JP2002542441A - 遮断デバイス - Google Patents

遮断デバイス

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JP2002542441A
JP2002542441A JP2000612653A JP2000612653A JP2002542441A JP 2002542441 A JP2002542441 A JP 2002542441A JP 2000612653 A JP2000612653 A JP 2000612653A JP 2000612653 A JP2000612653 A JP 2000612653A JP 2002542441 A JP2002542441 A JP 2002542441A
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pressure
membrane
blocking device
housing
sealing
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JP2000612653A
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ツオゼル，デイーター
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フリアテツク・アクテイエンゲゼルシヤフト
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K3/00—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing
    • F16K3/02—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with flat sealing faces; Packings therefor
    • F16K3/16—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with flat sealing faces; Packings therefor with special arrangements for separating the sealing faces or for pressing them together
    • F16K3/20—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with flat sealing faces; Packings therefor with special arrangements for separating the sealing faces or for pressing them together by movement of the seats
    • F16K3/207—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with flat sealing faces; Packings therefor with special arrangements for separating the sealing faces or for pressing them together by movement of the seats by means of hydraulic forces

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Abstract

(57)【要約】 フレキシブルシート（６）は、略同じ面積を有する円形金属膜（９、１０）を備える。金属膜（９）と（１０）は、溶接シーム（１８）によってそれらの外径において互いに結合され、且つ溶接シーム（１９）と（２０）によってそれらの内径のリング（１６）に密閉するように結合される。両方の膜（９）と（１０）及びリング（１６）は、共に圧力室（１１）を形成する。圧力Ｐｓが存在するこの圧力室（１１）は、ボア（１７）を介して、圧力Ｐｂが存在するハウジング（７）の内部室へ接続される。また、圧力室（１１）は、ボア（１２）とパイプ（１３）とを介する外部遮断デバイス（８）への接続部を有する。遮断デバイス（１）が完全に非加圧状態にある時、膜（１０）もまた、少なくとも連続する円形ライン上において、遮断要素（２）と接触状態にある。動作圧力Ｐｂは，パイプ（３）内に存在する。この動作圧力は、フレキシブルシート（６）と剛性シート（５）による、及び遮断デバイス（１）による、各動作段階において遮断デバイス（１）の残余の部分から確実にシールされる。シールガス圧Ｐｇは、ハウジング（７）の残余の部分内で有効であり，且つ動作圧力Ｐｇよりも高くなければならない。圧力Ｐｓは、膜システム（９，１０）の内側において圧力室（１１）内で有効であり、遮断デバイス（１）が静止している時に圧力Ｐｇと等しい。外側径と，中間シール径（２２）と膜（９）の内側径を有する円形リング表面上のＰ ｇとＰｂの圧力差は，遮断デバイス（１）の方向へ膜（９、１０）を変形し，従ってシール表面を圧縮する。圧力補償は，全ての他の表面、特に膜（１０）の表面に有効である。遮断デバイス（１）を変位するために、シール表面の圧縮は，最小まで減少されなければならない。これは、外部遮断デバイス（８）を開口することによって行なわれる。ボア（１７）の断面積は、ボア（１２）の断面積よりもかなり小さいので、圧力Ｐｓは，略０まで減少する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、閉位置から開位置に、またはその反対方向に並進移動して、物質流
