(57)【要約】      （修正有）【課題】弁座の早期磨耗を防ぐトラニオン形ボール弁を提供する。【解決手段】トラニオン形ボール弁は、中央体１４および二つの対向した管状部１６を備えた弁体であって、中央体１４は空洞２０を有し、管状部１６は、共通の長手軸線を有した各ダクト２２、及び空洞２０に対向した内側の端部を備えた弁体と、弁体に回転可能に連結され、かつ開放位置および閉鎖位置の間で、長手軸線に直交した回転軸線の回りに、回転可能なトラニオン形ボール２４であって、開放位置においてダクト２２に整合し、かつ閉鎖位置においてダクト２２を横切る貫通孔を備えたトラニオン形ボール２４と、長手軸線の方向に沿って各管状部１６に滑動可能に係合するガイド部４４、及びヘッド部４６をそれぞれ有した第一および第二弁座リングとを備える。第一弁座リング３６は、ボール側シール５４と、ボディ側シール５８とを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央体（１４）および二つの対向する管状部（１６）を備える弁体（１２）であって、前記中央体（１４）は空洞（２０）を有し、前記管状部（１６）は共通の長手軸線（Ａ）を有した各ダクト（２２）、及び前記空洞（２０）に対向する内側の端部を備える前記弁体（１２）と、
前記弁体（１２）に回転可能に連結され、かつ開放位置および閉鎖位置の間で、前記長手軸線（Ａ）に直交した回転軸線（Ｂ）の周りに、回転可能なトラニオン形ボール（２４）であって、前記開放位置において前記ダクト（２２）に整合し、かつ前記閉鎖位置において前記ダクト（２２）を横切る貫通孔（３４）を備える前記トラニオン形ボール（２４）と、
前記長手軸線（Ａ）の方向に沿って各管状部（１６）に滑動可能に係合するガイド部（４４）、及びヘッド部（４６）をそれぞれ備える第一および第二弁座リング（３６、３８）とを備え、
前記弁座リングの一方（３６）は、
ボール側シール直径（Ｄ１）に沿って、前記弁座リング（３６）および前記トラニオン形ボール（２４）の間にシール状態の接触を形成する前記ヘッド部（４６）上に設けられたボール側シール（５４、６４）と、
前記ガイド部（４４）上に設けられたボディ側シール（５８）であって、前記ボディ側シール（５８）はボディ側シール直径（Ｄ２）に沿って各管状部（１６）とシール状態の接触を形成し、前記ボール側シール直径（Ｄ１）および前記ボディ側シール直径（Ｄ２）は一定である前記ボディ側シール（５８）とを備えるトラニオン形ボール弁において、
前記ボール側シール直径（Ｄ１）は前記ボディ側シール直径（Ｄ２）より大きいことを特徴とするトラニオン形ボール弁。
【請求項２】
前記ボディ側シール（５８）は、前記同一のボディ側シール直径（Ｄ２）に沿って作用する二つの独立したシール要素（６０、６６、６８）を備えることを特徴とする請求項１に記載のトラニオン形ボール弁。
【請求項３】
前記ボディ側シール（５８）は、長手方向に沿って相互に離間する各環状溝内に収容される二つのＯリング（６０）を備えることを特徴とする請求項２に記載のトラニオン形ボール弁。
【請求項４】
前記ボディ側シール（５８）は、Ｏリング（６０）およびリップシール（６６）を備えることを特徴とする請求項２に記載のトラニオン形ボール弁。
【請求項５】
前記ボディ側シール（５８）は二つの独立したリップシール（６６、６８）を備えることを特徴とする請求項２に記載のトラニオン形ボール弁。
【請求項６】
試験孔（６２）が前記独立したシール要素（６０、６６、６８）の間の圧力を感知するために設けられることを特徴とする請求項２乃至５のいずれか一項に記載のトラニオン形ボール弁。
【請求項７】
前記ボール側シール（５４）は柔軟な挿入物（５６）を備えることを特徴とする請求項１に記載のトラニオン形ボール弁。
【請求項８】
前記ボール側シール（５４）は、金属間弁座（６４）を備える請求項１に記載のトラニオン形ボール弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パイプライン用のトラニオン形ボール弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、特に、パイプラインと、（通常「ピグ（Ｐｉｇ）」と呼ばれる）スクレーパを発射するか、受け入れるために用いられるパイプラインの終端に配置されたチャンバとの間を接続するためのボール弁用に開発された。
【０００３】
パイプライン用のトラニオン形ボール弁は、通常、空洞を有した弁体と、前記空洞内に回転可能に取り付けられたトラニオン形ボールと、弁の双方向緊密性を保証する各弁座を備えた二つの独立したフロート弁座リングとを備える。第一弁座リングは、パイプラインと空洞との間の緊密性を保証するように設けられ、第二弁座リングは、ピグ用チャンバおよび空洞の間のシールを保証するように設けられる。
【０００４】
