JPH0627899Y2

JPH0627899Y2 - 衝撃緩和構造の耐蝕弁

Info

Publication number: JPH0627899Y2
Application number: JP1986163849U
Authority: JP
Inventors: 明稲垣
Original assignee: 東亜医用電子株式会社
Priority date: 1986-10-24
Filing date: 1986-10-24
Publication date: 1994-07-27
Anticipated expiration: 2001-10-24
Also published as: JPS6368584U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案は、試料分析装置に使用される衝撃緩和構造の耐
蝕開閉弁に関するものである。

〔従来の技術〕

試料分析装置において、金属を腐蝕させる流体を取り扱
う場合には、使用される流体弁は耐蝕性が要求される。
すなわち、電磁弁においては、必ず磁性体材料を使用し
なければならないが、一般に磁性体の材料は食塩水など
に対する耐蝕性が弱い。

そのため磁性体が用いられた駆動部と腐蝕性の流体の流
れる弁体部とをダイアフラム、あるいはベロフラムと呼
ばれる隔膜で分離して、腐蝕性の流体が磁性体の材料に
接触しないようにした電磁弁が使用される。

第４図(a)、(b)は従来型の開閉弁の弁開放時（第４図
(a)）と、弁閉塞時（第４図(b)）の弁部分の断面を示し
ている。１はダイアフラム、２は腐蝕性の液体である。

また、実開昭56-45660号公報には、ピストン作動用流体
出入口１９、２０からの流体圧によって、ピストン１６
を摺動させ、これによりシリンダ形弁体１２を移動させ
て流体送出口８を開閉するようにしたシリンダバルブが
記載されている。

さらに、特開昭50-109516号公報には、制御筒２２の直
角孔４８から導入される制御流体圧により、ピストン４
５を摺動させて、弁棒３８の下部の弁孔１２を開とし、
制御流体圧がない場合は、弁に加わるライン圧とピスト
ン４５に作用するばねの力により、弁孔１２を閉とする
安全遮断弁が記載されている。

〔考案が解決しようとする課題〕

第４図からも明らかなように、開時と閉時とで弁内の流
体の容量は異なっている。この体積差による流体圧力の
変化は開閉の動作の都度、配管系の他の部分に衝撃圧と
なって伝達され、種々の問題を発生させていた。たとえ
ば、この従来型の開閉弁が微小容量の体積を定量する定
量希釈装置に使用された場合、系の末端のピペットの先
端で液の突出や後退が起こり定量測定に誤差を与えると
いう問題があった。

また、この原因となる開時と閉時とでの体積差を少なく
するため、弁の移動距離（ストローク）を短くした弁の
場合は、流量、流速が制限される、あるいは流体中の異
物による流路閉塞が起こり易くなる等の問題が生じてい
た。

また、実開昭56-45660号公報の考案は、ドレン抜孔２２
を挟んで両側に設けられたパッキングが両方ともＯリン
グである。Ｏリングはシール性が高く、高耐圧である
が、始動の際の摩擦抵抗が大きい。このため、シリンダ
形弁体を移動させるために供給するピストン作動用流体
の圧力は高圧でなければならず、低圧の駆動源しか持た
ない試料分析装置には使用できないという問題がある。

また、特開昭50-109516号公報記載の安全遮断弁におい
ては、制御流体の流入通路４８から見ると、Ｏリング１
０５、８２、大気開放の孔７０、Ｖ字状リング６０、…
という順序に配置されている（本願と順序が異なる）。
制御流体を直接的にシールしているのはＯリングである
から、上記先行技術と同様に、制御流体の圧力は高圧に
しなければならない。

使用されているパッキングは、具体的には、Ｏリング１
０５、８２、積層体のＶ字状リング６０およびリング３
４である。さらに、このように、多くのパッキングを用
いているため、制御流体の圧力は、さらに高圧にする必
要がある。

本考案は上記の諸点に鑑みなされたもので、流体圧が低
くても円滑に作動する開閉弁を提供することを目的とす
るものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために本考案の衝撃緩和構造の耐
蝕弁は、図面を参照して説明すれば、上部に弁座１７を
備えた弁口１８を、下部に接続口２０を有し、内部上部
および内部下部に小径空胴部１４、１５を、内部中央部
に大径空胴部１６を有する耐蝕材料からなるシリンダ９
と、このシリンダ内にパッキングを介して摺動可能に設
けられ、上部および下部に小径部５ｂ、５ｄを、中央部
に大径部５ｃを有し、軸方向の中心部に縦方向の流路８
を有する耐蝕材料からなるピストン弁５と、このピスト
ン弁の上端に、前記縦方向の流路８に連通する横方向の
流路７を介して連結された弁体シール部５ａと、シリン
ダの大径空胴部１６の上部に接続された開駆動孔２１
と、シリンダの大径空胴部の下部に接続された閉駆動孔
２２とを包含し、シリンダの小径空胴部１４、１５のパ
ッキングとして、開駆動孔２１、閉駆動孔２２に近接し
てそれぞれＶパッキング１３を設けるとともに、開駆動
孔、閉駆動孔から見てこれらのＶパッキング１３の下流
側にそれぞれＯリング１２を設け、Ｖパッキング１３と
Ｏリング１２との間に大気と通ずる細孔２４、２５を設
けたことを特徴としている。なお構成品は、何れも耐蝕
性の材質からなっている。

