JPS5926683A - 水撃を防止する圧力バランス式ボ−ルタツプ - Google Patents

水撃を防止する圧力バランス式ボ−ルタツプ

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JPS5926683A
JPS5926683A JP13781882A JP13781882A JPS5926683A JP S5926683 A JPS5926683 A JP S5926683A JP 13781882 A JP13781882 A JP 13781882A JP 13781882 A JP13781882 A JP 13781882A JP S5926683 A JPS5926683 A JP S5926683A
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external
lift
pressure
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豊 山田
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K47/00Means in valves for absorbing fluid energy
    • F16K47/02Means in valves for absorbing fluid energy for preventing water-hammer or noise

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Details Of Valves (AREA)
  • Float Valves (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、水槽に液体を一定の水位まで供給する圧力
バランス式ボールタップに関する。
第1図は従来使用されている圧力バランス式ボールタッ
プを示す。/は弁箱で、その内部下側に内部弁板−が収
められている。内部弁板2は弁軸3に取り付けられてお
り、弁軸3はレバーゲを介してボールSの動きが伝えら
れる。内部弁板2には内部弁パツキン6、内部弁パツキ
ン押え7、内部弁ガイドgが取り付けられている。通常
内部弁パツキン押え7と内部弁ガイドgとは一体構造で
ある。弁箱゛/の外部上側に外部弁板りが弁軸3に装着
され、外部弁板9には外部弁パツキン10、外部弁パツ
キン押え//、外部弁ガイド/2が取り付けられている
。内部弁パツキン乙と内部弁座/3との間のすきまと、
外部弁パツキン10と外部弁座/4’との間のすきまは
同じにし、弁が閉鎖されるとき、内外λつのパツキンは
それぞれ弁座に同時に着座して、両弁とも漏れを完全に
止める次に、従来のボールタップが弁閉鎖時に衝撃的閉
鎖開弁を繰り返し、水撃を発生する理由を説明する。ま
ず内部弁について考えると、弁リフトが大きい場合には
、弁の上下両面の圧力差は小さくなるため、弁に作用す
る水流による押し下げ力は比較的小さいが、水槽内の水
位が上昇してボールSが浮き上り、レバーtを介して弁
リフトが小さくなり流量が減少すると、弁の上側の圧力
は増して弁箱内の圧力に等しくなる一方、下側の圧力は
小さくなって大気圧となるため、弁に作用する押し下げ
力は急激に増加する。一方外部弁板9は、その外周部に
流出した水を反転させて下の方へ導くための傘/7が取
り付けられているので、リフトが大きくて流量の多いと
きは、運動量の法則から明らかなように水流による押し
上げ力は非常に大きくなるが、リフトが小さくなり流量
が減少すると、押し−1−げ力は減少してやがて内部弁
の押し下げ力に等しくなる。したがってリフトが0の閉
鎖時は、内外λつの弁に作用する流体力は釣合状態にあ
るが、リフトが大きくなると外部弁の押し上げ力が内部
弁の押し下げ力よりも著しく大きくなるため、2つの弁
は全体として押しトげられるいま水槽が空になってボー
ルSが十分に下がり、弁リフトが最大になった場合を考
えると、内部弁に作用する押し下げ力に比べて、外部弁
の押し」−げ力の方が著しく大きい。したがってこの状
態で水位が上昇し、ボールタの浮力によって弁を閉鎖し
ようとしても、水位がかなりの程度上昇し、ボー ル3
が十分水中に没して浮力が増してからでないと、弁は閉
じ始めない。しかし一方弁が閉じ始めて弁リフトが小さ
くなると、弁の押し上げ力は急速に減少するので、弁は
衝撃的に一気に閉鎖される。するとボールが水面から浮
き上り、浮力が減少するので、ボールSおよびレバーl
の自重により、流体力が釣合状態にあった2つの弁は再
び開かれる。かくして水位が十分上昇して弁が再び開か
なくなるまで、衝撃的閉鎖と開弁が繰り返され、その都
度水撃による大きな圧力上昇と騒音が発生ずるのである
本発明は、」1記事情を鑑みて、極めて簡単な方法によ
り、弁閉鎖時の水撃の発生を根本的に解消し、さらに現
