JP3457156B2 - バルブ - Google Patents
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Description
条件によりソフトシートが収縮変形あるいは膨張変形し
ても、ソフトシートを大きな面圧力によって係合保持
し、流体の漏洩を有効に防止できるバルブに関するもの
である。
に固定された従来のバルブの要部を示す断面図であり、
図において、11は図示しないバルブ内の流路を仕切っ
て配設され流体流通孔11aを有するシートリング、1
1bは弁座シール面である。12は後述するプラグ特性
部14によって流体流通孔11aが閉塞されたときに当
該流体流通孔11aの周縁部付近と当接し、流体の漏洩
を防止するソフトシートであり、テフロンなどの軟性材
料にて全体をリング状に形成され、断面を4角形状に形
成されている。なお、ソフトシート12の素材として、
金属ではなくテフロンなどの軟性材料を用いるのは、当
該材料の弾性変形を利用して弁座シール面11bにおけ
るシール性を向上させたり、あるいは当接箇所における
耐摩耗性、耐薬品性など種々の点を勘案したからであ
る。
自在に形成されたプラグガイド部であり、ソフトシート
12を係合させるための係合部13aが先端部周縁に設
けられ、先端部中心にはボルト孔13bが設けられてい
る。また、係合部13aの内径はソフトシート12の外
径とほぼ同一に形成されている。14はボルト孔13b
と螺合するボルト15によってプラグガイド部13の先
端部に固定され、係合部14aに配されたソフトシート
12をプラグガイド部13と挟持するプラグ特性部であ
り、流体流通孔11aを開閉して流体流量を制御するも
のである。また、係合部14aの外径はソフトシート1
2の内径とほぼ同一に形成されている。14bはボルト
孔である。
動機構によってプラグガイド部13が下降すると、プラ
グガイド部13とプラグ特性部14とで挟持されたソフ
トシート12が、シートリング11の弁座シール面11
bと当接し、その押圧力によって当該部分での流体の漏
洩を防止する。また、流量制御すべき流体温度が概ね0
℃以下の低温の場合には、ソフトシート12が硬化する
と共に内方に向かって収縮変形し、流体温度が概ね10
0℃以上の高温の場合には、ソフトシート12が外方に
向かって膨張変形する。すると、弁座シール面11bで
のシール性は確保されるものの、収縮・膨張変形によ
り、係合部14aとソフトシート12との間や係合部1
3aとソフトシート12との間に隙間ができ、この隙間
に流体が順次進入していくことによって漏洩が生じる。
グに固定された従来のバルブの要部を示す拡大断面図で
あり、図において、11cはソフトシート12と当接す
る当接面、12eはプラグ特性部14と当接する弁座シ
ール面、17はシートリング11にボルト18によって
固定され、ソフトシート12をシートリング11と挟持
する係合部17aを有したソフトシート保持部材であ
る。
動機構によってプラグ特性部14が下降すると、ソフト
シート12の弁座シール面12eと当接し、その押圧力
によって当該部分での流体の漏洩を防止する。また、ソ
フトシート12は流体温度に応じて、上述したように収
縮・膨張変形する。すると、弁座シール面12eでのシ
ール性は確保されるものの、収縮・膨張変形により、当
接面11cとソフトシート12との間や係合部17aと
ソフトシート12との間に隙間ができ、この隙間に流体
が順次進入していくことによって漏洩が生じる。
ように構成されているので、ソフトシート12をプラグ
特性部4やソフトシート保持部材17によって係合保持
しなければならず、弁座シール面11b,12eでのシ
ール性は確保されるものの、ソフトシート12の収縮・
膨張変形により、ソフトシート12を係合保持する部材
との間に隙間ができ、この隙間に流体が順次進入してい
くことによって漏洩が生じてしまうなどの課題があっ
た。特に、各種バッチ処理プロセス装置やLNGガス装
置、空気分離装置などに使用されるバルブにあっては、
