JPS5933796B2 - 弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、通常開いている移動弁棒付き調整弁に関する
ものである。

調整弁は、とくにプロセス制御に使うときは、この弁の
駆動調整用の谷部材に要求されるひんばんな位置変更を
行なうことにより、連続的に調節し又は絞らなければな
らない。

これ等の弁は、流入通路及び流出通路を連結する調整通
路を備えている。

この調整通路はテーパ付き調整部材を受入れるように配
置しである。

このテーパ付き調整部材からは、調整通路の面積を増減
するように軸線方向に駆動する弁棒が延びている。

弁体内には調整通路から延びる駆動部材用通路を設けな
ければならない。

普通の弁構造では、弁棒は弁体を貫いて延び、この弁体
の外側で弁棒に連結した部材により駆動する。

弁棒は、この弁内に圧力を保つパツキン環により囲んで
ある。

本発明は高圧用の磁気駆動パツキンなし弁に関するもの
である。

実質的に高圧用ではないが磁気駆動弁に関する関連特許
明細書には米国特許第２２８９５７４号明細書がある。

若干のパツキン付き上昇弁棒式弁は米国特許第３２６９
６９８号明細書に記載しである。

本発明は１本発明者による米国特許第４１０６８２５号
明細書に関連する。

制御に使う移動弁棒付き調整弁（すなわち弁棒が処理条
件等に応じて連続的に移動する場合）は、弁棒がパツキ
ン内で極めて短い距離だけ前後に滑動するか又は弁棒が
最大の軸線方向移動中に約１回転を越えないだけ回転す
るか或は前記のように滑動しかつ回転するように構成し
である。

弁棒のこの限定した運動によりパツキンを保護するが、
しかし調整オリフィスとこのオリフィスと協力するテー
パ付き調整部材との形状に制限がある。

磁気駆動弁の公知の利点は、つねに障害になっている詰
物箱又はパツキンを除けることでる。

詰物箱又はパツキンを除くことは、駆動部材をひんばん
に動かす制御弁の場合にとくに望ましい。

しかし従来は磁気駆動弁は使用圧力がつねに比較的低い
圧力に限られている。

その主な理由は、高圧に耐えるのに必要な厚い壁を貫い
て磁力弁を駆動する十分に強力な永久磁石が存在してい
ないことによる。

新らた（こ利用できる永久磁石により弁ハウジングに比
較的厚い壁を使用でき磁気駆動弁を高圧で使うことがで
きる。

本発明の目的は、１４１ ｋｇ／−を越える圧力でも極
めて低いトルク（駆動磁石により従動磁石に加える）で
高い信頼性のもとに流量を調節する高圧用磁気駆動弁を
提供しようとするにある。

さらζこ本発明の目的は、７０５ｋｇ／ＣＩｔｉを越え
る圧力で圧力密であり７０５ｋｇ／−以上の密封圧力に
逆って開くことのできる磁力式調整弁を提供しようとす
るにある。

さらに本発明の目的は、全絞り範囲Ｏこわたって動く際
に軸線のまわりに複数回転だけ回転できる弁棒を持つ磁
気駆動弁を提供しようとするにある。

本発明によれば、流入流体通路及び流出流体通路の間の
一定の直径の調整通路を仕切る加圧できる（すなわち１
４１ｋｇ／ａＭを越える圧力に耐えることのできる）弁
体を設けである。

