緊急遮断弁装置
【課題】設備の稼働に支障を来さない状態で、弁体の作動確認が簡易な構造でもって速やかに行えるとともに、故障を少なくし、コストの低減化を図る。
【解決手段】第１、第２シリンダ６、７内にピストンロッド１０により連結した第１、第２ピストン８、９を設け、第２ピストン９を、環状体からなるストッパピストン１１と、環状溝１２に軸線方向に摺動自在に内嵌したバルブ開度規制ピストン１３とで構成する。弁体２の全開状態で、環状溝１２の溝幅を規制する一方の内壁１２ａとバルブ開度規制ピストン１３との間に間隙ａが形成されるようにする。弁体２の全開状態における作動確認時に、第１ピストン８を、弁体２の全開状態の位置から閉弁方向に駆動させたときにおけるバルブ開度規制ピストン１３の駆動範囲を、間隙ａの軸線方向の幅によって規制することにより、弁体２を予め定めた所望の中間開度に維持させる。
【解決手段】第１、第２シリンダ６、７内にピストンロッド１０により連結した第１、第２ピストン８、９を設け、第２ピストン９を、環状体からなるストッパピストン１１と、環状溝１２に軸線方向に摺動自在に内嵌したバルブ開度規制ピストン１３とで構成する。弁体２の全開状態で、環状溝１２の溝幅を規制する一方の内壁１２ａとバルブ開度規制ピストン１３との間に間隙ａが形成されるようにする。弁体２の全開状態における作動確認時に、第１ピストン８を、弁体２の全開状態の位置から閉弁方向に駆動させたときにおけるバルブ開度規制ピストン１３の駆動範囲を、間隙ａの軸線方向の幅によって規制することにより、弁体２を予め定めた所望の中間開度に維持させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石油精製プラント等における流体の流路や、ガス等のパイプラインなどの途中に設けられる緊急遮断弁装置に係り、特に、プラント等の設備を稼働させながら、弁体の作動を確認しうるようにした緊急遮断弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
パイプラインに接続される緊急遮断弁は、プラント等の設備が正常に稼働されているときには弁体を全開状態に維持し、地震等により、設備に異常が発生するなどした際には、弁体を全閉状態となるように作動させて、事故等を未然に防止している。
そのため、緊急遮断弁の信頼性を確保するためには、弁体が正常に作動するか否かの確認を、設備の稼働を中断して、定期的に点検することが行われている。
【０００３】
しかし、信頼性をより一層向上させるために、設備の稼働中にも、緊急遮断弁を完全に閉止させることなく、緊急遮断弁が、設備の稼動に支障を来たさない程度の開度、すなわち開度１００％の状態から約１５〜３０％程度閉弁して、作動確認試験、いわゆるパーシャルストロークテストを実施することが望まれている。
【０００４】
従来の緊急遮断弁においては、図８および図９に示すように、設備のパイプラインＷに接続されたボールバルブからなるバルブ本体０１内における弁体０２の弁軸０３を臨ませたボディ本体０４の両端部に、たとえば第１シリンダ０５を右側に、この第１シリンダ０５とほぼ同径のシリンダ径を有する第２シリンダ０６を左側にそれぞれ配置して、第１、第２シリンダ０５、０６を、互いに軸線方向の同一直線上に位置するように、対称的に隣設するとともに、第１、第２シリンダ０５、０６内に、ピストンロッド０７によって連結された第１、第２ピストン０８、０９をそれぞれ摺動自在に設けた複動式トルクシリンダからなる構成を有するものがある。
ピストンロッド０７には、連係ピン０１０を介して、揺動アーム０１１が連係されているとともに、この揺動アーム０１１に弁軸０３を連係させることにより、弁体０２を開閉しうるようになっている。
【０００５】
このように緊急遮断弁は、設備の稼動による通常時には、第１、第２ピストン０８、０９における左側方のシリンダ室０５ａ、０６ａに、流体供給源（図示せず）からの圧力流体を供給するとともに、右側方のシリンダ室０５ｂ、０６ｂの圧力流体を排出させて、第１、第２ピストン０８、０９を右方の開弁方向に駆動させることによって、ピストンロッド０７に連係ピン０１０を介して連係させた揺動アーム０１１を駆動し、この揺動アーム０１１の揺動により、弁軸０３を回動させて、弁体０２が全開状態に維持されるようにしている。
また、稼動中の設備に異常が発生した時などの緊急時にあっては、第１、第２ピストン０８、０９における右側方のシリンダ室０５ｂ、０６ｂに圧力流体を供給するとともに、左側方のシリンダ室０５ａ、０６ａの圧力流体を排出して、第１、第２ピストン０８、０９を左方の閉弁方向に駆動させることによって、弁体０２を全閉状態にして、プラント設備等におけるパイプラインＷの緊急遮断が行われるようになっている。
【０００６】
しかし、前記した緊急遮断弁は、弁体０２の開度を、全開（１００％）と全閉（０％）との２つの動作しか選択し得ないため、設備の稼働中に、弁体０２の作動確認を行うことはできない。
【０００７】
この問題を解決しうるものとしては、例えばプラント等の設備の稼働中でも緊急遮断動作を確認しうるようにした緊急遮断弁装置もある（特許文献１参照）。
【０００８】
前記特許文献１に記載の緊急遮断弁装置は、緊急遮断弁駆動用シリンダに圧力流体を供給する逆止弁や電磁切換弁を実際に動かしながら、それらの作動のみを確認するものであって、弁体自身が正常に作動するか否かを確認することはできない。
そのため、流体の性質等により、万一、弁体もしくは弁ケースの内部が錆付いたり、腐食するなどしていると、緊急時に流路を遮断することができなくなる恐れがある。
【０００９】
また、弁体の開度を全開、中開および全閉状態の二段階に開閉する弁装置が知られている（特許文献２参照）。
【００１０】
この二段開閉弁装置は、複動式トルクシリンダにおける一方のシリンダに、開度規制用シリンダを隣接し、この開度規制用シリンダ内に設けたストッパピストンのピストンロッドを、トルクシリンダにおける一方のシリンダ内に臨ませて、往復動ピストンの一方に対峙させるとともに、往復動ピストンの閉弁方向の摺動を規制することにより、弁体が全開、全閉状態の他に中間開度に維持されるような構成となっている。
これにより、例えばロータリ車やタンク車、ドラム缶等への定量給油作業時における初期給油段階において、弁体を中間開度にして給油し、弁体の全開状態での急激な給油による静電気の発生を防止し、火災の危険性を回避している。
【００１１】
しかし、前記特許文献２に記載の二段開閉弁装置は、本発明の緊急遮断弁装置における設備稼働中の弁体の作動確認とは目的が異なるばかりでなく、複動式トルクシリンダに開度規制用のシングルピストン式シリンダを付設して構成しているために、装置全体の構造が複雑化し、コスト高になる。
また、トルクシリンダにおけるピストンの摺動抵抗も大きく、動作速度が遅いばかりでなく、頻繁に故障し易いという問題があった。
【特許文献１】特開平１０−６１８１２号公報
【特許文献２】実公昭６１−１９２０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、前記の現状に鑑み、設備の稼働に支障を来さない状態で、弁体の作動確認が簡易な構造でもって速やかに行うことができるとともに、故障を少なくし、コストの低減化を図ることができるようにした緊急遮断弁装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題は「特許請求の範囲」における各請求項に記載するように、次のような構成からなる発明によって解決される。
【００１４】
（１） パイプラインに接続されたバルブ本体内における弁体の弁軸を臨ませたボディ本体の両端部に、第１シリンダと第２シリンダとを、互いに軸線方向の同一直線上に位置するように配設するとともに、第１、第２シリンダ内に、弁軸に連係するピストンロッドの両端部に互いに連結された第１ピストンおよび第２ピストンをそれぞれ軸線方向に摺動自在に設け、かつ通常時には、第１、第２シリンダ内を摺動自在な第１、第２ピストンの一側方のシリンダ室に流体供給源からの圧力流体を供給して、第１、第２ピストンをそれぞれ開弁方向に駆動させることにより、ピストンロッドに連係する弁軸を介して、弁体を全開状態にするとともに、緊急時には、第１、第２ピストンの他側方のシリンダ室に圧力流体をそれぞれ切換え供給して、第１、第２ピストンをそれぞれ閉弁方向に駆動させることにより、弁体を全閉状態にする複動式シリンダからなる緊急遮断弁装置において、第２ピストンを、第２シリンダ内に軸線方向に摺動自在に設けられ、かつ環状体の内周面に環状溝が形成されたストッパピストンと、このストッパピストンの環状溝に軸線方向に摺動自在に設けられ、かつ一端に第１ピストンが連結されたピストンロッドの他端に連結したバルブ開度規制ピストンとにより構成するとともに、
弁体の全開時には、第２ピストンのバルブ開度規制ピストンが、ストッパピストンにおける環状溝の溝幅を規制する一方の内壁から他方の内壁に向けて摺動して当接しうるようにして、環状溝の前記一方の内壁とバルブ開度規制ピストンとの間に間隙を形成し、かつ、
