JPS6053225B2 - 加圧を利用した漏洩防止装置を備えるライナ−付きプラグ弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、プラグ弁に関し、特に、弁本体のプラグの外
側表面とプラグ受容孔の内側表面との間にテフロン等か
らなるライナーを備える型式のプラグ弁に関する。

この型式のプラグ弁は、一般にライニングされたプラグ
弁、またはライナー付きプラグ弁と呼ばれ、ライナーが
、加圧緩衝媒質をプラグの上部及び下部の空室内に維持
するための障壁として作用する。本発明は、本出願人に
よる本発明者の米国特許第３５２１８５６号の改良であ
る同出願人による本発明者の米国特許第３９３０６３５
号明細書に記載の漏洩防止、回転プラグ形の流体制御弁
の変形である。

本発明の弁は次の点で米国特許第３９３０６３５号明細
書に記載の弁と異なつている。すなわち、弁が閉じられ
たときに、路線媒質（ｌｉｎｅｍｅｄｉａ）が圧力漏洩
するおそれのあるすべての通路において、緩衝媒質（ｂ
ｕｆｆｅｒｉｎｇｍｅｄｉａ）は、弁によつて制御され
る路線媒質の圧力を超える一定の圧力をもつて導入され
、かつ維持される。この緩衝媒質はまた或る例において
は、路線媒質をプラグの開孔から自動的に追出して弁が
閉鎖されるたびに緩衝媒質でそれを満たすために使用さ
れる。本発明者の米国特許第３９３０６３５号および第
７３５２１８５６号明細書に記載の弁においては、密封
剤は高い粘度を持つことを特徴とする重い粘質のグリー
ス、シリコングリースまたは充填材料の配合物であり、
弁によつて制御される路線媒質と共に用いられなかつた
。

この密封剤は、弁が閉鎖されたときに、プラグの開孔に
導入されるようにも、また追出し剤（Ｐｕｒｇｌｎｇａ
？Ｎｔ）として使用するようにもされない。また上記米
国特許明細書に記載の弁においては、プラグの開孔と密
封剤とは分離されており、密封剤がプラグの開孔に導入
されるような機構となつていない。流体またはガスの不
活性の緩衝媒質は、弁によつて制御されつつある路線媒
質の圧力よりも大きい圧力で、フランジ端部を持つライ
ニングされたプラグ弁のフランジ端部を含む路線媒質の
圧力漏洩通路のすべてに連続的に適用され、それによつ
てライニングしたプラグ弁から路線媒質を漏洩させず、
すべての漏洩は緩衝媒質の漏洩とすることができる。

プラグの上端部および下端部は、プラグに上下方向に貫
通して設けられた通路によつて連通され、これにより、
プラグの上下両端部に近接して弁本体に形成された上部
室および下部室内の緩衝媒質は互いに連通した状態にお
かれる。

加圧された緩衝媒質は、弁が閉鎖されることに、またプ
ラグ開孔内に自動的に導入される。

路線媒質をプラグ開孔から追出すことを希望する場合に
は、弁作用する部材が閉鎖位置に動かされるたびにプラ
グ開孔内に緩衝媒質を自動的に導入するための装置が設
けられる。１追い出し特徴ョ（Ｐｕｒｇｉｎｇｆｅａｔ
ｕＩ′ｅ）が利用されたときには、．プラグ開孔はプラ
グが閉じられるたびに緩衝媒質で完全に満たされるであ
ろう。

本発明の他の特徴は、弁本体のフランジの外側表面の隆
起面内に装置を設けることであつて、その中に加圧され
た緩衝媒質が連続的に供給され、それによつてフランジ
に生じる任意の漏洩は、路線媒質よりもむしろ緩衝媒質
内に生じるものである。

