JP3394035B2 - ダイヤフラム・バルブ - Google Patents

ダイヤフラム・バルブ

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JP3394035B2
JP3394035B2 JP2001059508A JP2001059508A JP3394035B2 JP 3394035 B2 JP3394035 B2 JP 3394035B2 JP 2001059508 A JP2001059508 A JP 2001059508A JP 2001059508 A JP2001059508 A JP 2001059508A JP 3394035 B2 JP3394035 B2 JP 3394035B2
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valve stem
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アイティティ マニュファクチュアリング エンタープライジズ インコーポレイテッド
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K7/00Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves
    • F16K7/12Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves with flat, dished, or bowl-shaped diaphragm
    • F16K7/126Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves with flat, dished, or bowl-shaped diaphragm the seat being formed on a rib perpendicular to the fluid line

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は一般にダイヤフラム
・バルブ(弁)に係わり、特に回転可能なバルブ・ステ
ムを使用してダイヤフラムを作動させるためにハンドホ
イールで手操作できるダイヤフラム・バルブに関する。
【0002】
【従来の技術】流体の流れを制限し、または流れを可能
にするために選択的に作動できるダイヤフラム・バルブ
はこの技術分野において一般に周知である。このような
バルブは通常、堰、すなわちバルブ座を含む。エラスト
マーまたはプラスチックのダイヤフラムはバルブ・ステ
ムの回転に応じてバルブ座に密着し、またバルブ座から
離脱することができる。バルブ・ステムは力を伝達する
作用を果たし、この力がダイヤフラムを撓ませ、これに
よりバルブを開閉させる。ダイヤフラムを撓ませるのに
十分な回転力をバルブ・ステムに与えるために、ハンド
ホイールがバルブ・ステムに対して典型的に回転可能に
連結される。エラストマーまたはプラスチックのダイヤ
フラムを備えた手操作できるバルブは閉止時にダイヤフ
ラムが破損し易いことも周知である。閉止時にダイヤフ
ラムは大きな閉止力に曝されて、最終的に早期の故障、
バルブを通しての漏れを引き起こす。
【0003】この問題を解決するための1つの方法は、
移動止めとして作用し、またバルブ・ステムの頂部に螺
合されるナットの使用を含む。このナットはバルブ・ス
テム上に配置され、閉止時に意図した限界位置にバルブ
・ステムが達したときに、バルブ覆いの頂部に当たるよ
うにされる。移動止めはバルブ閉止時に過大力が作用し
ないようにダイヤフラムを保護する。ナットは、バルブ
・ステムの平坦面にナットを固定してその横方向の動き
を防止するためのセットねじを受け入れるために、平坦
面部分にねじ切りされる。ナットは、バルブ・ステムと
ハンドホイールとの間の駆動機構としても作用する。こ
の方法の欠点は、バルブ止めの位置を調整することが困
難であることである。バルブ止めを調整するには、典型
的にはハンドホイールをバルブ・ステムに固定している
ねじを完全に取り外し、ハンドホイールを取り外し、セ
ットねじを弛め、バルブ・ステムから移動止めナットを
引き戻し、バルブを閉止するようにバルブ・ステムを回
転し、移動止めナットをバルブ覆いに接触させて新たな
移動止めの認定を行うように移動止めナットを回転し、
移動止めナットの不用意な移動を防止するためにセット
ねじを締め付け、ハンドホイールを再度取り付けてバル
ブ・ステムに再度固定しなければならない。これは、典
型的には、少なくとも3つの別個の工具を使用して長い
時間および費用のかかる技術者を要する。
【0004】1995年1月3日付けで付与された「ダ
