JPH0338464B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ 加圧ガスシリンダに使用するための閉鎖バル
ブにおいて、この閉鎖バルブは： 入口ポートと、出口ポートと、それら間の通路
とを有する本体と； 通路中に配設されたシートと； 入口ポートにおいて、比較的低圧を内蔵するた
めに前記シートをシールする比較的柔らかい材質
からなる第１のシール部材と、入口ポートにおい
て、比較的高圧を内蔵するためにシートをシール
する比較的硬い材質からなる第２シール部材とを
有するプラグと； シリンダ内の圧力が予じめ定めたレベル以下に
落ちた際に前記シートに対して第１のシール部材
を係合させる方向に前記プラグを押圧する押圧手
段を有する圧力一応答装置と； シートに対して第２のシール部材を係合させる
手動装置と； よりなることを特徴とする前記加圧ガスシリンダ
に使用するための閉鎖バルブ。

２ 前記シートはプラグ上の第１のシール部材と
係合するための第１のシート面と、プラグ上の第
２のシール部材と係合するための第２のシート面
とを備えていることを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の閉鎖バルブ。

３ 前記プラグ上の第１および第２のシール面は
軸線方向に離隔しており、また、前記シート上の
第１および第２のはまり合う面は軸線方向に離隔
しており、前記プラグが前記シートと係合する場
合、第１のシール面は第１のはめ合い面と係合
し、第２のシール面は第２のはめ合い面と係合す
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
閉鎖バルブ。

４ 第１のシール部材は比較的柔らかいエラスト
マーの“Ｏ”リングであることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の閉鎖バルブ。

５ 第２のシール部材は比較的硬いインサートで
あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の閉鎖バルブ。

６ “Ｏ”リングはR49からR103の範囲のロツ
クウエル硬度を有していることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の閉鎖バルブ。

７ インサートはR108からR120の範囲のロツク
ウエル硬度を有していることを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の閉鎖バルブ。

８ 加圧ガスシリンダに使用するための閉鎖バル
ブにおいて、この閉鎖バルブは： 入口ポートと、出口ポートと、それらの間の通
路とを有する本体と； 通路中に配設されたシートと； 入口ポートにおける比較的低い圧力を内蔵する
ため、シートに対する第１のシール部材と、入口
ポートにおける比較的高い圧力を内蔵するため、
シートに対する第２のシール部材とを有するプラ
グと； シリンダ内の圧力が予じめ定めたレベル以下に
落ちた際に前記シートに対して第１のシール部材
を係合させる方向に前記プラグを押圧する押圧手
段を有する圧力−応答装置と； 第２のシール部材をシートに対して係合させる
手動装置と； 前記手動装置と前記プラグとの間にあつて、そ
の手動装置によるプラグの移動の妨げとならずに
プラグを配置した部分から手動装置側へのガスの
流れを遮断する装置と； よりなることを特徴とする加圧ガスシリンダに使
用するための閉鎖バルブ。

発明の背景 １ 発明の分野 本発明は一般に閉鎖バルブに関し、更に詳細に
は、ガスシリンダ内の圧力が予め定めた圧力より
下がつた場合、自動的にガスシリンダからの流れ
をブロツクする閉鎖バルブに関する。

２ 従来技術の説明 ガスシリンダの圧力がなくなつた場合、シリン
ダは再充填されなければならない。ガス供給器に
よつて再充填される前に、その汚染を防止するた
め、小さな残留圧力を残すことが好ましい。ガス
シリンダは代表的にはその出口に手動の閉鎖バル
ブを備え、ガスシリンダ内の圧力が許容される最
低レベル以下になつた場合、使用者はバルブを閉
じて、残留圧力が失なわれるのを防止することが
できる。

しかしながら、そのようなシリンダの手動閉鎖
バルブは、使用者によつて開いたまゝにされ、残
留圧力は失なわれる。そのため、特定ガス純度の
仕様を満たすため、再充填前に、シリンダは洗浄
およびパージされなければならない。シリンダの
洗浄は余分な工程であつて、再充填のコストを増
大させる。

かくして、シリンダ内の圧力が予め定めたレベ
ルより下がつた場合はいつでも、シリンダの出口
を閉鎖する自動閉鎖装置を設けることが望まし
い。これまでは、これは手動バルブに加えて、チ
エツクバルブを設けることにより達成されてき
た。チエツクバルブは代表的には、手動閉鎖バル
ブの出口に位置している。そのようなチエツクバ
ルブはGordonの米国特許第3384113号および
Yonezawaの米国特許第4210168号に開示されて
いる。

