CN116057306A - 蝶形阀 - Google Patents

Abstract

一种蝶形阀，包含形成内部流路的阀本体、安装于内部流路的内周面的座环、得以绕转动轴线转动地支承于阀本体的阀轴及透过阀轴得以转动地支承于阀本体的阀体(19)。阀体(19)具有环状的外周缘面(45)且于外周缘面上转动轴线方向的相对向位置形成有二个让阀轴插通用的阀轴开口部。阀体的外周缘面设有沿各阀轴开口部的周缘部延伸的环状的二个开口隆起部(47)及连接二个开口隆起部间而延伸的周缘隆起部(49)，周缘隆起部具有沿其顶部延伸的周缘密封面(49a)及于周缘密封面的两侧倾斜而延伸的倒角面(49b)。

Description

蝶形阀

技术领域

本发明涉及适用于化学工厂、上下水道、农业水产、半导体制造领域、食品领域等的各种产业的管道线路的蝶形阀。

背景技术

蝶形阀包含：形成有内部流路的阀本体、装设于阀本体的内部流路的内周面的座环、贯穿座环而延伸且以得以转动的方式被支承于阀本体的阀轴、及配置于座环内且以与阀轴共同转动的方式而固定地安装于阀轴的阀体，蝶形阀利用阀轴而在阀本体内使阀体绕着转动轴线转动，而使阀体的外周缘面与设于座环的内周面的阀座面压接或相隔，而进行阀的开闭。

于阀本体的内部流路的径方向的相对向的位置，设有用于插通且支承阀轴的成对的轴承孔。再者，座环包括：于中心轴线方向延伸的概略筒形状的环本体及设于环本体的中心轴线方向两端部且向外侧延伸的环状的凸缘部，借由使座环的凸缘部嵌合于阀本体的内部流路的两端的开口部的周围所设的嵌合凹部，而装设于阀本体的内部流路的内周面。座环的环本体中于径方向相对向的位置形成有用于让阀轴贯穿的成对的贯穿孔。

如此的蝶形阀，使配置于内部流路的内周面所装设的座环(详细而言为环本体)内的阀体的外周缘面与形成于座环的内周面的阀座面密接，藉此以阀体封锁内部流路。为了确实地进行阀体的外周缘面与座环的阀座面之间的密封，必须提高相对于阀座面的推压外周缘面的表面压力。然而，当提高相对于阀座面的推压外周缘面的表面压力，闭阀时使阀体转动而将阀体的外周缘面压接于阀座面时的阻力会变大，因而用于使阀体转动的阀轴的操作力矩会增加。为了降低此操作力矩，例如专利文献1所记载的蝶形阀，提出有一种蝶形阀的方案，其以具有较自阀体的中心至阀座面为止的距离更大些微的半径的球面的形状的方式形成阀体的外周缘面，且使外周缘面滑顺地与阀座面接触。

再者，蝶形阀在使阀体的外周缘面压接于座环的阀座面而密封时，在用于让阀轴贯穿的贯穿孔附近的有效表面压力会变低。其结果，在相同的座环的压缩率下，贯穿孔附近的密封性能会降低而容易发生泄漏。所以，例如专利文献2所记载的蝶形阀般的蝶形阀的方案被提出，其中座环的环本体的外周形成为以阀轴方向作为长轴的椭圆形，内周形成为圆形，使贯穿孔周边的压缩余量增加，藉此提高贯穿孔附近的有效表面压力，而提高密封性能。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本特开2005-233294号公报

[专利文献2]日本特开2004-183711号公报

发明内容

[发明所欲解决的问题]

小口径的蝶形阀，如同上述，采用了组合外周面为椭圆形的座环及具有球面状的外周缘面的阀体的构造。然而，大口径的蝶形阀，难以将阀体的外周缘面加工成球面状，成本昂贵。因此，依然残留有一旦为了确保充分的密封性能而增加相对于座环的阀座面的阀体的外周缘面的表面压力，则于闭阀时相对于座环的阀座面的阀体的外周缘面的阻力会变大，而阀体的操作力矩变大的问题。进一步，于闭阀时阀体的外周缘部的侧部(角部)与座环的阀座面接触时，也会产生阀体的操作力矩急剧增加的问题。

再者，一旦为了减少操作力矩而减少相对于座环的阀座面的阀体的外周缘面的表面压力，则在座环的贯穿孔的周围的密封性能会有降低的问题。

因此，本发明的目的在于解决存在于习知技术的问题，即使为大口径的蝶形阀，也能够抑制在闭阀时的阀体的操作力矩的增加的同时，确保阀体与阀座面之间所必要的密封性能。

〔解决问题的技术手段〕

有鉴于上述目的，本发明提供一种蝶形阀，包含：一阀本体，形成有于流路轴线方向延伸的内部流路；一座环，装设于该内部流路的内周面；一阀轴，以绕着转动轴线得以转动的方式被支承于该阀本体；一阀体，为略圆盘状，连接于该阀轴而以得以转动的方式被支承于该阀本体且配置于该座环内，该蝶形阀借由使该阀体绕着该转动轴线转动而使该阀体的该周缘部与该座环的内周面压接或相隔，而进行该内部流路的开闭，其中该阀体具有于周方向延伸的环状的外周缘面，该外周缘面上的该转动轴线方向的相对向位置形成有二个阀轴开口部，二个该阀轴开口部用于让该阀轴插通，该阀体的该外周缘面更设有环状的二个开口隆起部及一周缘隆起部，二个该开口隆起部自该外周缘面突出且沿着各个该阀轴开口部的周缘部延伸，该周缘隆起部自该外周缘面突出且以连接二个该开口隆起部之间的方式于该阀体的周方向延伸，该周缘隆起部具有一周缘密封面及一倒角面，该周缘密封面沿着该周缘隆起部的顶部于周方向圆弧状且于宽度方向平坦地延伸，该倒角面相对于该周缘密封面朝向该阀体的该外周缘面形成预先指定的角度而倾斜且沿着该周缘密封面的两侧而延伸。

