JP2007501369A - ブッシュレスステムガイドコントロールバルブ - Google Patents

Abstract

通常の金属ステムガイドブッシュを取り除いた流体コントロールバルブは、バルブボンネット（３０）、該バルブボンネット（３０）にねじ式に係合するパッキングナット（５６）を含む。バルブステム（２６）は、隙間嵌めされて、バルブボンネット（３０）とパッキングナット（５６）を通過するため、バルブステムとの間に係合はない。中央の純ＰＴＦＥ密封リング（４２）、一方の側にカーボンまたはガラス充填されたＰＴＦＥ雄パッキングリング（４６）、他方の側にカーボンまたはガラス充填されたＰＴＦＥ雌パッキングリングを有する単一パッキングセット（３８）が含まれている。回転負荷をパッキングに付与するために、パッキングナットとパッキングセットの間に皿状のディスクスプリング（５２）が設けられてもよい。パッキングは、ステム案内、及びバルブステム（２６）との締め代嵌めを十分に提供し、通常の上下金属ガイドブッシュを省くことが可能となる。

Description

本発明は、液体及び／又はガスの流動を制御するために使用される流体コントロールバルブに係り、より詳細には、バルブステムなどのバルブ作動部材をガイドする装置に関する。

例えば、ステムバルブ等の流体コントロールバルブは、一般に、バルブシートを含むバルブ本体と、可動バルブステムに取り付けられたバルブプラグと、バルブステムと、を介して、バルブプラグを移動させるアクチュエータ機構を含む。一般に、少なくとも一つのブッシュがバルブステムをガイドする補助をするために使用される。しかしながら、本発明と同一の譲受人に譲渡された特許文献１は、バルブステムをガイドするためのブッシュを使用しない流体コントロールバルブを開示する。その代わり、一対のパッキングセットは、十分なステム案内やバルブステムとの締め代嵌めを提供し、通常の上下金属ガイドブッシュが除去されるのを可能にする。
米国特許第5,791,629号

流体コントロールバルブは、流体入口、流体出口、流体入口と流体出口の間を連通する通路、及び通路内で流体流動を制御するバルブシートを有するバルブ本体を含む。また、流体コントロールバルブは、バルブ本体に取り付けられ中心ボアを有するバルブボンネットと、バルブシートと密封係合する、プラグを有するバルブボンネット中心ボアを貫通して延出する長形のバルブ作動部材を含む。長形のバルブ作動部材は、バルブボンネットと該長形のバルブ作動部材との間で下部クリアランスボアが設けられるので、バルブボンネットと接触又は係合が生じない。単一パッキングセットは、長形のバルブ作動部材を囲僥するバルブボンネット中心ボア内に配置され、バルブボンネットとねじ式に係合された長形のパッキングナットによって適所に固着される。単一パッキングセットは、長形のバルブ作動部材を安定させ、密封し、ガイドするための単一の密封手段を提供する。

新規であると確信される本発明の特徴は、添付クレームにその特殊性とともに説明される。本発明は、添付図面とともに以下の説明を参照することによって最も明瞭に理解されよう。数個の図において同様の参照番号は、同様の要素を表す。

図１は、例えば、配管システムにおいて、バルブ１０を取り付けるため、対向する取り付けフランジ１４、１６を含むバルブ本体１２を有する流体コントロールバルブ１０を示す。さらに、バルブ本体１２は、互いを連通する通路２２を有する流体入口１８と流体出口２０を含む。

バルブシート２４は、コントロールバルブ１０を通る流体流動をコントロールするため、バルブシート２４と密封係合をするためにバルブプラグ２８を一端に有する、バルブステム２６等のバルブ作動部材の位置に対応して、通路に設けられる。

