JPS59217063A - プラグ弁 - Google Patents

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】 本発明は液体等の流れをｍｕ調するプラグ弁に酬する。

より詳細には全体を耐腐食性プラスチック材料でライン
即ち裏張りθロエされかつ公知のシール手段における開
明を解消した詰物押えのないプラグ弁に関する。

弁業界においては弁本体をテフロン（デンポン社の商標
名として知られるポリテトラフルオロエチレンプラスチ
ソクなどの耐腐食性材料でライン００工することが通常
の方法である。もしこの加工が適切になされると弁の内
面全体は腐食性のスラリ又は流体から保持され、その流
れは常時この弁により制（財）可能となる。しかしこれ
までのテフロンライン加工弁は望まれる程に満足なもの
ではなかった。それはライン加工部分、及び弁プラグを
開位置から閉位置まで回転するステムの周辺部分、双方
の漏洩を防止するため弁内に適切なシールを形成するこ
との困難性のためである。弁本体内に形成された軸線方
向流れ管と嵌合するプラグ内のオリフィス周辺をおおう
シールのような不当に複雑な手段が払われていた（例え
ば英国特許第２，０１７，２６５号参照）。しかしこの
英国製許により製造されるシールは、かなり製作が困難
である。その上複雑なステムシールが存在しており完全
に満足なものではなかった。

特に本件発明者が知っているこれ壕での全てのプラグ弁
は１時間経過に伴なう摩耗を補償するため調整されるス
テムシールの詰物押えを必要としている。列えは米国′
時許第３，９１６，９４３号、同第３，５２２，８２０
号はステムシールの間唄即ち詰′吻押えの摩耗を認めて
いる。この問題はライン加工をした弁の場合に時に困難
である。

本性明細書及びその請求の範囲内にて使用されている゛
プラグ弁パは約８　の傾斜角を有するテーパ付プラグが
同様のテーパ付孔内にぴったり嵌合している弁である。

このプラグは弁を開閉するため該テーパの軸線周りを９
０回転する。このテーパは弁プラグが弁本体に関して軸
線方向に剛結位置′ｌｆ、嘔る必要がないようにしてい
る。このため弁プラグはプラグのテーパと孔のテーパと
の間で勝れたシールを提供するように孔とかたい係合状
樫に偏倚されつるのである。

このような配電はまた弁本体及びプラグが互いに灼し幾
分移動出来るようにしておりシールの破損なしに温度に
起因する膨張収縮を補償出来るようになっている。この
ことは、一般に円形のディスクがほぼ円筒形をなす通路
の軸線に対し垂直な軸線周りに枢動する環形弁のような
他の形式の弁に対する明白な違いである。シールが形成
されつるようにするため、円形ディスクの縁が通常、弾
性壁構造を備えた通路の啼へ変形係合するように強制さ
れる。この壁構造は環形弁がテフロン等でライン即ち裏
張り加工されている場合にはそのライナの後方にゴム部
材を有している。プラグ弁と異なり、蝶形弁の軸線方向
上下運動は許されず熱による膨張及び収縮がかかる弁の
シールを破損しないよう必要な手当がなされなければな
らない。プラグ弁の場合のように、環形弁は同様に少な
くとも１つのステムシールを必要としている。

本発明に関連する環形弁の１つの特定の形状はステムシ
ールがステム周囲に形成された嵌合用状荷へ嵌合するリ
ングを含むことである。もしボトムステムピボントが同
様に使用されるなら、嵌合溝内へ嵌合しているリングの
同様な配置が使用出来る。このリングは環状リング内に
成、杉された面へ作用している嵌合環状溝内へ位置づけ
られた弾性Ｏリングにより外方へ強制されうる。この溝
＠は、ガロツク社（ＧａｒｌｏｃｋＩｎｃｌ刊の小冊子
７９２−Ｂに示すように本発明の譲受人により製造販売
された環形弁にて使用されている。しかし環形弁とプラ
グ弁とけ。

これまで本体シールが異なっていたため別々にＹ投扱わ
れていた。特にプラグ弁構造は、端から端までの製造公
差が適正に製造出来また＠９変化による膨張収縮がソー
ルを破損しないように容易に製作出来るとしても孔に１
関してのプラグの軸線方向運動を幾分が許さねばならな
い。一方、蝶形卯は端から端捷での公差が非常に厳しい
が本体シールは環形ディスクとの係合により弁本体の変
形によって形成される。温度変化はソールに幻して大き
い影響を与えない。テーパ付プラグ弁の場合、テーパプ
ラグと、孔の１灰合テーパとの・田の平坦接触が本体シ
ール即ち弁本体に対するプラグのシールをもたらす。

