JP2008144836A - Metal seat butterfly valve - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、メタルシートバタフライ弁に係り、詳しくは、メタルシートバタフライ弁におけるメタルシートや弁軸の部分のシール構造に関する。 The present invention relates to a metal sheet butterfly valve, and more particularly to a seal structure for a metal sheet and a valve shaft portion in a metal sheet butterfly valve.
メタルシートバタフライ弁は、弁箱内に薄肉金属材から成る円筒状のメタルシートを流路軸と同心状に配設し、弁箱とメタルシートとに設けられた挿通孔に、弁体を支持した弁軸を挿入し、弁軸を操作して弁体を回動させ、弁体の外周を前記メタルシートの内周面に接離させて開閉させるようにしている。このメタルシートバタフライ弁のシール構造としては、メタルシートの上流側及び下流側の外周面に弁箱との間をシールするリング状のシール材を配設し、該シール材によってメタルシートと弁箱との間をシールするとともに、弁体とメタルシートとの間と、弁軸と軸受との間をシールするようにしたものがある(例えば、特許文献1参照。)。
しかし、上述のものでは、メタルシートを弁箱内に装着する際に、シール材と弁箱内周面とが摺接し、メタルシートの装着に大きな力を要するだけでなく、シール材が損傷することがあった。また、弁体や弁軸の部分のシールは、2つのシール部材をテーパー面で連結して弁体とメタルシートとの間、弁軸と軸受との間をそれぞれシールするようにしていることから、構造が複雑になり、シール部材の装着に手間が掛かっていた。 However, in the above, when the metal sheet is mounted in the valve box, the seal material and the inner peripheral surface of the valve box are in sliding contact with each other, and not only a large force is required for mounting the metal sheet, but also the seal material is damaged. There was a thing. In addition, the sealing of the valve body and the valve shaft part is made by connecting two seal members with a tapered surface to seal between the valve body and the metal sheet, and between the valve shaft and the bearing, respectively. The structure is complicated, and it takes time to install the seal member.
そこで本発明は、メタルシートを弁箱内に簡単かつ確実に装着でき、また、弁体や弁軸の部分も簡単かつ確実にシールすることができるメタルシートバタフライ弁を提供することを目的としている。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a metal sheet butterfly valve that can easily and reliably mount a metal sheet in a valve box and that can easily and reliably seal a valve body and a valve shaft. .
上記目的を達成するため、本発明のメタルシートバタフライ弁の第1の構成は、弁箱の内部に円筒状のメタルシートを流路軸と同心状に装着し、該メタルシートと前記弁箱とにそれぞれ形成した弁軸挿通孔に、弁体を支持した弁軸を回動可能に挿入し、前記弁体の外周を前記メタルシートに接離させて開閉するメタルシートバタフライ弁において、前記弁箱の内部に前記メタルシートの一端がシールリングを介して当接するシール段部と、前記メタルシートの他端に当接してメタルシートを前記シール段部方向に押圧するリング状のメタルシート押えを装着するための大径周溝とを設け、前記メタルシート押えを周方向に分割形成するとともに、該メタルシート押え及び前記大径周溝のそれぞれのメタルシートの反対側の面を、弁箱外周側がメタルシート方向に傾斜した円錐面で形成したことを特徴としている。 In order to achieve the above object, a first configuration of a metal sheet butterfly valve according to the present invention includes a cylindrical metal sheet mounted concentrically with a flow path shaft inside a valve box, and the metal sheet, the valve box, In the metal seat butterfly valve, in which the valve shaft supporting the valve body is rotatably inserted into the valve shaft insertion holes formed respectively, and the outer periphery of the valve body is brought into contact with and separated from the metal sheet to open and close, the valve box A seal step where one end of the metal sheet abuts via a seal ring and a ring-shaped metal sheet presser that abuts the other end of the metal sheet and presses the metal sheet in the direction of the seal step. A large-diameter circumferential groove, and the metal sheet retainer is divided and formed in the circumferential direction, and the opposite side surfaces of the metal sheet retainer and the large-diameter circumferential groove on the outer side of the valve box are It is characterized in that formed in a conical surface inclined to Tarushito direction.
