JP2017015242A - ソフトシート型ディスクシートレスシールバルブ - Google Patents

Abstract

【課題】閉状態での製品液の遮断を確実に行うことができると共に、弁部の洗浄を短時間で確実に行うことができ、残留した製品液が腐敗して製品に混入することのない弁部のシール構造を備えたシールバルブを提供することにある。【解決手段】上記課題を解決するため、従来のような弁栓の凹溝にディスクシートを嵌合したシール構造に代えて、本発明では、弁座（３）を、剛性を有する金属芯部（２３）及びゴムまたは軟質合成樹脂製のシート状材（２０）から形成し、金属芯部（２３）の内周面並びにこれに続く上部水平面及び下部水平面の一部をシート状材（２０）で密着して覆い、弁栓（４）が該シート状材（２０）を介して弁座（３）に圧接されるシール構造を採用する。【選択図】図１

Description

本発明は、例えば食品工業、薬品工業等における各種液体の輸送配管に介在して流路を開閉するシールバルブに関する。

食品、醸造、乳業、化学薬品等の製造設備のラインには、複数のバルブが使用され流路の調整が行われている。
これらのバルブは、閉状態では、水平方向に配され、水平方向の断面形状が円形の開口を中心部に有する弁座に、弁栓を圧接することにより製品液を遮断するものであるが、安全性の観点から製品液の遮断を確実に行う必要があるため、弁座に当接する弁栓の部分に、弁座の円形の開口と同心円をなすように円形の凹溝を設け、この凹溝にゴム、樹脂等の弾性体で形成されたシール材（以下、「ディスクシート」という。）を嵌合することによりシール性を向上させている。（特許文献１）
一方、製品の安全性を確保するため、食品、醸造、乳業、化学薬品等の製造設備のラインは製品製造後にＣＩＰ洗浄（Cleaning In Place：定置洗浄）が行われ、このＣＩＰ洗浄では、洗浄を目的とするライン（配管、バルブ等）に、水、温水、アルカリ液、場合によっては塩素水を流して、洗浄・滅菌が行われる。

しかしながら、上記のようにディスクシートを弁栓の凹溝に嵌合した場合には、製造時に弁栓の凹溝とディスクシートとの嵌合面から奥の閉塞部に侵入した製品液は、洗浄によっても完全に除くことが難しく、この残留した製品液が腐敗して製品に混入すると製品の品質・安全性が確保できなくなる。

また、上記のような、ディスクシートの欠点を改良するものとして、特許文献２では、弁座に弾性体のディスクシートを嵌合させるのではなく、弁座全体を、ポリエーテルケトン、ポリエーテルスルフォン、ポリスルホン等の硬質合成樹脂材料で形成することが提案されているが、弁座の強度・剛性を確保するために弁座全体を硬質合成樹脂材料で形成すると、バルブの閉状態において弁座と弁栓とのシールが弾性体を介して十分に行われなくなるので、製品液の遮断が確実に行えないという問題が生じる。

特開２０００−１４６０２１号公報 特開２０１０−２６６０１３号公報

本発明は、閉状態での製品液の遮断を確実に行うと共に、弁部の洗浄を短時間で確実に行うことができ、残留した製品液が腐敗して製品に混入することのない弁部のシール構造を備えたシールバルブを提供することを課題とする。

本発明のシールバルブは、垂直方向の弁栓作動シャフトの昇降により、水平方向に配され、水平方向の断面が中心部に円形の開口を有する形状である弁座に、弁栓を離間・圧接して開閉する弁部を有するシールバルブであって、前記弁座は剛性を有する金属芯部及びゴムまたは軟質合成樹脂製のシート状材からなり、該金属芯部の内周面並びにこれに続く上部水平面及び下部水平面の一部が該シート状材で密着して覆われており、前記弁栓が該シート状材を介して前記弁座に圧接されるシール構造を備えることを特徴とするものである。

本発明のシールバルブは、シート状材が、外周面の中央部に水平方向に連続する開口部を有する中空のリング形状をしており、該シート状材により、前記弁座の金属芯部の内周面並びにこれに続く上部水平面及び下部水平面の一部を密着して覆うと共に、該シート状材の該開口部の上端部及び下端部を、前記弁座の金属芯部の上部水平面及び下部水平面に、前記弁座の円形の開口と同心円をなすように、それぞれ設けられた円形の凹溝に嵌合して、該シート状材を前記弁座の金属芯部に固定させたものであることが好ましい。

