(57)【要約】【課題】全閉時に弁体の上流側と下流側とにおける圧力差によって弁体に作用する力に対して弁体シートの全シール面と弁箱シートの全シール面においてシール性能を維持できるシートリング構造を提供する。【解決手段】弁箱２の内部に同心状に弁箱シートリング９を配置し、弁箱２および弁箱シートリング９を貫通して弁棒３を配置し、弁棒３の軸心廻りに回転する弁体４を弁箱シートリング９の内部に配置し、弁体４の外周縁に弁体シート２１を設け、弁箱シートリング９の内周面に弁体シート２１に当接する弁箱シート２２を設け、弁箱２の流路軸心方向で圧接する弁体シート２１のシール面２３と弁箱シート２２のシール面２４を弁箱２の流路軸心方向に対して所定角度に傾斜する傾斜面に形成し、弁箱シートリング９を弁箱２の流路軸心方向に移動可能に設け、弁箱シートリング９に弁箱２の流路軸心方向で流体圧力Ｐを受け止める圧力作用面１１を形成した。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁箱の内部に同心状に弁箱シートリングを配置し、弁箱および弁箱シートリングを貫通して弁棒を配置し、弁棒の軸心廻りに回転する弁体を弁箱シートリングの内部に配置し、弁体の外周縁に弁体シートを設け、弁箱シートリングの内周面に弁体シートに当接する弁箱シートを設け、弁箱の流路軸心方向で圧接する弁体シートのシール面と弁箱シートのシール面を弁箱の流路軸心方向に対して所定角度に傾斜する傾斜面に形成し、弁箱シートリングを弁箱の流路軸心方向に移動可能に設け、弁箱シートリングに弁箱の流路軸心方向で流体圧力を受け止める圧力作用面を形成したことを特徴とするシートリング構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はシートリング構造に関し、バタフライ弁におけるシール技術に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば図３〜図５に示すように、バタフライ弁においては、弁箱５１の内部に弁棒５２の軸心廻りに回転する弁体５３を配置しており、弁棒５２の両端をブッシュ５４を介して弁箱５１のボス部５５で回転自在に保持している。弁箱５１の内面には弁体５３の外周縁に設けた弁体シート５６に圧接する弁箱シート５７を設けている。
【０００３】
弁体５３の閉動時に弁箱５１の流路軸心方向で圧接する弁体シート５６のシール面５６ａと弁箱シート５７のシール面５７ａは弁箱５１の流路軸心方向に対して所定角度に傾斜する傾斜面をなしている。
【０００４】
本発明に関連する先行技術文献としては特許文献１に記載するものがある。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１２２２４８
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記した従来の構成において、弁体５３の全閉状態において上流側と下流側の流体の差圧が弁体５３に与える力は、弁棒５２を境とする弁体５３の一方側において弁体５３を閉動方向に付勢し、弁棒５２を境とする弁体５３の他方側において弁体５３を開動方向に付勢する。弁体５３の一方側では弁体シート５６のシール面５６ａが対向する弁箱シート５７のシール面５７ａに押圧されて両者の面圧が増加し、弁体５３の他方側では弁体シート５６のシール面５６ａが弁箱シート５７のシール面５７ａから離間させる方向に押圧されて両者の面圧が減少する。
【０００７】
このため、全閉状態において開動方向に付勢される弁体５３の他方側では、弁体シート５６のシール面５６ａと弁箱シート５７のシール面５７ａとにおける面圧の減少によって漏水が発生し易くなる。
【０００８】
本発明は上記した課題を解決するものであり、全閉時に弁体の上流側と下流側とにおける圧力差によって弁体に作用する力に対して弁体シートの全シール面と弁箱シートの全シール面においてシール性能を維持できるシートリング構造を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明のシートリング構造は、弁箱の内部に同心状に弁箱シートリングを配置し、弁箱および弁箱シートリングを貫通して弁棒を配置し、弁棒の軸心廻りに回転する弁体を弁箱シートリングの内部に配置し、弁体の外周縁に弁体シートを設け、弁箱シートリングの内周面に弁体シートに当接する弁箱シートを設け、弁箱の流路軸心方向で圧接する弁体シートのシール面と弁箱シートのシール面を弁箱の流路軸心方向に対して所定角度に傾斜する傾斜面に形成し、弁箱シートリングを弁箱の流路軸心方向に移動可能に設け、弁箱シートリングに弁箱の流路軸心方向で流体圧力を受け止める圧力作用面を形成したものである。
