(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁箱の内部に設けた流路と同一方向から直角方向に湾曲したボール室内にボールを移動自在に収納した汚水用のボール型逆止弁において、
前記ボール室を区画する周壁に一体に形成され、前記弁箱の吐出側流路から離れる反吐出側に向かって前記周壁から突出して前記ボールを案内する１対のレール状突条部を設けたことを特徴とするボール型逆止弁。
【請求項２】
ボール室内に収納されたボールが該ボール室の周壁と前記レール状突条部に接触した時に、このボールの重心点が前記レール状突条部の内側に位置するように前記レール状突条部を配置したことを特徴とする請求項１記載のボール型逆止弁。
【請求項３】
前記弁箱の流入側及び吐出側に該弁箱と別体に構成した弁シートをそれぞれ装着したことを特徴とする請求項１記載のボール型逆止弁。
【請求項４】
前記弁シートは、容易に交換可能に前記弁箱の流入側及び吐出側に装着したことを特徴とする請求項３記載のボール型逆止弁。
【請求項５】
前記弁箱の流入側から吐出側に到る流体流路の径を前記ボールの外径よりも大きくしたことを特徴とする請求項３記載のボール型逆止弁。
【請求項６】
前記ボールを樹脂製の心材の表面を弾性体で被覆して構成したことを特徴とする請求項１記載のボール型逆止弁。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、汚水処理関連の装置などに使用して好適なボール型逆止弁に関する。
背景技術
例えば、汚水処理関連の装置などに使用される従来の一般的なボール型逆止弁の構成を図１及び図２に示す。同図に示すように、弁箱１の内部に設けられたボール室２の内部にボール３が移動自在に収納されており、蓋４がＯリング５を介して弁箱１にボルト６により水密的に取付けられている。弁箱１には、流入口７と吐出口８が外部に開口して設けられ、内部に弁座面９及びボールガイド部１０が形成されている。このボールガイド部１０は、前記吐出口８に通じる吐出側流路１１に開口するように前記ボール室２を区画する周壁に設けられた開口部１２に沿って形成されている。流体は、矢印Ｉから弁箱１の内部に流入し、矢印Ｏから外部に排出される。
ポンプが運転されて流入口７に圧力がかかると、ボール３は弁座面９から離れ、ボールガイド部１０に沿ってボール室２内を矢印ｍの方向に移動する。そして、ポンプが停止した場合に、ボール３は自重によって弁座面９に落下して逆流を防止する。
しかしながら、上記従来のボール型逆止弁にあっては、ボール３がボールガイド部１０に沿って移動する際、図２に示すように、その一部が吐出側流路１１に食い込んだ形となり、ボール室２から吐出側流路１１に通じる流路面積が小さくなって流体抵抗が増大してしまう。また、このボール型逆止弁を９０度回転させて蓋４を上にした横置で使用した場合に、ボール３が流体の力を受けて該流体の流れと平行な方向と垂直な方向に自由に回転できるため、ボール３が弁座面９に着座した際にボール３が弁座面９上をこの周方向に容易に回転して、ボール３の弁座面９への密着性が悪くなるといった問題があった。
また、上記従来のボール型逆止弁にあっては、耐食性等を考慮して、前記弁箱１は、例えば樹脂による一体成形で製作されているか、または内周面が樹脂で被覆されており、ボール室２の内部にボール３を挿入し脱出不能に保持するため、弁箱１と別体で構成された蓋４が備えられていた。また、前記ボール３は、一般に、球状で金属製の心材１５の表面を弾性体１６で一体に覆うことによって構成されていた。
しかしながら、上記従来のボール型逆止弁にあっては、弁箱１の内部に弁座面９が形成されているため、流入口７及び吐出口８の内径をボール３の外径より大きくすることができず、しかも、吐出側流路１１及び該吐出側流路１１に開口する開口部１２の開口面積を吐出口８より大きくしようとすると、成形の際の金型の抜けが問題となって、これがかなり困難であった。
このため、吐出側流路１１及び該吐出側流路１１に開口する開口部１２の開口面積に一定の制限があった。しかも、この開口部１２にボール３が位置すると、このボール３で開口部１２の一部が塞がれて、開口面積が益々減少して、異物の閉塞が起こり易くなるとともに、流体抵抗が増大してしまう。また、弁座面９は、ボール３の衝突により、他の部分と比べて摩耗が発生しやすいが、このように弁座面９に摩耗が発生すると、弁箱１全体を交換する必要があって不経済であった。
