JP2013525703A - 回転バルブとともに使用するバルブシャフト機器 - Google Patents

Abstract

例示のシャフト機器は、静止シールおよび静止シールから離間された動的シールを持つシャフトを有する。静止シールは静止シールに近接した第１の漏出検出領域を形成し、動的シールは動的シールに近接した第２の漏出検出領域を形成する。密閉漏出検出器はシャフトと一体的に形成され、第１の漏出検出領域内または第２の漏出検出領域内の処理流体漏出を視覚表示する。密閉漏出検出器は、第１の漏出検出領域および第２の漏出検出領域と流体連通する流路を有する。流路は第１と第２の漏出検出領域の間で変化する断面輪郭を有し、流体が漏出検出領域のうちの１つから流体バルブのボディ内へ流通するのを防ぐ。
【選択図】図２Ｂ

Description

この開示は、一般的に流体バルブに関し、とりわけ回転バルブとともに使用するバルブシャフト機器に関する。

バルブは、処理流体の流通を制御する処理制御システムで一般的に使用される。回転バルブ（例えば、蝶型バルブ）は、通常は流体パス内に配置された閉鎖部材（例えば、ディスク）を有する。バルブシャフトは、閉鎖部材を、開放位置と閉鎖位置の間で閉鎖部材を回転し、バルブの吸込口と排出口の間の流体流通を可能にするまたは制限するアクチュエータに作動可能に連結する。閉鎖部材が閉鎖位置にあるとき、閉鎖部材は、バルブシートまたは密閉面（例えば、バルブボディに固定された密閉リング）を密封状態で係合し、バルブを通した流体流通を制限する。

閉鎖部材が密閉面との適切な整列を保ち、バルブが閉鎖位置にあるときしっかりと遮断するように、フォロワシャフト（バルブシャフトと一体的に形成してもよい）は、バルブシャフトの端部と反対側の閉鎖部材の端部に通常連結され、閉鎖部材を支持する。フォロワシャフトなしでは、バルブが閉鎖位置にあるとき閉鎖部材は密閉面から離れるように曲がり、それによって、バルブが閉鎖位置にあるとき、吸込口と排出口の間の流体漏出を引き起こすかもしれない。通常は、フォロワシャフトを閉鎖部材に連結するのに、機械的な留め具（例えば、ピン、溶接、など）が採用される。閉鎖部材が第１と第２の位置の間を移動し端部キャップがバルブボディ内のフォロワシャフトを保持するので、フォロワシャフトは閉鎖部材とともに回転する。

しかし、溶接された接続具以外のピンおよび／または他の機械的な留め具は、フォロワシャフトと閉鎖部材の間をサニタリ（sanitary）接続せず、これが細菌増殖を引き起こし処理流体を汚染する可能性がある。例えば、食品と飲料産業および製薬産業のようないくつかの適用で、サニタリバルブはしばしば採用される。よって、サニタリバルブは通常、溶接により閉鎖部材に連結されたフォロワシャフトおよびバルブシャフトを有する。しかし、閉鎖部材へのフォロワシャフトおよび／またはバルブシャフトの溶接は、流体バルブの組み立てを可能にするためスプリットボディバルブの使用が必要になる。スプリットボディバルブは、密閉し、よって製造の複雑性およびコストを増すボディライナまたはボディシールを有する。

本明細書に記載される回転流体バルブとともに使用するシャフト機器は、静止シール、および静止シールから離間された動的シールを持つシャフトを有する。静止シールは静止シールに近接した第１の漏出検出領域を形成し、動的シールは動的シールに近接した第２の漏出検出領域を形成する。密閉漏出検出器はシャフトと一体的に形成され、第１の漏出検出領域内または第２の漏出検出領域内の処理流体漏出を視覚表示する。密閉漏出検出器は、第１の漏出検出領域および第２の漏出検出領域と流体連通する流路を有する。流路は第１と第２の漏出検出領域の間で変化する断面輪郭を有し、流体が漏出検出領域のうちの１つから流体バルブのボディ内へ流通するのを防ぐ。

他の例では、回転流体バルブは、バルブボディの流体流通パス内に配置され、吸込口と排出口の間の流体流通を制御する閉鎖部材を有する。シャフトは、バルブボディの開口部内に配置され、開口部内への流体漏出を防ぐ第１のシールと、閉鎖部材の空洞内に配置され、空洞内への流体漏出を防ぐ第２のシールを有する。シャフトと一体的および流体的に形成された第１の流路は、第１のシールに近接したバルブボディの開口部を空気に連結し、第１のシールに近接した開口部内への処理流体漏出を表示する。シャフトと一体的に形成され、第１の流路に近接した第２の流路、第２の流路は第２のシールに近接した閉鎖部材の空洞を空気に流体的に連結し、第２のシールに近接した閉鎖部材の空洞内への処理流体漏出を表示する。

さらに他の例では、回転液体バルブとともに使用するシャフト機器は、流体バルブに除去可能に連結されたシャフトを備える。流体バルブのボディを通した流体漏出を防ぐ静止シールを有するシャフト。流体バルブを通して流通する処理流体を受け入れるシャフトと一体的に形成された流路も有するシャフト。流路は、第１の断面領域を有する第１の部分、および流路内の処理流体が流路の開口部へ流通するように圧力差をもたらす、第１の断面領域と異なる第２の断面領域を有する第２の部分を持つ。

機械的な留め具により連結されたバルブトリム構体を有する、既知の例の流体バルブを示す図である。 本明細書に記載された、例示のバルブシャフト機器とともに実行される流体バルブの部分の横断面図である。 図２Ａの例示のバルブシャフト機器の他の横断面図である。 本明細書に記載された、他の例示のバルブシャフト機器の図である。 本明細書に記載された、例示のバルブシャフト機器の実行に使用してもよい例示のベアリングを示す図である。

