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JPS5828082A - Sealing device - Google Patents

Sealing device

Info

Publication number
JPS5828082A
JPS5828082A JP57134635A JP13463582A JPS5828082A JP S5828082 A JPS5828082 A JP S5828082A JP 57134635 A JP57134635 A JP 57134635A JP 13463582 A JP13463582 A JP 13463582A JP S5828082 A JPS5828082 A JP S5828082A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ring
sealing device
stem
packing box
core
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Granted
Application number
JP57134635A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0210313B2 (en
Inventor
デビツド・ピ−・ハ−ド
デユエイン・イ−・ギブソン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Smith International Inc
Original Assignee
Smith International Inc
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 Smith International Inc filed Critical Smith International Inc
Publication of JPS5828082A publication Critical patent/JPS5828082A/en
Publication of JPH0210313B2 publication Critical patent/JPH0210313B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K41/00Spindle sealings
    • F16K41/02Spindle sealings with stuffing-box ; Sealing rings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/16Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/18Sealings between relatively-moving surfaces with stuffing-boxes for elastic or plastic packings
    • F16J15/182Sealings between relatively-moving surfaces with stuffing-boxes for elastic or plastic packings with lubricating, cooling or draining means
    • F16J15/183Sealings between relatively-moving surfaces with stuffing-boxes for elastic or plastic packings with lubricating, cooling or draining means using a lantern ring

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Details Of Valves (AREA)
  • Sealing Devices (AREA)
  • Sealing With Elastic Sealing Lips (AREA)
  • Gasket Seals (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 この発明のステムシール装置を使用したバルブは、高圧
、高温、つシあい上昇式ステムゲートバルブであり、次
に示す米国特許出願に開示された発明と類似するもので
ある。すなわち、1977年9月15日にデビット・ビ
ー・ハードによって出願された特許第833.684号
の「積層状にして予め負荷をかけた固体潤滑性のステム
シールを有する温度耐性が高く化学的に安定な高圧ゲー
トバルブ」および1976年6月16日にチャールス°
・ディー・モリμによって出願された特許第697゜0
84号の「高い負荷をかけて予め積層状に装填した固体
潤滑性の金属相互のステムシールを有する高温1面圧、
つりあい上昇ステムゲートバルブ」である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A valve using the stem seal device of the present invention is a high-pressure, high-temperature, twin-up stem gate valve that is similar to the invention disclosed in the following U.S. patent application. be. No. 833.684, filed by David B. Heard on September 15, 1977, "A temperature-resistant, chemically "Stable High Pressure Gate Valve" and Charles ° on June 16, 1976
・Patent No. 697゜0 filed by Dee Moriμ
No. 84, ``High-temperature single-face pressure with a solid lubricating metal mutual stem seal loaded in advance in a laminated form under a high load,
Balanced rising stem gate valve.

この発明のステムシール装置は、前記米国特許第697
,084+Lに開示式れたステムシール装置に関連がめ
る。
The stem seal device of this invention is disclosed in the above-mentioned US Pat. No. 697
, 084+L.

前記出願は、この発明の出願人に譲渡され、それらの開
示内容は、この発明中において参照され、この発明の技
術中に生かされている。
Said applications are assigned to the assignee of this invention and their disclosures are incorporated into the art of this invention by reference.

石油、ガヌ業界においては、さく井時穴が深くなるにつ
れ圧力および温度は徐々に高まり、また、サワーガヌ田
においては、井戸から流出する流体に比較的高い割合で
硫化水素(H2S)を含有する。
In the petroleum and ganu industries, pressure and temperature gradually increase as the hole gets deeper during drilling, and in sour ganu fields, the fluid flowing out of the well contains a relatively high proportion of hydrogen sulfide (H2S).

油田で使用するバルブやウェルヘッド川のシールが最近
開発されているが、これらのシールは高圧。
Valves and Wellhead River seals have recently been developed for use in oil fields, but these seals are under high pressure.

高温の交互作用による劣化が比較的少なく、しかもH2
S等の腐食性の流体に対しても比較的耐性を有する。
Relatively little deterioration due to high temperature interaction, and H2
It is also relatively resistant to corrosive fluids such as S.

1977年11月1日に登録されたモリルの特許第4.
056.272号、これは出願査号第697,084号
と同一出願人によるもので、この発明の権利者に四渡烙
れているが、その開示内容はこの発明においても採用し
である。すなわち、ウェルヘッドとパイプハンガーとの
間の静的シールである。このシールは一対の円錐形の金
属リングガスケットより成り、その断面形状はほぼ長方
形である。この金属リングガスケットは固定螺子および
圧縮リングによって押し付けられ、このガスケットの端
部が塑性変形して、ウェルヘッドおよびパイプハンガー
の平行な円筒壁と保合して、金属同士のシー/l/が行
なわれるまで締め付けられる。このような静的シールに
おいて使用される変形可能なリングの最初の断面形状は
台形で、テフロン、ポリ。
Morrill Patent No. 4, registered on November 1, 1977.
No. 056.272, which is filed by the same applicant as Application No. 697,084, is owned by the right holder of this invention, but its disclosure content is also adopted in this invention. That is, a static seal between the well head and the pipe hanger. This seal consists of a pair of conical metal ring gaskets, the cross-section of which is approximately rectangular. The metal ring gasket is compressed by a locking screw and a compression ring, and the ends of the gasket are plastically deformed and engage the parallel cylindrical walls of the well head and pipe hanger to create a metal-to-metal seal. It is tightened until it stops. The initial cross-sectional shape of the deformable ring used in such static seals is trapezoidal, made of Teflon, poly.

ウレタン、ゴム等で形成される。このリングは金属リン
グガスケットの間に配設され、金属リングガスケットを
押し付けてその断面形状を長方形にし、ウェルヘッドお
よびパイプハンガーの壁面と係合式せらnる。この静的
シールに使われる変形可能なリングは、金属リングガス
ケットによるシールが不完全な場合、例えば、ウェルヘ
ッドやパイプハンガーにかき傷や機械痕がある場合に、
この金属リングガスケットのバックアップシールとして
作用する。この変形pJ能なリングは、こうしたかき傷
や機械痕に侵入してシールする。
Made of urethane, rubber, etc. The ring is disposed between the metal ring gaskets and presses against the metal ring gaskets to make the ring cross-sectionally rectangular and engageably flush with the walls of the well head and pipe hanger. The deformable ring used in this static seal can be used in situations where the seal provided by the metal ring gasket is incomplete, such as when there are scratches or mechanical marks on the well head or pipe hanger.
This metal ring acts as a backup seal for the gasket. This deformable ring penetrates and seals these scratches and mechanical marks.

バルブのステムとバルブ本体すなわちボンネットの間の
動的または静的シールに使われるシールには、伸縮性の
円錐台形の金属リングガスケットが使われ、その断面形
状は長方形である。この金属リングガスケットはステム
周囲に設けたパツキン箱内に配設され、その間には1ら
に変形し易い材質のリングを挾んである。金属リングガ
スケットは、ばね用銅ではなく軟材で形成されているが
、ヘルビ)v (Belleville)ばねに類似し
た伸縮性をもたせである理由は2つある。第1は、この
ガスケットを押し付けていない場合に、ガスケットの内
径を大きくするとともに外径を小さくしておき、バルブ
のステムやパツキン箱と過度に摩擦させずに、シールユ
ニットをパツキン箱に対して容易に着脱できるようにす
るためである。第2は、バルブ使用時に、温度や圧力が
変化すると、パッキンリテナを締着した場合に最初に生
じたガスケットの変形や歪が多少変化し、バルブプの寸
法が多少変化しても、このガスケットとステムやパツキ
ン箱との間の圧縮保合を保つためである。換言すれば、
このガスケットは予め加えた負荷を保つために伸縮性で
なくてはならない。
The seal used for dynamic or static sealing between the valve stem and the valve body or bonnet is a stretchable truncated metal ring gasket with a rectangular cross-sectional shape. This metal ring gasket is disposed within a packing box provided around the stem, and a ring made of a material that is easily deformed in one direction is sandwiched therebetween. Although the metal ring gasket is made of a soft material rather than spring copper, it has elastic properties similar to Belleville springs for two reasons. First, when the gasket is not pressed, the inner diameter of the gasket should be made larger and the outer diameter smaller, so that the seal unit can be moved against the valve stem and the packing box without causing excessive friction with the packing box. This is to allow easy attachment and detachment. Second, when the valve is used, when the temperature and pressure change, the deformation and distortion of the gasket that initially occurred when the packing retainer was tightened will change slightly, and even if the dimensions of the valve pad change slightly, this gasket will This is to maintain compression integrity between the stem and the packing box. In other words,
This gasket must be elastic to maintain the pre-applied load.

前記バルブステムシーpは、前記出願第69乙0848
おヨヒ、シー噛ティー・モリp、シー・ダブリュー曝メ
イヤのACME論文「高圧・高流下で使用できるバルブ
ステムおよびウェルヘッド用のシール」に開示される。
The above-mentioned valve stem sea p is disclosed in the above-mentioned Application No. 69 Otsu 0848.
It is disclosed in the ACME paper "Seals for valve stems and well heads that can be used under high pressure and high flow conditions" by Oyohi, T. Morip, C., and Mayer C.W.

後者は1976年9月19日ないし24日に、メキシコ
のメキシコシティ−での学会発表用に作成されたもので
、その内容はこの発明においても採用しである。この発
明において開示されるシールには、金属リングガスケッ
トを押し付けて平らにするために、螺子付のパッキンリ
テナが締着てれる。この場合、金属リングガスケットの
内周縁および外周縁は変形して、ノ(ルプヌテムの外面
およびパツキン箱の壁面と接触係合して、金属同士のシ
ー〜が行なわれる。
The latter was prepared for presentation at an academic conference held in Mexico City, Mexico, from September 19th to 24th, 1976, and its contents are also used in this invention. A threaded packing retainer is fastened to the seal disclosed in this invention to press and flatten the metal ring gasket. In this case, the inner and outer edges of the metal ring gasket are deformed and come into contact with the outer surface of the gasket and the wall surface of the packing box, thereby creating a metal-to-metal seal.

