バタフライ弁用シートリング及びバタフライ弁

【課題】開閉操作を阻害することなく、十分なシール機能を得ることのできるバタフライ弁用シートリングの提供。
【解決手段】シートリング本体１８を軟質のゴム状弾性体で形成する。補助リング１９をシートリング本体１８よりも硬質の素材で形成する。二つの補助リング１９を互いに間隔をあけて設ける。補助リング１９をシートリング本体１８と一体に設けて補強する。シートリング１７をバタフライ弁の弁板５の周縁部に装着する。閉弁する際、前側の補助リング１９が摩擦力を受け、二つの補助リング１９の間隔が狭くなる。ゴムが押し出されて閉弁状態における接触圧を高める。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バタフライ弁の弁板の周縁部に装着されるバタフライ弁用シートリング、及びこれを備えたバタフライ弁に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ガスや液体が流れる管路は、バタフライ弁などの弁を介装することによって、適宜開閉できるようになっている。特に、有毒あるいは爆発性のガスや液体が流れる管路においては、その漏洩をより確実に防止する必要があるため、水封バタフライ弁を採用することがある（例えば特許文献１）。
【０００３】
図１４に特許文献１の水封バタフライ弁を示す。この水封バタフライ弁は、本体１０１に、操作軸１０２によって回転する二枚の弁板１０３を取り付けた構造とされ、二枚の弁板１０３の間に水をはることにより、水封による完全密封をするようになっている。
【０００４】
さらに、図１５に示すように、流体の導出入によって膨縮可能なインフラートシートリング１０４が設けられ、このインフラートシートリング１０４を膨張させて弁板１０３に押し付けることにより、弁板１０３の開閉を阻害することなく、本体１０１と弁板１０３との間をシールするようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３３６６４３号公報（段落番号０００５〜０００８、図２、図４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、特許文献１のように、流体を導入して膨張させたインフラートシートリングは、変形しやすい分、弁板との間の接触圧が不十分になりやすく、弁板との間にダストなどが滞留することにより、シール機能が損なわれるおそれがある。
【０００７】
本発明は、弁体の開閉操作を阻害することなく、十分なシール機能を得ることのできるバタフライ弁用シートリング及びバタフライ弁の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明に係るバタフライ弁用シートリングは、バタフライ弁の弁板の周縁部に装着して、閉弁状態において弁箱側シートに接触させるものであり、ゴム状弾性体からなるシートリング本体と、このシートリング本体と一体に設けた補助リングと、を備え、さらに、その補助リングをシートリング本体よりも硬度の高い素材から形成したものである。
【０００９】
上記構成によれば、硬度の高い素材で形成した補助リングによってシートリング本体を補強することができるので、シートリングの寿命を延ばすと共に、シートリングを全体として十分な剛性に設定しつつ、シートリング本体を軟らかい素材で構成することができる。これにより、弁箱側シートとの接触圧を過度に高めることなく、シートリング本体を弁箱側シートに十分に密着させてシールすることができ、しかも、弁箱側シートに付着したダストなどを補助リングによって削ぎ落とすことができるので、接触圧を抑えて開閉操作を阻害するのを防止しつつ、シール機能を高めることができる。
【００１０】
さらに、補助リングをシートリング本体の中央穴を貫通する中心軸と平行な方向に間隔をあけて複数設けた構成を採用することもできる。
【００１１】
この構成によれば、閉弁する際、複数の補助リングのうち、弁板周縁部の進行方向で前側の補助リングが弁箱側シートに先に接触し、後側の補助リングに向かう方向に摩擦力を受ける。これにより、複数の補助リングの間隔が狭くなって、シートリング本体のうち、両補助リング間に位置する部位が弁箱側シートに向けて押し出されるので、閉弁状態における弁箱側シートとの接触圧を高めて、シール機能をより高めることができる。
【００１２】
また、弁板の周縁部に上記のバタフライ弁用シートリングを装着することにより、上記のバタフライ弁用シートリングの構成を採用することによる効果を奏するバタフライ弁を得ることができる。
【００１３】
