JPS6326472A - 回転プラグ弁 - 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】 本発明は、弁ハウジングのチャンバ内で回転自在なプラ
グと、弾性プラスチック材料から成りプラグとチャンバ
内壁との間に配備されている封止用ライナとをちつプラ
グ弁に（系る。

かかる弁において、プラスチック材料は、弁の金属ボデ
ィと開閉機能を操作する金属プラグとの間のシールを形
成するスリーブとして作用する。

このタイプの種々の弁は先頭の英国特許第８７６２５３
号：第８７６２５４号、第９１７６２１号；第９７１６
４６号：第１１１５４２６号；第１２３５６４４号；第
１２５５３１５号；第１２７５２０３号：第１２７９５
９１号及び第１３３８９２８号に開示されている。これ
らの種々の従来構造においては弁ハウジングの内部チャ
ンバが、プラグの封正に必要な位置でプラスチック材料
から成る封止用ライナを保持する溝を形成し、同時に弁
を拘束しないでプラスチック材料の熱膨張を許容する間
隙と形成するような厳密な輪郭に形成されており、入口
ボー１へ及び出口ポートの周囲でのハウジング内部のチ
ャンバ材料の縁端に対するライナの相対寸法及び位置を
慎重に整合させ、これによりライナの縁端を通過する流
体の奔流によって弁がわずかに開いたときにライナの隅
の持ち上がりが最小になるように構成する必要がある。

本発明の目的は、多年にわたって使用されてきた従来構
造の利点をもち、従来構造よりも安価で簡単に製造でき
、封止用スリーブ自体の交換ができるだけ容易に且つ最
小の運休時開で行なうことがてきる設計を提供すること
である。このような設計は近付き難い配管場所に弁を溶
接する場合に特に重要である。

本出願人による先願の英国特許公開第１５４６９９４号
で開示された回転プラグ弁は、入口及び出口ポートをも
つハウジングと、前記ポートが内部に開口する円錐台状
チャンバと、該チャンバ内に回転不能に配備された円錐
台状ライナと、貫通流路をもつ円錐台状プラグとを含み
、前記円錐台状ライナはプラスチック封止手段好ましく
はフルオロカーボン系材料を径方向内面及び外面に支持
する剛性金属ライナボディを含み、径方向内面の封止材
料がプラスデック材料の円錐台状スリーブから成り、ラ
イナが前記ポートと軸合わせされた開孔を有し、前記円
錐台状プラグが前記ライナ内に受容されてハウジングの
外部から弁の開放位置と閉鎖位置との間で回転自在であ
り、前記ライナと前記プラグとがユニットとじてハウジ
ングから容易にｍ脱できるように構成されている。この
従来構造は、金属ボディの外面とハウジンクチャンバの
内面との間に０リングシールのハーネス３使用している
。多くの用途では成功であったが、金属ボディはハウジ
ングチャンバの内面に整合するように慎重に取付ける必
要があり、また腐食性又は放射性流体が弁を通過すると
きには問題が生じる。

これらの問題を解決するために、０す、ングのハーネス
の代わりに封止用スリーブが使用されている。これによ
り、腐食の問題が解消するだけでなく、ハウジングチャ
ンバの内面が損傷されたとき又はライナの外面に完全に
整合していないときにも極めて有効な封止作用が得られ
る。従って本発明の特徴は、前記ライナの金属ボディの
外面の封止用材料もまたプラスチック材料スリーブから
成り、ライナボディの小径末端側に前記スリーブを前記
ボディに保持する棚状突出部が備えられていること、及
び、保持用環状リップがポートと軸合わせされた開孔の
周囲に備えられスリーブの材料を前記開孔から岨間して
保持することである。

