JP4693788B2 - 異なる圧力下で働く流体バルブに適用される流体調節装置 - Google Patents

Description

本発明は、操作自在性に優れた流体調節装置に関するものである。その装置は異なる圧力下で働く流体バルブに使用され、好ましくは少量の流体又はそれらを必要とする他のシステムで用いられる。

圧力が異なる場合に用いられる流体のための様々なバルブの中で、調節された流体により働き、流体を調節できるものに関して、本発明装置と同じ発明者Ｓ．ペレツにより（特許文献１）及び（特許文献２）に記載されている。

Ｓ．ペレツによる（特許文献１）には、第二調節バルブに存する流体を調節する装置を備えた主バルブについて記載されている。その第二調節バルブは従来のどのようなバルブでもよく、最小の閉じられた状態と最大に開放された状態の間であらかじめ流体を調整することが可能である。これらの前記第二調節バルブは主バルブの流体を制限的にあらかじめ調節することが可能であり、どのような流体も主バルブへ向けられた後に、第二調節バルブは操作され、始めの調整された流体から、必要とされる新たな流体へと、新たな流体を形成していく。さらに、これらの装置はゼロよりわずかに大きい圧力からゼロ圧までの圧力で主バルブを操作することはできない、なぜなら、装置中の圧力が低い場合は特に、主バルブのシャッターを元に戻す力を超えなければならないからだ。

Ｓ．ペレツによる（特許文献２）には、調節及び／又は制御する装置が取り付けられた主バルブが記載されていて、その装置は調整された流体の入り口、出口又は両方に配置されている。これらの調節された及び／又は制御された装置は、主バルブへの流体を前もって調整することを制限することができ、どのような流体も主バルブに向けられた後に、前記制御又は調整装置が、次第に始めの調節された流体から、必要とされる新たな流体へと新たな流体を形成するために操作される。さらに、これらの装置は、前記主バルブが閉じられた状態であるとき、主バルブの入り口と出口間の圧力の少ない違いから、主バルブのシャッターを元に戻す力を超えるには十分でない制御力となるため、主バルブを操作することができない。

米国特許第５，７３８，３３２号明細書 米国特許第５，７６９，３８７号明細書

本発明は、それとは反対に、非常に自在に、万能に操作でき、低い電力しか必要としない、主バルブに用いられる流体制御装置に関するものである。本発明はさらに単純なデザインで構成要素がほとんどなく、場合によっては、（０圧に近い）わずかな圧力差の下で、制御された流体で操作可能なバルブの製造を可能にし、０に近い及びわずかにマイナスの圧力下（真空）、又は高い圧力のシステムの圧力下でさえも操作することができる。

本発明の流体調節装置は、基本的に第二制御バルブに存在する。第二制御バルブは最小の閉じられた位置と最大の開放された位置の間に制御された少量の流体を調整し、主バルブのシャッターがダイヤフラム、プランジャ、ベロースその他の付加的な要素と共同していても、制御された流体が主バルブの圧力チャンバーの上及び主バルブの主シャッターの上で働くことができる。

本発明の流体調節装置のための制御は、多くは制御下の瞬時の方法で主バルブの流体を調節することを可能にする。これらの装置は、この場合十分な、コマンドの最初のアクションを中断した場合、バルブを閉じた状態にするためにコマンドのさらなるアクションを必要とするタイプのバルブに適用されるのみならず、バルブを閉じた状態にするためにコマンドのさらなるアクションを必要としないタイプのバルブにも適用される。これらのバルブは「自動閉鎖バルブ」と呼ぶことにする。一部の工業的な適用において、「自動最大開放バルブ」が必要である、つまり、中間の流体を調節するために適用されるコマンドのアクションが中断する場合、バルブは完全に解放され、「自動閉鎖バルブ」の装置に適用される単純なバリエーションに由来する。以下に説明する。

その配置から、これらの流体調節装置は、従来技術の他の装置に必要とされる操作電力によって操作される。
本発明の前記流体調節装置は、共同した、又は独立したどのような主バルブにも適用することができる：
（ａ）制御された少量の流体によって統制された異なる圧力で操作される；
（ｂ）どのような方向にでも形にでもデザインされた主流の入口と出口を有する
（ｃ）主バルブの圧力チャンバーへの制御された流体のためのどのような種類の入口も有する：（ｃ１）上流から主バルブの内側を通過する、又は（ｃ２）直接上流からすでに操作されている主バルブの外側を通る；
（ｄ）外側に注ぐ制御された流体のためのどのような種類の出口も有する：（ｄ１）下流の主バルブの内側を通過して、又は（ｄ２）下流の主バルブから吐き出し管を通過する。
（ｅ）プランジャ手段、ダイヤフラム手段、ベロース手段又は主シャッターを軸方向に置換する容積可変の品質の優れた圧力チャンバーのようなその他の手段と共同する主バルブのシャッターを有する。
本発明の一態様は、以下の通りである。括弧内の数字は、後述する図面中の符号である。
異なる圧力下で操作する主バルブに適用することができる流体を調節するための装置であって、前記主バルブ（１、２、４、７、９）が主流の入口（１１２、２１２、４１２、７１２、９１２）及び主流の出口（１１３、２１３、４１３、７１３、９１３）を有し、前記主流の入口にバルブシート（１１４、２１４、４１４、７１４、９１４）が備えられており、その上に主シャッター（１００、２００、４００、７００、９００）が、そのシャッター面に対し垂直方向に移動するように調整されており、前記主シャッターが前記シャッター面に孔（１１１、２１１、４１１、７１１、９１１）を有し、
前記装置が、
ａ）前記主シャッターの上にて、前記主シャッターと堅い上部領域（１６０、２６０、４６０、７６０、９６０）との間で体積が変化し、前記主シャッターの孔（１１１、２１１、４１１、７１１、９１１）を通じて前記主流の入口と連通している圧力チャンバー（１１０、２１０、４１０、７１０、９１０）と、
ｂ）両端が開いており、底部が前記主シャッターの中心に結合した軸方向の中空ステムであって、前記主流の入口から入った主流が前記主シャッターの孔を通過して永続的に流れている、前記軸方向の中空ステム（１０４、２０４、４０４、７０４、９０４）とを有し、
ｃ）前記上部領域（１６０、２６０、４６０、７６０、９６０）は、前記上部領域の中心に孔を有し、前記上部領域の孔を前記中空ステムが通過し、前記上部領域の孔は前記中空ステムの軸方向の移動を可能とする密閉手段を備えており、
ｄ）前記中空ステムに設けられ前記密閉手段よりも上に位置する、調整流（１２１、２２１、４２１、７２１、９２１）を放出するための第１の開口と、
ｅ）前記中空ステムに設けられ前記圧力チャンバーと通じており、前記主シャッターが最大に開かれたときにも前記圧力チャンバー内に位置する第２の開口（１０８、２０８、４０８、７０８、９０８）と、
ｆ）前記第１の開口に設けられた第二制御バルブシート（１０６、２０６、４０６、７０６、９０６）と、
ｇ）前記第二制御バルブシートの閉鎖手段とを有し、
ｈ）前記主シャッターの孔（１１１、２１１、４１１、７１１、９１１）の領域が、前記第１の開口の領域よりも小さいことを特徴とする。

