JP2020037996A - フッ素樹脂バタフライバルブ - Google Patents
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Abstract
Description
フッ素樹脂バタフライバルブ9は、ゴムの低硬度と高弾力を利用し、フッ素樹脂の高湾曲性を補助する。
その構造は、バルブ体91、バタフライボード92、ライニング93、バックリング94、バルブ軸95等により組成される。
上バルブ体と下バルブ体は、2個のボルトを用いて二点式バルブ体91を一体に螺合する。
バルブ体91の内円周面911には、トレンチ912が設置され、バックリング94が取り付けられる(図示なし)。
しかも内円周面911には、ライニング93が取り付けられ、二点式バルブ体上には、上軸孔部913と下軸孔部914とがそれぞれ設置される。
こうして、バックリング94は、フッ素樹脂に欠けている弾力を補い、高い変形性を提供し、トルクニーズを低下させ、またライニング内表面933に求められる変形サポート及びバタフライボード外縁922とライニング内表面933の圧接密封能力を提供する。
バックリング94の材質は耐温一般ゴムで、耐温度120℃以下で、フッ素ゴム耐温度180℃以下で、シリコンゴム耐温度260℃(華氏500度)以下である。
バルブ閉鎖時、バタフライボード外縁922は、バルブ体91とバックリング94によりサポートされる管状部931の内径面に圧接する。
以下では管状部931の内径面をライニング内表面933と略称する。
多数の管状部931は、薄型を採用し、バックリング94により密封に必要な強度を提供し、流体の流動を封鎖し、流体圧力と温度を受け止める。
管状部931は直径方向両端に、水平密封平面632をそれぞれ設置する。
該水平密封平面632の厚さは、該管状部931の内径と外径を覆い、共に平面を有し、これにより該2個の水平密封平面632間の直径距離は、管状部931の内径より小さい。
該密封平面632の厚さは、管状部931の厚さより大きく、該密封平面632の両側辺とライニングの内径面接続位置には、それぞれ接角633を有する。
該接角633は円弧により構成され、厚さが異なる構造を連結し、該密封平面632上には、軸孔面634と軸孔937が設置され、該バルブ軸95が取り付けられる。(図示なし)。
これにより、バタフライボード92は、回転でき、流量の調節或いはバルブの開閉を行う(図示なし)。
但し、製造過程では、製造工程中の収縮及び変形により、管状部931の外径は、内向きに突出するため、内円周面911の内径よりいくらか小さい。
ゴムバックリング94の内径は、製造工程中の収縮及び変形により、内円周面911の内径よりいくらか小さい。つまり、組み立て後のライニング内表面933は、変形により、内向きにいくらか突出し、内半径を縮小する。
これにより、ライニング内表面933の内径断面は、断面曲線66aの形状を呈し、しかも突起高さ66b(h)を有する。
これにより、バタフライボードの側翼921の半径は、ライニング内表面933の内半径より大きくなり、緊密圧迫量65(ε)を拡大する。
従来の技術では、2個のボルトを用いて二点式バルブ体92を緊密螺合し一体とする時、バルブ体92は、ゴムバックリング94と管状部931を緊密圧迫し、バルブ体91により、許容差及び緊密圧迫空間を予め残す。
バタフライボード92の両側翼を、以下ではバタフライボードの側翼921と略称する。
以下、断面が板状断面を呈するバタフライボードを帯状密封バタフライボード92bと略称する。
以下、その密封構造を帯状密封62と称する。また、帯状密封62を有するバタフライボード外縁922は環曲面923を呈する。
以下、断面が錐状断面を呈するバタフライボードをリニア密封バタフライボード92aと略称する。
以下、その密封構造をリニア密封61と略称する。また、リニア密封61を有するバタフライボード外縁922は円錐曲面924を呈する。
外径は、ライニング93の内径よりやや大きく、その半径の差値は、緊密圧迫量65(ε)である。
バタフライボード92は、バルブ軸95から伝えられるトルク79(T)を受け止め、バタフライバルブ9の開閉を行う。
トルク79(T)の発生源は、元々の軸密封ニーズトルクに加えられる。バタフライボード92の開閉時に、バタフライボード外縁922は、ライニング内表面933で緊密圧迫スライド動を行い、摩擦トルク794(Tf)が生じる。以下、これを干渉スライド動7と略称する。
流体トルク792(Th)と静圧トルク793(Tp)は、管路静圧82(Ps)を有する。
図7Eと図7Fに示す通り、バタフライボード外縁922の直径方向両端には、それぞれ水平密封端面635を有する。
該密封端面635は、ライニング93の該水平密封平面632に相対し、しかも該密封端面635の両側と環曲面923の接続位置には、それぞれ切辺角636を有する。
しかも該切辺角636は円弧により構成され、しかも該切辺角636は、密封平面632の接角633に対して密封されている。
該密封端面635と該密封平面632間は、軸方向垂直緊密圧迫の密封を行う。
該切辺角636と接角633は、垂直密封から径方向密封に転換されるが、該密封平面632と該管状部931の厚さは異なり、特別な処理により、緊密圧迫密封を提供して耐圧漏洩を防ぐ必要がある。
バルブを緊密閉鎖する時、バタフライボード外縁922とライニング内表面933の緊密圧迫により、帯状密封62或いはリニア密封61を形成し、及び軸孔面634と軸密封面637の圧合により、接角633と切辺角636を密合する。
これらの連続した緊密圧迫面により、いわゆる密封面6が構成される。
2個の密封端面635には、それぞれ突起が設置される。以下ではこれをバタフライボード突起927と略称する。
バタフライボード突起927の中心には、軸孔928と軸密封面637が設置される。
軸孔928には、バルブ軸95が取り付けられる。
軸密封面637は、軸孔面634と圧接密封する。
該軸密封面637とバタフライボード外縁922とはつながり、完全な密封面6を構成する。
通常、バタフライボード突起927は、バタフライボード92の厚さが最大の部分であり、直径連結929によって2個のバタフライボード突起927を連結する設計方法もある。
図7Bはこのような設計方法があり、図7Aはこのような設計方法がない。直径連結929によってバタフライボード突起927を連結する設計方法は、構造強度を強化できるが、これにより流道8の面積は減少し、流量性能は大幅に低下する。
つまり、Cv値は低下する(図7F参照)
一つは、テーパー流道815で、もう一つは、急拡大流道814である。
流体流線811は、不対称流動の回流区812と発生キャビテーションを形成し、両側のバタフライボードの側翼921は異なる圧力を受ける。流体トルク792(Th)は、大型バタフライバルブではさらに明確となる。
バタフライボード92は全開時に、0度の中心線上に位置する。
バタフライボード92は完全閉鎖時に、90度の中心線上に位置する。
バタフライボード92が全開から閉鎖へと向かう時、バタフライボードの側翼921の断面a-a断面位置は、先にゴムライニング93と接触し、b-b断面位置及びc-c断面位置は、続いて次々に接触する。以下ではこれらを接触点72と略称する。
しかも異なるバタフライボード形状の接触角度も異なる。連結接触点72と回転軸心の連線が90度中心線と形成する挟角を、以下では接触角71(θ)と略称する。
相同の緊密圧迫量65(ε)下では、
a-a断面は最大の接触角71(θ)を有し、
b-b断面の接触角71(θ)はその次で、
c-c断面は、最小さい接触角71(θ)を有する。
a-a断面の接触点72から軸心までの距離は最長で、
b-b断面の接触点72から軸心までの距離は次に長く、
c-c断面の接触点72から軸心までの距離は最短である。
図8Dと図9Dに示す通り、a-a断面位置では、帯状密封バタフライボード92bの環曲面923両側には、角辺を有し、小曲率半径円角により構成され、以下ではこれをバタフライボード角辺923aと略称する。
回転時、そのバタフライボード角辺923aは、先に、ライニング内表面933と接触し、リニア密封バタフライボード92aの円錐曲面924は、ライニング内表面933と接触する。
接触角71(θ)の大きさから言えば、帯状密封バタフライボード92bは、各断面位置で、リニア密封バタフライボード92aより大きく、接触角71(θ)が大きくなればなるほど、スライド動干渉7の距離は長くなり、ライニング内表面933の変形は大きくない。
ライニング93の圧縮比は、緊密圧迫量65(ε)とバックリング94の厚さ941(s4)の比に等しい。
圧縮比の値は、耐圧ニーズと材質硬度に応じて異なり、圧縮比が高くなれば耐圧能力も高くなるが、ライニング93磨損も高くなり、使用寿命は短くなる。圧縮比の範囲は15%−25%の間である。
図8Cに示す通り、相同口径の従来のリニア密封バタフライボード92aの外縁922の金属板92cの厚さは2mmで、密封幅は2mmで、図9Cに示す通り、バタフライボード92が正確な位置まで完全に閉まっていない時、静圧漏洩のリスクに直面する。
バタフライボード92の外縁922が環曲面923である時、図8Cに示す通り、ライニング内表面933に圧接する時、密封幅63(B)は比較的広く、圧接圧力64(P)は比較的小さく、緊密圧迫量65(ε)は比較的低く、耐高温高圧の圧接密封効果を負担できることが追求される。
例えば、密封幅63(B)が4mm以上で、3インチのバタフライバルブを例とすると、バタフライボード92の内部の金属バタフライボード92cの外縁922は、フッ素樹脂封入69に対して集中緊密圧迫して大量の封入変形69aを起こさず、しかもライニング内表面933が生じるライニング変形68(δ)も比較的小さい。
