JP2023543644A - 保圧ガスボンベ弁 - Google Patents

Abstract

【要約】本発明はガスバルブ技術分野に関し、特に保圧ガスボンベ弁に関する。前記ガスボンベ弁が保圧装置を含み、前記保圧装置の軸線はスプールの軸線と同じ鉛直平面にあり、前記保圧装置は取付座を含み、前記取付座はガス通路の排気口に近い側に水平に設置され、前記取付座内にはバネとバルブが設けられ、前記バルブはスプールの排気口に近い側にあり、バルブ前部は排気口に近く、バルブ後部は取付座内にあり、取付座に沿って水平に移動可能であり、前記バネは、バルブと取付座の間にあり、バルブを押して排気口を閉じるために使用される。本発明に記載の保圧装置の軸線はスプールの軸線と同じ平面内にあり、偏心が存在しないため、ガス通路はよりスムーズであると同時に、ガスボンベ弁の体積を大幅に減少した。また、保圧装置のために取付座を設置しており、バルブとバネを支持すると同時に、取付座の形状を合理的に設置することによって、スプールの移動範囲に影響を与えないことを保証する。

Description

本発明は、ガスバルブ技術分野に関し、特に保圧ガスボンベ弁に関するものである。

ガスボンベ弁とは、ガスボンベに取り付け、ガスのオン・オフおよび流れを制御するためのバルブのことである。通常のガスボンベ弁は、ガスを使い切ると外部空気が混入しやすく、次回で高純度のガスを充填する際には、まずガスボンベの真空引きを行う必要があるので、生産コストが増加してしまうことがある。そのため、従来技術はガスボンベ弁を改良し、そのほとんどが保圧機能を追加した。ガスボンベが排気するとき、ガスボンベ内部の圧力が設定圧力より低い場合、ガスボンベ弁が自動的に閉じられ、ガスボンベ内部のガスが完全に使い切ることを防止し、ガスボンベ内部のガスの純度を保証することができる。

従来の保圧機能付きのガスボンベ弁は、保圧装置の取り付け位置について、2つの状況がある。1つはスプールの中部を空洞にし、保圧装置をスプール内に取り付けることである、この方法では、スプールの製造難易度が大きくなり、製造コストが増加する。もう1つは、保圧装置をスプールの一側に取り付けることである、この場合、保圧装置の軸線とスプールの軸線が2つの鉛直面内にあるため、ガスボンベ弁の体積と重量が大きくなり、製造コストが増加する。

上記保圧ガスボンベ弁に存在する問題を解決するために、本発明は、ガスボンベ弁の体積を減少し、製造コストを節約できる保圧ガスボンベ弁を提供する。

本発明の技術的解決手段は次のとおりである。

保圧ガスボンベ弁であって、以下を含む。弁体を含み、前記弁体には吸気口、排気口、弁腔及び吸気口と排気口を連通するガス通路が設けられ、前記ガス通路が弁腔を貫通し、スプールとスプール制御機構、前記スプールは弁腔内にあり、スプール制御機構によってスプールを弁腔内で移動させ、吸気口を開閉し、前記ガス通路内には保圧装置が設けられ、前記保圧装置の軸線とスプールの軸線は同一の鉛直平面内にあり、前記保圧装置は取付座を含み、前記取付座はガス通路の排気口に近い側に水平に設置され、ガス通路の他側はプラグによって閉鎖され、前記取付座内にはバネとバルブが設けられ、前記バルブはスプールの排気口に近い側にあり、バルブ前部は排気口に近く、排気口を開閉するために用いられ、バルブ後部は取付座内にあり、取付座に沿って水平に移動可能であり、前記バネは、バルブと取付座の間にあり、バルブを押して排気口を閉じるために使用される。