弁駆動部片通路は調整通路の軸線に平行に延びている。

駆動部片通路に同軸に非磁性の管状の加圧できるボンネ
ットを位置させである。

すなわちこのボンネットは、調整通路を貫通して延びる
軸線を持つ。

弁体に取付けたボンネットは駆動部材通路及び流入通路
に直接連通している。

ボンネットには偶数個の北極及び南極を持つ希土類コバ
ルト磁石を支える円筒形保持部材を回転自在に取付けで
ある。

偶数個の北極及び南極を形成する希土類コバルト磁石を
支える従動磁石装置は、ボンネット内に回転自在に支え
である。

一般に駆動磁石及び従動磁石は、互に同じ角度間隔を隔
てた同数の磁極を持つ。

これ等の磁石はたとえば互に等しい間隔を隔てた複数個
の円周方向の極を持つ円筒形の環状磁石でよい。

この場合サマリウムコバルトが好適である。弁棒は、調
整通路内に位置し、駆動部材通路内に固定したブッシン
グ内に滑動自在に軸架するのがよい。

弁棒はこれにテーパ付き調整部材を固定し、この調整部
材を流れの方向に直交する調整通路最小面積を変えるこ
とにより弁を通る流量を調整するように寸法を定めであ
る。

弁棒は従動磁石装置と協力し、従動磁石装置の一方向に
おける回転により弁棒を最小面積が増すように動かし従
動磁石装置の他方向における回転により弁棒を最小面積
が減るように動かすようにしである。

この弁は通常開じるようにしてない。

本発明の１実施例によれば弁棒は、従動磁石装置の軸線
に沿いねじ穴内にねじ込まれた弁体にキー止めしてこの
弁体に対し弁棒が回転しないようにしである。

すなわち従動磁石装置を回転するときは、弁棒は、ボン
ネット内にスラスト軸受で取付けなければならないこの
磁石装置内に引入れられ又はこれから押出される。

本発明者による従来の弁においては弁棒に弁体又はボン
ネット或はこれ等の両方のねじにねじ込むねじを形成し
である。

従動磁石装置はこの装置と一緒に弁棒が回転するように
弁棒（こキー止めしである。

この実施例では従動磁石装置は弁棒に取付けである。

この場合スラスト軸受を必要としない。

又弁棒は従動磁石装置にキー止ぬされ軸線方向の相対運
動をして駆動磁石及び従動磁石の整合を保つようにしで
ある。

従動磁石装置は、回転すると又弁棒を回転してこの弁棒
をその連関するねじの作用により軸線方向に動かす。

好適とする実施例ではねじは調整部材とは反体側の弁棒
端部にねじを形成しである。

このねじはボンネット内の軸線方向端部せん部材のねじ
穴にはめである。

ボンネットの内部と弁棒ねじ端部及び端部せん部材によ
り仕切った空間との間（こ通路を形成しこれ等の間の圧
力を等しくするようにしである。

以下本発明弁の実施例を添付図面について詳細（こ説明
する。

第１図（こ示すように本発明の弁ハウジングすなわち弁
体１は、中央空間で出会う３個の穴を形成しである。

一定の直径の穴又は調整通路を形成する取りはずし自在
の取付具２は３個の穴の交さ部（こ隣接して位置させで
ある。

この例では流入−流出穴３は弁駆動部材′に４に整合し
ている。

両方の穴３，４は流入−流出穴５に直交している。

管状のボス６は、通路を形成しおねじγを設けである。

おねじ７は弁体１に連関し取りはずし自在の調整通路を
保持する。

ボス６の外端部のめねじ８と流入−流出′に５のねじ９
と（こより本邦は加圧系統の残りの部分に連結すること
ができる。

各流入−流出穴３，４，５は、これ等が整合する角度を
含むほぼ任意の角度から弁体１（こ入り、そして１個の
穴を駆動部材通路Ｏこ整合させた特定の実施例は調整通
路を形成する取りはずし自在の取付具と共にとくに使う
ようにしである。

弁体１及びボス６は３１６ステンレス鋼又は同等品から
作るのがよい。

取付具２は、金属製でありボス６の内端部１２と穴３の
内端部の環状リム１３との間に保持した環状部材である
。

弁体１には、弁体１に連関するようにおねじを形成した
小さい直径の部分１６と磁気駆動ハウジングを形成する
大きい方の直径の部分１７とを持つ管状ボンネット１５
を取付けである。

