JPS6240592B2

JPS6240592B2 -

Info

Publication number: JPS6240592B2
Application number: JP52128593A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Saito; Hiroshi Yamazoe; Shusuke Yamaoka
Original assignee: Nippon Carbon Co Ltd; Nippon Petrochemicals Co Ltd
Current assignee: Nippon Carbon Co Ltd; Eneos Corp
Priority date: 1977-10-28
Filing date: 1977-10-28
Publication date: 1987-08-28
Also published as: JPS5462529A

Description

【発明の詳細な説明】

［産業上の利用分野］本発明は、耐高温、耐低温、耐化学薬品性にす
ぐれた広範な領域で使用可能な弁の弁座に関する
ものである。さらに詳しくは、本発明は弁の弁箱
に着脱可能に装着して使用する弁座であつて、弁
箱との接触面および弁体との摺動接触面で流体の
シールを行なう弁座の構造と材質に関するもので
ある。［従来技術およびその問題点］弁の弁箱に着脱可能に装着して使用する弁座で
あつて、弁箱との接触面および弁体との摺動接触
面で流体のシールを行なう弁座（以下単に「弁
座」と称する）は、ボール弁、バタフライ弁に使
用される弁座が代表的であるが、他に仕切弁、玉
形弁、逆止弁など各種の弁に使用されている。弁座の機能である流体シール機能を確保するの
に要求される性能は、弁体と弁座の摺動を円滑に
するために摺動する部材間の摩擦係数が小さいこ
と、弁体との摩擦による摩耗を抑制し得る硬度を
有すること、弁体および流体により弁座に加えら
れる圧力に耐え得る機械的強度を有すること、弁
の開閉の際の弁座に加わる圧力の変動に応答し得
る圧縮性および圧縮復元性を有すること、弁座自
体が不浸透性であること、極低温から極高温まで
の広い温度領域で上記各性能が維持できること、
温度変化に対応できるように熱膨張係数が小さい
こと、化学薬品に対する抵抗性があること等であ
る。上記のごとき弁座要求を満たすために、従来弁
座の構造及び材質について各種の試みがなされて
きた。金属材料や炭素材料のごとくそれ自身に合成高
分子材料のような弾性のない材質を弁座の主体と
する場合には、第１２図のごとき構造の弁座が使
用されてきた。第１２図中、１は弁座本体、２は
弁体、３は弁箱、１２は弾性Ｏリング、１３は金
属板バネである。第１２図の弁座構造において、
弁体と弁座のシールは弁座本体１と弁体２の接触
面で達成され、弁箱と弁座のシールはＯリング１
２により達成されている。また弁座に加わる圧力
変動に対する応答は板バネ１３の弾性により達成
されている。この構造の弁座は、Ｏリング１２が
フツ素ゴムのごとき合成高分子材料から成つてい
るので、高温域では劣化もしくは分解が生じシー
ル機能が失なわれること、高圧流体に対するＯリ
ングの変形が著しくシールが不充分であること等
の欠点が避けられない。また、板バネ１３が金属
製であるため高温において劣化を生じ、弾性機能
が損われる。したがつて、火災時などにおいて緊
急に可燃性流体を遮断しなければならない場合に
はＯリングの損傷と板バネの劣化によつて遮断が
不可能となる。また、弁座本体を構成する材質自体にも問題が
