JPWO2016182066A1 - トラニオン型ボールバルブ並びにバルブのシール構造とバルブ用パッキン - Google Patents
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Abstract
Description
高温流体が流れる場合には、パッキン材を隙間に密接状態で装着していることで、このパッキン材が高温流体によって熱膨張したときに、外部にはみ出したり変形や割れが生じやすくなる。
パッキン材は、成形時に寸法のばらつきを生じるため、組立て時にはパッキン材ごとに細かく圧縮荷重を制御する必要が生じることもあり、これも組立て性を阻害する要因となる。
なお、ボデー2は、本実施形態のようなスリーピース構造に限らず、ボデーとキャップのツーピース構造や、ボトムエントリー構造やトップエントリー構造などの組合わせを包含するものである。
このようにテーパ面21が形成されていることで、パッキン本体7は、押圧方向の外周側長さLより短く形成された内周側長さMを有し、かつ、この内周側長さMの摩擦抵抗は、外周側長さLの摩擦抵抗よりも小になっている。
また、トラニオン型ボールバルブは、ボールをトラニオンプレート材で支える構造であってもよく、更には、押圧機構を用いることなく、流体圧による自緊力でシールするリテーナパッキン構造を用いる、フローティング型ボールバルブに適用してもよい。
図1、図2において、バルブ本体1を組立てる場合には、ボデー2の内側から上ステム4を挿入した状態で、ボール3をボデー2内に装入し、このボール3の上部に上ステム4の下端を嵌め込む。この状態で、下ステム5をボデー2の外側下方から挿入し、その上端をボール3の下部に嵌め込み、ボルト部材28を締付けて下ステム5をボデー2に固定することで、ボール3を上下ステム4、5で回動可能に装着する。
この「てこの原理」によるパッキン本体7のねじり作用は、バルブ本体1の組立て時にも機能し、先端外周部位22を中心としてパッキン本体7の面圧を上昇することでシール性を確保している。
この実施形態におけるバルブ本体40では、パッキン41の内周面42、外周面43が、このパッキン41の装着方向に傾斜する傾斜面として形成され、パッキン後端部44の内外周側がボールシート6側又はボデー2側、或は双方の側に突出された状態で、この後端部44の内外周部位のシール面圧が高められるようになっている。
これにより、パッキン41挿入時には、後端部44がたわむことで組立て容易性を確保しつつ、加工公差や、高温下における膨張を考慮した、クリアランスの大きくなりやすい大口径のバルブ(例えば、サイズ10B程度のバルブ)に用いることにより、初期シール性、すなわち押圧機構8の押圧力を中心としたシール面圧発生時のシール性能の不足を補うことができ、その弾性力でパッキン41内外周側のシール性を向上できる。
これにより、パッキン本体7にテーパ面を設けることなく、このパッキン本体7先端外径側をボールシート51への接触面55、先端内径側と段部面53との間にスペースGを設けることができ、前記実施形態と同様の効果を発揮することができる。
組込み後には、後端部72の断面略V字形状の角度αがさらに縮められるため、キャップ11内周面、外周段部16への押圧力がそれぞれ強くなりシール性が向上する。
2 ボデー
3 ボール
4 上ステム
5 下ステム
6 ボールシート
7 パッキン本体
8 押圧機構
16 外周段部
17 段部面
20 接触面
21 テーパ面(非接触部)
22 先端外周部位(作用点)
23 パッキン後端部
24 スプリング
25 リテーナグランド
26 環状突部
42、43 傾斜面
54 切欠き溝(非接触部)
F 支点
G スペース
が生じた場合、シール性を確保することが難しくなる。シールリングやバックアッププレートを設けたことで、部品点数が増加するという問題もある。
[0011]