金属リングガスケット間に挾み込んだ挟着リングもシー
ルに対して圧縮することによって変形し、金属リングガ
スケットの形状に従い、ステムおよびパツキン箱と保合
する。金属リングガスケット間に挾んだリングはある程
度伸縮性を有するものでなくてはならない。初期の変形
によって、前記挟着リングは通常定位置に設置されるが
、その場合、幾分伸縮性を保持している。このようなシ
ールにおける挟着リングを形成するだめの材料は、弗素
樹脂、例えば、四弗化エチレンポリマやグツファイトで
ある。このような材料には、また最高約15%の二硫化
モリブデンを含有する四弗化エチレンポリマもある。
The clamping ring sandwiched between the metal ring gaskets is also deformed by being compressed against the seal and is engaged with the stem and packing box according to the shape of the metal ring gaskets. The ring sandwiched between the metal ring gaskets must have some degree of elasticity. Upon initial deformation, the clamping ring is usually set in place, while retaining some elasticity. The material forming the clamping ring in such a seal is a fluororesin, such as tetrafluoroethylene polymer or gutsphite. Such materials also include tetrafluoroethylene polymers containing up to about 15% molybdenum disulfide.

前記バルブステムシールに使用する挟着リングは動的シ
ールであり、金属リングガスケットがステムの滑り動作
によって不調になった場合、金属リングガスケットとス
テムの間を動的にシールする作用を有するものである。
The clamping ring used for the valve stem seal is a dynamic seal, and has the function of dynamically sealing between the metal ring gasket and the stem when the metal ring gasket becomes malfunctioning due to the sliding movement of the stem. be.

このような挟着リングは、また、ステムとの接触によっ
てめる程度摩耗し、ステムと金属リングガスケットの接
触域をlll1滑する傾向を有し、ステムと金属リング
ガスヶットの間の摩擦を減少させる。この挟着リングは
、さらに、ステムと挟着リングの間および挟着リングと
金属リングガスケット間を潤滑させて、摩擦を減少させ
る。挟着リングは金属リングガスケットのバックアップ
シールとしても作用する。これは、前記米国特許第4.
056.272号のウェルヘッドとパイプハンガー間を
シールするための、変形可能なリングによるバックアッ
プシールと同様のもので、ステムに生じたかき傷や機械
痕に侵入してシールするものである。
Such a clamping ring also tends to wear due to contact with the stem and to slide over the contact area of the stem and metal ring gasket, reducing the friction between the stem and the metal ring gasket. The pinch ring further provides lubrication between the stem and the pinch ring and between the pinch ring and the metal ring gasket to reduce friction. The pinch ring also acts as a backup seal for the metal ring gasket. This is described in US Pat. No. 4.
This is similar to the deformable ring back-up seal for sealing between the well head and pipe hanger in No. 056.272, which penetrates and seals scratches and mechanical marks on the stem.

この発明は、前記のバルブステムシールの改良に関する
ものである。
The present invention relates to an improvement of the above-mentioned valve stem seal.

nII記のステムシールは、5つの金属リングガスケッ
トを有し、それらの間に2つの挟着リングを配設したも
のである。これは、SMT型シールとして知られている
。このS M T型シールは、動作圧力が最高25,0
001)Si (1,750”cΔ)、使用温展−20
°Fないし600°F (−29〜149℃)のバルブ
に対して、十分なステムシールを与えるために構成した
ものである。
The stem seal according to No. nII has five metal ring gaskets with two clamping rings arranged between them. This is known as an SMT type seal. This S M T type seal has an operating pressure of up to 25,0
001) Si (1,750"cΔ), usage temperature -20
It is constructed to provide sufficient stem sealing for valves between .degree. F. and 600.degree. F. (-29 DEG -149 DEG C.).

しかしながら、動作圧力が 30.000  p81(
2,100kti/cs )以上のバルブに対しては、
SMT型シールでは十分なパルプステムシールを常時提
供することができない。例えば、グラファイトのみから
成る材料は、動作圧力が30.0001)Si(2,1
00kti/ca )クラスのバルブに対するSMT型
ステムシール用には不向きである。というのは、グラフ
ァイト材は、ガスケットを押し付けて平らにしてシール
する場合に、金属リングガスケットを越えて押し出され
る傾向があるためである。つまり、ガスケットが十分に
平らになってパルプステムとパツキン箱との間をシール
する以前に、グラファイトが押し出されてしまうためで
ある。さらに、グラファイトはバルブステムの動作によ
って摩耗したり侵食されたりして消耗する傾向があるが
、こればグラファイトがステム上に沈積し、ステムによ
ってガスケットを越えてパツキン箱の外側に運び埒られ
るからである。動作組方30,000psi (2,1
00k<//cyl )で使用した場合、グラファイト
が前記の理由によって押し出はれたり摩耗したシするた
め、シール部分から流体が漏出し、グラファイト製の挟
着リングを取り替える必要が生じる。
However, if the operating pressure is 30.000 p81 (
For valves of 2,100 kti/cs or more,
SMT type seals cannot always provide sufficient pulp stem sealing. For example, a material consisting only of graphite has an operating pressure of 30.0001)Si(2,1
It is not suitable for SMT type stem seals for 00kti/ca) class valves. This is because the graphite material tends to be pushed past the metal ring gasket when the gasket is pressed flat to seal. This is because the graphite is forced out before the gasket is flat enough to seal between the pulp stem and the packing box. Additionally, graphite tends to be worn away and eroded by valve stem operation, as graphite is deposited on the stem and carried by the stem across the gasket and out of the packing box. be. Operating method: 30,000psi (2,1
00k<//cyl), the graphite is extruded or worn for the reasons mentioned above, and fluid leaks from the sealing portion, making it necessary to replace the graphite clamping ring.

同様に、四弗化エチレンポリマ(TFE)のみの材料、
あるいは四弗化エチレンポリマにMnS2を添加した材
料も、動作圧力30.000psi (2,I DOk
りM’)の高圧で使用するバルブのSMT型ステムシー
ルには適でない。なぜなら、バルブに温度サイクルを加
えた場合、このような材料では前記のような高圧に対し
て常時耐密シールを保つことができないからである。油
田で使用するバルブには、深い井戸から流出する高圧の
流体が流されるため、バルブはこの流体によって約60
0°”(149℃)にまで過熱される。井戸の閉止等に
よって、バルブに流される流体の流れが止まると、バル
ブの温良は常温、すなわち約70°F(21℃)まで冷
却されるが、井戸が再開でれると、流体は再び流れ始め
、バルブの温度は再び300°F’(149℃)まで上
昇する。従って、バルブ温度は約70°Fないし約60
0°F(21〜149℃)の間で変化する。バルブが使
用される温度内においては、いかなる温度でも、またど
のように温度サイクルが加えられても、バルブのステム
シールは常時耐密性を保つととができる必要がある。T
F’E!lングやMnS2を添加したTFE !Jング
を使用したSMT型シールは、約30.0OOI)Si
 (2,100kLJ/d)の動作圧において、約70
°F(21℃)の常温および300°r(’149℃)
の高温においては、流体に対してシール効果を有するが
、常温から600°l’(149℃)に温度を上げ、さ
らに常温に戻すといった湿度サイクルをバルブに加えた
場合、SMT型シールでは常時耐密性を保つことができ
ない。また、バルブステムの動作時や静止時に、シール
部かられずかな漏出を生じることもある。パッキンリテ
ナを締め直せば漏出を止めることができるが、温度サイ
クルを加えると再び漏出を生じる。
Similarly, materials made only of tetrafluoroethylene polymer (TFE),
Alternatively, a material made by adding MnS2 to tetrafluoroethylene polymer has an operating pressure of 30,000 psi (2,I DOk
It is not suitable for SMT type stem seals of valves used at high pressures such as M'). This is because such materials cannot maintain a constant hermetic seal against such high pressures when the valve is subjected to temperature cycling. Valves used in oil fields are filled with high-pressure fluid from deep wells.
0°F (149°C). When the flow of fluid through the valve is stopped, such as by closing a well, the temperature of the valve is cooled to room temperature, or about 70°F (21°C). When the well is reopened, fluid begins to flow again and the valve temperature rises again to 300°F' (149°C). Thus, the valve temperature ranges from about 70°F to about 60°F.
Varies between 0°F (21-149°C). Within the temperature range at which the valve will be used, the valve stem seal must be able to maintain a tight seal at all times and no matter how temperature cycled. T
F'E! TFE added with 100% or MnS2! SMT type seal using J-ring is approximately 30.0OOI)Si
At an operating pressure of (2,100 kLJ/d), approximately 70
Room temperature of °F (21 °C) and 300 °r ('149 °C)
However, when a humidity cycle is applied to the valve, such as raising the temperature from room temperature to 600°l' (149°C) and then returning it to room temperature, the SMT type seal has no constant resistance. Unable to maintain confidentiality. In addition, a small amount of leakage may occur from the seal portion when the valve stem is in operation or at rest. Retightening the packing retainer will stop the leak, but temperature cycling will cause it to leak again.

この発明の目的は、動作圧力30,000 psi (
2,100k</lc列)オーダーまたはそれ以」二で
使用し、−20°Fないし300°F’(−29〜14
9℃)の温度範囲で温度サイクルを加えられる/<ルブ
に適した、信頼性の高いバルブステムシールを提供する
ことによって、前記問題を解決することにある。この発
明の別の目的は、30,000 pSi (2,100
kg/c71)またはそれ以上の圧力を有する流体を適
用した場合、あるいはバルブに常温から約600°F(
149℃)さらに常温に戻すといった温度サイクルを加
えた場合に、パッキンリテナを締め直さなくても、耐密
性を有するとともに、耐漏性のシールを提供することに
ある。この発明のさらに別の目的は、簡便、小型。
The purpose of this invention is to operate at an operating pressure of 30,000 psi (
-20°F to 300°F' (-29 to 14
The object of the present invention is to solve the above problem by providing a reliable valve stem seal suitable for temperature cycling in the temperature range (9° C.). Another object of this invention is to provide 30,000 pSi (2,100
kg/c (71 kg/c) or higher, or when the valve is heated from room temperature to approximately 600°F (
The object of the present invention is to provide a seal that is airtight and leakproof without having to retighten the packing retainer when a temperature cycle such as returning to room temperature (149° C.) is further applied. Still another object of this invention is to provide simple and compact design.

安価で、しかも製造、取り付けおよび取り扱いが容易な
シーμを提供することである。この発明のさらに別の目
的は、耐摩耗性が高く、丈夫で、高温や温度便化および
高圧に起因する劣化が比較的小さく、適用される流体に
対して化学的に安定したシールを提供することにある。
To provide a sea μ that is inexpensive and easy to manufacture, install, and handle. Yet another object of the invention is to provide a seal that is highly wear resistant, durable, relatively resistant to degradation due to high temperatures, temperatures and pressures, and chemically stable to the fluids to which it is applied. There is a particular thing.

