(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流れ軸線に沿って延在する全流体通路を形成した一体形弁胴部と、
この弁胴部の内部に取り付けられ、且つ貫通内孔を有する閉鎖部材と、
この閉鎖部材に係合し、且つ弁胴部内に形成されたステム通路の外に延出して、閉鎖部材を流れ軸線に直交する回動軸線回りに、内孔が弁胴部の流体通路と同軸的に整合する開放位置と内孔が流体通路に直交する方向に位置する閉鎖位置との間で回転させるステムと、
弁胴部からステム通路に沿った漏れを防止するシーリングシステムと、
弁胴部から離れた位置にあって、ステムを挿通できるようにステム通路と整合した開口を有するプラットフォームを含むステム吹飛び防止システムとを備えており、
プラットフォームおよび弁胴部は、一対の側部細長部材がステムの両側においてプラットフォームから下向きに弁胴部の外表面まで延在して一体状に鋳造された一体構造であり、さらに、
シーリングシステムより外側においてプラットフォームと弁胴部との間の位置でステム上に設けられ、プラットフォームと協働して弁胴部内の流体圧によってステムが弁胴部から吹き飛ばされるのを防止する軸受け手段を備えていることを特徴とする高圧弁。
【請求項２】
軸受け手段は、ステムの周辺肩部に当接した状態でステムに取り付けられたブッシュを含む請求項１記載の高圧弁。
【請求項３】
ブッシュは、ステムをプラットフォームの開口およびステム通路に通して前記弁胴部内に設置できるようにスプリットを有する請求項２記載の高圧弁。
【請求項４】
ステムは一体部材である請求項３記載の高圧弁。
【請求項５】
プラットフォームの開口は、半径方向拡大部分と隣接の半径方向縮小部分とを有し、その間に形成された環状肩部にブッシュのフランジが係合することによって、弁胴部内の流体圧によりステムが弁胴部から軸方向に放出するのを防止する請求項２記載の高圧弁。
【請求項６】
ブッシュは、ステムに取り付けられたステムブッシュを受けるための半径方向拡大底部分と、ステムの環状肩部に押し付けられたスラスト軸受けを受け取る隣接の半径方向縮小上部分とを有する中央開口を有する請求項５記載の高圧弁。
【請求項７】
シーリングシステムは、弁胴部のステム通路内にステムを取り囲んで取り付けられたパッキングと、プラットフォームおよび弁胴部間の自由空間内にステムを取り囲んで配置されてパッキングを圧縮するグランド部材とを含む請求項１記載の高圧弁。
【請求項８】
グランド部材はステムが挿通する軸方向延在内孔を有しており、軸方向延在内孔はばね手段を収容する半径方向拡大底部分を有しており、ばね手段はステムに取り付けられたグランドブッシュを取り囲んで取り付けられ、且つ、グランドブッシュの外側当接表面とグランド部材の内側当接表面との間に押し付けられており、グランドブッシュはパッキングと接触している請求項７記載の高圧弁。
【請求項９】
ステムは、パッキングより外側の位置に底肩部を有しており、底肩部はグランドブッシュに設けられたステム収容開口より大きくなっており、これによって補助ステム吹き飛び防止手段を形成している請求項７記載の高圧弁。
【請求項１０】
グランドブッシュは、設置しやすくするためにスプリット入りである請求項９記載の高圧弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、弁に、特に高圧弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プラグおよびボール弁などの従来の高圧回転弁は、一般的に、貫設した内孔を有する回転閉鎖部材が流体の流れの遮断または流通を選択的に行うように配置された流体通路を有する弁胴部を備えている。また、閉鎖部材に貫設された内孔が弁胴部の流体通路と整合する開放位置と閉鎖部材の内孔が弁胴部の流体通路に直交する方向に位置する閉鎖位置との間で閉鎖部材を回転させるために、ステムが設けられている。このステムは、弁胴部の内部から流体通路に直交する方向のステム通路を通って延出している。一般的に、弁おおいが弁胴部にボルト留めされ、ステムの底部に設けられた肩部と協働して、高い内部流体圧を受けた時にステムが吹き飛ばされるのを防止している。あるいは、ステムを一体形弁胴部の一端部から挿入し、弁胴部のステム通路内に設けられた内部当接表面によって内部の所定位置に保持して、ステムの底部に設けられた肩部と協働できるようにしてもよい。
【０００３】
上記ステムおよび弁胴部の連結は、ステムが弁胴部から吹き飛ばされるのを防止するのに有効であるが、それらは弁の作動に必要なトルクを相当に増加させる。したがって、作動トルクを減少させるために、一般的には、ステム肩部とそれと協動する弁胴部の当接表面との間にワッシャを配置している。しかし、処理流体が比較的高温である用例では、そのようなワッシャの設置には問題がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、弁の作動に必要なトルクをさほど増加させることなくステムの吹き飛び防止を行う高圧弁を提供することを目的としている。
