JP4342240B2 - Cage valve - Google Patents
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Description
この発明は、周壁に流量制御窓を有するケージとこのケージ内で昇降動作し流量制御窓の開口面積を制御することにより流体の流量を制御する弁プラグとを備えたケージ弁に関するものである。 The present invention relates to a cage valve including a cage having a flow control window on a peripheral wall and a valve plug that moves up and down in the cage to control the flow rate of the fluid by controlling the opening area of the flow control window.
ケージ弁の流量調節はケージ周壁に複数設けられた流量制御窓の開口面積を変化させることで行っている。この流量制御窓を変化させる機構として、ケージ内部に円筒状または円形パイプ状の弁プラグを装着し、弁プラグを操作器等によって上下に往復動させることにより、弁プラグによって流量制御窓の開口面積を変化させる方法が一般的に用いられている。 The flow rate of the cage valve is adjusted by changing the opening area of a plurality of flow rate control windows provided on the cage peripheral wall. As a mechanism for changing this flow control window, a cylindrical or circular pipe-shaped valve plug is mounted inside the cage, and the valve plug is reciprocated up and down by an operating device, etc., so that the valve plug opens the area of the flow control window. A method of changing the value is generally used.
このような機構を持つケージ弁では、ケージ弁の下部流出口から勢いよく流出した液体が弁下流側の弁内底面に激しく衝突することによっても弁の損傷、振動、騒音、キャビテーションを招く。 In a cage valve having such a mechanism, the liquid that vigorously flows out from the lower outlet of the cage valve also violently collides with the bottom surface of the valve on the downstream side of the valve, resulting in damage to the valve, vibration, noise, and cavitation.
このような問題を解決することを目的とした従来の弁プラグを備えたケージ弁の要部断面図を図7に示す。弁本体1内に設けられた隔壁の開口に嵌合固定されるケージ7の底面部7Bの中央にケージ内方に突出する円筒形の突部20を一体に形成し、この突部20の周面に多数の小孔9を形成したものである。ケージ7の底面には円筒状の凹部21が形成されている。ケージ7の底面部7Bと弁本体1の下流側弁体底部6との間隔があいている。突部20に小孔9を形成するために、ケージ7は、突部20が形成された底面部7Bと、前記開口の嵌合固定される両端開放の筒体からなるケージ本体7Cとで構成され、底面部7Bがケージ本体7Cの下面側開口部に嵌合されかつ溶接によって接合されている。
FIG. 7 shows a cross-sectional view of a main part of a cage valve provided with a conventional valve plug for the purpose of solving such a problem. A
このような低騒音型ケージ弁において、摺動自在に嵌め込まれた弁プラグ15の上昇移動によって弁を開くと、上流側流路3の被制御流体はケージ7に入り、突部20に形成された小孔9から下流側流路4に流出する。この時、小孔9を透過した被制御流体は凹部21内において互いに衝突してその運動エネルギが散逸、拡散され、下流側流路4へ押しやられる過程をとる。このため、弁本体1の下流側弁体底部6に直接流体が衝突する弁装置に比べて著しく小さく、弁本体2の振動さらには下流側配管が励振して騒音が発生したりするのを効果的に防止することができるようになっている(例えば、特許文献1参照。)。
In such a low-noise cage valve, when the valve is opened by the upward movement of the
従来のプラグを備えたケージ弁装置は以上のように構成されているので、ケージの底部形状が下流側弁室に大きく張り出す構造となり、下流側弁室を弁本体縦方向に大きくしなければならず、弁本体の大型化を招くことになってしまっていた。 Since the cage valve device provided with a conventional plug is configured as described above, the bottom portion shape of the cage becomes larger projecting structure on the downstream side valve chamber, necessary to increase the downstream valve chamber to the valve the body longitudinally It banara not a, had ended up in increasing the size of the valve this body.
本発明は上記事情に着目してなされたものであり、その目的とするところは、勢いよく流出した液体が弁下流側の弁内底面に激しく衝突することによって弁の損傷、振動、騒音、キャビテーションを招くことがなく、かつ小型のケージ弁を提供することにある。 The present invention has been made paying attention to the above circumstances, and the purpose of the present invention is to prevent damage, vibration, noise, cavitation of the valve by vigorously colliding the liquid that has flowed out violently with the bottom surface of the valve on the downstream side of the valve. And providing a small cage valve.
