JP3229890B2 - パッキング装置 - Google Patents
パッキング装置Info
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- packing
- ring
- ptfe
- flexible
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- 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
- F16J15/20—Packing materials therefor
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S277/00—Seal for a joint or juncture
- Y10S277/935—Seal made of a particular material
- Y10S277/944—Elastomer or plastic
- Y10S277/945—Containing fluorine
- Y10S277/946—PTFE
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Sealing Devices (AREA)
- Details Of Valves (AREA)
- Sealing Material Composition (AREA)
- Gasket Seals (AREA)
- Diaphragms For Electromechanical Transducers (AREA)
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Heating, Cooling, Or Curing Plastics Or The Like In General (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は流体の流れを制御するの
に使用する弁の構造、特に流体の漏洩を非常に厳密に防
止したい場合及び特に突発的な漏洩を防止したい場合に
有効な弁のパッキング装置に関するものである。
に使用する弁の構造、特に流体の漏洩を非常に厳密に防
止したい場合及び特に突発的な漏洩を防止したい場合に
有効な弁のパッキング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】流体制御弁又は往復ポンプの回転軸又は
摺動軸のようなハウジング内の作動部材の周りの流体の
漏洩を防止するため、パッキング材料が広く使用されて
いる。通常、そのようなパッキングは、弾性部材から成
り、パッキング箱内の作動部材の周りの所定位置に、ボ
ルト絞めにより静的負荷を受けて設置される。また、活
荷重パッキングとして知られているように、パッキング
にばね負荷を加えることもある。活荷重を受けるパッキ
ングは、周囲に流体が漏出するのを防止したい場合に、
特に有効である。パッキングの区域内の作動温度が、２
３２°Ｃ（４５０°Ｆ）のような高温作動状態にある場
合には、ポリテトラフルオロエチレン（以下ＰＴＦＥと
略称する）で形成したパッキン材料よりも、通常入手で
きるグラハイトパッキングを使用するのが望ましい。そ
の理由は、このような高温では、ＰＴＦＥパッキングが
押出されてしまい、その結果パッキングが故障し、流体
が漏洩するからである。
摺動軸のようなハウジング内の作動部材の周りの流体の
漏洩を防止するため、パッキング材料が広く使用されて
いる。通常、そのようなパッキングは、弾性部材から成
り、パッキング箱内の作動部材の周りの所定位置に、ボ
ルト絞めにより静的負荷を受けて設置される。また、活
荷重パッキングとして知られているように、パッキング
にばね負荷を加えることもある。活荷重を受けるパッキ
ングは、周囲に流体が漏出するのを防止したい場合に、
特に有効である。パッキングの区域内の作動温度が、２
３２°Ｃ（４５０°Ｆ）のような高温作動状態にある場
合には、ポリテトラフルオロエチレン（以下ＰＴＦＥと
略称する）で形成したパッキン材料よりも、通常入手で
きるグラハイトパッキングを使用するのが望ましい。そ
の理由は、このような高温では、ＰＴＦＥパッキングが
押出されてしまい、その結果パッキングが故障し、流体
が漏洩するからである。
【０００３】一例として、流体制御弁の或る用途では、
弁が厳密に漏洩しないことが要求されると同時に、突発
的なパッキングの故障を防止するため、厳密な発火遅延
テストに合格することを要求されている。精油所のパイ
プライン及びその他の化学処理用途における流体制御弁
は、弁の頂部の周りの流体の漏洩を実質的に零漏洩（即
ち５００ｐｐｍ以下）にすることが望ましく、装置の安
全のための必要条件として発火遅延テストに合格するこ
とが望ましい。
弁が厳密に漏洩しないことが要求されると同時に、突発
的なパッキングの故障を防止するため、厳密な発火遅延
テストに合格することを要求されている。精油所のパイ
プライン及びその他の化学処理用途における流体制御弁
は、弁の頂部の周りの流体の漏洩を実質的に零漏洩（即
ち５００ｐｐｍ以下）にすることが望ましく、装置の安
全のための必要条件として発火遅延テストに合格するこ
とが望ましい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような用途には、
グラハイトパッキングは適していない。グラハイトパッ
キングに加わる負荷を増大すると、漏洩は僅かに減少す
るが、摺動軸又は回転軸のような作動部材に沿ってグラ
ハイトが押出され、摩擦を増大させ、弁の有効寿命を著
しく短くし、弁軸の移動を制限することになる。漏洩を
防止するためには、グラハイト材料よりシールが良好な
ＰＴＦＥパッキング材料を使用するのが望ましい。しか
し、高温でＰＴＦＥパッキングを使用することは推薦で
きないのが普通である。特に、精油所のように発火遅延
テストに合格する必要がある場合には、ＰＴＦＥパッキ
ングが押出されて破損する可能性があること及び高温発
火状態で気化することにより、パッキングが突発的に破
損し、好ましくない危険な流体漏洩を生ずる。
グラハイトパッキングは適していない。グラハイトパッ
キングに加わる負荷を増大すると、漏洩は僅かに減少す
るが、摺動軸又は回転軸のような作動部材に沿ってグラ
ハイトが押出され、摩擦を増大させ、弁の有効寿命を著
しく短くし、弁軸の移動を制限することになる。漏洩を
防止するためには、グラハイト材料よりシールが良好な
ＰＴＦＥパッキング材料を使用するのが望ましい。しか
し、高温でＰＴＦＥパッキングを使用することは推薦で
きないのが普通である。特に、精油所のように発火遅延
テストに合格する必要がある場合には、ＰＴＦＥパッキ
ングが押出されて破損する可能性があること及び高温発
火状態で気化することにより、パッキングが突発的に破
損し、好ましくない危険な流体漏洩を生ずる。
【０００５】本発明の目的は、摺動弁軸又は回転弁軸を
有する弁及び往復ポンプの流体を収容するハウジング内
に作動部材をシールする改良したパッキング装置を得る
にある。
有する弁及び往復ポンプの流体を収容するハウジング内
に作動部材をシールする改良したパッキング装置を得る
にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、パッキ
ング装置のグラハイトパッキングリング間に薄いＰＴＦ
Ｅ円板を挿入する。このグラハイトパッキングを、十分