を遮断する遮断デバイスのためのシールに関する。
【０００２】 このシールは、１つの圧力室の区切りとなる金属製構成部品を備え、密閉性を
得るために、この圧力室に外部から圧力を作用させることができる。金属製構成
部品のみを使用することによって、広い温度範囲に対する使用が可能となり、そ
してまたデバイスを頻繁に作動することによる、あるいは使用媒体の構成による
きびしい摩耗条件下で使用が可能となる。
【０００３】 このようなシールエレメントの機能にとって重要なのは、ハウジングと遮断要
素との間のこのデバイスの密閉性を、ハウジング内に配置された２つのシーリン
グシートによって得ることである。差圧の方向が定められている場合、剛性固定
されたシーリングシートが、差圧が加わる反対側に必要である。差圧の加わる側
には、軸方向に可動であるシーリングシートを備える必要があり、このシーリン
グシートは、内圧および／または外部からの荷重によるハウジングの変形を補償
できるものでなければならない。ハウジング外部の位置からの負荷には、この力
の導入点の距離に応じて、可動シートリングの剛性が直接比例することを必要と
し、従ってこのシートリングは、遮断要素やハウジングの変形をもはや補償する
ことはできない。従って、全体システムの密閉性は、かならずしもすべての使用
状態で確保されているわけではない。デバイスの閉位置でも開位置でも、いかな
る媒体構成要素もハウジング内に到達させない密閉性という基本的要件を実現す
るためには、ハウジング内部に圧力を、１つの遮断媒体によってもたらすことが
できる。その結果、漏れがあっても遮断媒体構成要素が使用媒体内に流入できる
だけであり、マニュアル作業のための遮断は圧力下流側で確保されている。
【０００４】 基本的には、遮断要素に対する十分な表面圧を生じるように、膨脹可能なシー
ルエレメントを利用するシール構成が知られている。しかしながら、弾性のある
プラスチックからなる管状のシールエレメントは、温度上限および摩耗挙動の点
で、狭い限界内でしか使用できない。とくに摩耗が進んだ場合、このようなシー
ルエレメントは、シーリングされるすき間に挟み込まれて取れなくなる傾向があ
る。これにより、シールエレメントの膨脹可能性、あるいは遮断要素の作動可能
性のいずれかが失われる。
【０００５】 軸方向に弾性を生じるための周知の金属製シール構成は、次のような欠点があ
る。すなわち、膨脹させられる外部の圧力室に金属製の区切りと、それによりエ
ラストマー製の柔軟なシールエレメントに対して生じる力との組み合わせを、解
決しなければならないという問題である。冒頭に述べた欠点も同様に生じる。こ
れらの圧力室は、柔軟な変形性を持たせるために複数の平行な膜（ｍｅｍｂｒａ
ｎｅ）で区切られ、これら膜相互間の密閉性は、製造の際にも運用の際にも点検
できない。これら柔軟な膜の多層性は、最高使用温度においても柔軟な変形性を
持たせるために必要である。圧力室のシーリング機能にとっては、個々の膜の不
具合は全体の不具合につながる。柔軟なシールリングが取り付けられる膜セット
を成形工程によって製造するのは、そしてとくに半径方向の厚さをほぼ等しく製
造するのは、非常に困難である。柔軟なシールリングを膜セットに取り付けるだ
けでは不十分であるため、遮断要素の並進移動方向に対する円周上の位置に応じ
て、この柔軟なシールリングの摩耗がさまざまに異なることになる。
【０００６】 ドイツ特許出願第１９６５３４５６．９号では、２つの金属製膜が用いられ、
これらの膜は、ハウジング内部の圧力とともに外部から圧力をかけられることに
より、遮断要素にシーリング作用を行っている。製造の技術は非常に経費のかか
るものであって、変形作用の連続的再現性は低い。とくに膜相互間、および取り
外し可能なフランジとの耐圧（ｐｒｅｓｓｕｒｅ−ｔｉｇｈｔ）溶接は、非常に
経費がかかる。取り外し可能なフランジのシーリング、および剛性シーリングシ
ートのシーリング、またこれらの位置決めには困難な問題がある。とくに内部圧
力負荷が変化するときデバイスハウジングが変形することによって、金属製シー
ルエレメントの貴金属コーティングの摩耗と、それにともなってデバイスハウジ
ングに対する剛性シーリングシートのシーリング作用の減少を生じる。
【０００７】 本発明の目的は、冒頭に述べた種類のシール、かつ円周位置とは無関係の均一
なシーリング作用と摩耗率が、次に挙げるような場合でも、比較的低コストで得
られるようなシールを作ることである。すなわち、使用媒体が高い温度と高い圧
力を遮断要素におよぼし、遮断要素および／または全体システムの外部エレメン
トの変形が生じ、遮断要素が高頻度で作動され、そしてまた固形物の媒体構成要
