JP4812091B2 - Ball valve - Google Patents

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Description

本発明はボールバルブに関し、特にボールとボディーとの間をシールするシートリングのシート構造に適用して有効な技術に関するものである。   The present invention relates to a ball valve, and more particularly to a technique effective when applied to a seat structure of a seat ring that seals between a ball and a body.

配管を流れる流体(液体、気体)を制御するためのバルブの一つとして、90度開閉型のボールバルブがある。   As one of valves for controlling fluid (liquid, gas) flowing through a pipe, there is a 90 degree open / close ball valve.

ここで、従来のボールバルブとして、例えば特許文献1(特許第3053170号)や特許文献2(特許第2681155号)に記載されたものが知られている。   Here, as a conventional ball valve, for example, those described in Patent Document 1 (Patent No. 3053170) and Patent Document 2 (Patent No. 2681155) are known.

以下、特許文献1および特許文献2に記載されたボールバルブについて説明する。   Hereinafter, the ball valves described in Patent Document 1 and Patent Document 2 will be described.

特許文献1に記載のボールバルブは、フローティング型ボールバルブの一次側シート構造に関するもので、図11に示すように、ゴム等の弾性を有するシートリング101と、樹脂等の非金属材料で作成されたアウターリング102と、環状溝105の形成されたボディー104とを有している。シートリング101の底面101aとこれに接する環状溝105の底面105aとは外径になるほどボール103側に傾くように形成されており、さらにシートリング101の底面101aと環状溝105の底面105aとの間には外径になるほど隙間が小さくなる空室106が設けられている。そして、上流側の流体圧でシートリング101の内周面と環状溝105の内側面との間が加圧されることによりシートリング101が外方に押されてシートリング101をボール103に圧接シールされるとともに、空室106を通って流れるアウターリング102側への裏漏れも防止され、かつ、シートリング101の底面101aと環状溝105の底面105aとの間の面圧も高くなってシートリング101がさらにボール103側に押され密封シールされる。   The ball valve described in Patent Document 1 relates to a primary side seat structure of a floating ball valve, and is made of a seat ring 101 having elasticity such as rubber and a non-metallic material such as resin as shown in FIG. And an outer ring 102 and a body 104 in which an annular groove 105 is formed. The bottom surface 101a of the seat ring 101 and the bottom surface 105a of the annular groove 105 in contact with the bottom surface 105a are formed so as to be inclined toward the ball 103 as the outer diameter is increased, and the bottom surface 101a of the seat ring 101 and the bottom surface 105a of the annular groove 105 are There is a space 106 between which the gap becomes smaller as the outer diameter is increased. Then, the pressure between the inner peripheral surface of the seat ring 101 and the inner surface of the annular groove 105 is pressurized by the upstream fluid pressure, so that the seat ring 101 is pushed outward to press the seat ring 101 against the ball 103. In addition to being sealed, back leakage to the outer ring 102 side flowing through the vacant chamber 106 is also prevented, and the surface pressure between the bottom surface 101a of the seat ring 101 and the bottom surface 105a of the annular groove 105 is also increased. The ring 101 is further pushed toward the ball 103 and hermetically sealed.

このボールバルブでは、シートリング101は組み立て時(無負荷時)にシートリング101の底面101aとボディー104の環状溝105の底面105aとが接触し、シートリング101に若干の潰しが発生することにより背面シール性が得られるようになっている。そして、さらに圧力が加わった場合には、シートリング101は外径方向に変形させられ、外径になるほどボール103に傾く傾斜面によりシートリング101が空室106を塞ぐように変形し、さらに背面圧が高まるとともにシートリング101がボール103の方向へ移動しようとして、ボール103とのシール面圧も高まる。このとき、アウターリング102もボール103の方向に移動しようとし、ボール103に接触する場合もあるが、アウターリング102が樹脂等でできているためボール103を損傷させることがない。また、二次側の圧力が上がり、ボール103が反対側から押された場合には、ボディー104の金属接触面104aにボール103が当接し、シートリング101とアウターリング102が一定量以上押されて潰れないように保護される。   In this ball valve, when the seat ring 101 is assembled (no load), the bottom surface 101a of the seat ring 101 and the bottom surface 105a of the annular groove 105 of the body 104 come into contact with each other. Back sealing performance can be obtained. When further pressure is applied, the seat ring 101 is deformed in the outer diameter direction, and as the outer diameter is increased, the seat ring 101 is deformed so as to block the empty chamber 106 by an inclined surface inclined to the ball 103, and the rear surface As the pressure increases, the seal ring pressure with the ball 103 increases as the seat ring 101 moves toward the ball 103. At this time, the outer ring 102 also tries to move in the direction of the ball 103 and may come into contact with the ball 103, but the ball 103 is not damaged because the outer ring 102 is made of resin or the like. Further, when the pressure on the secondary side increases and the ball 103 is pushed from the opposite side, the ball 103 comes into contact with the metal contact surface 104a of the body 104, and the seat ring 101 and the outer ring 102 are pushed by a certain amount or more. Protected against crushing.

なお、特許文献2に記載のボールバルブもまた、ゴム等の弾性を有するシートリングと、樹脂等の非金属材料で作成されたアウターリングと、環状溝の形成されたボディーとを有している。そして、シートリングの底面と環状溝の底部とが内径になるほどボール側に傾くように形成されており、ボディー内が同圧でボールがステムの中心に位置するときに、シートリングの底面と環状溝の底部との間にシートリングがボールによって押圧されて変形するための環状の空室が設けられており、ボールと弁座部との間のボールの移動方向の隙間を、シートリングとの間、アウターリングとの間並びに弁座部との間の順序で大きくなるように構成している。   The ball valve described in Patent Document 2 also has a seat ring having elasticity such as rubber, an outer ring made of a non-metallic material such as resin, and a body having an annular groove. . The bottom of the seat ring and the bottom of the annular groove are formed so as to incline toward the ball as the inner diameter is increased. When the ball is positioned at the center of the stem with the same pressure in the body, the bottom of the seat ring An annular space is provided between the bottom of the groove and the seat ring to be deformed by being pressed by the ball, and the clearance between the ball and the valve seat in the movement direction of the ball is separated from the seat ring. It is comprised so that it may become large in order between a space | interval, an outer ring, and a valve seat part.

ここで、特許文献3(実公平3−29646号公報)には、ボルトによりシートリテーナに固定された環状のリテーナリングが記載されている。そして、リテーナリングがシートリングを押圧することにより、シートリングとシートリテーナとの間をシールするとともに、シートリングがシートリテーナから脱落することを防止している。
特許第3053170号公報 特許第2681155号公報 実公平3−29646号公報
Here, Patent Document 3 (Japanese Utility Model Publication No. 3-29646) describes an annular retainer ring fixed to a seat retainer by a bolt. The retainer ring presses against the seat ring, thereby sealing between the seat ring and the seat retainer and preventing the seat ring from falling off the seat retainer.
Japanese Patent No. 3053170 Japanese Patent No. 2681155 Japanese Utility Model Publication No. 3-29646

しかしながら、上述した特許文献1や特許文献2に記載の技術では、シートリングを、ゴム等の弾性を有する材料で構成することを前提にしており、腐食性流体や高温・低温流体でバルブを使用するために、シートリングを樹脂など(つまり、ゴムよりも弾性が低い材料)で構成すると、シートリングが外径側へ変形しにくくなり、圧力による面圧が得られにくくなることが考えられる。   However, the techniques described in Patent Document 1 and Patent Document 2 described above are based on the premise that the seat ring is made of an elastic material such as rubber, and valves are used for corrosive fluids and high / low temperature fluids. Therefore, if the seat ring is made of a resin or the like (that is, a material having elasticity lower than that of rubber), the seat ring is unlikely to be deformed to the outer diameter side, and the surface pressure due to pressure is hardly obtained.

