JP6668211B2 - Valve device - Google Patents
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Description
本発明は、バルブ装置に関するものである。 The present invention relates to a valve device.
従来、下水中継ポンプ槽(水槽)に設置される水中ポンプ装置に付設されるバルブ装置(槽内攪拌装置)として、例えば特許文献1に示されるものが提案されている。 BACKGROUND ART Conventionally, as a valve device (tank agitation device) attached to a submersible pump device installed in a sewage relay pump tank (water tank), for example, a valve device disclosed in Patent Document 1 has been proposed.
具体的に、この特許文献1に開示されるバルブ装置は、側壁に流入部および吐出部が互いに対向するように開口しかつ内部に弁収容部が流入部および吐出部と連通するように設けられたケーシングと、吐出部の弁収容部側に位置する上流端開口に設けられた弁座と、弁収容部の底部に設けられたダイヤフラムと、弁収容部に移動可能に収容されたボール弁とを備えており、開弁時にはボール弁がダイヤフラム上に載置された状態で弁収容部の底部に位置する一方、閉弁時には弁収容部内に生じた負圧によりダイヤフラムが上方に偏倚し、ボール弁が弁座に着座して吐出部を閉じるようになっている。 Specifically, the valve device disclosed in Patent Literature 1 is provided such that an inflow portion and a discharge portion are opened in a side wall so as to face each other, and a valve housing portion is provided therein so as to communicate with the inflow portion and the discharge portion. A casing, a valve seat provided at an upstream end opening located on the valve housing side of the discharge unit, a diaphragm provided at the bottom of the valve housing, and a ball valve movably housed in the valve housing. When the valve is open, the ball valve is located at the bottom of the valve housing with the ball mounted on the diaphragm, while when the valve is closed, the diaphragm is biased upward due to the negative pressure generated in the valve housing, and the ball is displaced upward. A valve seats on the valve seat to close the discharge section.
このようなバルブ装置により、水中ポンプ装置の作動(運転)開始から一定時間が経過するまでの間、水中ポンプ装置からの噴流を開弁状態にあるバルブ装置を経由して吐出部から水槽内に吐出させ、その水槽内を攪拌するとともに、その一定時間の経過後にバルブ装置を閉弁させて、そのバルブ装置からの噴流の吐出を停止するようにしている。 With such a valve device, the jet flow from the submersible pump device is transmitted from the discharge unit into the water tank through the valve device that is in an open state until a predetermined time elapses from the start (operation) of the submersible pump device. Discharge is performed, the inside of the water tank is stirred, and after a certain period of time, the valve device is closed to stop discharging the jet from the valve device.
ところで、図7には、特許文献1のような従来技術のバルブ装置(図8に示すバルブ装置100を参照)について、水中ポンプ装置を作動させたときのバルブ装置に流れる水の流量とバルブ装置における開弁状態から閉弁状態に移行切換えするまでの作動時間との関係を表したグラフ(曲線A)を示している。このグラフによれば、特許文献1のバルブ装置では、所定の流量範囲において、実際の作動時間が通常予想される適切な作動時間よりも極端に短くなってしまうという特異な現象が見られた。
By the way, FIG. 7 shows the flow rate of water flowing through the valve device when the submersible pump device is operated and the valve device for a conventional valve device (see the
このようになると、特許文献1のバルブ装置では、水の噴流における所定の範囲で適切な作動時間が担保されず、例えば下水中継ポンプ槽内の撹拌がバルブ装置で十分に行われなくなるという問題が生じることになる。 In this case, in the valve device of Patent Document 1, there is a problem that an appropriate operation time is not ensured in a predetermined range in the water jet, and, for example, stirring in the sewage relay pump tank is not sufficiently performed by the valve device. Will happen.
本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、バルブ装置として十分な流体の通過時間を確保するとともに、安定した遮蔽能力を担保することにある。 The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to ensure a sufficient fluid passage time as a valve device and to secure a stable shielding ability.
