JPH06337077A - 安全弁 - Google Patents

安全弁

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JPH06337077A
JPH06337077A JP12595793A JP12595793A JPH06337077A JP H06337077 A JPH06337077 A JP H06337077A JP 12595793 A JP12595793 A JP 12595793A JP 12595793 A JP12595793 A JP 12595793A JP H06337077 A JPH06337077 A JP H06337077A
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JP
Japan
Prior art keywords
valve
elastic body
cup
valve seat
cylindrical body
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Pending
Application number
JP12595793A
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English (en)
Inventor
Takashi Sasaki
隆 佐々木
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NANOMAIZAA KK
Original Assignee
NANOMAIZAA KK
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明は、高圧流体、特に超高圧流体に用
いられる安全弁として、内部装着の皿ばね(カップスプ
リング)の同心精度を保持して安定した設定圧で作動で
き、流体管路系の安全の信頼性を向上できる安全弁を提
供することを目的としている。 【構成】 中心線を有し、一端が開口し他端が閉塞し
た、まっすぐに長い筒体と、この筒体の一端の開口部に
設けられ圧力流体管路に接続される入口と、この入口に
連通するバルブシートと、このバルブシートを開閉する
ように前記筒体の内孔に移動自在に支持されたバルブ
と、このバルブと前記バルブシート間のバルブ室に連通
し前記筒体の側方に開口する出口と、前記バルブに付勢
力を与えるように多数重ねられたカップスプリングと、
前記筒体の内孔に装着され、前記カップスプリングの全
数を前記中心線に対する心出しを行なうように支持する
ゴム等からなる弾性体とを備えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、高圧特に超高圧流体
に使用される安全弁に関する。
【0002】
【従来の技術】一般的に、高圧流体を流す管路には安全
弁が設けられる。特にミクロン若しくはナノミクロンの
微粒子又は超微粒子を液体に乳化混合させるための高圧
ポンプを備えた管路系には設定圧で流体を逃がし系の破
損を防止する安全弁が設けられるのが常道である。この
従来の安全弁であって、最高使用圧力2000kg/cm2
設定圧力2200kg/cm2 最大流量52l/minの全
開放型安全弁の一例を図6により説明する。
【0003】図6において、安全弁1は、外径40〜5
0mm、全長200mm程度の大きさで殆どが金属製材料で
作られ、一端(図で左端)開放、他端(右端)閉塞の円
筒体(ハウジング)2と、バルブシート3と、バルブ4
と、高圧に対処するばね力を発揮する鋼材の多数のカッ
プスプリング(皿ばね)5とからなる。円筒体2はプレ
ッシャハウジング(左側)6とバルブハウジング(右
側)7とをねじで一体に形成してある。プレッシャハウ
ジング6は一端開放部が管路系の圧力導管に接続される
入口8を有し、他端がバルブシート3に連通する内孔9
を備える。バルブシート3は、両ハウジング6と7のね
じこみ時にシールワッシャ3aを介して装着され固定さ
れるようにバルブハウジング7の段付内孔10にはめま
れている。バルブ4はバルブシート3を開閉するコーン
状弁部11と、バルブハウジング7の内孔13に移動自
在に支持される案内部12とからなり、この案内部12
の中間にパッツキング材のOリング14を介在させ、内
孔9からの圧力流体の洩れを防止するようにしてある。
バルブハウジング7の側方には、リング状のバンジョウ
ユニオン15がOリング16及び17を内装し、ロック
リング21にて回動可能に取付けられ、バルブシート3
とバルブ4の間のバルブ室18に貫通状及び環状の吐出
