JP5543965B2 - 流体計測装置用シールリテイニングバルブ - Google Patents
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Description
携帯式燃料分配装置10は、プラットホーム12と、カバー14と、高圧流体継手16と、分配配管18と、トリガーレバー20と、ユーザーインターフェース22と、ディスプレイ24とで構成されている。
高圧流体継手16は、図示しない流体供給ホースを介して例えば空圧ポンプで加圧された大容量の容器に接続されている。
分配配管18は、測定された量の流体が分配されるようなエンジンのクランクケース等の小容量の容器の開口部内に容易に挿入可能に構成される。
ユーザーインターフェース22とディスプレイ24は、カバー14の中の電子部品と接続されている。そして、ユーザーインターフェース22とディスプレイ24は、分配流体の容量、処理作業指令、請求額及び収集した情報等を表示し、オペレータを補助するものである。
シールリテイニングバルブ26は、バルブカートリッジ40と、バルブステム42と、バルブスプリング44とを含み、高圧流体通路39と分配配管18との間の流れを遮断するようにプラットホーム12の中に配設されている。
ギヤセット46は、高圧流体継手16とシールリテイニングバルブ26との間を流れている流体を引き込むように、ギヤボックス52の中に配設されている。
トリガーリリース30は、トリップロッド53と、スプリング54と、カラー55と、ベアリング56とを含み、ボア57の中に底部でトリップロッド53がトリガーレバー20に接続するように配設されている。
バルブカートリッジ40は、収容孔67と、雄ネジ68と、排出口69と、カートリッジシール70A,70Bとキャッスルトップ72を有する円筒形状で構成されている。
バルブステム42は、スプリング穴78と、作動部80と、分配部82と、第1シール部84Aと、第2シール部84Bと、第1ステムシール86Aと、第2ステムシール86Bと、バルブシール66とを備えている。
上記の第2ステムシール86Bとバルブシール66は、バルブステム42を周回するシール溝に設けられ、バルブカートリッジ40内で分配部82を封鎖する。
分配部82は、第1シール部84Aと第2シール部84Bとの間にくびれ状に構成され、バルブステム42とバルブカートリッジ40との間に排出口を形成するために第1シール部84Aから第2シール部84Bまでの間に半径方向内側に凹んだ表面を有している。
このように挿入されて、バルブスプリング44は、プラットホーム12に抗してバルブステム42をバルブカートリッジ40の中に付勢している。
図5は、図1の線5−5での携帯式流体分配装置10の断面図である。
プラットホーム12は、高圧流体通路39を有するハンドル部36と、低圧流体通路62(図5中では破線で及び図3中では分配部92の後方に示されている)を有する分配部92とを含んで構成されている。
高圧流体継手16は、ネジ締結部にて高圧流体通路39の上流端に接続されている。
流量計28のギヤセット46は、高圧流体通路39の中間に位置するギヤボックス52内に配設されている。
シールリテイニングバルブ26とトリガーリリース30は、それぞれプラットホーム12に延びるバルブボア96とボア57の中に配設されている。
ボア57は、高圧流体通路39或いは低圧流体通路62と交差することなく、高圧流体通路39に対して垂直からわずかな傾斜角でプラットホーム12の中へ延びている。
シールリテイニングバルブ26は、高圧流体通路39と低圧流体通路62との間で流量を調整するためにバルブボア96内に配設されている。
バルブカートリッジ40の雄ネジ68は、バルブステム42に挿入されたバルブスプリング44と、バルブカートリッジ40に挿入されたバルブステム42と共にプラットホーム12の中でバルブボア96に螺合されている。
バルブカートリッジ40は、バルブステム42がバルブカートリッジ40を通り抜けることを防ぐためにバルブステム42の第2シール部84Bと係合するリップ104を含んで構成されている。