本明細書に記載された例示のバルブシャフト機器は、一般的にあらゆるサイズ、タイプ、および／または幾何学構造の回転流体バルブを伴う、回転流体バルブの閉鎖部材（例えばディスク）を支持するための使用に適用してもよい。本明細書に記載された例示のバルブシャフト機器は、バルブシャフト機器が細菌増殖の可能性を著しく減少させ、よって処理流体の汚染を減少させるので、特にサニタリの適用で好都合である。また、例示のバルブシャフト機器は、バルブシャフト機器の密閉を通る処理流体の漏出を表示する、密閉漏出インジケータまたは検出器（例えば、視覚型インジケータ）を有する。衛生面での適用での流体の漏出の検出は、比較的迅速で著しく細菌増殖の可能性を減少させ、よって処理流体の汚染を減少させる。よって、本明細書に記載された密閉漏出インジケータは、比較的迅速に検出しなければ密閉の失敗が処理流体の汚染を引き起こす可能性があるので、サニタリの適用での使用に好都合である。加えてまたは代わりに、本明細書に記載された例示のバルブシャフト機器は、バルブシャフト機器のシャフトと一体的に形成されたサンプリングポートおよび／または注入ポートを有してもよい。例示のサンプリングおよび／または注入ポートを流体バルブの流体流通パス内への（例えば、化学的）流体注入に使用してもよく、流体バルブが制御している間、流体バルブ内を流れる流体をサンプリングするのに使用してもよい。

例示のバルブシャフト機器を記載する前に、図１に関連して既知のバルブシャフト機器１０２を有する既知の流体バルブ１００を簡単に述べる。図１を参照すると、バルブ１００は、バルブトリム１０６を収容するバルブボディ１０４を有する。バルブボディ１０４は通常円筒状であり、吸込口１１０と排出口（吸込口１１０の反対側だが図示せず）の間の流体流通路を形成する中央開口部１０８を有する。示されるように、バルブトリム１０６は、バルブシャフト１１２、閉鎖部材１１４（例えば、ディスク）、およびフォロワシャフト１１６を有する。いくつかの例では、バルブシャフト１１２およびフォロワシャフト１１６は、一体型または１つのピース構造であってもよい。バルブシャフト１１２の第２の端部１１８（例えばスプライン端部、正方形端部など）は、閉鎖部材１１４をアクチュエータ（図示せず）に作動可能に連結する。

閉鎖部材１１４は流体流通路内に配置され、中央開口部１０８内に配置されたバルブシートまたは環状密閉面１２２（例えば、密閉リング）を密封状態で係合して、バルブ１００が閉鎖位置にあるときバルブ１００を通した流体流通を防ぐ、周辺エッジ１２０を有する。フランジ１２４はバルブボディ１０４と一体的に形成され、バルブボディ１０４を留め具によりアクチュエータ（図示せず）に連結する。フランジ１２４は、処理流体の環境への漏出を防ぐパッキングシステム１２８も収容する。

バルブボディ１０４も、通常同軸方向に整列され、バルブシャフト１１２およびフォロワシャフト１１６をそれぞれ受け入れるようになされた第１の開口部１３０および第２の開口部１３２を有する。ベアリング１３４および１３６が、バルブボディ１０４とバルブシャフト１１２およびフォロワシャフト１１６の間のそれぞれの開口部１３０および１３２内にそれぞれ配置される。ベアリング１３４および１３６は、閉鎖部材１１４を軸１３８に沿って整列し、ベアリングフランジ１４０ａおよび１４０ｂは、閉鎖部材１１４を中央開口部１０８およびバルブボディ１０４に対して整列（すなわち中央）する。ベアリング１３４および１３６は、シャフト１１２および１１６の整列および回転も補助し、それぞれのシャフト１１２および１１６とバルブボディ１０４の間の摩擦を減少する。

動作時には、アクチュエータはトルクを（例えばレバーにより）バルブシャフト１１２に加えまたは及ぼし、バルブ１００を通した流体流通を可能にする開放位置とバルブ１００を通した流体流通を制限または妨げる閉鎖位置の間で、閉鎖部材１１４を駆動する（例えば、回転する）。フォロワシャフト１１６は、閉鎖部材１１４が開放と閉鎖位置の間を移動するのにつれて、閉鎖部材１１４とともに回転する。閉鎖部材１１４が閉鎖位置にあるとき、フォロワシャフト１１６は閉鎖部材１１４を支持し、閉鎖部材１１４が密閉面１２２から移動または離れる様に曲がるのを防ぐ。よって、フォロワシャフト１１６なしでは、閉鎖部材１１４は曲がって環状密閉面１２２に密封状態で係合しないかもしれず、それによって吸込口１０８と排出口の間の閉鎖部材１１４を越えた処理流体の漏出を引き起こすかもしれない。

この例で、バルブシャフト１１２およびフォロワシャフト１１６は、ピン１４２および１４４を介して閉鎖部材１１４にそれぞれ連結される。しかし、ピン接続具（または他の留め具）は、処理流体を汚染する可能性がある細菌増殖を起こしやすいため、概してサニタリの適用に適切ではない。サニタリの適用において、溶接された接続具は細菌増殖を起こしやすくないので、しばしば採用され、よってサニタリ接続具を提供する。結果として、そのような適用では、フォロワシャフト１１６および／またはバルブシャフト１１２は通常、閉鎖部材１１４に溶接される。

しかし、フォロワシャフト１１６および／または閉鎖部材１１４の間の溶接された接続具は、スプリットバルブボディを使用する必要がある。バルブシャフト１１２およびフォロワシャフト１１６は閉鎖部材１１４に溶接され、構体はバルブボディの開口部またはスロット領域によりバルブボディ内に配置される。ボディシールまたはライナーがスプリットバルブボディ内に配置され、バルブボディ内への汚染の侵入を防ぐ、および／または、スプリットバルブボディの開口部またはスロット領域を通した環境への流体の流出または漏出を防ぐよう密閉する。スプリットボディバルブは、製造の複雑性およびコストを増す。さらに、フォロワシャフト１１６の閉鎖部材１１４への溶接は、メンテナンスまたは修復の間のフォロワシャフト１１６へのアクセスの容易性を限定するかもしれない。通常は、バルブ１００は、フォロワシャフト１１６のメンテナンスの間、非直結にしなければならない（例えば、バルブトリム１０６はバルブボディから取り除かれなければならない）。