すなわち、本発明は、本発明は、管路に介装される弁箱と、該弁箱の中央穴に収容された弁体とを備え、前記弁体は、弁板と、該弁板を管路の流路方向と直交する方向を回転軸として回転可能に支持する弁棒とからなり、前記弁棒を回転操作することによって前記管路を開閉自在とされたバタフライ弁であって、前記弁箱の内周面に、弁板の周縁部を受けるようリング状に突出する弁箱側シートが設けられ、前記弁板の周縁部に、上記のバタフライ弁用シートリングが装着されたことを特徴とするバタフライ弁を提供する。
【００１４】
さらに、管路を有毒あるいは爆発性のガスや液体が流れるような場合には、上記のバタフライ弁として、液封式バタフライ弁を採用することにより、液体の漏洩をより確実に防止するのが好適である。
【００１５】
すなわち、本発明は、上記のバタフライ弁において、前記弁体は、二枚の前記弁板が板厚方向に間隔をあけて一体に設けられ、前記弁箱側シートは、二枚の弁板の周縁部をそれぞれ受けるよう二条に設けられ、前記バタフライ弁用シートリングは、二枚の前記弁板の周縁部にそれぞれ装着され、前記弁箱の内周面及び二枚の弁板で囲まれた空間に注排液する注排液部が設けられて液封式とされたことを特徴とするバタフライ弁を提供する。
【発明の効果】
【００１６】
以上の説明から明らかな通り、本発明によると、補助リングによってシートリング本体を補強することにより、シートリングの全体としての剛性を高めつつ、シートリング本体を軟らかい素材で構成するようにしている。これにより、弁箱側シートとの接触圧を抑えつつ、シートリング本体を弁箱側シートに密着させると共に、弁箱側シートに付着したダストなどを補助リングによって削ぎ落とすことができ、弁板側のシートリングと弁箱側シートとの接触によって弁体の開閉操作が阻害されるのを防止しつつ、十分なシール機能を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る液封バタフライ弁を示す図で、右半分は正面図、左半分は断面図
【図２】図１のＡ−Ａ断面図
【図３】図２の要部断面図
【図４】弁箱の斜視図
【図５】弁体、シートリング及びシート押付部の斜視図
【図６】シートリング及びその付近の拡大断面図（第１実施形態）
【図７】シートリングを成形する金型の断面図（第１実施形態）
【図８】シートリングの動作を説明する図（第１実施形態）
【図９】閉弁状態のシートリングに作用する力を示す図（第１実施形態）
【図１０】シートリング及びその付近の拡大断面図（第２実施形態）
【図１１】シートリングを成形する金型の断面図（第２実施形態）
【図１２】シートリングの動作を説明する図（第２実施形態）
【図１３】閉弁状態のシートリングに作用する力を示す図（第２実施形態）
【図１４】従来の液封バタフライ弁を示す図
【図１５】従来の液封バタフライ弁のシートリングを示す図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係るバタフライ弁用シートリング及びバタフライ弁の実施形態について図面を用いて説明する。
【００１９】
［第１実施形態］
図１〜図３に示すように、液封バタフライ弁１は、例えば有毒あるいは爆発性のガスや液体を流すための管路に介装されるものであり、管路に介装される弁箱２と、弁箱２の中央穴３に収容された弁体４とを備え、その弁体４は、板厚方向に間隔をあけて一体に設けられた二枚の弁板５と、二枚の弁板５を管路の流路方向と直交する方向を回転軸として回転可能に支持する弁棒６、７とからなり、一方の弁棒６を回転操作することによって管路を開閉するようになっている。
【００２０】
図１、図２及び図４に示すように、弁箱２は、管路と同じ内径の例えば金属製の筒状とされ、その内周面に、閉弁時において二枚の弁板５の周縁部をそれぞれ受けるようリング状に突出する二条の弁箱側シート８が形成されている。弁箱２の径方向両側には、弁棒支持部９、１０が形成されると共に、弁棒支持部９、１０を通る方向と直交する方向で径方向両側には、注排液部１１が形成されている。
【００２１】
図１〜図３に示すように、弁箱２の一方の弁棒支持部９は、弁棒６を貫通させつつ回転自在に支持し、弁箱２の外部から弁体６を回転操作できるようにしている。また、他方の弁棒支持部１０は、弁棒７を貫通させることなく回転自在に支持している。
【００２２】
図１〜図３及び図５に示すように、弁板５は、円板状とされて、二枚の弁板５が互いに平行な複数の隔壁１２を介して一体に形成され、その径方向両側に弁棒６、７の端部を挿入するボス部１３、１４が形成されている。ボス部１３、１４は、弁棒６、７の端部を貫通するセットピン１５の端面にボルト止めされ、弁板５と弁棒６、７とが一体化されている。
【００２３】
