JP6636281B2 - Seat liner and butterfly valve for lining type butterfly valve - Google Patents
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Description
本発明は、ライニング形バタフライバルブのボデー内周面に装着されるシートライナとバタフライバルブに関する。
The present invention relates to a sheet liner and butterfly valves mounted to the body inner peripheral surface of the lining type butterfly valve.
従来より、化学薬品工業用のプラントで高腐食性流体や高温流体を流す場合や、食品関連の流路などで用いられる耐薬品性・耐食性を有するバタフライバルブとして、弁箱の内周面に樹脂製シートライナが装着され、弁体の金属製芯体が樹脂ライニング層で被覆された、いわゆるライニング形バタフライバルブが用いられることが多い。 Conventionally, as a butterfly valve with chemical resistance and corrosion resistance used for flowing highly corrosive fluids and high-temperature fluids in plants for the chemical industry and for food-related flow paths, resin on the inner peripheral surface of the valve box A so-called lining type butterfly valve in which a sheet liner made of a resin is attached and a metal core body of a valve body is covered with a resin lining layer is often used.
この種のライニング形バタフライバルブとして、例えば、特許文献1が開示されている。このバタフライバルブでは、ボデーの内周や、弁体の外周がPFAなどの樹脂で被覆されたライニング構造に設けられている。
特許文献2のバタフライ弁では、ライニング構造のバタフライバルブに用いられるシートライナが開示されている。このシートライナの内周面には、周方向に延びるように弁体外周縁を密接させる凹条部が形成され、天地のステム装入用の軸孔の周りの領域には内側へ向けて平面状に突出させた可撓部が形成され、この可撓部に弁体との天地側シール面を構成する支軸部が設けられている。
For example, Patent Document 1 discloses a lining type butterfly valve of this type. In this butterfly valve, the inner periphery of the body and the outer periphery of the valve body are provided in a lining structure in which a resin such as PFA is coated.
In the butterfly valve of
このようなバタフライバルブでは、弁体とのシール性を確保して漏れを確実に防止し、かつ弁体操作時のトルクを抑えて操作性を向上することが特に重要になる。そのため、特許文献2の支軸部のように、シートライナの天地側シール面は、凹状の球面形状に設けられ、この凹状球面に弁体天地側が面シールされる構造に設けられている場合が一般的である。
In such a butterfly valve, it is particularly important to secure the sealing performance with the valve body to reliably prevent leakage, and to suppress torque at the time of operating the valve body to improve operability. For this reason, the top and bottom sealing surfaces of the seat liner are provided in a concave spherical shape, and the valve top and bottom sides are provided with a structure in which the valve body top surface is surface-sealed on the concave spherical surface, like the support shaft portion of
このような形状に設ける場合、通常、シートライナは金型成形により形成され、例えば、図8(a)に示すような金型1でライナ部材2がトランスファ成形により形成される。金型1は、上型部3、下型部4、円筒状の割型部5からなり、これらを組み合わせてライナ部材2成形用のキャビティ部6が内部に構成される。上型部3は蓋状に設けられ、割型部5の外周側から嵌め込み可能になっている。割型部5は2つに分割可能に設けられ、一方側には、ライナ部材2にステム装入孔7を形成するための棒状の突条部8が形成されている。下型部4には、突条部8を挿入可能な挿入孔9を有する円柱状の突起部10が上方に形成されている。
ライナ部材2を成形する際には、図において、下型部4の上に割型部5を左右から組み合わせながら載置し、この上から上型部3を装着して金型1を型組みし、この状態でキャビティ部6に樹脂材料を注入する。この場合、金型1は、成形上の欠陥を防止するために、ライナ部材2を略一定の厚みで成形する態様に設けられていることが多い。
When the sheet liner is provided in such a shape, usually, the sheet liner is formed by die molding. For example, the
When the
しかしながら、特許文献1のバタフライバルブにおいて、図8(a)に示すようにライナ部2の肉厚を略一定に設ける場合、流路側の内径端部11が開口側に向けて拡径した形状となり、この拡径部分を成形するためには、下型部4の当該部位が内径端部11側に向けて拡径した凸部12となる。このため、上型部3、割型部5を下型部4から外し、図8(b)において、下型部4からライナ部材2を離型する際に、凸部12にライナ部材2の凹状球面13側が引っ掛かって抜き難くなる、いわゆる無理抜きの状態となる。この状態で無理にライナ部材2を引き抜こうとすると、ライナ部材2の凹状球面13が凸部11で縁側から押し広げられて変形したり、図9(a)、図9(b)に示すように、凹状球面13が凸部12で潰されて損傷するおそれがあり、この場合、このライナ部材2をバルブに装着した後に、弁体とのシール性、トルク性に悪影響が生じて、これらの機能を十分に発揮できなくなる可能性もある。
