DE112005003319T5 - Strömungswächter - Google Patents

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Abstract

Strömungswächter, umfassend:
ein Gehäuse, das eine erste Kammer, die mit einem Einlassanschluss verbunden ist und eine zweite Kammer umfasst, die mit einem Auslassanschluss verbunden ist,
einen zylindrischen Teilbereich, der sich in die zweite Kammer erstreckt, um die erste Kammer mit der zweiten Kammer zu verbinden,
einen Ventilsitz, der an einem vorderen Endbereich des zylindrischen Teilbereichs bereitgestellt wird, und
einen Ventilkörper zum Öffnen und Schließen des Ventilsitzes, worin
mindestens eines von dem Ventilsitz und dem Ventilkörper aus einem Material hergestellt ist, dessen Hitzeverformung geringer ist als jene von dem Material, das den zylindrischen Teilbereich bildet.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Strömungswächter zum Steuern der Strömungsrate eines Fluids. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere einen Strömungswächter zum Steuern der Strömungsrate von unter hoher Temperatur und Druck stehendem Dampf.
  • Stand der Technik
  • Bei der Herstellung von Halbleitern, insbesondere zum Zeitpunkt der Reinigung von Wafern, ist es erforderlich, dass ein hoch reines Fluid, beispielsweise hoch reine Salzsäure mit einer erwünschten Strömungsrate bereitgestellt wird. Daher wird gemäß des Standes der Technik ein in 8 gezeigter Strömungsratenwächter, das heißt ein Strömung regulierendes Ventil verwendet, um die Strömungsrate eines bereitzustellenden Fluids zu steuern.
  • Die 8 ist eine Schnittansicht, die einen Strömungsratenwächter des Standes der Technik zeigt, wie beispielsweise in der nicht geprüften Japanischen Patent Veröffentlichung 2004-162774 offenbart. Ein Gehäuse 190 der Strömungsratenwächters 100 ist aus Harz hergestellt. Auf der Außenseite des Gehäuses 190 sind jeweils ein Einlassanschluss 110 und ein Auslassanschluss 120 für ein Fluid angeordnet. Das Gehäuse 190 umfasst eine erste Kammer 210, die mit einem Einlassanschluss 110 verbunden ist, und eine zweite Kammer 220, die mit dem Auslassanschluss 120 verbunden ist. Zwischen der ersten Kammer 210 und der zweiten Kammer 220 sind ein Ventilsitz 310 und Ventilkörper 320 angeordnet, der mit dem Ventilsitz 310 verbunden ist bzw. entspricht (corresponds). Wie in der Zeichnung gezeigt, ist ein Diaphragma 410 an einer oberen Endfläche des Ventilkörpers 320 befestigt bzw. angebracht. Weiterhin ist an einem unteren Endteilbereich des Ventilkörpers 320 eine Feder 390 zum Drücken des Ventilkörpers 320 gegen den Ventilsitz 310 angeordnet.
  • An der abgewandten Seite der zweiten Kammer 220 in Bezug auf das Diaphragma 410, das heißt in einem oberen Teilbereich des Diaphragmas 410, ist eine luftundurchlässig verschlossene Druckkammer 290 ausgebildet. Diese Druckkammer 290 ist mit einem Druckeinführungsanschluss 180 verbunden, der an der oberen Seite des Gehäuses 190 ausgebildet ist.
  • Wird Luft von dem Druckeinführungsanschluss 180 eingeführt, dann wird die Druckkammer 290 unter Druck gesetzt und das Diaphragma 410 drückt den Ventilkörper 320 gegen die Feder 390 nach unten. Aufgrund des vorstehend beschriebenen, wird der Ventilkörper 320 von dem Ventilsitz 310 getrennt, wobei Fluid von der ersten Kammer 210 in die zweite Kammer 220 strömt und von dem Auslassanschluss 120 abgegeben bzw. ausgestoßen wird. Wird der Luftdruck, der in den Druckeinführungsteilbereich 180 eingeführt wird, angepasst, dann wird die Entfernung, über welche der Ventilkörper 320 entsprechend einer Einwirkung des Diaphragmas 410 bewegt wird, gesteuert. Aufgrund des vorstehend beschriebenen, kann die Strömungsrate von Fluid eingestellt werden, das von dem Auslassanschluss 120 abgegeben wird.
  • Bei einem aus Harz hergestellter Strömungsratenwächter, der in der nicht geprüften Japanischen Patentveröffentlichung 2004-162774 offenbart wurde, kann die Strömungsrate eines Fluids von normaler Temperatur und normalem Druck eingestellt werden. Wird demgemäß der Strömungsratenwächter dazu verwendet, um die Strömungsrate eines Fluids mit hoher Temperatur und hohem Druck, beispielsweise von Dampf, über eine lange Zeitdauer einzustellen besteht die Möglichkeit, dass ein Teil beziehungsweise ein Teilbereich des Strömungsratenwächters beschädigt werden kann. Insbesondere, da der Ventilkörper des Strömungsratenwächters in dem Fluid bei hoher Temperatur und hohem Druck hin und her bewegt wird. Daher sind der Ventilkörper und der Ventilsitz Teile, die aufgrund mangelnder Haltbarkeit beschädigt werden. Sogar wenn ein geringer Schaden in dem Ventilkörper und/oder dem Ventilsitz auftritt, kann die Strömungsrate von Fluid, die durch den Strömungsratenwächter bereitgestellt wird, von einer erwünschten Strömungsrate stark abweichen.
  • Weiterhin liegt in dem in der nicht geprüften Japanischen Patentveröffentlichung 2004-162774 offenbarten Strömungsratenwächter eine Fläche des Diaphragmas dem Fluid ausgesetzt vor, dessen Strömungsrate eingestellt werden muss, und wobei die andere Fläche des Diaphragmas Fluid ausgesetzt ist, das in die Druckkammer befördert wird. Falls daher eine Strömungsrate von Dampf mit einer hohem Temperatur und einem hohem Druck eingestellt wird, falls beispielsweise eine Strömungsrate von Dampf eingestellt wird, dann befinden sich das Fluid mit einer hohen Temperatur und hohem Druck und das in die Druckkammer beförderte Fluid über ein einzelnes Diaphragma benachbart zueinander, das als relativ dünner Film vorliegt. Dementsprechend kann das Diaphragma beschädigt werden.
  • Die vorliegende Erfindung wurde unter den bestehenden Umständen vollbracht. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin einen Strömungsratenwächter bereitzustellen, der eine Strömungsrate stabil steuern kann, selbst wenn eine Strömungsrate eines Fluids mit hoher Temperatur und hohem Druck, beispielsweise Dampf, mit dem Strömungsratenwächter eingestellt wird.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Um die vorstehenden Aufgaben zu lösen, wird gemäß einer ersten Ausführungsform ein Strömungswächter bereitgestellt, der umfasst: ein Gehäuse, das eine erste Kammer umfasst, die mit einem Einlassanschluss verbunden ist, und eine zweite Kammer, die mit einem Auslassanschluss verbunden ist; einen zylindrischen Teilbereich, der sich in die zweite Kammer erstreckt, um die erste Kammer mit der zweiten Kammer zu verbinden; ein Ventilsitz, der an einem vorderen Endbereich des zylindrischen Teilbereichs bereitgestellt ist; und einen Ventilkörper zum Öffnen und Schließen des Ventilsitzes; worin zumindest eines des Ventilsitzes und des Ventilkörpers aus einem Material hergestellt ist dessen Hitzeverformung geringer als jener des Materials ist, aus dem der zylindrische Teilbereich hergestellt ist.
  • In einer ersten Ausführungsform ist die Menge bzw. Betrag einer Hitzeverformung des Materials des Ventilsitzes und/oder des Ventilkörpers gering. Folglich ist es möglich die Haltbarkeit des Ventilsitzes und/oder Ventilkörpers zu gewährleisten, obwohl der Strömungsratenwächter der ersten Ausführungsform zum Einstellen einer Strömungsrate von Fluid mit hoher Temperatur und hohem Druck verwendet wird. Demgemäß kann die Strömungsrate, ohne Schaden an dem Ventilsitz und/oder Ventilkörper zu bewirken, stabil eingestellt werden. Falls der zylindrische Teilbereich aus Harz hergestellt wird, dann wird der Ventilkörper und/oder Ventilsitz vorzugsweise aus Metall, beispielsweise Titan, hergestellt. Alternativ wird der Ventilkörper und/oder Ventilsitz vorzugsweise aus Polyether-Etherketon (PEEK) hergestellt.
  • Gemäß der zweiten Ausführungsform wird ein Strömungswächter bereitgestellt, umfassend: ein Gehäuse, das eine erste Kammer, die mit einem Einlassanschluss verbunden ist, und eine zweite Kammer umfasst, die mit einem Auslassanschluss verbunden ist; einen zylindrischen Teilbereich, der sich in die zweite Kammer erstreckt, um die erste Kammer mit der zweiten Kammer zu verbinden; einen Ventilsitz, der an dem vorderen Endbereich des zylindrischen Teilbereichs bereitgestellt ist; und einen Ventilkörper zum Öffnen und Schließen des Ventilsitzes, worin ein Verstärkungselement zumindest teilweise in dem zylindrischen Teilbereich eingebettet ist, das aus einem Material hergestellt ist, dessen Hitzeverformung geringer als die eines Materials ist, das den zylindrischen Teilbereich bildet.
  • In der zweiten Ausführungsform kann das Verstärkungselement eine Ausdehnung des zylindrischen Teilbereichs in radialer Richtung verhindern, die dadurch bewirkt wird, dass ein Fluid mit hoher Temperatur und hohem Druck durch den zylindrischen Teilbereich geführt wird. Insbesondere falls der zylindrische Teilbereich aus einem Fluorharz hergestellt ist, besteht die Möglichkeit ein flüssiges Arzneimittel unter hoher Temperatur und hohem Druck bereitzustellen. In diesem Zusammenhang wird bevorzugt, dass das Verstärkungselement aus Metall, beispielsweise Titan hergestellt ist. Alternativ wird das Verstärkungselement vorzugsweise aus Polyether-Etherketon (PEEK) hergestellt.
  • Gemäß einer dritten Ausführungsform wird ein Strömungswächter bereitgestellt, umfassend: ein Gehäuse, das eine erste Kammer, die mit einem Einlassanschluss verbunden ist, und eine zweite Kammer umfasst, die mit einem Auslassanschluss verbunden ist; ein zylindrischer Teilbereich, der sich in die zweite Kammer erstreckt, um die erste Kammer mit der zweiten Kammer zu verbinden; ein Ventilsitz, der an einem vorderen Endbereich des zylindrischen Teilbereichs bereitgestellt wird; ein Ventilkörper zum Öffnen und Schließen des Ventilsitzes; ein Verschlussbereich zum Schließen eines proximalen Endes des zylindrischen Teilbereichs; und einen kappenförmigen Trägerbereich, um den zylindrischen Teilbereich zu umgeben und zu stützen, während der Verschlussbereich aufgenommen wird.
  • In der dritten Ausführungsform wird der zylindrische Teilbereich durch den kappenförmigen Trägerbereich gestützt. Folglich besteht sogar bei Bereitstellung von Dampf die Möglichkeit ein Ausströmen von Dampf zu unterdrücken, was bewirkt wird falls Teile verformt werden.
  • Gemäß der vierten Ausführungsform umfasst, wie in der ersten bis zur dritten Ausführungsform, ein Strömungsratenwächter weiterhin ein Befestigungsmittel zum Befestigen des Umfangs des vorderen Endbereichs des zylindrischen Teilbereichs.
  • Gemäß der vierten Ausführungsform besteht die Möglichkeit ein Ausdehnen des zylindrischen Teilbereichs in die radiale Richtung und Bildung der Lücke zwischen dem Ventilkörper und dem Ventilsitz zu verhindern, falls Fluid unter hoher Temperatur und hohem Druck durch den zylindrischen Teilbereich geführt wird.
