JP5247298B2 - サックバックバルブ - Google Patents
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Description
また、開閉弁及びサックバック専用バルブは、各々が空気圧等を用いたアクチュエータにより動作させるものであるから、両アクチュエータを同期させて液だれを確実に防止することは困難であった。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、開閉弁にサックバルブ機能を備えたサックバックバルブを提供することにある。
本発明に係るサックバックバルブは、弁体を開閉方向に付勢する弾性部材を備えた開閉弁が、ピストン本体及びピストン付勢部材を備えている開閉操作部に流体圧力を受けて弁体開閉操作を行うとともに、全閉操作時の液だれを防止するサックバック機能を備えているサックバックバルブであって、前記開閉弁の弁内流路に形成したサックバック室と、前記サックバック室内を軸方向に移動して前記弁体を押圧する開閉押圧部材と前記ピストン本体との間を連結しているピストン軸部と、前記ピストン軸部を内部に収納して前記開閉操作部を前記弁内流路から分離し、一端が前記開閉押圧部材に連結されるとともに他端がケーシングに支持されているベローズとを備え、前記弁体の閉動作時には、前記ピストン軸部が前記ピストン及び前記開閉押圧部材とともに前記弁体の全閉位置まで移動する閉弁動作段階と、前記ピストン軸部及び前記開閉押圧部材が前記全閉位置からさらに移動して前記サックバック室の空間容積を増すサックバック動作段階との二段階動作を行うものである。
そして、サックバック室の空間容積を増すサックバック動作段階では、開閉操作部を液体から分離しているベローズが有する軸方向の大きな伸縮機能により、ピストン軸部及び開閉押圧部材が軸方向に移動するストローク量(移動量)を容易に確保して空間容積の増加量を増すことができ、サックバック室の容量のほとんどをサックバック量とすることができる。また、このようなベローズの採用は、サックバック室をベローズが埋めるため、デッドボリュームをなくすことができる。
また、ベローズを採用したことにより、サックバック時に大きなストローク量を確保でき、サックバック室の容量のほとんどをサックバック量とすることができるので、フットプリントの増加を抑えつつサックバック可能な液体の容量を増加させることができる。しかも、ベローズがサックバック室を埋めてデッドボリュームをなくすことから、サックバック室における流体の置換性が向上するという効果も得られる。
図1から図6に示すサックバックバルブSVは、薬液等の液体を流す流路に設置され、全閉時の液だれを防止するサックバック機能を備えている開閉弁10と、開閉操作用のアクチュエータ30とが一体に構成されている。すなわち、サックバックバルブSVは、弁体11を開閉方向に付勢する弁用のコイルばね(弾性部材)20を備えた開閉弁10が、ピストン本体31及びピストン用のコイルばね(ピストン付勢部材)32を備えているアクチュエータ(開閉操作部)30に空気圧(流体圧力)を受けて弁体11の開閉操作を行うとともに、全閉操作時の液だれを防止するサックバック機能を備えている。
なお、図1〜図6はサックバックバルブSVの各状態を示しており、図1は初期状態、図2は図1のA−A断面図、図3は弁体11が開となる直前の状態、図4は弁体11を開とした通液状態、図5は弁体11が閉じたサックバック直前の状態、図6はサックバック状態を示している。
なお、上述した凹部18については、たとえば図7に変形例として示すサックバックバルブSV′のように、サックバック室17を弁内流路の一部として利用し、すなわち、サックバック室17を流体出口14に連通する出口流路の一部として利用することで凹部18のない構成としてもよい。
また、図示の開閉弁10において、図中の符号21は弁体11と一体のダイヤフラム、22は弁体11の下端部に連結されてコイルばね20から上向きの付勢を受ける基部、23は排気流路である。なお、弁体11の下部を絞って小径にしているので、ダイヤフラム21を小径化することができる。
なお、空気圧供給口36の空気圧供給を停止すると、ピストン31による下向きの押圧力がなくなるので、たとえば図6に示すように、開閉押圧部材40はコイルばね32の付勢を受けて弁体11から離間し、さらに、弁体11はコイルばね20の付勢を受けてシート部19に密着する閉状態となる。
