JPH04248080A - 安全弁 - Google Patents

安全弁

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JPH04248080A
JPH04248080A JP3181054A JP18105491A JPH04248080A JP H04248080 A JPH04248080 A JP H04248080A JP 3181054 A JP3181054 A JP 3181054A JP 18105491 A JP18105491 A JP 18105491A JP H04248080 A JPH04248080 A JP H04248080A
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JP
Japan
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disc
valve
safety valve
pressure
radial
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Pending
Application number
JP3181054A
Other languages
English (en)
Inventor
Jr Richard H Crichton
リチャード・エイチ・クライトン、ジュニア
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dresser Industries Inc
Original Assignee
Dresser Industries Inc
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH04248080A publication Critical patent/JPH04248080A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K17/00—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves
    • F16K17/02—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K17/00—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves
    • F16K17/02—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side
    • F16K17/04—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side spring-loaded
    • F16K17/08—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side spring-loaded with special arrangements for providing a large discharge passage
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/7722—Line condition change responsive valves
    • Y10T137/7738—Pop valves
    • Y10T137/7744—Adjustable choke
    • Y10T137/7745—Annular lip or baffle
    • Y10T137/7747—Screw threaded

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Safety Valves (AREA)

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】
【０００１】
【発明の分野】本発明は、過度の圧力を逃がすための弁
に関し、特に、設定圧力より僅かに上の圧力で完全な持
ち上げを達成し、設定圧力よりも僅かに下の圧力で完全
に閉じる安全弁に関するものである。
【０００２】
【発明の背景】商業的並びに居住環境において安全弁に
