JPS5830998Y2 - 濾過装置及び類似装置用の正逆切替弁 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 濾過装置等にお・いて流体の正逆方向の流れが要求され
る場合、例えば濾過装置において、濾過時の正方向の流
れと逆流洗浄時の逆方向の流体の流れが性能回復のため
に要求される様な場合にむいて、従来よシ行なわれて来
ている方法は装置の配管中に多方向切替弁（例えば三方
コックや四方コックなど）や開閉バルブなど多数ケを設
は流体の流れの正逆切替を行なっている。

これは操作が複雑であるばかりでなく占有するスベイス
も広く要求されるし、操作上の特別な知識と熟練を要す
るのである。

更にこの正逆切替を自動化すれば多くの電動パルプを必
要とする結果、機械１わりや電気操作盤など１すまず繁
雑化し、故障時、故障箇所の発見から困難となり専門の
知識を持つ技術者が必要なのである。

更に、先行技術の切替弁として実公昭３８−２３７６の
「可逆ポンプ用自動切替弁」がある７５匁この切換弁は
正転の場合の液と逆転の場合の液とが同一であシ混合さ
せて共通の油槽りに還流する場合にのみ使用できるので
あって、濾過装置に訃ける濾過と逆洗のように両液が本
質的に異なシ混合してはならない場合には使用できない
。

本考案の目的は上記の欠点を除去するものであり濾過装
置の様な濾過時の流れと逆流洗浄時の流れとを互に逆方
向にする必要があり、然も濾過水と汚染された逆洗水と
が混じらないようにでる必要のある装置に於て、正方向
の流れと逆方向の流れの切゛替えを、切替弁内に流入す
る流体の動圧のみによって行なうことの出来る濾過装置
及び類似装置用の正逆切替弁を提供することである。

即ち、本考案は、中空筒状体１に、該筒状体の中空内部
を２分して２つの室とする隔壁８を設け、中空筒状体に
は隔壁の両側に夫々、軸線方向両端に開口する液体人口
２，２′ と、中空筒状体の側壁に設けた液体出口兼
人口４，４′ と、隔壁８と液体出口兼人口４，４′
との間の側壁に設けた液休出口３，３′の６個を開口部
を配設し、液体出口兼入口４４′と液体出口３．３１の
間の位置に、中空筒状体の内壁から内側へ夫々突出した
切頭円錐型の弁座６，６′ を両円錐の頂点が互に対向
するように配設し、隔壁８には密封リング９を内設した
軸線に沿って貫通する透孔を設け、該透孔には、軸７０
両端に軸線方向の一端が切頭円錐型である弁頭５，５′
を円錐の頂点が互に対向するように夫々結合した液体
圧同時作動弁の往復軸７を挿設してなる、濾過液と逆洗
液の液圧により作動する正逆切替装置に係るものである
。

図面の実施例について詳説すると、第１図及び第２図は
切替弁の縦断面図を示しておシ、第１図は正方向時であ
り、第２図は逆方向時である。

１は筒状体で金属又は合成樹脂等から造られる。

２及び２′は入口筒体１の長手方向の端に設けられる。

３及び３′は出口、４及び４′ は液体出口兼入口、５
及び５′は弁頭で金属又は合成樹脂等から造られる。

使用する流体により異なる耐蝕性のすぐれた材質や表面
処理を施すことが好ましい・内側はテーパーとなし弁座
６及び６ノ と各々密に圧接する。

７は往復軸で合成樹脂又は金属等で造られた長手方向に
摺動するため、摩擦係数の小さい材料や表面処理を施す
ことが望ましい。

そして弁頭５及び５ノ を長手方向に連結して液圧同時
作動弁を構成している。

液体圧同時作動弁は、往復軸７０両端部に、軸線方向の
一端が切頭円錐型である弁頭５ｐ５′を円錐の頂点が互
に対向するように結合した構造を有する。

往復軸７が隔壁８の透孔に摺動自在に挿設され、液体圧
によシ移動する。

このような構造であるから、本考案に於ては、弁は濾過
液又は逆洗液の液体圧のみにより作動し、且つ必ず２つ
の弁頭５と５′は同時に同じ量だけ同方向に動く特徴を
有する。

