JP2005114116A - 2-way ball valve - Google Patents
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Abstract
【課題】比較的簡単な構造でバルブの操作トルクが増大しないようにするとともに、一次側に比べて二次側の圧力が高くなったり、流体の流れ方向が変わる場合にも対向できるようにした二方ボール弁を提供する。
【解決手段】弁本体2とボールプラグ3との隙間を一次側シートリング24とOリング26とによってシールし、一次側流路5Aとボールキャビティ6とを全開または中間開度状態において遮断する。全閉状態に切り替えると、一次側流体圧が上昇するため、その流体圧によってOリング26を拡径方向に弾性変形させてOリング26と環状溝30との間に隙間G1 を生じさせる。この隙間G1 が生じると、一次側流路5Aとボールキャビティ6とは、隙間Go−G1 −Gを介して連通し、ボールキャビティ6内の圧力を一次側流体圧と均圧にする。
【選択図】 図2
[PROBLEMS] To prevent valve operation torque from increasing with a relatively simple structure and to be able to face even when the pressure on the secondary side is higher than the primary side or the flow direction of the fluid changes. Provides a two-way ball valve.
A clearance between a valve body and a ball plug is sealed by a primary side seat ring and an O ring, and the primary flow path and a ball cavity are blocked in a fully open state or an intermediate opening state. When switched to the fully closed state, the primary fluid pressure rises, so that the O-ring 26 is elastically deformed in the diameter-expanding direction by the fluid pressure, and a gap G 1 is generated between the O-ring 26 and the annular groove 30. When the gap G 1 is generated, the primary flow path 5A and the ball cavity 6 communicate with each other through the gap Go-G 1 -G, and the pressure in the ball cavity 6 is equalized with the primary fluid pressure.
[Selection] Figure 2
Description
本発明は、貫通流路を有する球状のボールプラグを備えた二方ボール弁に関し、特にフローティングタイプの二方ボール弁に関するものである。 The present invention relates to a two-way ball valve including a spherical ball plug having a through channel, and more particularly to a floating type two-way ball valve.
各種流体の制御、例えば空調用の冷温媒体を制御するために使用される弁としては、二方ボール弁が従来から知られている。この種の二方ボール弁をボールプラグの支持方式によって大別すると、一対のシートリングによって回動自在に支持するようにしたフローティングタイプと、弁軸によって回動自在に支持するようにしたトラニオンタイプの二種類がある。フローティングタイプは、全閉時にボールプラグが一次側流体圧を受けて二次側シートリングに押し付けられるため、主としてボールプラグと二次側シートリングとの接触によってシールを図っている。一方、トラニオンタイプは、の両端を弁本体に設けた孔によって回転自在に枢支する構造を採っているため、全閉時にフローティングタイプに比べてボールプラグが一次側流体圧によって二次側シートリングに強く押し付けられることがなく、このため通常ボールプラグと一次側シートリングとの接触によってシールを図っている。このうち、特に本発明は前者のフローティングタイプの二方ボール弁に関する。 As a valve used to control various fluids, for example, a cooling medium for air conditioning, a two-way ball valve is conventionally known. This type of two-way ball valve can be broadly classified according to the ball plug support system: a floating type that is rotatably supported by a pair of seat rings and a trunnion type that is rotatably supported by a valve shaft There are two types. In the floating type, since the ball plug receives the primary fluid pressure and is pressed against the secondary seat ring when fully closed, the seal is mainly achieved by contact between the ball plug and the secondary seat ring. On the other hand, the trunnion type adopts a structure in which both ends of the trunnion are pivotally supported by holes provided in the valve body, so that the ball seat plug is closed by the primary side fluid pressure when fully closed compared to the floating type. For this reason, the seal is usually achieved by contact between the ball plug and the primary side seat ring. Of these, the present invention particularly relates to the former floating type two-way ball valve.
フローティングタイプの二方ボール弁において、バルブの操作トルクが増大する主要な要因としては2つ考えられる。その第1の要因は、弁本体、ボールプラグ、シートリング等の部品の寸法のバラツキの程度である。すなわち、バラツキの程度が大きいと必然的に部品間の摩擦力が増大するため、バルブの操作トルクが大きくなるものである。
その第2の要因は、バルブを全閉状態にしたとき一次側流体圧とボールキャビティ内の圧力との間に生じる圧力差である。すなわち、バルブを閉じると、一次側の流体圧とボールプラグおよびボールキャビティ内の圧力とが異なり差圧が発生する。この差圧は通常一次側が高いため、ボールプラグを二次側シートリングに押し付ける。この結果、バルブ全開時または中間開度時に比べてバルブの操作トルクは増大する。
In a floating type two-way ball valve, there are two main factors that increase the operating torque of the valve. The first factor is the degree of variation in dimensions of parts such as the valve body, ball plug, and seat ring. That is, if the degree of variation is large, the frictional force between the parts inevitably increases, so that the valve operating torque increases.
