JP2011256879A - 弁 - Google Patents

Abstract

【課題】特に小型ポンプ又は超小型ポンプにおいて使用可能であり、この場合に、誤りなしに容易に繰り返し組付け可能な弁を提供する。
【解決手段】弁プレート（８）が、縁側で、弁ハウジングの一部に当接係合することにより保持されており、前記弁プレート（８）の外側の縁保持部の間で、組付け位置において弾性的に引張りによりプレロードされているようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、弁、特に、例えばダイアフラムポンプのための、プレート弁であって、弁プレートと、弁座と、弁ハウジングにより取り囲まれた弁室とが設けられており、弁プレートが縁側で保持されている形式のものに関する。

この形式の弁が既に公知である。プレート弁において使用される弁プレートは、弁座との組合せで、例えばダイアフラムポンプ又は逆止弁の場合に必要なように、流れ及び差圧により引き起こされるパッシブな弁機能を提供するという課題を有している。

既に公知の弁では、弁プレートは本来の機能、すなわち、弁座によるシールのほかに、さらに付加的な機能、例えば外側方向への弁ハウジングのシールという機能を果たす。このためには、弁プレートには、これらの機能を果たす範囲が設けられている。特にこのようなシール機能と組み合わされた弁プレートを組み付ける場合には、組付け時に、特にほぼ挿入されたゴムの圧縮性欠如によりシール範囲に生じる外側への押しつぶれに基づき、規定されていない組付け位置又は弁プレート本体の歪みが生じる恐れがある。このような歪みを負荷解除溝により低減するという手段が公知であるが、しかしながら、特に小型ポンプ又は超小型ポンプ又はこの場合に必要なわずかな許容誤差の場合には、不十分である。この範囲では、既に最小の寸法差が、正確な弁機能、すなわち、弁座に対して相対的な弁プレートの正確な位置及び両方のエレメントのシール性に不利な作用をもたらす。

そこで本発明の課題は、特に小型ポンプ又は超小型ポンプにおいて使用可能であり、この場合に、誤りなしに容易に繰り返し組付け可能な弁を提供することである。

この課題を解決するためには、弁プレート（８）が、縁側で、弁ハウジングの一部に当接係合することにより保持されており、前記弁プレート（８）の外側の縁保持部の間で、組付け位置において弾性的に引張りによりプレロードされていることが提案される。

この構成では、始めから縁側が変形されることが、形状接続的な保持により阻止される。これにより、弁プレートのアクティブな範囲の材料変化につながる恐れのある、縁側の押しつぶし圧力負荷は生じない。

弁プレートの引張りプレロードは、弁プレートが負荷されずに所定の初期位置を取ることにつながる。これにより、圧力差による弁プレートの変位の後には、作動時には初期位置への強制戻り案内が、かつ停止状態ではシール機能が生じ、これにより、望ましい形式で、圧送媒体の戻り流が阻止される。

弁座が、弁プレートの縁側の保持部の平面を越えて突出している、すなわち、弁プレートに対して幾分ずらされており、これにより、弁の停止位置において弁プレートが弁座を負荷する場合には、前記機能は支援される。弁プレートの平面に同時的に引張りプレロードがかけられる場合には、これにより、弁座の方向に力ベクトルが生じ、これにより、圧力差が最小であるか、又はポンプの停止時にも弁プレートと弁座との間で改良されたシール作用が達成される。

有利には、弁プレートは、プレート状の閉鎖体と、この閉鎖体に結合された側方の弁プレートウェブと、この弁プレートウェブの端部に位置するアンカエレメントとを有している。このアンカエレメントは弁ハウジング内における、若しくは弁ハウジングに沿った保持のために設けられている。

したがって、前記閉鎖体は、弁プレートウェブを介してアンカエレメントに結合されており、これにより、わずかな圧力差によっても簡単に、開放位置と閉鎖位置との間で可動に懸吊されている。この場合に、所定の引張りプレロードが、主にウェブに弾性的な変形を引き起こせば十分であることに言及しておく。このことは、閉鎖体に対するウェブのわずかな横断面により支援されるが、しかしながら、弁プレートの横方向延在部の材料相違及び／又は厚さの相違によっても達成することができる。例えば、ウェブは弾性的な材料から成っており、これに対して弁プレートはより弾性的ではない材料か、又はそれどころか非弾性的な材料から成っていてよい。

有利な構成によれば、少なくとも２つの弁ウェブ、有利には、閉鎖体に直径上に向かい合って配置された２つの弁ウェブが設けられており、これらの弁ウェブには、それぞれアンカエレメントが設けられている。

