JPH076581U - ダイヤフラム弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 主弁座の開度が大きいときは多量のパイロッ
ト流体を入口オリフィスから圧力作用室に流入させるこ
とによって、ウオータハンマ緩和用ダイヤフラム弁の主
弁の閉鎖時間を短縮する。 【構成】 入口ポート（４１）及び出口ポート（４２）
の間の主弁座（４３）を開閉する弁体（５）の背後に圧
力作用室（７）をダイヤフラム（５１）で画成し、圧力
作用室と入口ポートとを入口オリフィスで連通し、圧力
作用室のパイロット流体を、パイロット弁（３）で開閉
される出口オリフィス（１３）を介して流出可能とし、
圧力作用室に流入したパイロット流体の圧力で主弁の弁
座を開閉させる形式のダイヤフラム弁であって、入口オ
リフィスを、常に開放した状態にある小流量の第１の入
口オリフィス（８）と、これよりも流量が多くかつ前記
ダイヤフラムで開閉可能な第２の入口オリフィス（９）
とで構成している。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ダイヤフラム弁、特に主弁のウオータハンマを緩和するために使用 されるダイヤフラム弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来から、主弁の急閉鎖によって生ずるウオータハンマを緩和するためのダイ ヤフラム弁として、例えば特公昭６０−４１２６８号公報に記載されているもの が知られている。この弁は、入口ポートと出口ポートとの間の主弁座を閉鎖する 弁体の背後に圧力作用室を区画形成し、この圧力作用室に入口オリフィスから流 入したパイロット流体を、パイロット弁で開閉する出口オリフィスを通して出口 ポートに流出させ、その出口オリフィスの開閉に伴う圧力作用室の流体圧力で弁 体を開閉するパイロット作動の電磁弁において、入口オリフィスに弾性材料の流 れ制御要素を設けて構成されていて、流体圧力による流れ制御要素の変形により 弁体の両側の圧力差の大小に拘わらず、パイロット流体を予め設定した一定の小 流量で圧力作用室に流入させ、それによって主弁座をゆっくり閉鎖してウオータ ハンマを緩和するものである。

【０００３】 しかしながら、この公知のダイヤフラム弁は、主弁座の開度が大きいときは主 弁座を急速に閉鎖してもウオータハンマが発生しないにも拘わらず、流れ制御要 素を介して圧力作用室に流入するパイロット流体の流入速度を全体的に遅くした ものであるから、主弁座の閉鎖時間が比較的長くなるという欠点がある。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

本考案は、主弁座の開度が大きいときは多量のパイロット流体を入口オリフィ スから圧力作用室に流入させることによって、ウオータハンマ緩和用ダイヤフラ ム弁の主弁の閉鎖時間を短縮することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するために本考案は、入口ポート及び出口ポートの間の弁座を 開閉する弁体の背後に圧力作用室をダイヤフラムで画成し、前記圧力作用室と前 記入口ポートとを入口オリフィスで連通し、前記圧力作用室に前記入口オリフィ スから流入したパイロット流体を、パイロット弁で開閉される出口オリフィスを 介して流出可能とし、前記圧力作用室に流入したパイロット流体の圧力で主弁の 弁座を開閉させる形式のダイヤフラム弁において、前記入口オリフィスを、常に 開放した状態にある小流量の第１の入口オリフィスと、これよりも流量が多くか つ前記ダイヤフラムで開閉可能な第２のオリフィスとで構成し、前記主弁の開度 が全開から比較的小さくなるまで前記第２のオリフィスを開放状態に保ち、主弁 の開度が比較的小さくなったとき前記ダイヤフラムで前記第２のオリフィスを閉 鎖するように構成されている。

【０００６】

【作用】

パイロット弁により出口オリフィスが閉鎖されて、圧力作用室に流入した流体 圧によって弁体が主弁座を閉鎖している状態において、出口オリフィスを開放す ると、圧力作用室内のパイロット流体が出口オリフィスを介して流出し、入口ポ ートからの流体圧により主弁が開放して入口ポートの圧力流体が出口ポートから 流出する。この場合、弁体が開放を開始して第２の入口オリフィスが開放するま での間は入口ポートの圧力流体が小流量の第１の入口オリフィスのみを通じて圧 力作用室に流入することになるため、圧力作用室の圧力が急速に低下し弁体は急 速に開放される。

