JP3778602B2

JP3778602B2 - ダイヤフラムバルブ

Info

Publication number: JP3778602B2
Application number: JP01045896A
Authority: JP
Inventors: 勝利吉本
Original assignee: Tokuyama Corp
Current assignee: Tokuyama Corp
Priority date: 1996-01-24
Filing date: 1996-01-24
Publication date: 2006-05-24
Anticipated expiration: 2016-01-24
Also published as: JPH09196199A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、新規なダイヤフラムバルブに関する。詳しくは、水を含む塩素ガス等のハロゲンガス、あるいは同ガスが溶存する液体に対して、極めて高い耐性を有するダイヤフラムバルブである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ダイヤフラムバルブは、図２に示すように、流路６の開口７が設けられたフランジ部５を両端に有し、中央に弁座１１を有し、該弁座１１を介して上記流路６の開口８が設けられた本体と、カバー１２とその外部に取り付けられたハンドル１０、及び該ハンドルに連結され、該ハンドル操作によって上記カバーの内部で上下する様に構成されたコンプレッサー９よりなるバルブボンネット２と、該コンプレッサー９の先端に取り付けられたダイヤフラム部３とよりなっている。
【０００３】
そして、バルブが開の状態からハンドル１０を操作することにより、コンプレッサー９が降下し、これによりダイヤフラム３が変形して、弁座１１に押し付けられ、流路６が閉鎖される。また、ハンドルを上記と逆に操作すると、コンプレッサーが上昇し、これによりダイヤフラムが変形が解除されて元の状態となり、流路が解放される。
【０００４】
上記ダイヤフラムバルブにおいて、ダイヤフラム部は、接触する液に対して耐性を持たせるため、弁座に接するダイヤフラムがポリテトラフルオロエチレンとし、また、該ダイヤフラム部のシール性を確保するため、上記ポリテトラフルオロエチレンよりなるダイヤフラムに、更にゴムよりなるダイヤフラムを積層した多層構造が採用されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記構造のダイヤフラム部を有するダイヤフラムバルブを水を含む塩素ガス等のハロゲンガス、あるいは同ガスを含有する液と接触する環境で使用した場合、ゴムよりなるダイヤフラムが湿潤したハロゲンガスにより膨潤し、その結果、コンプレッサーの動作をポリテトラフルオロエチレンよりなるダイヤフラムに十分伝達することができなくなり、バルブの機能に支障を来すという問題が生じる。そのため、上記ダイヤフラムバルブは、極めて短期間で取り替えを必要とするばかりでなく、バルブの誤作動による種々の事故を誘発する虞があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記問題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、ゴムよりなるダイヤフラムの膨潤が、ポリテトラフルオロエチレンよりなるダイヤフラムを透過するハロゲンガスが同時に透過する水と共に除々蓄積することによるものであるという知見を得た。
【０００７】
そして、更に検討を重ねた結果、該ゴムよりなるダイヤフラムの面に該ガスが通過可能な孔を設けることにより、ポリテトラフルオロエチレンよりなるダイヤフラムとゴムよりなるダイヤフラムとの間へのハロゲンガスの蓄積が防止され、上記ゴムよりなるダイヤフラムの膨潤を長期間にわたって防止し得ることを見い出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に従って更に詳細に説明するが、本発明はこれらの図面に限定されるものではない。
【０００９】
図１は、本発明のダイヤフラムバルブの代表的な態様を示す部分断面図を示すものである。また、図３は図１に使用するダイヤフラム部の代表的な態様を示す分解図である。
【００１０】
