JP4703235B2 - バタフライバルブ - Google Patents

Description

本発明は、化学工場、上下水道、農業・水産などの配管ラインに好適に使用されるバタフライバルブに関するものであり、さらに詳しくは、バタフライバルブの全閉時に流体圧力によって弁体にたわみが発生した場合に弁体の弁軸孔とステムとの間隙に流体が漏れ入るという弁体内部漏れの発生を防止するとともに、シートリングの貫通孔とステムとの間の軸封部から流体が漏洩することを防止し、またステムの操作トルクが高くなることがなく、長期使用で連続開閉を行なっても流体がバルブの下流側やシートリングの貫通孔近傍部と弁体とのシール部や軸封部から漏洩することのないバタフライバルブに関するものである。

従来の樹脂製のバタフライバルブとして、図８に示すように中空筒状のバルブ本体５１と、バルブ本体５１の内周面に嵌着される環状のシートリング５２と、シートリング５２を貫通してバルブ本体５１に支持されるステム５３と、弁軸孔５４にステム５３を貫通してステム５３に支承される弁体５５とを有し、ステム５３の回動により弁体５５を回動させてシートリング５２に圧接、離間させることでバルブの開閉を行うものがあった。このとき、樹脂製バタフライバルブは大口径になるにつれて、バルブ全閉時にかかる流体圧力によって主に弁体５５のステム軸方向の中間部分に応力が集中し、その中間部を中心としたたわみが生じていた（図９参照）。このたわみにより通常圧接されている上流側（図９では右側）の弁体５５の外周縁５８とシートリング５２とが離れてしまい、間隙５９が発生し（図１０参照）、この間隙５９から弁軸孔５４とステム５３との間隙６０に流体が漏れ入るという弁体内部漏れが発生する虞があった。このとき、弁体内部漏れが発生したとしても、流体圧力がかかっていない下流側（図９では左側）は弁体５５がシートリング５２に強く圧接されてシールが形成されているので、バルブから流体が漏洩することはない。しかし流体によってはステム５３を腐食する虞があり、特に流体が腐食性流体の場合、腐食性流体が金属製のステム５３を腐食させることにより、バルブの強度や耐久性が劣化したり破損したりする虞があるという問題があった。また、シートリング５２とステム５３との間の軸封部５６のシールが充分に行なわれないと、高い流体圧力がかかった状態や長期使用において連続して開閉を行なうことによって軸封部５６から流体が漏洩し、シートリング裏５７、すなわちシートリング５２外周とバルブ本体５１内周の間に流体が入り込み、さらにその流体が滞留することでシートリング５２が内径方向へ膨らんでしまい、操作トルクが高くなったり弁体５５が閉まらなくなったりする虞があるという問題があった。

また、金属製のバタフライバルブの場合は、樹脂製ほど顕著ではないが、大口径になるにつれてバルブ全閉時にかかる流体圧力によって弁体５５にたわみが発生するため、弁体５５とシートリング５２との間隙５９から弁体内部漏れが発生する虞があり、また樹脂製の場合と同様にシートリング５２とステム５３との間の軸封部５６からの流体が漏洩する虞があった。また金属製の場合、腐食性流体を扱うときは弁体５５にライニングを施すが、流体が漏れ入る部分には通常ライニングは施されていないため、腐食性流体が金属製のステムを腐食させることにより、バルブの強度や耐久性が劣化したり破損したりする虞があるという問題があった。

上記従来の問題である軸封部から流体が漏洩することの解決方法として、シートリングの軸封装置が特許文献１に挙げられている。これは図１１に示すように、中空円筒状の流体通路を貫設した弁本体６１の全内周面に弾性材料からなるシートリング６２を定着し、シートリング６２に外周面が接離する円板状の弁体６３を弁棒６４により回転自在に軸支した中心型バタフライ弁において、シートリング６２の弁棒６４軸線と平行してシートリング６２の内周面から弁本体６１の内径方向にリング等の剛体の挿設によることなく伸び出すシートリング６２と一体の膨隆部６５と、弁棒６４軸線と直交して弁棒６４挿通孔の内周面から内方に伸び出すシートリング６２と一体の膨隆部６６とをそれぞれ形成したことを特徴とするものであった。その効果は、膨隆部６５、６６の圧縮率を他部より大きくすることにより、弁棒６４の軸線方向への流体の漏洩を確実に防止することができるものであった。

