JP2022094639A - Valve and pressure reduction valve using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、流体の通路に設けられて通路を開閉するバルブとこれを用いた減圧弁に関する。 The present invention relates to a valve provided in a fluid passage to open and close the passage and a pressure reducing valve using the valve.
流体の通路には、通路内の圧力を調節するために種々のバルブが配置される(例えば、特許文献1)。特許文献1のような減圧弁では、使用に伴いエロージョンや摩耗によってシール面が劣化すると、蒸気漏れが発生する恐れがある。このため、適度なメンテナンスによって状態を確認し、部品を交換する必要がある。 Various valves are arranged in the fluid passage to regulate the pressure in the passage (for example, Patent Document 1). In a pressure reducing valve as in Patent Document 1, if the sealing surface deteriorates due to erosion or wear due to use, steam leakage may occur. Therefore, it is necessary to check the condition by appropriate maintenance and replace the parts.
しかしながら、装置を分解してバルブの状態を確認するまでは、バルブの交換が必要か分からないので、メンテナンスの度に予備部品を携帯する必要があった。 However, until the device was disassembled and the condition of the valve was checked, it was not known whether the valve needed to be replaced, so it was necessary to carry spare parts for each maintenance.
本発明は、メンテナンス時に予備部品を携帯することなく容易に交換することができるバルブとこれを用いた減圧弁を提供することを目的としている。 An object of the present invention is to provide a valve that can be easily replaced without carrying spare parts at the time of maintenance and a pressure reducing valve using the same.
上記目的を達成するために、本発明のバルブは、流体の流入路と流出路との間を開閉する弁体と、前記弁体を収納する弁ホルダと、前記弁体をばね力によって弁シートに着座させるばね体と、前記弁体を開弁方向に押圧して前記弁シートから離間させる弁軸とを備えている。前記弁体は、前記弁ホルダの内面に沿って移動する筒形状の摺動部と、前記摺動部の中空孔に嵌合されて前記弁シートに着座するシール部とを有している。前記摺動部と前記シール部が別体で構成されている。前記シール部が、前記弁体の移動方向に並ぶ複数のシール部材を有している。この場合、前記シール部の一端面が前記弁軸に当接し、他端面が前記ばね体に当接していてもよい。 In order to achieve the above object, the valve of the present invention has a valve body that opens and closes between an inflow path and an outflow path of a fluid, a valve holder that houses the valve body, and a valve seat that holds the valve body by a spring force. It is provided with a spring body that is seated on the valve body and a valve shaft that presses the valve body in the valve opening direction to separate it from the valve seat. The valve body has a tubular sliding portion that moves along the inner surface of the valve holder, and a sealing portion that is fitted into a hollow hole of the sliding portion and is seated on the valve seat. The sliding portion and the sealing portion are configured as separate bodies. The sealing portion has a plurality of sealing members arranged in the moving direction of the valve body. In this case, one end surface of the seal portion may be in contact with the valve shaft, and the other end surface may be in contact with the spring body.
この構成によれば、バルブの弁体が摺動部とシール部とからなり、シール部が弁体の移動方向に並ぶ複数のシール部材を有している。メンテナンスの際に装置を分解し、シール部のシール面が劣化していた場合、劣化している最も弁軸側のシール部材を摺動部から取り外し、最もばね体側に嵌め込む。これにより、予備部品を携帯することなく容易にバルブのメンテナンスを行うことができる。 According to this configuration, the valve body of the valve is composed of a sliding portion and a sealing portion, and the sealing portions have a plurality of sealing members arranged in the moving direction of the valve body. If the device is disassembled during maintenance and the sealing surface of the sealing portion is deteriorated, the deteriorated sealing member on the valve shaft side is removed from the sliding portion and fitted to the spring body side most. As a result, valve maintenance can be easily performed without carrying spare parts.
本発明の減圧弁は、主弁体として、本発明のバルブを備えている。この場合、さらに、前記主弁体を開閉させるパイロット弁ユニットを備えていてもよい。 The pressure reducing valve of the present invention includes the valve of the present invention as a main valve body. In this case, a pilot valve unit that opens and closes the main valve body may be further provided.
本発明のバルブおよび減圧弁によれば、予備部品を携帯することなく容易にバルブのメンテナンスを行うことができる。 According to the valve and the pressure reducing valve of the present invention, maintenance of the valve can be easily performed without carrying spare parts.
