JP3576058B2 - High pressure valve - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、弁に、特に高圧弁に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
プラグおよびボール弁などの従来の高圧回転弁は、一般的に、貫設した内孔を有する回転閉鎖部材が流体の流れの遮断または流通を選択的に行うように配置された流体通路を有する弁胴部を備えている。また、閉鎖部材に貫設された内孔が弁胴部の流体通路と整合する開放位置と閉鎖部材の内孔が弁胴部の流体通路に直交する方向に位置する閉鎖位置との間で閉鎖部材を回転させるために、ステムが設けられている。このステムは、弁胴部の内部から流体通路に直交する方向のステム通路を通って延出している。一般的に、弁おおいが弁胴部にボルト留めされ、ステムの底部に設けられた肩部と協働して、高い内部流体圧を受けた時にステムが吹き飛ばされるのを防止している。あるいは、ステムを一体形弁胴部の一端部から挿入し、弁胴部のステム通路内に設けられた内部当接表面によって内部の所定位置に保持して、ステムの底部に設けられた肩部と協働できるようにしてもよい。
【0003】
上記ステムおよび弁胴部の連結は、ステムが弁胴部から吹き飛ばされるのを防止するのに有効であるが、それらは弁の作動に必要なトルクを相当に増加させる。したがって、作動トルクを減少させるために、一般的には、ステム肩部とそれと協動する弁胴部の当接表面との間にワッシャを配置している。しかし、処理流体が比較的高温である用例では、そのようなワッシャの設置には問題がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、弁の作動に必要なトルクをさほど増加させることなくステムの吹き飛び防止を行う高圧弁を提供することを目的としている。
【0005】
また、この発明は、比較的簡単かつ経済的に製造できるそのような弁を提供することをも目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
この発明により提供される高圧弁は、流れ軸線に沿って延在する全流体通路を形成した一体形弁胴部と、弁胴部の内部に取り付けられ、貫通内孔を有する閉鎖部材とを備えている。ステムは、閉鎖部材に係合し、且つ弁胴部内に形成されたステム通路の外に延出しており、閉鎖部材を流れ軸線に直交する回動軸線回りに、内孔が弁胴部の流体通路と同軸的に整合する開放位置と内孔が流体通路に直交する方向に位置する閉鎖位置との間で回転させる。弁胴部からステム通路に沿った漏れを防止するためにシーリングシステムが設けられている。この高圧弁はさらに、弁胴部から離れた位置にあって、ステムを挿通できるようにステム通路と整合した開口を有するプラットフォームを含むステム吹き飛び防止システムを備えている。プラットフォームおよび弁胴部は、一対の側部細長部材がステムの両側においてプラットフォームから下向きに弁胴部の外表面まで延在して一体状に鋳造された一体構造である。軸受け手段は、シーリングシステムより外側においてプラットフォームと弁胴部との間の位置でステム上に設けられ、プラットフォームと協働して弁胴部内の流体圧によってステムが弁胴部から吹き飛ばされるのを防止する。
【0007】
以上にこの発明の性質を包括的に説明してきたが、以下に、添付の図面を参照しながらこの発明の好適な一実施形態を説明する。
【0008】
【発明の実施の形態】
図1〜図3を参照しながら、この発明の構成部材を具現した高圧弁10を説明する。高圧弁10は、軸方向に延在する流体通路14を有する一体形弁胴部12を備えており、その流体通路14内には、弁胴部12を通る流体の流れを選択的に遮断したり流通させるために、ボール弁部材16が取り付けられている。ボール弁部材16は球形の外表面を有しており、中央内孔18がそれに貫設されている。ボール弁部材16の球形外表面は、下流側弁座20および上流側弁座22に密封係合する。図2に示されているように、下流側弁座20は、弁胴部12の軸方向内側の位置で流体通路14の周囲に形成されたリセス24にはまっている。
【0009】
ロードリング(load ring)26およびスペーサインサート28が上流側弁座22のすぐ上流側に配置され、弁胴部12内で流体通路14の内側の周囲に形成された環状溝に保持リング30がはめ込まれて、上流側弁座22、ロードリング26およびスペーサインサート28を弁胴部12内の所定位置に保持している。
【0010】
下流側弁座20および上流側弁座22は金属製のものとすることができる。
【0011】
弁胴部12内に形成されたステム通路34に挿通された一体形ステム32がその底端部でボール弁部材16に連結されて、ボール弁部材16を流体通路14に直交する方向の回動軸線回りに、中央内孔18が流体通路14と軸方向に整合する開放位置と、中央内孔18が流体通路14に直交する方向に位置する閉鎖位置との間で回転させる。ステム32の底端部には直径方向に向き合った2つの平行な平坦部36が形成されており、それらがボール弁部材16の上表面に設けられたスロット38にはまることによって、ステム32の回転時にボール部材16を回転させることができる。
