JP2007510101A - 調整可能なシーリング手段 - Google Patents

Abstract

バルブは、バルブボディ内で回転可能に嵌合するバルブ要素を有している。バルブのこのバルブ要素は、アクチュエータと相互作用し、バルブ要素にトルクを伝えるために、バルブボディの外側に延出するステム又はシャフト部分に結合している。プラグバルブにおいて、適切な閉鎖を保証するために圧力がバルブ要素に適用されることが必要である。本発明は、容易なアクセスのためにバルブカバーの前面に配置されている一つのねじを使用して、ステム／ボディの境界面を調節可能にシールするための機構に関する。ねじによって発生する力は、カムによって垂直力と水平力に置換される。カムの多数の面は、垂直方向及び水平方向に力を伝えるために使用され、直線位置に機構を保持する。

Description

本発明は、調整可能なシーリング手段に関する。

バルブボディに対して調整要素の回転移動を同時に調整する間、媒体の漏出を防止するトップシールを使うことは、ロータリバルブのトップ部分をシールする際に普通に行われていることである。ロータリバルブの調整要素は、バルブボディ内で回転可能に嵌合される閉鎖部分を有している。バルブのこの閉鎖部分は、アクチュエータと相互作用するバルブボディの外側に延出し、閉鎖部分に対してトルクを伝えるステム又はシャフト部分に結合されている。このトルクは、バルブボディ内で閉鎖部分を回転し、バルブ内の流路を開けたり閉じたりするために使用されている。

プラグバルブにおいて、トップシールの中央開口を通って延出するバルブのシャフト部分を有し、中心に開口部を備えたダイアフラムでバルブのトップをシールすることは一般に行われている。プラグバルブの調整機構は、通常は漏出を防ぐために二つのシーリング部品の圧力の向きを切り換える。これらの機構は、通常は多数の締結ボルト又はねじを含んでいる（通常は３つ、時々２つ）。

このようなバルブの例は、米国特許番号第3,235,272号（Smith）、第4,159,818号及び第4,475,713号（Reed ら）で開示されている。

上述したシーリングアレンジメントの全ては非常に良いものではあるが、それらは付随する不利益を有している。例えば、複数の締結ボルトやねじは、システムに対する望ましくない横からの負荷を防止するために、しばしば、同時に螺合させる必要がある。さらに、これらの複数のボルトやねじは、特に毒の漏出の場合に、工具が接近することを難しくする。結果的に、これらの複数のねじはめったに調整されず、バルブの有効寿命を短くする。

本発明の目的は、接近容易にカバーの前に配置されている一つのねじを使用し、バルブに挿入される将来の自動化装置との如何なる干渉も排除する調整可能なステムシーリング手段を提供することである。

本発明の他の目的は、バルブが屋外で使用されているときに調整が容易で、特別な工具を必要としないトップバルブの調節可能なシールを提供する。

さらに、本発明の目的は、カムを備えるプラグバルブ調整手段を提供することである。

本発明の機構は、接近容易なカバーの前に配置される一つの調整ねじのみを使用する。ねじによって発生する力は、カムによって垂直力及び水平力に変換される。カムの多数の面は、垂直方向及び水平方向に力を変換するために使用され、直線位置で機構を保持する。

好ましくは、カムのトップは、その位置を示すために使用される。カムが回転すると、矢印はカバー上の目盛りに対してその位置を指し示す。また、カムが回転すると、その下方への垂直移動が、カバーの外側にあるカムのその部分によって調整された調整の表示として使用されることができ、最大圧力に到達する（カムのトップ面がカバーのトップと合わさるとき）前の圧力値を表示する。

カムのベースは、例えば、ｏリング又はｐシールといった種々のシールタイプ又は目的に合うように形成されることができる。圧力板又は同種のものの角度は、シールにおける半径方向又は軸方向で圧力を再配分するために必要とされるように、変化されることができる。

本発明の他の目的及び利益は、以下の詳細な説明を読むこと、図面を参照することで明らかになる。

なお、本発明は好ましい実施形態に関係して説明されるものであり、この実施形態に本発明が制限されることを意図しないということを理解されるべきである。反対に、添付された請求項で規定されるような、本発明の精神と範囲内に含まれる様々な変更、修正及び相当な思想をカバーすることが意図される。特に、本発明は、プラグバルブに関して記載されているけれども、それに制限されるものではない。本発明は、調整可能なシールを必要とするボディから延出するステム又はシャフトを有する様々なバルブ又は他の装置にも適用可能である。

