JP2607779Y2 - パッキン包含組立体 - Google Patents
パッキン包含組立体Info
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K41/00—Spindle sealings
- F16K41/02—Spindle sealings with stuffing-box ; Sealing rings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
- F16J15/26—Sealings between relatively-moving surfaces with stuffing-boxes for rigid sealing rings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
- F16J15/166—Sealings between relatively-moving surfaces with means to prevent the extrusion of the packing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
- F16J15/18—Sealings between relatively-moving surfaces with stuffing-boxes for elastic or plastic packings
- F16J15/184—Tightening mechanisms
- F16J15/185—Tightening mechanisms with continuous adjustment of the compression of the packing
- F16J15/186—Tightening mechanisms with continuous adjustment of the compression of the packing using springs
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Sealing Devices (AREA)
- Details Of Valves (AREA)
- Packages (AREA)
- Nitrogen And Oxygen Or Sulfur-Condensed Heterocyclic Ring Systems (AREA)
- Professional, Industrial, Or Sporting Protective Garments (AREA)
- Packaging Of Machine Parts And Wound Products (AREA)
- Details Of Reciprocating Pumps (AREA)
- Lift Valve (AREA)
Description
【0001】
【考案の属する技術分野】本考案は流体を入れたハウジ
ング中で作動部材を封止するパッキン包含体に関し、更
に詳細には高圧、高温でパッキンの押し出しを阻止する
ためのパッキン包含組立体に関するものである。
ング中で作動部材を封止するパッキン包含体に関し、更
に詳細には高圧、高温でパッキンの押し出しを阻止する
ためのパッキン包含組立体に関するものである。
【0002】
【従来の技術】パッキン材料は流体を入れたハウジング
中の作動部材例えば流体制御弁中又は往復動するポンプ
シャフト中の回転シャフト又は摺動シャフトの回りの流
体漏れを阻止するために広く使用される。通常、かかる
パッキンは弾性部材からなり、作動部材の回りのパッキ
ンボックス内の所定位置にボルト止めされることによっ
て静荷重下に置かれる。他の場合には、パッキンはばね
荷重を印加され、これは活荷重パッキン構造として知ら
れる。活荷重を印加されたパッキンは好ましくない流体
の周囲への漏れを阻止するのに特に有用である。また、
ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)から作られた
一般に入手し得るパッキン材料を使用するのが望まし
い。その理由は、その材料が作動部材に対して不活性で
ありかつ摩擦衝撃が小さいことにある。
中の作動部材例えば流体制御弁中又は往復動するポンプ
シャフト中の回転シャフト又は摺動シャフトの回りの流
体漏れを阻止するために広く使用される。通常、かかる
パッキンは弾性部材からなり、作動部材の回りのパッキ
ンボックス内の所定位置にボルト止めされることによっ
て静荷重下に置かれる。他の場合には、パッキンはばね
荷重を印加され、これは活荷重パッキン構造として知ら
れる。活荷重を印加されたパッキンは好ましくない流体
の周囲への漏れを阻止するのに特に有用である。また、
ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)から作られた
一般に入手し得るパッキン材料を使用するのが望まし
い。その理由は、その材料が作動部材に対して不活性で
ありかつ摩擦衝撃が小さいことにある。
【0003】しかし、活荷重印加パッキン構造にPTF
Eパッキンを使用した場合、PTFEパッキンがある応
力レベルまで、即ち2,000 〜4,000 psi (13790 〜2758
0 kPa )まで連続的に荷重印加すると、PTFEパッキ
ンは冷間流動を起こして封止領域外に押し出されること
が判明した。他方、パッキンを作動部材に対してセット
して緊密な封止を維持させるために、包含組立体中のP
TFEパッキンに連続的に荷重を印加することが通常必