The second factor is a pressure difference generated between the primary fluid pressure and the pressure in the ball cavity when the valve is fully closed. That is, when the valve is closed, the primary side fluid pressure differs from the pressure in the ball plug and the ball cavity, and a differential pressure is generated. Since this differential pressure is usually high on the primary side, the ball plug is pressed against the secondary side seat ring. As a result, the operating torque of the valve increases as compared to when the valve is fully open or at an intermediate opening.
そこで、このような問題を解決する従来技術として、例えば、特許文献1,2に記載されたボールバルブが知られている。なお、出願人は本明細書に記載した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に密接に関連する先行技術文献を出願時までに見つけ出すことはできなかった。
前記特開2003−113948号公報に開示された二方ボール弁は、同じく弁本体内に組み込まれるボール弁体を一対のシートリングによって回転自在に支持し、各シートリングと弁本体の内壁との隙間をOリングによってシールするようにしたものである。 The two-way ball valve disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-113948 supports a ball valve body that is also incorporated in a valve body so as to be rotatable by a pair of seat rings, and each seat ring and the inner wall of the valve body The gap is sealed with an O-ring.
前記特開平11−218240号公報に開示されたボールバルブは、一次側流路と二次側流路を形成する弁ケーシングと、この弁ケーシング内に一対のシートリングを介して組み込まれたボールプラグと、このボールプラグを回転操作する手段とを有し、前記ボールプラグに前記一次側流路と前記二次側流路を非対面位置で連通可能とした弁孔を形成し、前記ボールプラグの前記一次側流路の対面には前記二次側流路とは連通しない空間を形成し、この空間に一次側流路の流体を案内し導入することにより、一次側と二次側の流体差圧が大きい場合や口径が大きい場合でも開閉操作トルクを増大させることなくボールプラグを確実に操作し得るようにしたものである。 The ball valve disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-218240 includes a valve casing that forms a primary side flow path and a secondary side flow path, and a ball plug that is incorporated in the valve casing via a pair of seat rings. And a means for rotating the ball plug, and forming a valve hole that allows the primary side channel and the secondary side channel to communicate with each other at a non-facing position. A space that does not communicate with the secondary flow path is formed on the opposite side of the primary flow path, and a fluid difference between the primary side and the secondary side is introduced by guiding and introducing the fluid of the primary flow path into this space. The ball plug can be reliably operated without increasing the opening / closing operation torque even when the pressure is large or the diameter is large.
前記特開2003−113948号公報に記載されたボールバルブは、Oリングの弾性変形によって確実なシールを得るようにしているため、部品の寸法精度を高くする必要がなく、前記した第1の要因については解消することができるものの、第2の要因については全く対応することができず、依然として改良の余地があった。また、一次側に比べて二次側の圧力が高くなったり、流体の流れ方向が変わる場合(逆流する可能性がある場合)にも全く対向できないという問題があった。 The ball valve described in Japanese Patent Laid-Open No. 2003-113948 obtains a reliable seal by elastic deformation of the O-ring, so there is no need to increase the dimensional accuracy of the parts, and the first factor described above However, the second factor could not be dealt with at all, and there was still room for improvement. Further, there is a problem that even when the pressure on the secondary side is higher than that on the primary side, or when the flow direction of the fluid changes (when there is a possibility of backflow), it cannot be opposed at all.
前記特開平11−218240号公報に開示されたボールバルブは、前記した第2の要因については解消することができるものの、第1の要因については全く対応できないという問題があった。また、ボールプラグにL字状の弁孔を形成する必要があるため、直管からなる配管の途中に取付ける場合は、弁ケーシングを特殊な形状に製作する必要がある。
さらに、特開2003−113948号公報に記載されたボールバルブと同様に、一次側に比べて二次側の圧力が高くなったり、流体の流れ方向が変わる場合には全く対向できないという問題もあった。
The ball valve disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-218240 has a problem that although the second factor can be eliminated, the first factor cannot be dealt with at all. In addition, since it is necessary to form an L-shaped valve hole in the ball plug, the valve casing needs to be manufactured in a special shape when it is attached in the middle of a straight pipe.
Further, like the ball valve described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-113948, there is a problem that the pressure cannot be opposed at all when the pressure on the secondary side becomes higher than the primary side or the flow direction of the fluid changes. It was.
本発明は前記した従来の問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、比較的簡単な構造で前記した第1、第2の要因を同時に解決することができて操作トルクの低減を可能にするとともに、一次側に比べて二次側の圧力が高くなったり、流体の流れ方向が変わる場合にも対応できるようにした二方ボール弁を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and the object of the present invention is to solve the first and second factors at the same time with a relatively simple structure and to operate torque. Another object of the present invention is to provide a two-way ball valve that can reduce the pressure of the secondary side and can cope with a case where the pressure on the secondary side is higher than that on the primary side or the flow direction of the fluid changes.