上記の目的を達成するために、本発明者が特許文献1の構造のバルブ装置の作動について検討したところ、次のようなことが判明した。すなわち、図8に示すように、特許文献1のバルブ装置では、流入部から弁収容部に導入された水の噴流が吐出部に向かうとき、流入部から弁収容部に入った後に噴流は吐出部の上流端付近で外方(噴流の中心から離れる半径方向外側)に向かって広がるように流れることで、その噴流の一部が弁座付近の弁収容部内壁面に衝突する。この衝突時に生じた噴流の一部は分流(図8に示す分流W)となってダイヤフラム上に位置するボール弁の下側に回り込むように流れる巻き上げ流れとなり、この流体の動圧によりダイヤフラムの偏倚動作に先んじてボール弁が持ち上げられる。その結果、通常予想される適切な作動時間よりも極端に早くボール弁が弁座に着座するようになる。 In order to achieve the above object, the inventor of the present invention has studied the operation of the valve device having the structure of Patent Document 1, and has found the following. That is, as shown in FIG. 8, in the valve device of Patent Document 1, when the jet of water introduced from the inflow portion into the valve housing portion goes to the discharge portion, the jet flow is discharged after entering the valve housing portion from the inflow portion. By flowing so as to spread outward (radially outward away from the center of the jet) near the upstream end of the part, a part of the jet collides with the inner wall surface of the valve housing near the valve seat. A part of the jet generated at the time of the collision becomes a split flow (a split flow W shown in FIG. 8) and becomes a hoisting flow which flows so as to go under the ball valve located on the diaphragm. The dynamic pressure of the fluid causes the diaphragm to be deflected. The ball valve is raised prior to operation. As a result, the ball valve will seat on the valve seat much earlier than the normally expected proper operating time.
そこで、本発明者は、このようなメカニズムに着目して、本発明を完成するに到った。具体的に、本発明の第1の形態はバルブ装置に係るものであり、このバルブ装置は、側壁に流入部および流出部が互いに対向するように開口しかつ内部に弁収容部が流入部および流出部と連通するように設けられたケーシングと、流出部の弁収容部側に位置する上流端開口に設けられた弁座と、弁収容部の底部に設けられたダイヤフラムと、弁収容部に移動可能に収容され、開弁時にはダイヤフラム上に載置された状態で弁収容部の底部に位置する一方、閉弁時には弁座に着座して流出部を閉じるボール弁とを備え、流入部から流体の噴流が弁収容部を通って流出部に向かうように流れたときに、弁収容部内に生じた負圧によりダイヤフラムを上方に偏倚させることにより、ボール弁を押し上げて弁座に着座させ、流出部を閉じるようになっている。そして、このバルブ装置には、流入部から弁収容部に流入した流体の噴流に、その一部が弁座周りの弁収容部内壁面に当たってボール弁の下側に回り込む分流が生じるのを抑制する分流抑制部が設けられていることを特徴とする。 Therefore, the present inventors have focused on such a mechanism and completed the present invention. Specifically, a first embodiment of the present invention relates to a valve device, which is configured such that an inflow portion and an outflow portion are opened on a side wall so as to face each other, and a valve housing portion has an inflow portion and an inside therein. A casing provided to communicate with the outflow portion, a valve seat provided at an upstream end opening located on the valve housing portion side of the outflow portion, a diaphragm provided at the bottom of the valve housing portion, and a valve housing portion. A ball valve that is movably accommodated and is located at the bottom of the valve accommodating portion while being placed on the diaphragm when the valve is opened, and a ball valve that sits on a valve seat to close the outflow portion when the valve is closed. When the fluid jet flows through the valve housing toward the outlet, the negative pressure generated in the valve housing biases the diaphragm upward, thereby pushing up the ball valve and seating it on the valve seat, Now closes outflow There. The valve device has a shunt that suppresses the occurrence of a shunt in which a part of the jet flow of the fluid flowing from the inflow portion into the valve housing portion hits the inner wall surface of the valve housing portion around the valve seat and goes under the ball valve. It is characterized in that a suppressing part is provided.
第1の形態では、分流抑制部により、上述したようなボール弁の下側に向かう噴流の一部からなる分流が抑制され、分流によりボール弁による弁座の開口部を閉じる動作が早められないようにすることが可能となる。これにより、バルブ装置としての適切な作動時間を得ることが可能となる。したがって、第1の形態では、十分な流体の通過時間を確保することができるとともに、安定した遮蔽能力を担保することができる。 In the first embodiment, the branching suppression unit suppresses the branching of the part of the jet flowing toward the lower side of the ball valve as described above, and the branching does not accelerate the operation of closing the opening of the valve seat by the ball valve. It is possible to do so. This makes it possible to obtain an appropriate operation time as the valve device. Therefore, in the first embodiment, a sufficient fluid passage time can be secured, and a stable shielding ability can be secured.
第2の形態は、第1の形態において、分流抑制部は、弁座の直上流側に位置する、弁座周りの弁収容部内壁面の少なくとも一部に該弁座の周方向に沿って延びるように形成されかつ弁座の半径方向外側に向かうように凹陥した溝部からなり、該溝部に流入する噴流の一部が流入部側に戻る方向に案内されるようになっていることを特徴とする。 According to a second mode, in the first mode, the diversion suppressing portion extends along at least a part of the inner wall surface of the valve housing around the valve seat, which is located immediately upstream of the valve seat, along the circumferential direction of the valve seat. And a groove recessed toward the outside in the radial direction of the valve seat, and a part of the jet flowing into the groove is guided in a direction to return to the inflow portion side. I do.