上述蝶形阀中，突出设置于阀体的外周缘面的周缘隆起部具有周缘密封面及倒角面，周缘密封面沿着周缘隆起部的顶部于周方向圆弧状且于宽度方向平坦地延伸，倒角面相对于周缘密封面朝向阀体的外周缘面形成预先指定的角度而倾斜且沿着周缘密封面的两侧而延伸。形成于阀体的周缘隆起部的顶部的平面状的周缘密封面压接于座环的内周面，因而自阀体的周缘隆起部向座环的内周面的压力集中于周缘密封面而提高密封压力。再者，沿着周缘密封面的两侧形成相对于周缘密封面倾斜的倒角面，藉此能够降低阀体转动而周缘隆起部与座环的内周面接触时的阻力。

上述蝶形阀，其中该预先指定的角度为15°至30°的范围的角度为佳。再者，该周缘密封面的宽度为3mm至10mm的范围为佳。相对于周缘密封面，倒角面所形成的角度为上述范围时，能够特别降低操作力矩。再者，周缘密封面的宽度为上述范围，则借由周缘密封面而能够兼得使表面压力集中的效果及在反复进行阀的开闭的用途中的耐磨损性。

该密封环能够包括外周面、内周面及自该外周面突出且环状地延伸的环状突起，并且于该阀本体的内部流路的内周面能够设有与该密封环的该环状突起嵌合的环状嵌合沟。

此场合，于该环状嵌合沟中的该转动轴线方向的相对向位置，开口有用于插通且支承该阀轴的二个轴承孔，该环状嵌合沟包括二个开口沟部及二个周缘沟部，二个该开口沟部设置于二个该轴承孔的开口部的周缘部，二个该周缘沟部以连接二个该开口沟部之间的方式于周方向延伸，二个该周缘沟部的其中一个于下流侧的上缘端部设有倒角部的同时，二个该周缘沟部的另外一个于上流侧的上缘端部设有倒角部为佳，该环状嵌合沟的该周缘沟部具有矩形截面，该倒角部借由倾斜面而形成，该倾斜面与该周缘沟部的侧面的延长面所形成的角度定为：在该蝶形阀为全开状态时的该阀体的转动角度为0°时，与该阀体的该周缘隆起部的该周缘密封面与该倾斜面接触时的该阀体的转动角度为一致更佳。

进一步，于该座环的于转动轴线方向的相对向位置形成有二个贯穿孔，二个该贯穿孔用于让该阀轴贯穿而自该外周面贯穿延伸至该内周面，该座环的内周面上形成有环状的二个贯穿孔密封面、阀座面及内周迁移面，二个该贯穿孔密封面于各个该贯穿孔的周缘部平面状地延伸，该阀座面以连接二个该贯穿孔密封面之间的方式于周方向圆弧状地延伸，该内周迁移面连接该贯穿孔密封面与该阀座面之间，于该阀体的外周面更形成有环状的开口密封面及外周迁移面，该开口密封面于该开口隆起部的顶部延伸，该外周迁移面连接该开口密封面与该周缘密封面之间，该内周迁移面以与该贯穿孔为同轴的方式圆弧状地延伸的同时，在闭阀时该内周迁移面与该外周迁移面接触为佳。此场合，形成于该座环的该内周面上的该阀座面具有形成球面的一部分的凹形状更佳。

再者，该环状突起包括环状的二个贯穿孔突起部及二个外周突起部，二个该贯穿孔突起部设于该座环的该外周面上的各个该贯穿孔的周缘部，二个该外周突起部以连接二个该贯穿孔突起部之间的方式于周方向延伸，于各个该贯穿孔突起部的顶部形成有与该贯穿孔密封面平行地延伸的突起部密封面，自该贯穿孔密封面至该突起部密封面为止的厚度与自该座环的该阀座面至该外周突起部的顶部为止的厚度相等为佳。

此外，于该座环的于转动轴线方向的相对向位置形成有二个贯穿孔，二个该贯穿孔用于让该阀轴贯穿而自该外周面贯穿延伸至该内周面，该座环的内周面上形成有环状的二个贯穿孔密封面及阀座面，二个该贯穿孔密封面于各个该贯穿孔的周缘部平面状地延伸，该阀座面以连接二个该贯穿孔密封面之间的方式于周方向圆弧状地延伸，该环状突起的宽度较该阀座面的宽度更大为佳。

作为该蝶形阀的一个实施例，该阀本体，于该转动轴线的两侧，与位于自该转动轴线至该内部流路的绕着中心的预先指定的角度的范围内的该轴承孔相邻的区域以外的外周部，施有厚度减薄。此场合，该预先指定的角度为40°以上60°以下为佳。

[对照现有技术的功效]

根据本发明的蝶形阀，形成于阀体的周缘隆起部的顶部的平面状的周缘密封面压接于座环的内周面，因而自阀体的周缘隆起部向座环的内周面的压力集中于周缘密封面而提高密封压。其结果，能够将自阀体向座环的阀座面的推压力抑制为小的同时提高阀体的外周缘面与座环的阀座面之间的密封性能。再者，沿着周缘密封面的两侧形成相对于周缘密封面而倾斜的倒角面，藉此能够将阀体转动而周缘隆起部与座环的内周面接触时的阻力予以降低。因此，能够将阀轴的操作所致阀体转动而使阀体的周缘隆起部压接于座环的内周面时的操作力矩予以降低。如此一来，能够抑制闭阀时的阀体的操作力矩的增加的同时，确保阀体与阀座面之间所必要的密封性能。

