JP2004527699A - 流体用遮断バルブ - Google Patents

Abstract

遮断される流体のための流入口（３）と流出口（４）とが設けられた通路を内部に形成する変形可能な材料から成る管状素子（２）を備えた流体用遮断バルブ。管状素子（２）は、流入口（７）を有するスチールから成る第２の管状素子（５）の内部に収容され、制御時、流入口（７）を通じて加圧流体が導入され、この加圧流体によって管状素子（２）を側方から細らせることにより、前記通路が閉じられる。開状態において、管状素子（２）が細らされて閉じられる管状素子（２）の中央領域は、好ましい細らせ方向で予め僅かに細らされており、好ましい細らせ方向に対して垂直な方向で自由に拡張することができる。バルブはシール状態で閉じられる。バルブは、特に容器に液体状の製品を充填するための装置で使用することができる。
【選択図】図１

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体用遮断バルブに関する。特に、本発明は、通常、容器に液体または高粘度の流体を容器に充填するための装置で使用することができるが、これだけに限定されるものではない。
【背景技術】
【０００２】
従来技術は、ゴム等の弾性変形可能な材料から成り且つ側方で締め付けられることにより閉じて液体の流れを遮断する小さいチューブを備えた液体用遮断バルブを教示している。この種の周知のバルブにおいて、変形可能な前記チューブは、円筒状の通路を内側に形成しており、同様に円筒状を成すチャンバ内に収容されている。前記チャンバは、前記チューブの外径よりも僅かに大きい直径を有している。
【０００３】
この種の周知のバルブの欠点の１つは、バルブを閉じる前記ゴムチューブの締め付けが不規則となり得るという点である。一般に、前記チューブは、細らされた状態で、チューブ（したがってバルブ）を完全に閉じない丸い突出部を形成し得る。
【０００４】
他の欠点は、一連の締め付け及び拡張に晒されて急速に摩耗するため、バルブの耐用年数が比較的短いという点である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の主な目的は、前述した従来技術の欠点を未然に防ぐことができるバルブを提供することである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の利点は、弁をシール状態で完全に閉じることができるという点である。他の利点は、構造的に単純で経済的なバルブを提供するという点である。更に他の利点は、長持ちするバルブを提供するという点である。これらの目的および利点、他の目的および利点は、全て、添付の請求の範囲に特徴付けられているように、本発明によって達成される。本発明の更なる特徴および利点は、単なる非制限的な一例として添付図面に示された本発明の好ましい非排他的な実施形態に関する以下の詳細な説明から更に明らかとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１を参照すると符号１は全体として変形可能な材料（例えばシリコーンゴム）によって形成される管状素子２を備えた流体用、特に液体用の遮断バルブを示している。
【０００８】
管状素子２の内部には円筒状の管路が形成されており、この管路の両端には遮断される流体のための流入口３および流出口４が設けられている。管状素子２は軸対称であり、フランジ付きの２つの端部を両側に有している。
【０００９】
管状素子２は、硬質材料（例えばスチール）から成る外側の第２の管状素子５の内部に収容されている。第２の管状素子５の内側には、内側の管状素子２のためのハウジングチャンバ６が形成されている。ハウジングチャンバ６は側方流入口７を有しており、この側方流入口７を通じて加圧制御流体（圧縮空気）を導入して、管路が塞がるまで管状素子２を側方から細らせることができる。図４は、変形可能な管状素子を細らして、通路を閉じ、流体を遮断した状態を示している。
【００１０】
管状素子２を収容するハウジングチャンバ６は、管状素子の長軸ｘ−ｘに対して垂直な断面にしたがって判断すると、狭い長円形状を成す中央領域を有している。加圧制御流体の側方流入口７は、前述した長円領域の２つある長い辺の一方側に設けられている。
【００１１】
管状素子２のハウジングチャンバ６の形状は、複雑であり、エッグタイマー形状の面、すなわち、中央領域の短径で接する２つの対向する円錐台面から成る面を備えている。エッグタイマー面は、円形ではなく長円の真直ぐな領域を有する特別な形状の円筒面、すなわち、長円形状の平坦なカーブに沿う真直ぐな母面（エッグタイマー面の軸ｙ−ｙと平行）によって形成される円筒面と同軸的に交差している。ハウジングチャンバ６の狭い領域の周に対応する平坦なカーブ（図５参照）は、エッグタイマー面の中央領域の直径とほぼ同じ（管状素子２の予め僅かに細らされた状態を確定するように、同じ領域において管状素子２が変形していない状態で成す直径よりも僅かに短い）短い辺を有している。長円領域の円筒面は、平坦なカーブの他の領域でエッグタイマー面の一部を“切り取った”状態で（図６および図７に明確に示されており、細い線は“切り取り”領域を示している）、平坦なカーブの短い辺でハウジングチャンバ６の狭い領域と接している。
