JPH10148265A - 回転弁組立体 - Google Patents

回転弁組立体

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JPH10148265A
JPH10148265A JP9250090A JP25009097A JPH10148265A JP H10148265 A JPH10148265 A JP H10148265A JP 9250090 A JP9250090 A JP 9250090A JP 25009097 A JP25009097 A JP 25009097A JP H10148265 A JPH10148265 A JP H10148265A
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JP
Japan
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valve
housing
shaft
pin
closed position
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JP9250090A
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English (en)
Inventor
Zhenggang Wang
ツエンギヤング・ワング
John A Tomasko
ジヨン・エイ・トマスコ
Stephen P Farwell
スチーブン・ピー・フアーウエル
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Original Assignee
BS&B Safety Systems LLC
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Publication date
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    • F16K17/40Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves with a fracturing member, e.g. fracturing diaphragm, glass, fusible joint
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 開閉に要するトルクを減少させる。 【解決手段】 解放手段がハウジングの外側に置かれ、
軸にかかる力が選定値以下のときは軸及び弁の回転を防
ぐ。直線化機構が軸により解放機構に加えられる力を直
線方向に直線に変換する。解放機構は、軸に加えられる
トルク及び解放機構上の直線方向の力が選定値を越した
ときに軸の回転を許す。弁の閉鎖位置において弁とハウ
ジングとの間の間隙を密閉するためにシールが設けられ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば圧力解放装
置に使用し得る回転弁組立体に関する。
【0002】
【従来技術及びその課題】圧力流体容器の圧力の過上昇
を防ぐための種々の種類の破裂ディスク及び圧力逃がし
弁が知られている。例えば、US−A−3472264
号は、ディスク26、32がオフセット軸24のまわり
を回転する圧力シールを明らかにする。ダイヤフラム1
4がディスクとハウジングとの間に把持されて組立体を
密封し、ダイヤフラムは、希望の流体圧力が出現したと
きにディスクの回転により切断される。弁を再びシール
するためには、ハウジング10、12を開き、弁を休止
させなければならない。
【0003】US−A−3039482号は、弁が強制
的に振動させられたときに密閉シール用シート13が切
られるように入口の長手方向軸線と出口の長手方向軸線
とが食い違いにされ、弁16の下端のシール用リング1
8がシート13の粗くかつ鋭い切断エッジを安全に奇麗
するであろう。圧力の解放が生じた後で弁を再びシール
するためには、使用を停止して入口及び出口のボディ部
分11、12を開かねばならない。
【0004】US−A−2304491号及びUS−A
−3603333号は、弁の入口に予定の圧力が現れる
まで、弁を閉鎖されシールされた状態に保持するために
シヤーピンを使用する伝統的な直角解放弁を開示する。
圧力の過上昇に際は、弁は、シヤーピンを切断して開口
した圧力解放位置に動かされる。これらの弁はいずれも
シヤーピンを使用するため、予定の解放圧力を与えるに
はシヤーピンを静止状態に保持している部材とシヤーピ
ンを切断する運動部材との間の許容差が重要である。例
えば、US−A−2304491号においては、ステム
8の直径と、ピン13が通過するハウジング9の内径と
は、正確な予定シヤー圧力を得るように注意深く適合さ
せなければならない。ステム8の側面とブッシュ9の内
径との間の空間又は間隙が大きくなるとピン13のシヤ
ーに要する力が急速に低下する。これには部品の正確な
機械加工と適合とが必要であり、再現性を得ることと保
守とが困難であり費用がかかる。直角解放弁のその他の
欠点には寸法の大型化と流路の直角曲がりによる流れの
拘束が含まれ、更に弁は入口に現れる全流体圧力に抵抗
しなければならないため、即ち、シヤーピンとばねと
が、入口圧力弁に面して現れる全部の力に直接抵抗しな
ければならなず、かつすべての圧力変動を直接吸収しな
ければならないため、圧力変動中にシートにおける「は
ためき」又は粉砕を起こし易いことが含まれる。
【0005】US−A−4724857号、47874
09号、4930536号、4977918号、501
2834号、5067511号、5116089号、5
146942号、5209253号、5226442
号、5273065号、5297575号、53118
98号、6318060号、5348039号、537
3864号、及び5433239号は、総て弁の実質的
に軸方向の運動に直接抵抗する破裂又は座屈するピンを
使用する圧力解放弁、緊急遮断弁、真空/圧力解放弁、
及び遮断弁を明らかにする。
【0006】直角解放弁を置換するために反転破裂ディ
スクのような破裂ディスクを使用することが知られてい
る。破裂ディスクは直角解放弁と比較して容量当たりの
費用が少ない。しかし、破裂ディスクは、圧力解放の破
裂の後、その圧力保持性能を回復するためには使用を停
止しなければならない。これには、冗長性(複数の破裂
ディスクの平行使用)、システムの停止、又は破裂ディ
スクの交換中の過剰圧力に対するシステムの危険な暴露
のいずれかが必要である。
【0007】流体収容システムにおける流体圧力の管理
又は解放のためにバタフライ弁、ボール弁、プラグ弁又
は同等品のような回転式の弁組立体を使うことが知られ
ている。しかし、従来の回転式の弁組立体は、その使用
には、典型的に、弾性体又はテフロン(商標名)製の高
摩擦できつく適合しかつ座を横切って拭い又は引きずる
弁ディスク、ボール、又はプラグを必要とし、或いは弁
のまわりの実質的な表面領域の面接触を作るシールを使
用することが知られている。このため、従来の弁組立体
を開くには比較的大きなトルクが必要であり、このトル
クが弁の閉鎖位置にある時間を大きくする。
【0008】例えば、ワッツ・レギュレーター・コンパ
ニーは、圧力支援の座の設計を明らかにするシリーズQ
Fクォーターフレックス・バタフライ弁を製造する。管
路圧力がシート上面に加わり、これが「アコーディオ
ン」形式の弁ディスクにシートを押し付ける。シールの
シール面は、保持器にシートを連結するシールシートと
実質的に直径方向で揃えられ、即ちシール面がシールシ
ートから軸方向で変位しないようにシールシートとシー
ト面とを実質的に揃えるシールの2重の折り返しがあ
る。シール面は実質的に軸方向寸法の面を有し、これが
ディスクの周囲のまわりの相当な表面積の面シールを作
る。かかる面シールはかなり大きな摩擦を生じ、開閉す
るためには、本発明の点又はエッジ形のシールよりもか
なり大きい力が必要である。ワッツの弁も、シートの摩
耗を減らし、かつディスクをシートから離して持ち上げ
るカム作用を提供することによりシール作用を強化する
ために2重オフセット軸を使用する。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明により、ハウジン
グを通る流路を定めている入口と出口とを有するハウジ
ング、流路内に置かれ、入口面、出口面、及び入口面と
出口面との間で弁のまわりを伸びている周囲を有する弁
であって、入口面がハウジング入口に面し、出口面がハ
ウジング出口に面する閉鎖位置の間を回転でき、そして
弁の周囲は囲んでいる流路に面しかつ弁の周囲と流路と
の間に間隙を定める前記弁、弁をハウジング内で回転軸
線まわりに回転可能に取り付ける取付け手段、弁の閉鎖
位置において前記間隙を密閉するシールであって、流路
に気密に取り付けられた支持エッジ、弁の閉鎖位置にお
いて弁の周囲と接触するように支持エッジから内向きに
伸びているシール用エッジ、及び支持エッジとシール用
エッジとが形成されたシール本体を有し、前記本体がシ
ール用エッジを支持エッジから弁の入口面に向かって軸
方向に変位させている前記シール、及び前記弁の入口側
におけるハウジング内に流体圧力を、弁を閉鎖位置から
