JPS623343B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ボール弁の様な種々な回転弁は、通常のオンオ
フ操作と区別される連続的な体制での流体の流れ
特性の微細な制御を行う制御弁として使用され
る。しかしながら、該弁のあるものは、回転する
のが困難で高トルクの大型アクチユエータを必要
とし、価格と嵩とが増大される。価格は、例え
ば、球の単なるセグメントとしてプラグを形成す
ることで弁閉鎖部材の重量を減少することによつ
て或る場合には低減される。しかしながら、プラ
グに対して作用する流れの力は、特定のトルクの
負荷を依然として加え、該負荷は、所望の閉鎖制
御を困難にする。

本発明の目的は、低トルクの制御弁を提供する
ことである。

本発明の他の目的は、高い圧力条件の下でも微
細な制御を可能にする制御弁を提供することであ
る。

本発明のこれらの目的は、管状体部と、管状体
部に設けられ、上流の流路を形成する装置と、全
閉位置で前記流路を横切つて延びる球形シール外
面を有するプラグと、前記全閉位置と該位置から
90゜の全開位置との間で前記プラグを回転させる
ために前記管状体部内に回転自在に取付けられ、
かつ、前記プラグに担持されている軸装置とを備
え、前記管状体部を通つて前記球形外面に衝突す
る流れが、前記全閉位置から離れる前記プラグの
任意の位置で前記プラグを前記全開位置に向つて
付勢するように前記球形外面が前記軸装置の軸線
から変位され、更に、前記軸装置からほぼ半径方
向に延びて前記プラグを支持する一対のアーム
と、前記アームの間に延び、前記管状体部を通る
前記流れにされされるベーンとを備え、前記流れ
が前記ベーンに衝突することにより、前記全閉位
置から離れた前記プラグの任意の位置において前
記プラグを前記全開位置から付勢するように前記
ベーンは、前記軸装置の軸線に平行な軸線を中心
として前記プラグの開放運動と反対方向に傾斜し
ていることを特徴とする回転弁を提供することに
よつて達成される。

ベーンは弁の全開運動を通じて管路の軸線に平
行な流れにさらされることになる。ベーンの傾斜
部に衝突する流れは、プラグの球形シール外面に
衝突する同一の流れの作用に対抗し、これによ
り、これ等の衝突の作用は、相互に打ち消そうと
し、プラグを全開位置から旋回するのに要するト
ルクの量が著しく低減される。

特に第１図を参照すると、本発明の低トルク制
御弁は、端部シールを形成する好適なガスケツト
２２，２４を用い２つの管部分１６，１８のフラ
ンジ１２，１４の間にボルト２０で使用の際に締
付けられる。弁１０は、隣接する管路１８に整合
して連通する流出通路２８を有するほぼ円筒形の
管状体部２６を備えている。

プラグ支持ケージ３０は、管状体部２６内の孔
ぐり部３６に形成される肩３４に当接する半径方
向外方のフランジ３２を上流側に有している。僅
かに厚い樹脂シールリング４０で支持される薄い
金属シールリング３８は、プラグ支持ケージ３０
と、上流の流路リング４２との間に締付けられ
る。ガスケツトシールリング４３は、上流のリン
グ４２と、弁体部２６との間に締付けられる。ま
た、使用の際に、プラグ支持ケージ３０と、シー
ルリング３８，４０と、上流の流路リング４２と
は、管のフランジ１２，１４の間に締付けられる
ことで所定の位置に保持される。しかしながら、
設置に先立ち、これ等の構成要素は、上流の流路
リングのまわりの肩４６に対する座金４４の係合
で一体に組立てられて保持可能であり、座金４４
は、押えねじ４８で保持される。

弁のプラグ５０は、弁の閉鎖位置ではシールリ
ング３８，４０のまわりに円周方向で係合する球
形シール外面５２を有している。球形シール外面
ないしセグメント５２は、短軸５６（第３図）か
ら半径方向へ延びる腕５４に支持される。短軸５
６は、ブツシユ５８に回転自在に支持され、ブツ
シユ５８は、プラグ支持ケージの整合する開口部
６０内に着脱可能に装置される。ブツシユ５８が
開口部６０から軸方向へ除去されたとき、短軸５
６は、プラグ５０の容易な除去と交換とのため、
出口開口部６２を自由に通過し得る。短軸５６
は、ブツシユ内の所定の位置にあるとき、好適な
作動装置（図示せず）で弁体部２６の外部から回
転し得る如くなし得る。

従つて、現場で修理するには、弁組立体１０を
フランジ１２，１４の間から除去し得る如く、ボ
ルト２０を弛めてその幾つかを除去することのみ
が必要である。次に、上流の流路リング４２と、
シールリング４３，３８，４０とが除去可能であ
る。次に、プラグ支持ケージ３０は、円筒形体部
２６から除去可能であり、所要により、プラグ５
０は、上述の如く除去されて交換される。

