JP3051168B2 - 高圧弁 - Google Patents
高圧弁Info
- Publication number
- JP3051168B2 JP3051168B2 JP3516303A JP51630391A JP3051168B2 JP 3051168 B2 JP3051168 B2 JP 3051168B2 JP 3516303 A JP3516303 A JP 3516303A JP 51630391 A JP51630391 A JP 51630391A JP 3051168 B2 JP3051168 B2 JP 3051168B2
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- JP
- Japan
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- valve
- spindle
- pressure
- conical
- sealing surface
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K1/00—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
- F16K1/32—Details
- F16K1/34—Cutting-off parts, e.g. valve members, seats
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Lift Valve (AREA)
- Taps Or Cocks (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Temperature-Responsive Valves (AREA)
- Fluid-Driven Valves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明は、弁ケーシング内で弁スピンドルによって連
動される円錐弁体を有し、閉弁位置において、弁座を形
成する硬質金属製特に鋼製のリングエッジに前記円錐弁
体を当接させる形式の高圧弁に関するものである。
動される円錐弁体を有し、閉弁位置において、弁座を形
成する硬質金属製特に鋼製のリングエッジに前記円錐弁
体を当接させる形式の高圧弁に関するものである。
［従来の技術］ 前記形式の高圧弁は、長時間にわたって弁の不変のシ
ール性を保証するために、軟質のシール面が、硬質金属
製弁座との衝突時に施される塑性変形を利用している。
このような弁は、例えばドイツ連邦共和国特許出願公開
第1190756号明細書に記載されている。公知の弁では、
円錐弁体は銅又は表面銅メッキされた鋼あるいは表面金
メッキされた鋼から成っていて、例えば鋼製の慣用の弁
スピンドルに組み付けられている。このような構造は組
付けの別個の製造ステップや、場合によっては行われる
円錐弁体の被覆を必要とする。
ール性を保証するために、軟質のシール面が、硬質金属
製弁座との衝突時に施される塑性変形を利用している。
このような弁は、例えばドイツ連邦共和国特許出願公開
第1190756号明細書に記載されている。公知の弁では、
円錐弁体は銅又は表面銅メッキされた鋼あるいは表面金
メッキされた鋼から成っていて、例えば鋼製の慣用の弁
スピンドルに組み付けられている。このような構造は組
付けの別個の製造ステップや、場合によっては行われる
円錐弁体の被覆を必要とする。
更に、鋼製弁スピンドルと鋼製円錐弁体は高い慣性を
有しており、これに基づいて弁の周期的な切換え動作時
には約４〜5barオーダーの動的な圧力損失が惹起され
る。結局、弁スピンドルと円錐弁体とのこのような構成
は、電磁弁によって弁を操作する場合には不適当とな
る。なぜならば、このような構成の弁スピンドルと円錐
弁体は磁化の危険にさらされているからである。
有しており、これに基づいて弁の周期的な切換え動作時
には約４〜5barオーダーの動的な圧力損失が惹起され
る。結局、弁スピンドルと円錐弁体とのこのような構成
は、電磁弁によって弁を操作する場合には不適当とな
る。なぜならば、このような構成の弁スピンドルと円錐
弁体は磁化の危険にさらされているからである。
そこで本発明の課題は、冒頭で述べた構造をもった高
圧弁を改良して、極度に圧力密で、切換え動作時の動的
慣性が僅かで、かつ弁スピンドルと円錐弁体を簡便に組
