JPH08504256A - 地震弁 - Google Patents

地震弁

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JPH08504256A JP51430594A JP51430594A JPH08504256A JP H08504256 A JPH08504256 A JP H08504256A JP 51430594 A JP51430594 A JP 51430594A JP 51430594 A JP51430594 A JP 51430594A JP H08504256 A JPH08504256 A JP H08504256A
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Abstract

(57)【要約】 地震運動に反応する可屈支柱(52,66)を備えた地震遮断弁。この可屈支柱(52,66)をトグルばね(100)が覆う。ラッチピン(130)がこのトグルばね(100)から弁ボディ内に延び、ポペット弁(166)を開位置に保持する。地震の際、可屈支柱(52,66)が座屈し、ラッチピン(136)を介してポペット弁(166)からトグルばね(100)に作用するばね力により、このトグルばね(100)を上方に湾曲させる。このラッチピン(136)は、ポペット弁(166)を解放し、このポペット弁は移動して弁ボディ内の弁座に対してシールする。弁ボディと可屈支柱(52,66)とを連結するボール継手(28)は、非垂直方向のパイプに弁を使用する場合でも、可屈支柱(52,66)を垂直方向に整合させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】 地震弁 技術分野 本発明は、一般的な分野としてはガス遮断弁に関し、より詳細には、大きな地 震が発生した際あるいは振動を生じた際にガスの供給を自動的に遮断する弁に関 する。 背景技術 地震弁は、地面の振動すなわち地震の際およびその後に天然ガスあるいは他の 媒体の流れを自動的に閉じかつ遮断する弁である。地震によりパイプあるいは取 付具に亀裂が発生しあるいは破損した場合には、地震弁が流れを遮断しかつ漏洩 を防止し、爆発および火災の危険を低減する。一般に、地震弁は振り子、ボール あるいは他の慣性部材を有し、地震の際に弁の他の部材に対して相対移動し、弁 を閉じる。 多くの地震弁の不都合な点は、弁を適性に作動させるために、弁ユニット全体 が水平でなくてはならないことである。したがって、地震弁を装備するパイプ( 例えば天然ガスパイプ)は、垂直配置を確保する必要がある。更に、地震弁のな かには、弁ボディが垂直位置から45゜を越えて回転した場合には再度開放する 虞のあるものがあり、このような回転は建物の基礎が地震で潰れた場合に発生す る可能性がある。 更に大きなシール領域を必要とする大きなカバーを有する 地震弁もある。火災の際は、大きなシールは大量のガス漏洩を生じさせ、本質的 に安全に対する問題を含んでいる。更に、大きなカバーは、弁が閉じているとき は、媒体(例えばガス)圧力下で不都合である。 種々の地震弁においては、枢軸継手における摩擦が、意図しない地震加速度レ ベルで誤作動あるいは閉鎖する原因となり、僅かな大きさの地震によるショック および震動で弁が閉じ、あるいは、より大きな地震動でも閉じないことになる。 更に、ボールあるいはプラグタイプの地震弁における枢軸あるいは回転継手の摩 擦は、弁が完全に閉じるのを阻害する可能性がある。更に、従来技術による弁は 、その弁構造により、弁を通るガスあるいは液体の比較的大きな圧力流損失(pr essure frow losses)を生じる。 発明の開示 本発明は、地震弁を改善するものである。このため、地震弁は、弁ボディに枢 動可能に取付けられた可屈支柱(cripple column)を有する。弁ボディ内の弁は 通常は開に保持されている。地震あるいは他の同様な外乱が弁に作用すると、こ の可屈支柱が曲がる。これにより、弁が解放され、閉位置に移動してシールを形 成し、流れを止める。 