対する種々の応用がある。安全性を確実にするために、
アメリカ機械技師協会（ＡＳＭＥ）は、圧力逃がし弁も
しくは圧力安全弁に対する広範な使用の種別のための最
小要件の規約を準備している。動力ボイラに故障した安
全弁から生じ得る大きい損傷のため、ＡＳＭＥ規約セク
ションＩは最も厳重である。それは、動力ボイラ（ａ　
ｐｏｗｅｒ　ｂｏｉｌｅｒ）のための安全弁が：　１）
該弁に対する設定圧力の９６％よりも低くない閉成圧力
において閉じること；　並びに　２）設定圧力の１０３
％よりも高くない圧力において、完全と見なされる持ち
上げ（ａ　ｆｕｌｌ　ｒａｔｅｄ　ｌｉｆｔ）に該弁が
達するようにすること、を要求している。対照的に、未
焼性の圧力容器に対しては、ＡＳＭＥ規約セクションＶ
ＩＩＩは、圧力逃がし弁もしくは圧力安全弁が、設定圧
力の９３％よりも低くない閉成圧力を有し、かつ設定圧
力を１０％以上越えない圧力において完全と見なされる
持ちあげを有することを要求される。
【０００３】最適には、弁は、系統圧力が圧力に対する
所定の設定点を越えたときに開放し、そして過度の超過
圧力の創設無しで完全開放もしくは「完全な持ちあげ」
に急速に達するべきである。また、弁は、系統圧力を設
定圧力以下に復帰させるに充分な過度の容積を排気する
や否や閉成し、系統からの流体の過度の損失を避けるよ
うに急速な閉成もしくは「ブロウダウン（ｂｌｏｗｄｏ
ｗｎ）」を提供するべきである。
【０００４】ＡＳＭＥ規約セクションＩの要求する基準
に適う圧力逃がし弁もしくは圧力安全弁を提供すること
において試みが為されてきた。Ｓｔｅｗａｒｔ　等の米
国特許第　４，１３０，１３０　号明細書には、ノズル
・リングと、弁ヘッドの囲い板部分上に形成された曲げ
られた内方に面する表面と、を含んで環状の第２の流れ
オリフィスを限定する安全逃がし弁もしくは安全弁が開
示されている。このオリフィスは、流れに対する何等か
の制限を提供するために大きすぎ、従って、全開及び全
流れを達成するための弁にかかる持ちあげ力を援助する
ことに失敗していた。
【０００５】Ｓｃａｌｌａｎ　の米国特許第　４，７０
８，１６４　号明細書は、弁のビビリもしくはがたつく
音の問題を扱っている。Ｓｃａｌｌａｎ　の特許は、調
整リングと、下方に突出する周囲フランジを持った弁支
持体もしくは弁キャリアとを有した安全弁を開示してい
る。該リングは、軸方向に突出する環状の部分を含み、
該環状の部分は、弁キャリアに向かって延長してオリフ
ィスを形成し、弁の閉成もしくは「ブロウダウン」を制
御する。リングの外周表面は、フランジと共に第２のオ
リフィスを形成し、全開位置まで弁の持ちあげを援助す
る。この発明は、弁の開閉における安定性を提供するが
、この弁の閉成は、ＡＳＭＥ規約のセクションＩにより
指令されるような動力ボイラに対して最小要求された基
準に見合わない。
【０００６】
【発明の概要】本発明の目的は、設定圧力レベルより僅
かに上の圧力で安全弁の完全かつ急速な開放、並びに設
定圧力レベルより僅かに低い圧力で弁の完全かつ急速な
閉成を提供することである。
【０００７】本発明の特徴は、安全弁の急速な開放及び
急速な閉成を援助するために、一対のオリフィスを創成
するよう弁キャリア部材もしくは弁支持体部材と協働す
る弁座部材に位置する調整リングを含むことである。
【０００８】本発明の特徴は、弁座に対する円板の急速
な閉成を提供するよう、傾斜表面と、内方に面する傾斜
された端を有して下方に延びるフランジとにより周囲的
に限定される放射状の室を有した円板キャリアもしくは
円板支持体を含むことである。
【０００９】本発明による安全弁は、流体入り口、流体
出口、及び流体入り口を囲む弁座を有した弁体を含んで
いる。弁体は、弁座に向かう及び離れる方向に可動の円
板部材と、該円板のための穴、該穴に半径方向に隣接す
る第１の室、及び第２の室を形成するために内方に面す
る傾斜された端及び円板キャリア内の環状の表面を持っ
て下方に突出するスカート・フランジを有する円板キャ
リアとを収容する。リング部材は、円板キャリアに隣接
して弁座上に可動に位置する。リング部材は、フランジ
の傾斜された端と共に周囲オリフィスを形成する外周表
面及び放射状のオリフィスを形成するよう円板キャリア
に向かって延びる軸方向に突出した環状の部分を有する
。調整可能なばね組立体は、弁座との密閉係合に円板を
偏倚し、かつ円板キャリアをリング部材との共働作用に
偏倚する。本発明の重要な観点によれば、第１の室の傾
