JP2016084905A - Trunnion type ball valve - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a trunnion type ball valve capable of realizing high sealability while preventing dropping of a ball seat from a seat retainer even against high pressure fluid, relieving abnormal increased pressure in a cavity while avoiding abrasion of the ball seat, restricting an increasing in the number of component elements to assure its strength while simplifying its structure and capable of improving its workability and assemblability.SOLUTION: A ball seat 6 is installed within an installing groove 22 formed at a seat retainer 5 so as to prevent jumping out and under free-state and at the same time a surplus pressure caused by an abnormal increased pressure in a cavity 25 at the time of full-closed state or full-opened state is moved in a direction opposite to that of a ball 3 by a self-restraining force of the seat retainer 5, and the ball seat 6 is pushed out toward the ball 3 with fluid pressure flowed to the rear surface side of the ball seat 6 in the installing groove 22 to relief it into a flow passage 15 through a communication part arranged between an inner peripheral surface 17 of the ball seat 6 and the installing groove 22.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明はトラニオン型ボールバルブに関し、詳しくは、バルブキャビティ内の異常昇圧を回避しつつ高シール性を発揮できるボールシートとシートリテーナとの装着構造に関する。   The present invention relates to a trunnion type ball valve, and more particularly to a mounting structure of a ball seat and a seat retainer that can exhibit high sealing performance while avoiding abnormal pressure increase in a valve cavity.

トラニオン型ボールバルブは、特に高圧流体に適したバルブであり、通常、弁座となるボールシートがシートリテーナに保持された状態でボデーに装着され、このボールシートがコイルスプリングの弾発力によって弁体方向に弾発され、ボールシートが押し付けられることにより一次側(上流側)ボールシートで流体が封止される構造に設けられている。   A trunnion type ball valve is a valve that is particularly suitable for high-pressure fluids. Normally, a ball seat that serves as a valve seat is mounted on a body while being held by a seat retainer, and this ball seat is valved by the resilient force of a coil spring. It is provided in a structure in which fluid is sealed with a primary (upstream) ball sheet by being ejected in the body direction and pressed against the ball sheet.

このように、ボールシートとシートリテーナとが別体になっている場合、シートリテーナからボールシートの脱落が防がれた構造に設けられており、例えば、特許文献1におけるボール弁では、シートにめねじ、シールリングにおねじがそれぞれ設けられ、これらめねじとおねじとを介してシールリングがシートに取付けられる。シート背面には皿バネが装着され、この皿バネによりシート及びシールリングが弁体方向に押圧されている。シールリングは、互いのねじ山端部を接触させて緩みによるシートからの飛び出しが防がれた状態で、背面側に装着された圧縮コイルスプリングで弁体に圧接され、このシールリングと弁体との接触面の隙間が防がれている。シールリングの内径側にはシール部材が設けられ、このシール部材によって背面側への圧力の浸入が防止され、背圧作用によるシールリングの飛び出しに起因するシールリング背面への圧力浸入が防止されている。   In this way, when the ball seat and the seat retainer are separate, the ball seat is provided in a structure that prevents the ball seat from falling off. Screws are provided on the female screw and the seal ring, respectively, and the seal ring is attached to the seat via the female screw and the male screw. A disc spring is mounted on the back of the seat, and the disc and the seal ring are pressed in the valve body direction by the disc spring. The seal ring is pressed against the valve body by a compression coil spring mounted on the back side in a state in which the thread ends of each other are brought into contact with each other and are prevented from popping out of the seat due to looseness. The gap between the contact surfaces is prevented. A seal member is provided on the inner diameter side of the seal ring, and this seal member prevents the pressure from entering the back side, and prevents the pressure ring from entering the back of the seal ring caused by the back ring action. Yes.

特許文献2におけるボールバルブでは、パッキンライナーに鋸歯状凹凸部が形成され、この鋸歯状凹凸部にシートパッキンが入り込むことにより、シートパッキンがパッキンライナーに結合される。その際、シートパッキンはパッキンライナーに圧入状態で一体化され、これによりシートパッキンからの裏漏れが防止されている。また、シートパッキンの背面がパッキンライナーに圧入された状態で固定されていることで、流体圧の背圧作用によるシートパッキンの飛び出しが防がれている。   In the ball valve in Patent Document 2, a serrated uneven portion is formed in the packing liner, and the seat packing is coupled to the packing liner by entering the seat packing into the serrated uneven portion. At that time, the sheet packing is integrated with the packing liner in a press-fitted state, thereby preventing back leakage from the sheet packing. Further, since the back surface of the seat packing is fixed in a state where it is press-fitted into the packing liner, the seat packing is prevented from popping out due to the back pressure action of the fluid pressure.

一方において、特許文献3のボール弁では、弁座背面側の外周に弁座保持リングが係合され、この弁座保持リングの係合面に円周状に流体連通溝が設けられている。この流体連通溝より流体連通孔を介して、入口側流路部圧力とポケット部圧力との間の圧力差を等しくすることで、弁座を正常な位置に引き戻して変形や破損が防がれている。   On the other hand, in the ball valve of Patent Document 3, a valve seat holding ring is engaged with the outer periphery on the back side of the valve seat, and a fluid communication groove is provided circumferentially on the engagement surface of the valve seat holding ring. By equalizing the pressure difference between the inlet-side flow passage pressure and the pocket pressure from the fluid communication groove through the fluid communication hole, the valve seat is pulled back to the normal position to prevent deformation and breakage. ing.

特開平9−133225号公報JP-A-9-133225 実開平2−124377号公報Japanese Utility Model Publication No. 2-124377 実用新案登録第2577156号公報Utility Model Registration No. 2577156

ボールシートがコイルスプリングで弾発される一般的な構造のトラニオン型ボールバルブでは、キャビティ内に異常昇圧が生じたときには、ボールシートがシートリテーナと共に一次側に移動してシートと弁体との間から圧力をリリーフするため、シートの弁体との接触面の摩耗が激しくなる。その結果、シールポイントが不安定になってリリーフ圧にばらつきが生じ、さらに、リリーフの際にはシートの接触部をこじ開けるように圧力が抜けるため、接触面にダメージが加わりやすい。   In a trunnion-type ball valve with a general structure in which the ball seat is repelled by a coil spring, when abnormal pressure rises in the cavity, the ball seat moves to the primary side together with the seat retainer and moves between the seat and the valve body. Since the pressure is relieved, wear of the contact surface with the valve body of the seat becomes severe. As a result, the seal point becomes unstable and the relief pressure varies, and the pressure is released so that the contact portion of the sheet can be pry open during relief, so that the contact surface is easily damaged.

特許文献1のボール弁では、キャビティ内に異常昇圧が生じた場合のリリーフが考慮されていない。さらに、このボール弁は、シールリング、シートに加えて、皿バネ、圧縮コイルスプリング、シール部材を有しているために部品点数が多くなり構造も複雑になる。この場合、シールリングには部品装着用の溝や凹みが多く形成されるためにシールリング全体の剛性が低下しやすくなり、これを解消するためにシールリング材料として高強度材料を用いる必要が生じることもある。さらには、シールリングの内径側にシール部材が配置され、シールリング背面側に圧縮コイルスプリングが設けられていることで組立性も悪い。   In the ball valve of Patent Document 1, relief when abnormal pressure rises in the cavity is not considered. Further, since this ball valve has a disc spring, a compression coil spring, and a seal member in addition to the seal ring and the seat, the number of parts increases and the structure becomes complicated. In this case, since a large number of grooves and dents for component mounting are formed in the seal ring, the rigidity of the entire seal ring is liable to decrease, and in order to solve this problem, it is necessary to use a high-strength material as the seal ring material. Sometimes. Furthermore, since the seal member is disposed on the inner diameter side of the seal ring and the compression coil spring is provided on the back surface side of the seal ring, the assemblability is poor.

