JP6377934B2 - Ball valve - Google Patents
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Description
本発明は、ボールバルブに関する。 The present invention relates to a ball valve.
ボールバルブは、液体の流路を形成した弁箱と、液体を堰き止める球体の壁部に液体を通過させる貫通孔が形成されたボール弁とを備え、ボール弁の向きにより開弁又は閉弁するようになっている。そして、弁箱とボール弁との間の水密性を確保するために、ボール弁を着座させるボールシート(弁座)が弁箱の導入側開口部と導出側開口部とのそれぞれに配されている。このような構成から、ボールバルブは、ボール弁の全開又は全閉時に、ボールシートと弁箱とボール弁とにより液体が密封される空間ないし隙間を形成し、寒冷時に前記空間又は隙間に密封された液体が凍結することにより膨張し、弁箱を破損させてしまうということがあった。
この問題に対し、従来より、凍結による破損が防止されるボールバルブが開発されている(例えば、下記特許文献1)。
The ball valve includes a valve box in which a liquid flow path is formed and a ball valve in which a through hole is formed to allow the liquid to pass through a wall of a sphere that dams the liquid, and opens or closes depending on the direction of the ball valve. It is supposed to be. And in order to ensure the watertightness between the valve box and the ball valve, a ball seat (valve seat) for seating the ball valve is arranged on each of the inlet side opening part and the outlet side opening part of the valve box. Yes. With such a configuration, the ball valve forms a space or gap in which liquid is sealed by the ball seat, the valve box, and the ball valve when the ball valve is fully opened or fully closed, and is sealed in the space or gap when cold. When the liquid is frozen, it expands and damages the valve box.
Conventionally, a ball valve that prevents damage due to freezing has been developed for this problem (for example,
特許文献1に記載のボールバルブは、1次側流入口と2次側流出口とが形成され、弁室を備えた弁ボディと、弁ボディ内にシートを介して回転自在に配置し、1次側流入口と2次側流出口とを結ぶ第1軸線の方向に弁孔を貫通し、回転により1次側流入口と2次側流出口の間を開閉するボール弁体と、ボール弁体の閉鎖位置で、弁孔を弁ボディの1次側流入口に連通する連通路とを備えている。
The ball valve described in
そして、特許文献1の図4(B)に示すように、ボール弁体88の閉鎖位置で1次側流入口80に連通する連通孔98を設けたことで、消火栓弁54の閉鎖状態で閉鎖位置にあるボール弁体88の弁孔90に水が入った状態であっても、この水が連通孔98を介して1次側流入口80に接続している配管に入っている水に連通した状態としている。
Then, as shown in FIG. 4B of
このため冬場に外気温が凍結温度以下に低下し、シール84,86で仕切られて閉鎖位置にあるボール弁体88の弁孔90及びその周囲の弁箱74の中の水が凍結した場合に、凍結した氷の膨張分は、1次側に開放している連通孔98に逃げることとなり、弁孔98の水が凍結して膨張しても、弁箱74を押し広げて破損しないようになっている。 For this reason, when the outside air temperature drops below the freezing temperature in winter and the water in the valve hole 90 of the ball valve body 88 and the surrounding valve box 74 is partitioned by the seals 84 and 86 and is frozen. The expanded portion of the frozen ice escapes to the communication hole 98 opened to the primary side, and even if the water in the valve hole 98 freezes and expands, the valve box 74 is not expanded and damaged. It has become.
しかし、従来のボールバルブのボール弁体は、弁孔98をボール弁体88の外側の球面上で開口させているため、開口端縁が先鋭となり、更に開口端縁にバリが発生することがあるため、弁座を傷つけてボールバルブの水密性を低下させてしまうという問題があった。
そこで、本発明は、上記課題に鑑み、水密性を低下させ難い凍結防止可能なボールバルブを提供することを課題とする。
However, in the conventional ball valve body of the ball valve, since the valve hole 98 is opened on the outer spherical surface of the ball valve body 88, the opening edge is sharpened, and further, burr is generated at the opening edge. For this reason, there is a problem that the valve seat is damaged and the water tightness of the ball valve is lowered.
In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a ball valve capable of preventing freezing that is difficult to reduce water tightness.
