JP5468204B2 - ガスケットおよびシール装置 - Google Patents

Description

（関連出願）
この出願は、２００４年８月２４日に出願された米国特許仮出願第６０／６０４，１４５号の優先権を主張する。この出願の内容は、参照により本明細書に組み込まれる。

本発明の実施形態は、流体の収容、受容、および放出のための部品の接続または結合のための装置および方法に向けられている。本発明によって製作される装置は、管継手、バルブ、および逆止弁に対する特別の用途を有している。

本発明は、流体の収容、受容、および放出のための装置に向けられている。本発明の特徴を具現化する装置としては、これらに限られるわけではないが例として、Ｔ管継手、ユニオン、管継手、バルブ、および逆止弁が挙げられる。これらの装置は、場合によっては、接続される２つ以上の導管の間に、ユニオンまたはＴ管継手あるいはバルブの形態で直列に配置される。用語「ユニオン」は、接続または一体化の意味で使用される。「Ｔ管継手」は、流体の流れが分割または結合される管継手の一形態である。装置は、場合によっては、より大きな構造体の一部であり、そのような構造体のハウジングのポートまたは開口を通じて連通する。

この出願において、用語「管継手」は、例えばポンプアセンブリなどといったより大きな構造体中に配置でき、あるいは直列に配置できる装置を指して、最も広い意味で使用される。

用語「バルブ」は、導管またはパイプ内の流体の流れを止めることができる装置を指して、従来からの様相で使用される。逆止弁は、一方向にのみ流体の流れを許容する特別なバルブである。

従来技術の管継手およびバルブは、典型的には、別個かつ分離した部品であるガスケットおよびシールを有している。これらのガスケットおよびシールは、材料のクリープ、コールドフロー、応力緩和、および押し出しを呈する。すなわち、流体の圧力が変動するとき、ガスケットが移動する。この移動により、ガスケットが元の位置から滑る可能性があり、ガスケットまたはシールの不具合につながる。

また、この移動は、圧力が解放されるときにガスケットの反発を生み、圧力リップルを生み出す可能性がある。特に、分析機器が、反発および圧力リップルの影響を受けやすい。

これらの問題は、このような装置によって閉じこめられる圧力が増すにつれて、より大きくなる。クロマトグラフィー用のポンプおよび検出器など、分析機器は、典型的には、高圧／高性能液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）においては、約３．４×１０^４ｋＰａ（１平方インチあたり５，０００ポンド（５，０００ｐｓｉ））にものぼる圧力で動作し、超高圧の仕組みにおいては約１４×１０^４ｋＰａ（２０，０００ｐｓｉ）にものぼる圧力で動作する。分析機器を、より高い圧力で動作させることが望ましいが、約２．１×１０^４ｋＰａ（３，０００ｐｓｉ）を超える圧力においては、管継手、バルブ、および逆止弁の故障率が高くなる。

本発明の実施形態は、流体を収容、受容、および放出するための装置および方法に向けられている。装置に向けられる本発明の一実施形態は、流体を収容するためのチャンバを有するハウジングを備える。ハウジングは、ガスケットを受容するための第１のガスケット受容表面を有する。さらに装置は、変形可能な材料で作られ、第１の当接表面および第２の当接表面を有しているガスケットを有する。第１の当接表面が、第１のガスケット受容表面に受容され、第２の当接表面は、チャンバ閉鎖片を受容するためのものである。さらに装置は、第２のガスケット受容表面を有するチャンバ閉鎖片を備える。チャンバ閉鎖片は、チャンバを閉じるためのものである。ハウジングの第１のガスケット受容表面およびチャンバ閉鎖片の第２のガスケット受容表面の少なくとも一方が、保持溝を有している。保持溝は、ガスケットに係合するための少なくとも１つの縁を有する。さらに装置は、ガスケットを圧縮するための圧縮手段を有しており、ガスケットが、ガスケットの移動を防止するために空洞へと押し込まれて保持溝の縁によって把持されるように、圧縮手段は材料を変形させる。

本明細書において使用されるとき、用語「チャンバ」は、流体が保持され、受容され、あるいは放出される空間を指している。例えば、本発明の実施形態は、逆止弁における使用に特に適しており、その場合には、ハウジングが逆止弁のハウジングである。チャンバは、流体が保持される任意の内部空間を備えることができる。好ましくは、チャンバは、フラップのボールまたは回転構造体など、流れを閉じる部材が保持されるチャンバである。

