JPH06346975A

JPH06346975A - 真空弁

Info

Publication number: JPH06346975A
Application number: JP13576593A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Yamabe; 泰男山部
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1993-06-07
Filing date: 1993-06-07
Publication date: 1994-12-20

Abstract

(57)【要約】【目的】真空によって駆動される真空弁の弁作動室内に
設けられた転動ダイヤフラムの磨耗を抑制する。【構成】第１ハウジング２１および第２ハウジング２２
内にスライド可能にプランジャー３０が配置されてお
り、ハウジング２１および２２内にはこのプランジャー
３０がスライドするように真空状態とされる弁作動室２
５が設けられている。この弁作動室２５は、プランジャ
ー３０の外周面と第２ハウジング２２内周面との間に配
置された転動ダイヤフラム３１によってハウジング２１
および２２内で気密状態で隔絶されている。転動ダイヤ
フラム３１は、潤滑剤が練り込まれており、その潤滑剤
が常時表面に滲出している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、真空式汚水収集装置、
真空式薬液輸送装置等に装備されて真空によって弁体が
駆動される真空弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】各家庭内等から排出される汚水は、通
常、自然流下によって下水処理場に送給されるようにな
っている。しかし、このような自然流下式の下水収集シ
ステムでは、地形や地盤の状態によって下水管の敷設が
制約を受け、しかも、管内が詰まりやすいという問題が
ある。このために、最近では、各家庭から排出される汚
水を、真空圧を利用して強制的に搬送する真空式汚水収
集システムが注目されている。

【０００３】このような真空式の汚水収集システムで
は、各家庭から排出される汚水が自然流下によって貯留
される真空弁ユニット、およびこの真空弁ユニットから
真空配管を通って汚水が収集される真空ステーションに
よって構成されている。

【０００４】真空弁ユニットは、例えば、特公表平２−
５０３１２８号公報に開示されている。この公報に開示
された真空弁ユニットは、汚水タンク内の汚水に一方の
端部が浸漬された吸い込み管と、この吸い込み管の他方
の端部に管状の連絡部が連結された真空弁と、さらに、
その連絡部に連結された真空排出管とを有しており、真
空排出管が、真空ステーションに配置された真空ポンプ
に真空配管を介して連結されている。真空弁は、管状の
連絡部内に配置された弁体を動作させることにより、そ
の連絡部を開閉するようになっている。真空排出管は、
真空配管を介して連結された真空ポンプによって、常
時、真空状態になっている。そして、汚水タンク内に所
定量の汚水が貯留されると、真空排出管の内部の真空圧
と大気との差圧によって真空弁の弁体が開動作して、管
状の連絡部が開放される。これにより、真空状態の真空
排出管と吸い込み管とが連通状態になり、汚水タンク内
の汚水が、真空圧によって真空排出管内に吸引され、真
空配管を通って真空ステーションに搬送される。

【０００５】真空弁における連絡部内に配置された弁体
は、通常は、この連絡部を閉塞しており、弁作動室内が
真空にされることにより弁体が牽引されて連絡部を開放
状態とする。弁作動室内の真空状態は、真空弁制御装置
によって制御される。

【０００６】この真空弁制御装置には、汚水タンク内の
汚水に下端部が浸漬された液位検知管が連結されてお
り、汚水の液位の昇降によるこの液位検知管内の圧力変
動によって、真空弁制御装置の内部に配置された液位検
知ダイヤフラムが弾性変形する。この液位検知ダイヤフ
ラムの変形によって真空弁制御装置の内部に真空を導入
する検知弁が動作して、真空弁制御装置の内部に配置さ
れた切り換え弁に真空を作用させる。これにより、切り
換え弁が切り換えられて、真空排出管内と真空弁におけ
る弁作動室とが連通状態になり、この弁作動室内が真空
状態になる。そして、弁作動室内が真空状態になること
により弁体が牽引されて、連絡部が開放状態とされる。

【０００７】その結果、真空状態になった真空排出管と
吸い込み管とが連通状態になり、吸い込み管の内部も真
空状態になって、汚水タンク内の汚水が迅速に吸い込み
管および真空排出管内に吸引され、真空配管を通って真
空ステーションの集水タンクへと搬送される。

