JP2633141B2 - ダイヤフラム弁 - Google Patents

ダイヤフラム弁

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JP2633141B2 JP4147585A JP14758592A JP2633141B2 JP 2633141 B2 JP2633141 B2 JP 2633141B2 JP 4147585 A JP4147585 A JP 4147585A JP 14758592 A JP14758592 A JP 14758592A JP 2633141 B2 JP2633141 B2 JP 2633141B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、プラスチック材料に
より構成しさらに媒体が通過する通過チャンネルを設け
た下側ハウジング部分と、プラスチック材料で構成した
上側ハウジング部分と、両ハウジング部間で緊締装置に
よりクランプしたダイヤフラムをそなえるダイヤフラム
弁に関し、特に予応力を与えた圧縮ばねを利用して、各
緊締装置に近接配置し、２個のハウジング部を、所定の
力によって共にクランプしようとするものである。
【０００２】
【従来の技術】プラスチックにより構成したダイヤフラ
ム弁は、例えばスイス国特許532738号に記載されている
ものがある。このダイヤフラム弁では、やはりプラスチ
ック材料から構成したハウジング部分を有し、このハウ
ジング部分の間にエラストマーダイヤフラムを配置す
る。ハウジング部分を金属製ボルトによって互いに緊締
する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】化学工業で例えば媒体
の温度がおよそ20℃である用途において使用する高純度
設計のパイプラインシステムにおいては、120 ℃を超え
る温度の過熱蒸気によってこのハイプラインシステムを
周期的に殺菌するのが一般的である。このシステムに使
用されかつ媒体に接する全ての構成部材及び部分がこの
高温に加熱される。
【０００４】典型的には互いに10倍以上も異なる金属と
プラスチック部分の熱膨張係数によって、システムの構
成部材又は部分の膨張を、システムの最も柔軟な構成部
材例えばエラストマーダイヤフラムによって吸収しなけ
ればならない。エラストマーダイヤフラムは加熱によっ
て付加的に圧縮される。
【０００５】殺菌プロセスを終了する際、再び上記シス
テムをその通常の温度で動作させる。しかしながら従来
の装置のエラストマーダイヤフラムは、その材料組成に
よって残留変形を生じるのが一般的である。このように
して、取り付け点においてあらかじめ圧縮されているダ
イヤフラムは、冷却後も元の形状及び厚みに戻らない。
【０００６】このようにして、10バールの圧力まで緊密
に封鎖されているのが典型的なバルブは、システムの外
部に低い媒体圧力で漏れを生じる。この漏れを生じる傾
向はこのシステムに用いる取り付けボルトの再締めつけ
を必要とする。さらにダイヤフラムのはっきりとわかる
変形により、このエラストマー組織は損傷を受け、有効
寿命がそれに応じて減少する。
【０００７】したがって、この発明の目的は、例えば加
熱殺菌サイクルにより生じる媒体の大きな温度変化にも
関わらずシールの緊密性を保証し、また有効寿命が長い
ダイヤフラムを有するダイヤフラム弁を得るにある。
【０００８】さらにこの発明の他の目的は、プラスチッ
クの構成部材及び部分の温度上昇による長さ変化を、エ
ラストマーダイヤフラムではなく圧縮ばねにより吸収す
るダイヤフラム弁を得るにある。
【０００９】さらにこの発明の目的は、矩形の巻回断面
を有するスパイラル圧縮ばねを使用し、直径の限定され
た空間条件のために媒体の圧力に対応して容認できるば
ね長とすることができる所要の予応力を保証し、温度変
化により力の過剰な上昇を回避し、エラストマーダイヤ
フラムの永久損傷を生じないダイヤフラム弁を得るにあ
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の問題を有利に解決
するこの発明のダイヤフラム弁は、プラスチック材料に
より構成しさらに媒体が通過する通過チャンネるを設け
た下側ハウジング部分と、プラスチック材料で構成した
上側ハウジング部分と、上記下側ハウジング部分及び上
側ハウジング部分との間に配置したダイヤフラムと、上
記下側ハウジング部分を上側ハウジング部分に連結する
緊締装置と、予応力を与え、また各緊締装置に隣接配置
した圧縮ばねとをそなえるダイヤフラム弁において、上
記下側ハウジング部分と上側ハウジング部分とを前記緊
締装置により所定の力によりクランプし、さらにダイヤ
フラムを下側ハウジング部分と上側ハウジング部分との
間で支持したことを特徴とするダイヤフラム弁である。
【００１１】
【作用】この発明のダイヤフラム弁においては、シール
の緊密度が媒体の大きな温度変化にもかかわらず保証さ
れる。さらに使用した圧縮ばねにより、プラスチックの
構成部材及び部分の長さの伸びを吸収し、エラストマー
ダイヤフラムに伝わるのを阻止する。矩形の巻回断面を
有するスパイラル圧縮ばねを使用することにより、直径
に対して限定された空間条件に対する媒体の圧力に応じ
た所要の予応力を保証し、さらに容認できるばね長を生