また、本発明のシールバルブは、一重シールバルブであることが好ましい。
また、本発明のシールバルブは、二重シールバルブであってもよい。

また、本発明のシールバルブは、弁座のシート状材に圧接される弁栓の部分、または、弁栓に圧接される弁座のシート状材の部分に、前記弁座の円形の開口と同心円をなすように突条部を設けたものが好ましい。

また、本発明のシールバルブで用いるシート状材は、ゴムで形成されることが好ましい。また、本発明のシールバルブで用いるシート状材は、フッ素系樹脂で形成されてもよい。また、本発明のシールバルブで用いるシート状材は、弁座の金属芯部の凹溝に嵌合される先端部がゴムで形成され、その他の部分がフッ素系樹脂で形成されることが好ましい。

また、本発明のシールバルブは、水平方向に設置された２本の管の間の製品液の遮断、通液に用いられることが好ましい。
また、本発明のシールバルブは、水平方向に設置された管と、垂直方向に設置された管との間の製品液の遮断、通液に用いられることが好ましい。
また、本発明のシールバルブは、製品液を貯えたタンクと、その下方に設けられた、水平方向または斜め下方向に設置された管との間の製品液の遮断、通液に用いられることが好ましい。

本発明は、弁座の構造を、剛性を有する金属芯部の内周面並びにこれに続く上部水平面及び下部水平面の一部を、ゴムまたは軟質合成樹脂製のシート状材で密着して覆う構造として、金属芯部で弁座の強度・剛性を確保し、ゴムまたは軟質合成樹脂製のシート状材で弁座と弁栓間のシール性を確保するようにしたので、閉状態での製品液の遮断を確実に行うことができると共に、弁部の洗浄を短時間で確実に行うことができ、しかも、残留した製品液が腐敗して製品に混入することのない弁部のシール構造を備えたシールバルブを提供することができる。

さらに、本発明の弁部のシール構造を採用したシールバルブは、シール材である「シート状材」の交換が、従来の「ディスクシート」よりも簡単かつ短時間で行うことができる。

本発明の第１実施形態の一重シールバルブの弁座及び弁栓部分の縦断面図である。 図１におけるシート状材の斜視図である。 本発明の第２実施形態の一重シールバルブの弁座及び弁栓部分の縦断面図である。 本発明の第３実施形態の一重シールバルブの弁座及び弁栓部分の縦断面図である。 図４における弁座を覆うシート状材と弁栓との圧接部分αの拡大図である。 本発明の第４実施形態の一重シールバルブの弁座及び弁栓部分の縦断面図である。 図６における弁座を覆うシート状材と弁栓との圧接部分βの拡大図である。 本発明の第５実施形態の二重シールバルブの弁座及び弁栓部分の縦断面図である。 本発明の第６実施形態の二重シールバルブの弁座及び弁栓部分の縦断面図である。 本発明の第７実施形態の二重シールバルブの弁座及び弁栓部分の縦断面図である。 本発明の第８実施形態の二重シールバルブの弁座及び弁栓部分の縦断面図である。 本発明の一重シールバルブを、水平方向に設置された管と、垂直方向に設置された管との間の製品液の遮断、通液に用いた本発明の第９実施形態における、該シールバルブの弁座及び弁栓部分の縦断面図である。 本発明の一重シールバルブを、製品液を貯えたタンクと、その下方に設けられた、水平方向に設置された管との間の製品液の遮断、通液に用いた本発明の第１０実施形態における、該シールバルブの弁座及び弁栓部分の縦断面図である。 本発明の一重シールバルブを、製品液を貯えたタンクと、その下方に設けられた、水平方向に設置された管との間の製品液の遮断、通液に用いた本発明の第１１実施形態における、該シールバルブの弁座及び弁栓部分の縦断面図である。 本発明の二重シールバルブを、製品液を貯えたタンクと、その下方に設けられた、水平方向に設置された管との間の製品液の遮断、通液に用いた本発明の第１２実施形態における、該シールバルブの弁座及び弁栓部分の縦断面図である。 従来の一重シールバルブの弁部の概略を示す図であり、左半部が縦断面図、右半部が外観図である。 従来の二重シールバルブの弁部の概略及び弁部の開閉動作を示す縦断面図であり、左半部の縦断面図では、メインシャフト及びサブシャフトを断面ではなく外観で示している。 従来のシールバルブにおける、弁栓へのディスクシートの取り付け状況を示す拡大縦断面図である。

