JP2019507687A - 機械加工されたポップアップシール - Google Patents

Abstract

蒸気式ブラストシステムは、上端部及び本体部を有する圧力ポットと、圧力ポットの上端部に取り付けられた投入口と、圧力ポット内に配置されたシールアセンブリと、を含む。そのシールアセンブリは、圧力ポットと投入口との間の流体の流れを制御するように構成される。そして、シールアセンブリは、ポップアップシールと、パイプと、ばねと、を含む。ポップアップシールは、上表面と、上表面と反対側に配置された下表面と、上表面に配置されたブラインドホールと、下表面に配置されたボアと、当該ポップアップシールの中心を通る中心線軸と、を備える。パイプは、ポップアップシールの下表面に取り付けられており、このパイプの一部分はボアを支持する。ばねは、ボア内に配置され、パイプと係合される。【選択図】図４Ｂ

Description

＜優先権の主張＞
この出願は、２０１６年２月２９日に出願された米国非仮出願第６２／３０１，０６０号明細書に優先権を主張し、と称する。そして、その全体を参照することにより、その全体がここに組み入れられる。

本発明はブラスト加工システムに関し、特にブラスト加工システム用のポップアップシールの関する。

表面処理業界におけるブラストシステムは一般に、表面から汚れ、塗装や錆を除去するために乾式、湿式、スラリー、蒸気式研磨、又は超高圧水洗浄技術を用いる。蒸気式ブラストシステムは、所望の表面処理を提供するために空気、水、及び、ガーネットのような研磨材を用いる。

このような蒸気式ブラストシステムは、大抵、ポンプと、水よりも高密度を有する加工用ブラスト研磨材が収容されている圧力容器を含む。水に圧力を印加する圧力ポットに水を汲み上げ、そしてブラスト研磨材と水が混合される。高圧のブラスト研磨材と水の混合液は、ホース及びブラストノズルから吐出される前に２つの流れを混合するために、高流速気流の導管に導入される。

蒸気式ブラスト加工システムでは、ブラスト動作を開始する前に、あらかじめ空気でパージされたブラストシステムの圧力ポットが重要である。高圧水はスラリーを圧力ポットの外からパイプシステム内へ、そして最終的には湿式スラリーが高圧空気と混合される混合箇所へ、押し出す。スラリー又は高圧ガスのいずれかの圧力流の変化は、蒸気式ブラスト加工システムの一貫性のない挙動を引き起こし、最終的には制御不能又は無駄なブラストプロセスに至る。

圧力ポット又は圧力容器のポップアップシールの直下の空気溜まりは、蒸気式ブラストシステムの不安定性に寄与する要因である。既存のポップアップシールは、空気を閉じ込めるポケットを持ち、これは錆を生じさせる原因になることがあり得る。既存のポップアップシールにあるスルーホールは、シールと通した流体の漏れを引き起こす。

蒸気式ブラスト加工システムは、本体部と上端部とを有する圧力ポットと、当該圧力ポットの上端部に取り付けられる投入口と、圧力ポット内に配置されたシールアセンブリを含む。シールアセンブリは圧力ポットと投入口の間の流体の流れを制御するように構成される。このシールアセンブリは、ポップアップシールと、パイプと、ばねとを含む。ポップアップシールは、上表面と、上表面と反対側に配置された下表面と、上表面に配置されたブラインドホールと、下表面に配置されたボアと、ポップアップシールの中心を通る中心線軸を備える。又、パイプは、ポップアップシールの下表面に取り付けられ、このパイプの一部分はボアで支持されている。ばねは、ボアに配置され、パイプと係合されている。

又、蒸気式ブラスト加工システムの圧力ポットで使用されるシールアセンブリを形成する方法は、ポップアップシールを機械で加工することを含む。ポップアップシールは、中心線軸、本体、ブラインドホール、上表面、及び下表面を含む。ブラインドホールは、ポップアップシールの本体内に配置され、切り欠きを含む。ポップアップシールの上表面は、その中心線軸に対して第１の平均傾斜を備える第１の放射状内側部分を含み、そして、ポップアップシールの中心線軸に対し得ｔ第２の平均傾斜を備える第２の放射状外側部分を含む。この第２の平均傾斜は、第１の平均傾斜よりも大きい。そして、ポップアップシールの下表面は、その中心線軸に沿った上向き斜面を有する円錐台形からなり、その上表面は、ゴムコーティングで覆われている。

シールアセンブリは、ポップアップシール（機械加工されたアルミニウム、真鍮、又は鋼鉄で形成される）、ラバーコーティング、ポップアップシールに取り付けられたパイプ、及びばねを含む。ポップアップシールは、本体、上表面、上表面の反対側に配置された下表面、上表面に配置されたブラインドホール、下表面に配置されたボア、及びポップアップシールの中心を通って配置される中心線軸を含む。ブラインドホールは、ポップアップシールの一部分の中へ延在する切り欠きを含む。ラバーコーティングは、ポップアップシールの上表面に配置され、そして、パイプの一部がボアの中へ延在する。ばねはボア内に配置され、パイプと結合されている。

蒸気式ブラストシステムの概要図である。 蒸気式ブラストシステムの側面図である。 蒸気式ブラストシステムの正面図である。 蒸気式ブラストシステムの斜視分解図である。 蒸気式ブラストシステムの圧力ポット及びポップアップシールの断面図である。 蒸気式ブラストシステムの圧力ポット及びポップアップシールの拡大断面図である。 蒸気式ブラストシステムのシールアセンブリを形成方法のフローチャートである。

