JPH0621669B2 - ボ−ル弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は高負荷条件下での使用に適したボール弁に関す
る。

従来の技術 ボール弁は操作が簡単で、小さなトルクで急速開閉が可
能であること、開閉状態がレバーハンドルの位置で明快
であること、流量調節にも使用でき、自動化に適してい
ること、構造が簡単でコンパクトであり、経済性に優れ
ていることなどの利点を有しているが、弁座材料の機械
的、物理的性質から高負荷条件下、例えば高圧領域また
は高温領域で使用した場合、あるいは腐食性雰囲気で使
用した場合に材料の変形又は破壊による洩れの発生が問
題であった。

弁座材料としては、優れた気密性を得るために軟質材
料、例えば合成ゴム、ナイロン又はポリテトラフルオロ
エチレンが使用されているが、特にポリテトラフルオロ
エチレン弁座は優れた耐薬品性、耐熱性、すべり特性及
び非粘着性などを有するため最も優れた弁座として知ら
れている。

しかしながら、ポリテトラフルオロエチレン弁座は高負
荷条件下において変形がおこり、ボール弁に洩れが生じ
るという問題がある。

このため、ポリテトラフルオロエチレンにカーボン、グ
ラファイトなどの粉末又はこれらの繊維状粉末を加え
て、ポリテトラフルオロエチレンの機械的強度、特に圧
縮強度を改善したボール弁座が使用されているが、この
結果ポリテトラフルオロエチレン弁座の特徴であるすべ
り特性、非粘着性、耐薬品性などの性質が損なわれると
いう問題が生じると共に、高負荷条件下での使用には未
だ不満足なものであった。

発明が解決しようとする問題点 本発明は、耐高負荷特性を改善したボール弁を提供する
ことを目的とする。

問題点を解決するための手段 本発明者らは上記ボール弁の問題点を解決するため研究
の結果、ボール弁座として０．００５〜１重量％のパー
フルオロアルキルパーフルオロビニルエーテル（但しア
ルキル基は炭素数１〜５）によって変性されたポリテト
ラフルオロエチレンポリマー製弁座を使用したボール弁
が前記問題点を解決することができることを見出し、本
発明を完成した。

本発明のボール弁に使用される弁座の材料は、０．００
５〜１重量％のパーフルオロアルキルパーフルオロビニ
ルエーテル（但しアルキル基は炭素数１〜５）によって
変性されたポリテトラフルオロエチレンポリマー（以下
単に変性ＴＦＥポリマーという）であって、かかる材料
からなる弁座を使用したボール弁の耐高負荷特性は著し
く改善される。

上記弁座材料において、パーフルオロアルキルパーフル
オロビニルエーテル（以下単に変性剤という）の量が
０．００５重量％未満の場合にはボール弁の耐高負荷特
性の改善が少ない。

一方、変性剤量の上限は必ずしも限定的ではないが、そ
の量を１重量％以上にしても高価な変性剤の使用量に比
するほどの耐高負荷特性の改善はみられず、経済的に不
利である。

特に好ましい変性剤の量は０．０１〜０．５重量％であ
る。

尚、変性ＴＦＥポリマーにカーボン、グラファイト、ガ
ラスなどの粉末又はこれらの繊維状粉末をフィラーとし
て混合した材料を弁座として使用するボール弁も本発明
に含まれるものであり、これらのフィラーの使用によ
り、すべり、非粘着などの特性が若干損なわれるもの
の、更に優れた耐高負荷特性が得ることができる。

以下添付図面によって説明する。第１図は開の状態のボ
ール弁、第２図は閉の状態のボール弁を示す。

流通孔５を有するボール弁体１は弁箱本体２と弁箱キャ
ップ３の中空部におかれており、レバーハンドル４を操
作することにより回転する。弁の開状態はボール弁体１
の流通孔５を弁箱本体２の流通孔６及び弁箱キャップ３
の流通孔７の位置に合せることによって生じ、閉の状態
は流通孔５と流通孔６、７の位置が直角に交叉したとき
に生ずる。

ボール弁体２と弁箱本体３との間には弁座９、ボール弁
体２と弁箱キャップ３との間には弁座８が装着されてお
り、ボルトナット１０を締めることにより流体の洩れを
防止する。

実施例 ２、３及び４インチの市販のボール弁に対し、変性剤の
量が０．０５重量％と０．２重量％の変性ＴＦＥポリマ
ー製の弁座（夫々Ａ弁座、Ｂ弁座という）を装着した。

各ボール弁の開閉トルクを予め測定しておき、ついで弁
を閉の状態にセットし、室温（２５℃）条件下で第２図
の矢印の方向（一次側）より５６ｋｇ／ｃｍ^２Ｇの水圧
を１０分間かけたのち除圧し、負荷後の弁の開閉のトル
クを測定した。

比較例 カーボンファイバー１５％入りポリテトラフルオロエチ
レン製弁座（Ｃ弁座という）を装着したボール弁につい
て、実施例と同様な試験を行なった。

試験結果を第１表に示す。

Ａ弁座及びＢ弁座を使用した本発明のボール弁は、いづ
れもＣ弁座を使用した比較例のボール弁よりも低いトル
ク低下値を示した。

このことは高圧を負荷した場合においても本発明のボー
ル弁はＣ弁座を使用したボール弁よりも洩れが生ずる可
能性が少ないことを意味する。

即ち第２図において、一次側圧力により二次側ボール弁
座９は加圧され変形する。この変形が材料の弾性限界を
超えたときは除圧したのちも弁座は変形したままの状態
になりボール弁体１と弁座９との間に間隙が生じ洩れが
生ずることになる。実際に洩れが生じなくともボール弁
座に変形が生ずるか、又は弾性回復が不十分な場合に
は、弁の開閉のトルクの低下となってあらわれるため、
これを測定することによりボール弁の良否を判断するこ
とができる。

発明の効果 ポリテトラフルオロエチレン弁座の特徴であるすべり特
性、非粘着性、耐薬品性などの性質を損うことなく高負
荷条件下で使用できるボール弁が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は開の状態のボール弁、第２図は閉の状態のボー
ル弁を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】流通孔を有するボール弁体と弁箱本体との
   間及びボール弁体と弁箱キャップとの間に弁座を装着し
   たボール弁において、０．００５〜１重量％のパーフル
   オロアルキルパーフルオロビニルエーテル（但しアルキ
   ル基は炭素数１〜５）によって変性されたポリテトラフ
   ルオロエチレンポリマー製弁座を装着してあることを特
   徴とするボール弁。