JPH10500197A - 圧力保持弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 圧力保持弁は入口通路（４）およびそこに連結させられる出口通路（５）を持つハウジング（１）を持つ。弁軸（１１）を持つ弁ピストン（８）はハウジング内で移動ができる。弁ピストン（８）は弁座（３）の方向へばね（７）で付勢され、閉鎖位置で、ハウジング入口通路（４）とハウジング出口通路（５）間の接続を密封する。ばね（７）を分離する隔離膜（９’）および弁ピストン（８）はハウジング（１）内で上げられる。隔離膜（９’）および弁座（３）の間に弁軸（１１）を滑動可能に案内するガイドディスク（１０）がある。それは、絞り作用があり制御振動を防ぐ狭い輪状のギャップ（１２）を形成するために弁軸（１１）を取り囲む。逆圧力に耐性な弁を作るために、弁座（３）の領域は隔離膜（９’）の有効領域に一致する。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称 圧力保持弁 本発明は、ハウジング入口通路およびハウジング入口通路とつながるハウジン グ出口通路を持つハウジング、 ハウジング内で移動することができ、弁軸を持つ弁ピストンおよび、 弁ピストンと関連がある弁座を含む圧力保持弁で、ここにおいて、前記弁ピス トンは弁座の方向へばねによりバイアスされたもので、閉鎖位置で、ハウジング 入口通路およびハウジング出口通路の間の接続および、ハウジング内で圧迫され る隔離膜を密閉し、はねおよび弁ピストンを引き離すように構成された圧力保持 弁に関する。 上記に述べられた種類の圧力保持弁をもって、弁ピストンを開ける弁座下の流 れについて言及する。他の周知の構造の種類で、ハウジング入口通路は隔離膜お よびその方向に向けられた弁座の上の表面の間のハウジング内部に導かれ、それ により出口通路は弁座の下側で始まり、この種の構造での弁ピストンを開ける膜 下での流れについて言及する。上記に述べられた種類の圧力保持弁で、膜下での 流れの場合に、いわゆる制御振動は起きないが、膜下での流 れには、膜全体の表面が必ず全体的に存在しているシステムの圧力に作用される という重大な欠点があり、よって、システムでの減圧をゼロにした場合、巨大な ばねの力が圧力保持弁を閉じるバルブのばねによって加えられなければならなく 、巨大な力は弁座もしくは弁座のシールに作用し、そして隔離膜は安全上の危険 要素となるので、高い製造費用を用いて強い繊維の補強をして製造されなければ ならない。 上記に述べられた種類の圧力保持弁では、流れが弁座の下に起こり、強い圧力 は発生せず、隔離膜は侵襲的な媒体から種々の要素をもつばねドームを保護する ためにのみ必要である。しかしながら、上記に述べられた種類の圧力保持弁では 制御振動が発生するという問題がある。弁を閉じた状態を維持するために、前記 ばねの力は前記閉じられた弁ピストンに媒体によって加えられる力、すなわち媒 体の圧力とハウジング弁座の露出された面積との積によって与えられる、に打ち 勝つように調整される。弁ピストンの下での圧力上昇は、弁を開くように作用し 、バルブの出口側に、ある圧力が、圧力保持弁の内部抵抗によって作り出され、 その圧力は小さいものであるが、弁ピストンが開く時、それは、構造上および製 造上の理由により、ハウジング出口通路から隔離膜まで拡張するハウジングでの 内部スペースを通 って膜の表面下に作用する。前記弁ピストンはこのようにしてもち上がる。しか しながら、ばねの力がハウジング弁座の相対的に小さい露出した表面に加減され たり、調節されるので、弁ピストンがハウジングの弁座の方向へ再び押されるた めに、所定のばねの力および発生した膜の力との間の均衡は作りだされない。こ の弁ピストンの上下運動は速い間隔で起こり、圧力保持弁はがたがたと音をたて 好ましくない制御振動を引き起こす。 流れが弁座下で起こる圧力保持弁、複雑で特別な弁ピストンの構造および自動 的に閉鎖し開放するバイパス通路での弁ピストン誘導装置が制御振動の問題軽減 する目的で使用される圧力保持弁については知られている。しかしながら、その ための構造上および機能上の試みは、高価なものである。 それ故に、本発明の目的は、全く制御振動が起こらないように、簡単で、なお かつ経済的な手段で上記に述べられた種類の圧力保持弁を組み立てることにある 。 