JP2003507676A - 調整可能な流量係数を持つボールバルブ - Google Patents
調整可能な流量係数を持つボールバルブInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F16K5/0605—Plug valves; Taps or cocks comprising only cut-off apparatus having at least one of the sealing faces shaped as a more or less complete surface of a solid of revolution, the opening and closing movement being predominantly rotary with plugs having spherical surfaces; Packings therefor with particular plug arrangements, e.g. particular shape or built-in means
Abstract
Description
御を調整するために使用される。
値)を持つ。これは、このバルブが同一サイズの管に接続され、かつ流量がその
管サイズに対して通常指定される範囲内である場合、全開時にボールバルブによ
って生じる圧力低下が非常に小さいことを意味する。
れは、ボールバルブが閉じ始めるときに流量に対する影響力をほとんど持たない
ことを意味する。バルブは、流量の有意の低下が起こる前に、結合された制御対
象および管とほぼ同じ大きさの圧力低下を生じる程度に閉じる必要がある。
は、動作範囲のうち閉鎖位置付近の非常に小さい部分で起こるだけである。した
がって、作動器が正確な流量を供給する厳密な位置にバルブを作動させることは
難しい。小さい動きでさえも接続された伝熱装置からの出力に不釣合いに大きい
変化を引き起こし、制御安定性を達成することが難しい。
前後の差圧(PSI)の平方根で割ることによって計算される。
ことができるように、充分に大きい流量係数を持たなければならない。しかし、
大きすぎると制御に問題を生じるので、大きすぎてはならない。
互作用する、基本的にV字形の開口を持つ特徴的円板を取り付けることによって
低下させることができる。これはバルブの流動特性をも決定する。米国特許第6
,039,304号はそのような円板を記載している。
、バルブを交換することなく、流量係数を変更することができる。
要がある場合、新しい円板を注文して取り付ける必要がある。特に、高温および
高圧プロセス適用例で使用される円板は、比較的高価である。
流量係数を変更する必要がある場合、異なる形状の開口を持つ新しいボールが取
り付けられる。しかし、これは高価な代替策である。
映しないので、流量係数を変更することが必要になるのは一般的である。
来の動作条件の変化は、流量係数の変更を必要とするかもしれない。
長さ軸に垂直である。
、90度で最大限に開口し、0度で閉鎖する標準ボールバルブとしてボールを作
動させる。新規性は、ボールの口径の長さ軸が弁棒に対して垂直とは異なる角度
を取ることである。
て一列に並ばないことを意味する。たとえ軸が90度の位置に移動したときでさ
え、そうである。流量係数は、ボールを傾斜させることによって低下する。この
低下は、ボールが大きく傾斜するほど大きくなる。
でき、そこでそれは1つの特定の角度数だけ傾斜(偏位)される。この結果、ボ
ールバルブの流量係数は、ボールのサイズに対して標準的なものより小さくなる
。例えば流量係数は、同一サイズの標準グローブバルブに一般的な値にまで低下
することができる。
るように配置される。ボールを多数の異なる傾斜位置に取り付けることによって
、同じバルブが様々な流量係数の選択対象範囲を提供することができる。これは
適用に最も適する流量係数の選択を可能にし、必要ならば簡単に変更することが
できる。
を備えた弁体を有する。最も一般的で最も安価な二部品ボールバルブは、部品の
一方を他方にねじ込み、例えばエポキシ樹脂によって固定するものである。この
バルブは分解することが難しく、したがって1つの傾斜位置だけで取り付けるボ
ールに最も適している。
を含む中間部(弁体)を有する。3つの部品はひとつにボルト止めされる。バル
ブが配管系に取り付けられている場合でも、中間部は容易に取り外すことができ
る。これは、ボールを様々な傾斜位置に調整するのを助長する。したがって三部
品ボールバルブは、多数の位置に取り付けることができるボールによく適してい
る。しかし、どんな種類のボールバルブも本発明を使用することができる。
成る。配管用の2つの連結部(3および4)がある。2つの連結部(3および4
)の間に流体流路がある。流体流路内にボール(5)が取り付けられる。ボール
(5)内を貫通する口径(12)がある。ボール(5)は2つの弁座(8および
9)の間に懸吊される。ボール(5)は多数の溝(10および16)を有する。
第1溝(10)はボール(5)の口径(12)の長さ軸に対して90度の角度で
ある。第2溝(16)は、第1溝(16)に対して多少の角度偏位する。外部作
動器によって作動できる弁棒(6)は、本体(1)内を通過する。Oリング(1
1)は本体(1)に対して弁棒(6または13)を密封する。
。ブレード(15)が第1溝(10)に挿入されるように弁が組み立てられたと
き、ボール(5)は標準位置にあり、そこではボールは全く傾斜しない。したが
って、バルブは標準ボールバルブとして挙動し、最大流量係数が提供される。
き、ボール(5)は傾斜位置にある。したがって、流量係数は低下した値になる
。(この位置を図1aに示す。)
(13)の中心線に対して傾斜して示されるブレード(14)を有する。この弁
棒(13)が使用される場合、ブレード(14)が第1溝(10)に挿入された
ときに、ボール(5)はすでに傾斜している。
