JPS5920061B2 - ゲ−ト弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はゲート弁の新規、かつ、有用な改良に関し、特
に、ゲートに作用する抗力な減少させることによりトル
クを減少させ、かつゲート及び弁座のシール面の浸食を
減少させることに関する。

ゲート弁、特に、開放時に流れを中断することなく通過
させるための滑らかな分断されていない壁を有する導管
を提供する貫通導管ゲート弁はその好ましい流動率の故
に広く使用されている。

例えば、このような弁が開放位置にあるとき、提供され
る直線貫通路は同じ長さのパイプよりも大きな流体流れ
の抵抗を生じることはない。

良好な流動率は重要ではあるが、いかなる弁においても
さらに重要な一面はそのシール能力である。

高圧ゲート弁＆少因する一つの大きな問題は弁軸の作動
トルクの問題である。

圧力のシール中に弁座な通ってゲートを滑動させるとき
に、過度の弁軸トルクが生じる。

さらに、例えば、特公昭４４−２８８３４号公報や英国
特許第８３７０５７号明細書に開示された先行技術はゲ
ート及び弁座のシール面の浸食の問題を解決しようと長
らく努めたが、満足できる解決策はまだ見出されていな
い。

浸食は、ゲートの導管間［コが弁座の導管開口に流通し
始める瞬間に主として起きる。

全圧力がこのオリフィスを通って絞り出され、その結果
、局部浸食を起す非常に高い流体速度を生じる。

本発明によれば、流通路を有する弁本体１２と；この弁
本体内に前記流通路と交叉するように形成され、部分的
に拡大された流入口と流出口とが直径線上を対向した位
置に開口形成された円筒形弁室１６と；前記流入口と流
出口内に嵌着される円筒部２８前記弁室に臨んで平面部
で終端する鼻部３０、および同一軸線上に位置する貫通
内腔３４を備えた一対の弁座２６，２６と；前記弁室内
に組込まれ、弁の開放位置と弁の閉塞位置との間を垂直
方向に動くことができ、上部に設けられた横長孔５４、
各内側面に突設された円筒形ボス６４および底部に形成
された切欠部５８を備えた担持枠体４０と；この担持枠
体の内部へ両側から相互に接離可能であって、かつ垂直
方向に移動可能に組み込まれ、前記横長孔に嵌入できる
第１突起５６、前記円筒形ボスと係合可能な凹状カム面
６８および前記切欠部と係合可能な第２突起６０を備え
、さらに同軸上の開口５０を備えた一対のゲート４８と
；前記第２突起との間に掛は渡され両者を連結するばね
６２とを備えたゲート弁が提供される。

実際には、一対のゲートを移動するために担持枠体及び
ゲートに設けられた手段は、担持枠体の各細長側部の細
長内面に設けた一対の円筒形ボスと、各ゲートの各側部
に設けられ、かつ、それぞれのボスと協働するようにし
た凹状カム面とから成る。

最後に、本発明によれば、圧力逃し楔材が担持枠体の両
側に配置されることができ、各楔材は弁座のそれぞれの
垂直方向の溝と係合しており、これにより、担持枠体が
弁室の中で垂直に移動されるときに、一対のゲートと担
持枠体を弁座の内腔に対して心合せする。

圧力逃し楔材はわずかにテーパ状に形成されてゲートを
弁座の面から離れるように強制し、弁座とゲートの間の
圧密シールを解放するから、弁の開閉操作時のゲートと
弁座との間のすべり摩擦を小すくシてゲートに作用する
抗力を減少させて弁軸の作動トルクを低下させることが
できる。

このように、本発明の改良されたゲート弁は、圧力によ
り生じるゲートの弁座面に対する滑り摩擦を排除するこ
とにより弁軸の作動トルクを減少する。

ゲートを移動するために担持枠体及びゲートに設けられ
た手段はゲートを弁座から離れるように強制する。

最後に、圧力逃し楔材は弁座及びゲートのシール面の浸
食の集中を減少する。

以下本発明を添付図面に基づいて説明する。

符号１０で示すゲート弁は本発明に従って構成されてい
る。

ゲート弁１０は流通路１４を有する弁本体１２を有して
いる。

垂直軸線１８を有する円筒形弁室１６が弁本体１２内に
形成され、かつ、流通路１４と交差して弁室１６内に直
径対向した流入口１４ａ及び流出口１４ｂをそれぞれ形
成する。

しかしながら、ゲート弁１０がいずれの方向の流れをも
制御するのに使用できるように、この開口１４ａ及び１
４ｂのいずれも流入口又は流出口として作用することが
できる。

