JPS62200081A - 圧力逃し弁 - 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】 光朋！弓Ｌ【 本発明は、圧力逃し弁（逆止弁）に関し、より詳しくは
、調節可能なばねが可動弁部材（以下、弁頭と称する）
を閉弁位置（遮断位置）に付勢し、ばね力に抗して弁頭
に作用する流体圧力がばね力に打ち鋳って弁頭をその弁
座から開弁位置に向かって押し上げる際に弁頭が押し上
げられて弁を通る流体の流れを許容する形式の、圧力逃
し弁に関するものである。圧力逃し弁は、閉弁ばねが調
節可能なことによって、所定の圧力（設定圧力）で開弁
するように設定できるため、圧力逃し弁の上流側の管路
中の流体圧力が所望の値に制限される。

この形式の圧力逃し弁は、ポンプが容器もしくはタンク
から流体を吸い込んでユーザー回路（出力配管）に圧送
する流体ポンプ回路に適用するのが有利であることが分
かっている０通常、ポンプの出力側は、ポンプの回りに
流体をバイパスさせる常開玉形弁を含むバイパス回路に
よって、取入れ側（容器）に連結されている。この回路
は、際立つた安全機能をもっている。それは、この回路
がない場合、出力配管の閉塞（例えば、上流側のポンプ
の閉塞）によって圧力が増大し、ポンプに損傷を生起せ
しめる危険性のあるデッドヘッディング（ｄｅａｄ　ｔ
ｒｅａｄｉｎｇ）になるためである。このデッドヘッデ
ィングは、背圧が所定値を超過した場合に玉形弁が開弁
されるか又は開弁に設定されるようにしたバイパス回路
によって防止される。しかし、玉形弁は周知のように定
期点検中に誤って閉弁されることがあり、この閉弁が系
の運転再開前に検出される可能性は殆どない、更に、遠
隔感知装置を用いて玉形弁を所定圧力において開放する
ようになっている場合には、この感知装置の故障によっ
て玉形弁が不作動となることがある。この２つの場合の
どちらにおいても、出力配管の上流側の閉塞によって、
デッドヘッディングを生ずる。

従」Ｊ支街！１１朋− 従来のピストン型及びリフト型の逆止弁は、ばね装置の
みによって閉弁力が付与され、弁頭が閉弁位置に向かつ
て付勢されるようになっている。

従来の逆止弁を或る高圧の設定流体圧力、例えば約１８
９＆ｆ／　ａｘ２（Ｚ７００ｐｓｉ）において開弁させ
る必要がある場合に、ばねが出す力は非常に大きくなけ
ればならず、大形ばねの使用が必要となる。そのため、
弁が異常に嵩張る。この構造の別の欠点として、基本的
に動圧によって逆止弁の弁頭を開弁に保持するので、（
逆止弁の両側の）僅かな流量は、弁を安定に開状態に保
持することができないため、弁ハンティングとそれによ
る損傷とを生起させる。

この公知の構造の別の欠点として、この弁を上に概略的
に述べたバイパス回路に用いた場合、該弁のため高圧流
体がポンプの吸込側に戻され、好ましくない、更に、従
来の逆止弁は、その閉弁状態又は閉弁状態の可視指示又
は同様の指示（時として非常に有用な情報である）を与
えるようになっていない。

１吸へ１」 本発明の１つの目的は、前記の欠点が除かれるようにし
た、冒頭に述べた形式の改良型圧力逃し弁を提供するこ
とにある。

明細書を読むに連れ明らかになるこの目的及びその他の
目的を達成する本発明による圧力逃し弁は、弁箱と、該
弁箱中に可動に支持されて弁座と協働する弁頭と、弁箱
中に支持されていて該弁頭をその着座位置に向かつて付
勢するために弁頭に連結されている弁ばねと、を備えて
いる。弁頭は、入口ポートに存在する流体圧力にさらさ
れる第１面部分を有し、この第１面部分は、該流体圧力
から導出された第１の力がばね力に拡して弁頭を押し上
げる傾向をもつように方向決めされている。