図面の、特に図１Ａ及び２Ｂを参照すると、本発明に従って構成されたプラグバルブ１０が示されている。プラグバルブ１０は、インレット１６とアウトレット１８を有するバルブボディ１４を含んでいる。インレット１６とアウトレット１８との間には、内部流通路２０が延びている。回転可能な調整部材２２は、そこを通る流体の流れをブロックするために、内部流通路２０を横切って延出している。この調整部材２２は、図示されているバルブボディ１４内に回転可能に配置され、流通路２０を横切って延出するプラグ部分２４を有している。回転可能な調整部材２２のステム部分２６は、バルブボディ１４の外側に延出するためにプラグ部分２４に取り付けられている。通常の環境条件の下、ステム部分２６は、バルブボディ１４に関し、回転軸２８に沿う調整部材２２の効果的な相対回転に対して、調整部材２２にトルクを伝えるアクチュエータ（図示されず、手動か自動のどちらかである）に相互接続されている。調整部材２２のプラグ部分２４は、常に、軸２８の回りの調整部材２２の部分的回転から生じる内部流通路２０を有する格納室の内及外に配置されるように、そこに開口又は通路３０を通している。図２Ｂにおいて、調整部材２２は開位置で示されている。この開位置において、プラグ部分２４を通る通路３０は、内部流通路２０と連通する。明らかであるように、調整部材２２は、バルブハウジング（１４）の内部流通路２０を有する格納室の外に通路３０配置するためと、内部流通路２０を通る流れを完全に遮断するため、軸２８の周りを回転するように設計されている。

スリーブ又はライナの形態である第１のシーリング部材は、登録商標ＴＥＦＬＯＮ（登録商標）を付して販売されるポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などのフッ素化炭化水素重合体材料、又は調整部材２２のプラグ部分２４の外周周りにフィットする相当材料で形成されている。そして、第１のシーリング部材は、調整部材２２が図２Ｂに示されている開位置にあるときはいつでも、内部流通路２０を有する通路３０を通してプラグ部分（２４）の格納室許容するために、プラグ部２４に一致して開口している。シーリング部材は、内部流通路２０の両端にぴったりと嵌合し、調整部材２２のプラグ部分２４とバルブボディ１４との間でシールを提供する。

上述したように、調整部材２２のステム又はシャフト部分２６は、ボディ１４の外側に延出している。図２Ｂにおいて、この延出部分はバルブボディ１４のトップにある開口を通っている。本発明の説明のために、この開口はトップ開口といわれる（バルブは向きを変わることがあるけれども）。このトップ開口は、調整部材２２のステム部分を収容するために開口形成されたダイアフラム３８の形態であるトップシールで覆われている。調整部材２２のステム部分は、トップシール／ダイアフラムを挿通する。トップシール／ダイアフラム３８は、最初に、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）又は相当材料などのフッ素化炭化水素重合体材料で形成されているように記載されている。しかし、以下で強調されているように、シール３８のトップの設計は、幅広く適用できるようにするために、形状及び材料の幅広い範囲での使用を許容する。

トップシール３８とそれが相互作用するバルブ１０の協働要素とは、トップシール３８によって提供されたシーリング作用を妨害することなしに、バルブボディ１４とプラグ２２との間の移動を許容する。プラグ部分２２は、プラグのトップ（ステム２６に対して近似の）からプラグ（ステム２６に対して遠位の）の下側部分までテーパとなっている。プラグ２６のこのテーパは、カム６５に対して圧力を加える締結ボルト７５の圧力を増加することによって、プラグの下方への調節を許容する。ボディ１４に対するプラグ２２の下方への調節は、バルブ１０の供給圧力を増加し、漏れることなしに高圧力容積の使用を許容する。また、バルブの面圧力の増加は、ボディに対してプラグを回転するために必要なトルクを増加する。

シールを締結するカム６５の締結は、スラストカラー５０上に下向きの力を加えることにより行う。この下向きの力は、主として、軸受面５４に対して実質的に垂直な方向で回転可能な調整部材に力を加え、斜めに傾いている軸受面５４に適用される。回転可能な調整部材２２に加えられる力は、二つの成分、矢印７０の方向での第１の下向き成分と、矢印７２の方向での第２の水平成分とを持っている。力の二つの成分は、トップシール３８がステム部分２６と回転可能な肩８０とをシーリングさせるように作用する。

