JP2010519510A - 流体を計量するためのデバイス - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、流体を計量するためのデバイスであって、流体出口とチャンネルを介して流体連通した流体入口が内部に設けられた中実ブロックと、前記チャンネル内に収容されたフィルタアッセンブリと、前記フィルタアッセンブリの下流の所定位置で前記チャンネル内に収容された流量計と、前記流量計の下流の所定位置で前記チャンネル内に収容されたチェックバルブアッセンブリとを含む、計量デバイスに関する。本発明の目的は、計量デバイスの使用中の精度を向上する追加の機能を持つ上文中に説明した計量デバイスを提供することである。
【解決手段】本発明によれば、較正バルブアッセンブリが、前記チャンネルの、前記第１出口と前記流量計との間のチャンネル区分内に収容されており、前記較正バルブアッセンブリは、流体を前記流量計から前記流体出口に向かって通すことができる第１「通常」位置と、前記流量計から前記流体出口に向かう流体の通過をブロックする第２「較正」位置との間で作動できる、ことを特徴とする計量デバイスが提供される。
【選択図】図１

Description

本発明は、流体を計量するためのデバイスであって、流体出口とチャンネルを介して流体連通した流体入口が内部に設けられた中実ブロックと、チャンネル内に収容されたフィルタアッセンブリと、フィルタアッセンブリの下流の所定位置でチャンネル内に収容された流量計と、流量計の下流の所定位置でチャンネル内に収容されたチェックバルブアッセンブリとを含む、計量デバイスに関する。

上述の種類の計量デバイスは、例えば、米国特許第５，５４２，４５０号に開示されている。このデバイスでは、流体、特に燃料を正確に計量できる。マニホールドとして役立つ中実ブロックを使用する。この中実ブロックは、内部フィルタアッセンブリと、内部チェックバルブと、流体導管として役立つブロック内のチャンネルと、計量されるべき流体源にブロックを連結するための手段を提供する入口ポート及び出口ポートとを含む。

この米国特許による計量デバイスには、圧力検出器や圧力逃がし弁等の付属装置を使用するための追加のチャンネルがブロック内に設けられているけれども、この周知の計量デバイスは、それでも、ブロック内のチャンネルを通過する流体の計量しか行うことができないため、受動的構成要素である。

米国特許第５，５４２，４５０号

従って、本発明の目的は、計量デバイスの使用中の精度を向上する追加の機能を持つ上文中に説明した計量デバイスを提供することである。

本発明によれば、計量デバイスは、較正バルブアッセンブリが、チャンネルの、第１出口と流量計との間のチャンネル区分内に収容されており、較正バルブアッセンブリは、流体を流量計から流体出口に向かって通すことができる第１「通常」位置と、流量計から流体出口に向かう流体の通過をブロックする第２「較正」位置との間で作動できる、ことを特徴とする。

この較正機能により、デバイスの精度及び機能性を向上する、いわゆる較正サイクルにデバイスを置くことができる。
別の実施例では、較正バルブアッセンブリは、第２「較正」位置では、ブロック内に設けられた較正チャンネルと流体連通する。これにより計量デバイスを正確に較正でき、流体がブロック内のチャンネルの外にこぼれたり漏出したりせず、非常に少量の流体を使用して高精度の較正工程を行うことができる。

特定の実施例では、較正バルブアッセンブリは、チャンネル内に回転自在に取り付けられるべきバルブスピンドルを含み、バルブスピンドルはボアを有し、バルブスピンドルを第１位置と第２位置との間で回転させることによって、ボアをチャンネル及び流体出口又は較正チャンネルと流体連通させることができる。これらの技術的特徴により、計量デバイスを正確に且つ明確な方法で、その通常作動位置からその較正位置に向かって設定できる。

更に、バルブスピンドルの外形寸法は、チャンネル区分の内形寸法と一致する。
更に、バルブスピンドルの外形寸法が、ブロック内のチャンネル区分の内形寸法と一致するため、漏れが生じることがなく、計量されるべき流体が通常の出口に向かって漏出することがなく、較正チャンネル内に維持され、これにより較正工程を正確に行うことができる。