附图说明

图1为自流路轴线方向观看根据本发明的实施例的蝶形阀的闭阀时的状态的纵截面图。

图2为表示图1所示的蝶形阀的阀体的部分截面立体图。

图3为表示图1所示的蝶形阀的阀体的外周缘面中的阀轴孔的周围的构造的部分放大立体图。

图4为以通过阀体的中心的水平横截面将图2所示的阀体予以截断而表示的横截面图。

图5为将图4所示的蝶形阀的以圆圈起的部分予以放大而表示的放大截面图。

图6为表示图1所示的蝶形阀的座环的立体图。

图7为将图6所示的座环的图面上侧的贯穿孔附近的构造予以自内周侧表示的部分放大立体图。

图8为以截面表示图7所示的座环的贯穿孔附近的构造的截面图。

图9为表示将图6所示的座环上下对半切断的状态的截面图。

图10为将图9所示的座环的以圆圈起的部分予以放大而表示的放大截面图。

图11为以截面表示使根据本发明的蝶形阀的阀体自开阀状态转动而阀体的外周缘面与座环的阀座面接触时的状态的说明图。

图12为表示图1所示的蝶形阀的阀本体的整体构成的立体图。

图13为以通过内部流路的中心的水平的横截面表示图1所示的蝶形阀的阀本体的截面图。

图14为将图13所示的以圆圈起的部分予以放大而表示的放大截面图。

图15为表示将阀体与座环的磨擦系数改变而借由模拟求得的根据本发明的蝶形阀中的阀体的外周缘面的倒角面的角度与阀轴的操作力矩的关系的折线图。

具体实施方式

以下参考附图而说明根据本发明的蝶形阀11的实施例，但是本发明不限定于本实施例自不在言下。

最初参考图1及图2而说明蝶形阀11的整体构成。图1为自流路轴线方向观看时的蝶形阀的纵截面图，表示闭阀时的状态。再者，图2为将图1所示的蝶形阀的阀体予以部分地剖开而以截面表示的部分截面立体图。

蝶形阀11包含：形成有于流路轴线方向延伸的内部流路13a的概略中空圆筒状的阀本体13、以得以转动的方式被支承于阀本体13的阀轴15、装设于内部流路13a的内周的环状的座环17、配置于内部流路13a且连接于阀轴15而以得以绕着转动轴线R转动的方式被支承于阀本体13的阀体19、及得以转动地外套于阀轴15的合成树脂制的轴衬21，借由使座环17的内周面与阀体19的外周缘部压接或相隔，而能够进行内部流路13a的开闭。

附图所示的实施例的蝶形阀11之中，阀轴15由沿着转动轴线R而配置于图1中的上侧的第一阀轴15a与配置于图1中的下侧的第二阀轴15b构成，轴衬21由以得以转动的方式外套于第一阀轴15a的第一轴衬21a与以得以转动的方式外套于第二阀轴15b的第二轴衬21b构成。阀体19借由第一阀轴15a及第二阀轴15b并分别透过第一轴衬21a及第二轴衬21b而以得以转动的方式被支承于阀本体13。附图未表示的驱动部链接于第一阀轴15a，利用驱动部使第一阀轴15a转动，藉此使阀体19绕着转动轴线R转动而进行阀的开闭。附图所示的实施例中，虽然阀轴15由第一阀轴15a及第二阀轴15b的两根阀轴15所构成，但是亦能够将第一阀轴15a及第二阀轴15b予以一体形成而构成为单根的阀轴15。同样地，亦能够将第一轴衬21a及第二轴衬21b予以一体形成而构成为单根的轴衬21。第一阀轴15a及第二阀轴15b由例如：铸铁、铁钢、碳钢、铜、铜合金、黄铜、不锈钢、铝、钛等的金属材料形成，但是只要强度上没有问题则材料没有特别限定。

阀本体13由合成树脂材料形成。作为合成树脂材料，能够使用例如聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚乙烯(PE)、聚苯硫醚(PPS)、聚双环戊二烯(PDCPD)、聚四氟乙烯(PTFE)、丙烯腈丁二烯苯乙烯树脂(ABS树脂)、氯化聚氯乙烯(PVC-C)、全氟烷氧基烷烃(PFA)、聚双环戊二烯(PDCPD)、纤维强化塑料(FRP)等的合成树脂材料及经玻璃纤维等强化的这些合成树脂材料等。阀本体13的上部设有略圆盘形状的顶凸缘23。再者，阀本体13形成有于内部流路13a的径方向(图1中的上下方向)彼此相对向且自内部流路13a贯穿至外侧而延伸的第一轴承孔25及第二轴承孔27。

第一轴承孔25贯穿顶凸缘23而延伸。第一阀轴15a以外套有第一轴衬21a的状态插通于第一轴承孔25，透过第一轴衬21a以得以转动的方式被支承于第一轴承孔25。插通于第一轴承孔25的第一阀轴15a的上端自顶凸缘23突出而延伸，进而能够与设置于顶凸缘23上的驱动部链接。作为驱动部，能够使用例如杠杆式驱动部、齿轮式驱动部、自动式驱动部等。另一方面，插通于第一轴承孔25的第一阀轴15a及第一轴衬21a的下端部，自第一轴承孔25向内部流路13a突出而延伸。同样地，第二阀轴15b以外套有第二轴衬21b的状态插通于第二轴承孔27，透过第二轴衬21b以得以转动的方式被支承于第二轴承孔27。第二轴承孔27的下端部由阀轴保持件29封闭，插通于第二轴承孔27的第二阀轴15b及第二轴衬21b的下端部则抵接于阀轴保持件29。另一方面，插通于第二轴承孔27的第二阀轴15b及第二轴衬21b的上端部自第二轴承孔27向内部流路13a突出而延伸。

于阀本体13的内部包括用于补强的金属制的插入件31，该插入件31与第一轴承孔25及第二轴承孔27相隔且包围第一轴承孔25及第二轴承孔27。作为形成插入件31的金属材料可使用铸造用的不锈钢，但不限于此，只要具有比阀本体13更高的机械强度，可由与阀轴15同样的其他金属材料形成插入件31，亦可由非金属材料形成插入件31。

图1所示的实施例中，插入件31具有概略筒形状。详细而言，插入件31包含概略长方体形状的中央部、位于较中央部更远离内部流路13a一侧的圆柱部及位于较中央部更靠近内部流路13a一侧且较圆柱部更大且较中央部更小的基部，圆柱部、中央部及基部的中央具有形成较第一轴承孔25及第二轴承孔27更大直径的贯穿孔的形状。中央部形成有在将阀本体13连接于管线时用于将螺栓螺合的螺栓孔。如此形状的插入件31配置为与第一轴承孔25及第二轴承孔27的半径方向外侧相隔。之所以设成埋设于阀本体13内而不于第一轴承孔25及第二轴承孔27内露出，是为了即使有腐蚀性的流体浸入第一轴承孔25及第二轴承孔，金属制的插入件31也不会与液体接触。

