JPH0474591B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は水、蒸気、空気、その他特殊な流体
の配管に用いられるバタフライ弁に関する。

（従来の技術） 第５図に示すように従来のバタフライ弁の締切
り方法は弁箱１内に組込んである弾性シールリン
グすなわち弁座２に90゜回転する鋼製弁体３のテ
ーパー部４を摩擦摺動させる。

（発明が解決しようとする問題点） したがつて、弁体３を回転させるには大きな回
転トルクが必要で有ると共に、鋼製弁体３の繰返
し摩擦摺動により弾性シールリング２に摩耗、損
傷が生じ、内部流体の漏洩や、寿命が短い等の欠
点があつた。

この発明は従来のバタフライ弁のもつシール性
能の欠点を改良するもので低トルクでしかも確実
に安定した気密保持できるバタフライ弁を提供し
ようとするものである。

（問題点を解決するための手段） この発明のバタフライ弁は、膨腸収縮自在な中
空環状シールリングがこれの両側面が拘束される
ようにして弁座部に沿つて固定され、弁箱胴壁を
貫通する連通孔を通じて、中空環状シールリング
内と圧力流体供給源とが連絡している。前記中空
環状シールリングは、前記側面をそれぞれ形成す
る第１垂直部および第２垂直部、無圧状態で弁開
閉時における弁体シール部の運動経路に沿うよう
に傾斜し、前記第１垂直部より延びる第１傾斜
部、第１傾斜部とは逆方向に傾斜し、前記第２垂
直部より延びる第２傾斜部、ならびに第１傾斜部
と第２傾斜部との間にあつて無圧状態で外径側に
落ち込んだ凹部を備えている。そして、弁閉時に
前記中空環状シールリングが加圧された状態で前
記第１傾斜部と凹部とが弁体に接する位置にあ
る。また、前記第２傾斜部の内径側周面が固定金
具により拘束されている。

（作用） バタフライ弁が開いているときは、中空環状シ
ールリング内には圧力流体は供給されておらず、
中空環状シールリングは収縮した状態にある。

バタフライ弁を閉じるときには、手動またはア
クチユエータにより弁棒を回転して弁体を閉位置
まで回転する。このとき、弁体のシール面は中空
環状シールリングに軽く接触しているか、または
非接触の状態にある。つぎに、連通孔を通じて上
記中空環状シールリング内に圧力流体を供給する
と、中空環状シールリングは膨腸して弁体シール
面に接触し、気密を保つ。なお、バタフライ弁内
の流体の圧力に抗して中空環状シールリングが膨
腸可能なように、中空環状シールリング内に供給
される流体の圧力はバタフライ弁内の流体圧力よ
りも若干高く設定されている。

バタフライ弁を開くときは、連通孔を通して中
空環状シールリング内の圧力流体を放出し、中空
環状シールリングが収縮した状態で、すなわち中
空環状シールリングが弁体のシール面から離れた
状態で弁体を回転する。

中空環状シールリングが加圧されると、凹部が
内径側に張り出して弁体と接する。この時、凹部
は反転するだけであり、凹部には大きなひずみは
生じない。また、中空環状シールリングは、弁出
入側の両側面が拘束されるようにして弁座部に沿
つて固定され、さらに第２傾斜部の弁内径側周面
が固定金具で押えられている。したがつて、中空
環状シールリングの弁内径側の限られた狭い部分
のみを、僅かな量だけ膨腸して弁を密閉すること
ができる。

（実施例） 第１図、第２図および第３図はこの発明の一実
施例を示しており、稀硫酸用バタフライ弁の例で
ある。

第１図に示したように、弁箱部１１は円胴部１
２の中央に外径方向に突出する上、下円筒部１
３，１４を備えており、円筒部１３，１４にはパ
ツキン箱１６が設けられている。また、円胴部１
２の両端にフランジ１８，１９が設けられてい
る。

入側の弁箱円胴部１２の上記円筒部１３，１４
寄り内周に弁座部２１が設けられており、この弁
座部２１は後述のように中空環状シールリング２
５が固定される部分である。弁座部２１は円筒部
１３，１４の直下で内径方向に突出する環状の段
部２２を備えている。