図１は、蒸気式ブラストシステム１０の概要図である。この蒸気式ブラストシステム１０は、コンプレッサ１２、空気供給路１４、システム供給路１６、マニフォールド１８、送水ポンプ２０、水圧レギュレータ２２、水吸入路２４、ポンプ水路２６Ａ及び２６Ｂ、切換弁２８、圧力水路３０、アクセサリー水路３２、圧力容器３４、研磨材供給管３６、ブラストライン３８、及びアプリケータ４０を含む。

蒸気式ブラストシステム１０は、コーティングの除去及び表面処理を行う蒸気式ブラスト加工システムである。コンプレッサ１２は、流体を圧縮する装置である。空気供給路１４及びシステム供給路１６は、空気及び／又は水のような流体を転送するように構成されたホース又は導管である。マニフォールド１８は、立方体の箱又はケースである。

送水ポンプ２０は水を汲み上げる装置である。水圧レギュレータ２２は、水の圧力を調圧する装置である。水吸入路２４並びにポンプ水路２６Ａ及び２６Ｂは、空気及び／又は水のような流体を転送するように構成されたホース又は導管である。切換弁２８は、流体の流れを管理及び／又は制御するバルブである。

圧力水路３０及びアクセサリー水路３２は、空気及び／又は水のような流体を転送するように構成されたホース又は導管である。圧力容器３４は、ブラスト混合液を収容する容器である。研磨材供給管３６及びブラストライン３８は、空気及び／又は水のような流体を転送するように構成されたホース又は導管である。

アプリケータ４０は、蒸気式ブラストシステム１０からブラスト研磨材の吐出を行う装置である。一つの実施形態では、これらに限定されるものではないが、アプリケータ４０はブラストノズルであり得るし、又、アプリケータの開閉を行うトリガー装置を有するブラストノズルの延長部であり得る。

コンプレッサ１２は、空気供給路１４に、流体接続される。空気供給路１４はコンプレッサ１２から延在する。システム供給路１６は、空気供給路１４から送水ポンプ２０まで延在する。マニフォールド１８は空気供給路１４をブラストライン３８に接続する。送水ポンプ２０は、ポンプ水路２６Ａにも接続される。水圧レギュレータ２２は、ポンプ水路２６Ａ及び２６Ｂに接続される。水吸入路２４は、送水ポンプ２０に流体接続される。

ポンプ水路２６Ａは、送水ポンプ２０及び水圧レギュレータ２２に流体接続される。ポンプ水路２６Ｂは、水圧レギュレータ２２及び切換弁２８に流体接続される。切換弁２８は、アクセサリー水路３２に、ポンプ水路２６Ｂを通って水圧レギュレータ２２に、そして、圧力水路３０を通って圧力容器３４に、流体接続される。圧力水路３０及びアクセサリー水路３２は切換弁２８から延在する。

圧力水路３０は、切換弁２８から圧力容器まで延在する。アクセサリー水路３２は、リンスホースのようなアクセサリーまで延在する。圧力容器３４は、圧力水路３０を通って切換弁２８に流体接続され、そして、研磨材供給管３６を通ってマニフォールド１８に流体接続される。研磨材供給管３６は、圧力容器３４から延在し、マニフォールド１８と交わる。ブラストライン３８は、マニフォールド１８からアプリケータ４０まで延在する。アプリケータ４０は、ブラストライン３８を通ってマニフォールド１８に流体接続される。

コンプレッサ１２は、空気供給路１４に、圧縮空気を供給する。ブラスト用空気の圧縮空気は、空気供給路１４を通り、マニフォールド１８を通り、マニフォールド１８と研磨材供給管３６の交差部を過ぎた下流部分を通り、ブラストライン３８を通って、アプリケータ４０へ流れる。システム用の圧縮空気は、空気供給路１４及びシステム供給路１６を通って、送水ポンプ２０に供給される。

送水ポンプ２０は、水吸入路２４を通して水源（図示せず）から水を引き、ポンプ水路２６Ａを通して下流へ流されるポンプ水を押し流す。ポンプ水は、水圧レギュレータ２２を通して押し流され、ポンプ水路２６Ｂを通って下流へ向かい、そして、切換弁２８まで押し流される。

水圧レギュレータ２２は、送水ポンプ２０の下流に設置されるが、他の実施形態では図示のものに限定されない。水圧レギュレータ２２は、圧力容器３４の手前であれば、送水ポンプ２０の下流の所望の位置に設置することができる。例えば、送水ポンプ２０と切換弁２８との間のポンプ水路２６Ａ及び２６Ｂの水路上に、又、切換弁２８の下流の圧力水路３０上に設置することができる。

この水圧レギュレータ２２は、当該水圧レギュレータ２２を通して送水ポンプ２０の下流へ押し流されたいかなる水圧をも調圧する。このように、送水ポンプ２０は、水吸入路２４を通して水を引き、蒸気式ブラストシステム１０の動作で要求される最大ブラスト空気圧より高いポンプ水圧で、ポンプ水をその下流へ押し流す。

水圧レギュレータ２２は、当該水圧レギュレータ２２の下流での水圧が固定されるように、決められた水圧に調圧された水流を発生する。この調圧水流は、水圧レギュレータ２２からポンプ水路２６Ｂを通って切換弁２８まで下流へ移動する。切換弁２８は、圧力水路３０及びアクセサリー水路３２への、調圧水の流れを管理する。アクセサリー水路３２は、リンスホースのようなアクセサリーへ調圧水を供給する。圧力水路３０は、圧力容器３４の調圧水を供給する。

