JPH0158792B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は回転プラグ弁に係り、より特定的には
弁ハウジングのチヤンバ内で回転し得るプラグ
と、プラグ及びチヤンバを規定するボデイの内壁
間の密封手段として具備された弾性プラスチツク
材料製ライナ（liner）とを有するプラグ弁に係
る。

このような弁では前記プラスチツク材料が弁の
金属体と開閉操作用金属プラグとの間をシール
（seal）するスリーブとして機能する。

本出願人名義で先に出願された公開された欧州
特許出願第80304651.5号（同公開第0032038号）
明細書には、交換時にプラグとライナとを単一ユ
ニツトとして弁のチヤンバから取外し得るよう弁
の円錐台状チヤンバ内に配置されたライナ内部で
プラグが回転し得るような回転プラグ弁が開示さ
れている。これらの弁構造は一般に極めて有利で
あることが判明している。

本発明の目的は、弁の小型化のためにプラグを
チヤンバと逆方向に円錐形にし、従つてライナ厚
みがチヤンバの一端から他端にかけて増大するよ
うに構成し、プラグを円錐台状チヤンバの間口の
より広い先端方向に移動させてライナに押し付け
るだけで弁のシール作用を適切に制御し得る回転
プラグ弁を提供することにある。

本発明によれば前記目的は、流体の流出ポート
及び流入ポートを有するボデイと該流出及び流入
ポートが開口するチヤンバとを有するハウジング
と、前記流出及び流入ポートと一直線上に配置さ
れる貫通孔を有しており、前記チヤンバの軸方向
に厚さを変えるべくテーパ状に形成された前記チ
ヤンバ内のライナと、前記ライナ内に受容される
流路を有しており、弁の開放位置と弁の閉鎖位置
との間で前記ハウジングの外部から回転自在であ
ると共に前記ライナによつてシールされたプラグ
と、前記プラグと前記チヤンバとの互いに対面す
る側面の間でテーパ状の前記ライナを圧縮させる
手段とを含んでおり、前記チヤンバは脱着自在な
蓋体部によつて閉塞される開口を備えた一端での
み開口しており、該蓋体部は前記プラグの伸長制
御部を受容する孔を有しており、前記チヤンバの
側面と前記プラグの側面とは、互いに対面する側
面に対して逆方向のテーパを備えてテーパ状に形
成されており、前記チヤンバの幅の広い端が開口
された一端であり、前記カバーを外したときに前
記プラグと前記ライナとは前記開口を介して一体
的に外され、前記ライナを圧縮させる手段は逆テ
ーパ状に形成された側面の間で前記ライナの圧縮
度を制御すべく前記蓋体部の孔を介して前記プラ
グを軸方向に引き上げるために前記蓋体部と協動
する手段を有している回転プラグ弁によつて達成
される。

本発明によれば、蓋体部と協動する手段が、プ
ラグを軸方向に引上げてライナの圧縮度を制制御
するが故に、プラグ及びライナが摩耗してもその
摩耗の程度に応じてプラグを軸方向に引上げるこ
とによつて、プラグとライナとの互いに対面する
両側面の間及びチヤンバを規定するボデイ内壁と
ライナの側面との間との密着性を夫々増加し得、
ボデイ内壁とライナの側面との間及びライナの側
面とプラグの側面との間から流体が漏洩すること
を防止し得る。

本発明の好ましい特徴によれば、プラグ及びラ
イナを交換したい時はプラグを軸沿いに少し動か
しさえすればチヤンバ壁面に密着したライナを外
すことができる。その後プラグとライナとを単一
ユニツトとしてチヤンバから取出せばよい。

本発明のさらに好ましい特徴によれば、前記ハ
ウジングが脱着式蓋体部を有しており、この蓋体
部に孔すなわち貫通開口が形成されていて該開口
内にプラグ伸長部が配置され且つ該蓋体部にライ
ナが配置されている。このライナは弾性的に圧縮
可能な材料により該蓋体部に成形するのが好まし
く、該蓋体部自体は前記の本出願人名義欧州特許
出願に開示されているようにケージ（cage）と
して構成し該ケージに前記圧縮可能材料製ライナ
を成形してもよい。

