JPH0396782A - 補助作動子を有するゲート弁 - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、１９８９年２月１５日付出願の米国特許出願
第０７／３１０，　６９６号の一部継続出願である。本
発明は、ゲートがその閉鎖移動の最終段に近付いたとき
に、閉鎖力を増加させる取付け体を有するゲート弁に関
するものである。

（口）従来技術 米国特許第４，５１９，５７５号は、ばね負荷カム追従
往復体によって係合されるカム面を用いる作動子を有す
るゲート弁を開示している。そのカム面は弁の最終閉ｔ
Ｊ！ｔ移動に大きな力を与えるように形威されているの
で、それはそこを通って延びるワイヤを剪断することが
できる。閉鎖力は、追従往復体から弁ステムに固定され
た板まで伝達される。

この弁は、その閉鎖力のためにカム・フォロヮからのま
ったく依存している。

米国特許第４，４４５，４２４号および同４，５２３，
５１６号は、弁用作動子に用いられるベローズ型または
ベルビル・ワフシャ型のばねを開示している。

米国特許第４，６５１，９７０号は、閉鎖移動中にワイ
ヤを切断するのに適したゲート弁を開示している。

そのゲート弁は、作動子と取付けエネルギ貯蔵集合体と
を有している。この集合体はその作動子行程の最終段中
に圧縮されて弁を開き、また、弁の閉鎖行程の最終段中
にエネルギを解放する。この補充閉鎖力は解除自在のラ
ッチ機構によって達或される。そのＩａ構は閉鎖行程の
終了付近でのみ解放するので、集合体の圧縮ばねの力が
作動子の閉鎖力に加えられる。

（ハ）発明が解決しようとする課題 本発明が解決しようとする課題は、行程の主要長さ中に
ゲートをその閉鎖位置へ動かすための閉鎮力にほとんど
増加させず、また、ゲートの閉鎖移動の最終短部分中に
相当の閉鎖力を加える作動子を有する改良されたゲート
弁を得ることにある。

別のＩ題は、ゲートの最終閉鎖移動用の相当の閉鎖力を
加える補充装置を有する改良されたゲート弁を得ること
にある。

別の課題は、ゲートの最終閉鎖移動中、ゲート・ステム
に追加の閉鎖力を与えるようにケント弁に容易かつ迅速
に装着されうる改良された補充作動子を得ることにある
。

（二）課題を解決するための手段 本発明の改良されたゲート弁は、弁ゲートの開閉の相当
の部分中に作動ステムに追加の力または抗力を相対的に
与えないが、閉鎖移動の最終小部分付近でステムに相当
のＭＨ力を加える容易装着集合体を有している。ゲート
弁は、ゲート室内に延びる入口および出口通路を有する
ゲート室を備えた本体と、ゲート室内に装着されていて
開閉位置間を往復するゲートと、ゲートに接続されかつ
弁本体を超えて延びるゲート・ステムと、本体に装着さ
れていてゲートの往復移動を制御するようにゲート・ス
テムに係合する作動子と、作動子を超えて延びる作動子
ステムと、作動子ステムに着脱自在に固定された作動ス
テムを有する補助作動子と、ローラ・レバーが作動ステ
ムの縮小直径部分に係合するとき、作動ステムに相当の
軸力を発生するように前記ローラ・レバーに偏倚力を与
える部材とからなり、前記作動ステムは大部分の長さに
わたって円筒形状をしかつ一方の端付近に縮径部分を有
し、ローラ・レバーは作動ステムの外而に係合するよう
になっている。本発明の変形においては、ローラおよび
レバー集合体が作動子集合体の一部を造られるので、追
加の力がピストンの閉鎖行程の最終部分中にピストンに
与えられて、閉鎖中の弁部材によって適切な剪断を保証
する。