圧力容器３４は、ブラスト研磨材と水からなるブラスト混合液を収容する。このブラスト混合液は、基板からコーティングを除去するために、そして次のコーティングの利用に基板を適合させるために、基板に吹き付けられる。研磨材は、粉砕されたガラスやガーネット、又は水より重い微粒子のような適正なブラスト加工用の材料であり得る。

上記の調圧水は、圧力水路３０を通って圧力容器３４に入る。この調圧水は、決められた水圧であるから、調圧水が圧力容器３４の流れ込むことにより、圧力容器３４内の決められたポット圧力が維持される。アプリケータ４０にトリガーが入ると、圧力容器３４内のブラスト混合液は圧力容器３４から研磨材供給管３６に出て、研磨材供給管３６を通りマニフォールド１８へ流れる。ブラスト混合液は、マニフォールド１８へ入り、アプリケータの流れを発生させるために、マニフォールド１８の中でブラスト用空気と組み合わせられる。

このブラスト用空気は、ブラスト混合液を下流のブラストライン３８へ運び、そのブラストライン３８を通ってアプリケータ４０へ運ばれる。アプリケータの流れは、混合液がブラストノズルを通って流れることにより、アプリケータ４０を通って加速され、基板に吹き付けられる。研磨材は基板に衝突し、塗料のような材料を基板から除去し、その後の材料を基板に塗工できるよう基板の状態を整える。

この動作の間、ブラスト混合液を生成するために、ブラスト研磨材と水は、圧力容器３４に充填され、そして圧力容器３４は密閉される。コンプレッサ１２が起動され、空気供給路１４及びシステム供給路１６を通り、システム用の圧縮空気が送水ポンプ２０を駆動するために、送水ポンプ２０に流れる。送水ポンプ２０が駆動されると、送水ポンプ２０は、ポンプ水をポンプ水路２６Ａ及び水圧レギュレータ２２を通して、押し流す。

水圧レギュレータ２２は、調圧水流を出力する。調圧水流は、下流の切換弁２８へ流れ、切換弁２８は、圧力水路３０通して圧力容器３４に調圧水流を管理する。調圧水流は、決められた水圧を有するから、この決められた水圧は圧力容器３４を決められたポット圧力に加圧し、この決められたポット圧力は、上記の決められた水圧により、固定される。

圧力容器３４に収容され加圧されると、アプリケータ４０にトリガーが入り、空気供給路１４は、ブラスト用の圧縮空気をマニフォールド１８に供給可能となる。決められたポット圧力は、最大ブラスト空気圧より高いので、ブラスト混合液は圧力容器３４から出て、研磨材供給管３６を通ってマニフォールド１８に流れる。

蒸気式ブラストシステムの更なる詳細は、２０１６年７月１５日に出願されたＰＣＴ国際出願番号ＰＣＴ／ＵＳ１６／４２５８５に記載され、その全体を参照することにより、その全体がここに組み入れられる。

図２Ａは、蒸気式ブラストシステムの側面図を示し、図２Ｂは、蒸気式ブラストシステムの正面図を示す。図２Ａ及び図２Ｂは、実質的に相似であり、一緒に議論する。蒸気式ブラストシステム１０は、空気供給路１４、水吸入路２４、圧力容器３４、研磨材供給管３６、ブラストライン３８、フレーム４２、筐体４４、及びポット圧力ゲージ４６を含む。

圧力容器３４は、圧力ポット４８及び投入口５０を含む。圧力ポット４８は、研磨材吐出ポート５２を含む。筐体４４は、第１の側面５４、第２の側面５６、正面５８、後面６０、頂面６２、及び底面６４を含む。蒸気式ブラストシステム１０は、切換弁２８、空気吸入ポート６６、ブラスト吐出ポート６８、制御ポート７０ａ及び７０ｂ、研磨材吸入ポート７２、停止スイッチ７４、ブラスト空気制御部７６、ブラスト圧力ゲージ７８、吸入空気圧力ゲージ８０、アクセサリー吐出ポート８２、水吸入ポート８４、制御ライン８６ａ、及び制御ライン８６ｂを更に含む。

フレーム４２は、金属のような固体材料からなる変形しない構造である。筐体４４はハウジングである。ポット圧力ゲージは圧力を測定表示するゲージである。圧力ポット４８は加圧された容器である。投入口５０は、漏斗形状の筒型容器である。研磨材吐出ポート５２は輪形の導管である。

第１の側面５４及び第２の側面５６は、筐体４４の側面である。正面５８、後面６０、頂面６２、及び底面６４は、筐体４４の面である。空気吸入ポート６６及びブラスト吐出ポート６８は、輪形の導管である。制御ポート７０ａ及び７０ｂは、吸入管である。停止スイッチ７４はノブ形である。ブラスト空気制御部７６は、押し込みボタンである。ブラスト圧力ゲージ７８及び吸入空気圧力ゲージ８０は、圧力を測定表示するゲージである。アクセサリー吐出ポート８２は、流出管である。水吸入ポート８４は水の転送用に構成された吸入管である。制御ライン８６ａ及び制御ライン８６ｂは、空気及び／又は水のような流体を転送するために構成された、ホース又は導管である。

空気供給路１４は、圧縮空気を筐体４４に供給する空気吸入ポート６６に接続される。圧力容器３４及び筐体４４は、フレーム４２にマウントされている。ブラストライン３８は、筐体の第１の側面５４から延在するブラスト吐出ポート６８に接続され、筐体４４からアプリケータの流れを受け取るように構成される。

研磨材吸入ポート７２は筐体４４の内部へ延在し、研磨材供給管３６からブラスト混合液の流れを受け取るように構成されている。ポット圧力ゲージ４６は、圧力容器３４と筐体４４との間に配置される。調圧水は、筐体４４及び圧力容器３４の間のポット圧力ゲージ４６を通り、流れる。