ずることができる。さらに、温度に関連する力の過剰な
増加を回避して、ダイヤフラムには永久的な損傷を生じ
ることがない。
【００１２】この発明の他の目的及び利点は、以下の図
面につき説明する好適な実施例を参照すれば当業者にと
って明らかである。
【００１３】
【実施例】図１にこの発明によるダイヤフラム弁100 を
示す。ダイヤフラム弁には、下側ハウジング部分１及び
上側ハウジング部分２を設け、この下側ハウジング部分
１には、ダイヤフラム弁100 を通過する媒体のチャンネ
ルである通過チャンネル４を内蔵する。下側ハウジング
部分１及び上側ハウジング部分２の双方はそれぞれ、プ
ラスチック材料により構成すると好適であり、ここに下
側ハウジング部分１は、通過する媒体のタイプによっ
て、ポリプロピレン、ポリふっ化ビニル又は同様のプラ
スチック材料により構成する。
【００１４】上側ハウジング部分２には、空気作動ドラ
イブとして構成した作動装置14を内蔵し、この上側ハウ
ジング部分２はポリプロピレンや同様のプラスチック材
料で構成することが好適である。
【００１５】ダイヤフラムバルブ100 には、さらに図１
に示すように作動装置14を、手動の調整スピンドル又は
電動ドライブとして設けることもできる。
【００１６】高純度の設計にするため又は刺激媒体に対
して保護するために、ポリテトラフルオロエチレンで形
成して媒体に接する好ましいダイヤフラム13と、このダ
イヤフラム13の背後に配列し、好ましくはエラストマー
からなるダイヤフラム３により構成したダイヤフラム組
み合わせを、上側ハウジング部分１及び下ハウジング２
の間にそれぞれ緊密にクランプする。
【００１７】媒体が存在しても耐久性がある場合には、
単に一個のエラストマーダイヤグラムでもよい。
【００１８】ボルト連結とするのが好ましい緊締装置５
をダイヤグラム弁100 に使用し、この緊締装置５を好ま
しくは、４本の金属ねじ付きボルト６により構成し、こ
れらのボルト６は、上側ハウジング部分２に設置する金
属ねじ山部７に一方の端を緊密にねじ込み、このねじ付
きボルト６は、下側ハウジング部分の穴８に貫通する。
【００１９】ナット９をねじ付きボルト６とは上側ハウ
ジング部分２と反対の端に螺合する。スパイラル圧縮ば
ね10を、ワッシャー11を介在させて、下側ハウジング部
分１とナット９との間に配置する。
【００２０】この緊締装置５は、ねじヘッドを有するね
じで構成し、このねじは上側ハウジング部分２にねじこ
み、ここにおいてスパイラル圧縮ばね10は下側ハウジン
グ部分１とねじヘッドとの間に配置することもできる。
【００２１】ねじ付きボルト６又はねじを下側ハウジン
グ部分１にねじ込むこともできる。この実施例において
は、圧縮ばね10を好ましくはナット９又はねじヘッドと
上側ハウジング部分２との間に配置する。
【００２２】圧縮ばね10はスパイラル状で、矩形の巻回
断面12を有するものとすることができる。さらに圧縮ば
ね10はクロムシリコン鋼により構成することができる。
この圧縮ばね10はダイヤフラムバルブ100 の組み立て中
に、ねじ９又はねじをトルクレンチによって回転するこ
とによって、プリセットばね力まで予応力を与える。か
くして４個全てのばねの力は媒体の作動圧力によって発
生する力の1.5倍となり、この媒体の作動圧力は例えば1
0バールと、上の作動装置14によって下側ハウジング部
分１に加わる力の和とすることができる。
【００２３】スパイラル圧縮ばねは、以下に示すばね定
数Ｃを有する。
【数１】(1) Ｃ＝ΔＦ／ΔＬ (N/mm) ここにおいてΔＦは、ばね力の差であり、ΔＬは、熱に
よりばねが伸縮する長さである。
【００２４】上下のハウジング部及び２が通常、温度範
囲20℃から120 ℃までの変化すわなち100 ℃の温度差に
わたり、媒体が加熱されることによって膨張するとき、
設定したばね力は最大20％に増大する。
【００２５】40mmに等しい公称幅ＤＮと、20℃の作動温
度における10バールの作動圧力と、弁を殺菌するための
120 ℃の過熱蒸気温度を有するダイヤフラムバルブ100
に関して、圧縮ばね10は表１に列挙した代表的なばね特
性値を有する。
【００２６】
【表１】
【００２７】およそ100 ℃の媒体の温度上昇において、
ダイヤフラムの永久的な変化の原因となることなしに必
要とされるばね力を得ることができ、スパイラル圧縮ば
ねは、直径のために限定された空間条件に対して矩形の
巻回断面を有するとともに容認されるばね長又は構造上
の高さを維持することができる。
【００２８】この発明のダイヤフラム弁を好ましい実施
例で述べた限りは、かかる説明はこの発明の単なる例示
を意味するものであり、この実施例でこの発明が制限さ
れるものと解釈されるものではない。またこの発明は、
特許請求の範囲の記載の範囲内で幾多の変形及び／又は
変化が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、この発明のダイヤフラム弁の正面透視
図である。
【符号の説明】
１ 下側ハウジング部分 ２ 上側ハウジング部分 ３ ダイヤフラム ４ 通過チャンネル ５ 緊締装置 ６ 金属ねじ付きボルト ７ 金属ねじ山部 ８ 穴 ９ ナット 10 スパイラル圧縮ばね 11 ワッシャー 12 巻回断面 13 ダイヤフラム

