JP4944683B2 - Ball valve seat ring - Google Patents

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Description

本発明は、ボールを回転自在に支承する型のボールバルブのボールをシールするシートリングに関し、特にシール箇所が複数箇所となるシートリングに関する。   The present invention relates to a seat ring that seals a ball of a ball valve of a type that rotatably supports the ball, and more particularly to a seat ring that has a plurality of seal locations.

従来からボールバルブにおいてはガスケット、シートリングにより可動部となる弁体であるボールとボディとの密封を行っている。特にフローティングタイプのボールバルブに使用される流入側のシートリングは、ボールとボディを密封させる必要があり、その構造は、断面が略四角形状のシートにボール状の弁体と接触する曲面を凹設した構造となっている。   Conventionally, in a ball valve, a ball, which is a valve body serving as a movable part, and a body are sealed by a gasket and a seat ring. In particular, the seat ring on the inflow side used for a floating type ball valve needs to seal the ball and the body, and its structure is a seat with a substantially square cross section with a curved surface that contacts the ball-shaped valve element. It has a set structure.

しかし、近年では使用する流体や環境により、ボディフランジを別部品として形成し、ボルト等で結合するバルブ用のフランジを使用するケースが増加している。そのため、ボールとボディだけではなく、ボディとフランジの結合面についても流体が漏れないように密封する必要が生じ、そのためのより密封性を高めたシートリングの開発が望まれていた。   However, in recent years, the number of cases in which a body flange is formed as a separate part and a flange for a valve that is coupled with a bolt or the like is increased depending on the fluid and environment used. Therefore, it is necessary to seal not only the ball and the body but also the connecting surface between the body and the flange so that the fluid does not leak. Therefore, development of a seat ring with higher sealing performance has been desired.

また、フローティングタイプのボールバルブのシール効果を高めるシール構造として、図４に示す従来のシール構造６０があるが、ソフトシート６１と、シートリング座６２と、バックアップリング６３と、スプリング６４と、Ｏリング６５と、シートホルダー６６とからなる複雑な構造である。この構造では、ソフトシートとバックアップリングの二重構造により、弁体６７とのシール性、耐ダスト性を高めている。しかし、このボールバルブの構造は部品点数が多く、構造が複雑で重量が増大する等の問題点がある。   Further, as a sealing structure that enhances the sealing effect of the floating type ball valve, there is a conventional sealing structure 60 shown in FIG. 4, but a soft seat 61, a seat ring seat 62, a backup ring 63, a spring 64, an O This is a complicated structure including a ring 65 and a seat holder 66. In this structure, the sealing structure and the dust resistance with the valve body 67 are enhanced by the double structure of the soft seat and the backup ring. However, the structure of this ball valve has many problems such as a large number of parts, a complicated structure and an increase in weight.

また、スラリー流体である場合、弁体にスラリーが付着するという問題もあった。付着したスラリは弁体のスムースな回転を妨げる結果となっていた。これに対し、ワイパーリングを設けた構成では固形物による損傷を防ぐ技術が用いられている。しかし、通常、ワイパーリングはワイパー溝内に嵌合する構造であってシールが主目的ではなく、シートとワイパーリングの間には間隙があるため、不純固形物が入り込むことがあるという欠点があった。   Moreover, when it was a slurry fluid, there also existed a problem that a slurry adhered to a valve body. The adhered slurry was a result of hindering the smooth rotation of the valve body. On the other hand, in the structure provided with the wiper ring, a technique for preventing damage due to solid matter is used. However, the wiper ring usually has a structure that fits in the wiper groove, and the seal is not the main purpose. Since there is a gap between the sheet and the wiper ring, there is a drawback that impure solids may enter. It was.

上記観点から、部品数を増やすことなく、密着性・耐圧性に優れたシートの開発が望まれていた。
特開２００２−５３１４ From the above viewpoint, development of a sheet having excellent adhesion and pressure resistance without increasing the number of parts has been desired.
JP2002-5314

本件発明は、上記問題点を解消するために、一つの部品で３ヶ所を同時にシールすることができるボールバルブのシートリングを提供することを目的としている。   The object of the present invention is to provide a ball valve seat ring capable of simultaneously sealing three locations with one component in order to solve the above-mentioned problems.

