JPH0510457A - バタフライバルブのシール装置 - Google Patents
バタフライバルブのシール装置Info
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- JPH0510457A JPH0510457A JP3035447A JP3544791A JPH0510457A JP H0510457 A JPH0510457 A JP H0510457A JP 3035447 A JP3035447 A JP 3035447A JP 3544791 A JP3544791 A JP 3544791A JP H0510457 A JPH0510457 A JP H0510457A
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16K1/00—Lift 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
- F16K1/16—Lift 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
- F16K1/18—Lift 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
- F16K1/22—Lift 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 with axis of rotation crossing the valve member, e.g. butterfly valves
- F16K1/226—Shaping or arrangements of the sealing
- F16K1/2263—Shaping or arrangements of the sealing the sealing being arranged on the valve seat
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16K1/226—Shaping or arrangements of the sealing
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract
高圧にも動作が確実で、さらに高温流体や火災にも耐え
ることのできるものを得ることを目的とする。 【構成】弁本体11とシート保持リング16にて形成さ
れる溝23に、シートリング15とともに、このシート
リング15の片面を保持するバックアップリング31を
介在してなる。流体圧力によりシートリング15に与え
られる力は、シートリング15の過大な変形や損傷を防
止するため、第1段階としてシートリング15のある点
に相当するバックアップリング31との隙間38分に対
してバックアップリング31で保護し、第2段階として
バックアップリング31の他の点に相対する弁本体11
との隙間37分に対して弁本体11で保護する。
Description
リングが、弁体の閉鎖直前や開放直後に発生する高圧、
高流速流体の過大負荷時に損傷せず、しかも高圧流体で
も、低圧流体でも確実にシールするようにしたバタフラ
イバルブのシール装置に関するものである。
び図14に示すように、円筒体を輪切りにしたような弁
本体11に、2重偏心構造の場合、中心をややずらして
垂直な回転軸12を設ける。この回転軸12に円板状の
弁体13を固着し、この弁体13を、バタフライのよう
に揺動して弁本体11の貫通孔14を開閉するものであ
る。この弁体13の密閉性をよくするため、前記貫通孔
14の内周部にシートリング15を嵌め、さらに、シー
ト保持リング16でシートリング15を保持している。
なお、17は弁本体11の両面に連結される配管フラン
ジ、18は漏れ防止用のガスケット、19は弁本体11
とシート保持リング16の間にシートリング15を挾ん
で固定するためのボルトである。
は、曲線的な球面形をなすか、直線的な円錐形をなし、
回転軸12により弁体13を回転させ、この弁体13の
密接部10を、シートリング15の内側の半径方向端に
密接して流体を遮断したり、密接部10をシートリング
15から離反して流体を通過したりする構成となってい
る。
を、図15および図16によりさらに詳しく説明する。
このシートリング15は、フッ素樹脂などからなり、前
記弁体13に接触する密封部20、前記弁本体11とシ
ート保持リング16の間の溝23にて圧着されるフラン
ジ部22、この密封部20とフランジ部22の中間の支
持部21とからなる。また、支持部21の凹部24に
は、シート保持リング16の凸部25が嵌合しており、
前記密封部20が弁体13に接していない状態では、シ
ートリング15とシート保持リング16の間と、シート
リング15と弁本体11の間に、それぞれわずかな隙間
を有する。前記シートリング15の密封部20は、その
