JP2023525672A - 止め弁 - Google Patents

Abstract

弁座（１）及び弁芯（２）を含む、止め弁である。弁座（１）には弁チャンバ（１１）が設けられており、弁チャンバ（１１）には内側テーパ面（１１３）及び内側柱状面（１１４）が設けられており、内側テーパ面（１１３）の直径が比較的小さい一端と内側柱状面（１１４）が連結されて一回りの封止交線（１１５）を形成する。弁芯（２）は、封止面（２１）を有する。弁芯（２）は、弁チャンバ（１１）と遮断又は連通するために弁チャンバ（１１）内に可動的に設けられている。弁芯（２）により弁チャンバ（１１）が遮断される場合、封止が形成されるように封止交線（１１５）は封止面（２１）に押し付けられる。且つ弁芯（２）の封止面（２１）と内側テーパ面（１１３）との間には、１°～１０°の夾角ａが形成される。【選択図】図１

Description

（関連出願）
本出願は、２０２０年５月１８日に出願された、出願番号が２０２０２０８４８４１１．７であり、発明の名称が「止め弁」である中国特許出願の優先権を主張し、その全ての内容は引用することにより本出願に組み込まれる。

本出願は弁の技術分野に関し、特に、止め弁に関する。

止め弁は、玉形弁とも言われ最も広く使われている弁の一つである。止め弁の人気が高い理由は、止め弁の開閉過程において弁芯と弁チャンバとの間の摩擦力が小さく、比較的耐久性がよく、開放される高さが大きくなく、製造が容易であり、メンテナンスが容易であり、中低圧だけでなく高圧にも適用できる。

従来技術において、止め弁には封止段差が設けられており、且つ封止段差の縁部は直角を呈し、封止段差が止め弁の弁芯における封止面を押し付けて封止が形成される。封止するとき、封止段差の直角における交線が弁芯の封止面を押し付けることにより、弁芯の封止面において比較的深い圧痕が発生し、使用過程において、弁芯が偏心する場合、封止が不十分になりやすく、更に止め弁に漏れが発生しやすくなってしまう。

これに鑑みて、従来技術における封止段差が封止面に非常に深い凹みを残し、弁芯の偏心により封止の不十分が発生し、更に止め弁に漏れが発生しやすくなってしまう課題を解決する止め弁を提供する必要がある。

本出願は、弁座及び弁芯を含む止め弁を提供する。弁座には弁チャンバが設けられており、弁チャンバには内側テーパ面及び内側柱状面が設けられており、内側テーパ面の直径が比較的小さい一端と内側柱状面が連結されて一回りの封止交線を形成する。弁芯は、封止面を有する。弁芯は、弁チャンバと遮断又は連通するために弁チャンバ内に可動的に設けられている。弁芯により弁チャンバが遮断される場合、封止が形成されるように封止交線は封止面に押し付けられる。且つ弁芯の封止面と内側テーパ面との間には、１°～１０°の夾角が形成される。

本出願で提供される止め弁は、主に弁座における封止交線を利用して、弁芯における封止面を押し付ける。通常、曲面における各点にはいずれも１つの接平面があるため、封止交線と封止面との各接触点はいずれも対応する接平面を有する。力の分解から、封止交線が封止面に作用する力は、接平面に垂直となる力及び接平面に平行となる力に分解することができることが理解される。ただし、接平面に垂直となる力のみ封止面の変形をおこし、接平面に平行となる力は封止面の変形をおこすことはない。

更に、式Ｐ＝Ｆ／Ｓから分かるように、同じ圧力作用下で接触面積が大きいほど圧力は小さい。ここで、Ｐは圧力、Ｆは力、Ｓは接触面積を表す。封止交線が封止面に圧力を加えるとき、弁芯の封止面に微小な変形が発生する。ただし、封止面から比較的近い内側テーパ面と封止面との間の夾角は１°～１０°であり、内側テーパ面と封止面とが密着する傾向にある。従って、弁芯の封止面に微小な変形が発生する瞬間に、弁座の内側テーパ面と弁芯の封止面との接触面積が急激に増加して、封止面が受ける圧力を急激に低減させ、弁芯の封止面に更なる変形が発生することを防止する。このため、封止交線は封止面において比較的大きい圧痕を発生させにくく、弁芯が偏心するとき隙間を形成しにくく、止め弁にも漏れが発生しにくい。