本発明の保圧装置は、バルブとバネに支持と移動空間を提供することができる取付座を設置する必要があり、本発明は2つの構造の取付座を提供する。

その1つは、前記取付座は筒体として設けられ、筒体内のキャビティはバネとバルブを収容し、バルブを水平に移動させるために用いられ、前記筒体後端が閉鎖され、筒体後端は止め輪を介してガス通路の排気口に近い側に固定される。前記筒体の筒壁には、筒体の軸方向に沿って伸び、筒体を貫通し、ガスを流通させるための複数のガス案内孔が設けられる。このような取付座は、完全にスプール側に位置し、止め輪を介して弁体に固定され、スプールと交差せず、スプールの移動範囲を妨げることはない。また、筒体にガス案内孔を開設され、筒体前後側のガス流通を実現する。

もう1つは、前記取付座は柱体として設けられ、柱体の前部には横方向キャビティが設けられ、バネとバルブを収容し、バルブを水平に移動させるために用いられ、柱体後部には、スプールを貫通させ、縦方向の移動を実現するための縦方向の貫通孔が設けられる。前記柱体前部の外壁には、ガスを流通させるための柱体の軸方向に沿って伸びる溝が設けられる。ガスの流通を容易にするため、前記柱体後部の上側と下側は平面である。取付座の位置決めと取付のために、前記取付座後部と前部との間に段差面が設けられ、前記弁体は対応する位置にそれにぴったりした段差面が設けられる。前記取付座の後端には、プラグを挿入して取付座を固定するための突起が設けられてる。止め輪構造の取り付けが不便で、しかも固定効果がよくないことを考慮して、本発明は第2の方式を提供し、止め輪を使わなく、取付座をスプールの位置まで伸び、弁体の弁壁を利用して、取付座を支持し、固定する。しかし、スプールの移動範囲に影響を与えないように、取付座にスプールを貫通させる貫通孔を開設し、スプールの上下移動を保証する。第2の方式は、弁体、取付座に段差面を設置することにより、取付座の迅速な取付け位置決めと固定を実現する。

保圧装置の体積をさらに小さくし、長いバネによる取付座長の増加を避けるために、バネをバルブ内部に押し込むことが考えられる。具体的には、前記バルブの後部が開口し、前記バネの一端がバルブ後部の孔に挿入され、バルブに当接し、バネの他端は取付座のキャビティの後壁に当接する。また、前記バルブ前部の中心には平衡孔が設けられ、前記平衡孔がバルブ後部の孔と連通する。

好ましくは、前記弁腔の底部には、スプールと協働して吸気口を閉じるための第1弁座が設けられ、及び／又は前記排気口のガス通路に近い側には、バルブと協働して排気口を閉じるための第2弁座が設けられる。

好ましくは、バルブと取付座を密封するため、前記バルブ前部は、第2弁座にぴったりしたテーパ状に設けられ、バルブ前部の外側に第1シールリングを取り囲み、バルブ後部の外側に第2シールリングを取り囲む。

さらに、前記スプール制御機構は、弁棒とハンドルホイールを含み、弁棒とスプールが弁腔内にあり、弁棒の一端がスプールと伝動可能に接続され、他端がハンドルホイールと固定的に接続され、ハンドルホイールを回転させることでスプールを上下に移動させる。

従来技術と比較して、本発明は以下の有利な効果を有する。

1、本発明に記載の保圧装置の軸線はスプールの軸線と同じ平面内にあり、偏心が存在しないため、ガス通路はよりスムーズであると同時に、ガスボンベ弁の体積を大幅に減少し、製造コストを節約することができる。

2、本発明に記載の保圧装置では、バルブの体積が小さく、バルブは完全にスプール側にあり、スプール側で横方向に移動し、スプールと交差することがなく、スプールの上下移動に影響を与えない。

3、本発明は保圧装置のために取付座を設置し、バルブとバネを支持すると同時に、取付座の形状を合理的に設置することによって、スプールの移動範囲に影響を与えないことを保証できる。

4、本発明はバルブの前部をテーパ状に設置しているので、排気口内に入り、第2弁座と嵌まり合い、より緊密な接触を実現すると同時に、シールリングと合わせて、バルブを閉じるときの密封性を高めることができる。

5、本発明のバルブ前部と後部に異なる大きさの断面があるので、排気時に2つの位置に対するガスの推力が異なり、バルブがバネの弾性力を克服して右に移動し、バルブが排気口から離脱し、さらにガスの排出を実現する。