弁体の作動確認時には、弁体の全開状態において、第１ピストンの一側方のシリンダ室内の圧力流体を排出し、他側方のシリンダ室に圧力流体を供給しうるように切換えることにより、第１ピストンを、弁体の全開状態の位置から閉弁方向に駆動させたときにおけるバルブ開度規制ピストンの駆動範囲を、前記間隙の軸線方向の幅によって規制することにより、弁体を予め定めた所望の中間開度に維持しうるようにする。
【００１５】
（２） 上記（２）項において、第１、第２シリンダ内における第１、第２ピストンの一側方のシリンダ室に流体供給源からの圧力流体をそれぞれ供給し、かつ第１、第２ピストンの他側方のシリンダ室の圧力流体を排出することにより、第１、第２ピストンを弁体の開弁方向に駆動させて、弁体を全開状態にする第１流体作動切換弁と、この第１流体作動切換弁を、緊急遮断時の非通電状態において、第１、第２ピストンの他側方のシリンダ室に圧力流体を供給し、かつ第１、第２ピストンの一側方のシリンダ室の圧力流体を排出することにより、第１、第２ピストンを弁体の閉弁方向に駆動させて、弁体を全閉状態にするように切換える緊急遮断用の第１電磁切換弁と、この第１電磁切換弁と第１流体作動切換弁との間に設けられ、かつ第１電磁切換弁に連動する第１流体作動切換弁を介して、非通電状態にあるとき、弁体の全開状態および全閉状態を許容するとともに、通電状態にあるとき、第２ピストンのストッパピストンを静止状態に維持して、第１ピストン、第２ピストンのバルブ開度規制ピストンを、弁体の全開状態から閉弁方向に向けて駆動しうるように、第１流体作動切換弁を切換える、弁体作動確認用の第２電磁切換弁とによって弁体開閉機構を構成する。
【００１６】
（３） 上記（１）項または（２）項において、第１電磁切換弁に連動する第２流体作動切換弁によって弁体作動確認機構を構成し、第２流体作動切換弁を、第２シリンダ内における第２ピストンの一側方のシリンダ室に圧力流体を供給し、かつ第２ピストンの他側方のシリンダ室の圧力流体を排出することにより、第２ピストンを、第１電磁切換弁の通電状態における弁体の全開位置に停止させ、弁体の作動確認時における第２電磁切換弁の通電状態において、第１空気作動弁を切換え、弁体の閉弁方向に駆動する第２ピストンのバルブ開度規制ピストンを、静止状態を維持する第２ピストンのストッパピストンにおける環状溝の一方の内壁に当接させることにより、弁体を予め定めた所望の中間開度に維持しうるようにするとともに、緊急遮断時における第１電磁切換弁の非通電状態において、第２ピストンの他側方のシリンダ室に圧力流体を供給し、かつ、第２ピストンの一側方のシリンダ室の圧力流体を排出することにより、第２ピストンを、弁体の全閉位置に停止させるように切換制御可能とする。
【００１７】
（４） 上記（１）〜（３）項のいずれかにおいて、弁体開閉機構における第１電磁切換弁と第２電磁切換弁との間に、弁設置現場において弁体作動確認の手動操作を可能にする手動切換弁を設ける。
【００１８】
（５） 上記（１）〜（４）項のいずれかにおいて、弁体の弁軸に、弁体の中間開度動作を検知する検知手段を設ける。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によると、次のような効果を奏することができる。
【００２０】
請求項１記載の発明によれば、第２ピストンを、第２シリンダ内に軸線方向に摺動自在に設けられ、かつ環状体の内周面に環状溝が形成されたストッパピストンと、このストッパピストンの環状溝に軸線方向に摺動自在に設けられ、かつ一端に第１ピストンが連結されたピストンロッドの他端に連結したバルブ開度規制ピストンとにより構成するとともに、弁体の全開時には、第２ピストンのバルブ開度規制ピストンが、ストッパピストンにおける環状溝の溝幅を規制する一方の内壁から他方の内壁に向けて摺動して当接しうるようにして、環状溝の前記一方の内壁とバルブ開度規制ピストンとの間に間隙を形成し、かつ、弁体の作動確認時には、弁体の全開状態において、第１ピストンの一側方のシリンダ室内の圧力流体を排出し、他側方のシリンダ室に圧力流体を供給しうるように切換えることにより、第１ピストンを、弁体の全開状態の位置から閉弁方向に駆動させたときにおけるバルブ開度規制ピストンの駆動範囲を、前記間隙の軸線方向の幅によって規制することにより、弁体を予め定めた所望の中間開度に維持しうるようにしてあるため、弁体は、予め定めた一定の開度以上に閉弁されることはなく、パイプライン等の流路を、設備の稼働に支障を来さない状態で、弁体の作動確認を簡易な構造でもって速やかに行うことができるとともに、故障を少なくすることができる。
さらに、第２ピストンの構成を、ストッパピストンとバルブ開度規制ピストンとに代えるだけで、外見が従来型と同様の複動式トルクシリンダを用いることができるため、コストの低減化を図ることができるとともに、弁体の作動確認を安価に行うことができる。
【００２１】
請求項２記載の発明によれば、第１、第２シリンダ内における第１、第２ピストンの一側方のシリンダ室に流体供給源からの圧力流体をそれぞれ供給し、かつ第１、第２ピストンの他側方のシリンダ室の圧力流体を排出することにより、第１、第２ピストンを弁体の開弁方向に駆動させて、弁体を全開状態にする第１流体作動切換弁と、この第１流体作動切換弁を、緊急遮断時の非通電状態において、第１、第２ピストンの他側方のシリンダ室に圧力流体を供給し、かつ第１、第２ピストンの一側方のシリンダ室の圧力流体を排出することにより、第１、第２ピストンを弁体の閉弁方向に駆動させて、弁体を全閉状態にするように切換える緊急遮断用の第１電磁切換弁と、この第１電磁切換弁と第１流体作動切換弁との間に設けられ、かつ第１電磁切換弁に連動する第１流体作動切換弁を介して、非通電状態にあるとき、弁体の全開状態および全閉状態を許容するとともに、通電状態にあるとき、第２ピストンのストッパピストンを静止状態に維持して、第１ピストン、第２ピストンのバルブ開度規制ピストンを、弁体の全開状態から閉弁方向に向けて駆動しうるように、第１流体作動切換弁を切換える、弁体作動確認用の第２電磁切換弁とによって弁体開閉機構を構成してあるため、第１、第２ピストンの駆動による弁体の開閉を速やかに行うことができる。
【００２２】
請求項３記載の発明によれば、第１電磁切換弁に連動する第２流体作動切換弁によって弁体作動確認機構を構成し、第２流体作動切換弁を、第２シリンダ内における第２ピストンの一側方のシリンダ室に圧力流体を供給し、かつ第２ピストンの他側方のシリンダ室の圧力流体を排出することにより、第２ピストンを、第１電磁切換弁の通電状態における弁体の全開位置に停止させ、弁体の作動確認時における第２電磁切換弁の通電状態において、第１空気作動弁を切換え、弁体の閉弁方向に駆動する第２ピストンのバルブ開度規制ピストンを、静止状態を維持する第２ピストンのストッパピストンにおける環状溝の一方の内壁に当接させることにより、弁体を予め定めた所望の中間開度に維持しうるようにするとともに、緊急遮断時における第１電磁切換弁の非通電状態において、第２ピストンの他側方のシリンダ室に圧力流体を供給し、かつ、第２ピストンの一側方のシリンダ室の圧力流体を排出することにより、第２ピストンを、弁体の全閉位置に停止させるように切換制御可能としているため、弁体の作動確認時に、ピストンロッドを、弁体の開度規制位置に正確に停止させることができ、弁体を、設備の稼動に支障を来たさない中間開度に維持させることができ、弁体の作動確認テストを、随時簡単に行うことができるとともに、緊急遮断時における弁体の全閉動作も速やかに行うことができる。
【００２３】
請求項４記載の発明によれば、弁体開閉機構における第１電磁切換弁と第２電磁切換弁との間に、弁設置現場において弁体作動確認の手動操作を可能にする手動切換弁を設けてあるため、弁体の作動確認を、緊急遮断弁装置より離れた位置からのオンラインと、その設置現場での手動操作との両方で行うことができる。
【００２４】
請求項５記載の発明によれば、弁体の弁軸に、弁体の中間開度動作を検知する検知手段を設けてあるため、弁体が正常に作動するか否かを、緊急遮断弁装置より離れた遠隔地からでも、容易に確認することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明を、図面に基づいて説明する。
図１は、本発明における第１実施形態の緊急遮断弁装置のシリンダ系を縦断して示す弁体全閉状態の正面図、図２は、同じく、シリンダ系を横断して示す弁体全閉状態の平面図、図３は、同じく、シリンダ系を横断して示す弁体全開状態の平面図である。
【００２６】
本発明の緊急遮断弁装置は、図１および図２に示すように、たとえばプラント設備等におけるパイプラインＷの途中に接続されたボールバルブからなる公知のバルブ本体１と、このバルブ本体１の内部に収容されたボール形の弁体２を、弁軸３を介して開閉制御するシリンダ系の弁駆動制御機構４とによって構成されている。
【００２７】
