JP2003185033A - バタフライ弁の弁箱シート構造 - Google Patents

バタフライ弁の弁箱シート構造

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JP2003185033A
JP2003185033A JP2001382420A JP2001382420A JP2003185033A JP 2003185033 A JP2003185033 A JP 2003185033A JP 2001382420 A JP2001382420 A JP 2001382420A JP 2001382420 A JP2001382420 A JP 2001382420A JP 2003185033 A JP2003185033 A JP 2003185033A
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JP
Japan
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valve
peripheral surface
seat ring
ring
valve box
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Tadashi Iwayama
正 岩山
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Kubota Corp
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Kubota Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 弁体を全閉した際の漏れの発生を防止するこ
とができ、かつ弁体開閉時に要する操作トルクを低減す
ることができるバタフライ弁の弁箱シート構造を提供す
る。 【解決手段】 弁箱12内に、弁体15の周縁部に対し
て摺接自在な円筒状の金属材から成るシートリング28
が挿入され、弁箱12の内周面に、シートリング28の
両端部を支持する金属材から成る一対の支持リング29
a,29bが取付けられ、弁箱12の内周面とシートリ
ング28の外周面との間に空間32が形成され、互いに
当接するシートリング28の端部外周面と支持リング2
9a,29bの内周面との間がシール溶接31によって
シールされている。

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明はバタフライ弁に設け
られる弁箱シートの構造に関する。 【0002】 【従来の技術】従来、バタフライ弁に設けられる弁箱シ
ートの構造としては、例えば図7に示すように、弁箱1
内に、弁体2の周縁部に対して摺接自在な円筒状で薄肉
厚のシートリング3が挿入され、弁箱1の内周面とシー
トリング3の外周面との間が2本のOリング4a,4b
によってシールされている。これら2本のOリング4
a,4bはそれぞれ、ゴム等の弾性材から成り、弁箱1
の内周面に形成された溝5に嵌め込まれて保持されてい
る。このうち、一方のOリング4aがシートリング3の
一端部外周面と弁箱1とに圧接しており、また、他方の
Oリング4bがシートリング3の他端部外周面と弁箱1
とに圧接している。尚、弁箱1の内周面とシートリング
3の外周面との間には間隙6が形成されている。 【0003】これによると、図8に示すように、弁体2
が全閉位置Sまで回転した場合、弁体2の周縁部がシー
トリング3の内周面に摺接して食込み、水密に保たれ
る。また、弁箱1の内周面とシートリング3の外周面と
の間はOリング4a,4bによってシールされているた
め、弁箱1内の水が弁体2の上流側から上記間隙6を通
り抜けて弁体2の下流側へ漏出するといった不具合を防
止することができる。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来形式では、弁箱1内を流れる水(流体)の圧力が高圧
になると、図9に示すように、シートリング3の内周面
に作用する水圧Pが増大するため、シートリング3の内
周面に作用する水圧Pにより押されて両Oリング4a,
4bが径方向に圧縮され、シートリング3が径方向の外
側に膨らむ(変形する)。この状態で、図9の仮想線で
示すように、弁体2を全閉位置Sまで回転した際、シー
トリング3の内周面に対する弁体2の周縁部の食込み代
が不足し、シールに必要な食込み代を確保することがで
