JP3018506U - ポンプの安全弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本考案は、液体を輸送する船舶の荷役ポンプ
に使用するポンプの安全装置に関し、制御空気を使用し
て制御弁の働きを調整して吹き出し圧力と吹き止まり圧
力とを極力一致させ、作動弁を応答性が良く且つ確実に
制御し、駆動して弁内の圧力を減圧し、安全性が高い制
御を行うことを目的とする。 【構成】 吸入口１Ａから吐出口１Ｂに連なるポンプ本
体１の吐出側通路１Ｂ′に作動弁９を有する作動弁室５
と、隔壁６を介して制御空気Ｋが出入可能な制御弁室７
とを設け、該制御弁室内に連杆１４を介して作動弁に応
動可能に制御弁１２を設け、制御空気にて制御弁を調整
して作動弁９を制御、駆動する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、油や化学薬液等の液体を輸送する船舶の荷役ポンプに使用するポン プの安全弁装置に関し、作動弁を制御する制御弁の駆動に空気を用いて作動弁を 応答性よく、確実に制御するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、油や化学薬液等の液体を輸送するための船舶の可変容量形ポンプの安全 弁装置には例えば図６乃至図８に示すものがある。 すなわち、一側に液体Ｌの吸入口１Ａを設け、他側には吐出口１Ｂを設けたポ ンプ本体１の前記吐出口１Ｂに連なる吐出側通路１Ｂ′に、空気溜まり防止用の 小孔９′ａを下方周側に有する略有底筒状の作動弁９′を収容する作動弁室５′ を設け、前記吐出側通路１Ｂ′内を流れる液体Ｌの圧力Ｐ′１を受圧することに より前記作動弁９′を弁座８′に開閉可能に設け、該作動弁９′を前記弁座８′ にばね附勢するためのばね材５０を介して前記作動弁室５′の上部にピストン弁 体５１を摺動可能に設け、前記作動弁室５′の上部と前記吐出側通路１Ｂ′の吸 入側１Ｂ′₁ とを連通可能とする連通部５２とからなる構造であった。

【０００３】 そしてポンプが駆動すると、吸入口１Ａからポンプ本体１内に液体Ｌは吸入さ れ、吐出口１Ｂから吐出される。この際、ポンプ内に吐出される液体Ｌのポンプ 内の圧力Ｐ′１が高圧になって弁座８′に作動弁９′をばね附勢するためのばね 材５０のばね力の設定値以上になると、作動弁９′をばね材５０の附勢力に抗し て弁座８′から持ち上げることにより弁座８′と作動弁９′との間に間隙があき 、作動弁９′は開かれる。従って吸入口１Ａから吐出口１Ｂに連なる吐出側通路 １Ｂ′内の高圧の液体Ｌは吐出口１Ｂの吸入側１Ｂ′₁ （下流側）に流出し、減 圧する。

【０００４】 しかも図６において吐出側通路１Ｂ′内の高圧の液体Ｌの一部は、空気溜まり 防止用の小孔９′ａから略有底筒状の作動弁９′内に入り、作動弁室５′内のピ ストン弁体５１に背圧Ｐ３を及ぼし、連通部５２を経て吐出側通路部１Ｂ′の吸 入側１Ｂ′₁ に流出されてポンプ内の減圧を補助するほか、吸込圧力による吐出 圧力に対する安全弁の作動点の変化をある程度補正する。

【０００５】 ポンプ内を流れる液体Ｌの吐出圧が、ばね材５０のばね附勢力の設定値以下に なると、作動弁９′はばね材５０の附勢力により弁座８′に附勢されて吐出側通 路１Ｂ′は閉じられ、旧位に復する（図６参照）。

