JPS6141008Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は食品機械などにおいて原材料や製品と
しての飲料などを流通させるパイプラインに使用
されるバルブに関するものである。

近来、食品・醸造・乳業・化学・薬品などの各
業界において、その製造プロセスの自動化が押し
進められており、多種多様な流体がパイプライン
によつて交差されたり、分岐されるようになつて
きた。特に、製品と洗浄液などの異種液体がバル
ブによつて分けられているような場合に、このバ
ルブに要求される最も基本的な機能は、いかなる
場合であつてもこれら異種液体間に混合を生じさ
せず、しかも、各種の液体が付着する可能性のあ
る部材表面を確実に洗浄ないし滅菌することので
きる構成を有していることである。

しかしながら、従来より提案されているこの種
のバルブにあつては、上記機能が必らずしも満足
のいくものではなかつた。すなわち、二つの配管
流路相互間に開閉弁機構が介装され、この開閉弁
機構が、その弁体を開位置と閉位置との間で往復
動させる弁杆を有するようなバルブにおいては、
開閉弁機構における弁体との摺動面を容易に洗浄
することを要するほか、弁杆とその密閉摺動を許
すパツキンとの間およびこのパツキンを挾んでそ
の内外間で移動する弁杆の特定部位をも容易に洗
浄・滅菌することを要するにもかかわらず、従来
のものにあつては、特に後者の洗浄・滅菌が無視
あるいは軽視されていたため、その対策もほとん
どとられていなかつた。

本考案は以上の事情に鑑みてなされたものであ
り、弁杆の密閉摺動を許すパツキンを挾んでその
内外間で移動する弁杆部位に洗浄液通路を臨ませ
てその部分の洗浄を可能にすると同時に、この部
分を洗浄した洗浄液で弁開閉機構における弁体と
の摺動面をも自動的に洗浄することのできるもの
を提供することを目的とする。

つぎに、本考案をその実施例を示す図面にした
がつて説明する。

第１図および第３図において、１はバルブを示
し、このバルブ１のケーシング２は、その内部に
互に平行なあるいは交叉方向の二つの流路３ａ，
３ｂと、これらを連通する垂直通路４とが形成さ
れるとともに、その上部および下部にそれぞれ開
口部５，６が形成される。７は開閉弁機構を示し
ており、この開閉弁機構７は、相対向状に配置さ
れる一対の弁体８ａ，８ｂと、それらの相手方で
ある弁筒９とからなり、そのうちの下部弁体８ａ
には上方へ延びる第１弁杆１０および下方へ延び
る液体導出管１１が同軸上で一体に形成される。
そして、この下部弁体８ａは、その外周に、上記
弁筒９の内周に形成されている摺接面９ａに対し
て密閉摺動する環状パツキン１２を備えるととも
に、その内周部における上記第１弁杆１０と液体
導出管１１との接続部に液溜用の環状凹部１３を
有し、この環状凹部１３と上記液体導出管１１と
が放射状に穿設された複数の通孔１４によつて連
通される。一方、上部弁体８ｂは、上記第１弁杆
１０に外嵌された第２弁杆１５を一体に有して、
この第１弁杆１０に対して外嵌状に配置され、そ
の外周部に上記弁筒９の上端内周に形成されてい
るテーパ状の弁座面９ｂおよび上記下部弁体８ａ
の外周上面１６の双方に対向する環状パツキン１
７を備える。また、上部弁体８ｂの下端部内周と
第１弁杆１０の基端部外周との間にガイドシール
１８が介装される一方、第１弁杆１０の上端部
に、第２弁杆１５の内周面に摺接するＯリングか
らなるシール材１９が配設される。

