CN114829814A - 衬里型蝶阀和衬里型蝶阀的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供衬里型蝶阀和衬里型蝶阀的制造方法，其耐化学性、耐热性优异，即使在设置成大口径的情况下，在不将阀体的金属芯高精度地设置的情况下也确保相对于金属芯足够的厚度的衬里层，防止流体的浸透、透过。金属芯（20）被衬里层（22）覆盖的阀体（2）被设置成借助阀杆（5）在阀身（3）内旋转自如。衬里层（22）具备分别设置于金属芯的正反侧的正反侧衬里部（32）、设置于金属芯的外周侧的外周衬里部（33），正反侧衬里部设置成，在假定不发生翘曲的金属芯的正反侧的每一侧，至少在金属芯的外周端位置具有将既定衬里厚度、与在金属芯的阀翼侧可设想的最大翘曲幅度相同的厚度相加的厚度（T1），外周衬里部的从金属芯的外周端至阀体的外周端的末端密封面的厚度为将既定衬里厚度和既定压溃厚度相加的厚度（T2）。

Description

衬里型蝶阀和衬里型蝶阀的制造方法

技术领域

本发明涉及在阀体及阀箱内周面施加有树脂衬里的衬里型蝶阀和衬里型蝶阀的制造方法。

背景技术

例如，作为化学药品等的工厂中流动高腐蚀性流体的情况下、食品相关的流路用的蝶阀，多使用阀体的金属制芯体设为树脂衬里、在阀箱的内周面装配有树脂座环的所谓的衬里型蝶阀。这种阀中，通常作为衬里材料使用耐化学性、耐热性优异的氟树脂，该氟树脂为了防止药品等特殊的流体的浸透、透过而具有某种程度的厚度而被进行衬里处理。另一方面，氟树脂也具有缺少弹性的性质，所以在阀闭的时机，需要特别地充分确保阀体的阀翼侧与阀箱侧的密封部附近的密封性，甚至需要遍及阀体外周侧的密封部分的整周地防止泄漏。

作为衬里型蝶阀，例如，本申请人申请了专利文献1的蝶阀。该阀的阀体中，对圆板状的金属芯实施基于氟树脂的盘式衬里，该盘式衬里在两面侧具有平缓的倾斜面，与该倾斜面连续地在阀翼的末端侧形成有既定角度的锥面。在该两面的锥面之间设置阀闭时与片式衬里（シートライナー）压接密封的密封部。这些倾斜面、锥面、密封部从金属芯以大致相同的壁厚形成，阀闭时发挥高密封面压而防止泄漏。

另一方面，专利文献2的蝶阀的阀体在加固用金属芯的外侧覆盖衬里层，在该衬里层的外周缘，形成有由曲率半径小的低压密封部、曲率半径大的中压或高压密封部构成的曲率半径不同的两层构造的密封部。借助该密封部，低压时，仅低压密封部相对于座环较少地咬入来压接，高压时，低压密封部及中压或高压密封部相对于座环较多地咬入来压接，由此，欲减轻对于覆盖件的负担。

相对于这些专利文献1、2的衬里型蝶阀的金属芯实施树脂衬里的情况下，一般通过衬里成形模具进行。通常为如下情况：借助衬里成形模具实施衬里加工时，在成形模具内将金属芯横向地支承，该状态下向腔投入衬里材料，由此，对包括金属芯的正反面的整面进行衬里处理来制作阀体。

专利文献1 : 日本专利第6495243号公报。

专利文献2 : 日本专利第3086783号公报。

然而，使专利文献1、2的衬里型蝶阀大口径化的情况下，阀体的金属芯也随之变为大口径而重量增加，该金属芯的铸造时容易以阀翼侧为中心而发生翘曲，借助衬里成形模具在金属芯处形成衬里时，支承金属芯时阀翼附近容易由于自重而向下方挠曲。衬里成形中，在树脂模具的内部配置金属芯来供给树脂从而成形，所以在恒定的外形的树脂衬里的内部配置具有翘曲、挠曲的金属芯。由此，难以在金属芯的两面侧均等地施加衬里，特别地，也有在阀翼附近在金属芯的一面侧衬里厚度不足而金属芯向表面露出、在另一面侧衬里厚被必要以上程度地形成的可能。其中，在衬里层不足的部分产生使用时流体浸透或透过的可能性。

这些阀的阀体中，相对于金属芯，正反面侧的倾斜面、锥面和片式衬里压接用的密封部被设置成大致相同的厚度，为了将这些厚度形成为相同的壁厚，需要将金属芯高精度地形成。但是，在金属芯的表面覆盖树脂衬里层时在树脂的成形上容易发生不均，特别地难以在金属芯的外周附近形成既定的密封宽度。因此，在金属芯的外周附近，多以从正反面延长的方式形成外周密封面，该情况下，为使外周密封面为均匀的既定宽度，也有需要精细地设定金属芯的形状，考虑外周密封面的压溃余量的基础上将外周密封部位的多余的延长部分高精度地切断的情况。

由此，要求具备如下阀体的衬里型蝶阀：其能够简单地形成在将衬里型蝶阀设置成大口径的情况下不将金属芯高精度地设置也能够防止药品等浸透、透过的厚度，遍及整周地确保阀闭时的密封性。

发明内容

本发明是为了解决以往的问题而开发的，其目的在于提供衬里型蝶阀和衬里型蝶阀的制造方法，其耐化学性、耐热性优异，即使在设置成大口径的情况下，在不将阀体的金属芯高精度地设置的情况下也确保相对于金属芯足够的厚度的衬里层，防止流体的浸透、透过。

