JP5616295B2 - Soft seal gate valve - Google Patents
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Description
本発明は、流路に対して交叉方向に昇降動して流路を開閉する弁体を有し、この弁体に装着されたゴムシール材で弁閉シールするソフトシール仕切弁に関する。 The present invention relates to a soft seal gate valve that has a valve body that moves up and down in a crossing direction with respect to a flow path to open and close the flow path, and that performs a valve closing seal with a rubber seal material attached to the valve body.
従来より、この種のソフトシール仕切弁は、水道設備等の配管などで広く用いられ、弁体に装着されたゴムシール材で止水及び防食する構造になっている。水道用ソフトシール仕切弁の弁体に使用されているゴムシール材は、例えば、EPDM(エチレンプロピレンゴム)が多く用いられている。EPDMは、耐水性、耐薬品性、耐オゾン性に優れたゴム材料として過酷な環境下にさらされる場所に設置され、長寿命と高い信頼性が求められるソフトシール仕切弁の弁体ゴムであるため、日本国内のみならず欧米などの海外でも最適エラストマー(ゴム状弾性体)として規格等で採択されている。そして、このようなゴムシール材を弁体に装着する場合には、通常、全面ゴムライニングにより装着している。
全面ゴムライニングによりゴムシール材を弁体に取付けたソフトシール仕切弁として、例えば、特許文献1の仕切弁装置が知られている。この仕切弁装置では弁体の外周全面にゴムライニング層が形成され、このゴムライニング層をフッ素樹脂層で被覆している。
特許文献2のソフトシール弁の弁体シート構造では、弁体における弁箱内流路側に全面ゴムライニングが施されている。更に、この弁体シート構造では、ゴムライニングにおける流体の流れ方向の相対する両側部に一対の弁体シートが形成されている。この一対の弁体シートは、一方側よりも他方側が弁箱の内面に向けて所定距離だけ突出されて肉厚に設けられ、ゴムライニングの肉厚側の圧縮量および面圧を薄肉側よりも高く設定することで、過度な締め付けを防ごうとしている。
Conventionally, this type of soft seal gate valve has been widely used in piping of water supply facilities and the like, and has a structure in which water sealing and corrosion prevention are performed with a rubber seal material attached to a valve body. For example, EPDM (ethylene propylene rubber) is often used as the rubber seal material used for the valve body of the soft seal gate valve for water supply. EPDM is a rubber body for soft seal gate valves that are installed in places exposed to harsh environments as rubber materials with excellent water resistance, chemical resistance, and ozone resistance, and that require long life and high reliability. For this reason, it has been adopted not only in Japan but also overseas such as Europe and the United States as an optimal elastomer (rubber-like elastic body) according to standards. And when attaching such a rubber seal material to a valve body, the whole surface is usually attached by rubber lining.
As a soft seal gate valve in which a rubber seal material is attached to a valve body by full-surface rubber lining, for example, a gate valve device of
In the valve body seat structure of the soft seal valve of
一方、この種のソフトシール仕切弁として、弁体に対して部分的にゴムシートを設けることもある。この場合、弁体にゴムシール材を嵌め込みや取付け用の固定部材によって装着する場合が一般的である。
例えば、特許文献3の仕切弁では、弁体の下端面から両側端に連なるV字状ないしU字状の第1パッキン部と、弁体の両側面の上端部に連なる第2パッキン部とからなるゴムパッキンが設けられ、このゴムパッキンは、弁体に形成された装着溝に嵌め込みにより装着されている。
特許文献4のソフトシール仕切弁においては、環状のゴムシール材が流体流路の上流側と下流側とに分割された状態で弁体の外径側に設けられ、この上から一対のシール固定部材によりゴムシール材が弁体に固定されている。
特許文献5の仕切弁では、弁体の外周面の周方向ならびに溝が形成され、この溝にT字状の弾性パッキングが嵌め込まれている。更に、この仕切弁においては、ボンネットにボス部が形成され、このボス部内に設けられた過締め防止機構収容孔に過締め防止リングが収容されている。弁閉時には、過締め防止機構収容孔に設けられた段部に過締め防止リングが衝合することで、過締めによる弁締切り時の弁箱や弁体の破損を防ごうとしている。
On the other hand, as this type of soft seal gate valve, a rubber sheet may be partially provided on the valve body. In this case, a rubber seal material is generally fitted to the valve body and attached by a fixing member for attachment.
