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WO2017217257A1 - バタフライバルブ用のシートリング及びこれを備えるバタフライバルブ - Google Patents

バタフライバルブ用のシートリング及びこれを備えるバタフライバルブ Download PDF

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WO2017217257A1
WO2017217257A1 PCT/JP2017/020606 JP2017020606W WO2017217257A1 WO 2017217257 A1 WO2017217257 A1 WO 2017217257A1 JP 2017020606 W JP2017020606 W JP 2017020606W WO 2017217257 A1 WO2017217257 A1 WO 2017217257A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
seat ring
valve
valve body
peripheral surface
ring
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/020606
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
将久 山本
清二 山下
Original Assignee
旭有機材株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 旭有機材株式会社 filed Critical 旭有機材株式会社
Priority to US16/310,687 priority Critical patent/US10781925B2/en
Priority to EP17813159.5A priority patent/EP3473900B1/en
Priority to KR1020187035880A priority patent/KR102366529B1/ko
Priority to CN201780037410.5A priority patent/CN109312866B/zh
Publication of WO2017217257A1 publication Critical patent/WO2017217257A1/ja

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    • F16K1/226—Shaping or arrangements of the sealing
    • F16K1/2263—Shaping or arrangements of the sealing the sealing being arranged on the valve seat
    • F16K1/2265—Shaping or arrangements of the sealing the sealing being arranged on the valve seat with a channel- or U-shaped seal covering a central body portion

Definitions

  • the present invention relates to a seat ring for a butterfly valve that is preferably used for piping lines in various industries such as chemical factories, water and sewage, agriculture / fisheries, semiconductor manufacturing field, and food field, and a butterfly valve using the same. .
  • the butterfly valve includes a valve body in which an internal flow path is formed, a seat ring mounted on an inner peripheral surface of the internal flow path of the valve body, and extends through the seat ring and supported by the valve body.
  • the valve body is rotated in the valve body using the valve body, and the valve body is opened and closed by pressing and separating the outer peripheral surface of the valve body from the inner peripheral surface of the seat ring.
  • the valve body is provided with a pair of valve shaft support holes for inserting and supporting the valve shaft at positions opposed to each other in the radial direction of the internal flow path, at least one of which extends through the valve body.
  • the seat ring includes a substantially cylindrical ring main body extending in the central axial direction, and annular flange portions provided at both ends of the ring main body in the central axial direction and extending outwardly. By fitting the flange portion of the seat ring into the fitting recesses provided around the openings at both ends of the valve body, it is mounted on the inner peripheral surface of the internal flow path of the valve body.
  • a pair of through holes for penetrating the valve shaft are formed at positions opposed to the radial direction of the ring body of the seat ring.
  • Patent Document 1 In order to prevent fluid leakage through such a through hole, in Patent Document 1, a bush provided with a flange on the outer peripheral surface side of the seat ring is inserted into the through hole of the seat ring, and the top of the flange is A butterfly valve is proposed in which a water stop fit is provided in a valve shaft fitting hole provided in a valve body in a state where the surface does not protrude from the outer peripheral surface of the seat ring.
  • Patent Document 2 discloses such a seat ring by forming an annular convex portion extending in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the seat ring and forming an annular concave portion into which the annular convex portion is fitted on the inner peripheral surface of the valve body.
  • JP 2011-58509 A Japanese Patent Laid-Open No. 10-47499
  • an object of the present invention is to provide a seat ring for a butterfly valve, which can easily assemble a butterfly valve while eliminating the problems existing in the prior art and maintaining the sealing performance between the valve shaft and the seat ring. It is to provide a butterfly valve using the.
  • the present invention provides, as a first aspect, a valve that is mounted on an inner peripheral surface of an internal flow path that extends along a flow path axis formed in a valve main body of a butterfly valve and is supported by the valve main body.
  • a seat ring for a butterfly valve that abuts the outer peripheral surface of a valve element pivotally supported in an internal flow path by a shaft, and includes a ring body having a cylindrical shape extending in a central axis direction, A pair of through-holes for penetrating the valve shaft is formed at opposing positions in the radial direction of the ring body, and arc-shaped protrusions extending in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the ring body are the pair of through-holes.
  • a seat ring for a butterfly valve formed away from the seat.
  • the arc-shaped protrusion is formed on the outer peripheral surface of the seat ring, the arc-shaped protrusion is fitted in the arc-shaped groove formed on the inner peripheral surface of the internal flow path of the valve body of the butterfly valve.
  • the seat ring can be prevented from moving in the flow path axis direction.
  • the arc-shaped protrusion is formed away from the pair of through holes on the outer peripheral surface of the seat ring, that is, the arc-shaped protrusion is not formed near the through hole.
  • the valve shaft direction cannot be compressed and deformed.
  • No protrusions are formed on the outer peripheral surface of the seat ring, so that pushing is not hindered, and if the disc-shaped valve body is rotated from the closed state to the open state, the direction perpendicular to the valve axis direction It is easy to compress and deform the seat ring by applying a force toward the inside, and the portion where the arc-shaped protrusion is provided also does not hinder the insertion of the seat ring into the internal flow path of the valve body.
  • the seat ring can be easily attached to the internal flow path of the valve body.
  • the seat ring further includes a flange portion extending radially outward at both ends of the ring body in the central axis direction. If such flange portions are provided at both ends of the seat ring in the flow path axis direction, the valve body is sandwiched between the flange portions, and the seat ring is more difficult to move in the flow path axis direction. .
  • the outer periphery of the ring main body has an elliptical shape
  • the inner periphery of the ring main body has a circular shape
  • the portion where the pair of through holes are formed is thicker than the other portions. .
  • a portion where the arc-shaped protrusion is formed becomes thicker by the height of the arc-shaped protrusion.
  • the thickness of the ring main body is made uniform, the portion without the arc-shaped projection is relatively thinner than the portion with the arc-shaped projection, so that the compression allowance is reduced and the seal pressure becomes non-uniform.
  • the ring body is configured as described above, it is possible to obtain a more uniform sealing pressure by reducing the difference in compression allowance between the portion with the arc-shaped protrusion and the portion without the arc-shaped protrusion. Become.
  • the arc-shaped protrusion has a rectangular cross section.
  • the present invention provides a valve body having an internal flow path extending along a flow path axis inside, the above-described seat ring mounted on the inner peripheral surface of the internal flow path, and the seat ring.
  • a valve shaft extending through the pair of through-holes, and a disc-shaped valve body pivotally supported by the valve body by the valve shaft.
  • the seat ring is mounted on the inner peripheral surface of the internal flow path of the valve body, with the arc-shaped protrusion formed on the outer peripheral surface of the seat ring fitted in the arc-shaped groove formed on the peripheral surface,
  • the butterfly valve is configured to be opened and closed by rotating the valve body within the valve body to press and separate the outer peripheral surface of the valve body from the inner peripheral surface of the seat ring.
  • a bush is preferably inserted into each of the pair of through holes.