弁箱中には、弁頭によって画成された室が形成され、弁
頭には、入口ポートから該室に流体を導入してその内部
に流体圧力を発生させるように入口ポートと該室との間
に連続した連通を保つための通路が形成されている。弁
頭は、該室を画定して該室中の流体圧力にさらされる第
２面部分を備えている。この第２面部分は、該室中の流
体圧力から導出されてばね力と同じ方向に作用する第２
の力が弁頭に加わるように方向決めされている。

ｔ　　　の舌ａ 図に示した弁構造は、入口ポート２と、出口ポート３と
、弁箱空所５を画定する内壁面４とを有する中空の弁箱
１を備えている。

入口ポート２を弁箱空所５に連結する弁箱１の壁部分に
は、ガスケットリング７を介して弁座リング（弁座）６
を受は入れる環状凹所が形成されている。

弁箱空所５の内部には、その軸方向長さ部分に沿って円
周口りに複数のケージ孔９を備えた円筒状のケージ８が
配設されている０円筒状のケージ８の下側の端縁は弁座
リング６の心向きの上面に支持され、上部縁はスペーサ
スリーブ１０と係合し、このスペーサスリーブは、円筒
状の内壁１０＆を画定し、円筒状のケージ８と軸方向に
整列している。

スペーサスリーブ１０の上部縁面は、大体において、弁
箱１の上部縁面と面一になっており、弁Ｍ１１によって
軸方向下向きに加圧されている。弁ｆｉｌｌは、弁蓋１
１に形成された通孔１４に通されて弁箱１に係止された
ボルト１３にねじ締めされるナツト１２によって、弁箱
１に対して締め付けられている。このように弁蓋１１は
、ナツト１２及びボルト１３によって、スペーサスリー
ブ１０及びケージ８を下部弁箱部分に（弁座リング６及
びガスケットリング７を介して）しっかりとクランプさ
れる。適宜のシールガスケット１５．１６は、弁箱１と
弁蓋１１との間及びスペーサスリーブ１０と弁ｆｕｌｌ
との間にそれぞれ配設されている。

円筒状ケージ８とスペーサスリーブ１０とによって囲ま
れた空間内には、大体円筒状の可動の弁部材、即ち弁頭
１７が、軸方向に摺動可能に配設されている。弁頭１７
は、スリーブ仄の主部分１８と、スリーブ状のピストン
部分１９と、スカート状の延長部分２０とを備えている
。スリーブ状の主部分１８は半径方向内面１８ａを、ス
リーブ状ピストン部分１９は半径方向縁面１９ａを、ま
た、スカート状延長部分２０は半径方向縁面２０ａを、
それぞれ備えている。

３つの部分１８．１９．２０は、軸方向に互いに整列さ
れ、単一の部材を形成している。

弁頭１７の主部分１８は、ケージ８の内壁面から隙間２
１によって隔てられており、円錐台形の着座面２２を備
えている。この着座面は、スカート状の延長部分２０に
向かってテーバ状となっており、弁座リング６の円錐台
形の着座面と協働する０着座面２２は、半径方向の肩面
２３によって、スカート状延長部分２０に接合されてい
る。弁頭１フのピストン部分１９は、スペーサスリーブ
１０の円筒状内壁１０ｍによって囲まれると共にこれに
より画成された室２４中に突入している。ピストン部分
１９は、円筒状内壁１０ａと摺動可能に封止状に係合す
るカーボンピストンリング２５．２６を備えている。シ
ールされた室２４は、主部分１８に形成されたポート（
通路手段）２８によって、主部分１８及びスカート状延
長部分２０により画定された室２７と連通している。室
２フは下向きに開放され、かくして入口ポート２と常時
連通している。

室２４中には、コイルばね、即ち弁ばね２９が配設され
ており、弁ばね２９は、一端において弁蓋１１の下面と
係合し、他端においてスペーサワッシャ３０を介して、
弁頭１７の主部分１８と係合する　（スペーサワッシャ
３０の厚さは、弁座リング６の方向に弁頭１）に働くば
ね予負荷力に影響する）。

