WO2006107005A1

WO2006107005A1 - バタフライバルブ

Info

Publication number: WO2006107005A1
Application number: PCT/JP2006/307005
Authority: WO
Inventors: Akihiro Shakagori; Yukinobu Sato
Original assignee: Asahi Organic Chemicals Industry Co., Ltd.
Priority date: 2005-03-31
Filing date: 2006-03-28
Publication date: 2006-10-12
Also published as: JP4703235B2; US7775505B2; TWI376471B; TW200700665A; JP2006283873A; US20090039305A1

Abstract

バルブ全閉時に流体圧力によって弁体にたわみが発生した場合に、弁体内部漏れ、及びシートリングの貫通孔とステムとの間の軸封部からの流体漏れを防止し、またステムの操作トルクが高くなることがなく、長期使用で連続開閉を行なっても流体が漏洩することのないバタフライバルブ。バタフライバルブは、中空筒状のバルブ本体の内周面に嵌着されるシートリングと、シートリングの貫通孔を貫通してバルブ本体に支持されるステムと、ステムを弁軸孔に取り付けて支承される円板状の弁体とを有する。外周が弁軸線方向に対して傾斜したテーパ面を有する円環状突起部が、シートリング内周の貫通孔周縁部に内径方向に突出した状態で設けられ、テーパ面に係合するすり鉢状の円環状凹部が弁体の弁軸孔の開口端部内周に設けられる。

Description

バタフライバルブ

背景技術

1 . 技術分野

本発明は、化学工場、上下水道、農業，水産などの配管ラインに明

好適に使用されるバタフライバルブに関するものであり、さらに詳しくは、バタフライバルブの全閉時に流体圧力によって弁体にたわみが発生した場合に弁体の弁軸孔とス書テムとの間隙に流体が漏れ入るという弁体内部漏れの発生を防止するとともに、シートリングの貫通孔とステムとの間の軸封部から流体が漏洩することを防止し、またステムの操作トルクが高くなることがなく、長期使用で連続開閉を行なっても流体がバルブの下流側やシートリングの貫通孔近傍部と弁体とのシール部や軸封部から漏洩することのないバタフライバルブに関するものである。

2 . 関連技術の説明，従来の樹脂製のバタフライバルブとして、図 8 に示すように中空筒状のバルブ本体 5 1 と、バルブ本体 5 1 の内周面に嵌着される環状のシートリング 5 2 と、シートリング 5 2 を貫通してバルブ本体 5 1 に支持されるステム 5 3 と、弁軸孔 5 4にステム 5 3 を貫通してステム 5 3 に支承される弁体 5 5 とを有し、ステム 5 3の回動により弁体 5 5 を回動させてシートリング 5 2 に圧接、離間させることでバルブの開閉を行うものがあった。このとき、樹脂製バタフラィバルブは大口径になるにつれて、バルブ全閉時にかかる流体圧力によって主に弁体 5 5のステム軸方向の中間部分に応力が集中し、その中間部を中心としたたわみが生じていた（図 9参照）。このたわみにより通常圧接されている上流側（図 9では右側）の弁体 5 5 の外周縁 5 8 とシートリング 5 2 とが離れてしまい、間隙 5 9が発生し（図 1 0参照）、この間隙 5 9から弁軸孔 5 4 とステム 5 3 との間隙 6 0 に流体が漏れ入るという弁体内部漏れが発生する虞があつた。このとき、弁体内部漏れが発生したとしても、流体圧力がかかっていない下流側（図 9では左側）は弁体 5 5がシートリング 5 2 に強く圧接されてシールが形成されているので、バルブから流体が漏洩することはない。しかし流体によってはステム 5 3 を腐食する虞があり、特に流体が腐食性流体の場合、腐食性流体が金属製のステム 5 3 を腐食させることにより、バルブの強度や耐久性が劣化したり破損したりする虞があるという問題があった。また、シートリング 5 2 とステム 5 3 との間の軸封部 5 6のシールが充分に行なわれないと、高い流体圧力がかかった状態や長期使用において連続して開閉を行なうことによって軸封部 5 6から流体が漏洩し、シートリング裏 5 7、すなわちシートリング 5 2外周とバルブ本体 5 1 内周の間に流体が入り込み、さらにその流体が滞留することでシ一トリング 5 2が内径方向へ膨らんでしまい、操作トルクが高くなつたり弁体 5 5が閉まらなくなったりする虞があるという問題があつた。

