JPH04404Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は冷凍産業やロケツト燃料、超伝導磁石
等で扱う低温流体の制御に用いられる低温流体用
自動調節弁に関するものである。

〔従来の技術〕

一般に冷凍産業やロケツト燃料、超伝導磁石等
で扱う例えばヘリウムなどの低温流体を自動調節
弁で制御する場合には、弁内流体を低温に保つ必
要があるので、外部からの熱侵入がないように弁
本体を低温槽内に収納することが従来から行なわ
れている。また、弁本体を低温槽内に入れただけ
では、外部との断熱が不充分な場合が多いので、
通常は弁本体とその駆動部とを連結するボンネツ
トの首部を長くしたエクステンシヨンボンネツト
を採用し、弁本体への伝熱部を延ばして、より効
果的な低温流体の昇温防止を計つている。さらに
エクステンシヨンボンネツトを採用した上、これ
と弁本体との両方を低温槽または真空ジヤケツト
で囲むことも行なわれている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら、従来の装置においては、駆動部
が低温槽等から露呈しているので、エクステンシ
ヨンボンネツトを採用してもなお外気と弁本体と
の断熱が不完全であり、と言つてエクステンシヨ
ン部をさらに長くすると低温槽や真空ジヤケツト
の寸法が大きくなつて経費が嵩むので、ある程度
の外気温による昇温を許しているのが現状であつ
て、このために保冷機能が損なわれていた。

〔問題点を解決しようとするための手段〕

このような問題点を解決するために本考案では
弁本体の首部と圧力ケースとを連結するボンネツ
トの貫通孔に、圧力ケース内から首部を経て弁本
体内へ延びる内弁用弁軸を進退自在に遊装してこ
の弁軸の周囲に駆動気体受圧用ベローズと弁内流
体軸封用ベローズとをボンネツトの上方と下方と
にそれぞれ位置させて密封状に設け、受圧用ベロ
ーズの外側に、圧縮コイルばねを設けるととも
に、上下のベローズとボンネツトの貫通孔とで形
成された密封室と圧力ケース外部とを外部導出口
で連通させ、かつ圧力ケース内に弁軸位置検出手
段を収納して圧力ケース外のフイードバツク装置
と電気接続した。

〔作用〕 このように構成されていることにより、弁本体
内を低温流体が通過中、圧力ケースの導入口から
駆動気体が導入されると、受圧用ベローズが加圧
され、それによつて生じた力の大きさに相当する
変位を圧縮コイルばねに発生させるので、この変
位が弁軸に伝わり、弁軸先端部の内弁が弁本体の
弁部を開くかまたは閉じて流体の流量を制御す
る。弁内の流体圧は、軸封用ベローズでシールさ
れる。万一、一方のベローズが破損して弁内流体
または駆動気体がベローズ内に流入した場合、こ
の圧力が外部導出口を経て外部の圧力計算に作用
する。また、弁軸の変位は弁軸位置検出手段によ
つて検出され、その信号が外部のフイードバツク
装置に伝達されてフイードバツクが働く。

