JP2017172755A - 玉形弁 - Google Patents

Abstract

【課題】弁棒の外周にシールパッキンで界面を封止する液密シール部を設けた玉形弁を改善の対象にして、前記液密シール部のシールの信頼性とパッキン押さえ輪で加圧する前記シールパッキンの耐久性を高めることを課題としている。【解決手段】下端側を蓋４に貫通させて弁箱２に挿入した弁棒９と、その弁棒で推進させて弁箱２の内部に形成された弁座２ｄに接離させる弁体１０と、弁棒９に回転力を加えるハンドル車１１と、前記弁棒の外周を封止する液密シール部１３を有し、前記液密シール部１３は、ヨーク６の下側軸支持部６ａに形成されたパッキン収納溝６ｄに組み込まれるシールパッキン１３ａを具備し、前記弁棒９がヨーク６の上側軸支持部６ｂに螺合させたねじ嵌め輪８にねじ込まれている玉形弁を、ねじ嵌め輪８の下端側にパッキン押さえ輪１３ｂが連設され、そのパッキン押え輪１３ｂとアダプタ１３ｃとでシールパッキン１３ａが軸方向に加圧されるものにした。【選択図】図１

Description

この発明は、液体・ガス輸送用管路の開閉に利用する玉形弁、詳しくは、弁棒の外周のシールパッキンによる液密シールを、シール圧の偏りを生じさせずに行えるようにした玉形弁に関する。

首記の玉形弁の従来例を図４及び図５に示す。この玉形弁は、低温用長軸玉形弁と称されるものであって、弁箱２と、ボルト・ナット３で弁箱２に固定されてその弁箱２の上部開口を塞ぐ蓋４と、この蓋４の上部に取付けた中継管（さや管）５と、その中継管の上端に連結したヨーク６を有する。

また、ヨーク６の上端に止めねじ７を用いて回転不可に取付けたねじ嵌め輪８と、外周の雄ねじ９ａをねじ嵌め輪８の内周の雌ねじ８ａに螺合させた弁棒９と、その弁棒９の下端に取付けられて弁箱２の内部に配置された弁体１０と、弁棒９の上端外周に相対回転不可に取付けたハンドル車１１を有する。

弁箱２は、内部に弁座２ｄを有しており、その弁座２ｄに対して前記弁体１０を前記弁棒９で押し引きして接離させることで弁部の開閉がなされる。

前記中継管５は、両端が蓋４とヨーク６に鑞材１２を用いて液密に接合されている。また、ヨーク６は、下側軸支持部６ａと上側軸支持部６ｂを対称配置の２個のブリッジ６ｃを介して一体に連結した形状を有している。

そのヨーク６の下側軸支持部６ａはパッキン箱を兼用しており、そのヨーク６と弁棒９との間に弁棒９の外周を封止する液密シール部１３が設けられている。

その液密シール部１３は、弁棒９の外周とヨーク６との間を密封する数個のシールパッキン１３ａと、シールパッキン１３ａを加圧するパッキン押さえ輪１３ｂと、そのパッキン押さえ輪１３ｂとの間にシールパッキン１３ａを挟むアダプタ１３ｃを組み合わせたものが設置されている。

ヨーク６には、２個が一対のアイボルト１６を介してパッキン押さえ１７が連結されており、前記アイボルト１６に螺合させたナット１８を締め込むことでパッキン押さえ１７を弁箱２側に引き寄せてパッキン押さえ輪１３ｂをシールパッキン１３ａが組み込まれたパッキン収納溝６ｄに押し込む。

これにより、シールパッキン１３ａを軸方向に圧縮して径方向に膨らませ、弁棒９とヨーク６に面圧を持って押し当てるようにしている。

このように構成された液密シール部１３は、従来の玉形弁に一般的に採用されているものである。下記特許文献１の図１や図６に記載された玉形弁も、液密シール部の内部構造の詳細は示されていないが、ヨーク部の外観形状からその一般的な液密シール部１３を採用していると考えられる。

特開２００８−１９８８３号公報

玉形弁、中でも、弁箱からねじ嵌め輪までの寸法が長い長軸玉形弁は、液体窒素などの低温液体や低温ガスを運搬するタンクローリーなどに採用されている。そのような用途では、弁の開閉性や取付位置などを考慮してこの玉形弁を液体輸送管路に対して斜めに傾けて取付けることがある。

その斜め取付がなされる玉形弁については特に、液密シール部１３に組み込まれるシールパッキン１３ａの周方向各部の締付けがアンバランスになり易い。

その原因は、対をなす２個のアイボルト１６の各々に螺合させたナット１８でパッキン押さえ１７を締めつけてパッキン押さえ輪１３ｂをパッキン収納溝６ｄに押し込む構造を採用していることにある。

