(57)【要約】バタフライ弁は、入口（１１４）と出口（１１６）との間に通路（１１２）を画定する本体（１０２）を含む。バタフライ弁は、ディスクの第１の部分（１０４）と係合するように、入口（１１４）に隣接する本体の第１の表面（１０２）に連結される第１の可撓性封止材（１０６）を含む。例示的なバタフライ弁はまた、第１の部分と異なるディスクの第２の部分（１０４）と係合するように、出口（１１６）に隣接する本体の第２の表面（１０２）に連結される第２の可撓性封止材（１０８）も含む。【選択図】  図２Ａ
2016503870.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置であって、
入口と出口との間に通路を画定する本体と、
ディスクの第１の部分と係合するように、前記入口に隣接する前記本体の第１の表面に連結される、第１の可撓性封止材と、
前記第１の部分と異なる、前記ディスクの第２の部分と係合するように、前記出口に隣接する前記本体の第２の表面に連結される、第２の可撓性封止材と、を備える、装置。
【請求項２】
前記通路を通る流体の流れが第１の方向にあるときに、前記第１の可撓性封止材が、前記ディスクの前記第１の部分に対する封止を提供する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記通路を通る前記流体の流れが、前記第１の方向と反対の第２の方向にあるときに、前記第２の可撓性封止材が、前記ディスクの前記第２の部分に対する封止を提供する、請求項１または２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項４】
前記装置が閉鎖位置にあるときに、前記ディスクの前記第１の部分が前記第１の封止材と係合し、かつ前記ディスクの前記第２の部分が前記第２の封止材と係合する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記第１の可撓性封止材と前記第２の可撓性封止材とが同軸上に整列する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記第１の可撓性封止材または前記第２の可撓性封止材のうちの少なくとも１つが金属を含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記第１の可撓性封止材または前記第２の可撓性封止材のうちの少なくとも１つが片持ち梁状封止材である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記ディスクがシャフトを介して前記本体に回転可能に連結される、請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記第１の可撓性封止材および前記第２の可撓性封止材が同一の直径を有する、請求項１〜８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
前記第１の可撓性封止材が、第１の封止材保持器を介して前記本体に連結され、前記第２の可撓性封止材が、第２の封止材保持器を介して前記本体に連結される、請求項１〜９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
前記第１の可撓性封止材および前記第２の可撓性封止材のそれぞれが、各々のばねを備える、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
前記ディスクの前記第１の部分が、第１のテーパー外形を含む、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１３】
前記ディスクの前記第２の部分が、第２のテーパー外形を含む、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１４】
装置であって、
入口と出口との間に通路を画定する本体と、
ディスクの第１の側の上の第１の封止面と、
