JP2728945B2

JP2728945B2 - 締切り及び制御コック

Info

Publication number: JP2728945B2
Application number: JP1188696A
Authority: JP
Inventors: ボルフガング・ゴンジオル
Original assignee: Kusomokusu Intern Unto Co GmbH
Current assignee: Kusomokusu Intern Unto Co GmbH
Priority date: 1988-07-23
Filing date: 1989-07-20
Publication date: 1998-03-18
Anticipated expiration: 2013-03-18
Also published as: JPH0272286A; US4930748A; KR0165882B1; ES2030245T3; DE58901074D1; KR900002013A; DE3825116C2; DE3825116A1; EP0353521A1; EP0353521B1

Description

【発明の詳細な説明】技術分野本発明は請求項１の前文に記載の特性を有する締切り
及び制御コックに係わる。

従来技術ドイツ特許第2,742,115（A1）号は、ステムがハウジ
ングカバー内に設けられた２つの密封要素により密封さ
れる型式の締切り及び制御コックを開示する。カバーは
その下側に環状溝を有し、その溝内に第１の密封要素が
挿入される。ステムとプラグとの間にＴ形状横断面の中
間部材が設けられ、中間部材はプラグの正方形凹部内に
係合する。結合部材はステムに面するその上部側部にス
テムより大きい直径を有する。第１の密封要素は結合部
材の前記上部側部上に当接し、第１の密封用の密封効果
は結合部材及び／又はステムの軸方向位置に依存する。
ステムの軸方向位置は製作公差、摩耗、外力などの結果
として変化するので、安全基準及び環境保護規則におけ
る漏洩流量に対する基準限界値を長期使用期間にわたり
維持可能にすることが困難なことがある。プラグが特に
円錐形状に設計されている場合にそうであるようにもし
締切り要素がステム軸の方向に調節可能であれば、追加
の困難性が発生することがある。プラグの円錐形状シー
ル面は、ハウジング内へほぼ圧入されている通常ポリテ
トラフルオロエチレン（PTFE）又はそれと同等の材料か
らなるブッシュと相互作用をなす。密封接触を保証する
ためには、組立て中にプラグはステム軸の方向に調節さ
れなければならない。従来既知の構造においては、この
調節中においてステムの第１の密封要素上に応力も付加
され、実際にしばしば第１の密封要素のステムに対する
過大圧着が認められた。これにより第１の密封要素の摩
耗は極めて大きくなり、この結果寿命はかなり短縮され
且つ密封効果も低減される。

発明の要約従って本発明が基づく目的は、構造面における費用が
少なく且つ漏洩流量が最小に押えられて安全基準が満足
されるような冒頭記載の形式の締切り及び制御コックを
開発することである。さらにこの締切り装置は、許容で
きないほどの漏洩流量が発生し且つ検出されたときは適
切に付加的な密封がなされ、これにより締切りコックが
直ちに交換される必要がなく、一定期間後とくに装置の
次回定期停止時になって始めて交換すればよいように設
計さるべきである。締切り及制御コックは機能的に高い
信頼性と長い寿命とを有し、場合によってコックの交換
又は破損部品の取替が行われるときは簡単に行えるよう
なものである。

この目的は本明細書の請求項１に記載の特徴により達
成される。

提案された締切り及び制御コックは単純である反面機
能的には信頼性の高い設計を有する。第１の密封要素は
ステムまたは締切り要素の瞬間的な軸方向位置に無関係
に支持されているので相互に影響し合うことがなく、従
って第１の密封要素はできる限り有効な密封効果を与え
る。第１の密封要素は環状ディスクにより支持されてい
るので、第１の密封要素に対してはハウジング内におけ
るプラグの調節深さに無関係の特定の条件が提供され
る。これはプラグの密封リングがハウジングに対し有す
る関係及び第１の密封要素のステムに対し有する関係の
両方において再現性のある条件を提供するので、構造面
に費用をかけることなく且つ構造体容積を小さくしても
信頼性のある密封が保証される。第２の好ましくは調節
可能な密封要素により構造面の最小の費用で、許容でき
ないほどの漏洩流量が発見されてもこの漏洩を一定期間
防止可能である。この密封要素は正常の運転状態又は調
節状態においては実際には密封機能を行わない。第２の
密封要素は、必要なときにこれらの付加的密封手段がそ
の密封効果を発揮可能なように作動される再調節装置と
して設けられている。第１の密封要素が、それ自体既知
の方法でステムに対し当接してこれにより外部への密封
を確保していることをここで強調しておく。第１の密封
要素がステムと機械的接触をなしているので、通常エラ
ストマ材料から成るこの密封部材には特にステムの作動
回数に応じた摩耗が発生する。

