JP2020143731A - ボールシート及びボール弁 - Google Patents
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Abstract
【課題】内周面の損傷を抑制してシール性を保持するボールシート及びボール弁を提供する。【解決手段】ボールシート２０Ａは、貫通孔３１を有するボール３０が本体内に回動自在に配置されたボール弁においてボールの外周面に当接し、弁口２１Ａ及び内周面２４Ａを備える。弁口は、開弁状態において流路と貫通孔とを連通する。内周面は、弁口の周囲に形成され、ボールの外周面に当接し、弾性を有する。また、内周面は、弁口の周方向にわたって形成されてボールの外周面に当接する当接面２４１Ａと、当接面を間に挟んだ状態で弁口の周方向にわたって形成されてボールの外周面に対向する第一切欠き部２４２Ａ及び第二切欠き部２４３Ａと、を有する。【選択図】図３
Description
この発明は、ボール弁用のボールシート及びボール弁に関する。
ボール弁には、本体（ボディ）と貫通孔を有するボール（弁体）との間をシールするためのボールシート（シートリング）が配置されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載のボールシートには、ボールの外周面に対向する内周面（弁座）の内側（本体の内壁面側）に、切欠き部が形成されている。
上述したボールシートは樹脂等の弾性体であるが、ボールが回動してボールの貫通孔の周縁部とボールシートとが当接し始める位置において、ボールシートに切り欠き部が存在する側では、ボールの貫通孔の周縁部とボールシートとの摩擦接触がスムーズに開始される。一方、ボールシートに切り欠き部が存在しない側では、ボールの貫通孔の周縁部とボールシートとボールとボールシートとの摩擦接触がスムーズに開始できない。これは、ボールシートの切り欠き部が存在しない側では、ボールの貫通孔の周縁部とボールシートとの摩擦が大きいためである。このため、ボールが回動してボールの貫通孔の周縁部とボールシートとが当接し始める位置においてボールシートに切り欠き部が存在しない側では、ボールシートに傷などの損傷が生じる虞がある。この損傷によりボールシートのシール性が悪化する虞がある。
この発明は、内周面の損傷を抑制してシール性を保持するボールシート及びボール弁を提供することを目的とする。
本発明によって提供されるボールシートは、貫通孔を有するボールが本体内に回動自在に配置されたボール弁においてボールの外周面に当接し、弁口及び内周面を備える。弁口は、開弁状態において流路と貫通孔とを連通する。内周面は、弁口の周囲に形成され、ボールの外周面に当接し、弾性を有する。また、内周面は、弁口の周方向にわたって形成されてボールの外周面に当接する当接面と、当接面を間に挟んだ状態で弁口の周方向にわたって形成されてボールの外周面に対向する第一切欠き部及び第二切欠き部と、を有する。
上記第二切欠き部は、ボールの貫通孔の周縁部に対向するように、第一切欠き部よりも弁口側に形成されるようにしてもよい。
上記弁口は、円形状を呈し、弁口と内周面とが形成されたリング形状の弾性体であるシート本体を備えるようにしてもよい。
本発明によって提供されるボール弁は、上記ボールシートを用いる。
この発明によれば、ボールシートの内周面に、ボールの外周面に当接する当接面と、当接面を間に挟んだ状態で形成されてボールの外周面に対向する第一切欠き部及び第二切欠き部とが形成される。そのため、ボールの貫通孔が常にボールシートに接触しない。また、ボールが回動してボールの貫通孔とボールシートとが当接し始める位置において、常にボールシートに切り欠き部が存在するので、ボールの貫通孔とボールシートとの摩擦接触がスムーズに開始できる。したがって、ボールシートの内周面の損傷が抑制され、ボールシートのシール性を保持することができる。