  • the arc-shaped protrusion is formed on the outer peripheral surface of the seat ring, the arc-shaped projection is fitted into the corresponding arc-shaped groove formed on the inner peripheral surface of the internal flow path of the valve body of the butterfly valve. Further, it is possible to prevent the seat ring from moving in the flow path axis direction, and it is possible to prevent deterioration of the sealing performance due to movement of the seat ring in the flow path axis direction. Further, since the arc-shaped protrusion is formed on the outer peripheral surface of the seat ring so as to be separated from the pair of through holes, the valve body is fitted in the center of the seat ring that occurs when a bush is fitted into the through hole, and the valve shaft direction. Even when the seat ring cannot be compressed and deformed, the arc-shaped protrusion does not prevent the seat ring from being inserted into the valve body. Therefore, the seat ring can be easily attached to the valve body, and the butterfly valve can be easily assembled.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the seat ring shown in FIG. 3. It is a partial expanded sectional view of the through-hole part of the butterfly valve shown by FIG. It is a partial expanded sectional view of the arc-shaped projection part of the seat ring shown by FIG.
  • the butterfly valve 11 includes a valve body 13, a seat ring 15, a valve body 17, and a valve shaft 19.
  • the valve body 13 is made of a rigid material such as a metal material or a synthetic resin material such as polypropylene (PP), and has a substantially cylindrical shape in which an internal flow path 13a extending along the flow path axis is provided. ing. A substantially disc-shaped top flange 21 is provided on the upper portion of the valve body 13. Further, the valve body 13 is formed with valve shaft support holes 13b and 13b extending from the internal flow path 13a so as to face each other in the radial direction of the internal flow path (vertical direction in FIG. 1). The support hole 13b extends through the top flange 21 to the outside.
  • PP polypropylene
  • the seat ring 15 is made of ethylene propylene rubber (EPDM), chloroprene rubber (CR), isoprene rubber (IR), chlorosulfonated rubber (CSM), nitrile rubber (NBR), styrene butadiene rubber (SBR), chlorinated polyethylene (CM). ), Fluoro rubber (FKM), hydrogenated acrylonitrile butadiene rubber (HNBR), urethane rubber (U), silicone rubber (VMQ, FVMQ), ethylene propylene rubber (EPM), acrylic rubber (ACM), butyl rubber (IIR), etc. It is formed from an elastic material.
  • EPDM ethylene propylene rubber
  • CR chloroprene rubber
  • IR isoprene rubber
  • CSM chlorosulfonated rubber
  • NBR nitrile rubber
  • SBR styrene butadiene rubber
  • CM chlorinated polyethylene
  • FKM Fluoro rubber
  • HNBR hydrogenated acrylonitrile
  • the seat ring 15 includes a ring main body 15a having a substantially cylindrical shape and extending in the central axial direction, and flange portions 15b and 15b extending outward from both ends of the ring main body 15a in the central axial direction. As shown in FIG. 3, a pair of through holes 15c and 15c for penetrating the valve shaft 19 are formed at positions opposed to the radial direction of the ring body 15a.
  • the ring body 15a has an elliptical shape in which the inner circumference is circular and the outer circumference is the long axis in the direction of the central axis of the through holes 15c, 15c so that the thickness of the portion where the through holes 15c, 15c are provided is maximized. Is formed. Further, ear portions 15d and 15d extending toward each other are formed on the outer peripheral edge portions of the opposing flange portions 15b and 15b.
  • arc-shaped protrusions 23 are formed on the outer peripheral surface of the ring body 15a so as to be spaced apart from the pair of through holes 15c and 15c described above and extend in the circumferential direction.
  • the outer periphery of the ring main body 15a is obtained for the purpose of obtaining a uniform sealing pressure and for the purpose of increasing the compression margin and improving the sealing performance by thickening the portion contacting the outer peripheral surface of the valve body 17.
  • one arc-shaped protrusion 23, 23 extending in the circumferential direction is formed at the center in the central axial direction of each of the two regions sandwiched between the pair of through-holes 15c, 15c.
  • a plurality of arcuate protrusions 23, 23 spaced apart from each other may be formed in each region.
  • a plurality of rows of arcuate protrusions 23, 23 are arranged in parallel in the central axis direction of the ring body 15a. 23 may be formed.
  • the arc-shaped protrusions 23 and 23 are positioned at a distance equal to the pair of through-holes 15c and 15c, that is, at positions 90 ° away from the center of the through-holes 15c and 15c around the center axis of the seat ring (hereinafter referred to as “lateral center position” It is preferable that it extends by the same length toward the through holes 15c and 15c, more preferably in the range of ⁇ 45 ° from the lateral center position around the central axis. Moreover, it is preferable that the arc-shaped protrusions 23 and 23 have a rectangular cross section. As shown in detail in FIG. 6, the arc-shaped protrusion 23 is formed by a convex first curved portion 23a and a concave second curved portion 23b having a smaller radius than the first curved portion 23a. The ring body 15a is gently connected.
  • Such a seat ring 15 is mounted on the inner peripheral surface of the internal flow path 13a of the valve body 13. Specifically, as shown in FIG. 2, fitting recesses 13c are formed at both ends of the valve body 13 in the flow axis direction so as to surround the openings at the ends of the internal flow passages 13a.
  • the seat ring 15 is configured such that the flange portion 15b of the seat ring 15 is fitted into the fitting recess 13c, and the valve main body 13 is sandwiched between the two flange portions 15b and 15b, so that the internal flow path of the valve main body 13 is It is mounted on the inner peripheral surface of 13a.
  • the seat ring 15 is positioned with respect to the valve body 13 so that the through holes 15c, 15c of the seat ring 15 are aligned with the valve shaft support holes 13b, 13b of the valve body 13.
  • the valve shaft support holes 13b, 13b and the through holes 15c, 15c are mounted on the inner peripheral surface of the internal flow path 13a of the valve body 13 on the inner peripheral surface of the internal flow path 13a of the valve body 13.
  • arc-shaped grooves 25 and 25 having a shape complementary to the arc-shaped protrusion 23 and extending in the circumferential direction are formed at positions corresponding to the arc-shaped protrusions 23 and 23 of the seat ring 15. The protrusions 23 and 23 are fitted.
  • the valve body 17 is made of a synthetic resin material such as polypropylene (PP), has a substantially disc shape, and is disposed inside the seat ring 15 in the internal flow path 13 a of the valve body 13.
  • a valve shaft hole 17 a extending through the valve body 17 is provided at the center of the valve body 17, and the valve shaft 19 is configured so that the valve shaft hole 17 a cannot rotate with respect to the valve body 17. Is inserted and fixed.
  • the valve shaft 19 can be formed of a metal material such as stainless steel.
  • the valve shaft 19 is fixed to the valve shaft hole 17 a so that both ends protrude from the valve shaft hole 17 a of the valve body 17, and both end portions of the valve shaft 19 protruding from the valve shaft hole 17 a are the valves of the valve body 13.
  • the shaft support hole 13b is rotatably supported. Thereby, the valve body 17 is supported with respect to the valve main body 13 so that rotation is possible.
  • the valve shaft portion inserted into the valve shaft support hole 13b on the top flange 21 side extends from the top flange 21 so that the valve body 17 can be operated from the outside.
  • valve element 17 By connecting a drive unit (not shown) such as a lever type drive unit, a gear type drive unit, or an automatic type drive unit attached on the top flange 21 to the projecting portion, the valve element 17 is connected via the valve shaft 19. And the outer peripheral surface of the valve body 17 is pressed against and separated from the inner peripheral surface of the seat ring 15 mounted on the inner peripheral surface of the internal flow path 13a of the valve main body 13, and the internal flow path of the valve main body 13 is thereby separated. Open and close 13a.