空気吸入ポート６６は筐体４４の第１の側面５４を通って延在する。吸入空気圧力ゲージ８０は、筐体４４の第１の側面５４を通って延在し、空気吸入ポート６６から筐体４４に吸入する吸入空気圧の読み取りを提供するように構成される。アクセサリー吐出ポート８２は筐体４４の後面６０から延在し、アクセサリーホースを受けるように構成される。水吸入ポート８４は、筐体４４の底面６４から延在し、水吸入路２４は水吸入ポート８４に接続される。

制御ポート７０ａ及び７０ｂは、筐体４４の第１の側面５４から延在する。制御ライン８６ａは制御ポート７０ａから延在し、制御ライン８６ｂは制御ポート７０ｂから延在する。制御ライン８０ａ及び制御ライン８０ｂはアプリケータ４０まで延在（図１に示す）し、通常は切断されている。アプリケータ４０のトリガーが引かれると、制御ライン８０ａは、制御ライン８０ｂと接続され、圧縮空気が制御ライン８０ａから制御ライン８０ｂへ供給されそして筐体４４に戻り、蒸気式ブラストシステム１０をアイドル状態からアクティブ状態にする（起動する）。

切換弁２８は筐体４４の第２の側面５６の中へ延在し、筐体４４を通して調圧水の流れを管理するように構成される。停止スイッチ７４は、筐体４４の第２の側面５６を通って延在し、筐体４４の内部に配置された空気管に接続される。停止スイッチ７４は、動作の間、突出ように構成され、そして、筐体４４を通る圧縮空気の流れを切断するために押下され、これにより蒸気式ブラストシステム１０は停止される。

ブラスト空気制御部７６は、筐体４４の第２の側面５６を通って延在し、ブラスト空気圧を制御するために筐体４４の内部に配置された空気管に接続される。ブラスト圧力ゲージ７８は、筐体４４の第２の側面５６を通って延在し、ユーザにブラスト空気圧の読みを提供する。

圧力容器３４の圧力ポット４８はブラスト研磨材及び投入口５０を通る水で充填される。空気供給路１４は、筐体４４の内部に配置された空気管に圧縮空気を供給する。圧縮空気は、筐体４４に吸入し、ブラスト空気制御部７６は、空気吸入ポート６６とブラスト吐出ポート６８との間のブラスト用空気を制御するために利用される。

蒸気式ブラストシステム１０を起動する前に、ユーザは停止スイッチ７４を開位置に引き上げる。停止スイッチ７４を開放されていると、システム用空気が流れ、送水ポンプ２０を動かすことができる。アプリケータ４０のトリガーを引くと、制御ポート７０ａから延在する制御ライン８６ａが制御ポート７０ｂから延在する制御ライン８６ｂに接続される。そして、制御ライン８０ａ及び制御ライン８０ｂは、圧縮空気と研磨材の両方が筐体４４へ及び筐体４４を通って流れるように、空気供給路１４と研磨材供給管３６の両方を開く。

送水ポンプ２０は、水吸入路２４及び水吸入ポート８４を通して筐体４４内に水を導入する。送水ポンプ２０は、水圧レギュレータ２２を通して水を下流へ押し流し、決められた水圧で調圧水を放出する。この調圧水は、ポット圧力ゲージ４６を通り圧力ポット４８へ流されるか、又は、アクセサリー吐出ポート８２へ流されるか、のいずれか一方に流されるように、ユーザが設定した切換弁２８を通って流れる。

ブラストモードにおける蒸気式ブラストシステム１０では、調圧水を、ポット圧力ゲージ４６を通り圧力ポット４８へ流すように、切換弁２８が設定されている。この調圧水は決められた水圧を有して圧力ポット４８に流され、圧力ポット４８は、この決められた水圧に加圧される。

圧力ポット４８は、最初に決められた圧力に加圧されている。調圧水がポット圧力ゲージ４６を通って圧力ポット４８へ流れ、ポット圧力ゲージ４６はユーザへポット圧力の値を表示する。調圧水は圧力ポット４８を、ブラスト空気圧の最大値を超えるように構成された水準の決められた圧力に加圧する。ユーザへポット圧力の値の表示は、圧力ポット４８がブラスト用に加圧されたことを指し示す。決められた水圧が、ブラスト空気圧の最大値を超える値に固定されることが示される一方で、水圧レギュレータ２２は、水圧レギュレータ２２の下流に供給される、いかなる所望の圧力に設定されてよいと理解される。

このように、水圧レギュレータ２２は一般的に、ユーザが蒸気式ブラストシステム１０を受領する以前に、ある決められた水圧を供給するように設定されており、その一方で、水圧レギュレータ２２は、ユーザが使用する前に決められた水圧か、又は、ユーザが調整した水圧のいずれか一方となるように構成されてよいと理解される。

研磨材供給管３６及びマニフォールド１８が開けられると、ポット圧力は、決められたポット圧力から、まだ上記でも、ブラスト空気圧に近い水準まで低下する。このブラスト空気圧とポット圧力との差は、研磨材吐出ポート５２を通り圧力ポット４８の外から研磨材供給管３６へのブラスト混合液の流れを生じさせる。

そして、このブラスト空気圧とポット圧力との差は、更に、研磨材吸入ポート７２を通り筐体４４に流入し、ブラスト用空気と混合するためにマニフォールド１８に流れる、ブラスト混合液の流れを生じさせ、そしてアプリケータの流れを形成する。このアプリケータの流れは、ブラスト吐出ポート６８を通って筐体４４から出て、ブラストライン３８を経由してアプリケータ４０に流れ、アプリケータの流れは基板に吹き付けられる。

