JPS602377Y2 - シリンダバルブ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 円筒状のシリンダバルブ本体の下端に弁座室の筐体上方
に設けた筒状部を連結してシリンダバルブ本体および弁
座室の筒状部にピストンを有するシリンダ形弁体を摺動
自在に装嵌し、弁座室の筐体内には上面に円環状のパツ
キンを設けた弁座を弁座室の内周壁との間に流体の流路
を形成して配置し、弁体の下端を弁座のパツキンに臨ま
せて弁体の上昇下降により弁座室内の流体流路を開閉す
るようにしたシリンダバルブは実開昭５４−９１７３０
Ｘ実公昭３６−１６３８１に示すように高速開閉弁とし
て使用されている。

しかし、シリンダバルブにおいてシリンダ形弁体で急速
に閉止作用を行なうとバルブ本体に連結した配管中に流
れている流体の速度（一般には２−６ｍ１秒）が急激に
止まることになるので、この時流体の速度エネルギーの
逃げ場がなくなり、これが圧力のエネルギーに変換され
てバルブの上流側で異常な圧力上昇がおきると）もに大
きな衝撃音と振動をともない、いわゆる水撃現象（ウォ
ーターハンマー現象）が生じ、バルブ配管、計器などに
多大の悪影響を及ぼす。

この水撃現象は閉止作用を急速にすればするほど発生し
易くなるので、従来はバルブ、配管などに悪影響を及ぼ
さないように閉止速度を調整していた。

そこで、本考案は弁座の形状を波形にすることによって
流路面積と開度の関係を変化させ、バルブの開放から閉
止作用において弁開度の大きい位置では流量減少割合を
大きくし、閉止になるにともない流量減少を小さくして
閉止することによって、シリンダ形弁体を急速に閉止し
ても水撃現象が生じないようにしたシリンダバルブを提
供するものである。

図面に示す本考案の実施態様につき、その構成を説明す
れば、１はシリンダバルブのバルブ本体で中間部外周に
段部を設けて上部の内径を小に、下部の内径を犬とした
円筒体の上方に下部内周面をテーパー４に形成した流体
流入口２を設け、その外周にはフランジ３を一体に形成
しである。

５はバルブ本体１の下端に連結した弁座室で、弁座室５
は中間部を膨出形成した筐体の上方開口に筒状部６を連
設するとと）にその外周にフランジ７をを設け、下方に
流体流出口８を形成してその外周にフランジを設けてな
り、筒状部６の７ランジ７をバルブ本体１の下端外周に
設けたフランジにパツキンを介在させて接合し、これら
のフランジをポルト９で締付けてバルブ本体１の下端に
弁座室５を連結しである。

ａは弁座室５内に配置した弁座で、弁座ａは円錐体の周
面にその頂点から底部周縁にわたり波状の凹凸部を連結
して形成した上方部材１０と倒円錐体の下方部材１１と
を、それらの周縁部間にパツキン１２をその上面を露出
させて装着し、上方部材１０の波状面の凹部に穿った孔
にボルト１３を通してそのねじ部を下方部材１１のねじ
孔にねじ込み上下の部材１０．１１を締付けて構成され
ている。

そして、弁座室５内に弁座室５の内周壁と弁座ａとの間
に流体流路を形成して配置し、弁座室５の内周壁と弁座
ａとの間に支持材をわたして弁座ａを弁座室５に固定し
である。

１４は中間部外周に断面］形の環状のピストン１５を一
体に設けてシリンダ形の弁体で、弁体１４をバルブ本体
１の円筒体の小径部内周面および弁座室５の筒状部６の
内周面に添わせると）もに、ピストン１５をバルブ本体
１の円筒体の大径部内周面に添でわせて摺動自在に嵌合
し、弁体１４の下端すを弁座ａのパツキン１２に臨ませ
、弁体１４の上端Ｃを流体流入口２のテーパー面４に臨
ませである。

１６はピストン１５の摺動面に設けたパツキンを示す。

Ａはバルブ本体１の下方大径部と弁座室５の筒状部６お
よびそのフランジ７と弁体１４との間に形成され、その
内部にピストン１５を収蔵したピストン作動室で、内部
のピストン１５により上方分室１７と下方分室１８とに
区劃され、下方分室１８の底部には圧力流体を注入、放
出する通路１９を設け、上方分室１７の上部の外壁には
圧力流体を注入放出する開口２０を設けである。

