JPH04505952A - 低圧再循環弁 - 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】 低圧再循環弁 発明の分野 本発明は、弁の下流の圧送流体に対する需要が最小のときに、ポンプを冷却する ために流体を遠心ポンプに再循環させる低圧再循環弁に向けられる。より特別に は、本発明は、より高いばね率を使用できかつより大きな安定性を弁に与える非 常に効果的な円盤を形成しうる複数片型逆止め弁の円盤を有する再循環弁に向け られる。２片の円盤は、より経済的な設計を提供する大きい円盤を有する一体型 の本体の使用を許す。

発明に背景 遠心ポンプは種々の用途に使用される。ポンプを過熱から防護するために、出口 側装置による需要が少ない期間中、流体を遠心ポンプに再循環させることがしば しば望まれる。過熱は、回転しているポンプとポンプ内にある静止流体との間の 熱交換により発生する。ポンプ過熱は、ポンプのハウジングと羽根車とを破損し つる流体キャビテーションを発生させる蒸気圧力を低下する。

再循環弁は過熱を制御するために遠心ポンプによく使われる。普通使用される一 つの再循環弁は、米国特許第４０９５６１１号に開示された流れ変更制御弁であ る。特許第４０９５６１１号で明らかにされたこの弁は、ツーピース式弁ケーシ ング内に差し込まれた円形の円盤状の逆止め弁を持つ。下流側の流量需要が通常 の時期には、弁の両側の圧力差が弁を開き、流れを許すと同時に流体の再循環流 路を閉鎖する。反対に、下流の流量需要が最小の間は、円盤状逆止め弁部材は閉 鎖位置に戻り、これにより流体の再循環流路を開き、流体は再循環してポンプに 還流できる。

米国特許第４２４３０６４号に開示された別の再循環弁は、連結用ロッドの両端 の間で軸方向に配置された円形の主弁円盤とバイパス弁円盤とを持つ。通常の流 体流量の時期の間は、連結用ロッドは、流体を主出口及びバイパス出口の両方か ら流出させる開口位置に動く。流量が最小であるときは、バイパス弁の円盤が環 状の弁座上に重なり、流体を主出口からバイパス出口に向は直して遠心ポンプを 通して再循環させる。

かかる再循環弁の使用に際に遭遇する問題は、これらが複雑な構造を有すること 、及び製造費が高（かつ保守が困難であることである。上述の２種を含み、現在 、市場で入手しつる再循環弁の大部分は、ツーピース式の弁ケーシングより構成 される。弁部材はケーシングを通過して適合させるには大き過ぎるため、複数片 型のケーシングが要求される。

一体型の弁ケーシング及びこれを通過し適合しつる複数片型の逆止め弁部材を有 し、この逆止め弁部材は一体型ケーシングと組み合わせられ、更に遠心ポンプか ら下流の装置への流体流量を調整する再循環弁を提供することが本発明の目的で ある。

一体型弁ハウジング内に容易に挿入されこれから取り外すことのできる再循環弁 を提供することが本発明の別の目的である。

遠心ポンプに戻る流体の再循環を制御するように弁部材と組み合わせて運転され る新規な再循環ポートを提供することが本発明の更に別の目的である。

発明の概要 本発明により遠心ポンプ冷却用の低圧再循環弁が明らかにされる。本発明は第１ 室及び第２室に分割された一体型の弁ケーシングを備える。

ケーシングは、遠心ポンプから第１室内に流体を導く第１のポート及び前記第２ 室を通ってケーシング外に流体を排出する第２のポートを持つ。

第１室は、更に、第１室からポンプに流体を再び導く再循環用ポートを持つ。複 数片型の逆止め弁部材が前記第１室と第２室との間に設置される。逆止め弁は、 第１室から前記第２室に流れることを許すために開き、また前記第２室から前記 第１室への流体の流れを妨害するために閉じる。

ばねが逆止め弁を閉鎖位置の方に強制する。最後に、逆止め弁と組にされた再循 環弁は、逆止め弁手段が閉じられたときに再循環ポートを開き、逆止め弁が開か れたときの再循環手段を閉じる。

図面の簡単な説明 以上の概要、並びに以下の詳細な説明は、付属図面と共に読まれたときより良く 理解されるであろう。本発明の図解のために、現在の好ましい実施例が図面に示 されるが、本発明はここに示された正確な配置及び手段に限定されないことが理 解される。

