JP4423615B2 - 遮断弁 - Google Patents
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Description
前記遮断弁にあって、開弁時には電磁開弁手段の吸引力により前記圧縮バネの弾発力に抗して前記弁体を弁座から離反させ弁孔を開く。このとき、弁体には流路内の流体圧が作用するため、電磁開弁手段の吸引力は、前記圧縮バネの弾発力と流路内の流体圧に勝る吸引力が求められることになる。前記弁体にかかる流体圧は弁体の受圧面積に比例するため、弁体が大径であるほど弁体にかかる流体圧は大きくなり、その分電磁開弁手段も大型化すると共に、コストアップにつながる。
前記した従来の遮断弁は、流体入口側にある大径の第1弁体部に流体圧が作用しているため、開弁時に大径の第1弁体部に作用する流体圧に勝る吸引力を備えた電磁開弁手段が必要となり、1つの弁体部で構成される弁体に比べ、電磁開弁手段も大型化すると共に、コストアップになるといった問題があった。
本発明の目的は、流体入口と流体出口を備えた弁箱の流路に弁座が設けられ、該弁座に対し電磁開閉手段に連結され軸方向へ移動する弁操作軸の先端に支持された弁体が、圧縮バネに付勢されて前記弁座と当接し、電磁開閉手段により前記弁座から離反するようになっている弁部を備えた遮断弁において、前記弁座は、弁孔を中心としてその入口側に形成された第1弁座部と、前記弁孔の出口側に形成された前記第1弁座部より小径の第2弁座部とにより構成され、前記弁体は、前記第1弁座部と当接する大径の第1弁体部と、前記第2弁座部と当接する小径の第2弁体部とが分離可能に重ねて構成されており、前記第1弁体部は弾性材料で形成され、前記第2弁体部は少なくとも前記第2弁座部と当接する部分以外の部分が剛性材料で形成され、前記第1弁体部の中央には前記弁操作軸を貫通させる貫通孔が形成され、該貫通孔を貫通した前記弁操作軸の先端が前記第2弁体部と接続されており、前記第1弁体部と前記弁操作軸との間には、開弁時に、相互に係合して前記第1弁体部の中央部を前記第2弁体部から離反方向へ移動させる第1弁体部移動手段が備えられ、また前記弁操作軸の先端と前記第2弁体部の接続部には、開弁時に、前記第2弁体部の開弁動作を遅らせ、前記第1弁体部移動手段による前記第1弁体部の移動動作を優先させる第2弁体部開弁動作遅延手段が備えられていることを特徴とする遮断弁により達成される。
このように構成すると、開弁時に、電磁開弁手段により弁操作軸を弁座から離反する方向へ移動させると、第2弁体部開弁動作遅延手段により第2弁体部は直ぐに弁座から離反せず、まず、第1弁体部と弁操作軸との間に備えた第1弁体部移動手段により第1弁体部の中央部が第2弁体部から離反方向へ移動させられる。第1弁体部移動手段により移動させられた第1弁体部は、弾性材料で形成されているためその中央部が変形して第2弁体部から離反し、第2弁体部との間に隙間が生じる。これにより、第1弁体部の上流側の流路内にある流体が第1弁体部の中央に形成されている貫通孔を通って前記第1弁体部と第2弁体部との間に生じた隙間に入り、第1弁体部の上流側と下流側の差圧が無くなると共に、第1弁体部が第1弁座部から離反する。更に続く弁操作軸の移動により、弁操作軸の先端が接続している第2弁体部が第2弁座部から離反し、開弁する。
従って、弁座からの弁体の離反に必要な電磁開弁手段の吸引力を小径の第2弁体部の受圧面積を基準として求めることができるので、大径の第1弁体部の受圧面積を基準として求めていた従来の遮断弁に比べ、電磁開弁手段の吸引力を小さく抑えることができ、電磁開弁手段の小型化を図ることができると共に、コストダウンを図ることができる。
前記第2弁体部の前記第2弁座部と当接する部分は弾性材料で形成されている。