即ち、本発明のダイヤフラムバルブは、ダイヤフラム部が少なくとも二層のダイヤフラム３ａ、３ｂで構成されたダイヤフラムバルブであって、弁座に接するダイヤフラム３ａがパーフルオロカーボン系樹脂よりなり、他層を構成するダイヤフラムの少なくとも一層３ｂがゴムよりなり、該ゴムよりなるダイヤフラム面において、弁座に接するダイヤフラムの取付具を挿入可能な貫通孔とは別の位置であるダイヤフラム面の外周部付近にガスが通過可能な孔４を設けたことを特徴とする。
【００１１】
本発明において、弁座に接するダイヤフラム３ａの材質は、パーフルオロカーボン系樹脂よりなるものであれば、特に制限されないが、ポリテトラフルオロエチレンが最も好適に使用される。
【００１２】
また、上記のダイヤフラム３ａの構造は、公知の構造が特に制限なく採用される。一般には、図３に示すように、周囲にシール面１３を有し、該シール面で囲まれた内側に、これと一体化されたダイヤフラム面を有し、更に、該ダイヤフラム面の中心部にコンプレッサーへの取付具１４を一体化して設けた構造が採用される。かかる構造とすることにより、ダイヤフラム全面での液密性を十分に確保することができる。上記取付具１４のコンプレッサーへの取り付け態様は特に制限されないが、一般には、ネジ等で固定する方法が採用される。
【００１３】
上記パーフルオロカーボン系樹脂よりなるダイヤフラム３ａの厚みは、公知の範囲が特に制限なく採用される。上記厚みは、ダイヤフラムの大きさによって多少異なるが、一般に、０．５〜２ｍｍ程度が好適である。
【００１４】
本発明において、ダイヤフラムバルブないに接する液に対して耐性を持たせる目的で、弁座に接するダイヤフラム３ａはパーフルオロカーボン系樹脂よりなる。上記パーフルオロカーボン系樹脂はゴム弾性を持たない。
【００１５】
従って、本発明においては、本体１とバルブボンネット２とのシール性及び該ダイヤフラム３ａと弁座１１とのシール性を確保するため、図３に詳細に示すように、ゴムよりなるダイヤフラム３ｂを積層して設けられる。
【００１６】
かかるゴムよりなるダイヤフラム３ｂの材質は、特に制限されず、公知のゴム弾性を有する材質が特に制限なく使用される。例えば、ＥＰＤＭ等のエチレンプロピレンゴム、アクリルゴム、フッ素ゴム、クロロプレンゴム等が挙げられる。なかでも、耐塩素性の点から、エチレンプロピレンゴム、特にＥＰＤＭが好適に使用される。
【００１７】
また、ゴムよりなるダイヤフラム３ｂの構造は、図３に示すように、周囲にシール面１３を有し、該シール面で囲まれた内側に、これと一体化されたダイヤフラム面を有し、更に、該ダイヤフラム面の中心部に、ダイヤフラム３ａの取付具１４を挿入可能な貫通穴１５を有する。
【００１８】
本発明の最大の特徴は、上記ダイヤフラムバルブフラム３ｂのダイヤフラム面にガスが通過可能な孔４を設けたことにある。かかる孔４を設けることにより、ダイヤフラムバルブの流路６に存在するガスまたは液に含有される塩素等のハロゲンガスが、ポリテトラフルオロエチレンよりなるダイヤフラム３ａを透過した場合、該孔よりゴムよりなるダイヤフラム３ｂのダイヤフラム面の背面に存在する空間部に排除され、その結果、ダイヤフラム間に高濃度のハロゲンガスが蓄積することなく、該ダイヤフラム３ｂの材質であるゴムの劣化、膨潤を効果的に防止することができる。
【００１９】
ゴムよりなるダイヤフラム３ｂに設ける孔４の大きさは、ガスが通過可能であれば特に制限されない。一般には、直径が０．１〜５ｍｍ、好ましくは、０．５〜３ｍｍの大きさが適当である。また、該孔の数は、ダイヤフラム面の強度を著しく低下させない程度であればよい。例えば、ダイヤフラム面の１００ｃｍ²あたり５〜１０個程度が適当である。更に、孔を設ける位置も特に制限されないが、塩素ガス等のハロゲンガスが滞留し易く、しかもゴムの劣化による影響が大きい、ダイヤフラム面の外周部付近に設けることが推奨される。
【００２０】
また、ゴムよりなるダイヤフラム３ｂの厚みは、公知の範囲が特に制限なく採用される。一般に、上記厚みは、２〜５ｍｍ程度が好適である。
【００２１】
更に、ゴムよりなるダイヤフラム３ｂは、その寸法安定性を向上させるため、内層に布等の補強層を内在させることが一般的である。
【００２２】
上記図３において、各ダイヤフラムには、取り付け用のボルト穴１７が設けられ、図１に示すように、バルブボンネット２、ダイヤフラム３ａ、３ｂ及び本体を貫通してボルト（図示せず）によって締め付けられる。
【００２３】
本発明のダイヤフラムバルブのその他の構造、材質は公知の構造、材質が特に制限なく採用される。例えば、バルブボンネット、本体の材質は、塩化ビニル等の樹脂で構成するのが一般的である。また、ダイヤフラムのコンプレッサ９への取付部分１４の金具は、耐食性の高い材質、例えば、ハステロイ、チタン−パラジウム合金等で、また、コンプレッサ９の材質は、耐食性を考慮してポリフッ化ビニリデン等のフッ素系樹脂を使用することが、本発明において好ましい。