要とされる。一般に、約1,000 〜2,000 psi (6895〜13
790 kPa)の高圧で作動するときはPTFEパッキンに連
続的に荷重印加することが必要であることが判明した。
前記高圧は望ましくないPTFEパッキンの押し出し、
流体漏れを引き起こし、作動部材を破損させることにな
る。
Eパッキンを使用した場合、PTFEパッキンがある応
力レベルまで、即ち2,000 〜4,000 psi (13790 〜2758
0 kPa )まで連続的に荷重印加すると、PTFEパッキ
ンは冷間流動を起こして封止領域外に押し出されること
が判明した。他方、パッキンを作動部材に対してセット
して緊密な封止を維持させるために、包含組立体中のP
TFEパッキンに連続的に荷重を印加することが通常必
要とされる。一般に、約1,000 〜2,000 psi (6895〜13
790 kPa)の高圧で作動するときはPTFEパッキンに連
続的に荷重印加することが必要であることが判明した。
前記高圧は望ましくないPTFEパッキンの押し出し、
流体漏れを引き起こし、作動部材を破損させることにな
る。
【0004】PTFEパッキン材料の使用で生じる他の
問題点は金属の略10倍になる熱膨張特性に起因する。
従ってPTFEパッキンの容積膨張は活荷重印加構造の
ばね行程の量を決定するに際して考慮されなければなら
ない。前記量は熱サイクル作用を終了した後にパッキン
に適切な荷重を維持するために必要である。このことは
高温作動条件、即ち250 °F (121°C)より高い温度で特
に問題となる。
問題点は金属の略10倍になる熱膨張特性に起因する。
従ってPTFEパッキンの容積膨張は活荷重印加構造の
ばね行程の量を決定するに際して考慮されなければなら
ない。前記量は熱サイクル作用を終了した後にパッキン
に適切な荷重を維持するために必要である。このことは
高温作動条件、即ち250 °F (121°C)より高い温度で特
に問題となる。
【0005】PTFEパッキンの各側に設けられ、弁ス
テムの如き作動部材と締まり嵌合する平らなリング部材
の如き押し出し防止装置を用いてPTFEの押し出しの
問題を解決する従来の試みは、厳重な放出制御要件を満
たす必要のある問題を排除しなかった。もしリング対ス
テムの嵌合が押し出しを阻止するために極めて緊密にな
されるならば、これはステム又はシャフトへのリングの
組立てを困難にし、ステムの摩擦量が過度になり、弁ス
テム又は作動部材が動けなくされる。リング部材と弁ス
テム間の締まり嵌合を減少させると組立てを容易にな
し、摩擦を低下させるが、或る流体についてはPTFE
の押し出しを厳重な流体放出制御要件を満たさないよう
な量となす。
テムの如き作動部材と締まり嵌合する平らなリング部材
の如き押し出し防止装置を用いてPTFEの押し出しの
問題を解決する従来の試みは、厳重な放出制御要件を満
たす必要のある問題を排除しなかった。もしリング対ス
テムの嵌合が押し出しを阻止するために極めて緊密にな
されるならば、これはステム又はシャフトへのリングの
組立てを困難にし、ステムの摩擦量が過度になり、弁ス
テム又は作動部材が動けなくされる。リング部材と弁ス
テム間の締まり嵌合を減少させると組立てを容易にな
し、摩擦を低下させるが、或る流体についてはPTFE
の押し出しを厳重な流体放出制御要件を満たさないよう
な量となす。
【0006】
【考案が解決しようとする課題】従って、PTFEパッ
キン材料の押し出しを阻止し、厳重な流体漏れ制御要件
を満たすと共に、パッキン材料によって封止される作動
部材を適切に作動させる押し出し防止機構をもつパッキ
ン包含組立体を提供することが望まれる。更に、高温の
周囲条件で作動するときに特に望ましいパッキン中のP
TFE量の減少を可能ならしめる改良されたパッキン配
置を提供することが望まれる。本考案はこれらの要望に
答えるパッキン包含組立体とパッキン配置を提供するこ
とを目的とす。
キン材料の押し出しを阻止し、厳重な流体漏れ制御要件
を満たすと共に、パッキン材料によって封止される作動
部材を適切に作動させる押し出し防止機構をもつパッキ
ン包含組立体を提供することが望まれる。更に、高温の
周囲条件で作動するときに特に望ましいパッキン中のP
TFE量の減少を可能ならしめる改良されたパッキン配
置を提供することが望まれる。本考案はこれらの要望に
答えるパッキン包含組立体とパッキン配置を提供するこ
とを目的とす。
【0007】
【課題を解決するための手段】本考案原理に従って、摺
動するステム弁、回転シャフト弁又は往復動ポンプシャ
フトにおけるような作動部材を流体をもつハウジング内
で封止するためにPTFEパッキンと共に使用する押し
出し防止機構をもつ改良されたパッキン包含組立体が提
供される。PTFEパッキンは対向する押し出し防止用
リング間に挟まれ、各リングは“ゼロすきま”リングと
し、これは作動部材と締まり嵌合をなすため作動部材の
外径より僅かに小さい内径をもつ。ゼロすきま押し出し
防止用リングはリング周囲を貫通するリング分割手段を
含み、このリング分割手段は蜜嵌当接するリング部分を
もつ非重ね式の突き合わせ継手を提供する破断分割部か
らなる。前記PTFEパッキンは連続的に2,000 乃至4,
000 psi (13790 〜27580kPa )間の応力レベルまでの
荷重を印加されるよう適用されるものである。
動するステム弁、回転シャフト弁又は往復動ポンプシャ
フトにおけるような作動部材を流体をもつハウジング内
で封止するためにPTFEパッキンと共に使用する押し
出し防止機構をもつ改良されたパッキン包含組立体が提
