JPH11218240A - ボールバルブ - Google Patents

ボールバルブ

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JPH11218240A
JPH11218240A JP2119498A JP2119498A JPH11218240A JP H11218240 A JPH11218240 A JP H11218240A JP 2119498 A JP2119498 A JP 2119498A JP 2119498 A JP2119498 A JP 2119498A JP H11218240 A JPH11218240 A JP H11218240A
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JP
Japan
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valve
fluid
ball
flow path
ball plug
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JP2119498A
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Norio Nomaguchi
謙雄 野間口
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Azbil Corp
Original Assignee
Azbil Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 流体差圧が大きい場合や口径が大きい場合に
は、充分な開閉操作トルクを得るために大出力の操作器
が必要となるとともに、シートリングの摩耗や劣化等の
課題があった。 【解決手段】 一次側の流体の一部を分岐させて、外部
導入管7によって案内し、一次側流路と反対側の流体導
入空間H1に導き、ボールプラグ2をシートリング6に
押しつける押圧力を相殺するようにした。それ故、例え
ば、流体差圧や口径が大きい場合でも、開閉操作トルク
を増大させることなく、確実かつ円滑にボールプラグ2
を操作することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、配管が接続され
て流体の流路開閉および流量調整を行うボールバルブに
関するものである。
【0002】
【従来の技術】図10は従来のボールバルブを示す縦断
面図である。図において、101は流体の流入口102
と流出口103とを有する一体構造の弁ケーシングであ
り、この弁ケーシング101の流入口102と流出口1
03とは略90度角の非対面位置で開口している。
【0003】111は弁ケーシング101に設けられた
プラグ出入口であり、このプラグ出入口111は流入口
102との対面位置で開口してシートリング105およ
びボールプラグ107を出入可能な口径に形成されてい
る。
【0004】弁ケーシング101内には、プラグ出入口
111から流入口102側にシートリング105が挿入
されて着脱可能に取り付けられ、シートリング105上
にはボールプラグ107が載置されている。ボールプラ
グ107には角穴状の軸嵌合孔107aが設けられ、軸
嵌合孔107aには流出口103との対面位置で弁軸1
09が着脱可能に嵌合連結されている。
【0005】108はボールプラグ107に設けられた
弁孔であり、この弁孔108は流入口102と流出口1
03を連通可能とする略90度角のアングル状に屈曲形
成されている。108aは弁孔108の一次側開口、1
08bは弁孔108の二次側開口である。
【0006】ボールプラグ107は、弁孔108の一次
側開口108aの全部が流入口102と連通し、かつ、
二次側開口108bが流出口103と連通する弁全開位
置と、一次側開口108aの一部が流入口102と連通
し、流体の量を絞って二次側開口108bから流出口1
03に流体を流出させる絞り位置と、流入口102と流
出口103との間を完全に遮断する弁全閉位置とに回転
制御されるようになっている。
【0007】112はプラグ出入口111に着脱可能に
螺合された開閉蓋であり、この開閉蓋112の内端部に
はシートリング106が着脱可能に嵌合装着され、この
シートリング106はボールプラグ107に対して当接
