるパイプラインのガス圧力を動力源とするアクチュエ
ータによって、これらの遮断弁を開閉する場合がある。
しかしながら、このアクチュエータは、ガスが排気とし
て大気中に放出されるので、極めて危険であると共に、
放出されたガスが人畜等に害を及ぼす虞のある場所で
は、パイプラインのガス圧力を動力源として使用するこ
とができないため、結局、空気や窒素或は二酸化炭素の
圧力ボンベを設けて、これらを動力源として使用してい
る場合が多いのが実状である。
【0003】このように圧力ボンベを用いる場合は、ボ
ンベの圧力がガスパイプラインのガス圧力に抗して、遮
断弁を開閉するためにアクチュエータが必要とする圧力
より高くなくてはならず、開閉途中で圧力が不足して動
かなくなる危険性もあり、しかも、圧力ボンベの有効寿
命が短く、これの補給交換に多大の労力を要する等の欠
陥を有していた。更には、このような補給交換の不備
が、必要な時に遮断弁を開閉することができず、事故の
発生や拡大を招くことがある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の実状
に鑑みて鋭意検討の結果開発したものであり、動力源で
あるガスを大気へ放出することなく、必要に応じて、遮
断弁又は放出弁を確実に作動するようにした安全性の高
い弁駆動装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、ガスパイプラインに遮断弁又は放出弁を
設け、このパイプラインの2次側の圧力が1次側の圧力
よりも低い状態である場合に、この遮断弁又は放出弁を
開閉する油圧シリンダ式アクチュエータであって、この
アクチュエータのシリンダの両側に油配管を設け、この
油圧管それぞれ対応させてガス/油式ブースタの油室
接続し、これらのブースタのガス室を4方電磁弁等の
切替弁を介して一方がガスパイプラインの1次側から分
岐されたガス配管と連結した時に、他方がガスパイプラ
インの2次側から分岐されたガス配管と連結するように
構成した。
【0006】この場合、上記したガスパイプラインの2
次側に代えて同種のガスが流通する別ラインにガス配管
を接続しても良い。また、上記したシリンダの一方の側
又は他方の側とブースタとの間に接続した油配管を油タ
ンクに接続替え可能に設け、この油タンク中の油を油圧
ポンプでシリンダ又はブースタに戻すことができるよう
に構成するのが好ましい。
【0007】
【作用】今、例えば、4方電磁弁等の切替弁が、ガスパ
イプラインの1次側から分岐されたガス配管をシリンダ
の開弁用加圧側に接続したブースタのガス室と連結し、
シリンダの閉弁用加圧側に接続したブースタのガス室を
2次側から分岐したガス配管と連結する状態になってお
り、このパイプラインに設けた遮断弁は開弁状態になっ
ている。また、この遮断弁の直後に設けた流量調節弁や
減圧弁によって、遮断弁が開弁状態であっても、パイプ
ラインの2次側の圧力が1次側の圧力よりも十分に低い
状態になっている。
【0008】この状態で上記の切替弁を切替えて、1次
側から分岐したガス配管をシリンダの閉弁用加圧側に接
続したブースタのガス室と連結し、シリンダの開弁用加
圧側に接続したブースタのガス室を2次側から分岐した
ガス配管と連結する状態にすると、1次側のガス圧力に
よって増圧された油圧がシリンダの閉弁用加圧側に掛か
ってシリンダを作動させ、シリンダの開弁用加圧側の油
をブースタへ送り、そのブースタのガス室のガスを2次
側のパイプラインへ送り、遮断弁が閉止される。
【0009】この場合、開弁用加圧側に接続したブース
タも2次側のガス圧力で増圧された油圧を開弁用加圧側
に加えているのであるから、上記のようにシリンダが作
動して遮断弁を開弁するためには、ガスパイプラインの
1次側と2次側のガス圧力がそれぞれのブースタに作用
して生じるそれぞれの油圧の間の差が、遮断弁を開弁す
るのに必要な操作力をシリンダで発生させるに足る大き