つぎに、ケーシング２における上下部の各開閉
口部５，６には、これらを塞ぐようにそれぞれス
リーブ２０，２１が一体に固着される。そして、
上部スリーブ２０は、上記上部流路３ａの外部に
おいて第２弁杆１５を外套するとともに、その上
端部および下端部にそれぞれパツキン２２ａ，２
２ｂを備え、これらのパツキン２２ａ，２２ｂに
よつて上記第２弁杆１５が往復密閉摺動自在に支
持される。また、上部スリーブ２０の上端部に
は、その上下の各パツキン２２ａ，２２ｂ相互間
において洗浄液注入口２３が開設されるととも
に、この洗浄液注入口２３と上記開閉弁機構７と
の間にわたつて、これらを連絡する洗浄液通路２
４が形成される。図示例において、この洗浄液通
路２４は、上部スリーブ２０と第２弁杆１５との
間の環状空間２４ａ、この環状空間２４ａの下部
に対応して第２弁杆１５に周方向等ピツチおきに
形成された通孔２４ｂ、第２弁杆１５と第１弁杆
１０との間の環状空間２４ｃならびにこの環状空
間２４ｃの下部から上部弁体８ｂの下面外周に向
けて放射状に貫設された通孔２４ｄとからなり、
その終端である通孔２４ｄの開口部には、放射状
のすべての通孔２４ｄの開口部を連絡する環状溝
２５が形成される。一方、下部スリーブ２１も上
部スリーブ２０と同様にその上端部および下端部
にそれぞれパツキン２６ａ，２６ｂを備えてお
り、これらのパツキン２６ａ，２６ｂによつて上
記液体導出管１１が密閉摺動自在に支持される。
そして、下部スリーブ２１の下端部には、上記各
パツキン２６ａ，２６ｂの相互間において洗浄液
注入口２７が開設され、この洗浄液注入口２７
が、下部スリーブ２１と液体導出管１１との間の
洗浄液通路２８に連通し、また、この洗浄液通路
２８が液体導出管１１に形成された通孔２９によ
つて液体導出路３０に連通される。

つぎに、３１は開閉弁機構７の駆動部を示す。
この駆動部３１は、ピストン３２と、このピスト
ンを内蔵したシリンダ３３と、シリンダ３３に対
して出退自在でかつ相互に摺動自在な一対の杆体
３４，３５と、相互にラツプする状態で同心状に
配設された内外一対の圧縮コイルスプリング３
６，３７とを備える。すなわち、一対の杆体３
４，３５のうち、一方の杆体３４は、シリンダ３
３をその軸心上で貫通するように配設されるとと
もに、その中間部に段付部３４ａを有し、かつ、
この段付部３４ａに対向してリング３４ｂが保持
される。これに対して、上記ピストン３２は、そ
の中央部が外周部に対して陥没状となるように円
錐台状に構成されており、その円錐台部３２ａの
中心部が、上記一方の杆体３４に外嵌されるとと
もに、その段付部３４ａとリング３４ｂとの間に
スペーサ３８を介して挾持状に係止される。そし
て、このピストン３２の外周部と、このピストン
３２に対向するシリンダ後部端壁３３ａとの間に
上記コイルスプリング３６が介在される。一方、
他方の杆体３５は、シリンダ前部端壁３３ｂを挾
む内外間に配置され、しかも、一方の杆体３５に
対して外嵌された筒状部材からなり、その一端部
に鍔部３５ａを備える。そして、この鍔部３５ａ
とピストン３２の円錐台部３２ａとの間に上記コ
イルスプリング３７が介在される。

上記した開閉機構駆動部３１は、シリンダ３３
を倒立状とされて、その一方の杆体３４が上記し
た第１弁杆１０に同軸上で結合され、また、他方
の弁杆３５が第２弁杆１５に突合わされる。そし
て、開閉機構駆動部３１の重量をケーシング２で
支持させるために、シリンダ３３とケーシング２
との間に窓付きヨーク４１が介在される。

なお、シリンダ３３の後部端壁３３ａ上には必
要に応じてリミツトスイツチなどを内蔵した制御
ボツクス３９が設置される。また、４０ａ，４０
ｂはシリンダ３３に形成されている給排圧ポート
を示す。

以上において、シリンダ３３の内部に作動圧力
が供給されないときは、外部コイルスプリング３
６の付勢によつてピストン３２が押下げられ、こ
れに伴なつて、このピストン３２に係止されてい
る一方の杆体３４およびこの杆体３４に結合され
ている第１弁杆１０が押下げられて下部弁体８ａ
がその下限位置で二つの流路３ａ，３ｂを連通す
る垂直通路４を閉塞する。これに対して、上部弁
体８ｂは、内部コイルスプリング３７の付勢によ
つて他方の杆体３５およびこれに突合わされた第
２弁杆１５が押下げられるのに伴なつてその下限
位置に設定され、その環状パツキン１７が弁筒９
の弁座面９ｂに圧接されて上記垂直通路４を閉塞
する。この状態においては、上部流路３ａと垂直
通路４、下部流路３ｂと垂直通路４とがそれぞれ
上部弁体８ｂ、下部弁体８ａによつて遮断されて
おり、これら相互間での液の流通は生じない。ま
た、下部弁体８ａと上部弁体８ｂとの間には一定
の間隙Ｓが保持される。この場合に、たとえば、
下部弁体８ａの環状パツキン１２に不良が生じる
と、下部流路３ｂを流通する飲料のみがそのシー
ル不良部分を通過して上記間隙Ｓ内に流入し、さ
らに、環状凹部１３、通孔１４および液体導出路
３０を伝つて外部へ流出する。したがつて、下部
弁体８ａの環状パツキン１２の不良が的確に早期
発見できる。逆に、上部弁体８ｂの環状パツキン
１７に不良が生じた場合には、上部流路３ａを流
通する洗浄液のみがそのシール不良部分を通過
し、上記した経路を伝つて外部へ流出するので、
上部弁体８ｂの環状パツキン１７の不良が直ちに
確認できる。このような場合においても、シール
不良部分を通過した液が他の流路３ｂまたは３ａ
に流入することはないので、二液が混合するおそ
れはない。

