JPS5920064B2 - 先細プラグ弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はプラグ弁、特に先細プラグ弁に係る。

この種の弁の従来例として例えば米国特許第１６７１６
０３号明細書に記載されているような弁がある。

この弁は弁棒がプラグと一体に形成されており、プラグ
の下端がねじによって圧縮された弾性部材に当接してプ
ラグを仁の弁座の方へ偏圧するように構成されている。

このような構成の弁では、弁が連結されている管路内の
圧力変動又は弁の不都合な向きの配設によりプラグの重
量が先ず膠着の原因となり、次いで管路圧力が低下する
ときにケーシングとプラグの間の高摩擦抵抗の原因にな
り、弁を極度に閉じ難くさせる界面圧力が生じ、いわゆ
る弁のロックアンプ現象が生じるという欠点がある。

本発明は上記したような従来の弁の欠点を取除くために
なされたものであり、プラグを取囲む全室に潤滑剤の圧
力を適用してケーシング内でプラグを軸線方向に動力学
的に平衡させ、効率の高い先細プラグ弁を提供すること
を目的とする。

即ち、本発明の構成は、流体を流すために貫通した通路
及びそれに交差する先細中ぐり孔を有するケーシングと
、先細中ぐり孔中に回転可能に装架されて弁閉鎖位置で
通路を塞ぐようになっており、且つ弁開放位置で通路に
連結し且つ連通ずる口を有する先細プラグと、プラグの
小さい方の端及びケーシングによって形成された上方室
と、潤滑剤を圧力により上方室中へ導入して潤滑剤の圧
力をプラグの小さい方の端へ直接加える装置と、ケーシ
ング及びプラグの大きい方の端によって形成された下方
室と、プラグ駆動部と別体になっていてプラグにその小
さい方の端において連結されてプラグの小さい方の端の
全面を上方室中の流体圧力に露呈させる弁心棒と、ライ
ン流体圧力及び（又は）温度の変動下においてプラグに
作用する流体圧力を平衡させ且つプラグを中ぐり孔内で
軸線か向に配置させるために上方室及び下方室の両方を
口に連通させるプラグ中の通路装置及び下方室の方への
プラグの軸線方向移動を制限する止め装置とを有する装
置とを備えたことを特徴とする。

従って、本発明の効果は、弁心棒をプラグ駆動部と別体
に構成し且つ上方室及び下方室へ潤滑剤の圧力を導入し
てプラグを軸線方向へ動力学的に平衡させて弁のロック
アツプ現象を防止すると共に弁を適当に潤滑し、更に潤
滑剤の圧力をプラグの小さい方の端へ直接加えることに
よって圧力損失のない高い効率でプラグに作用する流体
圧力を遅れなく常に平衡させるという効果を奏する。

本発明の上掲以外の目的は前掲特許請求の範囲及び添付
図面に関する以下の説明の進行するに従つて明らかにな
る。

ここで添付図面を参照すれば、本発明の好適実施例に従
って改良された先細プラグ弁１０が示されている。

先細プラグ弁１０は本技術分野に普通の知識を有する人
々によってよく知られているように多くの用途及び所要
条件に非常によく適している。

例えば先細プラグ弁は本発明によって意図される如く、
油及びガスの製造、精製及び透過の諸装置、総べての種
類の流体装置などに使用されることができる。

先細プラグ弁１０にはケーシング１２が設けられている
。

典型的には、ケーシング１２は次いで機械加工されてか
つその他の方法で同ケーシングの諸部分が作動可能に導
入されるように適当に準備される鋳物である。

ゲージング１２は端キャップ１４を受けるような構造に
されている。

端キャンプ１４は一連のねじボルト１６の如き適当な取
付は装置によってケーシングに適用されることができる
。

端キャンプが取外されれば、以下に詳しく説明されるこ
とになる様々な作動部分は総べてケーシング１２内に導
入されることができる。

即ち、弁心棒１８、連結部材即ち平衡リング２０及びプ
ラグ２２は総べてケーシング内に底から装架される即ち
組立てられることができる。

弁心棒１８はケーシング１２内に回転可能に装架されか
つ平衡リング２０に機械的に連結されている。

平衡リング２０は、先細界面２４に於いてケーシング１
２内に回転可能に装架されたプラグ２２に機械的に連結
されている。

直ちに理解されることができるように、弁心棒１８が回
転すればプラグ２２が同プラグに弁心棒１８を機梯的に
連結している平衡リング２０を介して回転せしめられる
。

端キャンプ１４にはプラグ調節ねじ３０及び保護キャン
プ３２をねじで受けるようになっているねじ孔２８も設
けられている。

プラグ調節ねじ３０はその名の意味するようにケーシン
グ１２内に於けるプラグ２２の軸線方向位置を調節する
ようになっている。

この調節はプラグ２２の下端にあるくぼみ３６内に支え
られかつ球座３８の上にあるプラグ押し円球３４の設け
られることによって達成される。

球座３８は、例えば、端キャンプ１４に対して内方にね
じにより動かされた時に先細形の頂点の方へプラグ２２
を駆動するプラグ調節ねじ３０の軸線方向運動に応答す
ることができる。

