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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ventil, das eine Durchflussmenge eines Fluids steuert. Die Erfindung betrifft ein Ventil, das die Durchflussmenge eines Fluids steuert, und insbesondere ein Ventil, das in einem Hochdruckströmungsdurchlass vorgesehen ist und das ein Nachspannen einer Dichtpackung erfordert, die das Austreten eines Fluids aus einem Ringspalt zwischen einem Schaft und einem Gehäuseoberteil verhindert.
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Ein in PTL 1 offenbartes Ventil ist ein Steuerventil in der Art eines Nadelventils für ein Hochdruckfluid, und eine Struktur des Ventils ist ein Hochdruck-Nadelventil, in dem ein Nadelabschnitt in Bezug auf einen Ventilsitz in einem Körper mit einem Zuströmanschluss und einem Abströmanschluss ohne Drehung auf und ab bewegt wird, um sich zu öffnen und zu schließen oder eine Durchflussrate des Hochdruckfluids einstellen zu können. Der Ventilsitz und der Nadelabschnitt liegen stark aneinander an, um das Fluid zu blockieren.
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Als ein Steuerventil, das eine Durchflussrate eines Fluids einstellen und ein Öffnen und Schließen durchführen kann, ist ein in PTL 2 beschriebenes Steuerventil bekannt. Das Steuerventil umfasst einen Ventilkörper, der einen Strömungsdurchlass für ein Fluid, ein Ventilelement, das eine Durchflussrate des Fluids steuert, und einen Aktor, der das Ventilelement auf und ab bewegt, aufweist. Wenn das Ventil geschlossen ist, liegt ein Anlageabschnitt des Ventilelements an einem im Ventilkörper ausgebildeten Ventilsitz an, wenn das Ventilelement durch den Aktor abgesenkt wird, wodurch das Fluid blockiert wird. Das Ventilelement wird stark gegen den dem Ventilelement zugewandten Ventilsitz gepresst, indem das Ventilelement ohne Drehung auf und ab bewegt wird, so dass diese Steuerventile einem Hochdruckfluid standhalten können.
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Liste der Entgegenhaltungen
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Patentliteratur
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- PTL 1: JP-A-2016-156442
- PTL 2: JP-A-2016-014405
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Kurzdarstellung der Erfindung
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Technisches Problem
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Bei dieser Art von Ventil ist ein Dichtungselement vorgesehen, um zu verhindern, dass ein Fluid aus einem Raum, in dem sich ein Schaft bewegt, nach außen austritt. Da jedoch ein Innenraum einer Ventilkammer unter hohem Druck verwendet wird, kann sich ein Dichtungspresselement, das das Dichtungselement an eine Ventilkammerseite presst, aufgrund langfristiger Verwendung lösen. In diesem Fall kann sich, auch wenn das Dichtungspresselement nachgezogen wird, um dieses Problem zu beheben, auf der Ventilkammerseite ein Druck im Dichtungselement aufbauen. Wenn sich der Druck aufgebaut hat, entsteht das Problem, dass es nicht möglich ist, das Dichtungspresselement nur durch Nachziehen mit einem vorbestimmten Anzugsdrehmoment in eine vorbestimmte Position festzuziehen, und dass das Nachziehen mit einem Drehmomentschlüssel mit festgelegtem Drehmoment nicht durchgeführt werden kann.
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Wenn ein ausreichendes Nachziehen aufgrund des aufgebauten Drucks nicht möglich ist, wird das Dichtungspresselement einmal vollständig gelöst, der aufgebaute Druck wird von einem oberen Abschnitt nach außen abgelassen, und dann wird das Festziehen erneut durchgeführt. Da sich der Druck aufgestaut hat, wird das Dichtungselement durch Lösen des Dichtungspresselements angehoben, und die Druckentlastung ist abgeschlossen. Es stellt sich jedoch das Problem, dass diese Arbeit Zeit und Mühe erfordert und das Dichtungselement beschädigen kann.
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In den letzten Jahren wurde ein Ventil in einer Umgebung benötigt, in der ein Hochdruckfluid als zu steuerndes Fluid gesteuert wird. Wenn das Ventil in einer solchen Umgebung als Auslassventil verwendet wird, kann eine Drossel als Geräuschdämpfungsmaßnahme auf einer Auslassseite vorgesehen werden. Durch das Vorsehen der Drossel wird der Druck nicht gleichmäßig abgelassen, und eine Schaftseite (Dichtungsseite) wird beeinträchtigt. Dadurch kann das Dichtungspresselement, das das Dichtungselement anpresst, gelöst werden.