本出願の一実施例において、封止交線と封止面との間は線封止である。

本出願の一実施例において、封止面はテーパ面又は球面である。封止面がテーパ面であり、構造が簡単で加工が容易である。しかしながらこれに限定されるものではなく、封止面は球面であってもよい。

本出願の一実施例において、夾角は２°～５°である。封止面と内側テーパ面との間の夾角が２°～５°である場合、封止面に圧痕が形成されにくく、弁芯と弁座との間の良好な封止性能が確保される。
また、止め弁の加工の難易度が低く、止め弁の加工コストを低減するのに有利である。

本出願の一実施例において、封止交線は、弁チャンバを第１チャンバと第２チャンバとに分割する。第１チャンバは弁チャンバの内側テーパ面が設けられた側に位置し、第２チャンバは弁チャンバの内側柱状面が設けられた側に位置する。弁座には第１通路、第２通路及び第３通路が設けられており、第１通路と第２チャンバとが連通している。第２通路及び第３通路はいずれも第１チャンバと連通している。弁芯は、弁チャンバと遮断又は連通するために弁チャンバ内に可動的に設けられており、且つ封止交線は弁チャンバを第１チャンバと第２チャンバとに分割するため、弁芯が第１チャンバ及び第２チャンバと遮断又は連通することができる。また、弁座には、第２チャンバと連通する第１通路が設けられており、いずれも第１チャンバと連通する第２通路及び第３通路が更に設けられている。従って、弁芯は、第１チャンバ及び第２チャンバを遮断することにより、第２通路と第１通路との連通、及び第３通路と第１通路との連通を同時に遮断することができる。弁芯が第１チャンバと第２チャンバとを連通する場合、第２通路及び第３通路と第１通路とを同時に連通させることができる。

本出願の一実施例において、封止面は、弁芯の封止交線に近接する一端に設けられる。弁芯が封止交線に近接する方向に向かって移動するとき、弁芯の端部が封止交線まで移動すると、封止面を封止交線に近接させて、更に封止が形成される。封止面が弁芯の封止交線に近接する一端に設けられると、弁芯は、長く設計しなくても、且つ長い距離を移動しなくても封止を形成できるので、封止の制御が容易で且つ材料が節約される。

本出願の一実施例において、弁座と弁芯との間は螺合され、且つ弁芯の封止面から離れた一端には回転孔が設けられている。弁座と弁芯との間は螺合されており、接続が信頼でき、安定性が良好であり、弁芯が弁チャンバにおいて安定的に移動して弁チャンバと遮断又は連通することに有利である。弁芯の封止面から離れた一端に回転孔が設けられていると、制御ツールが回転孔に挿入して回転孔と係合されることにより、弁芯を回転させて、弁芯を移動させることができる。回転孔を配置することで、制御ツールとの接続が非常に容易になり、且つ制御ツールによって弁芯の移動を制御する操作もより簡単になる。

本出願の一実施例において、回転孔は、六角形の回転孔である。六角形の回転孔は、六角棒レンチと合わせて使用することができ、六角棒レンチにより六角形の回転孔を捻じ込む過程において、六角形の回転孔と六角棒レンチとの間に６つの接触面があるため、六角形の回転孔は力受けが均一で弁芯を損傷させにくい。

本出願の一実施例において、弁芯と弁座との間には封止リングが設けられている。弁芯と弁座との間に封止リングを設けることにより、弁芯と弁座との接続封止性を大幅に強化させることができ、弁芯が移動するとき弁芯と弁座との間に漏れが発生せず、また弁芯と弁チャンバとの摩耗を低減させて、止め弁の使用寿命を向上させることができる。

本出願の一実施例において、弁芯の外周側には環状凹溝が設けられており、封止リングは凹溝内に設けられる。弁芯の外周側に環状凹溝を設け、且つ封止リングを凹溝内に設けることにより、取り付けるときに封止リングを凹溝内に直接取り付けることができ、取り付けが容易である。また、弁芯が弁座に対して移動するとき、封止リングは摩擦力の作用による位置ずれが発生せず、封止リングの良好な封止性能が確保される。更に、封止リングはゴム部材である。ゴム部材は比較的強い弾性を有し、押し付けられるときに良好な封止性が形成される。同時に、ゴム部材の耐摩耗性が比較的高く、弁芯が何回も移動しても封止リングが摩耗しにくい。また、ゴム部材の価格が比較的低く、止め弁の生産コストを削減するのに有利である。