高い応力レベルに維持し、このＰＴＦＥ円板が作動部材
に向け容易に内方に押出されて、パッキングに貫通して
移動する作動部材をこのＰＴＦＥ材料によって潤滑す
る。本発明の改良したパッキング装置は、著しく漏洩を
減らすことができ、現在のところ最も厳しいとされる５
００ｐｐｍ以下の漏洩防止条件をも満たすものである。
更に、ＰＴＦＥ円板の制御された計画的な押出しによっ
て、作動部材を潤滑し、弁の寿命を増大することができ
る。
ング装置のグラハイトパッキングリング間に薄いＰＴＦ
Ｅ円板を挿入する。このグラハイトパッキングを、十分
高い応力レベルに維持し、このＰＴＦＥ円板が作動部材
に向け容易に内方に押出されて、パッキングに貫通して
移動する作動部材をこのＰＴＦＥ材料によって潤滑す
る。本発明の改良したパッキング装置は、著しく漏洩を
減らすことができ、現在のところ最も厳しいとされる５
００ｐｐｍ以下の漏洩防止条件をも満たすものである。
更に、ＰＴＦＥ円板の制御された計画的な押出しによっ
て、作動部材を潤滑し、弁の寿命を増大することができ
る。
【０００７】本発明の一実施例では、軸の周りに取付け
たベルビル型の皿ばねの形状の活荷重装置を、摺動弁軸
を有する弁に組合わせる。このパッキング装置は、パッ
キング箱内に摺動弁軸の周りに維持した４種類の別々な
タイプのパッキング部材を具える。
たベルビル型の皿ばねの形状の活荷重装置を、摺動弁軸
を有する弁に組合わせる。このパッキング装置は、パッ
キング箱内に摺動弁軸の周りに維持した４種類の別々な
タイプのパッキング部材を具える。
【０００８】第１の最も内側のパッキング部材は、ダイ
スで形成されたリボン状の通常の形式の１対の可撓性グ
ラハイトリングから成る。この可撓性グラハイトリング
の両側に、これよりも僅かに硬いグラハイト複合パッキ
ング端リングから成る第２のパッキング部材を設ける。
このような複合パッキング端リングは、米国コネチカッ
ト州ダンバリーのユニオンカーバイトコーポレーシヨン
に譲渡された米国特許第４８２６１８１号に開示されて
いる。
スで形成されたリボン状の通常の形式の１対の可撓性グ
ラハイトリングから成る。この可撓性グラハイトリング
の両側に、これよりも僅かに硬いグラハイト複合パッキ
ング端リングから成る第２のパッキング部材を設ける。
このような複合パッキング端リングは、米国コネチカッ
ト州ダンバリーのユニオンカーバイトコーポレーシヨン
に譲渡された米国特許第４８２６１８１号に開示されて
いる。
【０００９】このパッキング装置内の第３のパッキング
部材は、この装置の両側に複合パッキング端リングに隣
接するカーボンブッシュ端リングから成る。第４のパッ
キング部材は、複数個のＰＴＦＥ円板から成り、パッキ
ン箱内の上記のパッキング部材の中の或るパッキング部
材間に位置する。従って、本発明の改良したグラハイト
パッキング装置は、若干硬いパッキングリングによって
拘束された比較的軟らかいパッキンリングを有し、硬い
パッキングリングは一層硬いパッキングリングンによっ
て拘束され、これ等パッキングリングの中の或るパッキ
ングリング間に薄いＰＴＦＥ円板を設けている。
部材は、この装置の両側に複合パッキング端リングに隣
接するカーボンブッシュ端リングから成る。第４のパッ
キング部材は、複数個のＰＴＦＥ円板から成り、パッキ
ン箱内の上記のパッキング部材の中の或るパッキング部
材間に位置する。従って、本発明の改良したグラハイト
パッキング装置は、若干硬いパッキングリングによって
拘束された比較的軟らかいパッキンリングを有し、硬い
パッキングリングは一層硬いパッキングリングンによっ
て拘束され、これ等パッキングリングの中の或るパッキ
ングリング間に薄いＰＴＦＥ円板を設けている。
【００１０】摺動弁軸を有する弁に適用した本発明の実
施例では、２個のリボングラハイトシールリングと、一
側のグラハイト複合パッキング端リング及び他側の２個
の複合端リングと、両側の短いカーボンブッシュ及び一
側の長いカーボンブッシュと、厚さが０．３８１ｍｍ
（０．０１５インチ）の７個のＰＴＦＥ円板とを具え、
直径１２．７ｍｍ（１／２インチ）の摺動弁軸上で上記
のパッキング部材間にこのＰＴＦＥ円板を配置する。こ
のパッキング装置に、４２１．８ｋｇ／ｃｍ2 （６００
０ｐｓｉ）の活荷重のパッキング応力を加え、２５日間
のテスト日の内でデータを採った１３日間にわたり、大
気温度で５６０００サイクルの作動を行わせた。この漏
洩量テストにおいて、最初の３日間の試験日の３分間観
察中に漏洩流体の泡が見られなかった。次の４日間の試
験日でも、僅かな泡が観察されたに過ぎない。
施例では、２個のリボングラハイトシールリングと、一
側のグラハイト複合パッキング端リング及び他側の２個
の複合端リングと、両側の短いカーボンブッシュ及び一
側の長いカーボンブッシュと、厚さが０．３８１ｍｍ
（０．０１５インチ）の７個のＰＴＦＥ円板とを具え、
直径１２．７ｍｍ（１／２インチ）の摺動弁軸上で上記
のパッキング部材間にこのＰＴＦＥ円板を配置する。こ
のパッキング装置に、４２１．８ｋｇ／ｃｍ2 （６００
０ｐｓｉ）の活荷重のパッキング応力を加え、２５日間
のテスト日の内でデータを採った１３日間にわたり、大
気温度で５６０００サイクルの作動を行わせた。この漏
洩量テストにおいて、最初の３日間の試験日の３分間観
察中に漏洩流体の泡が見られなかった。次の４日間の試
験日でも、僅かな泡が観察されたに過ぎない。
【００１１】本発明の好適な実施例では、上記と同一の
グラハイトリング、カーボンブッシュ及び同一の摺動弁
軸直径で、５個のみのＰＴＦＥ円板を使用した。それぞ
れのＰＴＦＥ円板を、グラハイトパッキングリング間及
び最頂部のリングと頂部の短いカーボンブッシュとの間
に配置した。３５１．５ｋｇ／ｃｍ2 （５０００ｐｓ
ｉ）の活荷重のパッキング応力を加えた。９２日間の試
験日中、週末の休業とそれからの熱的サイクルの状態下
で、２０４〜２３２°Ｃ（４００〜４５０°Ｆ）の温度
で、４３００００サイクル以上作動させた。このテスト
に経過した時間は、１５５日であった。最初の７２日間
の試験日中、３分間観察中に漏洩流体の泡が見られなか
った。
グラハイトリング、カーボンブッシュ及び同一の摺動弁
軸直径で、５個のみのＰＴＦＥ円板を使用した。それぞ
れのＰＴＦＥ円板を、グラハイトパッキングリング間及
び最頂部のリングと頂部の短いカーボンブッシュとの間
に配置した。３５１．５ｋｇ／ｃｍ2 （５０００ｐｓ
ｉ）の活荷重のパッキング応力を加えた。９２日間の試
験日中、週末の休業とそれからの熱的サイクルの状態下
で、２０４〜２３２°Ｃ（４００〜４５０°Ｆ）の温度
で、４３００００サイクル以上作動させた。このテスト
に経過した時間は、１５５日であった。最初の７２日間
の試験日中、３分間観察中に漏洩流体の泡が見られなか
った。
【００１２】回転弁軸に適用した本発明の実施例では、
回転弁軸の周りに取付けたベルビル型の皿ばねで、活荷
重を発生させた。このパッキング装置は、１対の押出し
防止封入リングの間にサンドイッチ状にした成層リング
を具える。
回転弁軸の周りに取付けたベルビル型の皿ばねで、活荷
重を発生させた。このパッキング装置は、１対の押出し
防止封入リングの間にサンドイッチ状にした成層リング
を具える。
【００１３】この成層リングは、ＰＴＦＥシート材料を
成層した可撓性グラハイトシート材料を有し、この成層
部材をダイスで切断しクラウン状断面を有する成層リン
グを形成する。このクラウン状断面によって、パッキン
グ従動部から軸線方向の負荷を受けると、成層リングは
平坦になり、回転弁軸とパッキング箱の孔とに半径方向