したがって、本発明の目的は改善された地震弁を提供することにある。他の目 的および利点は以下の説明から明らかとなる。 図面の簡単な説明 図中、複数の図を通して同様な参照符号は同様な部材を示す。 第1図は、本発明の地震弁の斜視図であり、 第2図は、本発明の可屈支柱をその心だし、整合あるいは非湾曲状態で示す第 1図の弁の一部の側部立面図であり、 第3図は、可屈支柱の湾曲状態を示す第1図の弁の一部の側部立面図であり、 第4図は、本発明の弁の可屈支柱およびトグルインサート部材を示す展開した 側部立面図であり、 第5図は、本発明の弁の弁ボディ内の制御部材の展開した側部立面図であり、 第6図は、弁ボディの全部立面図であり、 第7図は、第6図の弁ボディの側部立面図であり、 第8図は、第7図の弁ボディの上部平面図であり、 第9図は、フラッグを示す前部立面図および底面図であり、 第10図は、弁ボディ内の弁部材の展開した側部立面図であり、 第11図は、本発明の地震弁のほぼ全体の展開した側部立面図であり、 第12図は、本発明の地震弁の開位置および閉位置をそれぞれ実線および想像 線で示す一部の側部立面図である。 発明を実施するための最良の形態 図を参照すると、第1図から第3図に示すように、本発明 の弁ユニット20は弁ボディ22を有し、この弁ボディはボール部28とクラン プリング30とスタッド32とナット34とで可屈支柱ハウジング24に取付け られている。この弁ボディ22は、例えば天然ガスパイプであるパイプに取付け られる入口182および出口184を有する。 第2図から第4図に示すように、可屈支柱(cripple column)38は可屈支柱 ハウジング24内に設けられている。プラグ40が、はんだ付けあるいは密なプ レス嵌め等により、可屈支柱ハウジング24の下端部74内に固定されている。 可屈支柱ベースキャップ44は可屈支柱ハウジング24内に摺動可能に配置され 、z軸バランスばね42により、プラグ40から離隔する上方に付勢される。ベ ースキャップ44は中央ベース穴46と平坦な上面48とを有する。 下側支柱部52は上部フランジ54とほぼ平坦な下面55とを有し、中央フラ ンジポイント56がこの下面55から突出する。下側支柱部52の上側あるいは 上端は、円筒状の開口58と中央の上ポイント60とを有する。 上側支柱66の部分は、可屈支柱ハウジング24内の下側支柱部52の開口5 5内に配置される下側端部を有する。上側支柱部66は小孔68を有し、下側支 柱部52の上ポイント60を収容する。レセプタクル68は、上側支柱部66上 の下側円筒状部64内で心だしされている。この上側支柱部66は上部ネック7 0を有する。コイルばね71がこの上部ネック70上に配置されている。この円 筒状部64は開口58の内径よりも小さな外径を有し、下側支柱部52および上 側支柱部66を、第3図に示しかつ後述するように、「不釣合」(cripple)す なわち傾斜可能とする。このように傾斜した場合は、トグルばね100が移動し 、この移動により、弁を、弁ボディの開いた状態とする。 第2図に示すように、可屈支柱の整合あるいは非座屈状態では、下側支柱部5 2の面55は、ポイント56を孔46内に配置した状態でベースカップ44の上 面48上に平坦に載置される。上側支柱部66は、下側支柱部52と同軸状に整 合し、上側支柱部66の円筒状部64はポイント60をベース部68内に位置さ せた状態で開口58内に配置される。 下側支柱部52および上側支柱部66の構造および形状は、可屈支柱を整合位 置とした状態(第2図に示すように)で互いに当接することができる。上側支柱 部66は、下側支柱部52上で釣合う(大きな地震運動がないとき)。 一方、可屈支柱は、第3図に示すように、大きな地震運動が発生したときに座 屈し(cripples)、これについては詳細に後述する。 第4図を再度参照すると、ネック端部のガイド孔76は可屈支柱ハウジング2 4の上端部を貫通して延びる。トグル挿入開口あるいはレセプタクル78を含む トグルハウジング80は、可屈支柱ハウジング24の上に取付けられている。泡 水準器82が、トグルハウジング84の上面上に設けられている。