JP2013520631A - 多重密閉ナイフゲートバルブ - Google Patents

Abstract

本発明は耐久性は優れているが、密閉力が低下するメタルシートタイプの短所と密閉力は良いが耐久性が低下するゴムシートタイプの短所を補って、それぞれの長所を生かすことによって密閉力も良く、耐久性も優れた多重密閉方式のナイフゲートバルブを提供するためのものである。このために、本発明は、配管と結合されるバルブボディーと、バルブボディーに挿入されて上下に移動するディスクと、ディスクと密着されて気密を維持するバルブシートを含んで構成され、バルブボディーに設置されたディスクが上下に移動して管路を通過する流体の流れを開閉するバルブにおいて、バルブシートはディスクと密着されて気密を維持する少なくとも一つのメタルシート及びゴムシートからなる多重密閉ナイフゲートバルブを提供する。
【選択図】図１

Description

本発明はナイフゲートバルブに関し、さらに詳しくは、耐久性及び密閉力を全て向上させた多重密閉方式のナイフゲートバルブに関する。

一般に、流量の開閉及び調節が要求される配管システムにはバルブ類が使われる。このようなバルブ類の中で高粘性流体と粉体及び堅い顆粒用の移送を制御するためにはナイフゲートバルブが主に装置される。即ち、このような流動体はその滞積性や摩擦等によってバルブの開閉が容易でないため、薄板のディスクを使って流動体を切断するように押して入りながらバルブを開閉しなければならない。

従来のナイフゲートバルブは流体の種類及び使用目的によってメタルシート若しくはゴムシートを適用している。メタルシートを適用したナイフゲートバルブは、耐久性が必要な所にたくさん使うが、密閉力が劣って漏水がたくさん発生されている。一方、ゴムシートを適用したナイフゲートバルブは高い密閉力を要求する管路に設置して使うが、耐久性が低下して頻繁に修理しなければならないという問題点がある。

即ち、従来のナイフゲートバルブには、メタルシートを使うタイプとゴムシートを使うタイプがあり、メタルシートを適用するタイプは耐久性は優れているが、金属と金属との間の接触構造で、その特性上、気密を完璧に維持することが難しく、密閉力が低下して高い密閉力を要求する管路では使うことが困難であり、ゴムシートを適用したタイプのナイフゲートバルブは高い密閉力を要求する管路に設置して使うが、耐久性が低下して頻繁に修理をする必要がある。

図１〜図５を参照してゴムシートを使う従来のナイフゲートバルブの構造及び問題点について説明する。

まず、図１〜図３を参照して、従来のナイフゲートバルブの第１構造を概略的に説明すると、ナイフゲートバルブは、配管の間に連結されて、流体の流れを開閉させるバルブで、配管（図示しない）と結合されるバルブボディー１０と、バルブボディー１０に挿入されて上下に移動するディスク２０と、ディスク２０と密着されて気密を維持するゴムシート３０ａなどを含む形態で構成されている。

特に、図１〜図３に示した従来のナイフゲートバルブは、ゴムシート３０ａがバルブ底から両側面に沿ってバルブボディー１０の上まで囲む方式である。

この方式は、完璧に密閉することができるが、バルブの開閉の時、ゴムシート３０ａがバルブディスク２０の両方横側と全部接触することからひどい摩擦によって耐久性の弱い短所がある。また、ゴムシート３０ａがバルブボディー１０の上端部まで突出しているため、バルブの上方で漏水が発生される虞があるという短所がある。

また、バルブの構造上、バルブボディー１０の下部底にシート溝が形成されてシートの離脱を防止するが、この際、この溝に異物が溜まって故障や漏水を起こす原因になる。

一方、図４及び図５を参照して、従来のナイフゲートバルブの第２構造を概略的に説明すると、本構造のナイフゲートバルブも、配管の間に連結されて流体の流れを開閉させるバルブで、配管と結合されるバルブボディー１０と、バルブボディー１０に挿入されて上下に移動するディスク２０と、ディスク２０と密着されて気密を維持するゴムシート３０ｂなどを含む形態で構成されるが、ゴムシート３０ｂの形態に差がある。

