JP4550047B2 - 再充填不能な圧力容器用バルブ - Google Patents
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Description
特に、バン デル サンデンの説明によれば、このバルブハウジングは、正常に機能するために、加工したアンダーカット又は“ブラインド”を必要とする。例えば、バン デル サンデンの図1に参照番号37を付けて示されたアンダーカット(図1に示されたバルブのセンタコアの位置37の真下は、その位置の真上よりもより広くなっている)は、参照の発明を実施するための必要条件であり、このバルブハウジングの製作プロセスを複雑にし、又、高価にしている。さらに、遮断要素は、“方向要素”であり、即ち、バルブ製作プロセスの期間に、バルブが作動できるように正常方向に注意深く挿入することが必要である。
さらに、バン デル サンデンの教示するバルブの場合、この遮断要素を、ステム、ロッド又は他のバルブ構成品と接続することにより(容器の初充填を容易にする)当初位置に保持するか、又は、この遮断要素の作動を、正しい位置決めのために、滑動可能なロッド等の他の移動可能な内部バルブ構成品の正常動作に従属させる。かようなステップは、バルブの製作プロセスを複雑にする。運転の場合、この要件は、遮断要素を他のバルブ構成品に連結又は従属させるのは、バルブの信頼性を達成するファクタとなるので、バルブの信頼性に影響を及ぼす性能上の制限を持ち込むことになる。
かように、上述の必要条件を満たし、比較的簡素で製作が安価である新しいバルブの構造を実現することが望まれている。
本発明の好適な実施形態は、バルブの構造と逆止弁の設置プロセスを簡素化するために、前述したようなリバーシブルな自立型逆止弁を遮断要素として含む再充填不能なバルブを提供する。バルブの構造と逆止弁の設置プロセスを一層簡素化するために、再充填不能なバルブは、対称でリバーシブルな逆止弁を有することが好ましい。
以下の詳細な説明を添付の図面を参照して読めば、本発明のこれら及び他の特徴並びにそれらの特徴を達成する方法が当業者には明らかになり、又、発明自体もさらによく理解できよう。
流路102と容器101の内部との間に実際に存在する流路は、図1と同じ逆止弁を説明している図10の遮断要素106を示す斜視図を参照すれば、当業者には明らかであろう。特に、図10を参照すれば、例えば、ベーン190と190A(逆止弁本体191の部分として形成され、後述するように、遮断要素106をバルブハウジング105に設置する際の心出しに使用する部分)と逆止弁本体191の(リセス195のような)凹部により、バルブハウジング105内に流路が形成され、流体は、その流路を通り、センタボア104と容器101の内部との間を流れる。この流路は、逆止弁106(特に、バルブハウジング105に設置する際に最初に挿入される、説明のために示した逆止弁106末端のシーリング部194)が、ハウジング105の(図4にて後述する)シート部150と150A上に着座しない限り開いている。
図1に示す再充填不能なバルブ100の例は、次の主要な構成品、即ち、T形ステム160(バルブ100の開閉を制御する手段)と、前述の理由により、T形ステム160に関し別個に(又、望むならば、異なる材料で)製作するのが好ましいバルブシート161(主バルブシート手段)と、好ましくは前述の望ましい逆止弁属性(リバーシブルで、好ましくは対称で、バルブ100等に挿入した時に自立である属性)の全て(又は少なくとも幾つか)を有する遮断要素(逆止弁)106と、前述のように容器101に取り付けて全てのバルブ構成品を内包する一方向段付きバルブハウジング105と、(環状リングシール162のような)シーリング手段と、前記容器を充填して使用するためのノズル(又はポート)103を有する。全ての構成品は図1に示されている。
