【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、弁箱内に配置された弁体が弁棒に設けられて弁棒の軸心周りに回転自在に構成され、弁体の表面がゴムライニングで被覆されている弁の軸封構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の弁の軸封構造としては、例えば、図１０〜図１２に示すような偏心弁５１の軸封構造が挙げられる。すなわち、弁箱５２には、上下一対の弁棒５３ａ，５３ｂが回転自在に保持され、両弁棒５３ａ，５３ｂの内端間に弁体５４が設けられている。この弁体５４は、弁棒５３ａ，５３ｂの軸心５５に対して偏心しており、上記軸心５５の周りに回転自在に構成されている。
【０００３】
上記弁箱５２は、弁箱本体５６と、弁箱本体５６の上部に取付けられた蓋５７とで構成されている。また、上方の弁棒５３ａの内端が弁体５４に形成された上方軸装着部５８ａの貫通孔５９ａへ挿通されて連結され、下方の弁棒５３ｂの内端が弁体５４に形成された下方軸装着部５８ｂの貫通孔５９ｂへ挿通されて連結されている。
【０００４】
図１１に示すように、上記蓋５７と上方軸装着部５８ａとの間の上方の弁棒５３ａの回りには座金形のゴムリング６１ａが装着され、また、図１２に示すように、弁箱本体５６と下方軸装着部５８ｂとの間の下方の弁棒５３ｂの回りには座金形のゴムリング６１ｂが装着されている。すなわち、上記両ゴムリング６１ａ，６１ｂはそれぞれ、蓋５７および弁箱本体５６にそれぞれ形成された円筒形の凹部６２ａ，６２ｂに挿入されている。
【０００５】
これによると、上方のゴムリング６１ａは蓋５７側に固定され、下方のゴムリング６１ｂは弁箱本体５６側に固定され、両弁棒５３ａ，５３ｂが回転することにより、弁体５４が回転すると共に、上方軸装着部５８ａが上方のゴムリング６１ａに摺接しながら回転し、且つ、下方軸装着部５８ｂが下方のゴムリング６１ｂに摺接しながら回転する。この際、上方のゴムリング６１ａの弾性によって、上方軸装着部５８ａと上方のゴムリング６１ａとの間がシールされ、下方のゴムリング６１ｂの弾性によって、下方軸装着部５８ｂと下方のゴムリング６１ｂとの間がシールされる。また、弁棒５３ａ，５３ｂの軸心５５の方向に作用するスラスト荷重は両ゴムリング６１ａ，６１ｂで受けられる。このように、ゴムリング６１ａ，６１ｂによってシールとスラスト荷重を受けることとが行われる（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
尚、海水等の腐食性の流体が流れる場合には、弁体５４の表面がゴムライニングで被覆されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平９−２１０２１６号公報
【０００８】
【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、ゴムリング６１ａ，６１ｂによってシールを行っているため、ゴムリング６１ａ，６１ｂは柔軟性に富んだ変形し易いものである必要がある。したがって、例えばゴムリング６１ａ，６１ｂで下向きのスラスト荷重を受けた場合、下方のゴムリング６１ｂが圧縮されて、弁体５４が僅かに下方へ変位し、上方軸装着部５８ａと蓋５７との上下間隙が僅かに拡大し、これにより、上方軸装着部５８ａに対する上方のゴムリング６１ａの面圧が減少してしまい、上方軸装着部５８ａと上方のゴムリング６１ａとの間のシール機能が低下してしまうといった問題がある。反対に、ゴムリング６１ａ，６１ｂで上向きのスラスト荷重を受けた場合、下方軸装着部５８ｂに対する下方のゴムリング６１ｂの面圧が減少してしまい、下方軸装着部５８ｂと下方のゴムリング６１ｂとの間のシール機能が低下してしまうといった問題がある。
【０００９】
また、上記のようなシール機能の低下の対策として、上記軸心５５の方向における両ゴムリング６１ａ，６１ｂの圧縮量を増大させることが考えられるが、この場合、上方のゴムリング６１ａに対する上方軸装着部５８ａの摩擦抵抗と下方のゴムリング６１ｂに対する下方軸装着部５８ｂの摩擦抵抗とがそれぞれ増大し、弁５１の開閉操作に要する操作力が増大するといった問題が生じる。
【００１０】
本発明は、スラスト荷重を受けても、シール機能を十分に確保することが可能であり、且つ、弁開閉時の摩擦抵抗を低減することが可能な弁の軸封構造を提供することを目的とする。
【００１１】
【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発明では、弁箱内に配置された弁体が、弁箱に回転自在に保持された弁棒に設けられて上記弁棒の軸心周りに回転自在に構成され、上記弁体の表面がゴムライニングで被覆されている弁の軸封構造であって、
スラスト荷重を受けるための円環状のスラストワッシャが弁棒に外嵌されて弁箱側に装着固定され、上記スラストワッシャと弁体とに、弁体回転方向において互いに摺接するワッシャ側摺接面と弁体側摺接面とが形成され、上記弁棒の軸心を中心とする弁体側摺接面の直径は上記スラストワッシャの外径よりも小さく且つ内径よりも大きく形成され、上記弁体側摺接面の外周を取り囲むゴムライニングに、弁体側摺接面よりもスラストワッシャ側へ出っ張った圧縮代が形成され、上記ワッシャ側摺接面と弁体側摺接面とが接触した状態で、上記ゴムライニングが圧縮代だけワッシャ側摺接面に押圧されて弁棒の軸心方向へ圧縮されるものである。
【００１２】
これによると、弁棒が回転することにより、弁体が回転し、弁体側摺接面とその外周を取り囲むゴムライニングとがワッシャ側摺接面に摺接する。この際、弁体側摺接面の外周を取り囲むゴムライニングが圧縮代だけワッシャ側摺接面に押圧されて弁棒の軸心方向へ圧縮されているため、流体はワッシャ側摺接面と圧縮されたゴムライニングとの間でシールされる。これにより、流体が弁体側摺接面とワッシャ側摺接面との間に侵入して弁棒の外周面と弁箱との隙間から漏洩するといった不具合を防止できる。