８は隔壁、９は密封リングで、合成ゴムのリング又はア
スベスト繊維などが用いられる。

往復軸７の摺動に対し、密封を保持することと、摩擦力
をできるだけ小さくする必要がある。

１０は切替弁全体を示す。

切替えの作用、機能につき、第１図及び第２図を用いて
詳説する。

第１図の入口２より加圧された流体が流入する。

滑動弁は流体の有する動圧エネルギーを受けて右方に押
され移動して弁座６に密着する。

弁頭５′ も往復軸７に押され、移動して第１図に示す
位置になる。

入口２から筒状体１内に流入した流体は液体出口兼人口
４より出る。

次に液体出口兼入口４′ より筒状体１内に入り、流体
は弁座６′ でかこ１れた空間を流れ出口３′より出る
。

滑動弁５及び５′が第１図に示す位置において、入口２
より流入する流体の流れを停止へ人口２′ より流体を
流入させると、弁頭５′は動圧エネルギーを受けて押さ
れ、５′及び５は第２図に示す位置に移動する。

入口２′ より筒状体１内に流入した流体は液体出口兼
入口４′よう出る。

次に液体出口兼人口４よシ筒状体１内に流入し流体は出
口３よシ出るのである。

入口２及び２′を弁頭５及び５′ とそれぞれ対向して
設けた理由は滑動弁に流体が直角に当たることにより弁
ｉ 体を動かす流体のエネルギーをフルに活用するため
である。

弁頭５及び５′ と弁座６及び６′ とは図面ではテー
パー面で密接する様にしであるのは入口２及び２′よシ
流入する流体の流速が早い時、滑動弁に流体の衝突によ
り横振れが起るのを防止するのにきわめて有効なのであ
る。

流体の流速が遅い場合は滑動弁と弁座は滑動方向に対し
て直角な面で密接する様にしても何ら差支えない。

又両者が密接したときの密着性を高め或は衝撃を弱める
ため密接する部分に合成ゴムや軟質の合成樹脂を、両者
に又はどちらか一方に接着するのは好ましいことである
。

図面では筒状体１の内面と弁頭５及び５′の外周との間
に空隙を示している。

流体が液体の時は空隙は大きくてもよく、粘性の小さい
気体になる程空隙は小さくする。

或は滑動弁の外周部分にゴムリングを設け、筒状体内面
と気密性を保つ様にしてもよい。

軸受部８と往復軸１の外周面とは密封リング９によシ密
封されているから第１図に示す４′から３′に至る間の
筒状体内の流体が出口３の方に漏洩することはない。

同様に第２図における４から３に至る間の筒状体内の流
体が出口３′の方に漏洩することもない。

密封リング９は図面では２本使用しているが、多数本で
も単数でもよい。

要は密封を保つことと往復軸が流体の持つ動圧エネルギ
ーで充分摺動する様にすればよいのである。

なお弁頭と弁座との圧接密封は流体の持つ自己圧力で成
される。

尚、本考案の思想の範囲内で種々の変形、応用が可能で
ある。

即ち図では６開口を有する切替弁１個を使用する場合を
示しであるが、これとの均等物として、第７図に示す如
く、入口、液体出口兼入口、出口の３開口を有する筒状
体２個に軸受部を中心として分割し、これらを共通のフ
レーム４２に取付けることも可能である。

弁座は滑動弁を所定位置にて停止させるためのものであ
るから１往復軸にストッパーを設けてもよい。

第８図は往復軸に２個の段部４３，４３’ を設けて
ストッパーとしたものであり、第９図は往復軸にカラー
４５を設ケてストッパーとしたものである。

これらの場合には弁頭の停止位置で間隙から流体が漏洩
するのを防ぐためにリングシール４４，４４’を設ける
のがよい。

もつとも液体の場合には弁と筒状体との嵌合を適切にす
ればシールを省略することもできる。

弁座の代りとして筒状体の内壁に小突起を設け、滑動弁
を受けさせてもよい。

本明細書に於ては以上の内容をすべて包括したものを“
弁手段 と称する。

即ち本発明は入口、出入口、出口の３開口を有する筒状
体の内部を往復滑動する弁の位置を変えて所定位置にて
停止させることにより、入口と出入口との連通と、出入
口と出口との連通との切替えを可能とした弁手段２個を
前記弁の滑動方向が一致する如く個別的に若しくは一体
的に設け、前記弁手段２個の対向隔壁を摺動自在に貫通
する往復軸によって、前記弁を連結してなる切替弁に係
るものである。

第３図、第４図は機械装置と本考案による切替弁との関
連を示す概略図である。

１１は機械装置であり、水、油、溶剤などの液体濾過装
置や空気、ガスなどの気体濾過装置、液体や固体或は気
体などを混合する混合機、液体による冷暖房用熱交換機
など流体に正逆の流れを必要とするものである。