上記事項より当業者は、プラグ弁がこれまでの必要性′
時にライン加工したプラグ弁に１して満足するには完全
には適切でなかったこと知るであろう。

よって本発明の目的は、改良されたライン加工したプラ
グ弁を提供することである。

本発明の別の目的は、過１１ｉｊｆ／ｉ：複雑な詰吻押
え即ちステム・／−ル構造を不要とし同時にステムシー
ル又は弁の本体シールを破損することなく孔に１−して
プラグをＩ！ｌ１ｌＩ線方向に上丁勅出来る改良された
プラグ弁を提供することである。

本発明の別の目的は、弁の内部表面全体が耐腐食性プラ
スチック材料から截りしかも弁が製作に不当な困難をも
たらす形状を有するような部品を含むことなく極めて簡
単に製作出来る改良されたラインＱｏ工を施こしたプラ
グ弁を提供することでるる。

本発明の更に別の目的は、摩耗による調整又は喉替えを
必要としないシールを有するプラグ弁を提供することで
ある。

本発明による弁は、弁プラグと浮動シール部材との間に
ステムノールが１杉成されている、ライン加工ケ廁こし
たチーパイ」プラグ弁♀提１ａ−１″ることによってこ
れまでの要求及び上述の本発明目的を満足させるもので
ある。浮動ノール部梢が弁プラグと係合するように偏量
されてふ一す、核浮動ノール部材を該弁プラグへ係合１
−るように強制してステムシールを形成しており同時に
弁プラグを弁本体のテーパ付孔にシールミ糸合するよう
に強制している。温度変化による寸法変動及び摩耗等に
基ずく補償は自動的Ｖｃｉ達成される。好ましい実施列
では浮動−７−ル部材と弁本体との間に使用されるゾー
ルは公知の環形弁に閘して上述したところのものであり
、［景伏７−ルシリンダがプラグ及び浮・助／−ル部材
へ杉１反された嵌合１状溝へ嵌合し、かつ浮動シール部
材及びプラグ内の嵌合（背へ同様に嵌合している圧縮さ
れた弾Ｉ生ＯＩＩングによって半径方向外方へ強制され
ている。

即ち本発明は改良された詰吻押えのないプラグ弁であっ
て、テーパ付プラグが弁本体のテーパ付孔へ嵌合してい
る。またプラグへ形放されたテーパと本［本のテーパと
が協１動して本（本シール’Ｆｒ２１Ｆ４ＴＭしている
。寸たステムシールが設けて６る。このステムノールは
プラグの頂部及び浮動／−ル部材にある嵌合溝内に包囲
されたリング状ンーリング部材をよむ。この浮動７一ル
部材は、＠記すング伏シール部材との間に７−ルを発生
するよう下方へ偏倚されている。この偏倚力・は、プラ
グ弁へ伝達され該プラグ弁を弁本体へ］係合させるよう
強制して勝れたシールケ提洪している。望ましい実施例
ではこの弁とプラグとけライン加工され、弁が腐貢訃液
又はスラリと接触して１吏用するのに適するようになっ
ている。浮動シールは温ＩＩにより発生する寸法変動及
び摩耗を自動的に補償できる。

以下具体例についで述べる。

第１図は本発明による改良されたプラグ弁の部分的■断
面図を示す。この弁ンはテーパ付孔１２を１ノｍえた本
体部分１０と、管のフランジと接合されるべきフランジ
１４と、ボルト１８によって本体部分１Ｕへ喉付けられ
ているキャ゛ノブ１６と、から成っている。孔１２内に
はそこを胃通ずるように形成されている通路２０ａを備
えたテーパ付のプラグ即ち詰め吻２０が設けである。こ
のプラグはステム部分２２を陰み、該ステム部分２２は
ハンドル２４へ接続されている。このハンドルによりテ
スム部分２２が回転出来、それにより通路２０ａが図示
のように両フランジ１４と整合されるように弁が・開放
即ち弁閉鎖位置から９０だけ回転出来る。弁の本体部分
はいわゆるＰＦＡ材料から穫る耐腐食性プラスチックか
ら成るライナ２６で裏張りされ。

でいるここで’ＰＦＡ”とはパーフルオロアルフクゾ（
ｐｅｒｆｌｕｏｒｏａｌｋｏｘｙ）　　ｋ意味しテフロ
ンに似た特性を待つ射出成彩可能なプラスチツカ材料で
デュポン社の商標名を指す。第２図に示すようにこのラ
イナ２６は溝Ｖｃｌ系合するように形）戊される。１ノ
ｙ杉工程陵弁の本体部分内にしっかり１定されるように
その内て岨込捷れる。

