JP3604086B2 - 弁構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、取り扱われる流体が毒性又は可燃性を有し、弁からの漏洩の防止を求められる仕切弁及び玉形弁に係り、より詳しくは、メンテナンス性を改善すると共に、弁棒及び弁棒ネジ部が風雨に曝されることを防止し、且つ、流体の外部漏洩を完全に防止し得る弁構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
仕切弁や玉形弁では、ハンドルを回して弁の開閉操作が行われるが、このときハンドルに接続された弁棒は共回りが防止される必要がある。弁操作時に弁棒が回転することを防止した従来の構造として、図８に、弁棒に回転防止用回り止めを取り付ける方法を示す。図９は、別の構造として、仕切弁に代表される弁体の側面を方形の凸形又は凹形として、弁箱の内面に方形ガイドを開口し、弁体の側面に加工された凸形又は凹形を弁箱の方形ガイドに嵌め込み、弁棒の回転を弁棒と弁体接続部で防止し、その回転反力が弁体に伝達されることから、弁体の回転を弁箱で防止した構造を示す。
【０００３】
また、図１０は、弁棒が風雨に曝されることを蛇腹状ブーツで被覆することにより防止した構造を示す。
【０００４】
ところで、図９に示した回転防止構造では、仕切弁に代表される方法で弁箱の内面と弁体の側面に凸形又は凹形の方形ガイドを加工し、弁体の側面に加工された凸形又は凹形の方形ガイドを弁箱の方形ガイドに嵌め込み、弁体の回転を弁箱で防止し、弁体の回転を弁体との接続部で防止した構造で加工が複雑であることから、簡略な構造が望まれる。
【０００５】
他方、弁棒貫通部からの漏洩は、一般的にパッキンを用いて気密を保っている。このため、使用流体が毒性又は可燃性の場合には、増締施行時期の遅れ、増締忘れ、またはパッキンの劣化によって外部漏洩が発生する問題から気密構造の信頼性向上が望まれる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の技術は、図８に示した構造のものについては、弁棒１１に回転防止用回り止め１２を取り付けているため、弁操作時の弁棒１１の昇降と一体で回り止め１２が昇降するので、回り止め１２の昇降スペースが必要となり、弁の全長が長くなるという課題がある。また、弁棒１１が風雨に曝されることを防止するためには、弁全体を覆うか、回り止め１２の上面と下面に弁棒を覆う蛇腹状ブーツ等の被覆体の取り付けが必要となり、経済的にも不利となる不都合がある。
【０００７】
図９においては、弁体の側面２１を方形の凸形又は凹形に加工することから、フライス加工又はツェイパー加工等の複雑な加工が必要となる。さらに、弁箱２２は、弁体２３の側面を凸形又は凹形に加工された型状に合わせた方形ガイド２４を弁操作によって弁体２３が昇降することによって外れないガイド長さまでの加工が必要となる。
【０００８】
この弁箱２２の方形ガイド加工は、弁体の側面２１に加工された凸形又は凹形に対して弁体２３の昇降を案内し、且つ、弁体２３の回転を防止することから弁体の側面２１の凸形又は凹形の加工と同様にフライス加工やツェイパー加工等の複雑な加工が必要となる。このため、図２に示す凸形又は凹形の方形ガイド２４に嵌め込み、弁体２３の案内と回転を防止する方法は、特に加工スペースの小さな小口径弁において、弁体と弁箱のガイド部の加工が複雑で、経済的に不利な構造となっている。
【０００９】
図１０は、弁棒３１が風雨に曝されることを単に蛇腹状ブーツ３２で防止した構造を示し、弁棒貫通部からの漏洩はパッキン３３のみで気密性を保っている。このため、パッキン３３の増締は実施可能であるが、増締施行時期の遅れ、増締忘れ、またはパッキンの劣化によって外部漏洩が発生する問題がある。
【００１０】
以上のように、従来から採用されている弁箱と弁蓋の接続構造では、フランジ型をシール溶接型として、フランジ部からの外部漏洩を防止できても、パッキン部からの漏洩が発生することも予想できる。即ち、流体の外部漏洩の防止に万全を期しがたかったのである。また、弁棒を風雨から防護するために蛇腹状ブーツ等によって覆いを取り付けてもパッキン部からの漏洩が発生した場合には外部漏洩を完全に防止することができない。さらに、弁棒の回転を防止するために弁棒に回り止めを取り付ければ回り止めの上面と下面に蛇腹状ブーツ等の何らかの弁棒を覆う部材が必要となり、経済的にも不利になる不都合がある。