供される。PTFEパッキンは対向する押し出し防止用
リング間に挟まれ、各リングは“ゼロすきま”リングと
し、これは作動部材と締まり嵌合をなすため作動部材の
外径より僅かに小さい内径をもつ。ゼロすきま押し出し
防止用リングはリング周囲を貫通するリング分割手段を
含み、このリング分割手段は蜜嵌当接するリング部分を
もつ非重ね式の突き合わせ継手を提供する破断分割部か
らなる。前記PTFEパッキンは連続的に2,000 乃至4,
000 psi (13790 〜27580kPa )間の応力レベルまでの
荷重を印加されるよう適用されるものである。
【0008】リングを分割することはゼロすきまリング
を締まり嵌合状態に作動部材に組立てることを可能とな
す。本考案の実施例ではないが、関連技術として示すス
カーフカットを形成する構造では、リングは或る角度を
成して切断されるか又は重なる段状のカットの形をな
す。
を締まり嵌合状態に作動部材に組立てることを可能とな
す。本考案の実施例ではないが、関連技術として示すス
カーフカットを形成する構造では、リングは或る角度を
成して切断されるか又は重なる段状のカットの形をな
す。
【0009】リングの外径はハウジングのパッキン穴よ
り僅かに小さく形成される。上記と同じ手法で作られた
ゼロすきま押し出し防止用リングは作動部材に沿って自
由に移動できると共に、PTFEパッキン材料の押し出
しを阻止するため作動部材の外径とリング内径の間に締
まり嵌合を維持する。本考案の押し出し防止用リングは
パッキン押さえ荷重をパッキンに伝えるため作動部材に
沿って軸線方向に移動できることは重要であることが判
明した。
り僅かに小さく形成される。上記と同じ手法で作られた
ゼロすきま押し出し防止用リングは作動部材に沿って自
由に移動できると共に、PTFEパッキン材料の押し出
しを阻止するため作動部材の外径とリング内径の間に締
まり嵌合を維持する。本考案の押し出し防止用リングは
パッキン押さえ荷重をパッキンに伝えるため作動部材に
沿って軸線方向に移動できることは重要であることが判
明した。
【0010】本考案の実施例では、ゼロすきま押し出し
防止用リングは通常のPTFEパッキンリング組立体の
雄型アダプタ部分の形状に作られる。本考案の通常のP
TFEパッキン配置に雄型アダプタの形状をもつゼロす
きま押し出し防止用リングを使用すれば、パッキン配置
中のPTFEの容積を減らすことができる。関連技術と
して示すスカーフカットの、ゼロすきま雄型アダプタリ
ングは下部の低いパッキンセットに荷重を維持するた
め、及びパッキンボックス中のPTFEの量を所望に応
じて減らすために、二重パッキン構造において特に有用
である。各二重パッキンには夫々の雌型PTFEパッキ
ン部材を必要とするに過ぎない。
防止用リングは通常のPTFEパッキンリング組立体の
雄型アダプタ部分の形状に作られる。本考案の通常のP
TFEパッキン配置に雄型アダプタの形状をもつゼロす
きま押し出し防止用リングを使用すれば、パッキン配置
中のPTFEの容積を減らすことができる。関連技術と
して示すスカーフカットの、ゼロすきま雄型アダプタリ
ングは下部の低いパッキンセットに荷重を維持するた
め、及びパッキンボックス中のPTFEの量を所望に応
じて減らすために、二重パッキン構造において特に有用
である。各二重パッキンには夫々の雌型PTFEパッキ
ン部材を必要とするに過ぎない。
【0011】本考案の押し出し防止リングはパッキンボ
ックス内で嵩張る容積を占めないので、特に好適であ
る。それ故、活荷重パッキンシステムに要するばね行程
を決定するときには押し出し防止リング材料の線形膨張
のみを考慮する必要があるに過ぎない。
ックス内で嵩張る容積を占めないので、特に好適であ
る。それ故、活荷重パッキンシステムに要するばね行程
を決定するときには押し出し防止リング材料の線形膨張
のみを考慮する必要があるに過ぎない。
【0012】PTFE以外のポリマー材料を本考案のゼ
ロすきま押し出し防止用リングに使用できることが判明
した。特に、好適には、ポリエーテルエーテルケトン
(PEEK)の如き高圧縮強度の線状芳香族ポリマーで
ゼロすきま押し出し防止用リングを作ることができる。
高圧縮強度の線状ポリマーに加わえて、PTFE以外の
他のポリマーも利用でき、もし材料が下記の特性をもつ
ならばPTFE以外の材料も利用できる: 1.PTFEより高い強度を示す。 2.PTFEより小さい、荷重下の変形もつ。 3.作動弁又はポンプ部材に匹敵する磨耗特性をもつ。
ロすきま押し出し防止用リングに使用できることが判明
した。特に、好適には、ポリエーテルエーテルケトン
(PEEK)の如き高圧縮強度の線状芳香族ポリマーで
ゼロすきま押し出し防止用リングを作ることができる。
高圧縮強度の線状ポリマーに加わえて、PTFE以外の
他のポリマーも利用でき、もし材料が下記の特性をもつ
ならばPTFE以外の材料も利用できる: 1.PTFEより高い強度を示す。 2.PTFEより小さい、荷重下の変形もつ。 3.作動弁又はポンプ部材に匹敵する磨耗特性をもつ。
【0013】
【実施例】図1、2は本考案の1態様に従った単一のパ
ッキン構造内のPTFEパッキン包含体用のゼロすきま
押し出し防止用リングを示す。図3は本考案の今1つの
態様に従った二重パッキン構造のPTFEパッキンの包
含体用のゼロすきま押し出し防止用リングを示す。図3
は活荷重印加パッキン構造を示す。図1、2に示すパッ
キン構造は活荷重印加条件下又は慣例の静荷重印加シス
テム下に置かれる。
ッキン構造内のPTFEパッキン包含体用のゼロすきま
押し出し防止用リングを示す。図3は本考案の今1つの
態様に従った二重パッキン構造のPTFEパッキンの包