この発明の高圧、つシあい上昇ステムゲートバルブは、
パルプ本体のボンネットとバルブの動作ステムとの間、
および/<ルプ本体の室とバランスステムとの間のシー
μを、伸縮性の材料を使った金属相互のステムシール装
置である。各シール装置は、円錐台形で伸縮性を有する
1対の金属リングガスケットより成る少なくともひとつ
のシールセットを有し、各金属リングガスケットの間に
は、四弗化エチレンポリマ等の、潤滑性が高くて揉夫な
伸縮性のめる材料で形成した2つの組立リングが配設嘔
れ、そのうち一方の組立リングは一方の金属リングガス
ケットに接触し、他方の組立リングはもう一方の金属リ
ングガスケットに接触する。
The high pressure, two-way rising stem gate valve of this invention is
between the bonnet of the pulp body and the operating stem of the valve;
The seal μ between the chamber of the loop body and the balance stem is a metal mutual stem sealing device using a stretchable material. Each sealing device has at least one seal set consisting of a pair of frustoconical, stretchable metal ring gaskets, with a highly lubricating material such as tetrafluoroethylene polymer between each metal ring gasket. Two assembly rings made of a durable stretchable material are arranged, one assembly ring contacting one metal ring gasket and the other assembly ring contacting another metal ring gasket. .

この2つの組立リングの間にはコアリングが配設される
。どのコアリングの加熱による体膨張率は、緻密なグツ
ファイト等で形成された組立リングの膨張率より小さい
。コアリングの内径は組立リングの内径よりも大きい。
A core ring is arranged between these two assembly rings. The coefficient of body expansion of any core ring due to heating is smaller than the coefficient of expansion of an assembled ring made of dense gutsphite or the like. The inner diameter of the core ring is larger than the inner diameter of the assembly ring.

コアリングとバルブの動作ステムまたはバランスステム
との間には、コアリングの内周縁にそって軸受リングが
配設される。
A bearing ring is disposed along the inner circumference of the core ring between the core ring and the operating or balance stem of the valve.

この軸受リングは、組立リングと同種の材料、例えば四
弗化エチレンポリマで形成烙れる。各シールセットは環
状の□パツキン箱内に配設される。このパツキン箱はパ
ルプ本体に隣接し、ステムの回りに延出して設けられて
いる。各パツキン箱はその内部に螺合した環状のパッキ
ンリテナによって閉じられ、円錐台形の金属リングガス
ケットを押し付けている。このため、各金属リングガス
ケットの内周縁および外周縁はそれぞれステムおよびパ
ツキン箱と係合する。この場合、金属リングガスケット
の凹側内周縁および凸側外周縁は十分な圧力を加えられ
て塑性変形する。組立リングの間に削設されたコアリン
グおよび軸受リングよシ成る挟着層は変形して、押し付
けられた金属リングガスケットの間に形成される空間の
形状に従い、はぼその空間全体を満たす。コアリングの
体積は挟着層全体の体積の約1/3である。バルブが作
動して、温度サイクルが加えられても、パッキンリテナ
を締め直さずに、耐密性を保ち、予圧を加えた状態を保
持できる。この発明のバルブのステムシールセットは、
また固定螺子を完全にバックする場合にも使用でき、温
度サイクルを加えた場合でも、可動部は動作時および動
作後にシー/L/ちれている。
The bearing ring is formed of the same type of material as the assembly ring, such as tetrafluoroethylene polymer. Each seal set is placed inside an annular box. This packing box is provided adjacent to the pulp body and extends around the stem. Each packing box is closed by an annular packing retainer threaded into its interior, pressing against a frustoconical metal ring gasket. Therefore, the inner and outer peripheral edges of each metal ring gasket engage with the stem and the packing box, respectively. In this case, sufficient pressure is applied to the concave inner circumferential edge and convex outer circumferential edge of the metal ring gasket, causing it to plastically deform. The clamping layer consisting of the core ring and the bearing ring cut between the assembly rings deforms and follows the shape of the space formed between the pressed metal ring gaskets, filling approximately the entire space. The volume of the core ring is approximately 1/3 of the volume of the entire sandwich layer. Even if the valve is activated and temperature cycles are applied, the packing retainer maintains its tightness and maintains the preloaded state without having to retighten it. The valve stem seal set of this invention is
It can also be used to completely back up the fixing screw, and even when subjected to temperature cycles, the movable part remains closed during and after operation.

次に、この発明の一実施例を図面に従って説明する。第
1図にはバルブが示しであるが、このノ(ルブは中空体
を有し、この中空体には室21およびボンネット23が
植込ボルト25とナツト27とによって固定される。ボ
ンネット26と牢21との間は、適当な圧力保持用のガ
スケット29でシールされる。通路35.37の内側端
部に取シ伺けられた台座ろ1,63が、1列の開閉ゲー
ト39゜41と協働して、/<ルブを通過する水、オイ
ルあるいはガヌ等の流体の流量を調節する。シール剤は
貯蔵部43.45内に貯蔵され、シール剤分配用の通路
47.49を介して、開閉ゲー)39.41と台座31
.33の界面および台座31.33の首部(+−7<ル
プ本体の界面に対して自動的に供給され、これらの界面
をシールする。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The valve shown in FIG. 1 has a hollow body to which a chamber 21 and a bonnet 23 are fixed by studs 25 and nuts 27. The space between the cell 21 and the cell 21 is sealed with an appropriate pressure-maintaining gasket 29. A pedestal slot 1, 63 installed at the inner end of the passage 35. The sealant is stored in a reservoir 43.45 and is connected to a passageway 47.49 for the distribution of sealant. Opening/closing game) 39.41 and pedestal 31
.. 33 interface and the neck of pedestal 31.33 (+-7 < loop body interface) to seal these interfaces.

開閉ゲー)39.41は、はぼ円筒状をした動作ステム
51によって、閉位置と開位置の間を往少運動する。第
1図には閉位置を示しであるが、この位置では流体は通
路35.37を流れることができない。一方、開位置で
はゲートボー)53.55が台座31.33内のボート
57.59と一致し、流体は通路35.37を流れる。
The opening/closing game (39, 41) moves back and forth between the closed position and the open position by means of a cylindrical operating stem 51. The closed position is shown in FIG. 1, in which fluid cannot flow through passageway 35,37. On the other hand, in the open position the gate bow) 53.55 coincides with the boat 57.59 in the pedestal 31.33 and fluid flows through the passage 35.37.

動作ステム51の上端は室21から外側に延出し、ボン
ネット26内に形成したポート61に通てれる。この発
明のシー/し部材66は動作ステム51と、ボンネット
26内に形成したほぼ円筒状のパツキン箱65との間を
シールする。このシール部材63はパッキンリテナ67
によってパッキン箱65内に圧入されている。このパッ
キンリテナ67は、ボンネット23の上部に形成された
内部に螺子を有するネック69に螺合される。ブリーダ
ーポート71は、動作ステム51が後方に着座した後、
動作ステム51とポート61との間の流体の漏れをチェ
ックするために使用される。
The upper end of the operating stem 51 extends outwardly from the chamber 21 and passes through a port 61 formed in the bonnet 26. The sealing member 66 of the present invention seals between the operating stem 51 and a substantially cylindrical packing box 65 formed within the bonnet 26. This seal member 63 is a packing retainer 67
It is press-fitted into the packing box 65 by. This packing retainer 67 is screwed into a neck 69 formed in the upper part of the bonnet 23 and having a screw inside. After the operating stem 51 is seated rearward, the bleeder port 71
It is used to check for fluid leakage between the operating stem 51 and the port 61.

ボンネット23のネック69の外部にも螺子が刻んであ
シ、この螺子に軸受押え76を螺合することができる。
A screw is also cut on the outside of the neck 69 of the bonnet 23, and the bearing retainer 76 can be screwed into this screw.

動作ステム51の螺子付上部77には動作ナツト75が
螺合される。この動作ナツト75にはフランジ79が形
成してl)、その上下にヌラスト軸受81.83が同軸
配置嘔れる。フランジ79の下方に配設されたヌラヌト
軸受86は、パッキンリテナ67の」二部にv1己設芒
れたワッシャ85の上部と係合する。フランジ79の上
方Vこ配設ぢれたヌラスト軸受81は軸受押え73の上
端内側と係合する。ハンドホイー/L’87には非円形
孔89が形成してあし、この非円形孔89は、これと対
応するように動作ナツト75に形成した非円形部91と
整合する。ハンドホビー/1/8フ目1、動作ナツト7
5の上端に螺合したりテナーナット96によって定位置
に保持される。ブリーダーボート95は、動作ステム5
1の螺子付上部と動作ナツト75の間から流体を逃がす
ためのものである。
An operating nut 75 is screwed into the threaded upper portion 77 of the operating stem 51 . This operating nut 75 is formed with a flange 79, on which Nulast bearings 81, 83 are coaxially disposed above and below. A null bearing 86 disposed below the flange 79 engages with the upper part of a washer 85 installed in the second part of the packing retainer 67. The Nulast bearing 81, which is disposed in the upper part of the flange 79, engages with the inside of the upper end of the bearing retainer 73. A non-circular hole 89 is formed in the handwheel/L' 87, and the non-circular hole 89 is aligned with a corresponding non-circular portion 91 formed in the operating nut 75. Hand hobby/1/8th eye 1, movement nut 7
5 and is held in place by a tenor nut 96. The breeder boat 95 has an operating stem 5
This is to allow fluid to escape from between the threaded upper part of No. 1 and the operating nut 75.

はぼ円M駄をしたバランスステム97が開閉グー)39
.41の下端に連結きれ、ポート99を通ってバルブの
宇21の外側に延出する。このバランスステム97と、
バルブ本体内に形成したほぼ円筒状のパツキン箱106
との間は、この発明のシール部材101によってシール
される。このシー/し部材101は下方に設けたパッキ
ンリテナ105によってパツキン箱内に圧入烙れている
。このパッキンリテナ105は、ポート99およびパツ
キン箱103と同軸的に形成嘔れた螺子材のソケット1
07に螺合される。バランスステム97の上端の拡大部
が、バルブ本体のボート990回シに形成されfc環状
の台座に確実に着座している場合、このバランス7テム
97とポート99との間の流体の漏れは、ブリーダーボ
ート109によってチェックされる。バルブ本体には、
キャップ111が螺子113によって固定され、このキ
ャップ111によって、パッキンリテナ105、すなわ
ちバランスステム97の下端が覆われる。
The balance stem 97 with a round shape opens and closes) 39
.. 41 and extends to the outside of the valve chamber 21 through a port 99. This balance stem 97 and
A substantially cylindrical packing box 106 formed inside the valve body
A sealing member 101 according to the present invention seals the space between the two. This sealing member 101 is press-fitted into the packing box by a packing retainer 105 provided below. This packing retainer 105 has a threaded socket 1 formed coaxially with the port 99 and the packing box 103.
It is screwed into 07. When the enlarged part of the upper end of the balance stem 97 is formed in the boat 990 of the valve body and is securely seated on the fc annular pedestal, fluid leakage between the balance stem 97 and the port 99 will be prevented. Checked by breeder boat 109. The valve body has
A cap 111 is fixed by a screw 113 and covers the lower end of the packing retainer 105, that is, the balance stem 97.

