JPS6120751B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、弁の閉鎖部材が、第１のシリンダ内
に案内されて制動空間を区画する制動ピストン
と、第２のシリンダ内に案内されて圧力軽減空間
を区画する操作ピストンとに結合され、弁を接作
するために、圧力軽減空間が制御弁を介して、い
つそう低い圧力の導管に接続可能である自己媒体
の開閉弁に関する。

自己媒体制御される開閉弁は、種々の構成で公
知である開閉弁は、導管破壊等のような危険な作
動状態の発生の際、導管部分をしや断するため急
速閉鎖弁として使用されるか、あるいは圧力超過
の際、急速開放弁として使用される。このような
開閉弁の操作のために、流動媒体すなわち一般に
流体のエネルギが利用される。この操作力は、操
作ピストンの作用面が流体の圧力をうけるか、あ
るいは圧力を除かれることによつて生ずることが
できる。

このような開閉弁は主として安全の機能を満た
すために使用されるので、その作動の確実性とく
に応動の確実性に対して最高の要求を課されるこ
とになる。もちろんこの理由から、何らかの理由
により長い作動時間後閉鎖弁の動きが悪くなると
きにも、弁の確実な操作を達成するために、操作
に必要な力より著しく大きい力が作用するような
大きさに、開閉弁が設計されることが多い。

本発明の課題は、自己媒体制御される弁におい
て、構造が簡単な手段で、弁の動作が乱された際
とくに動きが悪い際、通常の変位力を援助しかつ
それによつて困難な条件のもとでも弁の操作を可
能にする自動的に付加的な操作力が、働くように
することにある。さらに弁を圧力に抗しても操作
できるようにする。

この課題は、最初にあげた種類の自己媒体制御
される開閉弁において、本発明によれば、次のよ
うにすることによつて解決される。すなわち制動
空間から圧力軽減空間へ至る漏れ接続部が設けら
れ、制御弁が開かれた際、この漏れ接続部を介し
て制御空間内の圧力が圧力軽減空間の圧力まで
除々に低下可能であり、制動ピストンと第１のシ
リンダの壁との間にあつて圧力の高い方の媒体空
間からの圧力流入を可能にする還状空間が、制動
ピストンにある封止片の所で接続通路を介して圧
力軽減空間へ接続されている。

本発明は、弁の動作が不確実な場合、すなわち
通常の操作力が閉鎖部材の確実な運動にとつて十
分でない場合、付加的な圧力軽減空間として制動
空間を利用するという考え、換言すれば、流体に
対して有効な作用面を制動ピストンの作用面の付
加により大きくするという考えに基づいている。
この場合漏れ接続部の断面を適当な大きさに定め
ることによつて、弁が通常の操作時間の経過後ま
だ応動しないときにのみ、制動空間を付加的な圧
力軽減空間として利用できるようにすることがで
きる。

本発明の実現のために、次のような構成が有利
である。すなわち制動ピストンと圧力軽減ピスト
ンが、軸線方向に前後して位置する段付ピストン
として構成され、その際制動ピストンが圧力軽減
ピストンより大きい直径をもち、制動空間と圧力
軽減空間が、圧力軽減ピストンにあるピストンリ
ング封止片によつて互に分離されている。このよ
うな開閉弁では、圧力軽減ピストンと制動ピスト
ンにあるピストンリングの継ぎ目が、漏れ接続の
ために利用され、その際制動ピストンには、第２
のピストンリングによつて環状空間が形成され、
この環状空間から漏れ損失が接続通路を介して圧
力軽減空間へ導出される。

制動ピストンのピストンリング封止片の間の環
状空間から圧力軽減空間１２へ、直接の接続が行
われることにより、高い圧力側から流体が制動空
間へ移行できないようにすることができるが、そ
うでない場合には、制動空間の所望の圧力軽減が
阻止されることになる。

実際に漏れのないピストン封止片をもつ開閉弁
では、本発明が同様に実現せしめられる。このよ
うな開閉弁では、本発明の別の構成により、制動
ピストンに少なくとも２つの軸線方向に前後して
位置する封止片が設けられ、これらの封止片の
各々は、操作ピストンにある封止片と同じよう
に、小さいバイパス通路により橋絡され、その際
他の解決策におけると同様に、制動ピストンにあ
る両封止片の間の環状空間は、接続通路を介して
圧力軽減空間へ接続される。その動作は、ピスト
ンリング継ぎ目が小さい漏れ通路を形成するよう
なピストンリング封止装置におけると同様であ
る。

本発明の有利な別の構成によれば、接続通路
が、なるべく可変な絞りをもつ横穴により、制動
空間と直接接続され、この横穴によつて流体の直
接の導出が可能であり、その際導出される量への
簡単に影響を及ぼすことができる。