本発明の実施形態を説明するのに先立って、蒸気通路に用いる減圧弁について説明する。様々な産業において、コスト、利便性、安全性の観点から、蒸気は、熱媒体として用いられている。その最大のメリットとして、単位重量当たりの潜熱量が大きいこと、圧力をコントロールすれば温度も一定に保持できることがあげられる。 Prior to explaining the embodiment of the present invention, the pressure reducing valve used for the steam passage will be described. In various industries, steam is used as a heat medium from the viewpoint of cost, convenience and safety. The biggest merits are that the latent heat amount per unit weight is large and that the temperature can be kept constant by controlling the pressure.
蒸気を使用する場合、必要な圧力ごとに蒸気を発生させるのではなく、ボイラーで高圧の蒸気を発生させておいて、その蒸気を生産物や用途に応じて必要な圧力に下げて使用する。その場合、蒸気の圧力をほぼ一定に保つ自動弁が減圧弁である。圧力を下げる目的は、蒸気温度を下げて所望の加熱温度に保つためである。 When steam is used, instead of generating steam at each required pressure, high-pressure steam is generated in the boiler, and the steam is reduced to the required pressure according to the product and application. In that case, the automatic valve that keeps the steam pressure almost constant is the pressure reducing valve. The purpose of lowering the pressure is to lower the steam temperature and keep it at the desired heating temperature.
減圧の基本原理は、絞り現象と呼ばれるもので、蒸気が管内を流れるとき、蒸気が流れる通路を絞ると、絞られた箇所よりも下流側の蒸気圧力が低くなる。これが蒸気の減圧である。単に絞るだけであれば、バルブを中間開度に固定したり、オリフィスプレートを設けたりする方法があるが、この方法では、流量が変化した際に圧力も変わるという問題がある。そこで、流量や、一次側の圧力(絞り箇所の上流側の圧力)が変わっても、二次側の圧力(絞り箇所の下流側の圧力)が変動しないように、弁を通過する流体のエネルギーを直接利用して自動的に弁開度が変化するように設定されたバルブが減圧弁である。 The basic principle of decompression is called the squeezing phenomenon, and when steam flows through the pipe, if the passage through which the steam flows is squeezed, the steam pressure on the downstream side of the squeezed part becomes lower. This is the depressurization of steam. If it is simply throttled, there is a method of fixing the valve to an intermediate opening or providing an orifice plate, but this method has a problem that the pressure changes when the flow rate changes. Therefore, even if the flow rate or the pressure on the primary side (pressure on the upstream side of the throttle point) changes, the energy of the fluid passing through the valve does not change so that the pressure on the secondary side (pressure on the downstream side of the throttle point) does not change. The pressure reducing valve is a valve that is set so that the valve opening is automatically changed by directly using.