開口位置に回転させる軸上のトルクに変換する変換手段
を備えた回転可能な弁組立体が提供される。
【0010】好ましい弁組立体は、ハウジングの外側に
置かれ、軸に加わるトルクが選定値以下のときは軸及び
弁の閉鎖位置からの回転を防止し、そして軸に加わるト
ルクが選定値を越したときは弁を開口位置への回転を許
すために軸を解放する解放手段を備える。好ましくは、
解放手段は、軸の回転を防ぐために軸とハウジングとの
間を伸びている変形可能な手段であり、この変形可能な
手段は、軸に加わるトルクが選定値を超過すると軸及び
弁が開口位置に回転できるように変形又は破損する。変
形可能な手段は、軸との弁の回転を許すように破損、曲
がり、座屈又はその他をするピン、ビーム、ワイヤー、
又はばねとすることができる。別の実施例では、解放手
段は、軸に加わるトルクが選定値を越すまで軸の回転を
防止する磁石式キャッチである。
【0011】弁の閉鎖位置において弁の周囲と流路との
間の間隙又は空間を封鎖するためにシールを設けること
ができる。好ましいシール用エッジは、シールにより弁
に加わる摩擦力を減らすために、弁の閉鎖位置において
弁の周囲をまわる最小の軸方向寸法及び最小の表面積で
点接触又は線接触を作る。
【0012】好ましい実施例においては、弁の回転軸線
は、回転軸線の一方の側におけるシールとシール用エッ
ジの第1の部分及び弁と弁周囲の第1の部分、並びに回
転軸線の他方の側におけるシールとシール用エッジの第
2の部分及び弁と弁周囲の第2の部分を定める。弁の第
1の部分は、弁が閉鎖位置から開口位置に回転すると
き、ハウジングの出口内に回転する。弁の閉鎖位置にお
いてシール用エッジと接触している弁の周囲の軸方向寸
法は、弁が閉鎖位置から開口位置に回転するとき、シー
ル用エッジの第2の部分が弁の周囲の第2の部分との接
触を破ると同時にシール用エッジの第1の部分が弁の周
囲の第1の部分との接触を破るように構成され配列され
る。この改良されたシールは、弁の形態と無関係に、ま
た殆どの回転可能な弁組立体において変換手段及び解放
手段と無関係に使用することができる。
【0013】かかる弁組立体は、正確に予測解放圧力で
流体圧力を解放でき、また圧力解放後は、組立体の運転
を中止することなくその圧力維持状態に戻すことができ
る。本発明の組立体は、弁を開口位置と閉鎖位置との間
で回転させるために克服しなければならない摩擦力を減
らすことができる。
【0014】本発明の組立体は弁の開閉に要するトルク
を減らし、かつ長期間、閉鎖位置にあった弁も、弁の回
転開始に要するトルクを増やすことがない。
【0015】弁が交換部品なしで繰り返し再設定し得る
組立体を提供することは本発明の利点である。
【0016】
【実施例】本発明をより容易に理解するために、付属図
面を参照し、例示の方法により、以下の説明が与えれ
る。
【0017】図面及び説明の全体を通じて、同様又は対
応している部分は同様な番号で呼ばれる。
【0018】図1−38は本発明の1実施例20を図示
する。圧力解放装置のこの実施例は、破裂ディスク、反
転破裂ディスク、直角解放弁、及び同等品を交換するた
めに使用される。本発明は多くの流体圧力及び流量の制
御の用途に適用し得ることを理解すべきである。
【0019】図1及び2を参照すれば、組立体20は、
ハウジング22、弁24、回転軸線28まわりで回転で
きるようにハウジング22に弁24を取り付けるための
取付け手段26、及び弁24を閉鎖位置32と開口位置
34との間で回転させる動力手段30を備える。より好
ましい実施例においては、動力手段30は、ハウジング
22内の流体圧力を軸38に作用するトルクに変換する
変換手段36を備える。組立体20はハウジング22の
外側に置かれた解放手段40を有し、これは、軸38に
加えられるトルクが選定された大きさ以下であるときは
軸38と弁24の閉鎖位置からの回転を防ぎ、またトル
クが選定された大きさを越したときに軸38を解放す
る。
【0020】ハウジング22は、ハウジング22を通過
する流路50を定めている入口46と出口48とを持
つ。ハウジング22の入口46は、容器又は配管のよう
な流体圧力源(図示せず)から流体と圧力を受け取る。
図示のように、軸38はハウジング22を通って伸びて
いる外側端部52を持つ。
【0021】好ましい解放手段40は、ハウジング22
と軸38とを連結している変形可能な手段54を備え
る。変形可能な手段54は、曲がり又は破裂するピン、
梁、棒、板又はディスクのような永久的に又は不可逆的
に変形し得るものとすることができ、或いはばね、又は
破裂又は変形が比較的可能な構造とすることができる。
図示のように、変形可能な手段54はハウジング22の
外側56と軸38の外側端部52との間の変形可能な接
触を作り、このため、手段54はハウジング22の内部
に収容された内部に暴露されず、又は直接作用する接触
をしない。手段54は、ハウジング22を開くことな
く、かつ組立体20の使用を中断することなく接近する
ことができる。
【0022】図3の実施例においては、取付け手段26
は、ハウジング22を通って伸びている第2の外側端部
58、及び前述のようにハウジング22と軸38との間
の変形可能な接触を作るための第2の変形可能な手段6
0を含んだ解放手段40を備える。軸38は、弁24の
面を横切り又は通って伸びている1個の連続した軸、或
いはハウジング22を通って弁24から伸びる1個又は
それ以上の軸端、軸、耳又は同等品とすることができ
る。弁24が開かれているか又は閉じられているかを示
すために、軸38の外側端部52、58の一方、又は双
方に、リミットスイッチ、運動検出スイッチ、又は同等
品を設けることができる。
【0023】図2は、軸38とハウジング22との間に
連結されたピンのような変形可能な手段54を示し、こ
れは軸に加えられるトルクが選定された大きさより大き
くなったときに破損する。図4の変形可能な手段54
は、軸38に加わるトルクが選定された大きさを越した
ときに、トルクによって圧縮された状態になり曲がり又
は座屈するピン54を備える。
【0024】図5のピン又はばね54は、軸38とハウ
ジング22との間に連結され、軸38に加えられたトル
クにより引張り状態に置かれる。図6の例では、ピン5
4は、軸38に加えられたトルクにより剪断力を受け
る。
【0025】図2及び4−6の例では、解放手段40
は、軸38の外側端部52に連結された第1の端部68
及び回転軸線28から間隔を空けて離された第2の端部
70を有する接触アーム66、ハウジング22に連結さ
れた解放具支持体72、及び解放具支持体72に連結さ
れて接触アーム66の第2の端部70の(図2及び4−
7において時計方向の)回転を妨害しているピン又はば
ね54を備える。
【0026】接触アーム66の第2の端部70の回転軸
線28からの距離は、軸38に加えられるトルクの観点
から、てこ作用を調整して比較的小さいピン又はばね5
4を使用できるように、これを選定することができる。
軸38の直径及びこの軸に加えられるトルクに応じて、
ある種の用途においては、回転軸線28と第2の端部と
の間の距離が接触アーム66であるとして、第2の端部
70を軸に、又はこの軸上(例えば解放手段40を受け
入れるソケット)に形成することができる。
【0027】図4のピン54は座屈ピン又は圧縮ばねで
ある。ピン又はばね54は、接触アーム66が弁24を
閉鎖位置32にしっかり保持するように解放具支持体7
2と接触アーム66の第2の端部70との間に固定すべ
きである。ピン54は、ピン54が座屈したとき(又は
ばねが圧縮されたとき)、接触アーム66が弁24の閉
鎖位置から開口位置への回転と干渉しないように確保さ
れるべきである。例えば、図4に実施例においては、ピ
ンの第2の端部64が接触アーム66の第2の端部70
と単に接触し、又は接触アーム66の第2の端部70の
凹所71内に受け入れられた状態で、ピン又はばね54
の第1の端部62が解放具支持体72にしっかり取り付
けられ、従ってピン54が座屈し又は曲がったときは、
ピン54の第2の端部64は接触アーム66との連結か
ら容易に外れることができる。
【0028】図5において、引張りピン54は引張りワ
イヤー又は引張りばねと置換可能である。好ましい引張
りピン又はばね54は、解放具支持体72に固定された
第1の端部62、及びクランプ、ボルト、ねじ、又は同
等品により接触アーム66に固定された第2の端部64
を持つ。或いは、接触アーム66及び/又は解放具支持
体72に穿孔又は穴を作ることができる。この穿孔は引
張りピン54の通過に対して十分に大きくし、また引張
りピンの適切な端部は、ピンが引張り状態に置かれたと
きに穿孔を通過しないように大きくされ又は固定され
る。ピン又はばね54の引張り力が引張りばね54の選
定された破損圧力又は引張りばねの拘束力を越すと、弁
24は解放される。
【0029】図6の例においては、シヤーピン54が解
放具支持体72にしっかり固定され、ここから上方に伸
びる。接触アーム66の第2の端部70は延長部73を
有し、これは接触アーム66からほぼ直角にピン54と
接触するように伸び、解放具支持体72へのピン54の
連結点に隣接する。解放手段40の別の実施例における
ように、シヤーピン54と接触アーム延長部73との相
互の位置決めは調整可能であり、そして弁に加わるトル
クがピン54を剪断し弁を開く選定された大きさを越す