座环17由例如：乙丙橡胶(EPDM)、氯丁橡胶(CR)、异戊二烯橡胶(IR)、氯磺化橡胶(CSM)、丁腈橡胶(NBR)、丁苯橡胶(SBR)、氯化聚乙烯(CM)、氟橡胶(FKM)、氢化丁腈橡胶(HNBR)、聚氨酯橡胶(U)、硅氧橡胶(VMQ、FVMQ)、乙丙橡胶(EPM)、压克力橡胶(ACM)、丁基橡胶(IIR)等的弹性材料或于这些弹性材料包覆有氟树脂的材料形成。然而，这些弹性材料为例举，只要用途上的强度或耐蚀性相关方面没问题的话，则没有特别限定材料。座环17具有概略圆筒形状且包含于中心轴线方向延伸的环本体17a及自环本体17a的中心轴线方向的两端部彼此相对向而向外侧延伸的凸缘部17b(参照图3)，于环本体17a的径方向相对向的位置，形成有分别让第一阀轴15a及第二阀轴15b贯穿用的成对的贯穿孔17c、17c。再者，阀体19的外周缘部抵接于环本体17a的内周面，藉此座环17的内周面与阀体19的外周缘部之间被密封，而能够借由阀体19封锁内部流路13a。

阀体19配置于安装在阀本体13的内部流路13a的内周面的座环17的内侧。阀体19由轮廓形成构件33及芯材35而一体形成，轮廓形成构件33由合成树脂材料形成且具有概略圆盘形状的外形，芯材35由金属材料形成且被轮廓形成构件33包围。本实施例中的阀体19为将形成轮廓形成构件33的合成树脂材料射出至预先于内部设置有芯材35的射出成型用的模具而成形。作为本实施例中形成轮廓形成构件33的合成树脂材料，使用具有高耐药性的PVDF，但不限于此，亦能够使用例如PP、PVC、PE、PFA、PDCPD等其他合成树脂材料。再者，作为本实施例中形成芯材35的金属材料，使用铸造用的铝合金，但不限于此，只要具有较轮廓形成构件33更高的机械强度，则亦可由与阀轴同样的其他金属材料形成芯材35，亦可由非金属材料形成芯材35。

阀体19的外周部，于沿着转动轴线R的相对向的位置设有第一阀轴孔37及第二阀轴孔39，第一阀轴孔37及第二阀轴孔39形成为与转动轴线R同轴。另外，第一阀轴15a及第二阀轴15b一体形成而阀轴15由单根阀轴15形成的场合，第一阀轴孔37及第二阀轴孔39也形成为单个的贯穿孔。

第一阀轴孔37包含口径相对较大的第一大径孔部37a及口径相对较小的第一小径孔部37b，第一大径孔部37a包含开口端(朝向内部流路13a的开口部)，第一小径孔部37b自第一大径孔部37a进一步于转动轴线R方向的内部侧延伸。第一大径孔部37a的内周面由轮廓形成构件33形成，相较于此，第一小径孔部37b的内周面由芯材35形成。第一阀轴孔37插入有自阀本体13的第一轴承孔25贯穿座环17的贯穿孔17c而突出的第一阀轴15a及第一轴衬21a，第一阀轴孔37的第一大径孔部37a透过第一轴衬21a支承第一阀轴15a。于第一小径孔部37b没有插入第一轴衬21a，而是第一阀轴15a的前端侧的部分(以下记载为前端部)直接插入，第一阀轴15a的前端部以无法绕着转动轴线R转动的方式嵌合于第一小径孔部37b。例如，第一阀轴15a的前端部与第一小径孔部37b形成为具有互补的多角形状或圆形二倒角形状等，藉此能够使第一阀轴15a的前端部及第一小径孔部37b以无法转动的方式嵌合。然而，只要能够以无法转动的方式嵌合第一阀轴15a的前端部及第一小径孔部37b，则第一阀轴15a及第一小径孔部37b的嵌合方法没有限定。

与第一阀轴孔37同样，第二阀轴孔39也包含口径相对较大的第二大径孔部39a及口径相对较小的第二小径孔部39b，第二大径孔部39a包含开口端(朝向内部流路13a的开口部)，第二小径孔部39b自第二大径孔部37a进一步于转动轴线R方向的内部侧延伸。第二大径孔部39a的内周面由轮廓形成构件33形成，相较于此，第二小径孔部39b的内周面由芯材35形成。再者，第二阀轴孔39插入有自阀本体13的第二轴承孔27贯穿座环17的贯穿孔17c而突出的第二阀轴15b及第二轴衬21b，第二阀轴孔39的第二大径孔部39a透过第二轴衬21b支承第二阀轴15b。于第二小径孔部39b没有插入第二轴衬21b，而是第二阀轴15b的前端侧的部分(以下记载为前端部)直接插入而嵌合。第二小径孔部39b在与第二阀轴15b之间没有传递转动力矩的必要，因而具有圆形截面形状，此点与第一阀轴孔37的第一小径孔部37b相异。然而，第二小径孔部39b也成为与第一小径孔部37b同样的构成亦可。

以下的说明中，特别将形成第一大径孔部37a及第二大径孔部39a的内周面的这些周围的轮廓形成构件33记载为「轴孔构成部41」。

再者，第一阀轴孔37及第二阀轴孔39除了各自的第一小径孔部37b及第二小径孔部39b的横截面形状相异以外，如同前述具有同样的构成，因而在以下的说明中，主要以第一阀轴孔37为代表而进行说明。关于阀轴，以第一阀轴15a为代表，关于轴衬，以第一轴衬21a为代表而进行说明。然而，关于第一阀轴15a、第一轴衬21a及第一阀轴孔37的说明，适用于将这些替换成第二阀轴15b、第二轴衬21b及第二阀轴孔39。进一步，为了使记载简洁，将各个构成组件的名称所含的序数的「第一」予以省略而说明。但是，在必须辨识「第一」及「第二」的场合则不在此限。

轴衬21(第一轴衬21a及第二轴衬21b)在本实施例中是由对腐蚀性流体具有高耐性的PVDF形成。为了不让流体侵入阀体19的内部及接触阀轴15，轴衬21a的外周面设有如O型环的复数个密封构件43。图1所示的实施例中，于插入阀轴孔37的大径孔部37a的轴衬21a的部分配置有四个密封构件43。

