JPH0666777A - 流量制御弁とその製造方法 - Google Patents
流量制御弁とその製造方法Info
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- JPH0666777A JPH0666777A JP3215943A JP21594391A JPH0666777A JP H0666777 A JPH0666777 A JP H0666777A JP 3215943 A JP3215943 A JP 3215943A JP 21594391 A JP21594391 A JP 21594391A JP H0666777 A JPH0666777 A JP H0666777A
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- F16K7/00—Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves
- F16K7/12—Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves with flat, dished, or bowl-shaped diaphragm
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- G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
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- G01N30/16—Injection
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】化学物質流体について汚染の防止が重要な場合
に使用する流体の流量制御弁を提供する。 【構成】金属箔からなる膜作動部材２６によって分析部
分と駆動部分とに分割された流量制御室１０を有する。
膜作動部材は、流量制御室の周辺リム１８と上壁１２と
の間に挟装され、駆動流体の圧力に応答して開位置と閉
位置との間を動くようになっている。この膜に係合する
リムの上部は表面積が比較的小さく、かつ前記膜及び上
壁を構成する材料より軟かい材料で形成され、緊密に締
付けると膜の周辺部を上壁に対して非常に有効にシール
する手段を構成している。膜はドーム形状をなし、ポー
トを介して流量制御室に流体圧力を作用させて、該室内
の所定位置に緊密に挟装される平坦な金属箔を変形させ
ることによって現場で成形される。
に使用する流体の流量制御弁を提供する。 【構成】金属箔からなる膜作動部材２６によって分析部
分と駆動部分とに分割された流量制御室１０を有する。
膜作動部材は、流量制御室の周辺リム１８と上壁１２と
の間に挟装され、駆動流体の圧力に応答して開位置と閉
位置との間を動くようになっている。この膜に係合する
リムの上部は表面積が比較的小さく、かつ前記膜及び上
壁を構成する材料より軟かい材料で形成され、緊密に締
付けると膜の周辺部を上壁に対して非常に有効にシール
する手段を構成している。膜はドーム形状をなし、ポー
トを介して流量制御室に流体圧力を作用させて、該室内
の所定位置に緊密に挟装される平坦な金属箔を変形させ
ることによって現場で成形される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は流体の流量を制御する弁
装置に関する。より詳細に言えば、流体が弁の中を通過
する際に不活性な金属面にのみ接触するように、前記流
体の流れを軟かい金属制御部材によって制御するように
した型式の流体流量制御弁に関する。
装置に関する。より詳細に言えば、流体が弁の中を通過
する際に不活性な金属面にのみ接触するように、前記流
体の流れを軟かい金属制御部材によって制御するように
した型式の流体流量制御弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】工業化学及び分析化学に於ては、化学物
質からなる流体の流れを、それが様々な面との接触によ
り汚染される危険性を最小にするように制御しなければ
ならない場合が多い。そのような例として、流れの自動
モニタリングシステム及び流量計、分析装置、ガスクロ
マトグラフィ、医療用ガス供給管路及びこれらに類似す
るものがある。このような場合、弁の作動部材を含めて
流通する化学物質の流体に接触する全ての面が不活性な