また、環状溝の底面とシートリングの底面とによるシール位置はシートリングのほぼ最外径となる。そして、高圧条件下において、樹脂などのようにゴムよりも弾性の低い材料で構成したリートリングが環状溝の内周とシートリングの間の圧力により変形させられた場合、シール位置は限りなく最外径に近づくとともに隙間(空室106)には圧力が入る。すると、バルブを開けた際にキャビティと隙間とに圧力差が生まれ、シートリングをキャビティ側へ押し出す力が働き、シートリングが飛び出しやすくなる。また、樹脂などのようにゴムよりも弾性の低い材料を用いた場合には、隙間が埋まらないため、隙間に入った圧力でシートリングの底面と環状溝の底面とを引き離す力が働き、両者の接触面圧が低下してシール性が低下することになる。   Further, the seal position between the bottom surface of the annular groove and the bottom surface of the seat ring is the outermost diameter of the seat ring. And, under the high pressure condition, if the REIT ring made of a material that is less elastic than rubber, such as resin, is deformed by the pressure between the inner periphery of the annular groove and the seat ring, the sealing position is unlimited as much as possible. As it approaches the outer diameter, pressure enters the gap (vacant space 106). Then, when the valve is opened, a pressure difference is generated between the cavity and the gap, and a force that pushes the seat ring toward the cavity works, so that the seat ring is easily ejected. In addition, when a material such as resin that is less elastic than rubber is used, the gap is not filled, so the force that separates the bottom of the seat ring and the bottom of the annular groove by the pressure that enters the gap works. The contact surface pressure is reduced, and the sealing performance is lowered.

さらに、アウターリングが固定されていないので、バルブ開閉操作の過程において上記圧力によってアウターリングが局所的に変形してキャビティ側へ飛び出す可能性がある。   Furthermore, since the outer ring is not fixed, there is a possibility that the outer ring is locally deformed by the pressure and jumps out to the cavity side in the course of the valve opening / closing operation.

そして、当該構造をトラニオン型のボールバルブに適用しようとすると、ボディーにアウターリング用の深い溝加工をしなければならいため、生産性がよくない。   If the structure is to be applied to a trunnion type ball valve, the body has to be deeply grooved for the outer ring, and the productivity is not good.

ここで、特許文献1、2に記載の技術に特許文献3に記載の技術を適用してリテーナリングでシートリングを押圧するようにすればシートリングの飛び出しや変形といった損傷は防止できる可能性がある。   Here, if the technique described in Patent Document 3 is applied to the technique described in Patent Documents 1 and 2 and the seat ring is pressed by the retainer ring, there is a possibility that damage such as pop-out or deformation of the seat ring can be prevented. is there.

しかし、特許文献3によれば、リテーナリングはボルトによりシートリテーナに固定されているため、シートリングに対する押圧力が不安定にならないようにするためには、ボルトを環状に多数配置しなければならず、部品点数や組立工数が増加してしまう。   However, according to Patent Document 3, since the retainer ring is fixed to the seat retainer with bolts, in order to prevent the pressing force against the seat ring from becoming unstable, a large number of bolts must be arranged in an annular shape. Therefore, the number of parts and assembly man-hours increase.

また、リテーナリングはシートリングの外径を押えているため、上記ボルトによる過度の押圧力が加えられると、シートリングの外径側底面の方が内径側底面よりも面圧が高くなってシール点が不安定となり、背面に圧力が入る可能性がある。   In addition, since the retainer ring holds the outer diameter of the seat ring, if an excessive pressing force is applied by the bolt, the outer ring side bottom surface of the seat ring has a higher surface pressure than the inner diameter side bottom surface. The point may become unstable and pressure may enter the back.

さらに、シートリングの反力や圧力によりシートリングが飛び出そうとする荷重をシートリテーナを貫通して配置されているボルトで受けなければならず、常にボルトを引っ張る荷重が加わるので、振動やリテーナリングの動きによってボルトが緩んだり、破損することのないよう、高強度のボルトを用いる必要がある。   In addition, the load that causes the seat ring to pop out due to the reaction force or pressure of the seat ring must be received by the bolts that penetrate through the seat retainer, and the load that pulls the bolt is always applied. It is necessary to use a high-strength bolt so that the bolt does not loosen or break due to the movement of the bolt.

そして、ボルトの先端がボールに近接している場合には、シートリングが摩耗すると、ボルトがボールと干渉してシール性能の悪化や作動不良の原因となるおそれもあるため、ボディーを大きくして、アウターリングとボールとの隙間を広く確保する必要がある。   And when the tip of the bolt is close to the ball, if the seat ring wears out, the bolt may interfere with the ball and cause deterioration of sealing performance or malfunction. It is necessary to ensure a wide gap between the outer ring and the ball.

そこで、本発明は、安定したシール性が得られるとともに、シートリングの飛び出しや損傷を防止できるボールバルブを提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a ball valve that can obtain a stable sealing property and can prevent a seat ring from popping out and being damaged.

また、本発明は、組立工数が増加することなく、取付強度およびシートリング保持機能としての信頼性に優れ、ボールとの干渉のおそれのないリテーナリングの取付構造を有するボールバルブを提供することを目的とする。   In addition, the present invention provides a ball valve having a retainer ring mounting structure that is excellent in mounting strength and reliability as a seat ring holding function without causing an increase in assembly man-hours and that does not cause interference with the ball. Objective.

上記課題を解決するため、請求項1に記載の本発明のボールバルブは、ハウジング内に形成された流路上に回動自在に配置され、前記流路と連通する貫通孔が形成されて当該貫通孔により前記流路を開閉するボールと、前記ボールにおける流体の少なくとも流入側または流出側に設けられ、前記ボールの外周面に圧接するシートリングと、外径になるほど前記ボール側に傾斜する底面を備えた環状のシートリング保持溝が形成され、前記シートリングを前記シートリング保持溝に嵌め込んでこれを保持するシート保持手段とを有し、前記シートリング保持溝の底面と前記シートリングの底面とで、当該シートリングの最内径側底面を含む底面と前記シートリング保持溝の底面とが接して前記シート保持手段と前記シートリングとの間をシールするシール部と、当該シール部の外径側に位置して外径になるほど前記ボール側に傾斜しながら隙間が広くなるとともに前記シートリング保持溝の底面の外周端と前記シートリングの底面の外周端とが非接触となった第1の空間とが形成され、前記シール部を支点にして前記第1の空間内に前記シートリングの押圧変形が吸収されることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problem, the ball valve according to the first aspect of the present invention is rotatably disposed on a flow path formed in the housing, and has a through-hole communicating with the flow path to form the through-hole. A ball that opens and closes the flow path by a hole, a seat ring that is provided on at least the inflow side or the outflow side of the fluid in the ball and presses against the outer peripheral surface of the ball, and a bottom surface that inclines toward the ball side as the outer diameter is increased. An annular seat ring holding groove is formed, and has a sheet holding means for fitting and holding the seat ring in the seat ring holding groove, and a bottom surface of the seat ring holding groove and a bottom surface of the seat ring sealed with, between the bottom surface including the innermost diameter side bottom surface of the seat ring and the bottom surface of the seat ring retention groove and the sheet holding means in contact with the seat ring and A sealing portion that, the outer periphery of the bottom surface of the conjunction gap widens while inclined to the ball side as fall outside diameter located outside diameter and the outer peripheral edge of the bottom surface of the seat ring retaining groove seat ring of the seal portion A first space that is not in contact with the end is formed, and the pressure deformation of the seat ring is absorbed into the first space with the seal portion as a fulcrum.

請求項2に記載の本発明は、請求項1記載の発明の構成に加えて、前記シートリングの外周面には、前記第1の空間とキャビティとを連通する連通溝が形成されていることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect of the present invention, a communication groove that connects the first space and the cavity is formed on the outer peripheral surface of the seat ring. It is characterized by.