芯材35包含中心部35a及左右对称地设于中心部35a的周围的概略格子状的主补强部35b。于中心部35a的上端部及下端部分别设有概略筒形状的轴孔补强部35c、35c。图示的实施例中，轴孔补强部35c、35c于设在中心部35a的上端部及下端部的概略长方体部分具有形成直径较第一阀轴孔37及第二阀轴孔39更大的孔的形状。较佳地，轴孔补强部35c与中心部35a具有相同的外型为佳。如此的轴孔补强部35c，延伸至构成大径孔部37a的轴孔构成部41内，包围大径孔部37a的转动轴线方向的至少一部分的半径方向外侧，而补强由合成树脂材料形成的轴孔构成部41。作用于阀体19的流体压力所致产生于阀体的剪应力及弯曲力矩由大径孔部37a支承时，自阀轴15作用于大径孔部37a及轴孔构成部41的力由轴孔补强部35c支承，轴孔构成部41的变形受到抑制。结果，大径孔部37a的内周面与轴衬21a的外周面之间的密封构件43所致的密封能够确实地维持。如图1及图2所示，于轴孔补强部35c设有贯穿其内周面及外周面的复数个贯穿孔35d为佳。这些贯穿孔35d，于模具内设置芯材35而将轮廓形成构件33射出成形时，作为形成轴孔构成部41的合成树脂材料的通路而发挥功能，抑制射出成形瑕疵的发生。

另外，轴孔补强部35c构成为：包围第一阀轴孔37及第二阀轴孔39的半径方向外侧，与第一阀轴孔37及第二阀轴孔39的内周面相隔而配置，埋设于轴孔构成部41内而不于第一阀轴孔37及第二阀轴孔39内露出。这是为了即使在腐蚀性的流体浸入第一阀轴孔37的第一大径孔部37a及第二阀轴孔39的第二大径孔部39a的场合，金属制的轴孔补强部35c、35c也不会接触到液体。

蝶形阀11进一步包含：用于使阀体19绕着转动轴线R转动而以阀体19封锁内部流路13a的操作时的操作力矩降低的特征构造(以下记载为「力矩减轻构造」)及用于提升闭阀时的座环17的内周面与阀体19的外周缘部之间的密封性的特征构造(以下记载为「密封提升构造」)。

以下参照图3至图14，详细说明力矩减轻构造及密封提升构造。另外，阀本体13的内部流路13a的内周面的构造、座环17的构造及阀体19的外周缘部的构造，在图1中的蝶形阀11的上侧部分及下侧部分为相对称，因而在以下的说明中，主要对上侧部分进行说明，下侧部分也具有与上侧部分同样的构成，以下的说明亦适用于下侧部分的构造。

最初，参照图3及图4，详细说明关连于力矩减轻构造及密封提升构造的阀体19的构造。

圆盘形状的阀体19(详细而言，其轮廓形成构件33)具有于其周缘部沿周方向延伸的外周缘面45，于其外周缘面45上的转动轴线方向的相对向的位置，设有第一阀轴孔37及第二阀轴孔39。于阀体19的外周缘面45，开口有第一阀轴孔37及第二阀轴孔39而形成二个阀轴开口部(图3仅表示第一阀轴孔37的阀轴孔开口部38)。进一步，阀体19的外周缘面45，设有自外周缘面45朝半径方向外侧突出的隆起部。隆起部包含二个开口隆起部47及二个周缘隆起部49，二个开口隆起部47在外周缘面45上沿着二个阀轴开口部的各自的周缘部而环状地延伸，二个周缘隆起部49以连接二个开口隆起部47之间的方式沿着阀体的外周缘面45而圆弧状地延伸。

周缘隆起部49具有沿着其顶部而延伸的周缘密封面49a及夹住周缘密封面49a而沿其两侧延伸的倒角面49b。如图4及图5所示，周缘密封面49a形成为于阀体19的周方向以相同半径的圆弧状且于宽度方向(阀体19被转动至闭阀状态为止时的流路轴线方向)平坦地延伸。倒角面49b为相对于周缘密封面49a朝向阀体19的外周缘面45形成预先指定的角度倾斜而延伸的倾斜面。如此一来，借由于周缘隆起部49的顶部的周缘密封面49a的两侧设置倒角面49b，能够得到于使阀体19绕着转动轴线R转动，使周缘隆起部49的周缘密封面49a压接于设置于安装在阀本体13的内部流路13a的内周面的座环17的后述的阀座面17d时，减轻用于使阀体19转动的操作力矩的效果。同样地，开口隆起部47具有沿着其顶部而环状地延伸的平面状的开口密封面47a及夹住环状的开口密封面47a并沿着其两侧(其内侧及外侧)而延伸的倒角面47b。开口密封面47a以整体位于同一个平面内的方式形成。倒角面47b为相对于开口密封面47a朝向阀体19的外周缘面45形成预先指定的角度倾斜而延伸的倾斜面。平面状的开口密封面47a及圆弧状的周缘密封面49a，借由设于其间且以与周缘密封面49a相同的宽度进行曲率变化的方式弯曲的外周迁移面51，而平滑地连接。

倒角面47b相对于开口密封面47a所形成的角度及倒角面49b相对于周缘密封面49a所形成的角度，使得用于借由阀轴15使阀体19转动的操作力矩的减轻效果变大，就此而论，以选自15°至30°的范围为佳，选自20°至35°的范围更佳。角度未满15°则倒角面49b与阀座面17d之间的磨擦变大而操作力矩上升。若角度大于30°，则由于倒角面49b与阀座面17d的接触量(接触面积)变少，因而周缘密封面49a及倒角面49b的角部推入阀座面17d而卡入阀座面17d，以致阻力变大操作力矩上升。角度在15°至30°的范围，由于倒角面47b发挥导引的功能，周缘隆起部49滑顺地卡入阀座面17d，因而操作力矩变小。进一步，角度为20°以上，则周缘密封面49a所致的表面压力变高而密封性提升，角度为25°以下，则倒角面49b与阀座面17d的接触量(接触面积)增加，因而相对于阀座面17d的周缘密封面49a的阻力减少而周缘密封面49a的磨损受到抑制。再者，开口密封面47a及周缘密封面49a分别成为后述的座环17的贯穿孔密封面61及阀座面17d的主要接触面。然而，虽然开口密封面47a及周缘密封面49a的宽度愈狭窄，贯穿孔密封面61及阀座面17d与阀体19之间的表面压力会愈大而密封性提升，但是磨损耐久性会降低。由于蝶形阀11是预期在反复开闭的用途中使用，为了兼顾密封性及磨损耐久性，开口密封面47a及周缘密封面49a的宽度选自3mm至10mm的范围为佳。