している。113は弁軸109を連動させたアクチュエ
ータであり、このアクチュエータ113によってボール
プラグ107が回転制御されるようになっている。
【0008】次に動作について説明する。上述のように
構成されたボールバルブは、弁ケーシング101の流入
口102に一次側配管が、かつ、流出口103に二次側
配管がそれぞれ接続されて使用に供せられ、アクチュエ
ータ113によって、上述した弁全開位置、絞り位置、
または弁全閉位置にボールプラグ107が回転制御され
る。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】従来のボールバルブは
以上のように構成されているので、特に、流入口102
側と流出口103側との間で流体差圧が大きい場合や口
径が大きい場合には、ボールプラグ107がシートリン
グ106に押しつけられる力が大きくなるので、充分な
ボールプラグ107の開閉操作トルクを得るために大出
力の操作器が必要となり、コストが嵩んでしまう等の課
題があった。また、シートリング106に加わる圧力も
大きくなり、変形が進んで劣化が早まる原因ともなって
いた。
【0010】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、例えば、流体差圧や口径が大きい
場合でも、開閉操作トルクを増大させることなく、確実
かつ円滑にボールプラグ7を操作することができるボー
ルバルブを得ることを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】この発明に係るボールバ
ルブは、一次側流路と二次側流路を形成する弁ケーシン
グと、該弁ケーシング内にシートリングを介して設けら
れたボールプラグと、該ボールプラグを回転操作する手
段とを有するボールバルブであって、前記ボールプラグ
は前記一次側流路と前記二次側流路を非対面位置で連通
可能とした弁孔を有し、前記ボールプラグの前記一次側
流路の対面には前記二次側流路とは連通しない空間が形
成され、該空間に前記一次側流路の流体を案内し導入す
るための手段を備えたものである。
【0012】この発明に係るボールバルブは、導入部は
一次側流路から分岐した外部導入管からなるものであ
る。
【0013】この発明に係るボールバルブは、導入部は
弁ケーシング自体の内部に形成された導通路からなるも
のである。
【0014】この発明に係るボールバルブは、導入部は
ボールプラグを貫通して形成された導通路からなるもの
である。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態1.図1はこの発明の実施の形態1によるボ
ールバルブの構成を示す縦断面図である。図において、
1は一次側接続口と二次側接続口とを有する一体構造の
弁ケーシングであり、この弁ケーシング1の一次側接続
口1aと二次側接続口1bとは対面位置で開口してい
る。
【0016】2は一次側流路と二次側流路とを連通可能
とする略90度角のアングル状に屈曲形成された断面が
円形の弁孔21を有するボールプラグであり、ボールプ
ラグ2の角穴状の軸嵌合孔22には二次側流路との対面
位置で弁軸3が着脱可能に嵌合連結されている。
【0017】ボールプラグ2は、弁孔21の一次側開口
21aの全部が一次側流路と連通し、かつ、二次側開口
21bが二次側流路と連通して、一次側流路と二次側流
路を最大限連通させる全開位置と、完全に遮断する全閉
位置との間を往復する。
【0018】4は弁ケーシング1の一次側流路との対面
位置に着脱可能に螺合され、弁ケーシング1内のボール
プラグ2等を交換する際に開閉するための開閉部であ
り、一次側から流体を分岐させて導入するための流体導
入空間(バルブ内空間)H1を内部に有する筒状の開閉
部本体41を備えている。なお、開閉部本体41と弁ケ
ーシング1との間には、ガスケットP1が介在してい
る。
【0019】5,6は共に合成樹脂や合成ゴム、テフロ
ン、グラファイト等の軟質材で形成され、ボールプラグ
2にそれぞれ両側から当接してボールプラグ2を所定位
置に保持するためのシートリングであって、シートリン
グ5は弁ケーシング1の一次側流路側の嵌合溝1hに装
着され、一次側流路側からボールプラグ2に当接し、シ
ートリング6は開閉部本体41の内端部に設けられた嵌
合溝41hに装着され、一次側流路に対面する側からボ
ールプラグ2に当接している。