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(a) von 11 zeigt einen Zustand, in dem ein Dichtungspresselement 230 in eine tiefe Position eingeschraubt ist. (b) in 11 zeigt einen Zustand, in dem das Dichtungspresselement 230 gelöst ist, aber der Druck eines Hochdruckfluids in einer Ventilkammer 214 noch aufrechterhalten wird. Wenn ferner eine Schraube des Dichtungspresselements 230 gelöst wird, kann zu einem Zeitpunkt, zu dem ein Außengewinde des Dichtungspresselements 230 außer Eingriff ist, das Hochdruckfluid in der Ventilkammer 214 zu einem oberen Dichtungsöffnungsraum (obere Seite in Bezug auf eine Position P) fließen, und ein Kratzer oder dergleichen, der die Dichtungsleistung beeinträchtigt, kann in einem äußeren Dichtungselement 232 auftreten (siehe (c) von 11).
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(a) von 12 zeigt einen Zustand, in dem ein Dichtungspresselement 330 in eine tiefe Position eingeschraubt ist und ein Druckaufbauabschnitt P, in dem sich das Hochdruckfluid ansammelt, in einem Spaltraum zu einem Dichtungsabschnitt ausgebildet ist. In dem Dichtungsabschnitt liegen ein inneres Dichtungselement 331 und ein äußeres Dichtungselement 332 an einer äußeren Umfangsfläche eines Schafts 320 bzw. einer inneren Umfangsfläche 319 eines Dichtungsraums an. (b) von 12 zeigt einen Zustand, in dem das Dichtungspresselement 330 gelöst ist, aber der Druck des Hochdruckfluids in einer Ventilkammer 314 noch aufrechterhalten wird. Zu diesem Zeitpunkt wird der Druck in dem Druckaufbauabschnitt P aufrechterhalten. Wenn ferner eine Schraube des Dichtungspresselements 330 gelöst wird, kommt ein Außengewinde des Dichtungspresselements 330 außer Eingriff, das Hochdruckfluid in der Ventilkammer 314 und dem Druckaufbauabschnitt P kann zu einem Zeitpunkt, zu dem das äußere Dichtungselement 332 und die innere Umfangsfläche 319 nicht aneinander anliegen, zu einem oberen Dichtungsöffnungsraum fließen, und ein Kratzer oder dergleichen, der die Dichtungsleistung beeinträchtigt, kann in dem äußeren Dichtungselement 332 auftreten.
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Ventil bereitzustellen, bei dem ein Dichtungselement nicht durch Druckentlastung beschädigt wird, wenn der in der Nähe des Dichtungselements aufgebaute Druck einmal nach außen abgelassen wird, um das Dichtungselement nachzuziehen.
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Lösung des Problems
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Ein gemäß Ventil gemäß der Erfindung (1), das zur Lösung der obigen Probleme hergestellt wurde, umfasst: ein Ventilgehäuse mit einem Fluideinlass, einem Fluidauslass und einer Ventilkammer; einen Ventilsitz, der in der Ventilkammer vorgesehen ist und eine Sitzfläche aufweist; einen Schaft, der mit einem Aktor verbunden ist und an einem Spitzenende des Schafts ein Ventilelement aufweist, das dazu eingerichtet ist, aufgrund einer Betätigung des Aktors sich an der Sitzfläche anzulegen und sich von dieser wegzubewegen; einen Dichtungsraum, der mit der Ventilkammer in Verbindung steht und mit einem Dichtungselement versehen ist, das dazu eingerichtet ist, zu verhindern, dass ein Fluid aus der Ventilkammer austritt; einen Dichtungsöffnungsraum, der mit dem Dichtungsraum in Verbindung steht und außerhalb des Dichtungsraums ausgebildet ist; und ein Dichtungspresselement, das dazu eingerichtet ist, das Dichtungselement an eine Ventilkammerseite zu pressen und zu fixieren. Das Ventilgehäuse ist mit einer Leckagebohrung versehen, durch die der Dichtungsraum und die Außenseite des Ventilgehäuses miteinander in Verbindung stehen. Das Dichtungselement umfasst ein äußeres Dichtungselement, das dazu eingerichtet ist, zu verhindern, dass das Fluid von einer inneren Umfangsfläche des Dichtungsraums austritt, und ein inneres Dichtungselement, das dazu eingerichtet ist, zu verhindern, dass das Fluid von einer äußeren Umfangsfläche des Schafts austritt. Die Leckagebohrung mündet in den Dichtungsraum, der näher am Dichtungsöffnungsraum liegt als ein dichtungswirksamer Bereich, in dem das äußere Dichtungselement in engem Kontakt mit einer den Dichtungsraum bildenden Umfangswand steht.