の力を加え、希望する制御された状態で若干のＰＴＦＥ
材料を回転弁軸とパッキング箱の孔とに押出し、その結
果、弁を潤滑し、弁の寿命を増大する。このように軸線
方向のグランド力を、半径方向のシール力に変換するの
は、パッキングの断面をパッキング箱の断面より大きく
することによって達成される。
成層した可撓性グラハイトシート材料を有し、この成層
部材をダイスで切断しクラウン状断面を有する成層リン
グを形成する。このクラウン状断面によって、パッキン
グ従動部から軸線方向の負荷を受けると、成層リングは
平坦になり、回転弁軸とパッキング箱の孔とに半径方向
の力を加え、希望する制御された状態で若干のＰＴＦＥ
材料を回転弁軸とパッキング箱の孔とに押出し、その結
果、弁を潤滑し、弁の寿命を増大する。このように軸線
方向のグランド力を、半径方向のシール力に変換するの
は、パッキングの断面をパッキング箱の断面より大きく
することによって達成される。
【００１４】複合成層リングの両側に、カーボンブッシ
ュ端リングから成る押出し防止封入リングを設ける。好
適には、これ等カーボンブッシュ端リングを、米国特許
庁に係属中の米国特許出願第５９６２２５号に開示され
ているように、割形にし、僅かな絞代を設けて軸に嵌着
した零間隙押出し防止リングとして形成する。代案とし
て、この押出し防止封入リングを、ＰＴＦＥ材料で形成
し、更に、成層パッキング端リングの両側に、１対のグ
ラハイト複合パッキング端リングを使用し、このパッキ
ング装置の両端にカーボンブッシュリング又はＰＴＦＥ
端リングを設けてもよい。
ュ端リングから成る押出し防止封入リングを設ける。好
適には、これ等カーボンブッシュ端リングを、米国特許
庁に係属中の米国特許出願第５９６２２５号に開示され
ているように、割形にし、僅かな絞代を設けて軸に嵌着
した零間隙押出し防止リングとして形成する。代案とし
て、この押出し防止封入リングを、ＰＴＦＥ材料で形成
し、更に、成層パッキング端リングの両側に、１対のグ
ラハイト複合パッキング端リングを使用し、このパッキ
ング装置の両端にカーボンブッシュリング又はＰＴＦＥ
端リングを設けてもよい。
【００１５】また本発明の実施例では、可撓性グラハイ
トシート材料から成る６枚のシートで成層リングを構成
し、各可撓性グラハイトシートの間にＰＴＦＥ材料のシ
ートをサンドイッチ状にし、更に成層リングの両側に零
間隙カーボンブッシュを設け、全てを２５．４ｍｍ
（１．０インチ）直径の回転弁軸に取付けた。成層リン
グは、０．７６２ｍｍ（０．０３０インチ）厚さの可撓
性グラハイトシート材料と、０．１２７ｍｍ（０．００
５インチ）厚さのＰＴＦＥシート材料とを交互に配置し
て形成した。この成層体を、ダイス切断し、ダイスの底
部で最下位のグラハイトリングが４．０６ｍｍ（０．１
６インチ）の半径を有するクラウン状に形成し、クラウ
ン半径をダイスの頂部に向け実質的に減少させ、可撓性
グラハイトリングの最上層は実質的に平坦か、最下層に
比較し非常に少ないクラウン半径を有するようにした。
複合リングの厚さは、５．９９ｍｍ（０．２３６イン
チ）、内径は、２５．４ｍｍ（１．０インチ）、外径
は、３４．９ｍｍ（１．３７５インチ）であった。
トシート材料から成る６枚のシートで成層リングを構成
し、各可撓性グラハイトシートの間にＰＴＦＥ材料のシ
ートをサンドイッチ状にし、更に成層リングの両側に零
間隙カーボンブッシュを設け、全てを２５．４ｍｍ
（１．０インチ）直径の回転弁軸に取付けた。成層リン
グは、０．７６２ｍｍ（０．０３０インチ）厚さの可撓
性グラハイトシート材料と、０．１２７ｍｍ（０．００
５インチ）厚さのＰＴＦＥシート材料とを交互に配置し
て形成した。この成層体を、ダイス切断し、ダイスの底
部で最下位のグラハイトリングが４．０６ｍｍ（０．１
６インチ）の半径を有するクラウン状に形成し、クラウ
ン半径をダイスの頂部に向け実質的に減少させ、可撓性
グラハイトリングの最上層は実質的に平坦か、最下層に
比較し非常に少ないクラウン半径を有するようにした。
複合リングの厚さは、５．９９ｍｍ（０．２３６イン
チ）、内径は、２５．４ｍｍ（１．０インチ）、外径
は、３４．９ｍｍ（１．３７５インチ）であった。
【００１６】幅が広いパッキング材料を容易に組込むこ
とができるようにするため、ダイスで切断したパッキン
グリングをクラウン状に形成し、パッキングの断面のア
ーク状の部分の長さをパッキング箱の断面の幅より約
０．３８１ｍｍ（０．０１５インチ）大きくする。この
クラウン状にすることによって、このリングをパッキン
箱内に容易に落とし込むことができる。軸線方向のグラ
ンド負荷を加えた時、このクラウン状の部分を平坦に
し、パッキング材料をして強制的に軸及びパッキング箱
の壁に向け半径方向のシール力を加えさせる。
とができるようにするため、ダイスで切断したパッキン
グリングをクラウン状に形成し、パッキングの断面のア
ーク状の部分の長さをパッキング箱の断面の幅より約
０．３８１ｍｍ（０．０１５インチ）大きくする。この
クラウン状にすることによって、このリングをパッキン
箱内に容易に落とし込むことができる。軸線方向のグラ
ンド負荷を加えた時、このクラウン状の部分を平坦に
し、パッキング材料をして強制的に軸及びパッキング箱
の壁に向け半径方向のシール力を加えさせる。
【００１７】この改良したパッキング装置を有する弁に
８６．５ｋｇ／ｃｍ2 （１２３０ｐｓｉ）の試験圧力を
加え、２５０００サイクルの作動サイクルで作動させ、
７日間の試験期間中、データを採った５日間にわたり、
大気温度から２３２°Ｃ（４５０°Ｆ）までの４サーマ
ルサイクルで試験を行った。この漏洩量テストでは、５
日間のデータ採取日中、５分間の観察時間中に、流体漏
洩の泡は観察されなかった。
８６．５ｋｇ／ｃｍ2 （１２３０ｐｓｉ）の試験圧力を
加え、２５０００サイクルの作動サイクルで作動させ、
７日間の試験期間中、データを採った５日間にわたり、
大気温度から２３２°Ｃ（４５０°Ｆ）までの４サーマ
ルサイクルで試験を行った。この漏洩量テストでは、５
日間のデータ採取日中、５分間の観察時間中に、流体漏
洩の泡は観察されなかった。
【００１８】改良したパッキング装置を有する次ぎの弁
では、７７．３ｋｇ／ｃｍ2 （１１１０ｐｓｉ）の試験
圧力を加え、２００００サイクルの作動サイクルで作動
させ、７日間の試験期間中、データを採った４日間にわ
たり、大気温度から３１６°Ｃ（６００°Ｆ）までの４
サーマルサイクルで試験を行った。この漏洩量テストで
は、４日間のデータ採取日中、５分間の観察時間中に、
流体漏洩の泡は観察されなかった。
では、７７．３ｋｇ／ｃｍ2 （１１１０ｐｓｉ）の試験
圧力を加え、２００００サイクルの作動サイクルで作動
させ、７日間の試験期間中、データを採った４日間にわ
たり、大気温度から３１６°Ｃ（６００°Ｆ）までの４
サーマルサイクルで試験を行った。この漏洩量テストで
は、４日間のデータ採取日中、５分間の観察時間中に、
流体漏洩の泡は観察されなかった。
【００１９】同一の成層リングを、クラウン状にするこ
となく、軸とパッキング箱の孔とに対する成層リングの
嵌着を適切に制御して、使用してもよい。しかし、この
場合には、ＰＴＦＥ材料を希望するように押出して同一
の半径方向の力を発生するためには、一層大きな軸線方
向の負荷が必要になるかもしれない。更に、成層リング
を形成する代わりに、可撓性グラハイトシート材料とＰ
ＴＦＥシート材料とでそれぞれ形成した個々のリングを
利用してもよい。しかし、組立の便宜のためには、パッ
キング箱内の軸上に、可撓性グラハイトシート材料と、