【００１１】
また、弁棒の回転を弁体に伝え、弁箱の内面に弁体の側面に加工された凸形又は凹形の方形ガイドに嵌め込み、弁体の回転を弁箱で防止する構造は、加工が複雑で、経済的に不利な構造であることから、構造の簡素化を図り、経済的にも有利な構造とする必要がある。
【００１２】
そこで、この発明は上記事情を考慮したもので、フランジ型をシール溶接型又は一体型として小型・軽量で弁体を弁棒と一体で取り出すことができ、パッキン部からの漏洩を外部に漏らすことがなく、且つ、弁棒を風雨から防護し、パッキンの増締も容易に実施でき、取り扱われる流体が毒性又は可燃性の場合に特に有効な弁構造を開示することを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するために本発明では、圧力流体の配管部に設置され、該配管部内の流体の流れを弁の開閉操作によって流したり閉止したりする仕切弁あるいは玉形弁において、弁を設置することによって発生していた弁からの外部漏洩を未然に防止し、弁箱と弁蓋を接続するためのフランジ構造から一体型又はシール溶接型として一体化によるコンパクト化を図ることを目的とする。その具体的手段は、弁箱に加工したドリル穴加工に棒状のピンを挿入し、弁体側に半円溝を加工して、弁箱に取り付けたピンに嵌め込む。即ち、弁棒の回転を弁棒と弁体接続部で防止し、その回転反力が弁体に伝達されるので、弁体の回転を弁箱で防止した構造である。そして、その作用は、弁体と弁棒がヨークや弁蓋から取り外すことなく、弁棒や弁体が取り出すことができるというものである。
【００１４】
また、外部漏洩に関して高い信頼性を有するシール構造を提供するための手段として、本発明では、パッキン押さえの上端と下端にＯリングを取り付けて、下端部のＯリングでパッキン外周からの外部漏洩を防止し、上端部をステムナットの下端部に嵌め込みＯリングでパッキン内周からの外部漏洩を防止している。この手段による弁構造によれば、パッキンの増締も実施可能な構造となり、弁棒全体を完全な密閉容器に収められるため、外部漏洩に関して高いシール性を発揮する。また、弁棒が風雨に曝されることも防止される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態を添付した図面に従って説明する。図１、２は、仕切弁の弁体を例に、弁箱４１の内面に弁体４２の側面に加工された半円溝４３に対して、弁箱４１の内面にドリル穴加工によって弁棒のピン４４を挿入し、このピン４４を案内として弁体４２の回転（弁操作時の共回り）を防止する部分構造を示す。
【００１６】
弁箱４１は、棒状のピン４４を挿入するために、弁棒４１の中心位置で弁体４２が弁箱４１へ収められる径の位置で、流れに直角な２方向の位置にドリル穴を加工する。ドリル穴加工後は、弁体４２が弁箱４１に収められる径まで内径を加工することで、弁箱４１の内面に半円溝が形成でき、ドリル穴の深さを弁体４２と弁座４５が接触する位置より更に深く加工しておけば、弁箱に挿入する棒状のピン４４の下端は半円に加工されていないドリル穴によって固定できる。
【００１７】
一方、弁箱４１に挿入した棒状のピン４４の上部は、弁体４２が弁箱４１に収められる内径を有する弁蓋４７によって固定する。弁体４２の外径には、弁箱４１に挿入した棒状のピン外径と同等か、僅かに大きい半円溝を加工しておき、弁体４２の半円溝を弁箱４１に挿入固定した棒状ピン４４に嵌め込めば、弁操作時の弁棒４８の回転を防止することができる。即ち、弁棒４８と弁体接続部４９に上記回り止め構造を採用することによって、その回転反力が弁体４２に伝達されるので、弁体４２の回転が弁棒４１によって防止される。
【００１８】
この弁体４２の回転防止と弁操作時の弁体上下動の案内構造は、ドリル穴加工となることから、従来の方形溝加工をするのに必要なフライス加工やツェイパー加工が不要となり、加工型状の簡易化を図り、経済的に有利となる。また、この構造例を示す図４は、仕切弁であるが、玉形弁にも同様な構造を適用することができる。
【００１９】
さらに、図３に示す実施例は、弁箱５３の底部５１からドリル穴加工を行い、棒状ピン５２を挿入し、溶接にて加工穴を閉塞すれば、弁蓋と弁箱を一体型構造とした弁箱で、最も経済的な構造を示す。
【００２０】
図４は、弁棒のパッキン６１によるシール構造とパッキン部からの外部漏洩を防止し、パッキン６１の増締ができ、弁棒６２の外側を全て覆うことによって外部漏洩の信頼性を向上させた部分構造を示す。
