JP2006507463A - モジュール式表面設置流体システム - Google Patents

Abstract

本発明は、表面に設置される２つ以上の流体構成要素と流体連絡するための流体マニホルドシステムにおいて使用するための、架橋取付具を提供する。この流体構成要素は、入口ポートおよび隣接する出口ポートを有する。本発明はまた、第二のポートに接続された第一のポートを有するハウジングを提供し、中間流体通路が、これらの第一のポートおよび第二のポートを連結しており、そして少なくとも１つの突出部が、このハウジングから延びている。架橋取付具は、この突出部を受容するための溝および整列する穴を有するチャネルブロック内に設置され得る。本発明の別の実施形態は、モジュラー式の表面設置逆止め弁を提供し、この逆止め弁は、設置フランジが接続された弁体を有し、このフランジは、実質的に平坦であり、そしてこのフランジの中心に位置する入口通路、およびこの入口通路に隣接して位置する出口通路を有する。

Description

（発明の分野）
本明細書中に開示される本発明は、一般に、流体システムのためのマニホルドおよび弁に関する。

（発明の背景）
種々の産業的製造プロセスは、しばしば、弁、調節器、圧力変換器、マスフロー制御器などから構成されるシステムによって制御される、気体および流体の使用を必要とする。これらの構成要素は、代表的に、溶接されたチュービングおよび圧縮取付具の使用によって一緒に接続され、そして垂直なパネル上に設置される。これらの型の接続は、いくつかの用途において、望ましくなくあり得る。なぜなら、これらの接続は、溶接操作のためのさらなる時間および費用を追加し、構成要素の間を不必要に空け、そして他の構成要素の間に位置する構成要素を交換することを困難にするからである。さらに、これらのシステムは、代表的に、あつらえで設計され、そして製造される。このことは、製造費用および交換部品の獲得を、非常に高価にする。

新たなモジュール式流体システムが、最近、これらの型の問題を克服するために、半導体産業に導入されている。これらのシステムの代表的な構成要素（例えば、弁、圧力調節器および他の代表的な流体構成要素）が、これらの入口ポートおよび出口ポートが同一面の構成に同時に置かれるように、再配置されている。さらに、取付型の流れ構成要素フランジは、表面設置構成要素の交換性を可能にする目的で、標準的な大きさおよび形状を有する。しかし、これらの流体システムは、非常に高価であるという欠点を有する。なぜなら、これらのシステムは、抗純度の材料ストックから機械加工されるからである。これらのシステムは、金属シールの使用をさらに必要とし、これは、非常に高価である。従って、例えば、分析プロセス産業において使用するための、安価なモジュール色魔仁保津路システムを提供することが望ましい。

現在、表面設置構成の逆止め弁（すなわち、出口ポートに隣接した入口ポートを有するように構成され、そしてモジュール式の表面設置マニホルドに取り外し可能に接続するための、予め決定されたフットプリントを有する嵌合表面を有する弁）は、市販されていない。標準的な従来の逆止め弁は、しばしば、モジュール式の間に包度システムを利用し、そしてチュービングおよび他の設置ハードウェアでの接続を必要とする。さらに、市場において、頂部にポートを有する遮断弁に対する必要性が存在する。

本発明の他の特徴および利点は、本明細書の一部を形成する、添付の図面および特許請求の範囲を参照して、以下の詳細な説明から明らかになる。

（発明の要旨）
本発明は、表面に設置される２つ以上の表面取付流体構成要素と流体連絡するための流体マニホルドシステムにおいて使用するための、架橋取付具を提供する。これらの構成要素は、入口ポートおよび隣接する出口ポートを有する。この架橋取付具は、第二のポートに接続された第一のポートを有し、内部流体通路が、これらの第一のポートおよび第二のポートを連結しており、そして少なくとも１つの突出部が、このハウジングから延びている。

本発明はまた、２つ以上の表面設置型流体構成要素と接続するための、モジュール式流体マニホルドシステムを提供し、各流体構成要素は、入口ポート、および隣接する整列した出口ポートを有する。１つ以上の架橋取付具が存在し、ここで、各架橋取付具は、ハウジング、およびこのハウジングから延びる突出部、ならびにチャネルブロックを備え、このチャネルブロックは、この突出部を受容するための溝および整列した穴を有する。

本発明の別の実施形態は、モジュール式表面設置逆止め弁を提供し、この逆止め弁は、設置フランジが接続された弁体を有し、このフランジは、実質的に平坦であり、そしてこのフランジの中心の周りに位置する入口通路、およびこの入口通路に隣接して位置する出口通路を有する。この弁体は、これらの入口通路および出口通路と流体連絡する弁チャンバをさらに備え、このチャンバはさらに、入口通路とチャンバとの連結部に形成された弁座、チャンバ内に位置するきのこ状部、および弁チャンバ内に設置された姉をさらに備え、このばねは、きのこ状部を弁座の方へと付勢するためのものである。

本発明はまた、空気作動式の表面設置流れ制御弁を提供し、この弁は、設置フランジが接続された弁体を備え、そしてこのフランジは、実質的に平坦であり、そしてこのフランジの中心の周りに位置する入口通路、およびこの入口通路に隣接して位置する出口通路を有し、この本体は、さらに、内側通路および外側通路と流体連絡する空洞を備え、ステムが、空洞内に位置し、そしてばねが、この空洞内に設置され、このばねは、ステムの第一の端部を、入口通路および出口津路と密封係合させて付勢するためのものであり、このステムは、このステムの株表面の下方に位置するアクチュエータ流体構成要素および外部圧力源と流体連絡する内部流体通路を備える。