図１は本発明による再循環弁の一実施例の拡大断面図である。

図２は好ましい実施例の複数片型弁部材の分解図である。

図３は中実の弁棒部材を有する再循環弁の立面断面図である。

図４はリップ部なしでかつ弁ケーシングの下方部分に沿った真っ直ぐな側壁を有 する図３の再循環弁の拡大断面図である。

図５は弁部材が開かれかつ再循環導管が閉じられた図１の実施例の立面断面図で ある。

好ましい実施例の説明 図面を参照すれば、本発明による低圧再循環弁１０の立面の断面図が図１に示さ れる。本発明の再循環弁１０は、好ましくは、ステンレス鋼のような耐食性材料 で構成され、一体型の一般に円柱状の弁ケーシング１２を備える。弁ケーシング １２は室１４と１６とに分割される。室１４は、弁の上流に置かれた遠心ポンプ に連結された入り口１８を持つ。

室１６は室１４の下流に置かれ、出口２０を経て圧送された流体を受け入れる下 流出口装置に接続される。室１４内でケーシングの側部に置かれた再循環ポート ２２が再循環導管又は流路２４に接続され、この流路は流体をポンプへの入り口 に供給する受け容器又は貯蔵タンクに戻すように向は直す。

室１４内に中空で一般に円筒状の弁棒２３が置かれる。弁棒２３はねじが切られ た上端部２４を有し、弁ケーシング１２の長手方向中心軸に沿って弁ケーシング １２の第１室内に挿入される。図１に示されるように、弁棒２３の上方壁２６は 、ねじが切られた上端部２４の直ぐ下の弁棒２３の頂上部分において大きく形成 される。多数の開口３１が弁棒２３に設けられる。開口３１は室１４と再循環ポ ート２２との間で再循環弁を形成し、下流の流量需要が小さい期間中は流体に遠 心ポンプへの再循環還流を許す。更に、これらの開口（３１）は流体の圧力エネ ルギーを減らす特別の流体の絞りを与え、再循環流をポンプの入り口に連結され た低圧受液器内に排出させることができる。

再循環弁１０は弁棒案内３４を有し、これは第１室１４内で弁ケーシング１２と 一体にされ、弁棒２３を中心軸又は弁ケーシング１２に沿ったその長手方向運動 中案内する。弁棒案内３４は案内の壁内に設けられた溝３５．３５ａにより形成 された流路を持つ。弁棒２３が閉鎖位置にあるときは、多数の開口３１が溝３５ ．３５ａと揃えられ、開口３１は流体が室１４から再循環ポート２２に通過する 流路として作用する。

複数片型逆止め弁部材３６は図２の分解図を参照し説明される。複数片型逆止め 弁部材３６は、弁棒２３のねじを切られた上端部２４の上に軸方向に置かれ、棒 の上方部分上に座る。弁部材３６は流体の流れシステムに対する圧力作動式の逆 止め弁として作用する。弁部材は、孔空きの第２の円盤２９上に９０°の角度で 重ねられた第１の孔空き円盤２７を備える。円盤は、弁棒に固定されたとき、こ れらが固定されて止どまるようにキー止め３０される。周円盤は１組の対辺が平 行直線であり、別の組みの対辺は曲線である。キー止めされ重ねられた円盤は、 重ねられたとき、円形の弁部材を形成し、ハウジングを複数片にする要求を取り 除く。円盤は非円形であるため、これらは個々に出口２０を通過できる。弁棒２ ３のねじ付きの上端部２８の上に保持用のナツト３８がねじ止めされる。ナツト ３８は複数片の弁部材３６を弁棒に固定する。

弁棒２３は、弁棒２３の下端部に連結されたベース部材３９を更に備える。図示 のように、ベース部材３９は、弁棒２３に関して半径方向に配された円筒状のフ ランジである。ベース部材３９は、弁棒を通して挿入された取り付はビン４０に より定位値に保持される。弁棒２３は、弁棒案内３４とベース部材３９との間に あって弁棒２３の下端部に組み合わせられた強制用のコイルばね４２を更に備え る。コイルはね４２は、完全開口位置と閉鎖位置との間で弁棒２３のばね荷重に よる活性化を形成し、弁棒２３と複数片型逆止め弁部材３６とを入り口及び閉鎖 位置の方に向かうように強制する。