バルブステム42の作動部80は、トリガーレバー20と当接するようにバルブカートリッジ40の収容孔67(図4参照)から延びている。
トリップロッド53はピン58から上方にボア57に延びており、カラー55がベアリング56に係合している。
首部98は、ピストンピン100がボア57の中に延びるようにしてソレノイド32をプラットホーム12に接合すべくボア57に螺合されている。
一つの具体例では、ソレノイド32は、TLX Technologies, Waukesha, WIに譲渡されたWard et alの米国特許番号6,392,516に記述されているようなラッチングソレノイドで構成されている。
トリガーリリース30は、流体の設定量がシールリテイニングバルブ26を通過したことが流量計28によって検出された後、トリガーレバー20の噛み合いを解除するために電子部品90によって作動させられる。
シールリテイニングバルブ26は、バルブカートリッジ40と、バルブステム42と、バルブスプリング44とを含んで構成されている。
バルブステム42は、バルブカートリッジ40の収容孔67に挿入されている。
バルブカートリッジ40は、プラットホーム12のバルブボア96に挿入されており、下部110と上部112とを構成している。
バルブボア96の上部112は、バルブステム42の周囲で第1ステムシール86A(図4参照)により封鎖されている。
バルブボア96の下部110は、バルブカートリッジ40の周囲で第2ステムシール86B(図4参照)により封鎖されている。
バルブシール66は、流体の収容孔67への流入を防止し、カートリッジシール70Bは流体のプラットホーム12とバルブカートリッジ40との間での流通を防止している。
バルブシール66は、バルブカートリッジ40の本体によって、シール溝114と収容孔67とを封鎖するように圧縮され、シール溝114内に保持される。従って、流体は、収容孔67或いは下部110及び最終的には低圧流体通路62から妨げられている。
図6Bは、図5のシールリテイニングバルブ26の拡大部を示す図であって、シールリテイニングバルブ26を通過した流体の流れを可能とするためにバルブカートリッジ40内でバルブステム42が開位置にある場合の図である。
バルブステム42は、シール溝114とバルブシール66が凹み部76と凸部74の両方より上となるように変位される。そして、分配部82は、凹み部76と凸部74とに隣接して位置される。
図6Aから図6Bまでのバルブステム42に位置変化は、シールリテイニングバルブ26のストローク範囲を規定している。
収容孔67の中では、バルブカートリッジ40は、凸部74を取り囲むバルブカートリッジ40の端面が高圧流体通路39の周囲とほぼ揃うよう配設されている。そして、排出口69は、下部110の中に配設されている。
また、凸部74は、収容孔67の内部にバルブステム42の移動及びシール溝114が凸部74の通過を容易にさせるために内側面取り部118を有している。
バルブステム42は、分配部82が排出口69と位置が揃うように、またトリガーレバー20によって凹み部76と位置が揃うよう移動可能にバルブカートリッジ40の内部に配設されている。
バルブカートリッジ40は、収容孔67と、雄ネジ68と、排出口69と、カートリッジシール70A,70Bとを有した一般に円筒形状の本体のように、図4に記載されたバルブカートリッジ40と類似した特徴を含んでいる。しかしながら、キャッスルトップ42は、穴あきトップ120に置き換えられている。
実施例に示すように、ボア122は、収容孔67の中に流入通路を形成する円形の穴で構成されている。このように、ボア122は、バルブカートリッジ40の本体の部分に間隔をあけて設けられている。ボア122は、バルブシール66の下側に流体を流すことを可能にするという点で凹み部76の機能と同様の機能を行っている。一方、凸部74と同様にボア122間のバルブカートリッジ40の本体の突き出た部分は、バルブシール66の半径方向外側への膨張を抑制している。
12 プラットホーム
14 カバー