少量の流体漏洩も許されないのが通常であり、このよう
な流体漏洩の防止は深刻な課題となっていた。
めになされたもので、制御流体の温度条件によりソフト
シートが収縮変形あるいは膨張変形しても、流体の漏洩
を有効に防止できるバルブを得ることを目的とする。
るバルブは、シートリングと、ソフトシートと、プラグ
ガイド部と、ソフトシート保持部材とを備え、前記プラ
グガイド部の前記ソフトシートとの当接面または前記ソ
フトシート保持部材の前記ソフトシートとの当接面の少
なくとも一方に、前記ソフトシートが熱収縮したときに
前記プラグガイド部と係合する第1のテーパ面を設ける
とともに、前記プラグガイド部に前記ソフトシートが膨
張変形したときに前記ソフトシートと係合する第2のテ
ーパ面を設けたものである。
トリングと、プラグ特性部と、ソフトシートと、ソフト
シート保持部材とを備え、前記シートリングの前記ソフ
トシートとの当接面に前記ソフトシートが熱収縮したと
きに前記ソフトシートと係合する第1のテーパ面を設け
るとともに、前記ソフトシート保持部材の前記ソフトシ
ートとの当接面に前記ソフトシートが膨張変形したとき
に前記ソフトシートと係合する第2のテーパ面を設けた
ものである。
第1のテーパ面および第2のテーパ面に当接するソフト
シートに前記第1のテーパ面と係合する第1のテーパ面
および前記第2のテーパ面と係合する第2のテーパ面と
を設けたものである。
形態を説明する。参考例1. この参考例 1は、流量制御すべき流体温度が概ね0℃以
下の低温の場合でも使用でき、ソフトシートがプラグガ
イド部に固定されたバルブに関するものである。図1は
この発明の参考例1によるバルブの要部を示す断面図、
図2は図1の要部を示す拡大断面図、図3は流体低温時
におけるソフトシートの熱収縮過程を示す拡大断面図で
ある。図1および図2において、1は図示しないバルブ
内の流路を仕切って配設され流体流通孔1aを有するほ
ぼ円筒状に形成されたシートリング、1bは後述するソ
フトシート2と当接する弁座シール面である。
保持部材)4によって流体流通孔1aが閉塞されたとき
に当該流体流通孔1aの周縁部付近と当接し、流体の漏
洩を防止するソフトシートであり、テフロンやゴム、ネ
オプレンなどの軟性材料にてリング状に形成されてい
る。また、このソフトシート2には、後述するプラグガ
イド部3のテーパ面3cと係合するテーパ面2aが、内
周面側に所定の傾斜角度で設けられている。このテーパ
面2aは、ソフトシート2が内方に熱収縮したときに、
プラグガイド部3のテーパ面3cと係合し易くすること
により、係合時における高い面圧力を確保するために設
けたものである。
在に形成されたプラグガイド部であり、ソフトシート2
を係合させるための係合部3aが先端部周縁に設けら
れ、先端部中心にはボルト孔3bが設けられている。ま
た、係合部3aの一部には、ソフトシート2のテーパ面
2aと係合するテーパ面3cが所定の傾斜角度で設けら
れている。このテーパ面3cは、ソフトシート2が内方
に熱収縮したときに、テーパ面2aとの高い面圧力を確
保するために設けたものである。
ってプラグガイド部3の先端部に固定され、係合部4a
に配されたソフトシート2をプラグガイド部3と挟持す
るプラグ特性部であり、流体流通孔1aを開閉して流体
流量を制御するものである。4bはボルト孔である。
や弁軸、その他の構成部材は、周知・慣用手段によって
形成されている。
すように、図示しない移動機構によってプラグガイド部
3が下降すると、プラグガイド部3とプラグ特性部4と
で挟持されたソフトシート2が、シートリング1の弁座
シール面1bと当接し、その押圧力によって当該部分で
の流体の漏洩を防止する。また、ソフトシート2は低温
流体にさらされているため硬化すると共に、図3(b)に
示すように、収縮力Aが発生して内方に向かって収縮変
形し、隙間dも形成される。そして、同時にこの収縮力
Aの分力が面圧力Fとなってテーパ面3c,2aの密着
性を強固にする。したがって、仮に流体が流体流通孔1
aから係合部4aとソフトシート2との隙間に進入し、
