【解決手段】弁本体の上端部に取り付けられる円筒状のバルブシートの外周部に、円筒状のスペーサが嵌められる。バルブシート3及びスペーサ8が合成樹脂からなり、バルブシート3の外周部3bが上方に向かうに従って外径が小さくなるように形成されたテーパ状であり、スペーサ8の内周部8bが上方に向かうに従ってない径が小さくなるように形成されたテーパ状であり、スペーサ8がバルブシート3とタンク底部の開口部周縁のフランジとの間に介在するようにした。
前記バルブシートは、外周部がその先端に向かって外径が小さくなるように形成されたテーパ状であり、前記スペーサの内周部と前記バルブシートの中心軸とのなす角度と、前記バルブシートの外周部と前記中心軸とのなす角度が同じ角度である請求項1に記載されたバルブ装置。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところで、上記タンクは、底部に設けられた開口部にバルブ装置を取り付けるために、円筒状のフランジが溶接により固定されている。通常、そのタンクは容量が大きいことから、開口部へ溶接固定されたフランジに対して、その内径の寸法精度を確保するための機械加工をすることが難しい。
【0007】
このため、フランジは、予め機械加工をすることにより、内径の寸法精度を確保しているが、タンク開口部への溶接により内周部が変形し、内径の寸法精度が低下する。また、タンクの内面に防汚、防錆等のコーティングを施すと、さらにフランジは内径の寸法精度が低下する。
【0008】
このようなフランジに対して、上述の特許文献1に記載されたバルブ装置を取り付けるには、フランジの内径の寸法精度を考慮して、フランジの内周部に対してすき間を設ける必要があった。
【0009】
バルブ装置とフランジの内周部との間にすき間を存在すると、そのすき間に流体が入りこむ。すき間に入りこんだ流体が蓄積し、その後腐敗、変質して、流体に混入するという問題があった。
【0010】
そこで、この発明の課題としては、タンクの開口部周縁に固定されたフランジの内周部とのすき間をなくし、腐敗や変質する流体の蓄積を防止し得るバルブ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0011】
上記の課題を解決するために、この発明は、流体を貯蔵するタンクの開口部周縁に固定されたフランジに取り付けられるバルブ装置であって、前記流体の流路を有する弁本体と、その弁本体に取り付けられ、入口側流路を形成する円筒状のバルブシートと、前記バルブシートに接離する弁体と、前記弁体に連結される弁棒と、前記弁棒を上下方向に移動させるハンドルと、前記弁本体に固定され、前記弁棒を支持するヨークとを有し、前記バルブシートは外周部に嵌められる円筒状のスペーサを有し、そのスペーサは、合成樹脂からなり、内周部が前記バルブシートの先端に向うに従い内径が小さくなるように形成されたテーパ状であり、前記スペーサが前記バルブシートと前記タンクの開口部のフランジとの間に介在するようにした構成を採用することができる。
【0012】
この構成によると、バルブシートをタンクの開口部のフランジに取り付けると、スペーサの内周部内にバルブシートが嵌め合わされ、そのバルブシートの外周部により、スペーサが径方向外向きにフランジの内周部に押し付けられる。
【0013】
また、前記バルブシートは、外周部がその先端に向かって外径が小さくなるように形成されたテーパ状であり、前記スペーサの内周部と前記バルブシートの中心軸とのなす角度と、前記バルブシートの外周部と前記中心軸とのなす角度が同じ角度である構成を採用することができる。
【0014】
この構成では、バルブシートをタンクの開口部のフランジに取り付けると、バルブシートの外周部とスペーサの内周部とが面接触し、バルブシートの外周部とスペーサの内周部との密着性が向上する。
【0015】
