JPH02501848A - 弁構造のシールの支持および保護のための方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 弁構造のシールの支持および保護のための方法および装置 本発明は請求項１の前提部分の弁のシールを支持するためおよび保護するための 方法および装置に関する。

冒頭で特定した種類の弁は西独特許公開公報第３７０１０２７号およびヨーロッ パ特許出願筒０２７９１７７号に開示されている。前記特許出願の主題はそれぞ れの主請求項の前提部分によると、直列に配置された２箇所のシール部を備えた リーク空洞（Ｌｅｃｋａｇｅｒａｕ＊）を有し、弁の閉位置において一方の弁ケ ーシング（Ｖｅｎ、ｔｉ　Ｉｇｅｈ託ｕｓｅｔｅｉ　ｌ）から他方の弁ケーシン グへの流体のオーバフローを防止するような弁から記載し始めている。

後者の特許出願においては、２箇所のシール部が、とくに弁ケーシング側に配列 された２個の分離したシールからなるシール構造によって具体化され、前記２個 の個々のシールは、とくに円形断面を有している。それら２種の既知の弁に関す る限り、そのリーク空洞はシール部同士の間に配列され、弁ケーシングを通して 弁の外部と連通している。

前記のいわゆるダブルシート弁は、それ自体知られている弁の閉位置における弁 の内部スペースからリーク空洞への流体入口の制御に加えて、弁の他の位置にお いてもその流体入口を制御するという技術的課題を解決する。

その技術的課題の解決は以下のごとくして達成される。

すなわち弁の内部スペースからリーク空洞への流体入口は、閉位置において閉止 部材が奏するリーク空洞との相互作用と同じ効果を生ずる部材を閉止部材と置き かえることにより、弁の閉位置以外の位置においても制御される。その目的の具 体的な実現のために、とくに閉止部材の動きの自由度の方向に相対的な可動性を 有するように配置され、かつ内部通路を有するロッキングエレメントが設けられ ている。そのためロッキングエレメントは少なくとも弁の開位置においては、２ 箇所のシール部または２個のシールと常時接触状態にある。

それぞれの、およびいずれの用途においても、その既知のロッキングエレメント は常に２個のシールまたは２箇所のシール部と協働状態にあり、その目的に関し て弁の内部スペースから、２個のシールの間または２１１１所のシール部の間の リーク空洞への流体入口を単独で制御する。

既知の弁に関する限り、前記シールやシール部が弁ケーシング側に配列されたシ ール手段であるばあいは、弁の閉位置以外の位置において、ロッキングエレメン トが２個のシールまたは２箇所のシール部を支持し、および保護する。閉止部材 側に配置されたシールに対しては、従来のロッキングエレメントはその提案され た構成および運転モードにおいていかなる支持または保護をももたらさない。

先行技術から出発して、本発明の課題は冒頭で特定した種類の弁に対し、閉位置 以外の位置においてシールの支持および保護を確保することであるといえる。こ こではとくにに閉止部材側に配列された特定のシールを支持し、および保護する 手段を主に示そうとしている。

その課題は請求項１の特徴部分の手段により解決される。従属請求項２に記載の 発明の方法を今日の一般的な弁に適用するときは、それらの弁は新規で有益な切 換の機能および特性が与えられる。

前記特定の方法を実施するための有益な弁の実施例が従属請求項３から８に記述 されている。

本発明により実現される１つの特別な利点は、西独特許公開公報節３７０１０２ ７号およびヨーロッパ特許出願筒０２７９１７７号に開示されているロッキング エレメントと弁ケーシング側に配列されたシールとの間の動作原理を、一方で０ Ｎ−ＯＦＦａｌ能のみを有するもっとも単純な構造を有する弁に対しても、およ び他方でもっとも多様な切換の機能および特性を有する複雑な弁に対しても、− 律に移転および適用できるという事実である。

このようにして、弁の開位置においても閉位置におけるのと同等にロッキングエ レメントにより固定されているので、構造が簡単であるが、とくに弁ケーシング 側に配置するばあいは不安定なシール要素である円形断面を有するシール、いわ ゆる０−リングを弁ケーシング側のグループの中に動きが制限されるように配置 することが初めて可能になったのである。