ハンドホイー1v87を回すと、動作ナツト75が回さ
れ、動作ステム51が作動する。この動作ステム51が
作動すると、ハブ115によって動作ステム51に連結
された開閉グー)39.41が上下動する。この開閉グ
ー)39.41の上下動に伴い、ハブ117によって開
閉ゲート39.41に連結されたバランスステム97が
上下動する。従って、動作ステム51とバランスステム
97は、それぞれの対応するシー2部材63,101に
対して、軸方向に動作する。この場合、シール部材66
゜101は、各ステム51,97の軸方向への動作時お
よびその前後において確実に保持される必要がある。
When the handwheel 1v87 is turned, the operating nut 75 is turned and the operating stem 51 is operated. When the operating stem 51 operates, the opening/closing gouges 39 and 41 connected to the operating stem 51 by the hub 115 move up and down. As the opening/closing gate 39.41 moves up and down, the balance stem 97 connected to the opening/closing gate 39.41 by the hub 117 moves up and down. The operating stem 51 and balance stem 97 therefore move in the axial direction relative to their respective sea 2 members 63, 101. In this case, the seal member 66
101 needs to be reliably held during the movement of each stem 51, 97 in the axial direction and before and after the movement.

シール部材63,101は同一のものであるため、その
一方について詳細に説明すれば足シる。第2A図および
第2B図を参照すると、シール部材66は上部シールセ
ット119と下部シー/L/+tット121とから成る
。下部適合りング126は、環状のパツキン箱65の底
部に配設され、下部シールセットの下方に位置する。下
部適合リング126の下面は、パツキン箱65の底面と
面を接し、両者は互いに相補関係にある。従適合リング
125は、パッキンリテナ67の底面127と上部シー
ルセット119の間に配設される。従適合リング125
の上端面はパッキンリテナ67の底面127と面を接し
、相関関係を有する。上部シールセット119と下部シ
ールセット121との間には、中間適合リング129が
配設される。下部適合リング123の上面、従適合リン
グ125の下面および中間適合リング129の上下両面
の形状はいずれも円錐台形であり、その円錐の角度は、
最終的組立位置において上下シールセラ)119,12
1の形状に合致するように設定される。この点に関して
説明すると、第2B図はこの発明のシール部材をバルブ
内に取り付けた図であるが、パッキンリテナ67を締着
して、前記シール部材を保持する前の図である。一方、
第2A図はパッキンリテナ67を螺子付きのネック69
に締着略せ、シール部材を保持して、各シールセット1
19,121および各適合リング123.125.12
9を最終組付位置にした場合の図である。以下に詳述す
るが、各シールセット119,121の金属リングガス
ケット161は、前記各適合リングの面よシ鋭い円錐形
をしている。すなわち、金属リングガスケット131の
円錐の角度は、第2A図の最終的締着位置に比べ、第2
B図の締着前の状態では小さい。
Since the seal members 63 and 101 are the same, a detailed description of one of them will be omitted. Referring to FIGS. 2A and 2B, seal member 66 consists of an upper seal set 119 and a lower seal set 121. The lower matching ring 126 is disposed at the bottom of the annular packing box 65 and is located below the lower seal set. The lower surface of the lower matching ring 126 is in contact with the bottom surface of the packing box 65, and the two are complementary to each other. Compliant ring 125 is disposed between bottom surface 127 of packing retainer 67 and upper seal set 119. Compliant ring 125
The upper end surface is in contact with the bottom surface 127 of the packing retainer 67 and has a correlation. An intermediate matching ring 129 is disposed between the upper seal set 119 and the lower seal set 121. The upper surface of the lower conforming ring 123, the lower surface of the secondary conforming ring 125, and the upper and lower surfaces of the intermediate conforming ring 129 are all in the shape of a truncated cone, and the angle of the cone is as follows:
Upper and lower seal cellars in final assembly position) 119, 12
It is set to match the shape of 1. To explain this point, FIG. 2B shows the sealing member of the present invention installed in the valve, but before the packing retainer 67 is tightened to hold the sealing member. on the other hand,
Figure 2A shows the packing retainer 67 with a threaded neck 69.
Hold the seal member and tighten each seal set 1.
19,121 and each matching ring 123.125.12
9 is the final assembly position. As will be described in detail below, the metal ring gasket 161 of each seal set 119, 121 has a conical shape that is sharper than the surface of each matching ring. That is, the angle of the cone of the metal ring gasket 131 is at the second position compared to the final tightening position in FIG. 2A.
It is small in the state before tightening shown in Figure B.

場合によっては、下部適合リング123、従適合リング
125のうちいずれか一方または両方を省略してもよい
が、この場合、パツキン箱65の底面またはパッキンリ
テナ67の下面を所定の角度および所定の面を有する円
錐台形にする必要がある。適合リング123.125.
129を使用する場合には、これらは4140M等のか
なり硬い材料で形成する必要があるが、バルブ本体およ
びボンネット26は、従来の高圧バルブ用の鋼で形成す
れば十分である。
In some cases, one or both of the lower matching ring 123 and the secondary matching ring 125 may be omitted, but in this case, the bottom surface of the packing box 65 or the bottom surface of the packing retainer 67 may be placed at a predetermined angle and in a predetermined plane. It is necessary to make it into a truncated cone shape with . Compatible ring 123.125.
129, these would need to be made of a fairly hard material such as 4140M, but the valve body and bonnet 26 may be made of conventional high pressure valve steel.

上下シールセラ)119,121は同一のものであるた
め、その一方について詳述すれば十分である。シールセ
ット119の構成は、1対の円錐台形の金属リングガス
ケット161の間に、2つの同一の組立リング136を
配設しfrものである。
Since the upper and lower sealers 119 and 121 are the same, it is sufficient to describe only one of them in detail. The seal set 119 has a structure in which two identical assembly rings 136 are arranged between a pair of truncated conical metal ring gaskets 161.

この組立リング156け樵夫で、柔軟性があり、しかも
金属リングガスケット131に比べて弾性係数が小さい
固体潤滑性の材料で形成される。組立リング163のう
ちの一方は、金属リングガヌケット131のうちの一方
と隣接して配設され、もう一方の組立リング133は他
方の金属リングガスケット161と隣接して配設される
This assembly ring 156 is made of a solid lubricant material that is flexible and has a smaller elastic modulus than the metal ring gasket 131. One of the assembly rings 163 is disposed adjacent to one of the metal ring gaskets 131 and the other assembly ring 133 is disposed adjacent to the other metal ring gasket 161.

コアリング165が組立リング163の間に配設される
。コアリング165の熱による体積膨張率はホl立リン
グ136の体積膨張率に比べて小さい。コアリング16
5の内径は、組立リング163の内径よシも大きい。コ
アリング165と動作ステム51の間において、コアリ
ング165の内周にわたって軸受リング167が配設て
れる。この軸受リング167け、組立リング163の形
成に使用される材質と同様に、丈夫で、柔軟性がある固
体潤滑性の材料で形成式れる。軸受リング137はコア
リング135に形成された孔内に滑合する。
A core ring 165 is disposed between assembly rings 163. The thermal expansion coefficient of the core ring 165 is smaller than that of the hollow ring 136. core ring 16
5 is also larger than the inner diameter of the assembly ring 163. A bearing ring 167 is disposed between the core ring 165 and the operating stem 51 over the inner circumference of the core ring 165 . The bearing ring 167 is made of a strong, flexible, solid lubricant material similar to the material used to form the assembly ring 163. Bearing ring 137 slips into a hole formed in core ring 135 .

金属リングガスケット131の断面形状は、締着される
前においては、はぼ多方形であシ、水平面に対して約3
0°の角度で傾斜している。従って、締着される前にお
いては、この金属リングガヌヶット131の円錐の角度
は約1200となっている。
The cross-sectional shape of the metal ring gasket 131 is approximately polygonal before being tightened, and the cross-sectional shape is about 3 mm with respect to the horizontal plane.
It is tilted at an angle of 0°. Therefore, before being tightened, the conical angle of the metal ring gunnut 131 is about 1200 degrees.

また、金属リングガスケット161が締着される前にお
いては、動作ステム51およびパツキン箱65と、この
金属リングガヌヶット1310周縁部との間には隙間が
形成ちれるため、パルプ内にこの金属リングガヌケット
161を取り付ける際に、動作ステム51やパツキン箱
65が損傷を受けることはない。金属リングガスケット
161は、落し込むだけで定位置に設定できる。パッキ
ンリテナ67を締めてシール部材を締着すると、各金属
リングガスケット131は押し付けられて、それらの内
径は十分に減少し、一方外径は十分に増大する。このた
め、各金属リングガスケット131の四側の内周縁およ
び凸側の外周縁は変形する。
Also, before the metal ring gasket 161 is tightened, a gap is formed between the operating stem 51 and the packing box 65 and the peripheral edge of the metal ring gunk 1310, so the metal ring gunk 161 is not inserted into the pulp. During installation, the operating stem 51 and the packing box 65 will not be damaged. The metal ring gasket 161 can be set in place by simply dropping it. When the packing retainer 67 is tightened to tighten the sealing member, each metal ring gasket 131 is compressed and their inner diameters are significantly reduced while their outer diameters are significantly increased. Therefore, the inner peripheral edges on the four sides and the outer peripheral edge on the convex side of each metal ring gasket 131 are deformed.

