JPH06331049A - ばね付逆止め弁カートリッジ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】流体ポンプにおいて、特に小さい体積と最小限
の深さの逆止め弁を必要とする場合に用いる反転可能な
小形ばね付逆止め弁を提供することである。 【構成】シール円板（５）がケージ（１０）に固定され
たかさ形スポーク状ばね（１５）によって締切り位置に
押しつけられ、シール円板がケージ内で全動程を移動で
きるようにすることによって、弁カートリッジ（２）の
与えられた厚さに対する流量を大きくできるようにして
いる反転可能な逆止め弁である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は一般的には逆止め弁に関
し、さらに詳しくいえばダイヤフラムポンプと共に用い
るばね付逆止め弁カートリッジに関し、さらに具体的に
は最小限の深さを必要とする小形な反転可能な平形逆止
め弁が望まれる場合の逆止め弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポンプを通る流れを制御する逆止め弁を
用いるポンプは、一般に逆止め弁が特にポンプの中に流
体のないときに機能するために一般に重力に頼ってい
る。

【０００３】用いられる逆止め弁の種類はボール形又は
平形／デイスク形のいずれかである。それらは、流れを
一方向にだけ許し、反対方向の流れを阻止する。代表的
なポンプにおいては、二つの逆止め弁があり、一つはポ
ンプの入口にあり、もう一つは出口にある。入口の逆止
め弁は、ポンピング室を真空に引いているとき、流体が
ポンプに入ることができるようにする。同時に出口逆止
め弁は、閉じられて、流体又は気体が吸込サイクルの間
ポンピング室に入らないようにする。ポンプが流体を追
い出すとき、入口逆止め弁は、重力及び逆止め弁とポン
ピングされている流体との間の摩擦抗力のために閉じ
る。出口逆止め弁は、ポンピング室に発生した逆止め弁
に作用する圧力のために強制的に開けられる。このサイ
クルは、ポンピング行程が終ると再び始まる。この形式
のポンプが自吸するためには、ポンプは重力が逆止め弁
に適当に弁座に付かせるように適応されていなければな
らない。 従来技術におけるこの限界を克服するために
用いられた一つの方法は逆止め弁を弁座に対して物理的
に押付ける機械的ばねを用いることである。この構成
は、大ていの場合によく働くが、ばねは、ポンプが高い
繰返し速度で動作すれば、疲労破壊をする。ばねが逆止
め弁の揚程を制限するので、全流量も小さくなる。ばね
付逆止め弁が占める体積は、より大きくなる。自由なば
ねは、組立中に問題を生ずることがあり、逆止め弁の追
加の体積は、ポンプの体積効率を下げ、ポンプが動作し
始めるために必要な有効吸込ヘッドを大きくする。

【０００４】逆止め弁は、吸込圧力と流体室内の圧力と
の間の差だけに感じる。圧力差が逆止め弁をその弁座か
ら引き上げるに十分になると、弁は開き始める。ポンプ
ピストン又はダイヤフラムが真空を作るときの圧力降下
の速度は、体積比とポンピングされた流体の蒸気圧との
関数である。逆止め弁にばねを付けることは、ポンプに
より高い吸込圧力をポンプ室内に発生して逆止め弁を開
くことを要求する。

【０００５】金属性のばねをばねとプロセスの流体との
間の化学的相容性がばねの腐蝕をもたらすような環境で
は、用いることができない。なお、ばねの形は、ノンユ
ニオン又はオフセット圧力を弁を閉じる方向に加えるこ
とによって逆止め弁を閉じさせる能力に不安定性を生む
ことができる。

【０００６】逆止め弁の他の周知の形、例えばダックビ
ル又はかさ形逆止め弁が汲上げられる流体の種類に関し
てその使用を制限し、大流量又は高い背圧で損傷を受け
るか又は引っくり返しに吸引される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前述のことは現在の装
置と方法にあると知られている限界を例示している。従
って、上述の限界の一つ以上を解消することを目的とし
た代替品を提供することが有益であることが明らかであ
る。それ故に、以下にさらに詳しく説明する特徴を備え
る適当な代替品を提供する。

【０００８】本発明の一つの目的は特に小さい体積と最
小限の深さの逆止め弁を必要とする場合にポンプに広範
囲の用途と適用を有する可逆小形ばね付逆止め弁を提供
することである。