ＰＴＦＥシート材料とから成る数個の非常に薄い個々の
リングを交互に位置決めして組立てるよりは、一体に成
層したリング構造を設置することが、成層リングの構成
のために望ましい。更に、ダイスで形成したパッキング
リングに波形のばねを設けてもよい。このようにすれ
ば、パッキングリングを平坦にする軸線方向の負荷を加
えた時、このパッキング材料によって軸及びパッキング
箱の壁に半径方向のシール力を加えることができる。
となく、軸とパッキング箱の孔とに対する成層リングの
嵌着を適切に制御して、使用してもよい。しかし、この
場合には、ＰＴＦＥ材料を希望するように押出して同一
の半径方向の力を発生するためには、一層大きな軸線方
向の負荷が必要になるかもしれない。更に、成層リング
を形成する代わりに、可撓性グラハイトシート材料とＰ
ＴＦＥシート材料とでそれぞれ形成した個々のリングを
利用してもよい。しかし、組立の便宜のためには、パッ
キング箱内の軸上に、可撓性グラハイトシート材料と、
ＰＴＦＥシート材料とから成る数個の非常に薄い個々の
リングを交互に位置決めして組立てるよりは、一体に成
層したリング構造を設置することが、成層リングの構成
のために望ましい。更に、ダイスで形成したパッキング
リングに波形のばねを設けてもよい。このようにすれ
ば、パッキングリングを平坦にする軸線方向の負荷を加
えた時、このパッキング材料によって軸及びパッキング
箱の壁に半径方向のシール力を加えることができる。
【００２０】このようにして、本発明によれば、用途に
おける種々の環境下で、要求される、厳密な流体漏洩防
止の要求や、発火遅延の要求に答えられるパッキング装
置を提供する。図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。
おける種々の環境下で、要求される、厳密な流体漏洩防
止の要求や、発火遅延の要求に答えられるパッキング装
置を提供する。図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。
【００２１】
【実施例】上述したように、本発明の原理は、摺動弁軸
又は回転弁軸を有する弁、往復ポンプ軸ユニットに適用
することができる。図１及び図２は、本発明を適用した
摺動弁軸を有する弁を示し、図３及び図４は、本発明を
適用した回転弁軸を有する弁を示す。図１及び図２の摺
動弁軸を有する流体弁１０は、弁ボンネット１２を有す
る弁本体を具え、摺動弁軸１４として示した作動弁部材
を弁ボンネット１２に貫通する。パッキングナット１６
をパッキングスタッド１８に螺着し、弁ボンネット１２
内にあって摺動弁軸１４の周りのパッキングに加わる負
荷を調整する。
又は回転弁軸を有する弁、往復ポンプ軸ユニットに適用
することができる。図１及び図２は、本発明を適用した
摺動弁軸を有する弁を示し、図３及び図４は、本発明を
適用した回転弁軸を有する弁を示す。図１及び図２の摺
動弁軸を有する流体弁１０は、弁ボンネット１２を有す
る弁本体を具え、摺動弁軸１４として示した作動弁部材
を弁ボンネット１２に貫通する。パッキングナット１６
をパッキングスタッド１８に螺着し、弁ボンネット１２
内にあって摺動弁軸１４の周りのパッキングに加わる負
荷を調整する。
【００２２】弁ボンネット１２内のパッキング孔によっ
て形成したパッキング箱内に、後に詳述するＰＴＦＥ
（ポリテトラフルオロエチレン）円板を有する改良した
グラハイトパッキングを収容する。この改良したグラハ
イトパッキングは１対の可撓性グラハイトリング２２を
有する。このグラハイトリング２２は、ダイスで形成し
たリボン状の可撓性グラハイトから成る通常のパッキン
グリングである。この可撓性グラハイトリング２２は、
比較的軟らかい材料から成り、それぞれ半径方向に作用
して弁軸をシールする。
て形成したパッキング箱内に、後に詳述するＰＴＦＥ
（ポリテトラフルオロエチレン）円板を有する改良した
グラハイトパッキングを収容する。この改良したグラハ
イトパッキングは１対の可撓性グラハイトリング２２を
有する。このグラハイトリング２２は、ダイスで形成し
たリボン状の可撓性グラハイトから成る通常のパッキン
グリングである。この可撓性グラハイトリング２２は、
比較的軟らかい材料から成り、それぞれ半径方向に作用
して弁軸をシールする。
【００２３】可撓性グラハイトリング２２の各両側に
は、グラハイト複合パッキング端リング２４を設ける。
図面に示すように、このパッキングの一端又は頂端に
は、２個の複合パッキング端リング２４を設け、このパ
ッキングの他端又は底端には１個の複合パッキング端リ
ング２４を設ける。このグラハイト複合パッキング端リ
ング２４は、米国ペンシルバニア州、オークモントのア
ルゴパッキングコンパニー社から入手でき、上述のユニ
オンカーバイトコーポレイション社の米国特許第４８２
６１８１号に開示された方法で製造することができる。
は、グラハイト複合パッキング端リング２４を設ける。
図面に示すように、このパッキングの一端又は頂端に
は、２個の複合パッキング端リング２４を設け、このパ
ッキングの他端又は底端には１個の複合パッキング端リ
ング２４を設ける。このグラハイト複合パッキング端リ
ング２４は、米国ペンシルバニア州、オークモントのア
ルゴパッキングコンパニー社から入手でき、上述のユニ
オンカーバイトコーポレイション社の米国特許第４８２
６１８１号に開示された方法で製造することができる。
【００２４】複合パッキング端リング２４は、可撓性グ
ラハイトリング２２より若干硬い材料から成り、弁軸１
４の周りの若干軟らかい可撓性グラハイト材料がはみ出
るのを防止する押出し防止部材として作用する。このよ
うに、複合リング２４は可撓性グラハイトリング２２よ
り僅かに硬いから、複合リング２４は、作動中の摺動弁
軸を擦る傾向があり、可撓性グラハイト材料が摺動弁軸
の方に移るのを防止する。
ラハイトリング２２より若干硬い材料から成り、弁軸１
４の周りの若干軟らかい可撓性グラハイト材料がはみ出
るのを防止する押出し防止部材として作用する。このよ
うに、複合リング２４は可撓性グラハイトリング２２よ
り僅かに硬いから、複合リング２４は、作動中の摺動弁
軸を擦る傾向があり、可撓性グラハイト材料が摺動弁軸
の方に移るのを防止する。
【００２５】このパッキングの両端に通常のカーボンブ
ッシュ２６を設ける。このカーボンブッシュ２６は複合
リング２４より若干硬いから、押出し防止リングとして
作用し、更に弁軸１４をこのパッキン箱内の中心に維持
して、複合リング２４と可撓性グラハイトリング２２内
の一層軟らかいパッキング材料の変形と破壊とを防止す
る。図面の下部に示すように、このパッキングの底の一
端に、若干大きいカーボンブッシュスペーサリング２８
を取付け、このパッキング箱内の空間の残りを埋めると
ともに、摺動弁軸１４のための支えになるようにする。
ッシュ２６を設ける。このカーボンブッシュ２６は複合
リング２４より若干硬いから、押出し防止リングとして
作用し、更に弁軸１４をこのパッキン箱内の中心に維持
して、複合リング２４と可撓性グラハイトリング２２内
の一層軟らかいパッキング材料の変形と破壊とを防止す
る。図面の下部に示すように、このパッキングの底の一
端に、若干大きいカーボンブッシュスペーサリング２８
を取付け、このパッキング箱内の空間の残りを埋めると
ともに、摺動弁軸１４のための支えになるようにする。
【００２６】約０．３８１ｍｍ（約０．０１５インチ）
の複数個のＰＴＦＥ円板を設ける。本発明の好適な実施
例では、５個のＰＴＦＥ円板を使用する。図面に示すよ
