JPH0223912Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、管路又は各種機器に装着され流体の
流動を制御するボールバルブ、特に異常昇圧防止
用のボールバルブに関するものである。

［従来の技術］ 通常、ボールバルブは第１図に示すように弁箱
１，２、ボール３、弁棒５及びシートリング４，
４′により形成されるキヤビテイ部８を有してお
り、バルブ全開時及び全閉時には、このキヤビテ
イ部８はグランドパツキン６、ガスケツト７、シ
ートリング４，４′、弁箱１，２、弁棒５、及び
ボール３により流過流体を密封する構造となつて
いる。

また第２図に示すように、弁箱１または２とシ
ートリング４または４′とのシール面４ａならび
にシートリング４または４′とボール３とのシー
ル面４ｂにより形成されたシートリングの断面形
状は、シートリング４，４′の円周の中心に向か
うくさび形となつている。

従つてキヤビテイ部８の圧力が上昇した場合に
はキヤビテイ部８の圧力は第３図中矢印で示すよ
うにシートリング４，４′の外周から上記中心方
向に向かう力となり、シートリング４，４′は弁
箱１，２とボール３との間にくさび状に押し込ま
れ、キヤビテイ部８の密封性をさらに向上する構
造になつている。

この状態で流過管路内にキヤビテイ部８内の密
封流体温度より高い温度の流体が流れた場合や、
バルブが外部から加熱された場合には、密封流体
の温度が上昇し熱膨張により密封流体の圧力が異
常に上昇する。例えば80〜180℃に加温されると
数100Kgｆ／cm²の内圧が短時間で容易に発生する。
この結果、シートリング４の破損は勿論、グラン
ドパツキン６からの漏れ、あるいはガスケツト７
の破断が発生するおそれがあり、さらにはグラン
ドパツキン６、ガスケツト７の封止性能および耐
圧強度の高い場合には、弁箱１または２およびボ
ール３の変形あるいは破壊に至るおそれがある。

従つて、従来よりこの危険な状態の発生を回避
するため、組立時にボールの球状外面とシートリ
ングのシール部に予め〓間を設けたり、ボールに
開孔部を設ける等のことが行なわれている。しか
しながら、これらの方法はボールバルブ本来の性
能を低下し、かつ配管時の使い方を制限する欠点
があつた。

このためさらに、ボールの球状外面に接するシ
ートリングのシール部を内外突起およびこれらに
よつて成る凹溝等により構成することが行なわれ
た。

例えば米国特許第3488033号明細書及び実開昭
56−82360号公報に記載のものがある。

この発明、考案によればキヤビテイ部の異常圧
力は、上記内突起の変形を生じせしめることによ
り、弁箱外部に排出されることになり、異常昇圧
防止の目的は達せられる。しかし、この構造で
は、前記のとおり内外突起および凹部を設けるた
め、接触巾が極めて広くなり、シートリングが大
型化するだけでなく、流体を閉止するため適当な
面圧を確保すると開閉操作トルクが増大する欠点
がある。

また二重突起のため、特に外径側シール部のシ
ートリングのフレキシブル効果が低下するので、
バルブの組立が困難で均一な製品とならず、量産
にも適さないという欠点がある。

さらには、内外突起および凹部を形成するのは
リング中の数個所であるので、特にその部分が異
常圧で酷使されるため永久変形が起こりやすいも
のである。

［考案が解決しようとする課題］ 本考案は前記欠点を解消し、キヤビテイ部の異
常昇圧による内部流体の配管系外部への流出、あ
るいはバルブ本体等の破壊を防止することのでき
るボールバルブを提供することを目的とするもの
である。

［問題点を解決するための手段］ 本考案は弾性体から成る環状シートリングの外
周部及び内側面を断面“つ”状の金属リテーナで
挾着保持すると共に、ボール球面側には、上記内
側面に連続して内径側に切込む圧力導入欠切部を
設けることによつて先端部にボール球面シール部
を形成し、背面側は前記ボール球面シール部より
大径の切欠段部を設けることによつて弁箱との背
面シール部と〓間を形成したものであつて以上の
構成のシートリングを装着したボールバルブであ
る。