本発明の他の有利な構成は、他の特許請求の範
囲から明らかである。

本発明の実施例を図面について以下に説明す
る。

第１図に開閉弁の主要構成部分は、ハウジング
１、ハウジング蓋２およびハウジング蓋に取付け
られ以下に述べられる動作部分をもつ弁挿入体３
である。ハウジング蓋２は図示されないねじによ
つてハウジング１と結合されている。

弁挿入体３の中には、ハウジング蓋２から見
て、軸線方向に前後して第１のシリンダ４、およ
びいつそう小さい径をもつ第２のシリンダ５があ
る。弁挿入体３の下端は、閉鎖部材７の当るスト
ツパ面６をもつ突出部として構成されている。閉
鎖位置において、閉鎖部材７の封止面が弁座の封
止面８と接触する。

閉鎖部材７は、操作ピストン９と径のいつそう
大きい制動ピストン１０とをもつ段付ピストンを
結合されている。操作ピストン９は、シリンダ５
内を軸線方向に可動的に案内され、その際封止の
ためにピストンリング１１が設けられている。ピ
ストンリング１１により、同時に動作空間すなわ
ち圧力軽減空間１２および制動空間１３が互に分
離されている。

制動ピストン１０の封止のために、軸線方向に
前後した２つのピストンリング１４が設けられて
いる。ピストンリング１４の間にある環状空間か
ら接続通路１５が段付ピストン内を圧力軽減空間
１２まで通じている。

制動ピストン１０は、その背面に端部円板１７
を有する円柱状突出部１６をもつている。端部円
板１７と、支持体として用いられ弁挿入体３の構
成部材でありうる環状肩部１８との間に、コイル
圧縮バネ１９が設けられ、このコイル圧縮ばねは
開放方向に段付ピストンしたがつて閉鎖部材７へ
作用する。

弁挿入体３の外壁には導出通路２０があり、こ
の導出通路２０は、シリンダ５から出て制御弁２
１を介して圧力軽減空間１２を低い圧力の導管２
２と接続する。

ハウジング１にはさらに弁入口２３と弁出口２
４がある。図面には、弁入口２３と弁出口２４と
から出る補助導管が破線で示され、この補助導管
はハウジング蓋２の帽状部にある穴２５へ接続さ
れている。これらの補助導管により制動ピストン
１０より上に空間が常に弁入口２３または弁出口
２４の空間にある媒体、すなわち開閉すべき流体
で満たされ、しかもそのつど存在する最大圧力で
満たされるようにすることができる。補助導管に
ある逆止め弁２６は、弁が閉じている際弁入口２
３から弁出口２４へ流体が移行するのを防止す
る。

閉鎖時間への影響を及ぼすことが望まれる場合
は、制動空間１３が横穴２７によつて直接接続通
路１５へ接続される。この横穴２７は、可変絞り
（図示せず）を備えており、この絞りにより流体
の流出量が変化可能である。

第１図による開閉弁の動作が次の通りである。
弁の開放位置では、流体が達しうるすべての内部
空間が、弁入口２３における流体の圧力を受けて
いる。弁出口２４における圧力は、弁の圧力損失
だけ、弁入口２３における圧力と相違している。

弁の通常の動作では、制御弁２１の開放により
圧力軽減空間１２における圧力が著しく低下され
る。それにより段付ピストンにおいて有効になる
差圧が、段付ピストンしたがつて閉鎖部材７の開
放位置から閉鎖位置への急速な運動を行う。制動
空間１３の体積が制動ピストンの運動により小さ
くされるので、閉鎖過程が制動される。この動作
では、比較的短い操作時間のために、第２のシリ
ンダ５に摺動接触するピストンリング１１の継ぎ
目により形成される漏れ接続部を介する制動空間
の大した圧力軽減は起らない。

それに反していつそう長い作動時間後、弁の動
きが悪くなりしたがつて通常の差圧が生じる閉鎖
力が操作にとつて十分でなくなると、今やピスト
ンリング１１の所にある漏れ接続部を介して、ま
た場合によつては横穴２７および接続通路１５を
介して、制動空間１３から圧力軽減空間１２への
流体の移動が有効になり、制動空間１３における
圧力は、徐々にただし確実に圧力軽減空間１２に
おける圧力へ低下される。この結果、閉鎖するよ
うに作用する差の力がそれに応じて上昇して、弁
の閉鎖を行なう。このようにして、段付ピストン
がいつそう長い作動時間後もはや申し分のない弁
におけるように容易に動かないときにも、十分な
閉鎖力が存在するようにすることができる。

接続通路１５は、２つのピストンリング１４間
の環状空間における圧力が制御弁２１の開放後圧
力軽減空間１２の圧力へ確実に低下されるよう
に、大きさを定められるので、正常な動作でも故
障の場合でも、流体が制動ピストン１０より上の
ハウジング空間から制動空間１３へ達することが
できる。

