JPH05302677A - ダンパー装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 弁座に弁体が嵌合する構造で簡単な機構で開
閉できるダンパー装置を提供する。 【構成】 外部の駆動装置（図示せず）により操作軸７
を回転させることにより、回転アーム９を回転させ、こ
れに補助アーム１１を介して連結されている弁体３を開
閉させる。弁体３は直円錐台形状であり、弁座２はこの
弁体を嵌合できる形状とする。回転アーム９と補助アー
ム１１はアーム連結ピン１０で、弁体３と補助アーム１
１は支持体連結ピン６でそれぞれ回転自在に連結する。
支持体、補助アーム及び回転アームが回転自在に連結さ
れているので、弁体の形状、操作軸の位置にかかわらな
く開閉できるダンパー装置が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、粉体、液体等の流通路
を開閉するダンパー装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図６に従来のダンパー装置を示す。図に
おいて１０１はケーシングと称される筒状の枠体で、そ
の両端部にはフランジ１０９を有しており、流通路をな
すダクト（図示せず）に該フランジ１０９で連結可能と
なっている。枠体１０１の一端側内部には、パッキン１
０４をもつ短筒状の弁座１０３が設けられている。さら
に枠体１０１内に設けられた操作軸１０８には所定角だ
け回転自在なアーム１０７が取り付けられ、該アーム１
０７の先端部には弁体１０２がピン１０６を介して連結
されている。弁体１０２は外方に向け凸弯曲せる球面状
をなしている。かくして、上記操作軸１０８を回転操作
することによりアーム１０７を回転させ、弁体１０２は
弁座１０３のパッキン１０４との接触面にて摺擦するこ
となく、図示の実線と二点鎖線で示す位置との間で移動
して開閉を行う。

【０００３】しかしながら、かかるダンパー装置を、粉
体等を混合する混合容器の下部に設置し、混合操作の完
了したものを該ダンパー装置を通して下方に落下排出す
る機構に応用した場合、弁体１０２と短筒状の弁座１０
３とで囲まれる空間Ｂが形成されていて、該空間Ｂには
混合操作が行きわたらないために、該空間Ｂ内に滞留す
る粉体等の混合が不均一になるという問題がある。

【０００４】そこで、このような空間が形成されない無
摺動式ストップバタフライ弁が特開昭５８−２８０６１
にて提案されている。この装置を図７に示す。このスト
ップバタフライ弁は、弁棒２０４の一部に球面状膨出部
２０７を形成し、該膨出部先端の弁棒を弁本体の弁座２
０３に着脱自在に設けられた弁体２０９の一端側背面に
設けられたボス２１０にピン２１１にて軸架しかつ前記
弁棒の揺動並びに回動により弁体２０９を弁座２０３に
圧着脱並びに離脱回動させるべく弁体２０９の他端にボ
ス２１４及びピン２１５を介してシャフト２１２が設け
られている。

【０００５】かかるストップバタフライ弁は、弁棒２０
４をその軸線まわりに回転せしめるアクチュエータ（図
示せず）が偏心機構を有しており、その作動によって上
記弁棒が図示のイ方向に押されて球面状膨出部２０７を
支点にして揺動するので弁体２０９は弁座２０３から離
れて隙間を形成するようになる。しかる後、さらに弁棒
を回転させると弁体２０４が９０°回動して、該弁体２
０４は流通路方向と平行になり開状態となる。

【０００６】したがって、このストップバタフライ弁は
上記の粉体等の混合する機構に応用しても図６装置のよ
うな空間を形成しないので、混合が不均一になることは
ない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図７装
置にあっては、弁棒を揺動そして回転させねばならず、
そのための機構もきわめて複雑であるという欠点をもっ
ている。

【０００８】本発明は、混合等のための容器の底部に設
置された場合、容器底部と弁体との間に余分な空間を形
成しないような構造を可能とし、かつ弁座に弁体が円滑
に嵌合する構造で簡単な機構のダンパー装置を提供する
ことを第一の目的とする。