図２Ａは、本明細書に記載された、回転流体バルブ２０２に連結された例示のバルブシャフト機器２００を示す。図２Ｂは、例示のバルブシャフト機器２００の他の横断面図を示す。例示のバルブシャフト機器２００を、例えば、図１の回転バルブ１００のような回転バルブ、および／またはあらゆる他の適切な流体バルブまたは流体流通制御装置の実行に使用してもよい。特に、バルブシャフト機器２００は密閉の失敗または流体漏出を検出または表示（例えば、視覚検出）するので、バルブシャフト機器２００をサニタリの適用に使用してもよい。サニタリの適用において、流体バルブの密閉失敗または流体漏出の検出の失敗は、著しく細菌増殖の可能性を増加させ、それが処理流体の汚染を引き起こす可能性がある。

図２Ａおよび図２Ｂを参照すると、流体バルブ２０２は、吸込口２１０と排出口２１２の間の流体流通パス２０８を形成する中央開口部２０６を持つバルブボディ２０４を有する。閉鎖部材２１４（例えばディスク）が流体流通パス２０８内に配置され、吸込口２１０と排出口２１２の間の流体流通を制御する。閉鎖部材２１４は、流体バルブ２０２が閉鎖位置にあるとき流体バルブ２０２を通した流体流通を防ぐ為に、中央開口部２０６内に配置されたバルブシート（seat）または環状密閉面２１８（例えば、密閉リング）を密封状態で係合する周辺エッジ２１６を有する。また、閉鎖部材２１４は、軸２２４の周辺で第２の穴または空洞２２２と整列した、第１の穴または空洞２２０を有する。示された例では、閉鎖部材２１４はディスクとして示される。しかし、他の例では、閉鎖部材２１４は、例えばボールバルブのような任意の適切な閉鎖部材２１４、および／またはあらゆる他の適切な流通制御部材であってよい。

バルブボディ２０４は、駆動端部開口部２２６、および駆動端部開口部２２６の反対側の支持端部または外側開口部２２８を有する。この例で、駆動端部開口部２２６および外側開口部２２８は、閉鎖部材２１４がバルブボディ２０４に連結されるとき、閉鎖部材２１４の第１および第２の空洞２２０および２２２のそれぞれに通常同軸方向に整列される。バルブボディ２０４の駆動端部開口部２２６は駆動シャフト２３０を受け入れ、バルブボディ２０４の外側開口部２２８はバルブシャフト機器２００を受け入れる。

駆動シャフト２３０は閉鎖部材２１４の第１の空洞２２０内に配置され、溶接２３２により閉鎖部材２１４に連結される。よって、駆動シャフト２３０および閉鎖部材２１４は、溶接された接続具（例えば、サニタリ接続具）を提供する。ベアリングまたは密閉部材２３４をバルブボディ２０４と駆動シャフト２３０の間の駆動端部開口部２２６内に配置して、駆動シャフト２３０とバルブボディ２０４の間の摩擦を減少させ、および／または駆動端部開口部２２６に対し駆動シャフト２３０の回転を容易にしてもよい。また、シールおよび／またはパッキングシステムを設けて、駆動シャフト２３０に沿った、および／または駆動端部開口部２２６を通した流体の環境への漏出を防いでもよい。アクチュエータ（例えば、空圧式アクチュエータ、電気式アクチュエータ、液圧式アクチュエータ、など）を駆動シャフト２３０を介して閉鎖部材２１４に作動可能に連結して、密閉面２１８に対して閉鎖部材２１４を移動し、吸込口２１０と排出口２１２の間の流体流通を制御してもよい。

示されるように、バルブシャフト機器２００は、駆動シャフト２３０の反対側のバルブボディ２０４の外側開口部２２８内、またはバルブボディ２０４の外側２３８に配置される。この例で、バルブシャフト機器２００は、第１の部分２４２および第２の部分２４４を持つシャフトまたはボディ２４０を有する。バルブボディ２０４に連結されるとき、第１の部分２４２はバルブボディ２０４の開口部２２８内に配置され、第２の部分２４４は閉鎖部材２１４の空洞２２２内に配置される。シャフト２４０の第１の部分２４２は、開口部２２８が閉鎖部材２１４およびバルブボディ２０４に対してバルブシャフト機器２００を誘導および／または整列するよう、開口部２２８に対して精密な寸法で嵌合するような寸法を取る、またはサイズである。また、シャフト２４０の第２の部分２４４は、閉鎖部材２１４がシャフト２４０の周辺を回転できるよう、閉鎖部材２１４の空洞２２２に対して精密な寸法で嵌合するような寸法を取る、またはサイズである。よって、示された例では、シャフト２４０と閉鎖部材２１４を連結するために機械的な留め具は必要でない。シャフト２４０は、シャフト２４０をバルブボディ２０４に連結するフランジまたはフランジ状部分２４６も有する。この例で、フランジ２４６は、一体型構造としてシャフト２４０と一体的に形成され、およびフランジが留め具２４８を受け入れてシャフト２４０をバルブボディ２０４に除去可能に連結する。図示しないが、他の例では、シャフト２４０は、バルブボディ２０４の開口部２２８（例えば、螺刻開口部）にネジ止めにより連結する螺刻基部を有してもよく、および／または、あらゆる他の適切な固定メカニズムによりバルブボディ２０４に連結してもよい。

シャフト２４０は、第１または静止シール２５０（例えば、Ｏリング、リップシールなど）、および静止シール２５０から離間された第２または動的シール２５２（例えば、Ｏリング、リップシールなど）を有する。静止シール２５０は、シャフト２４０の第１の部分２４２の溝２５４内に少なくとも部分的に配置され、動的シール２５２は、シャフト２４０の第２の部分２４４の溝２５６内に少なくとも部分的に配置される。静止シール２５０は、バルブボディ２０４の開口部２２８内に、バルブボディ２０４の開口部２２８内への流体漏出を防ぐよう配置される。動的シール２５２は、閉鎖部材２１４の空洞２２２内に、閉鎖部材２１４の空洞２２２内への流体漏出を防ぐよう配置される。１つの例では、流体バルブ２０２が非サニタリの適用に使用されるとき、動的シール２５２は必要でなく、シャフト２４０から取り除いてもよい。