特許第３３８９５４２号公報（第１−３頁、第３図）

前記シートリングの軸封装置は、膨隆部６５、６６により弁棒６４とシートリング６２とのシールが充分に行なわれるため、弁棒６４とシートリング６２の間の弁棒軸方向への流体の漏洩は防止される。しかしながら、バルブが全閉時にかかる流体圧力によって弁体６３にたわみが発生した場合は、図１１のような膨隆部６５によるシールでは不十分となり、すなわちシートリング６２と弁体６３との間に間隙が発生し、間隙から弁棒６４と弁体６３との取り付け部分に流体が漏れ入る弁体内部漏れが発生する虞がある。これは膨隆部６５を大きくすることで改善は可能であるが、膨隆部６５を大きくするとバルブの組み立てが困難となり、弁棒６４のトルクが高くなる問題や、膨隆部６５は弁体６３と弁本体６１との間で常に強く潰される状態になるので、短期では問題発生することはないにしても、長期使用において連続して開閉を行なうことによって、潰される膨隆部６５がへたってシール性が低下してしまい、下流側へ流体が漏洩する虞や、弁体内部漏れが発生して弁棒６４が腐食する虞があるという問題があった。

本発明は、以上のような従来技術の問題点に鑑みなされたもので、その目的は、バタフライバルブの全閉時に流体圧力によって弁体にたわみが発生した場合に弁体内部漏れの発生を防止し、シートリングの貫通孔とステムとの間の軸封部から流体が漏洩することを防止し、またステムの操作トルクが高くなることがなく、長期使用で連続開閉を行なっても流体が漏洩することのないバタフライバルブを提供することである。

本発明の構成を、図１及び図３を参照しつつ説明すると、中空筒状のバルブ本体３の内周面に嵌着されるシートリング１と、シートリング１の貫通孔９、１０を貫通してバルブ本体３に支持されるステム４と、ステム４を弁軸孔１６に取り付けて支承される円板状の弁体２とを有し、ステム４の回動とともに弁体２を回動させて開閉を行うバタフライバルブにおいて、外周が弁軸線方向に向かってテーパ面１２を有する円環状突起部１３が、シートリング１内周の貫通孔９、１０周縁部に内径方向に突出した状態で設けられ、すり鉢状の円環状凹部１７が弁体２の弁軸孔１６の開口端部内周に設けられたことを第１の特徴とする。

また、前記シートリング１の円環状突起部１３の外周に、弁体２に常時圧接するボス部１４を形成し、ボス部１４の接触面が凹球面状に設けられたことを第２の特徴とする。

また、前記シートリング１外周の貫通孔９、１０周辺に、剛性材料からなるリング１５が設けられたことを第３の特徴とする。

また、前記シートリング１の貫通孔９、１０の内周に環状突起１１が設けられたことを第４の特徴とする。

また、前記バルブ本体３および前記弁体２が合成樹脂製であることを第５の特徴とする。

さらに、前記弁体が手動式、空動式及び電動式のいずれか１つの駆動によって回動されることを第６の特徴とする。

本発明において、シートリング１の円環状突起部１３の形状は、外周が弁軸線方向に向かってテーパ面１２を有している構成であればその形状は特に限定されず、円錐形状や截頭円錐形状などでも良いが、バタフライバルブの開閉トルクを高くせずに組み立てを容易にするためには截頭円錐形状であることが好ましい。また、シートリング１及び弁体２のテーパ面１２及び１８は、緩やかな球面状になるように設けても良い。

また、シートリング１の円環状突起部１３のテーパ面１２は、ステム４の軸線に垂直な面に対して２０°〜４０°の範囲であることが好ましく、２５°〜３５°の範囲であることがより好ましい。同様に、弁体２の円環状凹部１７のテーパ面１８は、ステム４の軸線に垂直な面に対して２５°〜４５°の範囲であることが好ましく、３０°〜４０°の範囲であることがより好ましい。これは、シートリング１と弁体２とのシール性を考慮した場合、テーパ角度が大きいほどシール性が向上するので、必要なシール性を得るためにはテーパ面１２は２０°より大きくし、テーパ面１８は２５°より大きくすることが好ましいからである。また、テーパ角度が大きくなりすぎて組み立てを行なう際に芯合わせを困難とさせないように、テーパ面１２は４０°より小さくし、テーパ面１８は４５°より小さくすることが好ましい。ここで、弁体２のテーパ面１８のテーパ角度は、シートリング１のテーパ面１２のテーパ角度より５°程度大きくすることが好適である。これは、弁体２のテーパ面１８をシートリング１のテーパ面１２より５°程度大きく設けていれば、円環状突起部１３が円環状凹部１７に必要以上強く押し付けられることがなく、円環状突起部１３の長期使用においてシール性を維持できるので好適だからである。