特許文献2のボールバルブにおいては、キャビティ内の異常昇圧のリリーフによりシートパッキンが消耗しやすいことに加えて、シートパッキンがパッキンライナーに圧入されて一体化された構造であるために、シートパッキンが高温になると膨張してパッキンライナーから飛び出す可能性がある。
このシートパッキンは、漏洩防止構造として背面付近にテーパが設けられ、くさび効果によりパッキンライナーと一体化しようとする構造であるため、これらパッキンライナーとシートパッキンとの寸法設定が困難になる。このような凹凸構造によりシートパッキンをパッキンライナーに圧入させる場合、その組立て作業も困難になる。その際、シートパッキンが所定の状態に変形しない場合には、シートパッキンがパッキンライナーの所定位置に収まらずに、組立時及びバルブ作動時にシートパッキンが偏摩耗する可能性がある。そのため、シートパッキンを圧入によりパッキンライナーに固定する場合には、圧入後にシート面を加工する必要がある。
In the ball valve of Patent Document 2, since the seat packing is easily consumed due to the relief of abnormal pressure increase in the cavity, the seat packing is integrated by being press-fitted into the packing liner. If the temperature rises, it may expand and jump out of the packing liner.
Since this sheet packing is provided with a taper in the vicinity of the back as a leakage preventing structure and is intended to be integrated with the packing liner due to the wedge effect, it is difficult to set the dimensions of the packing liner and the sheet packing. When the sheet packing is press-fitted into the packing liner by such an uneven structure, the assembling work becomes difficult. At that time, if the seat packing is not deformed to a predetermined state, the seat packing may not fit in a predetermined position of the packing liner, and the seat packing may be partially worn during assembly and valve operation. Therefore, when the sheet packing is fixed to the packing liner by press-fitting, it is necessary to process the sheet surface after press-fitting.

特許文献3のボール弁では、弁体の回動時に流体連通溝及び流体連通孔を介して圧力差を減らし、弁座の飛び出しや変形を防止しようとしているが、キャビティ内の異常昇圧への対処が考慮されていない。   In the ball valve of Patent Document 3, the pressure difference is reduced through the fluid communication groove and the fluid communication hole when the valve body is rotated to prevent the valve seat from popping out and deforming. Is not taken into account.

本発明は、従来の課題を解決するために開発したものであり、その目的とするところは、高圧流体に対してもシートリテーナからのボールシートの脱落を防止しながら高シール性を発揮し、ボールシートの摩耗を回避しつつキャビティ内の異常昇圧をリリーフし、しかも、部品点数の増加を抑えて構造を簡略化しながら強度を確保して加工性や組立性も向上できるトラニオン型ボールバルブを提供することにある。   The present invention has been developed in order to solve the conventional problems, and its purpose is to exhibit high sealing performance while preventing the ball seat from falling off the seat retainer even for high-pressure fluid, Providing a trunnion-type ball valve that relieves abnormal pressure increase in the cavity while avoiding wear of the ball seat, and that can reduce the number of parts, simplify the structure, secure strength, and improve workability and assembly There is to do.

上記目的を達成するため、請求項1に係る発明は、ボデー内に設けた貫通孔を有するボールの一方又は双方にボールシートを装着したシートリテーナを配設し、ボールをステムを介して回動可能に設けたボールバルブにおいて、ボールシートは、シートリテーナに形成した装着溝内に飛び出しを防止し、かつフリーな状態で装着すると共に、全閉時または全開時のキャビティ内の異常昇圧による余剰の圧力をシートリテーナの自緊力でボールとは反対方向に移動させ、かつ、装着溝内のボールシートの裏面側に流入した流体圧でボールシートをボール側に押し出してボールシートの内周面と装着溝との間に設けた連通部を介して流路内にリリーフするようにしたトラニオン型ボールバルブである。   In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, there is provided a seat retainer in which a ball seat is mounted on one or both of balls having a through hole provided in a body, and the ball is rotated through a stem. In the ball valve provided, the ball seat is prevented from popping out into the mounting groove formed in the seat retainer and mounted in a free state, and an excessive pressure rise due to abnormal pressure increase in the cavity when fully closed or fully opened. The pressure is moved in the opposite direction to the ball by the self-tensioning force of the seat retainer, and the ball seat is pushed out to the ball side by the fluid pressure flowing into the back side of the ball seat in the mounting groove to It is a trunnion type ball valve configured to relieve in the flow path through a communication portion provided between the mounting groove.

請求項2に係る発明は、装着溝の内周の開口側に設けた係合部にボールシートの外周装着側に設けた係止部を装入方向に係止可能に対向させてシートリテーナの装着溝からのボールシートの飛び出しを防止し、ボールシートを前記装着溝にフリーな状態で装着したトラニオン型ボールバルブである。   In the invention according to claim 2, the engaging portion provided on the inner peripheral opening side of the mounting groove is opposed to the engaging portion provided on the outer peripheral mounting side of the ball seat so as to be able to be locked in the inserting direction. It is a trunnion type ball valve in which the ball seat is prevented from jumping out of the mounting groove and the ball seat is mounted in the mounting groove in a free state.

請求項3に係る発明は、装着溝内周に設けためねじ部を係合部とし、このめねじ部にボールシートのおねじ部を係止部として螺合し、おねじ部の後端側とめねじ部の後端側とを係止可能に設けてボールシートの飛び出しを防止したトラニオン型ボールバルブである。   According to a third aspect of the present invention, the threaded portion is provided as an engaging portion to be provided in the inner periphery of the mounting groove, and the male threaded portion of the ball seat is screwed into the female threaded portion as the engaging portion, and the rear end side of the male threaded portion This is a trunnion type ball valve in which the rear end side of the female threaded portion is provided so as to be able to be locked and the ball seat is prevented from popping out.

請求項4に係る発明は、めねじ部内端のねじ山とおねじ部外端のねじ山とを係止させてボールシートの飛び出しを防止したトラニオン型ボールバルブである。   The invention according to claim 4 is a trunnion-type ball valve in which the thread at the inner end of the female screw portion and the screw thread at the outer end of the male screw portion are locked to prevent the ball seat from popping out.

請求項5に係る発明は、ボールシートの内周面、または、この内周面に対向するシートリテーナの装着溝に、連通部と連通する少なくとも一つのリリーフ溝を形成したトラニオン型ボールバルブである。   The invention according to claim 5 is a trunnion-type ball valve in which at least one relief groove communicating with the communicating portion is formed on the inner circumferential surface of the ball seat or the mounting groove of the seat retainer facing the inner circumferential surface. .

請求項1に係る発明によると、シートリテーナの装着溝内に飛び出しを防止しながらボールシートを装着し、高圧流体が流れた場合やバルブが微開の場合にもボールシートの脱落を防止しながら高シール性を発揮できる。ボールシートをフリーな状態でシートリテーナに装着し、全閉時または全開時に異常昇圧が生じた場合でも、キャビティ内の圧力を利用する、いわゆる自緊力によりシートリテーナをボールと反対方向に移動させ、かつ、キャビティ内の異常昇圧による余剰の圧力をボールシート内周面と装着溝との間の連通部を介して流路内にリリーフすることで、異常昇圧による余剰圧力のリリーフ時にボールシートのボールとの接触面の摩耗を防止する。このため、弁閉シール時のリリーフポイントを安定させて異常昇圧を確実に回避でき、弁閉時には高シール性を維持して高圧流体に対しても漏れを回避する。しかも、ボールシートとシートリテーナとによりリリーフ機構を構成できることで部品点数の増加を抑えて内部構造を簡略化し、溝や凹みが増えることなく強度を確保しながらボールシートを装着し、加工性や組立性も向上できる。   According to the first aspect of the invention, the ball seat is mounted while preventing the ball retainer from popping into the mounting groove of the seat retainer, and the ball seat is prevented from dropping even when a high-pressure fluid flows or the valve is slightly opened. High sealing performance can be demonstrated. When the ball seat is attached to the seat retainer in a free state, even if abnormal pressure rises when fully closed or fully opened, the seat retainer is moved in the opposite direction to the ball by the so-called self-tightening force that uses the pressure in the cavity. In addition, the excess pressure due to abnormal pressure increase in the cavity is relieved in the flow path through the communication portion between the inner peripheral surface of the ball seat and the mounting groove, so that the ball seat Prevent wear on the contact surface with the ball. For this reason, the relief point at the time of the valve closing seal can be stabilized and the abnormal pressure increase can be surely avoided, and when the valve is closed, the high sealing performance is maintained and the high pressure fluid is prevented from leaking. In addition, the relief mechanism can be configured with a ball seat and a seat retainer to reduce the number of parts, simplify the internal structure, install the ball seat while ensuring strength without increasing grooves and dents, and improve workability and assembly. Can also be improved.