この場合に、側方のウェブ及びアンカエレメントは、弁プレートの構成部材の形で、閉鎖体に一体的に結合されている。弁プレートは、例えばゴム部材、又はゴム弾性的な材料により形成された部材から成っていてよい。

弁プレートの形状接続的な保持のためには、アンカエレメントは弁ウェブに対してアングル状に曲げられた、又は厚くなった形状を有しており、それぞれの弁ウェブと共に、特にＬ字形、Ｔ時形又はこれに類するアンカ形状に、又はほぼ円形状又は円錐状に形成されている。アンカエレメントのそれぞれに用いられる形状は、特に提供されているスペース状態に合わせて調整されている。

弾性的な引張りプレロードを形成するためには、プレート平面の内部に、弁プレートのための、弁に属する保持部が設けられている。これらの保持部は、弁プレートのアンカエレメントのための収容部を有しており、この場合に、アンカエレメント収容部の間の間隔は、緊締解除された位置における弁プレートのアンカエレメントの間隔よりも大きい。引張り応力は、弁プレートを保持部に挿入したした場合に構成される。収容エレメントの間で弁プレートを平らな緊締位置へ向かってずらす大きさは、比較的わずかでよい。

開かれたポンプヘッドと、このポンプヘッド内に位置する、流出弁及び流入弁の部材とを備えたダイアフラムポンプの一部の斜視図である。 閉鎖位置又は停止位置で弁ハウジング内に緊締された弁プレートを有する弁の長手方向横断面図である。 形状接続的に保持された弁プレートの平面図である。 閉鎖体とウェブとアンカエレメントとを有する弁プレートの平面図である。 弁プレートのアンカエレメントの平面図である。 弁プレートの別のアンカエレメントの平面図である。 緊締位置に位置するアンカプレートを有するアンカプレート収容部の平面図である。 図４に示した弁プレートの斜視図である。

次に本発明の実施例を図面につきさらに詳しく説明する。

本発明による弁から、図１にはそれぞれ流入弁１ａの一部並びに流出弁１ｂの一部が示されている。これらの弁は、部分的に示したダイアフラムポンプのポンプヘッド２の一部であり、ダイアフラムポンプのモータハウジング３の一部並びに行程駆動装置４を見ることができる。モータハウジング３は接続フランジ５を有している。この接続フランジ５には、弁を有するポンプヘッド２が固定されている。このポンプヘッド２は、前記接続フランジ５の輪郭形状に対応して成形されたヘッドプレートを有している。これらのヘッドプレートの内、図１による実施例には１つのベースプレート６のみを見ることができる。ベースプレート６に被せ嵌め可能なカバープレートは図示されていない。このカバープレートは、ベースプレート６に向いている側に同様に流入弁１ａの一部と流出弁１ｂの一部とを有しており、これにより、両方のプレート内のそれぞれ対の形で向かい合った部分が、弁プレート８と共に完全な弁を形成している。

前記弁は、図１、図２、図３、図４及び図８に見ることのできる弁プレート８を有している。この弁プレート８は、例えば図１、図２及び図３に矢印Ｐｆ１により示唆されているように、組付け位置では弾性的に引張りによりプレロード（予負荷）をかけられている。前記弁プレート８は、主に中央の閉鎖体９から成っており、この閉鎖体９には、直径状でこの閉鎖体９に係合する２つの弁ウェブ１０が接続されている。これらの弁ウェブ１０は、外側の端部にアンカエレメント１１を有している（図４）。

図２には、アンカエレメント１１が示されている。これらのアンカエレメント１１は、弁ウェブ１０の延長部により形成されており、２つのハウジング部材１２及び１３の間で締め付けられている。これらのハウジング部材１２及び１３は、２つのヘッドプレート、特に図１によるベースプレート６とカバープレートとにより形成されていてよい。

このような締付けの代わりに、図１、図３及び図７に見ることができるように、アンカエレメント１１は形状接続的に保持されていると有利である。締付けによっても形状接続によっても保持された弁プレートが、矢印Ｐｆ１が示すようにプレロードをかけられている。これにより、縁部締付け（図２）時に生じる、弁プレート縁部若しくはアンカエレメントに生じる変形が補償され、閉鎖体９に不利に作用することがないことが達成される。さらに、弁プレートが押圧力負荷なしに常に初期位置に位置していることが達成される。