以下に、本発明のシールバルブの実施形態について、図面も参照しながら具体的に説明するが、これらにより本発明が限定されるものではない。

まず、食品、醸造、乳業、化学薬品等の製造設備のラインにおいて、従来用いられているシールバルブについて説明する。
図１６に従来の一重シールバルブの弁部の概略を示し、図１７に従来の二重シールバルブの概略を示す。これらのシールバルブは既に一般に知られているものであり、ここでは、弁部の概略を中心に簡単に説明する。

まず、図１６に基づき従来の一重シールバルブについて説明する。図１６では、左半部が縦断面図、右半部が外観図を示している。
図１６はバルブが全閉した状態を示しており、上の管１０１と下の管１０２とは、弁座１０３と、弁栓１０４に嵌合されたディスクシート１０４ａによりシールされている。シャフト１０５が上方に動くと、シャフト１０５と一体に形成されている弁栓１０４が上方に動いてバルブが開放され、上の管１０１と下の管１０２とが通液状態となる。

次に、図１７に基づき従来の二重シールバルブについて説明する。図１７は、縦断面図を示しているが、左半部の縦断面図では、メインシャフト及びサブシャフトを断面ではなく外観で示している。

図１７（ａ）はバルブが全閉した状態を示しており、上の管１０１と下の管１０２とは、弁座１０３と、第１弁栓１０６に嵌合した第１ディスクシート１０６ａ及び第２弁栓１０７に嵌合した第２ディスクシート１０７ａにより二重にシールされている。

図１７（ｂ）はバルブが開側に作動し始めた状態を示しており、メインシャフト１０８が上方に動いてサブシャフト１０９と接し、メインシャフト１０８と一体に形成されている第１弁栓１０６と、サブシャフト１０９と一体に形成されている第２弁栓１０７とが、第３ディスクシート１０７ｂでシールされる。

図１７（ｃ）はバルブが全開した状態を示しており、メインシャフト１０８がさらに上方に動いてバルブが開放され、上の管１０１と下の管１０２とが通液状態となる。
このように、従来の一重シールバルブ及び二重シールバルブにおいては、弁栓の凹溝に嵌合したディスクシートにより、弁栓と弁座との間のシールを行うものである。

図１８に拡大して示すように、ディスクシート１０４ａが弁栓１０４の凹溝に隙間なく、確実に嵌合するように、（１）凹溝を蟻溝とする、（２）ディスクシート１０４ａの底側を先太とする、（３）ディスクシート１０４ａの表面側に侵入防止突起１１０を設ける等の工夫がなされているが、ディスクシート１０４ａと弁栓１０４の凹溝との間、特に底側側面にはどうしても空隙部１１１が生じてしまう。

そして、従来の一重シールバルブのディスクシート１０４ａ、従来の二重シールバルブの第１ディスクシート１０６ａ及び第２ディスクシート１０７ａには、図１６および図１７からもわかるように、バルブ開放時には、弁栓と弁座との間を流れる製品液の液流が直接衝突し、また、バルブ閉鎖時にはシールする際の応力が直接作用するため、圧縮永久歪が発生し、弁栓１０４の凹溝とディスクシート１０４ａとの嵌合面から製品液が内部に侵入し、空隙部１１１に蓄積されることとなる。

そして、この空隙部１１１に一旦製品液が蓄積されてしまうと、洗浄によってもこれを除くことは難しく、残留した製品液が腐敗して製品に混入し、製品の品質・安全性が確保できなくなる。

また、ディスクシートを取り外して蓄積された製品液を取り除こうとしても、ディスクシートを着脱する作業には、熟達した技術、専用の治具を要し、さらに、シールが完全に行われるよう調整しつつ装着を行う必要があるため、短時間で迅速に行ったり、頻繁に行うことはできない。

本発明は、従来のような、弁栓の凹溝にディスクシートを嵌合したシール構造に代えて、弁座を、剛性を有する金属芯部及びゴムまたは軟質合成樹脂製のシート状材から形成し、該金属芯部の内周面並びにこれに続く上部水平面及び下部水平面の一部が該シート状材で密着して覆われており、弁栓が該シート状材を介して弁座に圧接されるシール構造を採用したことを主要な特徴とするものである。

より具体的には、本発明の第１〜８実施形態（図１、３〜４、６及び８〜１１）のように、外周面の中央部に水平方向に連続する開口部を有する中空のリング形状としたゴムまたは軟質合成樹脂製のシート状材２０によって、弁座３の金属芯部２３の内周面並びにこれに続く上部水平面及び下部水平面の一部を密着して覆うと共に、このシート状材２０の該開口部の上端部及び下端部を、前記弁座３の金属芯部２３の上部水平面及び下部水平面に、前記弁座３の円形の開口と同心円をなすように、それぞれ設けられた円形の凹溝に嵌合して、このシート状材２０を弁座３の金属芯部２３に固定させるシール構造を採用したものである。

