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JP3021891B2 - バタフライバルブ - Google Patents

バタフライバルブ

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JP3021891B2
JP3021891B2 JP3349877A JP34987791A JP3021891B2 JP 3021891 B2 JP3021891 B2 JP 3021891B2 JP 3349877 A JP3349877 A JP 3349877A JP 34987791 A JP34987791 A JP 34987791A JP 3021891 B2 JP3021891 B2 JP 3021891B2
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JP
Japan
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seat ring
disc
butterfly valve
cap
boss
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茂男 北澤
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Kitz Corp
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Kitz Corp
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、バタフライバルブに関
し、特に、このバタフライバルブは、食品分野、半導体
分野、医薬品分野或はバイオテクノロジー分野において
コンタミネーション(汚染)のないサニタリー性をもた
せた配管ラインに配設するものであって、無菌性を兼ね
備えたバタフライバルブに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のいわゆるサニタリーバルブにおけ
る主なタイプとしては、グローブバルブ・ダイヤフラム
バルブ・ボールバルブ・バタフライバルブ等のバルブ、
或はその他のコック類を挙げることができる。このう
ち、一般的に、メインラインには、グローブバルブやダ
イヤフラムバルブが多く使用されている。しかし、これ
らのバルブは、コストが非常に高くなるばかりでなく、
使用上の操作性について、必ずしも簡便とはいえない等
の欠点を有している。
【0003】一方、ボールバルブは、全開時において配
管口径と同等のポートとなる構造であって、しかも配管
内に弁体が残らない構造であるため、流量確保或は段差
による汚染原因がないなどの多くの利点を有している。
しかし、この種のバルブは、開閉操作時にボール(弁
体)とボデー(本体)との間に隙間(キャビテイー部)
が形成されるので、この隙間に流体が残留して雑菌が発
生しやすく、そのため汚染原因となるおそれがある。こ
れを防止するために、ボデーの底部にドレン機構を設け
る場合が多いが、これは、1バッチ毎にドレンバルブを
開閉する作業が必要なため、自動化ラインにおいては不
向きな構造であると共に、不効率でもある。
【0004】そこで、最近では、サニタリーバルブとし
てバタフライバルブが多く採用される傾向にある。特
に、この種のバルブは、ボデーを弁軸の中心部で分割し
た分割型の構造が一般的であり、具体的には、結合した
ボデーの中央部に弁棒を有する弁体(ジスク)を設け、
更にボデーの内周面にシリコンゴム等の弾力性あるラ
バーで形成したリング状のラバーシートを装着し、この
ラバーシートの内周面に弁体の外周縁部を接触させてバ
ルブの流路を開閉する構造である。従って、この従来の
バタフライバルブは、上記した他のバルブと比較して構
造が単純であり、また、小型・軽量で操作性がよく、し
かもコストが安価であるため、サニタリーバルブとして
バタフライバルブを採用する傾向にある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
この種のバタフライバルブは、ボデーを弁軸の中心部で
分割した分割型であるため、ボデーの弁棒部における分
割面での加工精度に左右されるばかりでなく、サニタリ
ー性を有するバルブとして、この部分におけるシール性
や加工精度上の管理に大きな課題を有していた。また、