図1〜図4に示したバルブシート(弁座)161は、バルブ100を閉にした場合に、主バルブシールをなすように構成されている。本発明によれば、図5〜図9により詳細に示すように、前記バルブシート161は、前記の2つの構成品が組立てられた時に、T形ステム160との係止を形成するように設計されている。かように、T形ステム160は、バルブシートの上部と同一形状の内部開口555を有し、バルブシートを挿入するために外側に曲がる2本の下脚550と551を分離するスロット又はキー溝560を有している。
図1に示された本発明の実施形態において、全てのバルブ構成品は、バルブハウジング105の一端に設けた永久スウェジ(図1の165)によって、バルブハウジング105の内部に保持されている。バルブは、T形ステム160のハンドル(図1の166)を回すことにより開閉する。図示のように、T形ステム160の回転は、ネジ170によりバルブハウジング105内の軸方向の動きに変換される。
図2は、閉位置にあり使用可能な状態のバルブ100を示している。バルブ100の初閉状態の間、(初閉以前に、先に示したように逆止弁付近に設置した)バルブシート161は、逆止弁106の上部(図2に逆止弁部分189として示した部分)と接触するようになっている。さらに、変形可能な部材198(図2に192及び192Aの参照番号を付けて示した部分)を駆動し、その少なくとも1部を、バルブハウジング105内のストップシート137(図1及び図2に図示)を通り、開口199を通って容器101内に侵入させる。この状態で、このバルブの再充填を不可能にする特徴が使用可能であることは、当業者には既に明らかであろう。
かようなスタビライザを1つ以上使用し、所望の剛性度及び誤り嵌合の防止を提供することが出来る。当業者であれば、逆止弁を製作する異なる材質(プラスチックス、エラストマ等)を妥当に選択し、又、変形可能な部材の寸法等を変えることにより、異なる剛性を達成することができる。
図11に示した逆止弁118の場合のように、図12に示す逆止弁119は、(各環状リングの直径を横切るクロスバーのような)他のスタビライザ要素を採用し、種々の材料を選択すれば、広範囲の用途の任意のニーズに一致した構造の逆止弁を製作することができる。
第1ステップ201は、前述のような一方向段付きバルブハウジングを製作するステップである。好適なハウジングは、センタボアを有しており、そのセンタボアは、上部、下部及び上下部の間の中間部を有している。該下部は中間部より狭く、該中間部は上部より狭い。かようなハウジングを、図1〜図4を参照して説明した。該ハウジングは、再充填可能なバルブと再充填不能なバルブの両方の製作に使用される。
プロセスステップ202において、一方向段付きバルブハウジングの中間部にノズルの接続を容易にするためのポートを設ける。
ステップ203は、センタボアの下部が容器内部と流体で連通するように、バルブハウジングを容器に固定する。
次に、ステップ204において、バルブの開閉制御手段と、前記バルブを閉じた時に主バルブシールを形成する関連バルブシートの構成品を装備する。T形ステム160とバルブシート161を共に組立ててロックしたユニットを提供する。
最後に、ステップ207において、全ての構成品は、バルブハウジング内に固定される。
当業者ならば容易に理解できるように、再充填不能なバルブが望まれる場合に、遮断要素をバルブ製作プロセスの比較的遅い段階で挿入することを要するステップを除いて、前記の全ステップは、再充填可能なバルブと再充填不能なバルブの両方の製作において同一である。従って、バルブハウジング、制御装置、バルブ本体等は、全て、先に製作し保管しておき、図示説明したプロセスの最終組み立てステップ(ステップ206及び207)を実行する直前に、(必要に応じ)遮断要素を挿入することができる。
Claims (20)
- 圧力容器用バルブであって、該バルブは、
センタボアを持つバルブハウジングと、
ノズルとの接続を容易にする前記バルブハウジング内のポートと、