本発明の第１〜１２実施形態のうち、第１〜４及び９〜１１実施形態（図１、３〜４、６及び１２〜１４）は、一重シールバルブにおいて上記シール構造を採用したものであり、第５〜８及び１２実施形態（図８〜１１及び１５）は、二重シールバルブにおいて上記シール構造を採用したものである。

本発明の第１〜４実施形態（図１、３〜４及び６）においては、一重シールバルブが用いられ、従来の一重シールバルブ（図１６）で説明したように、バルブが全閉した状態では、上の管１と下の管２とは、弁座３の金属芯部２３を覆うシート状材２０と、弁栓４によりシールされており、シャフト５が上方に動くと、シャフト５と一体に形成されている弁栓４が上方に動いてバルブが開放され、上の管１と下の管２とが通液状態となる。

本発明の第５〜８及び１２実施形態（図８〜１１及び１５）においては、二重シールバルブが用いられる。第５〜８実施形態では、従来の二重シールバルブ（図１７）で説明したように、バルブが全閉した状態では、上の管１と下の管２とは、弁座３の金属芯部２３を覆うシート状材２０と、第１弁栓６及び第２弁栓７により二重にシールされており、メインシャフト８が上方に動いてサブシャフト９と接し、さらに上方に動いてバルブが開放され、上の管１と下の管２とが通液状態となる。

図１（本発明の第１実施形態）のシート状材２０の斜視図を示す図２に基づいて、このシート状材２０の形状・構造についてさらに具体的に説明する。なお、図２においては、図１に対応するシート状材２０の断面を点線で示している。

シート状材２０は、内周面２０−１と、内周面２０−１の上端に続く上部水平面２０−２と、内周面２０−１の下端に続く下部水平面２０−３と、内周面２０−１と対向し、上部水平面２０−２及び下部水平面２０−３に接続する外周面２０−４とから形成され、外周面２０−４の中央部には水平方向に連続する開口部２０−５が設けられている。

弁座３は、剛性を有する金属芯部２３と、ゴムまたは軟質合成樹脂製のシート状材２０から形成されており、シート状材２０の内周面２０−１、上部水平面２０−２及び下部水平面２０−３により、金属芯部２３の内周面並びにこれに続く上部水平面及び下部水平面の一部が密着して覆われる。また、シート状材２０の外周面２０−４の開口部２０−５の上端部及び下端部は、弁座３の金属芯部２３の上部水平面及び下部水平面に、弁座３の円形の開口と同心円をなすように、それぞれ設けられた円形の凹溝に嵌合し、シート状材２０が弁座３の金属芯部２３に固定される。

このように、本発明のシールバルブは、弁座の金属芯部の内周面並びにこれに続く上部水平面及び下部水平面の一部をゴムまたは軟質合成樹脂製のシート状材で密着して覆うシール構造としたため、弁座の金属芯部とこれを覆うシート状材との嵌合面から製品液が内部に侵入し、空隙部に蓄積されることが避けられるという優れた効果を奏する。

すなわち、従来のような、弁栓の凹溝にディスクシートを嵌合したシール構造では、バルブ開放時には弁栓と弁座との間を流れる製品液の液流が直接衝突し、また、バルブ閉鎖時にはシールする際の応力が直接作用することから、ディスクシートに圧縮永久歪が発生し、弁栓の凹溝とディスクシートとの嵌合面から製品液が内部に侵入・蓄積されるが、本発明のシール構造では、バルブ開放時に弁栓と弁座との間を流れる製品液の液流が直接衝突する位置や、バルブ閉鎖時にシールする際の応力が直接作用する位置には、弁座とシート状材間の外部に通じる嵌合面を有しないので、弁座の金属芯部とこれを覆うシート状材との嵌合面から製品液が内部に侵入し空隙部に蓄積されるのを回避することができる。