ラバーシートの材料であるラバーは、機械的性質からす
ると、引裂強度、引張強度、並びに耐摩耗性の点に問題
があり、そのため、バタフライバルブのように絶えず弁
体がラバーと接触している構造を有するバルブは、弁体
の摺動力によりラバー表面が剥離現象を引き起こすこと
となり、サニタリーバルブにラバーシートを使用するこ
とは好ましくないことが確認された。このシートの材料
として上記のラバーを避けて四ふっ化エチレン樹脂でシ
ートを成形する例もあるが、この場合であっても、熱影
響により樹脂製シートが劣化・老化或は永久変形を引き
起こし易く、そのため、このようにサニタリー性を発揮
させるバタフライバルブのシート部には適さないことが
確認されている。
【0006】本発明は、上記のような従来のバタフライ
バルブが有している問題点を解決するために鋭意開発し
たものであり、サニタリー性の機能を発揮する無菌性バ
ルブであることは勿論のこと、特に、シール性に優れ、
分解組立ても容易で、しかもバルブ内外部の洗浄も容易
である等の新規有用なバタフライバルブを提供すること
を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、ゴム等の弾性材で形成したリング状のパ
ックアップシートの接触面に合成樹脂製のシートライナ
を被覆してシートリングを構成し、このシートリングの
内周面に、上下にボス部を有するジスクを回動自在に摺
接させ、かつジスクのボス部の直径方向にステムを一体
に設けると共に、ボデー本体の流路内に設けた段部に、
ジスクに装着したシートリングを装入してシートリング
の一側面を段部に当接させ、かつジスクのステムをボデ
ー本体の軸装部に装入し、更に、ボデー本体の開口側に
設けたキャップの挿入端面でシートリングの他側面を挟
圧保持させた構造のバタフライバルブとした。
【0008】この場合、ボデー本体とキャップとを接離
する手段として、ボデー本体のフランジとキャップのフ
ランジとをヘルールクランプを介して接離可能に設けた
り、又は、両者をボルト締め又はユニオンナット締付け
或は螺着手段で接離可能に設けることもできる。
【0009】ジスクの上下に形成したボス部の外周面
球面状に形成するのが好ましく、また上記したシートリ
ングは、断面コ字形状に形成したシートライナのステム
保持位置に筒状部を一体に形成し、このシートライナの
外周囲と筒状部の外周囲にバックアップシートを外装さ
せ、或は、シートライナのボス部接触面を球面状に形成
し、更に、シートライナのボス部接触面に突部を形成し
たり、或はシートライナとバックアップシートとの接触
面の少なくとも一方側に適宜形状の突起部を形成したり
することにより、高シール性と低作動トルク性を確保す
ることが好ましい。
【0010】また、ボデー本体内に設けたジスクの下部
ステムをシートリングの下部筒部に挿入すると共に、下
部ステムに形成した装入溝の奥部を円錐面に形成すると
共に、装入溝内にボデー本体の下部外方より螺入したボ
トムキャップの中央筒部をややクリアランスを持って装
入し、装入溝の円錐面とボトムキャップの外方とが連通
する連通孔をボトムキャップに形成する構造を採用する
のが好ましい。その他、ボデー本体内に設けたジスクの
ステムの直径方向対向面に設けたボス部にシートリング
のボス部接触面を摺動自在に接触させ、この接触面とボ
デー本体の外部とを連通する連通孔をシートリングとボ
デー本体の下部に形成する例を採用することもできる。
【0011】更に、ジスクの表面に適宜形状の曲面部を
形成して流量制御を可能としたり、または、ボデー本体
の軸装部上端に形成したフランジ部にボルトを介してア
クチュエータを搭載することが可能であり、その他、ボ
デー本体の軸装部上端のフランジ部にブラケットを設
け、このブラケットを介してアクチュエータを搭載させ
て放熱作用を発揮するようにしても良い。
【0012】
【作用】本発明におけるバタフライバルブは、上記のよ
うに構成したので、外周囲にシートリングを装着したジ
スクをボデー本体の一方側より装入してジスク一体型の
ステムを軸装部に装入させ、かつシートリングをボデー
本体の段部に位置させると共に、他方側よりキャップを
挿入して、両者をヘルールクランプ方式またはボルト締
め、或はユニオンナット締付けまたは螺着手段により接
続すると、シートリングの両側を段部とキャップの先端
面で挾圧保持するので、シートリングのシール性の維持
と流体圧による変形を防いでいる。
【0013】次いで、予め設定された締め代により上部
のグランドとボトムキャップで増し締めを行うと、バッ