前記目的を達成するために第1の発明は、内部に一次側流路と、二次側流路と、これら両流路間に位置するボールキャビティとが形成された弁本体と、前記ボールキャビティ内に一次側および二次側シートリングを介して回転自在に組み込まれ前記一次側流路と二次側流路を遮断、連通させるボールプラグと、このボールプラグを回動させる回動手段とを備えた二方ボール弁において、全閉時に前記弁本体内の一次側流体圧が前記ボールキャビティ内の圧力より高くなると、その差圧により前記ボールプラグと一次側シートリングとの間、または前記一次側シートリングと弁本体内壁間に隙間を生じさせ、この隙間を経由して一次側流体の一部を前記一次側流路から前記ボールキャビティに導くようにしたものである。 In order to achieve the above object, a first invention includes a valve body in which a primary flow path, a secondary flow path, and a ball cavity positioned between both flow paths are formed, and the ball cavity. A ball plug that is rotatably incorporated in a primary side and a secondary side seat ring to cut off and communicate the primary side flow path and the secondary side flow path, and a rotating means for rotating the ball plug. In the provided two-way ball valve, when the primary fluid pressure in the valve body becomes higher than the pressure in the ball cavity when fully closed, the pressure difference between the ball plug and the primary seat ring or the primary A gap is formed between the side seat ring and the inner wall of the valve body, and a part of the primary side fluid is guided from the primary side flow path to the ball cavity via the gap.
第2の発明は、前記第1の発明において、全閉時に前記二次側流路の流体圧が前記ボールキャビティ内の圧力より高くなると、その差圧により前記ボールプラグと二次側シートリングとの間、または前記二次側シートリングと弁本体内壁間に隙間を生じさせ、この隙間を経由して二次側流体の一部を前記二次側流路から前記ボールキャビティに導くようにしたものである。 According to a second invention, in the first invention, when the fluid pressure in the secondary channel becomes higher than the pressure in the ball cavity when fully closed, the differential pressure causes the ball plug and the secondary seat ring to Or a gap is formed between the secondary side seat ring and the inner wall of the valve body, and a part of the secondary side fluid is guided from the secondary side flow path to the ball cavity via the gap. Is.
第3の発明は、内部に一次側流路と、二次側流路と、これら両流路間に位置するボールキャビティとが形成された弁本体と、前記ボールキャビティ内に一次側および二次側シートリングを介して回転自在に組み込まれ前記一次側流路と二次側流路を遮断、連通させるボールプラグと、このボールプラグを回動させる回動手段とを備えた二方ボール弁において、前記弁本体の内壁で前記一次側シートリングより一次側に第1の環状溝を形成するとともに、この環状溝に第1のシール部材を嵌挿し、全閉時に前記弁本体内の一次側流体圧が前記ボールキャビティ内の圧力より高くなると、その差圧により前記第1のシール部材を径方向に押し広げることにより前記第1のシール部材と前記第1の環状溝との間に隙間を生じさせ、この隙間と前記弁本体と前記一次側シートリングとの間の隙間を経由して一次側流体の一部を前記一次側流路から前記ボールキャビティに導くようにしたものである。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a valve body in which a primary side flow path, a secondary side flow path, and a ball cavity positioned between both flow paths are formed, and a primary side and a secondary side in the ball cavity. In a two-way ball valve provided with a ball plug that is rotatably incorporated via a side seat ring and blocks and communicates the primary side flow path and the secondary side flow path, and a rotating means for rotating the ball plug A first annular groove is formed on the inner wall of the valve body on the primary side from the primary seat ring, and a first seal member is inserted into the annular groove so that the primary fluid in the valve body is fully closed. When the pressure becomes higher than the pressure in the ball cavity, a gap is generated between the first seal member and the first annular groove by expanding the first seal member in the radial direction by the differential pressure. Let this gap and the valve Via the gap between the body and the primary seat ring is part of the primary side fluid that was guided to the ball cavity from the primary flow path.
第4の発明は、前記第3の発明において、前記弁本体の内壁で前記二次側シートリングより二次側に第2の環状溝を形成するとともに、この環状溝に第2のシール部材を嵌挿し、全閉時に前記弁本体内の二次側流体圧が前記ボールキャビティ内の圧力より高くなると、その差圧により前記第2のシール部材を径方向に押し広げることにより前記第2のシール部材と前記第2の環状溝との間に隙間を生じさせ、この隙間と前記弁本体と前記二次側シートリングとの間の隙間を経由して二次側流体の一部を前記二次側流路から前記ボールキャビティに導くようにしたものである。 According to a fourth invention, in the third invention, a second annular groove is formed on the inner wall of the valve body on the secondary side from the secondary seat ring, and a second seal member is provided in the annular groove. When the secondary fluid pressure in the valve body becomes higher than the pressure in the ball cavity when fully inserted, the second seal member is expanded in the radial direction by the differential pressure. A gap is formed between the member and the second annular groove, and a part of the secondary fluid is circulated through the gap and a gap between the valve body and the secondary seat ring. The ball is guided from the side channel to the ball cavity.