弁駆動制御機構４は、弁体２の弁軸３を臨ませたボディ本体５の両端部に、たとえば第１シリンダ６を右側に、この第１シリンダ６とほぼ同径もしくは大径のシリンダ径からなる第２シリンダ７を左側にそれぞれ配置して、第１、第２シリンダ６、７を互いに軸線方向の同一直線上に位置するように対称的に配設した従来型の複動式トルクシリンダが用いられている。
第１シリンダ６内には、第１ピストン８が、第２シリンダ７内には、第２ピストン９がそれぞれ摺動自在に設けられているとともに、これら第１、第２ピストン８、９は、第１、第２シリンダ６、７間に跨って軸線方向に延びるピストンロッド１０の両端部１０ａ、１０ｂにそれぞれ連結されている。
【００２８】
第２ピストン９は、第２シリンダ７内に軸線方向に摺動自在に設けた環状体からなるストッパピストン１１と、このストッパピストン１１における環状体の内周面に形成した環状溝１２と、この環状溝１２内に軸線方向に摺動自在に内嵌させて設けたバルブ開度規制ピストン１３とにより構成されている。
バルブ開度規制ピストン１３は、一端部１０ａに第１ピストン８を連結したピストンロッド１０の他端部１０ｂに連結されているとともに、環状溝１２の軸線方向に対向する左右の内壁、すなわち環状溝１２の溝幅を規制する内壁１２ａ、１２ｂ間を摺動しうるように、そのストローク長さが規制されている。
【００２９】
第２ピストン９は、図３に示すように、弁体２の全開状態において、ストッパピストン１１における環状溝１２の右側の内壁１２ｂにバルブ開度規制ピストン１３の右側面が当接しうるようになっているとともに、バルブ開度規制ピストン１３の左側面と環状溝１２の左側の内壁１２ａとの間に間隙ａが形成されるようにし、この間隙ａの軸線方向の幅によって、バルブ開度規制ピストン１３のストローク長さが規制されて、弁体２を、予め定めた所望の中間開度に設定しうるように、弁体作動確認機構を構成している。
すなわち、前記弁体作動確認機構において、バルブ本体１における弁体２の開度調整は、ストッパピストン１１における環状溝１２の軸線方向の溝幅を調整して、前記間隙ａにおける軸線方向の幅を変更することによって、バルブ開度規制ピストン１３の駆動範囲を規制することにより伝わるようになっている。
【００３０】
第１、第２ピストン８、９は、通常時に、第１、第２ピストン８、９の左側方のシリンダ室６ａ、７ａに、それぞれポートＰ１、Ｐ２を介して流体供給源からの圧力空気を供給するとともに、第１、第２ピストン８、９における右側方のシリンダ室６ｂ、７ｂの圧力空気を、それぞれポートＰ３、Ｐ４を介して排出することにより、右方の開弁方向に駆動しうるようになっている。
これにより、第１、第２ピストン８、９間に連結されたピストンロッド１０は、右方に駆動させるとともに、ピストンロッド１０に連係ピン１４を介して連係させた揺動アーム１５を反時計回りに揺動させることにより、弁体２の弁軸３を回動させ、図３に示すように、バルブ本体１内の弁体２を全開状態に許容する弁体開閉機構を構成している
【００３１】
弁体開閉機構は、緊急時には、第１ピストン８の右側方のシリンダ室６ｂと第２ピストン９の右側方のシリンダ室７ｂに、それぞれポートＰ３、Ｐ４を介して、圧力流体を切換え供給し、第１ピストン８と、第２ピストン９の左側方のシリンダ室６ａ、７ａの圧力流体を、ポートＰ１、Ｐ２を介してそれぞれ排出して、第１ピストン８と、第２ピストン９を左方の閉弁方向に駆動させることにより、図１、図２に示すように、バルブ本体１の弁体２を全閉状態となるように許容して、設備のパイプラインＷを遮断しうるようになっている。
このとき、第２ピストン９のストッパピストン１１に内嵌されたバルブ開度規制ピストン１３は、弁体２の全閉状態において、ストッパピストン１１における環状溝１２の左側の内壁１２ａに当接して停止するようになっている。
【００３２】
弁体作動確認機構は、バルブ本体１における弁体２の作動確認時に、第１ピストン８を、図３に示す弁体２の全開状態の位置から左方の閉弁方向に駆動させたとき、第２ピストン９のストッパピストン１１を静止状態に維持したまま、バルブ開度規制ピストン１３を左方に駆動させ、バルブ開度規制ピストン１３の左側面を環状溝１２の左方の内壁１２ａに当接させて、弁体２が、予め定めた所望の中間開度に維持されるようにしている。
【００３３】
次に、弁駆動制御機構４による弁体１の開閉制御状態を、図４〜図６に示す図面に基づいて説明する。
図４は、弁体の全開状態におけるシリンダ制御系の概略図、図５は、同じく、弁体の全閉状態におけるシリンダ制御系の概略図、図６は、同じく、弁体の作動確認時におけるシリンダ制御系の概略図である。
【００３４】
図４に示すように、弁体開閉機構の駆動制御回路は、第１空気作動切換弁１６と、この第１空気作動切換弁１６を切換動作させる緊急遮断用の第１電磁切換弁１７と、この第１電磁切換弁１７と前記第１空気作動切換弁１６との間に接続された弁体作動確認用の第２電磁切換弁１８と、第１電磁切換弁１７に連動しうるように接続される第２空気作動切換弁１９とを有する。
【００３５】
第１空気作動切換弁１６は、プラント設備の稼動中における通常時に、第２電磁切換弁１８の非通電状態において、第１電磁切換弁１７を通電状態にすることにより、第１ピストン８の左側方のシリンダ室６ａに、流体供給源２０からの圧力空気を、フィルタレギュレータ２１を通して供給し、第１ピストン８の右側方のシリンダ室６ｂの圧力空気を排出するように切換え連動させることにより、第１ピストン８を、右方の開弁方向に駆動させて、バルブ本体１の弁体２が全開状態に維持されるようになっている。
【００３６】
第２空気作動切換弁１９は、前記したバルブ本体１における弁体２の全開状態において、第２ピストン９の左側方のシリンダ室７ａに、流体供給源２０からの圧力空気を、フィルタレギュレータ２１を通して供給し、第２ピストン９における右側方のシリンダ室７ｂの圧力空気を排出して、第２ピストン９におけるストッパピストン１１とバルブ開度規制ピストン１３とが協働して右方に駆動させるとともに、バルブ開度規制ピストン１３の右側面が環状溝１２の右方の内壁１２ｂに当接するまで駆動させることにより、バルブ開度規制ピストン１３の左側面と環状溝１２の左側の内壁１２ａとの間に間隙ａが形成されるように切換えられる。
【００３７】
また、第１空気作動切換弁１６は、図５に示すように、第２電磁切換弁１８の非通電状態において、緊急遮断時に、第１電磁切換弁１７を非通電状態にすると、第１シリンダ６における第１ピストン８の右側方のシリンダ室６ｂに、エアタンク等の流体供給源２０からの圧力空気を、フィルタレギュレータ２１を通して供給し、第１ピストン８の左側方のシリンダ室６ａの圧力空気を排出して、第１ピストン８を左方の閉弁方向に駆動させることにより、バルブ本体１の弁体２が全閉状態となるように切換えられる。
このとき、第２空気作動切換弁１９は、第１電磁切換弁１７の非通電状態によって、第２シリンダ７における第２ピストン９の右側方のシリンダ室７ｂに、流体供給源２０からの圧力空気を、フィルタレギュレータ２１を通して供給するとともに、第２ピストン９における左側方のシリンダ室７ａの圧力空気を排出して、第２ピストン９を左方に駆動させることにより、バルブ本体１における弁体２の全閉状態となるように切換えられる。
【００３８】
第１電磁切換弁１７、第２電磁切換弁１８の通電操作は、プラント設備の制御室に設置されたロジックコントローラ２２によって行われるようになっているとともに、このロジックコントローラ２２には、ボディ本体５に取り付けられたリミットスイッチ２３が接続されている。
このリミットスイッチ２３は、弁軸３の回動動作、すなわち弁体２の開閉動作を検知して、ロジックコントローラ２２にフィードバックし、後記するバルブ本体１における弁体２の作動確認が遠隔操作の下に行われるようになっている。
また、弁体作動確認後、このフィードバック信号により、第２電磁切換弁１８の通電状態が解除され、通常時における弁体２の全開状態に戻される。
【００３９】
図４に示す通常時のバルブ本体１における弁体２の全開状態において、弁体２の作動確認作業を行う場合には、図６に示すように、第１電磁切換弁１７の通電状態の下で、第２電磁切換弁１８を通電すると、第２空気作動切換弁１９は、作動しないで、第２ピストン９の左側方のシリンダ室７ａに、流体供給源２０からの圧力空気を、フィルタレギュレータ２１を通して供給し、第２ピストン９における右側方のシリンダ室７ｂの圧力空気を排出しうる状態を維持して、第１空気作動切換弁１６のみが切換わる。
これにより、弁体開閉機構を構成する第１シリンダ６における第１ピストン８の右側方のシリンダ室６ｂに、流体供給源２０からの圧力空気が、フィルタレギュレータ２１を通して供給され、第１ピストン８の左側方のシリンダ室６ａの圧力空気を排出することにより、第１ピストン８が、弁体２の全開状態の位置から左方の閉弁方向に駆動される。
【００４０】
このとき、第２シリンダ７における左側方のシリンダ室７ａには、流体供給源２０からの圧力空気がフィルタレギュレータ２１を通して供給されて、第２ピストン９が圧力空気によって負荷されたままとなっている。
