JPH068378Y2 - 調節弁の自封方式金属ガスケット - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は調節弁の自封方式金属ガスケットに関する。

［従来の技術］ 調節弁の弁室を封止する方式として、ガスケットを弁室
内圧力の作用により被封止部材に対し圧縮する自封方式
がある。

この自封方式は、例えばケーシングと弁蓋との間にクサ
ビ型断面状のガスケットを装着し、弁室内圧力により弁
蓋を浮上させることによりガスケットをケーシング内面
（被封止部材）に対し圧縮し、ガスケットに生ずる圧縮
応力を増加させることにて密封性能を向上させるもので
ある。したがって、密封性能は弁室内の圧力が高ければ
それだけ良好となり、特に高圧用途にて良好である。

自封方式のガスケットとしては、石綿、膨張黒鉛等の
ソフト系ガスケットと、軟鉄のような低炭素合金や硬
度の低い低合金高抗張力鋼等の金属ガスケットを用いる
場合とがあり、これらは使用条件等により使い分けられ
ている。

［考案が解決しようとする課題］ ところで、ソフト系ガスケットにあっては、弁室内圧力
の変動がくり返される場合、負荷開始の低圧時に十分な
自封効果が得られず、初期リークを生ずる。

これに対し、金属ガスケットは、これに圧接することと
なる弁蓋等の上下変動が少なく、また被封止部材との圧
縮応力を高めることができ、良好な自封性能を確保でき
る。

しかしながら、金属ガスケットにあっては、これが相対
する被封止部材も弁蓋、ケーシング等、金属からなるも
のであるため、一定の高温使用条件下で被封止部材との
間に焼付をおこす懸念がある。

また、金属ガスケットにあっては、弁の分解点検時に被
封止部材の相接する面に縦傷等を与え易く、またそのよ
うな縦傷を埋めるような変形もできずリークを生ずる。
したがって、金属ガスケットに相対する弁蓋、ケーシン
グ等の金属ガスケットと相接する面は、常に良好な表面
粗度に維持する必要があり、弁の分解点検時等に生じた
傷については適当な手入れにてこれを修復する必要があ
る。

本考案は、金属ガスケットのメリットを損なうことな
く、高温使用時の焼付を防止し、弁分解時に被封止部分
としてのケーシングの相接する面を傷つけることなく、
また微細な傷に対して良好な自封性能を確保することを
目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本考案は、入口流路および出口流路ならびに弁室を備え
るケーシングと、ケーシングの弁室内に形成される弁座
と、ケーシングに支持されケーシングの弁室内を弁座に
対して接離する方向に移動可能とされる弁体とを有して
なる調節弁の自封方式金属ガスケットにおいて、弁室の
封止部に装着され、弁室内圧力の作用によりケーシング
に対し圧縮される金属ガスケット本体と、金属ガスケッ
ト本体のケーシングに相対する表面に圧縮成形状態で設
けられる膨張黒鉛と、を有してなるようにしたものであ
る。

［作用］ 本考案の自封方式金属ガスケットは以下の如く動作す
る。

弁室の封止部に装着された金属ガスケット本体は、弁室
内圧力により被封止部材としてのケーシングに対し圧縮
される。これにより、金属ガスケット本体に設けられて
いる膨張黒鉛がケーシングに圧縮されてこれに密着し、
自封性能を確保する。

ここで、膨張黒鉛は圧縮成形状態で設けられているか
ら、弁室の封止部への装着時に、ケーシングとこすれ
合う等によってもくずれることがない。また、弁室内
圧力が作用した時の微小ひずみを低く抑えることができ
る。

したがって、本考案によれば、以下の作用がある。

ガスケット本体が金属からなるため、これに圧接する
こととなる弁蓋等の上下変動が少なく、またケーシング
との圧縮応力を高めることができ、金属ガスケットに特
有な良好な自封性能を確保できる。

ケーシングに相対する部分を膨張黒鉛にて構成したか
ら、高温使用時の焼付を防止できる。

膨張黒鉛は良好な柔軟性を有しているから、弁分解時
にケーシングの相接する面を傷つけることがない。

膨張黒鉛は良好な弾力性を有しているから、ケーシン
グの表面の微細な傷に対してその弾力性により良好な自
封性能を確保できる。

［実施例］ 第１図は本考案の第１実施例が適用されてなる調節弁の
要部を示す断面図、第２図は第１実施例を示す断面図、
第３図は第２実施例を示す断面図、第４図は第３実施例
を示す断面図、第５図は金属ガスケットの応力分布を示
す模式図、第６図は調節弁の一例を示す断面図である。

