JPH0875013A - 回転型閉止弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 筒形の弁箱１の内部に環状のシ−ト面６を形
成し、このシ−ト面６は、円錐面８の一部で、弁箱１の
流れ方向の軸心に対し、傾斜した２平面で切断した円錐
台の円錐胴部に配設し、弁箱１の軸心９と円錐面８の軸
心１０の角度を平行又は同軸に設け、シ−ト面６を閉止
するためのジスク１１の回転軸２３は、シ−ト面６を仕
切る中央面２７から前記円錐面８の頂点２８の反対側に
一定距離偏心させ、かつシ−ト面６の中央面２７の中心
位置に直交する中心線より一定距離偏心させた位置にあ
る。ジスク１１の外周部に、シ−ト面６に圧接して弾性
変形するシ−トリング１７を装着する構成である。 【効果】 ジスクに掛ける駆動トルクの増加に応じてシ
−ト面とジスクとのシ−ル性能を増大させることができ
る。シ−ト面とシ−トリングの離脱角度を極力小さくす
ることができるため、操作性と耐久性に優れている。し
かも、弁箱軸に対して加工軸心を同一にして加工工程を
最小限にし、簡易な装置で容易に加工することができる
ため、加工性能に極めて優れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回転型閉止弁に関し、
更に詳しくは、主に高圧高温流体用に適し、密封機能に
優れた回転型の閉止弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、回転型の弁種のうちバタフライ
バルブは仕切弁と比較してコンパクト、軽量、操作性、
流量特性並びに制御性に優れているため広く使用されて
いる。通常この種のバタフライバルブは、弁箱側もしく
はジスク側のいずれかにゴム製シ−トを使用するタイプ
のものや或は環境等への対応のため、ゴム製シ−トとは
別にメタルシ−ト構造のタイプのものが製品として出回
っている。これらのシ−トは、ジスクが閉止位置にある
時にジスクとシ−トとが圧接されてシ−トが圧縮するこ
とによって発生する弾性反発力によって両者をシ−ルす
る構造である。その他、これらの圧力や温度を超えて使
用する場合には、ハイパフオ−マンスバタフライバルブ
が用いられている。このバルブは、いわゆるソフトシ−
トやメタルのシ−ト構造から成り、しかもジスクの軸心
位置を二重偏心位置に設定することによってより高い接
触面圧を発生させることにより確実なシ−ル性能を発揮
するようにしたバルブである。

【０００３】以上のような各種のバタフライバルブは、
いずれもジスクとシ−ト面とが噛み合ったときの全閉位
置を最適締め代としており、これ以上の締め代の増加
は、駆動トルクを増加させると共にシ−トを破壊し、ジ
スクとシ−ト面のシ−ル力を減少させる結果となる。特
に、流体が、高温高圧になると、シ−ル部分がより変形
するおそれがあり、そのため、ジスクに掛ける駆動トル
クを増加させて、よりシ−ル性能を増大させることは上
記の理由よりしても不可能なことである。そこで、従来
より、ジスクの軸心位置を二重偏心位置に設け、弁箱内
のシ−ト面を円錐面に形成して、ジスクに掛ける駆動ト
ルクに応じてシ−ト面とジスクとのシ−ル性能を増加さ
せるいわゆるトルクシ−トタイプの閉止弁や二重偏心構
造であって、ケ−シング側にシ−ル環を装着したトルク
シ−トタイプの閉止弁が提案されている（例えば、特公
昭４７ー１６８９５号公報、特公平１ー４７６７１号公
報、特公平３ー１０８２８号公報参照）。このタイプの
閉止弁は、通常のバタフライバルブの有する欠点を解決
する構造のバルブとして注目されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
この種の閉止弁にも種々の欠陥を有している。例えば、
特公昭４７ー１６８９５号公報に記載された蝶形弁は、
シ−ト面がケ−シング壁面に対して平行に延びた面とケ
−シング壁面に対してくさび状の角度を有する面を含む
円錐面から成り、しかもケ−シング軸に対して円錐面軸
が傾斜しているので、ケ−シング軸に対してシ−ト面の
加工軸心を複雑に傾けて加工しなければならないため、
加工性が極めて悪く、コストアップにつながる。また、
特公平１ー４７６７１号公報に記載されたデイスク弁
は、シ−ル環を枠体（ケ−シング）側に装着しているの
で、ケ−シングが大きくなると共にジスクが自ずから大
きくなり、そのため構造的に全体が大きくなってしま
い、またシ−トの交換が困難となるばかりでなく、ケ−
シングのフランジが配管応力を受けた場合、シ−ル性の
点で悪影響を受け易い等の課題を有している。更に、特
公平３ー１０８２８号公報に記載された蝶形閉止弁は、
ケ−シングの軸心に対して傾斜した軸心を有する円錐面
の一部であり、かつケ−シングの軸心に直交するシ−ト
面を有するシ−ト面およびシ−ルリングとケ−シングの
軸心と円錐面の軸心を含む平面に直交する回転軸を有す
るジスクから成るものであるから、密封性は良好である
反面、操作特性を得るため、必然的に製造加工が複雑に
なり、ケ−シングの軸心に対して傾斜した軸心を持つ円
錐状のシ−ト面を正確に加工する場合は、例えば特殊な
治具、工具、機械が必要であり、特に大径の口径の弁に
とっては治具や工具などのコストが全体の製造コストの
大きな部分を占めるため、結局コストアップにつなが
り、経済性の点で大きな課題を有しているのが実情であ
る。加えて、ケ−シングの軸心とシ−ト面軸心が傾斜し
ていることにより、加工上、口径の大きさに制限があ
る。