付けかつ電磁弁によって操作できるような高圧弁を提供
することである。
圧弁を改良して、極度に圧力密で、切換え動作時の動的
慣性が僅かで、かつ弁スピンドルと円錐弁体を簡便に組
付けかつ電磁弁によって操作できるような高圧弁を提供
することである。
前記課題を解決するための本発明の構成手段は、円錐
弁体とシール面と弁スピンドルがアルミニウムから一体
に製造されており、当該高圧弁が、圧力補償式高圧制御
弁である点にある。
弁体とシール面と弁スピンドルがアルミニウムから一体
に製造されており、当該高圧弁が、圧力補償式高圧制御
弁である点にある。
本発明によれば、弁スピンドルと円錐弁体とから成る
ユニットの動的質量が低減し、これに伴って（制御弁が
周期的に切換わる場合の）動的な圧力損失が低下され
る。弁の製造は、円錐弁体とシール面と弁スピンドルが
一体に形成されることに基づき簡単になる。その上、ア
ルミニウムの非磁性的特性に基づいて、弁スピンドルを
作動するために必要な電磁石による円錐弁体と弁スピン
ドルとから成るユニットの磁化が排除されるという別の
利点が得られる。この磁化は公知の鋼製スピンドルの弁
の場合には発生し、磁化された部材の吸着力に基づいて
付加的な動的圧力損失が惹起され、かつ、弁スピンドル
の、完全には実施されない不都合な固有運動が惹起され
る。
ユニットの動的質量が低減し、これに伴って（制御弁が
周期的に切換わる場合の）動的な圧力損失が低下され
る。弁の製造は、円錐弁体とシール面と弁スピンドルが
一体に形成されることに基づき簡単になる。その上、ア
ルミニウムの非磁性的特性に基づいて、弁スピンドルを
作動するために必要な電磁石による円錐弁体と弁スピン
ドルとから成るユニットの磁化が排除されるという別の
利点が得られる。この磁化は公知の鋼製スピンドルの弁
の場合には発生し、磁化された部材の吸着力に基づいて
付加的な動的圧力損失が惹起され、かつ、弁スピンドル
の、完全には実施されない不都合な固有運動が惹起され
る。
本発明の圧力補償式弁装置では、アルミニウム製シー
ル面は全稼働圧でもって鋼製リングエッジに圧着される
のではなくて、圧着力は、弁スピンドルに加えられる制
御力のみによって生じる。この場合には軟質金属製シー
ル面の長時間摩耗は同様に排除されているのは明らかで
ある。
ル面は全稼働圧でもって鋼製リングエッジに圧着される
のではなくて、圧着力は、弁スピンドルに加えられる制
御力のみによって生じる。この場合には軟質金属製シー
ル面の長時間摩耗は同様に排除されているのは明らかで
ある。
［図面の簡単な説明］ 図面は本発明のパッキンユニットを装備した２ポート
２位置切換え弁の縦断面図である。
２位置切換え弁の縦断面図である。
［発明を実施するための最良の形態］ 次に図面に基づいて本発明の実施例を詳説する。
２ポート２位置切換え弁は、２部構成の弁ケーシング
1,2を有し、該弁ケーシングの上部部分１は螺合部位３
で下部部分２に螺合締結されている。上部部分１は上端
部に末端フランジ４を有し、また下端部には外側寸法の
標準化された雄ねじ山５を有しているので、上部部分１
は、ねじ込まれた下部部分２と一緒に、弁を収容するた
めの標準化されたねじ孔内へねじ込むことができる。こ
の場合フランジパッキン６は前記の（図示を省いた）ね
じ孔内における弁の圧力密な座着を保証する。このケー
シング構造を有する弁は、ねじ込み式カートリッジ弁と
も呼ばれる。
1,2を有し、該弁ケーシングの上部部分１は螺合部位３
で下部部分２に螺合締結されている。上部部分１は上端
部に末端フランジ４を有し、また下端部には外側寸法の
標準化された雄ねじ山５を有しているので、上部部分１
は、ねじ込まれた下部部分２と一緒に、弁を収容するた
めの標準化されたねじ孔内へねじ込むことができる。こ
の場合フランジパッキン６は前記の（図示を省いた）ね
じ孔内における弁の圧力密な座着を保証する。このケー
シング構造を有する弁は、ねじ込み式カートリッジ弁と
も呼ばれる。
弁ケーシングの下部部分２は上部部分１よりも小さな
外径を有し、従ってねじ込まれた状態では、減径された
下部弁区分７を形成し、該下部弁区分の下端部には、周
溝内に延びるＯリング８が配置されている。該Ｏリング
８は、弁を収容する（図示を省いた）ねじ孔の減径され
た孔区分内で前記下部弁区分７の周面をシールするため
のものである。
外径を有し、従ってねじ込まれた状態では、減径された
下部弁区分７を形成し、該下部弁区分の下端部には、周
溝内に延びるＯリング８が配置されている。該Ｏリング