内側の直径が前記弁体13の外側の直径よりもわずかに
小さく形成され、弁体13の閉鎖時に、シートリング1
5を外側へ押しつけてシートリング15の持つ反力によ
って弁体13とシートリング15のシール効果を得るも
のである。
3の閉鎖時における流体の流れ方向が正、負のいずれの
方向であってもシートリング15の持つ弾性作用により
シール効果が得られる。例えば、図15のように、流体
方向が矢印方向(正方向とする)のため、シートリング
15にも矢印のように流体圧力がかかったものとする。
すると、シートリング15はA点を支点として湾曲して
接触点aにおけるシール効果を高める。このとき、シー
トリング15は弁本体11のB点に接触して過度の湾曲
が避けられる。図16のように、流体方向が逆方向の場
合、シートリング15に矢印のように流体圧力がかか
り、シートリング15はC点を支点として湾曲して接触
点aおよびbの範囲でシール効果を高める。このとき、
シートリング15はシート保持リング16のD点に接触
して過度の湾曲が避けられる。
せるために、弁本体11とシート保持リング16で構成
される溝23に、密封部20と支持部21を隙間を持っ
て遊嵌しているが、この部分の断面形状によって、流体
圧力の影響を受けにくい場合と、受けやすい場合とがあ
る。具体的には、前記断面形状が細長ければ、可撓性が
大で、流体圧力の影響を受け易く、逆に短ければ、可撓
性が小で、流体圧力の影響を受けにくい。前者は、流体
圧力に対するシール効果が大で、復元特性が良好である
が、反面、過大な圧力による負荷によってシートリング
15に局部的または全体的な損傷や変形を生ぜしめると
いう問題がある。後者は、損傷や変形の問題はあまりな
いが、シール効果が小さく、復元特性が低く、一旦変形
すると永久変形となり易いという問題がある。一般的に
は、前者の形状がより多く採用されている。
来は図9ないし図12に示すような種々のシートリング
15が既に知られている。図9は、過度の撓みの防止の
ために、シートリング15に一体に突出した係止部28
を設け、また、シート保持リング16にも凹所29を設
けて互いに遊嵌したものである(特開昭56−1247
70)。図10と図11は、フッ素樹脂などのシートリ
ング15の内部または下面に、ゴム、金属などの弾性材
30を介在したものである。図12は、高温流体や火災
にも耐えられるように、シートリング15を不燃性の金
属板で構成したものである。
2のうち、図9では、低圧時には良好な動作をするが、
高圧になると依然としてシートリング15のめくれなど
の変形が生じやすい。また、図10および図11では、
復元特性が低いので、高圧時の動作に比較して低圧時の
密封動作がまだ不十分である。図12では、低圧と高圧
における密封動作がともに不十分である。さらに、図9
ないし図11では、高温流体や火災には耐えられない。
にも高圧にも動作が確実で、さらに高温流体や火災にも
耐えることのできるものを得ることを目的とするもので
ある。
離するシートリング15を、弁本体11とシート保持リ
ング16にて形成される溝23に嵌め込んで保持するよ
うにしたバタフライバルブにおいて、前記溝23に、前
記シートリング15とともに、このシートリング15の
片面を保持するバックアップリング31を介在してなる
ことを特徴とするバタフライバルブのシール装置であ
る。
グ15は、シート保持リング16側に撓む。このとき、
シートリング15の持っている弾性力によって密封部2
0に流体を阻止する面圧が生じる。同時に、シートリン
グ15の面に流体圧力に応じた力が与えられ、密封部2
0における面圧を増加せしめ、シール効果を助長する。
流体圧力によりシートリング15に与えられる力は、シ
ートリング15の過大な変形や損傷を防止するため、第
1段階としてシートリング15のある点に相当するバッ
クアップリング31との隙間38分に対してバックアッ
プリング31で保護し、第2段階としてバックアップリ
ング31の他の点に相対する弁本体11との隙間37分
に対して弁本体11で保護する。
る。第1実施例を示す図1において、11は弁本体、1
3は弁体、15はシートリング、16はシート保持リン
グであり、これらの構成は基本的には図13および図1
4と変るところはない。本発明の特徴とする構成は、前
記シートリング15の片面に一緒にバックアップリング
31を挾んで固定したことである。
グ31をさらに詳しく説明する。前記シートリング15
は、全体の形状がリング状をなし、弁体13の密接部1
0と密接する部分が密封部20、中間のU字状に屈曲し
た凹部24を有する部分が支持部21、前記弁本体11
とシート保持リング16で形成された溝23にて挾まれ
て固定される部分がフランジ部22である。
ング15の一側面(支持部21の突出した側)にわずか
な隙間38を持って前記溝23に、シートリング15と
一緒に固定されるもので、前記密封部20の片面に接す
る先端保持部32、前記支持部21の片面に接する中間