外側ボール部 84と内側ボール部86とを有するボール取付け具28が、トグルハウジング8 0に取付けられている。トグルインサート90は側方にあり溝(dove-tail slot ) 92を有する。インサートガイド孔94はトグルインサート90の底面からあり 溝92に延びる。 トグルばね100が、あり溝92内に装着されている。このトグルばね100 は、平坦な0.004インチ(0.0102mm)の厚さのばね鋼片で形成され、 あり溝内に平坦な状態に配置される寸法であるのが好ましい。トグルインサート 90内のピンホール108を貫通する4本のガイドピン106が、トグルインサ ート内にトグルばね100を側方から固定する。このトグルインサート90は、 トグルハウジング80内のトグルインサートレセプタクルあるいはスペース78 内に装着される。 第2図に示すように、可屈支柱38が整合あるいは被座屈状態にある場合は、 上側支柱部66のネック70は、可屈支柱ハウジング24の上端部のネック端部 ガイド孔76を貫通し、ネック端部72は、トグルインサート90のインサート ガイド孔94内に延びる。ばね71は、このガイド孔94の近部の孔95内に配 置される。ネック端部72は、可屈支柱38が整合あるいは被座屈位置にあると きに、トグルばね100から僅かに離隔し、接触しない。 第4図,第5図および第11図を参照すると、トグルインサート90の内端1 04からあり溝92内まで長手方向に延びる第2ラッチピン孔110内に、第2 ラッチピン112が摺動可能に配置されている。第1ラッチピンガイド116は 中央肩部118と、ボディ122と、球面リム(sphericalrim)120とを有す る。カラー124は、中央肩部118 の反対側のボディ122から延びるウェブ128により、支持されている。ガイ ド孔126は、中央肩部118とボディ122とウェブ128とを貫通して延び る。台形状のキャップ138と尖った後端部148とが、第1ラッチピンガイド 116内に支持されている。 リセットカム140は、円筒状のカムバレル146の外端部から突出するカム フランジ144を有する。このカムフランジ144は、丸められたカム面142 を有する。カムバレル146に取付けられたカムヘッド150は溝付き端部15 1を有し、例えばマイナスドライバあるいはコイン等のリセット工具を受入れる 。0リング152が、カムヘッド150を弁ボディ22に対して枢動可能にシー ルする。 第6図,第7図および第8図を参照すると、弁ボディ22はねじ付きの入口1 82と、この入口182と同軸状のねじ付きの出口184とを有する。カム孔2 00は、弁ボディ22内の第1ラッチピンガイド凹部188内に延びる。カムバ レルは、カム孔内に枢動可能に取付けられる。ばねがリセットカム140および 弁ボディ22に取付けられ、カムフランジを出口184に向けて上方に付勢する のが好ましい。 第1ラッチピンガイド166は、凹部188内に配置され、このとき、カラー 124は入口182および出口184と同軸状であるのが好ましい。弁ボディ2 2内の環状の弁座192は、第1ラッチピンガイド凹部188の下側に配置され る。ねじ付きのスタッド孔186は、その一部が弁ボディ22内に延びる。弁ボ ディ22内の球状の弁座94が、第1ラッチ ピンガイド凹部188を囲む。のぞき窓156は、弁ボディ22ののぞき孔19 0内にシールされ、視覚的に検査することにより弁の開閉状態を確認することが できる。 第9図および第10図を参照すると、ポペット弁164は上部ステム165と 、ボディ166と、ドーム168と、ドームの下側に延びる底部ステム170と を有する。ボディ166の回りのテフロン製であるのが好ましい弾性シールリン グ162は、ドーム168の平坦な上部に支えられている。ボディ166を囲み かつシールリング162の上側のフラッグ(flag)160は、弁のON,OFF を示す。上部ステム165は、傾斜面付きの肩部180の部位で弁ボディ166 に結合し、この肩部は第1ラッチピン136のキャップ138に係合する。閉じ ばね172がポペット弁164の底部ステム170を囲みかつ孔169内に摺動 可能に配置される。