JPH0233908B2 - Heishiben - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は管路用または容器用のバタフライ弁
方式の閉止弁に関する。

（従来技術とその問題点） 上記型式の閉止弁はケーシングとその内部で方
向転換可能に取付けられた弁状の開閉体とを備
え、その開閉体はケーシングを貫いて設けられた
制御ユニツトにより、ケーシングの密封面から離
したり、この離封面に密封するよう寄せ付けたり
できるほか、開閉体の回転軸は開閉体の面の外側
に位置し、また開閉体の裏側には開閉体の周部よ
り突出する支持金具が設けられており、この支持
金具にはケーシングの内部で全方向へ方向転換可
能に取付けられたボールが支持されている。また
これらと直径方向相対する位置には調節ユニツト
に備えられた調節可能なコントロールロツドが開
閉体に給結されており、コントロールロツドの操
作によつて開閉体を方向転換させかつケーシング
の密封面側へ動かし、すなわち密封位置に変位さ
せることができるようになつている。

このような型式の閉止弁はドイツ連邦共和国特
許公開公報第2748201号において公知となつてい
る。バタフライ弁と称されるこの方式の閉止弁は
その特殊方式により調節ユニツトなどを介して密
封面へ開閉体を強く押圧することによつて互いに
対し遮断すべき空間を相互に密封する用途にも適
している。このような構成によつて、閉止弁は開
閉体により遮断された空間相互間を差圧が有るか
どうかまたその差圧がどちらの側から開閉体にか
かつているかに関係なく開閉動可能となつてい
る。しかしながら閉状態の開閉体に差圧がどちら
の側から作用しているかによつて、調節ユニツト
を通じて加えられた密封圧力は増大しもしくは減
少する。支持金具が固定されまた調節ユニツトが
結合されている側の開閉体の面に差圧が作用する
場合には密封力は増大する。また、それ以外の場
合すなわち差圧が開閉体の反対側の面に作用する
場合には開閉体を密封面から引き離す方向に働
く。この場合には閉止弁の密封性が損われるの
で、閉止弁の機能は失われないまでも低減するこ
ととなる。この種の閉止弁には可塑性もしくはエ
ラストマー性のシールリングが使用されているの
で閉鎖圧力は余り高くは設定できず、従つて閉鎖
圧力の変化は密封性にそれ程影響しない。

そこで本発明の基本的な開閉体に差圧が加わつ
ている場合、差圧が開閉体へどちらの側から加わ
つているかに関係なく、調節ユニツトを介して加
えられる閉鎖圧力が常に増強されるようにして、
閉止弁の密封性が差圧の作用方向に対応するよう
にすることにある。

この目的を考慮して公知の閉止機構を調査して
みると、まず閉止機構に関してはこの課題目標が
常識的に公知であることがわかる。

このような課題目標はドイツ連邦共和国公告公
報第2528043号に記載されているが、その対象は
いわゆるバタフライ弁方式の閉止弁ではなく、全
く別の構成要件を備えたスライドバルブである。

閉止弁としはドイツ連邦共和国公告公報第
1057407号に記載されたものがある。これに示さ
れた片面が平面の支持エレメントは面取りされた
周部を備えている。バルブデイスクは膨出してい
て、ビーデイングされた縁部を有している。バル
ブデイスクのこのビーデイングされた縁部は支持
エレメントの面取りされた周部を覆つている。

遮断されるべき空間をこのバルブが完全に互い
から遮断できるように、バルブデイスクを支持エ
レメントに押圧する非常に高い圧力が一方の側に
かかつている必要があるので、バルブデイスクの
周囲が幾分拡張される。バルブデイスクの変形時
にはその内縁部が支持エレメントの周部に沿つて
滑るので、バルブデイスクの膨出した縁部は必然
的に外方に押される。最大達成可能密封圧力はバ
ルブデイスクの弾性特性にも関係するが、主とし
て加わる差圧の大きさに関係している。調節ユニ
ツトによる閉鎖圧力調節は全く不可能であり、加
わる差圧が小さいほどシールデイスクの変形度は
少ない。閉止弁に適当な強さの差圧が予め加わつ
ているとバルブは絶体に開くことができない。こ
のような閉止機構では高度な目的には利用できな
い。