本発明のボールバルブは、液体を流動させる流路が形成された弁箱と、この弁箱内に設けられた弁座と、この弁座に着座して前記流路を開閉するボール弁と、このボール弁に連結され該ボール弁を回動させる弁軸と、を備え、前記ボール弁は、前記弁箱と前記ボール弁との間に滞留し得る前記液体を抜き出す水抜き孔と、該ボール弁が開状態のときに前記流路の軸線方向に互いに対向する位置に形成された導入側開口部および導出側開口部と、を備え、この水抜き孔を形成する開口壁部の外表面側が面取りされており、前記導入側開口部および前記導出側開口部は、前記流路に沿って平行、かつ、前記弁軸の軸線方向と直交する方向に形成されるとともに、前記水抜き孔は、前記弁軸の軸線方向と直交する方向に形成されていることを特徴とする。
この構成によれば、水抜き孔を形成する開口壁部の外表面側が面取りされているため、ボール弁の回転時に開口壁部の角によってボール弁を着座させる弁座を傷つけることを防止することができる。
また、本発明のボールバルブは、液体を流動させる流路が形成された弁箱と、この弁箱内に設けられた弁座と、この弁座に着座して前記流路を開閉するボール弁と、を備え、前記ボール弁には、前記弁箱と前記ボール弁との間に滞留し得る前記液体を抜き出す水抜き孔が形成され、この水抜き孔を形成する開口壁部の外表面側が面取りされており、前記弁座には、前記ボール弁と、該ボール弁が収容される収容部との間の水密性を保持するボールシートが設けられ、前記開口壁部の面取りされた外表面側の位置が、前記水抜き孔が上流側の流路に面しているときは前記ボールシートよりも上流側に位置するように構成され、前記水抜き孔が下流側の流路に面しているときは前記ボールシートよりも下流側に位置するように構成されていることを特徴とする。
The ball valve of the present invention includes a valve box in which a flow path for flowing liquid is formed, a valve seat provided in the valve box, a ball valve seated on the valve seat and opening and closing the flow path, A valve shaft connected to the ball valve for rotating the ball valve, the ball valve having a drain hole for extracting the liquid that can stay between the valve box and the ball valve, and the ball An inlet side opening portion and a outlet side opening portion formed at positions facing each other in the axial direction of the flow path when the valve is in an open state, and the outer surface side of the opening wall portion forming the drain hole is The introduction side opening and the outlet side opening are chamfered and formed in a direction parallel to the flow path and perpendicular to the axial direction of the valve shaft, and the drain hole is It is formed in a direction orthogonal to the axial direction of the valve shaft, That.
According to this configuration, since the outer surface side of the opening wall portion that forms the drain hole is chamfered, it is possible to prevent damage to the valve seat on which the ball valve is seated by the corner of the opening wall portion when the ball valve rotates. Can do.
The ball valve of the present invention includes a valve box in which a flow path for flowing a liquid is formed, a valve seat provided in the valve box, and a ball valve that is seated on the valve seat and opens and closes the flow path. The ball valve is formed with a drain hole for extracting the liquid that can stay between the valve box and the ball valve, and the outer surface side of the opening wall part that forms the drain hole is formed on the ball valve. The valve seat is chamfered, and a ball seat for maintaining watertightness between the ball valve and the accommodating portion in which the ball valve is accommodated is provided in the valve seat, and the chamfered outer surface of the opening wall portion is provided. When the drain hole faces the upstream flow path , the position on the side is configured to be positioned upstream from the ball seat , and the drain hole faces the downstream flow path. It is configured to be positioned downstream of the ball seat when being And features.
本発明によれば、ボール弁を着座させる弁座を保護し、ボールバルブの水密性が低下することを防止することができるという効果を奏する。 According to the present invention, it is possible to protect the valve seat on which the ball valve is seated and to prevent the water tightness of the ball valve from being lowered.