中空環状シールリング２５は第３図に示すよう
に帯状ゴムを析り曲げ、重ね合わせて環状に形成
されている。すなわち、中空環状シールリング２
５の外周部２６は弁箱円胴１２軸方向に延び、ゴ
ム帯の両端部が重なるようにして二重になつてい
る。中空環状シールリング２５の内周部は凹部２
８とこれの両端からそれぞれ延びる第１傾斜部２
９および第２傾斜部３０とからなつている。第１
傾斜部２９は上記外周部２６と第１垂直部３１を
介してつながつている。第２傾斜部３０は後端
（図面において左端）に設けられた角部３３に第
２垂直部３２を介してつながつている。したがつ
て、中空環状シールリング２５の中空断面はほぼ
Ｄ形に形成されている。上記凹部２８と第１傾斜
部２９とが中空環状シールリング２５のシール面
となる。凹部２８は中空環状シールリング２５内
が無圧のときには弧状に凹み、加圧されたときに
弧状に膨れるように予め成形加工されている。角
部３３には中空環状シールリング２５が環状を保
持するように鋼リング３５が挿入されている。

上記のように構成された中空環状シールリング
２５は環状の固定金具３７により前記弁座部２１
に固定される。すなわち、中空環状シールリング
２５の第１垂直部３１は上記弁座部２１の段部２
２に接しており、角部３３は固定金具３７の垂直
部３８に接するとともに、平行部３９により弁箱
１１内周面に向かつて押し付けられている。ま
た、中空環状シールリング２５の第２傾斜部３０
は固定金具３７の傾斜部４０に接している。固定
金具３７はボルト４２により入側フランジ１８に
固定されている。

弁箱円胴部１２の一箇所に胴壁を貫通する貫通
孔４５が設けられており、ここに口金４６が挿入
されている。口金４６の先端のフランジ４７は中
空環状シールリング２５内にあつて、口金４６に
ねじ込まれた接続金具４９を締めることにより口
金４６は弁箱円胴部１２に固定される。

接続金具４９は配管５１および電磁式切換弁５
３を介して圧縮空気タンク５７に接続されてい
る。

前記上、下パツキン箱１６にはグランドパツキ
ン６１が詰められており、それぞれシーリングカ
ラー６２を介してカラー６３およびカバー６４で
押さえられている。

弁箱１１内には円板状の弁体６７が挿入されて
おり、弁棒７５が弁体６７を直径方向に貫通して
いる。弁体６７の上、下外周寄りに、弁体６７の
直角方向の穴６８にブツシユ６９がはめ込まれて
おり、ここでピン７６により弁棒７５が固定され
ている。バタフライ弁が閉じたときに、弁体６７
のシール面７０は弁棒７５の軸線より入側に位置
している。また、弁体６７のシール面７０の断面
は円弧状をしており、ここが上記中空環状シール
リング２５に接する。

第３図に示すように中空環状シールリング２５
内が無圧状態にあり、弁体６７が全閉位置にある
とき、中空環状シールリング２５の第１傾斜部２
９と弁体６７のシール面７０との隙間は１〜２mm
程度である。また、このとき固定金具３７端面と
弁体６７面との間隔は数mm程度である。

弁棒７５は下のパツキン箱１６から延びて、上
のパツキン箱１６を貫通している。弁棒７５の下
端はカラー７７を介して上記カバー６４により回
転自在に支持されている。

上のパツキン箱１６の上端にはスタンド８１を
介してエアシリンダ８３が取り付けられており、
エアシリンダ８３の駆動軸８４は弁棒７５の上端
に接続されている。エアシリンダ８３は弁棒７５
すなわち弁体６７をほぼ90゜回転する。

上記構成において、弁箱１１、固定金具３７、
および弁体６７の接液部にはすべてゴムライニン
グ８７が施されており、外部への漏洩部分はＯリ
ング８９によりシールされている。

つぎに、上記のように構成されたバタフライ弁
の開閉動作について説明する。

バタフライ弁が開しているときは、弁体６７は
弁体面が液体の流れに沿うような姿勢をしてい
る。このとき、切換弁５３の接続状態は第３図に
示すように位置Ａにあり、中空環状シールリング
２５内は口金４６、配管５１および切換弁５３を
介して大気に開放している。したがつて、中空環
状シールリング２５は収縮している。

バタフライ弁を閉じているときには、エアシリ
ンダ８３により弁体６７を閉位置まで約90゜回転
する。このとき、弁体６７のシール面７０は第３
図に示すように中空環状シールリング２５とは接
触していない。