請求項2に係る発明によると、ボールシートをシートリテーナの装着溝にフリーな状態で装着していることで、ボールシートに飛び出し方向の力が加わったときにボールシートがシートリテーナに対して可動し、ボールシート背面側とシートリテーナとの間の流体を二次側に流しながら、対向した係合部と係止部とによりボールシートの飛び出しを防止できる。   According to the second aspect of the present invention, the ball seat is mounted on the seat retainer mounting groove in a free state, so that the ball seat is movable relative to the seat retainer when a force in the protruding direction is applied to the ball seat. In addition, while the fluid between the back side of the ball seat and the seat retainer flows to the secondary side, the ball seat can be prevented from popping out by the opposing engaging portion and locking portion.

請求項3に係る発明によると、めねじ部を係合部、おねじ部を係止部としてこれらを装入方向に係止可能に設けていることにより、これらの螺合を利用して容易にボールシートをシートリテーナに装着することができ、螺合後には対向したおねじ部の後端側とめねじ部の後端側との係止により、ボールシートの飛び出しを確実に防ぐことができる。   According to the third aspect of the present invention, since the female thread portion is provided as an engaging portion and the male screw portion as a locking portion so as to be able to be locked in the loading direction, it is easy to utilize these screws. The ball seat can be attached to the seat retainer, and after screwing, the ball seat can be reliably prevented from popping out by locking the rear end side of the opposing male screw portion and the rear end side of the female screw portion. .

請求項4に係る発明によると、ボールシートとシートリテーナとの再螺合を防止してボールシートのフリーな状態を維持しながら、ねじ山どうしの係止によりボールシートの飛び出しを確実に防止する。しかも、製作時には複雑な加工を施すことなく容易にネジ山を形成でき、組立ても簡単である。   According to the fourth aspect of the invention, the ball sheet is reliably prevented from popping out by locking the screw threads while preventing the ball sheet and the seat retainer from re-screwing and maintaining the free state of the ball sheet. . Moreover, the threads can be easily formed without complicated processing at the time of manufacture, and assembly is also easy.

請求項5に係る発明によると、リリーフ溝によりキャビティと流路側とが連通可能となり、自緊力によりシートリテーナとボールシートとが相反する方向に移動し、ボールシート背面がシートリテーナから離間したときに、リリーフ溝を介してキャビティ内の圧力を排出して異常昇圧を解消できる。   According to the invention of claim 5, when the cavity and the flow path side can communicate with each other by the relief groove, the seat retainer and the ball seat move in opposite directions due to self-tightening force, and the ball seat rear surface is separated from the seat retainer. Furthermore, the abnormal pressure increase can be eliminated by discharging the pressure in the cavity through the relief groove.

本発明のトラニオン型ボールバルブの第1実施形態を示す縦断面図である。It is a longitudinal section showing a 1st embodiment of a trunnion type ball valve of the present invention. 図1におけるA−A断面略図である。It is an AA cross-section schematic in FIG. 図1におけるB−B拡大断面図である。It is BB expanded sectional drawing in FIG. ボールシートの組立て工程を示した縦断面図である。It is the longitudinal cross-sectional view which showed the assembly process of the ball seat. 異常昇圧発生時の状態を示す一部拡大断面図である。It is a partially expanded sectional view which shows the state at the time of abnormal pressure | voltage rise generation | occurrence | production. 図5のボールシートが移動した状態を示す一部拡大断面図である。It is a partially expanded sectional view which shows the state which the ball seat of FIG. 5 moved. 図3の領域Eにおけるボールの微開状態を示した一部拡大断面図である。FIG. 4 is a partially enlarged cross-sectional view showing a slightly opened state of the ball in a region E in FIG. 3. 本発明のトラニオン型ボールバルブの第2実施形態の要部拡大断面図である。It is a principal part expanded sectional view of 2nd Embodiment of the trunnion type | mold ball valve of this invention. 本発明のトラニオン型ボールバルブの第3実施形態の要部拡大断面図である。It is a principal part expanded sectional view of 3rd Embodiment of the trunnion type | mold ball valve of this invention. 本発明のトラニオン型ボールバルブの第4実施形態の要部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the principal part of 4th Embodiment of the trunnion type | mold ball valve of this invention.

以下に、本発明におけるトラニオン型ボールバルブの実施形態並びに作用を図面に基づいて説明する。図1においては、本発明のトラニオン型ボールバルブの一実施形態を弁開の状態で示し、図2においては、図1におけるB−B拡大断面図、すなわち本発明のトラニオン型ボールバルブの中央横断面図を示している。   Hereinafter, embodiments and operations of a trunnion type ball valve according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an embodiment of the trunnion type ball valve of the present invention in an opened state, and FIG. 2 shows an enlarged cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 1, that is, the central cross section of the trunnion type ball valve of the present invention. A plane view is shown.

図1のトラニオン型ボールバルブ(以下、バルブ本体1という)は、ボデー2、ボール3、ステム4、シートリテーナ5、ボールシート6を有し、特に、クラス(呼び圧力)150〜2500の高圧流体用として用いる場合に適している。   1 has a body 2, a ball 3, a stem 4, a seat retainer 5, and a ball seat 6, and in particular, a high-pressure fluid of class (nominal pressure) 150 to 2500. Suitable for use as an application.

ボデー2は、環状ボデー10と両側の環状のキャップ11、11とを有し、これらは炭素鋼やステンレス材料などにより設けられ、ボルトナット12により一体化される。
ボデー2内には、上ステム4a、下ステム4bからなるステム4を介してボール3が回動可能に設けられ、このボール3の双方、すなわち上下流側にボールシート6が装着されたシートリテーナ5が配設される。ボール3はステンレス鋼を材料として形成され、バルブ本体1内の流路15と連通可能な貫通孔3aが設けられる。本実施形態では、ボール3の双方にボールシート6、シートリテーナ5が取付けられているが、これらはボール3の一方に設けられていてもよい。
The body 2 has an annular body 10 and annular caps 11, 11 on both sides, which are made of carbon steel, stainless steel, or the like, and are integrated by bolts and nuts 12.
In the body 2, a ball 3 is rotatably provided via a stem 4 including an upper stem 4 a and a lower stem 4 b, and a seat retainer in which a ball seat 6 is mounted on both the balls 3, that is, on the upstream and downstream sides. 5 is disposed. The ball 3 is made of stainless steel, and is provided with a through hole 3 a that can communicate with the flow path 15 in the valve body 1. In this embodiment, the ball seat 6 and the seat retainer 5 are attached to both the balls 3, but these may be provided on one of the balls 3.

ボールシート6は、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)やナイロン、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)などの樹脂材料により環状に形成され、ボール3の当接側にはシール面16が設けられ、このシール面16に続けて円環状の内周面17が端部側まで設けられる。
ボールシート6外周のシートリテーナ5装着側にはおねじ部20が係止部として設けられ、このおねじ部20は、ボールシート6の装着方向の厚さに対して略半分程度の長さまで設けられる。
The ball sheet 6 is formed in an annular shape from a resin material such as PTFE (polytetrafluoroethylene), nylon, PEEK (polyetheretherketone), and a sealing surface 16 is provided on the contact side of the ball 3. 16 is provided with an annular inner peripheral surface 17 up to the end side.
On the seat retainer 5 mounting side on the outer periphery of the ball seat 6, a male screw portion 20 is provided as a locking portion, and this male screw portion 20 is provided up to about half the length in the mounting direction of the ball seat 6. .