下端にキー溝と該キー溝と連結する予め決められた形状のキャビティを有し、長手方向の軸と外面を有するT形ステムと、
前記バルブが閉じている時に主バルブシールを提供するバルブシートから成り、前記バルブシートは、上部と下部を有し、前記下部はバルブハウジングと協働してバルブシールを形成し、前記上部は、係止アッセンブリを提供するために前記T形ステムと係合する寸法と形状を有しており、
前記T形ステムとバルブシートは前記ハウジング内に内設され、主バルブシール用バルブシートを位置決めするために協働し、
前記キー溝は、前記キャビティまでの前記外面に設けられて前記長手方向の軸を横切る開口に終端しているスロットを有し、該キー溝によって前記T形ステムの下部に2本の脚が形成され、該脚が前記バルブシートの挿入によって外側に曲げられるようになっていることを特徴とする圧力容器用バルブ。 - 前記T形ステムは長さ方向に延伸する内穴を有し、該内穴は第1径の上部と第2径の下部を有し、前記第1径は前記第2径より大きく、それにより、前記バルブハウジング内に位置決めされた時に前記T形ステム内に前記バルブシートを係止するために前記バルブシートと協働する前記穴の範囲内に内端を形成することを特徴とする請求項1に記載のバルブ。
- 圧力容器用バルブであって、該バルブは、
上部、下部及びその間に中間部を持ち、該下部は該中間部より狭く、該中間部は該上部より狭いセンタボアを有する一方向段付きバルブハウジングと、
ノズルとの接続を容易にする該バルブハウジングの中間部内のポートと、
下端にキー溝と該キー溝と連結する予め決められた形状のキャビティを有し、長手方向の軸と外面を有するT形ステムと、
前記バルブが閉じている時に主バルブシールを提供するバルブシートとから成り、前記バルブシートは上部と下部を有し、前記下部は前記バルブハウジングと協働して主バルブシールを形成し、前記上部は係止アッセンブリを提供するために前記T形ステムと係合する寸法と形状を有しており、
前記T形ステムとバルブシートは前記ハウジング内に内設され、主バルブシール用バルブシートを位置決めするために協働し、
前記キー溝は、前記キャビティまでの前記外面に設けられて前記長手方向の軸を横切る開口に終端しているスロットを有し、該キー溝によって前記T形ステムの下部に2本の脚が形成され、該脚が前記バルブシートの挿入によって外側に曲げられるようになっていることを特徴とする圧力容器用バルブ。 - 前記センタボアの前記下部内の遮断要素をさらに含むことを特徴とする請求項3に記載のバルブ。
- 前記遮断要素が前記センタボアの前記下部内で自立しており、非可逆に前記バルブ内の最終位置まで移動し、前記バルブが前記容器の内部から作用する圧力で流体を逃がし、前記容器内部の圧力より高い外部圧力に対応し、前記遮断要素が自動的に前記バルブを閉じることを特徴とする請求項4に記載のバルブ。
- 前記遮断要素は、リバーシブル形状の逆止弁を含み、該逆止弁が前記容器を充填後最終位置に移動した後、前記センタボアの前記下部で前記遮断要素が自立位置に戻ることを阻止するストップ手段を一体に含んでいることを特徴とする請求項4に記載のバルブ。
- 前記バルブが開の状態の時に、前記バルブシートと前記バルブハウジング間に第2のシールを提供する環状リングをさらに装備していることを特徴とする請求項3に記載のバルブ。
- 前記バルブシートと前記バルブハウジング間の前記環状リングにより生じる第1の摩擦力が、前記バルブが閉じる又は開く時に、前記バルブ本体内の前記バルブシートの回転を制限することを特徴とする請求項7に記載のバルブ。
- 前記バルブシートと前記バルブハウジング間の前記環状リングにより生じる第1の摩擦力が、前記バルブシートへの背圧がなく前記バルブが閉じる又は開く時に、前記バルブ本体内の前記バルブシートの回転を制限することを特徴とする請求項7に記載のバルブ。