  • a drive unit such as a lever type drive unit, a gear type drive unit, or an automatic type drive unit attached on the top flange 21
  • a cylindrical bush 27 made of a synthetic resin material such as polypropylene (PP) is disposed in the vicinity of the opening of the through hole 15c of the seat ring 15 and the valve shaft hole 17a of the valve body 17.
  • PP polypropylene
  • the bush 27 has a flange portion 27 a formed at an end portion arranged on the outer peripheral side of the seat ring 15, and faces the inner peripheral side of the seat ring 15 on the outer edge of the flange portion 27 a.
  • An annular projecting portion 27b is formed to project.
  • the top surface of the flange portion 27 a of the bush 27 is a curved surface of the outer peripheral surface of the seat ring 15 when the bush 27 is inserted into the through hole 15 c of the seat ring 15 and the flange portion 27 a is fitted into the fitting recess 29.
  • the end portion of the bush 27 disposed on the inner peripheral side of the seat ring 15 protrudes from the through hole 15 c of the seat ring 15, and the bush fitting provided in the opening portion of the valve shaft hole 17 a of the valve body 17.
  • a valve body fitting portion 27 c that fits into the recess 33 is formed.
  • a seal member 35 such as an O-ring is attached to the outer peripheral surface of the valve body fitting portion 27c, and comes into contact with the inner peripheral surface of the bush fitting recess 33 of the valve body 17 to thereby contact the valve body fitting portion 27c.
  • the sealing property between the bush fitting recess 33 is enhanced.
  • polyvinyl chloride PVC
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • PE Polyethylene
  • PPS polyphenylene sulfide
  • PDCPD polydicyclopentadiene
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • ABS resin acrylonitrile butadiene styrene resin
  • PV-C chlorinated polyvinyl chloride
  • PFA fluoroalkoxy alkane
  • FRP fiber reinforced plastic
  • the valve body 13 and the valve body 17 are preferably formed from a synthetic resin material.
  • the seat ring 15 according to the present invention is suitably applied to the large-diameter butterfly valve 11, if the valve body 13 and the valve body 17 are made of a synthetic resin material, the seat ring 15 is much lighter than the case of a metal material. This is because the working efficiency is improved, and it can be used for corrosive fluids without any problem.
  • the material of the valve shaft 19 is not particularly limited as long as it has no problem in strength, such as cast iron, cast steel, carbon steel, copper, copper alloy, brass, aluminum, and titanium, in addition to stainless steel.
  • the seat ring 15 may be made of synthetic resin such as polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), perfluoroalkoxy alkane (PFA), and the like.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • PFA perfluoroalkoxy alkane
  • the exemplified rubber material may be laminated or coated with a synthetic resin material, and is not particularly limited as long as there is no problem with respect to strength and corrosion resistance in use.
  • the material of the bush 27 may be a synthetic resin material or a metal material as long as it has corrosion resistance and has a strength that does not break even if bending occurs.
  • vinyl polypropylene (PP), polyvinylidene fluoride (PVDF), chlorinated polyvinyl chloride (PVC-C), polytetrafluoroethylene (PTFE), perfluoroalkoxy alkane (PFA) or polyethylene (PE)
  • PVC polypropylene
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • PV-C chlorinated polyvinyl chloride
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • PFA perfluoroalkoxy alkane
  • PE polyethylene
  • PVC polyvinyl chloride
  • PP polypropylene
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • PVC-C chlorinated polyvinyl chloride
  • the top surface of the flange portion 27 a of the bush 27 together with the outer peripheral surface of the seat ring 15 is the inner peripheral surface of the internal flow path 13 a of the valve body 13.
  • the valve body fitting part 27c of the bush 27 needs to be fitted into the bush fitting concave part 33 of the valve body 17, so that the seat ring 15 is connected to the inner periphery of the internal flow path 13a of the valve body 13.
  • a seat ring assembly in which the bush 27 is fitted and inserted into the through holes 15c and 15c of the seat ring 15 and the bush fitting recess 33 of the valve body 17 is assembled.
  • the assembly of the seat ring assembly can be performed as follows. First, the bushes 27 and 27 are inserted into the two through holes 15c and 15c of the seat ring 15 while matching the curved surface of the outer peripheral surface of the seat ring 15 and the curved surface of the top surface of the flange portion 27a of the bush 27, respectively.
  • the flange 27a and the annular protrusion 27b of the bushing 27 are fitted into the fitting recess 29 and the fitting groove 31 of the seat ring 15 so that the top surface of the flange 27a of the bush 27 does not protrude from the outer peripheral surface of the seat ring 15.
  • Bushings 27, 27 are fitted into the holes 15c, 15c. At this time, since the annular protrusion 27b is deeply fitted in the fitting groove 31, the bush 27 does not come off from the seat ring 15 during the assembly, and the assembly becomes easy.
  • the valve body 17 After crushing the seat ring 15, the valve body 17 is arranged between the two bushes 27, 27 so as to be in a half-open position or a fully-open position, and one bush fitting recess 33 of the valve body 17 is placed in one bush fitting recess 33.
  • the valve body fitting part 27c was inserted and the valve body fitting part 27c of the other bush was inserted into the other bush fitting recess 33 while the force applied to the seat ring 15 was loosened, and was applied to the seat ring 15 After the force is completely released, the bush 27 is pressed from the valve shaft direction so that the valve body fitting portion 27 c of the bush 27 is fitted into the bush fitting recess 33 of the valve body 17.
  • the assembly is pushed into the internal flow path 13a of the valve body 13 so that the center axis of the through hole 15c of the seat ring 15 and the center axis of the valve shaft support hole 13b of the valve body 13 coincide with each other.
  • the flange portions 15b and 15b of the seat ring 15 are fitted into the fitting recesses 13c and 13c of the valve body 13, and the valve body 13 is sandwiched between the two flange portions 15b and 15b so that the internal flow of the valve body 13 is increased.
  • the seat ring 15 of the assembly is mounted on the inner peripheral surface of the path 13a.
  • the arc-shaped protrusion 23 formed on the outer peripheral surface of the seat ring 15 is fitted into the arc-shaped groove 25 formed on the inner peripheral surface of the internal flow path 13a of the valve body 13.
  • the seat ring assembly to the internal flow path 13a of the valve body 13 is not provided. Pushing becomes easy. Further, if the valve body 17 is rotated to the half-open position or the fully-open position, the ring body 15a of the seat ring 15 can be compressed and deformed inward in the direction perpendicular to the valve shaft direction, and the arc-shaped protrusions 23, 23 are formed. It becomes possible to push the seat ring assembly into the internal flow path 13a of the valve body 13 without hindering.
  • valve shaft 19 is inserted into the valve shaft support hole 13b of the valve body 13 from the top flange 21 side. , 27 and the valve body 17 are penetrated, and the valve body 17 is rotatably supported by the valve body 13. In this way, the butterfly valve 11 can be assembled.
  • valve body 17 When the valve shaft 19 is rotated by a driving unit (not shown) from the state in which the butterfly valve 11 is fully opened, the valve body 17 is rotated accordingly, and the outer peripheral surface of the valve body 17 is brought to the inner peripheral surface of the seat ring 15.