バタフライボード外縁922が円錐曲面924を呈すると、図9Cに示す通り、ライニング内表面933に圧接する時には、密封幅63(B)は比較的小さく、圧接圧力64(P)は比較的高く、緊密圧迫量65(ε)は比較的高い密封効果が追求される。
例えば、密封幅63(B)が3mm以下で、3インチのバタフライバルブを例とすると、バタフライボード92の内部の金属バタフライボード92cの狭小外縁922は、フッ素樹脂封入69に対して、集中緊密圧迫を行い、大量の封入変形69aを生じ、ライニング内表面933が生じるライニング変形68(δ)も相対的に比較的大きく、リニア密封61の密封面6の幅は、帯状密封62より小さいことがはっきりと比較される。
特に、リニア密封61の密封幅63(B)では深刻に不足している。
従来の技術の設計対策では、水平直径位置にあるc-c断面位置において、バタフライボード92外径は、真円でなくなり、楕円に近くなり、c-c断面位置の緊密圧迫量65(ε)の局部は増加することで、閉鎖が不正確時の漏洩を回避できるが、閉鎖過程の摩擦力75(F)も増加するため、バルブ軸トルク79(T)のニーズも拡大する。
スライド動面の接線と該ライニング内表面の垂直バルブ軸心の接線は、スライド動挟角74(ψ)を形成する。
帯状密封バタフライボード92bの角辺923aの小円角とライニング変形68(δ)の接触面は、スライド動インターフェースを形成する。
バタフライボード外縁922後側のライニング内表面933の材料は引力を受け、前方のライニング内表面933は摩擦力75(F)を受け、材料を圧迫して、ライニング変形68(δ)の突出を生じる。
金属バタフライボード92cの外縁は、摩擦力75(F)を加えるため、フッ素樹脂封入69に対して引き伸ばしと圧迫を行い、封入変形69aを生じる。
一般に従来の技術では、金属バタフライボード92c上に、連結孔513を残すことで、フッ素樹脂封入69の構造強度を強化し、使用寿命を延長する(図示なし)。
つまり、バタフライボード外縁922の円錐曲面924は、摩擦力75(F)を加えることで、ライニング内表面933を緊密圧迫し、緊密圧迫位置に、緊密圧迫陥没を形成して、材料を押し、前方にライニング変形68(δ)を形成し、後側の材料は、より多くの引力を受ける。
金属バタフライボード92cの外縁は、フッ素樹脂封入69に対して、より大きな摩擦力75(F)を加え、緊密圧迫と引き伸ばしを行い、より多くの封入変形69aを生じる。
これにより、フッ素樹脂封入69の使用寿命はさらに短くなる。
バルブ軸の静圧トルク793(Tp)は、バタフライバルブ9がすでに閉鎖したが、バタフライボード92が正確な位置まで完全に閉鎖されていない時、管路の静圧が両側バタフライボードの側翼921に加えられ始め、回転方向791と圧力加圧方向に、進行方向と逆進行方向が存在し、静圧トルク793(Tp)を生じる。
緊密圧迫量65(ε)が大きくなればなるほど、図8Bと図9Bに示す通り、或いはスライド動挟角74(ψ)が大きくなればなるほど、材料の大量変形は発生しやすくなる。
これは、帯状密封の接触角71(θ)が大きくなればなるほど、スライド動距離も長くなり、より多くの材料が変形と潜在的な変形リスクを受けることを示す。
相同の緊密圧迫量65(ε)下で、リニア密封61のスライド動挟角74(ψ)が大きくなればなるほど、大量の材料変形が小区域内に集中して発生し、材料に潜在的な変形が発生しやすくなり、使用寿命を減損することを示している。
ライニング変形68(δ)、封入変形69a、緊密圧迫量65(ε)が高くなればなるほど、密封能力は高くなり、受ける管路静圧82(Ps)も高くなるが、潜在的な変形が容易に発生し、高トルクが必要で、回転時の干渉スライド動7に不利である。
特に、高温下では、バタフライバルブの寿命を低下させる。
帯状密封62は、比較的大きい密封幅63(B)、比較的低い圧接圧力64(p)、比較的低い緊密圧迫量65(ε)により、耐高圧と耐高温の密封効果を達成する。
リニア密封61は、比較的小さい密封幅63(B)、比較的高い圧接圧力64(p)、比較的高い緊密圧迫量65(ε)により、耐高圧の密封効果を達成するが、潜在的な変形が容易に発生し、耐高温が求められる場面では不利である。
干渉スライド動7は、帯状密封62がa-a断面位置にある接触角71(θ)が比較的大きければ、スライド動距離も長く、ライニング変形68(δ)も多く、a-a断面位置で磨損及び潜在的な変形が容易で、漏洩リスクが拡大し、バタフライバルブ寿命を低下させる。
リニア密封61のすべての断面位置の接触角71(θ)は、最小だが、スライド動挟角74(ψ)は最大で、高温或いは高緊密圧迫量65(ε)である時、フッ素樹脂封入69とライニング内表面933は共に、相対的により多くのライニング変形68(δ)、封入変形69a、摩擦力75(F)を受ける。
これにより、フッ素樹脂封入69とライニング内表面933の使用寿命は短くなる。この問題の改善が最も重要な議題である。
軸孔面634は、軸密封面637との結合圧接密封のために用いる。
軸孔面634は、比較的大きい密封幅63(B)を有すれば、密封ニーズをより満たすことができるが、より多くのスライド動摩擦を生じる。
バタフライボード92の回転機能を満足させられる状況で、スライド動摩擦により、磨損と潜在的な変形を生じさせないことが重要な課題である。
密封平面632の接角633と水平密封端面635の切辺角636の密封も、問題である。
バタフライボード92及びバタフライボード外縁922の環面、及びライニング内表面933は、流道8の面積を減らせば、バタフライバルブの性能低下を招く。
直径連結929のバタフライボード突起927は、比較的大きい流道面積を占拠する。
バタフライボードの側翼921両側とライニング93間に、2個のスリット流道81を形成する時、バタフライボード92は断面c-c断面位置で、回転力アーム73(R)が最長であるため、最多の流体トルク792(Th)を受ける。
閉鎖時にも、相対的に、最高静圧トルク793(Tp)を受ける。
不正確に閉鎖された時には、最小接触角71(θ)は緊密圧迫量65(ε)の低下を最も多く招き、最多の静圧トルク793(Tp)を受ける。
従来の技術の設計では、断面を拡大しc-c断面位置の緊密圧迫量65(ε)により静圧トルクに抵抗するが、トルク79(T)のニーズを高めてしまう。
ライニング93は、バルブ体91のサポートにより、管状部931の高温を経た後の収縮を減らす。耐高圧と高温能力は、適した緊密圧迫量65(ε)とちょうど良い干渉スライド動7によるものである。
これにより、フッ素樹脂材料の強度は、潜在的な変形により喪失されない。
高温下で、バックリング94は、トレンチ912内に、体積膨脹を受け入れるための余分な膨脹空間が必要である。
帯状密封62の高温高圧耐性は、比較的良い。
リニア密封61はしばしば耐高温の性能を提供できない。
比較的厚い帯状密封バタフライボード92bを利用し、直径連結929の構造を採用せず、バタフライボード中央に応力が集中する問題を改善できると同時に、比較的高い強度と比較的優れた流量性能を提供できる。
本特許文献1の目的は、交換可能なライニング及びバックリングを提出することである。
対称バタフライバルブ装置は、2点式バルブ体、フッ素樹脂封入バタフライボードを有し、管状の両端にはフランジのライニング及びバックリングを有する。
バタフライボードは、直径に連結し相対的に厚さが厚く、しかも両端に軸孔を有し、高剛性を備える。
バタフライボードの側翼は、厚平板状である。
ライニング内表面が円筒状である時、バタフライボード外縁は、ライニング内表面に圧接し帯状密封を呈し、200psi以下の密封効果を達成できる。
ライニングの円筒部の内表面が、内向きに突出した台形断面である時、しかも中間位置には、円周トレンチを設置して、バタフライボード外縁部を収容して、槽状帯状密封とし、400psiより大きい密封効果を達成できる。
帯状密封時に200psi以下の密封効果を達成でき、材料変形量は少なく、圧力耐受能力も少ない。
突起台形断面のライニング内表面には、しかもトレンチがあり、400psiより大きい密封効果を達成できるが、材料変形量が大きく、トルクと寿命ニーズを満たすことはできない。
バタフライボードは開放閉鎖過程で、外縁部と突起台形断面のライニング内表面の接触角は小さくなり、外縁部と突起台形断面のライニング内表面には、大量材料変形の干渉スライド動が発生し、緊密圧迫量は迅速に上昇し、比較的高いトルクが必要である。
軸密封面で、O型リングを増設し対策を行う必要がある。
突起台形断面のライニング内表面は、流道面積の減少を招き、バタフライボード突起の相対的な厚さは大きく、流道面積の減少を招く。
記載がない。
管状部の突起台形断面の材料体積が大き過ぎ、高温を経た後の収縮を回避できず、高温時にはバックリングによりその構造強度を維持できず、高温耐性を大幅に低下させてしまう。
径方向連結とバタフライボード突起を有し、しかも厚板状断面は高強度を提供できる。
本特許文献は、特許文献1を刷新した構造である。
ライニングは比較的厚い設計を採用し、管状部中央の材料は、厚さを薄くし、これにより外側を矩形凹槽として、断面を収容し、矩形円角辺断面のバックリングとする。
バタフライボード外縁を薄くしたライニング内表面に圧接される時、弾力が高いバックリングは、ライニング内表面の受力を完全にサポートでき、材料には引き伸ばし変形がなく、圧接面は小幅なリニア密封となる。
軸密封面と軸孔面にもトレンチとなり、両端が楔型の細長い断面のO型リングの密封設計を用いて、500psi以下で、温度が華氏400度の密封効果を達成できる。
錐状断面バタフライボードのバタフライボード外縁は、円錐曲面で、リニア密封を提供でき、500psi以下で、かつ温度が華氏400度の密封効果を達成でき、しかも低トルクニーズを満たせるが、管状部の材料の厚さのばらつき、及び密封面の薄い材料構造、及びバックリングがバルブ体のトレンチを用いない固定に制限され、華氏400度の使用条件と長期間の使用において、厚さが異なる構造を使用し、耐圧及び寿命において、ニーズに応えられるかどうかを説明する資料がない。