請求項3に記載の本発明は、請求項1または2記載の発明の構成に加えて、前記シール部の内径側には、前記シートリング保持溝の底面と前記シートリングの底面とにより第2の空間が形成されていることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first or second aspect of the present invention, a second portion is formed on the inner diameter side of the seal portion by a bottom surface of the seat ring holding groove and a bottom surface of the seat ring. A space is formed.

請求項4に記載の本発明のボールバルブは、ハウジング内に形成された流路上に回動自在に配置され、前記流路と連通する貫通孔が形成されて当該貫通孔により前記流路を開閉するボールと、前記ボールにおける流体の少なくとも流入側または流出側に設けられ、前記ボールの外周面に圧接するシートリングと、環状のシートリング保持溝が形成され、前記シートリングを前記シートリング保持溝に嵌め込んでこれを保持するシート保持手段と、C字形または複数に分割形成されて隙間部を備え、前記シートリングが当接して当該シートリングの前記シートリング保持溝からの脱落を阻止するリテーナリングと、前記シート保持手段に形成され、前記リテーナリングの外径側が嵌め込まれて当該リテーナリングを保持するリテーナリング保持溝と、前記リテーナリングの前記隙間部に嵌め込まれるようにして前記シート保持手段に取り付けられ、前記リテーナリングの縮径および回転を阻止するスペーサとを有することを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, the ball valve of the present invention is rotatably disposed on a flow path formed in the housing, and a through hole communicating with the flow path is formed, and the flow path is opened and closed by the through hole. And a seat ring that is provided on at least the inflow side or the outflow side of the fluid in the ball and that is in pressure contact with the outer peripheral surface of the ball, and an annular seat ring holding groove is formed. A retainer that fits into and holds the sheet ring, and a retainer that is formed in a C-shape or divided into a plurality of portions and that has a gap portion and prevents the seat ring from coming off from the seat ring retaining groove A retainer ring holding formed on the sheet holding means and holding the retainer ring by fitting an outer diameter side of the retainer ring. When attached to the sheet holding means so as to be fitted into the gap portion of the retainer ring, and having a spacer to prevent diameter and rotation of said retainer ring.

本発明によれば以下の効果を奏することができる。   According to the present invention, the following effects can be obtained.

すなわち、本発明によれば、シートリング保持溝の底面とシートリングの底面とが接してシート保持手段とシートリングとの間をシールするシール部と、このシール部の外径側に位置して外径になるほどボール側に傾斜しながら隙間が広くなる第1の空間とが形成されており、シール部を支点にして第1の空間内にシートリングの押圧変形が吸収されるので、シール部の位置が変わることなく安定したシール性が得られるとともに、シートリングの飛び出しや損傷を防止できるボールバルブを得ることが可能になる。   That is, according to the present invention, the bottom surface of the seat ring holding groove and the bottom surface of the seat ring are in contact with each other, and the seal portion that seals between the sheet holding means and the seat ring is located on the outer diameter side of the seal portion. As the outer diameter is increased, a first space is formed in which the gap is widened while being inclined toward the ball side, and the pressure deformation of the seat ring is absorbed in the first space with the seal portion as a fulcrum. It is possible to obtain a ball valve capable of obtaining a stable sealing performance without changing the position of the seat ring and preventing the seat ring from popping out and being damaged.

また、本発明によれば、リテーナリング保持溝にリテーナリングの外径側を嵌め込み、スペーサをリテーナリングの隙間部に嵌め込んでリテーナリングの縮径および回転を阻止しているので、部品点数が少なくなって組立工数が低減されるとともに、取付強度およびシートリング保持機能としての信頼性に優れ、ボールとの干渉のおそれのないリテーナリングの取付構造を有するボールバルブを得ることが可能になる。   Further, according to the present invention, the outer diameter side of the retainer ring is fitted into the retainer ring holding groove, and the spacer is fitted into the gap portion of the retainer ring to prevent the diameter reduction and rotation of the retainer ring. As a result, the number of assembling steps can be reduced, and it is possible to obtain a ball valve having a retainer ring mounting structure which is excellent in mounting strength and reliability as a seat ring holding function and does not interfere with the ball.

以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照しつつさらに具体的に説明する。ここで、添付図面において同一の部材には同一の符号を付しており、また、重複した説明は省略されている。なお、ここでの説明は本発明が実施される最良の形態であることから、本発明は当該形態に限定されるものではない。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described more specifically with reference to the drawings. Here, in the accompanying drawings, the same reference numerals are given to the same members, and duplicate descriptions are omitted. In addition, since description here is the best form by which this invention is implemented, this invention is not limited to the said form.

図1は本発明の一実施の形態におけるボールバルブを示す断面図、図2は図1のボールバルブの要部を示す断面図、図3は図1のボールバルブの要部を拡大して示す断面図、図4は図1のボールバルブに用いられたリテーナリングを示す説明図、図5は図4のリテーナリングとボルトとの関係を示す説明図、図6は図4のリテーナリングの取付構造を示す断面図、図7は変形例としてのリテーナリングを示す説明図、図8は本発明者が検討対象としたリテーナリングとボルトとの関係を示す説明図、図9は本発明者が検討対象としたリテーナリングの取付構造を示す断面図、図10は本発明の他の実施の形態におけるボールバルブの要部を拡大して示す断面図である。   1 is a cross-sectional view showing a ball valve according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view showing a main part of the ball valve of FIG. 1, and FIG. 3 is an enlarged view of a main part of the ball valve of FIG. 4 is an explanatory view showing the retainer ring used in the ball valve of FIG. 1, FIG. 5 is an explanatory view showing the relationship between the retainer ring and the bolt of FIG. 4, and FIG. 6 is an attachment of the retainer ring of FIG. FIG. 7 is an explanatory view showing a retainer ring as a modified example, FIG. 8 is an explanatory view showing the relationship between the retainer ring and the bolt considered by the inventor, and FIG. FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view showing a main part of a ball valve according to another embodiment of the present invention.

先ず、本発明の一実施の形態におけるボールバルブの構成について説明する。   First, the configuration of the ball valve in one embodiment of the present invention will be described.

図1に示す本実施の形態のボールバルブにおいて、ハウジング12はボディー12aとボディーキャップ12bとで構成されており、内部に円筒状の流路13が形成された構造となっている。なお、ハウジングの構造は、流路方向(横方向)に分割されて、ボールが挿入されるサイドエントリ形や、縦方向に分割されてボールが挿入されるトップエントリ形などの構造が適宜選択される。   In the ball valve of the present embodiment shown in FIG. 1, the housing 12 is composed of a body 12a and a body cap 12b, and has a structure in which a cylindrical flow path 13 is formed. The structure of the housing is appropriately selected from a structure such as a side entry type in which a ball is inserted by being divided in the flow direction (lateral direction) and a top entry type in which a ball is inserted by being divided in a vertical direction. The

ハウジング12の内部には、流路13と連通する円筒状の貫通孔14aが形成されたボール14が流路13上に配置されている。このボール14は流路13と直交する方向に配置された一対のステム15a,15bに支持されており、ステム15a,15bを回動支点として貫通孔14aにより流路13を開閉する方向に回動自在に装着されている。ここで、ボール14は金属製または樹脂製であり、金属製の場合には、たとえばステンレス鋼、炭素鋼、ダクタイル鉄、鉄、青銅、黄銅、あるいはこれらの金属からなる芯体をステライトやメッキによって表面処理されたものが、樹脂製の場合には、たとえばフッ素樹脂やナイロン樹脂やプラスチック、あるは金属の芯体をそれらで被ったものなどが用いられる。   Inside the housing 12, a ball 14 having a cylindrical through hole 14 a communicating with the flow path 13 is disposed on the flow path 13. The ball 14 is supported by a pair of stems 15a and 15b arranged in a direction orthogonal to the flow path 13, and pivots in a direction to open and close the flow path 13 through the through hole 14a with the stems 15a and 15b serving as pivot points. It is installed freely. Here, the ball 14 is made of metal or resin, and in the case of metal, for example, stainless steel, carbon steel, ductile iron, iron, bronze, brass, or a core made of these metals is formed by stellite or plating. When the surface-treated product is made of resin, for example, a fluororesin, nylon resin, plastic, or a metal core covered with them is used.

