JP3007965U - シール構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 シール部に使用されるパッキンの寿命を伸ば
すとともに、シール部に雑菌等の繁殖要因となる隙間が
形成されることを防止する。 【構成】 一方のシール面４１上のパッキン保持溝４３
は、あり溝部４５と、該あり溝部４５の開口縁をシール
面相互の突き合せ時におけるパッキン３８の変形・膨出
方向に広げたパッキン膨出部支え面４６とを具備した構
成とし、また、パッキン３８は、あり溝部４５に緊密嵌
合する基底部４４と、パッキン膨出部支え面４６側に偏
心した位置で基底部４４から相手側シール面に突出した
偏凸部４８とを具備した構成とし、シール面相互の突き
合せ時には両シール面４１，３４相互が所定の押圧力で
直接面接触し、パッキン３８がこれらの両シール面４
１，３４間に封入されてパッキン保持溝４３を緊密に埋
める構造。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、傾斜したシール面相互をパッキンを挟んで突き合せることにより、 シール面間における流体の通過を阻止するシール構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

図４は、プラント設備等に使用する従来のバルブシステムにおけるシール構造 を示したものである。 このシール構造は、傾斜したシール面１，２相互をパッキン３を挟んで突き合 せることにより、これらのシール面１，２間における流体の通過（図中の矢印（ イ）が、流体の通過方向を示している）を阻止するものである。

【０００３】 前述した２つのシール面１，２の内、一方のシール面１はバルブシステムの構 成要素である略円盤状のバルブ本体４の外周に形成されたテーパ面であり、他方 のシール面２は前記バルブ本体４が着座するリング状のバルブシート部５の内周 部に形成されたテーパ面である。これらのバルブ本体４およびバルブシート部５ は、通常、金属材料等を所定形状に加工することによって形成されている。 また、前記バルブ本体４は、該バルブ本体４の中心部に固設された弁軸部（バ ルブステム）が摺動自在に保持され、図示してない弁駆動手段（アクチュエータ ）等によって図の矢印（ロ）方向に昇降操作される。

【０００４】 前記パッキン３は、合成ゴム材料等の成形品である横断面がＶ字状のリングで 、シール面１に形成されたパッキン保持溝７に収容保持されている。 ここに、前記パッキン保持溝７は、横断面形状が鳩尾状をなす前記パッキンの 基底部８が緊密に嵌合するあり溝状を呈しており、該パッキン保持溝７によって 前記パッキン３は先端部がシール面１から一定量突出した状態に保持されている 。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

以上のようなシール構造のバルブシステムでは、図５に示すように、バルブ本 体４を矢印（ハ）方向に降下させて、前記パッキン３の先端部をシール面２に圧 接させることによって、これらのシール面１，２間における流体の通過を阻止す る。

【０００６】 ところが、シール面１，２がバルブ本体４の移動方向（矢印（ハ）方向）に対 して傾斜状態にあるため、シール面２に圧接されるパッキン３の先端部には、シ ール面２に沿う曲げ荷重Ｆが作用する。そして、図示のように、この曲げ荷重Ｆ によって、パッキン３の先端部がシール面２に沿って上方側に屈曲する如く弾性 変形し、パッキン３の先端部に応力が集中した状態になるため、バルブ本体４の 開閉操作の繰り返しによってパッキン３の先端部が傷み易く、パッキン３の寿命 低下という問題を引き起こす。このパッキン３の寿命低下は、パッキン３の早期 交換を余儀なくし、保守作業回数を増大させるため、そのバルブシステムを使用 しているプラント設備等の稼働率を大きく低下させる虞があり、早急な解決が望 まれている。

【０００７】 また、図５に示したように、パッキン３の先端部の変形に引っ張られてパッキ ン３の側面がパッキン保持溝７の内側面から離れ、パッキン３とパッキン保持溝 ７との間に液溜まりとなる隙間９が発生するという問題があった。このような隙 間９は洗浄が困難で、隙間９に残留した流体が雑菌等を繁殖させる培養液となる 危険があり、衛生管理上、好ましくない。