そのため、第２ピストン９のストッパピストン１１は、静止状態を維持しているが、第１ピストン８の径がバルブ開度規制ピストン１３の径よりも大きく、しかもバルブ開度規制ピストン１３の右方への推力が、第１ピストン８の左方への推力よりも小さくなるようにしてあるため、バルブ開度規制ピストン１３は、ストッパピストン１１の環状溝１２との間に形成される間隙ａ分だけ左方へ駆動して、環状溝１２の左方の内壁１２ａに当接して停止する。
これにより、ピストンロッド１０に連係された揺動アーム１５が時計回り方向に回動され、バルブ本体１の弁体２が、１００％の全開状態から、例えば１５〜３０％程度に閉弁しうるように作動して、予め定めた所望の中間開度に維持される。
したがって、バルブ本体１の弁体２は、予め定めた一定の開度以上に閉弁されることはなく、プラント設備におけるパイプラインＷの流路を、設備の稼働に支障を来さない状態で、弁体作動確認が、簡易な構造で速やかに行うことができる。
【００４１】
弁体作動確認中において、本来の緊急遮断信号が第１電磁切換弁１７に入力されると、第１電磁切換弁１７は非通電状態となって、第２空気作動切換弁１９が切り換り、図５に示すように、第２ピストン９のストッパピストン１１を左方に駆動させることにより、第１ピストン８の左方への閉弁方向の駆動を許容し、バルブ本体１の弁体２を全閉状態する。
【００４２】
また、弁体作動確認後は、リミットスイッチ２３からロジックコントローラ２２にフィードバックされたフィードバック信号により、第２電磁切換弁１８の通電状態が解除され、通常時における弁体２の全開状態に戻される。
【００４３】
図７は、本発明の第２実施形態における弁体全閉状態のシリンダ制御系の概略図である。
なお、以下の説明において、前記第１実施形態と構成が重複する部分は、説明を省略する。
【００４４】
本実施形態の緊急遮断弁装置では、弁駆動制御機構２４の駆動制御回路を構成する緊急遮断用の第１電磁切換弁２５と、弁体作動確認用の第２電磁切換弁２６との間に、弁設置現場において弁体作動確認の手動操作を可能にする手動切換弁２７が設けられている。
この手動切換弁２７の押動操作により、第１空気作動切換弁２８を切換えて、弁体作動確認を行うようになっており、これにより、バルブ本体における弁体の作動確認を、緊急遮断弁装置より離れた位置からの遠隔操作と、その設置現場での手動操作との両方で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の緊急遮断弁装置における第１実施形態のシリンダ系を縦断して示す正面図である。
【図２】同じく、シリンダ系を横断して示す弁体全閉状態の平面図である。
【図３】同じく、シリンダ系を横断して示す弁体全開状態の平面図である。
【図４】弁体の全開状態におけるシリンダ制御系の概略図である。
【図５】同じく、弁体の全閉状態におけるシリンダ制御系の概略図である。
【図６】同じく、弁体の作動確認時におけるシリンダ制御系の概略図である。
【図７】本発明の第２実施形態における弁体全閉状態のシリンダ制御系の概略図である。
【図８】従来の緊急遮断弁装置におけるシリンダ系を縦断して示す弁体全閉状態の正面図である。
【図９】同じく、シリンダ系を横断して示す平面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１ バルブ本体
２ 弁体
３ 弁軸
４ 弁駆動制御機構
５ ボディ本体
６ 第１シリンダ
６ａ シリンダ室
６ｂ シリンダ室
７ 第２シリンダ
７ａ シリンダ室
７ｂ シリンダ室
８ 第１ピストン
９ 第２ピストン
１０ ピストンロッド
１０ａ 端部
１０ｂ 端部
１１ ストッパピストン（環状体）
１２ 環状溝
１２ａ 内壁
１２ｂ 内壁
１３ バルブ開度規制ピストン
１４ 連係ピン
１５ 揺動アーム
１６ 第１空気作動切換弁
１７ 第１電磁切換弁
１８ 第２電磁切換弁
１９ 第２空気作動切換弁
２０ 流体供給源
２１ フィルタレギュレータ
２２ ロジックコントローラ
２３ リミットスイッチ
２４ 弁駆動制御機構
２５ 第１電磁切換弁
２６ 第２電磁切換弁
２７ 手動切換弁
２８ 第１空気作動切換弁
０１ バルブ本体
０２ 弁体
０３ 弁軸
０４ ボディ本体
０５ 第１シリンダ
０５ａ シリンダ室
０５ｂ シリンダ室
０６ 第２シリンダ
０６ａ シリンダ室
０６ｂ シリンダ室
０７ ピストンロッド
０８ 第１ピストン
０９ 第２ピストン
０１０ 連係ピン
０１１ 揺動アーム
ａ 間隙
Ｐ１〜Ｐ４ ポート
Ｗ パイプライン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石油精製プラント等における流体の流路や、ガス等のパイプラインなどの途中に設けられる緊急遮断弁装置に係り、特に、プラント等の設備を稼働させながら、弁体の作動を確認しうるようにした緊急遮断弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
パイプラインに接続される緊急遮断弁は、プラント等の設備が正常に稼働されているときには弁体を全開状態に維持し、地震等により、設備に異常が発生するなどした際には、弁体を全閉状態となるように作動させて、事故等を未然に防止している。
そのため、緊急遮断弁の信頼性を確保するためには、弁体が正常に作動するか否かの確認を、設備の稼働を中断して、定期的に点検することが行われている。
【０００３】
しかし、信頼性をより一層向上させるために、設備の稼働中にも、緊急遮断弁を完全に閉止させることなく、緊急遮断弁が、設備の稼動に支障を来たさない程度の開度、すなわち開度１００％の状態から約１５〜３０％程度閉弁して、作動確認試験、いわゆるパーシャルストロークテストを実施することが望まれている。
【０００４】
従来の緊急遮断弁においては、図８および図９に示すように、設備のパイプラインＷに接続されたボールバルブからなるバルブ本体０１内における弁体０２の弁軸０３を臨ませたボディ本体０４の両端部に、たとえば第１シリンダ０５を右側に、この第１シリンダ０５とほぼ同径のシリンダ径を有する第２シリンダ０６を左側にそれぞれ配置して、第１、第２シリンダ０５、０６を、互いに軸線方向の同一直線上に位置するように、対称的に隣設するとともに、第１、第２シリンダ０５、０６内に、ピストンロッド０７によって連結された第１、第２ピストン０８、０９をそれぞれ摺動自在に設けた複動式トルクシリンダからなる構成を有するものがある。
ピストンロッド０７には、連係ピン０１０を介して、揺動アーム０１１が連係されているとともに、この揺動アーム０１１に弁軸０３を連係させることにより、弁体０２を開閉しうるようになっている。
【０００５】
このように緊急遮断弁は、設備の稼動による通常時には、第１、第２ピストン０８、０９における左側方のシリンダ室０５ａ、０６ａに、流体供給源（図示せず）からの圧力流体を供給するとともに、右側方のシリンダ室０５ｂ、０６ｂの圧力流体を排出させて、第１、第２ピストン０８、０９を右方の開弁方向に駆動させることによって、ピストンロッド０７に連係ピン０１０を介して連係させた揺動アーム０１１を駆動し、この揺動アーム０１１の揺動により、弁軸０３を回動させて、弁体０２が全開状態に維持されるようにしている。
また、稼動中の設備に異常が発生した時などの緊急時にあっては、第１、第２ピストン０８、０９における右側方のシリンダ室０５ｂ、０６ｂに圧力流体を供給するとともに、左側方のシリンダ室０５ａ、０６ａの圧力流体を排出して、第１、第２ピストン０８、０９を左方の閉弁方向に駆動させることによって、弁体０２を全閉状態にして、プラント設備等におけるパイプラインＷの緊急遮断が行われるようになっている。
【０００６】
しかし、前記した緊急遮断弁は、弁体０２の開度を、全開（１００％）と全閉（０％）との２つの動作しか選択し得ないため、設備の稼働中に、弁体０２の作動確認を行うことはできない。
【０００７】
この問題を解決しうるものとしては、例えばプラント等の設備の稼働中でも緊急遮断動作を確認しうるようにした緊急遮断弁装置もある（特許文献１参照）。
【０００８】
前記特許文献１に記載の緊急遮断弁装置は、緊急遮断弁駆動用シリンダに圧力流体を供給する逆止弁や電磁切換弁を実際に動かしながら、それらの作動のみを確認するものであって、弁体自身が正常に作動するか否かを確認することはできない。
そのため、流体の性質等により、万一、弁体もしくは弁ケースの内部が錆付いたり、腐食するなどしていると、緊急時に流路を遮断することができなくなる恐れがある。
【０００９】
また、弁体の開度を全開、中開および全閉状態の二段階に開閉する弁装置が知られている（特許文献２参照）。
【００１０】
この二段開閉弁装置は、複動式トルクシリンダにおける一方のシリンダに、開度規制用シリンダを隣接し、この開度規制用シリンダ内に設けたストッパピストンのピストンロッドを、トルクシリンダにおける一方のシリンダ内に臨ませて、往復動ピストンの一方に対峙させるとともに、往復動ピストンの閉弁方向の摺動を規制することにより、弁体が全開、全閉状態の他に中間開度に維持されるような構成となっている。