また、金属製のバタフライバルブの場合は、樹脂製ほど顕著ではないが、大口径になるにつれてバルブ全閉時にかかる流体圧力によつて弁体 5 5 にたわみが発生するため、弁体 5 5 とシートリング 5 2 との間隙 5 9から弁体内部漏れが発生する虞があり、また樹脂製の場合と同様にシートリング 5 2 とステム 5 3 との間の軸封部 5 6 からの流体が漏洩する虞があった。また金属製の場合、腐食性流体を扱うときは弁体 5 5 にライニングを施すが、流体が漏れ入る部分には通常ライニングは施^れていないため、腐食性流体が金属製のステムを腐食させることにより、バルブの強度や耐久性が劣化したり破損したりする虞があるという問題があった。

上記従来の問題である軸封部から流体が漏洩することの解決方法として、シートリングの軸封装置が特許第 3 3 8 9 5 4 2号公報（第 1 〜 3頁、第 3 図）に挙げられている。これは図 1 1 に示すように、中空円筒状の流体通路を貫設した弁本体 6 1 の全内周面に弾性材料からなるシートリング 6 2 を定着し、シートリング 6 2 に外周面が接離する円板状の弁体 6 3 を弁棒 6 4により回転自在に軸支した中心型バタフライ弁において、シートリング 6 2の弁棒 6 4軸線と平行してシートリング 6 2の内周面から弁本体 6 1 の内径方向にリング等の剛体の挿設によることなく伸び出すシートリング 6 2 と一体の膨隆部 6 5 と、弁棒 6 4軸線と直交して弁棒 6 4挿通孔の内周面から内方に伸び出すシートリング 6 2 と一体の膨隆部 6 6 とをそれぞれ形成したことを特徴とするものであった。その効果は、膨隆部 6 5 、 6 6 の圧縮率を他部より大きくすることにより、弁棒 6 4の軸線方向への流体の漏洩を確実に防止することができるものであった。

前記シートリングの軸封装置は、膨隆部 6 5 、 6 6 により弁棒 6 4 とシートリング 6 2 とのシールが充分に行なわれるため、弁棒 6 4 とシートリング 6 2の間の弁棒軸方向への流体の漏洩は防止される。しかしながら、バルブが全閉時にかかる流体圧力によって弁体 6 3 にたわみが発生した場合は、図 1 1 のような膨隆部 6 5 によるシールでは不十分となり、すなわちシートリング 6 2 と弁体 6 3 との間に間隙が発生し、間隙から弁棒 6 4 と弁体 6 3 との取り付け部分に流体が漏れ入る弁体内部漏れが発生する虞がある。これは膨隆部 6 5 を大きくすることで改善は可能であるが、膨隆部 6 5 を大きくするとバルブの組み立てが困難となり、弁棒 6 4のトルクが高くなる問題や、膨隆部 6 5 は弁体 6 3 と弁本体 6 1 との間で常に強く潰される状態になるので、短期では問題発生することはないにしても、長期使用において連続して開閉を行なうことによつて、潰される膨隆部 6 5がへたってシール性が低下してしまい、下流側へ流体が漏洩する虞や、弁体内部漏れが発生して弁棒 6 4が腐食する虞があるという問題があった。発明の開示

本発明は、以上のような従来技術の問題点に鑑みなされたもので

、その目的は、バタフライバルブの全閉時に流体圧力によつて弁体にたわみが発生した場合に弁体内部漏れの発生を防止し、シ — 卜リングの貫通孔とステムとの間の軸封部から流体が漏洩することを防止し、またステムの操作トルクが高くなることがなく、長期使用で連続開閉を行なっても流体が漏洩することのないバタフライバルブを提供することである。

上記目的を達成するために、本発明は、中空筒状のバルブ本体の内周面に嵌着されるシートリングと、該シ一トリングの貫通孔を貫通してバルブ本体に支持されるステムと、該ステムを弁軸孔に取り付けて支承される円板状の弁体とを有し、該ステムの回動とともに弁体を回動させて開閉を行うバタフライバルブにおいて、外周が弁軸線方向に対して傾斜したテーパ面を有する円環状突起部が、該シ — トリング内周の貫通孔周縁部に内径方向に突出した状態で設けられ、前記テーパ面に係合するすり鉢状の円環状凹部が該弁体の弁軸孔の開口端部内周に設けられたことを特徴とするバタフライバルブを提供する。

