JP2597301B2 - 羽打弁の弁棒の密封装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 弾性密封カップを有し導管系の中の流れを遮断する羽
打弁（バタフライ型遮断弁）は、技術分野ではよく知ら
れた製品である。頻繁に１つのモデルが、多数の規格幅
で大量に製造される。

使用者はこのような羽打弁が、板状弁体における密封
度が高く漏洩率が低く、接続つば部分においても弁棒に
おいても周囲に対して内室が完全に密封されており、こ
れにより吐出媒体流を確実に遮断しひいては羽打弁が良
好に作動することを期待する。

大量に使用される羽打弁は、通常は堅牢であり、簡単
に製造でき、小コストである。羽打弁は、軸対称であり
弁棒のための２つの円筒形貫通開口を有する非常に簡単
な構造の密封カップを特徴とする。しかしこの構造の密
封カップは、弁棒における密封度が十分でなく、吐出媒
体が弁箱の中に侵入し又は弁棒を漏らす欠点を有する。
これにより大きい損傷が発生することがある。

この欠点を除去するために異なる解決方法が提案され
た。ドイツ特許出願公開第DE−Ａ−2843833号公報は、
ともに密封度を高める２つの特徴の組合せを開示してい
る。第１に、弁棒の密封面を波状に形成することにより
密封カップの弾性材料の押圧を改善し、これにより、弁
箱の中の周囲圧力を増加又は減少させ吐出媒体の流出を
防止する複数の室が形成される。第２の特徴は、弾性材
料のカラーを形成し、カラーは変形するのでこれにより
密封面の圧力上昇が発生し、従って板状弁体に向かって
の弁棒の密封度が改善されることにある。

密封の劣化を防止する別の１つの公知の解決方法は、
密封カップの中に埋込まれた金属により弁棒の貫通開口
を強化することにある。これにより、密封カップの弾性
材料が局所的に固定保持され、支持される。従って一様
な圧力が密封面に印加される。この場合、ドイツ特許出
願第DE−Ｃ−2608161号明細書及びドイツ特許出願公開
第DE−Ａ−2846439号公報に開示されているように付加
的に密封部材が使用されることもある。

上記の解決方法により確かに密封度は高められるが、
しかし、特別な構造の密封カップを製造したり、弁箱を
後加工することにより付加的がコストがかかる。従って
羽打弁は、複雑な付加的な構造特徴に起因して、簡単な
基本モデルに比して高価である。例えば個数が大きい場
合には製造コストが、このような羽打弁の競争力を大き
く低下させる。

従来技術においては、簡単な構造のバルブの場合には
弁棒の領域内の密封度が密封カップの弾性材料の劣化に
より低下する。これに対して密封性を長時間にわたり維
持できる構造のバルブは複雑でありコストがかかってい
た。

本発明の課題は、弁棒の領域内で十分な密封度を有し
かつ簡単な構造を有する、弾性密封カップを有する羽打
弁を提供することにある。

上記課題は請求の範囲第１項の特徴部分に記載の特徴
により解決される。

この明細書および請求の範囲において、「弾性密封カ
ップの長さ」とは「装置に装着される前の密封カップの
長手方向の長さ」を意味し、「密封カップの座の長さ」
とは「弁箱に設けられた周縁溝の弁箱の内周に沿った長
手方向の長さ」を意味する。

本発明により得られる１つの重要な利点は、大きいコ
ストの隆起輪郭の密封カップ又は埋込み物により強化さ
れた密封カップに代えて、バルブの基本タイプを簡単に
使用可能な変形構造に変更することにより密封度を改善
できることにある。密封カップのつば部分の弾性材料を
局所的に過剰に集積することにより、弁箱と板状弁体と
の間のつば部分を圧縮すると弁棒の貫通開口の領域内の
押圧力が上昇する。つば部分の肉厚が連続的に増加する
ことにより、組込み状態でのつば部分の中の圧力が連続
的に上昇し、これにより局所的な応力ピークを回避でき
る。密封カップの中でこのように形成された圧力上昇
は、弁棒の領域内で長時間にわたり維持される。何故な
らばつば部分が弁箱の溝の側面により支持されるので、
密封カップの弾性材料の後退が阻止されるからである。
支持作用は、つば部分の側面が弁箱の溝の側面に遊びな
しに当接することと、貫通開口の直径が弁棒の直径に比
して短いこととにより非常に強められる。これらすべて
の措置は、個々にも共働しても弁棒の領域内での密封カ
ップの中の圧力を上昇させるが、この圧力上昇は、板状
弁体及び弁棒の取付けにより初めて発生する。

弁棒は、板状弁体の位置と無関係に、基本タイプに比
して高められた密封カップの押圧力により密封される。
これにより、導管系の中の圧力が許容最大値になった場
合でも長時間にわたり吐出媒体に対する弁箱の完全な密
封が保証される。

