JP4355195B2

JP4355195B2 - ベローズバルブ

Info

Publication number: JP4355195B2
Application number: JP2003391193A
Authority: JP
Inventors: 純彦勝木
Original assignee: Iwai Kikai Kogyo Co Ltd
Current assignee: Iwai Kikai Kogyo Co Ltd
Priority date: 2003-11-20
Filing date: 2003-11-20
Publication date: 2009-10-28
Anticipated expiration: 2023-11-20
Also published as: JP2005155676A

Description

本発明は、バルブ軸部がベローズ部によって被覆されたベローズバルブに関する。

一般に、液体食品の製造工程における殺菌工程以降の工程では、製品の二次的な細菌汚染を防ぐために、バルブ軸部が蛇腹状の金属ベローズにより被覆されたベローズバルブが使用される。

または、上記ベローズバルブとして、外気をその開閉動作の際にベローズにより完全に遮断して上記べローズ内及びバルブ軸部周辺を無菌の状態にしうるように形成にされたアセプティックバルブが使用される。

上記金属ベローズは、バルブの開閉に合わせて蛇腹状部が伸縮するものであって、通常の許容使用圧力の範囲内では１００万回程度の開閉動作にも耐える寿命を備えている。

しかしながら、流路（ライン）内を流れる液体は、気体の混入やバルブの急激な開閉などによりその流速が急変したときに生ずる異常圧力が原因して、強い水撃波が発生するウオ−タハンマー現象を起す。

上記金属ベローズは、上記ウオ−タハンマー現象の発生によって通常圧力の数倍〜１０倍程度の水撃波等による急激な圧縮作用を受けると、全体又は部分的箇所に変形が生じ、本来の機能が低下し、短期に変形部位の金属疲労から割れが発生するという問題点を有していた。

液体食品の製造工程では、ウオ−タハンマー現象が生じないライン構成・制御を行うことが理想的であるが、このウオ−タハンマー現象は、現実には上記したような気体の混入やバルブの急激な開閉など、色々な要素が組み合わされて生じているために、これを完全に取り除くことは難しい。

このため、ウオ−タハンマー現象が発生した場合であっても、ウオ−タハンマー現象により発生する衝撃への耐性が向上されたベローズバルブが要望されている。

なお、従前、複数個のベローズが配置され、使用流体の外部への漏洩を防止する構造のベローズバルブ（たとえば、特許文献１参照）は知られているが、本件発明の課題及び効果を有する構造延べローズバルブは見当らない。

実公平５−４０３７８号公報

本発明は、ウオ−タハンマーの発生状況下においても耐衝撃圧性が改善され、信頼性の向上と長寿命化が達成された新規のベローズバルブを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係るベローズバルブは、バルブ軸部の弁箱部内に臨入された部分を被覆するベローズ部を備え、液路途中に設けられ液体の流通を制御するローズバルブであって、上記ベローズ部は弁箱部内の液圧を受ける外方側ベローズと上記外方側ベローズの内方に設けられた内方側ベローズとにより形成され、上記外方側ベローズは金属製であると共に上記内方側ベローズはゴム、樹脂材料等弾性材により形成されていることを特徴とする。

上記ベローズ部は、上記外方ベローズの破損の際に、上記外方側ベローズと上記内方側ベローズとの間に浸入した、液路内の液体を上記弁箱部の外に排出しうる排出部を有していることを特徴とする。

上記排出部は、上記内方側ベローズに孔部を開設し、当該孔部を介して浸入した液体を排出しうるように形成されていることを特徴とする。

上記排出部は、上記弁箱部の壁に孔部を開設し、当該孔部を介して浸入液を排出しうるように形成されていることを特徴とする。

上記排出部は、内方側ベローズの外部に形成された溝部と、外方側ベローズ及び内方側ベローズの間に浸入した液路内の液体を上記弁箱部外に排出しうる孔部とを有することを特徴とする。

請求項１記載に係る発明にあっては、ウォーターハンマー等による異常衝撃圧力がベローズ部に加わった場合には、内方側ベロースが、外方側ベローズに作用する大きな異常衝撃圧力を吸収して外方側ベローズが変形したり、破損したりする事態を有効に防止することができる。