図２からは、弁プレート８の一方の側で流入通路１４が終了しており、この流入通路１４の開口が弁座１５を形成しており、この弁座１５が、弁プレート８により、若しくはこの弁プレート８の閉鎖体９により負荷可能であることが判る。有利には、閉鎖体９は初期位置で弁座１５を負荷し、これにより、流入通路１４をシールするようになっている。これにより、対応した戻り流シールが提供されている。シール機能を改良するためには、弁座１５は、弁プレート８の縁側の保持部の平面１６を越えて突出しており、これにより、弁座１５は、弁プレート８に作用するプレロード（矢印Ｐｆ１）に基づき、プレロード圧下の弁プレート８若しくは閉鎖体９により負荷される。図２には、平面１６を越えた弁座１５の突出ｈが幾らか誇張して示されている。この例えば２．５ｍｍの直径の閉鎖体を有する弁プレートを備えた小型ポンプの場合には、平面１６を越えた弁座１５の小さい突出ｈは、十分なシール作用を得るために十分である。この場合には、弁プレートの厚さは、約０．５ｍｍであってよい。

図３は、弁プレート８の形状接続的な保持部を示している。この場合に、横方向ウェブの形で形成されたアンカエレメント１１は壁区分１７を後方から係合する。破線により、アンカエレメント１１の緊締解除された位置が示されており、かつ実線は、アンカエレメント１１が作動位置にある状態を示している。この場合に、アンカエレメント１１は形状接続的に保持されており、この作動位置では、矢印Ｐｆ１により示す引張り応力が構成されている。このことは、アンカエレメント収容部（壁区分１７）の間隔ａが、緊締解除された位置（実線で示す）のアンカエレメントの間隔ｂよりも大きくなっていることにより達成される。矢印Ｐｆ１によるプレロードは、弁プレート８がアンカエレメント１１により壁区分１７を後ろから係合するように挿入されることにより作動される。

有利には、アンカエレメント１１の形状付与が、図１、図３、図４及び図８に示されているように行われる。しかしながら、この場合には、弁ウェブ１０と共に形成されたＴ字形状の代わりに、Ｌ字形、円形又は円錐状のアンカエレメントを設けるという可能性もある。図５は、そのような実施態様の１つを示している。この場合には、アンカエレメント１１は円板状に、場合によっては球状に形成されていてもよい。Ｔ字形のアンカエレメントは、図３、図４及び図８に示したように丸みを付けられた延びによって形成されているか、又は図１及び図６に示したように真っ直ぐな延びによって形成されていてよい。湾曲された構成の場合には、プレロード力は次のことにより、すなわち、アンカエレメント１１の形状接続的な収容のために、図３に示されているように真っ直ぐな収容部が設けられており、これにより、プレロードが、アンカエレメント１１の変形により真っ直ぐな形状の方向に構成されることにより、形成することができる。しかしながら、収容部の延びがアンカエレメント１１の対応した延びにほぼ一致するが、向かい合ったアンカエレメント１１よりも互いにより大きい間隔ａを有している、アンカエレメント１１のための収容部を設ける可能性もある。

図７は、プレロードが支持ネップ１８により得られる図を示している。この支持ネップ１８により、アンカエレメント１１は緊締解除位置から幾らか湾曲せしめられており、これにより、引張り応力が弁プレートの内部に、又は少なくとも弁ウェブ１０の内部に構成される。

図１の具体的な実施例には、流出弁１ｂの一部として形状接続的に保持された弁プレート８の位置をよく見ることができる。ポンプヘッド２のベースプレート６には、弁プレート８を平面側でほぼ同一平面状に収容するための成形部が設けられている。

この場合に、中央には、弁プレートのここでは円形の閉鎖体９の直径よりも幾らか大きい直径を有する凹部１９が位置しており、この凹部１９の内部では、閉鎖体９は閉鎖位置と開放位置との間で往復運動することができる。破線により、閉鎖体９の下方に位置する、ポンプ室に接続された流入通路の弁座１５を見ることができる。閉鎖体９は、停止位置及びポンプの吸着段階の間には、シールするように弁座１５に載着されている。

前記凹部１９の側方には、弁ウェブ１０のための収容溝２０が接続されている。これらの収容溝２０は、アンカエレメント１１のための収容凹部２１に移行している。収容溝２０の深さも収容凹部２１の深さも、弁プレート８の厚さにほぼ一致しており、これにより、弁プレート８は、一方では形状接続的に保持されており、かつ他方では、ベースプレート６のほぼ上側で終了している。この場合、この成形部の深さは、有利には次のように寸法取りされている、すなわち、カバープレートが被せ嵌められた場合に最小限の遊びがもたらされ、これにより、プレロードのほかには、アンカエレメントにより別の力が弁に作用することがないように寸法取りされている。したがって、組付けは、特に容易であり、かつ許容誤差に関連していない。これにより、弁機能はプロセス安定的になる。

