JPH04507447A - 配置が可変の旋回シヤフトを使用する蝶形弁法及び装置 - 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】 １責が可変の旋回シャフトを使用する螺形弁法及び装置（技術分野） 以下の未決定で通常に所有された米国特許出願、１９８９年６月３０日出願の第 ３７４．８９７号、１９８９年８月１７日出願の第３９５．２３４号、１９８９ 年１０月１６日出願の第４２２．３５４号並びニ１９８９年１０月２４日出願の 第４２６．９２１号、１９９０年６月６日に出願され、「平衡トルク蝶形弁」と 題された、出願人整理番号ＰＳ−６１８１並びに１９９０年６日６日に出願され 、「螺形弁法及び装置」と題された、出願人整理番号ＰＳ−６３１１，ＰＳ−６ ２６１、ｐｓ−６２６２（７）　３件の出願を参照する。

本発明は螺形弁、特に弁プレートと旋回機構との間の相対位置変位を行い弁プレ ートの種々の回転位置に応じて好ましい流体動的トルクを得ることの可能な螺形 弁に関する。

（背景技術） 本願出願人による上述した螺形弁に相対変位構成を採用する方法が上述した米国 特許出願第３７４．８９７号に開示されている。この変位の重要さは、旋回軸の 各側部での弁プレートの有効面積の変化あるいは弁プレートに加わる流体圧力の 中心と旋回軸との整合の変化により変位を生じさせることにある。

このため、弁を流れる流体により弁プレートに加わる実質トルクを調整可能であ る。実質トルクは弁プレートの安定化あるいは回転を受動的に容易にするために 減少され、弁プレートを能動的に回転したり回転容易にするために増加可能であ る。。

の９Ｌ部に容易に配設可饋であり、４つその目的機能を行うこする旋回シャフト に対し変位可能な弁プレートを設ける方法が採用されている１、上述の米国特許 出願第３７４．８９７号及び第４．２２，３５４号の構成では、弁プレートが閉 鎖位置にあるとき旋回シャフトは変位可能である。この変位により、静止流体圧 の中心から旋回軸が変位され、閉鎖位置から離れて弁プレートの初期の回転が行 われる。旋回シャフトに対し弁プレートが移動されると、制御のための次の変位 が生じる。米国特許出願第３７４．８９７号においては制御だめの変位が、弁プ レートに対し旋回可能な旋回シャフトを介して与えられ得るように見受けられる が、その構成は開示されていない。

（発明の開示） 本発明によれば、螺形弁を容易に制御する方法及びこの方法に採用される螺形弁 が提供される。

旋回シャフトに対し弁プレートを（直接的に）変位させることにより、好適な流 体動的トルク状態を得ようとする上述した螺形弁とは異なり、本発明は弁プレー トが開放回転位置にあるとき旋回シャフトが変位部材として使用されることを特 徴とする。関連する利点は弁プレートの回転軸が流路の長手方向に対し垂直な方 向で決定されるように実質的に一定位償に維持出来ることにある。このためダク トの内面を好適に成型することあるいはダクトの断面積寸法に対し弁プレートの サイズを小さくすることにより、旋回シャフトに対する弁プレートの変位を吸収 する必要がなくなる。別の利点は回転移動を変位に変換するために使用される動 力伝達部材は流路とが出来ることにある。

図面には流路及び弁プレートを円形に構成する例が示されるが、本発明は同様に 、弁プレート及び流路が矩形である他の螺形弁にも使用可能であり、本明細書で 使用する用語「螺形弁」はこのよううな別の構成をも含む。

本発明の方法には、閉鎖位置から開放回転位置へ弁プレートを回転移動させ弁を 流れる流体によって弁プレートに加わる実質トルクを増加させる第１の工程と、 旋回シャフトの長手軸に対し垂直な方向に弁プレートに対し旋回シャフトを変位 させて実質トルクを減少させる第２の工程とが包有される。

本方法の第１の工程は弁プレートに対し旋回シャフトを変位させ、閉鎖回転位置 で旋回軸の位置変化により旋回シャフトを置換し弁プレートを開放することより 実施される。本発明による方法には更に、弁プレートが開放回転位置にあるとき 弁プレートに対し旋回シャフトを変位して実質トルクを増加し、弁プレートの回 転位置を変更する工程が包有される。

上述した方法に使用可能な装置については以下に詳述し且つ以下に請求の範囲を 記載する。

（図面の簡単な説明） 第１図は動作を簡略に説明するための本発明の方法に適用可能な螺形弁の一部を 断面で示す正面図、第２図は弁プレートがその閉鎖回転位置にある第１の線２− ２に沿って切断した断面図、第３図は旋回シャフトの位置を制御するために使用 される動力伝達部材を示す第１図の線３−３に沿って切断した部分断面図、第４ 図は弁プレート及び旋回シャフトの回転を可能にするスロットを示す、第１図の 線４−４に沿って切断した断面図、第５図は弁プレートが完全開放回転位置にあ る第２図に相応する断面図、第６図は弁プレートが第５図の回転位置にある第３ 図に相応する断面図、第７図は弁プレートが第５図の回転位置にある第４図に対 応する図である。

