JPH11506820A - シャットオフバルブ - Google Patents

シャットオフバルブ

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JPH11506820A
JPH11506820A JP9519187A JP51918797A JPH11506820A JP H11506820 A JPH11506820 A JP H11506820A JP 9519187 A JP9519187 A JP 9519187A JP 51918797 A JP51918797 A JP 51918797A JP H11506820 A JPH11506820 A JP H11506820A
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cylinder
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disc
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ズンデルガード,ビャルナ
シュナイデルライト,ペア
リンドールム,イェンセン,カール=アーゲ
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アルファ・ラーバル・エルカム・アプス
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Abstract

(57)【要約】 発明は上側のバルブシートおよび下側のバルブシートを別個にクリーニングすることの出来るダブルシートバルブに関するものである。この為には駆動装置としてシリンダが設けられ、しかもこのシリンダは公知のものと異なり3つのピストンで充分である。これでも尚クリーニングストロークに於いてその際に閉じられているバルブディスクに追加的な閉止力を与えることができる。

Description

【発明の詳細な説明】 シャットオフバルブ 特に食品および飲料工業用の漏洩防止装置を持ち、そのケーシング内に2 つの連動するバルブディスクを備え、しかも上記のディスクは漏洩中空室を限定 し、しかも上記の中空室は配管を経て通常外部に開口し、かつこの場合に2つの バルブディスクの作動の為に共通の駆動装置が設けられ、しかもこの駆動装置は 1つのシリンダと両側に加圧スプリングの作用する第1ピストンを持ち、しかも 上記のピストンは下側のバルブディスクのバルブシャフトと固定的に結合してお り、しかもこの場合のバルブディスクおよびそのチューブ状のシャフトを貫通し 、しかも上記のシャフトはその上端をシリンダの中に突き出し、その位置で上側 のバルブディスクをそのシートに押し付ける下側の加圧スプリングのサポートを 持ち、他方上側の、その上端で上側のシリンダカバーを指示する加圧スプリング により下側のバルブディスクをそのバルブシートに押し付け、更にシリンダの中 で第1ピストンの下で第2のチューブ状のシャフトに作用するピストンが設けら れており、又第1および第2ピストンの間にはチューブ状のシャフトを動くこと の出来る第3のピストンが設けられており、かつこの場合に第3のピストンがそ の外周面に於いて気密的に第1ピストンにより囲まれ、又第1および第3ピスト ンが互いに摺動し得るようにデザインされているダブルシートバルブ。 上記に類似のシャットオフバルブはDE42 36 464 A1から公 知である。両者のバルブシートのシート面はテーパーを持ち、2つのバルブディ スクは同じ方向にシート面に移行するようにデザインされている。バルブディス クの間には漏洩スペースが設けられていて、通常は配管により外部に開口してい る。媒質の混合することはこれにより確実に阻止される。閉状態では上側のバル ブディスクは媒質の圧力の作用で更に強くバルブシートに押し付けられるのに対 し下側のバルブディスクでは負荷が減少する。下側のバルブディスクが圧力衝撃 により持ち上がり、媒質が漏洩スペースに入ることを阻止する 為に下側のバルブディスクは下向きに、下側のバルブディスクとほぼ同じ径を持 つバランスピストンに続いている。配管に於ける圧力衝撃は従ってバルブディス の場合と同じ力をバランスピストンに作用させる為に加圧力は軸方向に釣衡する 。 バルブは3つの機能を果たす。バルブを開く為に2つのバルブディスクが 持ち上げられ、バルブシートをクリーニングするには下側又は上側のバルブディ スクが夫々僅かに持ち上げられることが出来る。