図１４〜１８は、本発明の他の実施形態を示す。この実施形態において、ステムシーリング装置１００は、ベース１８０と、シール１３８と、スラストカラー１５０と、カム１６５と、カバー１８２と、ボルト又はねじ１７５を備えている。

ベース１８０は、シールされる対象物のボディの同様の構成部分によって置き換えられることもできる。ボルト１８８は、カバー１８２、カム１６５、スラストカラー１５０、シール１３８をベース１８０及び／又はボディへ確実に押すために使用される。

ステム１２６は、ステムシーリング装置１００の中央開口に挿入される。ボルト／ねじ１７５は、必要とされるときに締結される。

図１５〜１８は、最小の圧力位置（Ａ）、中間の圧力位置（Ｂ）及び最大の圧力位置（Ｃ）におけるステムシーリング装置１００を示す。

以上のように、本発明によれば、上述した目標、目的及び利点を十分に満足するトップシールが提供されるということが明らかである。本発明は、その特定された実施形態に関連して説明されている一方で、前の説明に照らして、技術分野の当業者にとって明らかである多くの置換、修正、変更を成すこともできる。したがって、本発明は、添付されたクレームの精神と範囲内から外れることなく、このような置換、修正及び変更を許容することが意図されている。

本発明によってなされたプラグバルブの斜視図である。 取付ブラケットが装着された図１Ａに示されるプラグバルブの斜視図である。 図１Ａに示されるプラグバルブの部分斜視図である。 図１Ａに示されるプラグバルブの他の部分斜視図である。 図１Ａに示されるプラグバルブの平面図である。 図１Ａに示されるプラグバルブの側面図である。 図１Ａに示されるプラグバルブの端面図である。 図１Ａに示されるプラグバルブの部分平面図である。 図１Ａに示されるプラグバルブの部分斜視図である。 図６Ａに示されるプラグバルブの部分断面図である。 図１Ａに示されるプラグバルブのカバーと調整カム（分解されている）の斜視図である。 図８に示されるカバーと調整カムの平面図である。 図８に示されるカバーと調整カムの底面図である。 図８に示されるカバーと調整カムの底面側から見た斜視図である。 図８に示されるカバーと調整カムの底面側から見た斜視図である（組み立てられ、第１の位置にある）。 図８に示されるカバーと調整カムの底面側から見た斜視図である（組み立てられ、第２の位置にある）。 図８に示されるカバーと調整カムの底面側から見た斜視図である（組み立てられ、第３の位置にある）。 図１Ａに示されるプラグバルブのカバーとトップシールの部分断面図である。 本発明による調整可能なシーリング装置の拡大された斜視図である。 図１４に示される調整可能なシーリング装置の平面図であり、（Ａ）は最小の圧力位置、（Ｂ）は中間の圧力位置、（Ｃ）は最大の圧力位置をそれぞれ示す。 図１５に示される調整可能なシーリング装置の断面図であり、（Ａ）は最小の圧力位置、（Ｂ）は中間の圧力位置、（Ｃ）は最大の圧力位置をそれぞれ示す。 図１５に示される調整可能なシーリング装置の部分斜視図であり、（Ａ）は最小の圧力位置、（Ｂ）は中間の圧力位置、（Ｃ）は最大の圧力位置をそれぞれ示す。 図１４に示される調整可能なカム／ねじの平面図であり、（Ａ）は最小の圧力位置、（Ｂ）は中間の圧力位置、（Ｃ）は最大の圧力位置をそれぞれ示す。

Claims (19)

