(57)【要約】【課題】バタフライ弁を接続しようとする２個のフランジが、多少互いに傾斜していてもまた多少偏心していても、容易に気密に接続できて、流体漏洩を起こさないようなバタフライ弁を提供しようとするものである。【解決手段】コアを弾性材料中に埋没させて作ったシートリングの外周面に、両端から中央に向かってテーパーを付けて中窪みにし、両端面を外周から内部へ向かって窪むような漏斗状の面にして、これをバタフライ弁の弁本体の流体通路内に挿入し、シートリングの漏斗状面を弁本体の側面から突出させるとともに、コアの両端を弁本体の側面から引っ込める。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
硬質材料製の短円筒をコアとし、コアの全面を弾性材料で被覆して得られた短い円筒状物からなり、その筒状物は両端にそれぞれ外周の縁辺から内部へ向かって窪む漏斗状の面を備え、外周面には両端から中央に向かってテーパーが付されていることを特徴とするバタフライ弁用シートリング。
【請求項２】
短い円筒状物の軸線を通る断面上で、上記漏斗状の面は上記軸線に垂直な直線から５〜１０度の角度だけ傾いていることを特徴とする、請求項１に記載のバタフライ弁用シートリング。
【請求項３】
短い円筒状物の軸線を通る断面上で、上記テーパーが円筒状物の両端を結ぶ直線から８〜１２度の角度だけ傾いていることを特徴とする、請求項１又は２に記載のバタフライ弁用シートリング。
【請求項４】
弁本体の流体通路内に、請求項１ないし３の何れか１つの項に記載されたシートリングを挿入し、シートリングは両端における外径を流体通路の内径に等しくし、漏斗状面を弁本体の側面より突出させるとともに、コアの両端を弁本体の側面より引っ込めていることを特徴とするバタフライ弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、バタフライ弁用シートリング、及びそのシートリングを付設したバタフライ弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
バタフライ弁は、弁本体に設けた円管状の流体通路内に円板状の弁体を回動可能に付設して構成されたものであって、弁体の回動により流体通路内を流れる流体を調節するのに使用される。従って、バタフライ弁は、円管状の流体通路を持った弁本体と、弁本体の流体通路内に回動可能に付設された円板状の弁体とを主な構成材料とするが、そのほかに弁体が流体通路を全閉するためにシートリングが必要とされる。
【０００３】
シートリングは、弁本体の流体通路の壁面に固定される短い円筒状物であって、弁本体と弁体との間に介在し、弁の全閉時に弁体の外周が密接して、流体の流れを全面的に停止させる役目を果たすものである。このような役目を果たすために、シートリングは一般に弾性材料、例えば適度の柔軟性又は可撓性を持ったゴムなどで作られる。
【０００４】
シートリングを弾性材料だけで作ると、シートリングが柔軟に過ぎて使用中に忌わしい変形を起こす。例えば、弾性材料だけで作られたシートリングを使用してバタフライ弁を作り、これに高圧の流体を流すと、シートリングが流体の流れに煽られて弁本体から剥がれ、甚だしい場合には引きちぎられて、弁の使用に支障をもたらす。そこで、このような事態を避けるために、内部に硬質材料製のコアを入れることが提案された。この提案によれば、シートリングは表面が柔軟なために弁体外周が密接することができ、内部にコアが存在するために弁本体から剥がれないものとなって、上述の支障を避けることができる。
【０００５】
従来のコア入りシートリングは、図１に示したように、硬質材料製の短円筒をコアとし、コア１の全面を弾性材料２で被覆して得られた短い円筒状物であった。このシートリングは、この円筒状物の外周面Ｓが、正確な円筒状とされて、端から端まで等しい外径を持つものとされることが多かった。まれに外周面Ｓにテーパーの付けられることもあったが、そのテーパーは一方的に外径の小さくなるものとされた。また、従来のコア入りシートリングは、円筒状物の両端に位置する端面Ｔが軸線Ｐに垂直な平面とされた。また、筒状物の内周面Ｕは図示していない弁体の外周に密接するために凹凸が付された。なお、３は弁軸挿通孔である。
【０００６】
