JP3583500B2

JP3583500B2 - Shut-off valve operating device

Info

Publication number: JP3583500B2
Application number: JP08160095A
Authority: JP
Inventors: 正敏岡野; 泰宏山下; 重幸江副; 昭三吉冨
Original assignee: Okano Valve Mfg Co Ltd
Current assignee: Okano Valve Mfg Co Ltd
Priority date: 1995-04-06
Filing date: 1995-04-06
Publication date: 2004-11-04
Anticipated expiration: 2019-11-04
Also published as: JPH08277959A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明はシリンダーおよび組合せばねを備えた遮断弁操作装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
弁操作装置の一つとして、エアシリンダーなどのシリンダーがある。シリンダーは、ピストンロッドが弁棒に連結され、弁体を弁座に押し付ける弁締切力を弁棒に与える。また、弁開閉リフトが大きく、急速に弁を閉じる必要のある弁、たとえば遮断弁ではコイルばねを直列に連結した組合せばねが広く用いられている。組合せばねは、弁棒に設けたばね座および弁箱に固定したヨークまたはスタンドのばね座の間に挿入され、弁閉方向の推力を弁棒に与える。このような弁操作装置として、たとえば特公昭４６−１７６６３号公報の遮断弁がある。この遮断弁では、スタンドの頂部にエアシリンダーが固定されている。また、４本のコイルばねが中間ばね座を介して直列に連結され、組合わせばねを構成している。そして、複数組の組合せばねが、弁棒に取り付けたばね座とスタンドとの間に挿入されている。
【０００３】
また、上記のように急速に閉じる必要のある弁では、弁閉時に弁体が弁座に激突するのを防ぎ、弁体および弁座を保護している。このため、適当な速度で弁体が弁座に着座するように弁閉速度を調節する手段を設けている。上記公報の遮断弁では、エアシリンダーと弁棒との間に油圧シリンダーを介在させ、油圧シリンダーのヘッド側とキャップ側とを導管で結び、導管に速度制御弁を設けている。ヘッド側からキャップ側へ流出する作動油流量を、速度制御弁で調節して弁閉速度を制御する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の弁操作装置の組合せばねでは、隣り合うばねの端部と端部との間にばね座を挿入し、隣り合うばねを直列に連結していた。このために、組合せばねを挿入する空間、あるいはヨークまたはスタンドの高さが高くなり、シリンダーなどの重心位置、および弁高さが高くなる。この結果、耐震性および弁開閉作動の信頼性が低下し、さらに広い弁設置空間を要するとともに保守が困難であるという問題があった。
【０００５】
また、従来の弁操作装置のエアシリンダーでは、弁閉行程で油圧シリンダーおよび流量調節弁によって弁閉速度を調節する。このため、作動流体として空気および油の二つを必要とし、弁操作装置の構成が複雑となる。この結果、弁開閉作動の信頼性が低下し、さらに広い弁設置空間を要するとともに保守が困難であるという問題があった。
【０００６】
この発明は、耐震性が高く、高い信頼性で弁が開閉作動し、弁設置空間が狭く、さらに保守が容易な遮断弁操作装置を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明の遮断弁操作装置は、遮断弁の弁箱に固定したヨークまたはスタンドに取り付けられ、ピストンロッドが弁棒に連結されたシリンダー、および複数のばねが中間ばね座を介して直列に組み合わされ、弁閉方向の推力を弁棒に与える組合せばねを備えた弁操作装置において、組合せばねは弁箱内にあって、ふたと中間ばね座との間に支持された第１ばね、および主弁体と中間ばね座との間に支持された第２ばねとからなり、中間ばね座の一部が第２ばね内にばね軸に沿って入り込んでいる。
【０００８】
シリンダーはエアシリンダーまたは油圧シリンダーのいずれであってもよい。組合せばねを構成するばねとして、コイルばねが用いられる。ばね本数は２〜４本である。このような組合せばねの２〜４組を弁棒回りに等間隔に、ふたと弁体との間に挿入する。第１ばね（小径ばね）の一部が第２ばね（大径ばね）内に入り込む長さは、第１ばねの設定長さの３０〜７０％程度である。中間ばね座は、たとえばカップ形をしている。中間ばね座を第２ばね内に入り込ませて第２ばねの自由端部で支持し、第１ばねは中間ばね座の底部で支持する。
【０００９】
上記遮断弁操作装置において、操作装置は前記複動シリンダーに作動流体を供給する圧力源と、入口側に圧力源に接続された圧力ポート、排出管に接続されたヘッド側排出ポートおよびキャップ側排出ポートを有し、出口側に中間管に接続されたＡポートおよびキャップ側配管に接続されたＢポートを有する主切換弁と、入口側に前記中間管に接続された圧力ポートおよび排出ポートを有し、出口側に前記複動シリンダーのシリンダーチューブのヘッド側に接続されたＡポートを有するヘッド側切換弁と、入口側に前記圧力源に接続された圧力ポートおよび排出ポートを有する第１電磁弁と、入口側に前記圧力源に接続された圧力ポートおよび前記第 1 電磁弁のＡポートが接続された排出ポートを有し、出口側に前記主切換弁のパイロット弁に接続されたＡポートを有する第２電磁弁と、入口側に前記圧力源が接続された圧力ポートおよび排出ポートを有し、出口側に前記ヘッド側切換弁のパイロット弁が接続されたＡポートを有する第３電磁弁と、前記排出管に取り付けられた排出切換弁と、排出切換弁をバイパスするようにして前記排出管に取り付けられたバイパス管と、シリンダーチューブからの作動流体の流出量を制限して遮断弁の閉速度を減速する、バイパス管に前記排出切換弁と並列に設けられた速度制御弁と、遮断弁急閉行程途中で前記弁棒の下降に連動して前記排出切換弁を開から閉に切り換える切換手段とを備えている。