For example, in the gate valve of
In the soft seal gate valve of
In the gate valve of
しかしながら、特許文献2における全面ゴムライニングのソフトシール仕切弁は、弁体の表面全体がゴムライニングにより覆われていることにより、他の構造のバルブと比べてゴムと水道水との接触面積が特に大きくなるため、浸出性を満足することが困難になる。そして、コンディショニング無しでの浸出試験等も満足できないこともある。また、ソフトシール仕切弁に適したEPDM等のゴムシール材を使用した場合でも、水道水中の残留塩素により弁体表面のゴムシール材に劣化現象が生じ、ゴムシール材中のカーボン等が剥離して水道水中に混入することがあった。弁体に全面ゴムライニングを施す場合には、使用するゴムシール材が多くなるばかりでなく、高価なゴムシール材を使いにくいという問題もある。
更に、同文献2においては、ゴム材料で形成された弁体シートのうちの一方側を他方側よりも弁箱内面に突出させて過度な締め付けを防ぐ構造としているため、この小さいゴム材料の当接部分に締め付け時の力が集中的に加わって圧縮量が過度に増え、ゴム材料が余計に弱くなって破断しやすくなる。締め付けが完了したことを一対の弁体シートで確認しようとしているが、この弁体シートはゴム材料で構成されているため、操作力に対する反力がゴム材料の弾性力によって緩衝されて弁閉位置が分かりづらくなる問題も生じる。
However, the soft seal gate valve of the entire rubber lining in
Further, in the
一方、同文献3〜5のように、嵌め込みや固定部材を用いて弁体に部分的にゴムシートを装着した場合には、弁体ゴムの浸出性向上及び耐塩素対策のために表面積を減らす設計が可能にはなるが、弁体とゴムシートとを密着させることが難しいことから弁体とゴムシートとの間に隙間が生じて漏れを生じたり、これらの間に流体が浸入して弁体からゴムシートが剥離する可能性がある。これを防ぐためにゴムシートと弁体との間に接着剤を塗布することがあるが、接着剤を塗布する際には流体内に溶出することを防ぐために接着部分以外にはみ出さないように塗布する必要がある。そのため、ゴムシートの装着作業に手間がかかり、作業工数も増加することになる。
更に、同文献5においては、ふたに形成したボス部内に過締め防止機構収容孔を設け、この収容孔に収容した過締め防止リングによって過締めによる弁箱や弁体の破損を防ごうとしているため、全体が大型化すると同時に構造も複雑になり、部品点数も増加していた。
On the other hand, when the rubber sheet is partially attached to the valve body using fitting or a fixing member as in
Further, in the
本発明は、上記の課題点を解決するために開発したものであり、その目的とするところは、ゴムシール材の流体への接触面積を少なくして浸出性を改善すると同時にゴムの劣化によるカーボンなどの剥離を抑えながら使用でき、接着剤を使用しなくても弁体とゴムシートとを高い精度で緊密に取付けてゴムシートの抜け出しを防止しつつ、高いシール性を発揮して流体漏れを確実に防止すると共に、弁体の過剰な締め付けを防止したソフトシール仕切弁を提供することにある。 The present invention has been developed to solve the above-mentioned problems, and the object of the present invention is to improve the leaching property by reducing the contact area of the rubber seal material to the fluid, and at the same time, carbon due to deterioration of the rubber, etc. The valve body and rubber sheet can be attached closely and precisely without using an adhesive to prevent the rubber sheet from slipping out and exhibit high sealing performance to ensure fluid leakage. Another object of the present invention is to provide a soft seal gate valve that prevents excessive tightening of the valve body.
上記目的を達成するため、請求項1に係る発明は、弁箱内の流路に対して交叉方向に昇降動する弁体で前記弁箱内に設けた弁座部と止水面とをシールして前記弁箱の流路を開閉するソフトシール仕切弁において、前記弁体の母材の上流側面と下流側面の上方円弧部位と下方端部位に設けたゴム固着部にゴムライニングを施して前記弁座部にシールする弁体シール部と前記止水面に圧接シールする止水部とをそれぞれ設け、前記上方円弧部位に設けたゴム固着部に前記母材の弁棒挿入穴に貫通する中央貫通穴を形成すると共に、前記上方円弧部位のゴム固着部は円弧状溝部からなり、この円弧状溝部と前記中央貫通穴と前記弁棒挿入穴に形成した段部面にゴム加硫成形を施して、前記円弧状溝部に膨出した前記弁体シール部と前記段部面に設けた環状保持部とを前記中央貫通穴を介して一体成形したソフトシール仕切弁である。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 seals the valve seat portion provided in the valve box and the water stop surface with a valve body that moves up and down in the cross direction with respect to the flow path in the valve box. In the soft seal gate valve for opening and closing the flow path of the valve box, rubber lining is applied to the rubber fixing portions provided on the upper arc portion and the lower end portion of the upstream side surface and the downstream side surface of the base material of the valve body, and the valve A central through hole that has a valve body seal portion that seals to a seat portion and a water stop portion that presses and seals against the water stop surface, and penetrates the valve rod insertion hole of the base material in a rubber fixing portion provided in the upper arc portion And the rubber fixing portion of the upper arc portion is an arc-shaped groove portion, and rubber vulcanization molding is performed on the step surface formed in the arc-shaped groove portion, the central through hole, and the valve stem insertion hole, Provided on the step seal surface and the valve body seal portion bulged in the arcuate groove A soft seal gate valve which is integrally molded with the annular holding portion via the central through-hole.
請求項2に係る発明は、前記中央貫通穴は、前記円弧状溝部に係合面を残して***に形成した請求項1に記載のソフトシール仕切弁である。
The invention according to
請求項3に係る発明は、上方円弧部位に設けたゴム固着部の上流側面と下流側面とを貫通する貫通穴を設け、この貫通穴を介してゴムライニングを施して弁体シール部を母材に一体成形したソフトシール仕切弁である。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a through hole penetrating the upstream side surface and the downstream side surface of the rubber fixing portion provided in the upper arc portion, and the valve body seal portion is formed as a base material by applying a rubber lining through the through hole. it is an integral molded soft seal gate valve in.