【０００５】本発明は、従来の課題を解決するため、鋭
意検討の結果開発に至ったものであり、ジスクに掛ける
駆動トルクを増大させると、シ−ト面とジスクに装着し
たシ−トリングとのシ−ル性能を向上させ、しかも、ケ
−シング軸とシ−ト面の加工軸心を同一にすることによ
り容易に加工することができ、加工性能の良さなど経済
性に富んだ製品を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、筒形の弁箱の内部に環状のシ−ト面を
形成し、このシ−ト面は、円錐面の一部で、かつ弁箱の
流れ方向の軸心に対し、傾斜した２平面で切断した円錐
台の円錐胴部に配設すると共に、前記弁箱の軸心と円錐
面の軸心の角度を平行又は同軸に設け、前記シ−ト面を
閉止するためのジスクの回転軸は、シ−ト面を仕切る中
央面から前記円錐面の頂点の反対側に一定距離偏心さ
せ、かつシ−ト面の中央面の中心位置に直交する中心線
より一定距離偏心させた位置にあり、前記ジスクの外周
部に、シ−ト面に圧接して弾性変形するシ−トリングを
装着する構成を採用した。

【０００７】上記したシ−ト面に当接するシ−トリング
の入射角は、シ−トリングの外周囲において略一定であ
り、また、円錐面の円錐角を３０度から４０度の範囲と
し、シ−トリングは、リング状金属板とリング状ガスケ
ットをラミネ−ト形状に積層する構造が好ましい。

【０００８】

【作用】本発明は、上述のようにシ−ト面を円錐面の一
部で、かつ弁箱の流れ方向の軸心に対し、傾斜した２平
面で切断した円錐台の円錐胴部に配設し、弁箱の軸心と
円錐面の軸心の角度を平行又は同軸に設けたから、弁箱
内に設けたシ−ト面の加工や盛金などの溶接作業が容易
であり、口径を大きく設計製作することができると共
に、シ−トリングの交換が容易であり、弁箱のフランジ
が配管応力を受けてもシ−ル性に影響を与えることがな
い。

【０００９】また、弁箱の軸心と円錐面の軸心の角度を
平行又は同軸に設けたから、弁箱の軸心に対して加工機
や治具の加工軸心を同一にし、工程数を極力少なくする
ことにより弁箱のシ−ト面を容易に加工することができ
る。シ−ト面を閉止するためのジスクの回転軸は、シ−
ト面を仕切る中央面から前記円錐面の頂点の反対側に一
定距離偏心させ、かつシ−ト面の中央面の中心位置に直
交する中心線より一定距離偏心させた位置で、しかもジ
スクの外周部にシ−ト面に圧接して弾性変形するシ−ト
リングを装着したから、ジスクに掛ける駆動トルクに応
じてシ−ト面とジスクのシ−トリングとのシ−ル性能を
向上させることができる。

【００１０】更に、シ−ト面に当接するシ−トリングの
入射角は、シ−トリングの外周囲において略一定で、如
何なる操作位置においても特に大きな駆動トルクを必要
とせず、上述のジスクの二重偏心構造によりシ−ト面と
シ−トリングとの離脱が即座に行なわれ、操作性が良好
であると共に、シ−ル性能が極めて有効に発揮される。

【００１１】また、弁箱の軸心と円錐面の軸心の角度を
平行又は同軸に設けたから、面間が長くても大きな口径
を得ることができると共に、シ−トリングは、リング状
金属板とリング状ガスケット板をラミネ−ト形状に積層
する構造にしたから、耐熱性を有し、高温高圧に耐える
ばかりでなく適度の弾性効果があるので、ジスクの閉止
時にシ−トリングの外周面がシ−ト面に均一に圧接され
て求心方向に均一状態で圧縮されるため、シ−ル性が著
しく高められる。

