JP2016519269A - 加圧流体容器 - Google Patents

Abstract

弁体内に遮断弁（６）を有する加圧流体容器。弁体は、弁周囲の領域をシールするための少なくとも１つの高圧シール（９、１０）を備える。弁体は、前記または各高圧シールを通過したあらゆる流体漏れを弁体内の１以上の個別のポート（２６）に向かわせる内側気体通路に、前記または各高圧シールを通過したあらゆる漏れが入るように構成される。【選択図】図１

Description

本発明は、遮断弁を有する加圧流体容器に関する。

本発明は特に、たとえば医療用ガス、溶接ガス等で用いるための加圧気体シリンダに関する。

従来、そのようなシリンダは、ガードによって保護されたシリンダの上端に、遮断弁が設けられる。弁は、ねじ機構の回転によって基底部に向かい、またそこから離れるように移動する弁要素を有する。これは、弁体内で雌ねじと嵌合する雄ねじを有するハンドホイールで構成される。これにより、使用者は、ハンドホイールを回転させて弁要素を上下させることによって、遮断弁を開閉することができる。

そのような機構は広く用いられているが、これらは多くの問題を来している。ハンドホイールを回転させるために何度も回すことが必要であり、またガードが所定位置にあるときには特に接触できない。さらに、全開位置または全閉位置で動かなくなる可能性がある。通常、ホイール上には矢印があり、使用者に対して開閉方向を示すが、使用者が、たとえばすでに全開された弁を開けようと試み、弁が動かなくなっていると誤認してしまうように、ホイールの現在位置を目で確認することは困難である。

位置の明確な表示がないことによるさらなる問題は、弁が全閉位置に達していることの明確な表示がないために、使用者が弁を完全に閉めず、このために容器からの不用意な漏れを招くおそれがあることである。

これらの多くの問題は、ハンドホイールに代えてレバーを用いることによって克服される。

レバーは良好な機械的利点を提供し、その位置は弁の位置の明確な表示を提供することができる。レバーは、容器と並んで一箇所に配置されて、破損からかなり良く保護されるようにすることができる。しかし、第１の位置とは直径方向にほぼ正反対の第２の位置に移動させることが必要とされ、そのような位置では、一般的には破損に対して脆弱であるが、それはそのような容器が多くの場合過酷な環境で用いられ、かつぶつけられたり、落とされたり、叩かれたりすることに対して脆弱であるためである。

ハンドホイールを有する標準的なシリンダによって、定期的な漏れ検出試験を、通常は日常的に行って、弁に欠陥がないことを確認し、また十分に封止されていることを確認することができる。

漏れ検出方法は、エアゾール缶から、グランドナット及びその他の外部漏れ通路上に、そしてその周囲、たとえば圧力計の周囲に、漏れ検出流体を噴霧する形態をとる。弁付近に何らかの漏れがある場合、このことは漏れ検出流体に気泡を生じさせることがあり、これによって、漏れの問題があることがユーザに視覚的に示される。このことはハンドホイールによって容易に行うことができるが、レバー系のシステムの場合は、弁機構の大部分がケーシング内に封入ているためにこれができない。弁の周囲に漏れがある場合、漏れ流体のいくらかがケーシングを通って散逸するおそれがある。その結果、漏れの流れがより一層拡散し、それによって、漏れ流体がより広範囲に広がり、かつ流量がより少なくなって、漏れ検出流体の噴霧を用いた信頼性の高い検出が実際には不可能になる。

本発明によれば、弁体内に遮断弁を有する加圧流体容器が提供され、弁体は、弁周囲の領域を封止するための少なくとも１つの高圧シールを収容し、弁体は、当該または各高圧シールを通過したあらゆる流体漏れを弁体内の１以上の個別のポートに向かわせる内側気体通路に、当該または各高圧シールを通過したあらゆる漏れが入るように構成される。

