JP4358611B2 - 緊急遮断弁 - Google Patents

Description

本発明は、圧力ガス等のパイプラインに設けられている緊急遮断弁のバルブを予め決められた開度以下に閉止しないように制限する開度制限機構を設けた緊急遮断弁に関する。

従来、圧力ガス等のパイプラインには、設備に異常が発生した場合のガスの供給を遮断する緊急遮断弁が設けられている。すなわち、パイプラインにボール弁等からなるバルブ本体を接続し、設備の異常を検知した信号に基づいて駆動手段によりバルブ本体を閉止するようになっている。この駆動手段としては、電動式のもの、ウエイト式のもの、あるいは空気式トルクシリンダ等が用いられている（例えば、特許文献１参照）。

また、緊急遮断弁ではない一般的な回転弁に開度制限装置を設けた技術が開示されている。すなわち、弁軸に突出部を取付け、この突出部に衝突するストッパボルトで弁軸の回転を規制することにより、バルブ開度を制限するようにしている（例えば、特許文献２参照）。
特開平７−２６９７３０号公報 特開２００３−７４７４０号公報

一般に、緊急遮断弁は、設備運転中は閉止させることはできないが、設備に異常が発生した場合は駆動手段により必ず閉止するように作動させる必要がある。ところで、１年あるいは複数年に一度行われる設備の定期点検時に、緊急遮断弁の作動確認を行うが、信頼性向上のためには設備運転中にも緊急遮断弁が正常に作動するか否かを確認することが好ましい。しかし、従来の緊急遮断弁は、バルブ開度が１００％と０％の２つの動作しか選択できないため、設備運転中に緊急遮断弁の作動確認を行うことができないという問題があった。

特許文献２には、バルブの全開時と全閉時との弁体の位置を微調整するストッパボルトを設けた緊急遮断弁が記載されているが、この構成ではストッパボルトを緩めて外殻内に引込ませたとしても、突出部が外殻内壁に当たってしまうため、この構成で、バルブを中間閉止位置で停止させたり、またはその中間停止機能を完全に解除したりすることはできない。

本発明は、従来の技術が有する上記のような問題点に鑑み、設備稼働時の完全開と異常発生時の完全閉のほか、点検時に、設備運転に支障がない程度の開度を維持した状態での作動の確認を可能とした開度制限機構付きの緊急遮断弁を提供することを目的としている。

本発明によると、上記課題は、次のようにして解決される。
(１) パイプラインに接続されたバルブ本体と、該バルブ本体の弁体に取付けられた弁軸を回転駆動する駆動手段とを備え、緊急時に該駆動手段により前記弁軸を回転させてバルブ本体を閉止するようにした緊急遮断弁において、前記弁軸に回転体を固着し、該回転体の外方に、アダプタを固定体に固定して配設し、前記回転体に係合部を、かつ前記アダプタに、前記係合部に係合・離脱するとともに、ばねにより回転体から離れる方向に付勢したプランジャからなるストッパ部材をそれぞれ設け、前記係合部とストッパ部材との係合により、前記弁軸の回転を規制して、弁作動時における前記バルブ本体の開度を予め定めた値以下とならないように制限するようにし、さらに、前記ストッパ部材を前記ばねに抗して前記回転体の方向に押し込む押込み手段を、偏芯カムと、該偏芯カムを回動操作するレバーとで構成し、前記アダプタにおける偏芯カムの両側に、前記ストッパ部材が回転体の係合部から離れるまで前記レバーを回動させたときに、前記レバーが当接するようにした第１のストッパと、前記ストッパ部材が回転体の係合部に係合するまで前記レバーを回動させたときに、前記レバーが当接するようにした第２のストッパとを設け、前記レバーを、第１のストッパに当接した状態で錠止めしうるようにするとともに、第２のストッパに当接した状態でねじ止めしうるようにする。