さらに係合部3aとソフトシート2との隙間に進入した
としても、強固に密着したテーパ面3c,2aに阻まれ
てそれ以上の進入ができず、流体の漏洩を有効に防止で
きる。
よりソフトシート2が硬化すると共に内方に収縮変形し
ても、強固に密着したテーパ面3c,2aによって流体
の漏洩を有効に防止できる効果が得られる。また、ソフ
トシート2にはテーパ面2aを設けたので、ソフトシー
ト2が内方に収縮変形したときに、プラグガイド部3の
テーパ面3cと係合し易くなり、係合時における高い面
圧力を確保し易くなる効果がある。
ート2をテフロンやゴム、ネオプレンまどの軟性材料に
て形成するものとして説明したが、これに限らず、制御
流体の性質に応じて例えば、グラス、カーボン、グラス
ファイバー、セラミックス、二硫化モリブデンなどを充
填したテフロンを用いたり、各種のゴム、樹脂、プラス
チックなどを用いることもできる。また、バルブをロケ
ット発射装置などに使用する場合にあっては、ソフトシ
ート2の素材として、例えばKEL−Fと称される物質
を用いることもできる。
図4に示す位置に設けると共に、ソフトシート2のテー
パ面2aをこれに係合する形状に設けてもよく、この場
合も上記と同様の効果を期待できる。ここで、図4はプ
ラグガイド部において他のテーパ面を形成した例を示す
拡大断面図である。
たプラグ特性部4にさらにテーパ面4cを設けると共
に、ソフトシート2にテーパ面2bを設けてもよい。こ
の場合、上述した作用によりテーパ面4c,2bにおい
ても強固な密着性を担保できるため、図4で示したバル
ブよりもさらに信頼性を向上させることができる。ここ
で、図5はプラグ特性部にもテーパ面を形成した例を示
す拡大断面図である。
3に挟持する部材として、プラグ特性部4を使用するも
のとして説明したが、これに限られず、図6に示すよう
な平板状のソフトシート保持部材6を使用して挟持して
もよく、この場合も上記と同様の効果を期待できる。こ
こで、図6は他のソフトシート保持部材を示す断面図で
ある。
℃以上の高温の場合でも使用でき、ソフトシートがプラ
グガイド部に固定されたバルブに関するものである。図
7はこの発明の参考例2によるバルブの要部を示す拡大
断面図、図8は流体高温時におけるソフトシートの膨張
変形過程を示す拡大断面図である。なお、以下の参考例
および各実施の形態において、すでに図示した部材と同
一または相当する部材には同一符号を付して、説明を省
略または簡略化する。図において、2cはソフトシート
2の外周縁部に所定の傾斜角度で設けられたテーパ面、
3dは係合部3aにおいてソフトシート2のテーパ面2
cと当接する部分に、所定の傾斜角度で設けられたテー
パ面である。このテーパ面3dは、ソフトシート2が外
方に膨張変形したときに、テーパ面2cとの高い面圧力
を確保するために設けたものである。その他の構成は、
上記参考例1の場合と同様である。
すように、図示しない移動機構によってプラグガイド部
3が下降すると、プラグガイド部3とプラグ特性部4と
で挟持されたソフトシート2が、シートリング1の弁座
シール面1bと当接し、その押圧力によって当該部分で
の流体の漏洩を防止する。また、ソフトシート2は高温
流体にさらされているために、図8(b)に示すように、
膨張力Bが発生して外方に向かって膨張変形し、隙間d
も形成される。そして、同時にこの膨張力Bの分力が面
圧力Fとなってテーパ面2c,3dの密着性を強固にす
る。したがって、仮に流体が流体流通孔1aから係合部
4aとソフトシート2との隙間に進入し、隙間dを経
て、さらに係合部3aとソフトシート2との隙間に進入
したとしても、強固に密着したテーパ面2c,3dに阻
まれてそれ以上の進入ができず、流体の漏洩を有効に防
止できる。
制御流体によりソフトシート2が外方に膨張変形して
も、強固に密着したテーパ面2c,3dによって流体の
漏洩を防止できる効果が得られる。また、ソフトシート
2にはテーパ面2cを設けたので、ソフトシート2が外
方に膨張変形したときに、プラグガイド部3のテーパ面
