JP2018512547A - バルブ・シート - Google Patents
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Abstract
Description
したがって、バルブ内の流れは、2つの異なる方向から、内側シーリング・エッジおよび外側シーリング・エッジを介して、バルブのシーリング領域に入る(あるいは、シーリング領域から出て行く)。これにより、シーリング領域のトータルの周囲長を、シーリング領域における周囲長がたった1箇所である従来のバルブ・シートと比較して、大きくすることができる。周囲長が増加することで、バルブ内で作動するプランジャに要求されるストローク長を小さくすることができ、有利である。
実現されたように、シールされる領域の周囲長が大きくなったことで、バルブ・シートの端部とバルブの可動シーリング表面との間における流量を維持したまま、プランジャのストロークを短くすることができた。ストロークが短くなったことで、開いている時間も短くできるという利点が実現された。さらに、摩耗も低減した。電気機械バルブにおいては、特に作動エンドポイントにおいて、作動力がかなり大きくなった。
このようにして、内部パス5および外部パス6の両方が、バルブの作動媒体に接続される。外部パス6および内部パス5における圧力は同じである。それは、内部パス5および外部パス6の両方が入口チャンバ11と接続されているからである。さらに、バルブ・シート1の凹部4は、パス9および10(図3参照)を介して、バルブ出口チャンバ12に接続される。
いくつかの実施形態では、外部パス6が1個だけであってもよい。いくつかの実施形態では、少なくとも2つの外部パス6が設けられる。図2の実施形態では、8個の外部パス6が提供されているが、より多くの個数としてもよい。
この例では、バルブはノーマルクローズ型である。すなわち、プランジャをバルブ・シートに接する位置から持ち上げる操作が行われない場合は、バルブは閉位置にある。コイル14に通電して電磁気力でプランジャ16を移動させると、プランジャ・シーリング領域17とバルブ・シートと分断しているプランジャ16が持ち上げられて、バルブ内の流路が開く。これにより、バルブ内の作動媒体がバルブを通して流れることが可能となる。こうして、バルブは、開位置となる。
開位置は、図4に示されており、そこでは、作動媒体がバルブを通して流れることができる。このようにして、シーリング17をバルブ・シート1へ押し付ける力が除去され、もはや、プランジャ16とバルブ・シート1との間はシールされていないこととなる。従って、バルブが開いているとき、作動媒体は、バルブの入口チャンバから出口チャンバへと流れ込むことができる。
この例では、媒体が流れる方向は、入口チャンバ11から出口チャンバ12へ向かう方向であると考えられる。しかし、流れの方向が反対方向である場合も想定される。従って、流れ方向は、出口チャンバ12から入口チャンバ11へ向かう反対方向へと、同等に変更することができる。
いくつかの実施形態では、多くの供給チャネル8が、バルブ入口とオリフィスとの間に延在して設けられる。いくつかの実施形態では、少なくとも2つの入口パスが設けられる。ここでは、4本の供給チャネル8が設けられている。
バルブが開位置にあってシーリングが解除されていると、中央のオリフィスからの流れは、内側シーリング・エッジ3を通って凹部4のシーリング・エリアに入る。同時に、外部パス6(これもバルブ入口に接続されている)から外側シーリング・エッジ2を通って、1つの流れが凹部4に入る。バルブ・シート1上の内側および外側シーリング・エッジを通って凹部4に入る流れは、バルブ・シートを出て、パス10を通ってバルブ出口に向かう。パス10は凹部4と接続されていて、当該流れを、鉛直方向にパス9ヘと導く。パス9は、バルブ出口に接続されている。
内周長および外周長は、同一平面内にあってもよいが、異なる平面内にあってもよい。それは、バルブの入口を出口からシールするために設けられるシーリングの幾何学形状に依存する。この例では、シーリング17は大略フラットであり、内周長および外周長(この例では、シーリング・エッジ2、3)は、同一平面内に位置している。このように、プランジャ16のシーリング17と、シーリング・エッジ2、3との接触領域は、フラットであってもよい。しかし、フラットである必要はない。
出口領域(例えば、この例における凹部4)の周囲は、このように、外側シーリング・エッジ2および内側シーリング・エッジ3の両方を備える。従来のバルブ・シートと比較して、バルブのプランジャのシール面と接触する出口領域のトータルの周囲長は、バルブ/バルブ・シートの相対的サイズの割りには大きくなる。
判明したことであるが、プランジャから見た出口領域(バルブ内での流れ方向に応じて、入口領域である場合もある)の周囲長を増大させると、シーリング・エッジ3、2とバルブの可動シール面17(この例では、シーリング17が設けられたプランジャ16のフラット面)との間に流れ領域を保持しつつ、プランジャのストロークを短くすることができる。
内部パス(ここでは内部パス5)および外部パス(ここでは、それを囲む外部パス6)は、バルブの入口チャンバ11に接続されており、したがって、圧力は同じである。バルブ・シート1の凹部4の出口領域は出口に接続されていて、バルブが閉じられているとき、入ってくる作動媒体から分離されている。
しかしながら、本明細書で説明した原理は、一般的な形状である他タイプのバルブにも適用可能であり、例えば、液体の作動媒体をする他タイプのバルブにも適用可能である。バルブは、ノーマルクローズ型として設計することも、ノーマルオープン型として設計することも可能である。内側および外側のシーリング・エッジの形状は別の形状であってもよく、例えば、楕円や矩形である。
Claims (11)
- バルブに使用するバルブ・シート(1)であって、当該バルブ・シート(1)は、バルブの第1チャンバ(11)に連絡するよう構成された第1流路を提供する内部パス(5)を備えていて、
当該バルブ・シート(1)は、これも第1チャンバ(11)に連絡するよう構成された少なくとも1つの外部パス(6)を備えていて、
当該バルブ・シート(1)は、さらに、バルブのシーリングに面する領域であって、第2チャンバ(12)に接続されるよう構成された領域を備えていて、当該領域は、内側シーリング・エッジ(3)および外側シーリング・エッジ(2)を有しており、
バルブが開位置にあるとき、バルブ・シート(1)が第1チャンバ(11)と第2チャンバ(12)との間での流れを許容することとなり、その際、内部パス(5)および少なくとも1つの外部パス(6)内の流れは、内側シーリング・エッジ(3)および外側シーリング・エッジ(2)のそれぞれを介して第2チャンバと連絡している前記領域を通って流れる、バルブ・シート。 - 凹部(4)を備えており、当該凹部(4)の頂部が、バルブのシーリングに面する上記領域を形成している、請求項1記載のバルブ・シート。
- 上記内側シーリング・エッジ(3)が丸い、請求項1または2記載のバルブ・シート。
- 上記外側シーリング・エッジ(2)が丸い、請求項1〜3のいずれか1つに記載のバルブ・シート。
- 上記内側シーリング・エッジ(3)と外側シーリング・エッジ(2)が同じ面内に位置している、請求項1〜4のいずれか1つに記載のバルブ・シート。
- 上記外部パス(6)が少なくとも2つ設けられている、請求項1〜5のいずれか1つに記載のバルブ・シート。
- 上記内部パス(5)は少なくとも2つの供給チャネル(8)を介して供給を受ける、請求項1〜6のいずれか1つに記載のバルブ・シート。
- 請求項1〜7のいずれか1つに記載のバルブ・シートを備える、バルブ。
- 電磁弁である、請求項8記載のバルブ。
- バルブが閉位置にあるときに上記凹部(4)をシールするよう構成されたシーリング(17)を備える、請求項8または9記載のバルブ。
- 空気弁である、請求項8〜10のいずれか1つに記載のバルブ
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