JP2018520311A

JP2018520311A - 非円形の閉塞部材を有するバルブ

Info

Publication number: JP2018520311A
Application number: JP2017562998A
Authority: JP
Inventors: スティーブンワートマン，
Original assignee: ビクターリックカンパニー
Priority date: 2015-07-02
Filing date: 2016-05-18
Publication date: 2018-07-26
Also published as: BR112017028465A2; EP3314150A1; KR20170137942A; AU2016285302A1; TW201704665A; US20170002938A1; CN107709858A; EP3314150A4; WO2017003571A1; MX2017016793A; CA2985829A1

Abstract

バルブは、入口と、出口と、入口と出口との間のチャンバーとを画定する単一の部品のハウジングを有する。非円形のバルブ閉鎖部材は、チャンバー内で非円形のシートを係合する。バルブ閉鎖部材は、大きな寸法と、該大きな寸法未満の小さな寸法とを有し、大きな寸法は、入口内径および出口内径のうちの１つより大きいか、入口内径および出口内径のうちの１つと実質的に等しく、小さな寸法は、入口内径および出口内径のうちの１つより小さく、バルブ閉鎖部材が、入口および出口のうちの１つを通してチャンバー内へ挿入されることを可能にする。

Description

（関連出願への相互参照）
これは、２０１５年７月２日に出願された、米国特許出願第１４／７９０，６５６号の国際出願であり、その全体が参照によって本明細書中で完全に援用される。

（発明の分野）
本発明は、バルブ（例えば、チェックバルブ、制御バルブおよび圧力リリーフバルブ）に関係する。

（背景）
バルブシートが入口ポートおよび出口ポートと実質的に同じ断面積を有するフルポートチェックバルブは、有利である。なぜなら、フルポートチェックバルブが、シートが入口ポートおよび出口ポートより小さい断面積を有するバルブより少なくバルブを通る流体の流れを減少させるからである。しかし、フルポートチェックバルブは、そのハウジングが通常、複数の部品から組み立てられるため、より複雑である傾向がある。チェックバルブがそのバルブ閉塞部材として旋回クラッパー（ｐｉｖｏｔｉｎｇｃｌａｐｐｅｒｓ）を使用し、バルブシートに対して封止する面シールをクラッパーが使用するため、複数の部品のハウジングが必要とされる。バルブシートを封止係合するために、面シールは、バルブシートの大きさおよび形状と整合しなければならない。バルブシートが入口ポートおよび出口ポートと直径で（したがって、面積で）等しい場合、円形のクラッパーは同じ直径の円形のポートを通り過ぎることができないため、クラッパーを入口または出口を通してバルブハウジング内へ挿入することは可能でない。したがって、フルポートバルブシートに大きさで整合されるクラッパーの設置を可能にするために、ばらばらになるハウジングに対する必要性がある。

チェックバルブ（ならびに、制御バルブおよび圧力リリーフバルブなどの他のタイプのバルブ）が、単一の部品のハウジングを有して作られた（例えば、鋳造、機械加工または成形によって作られた）場合、利点が実現され、その結果、それは、様々な部分の互いへのボルト締め、ろう付けまたは溶接などの組み立てを必要としない。しかし、単一の部品のハウジングを有する先行技術のバルブは、バルブ内での設置のために、バルブの入口または出口を通り過ぎ得るように大きさで限定されたクラッパーを有する。より小さいクラッパーは、バルブシートの断面積を制限し、そのバルブシートの断面積は、入口および出口の断面積より小さくなければならず、これは流体の流れへのより大きい抵抗をもたらす。単一の部品のハウジングを使うが、先行技術のバルブの既知の不利な点を被らないバルブを開発することで、バルブの構成および性能の両方を向上させる機会が明らかに存在する。

（概要）
本発明はバルブに関わる。１つの例の実施形態では、バルブは、入口内径を有する入口と、出口内径を有する出口と、入口と出口との間に位置づけられるチャンバーとを画定する単一の部品のハウジングを備える。バルブシートは、チャンバー内で入口と出口との間に位置づけられる。バルブシートは、非円形の断面形状を有する開口部を画定する。バルブ閉鎖部材は、チャンバー内に取り付けられる。バルブ閉鎖部材は、非円形の断面形状を有する。バルブ閉鎖部材は、バルブシートを封止係合する閉鎖位置と、バルブシートとの係合解除の開放位置との間で移動可能である。

この例では、バルブ閉鎖部材は、大きな寸法と、大きな寸法未満の小さな寸法とを有する。大きな寸法は、入口内径および出口内径のうちの１つより大きいか、入口内径および出口内径のうちの１つと実質的に等しい。小さな寸法は、入口内径および出口内径のうちの１つより小さく、バルブ閉鎖部材が、入口および出口のうちの１つを通してチャンバー内へ挿入されることを可能にする。