3dと係合し易くなり、係合時における高い面圧力を確
保し易くなる効果が得られる。
以下の低温の場合と概ね100℃以上の高温の場合の両
者に使用でき、ソフトシートがプラグガイド部に固定さ
れたバルブに関するものである。図9はこの発明の実施
の形態1によるバルブの要部を示す拡大断面図であり、
上記参考例1の図5において示したバルブと上記参考例
2の図7において示したバルブとを併用して構成したも
のである。
以下の低温の場合には上記実施の形態1において示した
ように、強固に密着したテーパ面3c,2a及びテーパ
面2b,4cによって流体の漏洩を有効に防止し、流体
温度が概ね100℃以上の高温の場合には上記実施の形
態2において示したように、強固に密着したテーパ面2
c,3dによって流体の漏洩を有効に防止する。
ば、流速センサが低温であっても、あるいは高温であっ
ても、流体の漏洩を有効に防止できる効果が得られる。
すなわち、制御流体が低温であってソフトシート2が硬
化すると共に内方に収縮変形しても、強固に密着したテ
ーパ面3c,2a及びテーパ面2b,4cによって流体
の漏洩を有効に防止でき、また制御流体が高温であって
ソフトシート2が外方に膨張変形しても、強固に密着し
たテーパ面2c,3dによって流体の漏洩を有効に防止
できる効果が得られる。
下の低温お場合でも使用でき、ソフトシートがシートリ
ングに固定されたバルブに関するものである。図10は
参考例3によるバルブの要部を示す拡大断面図であり、
図において、1cは流体流通孔1aの外周縁部付近に形
成されたソフトシート2と係合する係合部であり、ソフ
トシート2の内周面の一部に所定の傾斜角度で形成した
テーパ面2dと係合するテーパ面1dが設けられてい
る。このテーパ面1dは、ソフトシート2が内方に収縮
変形したときに、テーパ面2dとの高い面圧力を確保す
るために設けられたものである。2eはプラグ特性部4
と当接する弁座シール面である。7はシートリング1に
ボルト8によって固定され、ソフトシート2をシートリ
ング1と挟持する係合部7aを有したソフトシート保持
部材である。
動機構によってプラグ特性部4が下降すると、ソフトシ
ート2の弁座シール面2eと当接し、その押圧力によっ
て当該部分での流体の漏洩を防止する。また、上記参考
例1などにおいて説明したように、ソフトシート2は低
温流体にさらされているため硬化すると共に、内方に向
かって収縮変形し、図示しない収縮力の分力が面圧力と
なってテーパ面2d,1dの密着性を強固にする。した
がって、仮に流体が流体流通孔1aから係合部1cとソ
フトシート2との隙間に進入したとしても、強固に密着
したテーパ面2d,1dに阻まれてそれ以上の進入がで
きず、係合部7aとソフトシート2の隙間から流体が漏
洩するのを有効に防止できる。
温の制御流体によりソフトシート2が硬化すると共に内
方に収縮変形しても、強固に密着したテーパ面2d,1
dによって流体の漏洩を有効に防止できる効果が得られ
る。また、ソフトシート2にはテーパ面2dを設けたの
で、ソフトシート2が内方に収縮変形したときに、シー
トリング1のテーパ面1dと係合し易くなり、係合時に
おける高い面圧力を確保し易くなる効果が得られる。
℃以上の高温の場合にも使用でき、ソフトシートがシー
トリングに固定されたバルブに関するものである。図1
1はこの発明の参考例4によるバルブの要部を示す拡大
断面図であり、図において、2fはソフトシート2の外
周面の一部に所定の傾斜角度で形成したテーパ面、7b
はテーパ面2fと係合するように係合部7aの一部に所
定の傾斜角度で形成したテーパ面である。このテーパ面
7bは、ソフトシート2が外方に膨張変形したときに、
テーパ面2fとの高い面圧力を確保するために設けたも
のである。その他の構成は、上記参考例3の場合と同様
である。
動機構によってプラグ特性部4が下降すると、ソフトシ
ート2の弁座シール面2eと当接し、その押圧力によっ
て当該部分での流体の漏洩を防止する。また、上記参考
例2などにおいて説明したように、ソフトシート2は高
