JP3782985B2

JP3782985B2 - 逆止弁装置

Info

Publication number: JP3782985B2
Application number: JP2002196927A
Authority: JP
Inventors: 幸夫笠波
Original assignee: Kurimoto Ltd
Current assignee: Kurimoto Ltd
Priority date: 2002-07-05
Filing date: 2002-07-05
Publication date: 2006-06-07
Anticipated expiration: 2022-07-05
Also published as: JP2004036809A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、液体や気体を輸送する配管に使用される逆止弁装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の逆止弁装置において、揺動弁体を用いたものが、特開昭６２−２７８３８５号公報、実公平７−１６９４６号公報等に開示されており、図５乃至図７に示すものがある。
【０００３】
例えば、図５及び図６に示す逆止弁装置は、流路１に介在する揺動弁体２と、その揺動弁体２の弁軸３に固定されてその弁軸３とともに回動するレバー１０からなる。レバ−１０の内部には、図６に示すように、そのレバー１０の基部１０ｂから先端部１０ａに至る長手方向に長い空間１１を形成し、その空間１１内に砂などの流動体からなるおもり１２が封入されている。レバー１０の回動に合わせて前記空間１１の勾配が変化し、封入されたおもり１２が勾配の変化に合わせて空間１１内を流動する。
【０００４】
また、図７に示す逆止弁装置は、流路１に介在する揺動弁体２と、その揺動弁体２の弁軸３に固定されてその弁軸３とともに回動するレバー１０と、そのレバー１０の回動に合わせて勾配が変化するレール１１に、転動自在に支持されたおもり１２からなる。おもり１２はレール１１に貫通して支持される軸の部分と、その軸の両端に固定されるおもりの部分からなり、前記軸は、レール１１上を滑らかに回転するものである。
【０００５】
一般的に、この揺動式の逆止弁装置は、流路１に正方向Ａの方向に流れる流体が少量である場合、揺動弁体２に充分な開弁力が働かず、図５の矢印Ｄのごとく揺動弁体２が全閉姿勢付近で反復揺動することがある。また流路１の流れが止まった場合、揺動弁体２が閉じて全閉姿勢に近づくと、弁軸３に作用する閉弁方向の閉モーメントが減少するので、揺動弁体２の閉作動が途中で停止して、その揺動弁体２が全閉姿勢付近で反復揺動することがある。これらの反復揺動は、流体の逆方向Ｂの流れを止める逆止弁の機能を損なうだけでなく、流体の正方向Ａの流れをも阻害するので、円滑な流体の移送には好ましくない。
【０００６】
これらの反復揺動を防ぐため、図５及び図６に示す逆止弁装置においては、揺動弁体２が全閉姿勢の状態で、前記空間１１は下流側に向かって下向きとなるようにレバー１０が位置する。おもり１２は、空間１１内を先端部１０ａ方向（下流側）へ流動して弁軸３から遠ざかり、その自重により弁軸３に閉モーメントを作用させて、揺動弁体２がその弁座に当接して反復運動しないようになっている。
【０００７】
この閉弁状態において、流路１内を正方向Ａに流体が流れると、その流体の流れにより、揺動弁体２が僅かに開弁して全開姿勢の方向へ揺動すれば、レバー１０が回動して前記空間１１が上流側へ向かって下向きに変わる。おもり１２は、空間１１内を基部１０ｂ方向（上流側）へ流動して弁軸３に近づき、その自重により弁軸３に作用する閉モーメントを減少させるので、僅かな正方向Ａの流れに対しても揺動弁体２が開弁しやすく、流体の流れに支障が少ないようになっている。
【０００８】
また、図７に示す逆止弁装置においては、揺動弁体２が図中に実線で示す全閉姿勢ａの状態で、前記レールが下流側に向かって下向きになるようにレバー１０が位置する。そして、おもり１２が下流側（揺動弁体２の閉弁側）へ転動して、その自重により弁軸３に閉モーメントを作用させて、揺動弁体２がその弁座に当接して反復運動しないようになっている。
【０００９】