在普及しつつあろ水撃防止ボールタップの欠点を全て取
り除いた理想的水撃防止圧カバランス式ボールタップを
提供するものである。
以下その一実施例を図により説明する。
第2図は本発明の圧力バランス式ボニルタップで、/は
弁箱でその内部下側に内部弁板2が収められている。内
部弁板、2は弁軸3に取り付けられており、弁軸3はレ
バーlを介してボールjの動きが伝えられる。内部弁板
!には内部弁パツキン乙、内部弁パラギン押え7、内部
弁ガイドgが取り伺けられている。通常内部弁パツキン
押え7と内部弁ガイドざとは一体構造である。弁箱/の
外弁 部上、側に外部板qが弁軸3に装着され、外部弁板△ ワには外部弁パツキン10、外部弁パラギン押え//、
外部弁ガイド/!が取り付けられている。
内部弁パツキン乙と内部弁座/3との間のすきまと、外
部弁パツキン10と外部弁座/ゲとの間のすきまは同じ
になる様、外部弁板9は弁軸3に対して軸方向に調節で
きる様になっており、弁が閉鎖されるとき、内外2つの
パツキンはそれぞれ弁座に同時に着座して、両弁とも漏
れを完全に止める。
次に本発明の最も重要な要素であるパツキン押えについ
て詳述する。内部弁パツキン押え7の外径と内部弁座/
3の内径(内部弁口径)とのすきまC1は、内部弁理え
7が内部弁座内を摺動できる範囲内で可及的に小さくし
、内部弁パツキン押え7の外周部における軸方向厚さt
lは、内・外弁板2.9の最大リフトの1/3程度より
大きくする。
一方外部弁パッキン押え//の半径方向すきまC2は、
弁閉鎖時に外部弁パツキン10が外部弁座/グに均等に
着座し、漏洩を生じない範囲でできる限り大きくするか
、またはパツキン押え//の外周厚さt2をできる限り
小さくし、外部弁パツキン10と外部弁座//lが少し
でも離れていれば、そのすきまに応じてできるだけ多く
の流量が流出できるようにする。また外部弁板りの外径
りは、弁閉鎖時に外部弁座/4Zとの間で洩れを生じな
い範囲でできる限り小さくして、外部弁座/llの内径
(外部弁口径)dに近づける。
上述のような構成のパツキン押えを持つ内外2つの弁が
閉鎖する場合、水流によって弁に作用する力がどのよう
に変化するか述べる。まず水槽内が空になり、ボールS
が下った状態では、弁軸3は押し上げられ、内外2つの
弁は全開して内部弁パツキン乙と内部弁座/3の間を通
った水は、パツキン押え7の下へ流出した後方向を変え
て下方へ流出する。一方外部弁板ワの外径りは小さいの
で、そこへ衝突した水は斜め上方へ流出し、弁体/に取
り付けらねたカバー/Sに衝突して減速した後、その下
部にあけられた多数の穴/乙からゆるやかに水槽へ落下
する。
いま水槽の水位が1−昇してボールSが押し−1−けら
れ、それに応して内部弁パツキン乙と内部弁座/3との
間のすきま(以下弁リフ)T・と呼ぶ)が小さくなって
、内部弁パラギン押え7の厚さtlに達すると、内部弁
パツキン押え7の外径と内部弁座/3の内径はほぼ同じ
寸法であるので、ここを通過する流量はOに近くなる。
したがって内部弁パツキン押え7は、パツキン押えの働
きとともに止水板の働きをも行う。しかしこの状態では
、外部弁からは弁リフトLに応じた流量が流出する。内
部弁パラギン押え7の厚さ1シ1は最大弁リフトの1/
3以」二であるので、内部弁からの流量・が遮断された
際の外部弁からの流量はかなり大きく、また内部弁から
の流量の遮断はゆるやかである」−1たとえこの際ある
程度の圧力上昇があったとしてもこれは外部弁から十分
逃されるので、水撃は全く生じない。水槽内の水位が更
に上昇し、弁リフトLが内部弁パツキン押え7の厚さt
lより小さくなると、内部弁に作用する水圧による押し
下げ力は、内部弁内外の圧力差が弁リフト■・に関係な
く一定のため、弁リフ)Lがtlから閉鎖時の0になる
まで一定の値を取る。
次に外部弁に作用する水流による押し上げ力の弁リフト
Lによる変化について述べる。弁リフトLが小さくなる
に伴い、流量は減少しても外部弁板ヲの外径りは小さく
外部弁口径dに近いので、水の流出方向がほぼ弁軸方向
からそれに直角方向に変る上に、外部弁パツキン10お
よび外部弁パツキン押え//上の圧力が、弁箱/内の圧
力まで漸次増加する。したがって水流による外部弁の押
し−にげ力は、弁リフ)Lの大きい間は内部弁に作用す
る水圧による押し下げ力より可成り小さいのが、弁リフ
) Lが小さくなるに伴い著しく増加し、弁リフトLが
0となると遂に内部弁に作用する押し下げ力に等しくな
る。そのため弁リフトLを漸次小さくして行って弁を閉
鎖させるには、第1図で述べた従来例の場合とは逆に、
弁リフ)Lの大きい間はボールSにボールSおよびレバ
ーqの自重より小さい僅かな浮力が作用すれば閉鎖を始
めるが、弁リフトT」が小さくなるに伴いボールSの浮
力を急に増加させる必要がある。このため水槽の水面が
大きく動揺していても、弁が衝撃的に閉鎖されることは
全くなく、水槽内の水位の上昇によってボールSがより
深く沈められ浮力が増加して始めて内外2つの弁は完全
