JPS60500820A - バルブステムパッキング組立体 - 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】 ハルブステムパソキンク組立体 発明の背景 本発明はバルブの技術に関し、更に詳細にはボールノ＼ルブ、プラグバルブ、或 いはバタフライバルブといった４分の１回転ノ〈ルブ用のバルブステムパソキン グ組立体に関する。

４分の１回転バルブ、２分の１回転バルブ、及びそれらと同様のバルブのステム バッキング組立体の２つの目的は、回転可能なステムをバルブ本体に貫入させる 通路を密封すること、及びステムに作用する内部圧力負荷を支持するための支持 体を提供することである。これらの２つの目的は、ボールバルフ゛、ブラグバル フ゛、或いはバタフライバルブを含むあらゆる種類の４分の１回転ノ〈ルブ、２ 分の１回転バルブ及びそれらと同様なバルブのステムバツキング組立体に適用さ れる。運動が、部分的な回転だけについて純粋な回転であって、軸線方向の運動 がない点で、これらのバルブの要求条件は他のバルブと異なる。

最も基本的なステムバッキング手段は、Ｏ−リング密封体からなる。かかる密封 体は製造が簡単であり、小さく、コンパクトで、安価であり、多（をめない適用 において効果的である。

更に精巧なステムバッキング手段はテフロン（Ｔｅｆ　Ｊｏｎ　：デュポン社（ Ｆ、、Ｔ、ｄｕＰｏｎｔ　ｄｅ　Ｎｅｍｏｕｒｓ　ａｎｄ　Ｃａｍｐａｎｙ　） のポリテトラフルオロエチレン材料についての商標）製のブシュを用いる。これ は、おそらく最も普通の型式の構造であり、典型的にはブシュを圧縮するための 装置が設けられる。この手段は０−リングと比較すると少々失きく、また高価で あり、複雑である。しかしな〃らテフロンブシュ構造は０−リングと比較すると 多種の薬品について用いることができ、広い温度範囲に亘って用いることができ る。

３つ目のステムバッキング手段はテフロン以外の、石綿或いはグラフフォイル（ Ｇｒａｆｏｉｌ：ユニオンカーハイド社（Ｕｎｉｏｎ　ＣａｒｂｉｄｅＣｏｒｐ ｏｒａｔｉｏｎ　）の、樹脂或いは有機結合剤を用いない可撓性の発泡炭素質材 料についての商標）といった高温用材料を用いることである。これらの構造は一 般に非常に高価であり、又一般的な用途には十分に信頼性がなく、通常高温使用 専用そある。

上記の密封構造はすべて、用途に応じて特定の制限と望ましくない特性とを存す る。０−リングについては、圧力及び温度が中程度のレヘルおよび実用的な範囲 に限られ、０−リング用の適当な材料は多くの化学物質や溶剤について不適合で ある。

テフロンは、はとんどの化学物質と適合するけれども温度が制限される。石綿、 又はグラフオイルは高温に耐えることができるが、平常状態では漏れ止めとして は信顧性がない。テフロン、石綿、及びグラフオイルはバルブのサイクルにとも なって摩耗するのでバッキングがゆるみ、又漏れるようになり、このため頻繁な 調整が必要になる。バッキング材料が金属と異なる比率で膨張するので、熱サイ クルによりバンキングをゆるめる。テフロンは金属の約１０倍の早さで膨張する ので特に厄介である。

上記の制限の全てが、通常の使用中通常のバッキング装置について存在する。火 災の安全条件が加わると、バッキングは火災中および火災後、密封しなければな らず、又バルブは漏れを起こさずに少くとも１回、或いは数回、操作できなけれ ばならないので、制限は更に厳しくなる。０−リングに用いられる普通の材料、 例えばテフロン及び他の非金属材料は、火災中に破壊され、完全に焼失するか、 黒焦げになった滓だけが残るかのいずれかである。

熱によってバッキングをゆるませてしまうような小量の収縮が起こる場合には、 耐火材料でさえ破損する場合がある。

ステムに加わるスラスト荷重の支持は内側で、或いは外側でなされ、おそらく内 側での支持が最も一般的である。内側スラスト荷重では、ステムは支持体を支持 するための肩部を有する頭部を含んでいる。ステムはバルブ本体の内側から挿入 され、支持体材料がステム肩部とバルブ本体のフランジとの間に配置される。こ の支持体がスラスト荷重を支持し、ステムが自由に回転できるようにする。支持 体構造は小さく、コンパクトで、安価であり、ステム頭部はステムをバルブ本体 から木質的に吹き飛ばないようにする。ステムは、全ての外側バンキング構成要 素が取り除かれても、圧力によりバルブ本体から吹き飛ぶことができない。しか しながら、内側支持体は処理液によって損傷を被むる。

