JPH03287365A - 弁座すり合わせ装置 - 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】 【産業上の利用分野】

この発明は、仕切弁、逆止め弁などの弁座シート面をそ
の状態に応じて研摩により補修するとともに、この弁座
シート面の状態を検査する装置であって、特に停電によ
って弁座シート面への研摩ヘッドの押付け用動力が切れ
ることがあっても、研摩ヘッドが弁座シート面と不安定
接触することのないようにして弁座シート面の損傷防止
を図った弁座すり合わせ装置に関する。

【従来の技術】

従来、発電プラント特に原子力発電プラントには、仕切
弁、逆止め弁などが多数使用されている。 プラント運転中に、配管内に混在するスケールなどの異
物が弁座シート面上に付着する可能性があるので、この
付着状態で弁の開閉操作をおこなうと、これら異物が弁
体や弁座シート面に食い込み、引っ掻き傷や圧痕状の傷
を生しる。また、流体の流れによる浸食により、片減り
が生したり、熱変形で歪みが生したりすることもある。 これらによって弁座シート面での密閉度が不完全になる
と、プラントへの悪影響を生しることになる。そのため
例えば、特に原子力発電所の場合には１年に１回、全プ
ラントを停止して定期検査をすることが義務づけられて
いる。そして、点検修理作業は、プラントを停止し、必
要に応じて系統を隔離するため、この作業期間を短縮す
ることがプラントの稼動率を上げる上から、特に望まれ
るところである。 従来の初期段階の作業は、概略衣のような内容のもので
あった。弁の駆動部などを取り外し、弁体を取り出して
分解したのち、熟練作業者が２人１組になって弁フラン
ジの近くに立ち、弁座シート面をパイロット・ξラーな
どで目視点検しながら、空気駆動の特殊工具を使用して
研摩をおこなう。この特殊工具は、研摩ヘッドの正面に
サンドペーパを接着したもので、回転し弁座シート面に
押付けて使用される。しかし、これでは、作業そのもの
が熟練を要し、作業時間も長いため、特に原子力発電所
の場合には、この間に作業者は多量の放射線を被曝する
ことになる。 そのため、この問題に対して、これまでもロボット技術
の適用が検討されてきた。しかし現状では特に原子力発
電所は、人間による定期作業を前提に、建設コストを下
げるため極めてコンパクトに造られており、作業空間２
通路ともに非常に狭くまた階段、タラップなども多い。 このため現状のロボット技術では、弁座すり合わせロボ
ットに、自動的にまたは遠隔操作でプラント内の移送、
弁の分解２組立、さらに弁座シート面の点検、修理など
を、すべてさせることは不可能である。 そこで次の段階として、弁の分解１組立および弁座すり
合わせ装置の移送と弁箱への組込み９分解までは人手に
よる作業でやり、弁座シート面の研摩補修１点検作業を
自動化する、または遠隔操作でおこなうことが実施され
てきた。 さて、遠隔操作ないし自動運転による弁座すり合わせ装
置に適用された従来の研摩ユニットについて、第４図を
参照しながら説明する。第４図は研摩ユニット１０１の
側断面図で、２が研摩ヘッドであり、その正面に研摩部
材が設けである。この研摩ヘッド２は、研摩用モータ１
６により回転されるとともに、固定されたケース１９に
設けられた支点軸１５のまわりに回動される。この回動
の駆動力は単動形空気圧シリンダ部１１７による。この
空気圧シリンダ部１１７は主として、シリンダ１１７ａ
、　　ピストン１１７ｂ、　　ピストンロッド１１フｃ
、圧縮ばね１１７ｄからなっている。なお、シリンダ１
１７ａの左端部に符号を付けてない空気圧接続口がある
。この場合、圧縮ばね１１７ｄの力と、これより大きい
、接続口から供給される空気圧による力との差値が、研
摩ヘッド２の押付力を決める。