ゲージング１２と端キャンプ１４との間のすき間４２を
周囲から密封するのにこれら両部材の合せ目の周囲に密
封バンド４０が設けられても構わすイ。

このすき間の密封は、端キャンプ１４にある孔４６に、
上記すき間４２へ圧力下にグリースを供給するためのグ
リースフィンティング（ｇｒｅａｓ６ ｆｉｔｔｉｎ
ｇ）４４を設けることによって更に強められる。

注目されるべきは、グリースがすき間４２を完全に満た
しかつねじボルト１６を包囲することになり従ってねじ
ボルト１６のねじを一切の不利な物質または環境から保
護することである。

端キャンプ１４とケーシング１２との間には、環状シー
ル即ちガスケント４３を設けることによって密封が維持
される。

既述の如く、弁心棒１８はケーシング１２内に回転可能
に支えられており、かつ更に、環状スラスト軸受兼密封
部材５０に衝接する環状リム４８も設けられている。

密封部材５０はケーシング１２内に配置された相補形み
ぞ５２内に装架され、かつ弁心棒１８を完全に取巻いて
いる。

弁心棒は同棒の回転可能特性を強めるのにスラスト軸受
乗密封部材５０のあたりにポリテトラフロロエチレンの
如き自己潤滑性プラスチックを適当に被覆されても構わ
ない。

スラスト軸受葦密封部材５０は弁心棒１８がケーシング
１２の下端を通して組立てられる時に、同弁心棒と組立
てられる。

弁心棒１８の一次密封はケーシング１２に配置された環
状リブ５４よりも上にあってデーシング内に設けられた
一連の密封部材によって達成される。

典型的に配置されたパツキン即ち密封部材５６はジョン
ズーマンビル（Ｊｏｈｎｓ−Ｍａｎｖｉ ｌ １ ｅ）
によって製造されて、一連の平底リング及び常用リング
を有することがあるアンイーパンク、リング、セント（
Ｕｎｅｅｐａｃ Ｒｉｎｇ ５ｅｔ）である。

密封部材５６はそれぞれの作用位置に弁心棒リング５８
及び６０によって保持されることができる。

上方弁心棒リング６０は典型的には弁心棒キャンプ６２
に衝接しており、同キャンプは一連のねじボルト６４の
如き取付は装置によってケーシング１２に適当に取付け
られることができる。

弁心棒キャンプ６２は既述の如く弁心棒リング５８及び
６０並びに両者の関連密封部材５６の軸線方向位置の維
持、及びジョンズーマンビルにより典型的ニハワイパー
コンストラクション（Ｗｉｐｅｒｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉ
ｏｎ） ＴＩ、Ｐ形として製造された風雨よけシール
６６の装備によって弁心棒を周囲から密封することを含
む二重の機能に、かつ突当り部材６８の装備により基準
突当りとしても役立つ。

突当り部材６８は弁心棒１８に増付けられた突当りカラ
ー７０と協力して同弁心棒と共に回転する。

突当りカラー７０には弁心棒の回転運動を予め決められ
た円弧に制限する段７４を各端に有する切欠き部分７２
が設けられている。

弁心棒の運動は突当りカラー７０の何れか一方の段７４
に於いて突当り部材６８に衝接する同カラーによって制
限される。

弁１０の何れの一方の断面図にも見られることができる
ように、ゲージング１２及び先細プラグ２２は上方室７
６及び下方室７８を画定している。

逆止弁組立体８０が上方室７６へ密封潤滑剤を導入可能
に設けられかつ前記密封潤滑剤は前記室へ圧力下に導入
されても構わない。

密封潤滑剤は上方室７６へ流入充満するに従って軸線方
向みぞ８２及び円周みぞ８４へも流入することになる。

密封潤滑剤なる名称の意味するように、この材料は弁１
００種々の作動部分を潤滑すると同時にケーシングに対
してプラグを密封する二重の目的に役立つ。

弁１０にはケーシング１２内の一部にねじを切られたく
ぼみ９０内に受けられた円球８８を有する圧力逃がしね
じ装置８６も設けられている。

円球８８は止ねじ９２によって密封位置に維持されてい
る。

この圧力逃がしねじ装置の作動は以下にもつと詳しく説
明される。

本発明は、プラグ２２が一部または全部開放された時に
、即ちプラグ２２の口９４がケーシング１２に貫通して
いる通路へ連通されている時に、ゲージング１２内でプ
ラグ２２を動力学的に平衡させることによってロックア
ンプ現象を免れさせる。