プラグを軸方向に動かすために蓋体部を協動す
る手段はプラグ及びハウジングの中いずれか一方
に固定され且つプラグ及びハウジングの中他の一
方のシヨルダに直接的又は間接的に支持されるナ
ツトで構成してもよい。

本発明の特に好ましい特徴によれば、このプラ
グを動かすために蓋体部と協動する手段をプラグ
にねじ止めし得且つプラグ伸長部と蓋体部との間
の環状スペース内に配置されたスラストリング
（thrust ring）を介して該蓋体部の支承部
（abutment）に係合し得るナツトで構成する。前
記環状スペース内には前記支承部と係合するシヨ
ルダを得るべくスペーサリングを具備してもよ
い。この場合前記スラストリングは前記ナツトの
一端と該スペーサリングの一端との間に配置す
る。該スペーサリングの他端はライナとプラグ伸
長部と該スペーサリング他端とにより規定された
スペース内のグランドリング（gland ring）を圧
縮するための当接手段として使用し得る。

このような弁は通常は弁開放位置において流入
口及び流出口が前記通路と一直線に配置されその
結果直線状の流体通路が得られるよう構成される
が、一変形例としてチヤンバの円錐台状側面を貫
通する開口は１つだけにし、他開口はチヤンバの
底面を貫通するよう形成してもよい。この場合は
プラグの通路が90゜折曲した状態で必要な接続が
行なわれる。

以下添付図面に基づき非限定具体例を挙げて本
発明より詳細に説明する。

これらの図面には本体部１と蓋体部２とを有す
る弁ハウジングを備えた回転プラグ弁が示されて
いる。ハウジング内に円錐台状チヤンバが規定さ
れており広い方の開放端が蓋体部２により閉鎖さ
れている。

チヤンバ内には弾性プラスチツク材料から成る
ライナ３が配置されており、ライナ３内にプラグ
４が収容されている。プラグ４は弁の閉鎖位置と
第１図の如き弁の開放位置との間を回転し得、開
放位置ではプラグ４を貫通した流路３０がライナ
３の貫通孔としての出入口３１と本体部１の出入
ポート３２とに対し一直線に配置される。ライナ
３の内部に配置されたプラグ４の主部が弁本体１
の円錐台状チヤンバと逆のテーパ方向をもつ円錐
台状を有しているため、ライナ３の厚みはチヤン
バの閉鎖端から蓋体部２により閉鎖された開放端
にかけて増大している。

蓋体部２はボルト３６（第３図）により本体部
に固定されている。

プラグ４の上方伸長部には駆動部材１２が止め
付けてある。駆動部材１２は該伸長部の最上部の
ボア内にねじ止めされたボルト１３とワツシヤ１
４とによつて定位置に固定されている。駆動部材
１２の周囲には頭部リング１７が固定されており
スカートを構成している。該スカートはハウジン
グの蓋体部２に固定された制止部材２３を受容す
べく２２部分で一部切欠かれており、この切欠き
部２２の先端が弁開放位置との間におけるリング
１７の回転を、従つて駆動部材１２の回転を、
90゜に制限する制止手段として機能する。

駆動部材１２のボア内にはソケツト状頭部をも
つ止めねじ２１によつてハンドル２０が固定され
ている。プラグ４の伸長部には11部分にシール制
御ナツト１０がねじ止めされている。

ナツト１０はプラグ４の伸長部と蓋体部２との
間の環状スペース内の突出してスラストリング９
に当接するスカートを有しており、スラストリン
グ９自体はスペーサリング６の最上部に当接して
いる。スペーサリング６は蓋体部２のシヨルダ１
６と係合するシヨルダを備えており、下端がグラ
ンドシールリング８に当接している。ライナ３の
凹部にはプラグ４の円錐台状主部の最上部に当接
するデルタ形シールリング７が具備されている
が、これについては後で第４図を参照しながら詳
細に説明する。

蓋体部２にはライナ３用のプラスチツク材料を
直接配置して成形することにより図のようにしつ
かり密着させるのが好ましい。蓋体部２はケージ
を備えるており、ケージの下方環状部５は前述の
欧州特出願に記載の如くライナが蓋体部上に直接
成形されたプラスチツク材料と共に機能し得るよ
う、相互間に間隔をおいて配置された複数の垂直
部（図示せず）を介して蓋体部２の上方部に接続
されている。

