JP6637363B2 - 真空弁制御装置及び真空弁ユニット - Google Patents
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Description
汚水ます内の汚水の水位が所定の高さ以上になると、水位検知管内の圧力が高くなることにより、真空弁制御装置の第1室内の空気の圧力と第2室内の空気の圧力とに差が生じる。この圧力差により、真空弁制御装置のシャフトが移動する。弁座が壁の弁座を封止し、真空弁を開かせる。真空タンクの吸引力により、吸込管、真空弁、ラインを通して汚水が流れ、汚水が汚水処理施設等で処理される。このとき、吸込管内を流れる汚水により、第3室内の空気の圧力と第4室内の空気の圧力とに差が生じる。これにより、弁座が壁の弁座に押し付けられる。
汚水ます内の汚水の水位が吸込管の第1端部よりも下がると、吸込管内を汚水が流れなくなり、第3室内の空気の圧力と第4室内の空気の圧力との差が無くなる。シャフトが移動して、弁座が隔壁の弁座を封止する。真空弁が閉じ、吸込管内等を通して汚水が流れなくなる。
また、作業性の観点からコンパクトに収容可能な真空弁制御装置が求められており、その点で改良の余地があった。
ケーシング本体33には、ケーシング本体33の軸線C方向の一方(図1で紙面上側)の第1端部33aから他方(図1で紙面下側)の第2端部33bに向けて第1隔壁37、第2隔壁38、及び第3隔壁39がその順で互いに間隔を空けて形成されている。
ここで、本実施の形態では、真空弁制御装置21において、ケーシング本体33の軸線C方向に沿う方向を上下方向といい、上下方向でケーシング22の蓋部35側を上側といい、第3隔壁39側を下側という。ケーシング22は、ケーシング本体33の第1端部33aよりも第2端部33bが下方Z1になるように配置されている。
複数の永久磁石43は、軸線C周りに間隔を空けて配置されている。複数の永久磁石43は、軸線C周りに等角度ごとに配置されていることが好ましい。各永久磁石43は、蓋部35におけるダイヤフラム25に対向する面に接着剤等により取り付けられている。
一方で、各永久磁石43と鉄板41とが離間すると、永久磁石43と鉄板41とに作用する磁力が弱くなる。
スイッチ45に外力が作用していないときには、スイッチ45はスイッチ付勢バネ46の付勢力により上方Z2に移動している。一方で、使用者が、スイッチ付勢バネ46の付勢力に抗して蓋部35に対してスイッチ45を下方Z1に移動させると、シャフト23が下方Z1に移動する。
第3隔壁39における第2隔壁38に対向する位置には、第2貫通孔54aが形成された第2弁座54が軸線C上に配置されている。第2弁座54は、第1弁座50よりも下方Z1に配置されている。
シャフト23は、シャフト付勢バネ24内に挿通されている。シャフト付勢バネ24は、ケーシング本体33に対してシャフト23及びダイヤフラム25を真空弁12を閉じる方向に付勢する。
シャフト23が上方Z2に移動して第1弁座50に弁体56が接触すると、第1弁座50の第1貫通孔38aが弁体56により遮断される。このとき、第2弁座54の第2貫通孔54aが遮断されていないことで、第4室29が外気に連通する。
一方で、シャフト23が下方Z1に移動して第2弁座54に弁体56が接触すると、第2弁座54の第2貫通孔54aが弁体56により遮断される。このとき、第1弁座50の第1貫通孔38aが遮断されていないことで、第3室28と第4室29とが連通する。
吸込管11には、吸込管11の吸込端部11aと真空弁12との間に負圧検知管13に接続される連通孔11bが形成されている。吸込管11における真空管路103との接続部と連通孔11bとの間には、外気に連通する空気吸込管11cが設けられている。負圧検知管13は、第2連結管62を介して第2室27に連通している。
シャフト23が上方Z2に移動して後述するように真空弁12のピストン室12a内の空気の圧力が大気圧となるときには、真空弁用バネ12cが伸びて弁体12dが吸込管11と真空管路103との接続部に接触する。これにより吸込管11と真空管路103とが弁体12dにより遮断された状態になり、真空弁12が閉じる。
