JP2004225783A - Butterfly valve - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、偏心構造を有するバタフライバルブにおいて、弁体の密接部の傾斜をも偏心させ、弁体の開閉時のシートリングの変形などを最小限に抑えるようにした多重偏心構造を有するバタフライバルブに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般にバタフライバルブは、図4および図6に示すように、円筒状の弁本体11に、2重偏心構造の場合、中心をややずらして垂直な回転軸12を設ける。この回転軸12に円板状の弁体13を固着し、この弁体13を回動させて弁本体11の貫通孔14を塞ぐことにより開閉するものである。この弁体13の密閉性をよくするため、前記貫通孔14の内周部にシートリング15を嵌め、さらに、シート保持リング16でシートリング15を保持している。
【0003】
そして、前記弁体13の外周の密接部10は、曲線的な球面をなすか、直線的な円錐台面をなし、回転軸12により弁体13を回転させ、この弁体13の密接部10を、シートリング15の内側の半径方向端に密接して流体を遮断したり、密接部10をシートリング15から離反して流体を通過したりする構成となっている。
【0004】
前記弁体13の密接部10を直線的な円錐台面に形成する場合、次の2種類に大別される。
まず、図4に示すバタフライバルブは、弁体13の密接部10を、直円錐体を底面に平行な面で切断した円錐台形で形成し、シートリング15に弾性のある材料(形状)を用いたものである。この場合、弁体13の密接部10にシートリング15の先端が、その弾性で密接してバルブが密閉されるとともに、流体圧力によってシートリング15がバルブの密閉方向に付勢されることによりより強く密閉される。
【0005】
図6に示すバタフライバルブは、弁体13の密接部10を、直円錐体をその底面に対して弁体13の回動方向に傾斜した面で切断した円錐台形で形成し、シートリング15に弾性の少ない材料(形状)を用いたものである。この場合、回動軸12を介して弁体13に与えられる駆動トルクによって、弁体13の密接部10とシートリング15とが密接してバルブが密閉される。
【0006】
【特許文献1】
特開称55−69362号公報
【特許文献2】
特開平4−34272号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
以上の図4に示す直円錐体をその底面に対して平行な面で切断した円錐台形に形成した弁体13は、図に示すように、弁体13の密接部10を圧接してシートリング15を弾性変形させ、シートリング15の弾性圧力で密閉する。バルブの閉鎖の際は、図5に示すように、(a)シートリング15の先端が弁体13の密接部10に当接し、(b)シートリング15の先端が弁体13の密接部10に乗り上げ、(c)シートリング15の先端が密接部10を擦りながら弁体13が完全閉鎖位置に回動する。
また、弁体13の開放の際には、図4に示すように、(d)駆動側の動きに従って弁体13が回動し、シートリング15の先端が密接部10を擦りながら開放してゆき、(e)シートリング15の先端が密接部10の縁部に達すると、シートリング15の弾性により弁体13を開放方向へ弾き飛ばすように付勢する。
【0008】
このように、直円錐体をその底面に対して平行な面で切断した円錐台形に形成した弁体13は、シートリング15の先端が密接部10を擦りながらバルブの開閉を行うため、弁体13の密接部10とシートリング15の先端の磨耗が早いという問題点があった。また、バルブの閉鎖の際の(b)の段階では、シートリング15の弾性力に抗して弁体13を駆動しなければならず、バルブの閉鎖の際の(c)の段階およびバルブの開放の際の(d)段階では、シートリング15の弾性力による密接部10との摩擦力に抗して弁体13を駆動しなければならないので、それだけ駆動トルクの大きな駆動装置を必要とするという問題点があった。
【0009】
バルブの開放の際の(e)の段階では、弁体13を開放方向へ弾き飛ばすように付勢するため、駆動装置がこの力に負けてしまい、予定された制御速度以上の速度で弁体13が回動して、バルブが急激に開放してしまう。すなわち、予定された駆動量と流量との相関関係が著しく損なわれるという問題点があった。
【0010】
これに対して、図6に示す直円錐体をその底面に対して弁体13の回動方向に傾斜した面で切断した円錐台形に形成したものは、上述のような問題点を減少させることができる。
しかし、弁体13は直円錐形を斜めに切断した形状であるので、真円形ではなく回転軸12の方向が短径、直交する方向が長径の楕円形である。これに対して弁本体11やシートリング15は真円形に形成されている。このため、バルブの閉鎖の際にシートリング15を歪ませて弁体13が嵌り込むことになり、長径部分では、依然として弁体13とシートリング15の摩擦による磨耗が激しく、また、寸法精度が低いと隙間ができる可能性が高くなり漏れの原因となり、駆動装置にもシートリング13を歪ませるだけの大きなトルクを必要とするという問題点があった。
【0011】
また、バルブの開閉を繰り返しているうちにシートリング15が弁体13の楕円形に永久変形してゆくが、オーバーホールの際に変形方向を元のとおりの位置に組み込まないと、摩擦による磨耗がより激しく、さらに、隙間ができ易くなって漏れの可能性が極めて高くなり、さらには開閉のために大きな駆動トルクを必用とするという問題点があった。
【0012】
本発明は、弁体13やシートリング15の磨耗が極めて少なく、弁体13を必用最小限の駆動力で回動できるようにすることを目的とするものである。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以上のような問題点を解決するためになされたもので、円板状の弁体13を、一体に連結した回転軸12で回転して、弁体13の外周の密接部10を、バルブ本体11の貫通孔14のシートリング15と接離して開閉するようにしたバタフライバルブにおいて、弁体13の平面と平行な断面の外周を真円形に形成し、かつ、この真円形の弁体13の中心線を回動軸12に対して直角な法面内で傾斜させた偏心構造を有するものである。