素によって摩耗条件がきびしくなる可能性があるような場合である。シーリング
作用を生じるためには、とくにハウジング内部の遮断ガス圧力のみを用いる。遮
断要素への剛性シートのシーリング作用を、遮断ガス圧力と動作圧力との間の差
圧の作用により改善する。
【０００８】 この目的は、請求項１の特徴によって達成される。この作用を理解するために
は、２つの異なる圧力室間の圧力の関係を観察しなければならない。これはデバ
イスを閉じた状態の場合、遮断要素とデバイスの連結フランジとの間で遮断され
るべき動作圧力Ｐｂ、ハウジング内部の圧力Ｐｇ、およびフレキシブルシート内
部の作動圧力Ｐｓである。必要な変形性に対応して最適化された膜が、２つ必要
であって、これらの膜はハウジングと耐圧に連結され、遮断要素と平行に配置さ
れているものとする。ここで得られるリング状の表面の差はそれだけで、必要な
表面圧を生じるのに十分である。比較的小さい圧力Ｐｇで、シートに大きな表面
圧を生じることができる。これも必要なことである。なぜならフレキシブルシー
トと遮断要素との間は、金属によってのみシーリングすべきだからである。膜シ
ステム内部室と、圧力Ｐｇが作用するハウジング内部室との間には、連結部が存
在する。この連結部の断面は、小さい遮断デバイスを持つ外部接続部へのボアの
断面よりもはるかに小さい。
【０００９】 シーリングの機能を次のように説明できる。デバイスが静止状態にあるとき、
すなわち開または閉状態にあるとき、遮断要素側の膜は遮断要素と接触している
。シーリングは多かれ少なかれ円形の線上で行われる。中間シール径と膜の内径
の間のリング面上では、ＰｇとＰｂとの間に差圧が働き、この場合Ｐｇは常にＰ ｂ よりも大きい。膜システム内部室は、ハウジングと同じ圧力を示す。デバイス
を作動するには、膜システム内部の圧力をほとんどゼロまで降下させるが、これ
は外部の小さい遮断デバイスを開いて、負荷解除用のボアの断面を開放すること
によって行う。膜システム間を連結するボアの断面が小さいため、圧力Ｐｂの降
下はわずかであり、この圧力の機能はデバイスの作動中も遂行される。遮断要素
が最終位置に達した後、外部遮断デバイスは再び閉じられ、膜システムは遮断要
素に対して再びシーリングされる。
【００１０】 もう１つの方法は、外部遮断デバイスを用いて、膜システム内部の圧力を、動
作圧力Ｐｂが存在する圧力室に導くことである。膜システムの負荷解除作用がそ
れほど大きくないことはたしかであるが、とくに有毒または環境に有害な媒体の
場合に必要な作用である。
【００１１】 作動中にシーリングし、接触させるには、遮断要素側の膜の半径方向外側部分
の領域に摩耗防止コーティングを必要とする。この構成には、デバイス構成部品
で加工上生じたすべての変形を補償するという利点がある。必要とされる剛性に
、とくにハウジングおよび遮断要素の剛性に、シール表面の平面からの偏差に対
する要件を、軽減することができる。このことは、密閉性に関連するデバイス構
成部品の最終加工の加工方法に影響を持つ。
【００１２】 膜システムに対して固定されたシーリングシートは剛性構造であって、ハウジ
ングとの間に柔軟で、耐圧性の連結部を備える。この連結部はリング状膜を備え
、この膜は、その外径円周で剛性シーリングシートと連結され、内径円周でハウ
ジングと連結されている。従って圧力Ｐｂの作用によるハウジングの変形は、シ
ートリングと切り離されている。さらには遮断要素を経由して剛性シーリングシ
ートに伝達される使用差圧に加えて、ハウジング圧力Ｐｂと動作圧力Ｐｓとの間
の圧力差も、剛性シーリングシートの中間シール径と膜内径との間のリング表面
に作用し、従ってシール表面圧を大きくする。
【００１３】 遮断要素の両側に、上記のような膜仕様により、２つの剛性シートを設けるこ
とも可能である。
【００１４】 本発明のシールのさまざまな実施形態を、添付の図を用いて下記に説明する。
【００１５】 図１は、遮断デバイス１の全体図である。この遮断デバイスはパイプ３および
フランジ４を介して、隣接する導管と連結されているハウジング７を備える。剛
性シート５とフレキシブルシート６とを介して、遮断要素２による遮断が得られ
る。この遮断要素２はロッド１４を介し、駆動装置１５によって、開位置から閉
位置へ、またその逆に移動される。フレキシブルシート６の圧力室１１はパイプ
１３を経由して、外部遮断デバイス８と耐圧に連結されている。
【００１６】 図２は、フレキシブルシーリングシート６の拡大図である。このシートは主と
して円形の金属製膜９、１０からなり、これらの膜はほぼ同じ面積を有する。金
属製膜９および１０は、溶接シーム１８によってこれら相互の外径円周間が、そ
して溶接シーム１９および２０によってこれらの内径円周がリング１６と耐圧性
を持って、それぞれ連結されている。これら２つの膜９および１０は、リング１
６とともに圧力室１１を形成する。この圧力室１１の中では圧力Ｐｓが働き、ボ
ア１７を介してハウジング７の圧力室４０と連結し、後者のハウジングの中では
圧力Ｐｂが存在する。さらに圧力室１１は、ボア１２とパイプ１３を経由して外
部遮断デバイス８に対する連結部も備える。リング１６は、溶接シーム２１によ
りハウジング７と耐圧に連結している。膜１０は、遮断デバイス１が完全に非加
