JP2001182842A - Piston valve - Google Patents
Piston valveInfo
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K11/00—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves
- F16K11/02—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit
- F16K11/04—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only lift valves
- F16K11/044—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only lift valves with movable valve members positioned between valve seats
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、タイヤ加硫プラン
ト等、主に使用流体が高圧・高温の水や蒸気である配管
系統に用いられるピストンバルブに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piston valve mainly used in a piping system such as a tire vulcanizing plant in which a fluid used is high-pressure, high-temperature water or steam.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、この種のピストンバルブとして
は、例えば、図３の模式図で示すように、往復移動する
ピストン１にバルブステム２０が連結され、このバルブ
ステム２０の先端に弁体２が取り付けられ、又、バルブ
本体３に主流路４０と、主流路４０に第１弁口４ａを介
して連通する第１流路４１と、主流路４０に第２弁口４
ｂを介して連通する第２流路４２が形成された構成にな
っている。そして、ピストン１を空気圧等で往動させて
弁体２で第１弁口４ａを閉鎖させると、主流路４０と第
２流路４２が連通し、逆に、ピストン１をバネ２１の付
勢等で復動させて弁体２で第２弁口４ｂを閉鎖させる
と、主流路４０と第１流路４１が連通するように、流路
の切り替えができるようになっている。2. Description of the Related Art Conventionally, as a piston valve of this type, for example, as shown in a schematic diagram of FIG. 3, a valve stem 20 is connected to a reciprocating piston 1 and a valve body 2 is attached to the tip of the valve stem 20. The main flow path 40 is connected to the valve main body 3, the first flow path 41 communicates with the main flow path 40 via the first valve port 4a, and the second valve port 4 is connected to the main flow path 40.
The configuration is such that a second flow path 42 communicating with the second flow path b is formed. When the piston 1 is moved forward by air pressure or the like to close the first valve port 4 a with the valve body 2, the main flow path 40 and the second flow path 42 communicate with each other. When the valve body 2 is moved back to close the second valve port 4b with the valve body 2, the flow path can be switched so that the main flow path 40 and the first flow path 41 communicate with each other.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ピストンバルブでは、弁体２がバルブステム２０の先端
に取り付けられただけのものであるため、弁体２が往動
方向（図中下向き）に受圧する作動力{（Ｆ１＝（Ａ１
−Ａ２）×Ｐ}と、弁体が復動方向（図中上向き）に受
圧する作動力（Ｆ２＝Ａ１×Ｐ）とに差（Ｆ１＜Ｆ２）
が生じることになる。即ち、弁体２の片面にバルブステ
ム２０の先端が取り付けられているため、弁体２の先端
面には全面積に流体圧が加わり、他方、弁体２のバルブ
ステム２０側の面には、バルブステム２０からの張出面
積に流体圧が加わるため、作動力Ｆ１＜作動力Ｆ２にな
っていた。However, in the conventional piston valve, since the valve body 2 is simply attached to the tip of the valve stem 20, the valve body 2 moves in the forward movement direction (downward in the figure). Operating force {(F1 = (A1
−A2) × P} and the operating force (F2 = A1 × P) received by the valve element in the backward direction (upward in the figure) (F1 <F2).
Will occur. That is, since the distal end of the valve stem 20 is attached to one surface of the valve body 2, fluid pressure is applied to the entire surface of the distal end surface of the valve body 2, while the surface of the valve body 2 on the valve stem 20 side is applied to the valve stem 2. Since the fluid pressure is applied to the projecting area from the valve stem 20, the operating force F1 <the operating force F2.
【０００４】このように、弁体が受圧する往動方向の作
動力と復動方向の作動力に差が生じていると、例えば、
弁体が第１弁口を閉鎖した状態からピストンの作動によ
って往道すると、弁体が第１弁口から離反した時点でピ
ストンによる作動力に加えて流体圧による作動力Ｆ１と
作動力Ｆ２の差が加わり、作動力に急激な変化が生じ
る。逆に、弁体が第２弁口を閉鎖した状態からバネの付
勢によって復動する場合も、弁体が第２弁口から離反し
た時点でバネの付勢による作動力に加えて流体圧による
作動力Ｆ１と作動力Ｆ２の差が加わり、作動力に急激な
変化が生じる。この作動力の急激な変化が原因でピスト
ンの開閉速度が調整できず、これにより特に流体圧が高
いときウオータハンマ現象を引き起こして配管が振動し
てしまうといった問題が生じる。[0004] As described above, if there is a difference between the operating force in the forward direction and the operating force in the backward direction received by the valve element, for example,
When the valve element goes forward by the operation of the piston from the state in which the first valve port is closed, when the valve element separates from the first valve port, the operating force F1 and the operating force F2 due to the fluid pressure are added to the operating force by the piston. The difference adds, causing a sudden change in the operating force. Conversely, also when the valve element returns from the state in which the second valve port is closed by the bias of the spring, when the valve element separates from the second valve port, in addition to the operating force due to the bias of the spring, the fluid pressure , A difference between the operating force F1 and the operating force F2 is added, and a sudden change occurs in the operating force. The sudden change in the operating force makes it impossible to adjust the opening / closing speed of the piston, which causes a water hammer phenomenon, particularly when the fluid pressure is high, causing the piping to vibrate.
