JPH0425674A - 弁体摺動用ガイド付弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は高圧流体回路で用いられる弁体摺動用ガイド付
弁に係り、特に流体による弁体の振動を抑制するに好適
な弁の構造に関する。

〔従来の技術〕

発電プラントや化学プラントでは高圧流体の仕切弁とし
て、弁箱内に弁体摺動用のガイドを備えた弁を使用する
ことにより信頼性の高い仕切機能の確保を図っている。

第４図は一般に用いられている高圧流体隔離弁の管路設
置状態を示す。高圧流体隔離弁は高圧流体を完全に隔離
する為に通常。

配管路にまとめて２〜３個直列に設置して高圧流体系の
安全確保を図っている。また当該弁は隔離時の流体の圧
力衝撃を軽減するため、水平配管に対し４５°の傾斜を
つけて、設置されている。

第５図に従来の高圧流体隔離弁の構造を示すにの隔離弁
は、弁箱３とその内部の弁体１と弁体１の駆動機構２か
ら構成されている。さらに弁箱３は、流路３ａと、その
中の流体の流れと逆方向に４５°に交叉するように設け
られ弁体１を収納する収納部３ｂと、流路３ａに設けら
れたシート面３ｃとを有する。弁体１は略円筒状で、そ
の先端の蓋部を、隔離信号を受けて作動する駆動機構２
により、シート面３ａに押圧されて、流体を隔離する構
造である。弁体１は、開状態から閉状態に作動する際に
円滑な作動と確実なシート面３Ｃへの着座をするために
、上流側で流路３ａを二等分して横切るガイドリブ４の
エツジに設けられた案内面に、弁体１の外周面を摺動さ
せて移動する。

第６図は第５図のＡ−Ａ断面で、弁体１と収納部３ｃの
軸直角断面を示す。第６図において、弁体１の外周面は
、ガイドリブ４のガイドリブ摺動面５と収納部３ｃの内
面に設けられた２個のガイド面６，７との合計３面によ
り支持されている。

ガイドリブ摺動面５及びガイド面６，７はそれぞれ弁体
１の軸方向に延びている。これらの面の位置関係は、ガ
イドリブ４の幅中心と弁体１の中心を結ぶ線に対して左
右対称にガイド面６，７は配置されている。すなわち、
摺動面５とガイド面６゜ガイド面７の各中心を結ぶ関係
は正三角形となっている。

このような従来型のガイド構成は、弁閉動作時に弁体１
が安定した動作で弁内部の圧力変動を吸収しながら、か
つ流体圧力に打ちかってシート面に着座することと、通
常の弁開状態にあっては流体の流路損失を小さくするこ
との両面の機能を兼ね備えたものとなっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

以下に弁体が振動することによって生じた従来技術の問
題点と本発明で解決しようとする技術的な課題について
第７図を用いて説明する。

第７図は第５図のＡ−Ａ断面で流体と弁体の挙動を示す
図である。通常、弁が“開″状態における弁体１には弁
体１上下流の圧力差による上向きの押上げ力と弁体自重
による下向きの力が働き。

弁体自重を弁体上流側のガイドリブ４が支えている。ま
た、流体中の弁体１には弁体の左右にかかる圧力差によ
る力、すなわち交番力８が流体の流れと直角方向に作用
している。この交番力８は、弁体上流側での流体自身の
体積変化や管路の形状およびガイドリブ４によって発生
した乱流が原因となって弁体１の左右に交互の力を受け
る為、弁体１が振動する。この為弁体１とガイドリブ４
が繰り返し接触し、弁体１およびガイドリブ４の接触面
に摩耗が発生する。ガイドリブ４の弁体１との接触部は
硬化肉盛が施しであるがこの部分の摩耗が特に激しい、
この摩耗が進行すると弁体１のガイドリブ４に対する摺
動抵抗が増加し、ついに弁体挿入力を上回って弁体１の
閉動作が不可能となる。この高圧流体隔離弁は通常、そ
の機能的要求から弁開状態に曝される時間が長いため上
記の現象が生じ易いという問題があった。

本発明の目的は、流体による弁体の振動を抑制し、その
弁体の接するガイド面の摩耗を防止することにより、寿
命の長い信頼性の高い機能を有する弁体摺動用ガイド付
丼を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明の弁体摺動用ガイド
付弁は、ほぼ直進する流路と該流路に斜めに交叉する穴
とを設けた弁箱と、前記穴に沿って可動し前記流路を開
閉する弁体と、該弁体の上流側流路の断面、を部分しか
つ前記弁体の可動方向に延びるガイドリブとを備え、前
記弁体は前記ガイドリブの端面に設けられたガイドリブ
摺動面と前記穴の内面から凸出し弁体の可動方向に延び
る２つのガイド面に支持されて移動する弁体摺動用ガイ
ド付弁において、前記２つのガイド面は互いに前記流路
の軸心及び前記穴の軸心を含む仮想平面に対し対称に位
置させ、前記ガイドリブ摺動面の中心は前記仮想平面か
ら偏心させたことを特徴としている。