さらには、ライナ部材2の呼び径が、例えば50Aや65Aなどの小口径になるに従って、離型時にライナ部材2を押し広げることがより困難になるため、無理抜きの問題が一層顕著になる。
However, in the butterfly valve of Patent Literature 1, when the thickness of the
Further, as the nominal diameter of the
この対策として、ライナ部材2全体の厚みを薄くすれば、離型性を向上することはできる。しかし、ライナ部材2全体の薄肉化に伴って耐流体透過性の低下につながるという問題があらたに生じ、例えば、塩素を流体として流す場合、この塩素がライナ部材2を透過して水に接触すると塩酸に変化するため、バルブのダクタイル鋳鉄製等のボデーが腐食する可能性がある。
一方、離型性を向上させるために、ライナ部材2全体の肉厚を厚くして凸部12の拡径量を減少させることも考えられるが、ライナ部材2全体を厚肉化した場合、成形時に樹脂が収縮して引けなどの欠陥が生じやすくなる。
As a countermeasure, if the thickness of the
On the other hand, in order to improve the releasability, it is conceivable to increase the thickness of the
また、特許文献2においては、シートライナの軸孔の周りの可撓部が内周面へ向けて平面状に突出されているが、この可撓部は、支軸部を弁体側に撓ませて弁体との気密性を確保するためのものであり、シートライナの無理抜きを防止することは記載及び示唆されていない。
Further, in
本発明は、従来の課題を解決するために開発したものであり、その目的とするところは、全体を薄肉化又は厚肉化することなく金型との離型性を向上して金型の接触による変形や損傷を防止しながら成形でき、特に、ステム装着側付近の弁体とのシール性及び弁体操作時の低トルク性を確保できる耐薬品性・耐食性に優れたライニング形バタフライバルブのシートライナとバタフライバルブを提供することにある。
The present invention has been developed in order to solve the conventional problems, and its object is to improve the mold releasability from the mold without making the entire body thinner or thicker. A lining type butterfly valve with excellent chemical and corrosion resistance that can be formed while preventing deformation and damage due to contact, and that ensures sealing with the valve near the stem mounting side and low torque during valve operation. It is to provide a seat liner and butterfly valves.
上記目的を達成するため、請求項1に係る発明は、フッ素樹脂材料で形成されたライナ本体と、このライナ本体の円筒状の流路内周に沿って弁座面に設けられた内周シール面とを有し、この内周シール面に続けて弁体との天地シール面となる凹状球面部が設けられ、この凹状球面部の外周を峰として少なくとも一方の前記ライナ本体の開口端部側である流路端部方向に向けて流路端部まで断面弦形状の略平面部が設けられ、前記略平面部は、流路と略平行で且つ略一定幅に設けられ、この略平面部の流路方向の端部位置に矩形の略平面部の端部側で、かつ周方向に設けられた弦の長さは、前記凹状球面部の最大直径と同等か、やや短く形成したライニング形バタフライバルブのシートライナである。
In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 includes a liner main body formed of a fluororesin material and an inner peripheral seal provided on a valve seat surface along an inner periphery of a cylindrical flow path of the liner main body. And a concave spherical portion serving as a top and bottom sealing surface with the valve body is provided following the inner peripheral sealing surface, and at least one of the liner main body opening end sides with the outer periphery of the concave spherical portion as a peak. A substantially flat portion having a chordal cross section is provided up to the flow channel end toward the flow channel end direction, and the substantially flat portion is provided substantially parallel to the flow channel and at a substantially constant width. in the flow path direction of the end edge portion of the substantially flat portion of the rectangular position and length of a chord which is provided in the circumferential direction, the maximum diameter and equal to or of the concave spherical surface portion, slightly shorter form the lining form Butterfly valve seat liner.
