WO1994015127A1 - Solenoid valve for heat insulating pipes and fixing structure for the same - Google Patents

Solenoid valve for heat insulating pipes and fixing structure for the same Download PDF

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Yoji Mori
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Air Liquide SA
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    • Y10T137/7036—Jacketed

Definitions

  • the present invention relates to a heat insulating pipe solenoid valve having a heat-insulated outer periphery and suitable for transporting low-temperature fluids, high-temperature fluids, and the like, and its mounting structure.
  • a solenoid coil is arranged, and inside the heat insulating layer, a movable iron core that is reciprocated along the longitudinal direction of the passage by the excitation and demagnetization operation of the solenoid coil and the movable iron core reciprocates the passage.
  • Solenoid valve for adiabatic piping which is provided with a valve element that can be opened and closed, and its mounting (for the structure.
  • the solenoid valve for adiabatic piping described above is a valve body that opens and closes the flow path by providing a solenoid coil inside the heat insulation layer that surrounds the flow path in a tubular shape and by reciprocating the movable iron core and the movable iron core inside the heat insulation layer.
  • the excitation and demagnetization operation of this solenoid coil allows the valve element inside the heat insulating layer to be opened and closed while suppressing the heat conduction between the inside and outside of the heat insulating layer.
  • a magnetic circuit is constructed by providing only a movable iron core that moves by the excitation and demagnetization operation of the solenoid coil inside the heat insulating layer (for example, see Japanese Patent Laid-Open No.
  • the magnetic resistance between the solenoid coil and the movable iron core is large, and in order to ensure that the movable iron core moves with the excitation of the solenoid coil, the number of turns of the coil and the applied current value must be adjusted. It is necessary to increase the magnetic flux density to increase the magnetic flux density, which has the drawback of increasing manufacturing costs and operating costs. In order to solve this drawback, for example, it is conceivable to make the length of the movable core along the longitudinal direction of the flow path sufficiently long to reduce the magnetic resistance between the solenoid coil and the movable core as much as possible. However, in this case, the movable iron core becomes larger.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a solenoid valve for adiabatic piping and its mounting structure that can reduce the manufacturing cost and the operating cost by controlling the inner structure of the adiabatic layer.
  • the characteristic configuration of the present invention for achieving the above-mentioned object is the electromagnetic valve for adiabatic piping described above, wherein a magnetic circuit between the solenoid coil and the movable iron core is formed inside the adiabatic layer. The point is that a fixed iron core is provided.
  • the magnetic resistance between the solenoid coil and the movable iron core can be reduced without increasing the size of the movable iron core. Therefore, manufacturing costs and operating costs can be reduced.
  • valve body In the solenoid valve for adiabatic piping of the present invention, the valve body, the movable iron core, and the fixed iron core may be held so as to be integrally mountable inside the heat insulating layer.
  • valve body since the valve body, the movable iron core, the fixed iron core, and the force are held so that they can be integrally mounted inside the heat insulating layer, the valve body, the movable iron core, and the fixed iron core. It is preferable because the assembling work inside the heat insulating layer can be simplified.
  • the characteristic configuration of the solenoid valve mounting structure for heat insulation piping is that a solenoid coil is provided outside a heat insulation pipe surrounded by a heat insulation layer, and the passage and A solenoid valve mounting structure for heat insulating pipe, wherein a valve mechanism having a valve body for opening and closing is installed in the heat insulating pipe, and is connected to the pipe end portion of the heat insulating pipe in a detachable and communicating manner.
  • the valve mechanism is fixed to the connection end side of the connection member, and the valve mechanism fixed to the connection member is inserted into the heat insulation pipe from the pipe end of the heat insulation pipe.
  • valve mechanism fixed to the connection end side of the connection member can be inserted into the heat insulation pipe from the pipe end of the heat insulation pipe and installed, and the connection member can be removed from the heat insulation pipe.