この第2の形態では、溝部に流入する噴流の一部が流入部側に戻る方向に案内されるため、噴流の一部がボール弁の下側に回り込まないようになり、バルブ装置としての適切な作動時間を得ることができる。 In the second embodiment, since a part of the jet flowing into the groove is guided in a direction to return to the inflow part side, a part of the jet does not go under the ball valve, so that an appropriate Operation time can be obtained.
第3の形態は、第2の形態において、溝部は、断面略円弧状に凹陥していることを特徴とする。 The third mode is characterized in that, in the second mode, the groove is recessed in a substantially arc-shaped cross section.
この第3の形態では、溝部が断面略円弧状に凹陥しているため、より安定的にかつスムーズに噴流の一部を流入部側に戻る方向に案内することができる。 In the third embodiment, since the groove is recessed in a substantially arcuate cross section, a part of the jet can be guided more stably and smoothly in the direction of returning to the inflow portion.
第4の形態は、第2または第3の形態において、溝部は、弁座周りの弁収容部内壁面のうちのダイヤフラム側に形成されていることを特徴とする。 The fourth mode is characterized in that, in the second or third mode, the groove is formed on the diaphragm side of the inner wall surface of the valve housing around the valve seat.
この第4の形態では、少なくとも弁収容部内壁面の下側部分に衝突して生じる巻き上げ流れを溝部により流入部側に戻る方向に案内することができる。 In the fourth embodiment, the hoisting flow generated by colliding with at least the lower portion of the inner wall surface of the valve housing portion can be guided in the direction of returning to the inflow portion side by the groove portion.
第5の形態は、第2または第3の形態において、溝部は、弁座周りの弁収容部内壁面の全周に形成されていることを特徴とする。 The fifth mode is characterized in that, in the second or third mode, the groove is formed on the entire circumference of the inner wall surface of the valve housing around the valve seat.
第5の形態では、弁座周りの弁収容部内壁面の全周に溝部が形成されているため、弁収容部内壁面に衝突した噴流の一部における流れを包括的に抑制することが可能になる。また、流出部の上流端付近における見かけの開口が広くなり、水の噴流が流入部から流出部に向かってスムーズに流れるようになるため、流出部の上流端付近で噴流の流速が急激に変化することが抑制され、急激な負圧の変化が生じることなくバルブ装置を安定的に動作させることができる。 In the fifth aspect, since the groove is formed on the entire circumference of the inner wall surface of the valve housing around the valve seat, it is possible to comprehensively suppress the flow of a part of the jet colliding with the inner wall of the valve housing. . Also, the apparent opening near the upstream end of the outflow part becomes wider, and the water jet flows smoothly from the inflow part to the outflow part, so the flow velocity of the jet suddenly changes near the upstream end of the outflow part Is suppressed, and the valve device can be operated stably without a sudden change in negative pressure.
以上説明したように、本発明によると、分流抑制部によりバルブ装置として十分な流体の通過時間を確保することができるとともに、安定した遮蔽能力を担保することができる。 As described above, according to the present invention, a sufficient flow passage time of a fluid as a valve device can be ensured by the flow diverter, and a stable shielding ability can be secured.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The description of the embodiments below is merely an example in nature, and is not intended to limit the present invention, its applications, and its uses.