【0020】7は一次側配管8の端部から分岐して流体
導入空間H1へ流体を案内し導入するための外部導入管
(導入部)であり、外部導入管7は一次側配管8側の端
部で取付部材M1によって1次側配管8に着脱可能に取
り付けられ、開閉部4側の端部で取付部材M2によって
開閉部本体41に取り付けられている。9は弁軸3を連
動させたアクチュエータであり、このアクチュエータ9
によってボールプラグ2が回転制御されるようになって
いる。
【0021】次に動作について説明する。まず、一次側
配管から二次側配管に流れる場合の動作を説明する。上
述のように構成されたボールバルブは、弁ケーシング1
の一次側接続口に一次側配管8が、かつ、二次側接続口
に図示せぬ二次側配管がそれぞれ接続されて使用に供せ
られ、アクチュエータ9によって、前記弁全開位置、絞
り位置、または弁全閉位置にボールプラグ2が回転制御
され、一次側接続口から流出される流体の流量が調節さ
れる。
【0022】一次側配管8からバルブに向って流れてく
る流体は、その一部が1次側配管8の端部の管壁に設け
られた貫通孔8aから分岐して、外部導入管7によって
案内されて流体導入空間H1に導かれる。
【0023】このため、ボールプラグ2は、一次側流路
側から向かってくる流体によって、シートリング6に押
しつけられる方向に押圧力を受けると同時に、反対側か
ら流体導入空間H1に注入された流体によってもシート
リング5に押しつけられる方向に押圧力を受け、しか
も、両側からの押圧力は略等しくなる。これによって、
弁の開度にかかわらず、ボールプラグ2をシートリング
6に矢印S1の方向に押しつける流体による押圧力が相
殺される。
【0024】次に上記とは反対に、二次側配管から一次
側配管に流れる場合の動作を説明する。流体が二次側流
路から一次側流路に流れる設定において例えば全閉にし
たとき、二次圧は一次圧より大きいので、ボールプラグ
は一次側流路側に押される。しかし一次側流路の対面も
導入管によって同圧になっていて、ボールプラグは一次
側流路の反対方向にも押される。反対方向に同じ力が作
用されると打ち消しあう。このことにより、ボールプラ
グが片一方のシートリングに押しつけられることがなく
なり、シートリングの摩耗を防止するだけでなく、回動
操作のトルクを小さく出来る。
【0025】以上のように、この実施の形態1によれ
ば、一次側の流体の一部を分岐させて、外部導入管7に
よって案内し流体導入空間H1に導くように構成したの
で、一次側流路と一次側流路の対面の空間H1との差圧
がほとんどゼロになり、ボールプラグ2が片方のシート
リングに押し付けられることがない。流体差圧や口径が
大きい場合でも、開閉操作トルクを増大させることな
く、確実かつ円滑にボールプラグ2を操作することがで
きる効果が得られる。また、シートリングの早期の変形
による劣化を防止し、保守管理を容易とすることができ
る効果が得られる。
【0026】実施の形態2.図2はこの発明の実施の形
態2によるボールバルブの要部の構成を示す横断面図で
ある。この発明の実施の形態2が上述の実施の形態1と
大きく異なるところは、流体導入空間に一次側から流体
を導入する際に、外部導入管7に代えて、弁ケーシング
1や開閉部4に設けた導入孔等を用いるように構成した
点である。これ以外は実施の形態1と略同一の構成であ
るので、その説明を簡略にする。
【0027】図2において、1Aは弁ケーシング、2は
弁孔21を有したボールプラグ、4Aは開閉部、5,6
はシートリング、H2は流体導入空間(バルブ内空間)
である。また、1p,1qは弁ケーシング1A自体の内
部に設けられた一次側から流体を案内するための導入孔
(導通路、導入部)、4pは開閉部4Aに設けられた一
次側から流体を案内するための導入孔(導通路、導入
部)、Kは弁ケーシング1Aと開閉部4Aとの間に設け
られ、導入孔1p,4pと連通する間隙(導通路、導入
部)である。なお、開閉部4Aと弁ケーシング1Aとの
当接箇所にはガスケットP3が介在している。
【0028】次に動作について説明する。図2に示すよ
うに、一次側接続口側から流れてくる流体は、その一部
が分岐して導入孔1p,1q,4p、間隙Kによって案
内され、流体導入空間H2に導かれる。以下の動作は実
施の形態1で述べたものと略同一であるので、その説明
を省略する。
【0029】以上のように、この実施の形態2によれ
ば、実施の形態1で述べたと同様の効果が得られる。加