前記ディスクの第２の側の上の第２の封止面と、を備え、前記ディスクの前記第２の側が、前記ディスクの第１の側の反対であり、前記第１の封止面が、前記本体に連結される第１の封止材と係合するものであり、前記第２の封止面が、前記本体に連結される第２の封止材と係合するものである、装置。
【請求項１５】
前記第１の封止材が、前記第２の封止材からオフセットされるように、前記本体の前記通路に配置される、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記装置が閉鎖位置にあるときに、前記ディスクの前記第１の封止面が前記第１の封止と係合し、前記ディスクの前記第２の封止面が前記第２の封止と係合する、請求項１４または１５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１７】
前記ディスクがシャフトを介して前記本体に回転可能に連結される、請求項１４〜１６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１８】
装置であって、
入口および出口を有する弁本体の通路を通る流体の流れを制御するための手段と、
前記通路の中の前記流体の流れを防止するための、封止用の第１の手段であって、第１の方向への前記流体の流れを防止するように制御するために、前記手段を封止または係合するためのものである、封止用の第１の手段と、
前記通路の中の前記流体の流れを防止するための、封止用の第２の手段であって、前記第１の方向と反対の第２の方向への前記流体の流れを防止するように制御するために、前記手段を封止または係合するためのものである、封止用の第２の手段と、を備える、装置。
【請求項１９】
前記封止用の第１の手段が、前記入口の圧力が前記出口の圧力よりも大きいときに前記通路の中の前記流体の流れを防止するためのものである、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記封止用の第２の手段が、前記出口の圧力が前記入口の圧力よりも大きいときに前記通路の中の前記流体の流れを防止するためのものである、請求項１８または１９のいずれか一項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は概してバタフライ弁に関し、より具体的には、複数の封止材を有するバタフライ弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
制御弁（例えば、スライディングステム弁、回転弁、軸流弁、球形弁など）は、石油およびガスパイプライン分配システムおよび化学処理プラントなどの工業プロセスにおいて、プロセス流体の流れを制御するために一般的に用いられる。いくつかの工業プロセスにおいて、プロセス流体の流れを制御するためにバタフライ弁が用いられる。バタフライ弁は、通常製造が安価であり、比較的軽量で、迅速かつ強力な遮断を提供するため、ある特定の用途において好まれる。典型的に、圧力条件、動作温度、およびプロセス流体の種類等の工業プロセス条件が、使用され得るバタフライ弁封止材の種類を含む弁コンポーネントの種類を決定する。
【０００３】
いくつかの既知のバタフライ弁は、弁を通る流体の流れを調節するために弁本体内に配置される円形ディスクを含む。弁本体の穴を通過するシャフトがディスクに連結され、弁本体内でこのディスクを回転させる。これらのディスクが弁本体内でわずかに移動することも知られている（例えば、遊隙）。閉鎖位置において、ディスクの片面上の封止縁部が弁本体を通る流体の流れを防止するための封止材と係合する。この封止材（例えば、平らな金属封止材）は、封止材保持器を介して弁本体の表面に連結または締め付けられる。封止材をディスクに押し付ける、流体の流れがディスクの封止縁部に対向する用途において効果的であるが、これらの既知のバタフライ弁は、流体の流れが封止材をディスクの封止縁部から強制的に遠ざける場合（例えば、逆流方向）にあまり効果的でない。このあまり効果的でない逆流方向において、封止材は封止材保持器に押し込まれ、ディスクは制限封止材に押し込まれ、これはディスクおよび封止材への全体の負荷を増大させる。この増大した負荷は、ディスクを回転させ、よって弁を動作させるために必要なトルクを増大させる。
