JPS6238062Y2

JPS6238062Y2 -

Info

Publication number: JPS6238062Y2
Application number: JP16399779U
Authority: JP
Priority date: 1979-11-26
Filing date: 1979-11-26
Publication date: 1987-09-29
Also published as: JPS5679763U

Description

【考案の詳細な説明】この考案はバルブシートとソケツトを一体化し
たセラミツクボールバルブに関する。

従来、ボールバルブは多く、ステンレス鋼、真
鍮その他の金属で構成されていた。金属製のドル
ブは堅牢で、機械的衝撃、熱衝撃に強い。しか
し、腐蝕性の強い液体、気体、例えば酸、アルカ
リ等に対し、金属製バルブを用いるのは望ましく
ない。

そこで、本考案者はセラミツク製のバルブを創
案した。流体の通過する部分の材料をセラミツク
製としたものである（実開昭53−75833、実開昭
54−47130）。これは、流体と接触するボール弁
体、弁箱、ソケツト、バルブシートをセラミツク
製とし、これら部材を金属製の円筒、フランジの
中に納めてボルト、ナツトで強圧してバルブとし
て構成したものである。

セラミツクは、螺着、接着、溶接等の手段では
結合できないので、金属製部材で、これらを被蓋
締結しなければならない。

これらのセラミツクボールバルブは、２つのソ
ケツトの間に弁体が回転自在に設けられ、弁体
と、ソケツトの間にはバルブシートが介装されて
いた。バルブシートはボールバルブの外周面に滑
らかに接触し、ボール弁体ががたつくことなくス
ムーズに回転できるようにしている。バルブシー
トとボール弁体との摺合わせ面が完全に密合して
いると、全閉時に、摺合わせ面よりの洩れが殆ん
どない。

高圧側（入口側）のソケツト通孔の流体は、弁
体を低圧側へ押すとともに、バルブシートをボー
ル弁体へ強力に押しつける。バルブシートとソケ
ツトの間隙に入つた流体は、バルブシートにボー
ル弁体側に向う圧力を及ぼすからである。

開閉操作が頻繁でなく、閉弁時間が長いと、弁
体とバルブシートは強固に膠着するに至る。こう
なると、開弁する為に、巨大なトルクを必要とす
る。

ボールバルブは手動操作する事もあるが、この
場合、作業員は力の要る労働を強いられる。

ボールバルブにアクチユエータを取着けて、モ
ータ、油圧シリンダ、空圧シリンダで機械的に操
作する事も多い。そのような場合、開弁時に必要
な巨大なトルクをカバーできる大出力のアクチユ
エータを設けなければならない。これは不経済で
ある。

さらに、セラミツク製のボール弁体の切欠き
に、弁棒を差込み、弁棒を廻す事によつて弁体を
廻すようにしているが、弁体とバルブシートの間
の摩擦抵抗が大きいと、弁体の切欠きに加わる剪
断力も巨大である。繰返し使用によつて弁体の上
部切欠きが破損する惧れもある。

バルブシートが弁体に強く膠着するのを防ぐに
は、バルブシートの流れ方向に垂直な面積を減少
させれば良い。バルブシートに加わる力は、流体
圧と面積の積であるからである。

しかし、セラミツクは機械的衝撃、熱衝撃に対
して脆く、引張りにも弱いから、バルブシートを
細いリングにしてしまう事はできない。バルブシ
ートには、開弁操作時に強い剪断力が加わるが、
剪断力に耐えるためには、一定以上の厚みが要求
される。流れに垂直な面の面積を減ずるわけには
ゆかない。

この考案は、かかる難点を解決する。

この考案は、バルブシートとソケツトとを一体
化する事により、シート部とボール弁体との間に
生ずる摩擦力を大きく減ずる事のできるセラミツ
クボールバルブを与える事を目的とする。

以下、実施例を示す図面によつて、本考案に構
成、作用及び効果を詳細に説明する。

第１図は本考案の実施例に係るセラミツクボー
ルバルブの縦断正面図、第２図は右側面図であ
る。

このボールバルブは、セラミツク部材として、
ソケツト１、弁箱２、ボール弁体３等を有する。
ソケツト１は厚い円板で、中心に入口穴５、出口
穴６が貫通する。球形のボール弁体３は、２つの
ソケツト１，１により左右から挾持される。

弁箱２は円筒形で、２つのソケツト１，１の間
を連絡する。

ソケツト１，１の内側の入口穴５、出口穴６の
端部は球の一部であるシート面部７，７となつて
おり、ボール弁体３の外周面に密合する。つまり
ソケツトは、バルブシートを兼ねている訳であ
る。

ソケツト１と弁箱２との接合面には２つの段周
面８，９が形成されており、この間に、Ｏリング
１０，１０が介装される。

弁箱２の上方には、垂直に弁棒通し穴１１が穿
設されており、ここに弁棒１２が挿通される。弁
棒１２と弁箱２の間の周溝には、パツキン１３が
嵌込まれる。弁棒１２の上方の雄螺部１４には、
パツキン押えナツト１５及びロツクナツト１６が
螺合し、パツキン１３を適当な圧力で押下げてい
る。