金属で被覆されている、または少なくともそのように被
覆された面を有する流量制御弁を提供することが必要で
ある。また、これらの多くの場合には、特に分析装置に
ついて使用される流量制御弁の場合に、２乃至３ｐｐｂ
程度の流体汚染物質を検出しかつ分析し得るような精度
で流体を分析するために、非常に小型で高精度の弁装置
が必要である。
質からなる流体の流れを、それが様々な面との接触によ
り汚染される危険性を最小にするように制御しなければ
ならない場合が多い。そのような例として、流れの自動
モニタリングシステム及び流量計、分析装置、ガスクロ
マトグラフィ、医療用ガス供給管路及びこれらに類似す
るものがある。このような場合、弁の作動部材を含めて
流通する化学物質の流体に接触する全ての面が不活性な
金属で被覆されている、または少なくともそのように被
覆された面を有する流量制御弁を提供することが必要で
ある。また、これらの多くの場合には、特に分析装置に
ついて使用される流量制御弁の場合に、２乃至３ｐｐｂ
程度の流体汚染物質を検出しかつ分析し得るような精度
で流体を分析するために、非常に小型で高精度の弁装置
が必要である。
【０００３】このような用途の特定の例として高速液体
クロマトグラフィ（ＨＰＬＣ）及びガスクロマトグラフ
ィがある。いずれの用途の場合にも、小型で精度の高い
流量制御弁が必要である。特に、少量の汚染物質を検出
しかつ分析する必要があるガスクロマトグラフィでは、
ガスの流れに対して化学的に不活性な即ち安定した面を
提供する流量制御弁を有することが必要である。
クロマトグラフィ（ＨＰＬＣ）及びガスクロマトグラフ
ィがある。いずれの用途の場合にも、小型で精度の高い
流量制御弁が必要である。特に、少量の汚染物質を検出
しかつ分析する必要があるガスクロマトグラフィでは、
ガスの流れに対して化学的に不活性な即ち安定した面を
提供する流量制御弁を有することが必要である。
【０００４】ガスクロマトグラフィは、ガスまたは蒸気
の状態にある化合物の混合物を、吸収性媒体と接触する
ようにカラムの中を通過させることによって互いに分離
させる技術である。カラムの中をキャリアガスとして知
られるガスの流れが通過して、該カラムの中に化合物を
運搬する。各化学種は吸収されるべき親和力のレベルが
異なり、その親和力に比例した時間でカラムの中を通過
する。このようにして、化合物は時間で分離されてカラ
ムから出てくる。
の状態にある化合物の混合物を、吸収性媒体と接触する
ようにカラムの中を通過させることによって互いに分離
させる技術である。カラムの中をキャリアガスとして知
られるガスの流れが通過して、該カラムの中に化合物を
運搬する。各化学種は吸収されるべき親和力のレベルが
異なり、その親和力に比例した時間でカラムの中を通過
する。このようにして、化合物は時間で分離されてカラ
ムから出てくる。
【０００５】最新のガスクロマトグラフィでは、複数の
キャリアガスの流れを同時に制御し、かつガスの流れを
正確に時間で切り換えることが必要な場合が多い。これ
を実行するために、多数の非常に専門化された弁が必要
となる。分析されている化合物が非常に低い親和力を有
しかつ容易に拡散しないような化学的に不活性な材料で
弁を形成することが重要である。また、ガスクロマトグ
ラフィ装置内の内部容積を最小に維持すべきことが重要
である。これは、必要な程度の感度を与えるために、流
量制御弁の内部容積（無駄容積）が小さくなければなら
ないことを意味する。
キャリアガスの流れを同時に制御し、かつガスの流れを
正確に時間で切り換えることが必要な場合が多い。これ
を実行するために、多数の非常に専門化された弁が必要
となる。分析されている化合物が非常に低い親和力を有
しかつ容易に拡散しないような化学的に不活性な材料で
弁を形成することが重要である。また、ガスクロマトグ
ラフィ装置内の内部容積を最小に維持すべきことが重要
である。これは、必要な程度の感度を与えるために、流
量制御弁の内部容積（無駄容積）が小さくなければなら
ないことを意味する。
【０００６】ガスクロマトグラフィに使用される弁に作
動部材として、金属箔からなる膜またはダイヤフラムを
使用することは周知である。この金属箔の膜は、ガス混
合物の成分の汚染を最小にするために高度に不活性な金
属で形成することができる。また、金属箔は高温度での
処理に耐え得るものである。例えば、マーチン（Marti
n）の米国特許第４，３５３，２４３号明細書には、ク