リニア密封の接触角は小さく、開放閉鎖過程における干渉スライド動は、大量の材料変形を生じず、比較的高いトルクニーズもない。
バタフライボード両端の軸密封面と相互に対応するライニング軸孔面には、楔型断面の環状凹槽をそれぞれ設置し、これにフッ素樹脂材質のO型リングを収容する。
しかもその断面は両端が楔型の楕円構造で、耐圧500psi以下、耐高温度華氏400度の密封効果を達成できるが、リニア密封面とO型リングの連結及び密封メカニズムについての詳細な説明がなく、回転バタフライボードを受けて磨損しないか、つまり使用寿命がニーズに符合するかについての説明がない。
円筒断面のライニング内表面は性能に影響せず、径方向連結のバタフライボード突起は性能に影響する。
記載資料がない。
管状部外側の矩形凹槽は、バックリング膨脹或いは変形に従い拡大し、バックリングは、サポートを得て強度を維持することができず、高温時には高温耐性を大幅に低下する。
本特許文献の目的は、以下の通りである。
バタフライバルブ完全閉鎖時の密封機能を増進することで、対称バタフライバルブ装置は、2点式バルブ体、フッ素樹脂封入バタフライボード、管状部両端にフランジを有するライニング及びバックリングを有する。
バタフライボード両端には、バタフライボード突起を有し、高剛性平板状構造であるバルブ軸を設置する。
バタフライボード外縁は、帯状密封を構成し、バルブ体内径面には、トレンチを有して、バックリングを取り付けることができる。
該トレンチの幅は、バタフライボード外縁の厚さよりいくらか厚く、円筒部外側には、2個の径方向に平行に外に延伸するリブを有し、円形断面のバックリングを、2個のリブの中間に取り付け、バルブ体内径面のトレンチ内に取り付ける。
但し、バックリングは、中央部分において、ライニング内表面を、径方向に0.036インチ突出させ、これにより、ライニング内表面は、内に窪みまた突起した形状となる。
円筒部の両側辺は、中央突起に相対し、0.028インチより低くなる。つまり、円筒部断面は、中央部分が0.008インチ低い内に窪んだ形状となる。
バタフライボード外縁が、ライニング内表面に圧接する時、バックリングを圧迫して潰し、これによりライニング内表面は平たくなる。
これにより、バタフライボード外縁の干渉スライド動摩擦は減少し、バタフライバルブの回転時トルクは、増大せず、磨損を引き起こすことはない。
本特許文献はさらに修正を行い、バタフライボード外縁を円錐曲面とし、リニア密封可能とする。
この時、ライニングの材料は、比較的少ない引き伸ばし張力を受け、潜在的な変形発生と摩擦力の発生を減らし、トルクニーズを減らし、バタフライバルブの寿命をさらに延長することができる。
円筒状ライニング内表面は、バックリングを突出させた設計を呈するが、これにより元々の帯状密封は、リニア密封に近似の効果を形成する。
しかし、密封幅及び緊密圧迫量は、O型リングサイズの制限を受け、断面直径が10mmのゴムO型リングでは、その圧接緊密圧迫量は約0.036インチ(0.91mm)で、圧縮比の割合が低くなり過ぎ、10%より小さく、しかもその効果を支持する証拠となる資料による数値データが示されていない。
バタフライボード外縁を円錐曲面にし、リニア密封時の圧接面積は減少し、耐圧能力もさらに減少する。
ライニング内表面に、わずかに内側に0.008インチ窪み、中央は0.036インチ突起した設計を施し、リニア密封に近似した条件とすることで、回転バタフライボードの接触角を小さくし、トルクニーズを低くした。
これにより、二者の相互の干渉スライド動摩擦は小さくなり、しかもライニングの円筒部外側には、2個の径方向に平行に外に延伸するリブを有し、干渉スライド動によるライニング内表面の材料変形を減らし、使用寿命の延長に効果を有する。
バックリングにO型リングを増設し、カップ型パーツを加えることで軸孔面の密封を高めた。
ライニング内表面は、バックリングにより0.036インチの突起を支えており、流道面積の減少がないことによる影響は明確でない。
バタフライボード突起は、軸端だけで、大きな流道面積を占拠しておらず、しかもバタフライボード断面は平板で性能に影響しない。
記載資料がない。
高温時に、シリコンゴムバックリングを選択し、膨脹空間を有し、ライニングの円筒部外縁には、2個の平行で径方向に外に延伸するリブを有し、その高温耐性を維持する。
バタフライボード突起を有し、しかもバタフライボード断面は平板で、応力は中央に集中するため、中小サイズのバタフライバルブに適している。
特許文献4は、1979年日本特許第JPS54103645U号公報「Butterfly Valve」、1980年日本特許第JPS55142169A号公報「SEAT RING OF BUTTERFLY VALVE」の2個の従来の技術を再発明したものである。
本特許文献の目的は、以下の通りである。
バルブの低度開放時に、低流量の流量リニア度の制御可能性を増進し、同時にバタフライボードが具備する必要がある環状ライニングを提供することで、回転時にバタフライボード外縁をライニング内表面の2個の曲面上に圧接する。
本特許文献は、一般の常温用途のゴムライニングバタフライバルブで、ゴムは、高変形量及び高弾性を備えるが、抗腐蝕と耐高温の性能を備えない。
しかもそのバタフライボードが使用する金属板は、円錐曲面のバタフライボード外縁を有し、リニア密封を提供できるが、その問題解決の方法及び説明は、問題1から問題7までの解説に役立ち、同時に本特許文献の従来の技術が、硬度と強度が比較的高いフッ素樹脂ライニングを高温高圧下で用いるニーズを、なぜ満たすことができないかを説明している。
本特許文献のライニング内表面は、内向きに突出した曲面で、しかも山形断面の環状構造(以下、山形構造と略称)である。
該山形構造の頂端は、ライニングの軸孔面の中心線に沿って、ライニング内表面で環状に分布する。
該山形構造は、2個の軸孔が2個の半円形構造に分かれる。
2個の軸孔面は、バタフライボード外縁の軸密封面圧接密封を提供できる。
山形構造の断面は、軸孔面の中心線を中心とし、二段対称曲線により山形構造の二辺の二段斜面を構成し、しかも山形構造は異なる円周角度上に、異なる幅、つまり異なる長さの二段曲線を有する。
該山形構造のa-a断面の軸孔端には、比較的小さい幅を有し、c-c断面の、軸孔から離れた端には、比較的大きい幅を有する。
しかも該二段斜面の辺線は相互に平行である。
このような山形構造は、ゴムライニングの構造強度を高め、バルブ閉鎖時、バタフライボードは、ライニング内表面の二段斜面に圧接される。
つまり、バタフライボード外縁とライニング内表面の接触角は、大幅に縮小し、しかもおよそ相等となり、干渉スライド動の摩擦長は大幅に縮小し、トルクニーズを低下させ、バタフライバルブ寿命を延長できる。
2002年台湾特許第TW496934B号公報「Butterfly valve and thin plate ring」、2003年日本特許第JP2003014139A号公報「BUTTERFLY VALVE」は、ライニング内表面が不対称台形断面となる突起環状構造を改善し、バルブの密封効果を増進し、トルクのニーズを低下させることができる。
これは、本特許文献の改良とみなすことができるが、このようなゴム材料は、フッ素樹脂材料に適用できないことは明らかである。
バタフライボードは、小面積大量材料変形とすることができ、ゴムライニングは、大量材料変形のリニア密封を許容でき、山形断面構造に、十分な強度を提供できる。
もし、フッ素樹脂によりこのような山形構造を形成すれば、小面積大量材料変形の潜在的な変形問題を受け入れることはできない。
フッ素樹脂封入のバタフライボード外縁により圧接する時、狭小な金属円弧面は、フッ素樹脂圧接を封入し、圧接密封に潜在的な変形問題が残り、バタフライボードの封入が失効し、腐蝕液が進入する。
バタフライボードにおいてリニア密封を行う時、接触角は相対的に非常に小さくなり、ライニング内表面の山形構造は、軸孔端a-a断面の幅は比較的小さく、比較急な曲面を呈し、緊密圧迫量は迅速に上昇し、反対に高い変形量と高い摩擦力が発生する。
フッ素樹脂ライニングにおいて、バタフライボードは軸孔端の比較的急な曲面において干渉スライド動を行う必要がある。
フッ素樹脂は、小面積大量材料変形及び高摩擦力の発生を受け止めることはできず、バルブ軸付近の漏洩リスクは大きく、バタフライバルブの寿命を低下させてしまう。
バタフライボード封入のフッ素樹脂及びライニング内表面のフッ素樹脂は、高い材料変形と潜在的な変形を受け、バタフライボードの封入は失効し、腐蝕液の進入を招いてしまう。
バタフライボード外縁の軸密封面は、軸孔面で大面積の干渉圧接密封を行い、しかもゴム材質はバタフライボードの回転下で、干渉スライド動摩擦により磨損と潜在的な変形を招くことはない。
フッ素樹脂のライニングは、軸密封面と軸孔面は、別に設計する必要があるため、大面積圧接は、フッ素樹脂の圧合面の潜在的な変形と摩擦損壊を招き、漏洩を生じ、バタフライバルブの寿命を低下させる。
ライニング内表面は山形構造で、流道面積を狭め、しかもバタフライバルブの性能低下を招く。
金属材質には、径方向連結のバタフライボード突起があり、流道面積を占拠する。
記載資料がない。
ゴム材料は本来、好ましい高温耐性を備えておらず、フッ素樹脂突起台形断面の材料体積が大き過ぎ、高温時には、その構造強度を維持できず、高温耐性を大幅に低下させる。
直径連結とバタフライボード突起を有し、しかも錐形断面は高強度を提供できる。
本特許文献に示す技術は、バタフライバルブが高温下及び常温下で、非常に優れた密封性を備え、しかも求められるトルクが、バックリングの高温膨脹により拡大しない。