きず、弁体2の周縁部とシートリング3の内周面との間
から漏れが発生するといった問題があった。 【0005】これに対して、上記のような漏れの発生を
防止するために、上記食込み代を増大させた場合、弁箱
1内の水圧が高圧から低圧に低下すると、弁体2を全閉
位置Sまで回転した際、弁体2の周縁部がシートリング
3の内周面に過剰に食込むことになり、弁体2を開閉さ
せる際に過大な操作トルクを要するといった問題が生じ
た。 【0006】本発明は、弁体を全閉した際の漏れの発生
を防止することができ、かつ弁体開閉時に要する操作ト
ルクを低減することができるバタフライ弁の弁箱シート
構造を提供することを目的とする。 【0007】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本第1発明は、バタフライ弁の弁箱の内周面に配設
される弁箱シート構造であって、弁箱内に、弁体の周縁
部に対して摺接自在な筒状のシートリングが挿入され、
弁箱の内周面に、上記シートリングの両端部を支持する
一対の支持リングが取付けられ、弁箱の内周面とシート
リングの外周面との間に空間が形成され、互いに当接す
るシートリングの端部外周面と支持リングの内周面との
間がシール手段によってシールされているものである。 【0008】これによると、シートリングの両端部が支
持リングで支持されており、シートリングの内周面に流
体の圧力が作用しても、上記支持リングは、剛体とみな
すことができ、従来のOリングのように径方向に圧縮さ
れることはない。したがって、シートリングが流体の圧
力によって径方向の外側に膨らむ(変形する)のを防止
することができる。これにより、弁体を全閉位置まで回
転した場合、弁体の周縁部がシートリングの内周面に摺
接して過不足無く食込むため、漏れの発生を防止するこ
とができ、水密に保たれるとともに、弁体を開閉する際
に要する操作トルクを従来のような過大な操作トルクに
比べて低減することができる。 【0009】また、互いに当接するシートリングの端部
外周面と支持リングの内周面との間がシール手段によっ
てシールされているため、弁箱内の流体が、弁体の上流
側からシートリングの一端部外周面と一方の支持リング
の内周面との間を通って、弁箱の内周面とシートリング
の外周面との間の空間に侵入し、さらにこの空間からシ
ートリングの他端部外周面と他方の支持リングの内周面
との間を通って、弁体の下流側へ漏出するといった不具
合を防止することができる。 【0010】 【発明の実施の形態】以下、本発明における第1の実施
の形態を図1〜図5に基づいて説明する。図1,図2に
示すように、11はバタフライ弁であり、弁箱12と、
この弁箱12の流路軸心13に対して直交する軸心廻り
に回転自在な弁棒14と、この弁棒14に設けられた弁
体15とで構成されている。上記弁棒14は弁箱12の
ボス部16に挿入されたブッシュ17で保持され、これ
らブッシュ17の内外周面にはそれぞれOリング18が
配置されて、上記弁棒14およびボス部16との間がシ
ールされる。上記弁体15は、ピン19によって弁棒1
4に連結されており、周縁部に金属材から成る弁体シー
ト20を有している。 【0011】また、上記弁体15とブッシュ17の内側
端部との間には一対のリング状の軸封シール材21,2
2が配置されている。双方の軸封シール材21,22
は、弁棒14の軸心方向で相対向するテーパ面21a,
22aによって水密に当接している。さらに、ブッシュ
17の外側端部には環状の押え板24が配置されてお
り、押え板24は締付ボルト25によってボス部16に
装着されている。これら締付ボルト25を締め付けるこ
とにより、押え板24とブッシュ17とを介して軸封シ
ール材21,22を押圧する。これにより、上記双方の
テーパ面21a,22aによる楔作用により軸封シール
材21,22が径方向の内側と外側とに広がり、ボス部
16および弁棒14に対する面圧が発生してシール性能
が向上する。 【0012】図1〜図3に示すように、上記弁箱12の
流路26の内周面には、弁箱シート27が配設されてい
る。上記弁箱シート27は、弁体15の弁体シート20
に対して摺接自在な円筒状のシートリング28と、この
シートリング28の流路軸心13方向における両端部を
支持する一対の支持リング29a,29bとで構成され
ている。上記シートリング28は、薄肉金属材(例えば
ステンレス鋼等の鋼材)から成り、弁箱12の流路軸心
13と同心状に配置されている。また、上記両支持リン