ロマトグラフィ装置について使用するための柔軟なダイ
ヤフラムを有する多ポート型制御弁が開示されており、
そのダイヤフラムとして、該ダイヤフラムの上側に配設
されたポート間の連通を開閉する位置間で動くように、
ダイヤフラムの下側に作用する流体圧力によって操作可
能な薄い金属シートを用いることができる。
動部材として、金属箔からなる膜またはダイヤフラムを
使用することは周知である。この金属箔の膜は、ガス混
合物の成分の汚染を最小にするために高度に不活性な金
属で形成することができる。また、金属箔は高温度での
処理に耐え得るものである。例えば、マーチン（Marti
n）の米国特許第４，３５３，２４３号明細書には、ク
ロマトグラフィ装置について使用するための柔軟なダイ
ヤフラムを有する多ポート型制御弁が開示されており、
そのダイヤフラムとして、該ダイヤフラムの上側に配設
されたポート間の連通を開閉する位置間で動くように、
ダイヤフラムの下側に作用する流体圧力によって操作可
能な薄い金属シートを用いることができる。
【０００７】シトラー（Sittler ）他による米国特許第
４，８６９，２８２号明細書には、ガスクロマトグラフ
ィのための機械加工による超小型ミニアチュア弁が開示
されている。この弁には、流体圧に応答して動作する金
属箔からなるダイヤフラム薄膜を使用することができ
る。
４，８６９，２８２号明細書には、ガスクロマトグラフ
ィのための機械加工による超小型ミニアチュア弁が開示
されている。この弁には、流体圧に応答して動作する金
属箔からなるダイヤフラム薄膜を使用することができ
る。
【０００８】アガッター（Agutter ）他による米国特許
第３，０５７，３７６号明細書には、その一部分がポー
トを有し、かつ流体を導通するための通路を郭定する積
層された多数のプレートの組合わせからなるガスクロマ
トグラフィに適した流体作動式弁が開示されている。剛
性のプレート間に挟装された軟かいプレートを空気圧を
用いてポートに対して押圧し、弁を閉鎖する。この柔軟
なプレートは柔軟な金属シートとすることができる。
第３，０５７，３７６号明細書には、その一部分がポー
トを有し、かつ流体を導通するための通路を郭定する積
層された多数のプレートの組合わせからなるガスクロマ
トグラフィに適した流体作動式弁が開示されている。剛
性のプレート間に挟装された軟かいプレートを空気圧を
用いてポートに対して押圧し、弁を閉鎖する。この柔軟
なプレートは柔軟な金属シートとすることができる。
【０００９】これらガスクロマトグラフィ装置について
使用される小型弁装置では、ダイヤフラムによって必要
なときに各ポートを迅速かつ有効に閉鎖するためだけで
なく、弁室からガスがダイヤフラムの縁端部の周辺から
漏れるのを防止するための有効なシールを得ることが重
要である。このような性質の漏れは、得ようとする分析
結果の精度を損なうものである。多くの場合に、ガス流
の中の化合物について２乃至３ｐｐｂまたはそれよりも
低いレベルでの分析結果を求めて操作が行われ、十分な
シール及び弁の操作効率を得ることが重要である。
使用される小型弁装置では、ダイヤフラムによって必要
なときに各ポートを迅速かつ有効に閉鎖するためだけで
なく、弁室からガスがダイヤフラムの縁端部の周辺から
漏れるのを防止するための有効なシールを得ることが重
要である。このような性質の漏れは、得ようとする分析
結果の精度を損なうものである。多くの場合に、ガス流
の中の化合物について２乃至３ｐｐｂまたはそれよりも
低いレベルでの分析結果を求めて操作が行われ、十分な
シール及び弁の操作効率を得ることが重要である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、板状ま
たは箔のような平坦な金属部材を互いに十分にシールす
ることは相当の困難を伴なう。金属面の不規則性は許容
することができないものである。そのような不規則な周
辺から生じる漏れがクロマトグラフィの結果を不正確な
ものにし、かつ流体の流れを相互に汚染することになる
ので、１個の金属ブロックにこのような小型の弁装置を
多数設ける場合には、問題が特に深刻である。
たは箔のような平坦な金属部材を互いに十分にシールす
ることは相当の困難を伴なう。金属面の不規則性は許容
することができないものである。そのような不規則な周
辺から生じる漏れがクロマトグラフィの結果を不正確な
ものにし、かつ流体の流れを相互に汚染することになる
ので、１個の金属ブロックにこのような小型の弁装置を