  • the valve body 17 and the seat ring 15 are sealed with each other and are fully closed. Further, the flange portion 27 a and the annular protrusion portion 27 b of the bush 27 abut on the fitting recess 29 and the fitting groove portion 31 of the seat ring 15, and the top surface of the flange portion 27 a of the bush 27 is the inner flow path 13 a of the valve body 13.
  • the seat ring 15 is mounted on the inner peripheral surface of the internal flow path 13a so as to sandwich the valve body 13 between the two flange portions 15b, 15b of the seat ring 15, and the outer peripheral surface of the seat ring 15 Since the arc-shaped protrusions 23 formed in the inner surface of the valve body 13 are fitted in the arc-shaped grooves 25 formed on the inner peripheral surface of the internal flow path 13a, the outer peripheral surface of the valve body 17 and the seat ring when the valve is opened and closed 15 has an effect of preventing movement of the seat ring 15 in the flow axis direction due to friction with the inner peripheral surface of the valve 15 and water pressure on the seat ring 15 when the valve is closed.
  • the effect of preventing the movement of the seat ring 15 in the flow path axis direction can be further enhanced compared to the case where the corners are curved. Can do. Further, since the arc-shaped protrusion 23 is not provided in the vicinity of the through hole 15c into which the bush 27 is inserted, it is not necessary to make the width of the arc-shaped protrusion 23 wider than the flange portion 27a of the bush 27, and the arc-shaped protrusion 23 is It is possible to suppress an increase in material cost due to the provision.
  • the reason why the seat ring 15 easily moves with respect to the valve body 13 when the fluid pressure acts on the seat ring 15 when the valve is closed is that the seat ring 15 is fixed to the valve body 13 by the valve shaft 19 penetrating the through hole 15c. Since it is the position farthest from the through-hole region of the seat ring 15, that is, the position 90 ° away from the center of the through-hole 15 c around the central axis of the seat ring 15 (that is, the lateral center position), It is preferable to extend by an equal length from the central position toward each through-hole 15c, and it is more preferable to extend within a range of ⁇ 45 ° around the central axis from the horizontal central position.
  • the center of the ring body 15a in contact with the outer peripheral surface of the valve body 17 when the valve is closed thickens in the channel axis direction center, and the compression margin of the seat ring 15 increases. Sealing performance can be enhanced while suppressing an increase in material cost.
  • the ring body 15a of the seat ring 15 has a circular inner periphery and an outer peripheral ellipse so that the thickness in the vicinity of the through hole 15c is maximized. The uneven distribution of the seal pressure in the region of the seat ring 15 that comes into contact with the outer peripheral surface is alleviated.
  • the arc-shaped protrusion 23 is gently connected to the ring body 15a via the first curved portion 23a and the second curved portion 23b, the difference in the distribution of the seal pressure can be minimized. In this way, by making the distribution of the sealing pressure uniform, the effect of preventing leakage from the upstream side (primary side) to the downstream side (secondary side) is improved.
  • the seat ring 15 for a butterfly valve and the butterfly valve 11 using the same according to the present invention have been described with reference to the illustrated embodiment.