口19を介して連通した出口20を形成するようにして
ある。
【0004】カップスプリング5は、同じ向きに即ち並
列に重ねたもの2個を交互に向きを変えて即ち直列に重
ねて計40個のものを、スプリングガイド(心棒)22
とバルブハウジング7の内孔23との間に中心線Xを中
心に、心出しして収まるように装着されている。カップ
スプリング5の左端はバルブ3の案内部12の右端に当
接し、右端はプレッシャスクリュー24に当接し、その
付勢力(ばね力)をバルブ4に与えるようにしてあり、
又その付勢力はプレッシャスクリュー24のバルブハウ
ジング7へのねじこみ又はねじ戻しにより所定値に調節
できるようにしてある。プレッシャスクリュー24には
流体の吐出口25を設けると共に、その右端にスクリュ
ー蓋26をバルブハウジング7にねじこみにより設け、
これを覆うように取付ける。なお、スプリングガイド2
2は、バルブ4にロックタイトにより固着されると共に
その右端の穴27とスクリュー蓋26とを鉛封印付きロ
ックワイヤ28で封印して付勢力調節がむやみにできな
いようにしてある。又、プレッシャハウジング6とバル
ブハウジング7とは、穴29と洩れ流体の吐出口を重ね
る穴30とに鉛封印付きロックワイヤ31を通して両者
を分解できないようにしてある。
【0005】以上のように構成された従来の安全弁1に
於て最低700から最高2000kg/cm2 での超高圧が
入口8に作用するが、もしその圧力が設定圧力の220
0kg/cm2 達すると、カップスプリング5の付勢力に抗
してバルブ4が開き、流体をバルブシート3のシート穴
からバルブ室18と吐出口19を介して出口20へと所
定流量の流体を流出させ圧力上昇をくいとめて、管路系
の安全を図るように作用する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の安全弁は、皿ばねである、カップスプリングが心棒
(スプリングガイド)を中心にし、バルブハウジングの
内孔に多数重ねて装着される構成であるため、所定の設
定圧力でバルブが開かないとか、又は設定圧力以内で開
くとかする場合があり、安全上の信頼性に欠けるという
問題点があった。
【0007】即ち、カップスプリングは自由状態から偏
平な形状に変形してばね力を発揮するものであるから、
その装着状態では、図7に示すように、内径dが若干縮
まりうるように、又、外径Dが広がりうるように、ほん
の僅かに、心棒22とは半径方向の隙間δを有し、バル
ブハウジング7の内孔23とは半径方向の隙間eを有す
るように設計製作して心出しをして組付ける必要があ
る。もし変形か許されないと、ばね力が計算通りに作用
しないからである。
【0008】このように、従来の安全弁は若干の隙間δ
又はeがどうしても存在するため、例えば図8に示すよ
うに、皿ばね5,5′及び5″直列に重ねた場合に荷重
Pを受けると、これらの隙間が或る半径方向でなくなる
ように、図8の水平方向に、例えば皿ばね5は右方に移
動し、5′は左方に移動し、5″は中央のもとの位置に
あるというように、ずれた状態となる。このようにずれ
ると、ばね同士の接点P′及びP″が端面から移動変化
し、トータルのばね力が倍数倍通りに作用しなくなり、
バラツキ巾が広がってしまうという欠点を生ずる。この
ような皿ばね同士の重なりの変化即ちずれは並列重ねの
場合でも当然起こり得る。このため、従来の安全弁は設
定通りに作動せず、信頼性に欠けるものであった。
【0009】この発明は、かかる安全弁の信頼性を向上
するため、設計通りに安全作動する安全弁を提供し、も
って前記課題を解決するこを目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】この発明は前記目的を達
成するため、中心線を有し、一端が開口し他端が閉塞し
た、まっすぐに長い筒体と、この筒体の一端の開口部に
設けられ圧力流体管路に接続される入口と、この入口に
連通するバルブシートと、このバルブシートを開閉する
ように前記筒体の内孔に移動自在に支持されたバルブ
と、このバルブと前記バルブシート間のバルブ室に連通
し前記筒体の側方に開口する出口と、前記バルブに付勢
力を与えるように多数重ねられたカップスプリングと、
前記筒体の内孔に装着され、前記カップスプリングの全
数を前記中心線に対する心出しを行なうように支持する
ゴム等からなる弾性体とを備えたものである。
【0011】
【作用】入口への高圧流体の圧力が一定(設定圧)以上
に達すると、バルブが皿ばねの付勢力に抗して動き、バ
ルブシートの接触面から離れるので、所定流量の流体が
出口から流出し、高圧流体管路系の圧力を一定内に保持
し安全を確保する。この場合、皿ばねは、弾性体によ