弁本体１２は、流通路１４の適当な導管（図示せず）へ
の結合を易にするために流通路１４の両外端に隣接した
フランジ１３を備えることもできる。

好ましくは鋳造又は鍛造された弁本体１２は上下延出部
２２及び２４を有しており、円筒形弁室１６は流通路１
４の軸線を横切って弁本体１２を貫通して上下延出部２
２及び２４に延びている。

流通路１４は弁室１６の流入口１４ａ及び流出口１４ｂ
の位置にわずかに拡大された径部２０ａ及び２０ｂを有
する。

一対の同＝弁座２６が流入口１４ａ及び流出口１４ｂの
大径部２０ａ及び２Ｄｂに配設されている。

各弁座２６は円筒部２８と鼻部３０とを有しており、鼻
部３０は平面部３２で終端している。

内腔３４が各弁座２６を貫通している。

両弁座２６の円筒部２８は流入口１４ａ及び流出口１４
ｂにおいて流通路１４０大径部２０ａ及び２０ｂに配設
されており、各弁座２６の鼻部３０は弁室１６内に配置
され、両内腔３４は同軸であり、かつ、流通路１４の延
長部を連成する。

好ましくは、各弁座２６の円筒部２８は適当なシール３
８を受は入れる溝３６を有している。

上部４２、底部４４及び細長両側部４６を有する担持枠
体４０は弁開放及び閉塞位置の間を垂直移動するように
弁室１６内に移動自在に配設されている。

一対の鏡像ゲート４８が対面するように担持枠体４０内
に配置されており、それぞれの同軸開口５０は担持枠体
４０の下部に位置している。

弁座２６と面する両ゲート４８０面５２は平面になって
いる。

担持枠体４０がその開放位置にあるとき、両ゲート４８
の同軸開口５０は両弁座２６の内腔３４と同軸になり、
また、担持枠体４０がその閉塞位置にあるとき、同軸開
口５０は両弁座２６の内腔３４と連通しない。

両ゲート４８は担持枠体４０と共に垂直移動するように
、かつ、担持枠体４０内で互いに接近及び離反するよう
に担持枠体４０内に配設されている。

これに関連して、一対の横長孔５４が担持枠体４０の上
部４２に設けられており、一対の突起、すなわち、ピン
５６が各ゲート４８の上端に設けられており、各突起５
６はそれぞれの長孔５４に受は入れられている。

一対の対向切欠部５８が担持枠体４０の底部４４に設け
られており、各切欠部５８は各ゲート４８の底部から延
びる隣接第二突起、すなわち、ピン６０を受は入れる。

両第二突起６０は担持枠体４０の下方に延び、かつ、ば
ね手段６２により互いに結合されている。

これらのことかられかるように、第一突起５６は両ゲー
ト４８を担持枠体４０内に維持する一方、両ゲート４８
を担持枠体４０と共に垂直移動させ、かつ、互いに接近
及び離反するように移動させる。

第二突起６０は弁室１６の一面と接触して両ゲート４８
の移動を停止するように作用する。

担持枠体４０が開放及び閉塞位置にあるときに、両ゲー
ト４８を互いに離反して弁座２６に接近するように移動
させ、かつ、担持枠体４０がその開放及び閉塞位置の間
を移動されているときに、両ゲート４８を互いに接近す
るように移動させる手段が担持枠体４０及び両ゲート４
８に設けられている。

両ゲート４８を移動させるために担持枠体４０及び両ゲ
ート４８に設けられたこのような手段は、担持枠体４０
の各細長側部４６の細長内面６６に設けられた一対の円
筒形ボス６４と、各ゲート４８の各側に設けられ、かつ
、それぞれのボス６４と協働する凹状カム面６８とから
成る。

圧力逃し櫟林７０が担持枠体４０の両側に配置されるこ
とができ、各櫟林７０は弁座２６の平面部３２のそれぞ
れの溝１２と係合し、これにより、担持枠体４０が弁室
１６内で垂直に移動されるときに、両ゲート４８と担持
枠体４０を弁座の内腔３４に対して心合せする。

楔体７０の端部７４はわずかにテーパ状に形成されるこ
とができ、これにより、担持枠体４０が移動されるとき
に、弁座２６．２６を外方へ押しつけるから両ゲート４
８が弁座２６の平面部３２から離れるように強制し、か
つ、両ゲート４８を互いに接近するように移動する。

上述したように、担持枠体４０は、流通路１４を閉塞す
る位置から流通路１４が開放される位置に垂直に移動自
在である。

この流通路１４の閉塞位置において、両ゲート４８の同
軸開口５０は流通路１４と一致しておらず、また、この
流通路１４の開放位置において、同軸開口５０は流通路
１４と一致するようにしである。