断面図を示す第２図かられかるように、プラグ２０も捷
た通路２０．の内外１ｊｌｌｌをテフロン又は同様の耐
腐１生プラスチツク材料２８でコートされている。こう
して腐食性物ｍへ露出された本体部分１０とプラグ２０
の全表面が耐腐貴注材料でフートされ、こうして本発明
１（よる弁の寿命を著るしく増大している。

上述のように、プラグ弁がプラグと弁本体のテーパ付化
との”Ｈｌにおけるシールを形成する揚台には、プラグ
へ軸線方向のノコを付与し核プラグのテーパ付外面を孔
へ強制係合することが必要である。本発明の望ましい実
７／ｉ８ｉ列ではこの強１ｌｊ１１係合・けキャンプ１
６の−Ｆ　１ｆｌｌで弁ステム周囲（（軸線方向に配置
されボルト１８の締付けによって圧縮される１つ又は複
数のベレビレばねｆＢｐＨｅｖｉｌｌｅ　　ｓｐｒｉｎ
ｇ）３０により達成される。

第２図に示すようにプラグ２０へばね６０により及ぼさ
れる勾は中「…の浮動シール部材６２によって下方へ伝
・幸される。このシール部材６２はＳ字形断面の輪吠伸
長部３２０を備えたベロー伏の講義を有し、この伸長部
３２．が孔１２に関する該浮動シール部材６２従ってプ
ラグ２００両者間におけるシールの破損のない相対的軸
線方向運動を可能としている。このことはプラグ又は弁
本体における温室に起因する膨張又は収縮、及び長期使
用によるプラグ又は本体の摩耗を自動的Ｖ？：、袖噴す
る上で勝れた利屯を提供している。この浮動シール部材
６２をベローｉ’／−／Ｌ部材、！：呼ぶ。このベロー
ズシール部］副６２は外方へ拡張した輪状フランジ６２
ｃｉ有しており、このフランジ３２ｃはキャップ１６に
よりライナ２６へ対してきつく締付けられ、こうして弁
のライニングを完成している。

フラグ２０と浮動シール部材３２との間のステムシール
は別のシール部材６４によって杉５見されている。即ち
このシール部材６４け１状即ち輪状をなしかつベローズ
シール部材６２に形成された嵌合溝３２答とプラグ２０
のテフロンフーチング材料２８へ形成された溝２０名と
に嵌合している。

第６図はベローズシール部材６２へ形成された嵌合溝３
２４とプラグ２０のテフロンコーテング材料２８へ形成
された溝２０ネとへ嵌合している環状シール部材３４に
より構成されるステムシールの構への詳細図である。図
かられかるようにこのシール部材３４は嵌合溝３２８゜
２０呑内へぴったり嵌合するような寸法となっている。

ソール部材３４内へ形成された切欠６４０により構成さ
れた溝内にけＯりング３６が配置されてかりこれらのＱ
　ＩＪ　７グは嵌合溝の■字形底部と協働する様な寸法
を有し、これによりこれらのＯリング３６は＠６図に示
すよう（足弁を絹ヴてた時に実質的押圧されるようにな
って１ハる。こうしてこれらのＯリング３６はシール部
６４上へ半径方向外方への力を及ぼしこうして環状シー
ル部材６４け嵌合溝の壁へきつく押圧され両者間に適切
なシールを形成する。

本発明の満足な試験結果によれは嵌合溝の双方の底部の
壁間の角度Ｉｄ６Ｕであり、一方シール部材６４の耳部
の垂ｒＭに討する斜面３＝ｌの角度は６２　であり、こ
の再角度間には図示ようにいくらかの間隔が生じている
。この角度差は重要である。こうしてこの耳部はシール
形成を妨げないようにしている。この耳部は溝２０存。

６２８の同様の垂直部分と協働しているシール部材６４
の垂直部分３４ｃによって嚇実旧形成されている好寸し
い実施例では環状シール部材３４もベローズゾール部材
６２もテフロンで杉［うｙされる。０リング６６は勝れ
た耐火性を示すパイトン（デュポン社の商標名）として
知られているテトラフルオロエチレンフポリフ材料で１
乍られる。

上述の如く、１伏の溝に＠合しているｌ粟次シール部材
６４であって核部材６４を外方へ強制するためパイトン
Ｏリングを１吏用している該り塁状シール部材によって
画成されている／−ル構直は本発明の譲受人によって映
１青された公知の蝶形弁に開示されている。しかし蝶形
弁の線形部材がここに示すようなばね６０などの手段で
軸線方向に偏倚されないので該環形弁は線形部材と弁本
体との間のシールが維持されるようにするためには製作
公差の注意深い制御が必要である。ここで咳ばねけ浮動
ベローズ部材へ偏部ノノケ及ぼしてステムシールが効果
的に維持されるようにし、こうして本発明の弁の製置を
公知の１頃杉弁の製置に比較し得ない程に６易化してい
る。