【0012】
ステム32は、平坦部36を形成した底端部に隣接した拡大底部分40と、拡大底部分40に隣接してそれとの間に肩部44を形成している小径中間部分42と、大径上部分46とを有している。
【0013】
図3に示されているように、ステム通路34は、流体通路14に通じた小径内側部分47と、小径内側部分47に隣接した中間径部分48と、大径外側部分50とを有している。第1肩部52が小径内側部分47と中間径部分48との間に形成され、第2肩部54が中間径部分48と大径外側部分50との間に形成されている。
【0014】
中央通路を貫設したブッシュ56がステム32の拡大底部分40を取り囲んで第1肩部52に着座している。ブッシュ56は、ステム32の軸受けおよび底部ガイドとして機能する。
【0015】
ステム32の拡大底部分40は、ステム通路34の大径外側部分50との間に環状パッキング室を形成しており、パッキング室には、ステム32の周囲の流体通路14からの漏出を防止するために、下側押し出しリング60bおよび上側押し出しリング60aの間に配置された2つのパッキングリング58を含めた適当なパッキングが充てんされている。下側押し出しリング60bは第2肩部54に着座している。
【0016】
パッキングは、グランドアセンブリ62によって軸方向に圧縮された状態に保持されている。グランドアセンブリ62は、ステム32に取り付けられて上側押し出しリング60aの外表面上に位置する金属製のスプリットグランドブッシュ64を含む。スプリットグランドブッシュ64は軸方向に延在する内孔66(図1を参照)を有し、これにステム32の小径中間部分42が当接状態ではまる。図1に示されているように、スプリットグランドブッシュ64は開口した長手方向スリット(open longitudinal slit)68を有しているため、ブッシュ64を広げることによってステム32の周囲に密着状に取り付けることができる。図2および図3に示されているように、スプリットグランドブッシュ64の下端部分内で軸方向に延在する内孔66の内側の周囲に、ステム32の拡大底部分40の上端部を収容する軸方向延在リセス69が設けられている。さらに詳細に後述するように、スプリットグランドブッシュ64によって、ステム32を弁胴部12の外部からステム通路34に通して弁胴部12内に装てんすることができる。
【0017】
グランドアセンブリ62はさらにグランド部材70を含み、これに設けられた長手方向中央内孔72(図1を参照)にスプリットグランドブッシュ64の上部分がはいる。図3にわかりやすく示されているように、グランド部材70の軸方向内側の位置で中央内孔66の内側の周囲にリセス74が設けられ、このリセス74の内部において3つの皿ばねワッシャ76がスプリットグランドブッシュ64の周囲に配置されてそれの環状肩部78に当接しており、これによってパッキングの摩耗を補償するためのある程度の自己調整を行うことができる。図1に示されているように、グランド部材70は、グランド部材70に設けられた軸方向延在側部内孔80に挿通され、且つ弁胴部12におけるステム通路34を包囲している部分に設けられた対応する内孔82にはめ込まれた1対のねじ付きスタッド84によって、弁胴部12に連結されている。パッキング調節ナット86をスタッド84の上端部に螺着することによって皿ばねワッシャ76が肩部78に押しつけられ、それによってスプリットグランドブッシュ64がパッキングに圧縮負荷を加えることができる。
【0018】
プラットフォーム86が弁胴部12から離れた位置でそれに連結され、ステム32の小径中間部分42の軸方向外端部に設けられた環状肩部88と協働して、弁胴部12の内部の流体圧によって小径中間部分42がステム通路34から吹き飛ばされるのを防止している。本発明の好適な構造によれば、1対の側部細長部材90がステム32の両側においてプラットフォーム86から下向きに弁胴部12の外表面まで延在して、プラットフォームおよび弁胴部の一体構造を形成している。実際、プラットフォーム86および細長部材90は弁胴部12と一体状に鋳造される。図1に示されているように、プラットフォーム86には、弁胴部12のステム通路34と同軸的に整合してステム32を挿通することができる中央内孔92が設けられている。プラットフォーム86の下面において中央内孔92の内側の周囲にはリセス94が設けられ、その内孔92との間に環状肩部95を形成している。
【0019】
中央開口98を有するスプリットブッシュ96が、ステム32の大径上部分46を取り囲んでそれの肩部88に当接した状態で、リセス94内に配置されている。スリットブッシュ96は、プラットフォーム86の環状肩部95に対して当接関係にある底部フランジ100を備えており、弁胴部12内の流体圧によってステム32が弁胴部12から軸方向に放出されるのを防止している。ステム32の拡大底部分40がグランド部材70内に設けられたリセス74内に配置されたスプリットグランドブッシュ64の内孔66より大きいので、ステム32、グランド部材70およびスプリットグランドブッシュ64によっても補助爆発防止手段(explosion security)が構成されている。