また、本発明のメタルシートバタフライ弁の第2の構成は、弁箱の内部に円筒状のメタルシートを流路軸と同心状に装着し、該メタルシートと前記弁箱とにそれぞれ形成した弁軸挿通孔に、弁体を支持した弁軸を回動可能に挿入し、前記弁体の外周を前記メタルシートに接離させて開閉するメタルシートバタフライ弁において、前記弁軸の外周に、前記弁軸挿通孔を通過して前記弁体に設けた軸受収容凹部に収容される大径部と、メタルシートの内周位置から外端にわたる小径部と、大径部と小径部との間に形成したシール部材当接段部とを有する軸受を弁軸に対して回動可能に装着し、前記小径部の大径部側に円筒状のシール部材を装着するとともに、該小径部にスリーブを軸線方向に移動可能に装着し、前記弁箱の弁軸挿通孔を閉塞する閉塞部材に、前記スリーブの基端を押圧して該スリーブの先端と前記シール部材当接段部との間で前記シール部材を圧縮することにより、前記シール部材を軸受外周側に膨出させて前記メタルシートの弁軸挿通孔内周に圧接させるためのスリーブ押圧部を設けたことを特徴としている。 The second configuration of the metal sheet butterfly valve of the present invention is a valve in which a cylindrical metal sheet is mounted concentrically with the flow path shaft inside the valve box, and the metal sheet and the valve box are respectively formed. In the shaft insertion hole, a valve shaft that supports the valve body is rotatably inserted, and in the metal seat butterfly valve that opens and closes by opening and closing the outer periphery of the valve body to the metal sheet, the outer periphery of the valve shaft Between the large diameter portion that passes through the valve shaft insertion hole and is accommodated in the bearing accommodating recess provided in the valve body, the small diameter portion extending from the inner peripheral position of the metal sheet to the outer end, and the large diameter portion and the small diameter portion A bearing having a formed seal member contact step portion is mounted so as to be rotatable with respect to the valve shaft, a cylindrical seal member is mounted on the large diameter side of the small diameter portion, and a sleeve is mounted on the small diameter portion. Attached so as to be movable in the axial direction, and closes the valve shaft insertion hole of the valve box. By pressing the base end of the sleeve against the closing member and compressing the seal member between the distal end of the sleeve and the seal member contact step, the seal member is expanded to the outer peripheral side of the bearing. A sleeve pressing portion for press-contacting the inner periphery of the valve seat insertion hole of the metal sheet is provided.
さらに、前記第1の構成と第2の構成とを組み合わせることによって、よりシール性に優れたメタルシートバタフライ弁が得られる。また、前記第2の構成におけるシール部材として、前記軸受外周と前記メタルシートの弁軸挿通孔内周との間をシールする円筒状の第1シール部と、前記大径部の先端部外周に配置されて該大径部と軸受収容凹部内周との間をシールするリング状の第2シール部と、前記第1シール部と第2シール部とを弁軸の軸方向に連結し、前記弁体が閉状態のときに大径部と軸受収容凹部との間の前記第1シール部と前記第2シール部との間をシールする第3シール部とを一体的に備えたシール部材を用いることにより、弁体、メタルシート、軸受をより効果的にシールすることができる。 Further, by combining the first configuration and the second configuration, a metal sheet butterfly valve with better sealing performance can be obtained. Further, as the seal member in the second configuration, a cylindrical first seal portion that seals between the outer periphery of the bearing and the inner periphery of the valve shaft insertion hole of the metal sheet, and an outer periphery of a distal end portion of the large diameter portion A ring-shaped second seal portion that is disposed and seals between the large-diameter portion and the inner periphery of the bearing housing recess, and connects the first seal portion and the second seal portion in the axial direction of the valve shaft, A seal member integrally including a third seal portion that seals between the first seal portion and the second seal portion between the large-diameter portion and the bearing housing recess when the valve body is in a closed state; By using it, a valve body, a metal sheet, and a bearing can be sealed more effectively.
前記第1の構成のメタルシートバタフライ弁によれば、メタルシートを弁箱に装着するときにシールリングが弁箱内周面に摺接しないので、軽い力でメタルシートを弁箱内に挿入できるとともに、シールリングが損傷することもない。さらに、メタルシート押えを大径周溝に装着するときに円錐面の作用でメタルシート押えがメタルシートをシール段部方向に押圧するので、メタルシートの一端とシール段部との間に設けたシールリングが圧縮されて密着した状態になり、確実なシール性が得られる。 According to the metal sheet butterfly valve of the first configuration, since the seal ring does not slide on the inner peripheral surface of the valve box when the metal sheet is mounted on the valve box, the metal sheet can be inserted into the valve box with a light force. At the same time, the seal ring is not damaged. Furthermore, when the metal sheet presser is mounted in the large-diameter circumferential groove, the metal sheet presser presses the metal sheet toward the seal step part by the action of the conical surface, so it is provided between one end of the metal sheet and the seal step part. The seal ring is compressed and brought into a close contact state, and a reliable sealing property is obtained.