弁体６７面が流体の流れに対して垂直となつて
弁体６７が閉位置に達すると、切換弁５３のソレ
ノイド５４を励磁して接続状態を位置Ｂにする。
この結果、圧縮空気タンク５７より口金４６を通
じて中空環状シールリング２５内に圧縮空気が供
給される。弁内の流体圧力が２Kg／cm²程度である
に対し、圧縮空気の圧力は３〜４Kg／cm²である。
中空環状シールリング２５は第３図に想像線で示
すように凹部２８と第１傾斜部２９が弧状に膨張
して弁体シール面７０に接触し、気密を保つ。凹
部２８は前述のように無圧状態で凹むように形成
されているので、加圧状態になつても固定金具３
７と弁体６７との間にはみ出すことはない。

バタフライ弁を開くときは、切換弁５３のソレ
ノイド５４を消勢して接続状態を位置Ａにする。
中空環状シールリング２５内の圧縮空気は口金４
６を通じて大気に開放され、中空環状シールリン
グ２５は収縮して、中空環状シールリング２５と
弁体６７との両シール面７０は離れる。このよう
な状態でエアシリンダ８３を駆動して弁体６７を
開位置まで回転する。

なお、第４図は中空環状シールリング２５の変
形実施例を示すものである。

第４図は弁箱１１の入側の弁座部２１とはめ合
う鋼環状リング９０の内周部９１に、中空断面が
ほぼＤ形に形成された弾性、中空環状シールリン
グ９２を加硫接着させ、鋼環状リング９０および
弾性中空環状シールリング９２はいずれも環状の
固定金具３７により、弁座２１の所定の位置に固
定保持される。

また、圧力流体を供給する口金９３は鋼環状リ
ング９０および弾性中空環状シールリング９２内
にあつて、弁箱円胴部１２の一箇所に胴壁を貫通
する。貫通孔４５には、口金９３にねじ込まれた
接続金具９４は挿入固定してあるものである。

この発明は上記実施例に限られるものではな
く、たとえば取り扱う流体の種類によつてはライ
ニングは省略してもよく、また空気圧の代りに油
圧を用いて中空環状シールリングを膨張させるよ
うにしてもよい。

（発明の効果） この発明のバタフライ弁は弁箱内を流れる流体
の気密保持が従来の様に弾性シールリングに摩擦
摺動させて行なうものでなく、中空環状シールリ
ングの膨張収縮により行なう。したがつて、シー
ルリングの摩耗、損傷がなく、確実に安定した気
密性を保持できる。また、弁体は中空環状シール
リングに接触せずに回動させるので、回動に必要
なトルクは小さくで済み、バタフライ弁全体をコ
ンパクトにできる等の利点がある。

特に、この発明では、中空環状シールリングが
加圧されると、凹部は反転して凸状となつて弁体
と接するので、凹部には大きなひずみは生じな
い。また、中空環状シールリングのシール面以外
は拘束されており、弁内径側の限られた狭い部分
のみを、僅かな量だけ膨張させて弁を密閉するこ
とができる。これらのことから、弁を繰り返し開
閉しても、中空環状シールリングは疲労せず、長
期にわたつて気密を保持することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すもので、バ
タフライ弁の縦断面図、第２図は第１図に示すバ
タフライ弁の一部を示す正面図、第３図は第２図
の−線に沿う断面の拡大図、第４図は他の実
施例を示す図、および第５図は従来のバタフライ
弁の縦断面図である。 １，１１…弁箱、２，２１…弁座部、２５…中
空環状シールリング、３７…固定金具、４５…貫
通孔、５３…切換弁、５７…圧縮空気タンク、８
３…エアシリンダ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 膨脹収縮自在な中空環状シールリングがこれ
   のの両側面が拘束されるようにして弁座部に沿つ
   て固定され、弁箱胴壁を貫通する連通孔を通じて
   中空環状シールリング内と圧力流体供給源とが連
   絡しているバタフライ弁において、前記中空環状
   シールリングが、前記側面をそれぞれ形成する第
   １垂直部および第２垂直部、無圧状態で弁開閉時
   における弁体シール部の運動経路に沿うように傾
   斜し、前記第１垂直部より延びる第１傾斜部、第
   １傾斜部とは逆方向に傾斜し、前記第２垂直部よ
   り延びる第２傾斜部、ならびに第１傾斜部と第２
   傾斜部との間にあつて無圧状態で外径側に落ち込
   んだ凹部を備え、弁閉時に前記中空環状シールリ
   ングが加圧された状態で前記第１傾斜部と凹部と
   が弁体に接する位置にあり、前記第２傾斜部の内
   径側周面が固定金具により拘束されていることを
   特徴とするバタフライ弁。