含体用のゼロすきま押し出し防止用リングを示す。図3
は活荷重印加パッキン構造を示す。図1、2に示すパッ
キン構造は活荷重印加条件下又は慣例の静荷重印加シス
テム下に置かれる。
【0014】本考案原理による図1〜3のパッキン包含
体の各々は2,000 乃至4,000 psi(13790 〜27580 kPa)の
応力レベルまでの連続荷重印加条件下のPTEFパッキ
ン応力を取扱うことができる。この高応力レベルの下
で、PTFEパッキンは通常、冷間流動し、慣例のパッ
キンボックス設計の封止領域外に押し出される。本考案
の確実な封止特性は有毒な流体を流体弁又はポンプによ
り、又は他の同様な厳密な漏れ要件の下で取扱う場合に
は特に重要である。
体の各々は2,000 乃至4,000 psi(13790 〜27580 kPa)の
応力レベルまでの連続荷重印加条件下のPTEFパッキ
ン応力を取扱うことができる。この高応力レベルの下
で、PTFEパッキンは通常、冷間流動し、慣例のパッ
キンボックス設計の封止領域外に押し出される。本考案
の確実な封止特性は有毒な流体を流体弁又はポンプによ
り、又は他の同様な厳密な漏れ要件の下で取扱う場合に
は特に重要である。
【0015】本考案は例示として回転シャフト弁に関連
して説明するが、摺動ステム弁、ポンプ、または作動部
材がハウジング内で動き、その作動部材をハウジング内
を通過する流体又はその中に入れられる流体から封止し
なければならないような他の装置にも適用可能である。
して説明するが、摺動ステム弁、ポンプ、または作動部
材がハウジング内で動き、その作動部材をハウジング内
を通過する流体又はその中に入れられる流体から封止し
なければならないような他の装置にも適用可能である。
【0016】図1には、弁本体ハウジング14内の回転
シャフト12の如き作動部材をハウジングから封止する
ための本考案のパッキン包含体10を示す。パッキン1
6は弁ステム12を囲み、通常はV型パッキンと称する
型式の一連のリングからなる。図1に示すように、5個
のV形リングをもち、これは頂部の雌形リング16a、
3つの同形の中央リング16b、底部の雄形リング16
cを含む。V型パッキン16はPTFE(ポリテトラフ
ルオロエチレン:一種の合成樹脂ポリマー)からなり、
従ってパッキン16は“V型PTFEパッキン”として
市場で知られている。
シャフト12の如き作動部材をハウジングから封止する
ための本考案のパッキン包含体10を示す。パッキン1
6は弁ステム12を囲み、通常はV型パッキンと称する
型式の一連のリングからなる。図1に示すように、5個
のV形リングをもち、これは頂部の雌形リング16a、
3つの同形の中央リング16b、底部の雄形リング16
cを含む。V型パッキン16はPTFE(ポリテトラフ
ルオロエチレン:一種の合成樹脂ポリマー)からなり、
従ってパッキン16は“V型PTFEパッキン”として
市場で知られている。
【0017】他の材料又は、PTFEに類似の性質、即
ち低弾性、低摩擦係数、良好な潤滑特性をもつ他の合成
樹脂ポリマーから適切に作られたパッキンも利用でき
る。しかし、本考案は特に、PTFEパッキンが望まれ
る場合に有用である。その理由は、それが不活性と低摩
擦特性をもつからである。PTFEパッキン16は一端
でパッキン從動子15、他端でパッキンボックスリング
17によってパッキン穴内で適切な荷重印加状態に維持
される。
ち低弾性、低摩擦係数、良好な潤滑特性をもつ他の合成
樹脂ポリマーから適切に作られたパッキンも利用でき
る。しかし、本考案は特に、PTFEパッキンが望まれ
る場合に有用である。その理由は、それが不活性と低摩
擦特性をもつからである。PTFEパッキン16は一端
でパッキン從動子15、他端でパッキンボックスリング
17によってパッキン穴内で適切な荷重印加状態に維持
される。
【0018】通常は、2,000 乃至4,000 psi (13790〜 2
7580 kPa) の連続荷重印加応力レベルの下にあるPTF
Eパッキン16は冷間流動と封止領域からの押し出しを
開始して、流体漏れを生じることになる。しかし本考案
によりパッキン16の両側の2つのゼロすきま押し出し
防止用リング18はこれらの高応力レベルにPTFEパ
ッキン16の連続荷重印加を可能ならしめ、そして1,00
0 〜2,000 psi (6895〜13790 kPa)の弁流体作動圧力の
緊密な封止を維持する。各ゼロすきま押し出し防止用リ
ング18はシャフト12の外径より僅かに小さい内径を
もつ高強度のポリマー材料からなる。各リング18はス
カーフカットで分割することができ、シャフト12との
径方向の締まり掛合を可能ならしめると共に、リングを
シャフト12上に簡単に組立てさせる。更に、ゼロすき
ま押し出し防止用リング18の外径は弁ハウジング14
内のパッキン穴より僅かに小さい。
7580 kPa) の連続荷重印加応力レベルの下にあるPTF
Eパッキン16は冷間流動と封止領域からの押し出しを
開始して、流体漏れを生じることになる。しかし本考案
によりパッキン16の両側の2つのゼロすきま押し出し
防止用リング18はこれらの高応力レベルにPTFEパ
ッキン16の連続荷重印加を可能ならしめ、そして1,00
0 〜2,000 psi (6895〜13790 kPa)の弁流体作動圧力の
緊密な封止を維持する。各ゼロすきま押し出し防止用リ
ング18はシャフト12の外径より僅かに小さい内径を
もつ高強度のポリマー材料からなる。各リング18はス
カーフカットで分割することができ、シャフト12との
径方向の締まり掛合を可能ならしめると共に、リングを