(２) 上記(１)項において、係合部を、回転体の外周の周面に沿って形成した係合溝で構成する。

(３) 上記(１)または(２)項において、偏芯カムの長径部と短径部の外周に、プランジャの端面と当接する平坦面を形成する。

本発明によると、次のような効果を奏することができる。
(ａ)請求項１記載の発明によると、弁軸に固着した回転体の回転を規制することにより、バルブ本体の開度を制限できるようにしたので、点検時に緊急遮断弁を開閉動作させても、完全閉止せず適度の開度を保った状態で作動確認が可能となり、設備運転を中止することなく緊急遮断弁の作動確認が可能となる。また、開度を制限する機構は、回転体に係合部を、かつアダプタに、係合部に係合・離脱するとともに、ばねにより回転体から離れる方向に付勢したプランジャからなるストッパ部材を各々設け、係合部とストッパ部材との係合で弁軸の回転を規制するようにしたので、点検時にストッパ部材を係合位置にセットするだけで開度設定ができ、通常の運転時はストッパ部材を係合位置から離脱させておくことにより、緊急遮断弁としての機能を働かせることができる。さらに、開度制限機構は機械的構成であるので、構成が簡単で信頼性が高く、かつ安価である。
また、ストッパ部材を、ばねにより回転体から離れる方向に付勢したプランジャで構成し、このプランジャをばねに抗して回転体の方向に押し込む押込み手段を設けたので、押込み手段の操作のみでストッパ部材を簡単に係合・離脱位置にセットできる。
さらに、プランジャの押込み手段を、偏芯カムとこの偏芯カムを回動操作するレバーとで構成したので、レバーで偏芯カムを回動操作するだけでストッパ部材を簡単に係合・離脱位置にセットできる。
しかも、プランジャが回転体から離れた位置で偏芯カムのレバーをロックする錠を設けたので、設備運転中に誤操作でプランジャが押し込まれることが防止できる。

(ｂ)請求項２記載の発明によると、回転体の外周に形成した係合溝で係合部を構成したので、他の付属品を取付けることなく溝加工のみで係合部を簡単に形成することができる。

(ｃ)請求項３記載の発明によると、偏芯カムの長径部と短径部の外周にプランジャの端面と当接する平坦面を形成したので、平坦面がプランジャの端面に近づくと平坦面と端面とが確実に安定して係合し、レバーに意図しない外力がかかっても係合が妄りに外れることがない。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の第１実施形態の縦断面図、図２は、図１のII−II線縦断面図である(なお、この第１実施形態、並びに図３および図４に示す第２実施形態においては、図５に示す第３実施形態におけるコイルばね(24)、偏心カム(25)、レバー(27)、ストッパ(28)(29)、止めねじ(30)、錠(31)等が設けられておらず、その点では本発明と相違するが、それ以外の構成は、本発明と一致している。上記の構成に関しては、図５に示す第３実施形態を参照されたい)。

図１および図２に示すように、この緊急遮断弁は、バルブ本体(１)と、バルブ本体(１)の駆動手段(２)と、バルブ本体(１)と駆動手段(２)との間に設けられた開度制限機構(３)とを備えている。

バルブ本体(１)は、弁ケース(４)内に弁体(５)が設けられたボール弁であって、パイプライン(６)に接続されている。弁体(５)には上方に延びる弁軸(７)が連結されている。

駆動手段(２)は、空気式トルクシリンダであって、シリンダ(８)内にピストンロッド(９)で連結された一対のピストン(10)が設けられ、シリンダ(８)の両端にエアを供給するエア供給管(11)が接続されている。ピストンロッド(９)には、このピストンロッド(９)の往復運動を回転運動に変換して弁軸(７)に伝達する伝達手段(12)が設けられている。この伝達手段(12)としては、例えば、ピストンロッド(９)に突出させた係止ピン(13)と、弁軸(７)の上端部に取付けられている二股の係止片(14)とを有し、係止ピン(13)に係止片(14)の先端を係合させ、係止ピン(13)の左右の動きで係止片(14)が揺動し、これにより弁軸(７)が回転するようにしたトルクシリンダ機構が用いられている。

弁ケース(４)の上部には、弁軸(７)を囲むようにして、ヨーク(15)と、その上の開度制限機構(３)とが設けられている。すなわち、ヨーク(15)の上部とシリンダ(８)との間に環状のアダプタ(16)が介在されている。弁軸(７)の中間の角軸部(7a)には、ほぼ円筒状の回転体(17)が取付けられている。図２に示すように、この回転体(17)には、上端部の外周に円周面の一部を切欠いた平坦部からなる係合部(18)が形成されている。アダプタ(16)には、ボルトからなるストッパ部材(19)がねじ込まれている。