为了实现上述目的，技术方案1的发明是一种衬里型蝶阀，在金属芯被衬里层覆盖的阀体借助阀杆旋转自如地设置于阀身内的蝶阀中，衬里层具备分别设置于金属芯的正反侧的正反侧衬里部、设置于金属芯的外周侧的外周衬里部，正反侧衬里部设置成，在假定不发生翘曲的金属芯的正反侧的每一侧，至少在金属芯的外周端位置具有将既定衬里厚度、与在金属芯的阀翼侧可设想的最大翘曲幅度相同的厚度相加的厚度，外周衬里部的从金属芯的外周端至阀体的外周端的末端密封面的厚度为既定衬里厚度加上既定压溃厚度的厚度。

技术方案2的发明是一种衬里型蝶阀，其中，在外周衬里部，向阀体的外周侧突出的凸部与阀体外周相连而大致形成为环状，凸部的阀体的外周侧端面为具有既定密封宽度的末端密封面。

技术方案3的发明是一种衬里型蝶阀，其中，金属芯在其最外周具有外周侧面部，该外周侧面部具有，即使在金属芯的阀翼侧金属芯以可设想的最大翘曲幅度发生翘曲也能够与在外周衬里部设置的凸部的厚度方向的中央部相向的宽度。

技术方案4的发明是一种衬里型蝶阀，其中，凸部的朝向末端密封面的各侧面部由相对于末端密封面的压接密封方向为10°以下的角度的倾斜面形成。

技术方案5的发明是一种衬里型蝶阀，其中，在装入阀杆的轴装部内装配在阀杆的插入方向上彼此相向的一组垫圈，该一组垫圈由，从阀杆侧对在阀体处形成的凸台部施加的面压在阀杆与阀体之间发生偏离、倾斜时也能够大致相同的凹凸形状的组合构成。

技术方案6的发明是一种衬里型蝶阀，其中，垫圈由具备凸球面的凸状垫圈、具备供凸球面面接触的凹球面的凹状垫圈构成，凸状垫圈和凹状垫圈借助装配于轴装部内的弹簧的弹开力被在彼此相向方向上装配成推压状态。

技术方案7的发明是一种衬里型蝶阀，其中，在金属芯被衬里层覆盖的阀体借助阀杆旋转自如地设置于阀身内的蝶阀中，衬里层具备分别设置于金属芯的正反侧的正反侧衬里部、设置于金属芯的外周侧的外周衬里部，正反侧衬里部在金属芯的正反侧至少具有既定衬里厚度，并且至少在金属芯的外周端位置，正反侧合计具有，将既定衬里厚度加上与在金属芯的阀翼侧可设想的最大翘曲幅度相同的厚度的厚度加倍的厚度，外周衬里部的金属芯的外周端至阀体的外周端的末端密封面的厚度为将既定衬里厚度和既定压溃厚度相加的厚度。

技术方案8的发明是上述的技术方案1至7中任一项所述的衬里型蝶阀的制造方法，其中，在金属芯处，向在该金属芯的阀翼部的相向位置分别设置的阀杆插入孔插入阀杆或阀杆夹具，将金属芯和阀杆或阀杆夹具互相固定，在衬里层成形用的模具的成形空间内配置金属芯，通过保持上下部阀杆或上下部阀杆夹具在成形空间内以金属芯不动的方式固定的状态下，向成形空间内导入衬里层形成用的材料，由此，在金属芯的表面上形成衬里层。

发明效果

根据技术方案1的发明，是耐化学性、耐热性优异的衬里型的蝶阀，阀体的正反侧衬里部设置成，在假定不发生翘曲的金属芯的正反侧的每一侧，至少在金属芯的外周端位置具有将既定衬里厚度、与在金属芯的阀翼侧可设想的最大翘曲幅度相同的厚度相加的厚度，所以在实际上在金属芯处发生翘曲的情况下，在阀体的正反侧也至少确保既定衬里厚度的衬里部位，另一方面，外周衬里部为既定衬里厚度加上既定压溃厚度的厚度，所以在阀体的外周侧也至少确保既定衬里厚度的衬里部位。因此，设置成大口径的情况下也能够相对于金属芯确保充分的厚度的衬里层而防止流体的浸透、透过。由此，能够在不精细设定金属芯的形状的情况下将正反侧衬里部和外周衬里部形成为既定形状，特别地，容易将外周侧形成为既定厚度及既定宽度，该外周侧具备密封性的确保所必要的厚度和密封宽度，由此，阀闭时能够防止从阀体外周侧泄漏而遍及阀体的整周地发挥密封性。

根据技术方案2的发明，在外周衬里部形成凸部，该凸部的外周侧端面为具有既定密封宽度的末端密封面，由此，与金属芯的外径、厚度无关，能够将外周衬里部形成为必要的厚度且在该凸部设置密封所必要的既定密封宽度，所以阀大口径化的情况也能够形成必要最小限度的外周密封部，其加工也容易。

根据技术方案3的发明，为了使外周衬里部的凸部发挥良好的密封性，优选地，金属芯的外周部作为支承，因此，优选地，即使金属芯发生翘曲，至少金属芯的外周侧面与凸部的中心相向。特别地，具有能够与在外周衬里部设置的凸部的厚度方向的中央部相向的宽度，所以即使金属芯发生翘曲，也能够使凸部和金属芯的外周侧面切实相向，能够确保凸部的密封性。

