JP5826039B2 - Granule supply amount variable on-off valve and air blast device - Google Patents
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Description
本発明は、粉粒体供給量可変式開閉弁及びそれを組み込んだエアブラスト装置に関する。 The present invention relates to a granular material supply amount variable on-off valve and an air blast device incorporating the same.
一般に、ブラスト処理は、圧送空気と研掃材とを混合させた研掃材混合空気をノズルから加工対象物の表面に噴射して表面処理を行うものや、回転するインペラーへ研掃材を投入し、遠心力で研掃材を加工対象物の表面に投射して表面処理を行うものである。ここで、加工対象物の表面に所望の精度や仕上がりを求めるに際しブラスト処理の設定条件出しが必要となる。圧送空気圧や風量と研掃材供給量の混合比の設定で研掃材の供給量にバラツキが生じると、加工対象物の表面における加工精度もバラツキが生じる。このため、従来にあっては、図7に示すような圧送空気に対して定量ずつ研掃材を混合させるボール弁を組み込んだエアブラスト装置が提案されている。
図7に示すエアブラスト装置101は、粉粒体120を貯留する粉粒体貯留タンク107と、図示しない被加工物の表面に粉粒体120を圧送空気とともに噴射する噴射ノズル105との間に配置されたボール弁110を有している。
In general, blasting is performed by spraying the abrasive mixture air, which is a mixture of pumped air and abrasive material, from the nozzle onto the surface of the workpiece, or by applying the abrasive material to the rotating impeller. The surface treatment is performed by projecting the abrasive material onto the surface of the object to be processed by centrifugal force. Here, in order to obtain a desired accuracy and finish on the surface of the object to be processed, it is necessary to set conditions for blasting. If the supply amount of the abrasive material varies depending on the setting of the mixing ratio between the pumping air pressure and the air volume and the abrasive material supply amount, the machining accuracy on the surface of the workpiece also varies. For this reason, conventionally, there has been proposed an air blasting apparatus incorporating a ball valve that mixes a polishing material in a fixed amount with the pumped air as shown in FIG.
An
ここで、ボール弁110は、粉粒体貯留タンク107の下端部と粉粒体貯留タンク107の下方に設置された混合管103との間を接続する粉粒体供給管108の途中に設けられている。粉粒体供給管108は、垂直方向に延びている。混合管103は、水平方向に延びている。ボール弁110は、粉粒体供給管108の途中に設けられた弁座体111と、弁座体111内において回動自在に設けられた球状の弁体112とを備えている。弁体112には、一端から他端に向けて貫通する貫通孔が形成され、弁体112は弁座体111内で回動することにより、粉粒体貯留タンク107側(粉粒体の流入側)から混合管103側(粉粒体の流出側)へ流出する粉粒体の供給量を簡易的に調整するようになっている。ボール弁110は、球状の弁体112の回動角度を調整することによって上流側(粉粒体の流入側)と下流側(粉粒体の流出側)とを連通させる通路の断面積の大きさを調整し、上流側から下流側へ流れる粉粒体120の供給量を簡易的に調整する。粉粒体120の供給量(単位時間当たりの)は、当該通路の断面積の大きさと、ボール弁110の上流側の圧力と下流側の圧力との差圧とにより決定される。
Here, the
そして、粉粒体供給管108のボール弁110よりも下流側には、粉粒体の供給をオンオフするオンオフバルブ113が設けられ、粉粒体供給管108のオンオフバルブ113よりも下流側には、流下量を一定に保つ機能を有する固定オリフィス114が設けられている。
また、混合管103の一端には、圧送エア供給ホース102が接続され、混合管103の他端には、噴射ノズル105付きのブラストホース104が接続されている。圧送エア供給ホース102には、圧送空気導入管106の一端が接続され、圧送空気導入管106の他端は、粉粒体貯留タンク107に接続されている。
On the downstream side of the
A pressure-feed
そして、粉粒体120を被加工物の表面に圧送空気とともに噴射するときには、ボール弁110が所定量開き(開度は粉粒体供給量によって異なる)オンオフバルブ113が閉じた状態で混合管103へ圧送エア供給ホース102により圧送空気を送入するとともに、粉粒体貯留タンク107へ圧送空気導入管106により圧送空気を送入して粉粒体貯留タンク107内を加圧する。そして、オンオフバルブ113を開くと、粉粒体貯留タンク107内に貯留されている粉粒体120が、粉粒体供給管108を垂直方向に、即ち重力方向にボール弁110、オンオフバルブ113、及び固定オリフィス104を通って混合管103内に入る。
When the
そして、粉粒体120は、混合管103内において、圧送エア供給ホース102から供給される圧送空気と混合されてブラストホース104へ流入して噴射ノズル105から被加工物の表面に向けて噴射されるのである。
また、エアブラスト装置に用いられる粒体供給用開閉弁として、例えば、図8に示すものも知られている(特許文献1参照)。
Then, the
Moreover, what is shown, for example in FIG. 8 is also known as a granule supply on-off valve used for an air blast apparatus (refer patent document 1).
図8に示す粒体供給用開閉弁201は、粒体をエアブラスト装置に供するものであって、内部に隔壁211を有するバルブ本体210を備えている。バルブ本体210内には、隔壁211によって第1室212と第2室213とが形成される。バルブ本体210には、圧送空気と粒体とが流入する流入孔214と、圧送空気と粒体とが流出する流出孔215とが設けられている。流入孔214及び流出孔215はそれぞれ第1室212に開口している。流入孔214は水平方向に延び、流出孔215は流入孔214と直交する垂直方向に延びている。また、バルブ本体210には、第2室213に開口するコントロールエア出入孔216が設けられている。
A granule supply opening /
また、流入孔214に形成した弁座217に対し進退自在となるように隔壁211を貫通して第1室212と第2室213とに跨って水平方向に設けられた弁軸218が備えられている。この弁軸218の第1室212側の端部には、弁軸218の進退により弁座217に接離する半球状の弁体219が設けられている。また、弁軸218には、第1室212の内壁に密接状態でスライド可能とされた摺動壁220が設けられている。また、弁軸218には、コントロールエア出入孔216からの加圧空気によって弁軸218を弁座217に向けて進出させるピストン221が設けられている。
In addition, a
また、バルブ本体210には、弁軸218の第2室213側の端部に当接して弁体219の最大開度を決定するアジャストボルト222が設けられている。アジャストボルト222を回転させて第2室213内への突出量を調整することにより、弁体219の開度を調整することができる。また、第2室213内のピストン221と第2室213の壁部との間にはスプリング223が設けられている。
The
この粒体供給用開閉弁201において、ブラスト作業室内のノズル(図示せず)に粒体の供給を停止する場合には、コントロールエア出入口216から加圧空気を第2室213内に流入させる。これにより、ピストン221を介して弁軸218を弁座217側にスライドさせ、弁体219を弁座217に密着させる。一方、ブラスト作業室内のノズルに粒体の供給を開始する場合には、コントロールエア出入口216から加圧空気排出して第2室213内を減圧させる。これにより、ピストン221を介して弁軸218を第2室213側に引き寄せ、弁体219を弁座217から離隔させる。すると、弁座217と弁体219との間の間隙から第1室212内へ粒体が流入し、次いで、粒体が流出孔215から流出し、圧送空気と混合してノズルに圧送されるのである。
In the granular material supply opening /
更に、エアブラスト装置に用いられる粉粒体供給用開閉弁として、例えば、図9に示すものも知られている(特許文献2参照)。
図9に示す粉粒体供給用開閉弁301は、加圧タンク320から粉粒体を粉粒体輸送配管333に供給するに際して使用されるものであり、立設筒状の弁ケース310を備えている。弁ケース310の上部には流入口311が備えられるとともに、弁ケース310の下部であって流入口311の垂直方向下部には流出口312が備えられている。そして、流入口311の入側には、加圧タンク320からの粉粒体の流量を定量化するためのオリフィス管313が脱着可能に設けられている。
Furthermore, as an on-off valve for supplying a granular material used in an air blast device, for example, the one shown in FIG. 9 is also known (see Patent Document 2).