【００１３】
また、弁体に作用する弁棒の軸心方向のスラスト荷重はスラストワッシャで受けられる。この際、上記のようなシールは弁体側摺接面の外周を取り囲むゴムライニングによって行われるため、スラストワッシャには、従来のようなゴムリングのように容易に圧縮変形されるものではなく、ほとんど圧縮変形されないものを用いることができる。これにより、ゴムライニングの圧縮代が常にほぼ一定となり、ゴムライニングのワッシャ側摺接面に対する面圧もほぼ一定に保たれるため、ゴムライニングとワッシャ側摺接面との間の摩擦抵抗の増大が防止され、弁開閉時の摩擦抵抗を低減することができ、シール機能も十分に確保することが可能となる。
【００１４】
また、本第２発明では、弁棒の外周部に防食用の保護筒が外嵌されて一体に固着され、上記保護筒の内端はスラストワッシャの貫通孔へ挿入されて弁体側摺接面に達し、保護筒の外周面と弁箱側との間隙をシールするリング状の補助シール材が設けられているものである。
【００１５】
これによると、万一、弁箱内を流れる流体がワッシャ側摺接面とゴムライニングとの間から侵入して弁体側摺接面とワッシャ側摺接面との間を通って保護筒の外周面と弁箱側との間隙へ流れ込んだ場合であっても、補助シール材によってシールされるため、上記流体が保護筒の外周面と弁箱側との間隙を通って弁箱の外部へ漏出することはない。この場合、弁棒は保護筒によって流体から保護されているため、流体による弁棒の腐食が防止される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施の形態を図１〜図９に基づいて説明する。
図１〜図３に示すように、１は、弁体２が弁箱３内でほぼ９０°回転して開閉する偏心弁である。上記弁箱３は、弁箱本体４と、弁箱本体４に設けられた蓋５とで構成されている。また、上記弁体２は、弁箱３に回転自在に保持された一対の弁棒６ａ，６ｂの内端間に設けられている。尚、上記弁体２と弁棒６ａ，６ｂとは、ダクタイル鋳鉄製であり、一体に鋳造成形されている。
【００１７】
上記蓋５は、蓋本体８と、蓋本体８の内側に形成されたボス部９と、このボス部９に嵌入された円筒状のＯリングケース１０とで構成されている。図４に示すように上記一方の弁棒６ａは蓋５に形成された貫通孔１１に挿通されており、図６に示すように他方の弁棒６ｂは弁箱本体４のボス部１３に形成された取付穴１４に嵌め込まれている。
【００１８】
図１，図２に示すように、上記弁体２は、円弧状の弁座面１６と、一対の軸装着部１７ａ，１７ｂとを有している。上記一方の弁棒６ａの内端は一方の軸装着部１７ａに一体に形成され、他方の弁棒６ｂの内端は他方の軸装着部１７ｂに一体に形成されている。
【００１９】
尚、上記弁体２は両弁棒６ａ，６ｂの軸心１８に対して偏心している。すなわち、弁体２の弁座面１６の中心軸は上記軸心１８に対して偏心し、弁体２の回転によって弁座面１６の中心軸が弁棒６ａ，６ｂの軸心１８を中心として回転し、全閉時において、上記弁座面１６の中心軸が弁箱シート１９の中心軸と一致して、弁座面１６が弁箱シート１９に密接するように構成されている。
【００２０】
上記弁体２の表面はゴムライニング２０で被覆（コーティング）されている。
次に上記偏心弁１の一方の軸封部Ａの構成を説明する。
図４，図５に示すように、上記一方の弁棒６ａには、弁体２に作用する軸心１８の方向のスラスト荷重を受ける円環状の一方のスラストワッシャ２３ａが外嵌されている。上記スラストワッシャ２３ａは、フッ素樹脂製であり、貫通孔２４を有し、Ｏリングケース１０の内端面に形成された一方の凹部２５ａに嵌入されている。尚、一方の凹部２５ａに対してスラストワッシャ２３ａを塑性変形させながら嵌め込む（かち込む）ことにより、スラストワッシャ２３ａは、Ｏリングケース１０に圧接して固定されている。これにより、スラストワッシャ２３ａが一方の弁棒６ａと共に回転することはなく、さらに、スラストワッシャ２３ａとＯリングケース１０との間がシール（止水）される。
【００２１】
また、一方の軸装着部１７ａには、一方の弁棒６ａよりも大径である円形の一方の段付部２６ａが突出して形成されており、この段付部２６ａに一方の弁棒６ａの内端部が一体になっている。上記一方のスラストワッシャ２３ａと一方の段付部２６ａとには、弁体２の回転方向において互いに摺接するワッシャ側摺接面２８と弁体側摺接面２９とが形成されている。上記軸心１８を中心とする弁体側摺接面２９の直径Ｄは、一方のスラストワッシャ２３ａの外径ＤＯよりも小さく且つ内径ＤＩよりも大きく形成されている。
【００２２】
また、上記一方の段付部２６ａの外周面を取り囲むゴムライニング２０には、上記弁体側摺接面２９よりも一方のスラストワッシャ２３ａの側へ出っ張った圧縮代Ｄが形成されている。図４に示すように、上記ワッシャ側摺接面２８と弁体側摺接面２９とが接触した状態で、上記ゴムライニング２０が圧縮代Ｄだけワッシャ側摺接面２８に押圧されて上記軸心１８の方向へ圧縮されている。
【００２３】
図４に示すように、上記Ｏリングケース１０と一方の弁棒６ａとの間には、ステンレス製の防食用の保護筒３１が設けられている。この保護筒３１は、一方の弁棒６ａの外周部に、焼き嵌めによって外嵌されて一体に固着されている。この保護筒３１の内端は一方のスラストワッシャ２３ａの貫通孔２４へ挿入されて弁体側摺接面２９に達している。
【００２４】
また、上記Ｏリングケース１０には、保護筒３１の外周面とＯリングケース１０の内周面（弁箱側）との間隙をシールする複数の内側Ｏリング３２（補助シール材の一例）並びにＯリングケース１０の外周面とボス部９の内周面との間隙をシールする外側Ｏリング３３とが取付けられている。