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In dem Ventil gemäß der Erfindung (1) ist das Ventilgehäuse mit der Leckagebohrung ausgebildet, durch die der Dichtungsraum und die Außenseite des Ventilkastens miteinander in Verbindung stehen, das Dichtungselement umfasst das äußere Dichtungselement, das dazu eingerichtet ist, das Austreten des Fluids von der inneren Umfangsfläche des Dichtungsraums zu verhindern, und das innere Dichtungselement, das dazu eingerichtet ist, das Austreten des Fluids von der äußeren Umfangsfläche des Schafts zu verhindern, und die Leckagebohrung mündet in den Dichtungsraum, der näher an dem Dichtungsöffnungsraum liegt als der dichtungswirksame Bereich, in dem das äußere Dichtungselement in engem Kontakt mit der den Dichtungsraum bildenden Umfangswand steht. Daher wird ein Hochdruckfluid in der Ventilkammer aus der Leckagebohrung abgelassen, bevor das äußere Dichtungselement dem Dichtungsöffnungsraum ausgesetzt ist. Da der Druck in der Ventilkammer abnimmt, nimmt auch der Druck im Dichtungsraum ab, so dass eine Schraube des Dichtungspresselements leichtgängig gelöst werden kann und das äußere Dichtungselement nicht beschädigt wird. Auf diese Weise kann das Nachziehen leicht durchgeführt werden. Selbst wenn im Dichtungsöffnungsraum eine Drossel als Geräuschdämpfungsmaßnahme vorgesehen ist, kann das Nachziehen auf dieselbe Weise leicht durchgeführt werden.
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Ein Ventil gemäß der Erfindung (2), das zur Lösung der obigen Probleme hergestellt wurde, umfasst: einen Ventilkörper mit einem Zuströmanschluss und einem Abströmanschluss für ein Fluid und einer Ventilkammer; einen Ventilsitz, der in der Ventilkammer vorgesehen ist und eine Sitzfläche aufweist, die ein offenes Ende eines Strömungsdurchlasses ist, der mit dem Zuströmanschluss in Verbindung steht; einen säulenförmigen Schaft, der mit einem Aktor verbunden ist und an einem Spitzenende des Schafts ein Ventilelement aufweist, das dazu eingerichtet ist, aufgrund einer Betätigung des Aktors sich an der Sitzfläche anzulegen und sich von dieser wegzubewegen; ein Dichtungselement, das in einer Schafteinführöffnung vorgesehen ist, die von der Ventilkammer aus mit der Außenseite in Verbindung steht und auf dem Schaft montiert ist und dazu eingerichtet ist, ein Austreten des Fluids aus der Ventilkammer zu verhindern; und ein Dichtungspresselement, das dazu eingerichtet ist, das Dichtungselement an eine Ventilkammerseite zu pressen und zu fixieren. Der Schaft ist in einem zusammengebauten Zustand mit einem Druckentlastungsabschnitt ausgebildet, der näher an dem Dichtungspresselement liegt als eine Position, an der sich das Dichtungselement in Gleitkontakt befindet.
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Bei dem Ventil gemäß der Erfindung (2) kann ein Außendurchmesser des Druckentlastungsabschnitts am Schaft kleiner sein als ein Außendurchmesser des anderen Teils des Schafts.
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Bei dem Ventil gemäß der Erfindung (2) bewegt sich das auf dem Schaft montierte Dichtungselement zusammen mit dem Dichtungselement durch Lösen des Dichtungspresselements und erreicht den Druckentlastungsabschnitt des Schafts, und der in der Nähe des Dichtungselements aufgebaute Druck wird nach außen abgegeben. Dementsprechend wird der Druckaufbau zwischen den Dichtungselementen beseitigt, und das Nachspannen kann leicht durchgeführt werden. Darüber hinaus wird ein äußeres Dichtungselement nicht beschädigt.
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Der Druckentlastungsabschnitt kann eine Zuströmbohrung und eine Abströmbohrung sein, die im Inneren des Schafts miteinander in Verbindung stehen. Indem die Abströmbohrung so eingestellt wird, dass sie in axialer Richtung näher am Dichtungspresselement liegt als die Zuströmbohrung, wird der Druck im Druckaufbauabschnitt nach außen abgelassen, wenn ein inneres Dichtungselement näher am Dichtungspresselement liegt als die Zuströmbohrung.
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In diesen Fällen kann das Dichtungselement durch Anbringen des inneren Dichtungselements und des äußeren Dichtungselements an einem durchgehenden zylindrischen Dichtungshalteelement mit unterschiedlichen Außen- und Innendurchmessern realisiert werden, und das innere Dichtungselement kann sich auf einer Aktorseite befinden. Dadurch ist es möglich, die Druckentlastung des Dichtungsraumes schnell durchzuführen.
