JP2000120921A - スローシャット弁 - Google Patents

スローシャット弁

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JP2000120921A
JP2000120921A JP10299914A JP29991498A JP2000120921A JP 2000120921 A JP2000120921 A JP 2000120921A JP 10299914 A JP10299914 A JP 10299914A JP 29991498 A JP29991498 A JP 29991498A JP 2000120921 A JP2000120921 A JP 2000120921A
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JP
Japan
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valve
slow
piston body
pressure chamber
valve rod
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JP10299914A
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English (en)
Inventor
Takashi Ejiri
隆 江尻
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Fujikura Composites Inc
Original Assignee
Fujikura Rubber Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】常時は閉じている弁を急速に開弁させた後、一
定開度までは急速に閉じ、その後ゆっくりと閉弁させる
ことができる、簡単な構造のスローシャット弁を得る。 【構成】 弁座に接離して流路を開閉する弁体を作動さ
せる、ピストン体を有するバルブロッド;このバルブロ
ッドを閉弁方向に付勢する付勢手段;ピストン体によっ
て区画形成され、パイロット圧力を受けたときこの付勢
手段に抗して該ピストン体及びバルブロッドを開弁方向
に移動させる開弁圧力室;この開弁圧力室とパイロット
圧力源とを連通させる流路に備えられた、ピストン体の
移動位置に応じて状態を異ならせる第一の弁;及び開弁
圧力室を大気に連通させる流路に備えられた第二の弁と
しての絞り弁;を備える。第一の弁は、ピストン体が閉
弁位置と中間開弁位置との間に位置するときには、パイ
ロット圧力源側から開弁圧力室側への流体流は許しその
逆の流体流は許さない一方向弁として作用し、ピストン
体が一旦開弁位置に移動した後上記中間開弁位置に移動
するまでは、開弁圧力室側からの流体流を許す開閉弁と
して作用する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【技術分野】本発明は、常時は閉じている弁を急速に開
弁させた後、一定開度までは急速に閉じ、その後ゆっく
りと閉弁させるスローシャット弁に関する。
【0002】
【従来技術及びその問題点】この種のスローシャット弁
は、例えば、流体の配管路において、瞬時に弁を閉止し
たときに生じるウォータハンマー現象から配管路内の機
器を守るために用いられている。
【0003】このようなスローシャット機能は、弁体の
移動位置に応じて作動する複数の開閉弁やニードル弁を
設けることにより得ることが可能であるが、弁の数が多
くなればなる程、コストアップすることが避けられな
い。
【0004】
【発明の目的】本発明は、上記の機能を持ちながら、よ
り簡単な構造で、コストが安いスローシャット弁を得る
ことを目的とする。
【0005】
【発明の概要】本発明によるスローシャット弁は、弁座
に接離して流路を開閉する弁体を作動させる、ピストン
体を有するバルブロッド;このバルブロッドを閉弁方向
に付勢する付勢手段;ピストン体によって区画形成さ
れ、パイロット圧力を受けたときこの付勢手段に抗して
該ピストン体及びバルブロッドを開弁方向に移動させる
開弁圧力室;この開弁圧力室とパイロット圧力源とを連
通させる流路に備えられた、ピストン体の移動位置に応
じて状態を異ならせる第一の弁;及び開弁圧力室を大気
に連通させる流路に備えられた第二の弁としての絞り
弁;を備えたものであって、第一の弁は、ピストン体が
閉弁位置と中間開弁位置との間に位置するときには、パ
イロット圧力源側から開弁圧力室側への流体流は許しそ