（発明を実施するための最良の形態） 第１図には螺形弁１０が示されており、この場合弁プレート１２はダク１−１６ により形成された長手の流路１４を横断するように設けられる。通常ダクト１６ には弁プレート１２及び他の部材が固定された取付胴部により一部区画され、ま た取付胴部には別個の部材が連結され得る。弁プレート１２は支承シャフト１８ により流路１４内に支承され、支承シャフト１８はダクト１６に形成されたスロ ット２０内に延び、弁プレートの円筒形ボスとして形成される。また弁プレート １２に固定された単一の支承シャフトも使用可能である１、支承シャフト１８の 両端部にはローラベアリング２２が内装され、弁プレー１−１２は閉鎖位置（第 １図の閉鎖位置に相当し流れは最大限に閉鎖されるが、密封接触部材により完全 に閉鎖されるか否かは用途に応じて定まる）から完全開放位置（第５図の完全開 放位置に相当し流れが最小限に銅錫されるが弁プレートが流路の長手方向に対し 平行か否かは用途に応じて定まる）への回転位置範囲に亙り自在に回転可能であ る。流路１４の中心にある支承シャフト１８の長手軸２４により弁プレート１２ の回転軸が規定される１、ローラヘアリング３２．３４を内装した旋回シャフト ３０は流路１４を横切りダクト１６の両側部に形成された２個の円弧状スロット ３６（第２図参照）を貫通して延びる。旋回シャフト３０の端部は回転方向に整 合されたギアプレート３８．４０内に嵌め込まれ、シャフトはギアプレートと共 に移動可能である。ギアプレート３８．４０は軸方向に整合されたシャフト４２ ．４４を中心に回転可能であり、シャフト４２．４４はダクト１６に対し固定さ れ、ギアプレートに対し枢支される。各ギアプレート３８．４０の円弧状のラッ クギア４６（第３図参照）は弁プレートの円弧状の縁部に形成される。ラックギ ア４６は制御シャフト５２に固定されるビニオンギア４８．５０と噛み合う。制 御シャフト５２はダクト１６内に枢支され、ダクト１６内において流路１４を横 断して延長されている。制御シャフト５２の少なくとも一端部は螺形弁ｌＯから 突出し、制御シャフト５２は外部に配置された作動器５４により加えられるトル クを受け得る。ダクト１６には円弧状のスロット３６から流体を通過させ、ラッ ク及びラックギア４６．４８．５０に容易に近接可能なカバープレート５６．５ ８が具備されることが好ましい。

使用時に、弁プレート１２が閉鎖回転位置の近傍にあるとき以外、ローラベアリ ング３２．３４は弁プレート１２の下流の対向面６０に当接し得、旋回シャフト １８は弁プレート１２の上流の対向面６２に加わる高圧流体による圧力を受ける 。支承シャフト１［１び弁プレート１２が支承シャフト及び図示した長平方向１ ４の両方に対しこれを横断する方向には実質的に固定されている間極めて小さな 間隙が形成され、ローラベアリング２２がスロット２０内でローリング動作出来 ることになる。弁プレート１２が閉鎖位ｌ（例えば第２図に示すように）の近傍 にあり重力を受けるとき、支承シャフト１８はスロット２０の下面６４に当接す る。一方、旋回シャフト３０がスロット３６内で十分に低い（第２図、第４図、 第５図及び第７図を基準にして決定される）とき、弁プレート１２のｔ流の高圧 流体により弁プレート１２が極めて僅かに上方に移動され、支承シャフト１８は スロット２０の上面６６に当接する。従って、支承シャツｈ１８は閉鎖位置近傍 の小さな回転位置の範囲に亙る旋回シャフトとして機能し、一方旋回シャフト３ ０は弁プレート１２の大幅な開放回転位置の範囲に亙り旋回し流体動的トルクを 調整する旋回シャフトとして機能する。このように旋回シャフト３０を使用する には、上述した回転位置の範囲での支承シャフト１８の同様の動作しないように 構成する必要がある。一方支承シャフト１８により長手軸２４が確実に流路１２ の中心に漬かれる必要がある。

これらの条件を満足するためには、弁プレート１２ｇ１び支承シャフト１８の長 手方向２４への移動がスロット２Ｇを介し行われる。

弁プレート１２に対する旋回シツフト３０の変位はギアプレート３８．４０及び ピニオンギア４８．５０を介し制御シャフト５２が回転移動することによって生 じる。

弁プレート１２ｇ１び旋回シャフト３０が協働してその間に旋回軸が形成される 。旋回軸６８は第２図に示すように図面と同様の平面を上下に貫通するように延 びている。弁プレート１２が開放位置の状態で流体が流路１４から移動され、旋 回軸６８が弁プレートに加わる流体による圧力の中心と不整合になると、流体に より弁プレートに旋回軸を中心にした実質トルクが加わる。開放回転位置におい て弁プレート１２を安定化するため、旋回シャフト３０が移動され、旋回軸６８ は圧力中心と出来る限り接近し整合させる必要がある。弁プレート１２を別の回 転位置へ移動させるため、旋回シャフト３０が移動され、圧力中心と旋回軸６８ が意識的に不整合にされ、高圧流体により弁プレートが所望の方向に回転される 。初期の開放を行うため、旋回シャフト３０は圧力中心を経て下方に移動され、 旋回シャフト３０を旋回部材としての支承シャツ１−１８との置換且つ圧力中心 に対する旋回軸６８の位置の対応変化に応じ、弁プレートは閉鎖位置から離間す るように回転移動する。