実施例1の正面図である。 実施例1の左側面図である。 図2のA-A断面図である。 実施例1の保圧装置閉状態の概略図である。 実施例1の保圧装置開状態の概略図である。 は実施例1の取付座の断面図である。 実施例2の正面図である。 実施例2の左側面図である。 図7のB-B断面図である。 図8のC-C断面図である。 図10のI部拡大図である。 実施例2の取付座の立体図である。 実施例2の取付座とスプールの接続状態の断面図である。

以下は、図面と実施例を併せて本発明の実施形態を詳細に説明する。

＜実施例1＞
図1～6は本発明の実施例1に記載の保圧ガスボンベ弁の具体的な構造を示し、その中で図1、図2はガスボンベ弁の外部構造を示し、図3はガスボンベ弁A－A角度の断面図、図4、図5はガスボンベ弁の開閉状態での保圧装置の局部断面図であり、ガスボンベ弁の内部構造を詳細に示している。

図1、2に示すように、保圧ガスボンベ弁は弁体2を含み、弁体2は横方向部分と縦方向部分が交差して十字形状に形成され、弁体横方向部分20と弁体縦方向部分23の軸線は同じ鉛直平面内にある。弁体縦方向部分23の底部には、ガスボンベを接続するためのテーパ状のガスボンベ接続口3が設けられている。弁体縦方向部分23の上部には、弁の開閉を制御するためのハンドルホイール10が設けられている。弁体横方向部分20の左側には、外部用ガスまたはインフレーション設備を接続するための設備接続口4が設けられている。

図3は、このガスボンベ弁の内部構造を示している。前記弁体2内にはガスを流通させるガス通路22が設けられ、弁体縦方向部分23内には弁腔27が設けられ、ガス通路22は弁腔27を横断的に貫通し、ガスボンベの接続口内に設けられた吸気口31、設備接続口内に設けられた吸気口41と連通する。弁腔27内にはスプール26が設けられ、弁腔底部の弁体には第1弁座24とする環状突起が一体に形成され、スプールが第1弁座と嵌まり合い、吸気口の開閉を実現する。スプール26は、上方のスプール制御機構1によって駆動され、スプールを制御して弁体の縦方向の軸線に沿って移動させ、弁の開閉を実現する。具体的には、スプール制御機構1は、ハンドルホイール10と、弁棒11と、押さえキャップ12とを含み、スプール26の先端に角穴261が開設され、弁棒11の底部に角穴と嵌まり合う四角いヘッドが設けられ、弁棒とスプールの伝動的接続を実現する。スプール26の先端外側には雄ねじが設けられ、弁腔の雌ねじと嵌まり合い、スプールと弁腔はねじ接続されている。弁棒11の先端はハンドルホイール10と固定的に接続され、ハンドルホイール10と弁体2の間には押さえキャップ12が設けられ、押さえキャップ12は弁棒11に覆接され、スプール制御機構の固定と密封を実現する。ハンドルホイールと弁棒の位置が固定されているため、ハンドルホイールを回す際に、スプールを回転させると同時に、スプールが軸線に沿って上下に移動し、ハンドルホイールの正逆転によってスプールの上下移動を制御し、バルブの開閉を実現する。
前記ガス通路22の左側は排気口41に連通し、排気口はガス通路に近い側に第2弁座21として内テーパ面が一体に形成され、ガス通路22の右側はプラグ25によって閉鎖されている。スプール左側のガス通路22内には保圧装置5が設けられている。図4に示すように、前記保圧装置5は、取付座を備え、取付座は筒体53であり、前記筒体53がガス通路22内に水平に取り付けられ、筒体53の外径はガス通路の直径と嵌まり合う。筒体53の後端が閉鎖されており、止め輪56を介してガス通路の側壁に固定されている。前記筒体53内には横方向キャビティ57があり、横方向キャビティ57内にはバルブ52とバネ55が設けられている。前記バルブ52は、前部がテーパ状で、後部が円筒状である。バルブ52の後部が筒体53内に挿入され、バルブの外径が筒体の内径と嵌まり合い、バルブ52の後部と筒体53との間に第2シールリング58が設けられている。バルブ52の前部は第2弁座21と嵌まり合い、外壁には第1シールリング51が嵌め込まれており、排気口を閉じる際に気密性の要求を満たすことができる。スペースを節約するために、バルブの後部を開口し、バネの一端がバルブの孔に挿入してバルブに当接し、他端は横方向キャビティの後壁に当接する。バルブが受ける圧力差が一定値を下回ると、バネの作用により、バルブを押して第2弁座に接触させ、排気口を閉じることができる。前記バルブ52の前部中心には、ガス通路と筒体内腔とを連通する平衡孔59がさらに設けられている。前記筒体53の筒壁には、筒体軸方向に沿って伸び、筒体前面と裏面を貫通する複数のガス案内孔54が設けられ、筒体前面と裏側のガス通路を連通する。