本発明によれば、もし漏洩箇所が、プラグ弁を通過する
路線媒質と緩衝媒質が供給されている位一置との間に存
在するときは、緩衝媒質が路線媒質側へ漏洩することに
より、路線媒質のプラグ弁内側への漏洩が防止され、も
し漏洩箇所が、緩衝媒質の供給されている位置とプラグ
弁の外側との間に存在するときは、緩衝媒質がプラグ弁
外側に漏洩することにより、路線媒質のプラグ弁外側へ
の漏洩が防止される。

加圧された緩衝媒質の供給源は、路線媒質が弁の外側に
または内側に漏洩する前に路線が遮断されることができ
るような程度の延長期間に対して、ライニングされたプ
ラグ弁からの路線媒質の内側および／または外側漏洩を
有効確実に阻止するような寸法と能力の自蔵の圧力溜め
を持つことノができる。

適当な圧力応答および指示装置は、弁内の緩衝媒質の圧
力を連続的に指示するために緩衝媒質と関連している。
もし圧力指示器が、緩衝媒質内の圧力低下を示すならば
、かような圧力低下は、弁によつて制御されている媒質
よりもむし．ろ緩衝媒質が弁の外側または内側に漏洩し
ていることの表示であつて、かような情報は、その弁に
注意すべきことを操作員に警告するであろう。本発明は
有毒な流体または気体を制御する弁とともに使用するに
適している。何となれば、緩衝媒質は制御されている路
線媒質よりも高い圧力にあるので路線媒質の漏洩を有効
確実に阻止するという理由によつて緩衝媒質の関係は制
御されつつある媒質の内側および外側漏洩を零とするこ
とができるからである。本発明は弁本体の構造詳細部に
、或はプラグ自身に下記以外には何らの変形を必要とし
ない。

フランジの隆起した端面に溝を設けること、フランジの
周囲を通る通路をプラグの反対端部における緩衝媒質受
容室の一つまたは他の一つの結合するために弁本体に穿
孔した細長い通路を設けること、およびプラグを長さ方
向に通る通路を必要とするだけである。以下、添付図面
について本発明の好ましい実施例を説明する。

１０は、適当な金属で形成され、穿孔１２の形状の室を
持つ弁本体を全体的に示し、この穿孔は対応する形状の
密封体、例えばテフロン、ポリテトラフルオロエチレン
などの適当なプラスチック材料、或は低い摩擦係数およ
び液体または気体にかかわらず腐蝕性物質に対する耐抗
性を持つ等価的の不透過性プラスチックなどで形成され
た静止ライナまたはスリーブ１４を装架している。

プラグ１６の形状をした回転可能の弁部材は、ライナ１
４内に受容され、ライナ１４の内周表面１５に対応する
外周表面１８を有し、両表面は流体密関係を持つている
。穿孔１２の下端部は、本体部材の端壁または底壁によ
つて閉鎖され、凹所または下部室３０を画成し、この室
は壁２０と、穿孔１２と、プラグ１６の下面１７と、ラ
イナ１４の下端部１３とによつて限界されている。

プラグ１６は、流れ通路を画成する貫通孔または開口４
０を持ち、この通路はプラグ弁では通例であるようにプ
ラグ１６を回転したときに、弁本体のそれぞれ入口およ
び出口孔４２および４４及びライナと整列状態におよび
非整列状態にされることができる。

ライナ１４は、例えばシンクラー氏の米国特許第３０６
１２６鰐明細書に開示されているような任意適当の仕方
で穿孔１２内で軸端回転運動に抗して固定されている。
本発明の好ましい実施例においては、ライナ１４はプラ
グ表面に対して相当に耐摩および耐蝕性の固有の滑り面
を呈し、それはプラグの円滑な外周表面１８と協動して
流体密を提供する。

穿孔１２の上部開口端は、スタット５４に係合するボル
ト５２によつて本体部材に装架されたカバー部材５０に
よつて閉鎖され、カバー部材５０は、プラグを弁本体に
対して回転可能に装架するための装置の画成する。