この為にバルブは4つのピスト ンを持つ1のシリンダが設けられている。作動ピストは2つの同心的に設けられ たバルブシャフトを介して2つのバルブディスクに作用する。開放には第1の作 動ピストンが空圧により持ち上げられることにより第2のピストンに突き当たる 。第2のピストンはバルブシャフトを介して下側のバルブディスクに接続してい る。第1および第2ピストンは下側のバルブディスクを連行しつつ持ち上げられ る結果、下側のバルブディスクは上側のバルブディスクに突き当たる。漏洩スペ ースはこれにより閉じられる。更に引き上げられると2つのバルブディスクは共 に上側に移動し、この結果バルブは開く。バルブを閉じる場合は上記のプロセス が逆に行われる。 バルブシートをクリーニングするにはバルブディスクは個別に持ち上げら れねばならない。これには第3および第4ピストンが設けられ、バルブシャフト を介して夫々下側又は上側のバルブディスクに作用する。第3ピストンは第2の ピストンとシリンダの下側のケーシング壁との間に在る。第2ピストンの下面に 空圧が作用するとピストンは僅かに持ち上げられる結果、ピストンはサポートに 突き当たる。対応するハルブシャフトを介して上側のバルブディスクはそのシー トから幾らか持ち上げられる。媒質はバルブディスクとバルブシートとの間の円 環間隙を通って漏洩スペースに侵入することが出来る。これにより圧力は下側の バルブディスクに強く作用し、従ってディスクはシートに更に確実に押し付けら れる。 上側のバルブシートをクリーニングするにはシリンダの第1と上側の夫々 ケーシング壁との間に在る第4のピストンが下から空圧の作用を受ける。ピスト ンは持ち上げられ る結果、上側のシリンダ壁に当たる。バルブシャフトを介して下側のバルブディ スクも又幾らかそのシートから幾らか持ち上げられる。入って来る媒質により上 側のバルブディスクの対応するバルブシートへの加圧力は減少する。上側のバル ブディスクが侵入する媒質により持ち上げられることを阻止する為に第1ピスト ンは接続配管を通じてその上側にも空圧の作用を受ける。対応するバルブシャフ トを介して圧力は上側のバルブディスクに作用する為にバルブディスクはより確 実にそのバルブシートに押し付けられる。 切り替えられる機能が多いことの為に駆動装置の構造は極めて高価につく 。 発明の課題は駆動装置を持つダブルシートバルブを再開発することにより その機械的な構造を簡単にして全高を小さくすることに在る。 上記の課題は第1および第3ピストンにとり第2の作動スペースが形成さ れ、しかもこのスペースは通路を経て空圧の作用を受けるようにデザインされ、 又第1ピストンは第1および第2のサポートを持ち、しかもこのサポートは第3 のピストンのストロークを限定することにより解決することが出来る。 この様にして下側のバルブシートのクリーニングに対しては下側のバルブ ディスクを持ち上げる為の特殊な作動ピストンを廃止することが出来る。バルブ の可動部分の数は減少する。ダブルシートバルブに対して今迄に用いられた駆動 装置に比して発明によるダブルシートバルブは4つではなく3つのバルブのみで すべての必要な機能、即ち開放、閉止並びにバルブシートのクリーニングを確実 に行うことを可能にする。同時にシリンダに対する全高は小さくなる利点が生ま れる。 第1ピストンの第2のサポートがその下側に、特に分離可能能な接続によ り設けられていることにより製造時の組立は容易となる。バルブのメンテナンス は同様にそれだけ簡単となる。メンテナンスには2つのピストンは極めて簡単に 分解することが出来る。 上側のバルブディスクは下側のバルブシートのクリーニング中第2の作動 室への空圧の作用の為の通路が第1ピストンを通っていることにより高い圧力で そのバルブシートに押し付けられることが出来る。 第2作動室に対する通常空気である圧力媒質の作用により第1ピストンは 上側に持ち上げられる結果ピストンはそのサポートと共に第3ピストンに接触す ることになる。第1および第3ピストンはこの時恰も1つの剛体ユニットとなる 。これにより第3ピストンに対応するチューブ状のバルブシャフトを介して上側 のバルブディスクは第1ピストンのリフトだけ短くされた加圧スプリングの力で そのバルブシートに押し付けられる。 第2の作動スペースに圧力媒質を供給する為に第1ピストンの外周面とシ リンダとの間に供給通路が形成され、この供給通路には上記の通路が開口する。 