好ましくは輪郭がほぼ円形のベーン６６（第３
図）は、構造を著しく強化する如く腕５４間に延
びている。弁のプラグ５０は、その全閉位置から
回転されるとき、その球形外面５２に衝突する流
れは、プラグをその全開位置へ第１図で反時計方
向に回転させるように付勢する。これと同時に、
流れは、ベーン、特に、プラグの開放運動に対し
てベーンの尾部の内面６６ａに衝突し、プラグを
時計方向に回転させるように付勢し、球形外面５
２に作用する力を打消そうとし、弁１０を操作す
るのに必要なトルクの量が著しく低減される。更
に、作用を打消すこのトルクは、弁開放運動と反
対方向にベーンを傾けることで最大になり、従つ
て、第２図に示す如く、弁プラグがその全閉位置
から90゜のその全開位置にあるときでも、かなり
な時計方向運動が得られる。

第２図、第３図に示す如く、腕５４間のベーン
６６は、輪郭がほぼ円形であり、短軸５６の軸線
に平行な直径に沿つて最大厚さを有し、該軸線と
交差する両方向に厚さが次第に薄くなつて傾斜す
る。それ故、ベーンは、弁開放回転と反対の方向
に、軸の軸線と平行な軸線を中心に傾けられ、従
つて、ベーンの内面または下面は、該開放運動の
大部分にわたり流れに露出される。

本発明の弁１０は、制御弁として使用する如く
意図され、オンオフ弁としてではなく、その常態
の作動範囲は、その全閉位置から10乃至85゜の角
度にある。操作の際、ベーン構造に拠り、トルク
の逆転が起こることが判明した。即ち、操作の大
部分にわたり、弁１０をその閉鎖位置へ付勢する
積極的なトルクが存在するが、弁の全開位置に到
達する直前に、ベーン６６が流れにほぼ一致する
ことにより、弁をその開放位置へ付勢しようとす
る回転方向にトルクが逆転する。この望ましくな
い特性は、ベーン６６の傾きによりトルクを逆転
する傾向を上述の作用範囲内で生じないように遅
延させることによつて排除される。

本発明は、その好適実施例に関して説明した
が、本特許請求の範囲に記載される本発明の精神
と範囲とから逸脱することなく変形と変更とを行
い得ることは明瞭である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の特徴を具現する制御弁の垂直
断面図、第２図は同上の拡大部分断面図、第３図
は同上の３―３線に沿う断面図を示す。 １０……制御弁、２６……弁の管状体部、３８
……金属シールリング、４０……樹脂シールリン
グ、４２……流路リング、５０……プラグ、５２
……プラグの球形外面、５４……プラグの腕、５
６……プラグの短軸、６６……プラグのベーン、
６６ａ……ベーンの尾部の内面。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 管状体部と、 管状体部に設けられ、上流の流路を形成する装
   置と、 全閉位置で前記流路を横切つて延びる球形シー
   ル外面を有するプラグと、 前記全閉位置と該位置から90゜の全開位置との
   間で前記プラグを回転させるために前記管状体部
   内に回転自在に取付けられ、かつ、前記プラグに
   担持されている軸装置とを備え、 前記管状体部を通つて前記球形外面に衝突する
   流れが、前記全閉位置から離れる前記プラグの任
   意の位置で前記プラグを前記全開位置に向つて付
   勢するように前記球形外面が前記軸装置の軸線か
   ら変位され、更に、 前記軸装置からほぼ半径方向に延びて前記プラ
   グを支持する一対のアームと、 前記アームの間に延び、前記管状体部を通る前
   記流れにさらされるベーンとを備え、 前記流れが前記ベーンに衝突することにより、
   前記全閉位置から離れた前記プラグの任意の位置
   において前記プラグを前記全開位置から付勢する
   ように前記ベーンは、前記軸装置の軸線に平行な
   軸線を中心として前記プラグの開放運動と反対方
   向に傾斜していることを特徴とする回転弁。 ２ 前記プラグが球のセグメントであることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の回転弁。 ３ 前記ベーンが、ほぼ円形の輪郭を有し、前記
   軸装置の軸線に平行な軸線において最大厚さを有
   し、前記軸線と交差する両方向に次第に薄くなる
   如く傾斜し、前記ベーンはプラグの開放運動と反
   対方向に前記軸線と平行な軸線を中心として傾け
   られることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の回転弁。 ４ 前記上流の流路が、環状部材であり、前記プ
   ラグが前記全閉位置にあるとき、前記球形シール
   外面によつて円周方向に係合されるシール装置が
   該環状部材に設けられることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の回転弁。