通常、ダクト１６は第２図の反時計方向に閉鎖位置を経て弁プレート１２が回転 移動することを防止する機械的な止め部材（図示せず）を具備させ得る。閉鎖位 置で流れを完全に止める必要のある用途では、円周リム密封部材が弁プレート１ ２の周囲に設けられる。

添付図面に沿った上記の説明により本発明の範囲がその図示の実施例ないしはそ の特定の具体例に限定されるものではないことが理解されよう。

Ｆｘｒ：、−４Ｆｘｒ：、、５ Ｆｘｒ＝、Ｅ；　Ｆｘｔ＝、、７ 補正書の写しく翻訳文）提出書 （特許法第１８４条の８） 平成４年１月４日

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．流体を移動する長手の流路（１４）をなすダクト（１６）と、流路内に配置 されるようにダクトに装着され弁プレートに対し固定され流路を横断するよう延 びる回転軸（２６）を中心に回転可能な弁プレート（１２）と、流路を横断する よう延びる旋回シヤフト（３０）とを備え、弁プレートは大きな回転位置の範囲 にわたり回転可能であり流路を流れる流量を可変に阻止可能に設けられ、旋回シ ヤフトがダクトに対し装着され、その長手軸に対し直角な方向に円弧を描く変位 範囲にわたって移動可能に設けられ、旋回シヤフト及び弁プレートは上記の回転 位置の範囲にわたり協働して弁プレートを旋回させる旋回軸（６８）を形成し、 旋回軸は旋回シヤフトの変位により配置が可変であることを特徴とする蝶形弁。
2. ２．弁プレートがダクトに装着され流路の長手方向に直線的に移動可能で他方向 には実質的に直線的に移動不可能に設けられてなる特許請求の範囲第１項記載の 蝶形弁。
3. ３．更に制御シヤフト（５２）及び制御シヤフトに連結されるギア（４６、４８ ）を備え、制御シヤフト及びギアは外部からの作動に応じて動作し、弁プレート に対し旋回シヤフトを変位してなる特許請求の範囲第２項記載の蝶形弁。
4. ４．更に流路内に弁プレートを支承し旋回軸（２６）を形成する回転可能な支承 シヤフト（１８）を備え、支承シヤフトはダクトに装着され、ダクトにより流路 の長手方向に支承シヤフトを直線的に移動可能に設けられ、弁プレートは支承シ ヤフトに装着され直線的に移動中支承シヤフトと共に移動可能に設けられてなる 特許請求の範囲第１項記載の蝶形弁。
5. ５．更に制御シヤフト（５２）及び制御シヤフトに連結されるギア（４６、４８ ）を備え、制御シヤフト及びギアは外部からの作動に応じて動作し、弁プレート に対し旋回シヤフトを変位するように設けられてなる特許請求の範囲第４項記載 の蝶形弁。
6. ６．ダクトには２個の対向するスロットが形成され、各スロットは上面と下面と を有し、支承シヤフトがスロツト内に延び且つ流路の長手方向に移動可能に設け られてなる特許請求の範囲第５項記載の蝶形弁。
7. ７．弁プレートが圧縮流体を受け所定の回転位置の範囲内にあるとき支承シヤフ トがスロットの上面に支承されてなる特許請求の範囲第６項記載の蝶形弁。
8. ８．圧縮流体を移動する長手の流路（１４）をなしたダクト（１６）と、流量が 最大限に阻止される閉鎖回転位置から流量が最小限に阻止される完全開放回転位 置へ向かって流路内で回転可能に配置されるようにダクトに装着された弁プレー ト（１２）と、閉鎖位置及び完全開放位置間の回転位置の範囲にわたり弁プレー トを旋回支承する旋回シヤフト（３０）とを備え、旋回シヤフトは長手軸を有す る蝶形弁において、閉鎖回転位置から開放回転位置へ弁プレートを回転移動して 流体により弁プレートに加わる実質トルクを増加させる第１の工程と、旋回シヤ フトの長手軸に対し垂直な方向に旋回シヤフトを弁プレートに対し変位させ実質 トルクを減少する第２の工程とを包有してなる蝶形弁を容易に制御する方法。
9. ９．第１の工程が弁プレートに対し旋回シヤフトを変位することにより実行され てなる特許請求の範囲第８項記載の方法。
10. １０．更に、弁プレートが開放回転位置にあるとき弁プレートに対し旋回シヤフ トを変位して実質トルクを増加し弁プレートの回転位置を変更する工程を包有し てなる特許請求の範囲第８項記載の方法。