圧状態のとき、少なくとも１つの中断のない円形の線上で遮断要素２と接触する
。
【００１７】 図３は、圧力Ｐｂ、ＰｇおよびＰｓの作用によって変形した弾性シーリングシ
ート６を示す。圧力室３９は、フレキシブルシーリングシート６、剛性シート５
、および遮断要素１により、いずれの運転段階においても、遮断デバイス１のそ
の他の部分から確実にシーリングされるべきであって、この圧力室の動作圧力Ｐ ｂ はパイプ３の中に存在する。遮断ガス圧力Ｐｇは、ハウジング７のそのほかの
部分では圧力室４０の中に存在し、圧力室４０の動作圧力Ｐｂより高くなければ
ならない。圧力Ｐｓは、膜システム９、１０の内部の圧力室１１で存在し、遮断
要素１が作動していないときは圧力Ｐｇに等しい。シール表面圧を生じるために
遮断要素１の方向に膜９および１０を変形させるには、円形リング面上の圧力Ｐ ｇ とＰｂとの差を用いるが、この円形リング面の外径は、中間シール径２２と膜
９の内径とに相当する。そのほかのすべての面の上、とくに膜１０の上では圧力
は均等である。
【００１８】 遮断要素１を動かすためには、シール表面圧を最小限まで軽減しなければなら
ない。これは、外部遮断デバイス８を開くことによって行う。ボア１７の断面は
、ボア１２の断面より非常に小さいので、圧力Ｐｓがほぼ周囲の圧力まで下がっ
ても、圧力Ｐｇが著しく下がることはない。従ってシーリングシート５、６や遮
断要素２の摩耗防止コーティングの摩耗は、最小限に抑えられ、駆動力は小さく
てすむようになる。
【００１９】 図４は、剛性シーリングシート５の遮断要素２の長軸に垂直な断面図を示す。
この固定されたシーリングシート５は、突出したシート２８を備え、このシート
は遮断要素２に対して、中間シール径円周２７の上でシーリングしている。この
固定シーリングシート５は、ハウジング７に対して軸方向に動かすことができ、
その外径円周が溶接シーム２４により膜２６と耐圧に連結されている。膜２６は
溶接シーム２５により、ハウジング７と耐圧に連結されている。
【００２０】 図５は、剛性シーリングシート５の遮断要素２の長軸方向に切った断面図を示
す。遮断ガス圧力Ｐｇの作用によりハウジング７が変形することにより、一方で
は膜２６と剛性シーリングシート５との間に、他方では膜２６とハウジング７と
の間に間隔が生じる。従ってシート２８の平面性に変化はなく、遮断要素２との
完全な接触は維持される。さらに再び主としてＰｇとＰｂとの間の差圧が、膜２
６の表面全体に主に作用する。これに相当する力が、剛性シーリングシート５に
伝達され、さらにシール表面圧がシート２８にもフレキシブルシーリングシート
６にも存在する。
【００２１】 図６は、図５の別の実施形態である。相違点は膜３１の連結部にある。この膜
は溶接シーム２９によって、その外径円周がハウジング７と連結されている。膜
３１の内径円周は、溶接シーム３０によって剛性シーリングシート５と連結され
ている。シーリング力生成については、図５と同様である。
【００２２】 図７は、２つの剛性シーリングシート３４、３５を持つ仕様であって、応力の
かかっていない状態を示す。これらの剛性シーリングシートは、膜３６、３７を
介して、ハウジング７と耐圧に連結されている。間隔３８は遮断要素２の厚さよ
りも小さい。遮断要素２が取り付けられていると、膜３６、３７のバネ定数は最
小表面圧に変換される。遮断ガス圧力Ｐｇを加えた後、必要なシール表面圧が得
られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 遮断デバイスの全体図である。
【図２】 図１の細部Ｉであり、軸方向に完全に負荷解除された位置の膜システムを示す
図である。
【図３】 図１の細部Ｉであり、支持圧力Ｐｇにより、軸方向に完全に圧迫された位置の
膜システムを示す図である。
【図４】 図１の細部ＩＩであり、軸方向に完全に負荷解除された位置の剛性シーリング
シートを示す図である。
【図５】 図１の細部ＩＩであり、支持圧力Ｐｇにより、軸方向に完全に圧迫された位置
の剛性シーリングシートを示す図である。
【図６】 図５の仕様２を示す図である。
【図７】 圧迫されていない位置の剛性シート２つを備える仕様を示す図である。
【符号の説明】
１ 遮断デバイス ２ 遮断要素 ３、１３ パイプ ４ フランジ ５、３３、３４、３５ 剛性シート ６ フレキシブルシート ７ ハウジング ８ 外部遮断デバイス ９、１０、２６、３１、３６、３７ 膜 １１ 圧力室圧力Ｐｓ １２、１７ ボア １４ ロッド １５ 駆動装置 １６ リング １８、１９、２０、２１、２４、２５、２９、３０ 溶接シーム ２２、２７ 中間シール径 ２３、３８ 間隔 ２８、３２ シート ３９ 圧力室圧力Ｐｂ ４４ 圧力室圧力Ｐｇ
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１３年７月４日（２００１．７．４）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】 遮断デバイス
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、閉位置から開位置に、またはその反対方向に並進移動して、物質流