シャフト２４０がバルブボディ２０４に連結されるとき、静止シール２５０は、静止シール２５０に近接した第１の漏出検出領域２５８を形成し、動的シール２５２は、動的シール２５２に近接した第２の漏出検出領域２６０を形成する。第１の漏出検出領域２５８は、シャフト２４０の外側表面２６２と静止シール２５０に近接した開口部２２８の内側表面２６４の間に形成することが可能で、第２の漏出検出領域２６０は、動的シール２５２に近接した閉鎖部材２１４の空洞２２２の部分として形成してもよい。ベアリング２６６は、空洞２２２内の端部２６８シャフト２４０に近接して配置され、摩擦を減少させ、閉鎖部材２１４をシャフト２４０周辺の回転を容易にする。シャフト２４０の第２の部分２４４の端部２６８は、ベアリング２６６を受け入れるくぼみまたは直径が減少した部分２７０ａおよび段差状またはフランジ状部分２７０ｂを有してもよい。

この例で、バルブシャフト機器２００はまた、密閉漏出検出器またはインジケータ２７２（例えば、視覚型インジケータ）を有する。密閉漏出検出器２７２はシャフト２４０と一体的に形成され、シール２５０および／または２５２が十分な密閉に失敗する（例えば、シール２５０および／または２５２が機能しなくなる）場合、表示する。より具体的にいうと、密閉漏出検出器２７２は、静止シール２５０に近接した第１の漏出検出領域２５８または開口部２２８内の流体漏出、および／または動的シール２５２に近接した第２の漏出検出領域２６０または空洞２２２内の流体漏出を表示する。示されるように、密閉漏出検出器２７２は、ウィープホールまたは流路２７４として表される。流路２７４は、空気への第１の漏出検出領域２５８と空気への第２の漏出検出領域２６０を、フランジ２４６またはバルブボディ２０４の外側表面２７８に近接した開口部２７６を介して流体的に連結する。

示されるように、流路２７４は、第１の漏出検出領域２５８および空気と流体連通する第１の流路２８０、および第２の漏出検出領域２６０および空気と流体連通する第２の流路２８２を有する。流路２７４はさらに、第１の漏出検出領域２５８と第１の流路２８０を流体的に連結する静止シール２５０に近接した第１のチャネルまたはパス２８４、および、第２の漏出検出領域２６０と第２の流路２８２を流体的に連結する動的シール２５２に近接した第２のチャネルまたはパス２８６を有する。この例で、第１および第２のチャネル２８４および２８６は、およそ１ミリメートルの直径を持つ穴または開孔部である。しかし、他の例では、第１および第２のチャネル２８４および／または２８６は、あらゆる適切な形状、断面輪郭および／または寸法を有することができる。

また、この例で、シャフト２４０は、第１の環状溝またはチャネル２８８、および第２の環状チャネルまたは溝２９０を有する。第１の環状溝２８８は、静止シール２５０に近接したシャフト２４０の第１の部分２４２に沿って配置され、第１のチャネル２８４に流体的に連結して、静止シール２５０を通って第１のチャネル２８４へ漏出する可能性がある流体を方向付け、誘導または注ぐ。同様に、第２の環状溝２９０は、動的シール２５２に近接したシャフト２４０の第２の部分２４４に沿って配置され、第２のチャネル２８６に流体的に連結して、動的シール２５２を通って第２のチャネル２８６へ漏出する可能性がある流体を方向付け、誘導または流し込む。第１および第２の溝２８８および２９０は、第１および第２のチャネル２８４および２８６それぞれへの、および／または流路２８０および２８２への流体流通を容易にする、または増加する。そのような構成は流体漏出の検出感度を著しく増加し、それは、密閉漏出の検出の遅延が細菌増殖を引き起こし処理流体を汚染する可能性があるので、サニタリの適用に好都合である。

この例で、第１の流路２８０は、第２の流路２８２と同軸方向に整列される。また第１および第２の流路２８０および２８２は、軸２２４と同軸方向に整列される。通常、流路２７４は、流路２７４内のあらゆる流体が開口部２７６へ流通して漏出検出領域２５８および２６０のうちの１つから流体バルブ２０２または空洞２２２のボディ２０４内に流体が流通することを防ぐように、第１と第２の流路２８０と２８２の間で圧力差をもたらすよう、第１と第２の漏出検出領域２５８と２６０の間で変化する輪郭（例えば断面輪郭）を有する。例えば、流路２７４は、第１と第２の漏出検出領域２５８と２６０の間のシャフト２４０の部分または区画に沿って断面領域で増大してもよい。示された例では、第１の流路２８０は第１の断面領域２９２ａを有し、第２の流路２８２は、第１の断面領域２９２ａと異なる第２の断面領域２９２ｂを有する。この例で、流路２８０および２８２は円筒形の形状であり、第１の断面領域２９２ａは、第２の断面領域２９２ｂの第２の直径より大きい第１の直径を有する。例えば、第１の直径はおよそ４ミリメートルであってもよく、第２の直径はおよそ２ミリメートルであってもよい。よって、示されるように、第１の流路２８０は第２の流路２８２と近接し、第１と第２の流路２８０と２８２の間に段差状輪郭２９２ｃを提供する。

詳細に後述するように、流路２７４の輪郭または断面領域はバルブボディ２０４の開口部２７６または空気の側に向かって増加しまたは大きいので、第１の流路２８０および／または第２の流路２８２内の流体は、第１および／または第２の漏出検出領域２５８および２６０へ流通する代わりに、空気または開口部２７６へ流通する。つまり、流路２７４内の流体は、密接に密閉する静止シール２５０および／または動的シール２５２の後方の漏出検出領域２５０および２５２内で負荷をかけない。よって、流路２７４は、流路２７４内の流体が、第１の漏出検出領域２５８と第２の漏出検出領域２６０の間を流通するのを防ぐ。

