JP2001523800A - 弁装置 - Google Patents

弁装置

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JP2001523800A JP2000521330A JP2000521330A JP2001523800A JP 2001523800 A JP2001523800 A JP 2001523800A JP 2000521330 A JP2000521330 A JP 2000521330A JP 2000521330 A JP2000521330 A JP 2000521330A JP 2001523800 A JP2001523800 A JP 2001523800A
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Abstract

(57)【要約】 弁ハウジングを通過するための流体のための一つの入口ポート（１１）と二つの出口ポート（１２，１３）を含んでいる弁ハウジング（１０）と、弁ハウジング中の第１の弁スペース中に収容され、二つの終端位置の間を可動である弁体（１５）を備え、前記弁体は各自その終端位置の一方または他方において関連する出口ポートを閉鎖するようにそれぞれの出口ポートと協力する二つの表面（１６）を含み、そして前記弁体を前記位置間でリセットするための手段（２０または２１および２６，４７）をさらに備えている弁装置。弁体（１５）は回動アーム（１８）の一端に取付けられ、それぞれの出口ポート（１２，１３）と交番に協力するための弁体表面（１６）を含んでいる弁プレートもしくはディスクの形を有する。弁体（１５）を支持するアーム（１８）は別の弁スペース内に収容され、そしてさらなる弁体が二つの流体入口ポート（４３）の一方または他方を前記入口ポートに共通な一つの流体出口ポート（４５）へ接続するさらなる弁体（４２）へ機械的に接続される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、弁ハウジングを通る流体の流れのための一つの入口ポートと二つの
出口ポートを有する弁ハウジングを含み、該弁ハウジングは二つの終端位置の間
を動くことができそして各自それぞれの出口ポートと協力する二つの表面を有し
、第１および第２の終端位置において関連する出口ポートを閉鎖するように機能
する弁体を収容する第１の弁チャンバーを含んでおり、さらに前記弁体を前記の
位置間でスイッチする手段を含みそして前記弁体は回動アームの一端に取付けら
れているタイプの弁装置に関する。
【０００２】 この種の弁装置は、例えばＥＰ０４９２２４２から既知である。
【０００３】 本発明の目的は、少ない可動部品を含み、そして急速にそして積極的にリセッ
トでき、そして前記出口ポートの両方が一時にそして同時に入口ポートと永久に
連通する中立位置へ調節されることのない新規なそして改良された弁装置を提供
することである。
【０００４】 このため本発明によれば、前記の種類の弁装置の弁体はそれぞれの出口ポート
と交番に協力するように配置された相互に反対向きの弁体表面を有する弁プレー
トもしくは弁ディスクの形を与えられ、そして前記弁体を支持するアームはさら
なる弁体へ機械的に連結され、さらなる弁体は二つの流体入口ポートの一方また
は他方を二つの流体出口ポートに共通の一つの出口ポートへ接続する二つの位置
間を前記さらなる弁体を駆動するように別の第２の弁チャンバーに収容されるこ
とを提案する。
【０００５】 本発明のさらなる特徴は従属請求項からそして添付図面に示した新規な弁装置
の選ばれた例示具体例の以下の説明から明らかになるであろう。
【０００６】 図面の異なる図において対応性が見られる弁部品は同じ参照番号で同定される
。
【０００７】 図１に示した弁装置は、弁ハウジング１０を通って流れる気体または液体の流
体のための一つの入口ポート１１と、二つの出口ポート１２，１３を含む弁ハウ
ジング１０を備える。流体は矢印１４で指示されるように流体源（図示せず）か
ら過圧で放出される。弁ハウジング１０は、弁体１５の二つの終端位置のそれぞ
れの一方または他方の位置において関連する出口ポート１２または１３を閉鎖す
るための相互に反対の表面１６を有する可動弁体１５を収容する。それぞれの出
口ポートのオリフィスは弁のシール閉鎖を容易化するシールリング１７によって
囲まれている。弁体１５は弁プレートまたは弁ディスクよりなり、その相互に反