特定の例の実施形態では、バルブ閉鎖部材は、チャンバー内に旋回可能に取り付けられる。例として、バルブ閉鎖部材は錠剤（ｌｏｚｅｎｇｅ）形状を有する。さらなる例では、バルブシートの開口部は錠剤形状を有する。例の実施形態では、バルブ閉鎖部材の大きな寸法は、入口内径より大きい。さらなる例では、バルブ閉鎖部材の大きな寸法は、出口内径より大きい。また、例として、バルブ閉鎖部材の小さな寸法は、入口内径より小さい。別の例では、バルブ閉鎖部材の小さな寸法は、出口内径より小さい。例として、入口および出口のうちの少なくとも１つは、円形の断面形状を有する。具体的な例の実施形態では、バルブはチェックバルブを含む。

本発明によるバルブの別の例の実施形態は、入口内径を有する入口と、出口内径を有する出口と、入口と出口との間に位置づけられるチャンバーとを画定する単一の部品のハウジングを備える。バルブシートは、チャンバー内で入口と出口との間に位置づけられる。バルブシートは、非円形の断面形状を有する開口部を画定する。この例では、ただ単一のバルブ閉鎖部材が、チャンバー内に取り付けられる。単一のバルブ閉鎖部材は、非円形の断面形状を有する。

さらなる例として、単一のバルブ閉鎖部材は、バルブシートを封止係合する閉鎖位置と、バルブシートとの係合解除の開放位置との間で移動可能である。別の例では、単一のバルブ閉鎖部材は、大きな寸法と、大きな寸法未満の小さな寸法とを有し、大きな寸法は、入口内径および出口内径のうちの１つより大きく、小さな寸法は、入口内径および出口内径のうちの１つより小さく、単一のバルブ閉鎖部材が、入口および出口のうちの１つを通してチャンバー内へ挿入されることを可能にする。

特定の例の実施形態では、単一のバルブ閉鎖部材は、チャンバー内に旋回可能に取り付けられる。また、例として、単一のバルブ閉鎖部材は、錠剤形状を有する。それに加えて、例として、バルブシートの開口部は、錠剤形状を有する。

１つの例の実施形態では、入口は、最小入口内径を画定する円錐形の内側表面を有する。さらなる例では、出口は、最小出口内径を画定する円錐形の内側表面を有する。

例として、単一のバルブ閉鎖部材の大きな寸法は、最小入口内径より大きい。さらに、例として、単一のバルブ閉鎖部材の大きな寸法は、最小出口内径より大きい。別の例の実施形態では、単一のバルブ閉鎖部材の小さな寸法は、最小入口内径より小さい。さらに、例として、単一のバルブ閉鎖部材の小さな寸法は、最小出口内径より小さい。

特定の例の実施形態では、バルブはチェックバルブを含む。

本発明はまた、バルブ閉鎖部材をバルブに組み付ける方法であって、バルブは、入口と、出口と、入口と出口との間のチャンバーとを画定する単一の部品のハウジングを有し、バルブシートがチャンバー内に位置づけられる、方法を含む。１つの例の方法は、
バルブ閉鎖部材を入口および出口のうちの１つを通してチャンバー内へ挿入することと、
バルブシートを封止係合する閉鎖位置と、バルブシートとの係合解除の開放位置との間での運動のために、チャンバー内にバルブ閉鎖部材を取り付けることと
を含む。

特定の例の方法は、バルブ閉鎖部材を出口を通してチャンバー内へ挿入することを含む。例の方法は、さらに、バルブ閉鎖部材をチャンバー内に旋回可能に取り付けることを含む。

（図面の簡単な説明）
図１は、本発明による例のバルブの等角図である。図２は、図１に示されている例のバルブの等角の縦断面図である。図３は、図１に示されている例のバルブの縦断面図である。図４は、図１に示されている例のバルブで使用されている、本発明による例のバルブ閉鎖部材の平面図である。

（詳細な説明）
図１は、バルブの等角図を示し、この例では、本発明によるチェックバルブ１０の等角図を示す。チェックバルブが示されているが、制御バルブおよび圧力リリーフバルブなどの他のタイプのバルブもまた、本発明に含まれると理解される。バルブ１０は、入口１４と、出口１６と、入口と出口との間に位置づけられるチャンバー１８とを画定する単一の部品のハウジング１２を備える。ハウジング１２の入口、出口およびチャンバーは、単一の部品を構成し、すなわち、それらは１つの部品から共に鋳造、成形、機械加工または他の態様で形成され、組み立てを必要とせず、留め具、ろう付けまたは溶接によって結合される大きな部品部分を有さない。（以下に記載されている）内部構成要素だけでなく、ドレンプラグ２０などの小さな別個の構成要素もあり得るが、ハウジングそれ自体（入口、出口およびチャンバー）は、一体構造として一体的に形成される。

