JP2001503835A - ブッシュのない弁棒ガイド式制御弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 流体制御弁はボンネット（３０）とこのボンネットに螺合するパッキンナット（５６）とを含んでいる。弁棒（２６）は引っかかりが生じないようにボンネットおよびパッキンナットとに有間隙嵌合されるように貫入されている。ＰＴＦＥ製のＶタイプパッキン（３８，４０）からなる二つのパッキンセットが配設されており、各セットが、バージンＰＴＦＥ製中間シールリング（４２）とその一方側のカーボンまたはガラスの充填材が混入したＰＴＦＥ製雄パッキンリング（４６）と他方側のカーボンまたはガラスの充填材が混入したＰＴＦＥ製雌パッキンリング（４４）とを有する。パッキンナットと上記二つのパッキンセットとの中間部には、パッキンに継続的な荷重を負荷するために皿ばね（５２）が介装されている。荷重の未負荷状態では、両パッキンセットは弁棒と有間隙嵌合されている。ボンネットの上方にパッキンナットのねじが見えなくなるまでパッキンナットをボンネットに螺入することにより、弁棒とボンネットの内径側とに十分なシールを提供し、且つ十分な弁棒の案内を提供することができる。

Description

【発明の詳細な説明】 ブッシュのない弁棒ガイド式制御弁 本発明は流体制御弁に関する。さらに詳細には、弁棒のような弁駆動部材を案 内する形式の装置に関する。 技術背景 下記の米国特許は全てここの同一譲受人に譲渡されたものであることを参考に 照会しておく：米国特許第４，８８６，２４１号、米国特許第５，０５６，７５ ７号、米国特許第５，１２９，６２５号、および米国特許第５，２９９，８１２ 号。 上記特許公報は、ポリテトラフルオロエチレン（以下、ＰＴＦＥという）から 形成されたパッキン材料を、とくに、公知の「ＶタイプＰＴＦＥパッキン」とし て取り引きされているパッキンに使用することの優位性を示している。上記特許 公報はまた、弁棒ガイド式制御弁の典型的な構造において、作動中に弁棒がその 周囲から受ける横荷重から弁棒を安定させるために、二つのガイドブッシュを相 互に上下に離間した状態で弁棒にはめ込むことを示している。これら二つのガイ ドブッシュは、典型的には金属製かまたはＰＴＦＥライナーが施された金属から 形成され、それらの間にパッキンリングが配置される。 既存の機器と同等の運転性能および利点を有する限り、これら既存の機器より さらに部品点数の少ない新しい機器が望まれるのが常である。したがって、弁棒 をガイドするために従来用いられている通常のガイドブッシュのない流体制御弁 の出現が待ち望まれている。発明の概要 本発明の趣旨によれば、ガイドブッシュを必要としない流体制御弁が提供され る。この流体制御弁においては、パッキン組立体は、ボンネットの中央孔の内側 であって弁棒の周囲に必要なシールを提供するとともに、弁棒の案内をし得るよ うに接触させられ、弁棒への横荷重に対して弁棒を安定させるに十分なパッキン 荷重を受ける。 流体制御弁は、パッキンを収容する中央孔を有するボンネットを有しており、 このボンネットの上部にパッキンナットが螺合されている。パッキンナットとボ ンネットとに弁棒が貫入している。弁棒とパッキンナットとは上部の有間隙嵌合 がなされている。弁棒とボンネットとは下部の有間隙嵌合がなされている。上記 それぞれの場合に、その間隙は弁棒とパッキンナットとの引っかかりおよび弁棒 とボンネットとの引っかかりが生じないようなものとされている。 ボンネットの中央孔の内部には弁棒を取り囲むように二つのパッキンセットが 配設されている。ＶタイプＰＴＦＥパッキンリングは、各パッキンセット中に中 間のＰＴＦＥ製シールリングとこれをサンドイッチ状に挟む充填材入りＰＴＦＥ （たとえばカーボン充填材またはガラス充填材が混入されたＰＴＦＥ）製雄パッ キンリングおよび同用の充填材入りＰＴＦＥ製雌パッキンリングとを含めた形で 使用されるのが好ましい。各パッキンセットの各端部に、充填材入りＰＴＦＥま たは合成ガスケット材料からなるはみ出し防止ワイパーリングが配設されている 。また、一セットの皿ばねなどの円盤状ばねが、パッキンナットと上記二つのパ ッキンセットのうちの最初のセット（いずれのセットもその両端に上記はみ出し 防止リングを有している）との間に配設されている。パッキンナットを締め込め ば皿ばね を圧縮させ、それによってパッキンセットに荷重を加えてパッキンリングを圧縮 させ、弁棒の外周とボンネットの内周にシールを生じさせる。このようなパッキ ンセットの圧縮は、従来の弁棒ガイド式流体制御弁に常用されている上下のガイ ドブッシュを不要なものとする。皿ばねはパッキンセットへの荷重負荷およびこ れの圧縮を長期間にわたって維持する。 