の逆の流体流は許さない一方向弁として作用し、ピスト
ン体が一旦開弁位置に移動した後上記中間開弁位置に移
動するまでは、開弁圧力室側からの流体流を許す開閉弁
として作用することに特徴がある。
【0006】第一の弁は、具体的には、少なくとも、ピ
ストン体に伴って変位するバルブロッドと、このバルブ
ロッドの外周に嵌めた環状パッキンと、ピストン体が開
弁位置から中間開弁位置に位置するときこの環状パッキ
ンとの間に隙間を作る、バルブロッドの周方向の一部に
形成した凹部とによって構成することができる。
【0007】この環状パッキンは、原理的にはOリング
でもよいが、動作の確実性を増すために、開弁圧力室側
が開いた断面Y字状または断面V字状の環状パッキンと
することが好ましい。また、バルブロッドを挿通した部
材(シリンダ)には、環状パッキンの外周に位置し、圧
力源から開弁圧力室側に面積を広げる拡径通路を形成す
ることが好ましい。
【0008】バルブロッドには、その初期位置を設定す
るスロー動作開始位置調整機構を敷設することが望まし
い。
【0009】
【発明の実施形態】図1の下方に位置する流路ブロック
11には、流体通路12が設けられ、その一部に、環状
弁座13が形成されている。この環状弁座13には、バ
ルブロッド14の下端に設けた弁体15が接離し、流体
通路12が開閉される。
【0010】バルブロッド14は、スぺーサ16および
コネクタスリーブ17を貫通して、図1の上方に突出し
ている。バルブロッド14の下部とスぺーサ16の間に
は、蛇腹18が張設されていて、流体通路12を流れる
流体が、バルブロッド14の軸部に達しないようにされ
ている。バルブロッド14は、圧縮ばね19により、弁
体15が環状弁座13に着座する閉弁方向に付勢されて
いる。17aは、スペーサ16とコネクタスリーブ17
を流路ブロック11に固定するロックナットである。
【0011】コネクタスリーブ17の図の上端部には、
ロワシリンダ20aとアッパシリンダ20bとからなる
シリンダ20が固定されており、バルブロッド14の上
端部にはピストン体21が固定されている。ピストン体
21は、アッパプレート22、ロワプレート23、及び
このアッパプレート22とロワプレート23の間にその
内縁部を挟着固定したローリングダイアフラム24を備
えている。ローリングダイアフラム24の外縁部は、ロ
ワシリンダ20aとアッパシリンダ20bの間に挟着さ
れていて、ロワシリンダ20aとアッパシリンダ20b
は、ロックリング25で一体にされており、その結果、
ロワシリンダ20aとピストン体21との間には、開弁
圧力室26が画成されている。
【0012】ロワシリンダ20aには、開弁圧力室26
を制御弁30を介してパイロット圧力源31(図2)に
接続する流路28と、開弁圧力室26を大気に連通させ
る流路29とが形成されている。そして、流路28に
は、第一の40が設けられ、流路29には絞り弁として
のニードル弁50が設けられている。
【0013】第一の弁40は、ピストン体21が閉弁位
置と中間開弁位置との間に位置するときには、パイロッ
ト圧力源31から開弁圧力室26側への流体流は許しそ
の逆の流体流は許さない一方向弁(逆止弁)として作用
し、ピストン体21が一旦開弁位置に移動した後中間開
弁位置に移動するまでは、開弁圧力室26側から大気へ
の流体流を許す開閉弁として作用する弁である。まず、
一方向弁としての構造を説明する。流路28内に位置す
るバルブロッド41は、バルブロッド受け42にピスト
ン体21と平行に移動自在に嵌められており、かつ、圧
縮ばね43によって常時ピストン体21に当接してい
る。
【0014】バルブロッド41の外周には、バルブロッ
ド受け42とスペーサ45との間を移動可能に、環状パ
ッキン44が嵌められている。この実施形態の環状パッ
キン44は、開弁圧力室26側が開いた断面Y字状をな
すもので、パイロット圧力源31側(図の下方)からパ
イロット圧力が作用した場合には、そのY字状部を窄め
て開弁圧力室26への流体流を許す。また、ロワシリン
ダ20aには、環状パッキン44が流体圧でスペーサ4
5に当接する位置に移動したとき環状パッキン44の外
周部との隙間を広げる拡径通路28aが形成されてい
る。環状パッキン44は、パイロット圧力源31側(図
の下方)からパイロット圧力が作用したとき常態位置か
らこの拡径通路28aに移動し、流路面積をより大きく
する。一方、パイロット圧力源31からのパイロット圧
力の供給が停止された状態で開弁圧力室26からの圧力
が環状パッキン44に及ぼされると、環状パッキン44
は拡径通路28aから常態位置(下方)に移動し、その