カバー部材５０は、プラグ１６の回転軸と同軸関係にあ
る中心穿孔５６を含み、前記カバー部材は、プラグ軸に
平行に等距離に配置された調整ねじ５８に適合する数個
の内側ねじ孔が設けられている。カバー部材５０の中心
孔５６は、プラグ１６の回転可能の作動杆６０を緩く収
容している。このプラグは、穿孔１２をカバー室６６か
ら分離しているガスおよび流体不透性のダイヤフラム６
４の上に載つている圧力リング６２に圧着する調整ねじ
５８の力によつてライナ１４に対して外方軸運動に抗し
、また当接、摺動、密封関係に維持される。

このダイヤフラム６４は、６８のようにその外側周縁部
においてカバー部材５０と弁本体１０との間に適当に締
付けられる。

本発明の好ましい実施例においては、圧力リング６２お
よびねじ５８によつて加えられる力を更に有効に分布さ
せるためにダイヤフラム６牡圧力リング６２とカバー部
材５０の間に金属のダイヤフラム補強円板７０が介挿さ
れる。プラグの上端部は、隆起した中心環状座８０を含
み、この環状座は、ねじ５８の力によつてダイヤフラム
の下面８２に当接関係に維持される。

プラグの上端部の隆起した中心環状座８０の外周より外
方に位置する部分は、ライナ１４の上端部８５、穿孔１
２、プラグの上部環状面８４、環状座８０およびダイヤ
フラム６４の下面によつて境界された上部室８７を提供
するように８４のように除去されている。プラグ１６の
下部端面１７は、上部環状面８４によつて上部室８７に
あたえられる面積よりも相当に大きい面積を持つ表面積
を下部室３０にあたえる。

室３０および８７の緩衝媒質の内容は、図示するように
プラグ１６を貫通する通路９０によつて平衡していて、
プラグの下端部１７に加えられることのできる全体の力
は、プラグの環状面８４の上部の少ない面積に加わる全
体の力より大きく、その結果、端面１７に対して積極的
連続的な上向き推力が加えられ、上部の環状座８０をダ
イヤフラム６４の下面によつて得られる固定当圧表面と
接触耐漏洩係合状態に押圧する。本体、プラグ、ライナ
、カバー部材、ダイヤフラム等は、本発明者の米国特許
第３９３０６３５号明細書に記載の対応事項と同様であ
ることに注意されるべきである。

何となれば、本発明の創作概念は、この発明の弁自身の
或る変形に指向されるからであつて、以下これを説明す
る。緩衝媒質、例えば弁によつて制御されつつあるＬガ
ス状の路線媒質に適合する窒素または他のガスの形態に
ある緩衝ガス、または弁によつて制御されつつある流体
の路線媒質に適合する水、アルコール、水圧油などの緩
衝流体は、プラグの周囲およびフランジおよびそれにボ
ルト締付または他の７方法で固着したバイブフランジの
隣接面に、プラグの上部から路線媒質のすべての圧力漏
洩通路に導入され、弁によつて制御される路線媒質の圧
力を超える圧力に保持される。

本発明の好ましい上記実施例においては、緩衝フ媒質は
、第１図および第２図に最もよく例示されているように
、入口孔４２とフランジの外縁部１０８との中間のフラ
ンジ隆起面１１０の外面１０４を包囲する環状のガス受
容溝１０２を終端する供給管１００を経て室３０および
８７に導入される。

溝１０２から緩衝媒質は、第１図に示すように横断し、
フランジ１０６″の隆起面１１『の外面１０Ｃに設けた
他の同様の環状ガス受容溝１０２″と開放連通する横断
孔１１２に入る。