例えば、本発明では、本発明の第１〜８実施形態（図１、３〜４、６及び８〜１１）のように、外周面２０−４の中央部に水平方向に連続する開口部２０−５を有する中空のリング形状としたゴムまたは軟質合成樹脂製のシート状材２０の該開口部２０−５の上端部及び下端部を、弁座３の金属芯部２３の上部水平面及び下部水平面に、弁座３の円形の開口と同心円をなすように、それぞれ設けられた円形の凹溝に嵌合して、このシート状材２０を弁座３の金属芯部２３に固定させるシール構造としているが、弁座３の金属芯部２３とシート状材２０間の外部に通じる嵌合面は、バルブ開放時に弁栓４と弁座３との間を流れる製品液の液流が直接衝突する位置や、バルブ閉鎖時にシールする際の応力が直接作用する位置以外の位置にあるので、この嵌合さえ確実に行えば、この嵌合部から製品液が侵入することは実質的にほとんど生じない。

本発明の弁部のシール構造は、垂直方向の弁栓作動シャフトの昇降により、水平方向に配され、水平方向の断面形状が円形の開口を中心部に有する弁座に、弁栓を離間・圧接して開閉する弁部を有する各種のシールバルブにおいて用いることができる。

具体的には、図１に示す本発明の第１実施形態、図３に示す本発明の第２実施形態、図４に示す本発明の第３実施形態、図６に示す本発明の第４実施形態、図１２に示す本発明の第９実施形態、図１３に示す本発明の第１０実施形態及び図１４に示す本発明の第１１実施形態は、一重シールバルブに本発明の弁部のシール構造を適用したものであり、図８に示す本発明の第５実施形態、図９に示す本発明の第６実施形態、図１０に示す本発明の第７実施形態、図１１に示す本発明の第８実施形態及び図１５に示す本発明の第１２実施形態は、二重シールバルブに本発明の弁部のシール構造を適用したものである。

本発明の第１〜１２実施形態（図１、３〜４、６及び８〜１５）のように、外周面２０−４の中央部に開口部２０−５を有する中空のリング形状のシート状材２０を、弁座３の金属芯部２３の内周面並びにこれに続く上部水平面及び下部水平面の一部を密着して覆い、シート状材２０の開口部２０−５の上端部及び下端部を、弁座３の金属芯部２３の上部水平面及び下部水平面に、弁座３の円形の開口と同心円をなすように、それぞれ設けられた円形の凹溝に嵌合して、シート状材２０を弁座３の金属芯部２３に固定するようにすると、シート状材２０を弁座３の金属芯部２３の内周面近辺に確実に固定できるため好ましい。

さらに、本発明の第１〜１２実施形態（図１、３〜４、６及び８〜１５）のように、シート状材２０で覆われていない、弁座３の金属芯部２３の上部水平面及び下部水平面と、弁座３を覆ったシート状材２０の上部水平面及び下部水平面とが、それぞれ、同じ水平面上に来るようにすると、シート状材２０を弁座３の金属芯部２３の内周面近辺により確実に固定でき、また、シート状材２０と弁座３の金属芯部２３の凹溝との間に製品液がより侵入しにくくなるので好ましい。

本発明のシート状材は、（１）通常、ステンレス鋼等の耐腐食性に優れた金属材からなる弁栓に圧接してシール性を確保する必要があること、（２）弁座の内周面を密着して覆い、脱落したり、嵌合部から製品液が侵入することのないようにする必要があること等から、可撓性を有するゴムまたは軟質合成樹脂を素材として用いる。

ゴムの種類としては、例えば、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、水素化ニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、イソプレンゴム、クロロスルフォン化ゴム、スチレンブタジエンゴム、塩素化ポリエチレン、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム（ＮＢＲ）等の合成ゴム、あるいは天然ゴムが好適なものとして挙げられる。なお、ウレタンゴム、シリコーンゴムは、強度が不足するためあまり好ましくない。

軟質合成樹脂としては、耐薬品性に優れることからフッ素系樹脂を好適に用いることができるが、耐薬品性に優れるものであれば、他の種々の合成樹脂も使用できる。

好ましいフッ素系樹脂としては、例えば、４フッ化エチレン樹脂（商品名：テフロンＰＴＦＥ、フルオン等）、四フッ化エチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルの共重合体樹脂（商品名：テフロンＰＦＡ）、四フッ化エチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルと六フッ化プロピレンの三元共重合体樹脂（商品名：テフロンＥＰＥ）、四フッ化エチレンと六フッ化プロピレンの共重合体樹脂（商品名：テフロンＦＥＰ）、四フッ化エチレンとエチレンとの共重合体樹脂（商品名：テフロンＥＴＦＥ、テフゼル）、ポリフッ化ビニリデン樹脂（商品名：テフロンＰＶＤＦ、カイナー）、トリフルオロモノクロロエチレンとエチレンの共重合体（商品名：テフロンＥＣＴＦＥ）、モノフルオロエチレン樹脂（商品名：テフロンＰＶＦ）等が挙げられる。

