JP2009008272A - ピボット作動型スリーブバルブ - Google Patents

Abstract

【課題】摩耗による流体漏れを防ぐ、スリーブバルブの提供。
【解決手段】バルブアセンブリは、バルブ本体と、バルブ本体に亘る入口端36及び出口端38を有する流体通路34とを備えている。バルブ座部は、前記流体通路内に規定されている。スリーブ60は、流体通路内において軸方向にスライド可能であり、上流端68と、下流端66と、前記流体通路の入口端36及び出口端38に連通する軸方向の流体通路61とを具備している。バルブステム24は、流体通路34から半径方向に離隔されたステムピボット27で揺動自在に取り付けられる。バルブステムは、スリーブを、流体通路34を通じた出口端への流体の流れを選択的に制御するために、前記バルブ座部から離隔した下流端66を有する開位置と、前記バルブ座部に支えられた下流端を有する閉位置との間でスライドさせるように作動可能である。
【選択図】図２Ａ

Description

本発明は、概して、流体バルブに関し、特に、ピボット作動されるスリーブバルブに関する。

従来の流体バルブは、典型的には、回転式ステム型又はスライド式ステム型である。流体サービス用の回転式バルブは、バルブ本体のシリンダ内に保持された回転軸を組み込まれている。該軸は、回転の際に、バルブ通路を開くために軸のラジアルポートをバルブ本体の流体ポートに位置決めするか、又はバルブ通路を閉じるためにポートをずらす。操作においては、典型的な回転式バルブステムは、完全に開けられた位置と完全に閉じられた位置との間でバルブ本体に対して約９０度回転されなければならない。３方バルブ又は斜軸式ボールバルブのような、９０度未満の軸回転を要求される代替の幾何学的形態を利用するその他のタイプの回転式バルブのデザインが利用可能である。回転式バルブは、典型的には、回転軸とバルブ本体との間のシール、そしてしばしば、支承部を、軸とそのシリンダとの間のバルブ本体から流体が漏れるのを防ぐために使用する。この重要な傾向は、シールと、もしあれば、支承部との両方に本質的な摩損を引き起こす。したがって、そのようなバルブの支承部及びシールは、時間が経てば交換されなければならない。シールは、適切に機能するために、シリンダ及びステムの間で摩擦を加える。したがって、本質的な力が、シール摩擦を克服し、且つ、ステムを回転させるために、必要である。

スライド式ステムバルブは、ピストンと同様に動作し、且つ、バルブ本体のシリンダ内で直線的にスライドするステム上のバルブプラグを具備している。バルブプラグは、閉じたときに、座部に支えられるか又は通路を閉じ、また、開いたときに、座部から離隔されるか又は通路を空ける。再び、バルブステム及びバルブプラグは、完全に空けられた位置と完全に閉じられた位置との間で、バルブ本体のシリンダに対して著しい距離を移動しなければならない。スライド式ステムバルブは、典型的には、ステムとそのシリンダとの間のバルブ本体から流体が漏れるのを防ぐために、ステムとバルブ本体との間のシール、そしてしばしば、ガイドを使用する。バルブ本体のこの重要な直線運動は、シールに、もしあれば、支承部に摩損を引き起こし、したがって、シール及び支承部は、時間が経てば交換されなければならない。シールは、さらに、開位置と閉位置との間で線形ステムバルブを移動させるために克服されなければならない摩擦を生成する。

本発明の１つの目的は、回転式バルブ及び線形ステムバルブの上述された問題の一又は複数を解決するためのバルブを提供することにある。本発明の別の目的は、前記バルブを作動させるための揺動作用を利用する流体バルブを提供することにある。本発明のさらなる目的は、そのような揺動作用を組み入れたスリーブバルブを提供することにある。さらに、本発明の目的は、機械的利点が必要なときにバルブ収容力を提供されるように、容易に組み込み、また、操作することができる流体バルブを提供することにある。

本発明の教示に従って構成される典型的なスリーブバルブは、図面の補助によってより詳細に下に記述及び説明される。

さて、図面を参照して、図１は、本発明の教示に従って構成されたスリーブバルブ20の一例の斜視図を示している。スリーブバルブ20は、図１、図２Ａ、及び図２Ｂにおいて概して示されており、バルブ本体22と、下に記述されるように、開位置と閉位置との間でバルブを作動させるように回転するピボットバルブステム24とを備えている。該バルブステム24は、アクチュエータ26によってステムピボット27回りに揺動される。アクチュエータ26は、ステムピボット27の上のバルブステム24の上側ステムセクション28に結合されている。アクチュエータ26は、相当に変更することができるが、本発明の範疇に入るものである。一例においては、アクチュエータ26は、特別な用途に対して望まれるように、ダイヤフラム、電動モータ、リンケージ、又はその他同種のものの動作によって軸方向に移動することができる往復動ロッド30を具備している。

バルブ本体22は、本体の入口端と出口端との間でバルブ本体内の内面35を通じて延び、該内面によって規定される流体通路34を規定する長い中空セクション32を概して具備している。バルブ本体22は、通路34への入口36と、該通路からの出口38とを規定する。バルブ本体22の入口端及び出口端は、それぞれ、バルブ20を所望の装置又はシステム内の所定の位置に固定するために、取り付け肩部又はフランジ40及び42を具備している。入口及び出口フランジ40及び42の両方は、スリーブバルブ20の特別の使用のために求められるようなサイズ及び構成において変更することができる。