までは、弁24を閉鎖位置にしっかり保持するように調
整すべきである。
【0030】図7は、解放手段40が、接触アーム66
の第2の端部70に置かれた第1の磁気要素76と解放
具支持体72に置かれた第2の磁気要素78とを有する
実施例を示す。第1及び第2の磁気要素76、78は、
弁24と軸38とに加わるトルクが選定された大きさを
越すまでは、これらの磁気吸引力が接触アーム66と弁
24とを閉鎖位置に保持するように方向を決められる。
第1及び第2の磁気要素76、78は永久磁石が好まし
いが、永久磁石又は電磁石とすることができる。第1及
び第2の磁気要素76、78の一方は、他方の要素7
6、78の磁気に吸引される強磁性金属のような非磁性
体とすることができる。第1及び第2の磁気要素76、
78の位置は、弁のまわりの流体の漏洩を防ぎかつハウ
ジング22における弁の動き及び又はチャタリングを防
ぐように、弁24が閉鎖位置にしっかり保持されるよう
に調整すべきでる。磁気要素76、78の磁気の強さ
は、弁24、軸38及び接触アーム66に加わるトルク
が選定された大きさを越すまで、弁を閉鎖位置に保持す
るように選定すべきである。磁石式キャッチ74は繰返
し可能な解放手段40を提供し、これは交換部品なしで
弁24を閉鎖位置に復帰することを許し、更にこれは弁
24を閉鎖位置から開口位置に動かすために必要なトル
ク又は流体圧力の大きさの精度をいささかも失うことな
く何回でも使用できる。
【0031】弁24により提供される圧力変換手段36
が、軸38の回転軸線28の一方の側に弁24への流体
圧力のより大きい力を加える。変換手段36は、回転軸
線28まわりのトルクを発生させる方法でハウジング入
り入口46における流体圧力を弁24に加える適宜の弁
配置、弁形状、弁座の形状又は構造、ハウジングの形状
又は構造、流路50の形状又は構造、弁アクチュエータ
ー、又は同等品とすることもできる。これは、図2及び
3に示されるように、バタフライ弁又はディスク弁24
の使用と流路50内で偏心回転するように弁24を取り
付けることにより達成される。軸38と弁24の回転軸
線28は、弁24の直径84とは一致しない。回転軸線
28の第1の側における弁24の第1の部分124は、
回転軸線28の第2の側における弁24の第2の部分1
28より面積が大きい。これが回転軸線28まわりのト
ルクを発生させる。この配列は、軸38が回転軸線8及
び軸38の両側の流体圧力を部分的に平衡させ、このた
め弁24がシールするために直接抵抗しなければならな
い圧力を減らし、これにより直角逃がし弁のような圧力
解放弁のある形式において経験されるチャタリングを減
らすという別の利点を持つ。
【0032】図8及び9の実施例を参照すれば、弁24
は、閉鎖位置における入口面88、面入口46、出口面
90、出口48、及び入口面88と出口面90との間で
弁24のまわりを伸びている周囲92を持つ。弁周囲9
2は囲んでいる流路50に面しかつ間隙94を定める
(図10)。(ハウジング22と周囲92との間の)好
ましい間隙94は環状であり、かつ比較的一定の寸法の
ものである。間隙94の寸法は、弁24がハウジング2
2及び流路50内で回転できかつ以下説明されるシール
96又はその他適切な望ましいシール構造を受け入れる
適宜の大きさものである。
【0033】図10−12を参照すれば、組立体20は
間隙94を封鎖するためのシール96を備え、好ましい
シール96は、流路50に気密に確保された支持エッジ
98及び支持エッジ98から流路50内に内向きに伸び
弁24の閉鎖位置32において弁の周囲92と接触する
シール用エッジ100を持つ。支持エッジ98とシール
用エッジ100とが形成されるシール本体102は、シ
ール用エッジ100が弁24の入口面88に向い、かつ
支持エッジ98からハウジング入口46に向かって軸方
向で変位するような形状にされる。好ましいシール96
は流路50の周囲を連続して伸びる。
【0034】支持エッジ98は、支持エッジ面104
(図10)を定め、そしてシール用エッジ100はシー
ル用エッジ面106を定める。これらの面は両者とも流
路50を横切る。シール用エッジ面106は、以下更に
説明されるように、シール用エッジ100の弾性を増加
させて弁24の周囲92を押して封鎖するシール用エッ
ジの性能を強化するために、支持エッジ面104からハ
ウジング入口46の方向に向けて間隔を空けられる。
【0035】図13は、流路50が内径108を有し、
シール支持エッジ98が外径110を有し、そしてシー
ル用エッジ100が内径112を有する好ましい配列を
示す。内径108はシール本体102の周囲を囲み、又
は直径方向で揃えられ、そしてシール用エッジ100は
支持エッジ98の外径110よりも大きく、流体及び流
体圧力は、ハウジング入口46に入り、シール本体10
2の外径114に接近することができる。好ましいハウ
ジング内径108は、シール本体102及びシール用エ
ッジ100の半径方向に撓み又は動く能力を損なうこと
のないように、支持エッジ外径110より十分に大きく
すべきである。弁が閉鎖位置32にあるときは、通常は
出口48内の圧力よりかなり大きいハウジング入口46
内の流体圧力が、シール本体102の外径114に半径
方向内向きの力を加え、シール用エッジ100を弁周囲
92との事実上バブルタイトな(bubble−tig
ht)接触をするように強制するであろう。
【0036】図11−13に示されるように、好ましい
シール本体102は外径114を有し、これは、シール
用エッジ100を弁周囲92との事実上バブルタイトな
接触をするように強制するために、シールの半径方向の
弾性を大きくしかつ弁24の入口圧力及び/又は両側の
差圧を使用するように半径方向断面が中低、又はその他
で凹所にされる。
【0037】図12において、シール用エッジ100
は、弁の周囲92と線接触してこれにより表面積を減ら
してシール96により弁24と周囲92に加えられる摩
擦力を減らすために、半径方向断面において凸の突起1
8を持つ。シール用エッジ100は、認め得るシール機
能を達成しつつ軸方向寸法と接触面積とを最小にするで
あろう半径方向断面における適宜の突起形状を持つこと
ができる。例えば、図11においては、シール用エッジ
100は、表面積と摩擦力とを減らし、これにより弁の
開閉に要するトルクを減らすように、軸方向の寸法が最
小の線接触を作る頂点116を持つ。
【0038】図13−15に示されるように、弁24の
回転軸線28は、回転軸線28の一方の側のシール96
及びシール用エッジ100の第1の部分122、並びに
回転軸線28のシール96及びシール用エッジ100の
第2の部分126を定める。弁24の閉鎖位置32にお
いてシール用エッジ100と接触する弁の周囲92の軸
方向寸法130はシール面131を定め、これは、弁2
4が閉鎖位置32から開口位置34に回転すると、(図
14に示されるように)シール用エッジ100の第1の
部分122が弁の周囲92及びシール面131の第1の
部分124との接触を破り、かつ同時にシール用エッジ
100の第2の部分126が弁の周囲92及びシール面
131の第2の部分128との接触を破るように選定さ
れ又は寸法にされる。より特別には、シール用エッジ1
00の内径112、軸方向寸法130及び回転軸線28
の位置は、弁が閉鎖位置32から開口位置34に回転す
ると同時に、シール用エッジの第1及び第2の部分12
2、126が弁の周囲のシール面131の第1及び第2
の部分124及び128との接触を破るように選定され
る。これにより、弁が部分的開口位置に残されることを
防止する。もし弁の周囲92のどの部分かが弁周囲92
のその他の部分より前にシール用エッジ112との接触
を破ると、解放手段40が弁24を開口位置34への回
転のために完全に解放する機会を持つより以前に、ハウ
ジング入口46の圧力が漏洩低下する可能性がある。例
えば、解放手段が座屈ピン54である場合は、弁24の
いずれかの部分124、128の早すぎる開口はピン5
4を部分的に座屈させることがある。これにより、外部
に示すことなく弁が部分的開口位置に残り、このため潜
在的な危険な状況を作る可能性がある。
【0039】原型の組立体20においては、シール面1
31は弁の両部分124、128において一定かつ等し
い寸法を有し、シール面131は、ハウジング22及び
弁24の長手方向軸線136とほぼ平行な一定の外径の
ものである。
【0040】図14及び15に示されるように、弁の周
囲92の第2の部分128はベベル部分132を有し、
このため弁の周囲92は弁24の出口面90においてシ
ール面131よりも小さく、第2の部分128の出口面
90は、弁24が閉鎖位置32に回転したときにシール
96の第2の部分126と接触せず、又はこれを変形さ
せない。ベベル部分132は弁の周囲92の第2の部分
128のまわりを伸び更に弁2の回転軸線28の反対側
を越えて伸びるべきである。好ましくは、ベベル部分1
32は弁の周囲92の全周を伸びる。
【0041】図9及び10は、出口48より大きい直径
の入口46を有するハウジングを示す。ハウジング入口
46とハウジング出口48との連結部が流路50内の環
状の座面140を作る。弁24は、弁24の閉鎖位置3
2において面140と一般に直径方向で揃うように位置
決めされる。シール96は、シール96を流路50内を
気密に保持するためにシール支持エッジ98から外向き