好ましくは、プラスチック材料が径方向で内側及び外側
にリップ及び棚状突出部を越えて延設されており、これ
によりチャンバ内壁とプラグとがプラスチック材料のみ
によって接触していることである。また好ましくは、ラ
イナの内面及び／又は外面のかなりの割合がプラグ及び
チャンノ〈の表面から夫々菊間しており、弁の使用中に
スリーブのプラスチック材料の熱膨張を許容する逃し領
域を与えることである。

添付図面に示す具体例に基づいて本発明をより詳細に以
下に説明する。

具体例 第１図は、弁ユニット４７１をもつ弁アセンブリの一部
を示す。弁ユニットは、金属ライナボディ４７２（本明
細書てはまた「弁ボディ４７２．とも指体する）と封止
用スリーブ４８１，４８６とをきむ弁ライナと、弁ライ
ナ内部の回転自在な弁部材４７３と３含む。

弁ボディ４７２は、ハウジング４１４内のテーパ状開孔
４１７に嵌合するようにテーパ状である０回転自在な弁
部材４７３ち、弁ボデイ４７２内の側壁４７４によって
規定されるテーパ状開孔内に嵌合するようにテーパ状で
ある。

弁ボディ４７２は、ハウジング内の入口ポートと連通ず
る大口ボー１−４７５をもつ。大口ボー１〜４７５は、
弁ボディ４７２の側壁４７４を貫通し、弁ボディ４７２
の側壁４７４の開孔４７５ｃ　（第２図及び第３図参照
）に挿入されるビン４７５Ｂによって弁ボディ４７２に
固定されたリップ４７５Δによって規定されている。弁
ボディ４７２の底端は、ハウジング内の出口ポートと連
通ずる円形の出口ポート４７６（第１図参照）をもつ。

回転自在な弁部材４７３のテーパ状ＩＩ￥！ｌ壁は、弁
ボディ４７２の入口ポート４７５と同形の大口ボー１−
４７７をもつ。該入口ボーＩ〜４７７は、回転自在な弁
部材４７３が開放位置のとき弁ボディ４７２の入口ポー
ト４７５と連通する。回転自在な弁部材４７３の底端は
弁ボディ４７２の出口ポート４７６と同形の出口ボー１
−４７８をもち、該出口ポート４７８は弁ボディ４７２
の出口ポート４７６と常に連通している。

テーパ状弁ボディ４７２は、長手方向切欠き部分４８０
をもち、この部分は、該部分内に保持される封止用スリ
ーブ４８１を受容する入口ポート４７５の場所を除く弁
ボディ４７２の実買的に全周にわたる長さに設けられて
いる。弁ボディ４７２は着脱自在な底部４８２を有し、
該底部は、ねじ４８２′によって弁ボディ４７２に固定
されており、従って封止用スリーブ４８１は環状ショル
ダ４８３に係合するまで弁ボディ４７２の外面に沿って
摺動し得る。該封止用スリーブ４８１は収縮によってシ
ョルダに密着的に係合し得る。

弁ボディ４７２の上端は外側に伸びるフランジ４８３′
メを備えており、該フランジはハウジング４１４の環状
表面４６０に重なる。フランジ４８３′に支持される環
状封止用部材４８４は表面４６０と係合して両者間にシ
ールを形成する。

弁ボディ４７２のテーバ状内側壁４７４は、該側壁から
内側に突出し互いに角度的に難問した複数の長手方向リ
ブ４８５（第１図）をもつ、リブ４８５は、回転自在な
弁部材４７３の開放位置と開開位置との双方で該弁部材
４７３の入口ポート４７７（第１図参照）が、２つのリ
ブ４８５の中間に（第２図及び第３図参照）配置される
ように互いに離間している。

封止用スリーブ４８６（第１図参照）は、回転自在な弁
部材４７３と共にシールを形成ずべく弁ボディ４７２の
内側壁４７４の内部に装着されている。封止用スリーブ
４８１と封止用スリーブ４８６とは適当な任意のプラス
チック材料から形成される。好ましグ材料はフルオロカ
ーボン系材料、例えばポリテトラフロオロエチレンであ
る。