通常、成る方法でステムバッキングと組合わされる外側スラスト支持体はあまり 一般的な構造ではない。これは、より大きく、そしてより高価であるある種の外 側ヨーク構造を必要とし、これが使用中に除かれ或いは損傷を受けたりすれば、 圧力をうけてステムが吹き飛ぶ場合がある。主な利点は、支持体を外側に置いて システム液から離すことであり、この場合には、支持体は潤滑され且つ最大摩耗 寿命を得るように作られる。しかしながら外側支持体は汚染、はこり及び腐蝕性 大気に晒される。多くの４分の１回転バルブではスラスト荷重支持体の摩耗がま れにバルブ性能を制限する要素となる。

支持荷重は又バッキング調整によって影響をうける。通常、バッキング荷重は、 支持体に対して締付けることによって加えられ、このような締付けを避けるには 、内側支持装置及び外側支持装置の両方について複雑な追加のヨーク装置を必要 である。過度の手動調整、或いは熱膨張のいずれかによるパツキングの締め過ぎ が支持体に過荷重をかける場合がある。そうした事態は、堅牢なパソキングや支 持体でさえ摩耗させ、寿命を短くし、又更にゆるませる。

上述の制限及び望ましくない特性を簡単で信頼性のある安価な方法でなくす、或 いは少くすることが望ましいと考えられている。

本発明はこれらの、或いは他の要求を、新規且つ改良されたバルブステムバソキ ング組立体を提供することによって満たすものと考えられる。

発明の概要 バルブ本体は、バルブステムを回転自在に受け入れるステム通路を有し、バルブ ステムはその内方端部に拡大頭部を有する。バルブステムはバルブ本体の内側か らステム通路に挿入され、頭部の後周面は肩部、すなわちスラスト支持面を構成 し、ステム通路の底部に隣接した内方に延びるフランジと協働する。

ステム肩部とステム通路フランジとの間に介在させたスラスト座金は、金属で構 成されて剛性をもたらし、火災にも耐える。スラスト座金はその両側がテフロン で被覆されていて通常の使用中減摩性を与えている。この被覆は火災中に焼失す るであろうが、非常に薄い（０，０３額から０．０５ｆｉ）　（０，００１イン チから０．００２インチ）ので、軸線方向の寸法が失われることでバンキングが ゆるむことはない。被覆が好ましければ、非常に薄いフィルムを用いることもで きる。スラスト座金はニトロニック６０（Ｎｔｔｒｏｎｉｃ６０　ニアームコ社 （Ａｒｍｃｏ、　Ｉｎｃ、　）のステンレス鋼についての商標）製である。この 種のステンレス鋼は、火災後金属性の本体に対して摺動するとき、或いは通常の 使用中に被覆が摩耗したとき摩損しない。

バッキング自体は、ワイヤー強化材を有するグラフオイルから成り、このワイヤ ー強化材は、ニューシャーシー州エジソンのメタソクス社（Ｍｅｔａｘ　Ｃｏｒ ｐｏｒａｔｉｏｎ　）が製造している型の、金網のようなものである。グラフオ イルは通常の作動温度でかつ又火災中良好に密封する。グラフオイルは火災によ るひどい収縮のような、大きな寸法変化を受けない。グラフオイルの熱膨張係数 は金属の熱膨張係数にかなり近く、いかなるプラスチックスよりも大変近いので 、通常の温度変化の間、また火災中寸法変化は管理し易い。

グラフオイルのワイヤー強化材は、グラフオイルに強度と摩擦抵抗に対する結合 力とを与え、最も重要には、温度サイクルに対する弾性を与える。グラフオイル の摩耗寿命は適正な状態では長いが、損傷を被りやすい。摩耗部品の粗い面はグ ラフオイルを引き裂き、又破損するので、理想的には摩耗部品は非常に滑らかで なければならない。圧縮荷重は密封するのに丁度必要なだけ高くなければならず 、それ以上であってはならない。過荷重はグラフオイルをステムに密着させ、薄 片を剥離させ、急速に摩耗さゼる。

各端部での厳密な公差が圧力下でのグラフオイルの押し出しを阻止するために、 必要である。

上方、及び下方バンキング支持リングは、グラフオイルを働かせるのに欠くこと のできないものである。山形形状のバッキング支持リングはグラフオイルをステ ム及びバルブ本体に対して半径方向にくさび的に作用させて望む方向に密封力を 加える。グラフオイルは容易には流れないので、面が平らな支持リングは同じ半 ；径方向荷重に達するために非常に大きな端方向荷重を加える。このような荷重 はグラフオイルをつぶし、その寿命を短くする。

バンキング支持リングはバスベル（Ｖｅｓｐｅｌ　：デュポン社（Ｅ、Ｉ。

ｄｕＰｏｎｔ　ｄｅ　Ｎｅｍｏｕｒｓ　Ｃｏｍｐａｎｙ　）の耐熱性を備えた特 殊なポリイミドプラスチックス（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ　ｐｒａｓｔｉｃｓ）につ いての商標）のようなポリイミドプラスチックス材料で構成されている。支持リ ングを金属のかわりにヘスペルで作ると、支持リングを、ステムに対して極めて 厳密な嵌合をもつように作ることができる。バスベルがステムでこすられると、 バスベルは僅かに摩耗するが損なわれない。金属性の支持リングはステムにすし をつけて表面を損傷し、次にグラフオイルの摩耗面を損傷する。従って金属性の リングはより大きな公差を必要とし、これは、最大寿命に亘ってバッキングの押 し出しを阻止するために厳密な公差が欠くことのできないものであるので望まし くない。

