JP4334235B2 - 回転滑り弁 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、媒体運搬用のパイプラインのための回転滑り弁において、２つのパイプライン端間に設置されることができるハウジングを含み、前記ハウジングはパイプラインを遮断するための止め部材と、止め部材を作動させるための作動装置をもち、前記ハウジングはまた、該回転滑り弁の閉鎖位置に止め部材を受け入れるための第１受け入れ領域と、該回転滑り弁の開放位置に止め部材を受け入れるための第２受け入れ領域と、作動装置を受け入れるための駆動領域とをもって成る回転滑り弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
パイプライン構造においては、主および分配ラインに遮断部材として滑り弁(slides)または蝶形弁(flaps)が使用される。遮断部材は媒体運搬用パイプライン内に設置され、かつ遮断部材は、パイプラインに連結するための第１領域と、遮断部材の開放状態で止め部材を受け入れるための第２領域と、便利にはスピンドル機構として設計される作動装置を受け入れるための第３領域とから実質上成っている。しばしば、この滑り弁は滑り弁ハウジングの両側にフランジをもち、そのフランジによって遮断部材はパイプライン中に設置することができる。パイプラインは供給システムの分配ネットワークとして設計することができる。パイプライン中の媒体はガス、水、または汚水とすることができる。他の分野、例えば化学処理技術では、滑り弁または蝶形弁が使用され、これらはディスク形遮断部材をもち、この遮断部材の遮断ディスクはパイプライン軸線に対して直角をなし、かつパイプライン軸線に直角に延びる平面内でパイプラインの外に移動する。
【０００３】
この遮断ディスクの移動型式はこの平面内で直線または回転又はピボット旋回移動とすることができる。この場合回転移動の軸線はパイプライン軸線に対して直角をなして延び、かつ遮断ディスクの内側又は外側に横たわることができる。この構造型式の最も重要な利点は全長が比較的短いことであり、即ちパイプラインの軸線方向の要求スペースが最少限となることである。しかし、上記３つの領域、即ち第１受け入れ領域、第２受け入れ領域および駆動領域が１線上に互いに相前後して配置されるとき、その全高は比較的大きくなり、即ち地中に敷設されかつ大きな全高の遮断部材をもつラインの場合、ライン自体は比較的大きな深さに埋め込まれなければならない。
【０００４】
EP 1 063 457 A2 号は一般的回転滑り弁を開示している。これは高純度ガス析出プラント(deposition plants)で高真空下で適用される振り子型(pendulum)滑り弁と称されるものを記載している。この回転滑り弁は調整部材としてターボ真空(turbovaccum)ポンプと共に真空システム内で使用され、その結果、該システム中の真空は出来るだけ精密に設定することができる。ハウジングと滑り弁は金属から作られた複数の個別の部品から構成され、比較的低い耐圧性となるように設計される。開放位置から旋回した後、滑り弁は閉鎖位置でハウジング中の座部に押しつけられる。遮断ディスクを作動装置に連結するレバーアームは作動装置の旋回軸線の領域で傾斜路(ramp)と協働する。この傾斜路によって達成されることは旋回移動の終了時にディスクが軸線方向で座部に向かって動かされることである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、出来るだけ少数の個別部品から出来るだけコンパクトでかつ耐食性となるように構成することができかつ出来るだけ簡単に造ることができる回転滑り弁を提供することにある。また、この回転滑り弁は現存するパイプラインシステムに出来るだけ簡単に設置することができるものとする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、媒体運搬用のパイプラインのための回転滑り弁において、２つのパイプライン端間に設置されることができるハウジングを含み、前記ハウジングはパイプラインを遮断するための止め部材と、止め部材を作動させるための作動装置をもち、前記ハウジングはまた、該回転滑り弁の閉鎖位置に止め部材を受け入れるための第１受け入れ領域と、該回転滑り弁の開放位置に止め部材を受け入れるための第２受け入れ領域と、作動装置を受け入れるための駆動領域とをもち、駆動領域は第１および第２の受け入れ領域とは分離してハウジング内に配置されて成る回転滑り弁によって達成される。駆動領域の空間的に分離された配置は耐食性と、回転滑り弁の使用寿命を大幅に増すことに貢献する。