特に好ましい実施態様においては、プラグとして設計
された締切り要素はステムに対してハウジングの長手軸
線の方向すなわち流れ方向に調節可能である。この調節
可能性のために、流れにより発生される力はほとんどス
テムに付加されない。この結果正常運転中でもステムの
第１の密封要素にかかる応力は小さい。特に力はプラグ
よりステムに加えられるので第１の密封要素とステムと
の間には他のどの方向よりも特に流れ方向に大きな押圧
力が働き、この結果第１の密封要素には大きな摩耗が発
生する。これらの不利はステムとプラグとを二分割設計
として、プラグをステムに対し移動可能にすることによ
り簡単に回避可能である。

本発明は図示の例示的実施態様により以下に詳細に説
明される。

実施例第１図はフランジ4,6を有するハウジング２を貫通す
る軸方向平面内の断面を示す。フランジ4,6は幅方向端
部に設けられ、これにより配管系への接続が通常のよう
に行える。ハウジグ２内では、ハウジング２の内部に存
在する流路12の開閉のためにプラグ８が軸10の周りに回
転可能である。プラグ８をハウジングに対して密封する
ために、下部密封ストリップ14及び上部密封ストリップ
16を備えたブッシュ15がハウジング内に圧入される。ハ
ウジング２はカバー20により封鎖されたオリフィス18を
有する。一点鎖線22で示すようにカバー20はハウジング
２に固定結合され且つ中心に内孔24を含み、内孔24を貫
通してステム26が案内される。従来既知であるプラグコ
ックと異なって本発明の範囲内では、プラグ８とステム
26とは分割部品として設計され、ステム26はその端部28
においてプラグ８の凹部30内に係合する。ここでは例え
ば、正方形として設計された端部28が隙間32により示さ
れる遊びをも行って凹部30内に係合することが重要であ
る。これによりプラグ８とステム26との間は確実に切離
されているので、流れ媒体によりプラグ８に付加される
力はステム26にはほとんど付加されない。プラグ８は実
際には、もっぱらブッシュ15の密封ストリップ14,16に
より長手軸線34の方向に即ちステム軸線10に対して直交
方向に支持される。この結果、以下に詳細に説明するス
テムを密封するために設けられる密封要素にはほとんど
応力が付加されず、また特に局部的な過大な表面圧力、
従ってそれによる摩耗の増大が簡単に回避される。

明示のように、プラグ８は、その円錐密封面がPTFEか
らなるブッシュ15へ密封ストリップ14,16を介して当接
する。過大な面圧を付加することなく良好な密封を確保
するように、プラグは軸線10の方向に調節可能であり又
は設定可能である。この目的のためにステム26はプラグ
８の面38に当接するカラー36を有する。ステム26にはカ
バー20に対し、従ってハウジング２に対し押え部材40を
介して軸線10の方向にプラグ８に向って力が付加され
る。押え部材40は、PTFEから製作された環状本体44を介
して間接的にステム26の環状肩部42に当接する。押え部
材40はねじボルト46によりカバー20上に装着され、且つ
ナット48の回転によりステム軸線10の方向に調節可能で
ある。

ステム26をカバー20に対して密封するためには、第１
のシール要素は、フック形状密封リップ52によりステム
26に当接する密封リング50である。ここでは密封リン
グ、特に密封リップ52の環状ディスク54上における支持
が重要となる。従って密封リング50は例えばステムの環
状カラー36を介して軸方向に支持されていないので、そ
れによりシステム又はプラグ８の軸方向調節とは独立し
て同じ密封効果を達成する。環状ディスク54及び密封リ
ング50はカバー20の下側の環状溝56内に積み重ね形式で
適切に圧入され且つカバーに固定的に結合される。これ
により第１の密封要素又は密封リング50が、知らない間
に緩んだり又は組立て中又は検査対策の間に「忘れたま
まとなる」ことされ防止される。