図３は、蒸気式ブラストシステムの斜視分解図を示す。図２Ａ及び図２Ｂにおいて議論された（蒸気式ブラストシステム１０、圧力容器３４、圧力ポット４８、及び投入口５０のような）構成要素に加えて、図３では、シールアセンブリ８８、ハンドル９０、ボルト９２、ブラケット９４、ポップアップシール９６（ボア９８、ブラインドホール１００を含む）、ばね１０２、パイプ１０４、及びＯーリングシール１０６を示す。

シールアセンブリ８８は、圧力ポット４８を密閉させる構成要素である。ハンドル９０は、ソリッドなＴ形部品である。ボルト９２は、ねじ山が切られた留め具である。ブラケット９４は、交差する横材を含む輪形部品であり、ブラケット９４を貫通する一組の穴を有する。ポップアップシール９６は、水や空気のような流体の通過を防止する封止材である。

一つの実施形態では、ポップアップシール９６の材料は、真鍮、鋼鉄、又は、析出硬化型アルミニウム合金や他のアルミニウム合金のようなアルミニウムを含むことができる。又、他の実施形態では、ポップアップシール９６は、機械加工、陽極処理、及び／又は転写成型やプレス加工によるラバー被膜（例えば図４Ｂ参照）で形成することができる。但し、実施形態はこれらに限定されるものではない。

蒸気式ブラストシステム１０を組み立てるとき、シールアセンブリ８８は、圧力容器３４の中に配置される。ハンドル９０は、ポップアップシール９６に接続され、ブラケット９４を貫通して延在するとともに回転することによりブラケット９４と係合する。ボルト９２は、ブラケット９４の穴を貫通して延在し、圧力容器３４の圧力ポット４８及び投入口５０の少なくとも一つに回転可能に組付けられる。これにより、ブラケット９４は、圧力容器３４にボルト９２で取り付けられる。

ポップアップシール９６は、圧力容器３４の中で、ポップアップシール９６が圧力ポット４８の表面（例えばＯーリングシール１０６）に直接接触するように配置される。これは、流体が圧力ポット４８の内外で出入りすること防止するように封止するための構成である。

ボア９８は、ポップアップシール９６の下表面に配置され、その一部がポップアップシール９６の内部へ延在する。ブラインドホール１００は、ポップアップシール９６の上表面に配置され、その一部がポップアップシール９６の内部へ延在する。ばね１０２は、ボア９８の中に配置され、パイプ１０４に組付けられる。ばね１０２は、ポップアップシール９６及びパイプ１０４を反発させる。このばね１０２は、ハンドル９０を押し下げるユーザにより押し下げられるように構成される。

パイプ１０４は、ポップアップシール９６のボア９８に嵌装され、圧力容器３４に取り付けられる。又、パイプ１０４の一部はボア９８に収容される。Ｏーリングシール１０６は、ブラケット９４の下表面に沿うように接触して配置され、そして、Ｏーリングシール１０６は、ブラケット９４、圧力容器３４又は圧力ポットのカラー（図示せず）の溝にスナップ嵌合される。又、ポップアップシール９６が閉じる又は封止する位置にあるとき、Ｏーリングシール１０６は、ポップアップシール９６と直接接触する。

シールアセンブリ８８は、流体が圧力容器３４から出入りすることを防止するために、圧力容器３４を封止する。又、シールアセンブリ８８は、圧力ポット４８と投入口５０との間の流体の流れを制御する。ハンドル９０は、流体が流動可能な開位置でブラケット９４がポップアップシール９６を保持することができるように、ブラケット９４に係合されている。

ポップアップシール９６をＯーリングシール１０６から離すときは、ハンドル９０を、ブラケット９４のスロットに整合し、ばね１０２を圧縮するように押下する。そして、ハンドル９０のピンがブラケット９４のスロットの下方まで押下された後に、ハンドル９０を９０度回転させる。ハンドル９０のピンの適正な係合により、ポップアップシール９６を、ハンドル９０がブラケット９４から解放されるまで、押下状態で保持できる。

ポップアップシール９６をＯーリングシール１０６と接触するまで持ち上げるときは、ハンドル９０は、ハンドル９０を押下げ、ばね１０２を圧縮し、ハンドル９０を９０度回転させてハンドル９０のピンをブラケット９４のスロットに整合させ、ハンドル９０を持ち上げて、ハンドル９０のピンをブラケット９４のスロットを通過させ、そして、ポップアップシール９６を上昇させてＯーリングシール１０６と接触させる。

ポップアップシール９６は機械加工されていて、このポップアップシール９６の寸法は、鋳造のような機械加工以外のプロセスで製造されたものより、製造誤差が非常に小さい。製造誤差が小さいポップアップシール９６は、より安定した封止性能と流量制御性をポップアップシール９６にもたらす。

機械加工されたポップアップシール９６は、寸法（例えば表面の厚さ）のばらつきが発生する鋳造プロセスに比べて、ばらつき制御により安定したばね力をも、もたらす。更に、機械加工されたポップアップシール９６は、鋳造プロセスのような他のプロセスの典型的な問題である、表面ラフネスや多孔性の削減も可能とする。

アルミニウムを含むポップアップシール９６の材料では、錆が防止され（アルミニウムは錆びない）、ポップアップシール９６とＯーリングシール１０６との間のより安定した封止界面が得られる。