この発明に係るケージ弁は、弁本体内を上流側と下流側に分割する隔壁により分割された一方の室内に固定されかつ周壁に複数個の窓を有するケージと、このケージ内を摺動してケージの窓を開閉する弁プラグとを備えたケージ弁において、ケージの各窓の直下であって、ケージの隔壁と略同一高さの底面部下端のみにその内径方向に突出形成された突起部を設けたものである。 The cage valve according to the present invention slides the cage having a plurality of windows in a fixed and a peripheral wall on one chamber which is divided by a partition wall for dividing the valve present inside the upstream side and the downstream side, the cage In a cage valve having a valve plug that opens and closes the cage window, a projection that is formed directly below the cage window and projecting in the inner diameter direction only at the lower end of the bottom surface portion that is substantially the same height as the cage partition wall. A part is provided.
この発明に係るケージ弁は、弁プラグ底面にはケージ内に流入した流体を分流、減速させる弁プラグ偏流部を形成するとともに、弁プラグ偏流部をケージの各窓の直下であって、ケージの隔壁と略同一高さの底面部下端のみにその内径方向に突出形成される突起部に接触しない形状としたものである。 In the cage valve according to the present invention, a valve plug drift portion for diverting and decelerating the fluid that has flowed into the cage is formed on the bottom surface of the valve plug, and the valve plug drift portion is directly below each window of the cage. Only the lower end of the bottom surface having substantially the same height as that of the partition wall is formed so as not to come into contact with the protruding portion formed in the inner diameter direction.
この発明によれば、ケージの各窓の直下であって、ケージの隔壁と略同一高さの底面部下端のみにその内径方向に突出形成される突出部によって、ケージ底面部の流出口を通過する流体に対して整流、抵抗、偏流、分散流などを発生させることで、直接下流側弁内底面に直接勢いよく流体が衝突することがないので、ケージ弁底部を下流側弁室に張り出し即ち大型化を招くことなく、弁の損傷、振動、騒音、キャビテーションを防ぐことができる。
また、ケージを弁本体に組み付ける際に、ケージの隔壁と略同一高さの底面部下端のみにその内径方向に突出形成される突出部を組み付け用の工具に係合させることができるので、ケージの他の部分に組み付け用の工具に契合させる突起や凹部を設ける必要がない。
According to the present invention, a directly under the respective windows of the cage, by the projecting portion which is protruded to the inside diameter direction only on the bottom surface lower end of the partition wall having substantially the same height of the cage, passes through the outlet of the cage bottom portion By generating rectification, resistance, uneven flow, dispersed flow, etc. against the fluid that flows, the fluid does not collide directly with the inner bottom surface of the downstream valve directly, so that the cage valve bottom protrudes into the downstream valve chamber. Valve damage, vibration, noise, and cavitation can be prevented without increasing the size.
Further, when assembling the cage to the valve the body can be engaged with the tool for assembling a partition wall substantially the same height of the bottom portion bottom only the protrusion which is protruded to the inside diameter direction of the cage, There is no need to provide protrusions or recesses that engage the assembly tool in other parts of the cage.
この発明によれば、弁プラグ偏流部を設けることにより、ケージ内の流体に対してより大きな偏流を与え、偏流した流れが突起部に衝突することから、流れを分流、減速させ、よりいっそう効果的に弁の損傷、振動、騒音、キャビテーションを防ぐことができる。
また、弁プラグ偏流部がケージの外周方向から中心部へと窓から流入する流体の流れ方向を仕切壁に設けられた孔方向へと流れ方向を変えるので、対向する各窓からケージ内に流入した流体どうしが直接衝突することを回避でき、従来のように、対向する各窓からケージ内に流入した流体どうしが直接衝突することで生じる振動を大幅に緩和することができる。
According to the present invention, by providing the valve plug drifting portion, a larger drift is given to the fluid in the cage, and the drifted flow collides with the protrusion, so that the flow is diverted and decelerated, and the effect is further increased. In particular, damage to the valve, vibration, noise and cavitation can be prevented.
In addition, the valve plug drift portion changes the flow direction of the fluid flowing from the window from the outer peripheral direction of the cage to the center portion to the hole direction provided in the partition wall, so that the flow flows into the cage from each opposed window. Thus, it is possible to avoid the direct collision of the fluids, and the vibration generated by the direct collision of the fluids flowing into the cage from the opposing windows as in the conventional case can be greatly reduced.
実施の形態1.