本発明によれば、ステム26に第２の密封要素が設けら
れ、第２の密封要素は密封リング60として設計され且つ
カバー20の上方端部上に再調節が可能なように設けられ
る。ここでほぼ三角形断面を有する密封リング60の再調
節のためにブッシュ62が設けられ、ブッシュ62は上方カ
バー縁部上の対応の内ねじ内に係合されるその外ねじ64
によって内孔24内に装着される。プッシュ62はカバー20
を越えて上方に突出し且つ凹部68を含み、この凹部68内
にブッシュ62を回転するための工具が挿入可能である。
本発明の範囲内では正常運転中に、第２の密封要素、即
ち密封リング60はブッシュにより、密封リング60がまだ
それの完全な密封効果を達成しないように前調節され
る。従って密封リング60は比較的緩めにステム26に当接
し、且つ実際には弾性密封材料であるエラストマ又はゴ
ムから成る密封リング60の認められる程の摩耗又は摩滅
はない。実際の密封効果は第１の密封要素、即ち密封リ
ング50により予め設定される。時間の経過と共に密封リ
ングの密封効果が低下した際は、これは操作員により検
出される。ブッシュ62を締付けることにより、この際密
封リング60は、ステムに沿った媒体の許容できないほど
の漏洩を暫定期間だけ防止するのに必要な程度にステム
26上で調節される。締切りコックはこれによりさらにあ
る一定期間は知能可能なので、配管系又は複雑な装置は
すぐには全体として停止しなくてよい。従って密封要
素、プラグまたは締切りコック全体のいずれかの必要な
交換は次回の定期検査工事の際に実施可能で特に実施態様によれば、モニタリングを目的に使用さ
れる環状室70が、軸方向には２つの密封リング50と60と
の間に且つ半径方向にはステム26とカバー20内の内孔２
の内壁との間に設けられている。導線72で示すように、
室70は漏洩モニタリング用計器74に接続されている。こ
の計器74を用いて例えば、流路12な内を流れる媒体が漏
れているかどうにかまた場合によってはどれだけの量が
漏れているかを検出可能である。これは特に電気式また
は空気式で実施可能であり、また環状室70内には計器74
に対応信号を送るための適当なセンサが設けられる。こ
のような漏洩モニタリングを用いれば、基本的には正常
運転時に、摩耗が最小となるように密封リング60を低い
押圧力でステム26に当接させることが十分に可能であ
る。もし密封リング50の密封が破れ出した場合は、媒体
が環状室70内に侵入してこのことが計器74により指示さ
れる。

さらに一点鎖線57で示されるように、ここでは詳細に
示されていない駆動装置の取付け用板58又は相当品がボ
ルトによりカバー上に設けられる。ステム26は油圧式、
空圧式又は電気式に作動可能な締付け駆動装置により軸
線10の周りに必要な程度に回転可能である。ここで線57
で示されるように、駆動装置は線22で示されるようなカ
バーのハウジングへの接続とは全く別個にカバー20に直
接接続されることが重要である。これにより振動を遮断
するのに有利な好ましい切離しが行われるだけではな
い。さらに駆動装置の装着手段に基づくカバー20の意図
しない緩みも防止可能である。

特定の実施態様においてプラグ８は、通路75とプラグ
８の上側に配置された空間18及びプラグ８の下側に配置
された空間19のそれぞれとの間に内孔73を有する。従っ
て空間18及び19は圧力又は補償圧力を受ける。プラグ８
の端面は下部空間19においてもよりも上部空間18におい
てより大きい。このように寸法が異なる面は軸方向にプ
ラグ上に作用する力成分を形成し、この力成分によりプ
ラグ８がシート内に圧着固定され、この結果半径方向に
大きな密封力が得られる。プラグ８がブッシュ15内に過
大に深く圧入されないように下部空間19内に底部ディス
ク77が設けられ、底部ディスクは本発明の範囲内でスト
ッパを形成してプラグ８の移動を制限する。

代替態様において前記空間18,19に通じる内孔73が設
けられない場合であってもこの底部ディスク77はなお極
めて重要な働きをする。特にもしプラグ８と密封ストリ
ップ14,16を有するブッシュ15との間に漏洩が発生した
場合は、ここでは上部空間18が圧力を受け、これにより
プラグ８がシート内に圧着される。このようなプラグ８
とブッシュ15との間の増加密封力は、発生した漏洩を停
止するのに通常十分である。このような状況下では底部
ディスク77は絶対に必須のものではないが、底部ディス
ク77はストッパの好ましい形式として適切なものである
ことが分かった。プラグの下側の空間19内に挿入された
底部ディスク77自体は、PTFEまたは同等材料で構成され
るのが好ましい。

