JPS5899567A - 最高圧力選択装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は最高圧力選択装置に関し、特にサージサージ流
系統において望ましいことは、系統内の流体の流れを制
御するために出口を入口から隔離しうる手段を提供する
ことである。従来、この流れ制御は最高圧力選択装置の
使用によって達成されてきた。

通例、従来の最高圧力選択装置は、チャンバに内蔵され
かつａつの対向する入口間に配置された弁球な含むよう
に構成される。チャンバの両端のいずれかに比較的高圧
の信号を加えると、弁球が反対側の弁座に駆動され、か
くて他の入口からの比較的低圧の信号を遮断する。この
弁作用は中間に設けた出口を通る流れを制御する。

通例の最高圧力選択装置において、弁球に作用する中央
位置力は比較的弱く、従って、弁球はそれとチャンバ壁
との間の空間に堆積する汚物によって制止される。この
ような制止に起因する過度のサージ流の諸問題は、共通
の調整された供給圧力で働く重要装置の作用を妨げる・
また、ある種の従来装置は、用途によっては、所望され
る程迅速には制御圧力に対して応答しない。

本発明の一態様におけろ最高圧力選択装置は、チャンバ
と、このチャンバに連通ずる／対の相隔たる入口とを有
する。また、／対の相隔たる弁座が両入口間に配設され
る。さらに、出口が両弁座間に設けられ、チャンバと連
通ずる／対の相隔たるオリフィスを含む。両オリフィス
の少なくとも一方は、両入口間のサージ流を減らすため
に所定最大流体流量を通しうる所定断面積を有する。両
弁座間には弁要素が配置されそして両弁座のいずれかに
向かつて圧動されうる０この弁要素は両オリフィス間の
距離より少ない行程を有する。また、密封手段がチャン
バ内において弁要素の周囲に配置されそして弁要素の全
行程にわたってそれと密封係合をなす。

第１図に示すように、本発明の一態様において、最高圧
力選択装置１０は筒形チャンバ１２を有する本体部材１
１を含む。チャンバ１２はそれと連通ずる／対の長手方
向に相隔たる入口１４．１６を有する。弁要素がチャン
バ内において両人ロ１４．１６間で制限された運動をな
すように拘束され、この弁要素は弁球１８であることが
有利であるが、任意の適当な形状−例えば、中実円筒形
のものでもよい。出口２０が長手方向に所定間隔をおい
て設けた／対のオリフィス２２．２４を含み、これらの
オリフィスもチャンバ１２と連通している。オリフィス
２２．２４は弁球１８の中央位置の両側に配設され、そ
して互いに協働して、チャンバ１２から出口２０に接続
しうろ他の装置までの唯一の出力手段となる。後により
十分理解されるように、両オリフィスの少なくとも一方
は両人ロ１４．１６間のサージ流を減らすように所定許
容最大流体流量を通しうろ所定断面積、例えば、０００
／平方インチの断面積を有する。オリフィス２２．２４
は両方共選定断面積を有することが好ましい。

筒形チャンバ１２は／対の長手方向に相隔たる筒形域２
６．２８を含む。画成２６．２Ｂは、流体が装置１゜の
作用中に循環する空間を画成する。中間筒形域３０が置
載２６・２８間に設けられ、置載２６．２８の直径より
大きな直径を有する。弁球１８は中間筒形域３０述する
と、チャンバ１２の諸協働域の接合部において、環状弁
座３４．３６が画成されている。弁座３４゜３６間には
筒形空間３８が存し、この空間内に弁球１８が保持され
ている。弁球がいずれかの方向に動くと、その運動は片
側の弁座３４または他側の弁座３６によって停止される
。

弁球１８は弁球の動作行程を決定するための両弁座３４
．３６の長手方向間隔に対してあらかじめ定められた直
径を有する。本発明は用途に応じて相異なる原寸法を用
いるという多様性を包含するものであることに注意され
たい。