The granular material supply opening /
また、弁ケース310の流入口311と流出口312との間には、弁ケース310に対して同心的に配置される円柱状の弁座体314が設けられている。そして、弁座体314の外周には、当該弁座体314に対して同心的に配置されかつ弁座体314の外周全周に対して圧着・離脱可能に設けられる筒状隔膜式の弁体315が設置されている。そして、流入口311と流出口312との間には、弁座体314の外周と弁体315の内周との間で環状開閉路316が形成される。
In addition, a cylindrical
更に、弁座体315の上面部及び下面部には、流入口311及び流出口312が環状開閉路316に連通する粉粒体通過空間317が形成されている。
また、弁ケース310の流出口312には、水平方向に延びる混合継手332が接続されている。混合継手332の一端には、圧送エア供給ホース331が接続され、混合継手332の他端には、粉粒体輸送配管333が接続されている。
Further, a granular
A
そして、粉粒体を被加工物の表面に圧送空気とともに噴射するときには、環状開閉路316を閉じた状態で、先ず、加圧タンク320内を加圧し、次いで混合継手332へ圧送エア供給ホース331により圧送空気を送入するとともに、弁作動空間内の加圧流体を排気する。すると、加圧タンク320内の空気圧により弁体315の弁座体314に対する圧着が解除され、環状開閉路316が開く。これにより、粉粒体供給用開閉弁301が開となり、加圧タンク320内の粉粒体は、実質的に重力方向に流れ、当該開閉弁301を通って混合継手332内に入る。
そして、粉粒体は、混合継手332内において、圧送エア供給ホース331から供給される圧送空気と混合されて粉粒体輸送配管333へ流入して噴射ノズルから被加工物の表面に向けて噴射されるのである。
When the granular material is injected onto the surface of the workpiece together with the pressurized air, the pressurized
The granular material is mixed with the pressurized air supplied from the pressurized
しかしながら、これら従来の図7に示すボール弁110を組み込んだエアブラスト装置101、図8に示すエアブラスト装置に用いられる粒体供給用開閉弁201、及び図9に示すエアブラスト装置に用いられる粉粒体供給用開閉弁301にあっては、以下の問題点があった。
即ち、図7に示すボール弁110を組み込んだエアブラスト装置101の場合、ボール弁110は、粉粒体供給管108の途中に設けられた弁座体111と、弁座体111内において回動自在に設けられた球状の弁体112とからなっている。そして、ボール弁110は、球状の弁体112の回動角度を調整することによって上流側(粉粒体の流入側)と下流側(粉粒体の流出側)とを連通させる通路の断面積の大きさを調整し、上流側から下流側へ流れる粉粒体120の供給量を調整するようになっている。
However, the
That is, in the case of the
しかしながら、球状の弁体112の回動角度の調整による開度(通路断面積の大きさ)の調整は、弁体112の回動角度を僅かに変えただけで開度が大きく異なるため、その開度の調整が困難である。このため、粉粒体120の安定した供給量が得られない。また、回動する弁体112と弁座体111との間に粉粒体120が噛み込み弁体112の回動不良が生じ易い。更に、弁体112の使用回数が多い場合には、弁体112及び弁座体11の摩耗が早いという問題があった。
However, the adjustment of the opening degree (the size of the passage cross-sectional area) by adjusting the rotation angle of the
また、図8に示すエアブラスト装置に用いられる粒体供給用開閉弁201の場合、流入孔214及び流出孔215はそれぞれ第1室212に開口しているが、流入孔214は水平方向に延び、流出孔215は流入孔214と直交する垂直方向に延びている。流入孔214が水平方向に延びているため、加圧された粒体が流入孔214及び弁座217のところでは自重により下方に偏り、弁座217に接触する半球状の弁体219に対して円周状に均等に分布しない。このため、弁体219が開いて粒体が弁座217と弁体219との間の間隙から第1室212内へ粒体が流入するときに、粒体の供給量は弁体219に対して下方よりも上方が少なくなってしまうという問題がある。また、圧送空気と粒体が第1室212内に流入しているときに、第1室212の内壁と摺動壁220とが常に粒体に接触しており、摺接の状態で摺動壁220が摺動するため摺動面に粒体が噛み込むという問題がある。また、粒体の硬度が硬い場合は、弁体219が摩耗したり、弁座217と弁体219との同軸度がずれて、弁体219の動きが安定しないという問題もある。更に、弁軸218を貫通する隔壁211の貫通孔の摺動部に粒体が入り込み、摩耗が拡大するという問題もある。また、アジャストボルト222を回転させて第2室213内への突出量を調整することにより、弁体219の開度を調整することができるが、圧送空気と粒体の噴出圧力が変化すればスプリング223により弁体219の位置が変化し、圧送空気と粒体の供給量が変化する、即ち、弁体219の開度位置における粒体の供給量の再現性の精度に問題があった。
In the case of the granule supply on / off
更に、図9に示すエアブラスト装置に用いられる粉粒体供給用開閉弁301の場合、流入口311の入側に、加圧タンク320からの粉粒体の流量を定量化するためのオリフィス管313が脱着可能に設けられており、粉粒体の供給量を連続的に変化させることができないという問題があった。
従って、本発明は上述の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、弁座体の開口と弁体との間に形成される通路の断面積の大きさを調整して粉粒体の供給量を連続的に変化させることができるとともに、調整した通路の断面積における粉粒体の供給量を連続的に高精度にばらつきなく安定させることができ、供給量の再現性の精度を高めた粉粒体供給量可変式開閉弁及びそれを組み込んだエアブラスト装置を提供することにある。
Further, in the case of the granular material supply opening /
Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and its purpose is to adjust the size of the cross-sectional area of the passage formed between the opening of the valve seat body and the valve body. The amount of powder supplied can be changed continuously, and the amount of powder supplied in the adjusted cross-sectional area of the passage can be continuously stabilized with high accuracy and no variation. An object of the present invention is to provide a granular material supply variable open / close valve with improved accuracy and an air blast device incorporating the same.
上記問題を解決するために、本発明のうち請求項1に係る粉粒体供給量可変式開閉弁は、粉粒体貯留タンクから粉粒体を噴射ノズルに供給するに際して使用される粉粒体供給量可変式開閉弁であって、前記粉粒体貯留チャンバからの圧送空気及び粉粒体が流入する流入口を有する上部チャンバと、該上部チャンバに対して上下方向下方に設けられ、圧送空気及び粉粒体が流出する流出口を有する下部チャンバとを備えたバルブ本体と、前記上部チャンバ及び下部チャンバを隔てるように前記バルブ本体に設けられ、上下方向に貫通して前記上部チャンバ及び下部チャンバを連通させる断面円形状の開口を有する弁座体と、前記弁座体の開口を上下方向に貫通するように、前記バルブ本体に対して上下方向移動自在に設けられた弁軸と、該弁軸の下端であって前記弁座体の下方に設けられ、前記弁軸の上下方向の移動により前記弁座体の開口を開閉する球状の弁体とを備え、前記弁軸の上下方向の移動量を調節することにより、前記弁座体の開口と球状の弁体との間に形成される通路の断面積の大きさを調整し、前記弁座体の開口と球状の前記弁体との間に形成される通路を通って前記上部チャンバから前記下部チャンバに流入する粉粒体の供給量を調整する調整手段を備え、前記上部チャンバの流入口から投入する粉粒体の投入量が、前記粉粒体が自由落下する場合及び前記粉粒体が圧送空気によって加圧されて落下する場合のいずれの場合にもかかわらず、前記弁座体の開口と球状の前記弁体との間に形成される通路を通って前記下部チャンバに流入する粉粒体の最大供給量よりも多くなるように、前記流入口の開口面積を設定することを特徴としている。 In order to solve the above problems, the granular material supply amount variable on-off valve according to claim 1 of the present invention is a granular material used when supplying granular material from a granular material storage tank to an injection nozzle. A supply amount variable on-off valve, which is provided at an upper chamber having an inflow port through which the compressed air and the granular material from the granular material storage chamber flow, and an upper and lower direction with respect to the upper chamber. And a lower chamber having an outlet through which the granular material flows out, and the upper and lower chambers are provided in the valve body so as to separate the upper chamber and the lower chamber and penetrate in the vertical direction. A valve seat body having an opening with a circular cross section that communicates with the valve body, a valve shaft that is vertically movable with respect to the valve body so as to penetrate the opening of the valve seat body in the vertical direction, and the valve axis A spherical valve body that is provided at a lower end and is provided below the valve seat body, and that opens and closes the opening of the valve seat body by moving the valve shaft in the vertical direction. By adjusting, the size of the cross-sectional area of the passage formed between the opening of the valve seat body and the spherical valve body is adjusted, and between the opening of the valve seat body and the spherical valve body Adjusting means for adjusting the supply amount of the granular material flowing into the lower chamber from the upper chamber through the formed passage, and the input amount of the granular material charged from the inlet of the upper chamber is Regardless of the case where the granular material falls freely and the case where the granular material falls by being pressurized by compressed air, it is formed between the opening of the valve seat body and the spherical valve body. From the maximum supply amount of powder that flows into the lower chamber through the passage Become so many, it is characterized by setting the opening area of the inlet.