本実施例の使用手順は以下の通りである。
ガスボンベ弁が排気時にハンドルホイールを反時計回りに回し、スプールを上昇させ、弁座から離脱し、吸気口とガス通路が連通し、ガスボンベ内の高圧ガスがガス通路に流れる。バルブには前後2つの異なる大きさの断面が存在するため、バルブに対するガスの右への推力はバルブに対するバネの左への推力より大きく、バルブが筒体内に収縮し、バルブの前部が第2弁座から離脱し、ガス通路と排気口が導通し、ガスが排気口から排出する。ガスボンベ内の圧力が設定された保圧圧力に低下すると、バネの弾性力がバルブに対するガスの推力よりも大きく、バルブを排気口方向に押し、バルブの第1シールリングが第2弁座と貼り合わせ、自動的にガス通路を閉鎖してガスボンベ内の低圧ガスをガスボンベに保持し、ガスボンベ内のガスが完全に使い切られて空気がガスボンベに流れ込むことを防止する。

ガスボンベ弁に空気を入れる時、押え棒付きの専用空気入れジョイントを使用し、ガス源の空気入れジョイントを設備の接続口に接続し、押え棒によりバルブを後ろに押すことができるので、バルブの前部が第2弁座から離脱し、さらに排気口を開けてガスボンベ内に空気を入れる。

＜実施例2＞
図7－13は本発明の実施例2に記載の保圧ガスボンベ弁の具体的な構造を示し、そのうち、図7、図8はガスボンベ弁の外部構造を示し、図9－11は異なる角度断面図からガスボンベ弁の内部構造を示し、図12、図13は実施例2における取付座の構造を示す。

図7‐8に示すように、保圧ガスボンベ弁は弁体2を含み、弁体2は横方向部分と縦方向部分が交差して十字形状に形成され、弁体横方向部分20と弁体縦方向部分23の軸線が同じ鉛直平面内にある。弁体縦方向部分23の底部には、ガスボンベを接続するためのテーパ状のガスボンベ接続口3が設けられている。弁体縦方向部分23の上部には、弁の開閉を制御するためのハンドルホイール10が設けられている。弁体横方向部分20の左側には、外部用ガスまたはインフレーション設備を接続するための設備接続口4が設けられている。

図9‐11は、このガスボンベ弁の内部構造を示している。前記弁体の横方向部分20内にはガスを流通させるガス通路22が設けられ、弁体縦方向部分23内には弁腔27が設けられ、ガス通路22は弁腔27を横断的に貫通し、ガスボンベの接続口内に設けられた吸気口31、設備接続口内に設けられた吸気口41と連通する。弁腔27内にはスプール26が設けられ、弁腔底部の弁体には第1弁座24とする環状突起が一体に形成され、スプールが第1弁座と嵌まり合い、吸気口の開閉を実現する。スプール2は、上方のスプール制御機構1によって駆動され、スプールを制御して弁腔の縦方向に沿って移動させ、弁の開閉を実現する。具体的には、スプール制御機構1は、ハンドルホイール10と、弁棒11と、押さえキャップ12とを含み、スプール26の先端に角穴261が開設され、弁棒11の底部に角穴と嵌まり合う四角いヘッドが設けられ、弁棒とスプールの伝動的接続を実現する。スプール26の先端外側には雄ねじが設けられ、弁腔の雌ねじと嵌まり合い、スプールと弁腔はねじ接続されている。弁棒2の先端はハンドルホイール10と固定的に接続され、ハンドルホイールと弁体の間には押さえキャップ12が設けられ、押さえキャップ12は弁棒11に覆接され、スプール制御機構の固定と密封を実現する。ハンドルホイールと弁棒の位置が固定されているため、ハンドルホイールを回す際に、スプールを回転させると同時に、スプールが軸線に沿って上下に移動し、ハンドルホイールの正逆転によってスプールの上下移動を制御し、バルブの開閉を実現する。