【００２５】
また、上記保護筒３１の外端側には円筒状のブッシュ３４ａが配置されており、このブッシュ３４ａは、一方の弁棒６ａに外嵌され、一方の弁棒６ａの外周面と貫通孔１１の内周面との間に位置している。
【００２６】
次に上記偏心弁１の他方の軸封部Ｂの構成を説明する。
図６，図７に示すように、他方の軸封部Ｂは先述した一方の軸封部Ａとほぼ同じ構成であり、弁体２に作用する軸心１８の方向のスラスト荷重を受ける円環状の他方のスラストワッシャ２３ｂが他方の弁棒６ｂに外嵌されている。上記スラストワッシャ２３ｂは、ボス部１３の内端面に形成された他方の凹部２５ｂに嵌入されている。尚、スラストワッシャ２３ｂは、ボス部１３に固定されており、他方の弁棒６ｂと共に回転することはなく、さらに、スラストワッシャ２３ｂとボス部１３との間がシール（止水）される。また、他方の軸装着部１７ｂに形成された他方の段付部２６ｂには他方の弁棒６ｂが一体になっている。上記軸心１８を中心とする弁体側摺接面２９の直径Ｄは、他方のスラストワッシャ２３ｂの外径ＤＯよりも小さく且つ内径ＤＩよりも大きく形成されている。
【００２７】
また、上記他方の段付部２６ｂの外周面を取り囲むゴムライニング２０には、上記弁体側摺接面２９よりも他方のスラストワッシャ２３ｂの側へ出っ張った圧縮代Ｄが形成されている。図６に示すように、上記ワッシャ側摺接面２８と弁体側摺接面２９とが接触した状態で、上記ゴムライニング２０が圧縮代Ｄだけワッシャ側摺接面２８に押圧されて上記軸心１８の方向へ圧縮されている。他方の弁棒６ｂの外周面と取付穴１４の内周面との間にはブッシュ３４ｂが嵌め込まれている。
【００２８】
以下、上記構成における作用を説明する。
弁棒６ａ，６ｂが軸心１８を中心に回転することにより、弁体２が回転し、偏心弁１が開閉する。この際、図４，図６に示すように、両方の軸封部Ａ，Ｂにおいて、弁体側摺接面２９と段付部２６ａ，２６ｂの外周面を取り囲むゴムライニング２０とがワッシャ側摺接面２８に摺接する。この時、上記段付部２６ａ，２６ｂの外周面を取り囲むゴムライニング２０がそれぞれ圧縮代Ｄ（図５，図７参照）だけワッシャ側摺接面２８に押圧されて軸心１８の方向へ圧縮されているため、弁箱３内の流体（例えば水，海水等）はワッシャ側摺接面２８と上記圧縮されたゴムライニング２０との間でシールされる。これにより、流体が弁体側摺接面２９とワッシャ側摺接面２８との間に侵入して一方の弁棒６ａの外周面と蓋５との隙間又は他方の弁棒６ｂの外周面と弁箱本体４との隙間から漏洩するといった不具合を防止できる。
【００２９】
また、弁体２に作用する軸心１８の方向のスラスト荷重は一方および他方のスラストワッシャ２３ａ，２３ｂで受けられる。この際、上記のようなシールは両段付部２６ａ，２６ｂの外周面を取り囲むゴムライニング２０によって行われるため、スラストワッシャ２３ａ，２３ｂには、従来のようなゴムリングのように容易に圧縮変形されるものではなく、ほとんど圧縮変形されないものを用いることができる。これにより、上記ゴムライニング２０の圧縮代Ｄ（図５，図７参照）が常にほぼ一定となり、ゴムライニング２０のワッシャ側摺接面２８に対する面圧もほぼ一定に保たれるため、ゴムライニング２０とワッシャ側摺接面２８との間の摩擦抵抗の増大が防止され、弁開閉時の摩擦抵抗を低減することができ、シール機能も十分に確保することが可能となる。
【００３０】
また、図４に示すように、一方の軸封部Ａにおいては、万一、ワッシャ側摺接面２８やゴムライニング２０の表面に傷等が発生し、弁箱３内を流れる流体がワッシャ側摺接面２８とゴムライニング２０との間から侵入して弁体側摺接面２９とワッシャ側摺接面２８との間を通って保護筒３１の外周面とＯリングケース１０の内周面との間隙へ流れ込んだ場合であっても、内側Ｏリング３２によってシールされるため、上記流体が保護筒３１の外周面とＯリングケース１０の内周面との間隙を通って弁箱３の外部へ漏出することはない。この場合、一方の弁棒６ａは保護筒３１によって流体から保護されているため、流体による一方の弁棒６ａの腐食が防止される。
【００３１】
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。
先述した第１の実施の形態では、段付部２６ａ，２６ｂの外周面を取り囲むゴムライニング２０のワッシャ側摺接面２８に押圧される端面は平坦に形成されているが（図５，図７参照）、第２の実施の形態では、図８，図９に示すように、段付部２６ａ，２６ｂの外周面を取り囲むゴムライニング２０の端面にそれぞれ山形状の突起部２０ａ，２０ｂが全周にわたり一体に形成されている。
【００３２】
すなわち、図８に示すように、一方の突起部２０ａは、一方の段付部２６ａの外周面を取り囲むゴムライニング２０に形成されており、弁体側摺接面２９よりも一方のスラストワッシャ２３ａの側へ出っ張っている。この突起部２０ａには圧縮代Ｄが形成されており、上記ワッシャ側摺接面２８と弁体側摺接面２９とが接触した状態で、上記一方の突起部２０ａが圧縮代Ｄだけワッシャ側摺接面２８に押圧されて軸心１８の方向へ圧縮されている。
【００３３】
同様に、図９に示すように、上記他方の突起部２０ｂは、他方の段付部２６ｂの外周面を取り囲むゴムライニング２０に形成されており、弁体側摺接面２９よりも他方のスラストワッシャ２３ｂの側へ出っ張っている。この突起部２０ｂには圧縮代Ｄが形成されており、上記ワッシャ側摺接面２８と弁体側摺接面２９とが接触した状態で、上記他方の突起部２０ｂが圧縮代Ｄだけワッシャ側摺接面２８に押圧されて軸心１８の方向へ圧縮されている。
【００３４】
以下、上記構成における作用を説明する。