【０００５】
また、この発明は、比較的簡単かつ経済的に製造できるそのような弁を提供することをも目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明により提供される高圧弁は、流れ軸線に沿って延在する全流体通路を形成した一体形弁胴部と、弁胴部の内部に取り付けられ、貫通内孔を有する閉鎖部材とを備えている。ステムは、閉鎖部材に係合し、且つ弁胴部内に形成されたステム通路の外に延出しており、閉鎖部材を流れ軸線に直交する回動軸線回りに、内孔が弁胴部の流体通路と同軸的に整合する開放位置と内孔が流体通路に直交する方向に位置する閉鎖位置との間で回転させる。弁胴部からステム通路に沿った漏れを防止するためにシーリングシステムが設けられている。この高圧弁はさらに、弁胴部から離れた位置にあって、ステムを挿通できるようにステム通路と整合した開口を有するプラットフォームを含むステム吹き飛び防止システムを備えている。プラットフォームおよび弁胴部は、一対の側部細長部材がステムの両側においてプラットフォームから下向きに弁胴部の外表面まで延在して一体状に鋳造された一体構造である。軸受け手段は、シーリングシステムより外側においてプラットフォームと弁胴部との間の位置でステム上に設けられ、プラットフォームと協働して弁胴部内の流体圧によってステムが弁胴部から吹き飛ばされるのを防止する。
【０００７】
以上にこの発明の性質を包括的に説明してきたが、以下に、添付の図面を参照しながらこの発明の好適な一実施形態を説明する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１〜図３を参照しながら、この発明の構成部材を具現した高圧弁１０を説明する。高圧弁１０は、軸方向に延在する流体通路１４を有する一体形弁胴部１２を備えており、その流体通路１４内には、弁胴部１２を通る流体の流れを選択的に遮断したり流通させるために、ボール弁部材１６が取り付けられている。ボール弁部材１６は球形の外表面を有しており、中央内孔１８がそれに貫設されている。ボール弁部材１６の球形外表面は、下流側弁座２０および上流側弁座２２に密封係合する。図２に示されているように、下流側弁座２０は、弁胴部１２の軸方向内側の位置で流体通路１４の周囲に形成されたリセス２４にはまっている。
【０００９】
ロードリング（ｌｏａｄ  ｒｉｎｇ）２６およびスペーサインサート２８が上流側弁座２２のすぐ上流側に配置され、弁胴部１２内で流体通路１４の内側の周囲に形成された環状溝に保持リング３０がはめ込まれて、上流側弁座２２、ロードリング２６およびスペーサインサート２８を弁胴部１２内の所定位置に保持している。
【００１０】
下流側弁座２０および上流側弁座２２は金属製のものとすることができる。
【００１１】
弁胴部１２内に形成されたステム通路３４に挿通された一体形ステム３２がその底端部でボール弁部材１６に連結されて、ボール弁部材１６を流体通路１４に直交する方向の回動軸線回りに、中央内孔１８が流体通路１４と軸方向に整合する開放位置と、中央内孔１８が流体通路１４に直交する方向に位置する閉鎖位置との間で回転させる。ステム３２の底端部には直径方向に向き合った２つの平行な平坦部３６が形成されており、それらがボール弁部材１６の上表面に設けられたスロット３８にはまることによって、ステム３２の回転時にボール部材１６を回転させることができる。
【００１２】
ステム３２は、平坦部３６を形成した底端部に隣接した拡大底部分４０と、拡大底部分４０に隣接してそれとの間に肩部４４を形成している小径中間部分４２と、大径上部分４６とを有している。
【００１３】
図３に示されているように、ステム通路３４は、流体通路１４に通じた小径内側部分４７と、小径内側部分４７に隣接した中間径部分４８と、大径外側部分５０とを有している。第１肩部５２が小径内側部分４７と中間径部分４８との間に形成され、第２肩部５４が中間径部分４８と大径外側部分５０との間に形成されている。
【００１４】
中央通路を貫設したブッシュ５６がステム３２の拡大底部分４０を取り囲んで第１肩部５２に着座している。ブッシュ５６は、ステム３２の軸受けおよび底部ガイドとして機能する。
【００１５】
ステム３２の拡大底部分４０は、ステム通路３４の大径外側部分５０との間に環状パッキング室を形成しており、パッキング室には、ステム３２の周囲の流体通路１４からの漏出を防止するために、下側押し出しリング６０ｂおよび上側押し出しリング６０ａの間に配置された２つのパッキングリング５８を含めた適当なパッキングが充てんされている。下側押し出しリング６０ｂは第２肩部５４に着座している。