作用中、相異なる圧力の流体はそれぞれ人口１４．１６
を通って装置１０に入り、チャンバ１２の両長手方向離
隔域２６．２８内に達する。両流体の圧力差により、球
１８はそれに作用する流体の圧力が比較的高い方向に動
く。例えば、もし入口１４におげろ流体の圧力が入口１
６における流体圧より高ければ、球１８に作用する力は
、入口１６からの流体によって生ずる移動抑制力より大
きくなる。その結果、球１８は凹円の右方に動いて弁座
３６に着座する。逆に、もし入口１６の流体圧が入口１
４のそれより高ければ、球は左方に動いて弁座３４に着
座する・すなわち、弁球１８はその両側間の流体圧力差
に応じて弁座３４．３６の一方または他方と択一的に係
合しうる。球１８が弁座の一方から他方へ移動している
間、オリフィス２２．２４によってその時高圧の入口か
らその時低圧の入口まで開通する流路が存在する。しか
し、オリフィス２２．２４は直列になるので、チャンバ
１２内の高圧域から低圧域への上記の過渡流を制限する
。また、前述のように、オリフィス２２・２４は、装置
１０の適用に当たって許容しうる所定最大流体流量を湧
しうる断面積をもつ。

例えば１代表的な：用途の場合、最大流体流量は毎秒約
／立方インｆｌでよい。

流体出口２０は中間域３０に接続された両出力オリフィ
ス２２．２４を介して中間域３０と連通する。各オリフ
ィスは弁球１８の中央位置の片側に位置しかつそれと対
応する弁座に隣接している。この構成の結果、球１８が
空間３８内のほぼ中央にある時はいつでも、流体が置載
２６．２８から両オリフィス２２，２４を通流し、出口
２０を通って装置１０から出るような直流路が存在する
。

長手力向離隔域２６は本体部材１１内の筒形孔４０によ
って画成され、同様に、中間域３０は本体部材１１□ 内の端ぐり４４によって画成される。第１図に示すよう
に、端ぐり４４の直径は孔４０の直径より大きい。

その結果、弁座３４は孔４０が終りかつ端ぐり４４が始
まる箇所に形成されている。残りの離隔域２８は端ぐり
４４内に固定した管形プラグ５０によって画成される。

これについては後に詳述する。

第１図に示すように、中間筒形域３０は環状溝５２を有
する。環状溝５２は両弁座３４　、３６間の中央にある
。溝５２は環状密封装置５４を収容し、この密封装置は
０リング５６と密封部材５８からなる。密封部材５８は
比較的低摩擦の弾性材料、例えば、テフロンという商品
名で市販されているようなテトラフル部材５８の内側に
は球１８がその全動作行程にわたって密封状に置かれて
いる。すなわち、球１８が移動しうる距離である行程は
、球１８が環状密封装置５４と常に接触する範囲に限ら
れる。第一図に示すように、環状密封装置５４は、環状
溝５２の外周部に設けた弾性の、例えば、エラストマー
製のＯＩＩング５６と、溝５２の内周部に設けた密封部
材５８とがらなりうる。すなわち、球１８は、それが弁
座３４−または弁座３６に着座する位置を含めてその正
常行程中宮に密封部材５８と接触を保つ。

密封部材５８とＱ　＋）ング５６と弁座３４　、３６と
弁球１８球かあ、る時点で高圧の弁座から離脱すると、
その時点で高圧になっている区域２６または２８が球１
８の増加表面積と協働するので追加力が球１８にかかる
。

例えば、区域２６が区域２！３より高い圧力をもつ場合
、追加弾発力は第２図の矢印Ｆｓ（仮想線）で示される
。これは再生作用である。すなわち、追加力は球が高圧
弁座な離れると増加して球に弾発作用特性を与える。例
えば、球が直径０５０インチで圧力差が、２１５ｐｓｉ
の場合の中央位置力は約ゲユボンドである。これら力条
件の下では、球が高圧弁座に着座している際に球の移動
に利用しつる力は約、！／ボンドである。

０リング５６と密封部材５８との組合わせの目的はユ通
りある。第１に、この組合わせは球１８の周囲の過渡的
な流体流を防止する。この特徴は、球１８がその全行程
にわた２て密封部材５８と接触することによって得られ
ろ。第２に、この組合わせにより、球１８と密封部材５
８とのはめ合いは十分緊密になり、これもまた、両者開
力汚物および他の異物の堆積を減らすのに役立ち、従っ
て、このような汚物と異物によって球が中間位置に制止
されがちであるという前述力傾向を減らす。