さであり、パイプラインの2次側の圧力が1次側の圧力
よりも十分に低い状態になっている。
【0010】次に、切替弁を再び切替えると、遮断弁は
開弁して元の状態に戻る。以上の場合は、パイプライン
の2次側に接続した構成であるが、この代わりに同種の
ガスを流通させる別ラインにガス配管を接続するように
しても良い。ただし、この場合も別ラインの圧力は、1
次側の圧力よりも十分に低い状態でなければならない。
【0011】上述の装置において、シリンダの開弁用加
圧側とこれに接続されたブースタとの間に油タンクへの
切替えができる弁を設けておくと、ガス配管の切替弁を
操作して遮断弁を閉弁する時に、この油タンクへの切替
弁によって開弁用加圧側を油タンクに連結させると、ブ
ースタとは縁が切れるために2次側又は別ラインのガス
圧力による背圧の影響を受けないので、前述の2次側
(又は別ライン)の圧力が1次側の圧力よりも十分に低
いという条件が満たされなくても、遮断弁を容易に閉弁
することができる。なお、油タンクに流入した油は、油
圧ポンプによって適宜に油配管又はブースタの油室に戻
すことができる。
【0012】上記のシリンダとブースタとの間に油タン
クへの切替弁を設けることを、シリンダの両側の油圧配
管に施して、これによってシリンダの開弁、閉弁の何れ
の行程においても背圧の影響を受けないようにして、操
作を容易かつ確実にすることができる。更に、本発明の
弁駆動装置は、シリンダの両側に別々のブースタを設け
るようにしたので、それぞれに最適の能力のブースタを
選定することができる。
【0013】また、上述のガス/油式ブースタは、ガス
パイプライン内のガス圧力の通常の変動幅におけるガス
圧力により、パイプライン内のガス圧力の変動によって
生ずる遮断弁の所要トルクの変動幅に対して、常にシリ
ンダを駆動して遮断弁を開閉できる油圧を得る増圧比を
持つものでなければならない。
【0014】また、上記の説明において、本発明の弁駆
動装置の操作に用いた電磁弁やそれを用いた操作方法
は、一例を示したものであって、これに限るものではな
いことはもちろんであり、油圧ポンプは、手動式であっ
ても動力式であっても、更には遠隔操作式のものであっ
てもよく、ブースタをガス圧力に抗して復帰させること
ができれば良い。また、本発明における弁駆動装置は、
遮断弁の場合について説明したが、これを放出弁に替え
た場合についても適用でき、この場合は、閉状態(又は
開状態)の放出弁を上記と同様の作用により開状態(又
は閉状態)にすることができる。
【0015】
【実施例】図1は、本発明の弁駆動装置の一実施例を示
す配管系統図である。同図において、1はガスパイプラ
インで、矢印で示した方向にガスが流れている。2はこ
のガスパイプライン1に設けられた遮断弁であり、3は
この遮断弁2に装着されて、この遮断弁2を開閉する油
圧シリンダ式のアクチュエ−タであって、このアクチュ
エータ3のシリンダ3a内のピストン3bの油圧による
作動によって遮断弁2を開閉させる。
【0016】このアクチュエータ3のシリンダ3aの両
側に設けた油配管4及び5が、それぞれガス/油式ブー
スタ6、7の油室6b、7bに接続されており、これら
のブースタ6、7のガス室6a、7aとガスパイプライ
ン1の1次側及び2次側から分岐されたガス配管8、9
との間に4方電磁弁等の切替弁10が設けてあり、ガス
室6a、7aの一方が1次側から分岐されたガス配管8
に接続された時に、他方のガス室7a又は6aが2次側
から分岐されたガス配管9に接続されるようになってい
る。
【0017】11は遮断弁1の直後に設けられたコント
ロ−ル弁であって、このコントロ−ル弁11の作用によ
って、遮断弁1が開弁状態であっても、パイプライン1
の2次側の圧力が1次側の圧力よりも十分に低い状態に
なっている。
【0018】図2は、図1におけるパイプライン1の2
次側の代りに同種のガスが流通する別ライン12である