そして、遮断弁全開時に前記第１電磁弁および第２電磁弁が励磁され、第３電磁弁が消磁されて、第２電磁弁のＡポートからの作動流体の供給により前記主切換弁のパイロット弁が付勢されるとともに、前記第３電磁弁の排出ポートからの作動流体の排出により前記ヘッド側切換弁のパイロット弁が消勢されて、前記シリンダーチューブのヘッド側に圧力源より作動流体が供給されるとともに、キャップ側から作動流体が排出され、遮断弁緩閉時に前記第１電磁弁および第２電磁弁が消磁され、第３電磁弁が励磁されて、第２電磁弁を経て第１電磁弁の排出ポートからの作動流体の排出により前記主切換弁のパイロット弁が消勢されるとともに、前記第３電磁弁のＡポートからの作動流体の供給により前記キャップ側切換弁のパイロット弁が付勢され、前記シリンダーチューブのヘッド側から作動流体が排出されるとともに、前記シリンダーチューブのキャップ側に圧力源より作動流体が供給され、遮断弁急閉時に前記第１電磁弁、第２電磁弁および第３電磁弁が消磁されて、第２電磁弁を経て第１電磁弁の排出ポートからの作動流体の排出により前記主切換弁のパイロット弁が消勢されるとともに、前記第３電磁弁の排出ポートからの作動流体の排出により前記キャップ側切換弁のパイロット弁が消勢されて、前記シリンダーチューブのヘッド側から作動流体が前記排出管および排出され、キャップ側に圧力源より作動流体が供給され、遮断弁急閉行程途中で前記弁棒の下降に連動して前記排出切換弁が開から閉に切り換えられてシリンダーチューブからの作動流体を前記バイパス管に通す。
【００１０】
弁閉行程終端近くで切換弁を開から閉に切り換える時期は、弁開度が５〜５０％程度に達した時である。切換弁の切換えは、弁棒に設けたドッグにより機械的に切り換える方式、あるいはリミットスイッチなどを用いて電気的に切り換える方式のいずれであってもよい。
【００１１】
【作用】
この発明の遮断弁操作装置では、組合せばねが弁箱内にあり、第１ばねの一部が隣り合う第２ばね内に入り込んでいる。したがって、組合せばねが弁箱内に収納された分（ばね設定高さの約２０％以上）および第１ばねが第２ばね内に入り込んだ分だけ弁の高さは低くなり、また操作装置の重心位置も低くなる。
【００１２】
この発明の遮断弁操作装置では、弁閉定常行程で切換弁は開いており、シリンダーからの作動流体は直接切換弁を流れる。弁閉行程途中で切換弁が閉じると、作動流体は切換弁を迂回して速度制御弁を通る。速度制御弁の流量は切換弁を通る作動流体の流量よりも絞られているので、弁閉速度は遅くなる。この結果、弁体は緩やかに弁座に着座し、弁体および弁座の損傷が防がれる。
【００１３】
【実施例】
図１および図２はこの発明の実施例を示しており、Ｙ形遮断弁の断面図である。図１は閉状態を、図２は開状態をそれぞれ示している。
遮断弁は、主弁１と副弁１３とで構成されている。Ｙ形の弁箱２に固定された主弁座６と弁箱頂部との間に、円筒状のジスクソケット９が挿入されている。ジスクソケット９の頂部は、ふた３に固定されている。ジスクソケット９の下部に、流路１０が窓状に開口している。弁箱２の入口側とジスクソケット９の内側とは、流路１０を介して通じている。ふた３の上面にヨーク１２が取り付けられている。主弁体８は、ジスクソケット９に案内されて昇降する。
【００１４】
主弁体８に副弁１３が設けられている。すなわち、主弁体８に円筒状のハウジング１４が形成されており、ハウジング１４はカバー１５で覆われている。カバー１５は上方に延びる円筒部１６を備えており、円筒部１６の上端は逆座面１７となっている。主弁１が開いたとき、逆座面１４はふた３に設けられた逆座４に接する。ハウジング１４内に、副弁体１９が挿入されている。主弁体８の中央に副弁流路２１が設けられており、副弁流路２１の上部は副弁体１９が着座する副弁座２２となっている。
【００１５】
弁棒２３はカバー１５の円筒部１６を貫通しており、下端部が副弁体１９に連結されている。弁棒２３の上端部は、後に説明するエアシリンダー３４のピストンロッド３８に連結されている。
【００１６】
組合せばね２６が、弁箱２内に配置されている。組合せばね２６は、第１ばね２７、第２ばね２８、および中間ばね座２９からなっている。第１ばね２７は、ふた３に設けられたばね座５と中間ばね座２９との間に支持されている。第２ばねは２８、主弁体８と中間ばね座２９との間に支持されている。中間ばね座２９は、円筒状胴体３０が第２ばね２８内に入り込むようにしてフランジ部３１で第２ばね２８の上端で支えられている。また、第２ばね２８の下端は中間ばね座２９の底部３２で支持されている。第１ばね２７が第２ばね２８内に入り込んだ長さは、第１ばね２７の設定長さの３０〜７０％である。
【００１７】
ヨーク１２の頂部に複動エアシリンダー３４が取り付けられている。
【００１８】
図３は、上記複動エアシリンダー３４の空気圧回路を示している。
主管３９に空気圧源４０、逆止弁４１、および５ポート空気圧切換弁４２が順次取り付けられている。５ポート空気圧切換弁４２のＡポートには中間管４３を介して３ポート空気圧切換弁４４のＰポートが接続されており、３ポート空気圧切換弁４４のＡポートにはヘッド側管４５を介してシリンダーチューブ３５のヘッド側３６に接続されている。また、３ポート空気圧切換弁４４のＥポートには第１速度制御弁４６が接続されている。上記５ポート空気圧切換弁４２のＢポートはキャップ側管４７に接続されている。そして、シリンダーチューブ３５のキャップ側３７が、キャップ側管４７に第２速度制御弁４８を介して接続されている。
【００１９】
主管３９から分岐する分岐管４９には第１電磁弁５１、第２電磁弁５２、および第３電磁弁５３が取り付けられている。第１電磁弁５１および第２電磁弁５２は、上記５ポート空気圧切換弁４２のパイロット弁となっている。また、第３電磁弁５３は上記３ポート空気圧切換弁４４のパイロット弁となっている。これら電磁弁５１、５２、５３はいずれも、５ポート電磁パイロット切換弁である。
【００２０】