従来のシートリングは、弁本体に挿入されて、図２に示すようなバタフライ弁を構成してきた。図２において、コア１と弾性材料２とからなるシートリングは弁本体４に挿入された状態では、シートリングの端面Ｔが弁本体４の側面Ｑより長さＸだけ突出した状態とされた。これは、バタフライ弁を管に接続するための便宜に由来している。すなわち、一般にバタフライ弁を管に接続するときは、管に固定されたフランジの間にバタフライ弁を挿入し、フランジの間をボルトで締め付けて、弁を管に接続する方法が採用されているところ、上述のように、シートリングの端面Ｔを弁本体４の側面Ｑより突出させておけば、シートリングの両端がパッキンとして働くために、フランジと弁との間を簡単に気密に接続することができるからである。
【０００７】
ところが、実際に現場でバタフライ弁を管に接続して、流体漏洩が生じないようにすることは容易でない、という問題があった。それは接続すべき管に予め固定された２個のフランジが、実際には互いに平行に向いていなかったり、偏心していたりするからである。このような場合には、バタフライ弁をフランジの間で締め付けただけでは、シートリングの両端面を全体にわたってフランジ面に密接させることが困難であり、どこかの局部に隙間を生じることとなって、流体漏洩を防ぐことができなかった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、上述の問題を解消しようとするものである。すなわち、この発明は、バタフライ弁を接続しようとする２個のフランジが、多少互いに傾斜していてもまた多少偏心していても、容易に気密に接続できて、流体漏洩を起こさないようなバタフライ弁を提供しようとするものである。また、そのためのバタフライ弁用シートリングを提供しようとするものである。
【０００９】
【課題解決のための手段】
この発明者は、コア入りのシートリングを用い、コア入りシートリングの両端面と外周面との形状を改良することによって、上述の問題が解決できることを見出した。
【００１０】
すなわち、従来のコア入りシートリングでは、外周面に中窪みのテーパーを付けることなど全く試みられなかったところ、この発明者は、外周面を中窪みにして両端から中央に向かってテーパーを付けると、これが上記の問題を解決するのに有効であることを見出した。それとともに、従来のコア入りシートリングでは、両端面の外周部分は円筒の軸線に垂直な平面とされてきたところ、この発明者は、両端面を外周から内部へ向かって窪むような漏斗状にすると、これが上記の問題を解決するのに有効であることを見出した。この発明はこのような知見に基づいて完成されたものである。
【００１１】
この発明は、一面においてはバタフライ弁用シートリングを提供するものであり、他面においてはそのシートリングを用いたバタフライ弁を提供するものである。
【００１２】
この発明に係るバタフライ弁用シートリングは、硬質材料製の短円筒をコアとし、コアの全面を弾性材料で被覆して得られた短い円筒状物からなり、その筒状物は両端にそれぞれ外周の縁辺から内部へ向かって窪む漏斗状の面を備え、外周面には両端から中央に向かってテーパーが付されていることを特徴とするものである。
【００１３】
また、この発明に係るバタフライ弁は弁本体の流体通路内にシートリングを挿入して構成され、そのシートリングは硬質材料製の短円筒をコアとし、コアの全面を弾性材料で被覆して得られた短い円筒状物からなり、その筒状物は両端にそれぞれ外周の縁辺から内部へ向かって窪む漏斗状の面を備え、外周面には両端から中央に向かってテーパーが付されたものであって、シートリングは両端における外径を流体通路の内径に等しくし、漏斗状面を弁本体の側面より突出させるとともに、コアの両端を弁本体の側面より引っ込めていることを特徴とするものである。
【００１４】
この発明に係るシートリングは、その中に硬質材料製のコアを埋没させて含んでいる。硬質材料としては、金属又は硬質合成樹脂を用いることができる。金属としては、鉄、鋼、不銹鋼、アルミ合金、銅合金などを用いることができる。硬質合成樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート等の熱可塑性樹脂、及びエポキシ樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができる。