【０００８】真空によって汚水タンク内の汚水が瞬時に
吸引されると、真空弁制御装置の液位検知ダイヤフラム
が徐々に元の状態に復帰する。これにより、検知弁の動
作が解除されて、真空弁制御装置の内部と真空排出管と
の連通が遮断されるとともに真空弁制御装置内に大気が
導入される。そして、切り換え弁が切り換えられて、真
空弁の弁作動室には大気が導入される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】真空弁のハウジング内
に配置されたプランジャーの外周面とハウジング内周面
との間には、このハウジング内において弁作動室内を気
密状態で隔絶する転動ダイヤフラムが配置されている。
この転動ダイヤフラムは、弾性を有するゴム等によって
構成されており、プランジャーの外周面およびハウジン
グの内周面にそれぞれ密着した状態になるように、プラ
ンジャーの外周面とハウジングの内周面との間にて屈曲
されている。そして、ハウジング内の弁作動室内に真空
が作用してプランジャーがスライドすると、転動ダイヤ
フラムは屈曲部分がプランジャーのスライド方向に沿っ
て移動するように変形される。このように、転動ダイヤ
フラムは、弁作動室内の容積を変化させることがなく、
従って、真空によってプランジャーが確実にスライドす
る。

【００１０】転動ダイヤフラムの屈曲部の近傍は、通
常、ハウジング内周面に密着せず、プランジャー外周面
に密着した転動ダイヤフラムに圧着された状態になって
いる。このように転動ダイヤフラム同士が圧着している
と、その圧着部分がプランジャーのスライドにともなっ
て移動する際に、擦れ合って磨耗するおそれがある。転
動ダイヤフラムが磨耗すると、この転動ダイヤフラム自
体の気密性が損なわれるおそれがある。転動ダイヤフラ
ムの気密性が損なわれると、弁作動室内の気密性が保持
されず、弁作動室が真空になることによってプランジャ
ーが駆動されなくなる。

【００１１】このために、転動ダイヤフラムの表面に、
シリコングリス、シリコンオイル等の潤滑剤を塗布して
転動ダイヤフラムの磨耗を抑制する方法が実施されてい
る。しかし、塗布された潤滑剤は、弾性体で構成された
転動ダイヤフラム内に染み込むために、長期にわたって
潤滑剤の効果が発揮されず、転動ダイヤフラムを短期間
で交換しなければならない。

【００１２】また、ハウジング内に配置されたプランジ
ャーには弁棒が接続されており、その弁棒がハウジング
に設けられた貫通孔を挿通している。そして、ハウジン
グ外に位置する弁棒の先端部に弁体が取り付けられてい
る。弁棒には、ハウジングの貫通孔に対して気密状態で
スライドし得るように軸シールが圧接されている。この
軸シールもゴム等の弾性体によって構成されているため
に、弁棒と摺接することによって磨耗し、経時的に気密
性が損なわれるおそれがある。

【００１３】このために、前記した転動ダイヤフラムと
同様に、軸シールの表面に潤滑剤を塗布することが実施
されるが、塗布された潤滑剤は、弾性体である軸シール
の内部に染み込むために、短期間で軸シールが機能しな
くなるおそれがある。また、軸シールは、連絡部内を通
流する汚水と接触するようになっているために、軸シー
ルの表面に塗布された潤滑剤が汚水によって流されるた
めに、潤滑剤の効果は、転動ダイヤフラムよりもさらに
短期間しか発揮されないおそれがある。

【００１４】本発明は、このような問題を解決するもの
であり、その目的は、弁作動室を気密に隔絶する転動ダ
イヤフラムを長期にわたって安定的に使用することがで
きる真空弁を提供することにある。