第２図はプラグ８の調節が、ハウジング２においてス
テム26の反対側で行われるプラグコックを示す。この場
合も同様にプラグ８の密封面は円錐状に形成されている
が、円錐の頂点は長手軸線34に対しステム26と同じ側に
ある。ブッシュ15の小さい方の密封ストリップ14はこの
場合オリフィス18内に設けられ、一方図面によると大き
い方の密封リング16はハウジングの下側でカバー78によ
り密封封鎖されたオリフィス76内に設けられる。プラグ
８の調節及び設定のために、カバー78内にねじボルト80
が設けられ、ボルト80は下側から密封ダイヤフラム82及
び加圧本体84を介してプラグ８上に作用する。加圧本体
84は良好な活動特性を有する材料、例えばPTFEから構成
されるのが好ましい。ねじボルト80は下部端部86に例え
ば六角ソケットレンチ用の凹部を有し、且つロックナッ
ト88により保持される。

この特定実施態様においてもまた本発明の範囲におい
て、プラグ８はステムに対し、一方ではプラグの回転運
動がステムにより与えられ、且つ他方では長手軸線34の
方向に作用する力に対し切離しが存在するように運動可
能である。このためにプラグ８は、ほぼ密封リング14に
よる密封領域内においてステム26に面する端部内に凹部
30を有する。ほぼＴ形状の輪郭を有する結合本体90がこ
の凹部30内に挿入される。ここで斜線で示されたそれの
下部部分を有する結合本体90は、図面平面の前方および
後方のそれぞれの溝92内に係合し、且つこの溝92内で遊
びを有しながら図面平面に対し直角方向に運動可能であ
る。本体90の上部中央部分は遊びを有しながらステム26
の正方形凹部94内に係合し、この場合も同様に長手軸線
34の方向に隙間32が存在する。

この場合も同様にステム26はカバー20内に回転可能に
設けられ、密封は第１及び第２の密封要素、即ち密封リ
ング50,60により得られる。さらにスラストリング53と
密封リング50との両方を軸方向に固定するために、カバ
ー20とハウジング２との間に中間リング96が設けられ
る。環状ディスク54が半径方向内方にステム26の外周の
近くまで伸長する。これは密封リング50が確実に支持さ
れて固定されることを保証し、ここでフック形状密封リ
ップ52内に同様に環状ディスク54上に確実に装着支持さ
れたスラストリング53が設けられる。さらに環状カラー
36と相互作用をなしてステム26もまた、環状ディスク54
により軸方向に固定されることが重要である。環状カラ
ー36は環状ディスク54の内径よりも大きい外径を有す
る。良好な活動特性を有する例えばPTFEのようなリング
98が環状カラー36と環状ディスク54との間に設けられる
のが好ましく、これによりステム26はわずかな量の力を
付加するだけで回転可能である。

既に上で説明したように、密封リング60は軸方向に調
節可能なブッシュ62により固定可能である。この目的
は、カバー20の上部端縁上に設けられた押え部材100で
あってそれの下端端縁102がブッシュ62と上部端面上に
当接する押え部材100により達成される。図示のように
下部端縁102はやや円錐状にベベルが形成されているの
で、実際にはブッシュ62上に２つの支持点が存在する。
これら支持点または支持領域がほぼ長手軸線34に対する
直交平面内に存在するので本質的に同心円状の力伝達が
保証され、これによりブッシュ62の傾斜又は混雑の発生
の危険が回避される。