本件の図ｍｌは本発明のａ足な結果を得た弁の等大寸法
の列を示す。即ち両１則に垂直に吋し４゜合計で８　の
角度を有するプラグヶ１吏則した、フランジ１４に公称
２吋の円筒形オリフィスを形成した２吋プラグ弁を試験
した。この試験をした弁は、夫々が平坦部に対し１．２
７６ポンドの最大圧縮力を提供できる６つのばねケ１吏
って組立てられた。組立時にこれら６つのばねは夫々の
圧縮力の約４５係まで圧縮された。よってプラグ２０へ
対して下方へ及ぼされる合計力は５００ポンド台であり
この値はプラグと、弁本体内に形成された孔と、この間
に勝れたシールを形成するのに適切であることがわかっ
た。プラグ２０と孔１２との間の内］酊を形成している
テフロン及びＰＦＡ材料はかなり円滑であり。

このためプラグはステム２２へ付して約２（Ｊ−６０フ
ート・ボンドトルク付与によって弁を開閉するよう回転
できる。本発明のＷｍ　欲Ｖよこの数値が温度変化に伴
なって顕著に変動しないようになっている。■記構債の
弁は、常温で１５０ｐｓｉの圧ｊＥ’Ｆで１５．０００
　　口開閉テストされ次いで４００Ｆ、１５０ｐｓｉで
更に１１Ｊ、０００回更Ｋ１た常温、２００−３００ｐ
ｓｉでまた２０００−３０００回開閉テストがなされた
。その結果このテストで漏洩は発見出来なかった。