本出願の一実施例の止め弁の断面図である。 本出願の一実施例の止め弁のＡにおける構造の拡大図である。

１ 弁座、１１ 弁チャンバ、１１１ 第１チャンバ、１１２ 第２チャンバ、１１３ 内側テーパ面、１１４ 内側柱状面、１１５ 封止交線、１２ 第１通路、１３ 第２通路、１４ 第３通路、２ 弁芯、２１ 封止面、２２ 回転孔、２３ 凹溝、３ 封止リング。

以下、上記の図面とともに具体的な実施形態を参照しながら、本出願を更に説明する。

以下、本出願の実施形態における図面を参照して本出願の実施形態における技術態様を明確且つ完全に説明するが、説明した実施形態は本出願の実施形態の一部にすぎず、全ての実施形態ではないことは明らかである。当業者が本出願における実施形態に基づいて創造的な労力なしに得られた全ての他の実施形態は、いずれも本出願の保護範囲に属する。

説明すべきことは、アセンブリが他のアセンブリに「装設される」とされる場合、他のアセンブリに直接装設されてもよく、又は介在するアセンブリが存在してもよい。アセンブリが他のアセンブリに「設けられる」とみなされる場合、他のアセンブリに直接設けられてもよく、又は介在するアセンブリが同時に存在してもよい。アセンブリが他のアセンブリに「固定される」とみなされる場合、他のアセンブリに直接固定されてもよく、又は介在するアセンブリが同時に存在してもよい。

特に定義しない限り、本明細書で使用される全ての技術用語や科学用語は、本出願の属する技術分野における当業者が通常理解している意味と同じである。ここで、本出願の明細書に使用される用語は、単に具体的な実施形態を説明することを目的とし、本出願を制限するものではない。本明細書に使用される「及び／又は」という用語は、関連する列挙された項目の１つ以上の任意の／及び全ての組み合わせを含む。

図１及び図２を参照すると、図１は本出願の一実施例の止め弁の断面図であり、図２は本出願の一実施例の止め弁の部分構造の拡大図である。止め弁は、弁座１及び弁芯２を含む。弁座１には弁チャンバ１１が設けられており、弁チャンバ１１には内側テーパ面１１３及び内側柱状面１１４が設けられており、内側テーパ面１１３の直径が比較的小さい一端と内側柱状面１１４が連結されて一回りの封止交線１１５を形成する。弁芯２は、封止面２１を有する。弁芯２は、弁チャンバ１１と遮断又は連通するために弁チャンバ１１内に可動的に設けられている。弁芯２により弁チャンバ１１が遮断される場合、封止が形成されるように封止交線１１５は封止面２１に押し付けられる。且つ弁芯２の封止面２１と内側テーパ面１１３との間には、１°～１０°の夾角ａが形成される。

本実施例において、図１及び図２に示すように、止め弁は、主に弁座１における封止交線１１５を利用して弁芯２における封止面２１を押し付ける。通常、曲面における各点にはいずれも１つの接平面があるため、封止交線１１５と封止面２１との各接触点はいずれも対応する接平面を有する。力の分解から、封止交線１１５が封止面２１に作用する力は、接平面に垂直となる力及び接平面に平行となる力に分解することができることが理解される。ただし、接平面に垂直となる力のみ封止面２１の変形をおこし、接平面に平行となる力は封止面２１の変形をおこすことがない。

更に、式Ｐ＝Ｆ／Ｓから分かるように、同じ圧力作用下で接触面積が大きいほど圧力は小さい。ここで、Ｐは圧力、Ｆは力、Ｓは接触面積を表す。封止交線１１５が封止面２１に圧力を加えるとき、弁芯２の封止面２１に微小な変形が発生する。ただし、封止面２１から比較的近い内側テーパ面１１３と封止面２１との間の夾角ａは１°～１０°であり、内側テーパ面１１３と封止面２１とが密着する傾向にある。従って、弁芯２の封止面２１に微小な変形が発生する瞬間に、弁座１の内側テーパ面１１３と弁芯２の封止面２１との接触面積が急激に増加して、封止面２１が受ける圧力を急激に低減させ、弁芯２の封止面２１に更なる変形が発生することを防止する。このため、封止交線１１５は封止面２１において比較的大きい圧痕を発生させにくく、止め弁にも漏れが発生しにくい。