保持部33、前記フランジ部22と一緒に挾みつけられ
て固定される固着部34とからなる。前記シートリング
15の密封部20の内径は、弁体13の密接部10の外
径よりやや小さくして圧接せしめ、また、バックアップ
リング31の先端保持部32の内径は、できるだけ弁体
13の密接部10に近付けた内径となし、ファイアセー
フシールなどの2次的シールができるようになってい
る。
ング31は、それぞれのフランジ部22と固着部34の
部分がガスケット39を介在して弁本体11の圧接部3
5とシート保持リング16の圧接部36で強く挾みつけ
られ、また、支持部21の部分が低圧の流体圧力では離
れない程度の力でシート保持リング16の凸部25とバ
ックアップリング31の中間保持部33に当接してい
る。
リング31の各点の位置を、図示のように、a,b,
c,d,e,f,g,h,i,j,k,l,m,n,
o,p,q,r,sとすると、密封部20に弁体13が
接していない状態では、b,c,dとシート保持リング
16との間の隙間26、e,f,gとシート保持リング
16との間の隙間27、j,k,l,mとバックアップ
リング31との間の隙間38、o,p,qと弁本体11
との間の隙間37がそれぞれ形成される。このような構
成とした結果、g,j,qの各点は、シートリング15
とバックアップリング31の弾性効果を得るための基本
的な支点となる。
方向の正負に分けて説明する。なお、流体の方向は、シ
ート保持リング16側から加わるときを正とする。 (1)図2のように、流体方向が正の場合について説明
する。図中の点線は、弁体13が全開しているときのシ
ートリング15の位置を示している(以下、この状態を
シートリング15の自然位置という)。弁体13が完全
に閉じているとき、シートリング15は、d点を支点と
して図示実線のようにシート保持リング16側に撓む。
このとき、シートリング15の持っている弾性力によっ
てa点に流体を阻止する面圧が生じる。同時に、シート
リング15の面に矢印方向に流体圧力に応じた力が与え
られ、a点における面圧を増加せしめ、シール効果を助
長する。流体圧力の大きさに応じた力は、リング状の受
圧面積に対して、a点の半径方向を基準にしてd,e,
gの順で外側方向に与えられ、その力は、a,gで最大
となる。
れる力は、シートリング15の過大な変形や損傷を防止
するため、第1段階としてシートリング15のj,k,
l,mの各点に相対するバックアップリング31との隙
間38分に対してバックアップリング31で保護し、第
2段階としてバックアップリング31のo,pの各点に
相対する弁本体11との隙間37分に対して弁本体11
で保護する。なお、低圧流体の場合は、d,eの各点は
シート保持リング16の凸部25から離れることはな
い。
正で、かつ弁体13の閉鎖直前または開放直後であっ
て、a点と弁体13の微小な開口から通過する高圧、高
流速流体による過大負荷からのシートリング15の保護
作用について説明する。なお、点線はシートリング15
の自然位置を示す。
0の表面の移動に伴い、a点と密接部10の表面との間
に局部的に微小な開口を生ずる。この開口を通過する瞬
間的な流体は、上流側の閉鎖時の圧力に基づいて、高流
速で急激に下流側に流れ、開口付近に過大な負荷を与
え、シートリング15を局部的に損傷せしめることがあ
る。また、弁体13が全開するまで、または全開状態で
も流体の流れる強さに応じて、シートリング15に負荷
がかかり、シートリング15全体に変形や損傷をおよぼ
す可能性がある。この負荷は、弁体13の上流側と下流
側の差圧および流量が大なる程過大となる。また、弾性
体からなるシートリング15は、環境温度および流体温
度が高温になればなる程軟化、膨張するため、シートリ
ング15自体の持つ強度が低下するので、流体負荷の影
響を受け、変形や損傷の可能性が大となる。
向にかかる場合のシートリング15の変形や損傷を防止
するバックアップリング31の作用を示している。流体
がa点の開口を通過するときの負荷は、シートリング1
5に対して矢印方向に急激にかかりながら下流方向に流
れ出る。このとき、シートリング15は、流体負荷によ
り、下流方向にj点を支点として移動する。もし、バッ
クアップリング31が設けられていない場合、l点に相
対する弁本体11のo点で受けることとなり、流体負荷
の大きさおよび温度の高さの程度に応じてシートリング
15は、l点を支点として下流方向に変形し、シートリ
ング15の持つ強度を超えた過大負荷を受けた場合、永
久変形や損傷を発生することとなる。
を受けた場合でも、負荷の大きさに応じて、シートリン
グ15をk,l,mでうけ、さらに弁本体11のo点で
最終的に受け、下流方向に変形するシートリング15の
過大な撓みを制限し、l,mにおける変形や損傷を防止
する。なお、バックアップリング31は、シートリング
15よりも充分大きな強度と、自然位置にもどるための
充分な弾性力を持つ素材、例えば金属性ばね材(オース
テナイト系ステンレス鋼ばね材、ハイニッケル合金鋼ば