封止用スリーブ４８１と封止用スリーブ４８６とは、着
脱自在な底部４８２とリップ４７５Ａとを介して位置保
持されている。着脱自在な底部４８２とリップ４７５Ａ
との両者は、封止用スリーブ４８１と封止用スリーブ４
８６との双方が所望位置に配置されるまで配置されない
。

弁ボディ４７２は上部連続リブ４８７３もち、該リブは
入口ポート４７７の上方に配置されている。弁ボディ４
７２は下部連続リブ４８８をもち、該リブは入口ポート
４７７の下方で出口ボー１−４７６の上方に配置されて
いる。

一対の解放溝４８９，４９０がリブ４８７の両側に配置
されている。従って、リブ４８７は封止用スリーブ４８
６の圧力密封領域として機能し、講４８９，４９０は封
止用スリーブ４８６の圧力逃し領域として機能する。

リブ４８８は、出口ポート４７５の近傍で下方に環状解
放溝４９１をもち上方に解放溝４９２ともち、溝４９２
は出口ボー１−４７５が存在しない内側壁４７４の領域
の溝・１９０と連続している。従って、溝４９１と４９
２とは、封止用スリーブ４８６の圧力逃し領域を与え、
：苦４８８は封止用スリーブ４８６の圧力密封領域とし
て機能する。

長手方向リブ４８５（第２図及び第３図参照）は、回転
自在な弁部材４７３の外面と係合して封止用スリーブ４
８６の圧力密封領域を与える。リブ４８５間の領域は封
止用スリーブ４８６の圧力逃し領域を与える。

前記のごとく、テーパ状弁ボディ４７２の周囲は切欠き
部分４８０をもち、封止用スリーブ４８１が該切欠きの
内部に配置される。第３図に示すことく、弁ボディ４７
２はリブ４９３として退化するように拡張された部分４
８０の４つの領域をもつ。これらは封止用スリーブ４８
１と協働して圧力密封領域を形成し、その間のスペース
は圧力逃し領域として潰能する。

従って、リブ４９３は封止用スリーブ４８１がハウジン
グと共に十分な圧力逃し領域と圧力密封領域とを形成す
るように機能する。

弁ユニツｌ−４７１をハウジングに受容する構造につい
ては第１図に詳細に図示しないか、先厘の欧州特許公開
第３２０３８号に開示された弁の種々の具体例に記載の
材料を使用し得る。内側スリーブと外側スリーブとの夫
々を弁ボディの軸方向押圧力によって円錐台状ハウジン
グチャンバ内に圧縮し弁プラグをボディの円錐台状内孔
に圧縮するだけでよい。

ハウジングが単一人口ポートをもつ具体例を図示及び記
載したが、ハウジングが複数の入口ポートを有し得るこ
とが理解されよう。これらの入口ポートは、各入口ポー
トが例えば２つの長手方向リブの中間に配置されるよう
に設けられる必要がある。入口ポートの数を増加させる
と、長手方向リブの数を増加させ且つ入口ポー１−の寸
法を縮小することによってポート間のスペースを縮小す
る必要がある。

図示のハウジングの出口ポートは入口ポートに垂直に配
置されているが、出口ポートが入口ポートと軸合わせさ
れてもよいことが理解されよう。

この場合、弁ユニットの回転自在な弁部材が真っ直ぐな
貫通通路をらっことが必要である。

第４図は第１図と同様の具体例を示すが、ハウジング５
１４の図示しない出口通路は入口通路と軸合わせされて
おり、入口ポート５１５を備える。第１図の着脱自在な
保持用底部４８２とリップ４７５との代わりに封止用ス
リーブ５８６，５８１は弁ボディ５７２と一体的に形成
されたリップによって位置保持される。