うに、各グラハイトリング２２の間及びこのパッキング
システムの頂部のブッシュ２６とグラハイト複合パッキ
ングリング２４との間に、それぞれのＰＴＦＥ円板を挿
入する。ＰＴＦＥ円板は弁軸に向け内方に部分的に押し
出ようとするから、ＰＴＦＥ材料はこのパッキング内に
摺動しようとする弁軸を潤滑する。従って、ＰＴＦＥ円
板は、このパッキングシステム内の潤滑剤として役立つ
とともに、シール部材としてグラハイトパッキングリン
グのシール機能を助ける。
の複数個のＰＴＦＥ円板を設ける。本発明の好適な実施
例では、５個のＰＴＦＥ円板を使用する。図面に示すよ
うに、各グラハイトリング２２の間及びこのパッキング
システムの頂部のブッシュ２６とグラハイト複合パッキ
ングリング２４との間に、それぞれのＰＴＦＥ円板を挿
入する。ＰＴＦＥ円板は弁軸に向け内方に部分的に押し
出ようとするから、ＰＴＦＥ材料はこのパッキング内に
摺動しようとする弁軸を潤滑する。従って、ＰＴＦＥ円
板は、このパッキングシステム内の潤滑剤として役立つ
とともに、シール部材としてグラハイトパッキングリン
グのシール機能を助ける。
【００２７】活荷重パッキングシステムを設け、ＰＴＦ
Ｅ円板を容易に押出すことができる十分な応力レベル
に、これ等パッキング部材を維持する。一端に従動ベー
ス３４を有するパッキング従動部３２と、他端の従動案
内スリーブ３６と、これ等の間の従動フランジ３８と
を、この活荷重パッキングシステムに設ける。パッキン
グ従動部３２に、ライナー４０を設ける。本願の出願人
に譲渡され、米国特許庁に係属中の米国特許出願第５９
４８４３号に開示されているように、カーボン充填ＰＴ
ＦＥ又はその他の適当な材料でこのライナー４０を形成
して、パッキン従動部の内面に接着する。
Ｅ円板を容易に押出すことができる十分な応力レベル
に、これ等パッキング部材を維持する。一端に従動ベー
ス３４を有するパッキング従動部３２と、他端の従動案
内スリーブ３６と、これ等の間の従動フランジ３８と
を、この活荷重パッキングシステムに設ける。パッキン
グ従動部３２に、ライナー４０を設ける。本願の出願人
に譲渡され、米国特許庁に係属中の米国特許出願第５９
４８４３号に開示されているように、カーボン充填ＰＴ
ＦＥ又はその他の適当な材料でこのライナー４０を形成
して、パッキン従動部の内面に接着する。
【００２８】従動案内スリーブ３６に摺動するよう一連
のベルビル型皿ばね４２を取付け、その一端を従動フラ
ンジ３８に接触させる。パッキングフランジ４４に適当
な孔を設け、パッキングスタッド１８を通し、更に中心
孔４６を設け、弁軸１４を通す。ベルビル型皿ばね４２
の他端をパッキングフランジ４４に接触させる。
のベルビル型皿ばね４２を取付け、その一端を従動フラ
ンジ３８に接触させる。パッキングフランジ４４に適当
な孔を設け、パッキングスタッド１８を通し、更に中心
孔４６を設け、弁軸１４を通す。ベルビル型皿ばね４２
の他端をパッキングフランジ４４に接触させる。
【００２９】図面に示すように、弁の構成部材を組立た
後、弁軸１４を包囲しているスタッド１８のパッキング
ナット１６を締付け、パッキングフランジ４４によっ
て、パッキングスタッドとパッキングナットとの負荷を
ベルビル型皿ばね４２に伝える。図１に示すように、ナ
ット１６を更に締付けることによって、ベルビル型皿ば
ね４２は、圧縮力を受け、パッキング従動部３２を介し
て、パッキングリング２２、２４、２６、２８、３０に
ばね負荷を維持する。所要に応じ、Ｏリング（図示せ
ず）を従動案内スリーブ３８上に使用し、弁軸１４上に
組立てる前に、ベルビル型皿ばね座金４２を所定位置に
維持してもよい。
後、弁軸１４を包囲しているスタッド１８のパッキング
ナット１６を締付け、パッキングフランジ４４によっ
て、パッキングスタッドとパッキングナットとの負荷を
ベルビル型皿ばね４２に伝える。図１に示すように、ナ
ット１６を更に締付けることによって、ベルビル型皿ば
ね４２は、圧縮力を受け、パッキング従動部３２を介し
て、パッキングリング２２、２４、２６、２８、３０に
ばね負荷を維持する。所要に応じ、Ｏリング（図示せ
ず）を従動案内スリーブ３８上に使用し、弁軸１４上に
組立てる前に、ベルビル型皿ばね座金４２を所定位置に
維持してもよい。
【００３０】図面に示しここに説明する本発明の実施例
は、前に述べた漏洩量テストによれば、流体の漏洩が非
常に少ない利点がある。従って、本発明によれば、図示
の弁１０の改良したパッキング装置は流体の漏洩を実質
的に殆ど零まで減らすことができ、本発明の弁は、現在
の最も厳しい流体漏洩防止の要求にマッチするものであ
る。
は、前に述べた漏洩量テストによれば、流体の漏洩が非
常に少ない利点がある。従って、本発明によれば、図示
の弁１０の改良したパッキング装置は流体の漏洩を実質
的に殆ど零まで減らすことができ、本発明の弁は、現在
の最も厳しい流体漏洩防止の要求にマッチするものであ
る。
【００３１】ＰＴＦＥ円板３０を使用することによっ
て、ＰＴＦＥ材料による希望する重要なシール作用と潤
滑作用とを行うことができ、しかもパッキングの全体の
容積に対し、円板３０の容積の割合が小さいため、高温
発火状態における突発的故障を防止することができる。
従って、本発明により、高い作動温度におけるＰＴＦＥ
材料の通常の有害な作用を生ずることなく、改良したパ
ッキング内にＰＴＦＥ材料の希望する使用を行うことが
できる。標準の弁の技術に従って、弁軸の腐食を最少に
するため犠牲になる材料として、亜鉛円板をこのパッキ
ングに使用することができる。
て、ＰＴＦＥ材料による希望する重要なシール作用と潤
滑作用とを行うことができ、しかもパッキングの全体の
容積に対し、円板３０の容積の割合が小さいため、高温
発火状態における突発的故障を防止することができる。
従って、本発明により、高い作動温度におけるＰＴＦＥ
材料の通常の有害な作用を生ずることなく、改良したパ
ッキング内にＰＴＦＥ材料の希望する使用を行うことが
できる。標準の弁の技術に従って、弁軸の腐食を最少に
するため犠牲になる材料として、亜鉛円板をこのパッキ
ングに使用することができる。
【００３２】図３及び図４には回転弁軸を有する流体弁
５０を示す。この弁の回転弁軸以外の構成部材は、図１
及び図２の摺動弁軸を有する弁の構成部材とほぼ同一で
ある。特に弁本体は、弁ボンネット５２を具え、この弁
ボンネット５２に貫通する回転弁軸５４として示した作
動弁部材を回転させる。弁ボンネット５２のパッキング
孔で構成したパッキング箱内に、成層リング５６を有す
る改良したグラハイトパッキングを設ける。図４に成層
リング５６の構成部材を詳細に示すように、この成層リ
ング５６は、可撓性グラハイトシート材料で形成したリ
ング５８と、ＰＴＦＥシート材料で形成したリング６０
とを具える。
５０を示す。この弁の回転弁軸以外の構成部材は、図１
及び図２の摺動弁軸を有する弁の構成部材とほぼ同一で
ある。特に弁本体は、弁ボンネット５２を具え、この弁
ボンネット５２に貫通する回転弁軸５４として示した作
動弁部材を回転させる。弁ボンネット５２のパッキング
孔で構成したパッキング箱内に、成層リング５６を有す
る改良したグラハイトパッキングを設ける。図４に成層
リング５６の構成部材を詳細に示すように、この成層リ
ング５６は、可撓性グラハイトシート材料で形成したリ
ング５８と、ＰＴＦＥシート材料で形成したリング６０
とを具える。
【００３３】図４の実施例では６個の順次の可撓性グラ
ハイトシート材料（５８）間にそれぞれＰＴＦＥシート
材料（６０）をサンドイッチ状に介在させ、標準の成層