この閉弁状態において、流路１内を正方向Ａに流体が流れると、その流体の流れにより、揺動弁体２が僅かに全開姿勢ｂの方向へ揺動すれば、レバー１０が回動して前記レール１１が上流側に向かって下向きに変わる。そして、図７の実線から鎖線のごとくおもり１２が弁軸３を通る鉛直線Ｃを左から右へ、つまり上流側（揺動弁体２の閉弁側）へ転動して、その自重により弁軸３に開弁方向の開モーメントを作用させて、揺動弁体２が大きく開いて流体の流れに支障がないようになっている。
【００１０】
この開弁状態において、流路１内の流体の流れが止まり、流体が逆方向Ｂに流れれば、前記揺動弁体２はその自重と流体の流れにより、全開姿勢ｂから全閉姿勢ａに移行する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図５及び図６の逆止弁装置においては、上記おもり１２は流動体であるため、レバー１０の回動速度やその回動時の衝撃の差異などにより、空間１１内の流動体の移動にはばらつきがある。このため、おもり１２の重心の移動軌跡は、揺動弁体２の開閉の都度変動するので、揺動弁体２の開閉度合が一定でない。また、揺動弁体２の開閉度合を調整するために、空間１１への流動体の封入量を加減して前記おもり１２の重さを変える必要があるが、この空間１１への流動体の出し入れが煩雑である。
【００１２】
また、図７の逆止弁装置においては、前記おもり１２がレール１１上を滑らかに回転できる機構を、レール１１又はおもり１２に設ける必要があるので、構造が複雑になる。
【００１３】
そこで、この発明は、構造が簡単で、揺動弁体の開閉度合を調整しやすくすることを課題とする。
【００１４】
【課題を解決しようとする手段】
上記の課題を解決するために、この発明は、揺動式の逆止弁を構成する揺動弁の弁軸に、前記弁軸とともにその軸回りに回動するレバーを固定する。そのレバーには、その回動方向と同方向に沿って長手方向に延びる筒状のチューブを固定し、そのチューブ内には球状のウェイトを、そのウェイトがそのチューブの長手方向に転動自在になるよう収納し、前記レバーに対してウェイトが移動自在に支持されるようにする。前記ウェイトは、２つ以上の球体からなる場合には、それぞれの球体について、金属からなる金属球、または弾性体からなる弾性体球から適宜選択して、組み合わせて使用することができる。また、前記金属球は、その金属球の表面に弾性体ライニングを施したものを使用してもよい。このようにすれば、金属球の転動によるチューブ内での衝撃を緩和することができる。
【００１５】
この構成において、揺動弁を介在させた流路内の流体の流れが変化すると、前記揺動弁がその流れに合わせて揺動し、その揺動と同時に前記レバーが回動する。このレバーの回動において、前記揺動弁の開弁時には上流側（揺動弁体の開弁側）へ向けて下り方向へウェイトが転がって移動し、一方、前記揺動弁の閉弁時には下流側（揺動弁体の閉弁側）へ向けて下り方向へウェイトが転がって移動する。このウェイトの移動により、前記ウェイト及びレバーの成す重心が、前記弁軸を挟んで上流側または下流側へと大きく移動するので、前記弁軸の開弁方向、閉弁方向にそれぞれ作用する開閉モーメントが大きく変化する。
【００１６】
このように、弁軸に作用する開閉モーメントが変化するので、流路の正方向に流体が流れて前記揺動弁が開けば、ウェイトの移動により前記弁軸に大きな開モーメントが作用して、揺動弁を全開姿勢に移行させる。一方、流体の正方向の流れが止まったり、逆方向に流れて、揺動弁が閉じれば、ウェイトの移動により前記弁軸に大きな閉モーメントが作用して、揺動弁を全閉姿勢に移行させるとともに、反復揺動を防止する。
【００１７】
この構成では、前記ウェイトは、前記レバーの回動に伴い前記チューブ内を転がって、定まった軌跡で移動し、弁軸に作用する開閉モーメントが常に所定どおりとなるので、揺動弁の開閉度合が安定する。
【００１８】
また、チューブの一部を開閉自在にすれば、そのウェイトの追加や取り出しが容易である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
一実施形態を図１乃至図４に示し、この実施形態の逆止弁装置は、水平な流路１に介在されてその流路１を開閉する揺動弁体２と、その揺動弁体２の弁軸３の上方に固定されて前記弁軸３とともにその軸回りに回動するレバー４と、そのレバー４に固定された筒状のチューブ６とからなる揺動式のものである。
【００２０】
前記弁軸３には、図４に示すように、その弁軸３とともに軸回りに回動するアーム１３の一端が固定されている。揺動弁には、ダンパー１４が並設され、そのダンパー１４のロッド１５は、シリンダー内のピストンに接続されて、前記シリンダーを軸方向に貫通し、そのロッド１５の先端が前記シリンダー外で、前記アーム１３の他端とピン接合されている。このため、揺動弁体２が揺動すると、アーム１３が同時に回動し、そのアーム１３の回動により前記ロッド１５は、前記ピストンとともにそのピストンの可動方向に運動する。