バルブ本体22の中空セクション32の一部は、該中空セクション32から半径方向外方に延びる環状膨張部44を規定している。該膨張部44は、固定のバルブプラグ46を包含するバルブ通路34内の拡径セクション45を実現している。バルブプラグ46は、膨張部44及び通路セクション45と長手方向に一致するように、通路34内において軸方向に位置する。該バルブプラグは、バルブ本体とバルブプラグとの間に延びる一又は複数のウェブ58又はその他の固定装置によって通路34内で静止保持される。図１、図２Ａ、及び図２Ｂの開示された例においては、バルブプラグ46及びウェブ48は、通路34内のバルブ本体22の単一部分として一体的に形成されている。これに代えて、バルブプラグ46は、望まれるときに取り除くことができるように、所定の位置に固定されることができる。一例においては、バルブプラグ46は、取り除き可能な留め具によってバルブ本体のリブ又はウェブに固定されることができる。さらなる代案においては、バルブプラグ46は、それ自体、バルブ本体22の一部の所定の位置に螺合されることができる。バルブ20の或る実施の形態においては、摩損に対してプラグ又は該プラグの構成要素に役立つか、又はバルブプラグを取り除き、異なる特性を有する別のプラグと交換するために、バルブプラグ46を取り除くことが望ましいかも知れない。取り除き可能にプラグ46を設置することは、そのような用途又は交換を許容するであろう。

上記バルブプラグのサイズは、膨張部44及び拡径通路セクション45のサイズを定める。バルブプラグの下流の通路34の普遍的な断面流れ領域（出口38近傍の）と、拡径セクション45内の通路の断面流れ領域（プラグ46の周囲の）とは、好ましくは、バルブプラグの上流の通路の断面流れ領域（入口36近傍の）と等しいか又はそれよりも大きい。これは、流体の流れがバルブ本体によって制限されないが、スリーブ及びプラグ周囲の所望の絞り領域でのみ制限されるのを保証することによってなされる。膨張部44及び通路セクション45は、この目的を達成するために、バルブプラグ46の周囲の通路34に付加的な断面流れ領域を提供する。

バルブ本体22は、さらに、中空セクション32から半径方向外方に延びる一体のステムハウジング50を具備している。該ステムハウジング50は、バルブ本体22の中空セクション32の一部として一体形成されるか、又は、望まれるのであれば、それに取り付けられ、且つ、液密とされたベース52を具備する。ステムハウジング50は、半径方向外方に延び、ベース52の反対側のピボット端54を終端としている。ステムハウジング50は、下に記述されるように、ピボット端54の又はその近傍のステム24のためのステムピボット27を規定する。したがって、ステムハウジング50は、ステムのための固定ピボット中心を維持するのに必然的に実質的に強固である。

スリーブバルブ20は、さらに、スリーブを通じた流体通路を規定する内面61を有する環状又は筒状のチューブの形態のスライド可能なスリーブ60を具備している。該スリーブ60は、通路34内にて同軸に受容され、スライドして固定のバルブプラグ46と係合するように、また、該バルブプラグ46から係合解除するように構成されている。バルブステム24は、概して、駆動接続部63でスリーブ60に揺動自在に接続される下側ステムセクション62を有している。該下側ステムセクション62は、通路34内において、図２Ａに示されるような開位置と、図２Ｂに示されるような閉位置との間でスリーブを軸方向に駆動する。下側ステムセクション62は、スリーブ60に揺動自在に結合され、通路34内でスリーブを軸方向に駆動する。下側ステムセクション62は、ベース52及び中空セクション32内に規定された開口64を通っている。該開口64は、下側ステムセクション62の線形で軸方向の移動のみを許容する線形のスロットであることができる。これに代えて、開口64は、ステムハウジング50のベース52の全到達範囲と一致するように形作られる中空セクション32に亘った開口であることができる。該開口は、さらに、望まれるようなその他のサイズ及び形状であることができる。

図２Ａに示されるように、スリーブ60は、開側に位置している。スリーブ60は、通路34の出口38に概して臨む下流端66と、該通路の入口36に概して臨む上流端68とを有している。開側においては、下流端66は、固定のバルブプラグ46から離隔して配置されており、流体は、通路34及びスリーブ60を自由に通り抜けるのを可能とされ、バルブプラグの周囲を流れ、そして通路の出口38から外へ流れる。図２Ｂは、閉側におけるスリーブ60を示し、ここで、下流端66は、突出し、且つ、固定のバルブプラグ46に対してシールしている。シール69は、スリーブ下流端68又はバルブプラグ46の何れかに設けられることができる。流体は、バルブプラグ46、スリーブ60、及びシール69によって、通路34の出口38へ抜けることが防止される。

もし望まれれば、一又は複数のスリーブシール70は、通路34の内面35とスリーブ60の外面72との間における、液密、又は、少なくとも流体阻止シールを提供することができる。スリーブ60の長手方向長さによっては、該スリーブは、開側又は閉側で、流体がステムハウジング50の内部74へ開口64を通過するのを防ぐことができる。液密シール70は、流体がハウジング50の内部74に入ることを防止するために使用されることができる。スリーブシール70が単純に流体阻止シールである場合には、或る流体は、ステムハウジングの内部74へ入ることが可能である。そのような構成にあっては、ステム24とステムハウジングのピボット端54との間をさらに密閉することは、詳細に下に記述されるように、如何なる流体もバルブ20から逃れられないようにするためには、望ましいことである。何れかのタイプのシール70にあっても、スリーブがプラグ46から解放されるまで、処理流体がスリーブ60を回避して出口38へ下流側に漏れないことが望まれる。様々なタイプのスリーブシール70が当業者に知られており、これらは本発明の範疇から逸脱することなしに利用されることができる。