８は、弁を収容する（図示を省いた）ねじ孔の減径され
た孔区分内で前記下部弁区分７の周面をシールするため
のものである。
弁ケーシングの上下両部分1,2の結合部位は別のＯリ
ング９によってシールされている。
ング９によってシールされている。
弁ケーシングの上下両部分1,2は、複数回段付けされ
た中心孔によって貫通されており、該中心孔内では弁ス
ピンドル10が軸方向に摺動可能にガイドされている。該
弁スピンドル10は下端部に減径スピンドル区分11を有
し、該減径スピンドル区分は、拡径されたスピンドルヘ
ッド12で終っている。減径スピンドル区分11に接するス
ピンドルヘッド12の上縁には斜め面取りが施されている
ので、該上縁は截頭円錐面13を形成しており、該截頭円
錐面はスピンドルヘッド12に円錐弁体の機能を与える。
前記スピンドルヘッドつまり円錐弁体12は弁ケーシング
の下部部分２の拡径孔区分14内で運動しかつ弁の閉弁位
置では、シール面として作用する截頭円錐面13によって
リングエッジ15に当接する。該リングエッジ15は、円錐
弁体12が内部を運動する拡径孔区分14から弁スピンドル
10の運動する軸方向孔区分への移行部によって形成され
る。
た中心孔によって貫通されており、該中心孔内では弁ス
ピンドル10が軸方向に摺動可能にガイドされている。該
弁スピンドル10は下端部に減径スピンドル区分11を有
し、該減径スピンドル区分は、拡径されたスピンドルヘ
ッド12で終っている。減径スピンドル区分11に接するス
ピンドルヘッド12の上縁には斜め面取りが施されている
ので、該上縁は截頭円錐面13を形成しており、該截頭円
錐面はスピンドルヘッド12に円錐弁体の機能を与える。
前記スピンドルヘッドつまり円錐弁体12は弁ケーシング
の下部部分２の拡径孔区分14内で運動しかつ弁の閉弁位
置では、シール面として作用する截頭円錐面13によって
リングエッジ15に当接する。該リングエッジ15は、円錐
弁体12が内部を運動する拡径孔区分14から弁スピンドル
10の運動する軸方向孔区分への移行部によって形成され
る。
弁スピンドル10は上端部に、クランプリング16によっ
て位置固定されたフランジ17を有し、該フランジはプレ
ロードばね18の位置を確定し、該プレロードばねの他端
部は弁ケーシングの下部部分２の上端面に支持されてい
る。このようにして弁スピンドル10には上方に向かって
プレロードがかけられているので、円錐弁体12のシール
面としての截頭円錐面13は、弁ケーシングの下部部分２
のリングエッジ15に圧着される。従って截頭円錐面13と
リングエッジ15との間の環状の弁ギャップは図示の不作
用位置において閉じられる。
て位置固定されたフランジ17を有し、該フランジはプレ
ロードばね18の位置を確定し、該プレロードばねの他端
部は弁ケーシングの下部部分２の上端面に支持されてい
る。このようにして弁スピンドル10には上方に向かって
プレロードがかけられているので、円錐弁体12のシール
面としての截頭円錐面13は、弁ケーシングの下部部分２
のリングエッジ15に圧着される。従って截頭円錐面13と
リングエッジ15との間の環状の弁ギャップは図示の不作
用位置において閉じられる。
円錐弁体12より下位の圧力室19は弁の一方の圧力接続
部を成し、また減径スピンドル区分11の領域で弁ギャッ
プより上位に形成される環状室20は、互いに対向した半
径方向孔21,22を有し、両半径方向孔は弁の他方の圧力
接続部を成している。前記環状室20内に生じる圧力は減
径スピンドル区分11の上面と下面に同時に作用し、これ
によってスピンドル10に対する圧力作用が補償される。
部を成し、また減径スピンドル区分11の領域で弁ギャッ
プより上位に形成される環状室20は、互いに対向した半
径方向孔21,22を有し、両半径方向孔は弁の他方の圧力
接続部を成している。前記環状室20内に生じる圧力は減
径スピンドル区分11の上面と下面に同時に作用し、これ
によってスピンドル10に対する圧力作用が補償される。
一方の圧力室19は、円錐弁体12と弁スピンドル10とを
貫通している貫通孔23を介して対抗圧力室24と連通して
いる。該対抗圧力室24は、拡径孔区分によって弁ケーシ
ングの上部部分１内に形成されかつプレロード機構16〜
18を含む弁スピンドル10の上端部全体を収容している。
このようにして一方の弁接続部19で生じる圧力は弁スピ
ンドルの両側へ導かれて補償される。
貫通している貫通孔23を介して対抗圧力室24と連通して