斜する。第2溝(16)およびブレード(4)のオフセット角は相互に加算され
る。その結果、流量係数は非常に大きく低下する。これを図1cで見ることがで
きる。
てボール(5)を取り付けることによって、第2溝(16)およびブレード(1
4)のオフセット角は相互に減算されるので、第3流量係数が提供される。実際
には、ブレード(14)が第1溝(10)に挿入された場合、異なる角度で、同
じことが起きる。ボール(5)および弁棒(13)は4つの異なる位置に取り付
けて、4つの異なる流量を提供することができる。
弁座(8、9)がどのように相互作用するかを示す。左側が側面図であり、右側
が端面図である。流動のための断面積は、ボール(5)がどれだけ傾斜している
かによって異なる。
され、それはボール(5)の開口(12)とほぼ同一であるので、偏位が無いと
きに断面は最大になる。
のように相互作用するかを示す。第1楕円(12a)は比較的小さい角度だけ偏
位したボールの開口を示し、したがって開口(12)と弁座(8および9)との
間の自由面積(free area)はわずかに減少する。
たがって開口(12)と弁座(8および9)との間の自由面積は大幅に減少する
。
弁棒(6)、および弁座(8および9)の側面図を示す。右側は、弁棒(6)が
ボール(5)を閉鎖に近い位置まで回転した場合の端面図である。2つの楕円(
12aおよび12b)がある。それらは、弁棒位置は同じであるがボールの傾斜
が異なるボールの開口を表わす。
座(8または9)との間の自由面積は比較的大きい。それは、点「a」−「b」
間の半円および点「a」−「b」間の半楕円によって画定される。
(8または9)との間の自由面積は比較的小さい。それは、点「c」−「d」間
の半円および点「c」−「d」間の半楕円によって画定される。
て自由面積および流量係数は減少していく。図5を参照。
)があり、底部には二つの溝(10cおよび10d)がある。
(10aおよび10b)および底部溝(10cおよび10d)は位置が入れ替わ
る。
5)は4通りに取り付けることができ、結果としてオフセット0に加えて3種類
のオフセット角が得られる。
正対する位置にして取り付けることができる。4つの溝を持つボールを使用する
場合、ボール(5)は8通りに取り付けることができ、結果として8通りの流量
係数が得られる。
とができる。しかし、弁座(8および9)と抵触するほど大きく偏位する溝の位
置は避けなければならない。
られるCV値との関係のグラフを示す。
様々な位置を位置1〜位置4と標示する。
なる。
用途に望ましい。流量係数が減少する場合、等比率特性は基本的に維持されるが
、その曲率はより平坦になる。
ルの溝と係合する部分は片側に偏位する。
ボール(5)と弁棒(6)を示す。
)を持つ弁棒(6)を示す。第2対の溝(19)はボール(5)の反対側に位置
する。第1対の溝(18)は、ボールの流体の流路の中心線がボールの回転軸に
垂直になるようにボールを方向付ける。
て垂直とは異なる角度になるようにボールを方向付ける。
弁棒(6)の長さ軸と平行に示されている。
の両側に1つずつ、持つことができる。ブレード(17)は、ブレードが溝の側
部に押し付けられ、それによって遊びが除去されるように、多少のばね作用を持
つことができる。
調整するのに役立つ値に低下させることができる。費用が削減される。
きるように配置された場合、部品を交換または追加する必要なしに、流量係数を
現場で選択的に変更することができる。流量係数は変更されるが、基本的に等比
率流動特性は維持される。
らゆるレベルで在庫品が減少する。また、エンドユーザの保守部門の在庫品も減
少する。それは簡単に変更することができるので、間違った(過小)CV値を指
定する懸念も低下する。動作条件の将来の変化に簡単に対応することができる。
神から逸脱することなく、例証した実施形態に対し変更および変形を施すことが
できる。したがって、請求の範囲は全ての均等な変形および異形を、請求の範囲
によって定義される発明の範囲内として完全に含むつもりである。
弁座(8、9)がどのように相互作用するかを示す。
弁棒(6)、および弁座(8および9)の側面図を示す。
られるCV値との関係のグラフを示す。
ボール(5)と弁棒(6)を示す。
)を持つ弁棒(6)を示す。
Claims (6)
- 【請求項1】 流体管路に接続される開口を備えたケーシングを持ち、かつ
弁室中の流路を画定するために少なくとも1つの入口および1つの出口を備えた
弁室を前記ケーシング内に持つタイプのバルブにおいて、 前記弁室内で1対の弁座の間に装着され、外部表面および2つの端ならびにボ
ールの前記端の間に伸長する流体流路を有するボールを持ち、前記ボールが開位
置と閉位置との間の選択的調整のために弁棒によって回転し、前記ボールおよび
弁棒が前記入口と出口との間の中心線に垂直な回転軸を有し、前記ボールが前記
ボールの回転軸に対し垂直とは異なる角度の流体流路の中心線を持つようにした
バルブ。 - 【請求項2】 前記ボールの流体流路が前記ボールの回転軸に対して2つま
たはそれ以上の異なる角度となるように前記ボールを選択的に取り付けることが
できるように、前記ボールが配置された、請求項1に記載のバルブ。 - 【請求項3】 前記弁棒の端と選択的に嵌合することのできる2つ以上の凹
みが前記ボールに設けられた、請求項2に記載のバルブ。 - 【請求項4】 前記ボールの1つの凹みを嵌合するために、弁棒の長さ軸に
対して偏位した位置に端部品が前記弁棒に設けられた、請求項1に記載のバルブ
。 - 【請求項5】 端部品が前記ボールの1つまたはそれ以上の凹みと嵌合する
ことができる、請求項4に記載のバルブ。 - 【請求項6】 前記端部品が前記弁棒に固定された別個の部品である、請求
項5に記載のバルブ。
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