【０００７】
本発明の好適な形態は特許請求の範囲中の従属項から推測することができる。回転滑り弁はできるだけコンパクトに構成するのが有利である。このことは両受け入れ領域と駆動領域がハウジングの３つの領域を形成し、これらの領域がパイプライン軸線の方向に見て、実質上等しい寸法をもつことにより達成される。このことはまた、パイプライン軸線の方向に見て、受け入れ領域と駆動領域が実質上等辺三角形の様式で互いに隣接して配置されることによって達成される。回転滑り弁構造のコンパクトな形態の結果として、地中に横たわるパイプラインが不必要に大きな深さに埋め込まれる必要はもはやなくなる。
【０００８】
また、回転滑り弁を簡単な手法で造ることができることは有利である。このことは、駆動領域、第１受け入れ領域および少なくとも第２受け入れ領域の最大部分が、一体のハウジングとして設計されることによって達成される。また、このことはハウジングが、パイプライン軸線に対して直角にハウジングを通して延びる鏡面に関して実質上鏡面対称形に設計されることによって達成される。
【０００９】
更に、回転滑り弁が腐食性媒体を運搬するパイプラインに使用されるときでさえ、できるだけ長い有効寿命が保証されることも有利である。このことは、駆動領域内の作動装置が第１と第２の受け入れ領域中の媒体に対して密封されるように配置されることによって達成される。このことはまた、例えば、ハウジングが各場合に、受け入れ領域および駆動領域と共に耐食性材料から作られることによって達成される。このことはまた、例えば、受け入れ領域および駆動領域と共にハウジングが各場合に、プラスチック射出成形法の型から作られることによって達成される。このことはまた、媒体と接触することができる遮断部材のすべての領域が耐食性材料から作られることによって達成される。このことはまた、媒体と接触することができる遮断部材のすべての領域が単純な又は補強されたプラスチック材料から作られることによって達成される。
【００１０】
また、回転滑り弁が現存するパイプラインに簡単な手法で設置できることは有利である。このことはまた、ハウジングが第１受け入れ領域に、２つの向かい合った側の各側に、媒体運搬用パイプラインに連結するための連結領域をもち、少なくともこの連結領域の材料はパイプラインの材料と両立できる、すなわち適合していることによって達成される。このことはまた、連結領域が電気溶接スリーブとして設計されることによって達成される。
以下、本発明の実施例を図を参照して説明する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の回転滑り弁のハウジング１をパイプラインの軸線Ｘに直角をなして延びる方向で、このハウジング１の上面図で示す。ハウジング１はパイプライン軸線Ｘに直角に延びる鏡面Ｙに関して鏡面対称形として、または実質上鏡面対称形として設計されている。ハウジング１の上面に配置されているのは閉鎖カバー７であり、このカバーは上からハウジングを閉鎖する。駆動領域３はパイプライン軸線Ｘの横隣に見ることが出来る。
【００１２】
図２は図１のハウジング１の側面図である。駆動領域３、第１の受け入れ領域４および第２の受け入れ領域５が図１、２に見られる。閉鎖カバー７は第２受け入れ領域５に隣接しているのを見ることが出来る。駆動領域３は作動装置８を受け入れるのに役立つ。この作動装置は図６、９により明確に見ることが出来る。作動装置は止め部材９を作動させるのに役立つ。止め部材９は駆動領域３中の作動装置８によって第１の受け入れ領域４から第２の受け入れ領域５内に動かすことができる。遮断部材が閉鎖位置にあるとき、止め部材９は第１受け入れ領域４内に受け入れられ、遮断部材が開放位置にあるとき、止め部材９は閉鎖カバー７の下で、第２受け入れ領域５内に受け入れられる。かくして、ハウジング１の第１受け入れ領域４に連結されることができるパイプラインは媒体のために解放される。閉鎖カバー７は接着剤または溶接によって解放不能にまたはねじによって解放可能にハウジング１に連結されることができる。閉鎖カバー７はハウジング１の安定性を増すことができる。止め部材９が交換されなければならないとき、かつハウジング１の内壁が掃除されなければならないとき、閉鎖カバー７は除去されることができるように設計することができる。またハウジング１は任意に２つの実質上鏡面対称形の半部から構成することができる。