上記目的を達成するために、本発明のシートリングは、ボディと、フランジを有するカバーと、弁体であるボールとを備えたボールバルブのボールとボディ（バルブ本体）との間に介装されるシートリングとからなるボールバルブにおいて、前記シートリングが、シートリングの内周側に、ボールと接触する曲面を形成した断面円弧状の第一シール部を備えるとともに、シートリングの外周側に、ボディと接触する傾斜面を形成した第二シール部と、カバーと接触する傾斜面を形成した第三シール部と、第二シール部と第三シール部の間に設けられる突条と、を備えた構成である。   To achieve the above object, a seat ring of the present invention is interposed between a ball of a ball valve including a body, a cover having a flange, and a ball that is a valve body, and the body (valve body). In the ball valve comprising a seat ring, the seat ring includes a first seal portion having an arc-shaped cross section that forms a curved surface in contact with the ball on the inner peripheral side of the seat ring, and on the outer peripheral side of the seat ring, A second seal portion that forms an inclined surface that contacts the body, a third seal portion that forms an inclined surface that contacts the cover, and a ridge provided between the second seal portion and the third seal portion. It is a configuration.

また、前記シートリングは、第二シール部がボディの接触面の斜度に合わせて肩部が垂直に直交する面から１０°から２０°肩下がりに傾斜しており、第三シール部がカバーの接触面に合わせて垂直に直交する面から１０°から２０°肩下がりに傾斜している構成である。
また、前記シートリングは、第二シール部および第三シール部が湾曲している構成である。 In the seat ring, the second seal portion is inclined from 10 ° to 20 ° downward from the surface perpendicularly perpendicular to the inclination of the contact surface of the body, and the third seal portion is covered. In accordance with the contact surface, the surface is inclined 10 ° to 20 ° downward from a surface perpendicular to the vertical direction.
Further, the seat ring is configured such that the second seal portion and the third seal portion are curved.

上記のような構成であるため、本発明に係るシートリングによれば、
１．ボールとボディとカバーの３箇所を同時にシールできるので、従来の同種のシール構造より部品点数が減少でき、構造が簡素化される。また、バルブ装置全体を取り替えるのではなく、シートリングを交換するだけで長期間使用することができる。シートリングがボディとカバーとの間に介装されているため、交換が容易である。
２．ボール弁が回転すると第一シール部によってボール表面に付着した固体粒子が取り払われるため、粒状体を含むスラリー状の流体においても回転がスムースである。また、ワイパーリングを用いることなく固体粒子を除去することができる。傾斜である為に密閉性が高く、また、シートリングの介装が容易である。
３．シール面が湾曲しているため、シール性が高い。 Because of the configuration as described above, according to the seat ring according to the present invention,
1. Since the ball, the body, and the cover can be sealed at the same time, the number of parts can be reduced and the structure can be simplified as compared with the conventional seal structure of the same type. In addition, the entire valve device can be used for a long period of time simply by replacing the seat ring. Since the seat ring is interposed between the body and the cover, replacement is easy.
2. When the ball valve rotates, the solid particles adhering to the ball surface are removed by the first seal portion, so that the rotation is smooth even in the slurry-like fluid including the granular material. Moreover, solid particles can be removed without using a wiper ring. Since it is inclined, the sealing performance is high, and the seat ring is easy to interpose.
3. Since the sealing surface is curved, the sealing performance is high.

以下に、本発明に係るバルブのシートリングを図面に示す実施例に沿って詳述する。図１は本発明のシートリングが装着されたボールバルブの側断面図であり、図２は本発明のシートリングの断面図であり、図３は第二シール部および第三シール部の断面図である。図４は、従来のシート構造の断面図である。   Below, the seat ring of the valve | bulb which concerns on this invention is explained in full detail along the Example shown on drawing. 1 is a side sectional view of a ball valve equipped with a seat ring of the present invention, FIG. 2 is a sectional view of the seat ring of the present invention, and FIG. 3 is a sectional view of a second seal portion and a third seal portion. It is. FIG. 4 is a cross-sectional view of a conventional sheet structure.