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。図1は本発明の対象であるバルブを用いた減圧弁の一種であるパイロット作動式の減圧弁の基本構成を示す。図1において、減圧弁は流体の一種である蒸気Sが流れる主通路1に配置されている。減圧弁PRVのケーシング2は、本体ケース4と、上ケース6と下ケース8とを連結してなる。本体ケース4の内部に、一次側通路10と、二次側通路12と、その間にある弁室14とが形成されている。一次側通路10および二次側通路12が、蒸気Sが流れる主通路1の一部を形成する。弁室14には、弁ホルダ16と、その内部を摺動する主弁体18とが配置されている。つまり、一次側通路10および二次側通路12が、主弁体18に対する流入路と流出路をそれぞれ形成している。弁ホルダ16は、その上部が本体ケース4にねじ連結により支持されている。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a basic configuration of a pilot-operated pressure reducing valve which is a kind of pressure reducing valve using a valve which is the object of the present invention. In FIG. 1, the pressure reducing valve is arranged in the main passage 1 through which steam S, which is a kind of fluid, flows. The
主弁体18は、コイルスプリングからなる主ばね体20により、弁ホルダ16に形成された主弁シート22に接触して閉弁する方向にばね力が付加されている。弁室14の上方には、主弁体18を駆動する主弁駆動部24が配置されている。この主弁駆動部24は、主弁体18に当接するピストン26が、本体ケース4に支持されたシリンダ28に摺動自在に挿入されている。ピストン26の上方が、後述する主弁体駆動室27となっている。ピストン26には主弁体駆動室27の圧力を逃がす逃がし孔29が設けられている。
A spring force is applied to the
ピストン26は、シリンダ28に対して摺動するスライド部26aと、スライド部26aから主弁体18に向かって延びる主弁軸26bを有している。主弁軸26bは、主弁体18に当接し、主弁体18を開弁方向に押圧して主弁シート22から離間させる。これら主弁体18、弁ホルダ16、主ばね体20および主弁軸26bにより、主弁装置であるバルブVAが構成されている。
The
上ケース6の上部に、パイロット弁ユニット30が配置されている。つまり、上ケース6が、パイロット弁ユニット30のケーシングを形成する。このパイロット弁ユニット30は、弁体32を含むパイロット弁装置34と、このパイロット弁装置34を開閉させるパイロット弁駆動部36とを有する。本実施形態では、弁体32は、ボール形(球体)であるが、これに限定されない。パイロット弁装置34は、弁座ブロック37を有し、その先端部(図1の左端部)に弁シート40が形成されている。弁シート40の中央部に、弁体32により開閉される弁口41が開口している。
The
弁座ブロック37に、シャフト部材42が前後方向(図1の左右方向)に貫通して挿入されている。シャフト部材42の先端部42aが弁体32に接触し、後端部42bがパイロット弁駆動部36の後述する先端板38に対向している。弁体32は、コイルスプリングからなる第1のばね体44によって弁シート40に押し付けられている。第1のばね体44は、上ケース6に設けた第1のばね受け48との間に介装されている。
A
パイロット弁駆動部36は、先端(図1の左端)の先端板38が、後方(図1の右方)から前方(図1の左方)へ向かって、コイルスプリングからなる第2のばね体54によって押圧されている。第2のばね体54は、先端板38に接触する先端部材56と、カバー部材50の内側に配置された第2のばね受け58との間に介装されている。カバー部材50は、上ケース6(ケーシング)にねじ連結されている。カバー部材50と先端部材56との間にプッシュロッド60が配置され、このプッシュロッド60は第2のばね体54の内側空間を通っている。
The pilot
パイロット弁駆動部36は、圧力調整手段49を有している。圧力調整手段49は、前記先端板38とベローズ43とを有し、第2のばね体54を閉弁方向(右方向)に後退させる。つまり、圧力調整手段49は、第2のばね体54をそのばね力に抗して閉弁方向に後退させる閉弁力付加部材を構成する。
The pilot
先端板38にベローズ43の先端部43aが接続されており、ベローズ43の基端部43bが、上ケース6とカバー部材50との間で固定支持されている。カバー部材50に、圧力調整用の調整ハンドル52が回動自在にねじ連結されている。
The
パイロット弁装置34の前側(左側)には第1のばね体44を収納するパイロット室62が配置されている。このパイロット室62に、一次導通路64を介して一次側通路10が連通している。パイロット室62には、異物除去用のスクリーン66が配置されている。また、パイロット弁装置34における弁体32の下流側に、弁口41に連通する貫通路68が形成されている。圧力付加手段49が収納されている圧力導入室70には、二次導通路72を介して二次側通路12が連通している。
A
つぎに上記構成の作動を説明する。
[減圧前]
図2は減圧動作の開始前を示し、主弁体18が閉弁状態にある。この減圧弁に蒸気Sが通気されると、蒸気Sは一次側通路10から一次導通路64を通ってパイロット室62に達する。
Next, the operation of the above configuration will be described.
