JPH0454110B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は圧力媒体で作動される弁に係り、特
に、圧力媒体源に接続された入口ノズルと、出口
ノズル及び流れが通る弁チヤンバから仕切られた
シリンダと、シリンダ内で移動するように装架さ
れたピストンにロツドを介して連結されかつ入口
ノズルの圧力領域内に配置された閉鎖部分とを有
し、ピストンはシリンダを第１のピストンチヤン
バと第２のピストンチヤンバとに分割しており、
第１のピストンチヤンバは作動位置から安全位置
へ切り換わる際に大きさが増し、第２のピストン
チヤンバは作動位置から安全位置に切り換わる際
に大きさが減少し、更に、ピストン、ロツド及び
閉鎖部分を弁が安全位置に向かう方向に付勢して
シリンダ内に配置されている少なくとも１つのば
ねと、各々がコントロール弁を含みかつ少なくと
も１つの圧力媒体だめ（例えば、大気）に通じか
つ２つのピストンチヤンバに連通している２つの
リリーフラインと、第１のピストンチヤンバと入
口ノズルの圧力領域との間のコントロール弁を含
む第１の接続ラインと、入口ノズルの圧力領域と
第２のピストンチヤンバとの間のコントロール弁
を含む第２の接続ラインとを有する、圧力媒体で
作動される弁に関する。

（従来の技術） 特公昭49−25739号公報には、従来技術におけ
る弁の一例が開示されている。この弁は、サーボ
ピストン、ロツド及び閉鎖部分を含み、弁の開位
置と閉位置との２つの位置に移動するようになつ
ている。そして、弁の開閉の際には、閉鎖部分は
ケーシングの対応する協働接触表面に高速で衝突
する。

（発明が解決しようとする課題） 従来の弁は、前述したように、弁が２つの位置
の間で一方から他方へ運動する時に閉鎖部分が高
速でケーシングの対応する協働接触表面に衝突
し、閉鎖部分や協働接触表面を損傷させる惧れが
ある。更に、弁の近くのパイプ内の圧力媒体に圧
力波が発生することがあり、これがパイプを損傷
させる惧れがある。

本発明は上述したような従来技術の問題を克服
して、閉鎖部分が２つの位置の間で運動する時に
高速で対応する協働接触表面を打つことがないよ
うに制動することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 以下に説明する実施例に用いられている符号を
参考のために付記して記述すると、本発明は、圧
力媒体で作動される弁１であつて、圧力媒体源に
接続された入口ノズル１１と、出口ノズル１２及
び流れが通る弁チヤンバから仕切られたシリンダ
２と、シリンダ２内で移動するように装架された
ピストン２４にロツド２３によつて連結されかつ
入口ノズル１１の圧力領域内に配置された閉鎖部
分１３とを有し、ピストン２４はシリンダ２を第
１のピストンチヤンバ２１と第２のピストンチヤ
ンバ２２とに分割しており、前記第１のピストン
チヤンバ２１は作動位置から安全位置へ切り換わ
る際に大きさが増大し、第２のピストンチヤンバ
２２は作動位置から安全位置に切り換わる際に大
きさが減少し、更に、ピストン２４、ロツド２３
及び閉鎖部分１３を弁１が安全位置に向かう方向
に付勢してシリンダ２内に配置されている少なく
とも１つのばね２５と、各々がコントロール弁４
４１，４５１を含みかつ少なくとも１つの圧力媒
体だめに通じかつ２つのピストンチヤンバに連通
している２つのリリーフライン４４，４５と、第
１のピストンチヤンバ２１と入口ノズル１１の圧
力領域との間のコントロール弁４１１を含む第１
の接続ライン４１と、入口ノズル１１の圧力領域
と第２のピストンチヤンバ２２との間のコントロ
ール弁４２１を含む第２の接続ライン４２とを有
する弁１において、第３の接続ライン４３が備え
られていて、その一端は、第１の接続ライン４１
のコントロール弁４１１のシリンダ２側の端部か
ら第１の接続ライン４１、第１のピストンチヤン
バ２１及びそれに接続されたリリーフライン４４
を通つてリリーフライン４４のコントロール弁４
４１のシリンダ２側の端部まで延びているキヤビ
テイ部分に接続されており、他端は、ピストン２
４が作動位置にある時には第２のピストンチヤン
バ２２内に開通しかつピストン２４が安全位置に
ある時には第１のピストンチヤンバ２１内に開通
するケーシング１０の部位に接続されていること
を特徴とする。

