JPS5912906B2 - ピストンコンプレツサおよびポンプ用のバルブ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はピストンコンプレッサお工びポンプ、特にこれ
らのコンプレッサお工びポンプ用のバルブに関する。

ピストンコンプレッサは、化学、ガス、石油、石油化学
および原油精製工業において広く用いられている。

これらのピストンコンプレッサは、生産される多量のエ
ネルギ源に比例してその使用量や使用頻度も著しい。

ピストンコンプレッサに用いられるバルブも多種、多様
であるが、これらのバルブの中で円形板ないしディスク
板を具えるバルハカ最モ一般的である。

このような形式のバルブは大部分のピストンコンプレッ
サについて使用される。

特に、不純物をも含むあらゆる種類のガスを差圧を利用
して圧搾するピストンコンプレッサについて使用できる
ものである。

ピストンコンプレッサのバルブは多数の条件に合致しな
ければならないが、その中で最もきびしく、かつピスト
ンコンプレッサの性能に重要な影響を及ぼすものに次の
ようなものがある。

−バルブ内の差圧によって決定されるバルブの抵抗が低
いこと。

即ち、バルブを通過するガスによって生ずるバルブの抵
抗を克服するに要する動力が小さいこと。

一件用信頼性が高いこと。

このような条件に合致することの重要さは、各種のコン
プレッサがその消費動力の和尚の部分をバルブの抵抗に
打ち勝つために使用しているという事実によって裏付け
られている。

ピストンコンプレッサの停止あるいは不調がバルブに原
因していることがかなり多い。

バルブが故障した場合は、コンプレッサを停止して故障
個所をさがしたり、バルブの修理や交換をしなければな
らない。

長年の間、バルブの抵抗に打ち勝つためのパルプ内の著
しい動力損失のためにピストンコンプレッサの効率を減
じ、ガスの生成価格を増加し、ある場合には、技術的プ
ロセスの未完遂のために最終生成物に無駄が生ずること
すらあった。

従来より公知のバルブ（例えば、英国特許第１０２５７
１３号参照）は、ガス通路を具えた弁座、バルブに作用
する差圧の影響下で前記弁座通路を開閉するために移動
可能に装着された均一な厚さの少なくとも１つの板部材
、該板部材の上昇移動を制限するストッパ、該制限スト
ッパと板部材との間に設けられかつパルプ閉塞開始時期
において前記弁座通路を閉じるために板部材を移動させ
る少なくとも１つのばね、および前記板部材を整合させ
るための装置を含んで成る。

この従来のバルブは、バルブの作用信頼性を減じ、その
抵抗を上昇させかつ板部材の整合性を複雑にするという
多数の実質的欠点を含んでいる。

これらの欠点は次のようなものである。

一板部材の断面において厚さが均一であるために板部材
の断面の中央部分がその板部材断面の隣接部分に比して
応力が高く、かつ板部材の断面の中央部分に作用する最
大曲げモーメントが、特に板部材に作用する大きな差圧
によって、板部材の前記中央部分がたわみ、板部材の閉
塞部分の接触面積の減少をもた９し、それと同時に、弁
座に実際に接触する個所において接触応力が高くなる。

その理由は次のように考えられる。

即ち、材料力学的な見地においても、均一な厚さの板部
材は断面の中央部分において応力がその隣接部分に比較
して最大となる。

パルプ板は平坦な閉塞部分を有し、この閉塞部分はバル
ブが閉じている間は弁座に接合している。

作用中にバルブ板に働く差圧による荷重が作用している
状況下で、バルブ板はたわみ、これによりバルブ板の閉
鎖部分と弁座との間の接触面積が減少し、従って接触応
力が高くなるのである。

一板部材の表面が制限ストッパに同時に接触しないため
に、板部材の外表面上に位置する制限ストッパに最初に
接触する板部材の個所の接触応力が高くなる。

−バルブの開放時において、弁座通路から、弁座と板部
材の閉塞部分との間に形成されるスロットへ流れるガス
の急激な旋回によってバルブの抵抗が大きくなる。

一板部材を弁座通路に整合させるために、整合用のピン
を用いかつデ座又は制限ストッパに前記ピン用の孔を形
成していたので、板部材を弁座通路に関して整合させる
ための構造が複雑であった。