図２および図３に示されているように、バルブ１０は、バルブシート２２を備える。バルブシート２２は、面封止シートであり、チャンバー１８内に位置づけられ、この例では、入口１４に隣接して位置づけられる。バルブ閉鎖部材２４は、チャンバー１８内に取り付けられる。この例では、バルブ閉鎖部材は、アクスル２６によって画定された軸３０の周りでの旋回動作のために、ラグ２８を介してアクスル２６上に取り付けられるクラッパーである。バネ３２は、バルブ閉鎖部材２４をバルブシート２２との係合へと付勢し、閉鎖部材は、（示されている）バルブシートを封止係合する閉鎖位置と、バルブシートとの係合解除の開放位置との間で旋回可能に移動可能である。

バルブシート２２およびバルブ閉鎖部材２４の両方は、非円形の断面形状を有する。形状は、バルブ閉鎖部材が閉鎖位置にある場合、それらの間での封止係合を可能にするために互いに整合される。図４に示されているように、例のバルブ閉鎖部材２４は、「錠剤」断面形状を有し、錠剤が、直線部２４ｃおよび２４ｄによって結合された半円形部２４ａおよび２４ｂを有するように画定される。この錠剤形状に起因して、バルブ閉鎖部材２４は、半円形部２４ａと２４ｂとの間で測定される大きな寸法３４と、直線部２４ｃと２４ｄとの間で測定される小さな寸法３６とを有する。錠剤形状が例のバルブで示されているが、バルブ閉鎖部材２４（および、したがって、バルブシート２２）の非円形形状は、楕円形、ひし形、長方形などの他の非円形形状を有し得る。

図２および図３に示されているように、バルブ閉鎖部材２４の大きな寸法および小さな寸法は、入口内径３８および出口内径４０のうちの１つまたは両方と関係する。（入口内径３８および出口内径４０を入口および出口の最小内径と定義することが実用的である。示されている例のバルブでは、入口および出口の両方が、円錐形の内側表面を有する。）関係は、大きな寸法３４は小さな寸法３６より大きく、大きな寸法３４はまた、入口内径３８および出口内径４０のうちの１つまたは両方と実質的に等しいか、入口内径３８および出口内径４０のうちの１つまたは両方より大きいようなものである。小さな寸法３６は、バルブ閉鎖部材２４が入口１４および出口１６のいずれかまたは両方を通してチャンバー１８内へ挿入されることを可能にするために、さらに寸法決めされ、小さな寸法３６は、したがって、入口内径３８か出口内径４０かまたは両方より小さい。

チャンバー１８内へのバルブ閉鎖部材２４の設置が、バルブ閉鎖部材をチャンバー内へ入口１４または出口１６を通して挿入することによって行われ得るため、入口内径３８および出口内径４０と、バルブ閉鎖部材２４の小さな寸法３６との間の寸法関係は、単一の部品のハウジング１２の使用を可能にする。チャンバー１８内に位置づけられると、バルブ閉鎖部材２４は、バルブシート２２に対する旋回動作のために、自身をアクスル２６上に取り付けるように操作され得る。バルブ閉鎖部材２４の組み付けが（ドレンプラグ２０などの他の小さな構成要素とともに）完了すると、バルブ１０は、配管網内での設置のための準備ができている。

単一の部品のハウジング１２と組み合わせての非円形のバルブ閉鎖部材２４の使用は、チェックバルブ、制御バルブおよび圧力リリーフバルブなどのバルブに対して、少なくとも２つの利点を提供する。第１に、それは、より少ない部品部を有するより単純なバルブの設計を可能にし、第２に、それは、円形のバルブ閉鎖部材により他の態様で可能にされるものよりも大きい断面積の開口部を有するバルブシートの使用を可能にする。したがって、それは、本発明によるバルブが、同様に寸法決めされた先行技術のバルブより低い頭損失を達成し、それによって、より効率的で経済的な流体輸送システムのためのより小さいポンプを必要とすることが予想される。