（発明の作用及び効果） 本発明においては、第３の接続ライン４３が備
えられており、第１のシリンダチヤンバ２１に大
なる圧力が適用されてピストン２４が移動する場
合に、この大なる圧力は第３の接続ライン４３を
通つて第２のシリンダチヤンバ２２にも加えられ
始めるので、ピストン２４の移動速度は第２のシ
リンダチヤンバ２２内に加えられつつある圧力に
よつて制動されて次第に遅くなり、閉鎖部分１３
が協働接触表面であるシールリング弁座１５に近
ずく頃には、閉鎖部分１３は実質的に一定の低速
度となり、シールリング弁座１６に衝接する。ま
た、第２のシリンダチヤンバ２２に大なる圧力が
適用されると上述したことと同様の作動によつ
て、閉鎖部分１３の背部分１６は実質的に一定の
低速度で接触表面１７に衝接する。

このように閉鎖部分１３は対応する接触表面に
対してゆるやかに当接するので、閉鎖部分１３、
その背部分１６、及び対応する接触表面１５，１
７などが損傷されることはない。更に、弁１に連
結されたパイプの中に圧力波が発生することもな
いからパイプが損傷されることもない。

このような効果をもたらす前記第３の接続ライ
ン４３は、比較的安価に従来の弁に備えることが
できるので、従来の弁を本発明の弁に容易に改造
することもできる。

（実施例） 第１図において示した本発明の一実施例の弁の
構造は説明を簡単化することをねらつている。と
いうのは、実際の弁においては、全てのコントロ
ール弁及び逆止弁並びに絞りを備えたラインはこ
の弁の構造体の内側に配置することが出来るから
である。

第１図を参照すると、弁１はケーシング１０並
びにこれに（図示せぬ）ねじでシールされて取付
けられたカバー２０とを備えている。（図示せぬ）
供給源からの圧力媒体は入口ノズル１１からケー
シング１０へと流入し、弁１から出口ノズル１２
から流出する。入口ノズル１１の圧力領域内で運
動するように閉鎖部分１３が設けられており、閉
鎖部分１３は出口ノズル１２に近い側において円
錐状のシール表面１４を備えている。シール表面
１４は弁１が閉じる時ケーシング１０内のシーリ
ング弁座１５と係合する。出口ノズル１２から遠
い側において閉鎖部分１３は背部分１６を備えて
おり、背部分１６は閉鎖部分１３が十分開口した
状態においてケーシング１０内の接触表面１７と
シール係合する。

ケーシング１０はシリンダ２を備えており、シ
リンダ２はカバー２０に向けて延びており、シリ
ンダ２内をピストン２４が移動する。ピストン２
４はロツド２３によつて閉鎖部分１３に剛固に接
続されており、シリンダ２によつて画成されたチ
ヤンバを第１のピストンチヤンバ２１と第２のピ
ストンチヤンバ２２とに細分割している。ロツド
２３はシリンダエンド１８中を延びており、シリ
ンダエンド１８は第２のピストンチヤンバ２２を
して閉鎖部分１３がどの位置にあろうとも入口ノ
ズル１１の圧力領域から分離せしめている。シリ
ダエンド１８内にはロツド２３のまわりに延びる
（図示せぬ）シーリング装置が設けられている。

第１のピストンチヤンバ２１内にはらせん状の
圧縮ばね２５が設けられており、カバー２０と、
ピストン２４中とロツド２３内とを延びる孔２６
のベースとの間に延びている。