この開閉押圧部材40は、ピストン本体31の下面側に設けられたピストン軸部33の下端部に結合され、下端面には弁体11の上部に設けられた弁体凸部11aと係合する凹部40aを備えている。この開閉押圧部材40は、サックバック室17の内径と略同じ外径を有しており、さらに、サックバック室17は、開閉押圧部材40及びベローズ41により、アクチュエータ30と完全に分離されているので、弁体11が流体流路16を閉じた状態では、開閉押圧部材40の上昇移動によりサックバック室17の容積を増すと、流体出口14からサックバック室17内へ向けた吸引力が発生する。なお、アクチュエータ30は、ピストン本体33の下部でベローズ41の伸縮等に応じて生じる容積変化に対応するため、大気と連通する吸排気口39を設けてスムーズな動作を可能にしている。
そして、サックバック室17の空間容積を増すサックバック動作段階では、開閉弁10で取り扱う液体からアクチュエータ30を分離しているベローズ41が軸方向の大きな伸縮機能を有しているので、ピストン軸部33及び開閉押圧部材40が軸方向に移動するストローク量(移動量)を容易に確保して空間容積の増加量を増すことができる。
図3は、弁体11が開となる直前の状態、すなわち弁体11が全閉位置にあり、ピストン本体31が空気圧を受けて降下し、ピストン軸部33及び開閉押圧部材40を押し下げてベローズ41は伸びた状態にある。このとき、開閉押圧部材40は、弁体11に接する直前か、あるいは、接しても弁体11を押圧しない位置にある。従って、弁体11は、開閉押圧部材40から押圧を受けていない状態にあるので、コイルばね20の付勢により押し上げられてシート部19に密着した全閉状態にある。
図5は、弁体11が閉となり、かつ、サックバックを開始する直前の状態(開弁動作段階が完了した状態)であり、実質的には図3と略同じ状況にある。すなわち、ピストン本体31を押圧する空気圧の供給が停止されたことにより、開閉押圧部材40の押圧がなくなった弁体11はコイルばね20の付勢により全閉位置に戻り、ピストン本体31は上昇を開始する直前の状態にある。
このようなサックバック室17の容量変化増大は、サックバック可能な液体量を増し、液だれを確実に防止することができる。しかも、ベローズ41を採用したため、フットプリントの増加を抑えつつサックバック量の大容量化を実現している。
また、ハンドル37により回動操作可能な螺合軸38によりピストン軸部33の軸方向動作量を規制するサックバック量調整手段を備えているので、サックバックバルブSVを設置する流体流路の諸条件に応じて、サックバック量を適宜調整して最適化することができる。
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することができる。
11 弁体
12 バルブ本体
13 流体入口
13a 入口流路
14 流体出口
14a 出口流路
15 内部空間
16 流体流路
17 サックバック室
18 凹部
19 シート部
20 コイルばね
30 アクチュエータ
31 ピストン本体
32 コイルばね
33 ピストン軸部
37 ハンドル
38 螺合部
40 開閉押圧部材
41 ベローズ
SV,SV′ サックバックバルブ
Claims (3)
- 弁体を開閉方向に付勢する弾性部材を備えた開閉弁が、ピストン本体及びピストン付勢部材を備えている開閉操作部に流体圧力を受けて弁体開閉操作を行うとともに、全閉操作時の液だれを防止するサックバック機能を備えているサックバックバルブであって、
前記開閉弁の弁内流路に形成したサックバック室と、
前記サックバック室内を軸方向に移動して前記弁体を押圧する開閉押圧部材と前記ピストン本体との間を連結しているピストン軸部と、
前記ピストン軸部を内部に収納して前記開閉操作部を前記弁内流路から分離し、一端が前記開閉押圧部材に連結されるとともに他端がケーシングに支持されているベローズとを備え、
前記弁体の閉動作時には、前記ピストン軸部が前記ピストン及び前記開閉押圧部材とともに前記弁体の全閉位置まで移動する閉弁動作段階と、前記ピストン軸部及び前記開閉押圧部材が前記全閉位置からさらに移動して前記サックバック室の空間容積を増すサックバック動作段階との二段階動作を行うサックバックバルブ。 - 前記弁体の下流側に形成される前記弁内流路の出口流路が、前記サックバック室の底面に形成した凹部を通る請求項1に記載のサックバックバルブ。
- 前記ピストン軸部の軸方向動作量を規制するサックバック量調整手段が設けられている請求項1または2に記載のサックバックバルブ。
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