JPS6318059B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、弁を開閉するためのポート付プラグ
シートとこのシート内で回転可能なポート付きプ
ラグ部材とを備えた弁本体部材を有するロータリ
ープラグ弁に関する。

しかして、特に本発明は閉止潤滑剤システムを
有するロータリープラグ弁の改良に関し、特に
1970年５月５日発行の米国特許第3509903号明細
書に示す形式の潤滑ロータリープラグ弁の改良に
関するものである。

前述の米国特許第3509903号明細書に示すプラ
グ弁において、プラグ面およびプラグの両端付近
の弁シートの対向面の一つに円周溝が設けられて
いる。これらの溝はＯリングを備え、シートの両
端においてシートとプラグ間の端部密封を行わせ
ている。そしてプラグとシートとの対向面に設け
た数個の長手方向潤滑剤チヤンネルがＯリング溝
の内面間に伸延し、これらを結合している。こう
して長手方向潤滑剤チヤンネルを含む閉止潤滑剤
システムが形成され、リングの内面のＯリング溝
に潤滑剤を溜めるためのスペースが形成される。
しかして、この特許装置を示す第１図、第２図お
よび第３図を参照すると、円周溝３２，３４の内
側壁４４，５０には傘形面すなわち面取面４６，
５４を設けてプラグ部材１２まわりのＯリング３
６，３８と面４６，５４との間に空間を残してあ
るのでチヤンネル５６の入口を溝３２，３４が閉
塞することはなく、第２図の矢印Ｂで示すように
潤滑剤はプラグまわりを完全に環流し、潤滑剤に
最終圧力が加えられると下部Ｏリング３８ならび
に上部Ｏリング３６を均等に変形させ、これによ
り著積エネルギーの全圧が保持されると同時にＯ
リングと溝との間の容積空間を最大に保つことが
可能となり、その意図した目的は充分に果たされ
ている。

しかしながら、前述の潤滑剤に最終圧力が加え
られた全エネルギーの蓄積は、下部と上部のＯリ
ング３８，３６の弾性変形の抗する蓄積エネルギ
ーのみであり、弁開閉操作により弁本体のポート
で潤滑剤の圧力が開放された場合、直ちに前記蓄
積エネルギーが消滅して、本体シートとプラグ部
材対向面の潤滑は徐々に薄れるため、ある程度の
弁開閉操作を繰り返すと、さらに潤滑剤を補給し
て復元する必要がある。また蓄積エネルギーの大
きさは前記Ｏリングの弾性変形による限られた圧
力であり、弁本体内を通過する流体の圧力が大き
い場合、前記潤滑剤の蓄積エネルギーの大きさに
勝つて前記本体シートとプラグ部材対向面間の潤
滑剤を押し出し、流体が徐々に本体の外に流出し
て漏れを生じる。

従つて、本発明の目的は潤滑剤の蓄積エネルギ
ーを高め、本体シートとプラグ部材対向面の潤滑
を従来より長く保持するとともに、弁本体内を通
過する流体の圧力が大きい場合でも充分これに抗
して耐えることができるように、閉止潤滑剤シス
テムを改善して寿命を延ばすとともに使用流体圧
力を高めることである。

本発明の要旨は、プラグ部材のシート部両端寄
りに設けた円周パツキン溝の底壁をプラグ部材の
中央領域に向かつて互いに本体のプラグシート面
との深さが大になるように傾斜させたコツクであ
つて、プラグ部材の中央領域に潤滑剤が充満され
て加圧されると、プラグ部材の各円周パツキン溝
に装着したパツキンリングがその弾性作用で圧縮
されて各溝の外側壁側に向かつて押圧される構成
になつたものである。

このため、上記パツキンリングが各溝の本体部
材のプラグシート面との深さが大な方向へ復元し
ようとし、すなわち各溝の内側壁側に向かつて移
動しようとする力が働き、プラグ部材の中央領域
に充満した潤滑剤に加圧エネルギーを蓄積して本
体部材とプラグ部材の対向シール面を潤滑させる
作用を行なうものである。

以下、実施例について説明する。

第４図において、本発明の実施例を示すコツク
は全体的に１０で示す本体部材と、全体的に１２
で示すプラグ部材とから構成されている。

本体部材１０は流通口１４により貫通する流路
を有し、その外端はねじが切つてあり、これは管
ラインのシステムの他の部品との結合に用いられ
る。しかし、フランジ接続等の別の手段を用いる
ことも可能である。

前記流通口１４と直交する開口部が前記本体部
材１０を垂直方向に貫通している。この開口部内
面は、前記流通口１４を形成するポート付プラグ
シート１６がテーパー状に形成されている。

