(57)【要約】【課題】  例えば粒径分布測定装置において、開閉弁を閉じたときに弁座と弁体とのシール面に固形異物が介在しない開閉弁を提供することをその所期課題とする。【解決手段】  固形異物を含む流体を流通させる流通経路１に用いられる開閉弁８において、前記開閉弁８が、弁座９４と前記弁座９４に着座する閉塞位置Ｐ及び前記弁座９４から離間した開成位置Ｑの間で進退可能に保持された弁体１０とを有したものであって、前記弁体１０が、前記弁座９４に密着する密着面１０１ａを備えたものであって、前記密着面１０１ａよりも先端側に弾性変形可能なリップ部１０２を形成し、前記弁体１０が前記開成位置Ｑから前記閉塞位置Ｐに移動する際に、前記リップ部１０２が前記密着面１０１ａより先に弁座９４に接触してこれを掃拭し、その後、前記閉塞位置Ｐにおいて前記密着面１０１ａが前記弁座９４に密着するように構成している。【選択図】図３
2006064156.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固形粉粒体を含む流体を流通させる流通経路に用いられる開閉弁において、
前記開閉弁が、弁座と前記弁座に着座する閉塞位置及び前記弁座から離間した開成位置の間で進退可能に保持された弁体とを有したものであって、
前記弁体が、前記弁座に密着する密着面を備えてなり、前記密着面よりも先端側に弾性変形可能なリップ部を設け、前記弁体が前記開成位置から前記閉塞位置に移動する際に、前記リップ部が前記密着面より先に弁座に接触してこれを掃拭し、その後、前記閉塞位置において前記密着面が前記弁座に密着するように構成していることを特徴とする開閉弁。
【請求項２】
前記リップ部が、湾曲乃至平らな板状をなすものであり、進退方向から見た外輪郭形状が、前記密着面の外輪郭形状と同一又はそれよりも若干大きく設定してある請求項１記載の開閉弁。
【請求項３】
前記弁体と前記リップ部とが、樹脂により一体成形されている請求項１又は２記載の開閉弁。
【請求項４】
前記弁体が、先端に向かうに連れ小径となるテーパ面を有し、そのテーパ面に前記密着面が形成してある請求項１、２又は３記載の開閉弁。
【請求項５】
前記開閉弁が粒径分布測定装置に用いられるものである請求項１、２、３又は
４記載の開閉弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はピボット型の開閉弁に関し、特に固形粉粒体を含む流体を流通する流通経路に好適に用いられる開閉弁に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ピボット型の開閉弁は、その弁体と弁座がシール面で密着して流通経路を閉じるので、スライド型の開閉弁に比べて密閉性が良い。
【０００３】
しかし、ピボット型の開閉弁を固形粉粒体を含む流体（以下懸濁液という）を流通する流通経路に用いた場合には、弁体と弁座とのシール面に固形粉粒体が挟まってしまい開閉弁を閉じているときでも懸濁液が漏れてしまうという問題がある。
【０００４】
例えば粒径分布測定装置にこの種の開閉弁が用いると、分散媒や粒子が漏れるだけでなく、大きい径の粒子が弁体と弁座とのシール面（密着面）に挟まった場合に、分散媒とともに小さい粒子のみが漏れてしまい、これにより、粒径分布に変化が生じて測定結果に悪影響を及ぼすという問題も生じる。
【特許文献１】特開２０００−１８０３４４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、開閉弁を閉じたときに弁座と弁体とのシール面に固形粉粒体が介在しない開閉弁を提供することをその所期課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
