JP3408764B2 - 回転弁の位置決め構造 - Google Patents

回転弁の位置決め構造

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、化学プラントなど
のガス体を扱う高圧系に触媒などの粉体を供給する管路
系に介在される粉体弁およびシール弁などとして用いら
れる回転弁の位置決め構造に関する。
【0002】
【従来の技術】この種の粉体弁として用いられている従
来の回転弁は、図7及び図8で示すような構成を有して
いる。すなわち、図7及び図8において、粉体弁1は、
上弁箱2Aと下弁箱2Bとの上下に分割形成されている
弁箱2内にその内周面が球面状のシート面3に形成され
た椀型形状のシール弁弁体4を配置している。このシー
ル弁弁体4より上流側の上弁箱2Aから弁体4の内周側
に向けて弁箱内流路5を形成する筒状のスリーブ6が固
定延設されている。
【0003】弁箱内流路5の中間部には円板状のカット
弁弁体7が配置されている。このカット弁体7の直径方
向の一側は流体の流れ方向に対して直交する弁棒8に固
定支持されるとともに、他側はトラニオン9に支持され
ており、弁棒8及びトラニオン9を軸受部材22及び2
3を介して上弁箱2A及び筒状スリーブ6に回転自在に
保持させることにより、カット弁弁体7が弁箱内流路5
に対して開閉自在とされている。弁箱内流路5の中間部
にはカット弁弁体7に対応する環状弁座12が固定され
ており、また、弁棒8は図示省略した操作機の操作軸1
3に固定連結されている。
【0004】椀型のシール弁弁体4は、その一端部が弁
箱内流路5における流体の流れ方向に対し直交する方向
に沿った軸心を有する弁棒14に固定支持されるととも
に、他端部がカット弁弁体7の弁棒8を回転自在に保持
するように上弁箱2Aに固定した筒部材15の外周部に
回転可能に嵌合保持されており、弁棒14を介して弁箱
2に対して弁箱内流路5の流体の流れを横切る方向に回
転自在に支持されている。弁棒14は図示省略した操作
機に結合されている。
【0005】また、筒状スリーブ6の先端部には、シー
ル弁弁体4内周の球面状シート面3に弾性的に摺接する
弾性材からなる弁箱弾性シート16がボルト・ナット1
7を介して締付け固定状態に取り付けられている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の粉体弁
(回転弁)においては、シール弁弁体4が全閉姿勢や一
部開放姿勢にある通常時には弁箱弾性シート16とシー
ル弁弁体4のシート面3とが弾性的に接触しているため
に、弁体4が自然にセンタリングされているが、図7の
実線のように、弁箱弾性シート16と弁体4のシート面
3との弾性接触がなくなる全開付近になると、弁体4が
フリーになり、その結果、弁体4が弁軸方向にずれた
り、弁棒14の撓み等によって球面状シート面3の周方
向にずれたりするなど弁箱2に対して芯ずれを生じやす
い。このような芯ずれが生じると、次に弁体4を全閉姿
勢としたとき、弁箱弾性シート16とシート面3との間
に隙間を発生したり、両者16,3の接触面圧が小さく
なったりして流体漏れを招く可能性があった。
【0007】本発明は上記した課題を解決するものであ
り、弁体の全開状態での芯ずれの発生をなくして全閉時
の流体漏れを確実に防止することができる回転弁の位置
決め構造を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、請求項1に係る本発明の回転弁の位置決め構造
は、弁箱内に内周面が球面状のシート面に形成された椀
型の弁体を配置し、この弁体より上流側の弁箱部から弁
体の内周側に向けて弁箱内流路を形成する筒状のスリー
ブを延設し、弁箱内流路における流体の流れを横切る方
向に沿った軸心の周りで弁体を弁箱に回転自在に支持さ
せるとともに、筒状スリーブの先端部に弁体の球面状シ
ート面に弾性的に摺接する弁箱弾性シートを取り付けて
なる回転弁において、椀型弁体の外周面で少なくとも弁
体が全開姿勢となったとき回転方向の先端部に位置する
箇所に弁体回転方向に沿ったガイドを設けるとともに、
弁箱側に全開姿勢においてガイドに摺接状態で嵌合する
ガイド溝を設けたことを特徴とするものである。
【0009】請求項2に係る本発明の回転弁の位置決め
構造は、椀型弁体の外周面の全域に弁体回転方向に沿っ
たガイドが設けられ、このガイドのうち、弁体が全開姿
勢となったとき弁体回転方向の先端部に位置するガイド
部分の厚みを他のガイド部分の厚みよりも大きく形成し
て全開姿勢で先端ガイド部分と弁箱側ガイド溝との間の
隙間が小さくなるように構成したものである。
【0010】上記した構成の本発明によれば、弁体が少