具体的には、弁体13の密接部10を、底面の中心を通り底面と直交する軸線からその頂点が外れた斜円錐体を底面と平行な面で切断した斜円錐台面で形成した偏心構造、または、中心線が底面に垂直でない斜円柱体を底面と平行な面で切断した斜円柱面で形成した偏心構造とする。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基いて説明する。
第1実施例を示す図1において、11は弁本体、12は回転軸、16はシート保持リングであり、これらの構成は基本的には図5に示すバタフライバルブと変るところはない。
本発明が特徴とする構成は、図1に示すように、弁体13の密接部10を、頂点と底面の中心とを結ぶ直線が底面に垂直でない斜円錐体を底面と平行な面で切断した斜円錐台面で形成したことである。
本発明の弁体13に対応するシートリング15は、剛体であることが最も望ましく、この実施例では、シートリング15は、弾性変形がない剛体または弾性変形が極めて少ない剛体に近い材質で変形しにくい形状に形成されている。例えば、図に示されるように、略U字型の断面を有したムク材で形成されている。
【0015】
このように密接部10を斜円錐台面で形成した弁体13は、バルブの閉鎖の際は、図2に鎖線で示すように、回動軸12が回動すると、シートリング15と密接部10の隙間が徐々に狭まってゆき、最終的な閉鎖位置または閉鎖位置の直前でシートリング15と密接部10が当接する。そして、弁体13とシートリング15は、駆動装置などから軸12を介して与えられるトルクによって密接される。
【0016】
以上の実施例では、弁体13の密接部10を斜円錐体を底面と平行な面で切断した斜円錐台面で形成したが、本発明はこれに限られるものではなく、図3に示すように、その中心線が底面に垂直でない斜円柱体を底面と平行な面で切断した斜円柱面で形成しても略同一の作用が得られる。
【0017】
以上の実施例は、既設のバタフライバルブであっても、図5に示す直円錐台形を斜めに切断したものであれば、弁体13を斜円錐台面または斜円柱面を有する弁体13に、変形してしまったシートリング15を真円形の新しいものに交換するだけで実施することができる。また、図3に示す直円錐台形を底面に平行な面で切断した弁体13のものでも、シートリング15とともに斜円錐台面または斜円柱面を有するの弁体13に交換することで実施することができる。
【0018】
【発明の効果】
本発明は、以上のように弁体13の密接部10を斜円錐台面または斜円柱面で形成したので、バルブの閉鎖および開放する際に、必要以上に大きい力による弁体13とシートリング15との摩擦がなく、弁体13やシートリングの磨耗が極めて少ないばかりか、弁体13の駆動力もそれだけ小さい力で済むという効果を有するものである。また、弁体13は真円形であるため、バルブの閉鎖の際にシートリング15を変形させることがないので、さらに磨耗が少なく駆動力も小さくて済み、バタフライバルブのオーバーホールなどの際にも、組み立て時のシートリング15の方向を問わないという効果を有するものである。
【0019】
さらに、本発明は、シートリング15の弾性でバルブを密閉する構造ではなく、図3に示すバタフライバルブのような開放の際にシートリング15の跳ね返りによって弁体13を弾き飛ばすことがないので、駆動装置の予定される駆動速度と流量との相関関係が良好に保たれるという効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるバタフライバルブの1実施例を示す要部の断面図である。
【図2】図1のバタフライバルブの開閉の際の弁体とシートリングの接触関係を示す説明図である。
【図3】本発明によるバタフライバルブの他の実施例を示す要部の断面図である。
【図4】直円錐体をその底面に平行な面で切断した円錐台形の弁体を有する従来のバタフライバルブを示す要部の断面図である。
【図5】図3のバタフライバルブの開閉の際の弁体とシートリングの接触関係を示す説明図である。
【図6】直円錐体をその底面に対して弁体の回動方向に傾斜した面で切断した円錐台形の弁体を有するバタフライバルブを示す要部の断面図である。
【符号の説明】
10…密接部,11…弁本体,12…回転軸,13…弁体,14…貫通孔,15…シートリング,16…シート保持リング。[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a butterfly valve having an eccentric structure, wherein a butterfly valve having a multiple eccentric structure in which the inclination of a close portion of a valve body is also eccentric to minimize deformation of a seat ring when opening and closing the valve body. It is about.
[0002]
[Prior art]
Generally, in a butterfly valve, as shown in FIGS. 4 and 6, in the case of a double eccentric structure, a vertical
[0003]
The close contact portion 10 on the outer periphery of the
[0004]
When the close contact portion 10 of the
First, in the butterfly valve shown in FIG. 4, the close contact portion 10 of the
[0005]
In the butterfly valve shown in FIG. 6, the close contact portion 10 of the
[0006]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-69362 [Patent Document 2]
JP-A-4-34272
[Problems to be solved by the invention]
As shown in the figure, the
Further, when the
[0008]
As described above, the
