JPH10122385A - 弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の弁装置（ボール弁）では、シートリン
グ内端面と弁体外周面とが圧接状態で繰り返して摺動す
るので、両者間の接触部が摩耗し易くなり、又、該接触
部間に微細な摩耗性物質を噛み込んで弁体等に傷が付き
易くなる。 【解決手段】 円盤状の弁体２をケーシング１内に設置
し、ケーシング１における弁体中心から偏心した位置で
且つ弁体２を挟んだ各側に入口穴２１と出口穴２２とを
形成する一方、弁体２に入口穴２１と出口穴２２とを連
通させ得る通口２３を形成するとともに、回転軸３を回
転させることにより弁体２を開閉作動させ得るように
し、もって弁体２がケーシング１内面に対してほとんど
摩擦することなく作動でき、且つ弁体２の作動不良が発
生しなくなるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、液体や気体のよ
うな流体の移送を制御する弁装置に関し、特に汚泥や粉
塵混じりの気体等の摩耗性物質を含んだ流体用に適した
弁装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】汚泥や粉塵混じりの気体等の摩耗性物質
を含んだ流体は、一般にパイプ内を通して移送される
が、該パイプの途中には、通路開閉用の弁装置が設けら
れる。この弁装置の代表例として、従来から図５及び図
６に示すようなものがある。

【０００３】この図５及び図６に示す弁装置は、ケーシ
ング１０１内の通路中にボール弁１０２を収納して構成
されている。そして、この弁装置は、２つのパイプ１０
７，１０８間に介設され、ボール弁１０２の弁棒を駆動
装置（エアシリンダ）１０５で回転（角度９０°の範
囲）させることにより、両パイプ１０７，１０８内の通
路を連通させたり遮断させたりし得るようになってい
る。又、ケーシング１０１内の通路中には、ボール弁１
０２の左右両側にそれぞれシートリング（筒体）１０
３，１０３が移動可能な状態で設けられている。このシ
ートリング１０３，１０３は、それぞれ皿バネ１０４，
１０４で内方に付勢されており、各シートリング１０
３，１０３の内端面がボール弁１０２の外周面に常時圧
接されている。このように左右のシートリング１０３，
１０３を内方に付勢しておくと、閉弁状態及び完全開弁
状態においてシートリング１０３の内端面とボール弁１
０２の外周面との間の接触部Ａ，Ａを密封でき、しかも
該接触部Ａ，Ａの部材表面が摩耗しても、シートリング
１０３の内端面を常時ボール弁１０２の外周面に圧接さ
せ得るようになる。

【０００４】ところで、汚泥や粉塵混じりの気体等の流
体中には、微細な摩耗性物質が混入しており、このよう
な摩耗性物質が混入している流体を移送物とした場合に
は、ボール弁１０２が閉状態から若干量開弁したとき
に、高圧流体Ｗが急速に弁体内通路１０２ａ側に流入す
るようになる。又、弁体１０２の開閉動作中には、シー
トリング１０３の内端面とボール弁１０２の外周面との
間の接触部Ａ，Ａに摩耗性物質が噛み込むことがある。
さらに、ボール弁１０２の開閉動作中あるいは中間開度
状態では、図６に鎖線図示するようにシートリング１０
３内の通路１０３ａとケーシング１０１内の空所１０１
ａとがボール弁１０２内の通路１０２ａを介して連通す
るようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、図５及び図
６に示す従来の弁装置では、ボール弁１０２が閉状態か
ら若干量開弁したときに、高圧流体Ｗが急速に弁体内通
路１０２ａ側に流入するようになり、そのとき流体中の
摩耗性物質が弁体１０２の通路口縁１０２ｂに高速で衝
突し、該弁体通路口縁１０２ｂが摩耗し易くなる。又、
左右のシートリング１０３，１０３が皿バネ１０４，１
０４によってボール弁１０２側に付勢されているので、
シートリング１０３の内端面とボール弁１０２の外周面
とが圧接状態で繰り返して摺動するようになり、両者間
の接触部Ａ，Ａが摩耗し易くなる。さらに、摩耗性物質
を含んだ流体の場合には、該接触部Ａ，Ａ間に移送物
（流体）中の微細な摩耗性物質を噛み込むことがあり、
その場合、シートリング１０３の内端面又はボール弁１
０２の外周面に横筋状（弁回転方向）の傷が付き易くな
る。このように、シートリング１０３の内端面又はボー
ル弁１０２の外周面に横筋傷が付くと、閉弁状態におい
て弁体１０２によるシール機能が低下するいう問題もあ
った。