なお、ステム15a,15bの周辺には、ハウジング12とボール14とで囲まれた空間であるキャビティ16が形成されている。   A cavity 16 that is a space surrounded by the housing 12 and the balls 14 is formed around the stems 15a and 15b.

図2に示すように、流路13とキャビティ16との間をシール部Sでシールして、流体が流路13からキャビティ16へ漏出するのを防止するため、環状のシートリング17が、ボール14の外周面に圧接していて、これらはボール14における流体の流入側と流出側(ボディー12aとボディーキャップ12b側)とに設けられている。したがって、ボール14はこのシートリング17と摺動しながら回動する。 As shown in FIG. 2, a seal between the passage 13 and the cavity 16 in the seal portion S 1, to prevent fluid from leaking from the channel 13 to the cavity 16, an annular seat ring 17, These are in pressure contact with the outer peripheral surface of the ball 14, and are provided on the fluid inflow side and the outflow side (the body 12 a and the body cap 12 b side) of the ball 14. Accordingly, the ball 14 rotates while sliding with the seat ring 17.

なお、シートリング17の材料には、PCTFF、PTFE、変性PTFE(PFA+PTFE)、充填材入りPTFE、ポリエーテル系、ナイロン系などの樹脂を適用することができる。つまり、シートリング17は、フッ素、ナイロン、エーテルなどを含む樹脂材料により構成することができる。   For the material of the seat ring 17, resins such as PCTFF, PTFE, modified PTFE (PFA + PTFE), filled PTFE, polyether, and nylon can be used. That is, the seat ring 17 can be made of a resin material containing fluorine, nylon, ether, or the like.

ここで、PCTFFは、低温での寸法安定性が良く、機械的強度が高いことから、主に超低温での使用に適している。また、PTFEは、汎用性があり摩耗に強く、またシートの磨耗などによって発生する、着色した異物を嫌う超純水、薬品、ケミカルの使用に適している。変性PTFE(PFA+PTFE)は、PTFEと同じ用途で、より耐クリープ性や高温(最高230℃程度)での使用が求められる場合に適しており、低温についても−100℃程度までは使用できる。充填材入りPTFEは、流体との耐食性などによって充填材にはグラスファイバやカーボンファイバなどが使い分けられ、強度および耐磨耗性に優れており、−100〜230℃程度の使用に適している。ポリエーテル系樹脂は、高圧・高温(最高270℃程度)での使用に適しており、強度・高温特性に優れている。そして、ナイロン系樹脂は、主に高圧での使用に適している。   Here, since PCTFF has good dimensional stability at low temperatures and high mechanical strength, it is mainly suitable for use at ultra-low temperatures. PTFE is versatile and resistant to wear, and is suitable for the use of ultrapure water, chemicals, and chemicals that dislike colored foreign matters generated by abrasion of the sheet. Modified PTFE (PFA + PTFE) is the same application as PTFE, and is suitable for use when creep resistance and use at high temperatures (up to about 230 ° C.) are required. Even low temperatures can be used up to about −100 ° C. Filled PTFE uses glass fiber, carbon fiber, or the like as the filler depending on the corrosion resistance with the fluid, etc., has excellent strength and wear resistance, and is suitable for use at about −100 to 230 ° C. The polyether resin is suitable for use at high pressure and high temperature (up to about 270 ° C.) and has excellent strength and high temperature characteristics. Nylon resins are mainly suitable for use at high pressure.

但し、シートリング17の材料はこれらの限定されるものではなく、これら以外の様々な材料(ゴム製品単体を除く様々な樹脂や金属など)を用いることができる。   However, the material of the seat ring 17 is not limited to these, and various materials other than these (various resins and metals other than rubber products alone) can be used.

シートリング17は環状のシートリテーナ(シート保持手段)20に保持されている。すなわち、シートリテーナ20には環状のシートリング保持溝20aが流路13の軸方向に開口して形成されており、シートリング17はこのシートリング保持溝20aに嵌め込まれてシートリテーナ20に保持されている。   The seat ring 17 is held by an annular seat retainer (sheet holding means) 20. That is, an annular seat ring holding groove 20a is formed in the seat retainer 20 so as to open in the axial direction of the flow path 13, and the seat ring 17 is fitted into the seat ring holding groove 20a and held by the seat retainer 20. ing.

さらに、シートリテーナ20には環状のリテーナリング保持溝20dがシートリング保持溝20aの外径側直交方向に形成され、リテーナリング19が嵌め込まれている。すなわち、リテーナリング保持溝20dにはリテーナリング19の外径側が嵌め込まれ、シートリング17はリテーナリング19の内径側に当接している。これにより、シートリング17のシートリング保持溝20aからの脱落が阻止されている。なお、リテーナリング19の詳細については後述する。   Further, an annular retainer ring holding groove 20d is formed in the seat retainer 20 in the direction orthogonal to the outer diameter side of the seat ring holding groove 20a, and the retainer ring 19 is fitted therein. That is, the outer diameter side of the retainer ring 19 is fitted into the retainer ring holding groove 20 d, and the seat ring 17 is in contact with the inner diameter side of the retainer ring 19. This prevents the seat ring 17 from falling off the seat ring holding groove 20a. The details of the retainer ring 19 will be described later.

シートリテーナ20は流路13の軸方向に変位可能に設けられており、シートリテーナ20のボール14と反対側には、複数のスプリング保持穴20bが形成されている。このスプリング保持穴20bには、ハウジング12に圧接してシートリテーナ20をボール14の方向に変位させるための付勢力を与えるスプリング21が装着されている。これにより、特に低圧時において、スプリング21により積極的にシートリテーナ20がボール14側へ移動され、シートリング17がボール14へ圧接される。なお、スプリング21はコイルばねを用いているが、板ばねや皿ばね等を用いてもよい。   The seat retainer 20 is provided so as to be displaceable in the axial direction of the flow path 13, and a plurality of spring holding holes 20 b are formed on the opposite side of the seat retainer 20 from the balls 14. The spring holding hole 20b is provided with a spring 21 that presses against the housing 12 and applies an urging force to displace the seat retainer 20 in the direction of the ball 14. Thereby, especially at the time of low pressure, the seat retainer 20 is positively moved to the ball 14 side by the spring 21 and the seat ring 17 is pressed against the ball 14. The spring 21 uses a coil spring, but a leaf spring or a disc spring may be used.

また、シートリテーナ20の外周には、環状のシール保持溝20cが形成されている。そして、シール保持溝20cには、ハウジング12とシートリテーナ20との間をシールするOリング18が嵌め込まれている。これにより、流体圧がシートリテーナ20とハウジング12との間からキャビティ16へ漏れるのが防止されるとともに、シートリテーナ20に対してボール14側へ変位する力が付与される。   An annular seal holding groove 20 c is formed on the outer periphery of the seat retainer 20. An O-ring 18 that seals between the housing 12 and the seat retainer 20 is fitted in the seal holding groove 20c. Accordingly, the fluid pressure is prevented from leaking from between the seat retainer 20 and the housing 12 to the cavity 16, and a force for displacing the seat retainer 20 toward the ball 14 is applied.