これにより、例えばロータリ車やタンク車、ドラム缶等への定量給油作業時における初期給油段階において、弁体を中間開度にして給油し、弁体の全開状態での急激な給油による静電気の発生を防止し、火災の危険性を回避している。
【００１１】
しかし、前記特許文献２に記載の二段開閉弁装置は、本発明の緊急遮断弁装置における設備稼働中の弁体の作動確認とは目的が異なるばかりでなく、複動式トルクシリンダに開度規制用のシングルピストン式シリンダを付設して構成しているために、装置全体の構造が複雑化し、コスト高になる。
また、トルクシリンダにおけるピストンの摺動抵抗も大きく、動作速度が遅いばかりでなく、頻繁に故障し易いという問題があった。
【特許文献１】特開平１０−６１８１２号公報
【特許文献２】実公昭６１−１９２０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、前記の現状に鑑み、設備の稼働に支障を来さない状態で、弁体の作動確認が簡易な構造でもって速やかに行うことができるとともに、故障を少なくし、コストの低減化を図ることができるようにした緊急遮断弁装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題は「特許請求の範囲」における各請求項に記載するように、次のような構成からなる発明によって解決される。
【００１４】
（１） パイプラインに接続されたバルブ本体内における弁体の弁軸を臨ませたボディ本体の両端部に、第１シリンダと第２シリンダとを、互いに軸線方向の同一直線上に位置するように配設するとともに、第１、第２シリンダ内に、弁軸に連係するピストンロッドの両端部に互いに連結された第１ピストンおよび第２ピストンをそれぞれ軸線方向に摺動自在に設け、かつ通常時には、第１、第２シリンダ内を摺動自在な第１、第２ピストンの一側方のシリンダ室に流体供給源からの圧力流体を供給して、第１、第２ピストンをそれぞれ開弁方向に駆動させることにより、ピストンロッドに連係する弁軸を介して、弁体を全開状態にするとともに、緊急時には、第１、第２ピストンの他側方のシリンダ室に圧力流体をそれぞれ切換え供給して、第１、第２ピストンをそれぞれ閉弁方向に駆動させることにより、弁体を全閉状態にする複動式シリンダからなる緊急遮断弁装置において、第２ピストンを、第２シリンダ内に軸線方向に摺動自在に設けられ、かつ環状体の内周面に環状溝が形成されたストッパピストンと、このストッパピストンの環状溝に軸線方向に摺動自在に設けられ、かつ一端に第１ピストンが連結されたピストンロッドの他端に連結したバルブ開度規制ピストンとにより構成するとともに、
弁体の全開時には、第２ピストンのバルブ開度規制ピストンが、ストッパピストンにおける環状溝の溝幅を規制する一方の内壁から他方の内壁に向けて摺動して当接しうるようにして、環状溝の前記一方の内壁とバルブ開度規制ピストンとの間に間隙を形成し、かつ、
弁体の作動確認時には、弁体の全開状態において、第１ピストンの一側方のシリンダ室内の圧力流体を排出し、他側方のシリンダ室に圧力流体を供給しうるように切換えることにより、第１ピストンを、弁体の全開状態の位置から閉弁方向に駆動させたときにおけるバルブ開度規制ピストンの駆動範囲を、前記間隙の軸線方向の幅によって規制することにより、弁体を予め定めた所望の中間開度に維持しうるようにする。
【００１５】
（２） 上記（２）項において、第１、第２シリンダ内における第１、第２ピストンの一側方のシリンダ室に流体供給源からの圧力流体をそれぞれ供給し、かつ第１、第２ピストンの他側方のシリンダ室の圧力流体を排出することにより、第１、第２ピストンを弁体の開弁方向に駆動させて、弁体を全開状態にする第１流体作動切換弁と、この第１流体作動切換弁を、緊急遮断時の非通電状態において、第１、第２ピストンの他側方のシリンダ室に圧力流体を供給し、かつ第１、第２ピストンの一側方のシリンダ室の圧力流体を排出することにより、第１、第２ピストンを弁体の閉弁方向に駆動させて、弁体を全閉状態にするように切換える緊急遮断用の第１電磁切換弁と、この第１電磁切換弁と第１流体作動切換弁との間に設けられ、かつ第１電磁切換弁に連動する第１流体作動切換弁を介して、非通電状態にあるとき、弁体の全開状態および全閉状態を許容するとともに、通電状態にあるとき、第２ピストンのストッパピストンを静止状態に維持して、第１ピストン、第２ピストンのバルブ開度規制ピストンを、弁体の全開状態から閉弁方向に向けて駆動しうるように、第１流体作動切換弁を切換える、弁体作動確認用の第２電磁切換弁とによって弁体開閉機構を構成する。
【００１６】
（３） 上記（１）項または（２）項において、第１電磁切換弁に連動する第２流体作動切換弁によって弁体作動確認機構を構成し、第２流体作動切換弁を、第２シリンダ内における第２ピストンの一側方のシリンダ室に圧力流体を供給し、かつ第２ピストンの他側方のシリンダ室の圧力流体を排出することにより、第２ピストンを、第１電磁切換弁の通電状態における弁体の全開位置に停止させ、弁体の作動確認時における第２電磁切換弁の通電状態において、第１空気作動弁を切換え、弁体の閉弁方向に駆動する第２ピストンのバルブ開度規制ピストンを、静止状態を維持する第２ピストンのストッパピストンにおける環状溝の一方の内壁に当接させることにより、弁体を予め定めた所望の中間開度に維持しうるようにするとともに、緊急遮断時における第１電磁切換弁の非通電状態において、第２ピストンの他側方のシリンダ室に圧力流体を供給し、かつ、第２ピストンの一側方のシリンダ室の圧力流体を排出することにより、第２ピストンを、弁体の全閉位置に停止させるように切換制御可能とする。
【００１７】
（４） 上記（１）〜（３）項のいずれかにおいて、弁体開閉機構における第１電磁切換弁と第２電磁切換弁との間に、弁設置現場において弁体作動確認の手動操作を可能にする手動切換弁を設ける。
【００１８】
（５） 上記（１）〜（４）項のいずれかにおいて、弁体の弁軸に、弁体の中間開度動作を検知する検知手段を設ける。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によると、次のような効果を奏することができる。
【００２０】
請求項１記載の発明によれば、第２ピストンを、第２シリンダ内に軸線方向に摺動自在に設けられ、かつ環状体の内周面に環状溝が形成されたストッパピストンと、このストッパピストンの環状溝に軸線方向に摺動自在に設けられ、かつ一端に第１ピストンが連結されたピストンロッドの他端に連結したバルブ開度規制ピストンとにより構成するとともに、弁体の全開時には、第２ピストンのバルブ開度規制ピストンが、ストッパピストンにおける環状溝の溝幅を規制する一方の内壁から他方の内壁に向けて摺動して当接しうるようにして、環状溝の前記一方の内壁とバルブ開度規制ピストンとの間に間隙を形成し、かつ、弁体の作動確認時には、弁体の全開状態において、第１ピストンの一側方のシリンダ室内の圧力流体を排出し、他側方のシリンダ室に圧力流体を供給しうるように切換えることにより、第１ピストンを、弁体の全開状態の位置から閉弁方向に駆動させたときにおけるバルブ開度規制ピストンの駆動範囲を、前記間隙の軸線方向の幅によって規制することにより、弁体を予め定めた所望の中間開度に維持しうるようにしてあるため、弁体は、予め定めた一定の開度以上に閉弁されることはなく、パイプライン等の流路を、設備の稼働に支障を来さない状態で、弁体の作動確認を簡易な構造でもって速やかに行うことができるとともに、故障を少なくすることができる。
さらに、第２ピストンの構成を、ストッパピストンとバルブ開度規制ピストンとに代えるだけで、外見が従来型と同様の複動式トルクシリンダを用いることができるため、コストの低減化を図ることができるとともに、弁体の作動確認を安価に行うことができる。
【００２１】
請求項２記載の発明によれば、第１、第２シリンダ内における第１、第２ピストンの一側方のシリンダ室に流体供給源からの圧力流体をそれぞれ供給し、かつ第１、第２ピストンの他側方のシリンダ室の圧力流体を排出することにより、第１、第２ピストンを弁体の開弁方向に駆動させて、弁体を全開状態にする第１流体作動切換弁と、この第１流体作動切換弁を、緊急遮断時の非通電状態において、第１、第２ピストンの他側方のシリンダ室に圧力流体を供給し、かつ第１、第２ピストンの一側方のシリンダ室の圧力流体を排出することにより、第１、第２ピストンを弁体の閉弁方向に駆動させて、弁体を全閉状態にするように切換える緊急遮断用の第１電磁切換弁と、この第１電磁切換弁と第１流体作動切換弁との間に設けられ、かつ第１電磁切換弁に連動する第１流体作動切換弁を介して、非通電状態にあるとき、弁体の全開状態および全閉状態を許容するとともに、通電状態にあるとき、第２ピストンのストッパピストンを静止状態に維持して、第１ピストン、第２ピストンのバルブ開度規制ピストンを、弁体の全開状態から閉弁方向に向けて駆動しうるように、第１流体作動切換弁を切換える、弁体作動確認用の第２電磁切換弁とによって弁体開閉機構を構成してあるため、第１、第２ピストンの駆動による弁体の開閉を速やかに行うことができる。