に伸びる環状の保持器142を持つ。環状の保持器14
2は比較的強固かつ剛性の大きな材料で作られ、ハウジ
ングの座面140の押込み嵌合又は摩擦嵌合される。保
持器142は、半径方向断面が一般にL字形であり、シ
ール本体102の外径114への入口圧力の拘束されな
い接近を許すような寸法にされる。図9−15に示され
たシールにおいては、シール96の支持エッジ98は保
持器142の半径方向のエッジ144に接着される(図
10)。保持器142は、使用条件に応じて、これを炭
素鋼、ステンレス鋼、又は同様な材料であり作ることが
できる。好ましいシール96、シール本体102、及び
シール用エッジ100は、ヴィトン(商標名)のよう
な、弾性ポリマー、プラスチック、又はエラストマーよ
り作られる。シール本体102を保持器142に接着せ
ずにシール96により保持器142を完全に囲み又は被
覆することができる。
【0042】上述のシール96の使用は、弁の回転の際
にハウジング22も弁24もシールの大きな表面を連続
的に拭わずに、又は引きずらずに回転できる弁組立体2
0を作り出す。これは、弁24の回転のために克服しな
ければならない摩擦力を非常に小さくし、更に、長期
間、弁が閉鎖位置にあったときも、弁組立体の回転開始
に要するトルクが大きくならない回転可能な弁組立体2
0を作る。シール96は、弁の開閉又は回転に要する摩
擦力を減らすことが望ましく、かつ変換手段36なしで
手動、水力、空気力、及び電気的弁構造のような種々の
公知形式の動力手段30により使用できる、事実上、い
かなる形式の回転可能な弁組立体でもその中に組み込む
ことができる。
【0043】図16−19の例を参照すれば、組立体2
0は、弁24が開かれた後でこれを閉鎖位置32に戻す
ために、ハウジング22の外側に置かれた再閉鎖手段1
52も備えることができる。再閉鎖手段152は、組立
体20が圧力解放装置として使用される場合に特に有用
である。超過圧力が解放された後で再閉鎖手段152が
弁24を自動的に閉鎖位置32に戻すであろう。磁石式
キャッチ74(図7の25、37)を持った解放手段4
0を有する組立体20及び再閉鎖手段152が特に有用
であることが考えられる。この場合、再閉鎖手段152
は、別の超過圧力状態が磁石式キャッチ74を開くに要
する選定値を越す回転軸線28及び軸38まわりのトル
クを加えるまで、人手の支援なしに自動的に磁石式キャ
ッチ74及び弁24を閉鎖位置に再設定することができ
る。
【0044】再閉鎖手段152は、ばね荷重式アクチュ
エーター、空気圧操作式アクチュエーター、電気操作式
アクチュエーター、水圧操作式アクチュエーター又は重
り強制式アクチュエーターの任意の形式とすることがで
きる。再閉鎖手段152の強さは、解放手段40が弁2
4を開きそして弁24の圧力軽減化の設計又は性能に干
渉することなく弁24を再閉鎖するために許せるとして
設計されたトルク又は流体圧力の見地から選定すべきで
ある。再閉鎖手段152は、解放手段40と同じ軸端5
2、58、又は反対側の外側の軸端に置くことができ
る。
【0045】図16においては、再閉鎖手段152は、
軸38の外側端部52の間に連結された捩りばね154
及び軸38に隣接してハウジング22の外側に連結され
た捩りばね156を備える。
【0046】図17においては、再閉鎖手段152は、
軸38の外側端部52に配置されたN極とS極とを有す
る第1の磁石要素158を備える。N極とS極とを有す
る第2の磁石要素160が、ハウジング22内、又は軸
38に隣接してハウジング22の外側から伸びている磁
石ハウジング162内に配置される。第1及び第2の磁
石要素は、好ましくは永久磁石であるが電磁石又は同等
品とすることができる。第1及び第2の磁石要素15
8、160は、弁24を閉鎖位置から開口位置に強制し
ている超過圧力又はトルクが小さくなった後で、第1及
び第2の磁石要素158、160の同様な磁極が軸38
及び弁24を開口位置34から閉鎖位置24に強制する
ように方向が決められる。
【0047】図18及び19において、再閉鎖手段15
2は、軸38の外側端部52に連結されここから伸びて
いる再閉鎖アーム164を備え、更に軸38と弁24と
を開口位置34から閉鎖位置32に強制するために再閉
鎖アーム164に連結された平衡用重り166が設けら
れる。図19に示されるように、平衡重りハウジング1
68は、これを円筒状の延長部とし、軸38の外側端部
52の上に適合させ、そして第1の押しねじ170又は
その他の固定用具によりこれに固定することができ、こ
れが軸端52上の平衡重りハウジング168を選択的に
固定し位置決めする。アーム164はハウジング168
のスロット又は穴172を通過し第2の押しねじ170
によりハウジング168に調整可能に固定され、従って
軸38の回転軸線28から平衡重りまでの距離は、弁2
4を閉鎖位置に強制するトルクの希望の大きさを与える
ように調整することができる。平衡重り166は、希望
のトルクを与えるようにその大きさ又は重さを選定でき
るように、再閉鎖アーム164から取り外し可能である
ことが好ましい。
【0048】図20において、解放手段40は、軸38
とハウジング22との間を伸びている不支持領域180
を有するピン又はビーム54を備え、この不支持領域1
80は、ピン54の変形又は破損に要するトルクを、ピ
ン54を破損させる大きさより小さな値に低下させる。
ピン54を破損させるに要する力の予測は、不支持領域
180の長さが大きくなると、より正確に、又は信頼し
得るものとなる。
【0049】ピン54は軸38の外側端部52の穴18
4を通ってほぼ直径方向に伸び、ハウジング22に連結
された支持ハウジング186の一方又は両方の側面のス
ロット又は穴188内に組み合う。支持ハウジング18
6及びピン54は、ピン54を破損させるに要する力を
大きくさせたいときは、図20に示されたように、ピン
54が軸38の両側でハウジング186の穴又はスロッ
ト188を通過するように設計することができる。ま
た、軸38と弁24とを閉鎖位置32(図3)から回す
に要するトルクを更に大きくしたい場合は、第2の同様
な支持ハウジング190(図3)を設け、かつ軸38の
両端52、58にピン54、192を設けるための設備
を作ることができる。支持ハウジング186、190と
スロット184、188との相互の位置決めは、スロッ
ト内のピン54の収まりのよい組合いを確保しかつこれ
によって希望の破損トルク値以下のトルクに対しては、
弁24を閉鎖位置32においてしっかり保持するように
調整可能とすべきである。
【0050】図21及び22を参照すれば、解放具支持
体72は、ハウジング22の外側54に連結されたフレ
ーム194を備える。変形可能又は破損可能なピン54
は、軸38の回転軸線28から間隔を空けられた点にお
いて解放具支持体72に取り付けられる。接触アーム6
6は、軸38の外側端部52に連結された第1の端部6
8と、変形開始点182においてピン54と接触する第
2の端部70とを持つ。ピン54の第1及び第2の端部
196、198は、変形開始点182において単純に支
持され、ピン54のその他の部分は支持されていない。
解放具支持体72の配置と回転軸線28からの変形開始
点182の距離、及びアーム60の長さは、流体圧力が
弁24と軸38に加えるトルクが予定値を越したときと
きにピン54を破損させるようにピン54の強さと関連
して大きさが決められ又は選定される。特別の仕様が望
まれ又は必要な場合は、軸28の第2の外側端部58
(図示せず)に第2の解放具支持体、第2の接触アーム
等を設けることができる。
【0051】図21−23においては、接触アーム66
の第2の端部70は、ピン54の位置における機械的な
長所を更に増加させ、かつ弁24を閉鎖位置32に保持
するに要するピン54の強さを減らすために、接触アー
ム66とピン54との間を伸びるレバーアーム200と
接触する。これは、組立体20が高圧用途に使用される
ときに特に有用である。レバーアーム200は特定の状
況に適するように種々の形状及び形態を取ることができ
るが、図示のようにレバーアーム200は、アーム66
と接触する短い足202とピン54と接触するように直
角に伸びる長い足204とを有する全体としてL字形で
ある。解放具支持体72は、精密調整を与え、ピン54
の位置及びピン54とレバーアーム200との間の組合
を調整するために、押しねじ、ねじ付きボルト、又は同
等品のような位置調整機構206を備える。
【0052】ヒンジピン208が短い脚202と長い脚
204の接続部を通って伸び、レバーアーム200の面
にほぼ直角な回転軸線を作る。ヒンジピン208はレセ
プター210(図21)と組み合い、これをハウジング
22の外側に連結する。長い脚204の自由端212は
尖ったナイフ状のエッジを有し、これが変形開始点18
2(図23)においてピン54と接触する。前述のよう
に、ピン54は、予定された力を受けたときに破損し又
は変形する(即ち、曲がる)。組立体20が大きくかつ
重いときは、組立体20を持ち上げ又は動かすためにハ
ンドル214が設けられる。図22に示されるように、
ハンドル214には交換ピン216を貯蔵できる。
【0053】図24−28は、解放手段40の別の実施
例を示し、この実施例は、これまで説明された実施例の
ように大きなハウジング22、特に流れの軸線136に
沿ったものは必要でない。解放手段40は、ハウジング