図面を参照してこの発明の実施形態であるボールシート及びボール弁について説明する。なお、この発明の構成は、実施形態に限定されるものではない。
図１は、ボールシート２０Ａ，２０Ｂを有するボール弁１００の断面図である。ボール弁１００は、例えば、蒸気プラントなどのプラント（プロセスシステム）の配管系統に配置され、配管系統を流れる蒸気、水等の流体の流れを調節する。
ボール弁１００は、本体（ボディ）１０、ボールシート２０Ａ，２０Ｂ、ボール３０、弁棒（弁軸）４０等から構成される。本体１０は、例えば、ステンレス鋼などの金属で形成されている。また、本体１０は、両端部に、流入口５０及び流出口５５が形成されている。本体１０内には、流入口５０から流出口５５に連なる流路６０が形成されている。流体は、流入口５０から流路６０に流入して流出口５５から流出する。
ボールシート２０Ａ，２０Ｂは、円形の弁口２１Ａ，２１Ｂが形成され、ボール３０を挟み込んだ状態で本体１０内に配置されている。ボールシート２０Ａは、流入口５０とボール３０との間をシールする。ボールシート２０Ｂは、ボール３０と流出口５５との間をシールする。
また、ボールシート２０Ａ，２０Ｂは、弁口２１Ａ，２１Ｂが対向するように配置されている。弁口２１Ａ，２１Ｂは、流路６０の上流（流入口５０）側と下流（流出口５５）側とを、貫通孔３１を介して連通する。ボール３０は、ステンレス鋼等の金属で形成された球形の弁体であり、貫通孔３１を有する。また、ボール３０は、弁棒４０を軸として回動可能であり、この回動によって全閉位置及び全開位置のいずれかに切り替えられる。全閉位置は、弁口２１Ａ，２１Ｂを閉栓（全閉）する位置である。全開位置は、弁口２１Ａ，２１Ｂと貫通孔３１とが連通した状態となって、弁口２１Ａ，２１Ｂを全開する位置である。本実施形態では、弁口２１Ａ，２１Ｂと貫通孔３１とは、同一の径である。図１は、ボール３０が全開位置にある状態を示す。
なお、弁棒４０は、アクチュエータ等による電動、作業者等による手動等によって回動させればよい。
次に、ボールシート２０Ａについて、図２及び図３を参照しつつ詳述する。図２は、ボールシート２０Ａの斜視図である。図３は、ボールシート２０Ａの拡大断面図である。なお、ボールシート２０Ｂは、同一の構成であり、詳細な説明は省略する。
ボールシート２０Ａは、シート本体２２Ａ等から構成される。シート本体２２Ａは、弁口２１Ａ、外周面２３Ａ及び内周面２４Ａを有するリング形状の弾性体である。シート本体２２Ａは、例えばテフロン（登録商標）樹脂製のソフトシートで形成される。シート本体２２Ａは、外周面２３Ａがシートホルダー７０Ａに接着され、内周面２４Ａがボール３０に対向するように配置されている。弁口２１Ａは、シートホルダー７０Ａと同一径である。
シートホルダー７０Ａは、ステンレス鋼等の金属で形成されたリング形状を呈し、本体１０内に固定配置されている。シートホルダー７０Ａの周面に形成された二本の溝７０１Ａ，７０２Ａに配置されたＯリング（不図示）が、本体１０とシートホルダー７０Ａとの嵌合面間をシールする。なお、図２では、溝７０１Ａ，７０２Ａの図示を省略している。
内周面２４Ａは、当接面２４１Ａ、第一切欠き部２４２Ａ及び第二切欠き部２４３Ａ等から構成される。当接面２４１Ａは、弁座であり、弁口２１Ａの周方向にわたって形成されてボール３０の外周面に当接する。第一切欠き部２４２Ａ及び第二切欠き部２４３Ａは、当接面２４１Ａを間に挟んだ状態で弁口２１Ａの周方向にわたって形成される。また、第一切欠き部２４２Ａ及び第二切欠き部２４３Ａは、ボール３０の外周面に対向する。すなわち、第一切欠き部２４２Ａ及び第二切欠き部２４３Ａは、ボール３０に当接していない。
したがって、図１，３に示すように、第二切欠き部２４３Ａは、ボール３０の貫通孔３１の周縁部３１１に対向するが、常に当接しない状態となる。また、第一切欠き部２４２Ａが形成されているので、本体１０、ボール３０及びボールシート２０Ａ，２０Ｂ等で形成される隙間における異常昇圧による影響も受け難い。