チャンバ閉鎖片は、ガスケットおよびハウジングと対をなす任意の部分、部品、またはアセンブリを備えることができる。

好ましくは、第１のガスケット受容表面および第２のガスケット受容表面の少なくとも一方が、平面を定めている。さらに保持溝が、保持溝が配置される第１のガスケット受容表面および第２のガスケット受容表面の平面に対して、ある角度を有する凹み壁（ｒｅｃｅｓｓｅｄ ｗａｌｌ）を有している。好ましい角度は、平面から４５度〜１３５度の範囲にある。保持溝は、保持溝が配置される表面にＶ字形を定めることができる。

好ましくは、ガスケット受容表面が、円形の形状（ｃｉｒｃｕｌａｒ ｌａｙ）を有する機械加工表面を有している。円形の形状は、ガスケットを移動に抗して保持するため、ガスケットおよび圧縮手段と協働する。

好ましくは、ガスケットは、少なくとも０．２の摩擦係数を有する材料で構成される。好ましい変形可能材料は、ポリアリルケトンまたはエチレンである。好ましいポリアリルケトンまたはエチレンは、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリトリフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、パーフルオロアルコキシ（ＰＦＡ）、およびフッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、ならびにこれらの混合物で構成される組成物のグループから選択される。好ましくは、材料が、少なくとも８０パーセントのポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）である。

好ましいガスケットは、約０．０２５４ｍｍ〜約０．１２７ｍｍ（０．００１インチ〜０．００５インチ）の間の厚さを有する。この薄いガスケットは、より大きな弾性を有する領域を制限するため、チャンバおよびチャンバに収容される流体に対して小さな領域を呈する。ガスケットの厚さが、保持溝の深さを左右する。好ましくは、保持溝がある深さを有しており、ガスケットの厚さが、該深さ以上である。

好ましくは、空洞が配置される第１のガスケット受容表面または第２のガスケット受容表面が、チャンバに近い第１の縁およびチャンバから遠い第２の縁を有する。第１の縁と第２の縁との間の距離が中間点を有しており、圧力リップルを最小にするため、保持溝が、ほぼ中間点に位置し、あるいは第１の縁の近くに位置している。

装置のさらなる実施形態は、第１の通路と第１の取り付けガスケット受容表面とを有する第１のハウジングを備える。第１の通路は、第２のハウジングの第２の通路から流体を受容し、あるいは第２のハウジングの第２の通路へと流体を放出するためのものである。第１の取り付けガスケット受容表面は、第１の通路を第２のハウジングの第２の開口に流体連絡させるため、ガスケットを第２のハウジングに対して押し付けるためのものである。第１の取り付けガスケット受容表面は、変形可能なガスケットを受容するためのガスケット空洞に凹められている。さらに装置は、第２のガスケット受容表面と第２の通路とを有する第２のハウジングを備える。第２の通路は、第１のハウジングの第１の通路から流体を受容し、あるいは第１のハウジングの第１の通路へと流体を放出するためのものである。第２の取り付けガスケット受容表面は、第２の通路を第１の通路に流体連絡させるため、ガスケットを第１のハウジングの第１の取り付けガスケット受容表面に対して押し付けるためのものである。さらに装置は、ある厚さを有するガスケットを備え、ガスケットは、ガスケット空洞に収容されるように構成および配置され、ガスケットの厚さの少なくとも５パーセント〜２５パーセントが、荷重が加わっていない位置で空洞から突き出る。さらに装置は、第１のハウジングおよび第２のハウジングを一体に押し付けて前記ガスケットを圧縮し、前記第１の通路と前記第２の通路との間を流体連絡させる圧縮手段を備える。

圧縮手段による圧縮時、ガスケットは、ほぼ０パーセント〜５パーセント、最も好ましくは１パーセント以下の突き出し高さを有する。ガスケットの塊が、好ましくはガスケット空洞の変形されたガスケット受容領域へと導かれる。ガスケット空洞の変形されたガスケット受容領域は、荷重が加わっていない位置、すなわち圧縮されていない状態においては、ガスケットを収容していない。このようにして、ガスケットは、結合表面の間へと導かれることなく、空洞へと導かれる。変形されたガスケットの材料は、より弾性的であり、より圧力リップルに寄与する傾向にある。