【発明が解決しようとする課題】

従来の技術では、第４図において研摩中に突然、停電そ
の他の原因で供給空気圧が零になると、研摩ヘッド２の
弁座シート面への押付力は、圧縮ばね１１７ｄによって
自動的に零になる。したがって、ある押付力のもとに回
転していた研摩ヘッド２は、突然その押付力が零になる
ため、その零近傍で弁座シート面に対して不安定な接触
状態になる、すなわち「おどり」現象を起こす。この現
象のために弁座シート面を損傷させる、という問題が生
しる。 このように研摩ヘッドが「おどる」ことによって、弁座
シート面を損傷させることは絶対に避けなければならな
い。それは、この損傷を補修するために弁座シート面を
削り、それだけ弁座の寿命を縮めることになるからであ
る。さらにまた、特に原子力発電用の弁では、長時間の
弁座シート面の補修作業や弁座交換作業に伴い、多くの
被曝量を受けることになり、安全上の問題を生じること
にもなるからである。 この発明の課題は、従来の技術がもつ以上の問題点を解
消し、停電などで押付け用動力が断たれても、研摩ヘッ
ドの弁座シート面への押付力を、研摩ヘッドと弁座シー
ト面とが安定接触状態をとり得る所定値にする、一種の
フェール・セーフ機能をもつ研摩ユニットを備えた弁座
すり合わせ装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】 この課題を解決するために、本発明に係る弁座すり合わ
せ装置は、 研摩ヘッドを弁座シート面に対し押し付け得る装置にお
いて、 前記の押し付けをしないときムこは、動力たとえば空気
圧の供給を受けて所定付勢力、たとえばバネ力に抗し前
記研摩ヘッドを前記弁座シート面から離し、 前記の押し付けをするときには、前記所定付勢力（バネ
力）と、これと同じ向きの前記動力（空気圧）に基づく
力との合力によって、前記研摩ヘッドを前記弁座シート
面に押し付ける押付機構、たとえばバネ付き複動式操作
シリンダを備える。

【作　用】

押付機構、たとえばバネ付き複動式操作シリンダによっ
て、研摩ヘッドは、押し付けをしないときには、動力た
とえば空気圧の供給を受けて所定付勢力、たとえばバネ
力に抗し弁座シート面から離され、押し付けをするとき
には、所定付勢力（バネ力）と、これと同じ向きの動力
（空気圧）に基づく力との合力によって、弁座シート面
に押し付けられる。