20 トリガーレバー
26 シールリテイニングバルブ
Claims (17)
- バルブカートリッジとバルブステムとを備えたバルブであって、
前記バルブカートリッジは、円筒形のカートリッジボディを有し、
前記カートリッジボディは、
一方の端部に周回するように凹凸部が設けられた第1の端部周壁と、
前記第1の端部周壁から離間した第2の端部周壁と、
前記第1の端部周壁と前記第2の端部周壁との間に設けられた排出口と、
前記第1の端部周壁と前記第2の端部周壁までカートリッジボディを通り縦に延びる収容孔と、を備え、
前記バルブステムは、前記第1の端部周壁から前記カートリッジボディの前記収容孔に挿入されるバルブステムであって、
前記バルブステムが前記カートリッジボディに挿入されると、前記カートリッジボディから突出する先端部と、
前記第1の端部周壁の位置で、流入する流体に対して前記収容孔をシールする第1のシール部分と、
前記第2の端部周壁の位置で、前記バルブカートリッジの外部に対して前記挿入孔をシールする第2のシール部分と、
前記第1のシール部分と前記第2のシール部分との間に外径が小さくなった小径部とを備え、
前記第1のシール部分は、シール溝と当該シール溝に配設されるバルブシールとを備え、
前記カートリッジボディの収容孔から前記排出口を通る流出通路が形成され、
前記第1のシール部分が前記第1の端部周壁の前記凹凸部の位置にある時に、前記第1の端部周壁の凹凸部と前記第1のシール部分とによって、前記第1の端部周壁に前記カートリッジボディの収容孔への複数の断続的な断続入口通路が形成されることを特徴とするバルブ。 - 前記凹凸部は、複数の半円形状の凹部と、前記凹部の間の複数の凸状のフランジ部とで構成されることを特徴とする、請求項1に記載のバルブ。
- 前記複数の断続入口通路は、前記第1のシール部分のバルブシールが前記第1の端部周壁の凹凸部を通り過ぎるときに形成されることを特徴とする、請求項1に記載のバルブ。
- 前記複数の断続入口通路の間の前記第1の端部周壁の凹凸部の凸部は、前記バルブステムの小径部が前記第1の端部周壁の凹凸部の凹部に開かれるまで前記第1のシール部分のバルブシールを押圧することを特徴とする、請求項3に記載のバルブ。
- 前記複数の断続入口通路のそれぞれの高さは、前記第1のシール部分のバルブシールと前記バルブステムの小径部との間の距離とほぼ等しいことを特徴とする、請求項3に記載のバルブ。
- 前記複数の断続入口通路のそれぞれの深さは、前記第1のシール部分のシール溝の幅よりも大きいことを特徴とする、請求項3に記載のバルブ。
- 前記断続入口通路は、前記第1のシール部分のシール溝が前記断続入口通路を通り過ぎて移動するとき、前記収容孔および前記第1のシール部分で形成されるシール状態を破ることを特徴とする、請求項1に記載のバルブ。
- 前記断続入口通路は、前記第1のシール部分のシール溝が前記断続入口通路を通り過ぎて移動するとき、前記第1のシール部分での圧力差を徐々に減少することを特徴とする、請求項1に記載のバルブ。
- 前記断続入口通路は、前記第1のシール部分のシール溝が前記断続入口通路を通り過ぎて移動するとき、流体が前記収容孔と前記小径部との間で前記第1のシール部分の下部に流れることを特徴とする、請求項1に記載のバルブ。
- バルブステムであって、
外周面を有するステムボディと、
前記外周面に対して小径に形成される分配用の小径部と、
前記外周面に形成されるシール溝と、
前記シール溝内に配設されるバルブシールと、を有するバルブステムと、
バルブカートリッジであって、
長尺の側面を有するカートリッジボディと、
前記カートリッジボディと前記ステムボディとの間に前記分配用の小径部が排出通路を形成するように、前記ステムボディが移動する際に前記バルブシールが前記カートリッジボディの内面に接触するよう内部に配設された、前記カートリッジボディを通って長手方向に延びる収容孔と、
前記排出通路と交差するように前記バルブカートリッジ内に延びる排出口と、
前記カートリッジボディの端部近傍に設けられたシール保持機構とを有するバルブカートリッジとを備え、