グ29a,29bは円環状に形成された金属材(例えば
ステンレス鋼等の鋼材)から成り、両支持リング29
a,29bの外周部が弁箱12の内周面に全周にわたっ
て形成された取付用溝30内に嵌め込まれている。尚、
弁箱12は鋳物製であり、上記両支持リング29a,2
9bを鋳型内にセットした状態で、弁箱12を鋳造する
ことにより、両支持リング29a,29bを弁箱12に
一体的に鋳ぐるんでいる。 【0013】上記シートリング28の両端部の外周面と
両支持リング29a,29bの内周面とは面接触してお
り、シートリング28の両端部の外周面と両支持リング
29a,29bの内周面との間は全周にわたりシール溶
接31(シール手段の一例)によってシールされてい
る。尚、弁箱12の内周面とシートリング28の外周面
との間には空間32が確保されている。また、図1に示
すように、シートリング28の軸心方向における中央部
には一対の貫通孔33が形成されており、上記弁棒14
は貫通孔33に挿通されている。 【0014】以下、上記構成における作用を説明する。
図3に示すように、シートリング28の両端部が両支持
リング29a,29bで支持されており、シートリング
28の内周面に水圧P(流体の圧力)が作用しても、両
支持リング29a,29bは、金属材であるため剛体と
みなすことができ、従来のOリング(図9参照)のよう
に径方向に圧縮されることはない。したがって、シート
リング28が水圧Pによって径方向の外側に膨らむ(変
形する)のを防止することができる。これにより、図4
に示すように、弁体15を全閉位置Sまで回転した場
合、弁体15の弁体シート20がシートリング28の内
周面に摺接して過不足無く食込むため、漏れの発生を防
止することができ、水密に保たれるとともに、弁体15
を開閉する際に要する操作トルクを従来のような過大な
操作トルクに比べて低減することができる。 【0015】また、互いに当接するシートリング28の
両端部の外周面と両支持リング29a,29bの内周面
との間がシール溶接31によって全周にわたりシールさ
れているため、弁箱12内の水が、弁体15の上流側か
らシートリング28の一端部外周面と一方の支持リング
29aの内周面との間を通って、上記空間32内に侵入
し、さらにこの空間32内からシートリング28の他端
部外周面と他方の支持リング29bの内周面との間を通
って、弁体15の下流側へ漏出するといった不具合を防
止することができる。 【0016】さらに、弁箱12を地中に埋設するような
場合、弁箱12の外側に土圧(外圧)が作用して、弁箱
12が楕円形状に変形することがある。弁体15が全閉
位置Sまで回転した状態で、上記のように弁箱12が楕
円形状に変形した際、図5の仮想線で示すように、弁箱
12の内径Dが縮んだ箇所においては、シートリング2
8の中央部の撓み量が増加して上記空間32の径方向に
おける幅が減少する。また、図5の実線で示すように、
弁箱12の内径Dが拡がった箇所においては、シートリ
ング28の中央部の撓み量が減少して上記空間32の径
方向における幅が増大する。このように、弁箱12の内
周面とシートリング28の外周面との間に空間32を形
成することにより、弁箱12の変形に応じて、シートリ
ング28の中央部が上記空間32内に逃げて径方向にフ
レキシブルに変形可能となるため、弁箱12の変形がシ
ートリング28を介して全閉位置Sの弁体15に直接伝
わることはない。これにより、弁体15が受ける弁箱1
2の変形の影響はシートリング28によって緩和され、
弁体15の破損を防止することができる。 【0017】上記第1の実施の形態では、図3に示すよ
うにシール手段の一例としてシール溶接31を行ってい
るが、第2の実施の形態として、図6に示すように、シ
ール溶接31の代わりにOリング41(シール手段の一
例)を用いてもよい。 【0018】すなわち、両支持リング29a,29bの
内周面にそれぞれ溝42が全周にわたって形成され、こ
れら溝42内に上記Oリング41が嵌め込まれて保持さ
れている。上記シートリング28の両端部の外周面と両
支持リング29a,29bの内周面とが面接触した状態
で、上記両Oリング41がシートリング28の両端部の
外周面と各溝42の底面とに全周にわたり圧接されてい
る。 【0019】さらに、弁箱12の内周面には、シートリ
ング28の上流側端部と下流側端部とにそれぞれ隣接す
るリング状のストッパー43が設けられている。これら
両ストッパー43は、シートリング28を流路軸心13