〔実施例〕

第１図は本考案に係る低温流体用自動調節弁の
実施例を示す縦断面図であつて、本実施例は、常
開型の弁に本考案を適用した例を示している。図
において、自動調節弁１の弁本体２には、１次側
の管路３と２次側の管路４とが接続されており、
これらの管路３，４と連通する流路５，６間に
は、弁座７が設けられている。また、弁本体２
は、弁座７を有する弁部に連続する円筒状の首部
８を備えており、この首部８の上部開口端は、そ
のフランジ部に複数個のボルト９で固定されたボ
ンネツト１０によつて閉塞されている。ボンネツ
ト１０は円板状に形成されていてその中心部には
上下に貫通する貫通孔１０ａが穿設されており、
また、上端部周面には段部１０ｂが設けられてい
る。１１は有底円筒状に形成された圧力ケースで
あつて、下部開口端を段部１０ｂと嵌合させて気
密に固定されており、その上板１１ａには、２次
側管路４内の流体圧を検出して作動する図示しな
い駆動機構から送られてくる駆動気体の導入口１
１ｂが開口されている。また、貫通孔１０ａに
は、圧力ケース１１の内部から首部８の内部まで
延びる弁軸１２が進退自在に挿入されており、貫
通孔１０ａと弁軸１２との間には、上下に連通す
る通路１３が設けられている。さらに弁軸１２の
下端部には弁座７と嵌合する内弁１４が固定され
ている。弁軸１２の上端部には、円板状に形成さ
れたばね受１５が、弁軸１２に固定されたプツシ
ユ１５ａを介して遊装されており、またこのばね
受１５の下方には、これよりもやゝ小径の円板状
に形成されたベローズ受１６が弁軸１２に遊装さ
れている。そして、ボンネツト１０の上方には弁
軸１２を囲む円筒状に形成された受圧用ベローズ
１７が、上部開口端と下部開口端とをベローズ受
１６とボンネツト１０の上面とにそれぞれ気密に
固着されており、またボンネツト１０の下方に
は、弁軸１２を囲む円筒状に形成された軸封用ベ
ローズ１８が、上部開口端と下部開口端とをボン
ネツト１０の下面と、弁軸１２に固定されたベロ
ーズ受１９とに液密に固着されて配設されてい
て、両ベローズ１７，１８の内部と通路１３とに
より、外部の駆動気体ならびに低温流体との間を
気密および液密に隔離された密封室２０が形成さ
れている。２１はボンネツト１０に支柱２２を介
して支承された環状のばね受であつて、このばね
受２１と前記上側のばね受１５との間には、受圧
用ベローズ１７よりも大径の圧縮コイルばね２３
が挟持されている。このように構成されているこ
とにより導入口１１ｂから駆動気体が導入される
と、受圧用ベローズ１７に加圧され、それによつ
て生じた力の大きさに相当する変位を圧縮コイル
ばね２３に発生させる。２４はばね受２１とボン
ネツト１０との間に介装された弁軸位置検出手段
としてのストレーンゲージであり、また２５はボ
ンネツト１０の周面に開口された信号取出し孔で
あつて、圧縮コイルばね２３の圧縮量すなわち弁
軸１２の位置をストレーンゲージ２４がその歪に
よつて検出し、信号取出し孔２５から信号を取出
して圧力ケース１１外部の図示しないフイードバ
ツク装置としてのコンパレータ等にこの信号が伝
わりフイードバツクが働くように構成されてい
る。さらに、ボンネツト１０には、前記密封室２
０の一部である通路１３と外部とを連通する外部
導出口２６が設けられており、これには密封室２
０内の圧力を検出する検出装置としての圧力計２
７が配管２８を介して接続されている。そして、
自動調節弁１全体は低温槽２９内に収納されてい
る。

以上のように構成された低温流体用自動調節弁
の動作を説明する。低温流体が管路３内を矢印方
向に流れると、常時は弁軸１２が図示の位置より
も上昇していて弁座７が開いているので、低温流
体は弁座７を通り管路４内を矢印方向に流れる。
そして、管路４内が所定圧以上になると、図示し
ない検出装置がこれを検出して駆動気体を送り、
導入口１１ｂから圧力ケース１１内へ導入される
ので、これが受圧用ベローズ１７に加圧され、ベ
ローズ受１６が弁軸１２ａの段部と係合してこれ
を下降させる。したがつて弁軸１２と一体のブツ
シユ１５ａも下降してばね受１５を下降させ、圧
縮コイルばね２３を、そのばね力及び内弁１４が
低温流体から受ける推力をベローズ１７への加圧
力と平衡するまで圧縮させる。すなわちベローズ
１７への加圧によつて生じた力の大きさに相当す
る変位を圧縮コイルばね２３に発生させてこの変
位がばね受１５を介し弁軸１２に伝達され、内弁
１４で弁７を閉じて管路４への流体の流れを停止
させる。一方、駆動気体によつて発生した力は、
ばね受２１を支える支柱２２に設けたストレーン
ゲージ２４にも歪を与え、その信号変化が低温槽
２９外に導かれて計測されるとともに、図示しな
いコンパレータに伝わつてフイートバツクが働
く。

そして、圧力ケース１１内の駆動気体圧と弁内
の流体圧とは、両方のベローズ１７，１８と通路
１３とで形成された密封室２０によつてシールさ
れているが、万一、どちらかのベローズ１７，１
８が破損して駆動気体と弁内流体とのいずれかが
密封室２０内に流入した場合には、ボンネツト１
０に設けた外部導出口２６から配管２８を通して
圧力計２７かあるいは図示しないヘリウムデイテ
クタ等の検知装置が感知するので事故を知ること
ができる。また破損しない方のベローズ１７，１
８が駆動気体または弁内流体の漏洩を防止する。

このように受圧用ベローズ１７と圧縮コイルば
ね２３とが同心状に重ねられて圧力ケース１１内
に収納されるので、自動調節弁１全体が小形でコ
ンパクトになつて低温槽２９内へ収納しやすくな
り、低温槽２９を小さくすることができる。

第２図は本考案の他の実施例を示す圧力ケース
の縦断面図であつて、本実施例においては、前記
実施例において大径のものが１個あつた圧縮コイ
ルばね２３が、符号２３Ａで示すように受圧用ベ
ローズ１７周囲の同心円上に複数個設けた。その
他の構成ならびに作用は前記実施例と同じであ
り、これと同符号を付して説明を省略する。