【0020】
図3にわかりやすく示されているように、スプリットブッシュ96の上部分には開口98の内側の周囲に軸方向延在リセス102が設けられて、ステム32の大径上部分46に取り付けられたステムブッシュ104を収容している。スプリットブッシュ96の下端部分にも開口98の内側の周囲に軸方向延在リセス106が設けられて、ステム32の大径上部分46に取り付けられたシールスラスト軸受け108を収容している。
【0021】
図1に示されているように、四角穴112を有するレバー110がステム32の四角形の上端部に取り付けられている。スラストワッシャ113がレバー110とステム支持プレート86との間の位置でステム32に取り付けられている。スリット114が四角穴112からレバー110のハンドル116と反対側の一端部まで延在している。ソケットヘッドキャップねじ118がスリット114に直交する方向に延びた通路120に挿入されてナット122と協働することによって、穴112の大きさを調整することができる。ロックナット124をステム32の端部に螺着することによって、レバー110がステム32に固定される。
【0022】
ストップピン126の下端部をプラットフォーム86の上表面に設けられた穴128にねじ付けることによって、ボール部材16がその閉鎖位置に回転した時、ストップピン126がレバー110にぶつかってステム32の回転を制限することができる。
【0023】
ロッククリップ130がレバー110に沿って軸方向移動可能に取り付けられて、プラットフォーム86の上表面に設けられた対応のノッチ132とかみ合うことによって、弁10をその閉鎖および開放位置に選択的にロックすることができる。
【0024】
弁10の最初の組み付けでは、まず下流側弁座20を弁胴部12の上流側端部から弁胴部12内の所定位置に挿入する。その後、ステムブッシュ56、下側押し出し防止リング(anti extrusion ring)60b、パッキングリング58および上側押し出し防止リング60aをステム通路34から弁胴部12内に連続的に装てんする。その後、ステム32をプラットフォーム86の中央内孔92に挿入し、グランド部材70および皿ばねワッシャ76をステム32の下端部にはめ付けてそれの小径中間部分42まで軸方向に滑らせる。グランド部材70および皿ばねワッシャ76をステム32に取り付けた後、スプリットグランドブッシュ64をステム32の所定位置に取り付ける。次に、ステム32を下向きにステム通路34内へ押し込んで、シールスラスト軸受け108、スプリットブッシュ96およびステムブッシュ104を取り付けることができるようにする。シールスラスト軸受け108を最初にステム32の上端部にはめてから下向きに滑らせて肩部88に当接させる。次に、スリットブッシュ96を広げてステム32の周囲に取り付けてから、ステムブッシュ104をステム32の上端部にはめ付け、下向きに滑らせてスリットブッシュ96に設けられたリセス102にはめ込む。シールスラスト軸受け108、スプリットブッシュ96およびステムブッシュ104をステム32に取り付けた後、ステム32を上方に移動させて、スプリットブッシュ96の環状フランジ100をプラットフォーム86の環状肩部95に当接させる。次に、ボール部材16を弁胴部12の上流側端部から弁胴部12に挿入し、スロット38を流体通路14の方向に延在させてステム32の底端部に設けられた平坦部36に係合させる。その後、上流側弁座22、ロードリング26、スペーサインサート28および保持リング30を弁胴部12の上流側端部から弁胴部12に挿入し、グランド部材70のスタッド84およびナット86を締め付ける。最後に、レバー110をステム32に取り付け、ロックナット124で固定する。ストップピン126は実質的にいつプラットフォーム86に固定してもよい。
【0025】
以上より、スプリットグランドブッシュ64およびスプリットブッシュ96によって一体形のステム32をステム通路34から一体形弁胴部12に設置することができると同時に、流体圧によってステム32が弁胴部12から軸方向に放出されることを防止できることがわかる。
【0026】
上述した高圧弁10の1つの利点は、一体形胴部構造であることによって、潜在的な漏れ通路である接合部およびシールがないことである。さらに、ステム32は、パッキングより外側で弁胴部12から離れた位置で保持されており、このため、作動トルクを低くすることができるシールスラスト軸受け108は、処理流体の温度の影響を受けない。これによってスラスト軸受け108の予想寿命が長くなり、したがって高圧弁10の信頼性が向上すると同時に、有効なステム吹き飛び防止を行うことができる。
【0027】
以上の利点に加えて、プラットフォーム86が一体形弁胴部12と一体化していることによってステム32の完全な整合が確実に得られるため、ステムパッキングの早期摩耗が防止される。ステム32がその底端部および上端部で案内されることによって、パッキングの破損およびそれに伴った漏れの発生の原因になる側部負荷が防止される。