ある。炭素材料は、それ自身固体潤滑材として使用さ
れているものであり、摩擦係数及び耐熱性にすぐ
れているが、透過性があること、機械的強度に劣
り充分なシール面圧がとれないこと、摩耗が比較
的多い等の欠点がある。この欠点を解消するため
に炭素材料の空隙、空孔にフエノール樹脂等の熱
硬化性合成樹脂を含浸充填する方法が採られてい
るが、その効果は通常200℃の使用温度に耐える
程度であり、さらに加熱処理を施して耐熱性を向
上させたものでも300℃以上の使用には耐え得な
い。金属材料は、強度、耐熱性にすぐれているが、
摩擦係数が不充分であること、弁体との硬度差を
つけないと弁体が損傷する恐れがあることなどの
ため、弁座および弁体に肉盛等の表面処理を施さ
なければならない。さらに、弁体と弁座双方が金
属であるため、両者の摺動接触面でのシールを確
保するためには、両者の表面を極めて平滑に仕上
げるとともに、両者の寸法精度は極めて高精度が
要求される。このような後加工は非常に経済的負
担が大きい。一方、ポリテトラフルオルエチレン（PTFE）
のごとき高分子材料はそれ自身弾性があるので、
第１３図に示したような単体弁座の形で使用され
ている。第１３図中１は弁座、２は弁体、３は弁
箱、４は弁棒である。PTFE製弁座は摩擦係数、
不浸透性、耐薬品性にはすぐれているが、その他
の要件に欠けている。すなわち、極低温領域（液
化石油ガスLPG、液化窒素ガスLNGを流体とす
る場合など）で使用したり、あるいは250℃以上
の高温流体に使用したりする場合には、PTFEの
高い膨張係数のために寸法変化が生じ、弁体、弁
座、弁箱間のシールや弁体の摺動が不可能とな
る。さらに、火災時のごとく数百℃以上の高温に
弁がさらされるとPTFEは熱分解してしまい弁座
が消失するので、可燃性流体を弁により遮断する
ことが不可能となり大災害を生ずる恐れがある。
一方、極低温では、弁座の収縮が生じてシール機
能が失われる他に、弾性が失なわれて脆くなるた
め圧力により破壊され易くなる。また、PTFEは
圧力によりコールドフローを起こすので、シール
性を維持し難く、150℃で20Kg／cm²の圧力が許容
範囲である。改良法として、PTFEにアスベス
ト、グラスフアイバー、カーボン等を充填するこ
とも行なわれているが、耐熱性と機械的強度が若
干向上するにすぎない。また、黒鉛材料で耐熱性、不浸透性、機械的強
度にすぐれた材料も開発されているが（例えば
“「熱分解炭素」、炭素、1971、No.63、第131〜137
頁”や“「ガラス状炭素」、炭素、1971、No.65、第
60〜66頁”等）、流体中に特定の化学薬品を含む
場合にその化学薬品が浸透して層間化合物を形成
し、黒鉛構造を崩壊してしまうことがある。［発明の目的］本発明の目的は、上記した諸要件を満たし、か
つ従来の弁座の欠点を有しない弁座構造および材
質の組合せを提供することにある。さらに詳しくは、弁座に要求される各性能を単
一材料もしくは第１２図のごとき構造では満たし
得ないため、弁座を弁体との摺動接触部材および
弁箱との接触部材の２つの異なる材質から成る部
材を一体的に構成せしめ、各部材に各々の作用効
果を発揮させるとともに、全体として単一材質で
は得られない作用効果を発揮させることによつて
本発明の目的を達成しようとするものである。［問題点を解決するための手段および作用］すなわち本発明は、弁の弁箱に着脱可能に装着して使用する弁座で
あつて、弁箱との接触面および弁体との摺動接触
面で流体のシールを行なう弁座において、該弁座
が弁箱との接触部材および弁体との摺動接触部材