Y字状部が広がってその内周部はバルブロッド41に、
外周部は流路28に密着して開弁圧力室26から大気へ
の流体流を許さない。
【0015】以上の一方向弁の機能に加えた開閉弁の機
能は、バルブロッド41の周面一部に形成した凹部41
Xによってもたらされる。この凹部41Xは、図5、図
6にバルブロッド41の単体形状を示すように、より良
い効果を得るため、周方向の一部だけに形成されてい
る。この凹部41Xは、バルブロッド41と環状パッキ
ン44との相対位置変化により、環状パッキン44が凹
部41X部分に至ると、環状パッキン44の内周面と凹
部41Xとの間に隙間を作り、上記の一方向弁の機能を
停止させる。つまり、流路28を開く作用をする。この
流路開放作用は、ピストン体21が一旦開弁位置に移動
した後中間開弁位置に移動するまでの間、維持されるよ
うに、凹部41Xの位置、大きさ、深さが定められてい
る。
【0016】ニードル弁50は、図4に詳細を示すよう
に、バルブ受け51にニードル弁体52を螺合させたも
ので、先端ニードル52aの通路51aへの螺合深さを
調節することにより、流路面積を調節することができ
る。
【0017】上記構成の本スローシャット弁は、例えば
図7に示すような特性で動作する。開弁圧力室26にパ
イロット圧力を供給していない状態では、バルブロッド
14は圧縮ばね19の力により図の下方に押され、弁体
15が環状弁座13に着座して流体通路12を閉じてい
る(図2、図7区間A)。この閉弁状態において、制御
弁30、流路28を介してパイロット圧力源31からの
パイロット圧力を第一の弁40に及ぼすと、その圧力が
バルブロッド41とバルブロッド受け42の隙間を介し
て環状パッキン44に及ぼされ、断面V字状の環状パッ
キン44は、上方に移動しながら窄んでパイロット圧力
の開弁圧力室26への流入を許す。これに前後して、環
状パッキン44はスペーサ45に当接するまで上昇し、
上昇位置には拡径流路28aが存在するため、連通面積
は拡大する。よって、開弁圧力室26には速やかにパイ
ロット圧力が及ぼされ、このパイロット圧力が圧縮ばね
19の力に打ち勝つため、ピストン体21とバルブロッ
ド14は上昇し、やがて上昇端(全開位置)に達する
(図3、図7区間B)。このとき、バルブロッド41は
その凹部41Xが環状パッキン44と対応する位置に至
っている。
【0018】次に弁を閉じるため、パイロット圧力の供
給を断ち、流路28を大気に開放すると、圧縮ばね19
の力により、ピストン体21が下降を開始し、バルブロ
ッド41もピストン体21に押されて下降する。ピスト
ン体21の上昇端では、凹部41Xが環状パッキン44
に対応しているため、環状パッキン44と凹部41Xと
の間には隙間が存在する。よって開弁圧力室26内の加
圧空気は、凹部41Xと環状パッキン44との隙間を通
って大気に開放され、その結果、ピストン体21、バル
ブロッド41が一緒に下降する。そして、バルブロッド
41が環状パッキン44に対して相対的に下降し、その
凹部41Xが環状パッキン44を越えると(バルブロッ
ド41の円柱部が環状パッキン44に接触すると)、凹
部41Xと環状パッキン44の間の隙間が閉じる。つま
り、一方向弁としての機能が復活する(図4、図7区間
C)。
【0019】これ以後は、開弁圧力室26からの圧縮空
気の排出は、ニードル弁50を介してゆっくりと行われ
る(図7区間D)。この区間Dにおける閉弁速度は、ニ
ードル弁50のニードル弁体52のバルブ受け51に対
する螺合量の調節(流路面積の調節)によって行うこと
ができる。
【0020】第一の弁40には、バルブロッド41の初
期位置を設定するスロー動作開始位置調整機構47が備
えられている。このスロー動作開始位置調整機構47
は、バルブロッド受け42の上下位置を調節することで
間接的にバルブロッド41の上下位置を調節するもの
で、バルブロッド受け42の下端部は、上下位置調節板
48に当接しており、この上下位置調節板48の位置は
上下調節ねじ49で調節できる。このスロー動作開始位
置調整機構47によって、バルブロッド41の初期位置
を調節すると、ピストン体21(バルブロッド14)が
一旦全開位置に達した後、第一の弁40の一方向弁機能
が復活するまでの中間開度(図7の高さE)を調節する
ことができる。
【0021】上記実施形態は、本発明をベローズ弁に適
用したものであるが、本発明は、ウォータハンマー現象
による機器の破損を防止するための金属ダイアフラム弁
や通常の開閉弁に広く適用することができる。
【0022】また、上記実施形態では、バルブロッド1
4の下端部に弁体15を一体に設けたが、両者は別体と
し、バルブロッドの動きを運動伝達機構を介して弁体に
