JPH0252142B2 - - Google Patents

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JPH0252142B2
JPH0252142B2 JP56162596A JP16259681A JPH0252142B2 JP H0252142 B2 JPH0252142 B2 JP H0252142B2 JP 56162596 A JP56162596 A JP 56162596A JP 16259681 A JP16259681 A JP 16259681A JP H0252142 B2 JPH0252142 B2 JP H0252142B2
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JP
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valve
sleeve
shoulder
valve stem
land
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Pii Paarisu Joo
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Cooper Industries LLC
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Cameron Iron Works Inc
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K25/00Details relating to contact between valve members and seats
    • F16K25/04Arrangements for preventing erosion, not otherwise provided for
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K1/00Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
    • F16K1/32Details
    • F16K1/34Cutting-off parts, e.g. valve members, seats
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00Fluid handling
    • Y10T137/598With repair, tapping, assembly, or disassembly means
    • Y10T137/6161With provision of alternate wear parts
    • Y10T137/6164Valve heads and/or seats
    • Y10T137/6167Opposite duplicate surfaces of unitary structure
    • Y10T137/6171Homogeneous material
    • Y10T137/6174Valve heads

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Lift Valve (AREA)
  • Details Of Valves (AREA)
  • Sliding Valves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 腐食性条件を受ける可変チヨーク弁ではオリフ
イスと弁とを通常耐摩耗性材料例えば焼結炭化物
又はセラミツク材料製とする。これらの耐磨耗性
材料は引張応力、剪断応力に弱い。通常これらの
材料は圧縮を受け、引張剪断を受けない構造部分
に好適である。弁に使用するときは耐磨耗性材料
と他の部品との間の相対運動に際して耐磨耗性材
料の損傷を避ける必要がある。
米国特許3207181号、3426797号は弁部材及びオ
リフイス部材として耐磨耗性材料を使用した弁の
例である。両特許では耐磨耗性部材を金属キヤリ
ア内に嵌合させる。高温度を受けた時に鋼のキヤ
リアと耐摩耗材料との間の熱膨脹系数の差によつ
て、ほゞ250〓(約120℃)以上では嵌合が弛む。
米国特許4190073号は他の型式の弁を示し、一
方の耐磨耗性部材を嵌合金属部材を囲んで金属ボ
ルトを使用して軸線方向にクランプして保持す
る。高温度において内側の金属部材の膨脹は耐磨
耗性部材の膨脹より大きいため耐磨耗性部材の割
れ等の損傷が生ずる。この問題を避けるための大
きな間隙を形成すれば、ボルトの伸長のため耐磨
耗性部材が振動し、振動の結果破損する。
本発明は、新規な弁を提供し、ほぼ250〓(約
120℃)以上の高温の磨耗条件で使用するに好適
な弁とする。本発明の実施例による弁は、入口と
弁座を有する弁室と弁座から延長する出口とを有
する弁本体と、弁ステムを含む弁部材と、弁ステ
ムに固着したリテーナと、リテーナに取付けリテ
ーナ上での相対軸線運動を防ぐ耐磨耗性スリーブ
と、リテーナの一部を囲みスリーブ内でスリーブ
をリテーナ上に位置ぎめすると共に高温度を受け
た時にスリーブより大きなリテーナの熱膨脹系数
に基く力をスリーブから絶縁するための割リング
ばねの形状とした弾性装置とを備える。
本発明の目的は高磨耗性高温度条件で使用する
に好適であり、使用寿命の長い弁を提供する。
本発明の他の目的は高温度を受けた時に引張力
を作用されない耐磨耗性弁部材を有する弁を提供
する。
本発明の別の目的は高速高温条件で使用しても
膨脹の差に基く振動又は損傷を生じない弁を提供
する。
本発明の目的と利点とを明らかにするための例
示とした実施例を添付図面について説明する。
第1図に示す本発明による弁10は弁本体12
を含み、弁本体は入口14と、入口14に連通す
