JPH04285371A - 回転弁の閉鎖シール装置、その製造方法及び回転弁の製造方法 - Google Patents

回転弁の閉鎖シール装置、その製造方法及び回転弁の製造方法

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JPH04285371A
JPH04285371A JP3328599A JP32859991A JPH04285371A JP H04285371 A JPH04285371 A JP H04285371A JP 3328599 A JP3328599 A JP 3328599A JP 32859991 A JP32859991 A JP 32859991A JP H04285371 A JPH04285371 A JP H04285371A
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valve
seat ring
flexible
closure
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JP3328599A
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Jr Gregory A Kurkjian
グレゴリー・エイ・カークジアン・ジュニア
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Henry Pratt Co LLC
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K1/00Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
    • F16K1/16Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces with pivoted closure-members
    • F16K1/18Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces with pivoted closure-members with pivoted discs or flaps
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    • F16K1/226Shaping or arrangements of the sealing
    • F16K1/2263Shaping or arrangements of the sealing the sealing being arranged on the valve seat
    • F16K1/2266Shaping or arrangements of the sealing the sealing being arranged on the valve seat and being forced into sealing contact with the valve member by a spring or a spring-like member
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16K5/00Plug valves; Taps or cocks comprising only cut-off apparatus having at least one of the sealing faces shaped as a more or less complete surface of a solid of revolution, the opening and closing movement being predominantly rotary
    • F16K5/06Plug valves; Taps or cocks comprising only cut-off apparatus having at least one of the sealing faces shaped as a more or less complete surface of a solid of revolution, the opening and closing movement being predominantly rotary with plugs having spherical surfaces; Packings therefor
    • F16K5/0663Packings
    • F16K5/0668Single packings
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、回転弁に関し、さら
に詳しく言うと回転弁の高性能弁座式シール装置に関す
るものである。
【0002】