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Vorteilhafte Wirkung
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Gemäß dem erfindungsgemäßen Ventil ist es möglich, ein Ventil bereitzustellen, bei dem das Dichtungselement des Ventils nicht durch Druckentlastung beschädigt wird, wenn der in der Nähe des Dichtungselements aufgebaute Druck einmal nach außen abgelassen wird, um das Dichtungselement nachzuziehen. Selbst wenn eine Drossel als Geräuschdämpfungsmaßnahme vorgesehen ist, ist es möglich, ein Ventil bereitzustellen, das leicht nachgezogen werden kann.
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Figurenliste
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- [1] 1 ist eine Schnittansicht von vorne eines teilweise ausgeschnittenen Abschnitts, die ein Ventil gemäß der Erfindung (1) zeigt.
- [2] 2 ist eine Schnittansicht von der Seite eines teilweise ausgeschnittenen Abschnitts, die das Ventil gemäß der Erfindung (1) zeigt.
- [3] 3 ist eine vergrößerte Schnittansicht von vorne eines teilweise ausgeschnittenen Abschnitts, die einen Zustand zeigt, in dem ein Dichtungspresselement des Ventils gemäß der Erfindung (1) befestigt ist.
- [4] 4 ist eine vergrößerte Schnittansicht von vorne eines teilweise ausgeschnittenen Abschnitts, die einen Zustand zeigt, in dem das Dichtungspresselement des Ventils gemäß der Erfindung (1) gelöst ist.
- [5] 5 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch einen dichtungswirksamen Bereich des Ventils gemäß der Erfindung (1) zeigt.
- [6] 6 ist eine Schnittansicht von vorne eines teilweise ausgeschnittenen Abschnitts, die ein Ventil gemäß der Erfindung (2) zeigt.
- [7] 7 zeigt Teile des Ventils gemäß der Erfindung (2), wobei (a) eine Vorderansicht eines teilweise ausgeschnittenen Abschnitts eines Schafts ist, (b) eine perspektivische Schnittansicht vor dem Anbringen eines Dichtungshalteelements und eines Dichtungselements ist und (c) eine perspektivische Schnittansicht eines teilweise ausgeschnittenen Abschnitts ist, die einen Zustand zeigt, in dem der Schaft in dem Dichtungshalteelement montiert ist. Das Dichtungselement ist an dem Dichtungshalteelement befestigt.
- [8] 8 ist eine vergrößerte Ansicht von Hauptteilen des Ventils gemäß der Erfindung (2) und eine vergrößerte Schnittansicht von vorne eines teilweise ausgeschnittenen Abschnitts, die einen Zustand zeigt, in dem das Dichtungspresselement befestigt ist.
- [9] 9 ist eine vergrößerte Schnittansicht von vorne eines teilweise ausgeschnittenen Abschnitts, die einen Zustand zeigt, in dem das Dichtungspresselement des Ventils gemäß der Erfindung (2) gelöst ist.
- [10] 10 zeigt eine weitere Ausführungsform des Ventils gemäß der Erfindung (2), in der (a) eine Vorderansicht eines teilweise ausgeschnittenen Abschnitts des Schafts ist, (b) eine perspektivische Schnittansicht eines teilweise ausgeschnittenen Abschnitts ist, die einen Zustand zeigt, in dem der Schaft in dem Dichtungshalteelement montiert ist und das Dichtungselement an dem Dichtungshalteelement befestigt ist, (c) eine perspektivische Schnittansicht eines teilweise ausgeschnittenen Abschnitts ist, die einen Zustand zeigt, in dem das Dichtungspresselement gelöst ist und ein Druckentlastungsabschnitt in Funktion ist, und (d) eine perspektivische Schnittansicht eines teilweise ausgeschnittenen Abschnitts ist, der noch eine weitere Ausführungsform zeigt.
- [11] 11 zeigt einen Zustand (a), in dem ein Dichtungselement eines Ventils in der verwandten Technik befestigt ist, einen Zustand (b), in dem das Dichtungselement leicht gelöst ist, und einen Zustand (c), in dem das Dichtungselement geöffnet ist.
- [12] 12 ist eine schematische erläuternde Ansicht, die die Druckentlastung eines Dichtungselements eines Ventils in der verwandten Technik zeigt, wobei (a) einen Zustand zeigt, in dem das Dichtungselement befestigt ist, (b) einen Zustand zeigt, in dem das Dichtungselement leicht gelöst ist, und (c) einen Zustand zeigt, in dem das Dichtungselement geöffnet ist.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Ventils unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Formen, relative Anordnungen und dergleichen von in den Ausführungsformen beschriebenen Komponenten sollen den Umfang der Erfindung nicht einzuschränken, sofern nicht besonders angegeben, und sind lediglich erläuternde Beispiele. Darüber hinaus können die Richtungen von Teilen und dergleichen der Einfachheit halber als oben, unten, links und rechts bezeichnet werden, je nach den Richtungen in den Zeichnungen, und diese Richtungen schränken den Anwendungsbereich der Erfindung nicht ein.