弁１０の動的平衡特徴はプラグ２２に軸線方向に貫通し
て口９４を下方室７８へ連通させている第１開口９８を
設けること、及びプラグ２２に軸線方向に貫通して口９
４を上方室７６へ連通させている第２開口１００を設け
ることによって得られる。

開口９８はプラグ２２の長手方向軸線から偏せられても
構わず、また開口１００は前記長手方向軸線上に配置さ
れても構わない。

この際、理解されることができるのは、プラグ２２が一
部または全部開放された位置にある時に、口９４に出現
する圧力が同時に上方室７６及び下方室７８にも出現す
ることである。

従って、室７６及び７８に出現する圧力はそれぞれプラ
グ２２の小さい方の端及びプラグ２２０大きい方の端に
も作用することになる。

プラグ２２の小さい方の端１０２及び大きい方の端１０
４に加えられた圧力はたとえ圧力及び温度の変動中でも
常に、ゲージング１２内の先細界面２４に対してプラグ
２２の軸線方向位置を維持する傾向を持つことになる。

然し、既に注目されているのは二次力によって少し不等
な圧力が先細形の頂点の方に加えられる傾向があること
になることである。

こうした二次力は多くの異なる因子によって生じさせら
れることがある。

例えば、重力はプラグ２２０重量がケーシング１２に対
して不都合な向き方になっている時にプラグ２２を先細
形の頂点の方へ押す傾向を持つことがある。

二次力は弁１０が圧力変動に遭遇している時、特に圧力
が口９４に於いて上昇している時に生ずることもある。

このような圧力上昇中に、プラグ２２とケーシング１２
との間の側面接触面積にかかる圧力は口９４及び両室７
６及び７８に出現する圧力に遅れることになって、プラ
グ２２を先細形の頂点の方へ押す傾向を持つ力のベクト
ルをもたらすことになる。

この圧力遅れ及び変位力は弁が全周位置にある時それぞ
れ最大になる。

こうした二次力と相殺するのに、プラグ２２の長手方向
軸線上に配置されても構わないコイルばね１０６がプラ
グ２２を強制して前記長手方向軸線に沿って先細形の頂
点から遠ざける。

ばね１０６は弁心棒の突出部１０８上に装架され、かつ
前述の如く、プラグ２２に衝接して同プラグを強制偏向
させている。

それ故に、プラグ２２は一部または全部開放された位置
に於いて圧力及び（または）温度の変動に遇うに従って
軸線方向変位力を実質的に受けることにはならない。

プラグ２２のこのような軸線方向変位が避けられれば、
同プラグはケーシング１２内で同プラグの軸線方向位置
を維持しかつ先細部分へ駆動されず従って圧力または温
度の変動の安定後にケーシングによって締められるので
ロックアンプ現象も避けられる。

軸線方向に貫通している第２開口１００にも同開口内に
接床させられて円球１１０が設けられている。

ばね１０６によって強制偏向させられないこの円球は第
２開口内で自由に浮動しかつ逆止弁として作用して、上
方室Ｔ６へ圧力下に密封潤滑剤の導入される時に、プラ
グ２２０口９４へ密封潤滑剤の流入するのを阻止する。

然し、もしも密封潤滑剤が適当な弁組立体（図示せず）
によって上方室７６へではなくて密封剤みぞ装置へ直接
に導入されるならば、円球１１０は必要でなくなる。

この事態は、例えば密封剤を円周みぞ８４へ直接に導入
することによって得られることができる。

前述の如く、弁１０の種々の作動部分、即ち弁心棒１８
、スラスト軸受兼密封部材５０、平衡リング２０、ばね
１０６、円球１１０、プラグ２２、プラグ押し円球３４
等はケーシングの端の端キャンプ１４によって覆われる
開口を通して組立てられることができる。

諸部分がこのようであれば弁心棒密封部材５６は弁が管
路圧力に曝された状態で手入れされるのを可能ならしめ
る。

更に詳しく説明すれば、密封部材５６はたとえ弁１０が
管路に連結されかつ圧力下にあっても取外されることが
できる。

このように取外すのは突崩りカラー７０を弁心棒１８か
ら取外すことによってかつボルト６４を取外すことによ
りケーシング１２から弁心棒キャンプ６２を取外すこと
によって達成される。

