JPS5999182A - リミツトスイツチの取付部の構造 - Google Patents

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、弁座に摺動または回転摺動する弁体が、弁
棒に一体的に設けられておシ、ガイドが上記弁棒に平行
に配設されていると共に。

リミットスイッチを固着したリミットスイッチ台が上記
ガイドに摺動自在にかつ任意の位置に固定できるように
配設されており、上記弁棒側に配設された接触片により
リミットスイッチを動作させて上記弁体の移動距離を制
限するように構成されていることを特徴とする。弁にお
けるリミットスイッチの取付部の構造に関する。

通常、セメントと水を主材料にしたグラウトを地盤に注
入し、当該地盤を改良するダム工事等における地盤改良
工事においては、注入する地盤の条件及び深度等により
流量及び圧力を規定値以内に保持して工事を施工するこ
とが、工事仕様書等により指示されている。

地盤に注入するグラウトの流量及び圧力を規定値以内に
保持する方法として、その一つに可変吐出量型グラウト
ポンプを用い、注入初期は流量を規定値に保ちつつグラ
ウトを注入し、漸次圧力が上昇して予じめ規定された値
に達したら、グラウトポンプの吐出量を漸次減少させて
圧力を規定値に保ちながら注入を行う方法が知られてい
る。しかしこの方法では、グラウトポンプの吐出量が注
入の経過と共に減少し、やがては毎分数ｌ以下の微小流
量になる。このような微小流量の注入が連続すると、配
管内のセメント粒子が沈澱して硬化を始め、配管を閉塞
することになり、配管路が長い場合はその掃除等のメン
テナンスに多大の時間を要することと。

可変吐出量型グラウトポンプが大型で、現場における作
業性が悪くかつ高価であることから。

グラウト注入に可変吐出置場グラウトポンプが使用され
る機会は極めて少ない。

このため通常は小型で安価な定吐出量型グラウトポンプ
を使用し、グラウト貯蔵槽と上記グラウトポンプの吸込
口とを吸込管路で接続すると共に、グラウトポンプの吐
出口に供給管路を接続し、かつその先に分岐点を設けて
、余剰グラウトを貯蔵槽、吸込管路、またはグラウトポ
ンプの吸込口に戻すための戻り管路と、注入管路とを接
続し、分岐点に近接した戻り管路に自動流量調整弁を配
設すると共に、注入管路を流れるグラウトの流量即ち注
入量を検出する流量検出器、及び注入圧力を検出する圧
力検出器を注入管路に配設し、流量検出器及び圧力検出
器によって検出される信号と、工事仕様書等によって規
定された流量及び圧力の規定値を流量圧力制御装置に設
定するか、または予め記憶させた外部のグラウト管理装
置等から伝送される流量及び圧力の規定値（以下設定値
という）とを流量圧力制御装置で比較して、検出値が設
定値に近づくように自動流量調整弁を作動させ、戻り管
路を流れるグラウトの流量を調整しながら注入量及び圧
力を制御する方法が一般化している。

この方法では、グラウト注入の初期には地盤の注入抵抗
が低いため、工事仕様書等で規定された流量及び圧力の
限界に対し圧力は上昇せず。

流量が超過する傾向にあり、グラウト注入の終期には圧
力が上昇し規定を超過する傾向にあって、その中期では
流量及び圧力が同時に超過するかまたはそれらが交互に
超過する現象が生じる。即ち、グラウト注入の初期は定
量注入を。

中期は定量及び定圧注入の同時または交互制御を、また
終期は定圧注入制御を必要とし、流量は注入抵抗の増加
に伴って漸減する傾向にある。

これら流量及び圧力が規定された値を保持するための制
御において、流量の制御につ（、では戻り管路の途中に
設けた自動流量調整弁によって、余剰グラウトを貯蔵槽
、吸込管路、またはグラウトポンプの吸込口に戻すこと
によジ、結果的には注入量が制御されることになる。ま
た上記自動流量調整弁の開度な調整することによって、
注入量が変ると地盤の抵抗によって圧力が変化するから
、圧力制御も流量制御同様戻り管路に設けた自動流量調
整弁の開度によって制御することができる。

以上述べた方法によれば、各配管路でセメントの硬化に
より閉塞する恐れの多い所は短い注入管路のみとなり、
保守工数が少くかつ前記した可変吐出量型グラウトポン
プに比し作業性に優れていることから、ダム工事等では
定吐出量型グラウトポンプと戻シ管路側に設けた１個の
自動流量調整弁を組合せたグラウト注入制御システムカ
広く利用されている。