【００２１】
前記チューブ６は、図１に示すように、その長手方向がレバー４の回動方向に沿うようにレバー４の上方に固定され、そのチューブ６内には、球状のウェイト５を、チューブ６内でその長手方向に転動自在になるよう収納する。前記ウェイト５は、一つの鋼製の金属球５ｂと二つのゴム製の弾性体球５ａ，５ｃからなり、金属球５ｂを挟んで両側に弾性体球５ａ，５ｃを、それらを一列に並べてチューブ６内に収納し、前記レバー４に対してこれらのウェイト５が移動自在に支持される。
【００２２】
前記揺動弁体２は、流路１の流体の流れが変化すると、その流れに合わせて揺動し、その揺動と同時に前記レバー４が回動する。このレバー４の回動により、前記チューブ６の勾配の向きが変化し、その勾配は、前記揺動弁体２の開弁時には上流側（揺動弁体２の開弁側）へ向けて下り方向に、前記揺動弁体２の閉弁時には下流側（揺動弁体２の閉弁側）へ向けて下り方向となる。この勾配変化に合わせて前記ウェイト５が上流側または下流側へと転がって移動するので、レバー４、チューブ６及びウェイト５の成す重心位置が図１に示す弁軸３を通る鉛直線Ｃに対して、上流側（図１の左側）、下流側（図１の右側）へとスムースに変位し、前記弁軸３に作用する開閉モーメントが大きく変化する。
【００２３】
したがって、図１の実線で示すように、揺動弁体２が全閉姿勢ａの状態で、流路１へ流体が正方向Ａに流れると、揺動弁体２はその全閉姿勢ａから、図中の鎖線で示す全開姿勢ｂの方向に揺動する。この揺動により、前記チューブ６が上流側へ向かって下り勾配（揺動弁体２の開弁側へ傾斜する姿勢）になり、前記ウェイト５は自重によりこの勾配を下って移動し、開弁側へ重心を変位する。この重心変位により、レバー４、チューブ６及びウェイト５の成す重心位置が、弁軸３を通る鉛直線Ｃに対して、右から左へ移動するので、弁軸３に大きな開モーメントが加わり、揺動弁体２は全開姿勢ｂで安定する。
【００２４】
このように、揺動弁体２は、一定開度以上揺動すれば、ウェイト５の移動による大きな開モーメントが弁軸３に作用するので、その後速やかに全開姿勢ｂへ移行する。
【００２５】
一方、揺動弁体２が全開姿勢ｂの状態において、前記揺動弁体２の自重によって弁軸３に作用する閉モーメントが、前記レバー４、チューブ６、及びウェイト５の自重によって弁軸３に作用する開モーメントよりも僅かに大きくなるよう、ウェイト５はその重さ、移動範囲（チューブ６の長さ）が予め設定されている。
【００２６】
このため、流路１に流体の流れがなくなった時、又は逆方向Ｂに流入があった時には、揺動弁体２はその自重及び流体の流れにより、弁軸３に作用する閉モーメントにより全開姿勢ｂから全閉姿勢ａの方向へ揺動する。揺動弁体２が全閉姿勢ａに近づき、チューブ６が下流側へ向かって下り勾配（揺動弁体２の閉弁側へ傾斜する姿勢）になれば、前記ウェイト５は自重によりこの勾配を下って移動し、閉弁側へ重心を変位する。この重心変位により、レバー４、チューブ６及びウェイト５の成す重心位置が、弁軸３を通る鉛直線Ｃに対して、左から右へ移動するので、弁軸３にさらに閉モーメントが作用し、揺動弁体２は全閉姿勢ａで安定するので反復揺動しない。
【００２７】
前記チューブ６とレバー４を固定する角度は、前記チューブの下流側の端部６ｂ（揺動弁体２の閉弁側）と弁軸３との距離が、同じく上流側の端部６ａ（揺動弁体２の開弁側）と弁軸３との距離よりも近くなるように前記チューブ６とレバー４を固定する。ウェイト５が開弁側へ移動すると、弁軸３と、ウェイト５の重心との距離が遠くなって、弁軸３に作用する開モーメントは大きくなり、ウェイト５が閉弁側へ移動すると、弁軸３と、ウェイト５の重心との距離が近くなって、弁軸３に作用する閉モーメントは小さくなる。
【００２８】
このように開閉モーメントを調整すると、揺動弁体２の全閉姿勢ａにおいては、作用する閉モーメントが小さいので流路１への僅かな流体の流入で揺動弁体２を開弁でき、揺動弁体２の全開姿勢ｂにおいては、開モーメントが大きいので揺動弁体２の全開姿勢ｂを安定させることができる。
【００２９】
また、揺動弁体２の揺動につれ前記アーム１３が回動し、アーム１３に接続されたダンパー１４のロッド１５が、ダンパー１４のシリンダー内のピストンとともにそのピストンの可動方向に移動する。このピストンの運動がロッド１５の運動に抵抗を与え、アーム１３の回動が緩やかになって、揺動弁体２の急激な開閉が緩和される。このとき、このような揺動弁体２の開閉を緩やかにする機能を求めない場合には、前記アーム１３、ダンパー１４、ロッド１５などの設置を省略してもよい。
