JPH075328Y2 - 二重シール弁 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は上下二つの液体通路間を連通する垂直通路の開
閉に使用される二重シール弁に関するもので、例えば食
品、醸造、乳業、化学、薬品等の各工業分野における製
造プロセスのパイプライン用バルブとして利用される。

（従来の技術） 一般に二重シール弁は、二流路の連通部に二つの弁座を
設けると共に、両弁座に各別に対応する二つの弁体を配
設し、両弁体で該連通部を二重に閉鎖するようになされ
たものであり、一方の弁体側でシール不良を生じても他
方の弁体側で液密封止が維持されることから、安全衛生
や品質管理あるいは反応制御等の面より閉弁状態下での
両流路間の液体混合を厳密に防止することが要求される
場合に汎用されている。

従来、この種二重シール弁の代表的なものとして、上記
連通部が上下一対の弁座を有する垂直通路からなり、両
弁座に各々対応する上下部弁体が上記通路に同軸上に相
対向して且つ閉弁時の両弁体間に対向間隙を形成するよ
うに配設され、下部弁体が上方へ延びる弁杆と上記対向
間隙に連通して下方へ延びる排液管とを備えると共に、
上部弁体が下部弁体の弁杆に外嵌挿する中空弁杆を備
え、下部弁体に伴って上部弁体が追従移動するようにな
されたものが知られる（実公昭61-41007号、同61-41008
号等）。すなわち、このような二重シール弁にあって
は、一方の弁体側にパッキンの劣化や異物の噛込みによ
るシール不良を生じた際に漏液が上記対向間隙へ流入し
て排液管を通して外部へ排出されることから、この漏液
の視認によってシール不良の発生を容易に発見できる一
方、開弁作動時には両弁体の相互密接にて上記対向間隙
が封鎖されるために、液体が排液管より外部へ流出する
こともないという利点がある。

（考案が解決しようとする課題） しかしながら、近年の製造プロセスの自動化及び省力化
のもとではラインの点検を頻繁且つ綿密に行うには人員
的な制約が大きいため、従来では前記二重シール弁のシ
ール不良が相当な漏液量に達するまで発見されないこと
も多々あり、材料液の損失を招くと共に、一方の弁体側
に生じたシール不良が発見される前に他方の弁体側にも
シール不良を生起して二流路間の液体混合を招く危険性
も皆無とは言えなかった。また、前記従来の二重シール
弁にあっては、排液管の下端が外部に開放して両流路と
外気との間は各弁体側で一重にシールされているだけで
あることから、ライン中の液の脈動に伴う弁杆の動きや
シール不良によって汚染された外部の空気を流路に巻き
込まむ可能性があった。

本考案は、上述の事情に鑑みて、シール不良の発生を自
動的に確実に検知できると共に流路への外気の巻込みが
完全に阻止される高信頼性の二重シール弁を提供するこ
とを目的としている。

（課題を解決するための手段） 本考案の二重シール弁は、上記目的を達成するために、
上下二つの液体流路間を連通する垂直通路に上部弁座と
下部弁座が形成され、これら両弁座に各々対応する上部
弁体と下部弁体とが上記通路に同軸上に相対向して且つ
閉弁時の両弁体間に対向間隙を形成するように配設さ
れ、下部弁体には上方へ延びる第１弁杆と上記対向間隙
に連通して下方へ延びる排液管とが形成され、上部弁体
には上記第１弁体に外嵌挿する中空状の第２弁杆が形成
され、下部弁体に伴って上部弁体が追従移動する二重シ
ール弁において、上記排液管の下端部に、ばね力によっ
て上方へ付勢されて該排液管の下端開口部を液密封止す
ると共に、該排液管内の液重量が上記ばね力に打ち勝っ
た際に下降して開弁する排液弁と、該排液弁の開弁作動
を検知する近接スイッチとが設けられたことを特徴とす
る構成を採用するものである。

また本考案においては、二重シール弁として、上下部弁
体の両弁杆が上下の液体流路を構成する弁ケーシングの
上方外部へ突出され、この突出部に設けた洗浄液注入口
より両弁体の対向間隙に至る洗浄液通路が形成されてな
るものを好適態様としている。

（作用） 上下部弁体の一方側にパッキンの劣化や異物の噛込み等
によるシール不良を生じた際、その不良部分からの漏液
は、従来と同様に両弁体間の対向間隙を経て排液管に流
入するが、該排液管の下端開口部が排液弁によって液密
封止されているために該排液管内に溜まることになる。
しかして、この滞溜液が一定量を越えると、その重量に
よって排液弁がばね力に抗して下降して開弁し、上記一
定量を超過した分の液は外部へ排出され、これと同時に
近接スイッチにて排液弁の開弁作動が検知される。従っ
て、該近接スイッチの検知信号に基づいて自動的にライ
ンを停止させ、シール不良の原因であるパッキンの交換
あるいは異物の除去等を行えばよい。なお排液弁の開弁
に要する滞溜液量は、該弁を上方へ付勢するばね部材の
選択によって任意に設定できる。