本発明の目的は、主に次の事実、すなわち弁軸を導くガイドディスクが隔離膜 および弁座との間に配 置されること、絞り点として作用する狭い輪状ギャップを形成しガイドディスク が弁座を囲むということ、により解決するものである。 構造的に決定される輪状のギャップにより、ハウジング弁座の上側と隔離膜の 下側とは接続されている。ピストンが開くときに、媒体は輪状のギャップを通っ て隔離膜の下にこのようにして流れる。しかしながら、ばねの力および膜の力の 間の均衡状態が保たれず、弁ピストンがハウジング弁座の方向へ移動しようとす るならば、媒体もまた狭い輪状ギャップを通ってもとにもどされなければならな い。輪状ギャップはそれにより効果的に水力学的制動を上昇させ、その結果、実 際の検査で確認されるように、圧力保持弁が驚くほどうまく、振動なしで作動す る。 弁軸の直径が実質的に弁座よりも大きくなく、弁軸とガイドディスクとの間の 輪状ギャップが、およそ０．２５ミリメートルの直径方向の空間幅を持っていれ ば、実際非常に良い結果を得ている振動なしの制御性能が、圧力保持弁で実際使 用されるほとんどの媒体について得られるということがわかった。絞り作用およ び摩擦なしの状態がこの方法で得られるのである。 圧力保持弁の本発明による好ましい実施例では、弁座の方へ向けられた時点で 、弁ピストンがディスクの形をしたくぼみがあるピストンカラーを持ち、そのく ぼみはＵ字形の境界縁を持ち、そして、シール板がゆるく少しのすきまを持って そのくぼみに差し込まれている。このすきまを設けた結果、前記圧力保持弁にお けるシール板の前部が減圧された場合、そのくぼみから後部を押す前記シールデ ィスクの後方の圧力が大きくなるという危険性は避けられる。前記シール板は、 このように洗い落とされるのを防ぐように、弁ピストンに装置される。 本発明の好適な実施形態は、隔離膜の有効に働く表面は、実質的に弁座の表面 と同一のサイズであることにより特徴づけられる。その表面積の差は、せいぜい ８パーセント程にすべきものである。この圧力保持弁の実施例は、背圧に耐性が ある圧力保持弁であるという点に実質的な利点がある。もし背圧がハウジング出 口通路内に発生すれば、前記隔離膜に前記ばねの力に逆行する第１の力、その力 の大きさは前記隔離膜の有効な面積と背圧との積に等しい、が作用する。さらに 、背圧はその表面に作用し隔離膜の方向へと向かい、弁座の大きさである弁ピス トンの第１の力と等しい大きさを持つ第２の力は、隔 離膜の有効に働く領域と弁座の領域が同じ大きさのため、それとは反対の方向へ 向けられる。これらの２つの力はお互いに打ち消し合うから、もし前記膜の有効 に作用する面積が前記弁座の領域よりも大きい場合に発生するばねに作用する力 は発生せず、背圧が発生した場合においても付加的な力は前記ばねには作用しな い。前記圧力保持弁はその入口圧力を、前記背圧の存在から独立して、一定に維 持することができる。さらに好ましい実施例は、従属する請求範囲で特徴的に示 されている。 本発明は、図示された２つの実施例を参照することにより、以下に詳細に説明 される。 図１は、本発明による圧力保持弁の第１の例示的な実施例の略図の軸断面図で ある。 図２は、本発明による圧力保持弁の第２の例示的な実施例の同様の図である。 図１に示されているように、弁ハウジング１はハウジング弁座３とともにハウ ジング空間２を含んでいる。弁座３の下側に通じているものはハウジング入口通 路４である。弁座３の上側で始まるものはハウジング出口通路５である。さらに 圧力保持弁には調整可能なばねの力で弁座３に対しピストン８を押 す圧縮ばね７をもつばねドーム６がある。ばねドーム６と圧縮ばね７から、弁ハ ウジング空間２と弁ピストン８を分離する隔離膜９は、ハウジング１とばねドー ム６の間で圧迫される。 なめらかに弁ピストン８を導き、シリンダ弁軸１１を囲むガイドディスク１０ は、弁座３上の弁ハウジング空間２内に配置される。そのため、それは、軸の周 辺全体にのびるガイド軸と共に狭い輪状ギャップ１２を規定する。ガイドディス ク１０は、前記狭い輪状ギャップを除いて、ハウジング出口通路５につながる弁 座３の上面に関して封をされた方法で、この狭い輪状ギャップ１２を除いて、隔 離膜９の下側でふさぎ、その結果、媒体は、輪状ギャップ１２の狭い水力学的隙 間のみを通って、隔離膜９の下側に流れることができるのである。