本発明の手段は、例えば水の制御のためのフリーハンドシステムなど、環境を守るために興味深い製品を発展させ、個人でのクリーニング、洗濯、食料の準備、商業的、工業的な用途等に使用することができる、水の節約は４０％又はそれ以上まで達し、下水の汚染を減少させ、下水処理のコストを削減する。本発明の装置によって、製造される他の製品は、従来品に較べ非常にサイズが縮小化された圧力ガバナー；安全バルブ；ソレノイドバルブ；自動灌漑システムなどである。

主バルブ１は、異なる圧力下で操作するバルブであって、主流の入口１１２と主流の出口１１３を有する。主流の入口１１２は、その上にシャッター平面に垂直方向、「軸方向」とする、に移動するように調整された主シャッター１００を有するバルブシート１１４を備える。前記シャッター面に、主シャッター１００は孔１１１を有し、主流を入口１１２から入れ、圧力チャンバー１１０へと入れる。

圧力チャンバーは１１０は主シャッター１００の上に存在して、シャッター１００に囲まれ可変の体積をとり、ダイヤフラム１０１は主シャッター１００の輪郭から、実質上堅くシャッター１００の上に軸方向に分離して存在する上方領域の１６０まで、外側へと放射状に広がり、ダイヤフラム１０１の端は、上方領域の１６０の端と、密に継ぎ合わされている。

この第一様式によると、本発明の装置は、直接に及び間接に主シャッターと結びつく手段にあり、前記手段は、その両端が開かれ、その底部は主シャッター１００の中心に接合した中空の軸方向の管１０４にあり、主流が永続的に入口１１２から補給され、孔１１１を通過し中空の軸方向の管１０４の内側の中空に入る。

中空の軸方向の管１０４の上方の端は、圧力チャンバー中の厳密な比率を保つための密閉手段１１５がある頂上の孔を通って上方領域１６０を突き抜けている。このことは、言い換えると、中空の軸方向のステム１０４の軸方向の自由な移動を可能としている。密閉手段１１５の上方に調整流１２１を放出する１以上のホースが存在し、調整流を外に放出する。

中空の軸方向のステム１０４は、主シャッター１００が開放状態の端にあるときでも前記開口部１０８から主流が漏れることを防止するため、上方領域１６０の底によって定められる面の下に圧力チャンバー１１０への開口部１０８を有する。

中空の軸方向の管１０４の上方の端は、第二制御バルブシート１０６を定める。前記バルブシートは、前記第二制御バルブシート１０６の端の上に軸方向に配置される軸方向の制御ステム１０３の下端に位置する第二制御バルブのシャッター１０５によって阻止される、しかしこの阻止は、ステム又はレバーの角移動又は主バルブの軸方向の軸に平行になされるが、第二制御バルブシート１０６に対する第二制御バルブのシャッター１０５によって阻止される。

主シャッター１００の孔部分１１１の領域は、第二制御バルブのシート１０６の開口部よりも下に位置する。その結果第二制御バルブ１０２によって制御された最大の放出が行なわれるとき、圧力チャンバー１１０の全体的な減圧が達成される。

図１に示すように、制御ステム１０３において負の閉鎖力１０９を維持するため、第二制御バルブのシャッター１０５は、第二制御バルブシート１０６の流れの出口を閉じる。この状況の下、主流の入口１１２から入った主流の一部が、調整流の入口の孔１１１を通過して、そこから孔１０８を通過して圧力チャンバー１１０に注ぐ。第二制御バルブシート１０６の出口が閉じられているので、圧力チャンバー１１０中の内圧が上昇し、負の閉鎖力１１８をダイヤフラム１０１及び主シャッター１００の上部の上にかけ、それにデザインが特長のダイヤフラム１０１の負の回復力が加えられる。このような状況下、負の力の付加は、主バルブ１の主シャッター１００の下の領域で生じ、主流の入口１１２を通って入る流れの圧力によって生ずる、正の開放力１１７よりも大きく、図１に示すように、閉鎖シート１１４に関して主シャッター１００が閉じられた状態に保つようにする。この状態において、ダイヤフラム１０１の下方領域であって、下流の主流の出口１１３と通じている部分が、上向きの圧力よりも低い圧力にさらされ、主バルブ１を閉じることになる。