図３−図１０Ｂは、下側ステムセクション62とスリーブ60との間の駆動接続部63のための多数の代替の実施の形態を示している。まず、図３及び図４を参照して、駆動接続部63の一例が示される。この例においては、スリーブの外面72は、そこに形成されたソケット又は凹部80を含んでいる。下側ステムセクション62は、ソケット80の輪郭に緊密に従い、そこに受容される丸められた端82を含んでいる。したがって、丸められた端82とソケット80とは、スリーブがステム24によって通路34に沿って軸方向に駆動されるときに下側ステムセクション62のスリーブ60に対する揺動動作を可能にする玉継ぎ手を形成する。下側ステムセクション62の丸められた端82は、ステムに一体的に設けられることができるか、又はステムに取り付けられるボール又は半球面を有した要素であることができる。

図５は、下側ステムセクション62とスリーブ60との間の駆動接続部63の別の代替の実施の形態を示している。この開示された例においては、スリーブ60の外面72は、テーパ開口84を含んでいる。スリーブ60の内面61は、テーパ開口84と同軸的に位置決めされたソケット88を含んでいる。組み合わせられたソケット88及びテーパ開口84は、共に、スリーブ60を完全に通り抜けている。ボール90は、この例においては、下側ステムセクション62の下端に配置されている。繰り返すが、ボール90は、下側ステムセクション62に任意の適切な方法で取り付けることができるか、又は下側ステムセクション62に一体的に設けることができる。例えば、別個のボール90は、下側ステムセクション62の対応する開口に受容されるネジ切りされたスタッド92を有することができる。図５において示された駆動接続部63は、スリーブ60の内面61に隣接する玉継ぎ手を実質的に提供し、また、下側ステムセクション62がテーパ開口84内で揺動するのを可能にしている。

図６は、図３に示されるものと同様の駆動接続部63を概して示している。ほとんどの例では、ステム24の揺動動作は、下側ステムセクション62の下端での移動円弧を生成する。従って、ステムの垂直（図面方向を参照して）位置は、操作中に変化する。スリーブ60が垂直方向に静止しているので、この移動円弧が提供されなければならない。

図６は、さらに、下端に軸方向に形成されたブラインド開孔264を備えた下側ステムセクション262を示している。ベルヴィル（Belville）ワッシャ266は、ブラインド開孔264に位置し、ボール268を下方へ付勢している。該ボールは、ステムが下側ステムセクション262のこの移動円弧を提供すべく揺動するように、ブラインド開孔内で垂直に移動することを許容される。図７は、下側ステムセクションの移動円弧を提供するように構成された駆動接続部63の別の例を示している。この例においては、下側ステムセクション270は、第１のピボット274を介して該ステムセクション270の下端に揺動自在に一端を接続されたリンク272が結合された下端を有している。さらに、リンク272は、第２のピボット276でスリーブ278に揺動自在に接続されている。スリーブ278は、リンク272及びステムセクション270がスリーブ278に対して垂直に移動するのを可能にするように、そこに形成されたトラフ280を有している。この例においては、リンク272は、固定リンク282によってステムセクションの下端に結合されている。該リンク282は、ステムセクション270の下端にネジ受けされ、第１のピボット274を支持している。第１のピボット274は、もし望まれれば、これに代えて、ステムセクション270の下端上に直接的に支持されることができる。当業者にとっては明らかであるように、その他の構成及び配置もまた、ステムの移動円弧を提供することが可能である（下記の図１０Ａ及び１０Ｂを参照）。

図８は、駆動接続部63の別の代替例を示している。この例においては、字形かぎ94は、適切な方法で、スリーブ60の外面72に固定されている。この例において開示されるように、字形かぎ94は、スリーブの外面に設けられた対応する開孔に受容される、そこから延びるネジ切りされたスタッド96を有している。ピボットピン98は、下側ステムセクション62の底端近傍に亘って横方向に延びている。ピボットピン98は、字形かぎ94の一部に揺動自在に固定されている。下側ステムセクション62は、ピン98で字形かぎ94回りに揺動する。ステム24の移動円弧を提供するために、字形かぎピボットピン開口には、スリーブに対してステムの下端の垂直な移動を許容するために、スロットを形成されることができる。

図９Ａ及び９Ｂは、スリーブ60と下側ステムセクション62との間の駆動接続部63の別の代替例を示している。この例においては、ウィッシュボーン形状の要素又はセクション100は、スリーブの一部に設けられ、スリーブ軸に該して垂直な平面内に向けられている。ウィッシュボーンセクション100は、これに代えて、スリーブの一部として一体に形成されることができる。この例におけるウィッシュボーンは、スリーブ60の内面61の位置に固定又は一体形成される。ウィッシュボーンセクション100は、スリーブ内の或るフロー特性が重要である場合には、外面72に設けられることもできる。ウィッシュボーンセクション100は、スリーブの周囲に部分的に延びている。ウィッシュボーンセクション100に対して中心に位置され、また、スリーブに対して上方へ延びているのは、下側ステムセクション62の下端に揺動自在に接続されたトラニオン（trunnion）102である。該トラニオン102は、さらに、字形かぎ94と同様の形態であることができ、揺動可能な駆動接続部63を形成する下側ステムセクション62にピボットピン（図示せず）によって取り付けられることができる。トラニオンピン開口には、ステム移動円弧を提供するためにスロットを形成することができる。