そして、本願の第1の発明に係る実施の形態では、図3に詳しく示すように、シートリング保持溝20aの底面20a−1およびシートリング17の底面17−1は外径になるほどボール14側に傾斜しており、シートリング17の底面17−1の方が大きくボール14側に傾斜している。具体的には、本実施の形態において、シートリング保持溝20aの底面20a−1の傾斜角θが50°、シートリング17の底面17−1の傾斜角θが45°となっている。但し、傾斜角θ,θは自由に設定することができ、本実施の形態に示す角度に限定されるものではない。 In the embodiment according to the first invention of the present application, as shown in detail in FIG. 3, the bottom surface 20a-1 of the seat ring holding groove 20a and the bottom surface 17-1 of the seat ring 17 become closer to the ball 14 side as the outer diameter becomes larger. The bottom surface 17-1 of the seat ring 17 is largely inclined toward the ball 14. Specifically, in the present embodiment, the inclination angle theta 1 of the bottom surface 20a-1 of the seat ring holding groove 20a is 50 °, the inclination angle theta 2 of the bottom surface 17-1 of the seat ring 17 is 45 ° . However, the inclination angles θ 1 and θ 2 can be freely set, and are not limited to the angles shown in the present embodiment.

そして、シートリング保持溝20aの底面20a−1とシートリング17の底面17−1とで、これらの底面20a−1,17−1が相互に接してシートリテーナ20とシートリング17との間をシールするシール部Sが形成されている。
図3に示すように、このシール部S は、シートリング17の最内径側底面を含む底面17−1とシートリング保持溝20aの底面20a−1とが接して形成されている。
The bottom surface 20a-1 of the seat ring holding groove 20a and the bottom surface 17-1 of the seat ring 17 are in contact with each other so that the space between the seat retainer 20 and the seat ring 17 is in contact with each other. seal portion S 2 for sealing is formed.
As shown in FIG. 3, the seal portion S 2 includes a bottom surface 20a-1 of the bottom face 17-1 and the sheet ring retaining groove 20a containing a radially innermost side bottom is formed in contact with the seat ring 17.

また、このようなシートリング保持溝20aの底面20a−1とシートリング17の底面17−1との構造により、シール部Sの外径側には、外径になるほどボール14側に傾斜しながら隙間が広くなる第1の空間31が形成され、内径側には、シートリング保持溝20aの径方向断面の鋭角部分とシートリング17の径方向断面の鋭角部分とで囲まれた第2の空間32が形成されている。 Further, the structure of the bottom surface 17-1 of such seat ring holding groove 20a of the bottom surface 20a-1 and the seat ring 17, the outer diameter side of the seal portion S 2, inclined ball 14 side as fall outside diameter However, a first space 31 in which the gap is widened is formed, and on the inner diameter side, the second space surrounded by the acute angle portion of the radial cross section of the seat ring holding groove 20a and the acute angle portion of the radial cross section of the seat ring 17 is formed. A space 32 is formed.

シートリング17の外周面には、第1の空間31とキャビティ16とを連通する連通溝17aが所定間隔をあけて複数形成されており、第1の空間31はキャビティ16と同圧になっている。但し、連通溝17aは複数ではなく、1つだけでもよい。   On the outer peripheral surface of the seat ring 17, a plurality of communication grooves 17 a that communicate the first space 31 and the cavity 16 are formed at predetermined intervals, and the first space 31 has the same pressure as the cavity 16. Yes. However, the communication groove 17a may be only one instead of a plurality.

なお、シートリング保持溝20aの底面20a−1およびシートリング17の底面17−1は外径になるほどボール14側に傾斜しており、シートリング17の底面17−1の傾斜角の方が大きくなっていることから、第1の空間31は、径方向断面がシール部Sを頂点とした略三角形の形状となっている。 The bottom surface 20a-1 of the seat ring holding groove 20a and the bottom surface 17-1 of the seat ring 17 are inclined toward the ball 14 as the outer diameter is increased, and the inclination angle of the bottom surface 17-1 of the seat ring 17 is larger. since it is made, the first space 31, the radial cross section has a shape substantially triangular in which the seal portion S 2 vertices.

また、シートリング保持溝20aの鋭角部分の形状とシートリング17の鋭角部分の形状とを同じにして、第2の空間32をなくすようにしてもよい。但し、本実施の形態のように第2の空間32を形成すれば、当該空間がない場合に比べて環状のシール部Sの幅が狭くなる。これにより、シートリング17がボール14に押されて変形してシール部Sの位置が奥へ移動した場合でも、シール部Sの面積が増加する余地が少なくなり、つまりシール部Sの断面が幅広の平面となりにくくなり、シール面圧の低下が防止されるので望ましい。 Further, the shape of the acute angle portion of the seat ring holding groove 20a and the shape of the acute angle portion of the seat ring 17 may be the same to eliminate the second space 32. However, by forming the second space 32 as in this embodiment, the width of the annular seal portion S 2 is narrower than in the case there is no such space. Thus, even when the position of the seal portion S 2 seat ring 17 is deformed by being pressed by the ball 14 is moved to the back, room for the area of the seal portion S 2 is increased less, i.e. of the seal portion S 2 This is desirable because the cross-section becomes difficult to be a wide flat surface and the reduction of the seal surface pressure is prevented.

ここで、本願の第2の発明に係る実施の形態では、シートリテーナ20に形成された環状のリテーナリング保持溝20dに嵌め込まれたリテーナリング19は、図4に示すように、C字形に形成されて隙間部19aを備えている。このリテーナリング19は金属製であり、嵌め込み時に縮径しても復元可能な可撓性を有している。そして、リテーナリング保持溝20dに嵌め込まれた状態では、この隙間部19aに嵌め込まれるようにしてボルト(スペーサ)25がシートリテーナ20に取り付けられている。すなわち、リテーナリング保持溝20dにはボルト取付穴(図示せず)が形成されており、組み付け時には、隙間部19aの間隔を狭めるようにリテーナリング19を縮径させてリテーナリング保持溝20dに嵌め込む。そして、隙間部19aがボルト取付穴の位置になるようにして、当該ボルト取付穴を露出させる。その後、ボルト25をボルト取付穴に取り付けると、隙間部19aが塞がれてリテーナリング19の縮径および回転が阻止されて脱落することがなく(図5参照)、これにより、リテーナリング19がリテーナリング保持溝20dに固定される。   Here, in the embodiment according to the second invention of the present application, the retainer ring 19 fitted into the annular retainer ring holding groove 20d formed in the seat retainer 20 is formed in a C shape as shown in FIG. The gap portion 19a is provided. The retainer ring 19 is made of metal, and has flexibility that can be restored even if the diameter is reduced when fitted. In the state where the retainer ring is held in the retaining groove 20d, the bolt (spacer) 25 is attached to the seat retainer 20 so as to be fitted into the gap portion 19a. That is, a bolt mounting hole (not shown) is formed in the retainer ring holding groove 20d, and when assembling, the retainer ring 19 is reduced in diameter so as to narrow the gap 19a, and is fitted into the retainer ring holding groove 20d. Include. And the said bolt attachment hole is exposed so that the clearance gap 19a may become a position of a bolt attachment hole. After that, when the bolt 25 is attached to the bolt attachment hole, the gap portion 19a is blocked, and the retainer ring 19 is prevented from being reduced in diameter and rotating so as not to fall off (see FIG. 5). It is fixed to the retainer ring holding groove 20d.

なお、本実施の形態では、スペーサとしてボルト25が用いられているが、リテーナリング19の隙間部19aを塞ぐことができればよく、例えばワンタッチで嵌め込むことが可能なピンなどを用いることもできる。   In this embodiment, the bolt 25 is used as the spacer. However, it is sufficient that the gap 19a of the retainer ring 19 can be closed. For example, a pin that can be fitted with one touch can be used.

次に、本発明の一実施の形態におけるボールバルブの作用を説明する。   Next, the operation of the ball valve in one embodiment of the present invention will be described.

上記構造を有するボールバルブにおいて、ステム15a,15bによりボール14を回動して貫通孔14aを流路13と非連通として、流路13を閉塞する。   In the ball valve having the above-described structure, the ball 14 is rotated by the stems 15a and 15b so that the through hole 14a is not in communication with the flow channel 13 and the flow channel 13 is closed.

