JP2001021047A - メタルシートを有するバタフライ弁 - Google Patents

メタルシートを有するバタフライ弁

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JP2001021047A
JP2001021047A JP11194252A JP19425299A JP2001021047A JP 2001021047 A JP2001021047 A JP 2001021047A JP 11194252 A JP11194252 A JP 11194252A JP 19425299 A JP19425299 A JP 19425299A JP 2001021047 A JP2001021047 A JP 2001021047A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な形状・構造によって、シートリングの
摩耗と開閉トルクを安価に低減させるメタルシートを有
するバタフライ弁を提供すること。 【解決手段】 メタルシートを有する偏心形バタフライ
弁の弁体21に接するメタルシートリング部23をルー
プ状に形成し、弁体21に接しない外側を平板状23b
に形成して弁本体24に取付保持されるようにしたシー
トリングを有するバタフライ弁において、上記弁体21
に接しない外側の平板部23bを、弁棒22から弁体2
1とシートリング23との接点より遠くなる位置に設置
し、弁体21に接しないシートリングの外側の平板部2
3bに接するように、ドーナツ状の平板27を1枚ない
し複数枚重ねて設置し、シートリングのバックアップと
しての機能を有するように構成している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、200℃以上の高
温や、10K以上の中高圧の流体に使用するメタルシー
トリングを有するバタフライ弁、特に偏心形バタフライ
弁に関する。
【0002】
【従来の技術】従来からメタルシートリングを有するバ
タフライ弁は、上記のように200℃以上の高温の気体
が流れるパイプラインの開閉等に使用されている。
【0003】図3(a)(特開昭54−67156号公
報参照)は、従来例の一つであって、メタルシート1は
2重リングからなり、弁内圧力が弁外部へ逃げるのを防
止するガスケットの働きをするガスケット部1Bと、弁
体3との間の動的シール作用をするシート部1Aと備え
る。シート部1Aは、弁本体2、補助リング5、リテー
ナ4の3つの剛性材料からなる部材に3方を取囲まれ、
弁体3が閉じたときは、シート部1Aは、図に示すよう
に、4方を剛性材料で取囲まれる。
【0004】このような構造のメタルシートバタフライ
弁は、回動トルクが重く、流体が漏れ易い欠点を有して
いる。その原因は、弁体3が閉じた時に、弁体3がシー
ト部1Aへ喰込んでゆきシート部1Aを変形させるが、
シート部1Aは前述のように4方を剛性材料で囲まれて
いる為、自由に変形することが出来ず、強い反発力を弁
体3に及ぼし、大きな摩擦力を引起すために、弁体3の
回動トルクが大きくなっていたのである。図中、6は、
弁棒である。
【0005】また、図3(b)(特開昭57−1241
66号公報参照)は、他の従来例であって、メインシー
ト1の他にメインシートのシート部1Aと同一構造のも
う1つのメタルOリングを2次メタルシート7として入
れたものである。このタイプのバタフライ弁は、コスト
が高く、弁体3のシャフト6側と反対方向から掛る逆圧
Pに対して漏れるという欠点があった。この欠点の原因
は、弁棒6(中心線のみ示す。)に向かって弁体3に
(図で右側から)逆圧Pが掛ると弁体3が押されてメイ
ンシートのシート部1Aから離れようとするが、逆圧が
2次メタルシート7でシールされてしまい、メインシー
トのフランジ部1Cに掛からないため、メインシートが
弁体の動きに追従出来ず、弁体3とシート部1A間のツ
ブシ代が不足し漏れが発生した。
【0006】図4は、上記の欠点を除去するために本出
願人によって考案されたもの(実公昭62−8694号
公報参照)であって、偏心型のメタルシートちょう形弁
で且、該メタルシート10は弁本体11へ締付保持され
るためのフランジ部10Cと弁体12と接触してシール
するシート部10Aとを有し、該シート部10Aは中空
のOリング状にカールされ、該シート部10Aの中空部
にコイルバネを内蔵しており、弁体12のシャフト6と
は反対側に前記シート部10Aの一面を弾力的に支持す
る環状の弾性体14をシート部10Aに並列して配置
し、シート部10Aの弾性変形を該弾性体14の弾性変
形により許容すると共に、該弾性体14に弁体12のシ
ャフト6側とは反対方向(図で右方向)からかかる逆圧
Pを通過させる流路15を設けている。
【0007】このものは、閉弁時、シート部10Aは弁
体12によって押されて変形するが、その一面が弾性体
14で支持されているのでシート部10Aの弁体12に
対する反発力は小さくなり、その結果、軟かいばねとし
て弁体12とシート部10A間の摩擦力が低減し、弁の
開閉トルクが低減される。また、閉弁時にサージ圧等に
よって弁棒6側(正圧側)に過大な圧力が掛って弁体1
2が移動しても、弾性体14が変形してシート部10A
に永久歪が生じない。一方、弁体12の弁棒6側と反対
方向から逆圧がかかった時、逆圧が弾性体14の開口
(流路)15を通り抜けてメインシートのフランジ部1
0Cとシート部10Aに負荷され、フランジ部10Cが
逆圧に押されて曲がるので、シート部10Aは下流方向