計量デバイスを通る流体の流量を正確に設定するため、バルブステムがバルブスピンドルのボア内に取り付けられており、ボアを通る流量の設定で使用されるように構成されている。

特に、バルブステムには、ボアの内周面に設けられた内ねじと係合する外ねじが設けられており、そのため、バルブステムをバルブスピンドル内に正確に設置でき、及び従って、流量を正確に設定できる。

次に、本発明を添付図面を参照して説明する。

図１は、本発明によるデバイスの一実施例の分解図である。 図２は、図１の概略図である。 図３は、図２に示す実施例の詳細図である。 図４は、本発明によるダイバータバルブアッセンブリの一部の図である。 図５は、本発明によるダイバータバルブアッセンブリの別の部分の図である。

明瞭化を図る目的で、添付図面において、同様の部分に同じ参照番号が付してある。
参照番号１は、本発明の一実施例による流体計量デバイスに付してある。計量デバイス１は、機械加工によって多数のボア１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、等々が設けられた中実のブロック１０を含む。これらのボアは、中実ブロック１０内に流体チャンネルを形成する。チャンネルは、計量されるべき流体が通過する通路として役立つ。流体は、入口１１を介して中実ブロック１０に進入する。この流体は、チャンネル１２を通過した後、ブロック１０の左側面に設けられた出口１８（図１では見えないが、図２に示してある）を介して中実ブロック１０を離れる。更に、幾つかの追加の構成部品が中実ブロック１０のボア１２ａ乃至１２ｄに配置されている。

図２を図１と組み合わせることにより明瞭に示されるように、入口ポート１１に入った計量されるべき流体は、ボア１２ａ内に配置されるべきフィルタエレメント１３ａを含むフィルタアッセンブリ１３を直接通過する。フィルタエレメント１３ａは、入口ポート１１を介して中実ブロック１０に入る流体にフィルタ作用を加え、流体から不純物を除去し、他の構成部品の重要な部品が損傷しないようにする。

流体チャンネル１２には、オン／オフソレノイドバルブがフィルタアッセンブリ１３の下流に直接設けられている。ソレノイドバルブ１４は、計量デバイスの設定又は停止に役立ち、ブロック１０を通る流体流れのパルス速度を制御する。

参照番号１５は、二つの回転エレメント１５ａ、１５ｂを含む流量計に付してある。これらの回転エレメント１５ａ、１５ｂは、チャンネル１２を通過する流体の流れの中に設けられる。これらの回転エレメント１５ａ、１５ｂは、ブロック１０を通過する流体の流量と対応する信号を発生するように構成されている。

参照番号１７は、流体がブロック１０を通って逆方向に流れないようにする一方向チェックバルブに付してある。これによって、流量計１５が流量を不正確に即ち正しくなく決定することがないようにする。

本発明によれば、デバイス１には較正バルブアッセンブリ１６が設けられている。較正バルブアッセンブリ１６は、流量計及び一方向チェックバルブ１７の下流に位置決めされており、これは、更に、出口開口部１８に連結されている。較正バルブアッセンブリは、第１通常位置と、第２較正位置との間で作動できる。

図３を参照すると、この図では、計量されるべき流体の流路、及び特にブロック１０に機械加工によって形成されたボア１２ａ−１２ｄ及びチャンネル１２が立体図でわかるということに着目されるべきである。即ち、流量計１５の直ぐ下流のチャンネル区分１２’がチャンネル区分１２’’に連結されている（このチャンネル区分には一方向チェックバルブ１７が収容されている）。チャンネル区分１２’’には、本発明による較正バルブアッセンブリ１６が取り付けられている。この較正バルブアッセンブリ１６は、出口ポート１８に向かう流体流れ（第１「通常」位置）又は較正チャンネル区分１９及び較正出口ポート２０に向かう流体流れ（第２「較正」位置）に方向を変えることができる。従って、較正出口ポート２０は、ブロック１０の前面に設けられているのに対し、チャンネル区分１２’はその後側を通過する。較正出口ポート２０は、従って、チャンネル区分１２’と直接的には流体連通していない。