即ち、図４及び図５に示されたゴムシート３０ｂはリングタイプで、バルブボディー１０の流路両方向に挿入されて組み立てられ、バルブの管路をバルブ外部から貫通して囲む方式のシートである。

この方式は、ゴムシート３０ｂがディスク２０の前後広い面と全部接触するようになる。この時、バルブの開閉の時ゴムシート３０ｂが押されてはがれないで、ディスク２０と密着しなければならないために、ゴムシート３０ｂの内部に鉄からなる支持部材を入れて特殊な形状に製作しなければならない。これによってゴムシート３０ｂの価格が非常に高く、製作が困難である。

また、ディスク２０とゴムシート３０ｂの全面が接触することから、バルブの開閉の時摩擦がひどくて耐久性の弱い短所がある。

また、バルブの開閉の時摩擦がひどくてバルブ作動トルクが大きい必要があるため、大容量のバルブ作動用駆動機を使わなければならなく、これによって所要費用が高くなるという短所がある。

本発明は上記した諸般問題点を解決するために案出されたもので、耐久性は優れているが、密閉力が低下するメタルシートタイプの短所と、密閉力は良いが耐久性が低下するゴムシートタイプの短所を補って、それぞれの長所を生かすことによって、密閉力も良くて耐久性も優れた多重密閉方式のナイフゲートバルブを提供することにその目的がある。

上記した目的を達するために、本発明は、配管と結合されるバルブボディーと、バルブボディーに挿入されて上下に移動するディスクと、ディスクと密着されて気密を維持するバルブシートとを含んで構成され、バルブボディーに設置されたディスクが上下に移動して管路を通過する流体の流れを開閉するバルブにおいて、
バルブシートはディスクと密着されて気密を維持する少なくとも一つ以上のメタルシート及びゴムシートで構成されるとを特徴とする多重密閉ナイフゲートバルブが提供される。

まず、本発明はナイフゲートバルブの耐久性及び密閉性を全部向上させることによって、頻繁な修理による修理費用及びバルブ稼動中断による休業、生産遅延などを防止することができる効果を提供する。

また、本発明は密閉性がよくなることによって生産製品に対する異物混入などを防止して製品品質向上及び不良を減らすことができる。

特に、従来技術のバルブは、使用目的において、耐久性や密閉力の重要度によって厳密に選択しなければならなく、費用が高い問題があるが、本発明のナイフゲートバルブは、耐久性及び密閉力において、全部満足的な性能を表し、またゴムシートを容易に交換することができるので、価格競争力があり、且つ多様な管路上に使うことができるなど多い面で著しい効果を提供するようになる。

既存ナイフゲートバルブの構造例を示した斜視図である。 既存ナイフゲートバルブの構造例を示した正面図である。 図１のI−I線に沿う縦断面図である。 既存ナイフゲートバルブの他の構造例を示した斜視図である。 図３のII−II線に沿う縦断面図である。 本発明によるナイフゲートバルブの斜視図である。 図６のIII−III線に沿う縦断面図で、ディスク下降前の管路開放状態を示した断面図である。 図６のIII−III線に沿う縦断面図で、ディスク下降によって管路が閉められた状態を示した断面図である。 図６のシートリングを示した斜視図である。

以下、本発明を好ましく実施するための具体的な内容について添付図面である図６〜図１１を参照して詳しく説明すれば次の通りである。

図６は本発明によるナイフゲートバルブの斜視図で、図７は図６のIII−III線に沿う縦断面図で、ディスク下降前の管路開放状態を示した断面図で、図８は図６のIII−III線に沿う縦断面図で、ディスク下降によって管路が閉められた状態を示した断面図で、図９は図６のシートリングを示した斜視図である。

これら図面を参照すれば、本発明のナイフゲートバルブは、配管（図示しない）と結合されるバルブボディー１と、バルブボディー１に挿入されて上下に移動するディスク２と、ディスク２と密着されて気密を維持するバルブシートとを含んで構成される。バルブシートはディスク２と密着されて気密を維持する少なくとも一つのゴムシート３００ａ及びメタルシート３００ｂで構成される。