図４Ａに、圧力ポット４８及びシールアセンブリ８８の断面図を示す。図４Ｂには、圧力ポット４８及びシールアセンブリ８８の、図４Ａにおいて四角Ａで示された部分の拡大断面図を示す。図４Ａ及び図４Ｂは、実質的に類似しており、一緒に議論する。

図４Ａは、圧力容器３４、フレーム４２、圧力ポット４８、投入口５０、及びシールアセンブリ８８（ハンドル９０、ボルト９２、ブラケット９４、ポップアップシール９６、ボア９８、ブラインドホール１００、ばね１０２、パイプ１０４、Ｏーリングシール１０６を含む）を示す。

図３、図４Ａ、及び図４Ｂで議論された構成要素に加えて、中心線軸Ａｃ、ラバーコーティング１０８、及びポップアップシール９６を示し、このポップアップシール９６は、下表面１１０（傾斜ＳＬを有する）、第１の放射状内側部分１１４（第１の平均傾斜Ｓ１を含む）を有する上表面１１２、及び第２の放射状外側部分１１６（第２の平均傾斜Ｓ２を含む）を含む。

中心線軸Ａｃは、ポップアップシール９６の放射状の中心点を通る軸である。ラバーコーティング１０８は、ネオプレンのようなゴムからなる保護膜である。下表面１１０は、ポップアップシール９６の下方側又は最底部に配置される面である（例えば、図４Ａ及び図４Ｂに示されたポップアップシール９６の底の方向）。傾斜ＳＬは、下表面１１０の放射状内側部分の端部から引かれた線であり、下表面１１０の放射状外側部分の端部を通って延在することで画定される下表面１１０の傾斜である。

上表面１１２は、ポップアップシール９６の上方側又は頂部に配置されるポップアップシール９６の表面である（例えば、図４Ａ及び図４Ｂに示されたポップアップシール９６の頂きの方向）。第１の放射状内側部分１１４は、ポップアップシール９６の上表面１１２の放射状内側部分である。第１の平均傾斜Ｓ１、放射状内側部分の端部から引かれた線であり、第１の放射状内側部分１１４の放射状外側部分の端部を通って延在することで画定される、第１の放射状内側部分１１４の傾斜である。

第２の放射状外側部分１１６は、ポップアップシール９６の上表面１１２の放射状外側部分である。第２の平均傾斜Ｓ２は、第２の放射状外側部分１１６の放射状内側部分の端部から引かれた線であり、第２の放射状外側部分１１６の放射状外側部分の端部を通って延在することで画定される、第２の放射状外側部分１１６の傾斜である。

ボア９８は、下表面１１０に配置され、下表面に沿ってポップアップシール９６の部分の中へ延在する。一つの実施形態では、これに限定されるものではないが、ボア９８は、ポップアップシール９６の中まで部分的に（しかし全部ではない）延在する（例えばボア９８は、ブラインドホール１００と流体接続されるようには延在しない）。

ブラインドホール１００は、上表面１１２に配置され、上表面１１２に沿ってポップアップシール９６の部分の中へ延在する切り欠きを含む。一つの実施形態では、これに限定されるものではないが、ブラインドホール１００は、ポップアップシール９６の中まで部分的に（しかし全部ではない）延在する（例えばブラインドホール１００は、ボア９８と流体接続されるようには延在しない）。ブラインドホール１００の切り欠きは、ハンドル９０（図４Ｂに示さず）の一部を受け止めるように構成される。

ばね１０２は、ボア９８の内部に配置され、パイプ１０４に係合されて（取り付けられて）いる。パイプ１０４は、ポップアップシール９６の下表面１１０に取り付けられる。Ｏーリングシール１０６は、ブラケット９４、圧力ポット４８、又は圧力容器３４のカラーの溝にスナップ嵌合される。

ラバーコーティング１０８は、ポップアップシール９６の上表面１１２を覆う。一つの実施形態では、これに限定されるものではないが、ラバーコーティング１０８は、転写成型やプレス加工によりポップアップシール９６に適用される。他の実施形態では、これに限定されるものではないが、ラバーコーティング１０８は、ポップアップシール９６の下表面１１０の一部に沿って延在することができる。

下表面１１０は、ボア９８及びポップアップシール９６の外部との間で、放射状に延在する。下表面１１０は、反対側の上表面１１２に配置され、ポップアップシール９６の中心線軸Ａｃに沿った上向き斜面を有する円錐台形を含む。傾斜ＳＬは、ポップアップシール９６の中心線軸Ａｃに沿った上向き斜面である。上表面１１２は、ボア９８及びポップアップシール９６の外側円周との間で、放射状に延在する。

第１の放射状内側部分１１４は、ブラインドホール１００と第２の放射状外側部分１１６との間に配置される。第１の平均傾斜Ｓ１は、中心線軸Ａｃに沿った第１の角度に設定される。

第２の放射状外側部分１１６は、第１の放射状内側部分１１４とポップアップシール９６の外側円周との間に配置される。第２の平均傾斜Ｓ２は、。第１の平均傾斜Ｓ１とは異なり、中心線軸Ａｃに対して第２の角度で設定される。一つの実施形態では、これに限定されるものではないが第２の平均傾斜Ｓ２は第１の平均傾斜Ｓ１より大きい。

シールアセンブリ８８は、ポップアップシール９６を超える流体の通過を禁止又は許可するために、封止材を形成し圧力ポット４８を密閉する機能を有する。図３において議論されたように、ポップアップシール９６は、圧力ポット４８をブラスト研磨材及び水で充填させるために開位置を維持することができる。