（詳細な説明）
本発明は、モジュール式の表面設置流体システム、およびこれと供に使用するための表面設置モジュール式流れ弁に関する。モジュール表面設置流体システムは、第Ｉ節に詳細に記載されており、一方で、表面設置モジュール流れ弁は、第ＩＩ節および第ＩＩＩ節により詳細に記載されている。

（Ｉ．モジュール式表面設置流体システム）
ここで図１を参照すると、例示的なモジュール式流体システム１０の分解図が示されており、このシステムは、弁１２およびフィルタ１４のような、表面設置流体構成要素と一緒に使用するためのものである。他の流体構成要素（例えば、圧力変換器（図示せず）、マスフロー制御器（図示せず）など）もまた、本発明のモジュール式マニホルドシステムと組み合わせて利用され得る。図１および２に示されるように、表面設置構成要素１２、１４、１６は、各々、少なくとも１つの入口ポート、およびこの入口ポートに隣接して位置する少なくとも１つの出口ポートを有する、標準的な大きさのものである。これらの入口／出口ポートは、設置フランジ１５の底部平坦設置表面１７上に位置する。フィルタ１４および一般的な２ポート弁１６のような、２ポートの構成要素については、入口ポート２０は設置フランジの、底部表面嵌合表面１７の中心に位置し、そしてオフセットした出口ポート２２が、入口ポート２０に隣接して位置する。一般的な３ポート弁１２については、入口ポート２４は、中心からオフセットしており、そしてさらに、中心に向いた入口（または出口）ポート２６およびオフセットした出口ポート２８を備える。これらの入口／出口ポートの全てが同一面内にあることに注目のこと。

図１および２に示されるように、流体システム１０の基板すなわち第一の層は、１つ以上の基板チャネルブロック３０を備える。この基板チャネルブロック３０は、１つ以上の表面設置流れ構成要素を受容するような大きさにされ得る。好ましくは、基板チャネルブロック３０は、複数の設置流れ構成要素を受容する。基板チャネルブロック３０は、表面設置構成要素を受容し、そして固定するための、上部平坦設置表面３２、および２つ以上の架橋取付具を受容するための、チャネルブロックの長手方向軸に沿って配向するチャネルまたは溝３４を備える。一連のねじきりされた固定具（図示せず）が、構成要素を基板チャネルブロック３０の整列したねじ切りされた穴３６に固定するために、流体構成要素の基部設置フランジにおける穴３５を通して挿入され得る。溝またはチャネル３４は、好ましくは、平行な側壁３８、およびこれらの側壁の各々に対して垂直に配向する底部壁４０を有する。

本発明のモジュール式流体システム１０は、１つ以上の架橋取付具をさらに備え、これらの架橋取付具は、基板チャネルブロック３０のチャネル３４内に受容される。架橋取付具５０、８０、１１０、１３０、１４０、１５０、１６０は、図１〜５に示されるように、「流れを架橋する」ように機能する。すなわち、１つの流れ構成要素から他の隣接する流れ構成要素への流体連絡を提供する。架橋取付具はまた、第一の基板層における流れ構成要素から第二の基板層における流れ構成要素への流体連絡を提供し得る。架橋取付具の外形は、誤組み立てを防止するための位置付け特徴、および垂直な配向で設置される場合のチャネルブロックにおける架橋取付具を保持するためのクリップまたは保持特徴をさらに提供する。これらの特徴の全ては、以下にさらに詳細に記載される。

図２に示されるように、架橋取付具５０の第一の型（「オフセット−中心」架橋取付具と称される）は、第一の流れ構成要素１２の「オフセット」配向のポート２８と、第二の隣接する流れ構成応訴１６の「中心」に位置するポート２０との間の流体流れを連絡させる。２ポートの流体構成要素の大部分については、オフセットした配向のポート２２は、代表的に、出口であり、そして中心に配向するポート２０は、代表的に、入口である。オフセット−中心架橋取付具５０は、第一の「オフセット」ポート５４、およびこのハウジングの上表面に位置する第二の「中心」ポート５６を有するハウジングを備える。架橋取付具のオフセットポート５４は、第一の流体流れ構成要素１２のオフセットポート２８と流体連絡するために一義召され、一方で、架橋取付具の中心ポート５６は、第二の隣接する流体流れ構成要素１６の中心ポート２０と流体連絡するために位置決めされる。図２に示されるように、架橋取付具５０が基板ブロック３０のチャネル内に受容される場合、第一のポート５４および第二のポート５６は、基板チャネル設置表面３２に対して同一面にある。第一のポートおよび第二のポートは、好ましくは、ガスケットまたはＯリングシール５７を受容するために開港しているポート穴の周りに、円形凹状空洞または中心ボアを備える。このシールは、任意の適切な材料（例えば、エラストマー、プラスチック、ゴムまたはポリマー材料）から作製され得る。本発明の組み合わせて使用され得る他のシール技術は、当業者に容易に明らかである。