イヤフラム・バルブ」と題する米国特許第537795
6号(’956特許と称する)の全記載内容を本明細書
にあたかも記載されたように援用する。’956特許は
バルブ・ステムの外面に螺合された制限ねじの使用を記
載しており、そのねじはバルブ・ステムの閉止リフトを
制限するためにバルブの上側本体に支持される。それで
も周知のように、バルブが完全に閉止する妨げとなる理
由が多数あり、その構造は望ましくないことにハンドホ
イールおよびキャップを完全に取り外すことを要求す
る。さらにハンドホイールおよびキャップの完全な取り
外しは、バルブ・ステムに対する位置を変更するため
に、従ってバルブの閉止移動止めを変更するために制限
ねじナットを操作することも要求する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、これらの欠点を解消し、バルブ止めを容易に再位置
決めできるようにするダイヤフラム・バルブを提供する
ことである。
【0006】本発明の他の目的は、バルブ・ステムのた
めのバルブ止めを調整するためにハンドホイールを完全
に取り外す必要のないダイヤフラム・バルブを提供する
ことである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的達成の為に、本
発明によるバルブは、バルブ覆いと、バルブ覆いに固定
され、少なくとも2つのポートそしてこれらポート間に
位置する少なくとも1つの堰を含む本体と、バルブ覆い
に移動可能に連結されており、第1および第2の長手方
向端部および第1の長手方向端部に形成されているねじ
付き凹部を含むバルブ・ステムと、バルブ・ステムの第
2の端部に実質的に隣接して配置され、ポート間の流れ
を制限するためにバルブ・ステムの押し付けによって堰
へ向かって撓むことができるダイヤフラムと、バルブ・
ステムに移動のための回転力を与えるように回転可能に
かつこのバルブ・ステムに対する長手方向位置を可変に
該バルブ・ステムに連結され、長手方向のねじ付き開口
を含むハンドホイールと、ハンドホイールのねじ付き
口を通して該ねじ付き開口に係合され、かつバルブ・ス
テムのねじ付き凹部内に選択的に係合されるねじで、こ
れによりバルブ・ステムおよびハンドホイールが互いに
一定した相対的な長手方向位置を保持し、ダイヤフラム
が堰に対して密着されたときにハンドホイールをバルブ
覆いに当接させて閉止バルブの移動止めとして作用させ
るねじとを含む。
【0008】
【発明の実施の形態】図1を参照すれば、本発明による
ダイヤフラム・バルブ10の好ましい実施例の部分断面
図が示されている。バルブ10はバルブ覆い20を含
み、バルブ覆い20は本体30にボルト40およびワッ
シャ50で固定されている。ダイヤフラム60およびク
ッション裏当て70が本体30およびバルブ覆い20の
間に固定され、またダイヤフラム60およびクッション
裏当て70は、ポート100とポート110の間の流れ
を遮るように、圧縮部材270に支持されたステム90
によって撓んで堰80に当接されるようになっている。
ダイヤフラム60は圧縮部材270にねじ込まれた部分
65を含む。圧縮部材はT形溝を切削されており、組み
立て時にこの溝の中をステム90が摺動し、ステム90
を圧縮部材270に長手方向に固定する。従って、ステ
ム90が堰80に向かって、または堰80から離れる方
向へ移動すると、圧縮部材270は相応に移動される。
関連する技術に熟知した当業者に理解されるように、圧
縮部材270およびステム90のT形溝275の連結
は、ステム90を圧縮部材270に対して回転できるよ
うにすることが重要である。圧縮部材270がステム9
0と一緒に回転するならば、ダイヤフラム60は圧縮部
材270との螺合を解除され、従って圧縮部材270お
よびステム90に連れて開位置へ移動することができな
くなる。さらに、ダイヤフラム60の閉位置はもはやバ
ルブ移動止め位置に対応しなくなり、ダイヤフラムの破
壊が生じ得る。このために、圧縮部材270と接触した
ステム90の端部は第1および第2の直径を有する部分
を有し、第2の直径は第1の直径より大きい。従って、
ステム90のこの端部は圧縮部材270のT形溝275
の中を摺動して、ステム90の長手方向の移動に応じて
圧縮部材270を押し引きする。勿論、ステム90を圧
縮部材270に対して回転できるようにし、しかも圧縮
部材270がステム90の移動を長手方向に追随するこ
とを保証するようなステム90および圧縮部材270の
連結部の他の適当な形状も使用することができる。
【0009】ステム90は外周面にねじを形成され、ま
たバルブ覆い20の内ねじと螺合されており、これによ
りステム90が回転されるときにバルブ覆い20内で長
手方向へ移動され、従ってステム90の回転に応じてダ
イヤフラム60を堰80へ向かう方向へ、または堰80