上記５ポート空気圧切換弁４２のＨＥポートには排気管６１が接続されている。排気管６１には２ポート切換弁６３および第３速度制御弁６５が直列に取り付けられている。２ポート切換弁６３は弁棒２３に取り付けられたドッグ２４により操作される機械式切換弁である。また、排気管６１には２ポート切換弁６３と並列にバイパス管６７が接続されており、バイパス管６７に第４速度制御弁６９が設けられている。
【００２１】
ここで、上記のように構成された遮断弁の開閉操作および作動について説明する。
（開操作）
図１の弁閉状態で、第１電磁弁５１および第２電磁弁５２を励磁する。第２電磁弁５２のＡポートを経て、５ポート空気圧切換弁４２のパイロット弁に圧縮空気が供給され、５ポート空気圧切換弁４２は作動位置となる。また、第３電磁弁５３を消磁する。３ポート空気圧切換弁４４のパイロット弁の圧縮空気は第３電磁弁５３のＡポートから排気され、３ポート空気圧切換弁４４はノーマル位置となる。これにより、主管３９、５ポート空気圧切換弁４２、中間管４３、３ポート空気圧切換弁４４、およびヘッド側管４５を経てシリンダーチューブ３５のヘッド側３６に圧縮空気が供給される。同時に、キャップ側３７内の圧縮空気は、第２速度制御弁４８およびキャップ側管４７を経て５ポート空気圧切換弁４２のＣＥポートから流出する。この結果、ピストンロッド３８が上昇し、弁棒２３が引き上げられて副弁１３が開く。副弁１３が開くと、ジスクソケット９内の流体が副弁流路２１から流出し、ジスクソケット９内の圧力が低下する。これにより、弁棒２３に加わる荷重が軽減され、エアシリンダー３４の駆動力により主弁体８が引き上げられる。主弁体８が引き上げられると、１次側の流体は、ジスクソケット９の流路１０および主弁座６を経て２次側に流出する。なお、主弁１が適当な速度で開くように、第２速度制御弁４８は設定されている。
【００２２】
（緩閉操作）
図２の弁開状態で、第１電磁弁５１および第２電磁弁５２を消磁する。第２電磁弁５２のＡポートおよび第１電磁弁５１のＡポートを経て、５ポート空気圧切換弁４２のパイロット弁の圧縮空気が排気される。これにより、５ポート空気圧切換弁４２はノーマル位置となる。また、第３電磁弁５３を励磁する。３ポート空気圧切換弁４４のパイロット弁に第３電磁弁５３のＡポートから圧縮空気が給気され、３ポート空気圧切換弁４４は作動位置となる。この結果、主管３９、５ポート空気圧切換弁４２、キャップ側管４７、および第２速度制御弁４８を経てシリンダーチューブ３５のキャップ側３７に圧縮空気が供給される。一方、ヘッド側３６内の圧縮空気は、ヘッド側管４５および３ポート空気圧切換弁４４を経て第１速度制御弁４６から流出する。この結果、ピストンロッド３８が下降し、弁棒２３が押し下げられて主弁体８が主弁座６に着座する。着座にした状態では、ジスクソケット９内の流体圧によって主弁体８が主弁座６に押し付けられ、気密が保持される。なお、主弁体８が着座するときに主弁体８および主弁座６が傷付かないような適度な弁閉速度に、第１速度制御弁４６は設定されている。
【００２３】
（緊急閉操作）
図２の弁開状態で、第１電磁弁５１および第２電磁弁５２を消磁する。第２電磁弁５２のＡポートおよび第１電磁弁５１のＡポートを経て、５ポート空気圧切換弁４２のパイロット弁の圧縮空気が排気される。これにより、５ポート空気圧切換弁４２はノーマル位置となる。また、第３電磁弁５３を消磁する。３ポート空気圧切換弁４４のパイロット弁の圧縮空気は第３電磁弁５３のＡポートから排気され、３ポート空気圧切換弁４４はノーマル位置となる。これにより、主管３９、５ポート空気圧切換弁４２、キャップ側管４７、および第２速度制御弁４８を経てシリンダーチューブ３５のキャップ側３７に圧縮空気が供給される。一方、シリンダーチューブ３５のヘッド側３６の圧縮空気は、ヘッド側管４５、３ポート空気圧切換弁４４、中間管４３、および５ポート空気圧切換弁４２を経て排気管６１に流出し、さらに２ポート切換弁６３および第３速度制御弁６５を経て排気される。これにより、ピストンロッド３８が下降し、弁棒２３が押し下げられる。このとき、２ポート切換弁６３は開位置にある。
【００２４】
弁開度が５〜５０％になると、弁棒２３のドッグ２４が２ポート切換弁６３の操作片６４に突き当たり、２ポート切換弁６３は開位置から閉位置に切り換わる。この結果、排気管６１を流れる圧縮空気はバイパス管６７を通り、第４速度制御弁６９および第３速度制御弁６５を経て排気される。第４速度制御弁６９は第３速度制御弁６５よりも低い流量で圧縮空気が排出されるように設定されているので、主弁体８は緩やかに主弁座６に着座する。
【００２５】
なお、緊急閉操作の場合、第２電磁弁５２が故障し、励磁されたままで第１電磁弁５１が消磁されると、第２電磁弁５２のＡポート、分岐管４８、および第１電磁弁５１のＢポートを経て、５ポート空気圧切換弁４２のパイロット弁の圧縮空気は排気される。したがって、第２電磁弁５２が故障しても、遮断弁を緊急閉鎖することができる。
【００２６】
この発明の遮断弁操作装置では、弁の高さおよび操作装置の重心位置を低くすることができる。したがって、耐震性が向上し、弁設置空間は狭くなり、さらに保守が容易となる。
【００２７】
また、この発明の遮断弁操作装置では、シリンダー操作回路が空気圧回路または油圧回路のみで構成することができる。この結果、操作回路の構成が簡単になり、弁開閉作動の信頼性が向上し、また保守が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例を示しており、閉状態のＹ形遮断弁の断面図である。
【図２】図１に示すＹ形遮断弁の開状態の断面図である。
【図３】図１に示すエアシリンダーの空気圧回路図である。
【符号の説明】
１主弁
２弁箱
３ふた
５ばね座
６主弁座
８主弁体
９ジスクソケット
１０ジスクソケットの流路
１２ヨーク
１３副弁
１９副弁体
２２副弁座
２３弁棒
２６組合せばね
２７第１ばね
２８第２ばね
２９中間ばね座
３４複動エアシリンダー
３６シリンダーチューブのヘッド側
３７シリンダーチューブのキャップ側
３８ピストンロッド
３９主管
４２５ポート空気圧切換弁
４４３ポート空気圧切換弁
４６第１速度制御弁
４８第２速度制御弁
４９分岐管
５１、５２、５３電磁弁
６１排気管
６３２ポート切換弁
６５第３速度制御弁
６７バイパス管