この時、ゴムシート３００ａ及びメタルシート３００ｂは、ディスク２の一側面に密着されて気密を維持することができるように設置され、特にディスク２のストッパー１００ａによって加圧される面の反対側面に密着されるように設置される。

具体的に、ゴムシート３００ａ及びメタルシート３００ｂは、円筒状の本体と、本体の一端部に半径方向に形成されたフランジ（flange）とを有するリング（ring）形状の構造体であるシートリング３（Seat-Ring）の円筒状の本体端末面上に設置される。

そして、シートリング３に設置されるゴムシート３００ａは、メタルシート３００ｂに比べて相対的にディスク２の方に所定間隔Ｇ１突出されるように設置され、Ｏリング構造に形成される。

一方、バルブボディー１の下端部のディスク２の端末が位置するディスク溝上にはディスク２の下降を止めるようにするとともに、ディスク２をバルブシート側に加圧するストッパー１００ａが備えられ、ゴムシート３００ａはディスク２がストッパー１００ａに接触する前の状態ではディスク２から所定間隔Ｇ２離間して設置される。

このように構成された本発明の作用は次の通りである。

従来のメタルシートが適用されたナイフゲートバルブ（以下、「メタルシートバルブ」とも言う）は密閉力が弱く、従来技術のゴムシートが適用されたナイフゲートバルブ（以下、「ゴムシートバルブ」とも言う）は耐久性が低下する短所がある。

即ち、従来のメタルシートバルブは管路の中の流体が高圧で流れる時は、流体がディスク面を押す力で作用して、許容基準内の密閉が行われるが、管路の中の流体が低速で流れる時は、流体がディスクを押すことができなくて、メタルシートとディスクの隙間が発生し、この隙間から基準以上の漏水が過度に発生してバルブとしての機能を果たすことができなくなることによって、産業現場でたくさんの問題を発生させる要因で作用している実情である。

また、従来のゴムシートが適用されたナイフゲートバルブは、ゴムシートがディスク２０の前後面または左右側面と全部密着されて嵌め込まれているので、管路の流速が高圧である時や低圧である時も優れた密閉力を維持することができるが、ゴムシートの特性上、ディスク２０が開閉される時、高い接地力が発生してゴムシートに弾性変形を引き起こすことで、ゴムシートが容易に破損されて頻繁に修理をしなければならない短所がある。

これに反して、本発明のナイフゲートバルブは従来のメタルシートバルブに比べて、管路の中を流体が流れる時、まずディスク２がゴムシートに接触された後メタルシート３００ｂに接触するようになることによって、高い密閉力を維持することができ、従来メタルシートバルブの短所を解消させることができる。

即ち、本発明によるナイフゲートバルブは、ゴムシート３００ａがメタルシート３００ｂより若干前へ突出して装着される構造で、ゴムシート３００ａの弾性範囲をメタルシート３００ｂが限定する構造であるので、管路流体が高圧である時はディスク２が先にゴムシート３００ａと接触した後メタルシート３００ｂと接触する。

従って、本発明は、常にゴムシート３００ａが弾性範囲Ｇ１内で変形されるようになって、ゴムシート３００ａの耐久性を高めることができ、流速が低圧である時はメタルシート３００ｂに比べて相対的にディスク２側に所定間隔Ｇ１突出されているゴムシート３００ａがディスク２面に接触して密閉性を維持するようになることによって、流速が低圧である時も優れた密閉性能を発揮するようになる。

一方、従来技術のゴムシートを適用したバルブは、ディスク２０（図１〜図５参照）の開閉の時やまたは停止されている時、全部ゴムシートがディスク２０と常に密着されてひどい摩擦で容易に変形される虞があって耐久性が低下する。

しかし、本発明のバルブは、図７に示すように、ディスクの下降前の状態では、ゴムシート３００ａがディスク２から所定間隔Ｇ２離隔された状態を保持し、その後図８に示すように、ディスク２が下降を完了する時点ではストッパー１００ａとディスク斜面との相互作用によってディスクが押されることによってゴムシート３００ａはメタルシート３００ｂが限定する弾性範囲Ｇ１内で変形されながら、ディスク２に接触される構造であるので、ゴムシート３００ａの耐久性が顕著に向上される。