【００２１】
弁棒６２の下端は、図示していない弁体と接続されており、ハンドル６３を回転させることによって、ステムナット６４が回転する。このステムナット６４は、ヨーク６５に嵌め込まれ、上下動しないように固定され、ステムナット６４に弁棒６２がネジによって接合されているので、ステムナット６４が回転すれば弁棒６２はネジ面を滑って昇降することとなり、弁の開閉操作が実施できる。
【００２２】
一方、弁棒６２は、弁箱内部を貫通しており、この貫通部からの漏洩を防止するために、貫通部の隙間を閉塞するパッキン６１が挿入されている。パッキン６１は、パッキン締付ボルト６６によって、パッキン押さえ板６７を押し付けて、パッキン押さえ６８を介して締め付けることにより貫通部の隙間からの漏洩を防止する構造となっている。
【００２３】
しかし、この構造においても、長期使用に伴って、パッキン６１の劣化により、パッキン６１の弾性が低下し、定期的に増締が漏洩防止として必要な作業となる。特に使用流体が毒性又は可燃性の場合には、パッキン６１の増締施行時期の遅れ、増締忘れ、またはパッキンの劣化による外部漏洩に関して高いシール構造が望まれる。
【００２４】
そこで、この実施形態では、パッキン押さえ６８の上端部６９と下端部７０にＯリングを取り付けて、下端部７０でパッキン外周からの外部漏洩を防止すると共に、上端部６９でパッキン内周からの外部漏洩を防止することができる。さらに、パッキン６１の増締も実施可能な構造とするために、ステムナットの下端部７１がパッキン押さえ６８の上端部６９の外周に嵌め込まれており、この隙間をＯリングでシールする構造としている。
【００２５】
また、ステムナット６４は、弁棒６２のネジ部全体を覆っているので、ステムナットの上端部７２をプラグ７３で閉塞することによって、弁棒６２を完全な密閉容器の中に収容することができ、外部漏洩が防止できる。
【００２６】
ただし、図５に示したように、ステムナット６４の上端部７２は別体としてのプラグ７３で閉蓋する構造に限定されず、ステムナットの上端部７２を未加工として、予め閉蓋された構造であってもよい。
【００２７】
なお、パッキンからの外部漏洩を防止するためには、図６に示すように、パッキン押さえ８１の外径８２と内径８３にＯリングを取り付ければ実施可能であるが、弁棒８４を完全に覆っていないために、弁棒８４が風雨に曝され、弁棒８４の外表面が損傷することが考えられる。このため、弁棒作動に弁棒８４がシールと接触して上下動することにより、シール部が弁棒８４の外周面に発生した錆や損傷によって傷付けられることになり、実用的でない。
【００２８】
また、弁棒の外表面が損傷するのを防止するために、蛇腹状ブーツなどの覆いの取り付けが考えられるが、該ブーツの取付作業スペースを考慮した蛇腹状ブーツの長さが必要となり、弁全長が長くなることや、弁分解・点検時の作業において、蛇腹状ブーツの取り外し作業等が必要となる欠点が発生する。
【００２９】
このため、本発明は、上述した実施形態のように、弁棒全体を完全な密閉容器の中に収め、弁棒が風雨に曝されて損傷することを防止すると共に、パッキンからの外部漏洩をも防止し、さらにパッキンの増締も行うことが可能な構造としている。
【００３０】
図７（１）（２）は、本発明を使用した仕切弁と玉形弁の全体構造を示している。弁体９１は、図４で実施例として説明した通り、弁箱内面に半円溝を形成し、この溝に棒状ピン７２を挿入し、弁棒９５の昇降案内をしている。弁蓋９３の内径は、弁体９１の外径よりも大きくしており、組み立て時に弁蓋９３の内径を通って弁体９１が挿入できる寸法としている。パッキンシート９４は、ネジによって弁蓋９３にねじ込まれているので、弁体９１と弁棒９５を弁箱９６に組み込み、パッキンシート９４を弁棒９５に通して弁蓋９３にねじ込むことができる。パッキン締付ボルト９７は、パッキン押さえ板９８を締め付けることでパッキン押さえ９９を介してパッキン１００を締め付けている。このため、パッキン押さえ板９８の内径は、パッキン押さえ９９の外径より大きくして、脱着可能な二分割リング１０１によってパッキン押さえ板９８とパッキン押さえ９９を接合している。
【００３１】