図3、図4において、ボールシート6の内周面には少なくとも一つのリリーフ溝21が形成される。リリーフ溝21は、所定の深さで内周面17のシール面16との境界付近から端部側に渡って設けられ、このリリーフ溝21は、シートリテーナ5への装着後のボールシート6の内周面17側と外周面側(おねじ部20側)との間に設けられる連通部30と連通可能に設けられる。リリーフ溝21は、ボールシート内周面17の複数箇所に均等間隔で設けられていることが望ましい。また、このリリーフ溝は、ボールシート6の内周面17に対向する、シートリテーナ5の後述する装着溝22に設けてもよい。
図示しないが、サイズ10B以上の大口径バルブについては、ボールシート6の外周に締付治具により締付け或は取外し可能となる溝や穴が設けられていてもよく、この場合、ボールシート6の組付けが容易になる。
3 and 4, at least one relief groove 21 is formed on the inner peripheral surface of the ball seat 6. The relief groove 21 is provided from the vicinity of the boundary between the inner peripheral surface 17 and the seal surface 16 to the end side at a predetermined depth, and the relief groove 21 is formed on the ball seat 6 after being mounted on the seat retainer 5. It is provided so that it can communicate with the communication part 30 provided between the inner peripheral surface 17 side and the outer peripheral surface side (male screw part 20 side). The relief grooves 21 are desirably provided at a plurality of locations on the inner peripheral surface 17 of the ball seat at equal intervals. Further, the relief groove may be provided in a mounting groove 22, which will be described later, of the seat retainer 5 that faces the inner peripheral surface 17 of the ball seat 6.
Although not shown, for a large-diameter valve of size 10B or more, a groove or a hole that can be tightened or removed by a tightening jig may be provided on the outer periphery of the ball seat 6. Easy assembly.

一方、シートリテーナ5は、炭素鋼或はステンレス材料などの金属材料により略円筒状に設けられ、ボールシート6の装着側がやや拡径するように形成され、その内部にはボールシート6を装入可能な環状の装着溝22が設けられる。装着溝22の内周の開口側にはおねじ部20と螺合可能なめねじ部23が突状の係合部として設けられる。めねじ部23は、開口側から装着溝22の長さの略半分程度まで設けられ、めねじ部23のねじ山23aは、サイズ3Bのバルブ本体1の場合、ボールシート6のおねじ部20のねじ山20aと同じ仕様となる。めねじ部23よりも奥側には、おねじ部20の外径よりも大径の有底穴24が設けられ、この有底穴24の深さはおねじ部20の長さよりも大きく形成され、有底穴24の内径はおねじ部20の外径よりもやや大きく形成される。   On the other hand, the seat retainer 5 is provided in a substantially cylindrical shape with a metal material such as carbon steel or stainless steel so that the mounting side of the ball seat 6 is slightly enlarged in diameter, and the ball seat 6 is inserted therein. A possible annular mounting groove 22 is provided. On the opening side of the inner periphery of the mounting groove 22, a female screw portion 23 that can be screwed with the male screw portion 20 is provided as a projecting engagement portion. The female thread portion 23 is provided from the opening side to approximately half the length of the mounting groove 22, and the thread 23 a of the female thread portion 23 is the threaded portion 20 of the ball seat 6 in the case of the valve body 1 of size 3B. The same specifications as the screw thread 20a. A bottomed hole 24 having a diameter larger than the outer diameter of the male threaded portion 20 is provided on the back side of the female threaded portion 23, and the depth of the bottomed hole 24 is formed to be larger than the length of the male threaded portion 20. The inner diameter of the bottomed hole 24 is slightly larger than the outer diameter of the external thread portion 20.

シートリテーナ5の装着溝22のめねじ部23にはおねじ部20が螺合され、おねじ部20が有底穴24に収容された状態で、上記ボールシート6が装着溝22に装入される。おねじ部20とめねじ部23との螺合後には、おねじ部20の後端側とめねじ部23の後端側とがおねじ部20の装入方向に係止可能に対向することで、ボールシート6の装着溝22からの飛び出しが防止され、このボールシート6がフリーな状態、すなわち装着溝22に対して、少なくとも流路中心軸Lの方向に可動する状態で装着される。   The male thread portion 20 is screwed into the female screw portion 23 of the mounting groove 22 of the seat retainer 5, and the ball seat 6 is inserted into the mounting groove 22 in a state where the male screw portion 20 is accommodated in the bottomed hole 24. The After the male screw portion 20 and the female screw portion 23 are screwed together, the rear end side of the male screw portion 20 and the rear end side of the female screw portion 23 face each other so as to be latchable in the loading direction of the male screw portion 20. The ball sheet 6 is prevented from jumping out from the mounting groove 22, and the ball sheet 6 is mounted in a free state, that is, in a state of being movable at least in the direction of the flow path center axis L with respect to the mounting groove 22.

ボールシート6の装着後には、全閉時または全開時のバルブ本体1のキャビティ25内の異常昇圧による余剰の圧力がシートリテーナ5の自緊力でボール3とは反対方向に移動され、かつ、装着溝22内のボールシート6の裏面側に流入した流体圧でボールシート6がボール3側に押し出され、このとき連通部30を介してキャビティ25内の異常昇圧が流路15内にリリーフされるようになっている。ここで、キャビティ25内の異常昇圧とは、流体の温度が上昇したり、バルブ本体1が設置されている環境が高温となることにより、弁閉状態のバルブ本体1において、ボデー2やボール3、ボールシート6、シートリテーナ5等により囲まれた、閉じられた空間(キャビティ25)内の圧力が上昇する現象をいう。   After the ball seat 6 is mounted, excess pressure due to abnormal pressure increase in the cavity 25 of the valve body 1 when fully closed or fully opened is moved in the opposite direction to the ball 3 by the self-tightening force of the seat retainer 5, and The ball sheet 6 is pushed out to the ball 3 side by the fluid pressure flowing into the back surface side of the ball sheet 6 in the mounting groove 22, and at this time, abnormal pressure increase in the cavity 25 is relieved in the flow path 15 through the communication portion 30. It has become so. Here, the abnormal pressure increase in the cavity 25 means that the body 2 or the ball 3 in the valve body 1 in the valve closed state is caused by an increase in the temperature of the fluid or a high temperature in the environment in which the valve body 1 is installed. This is a phenomenon in which the pressure in the closed space (cavity 25) surrounded by the ball seat 6, the seat retainer 5 and the like increases.

ここで、図7に示すように、ボールシート6の背面側に圧力が加わったときには、このボールシート6に発生する押出し荷重がねじ山20a、23aに作用するため、この背面圧力に対してボールシート6の飛び出しを防ぐような材料強度(ねじ山のせん断強度)を確保できるようなねじ山高さに設定するようにボールシート6、シートリテーナ5を設ける必要がある。この場合、ねじ山20a、23aにかかる力がボールシート6の材料の降伏点を越えることを防ぎ、バルブ本体1の最低使用温度を考慮して低温時にボールシート6が収縮した場合でもねじ山どうしが引っ掛かるような寸法設定とする。   Here, as shown in FIG. 7, when pressure is applied to the back side of the ball sheet 6, the pushing load generated on the ball sheet 6 acts on the threads 20a and 23a. It is necessary to provide the ball seat 6 and the seat retainer 5 so as to set the thread height so as to ensure the material strength (screw shear strength) that prevents the sheet 6 from popping out. In this case, the force applied to the threads 20a, 23a is prevented from exceeding the yield point of the material of the ball seat 6, and even if the ball seat 6 contracts at a low temperature in consideration of the minimum operating temperature of the valve body 1, the threads are separated. The dimensions should be set so as to catch.

ねじ山20a、23aは細目ねじであることが望ましく、この場合、ねじ長さを極力短かくしてねじ山数を確保しつつねじ山の高さを調整できる。また、細目ねじはピッチが短いことから、円周方向において不完全なねじとなる部分が少なくなる点でも、本発明のトラニオン型ボールバルブにおいては好ましい。   The screw threads 20a and 23a are desirably fine threads, and in this case, the height of the screw threads can be adjusted while ensuring the number of threads by shortening the screw length as much as possible. Further, since the fine screw has a short pitch, it is preferable in the trunnion type ball valve of the present invention in that the number of incomplete threads in the circumferential direction is reduced.