上述のように、較正バルブアッセンブリ１６は、第１位置にすることができる。第１位置では、チャンネル１２（チャンネル区分１２’−１２’’）を通過した流体を出口ポート即ち開口部１８に向かって差し向ける。第２較正位置では、出口開口部１８がブロックされ、全ての流体がチャンネル１２（１２’−１２’’）から較正チャンネル１９に向かって、及び較正出口ポート２０に向かって通過し、較正を行う目的で較正出口ポート２０のところで集められる。較正バルブアッセンブリ１６は、較正中、較正されるべき流体がバルブアッセンブリ１６を通って出口開口部１８に向かって及びプロセスライン内に漏出できないように形成されている。このことは、本発明による計量デバイスが、出口開口部１８を介して非常に少量の流体を注入する上で、流量計１５に所定レベルの精度が必要とされるように構成されているため、非常に重要である。

計量デバイスの較正は、当該技術分野で周知の様々な方法で行うことができ、例えば、較正出口ポート２０に連結された遷移容積較正（ガラス）容器を使用することによって行うことができる。

しかしながら、計量デバイス１を同様の方法で正確に較正するため、較正プロセスを高い精度レベルで実施しなければならない。従って、較正バルブアッセンブリから出口開口部１８に向かう漏れは望ましくない。

較正バルブアッセンブリがその第２較正位置に設定されている場合に較正バルブアッセンブリを出口開口部１８に向かってバイパスする流体があると、デバイス１の較正が不正確になる。計量デバイス１の較正が不正確であると、例えば燃料等の流体の処理又は計量分配が不正確になってしまう。

較正バルブアッセンブリが通常位置にある場合には、流体、例えば燃料添加剤がチャンネル１２を介して出口開口部１８に向かって、流体（燃料添加剤）が主燃料ラインに注入されるべき箇所に直接的に差し向けられる。

図４ａ及び図４ｂには、較正バルブアッセンブリの一部の実施例が開示されている。図４ａ及び図４ｂに示す部分には参照番号１６０が付してあり、これを、ボア１２ｄ内に位置決めしなければならないバルブスピンドルとして説明する。ボア１２ｄは、中実ブロック１０に機械加工によって形成され、計量されるべき流体が通過するチャンネル１２のチャンネル区分を形成する。

バルブスピンドル１６０は、前記ボア内に回転自在に収容され、及び従って、自動で又は手動で、上文中に説明したその第１通常位置及びその第２較正位置にすることができる。計量されるべき流体をチャンネル１２からチャンネル区分１２ｃを通して出口開口部１８に向かって、又は較正チャンネル区分１９及びチャンネル出口２０に向かって通過できるようにするため、バルブスピンドル１６０には通しボア１６１が設けられている。この通しボア１６１は、バルブスピンドル１６０の周面１６３に設けられた開口部１６２で終端する。

流体は、チャンネル区分１２’’（図３参照）から較正バルブアッセンブリ１６に向かって流れ、ボア区分１６４を介してバルブスピンドル１６０に進入し、開口部１６２を介して離れる。

漏れが生じないようにするため、多数のシーリングリング１６ｂがバルブスピンドル１６０の周囲に設けられている（図１参照）。
図４ｂに明瞭に示すように、参照番号１６６がスリットに付してある。このスリットは、更に詳細には、バルブスピンドル１６０の長さ方向に対して斜めである。スリット１６６は、シーリングリング（図４ｂには示してないが、図１において共通の参照番号１６ｂが付してある）を受け入れるのに役立つ。これは、較正チャンネル１９（及び較正バルブアッセンブリ１６）の外に出口開口部１８及びプロセスライン（図示せず）に向かって漏れが起らないようにするためである。

デバイスを通る流量を制御するため、ステムバルブエレメント１７０がボア１６０内に取り付けられる。バルブステム１７０には、小径のバルブ部分１７１及び大径のバルブ部分１７２が設けられている。バルブステム１７０は、ボア区分１６４を介してボア１６１内に挿入される。バルブエレメント１７１には、このバルブエレメント１７１がボア区分１６１ａに収容されるように、ボア区分１６１ａの内面に設けられた内ねじと協働する外ねじが設けられている。