前記シートリングの円環状突起部の外周には、該弁体と常時圧接するボス部が形成され、さらに該ボス部の接触面が凹球面状に設けられることが好ましい。

前記シートリング外周の貫通孔周辺には、剛性材料からなるリングが設けられることが好ましい。

前記シートリングの貫通孔の内周には、環状突起が設けられることが好ましい。

前記バルブ本体および前記弁体は、合成樹脂製であることが好ましい。

前記弁体は手動式、空動式及び電動式のいずれか 1 つの駆動によつて回動されることができる。図面の簡単な説明

本発明の上述又は他の目的、特徴及び長所は、以下の好適な実施形態を添付図面を参照しつつ説明することによりさらに明らかになるであろう。

図 1 は、本発明の第 1 の実施形態であるバタフライバルブの全閉時を示す縦断面図であり、

図 2 は、図 1 の上流側に流体圧力がかかり弁体にたわみが発生した状態を示す縦断面図であり、

図 3 は、図 2 の要部拡大縦断面図であり、

図 4は、本発明に係るシートリング及び弁体を示す要部拡大縦断面図であり、

図 5 は、本発明に係るバタフライバルブのシートリングを示す一部切り欠き斜視図であり、

図 6 は、本発明に係るバタフライバルブの弁体を示す一部切り欠き斜視図であり、

図 7 は、本発明の第 2 の実施形態である空動式の駆動によるバタフライバルブの縦断面図であり、図 8 は、従来のバタフライバルブの縦断面図であり、図 9 は、図 8の上流側に流体圧力がかかり弁体にたわみが発生した状態を示す縦断面図であり、

図 1 0 は、図 8の要部拡大縦断面図であり、

図 1 1 は、従来のバタフライバルブの膨隆形状及びシート面圧の説明図である。詳細な説明

以下、本発明の第 1 の実施形態について図を参照して説明するが、本発明が本実施形態に限定されないことは言うまでもない。

本発明の構成を、図 1及び図 3 を参照しっっ説明すると、中空筒状のバルブ本体 3の内周面に嵌着されるシートリング 1 と、シートリング 1 の貫通孔 9 、 1 0 を貫通してバルブ本体 3 に支持されるステム 4 と、ステム 4を弁軸孔 1 6 に取り付けて支承される円板状の弁体 2 とを有し、ステム 4の回動とともに弁体 2 を回動させて開閉を.行うバタフライバルブは、その外周が弁軸線方向に対して傾斜したテーパ面 1 2 を有する円環状突起部 1 3カ^ シートリング 1 内周の貫通孔 9 、 1 0周縁部に内径方向に突出した状態で設けられ、テーパ面 1 2 に係合するすり鉢状の円環状凹部 1 7が弁体 2 の弁軸孔 1 6の開口端部内周に設けられたことを第 1 の特徴とする。

また、シートリング 1 の円環状突起部 1 3 の外周に、弁体 2 に常時圧接するボス部 1 4 を形成し、ボス部 1 4の接触面が凹球面状に設けられたことを第 2 の特徴とする。

また、シートリング 1外周の貫通孔 9 、 1 0周辺に、剛性材料からなるリング 1 5が設けられたことを第 3 の特徴とする。

また、シートリング 1 の貫通孔 9 、 1 0の内周に環状突起 1 1 が設けられたことを第 4の特徴とする。また、バルブ本体 3および弁体 2が合成樹脂製であることを第 5 の特徴とする。

さらに、弁体が手動式、空動式及び電動式のいずれか 1 つの駆動によって回動されることを第 6の特徴とする。

本発明において、シートリング 1 の円環状突起部 1 3の形状は、外周が弁軸線方向に対して傾斜したテーパ面 1 2 を有している構成であればその形状は特に限定されず、円錐形状ゃ截頭円錐形状などでも良いが、バタフライバルブの開閉トルクを高くせずに組み立てを容易にするためには截頭円錐形状であることが好ましい。また、シートリング 1及び弁体 2 のテ一パ面 1 2及び 1 8 は、緩やかな球面状になるように設けても良い。