【００１２】
内側の管状素子２は、調整される流路を確定する内面を備えている。この内面は、真直ぐな円形断面を有する円筒状を成している。また、外面は、エッグタイマー形状を成し、ハウジングチャンバ６を規定する前述したエッグタイマー面と同じあるいは僅かに大きいサイズを有している。ハウジングチャンバ６の内壁は、ハウジングチャンバ６のエッグタイマー面が長円形状の円筒面によって“切り取られて”いない部分で、管状素子２に対してこれを僅かに細らせる予圧を作用させることが好ましい。
【００１３】
管状素子２の真直ぐな中央領域は、他の領域に対して比較的狭い幅を有する優先的な細らせた領域であり、この幅での締め付けにより、管路の閉塞を担う細らせが管状素子２の狭い中央領域に集中する。
【００１４】
管状素子２は、最も大きな締め付けを受ける弱い断面領域に、２つの正反対の領域を有している。これらの領域は、バルブが開かれ且つ加圧流体が管路を閉じる状態で作用していない時に、ハウジングチャンバの内壁に非常に接近し或は好ましくは僅かに細らされた状態でハウジングチャンバの内壁と接触して相互に作用し合う（この状態が図１および図２に示されている）一方、弱い断面領域の他の領域は、ハウジングチャンバの内壁から大きく離れ、ハウジングチャンバの内壁と接触して相互に作用し合わず、したがって、予め細らされた状態となっていないが、自由に拡張する（これが図３に示されている）。
【００１５】
したがって、弱い断面領域において、管状素子２は、一方向（すなわち、ハウイジングチャンバ６の長円領域の短径方向）で予め僅かに細らされており（加圧制御流体の作用がない状態であっても）、前記方向（すなわち、長径方向）と垂直な方向で細らされていない。
【００１６】
制御流体の側方流入口７は、予め僅かに細らされた管状素子２の一方の領域に位置されている。
【００１７】
実際に、管状素子２は、加圧制御流体が一部でも作用していなければ、弱い領域の一部を含む径方向に対向する２つの領域を除き、ハウジングチャバの内壁全体と接触した状態で相互に作用し合う。
【００１８】
すなわち、管状素子２の領域、好ましくは弱く変形し易い領域は、一方向で予め僅かに細らされ、且つ垂直な方向で自由に拡張できるように、ハウジングチャンバ６内に収容されている。これは、管状素子２の弱い断面領域の形状とは異なるハウジングチャンバ６の断面形状により、可能となる。特定の場合、チャンバの断面は長円であり、一方、管状素子２の断面は円形である。また、一方の断面は、２つの垂直な軸に対して対称であることが好ましい。このような形状により、制御流体がハウジングチャンバ６内に注入されると、管状素子２は、図４に示されるように、すなわち、常に予め圧縮された部分の方向で細らされる。
【００１９】
制御流体の作用がなくなると、管状素子２は、その開いた形状へと弾性的に戻る。
【００２０】
ハウジングチャンバ６が管状素子２の一部と僅かに干渉することにより、動作中、閉塞時以外は管状素子２が殆ど摩耗しないため、耐用年数が延びる。
【００２１】
図１０は、前述したバルブの用途を示している。この図は、液体用の流入口８および流出口９が設けられた管路と、この管路内で動作する代替ポンプ１０と、前述したバルブと同一の２つの遮断バルブ１とを備える液体用の充填装置を示している。遮断バルブ１のうちの一方のバルブは吸引バルブとして機能し、他方のバルブは吐出バルブとして機能する。各弁１は、代替ポンプ１０と同期して動作する図示しない周知のタイプのニューマチック・トランスミッションシステムからのコマンドにより開閉する。各弁１は適当な収容体内に収容されており、また、各弁１には、遮断される搬送物の流れ（矢印Ｇで示されている）から制御流体（矢印Ｆで示されている）をシール状態で隔離する少なくとも１つのシールが設けられている。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明にしたがって形成されたバルブの図２のI−I線に沿う断面図である。
【図２】図１のII−II線に沿う断面図である。
【図３】図１のIII−III線に沿う断面図である。
【図４】バルブの閉状態における図２の断面図である。
【図５】変形可能な第１の管状素子を収容するチャンバを形成する硬質な外側の第２の管状素子の平面図である。
【図６】図５のVI−VI線に沿う断面図である。
【図７】図６のVII−VII線に沿う断面図である。
【図８】変形可能な第１の管状素子の平面図である。
【図９】図８のIX−IX線に沿う断面図である。
【図１０】本発明のバルブが使用される液体充填装置である。
【符号の説明】
【００２３】
１ 遮断バルブ
２ 管状素子
３ 流入口
４ 流出口
５ 第２の管状素子
７ 側方流入口

