ゲートバルブのパッキン・シール構造の説明

2025-09-30 08:19:33

ゲートバルブのパッキン・シール構造の説明

導入

ゲートバルブは、流体の流れを制御するために産業用途で広く使用されています。ゲート バルブの性能の最も重要な側面の 1 つは、漏れを防ぎ効率的な動作を保証するシール機構です。ゲートバルブのパッキンとシール構造は、ステム周囲の密閉性を維持し、スムーズな動きを可能にするために重要な役割を果たします。

この記事では、ゲートバルブのパッキンとシールの構造、カバー材料、設計上の注意事項、メンテナンス方法について詳しく説明します。

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1. ゲートバルブシールの概要

ゲート バルブは、2 つのシートの間をスライドして流体の流れを制御する可動ゲートで構成されています。シーリング システムは次のことを保証する必要があります。

- ステムシーリング - バルブステム周囲の漏れを防ぎます。

- 本体シール – バルブ本体とボンネットの間で漏れがないようにします。

- シートシール – バルブが閉じているときにしっかりとしたシールを維持します。

パッキン システムは主にステムのシールを担当し、ガスケットと O リングはボディのシールを担当します。シートのシールはゲートとシートのデザインによって異なります。

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2. ゲートバルブパッキンシステム

パッキングシステムはバルブステムに沿った流体の漏れを防ぎ、ステムのスムーズな動きを可能にします。内容は次のとおりです。

2.1 梱包材

一般的な梱包材には次のものがあります。

- グラファイト – 高温耐性、優れた化学的適合性。

- PTFE (テフロン) – 低摩擦、良好な耐薬品性がありますが、中程度の温度に限定されます。

- アラミド繊維 (ケブラーなど) - 高強度、耐摩耗性。

- 圧縮繊維 (Garlock、Flexitallic など) – 汎用用途に適しています。

- 金属強化パッキン – 高圧および高温用途で使用されます。

2.2 梱包の手配

パッキンはステムの周囲にあるチャンバーであるスタッフィングボックスに収納されています。取り決めには以下が含まれます。

- パッキングリング – 複数のリングを積み重ねてシールを形成します。

- ランタンリング (オプション) – 潤滑または漏れ検出に使用されます。

- パッキングランド - パッキンを圧縮してシール圧力を維持します。

2.3 パッキンシールの種類

- 圧縮梱包 – グランドによって圧縮されたソフトパッキンを使用する従来の方法。

- ライブロードパッキン – スプリングを使用してパッキンにかかる圧力を一定に維持します。

- O リング シール – 摩擦を減らして密閉性を向上させるために、一部の最新の設計で使用されています。

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3. ステムシール機構

3.1 スタッフィングボックスの設計

スタフィングボックスは最も一般的なステムシール方法です。内容は次のとおりです。

- パッキングリング – 複数の層を圧縮してシールを形成します。

- グランドフォロワー – パッキンの圧縮を調整します。

- グランドボルト – 締めてシール圧力を加えます。

3.2 ベローズシール

危険または高純度の用途で使用されるベローズ シールは、ステムとボンネットに溶接された柔軟な金属ベローズを使用してステムの漏れを防ぎます。

3.3 リップシール

一部のゲート バルブでは、摩擦を最小限に抑えたい低圧用途にリップ シール (エラストマー シール) を使用しています。

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4. ボディおよびボンネットのシール

バルブ本体とボンネットは外部漏れを防ぐために密閉する必要があります。一般的な封止方法には次のようなものがあります。

4.1 ガスケットシール

- うず巻形ガスケット - 高圧用途向けの金属および充填材。

- 平型ガスケット – 一般用途のゴム、PTFE、または圧縮繊維。

- リングタイプジョイント (RTJ) ガスケット - 高圧オイルおよびガス用途で使用されます。

4.2 Oリングシール

エラストマー O リングは、低圧から中圧の用途において信頼性の高いシールを提供します。

4.3 圧力シールボンネット

高圧バルブでは、圧力シール ボンネットがシステム圧力を利用してシールを強化します。

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5. シートシール機構

ゲートバルブシートは、閉じたときにしっかりと遮断する必要があります。一般的なシート シーリング設計には次のものがあります。

5.1 弾性シートゲートバルブ

- ゲートまたはシートに接着されたエラストマー (EPDM、NBR など) を使用して、密閉性を高めます。

- 水および低圧用途に適しています。

5.2 メタルシートゲートバルブ

- 高温および研磨作業用の硬化シート (ステライト、炭化タングステンなど)。

- より高い閉止トルクが必要ですが、耐久性が優れています。

5.3 ウェッジゲートの設計

- フレキシブルウェッジ – わずかな変形を許容して密閉性を高めます。

- ソリッドウェッジ – 高圧用途向けの剛性設計。

- スプリットウェッジ – 自動調心により密閉性が向上します。

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6. パッキンとシールの性能に影響を与える要因

シーリングの有効性に影響を与える要因はいくつかあります。

6.1 温度と圧力

- 高温により梱包材が劣化する可能性があります。

・圧力がかかりすぎると、はみ出しや吹き出しが発生する場合があります。

6.2 流体の適合性

- 化学的攻撃により、パッキンやシールが劣化する可能性があります。

- 研磨液により摩耗が増加します。

6.3 ステムの表面仕上げ

・滑らかなステムによりパッキンの摩耗を軽減します。

- 表面が粗いと漏れが促進されます。

6.4 適切なグランド調整

- 締めすぎると摩擦と摩耗が増加します。

・締め付けが弱いと漏れの原因となります。

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7. メンテナンスとトラブルシューティング

7.1 パッキンの交換

- グランドボルトを緩め、古いパッキンを取り外します。

- 新しいリングを千鳥状に取り付けます。

・過度の摩擦を避けるため、徐々に締め付けてください。

7.2 一般的な問題と解決策

- ステムでの漏れ – グランドを締めるか、パッキンを交換します。

- 高い作動トルク - 潤滑するか、パッキンの圧縮を調整します。

- シートの漏れ – ゲートとシートに損傷がないか点検します。

7.3 予防措置

・ステムやパッキンへの定期的な注油。

- 磨耗や腐食がないか定期的に検査してください。

- 一貫したシールのためのライブロードパッキンの使用。

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8. 結論

ゲートバルブのパッキンとシール構造は、漏れを防止し、信頼性の高い動作を保証するために重要です。最適なパフォーマンスを得るには、適切な材料の選択、設計上の考慮事項、およびメンテナンスの実施が不可欠です。これらのコンポーネントを理解することは、特定の用途に適したバルブを選択し、それを効果的に保守するのに役立ちます。

パッキンの取り付け、グランド調整、シールのメンテナンスのベストプラクティスに従うことで、ゲートバルブは漏れのリスクを最小限に抑えながら長い耐用年数を実現できます。水システム、石油とガス、または化学処理のいずれにおいても、適切に設計されたシーリング システムにより効率と安全性が確保されます。

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この記事では、ゲート バルブのパッキンとシールのメカニズムについて包括的に説明します。さらに質問がある場合、または追加の詳細が必要な場合は、お気軽に技術マニュアルを参照するか、バルブエンジニアリングの専門家に相談してください。