伝える弁構造にも本発明は適用できる。
【0023】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、常時は閉
じている弁を急速に開弁させた後、一定開度までは急速
に閉じ、その後ゆっくりと閉弁させるスローシャット弁
を簡単な構造で得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるスローシャット弁の一実施形態を
示す閉弁状態の断面図である。
【図2】図1のスローシャット弁の開弁動作開始直後の
要部の拡大断面図である。
【図3】同開弁終了後、閉弁動作が始まった状態の拡大
断面図である。
【図4】同開弁終了後、中間開弁状態に至ったときの拡
大断面図である。
【図5】第一の弁のバルブロッド単体の正面図である。
【図6】図5のVIーVI線に沿う断面図である。
【図7】本発明のスローシャット弁による開閉特性の一
例を示す図である。
【符号の説明】
11 流路ブロック 12 流体通路 13 環状弁座 14 バルブロッド 15 弁体 19 圧縮ばね 20 シリンダ 21 ピストン体 24 ローリングダイアフラム 26 開弁圧力室 28 29 流路 30 制御弁 31 パイロット圧力源 40 第一の弁 41 バルブロッド 41X 凹部 44 環状パッキン 47 スロー動作開始位置調整機構 48 上下位置調節板 50 ニードル弁(絞り弁)

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 弁座に接離して流路を開閉する弁体を作
    動させる、ピストン体を有するバルブロッド;このバル
    ブロッドを閉弁方向に付勢する付勢手段;上記ピストン
    体によって区画形成され、パイロット圧力を受けたとき
    この付勢手段に抗して該ピストン体及びバルブロッドを
    開弁方向に移動させる開弁圧力室;この開弁圧力室とパ
    イロット圧力源とを連通させる流路に備えられた、ピス
    トン体の移動位置に応じて状態を異ならせる第一の弁;
    及び上記開弁圧力室を大気に連通させる流路に備えられ
    た第二の弁としての絞り弁;を備え、 上記第一の弁は、ピストン体が閉弁位置と中間開弁位置
    との間に位置するときには、上記パイロット圧力源側か
    ら開弁圧力室側への流体流は許しその逆の流体流は許さ
    ない一方向弁として作用し、ピストン体が一旦開弁位置
    に移動した後上記中間開弁位置に移動するまでは、開弁
    圧力室側からの流体流を許す開閉弁として作用すること
    を特徴とするスローシャット弁。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のスローシャット弁におい
    て、上記第一の弁は、上記ピストン体に伴って変位する
    バルブロッドと、このバルブロッドの外周に嵌めた環状
    パッキンと、ピストン体が開弁位置から中間開弁位置に
    位置するときこの環状パッキンとの間に隙間を作る、上
    記バルブロッドの周方向の一部に形成した凹部とを備え
    ているスローシャット弁。
  3. 【請求項3】 請求項2記載のスローシャット弁におい
    て、上記環状パッキンは、開弁圧力室側が開いた断面Y
    字状または断面V字状をなしているスローシャット弁。
  4. 【請求項4】 請求項2または3記載のスローシャット
    弁において、さらに、バルブロッドを挿通した部材に、
    環状パッキンの外周に位置し、圧力源から開弁圧力室側
    に面積を広げる拡径通路が設けられているスローシャッ
    ト弁。
  5. 【請求項5】 請求項2ないし4のいずれか1項記載の
    スローシャット弁において、上記バルブロッドの初期位
    置を設定するスロー動作開始位置調整機構が備えられて
    いるスローシャット弁。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005111485A1 (ja) * 2004-05-13 2005-11-24 Fujikin Incorporated 制御器
EP2518332A1 (en) 2011-04-28 2012-10-31 CKD Corporation Supply and discharge adjusting apparatus and supply and discharge adjusting system

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