に閉鎖されることになる。弁の閉鎖がこのようにゆるや
かに行なわれるため、水撃は全く生じない。
なお内部弁パツキン押え7の外周厚さ七1はいくら大き
くても良く、最大リフトより大きい場合は、ここからの
流量は常にすきまC1よりのほぼ0に近い僅かな漏れ量
のみとなる。したがって流量は外部弁のみからと考えて
良いので、外周厚さtlの大きい場合には、内部弁から
も流出させる場合に比べて、内外2つの弁の弁口径を多
少大きくすることが望まれる。また外部弁口径に比べて
、内部弁口径をやや大きくした場合の方が、弁の全閉時
に弁軸3に加える閉鎖力が少なくて済む利点があるが、
逆に開弁の際にはその分たけより大きな力を必要とする
ので、ボール5およびレバーtの自重を大きくする必要
がある。なお外部弁から流出した水け、カバー/Sに一
度衝突して減速した後、下部の穴/乙からゆるやかに流
出するので、水槽の水面の動揺を抑制し、落下水による
騒音を防止する。
第3図は本発明の他の実施例を示すものである。第2図
の実施例では、内外2つの弁のパツキン乙、10がそれ
ぞれ弁座/3、/Ilに同時に着座して閉鎖する様調節
する必要があり、さらに内部弁のように弁箱/の内側か
ら閉鎖する弁は本質的に不安定特性を持っているので、
この内部弁の代りに圧力のバランスだけを取るピストン
にし、第1図の上下を反対にしたのが第3図である。ピ
ストン/gには、漏れ止めのため適当なシール/9を用
いる。シール/9はOリングでも良く、できるだけ摩擦
の少ない材料を使用すべきである。
以上詳述した通り、本発明によるボールタップば、内部
弁側は内部弁パツキン押え7の外径と内部弁座/3の内
径とのすきまC1をほぼ0にするとともに内部弁パツキ
ン押え7の外周部の厚さtlを大きくするか、または内
部弁の代りにピスト27g1シール/9を用いて不安定
特性を解消し、外部弁側は外部弁板直径りを可及的に小
さくして外部弁座内径dに近づけることによって安定特
性とすることにより、閉弁時の弁の閉鎖がゆるやかにな
り、水撃の発生を完全に防止することができ、しかも構
造簡単で安価に製造できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の圧力バランス式ポールタップの縦断面図
、第2図はこの発明の実施例を示す水撃を防止する圧力
バランス式ポールタップの縦断面図、第3図は他の実施
例を示す圧力バランス式ボールタップの縦断面図である
。 2 ・内部弁板、ワ・・外部弁板、3・・弁軸、j・・
ボール、t・・レバー、g・・内部弁ガイド、/2・・
外部弁ガイド、/3・・内部弁座、/Il・外部弁座、
7・・内部弁パツキン押え、//−・・外部弁パラギン
押え。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ボール浮力により、内部弁と外部弁の2つの弁の開閉を
    行なうボールタップにおいて、弁リフトがOとなる以前
    に内部弁のみを閉鎖させ、その後外部弁を閉鎖するよう
    に構成したことを特徴とする、水撃を防止する圧カバラ
    ンス式ボールタップ
JP13781882A 1982-08-06 1982-08-06 水撃を防止する圧力バランス式ボ−ルタツプ Granted JPS5926683A (ja)

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JP13781882A JPS5926683A (ja) 1982-08-06 1982-08-06 水撃を防止する圧力バランス式ボ−ルタツプ

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JPS6154987B2 JPS6154987B2 (ja) 1986-11-26

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03100676U (ja) * 1990-02-02 1991-10-21
WO2014074864A1 (en) * 2012-11-12 2014-05-15 Dresser, Inc. Valve device and fluid coupling comprised thereof

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US9243733B2 (en) 2012-11-12 2016-01-26 Dresser, Inc. Valve device and fluid coupling comprised thereof
US9671041B2 (en) 2012-11-12 2017-06-06 Dresser, Inc. Valve device and fluid coupling comprised thereof

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