このように構成すると、第2弁体部の他の部分が剛性材料で構成されていても、第2弁座部との間のシール性能を十分確保することができる。
前記第1弁座部と前記第1弁体部とは面接触する構造になっており、前記第2弁座部と前記第2弁体部とは線接触する構造になっている。
このように構成すると、線接触する第2弁座部と第2弁体部とでシール性能を向上させることができ、面接触する第1弁座部と第1弁体部とでシール性能を安定化することができる。
前記第2弁体部は、前記第2弁座部と当接する部分が弁座当接部として弾性材料で形成され、それ以外の部分が本体部として剛性材料で形成され、該本体部で前記弁座当接部を保持する基部外周の部分は開弁時に前記第1弁体部の前記貫通孔を通過した流体の流通を阻止しない構造になっている。
このように構成すると、閉弁時に前記第2弁体部の剛性材料で形成されている本体部の基部外周の部分によるシール性は無い。従って、開弁の際に第2弁体部の剛性材料で形成されている本体部の基部外周の部分が開弁操作の妨げにならず、前記第2弁座部と当接する第2弁体部の弁座当接部の受圧面積を基準とした開弁力で開弁することができる。
前記本体部で前記弁座当接部を保持する基部外周の部分は、開弁時に前記第1弁体部の前記貫通孔を通過した流体の流通を阻止しないように切り欠いて形成されている。
このように構成すると、構造が簡単であり、容易に製造することができる。
前記第1弁体部と前記弁操作軸との間に備えられた前記第1弁体部移動手段は、前記第1弁体部の中央部に設けられ、該第1弁体部の前記貫通孔内へ突出する硬質の係合部材と、前記弁操作軸の外周に突出して設けられ、開弁時に前記係合部材の下面と係合する係合突部からなっている。
このように構成すると、開弁時に第1弁体部の貫通孔内へ突出する係合部材の下面に前記弁操作軸の外周に突出して設けられた係合突部が係合し、第1弁体部の中央部を確実に持ち上げ、第1弁体部と第2弁体部との間に隙間を生じさせることができる。
前記第2弁体部開弁動作遅延手段には、開弁時から閉弁時まで前記第2弁体部を前記弁操作軸に対して直交する姿勢を保持させる姿勢保持機構が備えられている。
このように構成すると、開弁時から閉弁時まで、姿勢保持機構により前記第2弁体部は弁操作軸に対して直交する姿勢を保持された状態にあり、閉弁の際に前記第2弁体部は弁操作軸に対して傾くようなことがなく、第2弁座部と正対し、正常な姿勢で当接するので、閉弁時における第2弁体部と第2弁座部とのシール性能を十分に確保することができる。
前記姿勢保持機構を備えた第2弁体部開弁動作遅延手段は、前記弁操作軸の先端に設けられた頭部と、前記第2弁体部に設けられ、前記頭部を軸方向へ所定の寸法を移動自在に嵌合し且つ抜け止めした有底筒状部とからなり、該有底筒状部の開口部側と前記頭部の先端側との間に、有底筒状部の底部を頭部の先端に押し付ける方向へ付勢し、開弁時から閉弁時まで前記第2弁体部を前記弁操作軸に対して直交する姿勢に保持させる姿勢保持用圧縮バネが介装されて前記姿勢保持機構が構成されている。
このように構成すると、前記姿勢保持機構を備えた第2弁体部開弁動作遅延手段が、前記弁操作軸の先端に設けられた頭部と、前記第2弁体部に設けられ、前記頭部を軸方向へ所定の寸法を移動自在に嵌合し且つ抜け止めした有底筒状部とからなっているので、開弁時に前記弁操作軸が前記所定の寸法を移動するまで第2弁体部は弁座から離反せず、弁操作軸が前記所定の寸法を移動する間に前記第1弁体部移動手段により第1弁体部の中央部が第2弁体部から離反方向へ移動し、第1弁体部と第2弁体部との間に隙間を生じさせることができる。