22の外側56から伸びている支柱222を備える。支
柱222にレバーアーム224が旋回可能に連結され、
従ってレバーアーム224は、接触アーム66の旋回面
とほぼ平行な面内で旋回でき、このため、レバーアーム
224は接触アーム66とハウジング22との間を自由
に回転できる。レバーアーム224は、支柱と軸38と
から離れるように伸びる第1の端部226、及び軸38
に向かって支柱222から伸びている第2の端部228
を有し、支柱222から第2の端部228までの距離は
第1の端部226までお距離より大きい。接触アーム6
6の第2の端部70又はレバーアーム224の第1の端
部の一方から他方と接触するように柱230が伸びる。
解放具支持体72がレバーアーム224の第2の端部2
28の回転経路内にあるように、解放具支持体72は接
触アーム66の第1の端部68の付近でかつ軸38と支
柱222との間で接触アーム66に連結される。軸38
が回転すると、柱230がレバーアーム224の第1の
端部226を動かし、これが支柱222に関して旋回す
る。レバーアーム224の第2の端部228は解放具支
持体72上に配置されたピン、ばね、又は磁石と接触
し、回転軸線28まわりのトルクが選定値を越すまでは
軸38の回転を拘束する。図24−28は、解放手段4
0が、接触アーム66、レバーアーム224、及び弁2
4の閉鎖位置から開口位置への回転と干渉しないよう
に、接触アーム66及び/又は解放具支持体72に固定
された種々の形式のピン、ばね、及び磁石を示す。
【0054】図25は、解放具支持体72に連結された
第1の磁石要素76及びレバーアーム224の第2の端
部228に連結された第2の磁石要素228を示す。磁
石要素の吸引力は、軸38上のトルクが予定値を越すま
でレバーアーム224の第2の端部228が(図25に
おいて反時計方向に)回転することを防いでいる。
【0055】図26はレバーアーム224の第2の端部
228の回転を防ぐピン54を支持している解放具支持
体72を示す。ピン54は解放具支持体72に単に支持
され又は片持ちにされる。解放具支持体72は、ピン5
4の実線図で示されるように、ピン54を接触アーム6
6から片持ち状態にすることにより、レバーアーム22
8の第2の端部228による妨害をなくすことができ
る。
【0056】図27は、軸38の回転を拘束するよう
に、解放具支持体72に連結された第1の端部236と
レバーアーム224の第2の端部228に連結された第
2の端部238とを有する引張りピン又はワイヤー23
4を示す。引張りピン234は引張りばねと交換可能で
あり、これは交換部品なしで弁24の閉鎖位置への自動
化と繰返し復帰の利点を持つ。
【0057】図28は、軸38及び弁24の開口位置3
4向きのいかなる回転も座屈ピン235を圧縮状態にす
るように、解放具支持体72に連結された第1の端部2
37とレバーアーム224の第2の端部228に連結さ
れた第2の端部239とを有する座屈ピン235を示
す。座屈ピン235の圧縮強さは、トルクがピン235
の選定された座屈又は曲がりの大きさを越すまでは軸2
8の回転に抵抗するように選定される。座屈ピン235
は圧縮ばねと交換可能であり、圧縮ばねは交換部品なし
で弁24を閉鎖位置に繰り返し復帰できる利点を持つで
あろう。
【0058】図29−38は、軸38により解放手段4
0又は変形可能な手段54に加えられる力を実質的に直
線方向の力に変換する直線化手段240を備える。直線
化手段は、前述の種々の形式の解放手段のどれとでも使
用でき、また本発明の改良された弁24、シール96及
び閉鎖手段152とともに、或いはこれらなしで使用す
ることができる。
【0059】直線化手段240は解放具支持体72によ
り支持され、解放具支持体72は、図示のように、ハウ
ジング22に連結された制御箱242に取り付けられる
が、これはハウジング22に直接連結することができ
る。接触アーム66は、軸38の外側端部52に連結さ
れた第1の端部68とこれから遠くに伸びている第2の
端部70とを持つ。解放手段40と接触アーム66の第
2の端部70との間で解放具支持体72にピストン24
4が摺動可能に取り付けられる。ピストン244の第1
の端部246は解放手段40と接触し、第2の端部24
8は接触アーム66の第2の端部70と接触し、ピスト
ンは解放具支持体72に形成された通路250内を滑
る。
【0060】解放具支持体72は、制御箱242の取り
付けられたバックプレート252上に調整可能に取り付
けられる。バックプレート252は整列用スロット25
4を有し、整列用ボルト、押しねじ、又はその他の調整
可能な固定具256がこれを通過して通路250の軸線
258を接触アーム66の中心部分の回転円弧の接線上
に置く。軸38の外側端部52を調整可能に受け入れる
ために、バックプレート252に整列用スロット257
が設けられる。スロット257に軸端52の位置を固定
し、同時にバックプレート252を制御箱242に固定
するために、ロックナットのような適切な固定具259
(図32に最もよく見られる)が設けられる。
【0061】接触アーム66にも整列用スロット266
が設けられ、ロックナット267又は相当する調整可能
な固定具、及びピストン244の第2の端部248と接
触する接触部材268(図32)を受け入れる。接触部
材268とピストンの第2の端部248との接触点が接
触アーム66の回転円弧の接線を定め、これに沿って軸
線258、260が揃えられる。これにより、ロックナ
ット267及び接触部材268は、回転円弧の位置及び
接線を調整しかつ接触アーム66の提供するてこ比又は
機械的利得を変えるように、整列用スロット266内で
調整可能に位置決めされる。この配列が、接触アーム6
6の第2の端部70の回転運動をピストン244の直線
運動に変換する。
【0062】ピストン244は、弁24を閉鎖位置32
に保持する伸長位置262(図29及び30)と、弁2
4が開口位置34にあるときの後退位置264(図31
及び32)との間を摺動できる。軸38に加えられるト
ルクが予定値を越すと、解放手段40がピストン244
を解放し、これが後退位置264に動くことを許す。圧
力解放後にピストン244が跳ね返ることを防ぐため
に、解放具支持体72はラッチ270を備え、このラッ
チは、解放具支持体72に連結された第1の端部27
2、及び伸長位置262にあるときのピストンの第2の
端部248と解放手段40との間に配置される第2の端
部274を持つ。ラッチ270は、ピストン244が後
退位置264にあるときに伸長位置262に向かうピス
トン244の運動を拘束する位置にラッチ270の第2
の端部274を強制するための強制用手段276を持
つ。強制用手段276は、第1の端部272を解放具支
持体に旋回可能に連結し、そして第2の端部274に重
りをかけるような適宜適切な手段により与えることがで
きる。図示のように、強制用手段276はばねを備え
る。ピストン244の第2の端部248はカム面278
を備え、これはピストン244の第2の端部248の自
由端においてより大きく、従ってピストンが後退位置2
64に向かって動いたときにカム面278がラッチの第
2の端部274を動かし、ピストンが最終的に後退位置
264に動くことを許す。図31に示されるように、ピ
ストン244とカム面278とが後退位置にあるとき
は、ラッチの第2の端部274が手動で押し下げられピ
ストン244が伸長位置262に動かされるまでは、ラ
ッチの第2の端部274がピストン244の伸長位置へ
の戻りを防ぐ。
【0063】図32及び33に示されるように、好まし
い強制用手段276は、ラッチの第2の端部274とし
て作動するばね負荷式のプランジャーである。プランジ
ャー276は保持器284内に調整可能にねじ込まれ、
従って、ピストン軸線に直角方向で近づいたり遠ざかっ
たりするプランジャ274の延長部を調整することがで
きる。保持器284は、ランジャー274の位置をピス
トン軸線260に沿って調整可能となし得るように、ジ
ャムナット282によりラッチスロット280に固定さ
れる。保持器284のスロット280の側に面した側
は、保持器がジャムナット282によりスロット280
内で回転することを防ぐと同時に保持器がスロットの軸
線(及びピストン260)に沿って動くことを許すよう
な形状にされる。保持器284のスロット280内の側
は平らにされ、一般にスロット280の軸線及びピスト
ン軸線260と平行である。
【0064】図32は、ピストン244により接触アー
ム66の第2の端部70の力を解放手段40に転動して
輸送するために、前記第2の端部70又はピストン24
4の第2の端部248のいずれかに連結された転がり軸
受288を示す。好ましくは、転がり軸受288は、ロ
ックナット267により前記第2の端部70に調整可能
に連結され、前述の接触部材268を置換する。転がり
軸受288は、接触アーム66の第2の端部70が、ピ
ストン244に、又は(ピン54の第2の端部64が通
路250を通って転がり軸受288と接触している場合
のように)転がり軸受288が解放手段40と直接接触
している場合は解放手段40に非接線方向の力を伝える
ことを防ぐ。
【0065】図29−31、34及び35は、座屈圧力
に達した実質的瞬間に座屈するように選定され又は寸法
が決められた圧縮ピン又は座屈ピン54とともに使用さ
れる直線化手段240を例示する。図34及び35は、