架橋取付具の第一のポート５４および第二のポート５６は、各々、肘形状の内部流体通路５８ａ、５８ｂに接続される。これらの肘形状の内部流体通路５８ａ、５８ｂから、任意の真っ直ぐな流れ通路６０ａ、６０ｂが延びており、これらの真っ直ぐな流体通路は、一緒に連結される。従って、肘形状の内部流体通路５８ａ、５８ｂ、および真っ直ぐな流体通路６０ａ、６０ｂは、共同して、Ｕ形状の内部流体通路を形成する。

流れ構成要素１６の中心に配向するオリフィス２０および第二の層におけるマニホルド架橋取付具を有する架橋取付具５０の中心ポートの適切な位置を確実にするために、拡大ボス６４が、オフセット−中心架橋取付具５０の中心ポート５６に対向する底部表面６２から延びる。拡大ボス６４は、チャネルブロック３０の底部壁４０に位置する滴下穴６６内での受容のために整列され、これによって、架橋取付具５０の中心ポート５６と、表面設置構成要素１６の中心ポート２０および潜在的に、第二のマニホルド層（図示せず）に位置する架橋取付具のポートとの整列を提供する。ボス６４の深さおよび直径は、チャネルブロック３０が垂直な配向で回転される場合にこのチャネル内に架橋取付具を保持するための大きさにされる。チャネルブロック３０が垂直な配向にある場合に、ボスの側壁は、架橋取付具をチャネル内に保持するような様式で、穴６６の側壁と干渉する。さらに、ボス６４の直径は、穴６６内でのボスの保持をさらに補助するために、穴６６よりほんのわずかに小さい大きさにされる。ボス６４は、ボスの端部が、以下に記載されるように、マニホルド層に位置するマニホルド架橋取付具の嵌合ポート１１２の流れを密封するためのキャップとして機能し得るように、ガスケットの挿入のための隠れた凹状領域６７をさらに備え得る。

オフセット中心架橋取付具５０は、オフセットポート５４の反対側の底部表面から延びる、第二のボス７０をさらに備え得る。第二のボス７０は、好ましくは、第一のボス６４とは異なる大きさであり、そして表面設置構成要素１２のオフセットポート位置２８と整列する、相補的形状の隠れた穴７２内に受容される。第二のボス７０が、第一のボス６４とは異なる大きさまたは形状を有する場合、ボス６４、７０は、それぞれの穴６６、７２のみにフィットする。チャネルブロック３０の切取り部分に示されるように、このチャネルブロックは、一連の穴を、繰り返しのパターンで有する：カウンターボア７２、貫通孔６６、中心ボア７２。カウンターボア穴７２は、オフセット弁ポート２２と整列し、一方で、貫通孔６６は、中心弁ポート２０と整列する。従って、チャネルブロックの穴の配置および大きさは、異なる大きさ（または形状）のボスと一緒になって、架橋取付具および弁のそれぞれのオフセットポート、中心ポートを整列させ、これによって、チャネルブロック内での架橋取付具の誤組み立てまたは不適切な位置付けを防止する。

従って、第一のボス６４および第二のボス７０は、架橋取付具５０のオフセットポート５４および中心ポート５６の、それぞれ表面設置構成要素１２、１６の対応するオフセットポート２８および中心ポート２０との整列を提供するように機能する。第一のボス６４および第二のボス７０は、チャネルブロックが垂直に保持される場合に、このチャネル内に架橋取付具５０を保持するようにさらに機能し、別個の保持クリップに対する必要性を排除する。

架橋取付具８０の第二の実施形態がまた、図１、２に示されており、そして「オフセット−オフセット」架橋取付具と称される。このオフセット−オフセット架橋取付具は、第一の流れ構成要素１４の「オフセット」配向したポート２２と、第二の隣接する流れ構成要素１２の「オフセット」位置のポート２４との間を、流体連絡させる。以下に記載される場合を除いて、オフセット−オフセット架橋取付具８０は、上記オフセット−中心架橋取付具５０と同じ特徴を有する。オフセット−オフセット架橋取付具８０は、ハウジングの上表面に位置する第一のオフセットポート８２および第二のオフセットポート８４を有する、ハウジング５２を備える。架橋取付具８０の第一のオフセットポート８２は、第一の流体流れ構成要素１４のオフセットポート２２と流体連絡するように位置決めされ、一方で、この架橋取付具の第二のオフセットポート８４は、第二の隣接する流体流れ構成要素１２のオフセットポート２４と流体連絡するように位置決めされる。

オフセット−オフセット架橋取付具８０の、誤組み立てを防止するための基板チャネルブロックのチャネル内での適切な位置を確実にする目的で、第一のボスおよび第二のボス７０は、オフセット−オフセット架橋取付具８０の各オフセットポート８２、８４に対向する底部表面６２から延びる。ボス７０は、相補的形状の見えない穴７２内への受容のために整列され、この見えない穴は、表面設置構成要素１２、１４のオフセットポート位置２２、２４と整列する。従って、上記のように、ボス７０は、チャネルブロックが垂直に保持される場合に、架橋取付具８０をチャネル内に保持するように機能し、そして架橋取付ポートを表面設置構成要素のオフセットポートと整列させるように機能する。