手動閉鎖バルブの機構と別個のチエツクバルブ
の使用は、２つの理由から望ましくない。第１
に、それはバルブの複雑性とコストを増大させ
る。第２に、ガスシリンダのための閉鎖バルブ
は、ガスシリンダ工業において標準化されている
保護カバーの下にはめられる程度に小さくつくら
れならなければならないからである。閉鎖バルブ
本体内に設けられる第２のバルブ機構は、必要と
されるコンパクトなバルブをつくることをより困
難にさせる。

しかしながら、シリンダが作動する広い範囲の
圧力のために、別個なチエツクバルブを設けるこ
とは欠かすことのできないものとなつた。手動バ
ルブは3000PSIを超えるシリンダ圧力に抗して閉
鎖されなければならず、一方、シリンダの自動閉
鎖は、約10から50PSIの範囲の内圧で発生しなけ
ればならない。非常な高圧に対抗して閉鎖するた
めに必要とされるバルブプラグとシートの組合わ
せは、低圧に抗して閉鎖するための、スプリング
による自動作動には不適切である。すなわち、高
圧作動によつて必要とされる硬いシート面を有す
るバルブプラグは、15PSIに対抗して着座させる
スプリングによつて与えられる如き、低い着座力
では、適切にシールされない。一方、低圧作動に
必要とされる軟いシートは、高圧下に置かれた場
合は変形し、損傷を得て問題をさらに悪化する。
何となれば、シリンダは再充填される前に、一般
に出荷され、長期間貯蔵されるため、シリンダ上
のチエツクバルブは実質的に全くリークを許して
はならないからである。

かくして、高圧ガスシリンダの手動および自動
閉鎖の両者に対する、単一のバルブプラグおよび
シートが望まれるけれども、そのような組合わせ
は、従来技術においては存在していなかつた。

しかしながら、単一のバルブプラグとシート、
そして２つの作動装置を有するバルブは他の応用
において見出される。Replogleへの米国特許第
3211175号は調整およびチエツクバルブの組合わ
せを開示している。自動アクチユエータは、ガス
シリンダからの所望出口圧力を提供するため調整
されるであろう。一体的チエツクバルブが設けら
れ、シリンダからガス調整器を取外すことを必要
とせずに、ガスシリンダを充填できるようにす
る。開示されているこのバルブは、手動の閉鎖バ
ルブに加えて設けられており、したがつて、広い
範囲の圧力に抗して閉鎖する必要はない。

Kraftへの米国特許第3420493号はメータリン
グ、チエツクおよび閉鎖バルブの組合わせを開示
している。その中で開示されているバルブは、ば
ね作動のバルブプラグを有する従来のニードルバ
ルブである。バルブを通る流体の限界流は、調整
可能のバルブステムに対して、プラグを完全な開
状態に保持する。この限界レベル以下の流れで
は、バルブステムの位置に関係なく、バルブプラ
グはばねで閉じられる。この場合もこのバルブは
広い範囲の圧力に抗して閉鎖することはできな
い。

かくして、単一のバルブプラグとシートの組合
わせにおいて、１つより多くの機能を結合させる
ことは知られているが、それらは高圧ガスシリン
ダの手動および自動閉鎖の両者に対して適用され
ていない。

本発明の要約 本発明は従来技術の上記の欠点を克服し、小さ
な力によつて閉じられる場合は低い入口圧力に抗
して密に閉鎖し、また、はるか大きな力によつて
閉じられる場合は高圧に抗して密に閉鎖する、特
別に設計されたバルブプラグを備えている。その
ようなバルブプラグの使用は、単一のバルブプラ
グと単一のシートのみを利用する、加圧されたガ
スシリンダに関して使用するための、閉鎖および
チエツクバルブの組合わせの構成を可能にする。
バルブは、シリンダ内の圧力が予め定めたレベル
より下がると自動的に閉鎖し、長時間にわたつて
実質的にリークをなくす。