放射方向の輪 状ギャップ１２は極めて狭いので、前記媒体は強度に減速されその粘性にしたが って絞りにより制動されて輪状ギャップ１２のみを流れることができる。前記圧 力保持弁が、がたがた音をたてることのない望ましい振動除去制御性能は、唯一 この簡単な構造機能によって成しとげられる。この目的は次のような場合、圧力 保持弁のわずかな幅に弁ピストンがどのようなサイズのものを持つかに関わらず 、圧力保持弁 が弁軸１１とガイドディスク１０との間の輪状ギャップ１２の固定されていない 放射方向の幅がほぼ０．２５ｍｍである場合、に達成できる。 弁軸の１１は実質的に弁座通路３の直径と一致する直径を持っている。弁座３ の方向へ向けられた端に、弁軸１１は直径が弁座通路３よりも大きいピストンカ ラー１４を持っている。ピストンカラー１４は、ディスクの形をしたくぼみ１５ を含み、そこでは、弁座通路３を覆うシール板１３がゆるく差し込まれている。 くぼみ１５の境界縁はほぼＵ字形の形をしており、隙間がなくシールされている 状態ではなく、シール板１３の周辺の縁を包んでいるが、わずかな可動性の隙間 をもっている。この隙間により、シール板の後方に流れた媒体は再度、シール板 の前面へ障害なく逃げだす。ディスクの形をしたくぼみ１５におけるシール板１ ３は洗い落とされないように取り付けられている。 図２による圧力保持弁は、隔離膜９’が図１にある隔離膜９よりも小さい有効 領域を持っているという点でのみで、図１による圧力保持弁と異なる。隔離膜９ ’は、その有効動作領域が、弁座３の領域と同じとなるようにクランプされてい る。ハウジング 出口通路５でおそらく起こる逆行圧力は、このようにして、圧力保持弁の機能を 損なわない。逆圧力、隔離膜と逆圧力の有効領域の積に等しい大きさによって隔 離膜上に及ぼされた力は、このように弁ピストン上に及ぼされた逆向きの力に等 しいのである。この実施例による前記バルブは逆圧力耐性のものであり、このよ うに非常に高い正確さで作動する。 多くの変形が本発明の範囲内で可能である。例えば弁軸および関連のある輪状 ギャップはバルブのサイズによっていかなる希望する直径をも持つことができる 。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． ハウジング入口通路（４）および前記ハウジング入口通路（４）に連結さ せられるハウジング出口通路（５）を持つハウジングと、 ハウジング（１）内で移動可能な弁軸（１１）を持っている弁ピストン（８） と、 弁ピストン（８）と関連する弁座（３）とを備え、それにより 前記弁ピストン（８）は、ばね（７）で弁座（３）の方向へ付勢され、閉鎖位置 で、ハウジング入口通路（４）とハウジング出口通路（５）間の接続を密封し、 そして前記隔離膜（９，９’）は、前記ハウジング（１）内にクランプされ、前 記ばね（７）と前記弁ピストン（８）とを分離する圧力保持弁において、 前記隔離膜（９，９’）および前記弁座（３）の間に前記弁軸（１１）を滑動 可能に案内するガイドディスク（１０）があり、前記ガイドディスク（１０）は 前記弁軸を取り囲み絞り点として働く狭い環状のギャップ（１２）を持つことを 特徴とする圧力保持弁。 ２． 請求項１記載の圧力保持弁において、 前記弁軸（１１）の直径は弁座（３）より実質的に大きくなく、そして 前記弁軸（１１）と前記ガイドディスク（１０）間の前記環状のギャップ（１ ２）の幅はせいぜい０．２５ｍｍであることを特徴とする圧力保持弁。 ３． 請求項１または２記載の圧力保持弁において、 前記弁ピストン（８）は前記弁座（３）の方へ向かう末端にくぼみ（１５）を 与えるピストンカラー（１４）を有し、前記くぼみ（１５）はＵ字形の境界の端 をもち、わずかな隙間をもってシール板（１３）がゆるく挿入されていることを 特徴とする圧力保持弁。 ４． 請求項１から３記載の圧力保持弁において、 ハウジング（１）は２つの部分からなる構造で、ばね（７）と関連があるハウ ジング部分（６）は前記ばねのドームを形成し、 前記隔離膜（９，９’）は２個のハウジングの部分の間に保持されていること を特徴とする圧力保持弁。 ５． 請求項１から４のいずれか記載の圧力保持弁において、 前記隔離膜（９）の有効領域は前記弁座（３）の領域と実質的に同一のサイズ であることを特徴とする圧力保持弁。