JPS59175677A - バタフライ弁の弁シ−ト - Google Patents

バタフライ弁の弁シ−ト

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JPS59175677A
JPS59175677A JP4663684A JP4663684A JPS59175677A JP S59175677 A JPS59175677 A JP S59175677A JP 4663684 A JP4663684 A JP 4663684A JP 4663684 A JP4663684 A JP 4663684A JP S59175677 A JPS59175677 A JP S59175677A
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JP
Japan
Prior art keywords
valve seat
support portion
sealing surface
seat according
metal
Prior art date
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Pending
Application number
JP4663684A
Other languages
English (en)
Inventor
ジエ−ムス・エフ・ドネリ−
アリ−・ピ−・ブレグマン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Neles Jamesbury Inc
Original Assignee
Jamesbury Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Jamesbury Corp filed Critical Jamesbury Corp
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Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K1/00Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
    • F16K1/16Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces with pivoted closure-members
    • F16K1/18Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces with pivoted closure-members with pivoted discs or flaps
    • F16K1/22Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces with pivoted closure-members with pivoted discs or flaps with axis of rotation crossing the valve member, e.g. butterfly valves
    • F16K1/226Shaping or arrangements of the sealing
    • F16K1/2263Shaping or arrangements of the sealing the sealing being arranged on the valve seat
    • F16K1/2266Shaping or arrangements of the sealing the sealing being arranged on the valve seat and being forced into sealing contact with the valve member by a spring or a spring-like member