ここで、弁座体の開口と球状の弁体との間に形成される通路を通って下部チャンバに流入する粉粒体の供給量は、当該通路の断面積と上部チャンバ内の圧力及び下部チャンバ内の圧力の差圧とによって決定されるものである。当該通路の断面積Bは、球状の弁体が弁座体に対して下方に距離Sだけ離れた場合、弁座体の開口の直径がDの場合には、次式によって決定される。
当該通路の断面積B=πD×S
そして、前述の「最大供給量」は、上部チャンバ内の圧力及び下部チャンバ内の圧力の差圧が0の時(自由落下の時)、弁座体の開口と弁軸との間に形成される通路の上方から見た断面積A=π/4・(D2−d2)を通過する粉粒体の量が飽和状態になった時の量を意味する。ここで、Dは弁座体の開口の直径、dは弁軸の直径である。
Here, the supply amount of the granular material flowing into the lower chamber through the passage formed between the opening of the valve seat body and the spherical valve body is determined by the cross-sectional area of the passage, the pressure in the upper chamber, and the lower portion. And the pressure difference in the chamber. The cross-sectional area B of the passage is determined by the following equation when the spherical valve body is separated from the valve seat body by a distance S and when the diameter of the opening of the valve seat body is D.
Cross-sectional area of the passage B = πD × S
The aforementioned “maximum supply amount” is formed between the opening of the valve seat body and the valve shaft when the differential pressure between the pressure in the upper chamber and the pressure in the lower chamber is zero (at the time of free fall). Means the amount when the amount of powder passing through the cross-sectional area A = π / 4 · (D 2 −d 2 ) as viewed from above the passage becomes saturated. Here, D is the diameter of the opening of the valve seat body, and d is the diameter of the valve shaft.
また、本発明のうち請求項2に係る粉粒体供給量可変式開閉弁は、請求項1記載の粉粒体供給量可変式開閉弁において、前記弁体を、前記弁軸に対して、前記弁体の中心を通る中心軸と前記弁軸の中心軸とが同軸となるように取り付けるとともに、前記弁軸を前記バルブ本体に対してスライド軸受を介して上下方向移動自在に設けたことを特徴としている。
また、本発明のうち請求項3に係る粉粒体供給量可変式開閉弁は、請求項2記載の粉粒体供給量可変式開閉弁において、前記スライド軸受を前記バルブ本体における上部チャンバの上方に配置するとともに、前記スライド軸受を前記上部チャンバに対してシール材で隔離していることを特徴としている。
Moreover, the granular material supply amount variable on-off valve according to
According to a third aspect of the present invention, there is provided a variable particle supply amount variable on-off valve according to the second aspect, wherein the slide bearing is disposed above the upper chamber in the valve body. And the slide bearing is isolated from the upper chamber by a sealing material.
更に、本発明のうち請求項4に係る粉粒体供給量可変式開閉弁は、請求項1乃至3のうちいずれか一項に記載の粉粒体供給量可変式開閉弁において、前記弁軸を上方に付勢して前記弁体を前記弁座体に押しつけるばね部材と、オン操作により前記ばね部材の付勢力に抗して前記弁軸を下方に押し下げ、オフ操作により前記弁軸を下方に押し下げる力を解除するアクチュエータとを備え、該アクチュエータのオンオフ操作により前記弁軸を上下方向に移動させることを特徴としている。
Furthermore, the granular material supply amount variable on-off valve according to
また、本発明の請求項5に係る粉粒体供給量可変式開閉弁は、請求項4記載の粉粒体供給量可変式開閉弁において、前記粉粒体の質量をW、圧送空気の流入時における前記上部チャンバ内の圧力をP3、圧送空気の流入時における前記下部チャンバ内の圧力をP4、前記開口の断面積をA、前記アクチュエータによる押し下げ力をFa、前記ばね部材による弁軸の上方への付勢力をFsとしたとき、次の(1)式が成立するように、前記粉粒体の質量W、圧送空気の流入時における前記上部チャンバ内の圧力P3、圧送空気の流入時における前記下部チャンバ内の圧力P4、前記開口の断面積をA、前記アクチュエータによる押し下げ力Fa、前記ばね部材による弁軸の上方への付勢力Fsを設定することを特徴としている。
Fa≫Fs≫(A×(P3−P4)+W)…(1)
Moreover, the granular material supply amount variable on-off valve according to
Fa >> Fs >> (A × (P3-P4) + W) (1)
更に、本発明のうち請求項6に係る粉粒体供給量可変式開閉弁は、請求項5記載の粉粒体供給量可変式開閉弁において、圧送空気の流入時における前記上部チャンバ内の圧力P3と圧送空気の流入時における前記下部チャンバ内の圧力P4を次の(2)式が成立するように設定することを特徴としている。
P3>P4…(2)
Furthermore, the granular material supply amount variable on-off valve according to
P3> P4 (2)
また、本発明のうち請求項7に係る粉粒体供給量可変式開閉弁は、請求項1乃至6のうちいずれか一項に記載の粉粒体供給量可変式開閉弁において、前記バルブ本体に、前記上部チャンバ内の圧力を取り出す第1圧力取出し口と、前記下部チャンバ内の圧力を取り出す第2圧力取出し口とを設けたことを特徴としている。
また、本発明のうち請求項8に係る粉粒体供給量可変式開閉弁は、請求項1乃至7のうちいずれか一項に記載の粉粒体供給量可変式開閉弁において、前記バルブ本体のうち下部チャンバを形成する部分が、透明部材で形成されていることを特徴としている。
また、本発明のうち請求項9に係る粉粒体供給量可変式開閉弁は、請求項1乃至8のうちいずれか一項に記載の粉粒体供給量可変式開閉弁において、前記弁座体は前記バルブ本体に着脱自在に取り付けられると共に、前記弁体は前記弁軸に着脱自在に取り付けられることを特徴としている。
According to a seventh aspect of the present invention, the granular material supply amount variable on-off valve according to any one of the first to sixth aspects is characterized in that the valve body Furthermore, a first pressure extraction port for extracting the pressure in the upper chamber and a second pressure extraction port for extracting the pressure in the lower chamber are provided.
Moreover, the granular material supply amount variable on-off valve according to
According to a ninth aspect of the present invention, the granular material supply variable open / close valve according to
更に、本発明のうち請求項10に係るエアブラスト装置は、請求項1乃至9のうちいずれか一項に記載の粉粒体供給量可変式開閉弁の前記上部チャンバの流入口を、粉粒体供給管を介して前記粉粒体貯留タンクに接続し、前記粉粒体供給量可変式開閉弁の前記下部チャンバの流出口を、一端が圧送エア供給ホースに接続され、他端が前記噴射ノズルを有するブラストホースに接続された混合管に接続したことを特徴としている。 Furthermore, an air blast device according to a tenth aspect of the present invention provides an inlet of the upper chamber of the granular material supply amount variable on-off valve according to any one of the first to ninth aspects, Connected to the powder storage tank through a body supply pipe, the outlet of the lower chamber of the powder supply variable variable on-off valve, one end is connected to the pressure air supply hose, and the other end is the injection It is characterized by being connected to a mixing tube connected to a blast hose having a nozzle.
本発明のうち請求項1に係る粉粒体供給量可変式開閉弁及び請求項10に係るエアブラスト装置によれば、弁軸の上下方向の移動量を調節することにより、弁座体の開口と球状の弁体との間に形成される通路の断面積の大きさを調整し、弁座体の開口と球状の前記弁体との間に形成される通路を通って上部チャンバから下部チャンバに流入する粉粒体の供給量を調整する調整手段を備えているので、弁座体の開口と弁体との間に形成される通路の断面積の大きさを調整して粉粒体の供給量を連続的に変化させることができる。そして、弁軸の上下方向の移動量を調節することにより、弁座体の開口と球状の弁体との間に形成される通路の断面積の大きさを調整できるから、弁体の開度調整を容易に行うことができる。 According to the powder supply amount variable on-off valve according to claim 1 and the air blast device according to claim 10 of the present invention, the opening of the valve seat body is adjusted by adjusting the amount of movement of the valve shaft in the vertical direction. The size of the cross-sectional area of the passage formed between the valve body and the spherical valve body is adjusted, and the lower chamber is passed through the passage formed between the opening of the valve seat body and the spherical valve body. Since the adjusting means for adjusting the supply amount of the granular material flowing into the valve body is adjusted, the size of the granular material is adjusted by adjusting the size of the cross-sectional area of the passage formed between the opening of the valve seat body and the valve body. The supply amount can be continuously changed. And by adjusting the amount of movement of the valve shaft in the vertical direction, the size of the cross-sectional area of the passage formed between the opening of the valve seat body and the spherical valve body can be adjusted. Adjustment can be performed easily.