  • Gemäß der fünften Ausführungsform umfasst ein Strömungsratenwächter, wie in einer der ersten bis zur vierten Ausführungsform, weiterhin ein Ventilkörperdichtmittel zum Dichten bzw. Versiegeln des Ventilkörpers, das in einem Teilbereich des Ventilkörpers angeordnet ist, welcher mit dem Ventilsitz in Kontakt tritt.
  • In der fünften Ausführungsform kann, falls Fluid unter hoher Temperatur und hohem Druck durch den zylindrischen Teilbereich durchgeführt wird und sich eine kleine Lücke zwischen dem Ventilkörper und dem Ventilsitz bildet, diese Lücke durch ein Ventilkörperdichtmittel, beispielsweise einen O-Ring, ausgefüllt werden.
  • Gemäß der sechsten Ausführungsform umfasst ein Strömungsratenwächter, wie in der ersten bis fünften Ausführungsform, weiterhin: eine Druckkammer, die in dem Gehäuse angeordnet ist, wobei die Druckkammer mit der zweiten Kammer verbunden ist und einen Druckanschluss aufweist; ein erstes und ein zweites flexibles Trennmittel, die miteinander verbunden sind, um die zweite Kammer und die Druckkammervoneinander getrennt von einander zu verschließen, worin das erste flexible Trennmittel in der Druckkammer einem Fluid ausgesetzt ist und das zweite flexible Trennmittel in der zweiten Kammer einem Fluid ausgesetzt und mit dem Ventilkörper verbunden ist; und ein Bett, das zwischen dem ersten und dem zweiten flexiblen Trennmittel angeordnet ist.
  • Gemäß der sechsten Ausführungsform wird zwischen dem ersten und zweiten flexiblen Trennmittel ein Raum gebildet. Folglich befindet sich Fluid unter hoher Temperatur und hohem Druck in der zweiten Kammer und Fluid in der Druckkammer nicht durch ein einzelnes flexibles Trennmittel zueinander benachbart. Demgemäß werden die flexiblen Trennmittel daran gehindert durch Fluid unter hoher Temperatur und hohem Druck beschädigt zu werden.
  • Gemäß der siebten Ausführungsform ist, wie in der sechsten Ausführungsform, ein elastisches Element zumindest in einer Position angeordnet, die zwischen dem ersten flexiblen Trennmittel und dem Bett lokalisiert ist, wobei die Position zwischen dem zweiten Trennmittel und dem Bett angeordnet ist.
  • In der siebten Ausführungsform kann Schaden an dem ersten und dem zweiten flexiblen Trennmittel durch das elastische Element verhindert werden.
  • Gemäß der achten Ausführungsform ist, wie in der sechsten oder siebten Ausführungsform, in dem Gehäuse bei der Position zwischen dem ersten und dem zweiten flexiblen Trennmittel ein Ausströmungs- bzw. Entlüftungsdurchlass ausgebildet.
  • In der achten Ausführungsform ist ein Raum zwischen dem ersten und zweiten flexiblen Trennmittel zu atmosphärischer Luft geöffnet. Aufgrund des vorstehend beschriebenen kann eine Hitzeverformung des ersten und zweiten flexiblen Trennmittels bis auf ein gewisses Maß unterdrückt werden.
  • Gemäß der neunten Ausführungsform umfasst, wie in einer der sechsten bis achten Ausführungsform, ein Strömungsratenwächter weiterhin: einen Verschlussbereich zum Schließen eines proximalen Endes des zylindrischen Teilbereichs, worin der Ventilkörper mit dem Verschlussbereich beweglich verbunden ist; und ein Dichtmittel, das mindestens in einer von den Positionen angeordnet ist, die zwischen der Innenwand des zylindrischen Teilbereichs und dem Verschlussbereich angeordnet ist, und der Position, die zwischen dem proximalen Kantenbereich des zylindrischen Teilbereichs und dem Verschlussbereich angeordnet ist.
  • In der neunten Ausführungsform kann, falls Fluid unter einer hohen Temperatur und hohem Druck durch den zylindrischen Teilbereich geführt wird und folglich den zylindrischen Teilbereich in radialer Richtung ausdehnt, Austreten von Fluid von zwischen dem Verschlussbereich und dem zylindrischen Teilbereich verhindert werden. Beispielsweise liegt das zwischen der Innenwand des zylindrischen Teilbereichs und dem Verschlussbereich bereitgestellte Dichtmittel als O-Ring vor. Das zwischen dem proximalen Endkantenbereich des zylindrischen Teilbereichs und dem Verschlussbereich bereitgestellte Dichtmittel liegt als ein Vorsprung vor, wobei ein Vertiefungsbereich den Vorsprung aufnimmt.
  • Gemäß der zehnten Ausführungsform umfasst ein Strömungswächter: ein Gehäuse, einschließlich einer ersten Kammer, die mit einem Einlassanschluss verbunden ist, und eine zweite Kammer, die mit einem Auslassanschluss verbunden ist, wobei das Gehäuse ebenfalls eine Druckkammer umfasst, die mit der zweiten Kammer verbunden ist und einen Druckanschluss aufweist; einen zylindrischen Teilbereich, der sich in die zweite Kammer erstreckt, um die erste Kammer mit der zweiten Kammer zu verbinden; einen Ventilsitz , der an einem vorderen Endbereich des zylindrischen Teilbereichs bereichgestellt ist; einen Ventilkörper zum Öffnen und Schließen des Ventilsitzes; ein erstes und ein zweites flexibles Trennmittel, die miteinander verbunden sind, um die zweite Kammer und die Druckkammer voneinander dichtend zu trennen, wobei das erste flexible Trennmittel in der Druckkammer Fluid ausgesetzt ist und das zweite Trennmittel in der zweiten Kammer Fluid ausgesetzt und mit dem Ventilkörper verbunden ist; und ein Bett, das zwischen dem ersten und dem zweiten flexiblen Trennmittel angeordnet ist.
  • Gemäß der zehnten Ausführungsform wird zwischen dem ersten und dem zweiten flexiblen Trennmittel ein Raum ausgebildet. Folglich befindet sich Fluid, das in der zweiten Kammer unter hoher Temperatur und hohem Druck steht, und Fluid in der Druckkammer nicht über ein einzelnes flexibles Trennmittel zueinander benachbart. Dementsprechend werden diese flexiblen Trennmittel daran gehindert durch unter hoher Temperatur und hohem Druck stehendem Fluid beschädigt zu werden.
  • Gemäß der elften Ausführungsform ist, wie in der zehnten Ausführungsform, ein elastisches Element zumindest in einer der Positionen angeordnet, die zwischen dem ersten flexiblen Trennmittel und dem Bett angeordnet ist, und der Position, die zwischen dem zweiten flexiblen Trennmittel und dem Bett angeordnet ist.
  • In der elften Ausführungsform kann durch das elastische Element Schaden des ersten und des zweiten flexiblen Trennmittels verhindert werden.
  • Gemäß der zwölften Ausführungsform ist, wie in der zehnten oder elften Ausführungsform, in dem Gehäuse an der Position zwischen dem ersten und dem zweiten flexiblen Trennmittel ein Ausströmungs- bzw. Entlüftungsdurchlass ausgebildet.
  • In der zwölften Ausführungsform ist zwischen dem ersten und dem zweiten flexiblen Trennmittel ein Raum zu atmosphärischer Luft geöffnet. Aufgrund des vorstehend beschriebenen kann eine Hitzeverformung des ersten und des zweiten flexiblen Trennmittels zu einem gewissen Maß unterdrückt werden.
  • Gemäß der dreizehnten Ausführungsform umfasst, wie in einer der zehnten bis zwölften Ausführungsformen, ein Strömungsratenwächter weiterhin: einen Verschlussbereich zum Schließen eines proximalen Endes des zylindrischen Teilbereichs, worin der Ventilkörper mit dem Verschlussbereich beweglich verbunden ist; und ein Dichtmittel, das in mindestens einer der Positionen angeordnet ist, die zwischen der Innenwand des zylindrischen Teilbereichs und dem Verschlussbereich angeordnet ist, und der Position, die zwischen dem Basiskantenbereich des zylindrischen Teilbereichs und dem Verschlussbereich angeordnet ist.
  • In der dreizehnten Ausführungsform kann, falls Fluid unter hoher Temperatur und hohem Druck durch den zylindrischen Teilbereich geführt und folglich der zylindrische Teilbereich in der radialen Richtung ausgedehnt wird, Austreten von Fluid von zwischen dem Verschlussbereich und dem zylindrischen Teilbereich verhindert werden. Beispielsweise liegt das zwischen der Innenwand des zylindrischen Teilbereichs und dem Verschlussbereich bereitgestellte Dichtmittel als O-Ring vor. Das zwischen dem proximalen Endkantenbereich des zylindrischen Teilbereichs und dem Verschlussbereich bereitgestellte Dichtmittel liegt als ein Vorsprung und eine Vertiefung zur Aufnahme des Vorsprungs vor.
  • Gemäß der vierzehnten Ausführungsform ist, wie in einer von der zehnten bis dreizehnten Ausführungsformen, ein Verstärkungselement, das aus einem Material hergestellt ist, dessen Betrag der Hitzeverformung geringer als die des Materials ist, das den zylindrischen Teilbereich bildet, zumindest teilweise in dem zylindrischen Teilbereich eingebettet.
  • In der vierzehnten Ausführungsform kann das Verstärkungselement eine Ausdehnung des zylindrischen Teilbereichs verhindern, was bewirkt wird, falls Fluid unter hoher Temperatur und hohem Druck durch den zylindrischen Teilbereich durchgeführt wurde. Demgemäß können alle Teilbereiche, die mit bereitgestellter Flüssigkeit in Kontakt kommen, aus einem Fluorharz hergestellt werden. Folglich wird ermöglicht, selbst wenn ein flüssiges Arzneimittel unter hoher Temperatur und hohem Druck bereitgestellt wird, insbesondere falls ein hochreines flüssiges Arzneimittel bereitgestellt wird, dass ein Austritt von metallischen Ionen von Teilbereichen verhindert wird, die mit dem flüssigen Arzneimittel in Kontakt kommen.
  • Gemäß der fünfzehnten Ausführungsform ist, wie in einer von der zehnten bis der dreizehnten Ausführungsformen, mindestens eines von dem Ventilsitz und dem Ventilkörper aus einem Material hergestellt, dessen Hitzeverformung geringer als die von dem Material ist aus dem der zylindrische Teilbereich gebildet ist.
  • In der fünfzehnten Ausführungsform ist eine Hitzeverformung des Ventilsitzes und/oder Ventilkörpers relativ gering, so dass die Haltbarkeit des Ventilsitzes und/oder des Ventilkörpers gewährleistet werden kann, sogar falls ein Strömungsratenwächter gemäß der ersten Ausführungsform verwendet wird, um eine Strömungsrate von Fluid unter hoher Temperatur und hohem Druck, beispielsweise eine Strömungsrate von Dampf, einzustellen. Demgemäß wird ermöglicht eine Strömungsrate stabil einzustellen ohne den Ventilsitz und/oder Ventilkörper zu schädigen.
  • Gemäß der sechzehnten Ausführungsform umfasst, wie in der zehnten bis der fünfzehnten Ausführungsform, ein Strömungsratenwächter weiterhin ein Befestigungsmittel zum Befestigen eines Umfangs eines vorderen Endbereichs des zylindrischen Teilbereichs.
  • In der sechzehnten Ausführungsform kann, falls Fluid unter hoher Temperatur und hohem Druck durch den zylindrischen Teilbereich geführt wird, eine Ausdehnung des zylindrischen Teilbereichs in die radiale Richtung verhindert werden.
  • Gemäß der siebzehnten Ausführungsform umfasst, wie in einer der zehnten bis zu der fünfzehnten Ausführungsformen, ein Strömungsratenwächter weiterhin ein Ventilkörperdichtmittel zum Dichten des Ventilkörpers, das in einem Bereich des Ventilkörpers angeordnet ist, der mit dem Ventilsitz in Kontakt kommt.