バスベルもまた火災に耐える。たとえばヘスペルが合成物であり、熱によって炭 化したとしても寸法は変わらない。バスベルは火災中及び火災後にも機能するよ うに十分な圧縮強さを保つ。他にも溶融せず、燃えず、また気化しない新しいポ リマーがあり、これらをバスベルのかわりに用いてもよい。

上方支持リングの非常に重要な第２の機能は、回転自在に摺動する部品間に境界 面を形成することである。ハンドル或いは他の作動部品、ナンド及び他の上方構 成要素はステムととも　回転しなければならず、一方バンキングは本体ととも静 止したままである。

回転運動が起こるところには境界面がなければならない。その境界面の位置を制 御することが重要である。

いかなる部品もグラフオイルの端面に対して直接摺動回転することはグラフオイ ルを非常に早く摩耗させるので受け入れられない。山形形状の支持リングのくさ び作用にも関わらず、グラフオイルに作用する軸線方向の応力は、ステムに沿っ て密封を形成する半径方向応力よりも大きいので、ステムは半径方向境界面でグ ラフオイルに対して回転することができる。グラフオイルの端面に対して摺動さ せないために、上方支持リングは半径方向切欠きを有し、これらの切欠きはグラ フオイルが圧縮されたときにグラフオイルにかみ合って、グラフオイルとの接合 点でのいかなる摺動も阻止する。

金属性のリング状のグランドが上方支持リングで支持され、又ステムと共に回転 し、リング上で摺動する。バスベルは耐摩耗性に優れ、摩擦が小さいので、バス ベルの平らな上面はグランドの良好な支持をなす。金属リングの使用は、回転境 界面に対するこの解決策を妨げ、成る他の一定な支持領域を必要とする。更に、 グランドはバスペル製の支持リングの剛性裏打ちをなす。グランドとの公差は金 属摩擦を避けるために僅かに大きいが、バスペル製の支持リングを支持するのに 十分厳密であり、支持されていない縁部でグランドがひび割れしないようにする 。

下方バッキングナンドとグランドとの間に介在する、少くとも１つの截頭円錐形 のばね座金がバッキング組立体全体に弾性を与える。下方バンキングナンドを調 整して、ばね座金がバッキングに一定の締め付は力を加えるまでばね座金を圧縮 する。ばね座金の可撓性により、装置は、バンキングをゆるませたり締め過ぎた りしないで熱膨張又は摩耗による僅かな寸法の変化を吸収する。

望ましくは、互いに逆向きに位置する一対のばね座金を連続して用いる。

ばね座金の独特の形状が、ばね座金をバルブステムの平らな面に固定し、ばね座 金が常にバルブステムとともに回転するようにし、ばね座金とハンドルとの間に 摺動回転が起こらないようにする。下方ばね座金の外縁はグランドで支持される 。はとんど線接触であるので、摩擦時の単位応力は非常に大きく、ばね座金とグ ランドとを効果的に固定する。このためグランドはばね座金及びステムとともに 回転し、又ヘスベル製の支持リング上で摺動しなければならない。バッキングナ ンドは上方ばね座金の外縁に当って強固な固定作用を生じ、サイクル中ナツトの ゆるみを阻止する。

ハンドル及び止め板がステムに受け入れられて下方バンキングナンド上に置かれ る。ハンドル及び止め板の開口部はステムと協働するように形作られて、ステム に対するこれらの２つの構成要素の相対回転を阻止する。ハンドルは上方ハンド ルナンドによってステムに固定されている。上述した２つのばね座金と同様の、 第３のばね座金をハンドルとハンドルナンドとの間に介在させてハンドルナンド を回転しないように固定する。

バルブをハンドルでサイクルさせると、ハンドルとステムの平面との間に、寸法 差、許容差、及び使用によるいくらかの歪みによるある程度のゆるみが必然的に 起こる。これはハンドルと、ステム及びハンドルナンドとの間に、ある僅かな相 対運動をもたらし、結局ナンドがゆるんで外れる。上方、すなわち第３のばね座 金はかかるゆるみを阻止する。

第３のばね座金にある開口部の平坦部は、ばね座金の回転を制限するが、ハンド ルと丁度同じ様に回転を完全に阻止することはできない。ばね座金は故意に内縁 がハンドルに向かい、外縁がハンドルナンドと係合するように置かれている。摩 擦力がそうであるようにばね座金の軸線方向の力は、これらンっの縁で等しく且 つ反対である。しかしながら、外縁の方が半径が大きいために、外縁でのトルク の方が常に大きい。従っていかなる相対運動も内縁で摺動を起こす。すなわち、 ナンドのところで摺動する前に、ばね座金とハンドルとの間で最初に摺動する。