［作 用］ 本考案に係るシートリングは上記の構成である
ので、キヤビテイ部の異常圧力によるシートリン
グの変形を効果的に利用してセルフリリーフを行
なうものである。即ち、断面“つ”状の金属リテ
ーナを設けたことによつて、まずシートリングが
内径方向に押し込まれないようにシートリング自
体の収縮を防止しておき、上記圧力導入欠切部
と、これより大径の背面切欠段部を設けることに
よつて、まずシートリングの変形を取り入れる空
間を確保し、ボール球面シール部がボール球面か
ら離脱するように働く差圧を生じせしめ、かつこ
の時シートリングは背面シール部とリテーナ部を
固定支持とする片持ばりを構成しているので、ボ
ール球面シール部のみをボール球面から離脱する
ように変形せしめる。結果、高圧流体を管路に排
除するものである。

［実施例］ 以下図面に基づき本考案の実施例を説明する。
第４図は本考案の一実施例で、ボールバルブ組立
後平常時でのシートリング要部断面図を示す。環
状シートリング４は弾性体からなつており、可と
う性を有しているがこのシートリングの外周部及
び内側面は図に示すような断面“つ”状の金属リ
テーナ９で包み込むようにして挾着保持してなり
補強されている。またボール球面側については、
リテーナ９が挾着されている部分より連続して内
径側に切込む圧力導入欠切部を形成し、従つてキ
ヤビテイ部８の圧力はこの部分まで作用すること
になる。そして、上記欠切部に続く先端部分は適
当な面圧を持つてなるボール球面シール部４ｂで
ある。またシートリングの背面側には前記ボール
球面シール部より大径の切欠段部があり弁箱との
間で〓間１１を形成すると共に背面シール部４ａ
を形成している。

次に第５図によりキヤビテイ部に異常圧力が生
じた時のシートリングの作用を説明する。

キヤビテイ部の圧力は図中Ｐで示す面圧として
働く。しかし、外周部と上記内側面はリテーナ９
の働きにより影響はほとんどなく、実質的に変形
は起こらない。特に内径方向に押し込まれ収縮す
るような変形がなく、従つてボール球面シール部
４ｂが過度に食い込むようなことがない。一方、
面圧Ｐの内、横方向に働く力は有効に生きている
ので、背面シール部４ａを弁箱壁面に押し付けて
圧着し密封性を上げる一方、ボール球面シール部
４ｂをボール球面から離脱するような圧力として
働くことになる。即ち、キヤビテイ側の面圧に比
べシートリング背面側に侵入する流体圧力は格段
に小さいこととこのシートリングの形状が背面シ
ール部４ｂとリテーナ部を固定支持とするいわば
片持ばり状態となつており、シール部４ｂはボー
ル球面から離脱するように弾性変形し、リリーフ
が容易に行えるのである。

以上より、キヤビテイ内の異常圧力は弁箱の管
路側に排除され、排除した後シール面４ｂはその
弾性により、元の位置に後帰して初期の流体封止
機能を回復する。よつて、この自動一定圧力排出
作用は繰返し行なうことができる。

なお、本考案のシートリングは上流側あるいは
下流側の一方のシートリングとして実施しても同
様の効果を得ることができる。

［考案の効果］ 本考案のボールバルブは上述のような構成であ
るから、キヤビテイ部に高圧が発生しても外部へ
の流体の漏洩あるいはバルブの破壊等の事故を防
止することができ、かつシートリングの剛性大に
より、高圧用ボールバルブにも適用できるものと
なつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は通常のボールバルブの断面図、第２図
及び第３図は従来の一般的なボールバルブのシー
ト部の断面図、第４図及び第５図は本考案の実施
例を示す要部断面図である。 １，２……弁箱、３……ボール、４……シート
リング、４ａ，４ｂ……シール面、５……弁棒、
６……グランドパツキン、７……ガスケツト、８
……キヤビテイ部、９……リテーナ、１０……弁
箱段差部側面、１１……間〓、Ｐ……キヤビテイ
部昇圧による面圧。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 流体出入口を有する弁箱内に、前記出入口と対
   応する流過口を有するボール及び前記ボールの両
   側の対象位置に弾性のある環状シートリングを介
   装し、前記ボールの回転により流体の流れを規制
   するボールバルブにおいて、前記シートリング
   は、外周部及び内側面を断面“つ”状の金属リテ
   ーナで挾着し、ボール球面側は、前記内側面に連
   続して内径側に切込む圧力導入欠切部を設けるこ
   とによつて先端部にボール球面シール部を形成
   し、背面側は前記ボール球面シール部より大径の
   切欠段部を設けることによつて弁箱との背面シー
   ル部と〓間を形成したことを特徴とするボールバ
   ルブ。