そして、粉粒体貯留チャンバからの圧送空気及び粉粒体が流入する流入口を有する上部チャンバに対して、圧送空気及び粉粒体が流出する流出口を有する下部チャンバを上下方向下方に設け、上部チャンバ及び下部チャンバを隔てるように、上下方向に貫通して上部チャンバ及び下部チャンバを連通させる断面円形状の開口を有する弁座体を設け、弁座体の開口を上下方向に貫通するように、バルブ本体に対して上下方向移動自在に弁軸を設け、弁軸の上下方向の移動により弁座体の開口を開閉する球状の弁体を弁軸の下端であって弁座体の下方に設ける。これにより、弁体は弁座体の下方且つ、重力方向に配置されているため、粉粒体は自由落下でも、加圧落下でも拡散落下状態になり安定して弁座体の開口に流下し、弁座体の開口と球状の弁体との間に形成される通路を通って上部チャンバから下部チャンバに流入する粉粒体の供給量を安定化させることができる。これにより、調整した通路の断面積における粉粒体の供給量を連続的に高精度にばらつきなく安定させることができ、供給量の再現性の精度を高めた粉粒体供給量可変式開閉弁及びエアブラスト装置を提供できる。 And, with respect to the upper chamber having an inflow port through which the compressed air and the granular material flow from the granular material storage chamber, a lower chamber having an outlet from which the compressed air and the granular material flows out is provided in the vertical direction downward, A valve seat body having a circular cross-sectional opening that penetrates in the up-down direction and communicates with the upper chamber and the lower chamber is provided so as to separate the upper chamber and the lower chamber, and the opening of the valve seat body is vertically penetrated. A spherical valve body is provided at the lower end of the valve shaft and below the valve seat body, the valve shaft is provided so as to be movable in the vertical direction relative to the valve body, and the valve seat opening is opened and closed by the vertical movement of the valve shaft. Provide. As a result, since the valve body is disposed below the valve seat body and in the direction of gravity, the powder particles are in a state of diffusive drop even if they fall freely or under pressure, and flow down stably to the opening of the valve seat body. The supply amount of the granular material flowing into the lower chamber from the upper chamber through the passage formed between the opening of the valve seat body and the spherical valve body can be stabilized. As a result, the supply amount of the granular material in the adjusted cross-sectional area of the passage can be continuously stabilized with high accuracy without variation, and the granular material supply amount variable on-off valve with improved accuracy of supply amount reproducibility. And an air blasting device.
そして、上部チャンバの流入口から投入する粉粒体の投入量が、粉粒体が自由落下する場合及び粉粒体が圧送空気によって加圧されて落下する場合のいずれの場合にもかかわらず、弁座体の開口と球状の弁体との間に形成される通路を通って下部チャンバに流入する粉粒体の最大供給量よりも多くなるように、流入口の開口面積を設定するので、粉粒体が自由落下する場合及び粉粒体が圧送空気によって加圧されて落下する場合のいずれの場合であっても、弁体が弁座体の開口に対して開閉しているいずれの状態でも、常に、粉粒体が上部チャンバ内の弁座体の上方に溜まり、弁座体の開口において円周状に均等に粉粒体が堆積することになる。このため、弁座体の開口と球状の弁体との間に形成される通路を通って上部チャンバから下部チャンバに流入する粉粒体の供給量を安定化させることができる。これにより、調整した通路の断面積における粉粒体の供給量を連続的に高精度にばらつきなく安定させることができ、供給量の再現性の精度を高めた粉粒体供給量可変式開閉弁及びエアブラスト装置を提供できる。 And, regardless of the case where the amount of the granular material charged from the inlet of the upper chamber is either the case where the granular material falls freely or the case where the granular material falls by being pressurized by the pressurized air, Since the opening area of the inlet is set so as to be larger than the maximum supply amount of the granular material flowing into the lower chamber through the passage formed between the opening of the valve seat body and the spherical valve body, Regardless of the case where the granular material falls freely and the case where the granular material falls by being pressurized by pressurized air, any state where the valve body is opened and closed with respect to the opening of the valve seat body However, the granular material always accumulates above the valve seat body in the upper chamber, and the granular material is uniformly deposited circumferentially at the opening of the valve seat body. For this reason, the supply amount of the granular material flowing into the lower chamber from the upper chamber through the passage formed between the opening of the valve seat body and the spherical valve body can be stabilized. As a result, the supply amount of the granular material in the adjusted cross-sectional area of the passage can be continuously stabilized with high accuracy without variation, and the granular material supply amount variable on-off valve with improved accuracy of supply amount reproducibility. And an air blasting device.
また、本発明のうち請求項2に係る粉粒体供給量可変式開閉弁によれば、請求項1記載の粉粒体供給量可変式開閉弁において、前記弁体を、前記弁軸に対して、前記弁体の中心を通る中心軸と前記弁軸の中心軸とが同軸となるように取り付けるとともに、前記弁軸を前記バルブ本体に対してスライド軸受を介して上下方向移動自在に設けたので、弁座体の開口に対して弁体が偏心することを回避することができる。このため、弁座体の開口と球状の弁体との間に形成される通路の断面積が均等になり、粉粒体の供給量の再現性の精度を高めることができる。
Moreover, according to the granular material supply amount variable on-off valve according to
更に、本発明のうち請求項3に係る粉粒体供給量可変式開閉弁によれば、請求項2記載の粉粒体供給量可変式開閉弁において、前記スライド軸受を前記バルブ本体における上部チャンバの上方に配置するとともに、前記スライド軸受を前記上部チャンバに対してシール材で隔離しているので、スライド軸受に粉粒体が接触することがなく、粉粒体の噛み込みを回避でき、粉粒体の噛み込みによる弁軸の摩耗を回避することができ、弁軸がスムーズに移動することができる。
Furthermore, according to the granular material supply amount variable on-off valve according to
また、本発明のうち請求項4に係る粉粒体供給量可変式開閉弁によれば、請求項1乃至3のうちいずれか一項に記載の粉粒体供給量可変式開閉弁において、前記弁軸を上方に付勢して前記弁体を前記弁座体に押しつけるばね部材と、オン操作により前記ばね部材の付勢力に抗して前記弁軸を下方に押し下げ、オフ操作により前記弁軸を下方に押し下げる力を解除するアクチュエータとを備え、該アクチュエータのオンオフ操作により前記弁軸を上下方向に移動させるので、簡単な構成で弁軸の上下動移動、即ち弁体の開閉を行うことができる。
Moreover, according to the granular material supply amount variable on-off valve according to
更に、本発明のうち請求項5に係る粉粒体供給量可変式開閉弁によれば、請求項4記載の粉粒体供給量可変式開閉弁において、前記粉粒体の質量をW、圧送空気の流入時における前記上部チャンバ内の圧力をP3、圧送空気の流入時における前記下部チャンバ内の圧力をP4、前記開口の断面積をA、前記アクチュエータによる押し下げ力をFa、前記ばね部材による弁軸の上方への付勢力をFsとしたとき、次の(1)式が成立するように、前記粉粒体の質量W、圧送空気の流入時における前記上部チャンバ内の圧力P3、圧送空気の流入時における前記下部チャンバ内の圧力P4、前記開口の断面積をA、前記アクチュエータによる押し下げ力Fa、前記ばね部材による弁軸の上方への付勢力Fsを設定する。
Fa≫Fs≫(A×(P3−P4)+W)…(1)
このため、ばね部材による弁軸の上方への付勢力Fsが、圧送空気及び粉粒体の質量を加えた力よりも大きいので、外乱によっても弁体の弁座体に対する位置が変化せずに、弁座体の開口と球状の弁体との間に形成される通路を通って上部チャンバから下部チャンバに流入する粉粒体の供給量を安定化させることができる。
Furthermore, according to the granular material supply variable open / close valve according to
Fa >> Fs >> (A × (P3-P4) + W) (1)
For this reason, since the urging force Fs upward of the valve shaft by the spring member is larger than the force obtained by adding the mass of the compressed air and the granular material, the position of the valve body relative to the valve seat body does not change due to disturbance. The supply amount of the granular material flowing into the lower chamber from the upper chamber through the passage formed between the opening of the valve seat body and the spherical valve body can be stabilized.