シャフト12上に簡単に組立てさせる。更に、ゼロすき
ま押し出し防止用リング18の外径は弁ハウジング14
内のパッキン穴より僅かに小さい。
【0019】本考案のゼロすきま押し出し防止用リング
18の上記要件によれば、シャフト12の外径とリング
内径の間に常にゼロすきま又は締まり嵌合が存在してP
TFEパッキン材料の押し出しを防止すると共に、押し
出し防止リングをシャフトに沿って軸線方向に移動させ
る。押し出し防止リングのがシャフトに沿って自由に移
動できることは以下の理由から必要である。
18の上記要件によれば、シャフト12の外径とリング
内径の間に常にゼロすきま又は締まり嵌合が存在してP
TFEパッキン材料の押し出しを防止すると共に、押し
出し防止リングをシャフトに沿って軸線方向に移動させ
る。押し出し防止リングのがシャフトに沿って自由に移
動できることは以下の理由から必要である。
【0020】 (1)活荷重印加されるパッキンをパッキンが熱サイク
ル作用を受けるときに起こるPTFEパッキンの移動に
従わせるため; (2)二重パッキン構造中の下部のパッキンセットに荷
重を維持するため。従ってリング18は嵩張って包含さ
れず、それ故、リング材料の線形膨張のみが、活荷重パ
ッキンシステムに要求されるばね行程を決定するときに
考慮される必要がある。
ル作用を受けるときに起こるPTFEパッキンの移動に
従わせるため; (2)二重パッキン構造中の下部のパッキンセットに荷
重を維持するため。従ってリング18は嵩張って包含さ
れず、それ故、リング材料の線形膨張のみが、活荷重パ
ッキンシステムに要求されるばね行程を決定するときに
考慮される必要がある。
【0021】好適にはリング18は、荷重下での変形が
PTFEより小さくかつ磨耗特性においてシャフト12
に匹敵する材料を有し、PTFEより大きな強度をもつ
ポリマー材料から作られる。好適には、ポリエーテルエ
ーテルケトン(PEEK)の如き高圧縮強度の線状ポリ
マーから作られた押し出し防止リング18を用いる。リ
ング18を作る他の材料、例えば適切に形成したカーボ
ンリングの如きものも使用することができ、または、も
し金属がシャフトに匹敵する磨耗特性をもつならば金属
リングも使用できる。
PTFEより小さくかつ磨耗特性においてシャフト12
に匹敵する材料を有し、PTFEより大きな強度をもつ
ポリマー材料から作られる。好適には、ポリエーテルエ
ーテルケトン(PEEK)の如き高圧縮強度の線状ポリ
マーから作られた押し出し防止リング18を用いる。リ
ング18を作る他の材料、例えば適切に形成したカーボ
ンリングの如きものも使用することができ、または、も
し金属がシャフトに匹敵する磨耗特性をもつならば金属
リングも使用できる。
【0022】図4は本考案の実施例ではないが、関連技
術として示す平らなスカーフカットのゼロすきま押し出
し防止用リング18を示す。上面20と対向面22は互
いに平行である。リング18は重ね継手を形成するよう
リング18の平面にある角度をなして置いた切断工具に
よって作ったスカーフカット24により分割される。頂
面20のカット線26は底面22のカット線28から横
に変位している。また、上述の如く、リング18の内面
30は切削加工して、リング内径がシャフト12の外径
より僅かに小さくなるようにする。スカーフカット24
はリング18をシャフト12上に容易に組立てさせて、
シャフト外径とリング内径の間にゼロすきまの締まり嵌
合を生ぜしめる。また、リング外面32は切削加工して
弁ハウジング14内のパッキン穴直径より僅かに小さい
外径をつようにする。
術として示す平らなスカーフカットのゼロすきま押し出
し防止用リング18を示す。上面20と対向面22は互
いに平行である。リング18は重ね継手を形成するよう
リング18の平面にある角度をなして置いた切断工具に
よって作ったスカーフカット24により分割される。頂
面20のカット線26は底面22のカット線28から横
に変位している。また、上述の如く、リング18の内面
30は切削加工して、リング内径がシャフト12の外径
より僅かに小さくなるようにする。スカーフカット24
はリング18をシャフト12上に容易に組立てさせて、
シャフト外径とリング内径の間にゼロすきまの締まり嵌
合を生ぜしめる。また、リング外面32は切削加工して
弁ハウジング14内のパッキン穴直径より僅かに小さい
外径をつようにする。
【0023】図5は本考案の実施例ではないが、関連技
術として示す図4に示すリング18と同様なゼロすきま
押し出し防止用リング34を示すが、これは面36がく
さび形をなして、リング内面38が外面40より厚くな
っている点で異なる。くさび形面36はPTFEパッキ
ン16にシャフトに対して押し出し防止リングの追加の
荷重を印加させるのを援助する。
術として示す図4に示すリング18と同様なゼロすきま
押し出し防止用リング34を示すが、これは面36がく
さび形をなして、リング内面38が外面40より厚くな
っている点で異なる。くさび形面36はPTFEパッキ
ン16にシャフトに対して押し出し防止リングの追加の
荷重を印加させるのを援助する。
【0024】図6は本考案の実施例ではないが、関連技
術として示すゼロすきま押し出し防止用リング42を示
す。この場合、リング42は図4のリング18と同様で
あるが、リング42が重ね継手を形成するためある角度
をなしたスカーフカットをもつ代わりに段状カット44
により分割される。段状カット44は1面のカット46
がリング反対面のカット48から横に変位するように備
える。
術として示すゼロすきま押し出し防止用リング42を示
す。この場合、リング42は図4のリング18と同様で