本発明の他の態様によれば、パッキンナットをそのねじの上端がボンネットの ねじの上端と同一高さになるまで締め込むことにより、適正なパッキン荷重が発 生していることを目視で判別することができる。 上記した好ましい実施形態は、皿ばねワッシャによるパッキンセットへの継続 的な荷重負荷（live loading）を含んでいる。他の実施形態では、パッキンナッ トによって直接的にパッキンセットを締め込むことによって皿ばねを省略するこ ともできる。しかしながら、上記皿ばねを有する上記実施形態に較べるとさほど 好ましいものではない。なぜなら、皿ばねによる継続的荷重負荷を省略すると、 ときどきパッキンナットを締め直さねばならないからである。 図面の簡単な説明 新規であると確信する本発明の特徴は、付属のクレームにおける特徴とともに 以下に説明される。この発明は添付の図面とともに以下の記述を参考にすること により最もよく理解できる。上記図面においてはいくらかの図の中の同じ要素に は同じ番号が付されており、そして、その図面については、 図１は、通常の金属製ガイドブッシュを有しない本発明にかかる流体制御弁を 示す正面断面図である。詳細な説明 図１には、たとえば配管などに接続するための両取付フランジ１４，１６を有 する弁箱１２を備えた流体制御弁１０が示されている。この弁箱１２はさらに、 流体入口１８、流体出口２０、およびこれら１８、２０を連通する通路２２を有 している。 弁座２４は、この弁座２４に着座してシールする弁体２８をその一端に備えた 弁棒２６などの弁駆動部材の位置に応じて、弁を通過する流体を制御するために 上記通路内に配設されている。 中央孔（パッキン孔）３２を有するボンネット３０は、一連のスタッドボルト ３４とナット３６とによって弁箱１２にしっかりと取り付けられている。 上記中央孔３２の内部には上部組立体３８と下部組立体４０とからなる二個の パッキン組立体が装着されている。上下の各パッキン組立体３８、４０はともに 同じ構成を有している。いわゆるＶパッキンのセットである。このＶパッキンセ ットは、充填材入りＰＴＦＥ製の雌リング４４と充填材入りＰＴＦＥ製の雄リン グ４６との間にＰＴＦＥ製の中央シールリング４２がサンドイッチ状に挟持され たものでありる。そして、このＶパッキンセットの両端側にははみ出し防止リン グ４８が装着されている。上記雌雄の両リング４４、４６はカーボン充填材また はガラス充填材が混入されたＰＴＦＥから形成され、中央シールリング４２はバ ージンなＰＴＦＥから形成されるのが好ましい。ここで、上に述べた構成は上部 パッキンセット組立体３８のものであるが、下部パッキンセット組立体４０も同 一の構成を有していることを理解すべきである。両組立体３８、４０同士の適正 な間隔を確保するために、ステンレス鋼などの金属か らなる一対のスペーサリング５０が配設されている。 上部スペーサリング５０の上には皿ばねなどからなる円盤状ばねのセット５２ が配設されている。図１に示すように、ボンネット３０の上端部には、パッキン ナット５６のねじ５４と螺合するように内ねじ（雌ねじ）が形成されている。 さらに図１には、パッキンナット５６の内部に形成された、弁棒との間に適正 な間隙を有する孔５８が示されている。この孔５８は、その内径が弁棒２６の外 径より大きくされている。これは、弁棒２６がパッキンナット５６に引っかかる ことなく弁内を移動しうることを保証している。 また、ボンネット３０の下部には、ボンネット３０と弁棒２６との間に適正な 間隙が生じるような孔６０、すなわち、弁棒がボンネットに引っかからないよう に内径が弁棒２６の外径より大きくされた孔６０が形成されている。 同様に、上記スペーサリング５０の内径側と弁棒との間にも、弁棒とスペーサ リングとの引っかかりを防止するために適正な間隙が形成されている。したがっ て、パッキンナット５６にも、ボンネット３０にも、スペーサリング５０にも、 弁棒２６案内部は設けられていない。上記皿ばね５２は、その外径側とボンネッ ト３０のパッキン孔３２との間隙が非常に小さい状態で配設されているが、その 内径側は弁棒との引っかかり防止のために弁棒２６の外径より十分大きくされて いる。はみ出し防止リング４８は、その外径側とボンネットとの間隙が非常に小 さいかまたは全くないようにされており、その内径側と弁棒との間も同様にされ ている。カーボン充填材入りまたはガラス充填材入りの雌雄両パッキンリング４ ４、４６はバージンＰＴＦＥ製シールリング４２をバックアップしてこれを定位 置に保持するために配設されている。 図１は、弁の組立に際して未だ全く荷重が加えられていない 状態を示している。そして、この状態は作業者がパッキンナットのねじ５４がボ ンネット３０の頂部６２から出ていることを視認し得ることから容易に判別する ことができる。この非荷重状態において、各パッキンセット組立体３８、４０内 の全てのパッキンリング４２、４４、４６は間隙を生じる緩やかな組み込み状態 、つまり、弁棒２６とは引っかかっていない状態である。