弁棒６ａ，６ｂが軸心１８を中心に回転することにより、弁体２が回転し、偏心弁１が開閉する。この際、両方の軸封部Ａ，Ｂにおいて、弁体側摺接面２９とゴムライニング２０の突起部２０ａ，２０ｂとがワッシャ側摺接面２８に摺接する。この時、上記突起部２０ａ，２０ｂがそれぞれ圧縮代Ｄだけワッシャ側摺接面２８に押圧されて軸心１８の方向へ圧縮されているため、弁箱３内の流体（例えば水，海水等）はワッシャ側摺接面２８と上記圧縮された突起部２０ａ，２０ｂとの間でシールされる。これにより、流体が弁体側摺接面２９とワッシャ側摺接面２８との間に侵入して一方の弁棒６ａの外周面と蓋５との隙間又は他方の弁棒６ｂの外周面と弁箱本体４との隙間から漏洩するといった不具合を防止できる。
【００３５】
また、弁体２に作用する軸心１８の方向のスラスト荷重は一方および他方のスラストワッシャ２３ａ，２３ｂで受けられる。この際、上記のようなシールは突起部２０ａ，２０ｂによって行われるため、スラストワッシャ２３ａ，２３ｂには、従来のようなゴムリングのように容易に圧縮変形されるものではなく、ほとんど圧縮変形されないものを用いることができる。これにより、上記各突起部２０ａ，２０ｂの圧縮代Ｄが常にほぼ一定となり、ゴムライニング２０のワッシャ側摺接面２８に対する面圧もほぼ一定に保たれるため、ゴムライニング２０とワッシャ側摺接面２８との間の摩擦抵抗の増大が防止される。
【００３６】
上記第２の実施の形態では突起部２０ａ，２０ｂの先端部を円弧状に形成しているが、角状に尖らせてもよい。また、一方の突起部２０ａは、一方の段付部２６ａの外周面を取り囲むゴムライニング２０の一箇所に全周にわたって形成されているが、一方の段付部２６ａの径方向における複数箇所に形成されていてもよい。同様に、他方の突起部２０ｂは、他方の段付部２６ｂの外周面を取り囲むゴムライニング２０の一箇所に全周にわたって形成されているが、他方の段付部２６ｂの径方向における複数箇所に形成されていてもよい。
【００３７】
上記各実施の形態では、一方および他方のスラストワッシャ２３ａ，２３ｂをそれぞれ凹部２５ａ，２５ｂに対して塑性変形させながら嵌め込んで（かち込んで）固定しているが、接着剤を用いて、スラストワッシャ２３ａ，２３ｂをそれぞれ凹部２５ａ，２５ｂに接着して固定してもよい。また、保護筒３１を焼き嵌めによって一方の弁棒６ａに一体に固着しているが、接着剤で固着してもよい。
【００３８】
上記各実施の形態では、図１に示すように、弁の一例として、弁体２が弁棒６ａ，６ｂの軸心１８に対して偏心した偏心弁１を挙げたが、偏心していない（すなわち弁体２が軸心１８に対して同心である）弁に上記軸封部Ａ，Ｂを適用してもよい。
【００３９】
【発明の効果】
以上のように本発明では、ゴムライニングとワッシャ側摺接面との間の摩擦抵抗の増大が防止され、弁開閉時の摩擦抵抗を低減することができ、且つ、シール機能も十分に確保することが可能となる。
【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偏心弁の断面図である。
【図２】図１におけるＸ−Ｘ矢視図である。
【図３】同、偏心弁の一部切欠き正面図である。
【図４】同、偏心弁の一方の軸封部の断面図である。
【図５】同、偏心弁の一方の軸封部を分解した断面図である。
【図６】同、偏心弁の他方の軸封部の断面図である。
【図７】同、偏心弁の他方の軸封部を分解した断面図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態における偏心弁の一方の軸封部を分解した断面図である。
【図９】同、偏心弁の他方の軸封部を分解した断面図である。
【図１０】従来の偏心弁の断面図である。
【図１１】同、偏心弁の一方の軸封部の断面図である。
【図１２】同、偏心弁の他方の軸封部の断面図である。
【符号の説明】
１ 偏心弁
２ 弁体
３ 弁箱
６ａ，６ｂ 弁棒
１１ 貫通孔
１８ 軸心
２０ ゴムライニング
２３ａ，２３ｂ スラストワッシャ
２８ ワッシャ側摺接面
２９ 弁体側摺接面
３１ 保護筒
３２ 内側Ｏリング（補助シール材）
Ｄ 圧縮代[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention provides a valve shaft sealing structure in which a valve body disposed in a valve box is provided on a valve stem and is rotatable around the axis of the valve stem, and the surface of the valve body is covered with a rubber lining. About.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a shaft sealing structure of this type of valve, for example, a shaft sealing structure of an eccentric valve 51 as shown in FIGS. That is, in the valve box 52, a pair of upper and lower valve rods 53a, 53b is rotatably held, and a valve element 54 is provided between the inner ends of both valve rods 53a, 53b. The valve element 54 is eccentric with respect to the axis 55 of the valve rods 53a and 53b, and is configured to be rotatable around the axis 55.