また、前記第2の構成のメタルシートバタフライ弁によれば、弁軸挿通孔を閉塞する閉塞部材を弁箱に装着してスリーブ押圧部でスリーブを押圧し、シール部材をスリーブ先端とシール部材当接段部との間で圧縮して軸受外周側に膨出させることにより、シール部材外周面をメタルシートの弁挿通孔内周に圧接させて密着させることができるので、メタルシートと軸受とを確実にシールすることができる。 Further, according to the metal sheet butterfly valve of the second configuration, the closing member that closes the valve shaft insertion hole is attached to the valve box, the sleeve is pressed by the sleeve pressing portion, and the sealing member is contacted with the tip of the sleeve and the sealing member. By compressing between the stepped portion and bulging to the outer peripheral side of the bearing, the outer peripheral surface of the seal member can be brought into pressure contact with the inner periphery of the valve insertion hole of the metal sheet, so that the metal sheet and the bearing are It can be surely sealed.
図1乃至図7は本発明のメタルシートバタフライ弁の一形態例を示す図で、図1はメタルシートバタフライ弁の要部拡大断面図、図2は断面正面図、図3は断面側面図、図4は図1のIV-IV断面図、図5は断面平面図、図6はメタルシートとメタルシート押えの分解斜視図、図7は外軸受とスリーブの分解斜視図である。 1 to 7 are views showing one embodiment of a metal sheet butterfly valve according to the present invention. FIG. 1 is an enlarged sectional view of a main part of the metal sheet butterfly valve, FIG. 2 is a sectional front view, and FIG. 4 is a sectional view taken along line IV-IV in FIG. 1, FIG. 5 is a sectional plan view, FIG. 6 is an exploded perspective view of a metal sheet and a metal sheet retainer, and FIG. 7 is an exploded perspective view of an outer bearing and a sleeve.
このメタルシートバタフライ弁10は、従来のメタルシートバタフライ弁と略同様に、円筒状の弁箱11内に円筒状のメタルシート12を流路軸と同心状に装着し、該メタルシート12と弁箱11とにそれぞれ形成した弁軸挿通孔11a,12aに弁軸13を回動可能に挿通している。
This metal
弁軸13には、円盤状の弁体14が支持されており、弁箱11の上部に設けた駆動機構で弁軸13を回動することにより、弁体14が回動してその外周がメタルシート12の内周面に接離して開閉する。弁箱11と前後の配管(図示せず)とは、弁箱両端のフランジ11b,11bにより接続される。弁体14は、メタルシート12の内部に弁軸13の軸心廻りに回転自在に配置され、弁軸13の軸心方向両端に軸受収容凹部14a,14aがそれぞれ形成され、該軸受収容凹部14a,14aの中心部を貫通して形成した弁軸装着孔14bに、前記弁軸13が挿通され、前記弁体14とはリーマボルト15,15で連結されている。
A disc-
メタルシート12は、ステンレス等の薄肉金属材で筒状に形成され、周壁の対向する位置に、弁軸13を挿通させる弁軸挿通孔12a,12aが設けられ、弁箱挿入方向端面にシールリング16が装着されている。
The
弁箱11の内部には、前記弁軸挿通孔11a,11aを設けた中央部11cの両側に、該中央部11cの内径より小径でメタルシート12の端部外径と略等しい内径を有する第1小径部11dがそれぞれ設けられ、さらに、流体流入側の第1小径部11dの上流側には、該第1小径部11dより小径でメタルシート12の内径と略等しい内径を有する第2小径部11eが設けられ、該第2小径部11eと前記第1小径部11dとの間にメタルシート12の弁箱挿入方向端面が前記シールリング16を介して当接するシール段部11fが形成されている。
Inside the
