JPH0618771U - ボールバルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】大きな差圧が加わっても、摺動接触面の偏磨耗
がなくなるうえ、小さなトルクで開閉可能なボールバル
ブを提供することにある。 【構成】ボールバルブ１のボール弁体20に、閉鎖位置に
あるときにボール弁体20の貫通孔21の内部と流体の入口
14とを連通する第１の導圧路23、あるいは、ボールバル
ブ１の弁筐体10側に、当該弁筐体10の内面およびボール
弁体20の間にできる隙間17と入口14とを連通する第２の
導圧路33を設ける。これにより、ボールバルブ１の閉鎖
時、ボール弁体20の貫通孔21と入口14と隙間17とが等圧
にされ、ボール弁体20の変形が防止されるようになり、
ボール弁体20の変形による摺動接触面32の偏磨耗や、摺
動接触面32に加わる押圧力の激増がなくなる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はボールバルブに係り、各種の流体を取り扱う化学プラントや食品加工 設備等の配管に利用できる。

【０００２】

【背景技術】

従来より、化学プラントや食品加工設備等の配管中には、配管中を流れる各種 の流体を任意に遮断できるようにするために、適宜位置にバルブが取付けられて いる。バルブとしては、流体の圧力損失が小さく構造の簡単なボールバルブが利 用されている。

【０００３】 このようなボールバルブは、流体の通路が設けられた箱状の弁筐体を有してい る。弁筐体の内部にはボール弁体が回動自在に収納され、ボール弁体には流体を 流通させる貫通孔が形成されている。 弁筐体の内面には、リング状のシール部材が設けられ、シール部材には、ボー ル弁体の表面に摺動自在に密着する摺動接触面が形成されている。 これらの摺動接触面の間に隙間があると、ボールバルブの閉鎖時に流体漏れが 生じるため、隙間なく密着可能なように摺動接触面は高精度に仕上げられ、これ により、ボールバルブは流体の通路の一端が全周にわたって密封された状態で閉 鎖可能となっている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

このようなボールバルブでは、摺動接触面をボール弁体の表面に密着させるこ とで流体の漏れを防ぐようにしたため、ボールバルブの流体の出入口間に大きな 差圧が加わる等により、ボール弁体が変形して摺動接触面が偏磨耗しやすくなる という問題がある。 特に、ボール弁体は、内部の貫通孔が潰れる方向に変形しやすく、閉鎖時の差 圧によりボール弁体が変形すると、摺動接触面の偏磨耗に加えて、摺動接触面に 加わる押圧力の激増により開閉トクルが増大し、通常の操作では開閉しにくくな るという問題がある。

【０００５】 本考案の目的は、大きな差圧が加わっても、摺動接触面の偏磨耗がなくなるう え、小さなトルクで開閉可能なボールバルブを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案は、弁筐体内に回動自在に収納されかつ流体が通過する貫通孔が形成さ れたボール弁体と、このボール弁体の表面と摺動自在に密着して流体の通路の一 端側を全周にわたって密封可能なシール部材とを有するボールバルブであって、 閉鎖位置にあるときに前記貫通孔の内部と前記流体の入口とを連通する導圧路を 設けたことを特徴とする。

【０００７】

【作用】

このような本考案では、ボールバルブの閉鎖時においても、導圧路によりボー ル弁体の貫通孔と流体入口とが等圧にされ、ボール弁体は貫通孔が潰れる方向に 変形しなくなる。 また、閉鎖時には、ボール弁体の貫通孔と、弁筐体およびボール弁体の間にで きる隙間とが連通するため、当該隙間も流体の入口と等圧になる。これにより、 流体入口の圧力をボール弁体の貫通孔の内部に導入しても、ボール弁体の貫通孔 が外側に膨張しようとする力が発生せず、ボール弁体は膨張する方向に変形する ことがなくなる。 従って、ボール弁体の変形が未然に防止され、ボール弁体の変形による摺動接 触面の偏磨耗や、摺動接触面に加わる押圧力の激増がなくなり、これらにより前 記目的が達成される。

【０００８】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を図面に基づいて説明する。 図１には、本実施例のボールバルブ１が示されている。ボールバルブ１は、中 空の弁筐体10の内部に球状のボール弁体20を回動自在に設けたものである。

【０００９】 弁筐体10は、内面11が略球面状に成形されたものである。弁筐体10の中心から 図中やや右側の箇所は、左右に分割可能となっており、図中左側がボール弁体20 を収納する収納部10A とされ、図中右側が内部に収めたボール弁体20を抜け止め する蓋部10B となっている。

【００１０】 弁筐体10には、図中左右両端に円板状のフランジ12が設けられている。各フラ ンジ12の中央部には、弁筐体10の内外を連通する一対の通路13が一直線状に連続 するように穿設されている。各通路13の外側の開口部分は、流体の入口14および 出口15となっている。