モジュール式マニホルドシステム１０は、種々の長さの１つ以上のマニホルドチャネルブロック９０、および１つ以上の架橋取付具から構成される、第二の層をさらに必要に応じて備え得る。マニホルドチャネルブロック９０は、上部取付表面９２を有し、この表面は、上部チャネルブロック（図示せず）の穴内に位置決めされた固定具（図示せず）を介して、基板チャネルブロック３０の下部表面を固定し、そして下部チャネルブロック９０の穴９４と整列させる。このことは、チャネルブロック９０が、上部基板層から外れて下方から滑り、より容易な接近性を可能にすることを可能にさせる。図１に示されるように、マニホルドチャネルブロック９０は、一般に、基板層の長手方向軸に対して垂直な方向に配向する。

マニホルドチャネルブロック９０は、１つ以上のマニホルド架橋取付具１１０の交換のための、チャネルまたは溝９６をさらに備える。溝またはチャネル９６は、好ましくは、平行な側部壁９８、およびこれらの側部壁の各々に対して垂直には移行する底部壁１００を有する。マニホルド架橋取付具１１０は、以下の特徴を除いて、架橋取付具５０と本質的に同じである。マニホルド架橋取付具１１０は、第一のポート１１２および第二のポート１１４、ならびにこれらのポート１１２、１１４の各々の回りに延びるボスを有し、これらは、第一の基板層の上側チャネルブロック３０内に位置する滴下穴６６内への受容のために整列される。マニホルド架橋取付具１１０は、下部表面６２から延びる１つ以上の設置ピン１１８を必要に応じてさらに備え、これらの設置ピンは、チャネルブロック９０の底部壁１１０に位置する見えない穴１２０内への受容のために整列される。これらの見えない穴は、設置ピンと一緒になって、マニホルド架橋取付具ポート１１２、１１４を、滴下架橋取付具１３０のポート１３２と適切に整列させるように、そしてマニホルドチャネルブロック内に架橋取付具を保持するように、機能する。

敵か架橋取付具１３０は、第一のポート１３２およびこの第一のポートに対抗する第二のポート１３４を有し、これらのポートの各々が、真っ直ぐな流路１３６で一緒に接続されている。第一のポート１３２および第二のポート１３４の各々は、ガスケット５７を内部に受容するための、凹状領域またはカウンターボアをさらに備える。滴下架橋取付具は、上が沸き伴奏における表面設置流れ構成要素１２の中心ポート２６から、下側マニホルド層におけるマニホルド架橋取付具のポート１１２までの間の流体を連絡させるように機能する。例えば、パージガスが、このマニホルド架橋取付具から３つのポート弁へと循環され得る。あるいは、流れは、弁の設定に依存して、第一の層から第二の層へと方向付けられ得る。

中心−オフセット架橋取付具１４０の第二の実施形態が、図３に示され、そしてこの取付具は、中心−オフセット架橋取付具５０の代わりに使用され得る。中心−オフセット架橋取付具１４０は、この取付具の左側（肘型取付具）が、第一のポート１４２、およびこの第一のポートの正反対にある第二のポート１４４を有するＴ字型取付具１４１に改変されていることを除いて、架橋取付具５０と同じである。従って、中心−オフセット取付具１４０が、図２における中心−オフセット架橋取付具５０の代わりに使用される場合、流体は、隣接する流体構成要素１２と１６との間、および上側基板層と下側基板層との間で、連絡し得る。

図４Ａは、各ポート１５２、１５４が表面設置構成要素の中心ポートと嵌合するように整列されるので「中心−中心」架橋取付具１５０と称される、架橋取付具のなお別の実施形態を図示する。各ポート１５２、１５４に、中心ポート整列ボス６４が対向する。この取付具の左側は、第一のポート１５２およびこの第一のポートの正反対にある第二のポート１５８を有する、Ｔ字型取付具１５６を有する。従って、中心−中心架橋取付具１５０は、表面設置構成要素の中心ポートと、第二の隣接する流体構成要素の中心ポートと、マニホルド層に位置するマニホルド架橋取付具のポートとの間で、流体を連絡させる。図４Ｂはまた、中心−中心架橋取付具１５３を図示するが、この取付具の左側は、Ｔ字型取付具の変わりに、肘部１５５を有する。従って、架橋取付具１５３は、基板層からマニホルド層へと流体を連絡させる。

図５Ａは、マニホルド架橋取付具１６０の大体の実施形態を図示する。マニホルド架橋取付具１６０は、ティ字型亜取付具１６４に接続された肘型取付具１６２を備え、このＴ字型取付具は、肘型取付具１６６に接続される。このマニホルド架橋取付具は、上側基板層に位置する架橋取付具のポート（例えば、滴下取付具１３０のポート１３４、または中心オフセット取付具の見えないポート６７）と流体連絡するように、整列される。

図５Ｂは、架橋取付具１６７の大体の実施形態の一端を図示する。架橋取付具１６７は、第一の突出部１６８を備え、この突出部は、ハウジングの側壁から延びる。この第一の突出部は、半円として形作られる。架橋取付具１６７はまた、第二の突出部１６９を備え得、この突出部は、ハウジングの側壁から延び、そしてこれもまた、半円として形作られ得る。第一の突出部１６８および第二の突出部１６９はまた、任意の所望の形状を有し得る。チャネルブロックの側壁３８は、さらに、第一の突出部または第二の突出部のいずれか、あるいは両方を受容するような大きさにされたスロット（図示せず）を備える。これらのスロットは、表面設置構成要素の適切なポートと架橋取付具のポートとを整列させるための、適切な位置に位置付けられる。上記突出部は、これらのスロットと一緒に、このシステムの誤組み立てを防止するため、および垂直な配向で設置さえる場合にチャネル内に架橋取付具を保持するように、機能する。