1. 格納装置に格納された物質の流出を防止するための調整可能なシーリング手段において、
   カムと、該カムを駆動する駆動手段と、を備え、
   該駆動手段の直線移動が前記カムの回転及び垂直移動を生じさせる調整可能なシーリング手段。
2. 前記駆動手段はボルト又はねじを備えた請求項１に記載の調整可能なシーリング手段。
3. 前記駆動手段は一つのボルト又はねじを備えた請求項１に記載の調整可能なシーリング手段。
4. さらに、カム位置表示を備えた請求項３に記載の調整可能なシーリング手段。
5. 前記格納装置はバルブである請求項４に記載の調整可能なシーリング手段。
6. 前記格納装置はプラグバルブである請求項４に記載の調整可能なシーリング手段。
7. 格納装置に格納された物質の流出を防止するための調整可能なシーリング手段において、
   ａ．カバーと、
   ｂ．カムと、
   ｃ．シールと、
   ｄ．前記シールに対して前記カムを押すプレス手段と、を備え、
   前記プレス手段の直線移動が前記カムの回転及び垂直移動を生じさせ、該垂直移動が前記シールに対して前記カムを押す調整可能なシーリング手段。
8. 前記プレス手段が前記カムを駆動するボルト又はねじを備えた請求項７に記載の調整可能なシーリング手段。
9. 前記プレス手段が一つのボルト又はねじを備えた請求項８に記載の調整可能なシーリング手段。
10. さらに、前記カムと前記シールとの間に配置されたスラストカラーを備え、
    前記プレス手段の直線移動が前記カムの回転及び垂直移動を生じさせ、該垂直移動が前記スラストカラーに対して前記カムを押すと共に前記シールに対して前記スラストカラーを押す請求項７に記載の調整可能なシーリング手段。
11. ボディとステムとを有する格納装置に格納された物質の流出を防止するための調整可能なシーリング手段において、
    ａ．開口を有するカバーと、
    ｂ．前記格納装置上で前記カバーを締結するための締結手段と、
    ｃ．カムと、
    ｄ．該カムを駆動するための駆動手段と、
    ｅ．略円形のシールと、を備え、
    前記カムが前記カバーに回転可能に取り付けられ、
    前記駆動手段の直線移動が前記カムの回転及び垂直移動を生じさせ、該垂直移動が前記シールに対して前記カムを押すと共に前記ステムの周りで前記シールを押す調整可能なシーリング手段。
12. 前記カムを駆動する前記プレス手段が前記カム上で作用するボルト又はねじを備えた請求項１０に記載の調整可能なシーリング手段。
13. 前記駆動手段が一つのボルト又はねじを備えた請求項１１に記載の調整可能なシーリング手段。
14. さらに、前記カムと前記シールとの間に配置された略円形のスラストカラーを備え、
    前記駆動手段の直線移動が前記カムの回転及び垂直移動を生じさせ、該垂直移動が前記スラストカラーに対して前記カムを押し、前記シールに対して前記スラストカラーを押し、前記ステムの周りで前記シールを押す請求項１０に記載の調整可能なシーリング手段。
15. ボディとステムとを有する格納装置に格納された物質の流出を防止するための調整可能なシーリング手段において、
    ａ．開口を有するカバーと、
    ｂ．前記格納装置上で前記カバーを締結するための締結手段と、
    ｃ．前記カバーの中に回転可能に嵌合されたカムと、
    ｄ．該カムを駆動するための駆動手段と、
    ｅ．略円形のシールと、を備え、
    前記カムが角状の下側部分を有し、
    前記シールが平坦な外側部分と角状の内側部分を有し、
    前記駆動手段の直線移動が、前記カムの回転及び垂直移動を生じさせ、該垂直移動が前記スラストカラーに対して前記カムを押し、前記シールに対して前記スラストカラーを押し、前記ステムの周りで前記シールを押す調整可能なシーリング手段。
16. 前記駆動手段が前記カム上で作用するボルト又はねじを備えた請求項１５に記載の調整可能なシーリング手段。
17. 前記駆動手段が前記カム上で作用する一つのボルト又はねじを備えた請求項１６に記載の調整可能なシーリング手段。
18. さらに、平坦な外側部分と角状の内側部分を有し、前記カムと前記シールとの間に配置された略円形のスラストカラーを備え、
    前記駆動手段の直線移動が前記カムの回転及び垂直移動を生じさせ、該垂直移動が前記スラストカラーに対して前記カムを押し、前記シールに対して前記スラストカラーを押し、前記ステムの周りで前記シールを押す請求項１５に記載の調整可能なシーリング手段。
19. 格納装置に格納された物質の流出を防止するための調整可能なシーリング手段において、
    カムと、該カムを駆動する駆動手段と、カム位置表示計とを備え、
    前記駆動手段の直線移動が前記カムの回転及び垂直移動を生じさせる調整可能なシーリング手段。

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