そして、前記有底筒状部の開口部側と前記頭部の先端側との間に、有底筒状部の底部を頭部の先端に押し付ける方向へ付勢し、開弁時から閉弁時まで前記第2弁体部を前記弁操作軸に対して直交する姿勢に保持させる姿勢保持用圧縮バネが介装されて前記姿勢保持機構が構成されているので、前記弁操作軸の移動により有底筒状部の開口部側と前記頭部の先端側との間に介装されている姿勢保持用圧縮バネが圧縮され、更なる弁操作軸の移動により第2弁体部が第2弁座部から離反すると、圧縮されていた姿勢保持用圧縮バネの反発力により、有底筒状部の底部が頭部の先端に押し付ける方向へ付勢され、第1弁体部と第2弁体部とが当接し、開弁時から閉弁時まで前記第2弁体部を前記弁操作軸に対して直交する姿勢に保持させることができる。
前記弁部は、流体入口と流体出口とを備えた弁箱の流路に直列に組み込まれた上流側弁部と下流側弁部とからなっている。
このように構成すると、2つの弁部で流路を遮断することができることから、遮断性に優れた遮断弁を得ることができる。そして、前記上流側弁部と下流側弁部のいずれかの弁部に流体漏れが生じても他の弁体が流路を遮断することから、安全性の高い遮断弁を得ることができる。
前記上流側弁部の上流側の流路には該流路内の圧力を検出する上流側圧力センサが配置され、上流側弁部と下流側弁部との間の流路には該流路内の圧力を検出する中流部圧力センサが配置され、前記下流側弁部の下流側の流路には該流路内の圧力を検出する下流側圧力センサが配置されている。
このように構成すると、上流側圧力センサ、中流部圧力センサ、下流側圧力センサで、上流側弁部の上流側、上流側弁部と下流側弁部との間、下流側弁部の下流側のそれぞれの流路内の圧力を検出することにより、上流側弁部と下流側弁部の漏れを、検出した圧力で判定することができ、一層安全性の高い遮断弁を得ることができる。
図2は、図1の弁座と弁体の部位を示す断面図。
図3は、図1に示す第2弁体部の底面図。
図4は、本例の開弁動作を示す説明図。
図5は、本例の開弁動作を示す説明図。
図6は、本発明に係る遮断弁の形態の第2例を示す縦断面図。
図1乃至図5は、本発明に係る遮断弁の形態の第1例を示すものであり、図1は本例の遮断弁の縦断面図、図2は図1の弁座と弁体の部位を示す断面図、図3は第2弁体部の底面図、図4、図5は開弁動作を示す説明図である。
本例の遮断弁は、弁箱1に、供給側配管と接続される流体入口部2と、排出側配管と接続される流体出口部3とが設けられ、内部に流体入口部2と流体出口部3とを結ぶ流路4が設けられている。この流路4には、該流路4を開閉する弁部5が備えられている。
本例では、弁部5は次のように構成されている。
前記弁箱1内に、流路4を流体入口部2側と流体出口部3側とに仕切る仕切壁6が設けられている。この仕切壁6には環状の弁座7が設けられ、弁座7の中央には上下方向に貫通して流体入口部2側と流体出口部3側とを連通する弁孔8が設けられている。
また、弁箱1内には、前記弁座7に対し、電磁開弁手段9と連結され、軸方向へ移動する弁操作軸10の先端に支持された弁体11が、圧縮バネ12に付勢されて前記弁座7と当接し、電磁開弁手段9により弁座7から離反するように設けられている。
前記弁座7は、弁孔8を中心として入口側に形成された第1弁座部7aと、出口側に形成された前記第1弁座部7aより小径の第2弁座部7bとにより構成されている。前記第1弁座部7aと第2弁座部7bとは、いずれも金属等の剛性材料で形成されている。更に詳細には、前記弁座7は、金属製の筒状部材13からなり、該筒状部材13の上部開口端部により前記第1弁座部7aが形成され、また、筒状部材13の内周には小径段部13aが形成され、該小径段部13aにより第2弁座部7bが形成されている。この第2弁座部7bにあっては、後述する第2弁体部と当接する当接面には、同心状に環状に突設された線状突起部14を備えている。また、前記筒状部材13の上部開口端部と小径段部13aとの間には中径段部13bが形成されており、この中径段部13bには、後述する第2弁体部の本体部の基部外周が当接するようになっている。