更に、ボール３の表面を覆っている弾性体１６が剥離して金属製の心材１５が外部に露出し、この心材１５が水に接すると、一般に金属の方が周囲の樹脂より電気化学的に卑であるために、この心材１５が選択的に腐食し易くなってしまう。この腐食を防止するため、腐食しにくい金属を使用すると、ボール３が高価になってしまうといった問題があった。
発明の開示
本発明は上記課題に鑑みて為されたもので、ボール室から吐出側流路に通じる流路面積を拡大させることができ、しかも横置きに使用しても、ボールの弁座面への密着性が良いようにしたボール型逆止弁を提供することを目的とする。
また、本発明は、ボール室内に収納したボールの大きさに拘束されることなく、弁箱内の内部流路を広くすることができ、またボールの表面を覆っている弾性体が剥離しても、心材の選択的な腐食が起こらないようにしたボール型逆止弁を提供することを目的とする。
本発明のボール型逆止弁は、弁箱の内部に設けたボール室内にボールを移動自在に収納したボール型逆止弁において、前記ボール室を区画する周壁にボール室の内部に向けて突出して前記ボールを案内する２本以上のレール状突条部を設けたことを特徴とする。
これにより、ボールがボール室内を移動する時、レール状突条部に案内されてボールがボール室内部のより内側に位置し、その分、ボールの上下側に流路面積が拡大される。しかも、このボール型逆止弁を横置で使用した場合に、ボールの流体の流れと垂直な方向の自由な回転がレール状突条部で阻害されて、弁座面上でボールが弁座面の周方向に回転することが防止され、弁座面へのボールの密着性が良くなる。
また、ボール室内に収納されたボールが該ボール室の周壁と前記レール状突条部に接触した時に、このボールの重心点が前記レール状突条部の内側に位置するように前記レール状突条部を配置したことを特徴とする。
これにより、ボールが一方向に偏倚しつつ移動しても、このボールに作用する力でその位置がレール状突条部に案内される正常な位置に自動的に補正されて安定し、ボールの作動がスムーズになる。
また、本発明のボール型逆止弁は、弁箱の内部に設けたボール室内にボールを移動自在に収納したボール型逆止弁において、前記弁箱の流入側及び吐出側に該弁箱と別体に構成した弁シートをそれぞれ装着したことを特徴とする。
これにより、弁箱の流入側及び吐出側にそれぞれ装着した弁シートで弁箱の内部に収納されるボールの外径より小さな内径の流入口及び吐出口を形成し、しかも、この弁シートで形成される流入口及び吐出口の内径に比して、弁箱内の内部流路を広くすることができる。
また、本発明のボール型逆止弁は、弁箱の内部に設けたボール室内にボールを移動自在に収納したボール型逆止弁において、前記ボールを樹脂製の心材の表面を弾性体で被覆して構成したことを特徴とする。
これにより、ボールの表面の弾性体が剥離して樹脂製の心材が水に接しても、この心材は周囲の樹脂と同程度の電気化学的な安定性が得られるため、心材が選択的に腐食することが防止され、しかも安価に製造することができる。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の第１実施例のボール型逆止弁を図３乃至図５を参照して説明する。尚、前記図１及び図２に示す従来例と同一部材には同一符号を付して説明する。
この実施の形態のボール型逆止弁には、内部に設けたボール室２にボール３を移動自在に収納した弁箱１が備えられ、この弁箱１に蓋４がＯリング５を介してボルト６により水密的に取付けられている。弁箱１には、流入口７と吐出口８が外部に開口して設けられ、内部に弁座面９が形成されている。
前記吐出口８に通じる吐出側流路１１に開口するように前記ボール室２を区画する周壁には開口部１２が設けられ、この開口部１２を挟んだ両側に、ボール室２の内部に向けて突出し該ボール室２のほぼ全長に亘って延びる一対のレール状突条部１３が設けられている。
これにより、ポンプが運転されて流入口７に圧力がかかると、ボール３は弁座面９から離れ、レール状突条部１３に沿ってボール室２内を矢印ｍの方向に移動する。すると流体は、矢印Ｉから弁箱１の内部に流入し、矢印Ｏから外部に排出される。そして、ポンプが停止した場合に、ボール３は自重によって弁座面９に落下して逆流が防止される。