  • the present invention is limited to the illustrated embodiment. is not.
  • the inner peripheral surface of the seat ring 15 is circular and the outer periphery is formed in an elliptical shape, but the inner periphery may be formed in an elliptical shape and the outer periphery may be formed in a circular shape.

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Abstract

バタフライバルブ（１１）用のシートリング（１５）は、バタフライバルブ（１１）の弁本体（１３）内に流路軸線に沿って延びる内部流路の内周面に装着され、弁本体（１３）に支持される弁軸（１９）によって内部流路内に回動自在に軸支されている弁体（１７）の外周縁面が当接する。シートリング（１５）は、中心軸線方向に延びる筒形状を有したリング本体（１５ａ）を備え、リング本体（１５ａ）の径方向の対向する位置に、弁軸（１９）を貫通させるための一対の貫通孔（１５ｃ，１５ｃ）が形成されており、リング本体（１５ａ）の外周面において、周方向に延びる弧状突起（２３，２３）が一対の貫通孔（１５ｃ，１５ｃ）から離間して形成されている。

Description

バタフライバルブ用のシートリング及びこれを備えるバタフライバルブ
　本発明は、化学工場、上下水道、農業・水産、半導体製造分野、食品分野などの各種産業の配管ラインに好適に使用されるバタフライバルブ用のシートリング及びこれを用いたバタフライバルブに関するものである。
　バタフライバルブは、内部に内部流路が形成されている弁本体と、弁本体の内部流路の内周面に装着されるシートリングと、シートリングを貫通して延び且つ弁本体に支持される弁軸と、弁本体の内部流路の内周面に装着されたシートリング内に配置され且つ弁軸と共に回動するように弁軸に固定的に取り付けられた弁体とを備え、弁軸を用いて弁本体内で弁体を回動させ、弁体の外周縁面をシートリングの内周面に弁体を圧接、離間させることにより、弁の開閉が行われる。
　弁本体には、内部流路の径方向の対向する位置に、弁軸を挿入、支持するための一対の弁軸支持孔が設けられており、少なくともその一方が弁本体を貫通して延びている。また、シートリングは、中心軸線方向に延びる概略筒形状のリング本体と、リング本体の中心軸線方向両端部に設けられ外方に延びる環状のフランジ部とを含んでおり、弁本体の内部流路の両端の開口部の周囲に設けられた嵌合凹部にシートリングのフランジ部を嵌合させることにより、弁本体の内部流路の内周面に装着される。シートリングのリング本体の径方向に対向する位置には、弁軸を貫通させるための一対の貫通孔が形成されている。
　このようなバタフライバルブでは、貫通孔付近において弁体の外周縁面とシートリングの内周面とを密着させることにより、貫通孔を通じた外部への流体の漏出を防止している。しかしながら、弁体の回動による開閉動作が繰り返し行われると、シートリングの貫通孔付近が弾性変形して、貫通孔付近での弁体とシートリングとの間のシール性が低下してしまう。シール性が低下して、流体が弁軸とシートリングの貫通孔の内周面との間を通ってシートリングの外周面と弁本体の内部流路の内周面との間に入り込むと、シートリングを内方へ膨らませ、操作トルクの上昇や閉弁位置への弁体の回転の阻害を招く恐れがある。このような貫通孔を通じた流体の漏出を防止するために、特許文献１では、シートリングの外周面側に鍔部が設けられたブッシュをシートリングの貫通孔に挿嵌し、鍔部の頂面がシートリングの外周面から突出しない状態で弁体に設けられた弁軸嵌合孔に止水嵌着するようにしたバタフライバルブを提案している。
　また、バタフライバルブでは、弁の開閉に伴う弁体の回転の際の弁体の外周縁面とシートリングの内周面との摩擦や閉弁時のシートリングに対する流体圧の作用により、シートリングが流れ方向に移動させられ、シール性を低下させるという問題も生じ得る。特許文献２は、シートリングの外周面に周方向に延びる環状の凸部を形成すると共に環状の凸部が嵌入する環状凹部を弁本体の内周面に形成することにより、このようなシートリングの流れ方向への移動を防止するバタフライバルブ用のシートリングを提案している。
特開２０１１－５８５０９号公報 特開平１０－４７４９９号公報
　上述した二つの問題を同時に解決するためには、シートリングの外周面に環状凸部を設け且つ貫通孔にブッシュを挿入するようにすることが考えられる。特許文献２に記載のようなブッシュを貫通孔に挿入する場合、シートリングの中央に弁体を嵌め込んだ状態でシートリングの貫通孔に挿入したブッシュを弁体の弁軸孔まで挿嵌させた組立体を弁本体の内部流路に装着する必要がある。しかしながら、シートリングの中央に弁体が嵌め込まれた状態のシートリング組立体は、弁体の存在のために弁軸方向に変形させることができないため、シートリングの外周面に環状凸部が形成されていると、環状凸部が邪魔になってシートリング組立体を弁本体の内部流路内に押し込むことが難しくなるという問題が生じる。
　よって、本発明の目的は、従来技術に存する問題を解消して、弁軸とシートリングとのシール性を保ちながら、バタフライバルブを容易に組み立てることを可能とさせるバタフライバルブ用のシートリング及びこれを用いたバタフライバルブを提供することにある。
　上記目的に鑑み、本発明は、第１の態様として、バタフライバルブの弁本体内に形成された流路軸線に沿って延びる内部流路の内周面に装着され、弁本体に支持される弁軸によって内部流路内に回動自在に軸支されている弁体の外周縁面が当接するバタフライバルブ用のシートリングであって、中心軸線方向に延びる筒形状を有したリング本体を備え、前記リング本体の径方向の対向する位置に、前記弁軸を貫通させるための一対の貫通孔が形成されており、前記リング本体の外周面において、周方向に延びる弧状突起が前記一対の貫通孔から離間して形成されているバタフライバルブ用のシートリングを提供する。
　上記バタフライバルブ用シートリングでは、弧状突起がシートリングの外周面に形成されているので、これをバタフライバルブの弁本体の内部流路の内周面に形成された弧状溝に嵌合させた状態で、弁本体の内部流路の内周面にシートリングが装着されれば、シートリングが流路軸線方向に移動することを防止することができる。また、弧状突起はシートリングの外周面において一対の貫通孔から離間して形成されている、すなわち、弧状突起が貫通孔付近に形成されていない。したがって、シートリングの中央に弁体を嵌め込み、二つの貫通孔を結ぶ方向すなわち弁軸方向にシートリングを圧縮変形させることができない状態になっていても、圧縮変形させることができない弁軸方向のシートリングの外周面には突起が形成されていないので押し込みの妨げにならず、また、円板状の弁体を閉弁状態から開弁状態へ回転させれば、弁軸方向と垂直な方向に内方へ向けて力を作用させてシートリングを圧縮変形させることが容易となり、弧状突起が設けられている部分も弁本体の内部流路へのシートリングの挿入を妨げにならなくなるので、弁本体の内部流路へのシートリングの装着が容易となる。
　前記シートリングが前記リング本体の前記中心軸線方向の両端部に径方向外方に延びるフランジ部をさらに備えることが好ましい。このようなフランジ部がシートリングの流路軸線方向の両端部に設けられていれば、フランジ部の間に弁本体を挟むような形となり、シートリングが流路軸線方向にさらに移動しにくくなる。
　また、前記リング本体の外周が楕円形状を有すると共に前記リング本体の内周が円形状を有し、前記一対の貫通孔が形成されている部分が他の部分よりも厚くなっていることが好ましい。シートリングのリング本体において、弧状突起が形成されている部分は、弧状突起の高さ分だけ厚くなる。このため、リング本体の厚さを均一にすると、弧状突起がない部分は、弧状突起がある部分と比較して相対的に薄くなるので、圧縮代が少なくなり、シール圧が不均一となる。しかしながら、リング本体を上述のような構成にすれば、弧状突起がある部分と弧状突起がない部分との圧縮代の差を少なくしてより均一なシール圧を得られるようにすることが可能となる。
　さらに、前記弧状突起が矩形状の断面を有していることが好ましい。