第5の発明は、内部に一次側流路と、二次側流路と、これら両流路間に位置するボールキャビティとが形成された弁本体と、前記ボールキャビティ内に一次側および二次側シートリングを介して回転自在に組み込まれ前記一次側流路と二次側流路を遮断、連通させるボールプラグと、このボールプラグを回動させる回動手段とを備えた二方ボール弁において、前記一次側シートリングと前記弁本体との間に環状溝と連通路を形成するとともに、前記環状溝にシール部材を嵌挿し、全閉時に前記弁本体内の一次側流体圧が前記ボールキャビティ内の圧力より高くなると、その差圧により前記シール部材を径方向に押し広げることにより前記シール部材と前記環状溝との間に隙間を生じさせ、この隙間と前記連通路を経由して一次側流体の一部を前記一次側流路から前記ボールキャビティに導くようにしたものである。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a valve body in which a primary side flow path, a secondary side flow path, and a ball cavity positioned between both flow paths are formed, and a primary side and a secondary side in the ball cavity. In a two-way ball valve provided with a ball plug that is rotatably incorporated via a side seat ring and blocks and communicates the primary side flow path and the secondary side flow path, and a rotating means for rotating the ball plug An annular groove and a communication path are formed between the primary seat ring and the valve body, and a seal member is inserted into the annular groove so that the primary fluid pressure in the valve body is in the ball cavity when fully closed. When the pressure is higher than the internal pressure, the differential pressure causes the seal member to be expanded in the radial direction to create a gap between the seal member and the annular groove, and the primary side via the gap and the communication path Part of the fluid Serial is from the primary flow path which was guided to the ball cavity.
第1の発明においては、弁本体内の一次側流体圧がボールキャビティ内の圧力より高くなると、その差圧によりボールプラグと一次側シートリングとの間、または一次側シートリングと弁本体内壁との間に隙間が生じ、この隙間を通って一次側流体の一部がボールキャビティに導かれることにより、ボールキャビティ内の圧力を一次側流体圧と等しくする。したがって、前記した第1、第2の要因によって生じるバルブの操作トルクの増大を防止することができる。
第2の発明においては、二次側流体をボールキャビティに導くことができるため、前記した第1の発明の効果に加えて、二次側流体圧が一次側流体圧より高くなったり、流体が逆流した場合にも対応できる。
第3の発明においては、前記した第1の発明と同様な効果を得ることができる。
第4の発明においては、前記した第2の発明と同様に、二次側流体圧が一次側流体圧より高くなったり、流体が逆流した場合にも対応できる。
第5の発明においては、前記した第1の発明と同様な効果を得ることができる。
In the first invention, when the primary fluid pressure in the valve body becomes higher than the pressure in the ball cavity, the differential pressure causes a gap between the ball plug and the primary seat ring or between the primary seat ring and the valve body inner wall. A gap is formed between the two and a part of the primary fluid is guided to the ball cavity through the gap, thereby making the pressure in the ball cavity equal to the primary fluid pressure. Therefore, it is possible to prevent an increase in valve operating torque caused by the first and second factors.
In the second invention, since the secondary fluid can be guided to the ball cavity, in addition to the effect of the first invention described above, the secondary fluid pressure becomes higher than the primary fluid pressure, It can cope with backflow.
In the third invention, the same effect as in the first invention described above can be obtained.
In the fourth invention, similarly to the above-described second invention, it is possible to cope with the case where the secondary fluid pressure becomes higher than the primary fluid pressure or the fluid flows backward.
In the fifth invention, the same effect as in the first invention described above can be obtained.
以下、本発明を図面に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図1は本発明に係る二方ボール弁の第1の実施の形態を示す全開時における断面図、図2は図1のA部の拡大断面図、図3は図1のB部の拡大断面図である。これらの図において、全体を符号1で示す二方ボール弁は、配管途中に接続される弁本体2と、この弁本体2の内部中央に回転自在に組み込まれたボールプラグ3と、このボールプラグ3を略90°の角度範囲内で回動させる回動手段としての4等で構成されている。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the drawings.