【０００４】
さらに、長時間の使用後、ディスクは、弁コンポーネントの摩耗により、好ましい量を超えて弁本体内を推移または移動し得る。ディスクが過度に推移し、かつ弁本体内で適切に整列されていない場合、ディスクの封止縁部は、順方向の流れ方向においても逆方向の流れ方向においても、弁本体を通る流体の流れを防止するための封止材と係合しない。
【発明の概要】
【０００５】
一つの実施例において、装置は、入口と出口との間の通路を画定する本体を含む。例示的な装置は、ディスクの第１の部分と係合するように、入口に隣接する本体の第１の表面に連結される第１の可撓性封止材を含む。例示的な装置はまた、第１の部分と異なるディスクの第２の部分と係合するように、出口に隣接する本体の第２の表面に連結される第２の可撓性封止材も含む。
【０００６】
別の実施例において、本明細書に記載の装置は、入口と出口との間の通路を画定する本体を含む。例示的な装置は、ディスクの第１の側の上の第１の封止面およびディスクの第２の側の上の第２の封止面を含み、ディスクの第２の側は、ディスクの第１の側の反対である。第１の封止面は、本体に連結される第１の封止材と係合し、第２の封止面は、本体に連結される第２の封止材と係合する。
【０００７】
さらに別の実施例において、装置は、入口および出口を有する弁本体の通路を通る流体の流れを制御するための手段を含む。例示的な装置は、通路の中の流体の流れを防止するための封止用の第１の手段を含み、この封止用の第１の手段は、第１の方向への流体の流れを防止するように制御するために、この手段を封止または係合するためのものである。例示的な装置はまた、通路の中の流体の流れを防止するための封止用の第２の手段を含み、この封止用の第２の手段は、第１の方向と反対の第２の方向への流体の流れを防止するように制御するために、この手段を封止または係合するためのものである。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１Ａ】既知のバタフライ弁の部分的に断面を示した前面図である。
【図１Ｂ】図１Ａの既知のバタフライ弁の一部分の断面図である。
【図１Ｃ】図１Ｂに示される既知のバタフライ弁の部分の拡大断面図である。
【図２Ａ】本開示の教示に従う、閉鎖位置にある例示的なバタフライ弁の断面図である。
【図２Ｂ】図２Ａの例示的なバタフライ弁の一部分の拡大断面図である。
【図３】開放位置にある、図２Ａおよび図２Ｂの例示的なバタフライ弁の断面図である。
【図４】代替的な封止材構成を有する、例示的なバタフライ弁の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
ある特定の実施例が上記で特定される図面に示され、かつ以下に詳細に記載される。これらの実施例の記載において、同様または同一の参照番号は、同一または類似の要素を識別するために用いられる。図面は必ずしも縮尺通りではなく、図面のある特定の特徴およびある特定の表示が、明確におよび／または簡潔にするために、縮尺において誇張され得るか、または概略的に示され得る。加えて、いくつかの実施例が本明細書全体を通して記載される。任意の実施例の任意の特徴が、他の実施例の他の特徴とともに含まれるか、置換されるか、または別様に組み合わされ得る。
【００１０】
既知のバタフライ弁１０が図１Ａに示される。例えば、Ｍｉｓｓｏｕｒｉ州Ｓｔ．  ＬｏｕｉｓのＥｍｅｒｓｏｎ  Ｐｒｏｃｅｓｓ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ社の部門であるＦｉｓｈｅｒ（商標登録）により製造される８５８０  Ｖａｌｖｅであり得るバタフライ弁１０は、単一のポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）封止材リング２０、ディスク３０、ならびにシャフト４０および４２を含む。シャフト４０および４２は、ディスク３０の背面に取り付けられ、かつ弁本体５０を通る流体の流れを許容または阻止するために、ディスク３０を弁本体５０内で回転させる。シャフト４０および４２は、弁本体５０の各々の穴６０および６２に配置され、各々の軸受７０および７２を介して回転する。開放位置において、シャフト４０および４２は、ディスク３０が流体の流れに平行（図示せず）であり、ゆえに弁本体５０を通る実質的に無制限の流れを提供するように回転する。閉鎖位置（例えば、図１Ａに示される位置）において、シャフト４０および４２は、ディスク３０が弁本体５０の通り道を塞ぎ、かつ弁本体５０を通る流体の流れを防止するように回転する。