操作で熱と圧力とを加えて適当に接着して成層させたラ
ミネートシートからダイス成型により成層リング５６を
形成する。図４から明らかなように、可撓性グラハイト
シート材料のリング５８は、断面で見てクラウン状断面
（又はクラウン半径）６２を有する。リング５８は上の
層程、クラウン状断面の曲率が小さく、最上層のリング
５８は実質的に平坦となり、下層に向かうにつれクラウ
ン状断面の曲率は大きくなる。このパッキングに軸線方
向の負荷が加わった時、パッキングリングが平坦にな
り、回転弁軸５４及びパッキン箱の孔に半径方向の力が
作用するようなクラウン状断面を有する成層リング５６
を形成するのがよい。
ハイトシート材料（５８）間にそれぞれＰＴＦＥシート
材料（６０）をサンドイッチ状に介在させ、標準の成層
操作で熱と圧力とを加えて適当に接着して成層させたラ
ミネートシートからダイス成型により成層リング５６を
形成する。図４から明らかなように、可撓性グラハイト
シート材料のリング５８は、断面で見てクラウン状断面
（又はクラウン半径）６２を有する。リング５８は上の
層程、クラウン状断面の曲率が小さく、最上層のリング
５８は実質的に平坦となり、下層に向かうにつれクラウ
ン状断面の曲率は大きくなる。このパッキングに軸線方
向の負荷が加わった時、パッキングリングが平坦にな
り、回転弁軸５４及びパッキン箱の孔に半径方向の力が
作用するようなクラウン状断面を有する成層リング５６
を形成するのがよい。
【００３４】薄い板状のＰＴＦＥリング６０を、０．１
２７ｍｍ（０．００５インチ）の厚さのＰＴＦＥシート
材料で形成する。可撓性グラハイトリング５８を、０．
７６２ｍｍ（０．０３０インチ）の厚さのやや厚い可撓
性グラハイトシート材料で形成する。このＰＴＦＥリン
グは、回転弁軸５４に向け、制御された状態で内方に部
分的に押出される傾向があるため、このパッキングに貫
通して回転する回転弁軸５４を、このＰＴＦＥ材料は潤
滑する。従って、ＰＴＦＥリング６０は、このパッキン
グシステム内の潤滑剤として作用し、しかも可撓性グラ
ハイトリング５８のシール機能を助けるシール部材とし
て作用する。
２７ｍｍ（０．００５インチ）の厚さのＰＴＦＥシート
材料で形成する。可撓性グラハイトリング５８を、０．
７６２ｍｍ（０．０３０インチ）の厚さのやや厚い可撓
性グラハイトシート材料で形成する。このＰＴＦＥリン
グは、回転弁軸５４に向け、制御された状態で内方に部
分的に押出される傾向があるため、このパッキングに貫
通して回転する回転弁軸５４を、このＰＴＦＥ材料は潤
滑する。従って、ＰＴＦＥリング６０は、このパッキン
グシステム内の潤滑剤として作用し、しかも可撓性グラ
ハイトリング５８のシール機能を助けるシール部材とし
て作用する。
【００３５】成層リング５６の上に、カーボンブッシュ
６４を設け、押出し防止リングとして作用させるととも
に、このパッキング箱内の中心に回転弁軸５４を維持す
るのを助ける役割をも行わせる。カーボンブッシュ６４
は、本願の出願人に譲渡された係属中の米国特許出願第
５９６２２５号にある零間隙押出防止型のカーボンブッ
シュである。特に、カーボンブッシュ６４を、分割形に
し、その内径を回転弁軸５４の外径より僅かに小さく
し、その外径をパッキング孔の内径より僅かに小さくす
る。カーボンブッシュ６４を、単一の割目６６で分割で
きるようにする。これにより、間隙を零とするか、又は
締代を有する状態で、作動弁部材即ち回転弁軸５４上に
カーボンブッシュ６４を挿入できるようにし、しかも作
動弁部材上で軸線方向に移動できるようにして、パッキ
ングを押さえる負荷をこのパッキングに伝える事ができ
ようにする。
６４を設け、押出し防止リングとして作用させるととも
に、このパッキング箱内の中心に回転弁軸５４を維持す
るのを助ける役割をも行わせる。カーボンブッシュ６４
は、本願の出願人に譲渡された係属中の米国特許出願第
５９６２２５号にある零間隙押出防止型のカーボンブッ
シュである。特に、カーボンブッシュ６４を、分割形に
し、その内径を回転弁軸５４の外径より僅かに小さく
し、その外径をパッキング孔の内径より僅かに小さくす
る。カーボンブッシュ６４を、単一の割目６６で分割で
きるようにする。これにより、間隙を零とするか、又は
締代を有する状態で、作動弁部材即ち回転弁軸５４上に
カーボンブッシュ６４を挿入できるようにし、しかも作
動弁部材上で軸線方向に移動できるようにして、パッキ
ングを押さえる負荷をこのパッキングに伝える事ができ
ようにする。
【００３６】摺動弁軸を有する弁の実施例におけるよう
に、この回転弁軸５４を有する弁５０の場合でも、活荷
重パッキングシステムを設け、ＰＴＦＥ円板リングが制
御された状態で容易に押出されるだけ十分高い応力レベ
ルに、これ等パッキング部材を維持する。この活荷重パ
ッキングシステムは、パッキング従動部６８を具え、こ
のパッキング従動部６８は、カーボン充填ＰＴＦＥから
成るライナーを有し、このライナーをパッキング従動部
６８の内面に結合する。一連のベルビル型皿ばね７０を
摺動できるよう従動案内スリーブ上に取付け、このベル
ビル型皿ばね７０の一端を図３に示すようにパッキング
従動のフランジに接触させる。パッキングフランジ７２
に適当な孔を形成し、この孔にパッキングスタッド７４
を貫通する。更に、パッキングフランジ７２に中心孔を
設け、この中心孔に回転弁軸５４を貫通する。更にベル
ビル型皿ばね７０の他端をパッキンフランジ７２に接触
させる。
に、この回転弁軸５４を有する弁５０の場合でも、活荷
重パッキングシステムを設け、ＰＴＦＥ円板リングが制
御された状態で容易に押出されるだけ十分高い応力レベ
ルに、これ等パッキング部材を維持する。この活荷重パ
ッキングシステムは、パッキング従動部６８を具え、こ
のパッキング従動部６８は、カーボン充填ＰＴＦＥから
成るライナーを有し、このライナーをパッキング従動部
６８の内面に結合する。一連のベルビル型皿ばね７０を
摺動できるよう従動案内スリーブ上に取付け、このベル
ビル型皿ばね７０の一端を図３に示すようにパッキング
従動のフランジに接触させる。パッキングフランジ７２
に適当な孔を形成し、この孔にパッキングスタッド７４
を貫通する。更に、パッキングフランジ７２に中心孔を
設け、この中心孔に回転弁軸５４を貫通する。更にベル
ビル型皿ばね７０の他端をパッキンフランジ７２に接触
させる。
【００３７】図３及び図４に示すように、弁の構成部材
を組立てた後、スタッド７４上でパッキングナット７６
を締付け、パッキングフランジ７２によって、パッキン
グスタッドとパッキングナットとの負荷をベルビル型皿
ばね７０に伝える。ナット７６を更に締付けることによ
って、ベルビル型皿ばね７０は、圧縮力を受け、パッキ
ング従動部６８を介して、パッキングリング５６、６４
にばね負荷を維持する。Ｏリング７８を従動案内スリー
ブ上に設け、回転弁軸５４上に組立てる前に、ベルビル
型皿ばね７０を所定位置に維持する。通常の金属パッキ
ング箱リング８０をこのパッキング孔内に取付けて、パ
ッキング箱の底部を形成する。
を組立てた後、スタッド７４上でパッキングナット７６
を締付け、パッキングフランジ７２によって、パッキン
グスタッドとパッキングナットとの負荷をベルビル型皿
ばね７０に伝える。ナット７６を更に締付けることによ
って、ベルビル型皿ばね７０は、圧縮力を受け、パッキ
ング従動部６８を介して、パッキングリング５６、６４
にばね負荷を維持する。Ｏリング７８を従動案内スリー
ブ上に設け、回転弁軸５４上に組立てる前に、ベルビル
型皿ばね７０を所定位置に維持する。通常の金属パッキ