また、本発明のうち請求項6に係る粉粒体供給量可変式開閉弁によれば、請求項5記載の粉粒体供給量可変式開閉弁において、圧送空気の流入時における前記上部チャンバ内の圧力P3と圧送空気の流入時における前記下部チャンバ内の圧力P4を次の(2)式が成立するように設定する。
P3>P4…(2)
このため、圧送空気の流入時における上部チャンバ内の圧力P3が圧送空気の流入時における下部チャンバ内の圧力P4よりも大きく設定され、弁座体の開口と球状の弁体との間に形成される通路を通って上部チャンバから下部チャンバに流入する粉粒体の供給量を安定化させることができる。
Moreover, according to the granular material supply amount variable type on-off valve according to
P3> P4 (2)
For this reason, the pressure P3 in the upper chamber when the pumped air flows in is set to be larger than the pressure P4 in the lower chamber when the pumped air flows in, and is formed between the opening of the valve seat body and the spherical valve element. It is possible to stabilize the supply amount of the granular material flowing from the upper chamber into the lower chamber through the passage.
更に、本発明のうち請求項7に係る粉粒体供給量可変式開閉弁によれば、請求項1乃至6のうちいずれか一項に記載の粉粒体供給量可変式開閉弁において、前記バルブ本体に、前記上部チャンバ内の圧力を取り出す第1圧力取出し口と、前記下部チャンバ内の圧力を取り出す第2圧力取出し口とを設けたので、第1圧力取出し口から取り出した上部チャンバ内の圧力と、第2圧力取出し口から取り出した下部チャンバ内の圧力との差圧を検知し、その差圧を制御することにより、弁座体の開口と球状の弁体との間に形成される通路を通って上部チャンバから下部チャンバに流入する粉粒体の供給量をより安定化させることができる。 Furthermore, according to the granular material supply amount variable on-off valve according to claim 7 of the present invention, in the granular material supply amount variable on-off valve according to any one of claims 1 to 6, Since the valve main body is provided with a first pressure extraction port for extracting the pressure in the upper chamber and a second pressure extraction port for extracting the pressure in the lower chamber, the valve body has an internal pressure in the upper chamber extracted from the first pressure extraction port. It is formed between the opening of the valve seat body and the spherical valve body by detecting the differential pressure between the pressure and the pressure in the lower chamber taken out from the second pressure outlet and controlling the differential pressure. It is possible to further stabilize the supply amount of the granular material flowing into the lower chamber from the upper chamber through the passage.
また、本発明のうち請求項8に係る粉粒体供給量可変式開閉弁によれば、請求項1乃至7のうちいずれか一項に記載の粉粒体供給量可変式開閉弁において、前記バルブ本体のうち下部チャンバを形成する部分が、透明部材で形成されているので、弁座体の開口と球状の弁体との間に形成される通路を通って上部チャンバから下部チャンバに流入する粉粒体の流下状態を外部から観察することができる。
Moreover, according to the granular material supply amount variable on-off valve according to
また、本発明のうち請求項9に係る粉粒体供給量可変式開閉弁によれば、請求項1乃至8のうちいずれか一項に記載の粉粒体供給量可変式開閉弁において、前記弁座体は前記バルブ本体に着脱自在に取り付けられると共に、前記弁体は前記弁軸に着脱自在に取り付けられるので、弁座体あるいは弁体が摩耗した際に、それぞれをバルブ本体あるいは弁軸から取り外して反転し、再度それらバルブ本体あるいは弁軸に取り付けることにより、初期の状態を復元でき、ぞれぞれの耐久性を2倍にすることができ、ランニングコストの低減を図ることができる。
Moreover, according to the granular material supply amount variable on-off valve according to
以下、本発明に係る粉粒体供給量可変式開閉弁を図面を参照して説明する。
図1に示すエアブラスト装置1は、粉粒体40を貯留する粉粒体貯留タンク7と、図示しない被加工物の表面に粉粒体40を圧送空気とともに噴射する噴射ノズル5との間に配置された粉粒体供給量可変式開閉弁10を有している。
ここで、粉粒体供給量可変式開閉弁10は、粉粒体貯留タンク7から粉粒体40を噴射ノズル5に供給するに際して使用される粉粒体供給量可変式開閉弁であり、粉粒体貯留タンク7と混合管3との間にバルブ本体15を備えている。
このバルブ本体15は、粉粒体貯留タンク7からの圧送空気及び粉粒体が流入する流入口11を有する上部チャンバ12と、上部チャンバ12に対して上下方向下方に設けられ、圧送空気及び粉粒体が流出する流出口13を有する下部チャンバ14とを備えている。
Hereinafter, a granular material supply amount variable on-off valve according to the present invention will be described with reference to the drawings.
The air blast apparatus 1 shown in FIG. 1 is between the granular material storage tank 7 which stores the
Here, the granular material supply amount variable on-off
This valve
上部チャンバ12は、円筒状の上部チャンバ形成部材16の内部に形成され、上部チャンバ形成部材16の上側開口は開口部閉塞部材17により閉塞されている。流入口11は、上部チャンバ形成部材16の上下方向略中央部に形成されて、内部の上部チャンバ12と外部とを連通させるように貫通している。流入口11には、粉粒体供給管8の一端が接続され、粉粒体供給管8の他端は、バルブ本体15よりも上方に位置する粉粒体貯留タンク7の下端に接続されている。
The
また、下部チャンバ14は、円筒状の下部チャンバ形成部材18の内部に形成され、下部チャンバ形成部材18の下側開口は底部材19により閉塞されている。流出口13は、底部材19の中央部に形成され、内部の下部チャンバ14と外部とを連通させるように上下方向に貫通している。下部チャンバ形成部材18及び底部材19は、透明部材(透明の樹脂部材)で形成されている。底部材19の下方には、水平方向に延びる混合管3が接続されている。流出口13には、図1に示すように、粉粒体導入管9が接続され、この粉粒体導入管9は、混合管3内に延びている。そして、水平方向に延びる混合管3の一端は圧送エア供給ホース2に接続され、他端は噴射ノズル5を有するブラストホース4に接続されている。また、圧送エア供給ホース2には、圧送空気導入管6の一端が接続され、圧送空気導入管6の他端は、粉粒体貯留タンク7に接続されている。
The
そして、バルブ本体15内には、上部チャンバ12及び下部チャンバ14を隔てるように弁座体20設けられている。弁座体20は、上部チャンバ形成部材16の底部に着脱自在に取り付けられている。そして、弁座体20の中央部には、上下方向に貫通して上部チャンバ12及び下部チャンバ14を連通させる断面円形状の開口21が形成されている。
A
また、バルブ本体15の開口部閉塞部材17には、弁座体20の開口を上下方向に貫通するように弁軸22が上下方向移動自在に設けられている。そして、弁軸22の下端であって弁座体20の下方には、弁軸22の上下方向の移動により弁座体20の開口21を開閉する球状の弁体23が設けられている。弁体23の直径は、開口21の直径よりも大きくなっている。弁体23の材料は、粉粒体の種類により耐摩耗性を考慮し、鋼球、ボロンカーバイト、ポリウレタン等から選択することが好ましい。
A
この弁体23は、図2に示すように、弁軸22に螺合するナット23aにより弁軸22に着脱自在に取り付けられる。また、弁体23は、弁軸22に対して、弁体23の中心を通る中心軸と弁軸22の中心軸とが同軸となるように取り付けられるとともに、弁軸22はバルブ本体15の開口部閉塞部材17に対してスライド軸受28を介して上下方向移動自在に設けられる。スライド軸受28は、開口部閉塞部材17に設けられていて上部チャンバ12の上方に配置されている。また、このスライド軸受28は、上部チャンバ12に対してシール材29で隔離されている。
As shown in FIG. 2, the