このことはさらに弁の開位置においても流れる媒体による機械的ひずみにさらさ れないという効果を生ずる。

既知のシール構成においては、ケーシング側に設けられたシールは、弁が開位置 のばあいは弁ケーシングの内部スペースに対し完全に開放されている。シールは 、少なくともその弁ケーシングの内部スペース側の面は、何らの保護もなく、流 れている媒体の流れ力、腐食および侵食を受ける。

特定の方策なくしてルーズなシール構造の問題点は既知の手段で解決できない。

しかしながら、たとえばアメリカではそのようなルーズなシール構造が生物学的 および洗浄の理由から標準的な解決法として提供されているやむをえない手段で あり、これまで問題は一般的に不充分な方法で解決されている。すなわち前記の シールの機械的不安定性を容認するか、またはシールを補強し、あるいはケージ の中に配置するかしているのである。本発明はルーズに配置された環状シールに 関連して存在する問題を比較的簡易な方法で解決する。

本発明はまた前記特許出願から知られるロッキングエレメントに対する弁ケーシ ングとの間の、あるいは２個のシールとリーク空洞または２箇所のシール部とリ ーク空洞との間の相互作用原理が類似的に今回のロッキングエレメントに対する 閉止部材との間、またはばあいによりシール（複数含む）またはシール部とリー ク空洞の相互作用原理にいかにとってかわられるかを示している。

それによって弁の閉位置以外の位置において、ロッキングエレメントが閉止部材 側に配置された１個のシールまたは２個のシールさえも支持および保護すること ができる。閉止部材側に配置された２個のシールの間にリーク空洞が設けられて いるばあい、内部スペースからリーク空洞への流体入口は、リーク空洞に対して 相互作用をおよぼす閉止部材の配置交換という手段によって、弁の閉位置におけ る効果と同一の効果をもって、弁の閉位置以外の位置においても制御されるだろ う。

後者の新しく創作された弁はまた、前記特許出願において詳述されている既知の 問題点のすべてを解決することができる。その解決法として数多くの異なる方法 および形状が示されている。それらは類似的に、および自明の手法をもってこの 新しく創作された弁に適用できる。

本発明において提案されているロッキングエレメントと閉止部材との間の相互作 用は、弁の開位置において閉止部材をロッキングエレメントが包みこむことにな るため、既知の弁から知られるロッキングエレメントの特徴、すなわち必須の特 徴であるいわゆる「内部通路」を適用することはできない。弁の開位置において は流体はもはやロッキングエレメントを貫通して流れることはない。

これはシート部の通路断面がロッキングエレメントの環状の断面によって狭くさ れることがないという利点を生じる。

さらにロッキングエレメントは閉止部材上を、あるいは閉止部材のところで案内 され、弁の開位置では閉止部材をとり囲んだ形状を呈する。既知の弁でもロッキ ングエレメントは閉止部材のところまで移動するが、その取り囲まれた配列は弁 ケーシング側のシート部により達成されるのである。今までのところ本発明の手 段は閉止部材の軸と弁ケーシングの間の整列および（または）ガイド性に関して の要求を緩和させる。

閉止部材側に配置された２個のシールであってそれらの間にコンジットを通じて 弁の外部に連通するリーク空洞が設けられているシールは、弁の閉位置および開 位置において前掲の特許出願から知られる媒質により洗浄することができる。弁 ケーシング側または閉止部材側に配置される、いかなる弁の位置においても弁ケ ーシングの内部スペース側から保護されている本発明の単一シールの洗浄は、ロ ッキングエレメントが、弁ケーシングの内部スペース側のシールと重なり合う領 域でシールの方向への透過性（ｄｕｒｃｈｌｉｓｓｌｇ＞を有する本発明の弁の 好ましい実施例によりもたらされる。

すなわちこのばあい、ロッキングエレメントはシール機能を有する必要がなく、 シールが弁ケーシング側に位置しているばあいは弁の開位置において単にそのシ ールを支持および保護するためのものであるから、たとえばロッキングエレメン トに複数の開口が設けられていてもよい。

本発明の弁の他の実施例においては、ロッキングエレメントのその切換移動方向 の寸法をシールの周囲の壁と弁ケーシングの内部スペースとが空間的に連通する ように定めており、それにより単一シールは弁ケーシングの内部スペース側から 洗浄される。その寸法決定は洗浄という要求からロッキングエレメントを非常に 平らな形状とする。