一般的にいつて、本発明のバルブは、バルブ本
体よりなり、このバルブ本体は入口ポートと、出
口ポートと、その間の通路とを有する。入口ポー
トは代表的にはガスシリンダから直接ガスを受入
れるように取付けられており、一方、出口ポート
は代表的には調整バルブに接続されている。バル
ブシートは通路の一部分を形成する。バルブプラ
グがバルブ本体中で往復動できるように取付けら
れ、そして、ハンドルのような手動装置が設けら
れ、バルブプラグをバルブシートに対して強制す
る。さらに、ばねのような圧力応答装置が設けら
れ、ガスシリンダ内の圧力が予め定めたレベルよ
り下がつた場合はいつでも、バルブシートに対し
てバルブプラグを強制する。

バルブプラグは少なくとも２つの別々のシール
面を備えている。第１のシール面は、ばねで与え
られるような比較的小さい作動力で密なシールを
形成するように選ばれる。与えられる作動力は、
ガスシリンダ内の残留圧力に抗してシールを維持
するのに充分である。第２のシール面は、バルブ
プラグ上に比較的大きい力が適用された場合、バ
ルブシートに対して密にシールする。そのような
力はハンドルによつて与えられる。第２のシール
面で与えられるシールは、バルブが受ける全圧力
範囲に耐えるものである。第２のシール面が係合
した場合、第１のシール面は、損傷されたり、あ
るいは、その弾性限界に達することなく、さらに
変形される。

ばねは代表的には調整可能で、プラグをシート
に向けて強制し、プラグに抗して直接働く。バル
ブプラグに抗して流れている流体の圧力が、予め
定めたレベルより下がると、ばねの力は流体の圧
力を超え、チエツクバルブは閉じる。この力のバ
ランシングのため、バルブプラグは比較的小さな
着座力で、バルブシートを閉鎖することが必要で
ある。好ましい実施例ではバルブプラグは、約
2.5ポンドの小さな着座力により、ガスシリンダ
内の残留圧力に抗して閉鎖する。

本発明はまた、閉鎖およびチエツクバルブの組
合わせを取外すことなく、シリンダを再充填させ
る装置を備えている。１つの実施例では工具が設
けられ、ばねにより与えられる着座力に抗して、
物理的にバルブプラグを開へ偏倚させる。この工
具はバルブプラグにはまるように形成され、バル
ブプラグがいたずらされないようにし、シリンダ
の汚染をもたらす、許可されていない要因による
シリンダからの過剰ガスの排出を防止する。さら
に、工具は、シリンダを再充填するため、ガスの
流れの軸線方向通路を備えることができる。これ
は、再充填のためのガス供給前に、バルブが開か
れないことを保証する助けとなる。

本発明の変形実施例では、充填のための、バイ
パス・チエツクバルブをバルブ本体中に備えてい
る。第２のチエツクバルブは代りの流路を提供
し、出口ポートの圧力が、ガスシリンダ内の圧力
を超える場合いつでも開くようになつている。第
２のチエツクバルブを設けることは、シリンダを
再充填するため、最小の準備が望ましい場合に適
切である。