図1において、1は流入口1a及びマンホール1bを有する水槽としての下水中継ポンプ槽、2は下水中継ポンプ槽1に設置された水中ポンプ装置、10はこの水中ポンプ装置2と共に用いられる本発明の実施形態に係るバルブ装置であり、このバルブ装置10は、槽内攪拌装置として機能する。そして、下水中継ポンプ槽1内に流入口1aより流入した下水は、その水位が所定の運転レベル以上になると、所定の停止レベルに水位が低下するまで、水中ポンプ装置2にその運転により吸い込まれた後に固定排出管6から排出される。図2に示すように、水中ポンプ装置2の吐出部4はポンプケーシング3より側方へ突出して形成されており、この先端に着脱用接続管5が取り付けられている。なお、下水中継ポンプ槽1および水中ポンプ装置2に関し、その他の構成については従来技術のものと同様であるため、その詳細を省略する(特開2007−255287号公報参照)。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a sewage relay pump tank as a water tank having an
図3〜図5に示すように、バルブ装置10は、水中ポンプ装置2の運転開始時にその吐出流の一部又は全部を槽内に吐出させるものであり、以下、各部材について詳細に説明する。
As shown in FIGS. 3 to 5, the
(ケーシング)
バルブ装置10はケーシング11を備え、このケーシング11は、例えば金属材料からなるケーシング本体12と、このケーシング本体12の下側に複数のビスV(図3〜図5では1本のビスVのみを示している)で取付固定された下カバー部13と、ケーシング本体12の上側に取付固定された保護カバー32と、を有している。
(casing)
The
下カバー部13はケーシング11の底壁を構成し、この底壁は後述する下部ダイヤフラム34を底壁に沿わせて収めるべく下方へ突出した凸曲面状に形成されている。また、下カバー部13における下面の周囲には、バルブ装置10を平坦面上で自立させる複数本の脚部13b(図3〜図5では1本の脚部13bのみを図示)が設けられている。
The
また、ケーシング本体12の内部には下カバー部13(詳しくは下部ダイヤフラム34)を底部とする弁収容部14が形成されている。
In addition, a
ケーシング本体12における一方の側壁(図3〜図5では右側の側壁)には、円筒状の流入管部15が一体に設けられている。この流入管部15は、ケーシング本体12の上下方向の略中央に配設されていて、その内部には、水中ポンプ装置2から吐出された水(流体)の噴流Jを弁収容部14に導入する流入部としての流入用通路16が開口している。すなわち、流入管部15の内部には、弁収容部14と連通する流入用通路16が形成されており、この流入用通路16を介して水中ポンプ装置2(ポンプケーシング3)から弁収容部14へ噴流Jが流入するようになっている。また、流入管部15の上流端にはフランジ部15aが形成されており、このフランジ部15aによってケーシング本体12が水中ポンプ装置2のポンプケーシング3に取り付けられている。
On one side wall (the right side wall in FIGS. 3 to 5) of the
ケーシング本体12における他方の側壁(図3〜図5では左側の側壁)には、ケーシング本体12の上下方向の略中央に円筒状の流出管部17が一体に設けられている。この流出管部17の内部には、流入管部15から弁収容部14に流入した噴流Jを弁収容部14の外部に流出させる流出部としての流出用通路18が流入用通路16と同じ高さ位置で対向するように形成されている。また、流出管部17の先端部(下流端)には、流出管部17の流出用通路18を通過した噴流Jを下水中継ポンプ槽1内に吐出する吐出口19aを有するノズル19が取付固定されている。
On the other side wall (left side wall in FIGS. 3 to 5) of the
(弁座)
上記流出管部17の弁収容部14側に位置する上流端開口には弁座21が設けられている。具体的に、この弁座21は、ケーシング本体12とは別部材の円形のリング状に形成されており、その内周が流出管部17の流出用通路18に連通するように流出用通路18の上流端の位置でケーシング本体12に固定されている。弁座21は、例えばケーシング本体12を構成する材料よりも硬質な材料からなる。また、弁座21内周側の上流側開口縁部には、流入管部15側から流出管部17側に向かって弁座21の半径方向内側に向かうように狭まるテーパ状の座面21aが設けられている。
(valve seat)
A
(ボール弁)
上記弁収容部14内には略球状のボール弁22が移動可能に収容されている。ボール弁22は、図3に示すように、バルブ装置10の開弁時において後述する下部ダイヤフラム34上に載置された状態で弁収容部14の底部に位置する一方、図5に示すように、閉弁時では弁座21の座面21aに着座して流出管部17を閉じるように構成されている。
(Ball valve)
A substantially
(ダイヤフラム)
上記ケーシング本体12と下カバー部13との間には、弁収容部14の底部を構成する円板状の下部ダイヤフラム34が取り付けられている。この下部ダイヤフラム34は、例えばゴム製のものであり、その周縁部がケーシング本体12の下部と下カバー部13の上側周縁部との間に挟持された状態で気密状にケーシング本体12の下側に配設されている。そして、図4および図5に示すように、下部ダイヤフラム34と下カバー部13との間には、下部ダイヤフラム34を上方に向かって膨らませるためのオイルOを収容する下部オイル室35が形成されている。そして、噴流Jで弁収容部14内に負圧が生じたときに、その負圧と下部オイル室35内の圧力との差圧により中央部が上側に偏倚して、下部ダイヤフラム34上に位置するボール弁22を押し上げ、弁座21に着座させるように構成されている。