これにより、ハンドルの僅かな運動が、ハンドルナンドに伝わってハンドルナン ドを徐々にゆるめるのを効果的に防く。

上述の議論の全ては、耐火バルブの新しいバッキング組立体の主たる適用に基づ いているが、高温で通常使用されるようなバルブにも等しく良好に適用される。

これはテフロン製のバッキングの温度範囲より上であろうが、バスベル及び他の 数多くの両性能重合体の能力の範囲内である。そうした場合、支持リング及び金 属のスラスト荷重支持体を適当なプラスチックで置き換えるのが望ましい。原理 及び部品の機能は変わらない。

最後に、同様の基本的な構造をテフロンバッキングを用いる耐火性でない通常の バルブに有利に用いることができる。その場合、バッキング支持リングは山形形 状である必要はなく、又バスペルの代りに強化テフロンで作られてもよい。金属 のスラスト荷重支捺体をバスペルのような任意の剛性のあるプラスチックス支持 体材料、或いは充填剤強化テフロンと置き換えてもよい。ばね座金はテフロンの 非常に大きな膨張率を補償し、剛性の小さな支持体に過負荷がかかるのを避ける 。

本発明の根本的な利点は、小さく、コンパクトで、簡単、且つ経済的に製造でき る改良されたバルブステムバッキング組立体を提供することである。

本発明の他の利点は吹き飛び防止ステム構造を有する組立体を提供することであ る。

本発明の他の利点は、通常の使用では、普通のテフロンバンキングで、効果的に 働く組立体を提供することである。

本発明の他の利点は、高温での日常の使用では高温材料で等しく良好に働く組立 体を提供することである。

本発明の他の目的は、火災中及び火災後耐火条件を満たし、通常の作動中信転で きる動作をもたらす組立体を提供することである。

本発明の他の利点は、摩耗を補償して調整の間のバンキングの０ 寿命を延ばすステムバッキング組立体にある。

本発明の目的及び利点は次に記載する詳細な説明を読み、また理解することによ って当業者に明らかになる。

図面の簡単な説明 本発明は、特定の部品及び部品の構成に物理的な形態をとり、本発明の好ましい 実施態様を本明細書において詳細に説明し又、本明細書の１部をなす添付図面に 図示し、この図面において、第１図は、本発明によって構成されたバルブステム とバッキング組立体の立面断面図であり、 第２図は第１図の２−２線における平面部分断面図であり、第３図は第２図の３ −３線における立面断面図であり、第４図は支持リングの平面図であり、 第５図は第４図の５−５線における立面断面図である。

好ましい態様の詳細な説明 今、図面を参照すると、図は本発明の好ましい実施例を示すためのものであるに 過ぎず、発明を限定するためのものではない。

第１図はバルブステムＣを回転自在に受け入れるための円筒形のステム受は入れ 通路１２を有するバルブ本体Ｂを示す。バルブステムＣは内方拡大頭部１４を有 し、この拡大頭部１４はその後面に平らな円周肩部１６を作っている。拡大頭部 １４は、バルブ通路２２を有するバルブ部材２０の適当な溝の、中に受け入れら れた横方向突出部１８を有している。

ステム通路１２には、その内端に隣接して、内方に延びる円周方向フランジ３０ が設けられている。平らな上フランジ面３２及び下フランジ面３４は、ステム及 びバンキング組立体の種々の部品と協働する。スラスト座金、すなわち支持座金 ３６がステム肩部１６とフランジ面３４との間に介在させである。面取り面３８ が、フランジ面３４と係合しているスラスト座金３６の平らな面と外周との間で 、スラスト座金３６のまわりに延びている。面取り面３８は、スラスト座金の内 周と外周との間の半径方向の厚みのほぼ半分以下に亘って延びる。好ましい形態 では、スラスト座金３６は、ニトロニック６０ステンレス鋼製であり、その両側 の平らな端面に厚さ０．０２５”Ｉｍ　（０，００１インチ）から０．０５１鶴 （０，００２インチ）の非常に薄いテフロンの被覆、或いはフィルムを備えてい る。またスラスト座金の片面或いは両面は、潤滑剤或いは潤滑材料を収容するた めのＶ字形の切欠き或いはこれに頻するものを有するのが有利である。

バルブステムＣは、円筒形の滑らかな下方ステム部分４０と、細長く小さいねじ 山付きステム部分４２とを有する。ステムはまた対向した平らなステム面４４と 、円の周囲に位置するように湾曲した対向したねし山付きステム面４６を含む。

内方（または下方）バッキング支持リング５０及び外方（または上方バッキング 支持リング５２は、円筒形バッキング５４の両端部に置かれている。支持リング ５０．５２及びバッキング５４はステム通路１２内でステム部分４０を取囲み、 内方バンキング支持リング５０の平らな端面５６はフランジ面３２と係合してい る。支持リング５０．５２は互いに向かい合らだ、即ち、バッキング５４の方に 向いている　山形部分すなわち面５８．６０を有する。山形部分すなわち面５８ ．６０は一般にＶ字形であり、バッキング５４を半径方向内方及び外方に押し拡 げて、ステム部分４０及びステム通路１２の壁と密封係合させるように働く。