一実施例において、封止交線１１５と封止面２１との間は線封止である。

一実施例において、封止面２１はテーパ面又は球面である。封止面２１がテーパ面であり、構造が簡単で加工が容易である。しかしながらこれに限定されるものではなく、封止面２１は球面であってもよい。

一実施例において、夾角ａは２°～５°である。封止面２１と内側テーパ面１１３との間の夾角ａが２°～５°である場合、封止面２１に圧痕が形成されにくく、弁芯２と弁座１との間の良好な封止性能が確保される。また、止め弁の加工の難易度が低く、止め弁の加工コストを低減するのに有利である。

一実施例において、図１に示すように、封止交線１１５は、弁チャンバ１１を第１チャンバ１１１と第２チャンバ１１２とに分割する。第１チャンバ１１１は弁チャンバ１１の内側テーパ面１１３が設けられた側に位置し、第２チャンバ１１２は弁チャンバ１１の内側柱状面１１４が設けられた側に位置する。弁座１には第１通路１２、第２通路１３及び第３通路１４が設けられており、第１通路１２と第２チャンバ１１２とが連通している。第２通路１３及び第３通路１４はいずれも第１チャンバ１１１と連通している。弁芯２は、弁チャンバ１１と遮断又は連通するために弁チャンバ１１内に可動的に設けられており、且つ封止交線１１５は弁チャンバ１１を第１チャンバ１１１と第２チャンバ１１２とに分割するため、弁芯２が第１チャンバ１１１と第２チャンバ１１２と遮断又は連通することができる。また、弁座１には、第２チャンバ１１２と連通する第１通路１２が設けられており、いずれも第１チャンバ１１１と連通する第２通路１３及び第３通路１４が更に設けられている。従って、弁芯２、第１チャンバ１１１及び第２チャンバ１１２を遮断することにより、第２通路１３と第１通路１２との連通、及び第３通路１４と第１通路１２との連通を同時に遮断することができる。弁芯２が第１チャンバ１１１と第２チャンバ１１２とを連通する場合、第２通路１３及び第３通路１４と第１通路１２とを同時に連通させることができる。

一実施例において、図１に示すように、封止面２１は、弁芯２の封止交線１１５に近接する一端に設けられる。弁芯２が封止交線１１５に近接する方向に向かって移動するとき、弁芯２の端部が封止交線１１５まで移動すると、封止面２１を封止交線１１５に近接させて、更に封止が形成される。封止面２１が弁芯２の封止交線１１５に近接する一端に設けられると、弁芯２は、長く設計しなくても且つ長い距離を移動しなくても封止を形成できるので、封止の制御が容易で且つ材料が節約される。

一実施例において、図１に示すように、弁座１と弁芯２との間は螺合され、且つ弁芯２の封止面２１から離れた一端には回転孔２２が設けられている。弁座１と弁芯２との間は螺合されており、接続が信頼でき、安定性が良好であり、弁芯２が弁チャンバ１１において安定的に移動して弁チャンバ１１と遮断又は連通することに有利である。弁芯２の封止面２１から離れた一端に回転孔２２が設けられていると、制御ツールが回転孔２２に挿入して回転孔２２と係合されることにより、弁芯２を回転させて、弁芯２を移動させることができる。回転孔２２を配置することで、制御ツールとの接続が非常に容易になり、且つ制御ツールによって弁芯２の移動を制御する操作もより簡単になる。

一実施例において、図１に示すように、回転孔２２は六角形の回転孔２２である。六角形の回転孔２２は、六角棒レンチと合わせて使用することができ、六角棒レンチにより六角形の回転孔２２を捻じ込む過程において、六角形の回転孔２２と六角棒レンチとの間に６つの接触面があるため、六角形の回転孔２２は力受けが均一で弁芯２を損傷させにくい。