1 is a cross-sectional view of a first embodiment of a two-way ball valve according to the present invention when fully open, FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of part A in FIG. 1, and FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of part B in FIG. FIG. In these drawings, a two-way ball valve generally indicated by
前記弁本体2は両端が開放する直管からなり、内部の一端部が一次側流路5Aを形成し、内部の他端部が二次側流路5Bを形成し、内部の中央が前記ボールプラグ3を収納するボールキャビティ6を形成している。また、弁本体2は、雄ねじ11と雌ねじ12との螺合によって一体的に接続され、かつ接合部がシール部材13によってシールされた上流側弁本体2Aと下流側弁本体2Bの2部材で構成されている。上流側弁本体2Aは、内部が前記一次側流路5Aとボールキャビティ6を形成し、上面中央に筒部14が上方に向かって一体に突設されている。上流側弁本体2Aの上流側開口部15の内周面には、図示しない上流側配管が接続されるテーパねじ16が形成され、下流側開口部17の内周面には前記雌ねじ11が形成されている。
The
前記下流側弁本体2Bは、内部が前記二次側流路5Bを形成し、上流側開口端部18の外周面には前記上流側弁本体2Aの雌ねじ11に螺合する前記雄ねじ12が形成され、下流側開口部19の内周面には図示しない下流側配管が接続されるテーパねじ20が形成されている。
The
前記ボールプラグ3は、略球状で内部に貫通流路23が形成され、前記弁本体2のボールキャビティ6内にぞれぞれ一対からなる一次側、二次側シートリング24,25および第1、第2のOリング(シール部材)26,27を介して回動可能に組み込まれ、外周面が球面着座部を形成し前記シートリング24,25に押し付けられている。前記貫通流路23は、ボールプラグ3の中心を通り前記4の軸線と直交するように形成された貫通孔からなり、流入側開口部23aが所定の流量特性を示す形状、例えば断面形状がボールプラグ3の回転方向(矢印C方向)におおむね扇形となる形状で、流出側開口部23bが円形に形成されている。
The ball plug 3 is substantially spherical and has a through
前記一次側、二次側シートリング24,25は、図2および図3に示すように上流側弁本体2Aと下流側弁本体2Bの内壁に形成した環状のシートリング用溝28,29にそれぞれ嵌挿され、下流側弁本体2Bを上流側弁本体2Aに螺合することにより、ボールプラグ3の球面着座部に押し付けられている。ボールキャビティ6とシートリング用溝28,29は互いに連通している。一次側、二次側シートリング24,25の外周面と弁本体2の内壁との間には、適宜な隙間Gがそれぞれ設定されている。
The primary and secondary seat rings 24 and 25 are respectively formed in annular
また、前記弁本体2の内壁には前記第1、第2のOリング26,27を収納する第1、第2の環状溝30,31と、これら溝の内周を規制する内周壁32,33が形成されている。第1の環状溝30は、シートリング用溝28の上流側に形成され、前記隙間Gを介して前記シートリング用溝28およびボールキャビティ6に連通している。第2の環状溝31はシートリング用溝29の下流側に形成され、前記隙間Gを介して前記シートリング用溝29およびボールキャビティ6に連通している。
Further, the inner wall of the
前記各第1、第2の環状溝30,31の底面30a,31aは、内側から外側に向かって深さが深くなるように傾斜した斜面に形成されており、最内側の深さが前記第1、第2のOリング26,27の外径より小さく設定され、最外側の深さが第1、第2のOリング26,27の外径より大きく設定されている。第1、第2のOリング26,27は、第1、第2の環状溝30,31に自然な状態で嵌着されると、第1、第2の環状溝30,31の内周壁32,33付近に位置し、一次側、二次側シートリング24,25によって圧縮され溝底面30a,31aに押し付けられることにより、第1、第2の環状溝30,31をシールする。図2および図3はこの状態を示す。
The bottom surfaces 30a and 31a of the first and second
前記第1の環状溝30の内周を規定する内周壁32は、前記一次側シートリング24と適宜な隙間Goを保って対向することにより、前記一次側流路5Aと第1の環状溝30を連通させている。このため、第1のOリング26には一次側流体圧が常時加えられている。同じく前記第2の環状溝31の内周を規定する内周壁33は、前記二次側シートリング25と適宜な隙間Goを保って対向することにより、前記二次側流路5Bと第2の環状溝31を連通させている。このため、第2のOリング27には二次側流体圧が常時加えられている。
The inner
図1において、さらに前記ボールプラグ3は上面中央に形成した凹部35を有し、この凹部35に前記4の下端部4aが回転を防止されて嵌合している。前記4は、Oリング36を介して前記筒部14を回転可能に貫通し、上端が図示を省略した駆動モータ、空気式操作器等の駆動装置に連結されるかまたは手動操作によって略90°の角度範囲内で回動されるように構成されている。
In FIG. 1, the ball plug 3 further has a
このような構造からなる二方ボール弁1の図1に示す全開状態、すなわち弁本体2の軸線とボールプラグ3の貫通流路23の軸線とが一致し、一次側流路5Aと二次側流路5Bが貫通流路23を介して互いに連通した状態において、上流側配管に供給される流体40は二方ボール弁1を通って下流側配管に流れる。この全開状態からボールプラグ3を矢印C方向に90°回動させると、流入側開口部23aと流出側開口部23bがシートリング24,25の外側に移動して一次側、二次側流路5A,5Bと貫通流路23との連通を遮断するため、二方ボール弁1は全閉状態となり流体40の通過を遮断する。