請求項2に係る発明は、前記シートライナを用いたライニング形バタフライバルブである。
The invention according to
請求項1に係る発明によると、凹状球面部の近傍に断面弦形状の略平面部を設けていることにより、成形時には全体を薄肉化又は厚肉化することがなく、流路の端部に金型の凸部分が位置することがないため、金型との無理抜きを緩和して離型性を向上し、金型の接触を防止しつつ成形可能になる。これにより、凹状球面部が変形や損傷するおそれがなく、凹状球面部の球面シールに影響を与えることなく天地側にバランスよく配置でき、ステム装着側付近の弁体とのシール性及び弁体操作時の低トルク性を確保して耐薬品性・耐食性に優れた樹脂製のシートライナを提供できる。しかも、弦の長さを凹状球面部の最大直径と同等か、やや短くすることで、略平面部の大きさを確保して無理抜きを解消しつつ、この略平面部を必要最小限に抑えて略平面部の成形欠陥を抑制し、凹状球面部への影響を抑えてこの凹状球面部の弁体とのシール性及び弁体操作時の低トルク性を確保することが可能となる。さらに、略平面部を流路方向に均等幅で設けることで、成形時に樹脂の引けなどの欠陥を抑制しつつ、離型性を向上することができる。
According to the first aspect of the present invention, the substantially flat portion having a chordal cross section is provided in the vicinity of the concave spherical portion, so that the whole is not thinned or thickened at the time of molding, and is provided at the end of the flow path. Since the projecting portion of the mold is not located, forcible removal with the mold is eased, the releasability is improved, and molding can be performed while preventing contact with the mold. As a result, there is no possibility that the concave spherical portion is deformed or damaged, and the concave spherical portion can be disposed in a well-balanced manner without affecting the spherical seal of the concave spherical portion. It is possible to provide a resin-made sheet liner that has excellent chemical resistance and corrosion resistance while ensuring low torque at the time. In addition, the length of the chord is equal to or slightly shorter than the maximum diameter of the concave spherical part, and the size of the substantially flat part is kept to a minimum while securing the size of the substantially flat part and eliminating forcible removal As a result, it is possible to suppress molding defects in the substantially flat portion, suppress the influence on the concave spherical portion, and secure the sealing performance of the concave spherical portion with the valve element and low torque during operation of the valve element. Further, by providing the substantially flat portion with a uniform width in the flow path direction, it is possible to improve the releasability while suppressing defects such as shrinkage of the resin during molding.
請求項2に係る発明によると、弦の長さを凹状球面部の最大直径と同等か、やや短くすることで、略平面部の大きさを確保して無理抜きを解消しつつ、この略平面部を必要最小限に抑えて略平面部の成形欠陥を抑制し、凹状球面部への影響を抑えてこの凹状球面部の弁体とのシール性及び弁体操作時の低トルク性を確保している。 According to the second aspect of the present invention, the length of the chord is equal to or slightly shorter than the maximum diameter of the concave spherical portion, so that the size of the substantially flat portion is ensured, and the forcible removal is eliminated, and Part is minimized to suppress molding defects in the substantially flat part, and the effect on the concave spherical part is suppressed, ensuring the sealing performance of the concave spherical part with the valve element and low torque during operation of the valve element. ing.
請求項2に係る発明によると、凹状球面部の精度を確保して弁体操作時のシール性及び低トルク性を確保できる耐薬品性・耐食性に優れた樹脂ライニング製バタフライバルブを提供できる。
According to the second aspect of the present invention, it is possible to provide a resin-lined butterfly valve having excellent chemical resistance and corrosion resistance capable of ensuring the accuracy of the concave spherical portion and ensuring the sealing property and the low torque property at the time of operating the valve body.
以下に、本発明におけるライニング形バタフライバルブのシートライナとこのシートライナを用いたバタフライバルブの実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1、図2は、本発明のシートライナを用いたバタフライバルブの断面図、図3は、シートライナの斜視図を示している。ここで、本発明の「ライニング形」とは、金属製芯材を樹脂材料等によって被覆成形する場合に加えて、樹脂材料等のみで成形する場合も含むものとする。 An embodiment of a seat liner of a lining type butterfly valve and a butterfly valve using the seat liner according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. 1 and 2 are sectional views of a butterfly valve using the seat liner of the present invention, and FIG. 3 is a perspective view of the seat liner. Here, the “lining type” of the present invention includes not only a case where a metal core material is covered and molded with a resin material or the like but also a case where it is molded with a resin material or the like alone.