バルブスピンドル１６０を通る流量は、スロット１７６と係合したネジ回しを使用してバルブステム１７０を回転することによって設定できる。
バルブステム１７０には、円形のノッチ１７５が設けられており、このノッチがバルブスピンドル１６０の肩部１６５に載止する。これにより密な閉鎖が提供され、ボア１６０を通る漏れを阻止する。ボア１６０を通る漏れは、計量デバイス１の較正精度に悪影響を及ぼす。バルブエレメント１７２の外形寸法は、ボア１６１の内形寸法と一致する。これに対し、バルブエレメント１７１の外形寸法は、ボア区分１６１ａの内形寸法と一致する。更に、これらの特徴により、漏れが生じることがなく、較正状態を高精度で維持する。

バルブスピンドル１７０には、更に、ネジ山を通って外部への流体の漏れを阻止する流体シール（Ｏ−リング）の装着を可能にする窪み１７４が設けられている。
較正バルブアッセンブリ１６全体をブロック１０のボア１２ｄに取り付け（図１参照）、これを取り付けプレート１６ａを使用して前記ボア１２ｄ内に固定できる。取り付けプレート１６ａは、ブロック１０にねじ止めできる。

１ 計量デバイス
１０ 中実ブロック
１１ 入口
１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ ボア
１３ フィルタアッセンブリ
１３ａ フィルタエレメント
１４ ソレノイドバルブ
１５ａ、１５ｂ 回転エレメント
１６ 較正バルブアッセンブリ
１７ 一方向チェックバルブ
１８ 出口
１９ 較正チャンネル区分
２０ 較正出口ポート

Claims (6)

1. 流体を計量するためのデバイスであって、
   流体出口とチャンネルを介して流体連通した流体入口が内部に設けられた中実ブロックと、
   前記チャンネル内に収容されたフィルタアッセンブリと、
   前記フィルタアッセンブリの下流の所定位置で前記チャンネル内に収容された流量計と、
   前記流量計の下流の所定位置で前記チャンネル内に収容されたチェックバルブアッセンブリと、を含む、計量デバイスにおいて、
   較正バルブアッセンブリが、前記チャンネルの、前記第１出口と前記流量計との間のチャンネル区分内に収容されており、前記較正バルブアッセンブリは、流体を前記流量計から前記流体出口に向かって通すことができる第１「通常」位置と、前記流量計から前記流体出口に向かう流体の通過をブロックする第２「較正」位置との間で作動できる、ことを特徴とする計量デバイス。
2. 請求項１に記載の計量デバイスにおいて、
   前記較正バルブアッセンブリは、前記第２「較正」位置では、前記ブロック内に設けられた較正チャンネルと流体連通する、ことを特徴とする計量デバイス。
3. 請求項２に記載の計量デバイスにおいて、
   前記較正バルブアッセンブリは、前記チャンネル内に回転自在に取り付けられるべきバルブスピンドルを含み、前記バルブスピンドルはボアを有し、前記バルブスピンドルを第１位置と前記第２位置との間で回転させることによって、前記ボアを前記チャンネル及び前記流体出口又は前記較正チャンネルと流体連通させることができる、ことを特徴とする計量デバイス。
4. 請求項３に記載の計量デバイスにおいて、
   前記バルブスピンドルの外形寸法は、前記チャンネル区分の内形寸法と一致する、ことを特徴とする計量デバイス。
5. 請求項３又は４に記載の計量デバイスにおいて、
   バルブステムが前記バルブスピンドルの前記ボア内に取り付けられており、前記ボアを通る流量の設定で使用されるように構成されている、ことを特徴とする計量デバイス。
6. 請求項５に記載の計量デバイスにおいて、
   前記バルブステムには、前記ボアの内周面に設けられた内ねじと係合する外ねじが設けられている、ことを特徴とする計量デバイス。

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