本発明によると、弁体の母材の上流側面と下流側面の上方円弧部位と下方端部位にゴムライニングを施して、弁座部にシールする弁体シール部と止水面に圧接シールする止水部とを部分ライニングにより構成しているため、ゴムシール材の水道水などの流体への接触面積を低減し、その結果、水道水の臭気や全有機体炭素(TOC)等の水質改善を図り、コンディショニングの無い浸出試験においても浸出性を満足し、ゴムシール材が劣化したときの黒粉発生量を低減できる。しかも、ゴムライニングで弁体にシール部分を設けているため、接着剤を使用しなくても弁体とゴムシートとを高精度で緊密に取付けてゴムシートの離脱を防止する。この部分ライニングによる構成によってゴムの使用量を低減できることから、高性能のゴムを使用しやすくなり、これによりバルブの長寿命化を図ることができるようになる。
According to the present invention, the upstream arc surface and the downstream end surface of the base material of the valve body are rubber-lined on the upper arc portion and the lower end portion, and the water seal portion that seals the valve seat portion and the water stop surface is pressed against and sealed. Because the part is composed of a partial lining, the contact area of the rubber sealant with fluids such as tap water is reduced. As a result, the water quality of tap water odor and total organic carbon (TOC) is improved. In the leaching test without conditioning, the leaching property is satisfied, and the amount of black powder generated when the rubber seal material deteriorates can be reduced. In addition, since the sealing portion is provided on the valve body with the rubber lining, the valve body and the rubber sheet are closely attached with high accuracy without using an adhesive to prevent the rubber sheet from being detached. Since the amount of rubber used can be reduced by the configuration of this partial lining, it becomes easy to use high-performance rubber, which makes it possible to extend the life of the valve.
しかも、中央貫通穴を介してゴムライニングを施して弁体シール部を母材に一体成形しているため、接着剤を使用することなく弁体にゴムライニングを位置決め状態で設けることができ、弁体からゴムライニングがずれたり離脱することを防止して高いシール性を維持できる。
Moreover , since the valve body seal part is formed integrally with the base material by applying rubber lining through the central through hole, the rubber lining can be provided in the positioning state without using an adhesive. The rubber lining can be prevented from slipping off or coming off from the body, and high sealing performance can be maintained.
さらには、円弧状溝部と中央貫通穴と弁棒挿入穴に形成した段部面にゴム加硫成形を施して弁体シール部と環状保持部とを係合面を残して***の中央貫通穴を介して一体成形して弁体シール部を設けているため、弁体に対して弁体シール部を強固に一体化できる。弁体シール部に弁閉止時に圧力が加わった場合、この流体圧を円弧状溝部、係合面を有する中央貫通穴、弁棒挿入穴に加硫成形されたゴムは、弁体シール部のずれや抜けを防いでシール性を向上できる。
Further , the stepped surface formed in the arc-shaped groove portion, the central through hole, and the valve stem insertion hole is subjected to rubber vulcanization to leave the engagement surface between the valve body seal portion and the annular holding portion, and the small central through hole. Since the valve body seal portion is provided integrally with the valve body, the valve body seal portion can be firmly integrated with the valve body. When pressure is applied to the valve body seal when the valve is closed, this fluid pressure is rubbed into the arc-shaped groove, the central through hole with the engagement surface, and the valve rod insertion hole. Prevents omission and improves sealing performance.
また、貫通穴を介してゴムライニングを施して弁体シール部を母材に一体成形しているため、弁体シール部を一層強固に一体化でき、上方円弧部位からの弁体シールのずれや剥離を確実に防いでシール性を向上できる。
