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JPH0579867B2 - - Google Patents
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JPH0579867B2 - - Google Patents

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JPH0579867B2
JPH0579867B2 JP2402990A JP2402990A JPH0579867B2 JP H0579867 B2 JPH0579867 B2 JP H0579867B2 JP 2402990 A JP2402990 A JP 2402990A JP 2402990 A JP2402990 A JP 2402990A JP H0579867 B2 JPH0579867 B2 JP H0579867B2
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JP
Japan
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valve
push rod
air
fulcrum
sealing lid
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP2402990A
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English (en)
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JPH03229078A (ja
Inventor
Eiji Morita
Yukio Kasanami
Masatoshi Sosho
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kurimoto Ltd
Original Assignee
Kurimoto Ltd
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Publication date
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  • Self-Closing Valves And Venting Or Aerating Valves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は送水管路に装着する空気弁に係る。
[従来の技術] 空気弁は管路に通水する時には管路内からの排
気を、また管路から排水するときには管路内へ給
気を行い、管路内が加圧されて圧水が流れている
状態にあつては、満水状態において水中から分離
した空気やガスを管路から排出する目的で取り付
けられる。
従来、空気弁については多くの技術が開示され
ている。第4図は日本工業規格に制定されている
JIS B 2063水道用単口空気弁である。これは送
水管路の上部に設置された弁箱41の下部に設け
た下部開口42が管路内と連通し、弁箱41内に
収納された昇降自在で弁体の役割をする見かけの
比重1以下(0.75〜0.80)のフロート43が弁箱
41内の水位の変動に連動して昇降し、弁箱41
の上部を閉鎖する上蓋44の中央部に固定された
弾性弁座45に設けた空気孔46を開閉するよう
になつている。
この空気弁の作用を詳しく説明すると、通水の
際には管路内の空気は空気孔46から排出され、
管路内が満水状態になり弁箱41内の水位が上昇
してくるとフロート43も上昇して弁座45に密
接して空気孔46を閉鎖する。管路から排水する
際には弁箱41内の水位が降下するとフロート4
3も弁座45から離れて降下し空気孔46を開放
するので、空気孔46から管路内へ給気される。
また管路内が加圧された満水状態で水中から分離
した空気やガスを排出するいわゆる圧力下排気
は、フロート43が弁座45に密接した全閉状態
において、弁箱41内と大気との圧力差(以後弁