を遮断する遮断デバイスのためのシールに関する。
【０００２】 このシールは、１つの圧力室の区切りとなる金属製構成部品を備え、密閉性を
得るために、この圧力室に外部から圧力を作用させることができる。金属製構成
部品のみを使用することによって、広い温度範囲に対する使用が可能となり、そ
してまたデバイスを頻繁に作動することによる、あるいは使用媒体の構成による
きびしい摩耗条件下で使用が可能となる。
【０００３】 このようなシールエレメントの機能にとって重要なのは、ハウジングと遮断要
素との間のこのデバイスの密閉性を、ハウジング内に配置された２つのシーリン
グシートによって得ることである。差圧の方向が定められている場合、剛性固定
されたシーリングシートが、差圧が加わる反対側に必要である。差圧の加わる側
には、軸方向に可動であるシーリングシートを備える必要があり、このシーリン
グシートは、内圧および／または外部からの荷重によるハウジングの変形を補償
できるものでなければならない。ハウジング外部の位置からの負荷には、この力
の導入点の距離に応じて、可動シートリングの剛性が直接比例することを必要と
し、従ってこのシートリングは、遮断要素やハウジングの変形をもはや補償する
ことはできない。従って、全体システムの密閉性は、かならずしもすべての使用
状態で確保されているわけではない。デバイスの閉位置でも開位置でも、いかな
る媒体構成要素もハウジング内に到達させない密閉性という基本的要件を実現す
るためには、ハウジング内部に圧力を、１つの遮断媒体によってもたらすことが
できる。その結果、漏れがあっても遮断媒体構成要素が使用媒体内に流入できる
だけであり、マニュアル作業のための遮断は圧力下流側で確保されている。
【０００４】 基本的には、遮断要素に対する十分な表面圧を生じるように、膨脹可能なシー
ルエレメントを利用するシール構成が知られている。しかしながら、弾性のある
プラスチックからなる管状のシールエレメントは、温度上限および摩耗挙動の点
で、狭い限界内でしか使用できない。とくに摩耗が進んだ場合、このようなシー
ルエレメントは、シーリングされるすき間に挟み込まれて取れなくなる傾向があ
る。これにより、シールエレメントの膨脹可能性、あるいは遮断要素の作動可能
性のいずれかが失われる。
【０００５】 軸方向に弾性を生じるための周知の金属製シール構成は、次のような欠点があ
る。すなわち、膨脹させられる外部の圧力室に金属製の区切りと、それによりエ
ラストマー製の柔軟なシールエレメントに対して生じる力との組み合わせを、解
決しなければならないという問題である。冒頭に述べた欠点も同様に生じる。こ
れらの圧力室は、柔軟な変形性を持たせるために複数の平行な膜（ｍｅｍｂｒａ
ｎｅ）で区切られ、これら膜相互間の密閉性は、製造の際にも運用の際にも点検
できない。これら柔軟な膜の多層性は、最高使用温度においても柔軟な変形性を
持たせるために必要である。圧力室のシーリング機能にとっては、個々の膜の不
具合は全体の不具合につながる。柔軟なシールリングが取り付けられる膜セット
を成形工程によって製造するのは、そしてとくに半径方向の厚さをほぼ等しく製
造するのは、非常に困難である。柔軟なシールリングを膜セットに取り付けるだ
けでは不十分であるため、遮断要素の並進移動方向に対する円周上の位置に応じ
て、この柔軟なシールリングの摩耗がさまざまに異なることになる。
【０００６】 ドイツ特許出願第１９６５３４５６．９号では、２つの金属製膜が用いられ、
これらの膜は、ハウジング内部の圧力とともに外部から圧力をかけられることに
より、遮断要素にシーリング作用を行っている。製造の技術は非常に経費のかか
るものであって、変形作用の連続的再現性は低い。とくに膜相互間、および取り
外し可能なフランジとの耐圧（ｐｒｅｓｓｕｒｅ−ｔｉｇｈｔ）溶接は、非常に
経費がかかる。取り外し可能なフランジのシーリング、および剛性シーリングシ
ートのシーリング、またこれらの位置決めには困難な問題がある。とくに内部圧
力負荷が変化するときデバイスハウジングが変形することによって、金属製シー
ルエレメントの貴金属コーティングの摩耗と、それにともなってデバイスハウジ
ングに対する剛性シーリングシートのシーリング作用の減少を生じる。 本発明
の目的は、冒頭に述べた種類のシール、かつ円周位置とは無関係の均一なシーリ
ング作用と摩耗率が、次に挙げるような場合でも、比較的低コストで得られるよ
うなシールを作ることである。すなわち、使用媒体が高い温度と高い圧力を遮断
要素におよぼし、遮断要素および／または全体システムの外部エレメントの変形
が生じ、遮断要素が高頻度で作動され、そしてまた固形物の媒体構成要素によっ
て摩耗条件がきびしくなる可能性があるような場合である。シーリング作用を生
じるためには、とくにハウジング内部の遮断ガス圧力のみを用いる。遮断要素の
剛性シートのシーリング作用を、遮断ガス圧力と動作圧力との間の差圧の作用に
より改善する。
【０００７】 この目的は、請求項１および請求項１２の特徴によって達成される。この作用
を理解するためには、２つの異なる圧力室間の圧力の関係を観察しなければなら
ない。これはデバイスを閉じた状態の場合、遮断要素とデバイスの連結フランジ