横断孔１１２はまた上部室８７に開放連通し、上部室８
７は更にプラグ１６の貫通通路９０を経て下部室３０と
開放連通し、それによつて溝１０２，１０２″、開孔１
１２、通路９０および上下の室８７，３０は緩衝媒質の
同一圧力を受けている。緩衝媒質は弁が閉じられるたび
に供給管１２０を経てプラグの開孔４０の内部に同様に
自動的に導入される。供給管１２０の排出端部は、弁本
体内の穿孔１２に終端して、緩衝媒質が前記開孔４０と
開放連通した弁本体のプラグの受容孔の部分に入るため
の通路を提供する。これらの例においては、プラグと本
体穿孔との隣接表面間にライナ１４に介挿され、このラ
イナを貫通する排出孔１２２、開孔４０の縁部１２４が
、第１図の開口位置と完全閉鎖位置との間にプラグ時計
方向に回転したときにライナの入口開口４２の端部１２
６に係合するまでは、緩衝媒質がプラグの開孔４０に前
記開孔１２２を通つて入ることができないような位置に
設ける。

開孔４０の内部は、弁が閉鎖されると、入口孔４２内の
媒質圧力よりも大きい圧力の緩衝媒質と開放連通状態に
あることが理解されるであろう。弁を閉鎖する直前に路
線媒質をプラグの開孔４０から追い出す必要のあるまた
は望ましいそれらの例においては、供給管１２０の排出
孔の関係位置は、第３図に示すよう入口孔４２の端部１
２６の方へ前進させて、プラグの開孔４０の縁部１３０
が、プラグの開孔４０の縁部１２４が入口孔４２の縁部
１２６に係合する直前に排出孔１２２を開放するように
し、それによつて加圧された不活．性緩衝媒質をプラグ
に入れ、弁本体の入口および出口孔４２および４４の両
方の路線媒質内に開孔４０の内容を追い出すようにする
。

プラグの開孔４０の縁部１２４が入口孔４２の縁部１２
６に係合すると直ちに追出し動作は終止して、プラグの
・開孔４０は、プラグが再び開放位置まで回転するまて
加圧状態に残置されるであろう。プラグが開いた位置に
あるそれらの期間中は、プラグの表面１３２の部分は、
排出孔１２２の外面に密着係合して閉塞し、この排出孔
を緩衝媒質が通ることを阻止する。弁本体がフランジ端
部ではなく、ねじまたは溶接した端部を持つている場合
には、管１００と横断孔１１２は省略され、底壁２０ま
たは弁本体を通つて下部室３０にそしてプラグ１６を貫
通する通路９０を経て上蔀室８７に緩衝媒質を導入する
管（図示せず）によつて置き換えられる。

第１図および第２図のフランジ端部の弁が管系ノ中に置
かれているときには、第４図に示す適当なガスケット１
０１が隣接フランジ１３０の隆起面１１０，１１『と補
充面の間に介挿され、それによつて画成される閉鎖室を
完成することが理解されるべきである。

路線媒質の圧力より大きい圧力で不活性の緩衝媒質を導
入することによつて、任意漏洩は弁によつて制御される
路線媒質よりむしろ緩衝媒質内に起るであろう。

また、路線媒質をプラグの開孔から自動的に追゛い出し
て弁が閉鎖されるたびに緩衝媒質でそれを満たすことに
より、腐食性あるいは他の好ましくない路線媒質を清掃
除去または中和させてプラグ弁を保護することがてきる
。

