JPH05149458A - 多方向弁の切換操作装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 円錐形の弁体とこれに嵌合する弁座との間に
粘着性流体の粘着力が作用しても、これに関係なく上記
弁体を軸移動により脱座させてから回転させる流路切換
え動作の自動化を簡素な構成で実現できるとともに、切
換え操作の迅速化および安全化を達成する。 【構成】 弁体６に対する復帰ばね１５のばね力に抗し
た作動流体圧の付与により上記弁体６を脱座位置まで軸
移動させるための弁体軸変位機構２０と、弁体６が脱座
位置まで軸移動された際、この弁体６を一定角度回転さ
せるための弁体回転変位機構２１とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、たとえば石油化学プラ
ント等の各種設備で取り扱われる高粘着性流体の流路を
切換え制御するために用いられる多方向弁の切換操作装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の多方向弁として、円錐形
の錐面で構成された弁座に円錐形の弁体を嵌合させ、こ
の弁体を回転させることで流路を多方向に切換え自在に
構成したものが知られている。ところで、流体として高
粘着性のものを取り扱う場合、弁座とこれに嵌合し着座
した弁体との間に流体の粘着力が作用するため、そのま
まで弁体を回転させるだけでは、回転が重くてスムース
な流路切換え操作を行ないにくい。このため、従来で
は、操作者が弁体を弁座に対する着座位置から軸変位さ
せて一旦脱座させ、この位置で弁体を軸心廻りに所定角
度回転させて流路の切換え操作を行なう方法が採られて
いた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来構成で
は、弁体を脱座位置まで軸変位させるための操作や弁体
を流路切換位置まで回転変位させる操作がすべて手動で
行なわれているので、操作に多くの手間がかかり、ま
た、操作ミスも発生しやすい。したがって、これら操作
の自動化を簡単な構成で達成できるものの実現が要望さ
れている。

【０００４】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、比較的簡単な構成により、弁体の軸変位および回転
変位操作を自動的に行なえるようにして、流路の切換え
操作を短時間でミスなく確実に行なうことができる多方
向弁の切換操作装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の請求項１に係る多方向弁の切換操作装置は、
円錐形の錐面で構成された弁座と、この弁座に嵌合して
回転することで流路を切換える円錐形の弁体と、この弁
体を上記弁座に対して密着嵌合させる方向の復帰ばね力
を付勢する復帰ばねとを有し、流路切換え操作時に上記
復帰ばね力に抗する流体圧を付与して上記弁体を弁軸を
介して脱座位置まで軸変位させる弁体変位機構と、上記
弁体が脱座位置まで軸変位された際に該弁体を軸心廻り
で所定の流路切換え位置まで回転変位させる弁体回転変
位機構とを備えたものである。

【０００６】また、請求項２に係る多方向弁の切換操作
装置は、上記弁軸に取り付けられた可動円板とこの可動
円板に対向配設された固定円板の対向面のいずれか一方
に、弁体が脱座位置で回転変位して所定の切換え位置に
達した際、他方の対向面に形成された位置決め用凹溝に
節度的に係合する突起を形成し、上記弁体が脱座位置で
回転変位され始めてから、上記可動円板が復帰ばね力を
受けて固定円板に摺接するまでの間にわたり、上記流体
圧を上記復帰ばね力以下に減圧させるように構成したも
のである。

【０００７】

【作用】上記構成の請求項１によれば、、エアシリンダ
装置のような流体圧を利用して弁体を軸変位させる機構
などの導入によって弁体の軸変位および回転操作を自動
的に行なわせることができ、誤操作のおそれのない迅速
な流路切換え操作が可能となり、また流体圧の使用によ
り、たとえばリミットスイッチ等で電気的に弁の位置を
検出するものに比べて構成が簡素になるとともに、停電
などによる機能停止を防げる。

【０００８】また、弁軸に取り付けられた可動円板とこ
れに対向配置した固定円板の対向面いずれか一方に設け
た突起を、他方の対向面に形成された凹溝に節度的に係
合させる構成とすることにより、回転変位される弁体が
所定の流路切換え位置からオーバーランすることのない
流路切換え機能を確保することが可能である。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面にもとづいて説
明する。図１は本発明の一実施例による多方向弁の切換
操作装置を示す一部破断正面図である。