しかしながら、地盤の表層部を処理するコンノリデージ
ョングラウト及びブランケットグラウト等低圧注入にお
いて多く発生する現象で、前記した自動流量調整弁を用
いて余剰グラウトを貯蔵槽等に戻す場合、戻り管路の圧
力損失によって生じる揚程と、貯蔵槽と注入口（正確に
は圧力検出器の位置）との高低差による揚程の和よりも
、設定された注入圧力が低いとき、及び地盤の注入抵抗
が低く、設定された流量以上のグラウトが自然落下で流
れ込む場合は、前記した定吐出量型グラウトポンプと自
動流量調整弁を組合わせたグラウト注入制御システムで
は、注入管路側の流量調整ができないから、注入流量圧
力の制御が不可能であり、この問題の解決が業界におい
て広く望まれていた。

この発明は上記した従来技術の欠点を解決するグラウト
注入制御システムに利用することができ、しかも構造が
簡単で位置調整が容易な弁におけるリミットスイッチの
取付部の構造な提供することを目的としてなされたもの
であり、以下この発明を、グラウト注入制御システムの
自動三方流量調整弁に応用して使用した場合を例にとり
詳しく説明する。

第１図はグラウト注入制御システム１例の系統図を示し
、１は貯蔵槽２内に一時貯蔵される／Ｉ−ｙウドであり
、貯蔵槽２内のグラウト１は攪おり、グラウトポンプ４
の吐出口には供給管路６が接続されている。そして供給
管路６の先端は自動三方流量調整弁７の流入ロアａに接
続さ几、自動三方流量調整弁７の戻りロアｂには戻シ管
路８が接続され、戻り管路８を介して余剰グラウトを貯
蔵槽２に戻すようにされている。また自動三方流量調整
弁７の流出ロアｃには注入管路９が接続され、注入管路
９は地盤に穿孔して配設された注入管１０の注入口１０
ａに接続され、注入管路９には流量検出器１１及び注入
管路内の圧力を検出する圧力検出器１２が設けられてい
る。即ち、流量検出器１１と圧力検出器１２によって検
出された流量及び圧力の信号と、予じめ設定された流量
と圧力の設定値とを比較して、検出値が設定値に近づく
ように流量圧力制御装置１３で自動三方流量調整弁７を
作動させるように構成されている。

上記したグラウト注入制御システムでは、注入圧力が、
戻り管路８の圧力損失による揚程と、注入口１０ａと貯
蔵槽２との高低差による揚程の和よりも高い場合は、自
動三方流量調整弁Ｔの流出口Ｉｃ側流路の開度な戻り口
Ｉｂ側流路の開度より大きくすることによって、設定さ
れた流量及び圧力に制御することができ、注入圧力が戻
り管路８の圧力損失による揚程と注入口ＩＱａと貯蔵槽
２との高低差による揚程の和よりも低いかまたは地盤の
注入抵抗が低く設定された流量以上のグラウトが自然流
下して注入される場合は、自動三方流量調整弁７の戻り
口Ｉｂ側流路の開度な流出口ＩＣ側流路の開度より大に
することにより、注入するグラウトの流量及び圧力な設
定値に制御することができる。

上記自動三方流量調整弁７の動作は、第２図に示される
ように一つの流路が開くと共に他の流路が閉じるように
構成されているが、第Ｓ図に示されるように、一つの流
路が全開になった後悔の流路が閉じ始めるように構成さ
れていてもよい。この場合の動作状態は、注入圧力が戻
り管路８の圧力損失による揚程と、注入口１０ａと貯蔵
槽２との高低差による揚程の和よりも高い場合は、自動
三方流量調整弁７の流出口ＩＣ側流路を全開にし、戻り
口Ｉｂ側流路の開度な調整することにより設定された流
量及び圧力に制御することができ、注入圧力が戻り管路
８の圧力損失による揚程と注入口１０ａと貯蔵槽２との
高低差による揚程の和よりも低いかまたは地盤の注入抵
抗が低く設定された流量以上のグラウトが自然流下して
注入される場合は、自動三方流量調整弁１の戻シロＩｂ
側流路を全開にして流出ロアＣ側流路の開度を調整する
ことにより注入するグラウトの流量及び圧力を設定値に
制御することができる。