すなわち、各金属リングガスケット131はta性変形
し、それぞれ動作ステム51およびパツキン箱65と係
合して、金属同士でシールが行なわれる。動作ステム5
1が摩軽したり損傷したりすることがないように、金属
リングガスケット161は動作ステム51に比べて、軟
かい金属で形成する必要がある。例えば、動作ステムけ
にモネ/L/(K Monel )合金が使用できるが
、これに匹適する鋼でもよい。動作ステム51の表面に
は、炭化タングステン等の硬質のコーティングを3ない
し5ミ/L/(7,6x10″ないし12.7 X 1
0’ff1)の犀さで施し、この動作ステム51の表面
の硬度を増し、そのl酎久性を増大させることが望まし
い。このようなコーティングを施すことによって、動作
ステム51の硬度は、ロックウェル硬度で約60ないし
約60高くなる。金属リングガスケット131は十分な
可塑性を有するため、高い応力をかけて周縁部を変形さ
せることによって、金属同士でシールすることができる
とともに、十分な強度を有するため、加えられた高い予
圧および井戸から流出する流体圧に耐えることができる
。例えば、この金属リングガスケット161は、131
6ステンレス鋼等の焼鈍ステンレス鋼(オーヌテナイト
系ステンレス鋼)、または炭素鋼1合金鋼等の他の金属
で形成される。動作ステム51の摩耗や損傷をきらに少
なくするためには、各金属リングガスケットの凹側の内
周縁に丸味を付ける場合に、その半径が金属リングガス
ケット161の厚さの約半分になるようにするのが望ま
しい。例えば、金属リングガスケット161の厚さが0
.04インチ(1,011であれば、内周縁を0.02
インチ(0,f5朋)の半径で丸めるとよい。金属リン
グガスケット131は、締清芒れた状態においては、水
平に苅して約15゜の角度をなすため、その円錐角は約
150°となる。
In other words, each metal ring gasket 131 is deformed and engaged with the operating stem 51 and the packing box 65, respectively, so that metal-to-metal sealing is performed. Operating stem 5
The metal ring gasket 161 must be made of a softer metal than the operating stem 51 so that the metal ring gasket 161 is not worn or damaged. For example, a Mone/L/(K Monel ) alloy may be used for the motion stem, although any suitable steel may also be used. The surface of the operating stem 51 is coated with a hard coating of tungsten carbide or the like at 3 to 5 mm/L/(7.6 x 10" to 12.7 x 1
It is desirable to apply the coating to a hardness of 0'ff1) to increase the hardness of the surface of the operating stem 51 and increase its durability. By applying such a coating, the hardness of the working stem 51 is increased by about 60 to about 60 Rockwell hardness. Since the metal ring gasket 131 has sufficient plasticity, it can be sealed between metals by applying high stress and deforming the peripheral edge, and has sufficient strength, so it can withstand high preloads applied and from wells. Can withstand fluid pressure flowing out. For example, this metal ring gasket 161 is 131
It is made of annealed stainless steel (aunutenitic stainless steel) such as 6 stainless steel, or other metal such as carbon steel 1 alloy steel. In order to minimize wear and damage on the operating stem 51, when rounding the inner peripheral edge on the concave side of each metal ring gasket, the radius should be approximately half the thickness of the metal ring gasket 161. It is desirable to do so. For example, the thickness of the metal ring gasket 161 is 0.
.. 04 inches (If it is 1,011, the inner circumference is 0.02
It is best to round with a radius of inch (0, f5). In the tightened state, the metal ring gasket 131 forms an angle of about 15° when horizontally rolled, so its cone angle is about 150°.

一方、適合リング123.125.129の円錐台面も
水平に対して約15°の角度で自己設される。従って、
各金属リングガスケット1ろ1は、各適合リング123
、125.129の円錐台面に適合する。ところで、金
属リングガスケット161は好斗しい円fill(台形
にしであるが、別の角度の円錐台形にしてもよいことは
いうまでもないことである。
On the other hand, the truncated conical surfaces of the matching rings 123, 125, 129 are also self-aligned at an angle of about 15° with respect to the horizontal. Therefore,
Each metal ring gasket 1 is connected to each matching ring 123.
, 125.129 fits the truncated conical surface. Incidentally, the metal ring gasket 161 is preferably shaped like a trapezoid, but it goes without saying that it may be shaped like a truncated cone with a different angle.

組立リング133および軸受リング167川の材料は摩
擦係数が小プくなくてはならない。すなわち、潤滑性の
高い材質であることを必要とする。
The materials of assembly ring 133 and bearing ring 167 must have a low coefficient of friction. In other words, the material needs to have high lubricity.

組立リング133および軸受リング167川の材料には
、高圧下において完全性を保つに足る強度および耐久性
も要求され、しかも、バルブによって制御される流体に
対しても化学的に安定であるとともに、パルプ操作時に
予想嘔れる温度、例えば600°F〜−20°F(14
9〜−29℃)に対しても耐えられることが要求される
。このような材料は十分な伸縮性あるいは塑性を有し、
5Ji軸な隙間に侵入し得るものでなくてはならない。
The materials for assembly ring 133 and bearing ring 167 must also be strong and durable enough to maintain their integrity under high pressure, yet be chemically stable to the fluids controlled by the valve. Expected vomiting temperatures during pulp operations, e.g. 600°F to -20°F (14
It is also required to be able to withstand temperatures of 9°C to -29°C. Such materials have sufficient elasticity or plasticity,
It must be able to penetrate into 5Ji-axis gaps.

ここにいう隙間は、金属リングガヌヶッ)131.動作
ステム51およびパツキン箱65との間に形成される隙
間であり、動作ステム51とパツキン箱65に形成され
るかき傷や機械痕に起因するもの、または、動作ステム
51の動作時および動作後において、金属リングガスケ
ット161と動作ステム51の新たな面とが隣接するこ
とによって生じる隙間である。後者のような隙間は、例
えば動作ステム51の動作時および動作後においては、
各金属リングガスケット131の内周縁は同時にしかも
常時塑性変形して、新たに隣接する動作ステム面に適合
するわけではないために生じるものである。
The gap referred to here is the metal ring Ganuga)131. A gap formed between the operating stem 51 and the packing box 65, which is caused by scratches or mechanical marks formed on the operating stem 51 and the packing box 65, or during and after the operation of the operating stem 51. This is the gap created by the metal ring gasket 161 and the new surface of the operating stem 51 being adjacent to each other. The latter type of gap may occur, for example, during and after the operation of the operating stem 51.
This occurs because the inner peripheral edge of each metal ring gasket 131 is not simultaneously and constantly plastically deformed to conform to the newly adjacent operating stem surface.

組立リング133および軸受リング137は、前記のよ
うな微細な隙間に侵入してシール効果を発揮する。従っ
て、この組立リング166および軸受リング137はシ
ールリングとみなすことができる。組立リング166お
よび軸受リング167用の材料としては、[テフロン(
Teflon) J  あるいは「−t U テフロy
 (Moly−Teflon) Jという商品名で市販
訟れている」:うな四弗化エチレンポリマが適している
。ここで、モリテフロンはテフロンと類似しているが、
荒面15%の二硫化セリプデン(MnS2 )を含有す
るものであり、その中でも、束敏パーセントで5%のM
nS2と95%の四弗化エチレン(TF”E)よシ成る
ものが最適であり、これはアリド・ケミ力)V−カンパ
ニ (AlliedChemical Compa、n
y)からl−1k 2021 Jとして販売されている
The assembly ring 133 and the bearing ring 137 penetrate into such minute gaps as described above to exert a sealing effect. Therefore, this assembly ring 166 and bearing ring 137 can be considered as a seal ring. Materials for the assembly ring 166 and bearing ring 167 include Teflon (
Teflon) J or “-t U Teflon
(Moly-Teflon) J is a suitable polytetrafluoroethylene polymer. Here, Moriteflon is similar to Teflon, but
Contains 15% selipden disulfide (MnS2) on the rough surface, among which 5% MnS2 in terms of flux density.
The best choice is one consisting of nS2 and 95% tetrafluoroethylene (TF"E), which is manufactured by Allied Chemical Compa.
Y) is sold as l-1k 2021 J.

コアリング135用の材料は、組立リング13ろおよび
軸受リング167の場合と同様、シールするために必要
な高い予圧に耐え得る強度が要求されるとともに、この
コアリング165によってシー)vされる流体に対して
化学的に安定であυ、かつ、パルプ操作時に予想される
温度、例えば、600°F〜−75°F’(149〜−
59℃)に対しても耐え得ることを要求ちれる。
As with the case of the assembly ring 13 and the bearing ring 167, the material for the core ring 135 must be strong enough to withstand the high preload required for sealing, and the material must be strong enough to withstand the high preload required for sealing. chemically stable to υ and the temperatures expected during pulping operations, e.g.
59℃).

コアリング165の別の特徴は、SMT型のシールを高
圧下で激しい温展父化を加えて使用した場合の漏出の原
因と考えられる出願人の発見した事実によって明らかに
なる。とはいえ、ここに開示したシールは漏出の問題を
理論的に解明したものではないことは理解できよう。
Another feature of the core ring 165 is revealed by applicants' findings that may be the cause of leakage when SMT type seals are used under high pressure and with severe thermal expansion. However, it should be understood that the seal disclosed here is not a theoretical solution to the problem of leakage.

TF’EまたはMnS2を加えたTFEで形成したリン
グを使用して、温度サイクル後、30.000psi(
2,100k(J/cyl )の範囲の圧力を加えた場
合、SMT型ステムシー〃に見られる漏出は、シールに
加えられる予圧の部分的損失に起因することは明らかで
ある。前記のASMF論文において開示された純粋なエ
ラストマーパツキンに加えられる予圧の損失と比較すれ
ばよくわかる。SMT型シールを構成する場合、パッキ
ンリテナを締着することによってシール部に機械的圧力
が加えられるが、この圧力は、高圧流体によって加えら
れる圧力よシ大きい。SMT型ヌテステールを有するバ
ルブを常温から600°]’(149℃)まで加熱する
と、TF’Eで形成したリングは膨張するが、大きな範
囲にわたって膨張するわけではない。というのは、これ
らのリングは金属によってほぼあらゆる方向を囲まれて
おり、その金属の膨張速度がこれらのリングに比べて遅
いからである。このため、シールに加わる予圧力は、元
の圧力すなわち加熱前の圧力に比べて高くなる。バルブ
が常温まで冷却きれると、予圧は、バルブの加熱によっ
て高くなった圧力より減少するのみならず、元の圧力よ
りも小さくなる。これは、次に示す効果のうち一方また
は両方に起因する。バルブが約600°F(149℃)
まで加熱されると、TF’Eで形成したリングが熱膨張
し、シールおよび周囲を囲む金属に加えられる圧力が上
昇して予圧が高くなり、との周V月1を囲む金属の変形
すなわち降伏が起るため、シール部が再び常温才で冷却
されると、シーμが占める体積が増大し、シールに加わ
る圧力が元の予圧より小さくなる。また、バルブを60
0°1’(149℃)まで加熱することによって熱膨張
が起り、TFEで形成したリングに加わる圧力が上昇す
ると、TF’Eのリングは予圧に起因する変形よシ大き
い永久変形、すなわち、さらに大きな圧縮変形を受ける
ことになる。この変形はバルブが常温まで冷却されても
元に戻らないので、TF’Eのリングに加わる圧力は減
少し、パッキンリテナによってシールに加わる圧力がい
くぶん相殺される。従って、温度サイクルにかけた後に
おいて、適当な予圧を得るためには、パッキンリテナを
締め直す必要がある。
After temperature cycling, using rings formed of TF'E or TFE with MnS2, 30.000 psi (
When applying pressures in the range of 2,100 k (J/cyl), it is clear that the leakage seen in SMT type stems is due to a partial loss of prestress applied to the seal. A comparison can be made with the loss of preload applied to a pure elastomer packing disclosed in the ASMF article cited above. When constructing an SMT type seal, tightening the packing retainer applies mechanical pressure to the seal, which pressure is greater than the pressure exerted by the high pressure fluid. When a bulb with SMT-type Nutestale is heated from room temperature to 600°]' (149°C), the ring formed of TF'E expands, but not over a large range. This is because these rings are surrounded on almost all sides by metal, and the expansion rate of the metal is slow compared to these rings. Therefore, the preload force applied to the seal becomes higher than the original pressure, that is, the pressure before heating. When the valve is completely cooled to room temperature, the preload not only decreases from the pressure increased by heating the valve, but also becomes lower than the original pressure. This is due to one or both of the following effects. The valve is approximately 600°F (149°C)
When heated, the ring formed by TF'E thermally expands, increasing the pressure applied to the seal and the surrounding metal, resulting in a higher preload and deformation or yielding of the metal surrounding the circumference of V1. occurs, so when the seal part is cooled again at room temperature, the volume occupied by sea μ increases and the pressure applied to the seal becomes smaller than the original preload. Also, the valve is 60
As thermal expansion occurs by heating to 0°1' (149°C) and the pressure applied to the TFE ring increases, the TF'E ring undergoes a permanent deformation that is greater than the deformation caused by the preload, i.e. It will undergo large compressive deformation. Since this deformation is not reversed even when the valve is cooled to room temperature, the pressure on the TF'E ring is reduced and the packing retainer offsets the pressure on the seal somewhat. Therefore, after being subjected to temperature cycling, it is necessary to retighten the packing retainer to obtain an appropriate preload.