また、円環状凹部１７に円環状突起部１３を嵌合するように組み立てるので、弁体２とシートリング１との芯合わせができ、バルブの組み立てを容易に行なうことができる。さらに、円環状凹部１７に円環状突起部１３を嵌合することでシートリング１は弁体２とバルブ本体３との間で強く押し潰されることはないため、トルクが高くなることがなく、強く押し潰される部分がへたることにより長期使用においてシール性の低下が起こるということがない。

また、シートリング１の円環状突起部１３の外周近傍部のスラスト面に、バルブの開閉にかかわらずに弁体２の弁軸孔１６の開口端面と常時圧接するボス部１４を設けても良い。弁体２の弁軸孔１６の開口端面と接触するボス部１４の接触面が、弁軸孔１６の開口端面と相補形状の凹球面状に形成されることにより、弁体２の回転をスムーズにして、トルクを高くすることなく弁座シール性を高めることができる。

また、シートリング１外周の貫通孔９、１０周辺に、剛性材料からなるリング１５を設けても良い。これは、流体圧力がかかることで弁体２にたわみが発生した場合に、シートリング１を変形させる応力が加わることでシートリング１の貫通孔９、１０が偏心することを防ぐので、軸封部２１のシール性の低下や、高圧下での流体の漏洩を防ぎ、シートリング１の貫通孔９、１０とステム４との長期シール性を維持することができ、好適である。なお、リング１５の材質はシール性を維持できる強度が得られる剛性材料であれば、鋳鉄、鋳鋼、炭素鋼、ステンレス、チタンなどの金属製や、塩化ビニル樹脂（以下、ＰＶＣと記す）、ポリプロピレン（以下、ＰＰと記す）、ポリビニリデンフルオライド（以下、ＰＶＤＦと記す）、ポリエチレン（以下、ＰＥと記す）、ポリフェニレンサルファイド（以下、ＰＰＳと記す）、ポリジシクロペンタジエン（以下、ＰＤＣＰＤと記す）、ＦＲＰなどの合成樹脂製でも良く、特に限定されない。このうちＳＣＳ１３などのステンレス鋳鋼は、耐腐食性、コストおよび生産性に優れるため好適である。

また、シートリング１の貫通孔９、１０の内周に、環状突起１１を設けても良い。これは環状突起１１を設けることにより、シートリング１とステム４とを線接触させてシール部分を集中させることで、シートリング１とステム４の軸封部２１のシール性を高めるため好適である。また、環状突起１１は、前記リング１５と併用することでシール性をより向上させることができる。

本発明のバルブ本体３および弁体２の材質としては、ＰＶＣやＰＰが使用可能であるが、バタフライバルブとして要求される強度や特性を満たしていれば、ＰＶＤＦ、ＰＥ、ＰＰＳ、ＰＤＣＰＤ、ＦＲＰなどの合成樹脂、またはステンレス、銅、鋳鉄、鋳鋼などの金属などでも良い。このうち、バルブ本体３および弁体２は合成樹脂製であることが好ましい。本発明は特に大口径の場合に好適に用いられるため、樹脂製であれば金属製の場合に比べると格段に軽量となり作業効率も向上し、また腐食性流体の用途にも問題なく使用できるからである。

本発明のステム４の材質は、鋳鉄、鋳鋼、炭素鋼、ステンレス、チタンなど強度上問題のないものであれば特に限定されない。また、本発明のシートリング１の材質は、弾性材料であることが好ましく、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ、フッ素ゴムなどのゴム、ＰＶＤＦなどの合成樹脂など、強度や耐腐食性上問題のないものであれば特に限定されない。