【０００６】 この時、作動弁９′の作動条件は下記の数式１によって表される。

【数１】 Ｆ＜〔π（Ａ２″）² ÷４−π（Ａ２′）² ÷４〕×（Ｐ′１−Ｐ′２）−π （Ａ２″）² ÷４×Ｐ３ となる。数式１中、Ｆはばね材５０のばね力であり、Ｐ′１は吐出側通路１Ｂ′ 内の液体Ｌの圧力、Ｐ′２は吸入側の圧力、Ｐ３はピストン弁体５１が受ける背 圧、（Ａ２″）² ÷４×πは弁座８′を開閉する作動弁９′の外周径の断面積で あり、（Ａ２′）² ÷４×πは弁座８′に開設された開口面積であり、液体Ｌの 圧力を受圧する作動弁９′の受圧面積は、作動弁９′の外周径の断面積（Ａ″２ ）² ÷４×πから弁座８′に開設された開口面積（Ａ２′）² ÷４×πを除した ものであり、上記数式１の（Ａ２″）² ÷４×π−（Ａ２′）² ÷４×πにより 求まる。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

図６乃至図８に示す上記従来の安全弁装置は、吸入口１Ａと吐出口１Ｂを連な る吐出側通路１Ｂ′内を流れる液体Ｌの圧力の高低に応じてばね材５０の附勢力 に抗して作動弁９′を開閉するものであり、作動時にはばね材５０は弾性変形さ れるので、作動弁９′の開閉によりばね材５０のばね荷重が蓄積される。従って 作動弁９′の開閉による吹き出し圧力と吹き止まり圧力とのずれがあり、作動弁 ９′の制御の応答性が悪い。また小孔９′ａより、液体Ｌが作動弁９′内に流入 するものであるので、ばね材５０をはじめ機械的部品が錆付いたり、またはばね 材５０は機械的な疲労によって作動弁９′が誤動作することになり、制御が不確 実になるとともにポンプ自体が故障したり、安全性に欠けることがある。

【０００８】 そこで本考案は、制御空気を使用して制御弁の動きを調整して吹き出し圧力と 吹き止まり圧力とを極力一致させ、作動弁を応答性が良く且つ確実に制御、駆動 して弁内の圧力を減圧し、安全性が高い制御を行うことを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案は上記課題を解決するために、ポンプ本体の一側に液体の吸入口を設け 、ポンプ本体の他側には吐出口を設けたポンプの安全弁装置にして、吐出口から 前記吸入口に連なる吐出側通路に設けた作動弁室と、該作動弁室に対し隔壁を介 して設けられるとともに制御空気を出入可能とする制御弁室と、前記吐出側通路 内を流れる液体圧を受圧することにより弁座に開閉可能に設けられる作動弁と、 該作動弁に対し連杆を介して応動可能に前記制御弁室に設けられた制御弁と、該 制御弁と前記隔壁との間に介在されるばね材とから成るという手段を採用した。

【００１０】

【作用】

作動弁を有する作動弁室に対して隔壁を介して設けた制御弁室内には制御空気 （圧搾空気）が出入可能になって制御弁が収容されているので、この制御空気の 圧力を調整することにより、連杆を介して前記制御弁に接続された作動弁をポン プ本体の吐出側通路内の液体の管内圧力の高低に応じて応答性よく制御、駆動す る。

【００１１】

【実施例】

図１乃至図５において１はポンプ本体であり、このポンプ本体１は例えば図２ および図３に示すような雌雄の歯車２Ａ，２Ｂを相互に噛合した歯車式のものが あり、そしてポンプ本体１の一側には油や化学薬液等の液体Ｌの吸入口１Ａを設 け、またポンプ本体１の他側には吐出口１Ｂが設けられている。またポンプ本体 １は、上記歯車式のものに限らず、図４および図５に示すように雌雄のネジ部３ Ａ，３Ｂを相互に噛合した二軸ねじ式のものがある。

【００１２】 ４は前記ポンプ本体１に設けられる安全弁装置部であり、この安全弁装置部４ は吸入口１Ａから前記吐出口１Ｂに連なる吐出側通路１Ｂ′に設けた作動弁室５ と、該作動弁室５に対して隔壁６を介して設けられた制御弁室７との２室に区分 される。