前記ガス通路22の左側は排気口41と連通し、排気口はガス通路に近い側に第2弁座21として内テーパ面が一体に形成され、ガス通路22の右側はプラグ25によって閉鎖されている。スプール左側のガス通路22内には保圧装置6が設けられている。

図9、図11に示すように、前記保圧装置は、取付座、バルブ61とバネ62を備え、前記取付座は柱体60であり、柱体60はガス通路内に取り付けられる。前記柱体60ほぼ円筒状である。柱体前部604にバルブとバネを収容するための横方向キャビティ603が設けられている。柱体前部604の外側輪郭は、ガス通路に嵌まり合う。バルブ61は、前部がテーパ状で、後部が円筒状である。バルブ61の後部が柱体前部の横方向キャビティ603に挿入され、バルブ後部の外径が横方向キャビティの内径と嵌まり合い、バルブの後部と横方向キャビティ側壁の間に第2シールリング65が設けられ、バルブが横方向キャビティ内を摺動できる。バルブ前部は、ガス通路の一端に近い排気口の第2弁座21と嵌まり合い、密封性要求を満たすために第1シールリング63が設けられている。柱体前部604の外壁には、ガス通路を提供するために軸方向に伸びる溝606が設けられている。柱体後部605の直径は柱体前部604の直径より大きく、両者の接続部には段差面66が形成されており、弁体には柱体の取付位置に対応した段差面66が設けられており、取付座の位置決めが容易になり、取付座をガス通路右端から挿入した後、両段差面が貼り合わせ、そして、プラグで塞ぐ、これにより、取付座の正確な位置決めを実現し、取付が便利で迅速である。柱体後部605の上下両面は平面であり、柱体後部が比較的大きく、柱体後部にはスプールを挿入するための縦方向の貫通孔602が設けられ、スプールの上下移動を保証できる。柱体後部605には、突起601が設けられ、突起601がガス通路右側のプラグ内に挿入され、柱体の固定を実現する。バルブ61の前部中心には平衡孔64が設けられている。バルブ61の後部にはバネを挿入するための軸方向の穴が開設され、バネ62の一端はバルブ61の後部に当接し、他端は横方向キャビティ603の後壁に当接し、バルブを押して移動させ、さらに排気口を閉じる。

本実施例の使用手順は実施例1と同じであり、これ以上説明しない。

1 スプール制御機構
10 ハンドルホイール
11 弁棒
12 押さえキャップ
2 弁体
20 弁体横方向部分
21 第2弁座
22 ガス通路
23 弁体縦方向部分
24 第1弁座
25 プラグ
26 スプール
261 ザグリ穴
27 弁腔
3 ガスボンベ接続口
31 吸気口
4 機器接続口
41 排気口
5 保圧装置
51 第1シールリング
52 バルブ
53 筒体
54 ガス案内孔
55 バネ
56 止め輪
57 横方向キャビティ
58 第2シールリング
59 平衡孔
6 保圧装置
60 柱体
601 突起
602 貫通孔
603 横方向キャビティ
604 柱体前部
605 柱体後部
606 溝
61 バルブ
62 バネ
63 第1シールリング
64 平衡孔
65 第2シールリング
66 段差面

Claims (14)