入口ノズル１１の圧力領域内の圧力はケーシン
グ１０に接続された分配ライン４０へと伝達され
る。分配ライン４０は第１の接続ライン４１を介
して第１のピストンチヤンバ２１と連通してお
り、第２の接続ライン４２を介して第２のピスト
ンチヤンバ２２と連通している。

電磁コントロール弁４４１が配置されているリ
リーフライン４４を経て第１のピストンチヤンバ
２１は圧力媒体だめ（この場合大気）と連通する
ことが出来る。リリーフライン４４は電磁コント
ロール弁４４１と第１のピストンチヤンバ２１の
間に絞り４４２を備えている。第２のピストンチ
ヤンバ２２はリリーフライン４５を経て（再び大
気である）圧力媒体だめと連通している。リリー
フライン４５は電磁コントロール弁４５１と絞り
４５２とを備えている。

第１の接続ライン４１は２つの並列な電磁コン
トロール弁４１１，４１３並びに絞り４１２を備
えている。第２の接続ライン４２は１つの電磁コ
ントロール弁４２１を有している。外部からの圧
力媒体を流入するライン４６は逆止弁４７を経て
第２の接続ライン４２に接続されている。

２つの電磁コントロール弁４１１，４１３のシ
リンダ２側端部からは１つのキヤビテイ部分が電
磁コントロール弁４４１のシリンダ２側の端部へ
と延びている。即ちこのキヤビテイ部分は、第１
のピストンチヤンバ２１と、第１のピストンチヤ
ンバ２１に接続された第１の接続ライン４１及び
リリーフライン４４のシリンダ２に近い部分とを
含んでいる。このキヤビテイ部分へは第３の接続
ライン４３が接続されており、例示の実施例にお
いては第３の接続ライン４３は大部分がシリンダ
２の壁中を延びている。第３の接続ライン４３の
他方の端部即ち第１図における底部端部はピスト
ン２４がその作動位置（第１図に示す位置）にあ
る時には第２のピストンチヤンバ２２に連通して
いる。しかしながらピストン２４がその安全位置
（第２図に示す位置）にある時にはこの底部端部
は第１のピストンチヤンバ２１に連通する。第３
の接続ライン４３は、（図示せぬ）ねじによりシ
リンダ２の外側にねじ止めされた壁部分１９内に
装着された絞り４３１を備えている。絞り４３１
は従つて容易に取替えることが出来る。

図示の実施例の変更例として、第３の接続ライ
ン４３の前記のキヤビテイ部分に接続された上部
端部は第１の接続ライン４１又はリリーフライン
４４内へと延びることが出来る。ただし、この上
部端部の結合地点はそれぞれ電磁コントロール弁
４１１，４１３，及び電磁コントロール弁４４１
のシリンダ２側でなくてはならない。

電磁コントロール弁４４１，４１１，４１３は
単一のコントロールライン５１によつて同時に作
動される。コントロールライン５１が付勢されて
いない状態で、電磁コントロール弁４４１は閉じ
ており、電磁コントロール弁４１１，４１３は開
口しているものとする。電磁コントロール弁４５
１，４２１もまた単一のコントロールライン５２
によつて同時に作動される。コントロールライン
５２が付勢されていない状態で、電磁コントロー
ル弁４５１は開口しており、電磁コントロール弁
４２１は閉じているものとする。