【００１２】

【実施例】以下に、本発明における回転型閉止弁の好ま
しい一実施例を詳述する。図１は回転型閉止弁の全閉状
態を示す断面図であり、図２は同上の全開状態を示す断
面図である。１は筒形の弁箱であり、この弁箱１の両端
には、流入口（又は流出口）２と流出口（又は流入口）
３を有し、取付けフランジ４にボルト孔５を設ける。６
は弁箱１の内部に形成したシ−ト面であり、このシ−ト
面６には、通常、盛金７を施こして密封性能を保持させ
ているが、シ−ト面６の材料をステンレスとした場合に
は、通常、盛金を施こす必要がない。シ−ト面６は、シ
−ト面６の傾斜面の角度で形成する円錐面８の一部であ
り、弁箱１の軸心９に直交する方向に、本例において
は、略１５度傾斜した位置の円錐胴部に設ける。また、
弁箱１の軸心９と円錐面８の軸心１０の角度を、平行に
又は同軸に設ける。

【００１３】１１は円盤状のジスクであり、このジスク
１１は、中央部の突設部１２とシ−トリテ−ナ１３の溝
部１４を嵌合し、ボルト１５で固着し、シ−トリテ−ナ
１３の外周部に形成した段部１６にシ−トリング１７を
装着してボルト１５で挟着保持している。このシ−トリ
ング１７には、ガスケット１８を設けて密封シ−ルして
いる。この場合、ジスク１１の一部に位置決め孔を設
け、この孔とシ−トリング１７に設けた孔とを一致させ
てシ−トリング１７を位置決めするようにしている。

【００１４】このシ−トリング１７は、薄い金属板２０
と膨張黒鉛等のガスケット板２１をラミネ−ト状に積層
して構成されている。シ−トリング１７の外周縁は、シ
−ト面６の傾斜面と同一形状を呈し、ジスク１１の外周
面よりや突出した状態で装着され、シ−ト面６に当接し
たときにシ−トリング１７が求心方向に圧接されて、シ
−トリング１７の内周面とシ−トリテ−ナ１３の段部１
６に設けた隙間２２に圧縮され、楔状に圧縮密封され
る。更に、ジスク１１には、回転軸２３を装着するため
の取付孔２４を設け、弁箱１内に回転軸２３をを装入す
る場合は、弁箱１内にジスク１１を収納した状態で、弁
箱１の底部より装入した回転軸２３をジスク１１の取付
孔２４に挿入し、キ−２５を介してジスク１１の固定
し、エンドプレ−ト２６で被蓋する。

【００１５】回転軸２３は、図４においてシ−ト面６を
仕切る中央面２７から円錐面８の頂点２８の反対側に一
定距離Δｘだけ偏心させ、更に、シ−ト面６の中央面２
７の中心位置に直交する中心線より一定距離Δｙだけ偏
心させた位置に設けている。また、シ−ト面６に当接し
て圧縮密封するシ−トリング１７の入射角θ１・θ２
は、如何なる操作位置においても特に大きな駆動トルク
を必要とせず、上述のジスクの二重偏心構造により、シ
−トリング１７とシ−ト面６とが即座に離脱することが
でき、摩耗が少なく密封性が良い。本例において、入射
角θ１・θ２は、略一定の範囲に設けられ、ここにいう
入射角θ１・θ２とは、シ−トリング１７がシ−ト面６
と接する任意の点とシ−ト面の円錐軸を含む平面におい
てその点における回転軸の軸心と結ばれた直線に直角な
線と前記平面上のシ−ト面とによって形成される角度で
ある。また、円錐面８の円錐角ａを３０度から４０度の
範囲とすることにより、加工軸心を一定にして加工性を
高めている。なお、図中２９はパッキン、３０グランド
である。

【００１６】次に、上記実施例の作用を説明する。シ−
ト面６を円錐面８の一部で、弁箱１の流れ方向の軸心に
対し、傾斜した２平面で切断した円錐台の円錐胴部に配
設したから、弁箱１内に設けたシ−ト面６の加工や盛金
などの溶接作業が極めて容易に行なうことが可能であ
り、シ−トリング１７の交換も容易であり、また弁箱１
のフランジ４が配管応力を受けてもシ−ル性に影響を与
えることがなく、長期間の使用に耐えることができる。