【００１３】
図３からは、駆動領域３、第１受け入れ領域４および第２受け入れ領域５のすべてが、例えばほぼ等しい寸法をもつハウジング１の一部を占める仕方を知ることができる。 パイプライン軸線Ｘの方向で見て分かる如く、３つの領域３、４、５は例えばほぼ等しい寸法の横断面積を占めることができる。受け入れ領域４、５と駆動領域３は、ほぼ正三角形または二等辺三角形の各コーナー点にあるように、お互いに相対的に配置される。かくしてハウジング１はパイプライン軸線Ｘに直角をなして延びる平面内にできるだけ小さい表面積をもつ。遮断部材をできるだけコンパクトな設計とすることはこの配置によって達成することができる。本発明の遮断部材をもつパイプラインシステムの敷設に必要な掘り起こし作業は最少限に限定される。ハウジング１の全高は最少限となり、即ち、パイプラインは実質上、地面の表面の下により接近して置かれることができる。
【００１４】
図４、５は図１、３と同様な仕方でハウジング１を示すが、閉鎖カバー７はもっていない。また、止め部材９はハウジング１の内部を見るために省かれている。ハウジング１の内部には、案内リブ１０と、密封面１１を見ることが出来き、これらは止め部材９を案内しかつ密封するのに役立つ。また作動装置８は省かれている。軸受点１３は駆動領域３内に見ることが出来る。軸受点１３は２つの受け入れ領域４、５と駆動領域３の間の中間点に配置される。同様に、この軸受点１３はハウジング１の正面側と後ろ側に鏡面対称形に設計されることができる。ハウジング１は例えば、単純なまたは補強されたプラスチック材料から、または他の耐食性材料から射出成形法の型(mold)から作られることができる。地下に敷設されたパイプラインに使用されるプラスチック材料は例えば、ポリエチレンまたはポリプロピレンとすることができる。使用される補強手段はガラス繊維またはカーボン繊維または他の非重合体材料とすることができる。パイプライン中の媒体と接触することができるすべての領域は適当なプラスチック材料から作られる。それは高い耐食性を保証する。
【００１５】
図６、７はパイプライン軸線Ｘの方向で見たハウジング１を示す。図７はパイプラインＸと直角をなす平面内の断面図で示すハウジング１を示す。この平面はまた、ハウジング１の対称面Ｙとすることができる。２つの受け入れ領域４、５と駆動領域３のコンパクトな配置はまた、図６、７に明示されている。図３、５および６において、リブ１２はまた、ハウジング１の外部に見ることが出来る。リブ１２は長手方向及び／又は横方向のリブとして設計することができる。リブ１２は特に、ハウジング１の壁の補強リブとして役立つ。補強リブ１２の配置によって、ハウジング１の壁は実質上より薄くなるように造ることができ、かくしてハウジング１の材料と重量をかなり省くのに貢献する。軸受点１３は３つの領域３、４、５が合う個所に置かれる。止め部材９は実質上プラスチック材料から作られたディスクとする。このディスク９は軸受点１３の領域でレバーアーム１４にしっかり連結され、次いでこのアームはナット１５に可動状に連結され、このナットはスピンドル１６によって上下に動く。スピンドル１６、ナット１５およびレバーアーム１４は好適には、すべて金属から作られる。しかし、スピンドル、ナットおよびレバーアームはまた、生ずる力がそのことを許すならば、プラスチック材料または例えば繊維補強されたプラスチック材料から作ることができる。
【００１６】