（ホ）実施例 第１図に示す弁１０は本体１２を有している。零体１２
は、弁室１４、入口１６、出口１８からなり、弁１０は
本体ｌ２をかいして弁室１４に連通している。ゲート２
０は弁室１４内に定置され、また、プッシング２２は入
口１６および出口１８の開口のまわりに定置され、ゲー
ト２０の側面に係合する。ゲー｝２０は開口２４を有し
ている。開口２４をかいして入口と出口とが整合された
とき、ブッシングはその間の流れを許し、また、そのよ
うに整合されないとき弁１０を通る流れを閉しる。ボン
ネット２６は本体１２に固定され、また、ゲート・ステ
ム２８はボンネット２６を通ってゲート２０から作動子
（アクチュエータ）３０内まで延びる．アクチュエータ
３０は圧力応答アクチュエー夕である．そのアクチュエ
ー夕はハウジング３４内に圧力室３２を有していて、ピ
ストン３６はゲート・ステム２８の上端に定置固定され
る。スプリング３８は弁閉鎖の方向にピストン３６を押
し付ける。適当な接続部４０は圧力流体を圧力室３２に
供給するように設けられて、ピストンを開放方向に押し
付け、スプリング３８は閉鎖行程の大部分のうち閉鎖方
向にピストン３６を戻す力を与え、補助作動子（アクチ
ュエータ）４２は閉鎖行程の最終増分中に追加の閉鎖力
を与えて、ワイヤ・ラインがたとえ弁１０を通って延び
ていても、ゲート２０が閉しることを保証する。

補助アクチュエータ４２は、ねじ付きピン４８によって
作動ステム４６の外端に固定される作動ステム４４を有
している。作動ステム４６はピストン３６に固定され、
図示するようにハウジング３４を越えて延びる。フラン
ジ５０がハウジング３４にねし止められ、補助アクチュ
エータ４２をアクチュエータ３０上に支持する。スタッ
ド５２はフランジ５０内にねし止めされ、ナント５６．
　５８によって上方フランジ５４に固定される．キャリ
ッジ６０はプレート６２を有している。

ローラ・レバー６４は第３図に最もよく示すようにプレ
ート６２上に装着される．ローラ・レバー６４は、さら
に内側スリーブ６６、外側スリーブ６８、ベルビル、ス
プリング７２のような偏倚手段７０を有している。内側
スリーブ６６は外側に延びるフランジ７４を有し、また
、外側スリーブ６８は内側に延びるフランジ７６を有し
ている．偏倚千段７０はフランジ７４，７６の間に定置
され、スリーブ６６．　６８を離れて動かす傾向のある
力を生じる。内側スリーブ６６の上方外面７８がねし切
られてナット８０を受け、また、スナップ・リング８２
がスリーブ６６に固定されて、ナット８０が一旦装着さ
れてしまうと、ナント８０の上方移動を制限する。スタ
ッド５２上のナット８４．　８６が設けられて、作動ス
テム４４に関して所望の位置にアクチュエータ４２を固
定する。

作動ステム４４は、ローラ・レバー６４と共同スるよう
に特別に設計された外面を有している。作動ステム４６
に隣接した端部は、ステム４６の直径とほぼ同じ直径を
有している面８８を有している。而８８は適当なアール
またはフィレット９０をもつ肩９２で終了している。肩
９２の外方部分は円筒面９４に丸められる．円筒面９４
は、アクチュエータ３０の行程と少なくとも同し長さだ
け延びる。面９４上の作動ステム４４の端が面９６まで
直径を減しられる。面９６は、フランジ５４の穴９８を
通る自由移動をステム４４に許す適当な直径を有してい
る。

第３図に示すように、ローラ・レバー６４はプレート６
２のスロッ目ＯＯ内に支持される。ローラ・レバー６４
の各々は、アーム１０２の下端に装着された小ローラと
、アーム１０２の上端に装着された大ローラ１０６とを
有している．各ローラ・レバー６４．は、アーム１０２
内の開口を通って延びるピン１０８によってプレート６
２に対して回動自在に装着され、また、スロ７｝１００
の各側においてプレート６２ヲ通って延びる穴１１０，
　１１２内に定置された瑞部を有している。プレート６
２は、作動ステム４４を容易に通過させられるように十
分に大きい開口１１４を設けられている。