【００１５】
この発明に係るシートリングは、コアの全面を弾性材料で被覆して得られた短い円筒状物からなるものである。弾性材料としては、天然ゴム及び各種の合成ゴムを使用することができる。短い円筒状物は、両側が対称構造となるようにコアを含んでいる。コアを被覆する弾性材料の表面は、シートリングの内周面では従来のシートリングと変りがないが、外周と両側ではその表面が、以下に述べるように従来のシートリングと異なっている。
【００１６】
まず、シートリングの外周について云えば、従来のシートリングは外周面が一様な外径を持った円筒面とされてきたが、この発明に係るシートリングは、外周面に両端から中央に向かって次第に外径が小さくなるテーパーが付されている。そのテーパーは、僅かなもので、軸線を通る平面で切断した断面上で、両端を結ぶ直線に対して約１０度の角度である。この角度を角度範囲で云えば８〜１２度の範囲であり、好ましくは９〜１１度の範囲である。
【００１７】
また、シートリングは、弁本体の流体通路内へ挿入できるものでなければならない。従って、シートリングの最大外径は流体通路の内径と実質的に等しくされる。その最大外径はこの発明に係るシートリングでは両端にあるから、シートリングの両端における外径は流体通路の内径に等しくされる。
【００１８】
次に、シートリングの両側について云えば、従来のシートリングの両側面は、円筒の軸線に垂直な平面とされてきたが、この発明に係るシートリングの両側面は、それぞれ外周の縁辺から内部へ向かって窪む漏斗状面とされる。その漏斗状面の傾きは僅かなもので、上記軸線を通る断面上で、漏斗状面は軸線に垂直な直線から５〜１０度の角度だけ傾く程度である。
【００１９】
また、シートリングの内周面について云えば、この発明に係るシートリングの内周面は、従来の内周面と変りがない。すなわち、従来のシートリングの内周面は、図１に示したように、弁軸挿通孔３の周りに環状の突出部Ｖが形成され、環状突出部Ｖの間には断面が山形に隆起する山形面Ｗが延びていて、内周面は全体として弁体外周に当接するようにされてきたが、この発明に係るシートリングも同様な形状とされる。
【００２０】
この発明に係るシートリングは、弁本体の流体通路内に挿入され、流体通路の壁面に付設されてバタフライ弁を構成する。このとき、シートリング内のコアの両端は弁本体の両側面より僅かに内側へ引っ込むようにされる。その引っ込む長さは、コアの外周に位置する弾性材料の厚み程度とされる。また、シートリングの両端にある漏斗状面は、その全体が弁本体の両側面より突出しているようにされる。
【００２１】
【発明の効果】
このようにすることにより、バタフライ弁の両側にそれぞれフランジを当接するときは、フランジが多少互いに平行に向いていなくても、また偏心していても、フランジ間をボルトで締め付けることによって、弁とフランジとの間を確実に気密に接続することができる。なぜならば、弁本体の両側にはシートリングの弾性材料からなる表面が突出しており、しかもその表面は外周から内部へ向かって窪む漏斗状を呈しており、またシートリングの外周面に両端から中央に向かってテーパーが付されているため、弾性材料の両端にある外周部分は、フランジによって外方へ押し広げられて、シートリングと弁本体との間を塞ぐこととなるからである。
【００２２】
また、弁の両端には弾性材料からなる漏斗状の面が突出しているため、フランジは適当な幅の領域にわたってシートリングに接触することとなり、外周ほど大きな力で押圧されるので、局部的に隙間が残るのを防ぐことができるからである。また、シートリングの内部には弁本体の側面のすぐ内側にコアの端が位置しているため、漏斗状面はコアの抵抗によって強くフランジに密接することとなるからである。このために、この発明によれば確実に流体の漏洩を防いで容易にバタフライ弁を配管することができる。この発明は、このような利益を与えるものである。
【００２３】
【発明実施の態様】