また本発明の別の弁体摺動用ガイド付弁は、ほぼ直進す
る流路と該流路に斜めに交叉する穴とを設けた弁箱と、
前記穴に沿って可動し前記流路を開閉する弁体と、該弁
体の上流側流路の断面を部分しかつ前記弁体の可動方向
に延びるガイドリブとを備え、前記弁体は前記ガイドリ
ブの端面に設けられたガイドリブ摺動面と前記穴の内面
から凸出し弁体の可動方向に延びる２つのガイド面に支
持されて移動する弁体摺動用ガイド付弁において、前記
ガイドリブ摺動面中心は前記流路の軸心及び前記穴の軸
心を含む仮想平面内にあり、前記２つのガイド面は互い
に前記仮想平面に対し非対称に位置させたことを特徴と
している。

〔作用〕

本発明の弁体摺動用ガイド付弁において、ガイドリブは
、流路及び穴の軸心を含む仮想平面からはずれて、２つ
のうちの一方のガイド面により近くに位置するので、ガ
イドリブとガイドリブがより近付いた一方のガイド面に
より弁体回りに形成された第１の流路は、ガイドリブと
他方のガイド面により弁体回りに形成された第２の流路
より、流路断面積が小さくなる。したがって、流路断面
−積の小さい第１の流路では、第２の流路におけるより
も、流体が流れにくい、逆に流体の静圧はより大きくな
るために、第１流路の静圧と第２流路の静圧の差分が、
弁体１を第２の流路側にすなわち他方のガイド面とガイ
ドリブ摺動面に押し付ける。

また本発明の別の弁体摺動用ガイド付弁においては、ガ
イドリブ摺動面が仮想平面に対して対称で、２つのガイ
ド面が仮想平面に対し非対称であるので、上記と同様に
、流路断面積の小さい第１の流路と流路断面積が大きい
第２の流路が形成され、弁体は他方のガイド面とガイド
リブ摺動面に押し付けられる。

以上のように弁体が１つのガイド面とガイドリブ摺動面
に押し付けられるので、乱流による弁体の振動が抑制さ
れる。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を第１図〜第３図を用いて説明する
。第１図は本発明の一実施例の弁体摺動用ガイド付弁の
構造を示し、流体の流れ方向に切断した断面図である。

この弁体摺動用ガイド付弁の構成要素は第５図に示す従
来の高圧流体隔離弁とほぼ同じであり、そしてこの弁体
摺動用ガイド付弁と従来の流体隔離弁との相違点は弁体
が摺動するガイドの位置が異なることにある。弁体摺動
用ガイド付弁は、弁箱３と、弁箱３の内部に収納された
弁体１と、弁箱３の外にあって弁体１を移動させる駆動
機構２から構成されている。さらに弁箱３は、ほぼ直線
の流路軸を持つ流路３ａと、流路３ａの上流に向かつて
流路軸と４５°に交叉するように設けられた収納部３ｂ
と、流路３ａ回りに設けられたシート面３ｃとからなり
、収納部３内の弁体１は駆動機構２により駆動されて、
流路３ａを４５°に横切って移動し、流路３ａを開閉す
る。弁体ｌは略円筒状で、その先端の蓋部を駆動機構２
によりシート面３ａに押圧されて、流体を隔離する構造
である。弁体１は、開状態から閉状態に作動する際に、
弁体１の上流側に設けられたガイドリブ４エツジの案内
面に弁体１の外周面を摺動させて移動する。

第２図は本発明の一実施例を示す図で、第１図のＡ−Ａ
断面における弁体１とそれを収納する収納部３ｃの構造
を示す。第２図において、弁体１の外周面は、上流側で
ガイドリブ４のガイドリブ摺動面５により、また下流側
で収納部３ｃの内面に設けられた２個のガイド面６，７
により、３方向で支持されている。ガイドリブ摺動面５
及びガイド面６，７は、それぞれ弁体１の軸方向に延び
ている。

これらガイドリブ摺動面５およびガイド面６゜７の位置
関係を、流路３ａの軸心と収納部３ｂの軸心とを含む弁
中心面からみると、ガイドリブ摺動面５の幅中心は、弁
中心面から外れており、かつガイド面６，７は互いにそ
の弁中心面に対し対称の位置に配置されている。図中、
ガイドリブ摺動面５とガイド面６の隣り合うエツジの距
離、ガイド面６，７の隣り合うエツジの距離およびガイ
ド面７と摺動面５の隣り合うエツジの距離をそれぞれＡ
ｏ、Ｑ２．Ｑ、とすると、Ｑ　ｘ　＜　１２　＜　Ｑ　
３としている。