他の例では、流路２７４の輪郭または断面領域は、第１と第２の漏出検出領域２５８と２６０の間のサイズで、連続的または徐々に増加してもよい。代わりに、図示しないが、バルブシャフト機器２００は、第１の漏出検出領域２５８内の漏出の検出に関連する第１の密閉漏出検出器を有してもよく、それは、第２の漏出検出領域２６０内で漏出の検出に関連する第２の密閉漏出検出器から独立または近接する。第１の密閉漏出検出器は、第１の漏出検出領域２５８を空気へ流体的に連結する第１の一次流路を有してもよく、第２の密閉漏出検出器は、第１のパスが第２のパスと流体連通しないように、第２の漏出検出領域２６０を空気へ流体的に連結する第２の一次流路を有してもよい。言い換えれば、この例で、第１および第２の密閉漏出検出器は、共通の流体通路を介して空気に流体的に連結しない。

動作時には、駆動シャフト２３０を介して閉鎖部材２１４に作動可能に連結されるアクチュエータは、流体流通パス２０８を通した流体流通を可能にする第１または開放位置と、流体流通パス２０８を通した流体流通を妨げるまたは制限する第２の位置または閉鎖位置の間で、閉鎖部材２１４を移動する。駆動シャフト２３０および閉鎖部材２１４はバルブボディ２０４内で回転し、閉鎖部材２１４はシャフト２４０に対して回転する。流体バルブ２０２が閉鎖位置にあるとき、閉鎖部材２１４の周辺エッジ２１６は、流体流通パス２０８内に配置されたバルブシートまたは密閉面２１８（例えば、密閉リング）を密封状態で係合し、密閉して流体バルブ２０２を通した流体流通を防ぐ。閉鎖部材２１４が閉鎖位置にあるとき、バルブシャフト機器２００は閉鎖部材２１４を支持し、閉鎖部材２１４が密閉面２１８から離れる様に曲がるまたは移動するのを防ぐ。言い換えれば、シャフト２４０は密閉面２１８に対して閉鎖部材２１４の整列を保持する。

静止シール２５０はバルブボディ２０４の開口部２２８内への流体漏出を防ぎ、動的シール２５２は閉鎖部材２１４の空洞２２２内への流体漏出を防ぐ。静止シール２５０および／または動的シール２５２が十分な密閉に失敗すれば、静止シール２５０および／または動的シール２５２を通って漏出する流体は、流路２７４の開口部２７６へ流通する。第１の断面領域２９２ａ（すなわち第１の流路２８０の領域）が第２の断面領域２９２ｂ（すなわち第２の流路２８２の領域）より大きく、それによって開口部２７６へ最小の抵抗のパスを提供することにより、第１の流路２８０内の流体圧力が第２の流路２８２の流体圧力未満であるので、流路２７４（例えば、第１および第２のチャネル２８４および２８６および／または第１および第２の流路２８０および２８２）内の流体は、開口部２７６へ流通する。それ故、通路274、通路274内の液体圧力の増加を妨げる様に構成してある。

より具体的にいうと、静止シール２５０が十分な密閉に失敗すれば、静止シール２５０を通って漏出する流体は、第１の漏出検出領域２５８へ流通する。第１の環状溝２８８は、第１のチャネル２８４へ流体を促進または方向付け、それが流体を流路２７４の第１の流路２８０へ流すまたは方向付ける。第１の流路２８０内の流体は、空気（例えば、流体バルブ２０２の外側２３８）と流体連通する流路２７４の開口部２７６へ流通する。第２の流路２８２の断面領域２９２ｂが第１の流路２８０の断面領域２９２ａより小さく、よって第２の流路２８２に入るまたはすでに入っているあらゆる流体の圧力が第１の流路２８０内の流体の圧力より大きいので、第１の流路２８０内の流体は、第２の漏出検出領域２６０または空洞２２２へ（第２のチャネル２８６を介して）流通しない。言い換えれば、流路２７４の断面領域は第１と第２の流路２８０と２８２の間で増加するので、空気と流体連通する開口部２７６への抵抗が最少のパスがもたらされ、それによって開口部２７６へのあらゆる漏出流体の流通を引き起こす。

同様に、動的シール２５２が十分な密閉に失敗すれば、処理流体は、動的シール２５２を通って、第２の漏出検出領域２６０または空洞２２２内へ漏出または流通する。第２の環状溝２９０は、第２のチャネル２８６へ流体を促進または方向付け、それが流体を第２の流路２８２へ流すまたは方向付ける。第２の流路２８２内の流体は、空気（例えば、バルブの外側）と流体連通する流路２７４の開口部２７６へ流通し、前述のように、第２の流路２８２および第１のチャネル２８４のそれぞれが、第１の流路２８０の断面領域（例えば、直径）より小さいまたは少ない断面領域を有するので、流体は、第１のチャネル２８４または第１の漏出検出領域２５８へ（第１のチャネル２８４を介して）流通しない。処理流体が流路２７４を介して空気へおよび開口部２７６の外へ漏出するとき、流路２７４の開口部２７６は、シール２５０および／または２５２が適切に機能していないことを表示（例えば、視覚的表示）する。密閉失敗による流体漏出の検出の遅延の長引きが処理流体が汚染される原因になるので、そのような密閉の漏出表示は、サニタリの適用で特に好都合である。

静止および／または動的シール２５０および２５２のうちの１つが十分な密閉に失敗する場合、バルブシャフト機器２００をバルブボディ２０４から除去することが可能である。開口部２７６を介した流体漏出の検査および検出で、バルブ２０２を停止し、バルブシャフト機器２００を修理してもよい。バルブシャフト機器２００が、自身を流体バルブ２０２に取り付ける前に取り付け可能なので、バルブボディ２０４が制御している間バルブシャフト機器２００を修理可能である。例えば、シャフト２４０を、留め具２４８によりバルブボディ２０４から取り除いてもよい。シャフト２４０、シール２５０および２５２、および／またはベアリング２６６を、バルブボディ２０４から除去、および／または、修理または交換してもよい。静止シール２５０の後、動的シール２５２および／またはベアリング２６６が修理または交換され、バルブシャフト機器２００がバルブボディ２０４に連結される。