好ましい空洞は、台形形状を有している。台形は、基部に鋭角を有してガスケット受容領域を形成している。ガスケットが、空洞の縁によって保持される。

ガスケットは、圧縮下の高さおよび圧縮なしの高さを有している。好ましくは、圧縮下の高さが、圧縮なしの高さの１５％〜３０％である。ガスケットは、総表面積と、ガスケット受容表面にさらされない非負荷表面積と、非ガスケット受容表面にさらされる負荷表面積を有している。負荷表面積が、総表面積のほぼ０％〜５％の範囲を有し、非負荷表面積が、ガスケットの総表面積の約６％〜１１％の範囲を有する。

好ましくは、材料が、ポリアリルケトンまたはエチレンである。好ましいポリアリルケトンおよびエチレンは、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリトリフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、パーフルオロアルコキシ（ＰＦＡ）、およびフッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、ならびにこれらの混合物で構成される組成物のグループから選択される。

本発明の実施形態は、第１のハウジングがバルブハウジングであって、特に逆止弁である用途に、理想的に適している。これらのバルブがポンプに配置され、第２のハウジングがポンプハウジングである。

そのような用途においては、圧縮手段が、ねじ管継手およびポンプハウジングの協働するねじ山を備える。第１のハウジングが、ねじ管継手に接続され、第２のハウジングが、ねじ管継手を受容するための協働するねじ山を有している。ねじ管継手が、第２のハウジングに対して回転され、締め付け時に、第２のハウジングがガスケットを圧縮する。

本発明の装置は、約３．４×１０^４ｋＰａ（５，０００ｐｓｉ）を超える圧力下で流体を収容および搬送することができる。

本発明のさらなる実施形態は、上述の装置の製作方法および使用方法に向けられている。

これらの特徴および利点、ならびにさらなる特徴および利点が、図面を見て、以下の詳細な説明を読むことによって、当業者にとって明らかになるであろう。

次に、本発明の実施形態を、図面を参照しつつ説明するが、図面および説明が、本発明の好ましい実施形態に向けられていることを理解すべきである。本発明の実施形態は、バルブおよびコネクタとして顕著な有用性を有している。しかしながら、本発明の実施形態は、圧力下で動作する任意の流体搬送または収容装置に対して適用可能である。

ここで図１を参照すると、本発明の特徴を具現化している装置が、全体的に符号２１によって示されて描かれている。装置は、以下の主要な構成要素を有している。すなわち、チャンバ２７を有するハウジング２５、少なくとも１つ（図では２つ）のガスケット３１ａおよび３１ｂ、圧縮手段３３、ならびに閉鎖片３７である。

装置２１は、バルブの性質であって、ボール４１とばね４３とを備える逆止弁アセンブリを有している。ボール４１およびばね４３を、ほかのバルブアセンブリで置き換えてもよいことを、当業者であれば理解できるであろう。例えば、バルブアセンブリが、回転バルブの固定子および回転子、プランジャおよび座アセンブリ、または揺動フラップ（図示せず）を備えてもよい。ボール４１およびばね４３は、従来からの様相で動作するように構成され、チャンバ２７に配置される。すなわち、ボール４１およびばね４３が、ただ１つの方向に流体の流れを許容する。

ハウジング２５は、円柱形の形態であってチャンバ２７を定めている第１の内壁４５ａを有している。図２に最もよく見られるように、ハウジング２５は、径方向外側へと延びて縁４７を形成しているハウジングガスケット受容表面４９を有する。ハウジング２５は、円柱形の形態であって第１の内壁４５ａよりも直径が大きい第２の内壁４５ｂを有し、第１の内壁４５ａは、チャンバ閉鎖片３７を保持する空洞を定める。さらに、ハウジング２５は、円柱形の形態の第３の内壁４５ｃを有し、第３の内壁４５ｃは、圧縮手段３３の全体または一部を保持する空洞を定める。通路２９が、チャンバ２７をチャンバの外部との流体連絡に置くことができるようにしている。

閉鎖片３７は、第２の内壁４５ｂに嵌り込んで第２の内壁４５ｂと協働するよう、円柱形の形状である。図２に最もよく見られるように、閉鎖片３７は、第１の閉鎖片ガスケット受容表面３９ａおよび第２の閉鎖片ガスケット受容表面３９ｂを有する。ハウジングガスケット受容表面４９および第１の閉鎖片ガスケット受容表面３９ａが、両者の間に挿入された第１のガスケット３１ａを受容する。再び図１に目を向けると、閉鎖片３７が、流体がチャンバ２７から出ることができるように開口５３を有する。