【００１６】
パッキングは、グランドアセンブリ６２によって軸方向に圧縮された状態に保持されている。グランドアセンブリ６２は、ステム３２に取り付けられて上側押し出しリング６０ａの外表面上に位置する金属製のスプリットグランドブッシュ６４を含む。スプリットグランドブッシュ６４は軸方向に延在する内孔６６（図１を参照）を有し、これにステム３２の小径中間部分４２が当接状態ではまる。図１に示されているように、スプリットグランドブッシュ６４は開口した長手方向スリット(open longitudinal slit)６８を有しているため、ブッシュ６４を広げることによってステム３２の周囲に密着状に取り付けることができる。図２および図３に示されているように、スプリットグランドブッシュ６４の下端部分内で軸方向に延在する内孔６６の内側の周囲に、ステム３２の拡大底部分４０の上端部を収容する軸方向延在リセス６９が設けられている。さらに詳細に後述するように、スプリットグランドブッシュ６４によって、ステム３２を弁胴部１２の外部からステム通路３４に通して弁胴部１２内に装てんすることができる。
【００１７】
グランドアセンブリ６２はさらにグランド部材７０を含み、これに設けられた長手方向中央内孔７２（図１を参照）にスプリットグランドブッシュ６４の上部分がはいる。図３にわかりやすく示されているように、グランド部材７０の軸方向内側の位置で中央内孔６６の内側の周囲にリセス７４が設けられ、このリセス７４の内部において３つの皿ばねワッシャ７６がスプリットグランドブッシュ６４の周囲に配置されてそれの環状肩部７８に当接しており、これによってパッキングの摩耗を補償するためのある程度の自己調整を行うことができる。図１に示されているように、グランド部材７０は、グランド部材７０に設けられた軸方向延在側部内孔８０に挿通され、且つ弁胴部１２におけるステム通路３４を包囲している部分に設けられた対応する内孔８２にはめ込まれた１対のねじ付きスタッド８４によって、弁胴部１２に連結されている。パッキング調節ナット８６をスタッド８４の上端部に螺着することによって皿ばねワッシャ７６が肩部７８に押しつけられ、それによってスプリットグランドブッシュ６４がパッキングに圧縮負荷を加えることができる。
【００１８】
プラットフォーム８６が弁胴部１２から離れた位置でそれに連結され、ステム３２の小径中間部分４２の軸方向外端部に設けられた環状肩部８８と協働して、弁胴部１２の内部の流体圧によって小径中間部分４２がステム通路３４から吹き飛ばされるのを防止している。本発明の好適な構造によれば、１対の側部細長部材９０がステム３２の両側においてプラットフォーム８６から下向きに弁胴部１２の外表面まで延在して、プラットフォームおよび弁胴部の一体構造を形成している。実際、プラットフォーム８６および細長部材９０は弁胴部１２と一体状に鋳造される。図１に示されているように、プラットフォーム８６には、弁胴部１２のステム通路３４と同軸的に整合してステム３２を挿通することができる中央内孔９２が設けられている。プラットフォーム８６の下面において中央内孔９２の内側の周囲にはリセス９４が設けられ、その内孔９２との間に環状肩部９５を形成している。
【００１９】
中央開口９８を有するスプリットブッシュ９６が、ステム３２の大径上部分４６を取り囲んでそれの肩部８８に当接した状態で、リセス９４内に配置されている。スリットブッシュ９６は、プラットフォーム８６の環状肩部９５に対して当接関係にある底部フランジ１００を備えており、弁胴部１２内の流体圧によってステム３２が弁胴部１２から軸方向に放出されるのを防止している。ステム３２の拡大底部分４０がグランド部材７０内に設けられたリセス７４内に配置されたスプリットグランドブッシュ６４の内孔６６より大きいので、ステム３２、グランド部材７０およびスプリットグランドブッシュ６４によっても補助爆発防止手段（ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ  ｓｅｃｕｒｉｔｙ）が構成されている。
【００２０】
図３にわかりやすく示されているように、スプリットブッシュ９６の上部分には開口９８の内側の周囲に軸方向延在リセス１０２が設けられて、ステム３２の大径上部分４６に取り付けられたステムブッシュ１０４を収容している。スプリットブッシュ９６の下端部分にも開口９８の内側の周囲に軸方向延在リセス１０６が設けられて、ステム３２の大径上部分４６に取り付けられたシールスラスト軸受け１０８を収容している。
【００２１】
図１に示されているように、四角穴１１２を有するレバー１１０がステム３２の四角形の上端部に取り付けられている。スラストワッシャ１１３がレバー１１０とステム支持プレート８６との間の位置でステム３２に取り付けられている。スリット１１４が四角穴１１２からレバー１１０のハンドル１１６と反対側の一端部まで延在している。ソケットヘッドキャップねじ１１８がスリット１１４に直交する方向に延びた通路１２０に挿入されてナット１２２と協働することによって、穴１１２の大きさを調整することができる。ロックナット１２４をステム３２の端部に螺着することによって、レバー１１０がステム３２に固定される。