【０００５】本発明は、このような従来の問題を解決す
るためになされたもので、弁体を往動方向に加圧する作
動力と、弁体を復動方向に加圧する作動力をバランスさ
せることにより、流体圧による影響を受けることなく、
ピストンをスムーズに作動させることができるようにし
たピストンバルブを提供することを課題としている。The present invention has been made to solve such a conventional problem, and balances the operating force for pressing the valve body in the forward direction and the operating force for pressing the valve body in the backward direction. As a result, without being affected by fluid pressure,
It is an object of the present invention to provide a piston valve capable of operating a piston smoothly.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のピストンバルブは、往復移動するピストン
が内部に設けられたシリンダ本体にバルブ本体が一体に
連結され、バルブ本体に主流路と、主流路に第１弁口を
介して連通する第１流路と、主流路に第２弁口を介して
連通する第２流路が形成され、前記ピストンに連結され
たバルブステムがシリンダ本体に摺動可能に軸支され、
このバルブステムがバルブ本体内に延長して設けられる
と共に、このバルブステムの先端に弁体が取り付けら
れ、ピストンの往復移動に伴い弁体が第１弁口と第２弁
口の間を往復移動して、弁体による第１弁口の閉鎖状態
で主流路と第２流路が連通し、弁体による第２弁口の閉
鎖状態で主流路と第１流路が連通するようにしたピスト
ンバルブにおいて、前記弁体にバルブステムの反対方向
に延長してバルブロッドが連結されると共に、このバル
ブロッドが弁本体に摺動可能に軸支され、前記弁体を往
動方向に加圧する作動力と、弁体を復動方向に加圧する
作動力が同一になるように、バルブステムの断面積とバ
ルブロッドの断面積を同一にした構成としている。In order to solve the above-mentioned problems, a piston valve according to the present invention has a valve body integrally connected to a cylinder body provided with a reciprocating piston, and a main flow passage is connected to the valve body. A first flow path communicating with the main flow path through a first valve port, and a second flow path communicating with the main flow path through a second valve port, and a valve stem connected to the piston is a cylinder. It is slidably supported on the body,
The valve stem is provided to extend in the valve body, and a valve body is attached to the tip of the valve stem. The valve body reciprocates between the first valve port and the second valve port as the piston reciprocates. A piston configured such that the main flow path and the second flow path communicate with each other when the first valve port is closed by the valve element, and the main flow path and the first flow path communicate with each other when the second valve port is closed by the valve element. In the valve, a valve rod is connected to the valve body so as to extend in a direction opposite to the valve stem, and the valve rod is slidably supported by the valve body to press the valve body in the forward movement direction. The cross-sectional area of the valve stem and the cross-sectional area of the valve rod are the same so that the power and the operating force for pressing the valve body in the backward direction are the same.
【０００７】このピストンバルブでは、図２の模式図で
示すように、弁体２にバルブステム２０の反対方向に延
長してバルブロッド２２が連結され、このバルブロッド
２２の断面積（直径Ａ３）とバルブステム２０の断面積
（直径Ａ２）を同一にしている点に特徴がある。即ち、
バルブロッド２２の直径Ａ３とバルブステム２０の直径
Ａ２を同一に形成すると（Ａ３＝Ａ２）、弁体２が往動
方向に受圧する作動力{（Ｆ１＝（Ａ１−Ａ２）×Ｐ}
と、弁体が復動方向に受圧する作動力{（Ｆ２＝（Ａ１
−Ａ３）×Ｐ}とが同一になる（作動力Ｆ１＝作動力Ｆ
２）。これにより、作動力Ｆ１と作動力Ｆ２がバランス
して流体圧による影響を受けることがなくなり、ピスト
ンをスムーズに作動させることができる。In this piston valve, as shown in the schematic diagram of FIG. 2, a valve rod 22 is connected to the valve body 2 so as to extend in a direction opposite to the valve stem 20, and a cross-sectional area (diameter A3) of the valve rod 22 is provided. And the valve stem 20 has the same cross-sectional area (diameter A2). That is,
When the diameter A3 of the valve rod 22 and the diameter A2 of the valve stem 20 are formed to be the same (A3 = A2), the operating force {(F1 = (A1-A2) × P}) in which the valve body 2 receives pressure in the forward movement direction.