【００１５】本発明の他の目的は、弁棒に圧接してこの
弁棒とハウジングとの間を気密状態でシールする軸シー
ルを、長期にわたって安定的に使用することができる真
空弁を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の真空弁は、真空
が作用する弁作動室を内部に有するハウジングと、この
ハウジング内にスライド可能に配置されたプランジャー
と、前記ハウジング内の弁作動室を気密状態で隔絶する
ように、このプランジャーの外周面とハウジング内周面
との間に配置されており、プランジャーの移動にともな
って変形する弾性を有する転動ダイヤフラムと、を具備
し、この転動ダイヤフラムは、潤滑剤が表面に滲出する
ように潤滑剤を内包していることを特徴とするするもの
であり、そのことにより、上記目的が達成される。

【００１７】また、本発明の真空弁は、真空が作用する
弁作動室を内部に有するハウジングと、このハウジング
内にスライド可能に配置されたプランジャーと、このプ
ランジャーに一方の端部が連結されて、他方の端部がハ
ウジング外に位置するように前記ハウジングを貫通して
おり、そのハウジング外の端部に弁体が設けられた弁棒
と、前記ハウジングとこの弁棒との間を気密状態でシー
ルするように該弁棒に圧接された弾性を有する軸シール
と、を具備し、この軸シールは、潤滑剤が表面に滲出す
るように潤滑剤を内包していることを特徴とするもので
あり、そのことにより、上記目的が達成される。

【００１８】

【作用】本発明の真空弁では、ハウジング内の真空とさ
れる弁作動室を隔絶する転動ダイヤフラムが潤滑剤を内
包しているために、その潤滑剤が順次表面に滲出する。
転動ダイヤフラム表面に滲出する潤滑剤は、弁作動室内
を移動するプランジャーの移動によって変形して屈曲部
の近傍が擦れ合う際の転動ダイヤフラムの磨耗を抑制す
る。

【００１９】また、本発明の真空弁では、プランジャー
の移動によってハウジングの貫通孔を挿通する弁棒に圧
接された軸シールが潤滑剤を内包しているために、その
潤滑剤が順次表面に滲出する。軸シール表面に滲出する
潤滑剤は、弁棒と摺動する際に軸シールの磨耗を抑制す
る。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００２１】図１は、本発明の真空弁を使用した真空式
汚水収集装置の概略断面図である。この真空式汚水収集
装置１０は、各家庭から自然流下によって排出される汚
水を収集するために設けられており、この真空式汚水収
集装置１０は、汚水タンク１１内に収集された汚水が所
定量になることにより、汚水が真空ポンプ等が設けられ
た真空ステーションの集水タンクに真空によって送給さ
れる。集水タンクに送給された汚水は、集水タンクから
圧送ポンプによって下水処理場等に送給される。

【００２２】この真空式汚水収集装置１０は、各家庭等
からの汚水が自然流下で流入する汚水流入管１２が汚水
タンク１１に接続されている。汚水タンク１１の内部に
は、この汚水タンク１１内に貯留された汚水を吸い込む
吸い込み管１３が鉛直状態で配置されており、この吸い
込み管１３の上端部には、真空弁１５の弁体２４を内部
に有する管状をした連絡部２８の一方の端部が水平状態
で連結されている。この連絡部２８の他方の端部には、
真空排出管１４が水平状態で連結されている。連絡部２
８は、内部に配置された真空弁１５の弁体２４によって
開閉されるようになっている。

【００２３】真空排出管１４は、真空ステーションまで
真空配管によって連結されており、真空排出管および真
空配管の内部は、この真空ステーションに配置された真
空ポンプによって、常時、真空状態にされている。従っ
て、連絡部２８が開放状態にされると、真空排出管１４
内と吸い込み管１３とが連通状態になり、汚水タンク１
１内の汚水が、吸い込み管１３内に吸引されて、連絡部
２８および真空排出管１４内の真空圧によって迅速に真
空ステーションの集水タンクに搬送される。

【００２４】汚水タンク１１内には、汚水タンク１１内
に貯留された汚水内に下端部が浸漬された液位検知管３
７が鉛直状態で配置されている。この液位検知管３７
は、フレキシブルホース３８によって、真空弁１５に設
けられた真空弁制御装置２７の内部に連通しており、汚
水タンク１１内の液位の変動に基づく圧力変化がこの真
空弁制御装置２７内に伝達されるようになっている。真
空弁制御装置２７は、液位検知管３７によって検出され
る汚水タンク１１内の汚水の液位変動に基づいて、真空
弁１５の弁作動室２５に対する真空圧を制御するように
なっている。