本実施形態では、サイズ3Bのバルブ本体1の場合、ボールシート材質:PTFE、ねじ山高さ:約0.8mm、ねじピッチ:1.5mm(細目ねじを使用)とし、最低使用温度:−46℃、ボールシートの径方向の収縮量:約0.5mm、掛かり:約0.6mm(金属側の熱収縮も考慮)となるようにする。   In this embodiment, in the case of the valve body 1 of size 3B, the ball seat material: PTFE, the thread height: about 0.8 mm, the thread pitch: 1.5 mm (using fine screws), and the minimum operating temperature: −46 ° C. The amount of shrinkage in the radial direction of the ball sheet is about 0.5 mm, and the hook is about 0.6 mm (considering thermal shrinkage on the metal side).

シートリテーナ5にボールシート6を装着する場合、図4(a)において、装着溝22におねじ部20を位置させながら、ボールシート6を螺入方向に回転させ、矢印方向に螺じ込むようにする。図4(b)に示すように、ねじ山20aがねじ山23aから外れるまでボールシート6を螺入させたときにこれらのねじ結合が外れ、ボールシート6がシートリテーナ5に対して抜け止めされた状態でフリーとなる。   When the ball seat 6 is mounted on the seat retainer 5, in FIG. 4 (a), the ball seat 6 is rotated in the screwing direction while the screw portion 20 is positioned in the mounting groove 22, and screwed in the arrow direction. To. As shown in FIG. 4B, when the ball seat 6 is screwed in until the screw thread 20a is removed from the screw thread 23a, these screw connections are released, and the ball sheet 6 is prevented from coming off from the seat retainer 5. It becomes free in the state.

このとき、前記のように有底穴24の深さがおねじ部20の長さよりも大きいことで、ねじ山20aがねじ山23aの領域を確実に超え、おねじ部20が有底穴24に収容されるまで装入可能となり、これらのねじ山20、23aどうしの間に、図5に示すように装入方向(図1の流路中心軸Lの方向)のクリアランスCが設けられる。有底穴24の内径がおねじ部20の外径よりもやや大きくなっていることで、これらの間には径方向の隙間Gも設けられ、この隙間Gによってボールシート6がシートリテーナ5のクリアランスCの範囲において、摺動抵抗の少ない状態で進退可能となる。これらクリアランスC、隙間Gの大きさなどの寸法設定は、組立て時の環境温度や、組立場所の違いによる寒暖差を考慮した上で設定される。本実施形態の場合、夏季で最高40℃、冬季で最低10℃の組立て温度に対応できるように設けられている。   At this time, the depth of the bottomed hole 24 is larger than the length of the male threaded portion 20 as described above, so that the screw thread 20a surely exceeds the region of the threaded thread 23a, and the male threaded portion 20 is in the bottomed hole 24. It is possible to charge until it is accommodated in the housing, and a clearance C in the loading direction (the direction of the flow path center axis L in FIG. 1) is provided between the threads 20 and 23a as shown in FIG. Since the inner diameter of the bottomed hole 24 is slightly larger than the outer diameter of the external thread portion 20, a radial gap G is also provided between them. In the range of the clearance C, it is possible to advance and retreat with little sliding resistance. The dimensions such as the clearance C and the size of the gap G are set in consideration of the environmental temperature at the time of assembly and the temperature difference due to the difference in the assembly location. In the case of this embodiment, it is provided so as to be able to cope with an assembly temperature of a maximum of 40 ° C. in the summer and a minimum of 10 ° C. in the winter.

組付け後には、ボールシート6を螺入方向とは反対方向に回転させ、このボールシート6が再螺合したり、脱落しないことを確認する。この場合、シートリテーナ5のねじ山23aとボールシート6のねじ山20aとの最も高い部分(完全ねじ部)どうしが係止する状態までボールシート6を回転させ、ねじ先の開始部分どうし(不完全ねじ部の先端側どうし)の位置を合わせないようにする。これにより、ボールシート6のシートリテーナ5装着後の再螺合を防ぎ、ボールシート6が確実に可動するようになる。   After the assembly, the ball seat 6 is rotated in the direction opposite to the screwing direction, and it is confirmed that the ball seat 6 does not re-screw or drop off. In this case, the ball seat 6 is rotated until the highest portion (completely threaded portion) between the thread 23a of the seat retainer 5 and the thread 20a of the ball seat 6 is locked, and the screw tip start portions are not Do not align the positions of the complete threaded parts). As a result, re-screwing of the ball seat 6 after the seat retainer 5 is mounted is prevented, and the ball seat 6 is reliably moved.

ここで、ねじ先の開始部分は、図2においておねじ部20aを時計に例えた場合、3時の位置xを避けて配置するのが好ましい。これは、弁閉状態のバルブ本体1を、ステム4を反時計回りに回転して弁開状態にする際、ボール3により閉じられていた流路15は3時の位置xから開き始めるため、この弁の開き始めにおける流速が速い場合、ボールシート6が飛び出しやすいからである。具体的には、シートリテーナ5のねじ山23aとボールシート6のねじ山20aとの最も高い部分どうしを、上記3時の位置に配置するのが好ましい。   Here, when the male screw portion 20a is compared to a timepiece in FIG. 2, the start portion of the screw tip is preferably arranged so as to avoid the 3 o'clock position x. This is because when the valve body 1 in the valve closed state is turned to the valve open state by rotating the stem 4 counterclockwise, the flow path 15 closed by the ball 3 begins to open from the position 3 o'clock, This is because when the flow velocity at the beginning of opening of the valve is high, the ball seat 6 tends to pop out. Specifically, it is preferable to arrange the highest portions of the thread 23a of the seat retainer 5 and the thread 20a of the ball seat 6 at the 3 o'clock position.

上記実施形態では、ボールシート6の外周側におねじ部20、シートリテーナ5にめねじ部23を設けているが、ボールシート6の内周側にめねじ部、シートリテーナ5におねじ部を設け(ともに図示せず)、前記と同様にこれらを螺合しながらボールシート6をシートリテーナ5の装着溝22にフリーな状態で装着してもよい。   In the above embodiment, the threaded portion 20 is provided on the outer peripheral side of the ball seat 6 and the female threaded portion 23 is provided on the seat retainer 5, but the female threaded portion is provided on the inner peripheral side of the ball seat 6 and the threaded portion is provided on the seat retainer 5. (Both not shown), and the ball seat 6 may be mounted in the mounting groove 22 of the seat retainer 5 in a free state while screwing them together as described above.

また、係止部20、係合部23は、それぞれねじ以外であってもよく、係止部20と係合部23とが相互に係止してボールシート6のシートリテーナ5からの飛び出しを防止し、かつ、ボールシート6を装着溝22にフリーな状態で装着できるものであれば、これらを各種の形状に設けることができる。   Moreover, the latching | locking part 20 and the engaging part 23 may each be other than a screw, and the latching | locking part 20 and the engaging part 23 mutually latch, and the ball seat 6 protrudes from the seat retainer 5. As long as the ball seat 6 can be mounted in the mounting groove 22 in a free state, these can be provided in various shapes.

次に、本発明のトラニオン型ボールバルブの上記実施形態における作用を説明する。
本発明のトラニオン型ボールバルブは、図5において、シートリテーナ5の装着溝22内で飛び出しを防止し、フリーな状態で装着したボールシート6により高圧流体を封止できるようにしているため、部品点数を最小限に抑えつつ構造も単純化でき、かつボールシート6をシートリテーナ5に螺じ込むだけで装着できる。
Next, the operation of the above-described embodiment of the trunnion type ball valve of the present invention will be described.
The trunnion-type ball valve according to the present invention is shown in FIG. 5 because it prevents popping out in the mounting groove 22 of the seat retainer 5 and allows the high-pressure fluid to be sealed by the ball seat 6 mounted in a free state. The structure can be simplified while minimizing the number of points, and the ball seat 6 can be mounted simply by screwing it into the seat retainer 5.