〔作用〕

開駆動孔２１または閉駆動孔２２からの空気圧によっ
て、ピストン弁５はシリンダ９内を上下移動し、弁材料
１７を弁体シール６で開閉する。

弁の開閉時、弁内の流体はＴ字型の流路７、８を通じて
速やかに移動し、弁の開閉の前後で弁内の容積が変化し
ないので、弁の開閉による衝撃は解消される。

また、Ｖパッキングは始動の際の摩擦抵抗が小さいの
で、低い圧力でピストン弁５を始動させることができ
る。駆動用の空気が微少量Ｖパッキング１３から漏洩し
ても、その駆動用空気は細孔２４、２５から大気に放出
されるので、被制御流体に混入して悪影響を与えること
はない。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本考案の好適な実施例を詳細に説
明する。ただし、この実施例に記載されている構成機器
の材質、形状、その相対配置などは、とくに特定的な記
載がない限りは、本考案の範囲をそれらのみに限定する
趣旨のものではなく、単なる説明例にすぎない。

第１図は本考案の耐蝕弁の一例の縦断面を示し、第２図
は第１図において、ピストン弁のみを９０°回転させた
状態を示し、第３図はピストン弁の上部まわりの斜視図
を示している。

ピストン弁５は３種の直径を有する合成樹脂製の同心円
柱状のものであり、最上部の弁体シール部５ａの上端面
にはゴム製などの弁体シール６が埋め込まれ、弁体シー
ル６の直下には、横方向の流路７が弁体シール部５ａを
貫通して設けられている。またピストン弁の軸方向の中
心部には、縦方向の流路８が設けられている。

ピストン弁の上部および下部の小径部５ｂ、５ｄは、シ
リンダ９とのスライド面であり、小径部５ｂ、５ｄの径
は同一である。

小径部５ｂと小径部５ｄとの間には大径部５ｃが設けら
れ、その周囲にはＶパッキング１０用の角溝１１が２本
設けられている。

シリンダ９は合成樹脂製であり、前記ピストン弁５がＯ
リング１２、Ｖパッキング１０、１３を介して上下にス
ライドできる同心円の腔孔を有している。すなわち内部
上部および内部下部に小径空胴部１４、１５を、内部中
央部に大径空胴部１６を有している。小径空胴部１４の
上部には、弁座１７とニップル継手を突出させた弁口１
８が設けられ、小径空胴部１５の下部には同じくニップ
ル継手を突出させた接続口２０が設けられている。

大径空胴部１６には、ピストン弁５を駆動する高圧空気
の流出入孔である開駆動孔２１と閉駆動孔２２が設けら
れている。

ピストン弁の小径部５ｂ、５ｄの周囲には、Ｏリング１
２、Ｖパッキング１３用の角溝２３が４本刻まれてい
る。上下に設けられた角溝２３の各２本の間に細孔２
４、２５がそれぞれ設けられている。そして、２つのパ
ッキングのうち被制御流体に近い方のパッキングをＯリ
ングとし、駆動用流体に近い方のパッキングをＶパッキ
ングとしている。Ｖパッキングは始動の際の摩擦抵抗が
小さいので、低い圧力でピストン弁５を始動させること
ができる。

シリンダ９は、大径空胴部１６の開駆動孔２１と閉駆動
孔２２との間で上下部分をネジ結合して組み立てられて
いる。

なお、Ｖパッキング１０、１３はシール性を高めるため
に、圧力の高い方へ溝の切ってある側（すなわち、第１
図の凹側）を向けて取り付ける。駆動用流体は圧力の作
用方向が一定であるので方向性のあるＶパッキングを使
用することができる。また圧力勾配の確定されていない
所には、Ｏリング１２を使用しなければならない。これ
は被制御用流体が陽圧（大気圧より高い圧力）の場合も
あれば、陰圧（大気圧より低い圧力）の場合もあるから
である。Ｖパッキングには方向性があるのでそこには使
用できない。

弁体シール６、Ｖパッキング１０、１３、Ｏリング１２
には耐蝕性のあるもの、たとえば弗素系のパイトンなど
の材質のものを使用する。

次に、本実施例の耐蝕弁における作用について説明す
る。第１図は弁の開状態を示している。

第１図において、閉駆動孔２２に高圧空気を送り開駆動
孔２１を大気解放すると、ピストン弁５は上部の弁体シ
ール６が弁座１７に当たる迄上方に移動し、弁は閉状態
となり停止する。