【０００７】 次に、パイロット弁で出口オリフィスを閉鎖することにより、入口オリフィス から圧力作用室に流入するパイロット流体によって圧力作用室の流体圧が上昇し 、弁体が主弁座を閉鎖する方向に移動する。この場合、パイロット弁が出口オリ フィスを閉鎖した当初は第２の入口オリフィスはダイヤフラムにより閉鎖されず 開放しており、パイロット流体は小流量の第１の入口オリフィスをも流れるもの の、主としてそれよりも流量の多い第２の入口オリフィスを介して圧力作用室に 流入する。従って、圧力作用室の流体圧が速やかに上昇して弁体は急速に主弁座 の閉鎖方向に移動するが、主弁の開度が大きい間はウオータハンマが発生するこ とはない。

【０００８】 主弁の開度が次第に小さくなるにつれて第２の入口オリフィスは徐々にダイヤ フラムにより閉鎖されるので、パイロット流体は小流量の第１の入口オリフィス を介して圧力作用室に流入し、圧力作用室に流入するパイロット流体が急速に減 少する。それにより主弁の閉鎖速度が大幅に低下するため、主弁の閉鎖に伴って 生ずるウオータハンマが緩和される。この場合、主弁は閉鎖過程の大半において 急速に閉鎖するので閉鎖時間が短縮される。

【０００９】

【実施例】

以下、本考案について図面を参照しながら説明する。図１は図４のＡ−Ａ線に 関する本考案の断面図を、図２及び図３は図４のＢ−Ｂ線に関する断面図を、図 ４は本考案のダイヤフラム弁の平面図を、それぞれ示している。図１及び図２を 参照すると、このダイヤフラム弁１は、主弁２と主弁２の開閉を制御するための パイロット弁３とで構成されている。

【００１０】 主弁２を収容する弁本体４には、入口ポート４１、出口ポート４２及び両ポー ト４１、４２を貫通させる流路間の主弁座４３が形成されている。主弁座４３を 開閉する弁体５は、弁本体４とこれを覆うカバー６との間で周縁部が挟持された ダイヤフラム形式として構成されており、ダイヤフラム５１で区画された弁体５ の背後のカバー６内に圧力作用室７が形成されている。弁本体４には、更に、ダ イヤフラム５１の下側でかつダイヤフラム５１の周縁部において凸状の隆起部４ ４が形成されており、この隆起部４４には、入口ポート内において、ダイヤフラ ム５１とは反対方向に開口している小径の第１の入口オリフィス８と、ダイヤフ ラム５１に向かう方向に開口していて第１の入口オリフィス８よりも流量の多い 第２の入口オリフィス９が形成されている。両入口オリフィス８、９は流路１１ によって圧力作用室７と連通している。

【００１１】 ダイヤフラム５１は、圧力作用室７側にリテーナ５２を、主弁座４３側に弾性 シール材５３を一体成型し、センタシャフト５４のかしめによって一体化されて おり、弁体５はこれらダイヤフラム５１、リテーナ５２、弾性シール材５３及び センタシャフト５４によって構成される。ダイヤフラム５１は、後述するように 、主弁２の開度が大きいときは第２の入口オリフィス９を開放状態に保ち（図３ 参照）、主弁２の開度が次第に小さくなるにつれてダイヤフラム５１の下側が隆 起部４４と当接することにより第２の入口オリフィス９を閉鎖するように形成さ れている（図２参照）。

【００１２】 弁体５とカバー６との間には、弁体５を主弁座４３に押圧するばね１０が設け られている。

【００１３】 図１において、圧力作用室７と出口ポートとを連通させる流路１２には、出口 オリフィス１３が設けられている。この出口オリフィス１３は上記パイロット弁 ３のパイロット弁体３１により開閉可能であり、出口オリフィス１３の開口面積 は第１の入口オリフィス８及び第２の入口オリフィス９の開口面積の和よりも大 きく形成されている。