パッキンナット５６が ボンネット３０内に螺入されると皿ばね５２に荷重が加わり、それによってパッ キンリングのセットに荷重が加えられる。引き続き作業者はパッキンナット５６ を、そのねじ５４がボンネット３０の頂部６２の上から見えなくなるまで螺入す る。この状態では、パッキンリングは弁棒２６の外周面およびボンネットのパッ キン孔３８との間に十分なシールが生じるまで締め込まれおり、しかも、弁棒２ ６の移動は上記パッキンセット組立体３８、４０によって十分にガイドされてお り、従来の弁が有する上下の金属製ガイドブッシュはとくに必要としない。パッ キンセット組立体３８、４０に対して適正な荷重を加えることにより、各パッキ ンセット組立体におけるパッキンリング４２、４４、４６は弁棒２６に対して弁 棒ガイドをなし得る状態にされる。はみ出し防止リング４８の機能は、弁棒２６ の移動による雌雄両パッキンリングの材料の損失を防止することであり、それに よってその寿命を延長することである。 このはみ出し防止リング４８はパッキンセット組立体から除いてもよい。しか し、パッキンセットの信頼性のある運転寿命は短縮されるかもしれない。 以上の詳細な説明は明確な理解のためのみのものであり、変形は当業者にとっ て明らかであろうから、不必要な限定とは解釈されるべきではない。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ， ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，Ｆ Ｉ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ， ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，Ｍ Ｗ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ， ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 プットマン，カール，エフ. アメリカ合衆国 50158 アイオワ マー シャルタウン アイ 186ス ストリート 2375

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 流体入口、流体出口、これらを連通する通路、および、該通路に配設さ れた、流体流れを制御するための弁座を備えた弁箱と； 弁箱に組み付けられた、中央孔を有するボンネットと； 上記弁座にシールするように着座しうる弁体をその端部に有し、上記ボンネッ トの中央孔を貫通して延びる弁駆動部材であって、上記ボンネットとこの弁駆動 部材との間に引っかかりのないように間隙が生じる下部孔を有してなる弁駆動部 材と； 上記ボンネットに螺合するパッキンナットであって、上記弁駆動部材とこのパ ッキンナットとの間に引っかかりのないように間隙が生じる上部孔を有してなる パッキンナットと； 上記弁駆動部材を囲むようにボンネットの中央孔に配設された少なくとも二つ のパッキンセットであって、それぞれが、ＰＴＦＥ製シールリングと該シールリ ングを挟む充填材入りＰＴＦＥ製の雌パッキンリングおよび雄パッキンリングと を含んでなるＰＴＦＥ製Ｖタイプパッキンリングから形成された少なくとも二つ のパッキンセットと； 上記弁駆動部材を囲むように上記パッキンナットと上記二つのパッキンセット との間に、圧縮力を受けて上記二つのパッキンセットにパッキン荷重を負荷し得 るように配設されてなる円盤状ばねとを備えており、 円盤状ばねが圧縮されていない最初の状態では、上記二つのパッキンセットと 弁駆動部材とは間隙が生じうるようになっており、パッキンナットをボンネット にさらに螺入すると、円盤状ばねは上記二つのパッキンセットにパッキン荷重を 負荷し得るように圧縮され、二つのパッキンセットと弁駆動部材とのガイド可能 な接触を与え、それにより、弁駆動部材に周囲から加 わる横荷重に対して弁駆動部材を十分に安定させ、さらに弁駆動部材の周囲とボ ンネットの中央孔との間のシールを提供してなる、 流体制御弁。 ２． 上記充填材入りＰＴＦＥ製の雌雄両パッキンリングが、充填材としてカ ーボンおよびガラスのうちいずれか一のものを含んでなる請求項１記載の流体制 御弁。 ３． 上記二つのパッキンセットの両端側に、弁駆動部材を囲むようにはみ出 し防止リングが配設されており、該はみ出し防止リングが、弁駆動部材とボンネ ットの中央孔の内側とに接触するように配設されてなる請求項２記載の流体制御 弁。 ４． 上記円盤状ばねと上記はみ出し防止リングのうちの一つとの間に配設さ れた第一のスペーサリング、および、上記二つのパッキンセット同士の間に配設 された第二のスペーサリングを含んでなる請求項３記載の流体制御弁。