  • the valve mechanism can be pulled out from the heat insulating pipe with and.
  • this solenoid valve mounting structure for heat insulating pipes is preferable because the work of mounting the valve mechanism in the heat insulating pipe and the maintenance and inspection work of the valve mechanism mounted in the heat insulating pipe can be performed easily.
  • the valve mechanism may be detachably fixed to the connecting end side of the connecting member, or may be c.
  • the valve mechanism taken out of the heat insulating pipe can be removed from the connecting member.
  • not only maintenance and inspection work of the valve mechanism can be performed more easily, but also the valve mechanism can be easily replaced, which is more convenient.
  • FIG. 1 is a sectional view of a piping structure using a solenoid valve for adiabatic piping according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is an enlarged cross-sectional view of the main part of Figure 1 when the solenoid coil is not energized
  • Fig. 3 is an enlarged cross-sectional view of the main part of Fig. 1 when the solenoid coil is energized
  • Fig. 4 is a cross-sectional view taken along the line I--V of Fig. 1,
  • Fig. 5 is a sectional view taken along line V--V of Fig. 1,
  • Figure 6 is an exploded view of the solenoid valve mounting structure for heat insulation piping.
  • Figures i to 3 show a piping structure for transporting liquid nitrogen in which a solenoid valve C is installed at the connection between transport pipes A and B for transporting liquid nitrogen to a predetermined use position or storage tank.
  • the transport pipes A and B are made of stainless steel (SUS 3 16 L) having a relatively low relative magnetic permeability, and are constructed as double pipes in which the inner pipe 4 and the outer pipe 5 are welded to the pipe end fittings 1 and 2. ing. Between the inner pipe 4 and the outer pipe 5, a vacuum ripening layer .6 is formed that surrounds the flow passages 7, 20, 20, 21, 26, 33 in a tubular shape. On the inner side of the end of the transport pipe A on the upper side of the flow path, a large-diameter receiving hole 8 communicating with the upper side flow path 7 is formed. The small-diameter insertion part 9 provided on the outer periphery of the end of the transport pipe B of is inserted into the receiving hole 8. Then, by means of a bag nut 10 screwed onto the pipe end fitting 1, the transport pipes A and B are connected and fixed.
  • SUS 3 16 L stainless steel having a relatively low relative magnetic permeability
  • the receiving hole 8 is formed by welding the large-diameter inner pipe 13 to the small-diameter inner pipe 11 via the joint metal fitting 12 and by welding the large-diameter inner pipe 13 to the pipe end metal fitting 1.
  • the insertion part 9 is configured by welding the small-diameter outer pipe 15 to the large-diameter outer pipe 14 via the joint fitting 3 and by welding the small-diameter outer pipe 15 to the pipe end fitting 2. There is.
  • the solenoid valve C includes a solenoid coil 17 wound around a resin bobbin 16 and a radial cross section in which the solenoid coil 17 is fitted on the inner peripheral side together with the bobbin 16; C-shaped yoke 2 2 and force insulation layer 6 Outside large outer tube 1 4 It is externally fitted and fixed to the outer peripheral surface in a donut shape, and the longitudinal direction of the flow path is controlled by the excitation and demagnetization of the solenoid coil 17.
  • Plunger 18 made of stainless steel (SUS 405) having a relatively high relative permeability as a movable iron core that is reciprocally moved to and from it, and orifice 27 that communicates with lower flow passage 26 are formed.
  • a fixed iron core 23, which forms the magnetic circuit between them, is attached to the inner peripheral side of the large-diameter inner tube 13 inside the heat insulating layer 6.
  • Flow paths 20 and 21 are formed in the plunger 18, and a flow path 33 that connects the flow paths 20 and 21 and the upstream side flow path 7 is formed in the fixed core 23. There is.
  • the valve mechanism 34 is unitized so that it can be integrally mounted in the receiving hole 8. Then, the fixed core 23 and the valve seat fitting 28 are welded and fixed to each other via the guide cylinder 30 made of stainless steel (SUS 3 16 L) having a relatively low relative permeability, and the guide cylinder is fixed.