弁カバー５６１は、ポルｌ−５６２によって弁ボディ５
７２のフランジ５５６に固定されており、貫通流路５２
６を備えた弁ボデイ自体は、ボルト５８９によって弁ハ
ウジング５１４に固定されている。弁カバー５６１をフ
ランジ５５６に固定するボルト５６２は後述する如きジ
ヤツキ撮能を果たすねじ付き開孔５８６内に受容される
。

図示の構造ではシー１〜金属カバー６００が、カバー５
６１の頂部に取り付けられその一部がボルト５６２の頭
部を被覆している。従って通常はポルｌ−５６２に接近
できないのでカバー５６１とボディ５７２どの分離が阻
止される。従って弁ユニットは一体としてハウジング５
１４に着脱され得る。

ハウジング５１４からユニットを取り外す＋Ｉ？要が生
じると、シート金属カバー６００を取り外し２つのボル
トを取り外し、より長いねし部材又はジャ・ンキボルト
を露出した開孔５８６に挿入しハウジング５１４の頂部
に押圧して、ハウジング５１４のテーパ状開孔内のボデ
ィ５７２の楔の係合を分離する。楔の係合が分離される
と、ユニツＩ・は単一ユニットとして容易に取り外すこ
とができる。勿論交換される弁ユニットは全部のポルｌ
〜５６２を適正配置するたけてボルト５８６の締め付け
によって節単に装着できる。弁ボディ５７２のポートと
弁ハウジングの流体流入口５１８との位置合わせを確保
する適当な手段を配備し得る。

本文中には１つの入口ポートと１つの出口ボー１〜とだ
けをもつ弁を記載したが、本発明構造は多くの変形、例
えば三方、四方及び三方弁及び自動調節弁に容易に適応
させ得る。

前記構造によれば、金属ボディは例えば精密ロストワッ
クス法を使用する注型によって製造されるのが有利であ
る。スリーブが挿入されるハウジングの開孔は簡単な機
械加工テーバである。完成アセンブリは、プラスチック
材料のコールドフローを阻止する種々のフランジによっ
て形成されるリップと、プラスチック材料間に金属がサ
ンドイッチされた高圧領域と、高圧領域間の逃し領域と
を含む。

前記のごとくこの構造によって得られる主な利点はライ
ナの交換が迅速で容易なことである。即ち、ライナ３桜
めてハウジングから抜き出し交換ライナを弁にＴｙ、ｆ
寸（する。これはパイプライン（こ）容接され過酷な条
件下で使用される弁にとって特に有利である。弁スリー
ブを形成するためにボディが特別な輪郭をもつこれまて
の設計では、スリーブの着脱方法が複雑であった。