1. 弁体、前記弁体には吸気口、排気口、弁腔及び吸気口と排気口を連通するガス通路が設けられ、前記ガス通路が弁腔を貫通し、
   スプールとスプール制御機構、前記スプールは弁腔内にあり、スプール制御機構によってスプールを弁腔内で移動させて吸気口を開閉し、
   前記ガス通路内には保圧装置が設けられ、
   前記保圧装置の軸線とスプールの軸線が同一の鉛直平面内にあり、
   前記保圧装置は取付座を含み、前記取付座はガス通路の排気口に近い側に水平に設置され、ガス通路の他側はプラグによって閉鎖され、
   前記取付座内にはバネとバルブが設けられ、前記バルブはスプールの排気口に近い側にあり、バルブ前部は排気口に近く、排気口を開閉するために用いられ、バルブ後部は取付座内にあり、取付座に沿って水平に移動可能であり、前記バネは、バルブと取付座の間にあり、バルブを押して排気口を閉じるために使用されることを特徴とする保圧ガスボンベ弁。
2. 前記取付座は筒体として設けられ、筒体内のキャビティはバネとバルブを収容し、バルブを水平に移動させるために用いられ、前記筒体後端が閉鎖され、筒体後端は止め輪を介してガス通路の排気口に近い側に固定される、請求項1に記載の保圧ガスボンベ弁。
3. 前記筒体の筒壁には、筒体の軸方向に沿って伸び、筒体を貫通し、ガスを流通させるための複数のガス案内孔が設けられる、請求項2に記載の保圧ガスボンベ弁。
4. 前記取付座は柱体として設けられ、柱体の前部には横方向キャビティが設けられ、バネとバルブを収容し、バルブを水平に移動させるために用いられ、柱体後部には、スプールを貫通させ、縦方向の移動を実現するための縦方向の貫通孔が設けられる、請求項1に記載の保圧ガスボンベ弁。
5. 前記柱体前部の外壁には、ガスを流通させるための柱体の軸方向に沿って伸びる溝が設けられる、請求項4に記載の保圧ガスボンベ弁。
6. ガスの流通を容易にするため、前記柱体後部の上側と下側は平面である、請求項4に記載の保圧ガスボンベ弁。
7. 取付座の位置決めと取付のために、前記取付座後部と前部との間に段差面が設けられ、前記弁体は対応する位置にそれにぴったりした段差面が設けられる、請求項4に記載の保圧ガスボンベ弁。
8. 前記取付座の後端には、プラグを挿入して取付座を固定するための突起が設けられてる、請求項4に記載の保圧ガスボンベ弁。
9. 前記バルブの後部が開口し、前記バネの一端がバルブ後部の孔に挿入され、バルブに当接し、バネの他端は取付座のキャビティの後壁に当接する、請求項2または4に記載の保圧ガスボンベ弁。
10. 前記バルブ前部の中心には平衡孔が設けられ、前記平衡孔がバルブ後部の孔と連通する、請求項9に記載の保圧ガスボンベ弁。
11. 前記弁腔の底部には、スプールと協働して吸気口を閉じるための第1弁座が設けられ、及び／又は前記排気口のガス通路に近い側には、バルブと協働して排気口を閉じるための第2弁座が設けられる、請求項1～8のいずれか一項に記載の保圧ガスボンベ弁。
12. バルブと取付座を密封するため、前記バルブ前部は、第2弁座にぴったりしたテーパ状に設けられ、バルブ前部の外側に第1シールリングを取り囲み、バルブ後部の外側に第2シールリングを取り囲む、請求項12に記載の保圧ガスボンベ弁。
13. 前記スプール制御機構は、弁棒とハンドルホイールを含み、弁棒とスプールが弁腔内にあり、弁棒の一端がスプールと伝動可能に接続され、他端がハンドルホイールと固定的に接続され、ハンドルホイールを回転させることでスプールを上下に移動させる、請求項1～8のいずれか一項に記載の保圧ガスボンベ弁。
14. 前記弁腔の頂部には弁棒にぴったりした押さえキャップが設けられる、請求項13に記載の保圧ガスボンベ弁。