  • a plunger 18 is mounted inside the body 30 along the inner peripheral surface of the guide cylinder 30 so that it can move back and forth in the axial direction of the tube, and a valve body 19 that is prevented from coming off by a holding metal fitting 3 1 is planned.
  • the valve mechanism 34 is configured by being attached to the end of the jar 18 on the lower side of the flow path so as to be reciprocally movable in the tube axis direction.
  • valve seat fitting 2 8 can be detached by sandwiching the gasket 2 9 between the pipe end fitting 2 of the heat insulating pipe B, which is a connecting member that is detachably connected to the pipe end portion of the heat insulating pipe A. It is integrally fixed to the transport pipe B side by screwing, and in this state, it is inserted together with the seal ring 24 from the pipe end of the heat insulating pipe A into the receiving hole 8 of the heat insulating pipe A, and the valve mechanism 34 is inserted. It is constructed so that it can be easily installed in the heat insulating pipe A.
  • the valve disc 19 closes the orifice 27 by the urging force of the coil springs 25 and 32, and the lower flow passage is closed.
  • the valve body 19 opens the orifice 27 against the biasing force of the coil springs 25 and 32 when the pressure in the valve 26 reaches a predetermined pressure or more.
  • the solenoid valve for adiabatic piping may be a direct-acting solenoid valve or a pilot-operated solenoid valve.
  • the solenoid valve for adiabatic piping according to the present invention is connected to the piping for transporting low-temperature fluids such as liquid hydrogen, liquid helium and CFCs as well as high-temperature fluids such as hot water and steam.
  • the movable iron core that moves by exciting and demagnetizing the solenoid coil may be provided integrally with the valve body.