図６は、架橋取付具のポートの拡大上面図を図示する。架橋取付具がひっくり返される場合に、標準的なＯリングをカウンターボア内に保持する目的で、このカウンターボアの直径は、このＯリングの直径よりわずかに小さい。例えば、Ｏリングの直径が０．２６０である場合、カウンターボアの直径は、約０．２４４であり得る。別の選択肢が、図９に示されており、ここで、このカウンターボアは、約６０°〜約７０°の範囲の角度θを有する。例えば、Ｏリングの直径が０．２６０である場合、カウンターボアの直径は、約０．２４４である。このカウンターボアの直径は、標準的なＯリングより小さくあり得、依然として、圧縮の間、流れのためのガスケットのための余地を残す。図１０に示されるように、このカウンターボアは、距離ｌだけ離れた側壁を有し、この距離は、ガスケットの直径より小さい。例えば、約０．２６０の直径を有する標準的な００６ガスケットについては、カウンターボアの直径は、０．２８０であり得、一方で、距離ｌは、０．２４４である。従って、架橋取付具がひっくり返される場合に、平坦な側壁がこのガスケットを絞り、そしてこのガスケットを保持する。一方で、このカウンターボアの平坦でない部分は、このガスケットが圧縮下にある場合に、このガスケット内での流れを可能にする。

図１から５に示されるように、上記架橋取付具およびマニホルド取付具は、２つ以上の別個の構成要素から機械加工され得、次いで、一緒に溶接されるか、または他の様式で連結される。あるいは、架橋取付具は、金属射出成型または当業者に公知の他の技術を使用して、一体的に形成され得る。上記架橋取付具およびマニホルド取付具が、ステンレス鋼（例えば、３１６）から構成され、そしてチャネルブロック３０、９０が、アルミニウムから構成されることが好ましいが、任意の適切な材料（例えば、アルミニウム、プラスチック、または他の金属）が、本発明の構成要素の役に立つ。

図１６Ａおよび１６Ｂは、表面設置構成要素の間隔を維持しながら、２つのチャネルブロック３０を一緒に連結するために使用され得る、コネクタブロック１７１を図示する。このコネクタブロックは、チャネルブロック３０のそれぞれの端部をコネクタブロック１７１に接続するための固定具を受容するための、ねじ切りされた複数の穴１７３を有する。コネクタブロック１７１は、カウンターボア１７５をさらに備え、このカウンターボアは、カウンターブロックを基部プレート（図示せず）上に設置するための固定具を受容する。

図２、２Ａおよび２Ｂに示されるように、モジュール式システム１０はまた、端部取付具１７０を備え得、この端部取付具は、標準的な管取付具１７４、または流体ラインと接続するための他の適切な取付具に接続された、９０°の内部通路を有する、肘型取付具１７２を備える。この端部取付具は、流体ライン（図示せず）と嵌合する入口取付具または出口取付具として利用され得る。従って、肘型取付具の出口端部および入口端部は、流体構成要素のそれぞれの入口端部および出口端部に接続される。図２Ａおよび２ｂは、マニホルドシステムが組み立てられる場合に、トルクが端部取付具１７０に伝達されることを防止するように設計された、端部取付具およびマニホルドブロックの細部をさらに図示する。図２Ａに示されるように、２つの矩形プレート１７６が、チャネルブロック上に溶接されて、六角ナットの整列された平面１７８を受容するためのスロットを形成し、これによって、このナットが回転することを防止する。あるいは、このスロットは、チャネルブロックに一体的に形成され得る。図２Ｂに示されるように、端部取付具は、好ましくは、六角ナットの後ろに位置するボア１８０を有する。ボス１８０は、頂部および底部に位置するか、または正方形の断面であり、その結果、端部取付具がチャネルに挿入される場合に、このボスの回転が防止される。このボスは、ロックダウン棒（ｌｏｃｋ ｄｏｗｎ ｂａｒ）１８３を介して、チャネル内にさらに固定され得る。

（ＩＩ．モジュール式流れ制御弁）
本発明の、通常は閉じているモジュール式流れ制御弁２００は、図１２Ａおよび１２Ｂに最もよく示されている。弁２００は、フランジ付きの下端部２２２および上端部を有する本体２２０を備え、このフランジつきの下端部は、設置ボルト８図示せず）を介してマニホルドブロックまたは基板に弁２００を設置するための、１つ以上の穴２２４を有し、そしてこの上端部は、キャップ２５０を受容するためのものである。好ましくは、フランジ付きの下端部２２０は、形状がほぼ正方形であり、そして約２インチ×２インチのオーダーの寸法を有する。本体２２０は、入口流体通路２６０、出口流体通路２８０、および排液流体通路３００をさらに備える。本体２２０は、第一の狭小部分３２０ａを有する内部空洞３２０をさらに備え、この第一の狭小部分は、入口通路２６０、出口通路２８０、および排液通路３００と流体連絡している。