以下に簡単に説明する図面を参照しながら、本出願の主題の本質的な特徴を実施 例として、およびそれらの動作モードと関連して詳述する。なお以下の数字およ び符号を使用する（表参照）。

〔以下余白〕

符号の表 ４　閉止部材 ４ａ　第１０ツド ４ｂ　出口チューブ ５ａ　第２０ツド ６　リーク空洞 ６ａ　排出口 ア　シール ７１　第１シール ７２　第２シール ８　分配およびジェット口 ９　仕切り壁 １０　注入部 １１　排出部 １２　洗浄用チューブ １３　環状間隙 １４　ケーシングシール Ｄ　シート部の直径 Ｌ　漏洩用出口／漏洩 Ｒ（洗浄剤の入口および（または）出口）（洗浄剤） ■　流　れ 第１図は閉止部材内に設けられたシールを冑する本発明の弁の閉位置および開位 置（それぞれ左側および右側に示す）における単純化された表現による概略中心 断面図、 第２図は閉止部材側に配置された２個のシールとその間に配置された１個のリー ク空洞を有する、本発明の弁の他の実施例の閉位置および開位置における中心断 面図、第３図および第４図は制限範囲で動けるように配置されたシールを有°す るばあいの第１図の実施例の閉位置および開位置における中心断面図、 第５図および第６図はリーク空洞への１個の洗浄剤の入口を有するばあいの第２ 図の実施例の弁の閉位置および開位置における中心断面図、 第７図はそれぞれ変形された洗浄剤の入口および出口を共に有する第５図および 第６図に対応する実施例の部分断面図、 第８〜１１図はそれぞれ、制限範囲で動きうるシールおよび異なる構成の洗浄剤 の入口および異なる構成の洗浄剤または漏洩の出口を有するシールが設けられた 第５図および第６図の弁の中心断面図、 第１２図は弁ケーシング側に配置された１個のシールを□有する本発明の弁の他 の実施例を示す、閉位置および開位置（それぞれ左側および右側に図示）におけ る中心断面図である。

〔以下余白〕

第１図により、閉止部材４およびそのシール７から見た前記ロッキングエレメン ト５と弁ケーシング１．２のシート部３との置き替えの原理が明らかである。左 側の表示では弁の閉位置が示されており、閉止部材４およびロッキングエレメン ト５を作動させる手段は省略されている。シート部３は閉止部材４およびそのシ ール７と相互に作用する。弁の開位置（右側の表示）においては、シート部３の シール７に対する作用はロッキングエレメント５によって置きかえられる。弁の 閉位置において発生し、シール効果をもたらすシール７のひずみは、閉位置以外 の位置においてはロッキングエレメント５によって発生する。弁の開位置におい て、流れＶは弁ケーシング１から弁ケーシング２へ、またはその逆方向へ流れる 。

閉止部材４を受け入れる孔については、ロッキングエレメント５は弁ケーシング １．２を連通する孔のシート部３における寸法と同じ寸法りを呈する。概略的に 図示されている弁は、０Ｎ−ＯＦＦ機能を備えた塞止弁である。

第２図の実施例において、閉止部材４はそれらの間にリーク空洞６を構成する２ 個のシール７１．７２を設けたことにより第１図のものから変更されている。

弁の閉位置において、前記リーク空洞６は一方で弁ケーシング１．２により区画 されると共に、他方で前記閉止部材４の中に設けられた排出口６ａを介して弁の 外部と連通している。排出口６ａを閉止部材４の中へ設ける何種類かの方法が知 られており、たとえば閉止部材４に連通されて弁ケーシング２側から延びる出口 チューブ４ｂの中へ排出口６ａを配置することができる。前記と逆のばあい、す なわち出口チューブ４ｂが弁ケーシング１側に配置され、そこから弁の外部に伸 長されるばあいも可能である。後者のばあい、排出口Ｂａは閉止部材４を動かす 手段である第１０ツド４ａの中に設けられる。排出口６ａの構成に関し、さらに 他の実施例が第８図、第９図、第１Ｏ図および第１１図にも示されている（出口 チューブ４ｂ中の排出口６ａが下方に抜ける）。第２図の右側の表示は開位置に ある耐漏洩弁を示している。そこでリーク空洞の外側はロッキングエレメント５ の、内面により区画される。弁の閉位置および開位置の両方でリーク空洞６は弁 ケーシング１．２の内部スペースに対して閉止されている。さらにシール７１と ７２に対して、およびリーク空洞６に対して、ロッキングエレメント５がシート 部３に置きかわることがわかる。第２図には示されていないが、シート部３に対 し、ケーシング側で前記と同一機能をもたらすようにシートリングを設けること もできる。