前記のように構成された弁座7に対して、弁操作軸10の先端に支持された弁体11は、前記第1弁座部7aと当接する大径の第1弁体部11aと、前記第2弁座部7bと当接する小径の第2弁体部11bとが分離可能に重ねられて構成されている。
前記第1弁体部11aは、ゴム等の弾性材料で形成されている。前記第2弁体部11bは、第2弁座部7bと当接する部分が、弁座当接部11bAとしてゴム等の弾性材料で形成され、それ以外の部分が本体部11bBとして金属等の剛性材料で形成されている。前記弁座当接部11bAは、本体部11bBの基部11bCに形成した環状溝11bDに挿入されている。前記弁座当接部11bAを保持する基部11bCの外周は、前記弁座7を構成する筒状部材13に形成されている中径段部13bと当接する鍔部11bEを有している。
この鍔部11bEは、筒状部材13に形成されている中径段部13bと当接しても、第1弁体部11aが第1弁座部7aと当接することを妨げるものではない。鍔部11bEが筒状部材13に形成されている中径段部13bと当接することにより、第2弁座部7bと当接した第2弁体部11bの弁座当接部11bAが、必要以上に第2弁座部7bの線状突起部14へ食い込まないようになっている。
また、基部11bCの外周に有する鍔部11bEは、筒状部材13に形成されている中径段部13bと当接した状態にあるとき、鍔部11bEと中径段部13bとの間の流体の流通を阻止しない構造になっている。本例では、基部11bCの外周に有する鍔部11bEは、流体の流通を阻止しないように切り欠いた構造となっている。
前記ゴム等の弾性材料で形成されている第1弁体部11aの上には、前記圧縮バネ12の付勢を受けて弁体11を弁座7と当接させると共に、第1弁体部11aを第1弁座部7aへ押し付ける金属板等で形成された円盤状の弁保持部15が重ねられている。
この弁保持部15と第1弁体部11aとの間には、後述するところの第1弁体部11aの中央部が移動して変形することを許容する空間16が形成されている。更に、前記第1弁体部11a及び弁保持部15の中央には前記弁操作軸10を貫通させる貫通孔17,18が形成され、該貫通孔17,18を貫通した弁操作軸10の先端が第2弁体部11bと接続されている。
前記第1弁体部11aと前記弁操作軸10との間には、開弁時に、相互に係合して第1弁体部11aの中央部を第2弁体部11bから離反方向へ移動させる第1弁体部移動手段19が備えられている。本例では、前記第1弁体部移動手段19は、前記第1弁体部11aの中央部に設けられ、第1弁体部11aの貫通孔18内へ突出する硬質の係合部材19aと、前記弁操作軸10の外周に突出して設けられ、開弁時に前記係合部材19aの下面と係合する係合突部19bとで構成されている。本例における前記係合部材19aは、金属板等で円盤状に形成されている。
また、弁操作軸10の先端と第2弁体部11bとの接続部には、開弁時に第2弁体部11bの開弁動作を遅らせ、前記第1弁体部移動手段19による第1弁体部11aの移動動作を優先させる第2弁体部開弁動作遅延手段20が備えられている。この第2弁体部開弁動作遅延手段20には、開弁時から閉弁時まで前記第2弁体部11bを前記弁操作軸10に対して直交する姿勢を保持させる姿勢保持機構21が備えられている。
本例では、前記第2弁体部開弁動作遅延手段20は、前記弁操作軸10の先端に設けられた頭部20aと、前記第2弁体部11bの本体部11bBの中心に位置して軸心方向に設けられ、前記頭部20aを軸方向へ所定の寸法を移動自在に嵌合し且つ抜け止めした有底筒状部20bとから構成されている。
前記有底筒状部20b内を頭部20aが軸方向へ移動する寸法は、前記弁操作軸10の移動により、前記係合部材19aの下面に前記係合突部19bが係合して第1弁体部11aの中央部を第2弁体部11bから離反方向へ持ち上げ、第1弁体部11aと第2弁体部11bとの間に隙間を生じさせる長さに設定されている。