多数設ける場合には、問題が特に深刻である。
【００１１】そのような金属箔の使用にはシールの問題
が伴うにも拘らず、ゴム、プラスチックまたは他のより
容易にシール可能な物質と対照的な金属製の作動部材を
設けることが非常に望ましい。非金属材料は有機物質を
侵出させることが多い。更に、或る分析操作に於ては流
通する流れから有機流体を吸収し、かつ後の分析操作に
於てそれらを別の流体の流れの中に放出する傾向があ
る。このように吸収されかつ再び放出される物質の量は
非常に小さいが、高濃度の有機混合物の分析の後で非常
に低濃度の混合物の分析を行うような場合に、特にガス
クロマトグラフィの分析結果を損うには十分な量であ
る。
が伴うにも拘らず、ゴム、プラスチックまたは他のより
容易にシール可能な物質と対照的な金属製の作動部材を
設けることが非常に望ましい。非金属材料は有機物質を
侵出させることが多い。更に、或る分析操作に於ては流
通する流れから有機流体を吸収し、かつ後の分析操作に
於てそれらを別の流体の流れの中に放出する傾向があ
る。このように吸収されかつ再び放出される物質の量は
非常に小さいが、高濃度の有機混合物の分析の後で非常
に低濃度の混合物の分析を行うような場合に、特にガス
クロマトグラフィの分析結果を損うには十分な量であ
る。
【００１２】そこで、本発明の目的は、流体の化学的な
汚染を防止することが重要な場合に、流体の流れを制御
する際に使用される新規な構造の弁を提供することにあ
る。
汚染を防止することが重要な場合に、流体の流れを制御
する際に使用される新規な構造の弁を提供することにあ
る。
【００１３】本発明の第２の目的は、金属箔を作動ダイ
ヤフラムとして使用し、かつ弁室の全金属面を漏れに対
して十分にシールするようにした弁を提供することにあ
る。
ヤフラムとして使用し、かつ弁室の全金属面を漏れに対
して十分にシールするようにした弁を提供することにあ
る。
【００１４】本発明の第３の目的は、応答時間が早く迅
速にかつ効率的に動作するようにした弁を提供すること
にある。
速にかつ効率的に動作するようにした弁を提供すること
にある。
【００１５】本発明の第４の目的は、高い精度が要求さ
れるような弁を製造する方法を提供することにある。
れるような弁を製造する方法を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明により構成される
弁は、弁室内にその上壁とサイドリムの上面との間に挟
まれた金属箔のダイヤフラムまたは膜を備え、それによ
って前記弁室を、前記弁が空気圧によりまたは油圧によ
り駆動させる駆動側と、その中を流体が流通する分析側
とに有効に分割している。前記膜は概ねドーム状の形状
を有する。入口ポート及び出口ポートが、前記分析側に
向けて前記上壁内に貫設されている。
弁は、弁室内にその上壁とサイドリムの上面との間に挟
まれた金属箔のダイヤフラムまたは膜を備え、それによ
って前記弁室を、前記弁が空気圧によりまたは油圧によ
り駆動させる駆動側と、その中を流体が流通する分析側
とに有効に分割している。前記膜は概ねドーム状の形状
を有する。入口ポート及び出口ポートが、前記分析側に
向けて前記上壁内に貫設されている。
【００１７】前記膜は、通路を介して前記駆動側に加え
られる流体圧力によって、必要に応じて入口ポートまた
は出口ポートを閉鎖するように操作される。弁室内に於
ける膜のシール効果を十分に発揮させるために、前記サ
イドリム上端の前記膜との係合面は、弁室の上壁の表面
積より表面積が小さく、かつ前記サイドリムの膜との係
合部分は、膜自体を形成する材料より、かつ前記上壁を
形成する材料より軟かい材料で形成されている。
られる流体圧力によって、必要に応じて入口ポートまた
は出口ポートを閉鎖するように操作される。弁室内に於
ける膜のシール効果を十分に発揮させるために、前記サ
イドリム上端の前記膜との係合面は、弁室の上壁の表面
積より表面積が小さく、かつ前記サイドリムの膜との係
合部分は、膜自体を形成する材料より、かつ前記上壁を
形成する材料より軟かい材料で形成されている。
【００１８】このような特徴を組合わせることによっ
て、流体の弁室からの漏れを防止するのに必要なシール
作用を維持しつつ、非常に長期間の動作サイクル（１０
０万回以上）に亘って正確にかつ高精度で動作する弁を
製造することができる。更に、そのように特徴を組合わ
せることによって、前記膜を弁室内に組付け、かつ更に
弁室の分析側に流体圧力を作用させることによって現場