ブラスト研磨材及び水が投入口５０に注入されると、ブラスト研磨材及び水は漏斗で集められ、投入口５０の底から、（開位置に保持された）ポップアップシール９６を通過して、圧力ポット４８の中へ流下する。ブラスト研磨材及び水が、投入口５０の底に漏斗で集められると、ブラスト研磨材及び水はポップアップシール９６の上表面１１２に接触する。そして、ブラスト研磨材及び水がポップアップシール９６の上表面１１２に接触すると、第１の放射状内側部分１１４及び第２の放射状外側部分１１６の間に沿って通過する。

第２の平均傾斜Ｓ２は第１の平均傾斜Ｓ１より大きいので（第２の平均傾斜Ｓ２は中心線軸Ａｃから、第１の平均傾斜Ｓ１よりも大きく傾斜している）、ブラスト研磨材及び水は、第１の平均傾斜Ｓ１を通過するときよりも、第２の平均傾斜Ｓ２を通過する方がより速く通過する。

圧力ポット４８がブラスト研磨材及び水で満たされるとき、圧力ポット４８内の空気がポップアップシール９６を押圧し外部へ抜ける。そして、空気がポップアップシール９６の外部へ抜けるとき、その空気はポップアップシール９６の下表面１１０に接触する。その空気がポップアップシール９６の下表面１１０に接触すると、下表面１１０の傾斜ＳＬは、下表面１１０のいかなる部分も捕捉又は保持することなく、その空気が下表面１１０を通過することを可能とする。

既存の構成では、ポップアップシールの下表面は、一般に圧力ポットから漏れてくる空気を捕捉する凹面部を含む（ポップアップシールの凹面部は鋳造プロセスにより生じうる）。この捕捉された空気は、ブラスト圧力の量を変化させるブラストノズル中にある流体の圧力の変動を引き起こし、ブラストノズルから噴霧される研磨材の安定性に悪影響を及ぼす。

圧力ポット４８内の空気を排除すると、ブラスト研磨材及び水で満たされる圧力ポット４８において、より安定な噴霧を結果として生じさせるための圧力ポット４８内のより安定な圧力が作り出される。

ポップアップシール９６の下向きに傾斜する上表面１１２は、ポップアップシール９６を通過するブラスト研磨材及び水のより良好な流れをもたらし、圧力ポット４８の充填速度を向上される。ポップアップシール９６の上向きに傾斜する下表面１１０は、空気を集め捕捉する窪みのある従来のポップアップシールと比較すると、圧力ポット４８が充填されるときに、圧力ポット４８内で空気が捕捉されるのを防止する。

ポップアップシール９６のブラインドホール１００は、ポップアップシール９６の漏洩点を減少させると同時に、ポップアップシール９６の開閉を制御するために、ハンドル９０の安定した載置を提供する。

ラバーコーティング１０８は、ブラスト研磨材からの衝撃を緩和し、ブラスト研磨材がポップアップシール９６の上表面１１２に直接接触することを防止する。このことは、ブラスト研磨材がポップアップシール９６を損傷、摩耗や腐食することを防止する。加えて、ラバーコーティング１０８は、ポップアップシール９６の耐久性及び寿命を増加させ、ポップアップシール９６とＯーリングシール１０６との間の界面に、より安定した密封性をもたらす。

図５は、蒸気式ブラストシステムのシールアセンブリ（例えば、蒸気式ブラストシステム１０のシールアセンブリ８８）を形成方法のフローチャートであり、ステップ２０２−２０１４を含む。

ステップ２０２は、ステップ２０４−２０８を含み、ポップアップシール９６を機械加工することを含む。ステップ２０４は、アルミニウム、真鍮、又は鋼鉄からポップアップシール９６を機械加工することを含む。ステップ２０６は、ポップアップシール９６の下表面１１０を、円錐台形の構成となるように形成することを含む。ステップ２０８は、ポップアップシール９６の上表面１１２を、第１の放射状内側部分１１４及び第２の放射状外側部分１１６を含むように形成することを含む。

ステップ２１０は、ポップアップシール９６の一部分の内部へ延在する切り欠きを有するブラインドホール１００を形成することを含む。ステップ２１２は、ポップアップシール９６を陽極処理することを含む。ステップ２１４は、ポップアップシール９６の上表面１１２をラバーコーティング１０８で被覆することを含む。ラバーコーティング１０８では、転写成型プロセスを適用することができる。

本発明は、例示的な実施形態を参照して記載されたが、その技術の分野における通常の知識を有する者は、様々な変形がなされてよいこと、発明の範囲を逸脱しない構成要素に置き換えても等価であること、を理解する。加えて、発明の本質的な範囲を逸脱しない範囲で、ある特定の状況及び材料を、その発明を教示するところに適応させるために、多くの変更がなされてもよい。

従って、本発明は、開示された、ある特定の実施形態に限定されるものではなく、添付の請求の範囲内にあるすべての実施形態を含むことを意図する。

Claims (19)