あるが、リング42が重ね継手を形成するためある角度
をなしたスカーフカットをもつ代わりに段状カット44
により分割される。段状カット44は1面のカット46
がリング反対面のカット48から横に変位するように備
える。
【0025】前述の如く、リング18、34、42はP
EEKの如き高圧縮強度の線状ポリマーから作ることが
できる。図7に示す本考案のゼロすきま押し出し防止用
リングはカーボンリング50からなり、このリングは破
断面52によって刻み目を付され、分割されて、非重ね
式の突き合わせ継手を形成する。リング50はシャフト
12の直径より僅かに小さい内径を形成された内面54
と、リング18、34、42の構造と同様に弁ハウジン
グ14中のパッキン穴より僅かに小さい直径をもつ外面
56をもつ。破断面52はカーボンリング50を作動部
材上に挿入させて、作動部材とのゼロすきま又は締まり
嵌合を生ぜしめると共に、作動部材上での軸線方向の移
動を可能ならしめ、それによりパッキンにパッキン押さ
え荷重を伝える。
EEKの如き高圧縮強度の線状ポリマーから作ることが
できる。図7に示す本考案のゼロすきま押し出し防止用
リングはカーボンリング50からなり、このリングは破
断面52によって刻み目を付され、分割されて、非重ね
式の突き合わせ継手を形成する。リング50はシャフト
12の直径より僅かに小さい内径を形成された内面54
と、リング18、34、42の構造と同様に弁ハウジン
グ14中のパッキン穴より僅かに小さい直径をもつ外面
56をもつ。破断面52はカーボンリング50を作動部
材上に挿入させて、作動部材とのゼロすきま又は締まり
嵌合を生ぜしめると共に、作動部材上での軸線方向の移
動を可能ならしめ、それによりパッキンにパッキン押さ
え荷重を伝える。
【0026】図2は弁ハウジング62内の弁シャフト6
0のためにパッキン包含体58内にゼロすきま押し出し
防止用ワイパーリングを用いるもう1つの単一パッキン
構造を示す。パッキン包含体58はゼロすきま押し出し
防止用ワイパーリング18とゼロすきま押し出しリング
64により画成されるV型パッキンリング16を含む。
PTFEパッキン16は頂部の雌型リング16aと3つ
の同形の中央リング16bを含む。正規の雄型PTFE
リング16c(図1)はリング18につき説明した如く
本発明原理に従って形成したゼロすきま押し出し防止用
リング64によって置き換えられるが、それは図1に示
す如き正規の雄型底部リングの形状をもつ。
0のためにパッキン包含体58内にゼロすきま押し出し
防止用ワイパーリングを用いるもう1つの単一パッキン
構造を示す。パッキン包含体58はゼロすきま押し出し
防止用ワイパーリング18とゼロすきま押し出しリング
64により画成されるV型パッキンリング16を含む。
PTFEパッキン16は頂部の雌型リング16aと3つ
の同形の中央リング16bを含む。正規の雄型PTFE
リング16c(図1)はリング18につき説明した如く
本発明原理に従って形成したゼロすきま押し出し防止用
リング64によって置き換えられるが、それは図1に示
す如き正規の雄型底部リングの形状をもつ。
【0027】図8では、雄型アダプタリング64の形を
なすゼロすきま押し出し防止用リングはスカーフカット
66により2つに分割され、リング1面のカット68は
リング反対面のカット70から円周方向で変位してい
る。内面72と外面74の寸法はリング18に関連して
説明した本考案に従って決められる。好適には、雄型ア
ダプタリング64はPEEK材料から作られる。
なすゼロすきま押し出し防止用リングはスカーフカット
66により2つに分割され、リング1面のカット68は
リング反対面のカット70から円周方向で変位してい
る。内面72と外面74の寸法はリング18に関連して
説明した本考案に従って決められる。好適には、雄型ア
ダプタリング64はPEEK材料から作られる。
【0028】正規のPTFEパッキン構造の雄型アダプ
タの形状をもつ押し出し防止リング64はパッキン構造
中のPTFEリングの数を減少させる。このことは望ま
しいが、それはPTFEパッキン材料の熱膨張が金属パ
ッキンボックスのそれの約10倍だからであり、PTF
Eパッキンの容積膨張はパッキンが熱サイクル作用を終
えた後にパッキン上に適切な荷重を維持するのに要する
ばね行程の量を決める際に考慮しなければならない。か
くして、パッキンリング64を説明する図2は4つのP
TFEパッキンリング(即ち上部の雌型リング16a、
3つの同形の中央PTFEリング16b)を示すが、必
要に応じて図示の4つより少ないPTFEリングをゼロ
すきま押し出し防止用リング64に使用できることは了
解すべきである。このことは高温条件の下で作動する二
重パッキン構造では特に重要であり、有用である。
タの形状をもつ押し出し防止リング64はパッキン構造
中のPTFEリングの数を減少させる。このことは望ま
しいが、それはPTFEパッキン材料の熱膨張が金属パ
ッキンボックスのそれの約10倍だからであり、PTF
Eパッキンの容積膨張はパッキンが熱サイクル作用を終
えた後にパッキン上に適切な荷重を維持するのに要する
ばね行程の量を決める際に考慮しなければならない。か
くして、パッキンリング64を説明する図2は4つのP
TFEパッキンリング(即ち上部の雌型リング16a、
3つの同形の中央PTFEリング16b)を示すが、必
要に応じて図示の4つより少ないPTFEリングをゼロ
すきま押し出し防止用リング64に使用できることは了
解すべきである。このことは高温条件の下で作動する二
重パッキン構造では特に重要であり、有用である。
【0029】例えば図3には、弁ハウジング80の如き
