JP3653278B2 - バルブ組立体 - Google Patents

Description

発明の背景
本発明は回転可能な弁体を有するバルブ組立体、特に弁箱内に弁座を保持するための組立体を有するバルブに関する。
従来技術の説明
回転可能な弁体を有するバルブ−例えばバタフライ弁−はよく知られている。ある種のバタフライ弁においては、弁座は、バルブを通る流体流路の一部分を定める弁箱の開口部を通して軸方向に弁箱内に差し込まれ、引き抜かれる。かかるバルブにおいては、弁箱に弁座を保持するために保持用のリング又はインサートが使用される。上述の形式のバタフライ弁に使用される従来技術の弁座保持構造の例が米国特許第4399833号及び第4575048号に示される。
検討中の形式のバルブ−即ち、弁座が軸方向に挿入及び抜出し可能なバルブ−においては、弁座保持器が管路圧力下で弁座を定位置に保持できることが重要である。更に、弁座保持器は、必要ならば現場において弁座を容易かつ迅速に取り外して交換できることが望ましい。
発明の概要
従って、弁箱に弁座を保持するための改良された組立体を有するバルブを提供することが本発明の目的である。
本発明の別の目的は、弁箱内にバタフライ弁の弁座を保持する組立体であってかつ弁座の交換が迅速かつ容易にできる前記組立体を提供することである。
本発明の以上の目的及びその他の目的は図面、ここに与えられる説明及び請求項より明らかになるであろう。
本発明のバルブは、流体流路を形成する貫通開口を有する弁箱を備える。壁が流体流路の一部分を囲みかつ半径方向内向きの面を定める。弁体は弁箱に回転可能に取り付けられ、バルブを通過する流体の流量を制御する。保持用のリング又はインサートが弁箱に取り付けられる。リングは、これが弁箱内に受け入れられたときに壁の半径方向内向きの面と密に適合するような形状及び寸法にされた周囲面を持つ。リングは、第１の軸方向に向いた側面と第２の軸方向に向いた側面、第１の側面に形成されたノッチを持つ。リングは、周囲面に第２の半径方向外向きの溝も備え、この第２の環状の溝はノッチと交差する。第１及び第２の環状の溝は、リングが弁箱内に置かれたとき、第１及び第２の溝が環状の通路を定めるように実質的に揃えられる。第１の端部と第２の端部とを有するワイヤー部材が弁箱内のリングを保持する。このため、リングが箱内に受け入れられかつリングの凹所が第１の端部を固定する手段と揃ったときに第１の端部が第１の環状の溝に固定されるように第１の端部を第１の環状の溝内に固定するための手段があり、ワイヤーの第１の端部から離れてその長さに沿って第２の端部に向かう方向で、リングが弁箱に関して回されるとワイヤー手段は環状通路内に引き込まれる。
【図面の簡単な説明】
図１は本発明のバルブの正面図である。
図２は図１の線２−２に沿って得られた断面図である。
図３はバルブにおける保持リングの設置の開始を示す部分的な正面図である。
図４はバルブにおける保持リングの設置の更なる段階を示す図３と同様な図面である。
図５は図４の線５−５に沿って得られた断面図である。
図６は図４の線６−６に沿って得られた拡大断面図である。
好ましい実施例の説明
本発明は水用のバルブ−例えばバタフライ弁−を特に参照して説明されるが、本発明のバルブは、回転可能な弁体を有する適宜な1/4回転弁であって、閉鎖するために弁体と組み合う弁座を弁箱内に軸方向に−即ち、バルブを通る流路に沿って−差し込み抜き出すことのできるバルブを含むことができる。
まず図１及び２を参照すれば、本発明のバルブは弁箱10を備え、この弁箱には、図示のように、弁箱10の周囲のまわりに配置され横方向外向きに突き出ていてかつバルブをパイプのフランジに連結するためのボルトの通るボルト穴14を有する耳12が設けられる。弁箱10は中央の円筒状部分16を備え、ここから首部分18と底部ボス部分20とが突き出し、首部分18と底部ボス部分20とは互いに反対方向に配置される。円筒状部分16はバルブを通過する流体流路を形成する貫通開口22を定め、貫通開口22には同軸の円筒状の壁24と26とが形成され、図示のように円筒状の壁26は円筒状の壁24よりも大きな直径のものである。丸みの付けられた環状のシール面29を有するディスク弁体28が貫通開口22内に配置され、弁体28は貫通開口22により定められた流体流路を通る流体の流量を制御するように作用する。下側の軸30がボス20の穴32を通って伸びる。下側軸30は、公知の軸受により穴32内に回転可能に支持される。端部キャップ38がボルト40によりボス20に固定され、ガスケット37がシールを形成する。
上側の軸42が首部分18の穴44を通って伸びる。穴44の深座繰り穴48内に受け入れられたパッキングリング46のスタックが、首部分18と上側の軸42との間の液体封鎖を与えるように作用する。パッキンググランド50も深座繰り穴48内に受け入れられる。パッキンググランド50は上側の軸42のまわりを封鎖するＯリング52を持つ。中央ディンプル56を有するグランド圧迫用ブリッジ54が、穴58の貫通する板材54の手段により軸42上に受け入れられる。首部分18から半径方向外向きに突き出ているフランジ64及びブリッジ54の揃っている穴を通ってボルト60が伸びる。ボルト60にナット66がネジ止めされ締められて、明らかなように、ディンプル56とパッキンググランド50とを組み合わせて、パッキングリング46のスタックを圧縮して首18と軸42との間の液体封鎖を確保する。