(Diaphragm)
Between the
上記ケーシング本体12と保護カバー32との間には、同様の上部ダイヤフラム31が周縁部にて気密状に取り付けられている。具体的に、ケーシング本体12の頂部に凹部20が形成され、この凹部20の上側には保護カバー32が上部ダイヤフラム31を保護するために取り付けられており、この凹部20の上側周縁部と保護カバー32の下側周縁部との間に上部ダイヤフラム31の周縁部が気密状に挟持されている。そして、ケーシング本体12の凹部20と上部ダイヤフラム31との間には、下部ダイヤフラム34を作動させるためのオイルO(作動流体)を収容する上部オイル室33が形成されている。
Between the casing
上記下部オイル室35と上部オイル室33とは、ケーシング本体12、下カバー部13、および下部ダイヤフラム34により形成されたオイル通路36によって互いに連通している。そして、上記負圧の発生により下部ダイヤフラム34が上方(すなわち弁座21側)に向かって膨らむように偏倚し、これに伴って上部オイル室33からオイル通路36を介して下部オイル室35にオイルOが移動するようになっている。
The
さらに、下カバー部13には、オイル通路36を移動するオイルOの流量を調整するための調整弁37が設けられている。この調整弁37により、上部オイル室33と下部オイル室35との間におけるオイルOの移動量を調整して、水中ポンプ装置2の運転開始からボール弁22が流出管部17を閉じるまでの作動時間を調整することが可能となっている。
Further, the
(分流抑制部)
次に、本発明の特徴として、ケーシング本体12の弁収容部14内壁面には分流抑制部としての溝部40が設けられている。この溝部40(分流抑制部)は、流入管部15から弁収容部14に流入した噴流Jに、その一部が弁座21周りの弁収容部14内壁面に当たってボール弁22の下側に回り込む巻き上げ流れとなるような分流W(図8参照)が生じるのを抑制するようになっている。
(Diversion control part)
Next, as a feature of the present invention, a
具体的に、図3〜図6に示すように、溝部40は、弁座21の半径方向外側に向かうように凹陥したものである。この溝部40は、弁座21の直上流側に位置するように配設されていて、断面略円弧状に凹陥形成されている。また、溝部40は、弁座21周りの弁収容部14内壁面の全周に亘って形成されている。この溝部40により、バルブ装置10では、溝部40に流入する噴流Jの一部が上記分流W(図8参照)とならずに、流入管部15側に戻る方向に案内される分流T(図3参照)になるように構成されている。なお、図6では、溝部40を強調して示すために、溝部40をドットハッチングにより表している。
Specifically, as shown in FIGS. 3 to 6, the
(バルブ装置の動作)
次に、バルブ装置10の動作を説明する。図3に示すように、水中ポンプ装置2を始動させる前段階では、ボール弁22が弁収容部14の底部(下部ダイヤフラム34)上に位置しており、この状態で流出管部17が開放されてバルブ装置10は開弁状態となっている。この開弁状態で水中ポンプ装置2を起動すると、ポンプケーシング3から下水の一部が流入管部15の流入用通路16を介して弁収容部14の内部に流入し、流出管部17を介してノズル19の吐出口19aから下水中継ポンプ槽1内に下水の一部が噴出される。これにより、下水中継ポンプ槽1内が攪拌される。
(Operation of valve device)
Next, the operation of the
そして、図4に示すように、弁収容部14を下水が通過することにより、弁収容部14に負圧が発生し、この負圧によって、オイルOが上部オイル室33からオイル通路36を通って下部オイル室35に移動するようになる(図4に示す矢印を参照)。これに伴い、上部ダイヤフラム31が下降する。その結果、下部ダイヤフラム34が上方に位置する弁座21側に向かって膨らむように偏倚して、ボール弁22が下部ダイヤフラム34の上方に位置する弁座21側に向かって押し上げられる。
Then, as shown in FIG. 4, the sewage passes through the
水中ポンプ装置2の運転開始から所定時間(例えば約20〜50秒)が経過すると、図4に示すように、下部ダイヤフラム34が完全に膨らんで上方に突出した状態となり、この下部ダイヤフラム34によりボール弁22が押し上げられて弁座21の座面21aに着座し流出管部17の流出用通路18(ノズル19の吐出口19a)を閉じる(図5参照)。これにより、ノズル19から下水の噴出が停止し、下水は吐出部4および着脱用接続管5を通って固定排出管6へ圧送されるようになる(図1および図2参照)。
When a predetermined time (for example, about 20 to 50 seconds) elapses from the start of operation of the