装置１０では、非常に高い中間位置力が球１８に作用し
て球を適正な弁座に駆動するということに注意されたい
。とれは、中間位置力が比較的小さくかつ球がそれとチ
ャンバ壁との間隙内の汚物によって制止されやすいよう
な通例の最高圧力選択装置とは大いに異なることである
。さらに、装置１０では、球の移動中の高圧入力信号か
ら低圧入力信号捷での唯一の流路は直列のオリフィス２
２．２４ヲ経ろものである。これは装置を通るサージ流
を許容しうる程度に制限する。従って、過度のサージ流
が共通の調整された供給圧力によって働く重要な諸制御
装置を妨害するという傾向をなくオろ。

第１図を再び参照して管形プラグ５０をさらに詳述する
と、このプラグは弁座３６を画成する内端部６２を有す
る着脱自在部材６０からなる。さらにプラグ５０には入
力１６が設−けられている。プラグ５０は別に形成され
得そして本体部材１１内に挿入される。

これらの構成部は互いに協働して最高圧力選択装置１０
を構成する。

プラグ５０は止めピン６４の使用によって本体部材１１
内に固定される。止めピン６４は本体部材１１を半径方
向に貫通している。これはプラグ５ｏと本体部材１１と
に設けた整合開口に止めピン６４を挿入することによっ
て達成される。この挿入方法は半径方向の挿入であるか
ら、ピン６４は実際に本件部材１１を全直径にわたって
貫通する。ピン６４はまた、必要に応じて装置を分解す
るために容易に除去されつる。止めピン６４はＯリング
６８によって固定される。Ｏリング６８はエラストマー
製でありそして環状溝６６内においてプラグ５０の周囲
に緊密にはまっており、従って、ピン６４の保持に有効
である。

最高圧力選択装置１０は様々な特性の流体を効果的に処
理しうるものであり、従って、大形の金属片または他の
異物が系内に詰まらないようにｒ過手段を設けつる。こ
れを設げろには、最高圧力選択装置１０の全入力点にス
クリーン要素６９を用いればよい。スクリーン要素はｒ
過手段の一例として開示したものであるが、他の任意の
適当なｒ過装置も用いうろことを理解されたい。

流体の健全性を確保するために、本体部材１１はケーシ
ング７０内に密封状に設置されている。一般に、本体部
材１１はその全体がケーシング７０内に収納され、そし
て本体部材の入口と出口のそれぞれに連通ずる入口と出
口を有する。

当業者に明らかなように、プラグ５０を本体部材１１内
にはめ込むような既述の型の装置では、装置内に接合部
が形成され、従って、入口と出口１４９１６．２０間に
漏れが生ずるおそれがある。これを防ぐために、例えば
、本体部材１１の適所に設けた複数の環状溝内に着座す
るＯリングシール７２を設ける。これらの０リングの使
用により、流体が装置の外部に流出しなくなるとともに
、圧力が相異なる点相互間の流体流も生じなくなるので
、最高圧力選択装置の健全性が保たれる。

前述のように、本発明の最高圧力選択装置は所定断面積
を有するユ個のオリフィスを含むことが好ましいが、所
望のサージ流低減を達成するには一つのオリフィスだけ
が所定断面積をもてばよいことを理解されたい。−１８
だ、本発明の装置は中間筒形域の直径が隣接協働域の直
径より大きいものとして示しであるが、所望に応じ、中
間域は、所要弁座として役立つ適切な構造が設けられろ
限り、協働域より直径が小さいものでよい。

