JPS6035585B2 - ボ−ルバルブの密封部材 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は流体を迅速にかつ最小の圧力損失でもって遮
断し、また開放するボールバルブの密封部材に関してい
る。

ボールバルブはコックのごとく、弁棒を９０度旋回する
のみで弁の開閉を行なうことができ、作動がきわめて迅
速であり、しかも流路が直線状にかつ流路断面の変形を
伴うことなく形成されるので、流体の圧力損失は通常の
塞止弁に比べて格段に少ない。

そのため原子力プラントに代表されるごとく、その使用
分野はますます拡大しつつある。

しかし従来より使用されているボールバルブに用いられ
ている密封部材としてのボールシートは、一般に四弗化
エチレン樹脂からなるボールシートであり、もっぱら低
負荷および１５０ｑ０程度までの低温領域にしか適用で
きない汎用性のものである。

しかし最近産業界では、要求されている如く、使用流体
が高温あるいは高圧の使用条件下では、耐熱性と機械的
強度を有するフェノール樹脂製のボールシートや、糠給
グラフアィト製のボールシート、或いはバインダーレス
の膨張黒鉛製ボールシート等が提唱されている。

フェノール樹脂製のものでは、製造において型や寸法に
融通性がいよいよ欠けることがあり、また高温時のバル
ブディスクをなすボールの熱膨張のため、ボールとの回
動面で焼付を生じやすい欠点があるだけでなく、硬質樹
脂のため回動面での劉み性が悪くて表面組度の影響を受
けやすく密封特性が悪いという欠点も有する。また焼結
グラフアィト製のものでは、耐熱性に優れているものの
機械的に脆弱で、高圧と高温雰囲気下では、割れ、欠け
等の破損を生じる欠点がある。

さらにバインダーレスの膨張黒鉛製のものでは、ボール
との回動面での馴み性が良くトルクも小さいが、脆弱で
崩れ、割れ、摩耗等によって生じる密封性が問題となっ
ていた。

そこでこの発明は上述のようなボールシートの欠点を一
挙に解決し、高温あるいは高圧下におし、ても崩れや割
れが生じることなく、耐摩耗性を有し「 さらに化学薬
品に対する耐腐蝕性の増大をならしめ、密封性の優れた
現実的に効果のある新規なボールバルブの密封部材の提
供を目的とする。

以下この発明の一実施例を図面に基づいて詳述すると、
第１図において１はポールバルブ本体、２はボール、３
は密封部材である。上述の密封部材３は第２図に示すよ
うにボール２との当俵面４を有するボールシート５と、
このボールシート５の外周面を保持する金属からなる補
強リング６と、ボールシート５の当接面４の背面に接着
した可榛性シート７とによって形成されている。

前述のボールシート５はシートそのものの耐熱性とボー
ル４との回敷を円滑にするため膨張黒鉛を主体とし、こ
れに崩れや割れ、および耐摩耗の向上を計るために、フ
ェノール樹脂からなる耐熱／ゞィンダを１０〜１５％複
合させて形成している。

このようにボールシート５は、フェノール樹脂からなる
耐熱バィンダを膨張黒鉛に１０〜１５％複合させている
ので、第３図及び第４図に示す実験結果（実験条件は次
に示す）の比較グラフからもわかるように、形崩れの影
響やトルクを大きくする影響が最も少なく、トルク特性
、密封特性、耐負荷特性等すべてにおいて優れた効果を
発揮したりここで、実験は下記の条件下で行なった。（
実験条件） 試験機：原子力用ボールバルブ（サイズ：粕，１５０ポ
ンド）を改良した装置。

ボールシートサイズ：第２図において イ：８．５柳 口：９１伽 ハ：８０側 二：９４のの ホ：９８柳 摺綾面積 Ｓ：１４．８の 液 体：工業用水 温 度：常温２５ｏｏ 流体圧力：０．５〜２０ｋ９′の（段階的に行なった）
なお、上記実験でのボールシート５は、１２％のフェノ
ール樹脂からなる耐熱バインダーと、膨張黒鉛粒子（原
粒子径が１００メッシュ（１４９山ｍ）の粒度分布ピー
クをもつ黒鉛粒子のＣ軸方向（黒鉛層面に垂直な方向）
に約８折音膨張させたし、も虫状の黒鉛粒子。

）とをミキサーにて混線し成形したものを選んだ。しか
しボールシート５における、フェノール樹脂製のバィン
ダ量として、１０％未満では、型崩れの影響が強く、逆
に１５％をこえるとトルクが増大する煩向がみられるの
で、適正値として１０〜１５％が最も効果的である。

また、補強リング６は耐熱合金鋼のような金属によって
形成することにより、耐熱性は無論のこと、ボールシー
ト５の崩れや割れおよび摩耗の阻止が飛躍的に向上し、
また高負荷にも耐えることができる構成となしている。

さらに前述の可操性シート７は可榛性を有する膨張黒鉛
シートにより形成したので、ボールシート５の圧縮復元
性をこの可操性シート７によって補うことができ、ボー
ルシート５に弾力性を侍たすことができると共に、ボー
ルバルブ本体１とボールシート５の背面側との密封効果
を増大することができる役をはたしている。このように
して構成される本発明のボールバルブの密封部材は、フ
ェノール樹脂を１０〜１５％バィンダとして含浸させた
膨張黒鉛を用い、その外周面を金属製補強リングで保持
し、背面側には膨張黒鉛からなる可榛性シートを位置さ
せて構成したので、次のような効果を有する。

■ 従来金属のボールシートしか適用されなかった高圧
高温領域でも使用ができ、金属製ボールシートに比較し
て密封性が著しく向上し、バルブがコンパクト化される
等多大の効果を得る。

■ 膨張黒鉛に複合せしめるフェノール樹脂製のバィン
ダを１０〜１５％としたので、１０％未満では形崩の影
響が強く、逆に１５％を超えてゆくと、トルクを大きく
する影響がみられて好ましくないが、適正値として上記
範囲となすことが最も効果的であり、本発明では、トル
ク特性、密封特性、耐負荷能力等すべてにいて優れたも
のとなる。■ ボールシートの外周面のみを保持する補
強リングと、ボールシートの背面に位置する可操性シー
トとを備えた構成なので、ボールバルブの密封部村とし
て安全性の高い高負荷能力を発揮（第４図参照）し、圧
縮復元性にも優れたものとなるたけでなく、特に高温雰
囲気下におけるボールシートの熱膨張による応力や歪み
を生じさせることなく、良好な密封特性を示す。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一実施例を示し、第１図はボールバル
ブの断面図、第２図は密封部村の一部切欠拡大断面図、
第３図、第４図は本発明品と他の材料からなる製品と比
較した比較グラフである。 １・・・ボールバルブ本体、２・・・ボール、３・・・
密封部村、４・・・当援面、５・・・ボールシート、６
・・・補強リング、７・・・可榛性シート。 第１図 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 流体密封部材を有するボールバルブであつて、前記
   密封部材を、１０〜１５ｗｔ％のフエノール樹脂からな
   るバインダを膨張黒鉛に複合させたボールシートと、こ
   のボールシートの外周面を保持する金属製の補強リング
   と、前記ボールシートの当接面の背面側に位置させた膨
   張黒鉛からなる可撓性シートとによつて形成したことを
   特徴とするボールバルブの密封部材。