シート状材を可撓性に優れたものとするには、本発明の第１実施形態（図１）、第３実施形態（図４及び図５）、第５実施形態（図８）、第７実施形態（図１０）のように、シート状材２０をゴム２０ａで形成するのが好ましい。

一方、シート状材を耐薬品性に優れたものとするには、シート状材をフッ素系樹脂で形成するのが好ましいが、この場合にはシート状材の可撓性が不足し、シート状材が弁座から脱落したり、シート状材と弁座との嵌合部から製品液が侵入したりするおそれがあるため、部分的にゴムを併用することが好ましい。例えば、本発明の第２実施形態（図３）、第４実施形態（図６及び図７）、第６実施形態（図９）、第８実施形態（図１１）のように、フッ素系樹脂２０ｂで形成したシート状材２０の外周面の上部及び下部の先端部をゴム２０ａで形成することや、フッ素系樹脂２０ｂで形成したシート状材２０が弁座３と接する側の表面（シート状材２０が中空のリング形状である場合は、中空リングの内面）にゴムを積層することが好ましい。

本発明のシートバルブは、弁栓４を、可撓性を有するゴムまたは軟質合成樹脂製のシート状材２０を介して弁座３に圧接することにより、閉状態での製品液の遮断を確実に行うものであるが、面圧を確保し、シールをより確実に行うためには、本発明の第３実施形態（図４）、第４実施形態（図６）、第７実施形態（図１０）及び第８実施形態（図１１）に示し、さらに、図４の部分拡大図（圧接部分αの拡大図）である図５、及び図６の部分拡大図（圧接部分βの拡大図）である図７に示すように、弁座３の金属芯部２３を覆うシート状材２０に圧接される弁栓４の部分に、弁座３の円形の開口と同心円をなすように突条部２１を設けるか、または、弁栓４に圧接される弁座３のシート状材２０の部分に、弁座３の円形の開口と同心円をなすように突条部２２を設けることが好ましい。なお、図１０及び図１１における弁座３のシート状材２０と第１弁栓６，第２弁栓７との圧接部分α，βの拡大図は、弁栓４が異なるだけで図５及び図７の構成と同様である。

この突条部２１，２２の、突条部２１，２２の全体形状である円の中心を通る縦断面形状としては、突条部２１，２２の高さが高く、傾斜が急なほど、シールを確実に行うことができるが、この反面、シート状材２０に摩耗や損傷が生じやすくなるため、シート状材２０の材質、シールする製品液の圧力等に応じて、適宜設定することができる。通常は、突条部２１，２２の高さは、数ｍｍ程度とし、傾斜は、応力集中を避けるためできるだけなだらかにするのが好ましい。

中空のリング形状のシート状材の開口部の上端部及び下端部と、弁座の金属芯部の上部水平面及び下部水平面にそれぞれ設けられた円形状の凹溝との嵌合をより確実に行い、嵌合面から嵌合部内に製品液が侵入しないように、嵌合面の形状を設計することができる。

例えば、本発明の第１〜８実施形態（図１、３〜４、６及び８〜１１）では、図５及び図７に拡大して示すように、弁座３の金属芯部２３とシート状材２０との外部に通じる嵌合面に段差を設け、シート状材２０を先太の形状とすることにより、弁座３の金属芯部２３とシート状材２０との嵌合をより確実なものとし、製品液が嵌合面から嵌合部内に浸入するのを防止している。

さらに、上記本発明の第１実施形態〜第８実施形態では、本発明のシールバルブを、水平方向に設置された２本の管（上の管１及び下の管２）間の製品液の遮断、通液に用いたものであるが、本発明のシールバルブは、図１２（本発明の第９実施形態）に示すように、水平方向に設置された管１０と、垂直方向に設置された管１１との間における製品液の遮断、通液に用いることができ、さらに、図１３〜１５（本発明の第１０〜１２実施形態）に示すように、製品液を貯えたタンク１３と、その下方に設けられた、水平方向に設置された管１４または斜め下方向に設置された管との間における製品液の遮断、通液に用いることもできる。