当業者にとっては明らかであるように、下側ステムセクション62及びスリーブ60の駆動接続部63には、多くの異なる構成及び構成要素を採用することができる。駆動接続部63の意図した機能は、下側ステムセクション62がスリーブに対して揺動することを可能にするものであり、その結果、ステム24は、揺動することができるが、通路34内においてスリーブを直線的に駆動することができる。さらに、開示された例の各々は、適切な図３−図９Ｂに示される特定の形態から変更されることができるが、本発明の範疇に入るものである。

図１０Ａ及び図１０Ｂは、駆動接続部を形成するために、また、ステムの移動円弧を提供するために使用されることができる様々な構成をさらに示している。図１０Ａは、図１に示されるバルブ本体と同様のバルブ本体300を有するバルブ20を示している。ステムハウジング302は、本体300の一部から延びるように設けられている。スリーブ304は、図１におけるバルブと同様の通路306に受容されている。バルブステム308は、上端310で、ステムを揺動駆動するアクチュエータ（図示せず）に接続されている。ステム308の下端は、第１のピボット312で、字形かぎ314を介してスリーブ304に揺動自在に結合されている。ブーツ又はシール316は、下側ステム308の一部の周囲に密閉固定され、ハウジング302内の処理流体の障壁を形成するために、ステムハウジング302の一部の間にクランプされている。

ステム308の該して中央部分は、ハウジングの内壁320に保持された支点又はローラ318に支えられている。コイルスプリング322のような付勢要素は、常に、前記支点に対してステムを付勢している。前記支点は、ステムを横方向に所定の位置で保持するために、その外面にステムチャネル324を提供している。前記支点は、固定されることができるか、又はステムに対して低摩擦支承部表面を提供することができるか、又はピボット326回りに回転自在であるローラー支承部であることができる。

図１０Ｂに示されるように、ステムは、駆動されるときに、支点318回りに揺動するか又は振れ、同時に、回転するか又は該支点に沿って垂直方向にスライドする。字形かぎ312及び第１のピボット314は、線形の経路に沿って移動する。したがって、ステム308は、支点318に対してわずかに上昇及び下降する。ステムは、該ステムの移動円弧を提供するための操作中に、チャネル324内の支点に沿ってスライドすることができる。前に記述された例においては、ステムの下端は、ステムとスリーブとの間のこの相対的な垂直方向移動を提供している。図１０Ａ及び図１０Ｂの例においては、ステムピボット27は、この相対的な移動を提供している。

図１１−図１４は、バルブプラグとスリーブシールとの配置のいくつかの異なる例を示している。騒音吸収、キャビテーション保護、又は「ソフト座部（soft seat）」（ＴＥＦＬＯＮ（登録商標））シール対策のような特別用途のバルブプラグは、そのような用途又は交換を要求することができる。上述されるようなバルブプラグ46は、そのようなバルブ設計の用途又は交換を許容する通路34内に取り除き可能に設置されることができる。図１１は、追加のソフト座部構造を有するバルブプラグ46を備えたバルブ20を示している。プラグ46は、プラグ46の上流端に亘って受容されたプラスチック製又はエラストマー製の座部402を有する取り替え可能な先端400を含んでいる。座部402は、取り除き可能な留め具408によってリテーナ404上の所定の位置に保持されている。座部材料は、或る材料基準及び／又は厳しい座部特性を満足するように選択されることができる。

図１２は、留め具408によって所定の位置に保持された異なる構成の座部412を有する代替の取り替え可能な先端410を示している。テーパ座部412には、より良い又は異なる処理流体の流れ特性を提供することが望まれるかも知れない。

図１３は、付属の結合具又は端420を含む代替のバルブプラグの別の例を示している。プラグ端420は、中心開孔422、環状壁424、及び外面426を備えた筒状の構成を有している。外面426は、それが、スリーブ60の内部に受容され、緊密に嵌合されることができるような直径を有している。半径方向の開口の第１のセット428は、プラグ端420の周囲に、周方向に離隔して設けられている。開口の第２のセット430もまた、プラグ端420の周囲に、周方向に設けられているが、第１のセット428から上流に長手方向に離隔されている。追加の開口のセットもまた、望まれるように提供されることができる。開口428は、露出され、入口端の方へのスリーブ60の移動中にまず開かれる（開位置）。
処理流体は、まず、開口428のみを通過することができる。スリーブが開位置の方へさらに移動されるときに、開口430の次のセット（複数可）は、連続して開くようになる。スリーブ及びプラグは、スリーブが完全に開位置にあるときに、半径方向の開口を単純に露出するように設計されることができる。これに代えて、スリーブに亘る、また、プラグ420全体の周囲の自由な流れを許容するための開位置にあるときに、スリーブの出口端が、解放され、プラグ46からさらに遠ざかるように移動することができる。この例によって、様々なフロー特性が、望まれるように、プラグに対するスリーブの位置に依存して達成されることができる。