次に、開駆動孔２１に空気を送り閉駆動孔２２を大気解
放すると、元の開状態に戻る。

ピストン弁５の小径部５ｂと小径部５ｄの径は同寸法で
あるので、例えば、弁が開から閉になる時には、ピスト
ン弁５の上方移動による下部の容積増大と上部の容積減
少とが同じになり、弁内において流体の移動はあるとし
ても、トータルとして容積の増減は発生しない。その
際、弁内の流体は流路７、８を通じて上部から下部へ微
少量だけ移動する。なお、流路７、８を外部の配管に比
較して、径が大きく、長さが短くなるように構成してお
けば、流体移動の際の流動抵抗をより低くできる。

したがって、本考案の弁は、弁外に弁開閉時の衝撃圧を
伝えないように作用する。なお細孔２４、２５は、駆動
孔２１又は２２にかけられた駆動用空気がＶパッキング
１３から漏洩した場合に、その駆動用空気がＯリング１
２から漏れて被制御流体に混入して悪影響を与えること
のないように、前記漏洩した駆動用空気を大気圧に解放
するためのものである。

上記の実施例においては、作動流体として空気を使用す
る場合について説明したが、空気の代わりに、油圧作動
油などを使用することも可能であり、また弁を縦方向に
して使用する代わりに、弁を横方向にして使用すること
も可能である。

〔考案の効果〕

本考案は上記のように構成されているので、つぎのよう
な効果を奏する。

(1)駆動用流体に近い側にＶパッキングを用いている。
Ｖパッキングは始動の際の摩擦抵抗が小さいので、低い
圧力でピストン弁５を始動させることができ、これによ
り圧力源を小型にでき、流体供給用の配管や継手に特別
の工夫をはらう必要がなく、しかも安全であり、試料分
析装置に使用するのには非常に都合がよい。

(2)被制御流体に近い方にＯリングを用いているので、
被制御流体が陽圧の場合でも陰圧の場合でも使用でき
る。

(3)駆動用圧力系と本開閉弁で制御される被制御圧力系
との間は、Ｖパッキング１３及びＯリング１２の他に、
細孔２４、２５により分断されているので、駆動用流体
が微少量Ｖパッキングから漏れても、それが被制御流体
側に混入することはない。すなわち、弁作用に障害を与
えないように、両圧力系は完全に圧力的に絶縁されてい
る。

本考案は以上のような有用な効果を有し、薬液剤の微量
の定量、希釈、分注などに有効に利用できるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の衝撃緩和構造の耐蝕弁の一実施例を示
す縦断面説明図、第２図は第１図において、ピストン弁
のみを９０°回転させた状態を示す縦断面説明図、第３
図はピストン弁の上部まわりの斜視説明図、第４図は従
来の耐蝕弁の部分断面図で、第４図(a)は弁の開いた状
態を示し、第４図(b)は弁の閉じた状態を示している。１……ダイアフラム、２……腐蝕性の液体、５……ピス
トン弁、５ａ……弁体シール部、５ｂ、５ｄ……小径
部、５ｃ……大径部、６……弁体シール、７……横方向
の流路、８……縦方向の流路、９……シリンダ、１０、
１３……Ｖパッキング、１１……角溝、１２……Ｏリン
グ、１４、１５……小径空胴部、１６……大径空胴部、
１７……弁座、１８……弁口、２０……接続口、２１…
…開駆動孔、２２……閉駆動孔、２３……角溝、２４、
２５……細孔

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】上部に弁座（１７）を備えた弁口（１８）
を、下部に接続口（２０）を有し、内部上部および内部
下部に小径空胴部（１４）、（１５）を、内部中央部に
大径空胴部（１６）を有する耐蝕材料からなるシリンダ
（９）と、このシリンダ内にパッキングを介して摺動可能に設けら
れ、上部および下部に小径部（５ｂ）、（５ｄ）を、中
央部に大径部（５ｃ）を有し、軸方向の中心部に縦方向
の流路（８）を有する耐蝕材料からなるピストン弁
（５）と、このピストン弁の上端に、前記縦方向の流路（８）に連
通する横方向の流路（７）を介して連結された弁体シー
ル部（５ａ）と、シリンダの大径空胴部（１６）の上部に接続された開駆
動孔（２１）と、シリンダの大径空胴部の下部に接続された閉駆動孔（２
２）とを包含し、シリンダの小径空胴部（１４）、（１５）のパッキング
として、開駆動孔（２１）、閉駆動孔（２２）に近接し
てそれぞれＶパッキング（１３）を設けるとともに、開
駆動孔、閉駆動孔から見てこれらのＶパッキング（１
３）の下流側にそれぞれＯリング（１２）を設け、Ｖパッキング（１３）とＯリング（１２）との間に大気
と通ずる細孔（２４）、（２５）を設けたことを特徴と
する衝撃緩和構造の耐蝕弁。