圧縮手段３３は、いくつかの形態をとることができる。図示のとおり、圧縮手段３３は、管継手の第１の壁５７を有するねじ管継手５５を備える。好ましくは、管継手の第１の壁５７およびハウジングの第３の壁４５ｃが、ねじ管継手５５とハウジング２５との相対回転によって、ねじ管継手をハウジングの第３の壁４５ｃの空洞内へと移動するよう、協働するねじ山を有する。

ねじ管継手５５は、円柱形の形態の圧縮柱５９を有し、圧縮柱５９は、ハウジング２５の第２の内壁４５ｂへと嵌り込み、ハウジング２５の第２の内壁４５ｂと協働するように構成および配置される。圧縮柱５９は、第２のガスケット３１ｂを受容するための柱ガスケット受容表面６１を有する。ねじ管継手５５は、逆止弁アセンブリ３５の開放時に、チャンバ２７との流体連絡を可能にする軸方向の管継手開口６３を有する。管継手開口６３は、当技術分野において知られている、配管または導管と適切な接続管継手とを有している流体継手（図示せず）を受容するため、拡大部６５を有する。

第１のガスケット３１ａおよび第２のガスケット３１ｂは、ソフトメタルまたはプラスチックなどといった変形可能な材料で形成されている。好ましい材料は、ポリアリルケトンまたはポリエチレンである。特に好ましい材料の１つは、少なくとも８０％のポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）で構成されている。好ましくは、ガスケット３１ａおよび３１ｂは、少なくとも０．２の摩擦係数を有する材料で構成されている。

次に図３に目を向けると、好ましくは、ガスケット３１ａおよび３１ｂが、高圧の流体に対して薄い外形を呈している。すなわち、第１のガスケット３１ａおよび第２のガスケット３１ｂが、第１の平坦表面５１ａおよび第２の平坦表面５１ｂを有する。内壁５３ａは、閉鎖片３７の開口５３、およびねじ管継手５５の開口６３、ならびに外壁５３ｂと協働するための開口を定める。内壁５３ａおよび外壁５３ｂは、円柱形であり、各ガスケット３１ａおよび３１ｂの厚さを定めている軸方向の長さ寸法を有する。好ましい厚さは、約０．０２５４ｍｍ〜約０．１２７ｍｍ（０．００１インチ〜０．００５インチ）である。

第１のガスケット３１ａおよび第２のガスケット３１ｂは、ガスケットに加わると予想される流体圧力の２倍〜４倍のガスケット応力係数を有している。用語「ガスケット応力係数」は、管継手内を流れる液体の流体圧力に対する接触応力圧力（すなわち、管継手の構成部品に加えられる圧縮）間の倍率を示すために使用される。この関係は、以下の式で記述することができる。

接触応力圧力＝流体圧力×ガスケット応力係数
接触応力圧力は、好ましくは予想される流体圧力よりも大きい。本発明は、最大で約１０．２×１０^４ｋＰａ（約１５，０００ｐｓｉ）にもなる圧力の流体の搬送または収容に、特に有用性を有している。

ガスケット３１ａおよび３１ｂの厚さは、ハウジングガスケット受容表面４９、閉鎖片ガスケット受容表面５１ａおよび５１ｂ、ならびに柱ガスケット受容表面６１から選択される、１つ以上のガスケット受容表面に担持されているガスケット保持凹部と協働するように選択される。好ましくは、一方では、ハウジングガスケット保持表面４９と閉鎖片ガスケット受容表面５１ａ、他方では、閉鎖片ガスケット受容表面５１ｂと柱ガスケット受容表面６１などの、対向するガスケット保持表面の少なくとも一方が、保持溝を有している。図２に最もよく見られるように、閉鎖片ガスケット保持表面５１ａおよび柱ガスケット保持表面６１それぞれが、保持溝６７ａおよび６７ｂを有する。

次に、柱ガスケット受容表面６１などのガスケット保持表面を、断面で示している図３に目を向けると、保持溝６７ｂが描かれている。保持溝６７ｂは、いくつかの形態をとることができるが、そのうちの１つが図３に描かれている。図２に描かれている保持溝６７ａは、図３に描かれている保持溝６７ｂと一致している。

保持溝６７ｂは、柱ガスケット受容表面６１の上部から測定される深さ７１を有する。好ましくは、柱ガスケット受容表面６１に受容されるガスケット３１ａの厚さが、保持溝６７ｂの深さ７１と同じか、それ以上である。