  • Gemäß der siebzehnten Ausführungsform kann, falls Fluid einer hohen Temperatur und einem hohen Druck durch den zylindrischen Teilbereich geführt wird und eine kleine Lücke zwischen dem Ventilkörper und dem Ventilsitz gebildet wird, diese Lücke durch das Ventilkörperdichtmittel, beispielsweise einem O-Ring, ausgefüllt werden.
  • Gemäß jeder der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen können die folgenden Vorteile gemeinsam bereitgestellt werden. Selbst falls eine Strömungsrate von Fluid einer hohen Temperatur und einem hohen Druck eingestellt, beispielsweise eine Strömungsrate von Dampf eingestellt, wird kann die Strömungsrate stabil eingestellt werden.
  • Weiterhin ist es gemäß der vierten und der vierzehnten Ausführungsform möglich einen Vorteil bereitzustellen, dass eine Lückenbildung zwischen dem Ventilkörper und dem Ventilsitz verhindert wird.
  • Weiterhin ist es gemäß der fünften und der siebzehnten Ausführungsform möglich einen Vorteil bereitzustellen, dass eine zwischen dem Ventilkörper und dem Ventilsitz gebildete Lücke durch das Ventilkörperdichtmittel gefüllt wird.
  • Weiterhin ist es gemäß der sechsten Ausführungsform möglich einen Vorteil bereitzustellen, dass Schaden des flexiblen Trennmittels verhindert wird, der durch Fluid unter hoher Temperatur und hohem Druck bewirkt wird.
  • Weiterhin ist es gemäß der siebten Ausführungsform möglich einen Vorteil bereitzustellen, dass Schaden des ersten und des zweiten flexibeln Trennmittels durch das elastische Element verhindert werden kann.
  • Weiterhin ist es gemäß der achten Ausführungsform möglich einen Vorteil bereitzustellen, dass eine Hitzeverformung des ersten und zweiten flexiblen Trennmittels zu einem gewissen Maß unterdrückt werden kann.
  • Weiterhin ist es gemäß der neunten Ausführungsform möglich einen Vorteil bereitzustellen, dass ein Austreten von Fluid zwischen dem Verschlussbereich und dem zylindrischen Teilbereich verhindert werden kann.
  • Weiterhin ist es gemäß der zehnten Ausführungsform möglich einen Vorteil bereitzustellen, dass Schaden des flexiblen Trennmittels verhindert werden kann, der durch Fluid unter hoher Temperatur und hohem Druck bewirkt wird.
  • Weiterhin ist es gemäß der elften Ausführungsform möglich einen Vorteil bereitzustellen, dass durch das elastische Element Schaden von dem ersten und dem zweiten flexiblen Trennmittel verhindert werden kann.
  • Weiterhin ist es gemäß der zwölften Ausführungsform möglich einen Vorteil bereitzustellen, dass eine Hitzeverformung des ersten und des zweiten flexiblen Trennmittels zu einem gewissen Maß verhindert werden kann.
  • Weiterhin ist es gemäß der dreizehnten Ausführungsform möglich einen Vorteil bereitzustellen, dass ein Austreten von Fluid von zwischen dem Verschlussbereich und dem zylindrischen Teilbereich verhindert werden kann.
  • Weiterhin ist es gemäß der vierzehnten Ausführungsform möglich einen Vorteil bereitzustellen, dass eine Ausdehnung des zylindrischen Teilbereichs in die radiale Richtung durch das Verstärkungselement verhindert werden kann, was dadurch bewirkt wird, dass Fluid unter einer hohen Temperatur und einem hohen Druck durch den zylindrischen Teilbereich geführt wird.
  • Diese und andere Gegenstände, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der ausführlichen Beschreibung typischer Ausführungsformen offensichtlicher werden, die in den begleitenden Zeichnungen der vorliegenden Erfindung gezeigt werden.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1a ist eine Seitenansicht, die einen Strömungsratenwächter der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt.
  • 1b ist eine Aufsicht auf den in 1a dargestellten Strömungsratenwächter.
  • 2 ist eine geschnittene Seitenansicht, die einen Öffnungszustand eines Ventils des Strömungsratenwächters der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt.
  • 3 ist eine geschnittene Seitenansicht, die einen Schlusszustand des Strömungsratenwächters der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt.
  • 4 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht, in der ein Ventilkörper des Strömungsratenwächters vergrößert gezeigt ist.
  • 5a ist eine teilweise vergrößerte Ansicht, in der ein proximales Ende des zylindrischen Teilbereich vergrößert gezeigt ist.
  • 5b ist eine andere teilweise vergrößerte Ansicht, in der ein proximales Ende des zylindrischen Teilbereichs vergrößert gezeigt ist.
  • 6 ist eine geschnittene Seitenansicht, die einen Öffnungszustand eines Ventils des Strömungsratenwächters der zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt.
  • 7a ist eine geschnittene Seitenansicht, die einen Öffnungszustand eines Ventils des Strömungsratenwächters der dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt.
  • 7b ist eine Aufsicht, die den in 7a gezeigten Strömungsratenwächter, zeigt.
  • 8 ist eine geschnittene Seitenansicht, die einen Strömungsratenwächter des Standes der Technik zeigt.
  • Beste Art und Weise die Erfindung auszuführen
  • Bezüglich der beigefügten Zeichnungen werden die erfindungsgemäßen Ausführungsformen nachfolgend beschrieben werden. Ähnliche Bezugsnummern werden dazu verwendet, um ähnliche Teile in den folgenden Zeichnungen anzuzeigen. Um das Verständnis zu erleichtern, wurde der Maßstab in den Zeichnungen auf geeignete Weise geändert.
  • 1a ist eine Seitenansicht, die einen Strömungsratenwächter der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt. 1b ist eine Aufsicht des in 1a dargestellten Strömungsratenwächters. Ein Gehäuse 19 eines Strömungsratenwächters 10 der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform umfasst vier Teile, einen Gehäusedeckelbereich 19a, einen ringförmigen Gehäusebereich 19b, einen Gehäusefassbereich 19c und einen unteren Gehäusebereich 19d. Der ringförmige Gehäusebereich 19b trägt ein erstes Diaphragma 41 und ein zweites Diaphragma 51, die nachfolgend bei dem Strömungsratenwächter 10 beschrieben werden. Ein Einlassanschluss 11 und ein Auslassanschluss 12, welche sich nach außen erstrecken, sind jeweils in dem Gehäusefassbereich 19c ausgebildet. Wie nachfolgend beschrieben, wird in dem Gehäusefassbereich 19c lediglich ein Durchlass von Fluid gebildet, das durch den Strömungsratenwächter bereitgestellt wird.
  • Der Gehäusefassbereich 19c ist aus einem Material hergestellt, dessen chemische Widerstandsfähigkeit, wie beispielsweise Polypropylen oder Fluorharz, hervorragend ist. Die anderen Teile, das heißt der Gehäusedeckelbereich 19a, der ringförmige Gehäusebereich 19b und der unteren Gehäusebereich 19d sind aus einem metallischen Material, wie beispielsweise rostfreiem Stahl hergestellt, so dass die mechanische Festigkeit erhöht werden kann. Der Gehäusedeckelbereich 19a, der ringförmige Gehäusebereich 19b und der untere Gehäusebereich 19d können jedoch aus dem gleichen Material wie dem des Gehäusefassbereichs 19c hergestellt sein.
  • Wie in 1a und 1b gezeigt, sind der ringförmige Gehäusebereich 19b und der Gehäusefassbereichs 19c zwischen den Gehäusedeckelbereich 19a und den unteren Gehäusebereich 19d eingeschoben angeordnet. Das auf diese Weise zusammengesetzte Gehäuse 19 ist in einer im Wesentlichen zylindrischen Form ausgebildet.
  • 2 und 3 sind geschnittene Seitenansichten, die jeweils einen Zustand des Öffnens des Ventils und des Schließen des Ventils des Strömungsratenwächters der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigen. Wie aus den 1 und 3 gesehen werden kann, werden durch eine Vielzahl von Schrauben 91, die in regelmäßigen Intervallen in der Umfangsrichtung angeordnet sind, die Teile 19a bis 19d des Gehäuses angebracht und gehalten. Wie in der Zeichnung gezeigt, werden falls der ringförmige Gehäusebereich 19b und der untere Gehäusebereich 19d durch die anderen Schrauben 92 angebracht werden, kann der Gehäusefassbereichs 19c zwischen dem ringförmige Gehäusebereich 19b und dem unteren Gehäusebereich 19d ebenfalls gehalten werden. Ein Rohr 93 ist um den Fassbereich der Schraube 92 in 2 angeordnet.
  • Wie in 2 und 3 gezeigt, ist der Einlassanschluss 11 mit einer ersten Kammer 21 des zylindrischen Teilbereichs 25 verbunden, der mit dem Gehäusefassbereichs 19c einstückig ausgebildet ist. Der Auslassanschluss 12 ist mit einer zweiten Kammer 22 verbunden, die in dem Gehäusefassbereich 19c ausgebildet ist. Der zylindrische Teilbereich 25 erstreckt sich in die zweite Kammer 22. Wie in der Zeichnung gezeigt, ist ein proximales Ende 25b des zylindrischen Teilbereichs 25 durch einen Verschlussbereich 80 geschlossen. Andererseits ist an einem vorderen Endbereich 25a des zylindrischen Teilbereichs 25 ein Ventilsitz angeordnet, der nachfolgend beschrieben wird. Die erste Kammer 21 und die zweite Kammer 22 sind durch den Ventilsitz des zylindrischen Teilbereichs 25 miteinander verbunden. Ein Ventilkörper 32, der mit diesem Ventilsitz in Eingriff steht, ist so angeordnet, dass er in der axialen Richtung des zylindrischen Teilbereichs 25 in der ersten Kammer 21 hin und her bewegt werden kann.
  • In dieser Ausführungsform ist der Ventilkörper 32 aus dem gleichen Material wie dem des zylindrischen Teilbereichs 25 hergestellt. Wie vorstehend beschrieben ist der zylindrischen Teilbereich 25 aus dem gleichen Material wie dem des Gehäusefassbereichs 19c hergestellt, beispielsweise ist der zylindrischen Teilbereich 25 aus Polypropylen oder Fluorharz hergestellt. Der Ventilkörper 32 kann jedoch aus einem Material hergestellt sein, dessen Hitzeverformung geringer als die des Materials des zylindrischen Teilbereichs 25 ist. Beispielsweise kann der Ventilkörper 32 aus Titan oder PEEK hergestellt sein.
  • Das erste Diaphragma 41 trennt den Gehäusedeckelbereich 19a und den ringförmigen Gehäusebereich 19b voneinander, so dass sie voneinander abgedichtet werden können. Das erste Diaphragma 41 ist ein einstückig ausgebildetes, aus Harz hergestelltes Element einschließlich eines ringförmigen Dünnfilmbereichs 45, der um den scheibenförmigen Körper angeordnet ist, und einen ringförmigen Kantenbereich 43, der um den ringförmigen Dünnfilmbereich 45 angeordnet ist. Der ringförmige Dünnfilmbereich 45 ist geringfügig gekrümmt, so dass er in Richtung der zweiten Kammer 22 vorragen kann. Der ringförmige Kantenbereich 43 ist in Aussparungsauskehlungen (recess grooves) angeordnet, die sowohl in dem Gehäusedeckelbereich 19a als auch dem ringförmigen Gehäusebereich 19b ausgebildet sind. Aufgrund des vorstehend beschriebenen wird das Diaphragma 41 zwischen dem Gehäusedeckelbereich 19a und dem ringförmigen Gehäusebereich 19b gehalten.