内外の差圧と呼ぶ)と空気孔46の断面積を乗じ
た積がフロート43を弁座45に密接させようと
する力であり、この力とフロート43の重量によ
つてフロート43を弁座45から離そうとする力
とが相対抗しており、弁箱41内上部に水中から
分離した空気やガスが溜つて水位が下がると、フ
ロート43に作用する浮力が減少して、フロート
43の重量が増加するのでフロート43は弁座4
5から離れて降下し空気孔46を開放して排気が
行なわれる。排気が行なわれ水位が上昇するとフ
ロート43は再び上昇して弁座45に密接し空気
孔46を閉鎖する。
[発明が解決しようとする課題] 上に述べたように従来の空気弁は、フロートを
弁座に密接させようとする力が、弁内外の差圧と
空気孔の断面積を乗じた積となるため、圧力下排
気をするためには弁内外の差圧、空気孔の断面
積、フロートの重量の相対的な関係によつて構成
上の制限を受ける。すなわち上記の相対的関係か
ら、差圧の大きい時にはフロートの重量を大きく
しなければ空気孔が開かず弁が作動しないし、同
じ差圧では空気孔を大きくしようとすればやはり
フロートの重量を大きくしなければ弁の作動が生
じない。さらにフロートの重量が同じであれば差
圧の大きいときには空気孔を小さくしなければな
らない。一般に空気弁として求められる機能とし
ては、弁内外の差圧の広い範囲に亘つて適用で
き、しかもできるだけ空気孔は大きな断面積を持
ち、フロートは小さい方が望ましい。フロートが
大きいと言うことは弁箱全体も大型化して重量も
大きくなり管路に取り付ける上で障害となる。ま
た空気孔が小さいと言うことはそれだけ詰まりや
すいと言うことであり、固形物を大量に含む農業
用水や下水の場合には、このことが致命的となり
兼ねない。先に掲げた従来の技術(第4図)は清
水を対象とするものであつて、空気孔の弁座とフ
ロートとの密接部が水面に近いため、水と一緒に
固形物の付着する機会が生じ易く汚水が排気と一
緒に弁箱の上部へ噴き出したり、これが原因で小
さい空気孔が詰まつて了い弁機能を失うことも多
い。最近は下水を圧送する仕様が増える傾向にあ
り、清水(上水)の管路に使用している空気弁を
そのままでは使用し難く、仮に使用しても十分な
機能を期待することは困難である。
本願発明は以上に述べた課題を解決するため
に、空気孔を開閉するときに必要とする力を弁内
外の差圧や空気孔の断面積に関係なく、常にほぼ
一定である新しい空気弁の提供を目的とする。
[課題を解決するための手段] 本願発明に係る空気弁は、送水管路と連通する
下部開口2を設けた弁箱1の密閉蓋3のほぼ中央
上へ立設した支点4に支持されるリンクレバー5
を傾動自在に横架し、該リンクレバーの一方の端
点6から密閉蓋の貫通孔内で昇降自在に吊支され
る第一の押し棒7を介して錘8を具え、かつ、該
第一の押し棒7は密閉蓋上で上方で付勢する圧縮
ばね10を周設し、その下端部は密閉蓋底面へ張
設したダイヤフラム18と共動きする第一のダイ
ヤフラムピストン9を形成し、前記支点4と端点
6の間の吊点11より昇降自在に弁体12を吊支
して密閉蓋を貫通する空気孔13を開閉するとと
もに前記支点の他方には端点14より、昇降自在
の第二の押し棒15を吊支し、かつ該第二の押し
棒15もまたその下端部が貫通孔底面へ張設した
ダイヤフラムと共動きする第二のダイヤフラムピ
ストン16を形成すること、ならびに、 (1) 支点4より弁体を吊支する吊点11までの距
離をLa (2) 空気孔13の断面積をAa (3) 支点4より第一の押し棒を吊支する端点6ま
での距離をL1 (4) 第一のダイヤフラムピストン9の受圧面積を
A1 (5) 支点4より第二の押し棒を吊支する端点14
までの距離をL2 (6) 第二のダイヤフラムピストンの受圧面積を
A2 とするとき、 L2×A2=L1×A1+La×Aa なる関係がほぼ成立することによつて前記の課題
を解決した。
[作用] 本願発明の作用を実施例を示す第1図から第3
図に基いて説明する。
送水管路Aに下部開口2によつて接続する弁箱
1の密閉蓋3のほぼ中央上に支点4を立設し、こ
の支点に係合するリンクレバー5を密閉蓋の上に
横架する。このリンクレバーの端点6から昇降自
在に第一の押し棒7を介して錘8を吊り下げてい