斜表面及び延長するフランジの傾斜端は、流体入り口に
おける圧力が減少するとき、安全弁内の圧力が一層早い
速度で減少するのを許容し、それによりより早い閉成も
しくはより短い「ブローダウン」を提供する。
【００１０】本発明の他の目的、特徴及び長所は、当業
者が本発明を行うのを可能とする詳細と共に、本発明を
説明する以下の記載から明瞭となるであろう。これらす
べては、本発明に対し現在意図される最良のモードと関
連している。
【００１１】
【実施例】本発明の好適な実施例が図１〜図４の例によ
り示されている。図１を特に参照すると、安全弁（安全
逃し弁）１０は、非圧搾性または圧搾可能な流体流れの
ための入口通路１４及び出口通路１６を有する中空の弁
体１２を含んでいる。
【００１２】図３及び図４に一層詳細に示されるように
、弁座部材１８は弁１０の入口１４内に装着されている
。弁座部材１８は、上端を形成する環状の弁座２０と、
内部にねじ切りされたリング部材２４を受けるよう弁座
部材１８の上部分の外部に沿いかつ弁座２０の下にある
一連のねじ２２とを有している。
【００１３】内部に円板２８が固定される穴２７を有す
る円板キャリア（支持体）２６は、弁座２０上に直接的
に位置付けられる。円板２８は、環状の弁座２０と密閉
係合するために構成されかつ配置され、そして環状の弁
座２０の直径と少なくとも等しい直径を有するのが好ま
しい。円板キャリア２６は、傾斜表面３２によって限定
される周囲を有する、穴２７と隣接するラジアル室もし
くは放射状室３０有する。傾斜表面３２は、入口１４の
軸線に対して４５度の角度にあるのが好ましい。さらに
、円板キャリア２６は、下方に突出するスカート・フラ
ンジ３４を有しており、該スカート・フランジ３４は、
円板キャリア２６内に環状の表面３８を有する外部室３
６を形成する。スカート・フランジ３４の自由端には、
内方に面する好ましくは４５度の斜面４０があり、該斜
面４０は、リング２４の外周表面４２にきわめて接近し
ている。
【００１４】円板キャリア２６は、弁駆動棒４６を介し
てばね組立体４４に結合される。ばね組立体４４は、円
板キャリア２６上に下方に向かう力を及ぼし、円板部材
２８を弁座２０との密閉係合に偏倚して図２に示される
ように弁１０の閉位置を限定する。調整機構４８は、弁
１０の頂部分に配置されて、ばね組立体４４によって及
ぼされる力を較正し、それによって安全弁１０の設定圧
力を提供する。リング部材２４は、円板キャリア２６の
方に向かってまたは離れてねじ山２２上で回転すること
によって調整され得る。リング２４の不注意な移動を避
けるために、止め部材５０が、リング２４の低端部に形
成された係合みぞ５２内に弁体１２を通して設けられる
。
【００１５】リング２４は、円板キャリア２６の傾斜表
面３２に向かって軸方向に突出する上端部分５４を含ん
でいる。この上端部分５４は、弁１０が図２に示された
ように閉じられた位置にあるとき傾斜表面３２にきわめ
て近接する位置に調整され得る。この位置は、傾斜表面
３２と共に放射状のオリフィス５６を形成する。リング
２４は、外周表面４２を形成する拡大された直径部分５
８をも含んでおり、外周表面４２は、好ましくは、キャ
リア２６上のフランジ３４と共に周囲オリフィス６２を
形成するよう、上部の半径を付けられたエッジ６０を有
する。好ましくは、丸みを付けられたエッジ６０は、フ
ランジ３４の傾斜端４０と共働して、キャリア２６が弁
１０の開放中に上方に動くとき周囲オリフィス６２の面
積もしくは領域を変更する。
【００１６】安全弁１０の作用は、ばね組立体４４が、
円板キャリア２６及び円板２８上に、弁の設定圧力に等
しい適当な荷重または偏倚力を及ぼすよう設定されるこ
とを要求する。最初に弁を開くまたは「割る（ｃｒａｃ
ｋ）」ために円板２８上に要求される圧縮機の力は、弁
の設定圧力よりわずかに低い所定の値である。入口圧力
が設定圧力に等しいとき、何等かの媒体が弁座表面２０
を通って放射状の室３０内に流れる。放射状のオリフィ
ス５６における流量制限の結果として圧力が室３０内に
蓄積され、円板２８を弁座２０から離れて高く持ち上げ
るのを助ける。入口の圧力は、今や大きい面積（円板２
８及び室３０の面積）に渡って作用することができるの
で、ばね４４の力に打ち勝つためのより大きい力が得ら
れる。リング部材２４を調整することによって、放射状
のオリフィス５６内の開は変更され得、このように、ば
ねの力及び円板２８の変位に打ち勝つための放射状の室