【０００６】尚、弁装置としては、上記ボール弁を使用
したもののほかに、弁体を流れ方向に持ち上げる形式の
持上弁があるが、この持上弁では、閉弁状態において弁
体と弁座との間に流体中の微細固形物質を挟まると弁体
・弁座間のシール性が悪くなるという問題があり、汚泥
や粉体混じりの気体等の流体用の弁装置としては不向き
である。

【０００７】本願発明は、上記のような従来の弁装置の
問題点に鑑み、摩耗性物質を含む流体用として使用する
場合でも、弁体が摩耗したり擦り傷が発生したりするの
を軽減でき、しかも弁体に摩耗や擦り傷が発生しても閉
弁機能を損わないようにした弁装置を提供することを目
的としてなされたものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本願発明は、上記課題を
解決するための手段として次の構成を有している。

【０００９】本願請求項１の発明 本願請求項１の発明の弁装置は、中心に回転軸を設けた
円盤状の弁体をケーシング内に回転自在に設置して構成
している。

【００１０】ケーシングには、弁体中心から偏心した位
置で且つ弁体を挟んだ各側に入口穴と出口穴とを形成し
ている。

【００１１】他方、弁体には、ケーシングの入口穴と出
口穴とを連通させ得る通口を形成している。

【００１２】そして、本願請求項１の弁装置では、弁体
の回転軸を回転させることで、弁体を開閉作動させ得る
ようにしている。即ち、弁体の通口がケーシングの入口
穴及び出口穴に重合している状態では、弁装置中に流体
の通過を許容し、弁体の通口が入口穴に対して非重合状
態では、流体を遮断するようになっている。

【００１３】この請求項１の弁装置では、弁体として円
盤状のものを使用し、又、弁体がケーシング内で流体の
流れ方向と直交方向に回転するようになっている。従っ
て、弁体は、ケーシングの内面に対して圧接させる必要
がない。尚、ケーシングの入口穴と弁体側面間には、シ
ール装置を設けることが好ましい。

【００１４】本願請求項２の発明 本願請求項２の発明は、請求項１の弁装置において、ケ
ーシングにおける入口穴の弁体側外周に弁体の側面に接
触するリングパッキンを設けるとともに、該リングパッ
キンを弁体側面に付勢させる付勢装置を設けている。

【００１５】付勢装置としては、リングパッキンの背面
に圧力流体を供給するようにしたものが採用できる。

【００１６】本願請求項３の発明 本願請求項３の発明は、請求項２の弁装置において、付
勢装置は、弁体の停止中にリングパッキンを付勢し、弁
体の開閉動作中にはリングパッキンに対して付勢解除す
るようにしている。

【００１７】この請求項３の場合、付勢装置として、圧
力流体を供給したり停止させたりし得るようにしたもの
が採用できる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図４を参照して本願
発明の実施形態を説明すると、この実施形態の弁装置
は、主として例えば汚泥や粉塵混じりの気体等の摩耗性
物質を含んだ流体の制御用に使用されるものである。そ
して、この実施形態の弁装置は、ケーシング１内に円盤
（真円）状の弁体２を収納して構成している。

【００１９】ケーシング１は、それぞれ円形の第１側板
１１と第２側板１２とで構成している。尚、各側板１
１，１２の外径は、この実施形態では７６０〜８００mm
程度の大きさに設定している。

【００２０】弁体２は、この実施形態では、直径が６２
０mm、厚さが１０mm程度の大きさのものを使用してい
る。この弁体２の中心には回転軸３が取付けられてい
る。又、回転軸３には、フランジ３１と雄ネジ３２が形
成されている。そして、弁体２と回転軸３とは、弁体２
の中心穴に回転軸３を挿入してキー固定するとともに、
ロックナット３３を雄ネジ３２に螺合・緊締して一体化
させている。

【００２１】ケーシング１の第１側板１１には、弁体２
の厚さと同程度の深さで該弁体の外形とほぼ同大きさの
凹部１４が形成されている。又、ケーシング１の第２側
板１２には、弁体２の外形よりやや外側に環状溝１７が
形成され、該環状溝１７内にシールリング１８が嵌入さ
れている。

【００２２】この弁装置は、弁体２を第１側板１１の凹
部１４内に収納した状態で、その外側に第２側板１２を
被せ、両側板１１，１２をボルト１３で固定することに
よってケーシング１と弁体２とを組付けている。そし
て、この組付状態では、弁体２はケーシング１内にほと
んど隙間なしに収容されている。尚、回転軸３の両端部
は、それぞれケーシング１の各側板１１，１２に軸支さ
せている。