前記バルブシートが前記スペーサと同じ合成樹脂からなるものである構成を採用すると、バルブシートは、タンクの開口部のフランジに取り付けると、金属製であるバルブシートと比較して、硬度が低いためにスペーサとの密着性が向上する。
【0016】
前記バルブシートが金属製であり、そのバルブシートは少なくとも前記スペーサの接する外周部に樹脂コーティング層を有する構成を採用することができる。
【0017】
この構成によると、金属製であるバルブシートは、スペーサに接する外周部が樹脂同士の接触となり、スペーサとの密着性を確保することが可能となる。
【発明の効果】
【0018】
この発明は、スペーサがバルブシートの外周部とフランジの内周部との間のすき間を埋めるので、腐敗や変質する流体の蓄積を防止することができる。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、この発明の第一実施形態に係るバルブ装置を
図1、
図2に基づいて説明する。
この実施形態に係るバルブ装置は、樹脂ポリマなどの高粘度の流体、塊を含む粉状、液状の流体を貯蔵するタンク41底部の開口部42周縁に固定されたフランジ43に取り付けられるものである。
【0021】
バルブ装置は、
図1に示すように、上記流体の流路2を有する弁本体1と、弁本体1の上端部に取り付けられる円筒状のバルブシート3と、バルブシート3に対して上下方向に移動して接離する弁体4と、上端部に弁体4が連結され、下部側が弁本体1から突出する弁棒5と、弁棒5の下部側に取り付けられる操作部材としてのハンドル6と、弁本体1の下端部に固定され、弁棒5の下部側を支持するヨーク7を有する。また、バルブ装置は、バルブシート3の外周部に嵌められる円筒状のスペーサ8を有する。
【0022】
弁本体1は、鋳鋼製であり、上下方向に配置される上筒部1aと、上筒部1aの下端部に接続し、下方に向かって外向きに傾斜して配置される下筒部1bと、上筒部1aの下部に接続し、弁棒5が挿通されるガイド筒部1cとを有する。
【0023】
上筒部1a及び下筒部1bは円筒状をなし、その内部が上記流体の流路2となる。上筒部1aは、上端部に径方向外向きの上フランジ1dを有し、上フランジ1dの上面の内縁部に凹部1eが形成されている。
【0024】
上フランジ1dは、周方向に間隔をおいてねじ軸18が上下方向に挿通されている。上フランジ1dの下方において、それぞれのねじ軸18に対してナット19がねじ結合している。
【0025】
上筒部1aの内部及びバルブシート3の内部が入口側流路2aとなり、下筒部1bの内部が出口側流路2bとなる。
【0026】
ガイド筒部1cは円筒状をなし、下端部に下フランジ1fを有する。ガイド筒部1cの中心軸は上筒部1aの中心軸と同軸状態となっている。
【0027】
ガイド筒部1cは、その下端部の内周部に円筒状のパッキン9が埋め込まれている。パッキン9内を弁棒5が上下方向に摺動し、パッキン9により、弁棒5との間でシール性(液密性)を確保している。
【0028】
パッキン9は、ガイド筒部1cの下方において、パッキン押さえ10を介してパッキン押さえ板11により上方に押し付けられている。パッキン押さえ板11は、下フランジ1fに対して既知の締結具により固定されている。
【0029】
弁本体1は、上筒部1a、下筒部1b及びガイド筒部1cの内面全面に形成された樹脂コーティング層(図示省略)を有する。樹脂コーティング層は、防汚、防錆効果を有し、スペーサ8を形成する合成樹脂と同じ合成樹脂からなる。
【0030】
バルブシート3は、円筒状をなしており、中心軸が上筒部1aの中心軸と同軸状態であり、下端部に径方向外向きの固定フランジ3aを有する。バルブシート3は、内周部の表面(内面)が円筒面であり、外周部3bが上方に向かうに従って(先端に向かうに従って)外径が小さくなるテーパ状をなす。
【0031】
バルブシート3は、その中心軸と外周部3bとのなす傾斜角度αが45度以下に設定される。傾斜角度αが45度よりも大きく設定されると、タンク41のフランジ43の内径を大きくする必要があり、それに伴いフランジ43自体を大きくする必要がある。