から離れる方向へ撓ませる。ハンドホイール120がス
テム90上に装嵌されて連結され、回転されるときにス
テム90を一緒に回転させるようになっている。これ
は、ステム90上に装嵌されたハンドホイール120の
凹部125と組み合うようになった平坦部分95をステ
ム90に備えることで容易に達成できる。これに代え
て、ステム90は面190の近くにハンドホイール12
0の内側の幾何形状面と組み合う対応した他の幾何形状
を有して、ハンドホイール120がステム90上に装嵌
されたときにステム90をハンドホイール120に回転
可能に固定するようにしてもよい。
【0010】従って、ハンドホイール120が第1の方
向(例えば時計方向)に回転すれば、ステム90は堰8
0へ向けてバルブ覆い20に対して長手方向へ移動し、
これによりダイヤフラム60を堰80に対して密着(セ
ット)し、ポート100,110間の流れを遮るように
する(例えば、バルブ10を閉止する)。本発明の好ま
しい形態では、ダイヤフラム60は、バルブが閉止され
たときに位置するような位置にモールド成形される。さ
らに、ハンドホイール120が第2の反対方向(例えば
反時計方向)へ回転されると、ステム90は堰80から
離れてバルブ覆い20に対して長手方向へ移動し、これ
がダイヤフラム60を堰80から離脱させる。これによ
り、ポート100,110間の流れが可能となる(例え
ば、バルブ10が開口される)。
【0011】さらに詳しく説明すれば、ステム90が堰
80に向かって長手方向へ移動すると、ステンレス鋼で
形成されていることが好ましい圧縮部材270に当接
し、これは堰80へ向けてクッション70およびダイヤ
フラム60に力を加え、さらにクッション70およびダ
イヤフラム60を撓ませる。O−リング280,29
0,310は、バルブ・ステム90が内部を長手方向へ
移動する際、バルブ覆い20の密閉を助成する。赤など
の非常に見やすい色であるのが好ましい指示バンド30
0がバルブ・ステム90の位置を示し、従ってバルブが
閉止されるとき、堰80へ向かうハンドホイール120
の長手方向の移動によってバルブ10がどのように開閉
されるかを示す。
【0012】本発明によれば、開口160がハンドホイ
ール120の頂面170を貫いて、バルブ・ステム90
の最上面190に隣接したハンドホイール120内の凹
部180に通じている。バルブ・ステム90も、同様に
面190からステム90の長手方向の中心を下方へ通じ
ている内側の凹部200を含む。凹部200の内面21
0はねじを形成されている。
【0013】黄銅または他の適当な材料で形成されるこ
とが好ましいインサート220が開口160に挿入さ
れ、インサート220はねじの形成された内面230を
含む。好ましい実施例では、ねじの形成された面21
0,230のピッチは同じである。特に好ましい実施例
では、共通のピッチは25.4mm(1インチ)につき
32個のねじ山である。面210,230と同じピッチ
のねじ240が開口160に挿入されて面210,23
0と螺合される。それ故に、ねじ240は挿入されたな
らばハンドホイール120をステム90に固定する作用
を果たし、これによりそれらは相互に一定した長手方向
の位置に保持される。それ故に、ステム90が長手方向
に移動されると、面210,230と螺合するねじ24
0によって相対位置が固定されているので、ハンドホイ
ール120も同様に移動される。さらに、ハンドホイー
ル120が回転すると、ステム90は長手方向へ移動
し、これによりハンドホイールは相応に長手方向へ移動
することを認識すべきである。キャップ140が本発明
の1つの実施例によればねじ240の頭部上に装嵌でき
る。
【0014】本発明によれば、ハンドホイール120お
よびバルブ覆い20は協働し、移動止めとして作用する
ことを認識すべきである。特に、ハンドホイール120
が与えられた方向へ回転して、堰80へ向かってダイヤ
フラム60を撓ませ、バルブ10を閉止するとき、ステ
ム90およびハンドホイール120は堰80へ向かって
長手方向へ移動される。従って、ハンドホイール120
およびバルブ覆い20は接点250の位置で相互に支持
しあい、これにより堰80へ向かうハンドホイール12
0の更なる長手方向の移動を阻止し、従って与えられた
方向におけるハンドホイール120のそれ以上の回転を
阻止する。
【0015】本発明によるダイヤフラム・バルブ10
は、バルブ止めを調整するために必要な工具数を3から
1に減らし、必要とされる工程数を9から3へ減らし、
またハンドホイールおよびそのハンドホイールをバルブ
に固定するねじをバルブ・ステムから完全に取り外す必
要性を解消することで、これ迄の設計における欠点を解
消する。本発明による移動止めを調整するには、ねじ2
40を弛め、ステム90の凹部200から引き戻すだけ