弁１は次のように作動する。

弁１が開口している時、即ちピストン２４がそ
の作動位置にある時には、圧力媒体は例えば蒸気
発生器のような供給源から入口ノズル１１を通つ
てケーシング１０内へと流入し、出口ノズル１２
を通つて、ケーシング１０から流出する。通常の
作動においては、コントロールライン５１が付勢
され、電磁コントロール弁４４１が開口し、電磁
コントロール弁４１１，４１３が閉じた状態とな
つている。一方、コントロールライン５２は通常
の作動においては付勢されておらず、電磁コント
ロール弁４５１は開口し、電磁コントロール弁４
２１は閉じている。第１のピストンチヤンバ２１
は開口している電磁コントロール弁４４１、絞り
４４２及びリリーフライン４４を経て大気と連通
しており、第２のピストンチヤンバ２２もまたリ
リーフライン４５内の電磁コントロール弁４５１
が開口しているので絞り４５２を通つて大気と連
通している。従つて、ピストン２４は何らの圧力
差をも受けない。すなわち、大気圧と第１及び第
２のピストンチヤンバ２１，２２内のピストン２
４の面積差との積からなる合力は無視出来る程に
小さい。しかしながら、媒体圧力と閉鎖部分１３
の２つの端面間の差との積からなる合力は閉鎖部
分１３を圧縮ばね２５の力に対抗して開口させ
（すなわち作動位置に動かし）、背部分１６を接触
表面１７とシール密に当接するよう押圧させるの
には十分である。

分配ライン４０、第１の接続ライン４１、第２
の接続ライン４２においては入口ノズル１１内と
実質的に同一の媒体圧力が電磁コントロール弁４
１１，４１３，４２１迄行きわたつている。外部
の圧力媒体を搬送するライン４６内は加圧されて
いない。というのはライン４６内の弁５０は外部
の圧力媒体の供給を遮断しているからである。弁
５０を開いて外部の圧力媒体をライン４６に流し
て第２のピストンチヤンバ２２にこれを供給する
必要は、入口ノズル１１の圧力媒体を利用し得な
い状態で弁１を開くことができるようにするため
である。

弁１を閉じるには作業者の操作によるか、又は
プラントの故障によつて自動的に行なわれ、コン
トロールライン５１内の電流は遮断される。これ
によつて電磁コントロール弁４４１が閉じ、電磁
コントロール弁４１１，４１３が開く。数分の１
秒経つと（この正確な時間は絞り４１２の横断面
積に依存するが）圧力媒体はライン４０、第１の
接続ライン４１を経て第１のピストンチヤンバ２
１内へと流入する。従つて、ピストン２４はロツ
ド２３及び閉鎖部分１３とともに下降する。つま
り閉鎖部分１３は弁１を閉じる位置、即ち安全位
置に向けて移動する。最初は、圧力媒体の全圧力
が第１のピストンチヤンバ２１内のピストン２４
上に作用するが、第３の接続ライン４３内には絞
り４３１があるので、圧力媒体の圧力は第２のチ
ヤンバ２２内にはすぐには作用しない。それで、
ピストン２４は初めの内は極めて急速に降下し、
第２のピストンチヤンバ２２は寸法が減少する。
第２のピストンチヤンバ２２内における圧力は次
第に大気圧と第１のピストンチヤンバ２１内の圧
力との中間の圧力となつてくる。いくらかの圧力
媒体はリリーフライン４５中を通つて排出される
が、ピストン２４の運動中に、圧力媒体は第３の
接続ライン４３を経て第２のピストンチヤンバ２
２内へと流れ込むので、第２のピストンチヤンバ
２２内の圧力は次第に上昇する。この圧力の増加
はピストン２４の運動を制動するように作用する
のでピストン２４の運動は次第に遅くなる。この
ようなピストン２４の制動の程度は絞り４３１，
４５２の横断面の寸法によつて決定される。通常
は、ほぼ同じ寸法とされる。ピストン２４がその
降下を続行するにつれて、ピストン２４は第３の
接続ライン４３の底部端部の開口をふさぐので、
第１のピストンチヤンバ２１から第２のピストン
チヤンバ２２への圧力媒体の供給は停止される。
従つて、制動作用の増大は停止し、ピストン２４
は実質的に一定の速度で下方への運動を続ける。
即ち閉鎖部分１３は実質的に一定速度をもつてケ
ーシング１０内のシーリング弁座１５上へと移動
する。従つて閉鎖部分１３はシーリング弁座１５
に何ら損傷を与えることなく、閉鎖部分１３のシ
ール表面１４に損傷を与えることなくシーリング
弁座１５上に落着く。