【００２３】ケーシング１の第１側板１１と第２側板１
２には、弁体中心から例えば１８０mm程度だけ偏心した
位置に入口穴２１と出口穴２２とが形成されている。他
方、弁体２には、各側板１１，１２の入口穴２１と出口
穴２２とを連通させ得る通口２３が形成されている。こ
の入口穴２１、出口穴２２、通口２３には、それぞれセ
ラミック製のライニング２１ａ，２２ａ，２３ａが取付
けられている。尚、この各穴２１，２２，２３の内径
は、９７〜１００mm程度に設定されている。

【００２４】弁体２は、この実施形態では、エアシリン
ダ４１からなる駆動装置４で回転作動せしめられるよう
になっている。即ち、エアシリンダ４１のロッドと回転
軸３とをアーム４２で連結しており、該エアシリンダ４
１を伸縮作動させることによって、アーム４２を介して
弁体２を往復回転させ得るようにしている。

【００２５】又、このエアシリンダ４１は、図２に実線
図示するように、ストロークエンドまで伸長したときに
弁体２の通口２３をケーシング１の入口穴２１及び出口
穴２２と完全重合（開弁）させ、又鎖線図示するように
縮小したときに弁体２の通口２３を符号２３′の位置ま
で変位（閉弁）させるようになっている。

【００２６】第１側板１１の内面には、入口穴２１の外
周を囲繞するようにして弁体２の側面に接触するシール
装置５が設けられている。このシール装置５は、第１側
板１１の内面における入口穴２１の外周部分に環状凹部
１５を形成し、該環状凹部１５内にパッキン受５１で保
持されたリングパッキン５２を設けている。リングパッ
キン５２は、弾性材で形成されている。

【００２７】又、シール装置５のリングパッキン５２
は、付勢装置６によって弁体２の側面に付勢させ得るよ
うにしている。この付勢装置６は、図１又は図３に示す
ように、流体圧送装置（例えばコンプレッサや油圧ポン
プ）６１により、圧力流体（エアー又は圧油）を、図４
に示すように第１側板１１内に形成した注入穴６２、パ
ッキン受５１に形成した環状溝５３、及び穴５４を通し
てリングパッキン５２の背面に供給し得るようになって
いる。尚、該圧力流体がリングパッキン５２の背面側に
供給されると、該リングパッキン５２が弾性変形して、
リングパッキン５２を弁体２の側面に圧接するようにな
る。

【００２８】又、この付勢装置６は、弁体２の停止中に
は流体圧送装置６１が作動して、リングパッキン５２を
常時弁体２側に付勢し、他方、弁体２の開閉動作中には
流体圧送装置６１が停止して、リングパッキン５２に対
して付勢解除するようになっている。即ち、この実施形
態では、エアシリンダ４１の伸長時及び縮小時の各スト
ロークエンド状態をそれぞれ検出する２つのリミットス
イッチ４４，４５が設けられている。そして、アーム４
２に設けた突棒４３がいずれかのリミットスイッチ４
４，４５を操作している状態（符号４３又は符号４３′
の状態）では、流体圧送装置６１が継続して作動するよ
うにしており、従って、エアシリンダ４１の各ストロー
クエンド状態（弁体２が開位置又は閉位置で停止してい
る）では、リングパッキン５２を常時弁体２側に付勢し
ている。他方、弁体２を開閉動作させる場合は、その開
スイッチ又は閉スイッチを操作することで、まず流体圧
送装置６１がＯＦＦになってリングパッキン５２に対す
る付勢力が解除された後に、エアシリンダ４１が伸縮動
作するようにしている。尚、エアシリンダ４１が、いず
れか一方のストロークエンドまで作動すると、上記した
ように、いずれかのリミットスイッチ４４，４５が操作
されて、流体圧送装置６１が直ちに作動するようになる
（リングパッキン５２が付勢される）。

【００２９】この実施形態の弁装置は、２つのパイプ
７，８間に介設して使用される。そして、弁体２を開放
（通口２３が入口穴２１と出口穴２２に連通）している
と、左側パイプ７側からの圧力流体Ｗが、第１側板１１
の入口穴２１、弁体２の通口２３、及び第２側板１２の
出口穴２２を通って右側パイプ８側に通過し、弁体２を
遮断すると（通口２３が図２の符号２３′の位置に変
位）、流体の通過が阻止されるようになっている。