６９第４速度制御弁[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a shut-off valve operating device including a cylinder and a combination spring.
[0002]
[Prior art]
One of the valve operating devices is a cylinder such as an air cylinder. In the cylinder, the piston rod is connected to the valve stem, and applies a valve closing force to the valve stem to press the valve body against the valve seat. Further, for a valve which has a large valve opening / closing lift and which needs to close the valve rapidly, for example, a shut-off valve, a combination spring in which coil springs are connected in series is widely used. The combination spring is inserted between a spring seat provided on the valve stem and a spring seat of a yoke or a stand fixed to the valve box, and applies a thrust in the valve closing direction to the valve stem. An example of such a valve operating device is a shut-off valve disclosed in Japanese Patent Publication No. 46-17663. In this shut-off valve, an air cylinder is fixed to the top of a stand. In addition, four coil springs are connected in series via an intermediate spring seat to form a combination spring. A plurality of combination springs are inserted between the spring seat attached to the valve stem and the stand.
[0003]
Further, in the valve which needs to be closed rapidly as described above, the valve body is prevented from hitting the valve seat when the valve is closed, and the valve body and the valve seat are protected. For this reason, a means for adjusting the valve closing speed is provided so that the valve body is seated on the valve seat at an appropriate speed. In the shut-off valve of the above publication, a hydraulic cylinder is interposed between an air cylinder and a valve rod, a head side and a cap side of the hydraulic cylinder are connected by a conduit, and a speed control valve is provided in the conduit. The flow rate of hydraulic oil flowing from the head side to the cap side is adjusted by a speed control valve to control the valve closing speed.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In a combination spring of a conventional valve operating device, a spring seat is inserted between ends of adjacent springs, and adjacent springs are connected in series. For this reason, the space for inserting the combination spring, or the height of the yoke or the stand is increased, and the position of the center of gravity of the cylinder and the like and the valve height are increased. As a result, there has been a problem that the seismic resistance and the reliability of the valve opening / closing operation are reduced, a larger valve installation space is required, and maintenance is difficult.