本実施例によれば弁体ｌの左右の流路における流路断面
積（Ｓし：左側流路、ＳＲ：右側流路）および静圧（Ｐ
Ｌ：左側流路、ＰＲ：右側流路）の関係は以下の様にな
る。

流路断面積　　ＳＬ＞ＳＲ 流路静圧　ＰＬ＜ＰＲ つまり弁体１は、ガイドリブ摺動面５が流路中心より右
側に偏心した分、弁体１の左側流路が大きくなる。流路
断面が大きくなることによって流体は流れ易くなり、今
度は流れ易くなった分、静圧が減少する。一方、弁体１
の右側流路は逆に流路断面が小さくなるため、流体はそ
の分、流れ難くなり静圧も増加する。つまり弁体ｌ左右
の流路における静圧の関係から、弁体ｌには左右流路静
圧差分の力が右側から左側に向かって作用し常に弁体１
をガイドリブ５とガイド６へ押し付けることによって弁
体１がしっかりと固定される。この為、弁体１上流で乱
流が発生しても、弁体１のところでは常に流体の流れ易
い右側から流れ難い左側そって力が作用する為、乱流に
よる弁体振動を防止できることになる。

第３図は本発明の別の実施例の弁体摺動用ガイド付弁を
示す図である。第３図において、ガイドリブ摺動面５の
幅中心は弁中心面に一致して配置され、一方ガイド面６
，７は互いに弁中心面に対し非対称に配置されている。

すなわち、ガイドリブ摺動面５とガイド面６の隣り合う
エツジの距離ρ３が、ガイドリブ摺動面５とガイド面７
の隣り合うエツジの距ｍρ、より長くなるように、ガイ
ド面６，７が配置されている６ 本実施例においても第２図に示したのと同様に弁体１の
左側流路断面が大きくなる為、左右の静圧差分の力がガ
イドリブ５とガイド６の方向に働き弁体１が押しつけら
れて振動が防止できる。

なお、第２図とは反対にガイドリブ摺動面５を弁中心面
よりも左側に偏心させても、また第３図とは反対にＱｌ
＞Ｑ、としても、上記同様に弁体の振動を防止できるこ
とが容易に理解されるところである。

〔発明の効果〕

本発明によれば、高圧流体の乱流に伴う弁体の振動を、
ひいては弁体とガイドリブの繰返し接触を防止すること
ができ、ガイドリブの摩耗を抑制できるので、試験時又
は弁開閉要求信号に対して信頼性の高い機能を確保でき
るとともに弁体の寿命が伸びる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の全体構造図、第２図は本発明
の弁体摺動用ガイド付弁の実施例を示す断面図、第３図
は本発明の別の弁体摺動用ガイド付弁の実施例を示す断
面図、第４図は高圧流体隔離弁の管路への設置状況を示
す図、第５図は従来の高圧流体隔離弁の全体構造図、第
６図は第５図のＡ−Ａ断面図、第７図は従来の高圧流体
隔離弁の問題点を説明する図である。 １・・・弁体、２・・・駆動機構、３・・・弁箱、３ａ
・・・流路、３ｂ・・・収納部、３ｃ・・・シート面、
４・・・ガイドリブ、５・・・ガイドリブ摺動面。 ６．７・・・ガイド面、８・・・交番力。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ほぼ直進する流路と該流路に斜めに交叉する穴とを
   設けた弁箱と、前記穴に沿って可動し前記流路を開閉す
   る弁体と、該弁体の上流側流路の断面を二分しかつ前記
   弁体の可動方向に延びるガイドリブとを備え、前記弁体
   は前記ガイドリブの端面に設けられたガイドリブ摺動面
   と前記穴の内面から凸出し弁体の可動方向に延びる２つ
   のガイド面に支持されて移動する弁体摺動用ガイド付弁
   において、前記２つのガイド面は互いに前記流路の軸心
   及び前記穴の軸心を含む仮想平面に対し対称に位置させ
   、前記ガイドリブ摺動面の中心は前記仮想平面から偏心
   させたことを特徴とする弁体摺動用ガイド付弁。 ２、ほぼ直進する流路と該流路に斜めに交叉する穴とを
   設けた弁箱と、前記穴に沿って可動し前記流路を開閉す
   る弁体と、該弁体の上流側流路の断面を二分しかつ前記
   弁体の可動方向に延びるガイドリブとを備え、前記弁体
   は前記ガイドリブの端面に設けられたガイドリブ摺動面
   と前記穴の内面から凸出し弁体の可動方向に延びる２つ
   のガイド面に支持されて移動する弁体摺動用ガイド付弁
   において、前記ガイドリブ摺動面中心は前記流路の軸心
   及び前記穴の軸心を含む仮想平面内にあり、前記２つの
   ガイド面は互いに前記仮想平面に対し非対称に位置させ
   たことを特徴とする弁体摺動用ガイド付弁。