【0028】
図示されていない本発明の別の実施形態によれば、レバーがステム32の各側で側方に延出し、その各端部にハンドルが設けられている。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に従ったボール弁の分解斜視図である。
【図2】図1のボール弁の長手方向断面図である。
【図3】ボール弁のステムアセンブリの詳細を示す拡大断面図である。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to valves, and more particularly to high pressure valves.
[0002]
[Prior art]
Conventional high pressure rotary valves, such as plugs and ball valves, generally include a fluid passage arranged such that a rotary closure having a bore therethrough selectively blocks or circulates fluid flow. It has a torso. In addition, the inner hole of the closing member is closed between an open position where the inner hole is aligned with the fluid passage of the valve body and a closed position where the inner hole of the closing member is located in a direction orthogonal to the fluid passage of the valve body. A stem is provided for rotating the member. The stem extends from the interior of the valve body through a stem passage perpendicular to the fluid passage. Generally, the valve sheath is bolted to the valve body and cooperates with a shoulder at the bottom of the stem to prevent the stem from being blown off when subjected to high internal fluid pressure. Alternatively, the shoulder is provided at the bottom of the stem by inserting the stem from one end of the integral valve body and holding it in place internally by an internal abutment surface provided within the stem passage of the valve body. You may be able to cooperate with.
[0003]
While the connection of the stem and the valve body is effective in preventing the stem from being blown out of the valve body, they significantly increase the torque required to operate the valve. Therefore, in order to reduce the operating torque, a washer is generally arranged between the stem shoulder and the abutment surface of the cooperating valve body. However, in applications where the processing fluid is relatively hot, installation of such washers is problematic.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a high-pressure valve that prevents a stem from blowing off without significantly increasing the torque required for operating the valve.