弁ケーシング１０は、第１室と第２室との間に設置されたリップ部４４を更に含 む。リップ部４４は弁ケーシング１２の壁から延びて、その上に複数片型逆止め 弁部材２４が閉鎖位置において座るシールを形成する。リップ部は弁室１４と１ ６とを分割し、弁部材３６は、流体が室１４内に還流することを防ぐことにより 、流体の流れシステムに対する逆止め弁として作用できる。

図３を参照すれば、本発明による再循環弁１０の別の実施例が示される。この実 施例においては、棒２３は中実体である。更に、棒案内３４は延長部４４．４４ ａを有し、これはベース部材３９を通って延びベース部材３９と密着適合し、こ れによりピストン室４６を形成する。部材３９は、弁開放のときは欅２３が上昇 し室４６に捕捉された流体を押出し、弁閉鎖のときは室４６内に流体を引き入れ る。室４６に出入する制限された流れが弁棒の振動する傾向を減衰させる。

別の実施例が図４に示される。この実施例においては、弁１０は再循環機能を単 独で遂行する。図１に示されたリップ部４４はこの実施例では存在せず、弁部材 ３６は逆止め弁として動作しない。この実施例の弁棒は、弁棒案内と組み合う層 膜部分３３によって最初の位置に保持される。弁の下流で需要があると、複数左 型弁部材３６の両側で圧力差が形成され、弁棒２３と弁部材３６とを上の方向に 強制する。これにより、溝３５．３５ａ及び開口３１により形成される流路の流 れが止められる。

下流の出口装置からの需要が減ると、強制されていた弁棒２３と弁部材３６とは 、弁部材２４の両側の圧力均衡のため最初の位置に戻り、これにより溝３５．３ ５ａと開口３１とが再び一致し、流体は再循環ポート２２を通って流れ、遠心ポ ンプを通過して再循環できる。

作動 本発明の作動は、付属図面、その中でも特に図１と図５とを参照し説明される。

本発明の再循環弁は、組み合わせられた複数片の主弁であり、遠心ポンプを使用 した流体の流れシステムに使用する再循環弁である。

再循環弁は、下流の流量が最小の期間中に遠心ポンプが過熱されることを防ぐた め、流体を遠心ポンプに戻すように向は直す。

遠心ポンプから出た流体は入り口を通って再循環弁１０に入り、第１室１４を流 体で満たす。下流の需要が少ない期間中は、室１６内の流体圧力は室１４のそれ に接近している。弁部材３６と弁棒２３とは、ばね４２により閉鎖位置に保持さ れ、ポンプから出た流体は溝３４．３５ａ及び開口３１を経て再循環ポート２２ を通り方向を変えられる。

出口装置による下流需要が生ずると、複数左型弁部材３６の両側に圧力差が形成 され、第１室１４内の圧力は第２室１６のものより低（なる。

この圧力差がばね４２からの予荷重を超すと、弁部材３６と弁棒２３とは完全開 口位置に向かって長手方向に動く。コイルばね４２は、部材３９が案内３４に突 き当たるまでこれを押す。開口３１は溝３４．３５ａと一致したその位置から離 れ、これにより再循環ポート２２から流出する再循環流を停止させる。弁棒２３ の完全開口位置に向かう長手方向運動は、複数左型弁部材３６を座２１から離し 、これにより閉鎖を破り、出口２０を通る排出を許す。

下流の出口装置による需要が減ると、室１６内の流体圧力は再び上昇する。弁部 材３６０両側の圧力差が少な（なる。圧力差により生ずる力は、ばね４２により 作られる力よりも小さくなる。弁棒２３の下端に連結された強制用のコイルばね ４２は伸張し、弁棒はその閉鎖位置に戻り、従って弁部材３６は再びリップ部４ ４と重ねられる。弁棒の開口３１が弁棒案内の溝３５．３５ａと再び揃えられ、 流体の流れは、遠心ポンプを通って再循環還流するように、再循環ポート２２か ら出るように変更される。複数片型逆止め弁手段は、一体型ハウジング内に容易 に挿入及び取り付けをすることができる。