との間で遮断されるべき動作圧力Ｐｂ、ハウジング内部の圧力Ｐｇ、およびフレ
キシブルシート内部の作動圧力Ｐｓである。必要な変形性に対応して最適化され
た膜が、２つ必要であって、これらの膜はハウジングと耐圧に連結され、遮断要
素と平行に配置されているものとする。ここで得られるリング状の表面の差はそ
れだけで、必要な表面圧を生じるのに十分である。比較的小さい圧力Ｐｇで、シ
ートに大きな表面圧を生じることができる。これも必要なことである。なぜなら
フレキシブルシートと遮断要素との間は、金属によってのみシーリングすべきだ
からである。膜システム内部室と、圧力Ｐｇが作用するハウジング内部室との間
には、連結部が存在する。この連結部の断面は、小さい遮断デバイスを持つ外部
接続部へのボアの断面よりもはるかに小さい。
【０００８】 シーリングの機能を次のように説明できる。デバイスが静止状態にあるとき、
すなわち開または閉状態にあるとき、遮断要素側の膜は遮断要素と接触している
。シーリングは多かれ少なかれ円形の線上で行われる。中間シール径と膜の内径
の間のリング面上では、ＰｇとＰｂとの間に差圧が働き、この場合Ｐｇは常にＰ ｂ よりも大きい。膜システム内部のスペースは、ハウジングと同じ圧力を示す。
デバイスを作動するには、膜システム内部の圧力をほとんどゼロまで降下させる
が、これは外部の小さい遮断デバイスを開いて、負荷解除用のボアの断面を開放
することによって行う。膜システム間を連結するボアの断面が小さいため、圧力
Ｐｂの降下はわずかであり、この圧力の機能はデバイスの作動中も遂行される。
遮断要素が最終位置に達した後、外部遮断デバイスは再び閉じられ、膜システム
は遮断要素に対して再びシーリングされる。
【０００９】 もう１つの方法は、外部遮断デバイスを用いて、膜システム内部の圧力を、動
作圧力Ｐｂが存在する圧力室に導くことである。膜システムの負荷解除作用がそ
れほど大きくないことはたしかであるが、とくに有毒または環境に有害な媒体の
場合に必要な作用である。
【００１０】 作動中にシーリングし、接触させるには、遮断要素側の膜の半径方向外側部分
の領域に摩耗防止コーティングを必要とする。この構成には、デバイス構成部品
で加工上生じたすべての変形を補償するという利点がある。必要とされる剛性に
、とくにハウジングおよび遮断要素の剛性に、シール表面の平面からの偏差に対
する要件を、軽減することができる。このことは、密閉性に関連するデバイス構
成部品の最終加工の加工方法に影響を持つ。
【００１１】 膜システムに対して固定されたシーリングシートは剛性構造であって、ハウジ
ングとの間に柔軟で、耐圧性の連結部を備える。この連結部はリング状膜を備え
、この膜は、その外径円周で剛性シーリングシートと連結され、内径円周でハウ
ジングと連結されている。従って圧力Ｐｂの作用によるハウジングの変形は、シ
ートリングと切り離されている。さらには遮断要素を経由して剛性シーリングシ
ートに伝達される使用差圧に加えて、ハウジング圧力Ｐｂと動作圧力Ｐｓとの間
の圧力差も、剛性シーリングシートの中間シール径と膜内径との間のリング表面
に作用し、従ってシール表面圧を大きくする。
【００１２】 遮断要素の両側に、上記のような膜仕様により、２つの剛性シートを設けるこ
とも可能である。
【００１３】 本発明のシールのさまざまな実施形態を、添付の図を用いて下記に説明する。
【００１４】 図１は、遮断デバイス１の全体図である。この遮断デバイスはパイプ３および
フランジ４を介して、隣接する導管と連結されているハウジング７を備える。剛
性シート５とフレキシブルシート６とを介して、遮断要素２による遮断が得られ
る。この遮断要素２はロッド１４を介し、駆動装置１５によって、開位置から閉
位置へ、またその逆に移動される。フレキシブルシート６の圧力室１１はパイプ
１３を経由して、外部遮断デバイス８と耐圧に連結されている。
【００１５】 図２は、フレキシブルシーリングシート６の拡大図である。このシートは主と
して円形の金属製膜９、１０からなり、これらの膜はほぼ同じ面積を有する。金
属製膜９および１０は、溶接シーム１８によってこれら相互の外径円周間が、そ
して溶接シーム１９および２０によってこれらの内径円周がリング１６と耐圧性
を持って、それぞれ連結されている。これら２つの膜９および１０は、リング１
６とともに圧力室１１を形成する。この圧力室１１の中では圧力Ｐｓが存在し、
ボア１７を介してハウジング７の圧力室４０と連結し、後者のハウジングの中で
は圧力Ｐｇが存在する。さらに圧力室１１は、ボア１２とパイプ１３を経由して
外部遮断デバイス８に対する連結部も備える。リング１６は、溶接シーム２１に
よりハウジング７と耐圧に連結している。膜１０は、遮断デバイス１が完全に非
加圧状態のとき、少なくとも１つの中断のない円形の線上で遮断要素２と接触す
る。
【００１６】 図３は、圧力Ｐｂ、ＰｇおよびＰｓの作用によって変形した弾性シーリングシ
ート６を示す。圧力室３９は、フレキシブルシーリングシート６、剛性シート５
、および遮断要素１により、いずれの運転段階においても、遮断デバイス１のそ
の他の部分から確実にシーリングされるべきであって、この圧力室の動作圧力Ｐ ｂ はパイプ３の中に存在する。遮断ガス圧力Ｐｇは、ハウジング７のそのほかの