以下、図を参照して本発明のボールバルブの実施形態について説明する。
図1は、本発明の一実施形態であるボールバルブ1を軸線L1を含む垂直な面で切った縦断面図である(ハンドルのみ半部断面図で示されている)。
図1に示すように、ボールバルブ1は、液体(例えば、水など)を一方向(矢印P方向)に流動させる流路Fが形成された弁箱2と、弁箱2に設けられたボールシート(弁座)3と、ボールシート3に着座して流路Fを開閉するボール弁4と、を備えており、ボール弁4には、弁箱2とボール弁4との間に滞留し得る液体又は液体の凍結物を抜き出す水抜き孔5が形成され、水抜き孔5を形成する開口壁部20(4W)の外表面4a側が面取りされている。
Hereinafter, embodiments of the ball valve of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a
As shown in FIG. 1, the
弁箱2は、内部にボール弁4を収容する弁室Rが形成された収容部6と、筒状に形成され、収容部6に向けて液体を導入するとともに弁室Rに配されたボール弁4を押える導入部7(「ボール押え」とも呼ばれる)と、収容部6に連結され液体を導出する導出部8とを備えている。
収容部6は、上流側半部6Aが軸線L1を中心軸とする略円筒状に形成され、下流側半部6Bが軸線L1を共通にしてボール弁4の外形に略沿ってやや窄む球状に形成されるとともに、その下流側が中心軸を軸線L1として導出部8に連結させる円筒状に形成されている。
The
The accommodating portion 6 is formed in a substantially cylindrical shape with the
この収容部6には、弁軸9を挿通させるとともにハンドル10を載置させる円筒状のマウント15が一体成形されている。
収容部6と導出部8とは一体的に形成されている。導入部7は、その一端部7aが収容部6に水密に嵌入されて固定されている。
A
The accommodating part 6 and the lead-out
導入部7、収容部6及び導出部8は、全体として軸線L1方向に貫通する流路Fが形成された略筒状のハウジングとなっている。マウント15は、収容部6において軸線L1方向に直交する軸線L2方向に突出するように筒状に形成され、その開口部15aからボール弁4に連結される弁軸9を突出させている。
The
ボールシート3は、弁室Rの上流側開口部R1と下流側開口部R2とに環状に配されており、ボール弁4と収容部6との間の水密性を保持しているとともに、ボール弁4を弁室Rに安定的に配置させている。
The
図1,図3に示すように、ボール弁4は、肉厚が略一定に形成された中空の略球体に形成されている。ボール弁4の壁部4Wには、軸線L1方向に互いに対向する位置に導入側開口部16と導出側開口部17とが一対形成されている。導入側開口部16と導出側開口部17とは、それぞれ導入部7及び導出部8と略同じ開口面積となるように形成され、弁箱2の流路Fを軸線L1方向に連通させることができるようになっている。
As shown in FIGS. 1 and 3, the
水抜き孔5は、図1又は図3に示すように、閉弁時に導入部7に対向する壁部4Wであって、導入側開口部16の中心と導出側開口部17の中心とを結ぶ軸線L3に直交する軸線L4方向視中央に(この実施形態では軸線L4を中心とする円形で)形成されている。水抜き孔5の大きさは、流路Fに0.5MPaの水圧で2分間流水した場合に水圧に耐え得る大きさに形成されていることが好ましい。
As shown in FIG. 1 or 3, the
水抜き孔5を形成するボール弁4の開口壁部20の外表面4a側は面取りされている。面取りの形状は、軸線L4に直交する仮想平面S上で開口壁部20を切断し、水抜き孔5の開口端部とボールシート3との接触を回避する形状とされているが、ボールシート3に水抜き孔5の開口端部が接触して傷つけないようにされた形状であれば、開口壁部20の先端角部を例えば滑らかに湾曲させた形状であってもよい。
なお、面取りの形状は、図3に示すように仮想平面S上で開口壁部20を切断した、水抜き孔5の開口端部を内周円としたドーナツ円形状とされているが、仮想平面Sが軸線L2に近づくに従い、面取り部の外周円において仮想平面Sとボール弁4の球面とが成す角度が鋭角になり、ボールシート3が接触した際に傷がつきやすくなる。そのため、面取りの外周円がボールシート3よりも手前になるよう形成するのが好ましい。
The
The chamfered shape is a donut circle shape with the opening end portion of the
以上の構成により、軸線(回転軸線)L2を中心にボール弁4を回転させることにより導入部7及び導出部8の各流路Fとボール弁4に形成された導入側開口部16と導出側開口部17とを連通させて流路Fを開弁し、又は、ボール弁4の壁部4Wが流路Fを閉塞させて閉弁するようになっている。
With the above-described configuration, the
マウント15内には、弁軸9が挿入されておりマウント15に形成された開口部15aから軸線L2方向に弁軸9を突出させている。
弁軸9は、図3に示すようにその一端部18をボール弁4に嵌合させ、他端部19をハンドル10に嵌合させた棒状の部材である。弁軸9の一端部18は、ボール弁4に係合して回転可能なように矩形等の断面視多角形状に形成されている。
The valve shaft 9 is inserted into the
As shown in FIG. 3, the valve shaft 9 is a rod-shaped member having one