しかし乍ら、弁のシールの必要性が余り強くな
い場合はライナ３の底部に単一のリング５を備え
るだけでよく、リング５をハウジングの蓋体部２
の上方主部に接続する必要はない。

また場合によつては、リング５そのものを省略
することさえ可能である。このようにリング５及
び蓋体部２上方部間の接続、又はリング５自体を
省略する場合には、プラスチツク材料を蓋体部２
上で直接成形する代りに蓋体部２の凹部に嵌め込
むだけで弾性的に保持されるように形成してよ
い。但し、好ましくは後述の如く第６図のように
構成するのがよい。

弁を組立てる時はナツト１０をプラグ４の伸長
部先端に緩くねじ止めすることによりプラグ４を
シールリング及びスペーサリングと共に単一ユニ
ツトして蓋体部２に取付け、次にプラグ４とライ
ナ３とを弁本体１の円錐台状チヤンバ内に単一ユ
ニツトとして挿入し、蓋体部２をボルト３６によ
つて定位置に固定する。蓋体部２の周囲のフラン
ジを貫通するボア内には高さ調節用ボルト３５が
ねじ止めされている。その目的は後述に回すが、
ボルト３５はこの時点では蓋体部２をボルト３６
により適切に締めつけ得るよう十分緩めに止めて
おく。

蓋体部２が定位置に固定されたらナツト１０を
締めてスラストリング９に当接させ、それによつ
てナツト１０をスラストリング９とスペーサリン
グ６のシヨルダとを介し蓋体部２の支承シヨルダ
１６上に衝止させる。その結果、弁のプラグ４が
チヤンバの閉鎖端から離れて上方へ引張り上げら
れ、テーパがチヤンバと逆であることから該チヤ
ンバの円錘台状内面との間のライナ３を圧縮する
ためポート３２と開口３１との周りがシールされ
る。このように弁のライナ３に圧力が加えられる
とデルタ形シールリング７もライナ３とプラグ４
の円錘台状部分の最上部との間で圧迫されるため
その部分がシールされる。この時グランド８もこ
のようにして変形したライナ３とスペーサリング
８の下端との間で押えつけられ、その結果プラグ
４の伸長部周辺にグランドシールの作用（gland
sealing action）を及ぼす。

また、スラストリング９はナツト１０下端のリ
ング９への当接によつて押しつけられるためグラ
ンドが蓋体部２とプラグ４の伸長部との間で直接
作用し更に別のシール作用を生じる。

デルタ形リング７とグランドシール８との作用
は第４図から理解し得よう。この図では弛緩状態
におけるこれらシールとライナとが実線で示され
ている。プラグ４を上方に引くとデルタ形シール
リング７が上方に押し動かされて図の点線位置を
占め、その結果ライナ３が変形してプラグ４のセ
クシヨン部分の周縁面にその輪郭に合わせて密着
する。この時シールリング８はライナ３を半径方
向へ動かすべく下方へ作用する。

ナツト１０を所望の強さまで締めたら駆動部材
１２を配置し、ねじ１３によつて締めつける。駆
動部材１２の下端には、ナツト１０を受容すべく
形成された凹形が備えられており、ナツト１０は
駆動部材１２自体がプラグ４に非回転的に固定さ
れているためにやはり非回転的に凹部内に保持さ
れる。

蓋体部２から下方に伸長する支持ケージ構造体
と共に行なわれるライナ３の一般的動作は前記欧
州特出願を参照すれば容易に理解し得よう。第２
図から明らかなようにライナ３の外部周縁は凹部
３３を有している。これは基本的シール作用がラ
イナが内部金属ケージ構造体に直接支持された時
にのみ生じるよう弛緩部を得るためである。この
凹部３３に向かい合うとプラグ４及びライナ３間
の力が減少し、その結果プラグ４の回転に対する
摩擦抵抗も減少する。