(図で左方向)に移動し、同時に移動する弁体12に追
従し、弁体12とシート部10A間のツブシ代の減少を
防止するため、逆圧に対しても漏れ難いという利点があ
る。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来例、特に
図3(b)及び図4に示すものは、中空のOリング状の
カールされたシートリングの弁体3,12に接している
部分1A,10Aをループ状にし、フランジ部1C,1
0Cを介してその外周部もループ状1B,10Bにした
シートリングに形成してシートをするように設置されて
いるが、何れのものも、該シートリングと弁体3,12
との接点より、弁棒6に近い方(図では左方)にフラン
ジ部1C,10Cに相当する平板部が設けられている。
【0009】また、上記シートリングのバックアップと
して、ループ状の円筒(図3(b)の7)Cや断面
U字形状の環体(図4の14)Cが用いられてい
る。
【0010】上記のように構成されたシートリングに矢
印方向の圧力Pが加えられたとき、本体(弁本体)2,
11とリテーナリング4,13とによって挟持された平
板部1C,10Cと、シート部1A,10Aを収容した
凹所の壁面との交点(図の点B,B)を支点と
して、シートリングのシート部1A,10Aが点線で示
す曲線S,Sの軌跡に沿って移動する。この移
動に伴ない、シートリングが弁体3,12にくい込み、
メタルのシール力を高めている。
【0011】ところが、このくい込みがメタルシートの
摩耗を早め、耐久力の低下を招いているという問題点が
あり、更に、くい込んだ状態で弁体を開こうとすると、
一時的にシートリングが弁体により固着してしまい、ジ
ャンピング現象(流量調整弁で、流体が流れ始める場合
などに、流量が過渡的に設定値を超える現象をいう。)
と開閉トルクの増大を招くという問題点があった。
【0012】他方、メインシートリングのバックアップ
効果をもたらすために、図3(b)、図4に示すよう
な、ループ状の円筒7やU字形の環体14などの複雑な
形状をした構造体C,Cが用いられ、その加工
費や部品費用の増加を招いているという問題点もあっ
た。
【0013】本発明は、上記した従来例の問題点を解決
せんとするもので、簡単な形状・構造によってシートリ
ングの摩耗と開閉トルクを、安価に低減させるメタルシ
ートを有するバタフライ弁を提供することを課題として
いる。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明の採った手段は、メタルシートを有する偏
心形バタフライ弁の弁体に接するメタルシートリング部
をループ状に形成し、弁体に接しない外側を平板状に形
成して弁本体に取付保持されるようにしたシートリング
を有するバタフライ弁において、上記弁体に接しない外
側の平板部を、弁棒から弁体とシートリングとの接点よ
り遠くなる位置に設置したことを特徴としている。
【0015】また、弁体に接しないシートリングの外側
の平板部に接するように、ドーナツ状の平板を1枚ない
し複数枚重ねて設置し、シートリングのバックアップと
しての機能を有するように構成したことを特徴としてい
る。
【0016】また、弁体に接しないシートリングの外側
の平板部に接するように設置されたドーナツ状の平板
を、バックアップ機能を有するバネ鋼又は通常の鋼で構
成したことを特徴としている。
【0017】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
に記載した実施例を用いて説明する。図1は、本発明の
一実施形態を示すメタルシートを有するバタフライ弁の
要部を示す断面図であり、図2は、図1の要部拡大図で
ある。なお、両図共、全閉状態を示している。
【0018】図1,2において、弁体21は弁棒22に
偏心して取付けられており、図示の全閉状態において、
弁体21の全周面に沿って金属製のメタルシートリング
23が密接されている。
【0019】上記シートリング23は、中空のOリング
状にカールされたシート部23aと、該シート部23a
の弁棒22から弁体21とシートリング23の接点より
遠くなる側の一端を板状に延長した平板部23bとから
なり、該平板部23bは、本体(弁本体)24とシート
リングリテーナ25を締結することによって挟着される
ようになっている。
【0020】上記弁体21に接しない外側の平板部23
bに接するようにして、本体24の流体通路26部を開
口したドーナツ状のバックアップ効果を有する平板27
を、1枚ないし複数枚重ねて、上記平板部23bと一体
に設置し、シートリング23のバックアップとしての機
能を有するように構成されている。
【0021】上記バックアップ効果を有する平板27
は、バネ効果を持たせるために積層させたり、多少厚め
の板にする必要はある。しかし、通常の鋼材、例えばS
US316,304等でできるため、材質の制限がな
く、バネ鋼、例えばSUS301CSP,304CSP
等のみならず、バネ鋼のない高耐食鋼、例えばSUS3
16L等でも仕様を満たすことができる。しかも形状が
簡単で安価にすることができる。
【0022】なお、図中、24aは、シート部23aを
収容する本体24に設けられた凹所壁部、28は弁棒2
2の軸受部、29は、上記凹所壁部を経て外部へ漏れる
流体をシールするガスケットである。
【0023】次に、作用について説明すると、閉弁時、
シートリング23のシート部23aは、矢印方向の加圧
P(なお、一般に偏心形バタフライ弁では、流体は弁棒