２１は弁座室５の筒状部６にその内周面から外周面に通
ずるように穿設したドレン孔で、その筒状部６の内周面
に開口部の上方および下方には筒状部６にパツキン２２
．２３を設けである。

２４はバルブ本体１の円筒体の中間部外周の段部にその
内周面から外周面に通ずるよう穿設したドレン孔で、そ
の段部内周面に開口部の上方および下方には段部にパツ
キン２５．２６を設けである。

２７および２８は筒状部６の下方内周面およびバルブ本
体１の円筒体の上方内周面にそれぞれ装着したダストシ
ールである。

バルブ本体１の円筒体の中間部外周の段部にはピストン
作動室Ａの上方分室１７と通ずる縦孔を穿設してその内
部に装着したスリーブ状軸受２９にパツキン３１を介在
させて指示棒３０を上下摺動自在に支承し、指示棒３０
の下端には鍔３２を設けてこれをピストン１５の上面に
形成した円環状溝３３に係止し、指示棒３０の外側には
バルブ本体１の円筒体の中間部外周に設けた段部の縦孔
に上方および下方をそれぞれ内側および外側に屈曲した
ドック３４の中間部を摺動自在に挿通し、その上方屈曲
端を指示棒３０の上端に連結し、下方屈曲部を上下に配
置したリミットスイッチ３５．３６のそれぞれに接触す
るように構成されている。

次にその作用を説明する。

圧力流体を通路１９からピストン作動室Ａの下方分室１
８内に注入すると、ピストン１５が押上げられ弁体１４
が上方に移動して弁体１４の下端すが弁座ａのパツキン
１２から離れると）もに、弁体１４の上端Ｃがバルブ本
体１の円筒体上方の流体流入口２に形成したテーパー４
の面に係合し、流体流入口２から送入される流体はシリ
ンダ形の弁体１４の内部から弁座ａと弁座室内周壁との
間の流体流路を通って弁座室５の下方流出口８から流出
され、ピストン作動室Ａの上方分室１７内の圧力流体は
開口２０から放出されてシリンダバルブは開放の状態と
なる。

第１図はその状態を示す。次にピストン作動室Ａの上方
分室１７内に開口２０から圧力流体を注入すると、ピス
トン１５が押下げられ弁体１４が下方に移動して弁体１
４の下端すが弁座ａのパツキン１２に密接すると）もに
、弁体１４の上端Ｃがバルブ本体１の円筒体上方の流体
流入口２に形成したテーパー面４から離れ、シリンダ形
弁体１４の流体は弁座室５内への流入が阻止され、ピス
トン作動室Ａの下方分室１８内の圧力流体は通路１９か
ら放出されてシリンダバルブは閉止の状態となる。

第２図はその状態を示す。

従来のシリンダバルブにおける弁座は実開昭Ｍ−９１７
３０または実公昭３６−１６３８１に示すように先端に
案内突起を形成した山形の上方部材と、先端に案内突起
を形成した個用形の下方部材とをそれらの周縁部間に弁
座パツキンを介在させて上方部材と下方部材とを接合し
、上下の部材をボルトで締付けて構成されている。

この従来のシリンダバルブでは、バルブを開放から閉止
にする場合、弁開度が大きいときは流体の減少割合が小
さく、弁開度が小さくなったときには流量の減少割合が
大きく、急激な流量減少とともに弁閉止がされる。

この場合弁閉止に近すいているので上昇した流量圧力が
下流側に逃げることができなく、また閉止近くでは急激
な流量減少が生じ閉止するもねであるから水撃現象が生
じる。

本考案は台座ａの上方部を円錐体の周面にその頂点から
底部周縁にわたり波状の凹凸面を連続して設けた上方部
材１０により形成したから、シリンダバルブの開放から
閉止の作用の段階において、内部流体が弁座ａの表面の
波状凹凸部の凹部を流れることによって、バルブ開度の
大きい位置では流量減少割合を大きくし、弁開度が小さ
くなったときに流量の減少割合が小さくしてゆるやかな
流量減とともに弁閉止がされる。

この場合弁開度が大きいときに流量の減少割合が大きい
が、このときに発生する流体の圧力上昇は、弁開度が大
きいために、その圧力エネルギーが下流側に解放される
ので、上流側の流体圧力が大きいものとならない。

また閉止近くでは流量減少が小さいので圧力上昇の絶対
値が低く、下流側・への圧力の逃げがなくても異常な圧
力の上昇がなく水撃現象が生じることがない。

したがってシリンダ形弁体を急速に閉止しても流体の圧
力上昇が少なく上記の水撃現象を生ずるおそれがなく、
シリンダバルブ、配管、計器などに悪影響をおよぼすお
それがない。