また、排液管内に予め清浄な水あるいは両流路の一方の
液体を溜めておけば、この液層が排液管内外を遮断する
ウオーターシールとして作用すると共に、その滞溜液量
を排液弁の閉弁限界付近に設定することにより、僅かな
漏液による液量増加で排液弁が開弁作動することになる
から、シール不良の発生を直ちに検知できる。

一方、二重シール弁として、両弁体の弁杆を弁ケースの
上方外部へ突出させ、この突出部に設けた洗浄液注入口
より両弁体の対向間隙に至る洗浄液通路を形成した構成
では、定期的に該通路に洗浄液を注入して上記間隙より
排液管にわたる洗浄を行えるが、一般的にはこの洗浄に
おける最終段階でリンス水として洗浄な水を注入するこ
とから、この水が自然に排液弁の閉弁限界量だけ排液管
内に残留して上記ウオーターシールとして作用する。

（実施例） つぎに、本考案の実施例を図面にしたがって説明する。

第１図及び第２図において、１は弁ケーシングであり、
内部に上下二つの流路2a,2bとこれらを連通する垂直通
路３とが構成され、また上部に窓突付きヨーク４を介し
て弁作動用シリンダ５が上記垂直通路３と同軸上に支持
されている。しかして垂直通路３には、内周にそれぞれ
上方に面して内縁側の低い環状テーパ面からなる上部弁
座6aとこれより径小の下部弁座6bとを有する（第２図参
照）弁筒６が装着されると共に、両弁座6a,6bに各々対
応する皿形の上部弁体７と下部弁体８とが該通路３と同
軸上で上下に対向する形で配置している。

下部弁体８は同軸状に一体形成されて上方へ延びる中空
状の第１弁杆９と下方へ延びる排液管10とを備えてお
り、これら第１弁杆９と排液管10の内部相互は栓体8aに
よって軸線上では非連通状態であるが、第１弁杆９の下
端部にはその内外を透通する複数のノズル孔9aが穿設さ
れると共に、該弁体８の上面側つまり上部弁体７との対
向側に形成された環状凹部8bと排液管10の内部上端とが
放射状に配置した複数の通孔8cによって連通されてい
る。一方、上部弁体７は、下面側つまり下部弁体７との
対向側に凹部7aを有すると共に、下部弁体８の第１弁杆
９に軸方向相対摺動自在に外嵌挿して上方へ延びる中空
状の第２弁杆11が同軸状に一体形成されている。しかし
て、上部弁体７の下面周縁部には上部弁座6aと下部弁体
８の上面周縁とにそれぞれ対接する環状パッキン12a,12
bが、下部弁体８の下面周縁部には下部弁座6bに対接す
る環状パッキン12cが、それぞれ嵌着されている。

また、上記両弁杆9,11はケーシング１の上方外部へパッ
キン13aを介して密閉摺動自在に突出しており、第１弁
杆９の上端とシリンダ５より突出するピストンロッド14
の下端とが螺合連結され、且つ第１弁杆９の上部には、
ピストンロッド14にシリンダ５の前壁部5aを貫通して外
嵌挿されたスリーブ筒15の下端と第２弁杆11の上端との
間に位置して、短筒体16が軸方向及び周方向に相対摺動
自在に嵌装されている。しかして、この短筒体16と第１
弁杆９との界面にはＯリング17a,17aにて密封された環
状空間17が構成されており、短筒体16には洗浄液注入口
16aが、また第１弁杆９には洗浄液導入孔9bがそれぞれ
上記環状空間17に臨んで半径方向に穿設され、これによ
って第１弁杆９の内部は導入孔9bより下端部のノズル孔
9aに至る洗浄液通路9cを形成している。

一方、下部弁体８の排液管10はケーシング１の下方外部
へパッキン13bを介して密閉摺動自在に突出しており、
その下端部にリークチェッカー18が装着されている。

第３図に示すように、リークチェッカー18は、上端筒部
19aを排液管10の下端ねじ部10aに内嵌螺合した略逆漏斗
形のハウジング19、笠形の弁部20aとその下面中央より
下方に突出する弁軸部20bを有して該ハウジング19内に
装填された排液弁体20、内外輪部21a,21bとこれら連結
する放射状アーム部21cとからなり、内輪部21aに上記弁
体20の弁軸部20bを摺動自在に挿嵌させると共に外輪部2
1bにてハウジング19の内側下部に嵌着された弁体支持部
材21、弁体20の弁軸部20bに外嵌する形で弁部20aと弁体
支持部材21の内輪部21bとの間に装填されて該弁体20を
上方へ弾圧付勢する圧縮コイルスプリング22、ハウジン
グ19の上壁部19bに螺着されて先端を該上壁部19bの内面
に臨ませた近接スイッチ23より構成されている。しかし
て、ハウジング19の上壁部19bの内面には環状突起から
なる弁座19cが形成される一方、弁体20の弁部20a周縁に
は上記弁座19cに対接する断面略Ｇ字形の環状パッキン2
4が嵌着されており、近接スイッチ23の先端は弁座19cの
内側において閉弁時の弁体20の弁部20a上面と僅かな間
隙をもって対向配置している。