本発明のバタフライバルブの駆動は、バルブ本体３から突出したステム４の一端部に直接ハンドルを取り付けたり、ギアボックスを介してハンドルを取り付けたりして手動式で行なわれることが主体であるが、空気圧による空動式（図７参照）、モーターなどによる電動式（図示せず）による駆動でも良く、特に限定されない。

本発明に係るバタフライバルブは以上のような構造を有しており、それにより以下の優れた効果が得られる。
（１）シートリングに円環状突起部を設け、弁体に円環状凹部を設けることにより、バタフライバルブの全閉時に流体圧力によって弁体にたわみが発生しても、弁体の弁軸孔とステムとの間隙に流体が漏れ入るという弁体内部漏れの発生が防止されるため、流体によってステムが腐食されることが防止できる。
（２）シートリングの円環状突起部と弁体の円環状凹部とを嵌合するように組み立てることにより、弁体とシートリングとの芯合わせができ、組み立てを容易に行なうことができる。さらにシートリング１が弁体２とバルブ本体３の間で強く押し潰されることがないため、トルクが高くなることがなく、強く押し潰される部分がへたることにより長期使用においてシール性の低下が起こることもない。
（３）シートリングの円環状突起部の外周に、弁体に常時圧接するボス部を形成し、ボス部の接触面を凹球面状に設けることにより、弁体の回転をスムーズにしてトルクを高くすることなく、弁座シール性を高めることができる。
（４）シートリング外周の貫通孔周辺に剛性材料からなるリングを設けたり、シートリングの貫通孔の内周に環状突起を設けたりすることにより、軸封部のシール性を向上させ流体の漏洩を防止することができる。
（５）長期使用において、全開全閉を繰り返し行っても流体の漏洩がなく、長期シール性を維持することができる。
（６）バルブ本体および弁体が合成樹脂製であることにより、特に大口径のバタフライバルブが軽量となり作業性を向上させ、腐食性流体の用途においても腐食の問題なく使用することができる。

以下、本発明の第１の実施形態について図を参照して説明するが、本発明が本実施形態に限定されないことは言うまでもない。図１は本発明の第１の実施形態であるバタフライバルブの全閉時を示す縦断面図である。図２は図１の上流側に流体圧力がかかり弁体にたわみが発生した状態を示す縦断面図である。図３は図２の要部拡大縦断面図である。図４は本発明のシートリングと弁体を示す要部拡大縦断面図である。図５は本発明のバタフライバルブのシートリングを示す一部切り欠き斜視図である。図６は本発明のバタフライバルブの弁体を示す一部切り欠き斜視図である。図７は本発明の第２の実施形態である空動式の駆動によるバタフライバルブの縦断面図である。

図１乃至図６において、１はＥＰＤＭ製のシートリングであり、中空筒状の本体部５とその両側面のフランジ面６が一体的に形成されている。本体部５の外周の中央部には断面矩形状の環状突条７が設けられており、後記バルブ本体３の内周面に設けられた嵌合用溝に嵌合されシートリング１が移動しないようになっている。フランジ面６の外周は円形状に形成されており、フランジ面６の上端に内方に突出して設けられた耳部８は後記バルブ本体３の両端面に設けられた嵌合用溝に嵌合してシートリング１が移動しないようになっている。

また、シートリング１の本体部５の後記ステム４軸線方向の上下にはステム４が貫通するための貫通孔９、１０が形成され、貫通孔９、１０の内周には貫通孔９、１０内径方向に突き出た断面半円状の環状突起１１が設けられている。シートリング１の内周は、平坦面でかつ円形状に形成されており、外周が弁軸線方向に向かってテーパ面１２を有する円環状突起部１３が、貫通孔９、１０の周縁部に内径方向に突出した状態で設けられている。円環状突起部１３の形状は截頭円錐形状であり、テーパ面１２はステム４の軸線に垂直な面に対して３０°になるように設けられている。シートリング１の円環状突起部１３の外周には、後記弁体２と常時圧接するボス部１４が設けられている。ボス部１４は、接触面が弁体２に形状を合わせた凹球面状に設けられ、弁座シール性を高めるようになっている。また、シートリング１の外周の貫通孔９、１０の周辺には、ＳＣＳ１３製のリング１５が嵌着されている。