えて、予め弁ケーシング1Aを加工して導入孔1p,1
q等を設けておくように構成したので、例えば、組立時
及びボールプラグの交換時等に作業を手軽かつ迅速に行
うことができる効果が得られる。
【0030】実施の形態3.図3はこの発明の実施の形
態3によるボールバルブの構成を示す縦断面図、図4は
同ボールバルブの要部の構成を示す横断面図であって、
弁が全開の状態を示す横断面図、図5は同ボールバルブ
の要部の構成を示す横断面図であって、弁が絞られた状
態を示す横断面図、図6は同ボールバルブの要部の構成
を示す横断面図であって、弁全閉の状態を示す横断面図
である。
【0031】この発明の実施の形態3が上述の実施の形
態1と大きく異なるところは、流体導入空間に一次側か
ら流体を導入する際に、外部導入管7に代えて、ボール
プラグに設けた貫通孔を用いるように構成した点であ
る。これ以外は実施の形態1と略同一の構成であるの
で、その説明を簡略にする。
【0032】図3から図6において、1Aは弁ケーシン
グ、2Aは弁孔21を有したボールプラグ、3は弁軸、
4Bは開閉部、5,6はシートリング、H3は流体導入
空間(バルブ内空間)である。また、2p,2qはボー
ルプラグ2A自体の内部に設けられた一次側から流体を
流体導入空間H3へ案内するための貫通孔(導通路、導
入部)である。なお、開閉部4Bと弁ケーシング1Aと
の当接箇所にはガスケットP4が介在している。また、
この実施の形態3では貫通孔2p,2qは互いに連通し
ていないものとする。
【0033】次に動作について説明する。まず、ボール
プラグ2Aを弁全開位置に回転制御したときは、図3及
び図4に示すように、一次側接続口側から流れてくる流
体は、その一部が分岐して貫通孔2pによって案内さ
れ、流体導入空間H3に導かれる。また、ボールプラグ
2Aを絞り位置に回転制御したときは、図5に示すよう
に、一次側接続口側から流れてくる流体は、その一部が
分岐して貫通孔2p,2qによって案内され、流体導入
空間H3に導かれる。また、ボールプラグ2Aを弁全閉
位置に回転制御したときは、図6に示すように、一次側
接続口側から流れてくる流体は、その一部が分岐して貫
通孔2qによって案内され、流体導入空間H3に導かれ
る。これによって、弁の開度にかかわらず、ボールプラ
グ2Aをシートリング6に矢印S1の方向に押しつける
流体による押圧力が相殺される。
【0034】以上のように、この実施の形態3によれ
ば、実施の形態1で述べたのと同様の効果が得られる。
加えて、予めボールプラグ2Aを加工して貫通孔2p,
2q等を設けておくように構成したので、例えば、組立
時及びボールプラグの交換時等に作業を手軽かつ迅速に
行うことができる効果が得られる。また、流体を一次側
から短距離で流体導入空間H3に導くことができるの
で、ガスケット等のパッキン部材を設ける箇所を最小限
に抑えることができる効果が得られる。
【0035】実施の形態4.図7はこの発明の実施の形
態4によるボールバルブの構成を示す縦断面図である。
この発明の実施の形態4が上述の実施の形態3と大きく
異なるところは、シートリング6をボールプラグに押し
つける押圧力を調節するための機構を設けた点である。
これ以外は実施の形態3と略同一の構成であるので、そ
の説明を簡略にする。
【0036】図において、1Bは弁ケーシングであり、
一次側接続口と反対側には筒状壁部11が設けられてい
る。4Cは開閉部であり、43は筒状壁部11内に摺動
可能に嵌装され、シートリング6に当接している可動部
材、44は弁ケーシング1Bの一次側接続口に対面した
開口を塞ぐための蓋部、45は蓋部44に取り付けら
れ、可動部材43を押しつけるための締付ねじ、H4は
流体導入空間(バルブ内空間)である。ここで、筒状壁
部11の可動部材43が摺動される箇所には、Oリング
P5が嵌め込まれ、蓋部44には空気抜き孔44aが設
けられている。
【0037】次に動作について説明する。まず、締付ね
じ45によって、可動部材43を介してシートリング6
をボールプラグ2Aに押しつける押圧力を調整してお
く。ボールプラグ2Aを弁全開位置に回転制御したとき
は、図7に示すように、流入口1a側から流れてくる流
体は、その一部が分岐して貫通孔2pによって案内さ
れ、流体導入空間H4に導かれる。また、絞り位置、弁
全閉位置に回転制御したときも同様に、流体は流体導入
空間H4に導かれ、ボールプラグ2Aをシートリング6
