(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体入口、流体出口、これらを連通する通路、および、該通路に配設された、流体流れを制御するための弁座を備えた弁箱と；
弁箱に組み付けられた、中央孔を有するボンネットと；
上記弁座にシールするように着座しうる弁体をその端部に有し、上記ボンネットの中央孔を貫通して延びる弁駆動部材であって、上記ボンネットとこの弁駆動部材との間に引っかかりのないように間隙が生じる下部孔を有してなる弁駆動部材と；
上記ボンネットに螺合するパッキンナットであって、上記弁駆動部材とこのパッキンナットとの間に引っかかりのないように間隙が生じる上部孔を有してなるパッキンナットと；
上記弁駆動部材を囲むようにボンネットの中央孔に配設された少なくとも二つのパッキンセットであって、それぞれが、ＰＴＦＥ製シールリングと該シールリングを挟む充填材入りＰＴＦＥ製の雌パッキンリングおよび雄パッキンリングとを含んでなるＰＴＦＥ製Ｖタイプパッキンリングから形成された少なくとも二つのパッキンセットと；
上記弁駆動部材を囲むように上記パッキンナットと上記二つのパッキンセットとの間に、圧縮力を受けて上記二つのパッキンセットにパッキン荷重を負荷し得るように配設されてなる円盤状ばねと、
該円盤状ばねと上記二つのパッキンセットのうちの一つとの間に配設された第一のスペーサリング、および、上記二つのパッキンセット同士の間に配設された第二のスペーサリングであって、上記弁駆動部材とこれら各スペーサリングとの間に、互いに引っ掛かりのないように長手方向に沿った間隙が生じるように配設された、第一のスペーサリングおよび第二のスペーサリングと備えており、
上記円盤状ばねが圧縮されていないときには、上記二つのパッキンセットにパッキン荷重が負荷されず、上記二つのパッキンセットと弁駆動部材との間には間隙が生じうるように構成されており、
また、この円盤状ばねは、上記二つのパッキンセットと弁駆動部材とのガイド可能な接触が得られ、このガイド可能な接触が、弁駆動部材に周囲から加わる横荷重に対して弁駆動部材を安定させるに十分であるように、且つ、弁駆動部材の周囲とボンネットの中央孔の内周との間のシールを提供するように、上記二つのパッキンセットに対してパッキン荷重を負荷するように構成されてなる、
流体制御弁。
【請求項２】
上記充填材入りＰＴＦＥ製の雌雄両パッキンリングが、充填材としてカーボンおよびガラスのうちいずれか一のものを含んでなる請求項１記載の流体制御弁。
【請求項３】
上記二つのパッキンセットの両端側に、弁駆動部材を囲むようにはみ出し防止リングが配設されており、該はみ出し防止リングが、弁駆動部材とボンネットの中央孔の内側とに接触するように配設されてなる請求項２記載の流体制御弁。
【発明の詳細な説明】
本発明は流体制御弁に関する。さらに詳細には、弁棒のような弁駆動部材を案内する形式の装置に関する。
技術背景
下記の米国特許は全てここの同一譲受人に譲渡されたものであることを参考に照会しておく：米国特許第４，８８６，２４１号、米国特許第５，０５６，７５７号、米国特許第５，１２９，６２５号、および米国特許第５，２９９，８１２号。
上記特許公報は、ポリテトラフルオロエチレン（以下、ＰＴＦＥという）から形成されたパッキン材料を、とくに、公知の「ＶタイプＰＴＦＥパッキン」として取り引きされているパッキンに使用することの優位性を示している。上記特許公報はまた、弁棒ガイド式制御弁の典型的な構造において、作動中に弁棒がその周囲から受ける横荷重から弁棒を安定させるために、二つのガイドブッシュを相互に上下に離間した状態で弁棒にはめ込むことを示している。これら二つのガイドブッシュは、典型的には金属製かまたはＰＴＦＥライナーが施された金属から形成され、それらの間にパッキンリングが配置される。
既存の機器と同等の運転性能および利点を有する限り、これら既存の機器よりさらに部品点数の少ない新しい機器が望まれるのが常である。したがって、弁棒をガイドするために従来用いられている通常のガイドブッシュのない流体制御弁の出現が待ち望まれている。
発明の概要