また、流体流出側の第1小径部11dの下流側で、メタルシート12の弁箱挿入方向端面を前記シール段部11fに当接させたときにメタルシート12の他端が位置する部分には、リング状のメタルシート押え17を装着するための大径周溝11gが形成されている。大径周溝11g及びメタルシート押え17のそれぞれのメタルシート12の反対側の面は、弁箱外周側がメタルシート方向に傾斜した円錐面からなる凹状円錐面11h及び凸状円錐面17aに形成されている。メタルシート押え17は周方向に4分割されており、各分割体は凸状円錐面17aの反対面をメタルシート12のメタルシート12の他端に当接させた状態で、複数のねじ18によって大径周溝11g内に所定の順序で取り付けられる。このとき、メタルシート押え17が大径周溝11g内の所定位置に嵌入する前に凹状円錐面11hと凸状円錐面17aとが当接するように形成されている。
Further, on the downstream side of the first small-
前記弁軸13は、中央部を除く上部側及び下部側の各外周に装着される外軸受19、内軸受20、カラー21、シール部材22及びスリーブ23を介して前記弁軸挿通孔11a,12aに挿通され、メタルシート12の弁軸挿通孔12aを通過した弁箱内部側先端部が弁体14に設けられた前記軸受収容凹部14a,14a内にそれぞれ収容されている。また、弁箱11の上下の弁軸挿通孔11aの開口側には、該開口をそれぞれ閉塞する閉塞部材24が取り付けられている。
The
外軸受19は、前記軸受収容凹部14aの内径に対応した外径を有する先端側の大径部19aと、弁軸13の外径に対応した内径を有する基端側内周の弁軸当接部19bと、前記内軸受20及びカラー21の外径に対応した内径を有する先端側内周の内軸受装着部19cと、前記スリーブ23の内径に対応した外径の小径部からなる基端側外周のスリーブ装着部19dとを有している。また、基端側端面には、閉塞部材24と連結するための4つの六角穴付ボルト25が周方向に等間隔で突設されている。さらに、弁軸当接部19bには弁軸13を回動可能な状態でシールするOリング26が設けられており、内軸受装着部19cは内軸受20及びカラー21を介して弁軸13を回動可能に保持している。
The
前記シール部材22は、弾性を有するゴムや合成樹脂で形成されるもので、スリーブ装着部19dの大径部19a側先端部に装着されて外軸受19の外周と前記メタルシート12の弁軸挿通孔12aの内周との間をシールする円筒状の第1シール部22aと、前記大径部19aの先端部外周に配置されて該大径部19aと軸受収容凹部14aの内周との間をシールするリング状の第2シール部22bと、前記第1シール部22aと第2シール部22bとを弁軸13の軸方向に連結し、前記弁体14が閉状態のときに大径部19aと軸受収容凹部14aの内周との間における前記第1シール部22aと前記第2シール部22bとの間をシールする第3シール部22cとが一体的に形成されている。
The
そして、前記大径部19aの外周には、前記シール部材22の第2シール部22bを装着するためのリング状の第2シール部装着溝19eと、第3シール部22cを装着するための軸方向の第3シール部装着溝19f,19fとが設けられている。大径部19aとスリーブ装着部19dとの間には第1シール部22aの端面が当接するシール部材当接段部19gが形成され、シール材22の第1シール部22aは、このシール部材当接段部19gと、スリーブ装着部19dに装着されたスリーブ23との間に挟まれた状態になる。
A ring-shaped second seal
前記スリーブ23は、弁軸挿通孔11a,12aの内径に応じた外径と、外軸受19のスリーブ装着部19dの外径に応じた内径とを有する金属性の筒体からなるもので、外周面には弁軸挿通孔11aとの間をシールするOリング27が設けられている。また、スリーブ23の軸方向の長さは、シール材22の第1シール部22aを装着した状態でスリーブ装着部19dに取り付けたときに、閉塞部材24側外端が前記外軸受19の基端側端部よりも突出する長さに形成されている。
The
内軸受20は、外軸受19に形成した内軸受装着部19cの内径に対応する外径と、弁軸13の外径に対応する内径とを有する筒状のものであって、内周面が弁軸13の外周面に摺動可能に当接している。カラー21は、前記内軸受20と同様に内軸受装着部19cの内径に対応する外径と、弁軸13の外径に対応する内径とを有する筒状のもので、内軸受装着部19cの前記内軸受20よりも弁体側に装着され、内軸受20を所定位置に保持している。
The
閉塞部材24は、スリーブ23の外端部に当接してスリーブ23を前記大径部19a方向に押圧するスリーブ押圧部24aと、弁軸挿通孔11aの開口端外周側の弁箱11の外面に複数の取付ボルト28にて取り付けられるフランジ部24bとを有しており。スリーブ押圧部24aの先端には、スリーブ23を前記外軸受19に連結する六角穴付ボルト25の挿入孔24cが形成され、該挿入孔24cに対応して、前記外軸受19の端部に六角穴付ボルト25の雄ねじ部25aを螺着する雌ねじ部19hがそれぞれ形成されている。なお、弁箱上部側の閉塞部材24には、弁軸挿通孔が設けられるとともに、スリーブ押圧部24aはフランジ部24bから突出して弁軸挿通孔11a内に挿入される形状となっている。