本発明は、従来の課題を解決するために開発したものであり、その目的とするところは、パッキンをボールシートとボデーとの間に密接状態で装着することなく、特に先端外周部位のシール面圧を向上して高圧や高温時にも確実に流体漏れを防止し、高精度の加工や圧縮量の調節を必要とすることなく、パッキンを所定の取付状態にしつつ組立てできるトラニオン型ボールバルブ並びにバルブのシール構造とバルブ用パッキンを提供することにある。
課題を解決するための手段
[0012]
上記目的を達成するため、請求項1に係る発明は、ボデー内に設けられたボールが上下ステムを介して回転自在に設けられ、かつボールに押圧状態で接触されるボールシートでシールされるトラニオン型ボールバルブにおいて、ボールシートの後部又はボールシートを装着したシートリテーナの後部に設けられた外周段部とボデーとの間の空間に装着されたパッキンと、このパッキンがボール方向に押圧される押圧機構とを有し、パッキンの先端面の先端外径側には外周段部の段部面に接触する接触面と、パッキン先端面の接触面以外の先端内径側には外周段部の段部面との間にスペースを有する非接触面とが備えられ、少なくとも押圧機構の押圧力でパッキンにねじり作用を働かせた状態でパッキンの先端外周部位を局部圧接してシール面圧を高めたトラニオン型ボールバルブである。
[0013]
請求項2に係る発明は、パッキンは、内周側の摩擦抵抗が外周側の摩擦抵抗より小であり、パッキンの押圧時に外径側よりも内径側が前進する状態となり、接触面を支点としてパッキンにねじり作用が発生して作用点となる先端外周部位のシール面圧が上昇されるトラニオン型ボールバルブである。
[0014]
請求項3に係る発明は、スペースを構成する非接触部は、パッキンの先端内径側に向けられたテーパ面であり、このテーパ面は、押圧機構の押圧力と自緊力により徐々にボールシートの段部面に外径側から当接されるようにしたトラニオン型ボールバルブである。
[0015]
請求項4に係る発明は、スペースを構成する非接触部は、ボールシートの段部面に設けられた切欠き溝で形成されたトラニオン型ボールバルブである
。
[0016]
請求項5に係る発明は、パッキンの後端部が凹状の断面略V字形状に形成され、押圧機構の押圧によりパッキン後端部がボールシート側、ボデー側にそれぞれ押し広げられた状態でシールされたトラニオン型ボールバルブである。
[0017]
請求項6に係る発明は、パッキンの後端部の断面略V字形状の角度が小さく設けられ、後端部の厚みが末端側まで略均一に設けられたトラニオン型ボールバルブである。
[0018]
請求項7に係る発明は、パッキンの内外周面がこのパッキンの装着方向に傾斜する傾斜面とされ、パッキンの後端部の内外周側がボールシート側又はボデー側、或は双方の側に突出された状態で、パッキンの後端部の内外周部位のシール面圧が高められたトラニオン型ボールバルブである。
[0019]
請求項8に係る発明は、押圧機構は、スプリングと、このスプリングの弾発力により押圧されるリテーナグランドとを有し、このリテーナグランドの先端側にパッキンが押圧される環状突部が形成されたトラニオン型ボールバルブである。
[0020]
請求項9に係る発明は、パッキンは、膨張黒鉛製シートが積層された成形パッキンであるトラニオン型ボールバルブである。
[0021]
請求項10に係る発明は、ボデー内にステムを介して開閉自在に装着された弁体にシートが押圧状態で接触されるバルブのシール構造であって、シートの後部又はシートを装着したシートリテーナの後部に設けられた外周段部とボデーとの間の空間に装着されたパッキンと、このパッキンが弁体方向に押圧される押圧機構とを有し、パッキンの先端外径側には、外周段部の段部面に接触する接触面が設けられ、接触面以外のパッキン先端面の先端内径側には外周段部の段部面との間にスペースを有する非接触面とが備えられ、少なくとも押圧機構の押圧力でパッキンにねじり作用を働かせた状態でパッキンの先端外周部位を局部圧接してシール面圧が高められた状態でシールするバルブのシール構造である。
[0022]