すなわち本発明に係る開閉弁は、固形粉粒体を含む流体を流通させる流通経路に用いられる開閉弁において、前記開閉弁が、弁座と前記弁座に着座する閉塞位置及び前記弁座から離間した開成位置の間で進退可能に保持された弁体とを有したものであって、前記弁体が、前記弁座に密着する密着面を備えてなり、前記密着面よりも先端側に弾性変形可能なリップ部を設け、前記弁体が前記開成位置から前記閉塞位置に移動する際に、前記リップ部が前記密着面より先に前記弁座に接触してこれを掃拭し、その後、前記閉塞位置において前記密着面が前記弁座に密着するように構成していることを特徴とする。
【０００７】
このようなものであれば、開閉弁を閉じる際に、リップ部が弁体の密着面よりも先に弁座に接触し掃拭するので、大きい径の粒子や弁座に吸着している粒子群が、弁座と弁体との間に挟まることを防ぐことができる。
【０００８】
具体的には、前記リップ部が、湾曲乃至平らな板状をなすものであり、進退方向から見た外輪郭形状が、前記密着面の外輪郭形状と同一又はそれよりも若干大きく設定してあることが望ましい。
【０００９】
弁体の製造を容易にするためには、前記弁体と前記リップ部とが、樹脂により一体成形されていることが望ましい。
【００１０】
具体的な弁体の形状は、前記弁体が、先端に向かうに連れ小径となるテーパ面を有し、そのテーパ面に前記密着面が形成してあることが望ましい。
【００１１】
この開閉弁を粒径分布測定装置に用いれば、漏れによる粒径分布の変動が生じないので、粒径分布の測定精度の向上を図ることが出来る。
【発明の効果】
【００１２】
このように本発明によれば、開閉弁が閉じる際に、リップ部が弁体の密着面よりも先に弁座に接触しこれを掃拭するので、流体中の固形粉粒体が、弁座と弁体との間に挟まることにより、流体が漏れることを防ぐことができる。さらには、粒径分布測定装置に用いたときに、濃度調整を適切に行うことが出来るので、粒径分布を測定精度の向上を図ることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
＜第１実施形態＞
【００１４】
以下に本発明の開閉弁を粒径分布測定装置に用いた場合の第１実施形態について図面を参照して説明する。
【００１５】
本実施形態に係る粒径分布測定装置は、図１に示すように、分散媒中に分散させた粒子群を流通させる流通経路１と、その流通経路１上に設けられた透明セル２と、その透明セル２中を流れる粒子群Ｓにコーヒレントなレーザ光Ｌを照射する光源３と、その光Lの照射によって生じる拡散散乱光ＬＳの光強度を検出する光検出器４と、その光検出器４から出力される各拡散散乱光強度の値に基づいて前記粒子群Ｓの粒径分布を演算する演算装置５とを備えている。
【００１６】
なお、前記分散媒としては、例えば水（純水）、エタノール、油などの液体が用いられるが、測定対象である粒子群Ｓの種類によって適宜使い分けられる。
【００１７】
流通経路１は、図１に示すように分散媒を注入する注入経路１ａと、粒子群Ｓを含んだ分散媒（以下試料液という。）が循環する循環経路１ｂと、それら試料液を捨てるための排水経路１ｃとからなる。
【００１８】
注入経路１ａは、注入配管１ａ１と分散媒タンク１４から分散媒を注入するための注入ポンプ１ａ２と注入を制御するためのバルブ（図示しない）とからなる。
【００１９】
前記循環経路１ｂは、一端が、攪拌モータ７ａ及び水位センサ７ｂを有する循環バス７の底部に設けられた循環ポンプ１ｂ１（循環用モータ１ｂ１１を含む。）に接続され、他端が、透明セル２の試料入口２Ａに接続された往路管１ｂ２と、一端が透明セル２の試料出口２Ｂに接続され、他端が循環バス７の上部において循環バス７内に開口する復路管１ｂ３とドレイン用開閉弁８とから構成されていて、往路管１ｂ２の所定位置に超音波プローブ１ｂ４を備えている。ここで、循環ポンプ１ｂ１からドレイン用開閉弁８までの管の長さを極力短くすることで、排水時間を短くしている。
【００２０】
排水経路１ｃは、開閉弁８を介して循環経路１ｂにつながっている排水配管１ｃ１である。
【００２１】
光検出器４は、光Ｌを照射された粒子群Ｓから発生する拡散散乱光ＬＳの光強度を検出し、各拡散散乱光強度信号を変換等の処理を行うバッファ、増幅器等で構成されている信号処理器６に出力するものである。
【００２２】