【００１１】 ボール弁体20は、セラミクス製等の球体に貫通孔21を形成したものである。ボ ール弁体20の図中上部には、棒状のステム22の基端が嵌合され、ステム22の先端 は弁筐体10の外部に延びている。 ステム22の外部に露出する部分は、回動操作用の把持部となっており、この部 分を回動操作することで、内部のボール弁体20が回動するようになっている。 貫通孔21と通路13とが連通する開放位置までボール弁体20を回動することによ り、ボールバルブ１の内部を流体が流通可能となっている。 一方、この開放位置からボール弁体20を90度回動させて閉鎖位置にすれば、ボ ール弁体20が通路13を塞ぎ流体が遮断されるようになっている。

【００１２】 ボール弁体20の側壁には、閉鎖位置において入口14側へ向かって延びる細孔23 が設けられている。 細孔23は、ボール弁体20側に設けられた第１の導圧路であり、ボール弁体20が 閉鎖位置にあるときに、貫通孔21の内部と入口14側とを連通するものである。 ボール弁体20の両側には、当該ボール弁体20の表面に密着するリング部材30, 31がそれぞれ配置されている。

【００１３】 リング部材30, 31は、環状の部材であり、各通路13の内側の一端の全周にわた って形成された段付部16に嵌合設置されている。 リング部材30, 31には、ボール弁体20の表面と接触する部分に、当該表面の曲 率に対応した摺動接触面32が設けられいる。 摺動接触面32は、ボール弁体20の表面に隙間なく密着するように高精度に仕上 げられたものである。この摺動接触面32とボール弁体20との密着により、ボール 弁体20が閉鎖位置にあるときには、摺動接触面32とボール弁体20との間から流体 が漏れないようになっている。

【００１４】 リング部材30には、弁筐体10およびボール弁体20の間にできる隙間17と入口14 とを連通する導圧路33が設けられている。 導圧路33は、リング部材30等の弁筐体10側に設けられた第２の導圧路である。 ボール弁体20の閉鎖位置では、貫通孔21の内部と隙間17とが連通されるため、導 圧路33は、貫通孔21と入口14とを連通するものとなっている。 導圧路33としては、図２〜図４に示されるように、リング部材30の表面と裏面 とを連通する孔33A 、リング部材30の中心から放射状に延びるスリット33B 、お よび、入口14側の面30A から周端面30B を通って裏側に連通する溝33C 、および 、摺動接触面32を横断する溝33D が設けられている。

【００１５】 なお、リング部材31には、第２の導圧路33に相当するものが一切設けられてい ない。このリング部材31は、ボール弁体20の表面と密着することにより、通路13 の一端を全周にわたって密封するシール部材となっている。このリング部材31の 介装により、閉鎖時には流体の漏れが未然に防止されるようになっている。

【００１６】 ここで、リング部材31は、圧縮力等に対する変形量が小さく、ボールバルブ１ の耐久性を高めることができる材質で形成されている。具体的には、ポリアセタ ール、ポリイミド、ポリイミドアミド等の高分子化合物や、これらの高分子化合 物とカーボンの粒子もしくは繊維との混合物、および、ポリイミドとテフロンの 混合物等の材質が採用できる。

【００１７】 このような本実施例では、図５の（Ａ）に示されるように、ボール弁体20の貫 通孔21と通路13とが連通する開放位置では、ボールバルブ１の入口14から入った 流体は通路13および貫通孔21を通って出口15から流出する。 一方、図５の（Ｂ）に示すように、開放位置からボール弁体20を回動させ、図 ５の（Ｃ）に示すように、ボール弁体20で通路13を塞ぐ閉鎖位置まで回動すれば 、ボールバルブ１の内部を流れていた流体が遮断される。 ここで、ボールバルブ１の入口14側の圧力は、細孔23等を通ってボール弁体20 の貫通孔21内および弁筐体10内の隙間17に導かれる。これにより、貫通孔21、隙 間17、および、入口14の全てが等圧となる。 従って、ボール弁体20の貫通孔21は入口14側と等圧になるため、ボール弁体20 を押し潰す押圧力が生じなくなり、貫通孔21が潰れる方向に変形することがなく なるうえ、貫通孔21と隙間17とが等圧となるため、隙間17に向かって作用する膨 張力がなくなり、貫通孔21が膨張する方向に変形することがなくなる。

【００１８】 このような本実施例によれば、次のような効果がある。 すなわち、第１の導圧路23および第２の導圧路33を設けることにより、貫通孔 21が潰れる方向および貫通孔21が膨張する方向にボール弁体20が変形しないよう にしたので、リング部材30, 31の摺動接触面32に押圧力が偏って加わることがな くなり、ボールバルブ１に大きな差圧が加わっても、偏磨耗がなくなり良好な耐 久性を得ることができるうえ、開閉トルクを小さくすることができる。

【００１９】 また、貫通孔21と隙間17とが等圧となるようにしたので、入口14および出口15 の間の差圧を受ける面は、段付部16からボール弁体20とリング部材31の接触部断 面に縮小され、ボール弁体20からリング部材31への押圧力は従来のボールバルブ より小さくなり、開閉トルクを小さくすることができる。