この様にして第1ピストンの昇降動作中も圧力媒質の為の確実な接続が可能とな る。 駆動装置の製作も第2ピストンのリフトが特にシリンダの壁の中に設けら れているサポートにより限定される時には更に簡単となる。 上側のシリンダカバー、シリンダおよび第1ピストンにより形成された第 1圧力スペースは空圧接続部を備え、この接続部を介して第1圧力室は圧力媒質 、特に空圧の作用を受けることが出来る。この様にして下側のバルブシートのク リーニング中、上側のバルブディスクがそれによりバルブシートに押し付けられ る力は更に高められることが出来る。第1作動スペースの圧力はこの場合第2圧 力室内に出現する圧力の50%を上回る可きではない。圧力がこれ以上高まると 第1ピストンは下方に移動し下側のバルブディスクは再びそのシートの中に陥入 する。 バルブディスクの少なくとも1つが特にバルブシートの貫通開口に突き出 ているスロットルエッジを持つからバルブディスクの開放動作中漏洩スペースに 於ける急激な圧力上昇が避けられる。漏洩チャンバの中への媒質の注入速度は小 さいことからバルブディスクのパッキングへの負荷も又小さい。 バルブディスクが、特にテーパーを備え、スロットルエッジが一体成型さ れたシリンドリカルな面の端末エッジのデザインを持ち、しかもその高さが特に クリーニングストロークの量を上回る時にはバルブディスクはバルブシートの中 に確実に陥入することが保証される。シリンドリカルなスロットルエッジにより バルブディスクはバルブシートに陥 入する際にディスクの円錐状のデザインにより自動的に芯出しするガイド機能に 助けられる。バルブディスクおよびバルブシートの作動不能事故は従って殆ど絶 無となる。シール面のクリーニングにはバルブディスクは僅かに持ち上げること が出来る。このクリーニングストローク中、その際生じるスロットル間隙は一定 に保たれる、何故ならば一体成型されたシリンドリカルな面の高さはクリーニン グストロークの量を上回るからである。 バルブシートのクリーニング中漏洩スペースの中の圧力上昇はスロットル エッジ(46、47)および貫通開口(48、49)により形成されるスロット ル間隙が漏洩スペースから通常外部に開口する配管(11)の全面積よりも小さ い貫通面積を持つことにより回避される。 発明は添付の図面を参照することにより好ましい実施例に基づいて記載さ れ、しかも別の有利な細部は単独図から知ることが出来る。 図は発明による静止状態に於けるダブルシートバルブの縦断面を概略的に 示す。図1によればダブルシートバルブはバルブシート8および9を持つシリン ダ状の配管接続をされるケーシング部1から成る。配管接続部2を持つケーシン グ部4と配管接続部3を持つケーシング部5との間の液密的な接続は上側のバル ブディスク6と下側のバルブディスク7により行われる。閉止位置ではこれらの ディスクは夫々上側のバルブシート8および下側のバルブシート9の中に陥入す る。2つのバルブディスク6、7の間には図示された閉止位置では漏洩スペース 10が生じる。下側のバルブディスク7には穴11が設けられて漏洩出口に延び ている。連結ケーシング部1の中に設けられている接続部12を介して漏洩スペ ース10のクリーニングには洗剤が供給されるが、この洗剤は下側のバルブディ スク7の中の穴11を経て漏洩出口から外部に流出する。別の取付姿勢の場合に は接続部12は又他の機能を果たす。例外的なバルブシート8又は9を経て液体 が漏洩スペース10に流入すると、同様に穴11を通して外部に送られる。 上側のバルブケーシング4と下側のバルブケーシング5の中に在る液の混 ざり合うことは従って確実に阻止される。 下側のバルブディスク7は確実にバルブシャフト13に接続されているの に対して上側のバルブディスク6はチューブ状のバルブシャフト14と確実に接 続され、しかもチューブ状のバルブシャフト自体はバルブシャフト13上に軸方 向に摺動し得るようにテレスコピック的に支持されている。上側のケーシング部 分4を閉じる上側のバルブカバー15にはスペーサーエレメント16を介してシ リンダ17が接続されている。 軸方向に移動することの出来るバルブシャフト13には第1ピストン18 が固定的に接続されている。その下側のセクションには第1ピストン18がポッ ト状の形にデザインされている。その外周面によりピストンはシリンダ17のケ ーシング内面と共に気密シールを形成する。 