対の面は閉鎖表面１６を形成し、そして弁ハウジング１０内に前記終端位置間の
回動運動のため、そして弁体の表面１６による出口ポート１２，１３の一方また
は他方の閉鎖のため１９において可動アーム１８へ取付けられている。しかしな
がら弁体上に図示した弁体とは異なる形、例えば実質的に球形を有する弁体表面
を提供することも本発明の範囲内である。図示されている場合、入口ポート１１
を通って入って来る流体は弁ハウジング１０を通過し、開いている出口ポート１
２を通って出て行く。閉じている出口ポート１３は圧力下に置かれておらずそれ
故弁体１５は流入する流体によって加えられる力によってポート１３に対して押
され続けるであろう。
【０００８】 図１の具体例において、弁体１５はそれを通って延びる漏出通路もしくは開口
２０を有し、その面積はハウジング１０を通る全体の流れに比較して通路もしく
は開口２０を通る媒体の流れは実質上無視し得る程小さい。この漏出通路もしく
は漏出開口２０は、例えば入口ポート１１と出口ポート１２，１３のそれぞれの
一つの間を延びる二つの漏出通路（２１で示す）によって置き換えることができ
る。弁装置は、一時的に関連する出口ポートを通る流体の流れのすべてをストッ
プする閉鎖手段２６，４７によってリセットされ、該手段は以下に詳しく記載さ
れる。
【０００９】 閉鎖手段２６，４７と、漏出通路２１もしくは漏出開口２０はこのため弁リセ
ット手段を形成する。流体がポート１１から入ってポート１２を通って出る図示
した弁モードもしくは状態からの弁のスイッチングは、図１の右側に示した閉鎖
手段２６，４７が漏出開口もしくは漏出通路２０，２１の存在の結果導管４１を
介してポート１３中に静的流体圧を蓄積するように活性になることによって行わ
れる。前記静的流体圧はポート１３へ向かって面する弁体１５の表面に弁ハウジ
ング１０を通って流れる流体によって弁体の反対表面に加えられる圧力を上廻る
力を発生する。それに伴って流体流によって形成された圧力差は、弁体１５を出
口ポート１３をシールする位置から離れてそしてさらに出口ポート１２をシール
する位置まですばやく回動し、そのため今や流体は図１の右側に示した閉鎖手段
２６，４７がポート１３が開いた位置へ復帰するや否やポート１３を通って出て
行く。
【００１０】 図１は、複動ダイアフラムポンプの運転を制御するために接続されている本発
明の弁装置を示している。ポンプは、端壁２４によって区切られた二つのスペー
スを含んでいる一般に円筒形のポンプハウジング２３を含んでいる。これらスペ
ースの各自はそれぞれのダイアフラムユニット２６によって作業チャンバー２７
と運転チャンバー２８に分割され、作業チャンバー２７は相互に近接して配置さ
れ、そして運転チャンバー２８はそれらの関連するダイアフラムユニット２６の
外側へ配置されている。作業チャンバー２７の各自はポンプによって輸送される
作業流体、好ましくは液体作業流体のための弁制御入口および出口２９，３０を
有する。図示した具体例においては、入口および出口２９，３０は内側チャンバ
ー壁２５中の開口の形を有し、そしてフラップ弁の形の逆止弁３１が前記開口と
協力する。作業流体は矢印３２に示した方向で壁２５間に所在するポンプ内のス
ペース３３へ到着し、そして同様に壁２５間に所在する正反対のスペース３４を
通ってポンプを離れ、矢印３５の方向にスペース３４を出て行く。
【００１１】 ダイアフラムユニット２６は丸い比較的剛直な中央部分３６と、比較的柔軟な
材料でつくられそしてポンプハウジング２３へその放射方向外側の縁で接続され
た外周部分３７を含んでいる。ダイアフラムユニット２６は一方のダイアフラム
ユニットから他方へおよび反対に運動を伝えるロッド３８によって相互に接続さ
れている。例えば、図１の左に示したダイアフラムユニット２６が左側の運転チ
ャンバー２８中の加圧された運転流体もしくは駆動流体、例えば圧縮空気に応答
して右側へ動く時、ロッド３８は右側のダイアフラムユニット２６を図に見られ
るように右へ押すであろう。
【００１２】 運転チャンバー２８は３９および４０において駆動流体入口および出口として
それぞれ役立つ開口を備えており、入口３９は導管４１および弁装置を介して加
圧流体源、例えば圧縮空気ネットワークへ接続されている。アーム１８に１９に
おいて取付けられた弁体１５に加え、弁装置はアーム１８の他端へ取付けられた
弁プレートもしくは弁ディスクの形のさらなる弁体４２を含み、前記アーム１８
は図示した具体例の場合その両端の間で回動自在に取付けられている。さらなる
