JPS5926801B2 - 高圧液体用緩衝装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、高速液流に適した高圧液体緩衝装置に関する
。

従来、下部に内外二重の弁筒を設けた耐圧容器の内部に
、気体袋を収容し、この気体袋の膨縮作用により、一方
の弁筒から耐圧容器内へ送り込まれる高圧液体の脈動を
除去して、他方の弁筒から送り出す高圧液体緩衝装置は
、特公昭４１−５７８９号公報により公知であり、この
装置は配管を流れる全液体を耐圧殻体内を顔過させて、
この間気体袋へ作用させ、気体袋の膨縮作用により効果
的に液体の脈動や衝撃を除去することが出来る優れた効
果を有するが、この装置における二重弁筒の開口を開閉
する弁体は、液体放出時の容器側と配管側との差圧で撓
むスプリングに支持させであるため、従来の毎秒７ｍ程
度の低速液流で使用する場合は、放液時弁体を閉鎖させ
る様な動圧が働かず、従って弁体は気体袋に押えられる
迄開弁状態を保持して緩衝作用を行い得たが、最近の様
に毎秒７０ｍ以上と言う高速液流で使用する場合は、液
体の放出開始時、′弁体に前記スプリングの力を土建る
動圧が作用して弁体を閉塞してしまい、緩衝作用を不能
とするから、前記スプリングを前記動圧に耐える強いも
のとするときは、液体の放出に伴い気体袋が膨張して前
記した差圧により弁体を抑えても、弁体がスプリングに
抑えられて閉まらないため、気体袋は弁体と弁座との隙
間に入り込み、両者により挾み付けられ損傷する欠点が
あって高速液流用に適さないものであり、又、この装置
は内側弁筒全体を可動としであるため、之に通ずる出液
口を下方へ向け、外側弁筒に通ずる入液口は横に向けで
あるため、入液口と出液口とへ接続する配管が９０°の
角度で交叉する偏則的なものとなるし、内外の弁筒と入
液口及び出液口とに大きな断面積差があるため、液体の
圧力損失が大きい欠点もあった。

本発明はこの欠点にかんがみなされたもので、二重弁筒
の開口を開閉する弁体に、ピストンが緩衝筒へ微小間隔
を以って嵌り合い、弁体の急速移動時緩衝筒内を減圧し
て放出液体の動圧に耐える閉弁抗力を発生するダッシュ
ポットを装備すると共に、内外の両弁筒を配管とほぼ同
面積で、対称位置において配管と接続することにより、
前記従来の欠点が解消される高圧液体緩衝装置を提供す
ることを目的とする。

次に本発明に係る高圧液体用緩衝装置の一実施例を示す
に肖り図面に付き説明すれば下記の通りである。

図面の各図において１は耐圧容器で、使用圧力に応じて
適半な金属を選定し、図面第１図に示す様なソーセージ
形等に形成する。

２は気体袋で、天然ゴム等により耐圧容器１の内形に合
せた形状に成形し、耐圧容器１内へその上部に設けた開
口３から挿入し、その開口部の周縁に設けたバッキング
兼用の取付フランジ４を、開口３の内端に設けた段部５
に支持させた後、その上に蓋金６を乗せ、この蓋金６を
開口３に螺合したリングナツトγにより抑えさせて耐圧
容器１に取付げである。