図面の説明 第１図は本発明の第１の実施例の縦断面図であ
る。

第２図は第１図の線２−２に沿う縦断面図であ
る。

第３図は第２図の一部分を示す詳細図で、バル
ブプラグを開の形態で示す。

第４図は第３図と同様の図で、バルブプラグを
閉の形態で示す。

第５図は第１図のバルブの詳細図で、充填チエ
ツクバルブを開形態で示す。

第６図は第５図の線６−６に沿う断面図であ
る。

第７図は本発明の第２の実施例の縦断面図であ
る。

第８図は第７図のバルブの詳細図で、バルブプ
ラグを開形態で示す。

第９図は第８図と同様の図で、バルブプラグを
閉形態で示す。

第１０図は本発明の再充填工具の縦断面図であ
る。

第１１図は第１０図と同様の図で、シリンダの
再充填を許容するため、再充填工具が回転された
ところを示す。

第１２図は本発明にしたがつて構成されたバル
ブプラグとバルブシートの詳細図である。

第１３図は第１２図と同様の詳細図で、バルブ
プラグの軟いエラストマー表面が、バルブシート
に対して閉じられているところを示す。

第１４図は第１２図と同様の詳細図で、バルブ
プラグの硬いエラストマー表面が、バルブシート
に対して閉じられているところを示す。

第１５図は再充填工具で、バルブプラグと係合
するフオークを示す。

第１６図はバルブプラグの別の実施例の詳細図
である。第１７図は本発明の第３の実施例の縦断
面図である。

好ましい実施例の説明 第１図から第６図を参照すると、バルブ２０
は、バルブ本体２２よりなり、このバルブ本体
は、入口ポート２４と、出口ポート２６（第２
図）と、近接開口２８および、圧力リリーフポー
ト３０とを備えている。バルブ本体の下方部分３
２はねじ切りされており、ガスシリンダ（図示せ
ず）の出口コネクターに受入れられる。後に述べ
るように、近接開口２８と、圧力リリーフポート
３０は通常ブロツクされており、シリンダからの
ガスは通常入口ポート２４から出口ポート２６へ
流れる。

入口ポート２４は垂直通路３６へ通じ、該垂直
通路はバルブ本体２２の内部に形成された円筒状
チヤンバ３８で終つている。チヤンバ３８は充填
バルブ部分組立体４０を収容し、この構造は後で
詳細に記載する。充填バルブ部分組立体４０とチ
ヤンバ３８の壁間の環状通路４２は常に、シリン
ダから出るガスが、充填バルブ部分組立体をバイ
パスするようにさせる。

バルブ本体２２中に形成された、持上げられた
環状リツプ４９よりなるバルブシート４８（第３
図、第４図および第５図で最もよく示す）は、チ
ヤンバの上部から、出口ポート２６へ直接連通す
る水平通路５０（第２図乃至第４図および第６
図）へ、通路内に配設されている。第１図、第２
図および第４図に示すようにバルブプラグ５２が
シート４８と係合し、入口ポート２４から出口ポ
ート２６への流れをブロツクする。第１２図、第
１３図および第１４図と関連して、バルブシート
４８とプラグ５２の両者の好ましい構成を後で詳
述する。バルブプラグ５２を働かすための、手動
装置と自動装置の両者が設けられている。

手動作動装置は、ねじ切りされた円筒本体５８
と、それから下方へ延在する軸６０よりなるステ
ム５６を備えている。ステム本体５８はバルブシ
ートの上方へ配設された垂直チヤンバ６２内にね
じ込まれている。バルブステム５６を回転する
と、それはバルブ本体２２中で、垂直方向に移動
する。バルブステムの軸６０はバルブプラグ５２
中のコツプ状の凹部中に受入れられる。バルブス
テムを下方に移動させることにより、バルブプラ
グをバルブシートに対して着座させることができ
る。

バルブ本体２２の上部々分中にねじ込まれてい
るロツクナツト７０中にポスト６８が保持されて
いる。ポストの一端部７２は、バルブステム５６
中に形成されたスロツト７４中にキーはめ込みさ
れている。ポスト６８の他端部７６に保持ナツト
７８が取付けられている。

ポスト６８の手動回転を許容するため、ハンド
ルまたはハンドホイール８０が作動可能にポスト
に取付けられている。ハンドル８０中に形成され
た環状凹部８２は、ばね８４の一端を受入れ、そ
の他端は保持ナツト７８の下方の半径方向面に対
抗して配設される。ばね８４は偏倚力を提供し、
ポスト６８の環状フランジ８８を、ロツクナツト
７０の下方面に対して設けたガスケツト９０に向
けて強制する。ガスケツト９０に対するフランジ
８８の着座は、ポスト６８のまわりのガスのリー
クを防止する。さらに、ガスケツト９０はバルブ
本体に対して着座し、ロツクナツトの外筒とバル
ブ本体間のリークを防止する。

ハンドル８０の回転は、ポスト６８を同じ方向
に回転させる。ステム本体５８とチヤンバ６２の
両者に右ねじを設けると、ハンドルの時計方向回
転は、バルブシステム５６をチヤンバ６２の下方
へ下げ、一方、反時計方向回転は持上げる。

手動アクチユエータは第１図および第２図で閉
状態で示され、バルブステム５６は完全に下げら
れた位置にあり、軸６０はバルブプラグ５２に対
抗して設けられ、バルブシート４８に対抗してバ
ルブプラグを閉じている。第３図および第４図に
示すように、手動アクチユエータは開とされ、バ
ルブステム５６は持上げられた位置にある。

