JPH08135803A - 高温時のトルクを自動調整するバタフライ弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明は、弁本体内径の偏平率をシートリ
ングの熱膨張によるシーティングトルクの増大に比例し
て調整することにより、トルクを低減させて、一定のト
ルクに自動調整するようにせんとするものである。 【構成】 弁本体をその中心において弁軸と直交する分
割面で２分割し、分割面を所定寸法切除して内径を偏平
に形成し、分割面間に熱膨張する部材からなるスペーサ
を介挿して、弁本体内径の偏平率を変化させるようにし
たことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、高温使用時に弾性体
からなるシートリングの体積膨張により増加するトルク
を自動的に調整して、一定の駆動力で弁体を回動し得る
ようにしたバタフライ弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、円筒状の流体通路を有する剛性の
弁本体と、該弁本体内に回動自在に軸支された円板状の
弁体とからなり、弁本体内周面と弁体外周縁との間にゴ
ム等の弾性体からなるシートリングを介挿し、弁体外周
縁をシートリング内周面に接離させて、弁の開閉を行う
ようにしたバタフライ弁は公知であり、種々の流体の制
御に広く利用されている。

【０００３】バタフライ弁のシーティングトルクは、シ
ートリングと弁体との喰い込み量で決定されるため、温
度膨張による弾性体の体積変化が大きい場合、喰い込み
量が増加しシーティングトルクが増大して来る。したが
って、高温条件下でバタフライ弁を使用すると、弁体を
回動するための駆動力が必要となり、常温使用条件下で
は不必な程に大きなアクチュエータを必要としたり、作
動不良の原因となったり、或は喰い込み量の増加で、シ
ートリングを破損する等のおそれがあった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、弁本体内
径の偏平率をシートリングの熱膨張によるシーティング
トルクの増大に比例して調整することにより、トルクを
低減させて、一定のトルクに自動調整するようにせんと
するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明が採った手段は、弁本体をその中心におい
て弁軸と直交する分割面で２分割し、分割面を所定寸法
切除して内径を偏平に形成し、分割面間に熱膨張する部
材からなるスペーサを介挿して、弁本体内径の偏平率を
変化させるようにしたことを特徴とする。

【０００６】

【作 用】弁本体をその中心において弁軸と直交する分
割面で２分割し、分割面を所定寸法のカット代(ｌ)で切
削して、内径を偏平状態とし、分割面間に熱膨張する部
材を介挿して、温度により弁本体の内径の偏平率を変動
させて、シートリングの熱膨張によるトルクの増減を偏
平率の変動により自動的に調整する。

【０００７】

【発明の効果】この発明によれば、シートリングの熱膨
張によるトルクの増減を自動的に調整して、常に一定の
トルクで弁体を駆動することが出来る。

【０００８】

【実施例】以下に図面を参照しつつ、この発明の好しい
実施例を詳細に説明する。図において、(１)はバタフラ
イ弁の弁本体であり、内部に円筒状の流体通路(２)が貫
通して形成された略円筒形状を有し、金属、硬質樹脂等
の剛性材料で形成される。弁本体(１)の直径方向対向位
置には弁軸筒(３)(４)が径方向外方へ突出して形成され
る。弁本体(１)内には、弁本体(１)と同様の剛性材料か
らなる円板状の弁体(５)が回動自在に軸支され、該弁体
(５)の弁棒(６)が前記弁軸筒(３)(４)に軸挿されてい
る。弁棒(６)の一端は弁軸筒(３)の外方へ延び出し、ア
クチュエータに連結自在である。弁本体(１)の内周面に
は、ゴム、軟質の合成樹脂等の弾性体からなるシートリ
ング(７)が挿着され、該シートリング(７)の内周面に弁
体(５)の外周縁が接離してバタフライ弁の開閉が達成さ
れる。