Ｔ字型ステム３４０は、空洞３２０内に軸方向で配置される。ステム３４０は、下部ステム部分３６０をさらに備え、この下部ステム部分は、空洞３２０ａの第一の狭小部分に受容される。ステム３４０は、ステムの幅の拡大によって規定された、アクチュエータピストン４００をさらに備え、このアクチュエータピストンは、空洞の第二のより大きい直径の部分３２９ｂ内に受容される。このステムは、ばね４２０の下向きの力によって、閉位置に付勢される。ばね４２０は、ピストン４００の上表面３８０の溝３７０およびキャップ２５０の内側表面内、かつキャップ２５０のスリーブ４２５の周りに収容される。このステムの上部Ｔ字型セクション３５０は、このキャップのスリーブ４２５内に設置される。

弁２００は、図１２Ａに示されるように、ステム３４０がその最下部である場合に、閉位置にある。この弁は、このステムが、図１２Ｂに示されるように、最上位置にある場合に、開位置にある。この弁が閉位置にある場合、流体入口通路２６０からの流体連絡は、空洞の壁３３０に対して密封している大リング５００によってブロックされる。今弁が買い位置にある場合、入口通路２６０、出口通路２８０、および第一の流体区画５４０は、全て流体連絡している。第一の流体区画５４０は、ステムの下部３６０と内側空洞壁３２０との間の環によって、空洞３３０の下部表面から第二のＯリング４３０へと形成される。

弁２００の内部アクチュエータは、ピストン４００およびアクチュエータ流体区画４４０を備える。アクチュエータ流体区画４４０は、ステム３４０と内側空洞壁３２０との間の環によって、第三のＯリング４６０から第四のＯリング４８０へと形成される。ステム３４０は、半径方向通路６２０に接続された内部長手方向ボア６００をさらに備え、その結果、流体は、ステム３４０を通ってアクチュエータ流体区画４４０内へと連絡し得る。空気圧の外部供給源が、キャップ２５０の内部ボア２３０を通して内部通路６００へと供給される場合、流体は、半径方向通路６２０およびアクチュエータ流体区画４４０へと連絡し、アクチュエータピストン４００の下部表面６４０に付与される空気圧を生じ、その結果、ばね４２０の下向きの力に打ち勝ち、このステムを開位置まで持ち上げる。この弁が開位置にある場合、流体は、入口通路２６０から出口通路２８０へと連絡し得る。

弁体２００は、ステムと空洞の内側表面３２０栄との間の環によって、第二のＯリング３０から第三のＯリング４６０へと形成される、排液区画３０２をさらに備える。排液通路３００は、排液区画および通路の外部環境からの流体連絡を提供する。

通常は開いている構成を有する、モジュール式表面設置弁の第二の実施形態が、図１３Ａおよび１３Ｂに示される。弁２０５は、以下の差異を除いて、弁２００と同じである。ステム３４０の形状が、以下の場合の「ｔ」とは対照的に、上の場合の「Ｔ」に似るようにわずかに変化しており、そしてさらに、Ｔの上部表念に沿った空洞を備える。キャップ２５０のスリーブ４２５は、排除されており、そしてばね４２０は、空洞３２０の下部壁３２０ｃと、ステム３４０の下部表面６４０との間で再位置付けされる。ばね４２０は、ステム３４０を、通常は開いている位置に付勢する。弁２０５を作動させる目的で、空気圧の外部供給源が、キャップ２５０の内部ボア３２０を通して、ステムの上部表面に位置する空洞２０７へと供給され、アクチュエータピストンの上部表面に付与される空気圧を生じ、その結果、ばね４２０の力に打ち勝ち、このステムを、図１３Ａに示されるような閉位置まで押す。空気圧の供給が遮断されると、この弁は、図１３Ｂに示されるようなその通常の開位置に戻り、そして流体は、入口通路２６０から出口通路２８０へと連絡し得る。

（ＩＩＩ．モジュール式表面設置逆止め弁）
モジュール式表面設置弁の第二の実施形態が、図１４に示される。逆止め弁７００は、フランジ付きの下端部７０４有する本体７０２を備え、この弁体をモジュール式表面設置マニホルド（図示せず）に固定するための固定具（図示せず）を受容するための、設置穴７０６を有する。弁体７０２は、軸方向に配向する入口通路７１０、およびオフセットした出口通路７１２を備える。弁体７０７２は、内側の軸方向に配向したボア７２０をさらに備え、このボアは、この弁が開位置にある場合に、以下により詳細に記載されるように、入口通路７１０および出口通路７１２と流体連絡している。

弁体７０２は、上部設置フランジ７０８をさらに備え、この設置フランジは、キャップ７３２の雄端部７３０を受容するための内側ボア７２０の開口部の周りに配置される。このキャップの雄端部および内側ボアの壁は、適切なねじのような密封された関係で連結される。大リングまたはガスケット７４０は、好ましくは、内側ボアの壁７２０との密封係合のために、このキャップの雄端部の溝７４２に設置される。

弁体の内側ボア７２０は、弁座７４４を形成する横断平面壁を有する。弁チャンバ７５０は、弁座７４４およびキャップ７３２の雄端部の下端部によって規定される。弁座７４４との共同のために、弁チャンバ７５０内に、きのこ状部７６０が設置される。きのこ状部７６０は、好ましくは、平坦なディスクの要素である。きのこ状部７６０は、きのこ状部止め７８２を通して作用するばね７８０を介して、弁座７４４と係合する。きのこ状部止め７８２は、外側環状リム部を備え、このリム部は、ボアの直径よりわずかに小さい外径を有する。コイルばね７８０の一端７８４は、きのこ状部止め７８２の外側環状リム部に設置され、一方で、第二の端部７８６は、キャップのボア内に設置される。きのこ状部およびきのこ状部止めは、米国特許第４，６４３，４６０号（その全体が、本明細書中に参考として援用される）に記載されるきのこ状部およびきのこ状部止めの実施形態を含み得る。