[Before decompression]
FIG. 2 shows before the start of the decompression operation, and the
[圧力調整]
調整ハンドル52を減圧方向(左回り)に回転させると、図3に示すように、圧力付加手段49のプッシュロッド60が前方(左方向)へ移動する。これに伴い、ベローズ43が伸長して先端板38によりシャフト部材42を前方(左方向)へ移動させ、弁体32を開く。これにより、流出路(貫通路)68に蒸気Sが流れ、ピストン26を押し下げて主弁体18を開弁させる。このとき、圧力付加手段49の先端の押圧板38と弁座ブロック37の背面との間には若干の隙間Gが存在する。主弁体18の開弁により、一次側通路10内の蒸気Sが二次側通路12に流入して減圧される。
[Pressure adjustment]
When the adjusting
[減圧の保持]
二次側通路12に流入した蒸気Sの一部が、図4に示すように、二次導通路72を通って圧力導入室70に達する。圧力導入室70内の蒸気圧力によって圧力付加手段49のベローズ43が押し縮められ、先端板38が右方向へ後退する。これにより、シャフト部材42の後方(右方向)への移動を許容して弁体32を閉弁方向に移動させる。このようにして主弁体駆動室27の圧力が調整されることで、主弁体18の開度が調整され、二次側通路12の圧力が一定に保たれる。
[Maintaining decompression]
As shown in FIG. 4, a part of the steam S flowing into the
つぎに、本発明の第1実施形態の要部であるバルブVAについて図5~6により説明する。図5に示すように、主弁体18は、摺動部80と、シール部82とを有している。摺動部80とシール部82は別体で構成されている。摺動部80は、筒形状(本実施形態では円筒形状)であり、弁ホルダ16の内面に沿って(図5の上下方向に)移動する。
Next, the valve VA, which is a main part of the first embodiment of the present invention, will be described with reference to FIGS. 5 to 6. As shown in FIG. 5, the
シール部82は、摺動部80の中空孔80aに嵌合されており、主弁シート22に着座する着座面(シール面)82aを有する。詳細には、摺動部80の内周面に環状の溝80bが形成されており、この溝80bにOリング85が介装されている。シール部82は、このOリング85を介して摺動部80の中空孔80aに支持されている。
The
シール部82は、主弁体18の移動方向(図5の上下方向)に並ぶ複数のシール部材84を有している。本実施形態では、シール部材84は5つ設けられている。ただし、シール部材84の数はこれに限定されない。各シール部材84は、同一サイズで同一形状に形成されている。
The
以下の説明において、主弁軸26b側から主ばね体20側に向かって、5つのシール部材84をシール部材84-1~84-5と呼ぶ。したがって、着座面82aは、最も主弁軸26b側のシール部材84-1に形成されている。また、Oリング85は、最も主弁軸26b側のシール部材84-1と摺動部80との間に介装されている。ただし、複数のOリング85を設けて、複数のシール部材84と摺動部80との間に介装してもよい。
In the following description, the five
シール部82の一端面(図5の上面)が主弁軸26bに当接し、他端面(図5の下面)が主ばね体20に当接している。つまり、最も主弁軸26b側のシール部材84-1の一端面に主弁軸26bが当接し、最も主ばね体20側のシール部材84-5の他端面に主ばね体20が当接している。
One end surface (upper surface of FIG. 5) of the
各シール部材84は、円盤形状を有している。詳細には、各シール部材84(84-1~84-5)は、本体部84aと、その外縁の縁部84bとを有している。縁部84bは、一端面側(図5の上端面側)に突出する凸部84baを有するとともに、他端面側(図5の下端面側)に凹入する凹部84bbが形成されている。
Each
つまり、閉弁時に最も主弁軸26b側のシール部材84-1の凸部84baが主弁シート22に当接し、着座面(シール面)82aを構成する。最も主ばね体20側のシール部材84-5の凹部84bbに主ばね体20の一端部が配置されている。主ばね体20の他端部は下ケースに支持されている。最も主弁軸26b側のシール部材84-1の本体部84aに主弁軸26bの先端が当接している。各シール部材84は、本体部84aが当接した状態、すなわち本体部84aが主弁体18の移動方向に積み重ねられた状態で摺動部80内に配置されている。
That is, when the valve is closed, the convex portion 84ba of the seal member 84-1 on the side of the
閉弁状態では、主ばね体20のばね力により最も主ばね体20側のシール部材84-5が主弁軸26b側に押圧されるとともに、最も主弁軸26b側のシール部材84-1が主弁シート22に当接している。一方、開弁状態では、主ばね体20のばね力により最も主ばね体20側のシール部材84-5が主弁軸26b側に押圧されるとともに、最も主弁軸26b側のシール部材84-1が主弁軸26bにより主ばね体20側に押されている。よって、5つのシール部材84は、常に一体化された状態である。
In the valve closed state, the sealing member 84-5 on the
つぎに、主弁体18のメンテナンス手順について説明する。使用に伴いエロージョンや摩耗によってシール面82aが劣化すると、主弁体18と主弁シート22との間から蒸気漏れが発生する恐れがある。そのため、主弁体18は定期的にメンテナンスを行う必要があるが、主弁体18のメンテナンスを行うにはバルブVAを分解する必要がある。
Next, the maintenance procedure of the
具体的には、下ケース8を本体ケース4から取り外す。これにより、主ばね体20を取り外すことができる。主ばね体20を取り外すことで、主弁体18を弁ホルダ16から取り出すことができるようになる。
Specifically, the