[0005]
In a conventional air cylinder of a valve operating device, a valve closing speed is adjusted by a hydraulic cylinder and a flow control valve during a valve closing stroke. Therefore, two working fluids, air and oil, are required, and the configuration of the valve operating device is complicated. As a result, there is a problem that the reliability of the valve opening / closing operation is reduced, a larger valve installation space is required, and maintenance is difficult.
[0006]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a shut-off valve operating device that has high earthquake resistance, operates a valve with high reliability, opens and closes a valve, and is easy to maintain.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The shut-off valve operating device of the present invention is mounted on a yoke or a stand fixed to a valve box of a shut-off valve, a cylinder having a piston rod connected to a valve stem, and a plurality of springs combined in series via an intermediate spring seat. A valve operating device provided with a combination spring for applying a thrust in a valve closing direction to a valve stem, wherein the combination spring is provided in a valve box and supported between a lid and an intermediate spring seat, and a main valve. A second spring supported between the body and the intermediate spring seat, with a portion of the intermediate spring seat extending into the second spring along the spring axis.
[0008]
The cylinder may be either an air cylinder or a hydraulic cylinder. A coil spring is used as a spring constituting the combination spring. The number of springs is 2 to 4. Two to four sets of such combination springs are inserted between the lid and the valve body at equal intervals around the valve rod. The length of a part of the first spring (small diameter spring) entering the second spring (large diameter spring) is about 30 to 70% of the set length of the first spring. The intermediate spring seat is, for example, cup-shaped. The intermediate spring seat extends into the second spring and is supported at the free end of the second spring, and the first spring is supported at the bottom of the intermediate spring seat.
[0009]
In the shut-off valve operating device, the operating device includes a pressure source for supplying a working fluid to the double-acting cylinder, a pressure port connected to the pressure source on the inlet side, a head-side discharge port connected to the discharge pipe, and a cap-side discharge. A main switching valve having a port, an A port connected to the intermediate pipe on the outlet side, and a B port connected to the cap side pipe, and a pressure port and a discharge port connected to the intermediate pipe on the inlet side. A head-side switching valve having an A port connected to a head side of a cylinder tube of the double-acting cylinder at an outlet side, and a first solenoid valve having a pressure port and a discharge port connected to the pressure source at an inlet side. A pressure port connected to the pressure source on the inlet side and a discharge port connected to the A port of the first solenoid valve, and a pilot valve of the main switching valve on the outlet side. A second solenoid valve having an A port connected thereto, an A port having a pressure port and a discharge port connected to the pressure source on the inlet side, and an A port connected to a pilot valve of the head side switching valve on the outlet side. A third solenoid valve, a discharge switching valve attached to the discharge pipe, a bypass pipe attached to the discharge pipe so as to bypass the discharge switching valve, and an outflow amount of the working fluid from the cylinder tube. A speed control valve provided in parallel with the discharge switching valve in the bypass pipe to reduce the closing speed of the shutoff valve, and the discharge switching valve in conjunction with the lowering of the valve rod during the shutoff valve rapid closing stroke. Switching means for switching from open to closed.
When the shutoff valve is fully opened, the first solenoid valve and the second solenoid valve are excited, the third solenoid valve is demagnetized, and the supply of working fluid from the port A of the second solenoid valve causes the pilot valve of the main switching valve to be turned on. And the pilot valve of the head-side switching valve is deenergized by the discharge of the working fluid from the discharge port of the third solenoid valve, and the working fluid is supplied from the pressure source to the head side of the cylinder tube. At the same time, the working fluid is discharged from the cap side, and when the shutoff valve is slowly closed, the first solenoid valve and the second solenoid valve are demagnetized, the third solenoid valve is excited, and the first solenoid valve is passed through the second solenoid valve. The pilot valve of the main switching valve is deenergized by the discharge of the working fluid from the discharge port of the valve, and the pilot valve of the cap-side switching valve is supplied by the supply of the working fluid from the A port of the third solenoid valve. The working fluid is discharged from the head side of the cylinder tube, the working fluid is supplied from the pressure source to the cap side of the cylinder tube, and the first solenoid valve, the second solenoid valve, and The third solenoid valve is demagnetized, the pilot valve of the main switching valve is deenergized by the discharge of the working fluid from the discharge port of the first solenoid valve via the second solenoid valve, and the discharge of the third solenoid valve is performed. The discharge of the working fluid from the port deactivates the pilot valve of the cap-side switching valve, the working fluid is discharged from the head side of the cylinder tube and the discharge pipe, and the working fluid is supplied to the cap side from a pressure source. During the rapid closing process of the shut-off valve, the discharge switching valve is switched from open to closed in conjunction with the lowering of the valve rod, and the working fluid from the cylinder tube is transferred to the bypass pipe. It passed through the tube.