この状態から二つの流路３ａ，３ｂを合流させ
る場合には、下部弁体８ａおよび上部弁体８ｂを
第３図に示す位置まで上方へ往動させて垂直通路
４を開放し、この垂直通路４を経て上部流路３ａ
と下部流路３ｂとを合流させる。この操作は、シ
リンダ３３内部へ給圧してピストン３２を外部コ
イルスプリング３６の付勢に抗して押上げること
によつて行なわれる。すなわち、ピストン３２が
押上げられると、このピストン３２とともに一方
の杆体３４および第１弁杆１０が上昇され、第１
階段として、下部弁体８ａの外周上面１６が上部
弁体８ｂの環状パツキン１７に圧接し、第２図の
ように、上記間隙Ｓが塞がれるが、この際下部流
通３ｂが間隙Ｓを塞ぐまでの瞬時の間下部弁体８
ａと通路内周面９ａとの間に間隙Ｃができ、この
間から流体が導出路３０へ漏洩する恐れがある
が、本考案においては弁体８ａの外周面に通路内
周面９ａに常に接する環状パツキン１２を設けて
あるため、流体合流時に流体が外部に漏洩するこ
とがない。この場合、下部弁体８ａにおいて、垂
直通路４の下端部の弁座に接する部分にもパツキ
ンを装着することも考えられるが、本考案は弁体
の弁座に接する部分にはパツキンを積極的に装着
しないで、弁体８ａの垂直外周面にのみ単一のパ
ツキン１２を設けることを特徴とする。もし弁体
の弁座に接する部分と弁体の垂直外周面の二ケ所
にパツキンを装着すれば、この両パツキン間にお
いて通路内周面に対し一種の吸盤作用を発揮し、
弁体を弁座から離脱させるためには両者間に生起
する負圧に打ち勝つための非常に大きなトルクを
必要とする。しかるに本考案のように弁体８ａの
垂直外周面にのみ単一の環状パツキン１２を装着
することによつて弁体８ａにはなんら吸盤作用が
生起せず、したがつて低トルクで弁体８ａを始動
させることができる。つぎに、第２段階として、
上部弁体８ｂが下部弁体８ａにより、内部コイル
スプリング３６の付勢に抗して押上げられ、これ
らの弁体８ａ，８ｂが一体となつて第３図で示さ
れているそれらの上限まで往動して垂直通路４が
開放され、両流路３ａ，３ｂが連通される。この
操作中においては、上記第１段階で下部弁体８ａ
と上部弁体８ｂとの間隙Ｓが確実に塞がれるの
で、第２段階でこれらの弁体８ａ，８ｂが上部流
路３ａ内へ往動しても、この上部流路３ａ内の液
体がその間隙Ｓを通り、さらに環状凹部１３、通
孔１４および液体導出路３０を経て外部へ流出す
ることがなく、液体の損失は全く生じない。

つぎに、垂直通路４を閉塞して通常のパイプラ
イン操作に移行させるには、シリンダ３３内部を
排圧する。この操作によつて外部コイルスプリン
グ３６の付勢によつてピストン３２が押下げられ
るから、それに伴なつて一方の杆体３４および第
１弁杆１０が下動し、下部弁体８ａが垂直通路４
内に挿入されてその環状パツキン１２が弁筒９の
摺接面９ａに圧接して垂直通路４を閉塞する。ま
た、上部弁体８ｂは、内部コイルスプリング３７
の付勢によつて当初は下部弁体８ａに追従して上
記間隙Ｓを塞いだまま一体に復動し、その環状パ
ツキン１７が弁筒９の弁座面９ｂに圧接した時点
でその復動が停止し、同時に通路４を閉塞する。
したがつて、第１図のように、下部弁体８ａと上
部弁体８ｂとの間には、再び当初の間隙Ｓが保持
される。