バルブプラグに対する圧力−応答アクチユエー
タは第３図および第４図に最もよく示されてい
る。チヤンバ６２の下方端部内に保持リング９４
がねじ込まれている。リング９４には中央穴９６
が貫通され、バルブステム５６の軸６０の通過を
許容する。中央穴９６の下方端部に形成された環
状凹部９８は、その中にばね１００の一端部を受
入れる。ばね１００の反対端部はバルブプラグ５
２中のコツプ状凹部６４によつて受入れられる。
保持リングはバルブステム５６と回転せず、その
チヤンバ内の垂直方向の位置は、バルブの作動中
変らない。かくして、ばね１００は、手動アクチ
ユエータの位置によつて影響を受けない、下方向
の力をバルブプラグに対して提供する。ばね力
（したがつて、自動閉鎖圧力）は、保持リング９
４をチヤンバ６２中で上方へまたは下方へ移動さ
せることにより調整できる。保持リングに到達す
るには、勿論手動アクチユエータを取外さなけれ
ばならない。閉鎖圧力は代表的には10から50PSI
の範囲である。

第３図および第４図に示す如く、手動アクチユ
エータがその完全開位置にある場合は、バルブプ
ラグは、圧力応答アクチユエータの影響の下に、
自由に開または閉にされる。ガスシリンダ内の圧
力が予め定めた最小を超えると、ガス圧は第３図
に示す如く、プラグを開に保持する。しかしなが
ら、ガス圧が最小値以下であると、第４図に示す
ように、ばね力はバルブプラグを閉じる。

シート４８に対してプラグ５２を閉じるのに必
要とする力は、プラグに対するガス圧の力を一寸
超える。かくして、もしプラグの面積が四分の一
in²で、閉鎖圧力が16PSIであると、ばね力は4lbs
より僅か大きくなければならない。しかしなが
ら、完全に充填されたガスシリンダに対して同じ
バルブプラグを閉じるためには、手動アクチユエ
ータが750lbsを超える着座力を提供する必要があ
る。（シリンダ圧力が3000PSIの場合。後でより
詳述するように、着座力におけるこの広範囲の変
化は特別に設計されたバルブプラグを必要とす
る。

第１および５図を参照すると、充填バルブ部分
組立体４０は、バルブプラグ１０４と、軸線方向
穴１０８を貫通されたバルブシート１０６と、そ
して、ばね１１０とを備えている。バルブシート
１０６は、チヤンバ３８の右側（第１図におい
て）に取付けられ、バルブプラグ１０４と組合わ
せられる環状リツプ１１２を備えてる。ばね１１
０の一端はバルブプラグの後部のコツプ状凹部１
１４に受入れられ、ばねの他方の端部はチヤンバ
３８の左側に対抗して配設されている。

ガスシリンダを充填するためには、加圧ガスは
出口ポート２６に導入され、水平通路（第５およ
び６図）を通つて内方へ流れる。入つてくるガス
は、手動で閉じられているプラグ５２のまわりの
環状通路１１８を経て流れなければならない。通
路１１８の右側において（第６図おいて）、穴１
２０は入つてくるガスが接近開口２８中に流れる
のを許容する。ついで、ガスはバルブシート１０
６中の軸線方向の穴１０８を通つて流れ、そし
て、もし充分の圧力が存在するならば、ばね１１
０の着座力に抗してバルブプラグを開く。ついで
ガスは通路３６を経て下方へ流れ、ガスシリンダ
中に入ることができる。

シリンダが充填されていない時は、プラグ１０
４の右端部（第１および５図において）挿入され
ているエラストマー円板１１５が、リツプ１１２
と係合して軸線方向の穴１０８をシールする。再
充填圧力は高いため（最終シリンダ圧力に等し
い）、ばね１０によつて提供される着座力は相当
大きなものである。したがつて円板１１５は、大
きい着座力に耐えるため、通常硬いエラストマー
から形成される。さらに、プラグ１０４は、単一
の着座力のみによつて作動されるため、単一のシ
ート面を備えているだけでよい。

接近開口２８は通常プラグ１２２によりブロツ
クされており、充填バルブ部分組立体４０に到達
したい場合、プラグ１２２は取外される。プラグ
１２２の後部（第５図の左側）とバルブシート１
０６間に空間が設けられ、ポート１２０を経て入
るガスのための流れ通路を提供する。圧力リリー
フポート３０は破壊円板１３０（第２図）を備
え、該破壊円板シリンダ内の圧力が予め定められ
た安全レベルを超えた場合、破裂するように適用
されている。