【００１３】 このうち作動弁室５には吸入口１Ａから吐出口１Ｂへと前記吐出側通路１Ｂ′ 内を流れる液体Ｌの圧力を受圧することにより弁座８に開閉可能になる略有底筒 状の作動弁９が設けられる。９ａは作動弁９の下面に設けられた小孔部である。

【００１４】 １０は前記作動弁室５内に設けられた略円筒状の弁ガイド材であり、この弁ガ イド材１０内にＯリング１１を介して前記作動弁９は摺動可能に収容される。

【００１５】 また制御弁室７の上方部の一側には空気出入口７ａが開設され、この空気出入 口７ａを通じて制御空気Ｋが制御弁室７内を出入可能になって制御弁１２の位置 を制御し、調整する。この制御弁１２は略円盤状であって、外周には数個のＯリ ング１３が嵌着されて制御弁室７内に摺動可能に収容され、連杆１４により前記 作動弁９に対して接続されることにより作動弁９と一体に応動可能になる。

【００１６】 １５は前記制御弁１２と前記隔壁６との間に介在されるばね材であり、常時制 御空気Ｋの圧力に抗して前記制御弁１２を制御弁室７内において上方に押上げて いる（図１参照）。

【００１７】 ７ｂは前記制御弁室７の外周に設けられた大気連通孔である。７ｃは同じく前 記大気連通孔７ｂの下方に位置して前記制御弁１２の外周に設けたドレーン孔で あり、このドレーン孔７ｃは前記制御弁１２内において液状化された不必要な液 体を外部に排出するためのものである。さらに吸込圧力の変化に対する作動弁９ に加わる荷重の変化を補正させる働きがある。

【００１８】 １６は前記連杆１４を前記隔壁６に対して摺動可能に嵌挿して保持するシール 用の座金部品である。１７は座金部品１６の下方に重合して設けられるパッキン グ材であり、このパッキング材１７は前記座金部品１６と協同して作動弁室５内 の液密性および制御弁室１２内の気密性を維持する。

【００１９】 上記構成からなり、図１乃至図３に示す歯車２Ａ，２Ｂや図４および図５に示 す雌雄のネジ部３Ａ，３Ｂが相互に対向する方向に回動してポンプが駆動すると 、ポンプ本体１の一側に設けた吸入口１Ａから、ポンプ本体１内に液体Ｌは吸引 され、ポンプ本体１の他側に設けた吐出口１Ｂから液体Ｌは吐出する。

【００２０】 そしてポンプの運転中にポンプ内の圧力が高圧になって設定値を越えると、ポ ンプ本体１の吸入口１Ａから吐出口１Ｂに連通する吐出側通路１Ｂ′に設けた安 全弁装置部４の作動弁９が、作動弁室５内の弁座８から浮上がって作動弁９と弁 座８との間には間隙が形成されるので、この間隙を通じて高圧の液体Ｌは吐出側 通路１Ｂ′を通じて吸込側１Ｂ₁ ′へ排出され、ポンプ内の圧力は減圧される点 は従来と同様である。

【００２１】 しかしながら本実施例においては、作動弁９を有する作動弁室５の上には隔壁 ６を隔てて作動弁室５に対して遮断された制御弁室７が形成され、しかもこの制 御弁室７内には空気出入口７ａを通じて制御空気Ｋ（圧縮空気）が出入可能にな っているので、制御空気７の流入量を増減して制御弁室７内の圧力を変化するこ とにより、作動弁９に対して連杆１４を介して連接され、ばね材１５を介して支 持されている制御弁１２を制御するようにしている。