本発明においては、弁体チャネルは、容易に接触可能である１以上の個別のポートにあらゆる漏れを向かわせる。これらのポートは、漏れ検出流体が通常の方法で用いられることを可能にする出口オリフィスであってもよい。代替的に、これらのポートに、漏れを検出するためのセンサを設けてもよい。２以上の出口オリフィスを有することが可能であるが、２以上を有する必要はない。さらに、単一のポートが好ましいが、これは、それによって、発生するあらゆる漏れの流量がより多くなり、検出がさらに容易になるためである。

本発明は、基本的には従来のハンドホイール弁に特に適用可能であり、この点において本発明を用いることに伴う恩恵があるかもしれない。しかし、好ましくは、弁は、弁を選択的に開放させるために、主軸に沿って、弁座に向かいかつ該弁座から遠ざかるように直線移動可能である弁要素を含み、弁は、回転可能なシャフトに結合されて、主軸に対して垂直な旋回軸を中心として回転するレバーをさらに含み、旋回軸を中心としたレバーの回転によって、弁要素の直線移動を生じさせる。弁要素は、好ましくは、レバーが破損したときには自動的に閉じるように付勢されて閉じられる。

好ましくは、弁は、弁要素に接続された弁軸を有し、該弁軸と弁体との間の境界面を封止するように弁軸を取り囲む内側高圧シールがある。また、好ましくは、ケースワークの２つの構成要素間の境界面を封止するための外側高圧シールがあり、好ましくは、当該または各出力オリフィス上方に、当該または各ポート上方のあらゆる潜在的な漏れ経路を封止するための低圧シールがある。

シリンダの上端部及び弁体を通した断面図である。 図１の線ＩＩ〜ＩＩに沿って取られた断面図である。 弁体の斜視図である。 図１の上端部をより詳細に示す図である。

ここで、添付の図面を参照して、本発明によるシリンダの実施例を説明する。

流体シリンダは、加圧流体のためのシリンダ本体１及び弁体２で構成される。シリンダ１には、弁体２の下部の外面上で、雄ねじ４と嵌合する雌ねじ３が設けられている。

弁体は、弁体２を通って中央で上に延伸する、軸方向気体流出路５を有する。気体流出路５を通る流れは、気体出口ポート７への流れを選択的に遮る弁要素６によって制御される。弁要素６の圧力側の側方ポート８は、当技術分野で周知の圧力計Ｇに通じる。

加圧気体通路は、内部及び外部高圧Ｏリングシール９及び１０によって、弁要素６の上で封止される。

弁要素６を基底部１１から上げることによって、シリンダ外への気体流路を選択的に開閉する。ここで、弁要素６を上げるための本機構を説明する。

弁要素６は、ばね１５によって付勢して閉じられ、ばねの上端は、弁体内の肩１６に当接し、ばねの底部は、弁軸１８の一部を形成する環状フランジ１７に当接する。図に示されるように、弁軸１８は、主幹１９、弁要素保持部材２０、及び弁要素結合部材２１を含み、これらはすべて、ともに堅固に固定される。

上述したように、加圧気体通路は、内側及び外側高圧Ｏリングシール９及び１０によって封止される。内側シール９は、ケースワーク内の下側環状部品２２を取り囲み、弁軸保持部材２０と下側環状部品２２との間の境界面を封止する。外側高圧Ｏリングシール１０は、下側環状部品と、取り囲んでいる弁体との間の境界面を封止する。

これらのシールには、各々を通る潜在的な漏れ通路がある。内側高圧Ｏリングシール９については、この漏れ通路が弁軸８の周囲で漏れを起こさせる可能性があるが、この漏れ通路は、上側低圧Ｏリングシール２３内に封止される。これに代えて、下側環状部品２２と、近接する上側環状部品２４との間に、通気路が設けられる。同様に、外側高圧Ｏリングシール１０の周囲には潜在的な漏れ流路があり、そしてこれを再度上側及び下側環状部品２２及び２４間の通気路に通させる。上側環状部品２４と外囲ケースワークとの間の境界面は、低圧シール２５によって封止される。その結果、内側高圧Ｏリングシール９及び外側高圧Ｏリングシール１０を通したすべての漏れは、気体漏れ出口オリフィス２６に通じる。