このようなピンを廃止すれば、バルブ作用の間バルブ板
の移動がスムーズに行なわれないという欠点があった。

本発明の目的は、上述のような欠点を解消することであ
り、このような目的は次のような本発明のピストンコン
プレッサおよびポンプ用のバルブによって達成される。

すなわち、ガス通路を具えた弁座、該弁座の通路を開閉
するためにバルブに適用される差圧により移動可能に設
けられた少なくとも１つの板部材、板部材の動きを制限
するストッパ、該ストッパと板部材との間に配置した少
なくとも１つのばねを含んで成り、前記はねはバルブの
閉塞動作の開始時期において弁座の通路を閉じるべく板
部材を動かすようになっている、ピストンコンプレッサ
およびポンプ用のバルブにおいて、前記板部材はＴ字形
断面の輪郭を有し、該丁字形輪郭の垂直部分は弁座の通
路の内方に向つて位置し、一方前記輪郭の水平部分の端
部は前記垂直部分の側部に位置し、更に該水平部分はバ
ルブの閉塞時において弁座に接触する閉塞部分を有し、
前記１字形輪郭の垂直部分はこの輪郭の水平部分の前記
閉塞部分にスムーズに合同する傾斜側面を有し、前記丁
字形板部材の垂直部分と一体的に形成した整合リブは、
前記通路に関する前記板部材の動きを整合させるべく前
記弁座の通路の直径によって限定されていることを特徴
とする、本発明のピストンコンプレッサおよびポンプ用
のバルブによって達成される。

本発明のピストンコンプレッサお工びポンプ用バルブに
よれば、パルプ板がＴ字形断面の輪郭を有しているので
、丑ず第一に、それの中央部分の板部材の高さが増加し
ていることによって応力の最大になるこの中央部分の応
力を減少し、次に、板部材のステイフネスが増加するこ
とによってバルブの閉塞時において板部材に最大の差圧
が作用している時であっても板部材の閉塞部分のたわみ
を減少しかつ接触応力を減少することが可能になる。

本発明に係わるバルブは、ガスの動圧抵抗を減するため
に、前述のように、板部材の丁字形輪郭の垂直部分はこ
の輪郭の水平部分の閉塞部分に徐々に合同する傾斜側面
を有する。

パルプ板のこのような形状により、バルブの開放時にお
いて、急激な旋回を伴なわずに、弁座とパルプ板の閉塞
部分との間に形成されるスロットへガス流をスムーズに
送込ことができる。

バルブの設計を簡単にしかつそれの板部材の整合性を向
上させるために、本発明に係わるバルブは、前述のよう
に、バルブ板部材が、該板部材と一体的に成形されかつ
その一方の側で丁字形輪郭の垂直部分に結合し、その他
方の側で、弁座の通路の直径によって限定されている整
合リブを有し、板部材を前記通路に関して整合させてい
る。

これらの整合リブは、パルプ板が弁座の円筒通路に直接
整合するのを保証する。

このように円筒通路にパルプ板を直接整合させる方法は
、板部材を整合させるための特別な装置を省略する。

更に、本発明の好適な実施例では、板部材の１字形輪郭
の水平部分はこの輪郭の垂直部分の反対側における外周
面に傾斜面を有し、該傾斜面は板部材の中央部からその
周縁部に向かっている。

バルブの開放時において板部材と制限ストッパとの間の
最初の接触は衝撃の性質を有するものでありかつパルプ
板はある衝撃を伴なって移動する。

従って、パルプ板と制限ストッパとの間の最初の接触は
、板部材の全長面にわたって行なわれるのではなく１点
のみにお′いて行なわれる。

さらに、最初の接触は外周面上において行なわれ、その
外周面は板部材と制限ストッパとの間の最初の接触の瞬
間に強い接触応力を受ける。

板部材の外周面に傾斜面を形成することにより、最初の
接触位置が集中部分である板外周面の縁部から移動する
のが可能となる。

上記傾斜面から、丁字形輪郭の垂直部分の反対側におけ
る該輪郭の水平部分１でのところでスムーズな移行部が
形成さ！−なければならない。

これは、バルブの開放時に、板部材と制限ストッパとの
間の最初の接触位置における接触抵抗を減する。

以下、図面を参照し本発明の実施例につき説明する。

本発明に係わるバルブは、ガス通路２を具える弁座１（
第１図）、差圧によって動かされる手段と共に設けた通
路２を開閉する丁字形板部材３゜これらの板部材３の動
きを制限するストッパ４、バルブの閉塞開始時期におい
て弁座１の通路２を閉じるために板部材３を動かすため
の、ストッパ４と板部材３との間に設置したばね５（第
２図）を含んで成る。