バルブ１を常時閉じたバルブとするためには、軸方向の制御ステム１０３が低い位置の端に保たれていなければならない、すなわち、第二制御バルブのシャッター１０５が第二制御バルブシート１０６が開くのを封鎖することになる。このことは、ステムを留める手段、例えばスプリング、スレッド、台尻等によって達成されうる。

開放のための正の制御力１１９を軸方向の制御ステム１０３適用することによって、図２に示すように第二制御バルブのシャッター１０５をバルブシート１０６から分離する。調整流の放出が、第二制御バルブシート１０６の孔を通して行なわれる、その孔を通して流れの一部は、圧力チャンバー１１０へと放たれ、そこから中空の軸方向のステム１０４へと孔１０８を通過して進み、圧力チャンバー１１０の圧力が減圧されて、その結果、負の閉鎖力１１８も減少し、主シャッター１００の軸方向の移動を生じる。そして主流の入口１１２から主流の出口１１３へと主流を一定量流出するために、バルブシート１１４は、封鎖されていない。プリセット流の通過状態を維持するために、制御ステム１０３がプリセット位置に保たれている必要がある。

主流の中間流が得られると、それはゼロ以上で最大流以下であって、中空の軸方向のステム１０４の上方の端は第二制御バルブのシャッター１０５に接触しないで、主シャッター１００が閉じられた状態と最大に開かれた状態の中間の位置である軸方向移動の位置にある。しかし、この中空の軸方向のステム１０４の位置は、「浮遊位置」と名づけることができ、第一印象で思う通り、安定したものでない。実際、この「浮遊」状態において、主入口１１２を通過した主流のほとんどが、開放されたバルブシート１１４を通過して、最初に主出口１１３にバイパスされる、そうして、圧力チャンバー１１０へ入ってくる流れと出て行く流れが変化する傾向がある。

この変化は、中空の軸方向のステム１０４の軸方向の移動とそれに伴う主シャッター１００の移動のフィードバック現象によるものである。この圧力チャンバー１１０中の圧力の連続的な減少又は増加によるフィードバックは、第二制御バルブシート１０６（代わりに軸方向に移動した）と第二制御バルブのシャッター１０５（ここで述べられた状態に固定された）の間の開口から放出される流れの相違から生じるものである。こうして、第一の状態（主流の中間流を放出する状態）において、圧力チャンバー１１０中の圧力は減少し、中空の軸方向のステム１０４に近づき、除かれる調整流を減少させる第二制御バルブのシャッター１０５へ向かう、そこに入ってくる流れが前述の中空の軸方向のステム１０４の代わりの移動（及びそれに伴う主シャッター１００の移動）の変化の影響を受けないので、こうして圧力チャンバー１１０中の圧力が増加する、。これらの代わりの移動は、主流が通過する区分と調整流の放出区分間（比率１０００：１）に存在する大きな相違により、また、ダイヤフラム１０１のひずみ及び主シャッター１００の慣性により生ずる相殺する動きにより、素早く相殺される。

図３及び図４は、主なる入口２１２と主なる出口２１３を備えた主バルブ２からなる本発明装置の第一様式の第一改良型を示す。この改良型は、プランジャタイプであって、軸方向のシリンダー空洞２６２において軸方向に移動する主シャッター２００を含む。主シャッター２００の低い方の面が、主バルブシート２１４に対して封鎖を行なう。主シャッター２００は、調整流２１１の入口となる中心の孔を有し、その上方の端に、軸方向のシリンダー空洞２６２と接触して密閉するシーリング端２６１を有し、こうして範囲を決められた圧力チャンバー２１０は、軸方向のシリンダー空洞２６２の間の体積であり、主シャッター２００の上面と軸方向のシリンダー空洞２６２の上面の間である。主シャッター２００の上面は、図１及び図２の改良型に関連して述べたように、結びついた中空の軸方向のステム２０４を有する。そのため、その中空の軸方向のステムは低い位置に開口２０８を有し、その上端は軸方向のシリンダー空洞の上面を越えて突き出している。この制御バルブシート２０６は、制御レバー２０３中の制御バルブのシャッター２０５を通じて閉じられる。

この改良型の操作は、実質的に図１及び図２の型で述べたものと類似している。しかしながら、主シャッター２００がプランジャタイプであるため、この第二の改良型は、すでに構造的な観点から説明した第一の型よりも単純である。さらに、第二制御バルブのシャッター２０５の操作はレバー２０３によって行なわれるものであるから、図１及び図２のバージョンのように、直接の作用によって適用されるべきものに実質的に異なる規模の制御力を適用することは可能である。

図５は、本発明装置の第一の様式の第二改良型であって主バルブ３に内蔵されている。この改良型は、図１及び図２の改良型と異なり、第二制御バルブ３０２が圧力チャンバー３１０の内側にあり、主シャッター３００、ダイヤフラム３０１及び上部領域３６０によって範囲を定められている。この配置において、調整流は主入口３１２から入り、ダイヤフラム３０１中に存在する調整流３１１のための入口孔を越えて、圧力チャンバー３１０に入る。前記圧力チャンバー３１０は、シャッター３０５が前記第二バルブシート３０６から離れているときに、調整流を第二バルブシート３０６の開口を通過させ、主出口３１３に放出する。そしてそこから調整流は、調整流３２１を放出するための主シャッター３００の中心に存在する開口を通過し、主出口３１３に放出される。軸方向の制御ステム３０３は、その低い端に第二バルブシャッター３０５が存在し、境界面で働くブレーキ手段３３０と結びつく。