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Lift Valve (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はバタフライディスクが流れに平行した状態で
開き、垂直になって閉じるバタフライ弁に関するもので
ある。ディスクは閉位置で、流路を囲む環状シートと共
同して、流れ全遮断スル。環状シートは、弁体と弁シー
トインサートとの間にクランプされて、弁体凹部内に保
持される。インサートは弁体にボルト止めされる。
一般的には、パイプのフランジ間に弁全ボルト止めする
際に一諸に取付けられる。この種の弁が米国特許公報箱
4,331,319に示されている。
この種の弁で、従来技術の問題点を解消し、シール性を
向上することが望まれている。例えば、流れの方向に拘
わらずシールを保つこと、また丹前後の圧力差が連続的
に逆転する場合にもシールを維持することである。更に
、高い圧力が、いずれの方向から作用したときにも、洩
れないことである・ バタフライ弁は、周囲温度及び流体の温度により、広範
囲の温度変化を受けることがしばしばある。更に、広範
囲の温度変化を繰シ返して受けることがある。しかし、
これらの場合にも、バタフライ弁はシールを保つことが
望ましい。
上述の温度変化及び流体圧の作用方向の変更は、弁シー
トを変形させ、シールを不完全にする。従来、弁シート
ヲエジストマ物質で作るか又は弁シートのシール面にエ
ラストマインサートを設けるのが一般であった。エラス
トマ物質は、熱又は流体圧による応力を受けたときに、
弁シートラ閉めるトルクによってディスクの表面形状に
従って変形して、シールを完全にする。
また、エラストマ物質は、金属シール面に傷がついて、
漏れが生ずるような場合にも好適である。即ち金属弁シ
ートは、硬化処理されてない場合には、流体中の不純物
により摩耗し、また傷がつく。高圧流体はこれらの傷の
断力)ら洩れる。
しかし、弁シートのシール面にエラストマ物質を用いる
ことは、必ずしも満足すべきものではない。即ち、第一
にエラストマ物質は高温度において、金属シール面に比
べ、軟イヒして洩れがすくなくなるので、しばしば取替
える必要〃;ある。第二に、可燃性流体を輸送する際に
は、焼損する恐れがある。
バタフライの弁シートが熱及び流体圧応力に耐え、寿命
が長く、高温で使用できること力ヨ望せしい。
この発明は、次のような特性を有する・ぐタフライ弁の
弁シートを提供することを目的とするものである。
■ 熱ら力を受けても洩れないこと、 ■ 流体圧応力を受けても洩れないこと、■ シール面
が冗長性を有すること、 ■ 短期間に摩耗によって洩れないこと、■ 寿命が長
いこと、 ■ 弁の機械加工精度の影響全骨けにくいこと、■ 高
温及び低温下でもシール性がよいこと、■ 硬化処理さ
れてないもので、NA、CE(National As
5ociation of CorrosionBng
ineers )規格を充足するものであること、 上記目的を達するために、弁シートは、半径方向に配さ
れた3つの部から構成されている。
周方向に連続する突出部が、弁体とインサート間にクラ
ンプされている。上記突出部の半径方向内側端に、軸方
向に離間したベースに、軸方向に延びる平行した複数の
レグを接続してなるS形中間支持部が接続されている。
この中間支持部は、弁体の周方向凹部内に、該凹部の半
径方向内壁かられずかに離して配設されている。
S形中間支持部は、半径方向及び軸方向に変形して、半
径方向及び軸方向応力を吸収する。弁体凹部の内壁は、
中間支持部の変形を制限する。
これにより中間支持部を薄肉金属で形成することができ
る。
半径方向内側シール部が、中間支持部の半径方向内側レ
グに一体に形成されている。この内側シール部は、金属
シール面及びエジストマシールインサートを保持を構造
を備え、これらシール面とシールインサートが79タフ
ライデイスクに接することにより、タイトシールの冗長
性を得るようになっている。
金属シール面は、断面半円形の環状で、その半円形の曲
率半径は少なくとも1調となっている。金属シール面は
、エラストマインサートの上流側に位置して、エンスト
マインサートを流体による摩耗から保護する。エラスト
マインサートが火災によシ破損した場合には、金属シー
ル面単独でシールする。
以下この発明の一実施例を図面によp説明する。
この発明の弁シートは、米国特許第4,331.319
号公報の第1図の示す如く、ツクタフライ弁に組込まれ
る。添付第1、第2図に示す如く、弁シート20は半径
方向外側突出部22、半径方向中間支持部30及び半径
方向内側シール部40とから構成されている。特記する
場合を除き、弁シートは、例えばステンレス鋼などの、
耐蝕性金属で形成されている。ポリテトラフルオルエチ
レンのニジストマインサート50が、以下に説明するよ
うに、シール部に保持さね、ている。
半径方向外側突出部は、半径方向に延び、半径方向面2
4.26を有している。面26には同心の環状刻み(図
示せず)を設けてもよい。
突出部は、90度ペンド28を介し、支持部30と1体
に形成されている。
中間支持部は、軸方向に延びる平行なレグ32.34及
び36を有し、はぼS形になっている。これらレグは、
軸方向に離間して半径方向に延びるベース31.33に
接続されている。
ベースはレグに、好ましくは小さい曲率半径(約0.8