図３は、流体バルブ３０２（例えば、図２Ａおよび図２Ｂの流体バルブ２０２）の実行に使用してもよい、本明細書に記載されたバルブシャフト機器３００のさらに他の例を示す。前述のバルブシャフト機器２００および流体バルブ２０２の構成要素と実質的に類似または同一で、それらの構成要素の機能と実質的に類似または同一の機能を持つ、バルブシャフト機器３００および流体バルブ３０２のそれらの構成要素は、再度詳細に後述しない。代わりに、興味ある読者は前述の対応する記載を参照されたい。

示されるように、バルブシャフト機器３００は、シャフト３０４の第１の部分３０６に沿って配置された第１のシールまたは静止シール２５０（例えば、Ｏリング）、および静止シール２５０から離間されたシャフト３０４の第２の部分３０８に沿って配置された第２のシールまたは動的シール２５２（例えば、Ｏリング）を持つ、シャフトまたはボディ３０４を有する。静止シール２５０はバルブボディ２０４の開口部２２８内に配置され、動的シール２５２は閉鎖部材２１４の空洞２２２内に配置される。静止シール２５０はバルブボディ２０４の開口部２２８内への流体漏出を防ぎ、動的シール２５２は閉鎖部材２１４の空洞２２２内への流体漏出を防ぐ。

シャフト３０４は、シャフト３０４と一体的に形成されたウィープホールまたは流路３１０を有する。流路３１０は、流体バルブ３０２の流体流通パス２０８と（例えば、直接流体連通する）流体連通するチャネル３１２を有する。チャネル３１２は、流体バルブ３００の吸込口２１０と排出口２１２の間を流路３１０へ流通する処理流体を、流体的に連結する。示されるように、チャネル３１２は、静止シール２５０と動的シール２５２の間に配置される。開口部３１４（例えば、部分的開口部、環状溝、など）をチャネル３１２と流体連通するシャフト３０２の外側表面３１６に配置して、チャネル３１２、よって流路３１０に流体流通を方向付け、誘導または注いでもよい。シャフト３０４は、シャフト３０４と一体的に形成されたフランジ３１８を有する。フランジ３１８は、例えば留め具（図示せず）により、シャフト３０４を流体バルブ３００に除去可能に連結する。流路３１０の開口部３２０をフランジ３１８内に形成してもよく、流路３１０の開口部３２０は圧力フィッティング３２２（例えば、ＮＰＴフィッティング、急速切り離しバルブ（ｑｕｉｃｋ ｄｉｓｃｏｎｎｅｃｔ ｖａｌｖｅ）など）を受け入れる。フィッティング３２２は、開口部３２０のスレッド３２６にネジ止めにより連結する外部螺刻ボディ３２４を有してもよい。よって、流路３１０は、開口部３２０および／またはフィッティング３２２とチャネル３１２を流体的に連結する。流路３１０は、任意の適切な形状を有してよい。

動作時には、流路３１０は、サンプリングポートおよび／または注入ポート３２８を提供する。サンプリングの適用で、例えば、貯蔵部、容器、管などのようなサンプリング機器は、圧力フィッティング３２２を介して流路３１０に流体連通状態に連結してもよい。流体バルブ３００を通して流通する処理流体は、流路３１０に受け入れられ、または流路３１０へ流通する。より具体的にいうと、流路３１０はチャネル３１２を介して流体流通パス２０８を通って流通する流体を受け入れる。処理流体の圧力が、流体を流路３１０の開口部３２０へ流通させる。圧力フィッティング３２２を介して流路３１０に流体的に連結するサンプリング機器は、流路３１０を介して処理流体を受け入れる。サンプリング機器が圧力フィッティング３２２から取り除かれる（例えば圧力フィッティング３２２から切り離された）とき、圧力フィッティング３２２は流路３１０を通した流体流通をさらに妨げる。例えば、遮断バルブを圧力フィッティング３２２に連結し、流路３１０外の流体流通を制御してもよい。

代わりに、例えば、ポンプまたは管のような注入機器を圧力フィッティング３２２に連結してもよい。流体（例えば、液体、ガス、化学物質など）を、流路３１０を介して流体バルブ３００の処理流体または流体流通パス２０８内へ注入してもよい。完了したとき、注入機器を圧力フィッティング３２２から取り除いてもよく、それが流路３１０を通した流体流通をさらに防ぐ。例えば、遮断バルブを圧力フィッティング３２２に連結し、流路３１０内への流体流通を制御してもよい。

また、図示しないが、バルブシャフト機器は密閉漏出検出器２７２およびサンプリングポート／注入ポート３２８の両方を有してもよい。言い換えれば、バルブシャフト機器を、流路２７４および流路２７４から分離した流路３１０の両方で実行してもよい。例えば、第１の流路（例えば、流路２７４）を密閉漏出検出器２７２に対応するシャフトと一体的に形成してもよく、第１の流路が第２の流路と流体連通しないように、第２の流路（例えば、流路３１０）をサンプリング流路／注入流路３２８に対応するシャフトと一体的に形成してもよい。さらに、第１の流路は空気に流体的に連結した第１の開口部（例えば、開口部２７６）を有してもよく、第２の流路は圧力フィッティング（たとえば、圧力フィッティング３２２）を受け入れる第２の開口部（例えば、開口部３２０）を有してもよい。

さらに他の例では、シャフトは、第１の漏出検出領域（例えば、図２Ａおよび図２Ｂの第１の漏出検出領域２５８）内の流体漏出を検出する第１の流路、第２の漏出検出領域（例えば、図２Ａおよび図２Ｂの第２の漏出検出領域２６０）内の流体漏出を検出する第２の流路（第１の流路と流体的に連結しない）、およびサンプリング／注入ポート（例えば、サンプリングポート／注入ポート３２８）のための第３の流路（第１または第２の流路と流体的に連結しない）を有してもよい。そのような例で、シャフトのフランジを、３つの開口部、第１の流路を空気に流体的に連結する第１の開口部、第２の流路を空気に流体的に連結する第２の開口部、第３の流路に流体的に連結され圧力フィッティングを受け入れる第３の開口部で実行してもよい。