り、心出し装着されているため、各皿ばねは心ずれを起
さずに変形が許容され、その結果、皿ばね同士のずれが
なくなり、設計通りのばね力を発揮するものである。
【0012】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図1〜3により
説明する。まず、構成を図1により説明するに、従来と
同一の符号は、ほぼ同様の構成のものとみなし、その詳
細な説明は省略し、主として異なる部分について説明す
る。本実施例の安全弁1は、中心線Xを有するハウジン
グとしての円筒体2と、バルブシート3と、バルブ4
と、カップスプリング(皿ばね)5と、入口8と出口2
0と、更に、本実施例の特徴とするショア硬度60〜9
0の、ウレタンゴム材からなる円筒状の弾性体34とを
有している。円筒体2は、出口20を備えて両端に雌ね
じを備えた第1円筒体35と、左端に雄ねじ、右端に雌
ねじを備え、カップスプリング5を収容装着する第2円
筒体36と、左端に入口8を備え右端に雄ねじを備えた
第3円筒体37と、左端に雄ねじを備えた蓋状の第4円
筒体38とからなる。
【0013】第3円筒体37は、入口8と連通する段付
内孔39にバルブシート3がはめこまれ、その雄ねじが
第1円筒体35の左端の雌ねじにねじこまれて一体化さ
れる。第1円筒体35の右端の雌ねじに第2円筒体36
の雄ねじがねじこまれて一体化される。バルブ4は左端
の球状の弁部11と丸棒状の案内部12と右端の球状の
圧接部12aとの一体化したものからなり、第2円筒体
36の細径の内孔13に支持され移動可能に構成されて
いる。第1円筒体35の内孔40と案内部12の間の環
状の室(バルブ室)18にコイルばね41が挿入され、
バルブ4をバルブシート3に接触させるようにしてあ
り、出口9は前記バルブ室18に連通するようになって
いる。
【0014】第2円筒体36は大径の内孔23内に左端
の座金42と、多数の(従来と同一の40個程度)のカ
ップスプリング5と右端の座金43と、中心部に弾性体
34を収容してある。座金42と43は、外径が内孔2
3と嵌合する対称形の円板形状であり、両端面に円錐状
の凹部44と凸部45を有し、凸部45同士で、弾性体
34を両側より締付けて後述のようにカップスプリング
5との隙間をなくして、中心線Xを中心とする心出しを
行うようにしてある。又、座金42,43の凹部44
は、前者がバルブ4の圧接部12aに接当し、後者が第
4円筒体38にねじこまれた調節棒46の球状の圧接部
46aに接当している。第4円筒体38は雄ねじが第2
円筒体36の右端雌ねじにねじこまれて一体化されてい
る。調節棒46は第4円筒体38に対し、ダブルナット
47及び48により進退できるようになっている。
【0015】弾性体34は安全弁1の組付状態におい
て、座金42と43により第2円筒体36、即ち安全弁
1に対して心出しされており、又、この弾性体34に対
し、カップスプリング5が心出しされて組付けられるの
で、図2に示すように、カップスプリング5の内径が弾
性体34の外径に接した状態つまり、隙間なしの状態で
組付けられているものである。尚カップスプリング5は
外径においては内孔23とは従来通りの隙間を有するも
のである。
【0016】次に前記実施例の作用を図1〜3を参照し
て説明する。
【0017】安全弁1の入口8に矢印aの高圧流体が入
り、これが設定圧に達すると、バルブ4がカップスプリ
ング5の付勢力に打勝って、図1の右方に動いてバルブ
シート3の接触面から弁部11が離れる。このため、流
体はバルブシート3の穴、バルブ室18を通り出口20
から矢印bへと流出し、高圧管路系の圧力を所定値に保
持し安全を図る。
【0018】前述の際、カップスプリング5が設定荷重
を受けて平らな状態に変形し、その内径が縮まるが、弾
性体34は図3に示すようにゴム材で容易に弾性変形
し、そこに内径が食いこんだ状態となるため、前記カッ
プスプリング5の変形を妨げない。しかも、前記荷重に
よりカップスプリング5が横方向(例えば矢印Z方向)
にずれようとしても、ずれた側の弾性体34のゴム材の
反力Wが増加し、これに対抗するため、そのずれを収え
ることになり、結局、カップスプリング5は全数個、弾
性体34により心出しされた状態を維持する。これによ
り、本実施例の安全弁1は、カップスプリング5同士が
ずれることなく同心の精度を維持したまま、重なって荷
重を受けるので、設計通りの、安定した設計圧力で作動
することになり、高圧、特に超高圧流体管路系の安全の
信頼性を向上することになる。
【0019】図4は他の実施例を示す。この実施例は、
円筒状の弾性体49がカップスプリング5を、その外径
で心出しするように装着され、内径はフリー状態にされ