であり、従ってハンドホイール120およびステム90
は互いに対する設定位置に固定されることがもはやな
い。ねじ240は内面230と係合状態に保持される
か、または引き戻され、いずれも作動に影響しない。そ
の後、ハンドホイール120はバルブ10が閉止される
迄回転され(時計方向が好ましい)、ハンドホイール1
20の回転は例えば平坦部分95および凹部125のた
めにステム90の回転を引き起こし、またステム90の
回転はバルブ覆い20内でのステム90の長手方向への
移動を引き起こし、すでに説明したように堰80へ向か
うダイヤフラム60の撓みを引き起こす。バルブ10が
閉じられたならば、ハンドホイール120はバルブ覆い
20へ向けて押圧され、これによりバルブ覆い20およ
びハンドホイール120が接点250の位置で相互に支
持しあうことを保証し、またねじ240はステム90の
面210と再度螺合するようにねじ込まれ、従ってハン
ドホイール120をステム90に対して再度固定し、新
たな移動止め位置を設定する。
【0016】本発明を特にある程度好ましい形態におい
て説明し図示したが、好ましい形態における本発明の開
示は単なる例示であり、また部品の構造、組み合わせお
よび配置の細部における多数の変更は特許請求の範囲に
記載された本発明の精神および範囲から逸脱することな
く成し得るということが理解される。この特許は、特許
請求の範囲における適当な表現によって発明の開示に含
まれる特許性の高い新規性の全ての特徴を含めることが
意図されている。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の好ましい実施例によるダイヤフラム・
バルブを示す
【符号の説明】
10 ダイヤフラム・バルブ 20 バルブ覆い 30 本体 60 ダイヤフラム 65 部分 70 クッション 80 堰 90 バルブ・ステム 95 平坦部分 100,110 ポート 120 ハンドホイール 125 凹部125 140 キャップ 170 頂面 180,200 凹部 210,230 面 220 インサート 250 接点 270 圧縮部材 275 T形溝
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−83338(JP,A) 特開 昭57−114063(JP,A) 実開 平3−187(JP,U) 実開 平3−110209(JP,U) 実開 平3−45119(JP,U) 米国特許5377956(US,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16K 7/00 F16K 31/44

Claims (15)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 バルブ覆いと、 前記バルブ覆いに固定され、少なくとも2つのポートそ
    してこれらポート間に位置する少なくとも1つの堰を含
    む本体と、 前記バルブ覆いに移動可能に連結されており、第1およ
    び第2の長手方向端部および該第1の長手方向端部に形
    成されたねじ付き凹部を含むバルブ・ステムと、 前記バルブ・ステムの前記第2の端部に実質的に隣接し
    て配置され、前記ポート間の流れを制限するために該バ
    ルブ・ステムによって前記堰へ向かって撓むことができ
    るダイヤフラムと、前記バルブ・ステムと共に回転して該バルブ・ステムに
    移動のための回転力を与え得るようにかつこのバルブ・
    ステムに対する長手方向位置を可変であるように該バル
    ブ・ステムに連結され 、長手方向のねじ付き開口を含む
    ハンドホイールと、 前記ハンドホイールのねじ付き開口を通して該ねじ付き
    開口に係合され、かつ前記バルブ・ステムのねじ付き
    部内に選択的に係合されるねじであって、これによりこ
    れらバルブ・ステムおよびハンドホイールが互いに一定
    した相対的な長手方向位置を保持し、前記ダイヤフラム
    が前記堰に対して密着されたときに前記ハンドホイール
    を前記バルブ覆いに当接させて閉止バルブの移動止めと
    して作用させるねじとを含むバルブ。
  2. 【請求項2】 前記バルブ・ステムが前記バルブ覆いと
    螺合するねじの形成された外面を含む請求項1に記載の
    バルブ。
  3. 【請求項3】 前記ハンドホイールに固定され、前記
    手方向のねじ付き開口を設けたインサートをさらに含む
    請求項に記載のバルブ。
  4. 【請求項4】 前記インサートが黄銅で成る請求項3に
    載のバルブ。
  5. 【請求項5】 前記ハンドホイールのインサートのねじ
    付き開口、前記バルブ・ステムのねじ付き凹部、および
    前記ねじが同じ所定のピッチを有する請求項3に記載の
