JPS61140686A

JPS61140686A - 弁棒パツキン組立体

Info

Publication number: JPS61140686A
Application number: JP60195019A
Authority: JP
Inventors: テツプ・アングチユスリ; ウイリアム・ジエイ・ジエイクボウスキ
Original assignee: FMC Corp
Current assignee: FMC Corp
Priority date: 1984-12-12
Filing date: 1985-09-05
Publication date: 1986-06-27
Also published as: NO168549C; NO168549B; EP0187896B1; CA1252774A; BR8505010A; EP0187896A2; JPH0215754B2; DE3569804D1; US4527806A; EP0187896A3; NO854980L

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。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は一般的に流体シール、特に弁棒とボン不フトそ
の他の弁棒を囲む要素との間に高圧の流体シールを与え
るためのパツキン組立体に関する。

エラストマ材料で構成される弁棒パツキンは様々な条件
に対して有効であると判っているけれども、高圧ガス環
境においては刀１かるパツキンは所要の密封機能を与え
ない。これはいわゆる「爆発的減圧」と称する現象によ
るものである。エラストマ材料の代りに非エラストマ材
を用いると、「爆発的減圧」の問題は無くなるが、非エ
ラストマ材は圧力を受けるとクリープを生じ、圧力を喉
去っても元の状態に戻らない、つまり記憶を持たない。

クリープの問題および非エラストマ材と金属製パツキン
・グランドと弁棒との間の熱膨張係数の違いにより、在
来の非エラストマ材の弁棒パツキンは圧力と温度のサイ
クルを受けた後で漏ｎ。

を生ずる。

上記の問題解決のために、密封リップを対向する金属表
面に偏倚するようにばね付勢装置か非エラストマ材のリ
ップシールに設けられた。金属表面か極く滑らＶ）であ
る場合には、刀１乃）る設計は有効であるが、密封リッ
プに掻き傷その他の微細な損傷かあると、漏れが生ずる
。ばね付勢シールはそｎ、ヲ包むためのカートリッジそ
の他のキャリヤが無いと、それを直列に積み重ねて信頼
性を上げることができないし、キャリヤは望ましくない
追加部品となって、価格を高め、系内にいま一つの贋在
的漏れ通路を生じ、またパツキン・グランドおよびパツ
キン室の大形化を必要とする。

前記その他の問題は本発明により解決される。

広く考えれば、本発明を取入れた弁棒パツキンは。

Ｖ　ＩＪソングシール要素の積み重ね組立体と、シール
要素の間に介在する特殊バックアップ付勢リングと、ほ
ぼＴ形断面形態を有するアダプタ・リングにより機能位
置に保持されるばね付勢リップシール亡、を含む。組立
体の一端にＴアダプタリングを設け、他端にｖリングシ
ール要素のバックアップリングを設けて組立体を弁棒パ
ツキン室の中に装着すると、リップシールリング亡Ｖリ
ングシール要素とが半径方向に圧縮されて弁棒と室壁の
間の初期シールとな６゜組立体が弁内圧を受けると、■
リングシール要素とりツブシールリンクは更に圧縮され
変形してシール要素、バックアップ付勢リングおよびリ
ップシールリングの間にまだ存在する可能性のある環形
空間を満たし、そｎ、により弁棒と室壁の間に実質的に
無空の動的パツキンを確立する。とのパツキンは通常１
５０００ｐｓｉ（１０５５力）以上の高圧（！：２５０
”Ｆ（１２１，１’Ｏ）以上の高温の下で数千回もの仕
切弁行程サイクル（弁開→弁閉→弁開を１サイクルとす
る）に耐えることができる。さらに本発明にょる弁棒パ
ツキン組立体ははみ出しか無（、圧力および／または温
度の変動に耐え、化学薬品の持つ腐食性に対し強い耐性
を有する。

以下に添付図面を参照しつつ実施例により本発明を記載
する。

本発明による弁棒パツキン組立体α１は、第１図に示す
如く、昇降弁棒形仕切弁α２に使用されて、弁棒Ｉとボ
ン不ツ１Ｊｆ９の間に高圧、高温用動的シールを与える
。弁ａ２の中で、パツキン組立体（１）はボンネット叫
の中のパツキン室α樽の中に封じ込められ、パツキン・
グランドナツト（イ）はパツキン組立体０［１を室賭内
の機能位置に保持する。さらにねじ付きリテーナ・スリ
ーブｃ１４によりボン不ツ）ｆｌｆ９が敞外し自在に取
付けられる本体＠と、図示の上方丁なわち「弁開」位置
と弁を通る矢印（至）が示す流れを遮断する下方すなわ
ち「弁閉」位置の間で縦方向に移動運動するように弁棒
ａ引こ結合さｎ、たゲート要素（ハ）と、を弁αりが含
んでいる。在来のやり方で、ゲート（１）は弁棒ａ引こ
適宜結合さｎ、ているので、ハンドル（至）その他弁を
作動する適当な装置を動力ＩＴ時、弁棒と共にゲートが
上下する。