【０００９】また本発明は、弁座と弁体の間に粉体等が
挟まりシール性を低下させるのを防止する構造のダンパ
ー装置を提供することを第二の目的とする。

【００１０】さらに、本発明はダンパーで連結される二
つの容器またはダンパーの清掃が容易な構造のダンパー
装置を提供することを第三の目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記第
一の目的は、円錐外周面をもつ直円錐台状の弁体と、ケ
ーシングに取り付けられて該弁体を嵌合状態で受けて閉
止するように該弁体の円錐外周面にほぼ合致した円錐内
面とをもつ弁座と、上記弁体に対し該弁体の大径側のケ
ーシング内空間で定位置に設けられた操作軸を中心とし
て所定角だけ回転可能に該操作軸に一端が連結された回
転アームと、該回転アームの他端にて上記操作軸と平行
に設けられた連結ピンに所定角範囲内で回転可能に一端
が連結された補助アームとを備え、該補助アームの他端
が大径側の面で上記弁体に連結されていることにより達
成される。

【００１２】また第二の目的は、好ましい形態として、
少なくとも弁体の閉止直前時に弁座及び弁体の嵌合面に
気体を噴射する気体噴射口が弁座に設けられていること
により達成される。

【００１３】さらに、第三の目的は、他の好ましい形態
として、ケーシングが弁体の大径側の位置に取外し自在
な窓蓋体を有していることにより達成される。

【００１４】

【作用】かかる構成の本発明のダンパー装置にあって
は、弁体を開くために操作軸を回転し始めると、回転ア
ームが回転すると共に補助アームが該回転アームに対し
て相対的に回転自在となるので、弁体の外周面の円錐角
の大きさに係りなく、何の支障もなく弁体は弁座から離
れる。そして、上記操作軸の回転を引き続き行うと、弁
体は閉位置における姿勢に対しほぼ９０°となるように
回転移動し、ダンパー装置が完全に開かれる。ダンパー
装置を閉じるときには、上記操作軸を反対側に回転する
だけで、弁体は全く逆のプロセスを経て閉じられる。

【００１５】次に、弁座に気体噴射口を有している場合
には、ここから気体、例えば空気が少なくとも弁体の閉
止直前に弁体及び弁座に向けて噴射され、付着していた
粉体等を除去する。

【００１６】さらに、ケーシングに窓蓋体が取外し自在
に設けられている場合には、該窓蓋体を開いて、ダンパ
ー装置内の清掃が行われる。

【００１７】

【実施例】以下、添付図面にもとづき本発明の実施例を
説明する。

【００１８】図１は本実施例のダンパー装置の縦断面図
である。図において、例えば横断面が四角形の筒状をな
すケーシング１の上端に弁座２が取り付けられている。
該弁座２はケーシング１外に張出し部分を有し、該張出
し部分にて、例えば上方に位置する混合機容器（図示せ
ず）の底部に取付けが可能となっており、またケーシン
グ１の下端部にはフランジ１Ａを有していて、ここで粉
体等を下方に流通せしめるダクト等（図示せず）に取り
付けられるようになっている。

【００１９】上記弁座２の底面２Ａは下方に向け拡がる
円錐面によって形成されている。弁体３は外周面３Ａが
上記底面と合致する円錐面をなす平板で成り、直円錐台
状をなしており、上記外周面３ＡにはＯリング４が嵌め
られている。

【００２０】上記弁体３の大径側の面をなす背面には、
支持体５が設けられており、ここに支持体連結ピン６が
設けられている。

【００２１】一方、ケーシング１の内部の側部には、外
部の駆動装置（図示せず）によって所定角だけ回転され
る操作軸７が定位置の軸受部８によって回転自在に支え
られており、該操作軸７には略Ｌ字状の回転アーム９の
一端が固着されている。該回転アーム９の他端はアーム
連結ピン１０によって補助アーム１１と所定角範囲内で
相対回転自在に連結されている。さらに、該補助アーム
１１は上記支持体連結ピン６によって回転自在に連結さ
れている。なお、上記操作軸７、アーム連結ピン１０そ
して支持体連結ピン６は互いに平行に位置している。