また、第３図および第４図はそれぞれ本考案の
他の実施例を示す圧力ケースの縦断面図であつ
て、いずれも第１図の実施例においてストレーン
ゲージ２４であつた弁軸位置検出手段の他の実施
例を示している。第３図においては、圧力ケース
１１の管壁にカメラ２４Ａが設けられており、弁
軸１２の変位を撮影し、信号として槽外へ送るよ
うに構成されている。また、第４図においては、
ばね受１５とボンネツト１０との間に変位計２４
ｂが設けられており、弁軸１２の変位を検出して
信号取出し孔２５から槽外へ発信するように構成
されている。第３図および第４図においてその他
の構成および作用は第１図に示す実施例と同じで
あるからこれと同符号を付してその説明を省略す
る。

なお、弁本体の構造は第１図に示すものに限定
するものではなく、複座弁やアングル弁等でもよ
く、トリム型式もこれをゲージ弁等としてもよい
し、また弁は常開式、常閉式のいずれでもよい。
低温流体の流れ方向も特定しない。

〔考案の効果〕

以上の説明により明らかなように、本考案によ
れば低温流体用自動調整弁において、弁本体の首
部と圧力ケースとを連結するボンネツトの貫通孔
に、圧力ケース内から首部を経て弁本体内へ延び
る内弁用弁軸を進退自在に遊装してこの弁軸の周
囲に駆動気体受圧用ベローズと弁内流体軸封用ベ
ローズとをボンネツトの上方と下方とにそれぞれ
位置させて密封状に設け、受圧用ベローズの外側
に、圧縮コイルばねを設けるとともに、上下のベ
ローズとボンネツトの貫通孔とで形成された密封
室と圧力ケース外部とを外部導出口で連通させ、
かつ圧力ケース内に弁軸位置検出手段を収納して
圧力ケース外のフイードバツク装置と電気接続し
たことにより、駆動部を含めた自動調節弁全体の
長さを従来よりも大幅に短かくすることができ、
全体を低温槽内へ容易に収納することができるの
で、外部から弁内への熱の侵入量を従来よりも著
しく減少させることができるとともに、弁自体な
らびに低温槽の小形化により設備費の節減と占有
スペースの縮小が計れる。また、ベローズ内への
駆動気体および弁内流体の流入を遮断しながら弁
軸の変位を槽外で知ることができ、弁機能が向上
するとともに、ベローズが破損しても駆動気体お
よび弁内流体が漏洩することがないし、ベローズ
の破損を槽外において知ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本考案に係る低温流体用
自動調節弁の実施例を示し、第１図はその縦断面
図第２図ないし第４図はそれぞれ本考案の他の実
施例を示す圧力ケースの縦断面図である。 １……自動調節弁、２……弁本体、７……弁
座、８……首部、１０……ボンネツト、１０ａ…
…貫通孔、１１……圧力ケース、１１ｂ……導入
口、１２……弁軸、１３……通路、１４……内
弁、１５……ばね受、１５ａ……ブツシユ、１６
……ベローズ受、１７……受圧用ベローズ、１８
……軸封用ベローズ、１９……ベローズ受、２０
……密封室、２３……圧縮コイルばね、２４……
ストレーンゲージ、２５……信号取出し口、２６
……外部導出口、２７……圧力計、２８……配
管。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 弁部に連続する筒状の首部を備えた弁本体と、
   前記首部の開口端を閉塞するボンネツトと、この
   ボンネツトに気密に固定され駆動気体の導入口を
   有する圧力ケースと、前記ボンネツトの貫通孔に
   進退自在に遊装されて前記圧力ケース内から首部
   内へ延び前記弁部に臨む内弁を先端部に備えた弁
   軸と、この弁軸と同心の円筒状に形成されて前記
   圧力ケース内に収納され両側開口端を前記ボンネ
   ツトと弁軸先端部側とにそれぞれ気密に支持され
   た受圧用ベローズと、この受圧用ベローズの外側
   に配置され両端を前記ボンネツト側と弁軸先端部
   側とにそれぞれ支持された圧縮コイルばねと、前
   記首部内に臨む前記弁軸を囲んで両端を前記ボン
   ネツトと弁軸側とにそれぞれ液密に固定されその
   内部と前記受圧用ベローズ内部および前記貫通孔
   とで密封室を形成する軸封用ベローズと、前記密
   封室内と前記圧力ケース外とを連通させる外部導
   出口と、前記圧力ケース内に収納され圧力ケース
   外のフイードバツク装置と電気接続された弁軸位
   置検出手段とを設けたことを特徴とする低温流体
   用自動調節弁。