クアップシートが圧縮して体積が膨張するので、シート
ライナに弾力性を持たせることができる。また、下部ス
テムに形成した装入溝の円錐面とボトムキャップの外方
とが連通する連通孔を設けたので、仮に内部のシート部
分が何らかの損傷を受けて内部流体がリークした場合
は、シート部分を伝わり、この連通孔よりリークするの
で、外部からリークした事実が視認可能であるため、確
実にメンテナンスすることができ極めて安全である。し
かも、ボトムキャップを螺入すると、装入溝の奥部の円
錐面にボトムキャップの中央筒部の上端縁部が当接する
ので、調芯作用を果たし内部の流圧により発生するジ
スクやステムの変形や芯ずれ現象を防止できる。
【0014】また、ボデー本体は、キャップとの分離型
であるから、シール性や加工精度が良く、しかも、外観
上コンパクトである。更に、ボデー本体のフランジ部に
配管状態のまま、手動用のハンドルやアクチュエータを
交互に簡単に取り付けることができるため、自動化ライ
ンの適用に有効であり、更には、ブラケットを用いる
と、放熱作用のあるアクチュエータを搭載することがで
きる。また、上記したバタフライバルブの構成部品は、
異物が析出しない素材であるから、サニタリー性に優れ
ている。
【0015】
【実施例】図1乃至図26は、本発明における無菌性を
兼ね備えたバタフライバルブの各実施例を示したもので
ある。図1において、1はステンレス製のボデー本体で
あり、このボデー本体1の流路2の一方側に形成した段
部3に後述するシートリング4を装着し、このシートリ
ング4をボデー本体1の開口側より嵌合したキャップ5
の挿入端面5bで挾圧保持させることにより、シートリ
ング4を段部3とキャップ5の挿入端面5bで挾圧する
ことができるので、シール性が保持されると共に、分解
や組立てを容易に行うことができる。ボデー本体1は、
従来のように弁軸位置での分割型ではないから、この部
分でのシール性、加工精度が良く、外観もコンパクトに
仕上げることができる。
【0016】また、図4及び図5において、ボデー本体
1の軸装部1bの上端に形成したフランジ部1cにボル
1dを介してアクチュエータ7を搭載することができ
る。また、図5に示すように、ボデー本体1の軸装部1
bの上端のフランジ部1cに断面コ字形状のブラケット
8を設け、このブラケット8を介してアクチュエータ7
を搭載するようにして流体等の熱を放熱して、結露現象
や高熱伝導を防止している。このように、図1において
ハンドルストッパ9と手動用ハンドル10を設けた手動
用タイプから、上記のような自動タイプに切り換える場
合にも配管に装着した状態で行うことができるので、自
動化ラインにおいて極めて有効である。
【0017】ボデー本体1とキャップ5とを接離する手
段として、図1に示すように、ボデー本体1のフランジ
1aとキャップ5のフランジ5aとをヘルールクランプ
11を介して接離可能に設けたり、又は、図10に示す
ように、両者をボルト6で接続したり、又は図11に示
すように、ガスケット12aを介してユニオンナット1
2で締付け固着したり、或は図12に示すように、両者
を螺着手段13で接離可能に設け、しかも、汎用性のあ
る工具で分解組立てを可能にした。
【0018】シートリング4は、外周面に配設したゴム
等の弾性材で形成したリング状のバックアップシート1
4と、このバックアップシート14の内周面に設けた合
成樹脂製のシートライナ15により構成され、このシー
トリング4の内周面に、上下にボス部16を有するジス
ク17を回動自在に摺接させ、このジスク17のボス部
16の直径方向にステム18を一体に形成し、このステ
ム18をボデー本体1の軸装部1bに装入させる。ジス
ク17の上下に形成したボス部16の外周面は、球面状
に形成され、また上記したシートリング4は、断面コ字
形状に形成したシートライナ15のステム18の保持位
置に筒状部15aを一体に形成し、このシートライナ1
5の外周囲と筒状部15aの外周囲にバックアップシー
ト14を外装させる。また、シートライナ15のボス部
接触面15bを球面状に形成し、更には、シートライナ
15のボス部接触面15bに突部15cを形成したり、
又は突条部15dを形成してシール性の保持をしてい
る。図13から図18に示すように、シートライナ15
とバックアップシート14との接触面の少なくとも一方
側に適宜形状の突起部19を形成して、高シール性と低
作動トルク性を確保するようにしている。
【0019】また、ボデー本体1内に設けたジスク17
の下部ステム20をシートリング4の下部筒部4aに挿