でそのドーム形状に成形することが可能になる。
て、流体の弁室からの漏れを防止するのに必要なシール
作用を維持しつつ、非常に長期間の動作サイクル（１０
０万回以上）に亘って正確にかつ高精度で動作する弁を
製造することができる。更に、そのように特徴を組合わ
せることによって、前記膜を弁室内に組付け、かつ更に
弁室の分析側に流体圧力を作用させることによって現場
でそのドーム形状に成形することが可能になる。
【００１９】本発明の別の側面によれば、このような金
属箔からなる膜作動部材を有する流量制御弁の製造方法
が提供される。その製造方法では、金属箔が最初に平坦
な形状で提供され、かつ弁室内のリムの上端と上壁との
間の所定位置に挟装される。次に、弁室の分析側に流体
圧力を作用させることによって、前記金属箔を弁室内で
そのドーム形状に現場で変形させる。
属箔からなる膜作動部材を有する流量制御弁の製造方法
が提供される。その製造方法では、金属箔が最初に平坦
な形状で提供され、かつ弁室内のリムの上端と上壁との
間の所定位置に挟装される。次に、弁室の分析側に流体
圧力を作用させることによって、前記金属箔を弁室内で
そのドーム形状に現場で変形させる。
【００２０】このようにして、前記膜は弁室自体の駆動
側の壁部及び輪郭に緊密に適合するドーム形状に変形さ
れて、その有効な動作が可能になる。前記膜を挾持する
前記リム上部の表面積を小さくし、かつ上述したように
膜の係合面を相対的に硬軟な材質で構成することによっ
て、この現場変形を有効にかつ迅速に行なって使用可能
な弁を提供することができる。
側の壁部及び輪郭に緊密に適合するドーム形状に変形さ
れて、その有効な動作が可能になる。前記膜を挾持する
前記リム上部の表面積を小さくし、かつ上述したように
膜の係合面を相対的に硬軟な材質で構成することによっ
て、この現場変形を有効にかつ迅速に行なって使用可能
な弁を提供することができる。
【００２１】
【実施例】本発明の弁装置は、２つの弁室を連結する共
通の入口を有するように構成すると好都合である。各弁
室は、平面視したときに円形をなすと好都合であり、２
個の弁室のそれぞれに、ドーム形状が形成されるように
両弁室に跨って延在する単一の共通な箔が配設される。
各弁室は、膜を作動させるために駆動側に通じる単一の
駆動流体通路を有する。各弁室の上壁に、単一の流体入
口ポート及び単一の出口ポートが設けされ、かつ対をな
す弁室の入口ポートが一体に結合されていると好都合で
ある。
通の入口を有するように構成すると好都合である。各弁
室は、平面視したときに円形をなすと好都合であり、２
個の弁室のそれぞれに、ドーム形状が形成されるように
両弁室に跨って延在する単一の共通な箔が配設される。
各弁室は、膜を作動させるために駆動側に通じる単一の
駆動流体通路を有する。各弁室の上壁に、単一の流体入
口ポート及び単一の出口ポートが設けされ、かつ対をな
す弁室の入口ポートが一体に結合されていると好都合で
ある。
【００２２】作動時には、２個の弁室が流体の「切換装
置」として機能し、一方の弁室からの出口が閉じている
間は他方が開き、またはその逆になる。更に、結合され
た対をなす前記弁は、ドーム状をなす前記膜によって閉
鎖されているポートへガス流を接続し、かつ両ドームを
同時に開くことによって、２つの別個の流体の流れを混
合するために使用することができる。本発明によれば、
多数の弁対を一定の配列で組立て、各弁対が一連の分析
過程について流体の流れを或る方向または別の方向へ向
けるための弁として機能するようにすることができる。
置」として機能し、一方の弁室からの出口が閉じている
間は他方が開き、またはその逆になる。更に、結合され
た対をなす前記弁は、ドーム状をなす前記膜によって閉
鎖されているポートへガス流を接続し、かつ両ドームを
同時に開くことによって、２つの別個の流体の流れを混
合するために使用することができる。本発明によれば、
多数の弁対を一定の配列で組立て、各弁対が一連の分析
過程について流体の流れを或る方向または別の方向へ向
けるための弁として機能するようにすることができる。
【００２３】前記膜の製造に適した材料には、ステンレ
ス鋼、コバルト−クロム−ニッケル合金及び引張強さの
大きい他の金属材料が含まれる。これらは一般市場に於
て入手することができる。このような膜材料の特定の適
当な例として、米国ペンシルバニア州ランカスターに所
在するハミルトン・プリシジョン・メタルズ（Hamilton