本特許文献の対策は、バルブ体の内周面に、体積分散溝をさらに設置し、ゴム製のバックリングが高温時に膨脹できるようにし、フッ素樹脂のライニング内表面に対する圧迫を減らす。
バタフライボードがリニア密封を行う時、バタフライボード外縁はライニング内表面で干渉スライド動摩擦を行い、比較的少ない体積干渉量を維持してトルクを拡大しない。
フッ素樹脂封入のバタフライボードがリニア密封を行う時には、圧接密封により大量の材料変形を引き起こす潜在的な変形問題が発生しにくいが、このために高圧力耐受能力を提供できない。
フッ素樹脂封入のバタフライボードでリニア密封を行う時、接触角は比較的小さくなり、しかもゴムバックリングには突出した斜面を有するため、バタフライボードは、ライニング内表面に対して、比較的小さい面積の干渉スライド動を行い、摩擦トルクニーズは低い。
狭小な金属円弧面の、封入のフッ素樹脂に対する加圧は比較的小さい張力或いは剪力となり、薄型バタフライボードの封入フッ素樹脂の失効を招くことはない。
説明資料がない。
ゴムバックリングは突出した斜面を有し、ライニング内表面をいくらか内向きに突起させ、バタフライバルブの性能低下を招かない。
バタフライボードは突起を有し、しかも径方向連結は大きな流道面積を占拠し、性能に影響を及ぼす。
記載資料がない。
バルブ体の内周面には、体積分散溝をさらに設置し、ゴム製のバックリングは高温時に膨脹でき、フッ素樹脂ライニングのライニング内表面に対する圧迫を減らすが、リニア密封は、高温用途時に密封性能が低下する。
直径連結とバタフライボード突起を有し、しかも錐形断面は高強度を提供できる。
本特許文献の目的は、以下の通りである。
バタフライバルブの密封性を改善し、特にライニング内表面の中央部分に環状内凹球面を形成し、球型内凹表面を有する軸孔面に連結する。
バタフライボード外縁には、一周の有効帯状密封を行い、バルブの密封効果を増進し、トルクニーズを低下させる。
対比分析により、圧接変形を均一に生じ、有効な密封を行えることが証明された。
バタフライボードが帯状密封を行う時には、小面積の環状内凹球面構造を利用し、比較的大きい面積のバタフライボード外縁圧接を生じるが、少量の体積変形の密封効果だけで、圧接密封により、大量材料変形の潜在的な変形問題を起こさず、高圧耐受能力を有する。
フッ素樹脂封入のバタフライボードの厚さは比較的大きく、帯状密封を行う時には、環状内凹球面を利用し接触角を減らし、しかも干渉スライド動摩擦過程では、材料は少量の緊密圧迫を行うだけで、トルクニーズは低く、比較的少ない体積の干渉摩擦を行うだけである。
内凹球面の薄層フッ素樹脂が受ける張力と剪力は比較的少なく、内凹球面の薄層フッ素樹脂は、比較的高い使用寿命を備える。
フッ素樹脂封入のバタフライボード外縁が干渉スライド動摩擦を行う時、バタフライボード内部の金属角辺が、封入のフッ素樹脂に対して加圧する張力或いは剪力は比較的少なく、封入フッ素樹脂に対して潜在的な変形問題を引き起こさない。
既存の球型表面を維持するが、大面積の接触では磨損の問題もある。
ライニング内表面中央には、小型の環状内凹球面を有し、流道面積を減らすことはなく、しかもバタフライバルブ性能を低下させることもない。
二軸端だけにバタフライボード突起を有し、流道面積の占拠は大きくなく、しかもバタフライボード断面は厚い平板で性能に影響しない。
記載資料がない。
ライニング内表面中央には、小型の環状内凹球面を有し、ライニング内表面の内凹部分が薄く、材料変形が起きやすいことを示している。
高温時には、ライニング内表面は、比較的容易に内向きに収縮し、高温時には、内凹球面により内向きに收縮し高温耐性に影響を与えるが、バックリングゴム高温膨脹も、内凹球面に影響して外へと突出し高温耐性を低下させる。
バタフライボード突起を有し、しかも板状断面で、バタフライボード強度は厚さに頼り、中小型サイズのバタフライボードでは強度を高めることができる。
本特許文献の目的は、以下の通りである。
ライニング内表面を内凹球面(以下、内凹球面と略称)とし、バルブの密封効果を増進し、トルクニーズを低下させる。
バルブのライニングは、フッ素樹脂材質で、バタフライボードもフッ素樹脂により製造される。
フッ素樹脂封入の金属バタフライボードを用いることができるかどうかは説明がない。
バタフライボードはリニア密封を行え、ゴムバックリングはバルブ体内面凹槽内に取り付けられ、内凹球面の密封性を高められることは、図から認定できる。
フッ素樹脂により、このような内凹球面を形成するなら、フッ素樹脂封入のバタフライボードでリニア密封を行う時には、小面積変形の密封効果では、大量材料変形の潜在的な変形問題は起こらないが、そのため高圧力耐受能力を提供することはできない。
バタフライボードでリニア密封を行う時、接触角は小さく、バタフライボードを回転する時には比較的小さい面積の干渉スライド動を行い、しかも摩擦は少なく、トルクニーズは低く、内凹球面の薄層フッ素樹脂は、バックリングゴムの固定の張力と剪力の受け止めが不足し、内凹球面の薄層フッ素樹脂にはシワにより損壊しやすく、腐蝕液を進入させてしまう。
既存の球型表面維持について、説明資料がない。
ライニング内表面は内凹球面で、流道の有効面積を狭め、しかもバタフライバルブ性能を低下させる。
記載資料がない。
ライニング内表面は内凹球面で、ライニング内表面の流道方向の断面で、直線の長さを展開し、バルブ体の幅より、それは長く、高温時、内凹球面は内向きに収縮し、バックリングにより、その内凹球面構造を維持できず、しかも高温時には、バックリングゴムは球心に向かい膨脹し、高温耐性を大幅に低下させることを示している。
バタフライボード突起を有し、しかも錐形断面で、耐高温高圧強度を提供できる。
本特許文献は、2004年日本特許第JP2004239343号公報「VALVE ELEMENT OF BUTTERFLY VALVE」、2007年日本特許第JP2007032683A号公報「BUTTERFLY VALVE」という2個の従来の案を再発明したものである。
本特許文献は、金属バタフライボード上に用いられる。
その方法手段は、フッ素樹脂封入のバタフライボードにも応用できる。
本特許文献の目的は、以下の通りである。
バタフライバルブの重量、流動抵抗力を改善し、トルクを低下させ、バタフライボードを通して軽量化し、しかもバタフライボード強度を低下させずに達成し、密封及び流体流動上で高性能を維持する。
バタフライボードの閉鎖時には、バタフライボードの強度は、十分に管路圧力を受け止められ、変形による密封失効を招かない。
バタフライボードの開放時には、管路流道内にあるバタフライボードは、流道面積を明確に低下させず、バタフライボードは、流体を生じ、乱流を起こし、キャビテーションを発生して、流動抵抗力を拡大することはない。
本特許文献のバタフライボードは、垂直方向の直径において、バタフライボード突起と連結し、構造剛性を提供する。
しかも水平楕円断面のリブ板を有し、バタフライボード外縁付近には、厚さがバタフライボードの二倍の厚さの環状構造を設置して、バタフライボードの側翼の構造強度を強化する。
バタフライボードがリニア密封を行うと、バタフライボード金属片外径側の厚さは2.5mmである。
本特許文献にはライニング内表面の条件が未記載で、フッ素樹脂ライニング時の圧接面幅はわずかに2.5mmであるため、高温高圧耐受力を提供できない。
本特許文献は、ライニング内表面の条件を未記載である。
基本的にリニア密封は、低変形低トルクの効果を達成できる。
バタフライボードフッ素樹脂封入に用いるなら、高緊密圧迫量下の干渉スライド動は、フッ素樹脂封入の材料変形と潜在的な変形を招き、高温高圧耐受力を提供することはできない。
軸密封面は球形曲面である。
直径連結とバタフライボード突起は、大きな流道面積を占拠し、水平方向の楕円断面リブ板は、流道面積を占拠するが、流道の乱流を減少させられる。
乱流を低下させ、キャビテーションを減らし、流体トルクを低下させられる。
リニア密封は、その高温耐性を向上させられない。
直径連結とバタフライボード突起を有し、しかも板状断面の厚さはわずかに2.5mmで、バタフライボードの側翼には、水平方向の楕円断面リブ板をさらに有し、バタフライボード外縁付近には、厚さがバタフライボードの二倍の厚さの環状構造を設置するため、十分な強度を提供できる。
本特許文献の目的は、以下の通りである。
バタフライバルブは高温下及び常温下で共に非常に優れた密封性を備える。
しかも求められるトルクは、バックリングの高温膨脹により拡大しない。
バタフライバルブの密封構造は、バルブ体表面の内周面上に、樹脂材料により構成されるライニングをそれぞれ設置する。
ライニングは、直径方向の相対位置に軸孔を設置し、軸孔と軸孔面を有する。
バタフライボードは、バタフライボード突起を有し、ライニングとゴムバックリングを通過し、バルブ体の軸孔部に取り付けられ、しかもバタフライボード突起の中心孔には、バルブ軸を取り付ける。
該バルブ軸の回転操作時には、バタフライボード外縁は、ライニング内表面上に圧接密封する。
上述のバルブ体ライニングの内径は以下の通り設定される。
バルブの開放時、上述のライニング内表面の内径は、上述のゴムバックリングの弾力作用下で変形し、上述のバタフライボードの外径に比べて小さい内径となる。
一方、バルブの閉鎖時、上述のバタフライボードを押し、ゴムバックリングの弾力作用下で、変形前の内径を回復する。
該変形前の内径は、公差と上述のバタフライボード外径と相同、或いはバタフライボードの外径よりいくらか大きく設置される。
バタフライボード金属片外径側の厚さは、3mmで、フッ素樹脂封入のバタフライボードは、リニア密封を行い、しかもライニング内表面の圧縮後の内径は、元々のゴムバックリング圧縮を受けていない直径に近く、バタフライボードの外径に非常に近い。