ボンネット１５はオーステナイトステンレス鋼のような
非磁性鋼又は類似物でなければならない。

大きい方の直径の円筒形ハウジングの端部内には端部せ
ん部材２０をねじで締付けである。

このハウジングを囲んで駆動磁石支持体２１を回転自在
に取付けである。

駆動磁石支持体２１には、偶数個の磁石北極及び南極を
持つ希土類コバルト磁石２２．２３を取付けである。

各磁石２２゜２３は互に等しい角度間隔を隔てた偶数個
の円周方向の北極及び南極を持つ環状磁石がよい。

図示の実施例では支持体２１内に環状軸受を押込んであ
る。

下部軸受２５は保持環２６により保持しである。

谷軸受はポリテトラフルオルエチレンのような合成重合
体がよい。

従動磁石装置３０はボンネット１５内に回転自在に取付
けである。

従動磁石装置３０は、希土類コバルト磁石２２Ａ、２３
Ａ＠取付けた中心棒３１を備えている。

各磁石２２Ａ、２３Ａは環状で前記のようＱこ分極して
いる。

従動磁石装置３０は、軸線方向端部キャップ３２．３３
を中心棒３１にねじ込んである。

各端部キャップ３２，３３の間に延びる薄い非磁性のか
ん３４に各磁石を納めである。

各端部キャップ３２，３３は、各磁石から遠ざかる向き
に延びスラスト軸受４０ 、４１に軸架した小さい方の
直径の環状部分を持つ。

谷スラスト軸受４０．４１は合成重合体である。

各スラスト軸受４０．４１は環状の軸受案内４２゜４３
により保持じである。

従動磁石装置３０は、自由に回転するが軸線方向ζこは
移動できない。

弁棒５１は、ボンネット１５の小さい直径部分１６の中
心穴内に固定したブッシング５２に滑動自在に軸架しで
ある。

ブッシング５２は、合成重合体から成り止め輪により背
部リムに当てがっである。

弁棒５１は、従動磁石装置３０の中心ねじ′に３６には
まる上部の（第１回の向きで）ねじ付き端部５３を持つ
。

弁棒５１の他端部は取付具２に滑動自在にはまる。

取付具２の半径方向流入寒６４は調整通路を流入−流出
通路５に連結する。

調整通路の細い穴部分６５はボス６の流入−流出通路に
通ずる。

弁棒５１はそのねじなしの端部の近くに貫通穴を形成し
である。

弁棒５１に固定したピン６７は取付具２の長いみぞ（図
示してない）内で滑動し弁棒５１が回動しないようにす
る。

取付具２の外面にはキーみぞを形成しこのキーみぞ内に
キー６９をはめ弁体１に対し回転しないようにしである
。

取付具２をキー化めすること（こより、弁棒５１も又、
長いみぞ及びピン６Ｔの相互作用によって弁体１に対し
回転しないようにしである。

正常な動作の場合水弁は、支持体２１を回して従動磁石
装置３０を回すことにより調節する。

従動磁石装置３０及び弁棒５１間のねじによる相互連結
によって弁棒５１の軸線方向運動に変換する。

弁棒５１の１回転当たりの軸線方向運動の量は、弁棒５
１の１センチメートル当たりのねじ数（すなわちピッチ
）によることは云うまでもない。

ねじピッチはたとえば４．３３ないし１２．６０である
。

最大の弁棒回転が６０°の程度である従来の立上がり弁
棒式弁では、弁棒の移動はそれぞれ１２．６０及び４．
３３のねじピンチに関して０．０１３２及び０．０３８
６センチメードルの間であった。

すなわちこのような従来の調整弁の調整通路及びテーパ
付き調整部材は、極めて短い弁棒移動内で１００係の制
御のために調整通路面積の全変化を生ずるように形状を
定めである。