ね材、インコネルなど)とする。バックアップリング3
1の先端保持部32は、シートリング15のl,mを受
けて保護するため、a点にできるだけ接近して設けるこ
とが望ましい。
について説明する。シートリング15の自然位置が点線
で示されている。流体の大きさに応じて、シートリング
15は、d点を支点としてシート保持リング16の方向
に撓む。流体圧力によるシートリング15の過大な撓み
を防止するため、シートリング15のb,c,d点に相
対するシート保持リング16の各点で受け、シートリン
グ15の変形や損傷から保護する。
13の閉鎖直前または開放直後であって、a点と弁体1
3の微小な開口から通過する高圧、高流速流体による過
大負荷からのシートリング15の保護作用について説明
する。図4のように、シート保持リング16の反対側を
上流側とする流体負荷がかかる場合、前記(2)の説明
の場合と逆方向にa点の部分における開口から流体が瞬
時に通過する。このとき、前記(3)と同様、図4に示
す方向に流体負荷が与えられる。シートリング15の保
護作用は、第1段階としてバックアップリング31の
q,p,o,nの各点で流体負荷を直接受けるので、シ
ートリング15のj,k,l,m面は、直接流体負荷を
受けない。また、過大な負荷がかかる場合も、負荷の大
きさに応じてバックアップリング31がj点を支点とし
て撓み、シートリング15のj,k,l,mの各点に接
しながらシートリング15全体を保護する。また、第2
段階として最終的に、シートリング15の過大な撓みを
シートリング15のb,c,d,e,f,gの各点に相
対するシート保持リング16の面で受け、シートリング
15の変形や損傷を防止する。
図5はバックアップリング31のn点を、弁体13の密
接部10に接するようにしたものである。具体的には、
図1におけるシートリング15のa点の設定方法と同
様、バックアップリング31のn点の内径を、弁体13
の密接部10の外径よりやや小さく形成する。すると、
n点においてシール効果が得られるとともに、2次的に
バックアップリング31のn点でシールし、火災時など
で、シートリング15が鎖線のように局部的に、または
点線のように全体的に焼けてしまったようなときでも、
バックアップリング31によってシール効果が得られ、
弁体13による流体の閉鎖機能を保持できるものであ
る。
では前記(1)ないし(5)の説明と同様である。ここ
で、シートリング15が火災などで異常な高温にさらさ
れたとき、図5に示すように、シートリング15は局部
的に、または全体的に焼失する。このとき、バックアッ
プリング31は、このバックアップリング31自体が持
っている弾性、難燃性、強度などにより火災による影響
を受けることなくシール効果を発揮できる。
この図6と図1との違いは、フランジ部22が短いこ
と、隙間27と隙間38がないことである。したがっ
て、シートリング15は、シート保持リング16とバッ
クアップリング31によって、d,e,f,g,j,
k,l,mの各点で固定されている。また、バックアッ
プリング31は、j,s,r,qの各点で固定されてい
る。このような構成における正逆両方向のシール効果、
a点の開口部分を通過する流体負荷による変形や損傷防
止効果、ファイヤセーフ効果は、前記(1)ないし
(6)と略同様である。
この図7では、シートリング15のフランジ部22をシ
ート保持リング16と弁本体11で挾んで固定し、ま
た、バックアップリング31の固着部34を鎖線のよう
に折り曲げ、溝23に形成した差込み溝40に差し込み
固定し、中間保持部33と先端保持部32の復元力でシ
ートリング15に密着するようにしたものである。この
ような構成における正逆両方向のシール効果、a点の開
口部分を通過する流体負荷による変形や損傷防止効果、
ファイヤセーフ効果は、前記(1)ないし(6)と略同
様である。
この図8では、シートリング15の他の片面にさらにア
ッパーリング41を設け、シートリング15をf,g,
h,i,jの各点でバックアップリング31とアッパー
リング41で両面から挾むようにしたものである。ま
た、アッパーリング41とバックアップリング31は、
i点で接し、g,h,i,s,r,qの各点でシート保
持リング16と弁本体11により固定される。前記アッ
パーリング41は、バックアップリング31と同様弾性
力を有する金属材料が有効である。このアッパーリング
41は、シートリング15とb,c,d,e,fの各点
で接触し、弁体13による閉鎖時に、シートリング15
の密封部20のシート保持リング16側への撓み代をア
ッパーリング41で受ける。アッパーリング41は、g
点を支点として常に安定した反力をa点に与えることが
でき、バックアップリング31と相対してシートリング
15の保護効果を得ることができる。シートリング15
とバックアップリング31のシール効果等は前記(1)
ないし(6)と略同様である。
15とともに、このシートリング15の片面を保持する