また、シートリング 1 の円環状突起部 1 3のテーパ面 1 2は、ステム 4の軸線に垂直な面に対して 2 0 ° 〜 4 0 ° の範囲であることが好ましく、 2 5 ° 〜 3 5 ° の範囲であることがより好ましい。同様に、弁体 2 の円環状凹部 1 7 のテ一パ面 1 8 は、ステム 4の軸線に垂直な面に対して 2 5 ° 〜 4 5 ° の範囲であることが好ましく、 3 0 ° 〜 4 0 ° の範囲であることがより好ましい。これは、シートリング 1 と弁体 2 とのシール性を考慮した場合、テ一パ角度が大きいほどシール性が向上するので、必要なシ一ル性を得るためにはテーパ面 1 2 は 2 0 ° より大きくし、テーパ面 1 8 は 2 5 ° より大きくすることが好ましいからである。また、テ一パ角度が大きくなりすぎて組み立てを行なう際に芯合わせを困難とさせないように、テーパ面 1 2 は 4 0 ° より小さくし、テーパ面 1 8 は 4 5 ° より小さくすることが好ましい。ここで、弁体 2のテーパ面 1 8のテーパ角度は、シートリング 1 のテ一パ面 1 2 のテ一パ角度より 5 ° 程度大きくすることが好適である。これは、弁体 2のテーパ面 1 8 をシートリング 1 のテーパ面 1 2 より 5 ° 程度大きく設けていれば、円環状突起部 1 3が円環状凹部 1 7 に必要以上強く押し付けられることがなく、円環状突起部 1 3の長期使用においてシール性を維持できるので好適だからである。

また、円環状凹部 1 7 に円環状突起部 1 3 を嵌合するように組み立てるので、弁体 2 とシートリング 1 との芯合わせができ、バルブの組み立てを容易に行なうことができる。さらに、円環状凹部 1 7 に円環状突起部 1 3 を嵌合することでシートリング 1 は弁体 2 とバルブ本体 3 との間で強く押し潰されることはないため、トルクが高くなることがなく、強く押し潰される部分がへたることにより長期使用においてシール性の低下が起こるということがない。

また、シートリング 1 の円環状突起部 1 3の外周近傍部のスラスト面に、バルブの開閉にかかわらずに弁体 2の弁軸孔 1 6の開口端面と常時圧接するボス部 1 4を設けても良い。弁体 2の弁軸孔 1 6 の開口端面と接触するボス部 1 4の接触面が、弁軸孔 1 6の開口端面と相補形状の凹球面状に形成されることにより、弁体 2の回転をスムーズにして、トルクを高くすることなく弁座シール性を高めることができる。

また、シートリング 1外周の貫通孔 9 、 1 0周辺に、剛性材料からなるリング 1 5 を設けても良い。これは、流体圧力がかかることで弁体 2 にたわみが発生した場合に、シートリング 1 を変形させる応力が加わることでシートリング 1 の貫通孔 9 、 1 0が偏心することを防ぐので、軸封部 2 1 のシール性の低下や、高圧下での流体の漏洩を防ぎ、シートリング 1 の貫通孔 9 、 1 0 とステム 4 との長期シール性を維持することができ、好適である。なお、リング 1 5 の材質はシール性を維持できる強度が得られる剛性材料であれば、錶鉄、铸鋼、炭素鋼、ステンレス、チタンなどの金属製や、塩化ビニル樹脂（以下、 P V Cと記す）、ポリプロピレン（以下、 P Pと記す）、ポリビニリデンフルオライド（以下、 P VD Fと記す）、ポリェチレン（以下、 P Eと記す）、ホ Uフ X二レンサルファィ H ( 以下、 P P Sと記す）、ポリジシク□ぺン夕ジェン（以下 P D C

P Dと記す）、 F R Pなどの合成樹脂製でも良 < 、特に限定されない。このうち S C S I 3などのステンレス铸鋼は、耐腐食性、コストおよび生産性に優れるため好適である

また、シ一ング 1の貫通孔 9、 1 0の内周に、環状突起 1 1 を設けても良い。れは環状突起 1 1 を設けるとにより、シートリング 1 とステム 4とを線接触させてシール部分を集中させることで、シートリング 1 とステム 4の軸封部 2 1のシ一ル性を高めるた