ピストン18の上側のセクションはリング状に取り巻く陥凹19を備え、 しかもこの陥凹は外方にはピストン壁20により限定されている。陥凹19の中 には加圧スプリング22が設けられ、その対立面でシリンダ17の上側のケーシ ング壁23により支持されている。この様にして第1ピストン18に作用する加 圧スプリング22はバルブシャフト13を介して下側のバルブディスク7を確実 にバルブシート9に押し付ける。ピストン壁20によりピストン18は全高を犠 牲にすることなく長い案内機能に助けられる。 陥凹19の対立側では第1ピストン18はポット状のセクション21を持 ち、この中にはスプリング29が入れられている。この第2の圧力スプリング2 9は上側の端でセクション21の領域で第1ピストン18により支持され、他の 端でチューブ状のバルブシャフト14に固定されているサポートディスク28に より支持されている。スプリング29の力はサポートディスク28とチューブ状 のバルブシャフト14を介して上側のバルブディスク6をそのバルブシート8に 加圧する。 この様にしてバルブは無圧状態で閉じられている。 シリンダ17、上側のシリンダカバー23および第1のピストン18によ り形成される圧力室24は接続部25を経て空圧の作用を受ける。この様にして 第1ピストン18は加圧スプリング22のスプリング力の外にも下方に押し付け られることが出米る。 第1ピストン18の上側ではバルブシャフト13は延長部26に続く。こ の部分は開口27を通り気密的にシリンダの上側のケーシング壁23を通して延 び従ってバルブシャフトおよびピストンの為の追加的な案内機能を受け持つ。従 って更に各時点のバルブの作動位置が直ちに目視により知ることが可能である。 その下側のセクションに於いて第1ピストン18は第3ピストン30を備 えている。第3ピストン30はチューブ状のシャフト14に移動し得るように支 持されている。図に示された静止位置に於いてはピストンはチューブ状のバルブ シャフト14のリング状の肩としてデザインされているサポート31の上に設け られている。第1および第3ピストン18、30は第2の作動スペース32を形 成し、しかもこのスペースは接続部33、通路34および穴35を経て空圧の作 用を受けることが出来る。 第1ピストン18の下には第2ピストン36がシリンダ17の中に在り、 しかも上記のピストン36は下側のバルブカバー37のチューブ状の折り返し部 45上で支持されている。そのリフトは下側のシリンダカバー37およびシリン ダケーシン壁に形成されたストッパ38により限定される。 第2のピストン36並びに第1および第3ピストン18、30の間に第3 の圧力スペース39が形成され、これには接続部40を経て空圧が作用する。 下側のシリンダカバー37と第2ピストン36との間には第4の圧力室4 1があり、しかもこの圧力室は接続部42を介して空圧の作用を受けることが出 来る。 空圧が接続部40に作用することによりバルブは開く。第3圧力スペース 39に於ける圧力上昇により先ず第3ピストン30がチューブ状のシャフト14 上を上方に移動し、最後に第1ピストンのサポート面43に当たる。その後は第 1および第3ピストンが共に更に上昇し、これによりバルブシャフト13上を下 側のバルブディスク7が持ち上げられ、その結果バルブディスクは上側のバルブ ディスク6に接触する。これにより漏洩室10は閉じられる。バルブディスクの 接触面はスプリング29により互いに押し付け会わされる。更に第1および第3 ピストン18、30は共に更に上方に下側のバルブディスク6、7を 連行することになりバルブは完全に開かれる。上昇中スプリング22は圧縮され る。 閉止動作は上記とは逆の方法で行われる。接続部40を経て第3動作スペ ース39は空気を抜かれる。これにより第1および第3ピストン18、30は降 下し、その結果上側のバルブディスク6はチューブ状のバルブシャフト14を介 して上側のバルブシート8の中のスプリング22により加圧される。下側のバル ブディスク7はスプリングの圧力下で下方に移動し、最後にその下側のバルブシ ート9に到達し、その位置でシャフト13を介してスプリング29により押し付 けられる。閉止時には従って上側のバルブディスク6と下側のバルブディスク7 との間に間隙が生じる為に漏洩スペース10が再び2つのバルブディスク6、7 の間に出現する。第3のピストン30はこの場合第1のピストン18により解除 され、無圧の状態で再び肩31の上に位置する。 