高温・高圧調節弁１０のケーシング１１には、例えば水
平方向と鉛直方向の相互に直交する入口流路１２および
出口流路１３が形成されるとともに、入口流路１２と出
口流路１３との交差部に弁室１４が形成されている。ケ
ーシング１１の弁室１４には、弁座１５がケーシング１
１に螺合されるロックナット１６による固定下で一体化
されている。なお、１５Ａは弁座シート部であり、ロッ
クナット１６の上端面の周方向等配位置には螺動工具が
係合可能とされる係合凹部１７が形成されている。

また、ケーシング１１には、弁蓋１８が、ケーシング１
１に螺合されるリテーナナット１９による固定下で、弁
座１５に対する同軸上に一体化されている。なお、ケー
シング１１と弁蓋１８との間には、リテーナナット１９
によって背面支持されるガスケット押え２０によって保
持される金属ガスケット２１が装着されている。

ケーシング１１に一体化されている上記弁蓋１８には弁
棒２３が挿入され、弁蓋１８は弁棒２３の先端部に一体
化されている弁体２４を摺接状態で案内可能としてい
る。すなわち、弁体２４は、ケーシング１１の弁室１４
内を弁座１５に対して接離する方向に移動可能とされ、
前記弁座シート部１５Ａに密着可能とされる弁体シート
２４Ａを備えている。なお、弁棒２３の基端部には、不
図示の弁開閉アクチュエータを連結可能とするねじ部２
５が形成されている。また、弁蓋１８と弁棒２３の間に
はパッキン２６が装着され、パッキン２６は、パッキン
リテーナ２７と、パッキン押え板２８によって背面支持
されるパッキン押え２９との間に挟圧保持されている。

弁蓋１８の弁室１４を臨む端部には、リング状ケージ３
０が一体形成されている。ケージ３０は弁体２４と同軸
配置され、弁室１４の全域において所定の間隙からなる
合流室３１を介して弁体２４を包囲している。ケージ３
０は、その軸方向に画成される各階層の周方向複数位置
に小孔３２を備えている。

なお、上記ケージ３０の下端面の周方向等配位置には、
前記ロックナット１６の係合凹部１７に係合し、ロック
ナット１６の自由な回動を阻止する回り止め突部３３が
形成されている。

しかして、この第１実施例の金属ガスケット２１は、第
２図に示す如く、金属ガスケット本体２１Ａと膨張黒鉛
テープ１０１とからなっている。

金属ガスケット本体２１Ａは、例えば低炭素合金鋼から
なり、弁蓋１８を介して伝えられる弁室内圧力の作用を
くさび面２１Ｂにて受けて、ケーシング１１の内面に対
し圧縮される。第５図は、金属ガスケット本体２１Ａの
使用状態における応力分布状態を有限要素法で解析した
結果であり、金属ガスケット本体２１Ａの先端には部分
的に高い圧縮応力が生じており、これがケーシング１１
の内面との間に自封状態を形成する。

膨張黒鉛テープ１０１は、金属ガスケット本体２１Ａの
被封止部材としてのケーシング１１、弁蓋１８に相対す
る表面、特に第５図で示した圧縮応力の高い範囲に圧縮
接着にて設けられたものである。

ここで、膨張黒鉛とは、層状高分子である高純度の天然
黒鉛の層間を化学処理で拡大（膨張）したものを原料と
してシートに加工したものである。層間距離は天然黒鉛
と比べ約100倍である。この加工により黒鉛のもつ耐熱
性、耐薬品性、自己潤滑性、熱伝動性をそのまま保持す
るとともに、従来の黒鉛になかった柔軟性、弾力性、加
工性を備えることとなる。

上記調節弁１０は以下の如く動作する。

弁室１４の封止部に装着された金属ガスケット本体２１
Ａは、弁室内圧力によりケーシング１１、弁蓋１８（被
封止部材）に対し圧縮される。これにより、金属ガスケ
ット本体２１Ａに設けられている膨張黒鉛テープ１０１
が被封止部材に圧縮されてこれに密着し、自封性能を確
保する。