【実施例】

この発明に係る実施例について、以下に図面を参照しな
がら説明する。この実施例は、遠隔操作ないし自動運転
方式によって仕切弁の弁座シート面を研摩するとともに
検査する弁座すり合わせ装置である。なお、第１図はこ
の装置すこおける研摩ユニットの側断面図、第２図は研
摩ヘッドの押付力１回転数のタイムチャート、第３図は
仕切弁用弁座すり合わせ装置の斜視図である。 まず、この仕切弁用弁座すり合わせ装置の全体構成につ
いて、第３図を参照しながら説明し、ついで主題の研摩
ヘッド関連について、第１図、第２図に基づいて詳細に
述べる。 第３図において、７１は仕切弁の弁箱、７２は弁座で、
この仕切弁用弁座すり合わせ装置の構成要素は、大別し
て研摩ユニットエ、検査ユニット２１゜架橋部ユニット
４１の三つである。 研摩ユニット１は弁座７２のシート面を研摩する機能を
もち、検査ユニッ１−２１は弁座７２のシート面を検査
する機能をもつ。また、架橋部ユニット４１は、研摩ユ
ニット１と検査ユニット２１とを支持するとともに、そ
れぞれの作業に応じて仕切弁の弁箱７１に対する所定位
置に移動、設置する機能をもつ。 架橋部ユニット４１の基本動作は、研摩ユニット１と検
査ユニット２１とを同時に旋回させる動作、同しく水平
移動つまり横行させる動作、および各ユニットをそれぞ
れ択一的に昇降させる動作の三つである。 さて、研摩ユニット１はその先端部に研摩ヘッド２を設
け、この研摩ヘッド２によって弁座７２のシート面を研
摩する。また、検査ユニット２１の先端部には検査ヘッ
ド２２が設けられ、この検査ヘッド２２によって弁座７
２のシート面を検査する。 また、研摩ユニット１と検査ユニット２１との上部にそ
れぞれ昇降用モータを設け、この各モータ・が研摩ヘッ
ド２．検査ヘッド２２をそれぞれ択一的に弁座７２のシ
ート面に対向する位置まで垂直に下降させ、各作業の後
に元の位置に復帰させる。 さて第１図において、２は研摩用の研摩ヘッドで、主軸
１１の左側軸端に自在継手１０を介して固定される。１
２は歯車ケースで、主軸１１の両端部を軸支するととも
に、この主軸１１とほぼ直角方向に筒体１４を設ける。 この筒体１４は、符号を付けてない傘歯車の組を介して
主軸１１と結合するモータ軸１３を内部に貫通させる。 筒体１４は、研摩用モータ１６およびその他の部材を収
容するケース１９の下部と支点軸１５によって揺動可能
に連結される。ケース１９の土壁内面には、空気圧シリ
ンダ部１７が設けられ、そのピストン部が、加圧レバー
１８を介してこれに固着された研摩用モータ１６と連結
される。 空気圧シリンダ部１７は、主としてシリンダ１７ａ。 ピストン１７ｂ、ピストンロッド１７ｃ、圧縮ばね１７
ｄからなる。この空気圧シリンダ部１７は複動形で、シ
リンダ１７ａの両端部に空気圧接続口Ａ、　Ｂを備えて
いる。 この研摩ユニット１の作用は次のとおりである。 研摩用モータ１６の回転は、傘歯車を介して主軸１１に
伝達され、この左側軸端に取り付けられる研摩ヘッド２
で弁座シート面を研摩する。また、空気圧シリンダ部１
７によって、加圧レバー１８を介して、研摩用モータ１
６がケース１９に対して傾斜し、研摩へノド２の、弁座
シート面に対する押付力が調整される。 次に、空気圧シリンダ部１７の作用をさらに詳しく述べ
る。まず、接続口Ａ、Ｂからの供給空気圧がいずれも零
の場合には、圧縮ばね１７ｄの力が、加圧レバー１８を
介して研摩ヘッド２の、弁座シート面に対する押付力と
なる。このときの押付力を第１（小）押付力とする。次
に接続口Ａから、漸次増大する空気圧が供給されると、
研摩ヘッド２の押付力は、圧縮ばね１７ｄの力と空気圧
に基づく力との和である第２（大）押付力になる。研摩
ヘッド２を弁座シート面から隔離させるときには、圧縮
ばね１７ｄの力を超える力を生しる空気圧を、接続口Ｂ
から供給する。 次に、第２図のタイムチャートを参照しながら研摩作業
時における押付力１回転数の変化のさせ方を説明する。 なお、第２図における上側の部分が押付力に、同じくそ
の下側の部分が回転数に関する。 最初、弁座シート面から隔離されている研摩ヘッド２に
、まず第１押付力Ｐ１を加える。この第１押付力Ｐ１を
加えてから時間Ｔ１の後、この第１押付力Ｐ１のもとに
、研摩ヘッド２の回転数を零から上昇させ、所定値Ｎ２
にする。それから時間Ｔ２の後に、研摩ヘッド２の押付
力を第２押付力Ｐ２に増し、この状態で時間Ｔ−だけ研
摩を継続する。ついで、再び押付力を第１押付力Ｐ１に
下げ、さらに時間Ｔ３の後、回転数を漸次減少させてい
き停止させる。停止後、時間Ｔ４の経過の後に研摩ヘッ
ド２の押付力を零に、つまり研摩ヘッド２を弁座シート
面から隔離させる。 第２押付力Ｐ２．回転数Ｎ２．時間Ｔ−が研摩条件であ
る。すなわち、研摩前のシート面の状態、遠戚すべき面
の状態などに応じて、これらの値を適切なものに選ぶ。 さて、研摩作業中に突然、空気源用の電源が切れた場合
を考える。電源が切れると、第１図の接続口Ａ、Ｂから
供給される空気圧は零になる。ピストン１７ｂは圧縮ば
ね１７ｄだけの力を受けることになり、研摩ヘッド２は
、圧縮ばね１７ｄの力による押付力で弁座シート面に押
し付けられる。電源が切れるまでは、研摩中の押付力は
１１以上であり、停電になっても押付力はＰｌに移行す
るだけであるから、その過程でこの押付力は零または零
近傍の値をとることがない。つまり、研摩ヘッド２は弁
座シート面に対して不安定な接触状態になることがなく
、したがって、弁座シート面を損傷させることがない。 次に、上述した実施例のいくつかの変形例について述べ
ると、付勢力として、圧縮ばねの代わりに永久磁石また
は重錘による磁気力または重力を利用することができ、
また、押付力を発生するアクチュエータとして、空気圧
シリンダに変えて、同し流体系の油圧シリンダであって
もよく、電動形アクチュエータ、例えばソレノイド・モ
ータやトルクモータを用いることもできる。作業環境や
その他の条件に応して適宜選択すればよい。