入すると共に、下部ステム20に形成した装入溝21の
奥部を円錐面22に形成すると共に、装入溝21内にボ
デー本体1の下部外方より螺入したボトムキャップ23
の中央筒部24をややクリアランスを持って装入し、装
入溝21の円錐面22とボトムキャップ23の外方とが
連通する連通孔25をボトムキャップ23に形成してい
る。その他の例として、図19は、ボトムキャップ23
と下部ステム20を除外してコンパクト化を図ったもの
で、図19において、ボデー本体1内に設けたジスク1
7のステム18の直径方向対向面に設けたボス部16に
シートリング4のボス部接触面15bを摺動自在に接触
させ、この接触面とボデー本体1の外部とを連通させる
ため、シートリング4に連通孔26を、ボデー本体1に
連通孔26′を形成している。更に、ジスク17は、前
述のように、ステム一体型にすることにより、コンパク
ト化と無菌性を図るようにしており、また、ジスク17
は、全開時に流過口径面積を大きく取れる形状としてお
り、特に、図6から図9に示すように、適宜形状の曲面
部27を形成して内部流体の流量をコントロールでき、
微小開度によるジスク17とシートリング4の劣化防止
と高流速を緩和することができる。この曲面部27は、
図9において、α゜<β゜,2α゜≒β゜の関係が好ま
しい結果であった。
【0020】次に上記実施例の作用を説明する。外周囲
にシートリング4を装着したジスク17をボデー本体1
の一方側より装入してジスク一体型のステム18を軸装
部1bに装入させ、かつシートリング4をボデー本体1
の段部3に位置させると共に、他方側よりキャップ5を
挿入して、両者をヘルールクランプ11の結合手段また
はボルト6の方式、或はユニオンナット12の締付け方
式または螺着手段13により接続すると、シートリング
4の両側を段部3とキャップ5の先端面で挾圧保持する
ので、シートリング4のシール性の維持と流体圧による
変形を確実に防いでいる。
【0021】次いで、予め設定された締め代により上部
のグランド28とボトムキャップ23で増し締めを行う
と、バックアップシート14が圧縮して体積が膨張する
ので、シートライナ15に弾力性を持たせることができ
る。また、下部ステム20に形成した装入溝21の円錐
面22とボトムキャップ23の外方とが連通する連通孔
25を設けたので、仮に内部のシート部分が何らかの損
傷を受けていたとしても内部流体がシート部分を伝わ
り、この連通孔25よりリークするため、外部からリー
ク現象が視認可能であり、確実にメンテナンスすること
ができ、極めて安全である。しかも、ボトムキャップ2
3を螺入すると、装入溝21の奥部の円錐面22にボト
ムキャップ23の中央筒部24の上端縁部が当接するの
で、内部流耐圧により発生するジスクやステムの変形や
芯ずれ現象を防止できる。
【0022】また、ボデー本体1は、キャップ5との分
離型であるから、シール性や加工精度が良く、しかも、
外観上コンパクトである。更に、ボデー本体1のフラン
ジ部1cに手動用ハンドル10やアクチュエータ7を簡
単に取り付けることができ、この場合、図5に示すよう
にブラケット8を用いると、放熱作用のあるアクチュエ
ータを搭載することができる。
【発明の効果】従って、本発明によると、サニタリー性
を発揮する無菌性のバルブを提供することができ、特
に、シール性に優れ、分解組立ても容易で、しかも洗浄
も容易である等の条件を具備した新規有用なバタフライ
バルブを提供することができる効果がある。また、ボデ
ー本体の流路内に設けた段部に、ジスクに装着したシー
トリングを装入してシートリングの一側面を段部に当接
させ、かつジスクのステムをボデー本体の軸装部に装入
し、更に、ボデー本体の開口側に設けたキャップの挿入
端面でシートリングの他側面を挟圧保持させたので、シ
ール性が向上すると共に、トルクの安定性が図られ、し
かも、組立て分解性も極めて良好であり、更には、流体
が滞留するおそれがなく、無菌性のサニタリーバルブと
して好適である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明における一実施例を示す縦断面図であ
る。
【図2】図1の中央位置を切断した縦断側面図である。
【図3】図1の平面図である。
【図4】図1にアクチュエータを搭載した状態を示す縦
断面図である。
【図5】図4にブラケットを介してアクチュエータを搭
載した縦断面図である。
【図6】本発明におけるジスクの側面図である。
【図7】本発明におけるジスクの正面図である。