そして、弁軸22の上端に形成されたフランジ部と開口部閉塞部材17の上端面との間には、図1乃至図3に示すように、弁軸22を上方に付勢して弁体23を弁座体20に押しつけるばね部材24が設けられている。また、弁軸22の上端は、アクチュエータを構成するシリンダ25のシリンダロッド26の下端に固定されている。シリンダ25は、オン操作によりばね部材24の付勢力に抗してシリンダロッド26を下方にストロークさせて弁軸22を下方に押し下げ、オフ操作により弁軸22を下方に押し下げる力を解除してシリンダロッド26が元の位置にもどるようになっている。従って、アクチュエータを構成するシリンダ25のオンオフ操作により弁軸22を上下方向に移動させるようになっている。
And between the flange part formed in the upper end of the
また、シリンダ25には、シリンダロッド26の下方へのストローク量を規制する、即ち、弁軸22の上下方向の移動量を調節するストローク調整部材(調整手段)27が設けられている。このストローク調整部材27は、シリンダロッド26の下方へのストローク量を規制する、即ち、弁軸22の上下方向の移動量を調節することにより、弁座体20の開口21と球状の弁体23との間に形成される通路の断面積の大きさを調整し、弁座体20の開口21と球状の弁体23との間に形成される通路を通って上部チャンバ12から下部チャンバ14に流入する粉粒体40の供給量を調整するようになっている。
The
ここで、当該通路の断面積について図4を参照して説明する。図4(a)に示すように、球状の弁体23が弁座体20に対して下方に距離Sだけ離れた場合、弁座体20の開口21の直径がD場合には、弁座体20の開口21と球状の弁体23との間に形成される通路の断面積は、図4(b)に示すように、斜線部分の面積となり、その大きさは、次式によって表される。
当該通路の断面積B=πD×S
そして、弁座体20の開口21と球状の弁体23との間に形成される通路を通って上部チャンバ12から下部チャンバ14に流入する粉粒体40の供給量は、当該通路の断面積B=πD×Sと、上部チャンバ12内の圧力及び下部チャンバ14内の圧力の差圧とによって決定される。
Here, the sectional area of the passage will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 4A, when the
Cross-sectional area of the passage B = πD × S
And the supply amount of the
また、上部チャンバ12に設けられた流入口11の開口面積は、上部チャンバ12の流入口11から投入する粉粒体40の投入量が、粉粒体40が上部チャンバ12に自由落下する場合及び粉粒体40が圧送空気によって加圧されて落下する場合のいずれの場合にもかかわらず、弁座体20の開口21と球状の弁体23との間に形成される通路を通って下部チャンバ14に流入する粉粒体40の最大供給量よりも多くなるように、設定してある。ここで、弁座体20の開口21と球状の弁体23との間に形成される通路を通って下部チャンバ14に流入する粉粒体の供給量は、前述したように、当該通路の断面積B=πD×Sと上部チャンバ12内の圧力及び下部チャンバ14内の圧力の差圧とによって決定される。そして、前述の「最大供給量」は、上部チャンバ内の圧力及び下部チャンバ内の圧力の差圧が0の時(自由落下の時)、弁座体20の開口21と弁軸22との間に形成される通路の上方から見た断面積A=π/4・(D2−d2)(図4(a)参照)を通過する粉粒体の量が飽和状態になった時の量を意味する。ここで、Dは弁座体20の開口21の直径、dは弁軸22の直径である。
Further, the opening area of the
上部チャンバ12に設けられた流入口11の開口面積は、具体的には次式が成立するように設定することが好ましい。
当該流入口11の開口面積≫弁座体20の開口21と弁軸22との間に形成される通路の上方から見た断面積A=π/4・(D2−d2)
なお、弁座体20の開口21と球状の弁体23との間に形成される通路を通って下部チャンバ14に流入する粉粒体の供給量を調整できる範囲は、前記断面積A=π/4・(D2−d2)≧前記断面積B=πD×Sが成立する場合のみであり、A<Bのときには前記粉粒体の供給量は、Aで規制され、いくらBが大きくなっても変わらない。
Specifically, the opening area of the
Opening area of the
The range in which the supply amount of the granular material flowing into the
また、図3に示すように、バルブ本体15の上部チャンバ形成部材16に上部チャンバ12内の圧力を取り出す第1圧力取出し口30を設け、下部チャンバ形成部材18に、下部チャンバ14内の圧力を取り出す第2圧力取出し口31が設けられている。そして、第1圧力取出し口30には導圧管32が接続されるとともに、第2圧力取出し口31には導圧管33が接続され、これら導圧管32,33には、上部チャンバ12内の圧力と下部チャンバ14内の圧力との差圧を測定する差圧計35が接続されている。
Further, as shown in FIG. 3, a
このような粉粒体供給量可変式開閉弁10を組み込んだエアブラスト装置1において、粉粒体40を被加工物の表面に圧送空気とともに噴射ノズル5から噴射するときには、弁体23が弁座体20の開口21を閉じた状態で混合管3へ圧送エア供給ホース2により圧送空気を送入するとともに、粉粒体貯留タンク7へ圧送空気導入管6により圧送空気を送入して粉粒体貯留タンク7内を加圧する。これにより、図1及び図2に示すように、粉粒体貯留タンク7内に貯留されている粉粒体40が粉粒体供給管8を通って流入口11に入り、上部チャンバ12内に流下するとともに、粉粒体40が上部チャンバ12内で弁座体20上に堆積される。ここで、粉粒体貯留タンク7へ圧送空気導入管6により圧送空気を送入して粉粒体貯留タンク7内を加圧する必要は必ずしもなく、粉粒体40の下流チャンバ14への供給量が少なくてよい場合には、粉粒体貯留タンク7から上流チャンバ12内へ粉粒体40を自由落下させてもよい。
In the air blasting apparatus 1 incorporating such a granular material supply amount variable on-off
次いで、図3に示すように、シリンダ25をオン操作して弁軸22を下方に移動させ、弁体23を弁座体20の開口21に対して開く。すると、粉粒体40は、弁座体20の開口21と球状の弁体23との間に形成される通路を通って上部チャンバ12から下部チャンバ14に流入する。下部チャンバ14内に流入した粉粒体40は、流出口13を通って粉粒体導入管9から混合管3内に入る。
Next, as shown in FIG. 3, the
そして、粉粒体40は、混合管3内において、圧送エア供給ホース2から供給される圧送空気と混合されてブラストホース4へ流入して噴射ノズル5から被加工物の表面に向けて噴射される。
ここで、本実施形態に係る粉粒体供給量可変式開閉弁10及びエアブラスト装置1によれば、ストローク調整部材27によって、シリンダロッド26の下方へのストローク量を規制する、即ち、弁軸22の上下方向の移動量を調節することにより、弁座体20の開口21と球状の弁体23との間に形成される通路の断面積の大きさを調整し、弁座体20の開口21と球状の弁体23との間に形成される通路を通って上部チャンバ12から下部チャンバ14に流入する粉粒体40の供給量を調整できる。このため、弁座体20の開口21と弁体23との間に形成される通路の断面積の大きさを調整して粉粒体40の供給量を連続的に変化させることができる。そして、弁軸22の上下方向の移動量を調節することにより、弁座体20の開口21と球状の弁体23との間に形成される通路の断面積の大きさを調整できるから、弁体23の開度調整を容易に行うことができる。
And the
Here, according to the granular material supply amount variable on-off
そして、粉粒体貯留チャンバ7からの圧送空気及び粉粒体40が流入する流入口11を有する上部チャンバ12に対して、圧送空気及び粉粒体が流出する流出口13を有する下部チャンバ14を上下方向下方に設けている。また、上部チャンバ12及び下部チャンバ14を隔てるように、上下方向に貫通して上部チャンバ12及び下部チャンバ14を連通させる断面円形状の開口21を有する弁座体20を設け、弁座体20の開口21を上下方向に貫通するように、バルブ本体15に対して上下方向移動自在に弁軸22を設け、弁軸22の上下方向の移動により弁座体20の開口21を開閉する球状の弁体23を弁軸22の下端であって弁座体20の下方に設けている。これにより、弁体23は弁座体20の下方且つ、重力方向に配置されているため、粉粒体40は自由落下でも、加圧落下でも拡散落下状態になり安定して弁座体20の開口21に流下し、弁座体20の開口21と球状の弁体23との間に形成される通路を通って上部チャンバ12から下部チャンバ14に流入する粉粒体40の供給量を安定化させることができる。これにより、調整した通路の断面積における粉粒体40の供給量を連続的に高精度にばらつきなく安定させることができ、粉粒体40の供給量の再現性の精度を高めた粉粒体供給量可変式開閉弁10及びエアブラスト装置1を提供できる。
Then, the
ここで、弁体23は球状に形成してあるため、弁体形状が円錐形状のもののように弁体23が開口21から抜けなくなるといった不都合を回避することができる。
また、弁体23を弁座体20の上方に配置した場合には、図6(a)に示すように弁体23が閉状態から開く場合及び図6(b)に示すように弁体23が開状態から閉じる場合のそれぞれにつき以下の不都合がある。
Here, since the
Further, when the
先ず、図6(a)に示す弁体23が閉状態から開く場合、粉粒体40の自重方向と弁軸22の操作方向(下から上方向)とが異なり、弁軸22を押し上げるときに上部チャンバ12に供給された粉粒体40を弁体23によって押し上げる力が必要となり、弁軸22の操作力が大きくなり、弁体23の応答性が悪くなると共に、弁軸22を操作する機構が大型化するなどの問題が生じる。
First, when the