請求項11に係る発明は、パッキンは、内周側の摩擦抵抗が外周側の摩擦抵抗より小であり、パッキンの押圧時に外径側よりも内径側が前進する状態
となり、接触面を支点としてパッキンにねじり作用が発生されて作用点となる先端外周部位の面圧が上昇された状態でシールされるバルブのシール構造である。
[0023]
請求項12に係る発明は、バルブのボデー内にステムを介して開閉自在に装着された弁体に押圧状態で接触されるシートの後部又はシートを装着したシートリテーナの後部に設けられた外周段部とボデーとの間の空間に装着されてシール可能なパッキンであって、このパッキンの先端外径側には外周段部の段部面に接触する接触面が設けられ、パッキン先端面の接触面以外の先端内径側にはシート又はシートリテーナとの非接触部が設けられ、少なくとも押圧機構の押圧力でパッキン自体にねじり作用を働かせた状態でパッキンの先端外周部位がボデーとのシール面圧を高める部位としたバルブ用パッキンである。
[0024]
請求項13に係る発明は、非接触部は、先端内径側に向けられたテーパ面であるバルブ用パッキンである。
[0025]
[0026]
[0027]
請求項16に係る発明は、内外周面が装着方向に傾斜する傾斜面とされ、後端部の内外周部位とシート側、ボデー側とのシール面圧を高めるために後端部の内外周側の何れか一方或は双方が突出されたバルブ用パッキンである。
発明の効果
[0028]
請求項1に係る発明によると、外周段部とボデーとの間に装着したパッキンと、このパッキンをボール方向に押圧する押圧機構とを有し、パッキンの先端外径側には段部面に接触する接触面と、パッキンの先端内径側には段部面との間に設けたスペースとを備え、少なくとも押圧機構の押圧力でパッキンの先端外周部位のシール面圧を高めている。流体が流れる際には、特に、高圧流体の場合であっても、パッキン全体をボールシートとボデーとの間に密接させることなく、パッキンにねじり作用を働かせて先端外周部位を局部
体の場合にも漏れを防止できる。
[0041]
[0042]
[0043]
請求項16に係る発明によると、初期シール性を向上でき、低圧流体が流れる場合にも後端部の高いシール性により漏れを確実に防止する。
図面の簡単な説明
[0044]
[図1]本発明のトラニオン型ボールバルブの第1実施形態を示す縦断面図である。
[図2](a)は、図1のA部拡大断面図である。(b)は(a)におけるパッキン本体を示す拡大断面図である。
[図3]本発明のトラニオン型ボールバルブの第2実施形態を示す要部拡大縦断面図である。
[図4]本発明のトラニオン型ボールバルブの第3実施形態を示す要部拡大縦断面図である。
[図5]本発明のトラニオン型ボールバルブの第4実施形態を示す要部拡大縦断面図である。
[図6](a)は、本発明のトラニオン型ボールバルブの第5実施形態を示す要部拡大縦断面図である。(b)は、(a)におけるパッキン本体を示す拡大断面図である。
発明を実施するための形態
[0045]
以下に、本発明におけるトラニオン型ボールバルブ並びにバルブのシール構造とバルブ用パッキンの実施形態を図面に基づいて説明する。図1においては、本発明のトラニオン型ボールバルブの第1実施形態を示し、図2(a)においては、図1のA部拡大断面図を示している。
Claims (16)
- ボデー内に設けられたボールが上下ステムを介して回転自在に設けられ、かつ前記ボールに押圧状態で接触されるボールシートでシールされるトラニオン型ボールバルブにおいて、前記ボールシートの後部に設けられた外周段部と前記ボデーとの間に装着されたパッキンと、このパッキンがボール方向に押圧される押圧機構とを有し、前記パッキンの先端外径側には前記外周段部の段部面に接触される接触面と、前記パッキンの先端内径側には前記外周段部の段部面との間に設けられたスペースとが備えられ、少なくとも前記押圧機構の押圧力で前記パッキンの先端外周部位のシール面圧が高められることを特徴とするトラニオン型ボールバルブ。