【００２２】上記弁座２の下面段部には半径方向に延び
る気体噴射口１２が、一箇所もしくは周方向の複数位置
に開口しており、例えば圧縮空気供給源（図示せず）か
らの空気を、少なくとも弁体３の閉止直前に、半径方向
に向けて噴射できるようになっている。

【００２３】また、上記ケーシング１は窓部１Ｂが形成
されており、そこには取外し自在に窓蓋体１３が締め具
１４によって取り付けられている。

【００２４】図２及び図３は本実施例装置の動作原理を
説明するための模式図である。図２は弁体が閉止した状
態、図３は開き始めた状態を示す。弁体３が閉止する方
向を上方、弁体３が開放する方向を下方と呼ぶことにす
る。弁体３の外周面を規定する直円錐体の頂点をＡとし
直円錐体の軸線を含む平面で直円錐体を切断したときの
頂点Ａでの切断面の角をθとする（以後この直円錐体の
頂点を弁体の頂点、角θを弁体の頂角θと呼ぶ）。弁体
３の頂点Ａはダンパー装置の上方に位置する。点Ｏは操
作軸７の回転中心、点Ｐは弁体３の上方縁（小径側周
縁）上で点Ｏより最も離れた点、点Ｒは弁体３の下方縁
（大径側縁）上で点Ｏより最も離れた点、点Ｘは支持体
連結ピン６の回転中心、点Ｙはアーム連結ピン１０の回
転中心を示す。点Ｐを通り直線ＯＰに垂直な直線（点Ｏ
を中心とする半径ＯＰの円の点Ｐにおける接線）と直線
ＯＲの交点をＳとする。

【００２５】次に、本実施例装置の作動原理を図２及び
図３によって説明する。

【００２６】本実施例装置の第一の特徴は弁体３が点Ｘ
及び点Ｙで回転自在であるため、角ＰＲＯが角ＰＳＯよ
り大きい場合でも、弁体の開閉が可能なことにある。従
来装置のように、弁体が操作軸と連結棒を介して固定的
に連結されている場合には、角ＰＲＯが角ＰＳＯより小
さくなければ弁体の開閉は不可能になる。操作軸の回転
中心Ｏが下方になればなるほど角ＰＲＯをより小さくし
なければ弁体の開閉はできなくなる。角ＰＲＯが小さく
なるということは、弁体と弁座の接触面積が大きくな
り、また弁体を閉止するとき弁体と弁座の嵌合面での円
錐の頂点方向の閉止力の分力が小さくなり、弁体を弁座
に密着させてシール性を保つためにより大きな力を必要
とする。

【００２７】本実施例において、弁体３の頂角θは弁体
３の開閉が容易で、弁体３を小さい力で気密に弁座２に
嵌合できるようにするため２５〜９０°が好ましい。さ
らに好ましくは３０〜７０°、特に好ましくは３５〜５
０°である。弁体３の頂角θが９０°以上では弁体３と
弁座２の嵌合面積が大きくなりすぎ、また２５°以下で
は弁体３を弁座２に嵌合するための相互の位置が少しず
れても弁体３の閉止ができなくなる場合があるので好ま
しくない。

【００２８】かくして、図３に示されるごとく、点Ｘ及
び点Ｙのまわりに弁体３が回転可能であるため、角ＰＲ
Ｏが角ＰＳＯより大きい場合でも本実施例のダンパー装
置の弁体３は弁座２から開放でき、さらに、図３の状態
よりも操作軸７を所定角まで回転して弁体３は大きく下
方に回転し、ダンパー装置は開状態となる。

【００２９】本実施例において、弁体３の頂点Ａ、支持
体連続ピンの回転中心Ｘ及びアーム連続ピンの回転中心
Ｙは弁体の閉止状態でほぼ一直線上になるようにするこ
とが好ましい。

