JPH0222273B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ 流体の流れの方向を制御するため、ポンプと
共に使用される逆流防止弁装置において、 ポンプの入口から、吸引される空間まで伸びる
流体流路を内部に有するハウジング手段と、 前記流体流路内に配置された弁手段であつて、
前記ハウジング内のシリンダ内に摺動可能の収容
されたプランジヤ部分を有すると共に同プランジ
ヤの外表面は前記シリンダの内壁に対して極めて
狭い間隔を介して位置し、前記シリンダ内の前記
プランジヤ部分が移動することにより前記弁手段
が、前記流体流路を通して流体を流す開位置と、
前記流体流路を閉じる閉位置との間を移動する弁
手段と、 前記ハウジング内の設けられ、一端が前記シリ
ンダと連通し、他端が大気と連通する作動流体通
路と、 前記ポンプの高圧側の圧力に応じて、前記作動
流体通路を介して前記シリンダと大気とを連通
し、あるいは同連通を遮断する作動流体制御弁で
あつて、通常作動のときには前記ポンプの高圧側
からの高い圧力によつて前記シリンダと大気との
連通を遮断する一方、作動異常によつて前記ポン
プの高圧側からの圧力が低下したときには、前記
シリンダと大気とを連通し、大気圧を前記プラン
ジヤ部分に加えて前記弁手段を前記閉位置に素早
く移動させる作動流体弁とを有してなり、通常の
作動状態に回復したときは、前記ポンプの高圧側
からの高い圧力によつて前記作動流体制御弁が前
記シリンダと大気との連通を遮断し、これによつ
て前記流体流路を介して前記シリンダ内を排気す
ると共に、前記プランジヤの外表面と前記シリン
ダの内壁との間の極めて狭い間〓により、同排気
は徐々に行われ、この結果前記プランジヤ部分が
徐々に移動して前記弁手段を遅延させて前記開位
置に移動させることを特徴とする逆流防止弁装
置。

２ 前記作動流体制御弁が周囲をシールされたダ
イアフラムからなり、その一方の側が前記作動流
体通路に近接に近接している一方、他方の側は前
記ポンプの高圧側と連通していることを特徴とす
る請求の範囲第１項記載の逆流防止弁装置。

３ 前記ダイアフラムは、通常前記シリンダと大
気とを連通させる位置にスプリング付勢されてい
ることを特徴とする請求の範囲第２項記載の逆流
防止弁装置。

４ 前記流体流路は前記ハウジング内に入口オリ
フイスを有し、前記弁手段は、閉位置にあるとき
に前記オリフイスを閉じるシール要素を有するこ
とを特徴とする請求の範囲第１項記載の逆流防止
弁装置。

５ 前記弁手段の上流側の前記流体流路を形成す
る前記ハウジングの部分が、ハウジングの他の部
分から取り外し可能とされ、及び前記弁手段が前
記ハウジングの他の部分から取り外し可能とさ
れ、これによつて前記弁手段の上流側の前記流体
流路を形成するハウジングの前記部分が、ハウジ
ングの他の部分から取り外されたときに、前記弁
手段が前記閉位置に止どまつて逆流を防止するこ
とを特徴とする請求の範囲第１項記載の逆流防止
弁装置。

６ 前記ハウジングは、前記流体流路が内部を通
過する本体部を有すると共に同本体部の一端は前
記ポンプに接続され、他端はカバーによつて閉じ
られており、 前記カバー内の入口オリフイスが流体源と連通
し、 前記弁手段が、前記本体部分の中空部分内に支
持されると共に前記入口オリフイスに向かう円板
形弁要素と、同円板形弁要素から下がるプランジ
ヤ部分とを有することを特徴とする請求の範囲第
１項記載の逆流防止弁装置。

７ 前記プランジヤの外表面と前記シリンダの内
壁との間の間〓は約0.00508cm（0.002インチ）以
下であることを特徴とする請求の範囲第１項記載
の逆流防止弁装置。

８ 前記シール要素と前記プランジヤ部分はボー
ル・ソケツトによつて接続されていることを特徴
とする請求の範囲第４項記載の逆流防止弁装置。

明細書 本発明は概略的に流体を一方向にだけ流れるよ
うにするための逆流防止弁に関する。より詳細に
は本発明は真空ポンプと共に用いてポンプの損傷
の場合に排気された装置等内への逆流を最少にす
るようにした、改良された逆流防止弁に関する。