[0003]
The valve box 52 includes a valve box body 56 and a lid 57 mounted on an upper portion of the valve box body 56. Further, the inner end of the upper valve stem 53a is inserted and connected to the through hole 59a of the upper shaft mounting portion 58a formed in the valve body 54, and the inner end of the lower valve stem 53b is formed in the valve body 54. The lower shaft mounting portion 58b is inserted and connected to the through hole 59b of the lower shaft mounting portion 58b.
[0004]
As shown in FIG. 11, a washer-shaped rubber ring 61a is mounted around the upper valve rod 53a between the lid 57 and the upper shaft mounting portion 58a, and as shown in FIG. A washer-shaped rubber ring 61b is mounted around the lower valve stem 53b between the main body 56 and the lower shaft mounting portion 58b. That is, the rubber rings 61a and 61b are inserted into the cylindrical recesses 62a and 62b formed in the lid 57 and the valve box body 56, respectively.
[0005]
According to this, the upper rubber ring 61a is fixed to the lid 57 side, the lower rubber ring 61b is fixed to the valve box main body 56 side, and the valve disc 54 is rotated by rotation of both the valve rods 53a and 53b. At the same time, the upper shaft mounting portion 58a rotates while sliding on the upper rubber ring 61a, and the lower shaft mounting portion 58b rotates while sliding on the lower rubber ring 61b. At this time, the elasticity of the upper rubber ring 61a seals between the upper shaft mounting portion 58a and the upper rubber ring 61a, and the elasticity of the lower rubber ring 61b causes the lower shaft mounting portion 58b and the lower rubber ring 61b to be sealed. Is sealed. Further, a thrust load acting in the direction of the shaft center 55 of the valve rods 53a, 53b is received by both rubber rings 61a, 61b. As described above, the sealing and the receiving of the thrust load are performed by the rubber rings 61a and 61b (for example, see Patent Document 1).
[0006]
When a corrosive fluid such as seawater flows, the surface of the valve body 54 is covered with a rubber lining.
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-9-210216
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-mentioned conventional type, since sealing is performed by the rubber rings 61a and 61b, the rubber rings 61a and 61b need to be flexible and easily deformed. Therefore, for example, when a downward thrust load is applied to the rubber rings 61a and 61b, the lower rubber ring 61b is compressed, the valve body 54 is slightly displaced downward, and the vertical movement between the upper shaft mounting portion 58a and the lid 57 is performed. The gap slightly widens, whereby the surface pressure of the upper rubber ring 61a against the upper shaft mounting portion 58a decreases, and the sealing function between the upper shaft mounting portion 58a and the upper rubber ring 61a decreases. Problem. Conversely, when an upward thrust load is applied to the rubber rings 61a and 61b, the surface pressure of the lower rubber ring 61b against the lower shaft mounting portion 58b decreases, and the lower shaft mounting portion 58b and the lower rubber ring 61b There is a problem that the sealing function during the period is reduced.
[0009]
As a countermeasure against the deterioration of the sealing function as described above, it is conceivable to increase the amount of compression of the rubber rings 61a and 61b in the direction of the shaft center 55. In this case, the upper shaft relative to the upper rubber ring 61a is considered. The frictional resistance of the mounting part 58a and the frictional resistance of the lower shaft mounting part 58b with respect to the lower rubber ring 61b increase, and a problem arises that the operating force required for opening and closing the valve 51 increases.
[0010]
An object of the present invention is to provide a valve shaft sealing structure capable of sufficiently securing a sealing function even when receiving a thrust load and reducing a frictional resistance when the valve is opened and closed. And
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the invention, the valve element disposed in the valve box is provided on a valve rod rotatably held by the valve box, and is rotatable around the axis of the valve rod. A valve shaft sealing structure, wherein the surface of the valve body is covered with a rubber lining,
An annular thrust washer for receiving a thrust load is externally fitted to the valve stem, is fixedly mounted on the valve box side, and has a washer-side sliding contact surface that slides on the thrust washer and the valve element in the valve element rotating direction. A valve body-side sliding contact surface is formed, and a diameter of the valve body-side sliding contact surface about the axis of the valve stem is formed smaller than an outer diameter and larger than an inner diameter of the thrust washer. In the rubber lining surrounding the outer circumference of the surface, a compression allowance protruding toward the thrust washer side from the valve body side sliding contact surface is formed, and the rubber lining is in a state where the washer side sliding contact surface and the valve body side sliding contact surface are in contact with each other. Is pressed against the washer-side sliding contact surface by a compression allowance and is compressed in the axial direction of the valve stem.
[0012]
According to this, when the valve rod rotates, the valve body rotates, and the sliding contact surface on the valve body side and the rubber lining surrounding the outer periphery thereof are in sliding contact with the sliding contact surface on the washer side. At this time, since the rubber lining surrounding the outer periphery of the valve body side sliding contact surface is pressed by the washer side sliding contact surface by the compression allowance and compressed in the axial direction of the valve rod, the fluid is compressed by the washer side sliding contact surface. Sealed between the rubber lining. Accordingly, it is possible to prevent a problem that the fluid enters between the valve body side sliding contact surface and the washer side sliding contact surface and leaks from the gap between the outer peripheral surface of the valve rod and the valve box.