この締め直しをしなければ、このバルブを30,000
ps i (2,100kti/d>オーダーの圧力に
対して使用するとシール部に闘れを生じる。
If you do not retighten this valve, it will cost 30,000 yen.
When used against pressures on the order of psi (2,100 kti/d>), the seal portion will struggle.

この発明においては、SMT型のステムシールの金属リ
ングガスグツトの間に挟着するTF’EやMnS2を添
加したTF’Eの代りに、加熱した場合に、TFBやM
nB2を添加したTFEに比べて膨張率の小さい材料が
使用される。この発明の好ましい実施例においては、こ
のような膨張率の小さい材料はコアリング165に使用
され、このコアリング135の6面は、組立リング13
6および軸受リング167を介して、金属リングガスケ
ット131および動作ステム51に隣接している。
In this invention, instead of TF'E or MnS2-added TF'E sandwiched between the metal ring gas guts of the SMT type stem seal, TFB or MnS2
A material with a smaller expansion coefficient than TFE doped with nB2 is used. In a preferred embodiment of the invention, such a low expansion material is used for the core ring 165, and six sides of the core ring 135 are connected to the assembled ring 13.
6 and adjacent the metal ring gasket 131 and the operating stem 51 via the bearing ring 167.

従って、コアリング135の熱膨張率は組立リング13
3および軸受リング137の熱膨張率より低くなくては
ならない。コアリング135用の適白な材料としては、
緻密なグラファイトがあげらレルカ、コレは[クラ7 
# イ/l/ (Grafoil) J という商品名
で市販されている。これについては米国特許第3.40
4.061号が参照でさる。正確な数値については不明
であるが、例えば、TF″Eの熱膨張率はグラフオイル
の熱膨張率に比べて数倍大きいといわれている。しかし
、正式なデータによれば、伸縮性のある薄い層状のシー
)tたけリボンとして製造されたグラフオイルの線膨張
率はグラファイトの層と平行方向、すなわちシートにお
いては畏テ方向、リボンにおいては幅方向に関しては、
70°Fないし2.0[]0°F(21〜1.093℃
)の範囲で約−(1,02X 10−5in/in生(
−0,04x10−5α/鐸℃)であり、層と垂直な方
向、すなわちシートおよびリボンの厚さ方向に関しては
、70°Fないし4,00.0’F’ (21〜2,2
04℃)の範囲で約j、5 x 1Q−”in/in’
F(2,7xi D−”c/m℃) f 、T) ;b
。TFEノ線11g1m率ハ、78°Fないし500°
F(26〜260℃)の範囲で約7、[l 〜1 o、
ox’+ 0−51n/in″P(12,6〜18.O
Xl 0−5ffi/m℃)である。固体の場合、体膨
張率は線膨張率の約6倍である。これについては、ザ・
ハンドブック・オプφケミストリーーアンド・フィシツ
ク7、 (TheHandbook of Chemi
stry and Physlcs) 48版、P−9
0ページ(ケミカル・ラバー・カンパニ、1967)を
参照できる。さて、グフフォイ7しの体膨張率が前記線
膨張率の5倍の太き嘔であると仮定しても、その体膨張
率は、約78°Fないし300°F(26〜149℃)
の温度範囲での、TF”Eの体膨張率の1/4以下であ
る。
Therefore, the coefficient of thermal expansion of the core ring 135 is
3 and the coefficient of thermal expansion of the bearing ring 137. Suitable materials for core ring 135 include:
Relca has dense graphite, this is [Cura 7]
It is commercially available under the trade name #I/l/ (Grafoil) J. For this, U.S. Patent No. 3.40
Reference is made to issue 4.061. Although the exact figures are unknown, for example, it is said that the thermal expansion coefficient of TF″E is several times larger than that of graph oil. However, according to official data, The coefficient of linear expansion of graphite produced as a thin layered ribbon is as follows:
70°F to 2.0[]0°F (21 to 1.093°C
) within the range of approximately -(1,02X 10-5in/in raw (
-0,04x10-5α/Taku ℃) and 70°F to 4,00.0'F' (21 to 2,2
04°C) in the range of approximately j, 5 x 1Q-”in/in’
F(2,7xi D-"c/m℃) f, T); b
. TFE wire 11g 1m rate c, 78°F to 500°
F (26-260°C) about 7, [l ~ 1 o,
ox'+ 0-51n/in''P(12,6-18.O
Xl 0-5ffi/m°C). In the case of a solid, the coefficient of body expansion is approximately six times the coefficient of linear expansion. Regarding this, please refer to the
The Handbook of Chemistry and Physics 7,
Try and Physlcs) 48th edition, P-9
See page 0 (Chemical Rubber Company, 1967). Now, even if we assume that the body expansion rate of Gouffoy 7 is five times as large as the linear expansion rate, its body expansion rate is approximately 78°F to 300°F (26 to 149°C).
It is 1/4 or less of the coefficient of body expansion of TF''E in the temperature range of .

金属リングガスケットの間に挟着されたリングの層(以
下、挟着層という)は、コアリング135と、コアリン
グ165の内周にそって配設された軸受リング137と
、コアリング135および軸受リング167の上下面に
隣接して配設された組立リング133とから成り、金属
リングガスケット161を押し付けて保持した場合に、
金属リングガスケット161の間に形成される空間の形
に従って変形し、その空間のほぼ全体を満す。挟着層の
リングの元の断面形状は長方形であるが、バルブ内に取
り付ける前に変形式せて、第2図の右側に示す円錐台形
に合せてもよい。その形状は適合リング123.125
.129の円錐台形表面に対応する形状であり、前記適
合リング123.125.129には金属リングガスケ
ット1.211が押し付けられる。また、挟着層のリン
グの取υ付は時の元の断面形状は長方形であり、シール
を形成することによって円錐台形に変形略れる。
The ring layer sandwiched between the metal ring gaskets (hereinafter referred to as a sandwich layer) includes a core ring 135, a bearing ring 137 disposed along the inner circumference of the core ring 165, and a core ring 135 and a bearing ring 137 disposed along the inner circumference of the core ring 165. It consists of an assembly ring 133 disposed adjacent to the upper and lower surfaces of the bearing ring 167, and when the metal ring gasket 161 is pressed and held,
It deforms according to the shape of the space formed between the metal ring gaskets 161, filling almost the entire space. The original cross-sectional shape of the pinch layer ring is rectangular, but it may be modified to fit the frustoconical shape shown on the right side of FIG. 2 before being installed in the bulb. Its shape is compatible ring 123.125
.. 129, into which a metal ring gasket 1.211 is pressed. Furthermore, when the ring of the sandwiching layer is attached, the original cross-sectional shape is rectangular, and by forming the seal, it is deformed into a truncated conical shape.

圧力緩和用のコアリング165の形成用の材料は、剛性
を有し継ぎ目のないリングにしっかりと圧縮して巻いた
グラフオイルリボンである。このヨウナリボンは、ユニ
オン・カーバイド・コーボv−シ、 y (Ilnio
n Carbide Corporation)から、
グラフオイル・リボンeバックという名称で市販されて
いるもので、ユニオン曝カーバイドーコーポレーシッン
の技術報告書L524−204に述べられており、その
コピーがこの商品に付録lとして添付されている。グラ
フオイル・リホン・バックをしっかりと巻いたリングは
、これをパツキン箱内の動作ステムの周囲、すなわち動
作ステムとパツキン箱の方向に設置した場合、半径方向
に高い熱膨張率を示す。また、コアリング135は、グ
ラフオイルのシートを切断して形成してもよいし、シー
トを重ね合せて形成してもよい。市販のグラフオイルは
約7096まで圧縮して緻密にしであるが、100%す
なわち完全に圧縮するのは、前記のように取り付は前で
もよいし、バルブ内に設置してからシーμを形成するこ
とによって圧縮してもよい。
The material for forming the pressure relief core ring 165 is a graphoil ribbon tightly compressed and rolled into a rigid, seamless ring. This Yona Ribbon is made of Union Carbide Corbo V-C, Y (Ilnio
n Carbide Corporation),
It is commercially available under the name Graphoil Ribbon e-bag and is described in Union Exposed Carbide Corporation's technical report L524-204, a copy of which is attached as Appendix I to this product. . A tightly wrapped ring of Graphoil Rihon Bag exhibits a high coefficient of thermal expansion in the radial direction when placed around the working stem in the packing box, ie, in the direction of the working stem and the packing box. Further, the core ring 135 may be formed by cutting a sheet of graph oil, or may be formed by stacking sheets. Commercially available graph oil can be compressed to about 7096 to make it dense, but 100% or complete compression can be done either before installation as mentioned above, or by installing it inside the valve and then forming the sea μ. It may be compressed by

組立リング133はコアリング135および軸受リング
167よりも薄い。この組立リング133はコアリング
135が十分に圧縮されている場合には、はぼ同じ厚さ
であるが、半径方向の幅は1コアリング135.軸受リ
ング137のいずれよシも広い。コアリング135の半
径方向の幅と軸受リング137の半径方向の幅を加えた
ものは、組立リング136の半径方向の幅にほぼ等しい
。バルブ内に挟着層を設置した場合、組立リング136
と軸受リング137とによって、スライド可能なしまシ
ばめが形成される。この挟着層がシールの形成によって
押し付けられると、組立リング165と軸受リング13
7の内周縁ば、動作スデム51に対して押し付けられ、
組立リング166とコアリング165の外周縁はパツキ
ン箱65の壁面と耐密係合させら相、る。
Assembly ring 133 is thinner than core ring 135 and bearing ring 167. This assembled ring 133 has approximately the same thickness when the core ring 135 is fully compressed, but has a radial width of 1 core ring 135. Both bearing rings 137 are wide. The radial width of core ring 135 plus the radial width of bearing ring 137 is approximately equal to the radial width of assembly ring 136. If a sandwich layer is installed in the valve, the assembly ring 136
and bearing ring 137 form a slidable strip fit. When this sandwich layer is pressed together by forming a seal, the assembly ring 165 and the bearing ring 13
The inner circumferential edge of 7 is pressed against the operating sdem 51,
The outer peripheral edges of the assembly ring 166 and the core ring 165 are brought into sealing engagement with the wall surface of the packing box 65.