また、図6(b)に示す弁体23が開状態から閉じる場合、弁軸22の操作方向が上から下方向で弁体23によって弁体23の下側周囲にある粉粒体40を押し固めるようになるため、弁体23が閉じるまで時間と大きな力が必要になり、弁軸22の操作力が大きくなり、弁体23の応答性が悪くなると共に、弁軸22を操作する機構が大型化するなどの問題が生じる。
Further, when the
これに対して、本実施形態に係る粉粒体供給量可変式開閉弁10においては、弁体23を弁座体20の下方に配置しているので、弁体23が閉状態から開く場合、粉粒体40の自重方向と弁軸22の操作方向(上から下方向)とが同一であり、弁軸22の操作力が小さくて済む。このため、弁体23の応答性が良好で、弁軸22を操作する機構が大型化するなどの問題は生じない。
On the other hand, in the granular material supply amount variable on-off
また、本実施形態に係る粉粒体供給量可変式開閉弁10においては、弁体23を弁座体20の下方に配置しているので、弁体23が開状態から閉じる場合、弁軸22の操作方向が下から上方向で弁体23によって粉粒体40を押し固めるようにならず、弁体23が閉じるまで時間と大きな力が不要で、弁軸22の操作力が小さくて済む。このため、弁体23の応答性が良好で、弁軸22を操作する機構が大型化するなどの問題は生じない。
Moreover, in the granular material supply amount variable on-off
そして、本実施形態に係る粉粒体供給量可変式開閉弁10においては、上部チャンバ12の流入口11から投入する粉粒体40の投入量が、粉粒体40が自由落下する場合及び粉粒体40が圧送空気によって加圧されて落下する場合のいずれの場合にもかかわらず、弁座体20の開口21と球状の弁体23との間に形成される通路を通って下部チャンバ14に流入する粉粒体40の最大供給量よりも多くなるように、流入口11の開口面積を設定している。このため、粉粒体40が自由落下する場合及び粉粒体40が圧送空気によって加圧されて落下する場合のいずれの場合であっても、弁体23が弁座体20の開口21に対して開閉しているいずれの状態でも、常に、粉粒体40が上部チャンバ12内の弁座体20の上方に溜まり、弁座体20の開口21において円周状に均等に粉粒体40が堆積することになる。このため、弁座体20の開口21と球状の弁体23との間に形成される通路を通って上部チャンバ12から下部チャンバ14に流入する粉粒体40の供給量を安定化させることができる。これにより、調整した通路の断面積における粉粒体40の供給量を連続的に高精度にばらつきなく安定させることができ、粉粒体40の供給量の再現性の精度を高めた粉粒体供給量可変式開閉弁10及びエアブラスト装置1を提供できる。
And in the granular material supply amount variable on-off
また、本実施形態に係る粉粒体供給量可変式開閉弁10によれば、弁体23を、弁軸22に対して、弁体23の中心を通る中心軸と弁軸22の中心軸とが同軸となるように取り付けるとともに、弁軸22をバルブ本体15に対してスライド軸受28を介して上下方向移動自在に設けてある。このため、弁座体20の開口21に対して弁体23が偏心することを回避することができる。これにより、弁座体20の開口21と球状の弁体23との間に形成される通路の断面積が均等になり、粉粒体40の供給量の再現性の精度を高めることができる。
Moreover, according to the granular material supply amount variable on-off
更に、本実施形態に係る粉粒体供給量可変式開閉弁10によれば、スライド軸受28をバルブ本体15における上部チャンバ12の上方に配置するとともに、スライド軸受28を上部チャンバ12に対してシール材29で隔離している。このため、スライド軸受28に粉粒体40が接触することがなく、粉粒体40の噛み込みを回避でき、粉粒体40の噛み込みによる弁軸22の摩耗を回避することができ、弁軸22がスムーズに移動することができる。
Furthermore, according to the granular material supply variable open /
更に、本実施形態に係る粉粒体供給量可変式開閉弁10によれば、弁軸22を上方に付勢して弁体23を弁座体20に押しつけるばね部材24と、オン操作によりばね部材24の付勢力に抗して弁軸22を下方に押し下げ、オフ操作により弁軸22を下方に押し下げる力を解除するシリンダ(アクチュエータ)25とを備え、シリンダ25のオンオフ操作により弁軸22を上下方向に移動させる。このため、簡単な構成で弁軸22の上下動移動、即ち弁体23の開閉を行うことができる。
Furthermore, according to the granular material supply amount variable on-off
また、本実施形態に粉粒体供給量可変式開閉弁10において、粉粒体40の質量をW、圧送空気の流入時における上部チャンバ12内の圧力をP3、圧送空気の流入時における下部チャンバ14内の圧力をP4、開口21の断面積をA、シリンダ(アクチュエータ)25による押し下げ力をFa、ばね部材24による弁軸22の上方への付勢力をFsとしたとき、次の(1)式が成立するように、粉粒体40の質量W、圧送空気の流入時における上部チャンバ12内の圧力P3、圧送空気の流入時における下部チャンバ14内の圧力P4、開口21の断面積A、シリンダ25よる押し下げ力Fa、ばね部材24による弁軸22の上方への付勢力Fsを設定することが好ましい。
Fa≫Fs≫(A×(P3−P4)+W)…(1)
Further, in the granular material supply variable open /
Fa >> Fs >> (A × (P3-P4) + W) (1)
これにより、ばね部材24による弁軸22の上方への付勢力Fsが、圧送空気及び粉粒体40の質量を加えた力よりも大きいので、外乱によっても弁体23の弁座体20に対する位置が変化せずに、弁座体20の開口21と球状の弁体23との間に形成される通路を通って上部チャンバ12から下部チャンバ14に流入する粉粒体40の供給量を安定化させることができる。また、シリンダ(アクチュエータ)25による押し下げ力をFaがばね部材24による弁軸22の上方への付勢力をFsよりも大きいので、前記通路が確実に形成される。
また、図5に示すように、圧送空気送入時における圧送エア供給ホース2内の圧力をP1、粉粒体貯留タンク内の圧力をP2、上部チャンバ12内の圧力をP3、下部チャンバ14内の圧力をP4、及び混合管3内の圧力をP5としたとき、P1>P2>P3>P4>P5が成立するようにそれぞれの圧力を設定することが好ましい。
As a result, the upward biasing force Fs of the
Further, as shown in FIG. 5, the pressure in the pressurized
特に、圧送空気の流入時における上部チャンバ12内の圧力P3と圧送空気の流入時における下部チャンバ14内の圧力P4を次の(2)式が成立するように設定することが好ましい。
P3>P4…(2)
これにより、圧送空気の流入時における上部チャンバ12内の圧力P3が圧送空気の流入時における下部チャンバ内の圧力P4よりも大きく設定され、弁座体12の開口21と球状の弁体23との間に形成される通路を通って上部チャンバ12から下部チャンバ14に流入する粉粒体40の供給量を安定化させることができる。
In particular, it is preferable to set the pressure P3 in the
P3> P4 (2)
Thereby, the pressure P3 in the
更に、本実施形態に係る粉粒体供給量可変式開閉弁10によれば、バルブ本体15に、上部チャンバ12内の圧力を取り出す第1圧力取出し口30と、下部チャンバ14内の圧力を取り出す第2圧力取出し口31とを設けた。このため、第1圧力取出し口30から取り出した上部チャンバ内の圧力と、第2圧力取出し口31から取り出した下部チャンバ内の圧力との差圧を検知し、その差圧を制御することにより、弁座体の開口と球状の弁体との間に形成される通路を通って上部チャンバ12から下部チャンバ14に流入する粉粒体40の供給量をより安定化させることができる。
Furthermore, according to the granular material supply amount variable on-off
また、本実施形態に係る粉粒体供給量可変式開閉弁10によれば、バルブ本体15のうち下部チャンバ形成部材18及び底部材19(下部チャンバを形成する部分)は、透明部材(透明の樹脂部材)で形成されている。このため、弁座体20の開口21と球状の弁体23との間に形成される通路を通って上部チャンバ12から下部チャンバ14に流入する粉粒体40の流下状態を外部から観察することができる。
Further, according to the granular material supply variable open /
また、本実施形態に係る粉粒体供給量可変式開閉弁10によれば、弁座体20はバルブ本体15に着脱自在に取り付けられると共に、弁体23は弁軸22に着脱自在に取り付けられる。このため、弁座体20あるいは弁体23が摩耗した際に、それぞれをバルブ本体15あるいは弁軸22から取り外して反転し、再度それらバルブ本体15あるいは弁軸22に取り付けることにより、初期の状態を復元でき、ぞれぞれの耐久性を2倍にすることができ、ランニングコストの低減を図ることができる。
Further, according to the granular material supply variable open /
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されずに種々の変更、改良を行うことができる。
例えば、粉粒体供給量可変式開閉弁10は、エアブラスト装置1に組み込まれる場合について説明してきたが、エアブラスト装置1に組み込まれる場合のみならず、粉粒体貯留タンクから粉粒体を噴射ノズルに供給するに際して使用される他の粉粒体供給量可変式開閉弁に適用できる。
As mentioned above, although embodiment of this invention has been described, this invention is not limited to this, A various change and improvement can be performed.