図４は、図２Ａおよび図２Ｂの例示のバルブシャフト機器２００、および図３の例示のバルブシャフト機器３００の実行に使用してもよい、例示のベアリング４００を示す。示されるように、ベアリング４００は図３の例示のバルブシャフト機器３００とともに実行される。示された例では、ベアリングは、ラジアルベアリング４０２およびスラストベアリング４０４の組み合わせを有する。閉鎖部材４０８の空洞４０６を、実質的に平坦な表面または穴４１０で形成し、ベアリングランディング（ｂｅａｒｉｎｇ ｌａｎｄｉｎｇ）４１２を提供してもよい。例えば、アクチュエータによりバルブシャフト機器３００にスラスト力が与えられたとき、スラストベアリング４０４は、ベアリングランディング４１２または閉鎖部材４０８の空洞４０６内の平坦な表面４１０と係合し、軸４１４に沿って軸方向にスラストを支持する。ラジアルベアリング４０２は、軸４１４の周辺を放射状に整列し、および／またはシャフト３０６周辺の閉鎖部材４０８の回転を容易にする。よって、スラストベアリング４０４は軸４１４に沿った方向にシャフト３０６へ与えられた負荷を支持し、ラジアルベアリング４０２は軸４１４周辺の半径方向にシャフト３０６へ与えられた負荷を支持する。さらに他の例では、動的シール２５２に近接したシャフト３０６の部分４１６は、空洞４０６の先細面にかみ合い可能に係合する先細端部または面を有してもよい。ベアリング４００も、シャフト３０６の端部４１６をかみ合い可能に係合する、または受け入れる先細開口部を有してもよい。

いくつかの方法、機器および製造の物品を本明細書に記載したが、本特許の対象の範囲はこれらに限定されない。反対に、本特許は、添付の請求項の範囲内に文字通りまたは等価物の原則のどちらかに完全に入る全ての方法、機器および製造の物品に及ぶ。

Claims (38)