2つのシールセラ)119,121が図示しであるが、
この発明の出願人の考えでは、1つのシールセット全使
用するだけで十分なシール効果が得られる。すなわち、
2つ目のシールセットは、シールすべき流体からできる
だけ離して設fit L、1つ目のシールセットが損傷
を受けた場合の非常用すなわちバックアップ用である。
Two sealers) 119 and 121 are shown in the diagram,
The applicant of this invention believes that a sufficient sealing effect can be obtained by using the entire seal set. That is,
The second set of seals is installed as far away from the fluid to be sealed as possible and is for emergency or backup use in case the first set of seals is damaged.

非常用すなわちバックアップ用シールの別の特徴として
、通路169がボンネット23に形成しである。この通
路139は、シールが形成された時に、中間適合リング
129に形成された通路141と一致して流路が形成さ
れる。通路139は、またボンネット26の外部に設置
した螺子付ソケットに配設された噴射フィッティング1
40と連通している。→−“−一通路169と連通する 環状溝143は、パツキン箱65の壁面に形成され、通
路141と連通する環状溝145は中間適合リング12
9の内側端部に形成きれる。シール部、、)119,1
21が損壊すると、シール材は噴射フィッティング14
0および通路139,141を経て、環状5143,1
45へと噴射てれ、パツキン箱65および動作ステムの
回シで、それぞれ非常シールすなわちバックアップシー
ルが形成される。
Another feature of the emergency or backup seal is that a passageway 169 is formed in the bonnet 23. This passageway 139 coincides with the passageway 141 formed in the intermediate matching ring 129 to form a flow path when the seal is formed. The passage 139 is also connected to an injection fitting 1 disposed in a threaded socket installed on the outside of the bonnet 26.
It communicates with 40. →−“−An annular groove 143 communicating with the passage 169 is formed in the wall surface of the packing box 65, and an annular groove 145 communicating with the passage 141 is formed in the intermediate fitting ring 12.
It can be formed at the inner end of 9. Seal part, )119,1
21 is damaged, the seal material is removed from the injection fitting 14.
0 and passages 139, 141, annular 5143, 1
45, the packing box 65 and the operating stem form an emergency or backup seal, respectively.

この発明のシール装置は、パッキンリテナ67を締め付
けることによって、予圧を加えである。
The sealing device of the present invention applies preload by tightening the packing retainer 67.

この場合の圧力は、パルプを作動させた場合に流体によ
って加えられる圧力よりも大きい。第1図に示したパル
プ、すなわち、定格動作圧3[]、000psi (2
,100kg/i)のパルプのステムシーpに加えられ
る予圧は、はぼ37,500 pSi C2,625k
(ハ))である。
The pressure in this case is greater than the pressure exerted by the fluid when operating the pulp. The pulp shown in FIG.
, 100 kg/i) is approximately 37,500 pSi C2,625k
(c)).

この発明のステムシール装置を有するパルプが、パルプ
に流体を流すこと等によって、70°F(21℃)程度
の常温から約600°F’(149℃)まで加熱され、
次いで再び常温まで冷却式れても、パッキンリテナを締
め直す必要はない。従って、温度サイクルを行なっても
、パルプに最初に加えた予圧は保持される。とれは、次
のような事実に起因する。すなわち、金属リングガヌケ
ソ)131の間の挟着層の熱膨張によって生じる圧力、
すなわち最初に加えられる予圧は、パルプ内のシールに
隣接した金属に囲まれた部分を永久変形させるには不十
分であるととによるが、とれはコアリング165のシシ
膨張率が組立リング136および軸受リング167に比
べて小嗅いからである。同様の理由により、加熱によっ
て付加される圧力は低いため、組立リング133および
軸受リング137が烙らに永久変形、すなわち圧縮歪み
を営けることはないとともに、リング163,137が
冷却てれることによって緩んでも、予圧は損失烙れない
The pulp having the stem seal device of the present invention is heated from room temperature of about 70°F (21°C) to about 600°F' (149°C) by flowing a fluid through the pulp, etc.
There is no need to re-tighten the packing retainer even if it is then cooled down to room temperature again. Therefore, the initial prestress applied to the pulp is maintained during temperature cycling. This is due to the following facts. That is, the pressure caused by the thermal expansion of the sandwiching layer between the metal rings 131,
In other words, the initially applied preload is insufficient to permanently deform the metal-surrounded portion of the pulp adjacent to the seal, but the reason is that the shear expansion rate of the core ring 165 is greater than that of the assembled ring 136 and This is because it has a small smell compared to the bearing ring 167. For the same reason, since the pressure applied by heating is low, the assembly ring 133 and the bearing ring 137 will not undergo permanent deformation, that is, compressive strain, and the rings 163 and 137 will be cooled. Even if it loosens, there is no risk of loss of preload.

出願人によれば、この発明のステムシール装置は、−2
0°Fないし300°F(−29〜149℃)の温度サ
イクルを加えて、30.000 pSi (2,100
A:り/d)の流体に適用しても、パッキンリテナを締
め直さずに十分使用に耐えるとのことである。この場合
、組立リング166および軸受リング137はMnS2
を596添加したTFEで形成し、コアリング165は
グラフオイルで形成し、かつコアリング1ろ5の体積を
挟着層全体の体積の約1/6としである。
According to the applicant, the stem seal device of the present invention has -2
Temperature cycling from 0°F to 300°F (-29 to 149°C)
A: It is said that even if it is applied to the fluid of ri/d), it can be used satisfactorily without having to retighten the packing retainer. In this case, the assembly ring 166 and bearing ring 137 are MnS2
The core ring 165 is made of graph oil, and the volume of the core ring 1 and the core ring 5 is about 1/6 of the volume of the entire sandwiching layer.

従って、この好ましい実施例においては組立リング13
6と軸受リング167の合計体積はコアリング135の
体積の約2倍である。組立リング136を形成する材料
は、シーμの形成によって金属リングガスケット161
から押し出されることはなく、シール形成時にこの組立
リング136の間に配設されたグラフォイ/l/1!!
!のコアリング165を取り囲んで、金属リングガスケ
ット131と動作ステム51およびパツキン箱65の間
に金属同士のシールが形成される前に、コアリング16
5が金属リングガスケット131を越えて押し出されな
いようにするものである。また、グラフオイ/l’製の
コアリング165の内周にそって配設されるMnS2を
596含有するTF’E製の軸受リング167は、動作
ステム51とステムシール装置との間の摩擦を緩和する
とともに、コアリング165の過度の摩耗を防ぐ。従っ
て、グラフオイル製のコアリング165は熱膨張率が小
さく、その5面はMnS2を5%含有するT F’ E
製の組立リング136および軸受リング137を介して
動作ステム51および金属リングガスケット131と接
している。この場合、この発明の挟着層において、コア
リング135の体積は組立リング133と軸受リング1
37の合計体積の約1今にすることが望ましい。もちろ
ん、との挟着層のリングの体積比を変えてもよく、また
リングの材料を変更してもよい。
Therefore, in this preferred embodiment, assembly ring 13
6 and the bearing ring 167 is approximately twice the volume of the core ring 135. The material forming the assembly ring 136 is made of metal ring gasket 161 by forming a sea μ.
Graphoi/l/1!, which is disposed between this assembly ring 136 when forming the seal, without being forced out of the seal. !
! The core ring 16 surrounds the core ring 165 before a metal-to-metal seal is formed between the metal ring gasket 131 and the operating stem 51 and the packing box 65.
5 is prevented from being pushed out beyond the metal ring gasket 131. In addition, a bearing ring 167 made from TF'E containing 596 MnS2 and arranged along the inner circumference of the core ring 165 made from Graffoy/l' reduces friction between the operating stem 51 and the stem seal device. At the same time, excessive wear of the core ring 165 is prevented. Therefore, the core ring 165 made of Graphoil has a small coefficient of thermal expansion, and its five sides are T F' E containing 5% MnS2.
The operating stem 51 and the metal ring gasket 131 are in contact with the operating stem 51 and the metal ring gasket 131 through an assembly ring 136 and a bearing ring 137. In this case, in the sandwiching layer of the present invention, the volume of the core ring 135 is equal to that of the assembly ring 133 and the bearing ring 1.
It is desirable to have approximately 1 out of 37 total volumes. Of course, the volume ratio of the ring in the sandwiching layer may be changed, and the material of the ring may also be changed.

第1図、第2A図および第2B図においては、金属リン
グガスケット161および挟着層のリングの円錐形は、
シールされる圧力の向きと反対向きであるが、シール部
の内周縁および外周縁の面が平行で、保合状態が同一で
あれば、シール部を逆にしてもよい。従って、金属リン
グガスケット161と挟着層の各リングの円錐形は、シ
ー/I/ちれる流体の圧力の向きと同じ向きにすること
ができる。また、組立リング136と軸受リング167
け必ずしも別々に形成する必要がないことも理解できよ
う。例えば、円筒状のリングの外周の中央部にそって、
一体内に溝を形成し、その断面形状がU字形となるよう
な部材にしてもよい。この場合、その溝内にコアリング
を整合させてから、パルプ内に設置される。
In FIGS. 1, 2A, and 2B, the conical shape of the metal ring gasket 161 and the ring of the sandwich layer is
Although the direction of the sealing pressure is opposite to the direction of the sealing pressure, the sealing portion may be reversed as long as the surfaces of the inner peripheral edge and the outer peripheral edge of the sealing portion are parallel and the secured state is the same. Therefore, the conical shape of each ring of the metal ring gasket 161 and the sandwich layer can be oriented in the same direction as the pressure of the sea/I/crumble fluid. In addition, the assembly ring 136 and the bearing ring 167
It will also be understood that they do not necessarily need to be formed separately. For example, along the center of the outer circumference of a cylindrical ring,
It is also possible to form a member in which a groove is formed within the unit and the cross-sectional shape thereof is U-shaped. In this case, the core ring is aligned within the groove before being placed into the pulp.