この発明を実施の一例について図面に基づき説明すると、次のとおりである。図３は、この発明に係るシートリングの一部切欠斜視図である。図４は、この発明に係るバタフライ弁の流体通路の軸線を通る平面で切断したときの弁の一部切欠断面図である。図５は、この発明に係る他のバタフライ弁の図４と同様な一部切欠断面図である。図６は、この発明に係る他のシートリングの一部切欠断面図である。図７は、この発明に係るさらに別のシートリングの一部切欠断面図である。図８は、この発明に係るさらに別のバタフライ弁の使用状態断面図である。
【００２４】
この発明に係るシートリングは、図３に示したように、コア１と弾性材料２とで作られている。コア１は金属製の短円筒であり、弾性材料２がコア１の全表面を覆って一体となって、シートリングＬを構成している。この点では、この発明に係るシートリングＬは従来のシートリングと変りがない。しかし、シートリングＬは、弾性材料２が形成するシートリングの表面において、とりわけ外周面の形状と両側にある端面の形状において、従来のシートリングと大きく異なっている。
【００２５】
まず、外周面について云えば、シートリングＬの外周面５は、外周の縁辺５１と５２とが等しい外径を持ち、中央部に向かってテーパーを備えて、中窪みの形状となっている。そして、外周面５の中央には周囲方向に延びる谷５３が形成されている。こうして、外周面５は鼓状を呈している。
【００２６】
次に、両側に位置する端面について云えば、シートリングＬの端面６は、外周の縁辺５１及び５２から内部へ向かって次第に窪む漏斗状を呈している。云いかえると、外周の縁辺５１及び５２からは、従来のシートリングのように円筒の軸線Ｐに垂直な平坦面が形成されていない。
【００２７】
シートリングＬの内周面Ｕは、従来のシートリングと異ならない。すなわち、内周面Ｕには弁軸挿通孔３の周りに環状突出部Ｖが形成され、環状突出部Ｖの間には横断面が山形の山形面Ｗが延びている。
【００２８】
図４は、この発明に係るシートリングＬが、弁本体４の流体通路内に挿入された状態を断面で示している。シートリングＬは、両端を弁本体４の側面Ｑから突出させて、外周面５を両端において流体通路の壁面４１に接触させている。
【００２９】
図４において、シートリングＬにおける外周面５のテーパーの程度は、外周面５と壁面４１との間の角度αで表わされる。また、シートリングＬにおける漏斗状端面６の傾斜角度は、円筒の軸線に垂直な面７と端面６との間の角度βで表わされる。この発明に係るシートリングＬでは、テーパーの程度を表わす角度αは約１０度、範囲で云えば８〜１２度、好ましくは９〜１１度である。また、漏斗状端面６の傾斜角度を表わす角度βは、５〜１０度、好ましくは７〜８度である。
【００３０】
この発明では、シートリングＬが弁本体４へ挿入されたとき、漏斗状の端面６が全体にわたって弁本体４の側面Ｑから突出した状態とされる。すなわち、図４においてシートリングＬは弁本体の側面Ｑより長さＸだけ突出しているが、長さＸは流体通路の壁面４１への端面６の投影長に等しいか又は投影長よりも大きいことが望ましい。
【００３１】
この発明に係るバタフライ弁が図４に示したような状態になっているところへ、フランジＦが当接されると、フランジＦは、シートリングＬと弁本体４との間を気密に保つとともに、シートリングＬと気密に当接される。なぜならば、シートリングＬの縁辺５２が、鋭角をなして先端を僅かに外方へ向けているので、フランジＦを押し付けられると縁辺５２は弁本体４の側面Ｑがわへ倒されることとなるため、シートリングＬと弁本体との間は気密に接触することとなるからである。また、端面６は外側ほど突出する漏斗状を呈しているので、フランジＦは外側ほど強くシートリングに押し付けられ、内側ほど弱い力で押し付けられ、押し付けられる領域が幅を持っているので、局部的に隙間の発生することが防がれ、従ってシートリングＬはフランジＦと確実に気密に当接されることとなるからである。
【００３２】
また、シートリングＬ内にはコア１が含まれ、コア１の端が弁本体４の側面Ｑより内側にあって、その近くに位置しているため、端面６はコア１から反発力を受けてフランジＦに当接するので、端面６はフランジと強く密接することができる。このため、フランジＦは、シートリングＬと弁本体４との間を気密に保ちながら、シートリングＬに気密に当接される。従って、２個のフランジが多少偏心していても、また平行から外れていても、フランジをバタフライ弁に容易且つ確実に気密に接続できることとなる。
【００３３】