差圧で制御される閉止機構はアメリカ合衆国特
許公報第3008685号にも記載されている。同公報
の機構において、ケーシングの内部に固定された
軸にはそれ自体堅固な円板状の開閉体が回動可能
に取付けられている。この開閉体は片面にバルブ
デイスクを支持し、バルブデイスクは開閉体の内
部にボルトを介して固定されている。バルブデイ
スクはデイスクスプリングの形態をなしており、
その外周部は開閉体に接している。このような閉
止機構が完全に作動できるには開閉体とケーシン
グとの間に僅かな遊びが存在していなければなら
ない。しかしながら、この構造では調節ユニツト
が軸になつているので、これを介して適切な高さ
の閉鎖圧力を加えることは不可能であり、従つて
密封性は劣つている。次に差圧が閉状態の開閉体
の一方の側に予めかかつていると、それによりバ
ルブデイスクは幾分平面状に押圧されてその周部
に開閉体上を滑るのでバルブデイスクの直径は幾
分拡張され、必要な密封が達成される。しかし、
これは差圧が所定の方向で使用する場合にしかあ
てはまらない。適切な差圧が無いと開閉体で遮断
されるべき二つの空間は互いに対して密封され得
ない。差圧が他方の側から開閉体に作用すると密
封は全く不可能となる。また、差圧が正方向から
作用する場合、差圧により適切に閉じたバルブは
もう開かなくなることに注意する必要がある。こ
のため、この公報の装置では付加バルブを備えた
バイアス路が設けられていて、差圧で押し下げら
れているバルブデイスクは付加バルブにより圧力
解除されて開くことができるようになつている
が、この構成ではコスト高となるので満足な結果
は得られない。

アメリカ合衆国特許公報第3077332号にもバタ
フライ弁が示されている。同公報の装置におい
て、堅固なバルブデイスクが固定軸の周囲を回動
可能となつている。バルブシートはスプリングス
チールリングで形成されていて、一方の側が開放
した中空体をなしており、この中空体はケーシン
グ内部に張りだしていて、開放側が加えられた圧
力を受ける方向に向いているように取付けられて
いる。同公報の装置では加えられた差圧の影響で
閉鎖圧力が増大するとバルブが開かなくなること
に同じく注意する必要がある。この装置では圧力
が正しい側からバルブデイスクに作用する場合に
限り、そこに説明された効果が実際に生ずる。圧
力の方向が逆の場合には密封シートを形成するス
プリングスチールリングがバルブデイスクから離
れるので差圧によつて閉状態のバルブが開かれる
こととなる。

（問題点を解決するための手段） 上記のようなバタフライ方式の閉止弁に関する
問題点を解決するため、本発明は下記の構成を組
合わせたことを特徴としている。

●開閉体は支持エレメントを備え、この支持エレ
メントの裏面には支持金具が設けられており、
また支持エレメントは調節ユニツトに連結され
ていおり、バルブデイスクは支持エレメントの
前面に支持されている。

●バルブデイスクは支持エレメント側に向いた縁
部を有しており、この縁部には球面状に形成さ
れたケーシングの密封面と協動してバルブを密
封するためのシールリングが設けられている。

●支持エレメントはバルブデイスクの縁部に近接
する周部に設けられた隆起状、結節状あるいは
リツプ状の突出部を有してこれをバルブデイス
クに当接させている。

●バルブデイスクは同一荷重の作用下では支持エ
レメントに比べてより大きく弾性変形できるよ
うに形成されている。

●バルブデイスクは支持エレメントの周部の突出
部との接触面を除き、支持エレメントから離間
している。

●バルブデイスクには少なくとも１つのピンが固
定されていて、このピンは支持エレメントの孔
に遊挿されている。

それら自体は部分的に公知のこれらの構成の組
合わせにより専門家をも驚かせる効果が生みださ
れる。従来のバタフライ方式のもので特に外部か
ら閉鎖圧力が制御されるものは無く、また不時に
加わる差圧下で弁が開くことのできるように保証
されているものも無く、さらに不時に加わる差圧
がいわば開閉体への作用方向に関係なく常に閉鎖
圧力を増強するように保証されているものもな
い。