外方支持リング５２は円筒形金属グランド７０と係合する平ら　′な端面６２を 有する。一対の、互いに逆向きに位置した一般に截頭円錐形の金属ばね座金８０ ａ、８０ｂがねじ山付ステム部分４２に受入れられている。第２図及び第３図に 一番よく図示されているように、ばね座金８０ａは皿形であるので、その上面及 び下面は一般に平行であり、円錐面上に位置している。ばね座金８０ａの凹形下 面は、ばね座金８０ａの外周と環状の外周縁８２で交差する。ばね座金８０ａを 貫通する中央孔、すなわち開口部は大面とばね座金の凸面との交差部に内周縁部 を作る。ばね座金８０ａの、対向した湾曲内周縁部８４は、ねじ山付ステム面４ ６が位置する円の直径よりも僅かに大きい直径を有する円の周囲に位、置する。

又、ばね座金は内方に突出した対向延長部８６を有し、こ・の延長部８６は対向 した平らな、すなわち真直ぐな縁８８を有する。ばね座金の対向した平らな、す なわち真直ぐな縁８８間の間隔は、ステムの平らな面４４間の間隔よりも僅かに 大きい。

図示し且つ説明した構成では、ねじ山付ステム部分４２及びばね座金の開口部は 協働して、ステムとばね座金との相対的な回転を阻止するように形作られている 。第３図に明確に示すように、真直ぐな縁８８は、外周縁８２と内周縁部８４と の間の間隔よりも実質的に大きい距離、外周縁８２から軸線方向に間隔を隔てら れている。真直ぐな縁８８が内周縁部８４と共通な平面に位置するまで、延長部 ８６がまず軸線方向に変形すると、延長部８６はまた可変のばね強さをもたらし 、次に、ばね座金全体が軸線方向に変形するので、新たなばね強さが現われる。

ばね座金８０ａ、８０ｂは、内周縁部が互いに係合して置かれている。座金８０ ａの外周縁８２はグランド７０の平らな端面と係合する。ばね座金８０ｂの外周 縁８２は、ステム部分４２に螺合したバッキングナツト９０の平らな面・と係合 する。

構成要素を図示し且つ説明したように組立ててから、パツキン一定の軸線方向の 力をグランド７０、バンキング５４、及び支持リング５０．５２に加える。ばね 座金の平らにされる程度は、バンキング５４に用いられる特定の材料に応じて変 化する。例えばテフロンバッキングを用いる場合、バンキングナツト９０は、ば ね座金をほとんど平らになるまで圧縮し、一定の締め圧力をバンキングに加える 。これは、支持体及びテフロンに過負荷をかけないようにするために欠くことの できないものであり、この過負荷は支持体及びテフロンの破損を招く。グラフオ イルバッキングでは、ばね座金８０ａ、８０ｂは平らな状態以上に圧縮される。

これ、は、上方支持リング５２をバッキングにしっがりと喰い込ませ、支芦リン グが、例えば火災において遭遇するような高温に露された場合にバッキングの収 縮に順応するようにする。

第４図及び第５図は、外方支持リング５２を、円周方向に間隔を隔てた、半径方 向に延びる複数の一般に■字形の切欠き９２を有するものとして図示している。

支持リング５２は内側円筒面９４及び外側円筒面９６．を有し、切欠き９２は山 形部分６ｏを実質的に貫通し、円筒面９４．９６と交差する。山形部分すなわち 面６０は、内側円筒面９４と外側円筒面９６との中間の鋭い縁９８のところで、 互いに９０°の角度で交差する対向した傾斜面を有する。

第１図の内方、支持リング５０全体は、第４図及び第５図の支持リング５２と同 様の方法で形作られている。しかしながら、内方支持リング５０は切欠き９２を 含まない。

２部品構成ハンドルは、手で把握できるハンドル１０２と止め板１０４とを含ん でいる。ハンドルと止め板の位置を逆にしてもよいし、１部品構成ハンドルを設 けて七゛よいことがわかる。止め板１０４は、バルブ本体Ｂの上方に延びる突出 部と協働して、ステムＣの回転をバルブの開放位置と閉止位置との間で９０’に 制限する。第２図に示すように、ハンドル１０２及び止め板１０４は一般にステ ム部分４２の断面の大きさ及び形状と対応する大きさ及び形状の中央開口部を有 する。ハンドル１０２及び止め板１０４はバンキングナツト９０に載っている。

ステム部分４２と螺合しているハンドルナソ）　１０６はハンドルエｏ２及び止 め板１０４をバルブステムＣに固定し、ばね座金８０ｃがハンドル１０２とハン ドルナツト１０６との間に介在させである。ばね座金８０ｃは、その外周縁８２ をハンドルナツト１０６の平面と係合・させ、一方その内周縁部をハンドル１０ ２と係合させて置かれηいる。

バッキングナンド９０及びばね座金８０ａ、８０ｂはバンキング５４を軸線方向 に圧縮して半径方向に拡張させ、ステム部分４０及びステム通路１２の壁と密封 係合させるための、軸線方向の力を加える装置を構成する。ばね座金８０ａ、８ ０ｂは、部品、特にバンキングの過負荷を防止し、かつまた熱膨張に順応する一 定の軸線方向の力を出す。バンキング５４がワイヤー強化グラフオイルで構成さ れているとき、バンキング支持リング５０．５２の山形部５８．６０はバンキン グに軸線方向に過負荷を加えることなく、バッキング材料の半径方向の膨張を非 常に容易にする。