　本発明は、第２の態様として、内部に流路軸線に沿って延びる内部流路を有した弁本体と、前記内部流路の内周面に装着される上述のシートリングと、前記シートリングの一対の貫通孔を貫通して延びる弁軸と、前記弁軸によって前記弁本体に回動自在に軸支されている円板形状の弁体とを備え、前記弁本体の内部流路の内周面に形成された弧状溝に前記シートリングの外周面に形成された弧状突起を嵌合させた状態で、前記弁本体の内部流路の内周面に前記シートリングが装着され、弁本体の前記弁本体内で前記弁体を回動させて前記弁体の外周縁面を前記シートリングの内周面に圧接、離間させることにより、開閉を行うようにしたバタフライバルブを提供する。
　上記バタフライバルブでは、前記一対の貫通孔の各々にブッシュが嵌挿されていることが好ましい。
　本発明によれば、弧状突起がシートリングの外周面に形成されているので、これをバタフライバルブの弁本体の内部流路の内周面に形成された対応する弧状溝に嵌合させることにより、シートリングが流路軸線方向に移動することを防止することができ、シートリングの流路軸線方向の移動によるシール性の低下を防止することができる。また、弧状突起はシートリングの外周面において一対の貫通孔から離間して形成されているので、貫通孔にブッシュを嵌め込む場合などに発生するシートリングの中央に弁体を嵌め込み、弁軸方向にシートリングを圧縮変形させられない状態になっていても、弧状突起が弁本体へのシートリングの挿入を妨げることがなくなる。したがって、弁本体へのシートリングの装着が容易となり、バタフライバルブの組み立てが容易となる。
本発明によるシートリングを使用したバタフライバルブの全体構成を示す部分断面斜視図である。 図１に示されている弁本体を示す斜視図である。 図１に示されているシートリングを示す斜視図である。 図３に示されているシートリングの断面図である。 図１に示されているバタフライバルブの貫通孔部分の部分拡大断面図である。 図４に示されているシートリングの弧状突起部分の部分拡大断面図である。
　以下、図面を参照して、本発明によるバタフライバルブ用のシートリング及びこれを用いたバタフライバルブの実施の形態を説明するが、本発明が本実施形態に限定されないことは言うまでもない。
　最初に、図１から図３を参照して、バタフライバルブ１１の全体構成を説明する。バタフライバルブ１１は、弁本体１３と、シートリング１５と、弁体１７、弁軸１９とを備える。
　弁本体１３は、金属材料やポリプロピレン（ＰＰ）などの合成樹脂材料等の剛性材料から形成されており、流路軸線に沿って延びる内部流路１３ａが内部に設けられた概略筒形状を有している。また、弁本体１３の上部には、略円盤状のトップフランジ２１が設けられている。さらに、弁本体１３には、内部流路の径方向（図１では、上下方向）に互いに対向して内部流路１３ａから延びる弁軸支持孔１３ｂ、１３ｂが形成されており、一方の弁軸支持孔１３ｂはトップフランジ２１を貫通して外部まで延びている。
　シートリング１５は、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、クロロスルフォン化ゴム（ＣＳＭ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、塩素化ポリエチレン（ＣＭ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）、水素化アクリロニトリルブタジエンゴム（ＨＮＢＲ）、ウレタンゴム（Ｕ）、シリコーンゴム（ＶＭＱ，ＦＶＭＱ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＭ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）などの弾性材料から形成されている。シートリング１５は、概略筒形状を有し且つ中心軸線方向に延びるリング本体１５ａと、リング本体１５ａの中心軸線方向の両端部から互いと対向して外方に延びるフランジ部１５ｂ，１５ｂとを含んでおり、リング本体１５ａの径方向に対向する位置には、図３によく示されているように、弁軸１９を貫通させるための一対の貫通孔１５ｃ，１５ｃが形成されている。リング本体１５ａは、貫通孔１５ｃ，１５ｃが設けられている部分の厚みが最大となるように、内周が円形状で且つ外周が貫通孔１５ｃ，１５ｃの中心軸線方向を長軸とする楕円形状に形成されている。また、対向するフランジ部１５ｂ，１５ｂの外周縁部には互いに向かって延びる耳部１５ｄ，１５ｄが形成されている。
　さらに、図３を参照すると良く分かるように、リング本体１５ａの外周面には、上述した一対の貫通孔１５ｃ，１５ｃから離間して、周方向に延びる弧状突起２３が形成されている。図示されている実施形態では、均一なシール圧を得る目的と弁体１７の外周縁面と当接する部分を厚くして圧縮代を大きくしシール性を向上させる目的とから、リング本体１５ａの外周面において一対の貫通孔１５ｃ，１５ｃに挟まれた二つの領域の各々の中心軸線方向中央部に、周方向に延びる一つの弧状突起２３，２３がそれぞれ形成されているが、一対の貫通孔１５ｃ，１５ｃの近傍に形成されていなければ、各領域に互いに離間する複数の弧状突起２３，２３を形成してもよく、リング本体１５ａの中心軸線方向に並列して、複数列の弧状突起２３，２３を形成してもよい。弧状突起２３，２３は、一対の貫通孔１５ｃ，１５ｃから等しい距離の位置すなわち貫通孔１５ｃ，１５ｃの中心からシートリングの中心軸線周りに９０°離れた位置（以下、「横方向中央位置」と記載する。）を中心として貫通孔１５ｃ，１５ｃへ向かって同じ長さだけ、延びていることが好ましく、横方向中央位置から中心軸線周りに±４５°の範囲で延びていることがさらに好ましい。また、弧状突起２３，２３は、矩形状断面を有していることが好ましい。なお、図６に詳細に示されているように、弧状突起２３は、凸状の第１の湾曲部２３ａと第１の湾曲部２３ａよりも小さい半径の凹状の第２の湾曲部２３ｂとによりリング本体１５ａへなだらかに接続されている。
　このようなシートリング１５が弁本体１３の内部流路１３ａの内周面に装着される。詳細には、図２に示されているように、弁本体１３の流路軸線方向の両端部に、内部流路１３ａの端部の開口部を取り囲むように、嵌合凹部１３ｃが形成されており、シートリング１５は、嵌合凹部１３ｃにシートリング１５のフランジ部１５ｂを嵌合させ、二つのフランジ部１５ｂ，１５ｂの間に弁本体１３を挟み込むようにして、弁本体１３の内部流路１３ａの内周面に装着される。このとき、シートリング１５は、シートリング１５の貫通孔１５ｃ，１５ｃが弁本体１３の弁軸支持孔１３ｂ，１３ｂと整列するように、弁本体１３に対して位置決めされる。また、弁本体１３の内部流路１３ａの内周面には、弁軸支持孔１３ｂ，１３ｂと貫通孔１５ｃ，１５ｃが整列するように弁本体１３の内部流路１３ａの内周面に装着されたシートリング１５の弧状突起２３，２３と対応する位置に、弧状突起２３と相補的形状を有し且つ周方向に延びる弧状溝２５，２５が形成されており、この弧状溝２５，２５に弧状突起２３，２３が嵌合されるようになっている。
　弁体１７は、ポリプロピレン（ＰＰ）などの合成樹脂材料から形成されており、概略円板形状を有し、弁本体１３の内部流路１３ａ内のシートリング１５の内側に配置される。弁体１７の中央には、弁体１７を貫通して延びる弁軸孔１７ａが設けられており、この弁軸孔１７ａに、弁体１７に対して回動不能となるように、弁軸１９が挿入、固定される。
　弁軸１９は、例えばステンレス鋼などの金属材料から形成することができる。弁軸１９は、両端部が弁体１７の弁軸孔１７ａから突出するように弁軸孔１７ａに固定されており、弁軸孔１７ａから突出する弁軸１９の両端部分が弁本体１３の弁軸支持孔１３ｂに回動可能に支持されている。これにより、弁体１７が弁本体１３に対して回動可能に支承される。また、トップフランジ２１側の弁軸支持孔１３ｂに挿入された弁軸部分は、弁体１７を外部から操作できるように、トップフランジ２１から突出して延びている。この突出部分に、トップフランジ２１上に取り付けられるレバー式駆動部、ギア式駆動部、自動式駆動部などの駆動部（図示せず）を接続することにより、弁軸１９を介して弁体１７を回動させて、弁本体１３の内部流路１３ａの内周面に装着されたシートリング１５の内周面に弁体１７の外周縁面を圧接、離間させ、弁本体１３の内部流路１３ａの開閉を行う。