【発明の効果】

以上説明したように、この発明においては、押付機構に
よって、研摩ヘッドは、押し付けをしないときには、動
力の供給を受けて所定付勢力に抗し弁座シート面から離
され、押し付けをするときには、所定付勢力とこれと同
じ向きの動力に基づく力との合力によって、弁座シート
面に押し付けられる。 したがって、この発明によれば、従来の技術に比べ次の
ようなすぐれた効果がある。 （１）動力源、例えば電源が正常に働いているときには
、これに基づいて任意押付力が発生され、目的に合致し
た機能を発揮する。そして、不測の停電などで動力の供
給が断たれても、自動的に所定押付力に移行するから、
この所定押付力が事故の発生を未然に防く。すなわち、
研摩作業中に停電になっても、研摩ヘッドの弁座シート
表面との所定押付力が確保されることによって、いわゆ
る「おどり」現象が防止され、弁座シート面が損傷を受
けるおそれがなくなる。 （２）特別な機構によらないので、実施が容易であると
ともに、はとんどコストの増分を要しないですむ。 （３）押付機構の駆動部として、空気圧式、油圧式。 電気式などを、その場合の使用条件に応して適宜選択し
得るから、より適切な適用が可能となる、または適用範
囲が広くなるなど、柔軟な対応ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る実施例における研摩ユニットの側
断面図、 第２図はこの研摩ユニットにおける研摩ヘッドの押付力
１回転数のタイムチャート、 第３図は本発明に係る実施例の斜視図、第４図は従来の
研摩ユニットの側断面図である。 符号説明 １：研摩ユニット、２：研摩ヘッド、 １６：研摩用モータ、１７：空気圧シリンダ部、１７ａ
ニジリンダ、１７ｂ：ピストン、１７ｃ：ピストンロン
ド、１７ｄ：圧縮ばね、第１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）研摩ヘッドを弁座シート面に対し押し付け得る装置
   において、前記の押し付けをしないときには、動力の供
   給を受けて所定付勢力に抗し前記研摩ヘッドを前記弁座
   シート面から離し、前記の押し付けをするときには、前
   記所定付勢力とこれと同じ向きの前記動力に基づく力と
   の合力によって前記研摩ヘッドを前記弁座シート面に押
   し付ける押付機構を備えたことを特徴とする弁座すり合
   わせ装置。