弁体４２は、入口および出口１１〜１３から気密および液密態様に分離された弁
ハウジングスペースもしくは室に収容され、そして該弁体の相互に反対の側面は
弁ハウジング１０内に配置されそして運転チャンバー２８からの返還流体のため
の二つの入口ポート４３の一方または他方を閉鎖する。運転チャンバー２８は出
口４０および導管４４を介してポート４３へ接続される。ポート４３の面積はポ
ート１２，１３の面積より小さく、そしてポート４３は弁体４２の位置に応じて
返還流体のための出口ポート４５と連通し、返還流体は矢印４６で指示した態様
で弁ハウジング１０を離れる。弁体４２は、図１の左側の運転チャンバー２８と
弁装置の運転流体入口ポート１１の間に連通が存在すれば、図１の右側の運転チ
ャンバー２８と出口ポート４５の間に連通を確立するように弁体１５とアーム１
８によってリセットされ、他方図１の左側の運転チャンバー２８と出口ポート４
５間の連通は図１の右側の運転チャンバーが弁装置の入口ポート１１と連通すれ
ば確立されるであろう。
【００１３】 運転流体入口４０のまわりにはシール４７が配置され、それによりダイアフラ
ムユニットの中央部分３６はダイアフラムユニット２６が図１の右側に示したよ
うにそれらの外側位置へ達した時シール接触にもたらされる。
【００１４】 図１に示した弁装置は以下の態様で作動する。加圧された駆動流体もしくは運
転流体は入口ポート１１，出口ポート１２およびそれへ接続した導管４１を通っ
て左側の運転チャンバー２８へ通過する。図１の左側の出口ポート４３は弁体１
５上へ入って来る駆動流体によって加えられる力によって閉じ続けられる。左側
ダイアフラムユニット２６は右へ圧せられ、そしてそれにより右側のダイアフラ
ムユニット２６をロッド３８を介して図１の右側へ圧する。それに伴い作業流体
は左側作業チャンバー２７から開いた出口３０を通って押出され、そして開いた
入口２９を通って右側の作業チャンバー２７中へ吸引され、同時に駆動流体は右
側運転チャンバーの出口４０，導管４４およびポート４５を通って出て行く。右
側のダイアフラムユニット２６の中央部分がその終端位置に達しそして右側の入
口導管４１のまわりのシールリング４７に対してシールする時、関連する漏出通
路２０または２１を通ってポート１３へ入る駆動流体により、静的加圧力が蓄積
され、前述の態様で弁装置の弁体１５を自動的にリセットする。それによってポ
ンプおよび弁装置を通る流れは逆転され、すなわち駆動流体はポート１３を通っ
て図１の右側の運転チャンバー２８中へ押出され、左側の運転チャンバーを通っ
て離れ、一方作業流体は右側の作業チャンバーから押出され、そして左側のダイ
アフラムユニット２６がその外側終端位置に達し、弁体１５を自動的にリッセト
するまで左側の作業チャンバー中へ吸引されるであろう。
【００１５】 図２に示した装置は図１に示した装置と類似であり、そして図１の具体例と相
違する点に関してのみ記載されるであろう。相違点は、通路２０または２１のよ
うな漏出通路の使用を避け、そのため入口ポート１１を通って入る駆動流体の全
部を有用な作業に使用できる能力にある。流れている運転流体によって弁体１５
に加えられる力と、返還流体によって弁体４２に加えられる小さい力をバンラン
スさせるため、パーティション壁２６の外側にはそれぞれのポンプ端壁２４へ向
かって開いているベローズ状構造４８が備えられる。これらのベローズ状構造は
パーティション壁２６の端位置の近くの入口４０のまわりのそれぞれの端壁にシ
ールして当接し、そしてその時使用されていない入口ポート１２，１３、すなわ
ち図２に示したポンプの状態ではポート１３中に弁リセット圧力を発生させるよ
うに導管４１を通って使用された駆動流体を加圧する。
【００１６】 図３に示した装置においては、複動ポンプは作業チャンバーがポンプハウジン
グの端壁２４へ接近して配置され、そして前記チャンバーを通る媒体の流れはボ
ール弁３１によって制御される種類のものである。このため運転チャンバーは、
図２に示した構造の弁装置を含んでいる中央ポンプハウジング部分４９の両側に
相互に近くに配置される。しかしながら弁体１５のリッセトおよびそれに伴う弁
体４２のリセットは、機械的に開始される。パーティション壁２６の中央部分３
６の相互に向かい合う側はこのためそれぞれの出口ポート１２，１３中へ軸方向
に延びるピン５０を備える。ピンの長さは、パーティション壁２６がそれらの内
側位置を占める時、ピン５０が弁体１５を該弁体の相互に反対の表面の一方が出