In addition , since the valve body seal portion is integrally formed with the base material by applying rubber lining through the through hole, the valve body seal portion can be more firmly integrated, and the displacement of the valve body seal from the upper arc portion can be reduced. Peeling can be reliably prevented and sealing performance can be improved.
以下に、本発明におけるソフトシール仕切弁の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1においては、本発明のソフトシール仕切弁の実施形態を示しており、図2は図1の中央縦断面図、図3においてはソフトシール仕切弁の弁閉状態を示している。 Embodiments of a soft seal gate valve according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. 1 shows an embodiment of the soft seal gate valve of the present invention, FIG. 2 shows a central longitudinal sectional view of FIG. 1, and FIG. 3 shows a closed state of the soft seal gate valve.
図に示すように、本発明のソフトシール仕切弁は、弁体1、弁箱2、ふた3、弁棒4を有しており、弁体1が弁箱2内の流路5に対して弁棒4により交叉方向に昇降動自在に取付けられている。弁体1にはEPDM、フッ素ゴムなどのゴム材料によりゴムライニングが施され、このゴムライニングで弁箱2内に設けられた弁座部6と止水面7とをシールすることで弁箱2の流路5を開閉するようになっている。
As shown in the figure, the soft seal gate valve of the present invention has a
図4〜図11における弁体1は、図12〜図14に示した母材10を有し、この母材10は、例えば、球状黒鉛鋳鉄(例えば、FCD450−10)もしくはステンレス鋼(SCS)等の材料により鋳造成形される。母材(例えば、球状黒鉛鋳鉄)10には表面処理がなされて表面処理部11が設けられ、この表面処理部11は、例えば、エポキシ・ポリアミド樹脂等の樹脂の流動浸漬・静電粉体塗装、或は、琺瑯加工により設けられる。このうちの適宜の表面処理部11を母材に施すようにすればよいが、特に、エポキシ・ポリアミド樹脂を流動浸漬により加工して表面処理部11を設けることが望ましい。この場合、エポキシ・ポリアミド樹脂の静電粉体塗装により表面処理する場合に比較して膜厚が均一になって安定しやすく、ガラス質を焼き付けによる琺瑯加工の場合よりも表面の割れが生じにくくなって運搬時などの取り扱いも容易になる。これによってゴムライニングを施す際に、流路5に露出する表面処理部11への傷付きが極力抑えられる。この表面処理部11の均一の膜厚に対してゴム材料の密着精度を高めつつ加硫成形を施すことが可能になる。
The
このように、母材10の表面にポリアミド合成樹脂(ナイロン樹脂)等の樹脂塗装を施すことで、後述する止水部32に位置し、母材10に一体成形されたストッパ部36にこの樹脂塗装でストッパ機能を発揮させることが可能になっている。
In this way, by applying resin coating such as polyamide synthetic resin (nylon resin) on the surface of the
母材10は、図14に示すように弁棒挿入穴12、この弁棒挿入穴12の両側に位置する上流側面13、下流側面14を有し、流路5に対して左右対称形状の楔型に設けられる。弁棒挿入穴12は、母材10の中央位置に貫通して設けられ、この弁棒挿入穴12の上部側にはやや拡径した段部面15が形成されている。母材10の上流側面13、下流側面14の上方円弧部位と下方端部位とには、図13に示したゴム固着部16が設けられる。このうち、上方円弧部位におけるゴム固着部16は円弧状溝部からなり、係合面17aを残して***である中央貫通穴17、貫通穴18を有している。母材10の両側にはガイド部19、19が形成されている。
As shown in FIG. 14, the
図14において、中央貫通穴17は、母材10の弁棒挿入穴12に貫通して円弧状溝部16の略中央位置に溝幅より小さく形成される。貫通穴18は、上方円弧部位に設けたゴム固着部16の上流側面と下流側面とを貫通するように、図13において、中央貫通穴17を中心に左右対称に設けられる。本実施形態では、4つの貫通穴18が長穴形状により形成されているが、この貫通穴18の数を増減したり異なる穴形状に設けることも可能である。その場合にも、中央貫通穴17を中心に左右対称の貫通穴18を配置することが望ましい。この場合、係合面17aにゴムが係合されながら中央貫通穴17に確実に固着される。
In FIG. 14, the central through
ガイド部19は、弁体1の両側に突設形成され、弁箱2内部の両側に形成されたガイド溝20に遊嵌状態で装着される。このようにして弁体1を弁箱2の所定位置に装着することで、弁体1は弁箱2内を上下動可能になっている。図示しないが、ガイド部19のガイド溝との当接面は、弁棒4が上下動する方向に対して上部側から下部側にやや傾斜する傾斜面とし、この当接面の傾きを後述する流体圧による弁体1の傾きと同じ傾きに設けておくことが望ましい。
The
一方、母材10のゴム固着部16の下方端部位においては、図12に示すように環状下端面25、テーパ側面26が設けられる。環状下端面25は母材10の弁棒挿入穴12の下端に形成され、テーパ側面26はこの環状下端面25の両側から続けて環状下端面25から傾斜するように形成される。図12に示すように、環状下端面25とテーパ側面26との間には溝部27が形成され、この溝部27は、母材10の下方端部位にテーパ保持部28aを延設した外筒保持部28と仕切壁29aを延設した内筒保持部29とが形成される。更に、外筒保持部28とテーパ保持部28aには溝部27に貫通する長穴状の複数の貫通部30が形成されている。貫通部30は、上記した貫通穴18と同様に、その数や形状を任意に設定することが可能である。その場合にも、貫通穴18のように母材10に対して左右対称に設けることが望ましい。
On the other hand, an annular
弁体1を製作する場合には、上記した母材10のゴム固着部16にゴム材料を加硫成形する。これにより、図4〜図6に示すように弁座部6にシールする弁体シール部31と、止水面7に圧接シールする止水部32とがそれぞれ設けられる。このとき、弁体シール部31と止水部32とは同時に成形加工される。