【0032】
また、傾斜角度αが45度よりも大きく設定されると、バルブシート3の差し込む力が、スペーサ8を介してタンク41のフランジ43へ十分に伝わらず、スペーサ8とタンク41のフランジ43との密着性が不十分となる恐れがある。傾斜角度αとしては、好ましくは15度以下、より好ましくは、3度以下に設定される。
【0033】
バルブシート3は、固定フランジ3aが上筒部1aの上フランジ1dの凹部1e内にガスケット3cを介して嵌る状態で、上筒部1aの上端部に配置されている。バルブシート3の固定フランジ3a寄りにOリング20が取り付けられる。Oリング20は、バルブシート3とスペーサ8との間のシール性を確保している。
【0034】
また、バルブシート3は、合成樹脂から形成されている。その合成樹脂としては、例えば、PTFE、PFA、FEP、ETFEなど、耐摩擦性、耐薬品性に優れ、防汚、防錆効果を有するものを使用することができる。
【0035】
スペーサ8は、円筒状をなし、下端部に径方向外向きのフランジ8aを有する。スペーサ8の外周部の表面(外面)が円筒面であり、内周部8bが上方に向かうに従って(先端に向かうに従って)内径が小さくなるテーパ状をなしている。
【0036】
また、スペーサ8は、その中心軸とその中心軸と内周部8bとのなす傾斜角度αが、バルブシート3の中心軸と外周部3bとのなす傾斜角度αと同じ角度となっている。すなわち、スペーサ8の中心軸とその中心軸と内周部8bとのなす傾斜角度αは、45度以下に設定されている。
【0037】
スペーサ8の外周部は、そのスペーサ8の上端部がタンク41の開口部42周縁のフランジ43内にすき間なく嵌り合う状態となる外径を有する(
図2参照)。スペーサ8は、その内部にバルブシート3が嵌り合う状態で、内周部8bがバルブシート3の外周部3bに対して面接触する。
【0038】
スペーサ8の内部にバルブシート3が嵌り合う状態で、スペーサ8のフランジ8aは、その上面にガスケット8cが配置され、バルブシート3の固定フランジ3aに対して上下方向のすき間が形成されている。
【0039】
スペーサ8は、バルブシート3と同じ合成樹脂から形成されている。すなわち、その合成樹脂としては、例えば、PTFE、PFA、FEP、ETFEなど、耐摩耗性、耐薬品性に優れ、防汚、防錆効果を有するものを使用することができる。
【0040】
弁体4は、上面が上方に膨出し、下方に向かって外径が小さくなる円錐台形をなし、中心軸がバルブシート3の中心軸と同軸状態となっている。弁体4は、上面がバルブシート3よりも上方に位置し、下面の中央に弁棒5が同軸状態に一体に形成されている。
【0041】
弁体4は、その側面がバルブシート3の上端部の内縁に接離するものであって、弁棒5が上方に移動することでバルブシート3から離れて開弁状態となる。一方、弁棒5が下方に移動することで、バルブシート3に接して、閉弁状態となる。
【0042】
弁棒5は、金属製の円柱体であり、下部がガイド筒部1cから下向きに突出している。弁棒5は、ガイド筒部1cからの突出部分に固定されたロックリング12と、下端部の外周部に形成されたおねじ5aとを有する。
【0043】
ロックリング12は、環状をなし、径方向外向きに延びるアーム部12aを有する。アーム部12aは、先端部がヨーク7の軸体13を受ける二股状に形成されている。
【0044】
ヨーク7は、上端部がガイド筒部1cの下フランジ1fに固定される軸体13と、軸体13の下端部が固定される環状体14と、環状体14の内部に嵌め合わされた状態で固定されるスリーブ15とを有する。
【0045】
環状体14は、円筒状をなし、外周部に軸体13の下端を固定するフランジ14aを有する。環状体14の内周部に円筒状のスリーブ15が嵌め合わされる。スリーブ15は、上端部に形成された外向きのつば部15aを有する。スリーブ15の下部が環状体14から下方に突出しており、その突出部分の内周部にめねじ15bが形成されている。