、

め好適であるた、環,状突起 1 1は、前記リノグ 1 5 と併用することでシ一ル性をより向上させることができる

本発明のバルブ本体 3および弁体 2の材質としては、 P V Cや P Pが使用可能であるが、バタフライバルブとして要求される強度や特性を満たしていれば、 P VD F、 P E、 P P S、 P D C P D、 F R Pなどの合成樹脂、またはステンレス、銅、铸鉄、铸鋼などの金属などでも良い。このうち、バルブ本体 3および弁体 2は合成樹脂製であることが好ましい。本発明は特に大口径の場合に好適に用いられるため、樹脂製であれば金属製の場合に比べると格段に軽量となり作業効率も向上し、また腐食性流体の用途にも問題なく使用できるからであ «。

本発明のステム 4の材質は、踌鉄、铸鋼、炭素鋼、ステンレス、チタンなど強度上問題のないものであれば特に限定されない。また

、本発明のシ — 卜リング 1 の材質は、弾性材料であることが好ましく、 E P D M 、 N B R、フッ素ゴムなどのゴム、 P V D Fなどの合成樹脂など、強度や耐腐食性上問題のないものであれば特に限定されない。本発明のバタフライバルブの駆動は、バルブ本体 3から突出したステム 4の一端部に直接八ンドルを取り付けたり、ギアボックスを介して八ンドルを取り付けたりして手動式で行なわれることが主体であるが、空気圧による空動式（図 7参照）、モーターなどによる電動式 (図示せず）による駆動でも良く、特に限定されない

図 1 乃至図 6 において、参照符号 1 は E P D M製のシートリングであ Ό 、中空筒状の本体部 5 とその両側面のフランジ面 6が一体的に形成されている。本体部 5の外周の中央部には断面矩形状の環状突条 7が設けられており、後記バルブ本体 3の内周面に設けられた嵌合用溝に嵌合されシートリング 1 が移動しないようになっている。フ.ランジ面 6の外周は円形状に形成されており、フランジ面 6の上端に内方に突出して設けられた耳部 8 は後記バルブ本体 3の両端面に設けられた嵌合用溝に嵌合してシートリング 1 が移動しないようになつている。

また、シートリング 1 の本体部 5の後記ステム 4軸線方向の上下にはステム 4が貫通するための貫通孔 9 、 1 0が形成され、貫通孔

9 、 1 0の内周には貫通孔 9 、 1 0内径方向に突き出た断面半円状の環状突起 1 1が設けられているシー卜リング 1 の内周は、平坦面でかつ円形状に形成されており、外周が弁軸線方向に対して傾斜したテーパ面 1 2 を有する円環状突起部 1 3が、貫通孔 9 、 1 0の周縁部に内径方向に突出した状態で設けられている。円環状突起部

1 3の形状は截頭円錐形状であり、テーパ面 1 2 はステム 4の軸線に垂直な面に対して 3 0 ° になるように設けられている。シートリング 1 の円環状突起部 1 3の外周には、後記弁体 2 と常時圧接するボス部 1 4が設けられている。ボス部 1 4は、接触面が弁体 2 に形状を合わせた凹球面状に設けられ、弁座シール性を高めるようになつている。また、シートリング 1 の外周の貫通孔 9 、 1 0の周辺には、 S C S 1 3製のリング 1 5が嵌着されている。

円形状の P P製の弁体 2 は、後記バルブ本体 3の内部中央に配置されている。弁体 2 を貫通した弁軸孔 1 6が弁体 2 中央に設けられ、後記ステム 4を弁軸孔 1 6 に回動不能に貫通させ、ステム 4 に支承されている。弁体 2の弁軸孔 1 6の開口端部内周には、すり鉢状の円環状凹部 1 7が設けられている。円環状凹部 1 7 のテーパ面 1 8 は、ステム 4の軸線に垂直な面に対して 3 5 ° になるように設けられ、テ一パ面 1 8 と弁体 2の外周縁 1 9 との境目であるエッジ部 2 3 には Rすなわち適度な丸みが設けられている。弁体 2の円環状凹部 1 7 とシ一トリング 1 の円環状突起部 1 3 は、円環状凹部 1 7 に円環状突起部 1 3が嵌合するように組み立てられ、弁体 2 はステム 4の回動に伴ってバルブ本体 3内で回動し、弁体 2の外周縁 1 9 がシートリング 1 の内周に圧接、離間されることによってバルブの開閉を行う。