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<Erste Ausführungsform der Erfindung (1)>
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Die 1 bis 5 zeigen eine erste Ausführungsform der Erfindung (1). 1 ist eine Schnittansicht von vorne eines teilweise ausgeschnittenen Abschnitts eines Ventils 1 gemäß der Erfindung (1). Ein Fluideinlass 11, in den ein Fluid einströmt, und ein Fluidauslass 12, durch den das Fluid ausströmt, sind an einer Außenfläche eines Ventilgehäuses 10 des Ventils 1 gemäß Erfindung (1) geöffnet. Zwischen einer Ventilkammer 14, in der das Fluid gesteuert wird, und dem Fluideinlass 11 ist ein Fluidzuströmdurchlass 16 ausgebildet, und zwischen der Ventilkammer 14 und dem Fluideinlass 11 ist ein Fluidabströmdurchlass 17 ausgebildet. Ein Ventilsitz 13 ist an einer unteren Fläche der Ventilkammer 14 ausgebildet und liegt an einem Ventilelement 21 an, das an einem unteren Ende eines Schafts 20 ausgebildet ist, und bewegt sich von diesem weg, um das Öffnen und Schließen des Fluids zu steuern. An der Oberseite des Ventilgehäuses 10 ist ein Dichtungspresselement 30 vorgesehen, das eine Dichtung anpresst. Oberhalb des Ventilgehäuses 10 ist ein Aktor 40 vorgesehen, der den Schaft 20 nach oben und unten treibt.
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Im Ventilgehäuse 10 ist eine Leckagebohrung 15 ausgebildet, die einen kennzeichnenden Abschnitt der Erfindung (1) darstellt und durch eine gestrichelte Linie dargestellt ist.
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2 ist eine Schnittansicht von der Seite eines teilweise ausgeschnittenen Abschnitts des Ventils 1 gemäß der Erfindung (1). Die Leckagebohrung 15 ist in 1 durch die gestrichelte Linie dargestellt, während die Leckagebohrung 15 in 2 als ein durch das innere des Ventilgehäuses 10 gehendes Durchgangsloch dargestellt ist. Die Erfindung (1) ist dadurch gekennzeichnet, dass die Leckagebohrung 15 ausgebildet ist und sich in einer Ausbildungsposition der Leckagebohrung 15 befindet.
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3 ist eine vergrößerte Schnittansicht von vorne eines teilweise ausgeschnittenen Abschnitts, die einen Zustand zeigt, in dem das Dichtungspresselement 30 an einer vorgeschriebenen Position in dem Ventil 1 gemäß der Erfindung (1) befestigt ist. Eine Außengewinde 31 des Dichtungspresselements 30 wird in ein Innengewinde 18 geschraubt, das in einem oberen Abschnitt des Ventilgehäuses 10 ausgebildet ist. Ein inneres Dichtungselement 31 ist um den Schaft 20 herum vorgesehen, um zu verhindern, dass das Fluid entlang der äußeren Umfangsfläche des Schafts 20 austritt.
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Oberhalb einer Position P ist eine konische Fläche ausgebildet. Ein Raum oberhalb der Position P ist ein Dichtungsöffnungsraum. Ein Raum unterhalb der Position P und oberhalb der Ventilkammer 14 ist ein Dichtungsraum, in dem ein äußeres Dichtungselement 32 vorgesehen ist. Das äußere Dichtungselement 32 steht in engem Kontakt mit einer den Dichtungsraum bildenden inneren Umfangswand 19, um zu verhindern, dass das Fluid aus der Ventilkammer 14 entlang der den Dichtungsraum bildenden inneren Umfangswand 19 austritt. Das innere Dichtungselement 31 und das äußere Dichtungselement 32 sind in dem Dichtungsraum in einem Zustand vorgesehen, in dem das innere Dichtungselement 31 und das äußere Dichtungselement 32 in einem durchgehenden zylindrischen Dichtungshalteelement 33 mit unterschiedlichen Außen- und Innendurchmessern vorgesehen sind.
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4 zeigt einen Zustand, in dem sich das Dichtungselement 31 und das Dichtungselement 32 durch Herausschrauben des Außengewindes 31 des Dichtungspresselements 30 nach oben bewegen. Wenn das Außengewinde 31 in diesem Zustand gelöst wird, wird ein Hochdruckfluid in der Ventilkammer 14 aus der Leckagebohrung 15 nach außen aus dem Ventil 1 abgelassen. Daher sinkt der Druck in der Ventilkammer 14, und das Außengewinde 31 des Dichtungspresselements 30 kann leicht gelöst werden. Da in diesem Zustand ein Außenumfang des äußeren Dichtungselements 32 an der inneren Umfangswand 19 des Dichtungsraums anliegt, wird das äußere Dichtungselement 32 nicht beschädigt. Selbst wenn eine Drossel als Geräuschdämpfungsmaßnahme auf der Ablassseite vorgesehen ist, kann das Hochdruckfluid leicht aus der Leckagebohrung 15 abgelassen werden und somit kann ein anschließendes Nachziehen leicht ausgeführt werden.