一実施例において、図１に示すように、弁芯２と弁座１との間には封止リング３が設けられている。弁芯２と弁座１との間に封止リング３を設けることにより、弁芯２と弁座１との接続封止性を大幅に強化させることができ、弁芯２が移動するとき弁芯２と弁座１との間に漏れが発生せず、また弁芯２と弁チャンバ１１との摩耗を低減させて、止め弁の使用寿命を向上させることができる。

一実施例において、図１に示すように、弁芯２の外周側には環状凹溝２３が設けられており、封止リング３は凹溝２３内に設けられる。弁芯２の外周側に環状凹溝２３を設け、且つ封止リング３を凹溝２３内に設けることにより、取り付けるときに封止リング３を凹溝２３内に直接取り付けることができ、取り付けが容易である。また、弁芯２が弁座１に対して移動するとき、封止リング３は摩擦力の作用による位置ずれが発生せず、封止リング３の良好な封止性能が確保される。

具体的には、弁座１には雌ねじが設けられており、弁芯２の外周には雌ねじと螺合される雄ねじが設けられており、雄ねじは凹溝２３と弁芯２の封止面２１との間に位置する。

更に、封止リング３はゴム部材である。ゴム部材は比較的強い弾性を有し、押し付けられるときに良好な封止性が形成される。同時に、ゴム部材の耐摩耗性が比較的高く、弁芯２が何回も移動しても封止リング３が摩耗しにくい。また、ゴム部材の価格が比較的低く、止め弁の生産コストを削減するのに有利である。

以上の実施形態の各技術特徴は、任意に組み合わせてもよく、説明を簡潔にするために、上記の実施形態における各技術特徴の可能な組み合わせについて全て説明していないが、これらの技術特徴の組み合わせが矛盾しない限り、いずれも本明細書に記載されている範囲とみなすべきである。

当業者が理解すべきこととして、以上の実施形態は単に本出願を説明するために使用され、本出願を限定するためのものではなく、本出願の実質的な趣旨の範囲内で、以上の実施形態によりなされる適切な変更及び変化は、いずれも本出願の保護を請求する範囲に属する。

Claims (10)

1. 弁チャンバが設けられている弁座であって、前記弁チャンバには内側テーパ面及び内側柱状面が設けられており、前記内側テーパ面の直径が比較的小さい一端と前記内側柱状面が連結されて一回りの封止交線を形成する、弁座と、封止面を有する弁芯とを含み、
   前記弁芯は、前記弁チャンバと遮断又は連通するために前記弁チャンバ内に可動的に設けられており、前記弁芯により前記弁チャンバが遮断される場合、封止が形成されるように前記封止交線は前記封止面に押し付けられ、且つ前記弁芯の前記封止面と前記内側テーパ面との間には、１°～１０°の夾角ａが形成される、止め弁。
2. 前記封止交線と前記封止面との間は線封止である、請求項１に記載の止め弁。
3. 前記封止面はテーパ面又は球面である、請求項１に記載の止め弁。
4. 前記夾角ａは２°～５°である、請求項１に記載の止め弁。
5. 前記封止交線は、前記弁チャンバを第１チャンバと第２チャンバとに分割し、前記第１チャンバは前記弁チャンバの前記内側テーパ面が設けられた側に位置し、前記第２チャンバは前記弁チャンバの前記内側柱状面が設けられた側に位置し、
   前記弁座には第１通路、第２通路及び第３通路が設けられており、前記第１通路と前記第２チャンバとが連通しており、前記第２通路及び前記第３通路はいずれも前記第１チャンバと連通している、請求項１に記載の止め弁。
6. 前記封止面は、前記弁芯の前記封止交線に近接する一端に設けられる、請求項１に記載の止め弁。
7. 前記弁座と前記弁芯との間は螺合され、且つ前記弁芯の前記封止面から離れた一端には回転孔が設けられている、請求項６に記載の止め弁。
8. 前記回転孔は、六角形の回転孔である、請求項７に記載の止め弁。
9. 前記弁芯と前記弁座との間には封止リングが設けられている、請求項１に記載の止め弁。
10. 前記弁芯の外周側には環状凹溝が設けられており、前記封止リングは前記凹溝内に設けられる、請求項９に記載の止め弁。

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