この組立て時には、おねじ部20とめねじ部23とを螺合してボールシート6を有底穴24まで装入できるため、無理な力を加えることなく、摩耗や傷付いたりすることを防止しながら少ない組立て工数で所定位置まで正確かつ容易に装着できる。その際、特別な治工具等を必要とすることなく、シートリテーナ5とボールシート6との間に十分なクリアランスC及び隙間Gを設けながら装着でき、組立ての初期状態から余分な応力の発生を防ぎ、作動時の耐久性もよい。さらに、環境温度の影響を受けにくい状態で組立てできる。   At the time of this assembly, the male screw portion 20 and the female screw portion 23 can be screwed together to insert the ball seat 6 into the bottomed hole 24, thereby preventing wear or damage without applying excessive force. However, it can be mounted accurately and easily to a predetermined position with a small number of assembly steps. At this time, it is possible to mount the seat retainer 5 and the ball seat 6 with sufficient clearance C and gap G without requiring a special jig or the like, and extra stress is generated from the initial state of assembly. Prevents and has good durability during operation. Furthermore, it can be assembled in a state that is not easily affected by the environmental temperature.

また、ボールシート6の螺じ込みにより圧入による装着を回避していることで、シート材料の選択肢が多く、例えば、低温用の材料や高温用の材料、あるいは低強度材料や高強度材料の各種材料を用いることができ、高強度材料でボールシート6を設けた場合にも装着容易となる。ボールシート6を完全に螺入させた後には、このボールシート6を有底穴24側に空転する状態で装着できるため、緩み防止用の部材を別途設けることなくボールシート6の自然な緩みや脱落を防止できる。   Further, by avoiding the press-fitting of the ball seat 6 by screwing, there are many options for the sheet material, for example, various materials such as a low temperature material, a high temperature material, a low strength material, and a high strength material. A material can be used, and even when the ball seat 6 is provided with a high-strength material, the mounting is easy. After the ball seat 6 is completely screwed in, the ball seat 6 can be mounted in a state of idling to the bottomed hole 24 side, so that the ball seat 6 can be naturally loosened without a separate member for preventing looseness. Dropping can be prevented.

バルブ本体1が全閉状態の場合、図3に示すように、ボールシート6はコイルばね31によりシートリテーナ5を介してボール3に押圧されており、これにより、ボールシート6のシール面16が全周に渡ってボール3に密着シールすることで漏れを防止する。この場合、シートリテーナ5とキャップ11との間は、Oリング32やパッキン33によりシールされている。
ボールシート6の背面6aは、図7(a)に示すように、最内径位置Pでシートリテーナ5と密着しており、この部位から流体がバルブキャビティ25に通過するのを防止している。
When the valve main body 1 is in a fully closed state, as shown in FIG. 3, the ball seat 6 is pressed against the ball 3 via the seat retainer 5 by the coil spring 31, whereby the sealing surface 16 of the ball seat 6 is Leakage is prevented by tightly sealing the ball 3 over the entire circumference. In this case, the seat retainer 5 and the cap 11 are sealed with an O-ring 32 and a packing 33.
As shown in FIG. 7A, the back surface 6 a of the ball seat 6 is in close contact with the seat retainer 5 at the innermost diameter position P, and prevents fluid from passing through the valve cavity 25 from this portion.

バルブ本体1を開作動して微開状態となった場合には、上述のようにボール3に押圧されていたボールシート6は、ボール3の回転移動により押圧対象がなくなるため、連通部30を介して流れ込んだ流体圧がボールシート6の背面6aに加わり、ボールシート6は、図7(b)に示すようにボール3側に瞬間的に押し出される。   When the valve body 1 is opened to be in a slightly opened state, the ball seat 6 that has been pressed against the ball 3 as described above is not subject to being pressed due to the rotational movement of the ball 3. The fluid pressure flowing in through the pressure is applied to the back surface 6a of the ball sheet 6, and the ball sheet 6 is instantaneously pushed out toward the ball 3 as shown in FIG. 7B.

このとき、おねじ部20のねじ山20aとめねじ部23のねじ山23aとの後端側どうしが当接(係止)することで、ボールシート6の飛び出しが防止される。ボールシート6の背面6aに加わる圧力とキャビティ25内の圧力とが同圧になったときに、ボールシート6がボール3側に押し出される力は無くなる。   At this time, the rear end side of the screw thread 20a of the male screw part 20 and the screw thread 23a of the female screw part 23 abuts (locks) to prevent the ball seat 6 from popping out. When the pressure applied to the back surface 6a of the ball sheet 6 and the pressure in the cavity 25 become the same pressure, the force by which the ball sheet 6 is pushed out to the ball 3 side is lost.

バルブ本体1が全開状態になると、図1に示すように、ボールシート6のシール面16は、再び全周に渡ってボール3に密着シールする。   When the valve body 1 is fully opened, the sealing surface 16 of the ball seat 6 is tightly sealed to the ball 3 again over the entire circumference, as shown in FIG.

異常昇圧によりキャビティ25内の圧力が高くなったときには、図5に示すようにボールシート6がこの圧力に押されて図中の矢印に示すように内径側に傾倒する。この変形により、ボールシート6とボール3とは、異常昇圧発生前のシールポイントとはやや小径のシールポイントRにおいてシール径φdRによりシールし、ボールシート6とシートリテーナ5とは、シールポイントPにおいて背面シール径φdPによりシールしている。   When the pressure in the cavity 25 increases due to abnormal pressure increase, the ball seat 6 is pushed by this pressure as shown in FIG. 5 and tilts toward the inner diameter side as shown by the arrow in the figure. Due to this deformation, the ball seat 6 and the ball 3 are sealed with a seal diameter φdR at a seal point R slightly smaller in diameter than the seal point before occurrence of abnormal pressure increase, and the ball seat 6 and the seat retainer 5 are sealed at the seal point P. Sealing is performed with a back seal diameter φdP.

このボールシート6には、キャビティ25内の圧力(キャビティ圧)がシール面16側と背面6a側の双方に加わる。ここでシール面16側と背面6a側とでは、各シールポイントが、シール径φdR>背面シール径φdP
の関係となるよう、シール径に差を設けている。この径の差を利用して、キャビティ圧によりボールシート6の背面側に加わる力がボール3側に加わる力よりも大きくなるようにし、ボールシート6がボール3側に押し出されるように設定している。
In this ball sheet 6, the pressure in the cavity 25 (cavity pressure) is applied to both the seal surface 16 side and the back surface 6a side. Here, on the seal surface 16 side and the back surface 6a side, each seal point has a seal diameter φdR> back surface seal diameter φdP.
A difference is provided in the seal diameter so that Using this difference in diameter, the force applied to the back side of the ball sheet 6 by the cavity pressure is set to be larger than the force applied to the ball 3 side, and the ball sheet 6 is pushed out to the ball 3 side. Yes.

この押し出し力は、
[キャビティ圧P]×[ボールシート6の背面におけるキャビティ圧の受圧面積X]
で表すことができる。
また、受圧面積は、
(φdR−φdP)×π×4
で表すことができる。
This pushing force is
[Cavity pressure P] × [Cavity pressure receiving area X on the back surface of the ball sheet 6]
Can be expressed as
The pressure receiving area is
(ΦdR−φdP) 2 × π × 4
Can be expressed as

一方、シートリテーナ5には、キャビティ圧がキャップ11側とボールシート6の装着溝22側との双方に加わる。このシートリテーナ5は、キャップ11側において、Oリング32によりキャップ11の内周とシールしている。本実施形態では、このシールポイントをDと表し、このシール径をリテーナシール径φDと示している。   On the other hand, the cavity pressure is applied to both the cap 11 side and the mounting groove 22 side of the ball seat 6 in the seat retainer 5. The seat retainer 5 is sealed from the inner periphery of the cap 11 by an O-ring 32 on the cap 11 side. In this embodiment, this seal point is represented by D, and this seal diameter is represented by retainer seal diameter φD.