【００２５】また、真空排出管１４の内部は真空弁制御
装置２７にフレキシブルホース４１によって連通してお
り、真空排出管１４内の真空状態が真空弁制御装置２７
に与えられる。さらに、真空弁制御装置２７には、フレ
キシブルホース４４を介して大気連通管４３が連結され
ている。この大気連通管４３は、上端部が地表の大気圧
に開放された状態になっており、大気連通管４３から導
入される大気が、フレキシブルホース４４を通って真空
弁制御装置２７の内部に導入される。この大気連通管４
３は、また、フレキシブルホース４６によって真空弁１
５の弁作動室２５内にも連通している。

【００２６】図２は真空弁１５の縦断面図である。この
真空弁１５は、弁体２４が配置された連絡部２８とは一
体に構成されてこの連絡部２８の内部に連通している円
筒状の第１ハウジング２１と、この第１ハウジング２１
の上側にバンドクランプ２３によって連結された同様に
円筒状をした第２ハウジング２２とを有している。第１
ハウジング２１は、水平状態になった連絡部２８に対し
てほぼ４５度の傾斜状態になっている。第１ハウジング
２１の内部は隔壁部２１ａによって上下に分割されてお
り、この隔壁部２１ａよりも上側が弁作動室２５になっ
ている。隔壁部２１ａの中央部には弁棒２９が貫通して
おり、この弁棒２９の下端部に連絡部２８を開閉する弁
体２４が取り付けられている。

【００２７】弁棒２９が貫通する隔壁部２１ａの貫通孔
の周囲には、弁棒２９の外周面にスライド可能に気密状
態で圧接する軸シール３２が設けられている。この軸シ
ール３２は、シリコンオイル、シリコングリス、ＤＰＯ
（２，５−ジフェニルオキザゾール）等の潤滑剤が成形
時に練り込まれたゴムが使用されており、内部に練り込
まれた潤滑剤が、徐々に表面に滲出するようになってい
る。従って、軸シール３２の表面は、常時、潤滑剤が滲
出した状態になっている。

【００２８】弁作動室２５内に配置された弁棒２９の上
端部は、上面が開放された円筒状のプランジャー３０の
底面に取り付けられている。このプランジャー３０は、
弁作動室２５内にスライド可能に配置されており、弁作
動室２５内に配置された押しバネ２６によって弁体２４
が連絡部２８を閉塞するようにプランジャー３０が付勢
されている。

【００２９】第１ハウジング２１と第２ハウジング２２
との間には、弾性を有する転動ダイヤフラム３１が設け
られている。この転動ダイヤフラム３１は、外周縁部を
第１ハウジング２１と第２ハウジング２２との間に挟ま
れた状態で固定されている。その外周縁部の近傍部分
は、第２ハウジング２２の内周面に密着された状態にな
っており、さらに第２ハウジング２２の内周面に密着さ
れた部分の内側に近接した中心側部分が３６０度にわた
って屈曲されている。そして、その屈曲部分の内側に近
接する部分が、プランジャー３０の外周面に密着されて
おり、さらにその部分の内側の中心部分がプランジャー
３０の底面に密着されている。弁棒２９は、プランジャ
ー３０の底面を覆う転動ダイヤフラム３１の中心部を貫
通している。

【００３０】この転動ダイヤフラム３１は、第１ハウジ
ング２１および第２ハウジング２２内の弁作動室２５内
を気密に隔絶している。そして、弁作動室２５内におけ
る転動ダイヤフラム３１の上方部分である弁作動室２５
が真空になると、その真空によって、プランジャー３０
が上方へと移動される。このとき、プランジャー３０の
移動にともなって、転動ダイヤフラム３１はプランジャ
ー３０の外周面に対する密着状態が上側から順次剥がさ
れるとともに、第２ハウジング２２内周面に沿って順次
上方へと密着した状態とされる。