場合の他の実施例を示す配管系統図であって、この場合
は、別ライン12のガス圧力が1次側の圧力よりも十分
に低い状態になっている。
【0019】また、ブースタ6、7の増圧比は、動力源
としてガス圧を取り出すラインガス圧力の変動幅と、こ
のラインガス圧力の変動幅におけるバルブの必要トルク
に対し、弁駆動装置本体(シリンダ径とアーム長)にブ
ースタの増圧比を乗じたトルクが図3に示した図表のよ
うに常に上廻るようにすれば、ライン圧力がいかなる状
態であってもバルブは正常に作動する。この状態を図4
における説明図で示すと、例えば、必要トルク2200
kgmのボ−ルバルブで、アクチュエータ形式がラム型ス
カッチョーク式の場合を例に説明する。この場合、動力
源圧力を増圧器(ブースタ)にて増圧した後、アクチュ
エータに入れる方式の場合、出力トルクTは、次の通り
である。
【0020】
【数1】
【0021】図4における動力源圧力p=70kgf/cm2
Gであれば、必要トルクを上廻る。このアクチュエータ
は、緊急遮断用で、常時バルブ開状態であり、停電時で
も3作動、すなわち、開→閉→開→閉ができるようにす
る。なお、1次側と2次側の圧力及び圧力差が限定され
れば、ブ−スタ6、7及びアクチュエ−タの選定はより
容易になる。
【0022】13は油タンク、14は油圧ポンプであ
り、15はシリンダ3aからブースタ6への油圧配管4
を油タンク13へ接続替えする切替弁である。また、1
6、17、18及び19は閉止弁、20は逆止め弁、2
1及び22はスピードコントローラ、23は減圧弁であ
り、更に、24は電源、25は圧力スイッチ、26及び
27は閉止弁、28は逆止め弁であり、破線は制御用の
電気配線を示している。
【0023】次に、図1に示した実施例に基づいて、そ
の作用を説明する。今、4方電磁弁である切替弁10
は、ガスパイプライン1の1次側から分岐されたガス配
管8がシリンダ3aの開弁用加圧側3cに接続されたブ
ースタ6のガス室6aと連結し、シリンダ3aの閉弁用
加圧側3eに接続されたブースタ7のガス室7aが2次
側から分岐されたガス配管9と連結する状態になってお
り、このパイプライン1に設けた遮断弁2が開弁状態に
なっている。また、この遮断弁2の直後に設けたコント
ロ−ル弁11の作用によって、遮断弁2が開弁状態であ
っても、パイプライン1の2次側の圧力(例えば3〜4
0kgf/cm2)が1次側の圧力(例えば20〜70kgf/c
m2)よりも十分に低い状態になっている。
【0024】この状態で切替弁10を切替えて、1次側
から分岐されたガス配管8をシリンダ3aの閉弁用加圧
側3eに接続したブースタ7のガス室7aと連結し、シ
リンダ3aの開弁用加圧側3cに接続したブースタ6の
ガス室6aを2次側から分岐したガス配管9と連結する
状態にすると、1次側のガス圧力によって増圧された油
圧がシリンダ3aのピストン3dの閉弁用加圧側3eに
掛かって移動させ、シリンダ3aの開弁用加圧側3cの
油をブースタ6に送り、そのブースタ6のガス室6aの
ガスを2次側のパイプライン1へ送り、遮断弁2が閉止
される。
【0025】この場合、開弁用加圧側3cに接続したブ
ースタ6も、2次側の圧力で増圧した油圧を開弁用加圧
側3cに掛けているのであるから、上記のようにシリン
ダ3aが作動して遮断弁2を開弁するためには、ガスパ
イプライン1の1次側と2次側のガス圧力がそれぞれの
ブースタ6及び7に作用して生じるそれぞれの油圧の差
が、遮断弁2を開弁するのに必要な操作力をシリンダ3
aで発生させるに足る大きさであり、このような状態が
パイプライン1の2次側の圧力が1次側の圧力よりも十
分に低い状態である。
【0026】次に、切替弁10を再び切替えると、遮断
弁2を開弁して元の状態に戻る。以上の説明におけるパ
イプライン1の2次側の代りに、図2に示した実施例の
ように、同種のガスの別ライン12である場合も、別ラ
イン12の圧力は、1次側の圧力よりも十分に低い状態