　図１に示されている実施形態では、弁軸１９の外周面とシートリング１５の貫通孔１５ｃの内周面及び弁体１７の弁軸孔１７ａの内周面との間のシール性を高めるために、シートリング１５の貫通孔１５ｃ及び弁体１７の弁軸孔１７ａの開口部付近に、ポリプロピレン（ＰＰ）などの合成樹脂材料から形成される筒状のブッシュ２７が配置されている。図５によく示されているように、ブッシュ２７は、シートリング１５の外周側に配置される端部に鍔部２７ａが形成され、鍔部２７ａの外縁にシートリング１５の内周側へ向かって突出する環状突起部２７ｂが形成されている。ブッシュ２７がシートリング１５の貫通孔１５ｃに嵌挿されるとき、鍔部２７ａ及び環状突起部２７ｂがそれぞれシートリング１５の貫通孔１５ｃの周囲に形成された嵌合凹部２９及び嵌合溝部３１に嵌着された状態となり、弁体１７及び弁軸１９の回転に伴う貫通孔１５ｃの変形を防ぐと共に、鍔部２７ａ及び環状突起部２７ｂとシートリング１５の外周面との間にシール部を構成する。また、ブッシュ２７の鍔部２７ａの頂面は、シートリング１５の貫通孔１５ｃにブッシュ２７を嵌挿して鍔部２７ａを嵌合凹部２９に嵌合させたときにシートリング１５の外周面の曲面と同一の曲面をなすように形成されており、シートリング１５の外周面と一体的に弁本体１３の内部流路１３ａの内周面に当接するようになっている。さらに、シートリング１５の内周側に配置されるブッシュ２７の端部は、シートリング１５の貫通孔１５ｃから突出しており、弁体１７の弁軸孔１７ａの開口部に設けられたブッシュ嵌合凹部３３に嵌合する弁体嵌合部２７ｃとなっている。弁体嵌合部２７ｃの外周面には、Ｏリングなどのシール部材３５が取り付けられており、弁体１７のブッシュ嵌合凹部３３の内周面に当接することにより弁体嵌合部２７ｃとブッシュ嵌合凹部３３との間のシール性を高めている。
　弁本体１３及び弁体１７の材質としては、ポリプロピレン以外にも、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）やポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）が使用可能であるが、バタフライバルブとして要求される強度や特性を満たしていれば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリジシクロペンタジエン（ＰＤＣＰＤ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂（ＡＢＳ樹脂）、塩素化ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ－Ｃ）、パーフルオロアルコキシルアルカン（ＰＦＡ）、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）などの合成樹脂材料、及びこれらの合成樹脂材料をガラス繊維などで強化したもの、または、鋳鉄、鋳鋼、炭素鋼、銅、銅合金、真鍮、アルミニウム、ステンレス鋼、チタンなどの金属を使用してもよく、これらの金属に合成樹脂材料を被覆したものを使用してもよい。しかしながら、弁本体１３及び弁体１７は合成樹脂材料から形成されることが好ましい。本発明によるシートリング１５は大口径のバタフライバルブ１１への適用が好適であるため、弁本体１３や弁体１７が合成樹脂材料製であれば金属材料製の場合と比較して格段に軽量となって作業効率も向上し、また、腐食性流体の用途にも問題なく使用できるからである。
　弁軸１９の材質は、ステンレス鋼以外にも、鋳鉄、鋳鋼、炭素鋼、銅、銅合金、真鍮、アルミニウム、チタンなど強度上問題のないものであれば特に限定されない。
　また、シートリング１５の材質は、上で例示したゴム材料以外にも、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）、パーフルオロアルコキシルアルカン（ＰＦＡ）などの合成樹脂、及び上で例示したゴム材料に合成樹脂材料を積層又は被覆したものなどとすることができ、用途上の強度や耐腐食性に関して問題ないものであれば特に限定されるものではない。
　さらに、ブッシュ２７の材質は、耐腐食性を有し、たわみが発生しても破損しない強度を有するものであれば合成樹脂材料でも金属材料でもよく、特に限定されるものではないが、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）、塩素化ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ－Ｃ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、パーフルオロアルコキシルアルカン（ＰＦＡ）又はポリエチレン（ＰＥ）であることが好ましい。これは、弁軸１９の材質として金属が使用されることが多く、ブッシュ２７の材質が、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）、塩素化ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ－Ｃ）であれば、腐食性流体を流す場合でも、弁軸１９が腐食することを防止することができ、ブッシュ２７により弁軸１９を耐腐食コーティングした場合と同様の効果を得ることができるからである。
　次に、図１に示されているバタフライバルブ１１の組み立て方法について説明する。
　図１に示されている実施形態のようにブッシュ２７が用いられている場合、ブッシュ２７の鍔部２７ａの頂面がシートリング１５の外周面と共に弁本体１３の内部流路１３ａの内周面に当接し且つブッシュ２７の弁体嵌合部２７ｃが弁体１７のブッシュ嵌合凹部３３に嵌合するようにする必要があるため、シートリング１５を弁本体１３の内部流路１３ａの内周面に装着する前に、シートリング１５の貫通孔１５ｃ，１５ｃ及び弁体１７のブッシュ嵌合凹部３３，３３にブッシュ２７を挿嵌しておく必要がある。
　このため、まず、シートリング１５の貫通孔１５ｃ，１５ｃと弁体１７のブッシュ嵌合凹部３３にブッシュ２７を嵌挿させたシートリング組立体を組み立てる。例えば、シートリング組立体の組み立ては、以下のように行うことができる。最初に、シートリング１５の外周面の曲面とブッシュ２７の鍔部２７ａの頂面の曲面とを合わせながらシートリング１５の二つの貫通孔１５ｃ，１５ｃにそれぞれブッシュ２７，２７を挿入し、ブッシュ２７の鍔部２７ａ及び環状突起部２７ｂをシートリング１５の嵌合凹部２９及び嵌合溝部３１に嵌合させ、ブッシュ２７の鍔部２７ａの頂面がシートリング１５の外周面から突出しないように貫通孔１５ｃ，１５ｃにブッシュ２７，２７を嵌着させる。このとき、環状突起部２７ｂが嵌合溝部３１に深く嵌合しているため、組み立て中にブッシュ２７がシートリング１５から外れることがなく、組み立てが容易となる。次に、貫通孔１５ｃの中心軸線方向と垂直な方向にシートリング１５の両側から内方へ向けてシートリング１５に力を加え、シートリング１５の二つの貫通孔１５ｃ，１５ｃに嵌着されたブッシュ２７，２７のシートリング１５の内周面側の端部間の距離が弁体１７の弁軸方向の長さよりも長くなるまでシートリング１５を貫通孔１５ｃ，１５ｃの中心軸線と垂直な方向に押し潰す。シートリング１５を押し潰した後に、二つのブッシュ２７，２７の間に弁体１７を半開位置又は全開位置となるように配置し、弁体１７の一方のブッシュ嵌合凹部３３に一方のブッシュの弁体嵌合部２７ｃを挿入させ、シートリング１５に加えていた力を緩めながら他方のブッシュ嵌合凹部３３に他方のブッシュの弁体嵌合部２７ｃを挿入させ、シートリング１５に加えていた力を完全に解放した後に、ブッシュ２７を弁軸方向から押圧しブッシュ２７の弁体嵌合部２７ｃを弁体１７のブッシュ嵌合凹部３３に嵌着させる。このとき、ブッシュ２７の弁体嵌合部２７ｃがシートリング１５の内周面から突出しているので、弁体１７のブッシュ嵌合凹部３３とシートリング１５の貫通孔１５ｃの中心を微調整することなく位置合わせすることができ、組み立てが容易となる。
　次に、シートリング１５の貫通孔１５ｃの中心軸線と弁本体１３の弁軸支持孔１３ｂの中心軸線が一致するように、弁本体１３の内部流路１３ａ内に組立体を押し込み、組立体のシートリング１５のフランジ部１５ｂ，１５ｂを弁本体１３の嵌合凹部１３ｃ，１３ｃに嵌合させ、二つのフランジ部１５ｂ，１５ｂの間に弁本体１３を挟み込むようにして、弁本体１３の内部流路１３ａの内周面に組立体のシートリング１５を装着する。同時に、シートリング１５の外周面に形成された弧状突起２３を弁本体１３の内部流路１３ａの内周面に形成された弧状溝２５に嵌合させる。