【００１０】図１において、横断面円形の弁箱１の周壁
には、円筒状の流路２を有する３つの出口ポート３（３
Ａ，３Ｂ，３Ｃ）（図２）が周方向に等間隔に配置され
て固定されている。上記出口ポート３Ａ，３Ｂ，３Ｃの
各内端面は円錐形の錐面に一致する弁座４として構成さ
れている。５は上記弁箱１の底壁に形成された入口ポー
トである。６は上記弁座４に着座して１／３回転する毎
に上記各ポート３に連通する円錐形の弁体であり、上記
入口ポート５から選択された出口ポート３を連通させる
ためのＬ形の連通孔７が形成されている。

【００１１】８および９は互いに連結されて上記弁箱１
に立設された上部および下部弁スタンド、１０は上記両
弁スタンド８，９に支承された弁軸であり、軸心方向
（上下方向）に移動可能で、かつ軸心回りに回転可能に
構成されており、その下端に、上記弁体６がピン１１な
どを介して連結されている。

【００１２】１２は上記上部スタンド８上に支持された
エアシリンダ装置であり、そのピストンロッド１３は上
記弁軸１０の上端部で構成されている。１４は上記エア
シリンダ装置１２におけるシリンダ１２Ａ内に嵌合され
た円盤形のピストンであり、上記ピストンロッド１３に
固定されている。１５は上記シリンダ１２Ａを構成する
下壁１６と上記ピストン１４との間に介在された圧縮コ
イルばねからなる復帰ばねであり、この復帰ばね１５
は、常時、上記ピストン１４に対して上方へのばね力を
付勢するものであり、これにより、上記弁体６が上記ば
ね力により上昇して図１の実線で示す着座位置に保持さ
れている。１８は上記シリンダ１２Ａ内の上壁１７と上
記ピストン１４との間にピストン駆動用の作動流体とし
ての圧縮エアａを切換弁１９を介して供給するコンプレ
ッサであり、上記流路の切換え操作時に上記復帰ばね１
５のばね力に抗する圧力の圧縮エアａを供給し、弁体６
が図１の鎖線で示す脱座位置まで軸変位した際に切換弁
１９からエアａを大気に逃がすように構成されている。
これらエアシリンダ装置１２やコンプレッサ１８等によ
り、上記弁体６を着座位置から脱座位置まで軸変位させ
る弁体軸変位機構２０が構成されている。

【００１３】２１は上記弁体６が脱座位置まで軸変位さ
れた際に、上記弁体６を軸心廻りに１２０°ずつ回転変
位させる弁体回転変位機構であり、回転駆動装置２２の
回転力を上記弁軸１０に対して低速して伝達させる回転
減速装置２３などを備えている。なお、２４は手動時に
使用されるハンドルである。

【００１４】つぎに、上記構成の動作について説明す
る。いま、弁体６が復帰ばね１５のばね力を受けて図１
の実線で示す着座位置にある状態で、エアシリンダ装置
１２のシリンダ１２Ａ内に圧縮エアａを供給すると、ピ
ストン１４が上記復帰ばね１５のばね力に抗して駆動さ
れて下方へ変位する。このため、弁軸１０を介して弁体
６も下方へ移動され、図１の鎖線で示す脱座位置まで軸
変位する。

【００１５】この弁体６が脱座位置まで軸変位すれば、
回転駆動装置２２の回転駆動力が回転減速装置２３を介
して弁軸１０に伝達され、上記弁体６は一定の角度だけ
回転変位する。上記圧縮エアａのシリンダ装置１２への
供給を断つと、ピストン１４が復帰ばね１５のばね力で
復帰し、弁体６も復帰して流路の切換え位置で弁座４に
嵌合し着座する。

【００１６】上記弁箱１内に供給される流体が粘性を有
するものであっても、流路の切換え時に弁体６を一旦下
方へ変位させ脱座させてから回転させるので、流体ａの
粘着力に左右されずに流路の切換え操作を円滑に行なう
ことができ、しかも、上記弁体６を下方へ変位させるの
にエアシリンダ装置１２を用いた弁体軸変位機構２０で
自動的に行なえるので、省力化が達成され、迅速な切換
え操作を安全に実行することができる。また、エアシリ
ンダ装置１２の使用によって、弁体６の位置制御等も、
たとえば多数のリミットスイッチを必要とする電気的な
位置検出手段に比して簡素な構造にて行なうことができ
る。