例えば濾過装置においては濾過流と逆流洗浄流、混合機
においては混合流と逆流洗浄流、熱交換機においてに温
液流と冷液流などである。

１２゜１３．１４．１５・１６．１７は管路である。

切替弁１０に釦ける弁頭５及び５′ の位置は、第３図
は第１図に相当し、第４図は第２図のそれと符合する。

第３図における流体の流れは、管路１２→２→１３→１
１→１６→４′→３′→管路１７を流れて流体は目的の
場所へ輸送される。

第４図における流体の流れは、管路１５→２′→４′→
１６→１１→１３→４→３→管路１４を流れて流体は目
的の場所へ輸送されるのである。

１１が濾過装置の時は第３図に示す流れで濾過を行なえ
ば、逆流洗浄は第４図に示す流れで行ない濾過装置内の
フィルターを洗浄し性能を回復させる。

１１が熱交換機の時は、第３図に示す流れで暖房用温液
を流せば、冷房用冷液は第４図示す流れで行なう。

この場合冷暖房は直ちに切替えが可能である。

機械装置１１を省き管路１３と１６を直結すれば流体輸
送の切替弁として使用できる。

次に本考案の切替弁を、砂層式加圧濾過機で水濾過に使
用した実施例を第５図、第６図に基づいて詳説する。

第５図は濾過の工程を示し、第６図は逆流洗浄の工程を
断面概略図で示している。

１８は濾過タンク、１９は濾過用ポンプ、２０は逆洗用
ポンプ、２１は原水槽、２２は瀘水槽、２３は水、２４
は濾過水、２５は原水室、２６は砂層、２７は多孔支持
体で砂層を支持することと濾過水を通水する役目を果す
。

２８は濾水室、４１は制流板で、送られてくる原水の水
流によって砂層が堀られるのを防止する。

２９は原水送入管、３０は逆洗水送入管、３１は原水管
、３２は濾水管、３３は排水管、３４は濾水送出管、３
５は原水吸入管、３６は逆洗水吸入管、３７は流量調整
弁で濾過流速を調整する。

３８はストレーナ、３９は逆止弁、４０は排水溝である
。

濾過時の水の流れと作用について第５図を用いて説明す
る。

濾過用ポンプ１９を始動する。

原水槽２１内にある被濾過水である原水２３はトレーナ
３８、逆止弁３９、原水吸入管３５を通ってポンプ１９
に吸入され、加圧されてポンプ吐出口より逆止弁３９、
流量調整弁３７を通り原水送入管２９を架上し、切替弁
１０の入口２から筒状体１内に噴出する。

弁頭５はその動圧エネルギーを受け、図に示す位置とな
り出口３の方向へは遮断され、開口した液体出口兼人口
４に原水は流れ出る。

原水は原水管３１を流れ濾過タンク１８の原水室２５に
入り、砂層２６内を流下しながら所要の濾過を受け、濾
過水となって多孔支持板を通って濾水室２８に入る。

濾過水は濾水室２８を出て濾水管３２を流れ液体出口兼
入口４′ より再び切替弁１０内に入って液体出入口３
′よυ出る。

更に濾過水送出管３４を流れ目的の場所に輸送される。

図面では一旦濾水楔２に落しているが、これに限定され
るものではない。

濾過が長時間続行されると原水中に台筐れているけん濁
物により、砂層２６は目詰りを起し、性能が低下するの
で、単位時間内に３ける濾過水量が減じある限度に至っ
た時、砂層を中心として濾過時と逆の方向に濾過水又は
他の清澄水を流―砂層を洗浄することにより、再び濾過
性能を回復させるのである。

これが逆流洗浄の工程であり、第６図はこの状況を断面
概要図で示している。

次に水の流れと作用を第６図を用い説明する。

濾過用ポンプ１９を停止すると濾過の流れは停止する。

切替弁１０の滑動弁５及び５′は第５図に示す位置の１
＼である。

次に逆洗用ポンプ２０を始動する。

瀘水槽２２に貯えられている濾過水２４は、ストレーナ
−３８から逆上弁３９、逆洗水吸入管３６を通ってポン
プ２０に吸入され加圧されて、逆止弁３９を通υ逆洗水
送入管３０を流れ、入口２′ より切替弁１０内に噴出
する。

弁頭５′は押されて５と共に第６図に示す位置に移行す
る。

濾過水２４は液体出口兼入口４′ を出て濾水管３２を
流下臥濾過タンク１８の下部の濾水室２８に入り、多孔
支持板２７から均等に砂層２６内に噴出される。

上向流であるから砂層は若干持ち上げられて砂粒間隙は
大きくなる。

洗浄水である濾過水は砂層内のけん濁物（比重は砂より
も小である。

）を伴ない上昇し原水室２５に出て、原水管３１、液体
出口兼人口４、出口３を通り排水管３３を流下して、排
水溝４０に排出される。

一般にはこの工程は５〜１５分行なわれ、砂層２６は再
び濾過性能を回復するのである。

逆流工程を終了させるには逆洗ポンプ２０を停止すれば
よい。

再び濾過工程に移行する場合は引続いて濾過用ポンプ１
９を始動する。

逆洗工程中は濾過用ポンプ１９側の逆止弁３９は閉じて
いるから逆洗中の懸濁物を伴なった汚水が滑動弁５と筒
状体１の内面とに間隙があっても原水送入管２９内に流
入することはない。