【００３１】この転動ダイヤフラム３１は、前述の軸シ
ール３２と同様に、シリコンオイル、シリコングリス、
ＤＰＯ等の潤滑剤が成形時に練り込まれたゴムが使用さ
れており、内部に練り込まれた潤滑剤が、徐々に表面に
滲出するようになっている。従って、転動ダイヤフラム
３１の表面は常時、潤滑剤が滲出した状態になってい
る。

【００３２】第２ハウジング２２の上端部内には、真空
弁制御装置２７が配置されている。この真空弁制御装置
２７の詳細は、前述の特公表平２−５０３１２８号公報
に開示されている。真空弁制御装置２７は、第２ハウジ
ング２２に嵌合されて、バンドクランプ３６によって連
結されている。この真空弁制御装置２７には、汚水タン
ク１１内の汚水の液位を検出する液位検出管３７がホー
ス３８を介して連通しており、汚水タンク１１内の汚水
量が増加してその液位が上昇すると、液位検出管３７内
の圧力が上昇し、真空弁制御装置２７内の圧力も上昇す
る。また、真空弁制御装置２７には、ホース４１を介し
て真空排出管１４が連通しており、液位検出管３７内の
圧力が上昇すると、真空排出管１４の内部の真空状態が
真空弁制御装置２７の連通口９３を通して弁作動室２５
内と連通状態になり、真空排出管１４内の真空状態によ
って弁作動室２５内が真空状態とされる。

【００３３】さらに、この真空弁制御装置２７の内部
は、ホース４４を介して大気連通管４３に連通してお
り、液位検出管３７内の圧力が低下すると、この大気連
通管４３から導入される大気が、連通口９３を通して弁
作動室２５内に導入される。大気連通管４３は、ホース
４６を介して、真空弁１５における転動ダイヤフラム３
１の下方側である第１ハウジング２１内にも連通してお
り、転動ダイヤフラム３１の上方側部分である弁作動室
２５が真空状態にされる際に、この大気連通管４３から
転動ダイヤフラム３１の下方側部分に大気が導入される
ようにっている。

【００３４】このような構成の真空弁１５の動作は次の
通りである。汚水タンク１１内の汚水量が順次増加し
て、汚水内に下端部が浸漬された液位検知管３７内の圧
力が上昇すると、この液位検出管３７にホース３８を介
して連通する真空弁制御装置２７の内部の圧力が上昇
し、真空弁制御装置２７は、真空排出管１４と連通状態
とされて内部が真空状態になる。そして、真空弁制御装
置２７の内部が真空状態になることによって、真空弁１
５の弁作動室２５内が連通口９３を通して真空状態とさ
れる。

【００３５】これにより、真空弁１５の転動ダイヤフラ
ム３１の上方側部分である弁作動室２５が真空状態にさ
れる。このとき、転動ダイヤフラム３１の下方側部分に
大気が導入されることにより、プランジャー３０が押し
バネ２６の付勢力に抗して上方へとスライドする。プラ
ンジャー３０の上方へのスライドにともなって、図２に
二点鎖線で示すように、転動ダイヤフラム３１は、屈曲
部が順次上方へ移動して、プランジャー３０の外周面に
密着した部分が上側から順に剥がされるとともに、第２
ハウジング２２内周面を上方へと密着していく。このよ
うにして、転動ダイヤフラム３０の上側部分の弁作動室
２５は、容積が変動することなく、気密状態を維持して
いることにより、迅速に真空状態とされる。

【００３６】このとき、プランジャー３０の移動にとも
なって屈曲部が変化する転動ダイヤフラム３１は、常
時、表面に潤滑剤が滲出した状態になっているために、
屈曲部を挟んで相互に対向する部分が圧着していても、
その部分の磨耗が抑制されるとともに、プランジャー３
０外周面との接離および第２ハウジング２２内周面との
接離による磨耗もその潤滑剤によって抑制され、長期に
わたって安定的に使用することができる。