上および下のバルブディスクは夫々スロットルエッジ(46、47)を備 え、スロットルエッジ46、47により作られる面の直径はこの場合貫通開口4 8、49の直径よりも小さい。直径はこの場合スロットルエッジ46、47およ び貫通開口48、49により作られるリング状のスロットル間隙の面積が穴11 の面積より小さくなるように選ばれている。 下側のバルブシート9のクリーニングには下側のバルブディスクが個々に 持ち上げられることが出来る。この場合に接続部33には空圧が作用する。通路 34および穴35を経て第2の圧力スペース32の中の圧力は上昇する。第3ピ ストン30は肩31に接しており、第1ピストン18の圧力により上方に駆動さ れることにより最後にそのサポート44は第3ピストン30の下側に接触する。 第1および第3ピストン18、30はこの時に1つのユニットを形成する。シャ フト13を介して下側のバルブディスク7は簡単に持ち上げられた。 バルブディスク7とバルブシート9との間のリング状のスロットル間隙に より媒質は下側のケーシング部分5から漏洩スペース10に侵入し、これにより バルブシートおよび漏洩室のクリーニングは行われる。穴11を経て媒質は次に 外方に排出される。リング 状のスロットル間隙の面積は穴11の面積より小さいからクリーニング中は媒質 の侵入による漏洩スペース10の圧力の上昇は殆ど起こらない。スロットルエッ ジおよび貫通開口の上記の配置は発明によるバルブ駆動装置とは無関係に他のバ ルブ駆動装置を用いても実現することが出来る。 例えば異物による穴11のブロッキングが生じた場合には漏洩スペース1 0内の侵入する媒質による圧力上昇が生じる。上側のバルブディスクにはこの時 にはバルブの開放方向での力の上昇が作用する。第118および第3ピストン3 0は第2作動スペース32に圧力の作用した時には殆ど剛体的なユニットを形成 するから上側のバルブディスクは第1ピストン18のストロークだけ短縮された 加圧スプリング22の力を用いてそのバルブシート8に加圧される。上側のバル ブディスク6の加圧力は追加的に接続部25を経て第1圧力室24に圧力が作用 することにより更に高めることが可能である。第1圧力室24の中の圧力は第2 作動室内の圧力の50%を上回る可きではない、何故ならば第1ピストン18は 第2作動室32の中の圧力に抗して下方に動きバルブは再び閉じることになるか らである。 上側のバルブディスク6のクリーニングの為のストロークは接続部42に 空圧が作用することにより始まる。第4圧力スペース41の中の圧力の上昇によ り第2のピストン36が上方に駆動され、最後にピストンはサポート31に接触 する。その後サポート31によりチューブ状のシャフト14は持ち上げられ、従 って第2ピストン36はサポート38に突き当たる。これにより上側のバルブデ ィスク6はそのバルブシート8から僅かに持ち上げられる。バルブシート8とバ ルブディスク6との間のスロットル間隙により媒質が上側のケーシング部分4か ら漏洩スペース10に侵入し、これによりバルブシートのクリーニングが行われ る。下降には第4圧力スペース41の負荷が開放され、これにより第2ピストン 36が下降し、バルブディスク6はスプリング29によりチューブ状のシャフト 14を介して再びそのバルブシート8に押し付けられる。 バルブの機能の方法が下記のテーブルにまとめられる: この様にしてクリーニング動作に於いても機械的なコンポーネントの数を 減らすことにより追加的な回路のコストを費やすことなく媒質の混ざり合うこと を確実に回避するバルブが実現される。 図面記号リスト 1 ケーシング部 2 配管接続部 3 配管接続部 4 上側のケーシング部 5 下側のケーシング部 6 上側のバルブディスク 7 下側のバルブディスク 8 上側のバルブシート 9 下側のバルブシート 10 漏洩スペース 11 穴 12 接続部 13 バルブシャフト 14 チューブ状のバルブシャフト 15 上側のバルブカバー 16 スペーサーエレメント 17 シリンダ 18 第1ピストン 19 陥凹 20 ピストン壁 21 ポット状のセクション 22 加圧スプリング 23 上側のシリンダカバー 24 第1加圧スペース 25 空圧接続部 26 延長部 27 開口 28 サポートディスク 29 加圧スプリング 30 第3ピストン 31 サポート 32 第2作業スペース 33 接続部 34 通路 35 穴 36 第2ピストン 37 下側のシリンダカバー 38 ストッパ 39 第3加圧スペース 40 接続部 41 第4加圧スペース 42 接続部 43 サポート面 44 サポート 45 折り返し部 46 スロットルエッジ 47 スロットルエッジ 48 貫通開口 49 貫通開口