いる。該対抗圧力室24は、拡径孔区分によって弁ケーシ
ングの上部部分１内に形成されかつプレロード機構16〜
18を含む弁スピンドル10の上端部全体を収容している。
このようにして一方の弁接続部19で生じる圧力は弁スピ
ンドルの両側へ導かれて補償される。
弁接続部19,21,22の圧力補償に基づいて、いずれの通
流方向で弁が受圧しても、弁スピンドルに対して軸方向
が作用することはない。従って閉弁力はプレロードばね
18のばね力のみによって発生される。
流方向で弁が受圧しても、弁スピンドルに対して軸方向
が作用することはない。従って閉弁力はプレロードばね
18のばね力のみによって発生される。
弁スピンドルを作動するために、弁ケーシングの上部
部分１内では、弁スピンドル10の上部端面に作用するピ
ン25がガイドされている。該ピン25の作動は例えば、図
示を省いた電磁石によって行なうことができる。
部分１内では、弁スピンドル10の上部端面に作用するピ
ン25がガイドされている。該ピン25の作動は例えば、図
示を省いた電磁石によって行なうことができる。
弁出口接続部つまり半径方向孔21,22を圧力室19,24に
対してシールするために滑りリングパッキン26が設けら
れており、該滑りリングパッキンは弁ケーシングの下部
部分２内で半径方向孔21,22と対抗圧力室24との間の領
域において弁スピンドル10を圧力密に包囲している。
対してシールするために滑りリングパッキン26が設けら
れており、該滑りリングパッキンは弁ケーシングの下部
部分２内で半径方向孔21,22と対抗圧力室24との間の領
域において弁スピンドル10を圧力密に包囲している。
以上の構成は、標準化された外寸を有するねじ込み式
カートリッジ弁として市販されている慣用の圧力補償式
２ポート２位置切換え弁に相当している。
カートリッジ弁として市販されている慣用の圧力補償式
２ポート２位置切換え弁に相当している。
本発明によれば、弁スピンドル10と円錐弁体12とシー
ル面13とから成るユニット全体がアルミニウムから製造
されている。シール面13は精密旋削が施されている。
ル面13とから成るユニット全体がアルミニウムから製造
されている。シール面13は精密旋削が施されている。
シールギャップではアルミニウム製のシール面13と鋼
製のリングエッジ15とが対向している。最初の数回の弁
切換え動作でリングエッジ15はシール面13内へ僅かに食
い込んで顕著なシール作用を生ぜしめる。運転が長時間
にわたり弁切換え頻度が高い場合でさえも、アルミニウ
ムはそれ以上変形することはないので、長時間にわたっ
て充分なシール作用が維持される。
製のリングエッジ15とが対向している。最初の数回の弁
切換え動作でリングエッジ15はシール面13内へ僅かに食
い込んで顕著なシール作用を生ぜしめる。運転が長時間
にわたり弁切換え頻度が高い場合でさえも、アルミニウ
ムはそれ以上変形することはないので、長時間にわたっ
て充分なシール作用が維持される。
改良された実施態様では、稼働圧が200barの場合、最
大限で4bar/24hの圧力損失が確認された。200,000回の
切換え動作を伴う長時間稼働のあとでも、依然として等
しい圧力損失4bar/24hが確認された。
大限で4bar/24hの圧力損失が確認された。200,000回の
切換え動作を伴う長時間稼働のあとでも、依然として等
しい圧力損失4bar/24hが確認された。
弁スピンドル10と円錐弁体12とのための素材として
は、引張り強さ340N/mm2のアルミニウムが使用された。
この材料は鋼に対比して著しく低い比重を有し、これに
伴ってまた著しく小さな慣性を有している。従って弁の
周期的な切換え時の動的な圧力損失は約１〜2barに減少
される。因みにアルミニウムは、その非磁性的特性に基
づいて、弁スピンドルを作動させるために必要な電磁石
によって磁化されることがなく、これによって鋼製の弁
スピンドルの場合の弁切換え中に従来発生した幾多の妨
害効果が排除されることを念のために付記しておく。
は、引張り強さ340N/mm2のアルミニウムが使用された。
この材料は鋼に対比して著しく低い比重を有し、これに
伴ってまた著しく小さな慣性を有している。従って弁の
周期的な切換え時の動的な圧力損失は約１〜2barに減少
される。因みにアルミニウムは、その非磁性的特性に基
づいて、弁スピンドルを作動させるために必要な電磁石
によって磁化されることがなく、これによって鋼製の弁
スピンドルの場合の弁切換え中に従来発生した幾多の妨