【００３０】閉止状態から操作軸７を操作して回転アー
ム９を下方に回転すると、回転アーム９、補助アーム１
１及び支持体５は回転自在に結合されているため、弁体
３の頂角θがいかなる場合でも円滑に開放することがで
きる。この場合、支持体５と補助アーム１１及び補助ア
ーム１１と回転アーム９相互が無制限に回転できる場合
は、弁体３を開放状態から閉止する際に弁体３と弁座２
の相対的な位置が一定せず閉止できなくなることがあ
る。これを防止するため、支持体５と補助アーム１１及
び補助アーム１１と回転アーム９が相対的に回転できる
角度を適当な範囲に制限する機構を備えることが好まし
い。スプリング等を使用し、外部から力が加わらない場
合には常に支持体５、補助アーム１１及び回転アーム９
が一定の相対的な位置を保つようにすることは非常に有
効である。この場合、弁体３の開閉による遠心力に抗し
てほぼ一定の相対的な位置を確保できるようにすること
が好ましい。支持体５、補助アーム１１及び回転アーム
９が相対的に回転できる角度の範囲及び力が作用しない
ときの相対的な位置は、弁体３が円滑に開閉できるよう
にすることを考慮して決定される。

【００３１】また本発明においては、図１〜図３に示さ
れた本実施例装置において、支持体５と補助アーム１１
を回転自在にすることなく、図４及び図５のごとく固定
して一体化することにより、機構をさらに簡単にするこ
とが可能である。この場合、弁体３が点Ｙを中心として
回転できても、点Ｙが直線ＯＲより上方にあると弁体３
の開閉ができないこともあるので、点Ｙは直線ＯＰより
下方になるようにする。なお、図４は弁体３の閉止状
態、図５は開き始めの状態を示すものである。

【００３２】弁体３が弁座２より開放されるときに、弁
体３が点Ｙのまわりに回転する角度（遊動角Φと呼ぶ）
は、ほぼ角ＰＹＲの１／２とすることが好ましい。弁体
３が弁座２より開放されるとき点Ｙを中心にして角度Φ
だけ回転するようにするには、スプリング等により常に
点Ｙを中心にして弁体３が点Ｏの方向に回転するような
回転力が生じるようにする。また回転角がΦを超えない
ようなストップ機構を備えるのがよい。弁体３の点Ｙの
まわりの回転角がΦを超えないように制御されているた
め、弁体３を閉止する場合弁体３が弁座２と確実に嵌合
できることが保証されるようになる。角度Φが大きすぎ
ると、弁体３を開放状態から閉止する場合、弁体３が弁
座２と衝突して閉止できなくなるので、遊動角Φは弁体
３が弁座２内に入ることができる角度以内にする。

【００３３】上記遊動角Φは、図２及び図３の例にあっ
ては、点Ｘ及び点Ｙで回転自在なので、Φ＝（Φ_O−
Φ_Z）−Φ_Xで表わされ、また図４及び図５の例にあって
は、点Ｘにて回転できないので、Φ＝Φ_O−Φ₁で表わさ
れる。

【００３４】本実施例では、弁座及び弁体として平板状
のものを例示したが、本発明はこれに限定されるもので
はなく容器の形状に沿った形状その他任意の形状の面の
弁座及び弁体をもったダンパー装置も、勿論本発明に包
含される。

【００３５】また、本実施例では、好ましい形態として
弁体にＯリングを装置しているので、弁体と弁座の嵌合
面のシール性を向上し、そして弁体が閉止する際の弁体
と弁座の直接的な摺動を少なくして弁体、弁座の摩耗を
少なくしている。

【００３６】本発明のダンパーを、粉体を取り扱う装置
に適用する場合は、好ましい形態として、弁座下部に気
体を噴射する噴射口を設けているので、弁体が閉止する
とき弁体及び弁座に気体を噴射して弁体及び弁座に付着
している粉体を除去でき、粉体の噛み込みを防止し弁体
の閉止を円滑にし、またシール性を向上する。