【0046】
また、スリーブ15は、弁棒5のおねじ5aがめねじ15bとねじ結合する状態で、弁棒5が挿通している。スリーブ15の下端部の外周部には、間座16を介して、ハンドル6のボス部6aが嵌め合わされる。ハンドル6の回転操作により、スリーブ15が一体に回転するようになっている。
ハンドル6は、スリーブ15の下端部の外周部に形成されたおねじ15cにねじ結合する止めナット17により、スリーブ15に一体回転する状態に固定される。
【0047】
ハンドル6が一方へ回転すると、スリーブ15が同方向に回転し、スリーブ15のめねじ15bにねじ結合するおねじ5aを有する弁棒5が上方に移動し、弁体4がバルブシート3の上端部から離れて開弁状態となる。
【0048】
ハンドル6が他方へ回転すると、スリーブ15が同方向に回転し、スリーブ15のめねじ15bにねじ結合するおねじ5aを有する弁棒5が下方に移動し、弁体4の外周部がバルブシート3の上端部内縁に接して閉弁状態となる。
【0049】
このように構成されるバルブ装置は、タンク41の底部に形成された開口部42周縁のフランジ43に対して、スペーサ8を介してバルブシート3が差し込まれ、ねじ軸18及びナット19により締め付けされる。このとき、テーパ状をなすバルブシート3の外周部3bは、スペーサ8をフランジ43の内周部に押し付ける(
図2参照)。
【0050】
このバルブシート3の押し付けによるくさび効果よって、スペーサ8は、バルブシート3の外周部3b及びフランジ43の内周面に密着する。スペーサ8の密着によって、フランジ43とバルブシート3との間から流体が入り込み、腐敗や変質する流体の蓄積を防止することができる。
【0051】
スペーサ8の内周部8bも、バルブシート3の外周部3bと同様にテーパ状であり、スペーサの内周部8bとバルブシート3の外周部3bとが面接触している。このため、バルブシート3の押し付けによるくさび効果によって、スペーサ8の内周部8bとバルブシート3の外周部3bとの間に大きな面圧が生じ、密着性が確保される。
【0052】
また、バルブシート3及びスペーサ8は、一般に金属製であるタンク41のフランジ43と比較して硬度が低い合成樹脂製である。このため、金属製であるフランジ43の内周部になじみ易く、バルブシート3のくさび効果によるフランジ43の内周面への密着性向上が期待される。
【0053】
次に、この発明に係る第二実施形態のバルブ装置を
図3に基づいて説明する。この実施形態は、バルブシート3が金属製であって、その表面に樹脂コーティング層3dを有する点で、上述した第一実施形態のバルブ装置を相違する。その他の構造は、第一実施形態と同じと考えられ、同じ符号を付してその説明を省略する。
【0054】
この実施形態のバルブシート3は、ステンレス、炭素鋼などの金属製であって、その表面の全面に形成された樹脂コーティング層3dを有する。樹脂コーティング層3dは、耐摩耗性、耐薬品性に優れ、防汚、防錆効果を有する樹脂が使用される。例えば、PTFE、PFA、FEP、ETFE又は、これらに添加剤を含む樹脂などが使用される。
【0055】
なお、バルブシート3は、樹脂コーティング層3dを表面の全面に有している必要はなく、少なくとも、スペーサ8の内周部8bとの接触面に樹脂コーティング層3dを有していればよい。樹脂コーティング層3dを表面の全面に有していると、バルブシート3の表面の全面に対して、防汚、防錆効果が発揮されるので、好ましい。
【0056】
また、流体の性質、性状によっては、バルブシート3は樹脂コーティング層3dを有しないものとしてもよい。
【0057】
この実施形態のバルブ装置は、タンク41の底部のフランジ43に対して取り付けられると、第一実施形態の場合と同様に、テーパ状をなすバルブシート3の外周部3bは、スペーサ8をフランジ43の内周部に押し付けて、くさび効果を生じる。