The fully open state shown in FIG. 1 of the two-
二方ボール弁1が全閉状態に切り替わると、一次側の流体圧(P1 )は二次側の流体圧(P2 )より高くなるため、その差圧(P1 −P2 )によってボールプラグ3を二次側シートリング25に押し付ける。このとき、一次側流体圧(P1 )は、第1の環状溝30内の第1のOリング26に対しても加わるため、第1のOリング26はその流体圧(P1 )によって拡径方向に弾性変形し、図2に2点鎖線で示すように第1の環状溝30の外周寄りに移動し、一次側シートリング24による押圧状態から解放される。このため、第1のOリング26と第1の環状溝30との間に隙間G1 が生じ、これにより一次側流路5Aとボールキャビティ6が隙間Go−第1の環状溝30−隙間G1 −隙間G−シートリング用溝28を介して連通する。したがって、一次側の流体40の一部はボールキャビティ6内に流入し、ボールキャビティ6内の流体圧(P3 )を一次側流体圧(P1 )と均圧にする(P1 =P3 )。その結果、ボールプラグ3は差圧による負荷から解放されるため、二次側シートリング25に強く押し付けられることがなく、全閉状態から開弁するときの二方ボール弁1の操作トルクの増大を防止することができる。また、操作トルクが増大しなければシートリング24,25の摩耗が少なく、二方ボール弁1の耐久性を向上させることができる。
When the two-
また、第1のOリング26によって第1の環状溝30を通常シールしているので、弁本体2、ボールプラグ3、シートリング24,25等の部品の製作が容易でこれら部品の寸法のバラツキの程度に起因する操作トルクの増大を防止することができる。したがって、この点からもボールプラグ3を円滑かつ確実に操作することができる。
In addition, since the first
また、一次側に加えて二次側の第2のOリング27、第2の環状溝31についても一次側の第1のOリング26、第1の環状溝30と全く同一構造を採っているので、二次側流体圧が一次側流体圧に比べて高くなり、その差圧によってボールプラグ3を一次側シートリング24に押し付けた場合も、二次側流体をボールキャビティ6内に導き、二次側流体圧とボールキャビティ6内の流体圧を均圧にすることができる。したがって、一次側に比べて二次側の流体圧が高くなったり、あるいは流体40の流れ方向が変わった場合にも対応できる。
In addition to the primary side, the secondary O-
図4は図1に示した実施の形態の変形例を示す要部の断面図である。
この実施の形態は、弁本体2内に形成される第1の環状溝30の底面30aを弁本体2の軸線と垂直な面に形成し、一次側シートリング24の一次側表面24aを内周より外周に向かって傾斜するテーパ面に形成したものである。このような構造においても、第1の環状溝30の断面形状を内周側より外周側に向かって幅広となる台形状に形成しているので、全閉状態に切り替えたとき一次側流体圧が高くなると第1のOリング26を拡径方向に膨張させて第1の環状溝30の外周方向に移動させることができ、前記した第1の実施の形態と同様な効果が得られることは明らかであろう。
FIG. 4 is a cross-sectional view of an essential part showing a modification of the embodiment shown in FIG.
In this embodiment, the
図5は本発明の第2の実施の形態を示す要部の断面図である。
この実施の形態は、図1に示した第1の実施の形態に加えて、弁本体2の内壁41(シートリング用溝29と第1の環状溝30が形成されている部分の内周壁)と一次側シートリング24の外周面との間に、ボールキャビティ6と第1の環状溝30とを連通させる連通路42を形成し、第1のOリング26が一次側流体圧によって拡径方向に弾性変形したとき、第1の環状溝30内の圧力を前記連通路42によってボールキャビティ6に逃がすようにしたものである。第1の環状溝30としては、内周側より外周側に向かって溝深さが増大するものに限らず、図6に示すように深さが均一なものであってもよい。
FIG. 5 is a cross-sectional view of a main part showing a second embodiment of the present invention.
In this embodiment, in addition to the first embodiment shown in FIG. 1, the
前記連通路42は、図7に示すように一次側シートリング24に形成した所要個数の溝(同図(a)、(b))、小孔(同図(c)または切欠き(同図(d))で構成される。
As shown in FIG. 7, the
このような構造においては、二方ボール弁を全開または中間開度状態から全閉状態に切り替えたとき、第1の環状溝30内の流体圧を連通路42によってボールキャビティ6に逃がし、一次側流体圧とボールキャビティ6内の流体圧を速やかに均圧にすることができる。
In such a structure, when the two-way ball valve is switched from the fully open state or the intermediate opening state to the fully closed state, the fluid pressure in the first
図8〜図10は前記した第3の実施の形態の変形例である。
図8は弁本体2の内壁41にボールキャビティ6と第1の環状溝30とを連通させる溝状の連通路50を形成したものである。
8 to 10 show modifications of the third embodiment described above.