【００３０】ところで、弁体２の開閉動作時には、該弁
体２がケーシング１内の弁体収納スペース内で回転する
が、そのとき弁体２はケーシング１（第１側板１１及び
第２側板１２）の内面に対して圧接することなく変位す
るので、ほとんど摩擦が発生しない。従って、弁体２又
はケーシング１内面が長期に亘って摩耗しなくなる。さ
らに、弁体２は、ケーシング１内においてほとんど隙間
のない状態で収納されているので、流体が汚泥や粉塵混
じりの気体等の摩耗性物質を含むものであっても、該摩
耗性物質が弁体２とケーシング１の内面間にほとんど入
り込むことがない。又、もし摩耗性物質が弁体２とケー
シング内面間の微少隙間内に入り込んでも、弁体２が円
盤状に形成されているので、弁体２が抵抗なく開閉動作
し、摩耗性物質の詰まりによる弁体２の作動不良は発生
しなくなる。

【００３１】又、この実施形態の弁装置では、ケーシン
グ１の入口穴２１と弁体２間をシールするシール装置５
を設けているが、このシール装置５は、付勢装置６によ
ってリングパッキン５２を弁体２の側面に圧接させるよ
うに付勢しており、開弁状態及び閉弁状態において入口
穴２１の外周を良好にシールし得る。さらに、この付勢
装置６は、弁体２の開閉動作中には流体圧送装置６１が
停止して、リングパッキン５２に対して付勢解除するよ
うになっている。従って、弁体２の開閉動作時にリング
パッキン５２が弁体２の側面に圧接したまま擦れること
がなく、該リングパッキン５２が摩耗しにくくなって長
期間良好にシール機能を発揮するようになる。

【００３２】

【発明の効果】本願請求項１の発明の効果 本願請求項１の弁装置では、次のような効果がある。

【００３３】即ち、弁体２が円盤状に形成されており、
且つ該弁体２の作動時に弁体中心に位置する回転軸３を
中心として回転するので、弁体２がケーシング１内面に
対してほとんど摩擦することなく作動でき、従って、弁
体２又はケーシング１内面が長期に亘って摩耗しなくな
るという効果がある。

【００３４】又、摩耗性物質を含む流体用として使用し
た場合、弁体２とケーシング１内面間に摩耗性物質が入
り込んでも、弁体２が円盤状に形成されているので、弁
体２が抵抗なく開閉動作し、摩耗性物質の詰まりによる
弁体２の作動不良は発生しなくなるという効果がある。

【００３５】本願請求項２の発明の効果 本願請求項２の弁装置では、請求項１において、ケーシ
ング１の入口穴２１と弁体２間をシールするリングパッ
キン５２を、付勢装置６によって弁体２の側面に付勢し
ているので、請求項１の効果に加えて、開弁状態及び閉
弁状態において入口穴２１の外周を良好にシールし得る
という効果がある。

【００３６】本願請求項３の発明の効果 本願請求項３の弁装置では、請求項２において、付勢装
置６は、弁体２の停止中にリングパッキン５２を付勢
し、弁体２の開閉動作中にはリングパッキン５２に対し
て付勢解除するようになっているので、請求項２の効果
に加えて、弁体２の開閉動作時にリングパッキン５２が
弁体２の側面に圧接したままで擦れることがなくなり、
該リングパッキン５２が摩耗しにくくなって長期間良好
にシール機能を発揮するという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の実施形態にかかる弁装置の一部破断
した斜視図である。

【図２】図１の左側面図である。

【図３】図２のIII−III拡大断面図である。

【図４】図３の一部拡大図である。

【図５】従来の弁装置の断面図である。

【図６】図５のVI−VI拡大断面図である。

【符号の説明】

１はケーシング、２は弁体、３は回転軸、４は駆動装
置、５はシール装置、６は付勢装置、１１は第１側板、
１２は第２側板、２１は入口穴、２２は出口穴、２３は
通口、５２はリングパッキンである。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中心に回転軸（３）を設けた円盤状の弁
   体（２）をケーシング（１）内に設置し、前記ケーシン
   グ（１）における弁体中心から偏心した位置で且つ前記
   弁体（２）を挟んだ各側に入口穴（２１）と出口穴（２
   ２）とを形成する一方、前記弁体（２）に前記入口穴
   （２１）と出口穴（２２）とを連通させ得る通口（２
   ３）を形成するとともに、前記回転軸（３）を回転させ
   ることにより前記弁体（２）を開閉作動させ得るように
   したことを特徴とする弁装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、ケーシング（１）に
   おける入口穴（２１）の弁体側外周に弁体（２）の側面
   に接触するリングパッキン（５２）を設けるとともに、
   該リングパッキン（５２）を弁体側面に付勢させる付勢
   装置（６）を設けたことを特徴とする弁装置。
3. 【請求項３】 請求項２において、付勢装置（６）は、
   弁体（２）の停止中にリングパッキン（５２）を付勢
   し、弁体（２）の開閉動作中にはリングパッキン（５
   ２）に対して付勢解除するようにしたことを特徴とする
   弁装置。