記載の構造の別の利点は防火領域が存在することである
。弁が火に巻き込まれるとライナのプラスチック材料が
過熱によって崩壊又は分解し、下降方、向の付加的機械
的運動がプラグに作用し、ハウジング内の円錐台状チャ
ンバを形成するテーパ天壁とボディの外側ボー１−のリ
ップとの間、及びテーパ状プラグとボディの内側ポート
のリップとの間に金属対金属シートが得られるまでボデ
ィを強制的に下降させる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の回転プラグ弁の具体例の一部の長手方
向断面図、第２図は第１図の弁ボディの第１図の１８−
１８線に沿った断面図、第３図は第１図の弁ボディの第
１図の１９−１９線に沿った断面図、第４図は本発明の
弁アセンブリの別の具体例の一部の断面図である。 ４１４．５１４・・・・・ハウジング、４７２，５７２
・・・・・・ボディ、４８１．４８６，５８１，５８６
・・・・・・封止用手段、４８６．５８６・・・・・・
スリーブ、４７３・・・・・・プラグ。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）入口ポート及び出口ポートをもつハウジングと、
   前記ポートが内部に開口する円錐台状チャンバと、該チ
   ャンバ内に回転不能に配備された円錐台状ライナと、貫
   通流路をもつ円錐台状プラグとを含み、前記円錐台状ラ
   イナは、プラスチック好ましくはフルオロカーボン系材
   料から成る封止用手段を径方向内面及び外面に支持する
   剛性金属ライナボディを含み、径方向内面の封止用材料
   が円錐台状プラスチック材料スリーブから成り、ライナ
   が前記ポートと軸合わせされた開孔を有し、前記円錐台
   状プラグが前記ライナ内に受容されて弁の開放位置と閉
   鎖位置との間でハウジングの外部から回転自在であり、
   前記ライナと前記プラグとがユニットとしてハウジング
   から容易に離脱できるように構成されている回転プラグ
   弁であって、前記金属ライナボディの外面の封止用材料
   もプラスチック材料スリーブから成り、前記スリーブを
   前記ボディに保持するためにライナボディの小径側の末
   端に棚状突出部が設けられており、スリーブ材料を前記
   開孔から離間して保持すべくポートと軸合わせされた開
   孔の周囲に保持用環状リップが配備されていることを特
   徴とする回転プラグ弁。
2. （２）スリーブのプラスチック材料が、径方向で内側及
   び外側にリップ及び棚状突出部を越えて延設されており
   、チャンバ内壁とプラグとがライナスリーブのプラスチ
   ック材料のみによって接触していることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項に記載の回転プラグ弁。
3. （３）ボディの径方向内面の実質的部分が、弁の使用中
   の内側スリーブのプラスチック材料の熱膨張を許容すべ
   くプラグ表面と金属ボディとの間に逃し領域を形成する
   ように緩和されていることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項又は第２項に記載の回転プラグ弁。
4. （４）金属ボディの径方向外面の部分が、弁の使用中に
   外側スリーブのプラスチック材料の熱膨張を許容すべく
   チャンバ表面と金属ボディとの間に逃し領域を形成する
   ような形状であることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項から第３項のいずれかに記載の回転プラグ弁。
5. （５）棚状突出部が金属ボディの小径末端に着脱自在に
   固定された環状リムから成ることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項から第４項のいずれかに記載の回転プラグ
   弁。
6. （６）ハウジングチャンバ内にボディの保持手段が配備
   されており、両者間で外側スリーブが圧縮されているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項から第５項のいず
   れかに記載の回転プラグ弁。
7. （７）ボディ内に弁プラグ保持手段が配備されており、
   両者間に外側スリーブが圧縮されていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項から第６項のいずれかに記載の
   回転プラグ弁。
8. （８）前記ボディが、前記開孔内に配置され前記内側封
   止用スリーブで被覆されて前記回転自在な弁プラグに向
   かって封止される封止用スリーブの圧力密封領域と、該
   圧力密封領域間の封止用スリーブの圧力逃し領域とを形
   成する手段を含み、前記ボディが、前記外側壁に配置さ
   れ前記外側封止用スリーブで被覆されて前記ハウジング
   に向かって封止される前記封止用スリーブの圧力密封領
   域と、該圧力密封領域間の前記封止用スリーブ用の圧力
   逃し領域とを形成する手段をもつことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項から第７項のいずれかに記載の回転プ
   ラグ弁。
9. （９）ボディの前記開孔に配置された手段が、前記弁ボ
   ディの前記開孔の内部に沿って延設され且つ前記内側封
   止用スリーブによって被覆された複数の長手方向リブを
   有しており、前記リブは、回転自在な弁プラグの開放位
   置又は閉鎖位置で２つの前記リブ間に通路の少なくとも
   一端が位置するように配置されていることを特徴とする
   特許請求の範囲第８項に記載の弁。
10. （１０）前記ボディの外側壁に配置された前記手段が、
    前記ボディの外側壁に沿って延設され且つ前記外側封止
    用スリーブによって被覆された複数の長手方向リブをも
    つことを特徴とする特許請求の範囲第８項又は第９項に
    記載の弁。