- 前記T形ステムは長さ方向に延伸する内穴を有し、該内穴は第1径の上部と第2径の下部を有し、前記第1径は前記第2径より大きく、それにより、前記バルブハウジング内に位置決めされた時に前記T形ステム内に前記バルブシートを係止するために、前記ボア内に内端を形成することを特徴とする請求項3に記載のバルブ。
- 再充填を阻止するバルブを装備した容器であって、前記バルブは、
センタボアを有するバルブハウジングと、
前記容器の再充填を阻止するための前記ハウジング内の遮断要素と、
ノズルとの接続を容易にする前記バルブハウジング内のポートと、
下端にキー溝と該キー溝と連結する予め決められた形状のキャビティを有し、長手方向の軸と外面を有するT形ステムと、
前記バルブが閉じている時に主バルブシールを提供するバルブシートとから成り、前記バルブシートは上部と下部を有し、前記下部は前記バルブハウジングと協働して主バルブシールを形成し、前記上部は係止アッセンブリを提供するために前記T形ステムと係合する寸法と形状を有しており、
前記T形ステムとバルブシートは前記ハウジング内に内設され、主バルブシール用バルブシートを位置決めするために協働し、
前記キー溝は、前記キャビティまでの前記外面に設けられて前記長手方向の軸を横切る開口に終端しているスロットを有し、該キー溝によって前記T形ステムの下部に2本の脚が形成され、該脚が前記バルブシートの挿入によって外側に曲げられるようになっていることを特徴とする、再充填を阻止するバルブを備えた容器。 - 再充填を阻止するバルブを装備した容器であって、前記バルブは、
上部、下部及びその間に中間部を持ち、該下部は該中間部より狭く、該中間部は該上部より狭いセンタボアを有する一方向段付きバルブハウジングと、
前記センタボアの下部内の遮断要素と、
ノズルとの接続を容易にする前記バルブハウジングの中間部内のポートと、
下端にキー溝と該キー溝と連結する予め決められた形状のキャビティを有し、長手方向の軸と外面を有するT形ステムと、
前記バルブが閉じている時に主バルブシールを提供するバルブシートとから成り、前記バルブシートは上部と下部を有し、前記下部は前記バルブハウジングと協働して主バルブシールを形成し、前記上部は係止アッセンブリを提供するために前記T形ステムと協働する寸法と形状を有しており、
前記T形ステムとバルブシートは前記ハウジング内に内設され、主バルブシール用バルブシートを位置決めするために協働し、
前記キー溝は、前記キャビティまでの前記外面に設けられて前記長手方向の軸を横切る開口に終端しているスロットを有し、該キー溝によって前記T形ステムの下部に2本の脚が形成され、該脚が前記バルブシートの挿入によって外側に曲げられるようになっていることを特徴とする、再充填を阻止するバルブを装備した容器。 - 前記バルブは、開の状態の時に、前記バルブシートと前記バルブハウジング間に第2のシールを提供する環状リングをさらに装備していることを特徴とする請求項12に記載の容器。
- 前記バルブシートと前記バルブハウジング間の前記環状リングにより生じる第1の摩擦力は、前記バルブが閉じる又は開く時に、前記バルブ本体内の前記バルブシートの回転を制限することを特徴とする請求項13に記載の容器。
- 前記バルブシートと前記バルブハウジング間の前記環状リングにより生じる第1の摩擦力は、前記バルブシートへの前記容器からの背圧がなく、前記バルブが閉じる又は開く時に、前記バルブ本体内の前記バルブシートの回転を制限することを特徴とする請求項13に記載の容器。
- 前記T形ステムは長さ方向に延伸する内穴を有し、該内穴は第1径の上部と第2径の下部を有し、前記第1径は前記第2径より大きく、それにより、前記バルブハウジング内に位置決めされた時に、前記T形ステム内に前記バルブシートを係止するために、前記バルブシートと係合する前記穴の範囲内に内端を形成することを特徴とする請求項12に記載の容器。