図１４は、半径方向の開口440及び442がその出口端近傍のスリーブに形成される以外は同様のプラグ端及びスリーブの構成を示している。この例におけるプラグ結合具又は端444は、スリーブの内部に受容され、且つ、締まり嵌めされるように構成された中実シリンダである。中実プラグは、通路内のスリーブ位置に依存して、開口440及び442から連続して開くか又は閉じる。

図１５−図１８は、バルブステム24と、ステムハウジング50のピボット端54との間におけるステムピボット27の多数の異なる開示された例を示している。これらの例の各々においては、バルブステム24は、該してステムハウジング50のピボット端54で規定された揺動中心回りに揺動するように意図されている。このステムピボット27は、ステムハウジング50の内部74へ入る如何なる処理流体もバルブ本体22から滴下しない又は漏れないように、好ましくは密閉される。バルブステム24とステムハウジング50との間のステムピボット27がより無摩擦又は低摩擦の継ぎ手であることもまた、望ましいことである。ここに開示された例のうちの何れかのバルブステム24も、下側ステムセクション62及び上側ステムセクション28の両方を組み込む単一の一体的なステムでることができるか、又は互いに接続された２つの別個のステムセクションから形成されることができる。

開示されたステムピボット27について図１５に示されるように、バルブステム24は、該ステムの残りの部分について半径方向の膨張部又は拡径部分を有している。該膨張部は、ステム上でピボットボール104を形成する部分的な円形状の輪郭を有している。ステムハウジング50は、環状の上方へ延びるリップ110を終端とするフラスト円錐形（frusto-conical shape）を有している。内方に延びる環状のフランジ112は、リップ110の上端のちょうど下に配置され、ステムハウジングへのステム開口114を規定している。フランジ112は、さらに、レッジ113を形成する上面を有している。この例においては、フランジ112の内方に臨む面は、ステム24のボール104のためのソケット又は座部を形成するように湾曲している。

Ｏリングシール116は、揺動関節で流体シールを提供するために、リップ110の内部のレッジ113に支えられている。さらに、この例においては、支承部118は、リップ110の上端に受容され、支承部118とレッジ113との間に前記Ｏリングシールを挟んでいる。上側ステム28は、Ｏリングシール116及び支承部118の開口を通じて上方へ延びている。ボンネット又はキャップ120は、さらに、上側ステムセクション28が通過するテーパ開口121を有している。キャップ120は、さらに、支承部118に支えられる盤状部分122を有し、また、依存するフランジ部分124は、開示された例においては、リップ110の外面126に螺合している。キャップ120は、例えば、複数のボルト、ラッチ、又はその他同種のものによるような任意の所望の方法で、ハウジング50に固定されることができる。キャップ120及び支承部118は、組み立てられた状態でステムピボット27を確実に保持し、ステム24がバルブ20から不注意に取り除かれるのを防止している。支承部118及びインタフェース面113又は座部は、ステム24がボール104回りに揺動することを可能にしている。ステムハウジング内部74及びキャップテーパ開口121のフラスト円錐形は、ステムハウジング内の移動のその全範囲に亘って下側ステムが自由に揺動することを可能にしている。

図１６は、バルブステム24のためのステムピボット27及びステムハウジング50の別の代替の実施の形態を示している。繰り返すが、この例においては、ステム24は、ステムハウジングのピボット端近傍に位置したボール104を含んでいる。繰り返すが、この例においては、ステムハウジング50は、フラスト円錐形であり、先の例と同様に、環状の内方に望んだフランジ112及び上向きのリップ110を有している。さらに、この例は、先の例と同様の、キャップ120及び支承部118を開示している。しかしながら、この例においては、先の例と同様の、キャップ120及び支承部118を開示している。しかしながら、この例においては、下側支承部130が設けられ、該下側支承部130は、それを通じてステム24を受容する開口132を有している。下側支承部の開口132は、その内面上のソケットを規定し、ここで、該ソケットは、ステムのボール104の形状に対応する形状を有している。ソケットは、ボール104がソケット表面にあってこれに支持されるように構成及び配置される。

下側支承部130は、フランジ112のレッジ113上に支持されている。Ｏリング136又はパッキンは、支承部130の上面138に形成された溝137内に受容される。Ｏリング136は、ステムのボール104の周囲の流体シールを提供している。繰り返すが、上側支承部118は、リップ110の上面にあるように設けられ、レッジ113と上側支承部との間にＯリング136及び下側支承部130を挟んでいる。ボンネット又はキャップ120は、先に開示された例と実質的に同一の構成であり、リップ110に亘って受容され、また、キャップとリップの外面126との間の機械的なネジ部によって所定の位置に固定される。
ステムピボット27にさらなる液密シールを提供するためには、ベローズ又はブーツ140は、下側ステムセクション62の一部に亘って受容される。この例においては、ベローズ140は、該ベローズの移動を許容するための複数のシワ部を有している。ブーツ又はベローズ140は、もし望まれれば、さらに、概して平坦であることができるか又は無シワ部であることができ、且つ、柔軟であることができる。ベローズ140の上端は、ボール104近傍のステム24に、又はベローズを介して単純に受容された下側ステムセクションを備えた下側支承部に固定されることができる。該ベローズの下端は、下側ステムセクション62に密接に着座するか又は密閉することができる。ベローズ140は、下側ステムセクション62を、スリーブバルブ20を通過する処理流体との接触から該下側ステムセクションを保護するために、実質的に覆う長いブーツとして提供されることができる。そうでなければ、前記処理流体は、ステムの材料又はステムピボット27の構成要素へのダメージを引き起こし得るのである。これに代えて、ベローズ140は、処理流体がステムハウジングピボット端54でステムピボット27を通って漏れるのを単純に防ぐために、より短い長さのブーツとして提供されることができる。