レバーアーム１４は片側付きと両側付きの両方の設計とすることができる。両側付きの型式では２つの同じレバーアーム１４がハウジング１の両側に置かれる。駆動領域３は媒体に接触しない。スピンドル１６はスピンドルを駆動するための駆動モータ（図示せず）に接続することができる。スピンドル１６がレバー１４とナット１５に組み合わされていることによって、ディスク９の運動とスピンドル１６の運動間のステップアップ(step-up)が達成される。この組み合わせの結果、スピンドル１６は商業的に入手可能の回転滑り弁のものより短い長さをもつことになる。このことはハウジング１をより小さくなし、かつ回転滑り弁の構造型式を出来る限りコンパクトにすることに貢献する。このステップアップによって、スピンドル１６はまた、より小さい負荷を受け、それ故、それ相応により簡単なかつより容易な手法で設計することができる。
【００１７】
例えば金属から作られるシャフト１７はまた、軸受点１３の領域に置かれる。また回転支承体として役立つシャフト１７はパイプライン軸線Ｘに平行に配置される軸線Ｘ″の回りに回転する。駆動領域３の密封は、軸受点１３の領域で、シャフト１７とハウジング１の正面側と後ろ側の間でシャフト１７上に配置されるシール２０によって達成される。スピンドル１６は駆動領域３に据え付けられ、かつ２つのプレート１９によって保持される。このプレートはまた、ナット１５の上部と下部の受け台としても役立つ。
【００１８】
図８、９は図６、７と同様な手法で遮断部材を示す。図８ではナット１５とスピンドル１６の組み合わせが作動されたときディスク９が、第１の受け入れ領域４から第２受け入れ領域５内に旋回して入ることができる仕方を見ることが出来る。ディスク９とレバーアーム１４は２つの異なった位置に示されている。上部位置では、ディスク９は第１受け入れ領域４から第２受け入れ領域５内に完全に旋回して入っており、かつパイプラインは媒体の通過のために完全に解放されており、また、第２位置では、ディスク９は部分的に第１受け入れ領域４内にまだ置かれている。媒体に対してシャフト１７と駆動領域３を密封するシール２０は、図８にも見ることが出来る。
【００１９】
図８、９では、作動装置８のトルクを制限するための装置２１がスピンドル１６の頂部に配置されている。トルク制限装置２１はこの場合、滑りクラッチとして設計されるが、例えば剪断ピンとして設計することもできる。滑りクラッチ２１はスピンドル１６が過剰のトルクで作動されるのを防止する。なかんずく、ディスク９の２つの端位置で、即ち遮断部材が完全に開放した位置と完全に閉じた位置の両方で、これは過度に高い力がディスク９に加わるのを防止する。それによって達成されることは、遮断部材が開放と閉鎖の間における誤った操作に鈍感になるということである。滑りクラッチ２１は、トルクが限度を超えたときに可聴ノイズまたは他の信号が放出されるように設計することができる。
【００２０】
図６、７、８では、シール２２がディスク９とハウジング１の間に配置される仕方を見ることが出来る。シール２２は例えばエラストマー材料から作られた部品であり、この部品はディスク９の下部領域で前記下部領域の周囲にもたれ掛かり、かつディスク９の縁領域の両側でディスク９の上部領域に配置される。この製造方法では、シール２２は好適には、ディスク９の射出成形型内に挿入され、そして引き続きディスク９のプラスチック材料で噴射被覆される。代案として、シール２２とディスク９はまた、２−成分射出成形法として既知の方法で、互いに連結されることができる。この方法では、先ず、第１の連結成分、例えばシール２２が第１のプラスチック材料から型内に噴射され、引き続き、その上に第２成分、例えばディスク９のプラスチック材料を噴射する。また、シール２２はロボットによってまたは手によって最終組み立てにおいてディスク９に留め付けることができる。かくしてプラスチックディスク９はエラストマーシール２２と共に１ユニットを形成する。
【００２１】
図１０、１１、１２は再び遮断部材の概略を示す。図１０は図３、５に示すものと類似の斜視図で遮断部材を示す。図１０、１１、１２では、とりわけ、ハウジング１をパイプラインに連結する連結領域２３、ハウジング１を通気させるための通気装置２４、ディスク９の位置を指示するための位置指示器２５、および駆動領域３とハウジング１を閉鎖するための閉鎖部片２６を見ることが出来る。遮断部材の位置を指示するための位置指示器２５はスピンドル１６に連結される。位置指示器２５は機械的、電気的、または電磁気的指示器として設計することができる。また、指示器の設計に依存して、滑り弁位置の指示器２５は回転滑り弁からより大きな距離をおいた個所で読み取ることを可能となすことができる。