下側の軸30は、ディスク28の第１の突き出たドッグ70内に受け入れられるピン68の手段によりディスク28に固定される。上側の軸42は、技術者によく知られた方法でディスク28の第２の突き出たドッグ74を通って伸びているピン72の手段によりディスク28に固定される。従って、ディスク28は、弁箱10の貫通開口22内に回転可能に支持され、かつバルブを通過する流体の流量を制御するためにアクチュエーターの手段により手動で90゜まわすことができる。このために、上側の軸42にはレンチ用の平坦部76が設けられる。
ディスク28の周囲をシールするために、一般に78で示された環状の弁座組立体が設けられる。これと同日付けの同時係属出願第08/253963号、発明者ダニエル・エフ・カスマー及びロバート・エー・フレンツの名称「改良された弁座を有するバルブ組立体」により完全に説明される弁座組立体78は、シールリング80及び環状の強制用弾性部材又はバッキング部材82を備え、後者はシールリング80をディスク28の周囲と封鎖組合をするように半径方向内向きに押し付け又は強制する。弁座組立体78は一般に84で示されかつ図３−６に関連してより完全に説明される弁座保持器組立体の手段により弁箱10内に保持される。
図３−６を参照し、弁座組立体がより詳細に示される。環状の半径方向内向きの面を形成する壁26（図６参照）は、環状に伸びている半径方向内向きの溝86を持つ。図５に最もよく見られるように、溝86は弁箱10に一般に軸方向に鑽孔された穴88と交差し、穴88と溝86との交差が溝86の底の開口90を形成する。保持器組立体84は保持リング92を備え、このリングの周囲の面94は、リング92が弁箱10内に受け入れられたときに周囲面94が壁26の定める半径方向内向きの面と密に適合するような形状及び寸法にされる。リング92は環状に伸びている半径方向外向きの溝96も有し、これは、リング92が弁箱10内に受け入れられたとき溝86と揃い、これにより溝86と96とが環状に伸びている通路を形成する。リング92の第１の側面95には、溝96と交差するノッチ93が設けられる。以下、より完全に説明される方法で、ワイヤー部材98が溝86と96とで形成された環状の通路内に受け入れられ、弁箱10内のリング92の軸方向運動を効果的に防止する。リング92の第２の側面100には環状に伸びている軸方向に突き出たフランジ102が設けられ、第２の側面100、壁26及びフランジ102により定められた環状の凹所103を形成する。弁箱10は軸方向に向き環状に伸びる凹所104を有し、これは、リング92が弁箱10内に受け入れられたときにリング92の第２の側面100と向かい合う。一般に凹所103と104とでバルブの空洞部が形成されることが見られたであろう。弁座リング80と弾性体のバッキングリング82とよりなる弁座組立体78がこのバルブ空洞部内に受け入れられる。
さて、特に、弁箱10に保持リング92を固定する方法を示す図３及び４を参照する。ワイヤー部材98は第１の端部106を有し、その脚部分108が、一般にワイヤー部材98の長手方向軸線を横切る方向、好ましくは90゜の方向に伸びる。弁箱10にリング92を設置するために、リング部材92は、ノッチ93が弁箱10に形成された開口90と揃うように弁箱10内に置かれる。次いで、ワイヤー部材98の脚部分108をノッチ93を通して接近させ、弁箱10のポケット90内に配置する。これが、ワイヤー部材98の第１の端部106を環状の溝86内に効果的に固定する。リング92には対角線方向に配置された凹所110及び112が設けられ、これらは、リング92を矢印で示された方向に反時計方向に回すことができるような２個の間隔を空けられた叉を有する適切な工具と組み合わせることができる。見られるように、リング92の反時計方向−即ち、ワイヤー部材98の長さに沿って第１の端部106から離れる方向−の回転が、溝96と86とにより形成された通路内にワイヤー部材98を引き込むであろう。ノッチ93がポケット90と再び揃った場所にリング92がまわされたとき、ワイヤー部材98は、揃った溝86と96とにより形成された通路内に完全に配置されるであろう。従って、保持リング92は弁箱10内に効果的に捕捉されて軸方向のいかなる運動も防止し、これにより弁座組立体78が管路圧力により外されないようにする。
弁座組立体78の交換を必要とする場合には、保持リング92を以下のように容易、迅速かつ簡単に外せることが明らかである。即ち、ワイヤー部材98は第２の端部又は自由端105を有し、これは図３に示されるように僅かに半径方向内向きに曲げられる。そこで、自由端105に揃っているノッチ93により、自由端105をノッチ93から容易に持ち上げてこれを出し、リング92を時計方向にまわすことができる。これがワイヤー部材98を効果的に引き出して、溝86と96とで形成された通路から外す。次いで、弁座組立体78を弁箱10から軸方向に引き出し、新しい弁組立体と交換することができる。保持リング92の着脱に特殊な工具は不要であることが分かる。例えば、リング92と対角線方向で適合交差しかつ凹所110及び112の中に適合するように切断された簡単な棒材を保持リング92の回転のために使用することができる。
溝86内のワイヤー部材98の端部106を固定する別の手段を使用できることは明らかであろう。溝内の一定位置に端部を保持するために、例えば、ネジ、ピンなどを使用できる。
以上の教示により、本発明の多くの変更及び変化が可能であることが明らかである。従って、本発明は、特許請求の範囲内において、ここに説明された特別もの以外で実施できることを理解すべきである。