図１７は、液密シールの提供のためのステムピボット27の一部の１つの代替例を示している。この例においては、開示された要素130は、代替の、より短い長さのベローズ150を有している。要素130は、該要素130によって担持さられているか又は捕らえられたベローズを有した上述された下側支承部の下に挟まれたワッシャであることができる。要素130は、これに代えて、下側支承部であることができる。要素130は、ボール104近傍のステムの一部に亘って受容される柔軟性のある金属製のディスクであることができる。該ディスクは、ステムの一部に溶接されることができるか、及び／又は、フランジ112のレッジ113の一部に溶接されることができる。これに代えて、金属製のディスクとしての要素130は、ピボット領域の構成要素との間に適切に挟まれ、ステムに支えられ、密閉されることができる。この例におけるベローズ150は、液密シールを維持する一方、ピボットボール104の周囲における下側ステムセクションの或る移動を許容する１つ又は２つのシワ部152だけを含んでいる。ベローズ150の下端は、ボール104から離隔して配置されるが、先の例におけるベローズ140と同じくらいに下側ステムセクションよりもずっと下ではない。繰り返すが、ベローズ150の下端は、下側ステムセクションの周囲における液密シールを提供することができる。Ｏリング、又はエラストマー製のブーツのための材料の厚くなったセクションは、液密シールを提供することができる。これに代えて、ブーツ又はベローズ150は、金属材料から形成されることができ、ここで、ベローズ150の下端は、溶接されることができるか、又はそうでなければ下側ステムセクション62の周囲に添付されることができる。同様に、ベローズ150の上端は、もしエラストマー材料から形成されるならば、ステムピボット27が組み立てられるときにシールを提供するために、下側要素130とレッジ113との間に挟まれることができる。金属製のベローズが使用される場合には、ベローズ上端は、シールを形成するために、要素130に溶接されるか、又はそうでなければ添付されることができる。より短い長さのベローズ150は、ステムピボット27の他のすべての構成要素が同じままである先の例における長いベローズ140の代用とすることができる。

上で議論されたように、ステム24は、単一の一体ユニットであることができるか、又は別個の上側及び下側ステムセクションから形成されることができる。図１８は、１つの開示された例におけるそのような２ピースのステム24を示している。図１８は、さらに、図１７の開示された例において上述されたように、ベローズ150に連結されたスタンドアローンの支承部160を具備するステムピボット27の別の代替の実施の形態を示している。２ピースのステム及びベローズ150には、図１８の代替例と同様に上述された例のうちの何れも利用することができる。

図１８においては、開示された上側ステムセクション28は、１つのタイプの材料から形成されることができ、また、下側ステムセクション62は、異なるタイプの材料から形成されることができ、ここで、２つの別個のステムセクションは、相互に連結される。開示された例においては、上側ステムセクション28は、下側ステムセクション62の上端における補足的なネジ切りされた開孔164に受容される、その下端から延びるネジ切りされたスタッド162を含んでいる。或る例においては、スリーブバルブ20を通過する処理流体「P」は、示されるように、ステムハウジング50の内部74の下側ステムセクション62に接することが可能である。前記処理流体は、或る金属又はプラスチックのような或る材料を破損又は劣化させることができる腐食性の成分であることが可能である。したがって、下側ステムセクション62は、処理流体「P」によって害されない適切な材料から製作されることができるが、そのような材料は、かなり高価であり、加工が困難であり、及び／又は、得ることが比較的困難でるかも知れない。図１８に示された２ピースのステムの設計は、上側ステムセクション28が、下側ステムセクションとは異なり、それほど高価ではなく、加工が容易であり、及び／又は、より容易に利用可能である材料から製造されることを可能にするものである。

さらに、図１８の例においては、図１７に開示されたものと同様の小さいベローズ又はブーツ150がステムに受容されている。ベローズ150の下端は、下側ステムセクション62を密閉して係合している。ベローズ150の上端は、内方に延びるフランジ112のレッジ113に支えられ、添付される支承部160に、また、ステムハウジング50のピボット端54でのリップ110内に適切に取り付けられている。この例においては、Ｏリング166のようなシールは、支承部160及びレッジ113の外周囲と、ステムハウジング50のリップ110との間に液密シールを提供することができる。支承部160は、ステム24のためのステムピボット27を規定している。繰り返すが、ステムピボット27は、これに代えて、上側支承部及びボンネット又はキャップを利用する図１５及び図１６に開示された実施の形態と同様に組み立てられることができる。ベローズ150は、これに代えて、ワッシャ、フランジ、又はステムハウジング50の一部とに同様に接着されることができる。さらに、上に注記されるように、ベローズは、エラストマー製のシワ部付きのベローズである必要はないが、代わりに、シワ部部品、柔軟性のある金属製ディスク、又は同種のものの何れかとしての柔軟性のある金属製のシールであることができる。支承部160は、柔軟性のある金属製シール形状の１つの可能な例の形状を反映している。