【００３７】プランジャー３０が上方へと移動すると、
このプランジャー３０に連結された弁棒２９が、軸シー
ル３２に圧接された気密状態でスライドして、この弁棒
２９の下端部に連結された弁体２４が上方へと移動す
る。その結果、連絡部２８が開放された状態になり、真
空排出管１４内が真空状態になっていることにより、連
絡部２８を通して吸い込み管１３内も減圧されて、吸い
込み管１３内に汚水が吸引される。吸い込み管１３内に
吸い込まれた汚水は、連絡部２８から真空排出管１４に
送給されて、集水タンクに集められる。

【００３８】弁棒２９に気密状態で圧接された軸シール
３２は、常時、潤滑剤が表面に滲出した状態になってい
るために、軸シール３２がスライドする弁棒２９に摺接
することによる磨耗が抑制されて、長期にわたって弁棒
２９の周囲を安定的に気密状態に維持することができ
る。

【００３９】このようにして、汚水タンク１１内の汚水
が排出されると、液位検出管３７内の圧力が低下する。
これにより、真空弁制御装置２７内の圧力が低下し、大
気連通管４３およびホース４４を通して真空弁制御装置
２７内に大気が導入される。真空弁制御装置２７内に導
入された大気は、連通口９３を通して弁作動室２５内に
導入され、この弁作動室２５内の真空状態を解消する。
これにより、真空弁１５のプランジャー３０が押しバネ
２６の付勢力によって下方へと移動して、弁棒２９が軸
シール３２に気密状態で圧接された状態でスライドし
て、弁体２４は連絡部２８を閉塞する。

【００４０】このとき、転動ダイヤフラム３１は、第２
ハウジング２２内周面に密着した部分が上側から順次剥
がされて、屈曲部が下方へと移動し、プランジャー３０
外周面に下側から上方へと順次密着状態にされる。

【００４１】この場合にも、軸シール３２および転動ダ
イヤフラム３１の表面に潤滑剤が滲出しているために、
それぞれの表面の磨耗が防止される。

【００４２】

【発明の効果】本発明の真空弁は、このように、ハウジ
ング内における真空状態とされる弁作動室を隔絶する転
動ダイヤフラムの表面には、潤滑剤が常時滲出した状態
になっているために、この転動ダイヤフラムが変形する
際の磨耗が抑制され、転動ダイヤフラムは、長期にわた
って安定的に使用することができる。また、本発明の真
空弁は、ハウジングを挿通する弁棒に気密状態で圧接し
て摺動する軸シールの表面に、潤滑剤が常時滲出した状
態になっているために、この軸シールの磨耗が抑制さ
れ、軸シールは長期にわたって安定的に使用することが
できる。従って、本発明の真空弁によれば、その開閉に
よって擦れ合う弾性体の磨耗が抑制され、長期にわたっ
て安定して開閉動作させることができ、メンテナンスを
大幅に軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の真空弁の使用状態を示す真空下水収集
装置の断面図である。

【図２】その真空弁の一例を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１０真空下水収集装置１１汚水タンク１３吸い込み管１４真空排出管１５真空弁２１第１ハウジング２２第２ハウジング２４弁体２５弁作動室２７真空弁制御装置２８連絡部３０プランジャー３１転動ダイヤフラム３２軸シール

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】真空が作用する弁作動室を内部に有する
ハウジングと、このハウジング内にスライド可能に配置されたプランジ
ャーと、前記ハウジング内の弁作動室を気密状態で隔絶するよう
に、このプランジャーの外周面とハウジング内周面との
間に配置されており、プランジャーの移動にともなって
変形する弾性を有する転動ダイヤフラムと、を具備し、この転動ダイヤフラムは、潤滑剤が表面に滲出するよう
に潤滑剤を内包していることを特徴とする真空弁。
【請求項２】真空が作用する弁作動室を内部に有する
ハウジングと、このハウジング内にスライド可能に配置されたプランジ
ャーと、このプランジャーに一方の端部が連結されて、他方の端
部がハウジング外に位置するように前記ハウジングを貫
通しており、そのハウジング外の端部に弁体が設けられ
た弁棒と、前記ハウジングとこの弁棒との間を気密状態でシールす
るように該弁棒に圧接された弾性を有する軸シールと、
を具備し、この軸シールは、潤滑剤が表面に滲出するように潤滑剤
を内包していることを特徴とする真空弁。