この弁は、ばね７８０のより高い流体圧に打ち勝つ場合、図１４に示されるような閉位置から、開位置へと移動される。きのこ状部７６０の垂直方向の移動は、キャップ７３２の雄端部７３５とのきのこ状部止め７８２の係合によって制限され、これによって、止めを形成する。

本発明の弁およびマニホルドシステムの好ましい形態が、上で図示および記載された。しかし、本開示に留意して、他のアセンブリにおいて匹敵する特徴および利点を達成するための、好ましい実施形態に対する明らかな変更が、当業者に明らかになると考えられる。

図１は、本発明のモジュール式流体システムの斜視分解図である。 図２は、図１の流体システムの方向２−２での断面図である。 図２ａは、端部コネクタおよびマニホルドブロックの部分斜視図である。 図２ｂは、端部コネクタおよびマニホルドブロックの代替の実施形態の部分分解図である。 図３は、オフセット−中心架橋取付具の代替の実施形態の断面図である。 図４Ａおよび４Ｂは、中心−中心架橋取付具の代替の実施形態の断面図である。 図５Ａは、マニホルド架橋取付具の代替の実施形態の断面図である。 図５Ｂは、架橋取付具のさらなる実施形態の上面図である。 図６は、架橋取付具のさらなる実施形態の部分図である。 図７は、図６の架橋取付具の側面断面図である。 図８は、架橋取付具の代替の実施形態の上面部分図である。 図９は、図９の架橋取付具の側面断面図である。 図１０は、架橋取付具の代替の実施形態の上面部分図である。 図１１は、図１０の架橋取付具の側面断面図である。 図１２Ａおよび１２Ｂは、それぞれ閉位置および開位置で示される、本発明の、頂部にポートを備える、通常は閉じている弁の断面図である。 図１３Ａおよび１３Ｂは、それぞれ閉位置および開位置で示される、本発明の、頂部にポートを備える、通常は開いている弁の断面図である。 図１４は、閉位置で示される、本発明の逆止め弁の断面図である。 図１５は、図１４の弁のきのこ状部の斜視分解図である。 図１６Ａは、２つのチャネルブロックと一緒に示される、コネクタ設置ブロックの斜視分解図である。 図１６Ｂは、組み立てられた図１６Ａのコネクタ設置ブロックおよびチャネルブロックの断面図である。

Claims (24)