Claims (10)

1. 遮断される流体のための流入口（３）と流出口（４）とが設けられた通路を内部に形成する変形可能な材料から成る管状素子（２）を備え、前記管状素子（２）は、流入口（７）を有するハウジングチャンバ（６）の内部に収容され、制御時、前記流入口（７）を通じて加圧流体が導入され、この加圧流体によって前記管状素子（２）を側方から細らせることにより、前記通路が閉じられる流体用遮断バルブ。
2. バルブの開状態において、管状素子（２）の少なくとも一つの領域は、好ましくは細らせる方向に予め僅かに細らされており、好ましくは細らせる方向に対して垂直な方向で自由に拡張できる請求項１に記載のバルブ。
3. 管状素子（２）の軸（ｘ−ｘ）に対して垂直な面内にあるハウジングチャンバ（６）の少なくとも１つの断面領域は、長円であり、管状素子（２）の予め細らされた長円断面領域に配置されている請求項１または請求項２に記載のバルブ。
4. 加圧流体の流入口（７）は、管状素子（２）の予め細らされた領域と同じ位置に設けられている請求項３に記載のバルブ。
5. 加圧流体の流入口（７）は、ハウジングチャンバ（６）の長円断面領域の長辺に設けられている請求項４に記載のバルブ。
6. 管状素子（２）ハウジングチャンバ（６）の長円断面領域に、液体の通路を閉塞するように細らされる弱い領域を有している請求項３ないし請求項５のいずれか１項に記載のバルブ。
7. 管状素子（２）のハウジングチャンバ（６）は狭い領域を有し、その狭い領域で、管状素子（２）は、第１の方向で予め僅かに細らせらるとともに、前記狭い領域と直交する方向で自由に伸びることができる請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のバルブ。
8. 管状素子（２）は、管状素子の軸（ｘ−ｘ）に対して垂直な面に従う少なくとも１つの領域に、加圧流体が存在しない状態で、ハウジングチャンバ（６）の内側に形成された内壁と非常に接近し或は接触して相互に作用し合う径方向に対向する２つの区域を有し、一方、前記少なくとも１つの領域における管状素子（２）の他の区域は、ハウジングチャンバ（６）の前記内壁から離れて位置している請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載のバルブ。
9. 加圧流体の流入口（７）は、ハウジングチャンバ（６）の前記内壁と非常に接近し或は相互に作用し合う管状素子（２）の前記一方の区域に設けられている請求項８に記載のバルブ。
10. バルブの開状態において、管状素子（２）のハウジングチャンバ（６）には、管状素子（２）の少なくとも一部を取り囲む内壁が形成されており、この内壁は、管状素子（２）が好ましい方向で伸びることができるように前記内壁が管状素子（２）から離間している径方向に対向する２つの区域を除き、管状素子（２）と僅かに干渉している請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載のバルブ。