図２(ａ)に示すように、ストッパ部材(19)を回転体(17)に当たらない位置に引込ませた状態では、回転体(17)はフリーで回転でき、同図に示す正常位置、すなわち、バルブ本体(１)の全開位置まで回転する。

図２(ｂ)に示すように、ストッパ部材(19)をアダプタ(16)内に突出させると、ストッパ部材(19)の先端が係合部(18)に当接して、回転体(17)の回転を規制するようになっている。同図に示すように、係合部(18)が鎖線(L0)と直交する位置がバルブ本体(１)の全閉位置とすると、係合部(18)がストッパ部材(19)に当接した鎖線(L1)の位置では、バルブ本体(１)は角度(α)に相当する分だけ開いた状態である。このような開度制限機構(３)がない場合は、緊急遮断弁の作動確認の際バルブ本体(１)は完全に閉止するしかなく、そうすると設備の運転に支障をきたすが、本実施形態では、点検時にストッパ部材(19)を係合位置まで差し込んでおくだけで所定の開度以下に閉まらないように開度制限することが可能となる。ストッパ部材(19)の突出量が大きいほど回転体(17)の回転量が少なくなるため、閉止時の開度は大きくなる。なお、このときの開度は設備の運転に支障のない開度であれば任意の値でよい。

図３は、本発明の第２実施形態の縦断側面図、図４は、図３のIV―IV線断面図である。

本実施形態では、回転体(17)の外周の円周面に沿って所定長さの係合溝(20)を形成したものである。アダプタ(16)にはピンからなるストッパ部材(19)が摺動自在に差し込まれている。ストッパ部材(19)の側部に突出された係止ピン(21)がアダプタ(16)のガイド溝(22)に沿って移動し、この係止ピン(21)がガイド溝(22)の底部に当たった図４(ａ)の位置でストッパ部材(19)の先端が係合溝(20)内に突入し、係止ピン(21)がアダプタ(16)の外周に取付けられた係止板(23)に当たると、ストッパ部材(19)は係合溝(20)から外れた位置に引込み、回転体(17)はフリーで回転できる。係合溝(20)の溝端部の位置により開度が変化するので、予め係合部(18)の長さを設定しておくことにより、制限開度を任意に設定できる。なお、係止ピン(21)を、図４(ａ)の位置でアダプタ(16)に形成した溝等(図示せず)に係止しておくようにすれば、ストッパ部材(19)の後退を防止できる。

図５は、本発明の第３実施形態の、図２または図４に対応する一部切欠き平面図である。
第２実施形態と同様、回転体(17)の外周の円周面に沿って所定長さの係合溝(20)が形成されている。アダプタ(16)には、コイルばね(24)によりアダプタ(16)の外周方向に付勢されたプランジャからなるストッパ部材(19)が差し込まれている。ストッパ部材(19)の外端面が当接するように、偏芯カム(25)が、アダプタ(16)に枢支された偏芯軸(26)に取付けられている。偏芯カム(25)の外周には長径部と短径部の２箇所に各々平坦面(25a)(25b)が形成されるとともに、外周にレバー(27)が取付けられている。偏芯カム(25)の両側に位置してストッパ(28)(29)がアダプタ(16)に取付けられ、このストッパ(28)の先端面にねじ込まれる止めねじ(30)により、レバー(27)はストッパ(28)に固定されるようになっている。

図５(ｂ)に示すように、レバー(27)を上側のストッパ(28)に当てるまで回転させると、偏芯カム(25)がストッパ部材(19)をコイルばね(24)に抗して押し込み、偏芯カム(25)の長径側の平坦面(25a)がストッパ部材(19)の外端面に当接する。この際、偏芯カム(25)の回転により、平坦面(25a)がストッパ部材(19)の外端面に近づくと、平坦面(25a)がストッパ部材(19)にクイックモーションで係合する。この状態でストッパ部材(19)の先端が係合溝(20)内に突入する。図５(ａ)に示すように、レバー(27)を下側のストッパ(29)に当てるまで回転させると、ストッパ部材(19)がコイルばね(22)に押されて外方に突出し、偏芯カム(25)の短径側の平坦面(25b)がストッパ部材(19)の外端面に当接する。この状態でストッパ部材(19)は係合溝(20)から外れた位置に引込み、回転体(17)はフリーで回転できる。