バックアップリング31を介在したので、シートリング
15のめくれなどの変形がなく、低圧にも高圧にも動作
が確実で、さらに高温流体や火災にも耐えることのでき
る。また、シートリング15をバックアップリング31
とアッパーリング41にて両面から挾んで保持するよう
にしたので、シートリング15の保護作用がより一層効
果的に行なわれるものである。
第1実施例を示す要部の断面図である。
図である。
第2実施例を示す要部の断面図である。
第3実施例を示す要部の断面図である。
第4実施例を示す要部の断面図である。
断面図である。
の断面図である。
の断面図である。
の断面図である。
面図である。
面図である。
る正方向時の動作説明図である。
る逆方向時の動作説明図である。
体,14…貫通孔,15…シートリング,16…シート
保持リング,17…配管フランジ,18…ガスケット,
19…ボルト,20…密封部,21…支持部,22…フ
ランジ部,23…溝,24…凹部,25…凸部,26…
隙間,27…隙間,28…係止部,29…凹所,30…
弾性材,31…バックアップリング,32…先端保持
部,33…中間保持部,34…固着部,35…圧接部,
36…圧接部,37…隙間,38…隙間,39…ガスケ
ット,40…差込み溝,41…アッパーリング。
Claims (6)
- 【請求項1】弁体13の接離するシートリング15を、
弁本体11とシート保持リング16にて形成される溝2
3に嵌め込んで保持するようにしたバタフライバルブに
おいて、前記溝23に、前記シートリング15ととも
に、このシートリング15の片面を保持するバックアッ
プリング31を介在してなることを特徴とするバタフラ
イバルブのシール装置。 - 【請求項2】シートリング15は密封部20、支持部2
1を具備し、バックアップリング31は、前記密封部2
0、支持部21をそれぞれ保持する先端保持部32、中
間保持部33を具備してなる請求項1記載のバタフライ
バルブのシール装置。 - 【請求項3】溝23は、シートリング15の密封部20
とシート保持リング16との間、シートリング15とバ
ックアップリング31の間、バックアップリング31と
弁本体11の間にそれぞれ隙間26、隙間38、隙間3
7を形成してなる請求項1または2記載のバタフライバ
ルブのシール装置。 - 【請求項4】弁体13の閉鎖時において、バックアップ
リング31の先端保持部32が弁体13の密接部10に
接しないようにした請求項1、2または3記載のバタフ
ライバルブのシール装置。 - 【請求項5】弁体13の閉鎖時において、バックアップ
リング31の先端保持部32が弁体13の密接部10に
圧接するようにした請求項1、2または3記載のバタフ
ライバルブのシール装置。 - 【請求項6】弁体13の接離するシートリング15を、
弁本体11とシート保持リング16にて形成される溝2
3に嵌め込んで保持するようにしたバタフライバルブに
おいて、前記溝23に、前記シートリング15ととも
に、このシートリング15の一方の面を保持するバック
アップリング31と、シートリング15の他方の面を保
持するアッパーリング41とを介在して、前記シートリ
ング15をバックアップリング31とアッパーリング4
1にて両面から挾んで保持するようにしたことを特徴と
するバタフライバルブのシール装置。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3035447A JP3021063B2 (ja) | 1991-02-05 | 1991-02-05 | バタフライバルブのシール装置 |
CA002043160A CA2043160A1 (en) | 1991-02-05 | 1991-05-23 | Butterfly valve seat |
KR1019910009061A KR920016753A (ko) | 1991-02-05 | 1991-05-31 | 버터플라이 밸브의 시일장치 |
EP19920101640 EP0498315A3 (en) | 1991-02-05 | 1992-01-31 | A butterfly valve seat |
FI920469A FI920469A (fi) | 1991-02-05 | 1992-02-04 | Ventilsaete. |
NO92920450A NO920450L (no) | 1991-02-05 | 1992-02-04 | Klaffventilsete |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3035447A JP3021063B2 (ja) | 1991-02-05 | 1991-02-05 | バタフライバルブのシール装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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