参照符号 3 は中空筒状の P P製のバルブ本体であり、上部には外周に突出した略円盤状のトップフランジ 2 0が設けられている。バルブ本体 3 の内周面にはシ一トリング 1 が嵌着されている。バルブ本体 3 の内周面中央には、シートリング 1外周の中央部に設けられた環状突条 7が嵌合するように、嵌合用溝が設けられている。バルブ本体 3 の両端面の開口部周辺にはシートリング 1 の耳部 8が嵌合される嵌合用溝が設けられている。

参照符号 4は S U S 4 0 3製のステムであり、バルブ本体 3 に支持されている。ステム 4の上端部は、バルブ本体 3の上部に設けられたトップフランジ 2 0 中央から突出して配置されている。またステム 4 中央部は、バルブ本体 3及びシートリング 1 に回動可能の状態で密着貫通されている。

次に本発明の第 2の実施形態である空動式の駆動によるバタフラィバルブについて説明する。

図 7 において、参照符号 2 6 は空気圧による空動式駆動部であり、ノ夕フライバルブのトップフランジ 2 7 に取付台 2 8 を介して取り付けられている。空動式駆動部 2 6の駆動はステム 2 9の上部に伝達され、ステム 2 8 を回動させて弁体 3 0 を回動させることによりバルブの開閉を行う。なお、空動式駆動部 2 6 の代わりに、モー夕一などを含む電動式駆動部を設けても良い。その場合、電気式駆動部は取付台を介してバタフライバルブに搭載される。

次に第 1 の実施形態のバタフライバルブを全閉させ、上流側に流体圧力がかかったときのバラフライバルブの動作について説明するバルブが全開の状態からステム 4を回動させると、それに伴い弁体 2 も回動し、弁体 2 の外周縁 1 9がシートリング 1 の内周に圧接されてバルブが全閉の状態になり（図 1 の状態）、シートリング 1 の内周と弁体 2の外周縁 1 9 により弁座がシールされる。このとき、弁体 2の外周縁 1 9の弁軸孔 1 6付近は、ボス部 1 4に常に圧接されてシールが行なわれ、さらにシ一トリング 1 の円環状突起部 1 3 と弁体 2の円環状凹部 1 7 とによりシールが行なわれている。このような構成によれば、ボス部 1 4の接触面と円環状突起部 1 3 のテーパ面 1 2 とによる二重シールにより、弁体 2の弁軸孔 1 6 とステム 4 との間隙 2 5 に流体が漏れ入る（以下、弁体内部漏れと記す ) ことを防止することができる。また、シートリング 1 とステム 4 との間の軸封部 2 1 は、リング 1 5 を設けることにより、流体圧力がかかったときに弁体 2 にたわみが発生し、シ一トリング 1 を変形させる応力が加わったとしても、シートリング 1 の貫通孔 9 、 1 0 が偏心することがないため、軸封部 2 1 のシール性が低下することがない。また、環状突起 1 1 によりステム 4 とのシール性が向上するため、確実なシールが行なわれる。このため軸封部 2 1 からシートリング裏 2 2 、すなわちシートリング 1 外周とバルブ本体 3内周の間に流体が漏洩することを防止することができる。

次に、図 1 の状態から上流側（図 1 では右側）に流体圧力がかかつたとき、主に弁体のステム 4軸方向の中間部分に応力が集中し、その中間部を中心としたたわみが生じる（図 2 の状態）。このたわみはバルブの口径が大口径になるにつれて大きくなる。このたわみにより、通常は互いに圧接されている上流側（図 2では右側）の弁体 2の外周縁 1 9 とシートリング 1 のボス部 1 4 とが離れてしまい、間隙 2 4が発生してしまう（図 3参照）。しかし、弁休 2のたわみによって弁体 2 のエッジ部 2 3がシートリング 1 の円環状突起部 1 3のテーパ面 1 2 に食い込み、弁体 2 のテ一パ面 1 8 にシートリング 1 のテ一パ面 1 2が圧接されることでシールが形成されるため、弁体内部漏れが防止される。故に流体によるステムの腐食も防止される。一方、下流側では弁体 2がたわみによって弁体 2の外周縁 1 9がボス部 1 4 に食い込み、さらにテ一パ面 1 2 、 1 8 によって二重シールが形成されるので、弁体 2 にたわみが発生しても下流側に流体が漏洩することはない。また、軸封部 2 1 についてはたわみが発生してもシール性にほとんど影響しない。