８は蓋金６に設けた給気部材で、この部材８により気体
袋２の内側へ窒素等の気体を送込んで気体袋２を予圧さ
せる。

９は耐圧容器１内へ液体を出入させる外側弁筒で、耐圧
容器１の底部に気体室２と同心状に取付けてその内端に
弁座１０を形成しである。

１１は外側弁筒９の内側に之と同心状に設けた内側弁筒
で、外端をＬ形に曲げて後記する配管を接続する様にす
ると共に、内端を図面第２図に示す様に、弁体１２が上
記弁座１０へ着座することを妨げない限界迄伸して、直
接液体を耐圧容器１内へ出入させる様にするか、内端を
図面第３図乃至第７図に示す様に上記弁座１０よりも下
側において止め、その外周又は内周に大部を上記弁座１
０に対応する弁体１２により塞ぎ、周面に窓孔１３を設
けた摺動筒１４を嵌合して、この摺動筒１４を窓孔１３
が弁座１０の上側に開口する様に上昇させて、窓孔１３
から耐圧容器１内へ液体を出入させるか、更に又、内側
弁筒１１の内端を図面第１０図及び第１１図に示す様に
、外側弁筒９の下部において止め、その上端にばね受を
兼ねた案内リング１５を取付け、この案内リング１５に
上記弁座１０に対応する弁体１２を環状として、その内
側に弁座１６を形成した摺動筒１４を嵌合し、この摺動
筒１４を環状の弁体１２が耐圧容器１内へ突出して弁座
１０の部分から耐圧容器１内へ液体を出入させる様にす
るか、或は、内側弁筒１１の内端を図面第１２図に示す
様に耐圧容器１の内側へ挿入して大部を閉塞し、周面に
窓孔１３を設けて、その窓孔１３から耐圧容器１内へ液
体を出入させるか、図面第１３図に示す様に内端を外側
弁筒９の中間部に止めた内側弁筒１１の内側に、上部に
大径の弁受部１４′を設けて、その周面に窓孔１３を設
けた摺動筒１４を嵌合し、この摺動筒１４を窓孔１３が
上記弁座１０上に開口して、この窓孔１３から耐圧容器
１内へ液体を出入させる様に構成する。

１７は外側弁筒９の下部に取付けた衝管の接続筒で、一
側に内側弁筒１１の下端に設けたＬ形部と直結される配
管１８を、他側に外側弁筒９の下部に連通ずる配管１９
を、同一平面においてなるべ（正対させるか、或は、あ
る角度を以って対応する様に接続する。

２０は図面第２図に示す弁体１２を支持する弁軸で、内
側弁筒１１の膨径部２１にアーム２２に支持させて設け
た軸受に嵌合して正しい開閉動作を案内させる。

２４は摺動筒１４の外側へ、図面第３図乃至第６図に示
す様にアーム２５により取付けた案内筒で、外側弁筒９
へ摺動自在に嵌合して、摺動筒１４の昇降と弁体１２の
開閉を円滑確実に行わせる。

２６は摺動筒１４の中心に設けた弁軸で、図面第７図に
示す様に内側弁筒１１の膨径部２７にアーム２８に支持
させて設けた軸受２９に支持させて摺動筒１４の昇降と
、弁体１２の開閉とを円滑確実に行わせる。

１２は図面第１２図及び第１３図において弁座１０に対
応させて気体袋２の底部に取付けた弁体で、第１２図に
示す場合は、内側弁筒１１を嵌合する案内筒３０を附設
しである。

３１は弁体１２に係合させた開弁ばねで、図面第２図及
び第７図に示す場合は、弁体１２とアーム２２，２８と
の間に挾んで弁軸２０，２６に外装し、図面第３図に示
す場合は、弁体１２と内側弁筒１１の内周に突設したば
ね受３２とに挾ませて摺動筒１４に内装し、図面第４図
、第５図、第６図に示す場合は、案内筒２４と外側弁筒
９との内周に設けたばね受３３との間に挾んで案内筒２
４に内装し、図面第１３図に示す場合は、摺動筒１４に
おける弁受部１４′とばね受３４との間に挾んで摺動筒
１４に外装し、弁体１２′を開放させる。

３５は環状の弁体１２の弁座１６に接離させる弁体で、
図面第１０図に示す様にその下部に弁軸３６を附設し、
この弁軸３６を摺動筒１４の中夫にアーム３γにより支
持させて設けた軸受３８に支持させるか、又は、弁体３
５を図面第１１図に示す様に気体袋２の底部に取付げる
。

３９は摺動筒１４の上部周面を支持する案内筒で、アー
ム４０により外側弁筒９内に之と同心状に保持させて、
摺動筒１４の昇降と環状の弁体１２との開閉を円滑確実
に行わせる。

４１は環状の弁体１２に係合させた開弁ばねで図面第１
０図に示す場合は、軸受３８の支持アーム３７とばね受
を兼ねた案内リング１５との間に挾むか、図面第１１図
に示す様に摺動筒１４の内側に突設したばね受４２とば
ね受を兼ねた案内リング１５との間に挾んで環状弁１２
を開放させる。