第１図は充填バルブ部分組立体４４をその閉形
態で示し、一方、第５および６図は同じ部分組立
体をその開位置で示している。第５図および第６
図の矢印は再充填ガスの流れ経路を示す。

第７図乃至第１１図は本発明のバルブの別な実
施例を示す。バルブ１５０は、入口ポート１５４
と、出口ポート１５６と、そして、圧力リリーフ
ポート１６０とを有するバルブ本体１５２を備え
ている。バルブ１５０の構成は、それが閉鎖して
いるバルブプラグをバイパスするための充填バル
ブ部分組立体を備えていない以外は、バルブ２０
の構成と同じである。その代り、バルブプラグを
開くための工具１８０（第１０および１１図）を
備え、ガスがシリンダの中に入るのを許容する。

バルブ１５０は単一のバルブシート１６２を備
え、該シートは、バルブ本体１５２に形成され、
バルブ入口１５４からバルブ出口１５６への通路
の一部分を形成する環状リツプ１６３よりなる。
バルブプラグ１６４が、バルブシート１６２の上
方に形成されたチヤンバ内で往復動できるように
取付けられており、手動アクチユエータおよび圧
力応答アクチユエータの両者によつて作動され
る。

バルブプラグ１６４のための手動アクチユエー
タは、チヤンバ１６６にねじ取付けされているバ
ルブステム１６８と、ポスト１７０と、そして、
ハンドル１７２とを備えている。ステム１６８
と、ポスト１７０と、そして、ハンドル１７２の
構成と相互作用は、前記したバルブ２０のものと
同様である。かくして、ハンドル１７２の回転
は、バルブプラグ１６４をバルブシート１６２に
向けて移動させ、手動でバルブ１５０を閉鎖す
る。より詳細な説明に対しては本明細書の始めの
部分を参照することができる。

バルブ１５０の圧力応答アクチユエータの構成
は、前記したバルブ２０の構成と若干異なり、ば
ね１７４だけを備え、その上端部はバルブステム
１６８に対抗して配設され、その下端部は、プラ
グ１６４の上部中のコツプ状の凹部１７６中に保
持されている。本発明によるこの別な実施例は、
該保持リング９４を備えていない。ハンドル１７
２によりバルブステム１６４は上下に移動するた
め、バルブプラグ１６４に対抗するばね力は変化
する。そのような変化は、ガスシリンダ内の圧力
が枯渇した際、バルブが自動的に閉じるセツトポ
イントに影響を与える。しかしながら、手動アク
チユエータが完全に開にされると、ばね１７４の
上方端部はチヤンバ１６６内の固定位置にある。
これは一定の、そして同時に、最小の設定点を圧
力応答アクチユエータに与える。

第８図はバルブ１５０のバルブプラグ１６４を
その通常作動位置において示す。バルブステム１
６８は完全に持上げられ、その上方端部はポスト
１７０の下方端部に対抗して配設されている。前
記した如く、これは、ガスシリンダのための所望
閉鎖圧力に対応する適切なテンシヨン下にばね１
７４があることを保証する。第８図の矢印は、シ
リンダから出るガスの流れ経路を示す。

第９図は手動アクチユエータ装置が開とされ、
自動アクチユエータ装置が閉とされているバルブ
１５０を示す。これは、ガスシリンダ内の圧力が
予め定めた最小レベル以下に枯渇した際、バルブ
がとる位置である。

さて、第１０図および第１１図を参照すると、
ガスシリンダを再充填するために使用する工具１
８０は、軸線方向の穴１８３が貫通している主軸
１８２と、同じく軸線方向の穴１８５が貫通して
いるカツプリングシリンダ１８４と、そして、シ
リンダ１８４を主軸１８２の後部（第１０および
１１図の右側）へ取付けるための保持ナツト１８
６よりなる。軸線方向の穴１８３，１８５は整合
され、入つてくるガスのガスシリンダへの通路を
形成する。該工具１８０はまた圧力応答アクチユ
エータのシリンダ内に保持されている残留ガスを
排出するのに使用される。

主軸１８２の前方端部は出口ポート１５６の形
状に対して相補的な形状を有している。ねじ切り
されたユニオン１９０が主軸上のフランジと回転
可能に係合し、出口ポート１５６のおすねじ上に
受入れられる。テフロン・ワツシヤ（図示せず）
がフランジ１９２の後部の半径方向面と、ユニオ
ン１９０間に設けられ、工具１８０がバルブ上に
取付けられた際、主軸１８２の回転を許容する。
このようにして、工具１８０はバルブ１５０上に
ねじ取付けすることができる。