座屈ピン54とその解放具支持体72及び接触アーム6
6への連結の拡大図である。ピン54は、解放具支持体
72に連結された第1の端部62、接触アームの第2の
端部70を連結する第2の端部64、及び第1と第2の
端部62、64を通って伸びている長手方向軸線294
を持つ。
【0066】ピン座296(図29)は、ピン54の第
1の端部62を受け入れるために解放具支持体72に連
結される。
【0067】図34及び35を参照すれば、圧縮ピン5
4の座屈圧力の予測可能性を大きくするために、ピン5
4の第1及び第2の端部62、64は、平らでありかつ
ピン54の長手方向軸線294に直角である。ピン座2
96は、ピン座ソケット300を有し、これはピン54
の長手方向軸線294と一致する長手方向軸線を持つ。
ピン座ソケット300は、ピン54の平たい第1の端部
62が底面304と完全な面接触を作るように、ピン座
ソケット300の長手方向軸線と直角な平たい底面30
4を持つ。ピストン244の第1の端部246は、ピン
54の長手方向軸線294と一致する長手方向軸線を有
するピンソケット306、及びピン54の平らな第2の
端部64と底面310との完全な面接触を作るように、
ピンソケット306の長手方向軸線に直角な平たい底面
310を持つ。
【0068】圧縮ピン54の座屈圧力の予測可能性を更
に増すために、ピン座ソケット300及び306の内径
312及び316は、ピン54の第1及び第2の端部6
2及び64の外径314及び318と実質的に等しく
し、ピン54の両端がこの中にきつく、好ましくはピン
の端部62、64をソケット300、306内に差し込
むために力を加えることが必要な摩擦嵌合で適合するよ
うにすべきである。
【0069】圧縮ピン54の座屈圧力の予測可能性を更
に増すために、ピン座ソケット300及び306の深さ
320及び322は、ピン54の第1及び第2の端部の
外径314及び318より少なくも3倍大きくすべきで
ある。発明者は、ピン端部62、64とソケット30
0、306の寸法と形状を上述のように管理することに
より、ピン座屈圧力を±0.068バール(1psi)
内で繰り返し予測できることを見いだした。例えば、座
屈試験において、2.32バール(34psi)におい
て座屈すると見積もられたピンは、2.24−2.38バ
ール(33−35psi)の範囲内で座屈することが見
いだされた。
【0070】図36は、シヤーピン54の第1の端部6
2を受け入れるために解放具支持体72に連結されたピ
ン支持具324であって、ピン54をその長手方向軸線
294がピストン244の軸線と直角になるように確保
保持しているピン支持具を示す。ピストン244の第1
の端部246がシヤーピン54と接触し、ピストン24
4の第2の端部248は接触アーム66と接触する。ピ
ン54が剪断しピストン244が図36において左に後
退位置264に移動すること、及び接触アーム66と弁
24とが回転すること、を許す予測値を軸38に加わる
トルクが越すまで、シヤーピン54がピストン244を
伸長位置262に保持する。前述のラッチ270は、ピ
ストンを後退位置264に留め置くために提供される。
直線化手段240は、シヤーピン54とともに使用され
たとき、シヤーピン54の長手方向軸線294に対して
より正確に直角方法に剪断力を加えるために、より予測
可能でかつ繰返し可能な剪断力を提供するであろう。解
放具支持体72上のピン支持具324の位置決め及び/
又はピン支持具324内のピン54の位置決めは、ピン
54と直線化手段240及び/又はピストン244との
適正な整列を許すように調整可能であるべきである。
【0071】図29−38の実施例においては、ピン、
ばね、又は磁石である種々の形式の解放手段40、並び
に直線化手段240は、これらが接触アーム66の回転
と干渉しないような方法で接触アーム66及び/又は解
放具支持体72に固定すべきである。解放手段40、接
触アーム66、及び直線化手段240の相対的な位置決
めは、軸38に加わるトルクが選定値を越えるまで弁を
閉鎖位置32に確実に保持するように、従って、弁24
が完全開口位置34にできるだけ「素早く動く」であろ
う選定値をトルクが越すまでは弁24の不慮の回転がな
いように調整すべきである。
【0072】図29−31においては、ピン座296は
雄ねじを有し、これにより、ピン座は、ピン54が接触
アーム66及び弁24を閉鎖位置に確実に拘束するま
で、ピン54の長手方向軸線294に沿って調整され
る。ピン座296は、バックプレート252にしっかり
固定されたカラー326の雌ねじとねじ結合で組み合
う。カラー326のピン54の反対側から外に伸びるピ
ン座296の自由端328は、ストップリング330に
より運動しないように固定される。組立体20が振動を
受けたときに、ストップリング330及びピン座296
の位置の変化を防ぐために、ストップリング330とカ
ラー326との間で、ピン座296の自由端328のま
わりに振れ止めばね332が置かれることが好ましい。
【0073】図37は、第1と第2の磁石要素76と7
8、第2の磁石要素78を通って伸びている通路333
を持った磁石式キャッチ74を示す。通路333は、ピ
ストン244が通路250、333に沿って動くよう
に、通路250と平行にすべきである。第1及び第2の
磁石要素76及び78は、それぞれピストン244の第
1の端部246及び解放具支持体72に固定される。第
1の磁石要素76と第2の磁石要素78との間の磁気吸
引力は、軸38に加わるトルクが予定値を越して磁石式
キャッチが弁24を解放して開口位置34に動けるよう
になるまでは、ピストン244を伸長位置262に保持
しかつ接触アーム66の回転を防ぐように選定される。
前述のように、ピストン244が手動操作で伸長位置2
62に戻されるまで、ピストン244を後退位置264
に留置するために、前述のラッチ270を設けることが
できる。通路333は第2の磁石要素78を通って伸
び、従って、第1及び第2の磁石要素76、78間の磁
気吸引力がピストン244の長手方向軸線260のまわ
りで平衡し、ピストン244及び磁石式キャッチ78に
作用している力の希望の直線化が得られる。こうするこ
とにより、磁石式キャッチ74を解放して弁24を閉鎖
位置32から開口位置32に動かすに要する力の予測能
力と繰返し能力が改良される。
【0074】図38は、解放具支持体72に連結された
第1の端部62及び接触アーム66の第2の端部70に
連結された第2の端部64を有する引張りピン54の使
用を示す。接触アーム66の第2の端部70に旋回可能
な連結具334が旋回可能に連結される。連結具334
は、接触アーム66の回転面と同じ平面内、又は平行な
平面内で旋回する。ヒンジ付きのカラークランプ336
が旋回可能な連結具334の自由端338に連結され、
引張りピン54の第2の端部64を旋回可能な連結具3
34に固定する。ヒンジ付きカラークランプ336は、
ピン54の第2の端部64が接触アーム66の回転面同
じ平面内又はこれと平行な平面内で揺動し又は動くこと
を許す。解放具支持体72はピン保持ブロック340を
備え、これは、引張りピン54の第1の端部62を固定
して(ピン54の破損圧力を越すまで)引張りピン54
の接触アーム66に向かう運動を防ぐが、ピン62の長
手方向軸線294が接触アーム66の回転円弧の接線に
揃えられて留まるように、ピン54にある程度の横方向
運動は許すように使用される。引張りピン54は、グラ
ファイト又はガラスのような脆い材料でこれを作るべき
であり、これは、引張り力を受けたときは伸びないが、
引張りピン54の設計破断圧力を越えると直ちに破損又
は破裂するであろう。ピン54の第1及び第2の端部6
2、64は、カラークランプ336及び保持ブロック3
40内にこれを保持することを容易にするために大きく
される。
【0075】図1及び9を参照すれば、ハウジング22
は、これを一体のワンピース構構造、又は構成要素より
組み立てられる。例えば入口46及び出口48を分離し
た構成要素とすることができる。ハウジング22は、好
ましい組立体は20独立した装置であるが、流体圧力源
の一体部品とすることもできる。ハウジング22を湾曲
させ又は角度を付けることができるが、入口46及び出
口48は、図1及び9に例示されたように共通の直線状
軸線136を有することが好ましい。
【0076】ハウジング22及び弁24は、弁24の運
動と干渉することなく弁24が少なくも90゜容易に回
転できるような形状とすべきである。流路50は、(図
3及び8におけるように)軸方向に見てほぼ円形であ
り、そして弁24は流路50とほぼ同じ形状の周囲92
を持つ。弁24の回転のために追加の軸方向間隙を与え
るようにハウジングの入口46及び出口48のいずれか
又は双方の側部に、間隔用リング(図示せず)を置くこ
とができる。
【0077】図8は、第1の軸端348及び第2の軸端
350を有する取付け手段26又は軸38を示し、これ
ら軸端は、ハウジング22内に回転可能に配置され、弁
24をハウジング22に回転可能に連結し、かつ弁24
の回転軸線28を定める。この回転軸線は、第1及び第
2の軸端348、350の位置決めにより弁24の直径
方向軸線84とは横断方向で不一致にされる。また、軸
38及び軸端348、350の弁24への連結は、シー
ル面104、106(図10)から流れの軸線136
(図9)に沿って軸方向で食い違いにされ、このため、