前記姿勢保持機構21は、前記有底筒状部20bの開口部側と前記頭部20aの先端側との間に、有底筒状部20bの底部20bAを頭部20aの先端20aAに押し付ける方向へ付勢し、開弁時から閉弁時まで前記第2弁体部11bを前記弁操作軸10に対して直交する姿勢に保持させる姿勢保持用圧縮バネ22が介装された構成となっている。このように構成することにより、姿勢保持用圧縮バネ22で有底筒状部20bの底部20bAが頭部20aの先端に押し付ける方向へ付勢され、第1弁体部11aと第2弁体部11bとが当接し、前記第2弁体部11bが前記弁操作軸10に対して直交する姿勢に保持される。
前記弁体11を弁座7と当接させる方向へ付勢する圧縮バネ12は、後述するところのプランジャ受け板と前記第1弁体部11aの上に重ねられている弁保持部15との間に介装され、弁保持部15を介して弁体11を弁座7方向へ押圧するようになっている。
また、前記電磁開弁手段9にあっては、電磁コイル23を作用させるソレノイド24と、前記弁操作軸10の後端部(図1の図面上、上側)に設けられ前記電磁コイル23への通電による電磁作用により、吸引されて移動する鉄心よりなるプランジャ25とで構成されている。そして、電磁コイル23への通電による電磁作用により吸引されて移動するプランジャ25により、前記弁体11は圧縮バネ12の弾発力に抗して弁座7から離反し、前記電磁コイル23への通電を切ると、前記プランジャ25は電磁作用から解かれ、弁体11は圧縮バネ12に付勢されて弁座7と当接するようになっている。前記ソレノイド24は、弁箱1の外側に設けられ、カバー26で覆われている。また、弁箱1には、電磁コイル23への非通電時に、プランジャ25の重量が弁体11にかからないように、弁体11方向への移動を規制するプランジャ受け板27が設けられている。
このように構成された遮断弁は、開弁時に、電磁開弁手段9を構成する電磁コイル23に通電し励磁させると、電磁力によりプランジャ25が吸引され、弁操作軸10が弁座7から離反する方向へ移動する。この移動に伴い弁操作軸10の先端に接続されている弁体11が圧縮バネ12の弾発力に抗して弁座7から離反方向へ移動する。
このときの弁体11の弁座7からの離反は、次のような動作によって行われる。弁操作軸10が弁座7から離反する方向へ移動した直後の第2弁体部11bは、該第2弁体部11bの本体部11bBに設けられている有底筒状部20bと嵌合している弁操作軸10の先端の頭部20aが、有底筒状部20bの開口部側と前記頭部20aの先端側との間に介装されている姿勢保持用圧縮バネ22を圧縮しながら、有底筒状部20b内を所定の寸法移動するまで、第2弁座部7bから離反せずそのままの状態にある。
そして、この間の弁操作軸10の移動により、弁操作軸10の外周に突出して設けられた係合突部19bが、第1弁体部11aの中央部に設けられた係合部材19aの下面と係合して、第1弁体部11aの中央部を第2弁体部11bから離反方向へ移動させる。
移動させられた第1弁体部11aは、弾性材料で形成されているため、その中央部が変形して第2弁体部11bから離反し、第2弁体部11bとの間に隙間が生じる。このようにして生じた第1弁体部11aと第2弁体部11bとの間に生じた隙間に、前記第1弁体部11aの上流側の流路4内にある流体が第1弁体部11a及び弁保持部15の中央に形成されている貫通孔17,18を通って入る。
これにより、第1弁体部11aの上流側と下流側の差圧が無くなると共に、第1弁体部11aが第1弁座部7aから離反する。そして、前記弁操作軸10の先端の頭部20aが、有底筒状部20b内を所定の寸法移動し、抜け止め位置に達すると、更に続く弁操作軸10の移動により、第2弁体部11bが第2弁座部7bから離反し、開弁する。