２は円形状のＰＰ製の弁体であり、後記バルブ本体３の内部中央に配置されている。弁体２を貫通した弁軸孔１６が弁体２中央に設けられ、後記ステム４を弁軸孔１６に回動不能に貫通させ、ステム４に支承されている。弁体２の弁軸孔１６の開口端部内周には、すり鉢状の円環状凹部１７が設けられている。円環状凹部１７のテーパ面１８は、ステム４の軸線に垂直な面に対して３５°になるように設けられ、テーパ面１８と弁体２の外周縁１９との境目であるエッジ部２３にはＲすなわち適度な丸みが設けられている。弁体２の円環状凹部１７とシートリング１の円環状突起部１３は、円環状凹部１７に円環状突起部１３が嵌合するように組み立てられ、弁体２はステム４の回動に伴ってバルブ本体３内で回動し、弁体２の外周縁１９がシートリング１の内周に圧接、離間されることによってバルブの開閉を行う。

３は中空筒状のＰＰ製のバルブ本体であり、上部には外周に突出した略円盤状のトップフランジ２０が設けられている。バルブ本体３の内周面にはシートリング１が嵌着されている。バルブ本体３の内周面中央には、シートリング１外周の中央部に設けられた環状突条７が嵌合するように、嵌合用溝が設けられている。バルブ本体３の両端面の開口部周辺にはシートリング１の耳部８が嵌合される嵌合用溝が設けられている。

４はＳＵＳ４０３製のステムでありバルブ本体３に支持されている。ステム４の上端部は、バルブ本体３の上部に設けられたトップフランジ２０中央から突出して配置されている。またステム４中央部は、バルブ本体３及びシートリング１に回動可能の状態で密着貫通されている。

次に本発明の第２の実施形態である空動式の駆動によるバタフライバルブについて説明する。

図７において、２６は空気圧による空動式駆動部であり、バタフライバルブのトップフランジ２７に取付台２８を介して取り付けられている。空動式駆動部２６の駆動はステム２９の上部に伝達され、ステム２８を回動させて弁体３０を回動させることによりバルブの開閉を行う。なお、空動式駆動部２６の代わりに、モーターなどを含む電動式駆動部を設けても良い。その場合、電気式駆動部は取付台を介してバタフライバルブに搭載される。

次に第１の実施形態のバタフライバルブを全閉させ、上流側に流体圧力がかかったときのバラフライバルブの動作について説明する。

バルブが全開の状態からステム４を回動させると、それに伴い弁体２も回動し、弁体２の外周縁１９がシートリング１の内周に圧接されてバルブが全閉の状態になり（図１の状態）、シートリング１の内周と弁体２の外周縁１９により弁座がシールされる。このとき、弁体２の外周縁１９の弁軸孔１６付近は、ボス部１４に常に圧接されてシールが行なわれ、さらにシートリング１の円環状突起部１３と弁体２の円環状凹部１７とによりシールが行なわれている。このような構成によれば、ボス部１４の接触面と円環状突起部１３のテーパ面１２とによる二重シールにより、弁体２の弁軸孔１６とステム４との間隙２５に流体が漏れ入る（以下、弁体内部漏れと記す）ことを防止することができる。また、シートリング１とステム４との間の軸封部２１は、リング１５を設けることにより、流体圧力がかかったときに弁体２にたわみが発生し、シートリング１を変形させる応力が加わったとしても、シートリング１の貫通孔９、１０が偏心することがないため、軸封部２１のシール性が低下することがない。また、環状突起１１によりステム４とのシール性が向上するため、確実なシールが行なわれる。このため軸封部２１からシートリング裏２２、すなわちシートリング１外周とバルブ本体３内周の間に流体が漏洩することを防止することができる。

次に、図１の状態から上流側（図１では右側）に流体圧力がかかったとき、主に弁体のステム４軸方向の中間部分に応力が集中し、その中間部を中心としたたわみが生じる（図２の状態）。このたわみはバルブの口径が大口径になるにつれて大きくなる。このたわみにより、通常は互いに圧接されている上流側（図２では右側）の弁体２の外周縁１９とシートリング１のボス部１４とが離れてしまい、間隙２４が発生してしまう（図３参照）。しかし、弁体２のたわみによって弁体２のエッジ部２３がシートリング１の円環状突起部１３のテーパ面１２に食い込み、弁体２のテーパ面１８にシートリング１のテーパ面１２が圧接されることでシールが形成されるため、弁体内部漏れが防止される。故に流体によるステムの腐食も防止される。一方、下流側では弁体２がたわみによって弁体２の外周縁１９がボス部１４に食い込み、さらにテーパ面１２、１８によって二重シールが形成されるので、弁体２にたわみが発生しても下流側に流体が漏洩することはない。また、軸封部２１についてはたわみが発生してもシール性にほとんど影響しない。