[0010]
The time when the switching valve is switched from open to closed near the end of the valve closing stroke is when the valve opening reaches about 5 to 50%. The switching of the switching valve may be either a method of mechanically switching by a dog provided on a valve rod, or a method of electrically switching by using a limit switch or the like.
[0011]
[Action]
In the shut-off valve operating device according to the present invention, the combination spring is provided in the valve box, and a part of the first spring enters the adjacent second spring. Therefore, the partial combination spring is accommodated in the valve box height and the first Banegadai only 2 minutes that has entered into the spring valve (about 20% or more springs set height) is lowered, or operation The position of the center of gravity of the device is also lowered.
[0012]
In the shut-off valve operating device according to the present invention, the switching valve is opened during the valve closing steady stroke, and the working fluid from the cylinder flows directly through the switching valve. When the switching valve is closed during the valve closing stroke, the working fluid bypasses the switching valve and passes through the speed control valve. Since the flow rate of the speed control valve is smaller than the flow rate of the working fluid passing through the switching valve, the valve closing speed becomes slow. As a result, the valve element is gently seated on the valve seat, and damage to the valve element and the valve seat is prevented.
[0013]
【Example】
1 and 2 show an embodiment of the present invention and are sectional views of a Y-shaped shutoff valve. 1 shows a closed state, and FIG. 2 shows an open state.
The shut-off valve includes a main valve 1 and a sub-valve 13. A cylindrical disk socket 9 is inserted between the main valve seat 6 fixed to the Y-shaped valve box 2 and the top of the valve box. The top of the disc socket 9 is fixed to the lid 3. In the lower part of the disc socket 9, a flow path 10 is opened like a window. The inlet side of the valve box 2 and the inside of the disc socket 9 communicate with each other via a flow path 10. A yoke 12 is attached to the upper surface of the lid 3. The main valve body 8 moves up and down while being guided by the disk socket 9.
[0014]
The main valve body 8 is provided with an auxiliary valve 13. That is, a cylindrical housing 14 is formed on the main valve body 8, and the housing 14 is covered with the cover 15. The cover 15 has a cylindrical portion 16 extending upward, and an upper end of the cylindrical portion 16 is an inverted seat surface 17. When the main valve 1 is opened, the reverse seat surface 14 contacts the reverse seat 4 provided on the lid 3. The sub-valve element 19 is inserted into the housing 14. A sub-valve passage 21 is provided at the center of the main valve body 8, and an upper portion of the sub-valve passage 21 is a sub-valve seat 22 on which the sub-valve body 19 is seated.
[0015]
The valve stem 23 penetrates through the cylindrical portion 16 of the cover 15, and the lower end is connected to the sub-valve 19. The upper end of the valve stem 23 is connected to a piston rod 38 of an air cylinder 34 described later.
[0016]
A combination spring 26 is arranged in the valve box 2. The combination spring 26 includes a first spring 27, a second spring 28, and an intermediate spring seat 29. The first spring 27 is supported between the spring seat 5 provided on the lid 3 and the intermediate spring seat 29. The second spring 28 is supported between the main valve body 8 and the intermediate spring seat 29. The intermediate spring seat 29 is supported at the upper end of the second spring 28 by the flange portion 31 such that the cylindrical body 30 enters the second spring 28. The lower end of the second spring 28 is supported by the bottom 32 of the intermediate spring seat 29. The length of the first spring 27 that has entered the second spring 28 is 30 to 70% of the set length of the first spring 27.
[0017]
A double-acting air cylinder 34 is mounted on the top of the yoke 12.
[0018]
FIG. 3 shows a pneumatic circuit of the double-acting air cylinder 34.
An air pressure source 40, a check valve 41, and a 5-port air pressure switching valve 42 are sequentially attached to the main pipe 39. The P port of the 3-port pneumatic switching valve 44 is connected to the A port of the 5-port pneumatic switching valve 42 via the intermediate pipe 43, and the A port of the 3-port pneumatic switching valve 44 is connected via the head side pipe 45. It is connected to the head side 36 of the cylinder tube 35. A first speed control valve 46 is connected to the E port of the three-port air pressure switching valve 44. The B port of the 5-port air pressure switching valve 42 is connected to a cap-side pipe 47. The cap side 37 of the cylinder tube 35 is connected to the cap side pipe 47 via a second speed control valve 48.
[0019]
A first solenoid valve 51, a second solenoid valve 52, and a third solenoid valve 53 are attached to a branch pipe 49 branched from the main pipe 39. The first solenoid valve 51 and the second solenoid valve 52 are pilot valves of the 5-port air pressure switching valve 42. Further, the third solenoid valve 53 is a pilot valve of the three-port air pressure switching valve 44. Each of these solenoid valves 51, 52, 53 is a 5-port electromagnetic pilot switching valve.
[0020]
An exhaust pipe 61 is connected to the HE port of the 5-port air pressure switching valve 42. A two-port switching valve 63 and a third speed control valve 65 are attached to the exhaust pipe 61 in series. The two-port switching valve 63 is a mechanical switching valve operated by the dog 24 attached to the valve rod 23. Further, a bypass pipe 67 is connected to the exhaust pipe 61 in parallel with the two-port switching valve 63, and the bypass pipe 67 is provided with a fourth speed control valve 69.