に矢印S1の方向で押しつける流体による押圧力が相殺
される。
【0038】以上のように、この実施の形態4によれ
ば、実施の形態3で述べたと同様の効果が得られる。加
えて、締付ねじ45によって、シートリング6をボール
プラグ2Aに押しつける押圧力を調整可能なように構成
したので、例えば、シートリング5,6の摩耗や劣化の
程度に応じて適切な押圧力を保つことができる効果が得
られる。
【0039】実施の形態5.図8はこの発明の実施の形
態5によるボールバルブの構成を示す縦断面図である。
この発明の実施の形態5が上述の実施の形態4と大きく
異なるところは、弾性部材を介してシートリング6をボ
ールプラグに押しつけるように構成したところである。
これ以外は実施の形態4と略同一の構成であるので、そ
の説明を簡略にする。
【0040】図において、1Cは弁ケーシングであり、
一次側接続口と反対側には筒状壁部11が設けられてい
る。4Dは開閉部であり、43は可動部材、44は蓋
部、45は締付ねじ、46は筒状壁部11内に摺動可能
に嵌装され、締付ねじ45によって押しつけられる押さ
え部材、47は可動部材43と押さえ部材46との間に
介在する弾性部材、H5は流体導入空間(バルブ内空
間)である。
【0041】ここで、筒状壁部11の可動部材43が摺
動される箇所には、OリングP6が嵌め込まれ、弁ケー
シング1Cと蓋部44との当接箇所にはガスケットP7
が介在している。また、蓋部44の締付ねじ45が取り
付けられた所定の箇所にはOリングP8が嵌め込まれて
いる。さらに、可動部材43、押さえ部材46には、そ
れぞれ、一次側からの流体を導入するための導通孔43
a,46aが設けられている。
【0042】次に動作について説明する。まず、締付ね
じ45によって、押さえ部材46の押圧力を加減して、
弾性部材47の弾性力を調整してシートリング6をボー
ルプラグ2Aに押しつける押圧力を調整しておく。
【0043】例えば、ボールプラグ2Aを弁全開位置に
回転制御したときは、図8に示すように、一次側接続口
側から流れてくる流体は、その一部が分岐して貫通孔2
pによって案内され、導通孔43a,46aを通って、
流体導入空間H5まで導かれる。また、絞り位置、弁全
閉位置に回転制御したときも同様に、流体は流体導入空
間H5に導かれ、ボールプラグ2Aをシートリング6に
矢印S1の方向で押しつける流体による押圧力が相殺さ
れる。なお、導通孔43a,46aはなくてもよい。
【0044】以上のように、この実施の形態5によれ
ば、締付ねじ45と弾性部材47によって、シートリン
グ6のボールプラグ2Aに対する押圧力を調整すること
により、シートリング5,6の摩耗や劣化の程度に応じ
て適切な押圧力を保つことが出来る。
【0045】なお、上記各実施の形態においては、ボー
ルプラグに直近する二次側流路の向きが弁軸3の方向と
略同一の場合について述べたが、例えば、実施の形態3
の変形例として図9に示すように、弁ケーシング1Dが
弁軸3の方向と略直交する向きの二次側流路を有してい
る場合にも適用できる。また、矢印S1,S2の向きが
逆であっても良い。また、弁孔21の形状を断面円形と
したが、これ以外の、所定の流量特性を持たせた形状と
しても良い。なお、図1では一次側接続口、二次側接続
口が直線上に形成してあるが、互いに90度の交差位置
(アングル形)に形成しても同様な効果が得られる。
【0046】また、実施の形態3から実施の形態5にお
いて、貫通孔2p,2qは互いに連通していないものと
したが、例えば、中央部で連通させても良い。また、実
施の形態4及び5において、締付ねじまたは弾性部材を
用いてシートリングを押圧するように構成したが、例え
ば、ピストンを用いるようにしても良い。
【0047】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、一次
側の流体の一部を分岐させて、導入部によって案内しバ
ルブ内空間に導くように構成したので、ボールプラグを
シートリングに押しつける流体による押圧力を相殺し、
例えば、流体差圧や口径が大きい場合でも、開閉操作ト
ルクを増大させることなく、確実かつ円滑にボールプラ
グを操作することができる効果がある。また、シートリ
ングの早期の変形による劣化を防止し、保守管理を容易
とすることができる効果がある。
【0048】この発明によれば、一次側の流体の一部を
分岐させて、外部導入管によって案内しバルブ内空間に