For example, the powder supply amount variable on-off
弁体23の開度(弁座体20から弁体23が離れる距離S、図4参照)を3mm、4mm、5mmに設定して粉粒体40を開口21(開口径:24mm)から下部チャンバ14に自由落下させた場合(加圧力:0KPa)と加圧落下させた場合の粉粒体40の落下量を調査した。その結果を表1に示す。なお、弁体23は直径が25.4mmのものを使用し、粉粒体40として粒度が70μm〜180μmのメラニン樹脂を使用した。
The opening degree of the valve body 23 (distance S at which the
粉粒体40を開口21から下部チャンバ14に自由落下させた場合において、粉粒体40の落下量のばらつき率は、弁開度が3mmの場合は0.81%、弁開度が4mmの場合は1.50%、弁開度が5mmの場合は0.77%であり、ばらつきは非常に小さかった。
また、粉粒体40を開口21から下部チャンバ14に加圧落下させた場合において、粉粒体40の落下量のばらつき率は、弁開度が3mmの場合は1.59%、弁開度が4mmの場合は2.30%、弁開度が5mmの場合は1.06%であり、ばらつきは自由落下の場合よりも大きいが小さかった。
また、粉粒体40を自由落下させた場合の平均落下量Bと自由落下させた場合の平均落下量Aとの比は、弁開度が3mmの場合が3.53、弁開度が4mmの場合が3.47、弁開度が5mmの場合が3.45なり、弁開度を異ならせた相互間での粉体落下量のばらつきも非常に小さくできることが表1からわかる。
When the
Further, when the
In addition, the ratio of the average fall amount B when the
1 エアブラスト装置
2 圧送エア供給ホース
3 混合管
4 ブラストホース
5 噴射ノズル
6 圧送空気導入管
7 粉粒体貯留タンク
8 粉粒体供給管
9 粉粒体導入管
10 粉粒体供給量可変式開閉弁
11 流入口
12 上部チャンバ
13 流出口
14 下部チャンバ
15 バルブ本体
16 上部チャンバ形成部材
17 開口部閉塞部材
18 下部チャンバ形成部材
19 底部材
20 弁座体
21 開口
22 弁軸
23 弁体
24 ばね部材
25 シリンダ(アクチュエータ)
26 シリンダロッド
27 ストローク調整部材(調整手段)
28 スラスト軸受
29 シール部材
30 第1圧力取出し口
31 第2圧力取出し口
32,33 導圧管
35 差圧計
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
26
28 Thrust bearing 29
Claims (10)
前記粉粒体貯留チャンバからの圧送空気及び粉粒体が流入する流入口を有する上部チャンバと、該上部チャンバに対して上下方向下方に設けられ、圧送空気及び粉粒体が流出する流出口を有する下部チャンバとを備えたバルブ本体と、
前記上部チャンバ及び下部チャンバを隔てるように前記バルブ本体に設けられ、上下方向に貫通して前記上部チャンバ及び下部チャンバを連通させる断面円形状の開口を有する弁座体と、
前記弁座体の開口を上下方向に貫通するように、前記バルブ本体に対して上下方向移動自在に設けられた弁軸と、
該弁軸の下端であって前記弁座体の下方に設けられ、前記弁軸の上下方向の移動により前記弁座体の開口を開閉する球状の弁体とを備え、
前記弁軸の上下方向の移動量を調節することにより、前記弁座体の開口と球状の弁体との間に形成される通路の断面積の大きさを調整し、前記弁座体の開口と球状の前記弁体との間に形成される通路を通って前記上部チャンバから前記下部チャンバに流入する粉粒体の供給量を調整する調整手段を備え、
前記上部チャンバの流入口から投入する粉粒体の投入量が、前記粉粒体が自由落下する場合及び前記粉粒体が圧送空気によって加圧されて落下する場合のいずれの場合にもかかわらず、前記弁座体の開口と球状の前記弁体との間に形成される通路を通って前記下部チャンバに流入する粉粒体の最大供給量よりも多くなるように、前記流入口の開口面積を設定することを特徴とする粉粒体供給量可変式開閉弁。 A granular material supply amount variable on-off valve used when supplying the granular material from the granular material storage tank to the injection nozzle,
An upper chamber having an inflow port through which the compressed air and the granular material from the granular material storage chamber flow in, and an outflow port provided vertically below the upper chamber and through which the compressed air and the granular material flow out. A valve body comprising a lower chamber having;
A valve seat body provided in the valve main body so as to separate the upper chamber and the lower chamber, and having an opening having a circular cross section penetrating in the vertical direction and communicating the upper chamber and the lower chamber;
A valve shaft that is vertically movable with respect to the valve body so as to penetrate the opening of the valve seat body in the vertical direction;
A spherical valve body that is provided at a lower end of the valve shaft and below the valve seat body, and opens and closes an opening of the valve seat body by moving the valve shaft in a vertical direction;
By adjusting the amount of movement of the valve shaft in the vertical direction, the size of the cross-sectional area of the passage formed between the opening of the valve seat body and the spherical valve body is adjusted, and the opening of the valve seat body And adjusting means for adjusting the supply amount of the granular material flowing from the upper chamber into the lower chamber through a passage formed between the spherical valve body,
Regardless of the case where the amount of the granular material charged from the inlet of the upper chamber is either the case where the granular material falls freely or the case where the granular material falls by being pressurized by pressurized air The opening area of the inlet so as to be larger than the maximum supply amount of the granular material flowing into the lower chamber through a passage formed between the opening of the valve seat body and the spherical valve body A granular material supply amount variable on-off valve, characterized by setting.
Fa≫Fs≫(A×(P3−P4)+W)…(1) The mass of the granular material is W, the pressure in the upper chamber at the time of inflow of compressed air is P3, the pressure in the lower chamber at the time of inflow of compressed air is P4, the sectional area of the opening is A, and the actuator When the pressing force is Fa and the upward biasing force of the valve shaft by the spring member is Fs, the mass W of the granular material, the inflow of the compressed air, so that the following expression (1) is satisfied. The pressure P3 in the upper chamber, the pressure P4 in the lower chamber at the time of inflow of pumped air, the sectional area of the opening A, the pressing force Fa by the actuator, and the biasing force Fs upward of the valve shaft by the spring member The granular material supply amount variable on-off valve according to claim 4, wherein the on-off valve is set.
Fa >> Fs >> (A × (P3-P4) + W) (1)
P3>P4…(2) 6. The pressure P3 in the upper chamber at the time of inflow of compressed air and the pressure P4 in the lower chamber at the time of inflow of compressed air are set so that the following equation (2) is satisfied. Open / close valve with variable powder supply.
P3> P4 (2)
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