【００２２】 すなわち、空気出入口７ａから制御弁室７内に導入される制御空気Ｋの荷重と 作動弁９が液体Ｌから受ける受圧荷重とを等しくするか、または制御空気Ｋの荷 重の方を大きくするかして制御空気Ｋの荷重と作動弁９の受圧荷重とを極力、略 一致することにより、ポンプの作動時に液体Ｌが高圧になった場合に、作動弁９ が開閉する際の吹き出し圧力と吹き止まり圧力との間にずれを生じて誤操作がな いようにし、作動弁９を精度が高くきめ細かで応答性がよい制御が行う。 従って、ポンプ内の検出圧力を信号に変えて圧搾空気や電磁力により制御を行 う従来の安全弁のように、制御系の故障時に弁が制御不能になって災害をおこす のを防止できる。 これを数式に表わすと下記数式２のようになる。

【数２】 Ｐ１×Ａ１≧Ｐ２×Ａ２＋Ｗ

【００２３】 上記式２中、Ｐ１は空気出入口７ａから制御弁室７内に導入される制御空気Ｋ の圧力、Ａ１は制御弁室７内に収容された制御弁１２が受ける受圧面積であり、 この受圧面積Ａ１は制御弁１２が摺動自在に駆動する制御弁室７内の開口面積に 一致する。Ｐ２はポンプ内の吐出側通路１Ｂ′における液体Ｌの圧力、Ａ２は液 体Ｌの圧力Ｐ２を受圧する作動弁９の受圧面積であり、この受圧面積Ａ２は作動 弁９の外周径の断面積Ａ２″から弁座８に開設された開口面積Ａ２′を減じた値 となる。Ｗはばね材１５のばね荷重と作動弁９内の圧力Ｐ₂ ″と作動弁９の外周 径の断面積Ａ２″を乗じたものを加えたものである。

【００２４】 しかも制御弁１２は、ばね材１５によって不用意に揺動することなく、安定に 保持される。そしてばね材１５は、液体Ｌが流れる作動弁室５とは隔壁６によっ て遮断された制御弁室７内に収納されて液体Ｌには接触しないので、図６乃至図 ８に示す従来のばね式安全弁装置のように、ばね材１５をはじめ機械的部品が錆 びるのが防止されるとともに使用による機械的疲労は少なくなる。従ってポンプ 自体は故障することなく、安全性が高い作動弁９の制御が行える。

【００２５】

【考案の効果】

上述のように本考案は、制御空気を使用して制御弁の動きを調整して吹き出し 圧力と吹き止まり圧力とを極力一致させることにより、作動弁を応答性がよく且 つ確実に制御して駆動でき、ポンプ内の圧力を減圧できるので、弁の安全性は高 い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す断面図である。

【図２】同じくポンプの外観全体を示す一部切欠正面図
である。

【図３】同じく一部切欠側面図である。

【図４】同じくポンプの他の実施態様を示す一部切欠正
面図である。

【図５】同じく一部切欠側面図である。

【図６】従来のばね式安全弁装置を示す断面図である。

【図７】同じく安全弁装置を組付けた歯車式ポンプの全
体を示した断面図である。

【図８】同じく一部切欠側面図である。

【符号の説明】

１ ポンプ本体 １Ａ 吸入口 １Ｂ 吐出口 １Ｂ₁ 吐出側通路 ５ 作動弁室 ６ 隔壁 ７ 制御弁室 ８ 弁座 ９ 作動弁 １２ 制御弁 １４ 連杆 １５ ばね材 Ｋ 制御空気 Ｌ 液体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ１６Ｋ 17/06 Ｂ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポンプ本体の一側に液体の吸入口を設
   け、ポンプ本体の他側には吐出口を設けたポンプの安全
   弁装置にして、吐出口から前記吸入口に連なる吐出側通
   路に設けた作動弁室と、該作動弁室に対し隔壁を介して
   設けられるとともに制御空気を出入可能とする制御弁室
   と、前記吐出側通路内を流れる液体圧を受圧することに
   より弁座に開閉可能に設けられる作動弁と、該作動弁に
   対し連杆を介して応動可能に前記制御弁室に設けられた
   制御弁と、該制御弁と前記隔壁との間に介在されるばね
   材とから成るポンプの安全弁装置。