【図面の簡単な説明】

第１図はプラグと第２の密封要素との両方ともステム側
で調節される締切り及び制御コックの縦断面図、第２図
は第２の密封要素がステム側で調節され、またプラグが
ハウジングの反対側で調節される実施態様を示す図であ
る。２……ハウジング、4,6……フランジ、８……プラグ、1
0……軸線、 12……流路、14,16……密封ストリップ、15,62……ブッ
シュ、 18,19……オリフィス，空間、20,78……カバー、22,57
……線、 24,73,76……内孔、26……ステム、28……端部、30,68
……凹部、 32……隙間、34……長手軸線、36……カラー、38……
面、40,100……押え部材、42……環状肩部、44……PTFE
環状本体、46,80……ねじボルト、48……ナット、50…
…第１の密封要素／密封リング、52……密封リップ、53
……スラストリング、54……環状ディスク、56……環状
溝、 58……板、60……第２の密封要素／密封リング、64……
外ねじ、66……内ねじ、70……環状室、72……導線、74
……計器、75……通路、 77……底部ディスク、82……密封ダイヤフラム、84……
加圧本体、 86……80内の凹部、88……ロックナット、90……連結部
材、92……30内の溝、94……26の凹部、96……中間リン
グ、98……リング、102……下部端縁。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献実公昭53−19462（ＪＰ，Ｙ１) 米国特許4101113（ＵＳ，Ａ) 米国特許4475712（ＵＳ，Ａ) 欧州公開204650（ＥＰ，Ａ１) 仏国特許公開2316506（ＦＲ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】プラグ（８）の形の締切り要素と、締切り
要素がその中でステム（26）によって回転可能に設けら
れているハウジング（２）と、第１の密封要素（50）に
よって密封されたステムがその中を貫通して外側へ向け
られたハウジングカバー（20）とを含み、該第１の密封
要素はハウジングカバーとハウジングカバーのハウジン
グに面した側のディスク型の肩部（54）との間に支持さ
れており、第２の密封要素（60）はハウジングカバーの
ハウジングから離れた側に設けられている締切り及び制
御コツクであって、ディスク型の肩部が、ステムから分
離されておりかつハウジングとハウジングに面したハウ
ジングカバーの側との間で軸方向に固定された環状のデ
ィスクの形をしていることを特徴とする締切り及び制御
コック。
【請求項２】環状ディスクがカバーの下側で環状溝（5
6）内に設けられ、且つ第１の密封要素と共に環状溝内
へ圧着固定されている請求項１に記載の締切り及び制御
コック。
【請求項３】第１の密封要素が、ステムに当接し且つス
ラストリングによって環状ディスクの内側端縁上に支持
されているフック形状の密封リップ（52）を有する請求
項１又は２に記載の締切り及び制御コック。
【請求項４】第２の密封要素は本質的にプレストレスを
発生することなくステムに当接し、ステムに対するプレ
ストレスおよび結果としての密封効果が、ブッシュ（6
2）の軸方向調節の結果として所定値に調節可能である
請求項１から３のいずれか一項に記載の締切り及び制御
コツク。
【請求項５】ステムが、環状肩部（42）を有し、前記肩
部の上で良好な滑動特性を有する環状本体（44）を介し
て軸方向に調節可能な押え部材（40）が作用する請求項
１から４のいずれか一項に記載の締切り及び制御コツ
ク。
【請求項６】ステムの反対側にハウジングがカバー（7
8）によって封鎖された内孔（76）を有し、カバー内で
ボルトが軸方向に調節可能であり、且つ加圧本体（84）
を介しまたは密封ダイヤフラムをも介してプラグ上に作
用する請求項１から４のいずれか一項に記載の締切り及
び制御コツク。
【請求項７】プラグがステムに対し長手軸（34）の方向
に遊びを有して移動可能なように設けられ、移動遊びを
予め決定するための隙間（32）がステムとプラグとの間
又は結合本体（90）に設けられている請求項１から６の
いずれか一項に記載の締切り及び制御コック。
【請求項８】ステムを包囲し且つ漏洩モニタリングの役
をなす環状室（70）が２つの密封要素間に軸方向に設け
られている請求項１から７のいずれか一項に記載の締切
り及び制御コック。
【請求項９】環状室が導線（72）を介して漏洩モニタリ
ングのための計器（74）に接続されている請求項８に記
載の締切り及び制御コック。
【請求項１０】環状ディスクがステムの外壁のごく近く
まで伸長し、ステムが、環状ディスクに関して軸方向で
第１の密封要素の別の側に設けられた環状カラー（36）
を有し、また環状カラーが環状ディスクの内径よりも大
きい外径を有する請求項１から９のいずれか一項に記載
の締切り及び制御コック。
【請求項１１】プラグがそれの通路（75）と通路の上側
及び下側にそれぞれ配置された空間（18,19）との間に
内孔（73）を有し、またプラグの端面が異なる寸法を有
することによりプラグをシート又はブッシュ内に圧着す
る軸方向力が付加される請求項１から10のいずれか一項
に記載の締切り及び制御コック。