上記諸部分が取外された後に、密封部材５６及び弁心棒
リングは露出され、かつ取外されても構わない。

この点に於いて一次密封はスラスト軸受現密封部材５０
によって与えられる。

密封部材の上記面及び関連弁心棒リング６０及び６２の
取外しを可能ならしめるようにスラスト軸受兼密封部材
５０が適正に作動するのを確実にするのに、止ねじ９２
は円球８８が座を離れるのを可能ならしめるように一部
取外されることができる。

操作者はスラスト軸受誦密封部材５０が相補形みぞ５２
に於いて弁心棒を適当に密封していることを直ちに知る
ことができる。

もしもスラスト軸受兼密封部材５０がその機能を適切に
果たしているならば、密封部材５６の取外しが始められ
ることができる。

従って特異な形にされた先細プラグ弁が提供されて、弁
１０は一部または全部開放された位置にある時にかつ圧
力及び温度の変動に曝されている時にさえ、ケーシング
内で動力学的に平衡させられている。

明らかに、本発明は以上に説明された特定細部に限定さ
れずに、前掲特許請求の範囲の精神及び範囲を離脱する
ことなくその他機々に改変されることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による先細プラグ弁の部分断面図、第２
図は本発明による第１図の先細プラグ弁が約９０°回転
された状態の断面図、そして第３図は第１図の先細プラ
グ弁の頂上平面図である。 １０・・・先細プラグ４．１２・・・ケーシング、２２
・・・先細プラグ、２４・・・先細中ぐり孔、７６．７
８室、９４・・旧、９６・・・通路、９８，１００・・
・連通させるための装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 流体を流すために貫通した通路及び前記通路に交差
   する先細中ぐり孔を有するケーシングと、前記先細中ぐ
   り孔中に回転可能に装架されて弁閉鎖位置で前記通路を
   塞ぎ、弁開放位置で前記通路に連結し且つ連通ずる口を
   有する先細プラグと、前記プラグの小さい方の端及び前
   記ケーシングによって形成された上方室と、潤滑剤を圧
   力により前記上方室中へ導入して前記潤滑剤の圧力を前
   記プラグの前記小さい方の端へ直接加える装置と、前記
   ケーシング及び前記プラグの大きい方の端によって形成
   された下方室と、プラグ駆動部と別体になっていて前記
   プラグにその小さい方の端において連結されてプラグの
   小さい方の端の全面を前記上方室中の流体圧力に露呈さ
   せる弁心棒と、ライン流体圧力及び（又は）温度の変動
   下において前記プラグに作用する流体圧力を平衡させ且
   つ前記プラグを前記中ぐり孔内で軸線方向に配置させる
   だめに前記上方室及び前記下方室の両方を前記口に連通
   させるプラグ中の通路装置及び前記下方室の方へのプラ
   グの軸線方向移動を制限する止め装置を有する装置とを
   備え、潤滑され平衡にされた先細プラグ弁。 ２ 前記プラグの大きい方の端の方向へ前記先細プラグ
   を軸線方向に偏圧するための偏圧装置が前記ケーシング
   中に設けられている特許請求の範囲第１項による先細プ
   ラグ弁。 ３ 前記偏圧装置が前記上方室に設けられて前記プラグ
   を前記下方室の方へ軸線方向へ偏圧する特許請求の範囲
   第２項による先端プラグ弁。 ４ 前記上方室中の圧力が前記口中の圧力より高くなる
   時に前記口への潤滑剤の流れを阻止する装置を前記プラ
   グの前記通路装置に設けた特許請求の範囲第１項による
   先細プラグ弁。 ５ 前記口への潤滑剤の流れを阻止するために前記プラ
   グの前記通路装置に設けられた前記装置が前記上方室を
   前記口に連通させる前記通路装置中の一方弁からなる特
   許請求の範囲第４項による先細プラグ弁。 ６ 前記上方室を前記プラグの前記口に連通させる前記
   プラグ中の前記通路装置が前記プラグの中央にその長手
   方向軸線上に配置されている特許請求の範囲第４項又は
   第５項による先細プラグ弁。 ７ 前記偏圧装置が前記プラグを軸線方向へ偏圧するつ
   る巻ばねである特許請求の範囲第２項又は第３項による
   先細プラグ弁。 ８ 前記ばねが前記プラグの長手方向軸線に関して中央
   に配置されている特許請求の範囲第７項による先細プラ
   グ弁。