対のアイボルト１６の各々に螺合させた２個のナット１８を同時に等しく締付けることは不可能である。そのため、玉形弁が斜めに組付けられている場合には特に、その２個のナット１８によるパッキン押さえ１７の締付けに差が生じ易い。

２個のナット１８によるパッキン押さえ１７の締付けに差が生じるとパッキン押さえ輪１３ｂが傾く。これにより、シールパッキン１３ａの周方向各部におけるシール圧（弁棒９とヨーク６に対する押付け力）に偏りが生じ、液密シール部１３のシール性能に関する信頼性の低下やシールパッキン１３ａの耐久性低下などを招く。

また、シールパッキン１３ａの交換時に弁棒９を外す必要があり、そのために、弁箱２と蓋４間の気密性を維持してのシールパッキン交換ができない不具合もあった。

この発明は、かかる不具合をなくして弁棒の外周にシールパッキンで界面を封止する液密シール部を備えた玉形弁を改善の対象にして、前記液密シール部のシールの信頼性とパッキン押さえ輪で加圧する前記シールパッキンの耐久性を高め、併せて、シールパッキンの交換を弁の気密性を損なうことなく行えるようにすることを課題としている。

上記の課題を解決するため、この発明においては、弁箱と、その弁箱の上部開口を塞ぐ蓋と、前記蓋の上部に連結されたヨークと、下端側を前記蓋に貫通させて前記弁箱に挿入した弁棒と、その弁棒で推進させて弁箱の内部に形成された弁座に接離させる弁体と、前記弁棒に回転力を加えるハンドル車と、前記弁棒の外周を封止する液密シール部を有し、
前記液密シール部は、前記ヨークの下側軸支持部に形成されたパッキン収納溝に組み込まれるシールパッキンを具備し、前記弁棒が前記ヨークの上側軸支持部に螺合させたねじ嵌め輪にねじ込まれている玉形弁に以下の構成を付加した。

即ち、前記ねじ嵌め輪の下端側にパッキン押さえ輪を一体に連設してそのパッキン押え輪を前記パッキン収納溝に挿入し、このパッキン押え輪と前記パッキン収納溝の溝底部に配置されたアダプタとで前記シールパッキンを軸方向に加圧するようにした。

前記ねじ嵌め輪は、外周に設けた雄ねじを前記ヨークの上側軸支持部に形成された雌ねじに螺合させてヨークの上側軸支持部に装着し、ねじ嵌め輪の前記ヨークの上側軸支持部に対するねじ込み量を変化させることでシールパッキンの加圧量を調整する。

かかる玉形弁は、ねじ嵌め輪の外周にヨークの上側軸支持部に当接させるロックナットを螺合させておくと好ましい。また、前記シールパッキンと前記パッキン押さえ輪との間に摩擦抵抗低減用の滑りリングを介在するのも好ましい。

なお、本発明の適用対象が長軸玉形弁である場合には、前記蓋の上部に中継管を液密に固定し、その中継管の上端に前記ヨークを液密に連結固定する。

また、本発明の適用対象が一般的な短軸玉形弁である場合には、前記ヨークを前記蓋に連結するか又は蓋に一体に設ける。

この発明の玉形弁は、ヨークの下側軸支持部のパッキン収納溝に組み込まれたシールパッキンがヨークの上側軸支持部に螺合させたねじ嵌め輪によって軸方向に加圧される。

そのねじ嵌め輪は、ヨークの上側軸支持部に螺合しており、その螺合部のねじが発生させる推力で軸方向に移動する。

従って、ねじ嵌め輪からシールパッキンに加えられる軸方向締付力はシールパッキンの全周において等しく、シール圧の偏りが防止されて弁棒の外周を封止するシール部の信頼性低下やシールパッキンの耐久性低下が回避される。

また、ハンドル車を弁棒から外し、この状態でねじ嵌め輪をヨーク及び弁棒から外すと弁棒を組み付けたままでバルブの気密性を損なうことなくシールパッキンの交換を行うことができる。このように、パッキン交換のメンテナンス性も考慮されたものになっている。

なお、前記ねじ嵌め輪の外周にロックナットを螺合させたものは、ねじ嵌め輪のねじ込み量の変動が防止されてシールパッキンのシール圧が安定して維持される。

また、シールパッキンと前記パッキン押さえ輪との間に前記滑りリングを介在したものは、前記ねじ嵌め輪が滑りリングに対してスリップ回転して前記シールパッキンが摩擦力から保護される。

この発明の玉形弁の一例を示す断面図である。 図１の玉形弁のヨークの拡大断面図である。 この発明の玉形弁の他の例を示す断面図である。 従来の玉形弁の一例を側面側から見た断面図である。 図４の玉形弁を正面側から見た断面図である。