漏れ試験を行うために、使用者は、気体漏れ出口オリフィス２６の出口付近で検出流体を噴霧することができ、これによって、加圧シリンダの漏れが、ケースワークを取り除く必要なく簡易な表示で提供される。

ばね１５の作用に抗して弁要素６を開けるために、レバー機構が設けられる。これはレバー２７を含み、レバーは、一対のボス２８及びシャーピン２９を介して、固定レバー軸Ｌを中心としてシャフト３１とともに回転可能に接続される。シャーピンは、レバー軸Ｌの周りの不測の力から弁機構を保護する。図４に最もよく示されるように、シャフトは、弁体の上端の、個々のボス３３の軸受３２内に取り付けられる。偏心ピン３５は、シャフト３１の中心部を形成し、及びレバー軸Ｌからオフセットし、かつレバー２７が駆動されるにつれ動く偏心軸Ｅを中心として回転するように取り付けられる。連結部材３７は、ピン軸受３６を介して偏心ピン３５に回転可能に取り付けられ、その下端において、弁要素結合部材２１のオリフィス３９を通して延伸し、それに結合される接続ピン３８まで延伸する。

これによってクランク配置が提供され、そこで、図１及び４に示される停止位置から持ち上げレバー２７を持ち上げることによって、最初に接続ピン３８を、そして弁要素を下向きに動かし、それによってばね１５を圧縮する。これにより、弁を開くことが可能になる前にばね力を克服しなければならないので、弁が閉位置にロックされることを効果的に確実にする。いったんレバー２７がオーバーセンター位置に達すると、レバーによって接続ピン３８に付与された力の方向が逆になり、このことは、最初の圧縮によってばねに蓄えられたエネルギ及びシリンダ内の気体圧とともに、弁要素６をスナップさせて開放させる。

レバー動作型システムの１つの特定の構成に特に関連して本発明を説明してきたが、たとえばＣＡ２２８２１２９に開示されるように、任意のレバー動作型システムに広く適用可能であることに留意すべきである。

Claims (9)

1. 弁体内に遮断弁を有する加圧流体容器であって、前記弁体が、弁周囲の領域を封止するための少なくとも１つの高圧シールを備え、前記弁体が、前記または各高圧シールを通過したあらゆる流体漏れを前記弁体内の１以上の個別のポートに向かわせる内側気体通路に、前記または各高圧シールを通過したあらゆる漏れが入るように構成されることを特徴とする過圧流体容器。
2. 前記ポートが、出口オリフィスである請求項１記載の容器。
3. 前記ポートが、センサを収容する、請求項１記載の加圧流体シリンダ。
4. 単一のポートを備えた請求項１乃至３のいずれか１項に記載の容器。
5. 前記弁が、 前記弁を選択的に開放させるために、主軸に沿って、前記弁座に向かいかつ前記弁座から遠ざかるように直線移動可能である弁要素を含み、前記弁が、回転可能なシャフトに結合されて、前記主軸に対して垂直な旋回軸を中心として回転するレバーをさらに含み、前記旋回軸を中心とした前記レバーの回転によって、前記弁要素の直線移動を生じさせる、請求項１乃至４のいずれかに記載の容器。
6. 前記弁要素が、付勢されて閉じられる請求項５記載の容器。
7. 前記弁が、前記弁要素に接続された弁軸を有し、前記弁軸と前記弁体との間の境界面を封止するように前記弁軸を取り囲む内側高圧シールを備えた請求項５または６記載の容器。
8. 前記弁体の２つの構成要素間の境界面を封止めするための外側高圧シールを備えた請求項７記載の容器。
9. 前記または各ポート上方に、前記または各ポート上方のあらゆる潜在的な漏れ経路を封止するための低圧シールを備えた請求項１乃至８のいずれか１項に記載の容器。

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