この発明の好ましい実施例について説明したが、この発
明の精神を逸脱することなく、当業者によって、数多く
の変形をすることができる。従って、ここに開示した内
容は、説明を目的とするものにすぎず、この発明の範囲
を限定するものではないととはいうまでもない。発明の
範囲は特許請求の範囲に示される。
Although a preferred embodiment of the invention has been described, numerous modifications may be made by those skilled in the art without departing from the spirit of the invention. Therefore, it should be understood that the disclosure herein is for illustrative purposes only and is not intended to limit the scope of the invention. The scope of the invention is indicated in the claims.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明のパルプの縦断面図、第2A図および
第2B図は、円錐台形の金属リングガスケットが、バル
ブの内側に対してシールされる圧力とは反対向きになっ
たこの発明の動作ステムシー/l/装置の一実施例を示
す第1図と同じ面についての部分拡大断面図であって、
第2B図はバルブ内に設jN L、バソギンリテナを締
着する前におりる、この発明のステムシール装置の部分
拡大断面図、第2A図はパッギンリテナを締着した後に
おける、ステムシール装fifの部分拡大1υ「面図で
ある。 51・・・動作ステム     61・・・ボート63
.10’l・・・シール部材65.103・・・パツキ
ン箱67.1r15・・・バッギンリテナ 131・・・金属リングガスケット 166・・・組立リング    135・・・コアリン
グ167・・・軸受リング 出 願 人   スミス・インターナショナル・インコ
ーホレーテッド代」j1!人 弁理士 岡 LE  英
 彦自発手続補正書(方式)
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of the pulp of the invention, and FIGS. 2A and 2B are views of the pulp of the invention in which the frustoconical metal ring gasket is oriented opposite the pressure with which it is sealed against the inside of the valve. FIG. 2 is a partially enlarged cross-sectional view taken along the same plane as FIG.
Fig. 2B is a partially enlarged sectional view of the stem seal device of the present invention installed in the valve before tightening the vasogin retainer, and Fig. 2A is a partial enlarged sectional view of the stem seal device fif after tightening the packing retainer. Partial enlargement 1υ" is a side view. 51...Operating stem 61...Boat 63
.. 10'l...Seal member 65.103...Packing box 67.1r15...Baggin retainer 131...Metal ring gasket 166...Assembly ring 135...Core ring 167...Bearing ring Application People Smith International Incorporated"j1! Person Patent Attorney LE Hidehiko Oka Voluntary procedural amendment (method)

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)パツキン箱の下方にポートを有し、パルプの軸方
向に動作可能な動作ヌテムが前記ポートを通ってパツキ
ン箱の外側に延出し、高圧下、温度サイクルにかけた状
態で使用し、前記動作ステムの壁面と、この動作ヌテム
の周囲に設置されたパツキン箱の間をシーμするシール
装置であって、前記動作ヌテムの周囲に配設された前記
パツキン箱内に設置した第1および第2の金属リングガ
スケットと、前記パツキン箱内において前記金属リング
ガスケットの間に挟着でれた変形可能な環状のシール部
材とから成り、前記シール部材が、前記金属リングガヌ
ケソトと隣接する第1および第2の環状部と、前記環状
部の間に設置されたコア部とを有し、前記環状部は丈夫
な変形可能な材料で形成づれ、前記コア部は前記環状部
を形成する材料より熱膨張率が小さい材料で形成てれる
ことを特徴とするシール装置。
(1) The packing box has a port at the bottom thereof, and an operating nut capable of moving in the axial direction of the pulp extends through the port to the outside of the packing box, and is used under high pressure and temperature cycling; A sealing device that seals between a wall surface of an operating stem and a packing box installed around the operating stem, the first and second sealing devices installed in the packing box installed around the operating stem. 2 metal ring gaskets, and a deformable annular sealing member sandwiched between the metal ring gaskets in the packing box, and the sealing member is arranged in the first and second metal ring gaskets adjacent to the metal ring gasket. 2 annular portions and a core portion disposed between the annular portions, the annular portion being formed of a strong deformable material, and the core portion having a thermal expansion coefficient greater than the material forming the annular portion. A sealing device characterized in that it is made of a material with a small sealing ratio.
(2)前記第1および第2の■1;1状部を形成する材
料の摩擦係数が小さいことを特徴とする特許請求の範囲
第1す1記戦のシール装置。
(2) The first and second (1); The sealing device according to claim 1, wherein the material forming the one-shaped portion has a small coefficient of friction.
(3)  前記第1および第2の環状部が、四弗化エチ
レンポリマで形成され、前記コア部が緻密なグラフフィ
トで形成されることを特徴とする特許請求の範囲第2項
記載1のシール装置。
(3) The first and second annular portions are made of tetrafluoroethylene polymer, and the core portion is made of dense graphite. sealing device.
(4)前記第1および第2の環状部を形成する材料が、
最高約15%の二硫化モリブデンを含有することを特徴
とする特許請求の範囲第6項記載のシール装置。
(4) The material forming the first and second annular portions is
7. A sealing device according to claim 6, characterized in that it contains up to about 15% molybdenum disulfide.
(5)前記第1および第2の環状部が、前記動作ヌテム
および前記パツキン箱と保合してシールする組立リング
より成るとともに、前記コア部が、前記動作ヌテムの外
径より大きい内径を有するコアリングより成り、嘔らに
前記コアリングと動作ステムの間において、前記コアリ
ングの内周にそって配設εに丈夫な変形可能な材料で形
成した軸受リングを有することを特徴とする特許請求の
範囲第4項記載のシール装置。
(5) The first and second annular portions are comprised of assembly rings that engage and seal with the operating nut and the packing box, and the core portion has an inner diameter larger than an outer diameter of the operating nut. A patent comprising a core ring, further comprising a bearing ring formed of a durable deformable material, disposed along the inner circumference of the core ring, between the core ring and the operating stem. A sealing device according to claim 4.
(6)前記軸受リングが前記組立リングと同一の材料で
形成されることを特徴とする特許請求の範囲第5項記載
のシール装置。
(6) The sealing device according to claim 5, wherein the bearing ring is made of the same material as the assembly ring.
(7)  rlit記コアリングと前記軸受リングとが
、前記組立リングの間に軸方向に形成される空間、およ
び前記動作ステムと前記パツキン箱との間に半径方向に
形成される空間のほぼ全てを満すことを特徴とする特許
請求の範囲第6項記載のシール装置。
(7) The core ring and the bearing ring occupy almost all of the space formed in the axial direction between the assembly rings and the space formed in the radial direction between the operating stem and the packing box. The sealing device according to claim 6, characterized in that the sealing device satisfies the following.
(8)前記コアリングの体積が組立リングと軸受リング
の合計体積の約1//2であることを特徴とする特許請
求の範囲第7項記載のシール装置。
(8) The sealing device according to claim 7, wherein the volume of the core ring is approximately 1/2 of the total volume of the assembly ring and the bearing ring.
(9)前記コア部を形成する材料の熱膨張率が、前記第
1および第2の環状部を形成する材料の熱腎張率の1/
4より小さいことを特徴とする特許請求の範囲第1項記
載のシール装置。 On  前記第1および第2の金属リングガスケットを
押し付ける部材をさらに有し、この部材によって前記金
属リングガスケットは部分的に平らになり、その内周縁
および外周縁が変形して、前記動作ステムおよび前記パ
ツキン箱と保合してシールされるとともに、前記シール
部材の第1および第2の環状部が前記動作ステムおよび
前記パツキン箱と係合してシールされることを特徴とす
る特許請求の範囲第1項記載のシール装置。 01)  前記環状のコア部の外周縁がMil記パツキ
ン箱と隣接するとともに、このコア部の内径は前記ステ
ムの外径より大きく、さらに前記シール部材が、第6の
環状部を有し、この環状部は匁夫で変形可能な材料で形
成され、前記コア部と前記ステムの間に配設されること
を特徴とする特許請求の範囲第10項記載のシール装置
。 Q′)J  前記第1.第2および第6の環状部が四弗
化エチレンポリマで形成され、前記コア部が緻密なグラ
ファイトで形成式れることを特徴とする特許請求の範囲
第11項記載のシー/L/装置。 03  前記第1.第2および第6の1項状部が四弗化
エチレンポリマ95%、二硫化モリブデン596よシ成
る材料で形成され、前記コア部が緻密なグラファイトで
形成され、前記金属リングガスケットを圧縮した場合、
金属リングガスケット、動作ステムおよびパツキン箱の
間に形成される空間のほぼ全体が、前記第1.第2およ
び第6の環状部とコア部によって占められ、かつ前記コ
ア部の体積が前記空間の全体積の約1/6であることを
特徴とする特許請求の範囲第11項記載のシール装置。
(9) The coefficient of thermal expansion of the material forming the core portion is 1/1/2 of the thermal extensibility of the material forming the first and second annular portions.
4. The sealing device according to claim 1, wherein the sealing device is smaller than 4. On further comprises a member for pressing the first and second metal ring gaskets, the member partially flattening the metal ring gaskets and deforming the inner and outer peripheral edges of the metal ring gaskets so that the operating stem and the second metal ring gaskets are pressed together. Claim 1, characterized in that the first and second annular portions of the seal member are engaged with and sealed with the packing box, and the first and second annular portions of the sealing member are engaged with and sealed with the operating stem and the packing box. The sealing device according to item 1. 01) The outer peripheral edge of the annular core portion is adjacent to the Mil packing box, the inner diameter of the core portion is larger than the outer diameter of the stem, and the sealing member has a sixth annular portion, 11. A sealing device according to claim 10, wherein the annular portion is made of a material that is malleable and is disposed between the core portion and the stem. Q')J Said No. 1. 12. The SEA/L/device of claim 11, wherein the second and sixth annular portions are formed of tetrafluoroethylene polymer and the core portion is formed of dense graphite. 03 Above 1. When the second and sixth one-section parts are made of a material consisting of 95% tetrafluoroethylene polymer and 596 molybdenum disulfide, and the core part is made of dense graphite, and the metal ring gasket is compressed. ,
Almost the entire space formed between the metal ring gasket, the operating stem and the packing box is covered by the first. The sealing device according to claim 11, characterized in that the sealing device is occupied by the second and sixth annular parts and the core part, and the volume of the core part is about 1/6 of the total volume of the space. .
JP57134635A 1981-07-31 1982-07-30 Sealing device Granted JPS5828082A (en)

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