なくとも全開姿勢となったとき、弁体側のガイドと弁箱
側ガイド溝とが摺接状態で嵌合して弁体のセンタリング
を行なうために、全開時に弁体がフリーになることがな
い。したがって、全開時に弁体が弁軸方向にずれたり、
球面状シート面の周方向にずれたりするなどの芯ずれの
発生がなくなり、次に弁体を全閉方向に回転させると
き、弁箱弾性シートに無理な力をかけることなく、その
先端部と弁体の球面状シート面とを所定の面圧で接触さ
せて流体漏れを防止できる。
【0011】特に、弁体側ガイドと弁箱側ガイド溝との
間の隙間を全開姿勢になったときのみ小さくなるように
構成することで、トルクが最も大きくなる全閉付近での
弁体の回転操作トルクは小さく保つことが可能である。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図1は粉体弁として用いられる本
発明の回転弁の全開状態を示す縦断側面図、図2は同回
転弁の縦断正面図である。この回転弁(粉体弁)1の基
本的な構成は、図7及び図8に示した従来のものと同様
であるため、同一部分に同一の符号を付して、それらの
詳しい説明は省略する。
【0013】上記した基本的構成を有する回転弁1にお
いて、弁箱弾性シート16は、弁体シート面3に弾性的
に摺接する環状形のシール部16aとこのシール部16
aを支持する基端側座部16bとを有し、シール部16
aが断面形状において略つの字状に屈曲するように弾性
材で一体に形成されている。
【0014】シール弁弁体4の外周面には、球面状シー
ト面3の周方向全域に亘り弁体回転方向に沿った突起状
ガイド10が一体に突出形成されている。一方、弁箱2
における下弁箱2Bのうち、弁体4の閉塞方向側の内周
面部分には図3及び図4に明示するような突条部11が
一体に突出形成されており、この突条部11に弁体側ガ
イド10が摺接状態に嵌合するガイド溝18が形成され
ている。
【0015】弁体側ガイド10のうち、弁体4が全開姿
勢(図1)となった時に弁体回転方向の先端部に位置す
るガイド部分10aの厚みt1は他のガイド部分10b
の厚みt2より大きく形成されている。一方、弁箱側ガ
イド溝18の幅はその全長に亘り、先端ガイド部分10
aの厚みt1より僅かに大きい一定幅に形成されてお
り、弁体4の全開姿勢で先端ガイド部分10aと弁箱側
ガイド溝18の間の隙間S1が他の姿勢での両者10
a,18間の隙間S2よりも小さくなるように構成され
ている。尚、先端ガイド部分10aの両面とガイド溝1
8の両面及び底面には、摺接に伴う摩擦抵抗が小さくな
るような盛金19,20が施されている。
【0016】上記した構成の回転弁(粉体弁)1におい
ては、図外の操作機を介して弁棒14を回転駆動してシ
ール弁弁体4を弁棒14の軸心周りに回転させることに
より、シール弁弁体4が弁箱内流路5における流体(粉
体とガス)の流れを横切る方向に回転されて弁箱内流路
5を閉塞する、図5に示す全閉位置と弁箱内流路5を開
放する図1の全開位置とにわたって弁体4が開閉作動さ
れる。カット弁弁体7は、シール弁弁体4よりも少し先
行する状態で図外の操作機を介して回転駆動される弁棒
13によりその軸心周りに回転されて、弁箱内流路5を
閉塞する全閉位置と弁箱内流路5を開放する全開位置と
にわたって開閉作動される。この先行開閉するカット弁
弁体7とシール弁弁体4との共存によって、流体の流れ
を確実に遮断するとともに、シール弁弁体4と弁箱弾性
シート16との間に流体(粉体)が噛み込まれることが
なくなり、シール弁弁体4の開閉作動が円滑に保たれ
る。
【0017】上記の如く開閉作動される回転弁1におい
て、シール弁弁体4が全閉姿勢から全開姿勢付近に至る
までの間は、弁体4のシート面3と弁箱弾性シート16
とが弾性的に接触して弁体4は自然にセンタリングされ
ている。そのため、ガイド10とガイド溝18との間の
隙間S2は大きくてよく、弁体4の回転操作トルクは小
さく保たれている。
【0018】そして、弁体4が全開姿勢付近になってシ
ート面3と弁箱弾性シート16との弾性的な接触が外れ
る直前になったとき、弁体4側の先端ガイド部分10a
と弁箱2側のガイド溝18とが摺接状態で嵌合して両者
10A,18間の隙間S1が小さくなって、ガイド10
とガイド溝18とによる弁体4のセンタリングが開始さ
れる。このガイド10とガイド溝18とによる弁体4の
センタリングは全開姿勢を経て再び、シート面3と弁箱
弾性シート16とが弾性的に接触するように弁体4が閉
塞方向に回転操作されるまで継続されるために、全開時
に弁体4がフリーになり、それが原因で弁体4が弁軸方
向にずれたり、球面状シート面3の周方向にずれたりす