【００１１】
既知のバタフライ弁１０の断面図が図１Ｂに示され、かつ、この断面図の拡大部分が図１Ｃに示される。図１Ａ、１Ｂ、および１Ｃに示されるように、ＰＴＦＥ封止材リング２０は弁本体５０内に固定される。ばね８０は、ＰＴＦＥ封止材リング２０の断面を半径方向内方に（例えば、弁本体５０の中心に向かって）付勢する。弁１０が閉じているため、ディスク３０は、ディスク３０の封止縁部９０がＰＴＦＥ封止材リング２０に対して摺動して閉鎖位置に入るように回転される。ばね８０は、ディスク３０が位置に回転して入り、ＰＴＦＥ封止材リング２０を半径方向内方に付勢してＰＴＦＥ封止材リング２０とディスク３０の封止縁部９０との間に十分な密封を作成する際に、ＰＴＦＥ封止材リング２０が縮むことを可能にする。図１Ａ、１Ｂ、および１Ｃに描写されるようなＰＴＦＥ封止材は、優れた封止性能および比較的長い封止寿命を提供する。
【００１２】
しかしながら、これらの既知のバタフライ弁は典型的に、逆方向への流れ方向（例えば、好ましくない流れ方向）よりも順方向の流れ方向（例えば、好ましい流れ方向）においてより効果的である。閉鎖位置において、図１Ｂおよび１Ｃに示されるように、プロセス流体の流れからの順方向の流れ方向（流れの矢印の方向に示す）の圧力は、ＰＴＦＥ封止材リング２０を流体流れの方向に、したがって、ディスク３０の封止縁部９０に逆らって押し出し、ＰＴＦＥ封止材リング２０とディスク３０との間に十分な密封を作成し、これがディスク３０の周りおよび弁本体５０を通るプロセス流体の漏れを防止する。しかしながら、反対の流れ方向（例えば、好ましくない流れ方向）において、プロセス流体からの圧力は、ばね８０の付勢力に逆らって、ＰＴＦＥ封止材リング２０をディスク３０の封止縁部９０から押しのけ、封止材保持器９５の中へと入れる。弁本体５０内でわずかに移動する（例えば、遊隙）ことが知られているディスク３２は次に、封止材保持器９５によって制限されるＰＴＦＥ封止材リング２０の中へと押し込まれ、ゆえに、ＰＴＦＥ封止材リング２０およびディスク３０への負荷を増大させる。その結果、弁を動作させるために必要なトルクが増大し、ＰＴＦＥ封止材リング２０の増大した摩耗が発生し得る。したがって、これらの既知のバタフライ弁は、単一の流体流れ方向（例えば、好ましい流れ方向）のみを伴う用途において典型的に採用され、および／またはより効果的である。
【００１３】
また、これらの既知のバタフライ弁は、非常に厳密な公差を維持しなければならない。ディスク３０は、ＰＴＦＥ封止材リング２０を閉鎖位置に圧縮するが、依然として弁１０を開閉するときにディスク３０がＰＴＦＥ封止材リング２０とすれ違うことを可能にするために、ディスク３０の封止縁部９０がＰＴＦＥ封止材リング２０に十分に近くなるように位置付けられる。しかしながら、長期的な期間の使用後、ディスク３０は、弁本体５０の通り道内で所望の量を超えて推移し得る。かかる推移は、繰り返される弁１０の開閉の間にＰＴＦＥ封止材リング２０に付与された周期的な力によって発生し得る。また、軸受７０および７２、シャフト４０および４２、ならびに／または弁本体５０の穴６０および６２に摩耗が発生する。最終的に、シャフト４０および４２は、弁本体５０内を推移し、ディスク３０を弁本体５０内の正しい配列からずらし得る。ディスク３０が弁本体５０内を許容可能な量を超えて推移または移動すると、バタフライ弁１０を通るプロセス流体の流れを防止するためのＰＴＦＥ封止材リング２０と適切に係合しない。
【００１４】