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Die Leckagebohrung 15 ist näher am Ventilgehäuse 14 ausgebildet als die Begrenzung P des Dichtungsraums und des Dichtungsöffnungsraums. Daher kann das Hochdruckfluid nur durch Lösen des Dichtungspresselements 30 und Bewegen eines oberen Abschnitts des äußeren Dichtungselements 32 in die Position der Leckagebohrung 15 austreten, und somit kann ein Bewegungsbetrag reduziert werden und die Arbeit kann leicht ausgeführt werden.
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5 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch einen dichtungswirksamen Bereich A zeigt. Der dichtungswirksame Bereich A ist ein Bereich, in dem die innere Umfangswand 19 des Dichtungsraums und das äußere Dichtungselement 32 in engem Kontakt miteinander stehen, um ein Austreten des Hochdruckfluids zu verhindern. In dem in den 1 bis 4 gezeigten Beispiel ist ein äußeres Dichtungselement 32 vorgesehen, aber in einem Ventil, das mit zwei oder mehr äußeren Dichtungselementen ausgestattet ist, ist der dichtungswirksame Bereich A ein Dichtungsbereich des äußeren Dichtungselements 32, der dem Dichtungsöffnungsraum unter der Mehrzahl von äußeren Dichtungselementen 32 am nächsten liegt.
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<Erste Ausführungsform der Erfindung (2)>
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Die 6 bis 9 zeigen eine erste Ausführungsform der Erfindung (2). 6 ist eine Schnittansicht von vorne eines teilweise ausgeschnittenen Abschnitts eines Ventils 101 gemäß der Erfindung (2). Ein Zuströmanschluss 111, in den das Fluid einströmt, und ein Abströmanschluss 112, durch den das Fluid ausströmt, sind an einer Außenfläche eines Ventilkörpers 110 des Ventils 101 gemäß der Erfindung (2) geöffnet. Der Zuströmanschluss 111 und eine Ventilkammer 114, in der das Fluid gesteuert wird, stehen durch einen Zuströmdurchlass 116 miteinander in Verbindung, und die Ventilkammer 114 und der Zuströmanschluss 111 stehen durch einen Abströmanschluss 117 miteinander in Verbindung. Ein Ventilsitz 113 ist an einem offenen Ende des Zuströmdurchlasses 116 der Ventilkammer 114 ausgebildet und liegt an einem Ventilelement 121 an, das an einem unteren Ende eines Schaftes 120 ausgebildet ist, und bewegt sich von diesem weg, um das Öffnen und Schließen des Fluids zu steuern. Ein Dichtungspresselement 130, das eine Dichtung anpresst, ist an einer Oberflächenseite des Ventilkörpers 110 angeschraubt. Ein Aktor 140, der den Schaft 120 nach oben und unten treibt, ist mit dem Schaft 120 gekoppelt und ist oberhalb des Ventilkörpers 110 vorgesehen.
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In dem Schaft 120 des Ventils 101 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist in einem zusammengebauten Zustand ein Außendurchmesser D1 eines Abschnitts des Schafts 120, der sich näher an dem Dichtungspresselement 130 befindet als eine Position, in der die Dichtungselemente 131 und 132 in Gleitkontakt sind, kleiner als ein Außendurchmesser D der anderen Abschnitte des Schafts 120, und der Abschnitt bildet einen Druckentlastungsabschnitt 122.
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(a) von 7 ist eine Vorderansicht eines teilweise ausgeschnittenen Abschnitts des Schafts 120 des Ventils 101 gemäß der Erfindung (2). Eine Länge des Druckentlastungsabschnitts 122 in axialer Richtung ist nicht besonders begrenzt, ist jedoch so festgelegt, dass sie etwa der axialen Länge eines Abschnitts eines Dichtungshalteelements 133 entspricht, das einen Innendurchmesser d2 aufweist und in dem das innere Dichtungselement 131 untergebracht ist.
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Das Dichtungselement gemäß der Erfindung (2) wird dadurch realisiert, dass das innere Dichtungselement 131 und das äußere Dichtungselement 132 an dem durchgehenden zylindrischen Dichtungshalteelement 133 mit unterschiedlichen Außendurchmessern und Innendurchmessern befestigt sind und so am Schaft 120 angebracht sind, dass das innere Dichtungselement 131 auf der Seite des Aktors 140 liegt.