【発明の背景】回転弁に用いる液密高圧シール装置を得
るため、多くの努力がなされてきた。そのような方法の
一つとして、米国特許第3447781号明細書に開示
されたものがある。これには、弁本体の環状溝内に収容
されたシール部材に対して接合されるエラストマー弁座
リングの使用が教示されている。このタイプのシーティ
ング構造若しくは弁座構造は、腐食状態又は摩耗状態が
生じている流体下で必要とされるような金属間シールが
できないという点で不便である。
【0003】表面が閉鎖用に精密加工された金属弁座形
玉弁もある。このものも、一対の平面接合弁座面により
、接合部分上に不要な摩耗を生じさせる。接合面が平面
であるために、流れの中の砂などの小さい粒子が、接合
面の適正な接触を阻止することがあり、これにより特有
の漏れの可能性を生んでいる。また、このような構成の
弁座を持つものでは、製造コストが著しく高くなってし
まう。
【0004】このような従来の回転弁の弁座装置に見ら
れる欠点は、金属製の薄い可撓性弁座リングを利用した
この発明により解消される。この可撓性弁座リングは、
弁本体、又は回転玉弁におけるボールなどの閉鎖部材に
、円筒状の端部の一方又は両方に沿って装着される。 可撓性弁座リングは、反対の円筒状端部で弁本体に片持
ちされ、エラストマーのOリングなどの弾性偏倚部材の
手段により、弁の閉鎖部材に対して保持される。弾性偏
倚部材は、可撓性弁座リングに予め形成された溝内に係
合して保持される。締結具用のスロットホールが、可撓
性弁座リングの放射状に互いに間隔をおいた位置に形成
されており、これらスロットホールは、これに関連のね
じ付き締結具と協同して、組立時及び弁の閉鎖部材の初
期閉鎖時、可撓性弁座リングの軸方向への自動的な調節
を可能にする。
【0005】この発明の圧力援助形弁座装置の組立中、
可撓性弁座リングを保持している締結具を、閉鎖部材が
その全閉位置に動かされるまで、締め付けないことが重
要である。組立中、弾性偏倚部材は、可撓性弁座リング
を所定の位置に保持するためのばねとして働くとともに
、可撓性弁座部材を弁座面に同軸にかつ等距離に隣接さ
せる径方向位置決めを行うためのばねとしても働くとい
う利点がある。このような組立中の偏倚動作により、可
撓性弁座リングの選択された領域内での径方移動が許容
され、組み合わされた閉鎖部材の部品差に対応できる。 実際、組立中ボールが初期的に閉じられると、可撓性弁
座リングの各部は、閉鎖部材の弁座の軸方向及び径方向
へ動き、理想的な着座位置を見いだす。この後、可撓性
弁座リングの締結具が締め付けられ、可撓性弁座リング
が所定の位置に永久的に固定される。
【0006】弁の閉鎖部材上の球状の弁座面が連続した
可撓性弁座リングと協同することにより、それらの間に
相対的な寛容性が与えられ、これにより真の着座位置で
の弁の閉鎖を確実にするという利点がある。この発明に
より作られた弁は、可撓性弁座リングが閉鎖部材に可撓
性を持って接触していることによる弁の撓みにより、拘
束(bind)され得ない。従って、高価で高精度,高
トルクの弁アクチュエータは不要となる。そして、この
発明の可撓性を有するシール構造を持った回転弁におい
ては、低コストで優秀なアクチュエータを使用すること
すらできる。
【0007】また、この発明の設計構造では、閉鎖部材
に偏心動作を与えることもできる。これによれば、閉鎖
部材が開位置に回転する際に、閉鎖部材は可撓性弁座リ
ングから離隔され、弁座の摩耗が減少される。これは、
閉鎖部材の回転軸を、例えば0.64cm(1/4イン
チ)程度、僅かにオフセットすることにより簡単に達成
される。
【0008】さらに、回転玉弁での使用に加え、この発
明の圧力援助形弁座シール装置は、例えばちょう形弁な
ど、他のタイプの回転弁にも使用できる。
【0009】上記したこの発明の特徴及び効果を達成す
る手段及びそれらの達成方法は、添付図面を参照した以
下の説明から容易に理解されるであろう。
【0010】
【実施例】以下、図について説明する。図において、同
一符号は同様の部分を示している。図1には、回転弁で
ある回転玉弁20が示されている。回転玉弁20は、適
当なねじ付き締結具28により互いに締結された右端片
24,中央本体片25及び左端片26からなる弁本体2
2を有している。軸方向に整列された弁軸34を持つ閉
鎖部材としてのボール32は、中央本体片25内に装着
された軸受け30により回転可能に支持されている。ス
ラスト軸受け組立体36は、中央本体片25の下部に装
着されており(図1参照)、弁軸34の下部に取り付け
られたスタッド38により、そこに接続されている。(
断面が)ほぼC字形の連続フープ(帯鋼)又はリングの
弁座、即ち弁座部材40が、ボール(ボール・ロータ)
32の外周弁座領域に取り付けられている。良く知られ
ているように、弁座部材40は、関連の閉鎖部材、即ち
ボール32に球状の弁座シール面を提供する。上記した
点については当業者に周知のことであるが、参考のため