　シートリング１５内に弁体１７を配置したシートリング組立体の状態では、弁体１７が妨げとなって、二つの貫通孔１５ｃ，１５ｃを結ぶ方向（すなわち弁軸方向）にシートリング１５のリング本体１５ａを圧縮変形させることができなくなる。このため、リング本体１５ａの外周面に周方向に延びる「環状」突起が設けられていると、環状突起が弁本体１３の側面の内部流路１３ａの周囲部分に干渉して邪魔となって、シートリング組立体を弁本体１３の内部流路１３ａ内に押し込みにくくなり、組み立てが困難となる。しかしながら、本実施形態では、シートリング１５のリング本体１５ａの外周面において、貫通孔１５ｃ，１５ｃ付近には突起が設けられていないので、弁本体１３の内部流路１３ａへのシートリング組立体の押し込みが容易となる。また、弁体１７を半開位置又は全開位置に回転させておけば、弁軸方向と垂直な方向の内方へシートリング１５のリング本体１５ａを圧縮変形させることができ、弧状突起２３，２３が妨げとなることなく、弁本体１３の内部流路１３ａへシートリング組立体を押し込むことが可能となる。
　次に、弁本体１３の内部流路１３ａにシートリング組立体が装着された状態で、トップフランジ２１側から弁本体１３の弁軸支持孔１３ｂに弁軸１９を挿入して、二つのブッシュ２７，２７及び弁体１７を貫通させ、弁本体１３に弁体１７を回動可能に支承させる。このようにして、バタフライバルブ１１の組み立てを行うことができる。
　次に、図１に示されているバタフライバルブ１１を閉止させるときの作動について説明する。
　バタフライバルブ１１が全開の状態から図示されていない駆動部により弁軸１９を回転させると、それに伴って弁体１７が回動し、弁体１７の外周縁面がシートリング１５の内周面に圧接され、弁体１７とシートリング１５との間がシールされて全閉状態となる。また、ブッシュ２７の鍔部２７ａ及び環状突起部２７ｂがシートリング１５の嵌合凹部２９及び嵌合溝部３１に当接し、ブッシュ２７の鍔部２７ａの頂面が弁本体１３の内部流路１３ａの内周面によってシートリング１５の内周側へ押圧されているため、シートリング１５とブッシュ２７のシール部からシートリング１５の外周面と弁本体１３の内部流路１３ａの内周面との間に液体が漏出することを防止することができる。また、弁体１７の弁軸孔１７ａのブッシュ嵌合凹部３３では、ブッシュ２７と弁体１７との間がシール部材３５でシールされているので、弁軸孔１７ａと弁体１７との隙間に流体が漏出することを防止することができる。
　さらに、シートリング１５の二つのフランジ部１５ｂ，１５ｂの間に弁本体１３を挟み込むように内部流路１３ａの内周面にシートリング１５が装着されていること、並びに、シートリング１５の外周面に形成された弧状突起２３が弁本体１３の内部流路１３ａの内周面に形成された弧状溝２５に嵌合していることから、弁の開閉時の弁体１７の外周面とシートリング１５の内周面との摩擦や閉弁時のシートリング１５に対する水圧の作用によるシートリング１５の流路軸線方向の移動が防止される効果を奏する。弧状突起２３が断面矩形状を有するように形成されていれば、角部が湾曲形状となっている場合と比較して、シートリング１５の流路軸線方向の移動を防止する効果をさらに高めることができる。また、ブッシュ２７が嵌挿される貫通孔１５ｃの近傍には、弧状突起２３が設けられていないので、弧状突起２３の幅をブッシュ２７の鍔部２７ａよりも広くする必要がなく、弧状突起２３を設けることによる材料コストの増加を抑えることが可能となる。なお、閉弁時にシートリング１５に流体の圧力が作用するときに弁本体１３に対してシートリング１５が移動しやすいのは、貫通孔１５ｃを貫通する弁軸１９によって弁本体１３に固定されるシートリング１５の貫通孔領域から最も離れる位置、すなわち貫通孔１５ｃの中心からシートリング１５の中心軸線周りに９０°離れた位置（すなわち横方向中央位置）であるので、弧状突起２３は、横方向中央位置から各貫通孔１５ｃへ向かって等しい長さだけ延びていることが好ましく、横方向中央位置から中心軸線周りに±４５°の範囲で延びていることがさらに好ましい。
　また、弧状突起２３が設けられていることにより、閉弁時に弁体１７の外周縁面と当接するリング本体１５ａの流路軸線方向中央が厚くなってシートリング１５の圧縮代が大きくなるので、材料コストの上昇を抑えつつシール性を高めることができる。なお、シートリング１５のリング本体１５ａは貫通孔１５ｃ付近の厚さが最大となるように内周が円形状を有し且つ外周が楕円形状を有しているので、閉弁時に弁体１７の外周縁面と当接するシートリング１５の領域におけるシール圧の分布の不均一は緩和されるようになっている。また、弧状突起２３は、第１の湾曲部２３ａ及び第２の湾曲部２３ｂを経てなだらかにリング本体１５ａに接続されているので、シール圧の分布の差を最小限に抑えることができる。このようにシール圧の分布の均一化を図ることにより、上流側（一次側）から下流側（二次側）への漏れを防ぐ効果を向上させている。
　以上、図示されている実施形態を参照して、本発明によるバタフライバルブ用のシートリング１５及びこれを用いたバタフライバルブ１１を説明したが、本発明は図示されている実施形態に限定されるものではない。例えば、図示されている実施形態では、シートリング１５の内周面が円形状で外周が楕円形状に形成されているが、内周が楕円形状で外周が円形状に形成されていてもよい。
　１１　　バタフライバルブ
　１３　　弁本体
　１３ａ　　内部流路
　１５　　シートリング
　１５ａ　　リング本体
　１５ｂ　　フランジ部
　１５ｃ　　貫通孔
　１７　　弁体
　１９　　弁軸
　２３　　弧状突起
　２５　　弧状溝
　２７　　ブッシュ

Claims (10)

  1. 　バタフライ弁の弁本体内に形成された流路軸線に沿って延びる内部流路の内周面に装着され、弁本体に支持される弁軸によって内部流路内に回動自在に軸支されている弁体の外周縁面が当接するバタフライ弁用のシートリングであって、
    　中心軸線方向に延びる筒形状を有したリング本体を備え、前記リング本体の径方向の対向する位置に、前記弁軸を貫通させるための一対の貫通孔が形成されており、前記リング本体の外周面において、周方向に延びる弧状突起が前記一対の貫通孔から離間して形成されていることを特徴とするバタフライ弁用のシートリング。
  2. 　前記シートリングが前記リング本体の前記中心軸線方向の両端部に径方向外方に延びるフランジ部をさらに備える、請求項１に記載のバタフライ弁用のシートリング。
  3. 　前記リング本体の外周が楕円形状を有すると共に前記リング本体の内周が円形状を有し、前記一対の貫通孔が形成されている部分が他の部分よりも厚くなっている、請求項１に記載のバタフライ弁用のシートリング。
  4. 　前記リング本体の外周が楕円形状を有すると共に前記リング本体の内周が円形状を有し、前記一対の貫通孔が形成されている部分が他の部分よりも厚くなっている、請求項２に記載のバタフライ弁用のシートリング。
  5. 　前記弧状突起が矩形状の断面を有している、請求項１に記載のバタフライ弁用のシートリング。
  6. 　前記弧状突起が矩形状の断面を有している、請求項２に記載のバタフライ弁用のシートリング。
  7. 　前記弧状突起が矩形状の断面を有している、請求項３に記載のバタフライ弁用のシートリング。
  8. 　前記弧状突起が矩形状の断面を有している、請求項４に記載のバタフライ弁用のシートリング。
  9. 　内部に流路軸線に沿って延びる内部流路を有した弁本体と、
    　前記内部流路の内周面に装着される請求項１から請求項８の何れか一項に記載のシートリングと、
    　前記シートリングの一対の貫通孔を貫通して延びる弁軸と、
    　前記弁軸によって前記弁本体に回動自在に軸支されている円板形状の弁体と、
    　を備え、前記弁本体の内部流路の内周面に形成された弧状溝に前記シートリングの外周面に形成された弧状突起を嵌合させた状態で、前記弁本体の内部流路の内周面に前記シートリングが装着され、弁本体の前記弁本体内で前記弁体を回動させて前記弁体の外周縁面を前記シートリングの内周面に圧接、離間させることにより、開閉を行うことを特徴とするバタフライ弁。
  10. 　前記一対の貫通孔の各々にブッシュが嵌挿されている、請求項９に記載のバタフライ弁。
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