ハウジング中の回転シャフト78の如き作動部材を封止
するためのパッキン構造76が示される。パッキン構造
76は上部パッキン82と、ちょうちんリング86によ
り分離された下部パッキン84を含む。パッキン82、
84は同形であり、夫々上部の雌型PTFEのV型パッ
キンリング88を含む。両パッキン82と84は一側を
ゼロすきま押し出し防止用リング18により、パッキン
の他側をゼロすきま押し出し防止用リング64により画
成される。本発明のパッキン構造はPTFEパッキンリ
ングの数を大幅に減少させ、従ってシャフト78の確実
な封止を維持するのに要するPTFEの量を減少させる
ことができる。
ハウジング中の回転シャフト78の如き作動部材を封止
するためのパッキン構造76が示される。パッキン構造
76は上部パッキン82と、ちょうちんリング86によ
り分離された下部パッキン84を含む。パッキン82、
84は同形であり、夫々上部の雌型PTFEのV型パッ
キンリング88を含む。両パッキン82と84は一側を
ゼロすきま押し出し防止用リング18により、パッキン
の他側をゼロすきま押し出し防止用リング64により画
成される。本発明のパッキン構造はPTFEパッキンリ
ングの数を大幅に減少させ、従ってシャフト78の確実
な封止を維持するのに要するPTFEの量を減少させる
ことができる。
【0030】図3では、パッキンの活荷重は一連のベル
ビルばね90により与えられる。各ばねはパッキンスタ
ッド92の回りに取付けられ、前記スタッドは弁ハウジ
ング80内に取付けられる。パッキン82と84への荷
重印加の初期の調節はスタッド92上の調節パッキンナ
ット94によって行って、パッキン從動子15に直接に
荷重を印加する。本考案は上述した処に限定されること
なく,本考案の範囲内で種々の変更を加えることができ
る。
ビルばね90により与えられる。各ばねはパッキンスタ
ッド92の回りに取付けられ、前記スタッドは弁ハウジ
ング80内に取付けられる。パッキン82と84への荷
重印加の初期の調節はスタッド92上の調節パッキンナ
ット94によって行って、パッキン從動子15に直接に
荷重を印加する。本考案は上述した処に限定されること
なく,本考案の範囲内で種々の変更を加えることができ
る。
【図1】 本考案のゼロすきま押し出し防止用リングを
もつ回転シャフトを封止するためのパッキン包含体を示
す断面図である。
もつ回転シャフトを封止するためのパッキン包含体を示
す断面図である。
【図2】 ゼロすきま雄型アダプタ押し出し防止用リン
グをもつパッキン包含体を示す本考案の他の実施例の断
面図である。
グをもつパッキン包含体を示す本考案の他の実施例の断
面図である。
【図3】 活荷重印加パッキン状態にある二重パッキン
包含組立体を示す他の実施例の断面図である。
包含組立体を示す他の実施例の断面図である。
【図4】 本考案の実施例ではないが関連技術として示
す平らなスカーフカット、ゼロすきま押し出し防止用リ
ングを示す斜視図である。
す平らなスカーフカット、ゼロすきま押し出し防止用リ
ングを示す斜視図である。
【図5】 本考案の実施例ではないが関連技術として示
すくさび形上面をもつスカーフカットのゼロすきま押し
出し防止用リングの斜視図である。
すくさび形上面をもつスカーフカットのゼロすきま押し
出し防止用リングの斜視図である。
【図6】 本考案の実施例ではないが関連技術として示
す段状カットのゼロすきま押し出し防止用リングを示す
斜視図である。
す段状カットのゼロすきま押し出し防止用リングを示す
斜視図である。
【図7】 本考案の破断面をもつゼロすきま押し出し防
止用リングを示す斜視図である。
止用リングを示す斜視図である。
【図8】 関連技術として示すPTFEパッキンのため
のスカーフカットの雄型アダプタリングを備えるゼロす
きま押し出し防止用リングの斜視図である。
のスカーフカットの雄型アダプタリングを備えるゼロす
きま押し出し防止用リングの斜視図である。
10 パッキン包含体 12 弁ステム 14 弁ハウジング 16 PTFEパッキン 18 ゼロすきま押し出し防止用リング 24 スカーフカット 34 ゼロすきま押し出し防止用リング 42 ゼロすきま押し出し防止用リング 44 段状カット 50 カーボンリング 58 パッキン包含体 60 弁シャフト 62 弁ハウジング 64 雄型アダプタリング64 66 スカーフカット 76 パッキン構造 80 弁ハウジング 86 ちょうちんリング 90 ベルビルばね 92 パッキンスタッド 94 調節パッキンナット
フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭49−146355(JP,U) 実開 昭58−33865(JP,U) 米国特許4306728(US,A) 米国特許4576386(US,A) 米国特許4826181(US,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16J 15/24
Claims (4)
- 【請求項1】 流体を入れたハウジング中で作動部材を
封止するための、変化する熱的条件に曝されるパッキン
包含組立体において、 前記作動部材の回りでの流体の漏れを阻止するために前
記作動部材を取り囲んで前記作動部材及びハウジングと
流体封止掛合しているポリマーパッキンを備え、前記ポ
リマーパッキンはPTFEから作られ、かつ前記変化す
る熱的条件に応答して前記作動部材上で軸線方向に動く
ことができ、更に前記ポリマーパッキンに荷重を印加し
てそれを維持するための荷重手段を備え、 前記ポリマーパッキンが前記変化する熱的条件に応答し