そして、図5に示すように、ボール弁22が弁座21に押し当てられた状態で弁収容部14内の圧力が上昇すると、その圧力により下部ダイヤフラム34が元の状態に押し戻され、上部ダイヤフラム31、下部ダイヤフラム34およびオイルOは元の位置に戻る(図5に示す矢印を参照)。
Then, as shown in FIG. 5, when the pressure in the
このようなバルブ装置10の動作により、水中ポンプ装置2の運転開始から所定時間の間、下水中継ポンプ槽1内の砂、汚泥、浮遊油脂、スカム等がノズル19からの噴出水によって攪拌され、水中ポンプ装置2に吸い込まれた後に固定排出管6から排出される。これにより、下水中継ポンプ槽1内に砂や汚泥が滞留または堆積することを防止することが可能となり、あるいは浮遊油脂やスカムが下水中継ポンプ槽1の壁などに付着することを抑制することが可能となる。また、下水中継ポンプ槽1内の汚水が攪拌されると、水面近傍の汚水も攪拌されるため、大気からの酸素の供給も積極的に行われて、曝気が促進されるようになる。
By the operation of the
この後、水中ポンプ装置2の作動を停止させると、ボール弁22は弁座21から離脱して下部ダイヤフラム34の上に落ち、水中ポンプ装置2は始動前の状態に戻る。なお、運転開始からボール弁22が流出管部17を閉じるまでの時間は、調整弁37を調整することによって変更することができる。
Thereafter, when the operation of the
(実施形態の作用効果)
図7は、上記実施形態に係るバルブ装置10および従来のバルブ装置100について、水中ポンプ装置2を作動させたときのバルブ装置に流れる水の流量と各バルブ装置における開弁状態から閉弁状態に移行するまでの作動時間(以下、単に「作動時間」という)との関係を実測値で示したグラフ(曲線A,B)である。なお、従来のバルブ装置100は、上述した特許文献1の構成と同様であり、図8に示すように、分流抑制部(溝部40)が設けられていない点を除けば本実施形態に係るバルブ装置10の構成と同様である(図8では実施形態と同じ符号を付して説明する)。
(Operation and effect of the embodiment)
FIG. 7 shows the flow rate of water flowing through the valve device when the
図7の曲線Aに示すように、従来のバルブ装置100では、所定の流量範囲において、作動時間が極端に短くなったり、流量の増加に伴い作動時間が長くなるという現象が見られた。この現象のメカニズムは以下のように説明される。
As shown by the curve A in FIG. 7, in the
図8に示すように、従来のバルブ装置100において、流入管部15から弁収容部14に導入された水の噴流Jは、流出管部17の上流端付近で外方に向かって広がるように流れ、その噴流Jの一部が弁座21付近の弁収容部14内壁面に衝突する。このとき、特に弁収容部14内壁面の下側部分に衝突した噴流Jの一部が、下部ダイヤフラム34上に位置するボール弁22の下側に回り込むように流れる分流W(巻き上げ流れ)となる。このような噴流Jの一部により生じる分流Wにより、下部ダイヤフラム34の偏倚動作に先んじてボール弁22が持ち上げられる。その結果、本来の作動時間よりも早くボール弁22が弁座21に着座するようになるものと推測される。
As shown in FIG. 8, in the
特に、図7に示すように、所定の流量範囲で分流Wの流速が加速度的に大きくなって、下部ダイヤフラム34の動作よりも分流Wの影響が大きくなる結果、上記範囲で作動時間が極端に短くなるという現象が現れるものと推測される。
In particular, as shown in FIG. 7, the flow velocity of the shunt W increases at an accelerated rate within a predetermined flow rate range, and the influence of the shunt W becomes greater than the operation of the
このように、従来のバルブ装置100では、所定の流量範囲で適切な作動時間が担保されず、例えば下水中継ポンプ槽内の撹拌がバルブ装置100で十分に行われなくなる。
As described above, in the
これに対し、本発明の実施形態に係るバルブ装置10では、流入管部15から弁収容部14に流入した噴流Jに、その一部が弁座21周りの弁収容部14内壁面に当たってボール弁22の下側に回り込む分流Wが生じるのを溝部40(分流抑制部)によって抑制するようにしており、この溝部40に流入する噴流Jの一部が流入管部15側に戻る方向に案内される分流Tになるように構成されている。
On the other hand, in the
その結果、図7の曲線Bに示すように、この実施形態に係るバルブ装置10では、所定の流量範囲において、適切な作動時間で開弁状態から閉弁状態に移行するようになっており、従来技術のバルブ装置100のような作動時間が極端に短くなるという現象が発生することはない。
As a result, as shown by a curve B in FIG. 7, in the