に、このような玉弁についての記載は、米国特許344
7781号明細書で見ることができる。
【0011】以下、この発明による新しい可撓性弁座リ
ングの構造について述べる。弁座部材(C形リング弁座
)40に隣接する左端片26の領域には、環状くぼみ4
2が形成されている。環状くぼみ42は、水平方向に整
えられた水平アンダーカット44(図2参照)と、傾斜
アンダーカット46とから主に構成されている。複数の
ねじ穴48(1つだけ図2に示されている。)が、環状
くぼみ42に沿って、放射状に互いに間隔をおいた位置
に形成されている。
【0012】可撓性弁座リング50(図1〜図4参照)
は、下方及び外方に延びる可撓性のフランジ部分54が
一体に形成された薄い円筒状部分52を有している。フ
ランジ部分54は、外周面58に沿って形成された環状
溝(又はくぼみ)56を持っている。また、スロット装
着開口としての皿穴付きスロットホール60(図2〜図
4及び図6に最も良く示されている。)が複数、左端片
26上に形成されたねじ穴48に対応した互いに間隔を
おいた位置に、円筒状部分52に沿って形成されている
【0013】リング形の弾性偏倚部材57は、左端片2
6の傾斜アンダーカット46を押圧するように、環状溝
56内に配置されている。この発明の十分な効果を得る
ために必要とされるわけではないが、極めて高い流体圧
での使用の場合などに、弾性偏倚部材57を環状溝56
に取り付けて保持するために、適当な接着剤(例えばシ
アノアクリレートなど)を使用してもよい。弾性偏倚部
材57としては、ニトリルゴムからなるOリングを用い
るのが好ましい。或は、弾性偏倚部材57は、四角形5
7A(図5のA),三角形57B(図5のB),ほぼ十
字形57C(図5のC),又は他の適当な形状であって
もよい。また、この発明が使用され得る弁の使用条件(
例えば極温や腐食しやすい状態など)によっては、弾性
偏倚部材57は、ブナN(Buna−N)ゴム(商品名
),ヴィトン(Viton)(商標名),又はエチレン
プロピレンからなっていてもよい。とにかく、弾性偏倚
部材57は、凍結温度以下から149℃(300°F)
までの運転温度範囲に適当な材料からなっているのが好
ましい。
【0014】次に、可撓性弁座リング50の弁本体22
への取付について説明する。図2に示されるように、円
筒状部分52の軸方向長さは、左端片26に形成された
環状くぼみ42内にぴったり装着され得るようなものと
なっている。即ち、可撓性弁座リング50の円筒状部分
52は、左端片26の水平アンダーカット44内に位置
するように挿入されているが、傾斜したフランジ部分5
4は、ほぼ左端片26の傾斜アンダーカット46内に直
接接することなく位置している。即ち、フランジ部分5
4は、左端片26の傾斜アンダーカット46の上方で可
撓性を持って片持ちされている。複数の皿頭締結具62
などのねじ付き締結具(装着部材)は、それぞれ皿穴付
きスロットホール60を通して挿入され、左端片26内
のねじ穴48内に受け入れられる。ここで、この実施例
の装着手段は、皿頭締結具62及び皿穴付きスロットホ
ール60からなっている。この可撓性弁座リング50の
組立の初期段階では、ボール32は、まず、可撓性弁座
リング50に対して弁座部材40が接しないような全開
位置に回転されそこに保持される。そして、この時点に
おいて、皿頭締結具62が不完全に締め付けられる(図
2参照)。この後、ボール32は、その全閉位置に回転
される(図1及び図3参照)。この閉鎖状態では、弁座
部材40は、可撓性弁座リング50のフランジ部分54
の上部突起面64に接する(図3に最も良く示されてい
る。)。
【0015】可撓性弁座リング50の左端片26への取
付の間、弾性偏倚部材57は、環状溝56、ひいては可
撓性弁座リング50をボール32へ向けて内方及び右方
(図1及び図2参照)に一様に偏倚させるように作用す
る。この後、ボール32がその全閉位置に回転され、か
つ弁座部材40が可撓性弁座リング50の上部突起面6
4に接したとき、フランジ部分54は下方及び左方へ偏
倚される(図3)。これにより、弾性偏倚部材57は、
環状溝56と左端片26の傾斜アンダーカット46との
間に圧縮される。実際、弾性偏倚部材57が、弁座部材
40に対してフランジ部材54を間断なく径方向に押し
付けるように働くことにより、可撓性弁座リング50は
、弁組立時において、その全周に沿って弁座部材40に
対して適当な閉鎖位置を正確にとる。また、この偏倚部
材57の偏倚動作は、可撓性弁座リング50特有の可撓
性と協同(協働)して、可撓性弁座リング50の周方向
の一部を、皿頭締結具62に対して左方(即ち図3の軸
方向)に移動させる。弾性偏倚部材57の偏倚力に加え
、皿頭締結具62の軸に対する開口60がスロット状で
あるので(図6参照)、このような可撓性弁座リング5
0の軸方向移動が許容される。
【0016】この後、左端片26に対して不完全に締め
付けられた可撓性弁座リング50の最終的な位置の配置