[0021]
Here, the opening / closing operation and operation of the shut-off valve configured as described above will be described.
(Open operation)
In the valve closed state of FIG. 1, the first solenoid valve 51 and the second solenoid valve 52 are excited. The compressed air is supplied to the pilot valve of the 5-port air pressure switching valve 42 via the A port of the second solenoid valve 52, and the 5-port air pressure switching valve 42 is set to the operating position. Further, the third solenoid valve 53 is demagnetized. The compressed air of the pilot valve of the three-port air pressure switching valve 44 is exhausted from the A port of the third solenoid valve 53, and the three-port air pressure switching valve 44 is in the normal position. Thus, compressed air is supplied to the head side 36 of the cylinder tube 35 via the main pipe 39, the 5-port air pressure switching valve 42, the intermediate pipe 43, the 3-port air pressure switching valve 44, and the head side pipe 45. At the same time, the compressed air in the cap side 37 flows out of the CE port of the 5-port air pressure switching valve 42 via the second speed control valve 48 and the cap side pipe 47. As a result, the piston rod 38 rises, the valve rod 23 is raised, and the sub-valve 13 is opened. When the sub-valve 13 is opened, the fluid in the disc socket 9 flows out of the sub-valve flow path 21 and the pressure in the disc socket 9 decreases. Thus, the load applied to the valve rod 23 is reduced, and the main valve body 8 is pulled up by the driving force of the air cylinder 34. When the main valve element 8 is pulled up, the fluid on the primary side flows out to the secondary side via the flow path 10 of the disc socket 9 and the main valve seat 6. The second speed control valve 48 is set so that the main valve 1 opens at an appropriate speed.
[0022]
(Slow closing operation)
In the valve open state of FIG. 2, the first solenoid valve 51 and the second solenoid valve 52 are demagnetized. Via the A port of the second solenoid valve 52 and the A port of the first solenoid valve 51, the compressed air of the pilot valve of the 5-port air pressure switching valve 42 is exhausted. Thus, the 5-port air pressure switching valve 42 is in the normal position. Further, the third solenoid valve 53 is excited. Compressed air is supplied to the pilot valve of the three-port air pressure switching valve 44 from the A port of the third solenoid valve 53, and the three-port air pressure switching valve 44 is set to the operating position. As a result, compressed air is supplied to the cap side 37 of the cylinder tube 35 via the main pipe 39, the 5-port air pressure switching valve 42, the cap side pipe 47, and the second speed control valve 48. On the other hand, the compressed air in the head side 36 flows out of the first speed control valve 46 via the head side pipe 45 and the three-port air pressure switching valve 44. As a result, the piston rod 38 descends, the valve rod 23 is pushed down, and the main valve body 8 is seated on the main valve seat 6. In the seated state, the main valve body 8 is pressed against the main valve seat 6 by the fluid pressure in the disc socket 9, and airtightness is maintained. The first speed control valve 46 is set to an appropriate valve closing speed such that the main valve body 8 and the main valve seat 6 are not damaged when the main valve body 8 is seated.
[0023]
(Emergency closing operation)
In the valve open state of FIG. 2, the first solenoid valve 51 and the second solenoid valve 52 are demagnetized. Via the A port of the second solenoid valve 52 and the A port of the first solenoid valve 51, the compressed air of the pilot valve of the 5-port air pressure switching valve 42 is exhausted. Thus, the 5-port air pressure switching valve 42 is in the normal position. Further, the third solenoid valve 53 is demagnetized. The compressed air of the pilot valve of the three-port air pressure switching valve 44 is exhausted from the A port of the third solenoid valve 53, and the three-port air pressure switching valve 44 is in the normal position. Thereby, the compressed air is supplied to the cap side 37 of the cylinder tube 35 via the main pipe 39, the 5-port air pressure switching valve 42, the cap side pipe 47, and the second speed control valve 48. On the other hand, the compressed air on the head side 36 of the cylinder tube 35 flows out to the exhaust pipe 61 via the head side pipe 45, the three-port air pressure switching valve 44, the intermediate pipe 43, and the five-port air pressure switching valve 42, and is further switched to the two-port port. Air is exhausted through the valve 63 and the third speed control valve 65. Thereby, the piston rod 38 descends, and the valve stem 23 is pushed down. At this time, the two-port switching valve 63 is in the open position.
[0024]
When the valve opening reaches 5 to 50%, the dog 24 of the valve rod 23 hits the operating piece 64 of the two-port switching valve 63, and the two-port switching valve 63 switches from the open position to the closed position. As a result, the compressed air flowing through the exhaust pipe 61 passes through the bypass pipe 67, and is exhausted through the fourth speed control valve 69 and the third speed control valve 65. Since the fourth speed control valve 69 is set so as to discharge the compressed air at a lower flow rate than the third speed control valve 65, the main valve body 8 is seated on the main valve seat 6 gently.
[0025]
In the case of the emergency closing operation, if the second solenoid valve 52 fails and the first solenoid valve 51 is demagnetized while being energized, the A port of the second solenoid valve 52, the branch pipe 48, and the first solenoid valve Via the B port 51, the compressed air of the pilot valve of the 5-port air pressure switching valve 42 is exhausted. Therefore, even if the second solenoid valve 52 fails, the shutoff valve can be closed urgently.