つまり、ライニング内表面は、バタフライボード外縁の圧接を受けて伸張していない。
しかも本特許文献が掲示する圧縮比は13%前後で、1.3mm/10mmである。
その目的は、圧接密封が引き起こす大量材料変形の潜在的な変形問題を低下させ、リニア密封及び低緊密圧迫量を追求し、約13%を約23%のトルクを減少させることにある。
しかし、圧接面幅はわずかに3mmで、高圧高温耐受力を提供できない。
バタフライボード外縁は、ライニング内表面中央突起の環状密封面のみと接触し、リニア密封を行い、接触角は比較的小さく、トルクニーズは低い。
バタフライボード外縁は、ライニング内表面に対して、比較的小さい面積の干渉スライド動摩擦を行う。
緊密圧迫量は約13%で、ライニング内表面に対して比較的小さい張力或いは剪力を加え、23%のトルク減少を達成する。
バタフライボード内金属の3mm厚さの外円弧面は、封入のフッ素樹脂に対して、比較的小さい張力或いは剪力を加え、しかも一般の従来の技術と同様に、バタフライボード金属片の外径に近い側に、通孔を設置して、封入フッ素樹脂の強度を高め、バタフライボードの封入失効を招くことはない。
軸孔両端背面側に凸台を設置し、軸孔面の密封性能を強化し、ライニング内表面まで連結する。
ライニング内表面中央突起の環状密封面は、流道面積を約5%減少させ、二軸端はバタフライボード突起だけが大きい流道面積を占拠せず、しかもバタフライボード断面は錐形で性能に影響しない。
記載資料がない。
ゴムバックリングは、ライニング内表面で、中央突起密封面を支え、こうしてゴムバックリングは高温時にライニングとバルブ体間の空間へと膨脹でき、フッ素樹脂ライニングの管状部に対する過度の圧迫を減らすが、リニア密封の制限により、高温耐性を高めることはできない。
バタフライボード突起を有し、しかも錐形断面は、構造強度を高めることができる。
本特許文献の目的は、以下の通りである。
バルブ全開時の流量係数Cv値は減少せず、全開と中間開度時の流体抵抗力は減少し、同時にこれによりバルブ体重量は軽くなる。
本特許文献の表一は、流量係数Cv値を示す。
本特許文献は、同社の製品カタログに記載されている。
同カタログ記載のフッ素樹脂バタフライバルブの流量係数Cv値表によれば、該流量係数Cv値は、3インチ口径のバタフライバルブを参考として比較する。
しかも低トルク、高流量高Cv値、使用寿命の長さ、信頼性の高さ等の性能問題においても明確にする必要がある。
上記により、現在のフッ素樹脂ライニングバタフライバルブの各種の従来のソリューションが、本発明の以下の特殊用途のバタフライバルブ規格に応えることはできないことが分かる。
性能品質:高流量、低トルク、使用寿命が長く、耐高温高圧、信頼性が高い。
最高温度:特殊用途200℃以下。
最高圧力:特殊用途3kg(200℃以下)。
両者は2個のボルトにより一体に螺合される。
該上バルブ体及び該下バルブ体の組み立ての方向は、軸方向で、該上バルブ体の上には、緊密螺合部及び軸孔部を設置する。
該下バルブ体の上には、緊密螺合部及び軸孔部を設置する。
該バルブ体の内円周面には、フッ素樹脂材質の該ライニングを取り付ける。
該バルブ体上は、該内円周面が窪み挟角(γ)を設置する台形断面のトレンチを設置し、該トレンチには、挟角(α)を有する台形断面の該バックリングを取り付ける。
該トレンチの底部には、凸環を設置し、該凸環の凸環高さ(s2)は該トレンチのトレンチ深さ(s1)より小さく、該凸環の凸環幅(t2)は、該バタフライボード内部の金属バタフライボードの金属バタフライボード厚さ(t1)の1.5倍から2倍の間で、該トレンチの底部幅(t3)より小さい。
該ライニング両端には、径方向フランジをそれぞれ有し、しかも該ライニングは、管状部を有する。
該ライニングは、軸方向両端に、水平密封平面をそれぞれ設置し、該管状部及び該水平密封平面はつながり、円環状を呈し、該水平密封平面は、該内径側と外径側で共に平面である。
該2個の水平密封平面間の垂直距離は、該管状部の内径距離より小さく、該水平密封平面の厚さは、該管状部の厚さより厚く、しかもその厚さは、該ライニングの内径側と外径側を含み、該水平密封平面の内径側と該管状部の内径側の接続位置には、円弧の接角を有する。
該水平密封平面上には、軸孔を設置し、しかも該水平密封平面の内径側と外径側には、軸孔面をそれぞれ設置し、該軸孔面は、軸孔の外周囲に圧接密封される。
内径側の軸孔面上には、密封凹槽を設置し、該軸孔面、該接角と該管状部の内径側のライニング内表面はつながり、完全な密封面を構成する。
バタフライバルブの閉鎖時、該バタフライボードのバタフライボード外縁は、該バルブ体と該バックリングがサポートする該管状部のライニング内表面に圧接され、流体の流動を封鎖し、流体圧力と温度を受け止める。
しかも、該水平密封平面の外径側は、軸孔両側に該管状部に沿って、それぞれ強化部を設置する。
該強化部の幅は、該バタフライボード内部の金属バタフライボードの厚さの二倍以上で、これにより該水平密封平面と該管状部の厚さは、スムーズに変化でき、該接角の漏洩問題を改善できる。
該バックリングの内径とライニング内表面は、製造過程で収縮しサイズはやや小さくなり、内向きに突出するが、これら製造工程でコントロールされ、これにより突起高さは合理的な範囲に落ち着く。
製造過程で、これら突起は全てコントロールされ、緊密圧迫量(ε)の計算中に含まれる。
該水平密封端面と該水平密封平面間は、軸方向垂直緊密圧迫密封を行う。
該切辺角と接角は、垂直密封から径方向密封に転換し、該強化部により厚さをスムーズ化し、これにより、均一に緊密圧迫し、耐圧漏洩問題は発生しない。
2個の水平密封端面には、バルブ軸及び突起部をそれぞれ設置し、該バルブ軸と該突起部とは同心で、該バルブ軸は、長バルブ軸と短バルブ軸を有する。
該バルブ軸は、該ライニングの二軸孔を通過し、該バルブ体の軸孔部に取り付けられる。
これにより、バタフライボードは、回転でき、流量調節或いはバルブ開閉が行われる。
該バタフライボードの外径は、該ライニング内表面の内径よりやや大きく、該バタフライボードは、両端の該突起部分により、2個のバタフライボードの側翼に区画され、該バタフライボードの側翼の断面は、板状断面或いは錐状断面を形成する。
3インチのバタフライバルブを例とすると、バタフライボードの側翼の外縁の厚さは、密封幅4mm以上の帯状密封を提供できる。
ライニングの管状部が力を受けて開き、バックリングへ加圧すると、管状部の圧接を受けた部分の外径は、バルブ体内径より大きくなる。
バタフライボード開放時、バックリングの弾性は、管状部を内向きに収縮させ、これにより、管状部の外径は、バルブ体内径とほぼ等しくなる。
これにより、該バタフライボード外縁の環曲面が、該管状部のライニング内表面に圧接される時、該軸密封面は該軸孔面と圧接され、及び該切辺角は該接角と圧接され、信頼できる連続密封面を形成し、しかもバタフライボードは、回転下で、干渉スライド動摩擦が引き起こす磨損と潜在的な変形を減らすことができる。
よって、該密封面は、該ライニング内表面、該接角と該軸孔面により組成される封鎖面を指し、また該環曲面、該切辺角と該軸密封面により構成される封鎖面を指す。
該バタフライボード外縁の環曲面は、不等幅円筒面と不等幅曲面を有する。
該不等幅円筒面の密封幅は、該バルブ軸に近い位置に、比較的狭い密封幅を有し、該バタフライボードの中央に近い部位に、最も広い密封幅を有し、該不等幅円筒面の、該バルブ軸に近い位置の密封幅は、該バタフライボード内部の金属バタフライボード外縁厚さの50%以上である。
3インチのバタフライバルブを例とすると、その密封幅は4mm以上である。
該不等幅円筒面は、該バタフライボードの中央に近い部位に、最大密封幅を有し、幅は該金属バタフライボード外縁厚さの70%以上で、合理的な緊密圧迫量下で、従来の技術より多くの抗静圧トルクと高圧気密のニーズを達成できる。
該不等幅曲面は、バタフライボードの側翼表面から外縁へと延伸して構成される。
該不等幅曲面は、該バルブ軸に近い位置に、最長平滑弧線を有し、該バタフライボードの中央に近い部位には、最短平滑弧線を有し、従来の帯状密封のバタフライボードの角辺に置換し、しかも不等幅曲面は、バタフライボードの閉鎖回転方向に配置される。
不等幅曲面とライニング内表面は、より小さい接触角71(θ)とスライド動挟角74(ψ)が相対スライド動を行い、材料変形と摩擦力抵抗力を減らせ、干渉スライド動の接触角とスライド動の長さを大幅に縮小できる。
該バタフライボード内部の金属バタフライボードの外縁にも、対応する曲面である不等幅円筒面と不等幅曲面を有する。
バルブの緊密閉鎖時、バタフライボード外縁の不等幅円筒面とライニング内表面の緊密圧迫により、複合密封を形成する。
該軸孔面、該軸密封面の圧合及び突出した密封環と密封凹槽は、接角と切辺角の密合を有し、これら連続した緊密圧迫面は、複合密封を構成する。
本発明の効果を以下に説明する。
複合密封の不等幅円筒面は、より大きな密封幅及び合理的な圧接圧力を追求することで密封を達成でき、さらに適した圧縮比を採用して密封ニーズを達成することができる。
ライニング内表面の材料は、変形がさらに少なく、潜在的な変形がさらに発生しにくく、より大きな密封幅は、耐圧能力の高さを示し、より大きな圧力変動を受け止めることができる。
しかも、高温時、材料は大面積のサポートを有し、高温耐性が高まる。
これら長所は全て、バタフライバルブ寿命を延長できる。
複合密封の不等幅曲面は、従来の角辺に置換でき、不等幅曲面が提供する接触角は小さくなり、スライド動の長さは短くなり、相対的にスムーズなスライドの干渉スライド動が可能である。
ライニング内表面の材料が受ける引き伸ばし張力と剪力は低下する。