And the operating force {(F2 = (A1
-A3) × P} (operating force F1 = operating force F
2). As a result, the operating force F1 and the operating force F2 are balanced and are not affected by the fluid pressure, and the piston can be operated smoothly.
【０００８】尚、本発明において、バルブステムの先端
部分又は／及びバルブロッドの基端部分に小径部が形成
されている態様がある（請求項２）。このように、小径
部を形成すると、弁体が開放した状態で、第１弁口とバ
ルブステムの間及び第２弁口とバルブロッドの間の隙を
大きく取ることができ、弁口を通過する流体の流れをス
ムーズにすることができる。又、この小径部の両端に
は、対向状態で段部が形成されるため、流体圧が相互に
打ち消され、流体圧による影響を受けることはない。In the present invention, there is a mode in which a small diameter portion is formed at the distal end portion of the valve stem and / or at the proximal end portion of the valve rod. In this manner, when the small diameter portion is formed, the gap between the first valve port and the valve stem and the gap between the second valve port and the valve rod can be made large in a state where the valve body is opened, so that the gas can pass through the valve port. Fluid flow can be smoothed. Further, since step portions are formed opposite to each other at both ends of the small-diameter portion, the fluid pressures cancel each other out and are not affected by the fluid pressure.
【０００９】[0009]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
により説明する。図１は本発明の実施の１形態であるピ
ストンバルブの断面図である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view of a piston valve according to one embodiment of the present invention.
【００１０】このピストンバルブは、シリンダ本体５
と、このシリンダ本体５に一体に連結されたバルブ本体
３を備えている。This piston valve is provided in the cylinder body 5
And a valve body 3 integrally connected to the cylinder body 5.
【００１１】シリンダ本体５の内部には、空気流入穴５
１からの空気圧により往動すると共に、バネ２１の付勢
により復動するピストン１が設けられている。ピストン
１には、シリンダ本体５に摺動可能に軸支されてバルブ
本体３内に延長するバルブステム２０が連結され、この
バルブステム２０の先端に弁体２が設けられている。
尚、２３はシール部である。An air inlet hole 5 is provided inside the cylinder body 5.
A piston 1 is provided which moves forward by the air pressure from 1 and moves backward by the bias of the spring 21. The piston 1 is connected to a valve stem 20 which is slidably supported by the cylinder body 5 and extends into the valve body 3, and a valve body 2 is provided at the tip of the valve stem 20.
In addition, 23 is a seal part.
【００１２】又、前記バルブ本体３の内部には、主流路
４０と、主流路４０に第１弁口４ａを介して連通する第
１流路４１と、主流路４０に第２弁口４ｂを介して連通
する第２流路４２が形成されている。そして、ピストン
１の往復移動に伴い弁体２が第１弁口４ａと第２弁口４
ｂの間を往復移動するもので、この場合、ピストン１を
空気圧で往動させて弁体２で第１弁口４ａを閉鎖させる
と、主流路４０と第２流路４２が連通し、逆に、ピスト
ン１をバネ２１の付勢で復動させて弁体２で第２弁口４
ｂを閉鎖させると、主流路４０と第１流路４１が連通す
るように、流路の切り替えができるようになっている。A main flow passage 40, a first flow passage 41 communicating with the main flow passage 40 via a first valve opening 4a, and a second valve opening 4b communicating with the main flow passage 40 are provided inside the valve body 3. A second flow path 42 that communicates with the second flow path is formed. Then, with the reciprocating movement of the piston 1, the valve element 2 is moved from the first valve port 4 a to the second valve port 4.
In this case, when the piston 1 is moved forward by pneumatic pressure to close the first valve port 4a with the valve body 2, the main flow path 40 and the second flow path 42 communicate with each other. Then, the piston 1 is moved backward by the bias of the spring 21 so that the valve body 2
When b is closed, the flow path can be switched so that the main flow path 40 and the first flow path 41 communicate with each other.