次に、本発明のバタフライバルブにおいて、弁座のシール性や、連続開閉を行なったときの耐久性について以下に示す試験方法で評価した。

( 1 ) 弁座のシール性試験

J I S B 2 0 3 2 における弁座のシール性の試験方法に準拠し、バルブを閉じた状態で、上流側に最高許容圧力の 1 . 1倍として 0 . 8 3 M P aの水圧を 1分間加えた後、下流側への漏れ、弁体内部漏れ及び軸封部 2 1 の漏れの有無を目視にて確認した。詳細には、下流側への漏れは弁体 2 とシートリング 1 とのシール部分での漏れの有無を確認し、弁体内部漏れは弁体 2の中心に下流側から穴を開けて穴から流体の漏れの有無を確認し、さらに、軸封部 2 1 の漏れはシ一トリング裏 2 2側へ水が入りこむことによるシートリング 1 内径側の膨れで漏れの有無を確認した。

( 2 ) 耐久性試験

J I S B 2 0 3 2 における耐久性の試験方法を参考にして、常温の水を用い、水圧を加えない状態で、バルブの全開全閉操作を繰り返し、全開全閉操作が 1万回に達するごとに上記シール性試験を行ない、全閉全開操作が合計で 1 0万回に達するまで試験を行なつた。

実施例 1

口径 3 5 0 m mであり、本発明の第 1 の実施形態、すなわちシートリング 1 に、外周が弁軸線方向に対して傾斜したテーパ面 1 2 を有する円環状突起部 1 3、弁体 2 にすり鉢状の円環状凹部 1 7 を設け、またシートリング 1外周の貫通孔 9 、 1 0周辺にリング 1 5 、貫通孔 9 、 1 0 内周に環状突起 1 1 を設け、円環状突起部 1 3の外周に弁体 2 と常時圧接する接触面が凹球面状のボス部 1 4 を設けた構成のバタフライバルブを用いて、弁座漏れ試験、耐久性試験を行なった。試験結果を表 1 に示す。なお表 1 における「良」は漏れが生じなかったことを示し、「不良」は弁体内部漏れが生じたことを示す。

比較例 1

実施例 1 において、弁体 2 に円環状凹部 1 7 を設けずに平坦すなわちフラットな状態にしたバタフライバルブを用いて、弁座漏れ試験、耐久性試験を行なった。試験結果を実施例と併せて表 1 に示す比較例 2

実施例 1 において、シートリング 1 に円環状突起部 1 3の代わりに断面が半円状の環状突起を設け、弁体 2 に円環状凹部 1 7 を設けずにフラッ卜な状態にしたバタフライバルブを用いて、弁座漏れ試験、耐久性試験を行なった。試験結果を実施例及び比較例 1 と併せて表 1 に示す。

比較例 3

実施例 1 において、シートリング 1 に円環状突起部 1 3 を設けずにフラットな状態にし、弁体 2 に円環状凹部 1 7 を設けずにフラッ卜な状態にしたバタフライバルブを用いて、弁座漏れ試験、耐久性試験を行なった。試験結果を実施例、比較例 1及び比較例 2 と併せて表 1 に示す。弁座のシール性試験および耐久性試験

表 1 に示したように、実施例 1 は 1 0万回の繰り返し開閉を行つても流体の漏洩はなかった。一方比較例 1 〜比較例 3 はそれぞれ弁体内部漏れが発生した。この結果から、以下のことが確認できる。実施例 1 のようにシートリング 1 に円環状突起部 1 3、弁体 2 に円環状凹部 1 7 を設けることにより、比較例 1 または 2のようにシートリング 1 にのみ円環状突起部 1 3 または断面半円状の環状突起を設けた構成や、比較例 3のようにシール性を向上させる手段がない構成のバタフライバルブに比べて、高い流体圧力がかかって弁体 2 にたわみが発生しても問題なく弁体 2 とシートリング 1 とのシールができ、さらに長期使用において全開全閉を繰り返し行なってもシ一卜リング 1 がへたることなく長期シール性を維持することができる。このため実施例 1 においては、弁体漏れが発生することがなく、流体によってステム 4が腐食することもない。

また、比較例 1 と比較例 2 の比較により、円環状突起部 1 3 を設けた方が、断面半円状の環状突起を設けたものよりも長期使用において全開全閉を繰り返すことによる耐久性が向上することがわかる。従って、円環状突起部 1 3の構成によりシール性を向上させることができる。

