JPS5926131Y2

JPS5926131Y2 - セラミツクボ−ルバルブ

Info

Publication number: JPS5926131Y2
Application number: JP1979163996U
Authority: JP
Inventors: 芳輝園田
Original assignee: 富士金属工作株式会社
Priority date: 1979-11-26
Filing date: 1979-11-26
Publication date: 1984-07-30
Also published as: JPS5679762U

Description

【考案の詳細な説明】この考案は、ボール弁体の弁孔に連通する切欠きを設け
、閉弁時に、高圧側空間と弁箱内空間とが連通ずるよう
にし、弁座に加わる圧力を軽減したセラミック製ボール
バルブに関する。

セラミック製のバルブは、耐蝕性において優れている。

酸やアルカリ等の流体に対して全く腐蝕されない。

本考案者はかかる観点から、既にセラミック製ボールバ
ルブを創案している（実開昭５３−７５８３３、実開昭
５４−４７１３０）。

セラミックは圧縮力にはよく耐えるが、引張り力や剪断
力、及び衝撃力に対して頗る脆い、という難点がある。

そこで、弁箱、弁体、弁座を両側からソケットで押え、
これらセラミック部材を金属製フランジ、円筒で囲んで
押圧支持する構造となっている。

ところが弁座は、閉弁時に高圧側の流体のために弁体へ
強く押しつけられて、弁体と密着する。

閉弁時間が長くなると、弁座が弁体にカジリついて容易
に開弁じなくなる。

つまり開弁時の必要トルクが大きくなってしまう。

弁座をセラミックではなく、ポリテトラフルオルエチレ
ン（ＰＴＦＥ）樹脂製にすると摩擦力は幾分減少する。

しかし、樹脂製にすると、化学的に安定である、という
セラミックの特性を充分生かすことができない。

本考案は、このような難点を解決することを目的とし、
弁体の弁孔に連通する切欠きを設け、閉弁時でも、弁座
の表裏の空間が連通しており、弁座には弁体方向への強
い圧力が加わらないようにしたセラミックボールバルブ
を与える。

以下、実施例を示す図面によって、本考案の構成、作用
及び効果を詳細に説明する。

第１図は本考案の実施例に係るセラミックボールバルブ
の縦断正面図、第２図は右側面図である。

このバルブのセラミック製の部分は上流側、下流側のソ
ケット１，２、弁箱３、弁体４、弁座５の各部材である
。

これら構成は、前掲の考案より殆んど公知になっている
が、簡単に説明する。

上流側ソケット１は円形で、真中に入口６が貫通してい
る。

下流側ソケット２もほぼ同一形状で、真中に出ロアが穿
孔される。

弁箱３は、円筒形状で、両端開口に夫々ソケット１，２
が嵌込まれる。

この為、ソケット１，２と弁箱３は段８が設けられ、こ
こに設けたＯリング９，９によって水密構造となる。

弁体４は球形で、中央部水平に弁孔１０が貫通している
。

弁体４は、弁箱３の内部空間の中に回転可能に設けられ
る。

すなわち、弁体４の球面は、出口側ソケット２の内側に
形成した球座部１３と、入口側ソケット１の内側に切欠
いたソケット段溝１２に収納した弁座５の球座部１１と
によって支持される。

このように、出口側ソケットの一部を球座部１３として
、弁座をソケットに統合したのが本考案のひとつの特徴
である。

弁孔１０はこの例では、流量特性はリニヤに近づけるた
め三角断面としているが、これに限らす円孔でも差支え
ない。

本考案の最大の特徴は、弁孔より側方へ延びる深い切欠
き１４を設けるところにある。

弁座５と上流側ソケット１の間には、Ｏリング１５を嵌
込み水密、気密を保持するようになっている。

弁体４の上面中央から弁孔１０にかけて角孔１６が穿設
され、これに上方より弁棒１７が挿通されている。

弁棒１７の鰐部１８は弁箱３の内面とシートパツキン１
９を介して当接する。

弁棒１７は弁箱３の弁棒通孔２０を貫いて上部へ延びト
ルク継手２１とつながる。

トルク継手２１はアクチュエータ（図示せず）等からの
回転力を受けて弁棒１７を回転させることができる。

さらに弁箱３と弁棒１７の間には、グランドパツキン２
２、パツキン押えナツト２３、及びロックナツト２３′
等が介装される。

パツキン押えナツト２２、ロックナツト２３′は弁棒１
７の頭部雄螺条２４に螺合する。

上流側ソケット１及び下流側ソケット２の外端面に設け
た段部２５には平滑な円板２６及び肉厚のフランジ２７
を差込み、２枚の円板２６．２６の間を通しボルト２８
及び通しボルトナツト２９を介して両者を結合する。