本発明の趣旨によれば、ガイドブッシュを必要としない流体制御弁が提供される。この流体制御弁においては、パッキン組立体は、ボンネットの中央孔の内側であって弁棒の周囲に必要なシールを提供するとともに、弁棒の案内をし得るように接触させられ、弁棒への横荷重に対して弁棒を安定させるに十分なパッキン荷重を受ける。
流体制御弁は、パッキンを収容する中央孔を有するボンネットを有しており、このボンネットの上部にパッキンナットが螺合されている。パッキンナットとボンネットとに弁棒が貫入している。弁棒とパッキンナットとは上部の有間隙嵌合がなされている。弁棒とボンネットとは下部の有間隙嵌合がなされている。上記それぞれの場合に、その間隙は弁棒とパッキンナットとの引っかかりおよび弁棒とボンネットとの引っかかりが生じないようなものとされている。
ボンネットの中央孔の内部には弁棒を取り囲むように二つのパッキンセットが配設されている。ＶタイプＰＴＦＥパッキンリングは、各パッキンセット中に中間のＰＴＦＥ製シールリングとこれをサンドイッチ状に挟む充填材入りＰＴＦＥ（たとえばカーボン充填材またはガラス充填材が混入されたＰＴＦＥ）製雄パッキンリングおよび同用の充填材入りＰＴＦＥ製雌パッキンリングとを含めた形で使用されるのが好ましい。各パッキンセットの各端部に、充填材入りＰＴＦＥまたは合成ガスケット材料からなるはみ出し防止ワイパーリングが配設されている。また、一セットの皿ばねなどの円盤状ばねが、パッキンナットと上記二つのパッキンセットのうちの最初のセット（いずれのセットもその両端に上記はみ出し防止リングを有している）との間に配設されている。パッキンナットを締め込めば皿ばねを圧縮させ、それによってパッキンセットに荷重を加えてパッキンリングを圧縮させ、弁棒の外周とボンネットの内周にシールを生じさせる。このようなパッキンセットの圧縮は、従来の弁棒ガイド式流体制御弁に常用されている上下のガイドブッシュを不要なものとする。皿ばねはパッキンセットへの荷重負荷およびこれの圧縮を長期間にわたって維持する。
本発明の他の態様によれば、パッキンナットをそのねじの上端がボンネットのねじの上端と同一高さになるまで締め込むことにより、適正なパッキン荷重が発生していることを目視で判別することができる。
上記した好ましい実施形態は、皿ばねワッシャによるパッキンセットへの継続的な荷重負荷（live loading）を含んでいる。他の実施形態では、パッキンナットによって直接的にパッキンセットを締め込むことによって皿ばねを省略することもできる。しかしながら、上記皿ばねを有する上記実施形態に較べるとさほど好ましいものではない。なぜなら、皿ばねによる継続的荷重負荷を省略すると、ときどきパッキンナットを締め直さねばならないからである。
【図面の簡単な説明】
新規であると確信する本発明の特徴は、付属のクレームにおける特徴とともに以下に説明される。この発明は添付の図面とともに以下の記述を参考にすることにより最もよく理解できる。上記図面においてはいくらかの図の中の同じ要素には同じ番号が付されており、そして、その図面については、
図１は、通常の金属製ガイドブッシュを有しない本発明にかかる流体制御弁を示す正面断面図である。
詳細な説明
図１には、たとえば配管などに接続するための両取付フランジ１４，１６を有する弁箱１２を備えた流体制御弁１０が示されている。この弁箱１２はさらに、流体入口１８、流体出口２０、およびこれら１８、２０を連通する通路２２を有している。
弁座２４は、この弁座２４に着座してシールする弁体２８をその一端に備えた弁棒２６などの弁駆動部材の位置に応じて、弁を通過する流体を制御するために上記通路内に配設されている。
中央孔（パッキン孔）３２を有するボンネット３０は、一連のスタッドボルト３４とナット３６とによって弁箱１２にしっかりと取り付けられている。