【０００９】閉弁時に、弁体(５)はシートリング(７)の
内周面に喰い込んで密着し、シール性能が確保される
が、喰い込み量の大小に比例して弁体を回動するための
トルクが増減する。トルクが大きくなるのに比例して、
駆動力の大きなアクチュエータが必要となると共に、ト
ルクが過大になるとアクチュエータや弁体の作動が不良
となったり、シートリングが破損するおそれがあり好ま
しくない。通常は適性なトルクとシール性能とのバラン
スに基づいて喰い込み量が決定されるが、高温使用条件
下では弾性体であるシートリングが熱膨張し喰い込み量
が増加し、トルクが過大となるおそれがある。

【００１０】この発明は、このようなシートリング(７)
の熱膨張によるトルクの増減を、弁本体(１)の内径の偏
平率の増減により自動的に調整可能としたことを特徴と
する。すなわち、図３に示すように、先ず弁本体(１)の
内径を所定の真円寸法に加工した後(図３ａ)、弁本体の
中心において弁軸と直交する分割面に沿って、上下に２
分割し、且分割面を所定寸法のカット代(ｌ)で切削する
(図３ｂ)。これを接合すると、弁本体(１)の内径は弁軸
方向に縮んだ偏平円となり、Ｙ／Ｘ×１００(％)の偏平
率を有する(図３ｃ)。そして、この分割面間に図１に示
すようにスペーサや、シム或は、ネジ調整機構を介在さ
せることにより、偏平率を調整することが出来る。

【００１１】図示の実施例では、図１に示すように分割
面(８)(９)間に、シートリング(７)に対応した温度膨張
する弾性体からなるスペーサ(10)を介挿し、分割面(８)
(９)から延び出すフランジ(11)(12)にボルト・ナット(1
3)を挿通して連結し、ボルト・ナット(13)にコイルスプ
リング(14)を張設して、分割面(８)(９)を常時圧縮する
方向に付勢した。高温時には、スペーサ(10)が熱膨脹し
て、分割面(８)(９)間の間隔を拡張するため、弁本体
(１)の内径の偏平率を上げることが出来、シーティング
トルクが低減する。

【００１２】図４は、偏平率を変化させたときの、トル
クとリーク(シール性能)の変化を示すグラフであり、ト
ルクは偏平率に応じて指数関数的に変化し、偏平率のわ
ずかな変化でトルクを大幅に変動させることが可能であ
ることが理解出来る。したがって、分割面間に、温度に
応じて膨脹する部材、例えば樹脂、バイメタル、形状記
憶合金、或はゴム等を介挿させ、高温使用時に偏平率が
上昇するように設定すれば、高温時にシートリングの膨
脹で増加するトルクを低減させることが可能となる。

【００１３】尚、図４においてリーク曲線(シール性能
曲線)は、常温時のデータであるが、高温時において
は、シートリングの膨脹で、リーク曲線は上昇してい
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】正面図

【図２】図１Ａ−Ａ’線に沿った断面図

【図３】加工工程を示す図

【図４】偏平率の変化に伴うトルクとリークの曲線を示
すグラフ

【符号の説明】

(１) 弁本体 (２) 流体通路 (３) 弁軸筒 (４) 弁軸筒 (５) 弁 体 (６) 弁 棒 (７) シートリング (８) 分割面 (９) 分割面 (10) スペーサ (11) フランジ (12) フランジ (13) ボルト・ナット (14) コイルスプリング

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弁本体をその中心において弁軸と直交す
   る分割面で２分割し、分割面を所定寸法切除して内径を
   偏平に形成し、分割面間に熱膨張する部材からなるスペ
   ーサを介挿して、弁本体内径の偏平率を変化させるよう
   にしたことを特徴とする高温時のトルクを自動調整する
   バタフライ弁。
2. 【請求項２】 分割面間に熱膨張するスペーサを介挿す
   ると共に、常時分割面の間隔を減少させるスプリングを
   張設したことを特徴とする請求項(１)記載のバタフライ
   弁。