  • the heat insulating layer surrounding the flow path is not limited to a vacuum heat insulating layer, and may be formed by providing a heat insulating material such as urethane foam.

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Description

明 細 書 断熱配管用電磁弁およびその取付け構造 [技 術 分 野]
本発明は、 外周部を断熱してある低温流体や高温流体等の輸送用配管に適 した断熱配管用電磁弁およびその取付け構造に関し、 詳しくは、 流路を管状 に囲繞する断熱層の外側にソレノィドコイルが配設されているとともに、 前 記断熱層の内側に、 前記ソレノィドコイルの励磁 ·消磁動作で流路長手方向 に沿つて往復移動される可動鉄心と前記可動鉄心の往復移動で前記流路を開 閉操作する弁体とが配設されている断熱配管用電磁弁およびその取付 (ナ構造 に関する。
[背 景 技 術]
冒記した断熱配管用電磁弁は、 流路を管状に囲繞している断熱層の外側に ソレノィドコイルを設け、 断熱層の内側に可動鉄心と可動鉄心の往復移動で 流路を開閉操作する弁体とを設けて、 このソレノィ ドコイルの励磁 ·消磁動 作で、 断熱層の内外に亘る熱伝導を抑制しながら、 断熱層の内側に配設した 弁体を開閉操作できるようにしたものである。 従来の技術は、 断熱層の内側 にソレノィドコィルの励磁 ·消磁動作で移動する可動鉄心のみを設けて磁気 回路を構成している （例えば、 特開昭 6 1 - 2 5 2 9 8 4号公報参照） 。 この為、 ソレノイドコイルと可動鉄心との間の磁気抵抗が大きく、 ソレノ イドコィルの励磁にともなう可動鉄心の移動が確実に行われるようにするた めには、 コイルの巻き数や印加する電流値を増やして、 その磁束密度を大き くしてやる必要があり、 製作コストや運転コストが高くなる欠点がある。 この欠点を解決するために、 例えば、 可動鉄心の流路長手方向に沿う長さ を充分長くして、 ソレノイ ドコイルと可動鉄心との間の磁気抵抗をできるだ け小さくすることが考えられる。 しかしこの場合は、 可動鉄心が大型化する のでその移動に要する負荷が大きくなり、 結果的に、 前記従来技術と同様、 可動鉄心の移動が確実に行われるよう、 ソレノィドコイルの巻き数や印加す る電流値を増やして、 その磁束密度を大きくしてやる必要が生じる。
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであつて、 断熱層の内側構造をェ 夫することにより、 製作コストや運転コストを軽減できる断熱配管用電磁弁 およびその取付け構造を提供することを目的とする。
[発 明 の 開 示]
上記目的を達成する為の本発明の特徴構成は、 冒記断熱配管用電磁弁にお レ、て、 前記断熱層の内側に、 前記ソレノイドコイルと前記可動鉄心との間の 磁気回路を構成する固定鉄心が設けられている点にある。
かかる構成から次の作用効果を奏する。
可動鉄心を大型化することなく、 ソレノィドコイルと可動鉄心との間の磁 気抵抗を軽減できる。 従って、 製作コストや運転コストを軽減できる。
本発明の断熱配管用電磁弁が前記弁体と前記可動鉄心と前記固定鉄心とが、 前記断熱層の内側に一体的に装着可能に保持されていてもよい。
このようにる構成されていると、 前記弁体と前記可動鉄心と前記固定鉄心 と力 \ 前記断熱層の内側に一体的に装着可能に保持されているから、 弁体と 可動鉄心と固定鉄心との断熱層内側への組付け作業を簡略化できて好ましい。 更に、 本発明にかかる断熱配管用の電磁弁取付け構造の特徴構成は、 流路 を断熱層で囲繞してある断熱管の外側にソレノィドコイルが設けられ、 前記 ソレノィドコイルの励磁 ·消磁動作で前記流路を開閉する弁体を備えた弁機 構が前記断熱管内に装着されている断熱配管用の電磁弁取付け構造であつて、 前記断熱管の管端部に対して着脱き在に連通接続される接続部材の接続端側 に前記弁機構が固定され、 前記接続部材に固定した弁機構が前記断熱管の管 端部から当該断熱管内に挿入されている点にある。
このよ.うに ¾成する.と、 接続部材の接続端側に固定した弁機構を断熱管の 管端部から当該断熱管内に挿入して装着でき、 接続部材を断熱管から外すこ とで弁機構を断熱管内から抜き出すことができる。