１！２図乃至第４図でより明ら刀）に示される如く、パ
ツキン組立体ａ〔は、積重ねて配列さｎ、弁ゲート（ハ
）ｌこ向って倒立姿勢にある複数のＶ　ＩＪソングシー
ル要素と、逆さで■リング・シール要素（至）の間およ
び下方に介在するほぼＹ形の同様に複数の特殊バックア
ップ付勢リング（ロ）と、最下位のバックアップ付勢リ
ング（３４ａ）の下方にあるばね付勢されたリップシー
ルリング（至）と、倒立Ｔ形にほぼ似た断面形状をＮす
る下部アダプタリング（至）と、倒立Ｖ形下部壁（４０
ａ）を有して隣接のＶＩＪングＯ３に対してバックアッ
プ（後押し）機能を与え、グランドナツト（至）および
スペーサリング（４ａ　（１！　３図および第４図）と
協働して、弁ゲート（ハ）が閉位置から開位置に移動す
る間にパツキン組立体四が室賭内の正しい位置から脱出
するのを防ぐ保持機能を与え、ざらに弁棒Ｑ４１の案内
軸受として働く上部アダプタリング＋４１と、を含む。

■リング・シール要素（至）およびリップシールリング
（至）の望ましい組成はガラス（１５％）と２硫化モリ
ブデン（５％）を含んだポリテトラフロロエチレン（Ｐ
ＴＦＥ）であり、特殊バックアップ付勢リング（ロ）の
望ましい組成はカーボングラファイト（２０％）を含ん
だＰＴＦＥである。リップシールリングのＵ形付勢ばね
（４４１の機能的完全性を保存するために、ばねの望ま
しい材料はＮＡＣＥ（全国腐食技術者協会）承認の金属
、例えばＢＬＩＧＩＬＯＹであり、これはＥｌｇｉｎ　
Ｎａｔｉｏｎａｌ　ＩｎｄｕｓｔｒｉｅｓのＷｄ　ｂｙ
Ｃｌｏｃｋ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　（ウェルビ一時計事業
部）の合金製品である。上部および下部アダプタリング
（４０゜３８）の望ましい組成は４０％のガラスと２．
５〜５％ｏ＞　ＰＰＳ　（ポリフェニレン・サルファイ
ド）を含むガラス含有ＰＥＥＫ（ポリエーテル・エーテ
ルケトン〕である。

ｊ１！２図に示す如（、Ｖ！ｊング・シール要素（至）
の表面（３２ｂ）が垂直線となす角度はバックアップ付
勢リング（ロ）の対向面（３４ｂ）がなす角度よりも大
きいＶ）ら、組立体Ｑ（Ｉをパツキン室ＱＢの中に装着
する前には、要素（至）とリング（財）の間に比較的小
さな環状空間丁なわち空Ｎ（至）か生ずる。同様に装着
前は要素Ｃ３３とリング（ロ）のそれぞれの対向面（３
２ｃ、３４ｃ）が垂直線とな丁角度は異るので、それら
の間にも小さな環状空ＭＡＹなわち空隙Ｃのが生ずる。

また第２図に示Ｔ如く、組立体Ｑｌを弁αりに装着する
前には、■リング・シール要素Ｃ３Ｘ５と隣接のバック
アップ付勢リング（至）の間、最上位のシール要素０２
とアダプタリング四の間、および最下位のバックアップ
付勢リング（３４ａ）とリップシールリング（至）の間
、にそｎ、ぞれ中央環状空間すなわち空［（５４）が存
在する。

纂３図に示す如く、正しい寸法の弁棒Ｑ４１を包囲する
正しい寸法のパツキン室α岨こ弁棒パツキン組立体αＱ
が装着された時、■リング・シール要素０３とバックア
ップ付勢リング（至）か半径方向に圧縮される結果、環
状空間つまり空隙（５０，５２）は消えるが、環状空間
つまり空隙（財）は残る。第３図に示す装着時、シール
要素（至）、バックアップ付勢リング（２）ならびに弁
ボンネット（ｌＧおよび弁棒Ｉの隣接面は断面がほぼ３
角形の環状空間つまり空隙（５Φを画成する。さらに、
弁に装ｙＩｉされた時、リップシール・リング（至）は
半径方向に圧縮されるので、下向きの付勢ばね（４荀の
縁（４４８）は下部アダプタリング（至）の中央直立レ
グ（３８ａ）の方にたわむ。