その際、母材10の上方円弧部位側においては、図7に示した中央貫通穴17を介してゴムライニングを施すことにより弁体シール部31が母材10に一体成形される。具体的には、円弧状溝部16と中央貫通穴17と段部面15とにゴム加硫成形を施すことにより、図6、図7に示すように円弧状溝部16に膨出した弁体シール部31と段部面15に環状保持部33とが設けられ、これらが中央貫通穴17を介して一体に設けられる。これにより、上流側面13、下流側面14の弁体シール部31、31同士が中央貫通穴17と環状保持部33とにより一体化される。
When the
At that time, on the upper arc portion side of the
これと同時に、図8、図9に示すように貫通穴18に対してもゴムライニングが施され、これによって上流側面13、下流側面14の弁体シール部31、31同士がこの貫通穴18を介して一体化される。このようにして、上方円弧部位の弁体シール部31は、円弧状溝部16、中央貫通穴17、段部面15、貫通穴18を介して母材10に一体成形される。
At the same time, as shown in FIGS. 8 and 9, rubber lining is also applied to the through
一方、母材10の下方端部位側においては、図12における貫通部30を介して環状下端面25とテーパ側面26とにゴムライニングを施すことで止水部32が母材10に一体成形される。具体的には、外筒保持部28の外側から貫通部30を介して溝部27にゴム加硫成形を施すことにより、止水部32が環状下端面25、テーパ側面26に一体成形される。
On the other hand, on the lower end portion side of the
この場合、図11、図12に示すように、テーパ側面26における止水面7とのシール部位にはそれぞれ2条の突条部35、35が突設形成されていてもよい。この場合、弁体1の締め切り時にこの2条の突条部35、35が止水面7に当接シール可能になる。更に、これらの2条の突条部35、35の間には、後述するストッパ部36が配設されている。
In this case, as shown in FIGS. 11 and 12, two protruding
図15のゴムライニングの模式図に示すように、前記の弁体シール部31と止水部32とに設けられる加硫ゴム材料は、円弧状溝部16とテーパ側面26とにおいて一体に繋がっており、ゴム加硫成形を施す際に弁体シール部31と止水部32とが前記のように一度に成形される。このように、弁体シール部31と止水部32とは流路5の交叉方向において環状に一体成形され、流路5側に露出するゴム材料部分が最小限に抑えられている。
As shown in the schematic diagram of the rubber lining in FIG. 15, the vulcanized rubber material provided in the valve
ゴム加硫成形を施す場合には、接着剤を塗布することのない加硫成形によって加工でき、このゴム加硫成形によって母材10にゴム材料を強固に固定・密着できることで、弁体1としての機能を十分に発揮できる。更に、ゴムライニングの経年変化を考慮した場合、接着剤を塗布しながら加硫成形する加硫接着によってゴム加硫成形を施すようにしてもよい。
When the rubber vulcanization molding is performed, the
図3、図4に示したストッパ部36は、樹脂製又は硬質ゴム製或は樹脂塗装からなり、止水部32において環状下端面25を中心に各テーパ側面26、26に左右対称に設けられている。ストッパ部36は、止水部32を成すゴム材料よりも硬度が高い材料により形成される。しかも、この実施形態では、テーパ側面26の圧接部位にこのストッパ部36が設けられ、テーパ側面26の圧接部位がこのストッパ部36より突設して形成される。
The
図3、図10において、ストッパ部36は、止水面7に対向する当接面37と、この当接面37の両側から垂直方向に延びる保持部38、38と、この保持部38、38同士を繋ぐ補強部39とを有し、断面略コ字形状に形成される。当接面37は、テーパ側面26の圧接部位が止水面7に圧接して変形したときに止水面7に当接可能になっている。保持部38は、母材10とゴムライニング部分との間に保持され、この保持部38の保持によりストッパ部36が母材10に一体化される。補強部39は、保持部38、38同士を繋ぐように設けられることで保持部38を補強し、かつ、この補強部39が母材10に形成された取付凹溝10aに嵌合装着されることでストッパ部36を位置決め可能になっている。
3 and 10, the
ストッパ部36は、補強部38を取付凹溝10aに嵌め込みつつ両保持部38、38で下方端部位を挟むようにして表面処理された母材10の所定位置に仮着される。更に、この一体化した母材10とストッパ部36とに対して加硫成形により部分ゴムライニングを施すことで、母材10からのストッパ部36の抜け出しが阻止された状態でこれらが一体化される。
The
上述したストッパ部36は、弁体1の締め切り時に止水面7に当接可能であれば、止水部32の任意の位置に配設することができ、また、このストッパ部36を省略することも可能である。ストッパ部36を設ける場合、本実施形態のような部分ゴムライニングの弁体以外の弁体に適用することも可能であり、例えば、全面ゴムライニングや嵌め込みによりゴムシール材を装着するタイプの弁体にも前記と同様にストッパ部を設けることができる。この場合にも、部分ゴムライニングの場合と同様にストッパ部による機能を発揮できる。
If the
上記の弁体1を弁箱に装着する場合、図3に示すように、弁体1は、弁棒4、めねじこま41を介して上下動自在に取付けられる。弁棒4は、例えば、ステンレス鋼からなり、その外周の一部にはおねじからなるねじ部42が設けられている。弁棒4の上部側には環状鍔部43が形成され、弁棒4はこの環状鍔部43が弁箱2被蓋用のふた3の上に当接した状態で装着される。そのため、弁棒4は、弁箱2に対して上下動が阻止された状態で回動するようになっている。図1、図2において、環状鍔部43とふた3との間にはスラストワッシャ等の緩衝部材45が介在されており、この緩衝部材45により、環状鍔部43とふた3とが直接接触することが防止されている。
When the
同図に示した弁箱2、ふた3は、例えば、FCD450−10等の球状黒鉛鋳鉄を材料として成形され、これらの全面には、弁体1の場合と同様にエポキシ樹脂が塗装により表面処理される。弁箱2とふた3とは、ゴム製のシール部材46を介してボルト等の固着部材57により固着されている。
The
めねじこま41は、例えば、銅合金から成り、内周にねじ部42に螺合するめねじ部47が形成され、図2の弁体1の上部側に形成された鉤状の係止部48の内側に抜け止め状態で収容される。弁棒4を弁閉又は弁開方向に回転させると、ガイド部19がガイド溝20により回転規制されていることで、ねじ部42とめねじ部47との螺合によって弁体1が弁棒4に対して上下動する。弁体1の係止部48の一方側にはこの係止部48を補強するための連結部49が形成されているが、この連結部49を省略するようにしてもよい。この場合には、弁体1が流路方向において左右対称になる。