弁作動用シリンダ５内には、ピストンロッド14に嵌装さ
れた径断面略Ｗ字形のピストン25が上下摺動自在に配置
されており、その上面外縁側とシリンダ後壁5bとの間に
三本の圧縮コイルスプリング26が同心状に装填されると
共に、その下面中央側とスリーブ筒15のシリンダ５内に
位置する上端面との間にも圧縮コイルスプリング27が装
填されている。なお、28a,28bはシリンダ前後室29a,29b
に各々対応する給排圧ポート、30はシリンダ５の上部に
設けたリミットスイッチ等を内蔵する制御ボックスであ
る。

上記構成の二重シール弁では、シリンダ５の前室29aに
作動圧力が供給されないとき、ピストン25がコイルスプ
リング26の付勢によって押下げられ、これに伴ってピス
トンロッド14とこれに結合した第１弁杆９が下降するこ
とから、下部弁体８が下部弁座6bに圧接する下限位置に
設定されると共に、上部弁体７もコイルスプリング27の
付勢によってスリーブ筒15と短筒体16を介して第２弁杆
11が押し下げられるのに伴って上部弁座6aに圧接する下
限位置に設定され、第１図の如く通路３は両弁体7,8に
て二重に閉塞されることになる。しかして、この下限位
置の両弁体7,8間には一定の間隙ｔ（第１図参照）が構
成される。一方、シリンダ５の前室29aにポート28aより
作動圧力を供給すると共に後室29bをポート28bより排圧
すると、この作動圧力によってピストン25がコイルスプ
リング26の付勢に抗して押し上げられ、これに伴うピス
トンロッド14及び第１弁体９の上昇にて下部弁体８が下
部弁座6bから離脱すると共に、上部弁体７も上昇する下
部弁体８によって押し上げられて上部弁座6aから離脱
し、第２図の如く通路３が開放されて両流路2a,2bは連
通する。しかして、この開弁作動時には両弁体7,8はパ
ッキン12bを介して密接すると共に、この密接状態がコ
イルスプリング27の付勢によって保持されるため、両流
路2a,2b間を流れる液体が両弁体7,8の凹部7a,8bにて構
成される空間に浸入することはない。

しかるに、閉弁状態において両弁体7,8の一方側にパッ
キン12aあるいは12cの劣化・傷損や異物の噛み込みによ
るシール不良が生じた場合、ならびに閉弁状態において
両弁体7,8間にパッキン12bの劣化・損傷や異物の噛み込
みによるシール不良が生じた場合は、該不良部分からの
漏液が両弁体7,8間の空間に浸入し、下部弁体８の環状
凹部8bより通孔8cを通って排液管10内に流入するが、排
液管10の下端が排液弁体20によって封止されているため
に該漏液は排液管10内に溜まることになる。しかして、
この滞溜液の重量がコイルスプリング22による上方付勢
力に打ち勝ったとき、排液弁体20が下動して開弁し、超
過した分の液が下方へ排出され、これと同時に近接スイ
ッチ23にて該弁体20の開弁作動が検知される。

そこで、排液管10内に予め排液弁体20が閉弁状態を保持
する最大限界量に近い量の液を注入しておけば、僅かな
漏液による重量増加で排液弁体20が開弁することになる
から、漏液の発生後にこれを直ちに近接スイッチ23にて
検知し、この検知信号に基づいてラインを自動的に停止
するように設定することが可能となる。また、上記注入
によって排液管10内に滞溜している液は、該排液管10の
内外の空気流通を遮断するウオーターシールとなる。こ
のような液としては流路2a,2bを通す液体も利用できる
が、好適には洗浄な水が使用される。