- 前記パッキンは、内周側の摩擦抵抗が外周側の摩擦抵抗より小であり、前記パッキンの押圧時に外径側よりも内径側が前進する状態となり、前記接触面を支点として前記パッキンにねじり作用が発生されて作用点となる前記先端外周部位の面圧が上昇される請求項1に記載のトラニオン型ボールバルブ。
- 前記スペースを構成する非接触部は、前記パッキンの先端内径側に向けられたテーパ面であり、このテーパ面は、前記押圧機構の押圧力と自緊力により徐々に前記ボールシートの段部面に外径側から当接されるようにした請求項1に記載のトラニオン型ボールバルブ。
- 前記スペースを構成する非接触部は、前記ボールシートの段部面に設けられた切欠き溝で形成された請求項1に記載のトラニオン型ボールバルブ。
- 前記パッキンの後端部が凹状の断面略V字形状に形成され、前記押圧機構の押圧により前記パッキン後端部が前記ボールシート側、前記ボデー側にそれぞれ押し広げられた状態でシールされた請求項1乃至4の何れか1項に記載のトラニオン型ボールバルブ。
- 前記パッキンの後端部の断面略V字形状の角度が小さく設けられ、前記後端部の厚みが末端側まで略均一に設けられた請求項5に記載のトラニオン型ボールバルブ。
- 前記パッキンの内外周面がこのパッキンの装着方向に傾斜する傾斜面とされ、前記パッキンの後端部の内外周側が前記ボールシート側又はボデー側、或は双方の側に突出された状態で、前記パッキンの後端部の内外周部位のシール面圧が高められた請求項5又は6に記載のトラニオン型ボールバルブ。
- 前記押圧機構は、スプリングと、このスプリングの弾発力により押圧されるリテーナグランドとを有し、このリテーナグランドの先端側に前記パッキンが押圧される環状突部が形成された請求項1乃至7の何れか1項に記載のトラニオン型ボールバルブ。
- 前記パッキンは、膨張黒鉛製シートが積層された成形パッキンである請求項1乃至8の何れか1項に記載のトラニオン型ボールバルブ。
- ボデー内にステムを介して開閉自在に装着された弁体にシートが押圧状態で接触されるバルブのシール構造であって、前記シートの後部に設けられた外周段部と前記ボデーとの間に装着されたパッキンと、このパッキンが弁体方向に押圧される押圧機構とを有し、前記パッキンの先端外径側には前記外周段部の段部面に接触される接触面と、前記パッキンの先端内径側には前記外周段部の段部面との間に設けられたスペースとが備えられ、少なくとも前記押圧機構の押圧力で前記パッキンの先端外周部位のシール面圧が高められた状態でシールされることを特徴とするバルブのシール構造。
- 前記パッキンは、内周側の摩擦抵抗が外周側の摩擦抵抗より小であり、前記パッキンの押圧時に外径側よりも内径側が前進する状態となり、前記接触面を支点として前記パッキンにねじり作用が発生されて作用点となる前記先端外周部位の面圧が上昇された状態でシールされる請求項10に記載のバルブのシール構造。
- バルブのボデー内にステムを介して開閉自在に装着された弁体に押圧状態で接触されるシートと、ボデーとの間に装着されてシール可能なパッキンであって、先端外径側には前記シートへの接触面が設けられ、この接触面以外の先端内径側が前記シートとの非接触部になると共に、先端外周部位がシール面圧の高まる部位であることを特徴とするバルブ用パッキン。
- 前記非接触部は、前記先端内径側に向けられたテーパ面である請求項12に記載のバルブ用パッキン。
- 後端部が凹状の断面略V字形状に形成され、この後端部が前記シート側、前記ボデー側にそれぞれ押し広げられて状態でシール可能に設けられた請求項12又は13に記載のバルブ用パッキン。
- 前記後端部の断面略V字形状の角度が小さく設けられ、後端部の厚みが末端側まで略均一に設けられた請求項14に記載のバルブ用パッキン。
- 内外周面が装着方向に傾斜する傾斜面とされ、前記後端部の内外周部位と前記シート側、ボデー側とのシール面圧を高めるために前記後端部の内外周側の何れか一方或は双方が突出された請求項14又は15に記載のバルブ用パッキン。
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