上記のように、弁座7から弁体11が離反する際の流体圧は、大径の第1弁体部11aの上流側と下流側の差圧が無くなるので、小径の第2弁体部11bが受けることになる。従って、弁座7から弁体11が離反する際に必要な電磁開弁手段9の吸引力は、小径の第2弁体部11bの弁座当接部11bAの受圧面積を基準として求めることができるので、大径の第1弁体部11aの受圧面積を基準に求めていた従来の遮断弁に比べ、電磁開弁手段9の吸引力を小さく抑えることができ、電磁開弁手段9の小型化を図ることができると共に、コストダウンを図ることができる。
また、前記弁体11の第2弁体部11bが第2弁座部7bから離反する際、弁座7を構成する筒状部材13に形成されている中径段部13bと当接している第2弁体部11bの前記鍔部11bEは、鍔部11bEと中径段部13bとの間の流体の流通を阻止しない、即ちシール性の無い構造となっているので、開弁の際に第2弁体部11bの前記基部11bCの外周の部分が開弁操作の妨げにならず、前記第2弁座部7bと当接する第2弁体部11bの弁座当接部11bAの受圧面積を基準とした開弁力で確実に開弁することができる。
このようにして、弁体11の第2弁体部11bが第2弁座部7bから離反すると、前記弁操作軸10の移動に伴い、有底筒状部20b内を所定の寸法移動する弁操作軸10の先端の頭部20aにより圧縮された姿勢保持用圧縮バネ22の反発力で、有底筒状部20bの底部20bAが頭部20aの先端に押し付ける方向へ付勢され、第1弁体部11aと第2弁体部11bとが当接し、開弁時から次の閉弁時まで、前記第2弁体部11bが前記弁操作軸10に対して直交する姿勢に保持される。
次に、閉弁時は、前記電磁開弁手段9を構成する電磁コイル23への通電を切り、励磁を解くと、圧縮バネ12の弾発力により弁体11が弁座7方向へ移動して弁座7と当接し、弁孔8を閉じ、流路4を遮断する。この流路4の遮断は、第1弁座部7aと第2弁座部7bにより構成された弁座7と、大径の第1弁体部11aと小径の第2弁体部11bとで構成された弁体11により2段のシールとして行うので、優れたシール性が得られる。
また、前記したように、開弁時から次の閉弁時まで前記第2弁体部11bは、姿勢保持機構21によって前記弁操作軸10に対して直交する姿勢に保持されているので、閉弁の際に前記第2弁体部11bは弁操作軸10に対して傾くようなことがなく、第2弁座部7bと正対し、正常な姿勢で当接するので、閉弁時における第2弁体部11bと第2弁座部7bとのシール性能を十分に確保することができる。
また、本例では、前記弁座7は、金属製の筒状部材13からなり、該筒状部材13の上部開口端部により前記第1弁座部7aが形成され、また、筒状部材13の内周には小径段部13aが形成され、該小径段部13aにより第2弁座部7bが形成されている。この第2弁座部7bにあっては、第2弁体部11bとの当接面には、同心状に環状に突設された線状突起部14を備えているので、第1弁座部7aと第1弁体部11aとは面接触し、第2弁座部7bと第2弁体部11bの弁座当接部11bAとは線接触することになり、線接触する第2弁座部7bと第2弁体部11bとでシール性能を向上させることができ、面接触する第1弁座部7aと第1弁体部11aとでシール性能を安定化することができる。
図6は、本発明に係る遮断弁の形態の第2例を示すものであり、図6は本例の遮断弁の縦断面図である。
本例の遮断弁は、弁箱1に、供給側配管と接続される流体入口部2と、排出側配管と接続される流体出口部3とが設けられ、内部に流体入口部2と流体出口部3とを結ぶ流路4が設けられており、前記流路4に、該流路4を開閉する上流側弁部5Aと下流側弁部5Bとが直列に配置されている。
本例では、前記弁箱1内に、流路4を仕切る仕切壁6A,6Bが流路4に対し直列に設けられており、上流側に位置する仕切壁6Aに前記上流側弁部5Aが設けられ、下流側に位置する仕切壁6Bに前記下流側弁部5Bが設けられている。