弁軸9の他端部19は、マウント15の開口部15aの直径方向に延びる偏平な形状に形成されている。弁軸9の軸線L2方向中間部21は、円筒状に形成され、マウント15内で支持されつつボール弁4に向かって延び、軸線L2を中心に回転可能となっている。
弁軸9の中間部の外周面にはOリング22,23の間にバックアップリング24が配され、更に弁軸9の他端部19側に弁軸押え25が介装されている。
The
A
図2,図3に示すように、ハンドル10は、外形が円柱形状に形成されているとともに、その先端面(本図では上端面)に円の径方向に延びるよう先端面から突出したつまみ部26が設けられている。このハンドル10は、弁軸9を内側に保持するとともに、図1に示すマウント15に設けられたハンドルガイド27を介してマウント15に被冠するよう取り付けられている。
以上により、ハンドル10を回転させることにより弁軸9を、軸線L2を中心に回転させ、ボール弁4を開閉することができるようになっている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
As described above, by rotating the
次に、ボールバルブ1の使用方法,作用及び機能について説明する。図4−図6は、図3に示した開弁されたボールバルブ1を閉弁するまでの動作をX−X線で矢視した断面図である。
図1,図3に示すように、ボールバルブ1は、配管点検や水道管等の工事に際して不図示の仮設配管等に接続され、開弁又は閉弁される。
Next, the usage method, operation, and function of the
As shown in FIGS. 1 and 3, the
水抜き孔5を形成するボール弁4の開口壁部20は、外表面4a側において面取りされ、水抜き孔5の形成に伴って発生するバリが取り除かれているため、ボール弁4の回転時に水抜き孔5を形成する開口壁部20の先端でボールシート3を引っ掻いて損傷させることを防止することができる。
The opening
このボールバルブ1は、開弁時、図4に示すように、導入部7からボール弁4を経て導出部8に向かって矢印P方向に液体を流動させる。また、図3に示すハンドル10を回転させてボール弁4を閉弁させようとする(半開の状態にする)と、図5に示すように、ボール弁4は、その回転に伴って漸次流路Fを閉じるとともに、ボール弁4内の液体をボール弁4と弁箱2の弁室Rの中に流し込む。
When the
そして、ボールバルブ1を全閉すると、ボール弁4は、図6に示すように導入部7に流入した液体をボール弁4で略堰き止めるとともに、弁室Rの液体を堰き止める。そして、再びボールバルブ1を図4に示すように完全に開弁させると、ボール弁4は、液体を流路F内に流動させるが、弁箱2とボール弁4との隙間30に溜まった液体をこの隙間30に滞留させる。
When the
したがって、寒冷期において、ボールバルブ1が長時間に亘って全開又は全閉された状態に置かれると、図4に示すボール弁4と弁箱2との隙間30又は図6に示すボール弁4及び弁箱2により取り囲まれる弁室Rに溜まった液体が凍結することがある。
特に、水道工事等でボールバルブ1が不図示の仮設配管の管路の開閉等の為に一時使用されるような場合、工事の終了後に、ボール弁4が全閉又は全開状態で弁室R又は隙間30内に液体を滞留させたまま、ボールバルブ1が仮設配管から撤去されることがある。
Therefore, when the
In particular, when the
このような場合、ボールバルブ1は配管(不図示)に接続されていないため、流路Fにわずかな水を流し続けて凍結を防止するといった方法を採ることはできない。したがって、特に、取り外し自在で仮設配管などに一時使用されるボールバルブ1においては、寒冷環境下で弁室R内に滞留した液体が凍結することを防止することが困難となる。
In such a case, since the
しかし、ボールバルブ1によれば、ボール弁4の壁部4Wに水抜き孔5が形成されているため、液体が凍結して体積が増した場合に凍結した液体又は未凍結の液体を水抜き穴から流路Fに逃がすことができる。
そして、水抜き孔5を形成するボール弁4の開口壁部20は、図4−図6に示すように外表面4a側で少なくとも先端の角が面取りされているため、凍結した液体が水抜き孔5の開口壁部20の外側で固まっても、ボールシート3に対して逃がすことができ、ボール弁4の回転を妨げたり、凍結した液体がボールシート3を引っ掻いて損傷させたりすることを防止することができる。
However, according to the
The opening
その結果、本発明のボールバルブ1は、ボール弁4の回転により水抜き孔5を形成する開口壁部20の先端でボールシート3を損傷させることを防止して、確実な止水及び流水を長期間維持することができるという効果が得られる。
As a result, the
また、本発明のボールバルブ1は、水抜き孔5周辺の外表面4aがボールシート3に対して逃げているため、弁室Rに溜まった液体が凍結して水抜き孔5から押し出され又は水抜き孔5の近傍で凍結したとしても、ボール弁4の回転を妨げたりボールシート3を損傷させたりすることを防止して、好適な使用を維持することができるという効果が得られる。
Further, in the
なお、上記実施形態において、水抜き孔5は、ボール弁を軸線L4方向に視た中央に形成されているが、これに限定されるものではなく、ボール弁4の開弁時に隙間30と流路Fとを連通させ得る位置に形成されていればよい。
また、ボール弁4の内部が略球状となっているが、流路Fが円筒形で連通される形状となるようボール弁4内部を形成してもよい。