【００３０】
前記ウェイト５のチューブ６内への収納順序は、この実施形態に限定されないが、両端に弾性体球５ａ，５ｃを配置して、金属球５ｂがチューブ端部６ａ，６ｂに当たらないようにすれば、前記弾性体球５ａ，５ｃが緩衝材となり、金属球の転動時のチューブ端部６ａ，６ｂへの衝撃を吸収し、前記レバーの重心移動がスムースである。なお，この衝撃吸収の効果を高めるために、チューブ端部６ａ，６ｂの端面内壁にゴムなど弾性体からなる緩衝材を設けてもよい。
【００３１】
前記金属球５ｂの表面を弾性体ライニングして、球全体をゴムなどの弾性体で覆ったものを使用する構成も採用し得る。この構成によれば、前記の衝撃吸収の効果をさらに高めることができる。
【００３２】
また、前記ウェイト５は、金属球５ｂのみでも使用可能であるが、これに加えて比較的比重の小さい弾性体球５ａ，５ｃを組み合わせて使用すれば、この金属球５ｂ及び弾性体球５ａ，５ｃの個数、順序及びそれぞれの大きさ、重さを変えてチューブ６内に収納することにより、容易にそのウェイト５全体の重さや重心移動の範囲を調整できる。
【００３３】
このウェイト５の重さの調整方法は、比重の大きい金属球５ｂをまずチューブ６に収納して、重さの異なる幾つかの金属球の中から使用に適した金属球５ｂを決定した後、比重の小さい弾性体球５ａ，５ｃを適宜、金属球５ｂの前後に収納して所定のウェイト５全体の重さ、重心移動の範囲に微調整する。
【００３４】
必要であれば、図１に示すように、前記チューブ端部６ａ，６ｂに調整ボルト９を、そのチューブ６内に先端が突出するように設けてもよい。この調整ボルト９がチューブ６の長手方向に移動することにより、調整ボルト９先端のチューブ６内への突出量が加減されて、前記ウェイト５の移動する範囲を変えることができる。この方法によれば、よりきめ細かくウェイト５の重心移動の範囲を調整できる。
【００３５】
また、ウェイト５は球状であるので、チューブ６の一部を開閉自在にすれば、そのチューブ６内への投入や取り出しが容易である。この開閉部分はウェイト５の移動に支障のない形態であればよく、例えば、チューブ端部６ａ，６ｂの端面を蓋で覆い、その蓋を取り外し可能としてもよいし、チューブ６の側周面の一部に開口部を設けて、その開口部に開閉自在の蓋を設けてもよい。
【００３６】
因みに、この実施形態では、ウェイト５の弾性体球５ａ，５ｃの素材にゴムを使用したが、このほかにも、弾力性を有する合成樹脂製の球体であれば使用することができる。また、金属球５ｂには鋼製のものを用いたが、鋼以外の金属や、その他石材など比重の大きい素材であれば使用可能である。
【００３７】
【発明の効果】
この発明は、以上のように、逆止弁装置の構造が簡単で、揺動弁の開閉度合が調整しやすい。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態の逆止弁構造を示す切断正面図
【図２】同実施形態の右切断側面図
【図３】同実施形態の平面図
【図４】同実施形態の正面図
【図５】従来例の逆止弁構造を示す切断正面図
【図６】従来例のレバーの詳細図
【図７】従来例の逆止弁構造を示す切断正面図
【符号の説明】
１流路
２揺動弁体
３弁軸
４，１０レバー
５ウェイト
５ａ，５ｃ弾性体球
５ｂ金属球
６チューブ
１１空間
１２おもり
１３アーム
１４ダンパー
１５ロッド

Claims

流路１に介在されてその流路１を開閉する揺動弁体２と、その揺動弁体２の弁軸３に固定されて前記弁軸３とともにその軸回りに回動するレバー４と、前記レバー４に移動自在に支持されたウェイト５とからなり、そのウェイト５のレバー４に対する移動により、前記弁軸３に作用する開閉モーメントを変化させる逆止弁装置において、
前記レバー４に筒状のチューブ６を、そのレバー４の回動方向に前記チューブ６の長手方向が沿うように固定し、このチューブ６内に球状のウェイト５をそのチューブ６内の長手方向に転動自在に収納して、前記レバー４に対してウェイト５が移動自在に支持されたことを特徴とする逆止弁装置。
上記ウェイト５は、複数であって、金属球と弾性体球の組み合わせからなることを特徴とする請求項１に記載の逆止弁装置。
上記ウェイト５が金属球のものにあっては、その金属球の表面に弾性体ライニングを施したことを特徴とする請求項２に記載の逆止弁装置。