- 前記遮断要素が前記センタボアの前記下部内で自立しており、非可逆に前記バルブ内の最終位置まで移動し、前記バルブが前記容器の内部から作用する圧力で流体を逃がし、容器内部の圧力より高い外部圧力に対応し、前記遮断要素が自動的に前記バルブを閉じることを特徴とする請求項12に記載の容器。
- 前記遮断要素はリバーシブル形状の逆止弁を含み、該逆止弁が、前記容器を充填後最終位置に移動した後、前記センタボアの前記下部で前記遮断要素が自立位置に戻ることを阻止するストップ手段を一体に含んでいることを特徴とする請求項12に記載の容器。
- 再充填不能容器に圧力流体を充填する方法であって、該方法は、
センタボアを持つバルブハウジングと、
前記容器の再充填を阻止する前記ハウジング内の遮断要素と、
ノズルとの接続を容易にする前記ハウジング内のポートと、
下端にキー溝と該キー溝と連結する予め決められた形状のキャビティを有し、長手方向の軸と外面を有するT形ステムと、
バルブが閉じている時に主バルブシールを提供するバルブシートとから成り、前記バルブシートは上部と下部を有し、前記下部は前記バルブハウジングと協働して主バルブシールを形成し、前記上部は係止アッセンブリを提供するために前記T形ステムと係合する寸法と形状を有しており、
前記T形ステムとバルブシートは前記ハウジング内に内設され、主バルブシール用バルブシートを位置決めするために協働し、
前記キー溝は、前記キャビティまでの前記外面に設けられて前記長手方向の軸を横切る開口に終端しているスロットを有し、該キー溝によって前記T形ステムの下部に2本の脚が形成され、該脚が前記バルブシートの挿入によって外側に曲げられるようになっているバルブを前記容器に装備することと、
前記容器に前記流体を充填することと、
前記主シールを形成するために前記バルブシートを移動させて前記バルブを閉じることを含み、
前記遮断要素が第2位置に移動し、前記バルブが開いた時に、流体が圧力により前記容器から外に流れることが出来るが、前記容器外の圧力が高い時は、前記遮断要素が前記容器内への流入を阻止することにより、再充填不能の容器を提供することを特徴とする、再充填不能容器に圧力流体を充填する方法。 - 再充填不能容器に圧力流体を充填する方法であって、該方法は、
上部、下部及びその間に中間部を持ち、該下部は該中間部より狭く、該中間部は該上部より狭いセンタボアを有する一方向段付きバルブハウジングと、
前記センタボアの下部内の第1位置にある遮断要素と、
ノズルとの接続を容易にする前記バルブハウジングの中間部内のポートと、
下端にキー溝と該キー溝と連結する予め決められた形状のキャビティを有し、長手方向の軸と外面を有するT形ステムと、
前記バルブが閉じている時に主バルブシールを提供するバルブシートとを含み、
前記バルブシートは上部と下部を有し、前記下部は前記バルブハウジングと協働して主バルブシールを形成し、前記上部は係止アッセンブリを提供するために前記T形ステムと係合する寸法と形状を有しており、
前記T形ステムとバルブシートは前記ハウジング内に内設され、主バルブシール用バルブシートを位置決めするために協働し、
前記キー溝は、前記キャビティまでの前記外面に設けられて前記長手方向の軸を横切る開口に終端しているスロットを有し、該キー溝によって前記T形ステムの下部に2本の脚が形成され、該脚が前記バルブシートの挿入によって外側に曲げられるようになっているバルブを前記容器に装備することと、
前記容器に前記流体を充填することと、
前記主シールを形成するために前記バルブシートを移動させて前記バルブを閉じることを含み、
前記遮断要素が第2位置に移動し、前記バルブが開いた時に、流体が圧力により前記容器から外に流れることが出来るが、前記容器外の圧力が高い時は、前記遮断要素が前記容器内への流入を阻止することにより、再充填不能の容器を提供することを特徴とする、再充填不能容器に圧力流体を充填する方法。
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