３０内の圧力蓄積を制御する。
【００１７】安全弁１０がより広く開くとき（図３参照
）、媒体の瞬時の流れが外部室３６に入る。スカート・
フランジ３４の傾斜された端４０と、リング部材２４の
外周表面４２との間に形成された周囲オリフィス６２を
通る流れに対する制限のために、外部室３６内の表面３
８に付加的な力が作用して、ディスク部材２８を図４に
示された全開位置まで実質的に持ち上げるようにする。
【００１８】全開位置において、流体の流量は、放射状
もしくは周囲オリフィス５６、６２によるよりもむしろ
、弁座面積によって制限される。
【００１９】入り口圧力が降下するとき、円板キャリア
２６及び円板部材２８の双方は、ばね組立体４４の力の
もとに弁座２０に向かって移動を開始する。円板部材２
８は、入り口圧力が設定圧力よりわずかに下の閉圧力に
達したとき弁座２０に対して着座する。弁の設定圧力と
閉圧力との間のこの差は、設定圧力によって分配され（
ｄｉｖｉｄｅｄ）、「ブローダウン（ｂｌｏｗｄｏｗｍ
）」として表わされる。「ブローダウン」は、入り口圧
力が設定圧力以下に降下するまで、ばね力が、円板部材
２８、放射状の室３０及び外部室３６の下の力の合計に
打ち勝つことができない結果により引き起こされる。
【００２０】図３に示されるように、傾斜された表面３
２及びスカート・フランジ３４の傾斜された端４０の双
方は、入り口圧力が減少するとき一層早い速度で圧力を
減少するのを可能とし、これにより弁に一層短いブロー
ダウンを与え、放射状室３０及び外部室３６内の圧力を
減少する。スカート・フランジ３４の傾斜された端４０
は、エッジ６０と共に、より大きい周囲オリフィス６２
を形成し、媒体が制限されずに流れるのを許容し、それ
により外部室３６内の持ち上げ力を漸減する。同様に、
傾斜表面３２は、上端部５４と共に大きい放射状オリフ
ィス５６を形成し、放射状室３０内の持ち上げ力を減少
し、媒体が従来よりも制限されずに流れるのを許容する
。「ブローダウン」は、リング部材２４を円板キャリア
２６から離して調整し、より大きいオリフィスを作るこ
とにより減少され得る。
【００２１】この出願の安全弁１０は、動力ボイラーに
対するＡＳＭＥ規約のセクションＩの要件に適うよう、
蓄積された一層少ない圧力及び一層短い「ブローダウン
」をもって、完全と見なされる持ち上げを提供するよう
調整され得る。この発明は、より厳重なセクションＩの
要件に適うよう、ＡＳＭＥ規約のセクションＶＩＩＩに
対して証明された標準の弁を改変するための設計を提供
する。
【００２２】ここに組み込まれた説明及び請求範囲に用
いられる用語は、説明のためであって制限のために用い
られたのではなく、本発明を構成する素子の結合の動作
、作用、及び構造の理解を容易にするために用いられた
ものである。さらに、前述の説明並びに図面は、首尾良
く働く本発明の一実施例を、本発明に関係する当業者に
対し詳細に説明しているけれども、この開示は、本発明
の精神並びに範囲から逸脱することなく、構成における
多くの変更、並びに適用における広範に異なった実施例
を示唆するものである。従って本発明は、添付の特許請
求範囲並びに適用可能な従来技術によってのみ制限され
るよう意図されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の安全弁を示す断面図である。
【図２】図１の安全弁の部分を示す拡大部分断面図であ
り、第１の動作位置における円板キャリア、円板及び弁
座を詳細に示す図である。
【図３】第２の動作位置における弁の部分を示す、図２
をさらに拡大した部分断面図である。
【図４】第３の動作位置における弁の部分を示す図３と
同様の断面図である。
【符号の説明】
１０　　　　安全弁 １２　　　　弁体 １４　　　　入り口通路 １６　　　　出口通路 １８　　　　弁座部材 ２０　　　　弁座 ２２　　　　ねじ ２４　　　　リング部材 ２６　　　　円板キャリア ２７　　　　穴 ２８　　　　円板 ３０　　　　放射状室 ３２　　　　傾斜表面 ３４　　　　スカート・フランジ ３６　　　　外部室 ３８　　　　表面 ４０　　　　斜面 ４２　　　　外周表面 ４４　　　　ばね組立体 ４６　　　　弁駆動棒 ４８　　　　調整機構 ５０　　　　止め部材 ５２　　　　係合みぞ ５４　　　　上端部分 ５６　　　　放射状のオリフィス ５８　　　　直径部分 ６０　　　　エッジ ６２　　　　周囲オリフィス

