![]() 閉塞及び放出バルブアセンブリ
专利摘要:
3方バルブは、ハウジング内の円筒状の直線的なボア内に位置する回転可能なシャフトを含む。流体圧力源は、バルブチャンバーを含むボアの内端部に入口ポートを介して結合されている。圧力作動装置に結合された出口ポートもまた、ハウジングに配置され、ドレンポートと同様にバルブチャンバーに接続されている。第1シールがシャフトの内端部に取り付けられ、第2シールが第1シールと誓い、間隔関係でシャフトに取り付けられている。シャフトの時計回りの回転移動により、第1シールがバルブチャンバーから流圧源を密封し、排出ポートを通じた流体の排出を可能とする。第2の反対方向のシャフトの回転移動は、バルブチャンバーを介して圧力作動装置を圧力源に接続し、バルブチャンバーをドレンポートから隔絶する。 公开号:JP2011510239A 申请号:JP2010543185 申请日:2009-01-13 公开日:2011-03-31 发明作者:ダンカン;エム トンプソン 申请人:ブラック インコーポレイテッド; IPC主号:F16K11-044
专利说明:
[0001] 本発明は、概して空気及び液圧バルブに関し、特に、機械力又は手動で操作される単一の可動部品を有する3方柔軟シールバルブに関する。] 背景技術 [0002] 3方バルブが、広範囲の用途の様々なタイプの空気及び液圧システムで流体流れを制御するために長く使用されてきた。これらのバルブアセンブリのうちあるものには、バルブ部材が、一対の弁座の間で自由に移動するボール及び二つの弁座のうちの一方にボールを押し付ける作動ピンの形態である。このタイプのボールバルブは、流体の流れを制御するのに十分に正確ではないことを含む、いくつかの制限を欠点として有している。加えて、二つの弁座の中間にボールが配置される時に、ボール部材が、時折、側部ポートを通じた流体の全流を妨げる傾向がある。] [0003] あるタイプの3方バルブは、圧力源と、圧力源により作動される少なくとも2つのバルブとの間の流体連通を制御するための閉塞及び放出バルブである。これらのタイプのバルブは、しばしば、圧力源、パイロットバルブ、及び安全バルブの間の流体流れを制御するために使用される。これらのタイプのバルブは、一般的に、バルブの機能のある段階の間、異なる圧力で作動する、バルブの異なるチャンバー部分の間に配置されたダイヤフラム又は仕切りを含む。ダイヤフラムは、バルブ操作を妨げる劣化を受けやすく、頻繁な交換を必要とする。また、これらのタイプのバルブは、マニホールド内に二つの別々のバルブ、即ち、圧力源への接続を制御する一方のバルブ及び圧力下の流体の排出又は流出を可能とする他方のバルブを含む。これらのタイプのバルブは、実際に二つの相互依存バルブを含むため、多くの構成部品から組み立てられ、複雑な接続計画を必要とし、間違ったバルブ又は一のバルブのみを操作することによる誤りを受けやすい。] 発明が解決しようとする課題 [0004] 本発明は、手で又は機械で作動され、それぞれ、圧力作動装置と空気圧力源又は液圧源を隔絶するための第1位置と、接続するための第2位置の間を、容易にかつ急速に移動される単一の可動部材を有する閉塞及び放出バルブアセンブリを提供することにより、従来技術のこれらの制限を回避する。圧力源を、圧力作動装置及び流体排出又は放出から隔絶するために「柔軟な」漏れのないシールが設けられる。] [0005] 従って、本発明の目的は、装置の較正、修繕、修理、除去又は取替えのため、計器又は器具のような装置を圧力動力源から隔絶するための、加圧システムにおける3方空気圧又は液圧バルブを提供することにある。] [0006] 本発明の他の目的は、閉塞容器又はシステムで同時に圧力の閉塞と放出を可能にする単一の可動部材を備えた圧力バルブを提供することである。] [0007] 本発明のさらなる目的は、圧力の作用するシステムで、システムを止めることなく、重要な構成部品の修理又は取替えを可能とする最小の数の可動部品を有する単一の機械で又は手動で作動されるバルブを提供することにある。] [0008] 本発明のさらなる目的は、開位置と閉位置の間を移動されるときに、システムの内部乱れを防ぎ、かつ、漏れを最小にするために、圧力媒体の流れを制限する、液圧又は空気圧システムのための3方バルブを提供することにある。] 