当業者にとっては明らかであるように、ステムピボット27と、ステム24及びステムハウジング50間の継ぎ手の構成要素との様々な構成は、相当に変更することができるが、本発明の範疇に入るものである。或る例がここに開示されているが、その他の例も許容可能である。

当業者にとっては明白なように、ベローズの構成及び材料、支承部の形状及び材料、ステムの長さ、形状、及び材料、バルブ本体のサイズ、形状、及び材料、並びにその他の構成要素は、すべて変更することができるが、本発明の範疇に入るものである。金属製、黒鉛製、ＴＥＦＬＯＮ（登録商標）製、又はその他の支承部のタイプが所望のように利用されることができる。金属製又はプラスチック製のバルブ本体もまた、同様に使用されることができる。バルブ本体、ステム、及びプラグの構成要素用のステンレス鋼は、その耐久性、強度、加工性、及びその他の望ましい特性のために、多くの場合には望ましいものである。

或るスリーブバルブの例は、本発明の教示に従ってここに開示及び記述されているが、この特許の対象範囲は、それに限定されるものではない。逆に言えば、この特許は、文字通りに又は均等物の原則の下でのいずれか、添付された請求の範囲内に適正に当てはまる本発明の教示のすべての実施の形態を網羅するものである。

本発明の教示によって構成されたスリーブバルブの一例の斜視図である。 図１に示されたバルブの線ＩＩ−ＩＩに沿って得られた長手断面であり、開位置におけるバルブを示している。 図２に示されたバルブの断面であり、閉位置におけるバルブを示している。 本発明の教示によって構成されたバルブステム及びスリーブの配置の一例の部分断面における側面図である。 図３のバルブステム及びスリーブの配置の上面図である。 本発明の教示によって構成されたバルブステム及びスリーブの配置の別の例の部分断面における側面図である。 本発明の教示によって構成されたバルブステム及びスリーブの配置の別の例の部分断面における側面図である。 本発明の教示によって構成されたバルブステム及びスリーブの配置の別の例の部分断面における側面図である。 本発明の教示によって構成されたバルブステム及びスリーブの配置の別の例の部分断面における側面図である。 本発明の教示によって構成されたバルブステム及びスリーブの配置の別の例の部分断面における側面図である。 図９Ａに示されたバルブステム及びスリーブの配置の端面図である。 本発明の教示によって構成されたバルブステム及びスリーブの配置の別の例の部分断面における側面図である。 作動中の図１０Ａのバルブ及びスリーブの配置の部分断面における側面図である。 図２に示されたバルブの部分断面における側面図であり、代替のバルブプラグ構成を有している。 図２に示されたバルブの部分断面における側面図であり、別の代替のバルブプラグ構成を有している。 図２に示されたバルブの部分断面における側面図であり、別の代替のバルブプラグ構成を有している。 図２に示されたバルブの部分断面における側面図であり、代替のスリーブ及びバルブプラグ構成を有している。 本発明の教示によって構成されたバルブステムピボット配置の一例の部分断面における側面図である。 本発明の教示によって構成されたバルブステムピボット配置の一例の部分断面における側面図である。 本発明の教示によって構成されたバルブステムピボット配置の一例の部分断面における側面図である。 本発明の教示によって構成されたバルブステムピボット配置の一例の部分断面における側面図である。

符号の説明

20スリーブバルブ
22 バルブ本体
24 ピボットバルブステム
26 アクチュエータ
27 ステムピボット
28 上側ステムセクション
30 往復動ロッド
32 中空セクション
34 流体通路（バルブ通路）
35 バルブ本体内面
36 通路入口
38 通路出口
40 フランジ（取り付け肩部）
42 フランジ（取り付け肩部）
44 環状膨張部
45 拡径通路セクション
46 バルブプラグ
48 ウェブ
50 ステムハウジング
52 ベース
54 ピボット端
58 ウェブ
60 スリーブ
61 スリーブ内面
62 下側ステムセクション
63 駆動接続部
64 開口
66 スリーブ下流端
68 スリーブ上流端
69 シール
70 スリーブシール（液密シール）
72 スリーブ外面
74 ステムハウジング内部
80 凹部（ソケット）
82 丸められた端
84 テーパ開口
88 ソケット
90 ボール
92 スタッド
94 字形かぎ
96 スタッド
98 ピボットピン
100 ウィッシュボーンセクション
102 トラニオン
104 ピボットボール
110 リップ
112 フランジ
113 レッジ（インタフェース面）
114 ステム開口
116 Ｏリングシール
118 上側支承部
120 キャップ（ボンネット）
121 テーパ開口
122 盤状部分
124 フランジ部分
126 リップ外面
130 下側支承部
132 開口
136 Ｏリング
137 溝
138 支承部上面
140 ブーツ（ベローズ）
150 ブーツ（ベローズ）
152 シワ部
160 支承部
162 スタッド
164 開孔
166 Ｏリング
262 下側ステムセクション
264 ブラインド開孔
266 ベルヴィルワッシャ
268 ボール
270 下側ステムセクション
272 リンク
274 第１のピボット
276 第２のピボット
278 スリーブ
280 トラフ
282 固定リンク
300 バルブ本体
302 ステムハウジング
304 スリーブ
306 通路
308 バルブステム（下側ステム）
310 上端
312 第１のピボット
314 字形かぎ
316 シール（ブーツ）
318 ローラ（支点）
320 内壁
322 コイルスプリング
324 ステムチャネル
326 ピボット
400 座部先端
402 プラグ座部
404 リテーナ
408 留め具
410 座部先端
412 プラグ座部
412 テーパ座部
420 プラグ端（結合具）
422 中心開孔
424 環状壁
426 プラグ端外面
428 開口の第１のセット
430 開口の第２のセット
440 半径方向の開口
442 半径方向の開口
444 プラグ端