ング箱リング８０をこのパッキング孔内に取付けて、パ
ッキング箱の底部を形成する。
【００３８】代案の実施例として、カーボンリング即ち
カーボンブッシュ６４の代わりにＰＥＥＫ（ポリエーテ
ルエーテルケトン）リングを使用することができる。ま
た上述したリング２４のようなグラハイト複合端リング
を、成層リング５６と、上下のリング６４との間に使用
してもよい。成層リング５６をクラウン状断面にせず、
軸５４とパッキング箱孔とにリング５６が嵌着するよう
制御することによって、均一に成層した成層リング５６
を使用してもよい。しかし、軸に向け内方に、パッキン
グ孔に向け外方にＰＴＦＥ材料を希望するように一部押
出すだけ十分な半径方向の力を発生させるて希望する結
果を得るため、成層リング５６のクラウン状断面形状で
必要とする負荷よりも、パッキング従動部からの必要と
する軸線方向の負荷を大きくしてもよい。また、ポリエ
ーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）のような高圧縮強度
の線状芳香族ポリマーで、図１に示すブッシュ２６を形
成してもよい。
カーボンブッシュ６４の代わりにＰＥＥＫ（ポリエーテ
ルエーテルケトン）リングを使用することができる。ま
た上述したリング２４のようなグラハイト複合端リング
を、成層リング５６と、上下のリング６４との間に使用
してもよい。成層リング５６をクラウン状断面にせず、
軸５４とパッキング箱孔とにリング５６が嵌着するよう
制御することによって、均一に成層した成層リング５６
を使用してもよい。しかし、軸に向け内方に、パッキン
グ孔に向け外方にＰＴＦＥ材料を希望するように一部押
出すだけ十分な半径方向の力を発生させるて希望する結
果を得るため、成層リング５６のクラウン状断面形状で
必要とする負荷よりも、パッキング従動部からの必要と
する軸線方向の負荷を大きくしてもよい。また、ポリエ
ーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）のような高圧縮強度
の線状芳香族ポリマーで、図１に示すブッシュ２６を形
成してもよい。
【００３９】上述したところは、本発明の一例を示すに
過ぎず、本発明は本発明の範囲内で、種々の変更を加え
ることができることは明らかである。
過ぎず、本発明は本発明の範囲内で、種々の変更を加え
ることができることは明らかである。
【図１】摺動弁軸を有する弁に本発明の改良したパッキ
ング装置を適用した好適な実施例の部分断面図である。
ング装置を適用した好適な実施例の部分断面図である。
【図２】図１のパッキング装置の一部の分解断面図であ
る。
る。
【図３】回転弁軸を有する弁に本発明の改良したパッキ
ング装置を適用した好適な実施例の部分断面図である。
ング装置を適用した好適な実施例の部分断面図である。
【図４】図３のパッキング装置の一部の分解断面図であ
る。
る。
１０ 流体弁 １２ 弁ボンネット １４ 摺動弁軸、作動弁部材 １６ パッキングナット １８ パッキングスタッド ２０ パッキング孔 ２２ グラハイトリング ２４ 複合パッキング端リング ２６ カーボンブッシュ ２８ カーボンブッシュスペーサリング ２９ パッキング箱端リング ３０ ＰＴＦＥ円板 ３２ パッキング従動部 ３４ 従動ベース ３６ 従動案内スリーブ ３８ 従動フランジ ４０ ライナー ４２ ベルビル型皿ばね ４４ パッキングフランジ ４６ 中心孔 ５０ 流体弁 ５２ 弁ボンネット ５４ 回転弁軸 ５６ 成層リング ５８ 可撓性グラハイトリング ６０ ＰＴＦＥリング ６２ クラウン半径 ６４ カーボンブッシュ ６６ 割目 ６８ パッキング従動部 ７０ ベルビル型皿ばね ７２ パッキングフランジ ７４ パッキングスタッド ７６ パッキングナット ７８ Ｏリング ８０ パッキング箱リング
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロナルド ジェームズ フンク アメリカ合衆国 アイオワ州 50158 マーシャルタウン ノース セブンス ストリート 112 (72)発明者 ウィルバー ディーン ハッチンス アメリカ合衆国 アイオワ州 50158 マーシャルタウン ウェイクフィールド ドライブ 2207 (72)発明者 フランク エリック ジェンセン アメリカ合衆国 アイオワ州 50158 マーシャルタウン メイ ストリート 110 (72)発明者 バージル ウェイン ペッパー アメリカ合衆国 アイオワ州 50158 マーシャルタウン ノース トウェンテ ィフィフス ストリート 101 (72)発明者 ウィリアム チャールズ シェファート アメリカ合衆国 アイオワ州 50158 マーシャルタウン エッジランド ドラ イブ 11 (56)参考文献 特開 昭57−173665（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−41769（ＪＰ，Ｕ) 米国特許4826181（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16J 15/20 F16K 41/04
Claims (20)
- 【請求項１】 流体弁内のパッキング装置を作動のため
貫いて移動する摺動弁軸を広範囲の作動条件にわたり確
実にシールするパッキング装置において、 前記流体弁内のパッキング箱と、 このパッキング箱の中に前記摺動弁軸を摺動可能に支持
するパッキング従動部取付装置と、 前記パッキング箱からの流体の漏洩を防止するとともに
前記摺動弁軸をパッキン箱の中心への位置決めを維持す
るため前記摺動弁軸の周りに流体シールを生ずるよう前
記パッキング箱内の前記摺動弁軸の周りに取付けられた
複数個のパッキングリングを有するパッキング組立体
と、 前記流体シールを形成しかつ維持するためばねを有して
前記パッキング組立体にばね負荷を加える活負荷装置と
を具え、 前記複数個のパッキングリングには、少なくとも１個の
可撓性グラハイトリング（ａ）と、前記摺動弁軸に沿い
前記可撓性グラハイトリングに隣接し前記パッキング組
立体の端部に設けた少なくとも１個のグラハイト複合パ
ッキング端リング（ｂ）と、前記摺動弁軸に沿い前記グ
ラハイト複合パッキング端リングに隣接し前記パッキン
グ組立体の端部に設けた少なくとも１個のカーボンブッ
シュリング（ｃ）と、少なくとも前記パッキング組立体
の中の前記可撓性グラハイトリング（ａ）と前記グラハ
イト複合パッキング端リング（ｂ）との間に取付けられ
ＰＴＦＥパッキング材料から成り、前記可撓性グラハイ
トリング（ａ）およびカーボンブッシュリング（ｃ）と
に比べて厚さが相当薄いＰＴＦＥ円板リング（ｄ）とを
設け、 前記薄いＰＴＦＥ円板リングがそのＰＴＦＥパッキング
材料を前記摺動弁軸に部分的に押出して、前記パッキン
グ組立体を貫通して摺動する前記摺動弁軸を広い範囲に
作動条件にわたり潤滑するよう前記活負荷装置のばねに
よって前記パッキング組立体にパッキング応力として十
分大きなばね負荷を維持することを特徴とするパッキン
グ装置。 - 【請求項２】 前記パッキング組立体には、間にＰＴＦ
Ｅ円板リングを有する１対の前記可撓性グラハイトリン
グと、間に前記ＰＴＦＥ円板リングを有する１対の前記
可撓性グラハイトリングの一端の１対の前記グラハイト
複合パッキング端リングとを設けた請求項１に記載のパ
ッキング装置。 - 【請求項３】 更に前記パッキング組立体には、前記グ
ラハイト複合パッキング端リングと前記パッキング組立
体の一端の隣接する前記カーボンブッシュリングとの間