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 プラスチック材料により構成しさらに媒
    体が通過する通過チャンネルを設けた下側ハウジング部
    分と、 プラスチック材料で構成した上側ハウジング部分と、 上記下側ハウジング部分及び上側ハウジング部分との間
    に配置したダイヤフラムと、 上記下側ハウジング部分を上側ハウジング部分に連結す
    る緊締装置と、 予応力を与え、また各緊締装置に隣接配置した圧縮ばね
    とをそなえるダイヤフラム弁において、 上記下側ハウジング部分と上側ハウジング部分とを前記
    緊締装置により所定の力によりクランプし、さらにダイ
    ヤフラムを、下側ハウジング部分と上側ハウジング部分
    との間で支持したことを特徴とするダイヤフラム弁。
  2. 【請求項２】 圧縮ばねを、スパイラル圧縮ばねとした
    請求項１記載のダイヤフラム弁。
  3. 【請求項３】 圧縮ばねは、矩形の巻回断面及びばね定
    数を有するものとした請求項２記載のダイヤフラム弁。
  4. 【請求項４】 圧縮ばねは、温度差100 ℃にわたる媒体
    の温度上昇の際の上記下側ハウジング部分及び上側ハウ
    ジング部分の膨張に応答して、ばね力が最大20％増加す
    るものとした請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の
    ダイヤフラム弁。
  5. 【請求項５】 圧縮ばねが、クロムシリコン鋼により形
    成した請求項１〜４のうちいずれか１項に記載のダイヤ
    フラム弁。
  6. 【請求項６】 緊締装置が、上記下側ハウジング部分及
    び上側ハウジング部分の一方に一端を緊密にねじ込んだ
    ねじ付きボルトと、 ハウジング部分にねじ結合した側とは反対の側の端部で
    このねじ付きボルトにねじつけたナットにより構成し、 上記圧縮ばねをこのナットと下側ハウジング部分及び上
    側ハウジング部分の一方との間に配置した請求項１〜５
    のうちいずれか１項に記載のダイヤフラム弁。
  7. 【請求項７】 緊締装置は、ねじヘッドを有するねじと
    し、上記圧縮ばねをこのねじヘッドと下側ハウジング部
    分及び上側ハウジング部分の一方との間に配置した請求
    項１〜５のうちいずれか１項に記載のダイヤフラム弁。
  8. 【請求項８】 圧縮ばねは、トルクレンチによって緊締
    装置を回転することで調整可能な予応力を加えた請求項
    １記載のダイヤフラム弁。
  9. 【請求項９】 圧縮ばねは、使用した全ての圧縮ばねの
    予応力の和が、作動温度にて下側ハウジング部分に媒体
    圧力と上方の作動装置とによって加わる力の1.5 倍以上
    大きいものとした請求項８記載のダイヤフラム弁。
  10. 【請求項１０】 ダイヤフラムは、流動媒体に対面しポ
    リテトラフルオロエチレンにより構成した第１ダイヤフ
    ラム素子と、 この第１ダイヤフラム素子の背後に配置しエラストマー
    により構成した第２ダイヤフラム素子とをそなえ、 この第１ダイヤフラム素子及び第２ダイヤフラム素子が
    ２層のダイヤフラムに形成する構成とした請求項１記載
    のダイヤフラム弁。
JP4147585A 1991-06-07 1992-06-08 ダイヤフラム弁 Expired - Lifetime JP2633141B2 (ja)

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CH01712/91-0 1991-06-07
CH1712/91-0 1991-06-07

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CH (1) CH683364A5 (ja)
DE (1) DE4212477C2 (ja)
FR (1) FR2677426B1 (ja)
GB (1) GB2256696B (ja)
IT (1) IT1260499B (ja)
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