まず、図１２を参照しながら、本発明の第９実施形態について具体的に説明する。
第９実施形態は、本発明のシールバルブを、水平方向に設置された管１０と、垂直方向に設置された管１１との間の製品液の遮断、通液に用いたことを特徴としている。第９実施形態では、垂直方向に設置された管１１の径がシールバルブの径に比べて小さく設定されていることから、下方に向けて徐々に内径が縮小するノズル部１２によって両者を円滑に接続するようにしているが、垂直方向に設置された管１１の径がシールバルブの径に比べて大きい場合には、下方に向けて徐々に内径が拡大するノズル部によって両者を円滑に接続することができるし、また、両者の径に差異が無い場合には、特にノズル部を設ける必要はない。

本発明の第９実施形態では、第１実施形態〜第４実施形態と同様に、シャフト５が下降してバルブが全閉した状態では、水平方向に設置された管１０と、垂直方向に設置された管１１とは、弁座３の金属芯部２３を覆うシート状材２０と、弁栓４によりシールされており、シャフト５が上方に動くと、シャフト５と一体に形成されている弁栓４が上方に動いてバルブが開放され、水平方向に設置された管１０と、垂直方向に設置された管１１とが通液状態となるものである。

次に、図１３及び図１４を参照しながら、本発明の第１０実施形態及び第１１実施形態について具体的に説明する。
第１０実施形態及び第１１実施形態は、本発明の一重シールバルブを、製品液を貯えたタンク１３と、その下方に設けられた、水平方向に設置された管１４との間の製品液の遮断、通液に用いたことを特徴としている。第１０実施形態及び第１１実施形態では、水平方向に設置された管１４を用いているが、第９実施態様に示すようなノズル部１２を用いることにより、これを斜め下方向に設置された管とすることもできる。

従来の、ディスクシートを弁栓の凹溝に嵌合したシールバルブを、このようにタンクの下部の開口部に設けた場合には、タンクに貯えられた製品液による高い圧力、タンクの底部に沈殿した残渣・沈殿物により、シールバルブの嵌合面から残渣・沈殿物が侵入し、洗浄によっても完全に除くことが難しくなるという不都合が生じるが、本発明のシールバルブを設けた場合にはこのような不都合は全く生じない。

第１０実施形態では、弁座３に対して弁栓４がタンク１３と反対側に設けられており、また、第１１実施形態では、弁座３に対して弁栓４がタンク１３と同じ側に設けられている。

第１０実施形態のような弁栓４の配置を採用した場合には、シールバルブを閉じた場合に、タンク１３に貯えた製品液の圧力により製品液が漏れやすくなるというデメリットがあるが、シールバルブの構造を簡素化できるというメリットがあり、一方、第１１実施形態のような弁栓４の配置を採用した場合には、シールバルブの構造がやや複雑になるというデメリットがあるが、シールバルブを閉じた場合に製品液が漏れにくいというメリットがある。したがって、タンク１３に貯えられる製品液の量、シールバルブが受ける圧力等を考慮して、好適な弁栓４の配置を選択することができる。

次に、図１５を参照しながら、本発明の第１２実施形態について具体的に説明する。
第１２実施形態は、本発明の二重シールバルブを、製品液を貯えたタンク１３と、その下方に設けられた、水平方向に設置された管１４との間の製品液の遮断、通液に用いたことを特徴としている。第１２実施形態では、水平方向に設置された管１４を用いているが、第９実施態様に示すようなノズル部１２を用いることにより、これを斜め下方向に設置された管とすることもできる。

従来の、ディスクシートを弁栓の凹溝に嵌合したシールバルブを、このようにタンクの下部の開口部に設けた場合には、タンクに貯えられた製品液による高い圧力、タンクの底部に沈殿した残渣・沈殿物により、シールバルブの嵌合面から残渣・沈殿物が侵入し、洗浄によっても完全に除くことが難しくなるという不都合が生じるが、本発明のシールバルブを設けた場合にはこのような不都合は全く生じない。

さらに、第１２実施形態では、弁座３に対して弁栓４がタンク１３と反対側に設けられており、本発明の第５〜８実施形態（図８〜１１）の二重シールバルブと同様に、図１５に示されるバルブが全閉した状態では、タンク１３と水平方向に設置された管１４とは、弁座３の金属芯部２３を覆うシート状材２０と、第１弁栓６及び第２弁栓７により二重にシールされており、メインシャフト８が下方に動いてサブシャフト９と接し、次いでサブシャフト９が下方に動くことにより、第１弁栓６、次いで第２弁栓７が下方に動いてバルブが開放され、タンク１３と水平方向に設置された管１４とが通液状態となる。

このように、本発明のシールバルブは、閉状態での製品液の遮断を確実に行うことができると共に、弁部の洗浄を短時間で確実に行うことができ、しかも、残留した製品液が腐敗して製品に混入することのない優れたものである。