このため、フランジ２７には通しボルト・ナツトを取付
けるための透孔３０が穿孔されている。

弁箱、ソケツｌ−等のセラミック部分を覆って金属製の
円筒３１が設けられる。

円筒３１の両端は凸条３２となっており、フランジ２７
の凸条３３と外周面を面一に揃えて当座する。

そして締付リング３４は内面の傾斜面３５に於て両凸条
３２．３３を強圧把持する。

締付リング３４は半円弧の２部材より戊り、半径方向の
取付耳片３６に於てボルト３７、ナツト３８によって緊
締したものである。

フランジ２７に適数個設けた取付螺孔３９は、上流側、
下流側の配管（図示せず）をフランジ２７に取着けるた
めのものである。

以上の構成に於てその作用を説明する。

トルク継手２１によって弁棒１７を９０°の角範囲で回
転すると、弁体４は回動し、開弁或は閉弁する。

第３図の横断面図に示すように、閉弁時に於ても、弁箱
内部空間１１′と高圧側（上流）空間たる入口６が切欠
き１４によって連通ずる。

従って、弁座５の表面、裏面には同一圧力が加わる。

すると、表面及び裏面からの押圧力が拮抗し、弁座５を
弁体４に押しつける力は、結局Ｏリング１５の弾性力だ
けという事になる。

Ｏリングの弾性力はそれほど大きくないから、弁座５は
弁体４に強く押圧されるわけではなく、閉弁時間が長く
ても弁座と弁体がカジリツキを起すことはない。

弁体４は滑らかに開弁するから、故障が少なくなり、ア
クチュエーターも過度に馬力の大きいものを使用しなく
てよい事になる。

このように、弁座と弁体の間の摩擦力を低減する上に、
本考案は卓効がある。

その副次的効果として、下流側での弁体と球座部との圧
力を減する効果がある。

空圧側（上流）の圧力は、弁体を介して全て下流側ソケ
ツｌ−２の球座部１１に加わるから、弁体と球座部１１
の間の摩擦力も大きい。

これも減少できれば望ましいのはいうまでもない。

弁座５の外径をＤ、内径をｄとすると、ｄは入口６、出
ロアの内径でもある。

２つの面積Ｓ、Ｔを次のように定義する。

上流側と下流側の圧力差をΔＰとすると、（１）切欠き
１４のない場合、弁座５に働く軸方向力、ソケット２の
球座部１１に働く軸方向力をそれぞれＱ、Ｒとする
と（第４図）、Ｑ＝（Ｓ−Ｔ）ΔＰ十ｍＲ−３ΔＰである。

なお弁体４は、弁棒１７の先端が角孔１６に挿通して支
持されているから、弁体が軸方向力を担う事はない。

（１１）切欠きのある場合、弁箱内部空間１１は高圧側
と同一圧力になるので、Ｑ、Ｒは（第５図）、Ｑ＝
ｍＲ＝ＴΔＰである。

但しｍはＯリング９の押圧力である。このように、切欠
き１４を弁体４の弁孔１０に続いて設けたから、弁座５
と弁体４の間の摩擦力を減じ、さらに弁体４と反対側の
ソケットの球座部１１との摩擦力も低減する事ができる
。

このように有用な考案である。

なお切欠きは閉弁時に弁孔１０に連続するようであれば
よいから第６図に示すような、弁孔１０にほは゛直交す
るものであってもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例に係るセラミックボールバルブ
の縦断面図。第２図は右側面図。第３図は閉弁時の横断平面図。第４図は切欠きのない場合の閉弁降圧力分布略図。第５図は切欠きのある場合の閉弁降圧力分布略図。第６図は弁体の他の実施例を示す横断面図。１・・・・・・上流側ソケット、２・・・・・・下流側
ソケット、３・・・・・・弁箱、４・・・・・・弁体、
５・・・・・・弁座、９・・・・・・Ｏリング、１０・
・・・・・弁孔、１１・・・・・・球座部、１２・・・
・・・段溝、１３・・・・・・球座部、１４・・・・・
・切欠き、１５・・・・・・Ｏリング、１７・・・・・
・弁棒、２１・・・・・・トルク継手、２６・・・・・
・円板、２７・・・・・・フランジ、２８・・・・・・
通ボルト、３１・・・・・・円筒、３４・・・・・・締
付リング。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

弁孔１０を穿孔したボール弁体４と、これに上流側で密
合する弁座５と、入口６を有し弁座５を弁体へ押しつけ
る上流側ソケット１と、出ロアを有し該弁体４に弁座５
と反対側から当接する下流側ソケット２と、弁体４を収
容しソケット１，２により挾持される弁箱３とをセラミ
ック製部材とし、このセラミック製部材を金属製部材に
よって被蓋締結してなるセラミックボールバルブに於て
、閉弁時に上流側と弁孔１０とを連通させる切欠き１４
を弁体４に設けた事を特徴とするセラミックボールバル
ブ。