図１〜図３、図５及び図６に示すように、弁板５の周縁部には、その外面側に周溝１６が形成され、この周溝１６に、弁板５の周縁部と弁箱側シート８との間をシールするシートリング１７が装着されている。
【００２４】
図６に示すように、シートリング１７は、例えば硬度がＡ６０〜Ａ８０程度のニトリルゴムなどのゴム状弾性体からなるシートリング本体１８と、シートリング本体１８を補強する補助リング１９とからなり、全体として断面略長方形でその外周縁が断面略円形のリング状とされる。このシートリング１７は、外周縁を弁板５の周縁部から径方向外向きに突出させつつ、弁板５の周縁部とシート押付部２０との間に挟圧保持され、その外周縁が変形して弁箱側シート８に密着するようになっている。
【００２５】
補助リング１９は、金属金網や炭素繊維ネット、硬度がＡ８０〜Ａ９０程度の硬質ゴムなど、シートリング本体１８よりも硬度が高く、かつ変形自在な素材からなり、リボン状かつリング状に形成される。この補助リング１９は、シートリング本体１８の外周縁の断面略円形部分に、当該補助リング１９の外周縁を露出させつつ埋設され、シートリング本体１８の中央穴を貫通する中心軸と平行な方向に間隔をあけて、二つの補助リング１９がシートリング本体１８と一体に設けられている。なお、補助リング１９の素材は、シートリング本体１８よりも硬度が高いものであれば、その硬度を適宜選択することができ、弁箱側シート８にゲル状物質が固着するような場合には、比較的に硬質の素材のものを採用するのがよい。
【００２６】
シート押付部２０は、その外径が弁板５と同程度で、シートリング１７と共に周溝１６に嵌る大きさのリング状とされ、シートリング１７を介在させつつ、押付ボルト２１によって弁板５の周縁部にボルト止めされている。このシート押付部２０は、弁板５の周縁部との間でシートリング１７を挟圧することにより、シートリング１７の一部を外周側に押し出して膨出させるようになっている。これにより、押付ボルト２１の締め付け量を調節して、弁板５の周縁部からの膨出量を調節し、シートリング１７と弁箱側シート８との接触圧を所望の大きさに設定することができる。
【００２７】
注排液部１１は、弁箱２の内側で二条の弁箱側シート８の間に開口し、閉弁時に、一方の注排液部１１から弁箱２の内周面及び二枚の弁板５で囲まれた空間に注液して、開弁時に、他方の注排液部１１から排液するようになっている。
【００２８】
次に、シートリング１７の形成方法を説明する。まず、シートリング本体１８の未加硫ゴムを成型し、その外縁部に二つの補助リング１９を互いに間隔をあけて埋設する。補助リング１９は、最終形状よりも幅広に形成しておき、埋設部分と同程度の幅分をシートリング本体１８から突出させておく。
【００２９】
図７に示すように、シートリング本体１８の未加硫ゴム及び補助リング１９の成型体２２を上型２３及び下型２４に挿入すると共に、両型２３、２４間にセットしたリングセット型２５によって、補助リング１９の突出部分を挟持し、さらに、シートリング１７に押付ボルト２１を挿入するボルト孔を形成するためのピン２６をセットする。
【００３０】
両型２３、２４にセットした成型体２２を加熱加温して、ガス抜き穴２７及びガス抜き兼吹き出し溝２８からガス抜き及び余分なゴムの排出をしながら成型体２２を加硫成形した後、補助リング１９の突出した部位を切除することにより、シートリング１７が得られる。
【００３１】
次に、液封バタフライ弁１の開閉操作について説明する。液封バタフライ弁１を閉弁する際には、まず、弁棒６を回転操作して弁体４を閉弁状態にする。
【００３２】
弁体４を開閉操作することによって、シートリング１７の補助リング１９がシートリング１７と弁箱側シート８との間に滞留したダストを削ぎ落として除去する。これにより、シートリング１７と弁箱側シート８との間にダストが滞留することによる漏液を防止し、閉弁時には、管路を確実に遮断する。
【００３３】
弁体４を閉弁状態にする際、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、シートリング１７が弁箱側シート８にいずれの側から乗り上げる場合であっても、二つの補助リング１９のうち、シートリング１７の進行方向における前側の補助リング１９が弁箱側シート８に先に接触し、後側の補助リング１９よりもより強い摩擦力を受ける。これにより、図９に示すように、二つの補助リング１９の間隔が狭められ、両者間のゴムが弁箱側シート８に向けて押し出されて、閉弁状態におけるシートリング１７と弁箱側シート８との接触圧を高めて、シール性を高める。
【００３４】