図1、図2に示したバタフライバルブ(以下、バルブ本体20という)は、例えば、呼び径50A〜65A程度の小口径に設けられ、化学薬品工業用プラントや食品関連の管路等に用いられる。本実施形態におけるバルブ本体20は、呼び径65Aの大きさに設けられ、シートライナ(以下、ライナ本体21という)、略筒状のバルブボデー22、弁体23、上ステム24を有し、ライナ本体21は、後述する成形装置(以下、装置本体25という)により成形されてボデー22に組み込まれる。
The butterfly valve (hereinafter, referred to as a valve body 20) shown in FIGS. 1 and 2 is provided, for example, with a small diameter of about 50A to 65A in nominal diameter, and is used in a chemical industry plant, a food-related pipeline, and the like. . The
図3〜図5に示したライナ本体21は、例えば、PFA(テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体)等のフッ素樹脂材料により高い耐食性や耐熱性を発揮可能に形成され、ボデー22の内周面29に装着して弁体23との間をシール可能に設けられている。ライナ本体21は、円筒状の流路26と、この流路26内周に弁体23との弁座面27とを有し、この弁座面27は内周シール面28と凹状球面部30、31とを有している。ライナ本体21の流路26は、図5に示すようにその軸芯Pに対して傾斜角α=5°で開口側に傾斜するように形成される。ライナ本体21の下部側には凹状の袋状部32が設けられ、上部側には筒部33が上方に延設されるように形成される。
The liner
内周シール面28は、図3及び図4に示すように、ライナ本体21の円筒状の流路内周面に沿って円弧状の弁座面に設けられ、この内周シール面28に続けて、上部(天)側、下部(地)側の弁体23との天地シール面側に、凹状球面部30、31がそれぞれ設けられる。
As shown in FIGS. 3 and 4 , the inner peripheral sealing
凹状球面部30、31の近傍には、断面弦形状の略平面部40、41が隣接するように設けられ、これら略平面部40、41により、ライナ本体21の上下の流路開口端部側のみが、その他の部位に比較して局所的に厚肉化している。略平面部40、41は、流路26方向において少なくとも一方の端部、すなわち、図7において、装置本体25の後述する成形型42の少なくともライナ本体21の引き抜き端部21a側に設けられていればよい。本実施形態においては、図4に示すように、ライナ本体21の上下の両端部側に略平面部40、41がそれぞれ設けられ、これにより、ライナ本体21が左右対称形状に設けられている。
In the vicinity of the concave
略平面部40、41は、ライナ本体21の天地側の凹状球面部30、31から流路26の端部26a付近まで形成され、略平面部40、41の周方向には弦45、46がそれぞれ構成される。すなわち、弦45、46の流路方向への連続体が略平面部40、41となる。この場合、図3に示した天地の略平面部40、41の端部側の弦45、46の長さL1、L2は、図4に示す上下部側の凹状球面部30、31の最大直径である外径φdW1、外径φdW3とそれぞれ同等か、やや短くなるように設けられる。
The substantially
本実施形態の呼び径65Aのバルブ本体20では、上部側の凹状球面部30が大径、下部側の凹状球面部31が小径に設けられ、弦45、46についても上部側の弦45の長さL1が長く、下部側の弦46の長さL2が短くなる。この場合、上部側の凹状球面部30の外径φdW1、上ステム24の孔径である凹状球面部30の内径φdW2との関係は、凹状球面部30の内径φdW2<弦45の長さL1≦凹状球面部30の外径φdW1になるように設定され、下部側の凹状球面部31の外径φdW3、凹状球面部31の内径φdW4との関係は、凹状球面部31の内径φdW4<弦46の長さL2≦凹状球面部31の外径φdW3になるように設定される。
In the
さらに、略平面部40、41は、流路26の軸芯P方向において、凹状球面部30、31側のライナ本体21の肉厚が、弁体23の装着方向に徐々に薄くなるように形成される。具体的には、凹状球面部30、31が弁体23の軸芯方向に傾斜するように形成され、この凹状球面部30、31の背面が流路26の軸芯Pと略平行に形成されることで、肉厚が徐々に薄くなっている。
Further, the substantially
