JPH03219184A - 弁装置 - 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］ 本発明はコンタート型のバルブプラグを有する弁装置に
係り、特に高圧力流体を制御する場合に適用して好適な
弁装置に関するものである。

［従来の技術］ 一般に高圧流体を制御する弁装置にあっては、制御用度
での特性のみならず、弁閉止機能をも重視する必要があ
る。なんとならば、弁閉止機能が不完全で、全開状態に
おいて流体の極めて僅かではあるが漏洩流れがあると、
高差圧のためこの漏洩流れにワイヤートロウィング現象
と呼ばれる一種のキャヒテーションエロージョンが発生
してシー１〜リングとバルブプラグのシート面を局部的
に侵食し、全閉時の流体漏洩量をさらに増加させ、やが
ては弁閉止機能が全く失われ、短期間のうちに使用不能
に陥るからである。そこで、従来はこのような問題を解
決する一つの方法として、第３図に示すようにシートリ
ング１とバルブプラグ２にその軸線方向に離間して２つ
のシート部３．４、５．６をそれぞれ設け、弁閉止性能
を向上させるようにしたものが知られている。

［発明が解決しようとする課Ｍ］ しかしながら、このような２つのシート部による方法に
あっては、両シート部のリーク性能を同程度にするとい
う場合に各シート面に負荷される差圧条件が等分され、
最も性能をよく発揮することになるが、現実にこの条件
を実現するには一シートリング１に形成される２つのシ
ート部３．４の間隔と、バルブ１ラグ２に形成される２
つのシート部５．６の間隔をＭ密に等しくする必要があ
り、そのため高い加工精度が要求され、また、加工後の
各シート部のリーク特性の確認試験が必要となるという
欠点があった。

また、仮に確認試験により各シート面のリーク特性に著
しい差が認められた場合には、追加工を行ってシート部
を再調整する必要がある。

したがって、本発明は上記したような従来の問題点に鑑
みてなされたもので、その目的とするところは、比較的
簡単な構成で弁閉止性能を向上させ、ワイヤードロウデ
ィング現象と呼ばれるキャビテーションの発生を防止し
得るようにした弁装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上記目的を達成するためになされたもので、そ
の第１の発明は、流体通過孔を有する円筒状のシートリ
ングと、該シートリング内に摺動自在に配設され前記流
体通過孔を開閉制御するバルブプラグを具備した弁装置
において、前記シートリングとバルブプラグにそれぞれ
軸線方向に離間し全閉時に互いに着座する一次側シート
部と次側シート部を設ける共に、シートリングまたはバ
ルブプラグの２つのシート部のうちいずれか一方を軸線
方向に移動可能に形成したものである。

また、第２の発明は、上記第１の発明において前記シー
トリング、バルブプラグおよび一、二次側シート部間に
形成される空間と二次側シート部の下流側とを連通させ
る連通孔を前記バルブプラグ内に形成すると共に、該連
通孔に圧力調節弁を組み込んだものである。

［作用Ｊ 本発明において、シートリングまたはバルブプラグに設
けられた可動自在なシート部は弁閉止時に相手側シート
部との当接によって移動され加工誤差を吸収する。バル
ブプラグ内に組み込まれた圧力調節弁は弁閉止時にシー
トリング、バルブプラグおよび一、二次側シート部間に
形成された空間内の流体圧によって動作し、一定の圧力
に維持する。該空間内の流体の一部は前記圧力調節弁が
開くと、バルブプラグ内に形成された連通孔を通って下
流側に流出する。