[0013]
A thrust load acting on the valve element in the axial direction of the valve stem is received by a thrust washer. At this time, since the seal as described above is performed by a rubber lining surrounding the outer periphery of the valve body side sliding contact surface, the thrust washer is not easily compressed and deformed like a conventional rubber ring, and is almost not formed. A material that is not compressed and deformed can be used. As a result, the compression allowance of the rubber lining is almost always constant, and the surface pressure of the rubber lining against the washer-side sliding contact surface is also kept substantially constant, so that the frictional resistance between the rubber lining and the washer-side sliding contact surface is increased. Is prevented, the frictional resistance at the time of opening and closing the valve can be reduced, and the sealing function can be sufficiently ensured.
[0014]
According to the second aspect of the present invention, a protection tube for anticorrosion is externally fitted to the outer peripheral portion of the valve stem and is integrally fixed thereto, and an inner end of the protection tube is inserted into a through hole of a thrust washer to provide a sliding contact surface on the valve body. And a ring-shaped auxiliary sealing material for sealing a gap between the outer peripheral surface of the protective cylinder and the valve box side is provided.
[0015]
According to this, in the unlikely event that the fluid flowing in the valve case enters from between the washer-side sliding contact surface and the rubber lining, it passes between the valve body-side sliding contact surface and the washer-side sliding contact surface, and the outer periphery of the protective cylinder Even when the fluid flows into the gap between the surface and the valve box side, the fluid leaks to the outside of the valve box through the gap between the outer peripheral surface of the protective cylinder and the valve box side because it is sealed by the auxiliary sealing material. I will not. In this case, since the valve stem is protected from the fluid by the protection cylinder, corrosion of the valve stem by the fluid is prevented.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIGS. 1 to 3, reference numeral 1 denotes an eccentric valve that opens and closes by rotating the valve body 2 by approximately 90 ° in the valve box 3. The valve box 3 includes a valve box body 4 and a lid 5 provided on the valve box body 4. The valve body 2 is provided between inner ends of a pair of valve rods 6a and 6b rotatably held by the valve box 3. The valve body 2 and the valve rods 6a and 6b are made of ductile cast iron, and are integrally molded.
[0017]
The lid 5 includes a lid body 8, a boss 9 formed inside the lid body 8, and a cylindrical O-ring case 10 fitted into the boss 9. As shown in FIG. 4, the one valve stem 6a is inserted into a through hole 11 formed in the lid 5, and the other valve stem 6b is formed in the boss 13 of the valve box body 4 as shown in FIG. Into the mounting hole 14.
[0018]
As shown in FIGS. 1 and 2, the valve body 2 has an arc-shaped valve seat surface 16 and a pair of shaft mounting portions 17a and 17b. The inner end of the one valve stem 6a is formed integrally with one shaft mounting part 17a, and the inner end of the other valve stem 6b is integrally formed with the other shaft mounting part 17b.
[0019]
The valve body 2 is eccentric with respect to the axis 18 of both valve rods 6a and 6b. That is, the center axis of the valve seat surface 16 of the valve body 2 is eccentric with respect to the axis 18, and the rotation of the valve body 2 causes the center axis of the valve seat surface 16 to be centered on the axis 18 of the valve rods 6 a and 6 b. When the valve is rotated and fully closed, the central axis of the valve seat surface 16 coincides with the central axis of the valve box seat 19, and the valve seat surface 16 is configured to be in close contact with the valve box seat 19.
[0020]
The surface of the valve body 2 is covered (coated) with a rubber lining 20.
Next, the configuration of one shaft sealing portion A of the eccentric valve 1 will be described.
As shown in FIGS. 4 and 5, one annular thrust washer 23 a that receives a thrust load in the direction of the axial center 18 acting on the valve element 2 is externally fitted to the one valve stem 6 a. The thrust washer 23a is made of fluororesin, has a through hole 24, and is fitted in one concave portion 25a formed on the inner end surface of the O-ring case 10. The thrust washer 23a is press-fitted and fixed to the O-ring case 10 by being fitted (clicked) while plastically deforming the thrust washer 23a into the one concave portion 25a. Thus, the thrust washer 23a does not rotate together with the one valve stem 6a, and the space between the thrust washer 23a and the O-ring case 10 is sealed (water is stopped).
[0021]
Further, one of the shaft mounting portions 17a is formed with a protruding circular one-stepped portion 26a having a diameter larger than that of the one valve stem 6a. The inner end is integral. The one thrust washer 23a and the one stepped portion 26a are formed with a washer-side sliding contact surface 28 and a valve-element-side sliding contact surface 29 that are in sliding contact with each other in the rotation direction of the valve body 2. The diameter D of the valve body side sliding contact surface 29 about the axis 18 is formed smaller than the outer diameter DO of one of the thrust washers 23a and larger than the inner diameter DI.
[0022]
The rubber lining 20 surrounding the outer peripheral surface of the one stepped portion 26a is formed with a compression allowance D projecting toward the one thrust washer 23a from the valve body side sliding contact surface 29. As shown in FIG. 4, in a state where the washer-side sliding contact surface 28 and the valve body-side sliding contact surface 29 are in contact with each other, the rubber lining 20 is pressed against the washer-side sliding contact surface 28 by a compression allowance D, and the shaft center is pressed. It is compressed in the direction of 18.