根据技术方案4的发明，将各侧面部由相对于末端密封面的压接密封方向为10°以下的角度的倾斜面形成，由此，抑制衬里成形后的密封宽度的不均，容易在阀体外周形成均匀的密封宽度的外周密封部。阀闭密封时，外周密封部遍及阀体外周发挥恒定的密封面压，切实地阻止流体泄漏。

根据技术方案5的发明，借助一组垫圈在施加流体压的状态下即使发生阀体侧与阀杆侧的倾斜、移动，也维持阀体侧与阀杆侧的装配状态，维持顺畅的旋转操作性。该情况下，垫圈由凹凸形状的组合构成，从阀杆侧对阀体的凸台部施加与发生倾斜、移动前同等的面压，由此，确保这些凸台部与阀身侧的密封性，在阀体侧和阀杆侧倾斜或移动的情况也切实地阻止泄漏。

根据技术方案6的发明，即使凸状垫圈和凹状垫圈相互倾斜或位置偏离，也能够借助弹簧的弹开力而凸球面和凹球面密接，由此遍及宽阔范围的接触位置作用均匀的面压，发挥凸台部与阀身侧的优异的密封性。

根据技术方案7的发明，是耐化学性、耐热性优异的衬里型的蝶阀，阀体的正反侧衬里部设置成，在假定不发生翘曲的金属芯的正反侧的每一侧，至少在金属芯的外周端位置具有将既定衬里厚度、与在金属芯的阀翼侧可设想的最大翘曲幅度相同的厚度相加的厚度，所以在实际上在金属芯处发生翘曲的情况下，在阀体的正反侧也至少确保既定衬里厚度的衬里部位，另一方面，外周衬里部为既定衬里厚度加上既定压溃厚度的厚度，所以在阀体的外周侧也至少确保既定衬里厚度的衬里部位。因此，设置成大口径的情况下也能够相对于金属芯确保充分的厚度的衬里层而防止流体的浸透、透过。由此，能够在不精细设定金属芯的形状的情况下将正反侧衬里部和外周衬里部形成为既定形状，特别地，容易将外周侧形成为既定厚度及既定宽度，该外周侧具备密封性的确保所必要的厚度和密封宽度，由此，阀闭时能够防止从阀体外周侧泄漏而遍及阀体的整周地发挥密封性。

根据技术方案8的发明，将阀杆或阀杆夹具预先插入金属芯来固定，以通过保持该阀杆或阀杆夹具而金属芯不动的方式在衬里层成形用的模具(金属模具)的成形空间内固定金属芯，向该成形空间内导入衬里层的材料来形成衬里层，由此，在预先借助模具(金属模具)确定外形的衬里层中，能够将金属芯配置于正确的位置，所以能够切实地形成，具有即使在金属芯发生翘曲也防止流体的浸透所必要的厚度的衬里层。

附图说明

图1是表示本发明的衬里型蝶阀的实施方式的中央纵剖视图。

图2的(a)是阀体的局部切口立体图。图2的(b)是阀体的中央横剖视图。

图3是图2的(b)的A部放大剖视图。

图4是阀体的局部省略横剖视图。

图5是表示图1的凸台面附近的局部放大剖视图。

图6是表示蝶阀的成形金属模具的概略说明图。

具体实施方式

以下，基于附图，详细说明本发明的衬里型蝶阀的实施方式。图1中表示本发明的衬里型蝶阀的实施方式的中央纵剖视图，图2的(a)、图2的(b)表示阀体，图3表示图2的(b)的A部放大剖视图。

图中，衬里型蝶阀(以下，称作阀主体1)例如设置成公称直径350A~600A左右的大口径，用作半导体制造用工厂、食品相关的管路等一部分。阀主体1具备阀体2、大致筒形的阀身3、片式衬里4、阀杆5，该阀杆5由上部阀杆5a、下部阀杆5b构成。

阀身3例如由可塑铸铁等的铸铁成形，设置成具有上部阀身3a、下部阀身3b的能够上下分割的方式，设置成能够借助图中未示出的螺栓一体地固定。阀身3处设置有流路口10和凸缘11，包括它们的阀身3的内周侧被片式衬里4覆盖。在上部阀身3a、下部阀身3b的阀杆5的轴装侧形成轴装部12，在该轴装部12的内部设置轴装孔13，分别在各轴装孔13装配上部阀杆5a、下部阀杆5b。在上部阀杆5a的下部形成多边形的方形部5c。

阀体2在中心侧具有由不锈钢合金等金属材料形成的大致圆板状的金属芯20，该金属芯20被衬里层(衬里部)22覆盖，该衬里部22具备在金属芯20的正反侧分别设置的正反侧衬里部32、在金属芯20的外周侧设置的外周衬里部33。

在阀体2的顶侧和底侧形成阀杆插入孔23，特别地，在顶侧的阀杆插入孔23形成阀杆5的方形部5c能够嵌合的方形孔部24。在顶侧的阀杆插入孔23，以使方形部5c嵌合于方形孔部24的方式插接上部阀杆5a，下部阀杆5b被插入底侧的阀杆插入孔23。由此，阀体2在借助上部阀杆5a、下部阀杆5b轴安装的状态下装配于阀身3内，通过上部阀杆5a的转动能够使阀身内流路开闭。

衬里部(衬里层)22例如借助PFA(四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物)等氟树脂等的树脂材料设置，除了上述的正反侧衬里部32、外周衬里部33，在上下侧(顶侧和底侧)还具备凸台部30、轴筒衬里部。衬里部22借助在金属芯20的适当位置形成的连通部21一体地覆盖于金属芯20的正反面的外周围，形成为防止从金属芯20脱离的状态。