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　流体の入り口、流体の出口及び前記入
    り口を囲む弁座を有する弁体と、前記弁座に向かってか
    つそれから離れて可動の円板部材と、室を形成する内方
    に面する傾斜された端を有する下方に突出するスカート
    ・フランジ、及び内部に環状の表面を有する、前記円板
    のためのキャリア部材と、前記入り口における流体圧力
    が所定の値を越えるまで、前記円板を前記弁座との密閉
    係合に偏倚する調整可能なばねと、前記弁座上に可動に
    位置し、前記フランジの前記傾斜された端と共に周囲オ
    リフィスを形成する外周表面を有したリング部材と、を
    備えた安全弁。
  2. 【請求項２】　　前記円板キャリアはさらに、前記円板
    を受容するための穴と、該穴に隣接する放射状の室とを
    有する請求項１の安全弁。
  3. 【請求項３】　　前記リング部材はさらに、放射状のオ
    リフィスを形成する前記円板キャリアに向かって延びる
    軸方向に突出する環状部分を備えた請求項２の安全弁。
  4. 【請求項４】　　前記放射状の室は前記円板の穴と対向
    する傾斜表面を有する請求項３の安全弁。
  5. 【請求項５】　　前記リング部材の前記軸方向に突出す
    る部分は、前記放射状の室の前記傾斜表面と共に前記放
    射状のオリフィスを形成する請求項４の安全弁。
  6. 【請求項６】　　前記リング部材は、前記フランジの前
    記傾斜された端と共に、前記周囲オリフィスを形成する
    よう、前記外周表面上に、半径付けられたエッジを有す
    る請求項１の安全弁。
  7. 【請求項７】　　前記リング部材の前記外周表面は、前
    記フランジ内に配置され、前記周囲表面及び前記フラン
    ジの内部表面は、前記周囲オリフィスを形成する請求項
    １の安全弁。
  8. 【請求項８】　　前記傾斜された端は、前記フランジに
    対して４５°の角度にある請求項１の安全弁。
  9. 【請求項９】　　前記放射状の室の前記傾斜された表面
    は、前記流体の入り口の軸線に対して４５°の角度にあ
    る請求項４の安全弁。
  10. 【請求項１０】　　流体媒体の所定の入り口圧力に応答
    して可動であるばね偏倚された円板部材を有した安全弁
    を急速に閉じるための方法であって、前記弁の入り口に
    渡って前記円板部材でもって前記媒体の流れを制限し、
    これにより、前記円板部材の露出された領域に流体圧力
    が与えられて、前記円板部材を弁座から離しておくよう
    にする段階と、リング部材の外周表面と円板キャリアの
    延長したフランジの傾斜された端との間に形成された周
    囲オリフィスを通して流体媒体が流れるのを許容するこ
    とにより、円板キャリアの外部室における圧力を減少す
    る段階と、前記円板キャリアの前記第２の室の傾斜表面
    と前記リング部材の軸方向部分との間に形成された放射
    状のオリフィスを通して前記円板キャリアの放射状の室
    からの圧力を減少する段階と、を含み、前記周囲及び放
    射状のオリフィスは、媒体が前記外部及び放射状の室の
    外部に流れることができるよう充分に大きく、これによ
    り、圧力は、前記入り口における圧力が減少するときに
    急速に減少し、前記ばね偏倚された円板部材が前記弁座
    上に急速に閉じるのを許容するようにした方法。
JP3181054A 1990-07-23 1991-07-22 安全弁 Pending JPH04248080A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US556773 1990-07-23
US07/556,773 US5046524A (en) 1990-07-23 1990-07-23 Safety relief valve

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JPH04248080A true JPH04248080A (ja) 1992-09-03

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ID=24222806

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JP3181054A Pending JPH04248080A (ja) 1990-07-23 1991-07-22 安全弁

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JP (1) JPH04248080A (ja)
KR (1) KR920002967A (ja)
CN (1) CN1058837A (ja)
AU (1) AU8014891A (ja)
BR (1) BR9103076A (ja)
CA (1) CA2046191A1 (ja)
FR (1) FR2665236A1 (ja)
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