課題を解決するための手段 [0009] 本発明は、圧力下の流体源、液圧作動装置、及び流体ドレンと結合されたハウジングを含む閉塞及び放出バルブアセンブリを提供する。バルブは、ハウジング内に配置され、かつ、流体源、液圧作動装置、及び流体ドレンに結合されたチャンバーをさらに備える。シール部材が、バルブチャンバー内に配置され、かつ、第1位置と第2位置の間を移動できる。シール部材の第1位置では、流体源はバルブチャンバーから隔絶され、バルブチャンバー内の流体は流体ドレンから排出される。シール部材の第2の位置では、圧力下の流体が液圧作動装置に供給され、流体がバルブチャンバーからドレンを経て排出されるのを阻止される。3方バルブは、バルブを閉じるための第1位置と、開くための第2位置との間でシール部材を移動させる、シール部材に結合された遠隔操作手段をさらに含む。] [0010] 添付の特許請求の範囲は、本発明を特徴づける新規な特徴を述べる。しかしながら、発明自体並びにそのさらなる目的及び効果は、添付図面と関連してとられた好適な実施形態を参照することで、最も良く理解されるだろう。図面を通じて、同じ参照符号は、同じ要素を特定する。] 図面の簡単な説明 [0011] 本発明の閉塞及び放出バルブの側方断面図である。 バルブハウジング内に配置された本発明のバルブアセンブリのバルブステムを示す横断面図であり、バルブアセンブリを閉位置で示す。 バルブハウジング内に配置された本発明のバルブアセンブリのバルブステムを示す横断面図であり、バルブアセンブリを中間位置で示す。 バルブハウジング内に配置された本発明のバルブアセンブリのバルブステムを示す横断面図であり、バルブアセンブリを開位置で示す。 本発明の閉塞及び放出バルブの横断面図であり、第1のシールがバルブを閉塞するための位置にあり、第2のシールが流体の排出のための位置にある第1の操作モードを示す。 本発明の閉塞及び放出バルブの横断面図であり、第1のシールがバルブを閉塞するための位置にあり、第2のシールが流体の排出のための位置にある第1の操作モードを示す。 本発明の閉塞及び放出バルブの横断面図であり、第2のシールが流体の排出を阻止する位置にあり、第1のシールが圧力下の流体が圧力作動装置へ流入させる開位置にある第2の操作モードを示す。 本発明の閉塞及び放出バルブの横断面図であり、第2のシールが流体の排出を阻止する位置にあり、第1のシールが圧力下の流体が圧力作動装置へ流入させる開位置にある第2の操作モードを示す。 本発明の閉塞及び放出バルブにおいて使用されるバルブステムの部分分解側面図である。 バルブステムをハウジング内で所定の位置に維持するためのバルブハウジング内に配置されたバルブライナースリーブの部分分解横断面図である。 バルブステムが本発明に従って配置されるバルブハウジングの内部分の簡略横断面図である。] 実施例 [0012] 図1を参照すると、本発明の原理に従った閉塞及び放出バルブアセンブリ10の横断面図が示される。本発明の閉塞及び放出アセンブリ10は、入口又は供給ポート14、出口又は使用ポート16、及びドレン通路18を備えたバルブハウジング12を含む。入口ポート14、出口ポート16、及びドレン通路18は、ハウジング12の内方へ進むにつれて直径が減少する円形断面形状を有する、細長い概して線形のボア又はスロット68に接続されている。外側バルブライナースリーブ22及び内側ステム24の組み合わせが、ボア68内に配置されている。外バルブライナースリーブ22及び内ステム24の組み合わせの横断面図が、図2,3,4に示され、これらの図は以下で詳細に記載されている。ステム24の部分分解側面立面図が図9に示される。バルブライナースリーブ22の横断面図が図10に示される。バルブアセンブリハウジング内のボア又は内側スロット68の横断面図が図11に示される。バルブハウジング12、バルブライナースリーブ22、及びバルブステム24は、全て、鋼のような硬い、高強度の材料により構成される。] 図1 図10 図11 図2 図9 [0013] ボア68の内端部及びバルブハウジング12内には、概して、円筒状に形成されたバルブチャンバー27が画成される。