 van )を有する90度ベンド會介して接続されて
いる。レグ34の延長部35は、その作用を後述する、
ストッパである。
シール部40は、ベース33と半径方向内側レグ36の
接続部から内側に延びる半径方向レグ42を有している
。このレグ42の先端部は、環状金属シール面44とな
っている。金属シール面は環状中心線46と同心で、半
円@全形成している。
シール面44の、中心線46に対する半径は少なくとも
1−1好ましくこの値より大きくなっている。シール面
44の小さい曲率半径が高いヘルツの接触応力を保証し
て、ディスク面を傷つけることなく、シートとディスク
間のシールを良好にする。一方この曲¥半径がよシ小さ
ジに代えて、金属シール曲面とすることによパ電気メッ
キ、化学メッキ及びプラズマコーテング等による硬質金
属被覆がやりやすくなる。
シール部は、第3図に示すエラストマシールインサート
50f保持する構成となっている。
シール部には、レグ42上の肩48及び反対側にレグ4
9が形成されている。
エラストマインサートは、ポリテトラフルオルエチレン
から作られ、本体52の一端はシール面54となってい
る。シール面の反対側には、横方向の突起56.58が
形成されている。環状インサート50は、突起56を肩
48により形成された溝内に挿入して、環状弁シートに
取付けられる。その後レグ49を曲げ突起58をクリン
グして、インサート50を固定する。
使用に際し、環状弁シートは、その突出部22を弁体1
1及びインサート16の平行面の間の摩擦力を増し、弁
シートがクリングするのを防止する。その上、刻みを設
けた突出部と弁体1ノ及びインサート16との間にガス
ケットを入れ、気密に職付ける。更に、突出部を弁体1
1とインサート16との間にクランプすることにより、
機械誤差又は急激な温度変化による影響を受けないシー
ルが可能となる。
第1図に示す如く、中間支持部30と、弁体1ノ及びイ
ンサート16の内壁64.66及び68との間にわずか
な隙間が設けられている。
これらの間隙が、熱及び圧力による応力並びに弁シート
が可動弁ディスクに接触することによる応力によって、
支持部の半径方向及び軸方向のわずかの変形を許容する
。この変形は、支持部が64〜68の内壁に接触し、ま
たストッパ35が内壁64に接触することにより制限さ
れる。S形中間支持部は、半径方向及び軸方向の変形を
許容し、また両方向の流体圧のもとてのバランスした負
荷を得る。
中間支持部を比較的薄肉にすることによって、屈曲しや
すぐなる。これにより、弁ディスク13を回動するのに
必要なトルクを小さくする。
支持部は、圧力による応力を受けた場合にも、内壁64
〜68がその変形を制限するので、厚肉にする必要はな
い。内壁62〜68によシ叉持することによって、強度
の高い材料又は硬化処理した材料を使う必要が無くなる
。NACE規格は、硬化処理した材料の使用を認めてな
いので、この点がこの発明の重要な特徴の1つである。
弁シートが弁に最初に取付けられた状態では井シートと
弁ディスク13は、第2図に示す如く、接触する。シー
ル面は、インサート50のシール面54である。エラス
トマは、金属と異り傷の影響を受けないので、洩れのな
い良好なシールを得ることができる。
長期間使用後には、エラストマインサート〃(第1図に
示す如く、摩耗する。この状態では、弁ディスク13と
シールとの接触は、エラストマインサートと金属シール
面44との両者となシ、ニジストマインサートの摩耗は
、金属シール面44の摩耗と同じに制限される。こうし
て、シール面の冗長性を確保することができる。
金属シール面44の曲率半径は、中心線46に対し、約
1mと々りでいる。シャープなエツジに比べ、小さい曲
率−径の接触は、ヘルツの接触応力を小さくできるので
、ディスク面を傷つけることなく、良好なシールを得る
ことができる。また、半径1箇の曲率面は、シャープな
エツジに比べ傷がつきにくい。
流体が右から左に流れる場合、弁シートは弁体内に第1
図に示す如く配設される。従って、流体はまずシール面
44の周りを通ってからインサート50の所に来る。シ
ール面440周りに、層流が形成されるから、ニジスト
マインサート50が高速流に直接接触することがないの
で、インサート50の摩耗は少なくなる。
若シ、エラストマインサートが高温又は火災により破損
した場合には、金属シール面44だけでシールすること
になる。この場合その表面に傷があると、小量のリーク
が生じる。
【図面の簡単な説明】
図面はこの発明の一実施例を示すもので、第1図はこの
発明の弁シートが弁体内に組込まれ、長時間使用された
後における弁ディスクとの接触状態を示す縦断面図、第
2図は弁シートが弁体に組適寸れた初期段階における弁
ディスクとの接触状態を示す縦断面図、第3図は弁シー
トにクリンプされる前のニジストマインサートの縦断面
図である。 11・・・弁体、13・・・パラフライディスク、16
・・・インサート、20・・・弁シート、22・・・突
出部、30・・・中間支持部、31.33・・・ベース
、32.34.36・・・レグ、35・・・延長部(ス
トッパ)、40・・・シール部、42・・・レグ、44
・・シール面、48・・・M、49・・・レグ、50・
・・エラストマシールインサート、52・・・本体、5
4・・シール面、56.58・・・突出部、62,64
゜66.68・・・内壁。 出願人代理人  弁理士 鈴 江 武 彦FIG、 1 72 FIG、 2