以上、本発明の特定実施例について詳述したが、もちろ
ん、本発明の範囲内で幾多の改良が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の最高圧力選択装置の一態様の縦断面図
、第２図は第１図の装置の弁要素と弁座と密封構造の拡
大部分断面図である。 １０・−最高圧力選択装置、１１・・・本体部材、１２
・・・チャンバ、１４．１６・入口、１８・・弁座、２
０・・・出口、２２．２４・・・オリフィス、２６・２
８・パ筒形成、３０・・・中間筒形域、３４．３６・・
・弁座、４０・・・筒形孔、４４・・・端ぐり５０・・
・筒形プラグ、５２・・・環状溝、５４・・・密封装置
、５６・・・０リング、５８・・・密封部材、６２・・
・内端部、６４・・・止めピン、６９・・・スクリーン
要素、７０・・・ケーシング、７２・・・Ｏリングシー
ル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）（ａ）チャンバと、（ｂ）該チャンバと連通する
   １対の相隔たる入口と、（ｃ）内入口間に配設した／対
   の相隔たる弁座と、（ｄ）両弁座間に設けた出口であっ
   て、前記チャンバと連通する／対の相隔たるオリフィス
   を含み、両オリフィスの少なくとも一方が、内入口間の
   サージ流を減らすために所定最大流体流量を通しうる所
   定断面積を有するような出口と、（ｅ）両弁座間に配置
   され、両弁座のいずれかに向かって圧動され得、両オリ
   フィス間の距離より少ない行程を有する弁要素と、げ）
   前記チャンバにおいて前記弁要素の周囲に配置されそし
   て前記弁要素の全行程にわたってそれと密封係合をなす
   密封手段とからなる最高圧力選択装置。 （２）前記弁要素は円形断面を有しそして前記密封手段
   は前記弁要素を囲む環状密封部材を含む、特許請求の範
   囲第（１）項記載の最高圧力選択装置。 （３）前記密封手段は、前記弁要素を囲む密封部材と、
   この密封部材を囲みかつこの密封部材と前記チャンバの
   一壁との間に配置された協働０リングとからなる、特許
   請求の範囲第（１）項記載の最高圧力選択装置。 （４）前記弁座は円形であり、前記弁要素は弁球であり
   、そして前記密封手段は前記弁球の周囲に配置された弾
   性ス１１−ブを含む、特許請求の範囲第（１）項前載の
   最高圧力選択装置。 （５）前記密封手段は、前記スリーブを囲みかつ前記ス
   リーブと前記チャンバの前記壁との間に配置されたエラ
   ストマー製Ｏリングをさらに含む、特許請求の範囲第（
   ４）項記載の最高圧力選択装置。 （６）前記入口と前記出口はｆ過手段を含む、特許請求
   の範囲第（１）項記載の最高圧力選択装置。 （７）（ａ）ｌ対の長手方向に離隔した筒形域と、両筒
   形成より直続が大きく、かつ画成と共に長手方向に相隔
   たる円形弁座を画成する中間筒形域とからなる筒形チャ
   ンバを有する本体部材と、（ｂ）両長手方向離隔域の各
   々と連通ずる別々の流体入口と、（Ｃ）前記中間域内に
   位置しそして両弁座のいずれかに向かって圧動されろ５
   ろ弁球と、（ｄ）前記中間域と連通する７個の流体出口
   であって、各々が□前記弁球の中央位置の片側において
   前記中間域と連通する／対のオリフィスを含み、両オリ
   フィスの少なくとも一方が、両入口間のサージ流を減ら
   すために最大流体流量を通し５る所定断面積を有するよ
   うな流体出口と、（ｅ）前記中間域において前記弁球の
   周囲に設げらオｔそして前記弁球の全行程にわたって密
   封係合を保つのに十分な軸方向長さを有する密封部材と からなる最高圧力選択装置。 （８）両長手方向離隔域の一方は前記本体部材に設けた
   筒形孔によって画成され、前記中間域は前記本体部材に
   設けた端ぐりによって画成され、そして両長手方向離隔
   域の他方は前言ｅ端ぐり内に固定された管形部材によっ
   て画成されている、特許請求の範囲第（力項記載の最高
   圧力選択装置。 （９）前言ｚ中間域は、前記流体出口の両オリフィス間
   に設けられかつ前記密封部材を内蔵する環状（３） 溝を有する、特許請求の範囲第（７）項記載の最高圧力
   選択装置。 □ □ ａｏｉ′　　両筒形成の一方は、前記端ぐり内に所定距