【００１３】前記弁体２には、バルブ本体３に摺動可能
に軸支されたバルブロッド２２の基端が、バルブステム
２０の反対方向に延長するように連結され、このバルブ
ロッド２２の直径とバルブステム２０の直径を同一に形
成して、バルブロッド２２の断面積とバルブステム２０
の断面積が同一になるようにしている。これにより、弁
体２のバルブステム２０からの張出面積（Ａ１−Ａ２）
と、弁体２のバルブロッド２２からの張出面積（Ａ１−
Ａ３）が同一になる。又、バルブステム２０の先端部分
及びバルブロッド２２の基端部分には弁体２のストロー
クよりも長い小径部２０ａ，２２ａがそれぞれ形成され
ている。A base end of a valve rod 22 slidably supported by the valve body 3 is connected to the valve body 2 so as to extend in a direction opposite to the valve stem 20. The diameter of the valve stem 20 is made the same as that of the valve stem 20 so that the cross-sectional area of the valve rod 22 and the valve stem 20
Have the same cross-sectional area. Thereby, the projecting area of the valve body 2 from the valve stem 20 (A1-A2)
And the projecting area of the valve body 2 from the valve rod 22 (A1-
A3) becomes the same. Further, small diameter portions 20a and 22a longer than the stroke of the valve body 2 are formed at the distal end portion of the valve stem 20 and the proximal end portion of the valve rod 22, respectively.
【００１４】このピストンバルブでは、弁体２にバルブ
ステム２０の反対方向に延長してバルブロッド２２が連
結され、このバルブロッド２２の直径Ａ３（断面積）と
バルブステムの直径Ａ２（断面積）が同一になってい
る。従って、弁体２が往動方向に受圧する作動力{（Ｆ
１＝（Ａ１−Ａ２）×Ｐ}と、弁体２が復動方向に受圧
する作動力{（Ｆ２＝（Ａ１−Ａ３）×Ｐ}とが同一にな
る（作動力Ｆ１＝作動力Ｆ２）。これにより、作動力Ｆ
１と作動力Ｆ２がバランスして流体圧による影響を受け
ることがなくなり、ピストン１をスムーズに作動させる
ことができる。In this piston valve, a valve rod 22 is connected to the valve body 2 so as to extend in a direction opposite to the valve stem 20, and a diameter A3 (cross-sectional area) of the valve rod 22 and a diameter A2 (cross-sectional area) of the valve stem. Are the same. Therefore, the operating force {(F
1 = (A1−A2) × P} and the operating force {(F2 = (A1−A3) × P}) received by the valve body 2 in the backward direction (operating force F1 = operating force F2) As a result, the operating force F
1 and the operating force F2 are balanced so that they are not affected by the fluid pressure, and the piston 1 can be operated smoothly.
【００１５】又、バルブステム２０の先端部分及びバル
ブロッド２２の基端部分に小径部２０ａ，２２ａを形成
しているため、弁体２が開放した状態で、第１弁口４ａ
とバルブロッド２２の間及び第２弁口４ｂとバルブステ
ム２０の間の隙を大きく取ることができ、弁口４ａ，４
ｂを通過する流体の流れをスムーズにすることができ
る。又、この小径部２０ａ，２２ａの両端には、対向状
態で段部２０ｂ，２０ｂ及び段部２２ｂ，２２ｂが形成
されるため、流体圧が相互に打ち消され、流体圧による
影響を受けることはない。Further, since the small diameter portions 20a and 22a are formed at the distal end portion of the valve stem 20 and the proximal end portion of the valve rod 22, the first valve port 4a is kept open when the valve body 2 is open.
And the valve rod 22 and between the second valve port 4b and the valve stem 20.
The flow of the fluid passing through b can be made smooth. Also, since the step portions 20b, 20b and the step portions 22b, 22b are formed at both ends of the small-diameter portions 20a, 22a in an opposed state, the fluid pressures are canceled out each other and are not affected by the fluid pressure. .
【００１６】以上、本発明の実施の形態を説明したが、
具体的な構成はこれに限定されるものではない。例え
ば、バルブステムとバルブロッドには、必ずしも小径部
を形成する必要はなく、その断面積（直径）が同一であ
れば、ストレートに形成してもよいし、又、小径部とは
逆の太径部を形成しても流体圧が相互に打ち消され、流
体圧による影響を受けることはない。又、Ａ２とＡ３は
同一面積であることが一番よい条件であるが、バルブの
構造上の制約があれば必ずしも同一面積である必要がな
い。但し、このときのウォーターハンマ現象等のトラブ
ルは軽減されるにとどまる。The embodiments of the present invention have been described above.