尚場合によってはｌ注入区間の開始から注入までに、時
間の経過と共に前記した双方の状態が交互に出現するこ
とがあるが、上記自動三方流量調整弁７は何れの場合で
も即座に対応することができ、注入条件のいかんにかか
わらず工事仕様書等に規定された通りのグラウト注入を
行うことが可能である。

次に上記実施例にもつとも好適な自動三方流量調整弁／
例を、第コ図〜第ｑ図を参照して詳細に説明する。第１
図は自動三方流量調整弁１例の断面図であり、バルブケ
ース１４内には、流出ロアＣ側流路の開度な調節するた
めの弁座１５と、戻りロアｂ側流路の開度な調整するた
めの弁座１５′が、間隔をおいて着脱自在に収納されて
おり、弁座１５．１５’トバルブケース１４との間は、
弁座１５．１５カ夫々の側面で０リング１６．１６’ｌ
Ｃよシシールされている。そして双方の弁座１５・１５
′内には、弁座１５，１５’との間で夫々流量を調整す
ることができる弁体１７が、回転摺動可能に挿入されて
いろ。−４ｆ、−弁座１５．１５’間に位置してパルプ
ケース１４には流入ロアａが設けられてｇ／図示の供給
管路６に接続され、弁座１５′の外側に位置してパルプ
ケース１４ｖｃは戻りロアｂが設けられ戻り管８に接続
される。一方弁座１５の外側に位置してパルプケース１
４には戻りロアｂと９００回転した位置に流出ロアｃが
設けられ、注入管路９に接続される。

ソシテコレらノ接続は螺子結合またはフランジ結合等を
利用して行われる。

尚上記弁体１１は弁棒１８と共に一体的に金属で成形し
たものであってもよいが、耐摩耗性にするため、セラミ
ック製にすることが望捷しい。

しかし図示の弁体をセラミックで一体成形することはそ
の性質からして困難であり、そこに独特に技術を要する
。第３図はセラミック製弁体１例を示し、弁体１７は２
個のセラミック製弁体構成部品１７ａ、１７ｂにょＱ構
成され、弁体構成部品１７ａは弁座１５の開度を調節し
弁体構成部品１７ｂは弁座１５′の開度な調節する。そ
してこれらはセラミック製スリーフ１９を介して金属製
弁棒１８に一体的に固着される。更に詳しく説明すると
、弁棒１８の一側は断面形状が四角形に形成されており
、他側には標札が設けられている。またスリーブ１９及
び弁体構成部品１７ａ・１７１）には孔が設けられてお
り、ボルト２０を弁体構成部品１７ａ。

１７ｂスリーブ１９に挿通してその先端な弁棒１８の標
札に螺挿し、ボルト２０ワツシヤ２１を介してナツト２
２を螺嵌し更にロックナツト２３を螺嵌して緊締し、弁
体１１を構成すると共に弁体１１、スリーブ１９及び弁
棒１８を一体化している。尚上記結合に当ってはボルト
２０の螺子部に接着剤を塗設して弁棒１８の標札に螺挿
し、更に各部品の接触面に接着剤を設けて一体化を完全
ならしめている。そして弁体１７、スリーブ１９、弁棒
１８を一体化した後、外周に研削研磨等の加工を施して
所定の形状に成形する。また弁棒１８の中途には外周に
螺子部２４が設けられており、弁体１Ｔには弁座１５．
１５’の開度な調整する凹部２５・２５′が設けられて
いる。

第２図示の自動三方流量調整弁に使用する弁体及び弁棒
は、上記した弁体及び弁棒に限定されるものではないが
、上記弁体及び弁棒な使用して自動三方流量調整弁を更
に詳しく説明する。

２６はモータであり、該モータ２６はモータベース２７
に取付けられ、モータ２６を保眼するためのモータケー
ス２８で囲まれている。そしてモータケース２Ｂ内の空
間にはモータ２６を駆動するための回路基板等を収納す
ることができる・尚２−タベース２７にはカップ１」フ
ググース２９カー一体的に取付けられており、カップＩ
Ｊングケース２９＆ｉ第を図示の取付ボルト３０により
ボンネット３１に取付けられている。またボンネット３
１にｋまノぐツキングケース３２が、バッキングケース
３２に（１前記シタバルブケース１４が図示されてｌ、
％な一１ボルト等により取付けられている。