ているものでその他は図1と同様である。この実施例で
も、カップスプリング5は外径が弾性体49に食いこん
で同心精度を保持することになり、前実施例と同様の作
用をする。
【0020】図5は更に他の実施例を示す。この実施例
は、第3円筒体36の内孔23に、心出しした状態でカ
ップスプリング5を全数、仮装着し、その後、シリコン
ゴムを液体状で注入し、内孔36内のカップスプリング
5の外径及び内径部の空間を充填するようにして、その
固化によりシリコンゴム即ち、弾性体50を装着したも
のである。この実施例では、カップスプリング5は内外
径において弾性体50に食いこみ、同心精度を保持する
ことになる。
【0021】尚、この発明は前記実施例に限定されず、
他の態様においても同様に実施できるものである。又、
この発明において、安全弁1は図示にこだわらず、横向
き、縦向き又は斜向きに設置して使用できるものであ
る。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、高圧流体、特に、超高圧流体に使用される安全弁と
して、内部装着の皿ばね(カップスプリング)の同心精
度を保持して安定した設定圧で作動でき、流体管路系の
安全の信頼性を向上できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明による一実施例の断面図である。
【図2】図1の要部の組付状態を概略的に示す断面図で
ある。
【図3】図1の要部の荷重状態を概略的に示す断面図で
ある。
【図4】この発明の他の実施例の要部を概略的に示す断
面図である。
【図5】この発明の更に他の実施例の要部を概略的に示
す断面図である。
【図6】従来の安全弁の断面図である。
【図7】図6の要部の組付状態を概略的に示す断面図で
ある。
【図8】図6の要部の荷重状態を概略的に示す断面であ
る。
【符号の説明】
1 安全弁 2 円筒体(ハウジング) 3 バルブシート 4 バルブ 5 カップスプリング(皿ばね) 8 入口 9 内孔 11 弁部 12 案内部 13 摺動用内孔 20 出口 23 内孔 34 弾性体 35 第1円筒体 36 第2円筒体 37 第3円筒体 38 第4円筒体 39 段付内孔 40 内孔 41 コイルバネ 42 座金 43 座金 44 凹部 45 凸部 46 調節棒 49 弾性体 50 弾性体 X 中心線

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 中心線を有し、一端が開口し他端が閉塞
    した、まっすぐに長い筒体と、この筒体の一端の開口部
    に設けられ圧力流体管路に接続される入口と、この入口
    に連通するバルブシートと、このバルブシートを開閉す
    るように前記筒体の内孔に移動自在に支持されたバルブ
    と、このバルブと前記バルブシート間のバルブ室に連通
    し前記筒体の側方に開口する出口と、前記バルブに付勢
    力を与えるように多数重ねられたカップスプリングと、
    前記筒体の内孔に装着され、前記カップスプリングの全
    数を前記中心線に対する心出しを行なうように支持する
    ゴム等からなる弾性体とを備えた安全弁。
  2. 【請求項2】 前記弾性体は、前記カップスプリングの
    内径が該弾性体の外周に隙間がない状態で接触して支持
    されるようになっているゴム等からなる棒状の弾性体で
    あることを特徴とする請求項1記載の安全弁。
JP12595793A 1993-05-27 1993-05-27 安全弁 Pending JPH06337077A (ja)

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JP12595793A JPH06337077A (ja) 1993-05-27 1993-05-27 安全弁

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JP12595793A JPH06337077A (ja) 1993-05-27 1993-05-27 安全弁

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006527340A (ja) * 2003-06-11 2006-11-30 尹学▲軍▼ 複合バネ
JP2007139040A (ja) * 2005-11-17 2007-06-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 遮断弁
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