【０００８】 また、図５に示すように、シール面１，２相互は直接に密着せず、パッキン３ の先端部が屈曲した状態で相手側のシール面２に当接する構造の場合は、バルブ シート部５に対するバルブ本体４の押付け力の変化等によってパッキン３の圧縮 度合いが変化し易く、さらに、パッキン３の全周に渡って均一な圧接力を得るこ とが困難になるため、バルブ本体４に作用する流体圧が高いような場合には安定 したシール性能を得ることが困難になる虞もあった。

【０００９】 そこで、本考案の目的は上記課題を解消することにあり、例えば、バルブシス テム等において、パッキンの寿命を伸ばして保守管理を容易にすることができ、 また、雑菌等の繁殖要因となる隙間の発生を防止して衛生管理を容易にすること ができ、しかも安定したシール性能を得ることができるシール構造を提供するこ とである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

本考案の上記目的は、傾斜したシール面相互をパッキンを挟んで突き合せるこ とにより、シール面間における流体の通過を阻止するシール構造であって、一方 のシール面に前記パッキンを収容保持するパッキン保持溝を装備すると共に、そ のパッキン保持溝は、横断面形状が鳩尾状をなした前記パッキンの基底部が嵌合 するあり溝部と、該あり溝部の開口縁をシール面相互の突き合せ時における前記 パッキンの変形・膨出方向に広げたパッキン膨出部支え面とを具備し、かつ前記 パッキンは、横断面形状が鳩尾状をなして前記パッキン保持溝のあり溝部に緊密 嵌合する前記基底部と、前記パッキン膨出部支え面側に偏心した位置で前記基底 部から相手のシール面に向って突出した偏凸部とを具備し、シール面相互の突き 合せ時には両シール面相互が所定の押圧力で直接面接触し、これらの両シール面 間に介在する前記パッキンは、前記偏凸部が、両シール面による押圧力によって シール面に沿って変形・膨出し、前記パッキン膨出部支え面と他方のシール面と のなす空間を緊密に埋め、広い接触面積で相手側シール面に圧接されることを特 徴とするシール構造により達成される。

【００１１】 また、上記のシール構造において、前記パッキンを挟んで突き合される２つの シール面の内、一方のシール面はバルブ本体の外周に形成されたテーパ面であり 、他方のシール面は前記バルブ本体が着座するバルブシート部のテーパ面である 構成によっても、上記目的を達成することができるものである。

【００１２】 また、上記のシール構造において、前記パッキン保持溝が、前記バルブ本体上 のシール面に形成された構成によっても、上記目的を達成することができるもの である。

【００１３】

【作用】

本考案の上記構成によれば、傾斜したシール面相互をパッキンを挟んで突き合 せることにより、シール面間における流体の通過を阻止するのであるが、シール 面相互の突き合せ時には、両シール面相互が所定の押圧力で直接面接触するので 、挟まれるパッキンの圧縮度合いが安定し、また、パッキンのシール面への圧接 力をパッキンの全周に渡って均一化することも可能である。

【００１４】 また、パッキンの形状と該パッキンを収容保持するパッキン保持溝の形状に工 夫が凝らされていて、シール面相互の突き合せ時における両シール面による押圧 力によって主にパッキンの偏凸部に変形・膨出が生じるが、この偏凸部の変形・ 膨出は相手側のシール面に沿って起こり、パッキン保持溝に設けたパッキン膨出 部支え面と相手側のシール面とのなす空間を緊密に埋め、広い接触面積で相手側 シール面に圧接された状態になる。 従って、シール面相互の押圧によってパッキンに作用する応力は広範囲に分散 され、応力の集中作用によるパッキンの破損が防止される。

【００１５】 さらに、パッキンは直接密着したシール面間に封入される形態となり、シール 面相互の押圧によって、パッキンの膨出がパッキン保持溝の全域に及ぶことにな るため、液溜まりとなって雑菌等の繁殖要因となる隙間がパッキンとパッキン保 持溝との間に形成されることを防止することもできる。