軸38及び/又は軸端348、350の弁24との連結
が、間隙94及び/又はシール96に物理的な障害を与
え又は干渉することはない。これは、間隙94及びシー
ル96と一致する軸端348、350の弁24への連結
逃がすことにより、又は切り取ることにより達成され
る。第1及び第2の軸端348、350は流路50内に
伸びないことが好ましい。
【0078】回転軸線28の弁24の直径84からの横
方向オフセットが、回転軸線28まわりの流体の不平衡
力又はトルクを作る。
【0079】第1及び第2のオフセットブラケットの弁
24との連結部345及び358が回転軸線28とは食
い違うように、第1及び第2のオフセットブラケット3
52及び356が弁24と第1の軸端348、第2の軸
端350との間に連結される。第1及び第2のオフセッ
トブラケット352、356は、第1及び第2の軸端3
48、350と流路50との間でハウジング22内のス
ロット360、362を通って伸びる。スロット36
0、362のため、第1及び第2のオフセットブラケッ
ト352、356は、第1及び第2の軸端348、35
0への弁24の移動回転ができ、これによりトルクを軸
38から解放手段40に伝える。好ましいオフセットブ
ラケット352、356及びディスクブラケット364
は、弁24の(入口面88ではなくて)出口面90に連
結され、従って、出口ブラケット352、356、スロ
ット360、362、及び軸端348、350は、通常
は、ハウジング入口46内の流体及び圧力に暴露されな
い。
【0080】ディスクブラケット364は、弁24の出
口面90にしっかり固定され、又は連結される。ディス
クブラケット364は、オフセットブラケット352、
356に溶接された両側の第1及び第2の端部366、
368を持つ。弁24が閉鎖位置32から開口位置34
に回転すると、ディスクブラケットの端部366、36
8の出口面369がスロット360、362の端部と接
触するまで、ディスクブラケット364の第1及び第2
の端部366、368は、スロット360、362内で
回転する。スロット360、362は弁24が少なくも
90゜回転できるような寸法にすべきである。また、ス
ロット360、362及びブラケット端部366、36
8のディスクブラケット364は、弁24が閉鎖位置3
2にあるときにブラケット端部366、368のディス
クブラケット364の入口面370(図9)がハウジン
グ22の出口面372と接触して弁24が閉鎖位置32
にしっかり確保されかつ適正に揃えられるように構成す
べきである。
【0081】弁24の開口位置34において出口面36
9がバンパー374、376と接触するように、スロッ
ト360及び363の端部に第1及び第2のバンパー3
74、386が設けられる。バンパー374、376
は、弾性バンパー、プラスチック、又はヴィトン(商標
名)のような弾性体で作られ、これは、圧力解放が生じ
たときに、弁24が完全に90゜開けるように十分に含
まれるであろう。ここに含まれる開示に鑑みて技術熟練
者の知るであろうように、第1及び第2のバンパー37
4、376は、ディスクブラケット364がハウジング
22内を叩くことを防ぐために十分に強くなければなら
ない。
【0082】本発明の実施態様は以下のとおりである。
【0083】1.ハウジングを通る流路(50)を定め
ている入口(46)と出口(48)とを有するハウジン
グ(22)、流路内に置かれ、入口面(88)、出口面
(90)、及び入口面と出口面との間で弁のまわりを伸
びている周囲(92)を有する弁(24)であって、入
口面がハウジング入口に面し、出口面がハウジング出口
に面する閉鎖位置の間を回転でき、そして弁の周囲は囲
んでいる流路に面しかつ弁の周囲と流路との間に間隙
(94)を定める前記弁、弁(24)をハウジング内で
回転軸線(28)まわりに回転可能に取り付ける取付け
手段(26)、弁の閉鎖位置において前記間隙(94)
を密閉するシール(96)であって、流路に気密に取り
付けられた支持エッジ(98)、弁の閉鎖位置において
弁の周囲(92)と接触するように支持エッジから内向
きに伸びているシール用エッジ(100)、及び支持エ
ッジ(98)とシール用エッジ(100)とが形成され
たシール本体(102)を有し、前記本体がシール用エ
ッジを支持エッジから弁の入口面に向かって軸方向に変
位させている前記シール、及び前記弁の入口側における
ハウジング内の流体圧力を、弁を閉鎖位置から開口位置
に回転させる軸上のトルクに変換する変換手段を備えた
回転可能な弁組立体。
【0084】2.シールのシール用エッジが、半径方向
断面において頂点(116)又は中高の突起(118)
を有し、これが、シールにより弁に加えられる摩擦力を
減らすために、弁の閉鎖位置において弁の周囲と最小軸
方向寸法の線接触を作る実施態様1による組立体。
【0085】3.シール本体(102)は外径(11
4)を有し、これが、前記本体及びシール用エッジの半
径方向弾性力を大きくするために、半径方向断面におい
て中低である実施態様1又は2による組立体。
【0086】4.弁の回転軸線(28)が、回転軸線の
一方の側におけるシールとシール用エッジの第1の部分
及び弁と弁周囲の第1の部分(124)、並びに回転軸
線の他方の側におけるシールとシール用エッジの第2の
部分及び弁と弁周囲の第2の部分(128)を定め、そ
して弁の第1の部分(124)は、弁が閉鎖位置から開
口位置に回転するとき、ハウジング(22)の出口(4
8)に向かって回転する先行実施態様のいずれかによる
組立体。
【0087】5.弁の閉鎖位置においてシール用エッジ
(116、118)と接触している弁の周囲の軸方向寸
法(130)は、弁が閉鎖位置から開口位置に回転する
とき、シール用エッジの第1の部分が弁の周囲の第1の
部分との接触を破ると同時にシール用エッジの第2の部
分が弁の周囲の第2の部分との接触を破るように選定さ
れる実施態様4による組立体。
【0088】6.軸線(28)が弁(24)の中心を通
らず、これにより前記変換手段を形成し、これにより弁
の第1の部分(114)は弁の第2の部分の第2の部分
(118)よりも面積が大きく、これにより入口面(8
8)上の流体圧力が弁を開口位置に回転させようとする
実施態様4又は5による組立体。
【0089】7.弁の出口面(90)における弁の周囲
が残りの弁周囲より小さくかつ弁が開口位置から回転す
ると弁の第2の部分の出口面がシールと接触しないよう
に、出口面(90)に近い弁の周囲の部分(132)が
ベベルにされる先行実施態様のいずれかによる組立体。
【0090】8.取付け手段は、ハウジングを通って伸
びている外側端部(58)を有する軸(38)を有し、
この軸は弁とともに回転可能であり、組立体は、更にハ
ウジングの外側に置かれ、軸に加わるトルクが選定値以
下のときは軸及び弁の閉鎖位置からの回転を防止し、そ
して軸に加わるトルクが選定値を越したときは軸及び弁
の開口位置への回転を許すために軸を解放する解放手段
(40)を更に備える先行実施態様のいずれかによる組
立体。
【0091】9.解放手段が、ハウジングの外側と軸の
外側端部との間の変形可能な接触を作るために変形可能
な手段54を備える実施態様8による組立体。
【0092】10.変形可能な手段は、軸に加わるトル
クが選定値を越えたときに曲がり、破損し、座屈し、又
は剪断するピン(54)を備える実施態様9による組立
体。 11.解放手段(40)が磁気キャッチ(74)を備え
る実施態様8による組立体。
【0093】12.弁が開かれた後、弁を閉鎖位置に戻
すために、ハウジング(22)の外側に置かれた再閉鎖
手段(152−166)を更に備える実施態様11によ
る組立体。
【0094】13.接触アーム(66)は、軸(38)
の外側端部(58)に連結された第1の端部(68)と
軸の回転軸線(28)から間隔を空けられた第2の端部
(70)とを有し、更に解放手段(40)が前記接触ア
ームの前記第2の端部(70)と機能的に組み合わせら
れる実施態様8ないし12のいずれかによる組立体。 14.軸(38)により解放手段(40)に加えられる
力を直線方向の力に変換するための直線化手段(24
0)を更に備える実施態様8ないし13のいずれかによ
る組立体。
【0095】15.ハウジングを通る流路(50)を定
めている入口(46)と出口(48)とを有するハウジ
ング(22)、流路内に置かれ閉鎖位置と開口位置との
間を回転し得る弁(24)、ハウジング内で回転軸線
(28)まわりに弁を回転できるように取り付け、かつ
ハウジングを通って伸びている外側端部(58)を有し
弁とともに回転する軸(38)を有する取付け手段、ハ
ウジング内の流体圧力を軸に加わるトルクに変換する変
換手段、ハウジングの外側に置かれ、軸に加わるトルク
が選定値以下のときは軸及び弁の閉鎖位置からの回転を
防止し、そして軸に加わるトルクが選定値を越したとき
は軸及び弁の開口位置への回転を許すために軸を解放す
る解放手段(40)、及び軸により解放手段に加えられ
る力を直線方向の力に変換する直線化手段(240)を
備えた回転可能な弁組立体。
【0096】16. 軸(38)の外側端部(58)に
連結された第1の端部(68)と軸の回転軸線(28)
から間隔を空けられた第2の端部(70)とを有する接
触アーム(66)、及び直線化手段(240)を支持す
るハウジング(22)に連結された解放具支持体(7