すなわち、緩衝媒質は、第３図に示すように、プラグ弁
を閉じる際に、供給管１２０から排出孔１２２を介して
開孔４０内に導入されるが、その圧力は路線媒質よりも
高いのて、開孔４０内の路線媒質を追出すと同時に、余
分の緩衝媒質が、開孔４０から第３図における両方の矢
印の方向に流出する。このプラグ１６の両側に流出した
緩衝媒質が、プラグの外周面を被覆し、腐蝕性を有する
路線媒質の濃度を薄めることにより、弁１０の内部表面
を保護する。緩衝媒質を導入することにより、プラグ弁
に分離機能を与えることができ、異なつた種類の路線媒
質を連続的に通過させる場合に、分離用プラグ弁として
ことができる。たとえは、Ｔ型管継手の３接続部のうち
の２接続部に、それぞれ本発明によるプラグ弁を介して
、互いに異なる第一及び第二の路線媒質を供給するため
の２本の供給管を接続し、残りの接続部から排出するよ
うにする。各プラグ弁は、該管継手にできる限り近付け
て設けるのがよい。この場合に、一方のプラグ弁を閉じ
ると、その開孔４０内に緩衝媒質が満たされて、路線媒
質の流れが完全に遮断され、次に他方のプラグ弁を開く
と、その開孔４０内に維持されていた緩衝媒質が最初に
流出するので、第一の路線媒質と第二の路線媒質とを分
離することができる。さらに、緩衝媒質は、路線媒質よ
りも高圧であることによる特有の効果として、プラグ１
６の開孔４０内に導入された際に、プラグの内壁に作用
して、そこに付着しているスラッジあるいは積層物を振
動させて剥離する。その結果、プラグ内の空所かららス
ラッジあるいは積層物を洗い流すことができ、プラグ弁
が好ましくない積層物により閉鎖されることが防止され
る。第１図を参照すると、２００は不活性緩衝媒質の圧
力溜めを示す。

このような媒質の任意漏洩は、圧力計２０２の読みの変
化によつて表示されるであろう。圧力溜め２００は緩衝
媒質を自蔵するか、或は図示のように弁２０４を経て、
加圧された緩衝媒質の源と連通していてもよい。

実際の場合には弁の内部に導入される緩衝媒質の圧力を
正確に制御するために導管Ｑに圧力調整器２０６が介挿
される。弁本体がフランジ端部ではなく溶接またはねじ
締付の端部を持つている楊合には、第５図および第６図
に示した構造を使用することができる。

路線Ｑからの緩衝媒質は、管１４０を経て弁本体の底壁
２０のねじ孔１４４に螺合された結合片１４２に導入さ
れ、それによつて圧力緩衝媒質は下部室３０内に直接に
導入され、更にプラグ貫通通路９０を経て上部室８７に
入り、それによつて緩衝媒質は第１図および第２図に例
示するような回り道を通らすにむしろ弁部材に対して直
接に配置される。緩衝媒質は、弁が閉鎖された後にのみ
、管１４０を経てプラグ１６の開孔４０に導入されるか
、或は緩衝媒質は、弁が閉鎖されつつあるときにプラグ
の開孔４０から追出すため第３図に示すように導入され
てもよい。液体の緩衝媒質が使用される場合には、第２
図に例示するように空気などのような圧縮ガス媒質の圧
力によつて加圧されてもよく、或は流体は、図示しない
ポンプなどの装置によつて加圧されてもよい。

ガス状または液体の緩衝媒質に圧力を加える特殊の装置
は、本発明の概念に対して重要なものではなく、ガス状
または流体の路線媒質の圧力よりも大きい圧力で緩衝媒
質を確実に連続供給するため適当な装置であれば差支な
い。加圧された緩衝媒質に対する圧力溜め２００は、第
５図および第６図に示すように弁本体に隣接して差支な
く、その圧力溜めは、ボルト２６０などによつて弁本体
に固着され、弁本体に圧力溜め装架ブラケット２６２を
直接に固着することが分るであろう。

第１図および第２図を参照すると、本発明の概念は緩衝
媒質の任意特殊源に限定されないことを示す目的で、加
圧された緩衝媒質の圧力溜めの２つの異なるまたは別の
形式だけを例示した。

第１図において、任意適当の緩衝ガスは、ガス状の路線
媒質の路線圧力より大きい圧力で圧力溜め２００に貯留
されることができる。第２図において、適当な液体緩衝
媒質１９９は貯留され、圧力溜めの上端部に例えば圧縮
空気または他のガス状媒質１９８の圧力によつて、液体
路線媒質の路線圧力より大きい圧力で得られる態様を例
示している。本発明はガス状または液体の緩衝媒質が、
弁によつて制御されつつある路線媒質よりも大きい連続
圧力で得ることができる特殊の装置に限定されないこと
は理解されるべきである。第４図において、弁本体のフ
ランジ１０６は、ボルト１３１によつて管のフランジ１
３０に強固にしかし取外可能に締付けられ、ボルトは通
常のように前記フランジの各々に設けた軸方向に整列し
たボルト孔を貫通している。