前記上流側弁部5Aと下流側弁部5Bは、前記した第1例の弁部5と同様の構成となっているので、第1例の弁部5と同じ符号を付し、その詳細についても前記第1例の弁部5の説明を援用して、本例の上流側弁部5Aと下流側弁部5Bの説明を省略する。
更に、本例では、前記上流側弁部5Aの上流側の流路4aに、該流路4a内の圧力を検出する上流側圧力センサ28が配置され、上流側弁部5Aと下流側弁部5Bとの間の流路4bに、該流路4b内の圧力を検出する中流部圧力センサ29が配置され、前記下流側弁部5Bの下流側の流路4cに、該流路4c内の圧力を検出する下流側圧力センサ30が配置されている。
このように構成された遮断弁にあって、上流側弁部5Aと下流側弁部5Bの開弁及び閉弁動作は、前記第1例の弁部5と同様の動作で行う。上流側弁部5Aと下流側弁部5Bの動作順序は、開弁動作にあっては上流側弁部5Aと下流側弁部5Bの何れが先でも、また同時であっても特に問題はないが、閉弁動作にあっては、上流側弁部5Aを先に動作させ、上流側弁部5Aを閉弁してから下流側弁部5Bを閉弁することが好ましい。
このようにすることにより、上流側弁部5Aの閉弁により上流側弁部5Aと下流側弁部5Bの間及び下流側弁部5Bの下流側の流体が排出されて減圧し、その状態で前記下流側弁部5Bが閉弁するので、上流側弁部5Aと下流側弁部5Bのいずれにも確実な閉弁状態が得られる。
このように、本例では上流側弁部5Aと下流側弁部5Bで流路4を遮断するので遮断性に優れた遮断弁を得ることができる。そして、前記上流側弁部5Aと下流側弁部5Bはそれぞれ、前記流路4を仕切る弁座7と、先端で前記弁体11を支持する弁操作軸10と、前記弁操作軸10に支持された弁体11を前記弁座7に対して軸方向へ付勢して弁座7と当接させる圧縮バネ12と、弁操作軸10の後端に連結され、電磁力により弁体11を前記弁座7から離反させる電磁開弁手段9とで構成され、独立して存在するので、万一上流側弁部5Aと下流側弁部5Bのいずれか一方の弁部に流体漏れが生じても、他の弁部が流路4を遮断することから、安全性の高い遮断弁を得ることができる。
更に本例では、前記上流側弁部5Aの上流側の流路4aに、該流路4a内の圧力を検出する上流側圧力センサ28が配置され、上流側弁部5Aと下流側弁部5Bとの間の流路4bに、該流路4b内の圧力を検出する中流部圧力センサ29が配置され、前記下流側弁部5Bの下流側の流路4cに、該流路4c内の圧力を検出する下流側圧力センサ30が配置されているので、閉弁後に流路4における上流側弁部5Aの上流側の流路4a、上流側弁部5Aと下流側弁部5Bとの間の流路4b、下流側弁部5Bの下流側の流路4cの圧力を検出することにより、上流側弁部5Aと下流側弁部5Bとの漏れを、測定した圧力で判定することができる。
即ち、上流側弁部5Aの上流側の流路4aの圧力をX、上流側弁部5Aと下流側弁部5Bとの間の流路4bの圧力をY、下流側弁部5Bの下流側の流路4cの圧力をZとしたとき、
X>Y=Zであれば、上流側弁部5Aと下流側弁部5Bのいずれにも流体漏れが無く、
X=Y>Zであれば、上流側弁部5Aに流体漏れがあり、
X=Y=Zであれば、上流側弁部5Aと下流側弁部5Bのいずれにも流体漏れがある、
と判定することができる。
このようにして、上流側弁部5Aと下流側弁部5Bとの流体漏れを、測定した圧力で判定することができ、一層安全性の高い遮断弁を得ることができる。
Claims (10)