1. 静止シールおよび前記静止シールから離間された動的シールを持ち、前記静止シールは前記静止シールに近接した第１の漏出検出領域を形成し、前記動的シールは前記動的シールに近接した第２の漏出検出領域を形成するシャフトと、
   前記第１の漏出検出領域内または前記第２の漏出検出領域内の処理流体漏出を視覚表示し、前記第１の漏出検出領域および前記第２の漏出検出領域と流体連通する流路を有し、前記流路は前記第１と第２の漏出検出領域の間で変化する断面領域を有し、前記流体が前記漏出検出領域のうちの１つから流体バルブのボディ内へ流通するのを防ぐ、前記シャフトと一体的に形成された密閉漏出検出器と、を備える、
   回転流体バルブとともに使用する機器。
2. 前記密閉漏出検出器がさらに、前記静止シールに近接した第１のチャネルおよび前記動的シールに近接した第２のチャネルを有し、前記第１のチャネルは前記第１の漏出検出領域と前記流路を流体的に連結し、前記第２のチャネルは前記第２の漏出検出領域と前記流路を流体的に連結する、請求項１に記載の機器。
3. 前記第１のチャネルおよび前記第２のチャネルが、それぞれおよそ１ミリメートルの直径を有する、請求項２に記載の機器。
4. 前記第１のシールに近接した前記シャフトの外側表面に沿った、前記第１のチャネルと流体連通する第１の環状溝と、前記第２のシールに近接した前記シャフトの外側表面に沿った、前記第２のチャネルと流体連通する第２の環状溝と、をさらに備える、請求項２に記載の機器。
5. 前記シャフトと一体的に形成され、前記シャフトを前記流体バルブへ連結するフランジをさらに備える、請求項１に記載の機器。
6. 前記流路が、前記第１および第２の検出領域を前記フランジの外側表面または前記流体バルブの前記ボディの外側表面に流体的に連結する、請求項５に記載の機器。
7. 前記流路の開口部が前記フランジの外側表面に近接し、空気と流体連通する、請求項５に記載の機器。
8. 前記流路が前記シャフトの長手方向の軸と同軸方向に整列される、請求項１に記載の機器。
9. 前記流路が、第１の断面領域を持つ第１の部分、および前記第１の断面領域より小さい第２の断面領域を持つ第２の部分を有する、請求項１に記載の機器。
10. 前記第１の部分がおよそ４ミリメートルの直径を有し、前記第２の部分がおよそ２ミリメートルの直径を有する、請求項９に記載の機器。
11. 前記シャフトが前記流体バルブの前記ボディに連結されるときにバルブ閉鎖部材の空洞内に配置される前記動的シールに近接したベアリングをさらに備え、前記閉鎖部材は前記流体バルブの作動中前記シャフト周辺を回転する、請求項１に記載の機器。
12. 前記静止シールが、前記シャフトの外側表面の第１の溝内に少なくとも部分的に配置され、前記動的シールが、前記シャフトの外側表面の第２の溝内に少なくとも部分的に配置される、請求項１に記載の機器。
13. バルブボディの流体流通パス内に配置され、吸込口と排出口の間の流体流通を制御する閉鎖部材と、
    前記バルブボディの開口部内に配置され、前記開口部内への流体漏出を防ぐ第１のシールと、前記閉鎖部材の空洞内に配置され、前記空洞内への流体漏出を防ぐ第２のシールを有するシャフトと、
    前記シャフトと一体的に形成され、前記第１のシールに近接した前記バルブボディの前記開口部を空気に流体的に連結し、前記第１のシールに近接した前記開口部内への処理流体漏出を表示する第１の流路と、
    前記シャフトと一体的に形成され、前記第１の流路に近接した、前記第２のシールに近接した前記閉鎖部材の前記空洞を空気に流体的に連結し、前記第２のシールに近接した前記閉鎖部材の前記空洞内への処理流体漏出を表示する第２の流路と、を備える、
    回転流体バルブ。
14. 前記第１の流路が前記第２の流路に流体連通状態に連結し、かつ同軸方向に整列され、前記第１の流路の少なくとも部分が前記第２の流路の少なくとも部分の断面領域未満である断面領域を有する、請求項１３に記載のバルブ。
15. 前記第１および第２の流路が、第１の流路と第２の流路の間に段差状輪郭をもたらすように、前記第１の流路が前記第２の流路に流体的に連結した、請求項１４に記載のバルブ。
16. 前記第１のシールに近接した前記バルブボディの前記開口部と前記第１の流路を流体的に連結する、前記第１のシールに近接した第１のチャネルと、前記第２のシールに近接した前記閉鎖部材の前記空洞を前記第２の流路へ流体的に連結する、前記第２のシールに近接した第２のチャネルと、をさらに備える、請求項１３に記載のバルブ。
17. 前記第１のシールに近接し、前記第１の流路と流体連通する第１の環状溝と、前記第２のシールに近接し、前記第２の流路と流体連通する第２の環状溝と、をさらに備える、請求項１３に記載のバルブ。
18. 前記シャフトを前記バルブボディに除去可能に連結する、前記シャフトと一体的に形成されたフランジをさらに備える、請求項１３に記載のバルブ。
19. 前記第１の流路の前記開口部が前記フランジの外側表面に近接した、請求項１８に記載のバルブ。
20. 流体バルブの閉鎖部材を支持する手段と、
    流体バルブのボディに除去可能に連結された、前記流体バルブの閉鎖部材を支持する手段と、
    流体流通パスと前記バルブボディの外側表面へ伸びる開口部の間を密閉する第１の手段と、
    前記流体流通パスと前記閉鎖部材の空洞の間を密閉し、前記第１の密閉手段および第２の密閉手段は前記閉鎖部材の支持手段に配置される、第２の密閉手段と、
    前記流体流通パスと前記第１の密閉手段に近接した前記バルブボディの間の流体漏出を検出する第１の手段と、
    前記第２の密閉手段に近接した前記閉鎖部材の前記空洞内への流体漏出を検出し、漏出を検出する前記第１および第２の手段は前記閉鎖部材の支持手段と一体的に形成される、第２の検出手段と、を備える、
    回転流体バルブとともに使用する機器。
21. 前記漏出検出の第１の手段および第２の手段が、前記第１の密閉手段に近接した前記支持手段の外側表面を空気に流体的に連結し、前記第２の密閉手段に近接した前記閉鎖部材の前記空洞を空気に流体的に連結する第１の手段を備える、請求項２０に記載の機器。
22. 流体バルブに除去可能に連結され、前記流体バルブのボディを通した流体漏出を防ぐ静止シールを有するシャフトと、
    前記流体バルブを通して流通する処理流体を受け入れる、前記シャフトと一体的に形成された流路であって、第１の断面領域を持つ第１の部分、および第１の断面領域と異なる第２の断面領域を持つ第２の部分を有し、流路内の処理流体が流路の開口部へ流通するように圧力差をもたらす流路と、を備える、
    流体バルブとともに使用するシャフト。
23. 前記シャフトが前記静止シールから離間された動的シールをさらに備え、前記流路が密閉漏出検出器を備える、請求項２２に記載のシャフト。
24. 前記シャフトが前記流体バルブに連結されるとき、前記静止シールが前記静止シールに近接した第１の漏出検出領域を形成し、前記動的シールが前記動的シールに近接した第２の漏出検出領域を形成する、請求項２３に記載のシャフト。
25. 前記密閉漏出検出器がさらに、前記静止シールに近接した第１のチャネルおよび前記動的シールに近接した第２のチャネルを有し、前記第１のチャネルは前記第１の漏出検出領域と前記流路を流体的に連結し、前記第２のチャネルは前記第２の漏出検出領域と前記流路を流体的に連結する、請求項２４に記載のシャフト。
26. 前記第１のチャネルおよび前記第２のチャネルが、それぞれおよそ１ミリメートルの直径を有する、請求項２５に記載の機器。
27. 前記静的シールに近接した前記シャフトの外側表面に沿った、前記第１のチャネルと流体連通する第１の環状溝と、前記動的シールに近接した前記シャフトの外側表面に沿った、前記第２のチャネルと流体連通する第２の環状溝と、をさらに備える、請求項２５に記載の機器。
28. 前記流路が、前記流体バルブを通して流通する前記処理流体と流体連通するサンプリングポートまたは注入ポートを備える、請求項２２に記載の機器。
29. 前記サンプリングポートまたは前記注入ポートが、チャネルが前記流体バルブの流体流通パスと流体連通するように前記静止シールと前記流体バルブの閉鎖部材の間に配置されたチャネルを備え、前記チャネルが前記処理流体と前記流路を流体的に連結する、請求項２８に記載の機器。
30. 前記チャネルと流体連通する前記シャフトの外側表面に沿った開口部をさらに備える、請求項２９に記載の機器。
31. 前記シャフトと一体的に形成され、前記シャフトを前記を流体バルブへ連結するフランジをさらに備える、請求項２２に記載の機器。
32. 前記流路の前記開口部がフランジの外側表面に近接し、空気と流体連通する、請求項３１に記載の機器。
33. 前記流路が、第１および第２の検出領域を前記フランジの外側表面または前記流体バルブのボディの外側表面に流体的に連結する、請求項３２に記載の機器。
34. 前記流路の前記開口部に連結された圧力フィッティングをさらに備える、請求項３１に記載の機器。
35. 前記流路が前記シャフトの長手方向の軸と同軸方向に整列される、請求項２２に記載の機器。
36. 前記第１の部分が第１の直径を有し、前記第２の部分が前記第１の直径より小さい第２の直径を有する、請求項２２に記載の機器。
37. 前記第１の直径がおよそ４ミリメートルであり、前記第２の直径がおよそ２ミリメートルである、請求項３６に記載の機器。
38. 前記シャフトが前記流体バルブのボディに連結されるときにバルブ閉鎖部材の空洞内に配置される前記シャフトの端部に近接したベアリングをさらに備え、前記閉鎖部材は前記流体バルブの作動中前記シャフト周辺を回転する、請求項２２に記載の機器。

Images