弁棒4は、図示しないハンドルにより手動で回動操作されるが、この弁棒4を図示しない電動アクチュエータ等により自動操作で操作することもできる。
The
Although the
図1に示すように、この実施形態におけるソフトシール仕切弁では弁棒4のねじ部42が弁箱2内に隠れ、弁体1の開閉操作時に弁棒4が定位置で回動する内ねじ式の仕切弁になっている。図示しないが、ソフトシール仕切弁は、外ねじ式の仕切弁構造であってもよい。外ねじ式の仕切弁は、弁棒のねじ部が弁箱の外部にあり、バルブの開操作により弁棒が上昇し、閉操作により弁棒が下降するようになっている。
As shown in FIG. 1, in the soft seal gate valve in this embodiment, the
また、このソフトシール仕切弁は、図3に示すように、弁箱2に対して楔型の弁体1(母材10)を上下動させて流路5を弁体1で閉止する際に、弁体シール部31、止水部32を弁座部6、止水部7にシールさせる、いわゆる楔型構造と呼ばれる態様の仕切弁であるが、この弁体は、楔型形状に限られることはない。例えば、図示しないが、上流側面と下流側面とが略平行の弁体を上下動させて弁体シール部を弁体の弁座部分に圧着させて弁閉状態とする、いわゆる圧着型と呼ばれる態様の仕切弁とすることもできる。
In addition, as shown in FIG. 3, this soft seal gate valve moves the wedge-shaped valve body 1 (base material 10) up and down relative to the
更に、図示しないが、弁体の両側のガイド部を溝状に設け、この溝状ガイド部に弁箱に形成した図示しない凸状ガイド部を遊嵌させるようにして弁体を弁箱に装着してもよい。このように弁棒4の回動動作によって弁体1が回転停止した状態でガイド部を上下方向にスライドできる構造であれば、ガイド部分の構造も限定されるものではない。
In addition, although not shown, the guide parts on both sides of the valve body are provided in a groove shape, and the valve body is mounted on the valve box so that a convex guide part (not shown) formed on the valve box is loosely fitted in the groove-like guide part. May be. The structure of the guide part is not limited as long as the guide part can be slid in the vertical direction in a state where the
本発明のソフトシール仕切弁では、母材10の上流側面13と下流側面14の上方円弧部位と下方端部位とにおけるゴム固着部16にゴムライニングを施し、このゴムライニングにより弁体シール部31と止水部32とをそれぞれ設けているので、部分ゴムライニングによる弁体のシール部位を構成できる。これにより、水道水などの流体に接触するゴム材料を少なくでき、特に、弁閉時において、流体側に露出するゴム材料を最小限に抑えることができる。その結果、浸出性の改善をすると同時に弁体シール部31と止水部32のゴム材料の劣化によるカーボンなどの剥離を最小限に抑えることができる。
In the soft seal gate valve of the present invention, a rubber lining is applied to the
このようにゴム材料の使用料を必要最小限にできるため、より性能の高い高価なゴム材料を使用することも可能になる。この場合には全面ゴムライニングや取付け用固定部材を用いてゴムシール材を設ける場合よりもソフトシール仕切弁全体の重量を軽減できる。 As described above, since the usage fee of the rubber material can be minimized, it is possible to use an expensive rubber material with higher performance. In this case, the weight of the entire soft seal gate valve can be reduced as compared with the case where the rubber seal material is provided using the entire surface rubber lining or the fixing member for attachment.
上方円弧部位のゴム固着部16が円弧状溝部からなり、この円弧状溝部16と中央貫通穴17と弁棒挿入穴12の段部面15にゴム加硫成形を施して、弁体シール部31に環状保持部33を中央貫通穴17を介して一体成形していることにより、上流側面13、下流側面14の弁体シール部31、31をこの環状保持部33により抜け止めした状態で一体化できる。更に、貫通穴18にゴム加硫成形を施して上流側面13、下流側面14の弁体シール部31、31を母材10に一体成形していることにより、母材10を固定しながら円弧状溝部16に嵌り込んだ弁体シール部31を一体化できる。これらにより、ゴム加硫成形で接着剤を使用することなく母材10にゴム材料を強固に固定し、円弧状溝部16から弁体シール部31がずれたり剥離することを確実に防ぎつつ、弁体1と弁体シール部31との隙間を防いで嵌め込みや取付け用の固定部材を用いるような部分的なゴムシート装着の場合よりも高いシール性を発揮でき、流体への接着剤の溶出がないため、接着剤の塗布による作業工数が増えることもない。更に、加硫接着の場合のように接着剤の浸出試験を実施する必要もなくなる。
The
一方、弁体1の下方端部位では、環状下端面25とテーパ側面26とに溝部27を形成し、この溝部27を介して外筒保持部28と内筒保持部29とを設け、外筒保持部28に溝部27に貫通する複数個の貫通部30を形成し、環状下端面25とテーパ側面26とにこの貫通部30を介してゴム加硫成形を施して止水部32を母材に一体成形していることにより、外筒保持部28の外側と溝部27に設けられるゴム材料で外筒保持部28を巻き付けるように貫通部30を介して止水部32を一体化できる。このため、弁体シール部31の場合と同様に、止水部32がずれたり剥離したりすることが無く、母材10に止水部32を強固に固定できる。
On the other hand, at the lower end portion of the