弁棒１２の鍔部１７は、弁箱２の内周面と、シ
ートパツキン１８を介して当座する。

弁棒１２の下端部は角形の弁体差込部１９とな
つており、弁体３の中心を水平に貫く弁孔２０に
連通する竪穴２１に、上方から嵌込んでいる。

弁棒１２の上端は継手２２を経て、ハンドル又
はアクチユエータ（図示せず）に連絡している。

ソケツト１の外周面には段溝２３が形成してあ
り、ここに、金属製のリング２４、及びフランジ
２５が両側から嵌込んである。

フランジ２５には、ボルト・ナツト通し穴２６
と、接続ボルト穴２７とが数箇所穿設される。ボ
ルト・ナツト通し穴２６には、リング２４，２４
を締結する長い締結ボルト２８と、ナツト２９と
が設けられる。締結ボルト・ナツト２８，２９に
より、リング２４がソケツト１を弁箱２へと強く
押つけ、これら部材が一体化する。

接続ボルト穴２７は、これに連結すべきパイプ
のフランジに適合し、ボルトをフランジ、ボルト
穴２７へと螺込んでパイプを接続する為のもので
ある。

２つのフランジ２５，２５の内側には、金属製
の円筒３０が、バルブの全体を被蓋するよう設け
られる。円筒３０の端面は、フランジ２５，２５
の内側外周面の段溝３１に当座する。円筒３０と
フランジ２５の突合面の外周部はそれぞれ傾斜面
３２，３３となつており、内面に傾斜面を有する
締め付けリング３４が、これを押え込んでいる。
締め付けリング３４は二ツ割りリングで、耳片３
５，３５に於て、ボルト３６、ナツト３７によつ
て円周方向に締め付けられる。このため、フラン
ジ２５と円筒３０は一体化する。

このような締結構成は、前記の考案と同様であ
る。本考案はかかる締結構成については任意であ
り、セラミツク製のソケツトと、バルブシートを
一体化したという所に要旨がある。

流体は入口穴５からバルブ内に入り、開弁時で
あれば、弁孔２０及び出口穴６を通つて排出され
る。閉弁時であれば、弁体３の盲板の部分が入口
穴５及び出口穴６を閉ざしている。

弁体３とソケツト１のシート面部７，７は密合
しているから、流体は、密合面を漏洩する事がで
きない。流体は遮断される。

弁体３と入口穴５側のソケツト１は直接に当座
し、バルブシートがないから、この方面での圧力
が著しく少い。入口ソケツトと弁体との間の圧力
は、当初の機械的な結合力に由来するものだけで
あり、流体圧に起因するものが存在しない。入口
穴５の中に拡径部がなく、バルブシートがないか
らである。

従つて閉弁時が長くても、入口側のシート面部
７とボール弁体３とが強い圧力を及ぼし合つて膠
着する、という事が無い。

勿論、出口側のシート面部７とボール弁体３と
は、流体圧によつて圧力を及ぼし合う。これは、
どのようなボール弁でも同じ事である。出口側の
シート面圧を減少させることは本考案の第１の目
的ではない。しかし、そのような副次的効果もあ
る。

より明瞭に述べる。閉弁時に、流体圧に起因し
て、入口側シート面、出口側シート面に加わる力
は、 (1) バルブシートのある場合入口側面圧 SP 出口側面圧（Ｓ＋Ｔ）Ｐ但し、ここでＰは流体圧、Ｓはバルブシートの
流れ方向に投影した面積、Ｔはバルブシート通
し穴の断面積で、多くの場合入口穴５の面積に
等しい。

(2) バルブシートのない場合（本考案）入口側面圧Ｏ出口側面圧 TP である。本考案はバルブシートがないので入口
側のシート面圧が著しく少い。流体圧に由来す
る部分はＯである。

出口側のシート面圧も、入口側面圧分だけ減
少する。

結局、本考案によればボール弁体と、シート
面との押圧力は2SP、つまりシートパツキン面
積の２倍と圧力の積だけ減少する。

従つて、長時間閉弁状態が続いても、シート
面と弁体が膠着して弁体を廻すのが難しいとい
う事が無くなる。手動操作の場合は操作に要す
る力が少なくてよい。アクチユエーターを使う
ばあいは、最大定格の小さいものでよい事にな
り、より安価となつて故障も少い。弁体の切欠
き（差込部１９）に加わる剪断力が小さくなる
ので、弁体が破損する惧れも少い。

このように頗る有用な考案である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例に係るセラミツクボー
ルバルブの縦断正面図。第２図はその右側面図。１……ソケツト、２……弁箱、３……弁体、７
……シート面部、１２……弁棒、２４……リン
グ、２５……フランジ、３０……円筒、３４……
締付リング。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

セラミツク製のボール弁体３と、ボール弁体３
を内蔵しうるセラミツク製の弁箱２と、弁箱２に
設けられボール弁体３を回転操作する弁棒１２
と、弁箱２の両側に設けられボール弁体３に当座
するシート面部７を有するセラミツク製のソケツ
ト１と、各ソケツト１の外周面に形成した段溝２
３に嵌装されるリング２４と、各リング２４を結
合してソケツト１及び弁箱２を一体的に組み合せ
る締結ボルト２８及びナツト２９と、前記各部材
を収納しうる金属製の円筒３０と、円筒３０の両
側に嵌合されると共にリング２４及びソケツト１
の段溝２３に当合する金属製のフランジ２５と、
円筒３０とフランジ２５の突き合せ部分を締め付
けて両者を結合する締め付けリング３４とを備え
たことを特徴とするセラミツクボールバルブ。