が、全閉状態のボール32によりなされたならば、皿頭
締結具62が皿穴付きスロットホール60内に完全に締
め付けられる。この皿穴付きスロットホール60の皿穴
部と、これに組み合わされた皿頭締結具62の面取りさ
れた頭部との協同により、締結具の完全な締め付けが行
われる。この締め付けにより、可撓性弁座リング50が
適正位置に保持されるが、このとき可撓性弁座リング5
0は、この組立作業全体を通して弁座部材40に対して
理想的な装着位置をとる。さらに詳しく説明すると、各
皿穴付きスロットホール60の周りの限定された領域で
は、皿頭締結具62の締め付けは、事実上、可撓性弁座
リング50を下方にクリンプして左端片26の水平アン
ダーカット44に押し付けることは理解されよう。この
クリンプ動作により、可撓性弁座リング50は、取付時
に一度適正に整列された位置で、左端片26に適正に固
定される。
【0017】皿穴付きスロットホール60の幅は、かな
り厳密なものであると考えられる。即ち、皿頭付きスロ
ットホール60の周りの可撓性弁座リング50のくぼみ
形成効果を得るために、皿穴付きスロットホール60の
幅は、可撓性弁座リング50の外周面58に沿う最も狭
い位置で、皿頭締結具62の外径に対して十分に狭くな
くてはならない。これにより、可撓性弁座リング50の
材料の小部分をねじ穴48内に押しさげることが可能と
なり、可撓性弁座リング50の積極的な位置決めを行い
、その状態を保つ。 この発明によって作られる1個の弁においては、皿穴付
きスロットホール60の長さは、30.54cm(12
インチ)径の弁で0.48cm(3/16インチ)径の
締結具を使用した場合、ほぼ1.27cm(1/2イン
チ)にすべきであり、また40.64cm(16インチ
)径の弁で0.95cm(3/8インチ)径の締結具を
使用した場合には、1.91cm(3/4インチ)にす
べきであると考えられる。従って、皿穴付きスロットホ
ール60は、皿頭締結具62の寸法より0.64cm(
1/4インチ)だけ延ばされるのが好ましく、これによ
り組立中に可撓性弁座リング50の適正な径方向の動き
を許容し、さらに上記のクリンプ固定する特徴を提供す
ることがわかるであろう。
【0018】皿頭締結具62により可撓性弁座リング5
0が左端片26に対してしっかりと締め付けられたとき
に、可撓性弁座リング50が流体流路(図1の矢印P)
から完全に外れた位置にあるようにするために、左端片
26上に形成された環状くぼみ42が創作されたことは
理解されるであろう。流路P中に突き出る物が無くなる
ことにより、ボール32の開閉時に起こるような局所的
な高速流状態にある場合の流体流の不必要な乱れが阻止
される効果がある。(図1に示すように、回転弁20の
流体流路Pは、普通は右から左に向いている。)両方向
に流れがあるときは、この発明によるもう1個の可撓性
弁座リング構造を、右端片24(図1)に配置すること
もできる。
【0019】可撓性弁座リング50の相対的な厚さは、
回転弁20の大きさによって異なってくるが、組立中の
取扱に耐え、かつ使用時に適正な着座強度を得るように
十分に厚くなければならず、他方では、初期組立段階及
びシール動作中に上記の部分的な可撓性を提供するのに
十分なだけ薄くなければならない。30.54cm(1
2インチ)径の弁では、可撓性弁座リング50の厚さは
、0.127cm(0.05インチ)が好ましいことが
わかった。また、可撓性弁座リング50の厚さの好適な
範囲は、0.076cm(0.03インチ)〜0.22
9cm(0.09インチ)である。
【0020】弁座部材40の表面と可撓性弁座リング5
0の上部突起面64との間の不要な摩損(ゴーリング)
を防ぐため、これらの構成部分を形成する際、異なる耐
食性材料を使用するのが好ましい。弁座部材40は、例
えば304型又は316型のようなステンレス鋼からな
り、可撓性弁座リング50は、異なる型のステンレス鋼
(例えば410型又は416型など)からななるのが好
ましく、モネルやインコネル(商標名)であってもよい
。さらに、弁座部材40の表面は、スプレー・オーバー
レイ(例えばプラズマ・スプレー又はセラミック・スプ
レー)又は溶接オーバーレイ技術により形成された異な
る材料からなるもののように、非金属にすることもでき
る。
【0021】可撓性弁座リング50の通常の使用状態で
は、ボール32が回転弁20を遮断するために閉じると
、可撓性弁座リング50の後の流体圧は、可撓性弁座リ
ング50を弁座部材40へ向けて撓ませるように働く。 即ち、圧力による固有の着座力が与えられる。そして、
弁閉鎖部材が一度閉じられると、静水圧がボール32を
さらに可撓性弁座リング50側に動かし、使用時の圧力
に応じてより密着したシールを作る。この増加した着座
力は、可撓性弁座リング50に対する弾性偏倚部材57
の動作と協同して、結果として弁座部材40に対する可
撓性弁座リング50の金属間液密シールが得られる。こ
の発明による可撓性弁座シールは、例えば21.09k