上記したカップリングターフ２９内に＆ｉカップリング
基材３４ａが配設され、この中にモータ２６の軸がキー
３５で固定されており、カップ１」ング基材３４ａの他
側にはカップリングカッ＜　−３４ｂ　−ｂ’−止螺子
３６で固着され、カップリング基材３４ａとカップリン
グカバー３４ｂでカップリング３４が構成されている。

尚カップリングカバー３４ｂには四角形の孔が設けられ
ており、この孔に前記弁棒１Ｂの一側端が挿嵌され、モ
ータ２６の駆動により弁棒１８が回転するように構成さ
れている。カップリングカバー３４ｂと弁棒１８の嵌合
部の形状は、軸方向に自由で回転を伝達できる構造であ
ればよく、角形でもスプラインでもまたその他の形状で
あってもよい。またカップリングカバー３４ｂと弁棒１
８の嵌合部は、モータ２６を駆動してカップリングを回
転させると、後記するように弁棒１８がカップリングカ
バー３４ｂの孔内を摺動するので摩擦が生じ、摩耗を防
ぐため摺動面に給油する必要があるが、カップリングが
常時回転するため給油が困難であり、グリースの塗布等
不完全な対策しか施せない部分であるが、カップリング
カバー３４ｂにテフロン等の樹脂または潤滑性物質を含
浸させた金属セラミック等、自己潤活性物質を使用すれ
ば、無給油で連続して使用することができる。また弁棒
１８にも上記したような自己側活性物質を使用してよい
ことは言う迄もない。

上記した弁棒１８をその軸方向に進退させるため、弁棒
１８はその螺子部２４がボンネット３１ノ中心部を貫通
する線孔３７に螺合している。そしてモータ２６の正逆
回転によシ弁棒１８及びこれに固着された弁体１７は進
退するが、弁体１７の動きを弁座１５及び１５′に対し
て有効な範囲に制限するためリミットスイッチを必要と
する。リミットスイッチの取付けは、構造が簡単であり
かつ位置の調整を容易にするため、ボンネット３１にガ
イド３８を固着し、該ガイド３８に摺動自在に取付けた
リミットスイッチ台３９にリミットスイッチ４０をビス
４１で固定してあり、更にリミットスイッチ台３９をボ
ンネット３１に固着した螺子部４２に嵌合し、かつその
両側にナラ）　４３．４３を螺嵌することにより、リミ
ットスイッチ４０の動作位置が正確に調整できるように
されている。尚リミットスイッチ４０を作動させる接触
片４４はワッシャ４５及び止め輪４６によって軸方向の
動きを、また第を図に示される接触片ガイド４７によっ
て回転方向の動きを拘束するように構成されており、弁
体１１の位置を正確にリミットスイッチ４ｏに伝達する
ことができるように配慮されている。尚このリミットス
イッチ４０は、機械式のマイクロスイッチの他磁気で駆
動するリードスイッチ、磁気を利用した無接点スイッチ
、及び光を応用した光学式のスイッチ等でもよいことは
言う迄もない。