このボール３がボール室２内をレール状突条部１３に沿って移動する時、図４に示すように、ボール３はレール状突条部１３でその吐出側流路１１側への動きを規制されてボール室２の内部のより内側、即ち吐出側流路１１から離れる反吐出側に位置し、これにより、その分、ボール３の上下側に空間ができて流路面積が拡大される。しかも、このボール型逆止弁を横置で使用した場合には、ボール３の流体の流れと垂直な方向の自由な回転がレール状突条部１３に接触することで阻害される。このため、ボール３が弁座面９に着座した時にボール３が弁座面９上をこの周方向に回転することが防止されて、ボール３の弁座面９への密着性が良くなる。
ここに、ボール３がボール室２の内部を一方向に偏倚しつつ移動して該ボール室２の周壁と一方のレール状突条部１３に接触した時、このボール３の重心点Ｇが前記レール状突条部１３の内側に位置するように該レール状突条部１３が配置されている。
即ち、図５に示すように、ボール室２の中心線Ｏからボール３のボール室２の周壁との接触点Ｓまでの距離をＸ、ボール室２の中心線Ｏからボール３のレール状突条部１３との接触点Ｔまでの距離をＹ、ボール室２の中心線Ｏとボール３の重心点Ｇとの距離をＺとした時、前記距離Ｘ、距離Ｙ、距離Ｚは、この順に小さくなる（Ｘ＞Ｙ＞Ｚ）ように設定されている。
これにより、ボール３がボール室２の周壁に沿って移動して一方のレール状突条部１３に接触した時、このボール３の重心点Ｇに作用する力Ｆがボール３のレール状突条部１３との接点Ｔを中心とした上向きのモーメントＭとして作用して、その位置が前記一対のレール状突条部１３間の正常な位置に自動的に補正されて安定し、ボール３の作動がスムーズになる。
以上説明したように、本発明によれば、ボールがボール室内を移動する時、ボールはレール状突条部に案内されて該ボール室内部のより内側に位置し、その分、ボールの上下側に流路面積が拡大される。これにより、異物の通過性が良くなり、流体抵抗も低減する。しかも、このボール型逆止弁を横置で使用した場合に、ボールの流体の流れと垂直な方向の自由な回転がレール状突条部で阻害されて、弁座面上でボールが弁座面の周方向に回転することが防止され、弁座面へのボールの密着性が良くなり、弁の作動がスムーズになる。
また、ボール室内に収納されたボールが流体の流れと直交する方向に偏倚しつつ該ボール室の周壁に沿って移動して前記レール状突条部に接触した時に、このボールの重心点が前記ボールのレール状突条部との接触点とボール室の中心線との間に位置するようにすることにより、ボールを正常な位置に自動的に補正して安定させ、ボールをスムーズに動作させることができる。
次に、本発明の第２実施例のボール型逆止弁を図６を参照しながら説明する。このボール型逆止弁には、内部に設けたボール室２にボール３を移動自在に収納した弁箱１が備えられている。この弁箱１は、例えば、耐食性に優れた樹脂による一体成形で製作されているが、内周面を樹脂で被覆するようにしても良い。
この弁箱１の流入側には該弁箱１と別体で構成された弁シート２０ａがＯリング２１ａを介して水密的に装着され、この弁シート２０ａの開口部が流入口７となり、この流入口７と反対側が弁座面９となるようになっている。一方、弁箱１の吐出側にも前記と同じ構成の弁シート２０ｂがＯリング２１ｂを介して水密的に装着され、この開口部が吐出口８となるようになっている。
更に、前記弁箱１の内部には、前記吐出口８に通じる吐出側流路１１が形成されているとともに、前記ボール室２を区画する周壁には該吐出側流路１１に開口する開口部１２が設けられ、この開口部１２に沿ってボールガイド部１０が設けられている。
ここに、前記弁シート２０ａ，２０ｂの内径は、前記ボール３の外径より小さく設定され、これにより、弁箱１の流入側及び吐出側にそれぞれ装着した弁シート２０ａ，２０ｂで弁箱１の内部に収納されるボール３の外径より小さな内径の流入口７及び吐出口８が形成されている。そして、前記吐出側流路１１及び該吐出側流路１１に開口する開口部１２の開口面積は、この弁シート２０ａ，２０ｂで形成される流入口７及び吐出口８よりも広く設定されている。