のＰＴＦＥ円板リングを設けた請求項２に記載のパッキ
ング装置。 - 【請求項４】 更に前記パッキング組立体には、前記カ
ーボンブッシュリングの１個に隣接して前記パッキング
組立体の一端にカーボンブッシュスペーサを設けた請求
項３に記載のパッキング装置。 - 【請求項５】 前記活荷重装置をベルビル型の皿ばねで
構成した請求項１に記載のパッキング装置。 - 【請求項６】 流体を収容するハウジング内の作動部材
を広い範囲の作動条件にわたり確実にシールするパッキ
ング装置において、 前記作動部材の周りの前記ハウジングから流体が漏洩す
るのを防止するため前記作動部材を包囲する流体シール
を生ずるよう複数個のパッキングリングを有するパッキ
ング組立体と、 前記流体シールを形成しかつ維持するため前記パッキン
グ組立体にばね負荷を加えるばね装置とを具え、 前記複数個のパッキングリングには、前記パッキング組
立体の内部から前記作動部材に沿って前記パッキング組
立体の両端に向け外方に、 （ａ）少なくとも１個の可撓性グラハイトリングと、 （ｂ）前記可撓性グラハイトリングに隣接する少なくと
も１個のグラハイト複合パッキング端リングと、 （ｃ）前記グラハイト複合パッキング端リングに隣接す
る少なくとも１個のカーボンブッシユリングと、 （ｄ）前記パッキング組立体内の隣接する前記可撓性グ
ラハイトリングと前記グラハイト複合パッキング端リン
グとの間に取付けられＰＴＦＥパッキング材料から成
り、前記可撓性グラハイトリング、グラハイト複合パッ
キング端リング、カーボンブッシュリングに比べて厚さ
が相当薄いＰＴＦＥ円板リングとを設け、 前記ＰＴＦＥ円板リングがその薄いＰＴＦＥパッキング
材料を前記作動部材に部分的に押出して、前記パッキン
グ組立体を貫通して移動する前記作動部材を広い範囲の
作動条件にわたり潤滑するよう前記ばね装置によって前
記パッキング組立体にパッキング応力として十分なばね
負荷を維持することを特徴とするパッキング装置。 - 【請求項７】 前記ばね装置をベルビル型の皿ばねで構
成した請求項６に記載のパッキング装置。 - 【請求項８】 前記複数個のパッキングリングには、間
にＰＴＦＥ円板リングを有する１対の前記可撓性グラハ
イトリングと、間に前記ＰＴＦＥ円板リングを有する１
対の前記グラハイト複合パッキング端リングとを設けた
請求項６に記載のパッキング装置。 - 【請求項９】 更に前記複数個のパッキングリングに
は、前記複合パッキング端リングと前記パッキング組立
体の一端の隣接する前記カーボンブッシュリングとの間
のＰＴＦＥ円板リングを設けた請求項８に記載のパッキ
ング装置。 - 【請求項１０】 前記パッキング組立体には、前記カー
ボンブッシュリングの１個に隣接して前記パッキング組
立体の一端にカーボンブッシュスペーサを設けた請求項
９に記載のパッキング装置。 - 【請求項１１】 流体を収容するハウジング内の作動部
材を広い範囲の作動条件にわたり確実にシールするパッ
キング装置において、 前記作動部材の周りの前記ハウジングから流体が漏洩す
るのを防止するため前記作動部材を包囲する流体シール
を生ずるよう複数個のパッキングリングを有するパッキ
ング組立体と、 前記流体シールを形成しかつ維持するため前記パッキン
グ組立体に弾発的負荷を加えるばね装置とを具え、 前記複数個のパッキングリングには、前記パッキング組
立体の内部から前記作動部材に沿って前記パッキング組
立体の両端に向け外方に、 （ａ）少なくとも１個の可撓性グラハイトリングと、 （ｂ）前記可撓性グラハイトリングに隣接する少なくと
も１個の押出し防止ブッシュリングと、 （ｃ）前記パッキング組立体内の前記可撓性グラハイト
リング間に取付けられＰＴＦＥパッキング材料から成
り、前記可撓性グラハイトリング及び押出し防止ブッシ
ュリングに比べて厚さが相当薄いＰＴＦＥ円板リングと
を設け、 前記薄いＰＴＦＥ円板リングがそのＰＴＦＥパッキング
材料を前記作動部材に部分的に押出して、前記パッキン
グ組立体を貫通して移動する前記作動部材を広い範囲の
作動条件にわたり潤滑するよう前記ばね装置によって前
記パッキング組立体にパッキング応力として十分なばね
負荷を維持することを特徴とするパッキング装置。 - 【請求項１２】 前記押出し防止ブッシュリングをカー
ボンで形成した請求項１１に記載のパッキング装置。 - 【請求項１３】 ＰＴＦＥシート材料で成層した可撓性
グラハイトシート材料で、前記可撓性グラハイトリング
と前記ＰＴＦＥ円板リングとを形成して成層リングを構
成した請求項１２に記載のパッキング装置。 - 【請求項１４】 前記成層リングは、クラウン状断面を
有する請求項１３に記載のパッキング装置。 - 【請求項１５】 流体弁内のパッキング装置を作動のた
め貫いて移動する回転弁軸を広い範囲の作動条件にわた
り確実にシールするパッキング装置において、 前記流体弁内のパッキング箱と、 このパッキング箱の中に前記回転弁軸を回転可能に支持
するパッキング従動部取付装置と、 前記パッキング箱からの流体の漏洩を防止するため前記
回転弁軸の周りに流体シールを生ずるよう前記パッキン
グ箱内の前記回転弁軸の周りに取付けられた複数個のパ
ッキングリングを有するパッキング組立体と、 前記流体シールを形成しかつ維持するためばねを有して
前記パッキング組立体にばね負荷を加える活負荷装置と
を具え、 前記複数個のパッキングリングには、前記回転弁軸に沿
う少なくとも２個の可撓性グラハイトリングと、前記回
転弁軸に沿い前記可撓性グラハイトリングに隣接し前記
パッキング組立体の端部に設けた少なくとも１個の押出
し防止リングと、前記パッキング組立体の中の前記可撓
性グラハイトリング間に取付けられＰＴＦＥパッキング
材料から成り、前記可撓性グラハイトリング、押出し防
止リングに比べて厚さが相当薄いＰＴＦＥ円板リングと
を設け、 前記薄いＰＴＦＥ円板リングがそのＰＴＦＥパッキング
材料を前記回転弁軸に部分的に押出して、前記パッキン
グ組立体を貫通して回転する前記回転弁軸を広い範囲の
作動条件にわたり潤滑するよう前記活負荷装置によって
前記パッキング組立体にパッキング応力としての十分な
ばね負荷を維持することを特徴とするパッキング装置。 - 【請求項１６】 前記押出し防止ブッシュリングをカー
ボンで形成した請求項１５に記載のパッキング装置。 - 【請求項１７】 ＰＴＦＥシート材料で成層した可撓性
グラハイトシート材料で、前記可撓性グラハイトリング
と前記ＰＴＦＥ円板リングとを形成して成層リングを構
成した請求項１５に記載のパッキング装置。 - 【請求項１８】 前記成層リングは、クラウン状断面を
有する請求項１７に記載のパッキング装置。 - 【請求項１９】 中心孔を有し、この中心孔に貫通しか
つこの中心孔内で移動する作動部材の周囲をシールする
とともに、この作動部材を潤滑するパッキングリングに
おいて、順次の複数個の可撓性グラハイトシート部材間
にそれぞれＰＴＦＥシート部材をサンドイッチ状に介在
させ、これらを互いに接着して成層させたラミネートシ
ートからダイス成型により成層リングとして形成したこ
とを特徴とするパッキングリング。 - 【請求項２０】 前記成層リングにおける可撓性グラハ
イトシート材料のリングは、下層のリングほど曲率が大
きくなるクラウン断面形状を有するようにした請求項１
９記載の記載のパッキングリング。
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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