ブレーキ手段３３０は受動的であっても、能動的であってもよい、つまり、接触部における抵抗を増加させる要素又は軸方向の制御ステム３０３の移動を制御するスレッドであってもよく、そのため、軸方向の制御ステム３０３が移動するためには余分な制御力が必要となる。そうでなければ、それらは外部から働く（能動的な）手段であってもよい、例えば留めるコーン、カムなどである。

この改良型の操作はすでに述べた改良型と実質的に似ている。

図６は、本発明装置の第一の様式の第三改良型が主バルブ４に内蔵された図であり、、開放された状態で描かれている。この改良型においては、図１及び図２の型と相違して、調整流４２１を放出するための放出孔が、パイプ４６９によって主出口４１３へと下向きに通じている。軸方向の制御ステム４０３はスプリング４５０によってバルブ開けられた端の位置にとどまっている。

この改良型と図１及び図２との実質的な違いは、この第三改良型が自動バルブを定めている点にある。つまり中間流を規定し又はバルブを閉じるために軸方向の制御ステム４０３に与えられる制御力が中断する度に、スプリング４５０はステム４０３を移動させ、第二制御バルブのシャッター４０５を第二バルブシート４０６から分離させながら、バルブ４を開ける。

図７は本発明装置の第一の様式の第四改良型が主バルブ４に内蔵された図であり、閉じた状態で描かれている。この改良型においては、図６の改良型と異なり、主バルブ５の圧力チャンバー５１０への調整流５１１の入口が、パイプ５６８によって主流の入り口５１２の上向きに通じている。軸方向の制御ステム５０３は、スプリング５５０によって閉じられたバルブの端の位置にとどまっている。

この改良型と図６の実質的な違いは、第四改良型が自動バルブを定めている点にある。つまり中間流を規定し又はバルブを開けるために軸方向の制御ステム５０３に与えられる制御力が中断する度に、スプリング５５０はステム５０３をバルブが閉じる方に移動させ、制御バルブのシャッター５０５を第二バルブシート５０６に近づけながら、図１及び図２に関して詳述したのと同様にバルブ４を閉じる。

図８は本発明装置の第二の様式が主バルブ６に内蔵されたものであり、閉じた状態で描かれている。この第二の様式においては、先に述べた様式のどのような型にも類似せず、第二制御バルブ６０２は、管状の外部のステム６２２からなり、軸方向の制御ステム６０３は実質的に管状のステム６２２と同心円をなし、制御ステム６０３の低い端を含む一部が管状のステム６２２の内側にあるように配置され、制御ステム６０３の上部の端を含む一部が、管状のステム６２２の外側にあるように配置されている。制御ステム６０３は、密閉手段６２３を通して滑り、密閉されるように、管状ステム６２２の内側に保持されている。さらに、制御ステム６０３は制御ステム６０３を極端な位置、ここで示されている様式においては、自動的に閉じられた位置である、に保つスプリング６５０によって管状ステム６２２と関連づけられている。この改良型のわかりやすい態様は、スプリング６５０が制御ステム６０３を自動的に極端な開放した位置で保持しているものである。

管状ステムの低い端は、孔６１１を有する主シャッター６００に、前述の図１及び図２の様式と同様に関連づけられ、圧力チャンバー６１０に通じる開口６０８を有する。管状ステム６２２の下方の端と、開口６０８の上において、第二バルブシート６０６は共同しており、第二バルブ６０５と共同して、制御ステム６０３の下方の端に共同して配置されている。管状ステム６２２中で、シート６０６と密閉手段６２３の間で、放出口が調整流６２１のために規定されており、そうして調整流は圧力チャンバー６１０に流れ出ない。

管状ステム６２２は、一対の外部の密閉手段６１５を有し、その外部の密閉手段６１５の１つが、圧力チャンバー６１０を調整流の放出６２１から分離し、もう一方の外部密閉手段６１５が周囲から調整流の放出を分離する。放出は下向きに放出される出口パイプ６６９を通じてのみ放出されるからである。

この様式のバルブ６は自動バルブであって、図７のバルブの操作と実質的に類似している。この手段は、中間の流れを定めるためまたはバルブを開けるために、軸方向の制御ステム６０３におよぶ制御力が中断する度に、スプリング６５０はステム６０３をバルブが閉じる方向に移動させる。こうして、制御バルブ６０５のシャッターを、コントロールバルブシート６０６に対し閉じるようにして、孔６１１を通過して入った流体圧力により圧力チャンバー６１０中の圧力を増加させることにより、バルブ６を閉じる。

図９は主バルブ７からなる本発明装置の第三の様式を示す。本図は閉じられた状態で示されている。第一様式の多くの改良型と異なり、この第三様式は軸方向の制御ステム７０３が、「限定された浮遊状態」で、制限手段７２４を通過して中空のステム７０４に接合している。制限手段７２４は中空のステム７０４の上部の必須の部分である、そしてデザインによってあらかじめ決められた軸方向の範囲内において、軸方向の制御ステム７０３を滑る状態で保持している。この説明において、「限定された浮遊状態」という表現は、軸方向の制御ステムが、機械的な接触により中空ステム７０４が引っ張られることのない範囲内で移動する事実を示し、前記範囲を超えて、軸方向の制御ステム７０３は、制限手段７２４によって中空ステム７０４を引っ張る。

制限手段７２４によって生じる機械的な結合は、主流の入口７１２と主流の出口７１３の間の圧力差が非常に小さく、圧力差が０に近いとき、非常に役に立つ、なぜなら小さな圧力差で決められた正の開放力が、ダイヤフラム７０１の負の返還力に逆らうのに十分でないからである。この状態において、ダイヤフラム７０１の上部表面で生じた力（負の力）は、シャッター７００の下部表面で生じた力（正の力）より大きい。その結果、ステムが限定された浮遊領域で移動することにより、圧力チャンバーが放出されても、前記の生じた負の力は主シャッター７００を閉じた状態に保ち、軸方向の制御ステムは、制限手段７２４を通して中空ステム７０４を引っ張るまで移動させられ、さらに軸方向のステム７０３が移動することに依存した開放状態まで、シャッター７００を開放することが可能である。こうして、主バルブをネットワークにおける、下流の圧力よりわずかに大きい圧力およびわずかに負の圧力又は高い圧力といったどんな圧力下でも操作可能とする。