（実施例） 次にこの発明の一実施例を添附の図面を参照し
て説明する。

図示したバタフライ弁方式の閉止弁は貫通孔２
を有するケーシング１を備えている。貫通孔２は
ケーシング１のフランジ面に向けてテーパ状にな
つており、球面状の密封面４０を形成している。
ケーシング１の内部には開閉体４が調節可能に取
付けられている。

開閉体４は厚板状の支持エレメント５からなつ
ており、支持エレメント５の裏面７には支持棒６
が溶着されている。支持棒６は開閉体４の縁部よ
り側方に突出しており、その自由端にボール８を
支持している。支持棒６は開閉体４の直径方向に
設けられており、ボール８はケーシング１に設け
られた孔１０に装着された支承部材９に保持され
ている。

支持エレメント５の裏面７には支持棒６と直径
方向相対する位置にガイドピン３６が軸受台１１
を介して支持されている。ガイドピン３６の軸は
支持エレメント５の面に平行をなしてシフテイン
グガイド３５に挿通されており、このシフテイン
グガイド３５は調節ユニツトに連結されてケーシ
ングの内部に突出するコントロールロツド１３の
端部に設けられている。ここでコントロールロツ
ド１３の中心線はボール８の中心点を貫き、これ
が開閉体４の回転軸２９となるように設定されて
いる。

開閉体４は上記支持エレメント５の他にさらに
その前面にバルブデイスク１２を備えている。こ
のバルブデイスク１２は円錐台側面形状の周部１
５と平底部１４とを有する平たい皿状をなしてお
り、周部１５の外面にはエラストマー材料等によ
り形成されたシールリング１６が装着されてい
る。このシールリング１６はバルブデイスク１２
を受容する球面状の密封面４０に相対して設けら
れている。バルブデイスク１２は支持エレメント
５に比べて薄く形成されているので、同一荷重の
影響下では支持エレメント５よりもはるかに大き
く弾性変形可能である。支持エレメント５の縁部
にはその前面に突出状態で周設された隆起部１７
が設けられており、この隆起部１７には図示のよ
うにバルブデイスク１２が支持エレメントから全
面的に僅かに離間した状態で自由接触している。
すなわち隆起部１７はバルブデイスク１２の平底
部１４の縁部に近接して位置することとなる。さ
らに、バルブデイスク１２にはピン１８が結合さ
れており、このピン１８は支持エレメント５の孔
１９に遊挿されている。ナツト２０によつて開閉
体４を構成する支持エレメント５とバルブデイス
ク１２とが結合されている。

コントロールロツド１３は閉止弁に作動時に軸
方向に摺動される。このような作動は手動または
動力駆動すなわち油圧もしくは空圧シリンダユニ
ツトにより行なわれる。これらの構成は本発明に
は直接関係が無いので詳しい説明は省略する。コ
ントロールロツド１３の端部のシフテイングガイ
ド３５は第４図に示した開放状態においてケーシ
ング１内にコントロールロツド１３が押し入れら
れると開閉体４の向きを第１図に示した位置に変
え、次いで第２図に示したように開閉体４を密閉
状態に押圧するための三次元的な経路を有してい
る。すなわちガイドピン３６はその縦軸に対し直
角かつ回転軸２９に平行な軸のまわりに回動し、
次いで平行移動する。ここで、コントロールロツ
ド１３は回転しないようになつておおり、またピ
ン１８により遊びが持たせてあるため、バルブデ
イスク１２は球面状の密封面４０に難なく自然に
圧着できる。

次に第２図に示した密封状態の閉止弁を参照す
ると、同図に示すように、密封に必要な力はコン
トロールロツド１３のシフテイングガイド３５を
介して加えられる。そこで第２図に示した閉止弁
に右側から作用する差圧が加わつていると仮定す
ると、このような圧力はバルブデイスク１２の全
面にかかつて、バルブデイスク１２の周部１５を
拡張しようとするので、これによつてシールリン
グ１６が球面状の密封面１４にさらに押圧され、
従つてコントロールロツド１３を介して加えられ
て密封力が増強される。

一方、差圧が他方の側すなわち図中左側より作
用すると、バルブデイスク１２の平底部１４は隆
起部１７に当接しているので、このような力によ
り幾分内側に押されて第３図に示すように変形さ
れる。従つてバルブデイスク１２の周部１５は外
側に押出され、密封力が増強される。バルブデイ
スク１２は堅固な支持エレメント５に比較して容
易に変形可能なように薄く形成されており、上記
の圧力で所望の変形が可能となつている。