口ポート１２または１３のどちらかを閉鎖している位置から僅かに離れ、その後
弁装置を通る流体流の影響のもとに弁体１５をリセットし、それに伴って他の出
口ポートを閉鎖するように押すように適応している。
【００１７】 図４に示した装置は以下の点を除いて図１に示した装置と一致している。図１
の装置の漏出通路２１は、図４の装置において二つの弁５１を含んでいるバラン
シングシステムによって置き換えられる。弁５１は加圧流体ネットワーク５２，
好適には入口ポート１１へ駆動流体を供給する同じネットワークへ接続される。
これら弁の各自はそれぞれの駆動流体導管、従ってそれぞれのポート１２，１３
へ導管５３を介して接続することができる。弁５１は、ネットワーク５２と導管
５３の間の接続が破られている平常モードもしくは状態へ向かってばね付勢され
ているが、しかし前記ばねの作用に抗してネットワーク５２と導管５３の間の接
続が確立される活性モードもしくは状態へセットできる２位置弁である。弁のリ
セットまたはスイッチングの達成を可能とするため、弁の各自はそれぞれのピン
５４を含んでいる。ピン５４の各自はそれぞれのチャンバー２８中へ突出し、そ
してそれがその外端位置へ近付くパーティション壁２６と係合する時、関係する
弁をその活性状態へスイッチする。図４において、左の弁５１はネットワーク５
２と導管５３の間の接続は破れているその平常状態もしくは休止モードにあるが
、右の弁５１はピン５４上に作用するパーティション壁３６の結果としてその活
性状態もしくはモードへスイッチされており、それにより出口ポート１３は右の
弁５１および導管５３と４１を介して圧縮空気ネットワーク５２へ接続されてい
る。その時ポート１３中に過圧が発生し、弁体１５をリセットし、それによりパ
ーティション壁２６を図４の左へ動かし、そして弁５１がその休止モードへ復帰
するのを可能にする。
【００１８】 本発明は前記した例示具体例へ限定されるものではなく、特許請求の範囲に規
定した発明思想の範囲内で修飾を加えることができることが理解されるであろう
。例えば、弁体の閉鎖位置の一方または他方からの運動は電気磁気的に開始させ
ることができ、そして図４に示した具体例の導管５３は関連する運転チャンバー
２８中に開くことができる。同様に、ピン５４は関連するパーティション壁２６
へ取付けることができ、そしてそれぞれのパーティション壁２６の外端位置にお
いて弁５１をリセットするため近くのポンプ端壁への軸方向運動のために取付け
ることができる。パーティション壁２６へ接続した運動伝達装置３８は例えばＷ
Ｏ９６／３４２０１に示した態様でその縦軸の方向にひずむことができ、それと
共に運転チャンバーもポンプされた作業媒体の脈動を避けるように短期間同時に
圧力下に置かれることができる。ポート１２またはポート１３内の圧力の蓄積は
導管４１中のスロットル逆止弁によって制御することができる。
【００１９】 明瞭化理由のため、図１ないし４に示した弁装置は複動ポンプに関して大きく
拡大してあることが理解されるであろう。しかしながら、弁装置は気体または液
体流のすべての態様のため、すなわち非常に小さい流体流から非常に大きい流体
流までの態様のために構成することができ、そして流体なる語は流体／固体分散
体およびスラリーをも含むことが理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】 複動ポンプと組合せた本発明の弁装置の第１の具体例の高度に概略的
な断面図である。
【図２】 図１と同様な、しかし修飾したリセット手段を有する断面図である。
【図３】 ポンプハウジングがさらなる修飾したリセット手段を含んでいる本発
明の弁装置を収容している異なる設計の複動ポンプを示している図１に類似の断
面図である。
【図４】 図１に類似の断面図であり、そしてリセット手段のなお他の修飾設計
を示している。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ， ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，Ｌ Ｖ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ， ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，Ｕ Ｓ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 当該弁ハウジング（１０）を通過する流体のための一つの入口ポート（１１）