第１図の実施例とは異なり、第３図および第４図の実施例では、閉止部材４のグ ループ４Ｃ内にいわゆる「ルーズ」なシール７が設けられている。グループ４ｃ の中でシール７は閉止部材４の切換動作の方向に限定された範囲で動くことがで き、それによってシール７とグループ４Ｃとの間の臨界部分を洗浄することがで きるようになる。

しかしながら前記部分を洗浄するための前提条件は、ロッキングエレメント５が 弁ケーシング１．２の内部スペースとシール７の周囲の壁との間に空間の連通が 存在するような寸法にされていることである。４ａおよび５ａはそれぞれ閉止部 材４およびロッキングエレメント５を駆動するための第１０ツドおよび第２０ツ ドを示す。

第５図、第６図および第７図には、第２図の弁についてのそれぞれの実施例が同 時に構成されるように、２個のシール７１と７２を備えた閉止部材４が示されて おり、それらのシールはその間にリーク空洞６を形成する。そのリーク空洞６は 、第２図に示されるように単に排出口６ａを介して弁の外部に連通しているだけ でなく、それを通して洗浄剤をリーク空洞６へ注入されるような弁の外部に達す る第２連通口を有している。前述の種類の漏洩の排出路および（または）洗浄剤 の排出路（第５図および第６図でＬ／Ｒと表示されている）および洗浄剤の注入 路Ｒは、その中で２個のシール７１と７２が閉止部材４の中で制限された範囲で 動きうる第７図の実施例におけるシール構造にも適用することができる。

この態様の解決手段は西独特許出願公開公報第３７０１０２７号およびヨーロッ パ特許出願第２７９１７７号から収集することができる。第８図、第９図、第１ θ図および第１１図は洗浄剤をリーク空洞６へ注入し、または導くための他の方 法を示している。

閉止部材４は、たとえばシール７１および７２の間を中空として（第８図）、洗 浄液が分配およびジェットスプレ一手段８によってシール７１と７２の部分へ注 入されるように構成することができる。

シール７１と７２の間の空間を仕切壁９により分割しく第９図）、その仕切壁が 洗浄剤Ｒが必らずシール部分に注入されまた排出されるように注入部ｌＯと排出 部１１を形成することもできる。

第１４図の実施例においては、分配およびジェットスプレ一手段８を有する洗浄 用チューブ１２が出口チューブ４ｂの排出口６ａの中に配置されている。洗浄液 Ｒはシール部へ注入され、またそのシール部から出口チューブ４ｂの内壁と洗浄 用チューブ１２との間の環状の間隙を通じて排出される。

第１１図の実施例に示される構造は実質的に第９図のそれと同一であり、洗浄液 の注入路Ｒおよび洗浄液の漏洩および（または）排出路Ｌ／Ｒは共に閉止部材４ の一方の側に設けられている。閉止部材４の駆動は弁ケーシング側に設けられた ロッド４ａにより、あるいは第１０ツド４ａがないばあいには、出口チューブ４ ｂによって行なわれ、弁の設置の姿勢は第１１図に示される位置または図示の組 立体に対して１８０’変位した位置となる。

第２図および第５図から第１１図に示される本発明の弁の実施例はそれぞれいわ ゆる無漏洩切換ダブルシート弁である。もしロッキングエレメント５をブリッジ （複数）によって弁ケーシング１または２に対してしっがりと連結したばあいは 、漏洩が制限された切換が可能な弁となる。ロッキングエレメント５と弁ケーシ ング１または２との間のそれらの連結ブリッジは、弁の呼び断面とほぼ一致する 開口を構成するためのものである。その構成の動作モードおよび機能は前記特許 出願がら知られる。そこには多種多様な態様や現在の問題を考察する方法から生 ずる強制的な類似（ＡｎａｌｏｇＩｅ）が存在する。