【００１０】
上記した構成により、全閉状態において弁体シートのシール面と弁箱シートのシール面は圧接し、弁体を境とする上流側と下流側の流体の差圧が弁体および弁箱シートリングの圧力差用面に作用する。この差圧によって弁体に作用する力は、弁棒を境とする弁体の一方側で弁体を閉動方向に付勢し、弁棒を境とする弁体の他方側で弁体を開動方向に付勢する。弁体の一方側では弁体シートのシール面が対向する弁箱シートのシール面に押圧され、弁体の他方側では弁体シートのシール面が弁箱シートのシール面から離間する方向に押圧される。
【００１１】
差圧によって弁箱シートリングの圧力差用面に作用する力は弁箱シートリングを下流側へ付勢し、弁棒を境とする弁体の両側の弁体シートのシール面の移動に追従して弁箱シートのシール面が移動し、弁棒を境とする弁体の両側において弁体シートのシール面と弁箱シートのシール面との面圧を維持する。
【００１２】
つまり、弁棒を境とする弁体の一方側では差圧に由来する弁体シートのシール面と弁箱シートのシール面との面圧の増加を、弁箱シートのシール面が弁体シートのシール面から後退する方向へ移動することで抑制して弁体シートのシール面が弁箱シートのシール面に過剰に食い込むことを防止する。弁棒を境とする弁体の他方側では差圧に由来する弁体シートのシール面と弁箱シートのシール面との面圧の減少を、弁箱シートのシール面が弁体シートのシール面に向けて前進する方向へ移動することで抑制して弁箱シートのセルフシール効果により漏水を防止する。
【００１３】
このため、全閉状態において弁体の上流側と下流側とにおける差圧によって弁体に作用する力に対して弁体シートの全シール面と弁箱シートの全シール面とにおいてシール性能を維持できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１〜図２において、バタフライ弁１は弁箱２の内部に弁棒３の軸心廻りに回転する弁体４を配置している。弁棒３は弁箱２の流路軸心に対して直交する方向に配置し、両端を弁箱２に設けたボス部５、６においてブッシュ７、８を介して回転自在に保持している。
【００１５】
弁箱２の内部には弁箱２の流路軸心方向の全長にわたる弁箱シートリング９を同心状に配置している。弁箱シートリング９は両端にフランジ１０を設けており、フランジ１０の外側端面は圧力作用面１１をなし、圧力作用面１１に弁箱２の流路軸心方向で流体圧力Ｐが作用する。この流体圧力Ｐは弁体４を隔てた上流側と下流側の差圧である。
【００１６】
フランジ１０は弁箱２の両端の開口周縁に形成したフランジ収納部１２に配置している。フランジ収納部１２は弁箱フランジ１３のフランジ面１４から弁箱２の流路軸心方向に所定深さに形成しており、フランジ収納部１２の底面１５とフランジ１０との間に所定間隙δが存在し、この所定間隙δにおいて弁箱シートリング９が弁箱２の流路軸心方向へ移動可能である。フランジ１０の外周面１６にはＯリング１７を装着しており、Ｏリング１７はフランジ１０の外周面１６とフランジ収納部１２の内周面１８との間をシールする。
【００１７】
弁棒３を挿通するために弁箱シートリング９に形成した孔１９にはシール材２０を配置しており、シール材２０はゴム等の弾性材からなり、その変形によって弁箱シートリング９が弁箱２の流路軸心方向へ移動することを許容する。
【００１８】
弁体４は弁箱シートリング９の内部に配置し、外周縁に設ける一対の弁体シート２１を上流側および下流側の縁に配置している。
弁箱シートリング９の内周面には弁箱シート２２を設けており、弁箱２の流路軸心方向で圧接する弁体シート２１のシール面２３と弁箱シート２２のシール面２４を弁箱２の流路軸心方向に対して所定角度に傾斜する傾斜面に形成している。
【００１９】