  • Da das erste Diaphragma 41 den Gehäusedeckelbereich 19a und den ringförmigen Gehäusebereich 19b voneinander trennt, so dass sie voneinander abgedichtet werden können, wird eine Druckkammer 29 zwischen dem Gehäusedeckelbereich 19a und dem ersten Diaphragma 41 gebildet, die von der zweiten Kammer 22 getrennt ist. Diese Druckkammer 29 ist mit der Druckeinfuhranschluss 18 verbunden, der in dem oberen Bereich des Gehäusedeckelbereichs 19a ausgebildet ist.
  • Wie in der Zeichnung gezeigt, ist eine Öffnung 42 in dem unteren Bereich des ersten Diaphragmas 41 ausgebildet. Ein vorragender Endbereich 76 des Betts 75 steht mit der Öffnung 42 des ersten Diaphragmas 41 im Eingriff. Nach Eingriff können das obere Diaphragma 41 und das Bett 75 durch Winden bzw. Schrauben einer Schraube (nicht gezeigt) in den Eingriffsbereich miteinander verbunden werden. Das Bett 75 umfasst einen ringförmig gekrümmten Bereich 77, der um den scheibenförmigen Körper angeordnet ist. Wie in der Zeichnung gezeigt, ist eine obere Fläche des ringförmig gekrümmten Bereichs 77 in einer vertieften Fläche ausgebildet, die dem ringförmigen Dünnfilmbereich 45 des ersten Diaphragmas 41 entspricht. Eine untere Fläche des ringförmig gekrümmten Bereichs 77 ist von dem Körper des Bettes 75 nach unten gekrümmt. Eine untere Fläche des ringförmig gekrümmten Bereichs 77 ist in einer Form ausgebildet, die dem ringförmigen Dünnfilmbereich 55 des nachfolgend beschriebenen, zweiten Diaphragmas 51 entspricht.
  • Weiterhin ist ein elastisches Element, beispielsweise eine Gummifolie 71, zwischen den ringförmig gekrümmten Bereich 77 des Bettes 75 und den ringförmigen Dünnfilmbereich 45 des ersten Diaphragmas 41 dazwischen geschoben bzw. eingefügt. Da ein vorragender Endbereich 76 des Bettes 75 in die Öffnung eingefügt ist, die, wie in der Zeichnung gezeigt, an der Gummifolie 71 ausgebildet ist, liegt die Gummifolie 71 ebenfalls zwischen dem ersten Diaphragma 41 Körper und dem Bett 45 Körper dazwischen geschoben vor.
  • Weiterhin ist das zweite Diaphragma 51, dessen Struktur die die gleiche ist wie die des ersten Diaphragmas 41, mit dem Bett 51 verbunden. Wie in der Zeichnung gezeigt, ist der zweite Diaphragma 51 Körper auf der inneren Umfangsfläche des ringförmig gekrümmten Bereichs 77 des Bettes 75 eingefügt. Ein ringförmiger Kantenbereich 53 des zweiten Diaphragmas 51 ist in Aussparungsauskehlungen angeordnet, die sowohl in dem ringförmigen Gehäuse bereich 19b als auch dem Gehäusefassbereichs 19c ausgebildet sind. Aufgrund der vorstehend beschriebenen Struktur wird das zweite Diaphragma 51 zwischen dem ringförmigen Gehäusebereich 19b und dem Gehäusefassbereichs 19c gehalten. Weiterhin kann aus 2 und 3 gesehen werden, dass ein ringförmiges elastisches Element, beispielsweise eine Gummifolie 72 zwischen den ringförmig gekrümmten Bereich 77 des Bettes 75 und den ringförmigen Dünnfilmbereich 45 des zweiten Diaphragmas 51 eingeschoben vorliegt. Wie in der Zeichnung gezeigt, wird eine Öffnung 52, die an der unteren Fläche des zweiten Diaphragmas 51 ausgebildet ist, an das vordere Ende 33 des Ventilkörpers 32 geschraubt.
  • Ein Raum, in dem das Bett 75 angeordnet vorliegt, ist von sowohl der Druckkammer 29 als auch der zweiten Kammer 22 durch das erste Diaphragma 41 und das zweite Diaphragma 51 dichtend getrennt. Demgemäß ist eine obere Fläche des ersten Diaphragmas 41 Fluid in der Druckkammer 29 ausgesetzt und eine untere Fläche des zweiten Diaphragmas 51 ist Fluid in der zweiten Kammer 22 ausgesetzt. In dieser Verbindung kommt das erste Diaphragma 41 nicht mit Fluid in Kontakt, das von dem Einlassanschluss 11 strömt. Das erste Diaphragma 41 nimmt lediglich Druck auf, der von dem Druckeinfügeanschluss 18 übermittelt wird. Folglich kann das erste Diaphragma 41 entfernt bzw. ausgeschlossen werden und eine andere Gummifolie, an der das erste Diaphragma 41 und die Gummifolie 71 miteinander in einem Körper integriert vorliegen, können anstelle des ersten Diaphragmas 41 verwendet werden.
  • Wie links in 2 und 3 gezeigt, erstreckt sich ein Belüftungsanschluss 17, der in dem ringförmigen Gehäusebereich 19b ausgebildet ist, zu dem Raum, in dem das Bett 75 angeordnet ist. Vorzugsweise ist ein Dichtungselement, beispielsweise ein O-Ring um den ringförmigen Kantenbereich 43 des ersten Diaphragmas 41 angeordnet. Aufgrund des vorstehend beschriebenen, können die Druckkammer 29 und das Bett 75 voneinander vollständiger getrennt vorliegen. Ebenfalls bevorzugt wird, dass das ähnliche Dichtungselement um den ringförmigen Kantenbereich 53 des zweiten Diaphragmas 51 in der gleichen Weise angeordnet vorliegt, um so den Raum, in dem das Bett 75 angeordnet ist, und die zweite Kammer 22 vollständiger voneinander zu trennen.
  • Die 4 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht, in der der Ventilkörper des Strö mungsratenwächters vergrößert gezeigt wird. Wie in der 4 gezeigt, ist ein Verbindungselement 35, das mit einem unteren Ende des Ventilkörpers 32 verbunden ist, mit einem Gleitelement 36 verbunden. Das Verbindungselement 35 und das Gleitelement 36 sind beispielsweise aus Polypropylen oder Fluorharz hergestellt. Im Falle, das der Ventilkörper 32 aus Polypropylen oder Fluorharz hergestellt ist, können der Ventilkörper 32, das Verbindungselement 35 und das Gleitelement 36 in einen Bestandteil einstückig ausgebildet sein. Ein unterer Endbereich des Gleitelements 36 führt durch den Verschlussbereich 80 und erstreckt sich zu der Gleitnute 15a, die in dem unteren Gehäusebereich 19d ausgebildet ist. Weiterhin ist ein Aussparungsbereich 15b in der Gleitnute 15a gebildet. Ein elastisches Element, beispielsweise eine Feder 39, ist zwischen dem unteren Endbereich des Gleitelements 36 und dem Aussparungsbereich 15b angeordnet. Diese Feder 39 drückt das Gleitelement 36 unter normalen Bedingungen nach oben. Das heißt, dass der Ventilkörper 32, der mit dem Gleitelement 36 über das Verbindungselement 35 verbunden ist, unter normalen Bedingungen durch die Feder 39 gegen den Ventilsitz gedrückt wird. An einer Oberfläche des Ventilkörpers 32, der mit dem Ventilsitz in Eingriff steht, ist ein Dichtmittel, beispielsweise ein O-Ring 38, angeordnet. Dieser O-Ring 38 funktioniert auf eine derartige Weise, dass insbesondere falls Fluid unter einer hoher Temperatur und einem hohem Druck durch dem zylindrischen Teilbereich 25 geführt wird, der O-Ring 38 eine Lücke, die zwischen dem Ventilkörper 32 und dem Ventilsitz 61 gebildet wird, füllt, so dass die Ventilöffnung zu dem Zeitpunkt des Schließens des Ventils vollständig geschlossen werden kann. In dieser Verbindung bzw. Zusammenhang verhindert ein an der Seite des Gleitelementes 36 bereitgestelltes Gebläse Fluid in der ersten Kammer 21 daran aus einer Lücke, die zwischen dem Gleitelement 36 und dem Verschlussbereich 80 gebildet ist, auszutreten.
  • Wie in 4 gezeigt, liegt der Ventilsitz 61 der dem Ventilkörper 32 entspricht, als ein im Wesentlichen hülsenförmiges Element vor, das eine innenseitige geneigte Fläche 63 aufweist, die mit dem Ventilkörper 32 in Eingriff gebracht werden soll. In einem äußeren Umfangsbereich des Ventilsitzes 61, ist eine Schrittbereich 64 in Richtung der Innenseite der radialen Richtung ausgebildet.
  • In der in 1 bis 4 gezeigten ersten Ausführungsform ist der Ventilsitz 61 aus einem Material hergestellt, dessen Hitzeverformung geringer ist als die des zylindrischen Teilbereichs 25. Wie vorstehend beschrieben, ist der zylindrische Teilbereich 25 aus dem gleichen Material wie dem des Gehäusefassbereichs 19c hergestellt. Der zylindrischen Teilbereich 25 ist beispielsweise aus Polypropylen oder Fluorharz hergestellt. Folglich ist der Ventilsitz 61 beispielsweise aus Titan oder PEEK hergestellt. Vorzugsweise wird der Ventilsitz 61 aus dem gleichen Material wie dem des Ventilkörpers 32 hergestellt. Solange jedoch die Hitzeverformung des Materials geringer als die des zylindrischen Teilbereichs 25 ist, kann der Ventilsitz 61 aus einem Material hergestellt sein, der von dem des Ventilkörpers 32 verschieden ist.
  • Andererseits erstreckt sich ein vorderes Ende 25a des zylindrischen Teilbereichs 25 in der radialen Richtung nach innen. An einer äußeren Umfangsfläche des vorderen Endes 25a ist ein Schrittbereich 26 in Richtung des Inneren in der radialen Richtung gebildet. Demgemäß steht, wie in der Zeichnung gezeigt, die äußere Umfangsfläche 62 des Ventilsitzes 61 mit der inneren Umfangsfläche 25c des zylindrischen Teilbereichs 25 im Eingriff. Der Schritt- bzw. gestufte Bereich 64 des Ventilsitzes 61 steht mit einer unteren Fläche des Bereichs 25a, der sich nach innen in die radiale Richtung des zylindrischen Teilbereichs 25 erstreckt, in Eingriff. In dieser Verbindung ist ein O-Ring 81 zwischen dem Schrittbereich 64 des Ventilsitzes 61 und dem Bereich 25a angeordnet, der sich nach innen in die radiale Richtung des zylindrischen Teilbereichs 25 erstreckt. Der O-Ring hindert Fluid in der ersten Kammer 21 daran durch eine zwischen dem Ventilsitz 61 und dem Bereich 25a gebildete Lücke auszutreten und in die zweite Kammer 22 zu strömen.
  • Weiterhin wird, wie in 4 gezeigt, ein Befestigungselement 65 zum Befestigen des äußeren Umfangsbereichs des zylindrischen Teilbereichs 25 bereitgestellt. Auf die gleiche Art und Weise wie die des Ventilsitzes 61, ist das Befestigungselement 65 aus einem Material, beispielsweise Titan oder PEEK, hergestellt dessen Hitzverformung geringer als die des zylindrischen Teilbereichs 25 ist. Vorzugsweise ist das Befestigungselement 65 aus dem gleichen Material wie der Ventilkörper 32 und der Ventilsitz 61 hergestellt. Solange jedoch die Hitzverformung des Materials geringer als die des zylindrischen Teilbereichs 25 ist, kann das Befestigungselement 65 aus einem von dem Ventilkörper 32 und dem Ventilsitz 61 unterschiedenen Material hergestellt sein.