しかも、略平面部40、41は、凹状球面部30、31の外周30a、31aを峰として、流路26の端部26aに向かって傾斜角度βの傾斜面により設けられている。従って、本発明に係る弦45、46は、円または曲面上の弧の両端を結ぶ一般的な直線のみならず、中央が中高のやや湾曲した形状を含むものである。この場合、弦45、46の流路方向への連続体が略平面部40、41となるので、これら略平面部40、41は、ライナ本体21の求心方向に向かって緩やかな曲面状となる。これにより、厚肉化する部分を最小限としつつ、凹状球面部30、31の最も損傷しやすい中央部付近における金型との無理抜きを、より緩和することができる。
Moreover, the substantially
なおかつ、図5に示すように、略平面部40、41は、流路軸芯Pと略平行で且つ略一定幅に設けられているとよい。この場合、図4に示すように、略平面部40、41は、凹状球面部30、31の外周部分を峰として、ライナ本体21の流路端部26aに向けて緩やかな傾斜状になるように形成されて流路26の一部として構成される。
In addition, as shown in FIG. 5, the substantially
このとき、図4において、略平面部40、41同士がなす内径φDは、凹状球面部30の外径φdW1と凹状球面部31の外径φdW3とがなす直径φdH1よりも大きく、凹状球面部30の内径φdW2と凹状球面部31の内径φdW4とがなす直径φdH2以下であり、略平面部40、41は、これら直径φdH1から直径φdH2までの範囲内になうように、凹状球面部30、31から環状の流路端面に向けて傾斜状に形成されて緩やかな曲面を呈している。この略平面部40、41の形状により、弦45、46の連続体も流路側にやや湾曲した緩やかな曲線となる。
At this time, in FIG. 4, the inner diameter φD formed by the substantially
この場合、略平面部40、41を流路軸芯P方向に一定幅にし、すなわち流路端部26a側から凹状球面部30、31までの範囲の弦45、46の長さL1、L2を一定の長さに設けることが望ましい。本実施形態のライナ本体21では、例えば、図5の下部側に示すように、流路26の傾斜角αに対し、略平面部41の傾斜角度βを3°〜8°の範囲に設定することで、略平面部41を流路軸芯P方向に一定幅、すなわち弦46の長さL2を一定にしている。図中においては、傾斜角度βを3°に設けている。
In this case, the substantially
ここで、図6においては、略平面部の比較例を示しており、より詳しくは、図6(a)は、略平面部を図3、図4に示した流路端部26a側に向けて末広がり状に設けた場合、図6(b)は略平面部を流路端部26a側に向けて先細り状に設けた場合を示している。
Here, FIG. 6 shows a comparative example of a substantially flat portion, and more specifically, FIG. 6A shows that the substantially flat portion is directed toward the flow path end 26a shown in FIGS. 6 (b) shows a case where the substantially flat portion is tapered toward the
図6(a)の場合、下部側の略平面部41の弦の長さL2´が凹状球面部31の外径φdW3よりも長くなる。この場合には、ライナ本体21の流路端部26aの厚肉部分の領域が増えて、成形時の樹脂の引け等による欠陥が生じやすくなり、弦の長さL2´が長くなることで、図2の流路26も狭まることになる。
一方、図6(b)の場合、弦の長さL2"が凹状球面部の外径φdW3よりも短くなる。この場合、ライナ本体21の流路端部26aにおいて開口側に向けた拡径形状が部分的に残ることになり、離型性(無理抜き)の改善が不十分となる。
この例ではライナ本体21の下部側の凹状球面部31、平面部41について説明したが、上部側についても同様であることは勿論である。
In the case of FIG. 6A, the length L2 ′ of the chord of the substantially
6B, the length L2 "of the chord is shorter than the outer diameter φdW3 of the concave spherical portion. In this case, the diameter of the
In this example, the concave