断面を変えることができる絞りをもつ横穴２７
は、開閉弁の故障の際、制動空間１３と圧力軽減
空間１２との間の圧力平衡時間したがつて同時に
閉鎖速度へ影響を及ぼす可能性を与える。このこ
とは、正常作動すなわち制動空間１３の圧力軽減
を利用しない閉鎖過程にもいえる。

第２図は急速開放弁の実施例を示す。一致する
かまたは同等の構成部材に対しては、第１図にお
けると同じ符号が付けられている。操作力ここで
は開放力を上昇するための圧力軽減空間として、
制動空間１３を付加することによる動作は、第１
図による急速聞鎖弁におけるのと同様である。第
２図による急速開放弁でも、断面の可変な絞りを
もつ横穴２７により弁の開放時間が影響を受け
る。

なお両種の弁において、段付ピストンの有効面
と閉鎖部材との比は、十分な閉鎖力または開放力
が存在し、したがつて開閉弁が不利な場合にも確
実に操作可能であるように選ばれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は急速閉鎖弁として構成されている開閉
弁の軸線を通る断面図、第２図は急速開放弁とし
て構成されている開閉弁の軸線を通る断面図であ
る。 ４，５……シリンダ、７……閉鎖部材、９……
操作ピストン、１０……制動ピストン、１２……
圧力軽減空間、１３……制動空間、１５……接続
通路、２１……制御弁、２２……導管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 弁の閉鎖部材７が、第１のシリンダ４内に案
   内されて制動空間１３を区画する制動ピストン１
   ０と、第２のシリンダ５内に案内されて圧力軽減
   空間１２を区画する操作ピストン９とに結合さ
   れ、弁を操作するために、圧力軽減空間１２が制
   御弁２１を介して、いつそう低い圧力の導管２２
   に接続可能である開閉弁において、制動空間１３
   から圧力軽減空間１２へ至る漏れ接続部５，１１
   が設けられ、制御弁２１が開かれた際、この漏れ
   接続部５，１１を介して制動空間１３内の圧力が
   圧力軽減空間１２の圧力まで除々に低下可能であ
   り、制動ピストン１０と第１のシリンダ４の壁と
   の間にあつて圧力の高い方の媒体空間２３または
   ２４からの圧力流入を可能にする環状空間が、制
   動ピストン１０にある封止片１４の所で接続通路
   １５を介して圧力軽減空間１２へ接続されている
   ことを特徴とする、圧縮可能な媒体用の自己媒体
   制御の開閉弁。 ２ 制動ピストン１０と操作ピストン９が、軸線
   方向に前後して位置する段付ピストンとして構成
   され、制動ピストン１０が操作ピストン９より大
   きい直径をもち、制動空間１３と圧力軽減空間１
   ２が、操作ピストン９にある封止片としてピスト
   ンリング１１によつて互い分離されていることを
   特徴とする、特許請求の範囲第１項に記載の開閉
   弁。 ３ 制動ピストン１０に封止片として少なくとも
   ２つの軸線方向に前後して位置するピストンリン
   グ１４が設けられ、操作ピストン９にある封止片
   が少なくとも１つのピストンリング１１から成
   り、制動空間１３から圧力軽減空間１２への漏れ
   接続部が、操作ピストン９にあつて第２のシリン
   ダ５の壁に接するピストンリング１１の継ぎ目に
   よつて形成され、制動ピストン１０と第１のシリ
   ンダ４との間にあつて２つのピストンリング１４
   により区画される環状空間が、接続通路１５を介
   して圧力軽減空間１２へ接続されていることを特
   徴とする、特許請求の範囲第１項に記載の開閉
   弁。 ４ 制動ピストン１０に少なくとも２つの軸線方
   向に前後して位置する封止片が設けられ、これら
   の封止片の各々は、操作ピストン９にある封止片
   と同じように、それぞれ小さいバイパス通路によ
   り橋絡され、制動ピストン１０にあるピストン封
   止片の間の環状空間が、接続通路１５を介して圧
   力軽減空間１２へ接続されていることを特徴とす
   る、特許請求の範囲第１項に記載の開閉弁。 ５ 圧力軽減空間１２と制動空間１３とが、絞り
   をもつ横穴２７により接続されていることを特徴
   とする、特許請求の範囲第２項に記載の開閉弁。 ６ 横穴２７が段付ピストンに設けられて、接続
   通路１５へ開口していることを特徴とする、特許
   請求の範囲第５項に記載の開閉弁。 ７ 絞りの通過断面が可変であることを特徴とす
   る、特許請求の範囲第５項に記載の開閉弁。