演算装置５は、図２に示すようにＣＰＵ５０１、メモリ５０２、入出力インターフェイス５０３等を備えた汎用乃至専用のコンピュータであり、前記メモリ５０２の所定領域に記憶させた所定のプログラムにしたがってＣＰＵ５０１、周辺機器等を協働させることにより、前記信号処理器６で処理された各拡散散乱光強度信号の値に基づいて前記粒子群Ｓの粒径分布を算出するものである。
【００２３】
しかして本実施形態では、図３、４に示すように、前記流通経路１ｂの往路管１ｂ２上に設けたドレイン用開閉弁８を備えている。
【００２４】
ドレイン用開閉弁８は、弁座９４と、弁体１０と、弁体１０に連設された弁軸１１と、前記弁体１０を電磁力により閉塞位置Ｐに動かす電磁アクチュエータ１２と、前記弁体１０を電磁アクチュエータ１２の電磁力に逆らって開成位置Ｑに付勢する弾性体Ｃとを備えている。なお、本実施形態では弾性体Ｃは、弾性係数の小さいコイルバネＣ１と弾性係数の大きいコイルバネＣ２を同心軸上に並列させて形成させている。
【００２５】
各部を詳説する。
【００２６】
弁座９４は配管ブロック９内に形成している。この配管ブロック９は、樹脂から成形されており、弁体１０を収容する弁室９１と、その弁室９１を囲繞している上下壁９２ａ、９２ｂ及び平面側壁９３ａ、９３ｂと、その平面側壁９３ａの内側に設けられた開口部９３ａ１と、平面側壁９３ｂに設けられた弁軸１１を弁座９４に対して前後移動可能に支持するための軸孔９５とから構成されている。さらに、導入ポート９６と導出ポート９７とを有しており、導入ポート９６を介して循環経路１ｂの往路管１ｂ２とつながっていて、導出ポート９７を介して排出配管１ｃ１とつながっている。そして前記弁座９４が、前記開口部９３ａ１の開口縁を面取り加工することにより形成してある。このとき弁座９４を平面側壁９３ａに設けているので、開口部９３ａ１から流入してきた試料液の流路を大きく取ることが出来、排水を効率よく行うことが出来る。
【００２７】
より具体的には弁座９４は、弁体１０側において最も径が大きく、そこから反弁体側に行くに連れて径が小さくなるように形成したテーパ面である。
【００２８】
弁体１０は、図５及び図６に示すように、シリコンラバー等の柔らかい弾性変形可能な樹脂により切頭円錐型に成形されたものであり、先端に向かうに連れて小径となるテーパ面１０１を有し、そのテーパ面１０１の中間部分が、弁座９４に密着する密着面１０１ａとしての役割を果たす。弁体１０は、弾性変形可能な樹脂から成形されているので、密着面１０１ａと弁座９４との密着をより確実にすることが出来る。そして、前記弁体１０の密着面１０１ａよりも先端側に弾性変形可能なリップ部１０２を形成し、前記弁体１０が開成位置Ｑから閉塞位置Ｐに移動する際に、前記リップ部１０２が密着面１０１ａより先に前記弁座９４に接触して弁座９４に吸着している粒子群Ｓを掃拭し、あるいは弁座９４の近傍にある粒子群Ｓを掻き出し、その後、閉塞位置Ｐにおいて前記密着面１０１ａが前記弁座９４に密着するように構成している。これにより、弁座９４と密着面１０１ａとの間に粒子群が挟まることを防ぐことができ、試料液が漏洩することを防ぐことが出来る。故に濃度調整を適切に行うことができ、粒径分布の測定精度の向上を図ることが出来る。さらに、粒子群が弁体と弁座との間に挟まることにより弁体が弁座にスタックすることを防ぐことが出来、その結果濃度調整を素早く行うことができる。
【００２９】
リップ部１０２は、湾曲乃至平らな板状をなすものであり、進退方向から見た外輪郭形状が、前記密着面１０１ａの外輪郭形状と同一又はそれよりも若干大きく設定してある。また、先端に行くに連れ拡開する形状をなし、そのリップ部１０２の先端部１０２ａの径が弁座９４の最大径よりも大きく、なおかつリップ部１０２の基端部１０２ｂの径が前記弁座９４の最小径よりも小さく設定してある。さらに、弁軸方向の断面の幅が先端に行くに連れ小さくなる形状をなしている。
【００３０】
このような構成であれば、リップ部１０２は弁座９４を押圧しながら全体面を確実に掃拭することができ、なおかつリップ部１０２が邪魔して開閉弁８が閉まらないのを防ぐことが出来る。
【００３１】