【００２２】
連結領域２３はプラスチック材料から作られ、この材料は連結されるべきパイプラインの材料と適合しており、かつパイプラインに溶接することができる。連結領域２３は例えば、電気溶接スリーブとして設計することができる。回転滑り弁は例えばＤＮ（＝基準直径）１５からＤＮ３００mmの比較的大きい範囲内に入るライン直径をもつパイプライン用に使用することができる。これは分配ネットワークおよびガス、水および汚水システムの家庭用連結管用に使用することができる。遮断部材としての本発明の回転滑り弁は、例えば位置指示器２５および通気装置２４の如き種々のオプション部品をもつモジュール構造によって特徴付けられ、できるだけ簡単にかつコンパクトに構成され、そして媒体と接触する領域には、腐食する危険性のある部品をもたない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 閉鎖カバーをもつ本発明の回転滑り弁を示す図である。
【図２】 図１の回転滑り弁のもう１つの図である。
【図３】 図１、２の回転滑り弁のい斜視図である。
【図４】 閉鎖カバーのない図１の回転滑り弁を示す図である。
【図５】 図４の回転滑り弁の斜視図である。
【図６】 止め部材と作動装置をもつ図１乃至３に示す回転滑り弁を示す図である。
【図７】 図６の回転滑り弁の断面図である。
【図８】 トルク制限装置をもつ図６の回転滑り弁を示す図である。
【図９】 図８の回転滑り弁の断面図である。
【図１０】 設置準備済みの回転滑り弁の斜視図である。
【図１１】 図１０の回転滑り弁を示す図である。
【図１２】 図１０の回転滑り弁のもう１つの図である。
【符号の説明】
１ ハウジング
３ 駆動領域
４ 第１受け入れ領域
５ 第２受け入れ領域
７ 閉鎖カバー
８ 作動装置
９ 止め部材
１０ 案内リブ
１１ 密封面
１３ 軸受点
１４ レバーアーム
１５ ナット
１６ スピンドル
１７ シャフト
２０ シール
２１ トルク制限装置又は滑りクラッチ
２２ シール
２４ 通気装置
２５ 位置指示器

Claims (23)

1. 媒体の運搬用のパイプラインのための回転滑り弁において、
   前記パイプラインの２つのパイプライン端間に設置されるハウジング（１）を含み、
   前記ハウジングは、前記パイプラインを遮断するための止め部材（９）と、前記止め部材（９）を作動させるための作動装置（８）とをもち、
   前記ハウジングはまた、前記回転滑り弁を閉鎖する位置に前記止め部材（９）を受け入れるための第１受け入れ領域（４）と、前記回転滑り弁を開放する位置に前記止め部材（９）を受け入れるための第２受け入れ領域（５）と、前記作動装置（８）を受け入れるための駆動領域（３）とをもち、
   前記駆動領域（３）は、前記第１および第２受け入れ領域（４、５）とは分離して前記ハウジング（１）内に配置され、
   前記作動装置（８）は、前記パイプラインの軸線Ｘに直角な軸線を有するスピンドル（１６）をもち、
   前記スピンドルは、ナット（１５）とレバーアーム（１４）とによって前記止め部材（９）に作動連結されていることを特徴とする回転滑り弁。
2. 前記作動装置（８）は、前記第１および第２受け入れ領域（４、５）中の前記媒体に対して密封されるように前記駆動領域（３）内に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の回転滑り弁。
3. 前記第２受け入れ領域（５）の少なくとも最大部分と、前記駆動領域（３）と、前記第１受け入れ領域（４）とが一体で、前記ハウジング（１）として設計されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の回転滑り弁。
4. 前記第１および第２受け入れ領域（４、５）の両方と、前記駆動領域（３）とは、前記パイプラインの軸線Ｘの方向で見て等しい寸法をもつ３つの領域を前記ハウジング（１）に形成することを特徴とする請求項１から３の何れか1項に記載の回転滑り弁。