スパイダガイド174はその外面176に、弁ボディ22の 入口182に係合するねじを有する。このスパイダガイド174の中央のシャフ トガイド178は、ポペット弁164の底部ステム170を摺動可能に収容しか つ半径方向に支える。ステム166はガイド116のカラー124を通り、側方 に支えられる。閉じばね172は、シャフトガイド178とドームの環状孔16 9との間で底部ステムの回りに収容されかつ軸方向に圧縮される。 第1図および第12図に示すように、弁ボディ22はねじ付きスタッド32お よびナット34によりトグルハウジング80に取付けられており、このナットは クランプリング30 を外側ボール部84に対して挟みつける。対応して、内側ボール部86が、弁ボ ディ22内で、第1ラッチピンガイド116のリム120およびボール状弁座1 94に保持されている。 使用する場合は、弁ユニット20は、例えばガスパイプ36である接続パイプ の各端部に、弁ボディ22の入口182および出口184を結合することにより 、装着される。パイプ36が垂直方向に延在する場合は、可屈支柱24は第1図 に示すように、パイプ36および弁ボディ22に対して垂直に配置される。パイ プ36が垂直に延在するものではなく(すなわち、パイプ36が第1図に示すよ うにx−y平面で所定の角度で延びる部分)、したがって弁ボディ22が垂直で ない場合は、ナット30が緩められ、トグルハウジング80と支柱24とが、こ の可屈支柱24が泡水準器82で示されるように垂直に延在する位置に回動され る。この後、ナット30を再度締付けて、トグルハウジング80を弁ボディに挟 持する。外側ボール部84および内側ボール部86は、クランプリング30およ びボール状弁座194上の対応する面に対して摺動し、パイプ36が垂直に延在 していない状態でも、可屈支柱ハウジング24を垂直方向に沿って合わせること ができる。 第2図に示すように、弁が装着され、開位置に配置されている状態では、可屈 支柱38の下側支柱部52および上側支柱部66は、整合した状態にあり、トグ ルばね100は、あり溝92内に平坦な状態に配置される。第1ラッチピン13 6と第2ラッチピン112とトグルばね100とが互いに当接し、第1ラッチピ ン136のキャップ138をポペット弁164に対して押圧させ、これにより、 ポペット弁164を開に保持する。特に、キャップ138はポペット弁164の 上部ステム165および肩部180に係合し、これにより、閉じばね172で弁 に上向きの力が作用しても、弁が上方に移動するのを防止する。肩部180およ びキャップ138の相互作用を開するポペット弁上における閉じばねの上向きの 力は、ラッチピン136,112をトグルハウジングに向けて(第12図で右方 に)付勢する。しかし、ピンはトグルばねにより所定位置に保持されており、こ のトグルばねは、平坦な状態となったときに、閉じばねで形成される力による湾 曲あるいは座屈に対抗する充分な垂直圧縮強さ(columnstrangth)を有する。 地震の際、衝撃あるいは振動力が可屈支柱のバランスを崩し、第3図に示すよ うな位置に座屈させる。可屈支柱38が座屈すると、端部72がインサートガイ ド孔94を通って上方に移動し、トグルばね100を押圧する。上側および下側 の可屈支柱部の形状すなわち平坦面と尖端部とレセプタクルとがネック端部72 を上方に移動させ、可屈支柱38が座屈する。 ネック端部72がトグルばね100を押圧するため、トグルばね100の垂直 圧縮強さが失われ、トグルばねは上方に湾曲し、第3図に示しかつ第12図に想 像線で示す位置となる。したがって、第1ラッチピン136をポペット弁164 に対して保持する抵抗力が大きく減少される。第1ラッチピン136と第2ラッ チピン112とが移動し(第12図の右方に)、トグルばね100が湾曲する。 これは、ばねが屈曲されあるいは第1ラッチピン上におけるポペット弁のウェッ ジ状の相互作用によるからである。ポペット弁164は、第1ラッチピン136 のキャップを肩部180から離隔する方向に押圧した後、閉じばね172で駆動 される弁ボディ22内で上方に移動する。シールリング162は弁座192に対 してシールし、弁ボディ22を通る流れを遮断する。