JP2009008116A - ボールバルブのシートリング - Google Patents

Abstract

【課題】一つの部品で３ヶ所をシールすることができるボールバルブのシートリングを提供する。
【解決手段】ボディと、フランジを有するカバーと、弁体であるボールとを備えたボールバルブのボールとボディとの間に介装されるシートリングにおいて、前記シートリングが、シートリングの内周側に、ボールと接触する曲面を形成した断面円弧状の第一シール部を備えるとともに、シートリングの外周側に、ボディと接触する傾斜面を形成した第二シール部と、カバーと接触する傾斜面を形成した第三シール部と、第二シール部と第三シール部の間に設けられる突条と、を備えた構成である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ボールを回転自在に支承する型のボールバルブのボールをシールするシートリングに関し、特にシール箇所が複数箇所となるシートリングに関する。

従来からボールバルブにおいてはガスケット、シートリングにより可動部となる弁体であるボールとボディとの密封を行っている。特にフローティングタイプのボールバルブに使用される流入側のシートリングは、ボールとボディを密封させる必要があり、その構造は、断面が略四角形状のシートにボール状の弁体と接触する曲面を凹設した構造となっている。

しかし、近年では使用する流体や環境により、ボディフランジを別部品として形成し、ボルト等で結合するバルブ用のフランジを使用するケースが増加している。そのため、ボールとボディだけではなく、ボディとフランジの結合面についても流体が漏れないように密封する必要が生じ、そのためのより密封性を高めたシートリングの開発が望まれていた。

また、フローティングタイプのボールバルブのシール効果を高めるシール構造として、図４に示す従来のシール構造６０があるが、ソフトシート６１と、シートリング座６２と、バックアップリング６３と、スプリング６４と、Ｏリング６５と、シートホルダー６６とからなる複雑な構造である。この構造では、ソフトシートとバックアップリングの二重構造により、弁体６７とのシール性、耐ダスト性を高めている。しかし、このボールバルブの構造は部品点数が多く、構造が複雑で重量が増大する等の問題点がある。

また、スラリー流体である場合、弁体にスラリーが付着するという問題もあった。付着したスラリは弁体のスムースな回転を妨げる結果となっていた。これに対し、ワイパーリングを設けた構成では固形物による損傷を防ぐ技術が用いられている。しかし、通常、ワイパーリングはワイパー溝内に嵌合する構造であってシールが主目的ではなく、シートとワイパーリングの間には間隙があるため、不純固形物が入り込むことがあるという欠点があった。

上記観点から、部品数を増やすことなく、密着性・耐圧性に優れたシートの開発が望まれていた。
特開２００２−５３１４

本件発明は、上記問題点を解消するために、一つの部品で３ヶ所を同時にシールすることができるボールバルブのシートリングを提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明のシートリングは、ボディと、フランジを有するカバーと、弁体であるボールとを備えたボールバルブのボールとボディ（バルブ本体）との間に介装されるシートリングとからなるボールバルブにおいて、前記シートリングが、シートリングの内周側に、ボールと接触する曲面を形成した断面円弧状の第一シール部を備えるとともに、シートリングの外周側に、ボディと接触する傾斜面を形成した第二シール部と、カバーと接触する傾斜面を形成した第三シール部と、第二シール部と第三シール部の間に設けられる突条と、を備えた構成である。

また、前記シートリングは、第二シール部がボディの接触面の斜度に合わせて肩部が垂直に直交する面から１０°から２０°肩下がりに傾斜しており、第三シール部がカバーの接触面に合わせて垂直に直交する面から１０°から２０°肩下がりに傾斜している構成である。
また、前記シートリングは、第二シール部および第三シール部が湾曲している構成である。

上記のような構成であるため、本発明に係るシートリングによれば、
１．ボールとボディとカバーの３箇所を同時にシールできるので、従来の同種のシール構造より部品点数が減少でき、構造が簡素化される。また、バルブ装置全体を取り替えるのではなく、シートリングを交換するだけで長期間使用することができる。シートリングがボディとカバーとの間に介装されているため、交換が容易である。
２．ボール弁が回転すると第一シール部によってボール表面に付着した固体粒子が取り払われるため、粒状体を含むスラリー状の流体においても回転がスムースである。また、ワイパーリングを用いることなく固体粒子を除去することができる。傾斜である為に密閉性が高く、また、シートリングの介装が容易である。
３．シール面が湾曲しているため、シール性が高い。

以下に、本発明に係るバルブのシートリングを図面に示す実施例に沿って詳述する。図１は本発明のシートリングが装着されたボールバルブの側断面図であり、図２は本発明のシートリングの断面図であり、図３は第二シール部および第三シール部の断面図である。図４は、従来のシート構造の断面図である。

図１に示すように、本発明のシートリング２０を装着したボールバルブ1０は、ボール状の弁体３０と、ボディ４０と、フランジ５２を有するカバー５０と、を備えた構造である。左右にある流体の流入口と流出口を流れる液体の流量を中央のボール弁を回転させて開閉制御する構成である。

本実施例のシートリング２０は、弁体の流入口側（図１の左側）に弁体３０に摺接するように介装されているが、流入側と流出側の両方に介装することも可能である。
シートリング２０は、弾性を有する素材からなる環状に形成された部材であり、図２に示すように、ボール状の弁体３０と接触する曲面である第一シール部２２と、弁体を覆うボディ４０と接触する第二シール部２４と、配管用のフランジ５２を有するカバー５０に接触する第三シール部２６と、からなる形状である。また、外周側に設けられた第二シール部２４と第三シール部２６との間には突条２８が形成されている。