本明細書に記載の例示的な複数の封止材バタフライ弁は、増大した寿命を有し、単一の封止バタフライ弁よりも効果的な封止（例えば、遮断）を提供し、２つの流れ方向での弁の使用を可能にし、摩耗によってディスクが推移したときに過剰な漏れを防止し、かつ維持費を著しく低減する。概して、本明細書に記載の例示的なバタフライ弁は、弁本体、ディスク、および複数の（例えば、２つ）封止材リング（例えば、ＰＴＦＥ封止材リング、片持ち梁状金属封止材リング、黒鉛積層封止材リングなど）を有する。いくつかの実施例において、弁が閉鎖位置にあるときに、封止がディスクのそれぞれの側に配置される。
【００１５】
特に、本明細書に記載の例示的なバタフライ弁は、弁本体内に配置される第１の封止材および第２の封止材を含む。第２の封止材は、弁本体内の第１の封止材と同軸上に整列および離間する。閉鎖位置において、ディスクは、第１の封止材がディスクの第１の部分（例えば、表面、縁部、角）と係合し、かつ第２の封止材が第１の部分と反対のディスクの第２の部分と係合するような位置に回転する。第２の封止材は、ディスクの弁本体内での整列を有利に保持し、例示的なバタフライ弁を２つの流体流れ方向に向かわせることができる弁が流路内に配置された場合に、効果的な封止（例えば、遮断）を提供する。
【００１６】
さらに具体的には、ディスクは、ディスクの第１の部分が第１の封止材と係合し、かつディスクの第２の部分が第２の封止材と係合する閉鎖位置に回転し得る。動作中、プロセス流体が第１の方向に流れた場合、プロセス流体からの圧力が第１の封止材をディスクの第１の部分に強制的に向かわせ、ディスクの縁部の周りのプロセス流体の流れを防止するために十分な密封を作成する。流れ方向が反転されると、プロセス流体からの圧力が第２の封止材をディスクの第２の部分に強制的に向かわせ、同様に、ディスクの縁部の周りのプロセス流体の流れを防止するために十分な密封を作成する。
【００１７】
本明細書に記載の例示的なバタフライ弁はまた、弁本体内でディスクが推移または移動した場合に第２の封止材が追加的な封止を提供するため、増大した寿命を有する。周期的な力および／または摩耗によって弁本体内でディスクが推移すると、第１の封止材または第２の封止材が、ディスクをその適切な場所に付勢（すなわち、ディスクを整列させる）させて、ディスクの周りの、ゆえに弁本体を通るプロセス流体の流れをさらに制限するための二次的または安全封止を提供する。
【００１８】
図２Ａは、本明細書に記載の例示的なバタフライ弁１００の断面図である。示されるバタフライ弁１００は、例えば、天然ガス、石油、水などのプロセス流体の流れを制御するために用いられ得る。バタフライ弁１００は、弁本体１０２、ディスク１０４（例えば、可動の流れ制御部材）、第１の封止材１０６、第２の封止材１０８、およびシャフト１１０を含む。弁本体１０２は、流体処理システム（例えば、分配配管システム）にバタフライ弁１００が設置されると、入口１１４と出口１１６との間に通路１１２を画定する。本明細書に記載の実施例において、入口１１４および出口１１６は、流体の流れの方向により、弁１００を通るプロセス流体の流れのための入口または出口のどちらかであり得る。示されるように、第１および第２の封止材１０６および１０８は、同軸上に整列され、かつ弁本体１０２を通る流体流路に沿って互いに離間（例えば、分離）する。示される実施例において、第１および第２の封止材１０６および１０８は、ＰＴＦＥ封止材リングである。しかしながら、他の実施例において、第１および第２の封止材１０６および１０８は、任意の種類の封止材（例えば、黒鉛積層封止）であり得る。
【００１９】
図２Ａに示される実施例において、バタフライ弁１００は閉鎖位置にある。バタフライ弁１００は、上流の供給源と下流の供給源との間の流体流路に、その間の流体の流れを制限するために挿入され得る。動作中、ディスク１０４は、入口１１４と出口１１６との間の流体の流れを防止するための閉鎖位置（例えば、図２Ａに示される位置）と、入口１１４と出口１１６との間の流体の流れを可能にするための開放位置（例えば、図３に示される位置）との間で動作する。
【００２０】