このように構成することにより、ボール３の外径より小さな内径の流入口７及び吐出口８を有するボール型逆止弁であっても、吐出側流路１１及び該吐出側流路１１に開口する開口部１２の開口面積を吐出口８より大きくした弁箱１を、成形の際の金型の抜けの問題を防止して、成形性良く製作することができる。また、弁座面９は、ボール３の衝突により、他の部分と比べて摩耗が発生しやすいが、弁箱１と別体に構成した弁シート２０ａに弁座面９を設けることで、弁座面９に摩耗が発生した時の弁シート２０ａのみの交換が可能となる。更に、弁箱１の流入側と吐出側に同一形状の弁シート２０ａ，２０ｂを設けることで、これらの交換も可能となる。
これにより、ポンプが運転されて流入口７に圧力がかかると、ボール３は弁座面９から離れ、ボールガイド部１０に沿ってボール室２内を矢印ｍの方向に移動する。すると流体は、矢印Ｉから弁箱１の内部に流入し、矢印Ｏから外部に排出される。この時、吐出側流路１１及び該吐出側流路１１に開口する開口部１２の開口面積が広いため、このボール３で開口部１２の一部が塞がれても、十分な開口面積を確保して、異物で閉塞されたり、流体抵抗が増大してしまうことが防止される。そして、ポンプが停止した場合に、ボール３は自重によって弁座面９に落下して逆流が防止される。
ここに、前記ボール３は、例えば塩化ビニル等の樹脂製の心材１５の表面を弾性体１６で被覆して構成されている。これにより、ボール３の表面の弾性体１６が剥離して樹脂製の心材１５が水に接しても、この心材１５は周囲の樹脂と同程度の電気化学的な安定性が得られるため、心材１５が選択的に腐食することが防止され、しかもボール３を安価に製造することができる。
図７は、本発明の第３実施例のボール型逆止弁を示すもので、この実施の形態のボール型逆止弁は、前記図１に示す従来例と同様に、内部に設けられたボール室２の内部にボール３を移動自在に収納した弁箱１に、蓋４をＯリング５を介してボルト６により水密的に取付けたものである。また、この実施例においては図３に示す実施例と同様に、ボールガイド部１０に一対のレール状突状部１３を設けるようにしても良い。これにより、ボールの移動がより安定化され、且つボールがボール室内部の内側に位置することから、ボールによる開口部１２の閉塞という問題を防止でき、流路面積が実質的に拡大される。この弁箱１は、樹脂による一体成形で製作されているか、または内周面が樹脂で被覆されており、他の構成は前記第１実施例と同様である。
この実施の形態のボール型逆止弁によれば、逆止弁本体を配管から外すことなく、蓋４を取り外してボール３の交換を行うことができ、これにより、ボール３の交換を容易且つ迅速に行うことができる。
以上説明したように、本発明によれば、ボール室内に収納されるボールの大きさに拘束されることなく、弁箱内の内部流路を広くすることができ、これにより、ボールによる流路面積の縮減の影響を小さくして、異物の通過を容易にするとともに、流体抵抗を低減させることができる。しかも、弁座面が摩耗した時に、弁シートのみを交換することで、これに容易に対処することができる。
また、ボール表面の弾性体が剥離して心材が水に接しても、この心材は周囲の樹脂と同程度の電気化学的な安定性が得られるため、心材が選択的に腐食することが防止される。しかもボールを安価に製造することができる。
産業上の利用の可能性
本発明は、液流の逆流を防止する簡易な構造の逆止弁に関するものであり、例えば汚水処理施設の配管などに被処理液を圧送するポンプ等と組合せて広く用いられる。
【図面の簡単な説明】
図１は従来のボール型逆止弁を示す縦断正面図である。
図２は図１のＢ−Ｂ線断面図である。
図３は本発明の第１実施例のボール型逆止弁を示す縦断正面図である。
図４は図３のＡ−Ａ線断面図である。
図５は図４の要部拡大図である。
図６は本発明の第２実施例のボール型逆止弁を示す縦断正面図である。
図７は本発明の第３実施例のボール型逆止弁を示す縦断正面図である。
【図１】
0004460774.tif 000002
【図２】
0004460774.tif 000003
【図３】
0004460774.tif 000004
【図４】
0004460774.tif 000005
【図５】
0004460774.tif 000006
【図６】
0004460774.tif 000007
【図７】
0004460774.tif 000008