る弁室16と、弁室16に弁座20を介して連通
する出口18とを有する。弁本体12にボンネツ
ト22をスタツド24とナツト26によつて固着
する。ボンネツト22の管状延長部28は弁室1
6内に延長し、開口端は弁座20に対向して離間
している。ボンネツト22内を延長する弁ステム
30はアクチユエータ32に連結され、ボンネツ
ト22と弁ステム30との間はパツキン押え34
によつて封鎖する。第2図に示す通り、弁ステム
30の端部に弁部材36を後述する方法で固着
し、弁部材36が管状延長部28内で滑動し弁座
20に共働して弁10を通る流量を制御する。管
状延長部28内に支持された金属製耐磨耗性案内
部材38,40とワイパー42,44の内面で弁
部材36の外面が滑動する。ワイパー42,44
はスプレツダ46によつて弁部材36の外面に押
圧される。案内部材38は管状であり、管状延長
部28内に形成した端ぐり孔48内に配置され肩
部50に係合する。ワイパー42,44は孔48
内に配置され、スプレツダ46はワイパー42,
44の間にあり、案内部材40は孔48内にねじ
こまれて案内部材38、ワイパー42,44を保
持する。案内部材40は止めねじ52によつて所
定位置に保持される。
弁部材36と弁ステム30との取付を第2図に
よつて説明する。弁ステム30の肩部56を超え
て軸54が延長する。軸線方向のばねワツシヤ5
8が軸54を取巻いて肩部56に接触する。管状
のインサート60が軸54を囲みばねワツシヤ5
8に接触する。インサート60はばね58に近接
した円筒形外面62と、外面62よりも小さな直
径の中間円筒面64と、円筒面64より小さな直
径とした第3の円筒面66とを有する。インサー
ト60の円筒面64を囲んでばね68を設ける。
耐磨耗性スリーブ70が図示の如くインサート6
0とばね68とを囲む。スリーブ70の材料は好
適な例ではセラミツク材料又は焼結炭化物、例え
ばタングステンカーバイド、シリコンカーバイ
ド、二硼化チタニウム等とする。スリーブ70は
両側に肩部74,76を限定する中間ランド72
を含む。スリーブ70はインサート60の面6
4,66間の肩部78にその肩部74が当接する
ようにインサート60と接触する。インサート8
0が軸54の端部にねじこまれ、その肩部82が
スリーブ70の肩部76に当接する。インサート
80は小直径の面84、面84より大きな直径の
中間面86、面84,86間に形成した肩部8
2、面86より大きな直径の面88を有する。ば
ね68と同様なばね90がインサート80の面8
6を囲みスリーブ70内に配置される。(第2
図)。スリーブ70の内面92はインサート60
の面62から離れており、スリーブ70の内面9
4はインサート80の面88から離れている。ス
リーブ70は反転可能即ち、インサート60,8
0、軸54から外して反対向きに取付けても同様
の機能で使用できる形状とする。
弁座20はインサート96に形成される。イン
サート96は環状で耐磨耗性材料例えば焼結炭化
物、セラミツク材料等上述の材料製とし、外方フ
ランジ98を有する。弁本体の孔100とインサ
ート96の外面との間に封止リング99が図示の
如く配置され、インサート96と孔100との間
を封止すると共にインサート96を保持する。イ
ンサート96も反転可能即ち、反対向きに孔10
0内に挿入することができる。第1図に示す通
り、出口18はライナー102を含み、ライナー
102は耐磨耗性材料、例えば上述のタングステ
ンカーバイド、シリコンカーバイド等の適宜な材
料製とする。
図示しないが、管状延長部28の外面にタング
ステンカーバイドの硬化表面を施すことができ
る。しかし大部分の場合は延長部外面はスリーブ
70とインサート96の間のような、液又は気体
の急激な流れによる大きな磨耗が生ずることはな
い。
第3図に同形のばね68,90の代表としてば
ね68を示し、ばね68はその軸線方向の巾に等
しい巾を有する割リング104として示される。
第3図の端面図を示す通り、ばね68は中心円1
06に関して正弦状をなす。この中心円は公称
1in(約25mm)の弁の場合に半径0.320in(約8.1mm)
とする。正弦波の高さは0.059±0.005in(約1.5±0.13
mm)頂部108の曲率半径は0.09in(約2.3mm)谷
110の曲率半径は0.13in(約3.2mm)とする。は
ね端間隙は0.35±0.030in(約8.9±0.76mm)とする。
ばねの巾は0.748in(約19mm)とする。ばね68は
耐蝕性材料、例えばインコネルX750とし、厚さ
0.010in(約0.25mm)とする。
弁材料36′の別の実施例を第4図に示す。こ
の実施例では弁ステム30′にスリーブ70′を保
持するためのインサート部材を使用しない。弁ス
テム30′の外方端に小直径の面112を設けて
肩部114を形成し、肩部114に軸線方向のば
ねワツシヤ115を係合させる。ステム30′は
円筒面116と外方の小直径の円筒面118とを
有し、円筒面118を囲んでばね68′が配置さ
れる。弁ステム30′の外方端には内ねじ120
が形成され、スタツド124の外ねじ122がね
じこまれる。スタツド124は小直径面126、
中間の大直径面128、外方の大直径面130を
有する。スリーブ70′のランド72′がステム3
0′の肩部132とスタツド124の肩部134
との間に保持される。ばね90′は円筒面128
を囲んでいる。面130はスリーブ70′の面9
4′から僅な寸法だけ内方に離間する。ステム3
0′の円筒面116はスリーブ70′の面92′か
ら内方に離間する。面126はスリーブ70′の
ランド72から僅に離間する。
上述によつて明らかにされた通り、本発明によ
つて新規な弁部材が提供され、この弁部材は高磨
耗性高温度条件で使用するに好都合であり、弁部
材の耐磨耗性スリーブを弁ステムに支持する方法
は、低温度においても揺動又は振動を生ぜず、内
側支持温度から絶縁されている。内側支持部材は
耐磨耗性スリーブより著しく大きな熱膨脹系数を
有するため、温度上昇に急速に応答して膨脹す