図1、図2において、バルブ本体20のボデー22は、例えばダクタイル鋳鉄などの鋳鉄を材料として上部ボデー22a、下部ボデー22bに分割して形成され、これら上部ボデー22a、下部ボデー22bが組合わせられ、これらの側部が固定用ボルト47で一体に固着される。ボデー22の内周面29には、ライナ本体21が略環状に被覆され、このシートライナ21内に上ステム24を介して弁体23が装着される。ボデー22の上部には軸装筒50、下部には装着筒51が形成され、軸装筒50内には、リング体52、鍔状部材53、Oリング54、ベアリング55が装着される。
1 and 2, the
弁体23は、中心側にステンレス合金製の略円板状の芯金60を有し、この芯金60の外周には樹脂ライニングによるライニング層61が施される。芯金60の上部側には、上ステム24嵌合固定用のステム嵌合部62が設けられ、このステム嵌合部62に上ステム24が挿入され、この上ステム24により弁体23がボデー22内に回転自在に装着される。
The
芯金60の下部側には、短小で円柱状であって、ライナ本体21の袋状部32に挿入可能な突設部63が一体に設けられる。突設部63の外径寸法は、上ステム24の最外径寸法よりも小径に設定され、芯金60には、この突設部63を含めた表裏面の外周囲にライニング層61が設けられる。
On the lower side of the cored
ライニング層61は、ライナ本体21と同様にPFA等のフッ素樹脂等の樹脂材料等により、芯金60の表裏面の外周囲に3mm程度の肉厚で成形され、この場合、弁体23下部には、突設部63がライニング層61に覆われたボトムステム部64が設けられる。ボトムステム部64は、ボデー22下部に形成された装着筒51側に非貫通状態で軸支され、これによって弁体23が上ステム24により、いわゆる片持ち支持された状態でボデー22に装着される。
The
前述した弁体23のボトムステム部64側に設けられる樹脂ライニング61aは、ライナ本体21の凹状球面部31とのとのシール部位の外方に位置することで接液のおそれがなく、耐透過性を考慮する必要がない。このため、樹脂ライニング61aの厚みは、芯金60の表裏面の外周囲付近のライニング層61の厚みより薄く設定されていてもよい。
これは、前述したライナ本体21についても同様であり、袋状部32の厚みは、それ以外の部分よりも薄く形成されていてもよい。
The
This is the same for the liner
ボトムステム部64の下部には保持体65が装着され、この保持体65は、例えば、ステンレス等の金属材料により略円柱状に設けられる。保持体65の上部には凹部66が形成され、この凹部66内に袋状部32が嵌着される。前記ボトムステム部64は、袋状部32に嵌着によって非貫通状態で軸支された状態でボデー22に装着され、この状態で弁体23が回転可能に保持されている。ボトムステム部64の装着後には、このボトムステム部64と袋状部32、袋状部32と凹部66との間にそれぞれ若干の隙間が軸方向に設けられる。
A holding
保持体65の背面側には、コイルスプリングからなる下部スプリング70が装着され、この下部スプリング70の弾発力により保持体65が押圧され、この保持体65によりライナ本体21の下部が弁体23側に押圧される。
一方、ボデー22上部の軸装筒50にはベアリング55が装着され、このベアリング55の背面側には、上部スプリング71が装着されている。
A
On the other hand, a
弁体23上部の背面側には、リング体52、鍔状部材53が設けられる。リング体52は、ステンレス等の金属材料により円筒状に形成され、軸装筒50に、ベアリング55とライナ本体21との間に挟まれるように設けられる。リング体52には、ベアリング55を介して上部スプリング71の弾発力が伝わり、この弾発力がリング体52からライナ本体21に伝達されて、凹状球面部30と弁体23のライニング層61とによる樹脂同士のシール性が確保され、かつ、リング体52により軸シール状態が外周側から保持される。
A
なお、上述したライナ本体21は、袋状部32を有する片持ち支持構造に限られることはなく、弁体23の天地側が上下のステムで支持された構造、いわゆる両持ち支持構造に設けられていてもよい。
また、ライナ本体21、弁体23のライニング層61をPFAにより成形しているが、これ以外のフッ素樹脂、例えばPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)やそれ以外の各種の樹脂材料により成形してもよい。
The above-described
Further, although the
続いて、シートライナの成形装置を説明する。
図7においては、装置本体25を示しており、この装置本体25はライニング成形型42を有し、この成形型42により前述したライナ本体21が成形される。
Subsequently, a sheet liner forming apparatus will be described.