これにより、材料の潜在的な変形がさらに発生しにくくなり、しかも摩擦力も低下し、トルクニーズも低下し、バタフライバルブ耐圧能力と高温耐性が拡大し、及びバタフライバルブの使用寿命を延長できる。
水平密封端面の軸密封面には、突起密封環を設置し、水平密封平面の軸孔面の密封凹槽と、干渉圧接密封を行い、圧接密封面積を減らし、バタフライボード突起の外径を縮小し、流道面積を拡大し、スライド動摩擦による磨損と潜在的な変形を減らして、漏洩リスクを低下させ、バタフライバルブ寿命を延長できる。
軸孔両側には、それぞれ強化部を設置し、これにより水平密封平面と管状部の厚さは、スムーズに変化でき、水平密封平面の密封能力を向上させられる。
バタフライボードが開放スリット流道を形成する時、不等幅曲面は、スリット流道の幅を拡大し、しかもバタフライボード外縁は平滑曲面を形成し、バタフライボードの小角度開放時の流量を増やすことができる。
バタフライボードには直径連結がなく、大きな流道面積を占拠せず、バタフライボードの側翼断面は、板状断面或いは錐状断面を採用し、バタフライボードバルブ軸の両側の比較的小さい外径突起部が占拠する流道面積は比較的小さく、ライニング内径面は円筒形で、しかも管道内径に等しく、十分な流道面積と流量を確保できる。
バタフライボードの側翼とライニング内表面は、スリット流道を形成し、不等幅曲面は、スリット流道の幅を拡大して、さらに大流量を有し、分離流と乱流を減らして、流体トルクをさらに低くする。
該バルブ軸に近い位置の不等幅円筒面の最小密封幅は、バタフライボード内部の金属バタフライボード外縁厚さの50%以上である。
該バタフライボードの中央に近い部位の不等幅円筒面の最小密封幅は、バタフライボード内部の金属バタフライボード外縁厚さの70%以上である。
これにより、抗静圧トルクの能力を大幅に高め、しかも静圧漏洩のリスクを減少させられる。
不等幅円筒面は比較的広い密封幅を有し、しかも不等幅曲面の干渉スライド動はスムーズで、ライニング内表面の材料変形を減らせ、高温高圧耐性に優れている。
ライニングの管状部には、複雑ながなく、高温変形も大幅に減少させられる。
バルブ体内側の台形トレンチは、バックリングの高温膨脹を受け入れることができる。
バタフライボードの突起部は分かれ、しかも直径連結せず、バタフライボードの側翼断面は、厚板状断面或いは錐状断面を採用し、高強度を提供できる。
図1、図2A、図2B、図3、図4A、図4B、図4C、図4Dに示す通り、フッ素樹脂対称バタフライバルブ1は、バルブ体2、ライニング3、バックリング4、バタフライボード5を有する。
しかも該上バルブ体21と該下バルブ体22の組み立ての方向は、軸方向である。
該上バルブ体21の上には、緊密螺合部211及び軸孔部212を設置する。
該下バルブ体22の上には、緊密螺合部221及び軸孔部222を設置する。
該バルブ体2の内円周面23には、該フッ素樹脂のライニング3を取り付ける。
内円周面23上には、台形で挟角233(γ)を呈するトレンチ232を設置し、台形断面42で、かつ挟角43(α)を有する該バックリング4を取り付ける。
該凸環234の高さ239(s2)は、該トレンチ232の深さ237(s1)より小さい。
該凸環234の幅236(t2)は、該バタフライボード5内部の金属バタフライボード51の厚さ631(t1)の1.5倍から2倍の間に等しい(図4A参照)が、底部幅238(t3)より小さい。
該ライニング3両端には、径方向フランジ32をそれぞれ有し、しかも該ライニングは、管状部31を有する。
該管状部31の外径315は、該バルブ体2の内円周面23に取り付けられる。
閉鎖時、該バタフライボード5のバタフライボード外縁53は、該管状部31の円筒状を呈するライニング内表面311に圧接され、該バルブ体2と該バックリング4によりサポートされ、流体の流動を封鎖し、流体圧力と温度を受け止める。
該ライニング3は、該軸方向両端に、水平密封平面632をそれぞれ設置する。
該水平密封平面632の厚さは、該管状部31の厚さより厚い。
該水平密封平面632は、該内径側と外径側で共に平面構造を形成し、これにより該2個の水平密封平面632間の直径距離は、該管状部31の内径より小さい。
該ライニング3は、該水平密封平面632の内径側において、該管状部31の内径側とつながり、接続位置には、円弧状の接角633をそれぞれ有する。
該水平密封平面632上には、軸孔312を設置する。
しかも該水平密封平面632の内径側と外径側には、軸孔面634をそれぞれ設置し、該軸孔312の外周囲を取り囲み、圧接密封に用いられる。
内径側の軸孔面634上には、密封凹槽634aを設置し、内径側の該軸孔面634、該接角633と該ライニング内表面311はつながり、完全な密封面6を構成する。
該水平密封平面632の外径側で、かつ軸孔312両側には、強化部318をそれぞれ設置し、中心線25上に分布し、しかも幅は該バタフライボード5内部の金属バタフライボード51の厚さ631(t1)の二倍以上である。
これにより、該水平密封平面632と該管状部31の厚さは、スムーズに変化でき、該接角633の漏洩問題を改善できる。
該中心線25は、該軸方向に垂直で、しかも該軸孔312中心を通過する線を指す。
該バックリング4の内径41は基本的には、該バルブ体2の内径に等しい。
該バックリング4が、該トレンチ232内部に取り付けられると、膨脹空間235が残され、高温下の熱膨脹ニーズに応えることができる。
該バックリング4は緊密圧迫を受けると、膨脹空間235の80%以上を満たし、高温膨脹下でほぼ完全に充満する。
該管状部31の外径315は基本的には、該バルブ体2の内径に等しい。
該バックリングの内径41と該ライニング内表面311は、製造過程で収縮しサイズはやや小さくなり、内向きに突出する。
該バックリングの厚さ45(s3)に、該凸環234の高さ239(s2)を加えると、該トレンチ232の深さ237(s1)に等しいが、製造過程で収縮、変形し、該バックリング4の厚さ45(s3)はやや大きい可能性がある。
これにより、該バックリング4の内径は、該バルブ体2内径よりやや小さい。
しかも該ライニング内表面311は、同様の製造収縮理由で内向きに突起し、これにより該ライニング内表面311の断面は突起曲線66aを呈する。
これらは全て、製造工程のコントロールが必要で、これにより突起高さ66b(h)は合理的な範囲内に落ち着く。
該バタフライボード5を該ライニング3の管状部31に取り付ける時には、十分な緊密圧迫量65(ε)を生じなければ、密封効果を達成できず、製造過程では、これら突起高さ66b(h)はコントロールする必要があり、緊密圧迫量65(ε)の計算中に含まれる。
該緊密圧迫量65(ε)は、図5Aに示す。
該バタフライボード外縁53は、環曲面531を有する。
該バタフライボード5は、該軸方向両端に、水平密封端面635をそれぞれ有する。
該水平密封端面635は、該ライニング3の該水平密封平面632に相対し、しかも該水平密封端面635と該環曲面531の接続位置には、円弧状の切辺角636をそれぞれ有する。
しかも該切辺角636は、該ライニング3内径側の接角633に相対し、二者は密封する。
該水平密封端面635と該水平密封平面632間は、軸方向垂直緊密圧迫密封を行う。
該切辺角636と該接角633は、垂直密封から径方向密封に転換し、該強化部318により厚さをスムーズ化し、これにより均一に緊密圧迫し、流体はバルブ軸55位置から漏洩する問題は発生しない。
該水平密封端面635には、バルブ軸55と同心の突起部54及び該バルブ軸55を設置する。
該バルブ軸55は、長い上バルブ軸55aと短い下バルブ軸55bを有する。
該バルブ軸55は、該ライニング3の二軸孔312を通過し、該バルブ体2の上バルブ体21の軸孔部212と下バルブ体22の軸孔部222に取り付けられる。
これにより、該バタフライボード5は、回転して、流量調節或いはバルブの開閉を行う。
該バタフライボード5は、該突起部54により、2個のバタフライボードの側翼56に区画される。
該バタフライボードの側翼56の断面は、板状断面或いは錐状断面を形成する。
大型サイズのバタフライバルブは、錐状断面を採用(図7E参照)し、小型サイズのバタフライバルブは、板状断面(図4A参照)を採用する。
図5Aに示す通り、密封面6の圧縮比は、緊密圧迫量65(ε)とバックリング4の厚さ45(s3)の比に等しい。
採用したバックリング4の材質と耐圧耐温ニーズに基づき、該圧縮比の範囲は15%-22%の範囲で、バタフライボードの側翼56の外縁の金属バタフライボード51の厚さ631(t1)は、密封幅4mm以上の複合密封を提供でき、3インチのバタフライバルブを例とすると、図4A示す通りである。
これにより、該バタフライボード外縁53と該ライニング内表面311の圧接密封も、軸密封面637と軸孔面634に接続し、信頼できる連続密封面6を形成し、該水平密封端面635と該水平密封平面632の密封を含む。
該複合密封67は、以下を有する。
バタフライボード外縁53の環曲面531は、不等幅円筒面532と不等幅曲面533により構成されるスムーズ曲面で、しかも該不等幅曲面533は、バタフライボード5の回転方向791に位置する(図5D参照)。
ここでいうa-a断面位置、b-b断面位置とc-c断面位置の、これら断面の位置は、図7A示す従来のバタフライバルブの断面線位置と相同である。
該不等幅円筒面532の密封幅63(B)は、a-a断面位置において、比較的狭い密封幅63(B)を有する。
b-b断面位置において、次に大きい密封幅63(B)を有する。
c-c断面位置において、最も幅が広い密封幅63(B)を有する。
即ち該バルブ軸55に近い位置から、該バタフライボード5の中央部位へと、徐々に幅が広く変化し、しかも該不等幅円筒面532は密封面6の一部を構成する。
該不等幅円筒面532が、該不等幅曲面533に相対する反対側辺は角辺535で、小さい円弧半径を有し、バタフライボードの側翼56表面に連結する。