その結果、 この断熱配管用の電磁弁取付け構造は、 断熱管内への弁機構の 装着作業と、 断熱管内に装着した弁機構の保守 '点検作業とが簡便に行えて 好ましい。
前記弁機構が前記接続部材の接続端側に着脱自在に固定されてし、ても良し、c このように、 弁機構が接続部材の接続端側に着脱自在に固定されている場 合は、 断熱管内から取り出した弁機構を接続部材から外すことができる。 その結果、 弁機構の保守 ·点検作業が一層簡便に行えるだけでなく、 弁機 構を簡単に交換することもできて一層都合がよい。
[図面の簡単な説明]
図 1はこの発明の一実施例にかかる断熱配管用電磁弁を用いた配管構造の 断面図、
図 2はソレノィドコイルに非通電時の図 1の要部の拡大断面図、
図 3はソレノイドコィルに通電時の図 1の要部の拡大断面図、
図 4は図 1の I V— I V線断面図、
図 5は図 1の V - V線断面図、
図 6は断熱配管用の電磁弁取付け構造の分解図である。
[発明を実施するための最良の形態]
図 i〜図 3は、 液体窒素を所定の使用位置や貯留タンク等に輸送する輸送 管 A, Bどうしの接続部に電磁弁 Cを装着してある液体窒素輸送用の配管構 造を示す。
前記輸送管 A， Bは比透磁率が比較的低いステンレス鋼 （S U S 3 1 6 L ) 製で、 管端金具 1 , 2に内管 4と外管 5とを溶接した二重管に構成されてい る。 内管 4と外管 5との間に、 流路 7 , 2 0， 2 1 , 2 6， 3 3を管状に囲 橈する真空の 熟層. 6が形成されている。 流路上手側の輸送管 A端部の内周 に上手側流路 7に連通する大径の受け口孔 8が形成されていて、 流路下手側 の輸送管 B端部の外周に設けた小径の差し込み部 9がこの受け口孔 8に嵌入 されている。 そして、 管端金具 1に螺合した袋ナツ ト 1 0により、 輸送管 A, Bどうしが連結固定されている。
前記受け口孔 8は、 小径内管 1 1に継ぎ金具 1 2を介して大径内管 1 3を 溶接接続するとともに、 この大径内管 1 3を管端金具 1に溶接接続して構成 されている。 前記差し込み部 9は、 大径外管 1 4に継ぎ金具 3を介して小径 外管 1 5を溶接接続するとともに、 この小径外管 1 5を管端金具 2に溶接接 続して構成されている。
前記電磁弁 Cは、 樹脂製のボビン 1 6に巻き付けられているソレノィ ドコ ィル 1 7と、 このソレノイドコイル 1 7がボビン 1 6と共に内周側に嵌め込 まれている半径方向の断面、 略 Cの字形のヨーク 2 2と力断熱層 6外側の大 径外管 1 4外周面にドーナツ状に外嵌固定されていると共に、 ソレノイ ドコ ィル 1 7の励磁 ·消磁動作で流路長手方向に往復移動される可動鉄心として の、 比透磁率の比較的高いステンレス鋼 （S U S 4 0 5 ) 製のプランジャー 1 8と、 下手側流路 2 6に連通するオリフィス 2 7を形成してある弁座金具 2 8と、 プランジャー 1 8の往復移動でォリフィス 2 7を開閉操作する樹脂 製の弁体 1 9と、 プランジャー 1 8と同じ材質でソレノィドコィ儿 1 7とブ ランジャー 1 8との間の磁気回路を構成する固定鉄心 2 3とを断熱層 6内側 の大径内管 1 3内周側に装着して構成されている。 プランジャー 1 8には流 路 2 0 , 2 1が形成されていて、 固定鉄心 2 3には流路 2 0 , 2 1 と上手側 流路 7とを連通する流路 3 3が形成されている。
前記弁機構 3 4は、 受け口孔 8内に一体的に装着できるようュニッ ト化さ れている。 そして、 固定鉄心 2 3と弁座金具 2 8とを、 比透磁率の比較的低 いステンレス鋼 （S U S 3 1 6 L ) 製の案内筒体 3 0を介して、 互いに溶接 固定し、 案内筒体 3 0の内側にプランジャー 1 8を案内筒体 3 0内周面に沿 つて管軸方向に往復移動可能に装着するとともに、 押さえ金具 3 1で抜け止 めされた弁体 1 9をプランジャー 1 8の流路下手側端部に管軸芯方向に往復 移動自在な状態で装着して、 前記弁機構 3 4は構成されている。 図 6に示す ように、 断熱管 Aの管端部に対して着脱自在に連通接続される接続部材であ る断熱管 Bの管端金具 2にガスケッ ト 2 9を挟んで弁座金具 2 8を着脱自在 にネジ止めすることにより輸送管 B側に一体的に固定され、 この状態でシー ルリング 2 4と共に断熱管 Aの管端部から当該断熱管 Aの受け口孔 8に挿入 して、 弁機構 3 4を断熱管 A内に簡便に組み付けることができるように構成 されている。