広範囲の製造工場、作業場、研究室での工程内
で、また使用器具として真空ポンプが用いられて
いる。これらの多くの使用時に真空状態を維持す
ることが工程、実験等を完全にするために決定的
に重要になる。例えばある種の工業的めつき、コ
ーテイング及び電着の工程は排気された室内で行
なわれる。このような場合に室内の真空状態が損
われると囲りの空気が入り込んで込入するために
かなりの時間及び材料の損失になることがある。
従つて駆動力の不足あるいは実際の機構上の損傷
により生ずるようなポンプの損傷の場合に装置内
に混入物が逆流しないように、排気中の装置と真
空ポンプとの間に逆流防止弁を用いることが多く
ある。典型的にはこれらの逆流防止弁は排気中の
装置から流路をふさぐように可動で、それにより
空気または他の混入物が排気された装置内に漏入
しないようにする弁機素を用いている。

従来の逆流防止弁の幾つかに見られる欠点の１
つとして弁機素が排気された装置内への周囲の空
気または気体の流入を防ぐのに十分な速さで動か
ないことがある。低レベルの混入物でも重大にな
るような工業的あるいは研究室での使用において
この遅延により装置内に過度の逆流が生じ得る。

幾つかの逆流防止弁の他の短所は真空ポンプが
中断した後に始動する際に生ずる。この状況で真
空ポンプが装置内と同じ真空度に排気する前に弁
機素が開いて、それにより周囲の空気あるいは他
の気体が装置内に暫時流入するようになることが
ある。あるいは他の逆流防止弁の場合、ポンプに
おける機構上の損傷のためにポンプの故障が生じ
たときに、ポンプの修理あるいは取換えの間装置
を周囲大気の下で開かなければならない。もちろ
ん前記の工程に関しこれは特定の工程あるいは操
作に与えられる材料及び労力の浪費となる。

従つて前記の欠点のない逆流防止弁を提供する
ことが本発明の主たる目的である。

また真空ポンプの再始動の際ポンプにより十分
な真空度になつた後にだけ開く逆流防止弁を提供
することが本発明の他の目的である。

本発明のこれらの、また他の目的は添付の図面
に示される以下の本発明の好ましい実施例の詳細
な説明において示される。

第１図は本発明の実施例の逆流防止弁装置を用
いた真空ポンプの透視図である。

第２図は第１図に示された本発明の実施例の逆
流防止弁装置の破断図である。

第３図は第２図の直線３−３上にとつた水平断
面図である。

第４図は気体または他の流体の流れが通抜けら
れるようにした開位置での弁装置を示す、本発明
の実施例の逆流防止弁装置の垂直断面図である。

第５図は排気中の装置内への周囲の空気または
混入物の流入を防ぐようにした本発明の逆流防止
弁装置の垂直断面図である。

限定的にでなく例示のために本発明の好ましい
実施例を示した図面を参照すると、本発明は排気
すべき装置等の上流装置あるいは流体源（図示せ
ず）と真空ポンプ１６との間で連通するようにし
た流路１４を形成した剛性のハウジング１２を有
する逆流防止弁１０として概略具体化されてい
る。逆流を防ぐためハウジング１２内の弁手段１
８は入口オリフイス２０から流体流路１４まで離
れた開位置（第４図）と入口オリフイスにおける
流体の流れを阻止する閉位置（第５図）との間で
可動である。

本発明によればポンプの損傷の場合弁手段１８
を急速に閉位置に押付けることにより逆流が最少
になる。これは排気中の空気より高い圧力の周囲
の空気を空気流路２２を通じて弁手段１８の後方
の室２４内に流入させることによりなされる。よ
り高い圧力の空気により内側に摺動自在に収容さ
れたピストンまたはプランジヤ２６が上方に押さ
れて弁手段のシール機素２８が排気中の装置内へ
の逆流に対しオリフイス２０をふさぐようにす
る。

室２４内への周囲の空気の流れは膜板弁３０に
よつて制御される。ポンプの作動の間高圧の液体
または気体が圧力口３２で連通して通常開いてい
る膜板を閉じた位置に保持し、周囲の空気の流路
をシールする。ポンプが何らかの理由で作動を停
止すると、ばねで負荷された膜板が開いて空気が
流路２２内に流出するようにし、前述のように弁
手段１８を閉位置に押付ける。機構上の損傷等の
ためにポンプを取換える必要があれば、弁装置全
体、あるいは単にハウジングの上板３４が、弁手
段１８を吸入により保持固定したまま真空状態を
損わずにポンプ１６から取外される。