側から流す場合と、反弁棒側から流す場合とがあるが、
本発明では、矢印に示すように反弁棒側から流す場合を
正流としている。)により、シートリング23の平板部
23bが、シート部23aを収容する本体24の凹所壁
部との交点Bを支点とした点線で示す軌跡S
を、弁棒22の方(図で左方)に移動する。この時、シ
ートリング23のシート部23aは弁体21にはくい込
まず、若干弁体21から離れる方向に移動する。従っ
て、シートリング23の摩耗が少なく、更に開閉を行な
っても弁体21がシート部23aにくい込むこともな
く、前記したジャンピング現象が抑えられる。
【0024】また、矢印方向の加圧Pによるシートリン
グ23の軌跡Sに沿う移動は、本体24に設けられ
た凹所の壁24aによって過剰な移動を抑制しており、
シール性能を損なうことはない。
【0025】また、シートリング23の平板部23b
は、該平板部23bと接するように設置された1枚〜複
数枚のドーナツ状のバックアップ効果を有する平板27
によってバックアップ作用が与えられ、また、該平板2
7は、従来例(図3(b)のリング状体Cや、図4
の断面U字形体C)における複雑な形状構造のバッ
クアップ構造体と比較して、形状が簡単で安価に製作す
ることができる。
【0026】また、バックアップ機能をもつ平板27の
材質は、バネ鋼、例えばSUS301CSP,304C
SP等の外、通常の鋼、例えばSUS316,304等
でもよく、またバネ鋼のない高耐食鋼、例えば、SUS
316L等でも仕様を満たすことができる。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
メタルシートを有する偏心形バタフライ弁の弁体に接す
るメタルシートリング部をループ状に形成し、弁体に接
しない外側を平板状に形成して弁本体に取付保持される
ようにしたシートリングを有するバタフライ弁におい
て、上記弁体に接しない外側の平板部を、弁棒から弁体
とシートリングとの接点より遠くなる位置に設置したこ
とにより、弁閉時、反弁棒方向からの加圧により、シー
トリングのシート部が、弁棒から弁体とシートリングと
の接点より遠くなる位置に設置されたシートリングの平
板部を支点とした軌跡上を弁棒の方へ移動する時、シー
トリングは弁体にはくい込まず、若干弁体から離れる方
向に移動するので、シートリングの摩耗が少なく、更に
弁体の開閉を行っても、弁体がシート部にくい込むこと
もなく、ジャンピング現象が抑えられる。
【0028】また、弁体に接しないシートリングの外側
の平板部に接するように、ドーナツ状の平板を1枚ない
し複数枚重ねて設置し、シートリングのバックアップと
しての機能を有するように構成したことにより、シート
リングの平板部は、該平板部と接するように設置された
1枚ないし複数枚の、従来例に用いられた複雑な形状・
構造のバックアップ構造体に比べて形状・構造が簡単で
安価に製作できるドーナツ状平板のバックアップ効果に
より、シートリングのシート部の流体圧や弁体の開閉に
よる変形を有効に防止することができる。
【0029】また、弁体に接しないシートリングの外側
の平板部に接するように設置されたドーナツ状の平板
を、バックアップ機能を有するバネ鋼又は通常の鋼で構
成したことにより、シートリングのシート部のバックア
ップ効果を有効に果すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示すメタルシートを有す
るバタフライ弁の要部断面図である。
【図2】図1の要部の拡大平面図である。
【図3】(a)(b)は異った従来例を示す要部断面図
である。
【図4】他の従来例を示す要部断面図である。
【符号の説明】
21 弁体 22 弁棒 23 シートリング 23a シート部 23b 平板部 24 本体 24a 凹所壁面 25 シートリングリテーナ 26 流体通路 27 バックアップ用平板 28 軸受部 29 ガスケット

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 メタルシートを有する偏心形バタフライ
    弁の弁体に接するメタルシートリング部をループ状に形
    成し、弁体に接しない外側を平板状に形成して弁本体に
    取付保持されるようにしたシートリングを有するバタフ
    ライ弁において、上記弁体に接しない外側の平板部を、
    弁棒から弁体とシートリングとの接点より遠くなる位置
    に設置したことを特徴とするメタルシートを有するバタ
    フライ弁。
  2. 【請求項2】 弁体に接しないシートリングの外側の平
    板部に接するように、ドーナツ状の平板を1枚ないし複
    数枚重ねて設置し、シートリングのバックアップとして
    の機能を有するように構成したことを特徴とする請求項
    1記載のメタルシートを有するバタフライ弁。
  3. 【請求項3】 弁体に接しないシートリングの外側の平
    板部に接するように設置されたドーナツ状の平板を、バ
    ックアップ機能を有するバネ鋼又は通常の鋼で構成した
    ことを特徴とする請求項1又は2記載のメタルシートを
    有するバタフライ弁。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200019956A (ko) * 2017-06-20 2020-02-25 카에스베 에스.아.에스. 센터링된 버터플라이 밸브
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