前記入口ポート14がバルブハウジング12内に配置され、一方の側壁を通って延びる。前記出口ポート16がバルブハウジング12内に配置され、上面を通って延びる。最後に、前記ドレン又は流出通路18が、バルブハウジング12に配置され、その底面を通って延び、ボア68と連通する。入口ポート14が入口通路17によりバルブチャンバー27の第1の端部に接続され、出口ポート16が装置通路31によりバルブチャンバー27の横部分に接続される。圧力下の流体源15が入口ポート14に接続され、且つ入口ポートと連通している。圧力は、空気圧(気体)又は液圧(液体)のいずれかである。空気圧又は液圧のいずれかに反応する圧力作動装置20が出口ポート16に取り付けられる。圧力作動装置20は、典型的には、計器又は器具の何れかである。本発明の閉塞及び放出アセンブリ10は、事実上、あらゆるタイプの圧力下の流体源15及び圧力作動装置20に使用可能である。] [0014] 図11に示すように、ねじ部分70が外端部に隣接してボア68の内面に配置される。図10に示すように、対応するねじ部分64がバルブライナースリーブ22の外面に配置される。バルブライナー22がボア68に挿入された時に、図1に示すように、バルブアセンブリハウジング12及びバルブライナースリーブの嵌り合うねじ28を形成するように、ねじ部分64及び70は相互に咬み合うようになっている。間隔を隔てた第1及び第2の環状凹部46、48がバルブライナースリーブ22の外面に設けられる。第1及び第2の外ガスケット又はカートリッジシール32及び34が、それぞれ第1及び第2の環状凹部46、48に配置される。図1に示すように、第1及び第2の外側ガスケット32,34は、また、バルブハウジング12とバルブライナースリーブ22との間に漏れ止めシールを形成するため、ボア68の内面に接触している。] 図1 図10 図11 [0015] バルブステム24は、細長い概して円筒状のシャフト50を含み、該シャフトは、その長さの一部分長手部分に沿って延びるねじ部分50aを有する。シャフト50の螺条部分50aは、バルブライナースリーブ22の内部分の対応するねじ部分22aと相互咬合するようになっている。嵌り合うねじ部分22a及び50aは、単一要素29として図1に示され、図1の矢印30の方向にステム24の直線移動を可能とする。ステム24の第1の方向の回転により、ステムのバルブハウジング12への内向き移動を生じ、ステムの第2の反対方向の回転により、バルブハウジング内でステムが外向き移動を可能とする。ステム24の回転移動を容易にするため、手動調整のノブ26が、結合ピン74及び開口76の組み合わせによりステムの外端部に取り付けられている。手動操作が可能であるが、図2,3、4に要素72として点線形態で示すように、バルブステム24は、機械又は回転ドライブに結合され、そして、それによって駆動されてもよい。バルブステム24をバルブハウジング12内に位置決めするための機械72の使用は、本発明の一側面に従って閉塞及び放出バルブアセンブリ10の自動操作を提供する。図1に示すように、内ガスケット36が、細長いシャフト50の外面の環状凹部52内に配置される。環状凹部52内に配置された内ガスケット又はカートリッジシール36は、バルブステム24とバルブハウジングの間の流体シールを提供するため、バルブハウジング12のボア68と密接している。ガスケット32、34及び36は、好ましくは、ゴム又は合成ポリマーなどの高強度の、柔軟な、幾分圧縮性の材料から構成される。] 図1 図2 [0016] 他の穴あき継手60bがシャフト50の内端部に配置される。穴あき継手60bは、取り付け部材25に配置された他の穴あき継ぎ手62と結合するようになっている。取り付け部材25は、穴あき継ぎ手60b及び62の一直線に並んだ開口に結合ピンを挿入することで、シャフト50の内端部にしっかりと取り付けられる。第1及び第2のシール38及び40が取り付け部材25の両端部にしっかりと取り付けられる。第1及び第2のシール38、40は、それぞれ、ゴム又は合成ポリマーなどの圧縮性のシール材料から構成される。