阀体2的衬里部22的与片式衬里4的密封部位由顶侧和底侧附近的凸台部30、作为凸台部30以外的部位的阀翼部31构成，借助凸台部30确保与片式衬里4的从阀开至阀闭状态的顶侧和底侧的密封性，借助阀翼部31确保与片式衬里4的阀闭状态的阀翼侧的密封性。这样，阀闭时借助凸台部30和阀翼部31，遍及内周面整体发挥与片式衬里4的密封性。

这里，成形出衬里部22的情况下，阀主体1(金属芯20)为大口径，因此，铸造时容易以旋转轴为中心在金属芯20的阀翼侧产生更多的翘曲，进行此后的衬里处理时，金属芯20的阀翼侧附近容易由于自重向下方挠曲而变形。

与此相对，图2、图3中，正反侧衬里部32设置成，在假定不发生翘曲的金属芯20的正反侧的每一侧，至少在金属芯20的外周侧位置具有将既定衬里厚度、与在金属芯20的阀翼侧可设想的最大翘曲幅度相同的厚度相加的厚度T1。借助该正反侧衬里部32，在金属芯20的阀翼侧，其正反面均被切实地覆盖。该图2及图3为表示在金属芯20处不产生翘曲的所谓的理想的状态的图，实际上有不为这样的状态而在金属芯20产生翘曲的情况。关于在金属芯20产生翘曲的情况的方式，后述内容中基于图4进行说明。此外，本例中，在金属芯20的正反侧设置一样的厚度的正反侧衬里部32，但并非一定限定于此。也可以是，金属芯20的翘曲容易向阀翼侧变大，所以相应地厚度向阀翼侧增加。

具体地，本例这样的公称直径350A~600A左右的大口径蝶阀的情况下，金属芯20的正反侧的各自的既定衬里厚度优选为至少3mm以上，本例中设为3mm左右。另一方面，与在金属芯20的阀翼侧可设想的最大翘曲幅度相同的厚度为，将以金属芯20的旋转轴为中心的阀翼附近的最大的翘曲幅度假定成2mm，与其对应地在金属芯20的正反侧分别设置成2mm左右。由此，正反侧衬里部32在假定不发生翘曲的金属芯20的正反侧的每一侧，根据既定衬里厚度3mm和与在金属芯的阀翼侧可设想的最大翘曲幅度相同的厚度2mm的和即5mm左右的厚度T1设置。

另一方面，外周衬里部33根据从金属芯20的外周端至阀体2的外周端的末端密封面41的厚度T2设置于金属芯20的外周侧，该厚度T2由将金属芯20外周侧的既定衬里厚度和既定压溃厚度相加的厚度构成，借助该外周衬里部33，金属芯20的外周侧被覆盖。

具体地，阀体2的外周侧的既定衬里厚度设为3mm左右，对该既定衬里厚度加上既定压溃厚度，由此构成外周衬里部33。本例中，将既定压溃厚度设定成1mm左右，根据这些既定衬里厚度和既定压溃厚度，在阀体2外周侧作为与片式衬里4压接的厚度及压溃余量确保必要的厚度。

这里，“既定衬里厚度”是指，为了不使阀体2可能接触的流体浸透至金属芯20所必要的衬里层的最小的厚度，根据衬里层的材质、流体的种类而不同。另外，该“最小的厚度”无需是根据理论、实证等证明的值，只要是本领域技术人员的经验上为了不使流体浸透的必要最低限度惯例的值即可。此外，“既定压溃厚度”是指，阀体2的开闭时阀体2的密封部位在与片式衬里4重复接触而压溃时能够产生的不可逆的压溃的量。该“既定压溃厚度”能够考虑阀体2的尺寸、衬里部22的材料、密封部位的推压量等地设定。

进而，“在金属芯20的阀翼附近可设想的最大翘曲幅度”是指，关于金属芯20的铸造等中可能发生的以阀翼附近为中心的翘曲，预想的范围中发生最大的翘曲的情况下的距金属芯20端部的设计值的偏离幅度。

在外周衬里部33的密封侧，凸部(环状凸部40)被根据既定的高度设置，该环状凸部40向阀体2的外周侧突出，与该阀体2外周相连而大致形成为环状，在该环状凸部40的阀体2的外周侧端面形成末端密封面41。末端密封面41被根据既定密封宽度W设置。

该情况下，环状凸部40也考虑片式衬里4与阀座的接触的结果产生的不可逆的泄漏而设定成能够维持充分的密封性的既定高度(既定压溃厚度)。结果，在外周衬里部33，在金属芯20的外周侧形成具有既定的衬里厚度的层，在更外周侧形成既定压溃厚度的环状凸部40。根据这样的构造，能够在金属芯20的外周侧切实地确保既定衬里厚度且外周密封部也形成为必要最小限度。

前述既定密封宽度W意味着，作为环状凸部40的与片式衬里4的主要的密封部位的末端密封面41为了得到充分的密封性所必要的大的宽度。该既定密封宽度W能够设为对于本领域技术人员而言为惯例的值。

本例的环状凸部40根据3mm左右的既定密封宽度W形成为1mm左右的高度，外周衬里部33整体设置成既定衬里厚度(3mm)与既定压溃厚度(1mm)的和即4mm左右的厚度。