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Wie in (b) von 7 gezeigt, sind insbesondere in dem durchgehenden zylindrischen Dichtungshalteelement 133 mit unterschiedlichen Außendurchmessern und Innendurchmessern ein Abschnitt mit einem Außendurchmesser d1 und dem Innendurchmesser d2, an dem das innere Dichtungselement 131 befestigt ist, und ein Abschnitt mit einem Außendurchmesser d3 und einem Innendurchmesser d4, an dem das äußere Dichtungselement 132 befestigt ist, durchgehend und einstückig ausgebildet. Der Außendurchmesser d1 ist etwas kleiner als der Innendurchmesser eines Dichtungsraums 119 des Ventilkörpers 110, der später beschrieben wird, und der Innendurchmesser d4 ist etwas größer als der Außendurchmesser D des Schafts 120. Das Dichtungshalteelement 133 wird in einem Zustand auf den Schaft 120 montiert, in dem die Dichtungselemente 131 und 132 und eine Mehrzahl von Stützringen BK angebracht sind, und wird in den Dichtungsraum eingesetzt.
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8 ist eine vergrößerte vordere Schnittansicht eines teilweise ausgeschnittenen Abschnitts, die einen Zustand zeigt, in dem das Dichtungspresselement 130 an einer vorgeschriebenen Position im Ventil 101 gemäß der Erfindung (2) befestigt ist. Ein Außengewinde 130a des Dichtungspresselements 130 ist in ein Innengewinde 118a geschraubt, das in einem Dichtungsöffnungsraum 118 in einem oberen Abschnitt des Ventilkörpers 110 ausgebildet ist. Das innere Dichtungselement 131 steht in Gleitkontakt mit einem Umfang des Schafts 120, um zu verhindern, dass das Fluid entlang der äußeren Umfangsfläche des Schafts 120 austritt.
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Oberhalb des Dichtungsraums 119 ist eine konische Fläche T ausgebildet. Der Dichtungsöffnungsraum 118 ist oberhalb der konischen Fläche T ausgebildet. Ein Raum unterhalb der konischen Fläche T und oberhalb der Ventilkammer 114 ist der Dichtungsraum 119, in dem ein äußeres Dichtungselement 132, das an dem Dichtungshalteelement 133 befestigt ist, vorgesehen ist. Das äußere Dichtungselement 132 steht in engem Kontakt mit einer inneren Umfangswand, die den Dichtungsraum 119 bildet, um zu verhindern, dass das Fluid aus der Ventilkammer 114 entlang der den Dichtungsraum 119 bildenden inneren Umfangswand austritt. Q, das durch eine dicke Linie angezeigt wird, zeigt einen Druckaufbau an, in dem sich das Hochdruckfluid aus der Ventilkammer 114 ansammelt. Ein Raum von der Seite der Ventilkammer 114 zu einem Dichtungsabschnitt des inneren Dichtungselements 131 und des äußeren Dichtungselements 132 ist ein Raum (Spalt) des Druckaufbauabschnitts Q.
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9 zeigt einen Zustand, in dem sich das innere Dichtungselement 131 und das äußere Dichtungselement 132 durch Herausschrauben des Außengewindes 130a des Dichtungspresselements 130 in einem Druckentlastungsschritt vor dem Nachziehen nach oben bewegen. Da das Dichtungshalteelement 133, das die Dichtungselemente 131 und 132 hält, durch den Druck im Druckspeicherabschnitt Q in Richtung des Dichtungspresselements 130 vorgespannt ist, wird das Dichtungshalteelement 133 zusammen mit dem Dichtungspresselement 130 durch Lösen des Außengewindes 130a angehoben. Wenn das Außengewinde 130a in die in 9 gezeigte Position gelöst wird, erreicht eine Dichtungsfläche des inneren Dichtungselements 131 den Druckentlastungsabschnitt 122 mit kleinem Durchmesser, und das Hochdruckfluid in dem Druckspeicherabschnitt Q wird aus der Dichtung des inneren Dichtungselements 131 abgelassen, tritt durch einen Spalt zwischen einer Innenfläche des Dichtungspresselements 130 und einer Außenfläche des Schafts 120 und wird zur Außenseite des Ventils 101 abgelassen. Daher nimmt der Druck in der Ventilkammer 114 ab, und wenn das Nachziehen nochmals ausgeführt wird, kann das Außengewinde 130a des Dichtungspresselements 130 leicht angezogen werden.
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Selbst wenn das Dichtungspresselement 130 gelöst wird, liegt ein Außenumfang des äußeren Dichtungselements 132 an der inneren Umfangswand des Dichtungsraums 119 an, und somit wird das äußere Dichtungselement 132 nicht beschädigt.