第３の接続ライン４３は上述したごとき構成で
あるから、閉鎖部分１３がひとたびシーリング弁
座１５と係合した後、第２のピストンチヤンバ２
２内の圧力は増大せず、閉鎖部分１３はシーリン
グ弁座１５からはね上がることがない。また、閉
鎖部分１３が安全位置にある時、圧力媒体が第１
の接続ライン４１から第３の接続ライン４３を経
てリリーフライン４５へと漏洩することもない。

コントロールライン５１が再び付勢されると、
電磁コントロール弁４４１は開口し、電磁コント
ロール弁４１１，４１３は閉じるので、第１のピ
ストンチヤンバ２１内の圧力は大気圧へと低下す
る。コントロールライン５１を再付勢すると同時
に、コントロールライン５２を付勢すると、ここ
で電磁コントロール弁４５１が閉じ電磁コントロ
ール弁４２１が開口する。従つて圧力媒体が第２
のピストンチヤンバ２２内に進入し、閉鎖部分１
３の開口運動を開始させる。

この開口運動の間に、ピストン２４が第３の接
続ライン４３の底部端部の開口を通過する。そし
てその後はこの開口運動に制動がかかるようにな
る。すなわち、高圧の圧力媒体が第２のピストン
チヤンバ２２から第３の接続ライン４３中を第１
のピストンチヤンバ２１内へと流入するので、制
動作用がピストン２４の上昇に対抗して発生し、
閉鎖部分１３の背部分１６は接触表面１７と静か
に係合する。ピストン２４の運動中に発生するこ
の制動作用は絞り４４２の横断面寸法と絞り４３
１の横断面寸法の比により決定される。

ピストン２４が作動位置に到達すると、コント
ロールライン５２の付勢は解除され、電磁コント
ロール弁４５１は開口し、電磁コントロール弁４
２１は閉じる。従つて弁１０の通常の作動状態が
復帰したことになる。

電磁コントロール弁４４１が故障したり、完全
に破損した場合において、絞り４４２は弁１を閉
じさせ且つ弁１を閉じたままとする重要な機能を
有しており、絞り４４２は第１のピストンチヤン
バ２１内に圧力を誘起させることが可能である。
すなわちこの際に開口した電磁コントロール弁４
１１，４１３を通して圧力媒体を連続的に第１の
ピストンチヤンバ２１内に導入して、ピストン２
４を下方に押圧して弁１０を閉じることが可能で
ある。

第１図に示す実施例の変更例として、第２図の
ものは点線で示すように第３の接続ライン４３の
底部端部が２つの平行な分岐ラインに分割されて
おり、この平行な分岐ラインはピストン２４が安
全位置にある時第１のピストンチヤンバ２１内に
延びている。点線で示した方の分岐ラインは第２
図において参照番号４３′を付して示している。
追加的な分岐ライン４３′は第３の接続ライン４
３が詰まる危険性を減少しており、かくて弁１の
信頼性を増大させる。