その上、リップ部１０２は、製造を容易にするために弁体１０と一体成形されたものであり、シリコンラバー等の柔らかい弾性変形可能な樹脂からできている。
【００３２】
弁軸１１は、大径部１１１と小径部１１２とからなり、大径部１１１にはその端部に突出部１１３が設けられ、その突出部１１３の移動面１１３ａと弁体１０の移動に拘わらず静止している平面側壁９３ｂに設けられた静止面９３ｂ１との間で大径部１１１に外嵌させたコイルバネＣ１を挟み込んでいる。さらに、大径部１１１の先端面１１１ａに設けられた移動面１１１ｂと静止面９３ｂ２との間で小径部１１２に外嵌させたコイルバネＣ２を挟み込んでいる。ここで、コイルバネＣ１の弾性係数はコイルバネＣ２の弾性係数よりも小さく、またその自然長も長くしてある。
【００３３】
このとき、開閉弁８が開いている状態で、コイルバネＣ１は突出部１１３の移動面１１３ａ及び静止面９３ｂ１の両方に接触しているが、大径部１１１の先端面１１１ａに設けられた移動面１１１ｂと静止面９３ｂ１との距離が、コイルバネＣ２よりも長くしてあるため、コイルバネＣ２は静止面９３ｂ１には接触しているが、移動面１１１ｂには接触していない。これは、ソレノイド１２１の電磁力が小さい段階で、コイルバネＣ２が付勢することにより開閉弁８が閉まらないことを防止するためである。
【００３４】
電磁アクチュエータ１２は、図示しない保持部材によって弁軸１１の軸方向に保持されていて、開閉弁８の開閉を瞬時に行うために、ソレノイド１２１を内蔵する筺体１２２とその筺体１２２に保持されて前記進退方向に沿って移動する可動部材１２３とを備え、その可動部材１２３の先端部１２３ａによって弁軸１１の後端部１１１ｃを、閉塞位置Ｐ方向に押圧するように構成したものである。このソレノイド１２１は、単動式のソレノイドであり、作動時において、ストロークが小さいとき（動き始め）は電磁力（吸引力）が小さく、ストロークが大きくなるに連れて電磁力（吸引力）が大きくなるという特性を有し、作動終了時には、バネ等によって作動前の状態に戻すようにしなければならないものである。
【００３５】
次に、このように構成した開閉弁８の動作について図面参照して説明する。
【００３６】
排水時は、電磁アクチュエータ１２に通電されておらず、図３に示されるように、コイルバネＣ１の弾性復帰力によって突出部１１３の移動面１１３ａが押されていて開閉弁８は開いている。このとき、弁体１０の進退方向と循環経路１ｂの流路方向とが同じ向きにしてあるので、排水に要する時間が少なくてすむ。
【００３７】
そして、給水時あるいは測定時には通電され、図４に示すように、ソレノイド１２１の電磁力により可動部材１２２が弁軸１１の大径部１１１の後端部１１１ｃを押圧し、最初に突出部１１３の移動面１１３ａがコイルバネＣ１を押し始める。その後、先端面１１１ｂの移動面１１１ｃがコイルバネＣ２と接触すると、移動面１１１ｃがコイルバネＣ２を押し始める。この過程を経た後、弁体１０が閉塞位置Ｐに到達し開閉弁８が閉まる。この際、弁体１０のリップ部１０２が弁座９４を掃拭し、その後に密着面１０１ａが弁座９４と密着する。
【００３８】
その後、再び排水するときは、電磁アクチュエータ１２への通電を止める。通電が止まるとソレノイド１２１の電磁力が無くなり、コイルバネＣ１の弾性復帰力により移動面１１３ａが押され、コイルバネＣ２の弾性復帰力により移動面１１１ａが押され、弁体１０は閉塞位置Ｐから開成位置Ｑに向かって戻る。そして、コイルバネＣ２が自然長となってからは、コイルバネＣ１の弾性復帰力により移動面１１３ａが押され、弁体１０は開成位置Ｑに戻る。
【００３９】
このように本実施形態によれば、弁座９４と弁体１０の密着面１０１ａとの間に粒子群Ｓが挟まることなく開閉弁８を閉めることができるので、試料液の漏洩を防ぐことが出来る。故に、粒径分布の測定精度を高めることができる。また、弁体１０が弁座９４にスタックすることを防ぐことができるので、例えば濃度調整は排水を素早く行うことができ、測定に要する時間を短縮することができる。また、開口する際には、弾性係数の小さいコイルバネＣ１の弾性復帰力と、弾性係数の大きいコイルバネＣ２の弾性復帰力とが共に働き、弁体１０がスタックすることを防ぐことができる。
