JP3442926B2 - safety valve - Google Patents
safety valveInfo
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- poppet
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- holes
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- Lift Valve (AREA)
- Safety Valves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はロケットのエンジン
など、温度範囲の広いシステムに適用される安全弁に関
する。
【０００２】
【従来の技術】図５に従来の安全弁を示す。筒形のケー
ス１の基端には入口穴ｆとなる筒形の入口内筒７があ
る。また先端には出口穴ｇを持つ。入口内筒７の入口近
傍には流体の入口となる複数の穴ａを持つ。また前部は
内径の大きい段差に形成されている。そしてこの段差部
は円錐台形のポペット２ａがスプリング５を介して摺動
可能に配置されている。ポペット２ａの先端部周囲には
シール６が設けられている。
【０００３】ケース１の前部には金属製ベローズ８に接
続された、中央に穴を持つポペット座３が摺動可能に配
置されている。
【０００４】ケース１の出口穴ｇ部にストッパ４が配置
されている。ストッパ４は複数の穴ｂを持つ円板形で、
後面中央に突起ｃを持つ。突起ｃの先端はポペット２ａ
の前方の所定の位置にある。円板形の前面の周辺部が出
口穴ｇの周辺部の内側に取付けられている。
【０００５】以上において、作動流体の入口の圧力が上
昇しはじめると、ポペット２ａおよびポペット座３が下
方へ移動しはじめる。さらに入口圧力が上昇すると、ポ
ペット２ａがストッパ４の突起ｃの先端にあたり、ポペ
ット２ａの移動が止められる。しかし、ポペット座３は
入口圧力上昇と共に、さらに下方へ移動し、シール６部
が開き流体が流れ始める。入口圧力の上昇にともないシ
ール６の開口面積が大きくなり、放出流量が増加する。
【０００６】作動温度が低下した場合、ベローズ８のバ
ネ定数が大きくなる。従って弁開圧力が温度低下にとも
なって上昇する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の安全弁は次
のような問題点があった。
【０００８】（ａ） 弁開圧力が温度低下にともなって
上昇するため、弁開圧力が変化しても問題ないように安
全弁の弁開圧力調整幅を小さく抑える必要がある（図６
参照）。
【０００９】（ｂ） このため、製造時の精度を高くす
る必要がある。
【００１０】（ｃ） または弁開圧力が上昇する低温時
にあわせて、安全弁を装着するシステムの耐圧圧力Ｐｍ
を上げる必要がある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の安全弁は上記課
題を解決するため次の手段を講ずる。すなわち、先端に
出口穴を持ち基端に流体の入口となる複数の穴を持つ入
口内筒を有する筒形のケースと、上記入口内筒の前部に
スプリングを介して摺動可能に配置され前部が円錐台形
のポペットと、上記ケースの前部に配置され中央に穴を
持つとともに同穴の位置の弾性復元手段を持ち上記ポペ
ットの前部が同穴に当るポペット座と、複数の穴を持つ
円板形で上記出口穴の周辺部の内側に前面の周辺部が取
付けられ後面中央に先端が前記ポペットの前方の所定位
置に達する突起を持つストッパとを備え、上記ポペット
を樹脂製とするとともに、作動圧のときの常温時に対す
る低温時の、前記弾性復元手段のバネ定数の増大による
前記ポペット座の穴の位置の変移量の減少分と、前記ポ
ペットの熱収縮による同ポペットの前部の前記穴に対す
る相対位置のずれ量とを、等しく設定している。
【００１２】以上において、常温の場合は、作動圧（弁
開圧）になるとポペットはストッパに当り、ポペット座
が押され、その穴部から流体は流出する。
【００１３】低温の場合、ポペット座の穴の弾性復元手
段のバネ定数は大きくなる。一方ポペットは樹脂製であ
るため、熱収縮係数は大きいので、錐面の頂角（径およ
び長さ）が小さくなる。
【００１４】ここで、作動圧（弁開圧）のとき、ポペッ
ト座の圧力による穴の位置の変移量の減少分（常温時に
対する）と、ポペット頂面の穴に対する相対位置のずれ
量（熱収縮により発生）とを等しく設定しておく。する
と作動圧になったとき、低温時でも常温時と同様にスト
ッパの突起にポペット頂面が当り、流体はポペット座の
穴から流出する。
【００１５】このようにして弁開圧力（作動圧）が温度
に依存しないようになる。
【００１６】
【発明の実施の形態】（１） 本発明の実施の第１形態
を図１〜図３により説明する。なお、従来例で説明した
部分は、同一の番号をつけ説明を省略し、この発明に関
する部分を主体に説明する。
【００１７】図１にて、円錐台形のポペット２は樹脂製
である。ポペット座３の前面は金属製のベローズ８に接
続されている。これが弾性復元手段である。
【００１８】以上において、例えば低温になった場合、
ベローズ８のバネ定数は大きくなる。一方ポペット２は
樹脂製であるため、熱収縮係数は大きいので、図２
（ａ）に示すように錐面の頂角が小さくなる（径が小さ
くなる）。図中Ｌ0 は常温時のポペットとストッパ間距
離、Ｌ1 は低温時のポペットとストッパ間距離。
【００１９】ここで、作動圧のとき、ポペット座３の圧
力による穴の位置の変移量（移動量）の減少分（常温時
の変移量−低温時の変移量）と、ポペット２頂面の穴に
対する相対位置のずれ量δとを等しく設定しておく。す
ると作動圧になったとき、低温時でも常温時と同様にス
トッパ４の突起にポペット２頂面が当り、流体はポペッ
ト座３の穴から流出する。
【００２０】弁開圧力低下量は図２（ｂ）に示すよう
に、錐面ｄの接触角度θにより変化させることができ、
角度は最適値になるよう設定される（θ小のときδ、大
のときδ1 ）。