ゲート２０の最終閉鎖移動のために発生された力の量が
増加または減少されうるように、補助アクチュエータ４
２が換えられうることに注意されたい．明白な便法はス
プリング７２によって発生されるばね力を変えることで
ある。作動ステム４４に多少の力を発生するようにロー
ラ・レバー６４の支点を変えることが可能である。

動作において、弁１０は弁室３２に送られる流体圧力に
応答して、また、流体圧力が弁室３２から流出されると
きにスプリング３８の力にも応答して、ゲート２０の移
動を制御するアクチュエータ３０を有する他のゲート弁
に類似して動作する．ゲート２ｏが開閉されるとき、圧
力流体は弁室３２から流出されて、スプリング３８がピ
ストン３６を押してゲート・ステム２８およびゲート２
０を第４図に示すように上方に動かす。ローラ・レバー
６４が作動ステム４４の円筒面９４に係合して、アクチ
ュエータ３０の開閉移動のいずれかに抵抗する補助アク
チュエータ４２によって、感知しうる遅れがゲート２０
の移動に発生されない。小ローラ１０４が面９４と肩９
２との間の交点の丸み部分に達したとき、大ローラ１０
６に生じるスプリング７２の力は、小ローラ１０４が肩
９２に係合しそれに力を伝えるようにレバー６４をビン
１０８のまわりに回動させることによって作動ステム４
４に上方力に伝達される。ローラ１０４，１０６の寸法
の差がばね力の伝達を定置させてビン１０８のまわりに
レバー６４を回動させ、肩９２に伝達係合させる。

作動ステム４４のそれ以上の移動によって、小ローラ１
０４を肩９２に係合させて第５図に示すようにアーム１
０２の枢動によってより大きい力を発生させる。ゲート
２０の閉鎖中に作動ステム４４の移動の最後の部分は第
６図に示されている．レバー・アーム１０２の枢動が進
行して肩９２に増加された力を与えてゲート２０の最終
閉鎖移動を助ける．本発明の弁Ｖの変形例の改良作動子
２００が第７．８．９図に示されている．作動子２００
は、弁Ｖのボンネット２０５で一端にねじ切られかつ他
端で下方ハウジング板２０６内に嵌められた管状コネク
タ２０４によって剪断ゲート弁Ｖに適切に固定されたハ
ウジング２０２と、弁ステム２１０に固定されかつ移動
自在にハウジング２０２内に定置されるピストン２０８
と、ハウジング２０２内に定置されかつピストンの閉鎖
行程の最終部分中にピストン２０８の閉鎖力を増加する
ように定置されたレバー・ローラ集合体２１２とからで
きている．フォロワ２１３は管状コネクタ２０４の内部
にねし込まれ、また、弁ステム２１０の外面に対してシ
ールをするように、○リング２１３Ａのような適当なシ
ールおよびパッキング２１３Ｂを設けられている．下方
板２０６に加えて、ハウジングはスナップ・リング２１
６によって適当に固定された板２０６を有する管状外皮
２１４と、スナップ・リング２２０とおよびＯリングの
ようなシール要素２２２によって適当に固定されかつ外
皮２１４内でシールされた上方仮２１８とを有している
． ピストン２０８は板２０６と２１８との間で外皮２１４
内で滑動できるように定置され、また、弁ステム２１０
の外端においてねし２２４にねし込まれるテール・ロッ
ド２２６およびねし２２４によって弁ステム２１０に固
定される。Ｏリング２２８，　２３０のような適当なシ
ール手段が、ピストン２０８の外面と外皮２１４の内面
との間およびピストン２０８の内面と弁ステム２１０の
外面との間のシールとして設けられる．上方板２１８は
、その内面開口にねじ込まれた管状ナット２３２を有し
ている．ナット２３２は、リング２４０がシール・スリ
ーブ２３８を上方板２１８内で定位置に保持する状態で
シール・スリーブ２３８の肩２３６に対面する内側下方
対向肩２３４を有している。０リング２４２，　２４４
のようなシール手段が、シール・スリーブ２３８と上方
板２１８の内面との間でかつテール・ロンド２２６の外
面に対してシールを行うように設けられる． ばね２４６はピストン・スカート２４８を取り囲む関係
でハウジング２０２内に定置され、また、ピストン２０
８の下側に係合する一端とおよびばねキャップ２５２の
フランジ２５０と係合する他端とを有している。レバー
・ローラ集合体２１２がばねキャップ２５２内に装着さ
れ、また、下方板２０６の上側の溝２５６内に定置され
るリング２５４と、リング２５４の上方端のくぼみ２６
０内に定置される装着板２５８と、装着板２５８の内側
くぼみ２６４に回動自在に装着されるレバー２６２とを
有している．各レバー２６２は、一端に回動自在に装着
された大ローラ２６４と、他端に回動自在に装着された
小ローラ２６６とを有している。