Claims (12)

1. 流体流路を形成する貫通開口を有しかつ前記流体流路の一部分を囲む壁を有する弁箱であって、前記壁は環状で半径方向内向きの面を定め、第１の半径方向内向きの溝が前記半径方向内向きの面に形成された弁箱；
   前記弁箱に回転可能に取り付けられた弁体；
   前記貫通開口内に置かれたときに前記壁の前記半径方向内向きの面と密に向き合うような形状及び寸法にされた周囲面を有するリングであって、前記リングは軸方向に 向いた第１の側面と軸方向に向いた第２の側面及び第１の側面に形成されたノッチを有し、前記リングは前記周囲面に第２の半径方向外向きの環状の溝を有し、前記第２の環状の溝は前記ノッチと交差し、前記第１と第２の環状の溝は前記リングが前記貫通開口内に置かれたときに揃いこれにより前記第１及び第２の溝が環状の通路を定めるリング；
   第１の端部と第２の端部とを有するワイヤー部材；及び
   前記第１の端部を前記第１の環状の溝の中に固定する固定手段であって、これにより前記リングの前記ノッチが前記第１の端部を固定する手段と揃いかつ前記第１の端部が前記第１の環状の溝の中に固定されたときに、前記ワイヤー部材の前記第１の端部から離れて前記ワイヤー部材の長さに沿って前記ワイヤー部材の第２の端部に向かう方向の前記リングの前記弁箱に関する回転が前記ワイヤー部材を前記通路内に引き込む固定手段；
   を備えたバルブ。
2. 前記弁箱及び前記リングが環状の弁座空洞部を形成する請求項１のバルブ。
3. 前記リングの前記第２の側面が軸方向で突き出した環状フランジを備え、更に前記弁箱は軸方向に向いて環状に伸びている凹所を備え、前記凹所は前記リングが前記弁箱内に受け入れられたときに前記リングの前記第２の側面に面し、前記凹所と前記リングの前記フランジとが前記弁空洞部を形成する請求項２のバルブ。
4. 前記弁座空洞部内に環状の弁座が受け入れられる請求項３のバルブ。
5. 前記ワイヤー部材の前記第１の端部を固定する前記手段が前記第１の環状の溝に形成された開口を備える請求項１のバルブ。
6. 前記ワイヤー部材の前記第１の端部が前記ワイヤー部材の長手方向軸線を横切る方向で伸びている脚の部分を備え、前記脚の部分が前記開口内に受け入れられる請求項５のバルブ。
7. 前記弁体がディスクを備える請求項１のバルブ。
8. 前記半径方向内向きの面が円筒面である請求項１のバルブ。
9. 前記周囲面が円筒面である請求項１のバルブ。
10. 前記第１及び第２の溝の断面が正方形である請求項１のバルブ。
11. 前記ワイヤー部材の断面が正方形である請求項１のバルブ。
12. 前記リングが前記第１の側面に形成され対角線方向に配置された第１及び第２の凹所を有し、前記凹所が前記リングの回転を許すように工具を揮入する組合面として作用する請求項１のバルブ。

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