外方バンキング支持リング５２の切欠き９２は把持装置を構成し、バッキング５ ４の１つの端面を把持して支持リングとバンキングとの相対的な回転摺動運動を 阻止する。

ハンドル１０２の操作でステムＣを回転させるとき、バンキングナツト９０及び ばね座金８０３１８０ｂもまたステムＣとともに回転する。ばね座金８０ａの外 周縁８゛２とグランド７０との緊密な保合により、グランドは外方支持リング５ ２に対して回転する。これは、リング５２とグランド７０との間の相対的な回転 に抵抗する摩擦力が、ばね座金８０ａとグランド７０との間の摩擦力よりも実質 的に小さいという事実による。

公差と摩耗により、ハンドル１０２とステム部分４２との間に、ある限られた相 対、的な回転をもたらす。そうした場合、ノλンドル１０２は、ばね座金８０ｃ に対して回転するが、ハンドルナンド１０６には回転は伝わらない。これは、ば ね座金８０−ｃの外周縁８２がハンドルナンド１０６と係合し、ばね座金８０Ｃ の内周縁′部がハンドル１０２と係合しているからである。ばね座金８０ｃｄ内 周縁部の半径が、外周縁８２の半径比と比べて異なっているた′めに、ハンドル ナツト１０６又はばね座金８０ｃをナツトに対して回転させるよりも、ハンドル １０２をばね座金に対して回１させるのに必要なトルクは小さい。ばね座金８０ ａ、８０ｂ、及び８０ｃの構造がすべて、全く同一であることがわかる。

ばね座金８０ａ、８０ｂ、及びグランド７０について説明した構成は、バンキン グの端面に対して直接的な回転摺動運動をすることなく、種々の構成要素間に相 対的な滑りをもたらすための一定の滑り装置を提供する。一定の滑り装置は、外 方支持リング５２、グランド７０、及びこれらと協働するばね座金８０ａ、８０ ｂを含んでいる。加えて、これら２つのばね座金はバッキングナンド９０と協働 して軸線方向の力を加える装置を提供している。２つのばね座金に関して好まし い実施態様を図示し、又説明してきたけれども、様々な状態或いは環境に順応す るように、平行な積重ね関係に、および／または連続した関係に配置された任意 の数のばね座金を用いてもよいことがねかる。しかしながらかかる変形態様は、 どのようにしても本発明の全ての意図或いは範囲から離れない。

好ましい形態では、金属部品はすべて適当なステンレス鋼製である。バンキング ５４はワイヤー強化グラフオイルから成り、一方、支持リング５０．５２は黒鉛 が１５％入ったバスペル製である。しかしながら、本発明の特徴の多くを、他の 材料でできたバッキング及び支持リングについて用いてもよく又、金属部品のい くつか或いはすべてを適当な異種金属或いはプラスチックス材料で置き換えても よいことがわかるだろう。かかる変形態様および／または代替えは、異なるバル ブ用途に適応させるのに望ましいかも知れない。

本発明を、好ましい実施態様について説明した。本明細書を読み、又理解すれば 、変更及び修正が当業者においてなしうろことは明白である。添付した１■請求 の範囲およびその均等内に入る限り、本発明はこのような変更及び修正の全てを 含むものである。

■発明者　マニョン　トーツス　マイケルアメリカ合衆国　オフ１イオ州　４４ １０９　クリーヴ°ランド　ウェストフォーティファースト　ストリー）　４６ ４７アメリ力合衆国　オフ１イオ州　４４１１８　ユニヴアーシテイ　ノ１イ゛ ンセイブルツク　ロード　２３０７