2)であって、接触アームの第1及び第2の端部が弁と
ともに閉鎖位置から開口位置に回転したとき解放具支持
体が直線方向の力を受けるように解放具支持体を接触ア
ームの第2の端部の回転円弧への接線と揃えて保持する
通路(250)を有する前記直線化手段を備えた実施態
様14又は15による組立体。
【0097】17.解放手段がピン座(296)と接触
している第1の端部(62)を有するピン(54)を備
え、そして直線化手段は、通路(250)内に摺動可能
に取り付けられ、ピンの第2の端部(64)と連結する
第1の端部(246)及び接触アームの第2の端部(7
0)と接触する第2の端部(248)を有するピストン
(244)であって、弁が閉鎖位置にあるときの伸長位
置と弁が開口位置にあるときの後退位置との間を摺動で
きる前記ピストンを備える実施態様16による組立体。
【0098】18.直線化手段が、接触アームの第2の
端部又はピストンの第2の端部の一方に連結されて解放
手段(40)又はピストン(244)と転がりかつ押し
ながら接触するための転がり軸受(288)を備える実
施態様16又は17による組立体。
【0099】19.ピン(54)の第1及び第2の端部
(62、64)が平らでかつピンの長手方向軸線に直角
であるとして定められ、そして解放具支持体(72、2
96)は、第1のピン座ソケット(300)であってピ
ンが第1のピン座ソケット内にあるときのピンの長手方
向軸線と一致する長手方向軸線を有する前記ピン座ソケ
ットを有し、第1のピン座ソケットは、平らでありかつ
第1のピン座ソケットの長手方向軸線に直角な底面(3
04)を有する実施態様18による組立体。
【0100】20.ピストン(244)の第1の端部
(246)は、ピンの第2の端部を受け入れる第2のピ
ンソケット(306)であってピンが第2のピンソケッ
ト内にあるときのピンの長手方向軸線と一致する長手方
向軸線を有する前記第2のピンソケットを備え、第2の
ピンソケットは平らであってかつ第2のピンソケットの
長手方向軸線に直角である底面(310)を有する実施
態様19による組立体。 21.第1及び第2のピン座ソケット(300、30
6)の内径がそれぞれピンの第1及び第2の端部の外径
とほぼ等しく、このためピン端部がピン座ソケット内に
きつく適合する実施態様20による組立体。
【0101】22.各ピン座ソケットの深さがピンのそ
れぞれの端部の外径より少なくも3倍大きい実施態様2
0又は21による組立体。
【0102】23.解放具支持体(72)が、解放具支
持体に連結された第1の端部、及び弁が閉鎖位置にあり
かつピストンが伸長位置にあるときのピストンの第2の
端部の間に配置された第2の端部を有するラッチ(27
0)、及びピストンが後退位置にあるときのピストンの
伸長位置に向かう運動を拘束する位置にラッチの第2の
端部を強制するためのバイアス手段(274)を備える
実施態様16ないし22のいずれかによる組立体。
【0103】24.取付け手段が、ハウジング内に回転
可能に配置された第1の軸端、ハウジング内に回転可能
に配置された第2の軸端、弁の回転軸線を定めるように
揃えられた第1及び第2の軸端、第1の軸端と弁との間
に連結され、第1のオフセットブラケットの弁への接続
部が回転軸線から不一致にされた前記第1のオフセット
ブラケット、及び第2の軸端と弁との間に連結され、第
2のオフセットブラケットの弁への接続部が回転軸線と
不一致にされた前記第2のオフセットブラケットを備え
る先行実施態様のいずれかによる組立体。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による組立体の1実施例の図3の線1−
1に沿って得られた断面図である。
【図2】図1のものと同様な組立体の図式的な端面図で
ある。
【図3】図1の組立体の図式的な端面図である。
【図4】図2の解放手段の種々の実施例の図式的な左側
面図である。
【図5】図2の解放手段の種々の実施例の図式的な左側
面図である。
【図6】図2の解放手段の種々の実施例の図式的な左側
面図である。
【図7】図2の解放手段の種々の実施例の図式的な左側
面図である。
【図8】本発明の更なる実施例の出口の拡大端面図であ
る。
【図9】180゜回転した図8の線9−9に沿った図面
である。
【図10】図9に示されたような、弁が閉鎖位置にある
ときのシールの部分の拡大詳細図である。
【図11】シールの2種の実施例の断面図である。
【図12】シールの2種の実施例の断面図である。
【図13】本発明の追加説明に使用される図10の写し
である。
【図14】シールと弁との接触が破れる直前の弁を示す
図9の図面である。
【図15】全開位置における弁を示す図9の図面であ
る。
【図16】本発明の再閉鎖手段の3種の更なる実施例の
図式的な側面図である。
【図17】本発明の再閉鎖手段の3種の更なる実施例の
図式的な側面図である。
【図18】本発明の再閉鎖手段の3種の更なる実施例の
図式的な側面図である。
【図19】図18の再閉鎖手段の平面図である。
【図20】図1及び3の解放手段の拡大平面図である。
【図21】本発明の再閉鎖手段の別の実施例の側面図で
ある。
【図22】図21の解放手段の端面図である。
【図23】図21及び22のレバーアームの平面図であ
る。
【図24】本発明の解放手段の別の実施例の正面図であ
る。
【図25】図24の解放手段の実施例の平面図である。
【図26】図24の解放手段の別の実施例の平面図であ
る。
【図27】図24の解放手段の別の実施例の平面図であ
る。
【図28】図24の解放手段の別の実施例の平面図であ
る。
【図29】本発明の回転弁組立体に取り付けられた本発
明の解放手段及び直線化手段の実施例の正面図である。
【図30】弁を閉鎖位置に保持している解放手段を示す
図29の解放手段及び直線化手段の拡大正面図である。
【図31】圧力解放が生じ弁が開口位置に動いた後の破
裂又は座屈された位置にある解放手段を示す図30の図
面である。
【図32】図3の線32−32に沿った図面である。
【図33】本発明のラッチの実施例の拡大断面図であ
る。
【図34】図29−31の座屈ピン及びその端部の拡大
図である。
【図35】追加の説明のために使用される図34の写し
である。
【図36】図30の解放手段の別の実施例の立面図であ
る。
【図37】図30の解放手段の別の実施例の立面図であ
る。
【図38】解放手段の別の実施例の立面図である。
【符号の説明】
22 ハウジング 24 弁 28 回転軸 40 解放手段 46 入口 48 出口 50 流路 96 シール
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジヨン・エイ・トマスコ アメリカ合衆国オクラホマ州クレアモア・ ノースハガーストリート5520 (72)発明者 スチーブン・ピー・フアーウエル アメリカ合衆国オクラホマ州74055オワツ ソ・ノースワンハンドレツドフオーテイサ ードイーストアベニユー7585

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ハウジングを通る流路を定めている入口
    と出口とを有するハウジング、 流路内に置かれ、入口面、出口面、及び入口面と出口面
    との間で弁のまわりを伸びている周囲を有する弁であっ
    て、入口面がハウジング入口に面し、出口面がハウジン
    グ出口に面する閉鎖位置と開口位置との間を回転でき、
    そして弁の周囲は囲んでいる流路に面しかつ弁の周囲と
    流路との間に間隙を定める前記弁、 弁をハウジング内で回転軸線まわりに回転可能に取り付
    ける取付け手段、 弁の閉鎖位置において前記間隙を密閉するシールであっ
    て、流路に気密に取り付けられた支持エッジ、弁の閉鎖
    位置において弁の周囲と接触するように支持エッジから
    内向きに伸びているシール用エッジ、及び支持エッジと
    シール用エッジとが形成されたシール本体を有し、前記
    本体がシール用エッジを支持エッジから弁の入口面に向
    かって軸方向に変位させている前記シール、及び前記弁
    の入口側におけるハウジング内の流体圧力を、弁を閉鎖
    位置から開口位置に回転させる軸上のトルクに変換する
    変換手段を備えた回転可能な弁組立体。
  2. 【請求項2】 ハウジングを通る流路を定めている入口
    と出口とを有するハウジング、 流路内に置かれ閉鎖位置と開口位置との間を回転し得る
    弁、 ハウジング内で回転軸線まわりに弁を回転できるように
    取り付け、かつハウジングを通って伸びている外側端部
    を有し弁とともに回転する軸を有する取付け手段、 ハウジング内の流体圧力を軸に加わるトルクに変換する
    変換手段、 ハウジングの外側に置かれ、軸に加わるトルクが選定値
    以下のときは軸及び弁の閉鎖位置からの回転を防止し、
    そして軸に加わるトルクが選定値を越したときは軸及び
    弁の開口位置への回転を許すために軸を解放する解放手
    段、及び軸により解放手段に加えられる力を直線方向の
    力に変換する直線化手段を備えた回転可能な弁組立体。
JP9250090A 1996-08-30 1997-08-29 回転弁組立体 Pending JPH10148265A (ja)

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