しかも該角辺535は、バタフライボード5の開放方向側に位置する。
該角辺535と該ライニング内表面311は、極めて少ない干渉スライド動7を生じる。
該不等幅曲面533は、バタフライボード5のバタフライボードの側翼56表面から、外縁53へと延伸して構成される。
該不等幅曲面533は、a-a断面位置において、最長平滑弧線533aを有し、b-b断面位置において、比較的短い平滑弧線533bを有し、c-c断面位置において、最短平滑弧線533cを有する。
即ち、該バルブ軸55に近い位置から、該バタフライボード5の中央部位へと、徐々に狭く変化する。
該不等幅曲面533は、該ライニング内表面311と干渉スライド動7を生じる。
該最長平滑弧線533a、該比較的短い平滑弧線533bと該最短平滑弧線533cは、楕円曲線に近く、楕円の短径は、バタフライボードの側翼56表面に垂直である。
これら曲線は、数個の円弧により構成される。
バタフライボード5内部の金属バタフライボード51の外縁511にも、対応する曲面を有する。
例えば、バタフライボードの側翼516、突起部517、水平密封端面518、切辺角519は、図4Dに示す通り、不等幅円筒面514と不等幅曲面515は、a-a断面位置において、最長弧線515aを有し、c-c断面位置において、最短弧線515cを有する。
3インチの口径バタフライバルブを例とすると、該金属バタフライボード51外縁の厚さは8mmで、該不等幅円筒面532のa-a断面の密封幅63(B)は、該金属バタフライボード51外縁の厚さ631(t1)の50%以上を超え、しかもその密封幅は4mm以上である。
該不等幅円筒面532のc-c断面の密封幅63(B)は、金属バタフライボード51外縁の厚さ631(t1)の70%以上を超え、しかもその密封幅は5.6mm以上である。
これにより、該不等幅円筒面532とライニング内表面311は圧接され、信頼できる連続密封面6を形成し、しかも該軸密封面637と該軸孔面634に接続する。
図2A、図4Cに示す通り、c-c断面の密封面6には、最大の半径を有し、最大の静圧トルクを受け止められ、最大の密封幅63(B)は、より高い耐圧気密能力を提供できる。
このような、密封幅63(B)は、従来の帯状密封62の幅より小さくない。
それは、該不等幅曲面533のa-a断面の接触角71(θ)は、小さくなり、しかもスライド動距離は大幅に低下し、該不等幅曲面533の接触角71(θ)は、従来のリニア密封の接触角71(θ)に近い。
それはさらに、複合密封67はa-a断面の閉鎖過程において、該不等幅曲面533と該ライニング内表面311は干渉スライド動7を生じる。
しかも該不等幅曲面533は、スライド動挟角74(ψ)により前方へとスライド動し、摩擦力75(F)は、該ライニング内表面311に作用し、緊密圧迫位置に、緊密圧迫陥没を形成し、バタフライボード外縁53の前方と、前方に突出したライニング変形68(δ)を形成する。
該ライニング変形68(δ)のライニング内表面311の材料の圧迫を受けての大きさ変形は、緊密圧迫量65(ε)の大きさに基づき決まる。
バタフライボード外縁53後側のライニング内表面311の材料は引力を受ける。
該複合密封67のスライド動挟角74(ψ)及びライニング変形68(δ)は共に、帯状密封62とリニア密封61より小さい。
スライド動挟角74(ψ)及びライニング変形68(δ)は、大きくなればなるほど高温用途に不利である。
つまり、ライニング内表面311とバタフライボード5外部のフッ素樹脂封入69の材料は、大きくなればなるほど、潜在的な変形と摩擦力75(F)を受ける。
これにより、流道8にはスリット流道81が出現する。
この時、該バタフライボード5の両側に、急拡大流道814とテーパー流道815がそれぞれ出現する。
図中の流線811に示す通り、流体は、流動過程で、該バタフライボード5背面側に回流区812を出現する。
バタフライボード5のバタフライボード外縁53の不等幅曲面533は、スリット流道81で、より多くの流動面積をもたらす。
つまり、より大きなスリット幅813(W)を有する。
このように、バタフライボード5の、小角度位置での流量とCv値を高めることに非常に役立ち、流体トルク792(Th)を低下させられる。
このような結果は、ライニング内表面311が受ける干渉スライド動7がスムーズになり、しかも受ける摩擦力75(F)が減少することを示している。
特に、開放過程で必要なトルク低下は、摩擦力75(F)が大幅に減少し、バタフライバルブ1の使用寿命を延長できることを示している。
本発明の実施形態を、標準試験台で試験を行った。
バタフライボード5の角度は、0度、18度、36度、54度、72度、90度で、0度を全開とし90度を完全閉鎖とする。
試験結果の流量係数Cv値は、表1に示す。
特許文献10のCv値は、表2に示す。
非特許文献1のCv値は、表3に示す。
この三つの流量係数Cv値の異なるバタフライボード開度に対する曲線図は、図6Bi、図6Bii、図6Biiiの曲線A、曲線Bと曲線Cである。
以下に本発明のバタフライバルブと1つの特許文献と1つの非特許文献を比較して説明する。
2・・・バルブ体、
21・・・上バルブ体、
211・・・緊密螺合部、
212・・・軸孔部、
22・・・下バルブ体、
221・・・緊密螺合部、
222・・・軸孔部、
23・・・内円周面、
232・・・トレンチ、
233(γ)・・・梯型挟角、
234・・・凸環、
235・・・膨脹空間、
236(t2)・・・凸環幅、
237(s1)・・・トレンチ深さ、
238(t3)・・・底部幅、
239(s2)・・・凸環高さ、
24・・・緊密螺合螺孔、
25・・・中心線、
3・・・ライニング、
31・・・管状部、
311・・・ライニング内表面、
312・・・軸孔、
315・・・管状部外径、
318・・・強化部、
32・・・径方向フランジ、
4・・・バックリング、
41・・・バックリング内径、
42・・・台形断面、
43(α)・・・梯型挟角、
45(s3)・・・厚さ、
46・・・軸孔部、
5・・・バタフライボード、
51・・・金属バタフライボード、
511・・・外縁、
513・・・連結孔、
514・・・不等幅円筒面、
515・・・不等幅曲面、
515a・・・最長弧線、
515c・・・最短弧線、
516・・・バタフライボードの側翼、
517・・・突起部、
518・・・水平密封端面、
519・・・切辺角、
53・・・バタフライボード外縁、
531・・・環曲面、
532・・・不等幅円筒面、
533・・・不等幅曲面、
533a・・・最長平滑弧線、
533b・・・比較的短い平滑弧線、
533c・・・最短平滑弧線、
54・・・突起部、
544・・・軸孔、
55・・・バルブ軸、
55a・・・上バルブ軸、
55b・・・下バルブ軸、
56・・・バタフライボードの側翼、
57・・・バタフライボード外径、
6・・・密封面、
61・・・リニア密封、
62・・・帯状密封、
63(B)・・・密封幅、
631(t1)・・・金属バタフライボード厚さ、
632・・・密封平面、
633・・・接角、
634・・・軸孔面、
634a・・・密封凹槽、
635・・・密封端面、
636・・・切辺角、
637・・・軸密封面、
637a・・・密封環、
64(p)・・・圧接圧力、
65(ε)・・・緊密圧迫量、
66・・・内向き突起、
66a・・・突起曲線、
66b(h)・・・突起高さ、
67・・・複合密封、
68(δ)・・・ライニング変形、
69・・・封入、
69a・・・封入変形、
7・・・干渉スライド動、
71(θ)・・・接触角、
72・・・接触点、
73(R)・・・回転力アーム、
74(ψ)・・・スライド動挟角、
75(F)・・・摩擦力、
79(T)・・・トルク、
791・・・回転方向、
792(Th)・・・流体トルク、
793(Tp)・・・静圧トルク、
794(Tf)・・・摩擦トルク、
8・・・流道、
81・・・スリット流道、
811・・・流線、
812・・・回流区、
813(W)・・・スリット幅、
814・・・急拡大流道、
815・・・テーパー流道、
82(Ps)・・・静圧、
9・・・フッ素樹脂バタフライバルブ、
91・・・バルブ体、
911・・・内円周面、
912・・・トレンチ、
913・・・上軸孔部、
914・・・下軸孔部、
92・・・バタフライボード、
92a・・・リニア密封バタフライボード、
92b・・・帯状密封バタフライボード、
92c・・・金属バタフライボード、
921・・・バタフライボードの側翼、
922・・・バタフライボード外縁、
923・・・環曲面、
923a・・・角辺、
924・・・円錐曲面、
927・・・バタフライボード突起、
928・・・軸孔、
929・・・直径連結、
93・・・ライニング、
931・・・管状部、
932・・・径方向フランジ、
933・・・ライニング内表面、
937・・・軸孔、
94・・・バックリング、
941(t4)・・・厚さ、
95・・・バルブ軸。
Claims (12)
- バルブ体と、バタフライボードと、ライニングと、バックリングとを備えるフッ素樹脂バタフライバルブであって、
前記バルブ体は円環状を呈し、水平に分割されてそれぞれ半円弧を呈する上バルブ体と下バルブ体とからなり、内円周面を有し、前記上バルブ体と前記下バルブ体は一体に緊密螺合され且つ前記上バルブ体と前記下バルブ体の組み立て方向は軸方向で、前記内円周面には台形断面のトレンチを有し、
前記バタフライボードは円盤状を呈し、バタフライボード外縁を有し且つ前記バタフライボード外縁の軸方向両端に水平密封端面をそれぞれ有し、各前記水平密封端面と前記バタフライボード外縁の環曲面とは接続し且つ各接続位置には円弧の切辺角をそれぞれ有し、前記バタフライボード外縁の前記軸方向両端の前記水平密封端面にはバルブ軸と突起部をそれぞれ有し、前記バルブ軸と前記突起部とは同心で、前記突起部には軸密封面及び突出した密封環を有し、前記軸密封面と前記切辺角と前記環曲面とはつながってバタフライボード密封面を形成し、