座环17，如同前述，包含于中心轴线方向延伸且具有概略圆筒形状的环本体17a及自该环本体17a的中心轴线方向的两端部彼此相对向而朝外侧延伸的凸缘部17b。如图6所示，环本体17a具有外周面53及内周面55，于环本体17a中的转动轴线R方向的相对向的位置，形成有用于让阀轴15贯穿的自外周面53贯穿至内周面55为止而延伸的二个贯穿孔17c、17c。再者，于外周面53的宽度方向(亦即中心轴线方向)的中央部，设有自外周面53突出而于外周面53的周方向环状地延伸的环状突起57。

虽然图6所示的座环17的贯穿孔17c的内周面借由平坦的圆周面形成，但是亦可于贯穿孔17c的内周面设置复数个环状肋条，而提高插通于贯穿孔17c的阀轴15的外周面与贯穿孔17c的内周面之间的密封性。

环状突起57嵌合于后述的设在阀本体13的内部流路13a的内周面的环状嵌合沟，发挥阻止座环17于流路轴线方向移动的功能。环状突起57包含二个贯穿孔突起部57a、57a及二个外周突起部57b、57b，二个贯穿孔突起部57a、57a设于包围外周面53上的二个贯穿孔17c、17c各自的开口部的周缘部(周围)，二个外周突起部57b、57b以连接二个贯穿孔突起部57a、57a之间的方式于环本体17a的周方向圆弧状地延伸。外周突起部57b具有矩形截面，其顶面于宽度方向(环本体17a的中心轴线方向)平坦地(亦即以自外周面53相同的高度)且于周方向圆弧状地延伸。贯穿孔突起部57a的顶部形成有位于相同平面内的平面状的突起部密封面59，突起部密封面59与于宽度方向平坦的外周突起部57b的顶面连接。

如图7及图8所详示，于内周面55上，形成有：于包围二个贯穿孔17c、17c的各自的开口部(朝向内部流路13a侧的开口部)的周缘部(周围)延伸的环状的二个贯穿孔密封面61、61、以连接二个贯穿孔密封面61、61之间的方式于内周面55的周方向圆弧状地延伸的阀座面17d及连接贯穿孔密封面61与阀座面17d之间的内周迁移面63。环状的贯穿孔密封面61以位于相同平面内的方式平面状地形成，与形成于外周面53的贯穿孔17c的开口部的周缘部的突起部密封面59为平行地延伸。自贯穿孔密封面61至突起部密封面59为止的厚度，定为与自座环17的内周面55的阀座面17d至外周面53的外周突起部57b的顶面为止的厚度相等。另外，自贯穿孔密封面61至突起部密封面59为止的厚度与自阀座面17d至外周突起部57b的顶面为止的厚度为相等，是为了让闭阀时的阀体19的外周缘面45上的隆起部所致的座环17的压缩量为均等，自阀座面17d至外周突起部57b的顶面为止的厚度，以阀座面17d与外周突起部57b的距离为最短的部分测定。阀座面17d，如图9及图10所示，具有成为以环本体17a的中心(直径方向及宽度方向的中心)为中心的球面的一部分的凹形状。再者，内周迁移面63设于，于闭阀时，与外周迁移面51接触的位置，具有指定的宽度而以与贯穿孔17c同轴的方式圆弧状地延伸。

座环17的外周面53侧的环状突起57位于与设在内周面55的阀座面17d于环本体17a的半径方向相对向的位置，闭阀时阀体19的开口隆起部47的开口密封面47a及周缘隆起部49的周缘密封面49a分别压接于座环17的贯穿孔密封面61及阀座面17d时，座环17的贯穿孔密封面61与突起部密封面59之间及阀座面17d与外周突起部57b的顶面之间的部分弹性压缩，而将阀体19的外周缘部与座环17的内周面55之间密封。习知的蝶形阀的座环中，相较于环状突起的外周突起部，贯穿孔突起部的自外周面突出的量更大更厚，设有外周突起部的部分及设有贯穿孔突起部的部分，闭阀时的座环的压缩量不同，因而压缩率会根据座环的周方向的部位而变化，密封性变得不均等。然而，蝶形阀11中，自贯穿孔密封面61至贯穿孔突起部57a的突起部密封面59为止的厚度与自座环17的环本体17a的阀座面17d至外周突起部57b的顶面为止的厚度相等，因而设有外周突起部57b的部分及设有贯穿孔突起部57a的部分，闭阀时的压缩量相等，压缩率根据座环17的周方向的部位不会变化。因此，蝶形阀11发挥了阀体19的外周缘部与座环17的内周面55之间的密封性不论部位而于周方向均等的效果。

再者，蝶形阀11中，座环17的内周面55上的内周迁移面63设于闭阀时与阀体19的外周缘面45上的隆起部的外周迁移面51接触的位置。进一步，外周迁移面51具有与周缘密封面49a相同的宽度，与内周迁移面63的接触宽度变小，并且内周迁移面63以与贯穿孔17c同轴的方式圆弧状地延伸。设于阀体19的隆起部上的外周迁移面51随着阀体19的转动而绕着转动轴线R转动。然而，如同习知的蝶形阀，外周迁移面51的宽度宽且阀座面17d没有成为形成球面的一部分的凹形状而是成为圆筒形状的场合，直到成为闭阀状态前，外周迁移面51与内周迁移面63为互相交叉的位置关系。其结果，在座环17的内周迁移面63附近，直到成为闭阀状态为止，压缩率容易变得不均等。再者，闭阀时阀体19的转动角度即使是些微地错开，在内周迁移面63附近的压缩率也会变得不均等。然而，蝶形阀11中，外周迁移面51的宽度狭窄，内周迁移面63以与贯穿孔17c同轴的方式圆弧状地延伸。因此，在向闭阀状态的阀体19的转动过程中，外周迁移面51沿着内周迁移面63移动，其结果，压缩率难以变得不均等。