このとき、本願の第1の発明に係る実施の形態において、ボールバルブに流入側の流体圧がかかっていない状態、あるいは流入側の圧力がキャビティ16内の圧力と同圧となっている状態では、図2に示すように、スプリング21の弾発力で発生した荷重によってシートリテーナ20がボール14に向けて軸方向に押圧され、これによりシートリング17のシール部Sがボール14に圧接される。また、流入側の流体圧がかかっている状態では、シートリテーナ20はさらに流体圧による荷重をOリング18のシール外径とシール部Sとのシール径との間に受け、シートリング17のシール部Sがより強くボール14に圧接される。 At this time, in the embodiment according to the first invention of the present application, in the state where the fluid pressure on the inflow side is not applied to the ball valve or the pressure on the inflow side is the same as the pressure in the cavity 16. As shown in FIG. 2, the seat retainer 20 is pressed in the axial direction toward the ball 14 by the load generated by the elastic force of the spring 21, whereby the seal portion S 1 of the seat ring 17 is pressed against the ball 14. The In a state where the fluid pressure of the inflow side is applied, the sheet retainer 20 further receives a load by the fluid pressure between the seal diameter of the seal outer diameter and the seal portion S 1 of the O-ring 18, the seat ring 17 The seal portion S 1 is more strongly pressed against the ball 14.

このとき、シートリング保持溝20aの底面20a−1とシートリング17の底面17−1とで形成されるシール部Sにより、シートリテーナ20とシートリング17との間がシールされる。 At this time, the seal portion S 2 formed by the bottom surface 17-1 of the seat ring holding groove 20a of the bottom surface 20a-1 and the seat ring 17, between the seat retainer 20 and the seat ring 17 is sealed.

ここで、流体圧によりシートリング17をキャビティ16側に押し出す力はシール部Sのシール径とシール部Sのシール径の差に依存し、シール径の差が小さくなればなるほど、押し出す力は小さくなる。そして、本実施の形態では、シール部Sの外径側には、外径になるほどボール14側に傾斜しながら隙間が広くなる第1の空間31が形成されているので、必然的にシール部Sはシートリング17の内径に近い側となり、シートリング17とボール14とのシール部Sとのシール径の差が小さくなる。これにより、シートリング17をキャビティ16側に押し出す力が抑制されるので、シートリング17の飛び出しやこれに伴う損傷が未然に防止される。 Here, the force pushing the seat ring 17 on the cavity 16 side by the fluid pressure dependent on the difference between the sealing diameter of the seal diameter and the seal portion S 1 of the seal portion S 2, greater the difference between the sealing diameter is small, extruded force Becomes smaller. In the present embodiment, the outer diameter side of the seal portion S 2, since the first space 31 which gap widens while inclined as the ball 14 side becomes the outer diameter is formed, inevitably seal part S 2 becomes a side close to the inner diameter of the seat ring 17, the difference between the sealing diameter of the seal portion S 1 between the seat ring 17 and the ball 14 is reduced. Thereby, since the force which pushes out the seat ring 17 to the cavity 16 side is suppressed, the jump-out of the seat ring 17 and the damage accompanying this are prevented beforehand.

また、このようにシール部Sの外径側には、図3に示すように、外径になるほどボール14側に傾斜しながら隙間が広くなり、内径になるほど隙間が狭くなる第1の空間31が形成されてシートリング保持溝20aの底面20a−1の外周端とシートリング17の底面17−1の外周端とが非接触となり、さらに、シートリング17はシール部Sからの反力Fを受け、この反力Fはボール14のシール部Sを通る接線の垂直方向に働く。 Further, as shown in FIG. 3, the outer space of the seal portion S < b > 2 has a gap that becomes wider toward the outer side of the ball 14 while being inclined toward the ball 14. 31 and the outer peripheral edge of the bottom surface 17-1 of the formed sheet ring holding groove 20a of the bottom surface 20a-1 of the outer peripheral edge and the sheet ring 17 is rendered non-contact, further, the seat ring 17 is a reaction force from the seal portion S 1 F is received, and this reaction force F acts in the direction perpendicular to the tangent line passing through the seal portion S 1 of the ball 14.

そこで、反力Fはシール部S方向である軸方向分力Fα、およびシートリング17の外周とシートリテーナ20との接触部方向である径方向分力Fβとに分けて考える。シートリング17に加わった軸方向分力Fαについては、シートリング保持溝20aの底面20a−1の傾斜によるくさび作用によりシートリング17は軸方向への移動が規制されるとともにシール部Sのシール面圧が上がる。 Therefore, the reaction force F is axial force component is sealed portion S 2 direction F alpha, and be divided into a radial component force F beta is a contact portion direction of the outer periphery and the sheet retainer 20 of the seat ring 17. The axial component force F alpha which joined the seat ring 17, by wedge action due to the inclination of the bottom surface 20a-1 of the seat ring holding groove 20a seat ring 17 with movement in the axial direction is restricted in the seal portion S 2 The seal surface pressure increases.

径方向分力Fβについては、シートリング17を外周方向に変形させるように作用するが、シール部Sから軸方向に遠い底面17−1の近傍はシール部Sの押圧によって外周方向への変形が規制され、シール部Sの面圧が上がる。 The radial component force F beta, the seat ring 17 acts to deform the outer circumferential direction, near the far bottom 17-1 from the sealing portion S 1 in the axial direction toward the outer circumference by the pressing of the seal portion S 2 deformation is restricted, the surface pressure of the seal portion S 2 rises.

さらに、高圧になるほどシートリング17とボール14とが接触する加重(つまり、シール部Sの面圧)が増加し、シートリング17はより外周方向に変形しようとする。しかし、外周方向の変形は前述のシール部Sでの規制に加え、シートリテーナ20により阻止されるため、シートリング17はシール部Sを支点として第1の空間31を埋めるようにシートリング保持溝20aの底面20a−1側に倒れる。 Furthermore, weighting of contact between the more seat ring 17 and the ball 14 becomes a high pressure (i.e., the surface pressure of the seal portion S 1) is increased, the sheet ring 17 to deform more outer circumferential direction. However, the deformation of the outer peripheral direction in addition to the regulation by the aforementioned seal portion S 2, because it is blocked by the sheet retainer 20, the seat ring as the seat ring 17 fills the first space 31 as a fulcrum seal portion S 2 The holding groove 20a falls to the bottom surface 20a-1 side.

ここで、第1の空間31はシートリング17の変形量以上に確保されているので、シートリング17の押圧変形は第1の空間31内に吸収されるとともに、シートリング保持溝20aの底面20a−1とシートリング17の底面17−1との間に常に一定にクリアランスが保たれることになる。   Here, since the first space 31 is secured more than the deformation amount of the seat ring 17, the pressure deformation of the seat ring 17 is absorbed into the first space 31, and the bottom surface 20a of the seat ring holding groove 20a. -1 and the bottom surface 17-1 of the seat ring 17 always maintain a constant clearance.

したがって、シール部Sの幅が拡大して面圧を低下させたり、シール部Sが外周方向に移動することによりシール部Sとのシール径の差が拡大するようなことがなく、常に一定のシール部Sが保たれ、圧力や温度に関わらず確実に面圧が加わることになり、安定したシール性が得られる。 Therefore, it reduces the surface pressure width of the seal portion S 2 is an enlarged, without such difference in seal diameter to expand the seal portion S 1 by the seal portion S 2 is moved in the outer circumferential direction, a constant and seal portion S 2 is maintained, will be surely surface pressure is applied regardless of the pressure or temperature, stable sealing property can be obtained.