第1及び第2のシール38、20は、簡略化のため図に示されていない、接着又は機械的な結合部材などの普通の手段により取り付け部材25の両端部に、しっかりと取り付けられている。] [0017] 閉塞及び放出バルブアセンブリ10は、以下の方法で操作する。ステム24を、その外方から内端までステムの長手に沿って見て、時計回りに回転させた時、図1に見られるように、ステムは左方向に、又は、バルブハウジング12の中へ移動する。この左方向を、図5及び6にそれぞれ矢印54及び56で示す、これらの図は、閉塞及び放出バルブアセンブリが閉塞された又は密封された時の第1及び第2のシール38及び40の位置を示す。ステム24はこの回転により直線的に移動し、そのため、ステムの内端部に取り付けられた第1のシール38が、入口通路17とバルブチャンバー27の接合点に配置された第1のシール面又は弁座42に係合する。シール38が第1のシール面42と密接すると、流体源15からの圧力下の流体が、バルブチャンバー27へ流入して圧力作動装置20へ達するのを阻止する。このバルブチャンバー27内の第1のシール38の閉塞位置を、図1及び2に示す。ステム24を、外端部から見て反時計周りに回転させる時に、第1のシール38は、第1のシール面42から離れ、第2のシール40が第2のシール面44に向かって移動する。この位置をとるため、バルブステム24は、図7及び8に夫々示す矢印58及び59の方向に移動する。閉塞及び放出バルブアセンブリ10が完全に開かれた時、第1のシール38が第1のシール面42から移動し、圧力下の流体がバルブチャンバー27へ流入して、圧力作動装置20へ流通し、第2のシール40が第2のシール面44と密接し、流体がバルブチャンバー27からドレン通路18を経て排出されるのを阻止する。第1及び第2のシール面43、44は、閉塞及び放出バルブアセンブリ10を開放し、或いは閉塞するときに高圧シールを提供するために、バルブチャンバー27の隣接端に向かって進むにつれて内方に傾斜している。] 図1 図5 図7 [0018] かくして、バルブステム24は、流体が圧力作動装置20へ流れるのを阻止し、かつ、流体がバルブチャンバー27から流れ出ることができる図2に示す全閉位置と、流体を流体源15から圧力作動装置へ流通させるが、流体がバルブチャンバー27から流出するのを阻止する図4に示す全開位置との間で移動できる。バルブステム24は、これら2つの位置の間で連続した中間位置を通過し、図3にこのうち一つを示す。これらの中間位置では、第1のシール38は第1のシール面42と接触せず、第2のシール40は第2のシール面44と接触しない。概して円筒状の取り付け部材25の外径は、圧力下の流体を、バルブチャンバー27内で取り付け部材の外周のまわりを通って圧力作動装置20並びにドレン通路18へ流通させるために、バルブチャンバー27の内径よりも小さい。かくして、バルブの開閉中、流体は圧力下で、圧力作動装置20並びにドレン通路18に供給される。取り付け部材25とバルブチャンバー27との間の空間は、閉塞及び放出バルブアセンブリ10が用いられる用途に従って選択される。例えば、流体圧力システムの操作の、より頻繁な中断が要求されるときには、バルブの閉塞及び流出を容易にするため、取り付け部材25及びバルブチャンバー27の隣接部分の間に、0.010インチ程度の大きな間隔が要求される。他方、操作の中断がより頻繁ではなく、より少ない流量が望まれる場合には、取り付け部材25とバルブチャンバー27の隣接部分の間には0.0025インチ程度のより小さな間隔が要求される。好適な実施形態では、取り付け部材25の外面とバルブチャンバー27との間の間隔は、バルブの開閉の間に、流体システムの内部乱れ及び漏れを避けるように、流体流れを制限するように選択される。] 図2 図3 図4 [0019] 本発明の特定の実施形態を示し、かつ、記載したが、本発明の広い側面で発明から逸脱しないで、変更及び修正をすることができることは、当業者にとって明らかであろう。これにより、添付の特許請求の範囲の目標は、本発明の真の精神及び範囲に含まれる変更及び修正を全てを含むことにある。上記の記述及び添付の図面に記載された事項は、例示のみにより提供され、限定として提供されたものではない。本発明の実際の範囲は、従来技術に基づいて適切な視点から見た時、以下の特許請求の範囲に定義されるものである。]