以上において支持エレメント５は板状の構造部
品として説明したが、この支持エレメント５はリ
ング状にも形成可能であり、このようなリングを
適宜剛体として設計することができる。また、隆
起部１７に代えて支持エレメント５の形状に関係
なく、プレートまたはリングとして互いに離間し
てなる結節状（ネツプ状）やリツプ状）の部材を
設けてもよい。さらに、支持エレメント５のバル
ブデイスク１２を向いた面を全面にわたり平面状
に形成するとともに周部の隆起部をバルブデイス
ク１２の内面に、例えば平底部１４と周部１５の
内側にこのような隆起部をプレス加工することに
より、形成してもよい。

加えて、ケーシング１の内部に突出するコント
ロールロツド１３は軸方向に摺動するものばかり
でなく、回転するものを用いてもよい。さらに、
調節ユニツトのシフテイングガイドは目的に応じ
て種々に形成可能である。

【図面の簡単な説明】

図はこの発明の一実施例を示したもので、第１
図は開閉体が内側に方向転換した状態を示す閉止
弁の断面図、第２図は開閉体が閉位置に達した状
態を示す閉止弁の断面図、第３図は閉位置の開閉
体に左方から差圧が加わつた状態を示す閉止弁の
断面図、第４図は開閉体が開位置にある状態の閉
止弁を部分的に断面で示した側面図である。 １……ケーシング、４……開閉体、５……支持
エレメント、６……支持棒、７……裏面、８……
ボール、１２……バルブデイスク、１３……コン
トロールロツド、１４……平底部、１５……縁
部、１６……シールリング、１７……隆起部、１
８……ピン、１９……孔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ケーシングとこのケーシングの内部に方向転
   換可能に取付けられた開閉体とを備え、この開閉
   体は前記ケーシングを貫通して設けられた調節ユ
   ニツトによつて前記ケーシングの密封面から離隔
   可能および／もしくは前記密封面に密着するよう
   に接近可能であり、前記開閉体の回転軸は該開閉
   体の面の外部に位置しており、また前記開閉体の
   裏面には前記ケーシング内に全方向に方向転換可
   能に取付けられたボールを支持する支持金具が前
   記開閉体の周部より突出状態で設けられており、
   前記支持金具とほぼ直径方向に相対する位置には
   前記調節ユニツト調節可能なコントロールロツド
   が前記開閉体に連結されており、前記開閉体は前
   記コントロールロツドの操作によつて方向転換し
   また密封面に向けて動いてこれと密着可能に構成
   された管路用もしくは容器用のバタフライ弁方式
   の閉止弁であつて、 (a) 開閉体４は支持エレメント５を有しており、
   支持エレメント５は裏面７に支持金具６を備え
   かつ前記にバルブデイスク１２を支持して調節
   ユニツトに連繋されており、 (b) バルブデイスク１２は支持エレメント５に向
   いた縁部１５を有しており、この縁部１５には
   ケーシング１の球面状の密封面４０と協動して
   開閉体４の密封を行なわせるためのシールリン
   グ１６が設けられており、 (c) バルブデイスク１２の縁部１５に近接する底
   部１４は隆起状および／または結節状および／
   またはリツプ状の突出部１７により支持エレメ
   ント５に当接しており、 (d) バルブデイスク１２は同一荷重の作用下では
   支持エレメント５に比べてより大きく弾性変形
   できるように構成されており、 (e) バルブデイスク１２には少なくとも１つのピ
   ン１８が固定されており、このピン１８は支持
   エレメント５の孔１９に遊挿されている、 ことを特徴とする閉止弁。 ２ バルブデイスク１２を支持する支持エレメン
   ト５の突出部１７は支持エレメント５の周部に形
   成された隆起部であることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の閉止弁。 ３ バルブデイスク１２には複数本のピン１８が
   固定されており、これらのピン１８は支持エレメ
   ント５の支持部である突出部１７に近接して配置
   され、支持エレメント５の前方に延出しているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の閉止
   弁。 ４ バルブデイスク１２の縁部１５は円錐台外面
   形状に形成されていることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の閉止弁。