In FIG. 8, a groove-shaped
図9(a)、(b)は一次側シートリング24と第1の環状溝30の外周にリング状のカラー51を嵌挿し、このカラー51に設けた連通路52によってボールキャビティ6と第1の環状溝30とを連通させるようにしたものである。
9A and 9B, a ring-shaped
カラー51としては、図10(a)〜(d)に示すように種々の形状のものが考えられる。すなわち、同図(a)は一部周面が切欠き開放したリング状に形成し、切欠き開放部を連通路52としたものである。同図(b)は開放部を有さないリング状で内周面に形成した複数個の溝(凹み)を連通路52としたものである。同図(c)は内周と外周にV字状の凹凸を交互に連続して形成したものである。この場合、外周側の凹凸部分が連通路52を形成する。同図(d)は線材を螺旋状に巻回してリング状に形成したものである。この場合、隣り合うコイル間の隙間が連通路52を形成する。
As the
このような構造においても、全閉状態に切り替えたとき一次側流体圧をボールキャビティ6内に速やかに逃がすことができることは明らかであろう。
Even in such a structure, it will be apparent that the primary fluid pressure can be quickly released into the
図11は本発明の第4の実施の形態を示す要部の断面図である。
この実施の形態は、弁本体2の内壁に一次側シートリング24が下流側に移動するのを制限する移動規制部60を一体に突設し、全閉状態に切替えて一次側流体圧が高くなったとき、ボールプラグ3をその流体圧によって下流側に移動させ、ボールプラグ3の外周面と一次側シートリング24の内周面との間に隙間G4 を生じさせるようにしたものである。
FIG. 11 is a cross-sectional view of a main part showing a fourth embodiment of the present invention.
In this embodiment, a
このような構造においても、全閉状態に切り替えたとき隙間G4 を介して一次側流体をボールキャビティ6内に導くことができるため、一次側流体圧とボールキャビティ6内の圧力を等圧にすることができることは明らかであろう。
Even in such a structure, the primary fluid can be guided into the
図12は本発明の第5の実施の形態を示す要部の断面図である。
この実施の形態は、弾性材料によって形成した一次側シートリング61を弁本体2の内壁に形成したシートリング用溝28に嵌挿したものである。一次側シートリング61は、断面形状がV字状の金属板を溝62が外側を向くように円形に折り曲げて形成することにより、一次側折曲片61aと二次側折曲片61bとで構成され、開弁状態では一次側折曲片61aと二次側折曲片61bの連結部がボールプラグ3の外周面に圧接され、一次側折曲片61aの先端が前記シートリング用溝28の底面に圧接されることにより、シートリング用溝28をシールし、一次側流路5Aとボールキャビティ6を不連通状態に保持している。二次側折曲片61bの先端は弁本体2の内壁から適宜な隙間を保って離間している。
FIG. 12 is a cross-sectional view of an essential part showing a fifth embodiment of the present invention.
In this embodiment, a primary
二方ボール弁を全閉状態に切り替えると、一次側流体圧が上昇するため、この流体圧によって一次側シートリング61を二次側に弾性変形させる。このため、一次側折曲片61aがシートリング用溝28の底面から2点鎖線で示すように離間し、これによって一次側流路5Aとボールキャビティ6をシートリング用溝28を介して連通させる。その結果、一次側流体の一部がシートリング用溝28を通ってボールキャビティ6内に流入し、ボールキャビティ6内の圧力を一次側流体圧と均圧にする。したがって、このような構造においても、前記した第1〜第4の実施の形態と同様に操作トルクが増大するのを防止することができることは明らかであろう。
また、本実施の形態においては、一次側シートリング61がOリングの機能をも果たしているため、部品点数を削減することができ、また弁本体2の内部加工が上記した実施の形態に比べて容易で安価に製作することができる利点がある。なお、一次側シートリング61としては、断面形状がV字状のものに限らずU字状のものであってもよい。
When the two-way ball valve is switched to the fully closed state, the primary side fluid pressure rises, so that the primary
Further, in the present embodiment, since the primary
なお、図4〜図12に示した実施の形態においては、一次側のシール構造についてのみ説明したが、逆流防止対策のためには二次側のシール構造も一次側と全く同様な構造にすることが好ましい。 In the embodiment shown in FIGS. 4 to 12, only the primary-side seal structure has been described, but the secondary-side seal structure is exactly the same as that of the primary side in order to prevent backflow. It is preferable.
1…二方ボール弁、2…弁本体、3…ボールプラグ、4…弁軸、5A…一次側流路、5B…二次側流路、6…ボールキャビティ、24…一次側シートリング、25…二次側シートリング、23…貫通流路、23a…流入側開口部、26…第1のOリング、27…第2のOリング、42,50,52…連通路、60…移動規制部、61…一次側シートリング、G,Go,G1 ,G2 ,G3 ,G4 …隙間。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
全閉時に前記弁本体内の一次側流体圧が前記ボールキャビティ内の圧力より高くなると、その差圧により前記ボールプラグと一次側シートリングとの間、または前記一次側シートリングと弁本体内壁間に隙間を生じさせ、この隙間を経由して一次側流体の一部を前記一次側流路から前記ボールキャビティに導くようにしたことを特徴とする二方ボール弁。 A valve body in which a primary flow path, a secondary flow path, and a ball cavity located between both flow paths are formed, and a primary side and a secondary side seat ring in the ball cavity In a two-way ball valve provided with a ball plug that is rotatably incorporated and blocks and communicates the primary side flow path and the secondary side flow path, and a rotation means for rotating the ball plug,
When the primary fluid pressure in the valve body becomes higher than the pressure in the ball cavity when fully closed, the differential pressure causes a difference between the ball plug and the primary seat ring or between the primary seat ring and the valve body inner wall. A two-way ball valve is characterized in that a gap is formed in the first and second parts of the primary fluid through the gap to be guided from the primary channel to the ball cavity.