【００１６】 また、前記パッキンを挟んで突き合される２つのシール面の内、一方のシール 面はバルブ本体の外周に形成されたテーパ面、他方のシール面は前記バルブ本体 が着座するバルブシート部のテーパ面とし、さらに、前記パッキン保持溝を前記 バルブ本体上のシール面に形成した構成とすれば、バルブシステムとして上記の 作用を得ることができる。

【００１７】

【実施例】

図３は、本考案に係るシール構造が用いられたバルブシステムの概略構成を示 したものである。 このバルブシステムは、プラント設備等において組成の異なる二流体の混合あ るいは混合防止をバルブの開閉によって実現するダブルシートバルブで、流体の 流路となる一対の管路１１，１２と、これらの管路１１，１２の端部に位置する 一対のバルブハウジング１４，１５と、これらの一対のバルブハウジング１４， １５相互を連結するクランプ継手１６と、それぞれのバルブハウジング１４，１ ５内に設けられたバルブ１８，１９と、これらのバルブ１８，１９のバルブ本体 ２０，２１が着座するバルブシート部を提供するシートリング２５と、それぞれ のバルブハウジング１４，１５内におけるバルブ１８，１９の動作を制御するバ ルブコントロールユニット２７を一方のバルブハウジング１４の他端に連結する クランプ継手２８と、他方のバルブハウジング１５の他端を覆うクランプ継手２ ９とを具備する構成である。

【００１８】 ここに、それぞれのバルブ１８，１９は、前述したバルブ本体２０，２１と、 これらのバルブ本体２０，２１に一体の弁軸部（バルブステム）３１，３２とを 有する構成となっている。

【００１９】 一方、前述のシートリング２５は、前記クランプ継手１６に保持されている。 そして、前述のバルブ本体２０，２１が着座するバルブシート部として、前記バ ルブ本体２０上のシール面に対応したシール面３４と、前記バルブ本体２１上の シール面に対応したシール面３５とを有する構成となっている。

【００２０】 以上のシール面３４，３５は、パッキン３８，３９を挟んで対応するバルブ１ ８，１９のシール面が突き合されることで、突き合されたシール面間における流 体の通過を阻止するもので、これらのシール面およびパッキンによって構成され るシール構造が本考案の一実施例となるものである。

【００２１】 以下、本考案の一実施例であるシール構造を詳細に説明するが、シール面３４ ，３５におけるシール構造は同様であるので、ここではシール面３４の場合につ いて、説明する。 図１および図２は図３におけるシール面３４におけるシール構造を示したもの で、図１はバルブ１８が開位置にある場合を示し、図２はバルブ１８が閉位置に ある場合（即ち、シール状態）にある場合を示している。

【００２２】 これらの図１および図２に示すように、一実施例のシール構造は、傾斜したシ ール面３４，４１相互をパッキン３８を挟んで突き合せることにより、これらの シール面３４，４１間における流体の通過（図１における図中の矢印（ニ）が、 流体の通過方向を示している）を阻止するものである。

【００２３】 ２つのシール面３４，４１の内、一方のシール面４１は略円盤状のバルブ本体 ２０の外周に形成されたテーパ面である。また、他方のシール面３４は、前記シ ートリング２５の上端側内周部に形成されたテーパ面である。該シール面３４が 形成されたシートリング２５の上端部は、前記バルブ本体２０が着座するリング 状のバルブシート部として機能する。これらのバルブ本体２０およびシートリン グ２５は、通常、金属材料等を所定形状に加工することによって形成されている 。

【００２４】 また、前記バルブ本体２０は、該バルブ本体２０の中心部に固設された弁軸部 ３１が摺動自在に保持されていて、前記バルブコントロールユニット２７によっ て図の矢印（ホ）方向に昇降操作される。

【００２５】 前記パッキン３８は、合成ゴム材料等によって形成されたリングで、シール面 ４１に形成されたパッキン保持溝４３に収容保持されている。 ここに、前記パッキン保持溝４３は、横断面形状が鳩尾状をなした前記パッキ ン３８の基底部４４が嵌合するあり溝部４５と、該あり溝部４５の開口縁をシー ル面相互の突き合せ時における前記パッキン３８の変形・膨出方向（図１の場合 は、矢印（ニ）方向）に広げたパッキン膨出部支え面４６とを具備した構成とさ れている。