蝶形阀11的座环17中，进一步，环状突起57的外周突起部57b的宽度(环本体17a的中心轴线方向的长度)，如图9及图10所示，设定为较阀座面17d的宽度更宽。假使阀座面17d的宽度较外周突起部57b的宽度更宽，则阀体19的外周缘面45的周缘隆起部49的周缘密封面49a开始接触阀座面17d时，可能会变成在阀本体13的内部流路13a的内周面与阀体19的周缘密封面49a和安装于内部流路13a的内周面的座环17的阀座面17d间的接触部之间，不存在环状突起57的外周突起部57b的状态。此场合，于安装有座环17的阀本体13的内部流路13a的内周面与周缘密封面49a和阀座面17d间的接触部之间，存在环状突起57的外周突起部57b的状态下迁移时，根据阀体19的转动位置而座环17的压缩量会不连续地变化，阀体19的操作力矩及密封性能也会不连续地变化。然而，蝶形阀11中，外周突起部57b的宽度较阀座面17d的宽度更宽。藉此，如图11所示，变成阀体19的外周缘面45的周缘隆起部49的周缘密封面49a开始接触座环17的阀座面17d时，安装有座环17的阀本体13的内部流路13a的内周面与周缘密封面49a和阀座面17d间的接触部之间，必定存在有环状突起57的外周突起部57b。因此，于闭阀时，阀体19的周缘密封面49a抵接于座环17的阀座面17d后，座环17的压缩量几乎不会随着阀体19的转动位置而变化，阀体19的操作力矩及密封性能也几乎不会变化。

阀本体13，如图12所示，具有于中央部形成内部流路13a的概略圆筒形状。于内部流路13a的径方向(图12中的上下方向)彼此相对向而延伸的第一轴承孔25及第二轴承孔27。阀本体13的上部设有顶凸缘23，第一轴承孔25贯穿顶凸缘23而延伸至外部。第二轴承孔27的下端部由阀轴保持件29而封闭。

于阀本体13的内部流路13a的内周面，设有供座环17的环状突起57嵌合的环状嵌合沟65。环状嵌合沟65为与座环17的环状突起57互补的形状。详细而言，环状嵌合沟65包含具有平面状沟底面的开口沟部65a及二个具有弯曲底面的周缘沟部65b、65b，开口沟部65a形成于朝内部流路13a的第一轴承孔25及第二轴承孔27的开口部的周围，二个周缘沟部65b以与外周突起部57b互补的形状连接二个开口沟部65a、65a之间且圆弧状地延伸。周缘沟部65b具有与外周突起部57b互补的形状的概略矩形截面。

阀本体13的外周部，如图12所示，施有轻量化用的挖空。然而，在第一轴承孔25及第二轴承孔27的附近的指定的区域没有实施挖空，而形成为较剩余部分更为厚实。这是由于一旦将阀体19推入内部流路13a内(详细而言为安装于内部流路13a的内周面的座环17的内侧)，则阀本体13会以于转动轴线R方向延伸且于与转动轴线R垂直的内部流路13a的直径方向缩短的方式变形，所所用来抑制如此的变形。没有进行挖空的区域，定为位于转动轴线R的两侧自转动轴线R绕着内部流路13a的中心40°以上60°以下的范围内的区域为佳。

环状嵌合沟65中，二个周缘沟部65b、65b其中一个，位于内部流路13a的下流侧的周缘沟部65b的上缘端部(内部流路13a中，较周缘沟部65b更邻接于位于下流侧的内周面的周缘沟部65b的缘端部)设有倒角面67，二个周缘沟部65b、65b中的另外一个，于位于内部流路13a的上流侧的周缘沟部65b的上缘端部设有倒角面67。借由设置如此的倒角面67，在使环状突起57嵌合于环状嵌合沟65而于内部流路13a的内周面安装座环17的状态下，于内部流路13a的内周面与座环17的外周面之间形成空间，而成为座环17的变形的缓冲。因此，于自开阀状态变成闭阀状态时阀体19的外周缘部绕着转动轴线R转动而进入座环17的阀座面17d之侧设置倒角面67，藉此能够提供阀体19的周缘隆起部49的周缘密封面49a开始抵接阀座面17d时(亦即，着座时)的座环17的变形的缓冲空间。结果，能够抑制于成为完全的闭阀状态之前阀轴15的操作力矩急剧增加的现象，提升操作性。倒角面67由倾斜面形成为佳。再者，倾斜面与周缘沟部65b的侧面的延长面所形成的角度，定为于蝶形阀的全开状态时的阀体19的转动角度为0°时，与阀体19的周缘隆起部49的周缘密封面49a与倾斜面的倒角面67接触时的阀体19的转动角度为一致则更佳。例如，倾斜面与周缘沟部65b的侧面的延长面所形成的角度定为80°至85°即可。

倒角面67亦可设于环状嵌合沟65的周缘沟部65b的两侧的上缘端部。然而，为了不使相对于环状嵌合沟65的座环17的环状突起57的朝流路轴线方向的移动的防止效果降低，因而以仅于周缘沟部65b的单侧的上缘端部设置倒角面67为佳。

[实施例]

图15为表示将阀体19与座环17的磨擦系数改变而借由模拟求得的根据本发明的蝶形阀11中的阀体19的外周缘面45的周缘隆起部49的倒角面49b的角度与阀轴15的操作力矩的关系的折线图。模拟是在周缘隆起部49的周缘密封面49a的宽度为4mm，倒角面49b设为自周缘密封面49a于垂直方向相隔3mm的长度，周缘隆起部49将座环17的阀座面17d压溃3mm的状态下进行压接的条件下进行，求得使倒角面49b的角度(相对于周缘密封面49a，倒角面49b朝向外周缘面45形成的角度)变化时的阀体19的操作力矩。再者，座环17假定由EPDM形成，阀体19假定由PP形成。进一步，模拟以阀体19与座环17的摩擦系数为0.1及0.2的场合进行。于摩擦系数为0.1的场合，在周缘隆起部49将座环17的阀座面17d压溃的量定为2.5mm的条件下也进行了模拟。

如同从图15所知，得知了不论摩擦系数的条件或压缩量的条件，倒角面49b的角度在15°至30°的范围，能够将操作力矩抑制为低。因此，蝶形阀11中，倒角面49b的角度设定为15°至30°的范围为佳。