しかも、上記の弁体シール部31と止水部32とが一体成形され、母材10にこの環状シール部位を巻き付けるように加硫成形していることで母材10からよりゴム材料が外れ難くなっている。そのため、弁体1が上下移動して弁座部6に着座或いは弁座部6から離間する際にも、ゴム材料がずれたり外れたりすることを防止できる。この場合、弁体1を楔型に設けていることにより、この弁体1を図2の弁開状態から図1の弁閉状態まで下降させる際に、弁閉シール状態になる直前まで弁体シール部31、止水部32が弁箱2内に擦れることがない。このため、弁体シール部31、止水部32の摩耗が最小限に抑えられてゴム材料の消耗が少なくなり、弁体1動作時の摺動抵抗も少なくなる。
In addition, the valve
ストッパ部36を止水部32のテーパ側面26の圧接部位に設け、テーパ側面26の圧接部位をこのストッパ部36より突設させているため、図3の弁閉シール時には、先ずテーパ側面26の圧接部位が止水面7に当接し、続いて弁体1を締め付けたときにこの圧接部位がゴム材料の弾性により変形しながら弁体1の下降によりストッパ部36が止水面7に当接する。ストッパ部36は樹脂製又は硬質ゴム製、或は樹脂塗装であるため止水面7に当接したときにゴム材料よりも変形しにくくなっている。これにより、部分ライニング構造や突条部35を形成することで圧接部位の接触面積が小さくなるにもかかわらず、テーパ側面26における圧接部位の過剰な変形を防止でき、止水部32の負担を軽減してこの止水部32が傷付いたり破断したりすることを防止できる。このストッパ部36により、弁箱2の表面処理部位も剥がれ難くなる。
Since the
弁体1の締め切り完了時には、止水部32を成すゴム材料よりも硬質のストッパ部36が止水面7に当接することで、弾性材料であるゴム材料が緩やかに変形する場合に比較して締め切りトルクが急激に変化する。このため締め切り時の感覚が伝わりやすくなり、弁体1の締め切り完了状態を確実に把握できる。
When the closing of the
テーパ側面26のシール部位に2条の突条部35、35を突設形成しているため、弁閉シール時には、この突条部35が止水面7に線接触状態で圧接し、この小さい接触面積による圧接で締め付け時の面圧力が高まることで、密着性を向上して高シール性を発揮できる。この場合、突条部は1条でも良い。
Since the two
その際、図1において、2条の突条部35を設けていることで突条部35の止水面7への圧接力を高めることができ、確実に漏れを防ぐことができる。この場合、上記したストッパ部36によって強い圧接力による突条部35の破断も防がれる。
In that case, in FIG. 1, by providing the two
更に、ガイド部19におけるガイド溝20との当接部位を弁棒4の上下動の方向に対して上部側から下部側にやや傾斜させ、この当接部位の傾きを弁体1の流体圧による傾きと同じ傾きに設けていることにより、弁体1が流体圧で傾いたときに当接部位がガイド溝20に面接触により接触する。この面接触は、弁閉状態に限らず弁体1を昇降動させる際に流体圧により継続することになる。このため、ガイド部19とガイド溝20とが極部的に圧接することを防いで、弁体1のガイド部の表面処理19が傷付いたり剥離することを防止できるとともに、この面接触によって弁体1をスムーズに昇降動できる。ガイド部の表面処理19の剥がれを防ぐことで、母材10の錆の発生を防止できる。
Further, the contact portion of the
流体圧は、弁体1における表面処理部11、弁体シール部31、止水部32に働くことになるが、このときの弁体1と弁箱2とのシール性は、弁体シール部31及び止水部32が弁座部6及び止水面7にシール或は圧接シールすることで発揮されている。弁体シール部31において、上方円弧部位の中央貫通穴17・貫通穴18の無い部分では弁体シール部31に伝わる流体圧を母材10で直接受け、この流体圧による力が弁体1から弁座部6に伝達される。このように二次側に母材10が位置しているため、この母材10で流体圧の力を受けることによりゴム材料の弁体内部方向への抜け出しを防ぎ、かつ、流体圧によりゴム材料と母材10とが密接して高シール性を発揮する。
The fluid pressure acts on the
上方円弧部位の貫通穴18付近では、流体圧が上流側のゴムライニング部分から貫通穴18を介して下流側のゴムライニング部分に伝わり、この流体圧による力が弁座部6に伝達される。このように貫通穴18の二次側には弁座部6が位置しており、この弁座部6で流体圧の力を受けることによりゴム材料の二次側への抜け出しを防止する。
In the vicinity of the through
一方、止水部32において、下方端部位の貫通部30の無い部分では、止水部32に伝わる流体圧をテーパ保持部28aと外筒保持部28とで直接受ける。このため、この付近のゴム材料は、流体圧によりゴム材料と母材10とが密接して高シール性を発揮する。
下方端部位の貫通部30付近では、流体圧が貫通部30を介して溝部27に施されたゴムライニング部分に伝わる。このゴムライニング部分の二次側には内筒保持部29と仕切壁29aとを設けているため、この流体圧による力を内筒保持部29と仕切壁29aとで受けてゴムの固着性を保持する。このように溝部27に設けられたゴムライニング部分の二次側には内筒保持部29と仕切壁29aとが位置しているため、この部分でゴム材料の二次側への抜け出しを確実に防止している。
On the other hand, in the
In the vicinity of the penetrating
しかも、円弧状溝部16からなる形状のゴム固着部を弁体1に形成し、この円弧状溝部16にゴム加硫成形を施して弁体シール部31を設けているため、弁閉時の面圧力を保持しつつ弁箱2に摺動などの摩擦が生じた場合でも円弧状溝部16に囲まれるように装着された構造によりゴム材料のずれが防がれる。止水部32は弁体シール部31に一体に設けられているため、この止水部32も弁体からずれ難くなっている。
このような部分ゴムライニング構造で弁体1を設けていることで、例えば、日本水道協会の規格による水道用ソフトシール仕切弁(JWWA B 120)の耐久試験で、弁体の全開、全閉作動を500回以上繰り返したとしても、弁体シール部31や止水部32が抜け出したりシール性の悪化により漏れを生じたりすることを回避でき、長期に渡ってソフトシール仕切弁としての止水性能を維持できる。
In addition, a rubber adhering portion having the shape of the arc-shaped
By providing the
弁棒4の環状鍔部43とふた3との間に緩衝部材45を設けているため、弁体1の昇降動時に弁棒4を回転させるとこの緩衝部材45がスラスト荷重を受け、環状鍔部43の回転によるふた3の表面処理の剥がれを防止する。
Since the
図16においては、本発明のソフトシール仕切弁の第2実施形態の弁体を示している。なお、この実施形態以降において上述した実施形態と同一箇所は同一符号によって表し、その説明を省略する。この実施形態では、母材50の下方端部位における固着部16の環状下端面51とこの環状下端面51の両側に続くテーパ側面52に凸部53を形成し、この凸部53にゴム材料を加硫成形して止水部54を設けたものである。図に示すように、凸部53はアリ溝55を有しており、このようにアリ溝55を有する凸部53にゴム加硫成形を施すことで、弁体56が弁箱内を上下動するときにもこのゴム材料が剥がれ難くなっている。