弁使用中に漏洩が起こり始めたら駆動部材１２
を取外しナツト１０を締めつけてシール力を増大
しさえすればよい。

例えばライナ３及びプラグ４の交換などにより
弁を修理したい時は、ナツト１０を少し緩めるこ
とによつてライナ３をチヤンバの円錐台状側面に
押し付けている応力を緩め、次いでねじ３６を緩
めた後ボルト３６を締めつけることにより蓋体部
２を上方へ押し上げて１から離しさえすればライ
ナ３とプラグ４とから成るユニツト全体をテーパ
付弁チヤンバから取出すことができる。

第５図には、本体において第１図と類似してい
るが、スラストリング９をナツト１０及びスペー
サリング６間に直接挿入する代りにナツト１０と
プレツシヤ調節リング４０との間に配置し、リン
グ４０とスペーサリング６最上部との間に一連の
Ｕ字形シールリング４２を具備した構造体が示さ
れている。この構造体の機能はほぼ前述の通りで
あるが、相違点としてシールリング４２をこれら
リングが収容されている環状スペースを規定する
周縁面に密着させるべくスペーサリング６が上方
へ少し浮上し得る。

前述の如く、ここに開示した特定弁構造は通路
直径が例えば約２cm程度の小型弁に使用するもの
である。

第６図には蓋体部２の好ましい構造を示した。
蓋体部２はケージと一体的に構成されており、該
ケージにはハウジング内への挿入に先立ちライナ
３が直接成形される。蓋体部２は下方リング状部
５０と上方リング状部６０とを備えたケージを下
側に有している。該ケージの周縁面には互いに対
向する側面を貫通して同心円状の開口５１が形成
されており、これらの開口は夫々外部フランジ５
２と内部フランジ５３とにより包囲されている。
ケージ周縁面には更に互いに対向する一対の切抜
き部５４が具備されており、上方のリング状部６
０と蓋体部２本体との間には切取り開口５５及び
５６が更に形成されている。蓋体部２上に直接成
形する場合、ライナには流体を通過させるよう、
且つ弁の開放位置においてプラグ４の貫通路と通
路５１とが一直線になるよう、該開口５１と同心
的に貫通開口を具備する。