【図8】本発明におけるジスクの正面図である。
【図9】図8のA−A拡大断面図である。
【図10】ボデー本体とキャップのボルト結合状態の縦
断面図である。
【図11】ボデー本体とキャップのユニオンナット結合
状態の縦断面図である。
【図12】図10のa部におけるボデー本体とキャップ
の螺着状態の拡大縦断面図である。
【図13】図10のb部におけるシートライナとバック
アップシートとの接合状態例を示した部分拡大断面図で
ある。
【図14】図10のb部におけるシートライナとバック
アップシートとの接合状態例を示した部分拡大断面図で
ある。
【図15】図10のb部におけるシートライナとバック
アップシートとの接合状態例を示した部分拡大断面図で
ある。
【図16】図10のb部におけるシートライナとバック
アップシートとの接合状態例を示した部分拡大断面図で
ある。
【図17】図10のb部におけるシートライナとバック
アップシートとの接合状態例を示した部分拡大断面図で
ある。
【図18】図10のb部におけるシートライナとバック
アップシートとの接合状態例を示した部分拡大断面図で
ある。
【図19】本発明におけるバタフライバルブの他例を示
した縦断面図である。
【図20】シートライナの縦断面図である。
【図21】図20の半裁正面図である。
【図22】シートライナの部分拡大断面図である。
【図23】シートライナの斜視図である。
【図24】ジスクの側面図である。
【図25】バックアップシートの正面図である。
【図26】図25のB−B線断面図である。
【符号の説明】
1 ボデー本体 1a フランジ 1b 軸装部 1c フランジ部 2 流路 3 段部 4 シートリング 4a 下部筒部 5 キャップ 5a フランジ 6 ボルト 7 アクチュエータ 8 ブラケット 9 ハンドルストッパ 10 手動用ハンドル 11 ヘルールクランプ 12 ユニオンナット 12a ガスケット 13 螺着手段 14 バックアップシート 15 シートライナ 15a 筒状部 15b ボス部接触面 15c 突部 15d 突条部 16 ボス部 17 ジスク 18 ステム 19 突起部 20 下部ステム 21 装入溝 22 円錐面 23 ボトムキャップ 24 中央筒部 25 連通孔 26 連通孔 27 曲面部 28 グランド

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ム等の弾性材で形成したリング状のバ
    ックアップシートの接触面に合成樹脂製のシートライナ
    を被覆してシートリングを構成し、このシートリングの
    内周面に、上下にボス部を有するジスクを回動自在に摺
    接させ、かつジスクのボス部の直径方向にステムを一体
    設けると共に、ボデー本体の流路内に設けた段部に、
    ジスクに装着したシートリングを装入してシートリング
    の一側面を段部に当接させ、かつジスクのステムをボデ
    ー本体の軸装部に装入し、更に、ボデー本体の開口側に
    設けたキャップの挿入端面でシートリングの他側面を挟
    圧保持させたことを特徴とするバタフライバルブ。
  2. 【請求項2】 ボデー本体内に設けたジスクの下部ステ
    ムをシートリングの下部筒部に挿入すると共に、下部ス
    テムに形成した装入溝の奥部を円錐面に形成すると共
    に、装入溝内にボデー本体の下部外方より螺入したボト
    ムキャップの中央筒部をややクリアランスを持って装入
    し、装入溝の円錐面とボトムキャップの外方とが連通す
    る連通孔をボトムキャップに形成した請求項1に記載の
    バタフライバルブ。
  3. 【請求項3】 ボデー本体内に設けたジスクのステムの
    直径方向対向面に設けたボス部にシートリングのボス部
    接触面を摺動自在に接触させ、この接触面とボデー本体
    の外部とを連通する連通孔をシートリングとボデー本体
    の下部に形成した請求項1に記載のバタフライバルブ。
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JP4186204B2 (ja) * 1999-08-27 2008-11-26 日本ダイヤバルブ株式会社 コンテナ用バタフライ弁
JP6592275B2 (ja) * 2015-04-30 2019-10-16 株式会社キッツ ライニング型バタフライバルブ

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