The specific configuration is not limited to this. For example, it is not always necessary to form a small diameter portion on the valve stem and the valve rod. If the cross-sectional area (diameter) is the same, the valve stem and the valve rod may be formed straight. Even if the diameter is formed, the fluid pressures cancel each other out and are not affected by the fluid pressure. The best condition is that A2 and A3 have the same area, but they do not necessarily have to have the same area if there are restrictions on the structure of the valve. However, troubles such as the water hammer phenomenon at this time are only reduced.
【００１７】[0017]
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明のピス
トンバルブにあっては、弁体が受圧する往動方向の作動
力と復動方向の作動力が同一になるため、流体圧による
影響を受けることなく、ピストンをスムーズに往復作動
させることができる。従って、ピストンに振動が発生す
ることがなくなり、ウオータハンマ現象等のトラブルを
防止することができる。As described above, in the piston valve of the present invention, since the operating force in the forward direction and the operating force in the backward direction received by the valve element are the same, the influence of the fluid pressure is exerted. The piston can be smoothly reciprocated without receiving. Therefore, vibration is not generated in the piston, and troubles such as a water hammer phenomenon can be prevented.
【図１】本発明の実施の１形態であるピストンバルブの
断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a piston valve according to an embodiment of the present invention.
【図２】本発明のピストンバルブの作用を説明するため
の模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the operation of the piston valve of the present invention.
【図３】従来のピストンバルブの作用を説明するための
模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the operation of a conventional piston valve.
１ ピストン ２ 弁体 ２０ バルブステム ２２ バルブロッド ２０ａ 小径部 ２２ａ 小径部 ３ バルブ本体 ４ａ 第１弁口 ４ｂ 第２弁口 ４０ 主流路 ４１ 第１流路 ４２ 第２流路 ５ シリンダ本体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Piston 2 Valve body 20 Valve stem 22 Valve rod 20a Small diameter part 22a Small diameter part 3 Valve main body 4a First valve port 4b Second valve port 40 Main flow path 41 First flow path 42 Second flow path 5 Cylinder main body
Claims (2)
たシリンダ本体にバルブ本体が一体に連結され、 バルブ本体に主流路と、主流路に第１弁口を介して連通
する第１流路と、主流路に第２弁口を介して連通する第
２流路が形成され、 前記ピストンに連結されたバルブステムがシリンダ本体
に摺動可能に軸支され、このバルブステムがバルブ本体
内に延長して設けられると共に、このバルブステムの先
端に弁体が取り付けられ、 ピストンの往復移動に伴い弁体が第１弁口と第２弁口の
間を往復移動して、弁体による第１弁口の閉鎖状態で主
流路と第２流路が連通し、弁体による第２弁口の閉鎖状
態で主流路と第１流路が連通するようにしたピストンバ
ルブにおいて、 前記弁体にバルブステムの反対方向に延長してバルブロ
ッドの基端が連結されると共に、このバルブロッドが弁
本体に摺動可能に軸支され、 前記弁体を往動方向に加圧する作動力と、弁体を復動方
向に加圧する作動力が同一になるように、バルブステム
の断面積とバルブロッドの断面積を同一にしたことを特
徴とするピストンバルブ。1. A valve body is integrally connected to a cylinder body having a reciprocating piston provided therein, and a main flow path communicates with the valve body and a first flow path communicating with the main flow path via a first valve port. A second flow passage communicating with the main flow passage through a second valve port is formed; a valve stem connected to the piston is slidably supported by a cylinder body; and the valve stem extends into the valve body. A valve body is attached to the tip of the valve stem, and the valve body reciprocates between the first valve port and the second valve port with the reciprocating movement of the piston. A piston valve in which a main flow path and a second flow path communicate with each other in a closed state of a mouth, and a main flow path and a first flow path communicate with each other when a second valve port is closed by a valve body. Extend in the opposite direction of The valve rod is slidably supported by the valve body so that the operating force for pressing the valve body in the forward movement direction is the same as the operating force for pressing the valve body in the backward movement direction. A piston valve wherein the cross-sectional area of the valve stem and the cross-sectional area of the valve rod are the same.
て、バルブステムの先端部分及びバルブロッドの基端部
分に小径部が形成されているピストンバルブ。2. The piston valve according to claim 1, wherein a small diameter portion is formed at a distal end portion of the valve stem and a proximal end portion of the valve rod.
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