さて、第１０図、第１１および第１５図を参照
すると、主軸１８２の前方端部は一対のフオーク
１９４で終つており、このフオークは、第１０図
に示す如く、バルブプラグ１６４上の肩部１９６
の下に挿入される。主軸１８２をいずれかの方向
にまわすことにより、フオーク１９４は肩部１９
６に係合し、バルブプラグを上方へ強制し、ガス
シリンダを再充填（あるいは空にする）ための通
路を提供する。回転後の位置は第１１図に示して
ある。アーム１９８が軸１８２から半径方向に突
出し、軸を回転するのを許容する。ユニオン１９
０を取外すため、アーム１９８は主軸１８２から
取外すことができる。

シリンダを再充填するため、ガス源への接続
（代表的にはフレキシブルホース）に対して、カ
ツプリングシリンダの後部におすねじが設けられ
ている。カツプリング１８４上の前方フランジ２
０２は主軸の後部と保持ナツト１８６間で回転可
能に受入れられる。ベアリングとして、かつ、リ
ークに対して、主軸とカツプリング間の接続をシ
ールするため、“Ｏ”リング２０４が設けられる。

本発明のバルブプラグとバルブシートの詳細な
構造は第１２図、第１３図および第１４図に示さ
れている。バルブ２０と１５０の両者における、
バルブプラグ５２と１６４、および、バルブシー
ト４８と１６２の構造は同様であり、１つについ
てのみ記載する。両バルブ２０と１５０の参照符
号は図面および明細書に含まれている。

バルブシート４８，１６２は好ましくは、バル
ブ本体２２，１５２中に機械加工され、通路の一
部分を形成する円筒状の穴２１２のまわりに配設
されている持上げられた環状リツプ４９，１１２
を備えている。この環状リツプ４９，１１２は、
平坦な半径方向の表面２１４と、半径方向の表面
２１４と円筒状の穴２１２間の円錐移行を形成す
る、内側の面取りされた表面２１６の両者を備え
ている。

バルブプラグ５２，１６４は、シリンダ内の残
留圧力を保持するためのバルブシート４８，１６
２に係合する軟いエラストマー表面と、可能な圧
力範囲全体に対してシールする硬いエラストマー
表面の両者を備えている。軟いエラストマー表面
は代表的には保持ねじ２２２によつてプラグ５
２，１６４の底部に取付けられた“Ｏ”リングで
ある。第１２−１４図に示す“Ｏ”リングは円形
断面を有するけれども、円形断面以外の“Ｏ”リ
ングに置き換えることができる。該硬いエラスト
マー表面は代表的にはプラグの底部中に形成され
た凹部２２６中に保持された円板状のインサート
２２４である。

プラグが圧力応答アクチユエータによつて作動
されると、第１３図に示す如く、“Ｏ”リングは
環状リツプ４９，１１２上の面取りされた表面２
１６と係合する。圧力応答アクチユエータにより
提供される比較的小さな着座力は、バルブシート
４８，１６２のシート面２１６に抗して“Ｏ”リ
ングをシールするのに充分であり、かくして、シ
リンダからのリークはない。密なシールを保証す
るため、“Ｏ”リングは約R49からR103の範囲の
ロツクウエル硬度を有すべきである。“Ｏ”リン
グに対する好ましい材料は、約R60の硬度を有す
るブナＮゴムである。

高圧に対してバルブをシールするためには、手
動アクチユエータのハンドホイール８０，１７２
がまわされ、第１４図に示す如く、インサート２
２４がリツプ４９，１１２に抗するように動かさ
れ、かつ、高いガス圧の下でも密なシールを保証
する所要力を発生させる。リツプ４９，１１２は
密なシールを与えるため、インサート中にくぼみ
を形成する。“Ｏ”リングは対高圧シールには軟
か過ぎるため、高圧シールの着座中にさらに変形
されるが、その弾性限界を超えない。また、“Ｏ”
リングの圧縮変形は、高圧ガスの浸透による、軟
かい“Ｏ”リングのはみ出し事故を減少させる。
インサート２２４は、適用される力が大きい場
合、リツプによるその中のくぼみを最小にするた
め、比較的硬くあるべきである。好ましくはそれ
は約R103からR120の範囲のロツクウエル硬度を
有し、そしてそれは、比較的高い圧力に対して延
伸に抗する材料でできている。現在においては、
好ましい材料はナイロンである。