[0009]
In the step (e) when the valve is opened, the driving device loses this force to urge the
[0010]
On the other hand, the straight cone shown in FIG. 6 formed in the shape of a truncated cone cut by a surface inclined with respect to the bottom surface in the direction of rotation of the
However, since the
[0011]
Further, while the valve is repeatedly opened and closed, the
[0012]
An object of the present invention is to enable the
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and a disk-
More specifically, an eccentric structure in which the close contact portion 10 of the
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
In FIG. 1 showing the first embodiment, 11 is a valve body, 12 is a rotary shaft, and 16 is a seat holding ring. These components are basically the same as those of the butterfly valve shown in FIG.
As shown in FIG. 1, the feature of the present invention is to cut the close portion 10 of the
The
[0015]
The
[0016]
In the above embodiment, the close contact portion 10 of the
[0017]
In the above embodiment, even if the existing butterfly valve is a diagonally cut truncated straight cone as shown in FIG. 5, the
[0018]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the close contact portion 10 of the
[0019]
Further, the present invention does not have a structure in which the valve is hermetically closed by the elasticity of the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view of a main part showing an embodiment of a butterfly valve according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a contact relationship between a valve body and a seat ring when opening and closing the butterfly valve of FIG. 1;
FIG. 3 is a sectional view of a main part showing another embodiment of the butterfly valve according to the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a main part showing a conventional butterfly valve having a frusto-conical valve body in which a straight cone is cut along a plane parallel to a bottom surface thereof.
5 is an explanatory diagram showing a contact relationship between a valve body and a seat ring when opening and closing the butterfly valve of FIG. 3;
FIG. 6 is a cross-sectional view of a main part of a butterfly valve having a frustoconical valve body obtained by cutting a right conical body with respect to a bottom surface thereof in a direction inclined in a rotation direction of the valve body.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Close part, 11 ... Valve body, 12 ... Rotating shaft, 13 ... Valve body, 14 ... Through-hole, 15 ... Seat ring, 16 ... Seat holding ring.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2003013438A JP2004225783A (en) | 2003-01-22 | 2003-01-22 | Butterfly valve |
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