上記中央孔３２の内部には上部組立体３８と下部組立体４０とからなる二個のパッキン組立体が装着されている。上下の各パッキン組立体３８、４０はともに同じ構成を有している。いわゆるＶパッキンのセットである。このＶパッキンセットは、充填材入りＰＴＦＥ製の雌リング４４と充填材入りＰＴＦＥ製の雄リング４６との間にＰＴＦＥ製の中央シールリング４２がサンドイッチ状に挟持されたものでありる。そして、このＶパッキンセットの両端側にははみ出し防止リング４８が装着されている。上記雌雄の両リング４４、４６はカーボン充填材またはガラス充填材が混入されたＰＴＦＥから形成され、中央シールリング４２はバージンなＰＴＦＥから形成されるのが好ましい。ここで、上に述べた構成は上部パッキンセット組立体３８のものであるが、下部パッキンセット組立体４０も同一の構成を有していることを理解すべきである。両組立体３８、４０同士の適正な間隔を確保するために、ステンレス鋼などの金属からなる一対のスペーサリング５０が配設されている。
上部スペーサリング５０の上には皿ばねなどからなる円盤状ばねのセット５２が配設されている。図１に示すように、ボンネット３０の上端部には、パッキンナット５６のねじ５４と螺合するように内ねじ（雌ねじ）が形成されている。
さらに図１には、パッキンナット５６の内部に形成された、弁棒との間に適正な間隙を有する孔５８が示されている。この孔５８は、その内径が弁棒２６の外径より大きくされている。これは、弁棒２６がパッキンナット５６に引っかかることなく弁内を移動しうることを保証している。
また、ボンネット３０の下部には、ボンネット３０と弁棒２６との間に適正な間隙が生じるような孔６０、すなわち、弁棒がボンネットに引っかからないように内径が弁棒２６の外径より大きくされた孔６０が形成されている。
同様に、上記スペーサリング５０の内径側と弁棒との間にも、弁棒とスペーサリングとの引っかかりを防止するために適正な間隙が形成されている。したがって、パッキンナット５６にも、ボンネット３０にも、スペーサリング５０にも、弁棒２６案内部は設けられていない。上記皿ばね５２は、その外径側とボンネット３０のパッキン孔３２との間隙が非常に小さい状態で配設されているが、その内径側は弁棒との引っかかり防止のために弁棒２６の外径より十分大きくされている。はみ出し防止リング４８は、その外径側とボンネットとの間隙が非常に小さいかまたは全くないようにされており、その内径側と弁棒との間も同様にされている。カーボン充填材入りまたはガラス充填材入りの雌雄両パッキンリング４４、４６はバージンＰＴＦＥ製シールリング４２をバックアップしてこれを定位置に保持するために配設されている。
図１は、弁の組立に際して未だ全く荷重が加えられていない状態を示している。そして、この状態は作業者がパッキンナットのねじ５４がボンネット３０の頂部６２から出ていることを視認し得ることから容易に判別することができる。この非荷重状態において、各パッキンセット組立体３８、４０内の全てのパッキンリング４２、４４、４６は間隙を生じる緩やかな組み込み状態、つまり、弁棒２６とは引っかかっていない状態である。パッキンナット５６がボンネット３０内に螺入されると皿ばね５２に荷重が加わり、それによってパッキンリングのセットに荷重が加えられる。引き続き作業者はパッキンナット５６を、そのねじ５４がボンネット３０の頂部６２の上から見えなくなるまで螺入する。この状態では、パッキンリングは弁棒２６の外周面およびボンネットのパッキン孔３８との間に十分なシールが生じるまで締め込まれおり、しかも、弁棒２６の移動は上記パッキンセット組立体３８、４０によって十分にガイドされており、従来の弁が有する上下の金属製ガイドブッシュはとくに必要としない。パッキンセット組立体３８、４０に対して適正な荷重を加えることにより、各パッキンセット組立体におけるパッキンリング４２、４４、４６は弁棒２６に対して弁棒ガイドをなし得る状態にされる。はみ出し防止リング４８の機能は、弁棒２６の移動による雌雄両パッキンリングの材料の損失を防止することであり、それによってその寿命を延長することである。
このはみ出し防止リング４８はパッキンセット組立体から除いてもよい。しかし、パッキンセットの信頼性のある運転寿命は短縮されるかもしれない。
以上の詳細な説明は明確な理解のためのみのものであり、変形は当業者にとって明らかであろうから、不必要な限定とは解釈されるべきではない。
【図１】
0004175435.tif 000002