“Ｏ”リングは約1000から1500PSIまでの圧力
に抗して閉鎖作用がある。かくして、シリンダ圧
力がこのレベルへ下がり、主動アクチユエータが
閉鎖されていると、実際は“Ｏ”リングによつて
閉鎖されており、インサート２２４で閉鎖されて
いるのではない。したがつて“Ｏ”リングの材料
は、弾性限界内で変形し、この範囲の圧力に対し
て閉鎖作用を行い、同時に、高圧シールが付加さ
れた際、損傷しないように選択されなければなら
ない。

“Ｏ”リング２２０のはみ出しを防止する別な
バルブプラグ設計は、第１６図に示されている。
環状リツプ４９，１１２を備えるバルブシートは
前記の実施例と同様のまゝである。しかしなが
ら、バルブプラグ５２，１６８は変形され、“Ｏ”
リング２２０を環状リツプの外周へ接触させて保
持する。“Ｏ”リングはプラグ５２，１６８の下
方端部中に形成された凹部２３０中の３つの側部
上に制限されているため、エラストマー中に浸透
した如何なるガスの急激な圧力降下によつても外
れる可能性は少ない。さらに、今度はインサート
２２４が、手動アクチユエータが閉じられた時は
いつでも、一次シールを形成し、“Ｏ”リングは
その弾性限界を超えずに変形され、“Ｏ”リング
はバルブの出口圧力だけを受ける。穴２３２が設
けられ、バルブが最初に開かれた時に“Ｏ”リン
グ用凹部上への圧力をベントする。肩部２３４が
プラグ５２，１６８のまわりに設けられ、かくし
て再充填工具１８０はプラグと係合して、それを
開くことができる。

さて第１７図を参照すると、燃焼あるいは有毒
ガスの如き、零リークの応用に対して、ダイヤフ
ラム２４０を設けることができる。ダイヤフラム
の設置は、以下に述べるように、手動および圧力
応答アクチユエータの両者において、ある変更を
実施する必要がある。バルブ本体は、第２の実施
例に関連する第７図に示すものと実質的に同一で
ある。しかしながら、ダイヤフラムはいずれの実
施例にも備えることができる。チヤンバ２４３
は、チヤンバの壁とねじ係合している肩部と頂部
に穴２４６を有するコツプ２４４を受入れる。ポ
スト２４８は穴２４６を通つて延在する軸２５０
を有し、プラグ２５２と係合する。プラグは前記
した設計のいずれのものでもよい。示されている
特定のプラグは、第１２−１４図に示されたもの
で、その外径はコツプ２４４の内径に対応する。

ポスト２４８の上方端部は、ほぼチヤンバ２４
３を横切つて延在する弧状表面２５４によつて形
成されている。ポスト２４８はばね２５６によつ
て上方へ強制され、ばね２５６の下方端部はコツ
プ２４４の肩部２４５に対抗して配設されてい
る。

ダイヤフラム２４０は、バルブ本体に形成され
た肩部と本体中にねじ込まれるインサート２６２
間で、その外周が固定される。ダイヤフラムは、
シリンダからのガスの逃げを防止する密なシール
を維持しながら、ポスト２４８と共に自由に上下
に動くことができる。

ポスト２４８はダイヤフラム２４０を経て弧状
表面２５４と係合する円板２６４によつて駆動さ
れる。また、円板２６４は、ハンドル２６８に直
接々続するバルブステム２６６によつて作動され
る。ステムと円板間の接触面積は、円板とダイヤ
フラム間の接触面積より小さいため、ステムが回
転するにつれ、同板は回転しない。これはダイヤ
フラムを損傷する危険を減少させる。

上端部でコツプ２４４と係合し下端部でプラグ
と係合するばね２７０は、前記した実施例と同様
に、シリンダ内の圧力が予め定めたレベル以下に
落ちた場合にはいつでも、バルブの自動作動を提
供する。

本発明を実施するための、考えられる最もよい
形式がこゝに示され、かつ、記載されたが、本発
明が意図しているものから逸脱することなく、変
更および変形がなされることは明らかである。