を接合して成り、弁箱との接触部材が比重1.1〜
1.9の膨張黒鉛を主材とする圧縮成形体、弁体と
の摺動部材が金属材料から成ることを特徴とする
弁座に関するものである。本発明の弁座の構成部材のうち、金属材料は、
耐摩耗性、機械的強度、不浸透性にすぐれてお
り、金属材料を適宜選択することにより、極低温
から極高温の範囲まで、これらの性質を保持でき
る。しかし圧縮復元性が期待できないため、単体で
弁座として使用しようとすれば、シールを達成す
るために大きな面圧を要し、カジリ付きが生じる
恐れがある。よつて、他の部材を併用して圧縮復元性を付与
せざるを得ない。ただし、第１２図のごとき構成
を採用し得ないことは前記の通りである。一方、本発明の弁座の他の構成部材である膨張
黒鉛を主材とする圧縮成形体は、圧縮率、圧縮復
元性、不浸透性、耐薬品性にすぐれており、これ
らの性質は極低温から極高温の範囲で変化しな
い。しかし、摺動面に生じる剪断応力による層間
ハク離の恐れがあるため、弁体との摺動接触部材
としては不満足である。本発明の弁座は、前記金属材料に弁体とのシー
ル機能を、膨張黒鉛を主材とする圧縮成形体に弁
箱とのシール機能をそれぞれ分担させ、前者の耐
摩耗性、機械的強度と、後者の圧縮率、圧縮復元
性とを最大限に発揮させることにより両者の欠点
の発現を完全に抑止できる。同時に、金属材料を適宜選択することにより、
耐熱性、耐低温性、耐薬品性を両者共通に有する
ようにすることができる。さらに、両部材を接合して成るから、接合面の
シールは両者のすぐれたシール機能により確保さ
れる。本発明の弁座は以上のように構成されているか
ら、従来の弁座では得られなかつた作用効果を発
揮する。以下、図面を参照しながら本発明をさらに詳細
に説明する。第１図は弁の一例としてのボールバルブの断面
図である。第１４図は弁の他の例としてのパラレ
ルスライドバルブの断面図であり、第１９図はさ
らに他の弁の例としてのバタフライ弁の断面図で
ある。図中１は弁座、２は弁体、３は弁箱、４は
弁棒、５はボンネツトガスケツト、６はグランド
パツキング、７は弁棒スリーブである。第１図のごときボールバルブの弁座は環状であ
り、その断面を第２図〜第１０図に例示する。第
２図〜第１０図において、８は弁箱との接触部
材、９は弁体との摺動接触部材、１０は弁体との
摺動接触部に必要に応じて設けられる溝もしくは
段落等の凹部、１１は弁体との摺動接触部材の弁
体に面する部分に凹部を設け該凹部にはめ込んだ
前記接触部材８と同一の材質である。第１１図は
第９図の弁座を弁に組込んだ場合を示している。第１４図は弁の他の一例としてのパラレルスラ
イドバルブの断面図である。第１５図はこの弁に
おける弁座、弁体、弁箱の位置関係を示す断面図
であり、第１６図〜第１８図はこの弁に使用され
る弁座の態様を断面図で示す。尚、第１４〜１８
図中の番号は第１〜１３図と同一部位を指す。第
１９図は弁のさらに他の一例としてのバタフライ
バルブの断面図。第２０図はこの弁における弁
座、弁体、弁箱の位置関係を示す断面図、第２１
〜２３図はこの弁に使用される弁座の態様を示す
断面図。尚、第１９〜２３図中の番号は第１〜１
３図と同一部位を指す。弁座１における弁箱３との接触部材８は、弁体
２と弁箱３の間に負荷される圧力に対する緩衝機
能および弁中の流体に対するシール機能を有する
ものである。接触部材８の材質はつぎの(a)または(b)である。 (a) 膨張黒鉛の比重1.1〜1.9の成形体、 (b) 膨張黒鉛に、酸化黒鉛、ホウ酸およびリン酸
アルミニウムから選ばれた少なくとも１種の無
機バインダーを配合し、次いで圧縮成形して得