FIG. 7 shows an apparatus
成形型42は、上型80と、下型81と、これら上型80と下型81との間に装着する分割可能な割型82とからなり、これらを組合わせたときにこの成形型42内にキャビティ83が構成され、このキャビティ83に樹脂材料が投入されてライナ本体21が成形可能となる。
The molding die 42 includes an
上型80は、略円筒状に形成され、この上型80の底面側にはライナ本体21の一方側のフランジ部位を形成可能な凹状部84が形成されている。上型80の適宜位置には、材料が投入されるポットと、このポットからキャビティ83に連通する材料の注入口が形成されている(図示せず)。
The
下型81は、円板状の基台85と、この基台85の中央に突設して設けられた柱状部86を有し、この柱状部86の外周にはライナ本体21に略平面部40、41を含む弁座面27を成形するための凹凸面87が形成されている。基台85の上面側には、ライナ本体21の他方側のフランジ部位を形成可能な凹状部88が形成されている。
The
柱状部86の中心には、基台85と平行に連通穴89が形成されている。また、この柱状部86は、少なくともライナ本体21の引き抜き端部21a側となる流路端部26aを形成する外径部分を、凹状球面部30、31の内径を形成する外径部分よりも小径に設けている。これにより、ライナ本体21の成形後には、凹状球面部30、31の内径側が流路端部26a側よりも拡径された状態で、前記断面弦形状の略平面部40、41が形成される。
本実施形態では、ライナ本体21の両端部に向けて略平面部40、41を形成可能な形状に柱状部86が設けられ、これによりライナ本体21が左右対称形状に成形される。
A
In the present embodiment, the
割型82は、2つに分割可能な平面視略円筒状に形成され、この割型82の一方側には下型81の連通穴89への挿入方向に棒状部90が形成されている。割型82は、連通穴89に棒状部90が挿入されつつ、下型81の基台85上に左右から一体化された状態で載置される。下型81への装着後には、棒状部90が柱状部86を貫通し、材料の投入時に筒部33、袋状部32も形成可能に設けられる。
この状態で、割型82、下型81の上から上型80を装着し、これらを一体に型組みすることで成形型42が構成される。
The
In this state, the
前述の装置本体25でライナ本体21を成形する場合、トランスファ成形法によっておこなうようにする。トランスファ成形法は、圧縮成形法に比較して、均一な品質により高い寸法精度でライニング層を成形でき、複雑な形状であっても高い作業能率で簡単に量産できる等の利点がある。
この場合、予熱した所定量の樹脂材料をポットに投入し、図示しない圧縮成形機による所定の加熱工程を経てプランジャをポットに挿入して加圧した後に、ポット内の可塑化された樹脂材料を注入口からキャビティ83内に圧入することによりライナ本体21を成形する。
When the liner
In this case, a predetermined amount of preheated resin material is put into a pot, and after a plunger is inserted into the pot through a predetermined heating step by a compression molding machine (not shown) and pressurized, the plasticized resin material in the pot is removed. The liner
ライナ本体21の成形後には、このライナ本体21を成形型42から取外し、必要に応じて「カル」と呼ばれる流路を覆うように成形される余分な肉や、バリを除去したり、表面加工を施すなどの後処理をおこなうようにする。
なお、この実施形態では、トランスファ成形法によりライナ本体21を成形しているが、これ以外の成形方法により成形してもよい。
After the
In this embodiment, the
前述したように装置本体25の下型の柱状部86は、少なくとも引き抜き端部21a側となる流路端部26aを形成する外径部分を、凹状球面部30、31の内径を形成する外径部分よりも小径に形成しており、この装置本体25で成形したライナ本体21は、凹状球径部30、31に隣接して流路端部26aの方向に断面弦形状の略平面部40、41を有しているため、図7(a)において、柱状部86の端部側がライナ本体21の開口側に向けて突出することがない。
As described above, the lower
これにより、図7(b)、図7(c)において、上型80、割型82を下型81から取外した後に、この下型81からライナ本体21を離型する際に、柱状部86の端部側に凹状球面部30、31が引っ掛かることがなく、これら凹状球面部30、31の変形や損傷を防止しつつ、無理なくライナ本体21を上方に引き抜きできる。そのため、離型後のライナ本体21をバルブ本体20に装着した場合には、シール性並びにトルク性を確保しながら弁体23を開閉操作可能になり、耐薬品性・耐食性も維持できる。
7B and 7C, when the liner