図１に示すように、本発明のシートリング２０を装着したボールバルブ1０は、ボール状の弁体３０と、ボディ４０と、フランジ５２を有するカバー５０と、を備えた構造である。左右にある流体の流入口と流出口を流れる液体の流量を中央のボール弁を回転させて開閉制御する構成である。   As shown in FIG. 1, a ball valve 10 equipped with the seat ring 20 of the present invention has a structure including a ball-shaped valve body 30, a body 40, and a cover 50 having a flange 52. The flow rate of the liquid flowing through the inlet and outlet of the fluid on the left and right is controlled to open and close by rotating a central ball valve.

本実施例のシートリング２０は、弁体の流入口側（図１の左側）に弁体３０に摺接するように介装されているが、流入側と流出側の両方に介装することも可能である。
シートリング２０は、弾性を有する素材からなる環状に形成された部材であり、図２に示すように、ボール状の弁体３０と接触する曲面である第一シール部２２と、弁体を覆うボディ４０と接触する第二シール部２４と、配管用のフランジ５２を有するカバー５０に接触する第三シール部２６と、からなる形状である。また、外周側に設けられた第二シール部２４と第三シール部２６との間には突条２８が形成されている。 The seat ring 20 of this embodiment is interposed so as to be in sliding contact with the valve body 30 on the inlet side (left side in FIG. 1) of the valve body, but may be interposed on both the inflow side and the outflow side. Is possible.
The seat ring 20 is an annular member made of an elastic material, and covers the first seal portion 22 that is a curved surface that contacts the ball-shaped valve body 30 and the valve body, as shown in FIG. The second seal portion 24 is in contact with the body 40 and the third seal portion 26 is in contact with a cover 50 having a piping flange 52. Further, a protrusion 28 is formed between the second seal portion 24 and the third seal portion 26 provided on the outer peripheral side.

第一シール部２２は、流路を流れる流体とボディキャビティ３２との間を密封するシール部である。第一シール部はシートリング２０の内周側に設けられており、シール面はボール状の弁体３０の球面に沿って曲面状に形成されている。図２に示すように、第一シール部は断面円弧状に形成されている。ボディキャビティ３２と流路を第一シール部で確実に密閉する構造である。
スラリー流体の場合、固体粒子が弁体３０に付着し、ボールの摺動を妨げたり、ボールに傷をつけるおそれがある。特に弁体を閉鎖した場合にはボールの球面に固体粒子が多く付着している。本発明のシートリングは、球面と接触する曲面を有した第一シール部２２が、弁体３０に付着した固体粒子を落とす役割を果たしている。 The first seal portion 22 is a seal portion that seals between the fluid flowing in the flow path and the body cavity 32. The first seal portion is provided on the inner peripheral side of the seat ring 20, and the seal surface is formed in a curved shape along the spherical surface of the ball-shaped valve body 30. As shown in FIG. 2, the first seal portion is formed in a circular arc shape in cross section. The structure is such that the body cavity 32 and the flow path are securely sealed by the first seal portion.
In the case of a slurry fluid, solid particles may adhere to the valve body 30 and prevent the ball from sliding or damage the ball. In particular, when the valve body is closed, many solid particles adhere to the spherical surface of the ball. In the seat ring of the present invention, the first seal portion 22 having a curved surface in contact with the spherical surface plays a role of dropping solid particles adhering to the valve body 30.