られる比重1.1〜1.9の膨張黒鉛複合体。膨張黒鉛を主材とする圧縮成形体は不浸透性お
よびスプリング機能を有し、弁座が弁箱と弁体の
間で締付されるに際しシール機能を発揮する。膨
張黒鉛は耐熱性にすぐれるとともに、低温におい
てもその機能を失なわないために、火災時のごと
き数100℃の高温からLPG、LNGのごとき極低温
領域まで使用可能である。さらに膨張黒鉛の機械
的強度、圧縮復元率、密度、不透過性向上のため
に、(b)の膨張黒鉛複合体として使用するのが好ま
しい。特に弁を高圧で使用する場合は、膨張黒鉛だけ
を圧縮したものより、バインダーを使用した方が
同じ成形圧でもより高密度の圧縮強度がすぐれ、
不浸透性の成形体を得ることができるので好まし
い。この膨張黒鉛を主材とする圧縮成形体から成る
接触部材は、熱膨張係数が小さく、−250℃〜3600
℃の広い温度範囲にわたつて形状、寸法が安定で
あり、特性にも変化を生じないし、急激な加熱に
よつても何ら支障がない。さらに、この膨張黒鉛を主材とする圧縮成形体
から成る接触部材は、自己潤滑性にすぐれ、酸、
アルカリ、有機化合物等に対し耐食性にすぐれて
いる。また、この膨張黒鉛を主材とする圧縮成形
体は、比重を規定することにより他の諸物性を制
御できるものであり、比重を1.1以上としたの
は、この比重以下では強度および他の諸物性上支
障が生ずるからである。比重が1.9を越えると、圧縮率、圧縮復元率が
ともに低下し、シール機能が低下する。但し、予
め比重1.1以上とする他に、比重1.1未満の上記(a)
または(b)をバルブに組込んだ後に、締めつけ圧力
によつて圧縮して、比重1.1以上とする場合も、
本発明の実施態様に含まれる。比重はさらに好ま
しくは1.5〜1.9であることが望ましい。比重を1.5
以上にするには、膨張黒鉛とバインダーとの配合
割合、圧縮成形時の温度、圧力、時間等を適宜調
節することによつて達成できるが、膨張黒鉛100
重量部に対し、バインダー１〜20重量部、さらに
好ましくは２〜15重量部、圧力は50Kg／cm²以上、
さらに好ましくは100〜700Kg／cm²が好ましい。この膨張黒鉛を主材とする圧縮成形体は、例え
ば特願昭48―27149号（特開昭49―115095号公
報）に記載したごとき方法にて製造することがで
きる。すなわち、膨張黒鉛粒子に、酸化黒鉛の水溶液
を加えることにより、膨張黒鉛粒子に酸化黒鉛を
含浸する。こうして作られた膨張黒鉛粒子と酸化黒鉛との
混合物を乾燥圧縮することにより、酸化黒鉛と膨
張黒鉛との圧縮複合体を製造する。ホウ酸をバインダーとして使用する場合はメタ
ノール、エタノール、アセトン、水等の溶剤に溶
解して使用され、その使用量は膨張黒鉛に対して
１〜20重量％であることが好ましい。１重量％未
満であるとその効果が顕著でなく、20重量％超で
あると膨張黒鉛の濃度が希薄となるので好ましく
ない。溶媒は常温でホウ酸を飽和する程度の量が用い
られる。溶媒を除去するには自然乾燥、加熱乾燥
いずれでもよいが自然蒸発に続いて、緩慢に加熱
し、さらにその溶媒の沸点以上に前記混合物をか
きまぜながら加熱して溶剤を完全に追い出す方法
が好ましい。加圧成型するさいの圧力は50Kg以上ならば限定
されず50〜250Kg／cm²でホツトプレス装置を用い
るのが適当である。加熱温度は少なくとも600℃
以上、望ましくは1000〜2400℃が適切である。リン酸アルミニウムをバインダーとして使用す
る場合、その成分としては、Al₂O₃、3P₂O₅・
6H₂O、Al₂O₃・3P₂O₅、Al₂O₃・P₂O₅、Al