図２Ａに示されるように、ディスク１０４は、弁本体１０２の穴（図示せず）内に配置されるシャフト１１０に連結される。シャフト１１０は、軸受（図示せず）を介して弁本体１０２に回転可能に連結され得る。軸受は、シャフト１１０およびディスク１０４が弁本体１０２内で回転することを可能にするための、当業者に既知である任意の種類の軸受であり得る。
【００２１】
第１の封止材１０６は、第１の封止材保持器１２０によって弁本体１０２の第１の表面１１８に連結される。第２の封止材１０８は、第２の封止材保持器１２４によって弁本体１０２の第２の表面１２２に連結される。第１および第２の封止材保持器１２０および１２４は、ディスク１０４と第１および第２の封止材１０６および１０８との間に流体封止を形成する。第１および第２の封止材保持器１２０および１２４は、第１および第２の封止材１０６および１０８に、交換のための単純化された維持アクセスを提供し、第１および第２の封止材１０６および１０８のプロセス流体への直接曝露を防止するように構成される。第１の封止材保持器１２０および第２の封止材保持器１２４は、例えばボルトなどの機械的締結具１２６ａ〜ｄ、または任意の他の機械的締結具を介して第１および第２の表面１１８および１２２に取り外し可能に連結または締め付けられる。図２Ａに示される例示的な締め付け設計は、第１および第２の封止材保持器１２０および１２４と、弁本体１０２と、第１および第２の封止材１０６および１０８との間に、これらの間の密な接触を作成して、第１および第２の封止材保持器１２０および１２４と弁本体１０２との間のプロセス流体の流れを実質的に防止することにより、封止を提供する。示される実施例において、バタフライ弁１００は、４つの機械的締結具１２６ａ〜ｄを有する。しかしながら、他の実施例において、バタフライ弁１００は、より多くまたはより少ない機械的締結具を有し得る。加えて、封止性能を向上させるために、第１および第２の封止材保持器１２０および１２４、弁本体１０２、第１および第２の封止材１０６および１０８に隣接してガスケット（図示せず）が提供され得る。
【００２２】
バタフライ弁１００の拡大断面図が図２Ｂに図示される。示されるように、第１の封止材１０６および第２の封止材１０８は、各々のフランジ部分１２８および１３０ならびに封止部分１３２および１３４を含む。第１の封止材１０６の第１のフランジ部分１２８は、第１の封止材保持器１２０と弁本体１０２の第１の表面１１８との間に連結または締め付けられる。第２の封止材１０８の第２のフランジ部分１３０は、第２の封止材保持器１２４と弁本体１０２の第２の表面１２２との間に連結または締め付けられる。第１の封止材１０６は、第１の封止材保持器１２０と弁本体１０２の第１の表面１１８との間の第１の空洞１３８内に配置される第１のばね１３６を有する。同様に、第２の封止材１０８は、第２の封止材保持器１２４と弁本体１０２の第２の表面１２２と間の第２の空洞１４２内に配置される第２のばね１４０を有する。
【００２３】
図２Ａおよび２Ｂに示されるように、ディスク１０４は、第１の側１４４、第２の側１４６、および周辺縁部１４８を有する。図２Ｂに示されるように、周辺縁部１４８は、第１のテーパー面１５０（例えば、ディスク１０４の第１の部分、第１の封止面）および第２のテーパー面１５２（例えば、ディスク１０４の第２の部分、第２の封止面）を含む。示される実施例において、第１および第２のテーパー面１５０および１５２は、ディスク１０４の第１および第２の側１４４および１４６に対して湾曲および／または傾斜している。しかしながら、他の実施例において、第１および第２のテーパー面１５０および１５２は、第１および第２の封止材１０６および１０８がディスク１０４の周辺縁部１４８とすれ違うことを可能にするような形状を有し得る。いくつかの実施例において、周辺縁部１４８は、ディスク１０４の第１の側１４４から第２の側１４６にかけて、連続的な（例えば、滑らかな）弧または湾曲であり得る。
【００２４】
図２Ａに示される実施例において、第１の封止材１０６および第２の封止材１０８は、同一の直径を有する。しかしながら、他の実施例において、第１の封止材１０６および第２の封止材１０８は、異なる直径を有し得る。かかる実施例において、第１および第２のテーパー面１５０および１５２は、異なる直径の封止材に適合するように調整され得る。