前記シール保持機構は、前記カートリッジボディの端部に周回するように設けられた凹凸部を有し、
前記凹凸部は、
前記シール溝が前記凹凸部の位置にあるときに、前記収容孔と連通する流路部を形成する凹部と、
前記凹部に隣接して設けられ、前記バルブシールを前記バルブ溝に押圧するように構成されたシール保持部を形成する凸部と、を有することを特徴とする線形作動バルブ。 - 前記バルブステムは、前記排出通路を通って前記排出口に前記流路部を接続するために前記収容孔の中で滑動可能に配設され、前記シール保持部は、前記排出通路が前記凹部に開かれるまで前記バルブシールを前記シール溝に押圧するよう構成されることを特徴とする、請求項10に記載の線形作動バルブ。
- 圧縮流体供給源に接続するための上流端と、分配配管を有する下流端とを含む内部通路を備えるプラットホームと、
前記上流端と前記下流端との間の前記プラットホームに取り付けられた、請求項1に記載のバルブと、
前記バルブを閉位置に付勢するために前記バルブステムと前記プラットホームとの間に配設されるバルブスプリングと、
前記バルブを開くために前記バルブカートリッジの中で前記バルブステムを作動させるよう構成され、前記プラットホームに取り付けられるトリガーと、
を備えることを特徴とする流体分配計量器。 - 前記流体分配計量器に流体の流量を表示するためのディスプレイと、ユーザーインターフェースと、通信回路とで構成され、前記プラットホームに取り付けられる計量電子部品と、
前記内部通路を通った流体の体積流量を計測するために前記計量電子部品に接続され、前記内部通路に配設される計量装置と、
前記計量電子部品と前記トリガーとに接続され、前記バルブステムを作動させるのを防止するために配設されるトリガーリリース機構とを更に含んで構成されることを特徴とする、請求項12に記載の流体分配計量器。 - バルブカートリッジとバルブステムとを備えたバルブであって、
前記バルブカートリッジは、円筒形のカートリッジボディを有し、
前記カートリッジボディは、
一方の端部の周囲に複数の流入孔が設けられた第1の端部周壁と、
前記第1の端部周壁から離間した第2の端部周壁と、
前記第1の端部周壁と前記第2の端部周壁との間に設けられた排出口と、
前記第1端部周壁と前記第2の端部周壁までカートリッジボディを通り縦に延びる収容孔と、を備え
前記バルブステムは、前記第1の端部周壁から前記カートリッジボディの前記収容孔に挿入されるバルブステムであって、
前記バルブステムが前記カートリッジボディに挿入されると、前記カートリッジボディから突出する先端部と、
前記第1の端部周壁の位置で、流入する流体に対して前記挿入孔をシールする第1のシール部分と、
前記第2の端部周壁の位置で、前記バルブの外部に対して前記挿入孔をシールする第2のシール部分と、
前記第1のシール部分と前記第2のシール部分との間に外径が小さくなった小径部とを備え、
前記第1のシール部分は、シール溝と当該シール溝に配設されるバルブシールとを備え、
前記カートリッジボディの収容孔から前記排出口を通る流出通路が形成され、
前記第1のシール部分が前記第1の端部周壁の前記複数の流通孔の位置にある時に、前記第1の端部周壁の複数の流入孔と前記第1のシール部分とによって、前記第1の端部周壁に前記カートリッジボディの収容孔への複数の断続的な断続入口通路が形成されることを特徴とするバルブ。 - 前記カートリッジボディの前記第1の端部周壁は、前記バルブステムの前記小径部が前記第1の端部周壁の前記複数の流入孔に開かれるまで前記第1のシール部分の前記バルブシールを押圧することを特徴とする、請求項14に記載のバルブ。
- 前記複数の流入孔のそれぞれの直径は、前記バルブシールと前記小径部との間の距離とほぼ等しいことを特徴とする、請求項14に記載のバルブ。
- 前記複数の流入孔のそれぞれの直径は、前記シール溝の幅より大きいことを特徴とする、請求項14に記載のバルブ。
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