第５図はこの事実を説明するもので、第５図Ｉは従来の
弁座の表面を円滑な円錐面としたシリンダバルブの開度
−流量特性を示し、同図■は本考案のシリンダバルブの
開度−流量特性を示している。

すなわち、従来のシリンダバルブではバルブの開放から
閉止する場合、バルブの開度が大きいときは流量の減少
割合が小さく、バルブ開度が小さくなったときは流量減
少の場合が大きく、急激な流量減少と）もにバルブが閉
止される。

この場合、閉止に近づいているので上昇した流体圧力が
が下流側に逃げることができなく、また閉止近くでは急
激に流量減少が生じ閉止するから水撃現象が生じる。

本考案ではシリンダバルブを開放から閉止にする場合、
バルブ開度が大きいときは流量の減少割合が大きく、バ
ルブ開度が小さくなったときに流量の減少割合が小さゆ
るやかな流量減少と）もにバルブが閉止止される。

この場合、バルブ開度が大きいときに流量の減少割合が
大きいが、このときに発生する流体の圧力上昇はバルブ
開度が大きいためにその圧力エネルギーが下流側に解放
されるので、上流側の流体圧力が大きいものとならない
。

また、閉止近くでは流量減少が小さいので圧力上昇の絶
対値が低く、下流側への圧力の逃げがなくても異常な圧
力の上昇がなく水撃現象が生ずることがない。

第６図はこの事実を説明するもので テストバルブ： ＪＩＳ ＩＱＫ 呼び径 １００ｍ
ｍ流体：水 流速：４？ＦＬ／秒 操作空気圧カニ４ｋｇｆ／ａｌ！ テスト装置配管長さ： ２０ｙｎ。

で本考案を施したシリンダバルブと上記従来のシリンダ
バルブにつき水撃テスト結果を示すものでバルブ閉止作
用を高速で行なった結果、本考案のシリンダバルブは従
来のシリンダバルブに比較して水撃による圧力上昇が少
なく、水撃現象を生ずることがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案を施したシリンダバルブのバルブを開に
した状態の断面図、第２図は同上バルブを閉にした状態
の断面図で、第１図および第２図において弁座ａは第３
図に示す弁座ａのイーイ線断面を示しである。 第３図は弁座ａの平面図、第４図は弁座ａの上方部材の
斜面図、第５図Ｉは従来のシリンダバルブの開度−流量
特性の説明図、第５図■は本考案によるシリンダバルブ
の開度−流量特性の説明図、第６図は従来のシリンダバ
ルブと本考案によるシリンダバルブとの水撃テスト結果
比較説明図。 １・・・・・・バルブ本体、２・・・・・・流体流入口
、５・・・・・・弁座室、６・・・・・・筒状部、７・
・・・・・フランジ、８・・・・・・流体流出口、ａ・
・・・・・弁座、１０・・・・・・上方部材、１１・・
・・・・下方部材、１２・・・・・・パツキン、１３・
・・・・・ボルト、１４・・・・・・シリンダ形弁体、
１５・・・・・・ピストン、Ａ・・・・・ゼストン作動
室、１７・・・・・・上方分室、１８・・・・・・下方
分室、１９・・・・・・通路、２０・・・・・・開口、
ａ・・・・・・弁座。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 上方に流体流入口を設けた円筒状のバルブ本体の下端に
   には、筒状の弁座室を接続して連結し、その弁座室の内
   部中央には環状のパツキンを設けた弁座を配置して弁座
   室の底部には流体の流出口を形成し、バルブ本体内には
   中間部外周面にピストンを設けたシリンダ形の弁体を昇
   降自在に収蔵してその下端を弁座室内の弁座の環状パツ
   キンに臨ませてなるシリンダバルブにおいて、その弁座
   ａは、円錐体の周面にその頂点から底部周縁にわたり波
   状の凹凸面を連続して形成し、その凹凸面の凹部にボル
   トの通孔を穿ってなる上方部材１０の周縁部と、倒円錐
   体の下方部材１１の周縁部との間に、環状のパツキン１
   ２をその上面を露出させて装着し上方部材１０の通孔か
   ら下方部材１１のねじ孔にボルト１３をねじ込んで環状
   のパツキン１２を締付は固定してなることを特徴とする
   シリンダバルブ。