【００１４】 パイロット弁３は、ソレノイド３２の励磁によって可動鉄心３３が吸引される ことによりパイロット弁体３１が出口オリフィス１３から離間して、出口オリフ ィス１３を開放し、また、ソレノイド３２の励磁解除によって可動鉄心３３が復 帰することによりパイロット弁体３１が出口オリフィス１３を塞ぐように構成さ れた周知の電磁弁である。しかしながら、パイロット弁体３１の開閉はかかる電 磁弁のみに限定されるものではなく、モータ、空気圧等の他の周知の方法で作動 させてもよい。

【００１５】 本考案の上記構成において、以下その作用を説明する。

【００１６】 図１及び図２は、パイロット弁３のソレノイド３２が非励磁の状態を示し、出 口オリフィス１３はパイロット弁体３１により閉鎖されており、圧力作用室７に は入口ポート４１から第１の入口オリフィス８を通ってパイロット流体が供給さ れている。従って、このパイロット流体圧とばね１０の付勢力とにより弁体５は 主弁座４３を閉鎖している。

【００１７】 この状態でパイロット弁３のソレノイド３２を励磁すると、パイロット弁体３ １が出口オリフィス１３を開放することにより、圧力作用室７のパイロット流体 が出口オリフィス１３を介して出口ポート４２に流出するため、圧力作用室７の 流体圧が低下し、図３に示すように、弁体５は入口ポート４１からの流体圧によ り主弁座４３を開放する。この場合、弁体５が開放を開始した当初は、ダイヤフ ラム５１は隆起部４４と当接していて第２の入口オリフィス９はまだダイヤフラ ム５１により閉鎖されているため、第２の入口オリフィス９が開放するまでの間 は、入口ポート４１の圧力流体は小流量の第１の入口オリフィス８のみを通じて 圧力作用室７に流入する。そのため、圧力作用室７の圧力は急速に低下し、弁体 ５は主弁座４３を開放する方向に急速に移動される。

【００１８】 主弁座４３の開放により、ダイヤフラム５１が隆起部４４から離間して当接状 態が解除され第２の入口オリフィス９が開放されるが、出口オリフィス１３の開 口面積は第１の入口オリフィス８及び第２の入口オリフィス９の開口面積の和よ りも大きく形成されているので、圧力作用室７における流体圧が上昇することは ない。また、第２の入口オリフィス９の流量が第１の入口オリフィス８の流量よ りも多く、パイロット流体の殆どが第２の入口オリフィス９を介して圧力作用室 ７に流入するので、小径の第１の入口オリフィス８における異物の詰まりを防止 できる。

【００１９】 次に、パイロット弁３のソレノイド３２の励磁を解除すると、パイロット弁体 ３１が出口オリフィス１３を塞ぐため、パイロット流体が第１の入口オリフィス ８及び第２の入口オリフィス９から圧力作用室７に流入し、圧力作用室７の流体 圧が上昇して弁体５を主弁座４３に向けて押圧する。この場合、主弁２の開度が 全開から比較的小さくなるまではダイヤフラム５１が第２の入口オリフィス９か ら離間した状態にあり、圧力作用室の流体圧は速やかに上昇して主弁２を急速に 閉鎖しようとするが、主弁２の開度が比較的大きいのでウオータハンマが発生す ることはない。

【００２０】 主弁２の開度が比較的小さくなるにつれて、ダイヤフラム５１が隆起部４４と 当接するようになり、第２の入口オリフィス９がダイヤフラム５１により閉鎖さ れるので、パイロット流体は第１の入口オリフィス８のみから圧力作用室７に流 入する。この場合、第１の入口オリフィス８の流量は第２の入口オリフィス９よ りも少ないので圧力作用室７に流入するパイロット流体の流量が急激に減少し主 弁２の閉鎖速度が大幅に低下する。従って、主弁の急激な閉鎖によるウオータハ ンマが緩和される。