る。この押し棒7は錘よりも上の弁箱の上部に形
成した第一のダイヤフラムピストン9に取り囲ま
れ、かつ密閉蓋3を隔ててさらにその上に取り付
けられた圧縮ばね10によつても取り囲まれてい
る。すなわちリンクレバー5の端点6には第一の
押し棒7を下へ引つ張り下ろそうとする錘8の重
力と、上方へ引き上げようとする付勢力とが第一
のダイヤフラムピストン9を挟んで作用している
と言う構成となる。さらにリンクレバー5の支点
寄りの吊点11から昇降自在に弁体12を吊り下
げて密閉蓋を貫通する空気孔13を開閉する。リ
ンクレバー5の支点を越えた他の側の端点14に
は第二の押し棒15を上下昇降自在に吊支し弁箱
の上部に形成した第二のダイヤフラムピストン1
6の作用を受ける。
以上の構成において前記の関係式が成立するこ
とにより、 A2×L2=S2、Aa×La=Sa、 A1×L1=S1、S2=Sa+S1 となるので、弁体12に作用する力を分析する
と、弁内外の差圧をP、錘8の重量にまさる付勢
力f、弁体12を弁座に密接させようとする力を
F、空気孔13の断面積Aaや支持点間の距離な
どは前記の記号を用い、錘8以外の重量を無視す
ると、 F=P×(Sa+S1−S2)÷La+f×L1÷La S2=Sa+S1 になるように設定されているから、 F=f×L1÷La=W となつて弁を閉じる力はほぼ錘の重力に打ち勝つ
付勢力による押圧力Wであり、錘の重力が変わら
ない限り変わらず、水位の変動によつて浮力に変
動を受けた場合にだけ変動し、その力関係によつ
て弁を開いたり閉じたりする。
このように弁内外の差圧によつて弁体に作用す
る力は、ダイヤフラムピストンに発生する力によ
つて相殺され、弁体を動かして空気孔を閉じよう
とする力は、錘の重力に打ち勝つ付勢力による押
圧力だけとなつて、弁内外の差圧の大きさや空気
孔の断面積の大きさには関係なくほぼ一定の値と
なる。従つてこの付勢力を錘が水位の昇降によつ
て変動する浮力の最大と最小との間に設定してお
けば、その他の条件に変動があつてもそれに影響
を受けることなく空気弁は常に正常な機能を発揮
することができる。
[実施例] 本願の好ましい実施例について前項との重複を
避けて説明する。
図において、弁箱1の密閉蓋3に穿設した第一
の貫通孔17の下端部に弾性の第一のダイヤフラ
ム18を張設し第一の押し棒7の下端面と取り付
け材19との間に挟まれて第一のダイヤフラムピ
ストン9を形成する。錘8としては本例では水よ
りも比重の小さいフロートを選び、ロープ20に
よつて下方へ吊り下げられている。吊点11から
吊り下げられている弁体12が脱着して弁を開閉
する相手は弁座21であり、弁座は中央に空気孔
13を穿設しその底部に弁体の弁座面22と弁箱
弁座21の弁座面23が対向している。弁座21
は密閉蓋3に固定されその上に載せられた支持部
材24には空気孔に連通する複数のねじ孔25が
開口し、弁箱の内部と外部との空気の出入口を形
成している。
リンクレバー5の端点6、吊点11、端点14
にはそれぞれ長孔26,27,28を貫通し、こ
の長孔内に遊嵌するピン29,30,31の移動
によつてピンにつながる取付金具32,33,3
4およびその下の弁体や押し棒の上下昇降に伴な
うリンクレバーの傾動を可能とする。
圧縮ばね10は支持板37と連結部材35の間
にあつてナツト36の締付け具合によつてその付
勢力を調整することができる。
第1図においては送水管路Aにはまだ送水され
ておらず弁箱内には水がない状態だから、フロー
ト8には浮力が作用していないためその重量がそ
のまま負荷となり、弁体12の弁座面22は圧縮
ばね10の上方への付勢力に打ち勝つて弁座面2
3から引き離され空気孔13は全開している。
この状態から通水が始まり管路内が充水してく
ると、第2図に示すように管路内の空気が下部開
口2から弁箱1の中へ入り、空気孔13およびね
じ孔25を経て外部へ排出される。管路が満水と
なつて水が弁箱の中にまで入り込み水位が上昇し
てくると、フロートに作用する浮力が増加し相対
的に下方への重力が減退するから、圧縮ばねの付
勢力が打ち勝つて弁座面23に弁座面22が密接
し空気孔13は閉ざされて弁は全閉の状態とな
る。
弁閉の状態が続く内、水中に混入していた空気