弁１は種々の安全に関する追加機能を備えるこ
とが出来る。第１図の実施例において、そのよう
な１つの追加機能の例として平行接続した電磁コ
ントロール弁４１１，４１３のみが示されてい
る。これはこの領域においては安全の必要条件が
極めて厳格なためである。しかしながら、安全の
要求条件に応じて、スペースが許すならば２つの
平行らせん圧縮ばね２５のような別の追加機能を
設けることも出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は作動状態における本発明の実施例に係
る弁の断面図、第２図は安全位置における、第１
図の弁の一部を示す図であり、また別の実施例を
も示す図である。 １……弁、２……シリンダ、１０……ケーシン
グ、１１……入口ノズル、１２……出口ノズル、
１３……閉鎖部分、１４……シール表面、１５…
…シーリング弁座、２１……第１のピストンチヤ
ンバ、２２……第２のピストンチヤンバ、２３…
…ロツド、２４……ピストン、２５……圧縮ば
ね、４０……分配ライン、４１……第１の接続ラ
イン、４２……第２の接続ライン、４３……第３
の接続ライン、４４，４５……リリーフライン、
４１１，４１３，４２１……電磁コントロール
弁、４３１，４４２，４５２……絞り、４４１，
４５１……電磁コントロール弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 圧力媒体で作動される弁１であつて、圧力媒
   体源に接続された入口ノズル１１と、出口ノズル
   １２及び流れが通る弁チヤンバから仕切られたシ
   リンダ２と、該シリンダ２内で移動するように装
   架されたピストン２４にロツド２３によつて連結
   されかつ前記入口ノズル１１の圧力領域内に配置
   された閉鎖部分１３とを有し、前記ピストン２４
   は前記シリンダ２を第１のピストンチヤンバ２１
   と第２のピストンチヤンバ２２とに分割してお
   り、前記第１のピストンチヤンバ２１は作動位置
   から安全位置へ切り換わる際に大きさが増大し、
   前記第２のピストンチヤンバ２２は作動位置から
   安全位置に切り換わる際に大きさが減少し、更
   に、前記ピストン２４、前記ロツド２３及び前記
   閉鎖部分１３を前記弁１が安全位置に向かう方向
   に付勢して前記シリンダ２内に配置されている少
   なくとも１つのばね２５と、各々がコントロール
   弁４４１，４５１を含みかつ少なくとも１つの圧
   力媒体だめに通じかつ前記２つのピストンチヤン
   バに連通している２つのリリーフライン４４，４
   ５と、前記第１のピストンチヤンバ２１と前記入
   口ノズル１１の圧力領域との間のコントロール弁
   ４１１を含む第１の接続ライン４１と、前記入口
   ノズル１１の圧力領域と前記第２のピストンチヤ
   ンバ２２との間のコントロール弁４２１を含む第
   ２の接続ライン４２とを有する弁１において、 第３の接続ライン４３が備えられていて、その
   一端は、前記第１の接続ライン４１の前記コント
   ロール弁４１１のシリンダ２側の端部から前記第
   １の接続ライン４１、前記第１のピストンチヤン
   バ２１及びそれに接続された前記リリーフライン
   ４４を通つて前記リリーフライン４４の前記コン
   トロール弁４４１のシリンダ２側の端部まで延び
   ているキヤビテイ部分に接続されており、 前記第３の接続ライン４３の他端は、前記ピス
   トン２４が作動位置にある時には前記第２のピス
   トンチヤンバ２２内に開通しかつ前記ピストン２
   ４が安全位置にある時には前記第１のピストンチ
   ヤンバ２１内に開通するケーシング１０の部位に
   接続されていることを特徴とする弁。 ２ 前記第３の接続ライン４３が絞り４３１を含
   む特許請求の範囲第１項記載の弁。 ３ 前記第３の接続ライン４３が前記ケーシング
   １０内に延びている特許請求の範囲第１項又は第
   ２項に記載の弁。 ４ 前記第３の接続ライン４３における前記絞り
   ４３１を含む少なくとも１つの部分は前記ケーシ
   ング１０の外側に連結され得る壁部分１９内に延
   びている特許請求の範囲第２項又は第３項に記載
   の弁。 ５ 前記第２のピストンチヤンバ２２に接続され
   た前記リリーフライン４５は絞り４５２を有し、
   この絞り４５２は前記第３の接続ライン４３にお
   ける絞り４３１と少なくとも同じ流れ断面を有し
   ている特許請求の範囲第２項から第４項までのい
   ずれか１つに記載の弁。 ６ 前記第３の接続ライン４３の他端は少なくと
   も２つの平行な分岐ラインに分割されており、こ
   れら分岐ラインは前記ピストン２４が安全位置に
   ある時に前記第１のピストンチヤンバ２１に開通
   している特許請求の範囲第１項から第５項までの
   いずれか１つに記載の弁。