一方で、シャフト23が下方Z1に移動して後述するようにピストン室12a内が負圧(真空)となるときには、真空弁用バネ12cが縮んで弁体12dが吸込管11と真空管路103との接続部から離間する。これにより吸込管11と真空管路103とが連通された状態になり、真空弁12が開く。
真空管路103のうち真空弁12よりも下流側には、第3連結管63を介して第3室28に連通している。
ここで、第1連結管61及び第2連結管62は、長手方向の中間部が束ねられて連結管セット67を構成している。連結管セット67は、ポリエチレン等の樹脂で形成することができる。連結管セット67の長手方向の中間部は、汚水ます101に取付けられた仕切り板105の連通孔105aに挿通されている。この仕切り板105は、使用者の足場として用いられる。
第1室26は、第1連結管61を介して水位検知管14に接続されている。第1連結管61は、汚水ます101に溜まった汚水Wの水圧によって真空弁制御装置21のダイヤフラム25を押し下げる機能を有している。
第2室27は、第2連結管62を介して吸込管11から分岐される負圧検知管13に接続されている。第2連結管62は、真空弁12が開いたときに吸込管11に生じる負圧によってダイヤフラム25を引き下げる機能を有している。
第3室28は、第3連結管63を介して真空管路103に接続されている。第3連結管63は、真空弁12を開くための真空(負圧)を供給する機能を有している。
第4室29は、第4連結管64を介して真空弁12のピストン室12aに接続されている。第4連結管64は、真空弁12に真空または空気を供給する機能を有している。
図3(a)では、汚水ます101内の汚水Wの水位が比較的高い状態である。このとき、水位検知管14内の圧力が上昇し、水位検知管14内及び第1連結管61内の空気の圧力、第1室26内の空気の圧力は正圧PHとなっている。
以下では、図3〜図5において、正圧PH(大気圧PMよりも高い圧力)の空気を、比較的濃い灰色のドットで示す。負圧PL(大気圧PMよりも低い圧力)の空気を、比較的薄い灰色のドットで示す。大気圧PMの空気を、白抜きで示す。
このため、図3(a)に示すように、第1弁座50に弁体56が接触している。第2弁座54の第2貫通孔54aが遮断されていないことで、第4室29内の空気の圧力は大気圧PMとなる。第4室29内に第4連結管64を介して連通する真空弁12のピストン室12a内の空気の圧力は、大気圧PMである。
すなわち、水位検知管14内の空気の圧力が高くなって正圧PHになるとともに、水位検知管14内に第1連結管61を介して連通する第1室26内の空気の圧力が正圧PHになる。このとき第1室26と第2室27との間で圧力差が生じ、図2に示すように、ダイヤフラム25はシャフト付勢バネ24の付勢力及び鉄板41と永久磁石43とに作用する磁力に抗して、シャフト23とともに下方Z1に移動する。これにより鉄板41と永久磁石43とに作用する磁力が弱くなる。
このとき、真空弁12は閉じた状態であり、真空管路103に連通する第3連結管63内及び第3室28内は負圧PLとなっている。
このように、通常は、真空弁制御装置21の制御により真空弁12が自動的に閉じたり開いたりする。
すなわち、図2に示すように、使用者は、汚水ます101から蓋101aを取外す。このとき、複数の永久磁石43に鉄板41が接近していて、真空弁12は閉じている。指等で、スイッチ付勢バネ46の付勢力及び鉄板41と永久磁石43とに作用する磁力に抗してスイッチ45を下方Z1に移動させると、スイッチ45とともにダイヤフラム25、及びシャフト23が下方Z1に移動する。
これにより、図3(b)及び図4(a)に示すように、第1弁座50から弁体56が離間し、第2弁座54に弁体56が接触し、第3室28と第4室29とが連通し、第4室29内の空気の圧力、及びピストン室12a内の空気の圧力が、負圧PLになり、真空弁用バネ12cが縮んで真空弁12が開く。そして、汚水Wが吸込管11及び真空管路103内を流れる。
つまり、1つのダイヤフラム25のみを真空弁制御装置21に備えた簡単な構成となり、2つの差圧検知管が真空弁制御装置に接続され、2つのダイヤフラムを備える従来の差圧検知方式の構成に比べて簡単かつ小型化することが可能となり、真空弁ユニット1内の収まりが良好となるうえ、設置時あるいはメンテナンス時における作業性を向上させることができる。