【００３７】さらに、好ましい形態として、ケーシング
に取外し可能な窓蓋体を設けてあるので、ダンパーを装
置に設置した状態で窓蓋体を取外し、ダンパー及び接続
されている容器等の点検、掃除等を可能にすることもで
きる。例えば上下二つの装置の間に本発明のダンパーを
設置し、取外し可能な窓蓋体を取り外し、下方の装置と
の接続口を閉鎖し下方の装置への粉体や洗浄液の流入を
阻止し、ダンパー及び上部の装置の掃除等を容易に行う
ことができる。この場合、適当な手段により洗浄液等は
この窓蓋体の開放部より容易に外部に排出することがで
きる。また窓蓋体を透明な材質で構成することは、ダン
パーの汚れ、作動状況が容易に観察できて好ましい。

【００３８】

【発明の効果】本発明は、弁体を規定する直円錐体の頂
角が小さく、操作軸が弁座より大きく下方に位置してい
ている場合でも、簡単な構造のシール性能の高いダンパ
ー装置を提供することを可能にする。これは装置の配置
上の制限から操作軸を弁座に近く配置できないような場
合にその効果を発揮する。

【００３９】また本発明のダンパー装置は、弁座と弁体
が嵌合する構造であるので、弁座と弁体で規定される余
分な空間を必要とせず、混合容器等に応用したときはデ
ッドスペースを発生させず均一な混合を可能とする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例装置の縦断面図である。

【図２】図１装置の模式図で、弁体が閉止状態の図であ
る。

【図３】図１装置の模式図で、弁体が開き始めの状態の
図である。

【図４】図１装置の変形例の模式図で、弁体が閉止状態
の図である。

【図５】図１装置の変形例の模式図で、弁体が開き始め
の図である。

【図６】従来装置を示す断面図である。

【図７】他の従来装置を示す断面図である。

【符号の説明】

１ ケーシング ２ 弁座 ３ 弁体 ７ 操作軸 ９ 回転アーム １０ 連結ピン １１ 補助アーム １２ 気体噴射口 １３ 窓蓋体

Claims (6)

【特許請求の範囲】 摺擦
1. 【請求項１】 円錐外周面をもつ直円錐台状の弁体と、
   ケーシングに取り付けられて該弁体を嵌合状態で受けて
   閉止するように該弁体の円錐外周面にほぼ合致した円錐
   内面とをもつ弁座と、上記弁体に対し該弁体の大径側の
   ケーシング内空間で定位置に設けられた操作軸を中心と
   して所定角だけ回転可能に該操作軸に一端が連結された
   回転アームと、該回転アームの他端にて上記操作軸と平
   行に設けられた連結ピンに所定角範囲内で回転可能に一
   端が連結された補助アームとを備え、該補助アームの他
   端が大径側の面で上記弁体に連結されていることとする
   ダンパー装置。
2. 【請求項２】 補助アームと弁体とは所定角だけ相対回
   転可能に連結されていることとする請求項１に記載のダ
   ンパー装置。
3. 【請求項３】 補助アームと弁体とは固定的に連結され
   ており、操作軸の回転中心位置と弁体の小径側縁上にあ
   って該操作軸の回転中心から最遠点にある位置とを結ぶ
   直線に対し、連結ピンが弁体から遠い側に位置している
   こととする請求項１に記載のダンパー装置。
4. 【請求項４】 弁体または弁座は嵌合面にＯリングを有
   していることとする請求項１ないし請求項３のうちの一
   つに記載のダンパー装置。
5. 【請求項５】 弁座は、少なくとも弁体の閉止直前時に
   弁座及び弁体の嵌合面に気体を噴射する気体噴射口が設
   けられていることとする請求項１ないし請求項４のうち
   の一つに記載のダンパー装置。
6. 【請求項６】 ケーシングは、弁体の大径側の位置に取
   外し自在な窓蓋体を有していることとする請求項１ない
   し請求項４のうちの一つに記載のダンパー装置。