【００２１】このようにして弁開圧力（作動圧）が温度
に依存しないようになる。
【００２２】従ってこの安全弁の特性は図３のようにな
り、システム耐圧力Ｐｍを従来と同一とすればバルブ調
整幅が大きくとれる。すなわち、製作精度をおとすこと
ができる。またバルブ調整幅を小さくとり、システム耐
圧力Ｐｍを従来より低く設定することもできる。
【００２３】（２） 本発明の実施の第２形態を図４に
示す。本形態はケース１ａを２分割形として、分割部に
ダイヤフラム式のポペット座３ａを設けたものである。
作用は第１形態とほぼ同様である。なお図中点線は低温
時を示す。
【００２４】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれば
弁開圧力が温度に依存しなくなる。したがって、弁開圧
の調整幅を大きくとれるので、安全弁の製作精度要求が
厳しくなくなり、コストダウンが図れる。または系統の
設計最大圧力を小さくでき、コストダウンや信頼性の向
上が図れる。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a safety valve applied to a system having a wide temperature range, such as a rocket engine. 2. Description of the Related Art FIG. 5 shows a conventional safety valve. At the base end of the cylindrical case 1, there is a cylindrical inlet inner cylinder 7 serving as an inlet hole f. The end has an outlet hole g. In the vicinity of the inlet of the inlet inner cylinder 7, there are a plurality of holes a serving as a fluid inlet. The front part is formed as a step having a large inner diameter. The step portion is provided with a truncated cone-shaped poppet 2 a slidable via a spring 5. A seal 6 is provided around the tip of the poppet 2a. At the front of the case 1, a poppet seat 3 having a hole in the center and connected to a metal bellows 8 is slidably disposed. [0004] A stopper 4 is arranged at an outlet hole g of the case 1. The stopper 4 is a disk having a plurality of holes b.
A projection c is provided at the center of the rear surface. The tip of the projection c is a poppet 2a
In a predetermined position in front of. The periphery of the front surface of the disk is attached inside the periphery of the outlet hole g. [0005] In the above, when the pressure at the inlet of the working fluid starts to rise, the poppet 2a and the poppet seat 3 start to move downward. When the inlet pressure further rises, the poppet 2a hits the tip of the protrusion c of the stopper 4, and the movement of the poppet 2a is stopped. However, the poppet seat 3 moves further downward as the inlet pressure rises, and the seal 6 opens to start the flow of fluid. As the inlet pressure increases, the opening area of the seal 6 increases, and the discharge flow rate increases. When the operating temperature decreases, the spring constant of the bellows 8 increases. Therefore, the valve opening pressure increases with a decrease in temperature. [0007] The above-described conventional safety valve has the following problems. (A) Since the valve opening pressure increases with a decrease in temperature, it is necessary to reduce the valve opening pressure adjustment width of the safety valve so that there is no problem even if the valve opening pressure changes (FIG. 6 ).