【００２５】
図２Ａおよび２Ｂに示されるように、第１の封止材リング１０６は、第１のテーパー面１５０と封止係合し、第２の封止材リング１０８は、第２のテーパー面１５２と封止係合する。さらに具体的には、第１のばね１３６は、第１の封止材１０６の第１の封止部分１３２を付勢して第１のテーパー面１５０と封止係合し、第２のばね１４０は、第２の封止材１０８の第２の封止部分１３４を付勢して第２のテーパー面１５２と封止係合する。第１の封止部分１３２と第１のテーパー面１５０との間の接合部分（例えば、接触点または接触面）は、図２Ａおよび２Ｂに矢印Ａとして図示するように、例えば、第１の方向のプロセス流体の流れを防止する。第１のばね１３６からの付勢力および第１の流れ方向Ａのプロセス流体からの圧力は、第１の封止材１０６の第１の封止部分１３２に、第１のテーパー面１５０に対する十分な密封を強制的に作成させ、ディスク１０４の周りおよび弁本体１０２を通る流体の流れを防止する。反対側では、流体の流れが、図２Ａおよび２Ｂに矢印Ｂとして図示するように、例えば第１の流れ方向の反対である第２の流れ方向であるときに、第２の封止部分１３４と第２のテーパー面１５２との間の接合部分がプロセス流体の流れを防止する。第２のばね１４０からの付勢力および第２の流れ方向Ｂのプロセス流体からの圧力は、第２の封止材１０８の第２の封止部分１３４に、第２のテーパー面１５２に対する十分な密封を強制的に作成させ、ディスク１０４の周りおよび弁本体１０２を通る流体の流れを防止する。ゆえに、第１および第２の封止材１０６および１０８が、ＡまたはＢのどちらの流れ方向にも弁１００を流体封止する。第１および第２の封止材１０６および１０８は、ディスク１０４が弁本体１０２内で移動した場合に、封止材１０６および１０８がディスク１０４をその適切な整列位置へと戻すように付勢するように、第１または第２の封止材１０６または１０８の他方に向かってディスク１０４を付勢する。
【００２６】
動作中、ディスク１０４は、入口１１４と出口１１６との間（例えば、流れ方向Ａ）または出口１１６と入口１１４との間（例えば、流れ方向Ｂ）の通路１１２を通る流体の流れを防止するための閉鎖位置（例えば、図２Ａに示される位置）と、弁本体１０２の通路１１２を通る流体の流れを可能にするための開放位置（例えば、図３に示される位置）との間で回転する。弁１００を通るプロセス流体の流れを制御するため、制御弁器具（図示せず）が弁１００に動作可能に連結され得、分散制御システムの一部であり得るプロセスコントローラ（そのどちらも図示せず）からの制御信号に応答して、弁アクチュエータ（図示せず）に空気圧信号を概して提供する。弁アクチュエータは、空気圧信号がシャフト１１０を回転させる弁アクチュエータを移動させるようにシャフト１１０に連結され得る。
【００２７】
図３に示されるように、ディスク１０４は、弁本体１０２の通路１１２を通る流体の流れ（例えば、流れ方向Ａまたは流れ方向Ｂ）に平行な位置に回転されている。弁本体１０２を通る流体の流れを防止または制限するためにバタフライ弁１００を閉じるために、シャフト１１０が時計回りまたは反時計回りのどちらかにディスクを回転させる（矢印で示される）。例えば、ディスク１０４が時計回りに回転され得、ディスク１０４が閉鎖位置に近づくと、ディスク１０４の第１のテーパー面１５０の一部分が第２の封止材１０８と係合し、ディスク１０４の第２のテーパー面１５２の一部分が第１の封止材１０６と係合する。第１の封止材１０６および第２の封止材１０８は、収縮し、半径方向に拡張し、次にディスク１０４の周辺縁部１４８が第１の封止材１０６および第２の封止材１０８とすれ違って閉鎖位置に入ると、ばねを介して格納される。図２Ａおよび２Ｂに示すように、ディスク１０４が回転して閉鎖位置に入ると、ディスク１０４が流体の流れに対して垂直となり、第１の封止材１０６が第１のテーパー面１５０と封止係合し、かつ第２の封止材１０８が第２のテーパー面１５２と封止係合して、ＡまたはＢのどちらの流れ方向にも流体の流れを防止する。