フラッグ160は、第2図 に示すように、のぞき窓156を通してフラッグ160のOFF表示が目視でき るように、弁164と共に上方に移動する。 第4図に示すように、第2ラッチピン112も、孔を有し、この孔内に、例え ばはんだ等の低温溶融合金ペレット97が挿入され、この後にピン96が配置さ れる。このペレットは熱センサとして作用し、この組立体が例えば火災の場合の ように熱くなり過ぎると、このはんだペレット97が溶融し、ピン96をピン1 12内に移動させ、これにより、弁164を閉じる。 弁ユニット20をリセットするため、ドライバあるいはコイン等のリセット工 具が、カムヘッド150のスロット付き端部内に挿入される。この工具が回転さ れると、カムフランジ144上のカム面142がポペット弁164の肩部181 を押圧し、弁164を下方に駆動してリセットあるいは開位置とする。第1ラッ チピン136および第2ラッチピン11 2はトグルばね100で駆動され、このトグルばね100を平坦なロック位置と する。この位置では、第1ラッチピン136のキャップ138は、リセットカム 146から圧力が解除されたときに、ボディ166の面180に係合する位置と なる。トグルばね100は、したがって、あり溝92内で元の平坦位置を締め、 第1ラッチピン136をポペット弁との係合状態に保持する。フラッグ160が 弁164と共に下方に移動すると、第2図に示すように、フラッグのON表示は 、のぞき窓156に整合する状態に移動する。リセット工具が取り除かれ、カム ばね198は、カムフランジをその初期位置まで揺動する。可屈支柱38の各部 は重力により自動的に再度整合され、弁ユニット20がリセットされ、次の地震 で作動するための準備が整う。 可屈支柱38は、z軸で作動し、z軸バランスばね42の援助によりトグルば ね100を撓ませることができる。可屈支柱の各部が座屈しない場合でも、垂直 方向の揺れにより、可屈支柱の各部はトグルばねを撓ませるために充分上方に移 動する。 弁ユニット20の近部で火災が発生した場合は、ピン96に当接する低温溶融 合金97が熱プラグ(thermal plug)として作用し、第1ラッチピン136と第 2ラッチピン112とを移動し、ポペット弁164を解放し、これにより、弁ボ ディ22を通る流れを停止する。更に、シールリング162が火災で溶けた場合 は、ポペット弁164が弁座192が金属対金属シールとなり、密閉するか、あ るいは、少なくとも 制限された流れとする。 第12図に示すように、ソレノイドコイル196を、可屈支柱ハウジング24 の回りに設けることができる。この場合には、ソレノイドコイル196を作動し て可屈支柱を座屈させることにより、弁ユニット20を閉じることができ、この コイルは、火災検知システム、圧力ボタン、緊急ボタンあるいは他の安全システ ムに接続することができる。 可屈支柱38は、極めて安定しかつx,y,z方向の衝撃パルスに反応する。 フランジ54は、最近の基準すなわち0.3Gの力が0.4秒作用したときに変 形(cripple)し、0.4Gの力が0.1秒作用したとき(重いトラック、列車 等が通過したとき)には変形しないという基準にしたがって適性に作動する好適 な質量にすることができる。 ボール面は、弁ボディ22が垂直でないパイプ36に取付けられた状態でも可 屈支柱ハウジング24を水平とすることができるため、弁ユニット22は多様性 を持つ。弁ボディ22の入口および出口は同軸状で整合し、弁はドーム168を 有するため、弁ボディ22を通る圧力損失が減少される。弁ボディ/ポペット弁 構造は、高圧システムに適し、火災の場合でもシール機能を維持する。シール領 域は最小とされ、漏洩防止に貢献する。全ての検出設備、シールおよび検査窓は 弁の遮断側に配置されており、弁が閉じたときに圧力を受けない。弁ユニットが いじられた場合は、漏洩する前に流れが遮断される。 以上、本発明の好ましい実施例を図示し、説明してきたが、 当該分野における技術者であれば、請求の範囲を離れることなく種々の変更ある いは変形が可能なことは明らかである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 コックス、ウイリアム・ジェイ アメリカ合衆国、カリフォルニア州 91767、ポモナ、イースト・アロー・ハイ ウエイ 545