图3的阀体20的剖视图中，在环状凸部40的朝向末端密封面41的两侧(图中的上下侧)设置侧面部42，各侧面部42由相对于末端密封面41的压接密封方向倾斜的倾斜面形成。相对于末端密封面41的压接密封方向的角度θ设为10°以下。

即，在金属芯20处形成衬里层(衬里部22)时，在衬里部22的成形时，预先将环状凸部40比预定的高度高得多(图3的右方较大)地形成，成形后，能够在环状凸部40处在必要的高度的位置切断。此时，若角度θ为10°以下，则切断前的环状凸部的两侧面部42彼此平行地变近，能够使两侧面部42间的宽度的切断位置的变化变少，所以能够在末端密封面41形成必要的密封宽度W。

图3中，正反侧衬里部32的厚度(从金属芯20表面至衬里部22的外表面的厚度)比外周衬里部33的厚度大，但更优选地，可以是从正反侧衬里部32至环状凸部40的衬里部的厚度均匀。若衬里部的厚度不同，则在衬里部的成形时，由于厚度的差而引起收缩差，在最薄的部位应力集中，有成为容易断裂的部位的可能。特别地，环状凸部40的根部是应力容易集中的部位，但通过这样地使从正反侧衬里部32经由外周衬里部33至环状凸部40的厚度均匀，厚度的差引起的应力集中难以产生，容易抑制衬里部22的断裂等。

在末端密封面41和两侧面部42之间形成环状的C面部45，通过这样设置C面部45(C倒角)，防止环状凸部40与片式衬里4接触时对环状凸部40的一部分施加过大的力。进而，通过将C面部45的大小、角度适当地设定，也能够将末端密封面41的密封宽度W设定成任意的大小。

通过将上述的衬里部22在阀体2处形成，在金属芯20处产生翘曲、挠曲时，正反侧衬里部32的厚度T1和外周衬里部33的厚度T2及密封宽度W为在阀闭时切实地发挥密封性的大小，并且，此时，外周衬里部33被抑制成维持密封性的必要最小限度的厚度。

以下，参照图4，对在金属芯20处产生翘曲、挠曲的情况进行说明。该图中，表示阀体的局部省略剖视图，图4的(a)表示本实施方式的没有金属芯的翘曲的状态，图4的(b)表示在本实施方式的金属芯处产生翘曲的状态，图4的(c)表示比较例。

图4的(a)中，相对于金属芯20的正反侧，正反侧衬里部32形成为均匀的厚度，表示外周衬里部33在外周侧形成为均匀的厚度的状态。该情况下，这些正反侧衬里部32、外周衬里部33被确保为充分的厚度。

如图4的(b)所示，向上方发生翘曲的情况下，正反侧衬里部32具有对于既定衬里厚度加上预先设想的金属芯20的最大翘曲幅度的厚度的厚度，所以在金属芯20的上表面侧的正反侧衬里部32至少确保既定衬里厚度，在外周衬里部33也至少确保既定衬里厚度，借助它们防止流体的浸透、透过，相对于阀闭时的片式衬里4的密封性被确保。

图4的(c)的比较例中设置的衬里部25的情况下，在金属芯20的正反面，未加上与在阀翼侧可设想的最大翘曲幅度相同的衬里厚度，在金属芯20的外周侧未加上既定密封厚度的衬里厚度。该情况下，在上表面侧的正反侧衬里部，既定的衬里厚度不足，特别地在该例子中，金属芯20从正反侧的衬里部25的上部露出，所以不能防止流体的浸透、透过，外周衬里部的厚度不足，所以难以确保阀闭时的密封性。

将本实施方式的阀体2应用于蝶阀的情况下，环状凸部40被在与阀身侧的密封面之间压溃，发挥密封性。此时，为了得到良好的密封性，金属芯20的外周侧面部20a可以切实地位于环状凸部40的相向位置。由此，优选为环状凸部40被金属芯20支承的状态。此外，如上所述，越为大口径，越容易在金属芯20处发生翘曲、挠曲，但若由于金属芯20的翘曲、挠曲而金属芯20的外周侧面部20a从环状凸部40偏离，则有无法充分地得到密封性的可能。

因此，本例中，金属芯20的外周侧面部20a具有，即使在该金属芯20的阀翼侧以可设想的最大翘曲幅度发生翘曲也能够与环状凸部40的厚度方向的中央部相向的宽度。例如，设想金属芯20的翘曲最大发生2mm左右的情况下，外周侧面部20a的宽度优选为比4mm大。即使金属芯20最大2mm地翘曲，环状凸部40的中央部也位于与金属芯20的外周侧面部20a相向的位置，所以能够防止由于金属芯20的翘曲、挠曲引起的密封性的下降。

在上述的金属芯20的表面具备衬里部22的阀体2例如能够如下所述地制造。图6是表示蝶阀的成形金属模具的概略说明图，虽未图示，但将阀杆或阀杆夹具插入阀杆插入孔，将阀杆或阀杆夹具借助下部金属模具保持。

首先，准备金属芯20，分别将阀杆5或与阀杆同形状的上下部阀杆夹具(未图示)等插入该金属芯20的上部阀杆5a及下部阀杆5b的阀杆插入孔23，固定金属芯20(金属芯20的阀杆插入孔23参照图1等)。