The closing
上述のように形成されたメタルシートバタフライ弁10では、メタルシート12は、弁箱11の第2小径部11eを設けた側とは反対側の開口から、シールリング16の装着側を挿入方向先端として弁箱11内部に挿入され、シールリング16がシール段部11fに当接した状態に仮置きされる。この挿入時には、メタルシート12の外周と弁箱の内周との間に従来のようなシール材が存在しないため、弁箱11内へのメタルシート12の挿入を軽い力で容易に行うことができ、また、シールリング16は弁箱内周面に摺接せずにシール段部11fに垂直方向から当接するので、シールリング16が損傷することもない。
In the metal
次いでメタルシート押え17をねじ18を用いて大径周溝11gに装着する際に、ねじ18のねじ込みに伴って凹状円錐面11hと凸状円錐面17aとが摺接し、メタルシート押え17がメタルシート12側に移動しながら大径周溝11g内に進入するので、メタルシート押え17の移動によってメタルシート12がシール段部11fの方向に押圧され、シールリング16がメタルシート12の端面とシール段部11fとの間に圧縮された状態になり、シールリング16が両者に密着して十分なシール性が得られる。
Next, when the
次に、メタルシート12を装着した弁箱11内に弁体14を配置して、スリーブ23及び閉塞部材24を組み付けた外軸受19をシール部材22の第3シール部22cが閉弁時に対応した所定の方向に向けた状態で、弁箱11の弁軸挿通孔11aから挿入し、先端側をメタルシート12の弁軸挿通孔12aから突出させ、大径部19aを弁体14の軸受収容凹部14aに挿入し、その後、閉塞部材24より外軸受19及び弁体14内部に弁軸13を挿入する。
Next, the
そして、スリーブ23を介して閉塞部材24を取付ボルト28で固定するときに、取付ボルト28の締め付けによって閉塞部材24が弁箱11に接近するとともに、スリーブ押圧部24aがスリーブ23を弁体側に押圧する。これにより、シール部材22の第1シール部22aがスリーブ23の先端とシール部材当接段部19gとに挟まれて圧縮され、外周面が外周側に膨出してメタルシート12の弁軸挿通孔12a内周に密着した状態になり、メタルシート12と外軸受19との間を確実にシールすることができる。
When the closing
さらに、閉弁時には、第1シール部22aに連続する第2シール部22bが軸受収容凹部14aの中間部内周壁から弁体14の外周までをシールする状態になり、第2シール部22bが外軸受19と軸受収容凹部14aの底部側内周面との間をシールしているので、閉弁時には、シール部材22によって弁箱11,メタルシート12,弁軸13及び弁体14のそれぞれの間が連続して確実にシールされた状態になる。また、第2シール部22bは、スリーブ23から遠い位置にあることから外周側に膨出することがなく、外軸受19と弁体14との間を弁体14が回動可能な状態にシールすることができる。
Further, when the valve is closed, the
なお、本発明のメタルシートバタフライ弁では、上述のように流体流入側にシール部材当接段部19gを設けることによってメタルシート12内への流体の侵入を防止することができ、閉弁時のシール性をより向上させることができるが、逆方向に設けることも可能である。また、軸受部分の構成は上記構成に限定されるものではなく、バタフライ弁の大きさや機能に応じて、弁箱や弁体等の部品の形状との組み合わせで任意に設計することが可能であり、弁体を開閉するための駆動機構も、手動、電動を問わず各種機構のものを用いることができる。さらに、シール部材を分割形成することも可能である。
In the metal sheet butterfly valve of the present invention, as described above, the sealing member abutting step portion 19g is provided on the fluid inflow side, so that the intrusion of fluid into the
10…メタルシートバタフライ弁、11…弁箱、11a…弁軸挿通孔、11b…フランジ、11c…中央部、11d…第1小径部、11e…第2小径部、11f…シール段部、11g…大径周溝、11h…凹状円錐面、12…メタルシート、12a…弁軸挿通孔、13…弁軸、14…弁体、14a…軸受収容凹部、14b…弁装着孔、15…リーマボルト、16…シールリング、17…メタルシート押え、17a…凸状円錐面、18…ねじ、19…外軸受、19a…大径部、19b…弁軸当接部、19c…内軸受装着部、19d…スリーブ装着部、19e…第2シール部装着溝、19f…第3シール部装着溝、19g…シール部材当接段部、19h…雌ねじ部、20…内軸受、21…カラー、22…シール部材、22a…第1シール部、22b…第2シール部、22c…第3シール部、23…スリーブ、24…閉塞部材、24a…スリーブ押圧部、24b…フランジ部、24c…挿入孔、25…六角穴付ボルト、26,27…Oリング、28…取付ボルト
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