害効果が排除されることを念のために付記しておく。
更に図示の実施例から判るように、弁スピンドル10は
クランプリング16を取外したのちに下方へ向かって取外
されて交換することができる。従来使用されている、鋼
製シール面を備えた鋼製の円錐弁体では、このような下
方への取外し及び交換は不可能であった。それというの
は、従来技術では、弁座としてのリングエッジ15内へ円
錐弁体12を打ち込ませることによって弁の座着が最適化
されており、これによって、焼入れ鋼製のシール面13は
リングエッジ15を内向き鍔状に変形させることになり、
ひいては弁スピンドルの取外しを不可能にしたからであ
る。
クランプリング16を取外したのちに下方へ向かって取外
されて交換することができる。従来使用されている、鋼
製シール面を備えた鋼製の円錐弁体では、このような下
方への取外し及び交換は不可能であった。それというの
は、従来技術では、弁座としてのリングエッジ15内へ円
錐弁体12を打ち込ませることによって弁の座着が最適化
されており、これによって、焼入れ鋼製のシール面13は
リングエッジ15を内向き鍔状に変形させることになり、
ひいては弁スピンドルの取外しを不可能にしたからであ
る。
本発明は、図示のねじ込み式２ポート２位置切換え弁
のタイプでの使用に限定されるものでないのは勿論であ
り、円錐弁体が閉弁位置において、弁座を形成するリン
グエッジに当接するようなあらゆるタイプの弁において
採用することができる。
のタイプでの使用に限定されるものでないのは勿論であ
り、円錐弁体が閉弁位置において、弁座を形成するリン
グエッジに当接するようなあらゆるタイプの弁において
採用することができる。
Claims (1)
- 【請求項１】弁ケージング（1,2）内で弁スピンドル（1
0）によって連動される円錐弁体（12）を有し、閉弁位
置において、弁座を形成する硬質金属製特に鋼製のリン
グエッジ（15）に前記円錐弁体（12）を当接させる形式
の高圧弁において、円錐弁体（12）とシール面（13）と
弁スピンドル（10）がアルミニウムから一体に製造され
ており、当該高圧弁が、圧力補償式高圧制御弁であるこ
とを特徴とする、高圧弁。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AT902101A ATA210190A (de) | 1990-10-18 | 1990-10-18 | Hochdruck-ventil |
| AT2101/90 | 1990-10-18 | ||
| PCT/AT1991/000112 WO1992007208A1 (de) | 1990-10-18 | 1991-10-17 | Hochdruck-ventil |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06502009A JPH06502009A (ja) | 1994-03-03 |
| JP3051168B2 true JP3051168B2 (ja) | 2000-06-12 |
Family
ID=3527776
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3516303A Expired - Fee Related JP3051168B2 (ja) | 1990-10-18 | 1991-10-17 | 高圧弁 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5556075A (ja) |
| EP (1) | EP0553224B1 (ja) |
| JP (1) | JP3051168B2 (ja) |
| AT (2) | ATA210190A (ja) |
| DE (1) | DE59104003D1 (ja) |
| WO (1) | WO1992007208A1 (ja) |
Families Citing this family (18)
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| DE19746787A1 (de) * | 1997-10-23 | 1999-05-12 | Messer Griesheim Gmbh | Ventil für korrosive Gase |
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