（H₂PO₄）₃、Al₂（HPO₄）₃、AlPO₄あるいはAl
（PO₃）₃等で示されるアルミニウムのリン酸塩、
またはナトリウム、カリウム、アンモニウム、ク
ロム等を含むアルミニウムのリン酸塩およびこれ
らを２種以上含む組成物をいう。これらをバイン
ダーとして使用した場合の膨張黒鉛を主材とする
圧縮成形体の製造方法は、例えば特開昭50―
150708号公報に記載されているが、上記ホウ酸の
場合と同様にして製造される。なお、リン酸アル
ミニウムの場合、成形後500℃以上、好ましくは
600〜1300℃で加熱処理する。接触部材８の形状および位置は第２図〜第１０
図、第１６図〜第１８図、第２１図〜第２３図に
示したように種々選択できるものであるが、第２
図、第３図、第５図、第６図、第８図〜第１０
図、第１６図〜第１８図のような嵌込形式にする
ことは、締付時の変形防止、弁箱との接触面積を
少なくして面圧を高めることができるため好まし
い。その際、第３図中の１２のごとく接触部材８
に円味Ｒをつけることにより応力集中による割れ
を防止できる。弁座の弁体２との摺動接触部材９は、 (c) 金属材料が用いられる。弁用弁座はその用途に応じ、高圧（約30Kg／cm²
以上）、高温（約500℃以上）用、中圧（約７〜30
Kg／cm²）、中温（約500〜−20℃）用、低圧（約７
Kg／cm²以下）、低温（約−20℃以下）用に大別さ
れる。(c)金属材料はこれらの用途に応じて適宜選
択して使用される。高圧弁の場合、弁座は高速の流体による侵蝕や
摩耗を最も受けやすい部分であるから、これを考
慮してクロム系耐蝕鋼およびニツケル系耐蝕鋼が
好ましい。高温弁の場合には焼付きカジリ付きを防止する
ため、高炭素の高クローム鋼やオーステナイト系
ステンレス鋼を使用する。しかし18―８オーステ
ナイト系ステンレス鋼などにおいて、500℃前後
で粒界に炭化物が析出し粒界腐蝕が生ずることが
あり、これを防止するために高耐蝕性の金属材
料、たとえばアロイコ２０のごとき高ニツケルス
テンレス鋼、ハステロイＢやモネルのごとき高ニ
ツケル合金等を盛金したり、あるいは耐熱性、耐
摩耗性、焼付き、カジリ付き等を改良するため
に、ステライト（コバルト―クロム―タングステ
ン合金）、コロモノイ（ニツケル―クロム―ホウ
素合金）、TWC合金（タンクズテン―カーバイト
合金）等を盛金したりする。このような盛金は表
面硬化処理であり、高温用以外においても本発明
の実施に際して好ましい処理である。中圧、中温用弁の場合、13クロム鋼が耐摩耗
性、耐蝕性にすぐれ、引張り強度も400〜450℃ま
でほとんど低下しないので好ましい。低圧用弁の場合は流体が水、温水、空気等の場
合はアルミ青銅、リン青銅等が用いられるが、ス
テンレス鋼は不銹性、剛性の点から好ましい。また、低温用弁には安全性の高いオーステナイ
ト系ステンレス鋼が好ましい。上記の他に、アルミニウム、アルミニウム合
金、銅、銅合金、鉄、鉄合金、ニツケル、ニツケ
ル合金（ハステロイ、モネル）、鉛合金、マグネ
シウム合金、亜鉛合金、スズ合金、チタン、チタ
ン合金、フエライト系ステンレス鋼、マルテンサ
イト系ステンレス鋼、ステライト等いずれの材料
も使用可能である。材料の選択は、使用流体、圧
力、温度に応じ適宜選択し得るものであるが、摩
擦係数、流体や弁体に対する耐摩耗性、硬度、降
伏点、ヤング率、引張強度等の機械的性質、耐酸
化性、耐蝕性等の化学的性質、熱膨張係数、熱伝
導度等の熱的性質、組織の安定性、機械的加工
性、および経済性を考慮して最適のものを選択す
る。本発明の第２発明における摺動接触部材は、第