上記のような開閉弁機構７の開閉作動により、
弁筒９の摺接面９ａや各環状パツキン１２，１７
には上部流路３ａあるいは下部流路３ｂを流通す
る飲料などの液体が付着し、これが時間の経過に
よつて腐食などを起こして、再度の開閉作動時に
各流路３ａ，３ｂ内の液体に混入するおそれがあ
るため、これを洗浄して除去しておく必要があ
る。また、第２弁杆１５および液体導出管１１に
は、上記開閉作動時に上部スリーブ２０のパツキ
ン２２ａおよび下部スリーブ２１のパツキン２６
ｂの内外間で移動する部分が存在するため、この
部分が外気に直接接触してごみ、細菌などを付着
させることがある。そのため、何らかの原因で洗
浄液通路２４，２８内部に飲料などが滞溜した場
合には、この細菌などが飲料中に混入されるおそ
れがある。その可能性は極めて低いものではある
がものの、やはり、このようなごみ、細菌などは
除去・滅菌しておく必要がある。

このような洗浄・滅菌作業は、上部スリーブ２
０の洗浄液注入口２３および下部スリーブ２１の
洗浄液注入口２７から洗浄液を注入して行われ
る。すなわち、上部スリーブ２０の洗浄液注入口
２３から洗浄液を注入すると、この洗浄液w1で
第２弁杆１５の外気と接触した部分１５ａが洗浄
される。つづいて、この洗浄液は環状空間２４
ａ、通孔２４ｂ、環状空間２４ｃを通つた後、放
射状の通孔２４ｄから噴出して弁筒９の摺接面９
ａおよび環状パツキン１２，１７と接触し、さら
に環状溝２５、環状凹部１３、通孔２９および液
体導出路３０を通つて外部へ排出されるから、こ
れら一連の壁面が容易に洗浄される。特に、上記
摺接面９ａおよび環状パツキン１２，１７に対し
ては、洗浄液自体の洗浄力のほかに、通孔２４ｄ
から噴出された洗浄液の力学的作用が付加される
ので、それらが確実に洗浄される。また、液体導
出管１１の外気と触れる部分は、下部スリーブ２
１の洗浄液注入口２３から洗浄液を注入すれば、
容易に洗浄される。なお、液体導出管１１を通し
て排出される洗浄液は必要に応じて回収される。

ところで、上述したようなバルブ１は、食品機
械などにおいては多数のパイプラインの交叉点あ
るいは分岐点ごとに設けられるものであるため、
狭いスペースに多数のものを設置することを余儀
なくされる反面、衛生上など観点から、頻繁に取
付け取外しが行なわれるため、そのメンテナン
上、小型のものが好ましいとされる。この点に関
し、上述したものは、シリンダ３３に内蔵された
二つのコイルスプリング３６，３７が互にラツプ
する状態で配設されているので、そのラツプ部長
さだけ、その総高が低くなつて、小形化が達成さ
れている。すなわち、外部コイルスプリング３６
の内部は本来デツドスペースとして放置されるの
であるが、上記のものは、このデツドスペース
が、内部コイルスプリング３７の配置スペースと
して有効に利用されている。

以上の説明から明らかなように、本考案によれ
ば、ケーシングからの弁杆突出部を密閉摺動自在
に保持するパツキンを備えたスリーブを上記ケー
シングに一体に設け、弁体の開閉動作に伴なつて
上記スリーブの内部と外部との間で移動する弁杆
部位に対向するように、上記スリーブに洗浄液注
入口を形成したので、この弁杆部位の洗浄が容易
に可能になるばかりでなく、この洗浄液注入口と
上記弁体に対する摺接面との間にわたつて、これ
らを連絡する洗浄液通路を形成したので、上記弁
杆部位の洗浄と同時に、この摺接面の洗浄がなさ
れるから、洗浄液の無駄な消費がなく、しかも、
洗浄の手間も大幅に減少する。