  • Wenn abgeschätzt bzw. angenommen wird, das Fluid unter hoher Temperatur und hohem Druck, beispielsweise Dampf, dem Strömungsratenwächter 10 bereitgestellt wird, in dem der Ventilsitz 61 ohne das Befestigungsmittel 65 in den zylindrischen Teilbereich 25 gewunden wird, besteht eine Möglichkeit, dass Fluid durch eine Lücke zwischen dem Bereich 25a des zylindrischen Teilbereichs 25 und dem Ventilsitz 61 auslaufen wird, da der zylindrischen Teilbereich 25 durch Hitze und Druck verformt wird. Andererseits wird in dem Strömungsratenwächter 10, der das Befestigungselement 65 umfasst, das Befestigungselement 65 den zylindrischen Teilbereich 25 von dem Umfangsbereich davon so befestigen, dass der zylindrischen Teilbereich 25 daran gehindert werden kann sich in die radiale Richtung auszudehnen. Aufgrund des vorstehend beschriebenen wird vorzugsweise der Ventilsitz 61 verwendet dessen Hitzeverformung relativ gering ist. Außerdem wird vorzugsweise das Befestigungselement 65 verwendet, dessen Hitzeverformung gleichsam gering ist. Aufgrund des vorstehend beschriebenen besteht die Möglichkeit ein Austreten von Fluid von einer Lücke zwischen dem Bereich 25a und dem Ventilsitz 61 zu verhindern.
  • Das Befestigungselement 65, dessen Form im Wesentlichen ringförmig ausgebildet ist, weist einen sich nach unten erstreckenden Ausdehnungsbereich 66 auf. Wie in der Zeichnung gezeigt, steht die untere Fläche des Befestigungselements 65 mit der oberen Fläche des vorderen Endes 25a des zylindrischen Teilbereichs 25 im Eingriff. Der Ausdehnungsbereich 66 des Befestigungselements 65 steht mit dem Schrittbereich 26 des zylindrischen Teilbereichs 25 im Eingriff. Aufgrund des vorstehend beschriebenen, kann eine äußere Umfangsfläche des Befestigungselements 65 und eine äußere Umfangsfläche des zylindrischen Teilbereichs 25 auf die gleiche Ebene eingerichtet werden. Auf der inneren Umfangsfläche 68 des Befestigungselements 65 ist ein Schraubgewinde ausgebildet. Dieses Schraubgewinde wird auf das entsprechende Schraubgewinde gewunden, das an der äußeren Umfangsfläche des Ventilsitzes 61 ausgebildet ist. In dieser Verbindung ist, wie in 4 gezeigt, das Befestigungselement 65 an dem vorderen Ende 25a des zylindrischen Teilbereichs 25 durch eine Schraube 67 befestigt, die in einer in dem Befestigungselement 65 gebildeten Öffnung eingefügt vorliegt.
  • Demgemäß wird, falls Teile in den Gehäusefassbereich 19c eingebaut werden, zuerst der Ventilsitz 61 von dem proximalen Endbereich 25b des zylindrischen Teilbereichs 25 eingefügt und anschließend mit dem vorderen Ende 25a des zylindrischen Teilbereichs 25 in Eingriff gebracht. Anschließend wird der zuvor an dem Verschlussbereich 80 angeordnete Ventilkörper 32 durch eine Ventilöffnung des Ventilsitzes 61 hindurchgeführt, und das proximale Ende 25b des zylindrischen Teilbereichs 25 durch den Verschlussbereich 80 geschlossen. Danach wird das Befestigungselement 65 in das vorderen Ende 33 des Ventilkörpers 32 eingefügt und an dem vorderen Ende 25a des zylindrischen Teilbereichs 25 angeordnet. Anschließend wird das Befestigungselement 65 gedreht, um so das Befestigungselement 65 und den Ventilsitz 61 miteinander zu verschrauben. Schließlich wird das Befestigungselement 65 an dem vorderen Ende 25a des zylindrischen Teilbereichs 25 durch die Schraube 67 befestigt. Aufgrund des vorstehend beschriebenen wird ein Bereich des in 4 gezeigten Gehäusefassbereichs 19c ausgebildet. Danach werden der Gehäusedeckelbereich 19a, der ringförmige Gehäusebereich 19b und der Gehäusefassbereich 19c richtig miteinander verbunden. Auf diese Weise wird der in 1 gezeigte Strömungsratenwächter 10 angeordnet bzw. zusammengebaut.
  • Zum Zeitpunkt des Betreibens des Strömungsratenwächters 10 werden der Einlassanschluss 11 und der Auslassanschluss 12 mit einem bestimmten Rohrsystem bzw. einer Verschlauchung verbunden. Anfangs steht der Ventilkörper 32 mit dem Ventilsitz 61 im Eingriff, das heißt, dass sich das Ventil in einem geschlossenen Zustand befindet. Hinsichtlich dieses Sachverhalts wird auf 3 verwiesen. Folglich wird Fluid, das aus dem Rohrsystem befördert wird, durch den Einlassanschluss 11 geführt und erreicht die erste Kammer 21. Als nächstes wird, falls ein anderes Fluid, beispielsweise Luft, in den Druckeinführanschluss 18 eingeführt wird, die Druckkammer 29 unter Druck gesetzt. Aufgrund des vorstehend beschriebenen, wird das erste Diaphragma 41 durch den Druck in der Druckkammer 29 nach unten gedrückt, das heißt, das das erste Diaphragma 41 in die Ventilöffnungsrichtung gedrückt wird. Wie, vorstehend beschrieben, wird das erste Diaphragma 41 über das Bett 75 mit dem zweiten Diaphragma 51 verbunden. An dem unteren Ende des Gleitelements 36 des Ventilkörpers 32, der mit dem zweiten Diaphragma 51 verbunden vorliegt, ist die Feder 39 angeordnet. Dementsprechend werden, falls ein Druck in der Druckkammer 29 einen bestimmten Druck übersteigt, das erste Diaphragma 41, das Bett 75, das zweite Diaphragma 51 und der Ventilkörper 32 integral in die Ventilöffnungsrichtung gegen die Feder 39 bewegt.
  • Aufgrund des vorstehend beschriebenen, wird, wie in 2 gezeigt, eine ringförmige Lücke, das heißt eine Ventilöffnung, zwischen dem Ventilkörper 32 und dem Ventilsitz 61 gebildet. Somit strömt Fluid von der ersten Kammer 21 durch diese Ventilöffnung in die zweite Kammer 22. Anschließend wird Fluid von der zweiten Kammer 22 durch den Auslassanschluss 12 des Strömungsratenwächters 10 abgelassen. Wie aus der 2 gesehen werden kann, wird, falls das erste Diaphragma 41 bewegt wird, ein Bereich der Ventilöffnung, der zwischen dem Ventilkörper 32 und dem Ventilsitz 61 ausgebildet ist, vergrößert. Folglich wird die Strömungsrate von aus dem Auslassanschluss 12 abfließendem Fluid entsprechend der Vergrößerung des Bereichs der Ventilöffnung erhöht. Das heißt, dass in dem erfindungsgemäßen Strömungsratenwächter 10 durch Einstellen eines Umfangs bzw. Betrags einer Bewegung des ersten Diaphragmas 41, des Betts 75, des zweiten Diaphragmas 51 und des Ventilkörpers 32, die miteinander integral bewegt werden, die Strömungsrate von aus dem Auslassanschluss 12 strömenden Fluids eingestellt wird.
  • Wie vorstehend beschrieben ist bei der vorliegenden Erfindung mindestens der Ventilsitz 61 aus einem Material hergestellt, dessen Hitzeverformung geringer als die des zylindrischen Teilbereichs 25 ist. Demgemäß wird falls Fluid unter einer hohen Temperatur und hohem Druck in dem Strömungsratenwächter 10 bereitgestellt wird, beispielsweise falls Dampf in dem Strömungsratenwächter 10 bereitgestellt wird, sogar falls sich der zylindrischen Teilbereich 25 in radialer Richtung ausdehnt, kann der Ventilsitz 61 durch Hitze nicht verformt werden. Das heißt, dass die Haltbarkeit des Ventilsitzes 61 gewährleistet werden kann, da der Ventilsitz 61 aus einem Material hergestellt ist, dessen Hitzeverformung relativ gering ist.
  • In der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform ist das Befestigungselement 65 angeordnet und um den Ventilsitz 61 befestigt. Daher wird auch wenn die Temperatur auf einen hinreichend hohen Wert zum Ausdehnen des zylindrischen Teilbereichs 25 erhöht wird, sich der zylindrischen Teilbereich 25 selten durch Hitze verformen. Dementsprechend besteht keine Möglichkeit, dass eine redundante Lücke zwischen dem Ventilkörper 32 und dem Ventilsitz 61 gebildet wird. Somit werden der Ventilkörper 32 und der Ventilsitz 61 nicht beschädigt. Aufgrund des vorstehend beschriebenen Aufbaus gemäß des erfindungsgemäßen Strömungsratenwächters 10 kann, sogar falls Fluid unter hoher Temperatur und hohem Druck bereitgestellt wird, die Strömungsrate stabil eingestellt werden.
  • In dieser Beziehung kann, wie vorstehend beschrieben, falls der Ventilkörper 32 aus einem Material hergestellt ist, dessen Hitzeverformung geringer als die des zylindrischen Teilbereichs 25 ist, die Haltbarkeit des Ventilkörpers 32 gewährleistet werden.
  • Wie aus 2 und 3 gesehen werden kann, ist zwischen dem ringförmigen Dünnfilmbereich 45 des ersten Diaphragmas 41 und dem ringförmig gekrümmten Bereich 77 des Bettes 75 die Gummifolie 71 angeordnet. Weiterhin ist die Gummifolie 72 zwischen dem ringförmig gekrümmten Bereich 77 des Bettes 75 und dem ringförmig gekrümmten Bereich 55 des zweiten Diaphragmas 51 angeordnet. Diese Gummifolien 71, 72 weisen die Funktion auf eine Lücke zwischen dem ersten Diaphragma 41 und dem Bett 75 und eine Lücke zwischen dem Bett 75 und der Gummifolie 72 zu füllen.
  • Falls die Gummifolie 71 nicht bereitgestellt wird und eine Lücke zwischen dem ersten Diaphragma 41 und dem Bett 75 bebildet wird, wenn der Druck in der Druckkammer 29 steigt, dann kann der ringförmige Dünnfilmbereich 45 stark nach unten gekrümmt werden. Folglich kann, falls die Vorrichtung über eine lange Zeitdauer verwendet wird der ringförmige Dünnfilmbereich 45 des ersten Diaphragmas 41 beschädigt werden. Andererseits wird, falls sich das erste Diaphragma 41 und das Bett 75 benachbart zueinander befinden, der ringförmige Dünnfilmbereich 45 des ersten Diaphragmas 41 selten geändert.
  • In dieser Beziehung werden in der vorliegenden Erfindung die Gummifolien 71, 72, die weicher als das Bett 75 sind, wie vorstehend beschrieben, angeordnet. Außerdem sind die Gummifolien 71, 72 angemessen elastisch. Daher können das erste und das zweite Dia phragma 41, 51 angemessen verformt werden. Somit können sie integral mit dem Bett 75 bewegt werden, wobei als ein Ergebnis ermöglicht wird die ringförmigen Dünnfilmbereiche 45, 55 des Diaphragmas zu schützen.
  • Erfindungsgemäß werden zwei Diaphragmen 41, 51 verwendet. Folglich befinden sich, falls beispielsweise Dampf oder ein flüssiges Arzneimittel bereitgestellt werden, die zweite Kammer 22 und die Druckkammer 29, in die das vorstehende Fluid strömt nicht über ein einzelnes Diaphragma zueinander benachbart. Das heißt, in der vorliegenden Erfindung kann, falls die zwei Diaphragmen 41, 51 verwendet werden, eine auf die Diaphragmen 41, 51 aufgebrachte Last so leicht beziehungsweise stark wie möglich verringert werden.