ここで、膨張黒鉛テープ１０１は圧縮成形状態で設けら
れているから、弁室１４の封止部への装着時に、被封
止部材とこすれ合う等によってもくずれることがない。
また、弁室内圧力が作用した時の微小ひずみを低く抑
えることができる。

したがって、上記第１実施例によれば、以下の作用があ
る。

ガスケット本体２１Ａが金属からなるため、これに圧
接することとなる弁蓋１８の上下変動が少なく、またケ
ーシング１１、弁蓋１８（被封止部材）との圧縮応力を
高めることができ、金属ガスケットに特有な良好な自封
性能を確保できる。

ケーシング１１、弁蓋１８の金属からなる被封止部材
に相対する部分を膨張黒鉛テープ１０１にて構成したか
ら、高温使用時の焼付を防止できる。

膨張黒鉛テープ１０１は良好な柔軟性を有しているか
ら、弁分解時に被封止部材の相接する面を傷つけること
がない。

膨張黒鉛テープ１０１は良好な弾力性を有しているか
ら、被封止部材の表面に微細な傷がある場合にもその弾
力性により良好な自封性能を確保できる。

第３図の第２実施例が第１実施例と異なる点は、金属ガ
スケット本体２１Ａのケーシング１１に相対する表面だ
けに膨張黒鉛テープ１０１を圧縮接着し、ケーシング１
１と金属ガスケット２１との焼付、および金属ガスケッ
ト２１によるケーシング１１の表面損傷を防止するもの
である。金属ガスケット２１と弁蓋１８との封止は金属
間接触による。

第４図の第３実施例が第２実施例と異なる点は、膨張黒
鉛テープ１０１を圧縮接着する代わりに、圧縮成形され
たＣ字状の膨張黒鉛リング１０２を金属ガスケット本体
２１Ａに設けた溝に嵌着したものである。

なお、本考案の実施において、膨張黒鉛を圧縮成形する
程度は以下のとおりである。金属ガスケット本体の被封
止部材に相対する表面に生ずる圧縮応力は、第５図の結
果によれば5〜6kg/mm²である。したがって、この圧縮応
力の値と同じ圧縮応力を予め膨張黒鉛に加えておけば、
ガスケットの装着時における膨張黒鉛のくずれを防止
できるとともに、弁室内圧力が加わった時の膨張黒鉛
の微小なひずみも低くすることができる。なお、第５図
の結果は弁蓋１８に弁室内圧力330kg/cm²が加わった
時、ガスケットに生ずる応力を計算した値であり、この
圧縮応力は使用条件、ガスケットの大きさ等により変化
するから、膨張黒鉛に与えるべき圧縮成形の程度もそれ
らの条件に基づいて変化する上記圧縮応力値の変化に応
じて調整する必要がある。

［考案の効果］ 以上のように本考案によれば、金属ガスケットのメリッ
トを損なうことなく、高温使用時の焼付を防止し、弁分
解時に被封止部材としてのケーシングの相接する面を傷
つけることなく、また微細な傷に対して良好な自封性能
を確保できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１実施例が適用されてなる調節弁の
要部を示す断面図、第２図は第１実施例を示す断面図、
第３図は第２実施例を示す断面図、第４図は第３実施例
を示す断面図、第５図は金属ガスケットの応力分布を示
す模式図、第６図は調節弁の一例を示す断面図である。 １０……調節弁、 １１……ケーシング、 １２……入口流路、 １３……出口流路、 １４……弁室、 １５……弁座、 １８……弁蓋、 ２１……金属ガスケット、 ２１Ａ……金属ガスケット本体、 ２４……弁体、 １０１……膨張黒鉛テープ、 １０２……膨張黒鉛リング。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】入口流路および出口流路ならびに弁室を備
   えるケーシングと、ケーシングの弁室内に形成される弁
   座と、ケーシングに支持されケーシングの弁室内を弁座
   に対して接離する方向に移動可能とされる弁体とを有し
   てなる調節弁の自封方式金属ガスケットにおいて、弁室
   の封止部に装着され、弁室内圧力の作用によりケーシン
   グに対し圧縮される金属ガスケット本体と、金属ガスケ
   ット本体のケーシングに相対する表面に圧縮成形状態で
   設けられる膨張黒鉛と、を有してなることを特徴とする
   調節弁の自封方式金属ガスケット。