したがって、スイッチ45を手動により操作することで、吸込管11内を汚水Wが流れない状態から吸込管11内を汚水Wが流れる状態に切り換えることができる。
なお、圧力調整機構としては外気を取り込む構造に限られず、例えば、第2連結管路62の途中に予め空気をためたバルーンやタンクを接続しても良い。また、第2連結管路62の途中に1枚のダイヤフラムで仕切られた2室からなる圧力調整機構を設け、一方の室と第2連結管路62と接続し、他方の室と真空弁制御装置の第2室27とを接続し、このダイヤフラムを介して吸込管11の負圧を第2室27へ伝達させても良い。このようなバルーンやタンク、ダイヤフラムを第2連結管路62の途中に設けることでも真空弁12を確実に閉じることができる。
さらに、汚水の吸込み開始時(図3(b))に発生するウォータハンマにより吸込管11内が正圧となり、吸込管11から第2連結管路62を介して真空弁制御承知の第2室27へと汚水が逆流することがあるが、バルーンやダイヤフラムを第2連結管路62の途中に設けることで汚水が第2室27へと逆流するのを防止することができる。
11 吸込管
11a 吸込端部
12 真空弁
12a ピストン室
12c 真空弁用バネ
12d 弁体
14 水位検知管
13 負圧検知管
21 真空弁制御装置
22 ケーシング(筐体)
23 シャフト(軸状体)
24 シャフト付勢バネ(バネ)
25 ダイヤフラム
26 第1室
27 第2室
28 第3室
29 第4室
35 蓋部(壁部)
41 鉄板(第1磁力発生体)
43 永久磁石(第2磁力発生体)
45 スイッチ
55 真空弁開閉機構
101 汚水ます
103 真空管路
C 軸線
W 汚水
Claims (3)
- 汚水ます内に下端を配置させた水位検知管の水位に基づいて制御され、吸込端部が汚水ます内に配置された吸込管と汚水を真空吸引力によって移送させる真空管路との間に配置され、真空及び大気圧の供給により開閉動作する真空弁を制御する真空弁制御装置であって、
前記水位検知管に連通する第1室、前記吸込管に連通する第2室、前記真空管路に連通する第3室、及び前記真空弁のピストン室に連通する第4室を内部に形成した筐体と、
前記真空弁の開閉動作のために供給する真空及び大気圧を切換える真空弁開閉機構と、
前記真空弁開閉機構を作動させる往復動可能な軸状体と、
前記軸状体を前記真空弁を閉じる方向に付勢するバネと、
前記第1室と前記第2室とを区画し、前記軸状体と一体に往復動可能な1つのダイヤフラムと、
を備え、
前記真空弁と前記吸込管との間に負圧検知管が設けられ、該負圧検知管と前記第2室とが1つの連結管を介して接続され、
前記第4室は、前記軸状体の往復動作によって、前記第3室との間で連通又は遮断され、かつ前記筐体の外部との間で連通又は遮断され、
前記軸状体は、前記ダイヤフラムの両側で前記第1室及び前記第2室に差圧が生じたときに、前記第4室内の空気を負圧にして前記真空弁が開く方向に移動することを特徴とする真空弁制御装置。 - 前記ダイヤフラムにおける前記軸状体の径方向の外側に取り付けられた第1磁力発生体と、
前記第1室を形成するとともに前記ダイヤフラムに対向する壁部に取り付けられ、前記第1磁力発生体との間で引き合う磁力を生じ、前記第1磁力発生体とが接近したときに前記真空弁が閉じ、前記第1磁力発生体と離間したときに前記真空弁が開く第2磁力発生体と、
を備えていることを特徴とする請求項1に記載の真空弁制御装置。 - 請求項1又は2に記載の真空弁制御装置を備えた真空弁ユニットであって、
前記第1室に第1連結管を介して接続される水位検知管と、
前記第2室に第2連結管及び前記負圧検知管を介して接続される吸込管と、
前記第3室に第3連結管を介して接続され、前記汚水ますと真空タンクとの間を連結する前記真空弁を備えた真空管路と、
前記第4室に第4連結管を介して接続される真空弁と、
を備えていることを特徴とする真空弁ユニット。
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