权利要求:
請求項1 圧力下の流体源に接続された3方バルブにおいて、前記3方バルブは、細長い直線状のボアを有し、前記流体源に結合されるようになったハウジングと、前記ハウジング内に配置され、前記流体源を前記ボアに接続するチャンバーと、前記チャンバーに接続され、圧力下の流体に応答する装置と、前記ボアに結合されたドレン口と、前記ボア内に配置され、前記ボアに接続され、前記ハウジング内で第1位置と第2位置の間を直線的に移動できる回転可能なステムと、前記ステムの内端部に間隔を隔てて取り付けられ、前記チャンバー内に配置された第1シール及び第2シールと、を含み、前記ステムが前記第1位置にある時、前記第1シールが、圧力下の流体が流体源から前記バルブチャンバーへ流入するのを阻止し、前記第2シールが、流体が前記バルブチャンバーから流出するのを可能とし、前記ステムが前記第2位置にある時、前記第1シールが、圧力下の流体が前記装置に達するのを可能とし、かつ、前記第2シールが、流体が前記バルブチャンバーから流出するのを阻止することを特徴とする3方バルブ。 請求項2 請求項1記載の3方バルブであって、前記ステムの外面及び前記ボアの内面に夫々配置された、互いに噛み合う第1及び第4のねじ部分をさらに含む、ことを特徴とする3方バルブ。 請求項3 請求項2記載の3方バルブであって、前記第1及び前記第4のねじ部分は、前記ステムが第1の方向に回転される時に、前記ステムを前記ハウジング内で内方に送り、前記ステムが第2の反対方向に回転される時、前記ハウジング内で外方へ送ることを特徴とする3方バルブ。 請求項4 請求項1記載の3方バルブであって、前記ステムの外部分に取り付けられた、前記ステムの手動回転を容易にするための制御ノブをさらに含む、ことを特徴とする3方バルブ。 請求項5 請求項1記載の3方バルブであって、前記ステムに取り付けられた、前記ステムを回転させるための装置をさらに含む、ことを特徴とする3方バルブ。 請求項6 請求項5記載の3方バルブであって、前記装置は、前記ステムを自動回転させるための機械である、ことを特徴とする3方バルブ。 請求項7 請求項1記載の3方バルブであって、前記圧力下の流体の漏れを防止するため、前記ステムと前記ボアとの間に配置され、これらと係合する第1密封手段をさらに含む、ことを特徴とする3方バルブ。 請求項8 請求項7記載の3方バルブであって、前記第1密封手段はガスケットであることを特徴とする3方バルブ。 請求項9 請求項1記載の3方バルブであって、システムの内部乱れを避け、流体の漏れを最小にするため、前記第1シール及び第2シールは、前記ステムが前記第1位置と第2位置の間を移動させられる時、前記バルブチャンバーの圧力下の流体の流れを制限するように、前記バルブチャンバー内で寸法決めされ、かつ、間隔を隔てられる、ことを特徴とする3方バルブ。 請求項10 請求項1記載の3方バルブであって、前記チャンバーは概して円筒形状であり、前記第1シール及び第2シールは、概して円形である、ことを特徴とする3方バルブ。 請求項11 請求項10記載の3方バルブであって、前記圧力下の流体源及び前記ボアを、前記チャンバーの反対側の部分にそれぞれ接続する、内方に傾斜した第1シール面及び第2シール面をさらに含む、ことを特徴とする3方バルブ。 請求項12 請求項1記載の3方バルブであって、前記ステムと前記ボアの間に配置され、これらに結合されたライナースリーブをさらに含む、ことを特徴とする3方バルブ。 請求項13 請求項12記載の3方バルブであって、前記ライナースリーブの内部と外部に夫々配置され、前記ステムの第1ねじ部分及び前記ボアの第4ねじ部分に夫々咬み合うようになった第2及び第3のねじ部分をさらに含むことを特徴とする3方バルブ。 請求項14 請求項1記載の3方バルブであって、前記ライナースリーブの外面と前記ボアの内面の間に配置され、これらに係合する、複数の間隔を隔てたガスケットをさらに含む、ことを特徴とする3方バルブ。 請求項15 請求項1記載の3方バルブであって、前記圧力下の流体源及び前記装置とそれぞれ連通する、前記ハウジングの入口ポート及び出口ポートをさらに含む、ことを特徴とする3方バルブ。 