Claims

バルブであって、該バルブは、
入口内径を有する入口と、出口内径を有する出口と、該入口と該出口との間に位置づけられるチャンバーとを画定する単一の部品のハウジングと、
該チャンバー内で該入口と該出口との間に位置づけられるバルブシートであって、該バルブシートは、非円形の断面形状を有する開口部を画定する、バルブシートと、
該チャンバー内に取り付けられるバルブ閉鎖部材であって、該バルブ閉鎖部材は、非円形の断面形状を有し、該バルブ閉鎖部材は、該バルブシートを封止係合する閉鎖位置と、該バルブシートとの係合解除の開放位置との間で移動可能である、バルブ閉鎖部材と
を備え、
該バルブ閉鎖部材は、大きな寸法と、該大きな寸法未満の小さな寸法とを有し、該大きな寸法は、該入口内径および該出口内径のうちの１つより大きいか、または該入口内径および該出口内径のうちの１つと実質的に等しく、該小さな寸法は、該バルブ閉鎖部材が該入口および該出口のうちの１つを通して該チャンバー内へ挿入されることを可能にするように該入口内径および該出口内径のうちの１つより小さい、
バルブ。
前記バルブ閉鎖部材は、前記チャンバー内に旋回可能に取り付けられる、請求項１に記載のバルブ。
前記バルブ閉鎖部材は、錠剤形状を有する、請求項１に記載のバルブ。
前記バルブシートの前記開口部は、錠剤形状を有する、請求項３に記載のバルブ。
前記バルブ閉鎖部材の前記大きな寸法は、前記入口内径より大きい、請求項１に記載のバルブ。
前記バルブ閉鎖部材の前記大きな寸法は、前記出口内径より大きい、請求項１に記載のバルブ。
前記バルブ閉鎖部材の前記小さな寸法は、前記入口内径より小さい、請求項１に記載のバルブ。
前記バルブ閉鎖部材の前記小さな寸法は、前記出口内径より小さい、請求項１に記載のバルブ。
前記バルブは、チェックバルブを含む、請求項１に記載のバルブ。
前記入口および前記出口のうちの少なくとも１つは、円形の断面形状を有する、請求項１に記載のバルブ。
バルブであって、該バルブは、
入口内径を有する入口と、出口内径を有する出口と、該入口と該出口との間に位置づけられるチャンバーとを画定する単一の部品のハウジングと、
該チャンバー内で該入口と該出口との間に位置づけられるバルブシートであって、該バルブシートは、非円形の断面形状を有する開口部を画定する、バルブシートと、
該チャンバー内に取り付けられるただ単一のバルブ閉鎖部材であって、該単一のバルブ閉鎖部材は、非円形の断面形状を有する、単一のバルブ閉鎖部材と
を備える、バルブ。
前記単一のバルブ閉鎖部材は、前記バルブシートを封止係合する閉鎖位置と、該バルブシートとの係合解除の開放位置との間で移動可能である、請求項１１に記載のバルブ。
前記単一のバルブ閉鎖部材は、大きな寸法と、該大きな寸法未満の小さな寸法とを有し、該大きな寸法は、前記入口内径および前記出口内径のうちの１つより大きく、該小さな寸法は、該単一のバルブ閉鎖部材が前記入口および前記出口のうちの１つを通して前記チャンバー内へ挿入されることを可能にするように該入口内径および該出口内径のうちの１つより小さい、請求項１１に記載のバルブ。
前記単一のバルブ閉鎖部材は、前記チャンバー内に旋回可能に取り付けられる、請求項１１に記載のバルブ。
前記単一のバルブ閉鎖部材は、錠剤形状を有する、請求項１１に記載のバルブ。
前記バルブシートの前記開口部は、錠剤形状を有する、請求項１５に記載のバルブ。
前記入口は、最小入口内径を画定する円錐形の内側表面を有する、請求項１３に記載のバルブ。
前記出口は、最小出口内径を画定する円錐形の内側表面を有する、請求項１３に記載のバルブ。
前記単一のバルブ閉鎖部材の前記大きな寸法は、前記最小入口内径より大きい、請求項１７に記載のバルブ。
前記単一のバルブ閉鎖部材の前記大きな寸法は、前記最小出口内径より大きい、請求項１８に記載のバルブ。
前記単一のバルブ閉鎖部材の前記小さな寸法は、前記最小入口内径より小さい、請求項１７に記載のバルブ。
前記単一のバルブ閉鎖部材の前記小さな寸法は、前記最小出口内径より小さい、請求項１８に記載のバルブ。
前記バルブは、チェックバルブを含む、請求項１１に記載のバルブ。
バルブ閉鎖部材をバルブに組み付ける方法であって、該バルブは、入口と、出口と、該入口と該出口との間のチャンバーとを画定する単一の部品のハウジングを有し、バルブシートが該チャンバー内に位置づけられ、該方法は、
該バルブ閉鎖部材を該入口および該出口のうちの１つを通して該チャンバー内へ挿入することと、
該バルブシートを封止係合する閉鎖位置と、該バルブシートとの係合解除の開放位置との間での運動のために、該バルブ閉鎖部材を該チャンバー内に取り付けることと
を含む、方法。
前記バルブ閉鎖部材を前記出口を通して前記チャンバー内へ挿入することを含む、請求項２４に記載の方法。
前記バルブ閉鎖部材を前記チャンバー内に旋回可能に取り付けることをさらに含む、請求項２４に記載の方法。