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.特に食品および飲料工業用の漏洩防止装置を持ち、そのケーシング内に2つ の連動するバルブディスク(6、7)を備え、しかも上記のディスクは漏洩中空 室(10)を限定し、しかも上記の中空室は配管(11)を経て通常外部に開口 し、かつこの場合に2つのバルブディスク(6、7)の作動の為に共通の駆動装 置が設けられ、しかもこの駆動装置は1つのシリンダ(17)と両側に加圧スプ リング(29、22)の作用する第1ピストン(18)を持ち、しかも上記のピ ストンは下側のバルブディスク(7)のバルブシャフト(13)と固定的に結合 しており、しかもこの場合上記のバルブシャフト(13)はテレスコピック的に 上側のバルブディスク(6)およびそのチューブ状のシャフト(14)を貫通し 、しかも上記のシャフトはその上端をシリンダ(17)の中に突き出し、その位 置で上側のバルブディスク(6)をそのシート(8)に押し付ける下側の加圧ス プリング(29)の為のサポート(28)を持ち、他方上側の、その上端で上側 のシリンダカバー(23)を支持する加圧スプリング(22)により下側のバル ブディスク(7)をそのバルブシート(9)に押しつけ、更にシリンダ(17) の中で、第1ピストン(18)の下で第2の、チューブ状のシャフトに作用する ピストン(36)が設けられており、又第1および第2ピストンの間にはチュー ブ状のシャフト上を動くことの出来る第3のピストン(30)が設けられており 、かつこの場合に第3のピストン(30)がその外周面に於いて気密的に第1ピ ストン(18)により囲まれ、又第1および第3ピストンが互いに摺動し得るよ うにデザインされており、しかも第1(18)並びに第3(30)ピストンによ り第2の作動スペース(32)が形成され、しかも上記のスペースは通路(35 )を通して空圧の作用を受けることの出末るデザインを持ち、又第1ピストン( 18)は第1(4 3)および第2サポート(44)を備え、しかも上記のサポートは第3ピストン (30)のストロークを限定することを以て特徴とするダブルシートバルブ。 2.請求項1に於いて第1ピストン(18)の第2のサポート(44)は、その 下側に特に分離の可能な結合法により取り付けられていることを以て特徴とする ダブルシートバルブ。 3.請求項1又は2に於いて通路(35)が第2の作動スペース(32)から第 1ピストン(18)により空圧を作用させるように施されていることを以て特徴 とするダブルシートバルブ。 4.請求項1、2または3に於いて第1ピストン(18)の外周面とシリンダ( 17)との間に供給通路(34)が設けられ、この中に通路(35)が開口する ことを以て特徴とするダブルシートバルブ。 5.請求項1、2、3または4に於いて第2ピストン(36)のストロークがサ ポート(38)により限定され、しかも上記のサポートは特にシリンダ(17) の壁のかなに設けられているようなダブルシートバルブ。 6.請求項1、2、3、4または5に於いて上側のシリンダカバー(23)、シ リンダ(17)および第1ピストン(18)により形成された第1加圧スペース (24)が空圧接続部(25)を備えていることを以て特徴とするダブルシート バルブ。 7.請求項1、2、3、4、5又は6に於いて少なくともバルブディスク(8、 9)の1つが特にバルブシートの貫通開口(48、49)の中に突き出ているス ロットルエッジ (46、47)を備えていることを以て特徴とするダブルシートハルブ。 8.請求項1、2、3、4、5、6、又は7に於いてバルブディスク(6、7) が特にテーパー状に又スロットルエッジ(46、47)が一体成型されたシリン ダ状の面の端末エッジとして造型され、その高さが特にクリーニングリフトの量 を上回ることを以て特徴とするダブルシートバルブ。 9.請求項1、2、3、4、5、6、7又は8に於いてスロットルエッジ(46 、47)および貫通開口(48、49)により形成されたスロットル間隙は配管 (11)の全面積よりも小さい貫通面を備え、しかも上記の配管は漏洩中空室か ら通常外部に開口することを以て特徴とするダブルシートバルブ。
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