作動手段が弁本体１２を貫通して弁室１６内に延び、か
つ、担持枠体４０及び両ゲート４８を前記閉塞及び開放
位置の間に移動させるように担持枠体４０に作動的に結
合されている。

内側にねじ山を有する円筒形突起７６が担持枠体４０の
上部４２に設けられている。

ゲート弁１０の円筒作動ロッドの弁軸７８は突起１６の
雌ねじ部と係合する雄ねじ部をその下部に備えている。

ボンネット部材８２は弁軸Ｔ８を受は入れる中央孔８４
と、適当なパツキン９０を収容するパツキン腔８８を形
成する首部８６とを有し、かつ、押えねじ９２により弁
本体１２に固着されている。

パツキン９０はパツキン押え９３によりパツキン腔８８
内に保持されている。

内側に延びたフランジ１０１を上端に有する保持ナツト
９８が割りリング１０３と係合し、このリングが単一の
弁軸スラスト軸受１０５と係合し、このスラスト軸受が
今度は割りリング１０１と係合する。

保持ナット９８はボンネット部材８２の首部８６の上端
部に設けたねじ部１０９に螺合されている。

取手輪１１１は弁軸γ８の端部に作動的に固着されてい
る。

第４及び５図に明示するように、ゲート弁１０の可動部
品を潤滑するために弁グリースを注入するための注入口
１０２がボンネット部材８２に設けられている。

同様に、弁軸パツキン９０を滑動させるために粘性材料
を注入するための取付具１０４をボンネット部材８２の
首部８６に設けることもできる。

ゲート弁１０の作動中、取手輪１１１を回転すると、弁
軸γ８が回転されて担持枠体４０を弁室１６内で垂直に
移動させる。

弁軸７８の軸方向の上下移動はフランジ１０１とパツキ
ン押え９３の間に配置された単一スラスト軸受１０５に
より制限される。

担持枠体４０がその開放又は閉塞位置のいずれかにある
とき、担持枠体４０の円筒形ボス６４は両ゲート４８の
それぞれの凹状カム面６８と協働して両ゲート４８、従
って、その平らな両シール面５２を互いに離反して弁座
２６のそれぞれの平面部３２に向うように移動させる。

担持枠体４０が開放位置から閉塞位置に、又は、閉塞位
置から開放位置に移動されるとき、弁座２６のそれぞれ
の溝７２に係合している圧力逃し櫟林１０は両ゲート４
８を弁座２６のそれぞれの平面部３２から離れるように
強制し、これにより、担持枠体４０が移動されるときに
、弁座平面部３２に対するゲート４８のシール平面５２
の押圧力を排除する。

この時、凹状カム面６８はばね手段６２の助けにより両
ゲート４８を担持枠体４０内で互いに接近するように移
動する。

これに関連して、担持枠体４０が下方向−・移動すると
、両ゲート４８の底部の突起６０が弁室１６の内面と係
合して両ゲート４８が下方向へ移動するのを妨げるが、
円筒形ボス６４がカム面６８と充分にカム係合するまで
、担持枠体４０に下方向の移動を続けさせる。

同様に、担持枠体４０が上方向に移動するときは、両ゲ
ート４８の上部の突起５６が長孔５４を通してボンネッ
ト部材８２の底面と接触すると、両ゲート４８は上方移
動を停止する。

しかしながら、担持枠体４０はなお上方向に移動するこ
とができ、その結果、円筒形ボス６４はカム面６８とカ
ム係合し、これにより、ゲート４８のシール平面５２を
弁座２６の平面部３２に押圧して異物から保護する。