ライナ３がケージに密着し得るようケージ上に
配置したライナ材料は開口５４，５４及び５６を
介して浸透する。フランジ５２及び５３はライナ
３がプラグ４とハウジングとの間、流出入ポート
３２周囲で十分なシール作用を果すようライナを
しつかり保持せしめる。第２図のスペース３３は
切欠き部５４の存在により容易に形成され、この
切欠き部５４に面するとプラグ４及びライナ３間
の力が減衰するためプラグ４の回転が容易にな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は開放位置にある本発明の具体例を示す
第２図の線−に沿つた長手方向断面図、第２
図は第１図の線−に沿つた横断面図、第３図
は第１図の弁の縮小平面図、第４図は第１図に円
で示されているシールの詳細図、第５図は本発
明の一変形例を示す第１図と類似の説明図、第６
図はライナ保持ケージと一体的に形成された弁蓋
体部の好ましい他の具体例の構造を示す水平方向
断面図である。 １……本体部、２……蓋体部、３……ライナ、
４……プラグ、６……スペーサリング、７……デ
ルタ形シールリング、８……グランドシールリン
グ、９……スラストリング、１０……ナツト、１
２……駆動部材、１３，３６……ボルト、１４…
…ワツシヤ、１６……シヨルダ、１７……ヘツダ
リング、２０……ハンドル、２３……制止部材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 流体の流出ポート及び流入ポートを有するボ
   デイと該流出及び流入ポートが開口するチヤンバ
   とを有するハウジングと、前記流出及び流入ポー
   トと一直線上に配置される貫通孔を有しており、
   前記チヤンバの軸方向に厚さを変えるべくテーパ
   状に形成された前記チヤンバ内のライナと、前記
   ライナ内に受容される流路を有しており、弁の開
   放位置と弁の閉鎖位置との間で前記ハウジングの
   外部から回転自在であると共に前記ライナによつ
   てシールされたプラグと、前記プラグと前記チヤ
   ンバとの互いに対面する側面の間でテーパ状の前
   記ライナを圧縮させる手段とを含んでおり、前記
   チヤンバは脱着自在な蓋体部によつて閉塞される
   開口を備えた一端でのみ開口しており、該蓋体部
   は前記プラグの伸長制御部を受容する孔を有して
   おり、前記チヤンバの側面と前記プラグの側面と
   は、互いに対面する側面に対して逆方向のテーパ
   を備えてテーパ状に形成されており、前記チヤン
   バの幅の広い端が開口された一端であり、前記カ
   バーを外したときに前記プラグと前記ライナとは
   前記開口を介して一体的に外され、前記ライナを
   圧縮させる手段は逆テーパ状に形成された側面の
   間で前記ライナの圧縮度を制御すべく前記蓋体部
   の孔を介して前記プラグを軸方向に引上げるため
   に前記蓋体部と協動する手段を有している回転プ
   ラグ弁。 ２ 前記蓋体部がこれに固着したライナを有して
   いる特許請求の範囲第１項に記載の回転プラグ
   弁。 ３ 前記蓋体部が、ここに成形された弾性的に圧
   縮可能な材料から成るライナを備えている特許請
   求の範囲第２項に記載の回転プラグ弁。 ４ 前記蓋体部が、ケージを有しており該ケージ
   上で前記圧縮可能な材料が成形される特許請求の
   範囲第３項に記載の回転プラグ弁。 ５ 前記蓋体部と協動する手段が、前記プラグに
   ねじ止めされたナツトを含んでおり、該ナツトが
   前記プラグ伸長部と前記蓋体部との間の環状スペ
   ース内に受容されたスラストリングを介して前記
   ハウジング蓋体部上の支承部に係合し得る特許請
   求の範囲第１項から第４項のいずれか一項に記載
   の回転プラグ弁。 ６ 前記支承部と係合するシヨルダを有するスペ
   ーサリングが前記環状スペース内に具備されてお
   り、前記スラストリングが前記ナツトの一端と該
   スペーサリングの一端との間に受容されている特
   許請求の範囲第５項に記載の回転プラグ弁。 ７ 前記スペーサリングの他端が前記ライナと前
   記プラグ伸長部と該スペーサリング他端とによつ
   て規定された環状スペース内に受容されているグ
   ランドリングを圧縮するための当接部として機能
   する特許請求の範囲第６項に記載の回転プラグ
   弁。 ８ 前記支承部と係合するシヨルダを備えた圧力
   制御リングが前記環状スペース内に具備されてお
   り、前記スラストリングが前記ナツトの一端と該
   圧力制御リングとの間に受容されており、該圧力
   制御リングとスペーサリングの一端との間に更に
   別の圧縮可能なシール手段が具備されており、前
   記スペーサリングの他端が前記ライナと前記プラ
   グ伸長部と該スペーサリング他端とによつて規定
   された環状スペース内に受容されているグランド
   シールを圧縮するための当接部として機能する特
   許請求の範囲第５項に記載の回転プラグ弁。 ９ 前記蓋体部と協動する手段が前記プラグ及び
   ハウジングの中いずれか一方にねじ止めされたナ
   ツトを含んでおり、該ナツトが前記プラグ及びハ
   ウジングの中残りの一方が有するシヨルダと直接
   的又は間接的に係合し得る特許請求の範囲第１項
   から第４項のいずれか一項に記載の回転プラグ
   弁。 １０ 前記プラグのシヨルダと前記ライナとの間
   には、デルタ形断面をもつシールリングが具備さ
   れている特許請求の範囲第１項から第９項のいず
   れか一項に記載の回転プラグ弁。 １１ 前記蓋体部と協動する手段が前記ナツトと
   前記プラグとの相対運動を伴なわずに該プラグの
   伸長部を回転させるべく作動し得る特許請求の範
   囲第５項から第１０項のいずれか一項に記載の回
   転プラグ弁。 １２ 前記ハウジング蓋体部がボルトによつて前
   記ボデイに固定されており、該ボデイから該蓋体
   部を引離す手段として高さ調節用ボルトが具備さ
   れている特許請求の範囲第１項から第１１項のい
   ずれか一項に記載の回転プラグ弁。