第７図に示す動作において、ローラ２６６はピストン・
スカート２４８の付属端の下に定置され、また、大ロー
ラ２６４はピストン・キャップ２５２の下方面に係合す
るように定置される，この位置において、レバー・ロー
ラ集合体２１２はピストン・スカート２４８に軸力を与
えない。また、この位置においては、レバー２６２、装
着板２５８、リング２５４、下方Ｆｉ２０６が一体に反
応してばね２４６のこの下方端用の剛性支持体を形戒す
る．したがって、ばね２４６は、ゲートを閉鎖位置に向
かって押し付けるピストン２０８に作用する上向き力を
発生する．ピストン・スカート２４日、ピストン２０８
、弁ステム２１０が第８図に示す位置まで動いたとき、
小ローラはピストン・スカート２４８を上方に押し始め
る．レバー２６２によって与えられる機械的利点によっ
て、ばねキャンプ２５２およびフランジ２５０にかかる
ばね２４６の力は増倍され、またピストン・スカート２
４８の端まで伝達される．ピストン・スカートは力を弁
ステム２１０に伝達する。これは、ケーブルまたは弁Ｖ
を通って延びる管状部材のような他の構造の確実な剪断
を保証するのに必要な追加の力をつくる．剪断作用中の
レバー・ローラ集合体２１２の位置が第９図に示されて
いる．図からわかるように、レバー・ローラ集合体は完
全な剪断過程中にピストン２０８に追加の上向き力を発
生し続ける。ボート２６８は、加圧流体をピストン２０
８の上面上でハウジング２００の内面に対して供給・流
出を行うように上方仮２１８を通って設けられる。