第一シール部２２は、流路を流れる流体とボディキャビティ３２との間を密封するシール部である。第一シール部はシートリング２０の内周側に設けられており、シール面はボール状の弁体３０の球面に沿って曲面状に形成されている。図２に示すように、第一シール部は断面円弧状に形成されている。ボディキャビティ３２と流路を第一シール部で確実に密閉する構造である。
スラリー流体の場合、固体粒子が弁体３０に付着し、ボールの摺動を妨げたり、ボールに傷をつけるおそれがある。特に弁体を閉鎖した場合にはボールの球面に固体粒子が多く付着している。本発明のシートリングは、球面と接触する曲面を有した第一シール部２２が、弁体３０に付着した固体粒子を落とす役割を果たしている。

第二シール部２４は、ボディキャビティ３２とボディ４０との間を密封するシール部である。第二シール部２４はシートリング２０の外周側に設けられており、ボディ４０との接触面に介装され、傾斜２５に形成されている。
図３に示すように、傾斜２５は、ボディの接触面に合わせて垂直に直交する面から１０°から２０°肩下がりに形成される。また、図２に示すように、傾斜に加え第二シール部２４を湾曲させる構造とすることも可能である。傾斜の形成や、湾曲面とすることで、ボディ４０との密着性が高まり、高いシール効果を発揮することができる。

第三シール部２６は、流路とカバー５０との間を密封するシール部である。第三シール部２６はシートリング２０の外周側に設けられており、カバーとの接触面に介装され、傾斜２７に形成されている。
図３に示すように、傾斜２７は、カバーの接触面に合わせて垂直に直交する面から１０°から２０°肩下がりに形成される。また、図２に示すように、傾斜に加え第三シール部２６を湾曲させる構造とすることも可能である。第二シール部２４と同様、傾斜や湾曲により高いシール効果を発揮することができる。

第二シール部２４と第三シール部２６との間には、突条２８が形成されている。ボディ４０とカバー５０との間に突条２８が介装される段差を設けることで密封性が増し、流体の漏れを確実に防止する構造となっている。

本実施例では、ボディ４０と接触する第二シール部およびカバー５０と接触する第三シール部は湾曲面となっているが、これらの湾曲面はそれぞれ変更を加えることが可能である。例えば、第二シール部２４または第三シール部２６の湾曲面に溝を形成し、ボディ４０またはカバー５０との接触面にバックアップリング等を嵌装して、シール強度を高める構造とすることも可能である。

本発明のシート構造では、シートリングの内周側に第一シール部２２、外周側に第二シール部２４、突条２８、第三シール部２６を形成しているため、１つのシートリングで３箇所をシールすることができ、シール部の構造により密封性の高いシートリングとなっている。
フローティングタイプのボールバルブの流入側では、シートに過大な圧力が係ることも少なく、損傷も少ない。そのため、本発明のシートリングは特にフローティングタイプのボールバルブに最適である。また、第一シール部によって流体中の粒子を弁体３０の球面から除去する効果を有するため、スラリー流体にも適している。さらに、各部材と曲面や傾斜を有して接することで密着性を高めている。また、弁体３０の回転に対しても摩擦損傷を起こさない構造である。さらに、ボディ４０とカバー５０との接合面に介装されるため、カバー５０を外してシートリング２０の交換を容易に行うことができるとともに、損傷されやすいシートを交換するだけでバルブを長期使用することが可能となる。

本発明のシートリングを装着したボールバルブの断面図 本発明のシートリングの断面図 本発明の第二シール部および第三シール部の断面図 従来のシート構造の断面図

符号の説明

１０ ボールバルブ
２０ シートリング
２２ 第一シール部
２４ 第二シール部
２５、２７ 傾斜
２６ 第三シール部
２８ 突条
３０ 弁体
３２ ボディキャビティ
４０ ボディ
５０ カバー
５２ フランジ
６０ シール構造
６１ ソフトシート
６２ シートリング座
６３ バックアップリング
６４ スプリング
６５ Ｏリング
６６ シートホルダー
６７ 弁体

Claims (3)

1. ボディと、フランジを有するカバーと、弁体であるボールとを備えたボールバルブのボールとボディとの間に介装されるシートリングとからなるボールバルブにおいて、
   前記シートリングが、シートリングの内周側に、ボールと接触する曲面を形成した断面円弧状の第一シール部を備えるとともに、シートリングの外周側に、ボディと接触する傾斜面を形成した第二シール部と、カバーと接触する傾斜面を形成した第三シール部と、第二シール部と第三シール部の間に設けられる突条と、を備えた構成であることを特徴とするシートリング。
2. 前記シートリングは、第二シール部がボディの接触面の斜度に合わせて肩部が垂直に直交する面から１０°から２０°肩下がりに傾斜しており、第三シール部がカバーの接触面に合わせて垂直に直交する面から１０°から２０°肩下がりに傾斜していることを特徴とする請求項１記載のシートリング。
3. 前記シートリングは、第二シール部および第三シール部が湾曲していることを特徴とする請求項１および２記載のシートリング。
   

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