- 流体入口と流体出口を備えた弁箱の流路に弁座が設けられ、該弁座に対し電磁開閉手段に連結され軸方向へ移動する弁操作軸の先端に支持された弁体が、圧縮バネに付勢されて前記弁座と当接し、電磁開閉手段により前記弁座から離反するようになっている弁部を備えた遮断弁において、前記弁座は、弁孔を中心としてその入口側に形成された第1弁座部と、前記弁孔の出口側に形成された前記第1弁座部より小径の第2弁座部とにより構成され、前記弁体は、前記第1弁座部と当接する大径の第1弁体部と、前記第2弁座部と当接する小径の第2弁体部とが分離可能に重ねて構成されており、前記第1弁体部は弾性材料で形成され、前記第2弁体部は少なくとも前記第2弁座部と当接する部分以外の部分が剛性材料で形成され、前記第1弁体部の中央には前記弁操作軸を貫通させる貫通孔が形成され、該貫通孔を貫通した前記弁操作軸の先端が前記第2弁体部と接続されており、前記第1弁体部と前記弁操作軸との間には、開弁時に、相互に係合して前記第1弁体部の中央部を前記第2弁体部から離反方向へ移動させる第1弁体部移動手段が備えられ、また前記弁操作軸の先端と前記第2弁体部の接続部には、開弁時に、前記第2弁体部の開弁動作を遅らせ、前記第1弁体部移動手段による前記第1弁体部の移動動作を優先させる第2弁体部開弁動作遅延手段が備えられていることを特徴とする遮断弁。
- 前記第2弁体部の前記第2弁座部と当接する部分は弾性材料で形成されていることを特徴とする請求の範囲第1項に記載の遮断弁。
- 前記第1弁座部と前記第1弁体部とは面接触する構造になっており、前記第2弁座部と前記第2弁体部とは線接触する構造になっていることを特徴とする請求の範囲第1項又は第2項に記載の遮断弁。
- 前記第2弁体部は、前記第2弁座部と当接する部分が弁座当接部として弾性材料で形成され、それ以外の部分が本体部として剛性材料で形成され、該本体部で前記弁座当接部を保持する基部外周の部分は開弁時に前記第1弁体部の前記貫通孔を通過した流体の流通を阻止しない構造になっていることを特徴とする請求の範囲第1項、第2項又は第3項に記載の遮断弁。
- 前記本体部で前記弁座当接部を保持する基部外周の部分は、開弁時に前記第1弁体部の前記貫通孔を通過した流体の流通を阻止しないように切り欠いて形成されていることを特徴とする請求の範囲第4項に記載の遮断弁。
- 前記第1弁体部と前記弁操作軸との間に備えられた前記第1弁体部移動手段は、前記第1弁体部の中央部に設けられ、該第1弁体部の前記貫通孔内へ突出する硬質の係合部材と、前記弁操作軸の外周に突出して設けられ、開弁時に前記係合部材の下面と係合する係合突部からなることを特徴とする請求の範囲第1項、第2項、第3項、第4項又は第5項に記載の遮断弁。
- 前記第2弁体部開弁動作遅延手段には、開弁時から閉弁時まで前記第2弁体部を前記弁操作軸に対して直交する姿勢を保持させる姿勢保持機構が備えられていることを特徴とする請求の範囲第1項、第2項、第3項、第4項、第5項又は第6項に記載の遮断弁。
- 前記姿勢保持機構を備えた第2弁体部開弁動作遅延手段は、前記弁操作軸の先端に設けられた頭部と、前記第2弁体部に設けられ、前記頭部を軸方向へ所定の寸法を移動自在に嵌合し且つ抜け止めした有底筒状部とからなり、該有底筒状部の開口部側と前記頭部の先端側との間に、有底筒状部の底部を頭部の先端に押し付ける方向へ付勢し、開弁時から閉弁時まで前記第2弁体部を前記弁操作軸に対して直交する姿勢に保持させる姿勢保持用圧縮バネが介装されて前記姿勢保持機構が構成されていることを特徴とする請求の範囲第7項に記載の遮断弁。
- 前記弁部は、流体入口と流体出口を備えた弁箱の流路に直列に組み込まれた上流側弁部と下流側弁部とからなることを特徴とする請求の範囲第1項、第2項、第3項、第4項、第5項、第6項、第7項又は第8項に記載の遮断弁。
- 前記上流側弁部の上流側の流路には該流路内の圧力を検出する上流側圧力センサが配置され、上流側弁部と下流側弁部との間の流路には該流路内の圧力を検出する中流部圧力センサが配置され、前記下流側弁部の下流側の流路には該流路内の圧力を検出する下流側圧力センサが配置されていることを特徴とする請求の範囲第9項に記載の遮断弁。
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