図1はこの実施の形態1による弁装置が全閉の状態を示す要部縦断面図である。また、図2は同弁装置が全開の状態を示す断面図である。図3は図1及び図2をA方向から見た図である。図において、弁本体1は隔壁である仕切壁2により内部が上流側流路3と下流側流路4に仕切られている。弁本体1の上端開口部を閉鎖する上蓋5と仕切壁2との間には円筒状のケージ7が設けられている。上蓋5はボルト27及びナット28により弁本体1に固定されている。図示されていないが、上蓋5とケージ7の間にはガスケットが、ケージ7と弁本体1の間にはガスケットがそれぞれ嵌装されている。ケージ7の下端部は仕切壁2の中央に開設された通孔にガスケット10を介して嵌め込まれ、ケージ7は弁本体1の上端開口部29にと仕切壁2の間で固定されている。ケージ7の周壁には上流側流路3と下流側流路4とを連通させる複数個の流量制御窓13が開設されている。ケージ7の内周壁面には流量制御窓13の下方に位置する弁座14が形成されている。弁プラグ15に着座部19が設けられ、着座部19は弁座14に対向している。ケージ7には、その内周壁面に沿って、弁プラグ(弁体)15が摺動自在に嵌め込まれている。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an essential part showing a state in which the valve device according to Embodiment 1 is fully closed. FIG. 2 is a sectional view showing the valve device in a fully opened state. FIG. 3 is a view of FIGS. 1 and 2 as viewed from the A direction. In the figure, the valve body 1 is divided into an
ケージ7は、流量制御窓13が設けられている部分と仕切壁2と当接する下側ケージ部7Aが、分割可能に設けられている。下側ケージ部7Aは、弁本体とガスケット10を介し結合されている。また、下側ケージ部7Aの下側外周及び仕切壁2に設けられた孔には螺旋が設けられており、下側ケージ部7Aが仕切壁2に着脱自在に螺着されている。下側ケージ部7Aの内周には隔壁と略同一高さの突起部8が4つ設けられている。下側ケージ部を仕切壁2に螺着する際、突起部8に治具を当接させ、治具を回転させることにより、突起部8含め下側ケージ部7Aが回転し、下側ケージ部7Aと仕切壁2の螺旋部が結合していく。
高圧流体に用いる場合、十分なシールが要求される。ガスケット10で十分にシールさせるために強い締め付け力が必要となる。従来、円筒状の下側ケージ部7Aに締め付けるための治具を係合させる箇所として、下側ケージ部に切り込み等を別途設けていた。専用の治具と切り込みを係合させ、治具を回転させ、螺着させていたが、突起部8を用いることにより、螺着させるためだけに用いる切り込み等を下側ケージ部7Aに設ける必要がない。
突起部8は弁プラグ15が全閉時、即ち最下部にある状態(図1)でも、弁プラグ15とぶつかることのない場所に設ける。弁プラグ15とぶつからないように下側ケージ部7Aの最下端に設けることが好ましい。
弁プラグ15は、弁軸18の先端に取り付けられている。弁軸18は上蓋5の中央に設けられた図示しない貫通孔のパッキンに摺動自在に貫通して設けられている。
The
When used for a high-pressure fluid, a sufficient seal is required. A strong tightening force is required to sufficiently seal the
The
The
次に動作について説明する。図1の全閉した状態において、図示しない操作部もしくは手動により、弁軸18を上方に操作すると、弁プラグ15により流量制御窓13が閉塞し、弁プラグの着座面が弁座14に着座し密着していた状態から、徐々に弁プラグ15が上方へと移動する。
すると弁プラグ15によって閉塞していた流量制御窓13が開弁していく。流量制御窓13が閉塞される割合により、流量が制御される。流量制御窓13からケージの中心方向へと流入した流体はケージ弁内で仕切壁2に設けられた孔方向へと流れ方向を変える。
下側ケージ部7Aに設けられた突起部8の周囲を通過した流体は、突起部に衝突することから流れが乱れ直接弁下流側の弁内底面に勢いよく衝突することなく、減速した状態で下流側弁本体内へと流れ込む。流れが減速しており、勢いよく下流側弁内底面に衝突することがないので、振動、騒音が減少し、弁の損傷、キャビテーションを防止することができる。
さらに弁軸18を操作すると、弁プラグ15が流量制御窓13を閉塞することのない全開状態となる。
Next, the operation will be described. In the fully closed state of FIG. 1, when the
Then, the
The fluid that has passed through the periphery of the
When the
下側ケージ部7Aを用いた2つの部材とするケージについて説明したが、下側ケージ部7Aを別部材とせずに、一体に形成してもよい。
4つのほぼ矩形の突起部8であるものについて説明したが、下流側弁本体底部6に衝突する流れを考慮し、形状は適宜変更できるものである。
また流量制御窓13から流れ込んだ流体が直接下流側弁本体底部6へと流れ込まないように、流量制御窓13と突起部8の数を同一とし、流量制御窓13の直下に突起部8を配置し、流量制御窓13からの流れが確実に一度突起部8に衝突した後に下流側弁本体底部6へと流れ込むようにすると効果的である。
また、下側ケージ部7Aと突起部8は、溶接等で後から接合しても良いが、一体に鋳造してもよい。溶接で固定する場合、複数の突起部8を別々に下側ケージに溶接するのではなく、一体に形成した複数の突起部8を下側ケージ部7Aに溶接すると、溶接箇所が少なくて済む。
Although the cage as the two members using the
4 has been described what Tsunohobo a
Further, as the fluid flowing from the
Further, the
実施の形態2.