７図、第８図のごとく、金属材料から成る摺動接
触部材９の弁体に面する部分に凹部を設け、該凹
部に膨張黒鉛を主材とする圧縮成形体を嵌込んだ
形式のものであり、前記膨張黒鉛を主材とする圧
縮成形体の有するスプリング効果とシール効果を
弁体との摺動接触部材でも発揮させようとするも
のである。また、摺動接触部材９に溝又は段落１０を設け
ることを必要に応じて行なうことが好ましい。こ
れにより、弁体と弁座との接触面積を少なくする
ことにより、ボルト締付圧を少なくし、かつ単位
接触面積当りの接触圧を高めてシール効果を挙げ
ることができる。この溝または段落は、弁座の周
りに平行に一本ないし複数本設けることができ
る。溝の巾および深さは適宜選択することができ
る。［発明の効果］本発明の弁座は上述のように、金属部材と膨張
黒鉛を主材とする圧縮成形体とを組合わせてなる
ものであつて、両材料の短所を相互に補ない、長
所のみを相乗的に発揮させたものである。この弁座を組込んだ弁は、弁座の材質および組
合せを用途に応じて適宜選択することによつて、
低温〜高温、低圧〜高圧の広い領域にわたりすぐ
れた密封性、作業性を発揮するものである。［実施例］以下、実施例および比較例により本発明をさら
に詳細に説明する。実施例１〜４および比較例１〜３第１図に示した構造の呼径２インチ（50A）の
ボール弁の弁座として第１表に示した構造、材質
のものを用意した。以下の説明において特に指示
しない限り、部は重量部である。実施例１〜４における弁箱との接触部材に使用
されている膨張黒鉛を主材とする圧縮成形体はつ
ぎの方法により得られたものである。実施例１〜４で使用するための膨張黒鉛は、次
のようにして製造した。天然黒鉛（−24〜＋48メ
ツシユが70〜90％）100部を濃硫酸920部と硝酸ナ
トリウム50部を混合した液中で反応させる。この
反応時間は約16時間であつた。この酸処理した天
然黒鉛粒子を充分な水で水洗する。次に水洗した
粒子を100℃で乾燥し、水分を蒸発させる。この
乾燥後の粒子を熱処理温度1300℃、熱処理時間５
〜10秒の条件で処理した。その結果、黒鉛粒子の
Ｃ方向の原寸法の約300倍に膨張した粒子を得
た。これを100Kg／cm²で圧縮成形し接触部材を得
た（実施例１で使用）。バインダーである酸化黒鉛の製造方法は次のと
おりであつた。天然黒鉛粒子（300メツシユ以下
が95％）80部、濃硫酸3422部、硝酸ナトリウム40
部を混合し、液温をドライアイスにより、０℃以
下に保持した後、過マンガン酸カリウムを１時間
おきに30部ずつ添加し、総量240部になるまで行
なつた。次にこれを18時間撹拌し、液温を徐々に
室温まで上げる。液温が室温までもどつた後、氷
により発熱を除去しながら、混合液を水で薄め
る。次に、過マンガン酸塩をマンガン塩に還元す
るために約10％の過酸化水素水をKMnO₄の紫紅
色が消えるまで加えた。その後中性の液になるま
で数回水洗をくり返した。かくして製造された酸
化黒鉛１部に水20部を加え、この分散された酸化
黒鉛と上記実施例で使用される膨張黒鉛10部を混
合し、次にこれを130℃で乾燥し、圧縮成形し、
接触部材を製造した。圧縮成形圧力は100Kg／cm²
であつた（実施例２で使用）。実施例用に製造された膨張黒鉛100部にホウ酸
50％メタノール溶液をホウ酸添加量10部になるご
とく配合し、成形圧200Kg／cm²、温度1300℃、時
間10分で圧縮成形して接触部材を得た（実施例３
で使用）。実施例用に製造された膨張黒鉛100部に第一リ
ン酸アルミニウムの50％水溶液を第一リン酸アル