第二シール部２４は、ボディキャビティ３２とボディ４０との間を密封するシール部である。第二シール部２４はシートリング２０の外周側に設けられており、ボディ４０との接触面に介装され、傾斜２５に形成されている。
図３に示すように、傾斜２５は、ボディの接触面に合わせて垂直に直交する面から１０°から２０°肩下がりに形成される。また、図２に示すように、傾斜に加え第二シール部２４を湾曲させる構造とすることも可能である。傾斜の形成や、湾曲面とすることで、ボディ４０との密着性が高まり、高いシール効果を発揮することができる。 The second seal portion 24 is a seal portion that seals between the body cavity 32 and the body 40. The second seal portion 24 is provided on the outer peripheral side of the seat ring 20, is interposed on the contact surface with the body 40, and is formed at an inclination 25.
As shown in FIG. 3, the inclination 25 is formed so as to fall from the surface perpendicularly perpendicular to the contact surface of the body by 10 ° to 20 °. Moreover, as shown in FIG. 2, it is also possible to make it the structure which curves the 2nd seal part 24 in addition to inclination. By forming an inclined surface or a curved surface, the adhesion with the body 40 is enhanced and a high sealing effect can be exhibited.

第三シール部２６は、流路とカバー５０との間を密封するシール部である。第三シール部２６はシートリング２０の外周側に設けられており、カバーとの接触面に介装され、傾斜２７に形成されている。
図３に示すように、傾斜２７は、カバーの接触面に合わせて垂直に直交する面から１０°から２０°肩下がりに形成される。また、図２に示すように、傾斜に加え第三シール部２６を湾曲させる構造とすることも可能である。第二シール部２４と同様、傾斜や湾曲により高いシール効果を発揮することができる。 The third seal portion 26 is a seal portion that seals between the flow path and the cover 50. The third seal portion 26 is provided on the outer peripheral side of the seat ring 20, is interposed on the contact surface with the cover, and is formed on the slope 27.
As shown in FIG. 3, the slope 27 is formed so as to fall from the surface perpendicular to the contact surface of the cover by 10 ° to 20 °. Moreover, as shown in FIG. 2, it is also possible to make it the structure which curves the 3rd seal | sticker part 26 in addition to inclination. Similar to the second seal portion 24, a high sealing effect can be exhibited by tilting and bending.

第二シール部２４と第三シール部２６との間には、突条２８が形成されている。ボディ４０とカバー５０との間に突条２８が介装される段差を設けることで密封性が増し、流体の漏れを確実に防止する構造となっている。   A protrusion 28 is formed between the second seal portion 24 and the third seal portion 26. By providing a step in which the ridge 28 is interposed between the body 40 and the cover 50, the sealing performance is increased, and the fluid is surely prevented from leaking.

本実施例では、ボディ４０と接触する第二シール部およびカバー５０と接触する第三シール部は湾曲面となっているが、これらの湾曲面はそれぞれ変更を加えることが可能である。例えば、第二シール部２４または第三シール部２６の湾曲面に溝を形成し、ボディ４０またはカバー５０との接触面にバックアップリング等を嵌装して、シール強度を高める構造とすることも可能である。   In the present embodiment, the second seal portion that comes into contact with the body 40 and the third seal portion that comes into contact with the cover 50 are curved surfaces, but these curved surfaces can be modified. For example, a groove may be formed on the curved surface of the second seal portion 24 or the third seal portion 26, and a backup ring or the like may be fitted on the contact surface with the body 40 or the cover 50 to increase the seal strength. Is possible.

本発明のシート構造では、シートリングの内周側に第一シール部２２、外周側に第二シール部２４、突条２８、第三シール部２６を形成しているため、１つのシートリングで３箇所をシールすることができ、シール部の構造により密封性の高いシートリングとなっている。
フローティングタイプのボールバルブの流入側では、シートに過大な圧力が係ることも少なく、損傷も少ない。そのため、本発明のシートリングは特にフローティングタイプのボールバルブに最適である。また、第一シール部によって流体中の粒子を弁体３０の球面から除去する効果を有するため、スラリー流体にも適している。さらに、各部材と曲面や傾斜を有して接することで密着性を高めている。また、弁体３０の回転に対しても摩擦損傷を起こさない構造である。さらに、ボディ４０とカバー５０との接合面に介装されるため、カバー５０を外してシートリング２０の交換を容易に行うことができるとともに、損傷されやすいシートを交換するだけでバルブを長期使用することが可能となる。 In the seat structure of the present invention, the first seal portion 22 is formed on the inner peripheral side of the seat ring, and the second seal portion 24, the protrusion 28, and the third seal portion 26 are formed on the outer peripheral side. Three places can be sealed, and the structure of the seal portion provides a seat ring with high sealing performance.
On the inflow side of the floating type ball valve, excessive pressure is hardly applied to the seat, and damage is small. Therefore, the seat ring of the present invention is particularly suitable for a floating type ball valve. Moreover, since it has the effect of removing particles in the fluid from the spherical surface of the valve body 30 by the first seal portion, it is also suitable for a slurry fluid. Furthermore, adhesion is improved by contacting each member with a curved surface or an inclination. Further, the structure does not cause friction damage even when the valve body 30 rotates. Furthermore, since the body 40 and the cover 50 are interposed at the joint surface, the cover 50 can be removed and the seat ring 20 can be easily replaced, and the valve can be used for a long time simply by replacing the easily damaged seat. It becomes possible to do.