て軸線方向に膨張、収縮することを可能ならしめるため
ると同時に、(a)前記流体封止掛合を維持するために
前記変化する熱的条件の下にある間に前記荷重手段が前
記ポリマーパッキンの軸線方向動きに追従できるように
なしかつ(b)前記ポリマーパッキンの押し出しを阻止
するための制止リング手段を備え、 前記制止リング手段は前記作動部材上に取り付けられた
一対のゼロすきま押し出し防止用リングを含み、前記ゼ
ロすきま押し出し防止用リングは各々カーボンから作ら
れ、前記ポリマーパッキンの各対向端の各リングは前記
荷重手段の作用下にあり、 前記リングの各々は下記の(1)〜(3)の構成、即ち (1)前記作動部材の外径より僅かに小さい内径を含
み、前記リングと前記作動部材間に締まり嵌めをなして
前記内径と作動部材間における前記ポリマーパッキンの
押し出しを防止させること、 (2)前記ハウジングに関して前記リング外径が自由に
軸線方向に動くことを可能ならしめかつ前記荷重手段が
前記変化する熱的条件に応答して前記ポリマーパッキン
のどんな動きにも追従することを可能ならしめるのに十
分な、前記ハウジングの内径より僅かに小さい外径をも
つこと、 (3)前記作動部材上への前記リングの取り付けを可能
ならしめ、かつ前記荷重手段が前記変化する熱的条件に
応答して前記ポリマーパッキンのどんな軸線方向移動に
も追従できるように前記作動部材に関する前記リング内
径の自由な軸線方向移動を可能ならしめるための、前記
リング周囲を貫通するリング分割手段をもち、前記リン
グ分割手段は蜜嵌当接するリング部分をもつ非重ね式の
突き合わせ継手を提供する破断分割部からなり、 前記PTFEポリマーパッキンは連続的に2,000 乃至4,
000 psi (13790 〜27580 kPa )間の応力レベルまでの
荷重を印加されるよう適用されること、を含むこと特徴
とするパッキン包含組立体。 - 【請求項2】 前記荷重手段は前記押し出し防止用リン
グを経て前記PTFEポリマーパッキンにばね荷重を印
加するための活荷重手段を含むことを特徴とする請求項
1に記載のパッキン包含組立体。 - 【請求項3】 前記PTFEポリマーパッキンは少なく
とも1つのV型の雌型パッキンリングを含み、前記少な
くとも1つのゼロすきま押し出し防止用リングは前記V
型の雌型パッキンリングに適合するよう掛合するための
V型の雄型リングからなることを特徴とする請求項1に
記載のパッキン包含組立体。 - 【請求項4】 前記作動部材上の前記第1のPTFEポ
リマーパッキンから空間的に分離した第2セットの前記
PTFEポリマーパッキンと、前記2つのセットのPT
FEポリマーパッキンの中間で前記作動部材上に取付け
られたちょうちんリングと、夫々のリングがPTFEポ
リマーパッキンの前記第2のセットの各対向端にあるゼ
ロすきま押し出し防止用リングの第2の対を含むことを
特徴とする請求項3に記載のパッキン包含組立体。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/596,225 US5131666A (en) | 1990-10-12 | 1990-10-12 | Zero clearance anti-extrusion rings for containment of ptfe packing |
US07/596225 | 1990-10-12 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001000017U JP2001000017U (ja) | 2001-04-27 |
JP2607779Y2 true JP2607779Y2 (ja) | 2002-07-08 |
Family
ID=24386480
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3263764A Pending JPH04258574A (ja) | 1990-10-12 | 1991-10-11 | パッキン包含組立体 |
JP2000006926U Expired - Fee Related JP2607779Y2 (ja) | 1990-10-12 | 2000-09-26 | パッキン包含組立体 |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3263764A Pending JPH04258574A (ja) | 1990-10-12 | 1991-10-11 | パッキン包含組立体 |
Country Status (11)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5131666A (ja) |
EP (1) | EP0483097B1 (ja) |
JP (2) | JPH04258574A (ja) |
KR (1) | KR920008393A (ja) |
AT (1) | ATE135093T1 (ja) |
AU (1) | AU649724B2 (ja) |
CA (1) | CA2053355C (ja) |
DE (1) | DE69117655T2 (ja) |
FI (1) | FI100129B (ja) |
MX (1) | MX9101563A (ja) |
ZA (1) | ZA918138B (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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