In the above embodiment, the
Moreover, although the inside of the
1 ボールバルブ
2 弁箱
3 ボールシート(弁座)
4 ボール弁
20 開口壁部
4a 外表面
5 水抜き孔
F 流路
S 仮想平面
L1 軸線
L3 軸線
1
4
Claims (2)
前記ボール弁は、前記弁箱と前記ボール弁との間に滞留し得る前記液体を抜き出す水抜き孔と、該ボール弁が開状態のときに前記流路の軸線方向に互いに対向する位置に形成された導入側開口部および導出側開口部と、を備え、
この水抜き孔を形成する開口壁部の外表面側が面取りされており、
前記導入側開口部および前記導出側開口部は、前記流路に沿って平行、かつ、前記弁軸の軸線方向と直交する方向に形成されるとともに、
前記水抜き孔は、前記弁軸の軸線方向と直交する方向に形成されていることを特徴とするボールバルブ。 A valve box having a flow path for flowing liquid; a valve seat provided in the valve box; a ball valve seated on the valve seat to open and close the flow path; and connected to the ball valve; A valve shaft for rotating the ball valve,
The ball valve is formed at a position opposite to each other in the axial direction of the flow path when the ball valve is open, and a drain hole for extracting the liquid that can stay between the valve box and the ball valve. An inlet side opening portion and a outlet side opening portion,
The outer surface side of the opening wall that forms this drain hole is chamfered,
The introduction side opening and the outlet side opening are formed in a direction parallel to the flow path and orthogonal to the axial direction of the valve shaft,
The water drain hole is formed in a direction perpendicular to the axial direction of the valve shaft.
前記ボール弁には、前記弁箱と前記ボール弁との間に滞留し得る前記液体を抜き出す水抜き孔が形成され、この水抜き孔を形成する開口壁部の外表面側が面取りされており、
前記弁座には、前記ボール弁と、該ボール弁が収容される収容部との間の水密性を保持するボールシートが設けられ、
前記開口壁部の面取りされた外表面側の位置が、前記水抜き孔が上流側の流路に面しているときは前記ボールシートよりも上流側に位置するように構成され、前記水抜き孔が下流側の流路に面しているときは前記ボールシートよりも下流側に位置するように構成されていることを特徴とするボールバルブ。 A valve box in which a flow path for flowing liquid is formed; a valve seat provided in the valve box; and a ball valve that sits on the valve seat and opens and closes the flow path.
In the ball valve, a drain hole for extracting the liquid that can stay between the valve box and the ball valve is formed, and the outer surface side of the opening wall portion forming the drain hole is chamfered,
The valve seat is provided with a ball seat that maintains water tightness between the ball valve and a storage portion in which the ball valve is stored,
The position of the chamfered outer surface side of the opening wall is configured to be positioned upstream of the ball seat when the drain hole faces the upstream flow path, and the drain A ball valve configured to be positioned on the downstream side of the ball seat when the hole faces the downstream flow path .
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