ここで、キャップ11側とボールシート6の装着溝22側とでは、各シールポイントがφdD>φdR
の関係となるよう、シール径に差を設けている。この径の差を利用して、キャビティ圧によりシートリテーナ5がコイルばね31の弾発力に抗して、ボール3とは反対側に引き戻されるように設定している。
この引き戻し力は、自緊力ともいい、
[キャビティ圧P]×[ボールシート6の装着溝22におけるキャビティ圧の受圧面積Y]
で表すことができる。また、受圧面積Yは、
(φdP−φdR)×π×4で表すことができる。
Here, on the cap 11 side and the mounting groove 22 side of the ball seat 6, each seal point is φdD> φdR.
A difference is provided in the seal diameter so that By utilizing this difference in diameter, the seat retainer 5 is set to be pulled back to the opposite side of the ball 3 against the elastic force of the coil spring 31 by the cavity pressure.
This pullback force is also called self-tension,
[Cavity pressure P] × [Cavity pressure receiving area Y in the mounting groove 22 of the ball sheet 6]
Can be expressed as The pressure receiving area Y is
(ΦdP−φdR) 2 × π × 4.

ボールシート6がキャビティ圧によりボール3側に押し出された状態を、図6に示す。このように、装着溝22内のボールシート6の裏面側のおねじ部20とめねじ部23との空隙Gに流入したキャビティ25からの流体圧がボールシート6をボール3側に押し出し、ボールシート6の内周面17と装着溝22との間の連通部30からリリーフ溝21を通ってキャビティ25内の流体圧をボール3の一次側の流路内にリリーフする。   FIG. 6 shows a state in which the ball sheet 6 is pushed out to the ball 3 side by the cavity pressure. In this way, the fluid pressure from the cavity 25 that has flowed into the gap G between the external thread portion 20 and the internal thread portion 23 of the back surface side of the ball sheet 6 in the mounting groove 22 pushes the ball sheet 6 toward the ball 3, The fluid pressure in the cavity 25 is relieved in the flow path on the primary side of the ball 3 through the relief groove 21 from the communication portion 30 between the inner peripheral surface 17 and the mounting groove 22.

そして、シートリテーナ5も前述のようにキャビティ圧によりボール3とは反対側に引き戻されるので、押し出されるボールシート6と相まって速やかにボールシート6の背面6aとシートリテーナ5の装着溝22との間に隙間Gを形成することができ、キャビティ25内の流体をボールシート6の背面6aから連通部30を介して一次側の流路15にリリーフすることができる。   Since the seat retainer 5 is also pulled back to the opposite side of the ball 3 by the cavity pressure, as described above, the ball seat 6 is quickly pushed between the back surface 6a of the ball seat 6 and the mounting groove 22 of the seat retainer 5. Thus, the gap G can be formed, and the fluid in the cavity 25 can be relieved from the back surface 6 a of the ball seat 6 to the flow path 15 on the primary side via the communication portion 30.

このように、シートリテーナ5の装着溝22をボールシート6がフリーな状態で移動し、何らかの要因でキャビティ25内が異常昇圧した場合にも、この圧力を流路側に逃がすことが可能な機構に設けていることで、いわゆるセルフリリーフ機能を発揮し、背面側のシールポイントPの位置が常に一定になることでこのセルフリリーフ機能を安定させて確実に異常昇圧を解消し、さらに、セルフリリーフの方向性も容易に制御可能になる。   As described above, even when the ball seat 6 moves in a free state through the mounting groove 22 of the seat retainer 5 and the pressure inside the cavity 25 is abnormally increased for some reason, the mechanism can release this pressure to the flow path side. By providing, the so-called self-relief function is exhibited, and the position of the seal point P on the back side is always constant, so that the self-relief function is stabilized and the abnormal pressure increase is surely eliminated. Directionality can be easily controlled.

高圧流体によりボールシート6が膨張して体積が増加する場合にも、この体積増加分をクリアランスC内で緩和して、ボールシート6の抜け出しやボール3側へ膨出によるシール面16の摩耗を回避できる。   Even when the ball sheet 6 expands due to the high-pressure fluid and the volume increases, the volume increase is relieved in the clearance C, and the wear of the sealing surface 16 due to the ball sheet 6 coming out or bulging toward the ball 3 side is reduced. Can be avoided.

この場合、流体圧の背圧作用によるボールシート6の飛び出しは、ねじ山のせん断強度とボールシート背圧との関係で制御可能であり、すなわち、材料強度と背面側の圧力作用面積との関係を調整しながらボールシート6を形成すれば、確実に飛び出しを防止できる。   In this case, the protrusion of the ball seat 6 due to the back pressure action of the fluid pressure can be controlled by the relationship between the thread shear strength and the ball seat back pressure, that is, the relationship between the material strength and the pressure acting area on the back side. If the ball seat 6 is formed while adjusting the angle, it is possible to reliably prevent popping out.

図8においては、本発明のトラニオン型ボールバルブの第2実施形態を示している。なお、この実施形態以降において上記実施形態と同一部分は同一符号によって表し、その説明を省略する。   FIG. 8 shows a second embodiment of the trunnion type ball valve of the present invention. In the following embodiments, the same parts as those in the above embodiments are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

ここで、図8に示すように、ボールシート6がボール3に押圧されたときには、この押圧によりボールシート6の特にシール面側には、矢印に示すようなボール3の球面に沿って拡径方向に変形する力が加わる。すると、ボールシート6とボール3とのシール位置がずれるおそれがある。
また、ボールシート6が拡径し、シートリテーナ5の装着溝22に設けられためねじ部23に過度に押圧されると、ボールシート6が損傷するおそれがある。このようなボールシート6の拡径現象は、図7に示すようなバルブ本体1の微開状態において、ボール3とボールシート6との狭小な空間に、流れの速い流体が浸入したときにより顕著となる。
Here, as shown in FIG. 8, when the ball sheet 6 is pressed against the ball 3, the diameter of the ball sheet 6 is increased along the spherical surface of the ball 3 as indicated by the arrow, particularly on the sealing surface side of the ball sheet 6. Adds force to deform in the direction. Then, the sealing position between the ball seat 6 and the ball 3 may be shifted.
Further, since the ball sheet 6 is enlarged in diameter and provided in the mounting groove 22 of the seat retainer 5, the ball sheet 6 may be damaged if it is excessively pressed against the screw portion 23. Such a diameter expansion phenomenon of the ball seat 6 is more conspicuous when a fast-flowing fluid enters the narrow space between the ball 3 and the ball seat 6 in the slightly opened state of the valve body 1 as shown in FIG. It becomes.

これらを防ぐため、この実施形態では、めねじ部23のねじ山23a先端側を切り欠き、ボールシート6の外周と平行な面23bを設けたものである。これにより、ねじ山23aとボールシート6との当接部位における応力集中を緩和し、ボールシート6の損傷を防ぐことができる。
また、ねじ山23aの平行面23bの内径を、ボールシート6の外径に近い寸法に設定することにより、ボールシート6の拡径を抑制し、ボールシート6とボール3とのシール位置のずれを低減することができる。
In order to prevent these, in this embodiment, the front end side of the thread 23a of the female thread portion 23 is cut out, and a surface 23b parallel to the outer periphery of the ball seat 6 is provided. Thereby, the stress concentration in the contact portion between the screw thread 23a and the ball sheet 6 can be relaxed, and damage to the ball sheet 6 can be prevented.
Further, by setting the inner diameter of the parallel surface 23b of the screw thread 23a to a dimension close to the outer diameter of the ball sheet 6, the expansion of the ball sheet 6 is suppressed, and the deviation of the sealing position between the ball sheet 6 and the ball 3 is suppressed. Can be reduced.