本発明の他の面によれば、停止後ポンプが再び
作動するとき弁手段１８は直ちに位置に動くので
はない。弁手段が開位置に移行できるようにピス
トンまたはプランジヤ２６と室２４の壁部との間
隙を通じて十分な空気が流出するまで流路２２及
び室２４内に残留している、より高圧の周囲の空
気により弁手段が閉位置に保持される。これによ
り真空ポンプには比較的高い真空度を達成するの
に十分な時間が与えられるが、これで弁手段１８
が開くときに装置内への瞬間的な混入物の流入が
減少する。

ここで図面に示されている本発明の好ましい実
施例のより詳細な説明に移ると、第１図はハウジ
ング３８内の油槽に没入した回転ポンプ酸素（図
示せず）を有する型の真空ポンプ１６の上側に装
着された本発明の弁装置１０を示している。弁装
置１０はその気体の流路１４がポンプ室への入口
と直接連通するようにポンプ支持板４０上に装着
されている。ポンプ１６自体は普通に用いられて
いる型のいずれのものでも、例えば回転羽根ポン
プ等でよく、ここではポンプの構造の詳細に関し
て図示、説明はしない。

弁装置のハウジング１２は内部の流路１４をな
すほぼ中空の本体部分４２を有する概略的に二体
構造式のものであり、上部は上板３４で閉じられ
ている。図示の実施例において弁本体４２の下側
は真空ポンプ１６への入口の上方に直接連通する
ように直接連結されている。排気中の装置からの
気体はゴムチユーブ等の内に挿入するためのテー
パ状外端部を有するコネクタ４４を螺合させた状
態で示した上板３４の入口オリフイス２０を通じ
て弁装置１０に入る。ポンプの損傷の場合にオリ
フイスを急速に閉じて逆流を防ぐため、本体部分
４２の一方の壁部から出ている内側横方向の支持
アーム４６がオリフイス２０の下側で弁手段１８
を直接支持している。

弁手段１８はシール機素２８と、支持アーム４
６の端部の室２４内に摺動自在に収容されたピス
トンまたはプランジヤ２６とからなる。シール機
素２８は概略円板形で、オリフイス２０に対し気
密なシールを与えるようにネオプレン、ポリウレ
タン等のエラストマーあるいはゴム状の材料から
なる層で覆われたアルミニウムあるいは他の剛性
材料の平坦な支持板４８を含む。シール機素２８
はピストンまたはプランジヤの上端部におけるボ
ールジヨイント５２が支持板４８の中心部開口を
通してエラストマー状材料５０に成形されたソケ
ツト５４内に収容されているボールソケツト型ジ
ヨイントによりピストンまたはプランジヤ２６に
取付けられている。この構造でシール機素２８に
些少な遊びないしぐらつきを生ずものであり、こ
れによりわずかな製作上あるいは寸法上の変化が
ある場合にもオリフイス２０に対し十分なシール
が可能になる。プランジヤまたはピストン２６は
円筒形であるのが好ましく、室２４は同じ形状で
あり、プランジヤが室内で上下に摺動できるよう
な大きさである。

先に簡単に説明したようにプランジヤ２６及び
シール機素２８を急速に上方に押上げるのを補助
してポンプの損傷の場合に逆流に対しオリフイス
２０をシールするため本発明において空気圧が用
いられる。室２４に通じている空気流路２２と本
体部分４２の周囲空気のベント口６０との間の周
囲空気の流れはハウジングの本体部分４２の大き
な凹部５８に装着された膜板弁３０により制御さ
れる。第３，４及び５図に最もよく示されるよう
に、空気流路２２は室２４から支持アーム４６を
通り、また凹部５８の底面５６の中心部を通り抜
けている。空気のベント口６０も底面５６を通じ
て連通している。膜板弁３０はその周縁部が凹部
５８の底部内縁の周囲にわたり膜板を凹部の底面
の上方に支持する肩部６２上に乗るようにして凹
部５８内に装着されている。この状態で周囲の空
気は膜板３０と凹部５８の底面５６との間の空間
を通じてベント口６０から空気流路２２まで直接
連通し得る。

膜板３０の周縁部は凹部５８内に配設されスナ
ツプリング６６により固定係止された概略円筒形
の挿入体６４により肩部６２に当接して弾圧力で
固定保持されている。挿入体６４は凹部よりわず
かに小径で、１対の間隔をおいたＯ−リング６８
により凹部の内面に対しシールされており、この
Ｏ−リングはまた挿入体と凹部の内面との間の環
状流路７０を形成する作用をなす。挿入体６４の
Ｔ字形内部流路７２（第４及び５図において点線
で示されている）は環状流路７０に連通する挿入
体の側面から膜板３０のすぐ後方に開いている挿
入体の端面まで達している。