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1. a)弁ボディと、 b)この弁ボディ内の弁と、 c)この弁ボディに取付けられた内蔵の可屈支柱と、 d)この弁ボディ内で前記弁を閉位置に付勢するための閉じ手段と、 e)この閉鎖手段の付勢力に抗して、前記弁を開位置に保持する保持手段とを 備え、この保持手段は、可屈支柱が座屈したときに弁を解放可能である、地震弁 。 2. a)弁ボディと、 b)この弁ボディ内の弁と、 c)この弁ボディに取付けられた可屈支柱と、 d)この弁ボディ内で前記弁を閉位置に付勢するための閉じ手段と、 e)この閉じ手段の付勢に抗して弁を開位置に保持し、前記可屈支柱が座屈し たときに弁から解放可能な保持手段と、 f)可屈支柱が非座屈状態から座屈状態に移動するときにこの可屈支柱を伸張 させるための手段と、を備える地震弁。 3. a)弁ボディと、 b)この弁ボディ内の弁と、 c)この弁ボディに取付けられた可屈支柱と、 d)この弁ボディ内で前記弁を閉位置に付勢するための閉じ手段と、 e)この閉じ手段の付勢に抗して弁を開位置に保持し、前 記可屈支柱が座屈したときに弁から解放可能な保持手段とを備え、この保持手段 は、可屈支柱を覆うトグルばねと、前記弁とトグルばね都の間に配置される少な くとも1のピンとを有する、地震弁。 4. 前記ピンは熱プラグを形成する請求項3に記載の地震弁。 5. a)地震動に反応する可屈支柱と、 b)この可屈支柱を覆い、可屈支柱により非変形状態から変形状態に移動可能 なトグルばねと、 c)弁ボディと、 d)可屈支柱をこの弁ボディに取付けるための取付け手段と、 e)弁ボディ内に支えられた弁と、 f)前記ボディに対する閉位置に前記弁を付勢する付勢手段と、 g)前記トグルばねを前記弁に連結するリンケージ手段とを備え、前記トグル ばねは、非変形位置にあるときに、付勢手段の力に抗して、リンケージ手段を通 じて弁ボディ内の開位置に弁を保持し、変形位置にあるときに、弁からリンケー ジ手段を解放し、これにより、付勢手段の力の下で、弁を閉位置に移動可能であ る、遮断弁。 6. 前記可屈支柱は、可屈支柱ハウジング内に、下側部で支えられた上側部を 備え、これらの上側部と下側部とは、地震運動により、整合位置から非整合位置 に移動可能で、これらの上側部と下側部とは非整合位置で、整合位置におけるよ りも長い連結長さを有する請求項5に記載の遮断弁。 7. 前記可屈支柱は、地震運動に応じて長さを増大するための手段を備える請 求項5に記載の遮断弁。 8. 前記リンケージ手段内の熱プラグを更に備える請求項5に記載の遮断弁。 9. 前記取付け手段は、ボール部とクランプリングとを備え、このクランプリ ングは、弁ボディの方向に関わりなく、可屈支柱を垂直方向に整合可能である請 求項5に記載の遮断弁。 10. 前記リンケージ手段は、弁に係合可能なピン手段を備える請求項5に記 載の遮断弁。 11. 前記弁に溶融可能なシールリングを更に備える請求項5に記載の遮断弁 。 12. 前記弁ボディ内に枢動可能に装着され、弁を閉位置から開位置にリセッ トするためのリセットカムを更に備える請求項5に記載の遮断弁。 13. 前記可屈支柱を傾けるために可屈支柱の回りに巻かれたワイヤコイル巻 線を更に備える請求項6に記載の遮断弁。 14. 前記長さを増大するための手段は、 a)ほぼ平坦な上面を有するベース部と、 b)このベース部の上面に係合可能な下端部を有する第1部分と、 c)第1部分上に支えられた第2部分と、を備える請求項7に記載の遮断弁。 15. 前記可屈支柱に対する追加質量を形成する、第1部 分上の拡大フランジを更に備える請求項14に記載の遮断弁。 16. 前記可屈支柱上で作用するZ軸バランスばねを更に備える請求項9に記 載の遮断弁。
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