尚弁棒１８はボンネット３１の前記した一側の壁部の線
孔３７に螺合し、更に弁棒１８に一体的に固Ｍさ几タス
リーフ１９と弁体１７は、ボンネット３１の他側の壁部
を貫通して前記したバルブケース１４内に配設されてお
り、弁体１１は弁座１５及び１５′に回転摺動可能に挿
嵌されている。そしてバルブケース１４内の弁座１５の
右側にはライナー３３が、弁座１５′の左側にはライナ
ー３３ｎ、また戻り口Ｉｂ内にはライナー３３“が配設
され、これらのライナー及び弁座１５，１５’は、夫々
適当な手段例えば螺子結合等によりバルブケース１４内
に止め付けられている。これら弁座及びライナーは、グ
ラウトに接するため摩耗が激しく、この１こめ前記した
弁体及びスリーブ同様にセラミック等でつくり、耐摩耗
性とすることができるが、製造コストの高い弁体な保護
する目的で、弁座は弁体より耐摩耗性の低い材料でつく
られることが望ましい。またバッキングケース３２内に
は弁棒１Ｂの回りにグラウトの漏洩を防止する目的の環
状バッキング４８が設けられており、バッキング押え４
９を利用して止めボルト５０によりバッキングケース３
２内に保持されている。また、５１はライナー３３’、
！：パッキングケース３２の間で保持され、弁ｊ５５１
　Ｂの回りに設けられたダストシール、５２はバルブケ
ース１４の右端にボルト等によって取付は尚上記構成の
自動三方流量調整弁１ｃおいて、弁体１７の径を、弁棒
１８のダストシール５１及びバッキング４８と接する部
分の径と同一にするかまたはこれより径小にすれば、弁
棒１８をボンネット３１の線孔３７に螺合したままカバ
ー５２、バルブケース１４、バッキングケース３２、或
いは更に弁座１５．１５’、等を容易に分解することが
でき、作業終了後の残留物の除去のための分解及び消耗
部品の交換等に便利で、セメント等の硬化性物質を使用
する装置でもつとも問題になるメンテナンスコストを大
巾に低減することができる〇また、弁体１７が弁座１５
及び１５′に内接し、かつ弁体１７と一体に構成された
弁棒１８がダストシール５１、バッキング４８に内接し
ていると共にボンネット′Ｅ、ツの線孔３７に螺合し、
更にその左端がカップリングカバー３４ｂに挿嵌されて
いるため、弁座の芯合せが極めて困難であるが、弁座１
５及び弁座１５′とそれを収納するバルブケース１４ト
の間に一定の間隙（図示せず）を設け、この間隙にグリ
ース等を充填しておけば、０リング１６・１６′が弁座
の外周でなく側面に配設さｉｔており、従って弁座１５
及び弁座１５１マ弁体１７の軸と直角方向に前記間隙の
分だけ移動することができ、弁体１７の回転摺動はスム
ーズに行われる。

以上自動三方流量調整弁１例に就で詳述したが、上記構
成の自動三方流量調整弁を第１図示のグラウト注入制御
システムに使用すると、流量圧力制御装置１３からの信
号により、弁棒１８はその回転によりボンネット３１と
の螺合作用により軸に沿って回転しながら移動し、弁体
１１と弁座１５及θ弁座１５′との間の間隙を変化させ
、戻り口Ｉｂ側流路及び流出ロアｃ側流路の開度を調整
することができ、流量と圧力を制御しながらグラウトを
地盤に注入することができる。

即ち、この発明を応用した自動三方流量調整弁を第１図
示のグラウト注入制御システムに使用すると、戻り管路
の圧力によって生じる揚程と、貯蔵槽と注入口との高低
差による揚程の和よりも設定された注入圧力が低い場合
、及び地盤の注入抵抗が低く設定さルた流量以上のグラ
ウトが自然落下で流れ込もうとする場合でも、流量及び
圧力を規定値以内に保持してグラウトを注入することが
でき、グラウト注入管理をより一層向上させることがで
きる等の効果を有する。

向上記した自動三方流量調整弁では、弁体１７は弁棒１
８とボンネット３１の螺合により弁座１５゜１５′に回
転摺動して移動するが、この発明の構造を有する弁は上
記自動三方流量調整弁に限定されるものではなく、弁体
は単に摺動するものであってもよい。また弁座の数も２
個に限定さ才しるものではない。

この発明は前記のように構成され、リミットスイッチの
取付が簡単であり、位置調整も容易で、弁体の移動を正
確に行わせ、弁σ）流量調整を精度正しく行うことがで
きろ等の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

添付図面はこび）発明の実施例を示すもσ）であって、
ｉ／図はグラウト注入制御システム１例の系統図、第１
図は自動三方流量調整弁１例の断面図、第３図（１）は
弁棒及び弁体の一部断面正面図、第３図（２）は同平面
図、第３図（３）は同左側から見た側面図、ＭＴ、３図
（４）は同ａ−ａ線におげろ断面図、第を図は第ユ図ｂ
−ｂ線における断面図、第Ｓ図は弁体と弁座の関係他側
を示す図である。 １５・１５′・・・弁座、１７・・・弁体、１８・・・
弁棒、あ・パガイド、３９・・・リミットスイッチ台、
４０・・・リミットスイッチ、４４・・・接触弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 弁座に摺動または回転摺動する弁体が、弁棒に一体的に
   設けられており、ガイドが上記弁棒に平行に配設されて
   いると共に、リミットスイッチを固着したリミットスイ
   ッチ台が上記ガイドに摺動自在にかつ任意の位置に固定
   できるように配設されており、上記弁棒側に配設された
   接触片によりリミットスイッチを動作させて上記弁体の
   移動距離を制限するように構成されていることを特徴と
   する、弁におけるリミットスイッチの取付部の構造。