【００２１】 このように、主弁は閉鎖過程の大半において急速に閉鎖するので、ウオータハ ンマを緩和させる弁でありながら閉鎖時間を短縮することが可能である。

【００２２】

【考案の効果】

本考案は、上述のように、圧力作用室にパイロット流体を流入させる入口オリ フィスを小流量の第１の入口オリフィスと、それよりも流量の多い第２の入口オ リフィスとで構成し、主弁の開度がある程度小さくなるまで両オリフィスを開放 させ、パイロット弁が出口オリフィスを閉鎖した場合の圧力作用室の急速な圧力 上昇により主弁を速やかに閉鎖方向に移動させるようにしたため、主弁の閉鎖時 間を短縮させることができる。また、主弁の開度がウオータハンマを発生させや すい程度にまで小さくなったとき、ダイヤフラムが第２の入口オリフィスを閉鎖 して圧力作用室に流入するパイロット流体を減少させるので、主弁の閉鎖時間を 短縮させるものであるにも拘わらず、主弁の閉鎖によるウオータハンマを緩和す ることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のダイヤフラム弁を図４のＡ−Ａ線に沿
って切断した縦断面図であり、主弁の閉弁状態を示す図
である。

【図２】図４のＢ−Ｂ線に沿って切断した本考案の縦断
面図であり、主弁の閉弁状態を示す図である。

【図３】図２と同様に図４のＢ−Ｂ線に関する縦断面図
であり、主弁の開弁状態を示す図である。

【図４】本考案のダイヤフラム弁の平面図である。

【符号の説明】

１：ダイヤフラム弁 ２：主弁 ３：パイロット弁 ５：弁体 ７：圧力作用室 ８：第１の入口
オリフィス ９：第２の入口オリフィス １３：出口オリフ
ィス ４１：入口ポート ４２：出口ポー
ト ４３：主弁座 ４４：隆起部

Claims (5)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 入口ポート及び出口ポートの間の主弁座
   を開閉する弁体の背後に圧力作用室をダイヤフラムで画
   成し、前記圧力作用室と前記入口ポートとを入口オリフ
   ィスで連通し、前記圧力作用室に前記入口オリフィスか
   ら流入したパイロット流体を、パイロット弁で開閉され
   る出口オリフィスを介して流出可能とし、前記圧力作用
   室に流入したパイロット流体の圧力で主弁の弁座を開閉
   させる形式のダイヤフラム弁において、 前記入口オリフィスを、常に開放した状態にある小流量
   の第１の入口オリフィスと、これよりも流量が多くかつ
   前記ダイヤフラムで開閉可能な第２の入口オリフィスと
   で構成し、前記主弁の開度が全開から比較的小さくなる
   まで前記第２の入口オリフィスを開放状態に保ち、主弁
   の開度が比較的小さくなったとき前記ダイヤフラムで前
   記第２の入口オリフィスを閉鎖するように形成したこと
   を特徴とするダイヤフラム弁。
2. 【請求項２】 前記第２の入口オリフィスを、入口ポー
   ト側のダイヤフラム周縁部に近接した位置に設けたこと
   を特徴とする請求項１記載のダイヤフラム弁。
3. 【請求項３】 前記ダイヤフラム弁の弁本体には、前記
   ダイヤフラムの周縁部に沿って環状の隆起部を設け、前
   記第２の入口オリフィスを前記環状の隆起部の前記入口
   ポート側に設けたことを特徴とする請求項１又は２記載
   のダイヤフラム弁。
4. 【請求項４】 前記第２の入口オリフィスは前記環状の
   隆起部において前記ダイヤフラムの方に向かって入口ポ
   ート内に開口し、前記ダイヤフラムは、前記主弁の開度
   が全開から比較的小さくなるまで前記第２の入口オリフ
   ィスを開放状態に保ち、主弁の開度が比較的小さくなっ
   たとき前記ダイヤフラムと前記環状の隆起部とが当接し
   て、前記第２の入口オリフィスの開口を閉鎖するように
   形成したことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか
   に記載のダイヤフラム弁。
5. 【請求項５】 前記第１の入口オリフィスを、入口ポー
   ト側のダイヤフラム周縁部に隣接しかつ前記第２の入口
   オリフィスに隣接した位置に設けたことを特徴とする請
   求項１ないし４のいずれかに記載のダイヤフラム弁。