【００２４】
また、本発明において、ダイヤフラム３は、前記ポリテトラフルオロエチレンよりなるダイヤフラム３ａとゴムよりなるダイヤフラム３ｂより基本的になるものであればよいが、ダイヤフラム３ａの信頼性を確保するため、ダイヤフラム３ａとダイヤフラム３ｂとの間にフッ素系の樹脂よりなり、ダイヤフラム３ｂの孔１４を設けない以外は同一の構造を有するダイヤフラムを介在させることが好ましい。この場合、該ダイヤフラムの厚みは、０．１〜０．５ｍｍ程度が適当である。
【００２５】
図４は、本発明のダイヤフラムバルブの他の態様を示す部分断面図である。即ち、図４に示す構造は、バルブボンネットの側面にガス抜き孔１６を設けた態様を示す。かかるガス抜き孔を設けることにより、ゴムよりなるダイヤフラム３ｂの孔４よりその背面の空間に排除されたハロゲンガスが該孔より揮散し、該空間に蓄積するのを防止でき、本発明の効果を更に向上させることができる。
【００２６】
上記ガス抜き孔孔１６の大きさは、特に制限されないが、一般に、直径１〜１０ｍｍ、好ましくは、２〜５ｍｍが好適である。また、該貫通孔は、バルブボンネットの対向する面に設けることが前記空間のガスを効率よく置換できるため好ましい。
【００２７】
【発明の効果】
以上の説明より理解されるように、本発明のダイヤフラムバルブは、水を含有する塩素ガス等のハロゲンガス、あるいは同ガスを含有する、硫酸水溶液、食塩水溶液等の液に接触する環境で使用した場合でも、該ハロゲンガスによりバルブの機能に支障を来すという問題を効果的に防止することができる。そのため、本発明のダイヤフラムバルブは、取替周期を著しく延長することが可能であり、また、バルブの誤作動による種々の事故を長期間にわたって防止することが可能である。
【００２８】
【実施例】
以下、本発明を更に具体的に説明するため実施例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２９】
実施例１
図１に示す構造のダイヤフラムバルブを構成した。ダイヤフラム３ａとして、ダイヤフラム面の直径６０ｍｍ、厚み１ｍｍのポリテトラフルオロエチレン製のものを使用した。また、ダイヤフラム３ｂとして、ダイヤフラム面の直径６０ｍｍ、厚み４ｍｍであり、ＥＰＤＭよりなるのものを使用した。また、該ダイヤフラム３ｂには、図３にも示すように、ダイヤフラム面の周辺付近に、直径１ｍｍの孔４を等間隔で４個設けた。
【００３０】
上記ダイヤフラムバルブを配管に接続し、バルブを開にした状態で、８０℃の飽和の水蒸気を含む塩素ガスを１ヶ月間流した。
【００３１】
その後、ゴムよりなるダイヤフラム３ｂのゴム中の塩素濃度を測定した結果、１０ｐｐｍであり、ゴムは全く劣化していなかった。
【００３２】
実施例２
実施例１で使用したダイヤフラムバルブのバルブボンネットの側壁に、図４に示すように、対向させて直径５ｍｍのガス抜き孔１６を形成した以外は、同様にして試験行った。
【００３３】
その後、ゴムよりなるダイヤフラム３ｂのゴム中の塩素濃度を測定した結果、５ｐｐｍであり、ゴムは全く劣化していなかった。
【００３４】
比較例
実施例１において、ゴムよりなるダイヤフラム３ｂに孔４を設けなかった以外は、全て同様にして試験を行った。
【００３５】
その後、ゴムよりなるダイヤフラム３ｂのゴム中の塩素濃度を測定した結果、１０００ｐｐｍであり、ゴムの劣化が始まっていた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のダイヤフラムバルブの代表的な態様を示す部分断面図
【図２】従来のダイヤフラムバルブを示す部分断面図
【図３】本発明のダイヤフラム部の構造を示す分解図
【図４】本発明のダイヤフラムバルブの代表的な態様を示す部分断面図
【符号の説明】
１本体
２バルブボンネット
３ダイヤフラム
４孔
５フランジ
６流路
７開口
８開口
９コンプレッサ
１０ハンドル
１１弁座
１２カバー
１３シール面
１４取付具
１５貫通穴
１６ガス抜き孔

Claims

ダイヤフラム部が少なくとも二層のダイヤフラムで構成されたダイヤフラムバルブであって、弁座に接するダイヤフラムがパーフルオロカーボン系樹脂よりなり、他層を構成するダイヤフラムの少なくとも一層がゴムよりなり、該ゴムよりなるダイヤフラム面において、弁座に接するダイヤフラムの取付具を挿入可能な貫通孔とは別の位置であるダイヤフラム面の外周部付近にガスが通過可能な孔を設けたことを特徴とするダイヤフラムバルブ。