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)  ハウジング及びバタフライディスクを備えた
    バタフライ弁の弁シートで、この弁シートが、 半径方向突出金属部と、 この突出部に接続される半径方向中間金属支持部と、 この中間支持部に接続される断面半円形の環状シール面
    を有シ、エラストマシールインサートヲ保持する半径方
    向内側金属シール部とを備え、 上記エラストマシールインサートハシール面を有し、こ
    のシール面と上記金属シール面との両者がバタフライデ
    ィスクに水密に接するバタフライ弁の弁シート。 (2)断面半円形の環状シール面の曲率半径は少なくと
    も1咽になっている特許請求の範囲第1項に記載の弁シ
    ート。 (3)断面半円形の環状シール面の曲率半径は1叫とな
    っている特許請求の範囲第1項に記載の弁シート。 (4)金属シール面には硬質金属が被覆されている特許
    請求の範囲第1項に記載の弁シート。 (5)金属シール面は硬化処理がされてない特許請求の
    範囲第1項に記載の弁シート。 (6)  エラストマシールインサートはクリンプによ
    り保持されている特許請求の範囲第1項に記載の弁シー
    ト。 (7)  ハウジング、バタフライディスク及び環状弁
    シートを備えたバタフライ弁で、その環状弁シートが、 半径方向突出金属部と、 この突出部に接続される、軸方向に離れている半径方向
    内側及び外側ペースと、これらペースに接続される半径
    方向外側中間及び内側レグとによりほぼS形をなした半
    径方向中間金属支持部と、 この中間支持部に接続される、金属シール面ヲ有シ、エ
    ラストマシールインサートを保持する半径方向内側金属
    シール部と全備え、上記S形中間支持部が゛軸方向及び
    半径方向にフレキシブルになっているバタフライ弁。 (8)半径方向突出部は、半径方向外側レグの外側ベー
    スの反対側で、半径方向に周方向に連続して突出してい
    る特許請求の範囲第7項に記載の弁シート。 (9)  中間支持部はS形に沿ってほぼ同じ厚さにな
    っており、熱応力及び機械応力に応じてフレキシブルに
    なっている特許請求の範囲第7項に記載の弁シート。 (]0)金属シール部は、半径方向内側ペースから半径
    方向内側に延びると共に断面半円形の環状金属シール面
    を有し、且つエラストマシールインサートが上記シール
    面から軸方向に離れて設けられている特許請求の範囲第
    7項に記載の弁シート。 (11)  金属シール部は半径方向内側ペースから半
    径方向内側に延びると共に断面半円形の環状金属シール
    面を有し且つエラストマシールインサートが上記シール
    面から軸方向に離れて設けられている特許請求の範囲第
    8項に記載の弁シート。 (12)中間支持部は、半径方向内壁を有する弁体内凹
    部に、上記支持部の側壁が上記内壁との間にわずかの間
    隙を存して設けられて、中間支持部の軸方向変形を制限
    するようになっている特許請求の範囲第7項に記載の弁
    シート。 (]3)中間支持部は、半径方向内壁を有する弁体内凹
    部に、上記支持部の側壁が上記内壁との間にわずかの間
    隙を存して設けられて、中間支持部の軸方向変形を制限
    するようになっている特許請求の範囲第9項に記載の弁
    シート。 (14)中間支持部は、半径方向内壁を有する弁体内凹
    部に、上記支持部の側壁が上記内壁との間にわずかの間
    隙を存して設けられて、中間支持部の軸方向変形を制限
    するようになっている特許請求の範囲第10項に記載の
    弁シー斗。 (15)中間支持部は、半径方向内壁を有する弁体内凹
    部に、上記支持部の側壁が上記内壁との間にわずかの間
    隙を存して設けられて、中間支持部の軸方向変形を制限
    するようになっている特許請求の範囲第11項に記載の
    弁シート。 (16)半径方向突出部は、弁体の2つの部分によシ軸
    方向にクランプされている特許請求の範囲第15項に記
    載の弁シート。
JP4663684A 1983-03-15 1984-03-13 バタフライ弁の弁シ−ト Pending JPS59175677A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US47564783A 1983-03-15 1983-03-15
US475647 1983-03-15

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JPS59175677A true JPS59175677A (ja) 1984-10-04

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ID=23888504

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JP4663684A Pending JPS59175677A (ja) 1983-03-15 1984-03-13 バタフライ弁の弁シ−ト

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JP (1) JPS59175677A (ja)
DE (1) DE3466049D1 (ja)

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