請求項16 請求項15記載の3方バルブであって、前記入口ポートを前記チャンバーに接続する圧力源通路と、前記チャンバーを前記出口ポートに接続する装置通路とをさらに含む、ことを特徴とする3方バルブ。 請求項17 請求項1記載の3方バルブであって、前記第1シール及び第2シールは、圧縮性材料から構成されることを特徴とする3方バルブ。 請求項18 請求項17記載の3方バルブであって、前記圧縮性材料は、ゴム又は合成ポリマーであることを特徴とする3方バルブ。 請求項19 請求項1記載の3方バルブであって、気流又は液流体とともに使用される、ことを特徴とする3方バルブ。 請求項20 加圧システムに使用されるための3方バルブにおいて、前記バルブは、圧力下の流体源、流体圧作動装置、及び流体ドレンと結合されたハウジングと、前記ハウジング内に配置され、前記流体源、前記流圧作動装置、及び前記流体ドレンに結合されたバルブチャンバーと、前記バルブチャンバーに配置され、前記流体源がバルブチャンバーから隔絶され、前記バルブチャンバー内の流体が前記流体ドレンから排出される第1位置と、圧力下の流体が前記装置へ供給され、前記バルブチャンバーから前記流体ドレンを経て排出されるのを阻止する第2位置との間を移動可能なシール部材と、前記シール部材を前記第1位置と、第2位置の間を移動させるために、前記シール部材に結合された遠隔制御手段と、を含む、ことを特徴とする3方バルブ。 請求項21 請求項20記載のバルブであって、前記バルブチャンバーは、前記圧力下の流体源、前記液圧作動装置、及び前記流体ドレンに、第1、第2、及び第3の開口により、それぞれ結合され、前記第1及び第3の開口は前記バルブチャンバーの反対側の部分に配置され、前記第2の開口は前記バルブチャンバーの前記第1の開口と第2の開口の間の中間部分に配置されている、ことを特徴とするバルブ。 請求項22 請求項21記載のバルブであって、前記シール部材は、前記シール部材の反対部分に配置され、前記バルブチャンバーの前記第1及び第3の開口にそれぞれ係合するようになった前記第1及び第2のシールを含む、ことを特徴とするバルブ。 請求項23 請求項22記載のバルブであって、前記第1及び第2のシールは、圧縮性の材料よりなる、ことを特徴とするバルブ。 請求項24 請求項23記載のバルブであって、前記第1及び第2のシールは、ゴム又は合成ポリマーよりなる、ことを特徴とするバルブ。 請求項25 請求項24記載のバルブであって、前記第1及び第2のシールは、円板状であり、前記第1及び第3の開口は概して円形であり、それぞれ、夫々の円板状のシールを密封状態で受けるようになっている、それぞれ内方に傾斜した弁座部分を含む、ことを特徴とするバルブ。 請求項26 請求項25記載のバルブであって、前記遠隔制御手段は、前記ハウジングのボアの中を延び、前記シール部材に取り付けられた内端部を有する、細長い概して直線的なシャフトを含むことを特徴とするバルブ。 請求項27 請求項26記載のバルブであって、前記ボアは、前記第3の開口を介して前記バルブチャンバーに接続され、前記流体ドレンは、前記第3の開口及び前記ボアを介して前記バルブチャンバーに接続されている、ことを特徴とするバルブ。 請求項28 請求項25記載のバルブであって、前記ボア内に配置され、前記ハウジング及び前記シャフトに接続されたライナースリーブをさらに含む、ことを特徴とするバルブ。 請求項29 請求項28記載のバルブであって、前記細長いシャフトの回転移動により前記バルブチャンバーでの前記シール部材の直線移動を可能とするため、前記ボア及び前記ライナースリーブの外面と、前記ライナースリーブの内面及び前記細長いシャフトに、それぞれ配置された第1及び第2の相互接続ねじ部をさらに含む、ことを特徴とするバルブ。 請求項30 請求項29記載のバルブであって、前記シャフトの回転移動及びバルブチャンバーでの前記シール部材の前記直線移動を容易にするため、前記細長いシャフトの遠位端部に取り付けられた手動制御ノブ又は機械コネクターをさらに含む、ことを特徴とするバルブ。
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