部分では圧力室４０の中に存在し、圧力室３９の動作圧力Ｐｂより高くなければ
ならない。圧力Ｐｓは、膜システム９、１０の内部の圧力室１１に存在し、遮断
要素１が作動していないときは圧力Ｐｇに等しい。シール表面圧を生じるために
遮断要素１の方向に膜９および１０を変形させるには、円形リング面上の圧力Ｐ ｇ とＰｂとの差を用いるが、この円形リング面の外径は、中間シール径２２と膜
９の内径とに相当する。そのほかのすべての面の上、とくに膜１０の上では圧力
は均等である。
【００１７】 遮断要素１を動かすためには、シール表面圧を最小限まで軽減しなければなら
ない。これは、外部遮断デバイス８を開くことによって行う。ボア１７の断面は
、ボア１２の断面より非常に小さいので、圧力Ｐｓがほぼ周囲の圧力まで下がっ
ても、圧力Ｐｇが著しく下がることはない。従ってシーリングシート５、６や遮
断要素２の摩耗防止コーティングの摩耗は、最小限に抑えられ、駆動力は小さく
てすむようになる。
【００１８】 図４は、剛性シーリングシート５の遮断要素２の長軸に垂直な断面図を示す。
この固定されたシーリングシート５は、突出したシート２８を備え、このシート
は遮断要素２に対して、中間シール径円周２７の上でシーリングしている。この
固定シーリングシート５は、ハウジング７に対して軸方向に動かすことができ、
その外径円周が溶接シーム２４により膜２６と耐圧に連結されている。膜２６は
溶接シーム２５により、ハウジング７と耐圧に連結されている。
【００１９】 図５は、剛性シーリングシート５の遮断要素２の長軸方向に切った断面図を示
す。遮断ガス圧力Ｐｇの作用によりハウジング７が変形することにより、一方で
は膜２６と剛性シーリングシート５との間に、他方では膜２６とハウジング７の
間に間隔が生じる。従ってシート２８の平面性に変化はなく、遮断要素２との完
全な接触は維持される。さらに再び主としてＰｇとＰｂとの間の差圧が、膜２６
の表面全体に主に作用する。これに相当する力が、剛性シーリングシート５に伝
達され、さらにシール表面圧がシート２８にもフレキシブルシーリングシート６
にも存在する。
【００２０】 図６は、図５の別の実施形態である。相違点は膜３１の連結部にある。この膜
は溶接シーム２９によって、その外径円周がハウジング７と連結されている。膜
３１の内径円周は、溶接シーム３０によって剛性シーリングシート５と連結され
ている。シーリング力生成については、図５と同様である。
【００２１】 図７は、２つの剛性シーリングシート３４、３５を持つ仕様であって、応力の
かかっていない状態を示す。これらの剛性シーリングシートは、膜３６、３７を
介して、ハウジング７と耐圧に連結されている。間隔３８は遮断要素２の厚さよ
りも小さい。遮断要素２が取り付けられていると、膜３６、３７のバネ定数は最
小表面圧に変換される。遮断ガス圧力Ｐｇを加えた後、必要なシール表面圧が得
られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 遮断デバイスの全体図である。
【図２】 図１の細部Ｉであり、軸方向に完全に負荷解除された位置の膜システムを示す
図である。
【図３】 図１の細部Ｉであり、支持圧力Ｐｇにより、軸方向に完全に圧迫された位置の
膜システムを示す図である。
【図４】 図１の細部ＩＩであり、軸方向に完全に負荷解除された位置の剛性シーリング
シートを示す図である。
【図５】 図１の細部ＩＩであり、支持圧力Ｐｇにより、軸方向に完全に圧迫された位置
の剛性シーリングシートを示す図である。
【図６】 図５の仕様２を示す図である。
【図７】 圧迫されていない位置の剛性シート２つを備える仕様を示す図である。
【符号の説明】 １ 遮断デバイス ２ 遮断要素 ３、１３ パイプ ４ フランジ ５、３３、３４、３５ 剛性シート ６ フレキシブルシート ７ ハウジング ８ 外部遮断デバイス ９、１０、２６、３１、３６、３７ 膜 １１ 圧力室圧力Ｐｓ １２、１７ ボア １４ ロッド １５ 駆動装置 １６ リング １８、１９、２０、２１、２４、２５、２９、３０ 溶接シーム ２２、２７ 中間シール径 ２３、３８ 間隔 ２６ 膜 ２８、３２ シート ３９ 圧力室圧力Ｐｂ ４０ 圧力室圧力Ｐｇ
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
───────────────────────────────────────────────────── 【要約の続き】 部分内で有効であり，且つ動作圧力Ｐｇよりも高くなけ ればならない。圧力Ｐｓは、膜システム（９，１０）の 内側において圧力室（１１）内で有効であり、遮断デバ イス（１）が静止している時に圧力Ｐｇと等しい。外側 径と，中間シール径（２２）と膜（９）の内側径を有す る円形リング表面上のＰ ｇとＰｂの圧力差は，遮断デバ イス（１）の方向へ膜（９、１０）を変形し，従ってシ ール表面を圧縮する。圧力補償は，全ての他の表面、特 に膜（１０）の表面に有効である。遮断デバイス（１） を変位するために、シール表面の圧縮は，最小まで減少 されなければならない。これは、外部遮断デバイス （８）を開口することによって行なわれる。ボア（１ ７）の断面積は、ボア（１２）の断面積よりもかなり小 さいので、圧力Ｐｓは，略０まで減少する。