るなどの芯ずれを発生することが全くない。これによっ
て、次に弁体4を全閉方向に回転させるとき、弁箱弾性
シート16に無理な力をかけることなく、その先端のシ
ール部16aと弁体4の球面状シート面3とを所定の面
圧で接触させて全閉姿勢での流体漏れを防止できる。
【0019】また、粉体弁として使用する時、弁箱側ガ
イド溝18内に粉体が堆積したとしても、小さな隙間S
1になる前にガイド部分10bが堆積した粉体を掻き出
すために、ガイド10とガイド溝18とによる弁体4の
センタリング性能を安定よく保つことが可能である。
【0020】なお、上記実施の形態では、ガイド10を
弁体4の外周面の周方向全域に亘って弁体回転方向に沿
った設けたものについて説明したが、図5に示すよう
に、弁体4の外周面のうち、この弁体4が全開姿勢とな
ったときの回転方向の先端部に位置する箇所にのみ適当
長さで形成してもよい。このときのガイド10の厚みは
t1に設定する。
【0021】また、上記実施の形態では、ガイド溝18
を下弁箱2Bの内周面部分に一体に突出形成した突条部
11に形成したが、図6に示すように、下弁箱2Bにそ
れの外側から固定突出させたピン形状のガイドロッド2
1の先端部にガイド溝18を形成してもよい。
【0022】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、弁体が
全開姿勢となったときに、弁体側のガイドと弁箱側ガイ
ド溝とを摺接状態で嵌合させて弁体のセンタリングを行
なうように構成したので、全開時に弁体がフリーになる
ことがなく、全開時において弁体が弁軸方向にずれた
り、球面状シート面の周方向にずれたりするなどの芯ず
れの発生をなくすることができる。これによって、弁体
を全閉方向に回転させるとき、弁箱弾性シートに無理な
力をかけることなく、その先端部と弁体の球面状シート
面とを所定の面圧で接触させて流体漏れを確実に防止で
きる。
【0023】特に、弁体側ガイドと弁箱側ガイド溝との
間の隙間を全開姿勢になったときのみ小さくなるように
構成することで、トルクが最も大きくなる全閉付近での
弁体の回転操作トルクを小さく保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態における粉体弁として用い
られる回転弁の縦断側面図である。
【図2】同回転弁の縦断正面図である。
【図3】同回転弁における弁体位置決め構造を示す拡大
縦断正面図である。
【図4】図3のIV−IV線に沿った横断面図である。
【図5】本発明の他の実施の形態における回転弁の縦断
側面図である。
【図6】本発明のもう一つの実施の形態における回転弁
の要部の拡大縦断側面図である。
【図7】従来の回転弁の縦断側面図である。
【図8】同従来の回転弁の縦断正面図である。
【符号の説明】
1 粉体弁(回転弁) 2 弁箱 3 球面状シート面 4 椀型シール弁弁体 5 弁箱内流路 6 筒状スリーブ 10 弁体側ガイド 16 弁箱弾性シート 18 弁箱側ガイド溝 S1,S2 隙間
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16K 3/22

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 弁箱内に内周面が球面状のシート面に形
    成された椀型の弁体を配置し、この弁体より上流側の弁
    箱部から弁体の内周側に向けて弁箱内流路を形成する筒
    状のスリーブを延設し、弁箱内流路における流体の流れ
    を横切る方向に沿った軸心の周りで弁体を弁箱に回転自
    在に支持させるとともに、筒状スリーブの先端部に弁体
    の球面状シート面に弾性的に摺接する弁箱弾性シートを
    取り付けてなる回転弁において、 椀型弁体の外周面で少なくとも弁体が全開姿勢となった
    とき回転方向の先端部に位置する箇所に弁体回転方向に
    沿ったガイドを設けるとともに、弁箱側に全開姿勢にお
    いてガイドに摺接状態で嵌合するガイド溝を設けたこと
    を特徴とする回転弁の位置決め構造。
  2. 【請求項2】 椀型弁体の外周面の全域に弁体回転方向
    に沿ったガイドが設けられ、このガイドのうち、弁体が
    全開姿勢となったとき弁体回転方向の先端部に位置する
    ガイド部分の厚みを他のガイド部分の厚みよりも大きく
    形成して全開姿勢で先端ガイド部分と弁箱側ガイド溝と
    の間の隙間が小さくなるように構成していることを特徴
    とする請求項1に記載の回転弁の位置決め構造。
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