図２に示されるように、バルブボンネット３０は、中心ボア３２を有し、一続きのねじスタッド３４と取り付けナット３６によってバルブ本体１２に固着される。中心ボア３２内には単一パッキングアセンブリ３８が設けられる。パッキングセットアセンブリ３８は、中央ＰＴＦＥ密封リング４２がＰＴＦＥ充填雌リング４４とＰＴＦＥ充填雄リング４６の間にサンドウィッチされたＶ字型のパッキングセット４０であってもよい。対抗押出リング４８は、パッキングセット４０の各端部に配置され得る。ＰＴＦＥ充填雄リング４６とＰＴＦＥ充填雌リング４４は、カーボン又はガラスが充填されたＰＴＦＥから形成されるが、中央密封リング４２は、純ＰＴＦＥから形成され得ることが好ましい。もちろん、例えば、グラファイトやグラファイトラミネート、デュポン ダウ エラストマー株式会社（DuPont Dow Elastomers L.L.C.）から入手可能なカルレッツ（Ｋａｌｒｅｚ（登録商標））ブランドの材料等の他のタイプのパッキング材料も使用可能である。ステンレススチールなどの金属製のスペーサリング５０がパッキングセットアセンブリ３８の上方に設けられる。

スペーサリング５０の上方には、皿状（Ｂｅｌｌｅｖｉｌｌｅ）ディスクスプリングなどの一組のディスクスプリング５２が提供される。図２に示されるように、バルブボンネット３０の上端は、ねじ式パッキングナット５６上のねじ５４とねじ式に係合する雌ねじを有し、パッキングセット４０上で「回転式（ライブ）」圧縮負荷を付与する。また、図２に示されているように、パッキングナット５６内に上部クリアランスボア５８が設けられているので、ボア５８の内径は、バルブステム２６の外径よりも大きい。これが、バルブステムがバルブ内で作動するとき、バルブステム２６がパッキングナット５６と係合しないことを確実とする。

バルブステム２６とバルブボンネット３０との間に下部クリアランスボア６０が提供されることから、ボア６０の内径がバルブステム２６の外径よりも大きくなり、バルブステムのバルブボンネットとの係合を阻止する。

同様に、バルブステム２６とスペーサリング５０の内径との間には十分なクリアランスが提供されることから、バルブステムとスペーサリング５０の係合はない。従って、パッキングナット５６、バルブボンネット３０、スペーサリング５０は、いずれも、バルブステム２６の案内をしない。皿状のディスクスプリング５２は、バルブ本体３０内の中心パッキングボア３２と外径上の精密公差を有するが、皿状ディスクスプリング５２の内径はバルブステムの外径より十分に大きいため、皿状ディスクスプリング５２とバルブステムの係合が防止される。対抗押出リング４８には該対抗押出リング４８のバルブボンネットに隣接する外径にも該対抗押出リング４８のバルブステムに隣接する内径にもクリアランスは殆どあるいは全くない。カーボン又はガラスが充填された雄及び雌のパッキングリング４６及び４４は、純ＰＴＦＥ密封リング４２につけて、該純ＰＴＦＥ密封リング４２を適所に保持する。

パッキングセットアセンブリ３８上へ適切な負荷が掛かると、パッキングセット３８内のパッキングリング４２、４４、及び４６とバルブステム２６との間にステムガイド締め代嵌めが提供される。対抗押出リング４８の機能は、バルブステムの移動による雄雌のパッキングリグングの材料の減損を防ぎ、それらの寿命を長持ちさせることである。対抗押出リング４８は、パッキングアセンブリ３８から除外されてもよいが、これによってパッキングアセンブリ３８の確実な作動寿命が低下し得る。

図３は、図２のプラグ２８に代わって、スカートバルブプラグ１２８が使用される第２の実施の形態を示す。スカートバルブプラグ１２８は、バルブステム２６に高い側面負荷が掛かる可能性のある、主として大型流動経路の用途を意図するものである。スカートバルブプラグ１２８は、バルブステム２６とバルブプラグ１２８が、図３に配向されるように全開位置まで上方に移動した時も、バルブシート１２４と関連する対応バルブシートボア１２７と接触し続けるように設計されたプラグスカート部分１３０を含み、これによって、バルブステム２６に対して更なるガイド手段が提供される。

以上、いくつかの好ましい実施の形態が説明されているが、添付クレームの範囲を逸脱しない限りにおいて種々の変形を行うことが可能であると認識される。例えば、パッキングナット５６、スペーサリング５０、及びディスクスプリング５２に代えて、ボンネットから延出するボルトにねじ式に取り付けられた一つ以上のナットによって下方押圧され得るフランジに接続されたスリーブを用いることによる等、パッキングに圧縮負荷を提供する他の方法も明らかに可能である。更に、回転式負荷装置が必要とされない場合、ディスクスプリング５２を省略することができる。