図4はこの実施の形態2による弁装置が全閉の状態を示す要部縦断面図である。また、図5は同弁装置が全開の状態を示す断面図である。図6は図4及び図5をB方向から見た図である。弁プラグ15の下部に弁プラグ下端偏流部11を付加した以外の構成は、実施の形態1と同様であるのでその説明は省略する。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a main part showing a state in which the valve device according to the second embodiment is fully closed. FIG. 5 is a sectional view showing the valve device in a fully opened state. 6 is a view of FIGS. 4 and 5 as seen from the B direction. Since the configuration except that the valve plug lower
図4及び図6に示すように、弁プラグ15が閉弁した状態においても、弁プラグ下端偏流部11は突起部8とぶつかることのないように弁プラグ15の下端面に設けられている。弁プラグ下端偏流部11の断面は、隣り合った突起部8間に伸びるようにくびれ部12を有した形状になっている。このような形状を採用したことにより、下側ケージ部7Aの中央及び複数ある突起部8の間に突起部8とぶつかることがなく間隔をもち、流体が均等に流れやすいようなっている。弁プラグ下端偏流部11は突起部8及び下側ケージ部7Aの内周面とできるだけ等間隔でかつ加工が容易となるように設計されている。もちろん、突起部8の形状及び数を変更する場合、弁プラグ下端偏流部11の形状も適宜変更される。
弁プラグ下端偏流部11は、弁プラグ下端偏流部11のくびれ部12の中央が流量制御窓13の中心に対向する向きに設けられる。開弁時に、流量制御窓13から流入した流体は、くびれ部12に衝突し、減速した後、仕切壁2の開口部に向きを変える。くびれ部12に沿って流れている流体は、突起部8に衝突し、さらに減速した後に、下流側弁本体底部6へと流れ込む。
As shown in FIGS. 4 and 6, the valve plug lower
The valve plug lower
弁プラグ下端偏流部11を設けることにより、効果的にケージ内の流体に対して分流、減速作用を与えることができ、いっそう下流側弁内底面にぶつかる流れが減速され、実施の形態1に比べても、より振動、騒音を減少させ、弁の損傷、キャビテーションを防止することができる。
ケージ7の外周方向から中心部へと窓から流入する流体の流れ方向を仕切壁2に設けられた孔方向へと流れ方向を変える弁プラグ下端偏流部があるので、対向する各流量制御窓13からケージ内に流入した流体どうしが直接衝突することを回避でき、従来および実施の形態1のように、対向する各窓からケージ内に流入した流体どうしが直接衝突することで生じる振動を大幅に緩和することができる。
By providing the valve plug lower
Since there is a valve plug lower end drifting portion that changes the flow direction of the fluid flowing in from the window from the outer peripheral direction of the
1 弁本体
2 仕切壁
7 ケージ
7A 下側ケージ部
8 突起部
11 弁プラグ下端偏流部
15 弁プラグ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Valve body 2
Claims (2)
前記ケージの各窓の直下であって、前記ケージの前記隔壁と略同一高さの底面部下端のみにその内径方向に突出形成された突起部を設けたことを特徴とするケージ弁。 A cage having a plurality of windows in a fixed and a peripheral wall of the valve present inside the chamber of one divided by the upstream and the partition that divides the downstream side, to open and close the windows of the cage to slide the cage In a cage valve with a valve plug,
A cage valve characterized in that a projecting portion is formed directly below each window of the cage and projecting in the inner diameter direction only at the lower end of the bottom surface of the cage and having substantially the same height as the partition wall .
前記弁プラグ底面には前記ケージ内に流入した流体を偏流させる弁プラグ偏流部を形成するとともに、前記弁プラグ偏流部を前記ケージの各窓の直下であって、前記ケージの前記隔壁と略同一高さの底面部下端のみにその内径方向に突出形成される突起部に接触しない形状としたことを特徴とするケージ弁。 The cage valve according to claim 1, wherein
A valve plug drift portion for drifting the fluid flowing into the cage is formed on the bottom surface of the valve plug, and the valve plug drift portion is directly below each window of the cage and is substantially the same as the partition wall of the cage. A cage valve characterized by having a shape that does not come into contact with a protruding portion that protrudes in the inner diameter direction only at the lower end of the bottom surface portion of the height .
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