以下、上記した構成における作用を説明する。弁箱２の内部では、Ｏリング１７がフランジ１０の外周面１６とフランジ収納部１２の内周面１８との間をシールし、シール材２０が弁棒３と弁箱シートリング９との間をシールすることで、流体が弁箱２と弁箱シートリング９の間を通って下流側へ漏水することを防止する。
【００２０】
弁体４の全閉状態で弁体シート２１のシール面２３と弁箱シート２２のシール面２４が圧接し、弁体４が弁箱２の流路を上流側と下流側に遮断する。この状態で、弁体４を境とする上流側と下流側の流体の差圧Ｐが弁体４の上流側面および弁箱シートリング９の圧力差用面１１に作用する。
【００２１】
この差圧によって弁体４に作用する力は、弁棒３を境とする弁体４の両側を下流側へ微小に撓ませ、弁棒３を境とする弁体４の一方側で弁体４を閉動方向に付勢し、弁棒３を境とする弁体４の他方側で弁体４を開動方向に付勢する。弁体４の一方側では弁体シート２１のシール面２３が対向する弁箱シート２２のシール面２４に押圧され、弁体４の他方側では弁体シート２１のシール面２３が弁箱シート２２のシール面２４から離間する方向に押圧される。
【００２２】
差圧によって弁箱シートリング９の圧力差用面１１に作用する力は弁箱シートリング９を下流側へ付勢し、フランジ収納部１２の底面１５とフランジ１０との間の所定間隙δで許容される限りにおいてシートリング９が弁箱２の流路軸心方向へ微小に移動し、シール材２０はその弾性変形によって弁箱シートリング９の移動を許容する。
【００２３】
この弁箱シートリング９の移動により弁棒３を境とする弁体４の両側の弁体シート２１のシール面２３の微小な移動に追従して弁箱シート２２のシール面２４が移動し、弁棒３を境とする弁体４の両側において弁体シート２１のシール面２３と弁箱シート２２のシール面２４との面圧を維持する。
【００２４】
つまり、弁棒３を境とする弁体４の一方側では弁体シート２１のシール面２３と弁箱シート２２のシール面２４との面圧が差圧に由来して増加しようとするが、弁箱シート２２のシール面２４が弁体シート２１のシール面２３から後退する方向へ移動することで、面圧の上昇を抑制して弁体シート２１のシール面２３が弁箱シート２２のシール面２４に過剰に食い込むことを防止する。
【００２５】
弁棒３を境とする弁体４の他方側では弁体シート２１のシール面２３と弁箱シート２２のシール面２４との面圧が差圧に由来して減少しようとするが、弁箱シート２２のシール面２４が弁体シート２１のシール面２３に向けて前進する方向へ移動することで面圧の減少を抑制して弁箱シート２２のセルフシール効果により漏水を防止する。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、全閉状態において弁体の上流側と下流側とにおける差圧を受けて弁体が弁棒を境として両側を下流側へ微小に撓まむことに対して、弁箱シートリングが下流側へ移動して弁体の両側の弁体シートのシール面の微小な移動に追従して弁箱シートのシール面が移動することで、全閉状態において弁体シートの全シール面と弁箱シートの全シール面との面圧を維持してシール性能を維持できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態におけるシートリング構造を示す平断面図である。
【図２】同実施の形態におけるシートリング構造の縦断面図である。
【図３】従来のバタフライ弁を示す横断面図である。
【図４】同バタフライ弁の縦断面図である。
【図５】同バタフライ弁の平断面図である。
【符号の説明】
Ｐ    流体圧力（差圧）
δ    所定間隙
１    バタフライ弁
２    弁箱
３    弁棒
４    弁体
５、６  ボス部
７、８  ブッシュ
９    弁箱シートリング
１０    フランジ
１１    圧力作用面
１２    フランジ収納部
１３    弁箱フランジ
１４    フランジ面
１５    底面
１６    外周面
１７    Ｏリング
１８    内周面
１９    孔
２０    シール材
２１    弁体シート
２２    弁箱シート
２３、２４  シール面
【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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