機能位置ではベースプレート６の上方に位置するカバープレート（図示しない）には、ベースプレート６内に設けられた成形部に対して向かい合って、対向成形部が設けられている。流出弁１ｂのためのこの対向成形部は、流入弁１ａを形成するためのベースプレート６に設けられた成形部とほぼ同じように形成されており、かつ流入弁１ａのためにカバープレートに設けられた対向成形部は、流出弁１ｂのためにベースプレート６に設けられた成形部にほぼ対応している。

流出弁１ｂを形成するためにカバープレートに設けられた対向成形部は、ほぼ凹部１９に対応する中央の凹部を有しており、この凹部により、開放位置において閉鎖体９の運動が可能となっている。カバープレートの対向成形部に属する凹部には、ベースプレート６に流入弁１ａを形成するための成形部の場合にも設けられているように、移行成形部２２が接続されている。同様に、カバープレート（図示しない）に設けられた流出弁１ｂの対向成形部は、ストッパ突出部２３並びに凹部の範囲に設けられた開口２４を有していてよい。この開口２４は流出管片に通じる。原理的には、これらの部分も、ベースプレート６に設けられた流入弁１ａの部分と比較可能である。流入弁１ａの場合には、開口２４はもちろんポンプ室に通じている。流出弁１ｂに向かい合った対向成形部（ベースプレート６に設けられた流入弁１ａの移行成形部２２を参照）の上に述べた移行成形部は、外側でカバー面２５に通じており、同様にベースプレート６の流入弁１ａの移行成形部と比較可能である。

ヘッドプレート、すなわちベースプレート６及びこのヘッドプレート６に被せ嵌め可能なカバープレートに設けられた、流入及び流出弁を形成し、かつ弁プレート８を収容し、保持するための成形部は、それぞれの弁範囲並びに隣接する両方のヘッドプレートをカバーするためのシール領域２６により取り囲まれている。これらのシール領域２６には、シールリング（図示しない）を収容するための溝２７が設けられていてよい。本実施例では、流入弁１ａの範囲を取り囲むための溝２７は、次の程度に深く形成されてる、すなわち、この溝２７にシールリングが挿入され、保持されており、被せ嵌め可能なカバープレートの平面により、又はそこに設けられた、場合によってはより浅い溝２７によりシールする程度に深く形成されている。この配置にほぼ補償的に、カバープレート（図示しない）に設けられたシール領域２６では流出弁１ｂの範囲を取り囲むために、シールリングを収容するための幾らか深めの溝２７が設けられており、かつベースプレート６には、再びこのベースプレート６の平面又はより浅い溝２７が設けられている。弁範囲を取り囲むこれらのシール部により、一方では弁機能の、かつ他方ではシール機能の分離が、隣接した両方のヘッドプレート（ベースプレート、カバープレート）の間に施されている。

それぞれ弁を形成するために設けられた成形部及び対向成形部を有するベースプレート６及びこのベースプレート６に載着可能なカバープレートは、有利には射出成形部材の形で形成されている。これにより、大量の個数の場合にも一様に良好な製造品質が保証されている。弁プレートのための材料としては、ゴムのような弾性的な材料が使用される。

１ａ 流入弁、 １ｂ 流出弁、 ２ ポンプヘッド、 ３ モータハウジング、 ４ 行程駆動装置、 ５ 接続フランジ、 ６ ベースプレート、 ８ 弁プレート、 ９ 閉鎖体、 １０ 弁ウェブ、 １１ アンカエレメント、 １２ ハウジング部材、 １３ ハウジング部材、 １４ 流入通路、 １５ 弁座、 １６ 平面、 １７ 壁区分、 １８ 支持ネップ、 １９ 凹部、 ２０ 収容溝、 ２１ 収容凹部、 ２２ 移行成形部、 ２３ ストッパ突出部、 ２４ 開口、 ２５ カバー面、 ２６ シール領域、 ２７ 溝

Claims (17)