二のことからわかるように、本発明の変形は、ピストン
の行程の初期の部分中にピストンによって発生される正
常な閉鎖力を有し、かつ、閉鎖行程の最終部分中に大剪
断力を有する作動子構造体を提供する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の改良されたゲート弁の縦断面図であっ
て、それに取り付けられた改良された補助アクチュエー
夕を有し、開放位置にある状態を示す．第２図は改良さ
れた補助アクチュエー夕の詳細縦断面図．第３図は第２
図の３−３線からみた横断面図。第４図は第１図に類似
したゲート弁の縦断面図であって閉鎖移動の最終段階に
近い弁を示す。第５図は第４図に類似した別の縦断面図
であってその閉鎖移動の最終段階にある弁を示す。 第６図は第４図および第５図に類似した別の縦断面図で
あって閉しられた弁を示す。第７図は本発明の改良され
たアクチュエー夕を有する剪断ゲート弁の変更形体の詳
細断面図であってゲート、アクチュエータ・ピストン、
弁ステムがそれらの下方または開放位置にあることを示
す．第８図は下方ローラ集合体が作動状態にあって上方
または閉鎖力をピストンに力を加えるときにピストンの
行程中にある第７図に示すアクチュエー夕の詳細部分断
面図．第９図は第７図および第８図に示すアクチュエー
夕の別の詳細部分断面図であってピストンの閉鎖行程の
完了時のピストンおよびレバーローラ集合体の位置を示
す．第１０図は第７図の１０−１０線からみた断面図で
あって、本発明のアクチュエー夕とともに用いられる多
レバーローラ集合体およびアクチュエー夕のレバーロー
ラ集合体の装着を示す． １０：弁　　　　　　　　１２：本体 １４：弁室　　　　　　　１６二入口 １８：出口　　　　　　　２０：ゲート３０：アクチュ
エータ（作動子） ２８：ゲート・ステム　　３６：スプリング４２：補助
アクチュエータ ４４．４６：作動ステム　　５０：フランジ６６．６８
：スリーブ　　　６４：ローラ・レバー１０２：アーム ２００　：作動子 （外４名） Ｆ／Ｇ３ 手 続 補 正 書（方力 １．事件の表示 Ｎ＋’成１年特許願第３３６１８０号 ２，発明の名称 ｈ０助作動子を白゛するゲート弁 ３． 補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 住所 名　称　　力メロン・アイアン●ワークス・ユーエスエ
イ・インコーボレーテッド ４．代理人 住　所　　東京都千代田区大手町二丁目２番１号新大手
町ビル　２０６区 ５．補正命令の日付　　平成　２年　９月２５８６，補
正の対象 明細書の〔図面の簡単な説明〕の欄 溌送日）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、貫通して延びる入口および出口を有する室を備えた
   本体と、該入口および出口を通る流れを開閉するように
   前記室内に往復自在に定置されたゲートと、該ゲートに
   接続されていて該ゲートを往復させるゲート作動子と、
   作動ステム、偏倚部材、ローラ付きレバーを有し、該作
   動ステムの外面に接触するローラの１つを有するように
   定置された補助作動子と、前記作動ステムが前記ゲート
   とともに移動するように前記補助作動子を前記ゲートに
   接続する部材とからなり、前記作動ステムは前記ゲート
   の閉鎖移動の最終期間中においてのみ前記レバーのロー
   ラによって係合する肩部を形成する外面形状をしている
   ことを特徴としたゲート弁。 ２、前記作動ステムに関して前記レバーの相対位置を調
   節して、閉鎖中のゲートの移動の最終部分に追加の閉鎖
   力を加えることを保証する部材を有していることを特徴
   とした請求項１記載のゲート弁。 ３、前記ゲート作動子が、ハウジングと、そこから延び
   る作動ステムとを有し、前記補助作動子が前記のゲート
   作動子ハウジングから支持され、また、前記作動ステム
   がそれに関して突合せ状態に固定されることを特徴とし
   た請求項１記載のゲート弁。 ４、前記補助作動子用装着板と、前記作動ステムに関し
   て該装着板の位置を調節する部材とからなり、前記ロー
   ラ付きレバーが前記装着板から回動自在に装着され、前
   記調節部材が前記作動ステムの外面形状に関して所定の
   位置に該ローラ付きレバーを定置させることを特徴とし
   た請求項３記載のゲート弁。 ５、ゲートを開閉位置間を動かすゲート作動子を有する
   ゲート弁に用いる補助作動子であって、一端に向かって
   いる肩部を有する外形をした作動ステムと、該作動ステ
   ムの一端を軸方向移動ができるように前記ゲート作動子
   に接続する部材と、ローラの付いたレバーと、該レバー