本発明による流体コントロールバルブを示す断面図である。 図１の流体コントロールバルブの一部を示す拡大断面図である。 本発明の第２の実施の形態による、図２と同様の流体コントロールバルブを示す断面図である。

Claims (6)

1. 流体入口、流体出口、前記流体入口と前記流体出口の間を連通する通路、及び前記通路内で流体流動を制御するバルブシートを有するバルブ本体と、
   前記バルブ本体に取り付けられ中心ボアを有するバルブボンネットと、
   長形のバルブ作動部材であって、前記バルブシートと密封係合するプラグ端部を有し、前記バルブボンネット中心ボアを貫通して延出し、前記バルブボンネットと該長形のバルブ作動部材との間に下部クリアランスボアを含み、これによって、前記バルブボンネットと該長形バルブ作動部材の間には係合が生じない、長形のバルブ作動部材と、
   前記長形のバルブ作動部材を囲僥する前記バルブボンネット中心ボア内にあって、前記バルブボンネットと前記バルブ作動部材との間のブッシュを必要とせずに、該前記バルブボンネットと前記バルブ作動部材との間にガイド嵌合係合を提供する、単一パッキングセットと、
   を備える、
   流体コントロールバルブ。
2. 前記単一パッキングセットは、対向する雄型と雌型のＰＴＦＥが充填されたパッキングリングの間にＰＴＦＥ密封リングを含むＶ字型のＰＴＦＥのパッキングリングから形成される、請求項１に記載の流体コントロールバルブ。
3. 前記プラグの端部が、スカートバルブプラグを含む、請求項１に記載の流体コントロールバルブ。
4. 流体コントロールバルブであって、
   流体入口、流体出口、前記流体入口と前記流体出口の間を連通する通路、及び前記通路内で流体流動を制御するバルブシートを有するバルブ本体と、
   前記バルブ本体に取り付けられ中心ボアを有するバルブボンネットと、
   長形のバルブ作動部材であって、前記バルブシートと密封係合するプラグ端部を有し、前記バルブボンネット中心ボアを貫通して延出し、前記バルブボンネットと該長形のバルブ作動部材との間で下部クリアランスボアを含み、これによって、前記バルブボンネットと該長形バルブ作動部材の間には係合が生じない、長形のバルブ作動部材と、
   前記バルブボンネットとねじ式に係合する長形のパッキングナットであって、該パッキングナットと前記バルブ作動部材の間に常にその全長に沿って上部クリアランスを有し、これによって、該パッキングナットと前記バルブ作動部材の間に係合が生じない、長形のパッキングナットと、
   前記長形のバルブ作動部材を囲僥する前記バルブボンネット中心ボア内の単一パッキングセットと、
   を備え、
   前記単一パッキングセットが、
   （１）該単一パッキングセットと前記バルブ作動部材との間にガイド嵌合係合を提供する該単一パッキングセットによって前記バルブボンネット中心ボアと前記パッキングナット上部クリアランスボアの内部に前記バルブ作動部材を安定させると共にガイドするためだけのものであって、該単一パッキングセットと前記バルブ作動部材の間の前記ガイド嵌合係合だけで前記バルブ作動部材に加えられた側方負荷から前記バルブ作動部材をガイドし安定化するのに十分であるとともに、
   （２）密封係合を提供する該単一パッキングセットによって、前記バルブ作動部材と前記バルブボンネット中心ボア外径とを密封するためだけのものであって、該単一パッキングセットと前記バルブ作動部材の間の前記密封係合が前記密封係合を提供するのに十分である、
   安定化及び密封手段を含む、
   流体コントロールバルブ。
5. 前記単一パッキングセットは、対向する雄型と雌型のＰＴＦＥが充填されたパッキングリングの間にＰＴＦＥ密封リングを含むＶ字型ＰＴＦＥパッキングリングから形成される、請求項４に記載の流体コントロールバルブ。
6. 前記プラグ端部がスカートバルブプラグを含む、請求項４に記載の流体コントロールバルブ。

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