の方向において固定するものであり、複数のボルト44
によって弁箱12内に取付け固定されている。 【0020】これによると、互いに当接するシートリン
グ28の両端部の外周面と両支持リング29a,29b
の内周面との間がOリング41によって全周にわたりシ
ールされているため、弁箱12内の水が、弁体15の上
流側からシートリング28の一端部外周面と一方の支持
リング29aの内周面との間を通って、上記空間32内
に侵入し、さらにこの空間32内からシートリング28
の他端部外周面と他方の支持リング29bの内周面との
間を通って、弁体15の下流側へ漏出するといった不具
合を防止することができる。 【0021】上記実施の形態では、シール手段の一例と
してOリング41を用いたが、ガスケット等を用いても
よい。上記各実施の形態では、弁箱12内を流れる流体
として水を挙げたが、水以外の液体又は気体であっても
よい。 【0022】 【発明の効果】以上のように本発明によると、シートリ
ングが流体の圧力によって径方向の外側に膨らむ(変形
する)のを防止することができ、したがって、弁体を全
閉位置まで回転した場合、弁体の周縁部がシートリング
の内周面に摺接して過不足無く食込むため、漏れの発生
を防止することができ、水密に保たれるとともに、弁体
を開閉する際に要する操作トルクを従来のような過大な
操作トルクに比べて低減することができる。 【0023】また、互いに当接するシートリングの端部
外周面と支持リングの内周面との間がシール手段によっ
てシールされているため、弁箱内の流体が、弁体の上流
側からシートリングの一端部外周面と一方の支持リング
の内周面との間を通って、弁箱の内周面とシートリング
の外周面との間の空間に侵入し、さらにこの空間からシ
ートリングの他端部外周面と他方の支持リングの内周面
との間を通って、弁体の下流側へ漏出するといった不具
合を防止することができる。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の第1の実施の形態におけるバタフライ
弁の側面から見た断面図である。 【図2】同、バタフライ弁の正面から見た断面図であ
る。 【図3】同、バタフライ弁の弁箱シートの拡大断面図で
あり、弁体が開いた状態を示す。 【図4】同、バタフライ弁の弁箱シートの拡大断面図で
あり、弁体が全閉した状態を示す。 【図5】同、バタフライ弁の弁箱シートの拡大断面図で
あり、弁箱が変形した状態を示す。 【図6】本発明の第2の実施の形態におけるバタフライ
弁の弁箱シートの拡大断面図である。 【図7】従来のバタフライ弁の弁箱シートの拡大断面図
であり、弁体が開いた状態を示す。 【図8】同、弁箱シートの拡大断面図であり、弁体が全
閉した状態を示す。 【図9】同、弁箱シートの拡大断面図であり、水圧によ
ってOリングが圧縮されシートリングが外側に膨らんだ
状態を示す。 【符号の説明】 11 バタフライ弁 12 弁箱 15 弁体 27 弁箱シート 28 シートリング 29a,29b 支持リング 31 シール溶接(シール手段) 32 空間 41 Oリング(シール手段)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 バタフライ弁の弁箱の内周面に配設され
    る弁箱シート構造であって、弁箱内に、弁体の周縁部に
    対して摺接自在な筒状のシートリングが挿入され、弁箱
    の内周面に、上記シートリングの両端部を支持する一対
    の支持リングが取付けられ、弁箱の内周面とシートリン
    グの外周面との間に空間が形成され、互いに当接するシ
    ートリングの端部外周面と支持リングの内周面との間が
    シール手段によってシールされていることを特徴とする
    バタフライ弁の弁箱シート構造。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008162731A (ja) * 2006-12-27 2008-07-17 Tsukasa:Kk 粉粒体移送用流路切換装置
JP2012072905A (ja) * 2005-12-21 2012-04-12 Fisher Controls Internatl Llc プロセス制御バルブに使用するフレキシブルシール
JP7190765B1 (ja) * 2021-08-18 2022-12-16 新倉工業株式会社 バタフライバルブ

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