これに反し弁棒の回転及び軸線方向移動は本発明（こよ
る制御弁では障害にならない。

従ってはるかに長い距離たとえば６．３５ｍｍないし５
．０８ｃｒｆＬにわたって１００チの制御が行われる。

この場合はるかζこ精密な制御をすることができる。

調整通路及びテーパ付き調整部材は一層よい流れ模様の
得られる形状にすることができる。

イ。

回転の精度で位置決めするように制御することのできる
電動機が得られる。

すなわち１００係の制御が弁棒の１０回転に基づくとす
れば、弁棒の軸線方向の位置決めは￥。

％（０，２％）の精度になる。

第２図に示した本発明者による従来の弁においては弁棒
５１は間接的に、その弁座から遠い方の端部をボンネッ
ト１５のぜん部材２０にねじ込んである。

第１図及び第２図では同様な部材に同じ参照数字を使っ
である。

弁棒自体に又調整部材を設けである。

弁棒は、従動磁石装置３０に対し軸線方向に移動しない
ように又回転しないように固定されねじ付き上部延長部
分をぜん部材２０の内面の穴内にねじ込んである。

駆動磁石支持体２１を回すと、磁石装置３０が回され、
弁棒５５及び磁石装置３０を回し回転方向に従って軸線
方向に上下する。

弁棒５５には、流入通路からの上流側圧力を弁棒５５の
軸線方向上端部に作用させて本弁内に存在する極めて高
い内部圧力に基づき弁棒５５（こ加わる軸線方向の力を
つり合わせるのに役立つすきま又は通路９０或はこれ等
の両方を設けである。

調整通路及びテーパ付き調整部材をどの、ように形成し
ても、与えられた上流側圧力に対し調整区域又は調整オ
リフィスを横切ってこれを流通する流れに比例する圧力
降下が存在する。

ねじ摩擦（弁棒のねじを考えると）によりこの圧力降下
に応する弁棒５５の望ましくない動きを防ぎ、又は制御
電動機により弁棒５５を保持し、或はこれ等の両方を行
う。

この圧力降下に基づく軸線方向推力は、弁棒５５の両端
部をたとえば外部圧力管部材９１（第２図）により連通
させることによりさらに低減することができる。

又第２図に示すようにこの変型では従動磁石装置３０は
推力軸受に取付けてない。

すなわち軸線方向荷重はボンネット１５により金属対金
属の接触を介してすなわち穴内のねじを介して支える。

軸線方向の力はボンネット１５に合成重合体軸受を介し
て伝わらない。

以上本発明をその実施例について詳細に説明したが本実
施例は本発明の精神を逸脱することなく種種の変化変型
を行ない得ることは云うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明弁の１実施例の軸断面図、第２図は本発
明者による従来の弁の軸断面図である。 １・・・・・・弁体、２・・・・・・取付具、３，４，
５・・・・・・流入−流出′Ｋ（通路）、１５・・・・
・・ボンネット、２１・・・・・・駆動磁石支持体、２
２，２３．２２Ａ、２３Ａ・・・・・・磁石、３０・・
・・・・従動磁石装置、５１，５５・・・・・・弁棒、
６９・・・・・・キー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ （イ）調整通路と、この調整通路の一端部に連通ず
   る第１の流体通路と、前記調整通路の他端部に連通ずる
   第２の流体通路と、前記調整通路から遠ざかる向きに延
   びる弁駆動部材通路とを形成する加圧できる弁体と、（
   （ロ）前記調整通路を貫通して延びる軸線を持ち、前記
   弁体内の各通路に直接連通する非磁性管状の加圧できる
   ボンネットと、Ｑ）偶数個の北極及び南極を形成する希
   土類コバルト磁石を支え、前記管状のボンネットを同軸
   に囲み、このボンネットに回転自在に取付けた円筒形保
   持部材と、に）偶数個の北極及び南極を形成する希土類
   コバルト磁石を支え、軸線方向の従動磁石装置運動を妨
   げるように、スラスト軸受により前記ボンネット内に回
   転自在に支えられた従動磁石装置と、（ホ）前記駆動部
   材通路内で軸線方向に自由に運動するように支えられ、
   前記従動磁石装置にねじを介して連関する弁棒と、（へ
   ）この弁棒に固定され、軸線方向に移動させられるとき
   に、流れの流通する前記調整通路の最小面積を広げ又は
   狭めるテーパ付き調整部材と、（ト）前記弁棒をこれが
   回転しないようにキー化めする手段とを備えた弁。