図３の保持溝６７ｂは、２つの縁７３ａおよび７３ｂを有する三角形の断面である。図３に示した三角形形態の保持溝６７ａは、２つの下り壁７５ａおよび７５ｂを有する。

縁７３ａおよび７３ｂは、柱ガスケット受容表面６１の平面から下り壁７５ａおよび７５ｂへと測定される角度を有している。好ましくは、この角度が、３５度〜１３５度である。縁７３ａおよび７３ｂが、ガスケット３１ａへと押し込まれ、圧力サイクルの間にガスケットの移動およびクリープを防止する。

図３に最もよく見られるように、保持溝６７ｂは、軸方向の管継手開口６３の近くに位置している。同様に、保持溝６７ａは、チャンバ２７に対して近くに位置している。すなわち、ガスケット受容表面６１が、破線Ｍによって示される中間点を有しており、保持溝６７ｂが、中間点と開口６３との間に位置している。このようにして、保持溝６７ｂが、クリープを防止すべくガスケット３１ｂを把持する位置にある。

ハウジングガスケット受容表面４９、閉鎖片ガスケット受容表面５１ａおよび５１ｂ、ならびに柱ガスケット受容表面６１を備えるガスケット受容表面は、円形の形状を有している。機械加工の技術分野の当業者であれば、円形の形状が、片の中心を巡る円運動による機械加工を意味することを、理解できるであろう。円形の形状は、ガスケット３１ａまたは３１ｂをさらに把持する小さな溝（図示せず）を生み出す。

次に、図１に目を向けると、装置２１が、ポンプ８３の第２のハウジング８１に固定される。装置２１は、取り付けガスケット８５を有する。取り付けガスケット８５は、ハウジング２５の第１の取り付けガスケット表面８７および第２のハウジング８１の第２の取り付けガスケット表面８９に、嵌り込んで受容される。当業者であれば、第２のハウジング８１が、図示のようにポンプ８３に組み合わせられてよく、あるいは他の管継手、ハードウェア、検出器などに組み合わせられてもよいことを、理解する。

装置２１は、第１の取り付けガスケット表面８７を貫いて延びて、チャンバ２７と連通する通路２９を有する。通路２９は、圧力下の流体を受容し、そのような流体がチャンバ２７へと進入できるようにするため、ポンプ通路９１と流体連絡している。

装置２１は、平坦な表面を有する端壁９３と、凹み壁９５ａおよび９５ｂとを有しており、これらが、取り付けガスケット８５の一部分を取り付けガスケット表面８７に収容すべく協働する。ガスケット８５は、変形可能である。圧縮のない状態において、取り付けガスケット８５は、静止内側半径および静止外側半径を有し、圧縮された状態において、取り付けガスケットは、負荷内側半径および負荷外側半径を有する。同様に、圧縮の条件下で、取り付けガスケットは、静止厚さを呈し、荷重のもとで、負荷厚さを呈する。好ましくは、取り付けガスケットは、圧縮のもとで、ガスケットの塊の５％〜２５％が、凹み壁９５の静止内側半径および静止外側半径を超えて押し出されるような厚さを有している。圧縮のもとで、圧縮下厚さは、圧縮なしの厚さの１５％〜３０％である。取り付けガスケット８５は、負荷表面積および非負荷表面積を有している。負荷表面積は、総表面積のほぼ０パーセント〜５パーセントの範囲を有しており、非負荷表面積は、総表面積の６パーセント〜１１パーセントである。

次に図４に目を向けると、この図は、ハウジング２５を、取り付けガスケット受容表面の断面で示している。凹み壁９５が、取り付けガスケット受容表面８７に関する半径が、端壁９３における凹み壁９５ａの半径よりも大きくなっている台形を定めている。凹み壁９５ｂは、端壁９３における凹み壁９３ｂの半径よりも小さいガスケット受容表面８７に関する半径を有する。端壁９３に直交する線と凹み壁９５とを境界とする三角形の領域が、凹みから突き出しているガスケット厚さの約５パーセント〜２５パーセントを有する、取り付けガスケット８５の膨張を受容する負荷ガスケット空洞９７を定めている。すなわち、端壁９３が、第２のハウジング８１に接近するが、第２のハウジング８１に出会って接触することはない。負荷ガスケット空洞９７は、ガスケットの体積の約０．０１％〜０．５％、好ましくは０．１％〜０．２％を収容するように構成および配置されている。例えば、ガスケットの総体積が、約１１１．４×１０^−３ｃｍ^３（６．７９１×１０^−３立方インチ）である場合には、負荷ガスケット空洞は、約１６．６７×１０^−５ｃｍ^３（１．０１６×１０^−５立方インチ）の体積に寸法決められる。凹み壁９５は、取り付けガスケット８５をクリープに抗して守る。