やガスが分離して弁箱の上部に溜まり、そのため
に水位が下がるとフロートに作用していた浮力も
減退し、遂に圧縮ばねの付勢力を凌駕するに至る
と、第3図に示すように弁座面22は弁座面23
から引き離されて空気孔13が開口し、空気やガ
スは弁箱の外へ排出される。圧力下排気が終わる
と、弁箱内の水位が上昇して再び空気孔は閉じ第
2図の状態に戻る。
[発明の効果] 本願発明は以上に述べたような作用を生じるか
ら、次の効果をもたらす。すなわち、弁内外の差
圧の広い範囲に亘つて空気孔の断面積は大きく、
錘は小さい小型の空気弁の仕様を可能とする。仮
に差圧が従来と同一であるとしても、空気弁の大
きさを変えることなく空気孔の大きさを大きく変
えることができるので、無数の微細な固形物を混
入している農業用水や下水などの汚濁水の送水管
路として好適である。また、空気孔の開閉が直接
フロートとの脱着によるのではなく、上下する水
面から遠く離れた上の方で行われているから、な
おさら汚水に漬かつて汚れる心配がなく、汚水が
弁箱の外へ噴き上げるような虞れもない。
実施例特有の効果としては、錘を比重1以下の
フロートにしているので閉鎖された状態において
は弁体に対する重力は非常に小さく、これとバラ
ンスする圧縮ばねの定数も小さくて済みその長さ
を短くすることができる。また、空気やガスの外
部との連通口をねじ孔25で形成しているから、
空気孔13や両弁座面にごみ等が付着したときで
も洗滌用水の管端のねじをねじ孔に捩じ込んで送
水すれば、容易に洗い流すことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図から第3図までは本願発明の実施例を示
す垂直断面図、第4図は従来の技術を示す垂直断
面図。 1……弁箱、2……下部開口、3……密閉蓋、
4……支点、5……リンクレバー、6……端点、
7……第一の押し棒、8……錘(フロート)、9
……第一のダイヤフラムピストン、10……付勢
手段(圧縮ばね)、11……吊点、12……弁体、
13……空気孔、14……端点、15……第二の
押し棒、16……第二のダイヤフラムピストン、
L1……支点より第一の押し棒までのまでの距離、
L2……支点より第二の押し棒までの距離、La…
…支点より弁体までの距離、Aa……空気孔の断
面積、A1……第一のダイヤフラムピストンの受
圧面積、A2……第二のダイヤフラムピストンの
受圧面積、A……送水管路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 送水管路と連通する下部開口2を設けた弁箱
    1の密閉蓋3のほぼ中央上へ立設した支点4に支
    持されるリンクレバー5を傾動自在に横架し、該
    リンクレバーの一方の端点6から密閉蓋の貫通孔
    内で昇降自在に吊支される第一の押し棒7を介し
    て錘8を具え、かつ、該第一の押し棒7は密閉蓋
    上で上方へ付勢する圧縮ばね10を周設し、その
    下端部は密閉蓋底面へ張設したダイヤフラム18
    と共動きする第一のダイヤフラムピストン9を形
    成し、前記支点4と端点6の間の吊点11より昇
    降自在に弁体12を吊支して密閉蓋を貫通する空
    気孔13を開閉するとともに、前記支点の他方に
    は端点14より、昇降自在の第二の押し棒15を
    吊支し、かつ該第二の押し棒15もまたその下端
    部が貫通孔底面へ張設したダイヤフラムと共動き
    する第二のダイヤフラムピストン16を形成する
    こと、ならびに、 (1) 支点4より弁体を吊支する吊点11までの距
    離をLa (2) 空気孔13の断面積をAa (3) 支点4より第一の押し棒を吊支する端点6ま
    での距離をL1 (4) 第一のダイヤフラムピストン9の受圧面積を
    A1 (5) 支点4より第二の押し棒を吊支する端点14
    までの距離をL2 (6) 第二のダイヤフラムピストン16の受圧面積
    をA2 とするとき、 L2×A2=L1×A1+La×Aa なる関係がほぼ成立することを特徴とする空気
    弁。
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