図１０は、主バルブ８からなる本発明装置の第四の様式を示す。本図は閉じられた状態で示されている。第二様式と異なり（図８）、この第四様式においては、軸方向の制御ステム８０３が、前述の様式で述べた「限定された浮遊状態」で制限手段８２４を通過して管状のステム８２２に結合している。制限手段８２４は管状のステム８２２の下部の必須の部分であり、そしてデザインによってあらかじめ決められた軸方向の範囲内において、軸方向の制御ステム７０３を滑る状態で保持している。この機械的結合８２４は、図９の第三様式と等価な手段と類似する方法により、ダイヤフラム８０１の回復力に逆らうことを可能とする、そうして０圧に近い少ない圧力差であっても、調整された方法でバルブの開放を制御する。

図１１は、主バルブ９に結びついた本発明の第五様式を示す。本図は閉じられた状態で示されている。このバルブの操作は、自動閉鎖バルブであることを除いて、図６のバルブについて述べたのと類似している。なぜなら、開放力が軸方向のステム９０３の操作を止めると、スプリング９５０の動作によりバルブは閉鎖するからである。この第五様式において、ダイヤフラム９０１は、同じ方向つまり、ダイヤフラム９０１の返還力と反対の方向に持ち上げる力を有する。またその力はダイヤフラム９０１の返還力と等しいか大きい。この場合、前記の持ち上げる力は、主シャッター９００と直接結びついた持ち上げスプリング９２５によるものである。持ち上げスプリング９２５は、圧力チャンバー９１０の上部領域９６０の内部に固定された下部の支持体を有し、主シャッター９００の中心部の上部に結びついた動的結合における他の支持体を有する。圧力差が低い又は高いどのような場合であっても制御ステム９０３がバルブ９を開けるために作動するとき、持ち上げスプリングはダイヤフラム９０１の返還力を不可能とすることは、制御ステム９０３によって定められた割合で、主シャッター９００をそのシート９１４から持ち上げることを可能とし、主バルブをネットワークの下流の圧力よりわずかに高く、わずかに低い圧力又は高い圧力を含むいずれの圧力でも操作可能とする。

図１２は、本発明の第六様式を示すものであって、主バルブ１０の必須部分であって、閉じられた状態で示されている。この第六様式において、主バルブ１０の圧力チャンバー１０１０の内部圧力の制御が、間接的に圧力チャンバー１０１０に結合した第二制御バルブ１００２によって制御されている。前記第二制御バルブ１００２は圧力チャンバー１０１０に据え付けられていてもよく、上にあってもよく、又はパイプ１０６８のリモート状態であってもよい。そしてパイプ１０６９によって制御されるバルブの下流の調整流を放出する。主シャッター１０００はその中心部に調整流をいれるための入口１０１１を有する、その入口は主流の入口１０１２によって、圧力チャンバー１０１０と通じている。この第二制御バルブ１００２は、自動開放、自動閉鎖、制御ステム、ブレーキを通じて留められた制御ステム又はすでに述べたフリー制御ステムといった制御ドライブを有していてもよい。

開放、閉鎖の制御又は流体の調整は、第二制御バルブ１００２を調整する、言い換えれば制御され安定した方法で圧力チャンバー１０１０の内圧を制御する調整流の速度に直接的に関連する。この様式は、低い圧力により主バルブ１０の操作をすることを可能としない、なぜなら、低圧力の流体の場合におけるダイヤフラム１００１の返還力に逆らうことを可能とする手段を持たないからである。

図１３は、主バルブ１１に内蔵された本発明装置の第七の様式を示す。本図は閉じられた状態で示されている。この第七様式において、図１２の様式と実質的に類似するが、軸方向の制御ステム１１０３は、主シャッター１１００の上部の面の中心に固定され、密閉手段１１１５を備えた上部領域１１６０を通過して外に突き出している。軸方向の制御ステム１１０３は、調整流をいれるための開口１１１１を圧力チャンバー１１１０と結びつける開口１１０８を下端に有する。主バルブ１１の圧力チャンバー１１１０の内圧調整は、間接的に、圧力チャンバー１１１０に接続している第二制御バルブ１１０２によって制御されている。前記第二制御バルブ１１０２は圧力チャンバーの上に据え付けられていてもよく、上にあってもよく、又はリモート状態であってもよい。第二制御バルブ１１０２は、最小の閉じられた状態と最大のあらかじめ開放された状態の間で、申し分のない、段階的で一定の調整が可能な従来のどのようなバルブでもよい。このバルブは、自動開放、自動閉鎖、ブレーキを通して留められた制御ステム又はすでに述べたフリー制御ステムといった制御ドライブを有していてもよい。

開放、閉鎖の制御又は流体の調整は、第二制御バルブ１１０２を調整する調整流の速度に直接的に関連する、言い換えれば調整された安定した方法で圧力チャンバー１１１０の内圧を制御する。この様式は低い圧力で主バルブ１１を操作することを可能にする。これに対し、軸方向の制御ステム１１０３は独立して及び第二制御バルブ１１０２とともに作動させられるべきであり、流体圧力が主バルブのシャッター１１の返還力を超えるとき、軸方向の制御ステム１１０３を作動させることは必須でない。