  • Wie in der Zeichnung gezeigt, ist ein zwischen dem ersten Diaphragma 41 und dem zweiten Diaphragma 51 gebildeter Raum durch den Belüftungsanschluss 17 zu der atmosphärischen Luft geöffnet. Falls dem Strömungsratenwächter 10 Dampf bereitgestellt wird, wird der Druck in der zweiten Kammer 22 hoch. Weiterhin wird der Druck in der Druckkammer 29, in die ein anderes Fluid eingeführt wird, ebenfalls hoch. Folglich wird ein zwischen dem ersten Diaphragma 41 und dem zweiten Diaphragma 51 gebildeter Raum von beiden Seiten gedrückt, wobei der Druck in dem Raum einen relativ hohen Wert erreicht. In der vorliegenden Erfindung ist jedoch der Raum durch die Belüftungsöffnung 17 zu atmosphärischer Luft geöffnet. Dementsprechend erreicht in der vorliegenden Erfindung der Druck in dem zwischen dem ersten Diaphragma 41 und dem zweiten Diaphragma 51 gebildeten Raum keinen relativ hohen Wert. Folglich können das erste und das zweite Diaphragma 41, 51 gleichmäßig bewegt werden, und wobei der Druck in der Druckkammer 29 genau auf den Ventilkörper 32 übertragen werden kann, um die Ventilkörper 32 zu verschieben. In diesem Fall kann der Raum zwischen dem ersten Diaphragma 41 und dem zweiten Diaphragma 51 stabilisiert werden. Folglich können, als ein Ergebnis, die in dem Raum angeordneten Gummifolien 71, 72 geschützt werden.
  • Wenn insbesondere Fluid unter einer hoher Temperatur und einem hohem Druck in dem Strömungsratenwächter 10 bereitgestellt wird, beispielsweise, wenn Dampf in dem Strömungsratenwächter 10 bereitgestellt wird, dann besteht die Möglichkeit, dass das erste Diaphragma 41 und das zweite Diaphragma 51 durch Hitze verformt werden. Erfindungsgemäß ist jedoch der zwischen dem ersten Diaphragma 41 und dem zweiten Diaphragma 51 gebildete Raum zu der atmosphärischen Luft geöffnet. Daher kann die Hitzeverformung von diesen Diaphragmen einigermaßen unterdrückt werden.
  • In der Nachbarschaft des Endes des Belüftungsanschlusses 17 ist ein Schraubengewinde (nicht gezeigt) ausgebildet. Insbesondere, falls der Strömungsratenwächter 10 zum Bereitstellen von Fluid, dessen Temperatur relativ hoch ist, verwendet wird, besteht die Möglichkeit, dass sich eine Kondensation in dem zwischen dem ersten Diaphragma 41 und dem zweiten Diaphragma 51 gebildeten Raum bilden kann. Falls eine andere Verbindung (nicht gezeigt) an den Belüftungsanschluss 17 durch das Schraubengewinde angebracht wird, kann die in dem zwischen dem ersten Diaphragma 41 und dem zweiten Diaphragma 51 gebildeten Raum erzeugte Kondensation durch den Belüftungsanschluss 17 auf die Außenseite des Strömungsratenwächters 10 abgelassen werden. Das heißt, in der vorliegenden Erfindung besteht die Möglichkeit den Belüftungsanschluss 17 als einen Drainageanschluss für die Betauung beziehungsweise den Tau zu verwenden.
  • Wie in 2 gezeigt, ist an dem unteren Gehäusebereich 19d des Strömungsratenwächters 10 ein Belüftungsanschluss 27 ausgebildet, der sich von der Federkammer 15c, in der die Feder 39 angeordnet vorliegt, nach außen erstreckt. Der Belüftungsanschluss 27 funktioniert, um die Wirkung der Feder 39 durch Öffnen der Federkammer 15c zur atmosphärischen Luft gleichmäßig zu machen. Auf die gleiche Weise wie das des Belüftungsanschlusses 17, kann ein Schraubengewinde (nicht gezeigt) in der Nachbarschaft des Endes des Belüftungsanschlusses 27 ausgebildet sein, und wobei eine andere Verbindung an dem Belüftungsanschluss 27 angebracht sein kann. Aufgrund der vorstehend beschriebenen Struktur kann die in der Federkammer 15c zu dem Zeitpunkt des Bereitstellens von Fluid von relativ hoher Temperatur erzeugte Kondensation durch den Belüftungsanschluss 27 auf die Außenseite des Strömungsratenwächters 10 abgelassen werden.
  • 5a ist eine teilweise vergrößerte Ansicht, in der ein proximales Ende des zylindrischen Teilbereichs vergrößert dargestellt ist. Wie in 5a gezeigt, ist eine ringförmige Nute 83 an der äußeren Umfangsfläche des Verschlussbereichs 80 ausgebildet, der mit der inneren Umfangsfläche des zylindrischen Teilbereichs 25 im Eingriff steht. In der ringförmigen Nute 83 ist ein Stahlelement, beispielsweise ein O-Ring 82 so angeordnet, dass die äußere Umfangsfläche des Verschlussbereichs 80 und die innere Umfangsfläche des zylindrischen Teilbereichs 25 abgedichtet werden können. Wie in der Zeichnung gezeigt, wird der O-Ring 82 in die ringförmige Nute 83 des Verschlussbereichs 80 eingefügt, obwohl der O-Ring 82 durch die innere Umfangsfläche des zylindrischen Teilbereichs 25 in Richtung der Innenseite in die radiale Richtung gedrückt wird.
  • Folglich wird, falls eine geringfügige Lücke zwischen der äußeren Umfangsfläche des Verschlussbereichs 80 und der inneren Umfangsfläche des zylindrischen Teilbereichs 25 gebildet wird, der O-Ring 82 nach außen in die radiale Richtung so ausgedehnt, dass diese Lücke abgedichtet werden kann. Falls insbesondere der Strömungsratenwächter 10 Fluid unter einer hohen Temperatur und einem hohen Druck bereitstellt, beispielsweise falls der Strömungsratenwächter 10 Dampf bereitstellt, besteht die Möglichkeit, dass der zylindrische Teilbereich 25 nach außen in die radialen Richtung ausgedehnt wird, und wobei eine Lücke zwischen dem Verschlussbereich 80 und dem zylindrischen Teilbereich 25 gebildet werden kann. Erfindungsgemäß jedoch wird diese Lücke durch die Ausdehnung des O-Rings absorbiert. Folglich kann ein Ausströmen von Fluid zwischen dem zylindrischen Teilbereich 25 und dem Verschlussbereich 80 verhindert werden. Falls der Strömungsratenwächter 10 Dampf bereitstellt, wird der zylindrischen Teilbereich 25 ebenfalls in der vertikalen Richtung verformt. Da der O-Ring 82, wie in 5 gezeigt, auf der Innenseite in die radiale Richtung gedrückt wird, kann, selbst wenn der zylindrische Teilbereich 25 in der vertikalen Richtung verformt wird, der O-Ring 82 diese Verformung absorbieren, um die Dichtung aufrecht zu erhalten.
  • An dem proximalen Ende 25b des zylindrischen Teilbereichs 25 ist eine Aussparungsauskehlung 25d ausgebildet. Ein ringförmiger Vorsprung 84, dessen Form der Aussparungsauskehlung 25d entspricht, wird an dem Verschlussbereich 80 bereitgestellt. Wie in der Zeichnung gezeigt, steht der ringförmige Vorsprung 84 des Verschlussbereichs 80 mit der Aussparungsauskehlung 25d des zylindrischen Teilbereichs 25 im Eingriff. Aufgrund der vorstehend beschriebenen Struktur wird, selbst falls das Fluid, das von zwischen dem zylindrischen Teilbereich 25 und dem Verschlussbereich 80 ausströmte beziehungsweise leckte, wenn der zylindrische Teilbereich 25 in der radialen Richtung verformt vorliegt, über den O-Ring 82 strömen und das proximale Ende 25b des zylindrischen Teilbereichs 25 erreichen, wobei die Strömung des Fluids durch den ringförmigen Vorsprung 84 gestoppt wird. Folglich, werden die Aussparungsauskehlung 25d und der ringförmige Vorsprung 84, der der Aussparungsauskehlung 25d entspricht, bereitgestellt, dann kann das Fluid daran gehindert werden von zwischen dem zylindrischen Teilbereich 25 und dem Verschlussbereich 80 auszuströmen, falls der zylindrischen Teilbereich 25 und der Verschlussbereich 80 in der radialen Richtung verformt vorliegen. Demzufolge kann die Dichtung aufrechterhalten werden.
  • 5b ist eine andere teilweise vergrößerte Ansicht, in der das proximale Ende des zylindrischen Teilbereichs vergrößert gezeigt ist. In der in 5b gezeigten Ausführungsform ist ein ringförmiger Vorsprung 25e an dem proximalen Ende 25b des zylindrischen Teilbereichs 25 ausgebildet. Eine Aussparungsauskehlung 84', die dem ringförmigen Vorsprung 25e entspricht, wird an dem Verschlussbereich 80 bereitgestellt. Selbst bei dieser Struktur kann, auf die gleiche Weise wie die vorstehend beschriebene, Fluid daran gehindert werden von zwischen dem zylindrischen Teilbereich 25 und dem Verschlussbereich 80 auszuströmen. Dementsprechend kann eine Dichtung in der radialen Richtung aufrechterhalten werden.
  • In 5a und 5b werden ringförmige Vorsprünge 84, 25e, deren Querschnitte rechteckig sind, gezeigt und die Aussparungsauskehlungen 25d, 84, deren Formen denen der ringförmigen Vorsprünge 84, 25e entsprechen. Die Querschnitte der ringförmigen Vorsprünge und die Aussparungsauskehlungen können jedoch in anderer Form ausgebildet sein, beispielsweise können die Querschnitte der ringförmigen Vorsprünge und Aussparungsauskehlungen dreieckig sein. Alternativ besteht die Möglichkeit eine derartige Struktur so anzupassen, dass die ringförmigen Vorsprünge 84, 25e weggelassen sind und ein anderer O-Ring in der Aussparungsauskehlung 25d, 84' angeordnet vorliegt, wobei die gleichen Vorteile, wie jene vorstehend beschriebenen, bereitgestellt werden können.
  • 6 ist eine geschnittene Seitenansicht, die einen Zustand eines Öffnens eines Ventils der zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform des Strömungsratenwächters 10' zeigt. Die gleichen Bezugsnummern werden verwendet, um die gleichen Teile in den Zeichnungen, einschließlich 6, anzuzeigen. Doppelte Erklärungen werden hier minimiert und weggelassen. In der zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform ist der Ventilkörper 32 aus dem gleichen Material wie dem des Gehäusefassbereichs 19c hergestellt, das heißt, der Ventilkörper 32 ist aus Polypropylen oder Fluorharz hergestellt. Der bezüglich 4 erklärte O-Ring wird in dem Ventilkörper 32 des Strömungsratenwächters 10' nicht bereitgestellt.
  • Die Größe des Ventilsitzes 61' des Strömungsratenwächters 10', gezeigt in 6, ist im Wesentlichen die gleiche, wie die kombinierte Größe des Ventilsitzes 61 und des Befestigungselements 65 der ersten Ausführungsform. Zusätzlich ist der Ventilsitz 61' mit dem zylindrischen Teilbereich 25 integral ausgebildet. Das heißt, dass der Ventilsitz 61' des Strömungsratenwächters 10' aus dem gleichen Material hergestellt ist, wie jener des Gehäusefassbereichs 19c, das heißt, dass der Ventilsitz 61' des Strömungsratenwächters 10' aus Polypropylen oder Fluorharz hergestellt ist.
  • Wie in 6 gezeigt, liegt das ringförmige Verstärkungselement 90 in dem Ventilsitz 61' eingebettet vor. Beispielsweise kann dieses Verstärkungselement 90 aus Titan oder Polyether-Etherketon (PEEK) hergestellt sein. In der in 6 gezeigten Ausführungsform, wird ein Material, dessen Hitzeverformung geringer ist als jene des Gehäusefassbereichs 19c als ein Material für das Verstärkungselement 90 ausgewählt.