全閉時に前記二次側流路の流体圧が前記ボールキャビティ内の圧力より高くなると、その差圧により前記ボールプラグと二次側シートリングとの間、または前記二次側シートリングと弁本体内壁間に隙間を生じさせ、この隙間を経由して二次側流体の一部を前記二次側流路から前記ボールキャビティに導くようにしたことを特徴とする二方ボール弁。 The two-way ball valve according to claim 1,
When the fluid pressure of the secondary side flow path becomes higher than the pressure in the ball cavity when fully closed, the differential pressure causes a difference between the ball plug and the secondary side seat ring or the secondary side seat ring and the valve body. A two-way ball valve characterized in that a gap is formed between inner walls, and a part of the secondary fluid is guided from the secondary channel to the ball cavity via the gap.
前記弁本体の内壁で前記一次側シートリングより一次側に第1の環状溝を形成するとともに、この環状溝に第1のシール部材を嵌挿し、
全閉時に前記弁本体内の一次側流体圧が前記ボールキャビティ内の圧力より高くなると、その差圧により前記第1のシール部材を径方向に押し広げることにより前記第1のシール部材と前記第1の環状溝との間に隙間を生じさせ、この隙間と前記弁本体と前記一次側シートリングとの間の隙間を経由して一次側流体の一部を前記一次側流路から前記ボールキャビティに導くようにしたことを特徴とする二方ボール弁。 A valve body in which a primary flow path, a secondary flow path, and a ball cavity located between both flow paths are formed, and a primary side and a secondary side seat ring in the ball cavity In a two-way ball valve provided with a ball plug that is rotatably incorporated and blocks and communicates the primary side flow path and the secondary side flow path, and a rotation means for rotating the ball plug,
A first annular groove is formed on the inner side of the valve body on the primary side from the primary seat ring, and a first seal member is fitted into the annular groove,
When the primary fluid pressure in the valve body becomes higher than the pressure in the ball cavity when fully closed, the first seal member and the first A gap is formed between the annular groove and a part of the primary fluid from the primary channel through the gap and a gap between the valve body and the primary seat ring. A two-way ball valve characterized by leading to.
前記弁本体の内壁で前記二次側シートリングより二次側に第2の環状溝を形成するとともに、この環状溝に第2のシール部材を嵌挿し、
全閉時に前記弁本体内の二次側流体圧が前記ボールキャビティ内の圧力より高くなると、その差圧により前記第2のシール部材を径方向に押し広げることにより前記第2のシール部材と前記第2の環状溝との間に隙間を生じさせ、この隙間と前記弁本体と前記二次側シートリングとの間の隙間を経由して二次側流体の一部を前記二次側流路から前記ボールキャビティに導くようにしたことを特徴とする二方ボール弁。 The two-way ball valve according to claim 3,
Forming a second annular groove on the secondary side of the secondary seat ring on the inner wall of the valve body, and inserting a second seal member into the annular groove;
When the secondary fluid pressure in the valve body becomes higher than the pressure in the ball cavity when fully closed, the second seal member and the second seal member are expanded by radially expanding the second seal member by the differential pressure. A gap is generated between the second annular groove, and a part of the secondary fluid is passed through the gap between the gap and the valve body and the secondary seat ring. A two-way ball valve characterized by being guided to the ball cavity.
前記一次側シートリングと前記弁本体との間に環状溝と連通路を形成するとともに、前記環状溝にシール部材を嵌挿し、
全閉時に前記弁本体内の一次側流体圧が前記ボールキャビティ内の圧力より高くなると、その差圧により前記シール部材を径方向に押し広げることにより前記シール部材と前記環状溝との間に隙間を生じさせ、この隙間と前記連通路を経由して一次側流体の一部を前記一次側流路から前記ボールキャビティに導くようにしたことを特徴とする二方ボール弁。
A valve body in which a primary flow path, a secondary flow path, and a ball cavity located between both flow paths are formed, and a primary side and a secondary side seat ring in the ball cavity In a two-way ball valve provided with a ball plug that is rotatably incorporated and blocks and communicates the primary side flow path and the secondary side flow path, and a rotation means for rotating the ball plug,
An annular groove and a communication path are formed between the primary seat ring and the valve body, and a seal member is inserted into the annular groove.
When the primary fluid pressure in the valve body becomes higher than the pressure in the ball cavity when fully closed, a gap is formed between the seal member and the annular groove by expanding the seal member in the radial direction by the differential pressure. And a part of the primary fluid is guided from the primary flow path to the ball cavity via the gap and the communication path.
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