設備運転中は、異常発生時に緊急遮断弁が正常に閉止する必要がある。そのため、開度制限機構(３)の誤使用防止用の錠(31)によりレバー(27)をストッパ(29)にロックしている。なお、第１および第２実施形態では、開度制限機構(３)の誤使用防止のため、設備運転中はストッパ部材(19)を挿入する孔をカバー等で塞いでおくことが好ましい。

上記実施形態では、ストッパ部材(19)をアダプタ(16)に取付け、回転体(17)の係合部(19)あるいは係合溝(20)と係合させるようにしているが、この逆でもよい。例えば、回転体(17)にボルト、ピン等のストッパ部材(19)を取付け、アダプタ(16)にストッパ部材(19)が嵌まる円周方向の長孔を形成した構成でもよい。

また、実施形態ではアダプタ(16)をヨーク(15)上に設けた構成にしているが、ヨーク(15)とアダプタ(16)は一体の構成でもよい。さらに、アダプタ(16)は円筒状のものに限定されず、シリンダ(10)またはヨーク(15)等の固定部分に取付けたブラケット状のものでもよい。

本発明の第１実施形態の一部を破断した側面図である。 同じく、図１のII−II線断面図である。 本発明の第２実施形態の一部を破断した側面図である。 同じく、図３のIＶ−IＶ線断面図である。 本発明の第３実施形態の、図４と同様の部分の横断平面図である。

(１)バルブ本体
(２)駆動手段
(３)開度制限機構
(４)弁ケース
(５)弁体
(６)パイプライン
(７)弁軸
(7a)角軸部
(８)シリンダ
(９)ピストンロッド
(10)ピストン
(11)エア供給管
(12)伝達手段
(13)係止ピン
(14)係止片
(15)ヨーク
(16)アダプタ
(17)回転体
(18)係合部
(19)ストッパ部材
(20)係合溝（係合部）
(21)係止ピン
(22)ガイド溝
(23)係止板
(24)コイルばね
(25)偏芯カム
(25a)平坦部
(25b)平坦部
(26)偏芯軸
(27)レバー
(28)(29)ストッパ
(30)止めねじ
(31)錠

Claims (3)

1. パイプラインに接続されたバルブ本体と、該バルブ本体の弁体に取付けられた弁軸を回転駆動する駆動手段とを備え、緊急時に該駆動手段により前記弁軸を回転させてバルブ本体を閉止するようにした緊急遮断弁において、
   前記弁軸に回転体を固着し、該回転体の外方に、アダプタを固定体に固定して配設し、前記回転体に係合部を、かつ前記アダプタに、前記係合部に係合・離脱するとともに、ばねにより回転体から離れる方向に付勢したプランジャからなるストッパ部材をそれぞれ設け、前記係合部とストッパ部材との係合により、前記弁軸の回転を規制して、弁作動時における前記バルブ本体の開度を予め定めた値以下とならないように制限するようにし、さらに、前記ストッパ部材を前記ばねに抗して前記回転体の方向に押し込む押込み手段を、偏芯カムと、該偏芯カムを回動操作するレバーとで構成し、前記アダプタにおける偏芯カムの両側に、前記ストッパ部材が回転体の係合部から離れるまで前記レバーを回動させたときに、前記レバーが当接するようにした第１のストッパと、前記ストッパ部材が回転体の係合部に係合するまで前記レバーを回動させたときに、前記レバーが当接するようにした第２のストッパとを設け、前記レバーを、第１のストッパに当接した状態で錠止めしうるようにするとともに、第２のストッパに当接した状態でねじ止めしうるようにしたことを特徴とする緊急遮断弁。
2. 係合部を、回転体の外周の周面に沿って形成した係合溝で構成したことを特徴とする請求項１記載の緊急遮断弁。
3. 偏芯カムの長径部と短径部の外周に、プランジャの端面と当接する平坦面を形成したことを特徴とする請求項１または２記載の緊急遮断弁。

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