膜板３０は通常周囲空気の流路２２内に配設さ
れた圧縮コイルばね７６の力により凹部５８の底
面５６より上方に離れた位置に保持されている。
膜板弁を閉じるため挿入体６４の周囲の環状流路
７０に直接連通する本体部分４２の高圧連通口３
２を通じて加圧流体が与えられる。この流体は流
路７０から挿入体のＴ字形流路７２を通つて流
れ、流路２２の面取りをした端部に膜板３０を押
付け、それにより流路に周囲の空気が流入しない
ようにシールする。この加圧流体は真空ポンプの
圧力のかかる側からの流出により供給されるのが
好ましく、膜板を閉じておくために約1265.526
（ｇ／cm²）ゲージ圧（18psig）で十分であること
が分つている。ポンプの損傷の場合にこの圧力が
緩和されるとばね７６により膜板が正規の開位置
に復帰し、周囲の空気が流路２２を通つて室２４
に流入するようになる。この膜板は反復する屈撓
に耐えられる弾性ゴムあるいはエラストマー材料
からなるのが好ましい。

作動の際排気すべき装置は通常真空ポンプ１６
に可撓性チユーブに連結されているが、これはコ
ネクタ４４のテーパ状端部上に受容し係止するこ
とができる。それからポンプが始動し、気体が装
置あるいは気体源から流出し、コネクタ４４、オ
リフイス２０及び弁ハウジング１２の流路１４を
通つてポンプ内に流入する。この作動態様におい
て弁手段１８はシール機素２８がオリフイス２０
から離れた第４図に示される位置にあつて空気が
排気中の装置から取出されるようになつている。
ポンプからの流出気体は高圧連通口３２で連通し
て膜板のばね７６と反対の側を加圧し膜板を流路
２２の端部に膜板を押当て、それによつてベント
口６０から周囲の空気が入らないようにする。

ポンプがいかなる理由で作動を停止したとして
も、膜板３０を閉位置に保持するための高圧流体
はもはや与えられない。ばね７６により膜板が開
位置に押され、それによつて周囲の空気がベント
口６０から流路２２内に、また室２４へと流入す
るようになる。空気は室２４の面の側部凹溝７８
を通じてプランジヤ２６の後方の位置へ流れ、プ
ランジヤ及びシール機素２８を押上げてオリフイ
ス２０を閉じ、それにより排気された装置内への
逆流を防止する。図示の実施例において実際には
シール機素２８はオリフイス２０に螺合して受容
され上板３４の内面よりわずかに下に出ている挿
入部材４４の底縁部に対してシールをなす。しか
しながらこれは例示にすぎないのであり、挿入部
材がなくてもシール機素２８はオリフイス２０を
シールするであろう。

ポンプ１６の修理あるいは取換えを必要とする
機構上の損傷によりポンプ動作の停止が生じたと
すると、弁装置１０を一体的に保持しポンプに固
着させているボルト８０を緩めるだけで弁装置全
体あるいは単に上板３４だけが取外されよう。シ
ール機素２８は排気された装置内の真空度により
オリフイス２０に密着して保持されている。ポン
プが修理され、あるいは新たなポンプが配備され
た後、弁装置１０全体が新たなポンプにボルトで
取付けられ、あるいは上板３４及び弁手段１８が
新たなポンプ上に配設された新たな本体部分４２
に再度連結されよう。いかなる場合にも排気され
た装置を周囲大気中に開く必要なしにポンプを比
較的容易に取換えたり、あるいは修理することが
可能である。

停止した後に真空ポンプ１６を再度始動させた
とき弁手段１８は自動的に開位置に移動するので
はない。弁手段１８が開位置に移動可能になる前
に空気の流路２２及び室２４内に滞留している周
囲空気が除去されなければならない。ピストンま
たはプランジヤ２６と室２４との面の間隙はその
間に滞留する周囲空気の漏出を制限するため約
0.00508cm（0.002インチ）に等しいかそれ以下
の、十分に小さいものであるのが好ましい。これ
により弁手段１８の開放の際の遅延が生じ、これ
で弁が開く前に真空ポンプ１６が十分な真空状態
を生ぜしめることが可能になり、それにより弁が
開くときに排気された装置内への空気または混入
物の短時間の流入が減少し、またそれによつて真
空ポンプ１６の作動の停止の場合に生ずるような
逆流全体が最少になる。

本発明を好ましい実施例により説明したが、請
求の範囲に記載される本発明の適用例の範囲はこ
れらと同等な構成のものを含むものであり、その
あるものは前記の説明を読めば直ちに明らかとな
り、また他のものはわずかの検討により明らかと
なろう。