なお、このようにシートリング保持溝20aの底面20a−1が傾斜していなければ、つまり傾斜角θが90°であれば、上述したくさび作用は働かないので、シートリング17の底面17−1近傍の径方向への移動が規制されなくなり、シール部Sのシール面圧は上がらない。つまり、安定したシール性が得られない。 In this way, if not the bottom surface 20a-1 of the seat ring holding groove 20a is inclined, that is, if the inclination angle theta 1 is is 90 °, since no work is wedge effect described above, the bottom surface of the seat ring 17 17- 1 moves in the radial direction in the vicinity of no longer restricted, the seal surface pressure of the seal portion S 2 does not increase. That is, a stable sealing property cannot be obtained.

なお、第2の空間32はシートリング保持溝20aの内径に接し、シール部Sは移動しないので、この第2の空間32が大きくなることはない。よって、シートリング17を押し出す力は軸方向に働き、飛び出しやすいボール14との接線垂直方向への力は防がれている。 The second space 32 is in contact with the inner diameter of the seat ring holding groove 20a, the seal portion S 2 does not move, is not that the second space 32 is increased. Therefore, the force that pushes out the seat ring 17 works in the axial direction, and the force in the direction tangential to the ball 14 that tends to jump out is prevented.

ここで、前述のように、シートリング17の外周面には連通溝17aが形成されて第1の空間31はキャビティ16と同圧になっているので、第1の空間31に圧力が入ることによるシートリング17をシートリング保持溝20aから押し出す力は発生しない。   Here, as described above, the communication groove 17 a is formed on the outer peripheral surface of the seat ring 17, and the first space 31 has the same pressure as the cavity 16, so that pressure enters the first space 31. No force is generated to push out the seat ring 17 from the seat ring holding groove 20a.

さて、ボールバルブを閉から開にする過程で、シートリング17とボール14の間に発生する負圧や第2の空間32に溜まった圧力により、瞬間的にシートリング17をキャビティ16へ押し出す力が働く。このとき、本実施の形態では、シートリング17が環状のリテーナリング19に当接することによって飛び出しが防止されている。   Now, in the process of opening the ball valve from closing to closing, the force that momentarily pushes the seat ring 17 into the cavity 16 due to the negative pressure generated between the seat ring 17 and the ball 14 or the pressure accumulated in the second space 32. Work. At this time, in the present embodiment, the seat ring 17 abuts on the annular retainer ring 19 to prevent popping out.

そして、本願の第2の発明に係る実施の形態において、このリテーナリング19は、ボルト25により隙間部19aが塞がれてリテーナリング19の縮径および回転が阻止された状態でリテーナリング保持溝20dに嵌め込まれているので、図6に示すように、ボール14との間には十分なクリアランスLが確保される。これに対して、図8および図9に示すように、リテーナリング19の上からボルト25で固定した場合には、ボルト25の先端が突出するために、ボール14との間には必要なクリアランスLが確保されにくくなる。したがって、本願では、ボルト25とボール14との干渉、およびこれに伴うシール性能の悪化や作動不良のおそれはない。よって、必要なクリアランスを得るためにリテーナリングおよびシートリテーナの寸法を外径側に大きくしなくてもよい。   In the embodiment according to the second invention of the present application, the retainer ring 19 has a retainer ring retaining groove in a state where the gap portion 19a is blocked by the bolt 25 and the diameter reduction and rotation of the retainer ring 19 are prevented. Since it is fitted in 20d, a sufficient clearance L is ensured between the balls 14 as shown in FIG. On the other hand, as shown in FIGS. 8 and 9, when the retainer ring 19 is fixed with the bolt 25, the tip of the bolt 25 protrudes, so that a necessary clearance between the ball 14 is required. L is difficult to be secured. Therefore, in the present application, there is no possibility of interference between the bolt 25 and the ball 14, and deterioration of the sealing performance and malfunction due to this interference. Therefore, in order to obtain a necessary clearance, the dimensions of the retainer ring and the seat retainer need not be increased toward the outer diameter side.

また、リテーナリングの上からボルト固定した場合には、ボルトを環状に多数配置することにより、シートリング17が飛び出そうとする力に対して、それを保持する強度が必要となるが、本実施の形態では、リテーナリング19をリテーナリング保持溝20dに嵌め込んでおり、さらに、上述のようにシール部Sからの反力によってシール部Sに積極的に面圧が加わるので、シートリング17に対する初期の押圧力が必要なく、ボルトを多数配置する必要もないため、部品点数が少なくなって組立工数が増加することがない。 In addition, when the bolt is fixed from above the retainer ring, a large number of bolts are arranged in an annular shape, so that the strength for holding the seat ring 17 against the force of the seat ring 17 to jump out is required. in the embodiment, which is fitted a retainer ring 19 to the retainer ring holding groove 20d, further, aggressively since the surface pressure is applied to the seal portion S 2 by the reaction force from the seal portion S 1 as described above, the seat ring Since the initial pressing force for 17 is not required, and it is not necessary to arrange a large number of bolts, the number of parts is reduced and the number of assembly steps is not increased.

さらに、リテーナリングの上からボルト固定した場合には、ボルトには所定の強度が必要になるのみならず、振動やリテーナリングの動きによってボルトが緩むおそれがあるが、本実施の形態では、ボルト25をリテーナリング19の隙間部19aに嵌め込んでいるので、ボルト25は両側からのせん断荷重しか受けないため、ボルト25の引っ張り強度不足や緩みがなくなる。そして、せん断荷重はリテーナリング19が回転しようとする力のみであるので、ボルト25をせん断するまでの大きな応力は加わることがないので、取付強度が向上するとともに、ボール14とシートリテーナ20とをシールするシートリング19の保持機能としてのリテーナリング19の信頼性が向上する。   Further, when the bolt is fixed from above the retainer ring, the bolt not only needs to have a predetermined strength, but also the bolt may loosen due to vibration or movement of the retainer ring. 25 is fitted in the gap 19a of the retainer ring 19, so that the bolt 25 receives only a shear load from both sides, so that the bolt 25 is not insufficiently pulled or loosened. Since the shear load is only the force that the retainer ring 19 tries to rotate, a large stress is not applied until the bolt 25 is sheared, so that the mounting strength is improved and the ball 14 and the seat retainer 20 are connected. The reliability of the retainer ring 19 as a holding function of the seat ring 19 to be sealed is improved.

なお、図7に示すように、リテーナリング19を複数に分割(ここでは3分割)して形成し、隙間部19aにボルト25を取り付けるようにしてもよい。このような構造にすれば、同一の円弧状部品を複数用いればよいことから、材料費が安くなり、しかも可撓性が低くてもよいことから、剛性の高いリングが容易に組み立て・分解できるようになる。   As shown in FIG. 7, the retainer ring 19 may be divided into a plurality of parts (here, divided into three parts), and the bolts 25 may be attached to the gaps 19a. With such a structure, it is sufficient to use a plurality of the same arc-shaped parts, so that the material cost is reduced and the flexibility may be low, so that a rigid ring can be easily assembled and disassembled. It becomes like this.

なお、前述のように、ボルト25以外であっても、リテーナリング19の隙間部19aを塞ぐことができる部材であればよい。しかしながら、ボルト25を用いれば、再利用が可能であり、しかも取り付けや取り外しが容易でメンテナンス性に優れる。   As described above, any member other than the bolt 25 may be used as long as it can block the gap portion 19a of the retainer ring 19. However, if the bolt 25 is used, it can be reused, and it is easy to attach and remove, and is excellent in maintainability.