【０００９】本発明のもう一つの目的は広範囲の汲上げ
られた流体に適当なある範囲のプラスチック材料で製作
するのに適当である逆止め弁を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の一つの面おい
て、これは入口と出口を備えている室を形成する穴を有
するハウジングと、前記穴の中で入口と出口との間に配
置されてそれらの間の流体の流れを制限する弁装置と、
前記穴の中で使用でき弁装置を流れを制限する位置の方
へバイアスするばねバイアス手段と、前記ばねバイアス
手段が弁装置につり合った力を加えるように形成されて
位置決めされ穴の中で弁装置の制限されない移動を可能
にしている流体ポンプ装置のためのばね付逆止め弁カー
トリッジを提供することによって達成される。

【００１１】

【実施例】前述及びその他の面は添付図面と関連して考
慮するとき、本発明の以下の詳細な説明から明らかにな
る。

【００１２】図１を参照すると、二つのばね付逆止め弁
カートリッジを組込んでいるダイヤフラムポンプハウジ
ングが示されている。入口逆止め弁２が図の左側に示さ
れ、出口逆止め弁２′が右側に示されている。ダイヤフ
ラム３がポンプ室４の中で上向きに並進させられるに従
って、真空が作られる。これによって、出口オリフイス
８′の極く近くにかさ形スポーク状ばね１５′によって
保持されているシール円板５′を出口弁座にしっかり押
付けて引付け、それによってポンプ出口２０′を汲上げ
られた流体のリターンフローを封止している。これはま
た、ポンプ室４の中を真空に引くことができるようにす
る。ポンプ室４の内側の圧力は、大気圧より小さいの
で、ばね付逆め弁カートリッジ２の中の円板５に作用す
る圧力は、この圧力をかさ形スポーク状ばね１５の力に
抗して弁座９から浮き上がらせ、それによってオリフイ
ス８を通して汲上げられた流体がポンプ室に流入できる
ようにする。

【００１３】吸入工程の終りにおいて、ダイヤフラム３
は方向を逆転し、ポンプ室４から圧力流体を押出し始め
る。円板５は、オリフイス８を閉じる弁座９に押付けて
載るように引制され、それによって流体がポンプ入口か
ら流れ出ないようにする。ダイヤフラム３の運動によっ
てポンプ室４内で高められた圧力は、円板５′に作用し
て円板があくようにし、流体が流体室４からオリフイス
８を通り、弁座９′を通り過ぎて円板５′の周りをポン
プ出口へ流れることができるようにする。一般に、この
ポンプ作用は、従来技術で周知である。

【００１４】ばね付逆止め弁カートリッジの小形でつり
合いのとれた反転可能な構造は、本発明の主題であり、
図２、３及び４を参照して最もよく理解される。入口逆
止め弁と出口逆止め弁の両方は、類似の構成のものであ
る。逆止め弁組立体は、室を形成する穴１６を有するカ
ートリッジ又は容器ハウジング２を備えている。ポンプ
室は、オリフイスのふちに形成された持ち上がり用の一
体弁座９を有するオリフイス８を形成する部分クロージ
ヤによって一方の端で限られている。円板５の形をした
逆止め弁部材が穴の内部で往復運動するように配置さ
れ、ここで説明する実施例の目的のために、ケージ要素
１０によって穴の内部に保持されて中央に寄せられ、十
字形棧１１によって相互接続さた４本の延長脚要素１８
を備えている。

【００１５】脚は、穴１６の内部では十字形棧になって
おり、十字形棧１１をオリフイス８及び弁座９から引き
離し、円板５が図３に示されている閉じた位置から十分
な距離動くことができるのに十分な隙間をあけて弁座９
から離れている。弁座９と円板５の接触領域が弁座領域
を形成している。円板と弁座が接触しているとき、オリ
フイス８を通る流れが円板５の側面を通れなくする。逆
にオリフイス８を通る流れが図４に示されているように
円板５に弁座９から浮き上がらせる。

【００１６】ケージ１０は、ケージの十字形棧１１に凹
部１３を備えている。十字形棧に四つの交差点において
十字形棧に取付けられている円筒形フインガポスト１４
が十字形棧の中で中心に位置決めされている。４本のか
さ形スポーク状フインガ１５がフインガポスト１４に取
付けられて十字形くぼみ１３の中に延び込み、かさ形ス
ポ−ク状フインガ１５は、それらの圧縮されない形にお
いて、図３に最もよく見られるように十字形棧１１と円
板５との間に形成された空洞の中に延び入っている。フ
インガは、円板５を弁座９の方へ円板の外周近くで本質
的に９０°離れた４点でつり合いのとれた圧力で弾力的
に押付ける。