種々の弾性材料がシール材として使用することができ、
その選択は多少作動条件に依存する。

例えば、このようなシール材はバイカー、又は、ネオプ
レン等の合成ゴムも含む。

ある種の化学製品に対しては合成ゴムよりも弾性があり
、かつ、合成コムヨリモ硬いナイロン、テフロン等の他
のエラストマーも使用できる。

上述のことから、本発明がゲート弁に関する先行技術の
多くの問題点を解消することは明らかである。

本願発明のゲート弁は、両ゲート４８が移動を開始する
前に、両ゲート４８を横切って作用する圧力を釣り合わ
せることにより弁軸７８の作動トルクを減少させる。

圧力逃し櫟林１０は弁座及びゲートのシール平面３２及
び５２の浸食の集中を減少する一方、ゲート４８を横切
って作用する圧力を釣り合わせる手段を提供する。

最後に、円筒形ボス６４とこれらに対応する凹状カム面
６８とが両ゲート４８なそれぞれの弁座２６と接触する
ように均一に移動することを強制する。

ある特徴及び組み合せは有用であり、かつ、他の特徴及
び組み合せと関係なしに使用することもできる。

例えば、本発明の教唆することはいかなる気体又は液体
用高圧貫通導管ゲート弁にも使用することができる。

しかしながら、貫通導管を必要としない他のいかなる型
の弁にも本発明の教唆を適用する。

本発明の範囲を逸脱することなく本発明の多くの実施例
を提供することができるので、本明細書中に記載され、
かつ、添付図面に示されたすべての事柄は説明的なもの
であり、限定的なものでないと解釈されるべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図は担持枠体、両ゲート及び弁座を示す、本発明の
ゲート弁の部分分解図、第２図は第４図の２−２線矢視
の断面図、第３図は第４図の３−３線矢視の断面図、第
４図は担持枠体が閉塞位置にある状態を示す、第２図の
４−４線矢視の部分断面図、第５図は担持枠体が開放位
置にある状態を示す第４図と同様の部分断面図、第６図
は第２図の６−６線矢視の部分断面図である。 １０・・・・・・ゲート弁、１２・・・・・・弁本体、
１４・・・・・・前記弁体の流通路、１４ａ、１４ｂ・
・・・・・前記弁室の流入口及び流出口、１６・・・・
・前室、２０ａｔ２０ｂ・・・・・・前記流通路の大径
部、２６・・・・・・弁座、２８・・・−一・前記弁座
の円筒部、３０・・・・・・前記弁座の鼻部、３２・・
・・・・前記弁座の平面部、３４・・・・・・前記弁座
の内腔、４０・−・・・・担持枠部、４８・・・・・・
ゲート、５０・・・・・・前記ゲートの開口、５２・・
・・・・前記ゲートの平面部、５４・・・・・・前記担
持枠体の横長孔、５６・・・・・・前記ゲートの第一突
起、５８・・・・・・前記担持体の切欠部、６０・・・
・・・前記ゲートの第二突起、６２・・・・・・ばね手
段、６４・・・・・・前記担持枠体のボス、６８・−・
・・・前記ゲートの凹状カム面、γ０・・・・・・圧力
逃し楔材、１２・・・・・・前記弁座の溝、７８・・・
・・前軸、８２・・・・・・ボンネット部材、９８・・
・・・・保持ナツト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 流通路を有する弁本体１２と；この弁本体内に前記
   流通路と交叉するように形成され、部分的に拡大された
   流入口と流出１」とが直径線上を対向した位置に開１０
   形成された円筒形弁室１６と；前前流入口と流出口内に
   嵌着される円筒部２８前記弁室に臨んで平面部で終端す
   る鼻部３０、および同一軸線上に位置する貫通内腔３４
   を備えた一対の弁座２６，２６と；前記弁室内に組込ま
   れ、弁の開放位置と弁の閉塞位置との間を垂直方向に動
   くことができ、上部に設けられた横長孔５４、各内側面
   に突設された円筒形ボス６４および底部に形成された切
   欠部５８を備えた担持枠体４０と；この担持枠体の内部
   へ両側から相互に接離可能であって、かつ垂直方向に移
   動可能に組み込まれ、前記横長孔に嵌入できる第１突起
   ５６、前記円筒形ボスと係合可能な凹状カム面６８およ
   び前記切欠部と係合可能な第２突起６０を備え、さらに
   同軸上の開口５０を備えた一対のゲート４８と；前記第
   ２突起との間に掛は渡され両者を連結するばね６２とを
   備えたゲート弁。 ２ 前記担持枠体の外側面には前記弁座の平面によって
   押圧され、前記ゲートを弁座の平面から離す圧力逃し楔
   材１０が設けられていることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項に記載のゲート弁。 ３ 前記弁座の弁室側の端面ば、前記ゲートと密着可能
   な平面であって、その平面の一部に前記圧力逃し楔材が
   係合可能な垂直方向の直線状の溝７２が形成されている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載のゲート
   弁。 ４ 前記担持枠体の内側面には、垂直方向に間隔をおい
   た２個の円筒形ボスがそれぞれの側に突設され、これら
   の円筒形ボスが前記ゲートの凹状カム面にそれぞれ係合
   してゲート弁な弁座の端面に押しつけるようにしたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のゲート弁。 ５ 前記圧力逃し楔材は、その先端がわずかに先細りの
   テーパ状に形成され、前記担持枠体が移動するとき、前
   記弁座の平面からゲートを引き離すようにしたことを特
   徴とする特許請求の範囲第２項に記載のゲート弁。