すなわち、図7に示す曲線Bからも裏付けられるように、本発明の実施形態に係るバルブ装置10では、溝部40からなる分流抑制部を設けたことにより、従来技術のバルブ装置100で発生する分流Wを抑制して、ボール弁22の下側に向かう噴流Jの一部の流れを抑制するとともに、ボール弁22による弁座21を閉じる動作を早めないようにすることが可能となる。したがって、本発明の実施形態に係るバルブ装置10では、水中ポンプ装置2による揚程に応じた流量範囲において、適切な作動時間を得ることが可能となり、その結果、十分な流体の通過時間を確保することができるとともに、安定した遮蔽能力を担保することができる。
That is, as supported by the curve B shown in FIG. 7, in the
また、溝部40からなる分流抑制部において、溝部40に流入する噴流Jの一部が流入管部15側に戻る方向に案内されるようになっている。すなわち、従来技術のバルブ装置100で発生するような分流Wの向きが溝部40により流入管部15側に戻る方向に向かう分流Tに変更される。これにより、噴流Jの一部がボール弁22の下側に回り込まないようになって、水中ポンプ装置2による揚程に応じた適切な作動時間を得ることができる。
Further, in the branch flow suppressing portion composed of the
また、溝部40が断面略円弧状に凹陥しているため、より安定的に噴流Jの一部を流入管部15側に戻る方向に案内することができる。
In addition, since the
さらに、この実施形態に係るバルブ装置10では、弁座21周りの弁収容部14内壁面の全周に溝部40が形成されている。このため、流入管部15から弁収容部14に向かって流れてきた噴流Jについて、外方に広がった噴流Jの一部が弁収容部14内壁面の全周に形成された溝部40に対し一様に衝突することになる。これにより、弁収容部14内壁面に衝突した噴流Jの一部における流れを包括的に抑制することが可能になる。また、弁収容部14内壁面の全周に形成された溝部40により、流出管部17の上流端付近における弁収容部14の空間が拡大するとともに、噴流Jの一部と弁収容部14内壁面との衝突ポイントが弁収容部14内で全体的に外方に拡がる。その結果、流出管部17の上流端付近における見かけの開口が広くなり、噴流Jが流入管部15から流出管部17に向かってスムーズに流れるようになる。したがって、流出管部17の上流端付近で噴流Jの流速が急激に変化することが抑制され、急激な負圧の変化が生じることなくバルブ装置10を安定的に動作させることができる。
Further, in the
[その他の実施形態]
上記実施形態に係るバルブ装置10は、下水中継ポンプ槽1内の水中ポンプ装置2に付設される槽内攪拌装置としての形態を示したが、この形態に限られない。例えば、流量調整用の弁機構、槽内の洗浄装置、スプリンクラー、畑の水やり機のような一定流量を流した後に遮蔽する弁機構としてバルブ装置10を適用してもよい。
[Other Embodiments]
Although the
また、上記実施形態に係るバルブ装置10では、溝部40が断面略円弧状に凹陥している形態を示したが、この形態に限られない。例えば、溝部40は、断面略三角形状に形成されていてもよい。要は、溝部40がより安定的に噴流Jの一部を流入管部15側に戻る方向に案内することができるような形状に形成されていればよい。
Further, in the
また、上記実施形態に係るバルブ装置10では、溝部40が弁座21周りの弁収容部14内壁面の全周に形成されている形態を示したが、この形態に限られない。すなわち、溝部40は、弁座21周りの弁収容部14内壁面の少なくとも一部に弁座21の周方向に沿って延びていればよい。具体的には、溝部40が弁座21周りの弁収容部14内壁面のうちの下部ダイヤフラム34側に形成されている形態であってもよい。要は、溝部40により弁収容部14内壁面の下側部分に衝突して生じる分流Wを流入管部15側に戻る方向に案内することができる形態であればよい。
Further, in the
さらに、上記実施形態に係るバルブ装置10では、分流抑制部として溝部40からなる形態を示したが、この形態に限られない。
Further, in the
以上、本発明についての実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態のみに限定されず、発明の範囲内で種々の変更が可能である。 The embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the invention.
本発明は、例えば下水中継ポンプ槽内の水中ポンプ装置に付設される槽内攪拌装置、流量調整用の弁機構、槽内の洗浄装置、スプリンクラー、畑の水やり機のような一定流量を流した後に遮蔽する弁機構として産業上の利用が可能である。 The present invention provides a constant flow rate such as a stirring device in a tank attached to a submersible pumping device in a sewage relay pump tank, a valve mechanism for adjusting a flow rate, a washing device in a tank, a sprinkler, and a watering machine in a field. It can be used industrially as a valve mechanism that shields after performing.