    バルブ。
  6. 【請求項6】 前記ピッチが25.4cm(1インチ)
    につき約32個のね じ山である請求項5に記載のバル
    ブ。
  7. 【請求項7】 前記ねじが前記ハンドホイールのねじ付
    き開口とのみ螺合されている際に、前記移動止めを設定
    できるようにするために前記バルブ・ステムおよびハン
    ドホイールが互いに対して長手方向へ移動できる請求項
    5に記載のバルブ。
  8. 【請求項8】 バルブ覆いと、このバルブ覆いに固定さ
    れ、2つのポートとこれらポートの間の堰を含む本体
    と、この本体および前記バルブ覆いの間に固定され、前
    記ポート間の流れを制限するために撓むダイヤフラム
    と、前記バルブ覆い内に移動可能に係合されており、第
    1および第2の長手方向端部を含み、この第2の長手方
    向端部が前記ダイヤフラムを撓ませるのに十分な力を該
    ダイヤフラムに与えるバルブ・ステムと、このバルブ・
    ステムと共に回転して該バルブ・ステムに移動のための
    回転力を与え得るようにかつ該バルブ・ステムに対する
    長手方向位置を可変にこのバルブ・ステムに連結された
    アクチュエータとを含むダイヤフラム・バルブであっ
    て、 前記アクチュエータを通る長手方向のねじ付き開口と、 前記バルブ・ステムの前記第1の長手方向の端部に形成
    された長手方向のねじ付き凹部と、 前記アクチュエータのねじ付き開口を通して該ねじ付き
    開口に係合され、また前記バルブ・ステムのねじ付き凹
    部内に選択的に係合されるねじであって、これによりこ
    れらバルブ・ステムおよびアクチュエータが互いに一定
    した相対的な長手方向位置を保持し、前記ダイヤフラム
    が前記堰に対して密着されたときに前記アクチュエータ
    を前記バルブ覆いに当接させて閉止バルブの移動止めと
    して作用させるねじとを含むバルブ。
  9. 【請求項9】 前記アクチュエータがハンドホイールを
    含む請求項8に記載のバルブ。
  10. 【請求項10】 前記バルブ・ステムが前記バルブ覆い
    に係合されるねじの形成された外面を含む請求項8に記
    載のバルブ。
  11. 【請求項11】 前記アクチュエータに固定されてお
    り、前記長手方向のねじ付き開口を設けたインサートを
    さらに含む請求項10に記載のバルブ。
  12. 【請求項12】 前記インサートが黄銅で成る請求項1
    1に記載のバルブ。
  13. 【請求項13】 前記インサートのねじ付き開口、前記
    バルブ・ステムのねじ付き凹部、および前記ねじが同じ
    ねじピッチを有する請求項11に記載のバルブ。
  14. 【請求項14】 前記ねじが前記アクチュエータのねじ
    付き開口とのみ螺合されている際に、前記移動止めを設
    定できるように前記バルブ・ステムおよびアクチュエー
    タが互いに対して長手方向へ移動できる請求項8に記載
    のバルブ。
  15. 【請求項15】 バルブ覆いと、このバルブ覆いに固定
    され、2つのポートとこれらポートの間の堰を含む本体
    と、前記バルブ覆い内に移動可能に係合されており、第
    1および第2の長手方向端部を含むバルブ・ステムと、
    前記本体および前記バルブ覆いの間に固定され、前記ポ
    ート間の流れを制限するために前記バルブ・ステムによ
    って撓むことができるようになったダイヤフラムと、前
    記バルブ・ステムと共に回転して該バルブ・ステムに移
    動のための回転力を与え得るようにかつ該バルブ・ステ
    ムに対する長手方向位置を可変であるようにこのバルブ
    ・ステムに解除可能に固定されたアクチュエータとを含
    むダイヤフラム・バルブのために閉止バルブの移動止め
    を調整する方法であって、 前記バルブ・ステムと前記アクチュエータとの固定を少
    なくとも部分的に解除し、これにより前記アクチュエー
    タが前記バルブ・ステムと共に回転可能であるが、該バ
    ルブ・ステムに対して長手方向に位置を変え得るように
    することと、 前記堰に対して前記ダイヤフラムを撓ませて前記バルブ
    を閉止するように前記バルブ・ステムを回転させること
    と、 前記バルブ覆いに対して前記アクチュエータを押し当て
    て前記移動止めを設定することと、 前記バルブ・ステムに対する前記アクチュエータの長手
    方向位置が一定となるように前記バルブ・ステムに前記
    アクチュエータを再固定することとを含む調整方法。
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