【００２６】 また、前記パッキン３８は、横断面形状が鳩尾状をなして前記あり溝部４５に 緊密嵌合する前記基底部４４と、前記パッキン膨出部支え面４６側に偏心した位 置で前記基底部４４から相手のシール面３４に向って突出した偏凸部４８とを具 備した構成とされている。そして、該パッキン３８は、前記パッキン保持溝４３ によって偏凸部４８の先端側がシール面４１から一定量突出した状態に保持され ている。

【００２７】 そして、シール面３４，４１相互の突き合せ時には、図２に示すように、両シ ール面３４，４１相互が所定の押圧力で直接面接触し、これらの両シール面３４ ，４１間に介在する前記パッキン３８は、前記偏凸部４８が、両シール面３４， ４１による押圧力によってシール面３４に沿って変形・膨出し、前記パッキン膨 出部支え面４６とシール面３４とのなす空間を緊密に埋め、広い接触面積で相手 側シール面３４に圧接された状態となるものである。

【００２８】 以上のようなシール構造のバルブシステムでは、図２に示すように、バルブ本 体２０を矢印（ヘ）方向に降下させてシール面４１とシール面３４とを突き合せ 、前記パッキン３８の先端部をシール面３４に圧接させることによって、これら のシール面４１，３４間における流体の通過を阻止するのであるが、シール面４ １，３４相互の突き合せ時には、両シール面４１，３４相互が所定の押圧力で直 接面接触するので、挟まれるパッキン３８の圧縮度合いが安定し、また、パッキ ン３８のシール面３４への圧接力をパッキン３８の全周に渡って均一化すること もできるので、シール部へ作用する流体圧が高いような場合でも安定したシール 性能を得ることが可能になる。

【００２９】 また、シール面４１，３４相互の突き合せ時における両シール面４１，３４に よる押圧力によって主にパッキン３８の偏凸部４８に弾性変形による変形・膨出 が生じるが、この偏凸部４８の変形・膨出は相手側のシール面３４に沿って起こ り、パッキン保持溝４３に設けたパッキン膨出部支え面４６と相手側のシール面 ３４とのなす空間を緊密に埋め、平坦な広い接触面積で相手側シール面３４に圧 接された状態になる。 従って、シール面４１，３４相互の押圧によってパッキン３８に作用する応力 は広範囲に分散され、応力の集中作用によるパッキンの破損が防止され、パッキ ン３８の寿命を伸ばして保守管理を容易にすることができる。

【００３０】 また、パッキン３８は直接密着したシール面４１，３４間に封入される形態と なり、シール面４１，３４相互の押圧によって、パッキン３８の膨出がパッキン 保持溝４３の全域に及ぶことになるため、液溜まりとなって雑菌等の繁殖要因と なる隙間がパッキン３８とパッキン保持溝４３との間に形成されることを防止し て、衛生管理を容易にすることも可能になる。

【００３１】 そして、このようなシール構造のバルブシステムをプラント設備等に用いるこ とによって、プラント設備等における保守管理や衛生管理を容易にすることがで き、さらに、安定したシール性能によって安全で効率のよい運転を実現すること ができる。

【００３２】 なお、上記の一実施例では、バルブシステムにおけるバルブ本体２０とシート リング２５との間のシール構造として説明したが、本考案のシール構造は、バル ブシステム以外にも、気密容器等においてパッキンを挟んで突き合わされる容器 壁間のシール等にも利用することができる。 また、上記の一実施例では、パッキン３８はバルブ本体２０上のシール面４１ に保持させることとしたが、パッキン３８をシートリング２５のシール面３４に 保持させることも考えられる。