    と二つの出口ポート（１２，１３）を含んでいる弁ハウジング（１０）と、弁ハ
    ウジング（１０）中の第１の弁スペース中に収容されそして二つの終端位置の間
    を可動である弁体（１５）とを備え、該弁体は各自二つの終端位置のそれぞれに
    おいて関連する前記出口ポートの一つを閉鎖するように関連する出口ポートの一
    つと協力する二つの表面（１６）を含み、さらに弁体（１５）を前記二つの終端
    位置間でリセットするための手段（２０または２１および２６，４７；２６，４
    ８；２６，５０；２６，５１−５４）を備え、前記弁体（１５）は回動アーム（
    １８）の一端に取付けられている弁装置であって、 前記弁体（１５）は出口ポート（１２，１３）とそれぞれ交番に協力するため
    の相互に反対向きの表面（１６）を含んでいる弁プレートもしくはディスクの形
    を有し、前記弁体（１５）を支持するアーム（１８）は別の第２の弁スペース中
    に収容されているさらなる弁体（４２）を駆動するため該弁体へ機械的に接続さ
    れており、さらなる弁体（４２）は二つの流体入口ポート（４３）の一方を該二
    つの入口ポート（４３）に共通の流体出口ポート（４５）へ接続する二つの位置
    の間を駆動されることを特徴とする弁装置。
  2. 【請求項２】 前記回動アーム（１８）は前記別の第２の弁スペース中へ延びそしてその中に
    位置している第２の端において前記さらなる弁体（４２）を支持し、前記さらな
    る弁体（４２）も関連する入口ポート（４３）の一つと協力のための相互に反対
    向きの弁体表面を含んでいる弁プレートもしくはディスクの形を持っていること
    を特徴とする請求項１の弁装置。
  3. 【請求項３】 前記弁装置は、気体駆動流体およびポンプによって輸送される液体作業流体そ
    れぞれのための弁制御される入口および出口（３９，４０；２９，３０）を有す
    る二つのスペースもしくは室を含んでいる複動ポンプに配位されており、前記ス
    ペースの各自はピストンもしくはダイアフラム（２６）の形の可動パーティショ
    ン壁（２６，３６，３７）によって運転チャンバー（２８）と作業チャンバー（
    ２７）とに分割されており、一方のパーティション壁（２６，３６，３７）の運
    動を他方のパーティション壁へまたは反対に伝えるための装置が前記可動パーテ
    ィション壁の間に延びており、運転チャンバー（２８）の各自は前記弁装置の第
    １の弁スペースに関連するそれぞれの出口ポート（１２，１３）へ連結されてお
    り、運転チャンバー出口ポート（４０）の各自は前記第２の弁スペースに関連す
    るそれぞれの流体入口ポート（４３）へ接続されていることを特徴とする請求項
    １または２の弁装置。
  4. 【請求項４】 各運転チャンバー（２８）は、前記パーティション壁の作業ストロークの開始
    直前に閉鎖される導管（４１）を介して前記弁装置のそれぞれの出口ポート（１
    ２，１３）へ接続されており、流体漏出通路（２０；２１）が出口ポート（１２
    ，１３）と前記出口ポートに共通の入口ポート（１１）の間を延びている請求項
    ３の弁装置。
  5. 【請求項５】 流体漏出通路（２０；２１）の各自は弁ハウジングの材料を通ってまたは関連
    する弁体（１５）を通って延びるボアもしくはチャンネルよりなる請求項４の弁
    装置。
  6. 【請求項６】 前記パーティション壁（２６，３６，３７）は前記導管（４１）へ向かって開
    き、そして該導管を閉鎖する時関連する導管（４１）内に過圧が発生するように
    機能するベローズ状構造（４８）を含んでいることを特徴とする請求項４または
    ５の弁装置。
  7. 【請求項７】 運転チャンバー（２８）は前記弁装置の両側に共に近く位置しており、前記パ
    ーティション壁（４７）は各自それぞれの出口ポート（１２，１３）中へ延び、
    そしてパーティション壁（２６）がそれらの内端位置にある時、前記弁装置をリ
    セットするように関連する弁体表面（１６）上に作用するピン（５０）を備えて
    いることを特徴とする請求項３の弁装置。
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