Precision Metals ）が商標ＨＡＶＡＲを付して販売し
ているものがある。これは、購入した材料を清浄しかつ
正しい形状及び寸法に切断しただけでそのまま使用する
ことができる。このような膜は、分析されるべきガスに
対して不活性であり即ち安定しており、かつ必要に応じ
て高温度で装置を作動させ得るように非常に高い温度に
耐えることができる。また、本発明の方法に従って高圧
力で変形させるのに必要な大きな引張強さを有し、その
ような引張り強さのために、何百万回もの繰返し作動サ
イクルに耐えることができる。
ス鋼、コバルト−クロム−ニッケル合金及び引張強さの
大きい他の金属材料が含まれる。これらは一般市場に於
て入手することができる。このような膜材料の特定の適
当な例として、米国ペンシルバニア州ランカスターに所
在するハミルトン・プリシジョン・メタルズ（Hamilton
Precision Metals ）が商標ＨＡＶＡＲを付して販売し
ているものがある。これは、購入した材料を清浄しかつ
正しい形状及び寸法に切断しただけでそのまま使用する
ことができる。このような膜は、分析されるべきガスに
対して不活性であり即ち安定しており、かつ必要に応じ
て高温度で装置を作動させ得るように非常に高い温度に
耐えることができる。また、本発明の方法に従って高圧
力で変形させるのに必要な大きな引張強さを有し、その
ような引張り強さのために、何百万回もの繰返し作動サ
イクルに耐えることができる。
【００２４】別の変形実施例では、このような膜材料に
更に分析ガスに対する不活性の度合を高めるために、金
またはプラチナのような貴金属の被膜が上面に設けられ
ている。このような被膜は、メッキまたはスパッタリン
グ法によって膜の一方の面または両面に、かつ分析され
るべきガスに接触する上面の下側に対しても被着させる
ことができる。このような貴金属被膜によって所望の不
活性が得られるだけでなく、弁部材として膜を繰返し動
作させる際に、機械的摩耗から膜を保護する作用があ
る。
更に分析ガスに対する不活性の度合を高めるために、金
またはプラチナのような貴金属の被膜が上面に設けられ
ている。このような被膜は、メッキまたはスパッタリン
グ法によって膜の一方の面または両面に、かつ分析され
るべきガスに接触する上面の下側に対しても被着させる
ことができる。このような貴金属被膜によって所望の不
活性が得られるだけでなく、弁部材として膜を繰返し動
作させる際に、機械的摩耗から膜を保護する作用があ
る。
【００２５】前記弁室の上壁を構成する際に使用される
適当な材料には、ステンレス鋼、アルミニウムのような
金属をメッキしたニッケル、ニッケルのような不活性金
属をメッキしたプラスチック樹脂、または不活性セラミ
ック材料及びそれらに同様のメッキを施したものがあ
る。これらの材料は、適当なシール効果を前記薄膜に留
意に対して与えるように、非常に円滑な仕上げ面を有す
るように製造することができ、またはそのように研磨す
ることができる材料でなければならない。
適当な材料には、ステンレス鋼、アルミニウムのような
金属をメッキしたニッケル、ニッケルのような不活性金
属をメッキしたプラスチック樹脂、または不活性セラミ
ック材料及びそれらに同様のメッキを施したものがあ
る。これらの材料は、適当なシール効果を前記薄膜に留
意に対して与えるように、非常に円滑な仕上げ面を有す
るように製造することができ、またはそのように研磨す
ることができる材料でなければならない。
【００２６】上述したように、弁室の前記リムの箔との
係合部分は、前記箔の材料より軟かくかつ弁室上壁の材
料より軟かい材料で形成される。このような材料の例と
しては、前記上壁のステンレス鋼を使用しかつ前記膜に
ステンレス鋼または上述したＨＡＶＡＲを使用した場合
には、真鍮及び銅である。硬質のプラスチック樹脂を上
壁に使用した場合、弁室の前記リムの箔係合部分にはよ
り軟質のプラスチック樹脂を使用することができる。前
記弁室の底壁構造全体及びリムを同様の柔軟質材料で形
成することができる。これに代えて、リムのみまたはリ
ムの上部のみをこのより軟かい材料で形成することがで
きる。
係合部分は、前記箔の材料より軟かくかつ弁室上壁の材
料より軟かい材料で形成される。このような材料の例と
しては、前記上壁のステンレス鋼を使用しかつ前記膜に
ステンレス鋼または上述したＨＡＶＡＲを使用した場合
には、真鍮及び銅である。硬質のプラスチック樹脂を上
壁に使用した場合、弁室の前記リムの箔係合部分にはよ