g/cm2(300psig)又はそれ以上など、あら
ゆる使用条件において液密を提供できる。
【0022】このように、弾性偏倚部材57は、圧力援
助形シールとして、かつ、組立中及び実際の運転時の両
方で、弁座部材40に対して可撓性弁座リング50を押
し付けるのを助ける偏倚部材として有効に働くことがわ
かるであろう。
【0023】さらに、この発明により作られた回転弁は
、真の閉鎖位置からプラス・マイナス1°内で閉じられ
るので、その閉鎖位置到達について、いわゆる寛容性を
持つものである。これは、ボール32を真の閉鎖位置か
ら1°ずれた位置まで回転させても、互いに向かい合う
可撓性弁座リング50と弁座部材40との水密に違いや
影響が見られないということを意味している。即ち、ボ
ール32の球面状の弁座部材40は、可撓性弁座リング
50と協同して、それらの互いに対をなす部分の真の弁
座シール位置に対して、相対的な寛容性、即ち位置的な
余裕を与えている。この発明特有の位置的な余裕は、こ
のような余裕が許されない従来技術より優れた重要な長
所である。 特に、30.54cm(12インチ)径の弁では、この
発明のための位置的な余裕は、ボール32による回転の
プラス・マイナス1°である。これは、完全な着座位置
と非着座位置との間のほぼ0.254cm(0.100
インチ)の可撓性弁座リング50のための位置的な余裕
の寸法範囲に置き換えることができる。
【0024】回転弁20の繰り返し動作の際において、
対をなす弁座表面(即ち、可撓性弁座リング50及び弁
座部材40)の擦り合わせ動作は、それらの表面間への
有害な異物の付着を防止することは理解されるであろう
。この擦り合わせ動作は、ボール32の弁座部材40に
対する上部突起面64の曲線性により高められる。
【0025】この曲線性は、粒子及び異物をより多く取
り除くような動きのある接触を、前記対をなす表面間に
提供する。そして、この有効な擦り合わせ動作は、従来
技術の平らな接合面では得られない。従来技術における
平面接触した平面では、粒子及び異物を捕らえ、これに
より擦り傷や弁座の損傷を引き起こすこともある。
【0026】この発明の可撓性弁座リング50の使用は
、単なる一方向シール弁、即ち単に1個の弁座構造を持
つ弁に限定されるものではない。両方向の流体流圧力が
ある条件下などでは、2個の弁座構成での使用も可能で
ある。
【0027】この発明の使用は、上記実施例に示したよ
うな可撓性弁座リングが弁本体に固定されるものにも限
定されない。その代わりに、図7に示すように、可撓性
弁座リング70(薄い金属材料からなるのが好ましい)
が、端片72ではなく、ボール(閉鎖部材)74に固定
されている。さらに、図1〜図6の実施例の可撓性弁座
リング50と同様に、可撓性弁座リング70は、2つの
ほぼ円筒状の部分、即ち円筒状部分76及びフランジ部
分78から一体的になっている。フランジ部分78は、
リング状の弾性偏倚部材82を環状溝80内に保持して
いる。同様に、複数の皿頭締結具84が、放射状に互い
に間隔をおいた皿穴付きスロットホール86内に取り付
けられている。これら皿頭締結具84及び皿穴付きスロ
ットホール86からなる装着手段は、可撓性弁座リング
70をボール74に接触させた状態で保持するために用
いられている。
【0028】使用時においては、可撓性弁座リング70
は、弾性偏倚部材82により、端片72上に保持された
金属製の弁座である弁座部材88に対して偏倚される。 静止した端片72ではなくボール74に可撓性弁座リン
グ70を装着したこと以外は、この実施例は上記実施例
と同様に動作する。図7に示すように、流路の方向(図
中矢印FP)に流れている流体の圧力により、可撓性弁
座リング70の片持ちのフランジ部分78に、圧力援助
形の着座力が付加され、これにより上記した実施例で得
られた着座力と同様の作用で同じ効果が得られる。
【0029】この発明の良好な作用にとって必ずしも必
要ではないが、回転する閉鎖部材(即ちボール32)の
可撓性弁座リング50からの持ち上がりは、開位置に回
転されるときにその閉鎖部材に偏心動作が加えられるこ
とにより強調される。図示はしないが、これは、その異
常動作を生むために僅かな量(例えば0.64cm(1
/4インチ)程度)だけ閉鎖部材の回転軸(即ち弁軸3
4)をオフセットすることにより、簡単に達成される。
【0030】この発明は、例えばちょう形弁など、他の
形の回転弁にも適用できる。図8及び図9に示したのは
ちょう形弁90であり、弁本体92と、回転可能な閉鎖
部材であるディスク(又は栓部材)94とを有している
。ディスク94は、弁本体92に対して回転できるよう
、軸受98及びスラスト軸受100にジャーナル支持さ
れた栓軸96に軸支されている。図8及び図9に示すよ
うに、比較的薄い可撓性弁座リング102が、ねじ付き
締結具により、弁本体92に締め付けられている。可撓
性弁座リング102も、金属からなるのが好ましい。上
記実施例の可撓性弁座リング50と同様に、ちょう形弁