弁座リングの弁座の早期磨耗を防ぐために、弁の開放および閉鎖は、パイプライン内、ピグ用チャンバ内、及び空洞内の圧力がほぼ平衡している時に行なわれるべきである。この事実は、通常、空洞内の圧力を平衡化させる付加的な回路を必要とする。このような付加的な回路は、弁の費用および複雑さを増大させ、かつ同時に弁の運用の複雑さも増大させる。しかしながら、付加的な平衡化回路が備えられていても、操作者が弁を開放または閉鎖する前に空洞内の圧力を平衡化しなかった場合には、弁座を損傷させる危険性が依然として存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】独国実用新案第２０３２１３６９号明細書
【特許文献２】欧州特許出願公開第００１２１２８号明細書
【特許文献３】独国特許出願公開第１９５１０７０９号明細書
【特許文献４】独国特許出願公開第１０２００５００２９１３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、上述した問題を解決するトラニオン形ボール弁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によると、前述の課題は、請求項１に記載のトラニオン形ボール弁によって解決される。
本発明は、限定しない例として提供される図面を参照して説明される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】パイプラインおよびピグ用チャンバの間に取り付けられたボール弁を示す縦断面図。
【図２】本発明によるボール弁の実施形態の縦断面図。
【図３】図２において矢印ＩＩＩで示された部分の拡大図。
【図４】図３に対応した代替的実施形態を示す図。
【図５】図２において矢印ＩＩＩで示された部分の異なる実施形態を示す図。
【図６】図２において矢印ＩＩＩで示された部分の異なる実施形態を示す図。
【図７】図２において矢印ＩＩＩで示された部分の異なる実施形態を示す図。
【図８】図２において矢印ＩＩＩで示された部分の異なる実施形態を示す図。
【図９】図２において矢印ＩＩＩで示された部分の異なる実施形態を示す図。
【図１０】図２において矢印ＩＩＩで示された部分の異なる実施形態を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１を参照すると、本発明によるトラニオン形ボール弁１０がパイプラインＰおよびピグ用チャンバＣの間に取り付けられている。弁１０の目的は、二つの独立したシール要素でチャンバＣをパイプラインＰから安全に遮断することにある。弁１０は、二つのシール要素のうちの一つが故障した場合にも、チャンバＣがパイプラインＰ内の圧力から遮断されることを保証する。
【００１０】
弁１０の構造が図２に、より詳細に示されている。弁１０は、中央体１４と、中央体１４の両側に配置され、かつそこにボルト１８によって固定された二つの管状部１６とを備えた弁体１２を有する。中央体１４は、空洞２０を備え、管状部１６は空洞２０に対向する内側の端部に対してそれぞれダクト２２を備える。ダクト２２は、同一の直径と、共通の長手軸線Ａとを有する。
【００１１】
ボール２４は、中央体１４の空洞２０内に収容される。ボール２４は、弁体１２に固定された各々の支持部２８に回転可能に係合するように構成された二つの一体型トラニオン２６を有する。ボール２４は、長手軸線Ａに直交した回転軸線Ｂの周りに、弁体１２に対して、回転可能である。ステム３０は、中央体１４の孔３２を通って回転軸線Ｂと同軸に延び、かつトラニオン２６の一方に固定されている。ボール２４は、ダクト２２の直径にほぼ等しい直径を有した貫通孔３４を備える。ボールは、貫通孔３４がダクト２２に整合するような開放位置と、貫通孔３４がダクト２２を横切るような閉鎖位置との間で、回転軸線Ｂの周りに回転可能である。
【００１２】
弁１０は、ダクト２２の直径より大きいか等しい内径をそれぞれ有した第一および第二弁座リング３６、３８を備える。弁座リング３６、３８は、長手軸線Ａに沿って移動可能であり、ボール２４の両側に当接した弁座をそれぞれ備える。
【００１３】
図３を参照すると、第一弁座リング３６は、金属材料から製造され、かつガイド部４４とヘッド部４６とを備えた一体型ボディを有する。ガイド部４４は、管状部１６の対応する円筒状のガイド面５０に滑動可能に係合する円筒状のガイド面４８を備える。一組の圧縮バネ５２は、弁座リング３６と管状部１６との相互に対向した径方向面の間に設けられている。圧縮バネ５２は、弁座リング３６をボール２４に向かって付勢する。
【００１４】
弁座リング３６は、ボール側シール直径Ｄ１に沿って、弁座リング３６とボール２４との間にシール状態の接触を提供するように構成されたボール側シール５４を備える。図３に示された実施形態において、ボール側シール５４は、ボール２４に対向した弁座リング３６のヘッド部４６の面上に形成された環状溝内に収容された長手軸線Ａと同軸の柔軟な環状挿入物５６によって形成されている。環状挿入物５６は、ボール２４に当接した前面を備える。シール要素５６はプラスチック材料から製造され得る。
【００１５】