［実施例］ 以下本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明す
る。

第１図は本発明に係る弁装置の一実施例を示す弁閉止時
の要部断面図、第２図は微少開度状態の要部断面図であ
る。これらの図において、１０は内部を隔壁１１によっ
て上流１！１ｌｌ（−次側）流路１２Ａと、下流（！Ｉ
（二次側）流路１２Ｂに仕切られた肩壁の弁本体、１３
は隔壁１１の中央に形成された螺子孔１４にガスゲット
１５を介してねじ込まれた筒状のシートリングで、この
シートリンク１３の中心孔は流体通過孔１６を形成し、
また該流体通過孔１６の上下開口端部にはそれぞれ一次
側、二次側シート部１７．１８が形成されている。

この場合、−次側シート部１７は前記流体通過孔１６の
下端側内周面に形成されることにより、固定シート部を
形成している。一方、二次側シート部１８は、前記流体
通過孔１６の上端側内周面にシール部材２）を介して上
下動自在に嵌合された筒状の遊動シートリング２０の上
端側開口部内周面に形成されることにより可動シート部
を形成している。

２２は前記シートリング１３の上方にこれと同軸に配設
され、後述するバルブプラグ３０を摺動自在に案内保持
するガイドで、このガイド２２は筒状体に形成されて、
−Ｆ端部外局面に鍔部２２Ａを一体に有し、この鍔部２
２Ａが前記弁本体１０の上面中央部に開設された閉口部
２３にガスケット２４を介して嵌合され、またガイド２
２の下端が前記シートリング１３および浮動シートリン
グ２０の上端部外周面に嵌合されている。そして、ガイ
ド２２には径方向に貫通し中心孔２８を弁本体１０の二
次側流路１２Ｂに連通させる流通孔２６が形成されると
共に、内周面には環状溝２９が前記流通孔２６に対応し
て形成されている。

２７は前記弁本体１０の上面開口部２３に嵌合され且つ
不図示のボルトおよびナツトによって固定された上蓋で
、このＦ蓋２７によって前記ガイド２２を押圧しシート
リング１３に固定している。

前記バルブプラグ３０はコンタート型バルブアラグ１５
を構成するもので、下′４部が前記ガイド２２の中心孔
２８、浮動シートリング２０およびシートリング１３に
摺動自在に嵌合され、弁軸３１によって昇降さることに
より前記流体通過孔１６を開田制御するように構成され
ている。バルブプラグ３０の下端部外周面と中間部外周
面には一次側、二次側シート部３２．３３が前記シート
リング１３の一次側、二次側シート部１７．１８に対応
して形成されている。これらのシート部３２．３３はい
ずもバルブプラグ３０に直接形成されることにより固定
シート部とされ、弁１１正時に前記シートリング１３の
一次鋼、二次側シート部１７．１８に着座する。−次側
シート部３２の下方には略円錐形をなす第１の特性部３
５が形成され、またバルブプラグ３０の中間部で前記二
次側シート部３３の下方部分は下端側が小径となるテー
バ状の第２の特性部３６とされる。またバルブプラグ３
０の内部には圧力調節弁３８を組み込んでなる連通孔３
７が形成されている。連通孔３７は、弁閉止時において
シートリング１３とバルブプラグ３０および一次側、二
次側シート部１７．１８．３２．３３との間に形成され
る閉空間４０を、ガイド２２の内周面とバルブプラグ３
０の上端部外周面との間の隙間Ｇおよび流通孔２６を介
して弁本体１０の下流０！ｌｌ流路１−２Ｂに連通させ
るもので、一端開口部３７ａがバルブプラグ３０の上端
部周面で、萌記−次側シート部３２と第２の特性部３６
との間の部分に開口し、他端開口部３７ｂが上端部外周
面に開口している。

直訳連通孔３７の内部に組み込まれた前記圧力調節弁３
８は前記シートリング１３内、すなわち空間４０内の流
体圧力Ｐ２を一定圧に保つもので多段型圧力調製弁がら
なり、スプリング４１のばね力によって下方に付勢され
ることにより通常該連通孔３７を遮断しており、前記シ
ートリング１３内の流体圧力が一定圧２２以上になると
、動作して連通孔３７を開くように構成されている。