90に使用される可撓性弁座リング102は、円筒状部
分104と、弾性偏倚部材110を保持するための環状
溝108を有するフランジ部分106とからなっている
【0031】上記実施例と同様に、可撓性弁座リング1
02の円筒状部分104は、それぞれねじ付き締結具を
保持する皿穴付きスロットホール112を複数有してい
る。この実施例の装着手段は、ねじ付き締結具と皿穴付
きスロットホール112からなっており、上記実施例と
同様の方法でちょう形弁90が組み立てられた後に、弁
本体92に可撓性弁座リング102を位置決めして保持
するために使用される。
【0032】好適な金属製の弁座面114は、ちょう形
のディスク94上に形成される。ディスク94が閉鎖位
置にあるときは、弁座面114は、環状溝108に隣接
した位置で可撓性弁座リング102のフランジ部分10
6に接する。この接触により、可撓性弁座リング102
が弾性偏倚部材110に押し付けられ、上記実施例と同
様に水密シールが作られる。同様に、弾性偏倚部材11
0により、ちょう形弁90の組立中に、(皿穴付きスロ
ットホール112とそれに関連するねじ付き締結具を介
して)弁本体92に対する可撓性弁座リング102の適
正な部分的位置決めが行われる。
【0033】さらに、流体流路(図中矢印FFP)に沿
って進む加圧流体により、ディスク94上の弁座面11
4に対する可撓性弁座リング102のフランジ部分10
6の圧力援助形の水密シールが作られる。図9に示すよ
うに、ディスク94の全閉位置(図中実線)への回転に
より、弁本体92上の可撓性弁座リング102に対する
ディスク94の金属間水密シールを生じる。
【0034】さらに、弾性偏倚部材110の二重機能(
即ち圧力援助形シール要素及び偏倚要素)のため、可撓
性弁座リング102により、弁のバインディング(bi
nding)なしで、弁座面114に対する可撓性弁座
リング102の一定の部分的な接触が連続的に可能とさ
れる。このため、図9に示すようにして、ディスク94
は、可撓性弁座リング102内、即ち弁の閉鎖位置に進
むことができ、さらに、所望であれば、ディスク94の
過移動によりちょう形弁の不要なバインディングが生じ
ないよう、全閉位置を過ぎて進むことができる。
【0035】その適用用途の大部分が、弁の閉鎖部材、
即ちボール又はディスクを全開位置と全閉位置との間で
繰り返し動作(即ち往復動)させるものであるとしても
、この設計構造によれば、閉鎖部材を360°連続して
回転させることができるという利点がある。閉鎖部材が
360°回転できるという特徴は、弁の全閉位置で閉鎖
部材がバインディングされるのを協同して防止するこの
発明の特有の可撓性弁座リング及び弾性偏倚部材により
得られる。
【0036】この発明の可撓性弁座リングを組み入れた
回転弁は、通常の硬質な弁座を持つ弁に比べ、より緊密
な遮断及びより低い操作トルクを提供することはわかる
であろう。この発明では、シート材料から圧延加工又は
へら絞り加工により成形される得る薄い弁座部分の使用
により、製造上の経済性が得られる。着座力を調節でき
るという特徴及び弾性偏倚部材の弾性は、この弁の組立
及び使用時の寛容性を提供する。この発明の構成によれ
ば、10.16cm(4インチ)〜152.4cm(6
0インチ)径の広い範囲で、弁が経済的に組み立てられ
ることを可能にする。
【0037】以上のように、この発明の回転弁が従来の
ものを越えた特有の特徴及び効果を有することは、当業
者であれば容易に認められるであろう。さらに、添付図
面及び上述のように、この発明を好適な実施例及び変形
例を用いて説明したが、この発明の精神及び範囲から逸
脱することなく、種々の変形,変更、均等物との置換を
行うことができることは理解されよう。従って、この発
明は、特許請求の範囲に示された内容を除いて、図面及
び上記説明により制限されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の改善されたシール装置を持つ回転玉
弁を一部断面で示す側面図である。
【図2】この発明の可撓性弁座リングの予備組立状態を
示す拡大断面図である。
【図3】図2の組立後の閉鎖状態を示す断面図である。
【図4】この発明の可撓性弁座リング及び弾性偏倚部材
を示す斜視図である。
【図5】(A)〜(C)はそれぞれこの発明の弾性偏倚
部材の断面形状の変更例を示す断面図である。
【図6】この発明の可撓性弁座リングのスロットホール
配列を示す斜視図である。
【図7】この発明の変形例による可撓性弁座リングの他
の取付形態を一部断面で示す側面図である。
【図8】この発明の可撓性弁座リングを用いたちょう形
弁の構造を示す断面図である。
【図9】図8のちょう形弁の開閉状態を示す構成図であ
る。
【符号の説明】
20    回転玉弁(回転弁) 22    弁本体 32    ボール(閉鎖部材) 40    弁座部材(弁座) 50    可撓性弁座リング 52    円筒状部分 54    フランジ部分(円筒状部分)57    