次に、本発明のバタフライバルブにおいて、弁座のシール性や、連続開閉を行なったときの耐久性について以下に示す試験方法で評価した。

（１）弁座のシール性試験
ＪＩＳ Ｂ ２０３２における弁座のシール性の試験方法に準拠し、バルブを閉じた状態で、上流側に最高許容圧力の１．１倍として０．８３ＭＰａの水圧を１分間加えた後、下流側への漏れ、弁体内部漏れ及び軸封部２１の漏れの有無を目視にて確認した。詳細には、下流側への漏れは弁体２とシートリング１とのシール部分での漏れの有無を確認し、弁体内部漏れは弁体２の中心に下流側から穴を開けて穴から流体の漏れの有無を確認し、さらに、軸封部２１の漏れはシートリング裏２２側へ水が入りこむことによるシートリング１内径側の膨れで漏れの有無を確認した。

（２）耐久性試験
ＪＩＳ Ｂ ２０３２における耐久性の試験方法を参考にして、常温の水を用い、水圧を加えない状態で、バルブの全開全閉操作を繰り返し、全開全閉操作が１万回に達するごとに上記シール性試験を行ない、全閉全開操作が合計で１０万回に達するまで試験を行なった。

実施例１
口径３５０ｍｍであり、本発明の第１の実施形態、すなわちシートリング１に外周が弁軸線方向に向かってテーパ面１２を有する円環状突起部１３、弁体２にすり鉢状の円環状凹部１７を設け、またシートリング１外周の貫通孔９、１０周辺にリング１５、貫通孔９、１０内周に環状突起１１を設け、円環状突起部１３の外周に弁体２と常時圧接する接触面が凹球面状のボス部１４を設けた構成のバタフライバルブを用いて、弁座漏れ試験、耐久性試験を行なった。試験結果を表１に示す。なお表１における「良」は漏れが生じなかったことを示し、「不良」は弁体内部漏れが生じたことを示す。

比較例１
実施例１において、弁体２に円環状凹部１７を設けずに平坦すなわちフラットな状態にしたバタフライバルブを用いて、弁座漏れ試験、耐久性試験を行なった。試験結果を実施例と併せて表１に示す。

比較例２
実施例１において、シートリング１に円環状突起部１３の代わりに断面が半円状の環状突起を設け、弁体２に円環状凹部１７を設けずにフラットな状態にしたバタフライバルブを用いて、弁座漏れ試験、耐久性試験を行なった。試験結果を実施例及び比較例１と併せて表１に示す。

比較例３
実施例１において、シートリング１に円環状突起部１３を設けずにフラットな状態にし、弁体２に円環状凹部１７を設けずにフラットな状態にしたバタフライバルブを用いて、弁座漏れ試験、耐久性試験を行なった。試験結果を実施例、比較例１及び比較例２と併せて表１に示す。

表１に示したように、実施例１は１０万回の繰り返し開閉を行っても流体の漏洩はなかった。一方比較例１〜比較例３はそれぞれ弁体内部漏れが発生した。この結果から、以下のことが確認できる。実施例１のようにシートリング１に円環状突起部１３、弁体２に円環状凹部１７を設けることにより、比較例１または２のようにシートリング１にのみ円環状突起部１３または断面半円状の環状突起を設けた構成や、比較例３のようにシール性を向上させる手段がない構成のバタフライバルブに比べて、高い流体圧力がかかって弁体２にたわみが発生しても問題なく弁体２とシートリング１とのシールができ、さらに長期使用において全開全閉を繰り返し行なってもシートリング１がへたることなく長期シール性を維持することができる。このため実施例１においては、弁体漏れが発生することがなく、流体によってステム４が腐食することもない。