第１２図は、０Ｎ１０ＦＦ−作用というもっとも単純な切換作用によって、弁ケ ーシング側のシール７に対するロッキングエレメント５の本発明の動作原理を図 解している。

図面の左側は弁の閉位置を表わし、右側は開位置を表わしている。弁の閉位置に おいて、ケーシンググループｌａに軸方向移動自在に埋めこまれたシール７は閉 止部材４によりそれ自体既知の方法で固定される。簡単にするために、弁ケーシ ング１および２の間で必要とされるケーシングシール１４が、その配置および埋 めこみについてのみきわめて簡単な手法により示されている。本発明の特徴は弁 の開位置（図の右側の表示）の状態、すなわちロッキングエレメント５が閉位置 において閉止部材４が占めていたシール７に対する位置に置きかわっている状態 から明らかである。図示されている切換状態においても、また図示されていない 中間状態においても、いわゆる「ルーズコなシール７が流体の機械的衝撃にさら されることはない。

ロッキングエレメント５が、シール７と重なる領域内で弁ケーシング１．２の内 部スペースからシール７の方向に透過性を有するように作製されるばあいは、シ ール７およびそれをかこむケーシンググループｌａは開位置において洗浄液と接 触することが可能となる。たとえばケージの形状を呈するようにロッキングエレ メント５に多数の開口を設けることができる。さらにロッキングエレメント５の 前側から貫通する凹部を設け、その凹部がシール７とロッキングエレメント５の 外側の面とシール７との間で洗浄剤と接触しうるようにすることもできる。

ロッキングエレメント５がその切り換え動作の方向に非常に短く、それにより弁 ケーシング１．２とシール７を囲む壁との間に空間の連通が与えられるばあいは 、弁の開位置において弁ケーシング１．２の内部スペースから問題となっている シール部への洗浄剤の接近が可能となる。

Ｆｔ’ｇ・プ Ｆｉ３４ｚ 国際調査報告 国際調査報告

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. １．構造的に摺動可能であって並進または回転の変位が可能である閉止部材と、 それと対応する弁ケーシングのシート部と、閉止部材の動きの自由度の方向へ変 位可能なロッキングエレメントと、閉止部材とシート部との間で作用し、または ロッキングエレメントと協働するシールまたはシール部とを有する弁のシールの 支持および保護のための方法であって、弁の閉位置においてシール効果を発生す るシールまたはシール部のひずみが、閉位置以外の位置でロッキングエレメント によってもたらされることを特徴とする弁のシールを支持および保護のための方 法。
2. ２．前記ロッキングエレメントの動作原理を、少なくとも１個の弁ケーシングと 弁体と弁ケーシング間の流体の連通を開閉するためのシートを有する今日の一般 的な弁に適用したことを特徴とする請求項１記載の方法。
3. ３．閉止部材に少なくとも１個のシールまたは１箇所のシール部が設けられた弁 であって、閉位置においてシール（７）と相互作用をおよぼすシート部（３）が 閉位置以外の位置において、ロッキングエレメント（５）に置きかわられること を特徴とする請求項１または２記載の方法を実施するための弁（第１図）。
4. ４．閉止部材に２個のシールまたは２箇所のシール部が設けられ、それらがそれ らの間に１個のリーク空洞を区画し、そのリーク空洞が、閉止部材中に設けられ た少なくとも１個のコンジットによって、および要すれば洗浄剤入口を有する第 ２コンジットによって弁の外部に連通している弁であって、閉位置においてシー ル（７１、７２）と相互作用するシート部（３）が閉位置以外の位置においてロ ッキングエレメント（５）に置きかわられることを特徴とする請求項１または２ 記載の方法を実施するための弁（第２図）。
5. ５．弁ケーシング側にシールを有する弁であって、閉位置においてシール（７） と相互作用する閉止部材（４）が、閉位置以外の位置においてロッキングエレメ ント（５）に置きかわられることを特徴とする請求項１または２記載の方法を実 施するための弁（第１２図）。
6. ６．シール（７；７０、７１）が弁の切換動作の方向へ制限された範囲で動きう ることを特徴とする請求項３から５のいずれかに記載の弁（第３図、第４図、第 ７図、第１２図）。
7. ７．ロッキングエレメント（５）が、シール（７）と重なり合う領域で弁ケーシ ングの内部スペースからシールヘの透過性を有することを特徴とする請求項３、 ５または６記載の弁。
8. ８．ロッキングエレメント（５）がその切換動作の方向において、弁ケーシング の内部スペースとシール（７；７１、７２）の周囲の壁との間に空間が連通する ような寸法であることを特徴とする請求項３から６のいずれかに記載の弁。