【００２２】
請求項３記載の発明によれば、第１電磁切換弁に連動する第２流体作動切換弁によって弁体作動確認機構を構成し、第２流体作動切換弁を、第２シリンダ内における第２ピストンの一側方のシリンダ室に圧力流体を供給し、かつ第２ピストンの他側方のシリンダ室の圧力流体を排出することにより、第２ピストンを、第１電磁切換弁の通電状態における弁体の全開位置に停止させ、弁体の作動確認時における第２電磁切換弁の通電状態において、第１空気作動弁を切換え、弁体の閉弁方向に駆動する第２ピストンのバルブ開度規制ピストンを、静止状態を維持する第２ピストンのストッパピストンにおける環状溝の一方の内壁に当接させることにより、弁体を予め定めた所望の中間開度に維持しうるようにするとともに、緊急遮断時における第１電磁切換弁の非通電状態において、第２ピストンの他側方のシリンダ室に圧力流体を供給し、かつ、第２ピストンの一側方のシリンダ室の圧力流体を排出することにより、第２ピストンを、弁体の全閉位置に停止させるように切換制御可能としているため、弁体の作動確認時に、ピストンロッドを、弁体の開度規制位置に正確に停止させることができ、弁体を、設備の稼動に支障を来たさない中間開度に維持させることができ、弁体の作動確認テストを、随時簡単に行うことができるとともに、緊急遮断時における弁体の全閉動作も速やかに行うことができる。
【００２３】
請求項４記載の発明によれば、弁体開閉機構における第１電磁切換弁と第２電磁切換弁との間に、弁設置現場において弁体作動確認の手動操作を可能にする手動切換弁を設けてあるため、弁体の作動確認を、緊急遮断弁装置より離れた位置からのオンラインと、その設置現場での手動操作との両方で行うことができる。
【００２４】
請求項５記載の発明によれば、弁体の弁軸に、弁体の中間開度動作を検知する検知手段を設けてあるため、弁体が正常に作動するか否かを、緊急遮断弁装置より離れた遠隔地からでも、容易に確認することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明を、図面に基づいて説明する。
図１は、本発明における第１実施形態の緊急遮断弁装置のシリンダ系を縦断して示す弁体全閉状態の正面図、図２は、同じく、シリンダ系を横断して示す弁体全閉状態の平面図、図３は、同じく、シリンダ系を横断して示す弁体全開状態の平面図である。
【００２６】
本発明の緊急遮断弁装置は、図１および図２に示すように、たとえばプラント設備等におけるパイプラインＷの途中に接続されたボールバルブからなる公知のバルブ本体１と、このバルブ本体１の内部に収容されたボール形の弁体２を、弁軸３を介して開閉制御するシリンダ系の弁駆動制御機構４とによって構成されている。
【００２７】
弁駆動制御機構４は、弁体２の弁軸３を臨ませたボディ本体５の両端部に、たとえば第１シリンダ６を右側に、この第１シリンダ６とほぼ同径もしくは大径のシリンダ径からなる第２シリンダ７を左側にそれぞれ配置して、第１、第２シリンダ６、７を互いに軸線方向の同一直線上に位置するように対称的に配設した従来型の複動式トルクシリンダが用いられている。
第１シリンダ６内には、第１ピストン８が、第２シリンダ７内には、第２ピストン９がそれぞれ摺動自在に設けられているとともに、これら第１、第２ピストン８、９は、第１、第２シリンダ６、７間に跨って軸線方向に延びるピストンロッド１０の両端部１０ａ、１０ｂにそれぞれ連結されている。
【００２８】
第２ピストン９は、第２シリンダ７内に軸線方向に摺動自在に設けた環状体からなるストッパピストン１１と、このストッパピストン１１における環状体の内周面に形成した環状溝１２と、この環状溝１２内に軸線方向に摺動自在に内嵌させて設けたバルブ開度規制ピストン１３とにより構成されている。
バルブ開度規制ピストン１３は、一端部１０ａに第１ピストン８を連結したピストンロッド１０の他端部１０ｂに連結されているとともに、環状溝１２の軸線方向に対向する左右の内壁、すなわち環状溝１２の溝幅を規制する内壁１２ａ、１２ｂ間を摺動しうるように、そのストローク長さが規制されている。
【００２９】
第２ピストン９は、図３に示すように、弁体２の全開状態において、ストッパピストン１１における環状溝１２の右側の内壁１２ｂにバルブ開度規制ピストン１３の右側面が当接しうるようになっているとともに、バルブ開度規制ピストン１３の左側面と環状溝１２の左側の内壁１２ａとの間に間隙ａが形成されるようにし、この間隙ａの軸線方向の幅によって、バルブ開度規制ピストン１３のストローク長さが規制されて、弁体２を、予め定めた所望の中間開度に設定しうるように、弁体作動確認機構を構成している。
すなわち、前記弁体作動確認機構において、バルブ本体１における弁体２の開度調整は、ストッパピストン１１における環状溝１２の軸線方向の溝幅を調整して、前記間隙ａにおける軸線方向の幅を変更することによって、バルブ開度規制ピストン１３の駆動範囲を規制することにより伝わるようになっている。
【００３０】
第１、第２ピストン８、９は、通常時に、第１、第２ピストン８、９の左側方のシリンダ室６ａ、７ａに、それぞれポートＰ１、Ｐ２を介して流体供給源からの圧力空気を供給するとともに、第１、第２ピストン８、９における右側方のシリンダ室６ｂ、７ｂの圧力空気を、それぞれポートＰ３、Ｐ４を介して排出することにより、右方の開弁方向に駆動しうるようになっている。
これにより、第１、第２ピストン８、９間に連結されたピストンロッド１０は、右方に駆動させるとともに、ピストンロッド１０に連係ピン１４を介して連係させた揺動アーム１５を反時計回りに揺動させることにより、弁体２の弁軸３を回動させ、図３に示すように、バルブ本体１内の弁体２を全開状態に許容する弁体開閉機構を構成している
【００３１】
弁体開閉機構は、緊急時には、第１ピストン８の右側方のシリンダ室６ｂと第２ピストン９の右側方のシリンダ室７ｂに、それぞれポートＰ３、Ｐ４を介して、圧力流体を切換え供給し、第１ピストン８と、第２ピストン９の左側方のシリンダ室６ａ、７ａの圧力流体を、ポートＰ１、Ｐ２を介してそれぞれ排出して、第１ピストン８と、第２ピストン９を左方の閉弁方向に駆動させることにより、図１、図２に示すように、バルブ本体１の弁体２を全閉状態となるように許容して、設備のパイプラインＷを遮断しうるようになっている。
このとき、第２ピストン９のストッパピストン１１に内嵌されたバルブ開度規制ピストン１３は、弁体２の全閉状態において、ストッパピストン１１における環状溝１２の左側の内壁１２ａに当接して停止するようになっている。
【００３２】
弁体作動確認機構は、バルブ本体１における弁体２の作動確認時に、第１ピストン８を、図３に示す弁体２の全開状態の位置から左方の閉弁方向に駆動させたとき、第２ピストン９のストッパピストン１１を静止状態に維持したまま、バルブ開度規制ピストン１３を左方に駆動させ、バルブ開度規制ピストン１３の左側面を環状溝１２の左方の内壁１２ａに当接させて、弁体２が、予め定めた所望の中間開度に維持されるようにしている。
【００３３】
次に、弁駆動制御機構４による弁体１の開閉制御状態を、図４〜図６に示す図面に基づいて説明する。
図４は、弁体の全開状態におけるシリンダ制御系の概略図、図５は、同じく、弁体の全閉状態におけるシリンダ制御系の概略図、図６は、同じく、弁体の作動確認時におけるシリンダ制御系の概略図である。
【００３４】
図４に示すように、弁体開閉機構の駆動制御回路は、第１空気作動切換弁１６と、この第１空気作動切換弁１６を切換動作させる緊急遮断用の第１電磁切換弁１７と、この第１電磁切換弁１７と前記第１空気作動切換弁１６との間に接続された弁体作動確認用の第２電磁切換弁１８と、第１電磁切換弁１７に連動しうるように接続される第２空気作動切換弁１９とを有する。
【００３５】
第１空気作動切換弁１６は、プラント設備の稼動中における通常時に、第２電磁切換弁１８の非通電状態において、第１電磁切換弁１７を通電状態にすることにより、第１ピストン８の左側方のシリンダ室６ａに、流体供給源２０からの圧力空気を、フィルタレギュレータ２１を通して供給し、第１ピストン８の右側方のシリンダ室６ｂの圧力空気を排出するように切換え連動させることにより、第１ピストン８を、右方の開弁方向に駆動させて、バルブ本体１の弁体２が全開状態に維持されるようになっている。
【００３６】
第２空気作動切換弁１９は、前記したバルブ本体１における弁体２の全開状態において、第２ピストン９の左側方のシリンダ室７ａに、流体供給源２０からの圧力空気を、フィルタレギュレータ２１を通して供給し、第２ピストン９における右側方のシリンダ室７ｂの圧力空気を排出して、第２ピストン９におけるストッパピストン１１とバルブ開度規制ピストン１３とが協働して右方に駆動させるとともに、バルブ開度規制ピストン１３の右側面が環状溝１２の右方の内壁１２ｂに当接するまで駆動させることにより、バルブ開度規制ピストン１３の左側面と環状溝１２の左側の内壁１２ａとの間に間隙ａが形成されるように切換えられる。