弁頭１７の軸方向位置を知らせるために、１つ以上の位
置指示スイッチ３２を収納したブラケット３１が、弁１
１１１上に取り付けられている。スイッチ作動棒３３は
、例えばねじ連結によって、弁頭１７内に係止されてお
り、弁蓋１１及びブラケット３１を経て摺動自在に突出
し、上端３４によってスイッチ３２と協働する。＊宜の
バッキングシール３５は、スイッチ作動棒３３を囲んで
おり、バッキングフランジ３６により弁ｌ！１１中に保
持されている。バッキングフランジ３６は、バッキング
シール３５を圧縮し、ねじ連結部３７（ブラケット３１
の支持作用もする）により締め付けられている。バッキ
ングシール３５は、室２４中の流体が外部に漏出しない
ようにスイッチ作動棒３３の耐漏洩性を確実にする。

次に、前述した圧力逃し弁の作用について説明する。

通常の使用時には、圧力逃し弁は、加圧流体回路の圧力
が入口ポート２側において所定圧力を超過した場合にの
み、入口ポート２から出口ポート３への流木の流れを許
容するように、該加圧流体回路中に接続されている。こ
の目的のために、弁ばね２９の所定のバイアスが得られ
るように、適当な厚さのスペーサワッシャ３０を選定す
る。！初の完全に圧抜きされた系を想定すると、弁頭１
７は、弁ばね２９のみによって閉位置に押し込まれるの
で、弁頭１７の円錐台形の着座面２２は、弁座リング６
と封止状悪で係合する。

入口ポート２において系の圧力が増大するにつれて、加
圧された流体は、スカート状延長部分２０の回りを通っ
て、室２７に流入する。流体はそこから、弁頭１７に形
成されたポート２８を経て、室２４に流入する。入口ポ
ート２内の圧力が弁頭１７の速やかな押し上げには不十
分な大きさであるものと想定した場合、或る静圧が発生
し、圧力逃し弁の流体が充満される全ての室に系の圧力
が広がる。系の圧力の一部は、着座面２２、肩面２３、
縁面２０ａ及び内面１８ａの露出した部分（第１面部分
）を加圧することによって、弁頭１７を着座状態から離
脱させようとする。これ等の圧力から導出される力は、
弁頭１７を押し上げる方向（即ち、弁ばね２９のばね力
に抗する方向）に方向法めされた正の成分をもっている
。

本発明によれば、系の圧力の別の部分は、弁ばね２９の
ばね力を助勢し、従って弁頭１７をその閉弁位置に向か
つて付勢する。この力は、特に、ピストン部分１９の環
状肩面（第２面部分）１９ａ及びその心向きの底面のと
ころで室２４内に発生する。ところで、弁頭１７を押し
上げようとする圧力にさらされる全有効面積は、弁ばね
２９を助勢する圧力にさらされる全有効面積よりも大Ｃ
いので、系中に別の圧力が存在すると、これ等の圧力が
ら導出されて弁頭１７に作用する合成力は、弁ばね２９
のばね力に抗するように常に指向される。このように、
系の圧力自身の一部分が弁ばね２９の閉弁力を助勢する
ように利用されるので、弁ばね２９は、従来可能であっ
たよりも相当に小さいばね力及び寸法で足りるため、有
利となる。

弁頭１７の開弁位置において、スイッチ作動棒３３の上
端３４は、下方のスイッチ３２に対して或る所定の位置
を占め、弁頭１７の閉弁位置を表わす状態にこのスイッ
チ３２を保持する。

圧力逃し弁がなおも開弁位置に保たれる所定の最大圧力
を系の圧力が超過したものと想定する。

換言すれば、弁頭１７の両側に作用する圧力間の差が、
弁ばね２９による閉弁力よりも大きい或る値に到達した
とする。

開弁力よりも大きな圧力によって弁頭１７が押し上げら
れるにつれて、加圧された流体は、弁座リング６と着座
面２２との間に画成された環状の隙間を通り、更にケー
ジ孔９から弁箱空所５に流入し、最終的に出口ポート３
に流入する。

弁頭１７が弁座リング６を離れるにつれて、スイッチ作
動棒３３の上端３４の、下方のスイッチ３２に対する作
動位置が変わり、下方のスイッチ３２は、それに応答し
て、開弁を指示する信号を出す。