弁操作は、ハンドル１０２を回転することによってステムナット１０３を回転させて弁棒９５を昇降させる。このため、ステムナット１０３は、ヨーク１０４に嵌め込まれ、上下動しないように止めナット１０５で固定され、ステムナット１０３に弁棒９５がネジによって接合されているので、ステムナット１０３が回転すれば弁棒９５はネジ面を滑って昇降する構造となっている。この構造において、ステムナット下端部１０６の外径は、パッキン押さえ９９の外径と同等としているので、パッキン押さえ板９８の内径を通して弁体９１と弁棒９５を弁箱９６へ組み込み、パッキンシート９４を弁棒９５に通して弁蓋９３にねじ込み、パッキン１００、パッキン押さえ９９と順に弁棒９５を通して組み込むことができる。ステムナット１０３は、弁棒ネジ部と噛み合わせながら回転させて、ヨーク１０４の上端部に嵌め込むことができ、ステムナット１０３をヨーク１０４に嵌め込み、止めナット１０５をステムナット１０３に通してヨーク１０４にねじ込めば、ヨーク１０４とステムナット１０３が固定できる。このため、弁棒全体を完全な密閉容器の中に収め、パッキン１００の増締もできて、弁の分解、組み立てにおいては弁蓋９３やヨーク１０４を弁箱９６から取り外すことなく、弁棒９５や弁体９１を取り出すことがきるので、メンテナンス性に優れた点検作業時の取り扱いも容易な構造となっている。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、外部漏洩を防止した構造で、メンテナンス性にも優れ、点検作業時の取り扱いも容易で、構造の簡易化を図り、経済的にも有利とすることができる極めて良好な機能を具備した仕切弁又は玉形弁を提供することができる。特に小口径弁の加工スペースの小さい弁については、弁箱と弁体ガイド加工にドリル穴加工による方法を採用すれば最も経済的な効果が得られる。
【００３３】
弁体と弁棒を一体で取り外せることによって、メンテナンス時間の短縮につながる。ガイドを円形にすることによって、ドリル加工となることから、加工スペースの小さい小口径弁において、従来のフライス加工又はツェイパー加工が不要となり、加工時間の短縮に繋がる。弁棒を完全に密閉容器に収めることによって、弁からの外部漏洩を完全に防止でき、弁棒を風雨から守ることもできることから、取り扱われる流体が毒性又は可燃性の場合に特に有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】仕切弁に適用した実施形態の回り止め構造を示した下部構造拡大図（縦断面図）
【図２】同、横断面図
【図３】同実施形態の変形例を示した下部構造拡大図（縦断面図）
【図４】同、外部漏洩構造を示した上部構造拡大図（縦断面図）
【図５】同実施形態の変形例を示した上部構造拡大図（縦断面図）
【図６】同実施形態のパッキンからの漏洩防止構造を示した要部拡大図
【図７】（１）は玉形弁に適用した全体図、（２）は仕切弁に適用した全体図
【図８】従来の回り止め構造を示した要部拡大図
【図９】従来の他の回り止め構造を示した要部拡大図
【図１０】従来の弁棒の被覆構造を示した要部拡大図
【符号の説明】
４１ 弁箱
４２ 弁体
４３ 半円溝
４４ 回り止め防止用ピン
４５ 弁座
４７ 弁蓋
４８ 弁棒
６１ パッキン
６３ ハンドル
６４ ステムナット
６５ ヨーク
６６ パッキン締付ボルト
６７ パッキン押え板
６８ パッキン押さえ
６９ 上端部Ｏリング
７０ 下端部Ｏリング

Claims (4)

1. 弁箱の内面にドリル穴加工によって半円溝を形成し、該半円溝に沿って棒状のピンを挿入固定すると共に、弁体の側面に半円溝を加工して、該半円溝に弁箱に挿入した前記ピンを嵌め込んでなり、且つ、弁箱のヨークに嵌め込んで上下動しないように固定し、ネジによって接合された弁棒をハンドルの回転で昇降させるステムナットを設け、弁棒と弁箱の隙間に介在したパッキンを増締可能とするパッキン押さえの上端部の外周にこのステムナットの下端部を嵌め込んで弁棒を被覆すると共に、前記パッキン押さえの上端部で上記ステムナットの下端部との間にＯリングを設け、前記パッキン押さえの下端部で弁箱との間にＯリングを設けたことを特徴とする弁構造。
2. 棒状のピンは、弁箱の底部からのドリル穴加工により挿入される請求項１記載の弁構造。
3. パッキン押さえの上端部側Ｏリングは、弁棒の昇降ネジ部を被覆するステムナットの下端部との間に設けられ、該ステムナットの上端部はプラグによって閉塞した請求項１または２記載の弁構造。
4. ステムナットの上端部は予め閉塞したものとした請求項１または２記載の弁構造。

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