以下、添付図面の図１〜図３に基づいて、この発明の玉形弁の実施の形態を説明する。

図１の玉形弁は、この発明を適用した長軸玉形弁である。この図１の長軸玉形弁１は、弁箱２と、ボルト・ナット３で弁箱２に固定されてその弁箱２の上部開口を塞ぐ蓋４と、この蓋４の上部に取付けた中継管５と、その中継管の上端に連結したヨーク６を有する。

また、ヨーク６の上側軸支持部６ｂに螺合させたねじ嵌め輪８と、外周の雄ねじ９ａをねじ嵌め輪８の内周の雌ねじ８ａに螺合させた弁棒９と、その弁棒９の下端に取付けられて弁箱２の内部に配置された弁体１０と、弁棒９の上端外周に相対回転不可に取付けたハンドル車１１を有する。また、前記弁棒９の外周に液密シール部１３を有する。

弁箱２は、水平配置の軸線上に弁部で流量を制御する液体の入口２ａと出口２ｂを有する。また、その入口２ａと出口２ｂの間に垂直配置の流路２ｃとその流路を取り巻く上向きに膨出した弁座２ｄを有する。

そしてさらに、前記蓋４とその蓋４との間に挟み込まれるガスケット１５とによって液密に塞がれる開口２ｅを上部に有する。

前記弁体１０は前記弁棒９によって軸方向に押し引きされ、その動作で弁棒９の下端に連結された弁体１０が弁座２ｄに接離して弁部の開閉がなされる。

ヨーク６は、下側軸支持部６ａと上側軸支持部６ｂを対称配置の２個のブリッジ６ｃを介して一体に連結した形状を有している。

このヨーク６は、シールパッキン１３ａ及びねじ嵌め輪８を保持する機能を有する。また、閉弁時にブリッジ６ｃがハンドル車１１による締付荷重で微細に弾性変形し、これによって生じるブリッジ６ｃの弾性復元力でハンドル車１１による締付荷重を保持する働きもする。

このヨークの下側軸支持部６ａはパッキン箱を兼用しており、その下側軸支持部６ａに上部開口のパッキン収納溝６ｄが設けられている。

前記液密シール部１３は弁棒９の外周とヨーク６との間を液密に封止するシール部である。

その液密シール部１３は、弁棒９の外周とヨーク６との間を密封するシールパッキン１３ａと、シールパッキン１３ａを加圧するパッキン押さえ輪１３ｂと、そのパッキン押さえ輪１３ｂとの間にシールパッキン１３ａを挟むアダプタ１３ｃを組み合わせたものが設置されている。

前記ねじ嵌め輪８は、外周に雄ねじ８ｂを有しており、その雄ねじ８ｂをヨーク６の上側軸支持部６ｂに設けた雌ねじ６ｅに螺合させてヨーク６によるねじ嵌め輪８の支持がなされている。

前記パッキン押さえ輪１３ｂは、前記ねじ嵌め輪８の下端側を延長してねじ嵌め輪８に一体に形成されており、このパッキン押さえ輪１３ｂを、ヨーク６の上側軸支持部６ｂに対するねじ嵌め輪８のねじ込み量を調整して前記パッキン収納溝６ｄに押し込むことでシールパッキン１３ａを弁棒９の外周とヨーク６に対して面圧を持って押し当てるようにしている。

このように、この発明の玉形弁においては、シールパッキン１３ａの加圧をヨーク６に螺合させたねじ嵌め輪８によって行うので、ねじ嵌め輪８からシールパッキン１３ａに加えられる軸方向締付力がシールパッキンの全周において等しくなる。

ねじ嵌め輪８は、上側がヨーク６の上側軸支持部６ｂに螺合し、下側がヨーク６の下側軸支持部６ａに設けられたパッキン収納溝６ｄに挿入されるため軸の傾きが起こらない。従って、このねじ嵌め輪８と一体のパッキン押さえ輪１３ｂによるシールパッキン１３ａの軸方向加圧は、パッキンの周方向各部において常にばらつき無く行われる。

これにより、シールパッキン１３ａによるシール圧の偏りが防止され、弁棒９の外周を封止する液密シール部１３の信頼性低下やシールパッキン１３ａの耐久性低下が回避される。

また、ハンドル車１１は弁棒９の上端に螺合したナットを外すことで弁棒９から取外せるようにしており、そのハンドル車１１が弁棒９から外された状況下でねじ嵌め輪８をヨーク６から外して弁棒９の外周から抜き取ることができる。

これにより、弁棒９を組み付けたままで蓋４を弁箱２から外さずにシールパッキン１３ａの交換を行うことが可能になり、シールパッキン交換時に弁の気密性が損なわれることも無くなる。