本発明は、好ましい７つの様式に基づいて説明されてきた、それらの様式においては、その構成部分のいくつかが異なった組み合わせが検討されており、最小の閉じられた状態と最大のあらかじめ開放された状態の間で、申し分のない、段階的で一定の調整が可能であり、自動開放、自動閉鎖、ブレーキを通して留められた制御ステム又はフリー制御ステムといった制御ドライブを有していてもよく、閉じた状態と開放した状態の間を自由に動き、開放、閉鎖及び主流を安定した状態に調整する操作を主バルブで行うために適応性のある方法で、どのような中間の位置もとることができる。

前記装置を作動するために、これらの第二制御バルブは、主バルブの圧力チャンバーの内圧を調整し、主バルブのシャッター中で間接的に作動し、又は主バルブの圧力チャンバーに接続し、直接的であっても、リモートであっても、その他によっても、前記第二バルブの一部を形成することもある制御ステムと結びついて、主バルブのシャッターを直接作動させる。これらのステムは機械的に結合していない自由なドライブ、機械的に結合している自由なドライブ又は持ち上げる力を有するドライブを有していてもよい。第二制御バルブは主バルブの外側又は内側に存在していてもよい。

前記装置は、手動、機械、油圧、電気、磁性、熱、拡張操作又は従来のいかなる他のシステムによっても、間接的に、直接的に、又はリモートで、作動する。

開口前又は圧力チャンバーに入る調整流ための開口前に、そのような入口が遮られないようなフィルターやその他の装置があってもよい。

間接的に主バルブシャッターに働くバルブの場合、第二制御バルブはどのような種類のドライブ（放射状、角状、軸状等）を有していてもよい。その一部をなす制御ステムと結びついて主バルブのシャッターに直接的に働くバルブの場合において、それらは軸方向に制御されている。こうして、例えば、私達は通常の放射状のしかし軸方向に操作されたドライブバルブをギア要素（軸方向の制御を備えた第二制御バルブ）を通して有することができる。

前記装置は、０圧よりわずかに小さい流圧、すなわち負または真空圧で操作される主バルブのために作動することができる。この場合、流体の最も高い圧力は、主流の入口に対応し、流体の最も低い圧力は、主流の出口に対応する。

前記装置は、調整流を運ぶためのチャンバー又はパイプへと調整流及び／又は主流を外部に放出することができる。

第二制御バルブXX０５のシャッターは、例えば第二制御バルブXX０６のシートが挙げられるが、例えば図１１に挙げるように、本発明の本体に示されたものに関連して逆転することができる。図１１においては、主流の入口と主流の出口が、主バルブの軸方向の軸中にあり、制御バルブが圧力チャンバー中にある。図１１Aに示した通り、調整流の放出は、調整流は制御バルブの外に下流に放出する軸方向の制御中空ステム９０３を通じて行なわれる。図１１Aのバルブの操作は、図１１のバルブに等しい。

それに加えて、本発明のいくつかの態様において、対応する圧力チャンバーXX１０への調整流の入口孔XX１１は、外部のパイプXX６８によって置き換えることができ、その外部パイプは制御バルブの上流から調整流をとることができ、その結果調整流を入口孔X11から圧力チャンバーXX１０中に導く。

以下に本発明を図によって詳細によって説明する。
本発明装置の断面分解図の上部図であり、バルブに適用される第一様式の図であり、閉じられた状態で示されている。この種類のバルブは異なる圧力下で操作し、ダイヤフラムと共同した主バルブ中にシャッター要素を有する。 図１と同じバルブが開放された状態の図である。 本発明装置の断面図の上部図であり、バルブの一部が閉じられている。本発明装置の第一様式の第一改良型が適用されている。この種類のバルブは異なる圧力下で操作し、プランジャ中に存在する。 図３のバルブを開放した状態である。 バルブの一部を閉じた状態の断面図の上部図である。本発明装置の第一様式の第二改良型が適用されている。この種類のバルブは異なる圧力下で操作し、ダイヤフラムと共同した主バルブ中にシャッター要素を有する。 バルブの一部を開放した状態の断面図の上部図である。本発明装置の第一様式の第三改良型である。この種類のバルブは異なる圧力下で操作し、ダイヤフラムと共同した主バルブ中にシャッター要素を有する。 バルブを一部閉じた状態の断面図の上部図である。本発明装置の第一様式の第四改良型である。この種類のバルブは異なる圧力下で操作し、ダイヤフラムと共同した主バルブ中にシャッター要素を有する。 バルブを閉じた状態の本発明装置の第二様式の断面図の上部図である。この種類のバルブは異なる圧力下で操作し、ダイヤフラムと共同した主バルブ中にシャッター要素を有する。 バルブを閉じた状態の本発明装置の第三様式の断面図の上部図である。この種類のバルブは異なる圧力下で操作し、ダイヤフラムと共同した主バルブ中にシャッター要素を有する。 バルブを閉じた状態の本発明装置の第四様式の断面図の上部図である。この種類のバルブは異なる圧力下で操作し、ダイヤフラムと共同した主バルブ中にシャッター要素を有する。 及び バルブを閉じた状態の本発明装置の二種類の第五様式の断面図の上部図である。この種類のバルブは異なる圧力下で操作し、ダイヤフラムと共同した主バルブ中にシャッター要素を有する。 バルブを閉じた状態の本発明装置の第六様式の断面図の上部図である。この種類のバルブは異なる圧力下で操作し、ダイヤフラムと共同した主バルブ中にシャッター要素を有する。 バルブを閉じた状態の本発明装置の第七様式の断面図の上部図である。この種類のバルブは異なる圧力下で操作し、ダイヤフラムと共同した主バルブ中にシャッター要素を有する。 及び は主バルブ１の一部を示し、本発明の装置が第一様式に従って、組み込まれている。