前記遊動シートリング２０は、前記シートリング１３と
ガイド２２の内周面に形成された段差部４５．４６によ
り、上下方向に対してそれぞれΔｄだけ移動可能とされ
ている。Δｄはシート部１７と１８．３２と３３間の寸
法誤差を考慮して設定されるもので、１１厘程度とされ
る。

このような構成からなる弁装置において、第１図はバル
ブプラグ３０を降下させて弁を■止した直後の全開状態
を示す。この状態において、シートリング１３の一次側
、二次側シー１〜部１−７．１８にバルブプラグ３ｏの
一次側、二次側シート部３２．３３がそれぞれ着座し、
シートリング１３の内部空間４０が閉空間とされる。ま
た、バルブプラグ３０が降下してくると、その降下終了
直前に二次側シート部３３が遊動シー１〜リング２０の
次側シート部１８に当接着座し、なおも降下すると遊動
シートリング２０もバルブプラグ３０と一体的に降下し
、−次側シート部３２が一次側シート部１７に当接着座
する。したがって、シート部３２．３３のシート部１７
．１８に対する着座が的確かつ確実で、浮動シートリン
グ２０の下降によりこれらシート部の加工誤差を吸収し
、シート部の加工、調整作業を容易にする。また、シー
ト部の着座が的確であれば弁■止機能が向上するので、
弁閉止時の流体の漏洩量を著しく軽減防止することがで
きる。

ここで、高圧流体の制御に使用する場合、例えば流体圧
Ｐ１が１６０　ｋｇ　ｆ　／ｃｎ（Ｇ、圧力調節弁３８
が１７’　２　Ｐ　＋　　（８０ｋｇ　ｆ　／　−Ｇ　
）で動作するものとする。バルブプラグ３０を上昇させ
て一次側、二次側シート部３２．３３を一次側、二次側
シート部１７．１８から離間させた開度状態（流体制御
状態）においては、弁本体１ｏの」二流側流路１２Ａに
流入した圧力Ｐ１の高圧流体はシートリング１３のＦ端
開口部より流体通過孔１６内に流入しガイド２２の環状
７Ｊｉ２９および流通孔２６を経てＦ流側流路１．２Ｂ
へと流出される。この時、圧力Ｐ１の流体がシートリン
グＪ−３の流体通過孔１６内に流入すると、流体の圧力
は、ＰｌがらＰ２（］、　６０ｋｇ　ｆ　／ａＩｉＧ→
８０ｋｇ　ｆ　／ｃｎｆＧ　）に減圧され、この減圧さ
れた流体が二次側シート部１８と３３の間を通り下流側
流路１２Ｂに流入することで更に減圧（ｐ３・−Ｏｋｇ
　ｆ　／ｃｍｔＧ　）される。

つまり、本発明は２つのシート部によって制御閏度時に
２段減圧するものである。

次に、この状態よりバルブプラグ３ｏを徐々に降−ドさ
せてゆき、二次側シート部３３が二次側シート部１８に
当接着座すると、シー１〜リング１−３の流体通過孔１
−６と下流側流路１．２Ｂとの連通を断たれるため、シ
ートリング１−３内の流体圧力Ｐ２は、−時的にＰｔ　
　（＝１６０ｋｇｆ／ｃｍＧ）　と同じ圧力にまで１−
昇する。そして、この直後に一次側シート部３２が一次
側シート部１７に着座して弁閉止状態になると、シート
リング１３内の圧力Ｐ２によって圧力調節弁３８が動作
して直達した通り連通孔３７を開く。したがって、シー
トリング１３内の流体の一部は該連通孔２７、ガイド２
２とバルブプラグ３０との隙間Ｇ、環状溝２９および流
通孔２６を経て下流側流路１２Ｂへと流出し、シートリ
ング１３内の圧力Ｐ２を８０ｋｇｆ／ｃｘ＋Ｇまで降下
させる。そして、Ｐ、、＝８０ｋｇｆ／ａＩＩＧになる
と、圧力調節弁３８のスプリング４１と圧力Ｐ２とがバ
ランスするため、該調節弁３８が復帰して連通孔２７を
閉鎖し、これ以降はこの状態、すなわちＰ　１＝　１６
０　ｋｇ　ｆ　／　ｃ［ＩｌＧ　−Ｐ　２８０　ｋｇｆ
　／　ａＩｌＧ　、　Ｐ　３　＝　Ｏｋｇ　ｆ　／　ｒ
ｙｄ　Ｇを保持する。