さらに、本発明の弁部のシール構造を採用したシールバルブは、シール材である「シート状材」の形状が従来の「ディスクシート」よりも大きく、脱着が容易にでき、また、弁座に取り付ける「シート状材」の数は、一重シールバルブ、二重シールバルブのいずれにおいても１個でよいため、交換作業も、従来の「ディスクシート」に比べ、簡単かつ短時間で行える優れたものである。

１ 上の管
２ 下の管
３ 弁座
４ 弁栓
５ シャフト
６ 第１弁栓
７ 第２弁栓
８ メインシャフト
９ サブシャフト
１０ 水平方向に設置された管
１１ 垂直方向に設置された管
１２ ノズル部
１３ （製品液を貯えた）タンク
１４ 水平方向に設置された管
２０ シート状材
２０−１ 内周面
２０−２ 上部水平面
２０−３ 下部水平面
２０−４ 外周面
２０−５ 開口部
２０ａ シート状材のゴムで形成された部分
２０ｂ シート状材のフッ素系樹脂で形成された部分
２１ （弁座を覆うシート状材に圧接される弁栓の部分に設けられた）突条部
２２ （弁栓に圧接される弁座を覆うシート状材の部分に設けられた）突条部
２３ 金属芯部
１０１ 上の管
１０２ 下の管
１０３ 弁座
１０４ 弁栓
１０４ａ ディスクシート
１０５ シャフト
１０６ 第１弁栓
１０６ａ 第１ディスクシート
１０７ 第２弁栓
１０７ａ 第２ディスクシート
１０７ｂ 第３ディスクシート
１０８ メインシャフト
１０９ サブシャフト
１１０ 侵入防止突起
１１１ 空隙部

Claims (11)

1. 垂直方向の弁栓作動シャフトの昇降により、水平方向に配され、水平方向の断面が中心部に円形の開口を有する形状である弁座に、弁栓を離間・圧接して開閉する弁部を有するシールバルブであって、前記弁座は剛性を有する金属芯部及びゴムまたは軟質合成樹脂製のシート状材からなり、該金属芯部の内周面並びにこれに続く上部水平面及び下部水平面の一部が該シート状材で密着して覆われており、前記弁栓が該シート状材を介して前記弁座に圧接されるシール構造を備えることを特徴とするシールバルブ。
2. 前記シート状材が、外周面の中央部に水平方向に連続する開口部を有する中空のリング形状をしており、
   該シート状材により、前記弁座の金属芯部の内周面並びにこれに続く上部水平面及び下部水平面の一部を密着して覆うと共に、
   該シート状材の該開口部の上端部及び下端部を、前記弁座の金属芯部の上部水平面及び下部水平面に、前記弁座の円形の開口と同心円をなすように、それぞれ設けられた円形の凹溝に嵌合して、該シート状材を前記弁座の金属芯部に固定させてなる、請求項１記載のシールバルブ。
3. 前記シールバルブが、一重シールバルブである、請求項１または２に記載のシールバルブ。
4. 前記シールバルブが、二重シールバルブである、請求項１または２に記載のシールバルブ。
5. 前記弁座のシート状材に圧接される前記弁栓の部分、または、前記弁栓に圧接される前記弁座のシート状材の部分に、前記弁座の円形の開口と同心円をなすように突条部を設けてなる、請求項１〜４のいずれかに記載のシールバルブ。
6. 前記シート状材がゴムで形成されてなる、請求項１〜５のいずれかに記載のシールバルブ。
7. 前記シート状材がフッ素系樹脂で形成されてなる、請求項１〜５のいずれかに記載のシールバルブ。
8. 前記シート状材の、前記弁座の金属芯部の凹溝に嵌合する部分の先端部が、ゴムで形成されてなる、請求項７に記載のシールバルブ。
9. 請求項１〜８のいずれかに記載のシールバブルが、水平方向に設置された２本の管の間の製品液の遮断、通液に用いられることを特徴とするシールバルブ。
10. 請求項１〜８のいずれかに記載のシールバブルが、水平方向に設置された管と、垂直方向に設置された管との間の製品液の遮断、通液に用いられることを特徴とするシールバルブ。
11. 請求項１〜８のいずれかに記載のシールバブルが、製品液を貯えたタンクと、その下方に設けられた、水平方向または斜め下方向に設置された管との間の製品液の遮断、通液に用いられることを特徴とするシールバルブ。

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