り軟質のプラスチック樹脂を使用することができる。前
記弁室の底壁構造全体及びリムを同様の柔軟質材料で形
成することができる。これに代えて、リムのみまたはリ
ムの上部のみをこのより軟かい材料で形成することがで
きる。
【００２７】このようないずれの構成に於ても、これに
組合わせて前記リムの膜係合部分の表面積を小さくする
ことによって、本発明に必要な有効なシールが得られ
る。このような様々な構成のいずれを選択するかは、特
定の構成の製造の容易性に基づいて決定するのが好都合
である。
組合わせて前記リムの膜係合部分の表面積を小さくする
ことによって、本発明に必要な有効なシールが得られ
る。このような様々な構成のいずれを選択するかは、特
定の構成の製造の容易性に基づいて決定するのが好都合
である。
【００２８】このように本発明に従って硬い面と軟かい
面とを設けることによって、前記膜を所定位置に緊締し
た際にシール面の塑性流動または凹みが軟かいリム面側
に生じ、それが或る程度ガスケットのような作用をす
る。このようにして、前記各部品を一体的にシール状態
に締付ける際に前記弁室の分析側の面または前記膜が受
ける損傷を最小にしまたは防止することができる。同様
に、このような構成によって前記膜を現場でドーム状に
形成する際に破裂する危険性が低減され、かつこの変形
の際に生じる様々な面の損傷等が、分析側の上面または
膜ではなく、前記リムの軟質材料によって即ちガスケッ
トによって低減される。
面とを設けることによって、前記膜を所定位置に緊締し
た際にシール面の塑性流動または凹みが軟かいリム面側
に生じ、それが或る程度ガスケットのような作用をす
る。このようにして、前記各部品を一体的にシール状態
に締付ける際に前記弁室の分析側の面または前記膜が受
ける損傷を最小にしまたは防止することができる。同様
に、このような構成によって前記膜を現場でドーム状に
形成する際に破裂する危険性が低減され、かつこの変形
の際に生じる様々な面の損傷等が、分析側の上面または
膜ではなく、前記リムの軟質材料によって即ちガスケッ
トによって低減される。
【００２９】実際には、前記側壁は、硬い下側金属面の
一部分を適当な大きさ及び形状の同じ材料からなるリム
が残存するようなパターンで化学的に食刻する等の多数
の過程を経て形成することができる。これに代えて、凹
所を切削加工によりまたは化学的に食刻することによっ
て、後に弁室の駆動側を形成する金属の下面とそのよう
な凹所内に配置されまたは固着されるリムを形成するた
めの適当な材料からなるリングとを設けることができ
る。別の変形例では、前記リムを形成するのに適当な材
料で既に電気メッキされまたは被覆された前記膜の下面
を、組立て時に弁室の駆動側の円滑な上面と接触する垂
下がりスカートが残るように適当なパターンに食刻する
ことができる。
一部分を適当な大きさ及び形状の同じ材料からなるリム
が残存するようなパターンで化学的に食刻する等の多数
の過程を経て形成することができる。これに代えて、凹
所を切削加工によりまたは化学的に食刻することによっ
て、後に弁室の駆動側を形成する金属の下面とそのよう
な凹所内に配置されまたは固着されるリムを形成するた
めの適当な材料からなるリングとを設けることができ
る。別の変形例では、前記リムを形成するのに適当な材
料で既に電気メッキされまたは被覆された前記膜の下面
を、組立て時に弁室の駆動側の円滑な上面と接触する垂
下がりスカートが残るように適当なパターンに食刻する
ことができる。
【００３０】更に別の変形例では、前記弁室の駆動側の
側壁を、銅または真鍮のような軟質の金属の薄い板で形
成し、それを化学的に食刻しまたは機械加工して前記シ
ートを貫通する穴を形成することができる。この場合
に、更にエッチングまたは機械加工を行って、銅または
真鍮の板の上面から更に金属を削除し、組立て時に駆動
室のシール面として機能しかつ弁室の表面積より表面積
が小さいリング状の隆起部を残すことができる。次に、
前記駆動室の下面をステンレス鋼のようなより硬い金属
で形成し、かつドーム状の膜を形成するべく研磨して円
滑な面を形成することができる。これらの多くの過程に
よって、リムの研磨作業を妨げることなく、弁室の分析
側及び駆動側双方の主要な面を高度に研磨仕上げするこ
とが可能になる。
側壁を、銅または真鍮のような軟質の金属の薄い板で形
成し、それを化学的に食刻しまたは機械加工して前記シ
ートを貫通する穴を形成することができる。この場合
に、更にエッチングまたは機械加工を行って、銅または