本発明のシートリングを装着したボールバルブの断面図Sectional view of a ball valve equipped with the seat ring of the present invention 本発明のシートリングの断面図Sectional view of the seat ring of the present invention 本発明の第二シール部および第三シール部の断面図Sectional drawing of the 2nd seal part and 3rd seal part of this invention 従来のシート構造の断面図Sectional view of conventional seat structure

符号の説明Explanation of symbols

１０ ボールバルブ
２０ シートリング
２２ 第一シール部
２４ 第二シール部
２５、２７ 傾斜
２６ 第三シール部
２８ 突条
３０ 弁体
３２ ボディキャビティ
４０ ボディ
５０ カバー
５２ フランジ
６０ シール構造
６１ ソフトシート
６２ シートリング座
６３ バックアップリング
６４ スプリング
６５ Ｏリング
６６ シートホルダー
６７ 弁体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Ball valve 20 Seat ring 22 First seal part 24 Second seal part 25, 27 Inclination 26 Third seal part 28 Projection 30 Valve body 32 Body cavity 40 Body 50 Cover 52 Flange 60 Seal structure 61 Soft seat 62 Seat ring seat 63 Backup ring 64 Spring 65 O-ring 66 Seat holder 67 Valve element

Claims (3)

ボディと、フランジを有するカバーと、弁体であるボールとを備えたボールバルブのボールとボディとの間に介装されるシートリングとからなるボールバルブにおいて、
前記シートリングが、シートリングの内周側に、ボールと接触する曲面を形成した断面円弧状の第一シール部を備えるとともに、シートリングの外周側に、ボディと接触する傾斜面を形成した第二シール部と、カバーと接触する傾斜面を形成した第三シール部と、第二シール部と第三シール部の間に設けられる突条と、を備えた構成であることを特徴とするシートリング。 In a ball valve comprising a body, a cover having a flange, and a ball of a ball valve including a ball that is a valve body and a seat ring interposed between the body,
The seat ring includes a first seal portion having an arc-shaped cross section that forms a curved surface in contact with the ball on the inner peripheral side of the seat ring, and an inclined surface that contacts the body on the outer peripheral side of the seat ring. A sheet comprising: a second seal portion; a third seal portion formed with an inclined surface in contact with the cover; and a protrusion provided between the second seal portion and the third seal portion. ring. 前記シートリングは、第二シール部がボディの接触面の斜度に合わせて肩部が垂直に直交する面から１０°から２０°肩下がりに傾斜しており、第三シール部がカバーの接触面に合わせて垂直に直交する面から１０°から２０°肩下がりに傾斜していることを特徴とする請求項１記載のシートリング。   In the seat ring, the second seal portion is inclined 10 ° to 20 ° downward from the surface perpendicularly perpendicular to the inclination of the contact surface of the body, and the third seal portion is in contact with the cover. 2. The seat ring according to claim 1, wherein the seat ring is inclined from 10 [deg.] To 20 [deg.] From a surface perpendicularly perpendicular to the surface. 前記シートリングは、第二シール部および第三シール部が湾曲していることを特徴とする請求項１および２記載のシートリング。
The seat ring according to claim 1 or 2, wherein the seat ring has a second seal portion and a third seal portion curved.
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