プラグ部材１２は本発明の主要部分をなし、そ
の外部は第５図の１８で示すように、前記開口部
内面のシート１６のテーパーと密封係合状態を保
つテーパーに形成され、本体部材１０のプラグシ
ート１６のテーパー部に収容されている。

プラグ部材１２の主要テーパー部は、本体部材
１０中の流路を横切つており、第６図に示す流路
を貫通するポート２２を有し、このポート２２に
は真直側壁が設けてあり、この側壁はプラグ部材
１２が開口位置に切り換えられた時に本体部材１
０内通路の真直側壁面２４と一致するようになつ
ている。

プラグ部材１２の下端にはそのテーパー付き主
要部分の前方に、狭縮部２６が設けてあり、本体
部材１０内でプラグ部材１２を回転可能に本体部
材１０に装着する手段が設けてある。

プラグ部材１２のテーパー付き外面および弁本
体のプラグシート１６の内面は、特定の相手方弁
部材と互いに摺り合わせを行い、そのためプラグ
シート１６のポートとプラグ部材１２のポート２
２を取り囲む対向テーパー面間に中央着座領域が
生じ、プラグ部材１２がシート内で適切な着座位
置に固定された場合、この接触領域において各面
が互いにしつくりと密着する。プラグ部材１２お
よび本体部材１０のプラグシート１６の対向接触
面は弁組立体の両端部で解放されており、また中
央着座領域の各軸心端にパツキンリング３６，３
８による密封手段が設けてある。

プラグ部材１２は、そのテーパーもしくは円錐
シート面１８上のポート２２の中央部に盲ポート
２８を設けてあり、この盲ポート２８の断面は本
体の流通口のポート２２とほぼ同一形状になつて
いる。

対向シート面１６および１８の両端近傍には円
周溝３２および３４が設けてあり、各溝３２およ
び３４には弾性変形可能な可撓材料で作つたエン
ドレスパツキンリング３６および３８が装着され
ている。このリング３６，３８は一般に円形断面
になつており、その各々は各円周溝３２および３
４の深さよりも大きな直径を有しているから、プ
ラグ部材１２を本体部材１０に挿入した場合、リ
ング３６，３８は各溝３２，３４の底壁および対
向シート面１６に密着して中央着座領域の各端部
において端面密封の役目を果たす。

第４，５，７および８図を参照すると、プラグ
部材１２の上部円周溝３２は底壁４０、上側壁
（外側壁）４２および下側壁（内側壁）４４を備
えている。底壁４０はシート面１６と平行ではな
く、シート面１６に対して中央着座領域に向かつ
て傾斜する（溝の深さが大きくなる）角度をもつ
て形成されている。下部円周溝３４に関しては、
底壁４８、上側壁（内側壁）５０および下側壁
（外側壁）５２を備えている点では同じ構造にな
つているが、底壁４８は前記と同様シート面１６
と平行ではなく、シート面１６に対して中央着座
領域に向かつて傾斜する（溝の深さが大きくな
る）角度をもつて形成されている。また、各円周
溝３２，３４の内側壁から外側壁間の巾はリング
３６，３８の直径よりも広く形成されている。

第４，５および７図に示すように、溝３２およ
び３４の内側壁４４および５０は４本の等間隔に
配置された長手方向に伸延する潤滑剤溝すなわち
チヤンネル５６により結合され、これらのチヤン
ネル５６はプラグ部材１２の中央着座領域におい
てシート面１８を遮断している。

長手方向のチヤンネル５６はプラグ部材１２の
面に設けてあるが、溝３２および３４と同様にこ
れらのチヤンネル５６を弁本体１０のプラグシー
ト１６面側に設けることも可能であり、また溝３
２および３４をプラグ部材１２の片方のシート面
に設け、チヤンネル５６を本体部材１０またはプ
ラグ部材１２の他方の対向面に設ける位置決めの
組み合わせも可能である。

チヤンネル５６は円周溝３２および３４の深さ
より小さく、円周溝３２および３４と共にパツキ
ンリング３６および３８が占有しない空間内で閉
止潤滑剤システムを形成し、このシステムはプラ
グ部材１２内のポート２２の対向端と本体部材１
０のシート１６内流通口開口部１４とを完全に包
囲する。閉止潤滑剤システムに潤滑剤を充填する
ため、本体部材１０の壁を通して充填ポート５８
（第９図）が設けてあり、弁が開位置あるいは閉
位置のいずれかにある時、その内端が長手方向潤
滑剤チヤンネル５６と導通するようになつてい
る。

充填ポート５８はその外端部にねじ付き充填プ
ラグ６２を収容する内ネジが設けてある。プラグ
６２を除去し潤滑剤を注入すると、比較的粘度の
高い潤滑剤がポート５８を通つて導通する潤滑剤
チヤンネル５６に流入し、潤滑剤はさらにチヤン
ネル５６を上下に向かつて各円周溝３２および３
４に流入する。