【００１７】この実施例においてはケージの一体部分で
ある４本の片持ちばり式フインガは、円板５を弁座９の
極く近くに保持するように位置決めされている。これに
よって流体又はガスがこの組立体を通って流れるとき、
円板５に抗する効力が円板を弁座に押付け、流れを図３
に示されているように下向き方向に作るように考えられ
ているとき、円板にオリフイス８を閉め切らせる。

【００１８】フインガ１５が円板を弁座に非常に接近し
て保持しているので、逆止め弁は正しく機能するのに重
力に頼らない。なお、図４に見られるように、フインガ
は、円板５がフインガに押付けられるとき、ばねとして
働く。図４に見られるように、流量が上向き方向に増え
るとき、これは円板５が十字形棧１１接触するまでフイ
ンガ１５をたわめる。これによって全流れ領域が開かれ
ることになる。この場合のフインガ１５は、どんな向き
でも円板が動作するように位置決めするのに用いられる
が、円板の全体の動き及び変位を妨げない。

【００１９】図４に見られるように、本発明の一つの特
徴は、全開位置において円板が十字形くぼみ１３の中へ
平らにして圧縮されたフインガ１５を持った十字形棧１
１によって止められ、それによってばね装置による妨害
なしに弁を最大限にあけることができることである。こ
の構造はまた、逆止め弁内の体積を最小にすることにな
り、それによって弁の応答性能を向上する。開放ケージ
構成はまた、円板の周りに最大量の流れを可能にし、与
えられた寸法の弁に対して逆止め弁を横切る圧力降下を
最小にできる。

【００２０】本発明は、ポンプを正しく機能する能力に
影響を与えずにどの位置へも向けることができる。ばね
フインガは、逆止め弁を全開できるようにするために発
生する力を最小にし、それによって最大の流量を許すよ
うに設計されている。なお、ばねはポンプの残部のウエ
ット端の構成要素にマッチし、それによってすべての化
学的不相容性の問題をなくす材料で成形できる止め具の
一体部分である。この構成は、さらに様々な材料を用途
に従って用いることができるようにしている。この設計
は最小の体積を占め、最小の体積をポンプ室に極く接近
して置くことができるので、ポンプの性能を改良してポ
ンプ全体の寸法を小さくする。ポンプ室に関するコンパ
クトな寸法と位置決めは、清掃のためにポンプをフラッ
シュするに必要な材料の量を減らし、この設計は任意の
プレゼンテーションにおいて有効吸込ヘッドの要求事項
を過度に増加することなしに適当な吸込揚程を与える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるばね付逆止め弁カートリッジを用
いるダイヤフラムポンプの横断面図である。

【図２】本発明によるばね端から見た逆止め弁カートリ
ッジのインライン端面図である。

【図３】図２の断面Ａ−Ａにおいて見た弁要素を閉じた
位置で示しているカートリッジの横断面図である。

【図４】図２の断面Ａ−Ａで見た弁要素が開位置におい
て示されているカートリッジの横断面図である。

【符号の説明】

２ 入口逆止め弁 ２′ 出口逆止め弁 ３ ダイヤフラム ４ ポンプ室 ５，５′ シール円板 ８，８′ オリフイス ９ 弁座 １０ ケージ １１ 十字形棧 １４ かさ形スポーク状フインガ（ばね） １８ 脚

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入口オリフイスと出口を備える室を形成
   し、穴を有する反転可能な円筒形ハウジングと、 前記入口オリフイスと前記出口との間で前記穴の中に配
   置され、それらの間に一方向に流体の流れを可能にする
   弁手段と、 前記穴の中で使用できて、前記弁装置を流れを止める位
   置の方へバイアスするばねバイアス装置と、 前記ばねバイアス装置を前記穴の中に保持し、前記ばね
   バイアス装置を内部に受ける空洞を中に形成されている
   ケージ装置とを備え、 前記ばねバイアス装置は前記弁装置の移動が前記穴の中
   でできるようにしながらつり合った力を前記弁装置に加
   えるように形成されて位置決めされており、 前記ばねバイアス装置がさらに前記穴の中に前記ケージ
   手段によって保持された複数のかさ形状フインガを備え
   ている流体ポンプ装置用ばね付き逆止め弁カートリッ
   ジ。
2. 【請求項２】前記弁装置が円板から成っていることを特
   徴とする請求項１に記載の流体ポンプ装置のためのばね
   付逆止め弁カートリッジ。
3. 【請求項３】前記ケージ装置が前記フインガを中に受け
   るくぼみを備えていることを特徴とする請求項１に記載
   の流体ポンプ装置用ばね付逆止め弁カートリッジ。