また、比較例１と比較例２の比較により、円環状突起部１３を設けた方が、断面半円状の環状突起を設けたものよりも長期使用において全開全閉を繰り返すことによる耐久性が向上することがわかる。従って、円環状突起部１３の構成によりシール性を向上させることができる。

また、実施例１と比較例１の比較により、円環状凹部１７が設けられていない比較例１の円環状突起部１３は、バルブ本体３と弁体２との間で常に強く押し潰される構成であり、短期間の耐水性は問題ないが、長期使用においては、全開全閉を繰り返すことによって円環状突起部１３の押し潰される部分がへたるため、押しつぶされた部分のシール性が低下し、そこから漏れが発生することがわかる。

また、軸封部２１のシール性については、シートリング１外周の貫通孔９、１０周辺に設けたリング１５と、貫通孔９、１０内周に設けた環状突起１１により、流体の漏洩はなかった。なお、実施例１については、弁体２とシートリング１とが本発明の構成により確実にシールが行なわれているため、軸封部２１まで流体は流れ込んでいない。

本発明のバタフライバルブの全閉時を示す縦断面図である。 図１の上流側に流体圧力がかかり弁体にたわみが発生した状態を示す縦断面図である。 図２の要部拡大縦断面図である。 本発明のシートリングと弁体を示す要部拡大縦断面図である。 本発明のバタフライバルブのシートリングを示す一部切り欠き斜視図である。 本発明のバタフライバルブの弁体を示す一部切り欠き斜視図である。 本発明の第２の実施形態である空動式の駆動によるバタフライバルブの縦断面図である。 従来のバタフライバルブの縦断面図である。 図８の上流側に流体圧力がかかり弁体にたわみが発生した状態を示す縦断面図である。 図８の要部拡大縦断面図である。 従来のバタフライバルブの膨隆形状及びシート面圧の説明図である。

符号の説明

１ シートリング
２ 弁体
３ バルブ本体
４ ステム
５ 本体部
６ フランジ面
７ 環状突条
８ 耳部
９ 貫通孔
１０ 貫通孔
１１ 環状突起
１２ テーパ面
１３ 円環状突起部
１４ ボス部
１５ リング
１６ 弁軸孔
１７ 円環状凹部
１８ テーパ面
１９ 外周縁
２０ トップフランジ
２１ 軸封部
２２ シートリング裏
２３ エッジ部
２４ 間隙
２５ 間隙

Claims (7)

1. 中空筒状のバルブ本体の内周面に嵌着されるシートリングと、該シートリングの貫通孔を貫通してバルブ本体に支持されるステムと、該ステムを弁軸孔に取り付けて支承される円板状の弁体とを有し、該ステムの回動とともに弁体を回動させて開閉を行うバタフライバルブにおいて、
   外周が弁軸線方向に対して傾斜した第１のテーパ面を有する円環状突起部が、該シートリング内周の貫通孔周縁部に内径方向に突出した状態で設けられ、前記第１のテーパ面は前記ステムの軸線に垂直な面に対して２０°〜４０°の角度で傾斜し、
   前記第１のテーパ面に係合する第２のテーパ面を有するすり鉢状の円環状凹部が該弁体の弁軸孔の開口端部内周に設けられ、前記第２のテーパ面は前記ステムの軸線に垂直な面に対して２５°〜４５°の角度で傾斜し、
   前記第２のテーパ面の傾斜角度は前記第１のテーパ面の傾斜角度より大きいことを特徴とするバタフライバルブ。
2. 前記シートリングの円環状突起部の外周に、該弁体と常時圧接するボス部を形成し、該ボス部の接触面が凹球面状に設けられたことを特徴とする請求項１記載のバタフライバルブ。
3. 前記シートリング外周の貫通孔周辺に、剛性材料からなるリングが設けられたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のバタフライバルブ。
4. 前記シートリングの貫通孔の内周に環状突起が設けられたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のバタフライバルブ。
5. 前記バルブ本体および前記弁体が合成樹脂製であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のバタフライバルブ。
6. 前記弁体が手動式、空動式及び電動式のいずれか１つの駆動によって回動されることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のバタフライバルブ。
7. 前記第２のテーパ面の傾斜角度は、前記第１のテーパ面の傾斜角度より５°大きい、請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のバタフライバルブ。

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