各円周溝３２および３４の巾はパツキンリング
３６および３８の直径よりも大きく、また各溝３
２，３４の底壁４０，４８は各々中央領域に向か
つてプラグシート面１６との深さが大になるよう
に形成されているため、流入した潤滑剤が充満す
ると加圧された潤滑剤がパツキンリング３６，３
８で完全に包囲した空間のまわりを環流し、続い
て充填ポート５８と導通しない他の長手方向チヤ
ンネル５６にも流入可能となる。システム全体に
完全に充満すると、プラグ６２が充填ポート５８
のねじ部６０に挿入されてピストンとして働き、
閉止システム内の潤滑剤を加圧し、溝３２および
３４の各外壁４２および５２に突き当たるまでパ
ツキンリング３６および３８を外向きに押圧する
と同時にパツキンリングの圧縮が行われる。この
作用により、また加えられた圧力のためパツキン
リング３６および３８は変形して、その自然な弛
緩状態に戻ろうとする潤滑剤のエネルギーを蓄積
する状態になる。このエネルギーの大きさは従来
の単なるパツキンリングの変形量のみにとどまる
ものではなく、潤滑剤の加圧によるパツキンリン
グの変形量と、さらに各溝の底壁４０，４８が
各々プラグ部材１２の中央領域に向かつて傾斜す
るように設けられてあるため、溝３２，３４の各
外壁４２，５２に押し当てられたパツキンリング
３６，３８が溝３２，３４の各内壁４４および５
０に向かつて移動しようとする力が働いている。
この内壁側に向かつて移動する力が加わつてコツ
クを作動させた時に、潤滑剤に一定の圧力を保持
させて潤滑剤チヤンネル５６から中央領域対向シ
ート面に向かつて潤滑剤を加圧押圧しながら対向
シール面を潤滑する。

以上の説明のように本発明のコツクによれば、
従来のコツクよりも潤滑剤蓄積エネルギー圧が高
く、またエネルギー量が大きいため使用流体圧力
が高くても充分これに抗してシール機能を果たす
ことが可能で、さらに本体部材１０やプラグ部材
１２の対向シート面の精度が粗くてもシール性を
保つことができる。またエネルギー量が大きいた
め長い期間蓄積エネルギーを保持させることがで
き潤滑剤閉止システムの寿命を延ばし、潤滑剤補
給の頻度を少なくして、長期間にわたつて正常な
機能を発揮させることができ、寿命が長くかつシ
ール効果の高いコツクを提供することができるも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のコツクの縦断面図、第２図は従
来のコツクの潤滑剤チヤンネルとパツキンリング
溝に潤滑剤を供給する部分の拡大図、第３図は従
来のコツクのパツキンリング溝にパツキンリング
を装着した状態を示す部分拡大断面図、第４図は
本発明の一実施例を示すコツクの縦断面図、第５
図は第４図のプラグ部材の側面図、第６図は第４
図の横断面図、第７図は第５図のプラグ部材の展
開図、第８図は第４図のパツキンリング溝にパツ
キンリングを装着した状態を示す部分拡大断面
図、第９図は第４図の閉止潤滑剤システムに潤滑
剤を供給する手段を示す水平方向の部分拡大断面
図である。 １０…本体部材、１２…プラグ部材、１６…プ
ラグシート、２２…ポート、３２，３４…円周
溝、３６，３８…パツキンリング、４０，４８…
円周溝の底壁、５６…潤滑剤チヤンネル、５８…
充填ポート。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 流通口および流通口と直交する開口部にポー
   ト付きプラグシートを備えた本体部材と、前記プ
   ラグシート内で回転可能で、かつ前記プラグシー
   トとの対向面は少なくとも中央領域において密封
   係合状態を保つシート部を備えたポート付きプラ
   グ部材と、前記ポート付きプラグ部材のポートを
   取り囲むように前記プラグ部材のシート部両端寄
   りに円周パツキン溝を有し、該溝には変形可能な
   弾性パツキンリングが装着されて前記溝の底壁と
   前記本体部材のプラグシートとに接触して両者間
   に密封状態を保ち、前記プラグシート部材のシー
   ト部両端寄りに設けた溝から該溝の中央領域の全
   長にわたり伸延する潤滑剤チヤンネルを前記ポー
   ト間に設けたものにおいて、前記プラグ部材のシ
   ート部両端寄りに設けた円周パツキン溝の底壁は
   互いに中央領域に向かつて前記プラグシート面と
   の深さが大になるように傾斜してなることを特徴
   とするコツク。