[0023]
As shown in FIG. 4, between the O-ring case 10 and one of the valve rods 6a, there is provided a corrosion-resistant protective cylinder 31 made of stainless steel. The protection cylinder 31 is externally fitted to the outer peripheral portion of one of the valve rods 6a by shrink fitting, and is integrally fixed. The inner end of the protection cylinder 31 is inserted into the through hole 24 of one thrust washer 23a and reaches the valve body side sliding contact surface 29.
[0024]
Further, the O-ring case 10 includes a plurality of inner O-rings 32 (an example of an auxiliary sealing material) for sealing a gap between the outer peripheral surface of the protective cylinder 31 and the inner peripheral surface (the valve box side) of the O-ring case 10. An outer O-ring 33 that seals a gap between the outer peripheral surface of the O-ring case 10 and the inner peripheral surface of the boss 9 is attached.
[0025]
A cylindrical bush 34a is disposed on the outer end side of the protection cylinder 31. The bush 34a is fitted on one of the valve rods 6a, and the outer peripheral surface of the one of the valve rods 6a and the through hole 11a. And the inner peripheral surface of the
[0026]
Next, the configuration of the other shaft sealing portion B of the eccentric valve 1 will be described.
As shown in FIGS. 6 and 7, the other shaft sealing portion B has substantially the same configuration as the one shaft sealing portion A described above, and is configured to receive a thrust load acting on the valve body 2 in the direction of the shaft center 18. The other thrust washer 23b is externally fitted to the other valve stem 6b. The thrust washer 23b is fitted into the other recess 25b formed on the inner end surface of the boss 13. Note that the thrust washer 23b is fixed to the boss portion 13, does not rotate with the other valve stem 6b, and further, a seal (water stop) is provided between the thrust washer 23b and the boss portion 13. The other valve stem 6b is integrated with the other stepped portion 26b formed on the other shaft mounting portion 17b. The diameter D of the valve body side sliding contact surface 29 about the shaft center 18 is formed smaller than the outer diameter DO of the other thrust washer 23b and larger than the inner diameter DI.
[0027]
The rubber lining 20 surrounding the outer peripheral surface of the other stepped portion 26b is formed with a compression allowance D that protrudes toward the other thrust washer 23b from the valve body side sliding contact surface 29. As shown in FIG. 6, in a state where the washer-side sliding contact surface 28 and the valve body-side sliding contact surface 29 are in contact with each other, the rubber lining 20 is pressed against the washer-side sliding contact surface 28 by a compression allowance D, and the shaft center is pressed. It is compressed in the direction of 18. A bush 34b is fitted between the outer peripheral surface of the other valve stem 6b and the inner peripheral surface of the mounting hole 14.
[0028]
Hereinafter, the operation of the above configuration will be described.
When the valve rods 6a and 6b rotate about the axis 18, the valve body 2 rotates and the eccentric valve 1 opens and closes. At this time, as shown in FIGS. 4 and 6, in both shaft sealing portions A and B, the valve body side sliding contact surface 29 and the rubber lining 20 surrounding the outer peripheral surfaces of the stepped portions 26a and 26b are in contact with the washer side sliding contact. It comes into sliding contact with the surface 28. At this time, the rubber linings 20 surrounding the outer peripheral surfaces of the step portions 26a and 26b are pressed against the washer-side sliding contact surface 28 by a compression allowance D (see FIGS. 5 and 7), and are compressed in the direction of the shaft center 18. Therefore, the fluid (for example, water, seawater, etc.) in the valve box 3 is sealed between the washer-side sliding contact surface 28 and the compressed rubber lining 20. As a result, fluid enters between the valve body-side sliding contact surface 29 and the washer-side sliding contact surface 28 and a gap between the outer peripheral surface of one valve rod 6a and the lid 5 or the outer peripheral surface of the other valve rod 6b and the valve. Problems such as leakage from a gap with the box body 4 can be prevented.
[0029]
Further, a thrust load acting on the valve element 2 in the direction of the shaft center 18 is received by one and the other thrust washers 23a and 23b. At this time, since the above-mentioned sealing is performed by the rubber lining 20 surrounding the outer peripheral surfaces of the two stepped portions 26a and 26b, the thrust washers 23a and 23b are easily compressed and deformed like a conventional rubber ring. Instead, a material that is hardly compressed and deformed can be used. Thus, the compression allowance D (see FIGS. 5 and 7) of the rubber lining 20 is always substantially constant, and the surface pressure of the rubber lining 20 against the washer-side sliding contact surface 28 is also maintained substantially constant. The frictional resistance between the valve and the washer-side sliding contact surface 28 is prevented from increasing, the frictional resistance at the time of opening and closing the valve can be reduced, and the sealing function can be sufficiently ensured.
[0030]
In addition, as shown in FIG. 4, in the one shaft sealing portion A, the surface of the washer-side sliding contact surface 28 and the rubber lining 20 may be scratched or the like, and the fluid flowing through the valve box 3 may be moved to the washer side. The outer peripheral surface of the protection cylinder 31 and the inner peripheral surface of the O-ring case 10 penetrate from between the sliding contact surface 28 and the rubber lining 20 and pass through between the valve body-side sliding contact surface 29 and the washer-side sliding contact surface 28. Even when the fluid flows into the gap, the fluid is sealed by the inner O-ring 32, so that the fluid passes through the gap between the outer peripheral surface of the protective cylinder 31 and the inner peripheral surface of the O-ring case 10 and Does not leak to In this case, the one valve stem 6a is protected from the fluid by the protection cylinder 31, so that the corrosion of the one valve stem 6a by the fluid is prevented.
[0031]
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
In the first embodiment described above, the end face pressed against the washer-side sliding contact surface 28 of the rubber lining 20 surrounding the outer peripheral surfaces of the stepped portions 26a and 26b is formed flat (FIGS. 5 and 7). In the second embodiment, as shown in FIGS. 8 and 9, mountain-shaped protrusions 20a and 20b are respectively provided on the end surfaces of the rubber lining 20 surrounding the outer peripheral surfaces of the stepped portions 26a and 26b. Are formed integrally.