Claims (15)

1. バルブ本体と、
   前記バルブ本体に亘る入口端及び出口端を有する流体通路と、
   該流体通路内に規定されたバルブ座部と、
   前記流体通路内で軸方向にスライド可能であり、上流端と、下流端と、前記流体通路の入口端及び出口端に連通する軸方向の流体通路とを具備するスリーブと、
   前記流体通路から半径方向に離隔されたステムピボットで揺動自在に取り付けられたバルブステムと、
   前記バルブ本体の一部に回転するように固定され、前記バルブステムの中央部分に近接して配置される支点と、
   前記支点に抗して前記バルブステムを付勢するよう構成される付勢要素と
   を備え、
   前記バルブステムの一端は前記スリーブで継ぎ手で結合され、該バルブステムは、前記出口端への前記流体通路を通じた流体の流れを選択的に制御するために、前記下流端が前記バルブ座部から離隔された開位置と、前記下流端が前記バルブ座部に支えられた閉位置との間で、前記スリーブをスライドするように作動可能であり、前記バルブステムが前記支点に対して相対回転したときに前記支点は前記バルブステムを軸方向にスライド可能であるバルブアセンブリ。
2. 前記バルブ本体から半径方向に延び、前記ステムピボットと、前記バルブステムの一部との両方を収容する液密とされたステムハウジングをさらに備える請求項１記載のバルブアセンブリ。
3. 前記スリーブをスライドするように前記バルブステムを作動させる上側ステムセクションに結合された線形アクチュエータをさらに備える請求項１記載のバルブアセンブリ。
4. 前記継ぎ手は、前記スリーブに取り付けられた字形かぎと、前記バルブステム及び前記字形かぎを揺動自在に結合するピンとを具備する請求項１記載のバルブアセンブリ。
5. 前記継ぎ手は、前記スリーブの周囲に部分的に延びる溝内に取り付けられたウィッシュボーンを具備し、該ウィッシュボーンは、半径方向に延びるトラニオンと、前記バルブステムを前記トラニオンに揺動自在に結合するピンとを具備する請求項１記載のバルブアセンブリ。
6. 前記支点は、前記バルブステムを支えるステムチャネルを具備するローラを有し、
   前記付勢要素は、前記バルブステムを前記ローラの前記ステムチャネルに付勢する請求項１記載のバルブアセンブリ。
7. 前記支点は、前記バルブ本体から延びるステムハウジング内に収容されている請求項６記載のバルブアセンブリ。
8. 前記バルブステムは、前記継ぎ手で前記スリーブに結合された下側ステムセクションを有し、前記継ぎ手は、前記スリーブが前記流体通路内でスライドするときに、前記バルブステムに対して軸方向への前記継ぎ手と前記ステムピボットとの間の相対的な移動を提供する請求項１記載のバルブアセンブリ。
9. 前記継ぎ手は、前記スリーブが前記流体通路内でスライドするときに、前記バルブステムに対して軸方向への前記継ぎ手と前記ステムピボットとの間の相対的な移動を提供し、前記継ぎ手は、前記スリーブと前記下側ステムセクションの遠位端との間の玉継ぎ手配置である請求項１記載のバルブアセンブリ。
10. 前記玉継ぎ手配置は、
    前記スリーブに形成されたソケットと、
    下側ステムセクションの遠位端に設けられたボールと
    を具備する請求項９記載のバルブアセンブリ。
11. 前記ソケットは、前記スリーブの外面に形成され、前記スリーブに対して前記下側ステムセクションのボールが半径方向に移動するのを可能にするのに十分な深さを有している請求項１０記載のバルブアセンブリ。
12. 前記ソケットは、前記スリーブの内面にあり、前記下側ステムセクションは、前記ソケットに連通する前記スリーブのテーパ開口を貫通し、また、前記ボールは、前記下側ステムセクションの遠位端に固定される請求項１０記載のバルブアセンブリ。
13. 前記ボールは、前記下側ステムセクションの遠位端に形成されたブラインド開孔に受容され、該ブラインド開孔から軸方向外方へ付勢されて前記ブラインド開孔内で軸方向に移動することができ、前記ソケットは、前記スリーブの外面に形成されている請求項１０記載のバルブアセンブリ。
14. 前記バルブステムは、一端で、前記スリーブが前記流体通路内でスライドするときに前記バルブステムに対して軸方向への前記継ぎ手と前記ステムピボットとの間の相対的な移動を提供する継ぎ手により前記スリーブに連結され、前記継ぎ手は、リンケージ配置を含んでいる請求項１記載のバルブアセンブリ。
15. 前記リンケージ配置は、
    前記バルブステムの遠位端から延びる固定リンクと、
    一端で前記固定リンクに揺動自在に結合され、反対端で前記スリーブに揺動自在に結合された引きロッドと
    を具備する請求項１４記載のバルブアセンブリ。

Images