弾性偏倚部材 60    皿穴付きスロットホール(装着手段)62
    皿頭締結具(装着手段) 70    可撓性弁座リング 72    端片(弁本体) 74    ボール(閉鎖部材) 76    円筒状部分 78    フランジ部分(円筒状部分)82    
弾性偏倚部材 84    皿頭締結具(装着手段) 86    皿穴付きスロットホール(装着手段)88
    弁座部材(弁座) 90    ちょう形弁(回転弁) 92    弁本体 94    ディスク(閉鎖部材) 102    可撓性弁座リング 104    円筒状部分 106    フランジ部分(円筒状部分)110  
  弾性偏倚部材 112    皿穴付きスロットホール(装着手段)1
14    弁座面

Claims (23)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  弁本体とこの弁本体を通る流体通路を
    閉鎖するための回転可能な閉鎖部材とを持つ回転弁に設
    けられ、可撓性を有する回転弁の閉鎖シール装置であっ
    て、前記弁本体及び前記閉鎖部材の一方に形成されたシ
    ール用の弁座、前記弁本体及び前記閉鎖部材の他方に設
    けられ、2つの円筒状部分を有しており、これらの円筒
    状部分の少なくとも一方が、前記閉鎖部材の閉鎖中に可
    撓性を有する弁座面を前記弁座に与える比較的薄い材料
    からなる可撓性弁座リング、前記回転弁の組立中に、前
    記弁本体及び前記閉鎖部材の他方に対する前記可撓性弁
    座リングの適正な位置決めを可能にし、前記弁本体及び
    前記閉鎖部材の他方に前記可撓性弁座リングを装着する
    ための調節可能な複数の装着手段、及び前記弁本体及び
    前記閉鎖部材の他方と前記可撓性弁座リングとの間に保
    持され、前記回転弁の組立中に、前記弁座に対してほぼ
    軸方向に前記可撓性弁座リングを一様に偏倚させること
    により、前記可撓性弁座リングの適正な位置決めを可能
    にするとともに、前記可撓性弁座リングと前記弁座とを
    適正に中心を合わせて接触させ、前記閉鎖部材の通常動
    作での閉鎖中には、前記弁座に対して前記可撓性弁座リ
    ングを連続して偏倚させる弾性偏倚部材を備えている回
    転弁の閉鎖シール装置。
  2. 【請求項2】  前記可撓性弁座リングは、2つの円筒
    状部分を有し、これらの円筒状部分の少なくとも一方が
    、前記弁本体及び前記閉鎖部材の他方に隣接する位置で
    、可撓性を持って片持ちされており、この片持ちされた
    円筒状部分により、前記弾性偏倚部材が保持されている
    請求項1記載の回転弁の閉鎖シール装置。
  3. 【請求項3】  前記弾性偏倚部材を保持するため、前
    記片持ちされた円筒状部分に環状溝が形成されている請
    求項2記載の回転弁の閉鎖シール装置。
  4. 【請求項4】  前記複数の調節可能な装着手段は、前
    記可撓性弁座リングに形成された複数のスロット装着開
    口と、これらのスロット装着開口内にそれぞれ対応して
    延びる複数の装着部材とを有しており、前記スロット装
    着開口及び前記装着部材が互いに協同して前記可撓性弁
    座リングを前記弁本体及び前記閉鎖部材の他方に調節可
    能に装着させ、これにより、前記回転弁の組立中に、前
    記装着部材が不完全に締め付けられた状態にある場合に
    、前記スロット装着開口が、前記弁本体及び前記閉鎖部
    材の他方に対する前記可撓性弁座リングの調節を可能と
    する請求項1記載の回転弁の閉鎖シール装置。
  5. 【請求項5】  前記弾性偏倚部材は、エラストマーの
    リングである請求項1記載の回転弁の閉鎖シール装置。
  6. 【請求項6】  前記弾性偏倚部材が、ブナNゴムから
    なっている請求項1記載の回転弁の閉鎖シール装置。
  7. 【請求項7】  前記弾性偏倚部材が、ヴィトンからな
    っている請求項1記載の回転弁の閉鎖シール装置。
  8. 【請求項8】  前記弾性偏倚部材は、Oリング部材で
    ある請求項1記載の回転弁の閉鎖シール装置。
  9. 【請求項9】  前記弾性偏倚部材は、四角形状の部材
    である請求項1記載の回転弁の閉鎖シール装置。
  10. 【請求項10】  前記弾性偏倚部材は、三角形状の部
    材である請求項1記載の回転弁の閉鎖シール装置。
  11. 【請求項11】  前記弾性偏倚部材は、十字形状の部
    材である請求項1記載の回転弁の閉鎖シール装置。
  12. 【請求項12】  前記回転弁は、玉弁である請求項1
    記載の回転弁の閉鎖シール装置。
  13. 【請求項13】  前記可撓性弁座リングが前記弁本体
    に装着されている請求項12記載の回転弁の閉鎖シール
