JPH01320377A - ボールバルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野： 本発明は弁子に対して、弁座が移動・接触可能にした、
いわゆる無接触開閉型のボールバルブの改良に関するも
のであり、特に衛生上書に管理する必要のあるパイプラ
インに使用して効果的なものである。

従来の技術： 流体管路中に設けて、流れを制御する弁装置としては、
流路の構造が最も簡単で、圧力損失が少ないことからボ
ールバルブが多く使用されている。

このボールバルブは球面をした弁子に対して弁座を接触
させて、密接状態に保つようにする必要上、−ｍに弁座
側に弾性材にてなるいわゆるバルブシートを装着し、こ
の弾性材の機能によって流体の漏洩防止を図っている。

ところが、弁子を回動させて流路の開閉を行う際、該弁
子の液流通口縁が尖っているので、これによってバルブ
シートが削られて精密な接触機能が失われ、やがて漏洩
が始まる。そのために、バルブシートの摩耗を補償する
必要から、バルブシーＩ・を保持する部分に、その背後
からばね部材で推力を付加するような機構を組合わせた
ものが多く採用されている。

しかし、このような方式の弁では、弁の開閉回数が多く
なると、バルブシートの摩耗が激しくてその寿命が短い
。また、開閉頻度が少ないと、バルブシート自升の弾性
に加えてばね部材の推力が作用するから、長期の使用期
間中にバルブシートが変形し、弁の開閉を行ううちに密
接力が失われて漏洩する。この漏れが生じると、外部か
らは何ら手を加えることができないので、漏洩を止める
ことは困難である。

このようなボールバルブの欠点を解消する手段として、
開閉操作時に、弁子がら弁座を引き離して、両者が擦れ
合わない状態で弁子を回動するようにし、弁子の回動が
終わると再び弁座を弁子に接触するように操作できる構
成のものがある。例えば、特公昭４６−３７５７号公報
、特公昭５２−１１７７７号公報などによって知られて
いる。

解決しようとする課題： このように弁子に対し弁座を移動させて、弁内流路の開
閉操作を行う形式のボールバルブは、前記のように、弁
子と弁座とが擦れ合すない状態でａ　＆ｌの開閉ができ
るから、耐久性が向上することになるが、固形物を含ん
だ流体を取り扱う配管中に組み込んで用いた場合、この
弁座を弁子から引き離して流路の開閉を行うことにより
、弁座を備えたスリーブが弁本体の管部にて摺動するに
つれて、管部内壁と弁座スリーブとの間に流体中の粒子
が多く侵入し、次第にこの粒子が移動してスリーブと管
部内壁との間に詰まる傾向を示すことになる。このこと
は、弁座スリーブの回動操作による弁子との接触・離間
が困難になる。また、弁本体の管部とスリーブとの接触
面に擦過傷が生じて漏洩の原因ともなる。さらに、取扱
流体が食品や医薬品原料のような場合、その衛生管理上
間隙部に残香が生じると製品に支障を来すことになる。

このように、公知の先行技術においては、弁座スリーブ
とそれの嵌挿してある弁本体の管部内面との間に、無理
が生じると、その弁座スリーブを回動させて弁子との接
触を断って開閉操作する際に、当然のことながら大きな
抵抗が発生し、弁の開閉が困難になる。

課題を解決する手段： 本発明は、このような問題点を解決して、弁座が弁子に
対して進退する形式のボールバルブにおいて、弁座スリ
ーブが、何等の支障なく円滑に作動でき、固形物を含む
流体の取扱において問題なく、弁子と弁座との接触部に
て漏洩の発生がないｖ！ｉ能を維持できて、かつ接触部
を清浄にする機能を備え、長期使用に耐えるボールバル
ブを提供することにある。