[0032]
That is, as shown in FIG. 8, one protrusion 20 a is formed on the rubber lining 20 surrounding the outer peripheral surface of the one stepped portion 26 a, and the one thrust washer 23 a is closer than the valve body side sliding contact surface 29. Protruding to the side. A compression allowance D is formed on the protrusion 20a. When the washer-side sliding contact surface 28 and the valve element-side sliding contact surface 29 are in contact with each other, the one protrusion 20a is moved by the compression allowance D by the washer-side sliding. It is pressed by the contact surface 28 and compressed in the direction of the axis 18.
[0033]
Similarly, as shown in FIG. 9, the other protrusion 20 b is formed on the rubber lining 20 surrounding the outer peripheral surface of the other stepped portion 26 b, and the other thrust washer than the valve body side sliding contact surface 29. It protrudes to the side of 23b. A compression allowance D is formed on the protrusion 20b. When the washer-side slide contact surface 28 and the valve body-side slide contact surface 29 are in contact with each other, the other protrusion 20b is moved by the compression allowance D by the washer-side slide. It is pressed by the contact surface 28 and compressed in the direction of the axis 18.
[0034]
Hereinafter, the operation of the above configuration will be described.
When the valve rods 6a and 6b rotate about the axis 18, the valve body 2 rotates and the eccentric valve 1 opens and closes. At this time, in both the shaft sealing portions A and B, the valve body side sliding contact surface 29 and the projections 20a and 20b of the rubber lining 20 are in sliding contact with the washer side sliding contact surface. At this time, since the protrusions 20a and 20b are pressed by the washer-side sliding contact surface 28 by the compression allowance D and are compressed in the direction of the axis 18, the fluid (for example, water, seawater, etc.) in the valve box 3 is formed. Is sealed between the washer-side sliding contact surface 28 and the compressed projections 20a and 20b. As a result, fluid enters between the valve body-side sliding contact surface 29 and the washer-side sliding contact surface 28 and a gap between the outer peripheral surface of one valve rod 6a and the lid 5 or the outer peripheral surface of the other valve rod 6b and the valve. Problems such as leakage from a gap with the box body 4 can be prevented.
[0035]
Further, a thrust load acting on the valve element 2 in the direction of the shaft center 18 is received by one and the other thrust washers 23a and 23b. At this time, since the sealing as described above is performed by the projections 20a and 20b, the thrust washers 23a and 23b are not easily compressed and deformed like the conventional rubber ring, and are hardly compressed and deformed. Can be used. As a result, the compression allowance D of each of the protrusions 20a and 20b is always substantially constant, and the surface pressure of the rubber lining 20 on the washer-side sliding contact surface 28 is also kept substantially constant. An increase in frictional resistance with the surface 28 is prevented.
[0036]
In the second embodiment, the tips of the projections 20a and 20b are formed in an arc shape, but may be sharpened in a square shape. The one projection 20a is formed over the entire circumference at one location of the rubber lining 20 surrounding the outer peripheral surface of the one stepped portion 26a, but is formed at a plurality of locations in the radial direction of the one stepped portion 26a. It may be. Similarly, the other protruding portion 20b is formed over the entire circumference at one location of the rubber lining 20 surrounding the outer peripheral surface of the other stepped portion 26b, but at a plurality of locations in the radial direction of the other stepped portion 26b. It may be formed.
[0037]
In each of the above embodiments, the one and the other thrust washers 23a, 23b are fitted (fixed) in the recesses 25a, 25b while being plastically deformed, respectively. The washers 23a and 23b may be bonded and fixed to the recesses 25a and 25b, respectively. Further, the protection cylinder 31 is integrally fixed to one of the valve rods 6a by shrink fitting, but may be fixed with an adhesive.
[0038]
In each of the above embodiments, as shown in FIG. 1, as an example of the valve, the eccentric valve 1 in which the valve body 2 is eccentric with respect to the axis 18 of the valve rods 6 a and 6 b is mentioned, The valve seals A and B may be applied to a valve (the valve element 2 is concentric with the axis 18).
[0039]
【The invention's effect】
As described above, in the present invention, an increase in the frictional resistance between the rubber lining and the washer-side sliding contact surface is prevented, the frictional resistance at the time of opening and closing the valve can be reduced, and the sealing function is sufficiently ensured. It becomes possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view of an eccentric valve according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view taken along the line XX in FIG.
FIG. 3 is a partially cutaway front view of the eccentric valve.
FIG. 4 is a cross-sectional view of one shaft sealing portion of the eccentric valve.
FIG. 5 is an exploded sectional view of one of the shaft sealing portions of the eccentric valve.
FIG. 6 is a sectional view of the other shaft sealing portion of the eccentric valve.
FIG. 7 is an exploded cross-sectional view of the other shaft sealing portion of the eccentric valve.
FIG. 8 is an exploded sectional view of one shaft sealing portion of an eccentric valve according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is an exploded cross-sectional view of the other shaft sealing portion of the eccentric valve.
FIG. 10 is a sectional view of a conventional eccentric valve.
FIG. 11 is a cross-sectional view of one shaft sealing portion of the eccentric valve.
FIG. 12 is a sectional view of the other shaft sealing portion of the eccentric valve.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Eccentric valve 2 Valve body 3 Valve box 6a, 6b Valve rod 11 Through hole 18 Shaft center 20 Rubber lining 23a, 23b Thrust washer 28 Washer side sliding contact surface 29 Valve body side sliding contact surface 31 Protective cylinder 32 Inner O-ring (auxiliary seal) Material)
D Compression allowance