４３は弁体３５に係合させた開弁ばねで、図面第１０図
に示す様に弁体３５と軸受３８を支持するアーム３７と
の間に挾んで弁体３５を開放させる。

４４は環状の弁体１２を附設した摺動筒１４の周面に、
図面第１０図及び第１１図に示す様に設けた通孔で、環
状の弁体１２と弁体３５とが開（ときは、案内筒３９に
覆われて閉じるが、環状の弁体１２と弁体３５とへ同時
に液圧が作用して、之等を開かせる様にしである。

Ｄは弁体１２’、３５の開閉をおもむろに行わせるため
のダッシュポットで、図面第２図、第７図、第１０図の
様に弁体１２又は３５に、弁軸２０．２６，３６を附設
する場合は、弁軸２０゜２６．３６の下端にピストン４
５を設けて、このピストン４５を軸受２３，２９，３８
に設けた緩衝筒４６に嵌合し、図面第３図及び第６図に
示す様に、内側弁筒１１の外側に摺動筒１４を嵌合する
場合は、内側弁筒１１の上端をピストン４５とし、摺動
筒１４の下部を緩衝筒４６として両者を嵌合し、図面第
４図及び第５図に示す様に外側弁筒９に摺動筒１４に附
設した案内筒２４を設けるときは、案内筒２４をピスト
ン４５とし、外側弁筒９を緩衝筒４６として両者を嵌合
し、図面第１０図及び第１１図に示す様に内側弁筒１１
に附設した案内リング１５に摺動筒１４を嵌合するとき
は、案内リング１５をピストン４５とし摺動筒１４の下
端を緩衝筒４６として両者を嵌合し図面第１２図に示す
様に案内筒３０を内側弁筒１１の外側に嵌合するときは
、案内筒３０を緩衝筒４６とし、内側弁筒１１の上端を
ピストン４５として両者を嵌合し、何れの場合も緩衝筒
４６とピストン４５との狭い隙間により液流を絞り、ピ
ストン４５の動きを抑制して、高速の液流に対しても弁
体１２，３５の開閉動作をおもむろに行わせるものであ
る。

本発明に係る高圧液体用緩衝装置の一実施例は上記の様
に構成されているから、図面第２図において、耐圧容器
１内の気体袋２を過半な圧力に予圧しておいて、例えば
配管１８から圧力液体を送り込めば、液体は内側弁筒１
１を通って弁体１２に作用し、之を開いて耐圧容器１へ
流入するもので、この際内側弁筒１１はエルボ形で、そ
の断面積が配管１８とほぼ同一に形成されるため圧力損
失が少い。

耐圧容器１内へ流入した液体は気体袋２に作用し、気体
袋２は液体の脈動に応じた微少振動を鋭敏に行うため、
脈動の吸収効果が極めて良好であり、その実測結果は、
図面第１５図に示す通り、内側弁筒１１の入口側におい
ては６２ｋｇ／ｃｄの圧力変化が記録されているのに対
し、外側弁筒９の出口側においては１．０ ｋｇ／ｃｒ
Ａに減衰しており、同容量のアキュムレータによる脈動
除去効果が、図面第１４図に示す通りで、入口側の圧力
変化６．２ｋｇ／ｃＡに対し、出口側が３．５ ｋｇｌ
ｏＡでその減衰が１／２にも満たないのに対し、この装
置では１／６以上の減衰が認められた。

この様に脈動を減衰された液体は耐圧容器１から外側弁
筒９へ流出し、弁筒９から配管１９とほぼ同一断面積に
形成しであるため、流出に際しても液体の圧力損失は少
（、効率の良い給液が出来る。

又、この装置は、配管１９の圧力が下って耐圧容器１か
ら例えば７０ｍ／ｓの高速で放液が行われる場合、弁体
１２に大きな動圧が作用するため、若し、開弁ばね３１
だげしか備えない場合は、放液開始の瞬間前記動圧によ
り弁体１２が閉塞してしまうが、この装置においては、
弁体１２にピストン４５を緩衝筒４６へ微細間隙を以っ
て嵌め込んだダッシュポットＤが装備されており、弁体
１２が動圧を受けて急速に移動しようとすると、ピスト
ン４５も之と同速で動き、緩衝筒４６内を真空状態とす
るのに対し、ピストン４５の下面には液体の圧力が作用
し、弁体１２に前記動圧に対する抗力を与えるから、こ
の抗力を放出液体の動圧よりやや大きくして置けば、弁
体１２は放液開始時には閉じず開弁じており、液体の放
出に伴い気体袋２が膨張して弁体１２をおもむろに押す
ときは、緩衝筒４６内へ細隙から液体が入り込んで、ピ
ストン４５の上下の圧力をバランスさせるため、弁体１
２は前記した差圧により閉じて弁体１２の噛み込みを生
ずることはない。