接着，从使金属芯20大致水平地横放的状态，在保持上下部阀杆5a、5b或上下部阀杆夹具(以下为阀杆夹具)的同时在成形用的模具(金属模具)100的下部金属模具100b的既定的树脂成形用的成形区域D配置金属芯20。此时，以金属芯20不向旋转方向移动的方式，将上下部阀杆5a、5b或阀杆夹具借助保持部件等固定。这里，保持部件只要金属芯20不旋转则可以通过任意方法固定，例如，可以是以将上下部阀杆5a、5b或阀杆夹具从两侧夹入的方式固定的保持部件，也可以是在金属模具处设置阀杆保持用凹部等而与金属模具为一体的保持部件。

接着，从下部金属模具100b的上方覆盖上部金属模具100a而将金属模具100借助固定部件(未图示)等固定。此时，在上部金属模具100a、下部金属模具100b、配置金属芯20的区域之间，在该金属芯20的周围设置有用于形成衬里部22的空间S。

图6中，向壶200内填充树脂材料300后，借助挤出部件201挤出树脂材料300，从设置于金属模具100的注入口100c向空间S内注入(导入)树脂材料300，使该树脂材料300硬化来形成覆盖金属芯20的衬里部22。

此外，在金属模具100处设置有环状层部100d。将树脂材料300压入至该环状层部100d，能够在金属芯20的衬里层22的外周侧形成环状凸部40。

树脂材料充分硬化后，将形成有衬里层的金属芯20从金属模具100取出，在形成于阀体的外周的环状凸部40将不要的部分切断，能够制造出具备具有既定的密封宽度W的末端密封面41的衬里型蝶阀。

此外，上述的方法中，若将上下部阀杆5a、5b或阀杆夹具等固定保持，则能够在金属模具100内的成形区域D内在正确的位置配置金属芯20，所以能够防止形成衬里层时的歪斜、偏离等，容易形成必要的厚度的衬里部22。

本例中特别地在大口径的蝶阀的情况下，与小口径的蝶阀相比有容易在金属芯20处发生翘曲、挠曲的倾向，将衬里部22的形状设置成满足既定的条件，使得即使在金属芯发生翘曲、挠曲也能够形成必要的厚度的衬里部22，特别重要的是，在该衬里部22的成形时正确地对准金属模具内的成形区域内的金属芯20的位置。根据上述的方法，将在金属芯20处固定的上下部阀杆5a、5b或阀杆夹具等固定保持，能够在金属模具100内进行金属芯20的正确的位置对准。

图5中，阀体的顶侧和底侧的凸台部30被以压接密封状态配置于，在装配于阀身3的片式衬里4的顶侧和底侧形成的凸台面4d，借助这些凸台部30和凸台面4d确保从阀开至阀闭状态的凸台部分的密封性。

图1中，片式衬里4借助与阀体2的衬里部22相同的材料即PFA等树脂材料设置成既定的壁厚，如前所述地覆盖于阀身3内周侧，设置成能够发挥高的耐腐蚀性、耐热性。片式衬里4具有在阀身3内周侧装配的环状部4a、在该环状部4a的两端外周缘突设形成的凸缘部4b，在环状部4a的上下部阀杆5a、5b的装配位置，筒状衬里部4c、4c向阀杆5的安装方向突出而被一体地形成，在这些筒状衬里部4c装配上下部阀杆5a、5b。

前述的阀身3的上下侧的阀杆被插入的轴装部12内，分别设置垫圈51、环体52、密封衬套53、O型圈54、圆筒状的轴承55，进而，在各轴装部12的上下侧装配有由螺旋弹簧构成的弹簧56。阀体2在上下部侧在被衬里部22覆盖的状态下在被轴装部12轴密封的状态下旋转自如地安装于阀身3内。

在上下的各轴装部12，在上部阀杆5a、下部阀杆5b的插入方向上分别装配互相相向的一组垫圈51。该一组垫圈51由凹凸形状的组合构成，前述凹凸形状的组合能够使得，从阀杆5(上下部阀杆5a、5b)侧对阀体2的凸台部30施加的面压在阀杆5和阀体2之间发生偏离、倾斜时也为与它们不发生偏离、倾斜状态大致相同的状态。

具体地，垫圈51由凸状垫圈60和凹状垫圈61构成。分别为，在凸状垫圈60处，在一面侧具备凸球面62，在凹状垫圈61处，在一面侧具备供该凸球面62面接触的凹球面63，这些凸状垫圈60和凹状垫圈61借助装配于轴装部12内的弹簧56的弹开力被在彼此相向的方向上装配成推压状态。该垫圈51的安装构造被以对称的装配状态设置于上下的轴装部12。

对阀体2施加流体压的情况下，阀体2向该方向移动，由此认为阀杆5(上部阀杆5a、下部阀杆5b)以上下的各轴承55的正中位置为中心倾斜。因此，从沿阀杆5的倾斜在球面上滑动的观点出发，以上下轴承55的正中位置为球的中心位置，使在垫圈51的位置形成的假想的球面与凸状垫圈60和凹状垫圈61的相向的球面一致。

阀杆5最大以与在该端部侧的周围存在的阀体2侧的空间倾斜，所以凸球面62、凹球面63形成为能够与该倾斜对应的程度的形状。例如，使阀杆5最大倾斜1°的角度的情况下，将凸球面62、凹球面63与之对应地设为与最大1°的角度的倾斜对应的球面形状。

将本例中假想的球面的半径设为110mm，借助该半径分别形成凸球面62、凹球面63。由此，即使阀杆5(上部阀杆5a、下部阀杆5b)倾斜而在该阀杆5和阀体2之间产生偏离、倾斜，也将轴承55的倾斜的面压从凸球面62向凹球面63均匀地传递。