ミニウム添加量が10部になるごとく配合し、成形
圧200Kg／cm²で圧縮成形し、ついで600℃、２時間
加熱処理して、接触部材を得た（実施例４で使
用）。実施例４において、第８図の１１に該当する部
材は、弁箱との接触部材と同じ部材である。各材
質の諸性質を第２表ないし第４表に示した。第２
表から明らかなように、実施例の各材質は比較例
と比較して耐熱温度範囲がきわめて広いこと、熱
膨張係数が小さいこと、摩擦係数が小さいこと、
およびその他の各物性値のバランスがとれ、弁座
として要求される数値を満たしている。また、比
較例１の弁体との摺動接触部材の材質は、これ自
身ではシール性が乏しいため、別途Ｏリングおよ
び金属板バネを使用しなくてはならず、これによ
る欠点が後記のごとく生ずる。つぎに、これらの弁座をボール弁に組み込ん
で、各種の性能評価試験を行なつた。 (1) フアイヤーセーフ試験火災の場合にボール弁がウイークポイントにな
らないこと、すなわちボール弁であるが故に火災
を著しく増大したり、運転に支障をきたさないこ
とを目的とする。この試験に際しては、弁座以外の部分の耐熱性
を保証するために、弁棒スリーブ７に実施例２の
弁体との摺動接触部に使用されているのと同一の
材料をボンネツトガスケツト５に炭素鋼（SS―
41）とニカフイルム（日本カーボン製の膨張黒鉛
複合体）の積層体を、グランドパツキング６にニ
カフイルムを、それぞれ使用した。上記構造、材質のボール弁について、実施例お
よび比較例の各弁座を組込んで試験した。ボール弁をバルブ内に1.8Kg／cm²の圧力を保持
しプロパンガスバーナーで表面温度1000℃に昇温
させ、消火後５分以内に次の順序で試験を行な
う。最低３〜５回の開閉を行ない作動を確かめ
る。弁を閉とし、0.7Kg／cm²〜５Kg／cm²の水圧試
験を行ない漏洩量を測定する。つぎに、水圧10Kg／cm²の高圧締切試験を行な
い漏洩量を測定する。上記試験後、弁を分解し、各部材を点検す
る。各実施例については、実施例１，２，４はいず
れも合格であつた。試験後各部材に異常は認めら
れなかつた。比較例１については、漏水が多く認められ、部
材を点検したところ、Ｏリングの損傷が著しく、
シール機能が失なわれていることが判明した。ま
た、ステンレス鋼は、高温のため弁座が歪み摺動
面に多数の傷が認められた。又金属板バネは弾性
が不足し適正面圧を保持できなかつた。比較例２については、漏洩が認められた。部材
を点検したところ、金属板バネおよびＯリングは
比較例１と同様であり、弁体との摺動接触部材は
細かなクラツクが多数認められた。比較例３については、漏洩が著しかつた。部材
を点検したところ、弁座は熱分解により消失して
いた。 (2) 低温試験弁を−55℃、空気圧６Kg／cm²に保ち、漏れ試験
をした。比較例３の弁では、弁座材質のテトラフルオル
エチレンが収縮したため漏れが著しかつた。他は
合格であつた。 (3) 水圧試験弁座水漏れ試験として、18，21，53，105，155
（Kg／cm²）の各圧力での試験を行なつた。弁箱内部に、呼称圧力に相当する水圧を加え
て、一端を開放して水を排除した後、上記各試験
圧力を加えて５分間保持した後に弁座と弁体、弁
座と弁箱との各接触部からの漏水、にじみを測定
した。実施例、比較例いずれも合格であつた。 (4) 空気試験弁の一端に盲フランジを取り付け、他端より
２，６，10，16および20（Kg／cm²）の各圧力の空
気圧を加え、弁を開にした後、閉にし空気圧力を
内封して両端フランジ面より水を注入し弁座と弁
体、弁座と弁箱の各接触部からの漏れを測定し