【0058】
この発明に係る第三実施形態のバルブ装置を
図4に基づいて説明する。この実施形態は、バルブシート3の外周部がテーパ状ではない点、スペーサ8において、その中心軸と内周部8bとのなす傾斜角度βが、第二実施形態での傾斜角度αよりも小さい点で、上述した第二実施形態のバルブ装置を相違する。その他の構造は、第二実施形態と同じと考えられ、同じ符号を付してその説明を省略する。
【0059】
この実施形態のバルブシート3は、ステンレス、工具鋼などの金属製であって、その表面の全面に形成された樹脂コーティング層3dを有する。また、バルブシート3は、その外周部3bの表面が円筒面であり、テーパ状となっていない。
【0060】
スペーサ8は、円筒状をなし、内周部8bが上方に向かうに従って内径が小さくなるテーパ状をなし、その中心軸とその中心軸と内周部8bとのなす傾斜角度βが15度以下に設定されている。スペーサ8の内周部8bの傾斜角度βが15度よりも大きく設定されると、スペーサ8の内周部8bが盛り上がり、タンク41の開口部42からの流体の排出を妨げる恐れがある。
【0061】
また、スペーサ8の内周部8bの傾斜角度βが15度よりも大きく設定されると、バルブシート3の差し込む力が、スペーサ8を介してタンク41のフランジ43へ十分に伝わらず、スペーサ8とタンク41のフランジ43との密着性が不十分となる恐れがある。傾斜角度βとしては、好ましくは5度以下、より好ましくは1.5度以下に設定される。
【0062】
この実施形態のバルブ装置は、タンク41底部の開口部42のフランジ43に対して取り付けられると、バルブシート3の外周部3bがスペーサ8の内周部8b内に上方に向かって嵌め合わされる。
【0063】
ここで、スペーサ8の内周部8bは、傾斜角度βをなすテーパ状である。このため、嵌め合わされたバルブシート3の外周部3bにより、スペーサ8が径方向外向きにフランジ43の内周部に押し付けられる。スペーサ8の押し付けによりくさび効果を生じる。
【0064】
バルブシート3の外周部3bは、その表面が円筒面であるため、別途後加工を施すことなく、既存のバルブシートを利用することが可能となる。
【0065】
なお、この実施形態においても、バルブシート3は、樹脂コーティング層3dを表面の全面に有している必要はなく、少なくとも、スペーサ8の内周部8bとの接触面に樹脂コーティング層3dを有していればよい。また、流体の性質、性状によっては、バルブシート3は樹脂コーティング層3dを有しないものとしてもよい。
【0066】
この発明に係る第四実施形態のバルブ装置を
図5に基づいて説明する。この実施形態は、バルブシート3の内周部に弁体4が接離する小径部3eを有する点で、上述した第三実施形態のバルブ装置を相違する。その他の構造は、第三実施形態と同じと考えられ、同じ符号を付してその説明を省略する。
【0067】
この実施形態のバルブシート3は、内周部の上端部に小径部3eを有し、その小径部3eの下部周縁に弁体4が接離するようになっている。
【0068】
すなわち、ハンドル6の回転操作により弁棒5が上方に移動することで、バルブシート3の小径部3eに弁体4が接して閉弁状態となる。一方、弁棒5が下方に移動することで、バルブシート3小径部3eから離れて、開弁状態となる。
【0069】
この実施形態のバルブ装置は、上述の第三実施形態の場合と同様に、タンク41の底部のフランジ43に対して取り付けられると、スペーサ8内に嵌め合わされたバルブシート3の外周部3bにより、スペーサ8が径方向外向きにフランジ43の内周部に押し付けられる。
【0070】
なお、この実施形態においても、バルブシート3は、樹脂コーティング層3dを表面の全面に有している必要はなく、少なくとも、スペーサ8の内周部8bとの接触面に樹脂コーティング層3dを有していればよい。また、流体の性質、性状によっては、バルブシート3は樹脂コーティング層3dを有しないものとしてもよい。