取り付けガスケット８５は、ポリアリルケトンまたはポリエチレンなどといった、ポリマーのプラスチック材料で作られている。好ましいポリアリルケトンおよびポリエチレンは、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリトリフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、ならびにパーフルオロアルコキシ（ＰＦＡ）、およびフッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、およびこれらの混合物で構成されるグループから選択される。ガスケット以外の構成要素は、金属で作られる。好ましい金属は、ステンレス鋼である。

次に図１および図２に目を向けると、装置２１は、取り付けガスケット圧縮手段を圧縮スリーブ１０１の形態で有する。圧縮スリーブ１０１は、当技術分野において知られている様相で、雌ねじおよび雄ねじ（図示せず）を有している。雌ねじが、ハウジング２５を圧縮スリーブ１０１へと固定するため、ハウジング２５のねじ山（図示せず）と協働する。雄ねじは、ポンプ８３の第２のハウジングの空洞１０３のねじ山（図示せず）と協働する。圧縮スリーブ１０１、ハウジング２５、および第２のハウジング８１の相対回転によって、装置２１がポンプ８３へと押し付けられて固定される。カム、ねじ、または他の固定装置を備えるスリーブなど、協働するねじ山以外の他の圧縮手段を、ハウジング２５を第２のハウジング８１へと固定するために使用してもよいことを、当業者であれば容易に理解できるであろう。

装置２１の動作は、装置２１の製作および使用の方法に例示される。ここで図２に目を向けると、取り付けガスケット８５が、ハウジング２５の取り付けガスケット受容表面８５上に固定される。逆止弁アセンブリ３５が、チャンバ２７内に配置される。ガスケット３１ａが、ハウジングガスケット保持表面４９上に配置される。チャンバ閉鎖片３７が、ガスケット３１ａ上の閉鎖片ガスケット受容表面５１ａで、ハウジング２５内に配置される。第２のガスケット３１ｂが、閉鎖片ガスケット受容表面５１ｂの上に配置され、次いでねじ管継手３３が、ガスケット３１ｂ上の柱ガスケット受容表面６１で配置される。ねじ管継手３３をハウジング２５に対して回転させることで、円形形状のガスケット受容表面ならびに保持溝６７ａおよび６７ｂによって、所定の位置に保持されているガスケット３１ａおよび３１ｂを圧縮する。圧縮スリーブ１０１が、協働するねじ山（図示せず）によってハウジング２５に固定される。

ここで図１に目を向けると、圧縮スリーブ１０１および空洞１０３の協働するねじ山（図示せず）によって、装置２１が、ポンプ８３の空洞１０３に固定される。圧縮スリーブ１０１を空洞１０３に対して回転させることで、取り付けガスケット８５が圧縮され、取り付けガスケットは負荷ガスケット空洞９７へと押し込まれる。逆止弁アセンブリが、チャンバ２７を通過する一方向の流体の移動を可能にする。

装置２１は、最大約１０．２×１０^４ｋＰａ（１５，０００ｐｓｉ）の圧力に耐えることが可能である。したがって、本発明の装置および方法は、高圧の用途に理想的に適している。本発明に従って製作された装置は、材料のクリープ、コールドフロー緩和、および押し出しを呈することがない。すなわち、流体の圧力が変動しても、ガスケットが元の位置から大きく移動することがない。このように、本発明の実施形態は、ガスケットの不具合が生じにくい装置を提供する。

これらの特徴および利点を、本発明の好ましい実施形態を記載している図面および詳細な説明に関して上述した。本発明を、本明細書の教示から逸脱することなく変更および修正できることを、当業者であれば理解できるであろう。本発明は、これらの詳細に限定されるものではなく、特許請求の範囲の主題およびそれらの均等物を包含するものと理解すべきである。

本発明によって製作された装置の側方断面図で示す。 本発明によって製作された装置の側方断面図で示す。 本発明の実施形態の１つに従って製作された、装置のチャンバ閉鎖片のガスケット受容表面の空洞のＶ溝の拡大断面図で示す。 本発明の実施形態の１つに従って製作された、装置の結表合面の凹んだ空洞の拡大断面図で示す。