弁座リング３６は、ガイド面４８、５０の間に配置されたボディ側シール５８を備える。ボディ側シール５８は、ボディ側シール直径Ｄ２に沿って、弁座リング３６と、各管状部１６との間にシール状態の接触を提供する。図３に示された実施形態において、ボディ側シール５８は、弁座リング３６のガイド部４４に形成された環状溝内に収容されたＯリング６０を備える。
【００１６】
ボール側シール直径Ｄ１と、ボディ側シール直径Ｄ２とは、共に一定である。即ち、シール直径Ｄ１およびＤ２は、空洞２０内と、各ダクト２２内との差圧に応じて変化しない。
【００１７】
本発明によると、ボール側シール直径Ｄ１は、ボディ側シール直径Ｄ２より大きい。
空洞２０内の流体圧力はＰ１を示し、（ピグ用チャンバＣ内の流体圧力に等しい）ダクト２２内の流体圧力はＰ２を示す。Ｐ１がＰ２より大きい時には、結果として弁座リング３６上に作用する流体圧力は、ボール２４の方向に向く。従って、この条件下において、ボール側シール５４は閉鎖される。
【００１８】
Ｐ２がＰ１より大きい時、結果として弁座リング３６上に作用する流体圧力は、ボール２０から離間する方向に向く。この場合、結果として生じた流体圧力は圧縮バネ５２の力以上であり、ボール側シール５４が開放され、圧力Ｐ１およびＰ２は平衡化される。
【００１９】
本発明による弁座リング３６は、長手方向に沿ってより大きな圧力の領域に向かう流体力を受けるため、「逆ピストン効果」を有すると定義される。即ち、結果として生じた圧力は、より大きな圧力がＰ１である場合に、ボール２４の方向に向き、より大きな圧力がＰ２である場合に、ボール２４から離間する方向に向く。
【００２０】
ピグ用チャンバＣ側への逆ピストン効果を有した弁座リング３６を用いることは特に有利である。即ち、弁が閉鎖され、かつＰ１がＰ２より大きい時には、弁座リング３６は、パイプライン側の弁座が故障した場合にも、ボール側シール５４が閉鎖されることを保証する。即ち、パイプライン側の弁座リング３８上に漏洩が存在する場合には、空洞２０内の圧力Ｐ１が増加する。ピグ用チャンバ側の弁座リング３６上の逆ピストン効果は、ピグ用チャンバのより安全な動作を保証する。
【００２１】
他方、弁が閉鎖された時に、逆ピストン効果を備えた弁座リング３６は、ピグ用チャンバＣが加圧される時の圧力Ｐ１およびＰ２の自己平衡化を保証する。従って、圧力Ｐ１およびＰ２がほぼ平衡している条件下で、弁１０が開放されることが保証され、ひいては、ボール側シール５４が損傷する危険性が実質的に減少する。
【００２２】
望ましくは、試験孔６２が、ボディ側シール５８の近傍の流体圧力を感知するために配置される。試験孔６２において測定された圧力は、シール５４、５８の完全性についての情報を提供する。
【００２３】
パイプライン側の弁座リング３８は、従来技術による単純なピストン効果またはダブルピストン効果を有した弁座リングであることが望ましい。
図４は、本発明による逆ピストン効果を有した弁座リング３６の代替的な実施形態を示している。上述した要素に対応した要素は、同一の参照番号によって示されている。
【００２４】
図４に示された弁座リング３６は、本出願人に付与された欧州特許第０９４２５３１２号明細書に開示されているような可撓性弁座を備えたヘッド部４６を有する。弁座６４は、ヘッド部４６の表面上に一体に形成されている。弁座リング３６およびボール２４のシール状態の接触は、金属間接触である。
【００２５】
本発明による逆ピストン効果を有した弁座リングの注目すべき利点は、ボディ側シール５８が同一のボディ側シール直径Ｄ２を有する二つの独立したシール要素によって形成可能であることにある。ボディ側シール直径Ｄ２が一定に維持されるという事実は、ボディ側シール５８上に二つの独立したシール要素を設けることを可能とする。
【００２６】
図５から１０は、ボディ側シール５８が二つの独立したシール要素を備えた二つの異なる解決法を示している。図５から７は、ボール側シール５４を形成するように構成された柔軟な挿入物５６を備えた弁座リングを示している。図８から１０は、可撓性弁座６４を備え、かつボール側シール５４上に金属間のシール状態の接触を有する弁座リングを示している。
【００２７】
図５および８において、ボディ側シール５８は、長手方向に沿って相互に離間したそれぞれの環状溝内に収容された二つのＯリング６０を備える。図６および９において、ボディ側シール５８は、Ｏリング６０およびリップシール６６を備える。
【００２８】
図７および１０において、ボディ側シール５８は二つの独立したリップシール６６、６８を備える。図面に示されているリップシール６８はダブルリップシールである。
ボディ側シール５８が二つの独立したシール要素を備えた全ての実施形態において、試験孔６２が、二つのシール要素の間の圧力を感知するために配置されている。試験孔６２において測定された圧力は、ボディ側シール５８を形成するシール要素の完全性についての情報を提供する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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