第４図に示す如く、パツキン組立体α〔が高い弁内圧を
受ける時には、リップシール（至）のリップ（３６ａ）
は半径方向に膨れて弁棒Ｉおよびパツキン室αｌとの間
に初期圧力シールを生じ、よってリツプンールはピスト
ンこして働くことになり、バックアップ付勢リング（ロ
）およびＶリング・シール要素０２に軸方向の力を伝達
し、との力かリング（至）およびシール要素０３をアダ
プタリング（４ｑの方へ移動させる。との移動によりＶ
リング・シール要素Ｇｚの変形か生じて環状空＃（５４
，，５６）をふさいで、シール要素（至）、バックアッ
プ付勢リング（至）、リップシールリング（至）、上部
アダプタリング囮、弁棒Ｉおよびパツキン室（Ｉ碍の壁
の間に無空の関係を生ずる。圧力が上るに従い、Ｖ　Ｉ
Ｊソングシール要素Ｇ３に伝わる軸方向力は増し、その
ためにＶ　ＩＪソングシ・ル要素が弁棒およびパツキン
室壁に及ぼす密封力が増し、２５０’Ｆ（１２１，１℃
）以上の温度上１５．０００ｐｓｉ　（１０５５，％）
以上の圧力の下で数千回の弁棒の移動サイクルに耐える
流体密封性の動的シールを与える。

本発明を実施するために考えられる最良の形態を開示し
記載したけれども、本発明の主題と児なされ、るこ心力
）ら逸脱することなく変形２よび変更を行い得ることは
明らＶ）であろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にょる弁棒パツキン組立体を装着した仕
切弁の、部分縦断面を示Ｔ説明斜視因、纂２図はＮ１図
の如き弁に装着する曲の、本発明による弁棒パツキン組
立体の、右半分を正面図で、また左半部を縦断面図で示
す、拡大図、第３図は、弁棒を囲む位置における第２図
の弁棒パツキン組立体を示す、第１図の弁の部分拡大図
、第４図は、高い弁内圧を受けた時のパツキン組立体を
示す、第３図の類似図。１０・・・・・−・・パツキン組立体１２・・・・・・・・・仕切弁１４・・・・・・・・・弁棒１８・・・・・・・・・パツキン室３２・・・・・・・・・シールリング要素あ・・・・・
・・・・バックアップ付勢リング３６・・・・・・・・
・リップシール・リング３８．４０・・・アダプタリン
グ特許出願代理人

Claims

【特許請求の範囲】

（１）各々がほぼＶ形断面形状を育する複数のシールリ
ング要素と、前記シールリング要素の間に介在してそれらと支持関係
にあり、ほぼＹ形断面形状を有する複数のバックアップ
付勢リングと、前記バックアップ付勢リングの一つに隣接し、中央基部
とそこから延びる１対の密封リップを含み、ほぼＵ形断
面形状を有する、ばね付勢されたリップシール・リング
と、ほぼＴ形断面形状を有し、中央が延びて前記リップシー
ル・リングと支持関係に入つていて、パッキン組立体が
弁棒および周囲の弁要素の間で機能位置にあつて前記弁
棒が移動サイクルを行う時に前記シール・リングの変位
を防ぐようにする、アダプタリングと、を含む、積重ね配列形式の弁棒パッキン組立体。
（２）前記シールリング要素と支持関係にある第２のア
ダプタリングを含む、特許請求の範囲第（１）項に記載
の弁棒パッキン組立体。
（３）前記第２のアダプタリングが、ほぼＶ形断面形状
を有して１個のシールリング要素に接している放射面、
を有する、特許請求の範囲第（２）項に記載の弁棒パッ
キン組立体。
（４）パッキン組立体が正しい寸法の弁パッキン室内の
機能位置に正しく装着された時に消滅する環状空隙を、
前記シールリング要素の放射面と前記バックアップ付勢
リングの放射面とが画成する、特許請求の範囲第（１）
項に記載の弁棒パッキン組立体。
（５）前記リップシール・リングが及ぼす軸方向のピス
トン棒の力に応答して前記バックアップ付勢リングおよ
び隣接の前記シールリング要素が移動して対向する弁要
素表面との流体密封シールを生ずる、特許請求の範囲第
（１）項に記載の弁棒パッキン組立体。