Claims (20)

1. 流体を保持または搬送するための装置であって、
   流体を収容するためのチャンバと、ガスケットを受容するための第１のガスケット受容表面とを有する、ハウジングと、
   変形可能な材料で形成され、前記第１のガスケット受容表面に受容されるガスケットであって、前記ガスケットがチャンバ閉鎖片を受容するための第２の当接表面を有し、前記変形可能な材料が、１５，０００ｐｓｉ以上までの高圧での流体密封シールを確保するために少なくとも０．２の摩擦係数を有する、ガスケットと、
   第２のガスケット受容表面を有する、前記チャンバを閉鎖するためのチャンバ閉鎖片とを備え、前記ハウジングの前記第１のガスケット受容表面および前記チャンバ閉鎖片の前記第２のガスケット受容表面の少なくとも一方が、少なくとも１つの縁を有する保持溝を有し、前記装置がさらに、
   ガスケットを圧縮するための圧縮手段を備え、ガスケットが、ガスケットの移動を防止するために前記保持溝へと押し込まれて縁によって把持されるように、圧縮手段が、ガスケットを変形させる、装置。
2. 前記ハウジングが、逆止弁のハウジングである、請求項１に記載の装置。
3. 前記第１のガスケット受容表面および前記第２のガスケット受容表面の前記少なくとも一方が、平面を定めており、前記保持溝が、前記平面に対して４５度〜１３５度の範囲の角度を有する下り壁を有する、請求項１に記載の装置。
4. 前記ガスケット受容表面が、円形の形状を有する機械加工表面を有する、請求項１に記載の装置。
5. 前記変形可能な材料が、ポリアリルケトンまたはポリエチレンである、請求項１に記載の装置。
6. 前記変形可能な材料が、少なくとも８０パーセントのポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）である、請求項１に記載の装置。
7. 前記保持溝が、Ｖ字形である、請求項１に記載の装置。
8. 前記ガスケットが、約０．０２５４ｍｍ〜約０．１２７ｍｍ（０．００１インチ〜０．００５インチ）の間の厚さを有する、請求項１に記載の装置。
9. 前記ガスケットがある厚さを有し、前記保持溝がある深さを有し、前記厚さが、前記深さと同じ、または前記深さを超える、請求項１に記載の装置。
10. 前記保持溝を有している前記第１のガスケット受容表面および前記第２のガスケット受容表面が、前記チャンバに近い第１の縁と、前記チャンバから遠い第２の縁とを有するとともに、前記第１の縁と前記第２の縁との間に中間点を有し、前記保持溝が、圧力リップルを最小にするため、ほぼ前記中間点の位置にあり、あるいは前記第２の縁よりも前記第１の縁の近くに配置されている、請求項１に記載の装置。
11. 流体の収容または搬送のための装置であって、
    第１の通路と、端壁と、凹み壁と、第１の取り付けガスケット受容表面とを有するハウジングを備え、前記第１の通路の開口が、第２のハウジングの第２の通路から流体を受容し、あるいは第２のハウジングの第２の通路へと流体を放出し、前記第１の取り付けガスケット受容表面が、前記第１の通路を前記第２のハウジングの第２の通路に流体連絡させるため、ガスケットを前記第２のハウジングに対して押し付け、前記端壁が、前記ハウジングの端部を定めるとともにある平面を定め、前記凹み壁が、ガスケット空洞を定めるため、前記端壁から前記ハウジング内へと延びて、前記第１の取り付けガスケット受容表面で終端し、第１の結合表面が、変形可能なガスケットを受容するためのガスケット空洞を有し、前記第１の結合表面において凹められた前記ガスケット空洞が、前記第１の開口を離間した関係で囲むとともにある深さを有し、前記装置がさらに、
    第２のガスケット受容表面と第２の通路とを有する第２のハウジングを備え、前記第２の通路が、前記第１のハウジングの前記第１の通路から流体を受容し、あるいは前記第１のハウジングの前記第１の通路へと流体を放出し、前記第２のガスケット受容表面が、前記第２の通路を前記第１の通路に流体連絡させるため、前記第１のハウジングの前記第１の取り付けガスケット受容表面に対してガスケットを押し付け、前記装置がさらに、
    厚さを有する変形可能な材料で形成されたガスケットを備え、該ガスケットが、圧縮のもとで前記ガスケットの厚さの少なくとも１０パーセントを前記ガスケット空洞から突き出させて前記ガスケット空洞に収容されるように、構成および配置され、前記変形可能な材料が、１５，０００ｐｓｉ以上までの高圧での流体密封シールを確保するために少なくとも０．２の摩擦係数を有し、前記装置がさらに、