Claims (13)

1. 異なる圧力下で操作する主バルブに適用することができる流体を調節するための装置であって、前記主バルブ（１、２、４、７、９）が主流の入口（１１２、２１２、４１２、７１２、９１２）及び主流の出口（１１３、２１３、４１３、７１３、９１３）を有し、前記主流の入口にバルブシート（１１４、２１４、４１４、７１４、９１４）が備えられており、その上に主シャッター（１００、２００、４００、７００、９００）が、そのシャッター面に対し垂直方向に移動するように調整されており、前記主シャッターが前記シャッター面に孔（１１１、２１１、４１１、７１１、９１１）を有し、
   前記装置が、
   ａ）前記主シャッターの上にて、前記主シャッターと堅い上部領域（１６０、２６０、４６０、７６０、９６０）との間で体積が変化し、前記主シャッターの孔（１１１、２１１、４１１、７１１、９１１）を通じて前記主流の入口と連通している圧力チャンバー（１１０、２１０、４１０、７１０、９１０）と、
   ｂ）両端が開いており、底部が前記主シャッターの中心に結合した軸方向の中空ステムであって、前記主流の入口から入った主流が前記主シャッターの孔を通過して永続的に流れている、前記軸方向の中空ステム（１０４、２０４、４０４、７０４、９０４）とを有し、
   ｃ）前記上部領域（１６０、２６０、４６０、７６０、９６０）は、前記上部領域の中心に孔を有し、前記上部領域の孔を前記中空ステムが通過し、前記上部領域の孔は前記中空ステムの軸方向の移動を可能とする密閉手段を備えており、
   ｄ）前記中空ステムに設けられ前記密閉手段よりも上に位置する、調整流（１２１、２２１、４２１、７２１、９２１）を放出するための第１の開口と、
   ｅ）前記中空ステムに設けられ前記圧力チャンバーと通じており、前記主シャッターが最大に開かれたときにも前記圧力チャンバー内に位置する第２の開口（１０８、２０８、４０８、７０８、９０８）と、
   ｆ）前記第１の開口に設けられた第二制御バルブシート（１０６、２０６、４０６、７０６、９０６）と、
   ｇ）前記第二制御バルブシートの閉鎖手段とを有し、
   ｈ）前記主シャッターの孔（１１１、２１１、４１１、７１１、９１１）の領域が、前記第１の開口の領域よりも小さいことを特徴とする流体調節装置。
2. 前記第二制御バルブシートの閉鎖手段が、
   前記第二制御バルブシート上に軸方向に並んだ軸方向の制御ステム（１０３、４０３、７０３、９０３）と、
   前記制御ステムの下端に位置する、第二制御バルブのシャッター（１０５、４０５、７０５、９０５）とからなることを特徴とする請求項１に記載された流体調節装置。
3. 前記制御ステム（７０３）が、前記中空ステム（７０４）の上部部分の必須部分であって前記制御ステムをあらかじめ決められた軸方向の範囲において滑らせるように保持する制限手段（７２４）によって前記中空ステム（７０４）に連結されており、前記制御ステムは、前記中空ステムを引っ張ることなく前記軸方向の範囲内で移動することができ、かつ、前記軸方向の範囲を超えて、前記制限手段を介して前記中空ステムを引っ張ることを特徴とする請求項２に記載された流体調節装置。
4. 前記第１の開口が、パイプ（４６９、７６９、９６９）を介して前記主流の出口（４１３、７１３、９１３）に通じており、前記制御ステム（４０３、７０３、９０３）が、スプリング（４５０、７５０、９５０）によって前記第二制御バルブを開放状態または閉鎖状態とするように付勢されていることを特徴とする請求項２に記載された流体調節装置。
5. 前記主シャッター（９００）が、前記圧力チャンバー（９１０）の内部に設けられた持ち上げスプリング（９２５）と結びついており、前記持ち上げスプリングの下端は、前記圧力チャンバー（９１０）の内部に固定された支持体により支持され、かつ、前記持ち上げスプリングの上端は、前記主シャッター（９００）の上面に結合した別の支持体により支持されることを特徴とする請求項２に記載された流体調節装置。
6. 前記制御ステム（７０３）が、前記中空ステム（７０４）の上部部分の必須部分であって前記制御ステムをあらかじめ決められた軸方向の範囲において滑らせるように保持する制限手段（７２４）によって前記中空ステム（７０４）に連結されており、前記制御ステムは、前記中空ステムを引っ張ることなく前記軸方向の範囲内で移動することができ、かつ、前記軸方向の範囲を超えて、前記制限手段を介して前記中空ステムを引っ張ることを特徴とする請求項４に記載された流体調節装置。
7. 前記第二制御バルブシートの閉鎖手段が、
   回動可能なレバー（２０３）と、
   前記第二制御バルブを閉鎖するべく前記レバーの操作端に設けられたシャッター（２０５）とからなることを特徴とする請求項１に記載された流体調節装置。
8. 異なる圧力下で操作する主バルブに適用することができる流体を調節するための装置であって、前記主バルブ（５）が主流の入口（５１２）及び主流の出口（５１３）を有し、前記主流の入口にバルブシート（５１４）を備えられ、その上に主シャッター（５００）が、そのシャッター面に対し垂直方向に移動するように調整されており、
   前記装置が、
   ａ）前記主シャッターの上にて、前記主シャッターと堅い上部領域（５６０）との間で体積が変化し、第１のパイプ（５６８）を通じて前記主流の入口とつながっている圧力チャンバー（５１０）と、
   ｂ）両端が開いており、底部が前記主シャッターの中心に結合した軸方向の中空ステムであって、前記主流の入口から入った主流が前記第１のパイプ（５６８）を通過して前記圧力チャンバー内に入り永続的に流れている、前記軸方向の中空ステム（５０４）とを有し、