本発明の広義の発明概念から離れることなく本発明の上述の実施例に対して変更 をなしうることが当業者により認識されるであろう。従って、本発明は、説明さ れた特別の実施例に限定されることなく、特許請求の範囲により定められる本発 明の範囲及び精神の中の総ての変更を含むことが理解される。

ＦＩＧ、３ ＦＩＧ　、４ ＦＩＧ、５ 補正音の写しく翻訳文）提出書　（特許法第１８４条の８）平ｔ、３年１１月２ ８日

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. １．遠心ポンプ冷却用の低圧再循環弁にして、遠心ポンプ手段と接続する第１室 及び流体出口と接続する第２室を有する一体型弁ケーシング、前記第１室は前記 第１室から前記遠心ポンプに流体を再循環させるための再循環ポートを有し、前 記第１室から前記第２室への流体の流れを許すために前記第１室と前記第２室と の間に設置された複数片里逆止め弁手段、前記逆止め弁手段は前記第１室内の流 体圧力が前記第２室内の流体圧力を超し前記第１室のそれに接近したときに開き 、及び 前記再循環ポートを通る前記第１室からの流体の流れを制御するために前記弁手 段に組み合わせられた再循環弁手段、前記再循環弁は前記逆止め弁手段が開かれ ときにかかる流れを阻止しかつ前記逆止め弁が閉じられたときにかかる流れを許 す を備えた再循環弁。
2. ２．逆止め弁手段を閉鎖位置にの方に強制する手段を更に備えた請求事項１の再 循環弁。
3. ３．前記逆止め弁が複数の組み合いうる片を備えた請求事項１の再循環弁。
4. ４．前記強制手段がコイルばねを備えた請求事項２の再循環弁。
5. ５．前記逆止め弁は両側の平行辺と両側の湾曲辺とを持った平坦な円盤及び前記 第１の円盤の上に横断方向に重ねられた第２の同様な円盤を有しこれにより前記 円盤を前記一体型ケーシング内に適合させかつ組み合わせうる請求事項１の再循 環弁。
6. ６．前記逆止め弁手段が固定用手段により定位値に保持される請求事項１の再循 環弁。
7. ７．遠心ポンプ冷却用の低圧再循環弁にして、第１室及び第２室に分割された一 体型弁ケーシング、前記ケーシングは流体を遠心ポンプから前記第１室内に導く 第１のポート及び前記第２室を通り前記ケーシングから流体を排出する第２のポ ートを有し、前記第１室は前記第１室から前記ポンプの方に流体を向け直す再循 環ポートを有し、 前記第１室と第２室との間に設置された複数片型逆止め弁部材、前記逆止め弁部 材は第１室から前記第２室への流れを許すために開き前記第２室から前記第１室 への流体の流れを阻止するために閉じ、前記逆止め弁部材を閉鎖位置に強制する 手段、前記逆止め弁部材が閉じられたときに前記再循環ポートを開き前記逆止め 弁部材が開かれたときに前記再循環手段を閉じるために前記逆止め弁手段に組み 合わせられた再循環弁手段を備えた再循環弁。
8. ８．前記逆止め弁部材及び前記再循環弁が前記第１室を通って延びている弁棒に より組み合わせられる請求事項７の再循環弁。
9. ９．遠心ポンプ冷却用の低圧再循環弁にして、第１室と第２室とに分割された一 体型弁ケーシング、前記ケーシングは流体を前記第１室内に導く第１のポート、 流体を前記第２室から排出する第２のポートを有し、前記第１室は流体を前記遠 心ポンプに戻すように向け直す再循環ポートを有し、 前記第１室から前記第２室への流体の流れを許しかつ前記第２室から前記第１室 への流体の流れを阻止するために前記第１室と前記第２室との間に設置された複 数片型逆止め弁部材、前記逆止め弁部材と組み合わせられかつ前記第１室を通っ て延びている摺動可能な弁棒、前記弁棒は前記逆止め弁を開口位置から閉鎖位置 に動かし、 前記摺動可能な弁棒と逆止め弁部材とを閉鎖位置の方に強制するために前記弁棒 と組み合わせられた手段、及び前記再循環ポートを開閉するために前記弁棒に機 能的に組み合わせられた再循環弁手段、前記再循環弁手段は前記逆止め弁部材が 閉じられたときに開かれかつ前記逆止め弁部材が開かれたときに閉じられるを備 えた再循環弁。