図１の１４は、ねじ嵌め輪８の外周に螺合させたロックナットである。このロックナット１４があると、パッキン押さえ輪１３ｂのねじ込み位置を確実に保持してパッキン押さえ輪１３ｂによるシールパッキン１３ａの軸方向加圧状態を安定して維持することができる。

前記パッキン押さえ輪１３ｂの下端とシールパッキン１３ａとの間には、その２者間の摩擦抵抗を低減する滑りリング１９（図３参照）を介在することができる。

図３は、この発明の短軸玉形弁への適用例である。この短軸玉形弁１Ａは、図１の長軸玉形弁１に設けた中継管５を備えていない。

また、図示の短軸玉形弁１Ａは、ヨーク６が蓋４に一体に形成され、さらに、前記パッキン押さえ輪１３ｂの下端とシールパッキン１３ａとの間に摩擦係数の小さな金属や樹脂で形成された滑りリング１９を追設したものになっている。

その他の構造は、図１の長軸玉形弁と同じであるので、図１と同一要素に同一符号を付して再説明を省く。

短軸玉形弁１Ａに設けるヨーク６は、蓋４と別加工されたものであってもよい。蓋４と別加工されたヨークは蓋４に液密に連結する。この構造の玉形弁は、蓋４の上側部分をヨークの下側軸支持部とみなして前記パッキン収納溝６ｄを蓋４に設けることもできる。

なお、この発明を特徴づける液密シール部の構造は、出入口の方向が９０°異なるアングル弁にも有効に利用することができる。

１ 長軸玉形弁
１Ａ 短軸玉形弁
２ 弁箱
２ａ 入口
２ｂ 出口
２ｃ 流路
２ｄ 弁座
２ｅ 開口
３ ボルト・ナット
４ 蓋
５ 中継管
６ ヨーク
６ａ 下側軸支持部
６ｂ 上側軸支持部
６ｃ ブリッジ
６ｄ パッキン収納溝
６ｅ 雌ねじ
７ 止めねじ
８ ねじ嵌め輪
８ａ 雌ねじ
８ｂ 雄ねじ
９ 弁棒
９ａ 雄ねじ
１０ 弁体
１１ ハンドル車
１２ 鑞材
１３ 液密シール部
１３ａ シールパッキン
１３ｂ パッキン押さえ輪
１３ｃ アダプタ
１４ ロックナット
１５ ガスケット
１６ アイボルト
１７ パッキン押さえ
１８ ナット
１９ 滑りリング

Claims (5)

1. 弁箱（２）と、その弁箱の上部開口を塞ぐ蓋（４）と、前記蓋の上部に連結されたヨーク（６）と、下端側を前記蓋（４）に貫通させて前記弁箱（２）に挿入した弁棒（９）と、その弁棒で推進させて前記弁箱（２）の内部に形成された弁座（２ｄ）に接離させる弁体（１０）と、前記弁棒（９）の上端外周に相対回転不可に取付けられたハンドル車（１１）と、前記弁棒（９）の外周を封止する液密シール部（１３）を有し、
   前記液密シール部（１３）は、前記ヨーク（６）の下側軸支持部（６ａ）に形成されたパッキン収納溝（６ｄ）に組み込まれるシールパッキン（１３ａ）を具備し、
   前記弁棒（９）が前記ヨーク（６）の上側軸支持部（６ｂ）に螺合させたねじ嵌め輪（８）にねじ込まれている玉形弁であって、
   前記ねじ嵌め輪（８）の下端側にパッキン押さえ輪（１３ｂ）が一体に連設され、そのパッキン押え輪（１３ｂ）が前記パッキン収納溝（６ｄ）に挿入されてこのパッキン押え輪（１３ｂ）と前記パッキン収納溝（６ｄ）の溝底部に配置されたアダプタ（１３ｃ）とによって前記シールパッキン（１３ａ）が軸方向に加圧されるように構成された玉形弁。
2. 前記ねじ嵌め輪（８）の外周に前記ヨークの上側軸支持部（６ｂ）に当接させるロックナット（１４）を螺合させた請求項１に記載の玉形弁。
3. 前記蓋（４）と前記ヨーク（６）との間にその両者に対して液密に接合される中継管（５）を具備し、その中継管に前記弁棒（９）が挿通されて長軸玉形弁として構成された請求項１又は２に記載の玉形弁。
4. 前記シールパッキン（１３ａ）と前記パッキン押さえ輪（１３ｂ）との間に摩擦抵抗低減用の滑りリング（１９）が介在された請求項１〜３のいずれかに記載の玉形弁。
5. 前記ハンドル車（１１）が前記弁棒（９）に対して取外し可能に固定され、そのハンドル車（１１）を弁棒（９）から外した状況下で前記ねじ嵌め輪（８）を前記ヨーク（６）から外して弁棒（９）の外周から抜き取れるように構成された請求項１〜４のいずれかに記載の玉形弁。

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