即ち、本発明のボールバルブは、弁本体の弁室内に位置
する球形弁子に対し、該弁本体の各管部に挿通した弁座
スリーブの内端弁座が、外部からの操作で、弁子を回動
させる際に離れるようにしたボールバルブにおいて：弁
座スリーブの嵌挿する管部内には、スリーブと管部との
シール位置より弁室寄りの個所に、円周方向の環状空間
部を形成してあり、該環状空間部は弁室内と差圧が生じ
るように外部と配管で接続してあり、弁座スリーブには
該環状空間部と連通する操作小孔を、弁座面に開口する
ようにして多数穿設してなる、構成のものである。

本発明においては、弁本体の管部内環状空間部を、弁室
内に近い個所で、弁本体管部内周面または弁座スリーブ
の外周面のいずれか、あるいは双方に環状溝を刻設して
形成し、この環状空間部に連通ずるように弁本体の適所
に小孔を穿ち、好ましくは管路の下側になる位置に穿孔
して、別途配管し、その配管をサクションポンプに接続
して積極的に抽出するか、あるいは圧力流体を押し込む
かして、弁室内と外部との間に圧力差が形成されるよう
にして、例えば弁の開閉操作後において弁座面に付着し
た固形物を外部からの流体で排除するとか、弁本体管部
内面と弁座スリーブとの間に侵入した固形物の排除を図
るようにすることができる機能を所有させたのである。

実施例と作用； 以下本発明のボールバルブを実施例図について説明すれ
ば、次の通りである。

第１図に示すのは、最も一般的な二方口ボールバルブで
あって、弁本体１の中央弁室２に対して連結する管部３
．３内に、それぞれ弁座スリーブ４．４が回転摺動自在
に嵌挿してある。弁座スリーブ４．・１はいずれも先端
を弁座５にして、後端には弁本体１の管部３．３にそれ
ぞれ刻設したねじ部６と螺合するガイドリンク７を固着
し、後半部外周にシールリング溝４゛を設けて、この溝
に管部内面とシールするシールリング８を嵌設してある
。なお、弁座５部には、１またはそれ以上の細い溝条（
図示省略）を環状に刻設して、弁子１０との接触面積を
少なくし、接触状態を高めるようにしておくことか好ま
しい。・ 弁室２中夫に配する球形の弁子１０は、その中心を貫通
して流通路１１を有して、前記弁座スリーブが直結して
ある。この弁棒１２の端部には、回動操作用ハンドル１
３が取り付けである。このハンドル１３に代えて回転操
作用のアクチュエーターを接続してもよい、さらに、弁
棒１２には管軸１６を被嵌して、該管軸１６の下端に弁
室２内で、弁座５を弁子ＩＯと接触・離脱操作する操作
板１７が一体に取り付けである。この操作板１７に設け
た穴１７′、１７゛　と、前記した弁座スリーブ４に植
設の回動操作用ピン１８とが、１系合するようにしてあ
る。

弁棒１２と管軸１６と、また管軸１６と蓋体９のボス部
９′とには、いずれもシールリング１９，１．９″を弁
棒１２・管軸１６にそれぞれ付して、シールするように
してある。管軸１６はハンドル１３によるキー１３′係
合切り換え操作によって、回動するようにしてある。

該管軸１６の回転角は、弁座５が弁子１０との接触を断
ったり、或は接触できる範囲で回動できるようにすれば
よい。したがって、手動式の場合には、弁棒１２に付し
たハンドル１３をもって切り換え操作して（例えば図示
のようなりラッチ機構を採用する）、１本で作動させる
ことが可能である。アクチュエータを使用する場合には
、弁棒の駆動と、管軸の駆動とを、切り換え操作で行う
か、或はそれぞれを単独で行うようにすることかできる
。符号１２′は弁棒回動用固定リング、１６゛は管軸回
動用固定リングである。