   を前記作動ステムの外面に該レバーのローラを係合させ
   て装着する部材と、前記レバーに偏倚力を与えて該レバ
   ーのローラを前記作動ステムに緊密に係合するように押
   し付け、かつ、該レバーのローラが前記作動ステムの肩
   部に係合したときに、該作動ステムに相当の閉鎖力を生
   じさせる部材とからなる補助作動子。 ６、前記補助作動子が接続されている弁のゲートの最終
   閉鎖移動中に最大力が発生するように、前記作動ステム
   に関して前記レバーの位置を調節する部材を有している
   ことを特徴とした請求項５記載の補助作動子。 ７、補助作動子をゲート作動子から支持するように接続
   するフランジと、装着板と、該装着板を前記フランジか
   ら固定する部材と、前記レバーを前記装着板に装着する
   部材とからなる請求項５記載の補助作動子。 ８、ローラ付き第２レバーと、該第２レバーを前記装着
   板に定位置に回動自在に装着して前記作動ステムの外面
   に係合しかつ前記偏倚部材によって係合される部材とを
   有することを特徴とした請求項７記載の補助作動子。 ９、前記レバーの各々は各端にローラを有し、また、該
   レバーの回動が前記ローラの中間点にあることを特徴と
   した請求項８記載の補助作動子。 １０、一方のローラが前記作動ステムの肩部に力を伝達
   しかつ他方のローラが前記偏倚部材の力を受けることを
   特徴とした請求項８記載の補助作動子。 １１、ゲートと、ハウジング、圧力応答部材、該ハウジ
   ングから延びる作動ステムを有するゲート作動子とを有
   するゲート弁に用いる補助作動子であって、ゲート作動
   子ステムを取り囲む関係でゲート作動子のハウジングの
   外面にねじ切られた内ねじを有するフランジと、装着板
   と、該装着板を前記フランジに関して調節自在に装着す
   る部材と、肩部を有する外形をした作動ステムと、該作
   動ステムを前記作動ハウジングの外面にあるゲート作動
   ステムの一端に接続する部材と、各端にローラを有する
   １対のローラ付きレバーと、該ローラ・レバーを前記装
   着板から回動自在に装着する部材と、該ローラ付きレバ
   ーをそれらの回動装着のまわりに押し付けて、軸方向力
   を前記作動ステム肩部に発生させる部材とを有する補助
   作動子。 １２、貫通して延びる入口および出口を有する室を備え
   た本体と、該入口および出口を通る流れを開閉するよう
   に前記室内に往復自在に定置されたゲートと、該ゲート
   に接続されていて該ゲートを往復させるゲート作動子と
   からなり、該ゲート作動子は、ハウジングと、該ハウジ
   ングを前記弁本体に接続する部材と、往復移動できるよ
   うにハウジング内に装着されかつ前記ゲートに接続され
   たピストンと、前記ハウジング内に定置されかつ前記ピ
   ストンの閉鎖移動に抵抗するピストンばねと、圧力流体
   を前記ピストン上の前記ハウジングの内面に対して流入
   ・流出させる部材と、前記ハウジング内に定置されかつ
   前記ピストンおよびばねと共同して、ピストン行程の最
   終部分中に該ピストンによって発生される閉鎖力を増大
   させ、これにより前記入口および出口を通って延びる任
   意の構造体または確実な剪断体がゲートの閉鎖によって
   確実に剪断される補充構造体とからなるゲート弁。 １３、前記力補充構造体は、内部部分から付属した前記
   ピストンのスカートと、前記作動子のハウジング内に定
   置されかつ装着板、該装着板に中間点付近に回動自在に
   装着されたレバー、該レバーの両端に装着された１対の
   ローラを有するレバー・ローラ集合体とからなり、前記
   ローラの一方が前記ピストンのスカートの下端に係合さ
   れるように定置され、該レバー・ローラ集合体に偏倚力
   を加えて、初期閉鎖移動中に前記ピストン・スカートに
   上方力を発生させず、最終閉鎖移動中に該ピストンに相
   当の上方力を発生し、これにより該ピストンによって発
   生された閉鎖力を増加させることを特徴とした請求項１
   ２記載のゲート弁。 １４、前記レバー・ローラ集合体の偏倚手段は前記ピス
   トンばねの力であることを特徴とした請求項１３記載の
   ゲート弁。 １５、前記偏倚手段は、前記ハウジング内に配置されか
   つ前記ピストンばねが置かれている外側フランジを有す
   るばねキャップと、該ばねキャップによって支持された
   リングと、該リングによって支持された板とを有し、前
   記レバー・ローラ集合体が前記板に装着されかつ前記ピ
   ストンばねの力を用いて定置されて、ゲートの最終閉鎖
   移動中にピストンにかかる閉鎖力を増加させることを特
   徴とした請求項１３記載のゲート弁。