前記プランジャー 1 8を固定鉄心 2 3に対して離間させる方向に付勢する コイルスプリング 2 5と、 プランジャー 1 8と弁体 1 9とを互いに離間させ る方向に付勢するコイルスプリング 3 2とが設られている。 そして、 ソレノ イドコイル 1 7が通電されていない通常時は、 図 2に示すように、 コイルス プリング 2 5， 3 2の付勢力により弁体 1 9がオリフィス 2 7を閉塞し、 下 手側流路 2 6内の圧力が所定圧以上に達するとコイルスプリング 2 5 , 3 2 の付勢力に抗して弁体 1 9がオリフィス 2 7を開放するよう構成してある。 そして、 ソレノイ ドコイル 1 7に通電して励磁すると、 図 3に示すように、 プランジャー 1 8がコイルスプリング 2 5の付勢力に抗してストローク D分 だけ流路上手側に移動し、 弁体 1 9がオリフィス 2 7を開放して、 上手側流 路 7と下手側流路 2 6とカ 固定鉄心 2 3に形成した流路 3 3とプランジャ 一 1 8に形成した流路 2 0， 2 1 とを介して連通される。
〔その他の実施例〕
① 本発明による断熱配管用電磁弁は、 直動形の電磁弁の他、 パイロッ ト操 作形の電磁弁であつても良い。
② 本発明による断熱配管用電磁弁は、 液体水素や液体ヘリウム， フロン等 の低温流体の他、 温水や蒸気等の高温流体の輸送用配管に接続されるもので あっ しわ良しヽ
③ ソレノイ ドコイルの励磁 ·消磁動作で移動する可動鉄心は、 弁体と一体 に設けられていても良い。
④ 流路を囲繞する断熱層は、 真空の断熱層に限定されず、 発泡ウレタン等 の断熱材を設けて構成されるものであっても良い。

Claims

[請 求 の 範 囲]
1. 断熱配管用電磁弁であって、 流路 （7, 20, 2 1, 26, 33 ) を 管状に囲繞する断熱層 （6) の外側にソレノィドコイル （ 1 7) が配設され ているとともに、 前記断熱層 (6) の内側に、 前記ソレノイドコイル （ 1 7) の励磁 ·消磁動作で流路長手方向に沿って往復移動される可動鉄心 （ 1 8) と前記可動鉄心 （ 1 8) の往復移動で前記流路 （26) を開閉操作する弁体 ( 1 9) とが配設されているものにおいて、 前記断熱層 （6) の内側に、 前 記ソレノイドコイル （ 1 7) と前記可動鉄心 （1 8) との間の磁気回路を構 成する固定鉄心 (23) が設けられている。
2. 請求項 1記載の断熱配管用電磁弁であって、 前記弁体 （1 9) と前記 可動鉄心 （ 1 8) と前記固定鉄心 （23) とが、 前記断熱層 (6) の内側に 一体的に装着可能に保持されている。
3. 請求項 2記載の断熱配管用電磁弁であって、 前記可動鉄心 （ 1 8) が 比透磁率の比較的高いステンレス鋼 （SUS 405 ) 製のプランジャーであ
4. 断熱配管用の電磁弁取付け構造であって、 流路 （ Ί ) を断熱層 ( 6 ) で囲繞してある断熱管 （A) の外側にソレノィドコイル （ 1 7) が設けられ、 前記ソレノィドコイル （1 7) の励磁 ·消磁動作で前記流路 （7) を開閉す る弁体 （ 1 9) を備えた弁機構 （34) が前記断熱管 （A) 内に装着されて いるものにおいて、 前記断熱管 （A) の管端部に対して着脱自在に連通接続 される接続部材 （B) の接続端側に前記弁機構 (34) が固定され、 前記接 続部材 （B) に固定した弁機構 （34) が前記断熱管 （A) の管端部から当 該断熱管 （A) 内に挿入されている。
5. 請求項 4記載の断熱配管用の電磁弁取付け構造であって、 前記弁機構 (34) が前記接続部材 （B) の接続端側に着脱自在に固定されている。
6. 請求項 4記載の断熱配管用の電磁弁取付け構造であって、 前記断熱層 (6) が前記流路 （7) を管状に囲繞する真空の断熱層である。
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