reference). (B) For this reason, it is necessary to increase the precision in manufacturing. (C) Or, at low temperatures when the valve opening pressure increases, the pressure resistance Pm of the system in which the safety valve is mounted
Need to be raised. [0011] The safety valve of the present invention takes the following means to solve the above-mentioned problems. That, and cylindrical having an inlet inner cylinder having a plurality of holes serving as inlet fluid to the proximal end having an outlet hole to-edge case, slidably disposed through the spring to the front of the inlet in the cylinder A poppet having a truncated conical front portion, a poppet seat having a hole in the center arranged at the front of the case and having elastic recovery means at the position of the hole, and a front portion of the poppet hitting the hole, A disc-shaped hole having a hole, a peripheral portion of the front surface attached to the inside of the peripheral portion of the outlet hole, and a stopper having a projection at the center of the rear surface, the tip of which reaches a predetermined position in front of the poppet; When the operating pressure is lower than the normal temperature at the time of normal temperature, the amount of displacement of the position of the hole of the poppet seat due to the increase in the spring constant of the elastic restoring means, and the poppet of the same poppet due to the heat shrinkage of the poppet For the hole on the front A shift amount of the relative positions, are set equal. In the above, at normal temperature, when the operating pressure (valve opening pressure) is reached, the poppet hits the stopper, the poppet seat is pushed, and the fluid flows out of the hole. When the temperature is low, the spring constant of the elastic restoration means for the hole in the poppet seat becomes large. On the other hand, since the poppet is made of resin, the heat shrinkage coefficient is large, so that the apex angle (diameter and length) of the conical surface is reduced. At the time of operating pressure (valve opening pressure), the amount of decrease in the displacement of the hole position due to the pressure of the poppet seat (relative to normal temperature) and the amount of displacement of the relative position with respect to the hole on the top surface of the poppet (heat) (Caused by shrinkage) is set equal. Then, when the operating pressure is reached, the poppet top surface hits the protrusion of the stopper even at a low temperature as in the case of the normal temperature, and the fluid flows out of the hole in the poppet seat. [0015] Thus ing as valve opening pressure (operating pressure) does not depend on temperature. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (1) explaining a first embodiment of the present onset Ming out by FIGS. The parts described in the conventional example are assigned the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. The parts related to the present invention will be mainly described. In FIG. 1, a frusto-conical poppet 2 is made of resin. The front surface of the poppet seat 3 is connected to a metal bellows 8. This is the elastic restoration means. In the above, for example, when the temperature becomes low,
The spring constant of the bellows 8 increases. On the other hand, since the poppet 2 is made of resin, its heat shrinkage coefficient is large.
As shown in (a), the apex angle of the conical surface becomes smaller (the diameter becomes smaller). Figure L 0 is a poppet and the stopper distance at the normal temperature, L 1 is the distance between the low temperature of the poppet and the stopper. Here, at the time of the operating pressure, a decrease in the displacement (movement) of the position of the hole due to the pressure of the poppet seat 3 (the displacement at normal temperature−the displacement at low temperature) and the top surface of the poppet 2 The deviation amount δ of the relative position with respect to the hole is set equal. Then, when the operating pressure is reached, the top surface of the poppet 2 hits the projection of the stopper 4 even at low temperature, as in normal temperature, and the fluid flows out of the hole in the poppet seat 3. As shown in FIG. 2B, the amount of decrease in the valve opening pressure can be changed by the contact angle θ of the conical surface d.
The angle is set to an optimum value (δ when θ is small, δ 1 when it is large). In this way, the valve opening pressure (operating pressure) does not depend on the temperature. Therefore, the characteristics of the safety valve are as shown in FIG. 3. If the withstand pressure Pm of the system is the same as that of the related art, the valve adjustment width can be increased. That is, the manufacturing accuracy can be reduced. Also, the valve adjustment width can be made small, and the system withstand pressure Pm can be set lower than before. [0023] (2) a second embodiment of the present onset Ming embodiment shown in FIG. In this embodiment, the case 1a is divided into two parts, and a diaphragm type poppet seat 3a is provided in the divided part.