ところで、このような二重シール弁のケーシング１内は
パイプライン全体の定期的な洗浄作業時に洗浄される
が、両弁体7,8の相互の対向面も、液成分の付着による
腐蝕や細菌の繁殖を防止するために定期的に洗浄する必
要があると共に、上記シール不良の発生後にその原因を
除去する措置が完了する都度にも洗浄を行わねばならな
い。この洗浄操作は、開弁状態または閉弁状態におい
て、短筒体16の洗浄液注入口16aより洗浄液を注入する
ことによって行われる。すなわち、注入された洗浄液
は、注入口16a、環状空間17、導入孔9b、通路9cを順次
経てノズル孔9aより両弁体7,8の凹部7a,8b間の空間に噴
出してその内面を化学的及び物理的作用で洗浄した後、
通孔8cを通って排液管10内に流入し、その重量による排
液弁体20の開放によって外部へ排出される。しかして、
上記洗浄の最終段階では洗浄液成分を洗い流すために注
入口16aより清浄な水が注入され、この水も上記同様の
流路を経て排液管10に流入して外部へ排出されるが、最
終的に排液弁体20を開弁し得ない量の水が自然に排液管
10内に残ることになる。従って、この残留した水は前記
のウオーターシールとして予め排液管10内に注入してお
く液に相当し、その液量は自ずと弁体20を閉止状態とす
る最大限度量となる。

なお、上記実施例では、弁ケーシング１として上下の流
路2a,2bが通路３を介して一本の流路を構成するものを
示しているが、両流路2a,2bの一方もしくは両方がそれ
ぞれ独立して液体を流通させるもの、つまり両端が開放
したものであってもよいことは言うまでもない。また、
上記実施例では下部弁体８の第１弁杆９が内部に洗浄液
通路9cを有する中空状となっているが、例えば前記した
実公昭61-41007号、同61-41008号の如く下部弁体の弁杆
とこれに外嵌挿する上部弁体の中空状弁杆との間隙によ
って洗浄液通路を構成してもよい。その他、本考案にお
いては弁ハウジング、弁作動用シリンダ、リークチェッ
カーの内部構造とこれらの連結構造、上下部弁体の形状
及びこれらに嵌着されるパッキンの形状等につき、例示
以外に種々設計変更可能であることは言うまでもない。

（考案特有の効果） 本考案によれば、上下二つの液体流路間を連通する垂直
流路を開閉する二重シール弁として、閉弁時の上下一対
の弁体の一方側ならびに開弁時の両弁体の接合部にシー
ル不良が発生した際に、これを自動的且つ確実にしかも
シール不良発生後に直ちに検知でき、もって従来の如き
多量の漏液による損失や複数のシール不良による両流路
間の液体混合の危険性を未然に防止できると共に、シー
ル不良による漏液を外部に排出する排液管の内外がウオ
ーターシールによって遮断され、流路の液体の脈動に伴
う弁杆の動きやシール不良によっても汚染された外部の
空気が流路に巻き込まれる恐れのない、極めて信頼性に
優れる二重シール弁を提供できる。

また、本考案の請求項（２）の二重シール弁によれば、
両弁体の対向面の洗浄作業の最終段階で使用された清浄
な水が自然に排液弁の閉弁限界量だけ排液管内に残るこ
とから、シール不良の発生を直ちに検出可能とし且つ上
記ウオーターシールとするために該排液管内に液を注入
する格別な操作が不要となる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例に係る二重シール弁の閉弁状
態における縦断面図、第２図は同上の開弁状態における
要部拡大縦断面図、第３図は同二重シール弁の排液管下
部の拡大縦断面図である。 １…弁ケーシング、2a,2b…流路、３…垂直通路、6a…
上部弁座、6b…下部弁座、７…上部弁体、８…下部弁
体、９…第１弁杆、9a…ノズル孔、9b…洗浄液導入孔、
9c…洗浄液通路、10…排液管、11…第２弁杆、16a…洗
浄液注入口、20…排液弁体、22…圧縮コイルスプリン
グ、23…近接スイッチ、ｔ…対向間隙。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】上下二つの液体流路間を連通する垂直通路
   に上部弁座と下部弁座が形成され、これら両弁座に各々
   対応する上部弁体と下部弁体とが上記通路に同軸上に相
   対向して且つ閉弁時の両弁体間に対向間隙を形成するよ
   うに配設され、下部弁体には上方へ延びる第１弁杆と上
   記対向間隙に連通して下方へ延びる排液管とが形成さ
   れ、上部弁体には上記第１弁杆に外嵌挿する中空状の第
   ２弁杆が形成され、下部弁体に伴って上部弁体が追従移
   動する二重シール弁において、上記排液管の下端部に、
   ばね力によって上方へ付勢されて該排液管の下端開口部
   を液密封止すると共に、該排液管内の液重量が上記ばね
   力に打ち勝った際に下降して開弁する排液弁と、該排液
   弁の開弁作動を検知する近接スイッチとが設けられたこ
   とを特徴とする二重シール弁。
2. 【請求項２】上下部弁体の両弁杆が上下の液体流路を構
   成する弁ケーシングの上方外部へ突出され、この突出部
   に設けた洗浄液注入口より両弁体の対向間隙に至る洗浄
   液通路が形成されてなる請求項（１）記載の二重シール
   弁。