5. 前記パイプラインの軸線Ｘの方向で見て、前記第１および第２受け入れ領域（４、５）と前記駆動領域（３）とは、等辺三角形の様式で前記ハウジング（１）内に互いに隣接して配置されていることを特徴とする請求項１から４の何れか1項に記載の回転滑り弁。
6. 前記ハウジング（１）は、前記パイプラインの軸線Ｘに直角をなして前記ハウジングを通して延びる鏡面Ｙに関して鏡面対称形に設計されていることを特徴とする請求項１から５の何れか1項に記載の回転滑り弁。
7. 前記ハウジング（１）は、前記第１および第２受け入れ領域（４、５）および前記駆動領域（３）と共に、耐食性材料から作られていることを特徴とする請求項１から６の何れか1項に記載の回転滑り弁。
8. 前記ハウジング（１）は、前記第１および第２受け入れ領域（４、５）および前記駆動領域（３）と共に、プラスチック射出成形法の型から作られていることを特徴とする請求項１から７の何れか1項に記載の回転滑り弁。
9. 前記回転滑り弁の、前記媒体に接触することができるすべての領域は、耐食性材料から作られていることを特徴とする請求項１から８の何れか1項に記載の回転滑り弁。
10. 前記回転滑り弁の、前記媒体に接触することができるすべての領域は、単純なまたは補強されたプラスチック材料から作られていることを特徴とする請求項１から９の何れか1項に記載の回転滑り弁。
11. 前記作動装置（８）のトルクを制限するためのトルク制限装置（２１）が配置されていることを特徴とする請求項１から１０の何れか1項に記載の回転滑り弁。
12. 前記トルク制限装置（２１）は、滑りクラッチ（２１）として設計されていることを特徴とする請求項１１に記載の回転滑り弁。
13. 前記作動装置（８）は、金属から作られていることを特徴とする請求項１から１２の何れか1項に記載の回転滑り弁。
14. 前記止め部材（９）と前記レバーアーム（１４）とは共通の回転軸（１７）によって互いにしっかりと連結され、
    前記回転軸（１７）は前記第１受け入れ領域（４）と前記第２受け入れ領域（５）と前記駆動領域（３）との間の中間点で前記ハウジング（１）中に配置されていることを特徴とする請求項１から１３の何れか1項に記載の回転滑り弁。
15. 前記駆動領域（３）と前記媒体との接触を防止するシール（２０）が、前記回転軸（１７）と前記媒体との間に配置されていることを特徴とする請求項１４に記載の回転滑り弁。
16. 前記止め部材（９）の位置を指示するための位置指示器（２５）が、前記スピンドル（１６）と連結されていることを特徴とする請求項１から１５の何れか1項に記載の回転滑り弁。
17. 前記位置指示器（２５）は、前記位置指示器に対し或る距離をおいた個所で読み取ることができる機械的、電気的または電磁的指示器として設計されていることを特徴とする請求項１６に記載の回転滑り弁。
18. 前記ハウジング（１）は２つの向かい合った側の各々で前記第１受け入れ領域（４）に、前記パイプラインに連結するための連結領域（２３）をもち、少なくとも前記連結領域（２３）の材料は前記パイプラインの材料と適合していることを特徴とする請求項１から１７の何れか1項に記載の回転滑り弁。
19. 前記連結領域（２３）は、電気溶接スリーブとして設計されていることを特徴とする請求項１８に記載の回転滑り弁。
20. 前記第２受け入れ領域（５）を閉鎖するとともに前記ハウジング（１）を覆うための閉鎖カバー（７）が、前記第２受け入れ領域（５）内に配置されていることを特徴とする請求項１から１９の何れか1項に記載の回転滑り弁。
21. 前記駆動領域（３）と前記ハウジング（１）とを閉鎖するための閉鎖部片（２６）が、前記駆動領域（３）内に配置されていることを特徴とする請求項１から２０の何れか1項に記載の回転滑り弁。
22. 駆動モータが、前記スピンドル（１６）と連結可能にされていることを特徴とする請求項１から２１の何れか1項に記載の回転滑り弁。
23. 前記媒体の圧力を逃がすための通気装置（２４）が、前記ハウジング（１）に配置されていることを特徴とする請求項１から２２の何れか1項に記載の回転滑り弁。

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