図6の(A)は、取り出された主弁体18を示す。主弁体18のシール面82aを目視で確認する。シール面82aの劣化がない場合、主弁体18をそのまま弁ホルダ16に戻す。シール面82aに劣化がある場合、図6の(B)に示すように、最も主ばね体20側のシール部材84-5に対して矢印A1の方向(主弁軸26b側)に手または工具により力を付与して、劣化した最も主弁軸26b側のシール部材84-1を摺動部80から押し出す。
FIG. 6A shows the removed
さらに、図6の(C)に示すように、摺動部80から押し出したシール部材84-1をシール部材84-5の下方(主ばね体20側)に配置し、矢印A2の方向(主弁軸26b側)に押し込む。これにより、シール部材84-2が最も主弁軸26b側のシール部材84となり、シール部材84-1が最も主ばね体20側のシール部材84となる。この状態の主弁体18を弁ホルダ16に戻す。最後に、ケース8と主弁体18との間に主ばね体20介在させた状態で、下ケース8を本体ケース4に取り付ける。
Further, as shown in FIG. 6C, the seal member 84-1 extruded from the sliding
上記構成によれば、バルブVAの主弁体18が摺動部80とシール部82とからなり、シール部82が複数のシール部材84を有している。メンテナンスの際、劣化している最も主弁軸側26bのシール部材84-1を摺動部80から取り外し、最も主ばね体20側に嵌め込む。これにより、予備部品を携帯することなく容易にバルブVAのメンテナンスを行うことができる。
According to the above configuration, the
本発明は、以上の実施形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の追加、変更または削除が可能である。例えば、本発明のバルブは、弁体18を弁シート22に着座させるばね体20と、弁体18を弁シート22から離間させる弁軸26bを有していればよく、減圧弁のバルブVAに限定されない。したがって、そのようなものも本発明の範囲内に含まれる。
The present invention is not limited to the above embodiments, and various additions, changes, or deletions can be made without departing from the gist of the present invention. For example, the valve of the present invention may have a
10 一次側通路(流入路)
12 二次側通路(流出路)
16 弁ホルダ
18 主弁体(弁体)
20 主ばね体(ばね体)
22 主弁シート(弁シート)
26b 主弁軸(弁軸)
30 パイロット弁ユニット
80 摺動部
82 シール部
84 シール部材
S 蒸気(流体)
VA バルブ
10 Primary side passage (inflow path)
12 Secondary side passage (outflow route)
16
20 Main spring body (spring body)
22 Main valve seat (valve seat)
26b Main valve shaft (valve shaft)
30
VA valve
Claims (4)
前記弁体を保持する弁ホルダと、
前記弁体をばね力によって弁シートに着座させるばね体と、
前記弁体を開弁方向に押圧して前記弁シートから離間させる弁軸と、を備えたバルブであって、
前記弁体は、前記弁ホルダの内面に沿って移動する筒形状の摺動部と、前記摺動部の中空孔に嵌合されて前記弁シートに着座するシール部とを有し、
前記摺動部と前記シール部が別体で構成され、
前記シール部が、前記弁体の移動方向に並ぶ複数のシール部材を有しているバルブ。 A valve body that opens and closes between the inflow path and the outflow path of the fluid,
A valve holder that holds the valve body and
A spring body that seats the valve body on the valve seat by spring force,
A valve provided with a valve shaft that presses the valve body in the valve opening direction to separate it from the valve seat.
The valve body has a tubular sliding portion that moves along the inner surface of the valve holder, and a sealing portion that is fitted into a hollow hole of the sliding portion and is seated on the valve seat.
The sliding portion and the sealing portion are configured as separate bodies.
A valve in which the sealing portion has a plurality of sealing members arranged in the moving direction of the valve body.
請求項1または2に記載のバルブを構成する主弁体を備えた減圧弁。 A pressure reducing valve located in the main passage of the fluid that reduces the pressure on the primary side to the pressure on the secondary side.
A pressure reducing valve including a main valve body constituting the valve according to claim 1 or 2.
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