流体の流れが始まり、圧力逃し弁を通るように維持され
る時に、圧力逃し弁部に動圧状態が発生し、この動圧状
態は、弁頭１７の着座面２２及び肩面２３に特に影響し
、これ等の位置に付加的な開弁力を発生する。しかし、
本発明の重要な様相として、この流体流の間に大きな静
圧状態が引続き維持されている。入口ポート２に流入す
る加圧された流体の流路中に突入している弁頭１７のス
カート状延長部分２０によって、渦流のような流れの動
的作用は室２７に現れなくなるので、弁内に動的状態が
存在しても、室２４．２７には流体の静圧が引き続き保
持されている。

系の圧力が更に増大すると、特に弁頭１７に作用する静
圧効果のため、弁頭１７が更に押し上げられ、流体の流
出量が増大し、弁部の人口ポート２側の全体的な流体圧
力が緩和される。

弁頭１７がスペーサスリーブ１０の円筒状内壁１０ａと
の摺動係合に際してピストンリング２５によって案内さ
れ、開弁位置を占めると、大きな流体圧下の流体はケー
ジ孔９を通過する。ケージ孔９が多数あり、ケージ８の
本体上に軸方向及び円周方向に分布されているため、そ
れを通る流体の圧力が分散される。ケージ孔９は、圧力
の減衰の加速に太きく影響するので、流体が受は入れら
れて圧力逃し弁の出口ポート３に向かって放出されるに
つれて、大きな減圧効果が得られる。

弁頭１７が或る高さく例えば、最大開放状態）に到達す
ると、スイッチ作動′ｐｓ３３の上端３４により上方の
スイッチ３２が付勢され、このスイッチによって、例え
ば圧力逃し弁の最大開放状態を指示することができる。

本発明は、前述した実施例の他にも種々変更して実施で
きるので、前述した特定の構成は、単なる例示に過ぎず
、本発明を限定するものではない。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の好適な実施例を示す軸方向断面図である。 １　・・・弁箱　　　　　　２・・・入口ポート３　・
・・出口ポート　　　６　・・・弁座（弁座リング）１
７・・・弁頭　　　　　　１８ａ・・・第１面部分（内
面）＋９ａ・・・第２面部分く環状肩面） ２０ａ・・・第１面部分（縁面） ２２・・・着座面　　　　　２３・・・第１面部分く肩
面）２４・・・室　　　　　　　２８・・・ｆ回路手段
（ポート）２９・・・弁ばね 出願人　ウェスチングハウス・エレクトリック・コーポ
レーション

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 弁箱と、該弁箱中の入口ポート及び出口ポートと、前記
   弁箱内に支持され、前記入口ポートを囲むと共に、開口
   を画定する弁座と、前記弁箱中に可動に支持された弁頭
   とを含み、該弁頭は、前記弁座と協働して、該弁頭の着
   座位置において前記入口ポートと前記出口ポートとの間
   の連通を液密のシールによって防止すると共に、該弁頭
   の押上げ位置において前記入口ポートと前記出口ポート
   との間の連通を許容する、着座面を有し、更に、前記弁
   箱内に支持されていて、前記弁頭を前記着座位置にばね
   力によって付勢するように前記弁頭に作動上連結されて
   いる、弁ばねを含み、前記弁頭は、前記入口ポート中に
   存在する流体圧力にさらされる第１面部分を有し、該第
   １面部分は、前記入口ポート中に存在している前記流体
   圧力が前記弁ばねにより設定された或る所定値を超過し
   た時に、該流体圧力から導出されて前記弁ばねと反対方
   向に指向する第１の力が、前記弁頭を前記押上げ位置に
   移動させるべく前記弁頭に加わるように方向決めされて
   いる、圧力逃し弁であって、（ａ）前記弁箱中に配設さ
   れた室を備え、該室は、前記弁頭によって画定され、前
   記出口ポートに対して封止され、前記弁頭は、前記室と
   前記入口ポートとの間に配置され、更に、 （ｂ）前記入口ポートから前記室に流体を導入して該室
   内に流体圧力を発生させるように前記入口ポートと前記
   室との間に連続な連通を保つように前記弁頭中に設けら
   れた通路手段と、 （ｃ）前記弁頭の一部をなすと共に前記室を画定する第
   ２面部分とを備え、該第２面部分は、前記室内の流体圧
   力にさらされていて、該流体圧力から導出され前記ばね
   力と同じ方向に作用する第２の力が前記弁頭に作用する
   ように方向決めされている、 圧力逃し弁。