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．バルブステムを回転自在に受け入れるステム通路を有するバルブ本体と、 前記通路内の前記ステムを取囲み、前記通路を流れる流体の漏れを止めるように 前記通路を密封するためのバンキング装置と、前記ステムと協働して前記バンキ ングを軸線方向に圧縮し、前記バンキングを半径方向に拡張させて前記通路及び ステムと密封係合させるための、力を加える装置と、を有し、前記ステムは、バ ルブを開放位置と閉止位置との間で移動させる・ために前記バッキングに対して 回転でき、前記力を加える装置は　ｓｓｓｍ−−前記ステムとともに回転でき、 更に、前記力を加える装置と前記バッキングとの間に介在し、前記バンキングに 対していかなる部品も直接摺動回転することな（前記バッキングに対して前記力 を加える装置を回転させるための一定の滑り装置を有することを特徴とするバル ブステム用パツキング構造。 ２、前記一定の滑り装置は、前記バンキングに係合するパツキング支持リングを 有し、このバッキング支持リングは、バツキング支持リングとバッキングとの間 の相対的な摺動回転を阻止するための把持装置を有し、 前記力を加える装置と前記バッキング支持リングとの間に介在させたグランドは 、前記ステム及び力を加える装置とともに前記バンキング支持リングに対して回 転することを特徴とする請求の範囲第１項に記載のバンキング構造。 ３、　前記力を加える装置は、前記ステムと螺合するす・・７トと、前記ナンド とグランドとの間に介在させた少くとも１つのばね座金とを含むことを特徴とす る請求の範囲第２項に記載のパツキング構造。 ４、前記ばね座金は、前記グランドに係合する外周を有することを特徴とする請 求の範囲第３項に記載のバッキング構造。 ５、前記ばね座金は、前記ステムを貫通して受け入れる中央孔を有し、前記中央 孔及びステムは、前記ステムとばね座金との間の相対的な回転を阻止するように 、協働的に形作られていることを特徴とする請求の範囲第３項に記載のバッキン グ構造。 ６、　前記ナツトとグランドとの間に介在させた一対の逆向きに位置するばね座 金を含むことを特徴とする請求の範囲第３項に記載のバンキング構造。 ７、前記ばね座金は、１方の外周を前記グランドに係合させ、また他方の外周を 前記ナツトに係合させて置かれていることを特徴とする請求の範囲第６項に記載 のバンキング構造。 ８、前記ステムとばね座金との間に、前記ステムとばね座金との間の相対的な回 転を避けるための協働装置を含むことを特徴とする請求の範囲第７項に記載のバ ッキング構造。 ９、前記力を加える装置は、前記ステムと螺合するナンドと、前記ナンドと前記 一定の滑り装置との間に介在させた一対のばね座金とを有することを特徴とする 請求の範囲第１項に記載のバッキング構造。 １０、前記ばね座金は、前記ステムを貫通して受け入れる中央孔を有し、前記ス テムとばね座金との間の相対的な回転を阻止するように前記中央孔及びステムが 、協働して形作られていることを特徴とする請求の範囲第９項に記載のバンキン グ構造。 １１、前記ばね座金は、１方の外周を前記ナンドに係合させ、また他方の外周を 前記一定の滑り装置の°一部に係合させて、逆向きに位置していることを特徴と する請求の範囲第１０項に記載の１９ バッキング構造。 １２、前記一定の滑り装置は、前記バンキングを半径方向に拡張するために前記 バンキングと係合する山形面を有するバンキング支持リングを含み、前記山形面 は、前記バンキングと前記バッキング支持リングとの間の相対的な摺動回転を阻 止するために前記バッキングとかみ合う切欠きを有することを特徴とする請求の 範囲第１項に記載のバンキング構造。 １３、前記バッキングは可撓性炭素質材料から成り、支持リングは前記バッキン グの軸線方向の両端部に置かれ、前記支持リングはポリイミドプラスチック材料 から成り、前記バッキングを半径方向に拡張するために前記バッキングに係合す る山形面を有することを特徴とする請求の範囲第１項に記載のバンキング構造。 １４、　一方の支持リングは、前記力を加える装置と隣接した前７記バツキング の端部に位置し、且つ前記山形面に、前記バッキングに係合する切欠きを有して いることを特徴とする請求の範囲第１３項に記載のバッキング構造。 １５、前記切欠きは一般にＶ字形状であることを特徴とする請求の範囲第１４項 に記載のバッキング構造。 １６、バルブステムを回転自在に受け入れるバルブステム通路を有するバルブ本 体と、 前記ステム、のまわりで前記通路内で受け入れられ、金網で強化された炭素質材 料から成るバッキングと、前記バッキングの軸線方向両端に位置し、かつ前記バ ンキングに係合する山形面を有する耐熱性プラスチック材料製のバッキング支持 リングと、 前記支持リング間で前記バッキングを軸線方向に圧縮し、かつ前記バッキングを 半径方向に拡張させて前記ステム及び通路と密封係合させるための力を加える装 置とを有し、前記力を加える装置に隣接する前記バッキングの端に位置した少く とも１方の前記支持リングは、前記バッキングを把持し、前記バッキングに対す る摺動回転を阻止するための把持装置を有するバルブステム用バンキング構造。 １７、前記把持装置は、前記１方の支持リングの前記山形面に、一般に半径方向 切欠きを有することを特徴とする請求の範囲第１６項に記載のバッキング構造。 １８、前記１方の支持リングと前記力を加える装置との間に介在させたグランド を含むことを特徴とする請求の範囲第１６項に記載のバンキング構造。 １９、前記力を加える装置は、前記ステムと螺合するナンドと、前記外周を前記 グランドに係合させてナンドとグランドとの間に介在させた少（ともばね座金と を有することを特徴とする請求の範囲第１８項に記載のバッキング構造。 ２０、前記力を加える装置は、ステムと螺合するナツトと、前記ナツトと前記グ ランドとの間に介在させた逆向きに位置する一対のばね座金と、前記ステムと前 記ばね座金との間の相対的な回転を阻止するための、前記ステムと前記ばね座金 との間にある協働装置とを含むことを特徴とする請求の範囲第１８項に記載のバ ンキング構造。 ２１、前記バッキングの前記１端に係合するバンキング支持リングと、 前記支持リングに係合するグランドと、逆向きに位置する一対のばね座金であっ て、一方の前記座金の外周が前記グランドに係合し、他方の前記座金の外周が、 前記ステムに螺合したナンドに係合しているばね座金とを有し、前記ステム及び 前記ばね座金は、前記ステムとばね座金との間の相対的な回転を阻止するための 協働装置を有する、バルブ本体のステム通路内のバルブステムを取囲むバンキン グの１端に対して直接摺動回転しないようにするための構造。 ２２、前記ステムと座金との間の相対的な回転を阻止するための前記協働装置は 、前記ステムの対向した平面と、前記ステムを受け入れる前記座金の中央孔の対 向した平面とを有することを特徴とする請求の範囲第２１項に記載の構造。 ２３、前記ばね座金は一般に截頭円錐形であり、環状の外周縁及び円の周囲に位 置する内周縁部を含み、前記座金の前記対向した平面は、前記外周縁と前記内周 縁部との軸線方向の間隔よりも、前記外周縁から一層軸線方向に隔てられている ことを特徴とする請求の範囲第２２項に記載の構造。 ２４、バルブステムを回転自在に受け入れるステム通路と、前記通路内で前記ス テムを取り囲み、前記通路を通る流体の漏れを阻止するための密封装置と、 前記ステムを受け入れる開口部を有するハンドルとを有し、前記開口部及びステ ムは前記ハンドルの回転の際、前記ステムに回転を与えるために協働的に形作ら れており、またハンドルは開口部との間に限られた相対的な回転を生じる程に前 記°ステム上でゆるく、 更に前記ハンドルを前記ステム上に保持するため、前記ステムと螺合したナンド と、 内周縁を前記ハンドルに係合させ且つ外周縁を前記ナンドに係合させ、前記ハン ドルとナンドとの間で圧縮される、一般に截頭円錐形のばね座金とを有するバル ブ本体。 ２５、前記ばね座金は、前記ステムを貫通して受け入れる中央孔を有し、前記孔 及びステムは、前記孔とステムとの相対的な回転を阻止するために協働的に形作 られていることを特徴とする請求の範囲第２４項に記載のバルブ本体。 ２６、前記ステムと前記ばね座金の前記孔は協働する対向面を有することを特徴 とする請求の範囲第２５項に記載の装置。 ２７、対向した面を有するバッキング支持リングであって、前記面のうちの一方 はほぼ平らであり、他方は一般に山形に形作られ、前記山形面はバッキングとバ ンキング支持リングとの間の摺動回転を阻止するためバッキングを把持するため の把持装置を有していることを特徴とするバンキング支持リング。 ２８、前記把持装置は、円周方向に間隔を隔てた一般に半径方向に延びる複数の 切欠きから成ることを特徴とする請求の範囲第２７項記載のリング。 ２９、前記切欠きは一般に７字形状であることを特徴とする請求の範囲第２８項 に記載のリング。 ３０、前記リングは炭素の充填剤を含む耐熱性ポリイミドプラスチック材料製で あることを特徴とする請求の範囲第２７項に記載のリング。 ３１、環状の外周縁と、内周縁を構成する中央孔とを有し、前記内周縁は、一般 に真直くな、対向した内周縁部と、対向した他の内周縁部とを含み、前記真直く な内周縁部は、前記外周縁と前記他の内周縁部との間の軸線方向の間隔よりも前 記外周縁から軸線方向に一層隔てられている、一般に截頭円錐形のばね座金。 ３２、前記他の内周縁部は湾曲し、円の周囲に置かれていることを特徴とする請 求の範囲第３１項に記載のばね座金。 ３３、前記真直くな内周縁部は、前記対向した他の内周縁部間の間隔よりも実質 的に小さい距離間隔を隔てていることを特徴とする請求の範囲第３１項に記載の ばね座金。 ３１．　バルブステムを回転自在に受入れるステム通路と、前記通路内での内方 に延びるフランジと、前記フランジと協働して、前記バルブステムが前記通路か ら外れないようにするための前記バルブステムの外方に延びた肩部と、前記フラ ンジと前記肩部との間に介在させたスラスト座金とを有し、 前記スラスト座金がその表面に低摩擦材料を有するバルブ本体。 ３５、前記スラスト座金が、前記フランジと外周面とに面する１つの端面とを有 し、面取り面が前記１つの端面と前記外周面との間に延びていることを特徴とす る請求の範囲第３４項に記載のバルブ本体。 ３６、前記面取り面は、前記スラスト座金の半径方向の幅の実質的に半分以下に 亘って延びることを特徴とする請求の範囲第３５項に記載のバルブ本体。 ３７、前記スラスト座金は、前記フランジに面する１つの端面と、前記１つの端 面と対向した、間隔を隔てた関係の別の端面とを有し、前記１つの端面と前記側 の端面のうちの少くとも１つが潤滑剤収容装置を備えていることを特徴とする請 求の範囲第３４項に記載のバルブ本体。 ３８、前記潤滑剤収容装置は、関連する前記端面の１つの廻りで、間隔を隔てた 切欠きを有していることを特徴とする請求の範囲第３７項に記載のバルブ本体。