1. 上端部及び本体部を含む圧力ポットと、
   前記圧力ポットの上端部に取り付けられた投入口と、
   前記圧力ポット内に配置されたシールアセンブリと、を備え、
   前記シールアセンブリは、圧力ポットと投入口との間の流体の流れを制御するように構成され、前記シールアセンブリは、
   ポップアップシールであって、本体と、上表面と、前記上表面と反対側に配置された下表面と、前記上表面に配置されたブラインドホールと、前記下表面に配置されたボアと、前記ポップアップシールの中心を通る中心線軸と、を有する、ポップアップシールと、
   前記ポップアップシールの前記下表面に取り付けられたパイプであって、前記パイプの一部分が前記ボアで支持される、パイプと、
   前記ボア内に配置され、前記パイプと係合された、ばねと、を含む、蒸気式ブラストシステム。
2. 前記ポップアップシールの前記上表面に配置されたラバーコーティングを更に備える、請求項１に記載の蒸気式ブラストシステム。
3. 前記ラバーコーティングは、転写成型プロセスにより適用されたネオプレンから成る、請求項２に記載の蒸気式ブラストシステム。
4. 前記ポップアップシールの前記下表面は、前記ポップアップシールの前記中心線軸に対して上向き傾斜を有する円錐台形構成を備える、請求項１に記載の蒸気式ブラストシステム。
5. 前記ポップアップシールの前記上表面は、
   前記ポップアップシールの前記中心線軸に対して第１の平均傾斜を有する第１の放射状内側部分と、
   前記ポップアップシールの前記中心線軸に対して前記第１の平均傾斜とは異なる第２の平均傾斜を有する第２の放射状外側部分と、を備える、請求項１に記載の蒸気式ブラストシステム。
6. 前記ポップアップシールの材料は、アルミニウム、真鍮、又は鋼鉄から成る、請求項１に記載の蒸気式ブラストシステム。
7. 前記ポップアップシールは、機械加工により形成される、請求項１に記載の蒸気式ブラストシステム。
8. 前記ブラインドホールは、前記ポップアップシールの部分の内部へ延在し、ハンドルの一部分を支持するように構成された切り欠きを含む、請求項１に記載の蒸気式ブラストシステム。
9. 蒸気式ブラスト加工システムの圧力ポットで使用されるシールアセンブリを形成する方法であって、
   ポップアップシールを機械加工することを備え、
   前記ポップアップシールは、中心線軸と、本体と、前記本体内に配置されたブラインドホールと、当該ブラインドホールが有する切り欠きと、前記ポップアップシールの前記中心線軸に対して第１の平均傾斜を有する第１の放射状内側部分及び前記ポップアップシールの前記中心線軸に対して前記第１の平均傾斜より大きい第２の平均傾斜を有する第２の放射状外側部分を有する上表面と、前記ポップアップシールの前記中心線軸に対して上向き傾斜を有する円錐台形構成を含む下表面を含み、
   前記ポップアップシールの上表面をラバーコーティングで覆うこと、を備える、方法。
10. 前記ポップアップシールの陽極処理されることを更に備える、請求項９に記載の方法。
11. 前記ポップアップシールの上表面を覆うことは、転写成型プロセスによるラバーコーティングが適用される、請求項９に記載の方法。
12. 前記ポップアップシールを機械加工することは、前記ポップアップシールの一部分の内部に延在する切り欠きを有するブラインドホールを形成することを更に備え、前記切り欠きは、ハンドルの一部分を支持するように構成される、請求項９に記載の方法。
13. 前記ポップアップシールを機械加工することは、アルミニウム、真鍮、又は鋼鉄のうちの一つから、前記ポップアップシールを機械加工することを更に備える、請求項９に記載の方法。
14. シールアセンブリであって、
    機械加工された、アルミニウム、真鍮、又は鋼鉄で形成されたポップアップシールと、 前記ポップアップシールの前記上表面に配置されたラバーコーティングと、
    前記ポップアップシールに取り付けられ、その一部分が前記ボアの内部へ延在するパイプと、
    前記ボアに配置され、前記パイプに係合されるばねと、を備え、
    前記ポップアップシールは、本体と、上表面と、前記上表面の反対側に配置された下表面と、前記上表面に配置され、前記ポップアップシールの部分の内部に延在する切り欠きを有するブラインドホールと、前記下表面に配置されたボアと、前記ポップアップシールの中心を通って配置される中心線軸と、を含むシールアセンブリ。
15. 前記ポップアップシールの前記下表面は、前記ポップアップシールの前記中心線軸に沿って上向き傾斜を有する円錐台形の構成を備え、更に、前記ポップアップシールの前記上表面は、前記ポップアップシールの前記中心線軸に対して第１の平均傾斜を有する第１の放射状内側部分と、前記ポップアップシールの前記中心線軸に対して前記第１の平均傾斜より大きい第２の平均傾斜を有する第２の放射状外側部分と、を備える、請求項１４に記載のシールアセンブリ。
16. 前記ラバーコーティングは、転写成型プロセスにより適用されたネオプレンから成る、請求項１４に記載のシールアセンブリ。
17. 前記切り欠きは、ハンドルの一部分を保持するように構成される、請求項１４に記載のシールアセンブリ。
18. ポップアップシールであって、
    機械加工されたアルミニウム、真鍮、又は鋼鉄で形成された本体と
    前記ポップアップシールの中心を通る中心線軸と、
    前記ポップアップシールの前記中心線軸に対して第１の平均傾斜を有する第１の放射状内側部分及び前記ポップアップシールの前記中心線軸に対して前記第１の平均傾斜とは異なる第２の平均傾斜を有する第２の放射状外側部分を有する上表面と、
    前記上表面と反対側に配置された下表面であって、前記ポップアップシールの前記中心線軸に沿って上向き傾斜を有する円錐台形の構成を含む、前記ポップアップシールの下表面と、
    前記上表面に配置されたブラインドホールであって、前記ポップアップシールの部分の内部へ延在し、ハンドルの一部分を支持するように構成された切り欠きを含むブラインドホールと、
    前記下表面に配置されたボアと、を備える、ポップアップシール。
19. 前記ポップアップシールは、前記ポップアップシールの前記上表面に、転写成型プロセスにより適用されたネオプレンラバーコーティングを、更に備える請求項１８に記載のポップアップシール。

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