[0026]
In shut-off valve operating apparatus of the invention, it is possible to lower the center of gravity position in the height and operation device of the valve. Therefore, the earthquake resistance is improved, the valve installation space is narrowed, and the maintenance becomes easier.
[0027]
Further, in the shut-off valve operating device of the present invention , the cylinder operating circuit can be constituted by only the pneumatic circuit or the hydraulic circuit. As a result, the configuration of the operation circuit is simplified, the reliability of the valve opening / closing operation is improved, and maintenance is facilitated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention and is a cross-sectional view of a Y-shaped shutoff valve in a closed state.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the Y-type shutoff valve shown in FIG. 1 in an open state.
FIG. 3 is a pneumatic circuit diagram of the air cylinder shown in FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Main valve 2 Valve box 3 Lid 5 Spring seat 6 Main valve seat 8 Main valve body 9 Disc socket 10 Disc socket flow path 12 Yoke 13 Secondary valve 19 Secondary valve body 22 Secondary valve seat 23 Valve rod 26 Combination spring 27 First Spring 28 Second spring 29 Intermediate spring seat 34 Double acting air cylinder 36 Head side of cylinder tube 37 Cap side of cylinder tube 38 Piston rod 39 Main pipe 42 5-port air pressure switching valve 44 3-port air pressure switching valve 46 First speed control valve 48 Second speed control valve 49 Branch pipes 51, 52, 53 Solenoid valve 61 Exhaust pipe 63 Two-port switching valve 65 Third speed control valve 67 Bypass pipe 69 Fourth speed control valve

Claims

A double-acting cylinder attached to the top of a yoke or stand fixed to the valve box of the shut-off valve , the piston rod is connected to the valve stem, and a plurality of springs are combined in series via an intermediate spring seat, and In a shut-off valve operating device including a combination spring that applies thrust to a valve stem,
The combination spring is provided in the valve box and includes a first spring supported between the lid and the intermediate spring seat, and a second spring supported between the main valve body and the intermediate spring seat. A part of the seat enters the second spring along the spring axis ,
A pressure source for supplying a working fluid to the double-acting cylinder;
It has a pressure port connected to a pressure source on the inlet side, a head-side discharge port connected to a discharge pipe, and a cap-side discharge port, and is connected to an A port and a cap-side pipe connected to an intermediate pipe on the outlet side. A main switching valve having a B port;
A head-side switching valve having a pressure port and a discharge port connected to the intermediate pipe on an inlet side, and an A port connected to a head side of a cylinder tube of the double-acting cylinder on an outlet side;
A first solenoid valve having a pressure port and a discharge port connected to the pressure source on an inlet side;
An inlet port has a pressure port connected to the pressure source and an exhaust port connected to the A port of the first solenoid valve, and an outlet port has an A port connected to a pilot valve of the main switching valve. Two solenoid valves,
A third solenoid valve having a pressure port and a discharge port connected to the pressure source on an inlet side, and an A port connected to a pilot valve of the head-side switching valve on an outlet side;
A discharge switching valve attached to the discharge pipe,
A bypass pipe attached to the discharge pipe so as to bypass a discharge switching valve,
A speed control valve provided in parallel with the discharge switching valve in a bypass pipe, which limits the outflow amount of the working fluid from the cylinder tube to reduce the closing speed of the shutoff valve;
Switching means for switching the discharge switching valve from open to closed in conjunction with the lowering of the valve rod during the shutoff valve sudden closing stroke,
When the shutoff valve is fully opened, the first solenoid valve and the second solenoid valve are excited, the third solenoid valve is demagnetized, and the pilot valve of the main switching valve is attached by supplying working fluid from the port A of the second solenoid valve. And the pilot valve of the head-side switching valve is deenergized by the discharge of the working fluid from the discharge port of the third solenoid valve, and the working fluid is supplied from the pressure source to the head side of the cylinder tube. At the same time, the working fluid is discharged from the cap side,
When the shutoff valve is slowly closed, the first solenoid valve and the second solenoid valve are demagnetized, the third solenoid valve is excited, and the main fluid is discharged from the discharge port of the first solenoid valve via the second solenoid valve. The pilot valve of the switching valve is deenergized, and the pilot valve of the cap-side switching valve is energized by the supply of the working fluid from the port A of the third solenoid valve, and the working fluid is supplied from the head side of the cylinder tube. While being discharged, a working fluid is supplied from a pressure source to the cap side of the cylinder tube,
When the shutoff valve is rapidly closed, the first solenoid valve, the second solenoid valve, and the third solenoid valve are demagnetized, and the working fluid of the main switching valve is discharged by discharging the working fluid from the discharge port of the first solenoid valve through the second solenoid valve. The pilot valve is deenergized, and the pilot valve of the cap-side switching valve is deactivated by the discharge of the working fluid from the discharge port of the third solenoid valve, and the working fluid is discharged from the head side of the cylinder tube. The working fluid is supplied from the pressure source to the pipe and discharged to the cap side, and the discharge switching valve is switched from open to closed in conjunction with the lowering of the valve rod in the middle of the shutoff valve sudden closing stroke, and the operation from the cylinder tube is performed. A shut-off valve operating device for passing a fluid through the bypass pipe .