【００４０】
＜第２実施形態＞
【００４１】
以下に図面を参照して、第２実施形態を説明する。なお、第１実施形態に対応するものには同一の符号を付している。
【００４２】
本実施形態に係る粒径分布測定装置は、図７に示すように、前記第１実施形態とは開閉弁８における弁体１０の構成が異なる。
【００４３】
本実施形態の弁体１０は、基体１０３と基体１０３に設けられた溝１０３ｂに外嵌されたＯリング１０４と基体１０３の先端にネジ１０６により固定されたゴム板１０５とからなる。
【００４４】
基体１０３は、樹脂等を切削加工して成形されたものであり、先端に行くに連れて小径となるテーパ面１０３ａを有しており、そのテーパ面１０３ａの所定中間位置にOリング１０４を外嵌させる溝１０３ｂを形成している。
【００４５】
Oリング１０４は、断面がO形(円形)の環状ゴムであり、弁座９４と密着する密着面１０１ａの役割を果たす。これにより弁座９４との密着をより確実にすることができる。
【００４６】
ゴム板１０５は、弁体１０の進退方向から見た外輪郭形状が前記Ｏリングの外輪郭形状と同一又はそれよりも若干大きく設定してある。
【００４７】
このように構成した開閉弁８の動作は前記第１実施形態と同様である。
【００４８】
このようなものであれば、弁座９４と密着面１０１ａとの間に粒子群が挟まることを防ぐことができ、試料液が漏洩することを防ぐことが出来る。故に例えば濃度調整を適切に行うことができ、粒径分布の測定精度の向上を図ることが出来る。さらに、粒子群Ｓが密着面１０１ａと弁座９４との間に挟まることにより弁体１０が弁座９４にスタックすることを防ぐことが出来、その結果濃度調整を素早く行うことができる。その上、弁座９４の大きさに応じてゴム板１０５を交換することができる、さらに、Ｏリング１０４及びゴム板１０５が摩耗等してきたらそれらを新しいものに交換することが出来る。
【００４９】
このように構成した本実施形態の開閉弁８の動作は前記第１実施形態と同様である。
【００５０】
＜その他の変形実施形態＞
【００５１】
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
【００５２】
例えば、固形粉粒体を気体の分散媒に分散させたものを流通する流通経路に用いても良い。
【００５３】
さらに、リップ部を柔らかい弾性変形可能な樹脂で形成すれば良く、弁体は別の材料から成形するものであっても良い。
【００５４】
その上、単一のコイルバネのみを用いたものでも良いし、複数のコイルバネを直列させて形成しても良い。また、２種類のコイルバネに限られず、複数のコイルバネを同心軸上に並列に配置することにより同等の効果が得られる。
【００５５】
その他、前述した各実施形態や変形実施形態の一部又は全部を適宜組み合わせてもよいし、本発明は前記各実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本実施形態における粒径分布測定装置の模式的機器構成図。
【図２】同実施形態における演算装置の模式的機器構成図。
【図３】同実施形態における開閉弁が開いた状態を示す模式図。
【図４】同実施形態における開閉弁が閉じた状態を示す模式図。
【図５】同実施形態における弁体の拡大図。
【図６】同実施形態における弁体の斜視図。
【図７】第２実施形態における弁体及び弁軸の拡大図。
【符号の説明】
【００５７】
１・・・流通経路
２・・・透明セル
Ｓ・・・粒子群
Ｌ・・・光
３・・・光源
ＬＳ・・・拡散散乱光
５・・・演算装置
８・・・開閉弁
９４・・・弁座
１０・・・弁体
１０１ａ・・・密着面
１０２・・・リップ部
【図１】
2006064156.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2006064156.tif 000007
【図６】
2006064156.tif 000008
【図７】
2006064156.tif 000009