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<Zweite Ausführungsform der Erfindung (2)>
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10 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung (2). Die zweite Ausführungsform ist die gleiche wie die erste Ausführungsform mit Ausnahme der Struktur des Druckentlastungsabschnitts 122, und daher entfällt deren Beschreibung.
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Wie in (a) von 10 gezeigt, hat der Druckablassabschnitt 122 des Ventils 101 gemäß Erfindung (2) eine Einlassöffnung 122a und eine Auslassöffnung 122b, die innerhalb des Schafts 120 miteinander in Verbindung stehen.
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Die Zuströmbohrung 122a des Druckentlastungsabschnitts 122 ist immer näher an dem Dichtungspresselement 130 positioniert als das innere Dichtungselement 131, und der Druck (Hochdruckfluid im Druckaufbauabschnitt Q) in der Ventilkammer 114 entweicht nicht nach außen (siehe (b) von 10).
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Da in dem Druckentlastungsschritt vor dem Nachziehen das Dichtungshalteelement 133, das die Dichtungselemente 131 und 132 hält, durch den Druck im Druckaufbauabschnitt Q in Richtung des Dichtungspresselements 130 vorgespannt ist, wird das Dichtungshalteelement 133 zusammen mit dem Dichtungspresselement 130 durch Lösen des Außengewindes 130a angehoben. Wie in (c) von 10 gezeigt, wird, wenn der Dichtungsabschnitt des inneren Dichtungselements 131 beim Anheben des Dichtungshalteelements 133 über die Zuströmbohrung 122a gelangt, das Hochdruckfluid im Druckspeicherabschnitt Q aus der Zuströmbohrung 122a durch die Abströmbohrung 122b über einen Verbindungsdurchlass im Schaft nach außen abgeleitet. Dementsprechend sinkt der Druck in der Ventilkammer 114, und wenn ein Nachziehen nochmals ausgeführt wird, kann das Außengewinde 130a des Dichtungspresselements 130 leicht angezogen werden.
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Diese internationale Anmeldung beansprucht Priorität auf der Grundlage der japanischen Patentanmeldung Nr. 2020-078892, die am 28. April 2020 eingereicht wurde, und Priorität auf der Grundlage der japanischen Patentanmeldung Nr. 2020-216537, die am 25. Dezember 2020 eingereicht wurde, und der gesamte Inhalt der japanischen Patentanmeldung Nr. 2020-078892 und der japanischen Patentanmeldung Nr. 2020-216537 wird in diese internationale Anmeldung mit aufgenommen.
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Gewerbliche Anwendbarkeit
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Wenn der Druck, der sich in der Nähe des Dichtungselements aufgebaut hat, nach außen abgelassen wird, kann das erfindungsgemäße Ventil den Druck selbst dann sicher ablassen, wenn das Dichtungspresselement leicht gelöst und ein Bewegungsweg des Dichtungselements verringert wird, und somit kann das Ventil in geeigneter Weise als Ventil in einer Hochdruckumgebung, z. B. einer Wasserstoffstation, verwendet werden. Da es bei dem erfindungsgemäßen Ventil nicht erforderlich ist, den Ventilkörper zu ändern, indem eine Modifikation durchgeführt wird, bei der ein Leckageanschluss, der als Leckagebohrung bezeichnet wird, ausgebildet ist, oder indem ein Schaft verwendet wird, in dem der Druckentlastungsabschnitt ausgebildet ist, kann das Ventil in geeigneter Weise für die Wartung und Modifikation bestehender Anlagen verwendet werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1, 101
- Ventil
- 10
- Ventilgehäuse
- 11
- Fluideinlass
- 12
- Fluidauslass
- 13, 113
- Ventilsitz
- 14, 114
- Ventilkammer
- 15
- Leckagebohrung
- 16, 116
- Fluidzuströmdurchlass
- 17, 117
- Fluidabströmdurchlass
- 18
- Innengewinde
- 19
- innere Umfangswand
- 20, 120
- Schaft
- 21, 121
- Ventilelement
- 30, 130
- Dichtungspresselement
- 31
- Außengewinde
- 32
- dichtungswirksamer Bereich
- 40, 140
- Aktor
- 110
- Ventilkörper
- 111
- Zuströmanschluss
- 112
- Abströmanschluss
- 118
- Dichtungsöffnungsraum
- 118a
- Innengewinde
- 119
- Dichtungsraum
- 122
- Druckentlastungsabschnitt
- 130a
- Außengewinde
- 131
- inneres Dichtungselement
- 132
- äußeres Dichtungselement
- 133
- Dichtungshalteelement
- P
- Grenzposition des Dichtungsöffnungsraums und des Dichtungsraums
- Q
- Druckaufbauabschnitt
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2016156442 A [0003]
- JP 2016014405 A [0003]