凸球面62和凹球面63优选地形成为彼此容易滑动的方式，在本实施方式中，凸状垫圈60的内外周径设置成分别比凹状垫圈61的内外周径稍小，在凸状垫圈60的内外周侧分别设置有适当的空间 (未图示)。因此，凸状垫圈60能够相对于凹状垫圈61容易地在周向上摆动。

轴承55被配置于弹簧56和环体52之间，借助该轴承55，上部阀杆5a、下部阀杆5b被分别在O型圈54的附近旋转自如且以调心状态支承。

环体52借助不锈钢材料设置成能够将阀体2的凸台部30的外周附近位置从上方侧强力地推压的圆筒形状，阀体2为能够旋转的状态，且设置成弹簧56的弹开力能够借助该环体52穿过轴承55向阀体2侧传递。

在上部阀身3a的上部侧，将上部阀杆5a能够转动地支承的轴承部件70在被保持环71卡止的状态下被配置，借助该轴承部件70，弹簧56被保持成能够向下弹开的状态。

另一方面，在下部阀身3b侧，块(コマ)部件72被在被保持环71卡止的状态下配置，将下部阀杆5b能够转动地支承的轴承部件73重叠在该块部件72上，弹簧56被穿过该轴承部件73地保持成能够向上方弹开的状态。借助前述轴承部件70、73、块部件72，上下的弹簧56、56被分别在阀体2方向上弹开。在轴承部件70、块部件72的内外周分别装配防尘・防水用的O型圈74、74。

密封衬套53由含碳纤维的PTFE(聚四氟乙烯)等的树脂材料成形，在环体52和衬里部22及片式衬里4之间被设置成密封部位。在密封衬套53的下部侧，以向外周向弯折的方式形成环状的凸边部53a。设置成环体52的端面侧能够抵接凸边部53a，由此，环体52穿过凸边部53a推压片式衬里4。

借助上述结构，在图1的阀主体1处，借助在阀身3的轴装孔13设置的弹簧56的弹开力，穿过环体52将位于阀体2的顶部和底部的凸台部30的片式衬里4推压，由此，分别确保该顶部和底部部位的密封性。

另外，也可以是，上述实施方式中，在正反侧衬里部32、外周衬里部33，与金属芯20的翘曲对应的部分的厚度被进一步加厚，对于金属芯20的整面加上与可设想的最大翘曲幅度对应的厚度。

垫圈51也能够在轴装部12的任意的位置配置，只要是凸状垫圈和凹状垫圈能够相互滑动的方式，就也能够将球面形状以外的锥形形状、或上下的位置关系相反地设置。此外，也可以设置成不使这些一组垫圈摆动的方式。

使用螺旋弹簧作为弹簧56，但不限于此，例如，也可以使用盘簧等。

接着，对本发明的衬里型蝶阀的上述实施方式的作用进行说明。图1~图3中，阀主体1具备衬里部22，前述衬里部22具备正反侧衬里部32和外周衬里部33，借助该衬里部22覆盖金属芯20，所以在使阀主体1为公称直径350A~600A左右地大口径化的情况下也能够维持耐化学性、耐热性。

该情况下，正反侧衬里部32分别在金属芯20的正反侧设定成3mm的既定衬里厚度加上与在金属芯20的阀翼侧可设想的最大翘曲幅度相同的2mm的厚度的5mm的厚度T1，由此，即使在铸造时在金属芯20处发生翘曲，或借助图6的衬里成形模具进行衬里加工时阀翼侧由于自重而向下方挠曲而变形，也能够在金属芯20的正反面施加必要的衬里厚度，能够借助衬里部32切实地阻止流体的浸透、透过而确保耐化学性、耐热性。

另一方面，外周衬里部33设定成将金属芯20外周侧的3mm的既定衬里厚度和1mm的既定压溃厚度相加的4mm的厚度T2，在该外周衬里部33的密封侧形成环状凸部40，所以不将金属芯20的形状精细地设定，不限于该金属芯20的外周端部侧的厚度、锥形形状，能够简单地形成具有必要的密封宽度W的外周密封部。

将环状凸部40的既定密封宽度W设置成本实施方式那样的尺寸的阀体2所必要的宽度即3mm，所以阀闭时借助金属芯20外周面推压包括环状凸部40的外周衬里部33，将环状凸部40的末端密封面41相对于片式衬里4内周的环状密封面43压接来切实地防止泄漏。

此外，金属芯20的外周侧面部20a具有即使在该金属芯20的阀翼侧以可设想的最大翘曲幅度发生翘曲也能够与环状凸部40的厚度方向的中央部相向那样的宽度，所以即使金属芯20的翘曲变为最大，外周侧面部20a和环状凸部40的中央部也一定相向，所以即使发生金属芯20的翘曲、挠曲也能够防止密封性的下降。

进而，将环状凸部40的两侧面部42的角度θ借助相对于末端密封面41的压接密封方向为10°的倾斜面设置，所以环状凸部40的侧面部42在与末端密封面41的压接密封方向的关系上平行地接近。因此，成形时预先将环状凸部40较长地形成，通过将其多余的部分切断而变得容易加工成既定密封宽度W。