即ち、本発明のバルブは、ディスク２０の下降の時、ディスク下端の斜面がストッパー１００ａと接触しながら、ディスク２０が所定距離Ｇ１＋Ｇ２だけ押され、これによってゴムシート３００ａはメタルシート３００ｂが限定する弾性範囲Ｇ１内で変形されながら、ディスク２に密着されることによって、密閉性能を効果的に保持しながら耐久性も低下されないようにする。

また、従来技術のナイフゲートバルブは、管路の中に金属切れや砂、石粉など硬い異物がある場合に、金属シートに直接ぶつかって金属シートに容易に損傷を与えるが、本発明のバルブはゴムシート３００ａが異物と先に接触して弾み出し、金属シートとは直接接触しないので耐久性がさらによくなる。

一方、本発明はシート位置に各種シートが装着されることができるようにするもので、シートの大きさと種類（ゴムまたはメタル）に合わせて溝を形成して装着するか、熔接やメッキなどの方法でシートを設置する。例示した図７及び図８のメタルシート３００ｂは熔接やメッキ等でメタルシート３００ｂが形成された場合を示し、ゴムシート３００ａは溝を形成してＯリングを装着した場合を示す。

以上のように、本発明のナイフゲートバルブは、密閉力も良くて耐久性も優れた多重密閉方式を採用することによって、従来技術のバルブを選択の時のように、使用目的において耐久性や密閉力の重要度によって厳密に選択をしなければならないという問題を解消することができ、Ｏリング構造でゴムシート３００ａを容易に交換することができるので、価格競争力を有することができ、多様な管路上に適用することができるなどたくさんの長所がある。

一方、本発明は前述した実施例に限定されず、本発明の技術思想の範疇を逸脱しない限り多様な形態への変更及び修正が可能であることが勿論である。例えば、使用流体及び目的によってゴムシート３００ａとメタルシート３００ｂの位置が変わることもでき、使用流体及び目的によって各種メタルシートとゴムシートを適切に組み合わせて、二重以上に適用して使うことができることは勿論である。

従って、本発明の権利は上記で説明された実施例に限定されないで、特許請求の範囲に記載された内容によって定義され、本発明の分野において通常の知識を有する者が特許請求の範囲に記載された権利の範囲内で多様な変形や改作が可能であることは自明である。

本発明のナイフバルブは耐久性及び密閉力が従来のバルブに比べて何れも満足できる性能を有し、且つゴムシートを容易に交換して価格競争力を高めることができる。

１、１０：バルブボディー
２、２０：ディスク
３：シートリング
３０ａ、３０ｂ、３００ａ：ゴムシート
３００ｂ：メタルシート
１００ａ：ストッパー

Claims (5)

1. 配管と結合されるバルブボディーと、前記バルブボディーに挿入されて上下に移動するディスクと、前記ディスクと密着されて気密を維持するバルブシートを含んで構成され、前記バルブボディーに設置されたディスクが上下に移動して管路を通過する流体の流れを開閉するバルブにおいて、
   前記バルブシートはディスクと密着されて気密を維持する少なくとも一つのメタルシート及びゴムシートからなることを特徴とする多重密閉ナイフゲートバルブ。
2. 前記メタルシート及びゴムシートは、円筒状の本体と、本体の一端部に半径方向に形成されたフランジとを有するリング形状の構造体であるシートリングの円筒状の本体端末面上に設置されることを特徴とする請求項１に記載の多重密閉ナイフゲートバルブ。
3. 前記ゴムシートは、Ｏリングであることを特徴とする請求項２に記載の多重密閉ナイフゲートバルブ。
4. 前記シートリングに装着の時、ゴムシートはメタルシートに比べて相対的にディスクの方に突出されるように設置されることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の多重密閉ナイフゲートバルブ。
5. 前記バルブボディー下端部のディスクの端末が位置するディスク溝上にはディスクの下降を止めるようにするとともに、前記ディスクをバルブシート側に加圧するストッパーが備えられ、前記ゴムシートはディスクがストッパーに接触する前の状態ではディスクから離間して設置されることを特徴とする請求項４に記載の多重密閉ナイフゲートバルブ。

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