実施例第５図、第６図は砂層式濾過機について述べであ
るが、濾過の形式はこれにとられれるものではない。

濾過材に珪藻土をプレコートして行なう精密濾過機、合
成繊維の濾布や砂、金属粒、活性炭などの粒状物を焼結
又は接着剤で結合した濾過筒で直接濾過を行なう濾過機
、メンプランの如き超精密濾過機にも容易に利用できる
ものである。

本考案による切替弁は筒状体１内にあ゛いて正方向逆方
向の流路が自動的に形成されるのであるから操作として
は電気操作盤のポンプの起動と停止の押釦を押す操作だ
けで、濾過も逆洗も簡単に行なうことのできるので、伺
等特別な技術や知識を要しないのである。

たとえ誤って操作したとしても機械を破損させるような
ことは一切ないのである。

なむ本考案による切替弁を使用して濾過機を容易に完全
自動化することができる。

例えば、原水圧力と濾過水の送水圧との差圧を差圧計に
より検知し、電気信号に変換して信号を電気操作盤に送
り濾過用ポンプを停止獣道洗用ポンプを始動し前取って
タイマー等で逆洗工程時間を設定しておき、定められた
時間が経過すれば、逆洗用ポンプを停止し再び濾過用ポ
ンプが始動する様に電気操作盤内に回路を組込めばよい
。

従来方式の如く差圧計の電気信号を受けてポンプの起詠
停止、数ケの電動パルプの開閉、しかも濾過と逆洗とで
はその開閉順位が異なるし、各バルブ開閉の電気的確認
と操作への結び付など、複雑な電気回路と多数の部品を
使用しなければ自動化ができないものと比較すると、本
考案による自動化は単純な電気回路、少ない部品数で成
し得るので故障も少く管理、保全もきわめてたやすいの
である。

以上の様に本考案に係わる正逆自動切換弁は、機構が簡
潔であり、これを機械装置に利用すれば従来複雑であっ
た装置を簡素化し、更に操作も極めて単純化し、故障要
因の減少、修理の容易、時間の短縮など管理上、性能上
、経済上にも広く社会に貢献するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本考案切替弁の一実施例の構造を示す
断面概要図であυ、第１図は正方向の流れ時、第２図は
逆方向の流れ時をそれぞれ示している。 第３図、第４図は本考案の切替弁と機械装置との組合せ
を示す断面概要図である。 第３図は正方向の流れ時、第４図は逆方向の流れ時をそ
れぞれ示している。 第５図、第６図は本考案の切替弁を水濾過装置に使用し
た実施例を示す断面概要図であり、第５図は濾過工程中
、第６図は逆流洗浄工程中をそれぞれ示している。 第１図、第８臥第９図は夫々本考案の切替弁の他の実施
例を示したものである。 １・・・・・・中空筒状体、２，２ノ・・・・・・液体
入口、３゜３ノ ・・・・・・液体出口、４，４′−・
・・・・液体出口兼入口、５．５′・・・・・佛頭併せ
て、液圧同時作動弁、７・・・・・・往復軸併せて、液
圧同時作動弁、６，６′・・・・・・弁座、８・・・・
・・隔壁、９・・・・・・密封リング。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 中空筒状体１に、該筒状体の中空内部を２分して２つの
   室とする隔壁８を設け、中空筒状体には隔壁の両側に夫
   々、軸線方向両端に開口する液体入口２．２′ と、
   中空筒状体の側壁に設けた液体出口兼人口４，４′
   と、隔壁８と液体出口兼人口４．４′ との間の側壁
   に設けた液体出口３．３′の６個の開口部を配設し、液
   体出口兼人口４，４′と液体出口３，３′ の間の位置
   に、中空筒状体の内壁から内側へ夫々突出した切頭円錐
   型の弁座６゜６′ を両円錐の頂点が互に対向するよう
   に配設し、隔壁８には密封リング９を内設した軸線に沿
   って貫通する透孔を設け、該透孔には、軸７０両端に軸
   線方向の一端が切頭円錐型である弁頭５，５ノを円錐の
   頂点が互に対向するように夫々結合した液体圧同時作動
   弁の往復軸Ｉを挿設してなる、濾過液と逆洗液の液圧に
   より作動する正逆切替装置。