弁座１と制限ストッパ４とはスタンド６およびナツト７
によって相牝に連結されている。

板部材３（第３図および第４図）は断面において７字形
の輪郭を有し、かかる７字形の輪郭の垂直部分８は弁座
１の通路２の内方に向って位置し、一方それの水平部分
９は、垂直部分８の側部から端部１０，１１ｔでのとこ
ろで閉塞部分１２．１３を有し、これらの閉塞部分はバ
ルブの閉塞時に弁座１に接触する。

水平部分９は、垂直部分８０反対側における外周部１４
上に傾斜面１５を有し、この傾斜面は板部材３の中央部
からその周縁部に向かっており、かつ水平部分９の外周
部１４と徐々に合同する部分１６を有する。

７字形の板部材３の垂直部分８は、閉塞部分１２．１３
になめらかに合同する傾斜側面１７を有する。

バルブ板部材３は、その周囲に間隔をおいて配置されか
つこの板部材と一体的に成形された少なくとも３つの整
合リブ１８を有する。

これらのリブは一方の側において丁字形輪郭の垂直部分
８に結合され、他方の側において弁座１の通路２の直径
によって限定されている。

第５図、第６図および第７図はこれらのリブの各種の配
置態様を示すものである。

第５図において、整合リブ１８は板部材３の丁字形輪郭
の垂直部分８０両側に設けられている。

第６図において、整合リブ１８は丁字形輪郭の垂直部分
８と通路２の外側直径部との間に設けられている。

第７図において、整合リブ１８は丁字形輪郭の垂直部分
と通路２の内側直径部との間に設けられている。

このバルブの作用は次のとおりである。

差圧が弁座の側部から作用しバルブの抵抗に打ち勝った
場合、バルブは開き、板部材３はストッパ４に尚接する
まで移動し、かくして弁座１と板部材３の閉塞部分１２
．１３との間でガス通過用スロットを開く。

差圧がバルブに作用しない場合、バルブは閉じられ、板
部材３はばね５によって押圧されかつ板部材３の閉塞部
分１２，１３は弁座１に対してしっかりと接合しており
、弁座通路を閉じている。

差圧が制限ストンぷ４の側からバルブに作用した場合、
バルブは閉じられかっばね５による閉じる力はバルブに
作用する差圧の力で増加される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のバルブの長手方向の断面図、第２図は
ばねの面におけるバルブの断面図、第３図はバルブの閉
塞位置における板の部分を示す図、第４図はバルブの開
放位置における板の部分を示す図、第５図、第６図およ
び第７図は板に設けた整合リブの各種の態様を示す図で
ある。 １・・燐圧、２・・・ガス通路、３・・・板部材、８・
・・垂直部分、９・・・水平部分、１０．１１・・・水
平部分の端部、１２，１３・・・閉塞部分、１４・・・
外周部、１５・・・傾斜部、１７・・・傾斜側面、１８
・・・整合リブ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ガス通路２を具えた弁座１、該弁座の通路を開閉す
   るためにバルブに適用される差圧に工す移動可能に設け
   られた少なくとも１つの板部材３、板部材の動きを制限
   するストッパ４、該ストッパと板部材との間に配置した
   少なくとも１つのばね５を含んで成シ、前記ばねはバル
   ブの閉塞動作の開始時期において弁座の通路を閉じるべ
   く板部材を動かすようになっている、ピストンコンプレ
   ッサおよびポンプ用のバルブにおいて、前記板部材３は
   丁字形断面の輪郭を有し、該丁字形輪郭の垂直部分８は
   弁座１の通路２の内方に向って位置し、一方前記輪郭の
   水平部分９の端部１０，１１は前記垂直部分の側部に位
   置し、更に該水平部分９はバルブの閉塞時において弁座
   １に接触する閉塞部分１２．１３を有し、前記丁字形輪
   郭の垂直部分８はこの輪郭の水平部分９の前記閉塞部分
   １２゜１３にスムーズに合同する傾斜側面１７を有し、
   前記丁字形板部材３の垂直部分８と一体的に形成した整
   合リブ１８は、前記通路２に関する前記板部材３の動き
   を整合させるべく前記弁座１の通路２の直径によって限
   定されていることを特徴とする、ピストンコンプレッサ
   お工びポンプ用のバルブ。