【００１７】図３は本発明の他の実施例を示し、エアシ
リンダ装置１２の上方には、上記ピストンロッド１３の
上端部に固定された可動円板３１とこの可動円板３１に
対向する固定円板３２とが配置されている。両円板３
１、３２の対向面のうち、たとえば可動円板３１側に
は、周方向で等間隔に３つの突起３３が形成されてい
る。これら突起３３は、上記弁体６が脱座位置で回転駆
動された際に、図４のように各ポート切換え位置に対応
して上記固定円板３２側に設けられている３つの位置決
め用凹溝３４に節度的に係合するように構成されてい
る。また、上記エアシリンダ装置１２に対する圧縮エア
ａは、弁体６が脱座位置から回転され始めると同時もし
くはやや遅れて、切換弁１９により、可動円板３１が復
帰ばね力で固定円板３２に摺接するまで、上記復帰ばね
１５のばね力以下に減圧されるように構成されている。

【００１８】すなわち、上記図３のものにおいては、エ
アシリンダ装置１２により弁体６を脱座位置まで下方に
変位させた後、弁体回転変位機構２１により軸心廻りに
一定角度（１２０°）回転させるが、この回転が開始さ
れると同時、もしくはやや遅れてエアシリンダ装置１２
への圧縮エアａを抜くことで、ピストン１４が復帰ばね
１５の復帰ばね力でピストンロッド１３と共に上方へ軸
変位するので、可動円板３１は固定円板３２に対して摺
接しながら回転する。このため、弁体６が所定角度回転
すると、上記突起３３が凹溝３４に節度的に係合し、弁
体６がこの位置に自動的に位置決めされ、オーバーラン
などが確実に防止されることになる。

【００１９】なお、上記実施例では、突起３３を可動円
板３１側に設け、凹溝３４を固定円板３２側に設けた
が、これらは逆の構成を採ることも可能である。また、
上記各実施例では、弁体軸変位機構２０における作動流
体として圧縮エアａを使用したが、他の圧力流体を用い
たものであってもよい。

【００２０】

【発明の効果】以上のように本発明の請求項１によれ
ば、着座位置の弁体を復帰ばね力に抗した作動流体圧に
よって軸変位させる弁体軸変位機構と、脱座位置の弁体
を所定角度回転させる弁体回転変位機構との組み合せに
よる比較的簡単な構成により、流路切換え操作の自動化
を達成でき、切換え操作の迅速化とともに安全性も確保
することができる。

【００２１】また、本発明の請求項２によれば、弁軸に
設けた可動円板とこれに対向する固定円板との対向面の
いずれか一方に設けた突起を他方の対向面に設けた位置
決め用凹溝に対して弁体の流路切換位置で節度的に係合
するようにしたので、弁体の回転変位時のオーバーラン
などを確実に防止して、流路切換え動作の確実化を図る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による多方向弁の切換操作装
置の構成を示す一部破断正面図である。

【図２】同切換操作装置の弁体部分を示す横断面図であ
る。

【図３】本発明の他の実施例による多方向弁の切換操作
装置の要部の断面図である。

【図４】図３のものにおける可動円板と固定円板の展開
図である。

【符号の説明】

４ 弁座 ６ 弁体 １０ 弁軸 １５ 復帰ばね ２０ 弁体軸変位機構 ２１ 弁体回転変位機構 ３１ 可動円板 ３２ 固定円板 ３３ 突起 ３４ 凹溝

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円錐形の錐面で構成された弁座と、この
   弁座に嵌合して回転することで流路を切換える円錐形の
   弁体と、この弁体を上記弁座に対して密着嵌合させる方
   向の復帰ばね力を付勢する復帰ばねとを有し、流路切換
   え操作時に上記復帰ばね力に抗する流体圧を付与して上
   記弁体を弁軸を介して脱座位置まで軸変位させる弁体変
   位機構と、上記弁体が脱座位置まで軸変位された際に該
   弁体を軸心廻りで所定の流路切換え位置まで回転変位さ
   せる弁体回転変位機構とを備えたことを特徴とする多方
   向弁の切換操作装置。
2. 【請求項２】 上記弁軸に取り付けられた可動円板とこ
   の可動円板に対向配設された固定円板の対向面のいずれ
   か一方に、弁体が脱座位置で回転変位して所定の切換え
   位置に達した際、他方の対向面に形成された位置決め用
   凹溝に節度的に係合する突起を形成し、上記弁体が脱座
   位置で回転変位され始めてから、上記可動円板が復帰ば
   ね力を受けて固定円板に摺接するまでの間にわたり、上
   記流体圧を上記復帰ばね力以下に減圧させるように構成
   したことを特徴とする請求項１の多方向弁の切換操作装
   置。