【００２２】
ストップピン１２６の下端部をプラットフォーム８６の上表面に設けられた穴１２８にねじ付けることによって、ボール部材１６がその閉鎖位置に回転した時、ストップピン１２６がレバー１１０にぶつかってステム３２の回転を制限することができる。
【００２３】
ロッククリップ１３０がレバー１１０に沿って軸方向移動可能に取り付けられて、プラットフォーム８６の上表面に設けられた対応のノッチ１３２とかみ合うことによって、弁１０をその閉鎖および開放位置に選択的にロックすることができる。
【００２４】
弁１０の最初の組み付けでは、まず下流側弁座２０を弁胴部１２の上流側端部から弁胴部１２内の所定位置に挿入する。その後、ステムブッシュ５６、下側押し出し防止リング(anti extrusion ring)６０ｂ、パッキングリング５８および上側押し出し防止リング６０ａをステム通路３４から弁胴部１２内に連続的に装てんする。その後、ステム３２をプラットフォーム８６の中央内孔９２に挿入し、グランド部材７０および皿ばねワッシャ７６をステム３２の下端部にはめ付けてそれの小径中間部分４２まで軸方向に滑らせる。グランド部材７０および皿ばねワッシャ７６をステム３２に取り付けた後、スプリットグランドブッシュ６４をステム３２の所定位置に取り付ける。次に、ステム３２を下向きにステム通路３４内へ押し込んで、シールスラスト軸受け１０８、スプリットブッシュ９６およびステムブッシュ１０４を取り付けることができるようにする。シールスラスト軸受け１０８を最初にステム３２の上端部にはめてから下向きに滑らせて肩部８８に当接させる。次に、スリットブッシュ９６を広げてステム３２の周囲に取り付けてから、ステムブッシュ１０４をステム３２の上端部にはめ付け、下向きに滑らせてスリットブッシュ９６に設けられたリセス１０２にはめ込む。シールスラスト軸受け１０８、スプリットブッシュ９６およびステムブッシュ１０４をステム３２に取り付けた後、ステム３２を上方に移動させて、スプリットブッシュ９６の環状フランジ１００をプラットフォーム８６の環状肩部９５に当接させる。次に、ボール部材１６を弁胴部１２の上流側端部から弁胴部１２に挿入し、スロット３８を流体通路１４の方向に延在させてステム３２の底端部に設けられた平坦部３６に係合させる。その後、上流側弁座２２、ロードリング２６、スペーサインサート２８および保持リング３０を弁胴部１２の上流側端部から弁胴部１２に挿入し、グランド部材７０のスタッド８４およびナット８６を締め付ける。最後に、レバー１１０をステム３２に取り付け、ロックナット１２４で固定する。ストップピン１２６は実質的にいつプラットフォーム８６に固定してもよい。
【００２５】
以上より、スプリットグランドブッシュ６４およびスプリットブッシュ９６によって一体形のステム３２をステム通路３４から一体形弁胴部１２に設置することができると同時に、流体圧によってステム３２が弁胴部１２から軸方向に放出されることを防止できることがわかる。
【００２６】
上述した高圧弁１０の１つの利点は、一体形胴部構造であることによって、潜在的な漏れ通路である接合部およびシールがないことである。さらに、ステム３２は、パッキングより外側で弁胴部１２から離れた位置で保持されており、このため、作動トルクを低くすることができるシールスラスト軸受け１０８は、処理流体の温度の影響を受けない。これによってスラスト軸受け１０８の予想寿命が長くなり、したがって高圧弁１０の信頼性が向上すると同時に、有効なステム吹き飛び防止を行うことができる。
【００２７】
以上の利点に加えて、プラットフォーム８６が一体形弁胴部１２と一体化していることによってステム３２の完全な整合が確実に得られるため、ステムパッキングの早期摩耗が防止される。ステム３２がその底端部および上端部で案内されることによって、パッキングの破損およびそれに伴った漏れの発生の原因になる側部負荷が防止される。
【００２８】
図示されていない本発明の別の実施形態によれば、レバーがステム３２の各側で側方に延出し、その各端部にハンドルが設けられている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従ったボール弁の分解斜視図である。
【図２】図１のボール弁の長手方向断面図である。
【図３】ボール弁のステムアセンブリの詳細を示す拡大断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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