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【Q1】ボールバルブの構造と特長を教えてください。

(1) ボールバルブの構造
弁箱(本体)の中で弁体(ボール)が弁棒(ステム)を軸に回転して流体を制御する
 バルブです。(図1)

図1

②シール原理として遊動ボール形(図2)と固定ボール形(図3)があります。

・遊動ボール形:
ボールとステムが2 面巾で連結されているので全閉時に流れ方向へボールが移動する構造です。
流体圧力によりボールが二次側へ移動し二次側シートにボールが押し付けられることにとって
面圧を発生させシールします。
主に低圧(~ J20K、CL300)、小口径(~ DN200)に使用されます。

・固定ボール形:
固定ボール形は文字通りボールの上下がステムとトラニオンによって支持されている構造です。
初期シールはシート背面に設けた“ばね力”によりシートをボールに押し付けて面圧を発生させ
シールします。
高圧になると、ボールとシートのタッチ径(内径)とシート背面の外径の面積差に流体圧力が
負荷することで圧力差が生じます。この圧力差でシートをボール側に移動させ押し付けることで
面圧を発生させシールします。(従って、遊動ボール形は「ボールが移動する二次側シール」であったのに対し、
固定ボール形は「シートが移動する一次側シール」とイメージして頂くと分かりやすいかもしれません。)

固定ボール形は流圧の変動に対し操作トルクの変動が少ないのが特長です。
主に高圧(J30K、CL600 以上)、大口径(DN250 以上)に使用されます。

図2:遊動ボール形
図3:固定ボール形

③三方口切換え弁などの多方弁が製作でき、流体の切換え、分流、混合を必要とする用途に
 使用できます。

(2) ボールバルブの特長
(ⅰ) 90度回転で全開・全閉が容易にできるため、操作性・視認性に優れています。
(ⅱ) 流路形状がパイプとほぼ同一形状の為、全開時の圧力損失が極めて小さいバルブです。
(ⅲ) 使用温度、使用圧力範囲が広く、高温・高圧に使用できます
(ⅳ) Vポート弁は半球状のボールの開口側がV字にカットされているので、繊維質や
  固形物を切断する効果があり、スムーズな作動が得られます。
  また、流量調節にも優れた性能を発揮します。
(ⅴ) Y形3方ボール弁は一般の三方ボール弁の曲がり角度90度に対し、135度の広角と
  なっています。粉体、スラリーなどの磨耗性の高い流体や高粘性流体、配管内清掃用の
  ピグ、スフェアを通す場合などに最適です。
(ⅵ) 駆動部と接続部品を追加することでバルブの自動化が容易にできます。

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