温流体にさらされているため外方に向かって膨張変形
し、図示しない膨張分の分力が面圧力となってテーパ面
2f,7bの密着性を強固にする。したがって、仮に流
体が流体流通孔1aから係合部1cとソフトシート2と
の隙間に進入し、さらに係合部7aとソフトシート2と
の隙間に進入したとしても、強固に密着したテーパ面2
f,7bに阻まれてそれ以上の進入ができず、流体が漏
洩するのを有効に防止できる。
制御流体によりソフトシート2が外方に膨張変形して
も、強固に密着したテーパ面2f,7bによって流体の
漏洩を有効に防止できる効果が得られる。また、ソフト
シート2にはテーパ面2fを設けたので、ソフトシート
2が外方に膨張変形したときに、ソフトシート保持部材
7のテーパ面7bと係合し易くなり、係合時における高
い面圧力を確保し易くなる効果が得られる。
以下の低温の場合と概ね100℃以上の高温の場合の両
者に使用でき、ソフトシートがシートリングに固定され
たバルブに関するものである。図12はこの発明の実施
の形態2によるバルブの要部を示す拡大断面図であり、
上記参考例3の図10において示したバルブと上記参考
例4の図11において示したバルブとを併用し、さらに
ソフトシート保持部材7の係合部7aにテーパ面7cを
備えて構成したものである。すなわち、図において、2
gはソフトシート2の外周面の一部に所定の傾斜角度で
形成したテーパ面、7cはテーパ面2gと係合するよう
に係合部7aの一部に所定の傾斜角度で形成したテーパ
面である。このテーパ面7cは、ソフトシート2が外方
に膨張変形したときに、テーパ面2gとの高い面圧力を
確保するために設けたものである。
以下の低温の場合には上記参考例3において示したよう
に、強固に密着したテーパ面2d,1dによって流体の
漏洩を有効に防止し、流体温度が概ね100℃以上の高
温の場合には強固に密着したテーパ面2f,7bおよび
テーパ面2g,7cによって流体の漏洩を有効に防止す
る。
ば、制御流体が低温であっても、あるいは高温であって
も、流体の漏洩を有効に防止できる効果が得られる。す
なわち、低温の制御流体によるソフトシート2が硬化す
ると共に内方に収縮変形しても、強固に密着したテーパ
面2d,1dによって流体の漏洩を有効に防止でき、ま
た高温の制御流体によりソフトシート2が外方に膨張変
形しても、強固に密着したテーパ面2f,7bおよびテ
ーパ面2g,7cによって流体の漏洩を有効に防止でき
る効果が得られる。また、ソフトシート2にはさらにテ
ーパ面2gを設けたので、ソフトシート2が外方に膨張
変形したときに、ソフトシート保持部材7のテーパ面7
cと係合し易くなり、係合時における高い面圧力を確保
し易くなる効果が得られる。
形状は、図示例において示したものに限られず、例えば
ソフトシート2は軟性材料により形成されており、固定
後にはその押圧力によって弾性変形しプラグガイド部3
のテーパ面3cなどと密着するので、ソフトシート2に
はテーパ面を形成せずに、断面を4角形状などに形成し
てもよい。
れば、シートリングと、ソフトシートと、プラグガイド
部と、ソフトシート保持部材とを備え、前記プラグガイ
ド部の前記ソフトシートとの当接面または前記ソフトシ
ート保持部材の前記ソフトシートとの当接面の少なくと
も一方に、前記ソフトシートが熱収縮したときに前記プ
ラグガイド部と係合する第1のテーパ面を設けるととも
に、前記プラグガイド部に前記ソフトシートが膨張変形
したときに前記ソフトシートと係合する第2のテーパ面
を設けて構成したので、制御流体の温度条件によりソフ
トシートが収縮変形あるいは膨張変形した際のいずれの
場合であっても、前記第1のテーパ面あるいは前記第2
のテーパ面における大きな面圧力を得ることができるた
め、その面圧力によって、流体の漏洩を有効に防止でき
る効果がある。
グと、プラグ特性部と、ソフトシートと、ソフトシート
保持部材とを備え、前記シートリングの前記ソフトシー
トとの当接面に前記ソフトシートが熱収縮したときに前
記ソフトシートと係合する第1のテーパ面を設けるとと