[0005]
Another object of the present invention is to provide such a valve which can be manufactured relatively simply and economically.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The high pressure valve provided by the present invention comprises an integral valve body defining a full fluid passage extending along a flow axis, and a closure member mounted inside the valve body and having a through bore. ing. The stem engages the closure member and extends out of a stem passage formed in the valve body such that the bore is provided with a bore in the valve body fluid about a pivot axis orthogonal to the flow axis. Rotating between an open position coaxially aligned with the passage and a closed position wherein the bore is located in a direction orthogonal to the fluid passage. A sealing system is provided to prevent leakage from the valve body along the stem passage. The high-pressure valve further includes a stem blow-off prevention system including a platform remote from the valve body and having an opening aligned with the stem passage so that the stem can be inserted therethrough. The platform and valve body are an integral structure in which a pair of side elongate members extend integrally from both sides of the stem downwardly from the platform to the outer surface of the valve body . The bearing means is provided on the stem at a position between the platform and the valve body outside the sealing system, and cooperates with the platform to prevent the stem from being blown out of the valve body by fluid pressure in the valve body. I do.
[0007]
While the characteristics of the present invention have been comprehensively described above, a preferred embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
A high-pressure valve 10 embodying the components of the present invention will be described with reference to FIGS. The high pressure valve 10 includes an
[0009]
A
[0010]
The
[0011]
An
[0012]
The
[0013]
As shown in FIG. 3, the
[0014]
A
[0015]
The enlarged
[0016]
The packing is held in an axially compressed state by the
[0017]
[0018]
A
[0019]
A
[0020]
3, the upper portion of the
[0021]
As shown in FIG. 1, a
[0022]
By screwing the lower end of the
[0023]
A
[0024]
In the initial assembly of the valve 10, the
[0025]
As described above, the
[0026]
One advantage of the high-pressure valve 10 described above is that, due to the one-piece body construction, there are no joints and seals that are potential leak paths. Furthermore, the
[0027]
In addition to the above advantages, the integral integration of the
[0028]
According to another embodiment of the invention, not shown, a lever extends laterally on each side of the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view of a ball valve according to the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the ball valve of FIG. 1;
FIG. 3 is an enlarged sectional view showing details of a stem assembly of the ball valve.
Claims (10)
この弁胴部の内部に取り付けられ、且つ貫通内孔を有する閉鎖部材と、
この閉鎖部材に係合し、且つ弁胴部内に形成されたステム通路の外に延出して、閉鎖部材を流れ軸線に直交する回動軸線回りに、内孔が弁胴部の流体通路と同軸的に整合する開放位置と内孔が流体通路に直交する方向に位置する閉鎖位置との間で回転させるステムと、
弁胴部からステム通路に沿った漏れを防止するシーリングシステムと、
弁胴部から離れた位置にあって、ステムを挿通できるようにステム通路と整合した開口を有するプラットフォームを含むステム吹飛び防止システムとを備えており、
プラットフォームおよび弁胴部は、一対の側部細長部材がステムの両側においてプラットフォームから下向きに弁胴部の外表面まで延在して一体状に鋳造された一体構造であり、さらに、
シーリングシステムより外側においてプラットフォームと弁胴部との間の位置でステム上に設けられ、プラットフォームと協働して弁胴部内の流体圧によってステムが弁胴部から吹き飛ばされるのを防止する軸受け手段を備えていることを特徴とする高圧弁。An integral valve body defining a full fluid passage extending along the flow axis ;
A closing member attached to the inside of the valve body and having a through hole ;
Engaging the closure member and extending out of the stem passage formed in the valve body, the closure member is coaxial with the fluid passage of the valve body about a pivot axis orthogonal to the flow axis. A stem that rotates between a fully aligned open position and a closed position in which the bore is located in a direction orthogonal to the fluid passage ;
A sealing system that prevents leakage along the stem passage from the valve body ,
A stem blow-off prevention system that includes a platform that is located away from the valve body and has an opening aligned with the stem passage so that the stem can be inserted therethrough ;
The platform and the valve body are a unitary structure in which a pair of side elongate members are integrally cast by extending downward from the platform to the outer surface of the valve body on both sides of the stem ,
Bearing means provided on the stem at a position between the platform and the valve body outside the sealing system and cooperating with the platform to prevent the stem from being blown out of the valve body by fluid pressure in the valve body. A high-pressure valve, comprising:
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