また、従来のような、全体又は部分的個所の変形から生ずる機能低下や、変形疲労から発生していた機能低下から生ずる破損や、変形疲労から割れが生じにくくなり、上記破損は変形を効率的に解消できるので、耐衝撃圧性が改善され、バルブの耐用年数を向上させることができる。

また、請求項２記載の発明にあっては、衝撃圧力はより効率よく吸収することができ、対衝撃圧性はさらに向上し、バルブの耐用年数をさらに向上させることができる。

また、請求項３記載の発明にあっては、外方側ベローズが破損した場合には、当該破損個所から流入した液路内の液体を迅速に上記排出部を介してバルブ外方に排出することができることから、検査時においては目視確認により上記異常部の発見が容易に行うことができる。

また、請求項４記載の発明にあっては、内方側ベローズに設けられた溝部を介して侵入した液体を排出するように構成されていることから、上記の検査時における目視確認による異常事態の発見を容易に行うことができる。

また、請求項５記載の発明にあっては、弁箱部の壁部に開設された孔部により侵入した液体がベロースバルブ外方に排出されるように構成されていることから、バルブ内に侵入した液体はより迅速に排出することが可能となる。

先ず、第一実施の形態に係るベローズバルブに関し、図１及び図２に基づいて説明する。

図１及び図２は、本発明に係るベローズバルブの第一実施形態を示すものであって、図１はベローズ部が伸びている状態を示す断面図であり、図２はベローズ部が縮んでいる状態を示す断面図である。

この第一実施の形態に係るベローズバルブ２７は、バルブ軸部２の弁箱部１内に臨入された部分を被覆するベローズ部３を備えたベローズバルブであって、上記ベローズ部３は弁箱部１内の液圧を受ける外方側ベローズ４と上記外方側ベローズ４の内方に設けられた内方側ベローズ５とにより形成されている。

上記外方側ベローズ４は金属製であり、また上記内方側ベローズ５はゴムにより形成されている。

上記内方側ベローズ５は、上記外方側ベローズ４及び上記内方側ベローズ５が収縮した際に形成される各蛇腹部６，７の対向側面部８，９に圧接しうる厚さ寸法に形成されている

上記ベローズ部３は、上記外方ベローズ破損時に上記外方側ベローズ４と上記内方側ベローズ５との間に浸入した浸入液を上記弁箱部１の外に排出しうる排出部１０を有している。

上記排出部１０は、上記内方側ベローズ５に複数の孔部１１を開設し、当該孔部１１を介して浸入液を排出しうるように形成されている。

上記弁箱部１は、下面と側面に流体の流入口１３及び流出口１４を有する弁筐本体１５に蓋部１６をクランプ１７により固定することにより形成されている。

上記バルブ軸部２は、上記蓋部１６に開設された通孔１８を介して弁箱部１内に挿入された軸棒１９の下端にネジ部２１を介してシール３４付き弁体２０が固定されている。

上記外方側ベローズ４及び内方側ベローズ５は、これ等外方側ベローズ４、内方側ベローズ５の上端に上側フランジ部２２、２３が連続して設けられ、当該上側フランジ部２２、２３は、弁筐本体１５と蓋部１６との上記クランプ１７による固定の際に挟着されている。また、外方側ベローズ４の下端２４は、上記弁体に止着され、また内方側ベローズ５の下端は、当該内方側ベローズ５の下端に連設された下側フランジ部２５が上記軸棒１９の下端に対する弁体２０の螺着の際に挟着されている。

次に、第二実施の形態に係るベローズバルブに関し、図３及び図４に基づいて説明する。

図３及び図４は、本発明に係るベローズバルブの第二実施形態を示すものであって、図３はベローズ部が伸びている状態を示す断面図であり、図４はベローズ部が縮んでいる状態を示す断面図である。

この第二実施の形態に係るベローズバルブ３０は、その構成が上記第一実施の形態に係るベローズバルブ２７とほぼ同様であるので、同じ各部位には同一の符号を付してその詳細な説明は省略し、異なる部分を次に説明する。

すなわち、第二実施の形態に係るベローズバルブ３０は、上記第一実施の形態における孔部１１を設けず、その代わりに、上記内方側ベローズ５における上記外方側ベローズ４と対峙する面に浸入液の案内用溝状スリット３１が設けられ、また外方側ベローズ４の上側フランジ２２及び蓋部１６に導孔３２及び検出孔３３が設けられ、よって上記排出部１０は形成されている。