しかも、略平面部40、41を凹状球面部30、31から流路26の端部26a付近まで形成し、略平面部40、41の端部側の弦45、46の長さL1、L2をそれぞれ凹状球面部30、31の最大直径と同等か、やや短く形成していることにより、略平面部40、41を所定量の大きさに確保し、これら略平面部40、41によってライナ本体21の無理抜きを防止しつつ、凹状球面部30、31に与える影響を抑える。
Moreover, the substantially
これを詳述すると、略平面部40、41を流路26と略平行でかつ略一定幅に設けるようにし、略平面部40、41の端部側の弦45、46の長さL1、L2を、凹状球面部30、31の内径φdW2、φdW4よりも長く設けているため、柱状部86の引き抜き端部21a側がライナ本体21の筒部33、袋状部32の各内周側に突出することがなく、この引き抜き端部21a側の引っ掛かりを確実に防いで離型容易性を確保している。
More specifically, the substantially
さらに、弦45、46の長さL1、L2を、凹状球面部30、31の外径φdW1、φdW3以下に設けているため、凹状球面部30、31よりも外側が不必要に厚肉化することがなく、引けなどの成形欠陥を抑制する。これに加えて、弦45、46の長さを抑えることで略平面部40、41が内周シール面28に差し掛かることなく流路26の大きさを確保でき、内周シール面28と凹状球面部30、31とによる弁体23とのシール性を維持する。
Further, since the lengths L1 and L2 of the
略平面部40、41は、断面弦形状であって、シートライナの求心方向に向けて緩やかな曲面状であるため、略球面形状の一部を構成して強度が向上する。この略平面部40、41により、凹状球面部30、31を支えることができ、弁閉時の流体圧により弁体23に下流方向の力が加わったとしても、凹状球面部30、31の変形を防いで弁座面による天地シール性を維持する。なお、より天地シール性を重視する場合には、リング体52に対向するライナ本体21の背面に、いわゆる肉ぬすみ部分を設けることにより、離型性を向上しつつ、ライナ本体21を部分的に薄肉化してもよい。
Since the substantially
これに加えて、成形後のライナ本体21は、略平面部40、41を設けた部位付近のみが局所的に厚肉化していることで全体の厚肉化を防止し、これにより成形時の樹脂の収縮による引けなどの欠陥を抑制して高品質に成形できる。一方、ライナ本体21を薄肉化することもないため、耐流体透過性を確保してボデー22等の腐食を防止できる。
このように、ライナ本体21の機能性を損なうことなく、このライナ本体21の下型81からの離型容易性を確保し、トランスファ成形加工後の加工精度を維持できる。
In addition, the liner
As described above, the
さらには、略平面部40、41により凹状球面部30、31の周囲を厚肉化することで、弁閉時に流体圧により弁軸シール部位が下流側に押される力が加わったとしても、その変形を防ぐことも可能となる。
略平面部を曲面状に設けた場合、金型との無理抜きを緩和しつつ、略平面部全体の強度が向上し、成形後に弁体を装着した場合の凹状球面部の変形を防いでシール性及び低トルク性を維持しながら弁体を操作することも可能になる。
Further, by increasing the thickness of the periphery of the concave
When the substantially flat part is provided in a curved shape, the overall strength of the substantially flat part is improved while forcible removal with the mold is eased, and sealing is performed by preventing deformation of the concave spherical part when the valve body is mounted after molding. It is also possible to operate the valve body while maintaining the torque and low torque.
また、本実施形態においては、ライナ本体21を左右対称形状に設けているため、成形時の材料の収縮が左右均等になり、天地シールに必要な凹状球面部30、31を均一に成形できる。
In this embodiment, since the liner
20 バルブ本体
21 ライナ本体
22 バルブボデー
23 弁体
25 装置本体
26 流路
26a 流路端部
27 弁座面
29 内周面
30、31 凹状球面部
40、41 略平面部
42 成形型
45、46 弦
80 上型
81 下型
82 割型
83 キャビティ
86 柱状部
L1、L2 弦の長さ
φdW1、φdW3 凹状球面部の外径(最大直径)
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