    前記第１のハウジングおよび第２のハウジングを一体に押し付けて前記ガスケットを圧縮し、前記第１の通路と前記第２の通路との間を流体連絡させる圧縮手段を備える、装置。
12. 材料が、ポリアリルケトンまたはポリエチレンである、請求項１１に記載の装置。
13. 前記ポリアリルケトンまたはポリエチレンが、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリトリフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、パーフルオロアルコキシ（ＰＦＡ）、およびフッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、ならびにこれらの混合物からなる組成物のグループから選択される、請求項１２に記載の装置。
14. 前記第１のハウジングが、バルブハウジングである、請求項１１に記載の装置。
15. 前記第２のハウジングが、ポンプハウジングである、請求項１１に記載の装置。
16. 前記圧縮手段が、協働するねじ山を有する圧縮スリーブを備え、前記第１のハウジングが、前記圧縮スリーブに接続され、前記第２のハウジングが、前記圧縮スリーブを収容すべく協働するねじ山を有しているポンプハウジングであって、締め付けの際に前記ガスケットを圧縮する、請求項１４に記載の装置。
17. 約３．４×１０^４ｋＰａ（５，０００ｐｓｉ）を超える圧力下での流体が、前記第１の開口と前記第２の開口との間を搬送される、請求項１１に記載の装置。
18. 前記ガスケットが、圧縮下の高さおよび圧縮なしの高さを有しており、前記圧縮下の高さが、圧縮なしの高さの１５％〜３０％である、請求項１１に記載の装置。
19. 前記ガスケットが、ある総表面積を有するとともに、非負荷表面積および負荷表面積を有し、前記負荷表面積が、総表面積のほぼ０％〜５％の範囲を有し、約６％〜１１％の非負荷表面積を有する、請求項１１に記載の装置。
20. 第１のハウジングを第２のハウジングへとシールする方法であって、
    第１の通路の端壁と、凹み壁と、取り付けガスケット受容表面とを有する第１のハウジングを提供するステップを含み、前記第１の通路が、第２のハウジングの第２の通路から流体を受容し、あるいは第２のハウジングの第２の通路へと流体を放出し、前記取り付けガスケット受容表面が、前記第１の通路を前記第２のハウジングの第２の通路に流体連絡させるため、ガスケットを前記第２のハウジングに対して押し付け、前記第１の通路の端壁が、前記第１のハウジングの端部を定めるとともにある平面を定め、前記凹み壁が、ガスケット空洞を定めるため、前記第１のハウジング内へと延びて前記第１の取り付けガスケット受容表面で終端し、変形可能なガスケットを受容する前記ガスケット空洞が、ガスケット材料の変形部分を受ける空洞を有し、前記方法がさらに、
    第２の取り付けガスケット受容表面と第２の通路とを有する第２のハウジングを提供するステップを含み、前記第２の通路が、前記第１のハウジングの前記第１の通路から流体を受容し、あるいは前記第１のハウジングの前記第１の通路へと流体を放出し、前記第２の取り付けガスケット受容表面が、前記第２の開口を前記第１の通路に流体連絡させるため、前記第１のハウジングの前記第１の取り付けガスケット受容表面に対してガスケットを押し付け、前記方法がさらに、
    厚さを有する変形可能な材料で形成されたガスケットを提供するステップを含み、該ガスケットが、前記変形部分を受ける空洞を占めない非負荷位置と、前記厚さが非負荷位置よりも小さく、前記変形部分を受ける空洞を前記ガスケットが占める負荷位置とで、前記ガスケットの厚さの少なくとも５パーセント〜１０パーセントが前記ガスケット空洞から突き出す状態で、前記ガスケット空洞に収容されるように構成および配置され、前記変形可能な材料が、１５，０００ｐｓｉ以上までの高圧での流体密封シールを確保するために少なくとも０．２の摩擦係数を有し、前記方法がさらに、
    前記第１のハウジングおよび第２のハウジングを一体に押し付けて前記ガスケットを圧縮し、前記第１の通路と前記第２の通路との間を流体連絡させるために圧縮手段を使用するステップを含む、方法。

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