また、実施例 1 と比較例 1 の比較により、円環状凹部 1 7が設けられていない比較例 1 の円環状突起部 1 3 は、バルブ本体 3 と弁体 2 との間で常に強く押し潰される構成であり、短期間の耐水性は問題ないが、長期使用においては、全開全閉を繰り返すことによって円環状突起部 1 3 の押し潰される部分がへたるため、押しつぶされた部分のシール性が低下し、そこから漏れが発生することがわかるまた、軸封部 2 1 のシール性については、シートリング 1外周の貫通孔 9、 1 0周辺に設けたリング 1 5 と、貫通孔 9、 1 0 内周に設けた環状突起 1 1 により、流体の漏洩はなかった。なお、実施例 1 については、弁体 2 とシ一トリング 1 とが本発明の構成により確実にシールが行なわれているため、軸封部 2 1 まで流体は流れ込んでいない。

本発明に係るバタフライバルブは以上のような構造を有しており、それにより以下の優れた効果が得られる。

( a ) シートリングに円環状突起部を設け、弁体に円環状凹部を設けることにより、バタフライバルブの全閉時に流体圧力によって弁体にたわみが発生しても、弁体の弁軸孔とステムとの間隙に流体が漏れ入るという弁体内部漏れの発生が防止されるため、流体によつてステムが腐食されることが防止できる。

( b ) シートリングの円環状突起部と弁体の円環状凹部とを嵌合するように組み立てるとにより、弁体とシ一卜ングとの芯合わせができ、組み立てを容易に行なうことができるさらにシー卜リング 1 が弁体 2 とバルブ本体 3 の間で強く押し潰されると力ないため、トルクが高くなることがなく、強く押し潰される部分がへたることにより長期使用においてシール性の低下が起るともない

( C ) シートリングの円環状突起部の外周に、弁体に常時圧接するボス部を形成し、ボス部の接触面を凹球面状に設けることにより、弁体の回転をスムーズにしてトルクを高くすることなく、弁座シ一ル性を高めることができる。

( d ) シートリング外周の貫通孔周辺に剛性材料からなるリングを設けたり、シートリングの貫通孔の内周に環状突起を設けたりすることにより、軸封部のシール性を向上させ流体の漏洩を防止することができる。

( e ) 長期使用において、全開全閉を繰り返し行っても流体の漏洩がなく、長期シール性を維持することができる。

( f ) バルブ本体および弁体が合成樹脂製であることにより、特に大口径のバタフライバルブが軽量となり作業性を向上させ、腐食性流体の用途においても腐食の問題なく使用することができる。説明のために選定された特定の実施形態を参照して本発明が説明されたが、当業者には本発明の基本的概念及び範囲から逸脱することなく多数の変更が可能であることは明らかである。

Claims

請求の範囲

1 . 中空筒状のバルブ本体の内周面に嵌着されるシートリングと、該シー卜リングの貫通孔を貫通してバルブ本体に支持されるステムと、該ステムを弁軸孔に取り付けて支承される円板状の弁体とを有し、該ステムの回動とともに弁体を回動させて開閉を行うバ夕フラィバルブにおいて、

外周が弁軸線方向に対して傾斜したテーパ面を有する円環状突起部が、該シ一トリング内周の貫通孔周縁部に内径方向に突出した状態で設けられ、

、 —

HIJ "一パ面に係合するすり鉢状の円環状凹部が該弁体の弁軸孔の開口端部内周に設けられたことを特徴とするバタフライバルブ。

2 . 前記シートリングの円環状突起部の外周に、該弁体と常時圧接するボス部を形成し、該ボス部の接触面が凹球面状に設けられたことを特徴とする請求項 1記載のバタフライバルブ。

3 . 前記シートリング外周の貫通孔周辺に、剛性材料からなるリングが設けられたことを特徴とする請求項 1 に記載のバタフライバルブ。

4 . 前記シートリングの貫通孔の内周に環状突起が設けられたことを特徴とする請求項 1 に記載のバタフライバルブ。

5 . 前記バルブ本体および前記弁体が合成樹脂製であることを特徴とする請求項 1 に記載のバタフライバルブ。

6 . 前記弁体が手動式、空動式及び電動式のいずれか 1 つの駆動によって回動されることを特徴とする請求項 1 に記載のバタフライバルブ。