もし希望ならは、路線媒質の圧力より高い圧力緩衝媒質
は、加圧された緩衝媒質の共通源から複″数個の弁に供
給されてもよい。

例えば、通常の金属と金属のプラグ弁または潤滑された
プラグ弁内にライナ１４などが使用されているこれらの
例においては、弁本体内の開孔の穿孔に隣接する端部は
、供給管１２０と開放連通・状態にあつて、加圧された
緩衝媒質を第２図および第３図に示すように開孔４０内
に導入を制御するためにプラグの外面によつて係合され
るようにする。

本発明が金属と金属の弁または潤滑されたプラノグ弁に
適用されるときは、下部室３０と上部室８７とが設けら
れ、プラグには細長い通路９０が設けられることが理解
されるべきである。

以上により、ライニングされたプラグ弁から路線媒質が
外側および／または内側に漏洩することを確実に防止す
るための簡単であるが非常に有効な装置を提供すること
ができたことが分るであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるフランジ端部を持つプラグ弁の一
部切断側面図、第２図は第１図の線２一２に沿う断面図
、第３図は第２図の変形を示す断面図、第４図は第１図
の弁本体のフランジ端部に設けた緩衝媒質の溝路を例示
する一部切断側面図、第５図はフランジ端部ではなくね
じ端部を有するプラグ弁の第１図同様の側面図、第６図
は第５図の線６−６に沿う断面図である。 １０・・・・・・弁本体、１２・・・・・・穿孔、１４
・・・・ライナ、１６・・・・・・プラグ、１８・・・
・・・プラグの外周表面、３０・・・・・・下部室、４
０・・・・・・プラグ開孔、４２・・・・入口孔、４４
・・・・・・出口孔、５０・・・・・・カバー部材、５
６・・・・・・カバー中心穿孔、５８・・・・・・調整
ねじ、６０・・・・・・弁作動杆、６２・・・・・・圧
力リング、６４・・・・・ダイヤフラム、６６・・・・
・・カバー室、６８・・・・・ダイヤフラム周縁締付部
分、７０・・・・・・補強金属円板、８０・・・・・・
環状座、８２・・・・・・ダイヤフラム下面、８４・・
・・・・弁部材上面、８７・・・・・上部室、９０・・
・・プラグ貫通通路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 入口孔４２と出口孔４４とを有する弁本体１０と、
   前記弁本体内に回転可能に配設され、前記入口孔と出口
   孔とを流体的に流通させて路線媒質を流通させる開孔４
   ０の形成されたプラグ１６と、前記プラグの上下両端部
   に近接して弁本体に形成された上部室８７および下部室
   ３０と、前記上部室と下部室とを流体的に連通させるた
   めに、前記プラグに上下方向に貫通して設けられた通路
   ９０と、前記上部室および下部室に緩衝媒質を供給する
   供給管１２０と、前記プラグにより弁本体の入口孔と出
   口孔とを分離したときに、プラグの開孔内に緩衝媒質が
   導入され、前記入口孔と出口孔とを連通したときに、プ
   ラグの開孔内から路線媒質の通路へ緩衝媒質が排出され
   るような位置に弁本体に対して穿設された緩衝媒質の排
   出孔１２２と、前記緩衝媒質の供給管と排出孔とに接続
   された路線媒質より高圧の緩衝媒質源２００とからなる
   、プラグ弁からの漏洩が路線媒質ではなく外部から供給
   された緩衝媒質の漏洩に制限される、加圧を利用した漏
   洩防止装置を備えるライナー付きプラグ弁。