1. 弁、特に、例えばダイアフラムポンプのための弁であって、弁プレート（８）と、弁座（１５）と、弁ハウジングにより取り囲まれた弁室とが設けられおり、弁プレート（８）が、縁側で保持されている形式のものにおいて、弁プレート（８）が、縁側で、弁ハウジングの一部に当接係合することにより保持されており、前記弁プレート（８）の外側の縁保持部の間で、組付け位置において弾性的に引張りによりプレロードされていることを特徴とする、弁。
2. 弁座（１５）が、弁プレート（８）の縁側の保持部の平面を越えて突出しており、これにより、弁プレート（８）が、弁の停止位置で弁座（１５）を負荷するようになっている、請求項１記載の弁。
3. 弁プレート（８）が、プレート状の閉鎖体（９）と、この閉鎖体（９）に結合された側方の弁ウェブ（１０）とを有しており、該弁ウェブ（１０）に、弁ハウジング内若しくは弁ハウジングに沿った保持のための、端部に位置するアンカエレメント（１１）が設けられている、請求項１又は２記載の弁。
4. 側方の弁ウェブ（１０）及びアンカエレメント（１１）が、閉鎖体に一体的に結合されている、請求項３記載の弁。
5. 少なくとも２つの弁ウェブ（１０）、有利には閉鎖体に直径上に向かい合って配置された２つの弁ウェブ（１０）が設けられており、該弁ウェブ（１０）に、それぞれアンカエレメントが設けられている、請求項３又は４記載の弁。
6. アンカエレメント（１１）が、弁ウェブ（１０）に対してアングル状に曲げられた形状を有しており、それぞれの弁ウェブ（１０）と共に、特にＬ字形、Ｔ字形、又はこれに類するアンカ形状、又はほぼ円形又は円錐状に形成されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の弁。
7. 弁プレート（８）のプレート状の閉鎖体（９）が、円形又は丸みを付けられ輪郭を有している、請求項１から６までのいずれか１項記載の弁。
8. 弁プレート（８）のための、弁に属する保持部が設けられており、該保持部が、弁プレート（８）のアンカエレメント（１１）のための収容部を有しており、緊締解除された位置におけるアンカエレメント収容部の間隔が、弁プレート（８）のアンカエレメント（１１）の間隔よりも大きい、請求項１から７までのいずれか１項記載の弁。
9. ポンプのポンプヘッドの一部であり、該ポンプヘッドが、複数のヘッドプレートを有しており、互いの方へ向けられたプレート面で隣接する２つのヘッドプレートに、有利には互いに隣接して配置された弁プレート（８）を収容し、かつ摩擦接続的又は形状接続的に保持するための成形部が設けられている、請求項１から８までのいずれか１項記載の弁。
10. 弁プレート（８）を収容するためにヘッドプレートに設けられた成形部が、それぞれこの成形部に対して離隔された、弁範囲並びに隣接する弁プレートをシールするためのシール領域（２６）により、取り囲まれている、請求項９記載の弁。
11. 弁範囲を取り囲むシール領域（２６）に、シールリングを収容するための溝（２７）が設けられている、請求項１０記載の弁。
12. ヘッドプレートに設けられた、弁プレート（８）を収容するための成形部が、それぞれプレート状の閉鎖体を可動に収容するための凹部（１９）と、側方に続くアンカエレメント収容部とを有している、請求項９から１１までのいずれか１項記載の弁。
13. 隣接するヘッドプレート内に設けられた、直接に向かい合った成形部により、それぞれ１つの弁プレート（８）を収容し、かつ形状接続的に保持するための第１の成形部が形成されており、該成形部に、弁プレート（８）の平面側にほぼ同一平面状の収容部が設けられており、前記第１の成形部のアンカエレメント収容部をシールするための別の対向成形部が形成されている、請求項１０から１２までのいずれか１項記載の弁。
14. ヘッドプレートの１つが、ベースプレート（６）を形成しており、該ベースプレート（６）が、流出弁（１ｂ）の部分として、弁プレート（８）を平面側でほぼ同一平面状に収容するための成形部を有しており、流出弁成形部に隣接して側方に、流入弁（１ａ）の部分として、少なくとも向かい合ったヘッドプレートに位置する成形部のアンカエレメント収容部をカバーするための成形部が設けられており、カバープレートを形成する、一方では流出弁のための、かつ他方では流入弁のための、隣接するヘッドプレートに、ベースプレートに設けられた成形部に適合する対向成形部が設けられている、請求項９から１３までのいずれか１項記載の弁。
15. ヘッドプレートに成形部が設けられている場合に、閉鎖体（９）を収容するための凹部（１９）の範囲に、弁プレート（８）の閉鎖体により負荷可能な弁座（１５）が設けられており、別の弁プレートの凹部の範囲に、有利には閉鎖体のためのリフトストッパ（２３）並びに流入通路（２４）の開口が設けられている、請求項１２から１４までのいずれか１項記載の弁。
16. 弁のための成形部を備えたヘッドプレートが、射出成形部材である、請求項９から１５までのいずれか１項記載の弁。
17. 弁プレート（８）のための材料として、ゴム状の、弾性的な材料が用いられている、請求項９から１６までのいずれか１項記載の弁。

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