   離だけ突入しておりそして円形弁座を画成する内端部□
   を有する管形部材によって画成される、特許請求の範囲
   第（８）項記載の最高圧力選択装置。 （１１）・前記管形部材は、それと前記本体部材とに設
   けた手軽方向に整合する開口を貫通する着脱自在な止め
   ピンによって前記端ぐり内に固定されている、特許請求
   の範囲第００）項記載の最高圧力選択装置。 （１２）前記環状密封手段は、前記環状溝の外周部に着
   座する弾性０１Ｊングと、前配溝の内周部に位置しかつ
   前記弁球の動作行程より大きな幅をもつ比較的低摩擦の
   環状弾性密封部材とからなる、特許請求の範囲第（９）
   項記載の最高圧力選択装置。 （１３）　　前記ビンは前証本体部材の周囲にはめた環
   状部材によって固定されている、特許請求の範囲第０１
   ）項記載の最高圧力選択装置。 （１泪　　前証本体部材は、それに設けた前記入口と（
   ４） 前記出口のそれぞれと連通ずる流入路と流出路を有する
   ケーシング内に密封状に配置されている、特許請求の範
   囲第（７）項＝ａ載の最高圧力選択装置。 （１９前記入口と前前出口間および最高圧力選択装置外
   への流体流を阻止する複数のＯＩＪングシールをさらに
   含む、特許請求の範囲第（７）項記載の最高圧力選択装
   置。 （■６）前記弁球はその両側間の流体圧力差に応じて両
   弁座の一方または他方と択一的に係合し得、前記弁球は
   、それが両弁座の一方と係合する時がなりの流体流が前
   記筒形チャンバの片側から両オリフィスの一方だけを通
   って前記出口に達することを可能にし、また前記弁球は
   、それが両弁座の他方と係合する時かなりの流体流が前
   記筒形チャンバの他側から両オリフィスの他方だけを通
   って前記出口に達することを特徴とする特許請求の範囲
   第（７）項記載の最高圧力選択装置〇卸　前記入口と前
   配出口は沢過手段を含む、特許請求の範囲第（７）項記
   載の最高圧力選択装置。 ［１ｇ１（ａ）本体部材が筒形チャンバを有し、このチ
   ャンバは／対の長手方向に離隔した筒形域と、両筒形成
   より直続が大きく、かつ画成と共に長手方向に相隔たる
   円形弁座を画成する中間筒形域とからなり、両長手方向
   離隔域の一方は前証本体部材に設けた筒形孔によって画
   成され、前記中間域は前記本体部材に設けた端ぐりによ
   って画成されかつ環状溝を有し、そして両長手方向離隔
   域の他方は前記端ぐり内に固定された管形部材によって
   画成されており、前記管形部材は一方の環状弁座を画成
   する内端部を有し、前記本体部材は、流入路と流出路を
   有するケーシング内に密封状に配置されており、（ｂ）
   別々の流体入口が前記ケーシングのそれぞれの流入路か
   ら延在しそして両長手方向離隔域の各々と連通しており
   、（ｃ）流体出口が前記ケーシングの出口から延在しか
   つ前記中間域と連通し、そして前記中間域と連通ずる／
   対のオリフィスを含み各オリフィスは前記中間域内の中
   央位置の片側に存しかつ両弁座の対応する方と隣接して
   おり、（ｄ）弁球が前記中間域内に配置されそしてその
   両側開力流体圧力差に応じて両弁座の一方または他方と
   択一的に係合し得、前記弁球は、それが両弁座の一方と
   係合する時がなりの流体流が前記状密封装置が前記中間
   域において前記弁球の周囲に配置され、そして前記弁球
   の全行程にわたってそれと密封係合を保つのに十分な軸
   方向長さを有し、前記環状密封装置は、前記中間域にお
   けろ前記溝の外周部に着座する弾性０１Ｊングシールと
   、前記環状溝内において前ＷａｏｌＪングの内側かつ前
   記弁球の周囲に着座しかつ前記弁球の動作行程より大き
   な幅をもつ比較的低摩擦の弾性スリーブとからなり、従
   って、前記弁球は、それが前記チャンバ内の異物によっ
   て制止される傾向を減らすのに有効な弾発作用をもって
   動がされるようになっている最高圧力選択装置。 （１９）前記オリフィスは両入口間のサージ流を減らす
   ために所定最大流体流量を通しつる所定断面積を有する
   、特許請求の範囲第０８）項記載の最高圧力選択装置。