【００２８】
上記に示し、かつ記載したように、例示的なバタフライ弁１００はまた、ディスク１０４が弁本体１０２内を推移した場合に、ディスク１０４の周りのプロセス流体の漏れを防止する。上述のとおり、長時間の使用後、シャフト１１０、穴（図示せず）、および軸受（図示せず）は、弁１００の開閉からの摩擦および周期的な力によって摩耗する傾向がある。ディスク１０４が弁本体１０２内で推移または移動し、第１の封止材１０６または第２の封止材１０８のうちの１つが第１のテーパー面１５０または第２のテーパー面１５２と封止係合しない場合には、第１の封止材１０６または第２の封止材１０８の他方が追加的な封止（例えば、安全封止または二次的な冗長封止）を提供し得、ディスクをその適切な整列位置へと付勢してディスク１０４の周りおよび弁本体１０２を通る流体の流れを防止する。
【００２９】
図４は、代替的な種類の封止材を持つ例示的なバタフライ弁４００の拡大断面図を示す。バタフライ弁４００は、上述の弁１００と実質的に類似の方式で動作する。バタフライ弁４００は、弁本体４０２、ディスク４０４、第１の片持ち梁状封止材４０６、および第２の片持ち梁状封止材４０８を含む。第１の片持ち梁状封止材４０６は、第１の封止材保持器４１２によって弁本体４０２の第１の表面４１０に連結される。第２の片持ち梁状封止材４０８は、第２の封止材保持器４１６によって弁本体４０２の第２の表面４１４に連結される。第１および第２の片持ち梁状封止材４０６および４０８は、各々のフランジ部分４１８および４２０ならびに湾曲した封止部分４２２および４２４を有する。例示的なバタフライ弁４００はまた、第１の片持ち梁状封止材４０６と第１の表面４１０との間、および第２の片持ち梁状封止材４０８と第２の表面４１４との間に各々配置されるガスケット４２６および４２８も有する。
【００３０】
第１および第２の片持ち梁状封止材４０６および４０８の湾曲した外形は、柔軟性を提供する。第１および第２の片持ち梁状封止材４０６および４０８は、例えば、金属または柔軟性を付与する特性を有する任意の他の材料から作られ得る。示される実施例において、ディスク４０４は、滑らかな円弧状の外形を有する縁部４３０を有する。ディスク４０４が閉鎖位置（例えば、示される位置）に回転して入ると、第１および第２の片持ち梁状封止材４０６および４０８は、ディスク４０４の縁部４３０が第１および第２の湾曲した封止部分４２２および４２４とすれ違う際に収縮する。上述のバタフライ弁１００と同様に、バタフライ弁４００は、どちらの流体流れ方向にも効果的な封止を提供する。
【００３１】
例示的なバタフライ弁１００において、封止材１０６および１０８の両方がＰＴＦＥ封止材であり、例示的なバタフライ弁４００において、封止材４０６および４０８の両方が片持ち梁状封止材である。他の実施例において、一方の封止材がＰＴＦＥ封止材リングであり、他方の封止材が片持ち梁状の種類の封止材リングであり得る。しかしながら、本明細書に記載の例示的なバタフライ弁は、任意の種類の封止材リングとともに動作可能である。
【００３２】
本明細書に記載の例示的なバタフライ弁１００および４００は、２つの流れ方向における弁の効果的な使用を有利に可能にする。第２の封止材の追加および所在は、第２の流れ方向において単一の封止材バタフライ弁よりも効果的な封止を提供し、適切なディスク整列を維持するために役立つ。例示的なバタフライ弁１００および４００はまた、摩耗によりディスクが推移したときの過剰な漏れを防止し、しがたってバタフライ弁の寿命を増大させる。増大された寿命により、例示的な弁はまた、維持費を著しく低減させる。
【００３３】
ある特定の例示的な装置が本明細書に記載されたが、本特許の対象とする範囲はこれに限定されない。その逆に、本特許は、文字通りまたは均等論の下に、添付の特許請求の範囲内に適正に含まれるすべての方法、装置、および製造品を網羅する。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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