【００１７】弁箱１の軸心９と円錐面８の軸心１０の角
度を同軸に設けたから、弁箱１の軸心９に対して加工機
や治具の加工軸心を同一にし、工程数を極力少なくする
ことにより弁箱１のシ−ト面６を容易に加工することが
でき、弁箱１の面間が長くても、口径を大きく製作する
ことができる。更に、シ−ト面６を閉止するためのジス
ク１１の回転軸２３は、シ−ト面６を仕切る中央面２７
から円錐面８の頂点２８の反対側に一定距離Δｘだけ偏
心させ、更に、シ−ト面６の中央面２７の中心位置に直
交する中心線より一定距離Δｙだけ偏心させた位置で、
しかもジスク１１の外周部にシ−ト面６に圧接して弾性
変形するシ−トリング１７を装着したから、ジスク１１
に掛ける駆動トルクに応じて、即ち駆動トルクを増大す
ると、シ−トリング１７がシ−ト面６に入り込み、締め
代を大きくして仕切弁等のような閉止機能が発揮され、
反対側に駆動トルクを加えると、締め代は減少してシ−
ト面６から即座にシ−トリング１７が離脱し、摩耗現象
等がない。

【００１８】更に、シ−ト面６に当接するシ−トリング
１７の入射角θ１・θ２は、如何なる操作位置において
も特に大きな駆動トルクを必要とせず、操作性が良好で
あると共に、シ−ル性能が極めて有効に発揮される。ま
た、弁箱１の軸心と円錐面８の軸心の角度を平行又は同
軸に設けたから、弁箱１の面間が長くても大きな口径を
得ることができ、シ−トリング１７は、リング状金属板
２０とリング状ガスケット板２１をラミネ−ト形状に積
層する構造にしたから、耐熱性を有し、高温高圧に耐え
るばかりでなく適度の弾性効果があるので、ジスク１１
の閉止時にシ−トリング１７の外周面がシ−ト面６に均
一に圧接されて求心方向に均一状態で圧縮されるので、
シ−ル性が著しく高められる。

【００１９】

【発明の効果】以上のことから明らかなように、本発明
によると、次のような効果がある。即ち、ジスクに掛け
る駆動トルクの増加に応じてシ−ト面とジスクとのシ−
ル性能を増大させることができるため、回転型の閉止弁
でありながら、仕切弁と同等の密封性を保持することが
できると共に、シ−ト面とシ−トリングの離脱角度を極
力小さくすることができるため、操作性と耐久性に優
れ、操作特性の向上に寄与することができる。しかも、
弁箱軸に対して加工軸心を同一にし、加工工程を最小限
にし、しかも簡易な装置で容易に加工することができる
ため、加工性能に極めて優れ、従来品に比較してコスト
ダウンを図ることができ、著しく経済性に富んだ製品を
提供することができる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における一実施例の回転型閉止弁の全閉
止状態を示す横断面図である。

【図２】図１の全開状態を横断面図である。

【図３】図１の縦断面図である。

【図４】本発明における閉止弁の解析図である。

【符号の説明】

１ 弁箱 ６ シ−ト面 ８ 円錐面 ９ 軸心 １０ 軸心 １１ ジスク １７ シ−トリング ２３ 回転軸 ２７ 中央面 ２８ 頂点 θ１・θ２ 入射角

フロントページの続き (72)発明者 飯野 健 山梨県北巨摩郡長坂町長坂上条2040番地 株式会社キッツ長坂工場内 (72)発明者 五味 知佳士 山梨県北巨摩郡長坂町長坂上条2040番地 株式会社キッツ長坂工場内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒形の弁箱の内部に環状のシ−ト面を形
   成し、このシ−ト面は、円錐面の一部で、かつ弁箱の流
   れ方向の軸心に対し、傾斜した２平面で切断した円錐台
   の円錐胴部に配設すると共に、前記弁箱の軸心と円錐面
   の軸心の角度を平行又は同軸に設け、前記シ−ト面を閉
   止するためのジスクの回転軸は、シ−ト面を仕切る中央
   面から前記円錐面の頂点の反対側に一定距離偏心させ、
   かつシ−ト面の中央面の中心位置に直交する中心線より
   一定距離偏心させた位置にあり、前記ジスクの外周部
   に、シ−ト面に圧接して弾性変形するシ−トリングを装
   着したことを特徴とする回転型閉止弁。
2. 【請求項２】 上記した円錐面の円錐角を３０度から４
   ０度の範囲とした請求項１記載の回転型閉止弁。
3. 【請求項３】 上記したシ−トリングは、リング状金属
   板とリング状ガスケット板をラミネ−ト形状に積層して
   構成した請求項１又は２記載の回転型閉止弁。