In FIG. 16, the valve body of 2nd Embodiment of the soft seal gate valve of this invention is shown. In the following embodiments, the same portions as those in the above-described embodiments are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. In this embodiment, a
図17においては、本発明のソフトシール仕切弁の第3実施形態の弁体を示している。この実施形態では、母材60の環状下端面61とテーパ側面62における固着部16に凹部63を形成し、この凹部63にゴム材料を加硫成形して止水部64を設けたものである。この場合、凹部63の開口部側をより狭く設けていることで、この凹部63に施されたゴム加硫成形が弁体65が上下動するときにも外れ難くなっている。
これらのように、母材の上方円弧部位と下方端部位に設けたゴム固着部16にゴム加硫成形用のアリ溝又は凹部或は凸部の何れかを形成し、これらのアリ溝又は凹部或は凸部に止水部を設けることもできる。
In FIG. 17, the valve body of 3rd Embodiment of the soft seal gate valve of this invention is shown. In this embodiment, a
As described above, either a dovetail groove, a concave portion or a convex portion for rubber vulcanization molding is formed in the
更に、図16の実施形態では上方円弧部位に有底で凹状の装着溝57を形成し、この装着溝57にゴム下流成形を波形に施しながら弁体シール部58を構成し、一方、図17の実施形態では上方円弧部位に有底の凹状部66を形成し、この凹状部66にゴム加硫成形を施しながら弁体シール部67を構成することで、それぞれゴム材料の剥離や抜け出しを防止できるようになっている。このように、上方円弧部位に有底のゴム材料装着部位を設け、このゴム材料装着部位にゴムライニングを施して弁体シール部を設けるようにしてもよい。このときにも前述した中央貫通穴、貫通穴を母材に設けた構造のソフトシール弁と同等の性能を発揮できる。
Further, in the embodiment of FIG. 16, a bottomed and concave mounting
図18においては、本発明のソフトシール仕切弁の第4実施形態の弁体を示している。この実施形態におけるストッパ部70は、環状下端面71に位置する環状ストッパ部72と、各テーパ側面73、73に位置する当接面74、保持部75、補強部76を有するテーパストッパ部77とを有し、環状ストッパ部72に左右対称にこのテーパストッパ部77が一体成形されて円弧状に形成されている。
このソフトシール仕切弁では、弁体78の環状下端面71とテーパ側面73の圧接部位にストッパ部70が一体に設けられ、環状下端面71とテーパ側面73の圧接部位がこのストッパ部70より突出した状態に設けられている。
In FIG. 18, the valve body of 4th Embodiment of the soft seal gate valve of this invention is shown. The
In this soft seal gate valve, the
弁閉時には、環状ストッパ部72の当接部位とストッパ部70の当接面74とが図示しない止水面に当接するため、環状下端面71及びテーパ側面73全体の圧接部位の過剰な変形を防止しながら止水部79が止水面をシールし、止水部79全体の傷付きや破断を防いで高シール性を維持できる。この実施形態では一体のストッパ部70としているが、図示しない環状ストッパ部とテーパストッパ部とを別体に形成し、これらをそれぞれ環状下端面とテーパ側面の圧接部位に設け、環状下端面とテーパ側面の圧接部位とを各ストッパ部より突出させるようにしてもよい。
When the valve is closed, the contact portion of the
図19においては、本発明のソフトシール仕切弁の第5実施形態の弁体を示している。この実施形態におけるストッパ部80は、各テーパ側面73に位置するテーパストッパ部81を有し、これらのテーパストッパ部81が接続部82によって接続されて円弧状に形成されている。更に、このストッパ部80では延設部83が形成され、この延設部83は、止水部79のテーパ側面73に設けられるテーパストッパ部81の両端がガイド部19まで延設されて形成されている。
In FIG. 19, the valve body of 5th Embodiment of the soft seal gate valve of this invention is shown. The
弁体85の締め切り時には、延設部83を介してガイド部19が図示しない止水面に接触するため、ガイド部19の端面側と止水面が直接接触することがない。そして、延設部83が緩衝剤としての機能を発揮するため、ガイド部19及び止水面が傷付くことを防止できる。更に、弁体締め切り完了時に延設部83を介してガイド部19が止水面に当接する構造であることから、弁体85がこれ以上下降することを強制的に防ぐことができる。そのため、弁体締め切り時の感覚を確認することなく、回転が停止する位置まで図示しない弁棒を回転させることで所定の締め切り状態まで操作できる。
When the
図20、図21においては、ストッパ部の他例を示している。図に示すように、このストッパ部90の図示しない止水面に当接する当接面91の周囲において、突条部35との間に空隙部93が形成され、かつ、当接面91が突条部35の先端側にやや近づくように延長して形成されている。このストッパ部90においては、当接面91を迅速に止水面に当接させることで突条部35の弾性変形量を最小限に抑えて止水面の損傷を防ぐことが可能になる。しかも、空隙部93を設けていることで突条部35がこの空隙部93側に弾性変形しやすくなるため突条部35に加わる圧縮力を緩和できる。
20 and 21 show other examples of the stopper portion. As shown in the figure, a
1 弁体
2 弁箱
5 流路
6 弁座部
7 止水面
10 母材
12 弁棒挿入穴
13 上流側面
14 下流側面
15 段部面
16 ゴム固着部
17 中央貫通穴
17a 係合面
18 貫通穴
19 ガイド部
25 環状下端面
26 テーパ側面
27 溝部
28 外筒保持部
29 内筒保持部
30 貫通部
31 弁体シール部
32 止水部
33 環状保持部
35 突条部
36 ストッパ部
53 凸部
63 凹部
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