弁本体１の管部３内に嵌挿した弁座スリーブ４と、該管
部３との関係は、弁本体管部３の内面の弁室２に近い適
所にて、円周方向に適宜幅で環状の１２０を形成してあ
り、この環状溝２０の好ましくは弁として配管等に取り
付けた際下側になる適所に、外部と連通ずる小孔２１を
穿設してある。この小孔２１には、別設の操作源（例え
ば加圧空気または加圧液体供給源、吸引源）と接続する
配管２３を収り付けるか、直接にコック２２を取り付け
ておく。

また、弁座スリーブ４には、第３図及び第４図にて示す
ように、前記環状溝２０と連通ずる多数の繰作小孔２５
を、弁座面５′に開口するように等分して軸線方向に穿
設してある。なお、弁座スリーブ４の外周には、前記管
部３の環状溝２０形成位置に対向する個所から後の位買
に溝４゛を設けてシールリング８が嵌設してある。符号
２８は弁子下部支持片、３１はキャップである。

本発明ボールバルブはこのような構成であるから、弁子
１０の流通路１１を開閉するには、ハンドル１３（また
はアクチュエータ）の操作でまず管軸１６を介して弁座
操作板１７を回動することにより、個の操作板１７に設
けた孔１７°と係合するピン１８が、弁座スリーブ４を
回動させ、すると、該弁座スリーブ４の後端に取り付い
たガイドリング７が、弁本体管部３のねじ部６により案
内されて、弁座スリーブ４を後退させ、弁座５が弁子１
０との接触を断つ。したがって、弁子１０はフリーにな
って匡かな力で回転させることができる。弁子１０の回
転操作を終えれば、管軸１６を逆方向に回動させて操作
板１７の孔１７゛に係合するピン１８を介して弁座スリ
ーブ４を元に戻し、弁座５を弁子１０に当接して流路の
開または閉操作を終わる。この間操作板１７と弁座スリ
ーブ４とは、該弁座スリーブ４側のピン１８をテーパー
ピンにしておくことと、孔１７゛の直径を余裕のある寸
法にしておくことで、回動操作時コジレが生じることな
く円滑に操作できる。もつとも操１ヤ板１７の回転角を
制限するも、弁座５が弁子１０から僅かに離れることで
、無接触状態になるから、ガイドリンク７と弁本体１の
管部に設けであるねじ６のリードを比較的大きい状態に
しておけば、充分目的を達成することができる。

ボールバルブにおいては、弁室２が、弁座スリーン４内
に形成してある流路と、弁子１０内の流通路１１と、以
外に流体のポケットを形成するので、弁の開閉時必ず流
体が流入して溜ることになり、そのために圧力をもった
流体がスラリーや粉本を含んだ気流の場合、この流体中
の固形分が弁座スリーブ４と管部３の内周面との間に侵
入する傾向を示す。しかも、弁座シー１−４は弁の開閉
時に回転摺動する関係上、扮流体を間隙部に導入し易く
なる。また、取り扱う流体が固形分を含んだ飲料や粉体
（特に医蘂品など）の場合、弁子に付着したり、弁座５
面に固着するような状態になると、これが閉弁時の漏洩
の原因となる。さらに、使用後装置を止めて清掃しても
、充分に清掃できない。