如图5所示，在上下的轴装部12内装配由凸状垫圈60和凹状垫圈61构成的一组垫圈51，呈将凸球面62和凹球面63借助弹簧56的弹开力推压的状态。由此，即使在阀体2移动而在阀杆5处产生倾斜的情况下，凸球面62相对于凹球面63滑动，凸状垫圈60与阀杆5一同倾斜，另一方面，凹状垫圈61的既定的朝向被维持。因此，即使弹簧56的推压力以通过阀杆5的倾斜相对于凸台面4d倾斜的方式施加，也借助垫圈51转换成与凸台面4d垂直的方向的力。若没有该垫圈51，则弹簧56的推压力倾斜而对凸台面4d施加，所以朝向圆形的凸台面4d的推压力在周向上不一致，有在变弱的部分发生泄漏的可能。与此相对，借助垫圈51，推压力被转换成与凸台面4d垂直，所以在凸台面4d的周向上均匀地施加力。

根据以上内容，阀闭时确保阀体2的凸台部分侧和凸台部分以外的阀翼部分侧的双方的固封性，例如，在使阀主体1为公称直径350A~600A左右地大口径化的情况下也能够在阀体2的整周遍及整周地使密封提高。

以上，对本发明的实施方式进行了详细的说明，但本发明不限于前述实施方式的记载，能够在不脱离本发明的权利要求书中记载的发明的精神的范围内各种改变。

附图标记说明

1阀主体

2阀体

3阀身

4片式衬里

5阀杆

5a上部阀杆

5b下部阀杆

12轴装部

20金属芯

20a外周侧面部

22衬里部(衬里层)

23阀杆插入孔

30凸台部

32正反侧衬里部

33外周衬里部

40环状凸部(凸部)

41末端密封面

42倾斜面(侧面部)

51垫圈

56螺旋弹簧(弹簧)

60凸状垫圈

61凹状垫圈

62凸球面

63凹球面

100成形用的模具(金属模具)

100a上部金属模具

100b下部金属模具

T1、T2厚度

W既定密封宽度

θ角度。

Claims (8)

1.一种衬里型蝶阀，其特征在于，

在金属芯被衬里层覆盖的阀体借助阀杆旋转自如地设置于阀身内的蝶阀中，前述衬里层具备分别设置于前述金属芯的正反侧的正反侧衬里部、设置于前述金属芯的外周侧的外周衬里部，前述正反侧衬里部设置成，在假定不发生翘曲的金属芯的正反侧的每一侧，至少在前述金属芯的外周端位置具有将既定衬里厚度、与在前述金属芯的阀翼侧可设想的最大翘曲幅度相同的厚度相加的厚度，前述外周衬里部的从前述金属芯的外周端至前述阀体的外周端的末端密封面的厚度为既定衬里厚度加上既定压溃厚度的厚度。

2.如权利要求1所述的衬里型蝶阀，其特征在于，

在前述外周衬里部，向前述阀体的外周侧突出的凸部与前述阀体外周相连而大致形成为环状，前述凸部的前述阀体的外周侧端面为具有既定密封宽度的前述末端密封面。

3.如权利要求2所述的衬里型蝶阀，其特征在于，

前述金属芯在其最外周具有外周侧面部，该外周侧面部具有，即使在前述金属芯的阀翼侧金属芯以可设想的最大翘曲幅度发生翘曲也能够与在前述外周衬里部设置的前述凸部的厚度方向的中央部相向的宽度。

4.如权利要求2或3所述的衬里型蝶阀，其特征在于，

前述凸部的朝向前述末端密封面的各侧面部由相对于前述末端密封面的压接密封方向为10°以下的角度的倾斜面形成。

5.如权利要求1至4中任一项所述的衬里型蝶阀，其特征在于，

在装入前述阀杆的轴装部内装配在前述阀杆的插入方向上彼此相向的一组垫圈，该一组垫圈由凹凸形状的组合构成，前述凹凸形状的组合能够使得，从前述阀杆侧对在前述阀体处形成的凸台部施加的面压在前述阀杆与前述阀体之间发生偏离、倾斜时也大致相同。

6.如权利要求5所述的衬里型蝶阀，其特征在于，

前述垫圈由具备凸球面的凸状垫圈、具备供前述凸球面面接触的凹球面的凹状垫圈构成，前述凸状垫圈和前述凹状垫圈借助装配于前述轴装部内的弹簧的弹开力被在彼此相向方向上装配成推压状态。

7.一种衬里型蝶阀，其特征在于，

在金属芯被衬里层覆盖的阀体借助阀杆旋转自如地设置于阀身内的蝶阀中，前述衬里层具备分别设置于前述金属芯的正反侧的正反侧衬里部、设置于前述金属芯的外周侧的外周衬里部，前述正反侧衬里部在前述金属芯的正反侧至少具有既定衬里厚度，并且至少在前述金属芯的外周端位置，正反侧合计具有，将既定衬里厚度加上与在前述金属芯的阀翼侧可设想的最大翘曲幅度相同的厚度的厚度加倍的厚度，前述外周衬里部的前述金属芯的外周端至前述阀体的外周端的末端密封面的厚度为将既定衬里厚度和既定压溃厚度相加的厚度。

8.一种衬里型蝶阀的制造方法，是权利要求1至7中任一项所述的衬里型蝶阀的制造方法，其特征在于，

在前述金属芯处，向在该金属芯的阀翼部的相向位置分别设置的阀杆插入孔插入阀杆或阀杆夹具，将金属芯和阀杆或阀杆夹具互相固定，在前述衬里层成形用的模具的成形空间内配置前述金属芯，通过保持前述上下部阀杆或上下部阀杆夹具在前述成形空间内以前述金属芯不动的方式固定的状态下，向前述成形空间内导入前述衬里层形成用的材料，由此，在前述金属芯的表面上形成前述衬里层。

Images