当業者は１本発明の弁のこのｇｉ規な構造が１ハ〈つか
の勝れた利屯を提供すること＋！Ｉｌ−認識するであろ
う。浮動シール部材６２を除き１機械加工されるべき複
雑なシール杉状部がないので製作がかなり簡峨であり、
旋盤で各易で成形できる。テンパ部分の成形は６易で多
くのプラグ弁と同様である。シール部材６２が軸線方向
に有効に浮動していることは、ステムシールの破損を生
じることなく弁の自勅瀧１矩浦虞を提供するタケでなく
調整ＯＴ能な又は喉替可能なステムノール詰吻押えの必
要性をも解除しており、またステムシール及び本体シー
ル双方の摩耗補償は自動的ｖｃａ叡される。プラグと孔
との間の勝れり本体シールを提供しかつまたプラグと浮
動シール部材との間の勝れたステムシールをシール部材
３４で確実に形成するためプラグを孔［討して押圧する
べくばねを使用することは本発明による弁構造を簡単化
しかつ価格の減少をもたらしている。従ってここに開示
した弁構造に幻しては種々の変形及び改良が可能であり
、それらは全て本発明の範囲に入るものであってト記図
示の例は単なる列示であることが認識されよう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による弁の１部を切喉った立面図、第２
図は本発明による弁構造の断面図。 ＠６図は本発明で使用される環状シール部材の断面詳細
図である。 符号の説明 １０：井水Ｉ７を部分　１２：テーバ付札１６：キヤン
プ　　２０ニブラグ　２０．：通路２０存：溝　２２：
ステム部分　２６：ライナ２８：プラスチンク材料　６
０：ばね ６２：浮動シール部材　６２ａ：輪状伸長部６２存：嵌
合溝　６２ｃ：輪状フランジ６４：シール部桐　６４ａ
：切欠　５６：ｏリング。 特許出願人　ガーロソク・インコーポレーテノド図面の
浄書（内容に変更なし） −≦ｒ々、２ 手　続　補　正　書（２ｉ′戊） 特許庁狐官志　　賀　　　　学　殿 １、事件の表示 昭和マフ年特許願第　／ρ夕３３　号 ２発明の名称 フロラグＡと ６、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住所 ７７犀　がレジ、７り・イ１つ一三ｌ−’ｖ”７７７Ｆ
”４代理人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）弁本体内のテーバ付孔へ嵌合するテーパ付プラグ
   を有しているプラグ弁であって、該プラグは核弁が開位
   置にあるとき本体内に成形された人口及び出口に適合す
   るように責辿形成されている側方ｉＭ路を有しており、
   該プラグは該弁を開閉するため該テーバの軸線周りに回
   転出来、該テーバ＋１孔に係合するように前記プラグを
   強制するため偏倚手段が設けてあり、この偏倚手段が更
   に前記プラグに係合するよう軸線方向に浮動ノール手段
   を強制しており、前記プラグ及び浮動ンール手段には嵌
   合円周溝が形成されており、Ｒ’Ｊ　ＯＨｖｃは一般に
   円ｌ杉のステムシールリングが位置づけられており、こ
   れによって該ステムノールリングが前記浮動シール手段
   へ灯してプラグをンールし、前記孔に幻するプラグの軸
   線方向運動が前記シールリングによって形成さｈｋステ
   ム／−ルを破壊しないようになっているプラグ弁。 （２）前記ノールリングが前記溝内に画成された０リン
   グ手段によって前記嵌合円周溝内にて半径方向外方へ強
   制されている特許請求の範囲第１項記載のプラグ弁。 （３）＠記浮動ンール手段がベローズ構造をなしこレニ
   ヨってそのＩＱＩ＋線方向運動が前記ステムシールを破
   壊することなくなしつる特許請求の範囲＄１項記載のプ
   ラグ弁。 （４）前記弁を貫通する１Ｍ体に接触できる前記弁本体
   とＡｆｔ記プラグとの全表面が耐腐食性材料でコートさ
   れている特許請求の範囲第１項記載のプラグ弁。 （５）浮動ノール手段とンールリング部材とが同様に耐
   腐食１生材料で形成されている特許請求の範囲第４項記
   載のプラグ弁。 （６）　　耐腐食性材料がテトラフルオエチレンである
   特許請求の範囲第４又は５項記載のプラグ弁。 （７）テーバ付プラグ弁用のステムシールであって、該
   弁のプラグと浮動シール手段とに形成されている嵌合環
   状溝内に包囲されているリング状シール部材を含み、浮
   動シール手段がリング状シール部材と係合するよう偏倚
   しこれによりプラグの軸線方向運動がステムシールの破
   損を生じることなく達成出来るステムシール。 （８）浮動シール手段を偏倚する手段が弁のテーパ付孔
   内にプラグを強制する偏倚手段によりリング状シール部
   材へ係合するよう偏倚されている特許請求の範囲幅７項
   記載のステムシール。 （９）前記偶奇が弁の本体へ叡付けられたキャンプ下方
   に包囲されているベレビレはねワッシャにより達成され
   ている特許請求の範囲第８項記載の弁。 ＋１０＋　　リング状シール部材が、核リング状７−ル
   部材と共に前記環状溝内に包囲される手段によって前記
   ステムの軸線に呻して外方へ偏倚されている特許請求の
   範囲呵７項記載のステムノール。 旧）外方偏倚が包囲された弾性リング部材によって提供
   されている特許請求の範囲第１０項記載のシール。 （１２）弁本体へ形成されたテーパ付孔に係合するよう
   偏倚されたテーパ付プラグから成る形式のプラグ弁であ
   って孔のテーパがプラグのテーパに一致しており、プラ
   グと孔との間にはシールが形成されており、該プラグが
   本体から突出しているステムによって開閉位置間を回動
   出来、更にステムシールが設けてあり、＠記ステムシー
   ルがプラグと浮動シール部材とに形成された嵌合環状溝
   内へ捕縛されたリング状シール部材により杉５ｙされ、
   かつ該浮動シール部材がリングシールと係合するように
   偏倚され、これによりプラグの軸線方向運動がステムシ
   ールを破損しないことを特徴とするプラグ弁。 ０３）ばね手段がプラグを孔に係合させ浮動シール部材
   をリングシールへ保合させるよう偏倚強制してりる特許
   請求の範囲第１２項記載の弁。 Ｑ４）　　ばル手段が弁の本体へ喉付けられたキャップ
   によって浮動シール部材に係合するよう強制された少な
   くとも１つのベレビルばねから成る特許請求の範囲＠１
   ６項記載の弁。 （１９耐腐食性材料をライン加工されている特許請求の
   範囲第１２項記載の弁。 （１６）浮動シール部材が円周方向に広がるベローズ構
   造から成り、該浮動シール部材とプラグとの軸線方向運
   動がステムシールの破損なく達成できる特許請求の範囲
   第１２項記載の弁。 ０７）プラグと浮動シール部材とに形成された嵌合環状
   溝へ捕縛されているリングシール部材が弾性手段によっ
   て半径方向外方へ強制されている′特許請求の範囲第１
   ２項記載の弁。 ０８）シール部材と半径方向外方へ強制している弾性手
   段が弾１生０リングである′特許請求の範囲第１７］’
   ｉ記載の弁。