【００３７】
また、第１空気作動切換弁１６は、図５に示すように、第２電磁切換弁１８の非通電状態において、緊急遮断時に、第１電磁切換弁１７を非通電状態にすると、第１シリンダ６における第１ピストン８の右側方のシリンダ室６ｂに、エアタンク等の流体供給源２０からの圧力空気を、フィルタレギュレータ２１を通して供給し、第１ピストン８の左側方のシリンダ室６ａの圧力空気を排出して、第１ピストン８を左方の閉弁方向に駆動させることにより、バルブ本体１の弁体２が全閉状態となるように切換えられる。
このとき、第２空気作動切換弁１９は、第１電磁切換弁１７の非通電状態によって、第２シリンダ７における第２ピストン９の右側方のシリンダ室７ｂに、流体供給源２０からの圧力空気を、フィルタレギュレータ２１を通して供給するとともに、第２ピストン９における左側方のシリンダ室７ａの圧力空気を排出して、第２ピストン９を左方に駆動させることにより、バルブ本体１における弁体２の全閉状態となるように切換えられる。
【００３８】
第１電磁切換弁１７、第２電磁切換弁１８の通電操作は、プラント設備の制御室に設置されたロジックコントローラ２２によって行われるようになっているとともに、このロジックコントローラ２２には、ボディ本体５に取り付けられたリミットスイッチ２３が接続されている。
このリミットスイッチ２３は、弁軸３の回動動作、すなわち弁体２の開閉動作を検知して、ロジックコントローラ２２にフィードバックし、後記するバルブ本体１における弁体２の作動確認が遠隔操作の下に行われるようになっている。
また、弁体作動確認後、このフィードバック信号により、第２電磁切換弁１８の通電状態が解除され、通常時における弁体２の全開状態に戻される。
【００３９】
図４に示す通常時のバルブ本体１における弁体２の全開状態において、弁体２の作動確認作業を行う場合には、図６に示すように、第１電磁切換弁１７の通電状態の下で、第２電磁切換弁１８を通電すると、第２空気作動切換弁１９は、作動しないで、第２ピストン９の左側方のシリンダ室７ａに、流体供給源２０からの圧力空気を、フィルタレギュレータ２１を通して供給し、第２ピストン９における右側方のシリンダ室７ｂの圧力空気を排出しうる状態を維持して、第１空気作動切換弁１６のみが切換わる。
これにより、弁体開閉機構を構成する第１シリンダ６における第１ピストン８の右側方のシリンダ室６ｂに、流体供給源２０からの圧力空気が、フィルタレギュレータ２１を通して供給され、第１ピストン８の左側方のシリンダ室６ａの圧力空気を排出することにより、第１ピストン８が、弁体２の全開状態の位置から左方の閉弁方向に駆動される。
【００４０】
このとき、第２シリンダ７における左側方のシリンダ室７ａには、流体供給源２０からの圧力空気がフィルタレギュレータ２１を通して供給されて、第２ピストン９が圧力空気によって負荷されたままとなっている。
そのため、第２ピストン９のストッパピストン１１は、静止状態を維持しているが、第１ピストン８の径がバルブ開度規制ピストン１３の径よりも大きく、しかもバルブ開度規制ピストン１３の右方への推力が、第１ピストン８の左方への推力よりも小さくなるようにしてあるため、バルブ開度規制ピストン１３は、ストッパピストン１１の環状溝１２との間に形成される間隙ａ分だけ左方へ駆動して、環状溝１２の左方の内壁１２ａに当接して停止する。
これにより、ピストンロッド１０に連係された揺動アーム１５が時計回り方向に回動され、バルブ本体１の弁体２が、１００％の全開状態から、例えば１５〜３０％程度に閉弁しうるように作動して、予め定めた所望の中間開度に維持される。
したがって、バルブ本体１の弁体２は、予め定めた一定の開度以上に閉弁されることはなく、プラント設備におけるパイプラインＷの流路を、設備の稼働に支障を来さない状態で、弁体作動確認が、簡易な構造で速やかに行うことができる。
【００４１】
弁体作動確認中において、本来の緊急遮断信号が第１電磁切換弁１７に入力されると、第１電磁切換弁１７は非通電状態となって、第２空気作動切換弁１９が切り換り、図５に示すように、第２ピストン９のストッパピストン１１を左方に駆動させることにより、第１ピストン８の左方への閉弁方向の駆動を許容し、バルブ本体１の弁体２を全閉状態する。
【００４２】
また、弁体作動確認後は、リミットスイッチ２３からロジックコントローラ２２にフィードバックされたフィードバック信号により、第２電磁切換弁１８の通電状態が解除され、通常時における弁体２の全開状態に戻される。
【００４３】
図７は、本発明の第２実施形態における弁体全閉状態のシリンダ制御系の概略図である。
なお、以下の説明において、前記第１実施形態と構成が重複する部分は、説明を省略する。
【００４４】
本実施形態の緊急遮断弁装置では、弁駆動制御機構２４の駆動制御回路を構成する緊急遮断用の第１電磁切換弁２５と、弁体作動確認用の第２電磁切換弁２６との間に、弁設置現場において弁体作動確認の手動操作を可能にする手動切換弁２７が設けられている。
この手動切換弁２７の押動操作により、第１空気作動切換弁２８を切換えて、弁体作動確認を行うようになっており、これにより、バルブ本体における弁体の作動確認を、緊急遮断弁装置より離れた位置からの遠隔操作と、その設置現場での手動操作との両方で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の緊急遮断弁装置における第１実施形態のシリンダ系を縦断して示す正面図である。
【図２】同じく、シリンダ系を横断して示す弁体全閉状態の平面図である。
【図３】同じく、シリンダ系を横断して示す弁体全開状態の平面図である。
【図４】弁体の全開状態におけるシリンダ制御系の概略図である。
【図５】同じく、弁体の全閉状態におけるシリンダ制御系の概略図である。
【図６】同じく、弁体の作動確認時におけるシリンダ制御系の概略図である。
【図７】本発明の第２実施形態における弁体全閉状態のシリンダ制御系の概略図である。
【図８】従来の緊急遮断弁装置におけるシリンダ系を縦断して示す弁体全閉状態の正面図である。
【図９】同じく、シリンダ系を横断して示す平面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１ バルブ本体
２ 弁体
３ 弁軸
４ 弁駆動制御機構
５ ボディ本体
６ 第１シリンダ
６ａ シリンダ室
６ｂ シリンダ室
７ 第２シリンダ
７ａ シリンダ室
７ｂ シリンダ室
８ 第１ピストン
９ 第２ピストン
１０ ピストンロッド
１０ａ 端部
１０ｂ 端部
１１ ストッパピストン（環状体）
１２ 環状溝
１２ａ 内壁
１２ｂ 内壁
１３ バルブ開度規制ピストン
１４ 連係ピン
１５ 揺動アーム
１６ 第１空気作動切換弁
１７ 第１電磁切換弁
１８ 第２電磁切換弁
１９ 第２空気作動切換弁
２０ 流体供給源
２１ フィルタレギュレータ
２２ ロジックコントローラ
２３ リミットスイッチ
２４ 弁駆動制御機構
２５ 第１電磁切換弁
２６ 第２電磁切換弁
２７ 手動切換弁
２８ 第１空気作動切換弁
０１ バルブ本体
０２ 弁体
０３ 弁軸
０４ ボディ本体
０５ 第１シリンダ
０５ａ シリンダ室
０５ｂ シリンダ室
０６ 第２シリンダ
０６ａ シリンダ室
０６ｂ シリンダ室
０７ ピストンロッド
０８ 第１ピストン
０９ 第２ピストン
０１０ 連係ピン
０１１ 揺動アーム
ａ 間隙
Ｐ１〜Ｐ４ ポート
Ｗ パイプライン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パイプラインに接続されたバルブ本体内における弁体の弁軸を臨ませたボディ本体の両端部に、第１シリンダと第２シリンダとを、互いに軸線方向の同一直線上に位置するように配設するとともに、第１、第２シリンダ内に、弁軸に連係するピストンロッドの両端部に互いに連結された第１ピストンおよび第２ピストンをそれぞれ軸線方向に摺動自在に設け、かつ通常時には、第１、第２シリンダ内を摺動自在な第１、第２ピストンの一側方のシリンダ室に流体供給源からの圧力流体を供給して、第１、第２ピストンをそれぞれ開弁方向に駆動させることにより、ピストンロッドに連係する弁軸を介して、弁体を全開状態にするとともに、緊急時には、第１、第２ピストンの他側方のシリンダ室に圧力流体をそれぞれ切換え供給して、第１、第２ピストンをそれぞれ閉弁方向に駆動させることにより、弁体を全閉状態にする複動式シリンダからなる緊急遮断弁装置において、
第２ピストンを、第２シリンダ内に軸線方向に摺動自在に設けられ、かつ環状体の内周面に環状溝が形成されたストッパピストンと、このストッパピストンの環状溝に軸線方向に摺動自在に設けられ、かつ一端に第１ピストンが連結されたピストンロッドの他端に連結したバルブ開度規制ピストンとにより構成するとともに、