【００３３】

【考案の効果】 本考案のシール構造によれば、シール面相互の突き合せ時には、両シール面相 互が所定の押圧力で直接面接触することにより、挟まれるパッキンの圧縮度合い が安定し、また、パッキンのシール面への圧接力をパッキンの全周に渡って均一 化することができるため、シール部へ作用する流体圧が高いような場合でも、安 定したシール性能を得ることが可能である。 また、シール面相互の突き合せ時における両シール面による押圧力によって主 にパッキンの偏凸部に変形・膨出が生じるが、この偏凸部の変形・膨出は相手側 のシール面に沿って起こり、パッキン保持溝に設けたパッキン膨出部支え面と相 手側のシール面とのなす空間を緊密に埋め、広い接触面積で相手側シール面に圧 接された状態になる。 従って、シール面相互の押圧によってパッキンに作用する応力は広範囲に分散 され、応力の集中作用によるパッキンの破損が防止され、パッキンの寿命を伸ば して保守管理を容易にすることができる。 また、パッキンは直接密着したシール面間に封入される形態となり、シール面 相互の押圧によって、パッキンの膨出がパッキン保持溝の全域に及ぶことになる ため、液溜まりとなって雑菌等の繁殖要因となる隙間がパッキンとパッキン保持 溝との間に形成されることを防止して、衛生管理を容易にすることも可能になる 。 また、前記パッキンを挟んで突き合される２つのシール面の内、一方のシール 面はバルブ本体の外周に形成されたテーパ面、他方のシール面は前記バルブ本体 が着座するバルブシート部のテーパ面とし、さらに、前記パッキン保持溝を前記 バルブ本体上のシール面に形成した構成とすれば、バルブシステムとして上記の 作用・効果を得ることができ、そのバルブシステムを使用したプラント設備等に おける保守管理や衛生管理を容易にすることができ、さらに、安定したシール性 能によって安全で効率のよい運転を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例のシール構造を示す断面図で
ある。

【図２】本考案の一実施例のシール構造の作用説明図で
ある。

【図３】本考案の一実施例が使用されたバルブシステム
の縦断面図である。

【図４】従来のシール構造を示す断面図である。

【図５】従来のシール構造の問題点の説明図である。

【符号の説明】

１１，１２ 管路 １４，１５ バルブハウジング １６ クランプ継手 １８，１９ バルブ ２０，２１ バルブ本体 ２５ シートリング ２７ バルブコントロールユニット ３１，３２ 弁軸部 ３４，３５ シール面 ４１ シール面 ４３ パッキン保持溝 ４４ 基底部 ４５ あり溝部 ４６ パッキン膨出部支え面 ４８ 偏凸部

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 傾斜したシール面相互をパッキンを挟ん
   で突き合せることにより、シール面間における流体の通
   過を阻止するシール構造であって、一方のシール面に前
   記パッキンを収容保持するパッキン保持溝を装備すると
   共に、そのパッキン保持溝は、横断面形状が鳩尾状をな
   した前記パッキンの基底部が嵌合するあり溝部と、該あ
   り溝部の開口縁をシール面相互の突き合せ時における前
   記パッキンの変形・膨出方向に広げたパッキン膨出部支
   え面とを具備し、かつ前記パッキンは、横断面形状が鳩
   尾状をなして前記パッキン保持溝のあり溝部に緊密嵌合
   する前記基底部と、前記パッキン膨出部支え面側に偏心
   した位置で前記基底部から相手のシール面に向って突出
   した偏凸部とを具備し、シール面相互の突き合せ時には
   両シール面相互が所定の押圧力で直接面接触し、両シー
   ル面間に介在する前記パッキンは、前記偏凸部が、両シ
   ール面による押圧力によってシール面に沿って変形・膨
   出し、前記パッキン膨出部支え面と他方のシール面との
   なす空間を緊密に埋め、広い接触面積で相手側シール面
   に圧接されることを特徴とするシール構造。
2. 【請求項２】 前記パッキンを挟んで突き合される２つ
   のシール面の内、一方のシール面はバルブ本体の外周に
   形成されたテーパ面であり、他方のシール面は前記バル
   ブ本体が着座するバルブシート部のテーパ面であること
   を特徴とする請求項１に記載のシール構造。
3. 【請求項３】 前記パッキン保持溝が、前記バルブ本体
   上のシール面に形成されたことを特徴とする請求項２に
   記載のシール構造。