図9においては、本発明のトラニオン型ボールバルブの第3実施形態を示している。この実施形態では、ボールシート6の背面6a側に、内径に向かって傾斜させた傾斜面6bを形成することにより、この傾斜面6bの最も内径に近い位置Pでボールシート6の背面6aとシートリテーナ5の装着溝22との間のシールをおこなうようにしている。これにより、図1に示す全開状態、あるいは図2に示す全閉状態において、ボールシート6の背面6aには、流路15からの流体圧が浸入しないようにしている。   FIG. 9 shows a third embodiment of the trunnion type ball valve of the present invention. In this embodiment, by forming an inclined surface 6b inclined toward the inner diameter on the back surface 6a side of the ball sheet 6, the back surface 6a of the ball sheet 6 and the sheet are located at a position P closest to the inner diameter of the inclined surface 6b. Sealing with the mounting groove 22 of the retainer 5 is performed. Thereby, in the fully open state shown in FIG. 1 or the fully closed state shown in FIG. 2, the fluid pressure from the flow path 15 does not enter the back surface 6 a of the ball seat 6.

また、前述した図8において、ボールシート6の背面6aを、シートリテーナ5の装着溝22の底面と並行で図1の流路軸Lと直交する面としつつ、最も内径に近い位置Pに環状突部40を設けるようにしてもよい。この場合、ボールシート6の背面6aの最内径側の環状突部40により、シートリテーナ5の装着溝22との間をシールできる。   In addition, in FIG. 8 described above, the back surface 6a of the ball seat 6 is annular at a position P closest to the inner diameter, while being parallel to the bottom surface of the mounting groove 22 of the seat retainer 5 and perpendicular to the flow path axis L of FIG. The protrusion 40 may be provided. In this case, the gap between the seat retainer 5 and the mounting groove 22 can be sealed by the annular protrusion 40 on the innermost diameter side of the back surface 6 a of the ball seat 6.

図10においては、本発明のトラニオン型ボールバルブの第4実施形態におけるシートリテーナ、ボールシートを示している。この実施形態では、図10(a)に示すように、シートリテーナ5において装着溝の内周に設けるめねじ部に代え、円周方向に2〜4ヶ所の切り欠き部50を有する環状縁部51を設け、一方、ボールシート6の外周に設けるおねじ部に代え、円周方向に上記切り欠き部50に対応する2〜4ヶ所の環状突部52を設けたものである。   FIG. 10 shows a seat retainer and a ball seat in the fourth embodiment of the trunnion type ball valve of the present invention. In this embodiment, as shown in FIG. 10 (a), in the seat retainer 5, an annular edge portion having two to four notches 50 in the circumferential direction instead of the female thread portion provided on the inner periphery of the mounting groove. 51. On the other hand, instead of the male thread portion provided on the outer periphery of the ball seat 6, two to four annular protrusions 52 corresponding to the notch portions 50 are provided in the circumferential direction.

ボールシート6をシートリテーナ5に装着する際には、図10(b)に示すように環状突部52を切り欠き部50の位置に合わせた状態でボールシート6をシートリテーナ5に装入し、次いで、図10(c)に示した環状突部52が環状縁部51に対向する位置になるまで、ボールシート6をシートリテーナ5に対して図10(b)の矢印の方向に回転させるようにする。これにより、図10(c)において環状縁部51に環状突部52が係合し、この回転係合によりボールシート6をフリーな状態、すなわち装着溝22に対して可動する状態で装着しつつ、その脱落を防止することができる。   When the ball seat 6 is mounted on the seat retainer 5, the ball seat 6 is inserted into the seat retainer 5 with the annular protrusion 52 aligned with the position of the notch 50 as shown in FIG. Next, the ball seat 6 is rotated with respect to the seat retainer 5 in the direction of the arrow in FIG. 10B until the annular protrusion 52 shown in FIG. Like that. Accordingly, the annular protrusion 52 is engaged with the annular edge 51 in FIG. 10C, and the ball seat 6 is mounted in a free state, that is, in a movable state with respect to the mounting groove 22 by this rotational engagement. , It can be prevented from falling off.

以上、本発明の実施の形態について詳述したが、本発明は、前記実施の形態記載に限定されるものではなく、本発明の特許請求の範囲に記載されている発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の変更ができるものである。   The embodiment of the present invention has been described in detail above, but the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the scope does not depart from the spirit of the invention described in the claims of the present invention. Thus, various changes can be made.

1 バルブ本体
2 ボデー
3 ボール
3a 貫通孔
4 ステム
5 シートリテーナ
6 ボールシート
17 内周面
20 おねじ部(係止部)
20a、23a ねじ山
21 リリーフ溝
22 装着溝
23 めねじ部(係合部)
25 キャビティ
30 連通部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Valve body 2 Body 3 Ball 3a Through-hole 4 Stem 5 Seat retainer 6 Ball seat 17 Inner peripheral surface 20 Male thread part (locking part)
20a, 23a Thread 21 Relief groove 22 Mounting groove 23 Female thread part (engagement part)
25 cavity 30 communication part

Claims (5)

ボデー内に設けた貫通孔を有するボールの一方又は双方にボールシートを装着したシートリテーナを配設し、前記ボールをステムを介して回動可能に設けたボールバルブにおいて、前記ボールシートは、前記シートリテーナに形成した装着溝内に飛び出しを防止し、かつフリーな状態で装着すると共に、全閉時または全開時のキャビティ内の異常昇圧による余剰の圧力を前記シートリテーナの自緊力でボールとは反対方向に移動させ、かつ、装着溝内のボールシートの裏面側に流入した流体圧でボールシートをボール側に押し出してボールシートの内周面と装着溝との間に設けた連通部を介して流路内にリリーフするようにしたことを特徴とするトラニオン型ボールバルブ。   In a ball valve in which a seat retainer in which a ball seat is mounted is disposed on one or both of the balls having a through hole provided in a body, and the ball is rotatably provided via a stem. The seat retainer is prevented from popping into the mounting groove formed in the seat retainer and mounted in a free state, and excessive pressure due to abnormal pressure increase in the cavity when fully closed or fully opened is Is moved in the opposite direction, and a communicating portion provided between the inner peripheral surface of the ball sheet and the mounting groove is formed by pushing the ball sheet to the ball side by the fluid pressure flowing into the back surface side of the ball sheet in the mounting groove. A trunnion type ball valve characterized by relief in the flow path. 前記装着溝の内周の開口側に設けた係合部に前記ボールシートの外周装着側に設けた係止部を装入方向に係止可能に対向させて前記シートリテーナの装着溝からの前記ボールシートの飛び出しを防止し、前記ボールシートを前記装着溝にフリーな状態で装着した請求項1に記載のトラニオン型ボールバルブ。   The engaging portion provided on the opening side of the inner periphery of the mounting groove is opposed to the engaging portion provided on the outer peripheral mounting side of the ball seat so as to be able to be locked in the loading direction. The trunnion-type ball valve according to claim 1, wherein the ball seat is prevented from popping out and is mounted in the mounting groove in a free state. 前記装着溝内周に設けためねじ部を係合部とし、このめねじ部に前記ボールシートのおねじ部を係止部として螺合し、前記おねじ部の後端側と前記めねじ部の後端側とを係止可能に設けて前記ボールシートの飛び出しを防止した請求項2に記載のトラニオン型ボールバルブ。   The threaded portion is provided as an engaging portion to be provided in the inner periphery of the mounting groove, and the male threaded portion of the ball seat is screwed into the female threaded portion as a locking portion, and the rear end side of the male threaded portion and the female threaded portion The trunnion-type ball valve according to claim 2, wherein the rear end side of the ball seat is provided so as to be locked to prevent the ball seat from jumping out. 前記めねじ部内端のねじ山と前記おねじ部外端のねじ山とを係止させて前記ボールシートの飛び出しを防止した請求項3に記載のトラニオン型ボールバルブ。   4. The trunnion-type ball valve according to claim 3, wherein the internal thread of the female thread portion and the external thread of the external thread portion are locked to prevent the ball seat from popping out. 前記ボールシートの内周面、または、この内周面に対向するシートリテーナの装着溝に、前記連通部と連通する少なくとも一つのリリーフ溝を形成した請求項1乃至3の何れか1項に記載のトラニオン型ボールバルブ。   The at least 1 relief groove | channel which communicates with the said communication part is formed in the mounting groove of the seat retainer facing the inner peripheral surface of this ball seat or this inner peripheral surface. Trunnion type ball valve.
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