弁体の全開時には、第２ピストンのバルブ開度規制ピストンが、ストッパピストンにおける環状溝の溝幅を規制する一方の内壁から他方の内壁に向けて摺動して当接しうるようにして、環状溝の前記一方の内壁とバルブ開度規制ピストンとの間に間隙を形成し、かつ、
弁体の作動確認時には、弁体の全開状態において、第１ピストンの一側方のシリンダ室内の圧力流体を排出し、他側方のシリンダ室に圧力流体を供給しうるように切換えることにより、第１ピストンを、弁体の全開状態の位置から閉弁方向に駆動させたときにおけるバルブ開度規制ピストンの駆動範囲を、前記間隙の軸線方向の幅によって規制することにより、弁体を予め定めた所望の中間開度に維持しうるようにしたことを特徴とする緊急遮断弁装置。
【請求項２】
第１、第２シリンダ内における第１、第２ピストンの一側方のシリンダ室に流体供給源からの圧力流体をそれぞれ供給し、かつ第１、第２ピストンの他側方のシリンダ室の圧力流体を排出することにより、第１、第２ピストンを弁体の開弁方向に駆動させて、弁体を全開状態にする第１流体作動切換弁と、
この第１流体作動切換弁を、緊急遮断時の非通電状態において、第１、第２ピストンの他側方のシリンダ室に圧力流体を供給し、かつ第１、第２ピストンの一側方のシリンダ室の圧力流体を排出することにより、第１、第２ピストンを弁体の閉弁方向に駆動させて、弁体を全閉状態にするように切換える緊急遮断用の第１電磁切換弁と、
この第１電磁切換弁と第１流体作動切換弁との間に設けられ、かつ第１電磁切換弁に連動する第１流体作動切換弁を介して、非通電状態にあるとき、弁体の全開状態および全閉状態を許容するとともに、通電状態にあるとき、第２ピストンのストッパピストンを静止状態に維持して、第１ピストン、第２ピストンのバルブ開度規制ピストンを、弁体の全開状態から閉弁方向に向けて駆動しうるように、第１流体作動切換弁を切換える、弁体作動確認用の第２電磁切換弁とによって弁体開閉機構を構成した請求項１記載の緊急遮断弁装置。
【請求項３】
第１電磁切換弁に連動する第２流体作動切換弁によって弁体作動確認機構を構成し、第２流体作動切換弁を、第２シリンダ内における第２ピストンの一側方のシリンダ室に圧力流体を供給し、かつ第２ピストンの他側方のシリンダ室の圧力流体を排出することにより、第２ピストンを、第１電磁切換弁の通電状態における弁体の全開位置に停止させ、
弁体の作動確認時における第２電磁切換弁の通電状態において、第１空気作動弁を切換え、弁体の閉弁方向に駆動する第２ピストンのバルブ開度規制ピストンを、静止状態を維持する第２ピストンのストッパピストンにおける環状溝の一方の内壁に当接させることにより、弁体を予め定めた所望の中間開度に維持しうるようにするとともに、
緊急遮断時における第１電磁切換弁の非通電状態において、第２ピストンの他側方のシリンダ室に圧力流体を供給し、かつ、第２ピストンの一側方のシリンダ室の圧力流体を排出することにより、第２ピストンを、弁体の全閉位置に停止させるように切換制御可能とした請求項１または２に記載の緊急遮断弁装置。
【請求項４】
弁体開閉機構における第１電磁切換弁と第２電磁切換弁との間に、弁設置現場において弁体作動確認の手動操作を可能にする手動切換弁を設けた請求項１〜３のいずれかに記載の緊急遮断弁装置。
【請求項５】
弁体の弁軸に、弁体の中間開度動作を検知する検知手段を設けた請求項１〜４のいずれかに記載の緊急遮断弁装置。
【請求項１】
パイプラインに接続されたバルブ本体内における弁体の弁軸を臨ませたボディ本体の両端部に、第１シリンダと第２シリンダとを、互いに軸線方向の同一直線上に位置するように配設するとともに、第１、第２シリンダ内に、弁軸に連係するピストンロッドの両端部に互いに連結された第１ピストンおよび第２ピストンをそれぞれ軸線方向に摺動自在に設け、かつ通常時には、第１、第２シリンダ内を摺動自在な第１、第２ピストンの一側方のシリンダ室に流体供給源からの圧力流体を供給して、第１、第２ピストンをそれぞれ開弁方向に駆動させることにより、ピストンロッドに連係する弁軸を介して、弁体を全開状態にするとともに、緊急時には、第１、第２ピストンの他側方のシリンダ室に圧力流体をそれぞれ切換え供給して、第１、第２ピストンをそれぞれ閉弁方向に駆動させることにより、弁体を全閉状態にする複動式シリンダからなる緊急遮断弁装置において、
第２ピストンを、第２シリンダ内に軸線方向に摺動自在に設けられ、かつ環状体の内周面に環状溝が形成されたストッパピストンと、このストッパピストンの環状溝に軸線方向に摺動自在に設けられ、かつ一端に第１ピストンが連結されたピストンロッドの他端に連結したバルブ開度規制ピストンとにより構成するとともに、
弁体の全開時には、第２ピストンのバルブ開度規制ピストンが、ストッパピストンにおける環状溝の溝幅を規制する一方の内壁から他方の内壁に向けて摺動して当接しうるようにして、環状溝の前記一方の内壁とバルブ開度規制ピストンとの間に間隙を形成し、かつ、
弁体の作動確認時には、弁体の全開状態において、第１ピストンの一側方のシリンダ室内の圧力流体を排出し、他側方のシリンダ室に圧力流体を供給しうるように切換えることにより、第１ピストンを、弁体の全開状態の位置から閉弁方向に駆動させたときにおけるバルブ開度規制ピストンの駆動範囲を、前記間隙の軸線方向の幅によって規制することにより、弁体を予め定めた所望の中間開度に維持しうるようにしたことを特徴とする緊急遮断弁装置。
【請求項２】
第１、第２シリンダ内における第１、第２ピストンの一側方のシリンダ室に流体供給源からの圧力流体をそれぞれ供給し、かつ第１、第２ピストンの他側方のシリンダ室の圧力流体を排出することにより、第１、第２ピストンを弁体の開弁方向に駆動させて、弁体を全開状態にする第１流体作動切換弁と、
この第１流体作動切換弁を、緊急遮断時の非通電状態において、第１、第２ピストンの他側方のシリンダ室に圧力流体を供給し、かつ第１、第２ピストンの一側方のシリンダ室の圧力流体を排出することにより、第１、第２ピストンを弁体の閉弁方向に駆動させて、弁体を全閉状態にするように切換える緊急遮断用の第１電磁切換弁と、
この第１電磁切換弁と第１流体作動切換弁との間に設けられ、かつ第１電磁切換弁に連動する第１流体作動切換弁を介して、非通電状態にあるとき、弁体の全開状態および全閉状態を許容するとともに、通電状態にあるとき、第２ピストンのストッパピストンを静止状態に維持して、第１ピストン、第２ピストンのバルブ開度規制ピストンを、弁体の全開状態から閉弁方向に向けて駆動しうるように、第１流体作動切換弁を切換える、弁体作動確認用の第２電磁切換弁とによって弁体開閉機構を構成した請求項１記載の緊急遮断弁装置。
【請求項３】
第１電磁切換弁に連動する第２流体作動切換弁によって弁体作動確認機構を構成し、第２流体作動切換弁を、第２シリンダ内における第２ピストンの一側方のシリンダ室に圧力流体を供給し、かつ第２ピストンの他側方のシリンダ室の圧力流体を排出することにより、第２ピストンを、第１電磁切換弁の通電状態における弁体の全開位置に停止させ、
弁体の作動確認時における第２電磁切換弁の通電状態において、第１空気作動弁を切換え、弁体の閉弁方向に駆動する第２ピストンのバルブ開度規制ピストンを、静止状態を維持する第２ピストンのストッパピストンにおける環状溝の一方の内壁に当接させることにより、弁体を予め定めた所望の中間開度に維持しうるようにするとともに、
緊急遮断時における第１電磁切換弁の非通電状態において、第２ピストンの他側方のシリンダ室に圧力流体を供給し、かつ、第２ピストンの一側方のシリンダ室の圧力流体を排出することにより、第２ピストンを、弁体の全閉位置に停止させるように切換制御可能とした請求項１または２に記載の緊急遮断弁装置。
【請求項４】
弁体開閉機構における第１電磁切換弁と第２電磁切換弁との間に、弁設置現場において弁体作動確認の手動操作を可能にする手動切換弁を設けた請求項１〜３のいずれかに記載の緊急遮断弁装置。
【請求項５】
弁体の弁軸に、弁体の中間開度動作を検知する検知手段を設けた請求項１〜４のいずれかに記載の緊急遮断弁装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−２４３４９９（Ｐ２００９−２４３４９９Ａ）
【公開日】平成２１年１０月２２日（２００９．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−８７８８８（Ｐ２００８−８７８８８）
【出願日】平成２０年３月２８日（２００８．３．２８）
【出願人】（３９０００６２４２）タイコ フローコントロールジャパン株式会社 (9)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月２２日（２００９．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月２８日（２００８．３．２８）
【出願人】（３９０００６２４２）タイコ フローコントロールジャパン株式会社 (9)
【Ｆターム（参考）】
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