以上，参照附图所示的实施例而说明了根据本发明的蝶形阀11，但是本发明并非限定于图示的实施例。例如，虽然图示的实施例中，借由二个阀轴15a、15b而以得以转动的方式将阀体19支承于阀本体13，但是，借由单根的阀轴15将阀体19支承于阀本体13亦可。

【符号说明】

11蝶形阀

13阀本体

13a内部流路

15阀轴

15a 第一阀轴

15b 第二阀轴

19阀体

45外周缘面

47开口隆起部

47a 开口密封面

47b 倒角面

49周缘隆起部

49a 周缘密封面

49b 倒角面

51外周迁移面

53外周面

55内周面

57环状突起

57a 贯穿孔突起部

57b 外周突起部

59突起部密封面

61贯穿孔密封面

63内周迁移面

65环状嵌合沟

65a 开口沟部

65b 周缘沟部

67倒角面

Claims (12)

1.一种蝶形阀，包含：

阀本体，形成有于流路轴线方向延伸的内部流路；

座环，装设于该内部流路的内周面；

阀轴，以绕着转动轴线得以转动的方式被支承于该阀本体；

阀体，为略圆盘状，连接于该阀轴而以得以转动的方式被支承于该阀本体且配置于该座环内，

该蝶形阀借由使该阀体绕着该转动轴线转动而使该阀体的该周缘部与该座环的内周面压接或相隔，而进行该内部流路的开闭，

其中该阀体具有于周方向延伸的环状的外周缘面，该外周缘面上的该转动轴线方向的相对向位置形成有二个阀轴开口部，二个该阀轴开口部用于让该阀轴插通，该阀体的该外周缘面更设有环状的二个开口隆起部及周缘隆起部，二个该开口隆起部自该外周缘面突出且沿着各个该阀轴开口部的周缘部延伸，该周缘隆起部自该外周缘面突出且以连接二个该开口隆起部之间的方式于该阀体的周方向延伸，该周缘隆起部具有周缘密封面及倒角面，该周缘密封面沿着该周缘隆起部的顶部于周方向圆弧状且于宽度方向平坦地延伸，该倒角面相对于该周缘密封面朝向该阀体的该外周缘面形成预先指定的角度而倾斜且沿着该周缘密封面的两侧而延伸。

2.如权利要求1所述的蝶形阀，其中该预先指定的角度为15°至30°的范围的角度。

3.如权利要求1或2所述的蝶形阀，其中该周缘密封面的宽度为3mm至10mm的范围。

4.如权利要求1至3中任一项所述的蝶形阀，其中该密封环包括外周面、内周面及自该外周面突出且环状地延伸的环状突起，并且于该阀本体的内部流路的内周面设有与该密封环的该环状突起嵌合的环状嵌合沟。

5.如权利要求4所述的蝶形阀，其中于该环状嵌合沟中的该转动轴线方向的相对向位置，开口有用于插通且支承该阀轴的二个轴承孔，该环状嵌合沟包括二个开口沟部及二个周缘沟部，二个该开口沟部设置于二个该轴承孔的开口部的周缘部，二个该周缘沟部以连接二个该开口沟部之间的方式于周方向延伸，二个该周缘沟部的其中一个于下流侧的上缘端部设有倒角部的同时，二个该周缘沟部的另外一个于上流侧的上缘端部设有倒角部。

6.如权利要求5所述的蝶形阀，其中该环状嵌合沟的该周缘沟部具有矩形截面，该倒角部借由倾斜面而形成，该倾斜面与该周缘沟部的侧面的延长面所形成的角度定为：在该蝶形阀为全开状态时的该阀体的转动角度为0°时，与该阀体的该周缘隆起部的该周缘密封面与该倾斜面接触时的该阀体的转动角度为一致。

7.如权利要求4所述的蝶形阀，其中于该座环的于转动轴线方向的相对向位置形成有二个贯穿孔，二个该贯穿孔用于让该阀轴贯穿而自该外周面贯穿延伸至该内周面，该座环的内周面上形成有环状的二个贯穿孔密封面、阀座面及内周迁移面，二个该贯穿孔密封面于各个该贯穿孔的周缘部平面状地延伸，该阀座面以连接二个该贯穿孔密封面之间的方式于周方向圆弧状地延伸，该内周迁移面连接该贯穿孔密封面与该阀座面之间，于该阀体的外周面更形成有环状的开口密封面及外周迁移面，该开口密封面于该开口隆起部的顶部延伸，该外周迁移面连接该开口密封面与该周缘密封面之间，该内周迁移面以与该贯穿孔为同轴的方式圆弧状地延伸的同时，在闭阀时该内周迁移面与该外周迁移面接触。

8.如权利要求7所述的蝶形阀，其中形成于该座环的该内周面上的该阀座面具有形成球面的一部分的凹形状。

9.如权利要求7所述的蝶形阀，其中该环状突起包括环状的二个贯穿孔突起部及二个外周突起部，二个该贯穿孔突起部设于该座环的该外周面上的各个该贯穿孔的周缘部，二个该外周突起部以连接二个该贯穿孔突起部之间的方式于周方向延伸，于各个该贯穿孔突起部的顶部形成有与该贯穿孔密封面平行地延伸的突起部密封面，自该贯穿孔密封面至该突起部密封面为止的厚度与自该座环的该阀座面至该外周突起部的顶部为止的厚度相等。

10.如权利要求4所述的蝶形阀，其中于该座环的于转动轴线方向的相对向位置形成有二个贯穿孔，二个该贯穿孔用于让该阀轴贯穿而自该外周面贯穿延伸至该内周面，该座环的内周面上形成有环状的二个贯穿孔密封面及阀座面，二个该贯穿孔密封面于各个该贯穿孔的周缘部平面状地延伸，该阀座面以连接二个该贯穿孔密封面之间的方式于周方向圆弧状地延伸，该环状突起的宽度较该阀座面的宽度更大。

11.如权利要求1至10中任一项所述的蝶形阀，其中该阀本体，于该转动轴线的两侧，与位于自该转动轴线至该内部流路的绕着中心的预先指定的角度的范围内的该轴承孔相邻的区域以外的外周部，施有厚度减薄。

12.如权利要求11所述的蝶形阀，其中该预先指定的角度为40°以上60°以下。

Images