  • Wie in der Zeichnung gezeigt, ist die Größe des Verstärkungselements 90 in der radialen Richtung geringfügig geringer als die Größe der oberen Fläche des Ventilsitzes 61'. Das Verstärkungselement 90 erstreckt sich von der oberen Fläche des Ventilsitzes 61 zu dem Endpunkt der innenseitigen geneigten Fläche 63 in die axiale Richtung. Das heißt, dass das innerhalb der Oberfläche des Ventilsitzes 61' eingebettete Verstärkungselement 90 mit dem Ventilkörper 32 in Kontakt tritt. Weiterhin ist das gesamte Verstärkungselement 90 in dem Ventilsitz 61' eingebettet. Folglich wird, wie in der Zeichnung gezeigt, das Verstärkungselement 90 beiden der ersten Kammer 21 oder der zweiten Kammer 22 nicht ausgesetzt.
  • Wird beurteilt, dass ein Fluid unter einer hohem Temperatur und einem hohem Druck, beispielsweise Dampf dem Strömungsratenwächter 10' bereitgestellt wird, obwohl der Ventilsitz 61' aus Harzmaterial hergestellt ist, wird sich der Ventilsitz 61' nicht in radialer Richtung ausdehnen, da das Verstärkungselement 90 in dem Ventilsitz 61' eingebettet vorliegt. Das heißt, dass durch den Strömungsratenwächter 10' eine Strömungsrate ohne Schaden an dem Ventilsitz 61 zu bewirken, stabil eingestellt werden kann. Da weiterhin, wie vorstehend beschrieben, der Ventilkörper 32 und der Ventilsitz 61' aus dem gleichen Harzmaterial hergestellt werden, tritt keine Abnutzung auf, falls der Ventilsitz 61' und der Ventilkörper 32 des Strömungsratenwächters 10' miteinander in Kontakt treten, was in dem Fall unwahrscheinlich ist, falls zwei Metalle in Kontakt treten.
  • Bei der Struktur der zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das metallische Material nicht exponiert. Daher ist es, falls dass Fluid, das ein metallisches Material korrodieren kann, beispielsweise wenn ein spezifisches Arzneimittel verwendet wird, möglich, den Strömungsratenwächter 10' der zweiten Ausführungsform anzuwenden. Weiterhin wird die Menge des für die zweite Ausführungsform zu verwendenden Materials, dessen Hitzeverformung gering ist, geringer werden als jene der ersten Ausführungsform. Dementsprechend können die Herstellungskosten des Strömungsratenwächters 10' der zweiten Ausführungsform verglichen zu der ersten Ausführungsform verringert werden. In dieser Beziehung sollte erwähnt werden, dass eine Kombination, in der einige der vorstehend erwähnten Ausführungsformen passend miteinander kombiniert werden, von dem Umfang der vorliegenden Erfindung umfasst ist.
  • 7a ist eine geschnittene Seitenansicht, die einen Zustand eines Öffnens eines Ventils des Strömungsratenwächters 10'' der dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 7b ist eine Ansicht der Stirnfläche des in 7a gezeigten Strömungsratenwächters. In der in 7a gezeigten Ausführungsform ist eine untere Bedeckung 95 bereitgestellt, die den Verschlussbereich 80 von der unteren Seite bedeckt. Die untere Bedeckung 95 ist im Wesentlichen kappenförmig ausgebildet. Die untere Bedeckung 95 umfasst einen Endbereich 96a, der einen Boden der Kappe bildet und eine Hülle 96b, an deren inneren Umfangsfläche ein Schraubengewinde ausgebildet ist, das eine Umfangsfläche der Kappe bildet. Es wird bevorzugt, dass die untere Bedeckung 95 aus einem Material hergestellt wird, dessen Festigkeit hoch ist, beispielsweise wird bevorzugt, dass die untere Bedeckung 95 aus rostfreiem Stahl SUS304, etc. hergestellt wird.
  • In der dritten Ausführungsform wird in einem unteren Bereich des Gehäusefassbereichs 19c eine teilweise ringförmige Nute 97 auf eine derartige Weise gebildet, dass die teilweise ringförmige Nute 97 den zylindrischen Teilbereich 25 umgibt. An einer inneren Umfangsfläche von dieser teilweise ringförmigen Nute 97 wird ein Schraubengewinde gebildet, das auf ein Schraubengewinde der Hülle 96b geschraubt wird. Dementsprechend, wird die untere Bedeckung 95 angeordnet, dann umgibt von der Außenseite die untere Bedeckung 95 eine Seitenwand des zylindrischen Teilbereichs 25, während ein vorderes Ende der Hülle 96b mit der teilweise ringförmigen Nute 97 im Eingriff steht. Wie vorstehend beschrieben, wird die untere Bedeckung 95 aus rostfreiem Stahl SUS304 hergestellt. Daher wird der zylindrische Teilbereich 25 durch die untere Bedeckung 95 von der Seitenfläche und der unteren Anschnitt- beziehungsweise Stirnseite verstärkt.
  • Wird die untere Bedeckung 95 an den zylindrischen Teilbereich 25 geschraubt, dann wird der Verschlussbereich 80 innerhalb der kappenförmigen unteren Bedeckung 95 aufgenommen und oberhalb des Endbereichs 96a angeordnet. Wird, insbesondere die untere Bedeckung 95, wie in der Zeichnung gezeigt, vollständig an den zylindrischen Teilbereich 25 geschraubt, dann wird der Flanschbereich des Verschlussbereichs 80 zwischen den zylindrischen Teilbereich 25 und die untere Bedeckung 95 geschoben.
  • In der vorliegenden Ausführungsform wird in dem unteren Gehäusebereich 19d ein Durchgangsloch 19f gebildet. An einer inneren Wand des Durchgangslochs 19f wird ein ringförmiger Vorsprung 19g bereitgestellt, der in die Umfangsrichtung vorragt. Nachdem die untere Bedeckung 95 angeschraubt wurde, wird der untere Gehäusebereich 19d an den Gehäusefassbereich 19c, wie vorstehend beschrieben, in einer derartigen Weise angeordnet, dass die untere Bedeckung 95 durch das Durchgangsloch 19f des untere Gehäusebereichs 19d aufgenommen werden kann. Aufgrund des vorstehend beschriebenen, wird der untere Bereich der unteren Bedeckung 95 an dem ringförmigen Vorsprung 19g des unteren Gehäusebereichs 19d angeordnet beziehungsweise gelagert.
  • In dem vorstehend erwähnten Zustand ist die untere Bedeckung 95 lediglich an den zylindrischen Teilbereich 25 geschraubt. Dementsprechend besteht die Möglichkeit, dass die untere Bedeckung 95 beim Rotieren gelockert werden kann. Folglich wird, wie in der Zeichnung gezeigt, ein Gehäuseverschlussbereich 19e mit einem Flansch in das Durchgangsloch 19f des unteren Gehäusebereichs 19d von der zu der unteren Bedeckung 95 abgewandten Seite eingefügt. Aufgrund des vorstehend beschriebenen, steht der Flansch des Gehäuseverschlussbereichs 19e mit dem ringförmigen Vorsprung 19g im Eingriff.
  • Wie in der Zeichnung gezeigt, wird eine Vielzahl von Öffnungen beziehungsweise Löchern an dem Endbereich 96a der unteren Bedeckung 95 gebildet. In dem Gehäuseverschlussbereich 19e wird eine Vielzahl von Öffnungen gebildet, die den vorstehend erwähnten Öffnungen entsprechen. Wie in 7a und 7b gezeigt, werden, nachdem der Gehäuseverschlussbereich 19e angeordnet wurde, die Schrauben 94 in diese Öffnungen so eingefügt, dass die untere Bedeckung 95 und der Gehäuseverschlussbereich 19e aneinander befestigt werden können. Wird die untere Bedeckung 95 auf diese Weise befestigt, dann kann verhindert werden, dass die untere Bedeckung 95 in der Umfangsrichtung gedreht wird. Folglich kann die untere Bedeckung 95 nicht gelockert werden.
  • In dem vorstehend beschrieben Zustand wird, wie aus 7a gesehen werden kann, der ringförmige Vorsprung 19g des unteren Gehäusebereichs 19d zwischen die untere Bedeckung 95 und den Gehäuseverschlussbereich 19e geschoben. Daher werden die untere Bedeckung 95 und der Gehäuseverschlussbereich 19e durch Schrauben 94 aneinander befestigt. Dementsprechend werden diese Teile fest aneinander befestigt.
  • An dem Endbereich 96a der unteren Bedeckung 95 ist eine Öffnung ausgebildet, in der ein unterer Bereich des Gleitelements 36 geschoben wird. Eine Feder 39 des Gleitelements 36 ist zwischen dem Gleitelement 36 und einem Aussparungsbereich 15b des Gehäuseverschlussbereichs 19e angeordnet.
  • Da die untere Bedeckung 95, wie vorstehend beschrieben, in der dritten Ausführungsform durch Schrauben 94 befestigt wird, werden, selbst wenn Dampf bereitgestellt wird, der zylindrische Teilbereich 25 des Gehäusefassbereichs 19c und andere Teile nicht in der vertikalen Richtung verformt. Weiterhin wird die untere Bedeckung 95 in dem Durchgangsloch 19f in einer derartigen Weise aufgenommen, dass die untere Bedeckung 95 mit dem ringförmigen Vorsprung 19g des unteren Gehäusebereichs 19d in Eingriff treten kann. Dementsprechend besteht keine Möglichkeit, dass der zylindrische Teilbereich 25, der Gehäusefassbereich 19c und der untere Gehäusebereich 19d in der Umfangsrichtung verformt werden. Das heißt, dass in dem Strömungsratenwächter 10''' der dritten Ausführungsform keine Teile verformt werden. Folglich ist es möglich Dampf ohne Ausströmen bereitzustellen.
  • Da es möglich ist Dampf ohne die Verformung der Teile bereitzustellen, wird bevorzugt, dass das Gebläse 37 aus hoch dichtem PTEE (Polytetrafluorethylen) hergestellt wird, dessen Haltbarkeit höher ist als jene des Standard-PTEE.
  • In der dritten Ausführungsform wird bevorzugt, dass der äußere Umfangsdurchmesser des O-Rings 82 so weit wie möglich erweitert wird ohne die Form des Aussparungsbereichs zu ändern, der den in dem Verschlussbereich 80 verwendeten O-Ring aufnimmt. Gemäß der vorstehend beschriebenen Struktur, ist der Press- beziehungsweise Quetschbereich des O-Rings 82 größer als der der herkömmlichen Struktur und als ein Ergebnis ist es möglich, dass die Dichteigenschaften erhöht werden.
  • In dieser Beziehung besteht die Möglichkeit dass, falls die Schraube 67, die als das Befestigungselement 65 verwendet wird, aus PEEK, etc. hergestellt wird, zum Zeitpunkt der Bereitstellung von Dampf, die aus PEEK hergestellte Schraube eluiert wird und als Teilchen in die zweite Kammer 22 fließt. Aus den vorstehend angegebenen Gründen wird bevorzugt, dass die Schraube aus Titan hergestellt wird. Noch bevorzugter ist, dass die aus Titan hergestellte Schraube bereits geätzt wurde. Aufgrund des vorstehend beschriebenen Struktur, besteht die Möglichkeit zu unterdrücken, dass die Schraube zu dem Zeitpunkt des Bereitstellens von Dampf eluiert wird.
  • Die vorliegende Erfindung wurde unter Bezugnahme auf die typischen Ausführungsformen vorstehend erläutert. Es können jedoch vom Fachmann ohne von dem Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen Änderungen, Auslassungen und Additionen erzeugt werden.