    装置。
  14. 【請求項14】  前記回転弁は、ちょう形弁である請
    求項1記載の回転弁の閉鎖シール装置。
  15. 【請求項15】  前記可撓性弁座リングが前記弁本体
    に装着されている請求項14記載の回転弁の閉鎖シール
    装置。
  16. 【請求項16】  前記可撓性弁座リングは、金属から
    なっている請求項1記載の回転弁の閉鎖シール装置。
  17. 【請求項17】  前記金属製の可撓性弁座リングは、
    ステンレス鋼から形成されている請求項16記載の回転
    弁の閉鎖シール装置。
  18. 【請求項18】  前記金属製の可撓性弁座リングは、
    モネルから形成されている請求項16記載の回転弁の閉
    鎖シール装置。
  19. 【請求項19】  前記装着部材は、ねじ付き締結具を
    有している請求項4記載の回転弁の閉鎖シール装置。
  20. 【請求項20】  流体通路を持つ弁本体と、前記流体
    通路を閉鎖するための回転可能な閉鎖部材とを有してい
    る回転弁の閉鎖シール装置であって、前記弁本体及び前
    記閉鎖部材の一方に形成された弁座、前記弁本体及び前
    記閉鎖部材の他方に設けられ、比較的薄い材料からなる
    可撓性弁座リングであって、調節可能な装着手段により
    、前記弁本体及び前記閉鎖部材の他方に、前記回転弁の
    組立中に調節可能に位置決めでき、その後しっかり固定
    されるようになっており、かつ可撓性を有する弁座面を
    前記弁座に与えるため、前記弁本体及び前記閉鎖部材の
    他方に隣接して片持ちされた少なくとも1つの円筒状部
    分を有している可撓性弁座リング、及び前記可撓性弁座
    リングの前記1つの円筒状部分の間に保持され、前記回
    転弁の組立中に、前記弁座に対して前記弁本体及び前記
    閉鎖部材の他方上の適正な位置に前記可撓性弁座リング
    を偏倚させ、さらに前記閉鎖部材の閉鎖中に、前記弁座
    に対して前記可撓性弁座リングを連続して偏倚させる弾
    性偏倚部材を組み合わせて備えている回転弁の閉鎖シー
    ル装置。
  21. 【請求項21】  弁本体とこの弁本体を通る流体通路
    を閉鎖するための回転可能な閉鎖部材とを持つ回転弁に
    設けられ、水密性を有する回転弁の閉鎖シール装置の製
    造方法であって、前記弁本体及び前記閉鎖部材の一方に
    シール用の弁座を設ける工程、調節可能な装着手段によ
    り、比較的薄い材料からなる可撓性弁座リングを、前記
    弁本体及び前記閉鎖部材の他方に装着し、弁閉鎖中に前
    記可撓性弁座リングが前記弁座に可撓性を有する弁座面
    を与えるようにする工程、前記閉鎖部材が閉じられたと
    きに前記弁座に対して前記可撓性弁座リングを偏倚させ
    るため、前記弁本体及び前記閉鎖部材の他方と前記可撓
    性弁座リングとの間に、弾性偏倚部材を位置決めし、こ
    れにより前記弁座に対する前記可撓性弁座リングの組立
    中の適正な中心位置決めを可能にするとともに、その後
    の通常の弁閉鎖中には、前記可撓性弁座リングを連続し
    て偏倚させるようにする工程、前記可撓性弁座リングが
    前記弁座とともに適正なシール位置をとるように、組立
    中に前記閉鎖部材を閉じる工程、及び前記装着手段を固
    定して、中心を合わせた適正なシール位置に前記可撓性
    弁座リングをしっかりと固定する工程を備えている回転
    弁の閉鎖シール装置の製造方法。
  22. 【請求項22】  前記可撓性弁座リングを金属から形
    成する工程を備えている請求項21記載の回転弁の閉鎖
    シール装置の製造方法。
  23. 【請求項23】  流体通路を持つ弁本体を提供する工
    程、前記流体通路を通る流体流量を制御するため、前記
    弁本体内に回転可能な閉鎖部材を設ける工程、前記弁本
    体及び前記閉鎖部材の一方にシール用の弁座を設ける工
    程、前記弁本体及び前記閉鎖部材の他方に、可撓性弁座
    リングを、組立中の初期に緩く装着されるように、調節
    可能に装着する工程、前記弁座に対して前記可撓性弁座
    リングを偏倚させるため、前記弁本体及び前記閉鎖部材
    の他方と前記可撓性弁座リングとの間に弾性偏倚部材を
    設ける工程、前記弁座に対して前記可撓性弁座リングを
    適正に位置決めするため、組立中に前記閉鎖部材を閉じ
    る工程、及び前記可撓性弁座リングが、連続して偏倚さ
    れ可撓性を持つ弁座面を、弁閉鎖中に前記弁座に与える
    ように、前記可撓性弁座リングを、その適正な着座位置
    で前記弁本体及び前記閉鎖部材の他方に一度しっかりと
    固定する工程を備えている回転弁の製造方法。
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