である。
【0027】上述の装置において、シリンダ3aの開弁
用加圧側3cとこれに接続するブースタ6との間に油タ
ンク13への切替えができる弁15を設けておくと、ガ
ス配管8及び9の切替弁10を操作して遮断弁2を閉弁
する時に、この油タンク13への切替弁15によって開
弁用加圧側3cを油タンク13に接続させると、ブース
タ6とは縁が切れるために2次側又は別ライン12のガ
ス圧力による背圧の影響を受けないので、上述の2次側
(又は別ライン12)の圧力が1次側の圧力よりも十分
に低いという条件が満たされなくても、遮断弁2を容易
に開弁することができる。なお、油タンク13に流入し
た油は、油圧ポンプ14によって適宜に油配管4又はブ
ースタ6の油室6bに戻すことができる。
【0028】上記のシリンダ3aとブースタ6との間に
油タンク13への切替弁15を設けることを、シリンダ
3aの両側の油配管4及び5に施して、これによってシ
リンダ3aの開弁、閉弁の何れの行程においても背圧の
影響を受けないので、操作を容易かつ確実にすることが
できる。更に、本発明のアクチュエータ3では、シリン
ダ3aの両側の圧力配管4及び5に別々のブースタ6及
び7を設けるようにしたので、それぞれに最適の能力の
ブースタ6及び7を選定することができる。なお、この
弁駆動装置は、液体のパイプラインに設けられた遮断弁
に装着することもできる。
【0029】
【発明の効果】本発明の弁駆動装置は、既に述べたよう
にガスパイプラインのガス圧力を遮断弁の操作動力源と
するので、他の圧力ボンベ等の動力源を必要とせず、し
かも、ガスを大気中に排出しないので、ガスを消費した
り他に害を与えたりすることも全くない。また、本発明
では、シリンダの両側に別々にブースタを設けるので、
それぞれに最適のものを選定することができる等の効果
を有する。。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の弁駆動装置の一実施例を示す配管系統
図である。
【図2】本発明の弁駆動装置の他の実施例を示す配管系
統図である。
【図3】弁駆動装置の出力トルクを比較した図表であ
る。
【図4】アクチュエ−タの出力トルクを説明する説明図
である。
【符号の説明】
1 ガスパイプライン 2 遮断弁 3 アクチュエータ 3a シリンダ 4、5 油配管 6、7 ブースタ 10 切替弁 12 別ライン 13 油タンク 14 油圧ポンプ

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガスパイプラインに遮断弁又は放出弁を
    設け、このパイプラインの2次側の圧力が1次側の圧力
    よりも低い状態である場合に、この遮断弁又は放出弁を
    開閉する油圧シリンダ式アクチュエータであって、この
    アクチュエータのシリンダの両側に油配管を設け、この
    油圧管それぞれ対応させてガス/油式ブースタの油室
    接続し、これらのブースタのガス室を4方電磁弁等の
    切替弁を介して一方がガスパイプラインの1次側から分
    岐されたガス配管と連結した時に、他方がガスパイプラ
    インの2次側から分岐されたガス配管と連結するように
    構成したことを特徴とする弁駆動装置。
  2. 【請求項2】 上記したガスパイプラインの2次側に代
    えて同種のガスが流通する別ラインにガス配管を接続し
    たことを特徴とする請求項1記載の弁駆動装置。
  3. 【請求項3】 上記したシリンダの一方の側又は他方の
    側とブースタとの間に接続した油配管を油タンクに接続
    替え可能に設け、この油タンク中の油を油圧ポンプでシ
    リンダ又はブースタに戻すことができるように構成した
    ことを特徴とする請求項1又は2記載の弁駆動装置。
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