そして、下部弁体８ａには下方に延びる排液管
１１が一体に設けられ、かつこの排液管１１に上
記洗浄液流通路２４が上下部弁体８ａ，８ｂの対
向間隙Ｓ及び下部弁体８ａの通孔１４を介して連
通連結していることから、下部弁体８ａの環状パ
ツキン１２に不良が生じた場合、下部流路３ｂを
流れる液のみがそのシール不良部分を通過して上
監間隙Ｓおよび通孔１４を通して排液管１１より
外部へ流出する。したがつて、下部弁体８ａの不
良が的確に早期発見できる。また逆に、上部弁体
８ｂの環状パツキン１７に不良が生じた場合に
は、上部流路３ａを流れる液のみがそのシール不
良部分を通過して同様に間隙Ｓおよび通孔１４を
通して排液管１１より外部へ流出するので、上部
弁体８ｂの環状パツキン１７の不良が直ちに確認
できる。しかも、これらの場合においても、シー
ル不良部分を通過した一方の流路の液が他方の流
路に流入することがなく、二液が混合する惧れは
ない。

更に、上部弁体８ｂに取付けられた単一の環状
パツキン１７は、垂直流路４の上端に形成されて
いる弁座面９ｂおよび下部弁体８ａの外周上面１
６の双方に対向するものであるため、上部弁体８
ｂの開弁時において上部流路３ａと垂直流路４と
を液密封止する本来の機能と、上下部弁体８ａ，
８ｂの開弁時において両者の対向間隙Ｓを上部流
路３ａに対して完全に液密封止する機能との両機
能を備える。したがつて、本考案では上記対向間
隙Ｓを封止するために別途に環状パツキンを使用
する必要がなく、これによりバルブ製作における
手間の削減および部品コスト低減を図り得る。

特に通路４閉鎖時の上下部弁体８ａ，８ｂ間に
は若干の対向間隙Ｓがあり、この開放時には下部
弁体８ａがまず上昇し、これに追従して上部弁体
８ｂが移動するが、この下部弁体８ａが上昇し、
上部弁体８ｂが追従移動するまでの瞬時の間に、
下部弁体８ａに面する通路４内の液体の通路内周
面９ａと下部弁体８ａ外周面との間隙から漏出し
て、外部に流出する恐れがあるが、これに対し本
考案によれば下部弁体８ａが前記垂直通路４内に
あるときは該通路内周面９ａに常時接する環状パ
ツキン１２を下部弁体の垂直外周面に取付けてな
るため、上下部弁体８ａ，８ｂの開放時に流路４
内の液体が外部に漏洩して損失したり、これが原
因で腐敗したりすることがない。

而も本考案は弁体８ａの外周面のうち弁座に接
する底部分には積極的に水密パツキンを装着しな
いで、弁体８ａの垂直外周面にのみ単一のパツキ
ン１２を設けるようにしたため、弁体８ａと通路
内周面９ａ及び弁座との間に吸着作用が生起せ
ず、低トルクで円滑に弁体８ａを移動させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を示しており、第１図お
よび第３図は全体縦断面図、第２図は開閉弁機構
の拡大断面図である。 ３ａ，３ｂ……流路、４……垂直通路、８ａ…
…下部弁杆、８ｂ……上部弁体、９ａ……通路内
周面、９ｂ……弁座面、１０……下部弁体の弁
杆、１１……排液管、１２……環状パツキン、１
４……下部弁体に設けた通孔、１５……上部弁体
の中空状弁杆、１６……下部弁体の外周上面、１
７……環状パツキン、Ｓ……上下部弁体の対向間
隙、２４……洗浄液流通路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 液体を互に独立して流通させる二つの流路３
   ａ，３ｂ相互間にこれら流路を連通させる垂直通
   路４を形成し、該通路に同軸上に上部弁体８ｂと
   下部弁体８ａとを相対向して配設すると共に、下
   部弁体８ａに伴つて上部弁体８ｂが追従移動する
   ものにおいて、上方へ延びる下部弁体の弁杆１０
   に上部弁体の中空状弁体１５が外嵌挿入されて両
   弁体間に洗浄液流通路２４が形成され、該洗浄液
   流通路２４が前記垂直通路４内周面に沿つて摺動
   する上下部弁体８ａ，８ｂの互の対向間隙Ｓ及び
   下部弁体８ａに設けられた通孔１４を介して下部
   弁体に一体に設けられて下方に延びる排液管１１
   に連通されると共に、下部弁体８ａが前記垂直通
   路内にあるときは該垂直通路４内周面９ａに常時
   接する単一の環状パツキン１２が該下部弁体８ａ
   の垂直外周面に取付けられ、また前記垂直通路４
   の上端に形成されている弁座面９ｂおよび下部弁
   体８ａの外周上面１６の双方に対向する単一の環
   状パツキン１７が上部弁体８ｂの外周部に取付け
   られてなる食品等のパイプライン用バルブ。