    • 10, 10', 10'''
    Strömungsratenwächter
    11
    Einlassanschluss
    12
    Auslassanschluss
    15a
    Gleitnute
    15b
    Aussparungsbereich
    17
    Belüftungsanschluss
    18
    Druckeinführanschluss
    19a
    Gehäusedeckelbereich
    19b
    ringförmiger Gehäusebereich
    19c
    Gehäusefassbereich
    19d
    unterer Gehäusebereich
    19e
    Gehäuseverschlussbereich
    21
    erste Kammer
    22
    zweite Kammer
    25
    zylindrischer Teilbereich
    25a
    vorderes Ende
    25b
    proximales Ende
    25c
    innere Umfangsfläche
    25d
    Aussparungsauskehlung
    25e
    ringförmiger Vorsprung
    26
    Schrittbereich
    29
    Druckkammer
    32
    Ventilkörper
    33
    vorderes Ende
    35
    Verbindungselement
    36
    Gleitelement
    37
    Gebläse; Blasebalg (bellows)
    38
    O-Ring
    39
    Feder
    41
    erstes Diaphragma
    42
    Loch/Öffnung
    43
    ringförmiger Kantenbereich
    45
    ringförmiger Dünnfilmbereich
    51
    zweites Diaphragma
    52
    Öffnung
    53
    ringförmiger Kantenbereich
    55
    ringförmiger Dünnfilmbereich
    61
    Ventilsitz
    62
    äußere Umfangsfläche
    63
    innenseitige geneigte Fläche
    64
    Schrittbereich
    65
    Befestigungselement
    66
    Ausdehnungsbereich
    67
    Schraube
    68
    innere Umfangsfläche
    71, 72
    Gummifolie
    75
    Bett
    76
    vorragender Endbereich
    77
    ringförmig gekrümmter Bereich
    80
    Verschlussbereich
    81
    O-Ring
    82
    O-Ring
    83
    ringförmige Nute
    84
    ringförmiger Vorsprung
    84'
    Aussparungsauskehlung
    90
    Verstärkungselement
    91
    Schraube
    92
    Schraube
    93
    Rohr/Rohrleitung
    94
    Schraube
    95
    untere Bedeckung
  • Zusammenfassung
  • Ein Strömungswächter wird bereitgestellt, welcher umfasst:
    ein Gehäuse (19), das eine erste Kammer (21), die mit einem Einlassanschluss (11) verbunden ist und eine zweite Kammer (22) umfasst, die mit einem Auslassanschluss (12) verbunden ist, einen zylindrischen Teilbereich (25), der sich in die zweite Kammer (22) erstreckt, um die erste Kammer mit der zweiten Kammer zu verbinden, einen Ventilsitz (61), der an einem vorderen Endbereich (25a) des zylindrischen Teilbereichs bereitgestellt wird, und einen Ventilkörper (32) zum Öffnen und Schließen des Ventilsitzes, worin mindestens eines von dem Ventilsitz und dem Ventilkörper aus einem Material hergestellt ist, dessen Hitzeverformung geringer ist als jene von dem Material, das den zylindrischen Teilbereich bildet. Aufgrund des vorstehend beschriebenen, wird ermöglicht die Strömungsrate eines Fluids unter einer hohen Temperatur und einem hohem Druck stabil einzustellen. Eine Druckkammer (29), die mit der zweiten Kammer verbunden ist und mit einem Druckanschluss (18) bereitgestellt wird, kann in dem Gehäuse angeordnet sein. Ein erstes und zweites, miteinander verbundenes, flexibles Trennmittel (41, 51) wird bereitgestellt, um die zweite Kammer und die Druckkammer voneinander zu trennen und ein Bett (75), das zwischen dem ersten und dem zweiten flexiblen Trennmittel angeordnet ist, kann ebenfalls bereitgestellt werden. Ein Verstärkungselement (90) kann in dem zylindrischen Teilbereich (25) eingebettet vorliegen.

Claims (17)

  1. Strömungswächter, umfassend: ein Gehäuse, das eine erste Kammer, die mit einem Einlassanschluss verbunden ist und eine zweite Kammer umfasst, die mit einem Auslassanschluss verbunden ist, einen zylindrischen Teilbereich, der sich in die zweite Kammer erstreckt, um die erste Kammer mit der zweiten Kammer zu verbinden, einen Ventilsitz, der an einem vorderen Endbereich des zylindrischen Teilbereichs bereitgestellt wird, und einen Ventilkörper zum Öffnen und Schließen des Ventilsitzes, worin mindestens eines von dem Ventilsitz und dem Ventilkörper aus einem Material hergestellt ist, dessen Hitzeverformung geringer ist als jene von dem Material, das den zylindrischen Teilbereich bildet.
  2. Strömungswächter, umfassend: ein Gehäuse, das eine erste Kammer, die mit einem Einlassanschluss verbunden ist und eine zweite Kammer umfasst, die mit einem Auslassanschluss verbunden ist, einen zylindrischen Teilbereich, der sich in die zweite Kammer erstreckt, um die erste Kammer mit der zweiten Kammer zu verbinden, einen Ventilsitz, der an einem vorderen Endbereich des zylindrischen Teilbereichs bereitgestellt wird, und einen Ventilkörper zum Öffnen und Schließen des Ventilsitzes, worin das Verstärkungselement aus einem Material hergestellt ist, dessen Hitzeverformung geringer ist als jene von dem Material, das den zylindrischen Teilbereich bildet und zumindest teilweise in dem zylindrischen Teilbereich eingebettet vorliegt.
  3. Strömungswächter, umfassend: ein Gehäuse, das eine erste Kammer, die mit einem Einlassanschluss verbunden ist und eine zweite Kammer umfasst, die mit einem Auslassanschluss verbunden ist, einen zylindrischen Teilbereich, der sich in die zweite Kammer erstreckt, um die erste Kammer mit der zweiten Kammer zu verbinden, einen Ventilsitz, der an einem vorderen Endbereich des zylindrischen Teilbereichs bereitgestellt wird, und einen Ventilkörper zum Öffnen und Schließen des Ventilsitzes, einen Verschlussbereich zum Schließen eines proximalen Endes des zylindrischen Teilbereichs, und einen Kappenförmigen Trägerbereich zum Umgeben und Stützen des zylindrischen Teilbereichs, während der Verschlussbereich aufgenommen wird.
  4. Strömungsratenwächter nach einem der Ansprüche 1 bis 3 weiter umfassend, ein Befestigungselement zum Befestigen eines Umfangs eines vorderen Endbereichs des zylindrischen Teilbereichs.
  5. Strömungsratenwächter nach einem der Ansprüche 1 bis 4 weiter umfassend, ein Ventilkörperdichtmittel zum Dichten des Ventilkörpers, das in einem Bereich des Ventilkörpers angeordnet ist, der mit dem Ventilsitz in Kontakt tritt.
  6. Strömungsratenwächter nach einem der Ansprüche 1 bis 5 weiter umfassend: eine Druckkammer, die in dem Gehäuse angeordnet ist, wobei die Druckkammer mit der zweiten Kammer verbunden ist und einen Druckanschluss aufweist, ein erstes und ein zweites flexibles Trennmittel, die miteinander verbunden sind, um die zweite Kammer und die Druckkammer voneinander dichtend zu trennen, worin das erste flexible Trennmittel in der Druckkammer Fluid ausgesetzt ist und das zweite flexible Trennmittel in der zweiten Kammer Fluid ausgesetzt ist und mit dem Ventilkörper verbunden ist, und ein Bett, das zwischen dem ersten und dem zweiten flexiblen Trennmittel angeordnet ist.
  7. Strömungsratenwächter nach Anspruch 6, worin ein elastisches Element an mindestens einer Position angeordnet ist, die zwischen dem ersten flexiblen Trennmittel und dem Bett, und der Position angeordnet ist, die zwischen dem zweiten flexiblen Trennmittel und dem Bett angeordnet ist.
  8. Strömungsratenwächter nach Anspruch 6 oder 7, worin ein Ausströmungsdurchlass in dem Gehäuse an der Position zwischen dem ersten und dem zweiten flexiblen Trennmittel ausgebildet ist.
  9. Strömungsratenwächter nach einem der Ansprüche 6 bis 8 weiter umfassend: ein Verschlussmittel zum Schließen eines proximalen Endes des zylindrischen Teilbereichs, worin der Ventilkörper mit dem Verschlussbereich beweglich verbunden ist, und ein Dichtmittel, das in mindestens einer Position angeordnet ist, die zwischen der Innenwand des zylindrischen Teilbereichs und dem Verschlussbereich angeordnet ist, und der Position, die zwischen dem proximalen Kantenbereich des zylindrischen Teilbereichs und dem Verschlussbereich angeordnet ist.
  10. Strömungswächter, umfassend: ein Gehäuse, das eine erste Kammer, die mit einem Einlassanschluss verbunden ist und eine zweite Kammer umfasst, die mit einem Auslassanschluss verbunden ist, wobei das Gehäuse ebenfalls eine Druckkammer umfasst, die mit der zweiten Kammer verbunden ist und einen Druckanschluss aufweist, einen zylindrischen Teilbereich, der sich in die zweite Kammer erstreckt, um die erste Kammer mit der zweiten Kammer zu verbinden, einen Ventilsitz, der an einem vorderen Endbereich des zylindrischen Teilbereichs bereitgestellt ist, einen Ventilkörper zum Öffnen und Schließen des Ventilsitzes, ein erstes und ein zweites flexibles Trennmittel, die miteinander verbunden sind, um die zweite Kammer und die Druckkammer voneinander dichtend zu trennen, worin das erste flexible Trennmittel in der Druckkammer Fluid ausgesetzt ist und das zweite flexible Trennmittel in der zweiten Kammer Fluid ausgesetzt ist und mit dem Ventilkörper verbunden ist, und ein Bett, das zwischen dem ersten und dem zweiten flexiblen Trennmittel angeordnet ist.
  11. Strömungsratenwächter nach Anspruch 10, worin das elastische Element an mindestens einer Position angeordnet vorliegt, die zwischen dem ersten flexiblen Trennmittel und dem Bett angeordnet ist, und der Position, die zwischen dem zweiten flexiblen Trennmittel und dem Bett angeordnet vorliegt.
  12. Strömungsratenwächter nach Anspruch 10 oder 11, worin ein Ausströmungsdurchlass in dem Gehäuse an der Position zwischen dem ersten und dem zweiten flexiblen Trennmittel ausgebildet ist.
  13. Strömungsratenwächter nach einem der Ansprüche 10 bis 12, weiter umfassend: einen Verschlussbereich zum Schließen eines proximalen Endes des zylindrischen Teilbereichs, worin der Ventilkörper mit dem Verschlussbereich beweglich verbunden ist, und ein Dichtmittel, das in mindestens einer Position angeordnet ist, die zwischen der Innenwand des zylindrischen Teilbereichs und dem Verschlussbereich angeordnet ist, und der Position, die zwischen dem Basiskantenbereich des zylindrischen Teilbereichs und dem Verschlussbereich angeordnet ist.
  14. Strömungsratenwächter nach einem der Ansprüche 10 bis 13, worin ein Verstärkungselement, das aus Material hergestellt ist, dessen Hitzeverformung geringer ist als jene von dem Material, das den zylindrischen Teilbereich bildet, mindestens teilweise in dem zylindrischen Teilbereich eingebettet vorliegt.
  15. Strömungswächter nach einem der Ansprüche 10 bis 13, worin mindestens eines von dem Ventilsitz und dem Ventilkörper aus einem Material hergestellt sind, deren Hitzeverformung geringer ist als jene von dem Material, das den zylindrischen Teilbereich bildet.
  16. Strömungsratenwächter nach einem der Ansprüche 10 bis 15 weiter umfassend, ein Befestigungsmittel zum Befestigen eines Umfangs eines vorderen Endbereichs des zylindrischen Teilbereichs.
  17. Strömungsratenwächter nach einem der Ansprüche 10 bis 16 weiter umfassend, ein Ventilkörperdichtmittel zum Dichten des Ventilkörpers, das in einem Bereich des Ventilkörpers angeordnet ist, der mit dem Ventilsitz in Kontakt tritt.
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