   ｃ）前記上部領域（５６０）は中心に孔を有し、前記上部領域の孔を通して前記中空ステムが通過し、前記上部領域の孔は、前記中空ステムの軸方向の移動を可能とする密閉手段を備えており、
   ｄ）前記中空ステムに設けられ前記密閉手段よりも上に位置し、前記主流の出口（５１３）に向かう第２のパイプ（５６９）に通じている、調整流（５２１）を放出するための第１の開口と、
   ｅ）前記中空ステムに設けられ前記圧力チャンバーと通じており、前記主シャッターが最大に開かれたときにも前記圧力チャンバー内に位置する第２の開口（５０８）と、
   ｆ）前記第１の開口に設けられた第二制御バルブシート（５０６）と、
   ｇ）前記第二制御バルブシートの上に軸方向に並んだ軸方向の制御ステム（５０３）と前記制御ステムの底端に位置する第二制御バルブのシャッター（５０５）とからなる、前記第二制御バルブシートの閉鎖手段と、
   ｈ）前記第二制御バルブを閉鎖状態とするように前記制御ステム（５０３）を付勢するスプリング（５５０）とを有し、
   ｉ）前記第１のパイプ（５６８）の領域又はその道筋が、前記第１の開口の領域よりも小さいことを特徴とする異なる圧力下で操作する主バルブに適用することができる流体調節装置。
9. 異なる圧力下で操作する主バルブに適用することができる流体を調節するための装置であって、前記主バルブ（６、８）が主流の入口（６１２、８１２）及び主流の出口（６１３、８１３）を有し、前記主流の入口にバルブシート（６１４、８１４）が備えられており、その上に主シャッター（６００、８００）が、そのシャッター面に対し垂直方向に移動するように調整されており、前記主シャッターが前記シャッター面に孔（６１１、８１１）を有し、
   前記装置が、
   ａ）前記主シャッターの上にて、前記主シャッターと堅い上部領域（６６０、８６０）の間で体積が変化し、前記主シャッターの孔（６１１、８１１）を通じて前記主流の入口に通じている、圧力チャンバー（６１０、８１０）と、
   ｂ）両端が開いており、底部は主シャッターの中心に結合した軸方向の管状ステムであって、前記主流の入口から入った主流が前記主シャッターの孔（６１１、８１１）を通過して永続的に流れている、前記軸方向の管状ステム（６２２、８２２）とを有し、
   ｃ）前記上部領域（６６０、８６０）は中心に孔を有し、前記上部領域の孔を通して前記管状ステムが通過し、前記上部領域の孔は、前記管状ステムの移動を可能とする密閉手段を備えており、
   ｄ）前記管状ステムに設けられ前記密閉手段よりも上に位置する、調整流（６２１、８２１）の放出のための第１の開口と、
   ｅ）前記管状ステムに設けられ前記圧力チャンバーと通じており、前記主シャッターが最大に開かれたときにも前記圧力チャンバー内に位置する第２の開口（６０８、８０８）と、
   ｆ）前記管状ステムと同心円状に設けられた軸方向の制御ステムであって、その下端の一部が前記管状ステムの内側に配置され、その上端の一部が前記管状ステムの外側にあり、前記管状ステムの内側に設けられた密閉手段の孔を通過して前記密閉手段により軸方向に移動可能に保持されている、前記軸方向の制御ステム（６０３、８０３）と、
   ｇ）前記管状ステムの内側に設けられ前記第２の開口（６０８、８０８）と前記第１の開口との間に位置する第二制御バルブであって、第二制御バルブシート（６０６、８０６）と、前記第二制御バルブシートの孔と、前記第二制御バルブシートの孔を開閉すべく前記制御ステムの底部に設けられたシャッター（６０５、８０５）とを有する、前記第二制御バルブと、
   ｈ）前記制御ステムと前記管状ステムの間に機械的に結合し、前記第二制御バルブを閉鎖状態又は開放状態とするように前記制御ステムを付勢するスプリング（６５０、８５０）とを有し、
   ｉ）前記主シャッターの孔（６１１、８１１）の領域が、前記第二制御バルブシート（６０６、８０６）の孔の領域より小さいことを特徴とする異なる圧力下で操作する主バルブに適用することができる流体調節装置。
10. 外力がかからないとき、前記第二制御バルブが前記スプリングにより自動的に閉じられた位置となる請求項９に記載された流体調節装置。
11. 前記制御ステム（８０３）が、前記管状ステム（８２２）の内側部分の必須部分であって前記制御ステムをあらかじめ決められた軸方向の範囲において滑らせるように保持する制限手段（８２４）によって前記管状ステム（８２２）と連結されており、前記制御ステムは、前記管状ステムを引っ張ることなく前記軸方向の範囲内で移動することができ、かつ、前記軸方向の範囲を超えて、前記制限手段を介して前記管状ステムを引っ張ることを特徴とする請求項１０に記載された流体調節装置。
12. 外力がかからないとき、前記第二制御バルブが前記スプリングにより自動的に開放された位置となることを特徴とする請求項９に記載された流体調節装置。
13. 前記制御ステム（８０３）が、前記管状ステム（８２２）の内側部分の必須部分であって前記軸方向の制御ステムをあらかじめ決められた軸方向の範囲において滑らせるように保持する制限手段（８２４）によって前記管状ステム（８２２）と連結されており、前記制御ステムは、前記管状ステムを引っ張ることなく前記軸方向の範囲内で移動することができ、かつ、前記軸方向の範囲を超えて、前記制限手段を介して前記管状ステムを引っ張ることを特徴とする、請求項１２に記載された流体調節装置。

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