前記ライニングは前記バルブ体に相対して円環状を呈し、前記バルブ体の前記内円周面に取り付けられ、内径側と外径側と管状部とを有し、両端には径方向フランジをそれぞれ有し、前記軸方向両端に水平密封平面をそれぞれ有し、前記水平密封平面上には軸孔と軸孔面を有し、しかも前記軸孔の外周囲を取り囲む前記内径側と前記外径側には前記軸孔面をそれぞれ有し、前記水平密封平面の内径側と前記管状部の内径側の接続位置にはそれぞれ円弧の接角を有し、前記内径側の前記軸孔面上には密封凹槽を有し、前記管状部の内径側はライニング内表面で、前記水平密封平面の厚さは前記管状部の厚さより厚く且つ前記内径側と前記外径側とを含み、前記内径側の前記軸孔面と前記接角と前記ライニング内表面とはつながってライニング密封面を形成し、
前記バックリングは台形断面の弾性体で、前記トレンチ内に取り付けられ、しかも前記管状部の外径側に密着し、
前記バタフライボード密封面及び前記ライニング密封面中で、前記軸孔面は前記軸密封面に、前記バタフライボード外縁の前記環曲面は前記ライニング内表面に、前記密封環は前記密封凹槽に、及び前記接角は前記切辺角にそれぞれ相対し且つ緊密圧迫密合されて連続し且つスムーズな密封面を形成し、
前記軸方向に垂直且つ前記軸孔の中心を通過する線を中心線とすると、前記バタフライボードの全開時の前記中心線に対する挟角は0度で、前記バタフライボードの完全閉鎖時の前記中心線に対する挟角は90度で、
前記バタフライボードが全開から閉鎖へ向かう時、前記バタフライボード外縁の前記バルブ軸に近い位置は、先に前記ライニング内表面と接触し、前記バタフライボード外縁の前記バルブ軸に近い位置から前記バタフライボードの中央部位へ向かい、次々に前記ライニング内表面と接触し、前記バタフライボード外縁と前記ライニング内表面を連結する接触点と回転軸心との連線は前記中心線と接触角(θ)を形成し、前記バタフライボード外縁と前記ライニング内表面との任意の接触点は、それぞれ異なる接触角(θ)を有し、前記バタフライボード外縁と前記ライニング内表面が干渉スライド動を行う時、前記バタフライボード外縁は前記ライニングのライニング変形(δ)の接触面とスライド動面を形成し、前記スライド動面の接線と前記ライニング内表面の垂直な前記バルブ軸の接線はスライド動挟角(ψ)を形成し、
前記環曲面は不等幅円筒面と不等幅曲面により構成される複合密封を有し、前記不等幅円筒面の密封幅は前記バルブ軸に近い位置に狭い密封幅を有し、前記バタフライボードの中央に近い部位に最も広い密封幅を有し、前記不等幅円筒面の前記バルブ軸に近い位置の密封幅は前記バタフライボード内部の金属バタフライボードの金属バタフライボード外縁の厚さの50%以上で、前記バタフライボードの中央に近い部位の密封幅は前記金属バタフライボード外縁の厚さの70%以上で、
前記不等幅曲面は前記バタフライボードの表面から前記バタフライボード外縁へと延伸し、前記バルブ軸に近い位置に第一最長平滑弧線を有し、前記バタフライボードの中央に近い部位には第一最短平滑弧線を有し、しかも前記バタフライボードの閉鎖回転方向に配置され、前記バタフライボードの閉鎖或いは開放動作を行う時には、前記不等幅曲面と前記ライニング内表面は干渉スライド動を行う
ことを特徴とする、フッ素樹脂バタフライバルブ。 - 前記バタフライボードは、前記金属バタフライボード及びフッ素樹脂封入部を有し、
前記フッ素樹脂封入部は、前記金属バタフライボードを覆い、
前記環曲面は、前記フッ素樹脂封入部上に位置し、前記金属バタフライボード外縁も、相対する曲面と、第二不等幅円筒面と、第二不等幅曲面とを有し、
前記第二不等幅曲面は、前記バルブ軸に近い位置に第二最長平滑弧線を有し、前記バタフライボードの中央に近い部位には第二最短平滑弧線を有し、しかも前記不等幅曲面は、バタフライボードの閉鎖回転方向に配置される
ことを特徴とする、請求項1に記載のフッ素樹脂バタフライバルブ。 - 前記バタフライボードの厚さは8mmで、
前記バタフライボード外縁の前記バルブ軸に近い位置の密封幅は4mm以上で、
前記バタフライボードの中央に近い部位の密封幅は5.6mm以上である
ことを特徴とする、請求項1に記載のフッ素樹脂バタフライバルブ。 - 前記密封面の圧縮比は緊密圧迫量と前記バックリングの厚さの比に等しく、
前記圧縮比の範囲は15%〜20%の範囲である
ことを特徴とする、請求項1に記載のフッ素樹脂バタフライバルブ。 - 前記バタフライボードは軸方向両端の前記突起部により2個のバタフライボードの側翼に区画され、
前記バタフライボードの側翼の断面は板状断面或いは錐状断面を形成する
ことを特徴とする、請求項1に記載のフッ素樹脂バタフライバルブ。 - 前記トレンチの底部には、凸環が設置され、
前記凸環の突出の高さは、前記トレンチの溝の深さより小さく、
前記バックリングが前記トレンチに取り付けられると膨脹空間を形成し、
前記凸環の突出幅は前記バタフライボード内部の前記金属バタフライボードの厚さの1.5倍から2倍の間であり且つ前記トレンチの底部幅より小さい
ことを特徴とする、請求項1に記載のフッ素樹脂バタフライバルブ。 - 前記バックリングの内径は前記バルブ体の内径に等しく、
前記管状部の外径は前記バルブ体の内径に等しい
ことを特徴とする、請求項1に記載のフッ素樹脂バタフライバルブ。 - 前記不等幅曲面の平滑弧線はすべて楕円曲線または略楕円曲線である
ことを特徴とする、請求項1に記載のフッ素樹脂バタフライバルブ。 - バルブ体と、バタフライボードと、ライニングと、バックリングとを備えるフッ素樹脂バタフライバルブであって、
前記バルブ体は円環状を呈し、水平に分割されてそれぞれ半円弧を呈する上バルブ体と下バルブ体とからなり、内円周面を有し、しかも前記上バルブ体及び前記下バルブ体の上には緊密螺合部及び軸孔部を有し、前記上バルブ体と前記下バルブ体は一体に緊密螺合され且つ前記上バルブ体と前記下バルブ体の組み立て方向は軸方向で、前記内円周面には台形断面のトレンチを有し、
前記バタフライボードは円盤状を呈し、しかもバタフライボード外縁を有し且つ前記バタフライボード外縁の軸方向両端に水平密封端面をそれぞれ有し、各前記水平密封端面と前記バタフライボード外縁の環曲面とは接続し且つ各接続位置には円弧状の切辺角をそれぞれ有し、軸方向両端の前記水平密封端面には突起部及びバルブ軸をそれぞれ有し、前記突起部及び前記バルブ軸は同心で、前記突起部上には軸密封面及び突出した密封環を有し、前記軸密封面と前記切辺角と前記環曲面とはつながってバタフライボード密封面を形成し、
前記ライニングは前記バルブ体に相対して円環状を呈し、前記バルブ体の前記内円周面に取り付けられ、内径側と外径側と管状部とを有し、両端には径方向フランジをそれぞれ有し、前記軸方向両端に水平密封平面をそれぞれ有し、前記水平密封平面上には軸孔と軸孔面を有し、しかも前記軸孔の外周囲を取り囲む前記内径側と前記外径側には前記軸孔面をそれぞれ有し、前記水平密封平面の内径側と前記管状部の内径側の接続位置にはそれぞれ円弧の接角を有し、前記内径側の前記軸孔面上には密封凹槽を有し、前記管状部の内径側は、ライニング内表面で、前記水平密封平面の厚さは前記管状部の厚さより厚く且つ前記内径側と前記外径側とを含み、前記内径側の前記軸孔面と前記接角と前記ライニング内表面とはつながってライニング密封面を形成し、
前記バックリングは台形断面の弾性体で、前記台形断面のトレンチ内に取り付けられ、しかも前記管状部の外径側に密着し、
前記バタフライボード密封面及び前記ライニング密封面中で、前記軸孔面は前記軸密封面に、前記バタフライボード外縁の前記環曲面は前記ライニング内表面に、前記密封環は前記密封凹槽に、及び前記接角は前記切辺角にそれぞれ相対し且つ緊密圧迫密合されて連続し且つスムーズな密封面を形成し、
前記水平密封平面の外径側且つ前記軸孔の両側には、前記管状部に沿って強化部がさらに設置され、前記強化部の幅は前記バタフライボード内部の金属バタフライボードの厚さの二倍以上で、これにより前記水平密封平面と前記管状部の厚さはスムーズに変化する
ことを特徴とする、フッ素樹脂バタフライバルブ。 - 前記強化部は、前記接角の厚さをスムーズに変化させる
ことを特徴とする、請求項9に記載のフッ素樹脂バタフライバルブ。 - バルブ体と、バタフライボードとを備えるフッ素樹脂バタフライバルブであって、
前記バタフライボードはバルブ軸によって前記バルブ体上に枢接され、前記バルブ軸により回転し、これにより前記バタフライボードは前記バルブ体を開放或いは封鎖し、
前記バタフライボードはバタフライボード外縁を有し、前記バタフライボード外縁は環曲面を有し、前記環曲面は不等幅円筒面を有し、前記不等幅円筒面の密封幅は前記バルブ軸から前記バタフライボードの中央部位へと徐々に広がる形態を呈し、前記不等幅円筒面の前記バルブ軸に近い位置の密封幅は前記バタフライボード内部の金属バタフライボード外縁の厚さの50%以上で、前記不等幅円筒面の前記バタフライボードの中央に近い部位の密封幅は前記金属バタフライボード外縁の厚さの70%以上である
ことを特徴とする、フッ素樹脂バタフライバルブ。 - 前記環曲面は、不等幅曲面と不等幅円筒面により構成される複合密封構造をさらに有し、
前記不等幅曲面は前記バタフライボードの表面から前記バタフライボード外縁へと延伸し、前記不等幅曲面の平滑弧線は前記バルブ軸から前記バタフライボードの中央部位へと徐々に狭くなる形態であり且つ前記バタフライボードの閉鎖回転方向に配置される
ことを特徴とする、請求項11に記載のフッ素樹脂バタフライバルブ。
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