1:下水中継ポンプ槽
2:水中ポンプ装置
10:バルブ装置
11:ケーシング
12:ケーシング本体
13:下カバー部
14:弁収容部
15:流入部
16:流入用通路
17:流出部
18:流出用通路
19:ノズル
21:弁座
22:ボール弁
31:上部ダイヤフラム
32:保護カバー
33:上部オイル室
34:下部ダイヤフラム
35:下部オイル室
36:オイル通路
37:調整弁
40:溝部(分流抑制部)
O:オイル
J:噴流
T,W:分流
1: Sewage relay pump tank 2: Submersible pump device 10: Valve device 11: Casing 12: Casing body 13: Lower cover portion 14: Valve accommodating portion 15: Inflow portion 16: Inflow passage 17: Outflow portion 18: Outflow passage 19: Nozzle 21: Valve seat 22: Ball valve 31: Upper diaphragm 32: Protective cover 33: Upper oil chamber 34: Lower diaphragm 35: Lower oil chamber 36: Oil passage 37: Adjusting valve 40: Groove (diversion suppressing part)
O: Oil J: Jet T, W: Branch
Claims (5)
前記流出部の弁収容部側に位置する上流端開口に設けられた弁座と、
前記弁収容部の底部に設けられたダイヤフラムと、
前記弁収容部に移動可能に収容され、開弁時には前記ダイヤフラム上に載置された状態で該弁収容部の底部に位置する一方、閉弁時には前記弁座に着座して前記流出部を閉じるボール弁とを備え、
前記流入部から流体の噴流が前記弁収容部を通って前記流出部に向かうように流れたときに、該弁収容部内に生じた負圧によりダイヤフラムを上方に偏倚させることにより、前記ボール弁を押し上げて前記弁座に着座させ、該流出部を閉じるようにしたバルブ装置において、
前記流入部から前記弁収容部に流入した流体の噴流に、その一部が前記弁座周りの該弁収容部内壁面に当たって前記ボール弁の下側に回り込む分流が生じるのを抑制する分流抑制部が設けられている、バルブ装置。 A casing in which the inflow portion and the outflow portion are opened on the side wall so as to face each other, and a valve housing portion is provided therein so as to communicate with the inflow portion and the outflow portion;
A valve seat provided at an upstream end opening located on the valve housing portion side of the outflow portion,
A diaphragm provided at the bottom of the valve housing,
It is movably accommodated in the valve accommodating portion, and is located at the bottom of the valve accommodating portion while being placed on the diaphragm when the valve is opened, and is seated on the valve seat to close the outflow portion when the valve is closed. Equipped with a ball valve,
When the jet of fluid flows from the inflow portion to the outflow portion through the valve housing portion, the diaphragm is biased upward by the negative pressure generated in the valve housing portion, whereby the ball valve is moved. In a valve device which is pushed up and seated on the valve seat to close the outflow portion,
A diversion suppressing part that suppresses a part of the jet of the fluid that has flowed from the inflow part into the valve housing part into the valve housing part inner wall surface around the valve seat and from flowing under the ball valve is generated. The provided valve device.
前記分流抑制部は、前記弁座の直上流側に位置する、該弁座周りの前記弁収容部内壁面の少なくとも一部に該弁座の周方向に沿って延びるように形成されかつ該弁座の半径方向外側に向かうように凹陥した溝部からなり、該溝部に流入する噴流の一部が前記流入部側に戻る方向に案内されるようになっている、バルブ装置。 The valve device according to claim 1,
The diversion suppressing portion is formed on at least a part of an inner wall surface of the valve housing portion around the valve seat, which is located immediately upstream of the valve seat, so as to extend along a circumferential direction of the valve seat, and the valve seat is formed. A valve device comprising a groove recessed toward the outside in the radial direction, and a part of the jet flowing into the groove is guided in a direction returning to the inflow portion side.
前記溝部は、断面略円弧状に凹陥している、バルブ装置。 The valve device according to claim 2,
The valve device, wherein the groove is recessed in a substantially arc-shaped cross section.
前記溝部は、前記弁座周りの前記弁収容部内壁面のうちの前記ダイヤフラム側に形成されている、バルブ装置。 The valve device according to claim 2 or 3,
The valve device, wherein the groove portion is formed on the diaphragm side of an inner wall surface of the valve housing around the valve seat.
前記溝部は、前記弁座周りの前記弁収容部内壁面の全周に形成されている、バルブ装置。 The valve device according to claim 2 or 3,
The valve device, wherein the groove is formed on the entire circumference of the inner wall surface of the valve housing around the valve seat.
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