以上の説明において、第1の空間31は、外径になるほどボール14側に傾斜しながら隙間が広くなっているが(図3参照)、シートリング保持溝20aの底面20a−1の外周端とシートリング17の底面17−1の外周端とが非接触となっていれば足り、外径になるほど隙間が広くなっていなくてもよい。つまり、図10に示すように、シートリング17の底面17−1が凹状に湾曲した断面形状であっても、あるいは段差形状であっても、その他種々の形状であっても、シートリング保持溝20aの底面20a−1の外周端とシートリング17の底面17−1の外周端とが非接触であればよい。   In the above description, the first space 31 is inclined toward the ball 14 side as the outer diameter is increased (see FIG. 3), but the first space 31 has an outer peripheral end of the bottom surface 20a-1 of the seat ring holding groove 20a. It is sufficient that the outer peripheral end of the bottom surface 17-1 of the seat ring 17 is not in contact, and the gap does not have to become wider as the outer diameter is increased. That is, as shown in FIG. 10, the seat ring holding groove can be used regardless of whether the bottom surface 17-1 of the seat ring 17 has a concavely curved cross-sectional shape, a stepped shape, or other various shapes. The outer peripheral end of the bottom surface 20a-1 of 20a and the outer peripheral end of the bottom surface 17-1 of the seat ring 17 may be non-contact.

本実施の形態では、本発明をトラニオン型のボールバルブに適用した場合が示されているが、フローティング型など、種々の構造のボールバルブに適用することが可能である。   In this embodiment, the case where the present invention is applied to a trunnion type ball valve is shown, but the present invention can be applied to a ball valve having various structures such as a floating type.

本発明の一実施の形態におけるボールバルブを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the ball valve in one embodiment of this invention. 図1のボールバルブの要部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the principal part of the ball valve of FIG. 図1のボールバルブの要部を拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which expands and shows the principal part of the ball valve of FIG. 図1のボールバルブに用いられたリテーナリングを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the retainer ring used for the ball valve of FIG. 図4のリテーナリングとボルトとの関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the retainer ring of FIG. 4, and a volt | bolt. 図4のリテーナリングの取付構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the attachment structure of the retainer ring of FIG. 変形例としてのリテーナリングを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the retainer ring as a modification. 本発明者が検討対象としたリテーナリングとボルトとの関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the retainer ring and the volt | bolt which this inventor examined. 本発明者が検討対象としたリテーナリングの取付構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the attachment structure of the retainer ring which this inventor considered. 本発明の他の実施の形態におけるボールバルブの要部を拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which expands and shows the principal part of the ball valve in other embodiment of this invention. 特許文献1に記載のボールバルブを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the ball valve of patent document 1.

符号の説明Explanation of symbols

12 ハウジング
12a ボディー
12b ボディーキャップ
13 流路
14 ボール
14a 貫通孔
15a,15b ステム
16 キャビティ
17 シートリング
17−1 底面
17a 連通溝
18 リング
19 リテーナリング
19a 隙間部
20 シートリテーナ(シート保持手段)
20a シートリング保持溝
20a−1 底面
20b スプリング保持穴
20c シール保持溝
20d リテーナリング保持溝
21 スプリング
25 ボルト(スペーサ)
31 第1の空間
32 第2の空間
シール部
シール部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 Housing 12a Body 12b Body cap 13 Flow path 14 Ball | bowl 14a Through-hole 15a, 15b Stem 16 Cavity 17 Seat ring 17-1 Bottom surface 17a Communication groove 18 Ring 19 Retainer ring 19a Clearance part 20 Sheet retainer (sheet holding means)
20a Seat ring retaining groove 20a-1 Bottom surface 20b Spring retaining hole 20c Seal retaining groove 20d Retainer ring retaining groove 21 Spring 25 Bolt (spacer)
31 first space 32 second space S 1 seal portion S 2 seal portion

Claims (4)

ハウジング内に形成された流路上に回動自在に配置され、前記流路と連通する貫通孔が形成されて当該貫通孔により前記流路を開閉するボールと、
前記ボールにおける流体の少なくとも流入側または流出側に設けられ、前記ボールの外周面に圧接するシートリングと、
外径になるほど前記ボール側に傾斜する底面を備えた環状のシートリング保持溝が形成され、前記シートリングを前記シートリング保持溝に嵌め込んでこれを保持するシート保持手段とを有し、
前記シートリング保持溝の底面と前記シートリングの底面とで、当該シートリングの最内径側底面を含む底面と前記シートリング保持溝の底面とが接して前記シート保持手段と前記シートリングとの間をシールするシール部と、当該シール部の外径側に位置して外径になるほど前記ボール側に傾斜しながら隙間が広くなるとともに前記シートリング保持溝の底面の外周端と前記シートリングの底面の外周端とが非接触となった第1の空間とが形成され、
前記シール部を支点にして前記第1の空間内に前記シートリングの押圧変形が吸収される、
ことを特徴とするボールバルブ。
A ball rotatably disposed on a flow path formed in the housing, and a through hole communicating with the flow path is formed to open and close the flow path by the through hole;
A seat ring that is provided on at least the inflow side or the outflow side of the fluid in the ball and is in pressure contact with the outer peripheral surface of the ball;
An annular seat ring holding groove having a bottom surface inclined toward the ball as the outer diameter is formed, and has a sheet holding means for fitting the seat ring into the seat ring holding groove and holding the seat ring;
Between the bottom surface of the seat ring retaining groove and the bottom surface of the seat ring, the bottom surface including the bottom surface on the innermost diameter side of the seat ring and the bottom surface of the seat ring retaining groove are in contact with each other between the sheet retaining means and the seat ring. a sealing portion for sealing the bottom surface of the seat ring and the outer peripheral edge of the bottom surface of the seat ring holding groove with a gap widens while inclined to the ball side as fall outside diameter located on the outer diameter side of the seal portion A first space that is not in contact with the outer peripheral edge of the
The pressure deformation of the seat ring is absorbed in the first space with the seal portion as a fulcrum,
A ball valve characterized by that.
前記シートリングの外周面には、前記第1の空間とキャビティとを連通する連通溝が形成されていることを特徴とする請求項1記載のボールバルブ。   The ball valve according to claim 1, wherein a communication groove that connects the first space and the cavity is formed on an outer peripheral surface of the seat ring. 前記シール部の内径側には、前記シートリング保持溝の底面と前記シートリングの底面とにより第2の空間が形成されていることを特徴とする請求項1または2記載のボールバルブ。   The ball valve according to claim 1 or 2, wherein a second space is formed on the inner diameter side of the seal portion by a bottom surface of the seat ring holding groove and a bottom surface of the seat ring. ハウジング内に形成された流路上に回動自在に配置され、前記流路と連通する貫通孔が形成されて当該貫通孔により前記流路を開閉するボールと、
前記ボールにおける流体の少なくとも流入側または流出側に設けられ、前記ボールの外周面に圧接するシートリングと、
環状のシートリング保持溝が形成され、前記シートリングを前記シートリング保持溝に嵌め込んでこれを保持するシート保持手段と、
C字形または複数に分割形成されて隙間部を備え、前記シートリングが当接して当該シートリングの前記シートリング保持溝からの脱落を阻止するリテーナリングと、
前記シート保持手段に形成され、前記リテーナリングの外径側が嵌め込まれて当該リテーナリングを保持するリテーナリング保持溝と、
前記リテーナリングの前記隙間部に嵌め込まれるようにして前記シート保持手段に取り付けられ、前記リテーナリングの縮径および回転を阻止するスペーサと
を有することを特徴とするボールバルブ。
A ball rotatably disposed on a flow path formed in the housing, and a through hole communicating with the flow path is formed to open and close the flow path by the through hole;
A seat ring that is provided on at least the inflow side or the outflow side of the fluid in the ball and is in pressure contact with the outer peripheral surface of the ball;
An annular seat ring holding groove is formed, and a sheet holding means for fitting the seat ring into the seat ring holding groove and holding it,
A retainer ring that is formed in a C-shape or divided into a plurality of gaps, the seat ring abuts and prevents the seat ring from falling off the seat ring holding groove;
A retainer ring holding groove formed on the sheet holding means and fitted with an outer diameter side of the retainer ring to hold the retainer ring;
A ball valve comprising: a spacer attached to the seat holding means so as to be fitted into the gap portion of the retainer ring, and a spacer for preventing the diameter reduction and rotation of the retainer ring.
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