The operation is almost the same as in the first embodiment. Note dotted line in the figure is shows the low temperature. As described above, according to the present invention, the valve opening pressure does not depend on the temperature. Therefore, since the adjustment width of the valve opening pressure can be widened, the production accuracy requirements of the safety valve are not strict and the cost can be reduced. Alternatively, the maximum design pressure of the system can be reduced, thereby reducing costs and improving reliability.
【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の実施の第１形態の断面図である。 【図２】同第１形態の作用説明図である。 【図３】同第１形態の作用説明図である。 【図４】本発明の実施の第２形態の断面図である。 【図５】従来例の断面図である。 【図６】同従来例の作用説明図である。 【符号の説明】 １，１ａ ケース２ ポペット ３，３ａ ポペット座 ４ ストッパ５ スプリング ７ 入口内筒 ８ ベローズ BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a cross-sectional view of a first embodiment of the present onset Ming embodiment. FIG. 2 is an operation explanatory view of the first embodiment. FIG. 3 is an operation explanatory view of the first embodiment. 4 is a cross-sectional view of a second embodiment of the present onset Ming embodiment. FIG. 5 is a sectional view of a conventional example . [6] Ru action illustration der of the conventional example. [Description of Reference Numerals] 1, 1a Case 2 poppet 3, 3a poppet seat 4 stopper 5 Sprint grayed 7 inlet inner cylinder 8 bellows
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−244999（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−294219（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−21580（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−125711（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−59750（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭50−12042（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16K 17/04 F16K 1/38 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-61-244999 (JP, A) JP-A-5-294219 (JP, A) JP-A-8-21580 (JP, A) JP-A 60-1984 125711 (JP, A) Shokai Sho 57-59750 (JP, U) Shoko 50-12042 (JP, Y1) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) F16K 17/04 F16K 1 / 38
Claims (1)
なる複数の穴を持つ入口内筒を有する筒形のケースと、
上記入口内筒の前部にスプリングを介して摺動可能に配
置され前部が円錐台形のポペットと、上記ケースの前部
に配置され中央に穴を持つとともに同穴の位置の弾性復
元手段を持ち上記ポペットの前部が同穴に当るポペット
座と、複数の穴を持つ円板形で上記出口穴の周辺部の内
側に前面の周辺部が取付けられ後面中央に先端が前記ポ
ペットの前方の所定位置に達する突起を持つストッパと
を備え、上記ポペットを樹脂製とするとともに、作動圧
のときの常温時に対する低温時の、前記弾性復元手段の
バネ定数の増大による前記ポペット座の穴の位置の変移
量の減少分と、前記ポペットの熱収縮による同ポペット
の前部の前記穴に対する相対位置のずれ量とを、等しく
設定してなることを特徴とする安全弁。 (57) [Claim 1] A cylindrical case having an inlet inner cylinder having an outlet hole at a tip and a plurality of holes serving as a fluid inlet at a base end,
A front portion of the inlet inner cylinder slidably disposed via a spring, a front portion having a truncated conical poppet, and a front portion of the case having a hole at the center and elastic recovery means at the position of the hole. A poppet seat in which the front part of the poppet has the same hole, a disk-shaped part having a plurality of holes, a front part is attached inside the peripheral part of the outlet hole, and a tip is provided in the center of the rear part in front of the poppet. A stopper having a protrusion reaching a predetermined position, wherein the poppet is made of resin, and the position of the hole of the poppet seat due to an increase in the spring constant of the elastic restoring means at a low temperature with respect to a normal temperature at an operating pressure. safety valve for a decrease in the displacement amount and the shift amount of the relative position relative to the holes in the front portion of the poppet due to heat shrinkage of the poppet, characterized by being set equal.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP09682696A JP3442926B2 (en) | 1996-04-18 | 1996-04-18 | safety valve |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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Publications (2)
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| JPH09280399A JPH09280399A (en) | 1997-10-28 |
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Family
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Family Applications (1)
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| JP09682696A Expired - Lifetime JP3442926B2 (en) | 1996-04-18 | 1996-04-18 | safety valve |
Country Status (1)
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1996
- 1996-04-18 JP JP09682696A patent/JP3442926B2/en not_active Expired - Lifetime
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