尚、前記以外の第３図、第４図、第５図、第６図、第７
図、第１０図、第１１図、第１２図、第１３図に示す各
実施例も前記に準じた作用を行うものであるから、その
−々についての説明は省略する。

前述の様に本発明に関する装置は、内外二重弁筒力順」
圧殻体内へ開口する部分を開閉する弁体に、ピストンを
微小間隙を以って緩衝筒に嵌め込んだダッシュボットを
装備させたから、７０ｍ７・′ｓ以上の高速液流で使用
する場合、弁体に大きな動圧が作用すれば、弁体の急速
移動が起り、緩衝筒内を減圧１−てピストンに液体によ
る押上刃を作用させ、閉弁抗力を発生させるため、弁体
は動圧によっては閉じず、緩衝作用を行わせろ。

しかし、液体が放出されて気体袋が弁体に接近して来る
ときは、緩衝筒内へ液体が入り込み、ピストンの１ユ下
の圧力差をな（すため、弁体は気体袋に押されて閉じ之
の噛み込みを生ずることがないものであり、又、この装
置は、内外二重の弁筒をほぼ配管と同一の断面積に形成
して、配管に直通させると共に内側弁筒をエルボ形に形
成しであるから、液体の流入、流出に際しての圧力損失
を少くすることが出来るばかりでな（、内側弁筒と外側
弁筒とへ対称的に配管を接続するため、直配管を中断し
てこの部分へ装置を簡便に設置出来る等の特有の効果を
奏するものである。

【図面の簡単な説明】

（ヅ］面は本発明に係る高圧液体用緩衝装置の一実施例
を示すもので、第１図はその全体を示す縦断正面図。 第２図は内側弁筒の内端を１ｌｉｌ−１圧容器に直通さ
せるタイプを示す要部の縦断正面図。 第３図乃至第７図は内側弁筒に摺動筒を連設してその窓
孔を耐圧容器に連通させるタイプを示す要部の縦断＋Ｅ
面図。 第８図は第５図における摺動筒の窓孔を設けた部分の横
断了面図。 第９図は第６図における摺動筒の窓孔を設けた部分の横
断平向図。 第１０図及び第１１図は外側弁筒を開閉する環状弁体と
、内側弁筒を開閉する内側弁体とを設けたタイプを示す
要部の縦断正面図で、第１０図は内側弁体が摺動筒に支
持され、第１１図は内側弁体が気体袋に取付けられてい
る。 、第１２図は内側弁筒を（制圧容器内へ挿入するタイプ
を示す要部の縦断ＦＦ面図、第１３図は内側弁筒へ連結
した摺動筒を耐圧容器へ挿入するタイプを示す要部の縦
断正面図。 第１４図及び第１５図はこの装置と従来のアキュムレー
タとの脈動吸収効果を比較したオツシログラフの波形線
図で、上段の線図が人［Ｊ側を、下段が出口側を示すも
のである。 各図において１は耐圧容器。 ２は気体袋１．９は外側弁筒。 １１は内側弁筒。１８，１９は配管。Ｄはダッシュポッ
トである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 下部に内外二重の弁筒を設けた耐圧容器の内部に気
   体袋を収容し、この気体袋の膨縮作用により、一方の弁
   筒から圧力容器内へ送り込まれる高圧液体の脈動を除去
   し、他方の弁筒から外部へ送り出させる高圧液体緩衝装
   置において、前記内側弁筒を配管とほぼ同断面積のエル
   ボ形として下端を一方の配管に直通させ、外側弁筒は内
   側弁筒と等しいかそれ以上の断面積を有して、内側弁筒
   と対称位置で他方の配管に直通させ、前記内外二重の弁
   筒が圧力容器内へ開口する部分を開閉させる弁体には、
   ピストンが微小間隙を以って緩衝筒に嵌り込み、弁体が
   急速移動しようとするとき、ピストンが緩衝筒内を減圧
   して閉弁抗力を発生させるダッシュポットを装備させた
   ことを特徴とする高圧液体緩衝装置。