図５は、流体通路の軸線を通り弁軸と直交する平面で切断したときの断面を示している。図５はこの発明に係るシートリングＭでは端面６と内周面Ｕとの間に傾斜面８を設けてもよいことを示している。このように傾斜面８を設けると、弁体の開度が小さいときに流体の流れが円滑となる。傾斜面８の幅と傾斜角度は図５の位置で最も大きく弁軸位置に近づくに従って次第に小さくなる。
【００３４】
図６と図７とは、この発明に係るシートリングでは、端面６に円周方向に延びる突条を設けてもよいことを示している。詳しく云えば、突条は図６に示したように、実質的に等しい大きさのものを互いに平行に多数設けてもよいが、また、図７に示したように、外周の縁辺５２の近くに唯１個だけ設けてもよい。
【００３５】
図８は、図５に示したシートリングＭを使用したこの発明に係るバタフライ弁が、配管された状態を示している。シートリングＭは、配管以前には図５に示したように両端に漏斗状の端面６を備え、外周面５にテーパーを備えていたが、配管後は、端面６はフランジＦに押されて平坦となってフランジＦ及び弁本体４との間を気密に保っている。外周面５は、弁本体４との間にテーパーによる隙間を形成しているが、配管後に残っているこの隙間は、配管前の隙間と比べると小さくなっている。その隙間の小さくなった分は、それだけフランジＦによる端面６の変形が助長されていることとなり、従ってシートリングＭとフランジＦとの間が気密に接続されていることとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のシートリングの一部切欠斜視図。
【図２】従来のバタフライ弁の縦断面図。
【図３】この発明に係るシートリングの一部切欠斜視図。
【図４】この発明に係るバタフライ弁の一部切欠断面図。
【図５】この発明に係る他のバタフライ弁の一部切欠断面図。
【図６】この発明に係る他のシートリングの一部切欠断面図。
【図７】この発明に係るさらに別のシートリングの一部切欠断面図。
【図８】この発明に係るバタフライ弁の配管状態を示した断面図。
【符号の説明】
１                        コア
２                        弾性材料
３                        弁軸挿通孔
４                        弁本体
５                        この発明に係るシートリングの外周面
６                        この発明に係るシートリングの端面
７                        軸線に垂直な面
８                        傾斜面
４１                      流体通路の壁面
５１、５２                外周縁辺
５３                      谷
Ｆ                        フランジ
Ｌ、Ｍ                    この発明に係るシートリング
Ｐ                        軸線
Ｑ                        弁本体４の側面
Ｓ                        従来のシートリングの外周面
Ｔ                        従来のシートリングの端面
Ｕ                        シートリングの内周面
Ｖ                        円環状突出部
Ｗ                        山形面
Ｘ                        突出長
α                        テーパーの傾斜角度
β                        漏斗状面の傾斜角度
【図１】
2004316745.tif 000003
【図２】
2004316745.tif 000004
【図３】
2004316745.tif 000005
【図４】
2004316745.tif 000006
【図５】
2004316745.tif 000007
【図６】
2004316745.tif 000008
【図７】
2004316745.tif 000009
【図８】
2004316745.tif 000010