なお、当接面２４１Ａ、切欠き部２４２Ａ，２４３Ａの幅は、ボール３０の大きさ、貫通孔３１の径、ボールシール３０の材質等に応じて、任意のサイズを採用すればよい。また、切欠き部２４２Ａ，２４３Ａの深さも、ボール３０の大きさ、貫通孔３１の径、ボールシール３０の材質等に応じて、任意のサイズを採用すればよい。なお、ボールシート２０Ｂにおいても同様である。
以上のように、本発明の実施形態では、ボールシートの内周面に、ボールの外周面に当接する当接面と、当接面を間に挟んだ状態で形成されてボールの外周面に対向する第一切欠き部及び第二切欠き部とが形成される。そのため、ボールの貫通孔の周縁部が常にボールシートに接触しない。また、ボールが回動してボールの貫通孔の周縁部とボールシートとが当接し始める位置において、常にボールシートに切り欠き部が存在するので、ボールの貫通孔の周縁部とボールシートとの摩擦接触がスムーズに開始できる。したがって、ボールシートの内周面の損傷が抑制され、ボールシートのシール性を保持することができる。
なお、上述の実施形態では、直線形状の流路を有するボール弁にボールシートを適用したが、特にこれに限定されるものではない。例えば、Ｌ字形状の流路を有するボール弁に本発明のボールシートを適用してもよい。
この発明は、蒸気プラントなどのプラント（プロセスシステム）などの配管系統を流れる蒸気等の流体の流量を調節するボール弁に利用することができる。
１０ 本体
２０Ａ，２０Ｂ ボールシート
２１Ａ，２１Ｂ 弁口
２２Ａ，２２Ｂ シート本体
２４Ａ，２４Ｂ 内周面
３０ ボール
１００ ボール弁
２４１Ａ，２４１Ｂ 当接面
２４２Ａ，２４２Ｂ 第一切欠き部
２４３Ａ，２４３Ｂ 第二切欠き部
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２４１Ａ，２４１Ｂ 当接面
２４２Ａ，２４２Ｂ 第一切欠き部
２４３Ａ，２４３Ｂ 第二切欠き部
Claims (4)
- 貫通孔を有するボールが本体内に回動自在に配置されたボール弁において、該ボールの外周面に当接するボールシートであって、
開弁状態において流路と前記貫通孔とを連通する弁口と、該弁口の周囲に形成され、前記ボールの外周面に当接する弾性の内周面と、
を備え、
前記内周面は、前記弁口の周方向にわたって形成されて前記ボールの外周面に当接する当接面と、該当接面を間に挟んだ状態で前記弁口の周方向にわたって形成されて該ボールの外周面に対向する第一切欠き部及び第二切欠き部と、を有する、
ことを特徴とするボールシート。 - 前記第二切欠き部は、前記ボールの貫通孔の周縁部に対向するように、前記第一切欠き部よりも前記弁口側に形成される、
ことを特徴とする請求項１に記載のボールシート。 - 前記弁口は、円形状を呈し、
前記弁口と前記内周面とが形成されたリング形状の弾性体であるシート本体、
を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のボールシート。 - 請求項１〜３のいずれか一項に記載のボールシートを用いたボール弁。
Priority Applications (1)
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| JP2019040575A JP2020143731A (ja) | 2019-03-06 | 2019-03-06 | ボールシート及びボール弁 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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2019
- 2019-03-06 JP JP2019040575A patent/JP2020143731A/ja active Pending
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