る。耐磨耗性スリーブはその内側ランドによつて
肩部間に保持され、割リングのばねによつて形成
する内側心出し支持部材によつて、弁部材が振動
することはなく、温度上昇に際して支持部材が高
い膨脹系数で膨脹しても引張応力を受けることは
ない。
本明細書において弁部材とは弁座と共働して弁
を通る流量を制御又は閉止する可動部を称する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による弁の断面図。第2図は耐
磨耗性弁部材の弁ステムへの取付を示す拡大部分
断面図。第3図は弁部材支持ばねの拡大端面図。
第4図は本発明の第2の実施例による弁の拡大部
分断面図である。 12;弁本体、14;入口、16;弁座、1
8;出口、20;弁座、22;ボンネツト、2
8;管状延長部、30,30′;弁ステム、36,
36′;弁部材、38,40;案内部材、42,
44;ワイパー、54;軸、58,115;ばね
ワツシヤ、60,80,96;インサート、6
8,90;ばね、70,70′;スリーブ、72,
72′;ランド。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 入口と出口と中間の弁室とを有し出口を囲ん
    で弁室内に弁座を有する弁本体と、弁座に近接離
    間可能に動く弁ステムと、弁ステムに取付け弁ス
    テムの動きに応じて弁座を通る流量を制御する弁
    部材とを有する、高温磨耗性条件で使用する弁に
    おいて、上記弁部材は耐磨耗性材料製のスリーブ
    を備え、弁ステムとスリーブとの間に設けられス
    リーブを弁ステムに固着すると共に温度上昇に基
    く引張応力からスリーブを絶縁する装置を設け、
    該絶縁する装置が弁ステムとスリーブとの間の少
    なくとも1個のばねを有し、該ばねを割リングと
    し、該ばねの幅を前記スリーブの軸線方向に延長
    させたことを特徴とした弁。 2 前記ばねがその中心円軸線に関して正弦状で
    ある特許請求の範囲第1項記載の弁。 3 前記スリーブを管状として内側ランドを設
    け、内側ランドの両端に環状肩部を形成させ、上
    記ランドの両肩部に係合してステムをスリーブに
    クランプする装置を備える特許請求の範囲第1項
    記載の弁。 4 前記クランプする装置が、前記スリーブの一
    端内に位置して前記ランドの一方の肩部に係合す
    る肩部を有する第1のインサートと、スリーブの
    他端内に位置してスリーブのランドの他方の肩部
    に係合する肩部を有する第2のインサートとを含
    み、両インサートの外面はランド並びにランドの
    両側のスリーブ内面から離間する特許請求の範囲
    第3項記載の弁。 5 前記絶縁する装置が2個の割ばねを含み、夫
    夫のばねが夫々のインサートを囲んでスリーブを
    インサート上で心出しする特許請求の範囲第4項
    記載の弁。 6 前記弁ステムを囲んで取付けた2個の環状割
    ばねを備え、一方のばねはスリーブ内でランドの
    一方の側に位置し他方のばねはスリーブ内でラン
    ドの他方の側に位置し、両ばねが弁ステムを囲ん
    でスリーブ内に係合して心合せする特許請求の範
    囲第3項記載の弁。 7 前記クランプする装置が弁ステムに形成した
    肩部と、弁ステムの外方端にねじこんだスタツド
    とを含み、スタツドに弁ステムに対向する肩部を
    設けてランドを両肩部間にクランプする特許請求
    の範囲第6項記載の弁。 8 前記クランプする装置が、弁ステムを囲みス
    リーブの内方を向いたランドの肩部に係合する外
    方向き肩部を有する第1のインサートと、弁ステ
    ムにねじこみスリーブのランドの外方向き肩部に
    係合する内方向き肩部を有する第2のインサート
    とを含む特許請求の範囲第6項記載の弁。 9 前記スリーブの材料をタングステンカーバイ
    ド、シリコンカーバイド、二硼化チタニウムから
    成る群から選択する特許請求の範囲第6項記載の
    弁。 10 前記スリーブの材料をセラミツク材料とす
    る特許請求の範囲第6項記載の弁。 11 可動の弁ステムを有する耐摩耗性弁部材に
    おいて、耐磨耗性材料のスリーブと、該スリーブ
    と弁ステムとの間に配置されスリーブを弁ステム
    に固着すると共に温度上昇に基く引張応力からス
    リーブを絶縁する装置とを備えることを特徴とす
    る弁部材。
JP56162596A 1980-10-16 1981-10-12 Valve Granted JPS5794171A (en)

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US06/197,409 US4337920A (en) 1980-10-16 1980-10-16 Valve

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JPH0252142B2 true JPH0252142B2 (ja) 1990-11-09

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BE (1) BE890670A (ja)
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CH (1) CH644675A5 (ja)
DE (1) DE3141037A1 (ja)
ES (1) ES506259A0 (ja)
FR (1) FR2492495B1 (ja)
GB (1) GB2085555B (ja)
IT (1) IT1144842B (ja)
LU (1) LU83696A1 (ja)
MX (1) MX153472A (ja)
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