上記案内用溝部３９は、上記浸入液が上記導孔３２ヘ流入しやすくガイドするためのものである。

上記第一及び第二実施の形態にあっては、ウオ−タハンマー現象等による異常な衝撃圧力が発生し、衝撃圧力が外方側ベローズ４に作用した場合、内方側ベローズ３が外方側ベローズを支持することから、外方側ベローズ経の衝撃が緩衝される。
また、上記第一の実施の形態にあっては、外方側ベローズ４と内方側ベローズ５との間に浸入液が流入した場合には、その浸入液が上記孔部１１を介して上記内方側ベローズ５と上記軸棒１９の間に形成されている空間２６を経て、上記蓋部１６に開設された通孔１８から外に排出される。

また、上記第二の実施の形態は、外方側ベローズ４と内方側ベローズ５との間に浸入液が流入した場合には、上記案内用溝状スリット３２及び上記検出孔３３を介して外に排出される。

また、上記第一及び第二実施の形態は、ウオ−タハンマー現象等による異常な衝撃圧力は、外方側ベローズ４に作用した場合、内方側ベローズ３によって緩衝される。

さらに、上記ベローズ部３が図２及び図４に示すように縮んでいる状態になった場合、外方側ベローズ４は、内方側ベローズ５の蛇腹部９が外方側ベローズ４の蛇腹部８の間に挟入した状態（図１中及び図３中、仮想線参照）になって補強される。

また、ベローズ部３が図１及び図３に示すように伸びた状態になった場合において、外方側ベローズ４の部分例えば１、２個の蛇腹部８が局所的に上記異常な衝撃圧力を受けた時には、当該局所部分は、内方側ベローズ５の蛇腹部９が外方側ベローズ４の上記局所における蛇腹部８の間に挟入した状態になって補強される。

第一の実施形態を示すベローズ部の伸びている場合の断面図である

同じく、ベローズ部の縮んでいる場合の断面図である。

第二の実施形態を示すベローズ部の伸びている場合の断面図である。

第二の実施の形態を示し、ベローズ部の縮んでいる場合の断面図である。

符号の説明

１弁箱部
２バルブ軸部
３ベローズ部
４外方側ベローズ
５内方側ベローズ
６蛇腹部
７蛇腹部
８対向側面部
９対向側面部
１０排出部
１１孔部
１３流入口
１４流出口
１５弁筐本体
１６蓋部
１７クランプ
１８通孔
１９軸棒
２０弁体
２１ネジ部
２２上側フランジ部
２３上側フランジ部
２４下端
２５下側フランジ部
２６空間
２７第一実施の形態のベローズバルブ
３０第二実施の形態のベローズバルブ
３１案内用溝状
３２導孔
３３検出孔

Claims

バルブ軸部の弁箱部内に挿入された部分を被覆するベローズ部を備え、液路途中に設けられ液体の流通を制御するベローズバルブであって、上記ベローズ部は上記弁箱部内の液圧を受ける外方側ベローズと上記外方側ベローズの内方に設けられた内方側ベローズとにより形成され、上記外方側ベローズは金属製であると共に上記内方側ベローズはゴム、樹脂材料等弾性材により形成されていることを特徴とするベローズバルブ。
上記内方側ベローズは、上記外方側ベローズ及び上記内方側ベローズが収縮した際に形成される各蛇腹部の対向側面部に圧接しうる厚さ寸法に形成されていることを特徴とする請求項１記載のベローズバルブ。
上記ベローズ部は、上記外方ベローズの破損の際に、上記外方側ベローズと上記内方側ベローズとの間に浸入した、液路内の液体を上記弁箱部の外に排出しうる排出部を有していることを特徴とする請求項１または２記載のベローズバルブ。
上記排出部は、上記内方側ベローズに孔部を開設し、当該孔部を介して浸入した液体を排出しうるように形成されていることを特徴とする請求項３記載のベローズバルブ。
上記排出部は、上記弁箱部の壁に孔部を開設し、当該孔部を介して浸入液を排出しうるように形成されていることを特徴とする請求項３記載のベローズバルブ。