【００２０】 さらに、リング部材31を変形量の小さい材質、具体的には、ポリアセタール、 ポリイミド、ポリイミドアミド等の高分子化合物や、これらの高分子化合物とカ ーボンの粒子もしくは繊維との混合物、および、ポリイミドとテフロンの混合物 等の材質で形成したので、この点からもボールバルブ１の耐久性を高めることが できる。

【００２１】 また、ボールバルブ１には、ボール弁体20側の細孔23や、リング部材30側の孔 33A 等、導圧路を多数形成したので、これらの導圧路の一つが詰まっても、ボー ルバルブ１は正常に動作するようになり、流体中にごみなどが含まれる場合でも 、全ての導圧路が塞がれない限り、正常な動作を維持できる。

【００２２】 なお、本考案は前述の一実施例に限定されるものではなく、次に示すような変 形例をも含むものである。 すなわち、ボール弁体としては、セラミクス製のものに限らず、例えば、ステ ンレス鋼等の金属製のものでもよく、要するに、耐磨耗性に優れた材質であれば よい。

【００２３】 また、ボール弁体20側に設けられる第１の導圧路としては、ボール弁体20の側 壁を貫通する細孔23に限らず、例えば、図６に示されるように、ボール弁体20の 表面に形成されるとともに、ボール弁体20の回動方向に沿って延びて貫通孔21の 両端を結ぶ溝23A でもよく、要するに、閉鎖時に入口14と貫通孔21を連通するも のであれば、その形状、形態等は限定されない。

【００２４】 さらに、弁筐体10側に設けられる第２の導圧路として、孔33A 、スリット33B 、および、溝33C, 33Dの全てをリング部材30に設ける必要はない。 そして、第２の導圧路としては、リング部材30側に設けられるものに限らず、 弁筐体10に設けてもよく、例えば、図７に示されるように、入口14と隙間17とを 連通するように弁筐体10の段付部16に形成した溝33E や、入口14と隙間17とを連 通するトンネル状の孔33F でもよい。

【００２５】 また、ボールバルブ１は、第１の導圧路および第２の導圧路の両方を有する必 要はなく、前述した細部23、孔33A, 33F、スリット33B 、溝33C, 33D, 33E 等の うちのいずれか一つを備えていればよい。

【００２６】 さらに、リング部材31としては、ポリアセタール、ポリイミド、ポリイミドア ミド等の高分子化合物や、これらの高分子化合物とカーボンの粒子もしくは繊維 との混合物、および、ポリイミドとテフロンの混合物等の材質で形成したものに 限らず、例えば、ステンレス鋼等の金属製のもの等でもよい。しかし、前記実施 例のようにすれば、ボールバルブ１の耐久性を高めることができるという効果が 得られる。

【００２７】 また、弁筐体10としては、前記実施例のように左右に分割可能なものに限らず 、例えば上下に分割可能なものでもよく、その他の部分も所期の機能が得られる ものであれば、その材質、形式、形状等は任意に選択できる。

【００２８】 なお、本考案は、化学プラントや食品加工設備等の配管に設置されるものに限 らず、各種の生産設備等の任意の配管に設置されるものにも適用できる。

【００２９】

【考案の効果】

前述のように本考案によれば、第１の導圧路および第２の導圧路により、大き な差圧が加わっても、ボール弁体が変形しなくなるため、摺動接触面の偏磨耗が なくなって耐久性が向上できるうえ、開閉トルクを小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例の全体を示す断面図である。

【図２】同実施例の第２の導圧路を示す平面図である。

【図３】図２のIII −III 線における断面図である。

【図４】図２の背面図である。

【図５】ボール弁体の動作状態を示す平面図である。

【図６】本考案の第１の導圧路の変形例を示す斜視図で
ある。

【図７】本考案の第２の導圧路の変形例を示す斜視図で
ある。

【符号の説明】

１ ボールバルブ 10 弁筐体 17 隙間 20 ボール弁体 23 第１の導圧路としての細孔 23A 第１の導圧路としての溝 31 シール部材としてのリング部材 33 第２の導圧路 33A,33F 第２の導圧路としての孔 33B 第２の導圧路としてのスリット 33C 〜33E 第２の導圧路としての溝

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】弁筐体内に回動自在に収納されかつ流体が
   通過する貫通孔が形成されたボール弁体と、このボール
   弁体の表面と摺動自在に密着して流体の通路の一端側を
   全周にわたって密封可能なシール部材とを有するボール
   バルブであって、閉鎖位置にあるときに前記貫通孔の内
   部と前記流体の入口とを連通する導圧路を設けたことを
   特徴とするボールバルブ。
2. 【請求項２】請求項１に記載のボールバルブにおいて、
   前記導圧路は前記ボール弁体の側壁を貫通して前記貫通
   孔と前記入口とを連通する細孔であることを特徴とする
   ボールバルブ。
3. 【請求項３】請求項１に記載のボールバルブにおいて、
   前記導圧路は前記弁筐体および前記ボール弁体の間にで
   きる隙間と前記入口側とを連通する孔およびまたは溝で
   あることを特徴とするボールバルブ。