1. 表面に設置される２つ以上の流体構成要素と流体連絡するための流体マニホルドシステムにおいて使用するための、架橋取付具であって、該流体構成要素は、入口ポートおよび隣接する出口ポートを有し、該架橋取付具は、以下：
   第二のポートに接続された第一のポートをさらに備えるハウジングであって、内部流体通路が、該第一のポートおよび第二のポートを連結しており；そして少なくとも１つの突出部が、該ハウジングから延びている、ハウジング、
   を備える、架橋取付具。
2. 前記ハウジングから延びる第二の突出部をさらに備える、請求項１に記載の架橋取付具。
3. 前記第二の突出部が、前記第一のポートの反対側に位置する、請求項１に記載の架橋取付具。
4. 前記第二の突出部が、前記第一の突出部とは異なる大きさを有する、請求項２に記載の架橋取付具。
5. 前記第二の突出部が、前記第一の突出部とは異なる形状を有する、請求項２に記載の架橋取付具。
6. 前記第一の突出部が、前記ハウジングの下部表面から延びるボスを備える、請求項１に記載の架橋取付具。
7. 前記第二の突出部が、前記ハウジングの下部表面から延びる第二のボスを備える、請求項２に記載の架橋取付具。
8. 表面に設置される２つ以上の流体構成要素と流体連絡するための流体マニホルドシステムにおいて使用するための、架橋取付具であって、該流体構成要素は、入口ポートおよび隣接する出口ポートを備え、該架橋取付具は、以下：
   第二のポートに接続された第一のポートをさらに備えるハウジングであって、内部流体通路が、該第一のポートおよび第二のポートを連結しており、該第一のポートおよび第二のポートが、凹状空洞および該凹状空洞内に位置するシールをさらに備え、該シールが、該空洞内で絞られ、これによって、該シールを該空洞内に保持する、ハウジング、
   を備える、架橋取付具。
9. 前記空洞が、円形であり、そして前記シールが、該空洞の直径より大きい直径を有するＯリングである、請求項８に記載の架橋取付具。
10. 前記空洞が、約６０〜約７０°の範囲で、側壁に対して整列した底部壁を有する、請求項８に記載の架橋取付具。
11. 前記空洞が、前記シールの寸法より小さい間隔を有する、対向する平坦な側壁を有し、これによって、該シールを該空洞内に保持する、請求項８に記載の架橋取付具。
12. 表面に設置される型の２つ以上流体構成要素と接続するための、モジュール式流体システムであって、各流体構成要素は、入口ポートおよび隣接する整列した出口ポートを有し、該モジュール式システムは、以下：
    １つ以上の架橋取付具であって、該架橋取付具の各々が、ハウジング、および該ハウジングから延びる突出部を備える、架橋取付具；
    チャネルブロックであって、該チャネルブロックは、該架橋取付具を内部に受容するための溝、および該突出部を受容するための、整列した相補的形状の穴を有し；該相補的形状の穴および該突出部は、協働する関係にあり、その結果、該表面に取り付けられる流体構成要素のポートが、該架橋取付具のポートと流体連絡する、チャネルブロック、
    を備える、モジュール式流体システム。
13. 前記突出部が、前記ハウジングの底部表面から延びるボスを備え、そして前記整列した穴が、前記チャネルの底部壁に位置する、請求項１２に記載のマニホルドシステム。
14. 前記架橋取付具が、前記ハウジングから延びる第二の突出部、および該第二の突出部を受容するための、整列した相補的形状の穴をさらに備え、該第二の突出部が、前記第一の突出部とは異なる、請求項１２に記載のモジュール式流体システム。
15. 前記システムが、２つのチャネルブロック、および該チャネルブロックを一緒に連結するためのコネクタブロックをさらに備え；該コネクタブロックが、表面に取り付けられる弁の間隔を維持するような大きさである、請求項１２に記載のモジュール式流体システム。
16. 前記架橋取付具の前記第一の突出部が、該架橋取付具のハウジングの面から延びる第一の形状を備え、そして前記チャネルブロックが、該第一の形状を受容するために、側壁内の整列したスロットを有する、請求項１２に記載のモジュール式流体システム。
17. 前記第一の突出部が、前記チャネルブロックが垂直配向にある場合に該チャネルブロックの前記穴内に保持されるような大きさにされている、請求項１２に記載のモジュール式流体システム。
18. 表面に設置される型の２つ以上の流体構成要素と接続するための、モジュール式流体システムであって、各流体構成要素が、入口ポートおよび隣接する整列した出口ポートを有し、該モジュール式システムが、以下：
    １つ以上の架橋取付具であって、該架橋取付具の各々が、ハウジング、ならびに該ハウジングから延びる第一の突出部および第二の突出部を備え、該第一の突出部と第二の突出部とが、互いに異なる、架橋取付具；
    該架橋取付具を内部に受容するための溝を有するチャネルブロックであって、該溝は、該第一の架橋取付具の突出部および該第二の架橋取付具の突出部を受容するための、第一の相補的形状の穴および第二の相補的形状の穴をさらに備え、該架橋取付具のポートは、前記表面に設置される流体構成要素のそれぞれのポートと整列する、チャネルブロック、
    を備える、モジュール式流体システム。
19. 表面に設置される型の２つ以上の流体構成要素と接続するためのモジュール式流体システムであって、各流体構成要素が、入口ポートおよび隣接する整列した出口ポートを有し、該モジュール式システムは、以下：
    端部架橋取付具であって、該端部架橋取付具は、ハウジングから延びる１つ以上の平坦な表面を備える、端部架橋取付具；
    該端部架橋取付具を内部に受容するための溝を有するチャネルブロックであって、該チャネルブロックは、該端部架橋取付具の回転を防止するための、トルク止め手段をさらに備える、チャネルブロック、
    を備える、モジュール式流体システム。
20. 前記架橋取付具の平坦な表面が、六角ナットの対向する平面をさらに備え、そして前記トルク止め手段が、該六角ナットの該対向する平面の受容のために整列された、該チャネルブロックの端部に位置するスロットである、請求項１９に記載のモジュール式流体システム。
21. 前記トルク止め手段が、前記架橋取付具の平坦な表面を係合するための平坦な表面を有するロックダウン棒である、請求項１９に記載のモジュール式流体システム。
22. モジュール式表面設置型逆止め弁であって、以下：
    設置フランジが接続された弁体、
    を備え；
    該フランジが、実質的に平坦であり、そして該フランジの中心の周りに位置する入口通路、および該入口通路に隣接して位置する出口通路を有し、該入口通路および該出口通路が、共通の面上に位置するそれぞれの入口オリフィスおよび出口オリフィスを有し；該弁体が、該入口通路および該出口通路と流体連絡する弁チャンバをさらに備え；該チャンバが、該入口通路および該チャンバの接合部において形成される弁座、該チャンバ内に位置するきのこ状部、該きのこ状部を該弁座の方へと付勢するための、該弁チャンバ内に設置されたばねをさらに備える、逆止め弁。
23. 前記ばねと前記きのこ状部との間に位置するきのこ状部止めをさらに備える、請求項２２に記載の弁。
24. 空気作動式表面設置型流れ制御弁であって、以下：
    設置フランジが取り付けられた弁体であって；
    該フランジが、実質的に平坦であり、そして該フランジの中心の周りに位置する入口通路、および該入口通路に隣接して位置する出口通路を有し；該本体が、該入口通路および該出口通路と流体連絡する空洞をさらに備え、
    Ｔ字型ステムが、該空洞内に位置しており、
    該空洞内に設置されたばねが、該ステムの第一の端部を付勢するために、該入口通路および該出口通路と密封係合しており；
    該ステムが、該ステムの下部表面の下方に位置する、アクチュエータ流体構成要素と流体連絡する内部流体通路、および外部圧力源をさらに備える、
    空気作動式表面設置型流れ制御弁。

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