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 パイプ（３）およびフランジ（４）を持つハウジング（７）
    と、フレキシブルシート（６）、遮断要素（２）、および剛性シート（５）によ
    るシーリング機構とを備える、並進移動で作動される高温動作温度のための遮断
    デバイス（１）であって、遮断要素（２）に対するフレキシブルシーリングシー
    トのシール表面圧を生成するために、主としてハウジング（７）内の圧力が圧力
    室（４０）で用いられることを特徴とする、遮断デバイス。
  2. 【請求項２】 フレキシブルシーリングシート（６）が、２つの円形リング
    状の金属製膜（９）および（１０）を備え、該金属製膜は、ほぼ等しい内径と外
    径とを持ち、非加圧状態では平行に密接して配置されていることを特徴とする、
    請求項１に記載の遮断デバイス。
  3. 【請求項３】 膜（９）が、非加圧状態ではリング（１６）に少なくとも部
    分的に接触していることを特徴とする、請求項２に記載の遮断デバイス。
  4. 【請求項４】 膜（９）は、該膜（９）の内径円周がリング（１６）と耐圧
    に連結され、該膜（９）の外径円周が膜（１０）と耐圧に連結されていることを
    特徴とする、請求項２に記載の遮断デバイス。
  5. 【請求項５】 膜（１０）は、該膜（１０）の内径円周がリング（１６）と
    耐圧に連結されていることを特徴とする、請求項２に記載の遮断デバイス。
  6. 【請求項６】 膜（９）および（１０）が、圧力室（１１）の区切りをなし
    、圧力室は、ボア（１７）によってハウジング（７）の内部との連結部と、ボア
    （１２）、パイプ（１３）、および外部遮断デバイス（８）によって周囲大気と
    の閉鎖可能な連結部とを備えることを特徴とする、請求項２に記載の遮断デバイ
    ス。
  7. 【請求項７】 ボア（１７）の断面が、ボア（１２）の断面よりも小さいこ
    とを特徴とする、請求項２に記載の遮断デバイス。
  8. 【請求項８】 外部遮断デバイス（８）は、遮断要素（２）が動く前に開か
    れ、該動きが終了した後再び閉じられることを特徴とする、請求項２に記載の遮
    断デバイス。
  9. 【請求項９】 膜（９）は、遮断デバイス（１）の非加圧状態では、遮断要
    素（２）とほぼ円形の線上で接触することを特徴とする、請求項２に記載の遮断
    デバイス。
  10. 【請求項１０】 剛性シート（５）が、動作圧力勾配の方向に軸方向に動か
    せるように配置されており、円形の膜（２６）によりハウジング（７）と連結さ
    れていることを特徴とする、請求項１に記載の遮断デバイス。
  11. 【請求項１１】 膜（２６）の外径円周が剛性シート（５）と耐圧に連結さ
    れ、膜（２６）の内径円周がハウジング（７）と耐圧に連結されていることを特
    徴とする、請求項１０に記載の遮断デバイス。
  12. 【請求項１２】 剛性シート（５）が、動作圧力勾配の方向に軸方向に動か
    せるように配置されており、円形の膜（３１）によりハウジング（７）と連結さ
    れていることを特徴とする、請求項１に記載の遮断デバイス。
  13. 【請求項１３】 膜（３１）の外径円周がハウジング（７）と耐圧に連結さ
    れ、膜（３１）の内径円周が剛性シート（５）と耐圧に連結されていることを特
    徴とする、請求項１２に記載の遮断デバイス。
  14. 【請求項１４】 パイプ（３）およびフランジ（４）を持つハウジング（７
    ）と、剛性シート（３４）、遮断要素（２）、および剛性シート（３５）による
    シーリング機構とを備える、並進移動で作動される高温動作温度のための遮断デ
    バイス（１）であって、遮断要素（２）に対して剛性シーリングシート（３４）
    および（３５）をシーリングするために、ハウジング（７）内部の遮断ガス圧力
    だけを用いることを特徴とする、遮断デバイス。
  15. 【請求項１５】 剛性シート（３４）は膜（３６）を介して、および剛性シ
    ート（３５）は膜（３７）を介して、ハウジング（７）と耐圧に連結されている
    ことを特徴とする、請求項１４に記載の遮断デバイス。
  16. 【請求項１６】 剛性シート（３４）および（３５）の遮断要素（２）に対
    する最小表面圧は、膜（３６）および（３７）の軸方向の弾性変形によって得ら
    れることを特徴とする、請求項１４に記載の遮断デバイス。
  17. 【請求項１７】 圧力室（１１）からの圧力が、外部遮断デバイス（８）を
    経由して周囲大気に導かれることを特徴とする、請求項の１から１６のいずれか
    一項に記載の遮断デバイス。
  18. 【請求項１８】 圧力室（１１）からの圧力が、外部遮断デバイス（８）を
    経由して圧力室（３９）に導かれることを特徴とする、請求項１から１７のいず
    れか一項に記載の遮断デバイス。
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