本発明の有利な実施例は請求の範囲第２項及び第３項
に記載されている。請求の範囲第２項に記載の有利な実
施例では、弁箱の中に設けられている密封カップの中
に、密封カップの中全体にわたり圧力を上昇させる周方
向のバイアス応力が発生する。これにより弁棒の領域内
に、応力が印加されている弾性材料の劣化が付加的に周
方向でも阻止され、圧力上昇が長時間にわたり維持され
る。長くすることが、密封カップと弁箱を力結合させ、
これにより軸方向でのずれが防止される。

請求の範囲第３項に記載の実施例には密封カップの取
付け、作動、被駆動、操作力、密封度に関して良好な結
果が得られる長さ比の良好な領域が記載されている。

請求の範囲第１項〜第３項に記載の本発明の実施例が
図面に示されており、次に詳細に説明される。

第１図は第２図のＩ−Ｉ切断線に沿って密封カップを
切断して示す横断面図、 第２図は同心の弁箱とその孔の中の弁棒の配置を示
し、羽打弁が閉成位置にある際のこれによる密封カップ
の中及び弁棒における圧力分布を示す横断面、 第３図は第２図のIII−III切断線に沿って切断して閉
成位置の羽打弁を示す断面図、 第４図は組込み状態の密封カップを略示し弁箱に印加
する圧力分布をも示す上面図、 第５図は第４図と同様であるがしかし周方向の圧力分
布をも示す上面図である。

密封カップ（１）は、弁箱（８）の周縁溝（13）の中
で自身の周縁つば部分（14）により軸方向でのずれが阻
止されている。密封カップ（１）のつば部分（14）は貫
通開口（２）に材料集積部（３）を有する。材料集積部
（３）は、密封カップ（１）のつば部分（14）の肉厚が
個所（4,4′）から（5,5′）まで連続的かつ局所的に増
加し、貫通開口（２）の近辺に最大肉厚領域（6,6′）
が存在することにより形成されている。

本実施例では個所（4,4′）の短い周縁円周から、個
所（5,5′）の長い同心の周縁円周への移行が示されて
いる。

組込まれた密封カップ（１）は第２図及び第３図に詳
細に示されている。弁箱（８）の中には、弁棒（９）の
回りを回転可能な板状弁体（10）が設けられている。弁
棒（９）は板状弁体（10）に回転不能に接続されてい
る。材料集積部（３）は板状弁体の取付けの際に押し退
けられ、弁箱と板状弁体とは同心になる。取付け後、密
封カップ（１）の中には略示されているように周方向で
圧力分布（11,11′）が発生する。その際、密封カップ
（１）の中の圧力はｐからＰへ連続的に上昇し、弁棒
（９）の周囲で最大値に到達する。

密封カップ（１）の内側周縁に、第３図に示されてい
るように、弁棒（９）のための開口の回りに球冠形の表
面を有する隆起部（７）が形成されている。板状弁体
（10）は、弁棒（９）の領域内に対応する球面を有し、
隆起部（７）と一緒に球状密封面を形成する。

材料集積部（３）は、密封カップ（１）のつば部分
（14）の全幅にわたり一定であり、周方向で弁棒（９）
の２倍の直径にまで延在する。第４図に示されているよ
うに一様な圧力分布が長い時間わたり得られる。しか
し、材料集積をつば部分（14）の幅にわたり変化させる
ことも可能である。中央においてのみ集積していること
は、板状弁体（10）がより容易に密封カップ（１）の中
に入り込むことができる利点を有する。逆に、端縁にお
ける材料集積は支持作用を高める。

密封カップ（１）が、請求の範囲第１項及び第３項に
記載のように付加的に弁箱（８）に対してさらに延長さ
れると、周方向でもバイアス応力が得られる。これは第
５図に示されている。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】弁箱（８）と、回転可能な板状弁体（10）
   と、前記板状弁体（10）から前記弁箱（８）の孔の中に
   移行する弁棒（９）と、前記弁箱（８）に対して板状弁
   体（10）を密封し、前記弁箱（８）に対して弁棒（９）
   を密封し、貫流を遮断するために前記板状弁体（９）を
   密封する密封カップ（１）とから成り、前記弁箱（８）
   は前記密封カップ（１）を収容するために周縁溝（13）
   を有し、前記密封カップ（１）は、前記溝（13）の中に
   係合する周縁つば部分（14）を有する羽打弁において、
   前記つば部分（14）が前記弁棒（９）の領域内に、前記
   つば部分（14）が連続的に厚みを増して前記弁棒（９）
   の貫通開口（２）の領域内で最終肉厚（6,6′）に到達
   することにより形成される材料集積部（３）を有するこ
   とを特徴とする羽打弁。
2. 【請求項２】弾性密封カップ（１）の長さが、弁箱
   （８）の中の前記密封カップ（１）の座の長さより長い
   ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の羽打弁。
3. 【請求項３】弾性密封カップ（１）の長さが、弁箱
   （８）の中の前記密封カップ（１）の座の長さより0.5
   〜1.5％長いことを特徴とする請求の範囲第２項に記載
   の羽打弁。