た。比較例２の弁では10Kg／cm²以上の圧力で全流量
の0.01％以上の漏れが認められた。他は合格であ
つた。 (5) 水蒸気試験水蒸気として、６Kg／cm²（158℃）、10Kg／cm²
（179℃）、15Kg／cm²（197℃）、20Kg／cm²（211℃）
を用い、弁箱全体がほぼ等温になるまで加熱を持
続し弁座部からの漏れを試験した。比較例３において、10Kg／cm²以上の場合、弁座
の熱変形が生じ、漏れが認められた。その他は合
格であつた。また、比較例３以外は、摺動接触部
の焼き付けは認められなかつた。

【表】

【表】【図面の簡単な説明】

第１図は弁の一例としてのボールバルブの断面
図、第２〜１０図は本発明の弁座の種々の態様を
例示する断面図、第１１図は第９図の弁座を弁に
組込んだ場合の断面図、第１２図はＯリング、金
属板バネを有する従来型の弁の一例の断面図、お
よび第１３図はポリテトラフルオルエチレン製弁
座が収縮を起した従来型弁の一例の断面図、第１
４図は弁の一例としてのパラレルスライドバルブ
の断面図、第１５図は第１４図の部分拡大断面
図、第１６〜第１８図は本発明の弁座の種々の態
様を例示する断面図、第１９図は弁の一例として
のバタフライ弁の断面図、第２０図は第１９図の
部分拡大断面図、第２１〜第２３図は本発明の弁
座の種々の態様を例示する断面図である。１…弁座、２…弁体、３…弁箱、８…弁箱との
弁座接触部材、９…弁体との弁座摺動接触部材、
１０…溝または段落等の凹部。

Claims

【特許請求の範囲】１弁の弁箱に着脱可能に装着して使用する弁座
であつて、弁箱との接触面および弁体との摺動接
触面で流体のシールを行なう弁座において、該弁
座が弁箱との接触部材および弁体との摺動接触部
材を接合して成り、弁箱との接触部材が比重1.1
〜1.9の膨張黒鉛を主材とする圧縮成形体、弁体
との摺動接触部材が金属材料から成ることを特徴
とする弁座。２前記膨張黒鉛を主材とする圧縮成形体が膨張
黒鉛単独又は膨張黒鉛に酸化黒鉛、ホウ酸および
リン酸アルミニウムから選ばれた少なくとも１種
の無機バインダーを配合したもののいずれかの圧
縮成形体である特許請求の範囲第１項に記載の弁
座。３前記弁体との摺動接触部材が弁体に面する部
分に溝または段落等の凹部を設けたものである特
許請求の範囲第１項記載の弁座。４前記弁箱との接触部材をその一部が弁箱側に
突出するように前記弁体との摺動接触部材の弁箱
側に設けた凹部にはめ込んだ特許請求の範囲第１
項記載の弁座。５弁の弁箱に着脱可能に装着して使用する弁座
であつて、弁箱との接触面および弁体との摺動接
触面で流体のシールを行なう弁座において、該弁
座が弁箱との接触部材および弁体との摺動接触部
材を接合して成り、弁箱との接触部材が比重1.1
〜1.9の膨張黒鉛を主材とする圧縮成形体、弁体
との摺動接触部材が金属材料から成り、かつその
弁体に面する部分に凹部を設け該凹部に前記膨張
黒鉛を主材とする圧縮成形体を嵌込んだものであ
ることを特徴とする弁座。６前記膨張黒鉛を主材とする圧縮成形体が膨張
黒鉛単独又は膨張黒鉛に酸化黒鉛、ホウ酸および
リン酸アルミニウムから選ばれた少なくとも１種
の無機バインダーを配合したもののいずれかの圧
縮成形体である特許請求の範囲第５項に記載の弁
座。７前記弁体との摺動接触部材が弁体に面する部
分に溝または段落等の凹部を設けたものである特
許請求の範囲第５項記載の弁座。８前記弁箱との接触部材をその一部が弁箱側に
突出するように前記弁体との摺動接触部材の弁箱
側に設けた凹部にはめ込んだ特許請求の範囲第５
項記載の弁座。