そのために、付着していた前回の残香が、次回の運転中
に何等かの原因で遊離して、取扱流体の中に混入する恐
れがあり、衛生上不具合なことになる。

しかし、本発明のボールバルブによれば、弁内通路を全
開または全閉して弁座５が弁子１０に接触した状態で、
管部に設けた環状溝２０部につながる配管２３のコック
２２を開いて、弁室２内と環状溝２０内との間に圧力差
が生じるようにしてやれば、弁座スリーブ４と管部３内
面との間隙を通って圧力流体が流動し、固形分の侵入も
少しは生じるがこれらを環状溝部に集めて、小孔２１を
通じて外部に取り出すことができる。したがって、とき
どき外部にて抽気器、ポンプなどで吸引するように構成
しておけば、粉粒体が侵入するようなことがあっても、
それを移動させて排出することができ、弁座スリーブ４
の動きを阻害することはない。また、弁子１０と弁座５
とが離れた状態にして、配管２３から環状溝２０を介し
て操作小孔２５に圧力流体を送り込むことにより、弁座
５面に付着する固形分を排除することができ、運転を止
めて新たに運転に入るような場合、固形分が付着残留し
て、支障を来すことがない。特に、操作小孔２５には、
蒸気を送入すれば、この蒸気が゛弁子の面にて反射して
弁座面を隈なく洗浄することになり、該弁座面に付着す
る固形分の除去について、より有効である。したがって
、衛生面で管路内を清浄にしておくことが要求される設
備に使用する場合、分解しなくとも内部の清掃ができる
ので、効果的である。もちろん、環状溝２０とガイドリ
ング７との間には、環状溝に近い位置でシールリング８
を配してあるから、漏出を防止し、支障を来すことはな
い。

なお、環状溝は弁座スリーブ外周部に設けること、ある
いは管部とスリーブとの両者に形成するようにすること
も可能である。また、前記した配管とつなぐ小孔２１の
位置は、配管時の下位になる個所に設けておけば、環状
溝に移動した固形分を沈降させて抜き収るのに好都合で
ある。さらに、操作小孔への供給流体を別の配管で行う
ように２系統設けておけば、より好都合である。

本発明の趣旨によれば、二方口弁のみならず二方口弁・
それ以上の多方自弁においても、採用することができ、
目的を達成できる。

発明の効果： 本発明のボールバルブによれば、固形分を含んだ流体を
取り扱っても、弁子と弁座スリーブとの無摺動開閉操作
が支障なく、円滑に行うことができ、あるいは運転後に
は配管内をすべて洗浄するような装置に使用して、弁要
部の洗浄が分解しなくとも確実に行うことができ、長期
使用に耐えるものとなった。また、サニタリーバルブと
して、簡単な構造で有用なものとなし得た。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明ボールバルブの一実施例を示すものであっ
て、第１図は手動操作式のバルブの縦断面図、第２図は
第１図の■−■視平面図、第３図は第１図の弁本体管部
における環状溝と弁座スリーブに設けた操作小孔との部
分を表す断面図、第４図は要部の拡大断面図である。 １・・・弁本体　　　　２・・・弁　　室３・・・管　
　部　　　　　　４・・・弁座スリーブ５・・・弁　　
座　　　　　　６・・・ね　じ　部７・・・ガイドリン
ク　　　　８・・・シールリング９・・・蓋　　体　　
　　　１０・・・弁　　　子１１・・・流通路　　　１
２・・・弁　　棒１３・・・ハンドル　　　　　１３’
・・・キ　　　−１６・・・管　　軸　　　　　１７・
・・操　作　板１７°・・・操作板の穴　　　　１８・
・・回転操作用ピン２０・・・環状溝（環状空間部） ２１・・・連通用の小孔　　　２２・・・コツ　り２３
・・・配　　　管　　　　２５・・・操作小孔２８・・
・弁子下部支持片 、′。 特許出願人　　岡　１）政　雄ｃ　′ パ、ｊ；３．．１．：　’ 第４図 〜　　　ぬ 〜

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　弁本体の弁室内に位置する球形弁子に対し、該弁本
   体の各管部に挿通した弁座スリーブの内端弁座が、外部
   からの操作で、弁子を回動させる際に離れるようにした
   ボールバルブにおいて：弁座スリーブの嵌挿する管部内
   には、スリーブと管部とのシール位置より弁室寄りの個
   所に、円周方向の環状空間部を形成してあり、該環状空
   間部は弁室内と差圧が生じるように外部と配管で接続し
   てあり、弁座スリーブには該環状空間部と連通する操作
   小孔を、弁座面に開口するようにして多数穿設してある
   ； ことを特徴とするボールバルブ。