補助リング１９で補強してシートリング１７の全体としての剛性を高めている分、シートリング本体１８を軟らかい素材で形成しているので、シートリング１７と弁箱側シート８とを密着させて十分にシールするのに、その接触圧を過度に高める必要がない。これにより、シートリング１７の長寿命化を図ると共に、弁体４を開閉する際、シートリング１７と弁箱側シート８との摩擦によって弁体４の開閉操作が過度に阻害されるのを防止することができる。
【００３５】
弁体４を閉弁状態にした後、注排液部１１から二枚の弁板５の間に注液し、その封液によって管路を完全に遮断する。
【００３６】
また、液封バタフライ弁１を開弁する際には、二枚の弁板５の間に封入された液を注排液部１１から排液した後、弁棒６を回転操作して開弁する。
【００３７】
［第２実施形態］
第２実施形態に係るシートリング２９は、第１実施形態にシートリング１７とほぼ同じ構成であるが、シートリング本体１８に補助リング１９を埋設する代わりに、シートリング本体３０の外周縁の断面略円形部分のうち、その内周面を除く表裏部分に補助リング３１を接着したものである。
【００３８】
このシートリング２９は、補助リング３１をシートリング本体３０の表裏部分に設けて露出させている分、弁体４の開閉操作によって、弁箱側シート８に固着したダストを削ぎ落とすという点で、より好適である。
【００３９】
シートリング２９の形成方法としては、まず、図１１（ａ）に示すように、シートリング本体３０の未加硫ゴムを第１実施形態と同様の上型２３及び下型２４に挿入して基本形状に成型する。その後、図１１（ｂ）に示すように、シートリング本体３０の所定の位置に補助リング３１を配置して、再び上型２３及び下型２４にセットし、シートリング本体３０に補助リング３１を加硫接着することにより、シートリング２９が得られる。
【００４０】
また、シートリング２９を備えた液封バタフライ弁の開閉操作は、第１実施形態と同じである。すなわち、弁体４を閉弁状態にする際、図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、シートリング２９が弁箱側シート８にいずれの側から乗り上げる場合であっても、図１３に示すように、二つの補助リング３１の間のゴムが弁箱側シート８に向けて押し出されて、シール性を高める。なお、他の構成は、第１実施形態と同じである。
【００４１】
なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内において、適宜変更を加えることができる。例えば、本発明に係るシートリング１７、２９を備えたバタフライ弁は、二枚の弁板５を備えた液封式のものに限らず、一枚の弁板を備えたバタフライ弁であってもよい。また、シートリングは、二つの補助リング１９、３１を設けたシートリング１７、２９に限らず、一つ又は三つ以上の補助リングを設けたものであってもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１液封バタフライ弁
２弁箱
４弁体
５弁板
８弁箱側シート
１１注排液部
１７、２９シートリング
１８、３０シートリング本体
１９、３１補助リング

【特許請求の範囲】
【請求項１】
バタフライ弁の弁板の周縁部に装着され、閉弁状態において弁箱側シートに接触するバタフライ弁用シートリングであって、ゴム状弾性体からなるシートリング本体と、該シートリング本体と一体に設けられた補助リングと、を備え、前記補助リングは、シートリング本体よりも硬度の高い素材から形成されたことを特徴とするバタフライ弁用シートリング。
【請求項２】
前記補助リングは、シートリング本体の中央穴を貫通する中心軸と平行な方向に間隔をあけて複数設けられたことを特徴とする請求項１に記載のバタフライ弁用シートリング。
【請求項３】
管路に介装される弁箱と、該弁箱の中央穴に収容された弁体とを備え、前記弁体は、弁板と、該弁板を管路の流路方向と直交する方向を回転軸として回転可能に支持する弁棒とからなり、前記弁棒を回転操作することによって前記管路を開閉自在とされたバタフライ弁であって、前記弁箱の内周面に、弁板の周縁部を受けるようリング状に突出する弁箱側シートが設けられ、前記弁板の周縁部に、請求項１又は２に記載のバタフライ弁用シートリングが装着されたことを特徴とするバタフライ弁。
【請求項４】
前記弁体は、二枚の前記弁板が板厚方向に間隔をあけて一体に設けられ、前記弁箱側シートは、二枚の弁板の周縁部をそれぞれ受けるよう二条に設けられ、前記バタフライ弁用シートリングは、二枚の前記弁板の周縁部にそれぞれ装着され、前記弁箱の内周面及び二枚の弁板で囲まれた空間に注排液する注排液部が設けられて液封式とされたことを特徴とする請求項３に記載のバタフライ弁。

【図１】