この結果、シート部１７．３２と、シート部１８．３３
に略等しい差圧（＝　８０　ｋｇ　ｆ　／　ｃｘＡ　Ｇ
　）を負荷させることができ、また上述したように浮動
シートリング２０を設けることで、シート部の弁閉止機
能を向上させることができることから、両シール部によ
る流体の漏洩量を同程度でしかも掻く僅かな腋とするこ
とができるため、キャビテーションによるシート向の浸
蝕が軽減され、シー１〜リク性能を長期間に互って安定
に維持することができる。

なお、上記実施例はシートリング１３に設けられるｍ−
次側シート部１８を可動シート部としたが、本発明はこ
れに特定されるものではなく、４つのうちのいずれか１
つが可動形シート部を構成するものであればよい。

「発明の効果１ 以上説明したように本発明に係る弁装置は、シートリン
グとバルブプラグにそれぞれ２つのシー１一部を設けて
、そのうちのいずれか１つのシート部をバルブプラグの
軸線方向に移動可能に構成したので、シーＩ・部の加工
誤差を吸収することができて、シート部同士を確実に着
座させることができ、弁■止機能を向上させる。したが
って、シート部の加工、調整作業が容易で、弁］１止時
の流体漏洩によるキャビテーションを抑制防止でき、弁
装置の信頼性、耐久性を向上させる。

また、本発明はバルブプラグ内に圧力調節弁を組み込ん
でなる連通孔を形成し、この連通孔によってシーｌ−リ
ングの内部空間と下流側流路とを連通させ、圧力調節弁
により差圧の等分化を図るように構成したので、第１−
と第２のシーｌ一部に負荷される差圧を略等しくするこ
とができ、リーク性能を路間−にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る弁装置の一実施例を示す弁閉止直
後の状態を示す断面図、第２図は微少開度状態の要部断
面図、第３図は従来の弁装置のシトリングとバルブプラ
グの断面図である。 １０−　・弁本体、１１・・　隔壁、 １．２Ａ・−・上流側流路、１２　Ｂ−・　下流側流路
、１３・・・シートリング、］６・・・流体通過孔、１
７・・−二次側シート部、１．８　、・・次側シート部
、２０・・・浮動シートリング、２２　・・ガイド、２
６−−・流通孔、３０バルブプラグ、３２・・・−次側
シート部、３３・次側シート部、３７　・・連通孔、 ３８　・ 圧力調節弁、 ４０　・ ・空間。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）流体通過孔を有する円筒状のシートリングと、該
   シートリング内に摺動自在に配設され前記流体通過孔を
   開閉制御するバルブプラグを具備した弁装置において、 前記シートリングとバルブプラグにそれぞれ軸線方向に
   離間し全閉時に互いに着座する一次側シート部と二次側
   シート部を設ける共に、シートリングまたはバルブプラ
   グの２つのシート部のうちいずれか一方を軸線方向に移
   動可能に形成したことを特徴とする弁装置。（２）請求
   項（１）記載の弁装置において、前記シートリング、バ
   ルブプラグおよび一、二次側シート部間に形成される空
   間と二次側シート部の下流側とを連通させる連通孔を前
   記バルブプラグ内に形成すると共に、該連通孔に圧力調
   節弁を組み込んだことを特徴とする弁装置。