もに、前記ソフトシート保持部材の前記ソフトシートと
の当接面に前記ソフトシートが膨張変形したときに前記
ソフトシートと係合する第2のテーパ面を設けて構成し
たので、制御流体の温度条件によりソフトシートが収縮
変形あるいは膨張変形した際のいずれの場合であって
も、前記第1のテーパ面あるいは前記第2のテーパ面に
おける大きな面圧力を得ることができるため、その面圧
力によって、流体の漏洩を有効に防止できる効果があ
る。
パ面および第2のテーパ面に当接するソフトシートに前
記第1のテーパ面と係合する第1のテーパ面および前記
第2のテーパ面と係合する第2のテーパ面とを設けて構
成したので、制御流体の温度条件によりソフトシートが
収縮変形あるいは膨張変形した際のいずれの場合であっ
ても、対応するテーパ面と係合し易くなり、係合時にお
ける高い面圧力を確保し易くなる効果がある。
断面図である。
程を示す拡大断面図である。
た例を示す拡大断面図である。
拡大断面図である。
る。
拡大断面図である。
程を示す拡大断面図である。
示す拡大断面図である。
す拡大断面図である。
す拡大断面図である。
を示す拡大断面図である。
従来のバルブの要部を示す断面図である。
来のバルブの要部を示す拡大断面図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 バルブ内の流路を仕切って配設され流体
流通孔を有するシートリングと、前記流体流通孔が閉塞
されたときに当該流体流通孔の周縁部付近と当接し流体
の漏洩を防止する軟性材料からなるソフトシートと、前
記ソフトシートを先端部に配し移動自在に形成されたプ
ラグガイド部と、前記プラグガイド部の先端部に固定さ
れ前記ソフトシートを当該プラグガイド部と挟持するソ
フトシート保持部材とを備え、 前記プラグガイド部の前記ソフトシートとの当接面また
は前記ソフトシート保持部材のソフトシートとの当接面
の少なくとも一方に、前記ソフトシートが熱収縮したと
きに前記プラグガイド部と係合する第1のテーパ面を設
けるとともに、前記プラグガイド部に前記ソフトシート
が膨張変形したときに前記ソフトシートと係合する第2
のテーパ面を設けたことを特徴とするバルブ。 - 【請求項2】 バルブ内の流路を仕切って配設され流体
流通孔を有するシートリングと、移動自在に形成され前
記流体流通孔を開閉するプラグ特性部と、前記流体流通
孔の周縁部に配され前記プラグ特性部と当接することに
よって流体の漏洩を防止する軟性材料からなるソフトシ
ートと、前記シートリングに固定され前記ソフトシート
を当該シートリングと挟持するソフトシート保持部材と
を備え、前記シートリングの前記ソフトシートとの当接
面に前記ソフトシートが熱収縮したときに前記ソフトシ
ートと係合する第1のテーパ面を設けるとともに、前記
ソフトシート保持部材の前記ソフトシートとの当接面に
前記ソフトシートが膨張変形したときに前記ソフトシー
トと係合する第2のテーパ面を設けたことを特徴とする
バルブ。 - 【請求項3】 前記第1のテーパ面および第2のテーパ
面に当接するソフトシートに前記第1のテーパ面と係合
する第1のテーパ面および前記第2のテーパ面と係合す
る第2のテーパ面とを設けたことを特徴とする請求項1
または請求項2記載のバルブ。
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JP21224597A JP3457156B2 (ja) | 1997-08-06 | 1997-08-06 | バルブ |
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1997
- 1997-08-06 JP JP21224597A patent/JP3457156B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPH1151202A (ja) | 1999-02-26 |
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