導くように構成したので、ボールプラグをシートリング
に押しつける流体による押圧力を相殺し、例えば、流体
差圧や口径が大きい場合でも、開閉操作トルクを増大さ
せることなく、確実かつ円滑にボールプラグを操作する
ことができる効果がある。
【0049】この発明によれば、一次側の流体の一部を
分岐させて、弁ケーシング内の導通路によって案内しバ
ルブ内空間に導くように構成したので、ボールプラグを
シートリングに押しつける流体による押圧力を相殺し、
例えば、流体差圧や口径が大きい場合でも、開閉操作ト
ルクを増大させることなく、確実かつ円滑にボールプラ
グを操作することができる効果がある。
【0050】また、予め弁ケーシングを加工して導通路
を設けておくように構成したので、例えば、組立時及び
ボールプラグの交換時等に作業を手軽かつ迅速に行うこ
とができる効果がある。
【0051】この発明によれば、一次側の流体の一部を
分岐させて、ボールプラグ内の導通路によって案内しバ
ルブ内空間に導くように構成したので、ボールプラグを
シートリングに押しつける押圧力を相殺し、例えば、流
体差圧や口径が大きい場合でも、開閉操作トルクを増大
させることなく、確実かつ円滑にボールプラグを操作す
ることができる効果がある。
【0052】また、予めボールプラグを加工して導通路
を設けておくように構成したので、例えば、組立時及び
ボールプラグの交換時等に作業を手軽かつ迅速に行うこ
とができる効果が得られる。また、流体を一次側流路か
ら短距離でバルブ内空間に導くことができるので、ガス
ケット等のパッキン部材を設ける箇所を最小限に抑える
ことができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態1によるボールバルブの
構成を示す縦断面図である。
【図2】この発明の実施の形態2によるボールバルブの
要部の構成を示す横断面図である。
【図3】この発明の実施の形態3によるボールバルブの
構成を示す縦断面図である。
【図4】この発明の実施の形態3によるボールバルブの
要部の構成を示す横断面図であって、弁が全開の状態を
示す横断面図である。
【図5】この発明の実施の形態3によるボールバルブの
要部の構成を示す横断面図であって、弁が絞られた状態
を示す横断面図である。
【図6】この発明の実施の形態3によるボールバルブの
要部の構成を示す横断面図であって、弁全閉の状態を示
す横断面図である。
【図7】この発明の実施の形態4によるボールバルブの
構成を示す縦断面図である。
【図8】この発明の実施の形態5によるボールバルブの
構成を示す縦断面図である。
【図9】この発明の実施の形態3の変形例によるボール
バルブの要部の構成を示す横断面図である。
【図10】従来技術を説明するための図である。
【符号の説明】
1,1A〜1D 弁ケーシング 1p,1q,4p 導入孔(導通路、導入部) 2,2A ボールプラグ 2p,2q 貫通孔(導通路、導入部) 5,6 シートリング 7 外部導入管(導入部) H1〜H5 流体導入空間(バルブ内空間) K 間隙(導通路、導入部)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一次側流路と二次側流路を形成する弁ケ
    ーシングと、 該弁ケーシング内にシートリングを介して設けられたボ
    ールプラグと、 該ボールプラグを回転操作する手段とを有するボールバ
    ルブであって、 前記ボールプラグは前記一次側流路と前記二次側流路を
    非対面位置で連通可能とした弁孔を有し、 前記ボールプラグの前記一次側流路の対面には前記二次
    側流路とは連通しない空間が形成され、該空間に前記一
    次側流路の流体を案内し導入するための手段を備えたこ
    とを特徴とするボールバルブ。
  2. 【請求項2】 導入部は一次側流路から分岐した外部導
    入管からなることを特徴とする請求項1記載のボールバ
    ルブ。
  3. 【請求項3】 導入部は弁ケーシング自体の内部に形成
    された導通路からなることを特徴とする請求項1記載の
    ボールバルブ。
  4. 【請求項4】 導入部はボールプラグを貫通して形成さ
    れた導通路からなることを特徴とする請求項1記載のボ
    ールバルブ。
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