真鍮の板の上面から更に金属を削除し、組立て時に駆動
室のシール面として機能しかつ弁室の表面積より表面積
が小さいリング状の隆起部を残すことができる。次に、
前記駆動室の下面をステンレス鋼のようなより硬い金属
で形成し、かつドーム状の膜を形成するべく研磨して円
滑な面を形成することができる。これらの多くの過程に
よって、リムの研磨作業を妨げることなく、弁室の分析
側及び駆動側双方の主要な面を高度に研磨仕上げするこ
とが可能になる。
【００３１】上述したドーム形状は、流体圧力を用いて
現場変形させることによって膜に与えることができる。
このようにして、弁部材として前記膜を最適な状態で動
作させるために、所望の形状に形成された前記膜と弁室
壁部との緊密な適合性が達成される。前記膜を変形させ
て成形するための流体圧力は、前記弁室の分析側へ入口
ポートまたは出口ポートを介して適当に供給される。
現場変形させることによって膜に与えることができる。
このようにして、弁部材として前記膜を最適な状態で動
作させるために、所望の形状に形成された前記膜と弁室
壁部との緊密な適合性が達成される。前記膜を変形させ
て成形するための流体圧力は、前記弁室の分析側へ入口
ポートまたは出口ポートを介して適当に供給される。
【００３２】成形された前記膜と前記弁室との適合性の
度合を更に改善するために、弁室の駆動側の円滑面部分
の反対側にあるポートを介して変形のための流体圧力を
供給するように構成すると好都合である。これによっ
て、前記膜のシール面が破壊したり変形したりする危険
性が低減される。
度合を更に改善するために、弁室の駆動側の円滑面部分
の反対側にあるポートを介して変形のための流体圧力を
供給するように構成すると好都合である。これによっ
て、前記膜のシール面が破壊したり変形したりする危険
性が低減される。
【００３３】前記膜の変形及び成形は、前記各部品を一
体的に緊密にシール状態で締付けた後に、約１４０．６
２kg/cm2（２０００ｐｓｉ）の圧力で数秒間前記入口ポ
ートまたは出口ポートを介して流体圧力を作用させるこ
とによって適当に達成される。これらの条件は、上述し
たＨＡＶＡＲ製の膜及び本発明について有用な膜の全部
ではないが大部分について適している。
体的に緊密にシール状態で締付けた後に、約１４０．６
２kg/cm2（２０００ｐｓｉ）の圧力で数秒間前記入口ポ
ートまたは出口ポートを介して流体圧力を作用させるこ
とによって適当に達成される。これらの条件は、上述し
たＨＡＶＡＲ製の膜及び本発明について有用な膜の全部
ではないが大部分について適している。
【００３４】通常、弁室内に組立てられた多数の前記膜
の対を一定配列に並べた場合には、流体供給源からマニ
フォールドを介して同時に成形される。これで、これら
の弁は使用可能な状態になる。前記膜をドーム形状に変
形するための他の方法、例えば外部装置によるプレス加
工またはスタンピング加工等は、組立て後に現場で変形
させた場合と同程度の精度及び整合性を得ることが困難
である。
の対を一定配列に並べた場合には、流体供給源からマニ
フォールドを介して同時に成形される。これで、これら
の弁は使用可能な状態になる。前記膜をドーム形状に変
形するための他の方法、例えば外部装置によるプレス加
工またはスタンピング加工等は、組立て後に現場で変形
させた場合と同程度の精度及び整合性を得ることが困難
である。
【００３５】次に、添付図面を参照しつつ本発明の実施
例について詳細に説明する。
例について詳細に説明する。
【００３６】図１に於て、本発明により構成される弁
は、平面視した時に円形の形状をなしかつその直径が略
６．０mmである弁室１０を有する。この弁室１０はその
上端が、十分に研磨された下面１４を有するステンレス
鋼のブロック１２で郭定され、弁室の分析側を形成して
いる。弁室１０の下側の駆動側は、弁室１０を囲繞する
一体化された垂直な円形リム１８を有する銅のブロック
１６で形成されている。リム１８を形成する銅は、ブロ
ック１２を形成するステンレス鋼よりも軟かい。
は、平面視した時に円形の形状をなしかつその直径が略
６．０mmである弁室１０を有する。この弁室１０はその
上端が、十分に研磨された下面１４を有するステンレス
鋼のブロック１２で郭定され、弁室の分析側を形成して
いる。弁室１０の下側の駆動側は、弁室１０を囲繞する
一体化された垂直な円形リム１８を有する銅のブロック
１６で形成されている。リム１８を形成する銅は、ブロ
ック１２を形成するステンレス鋼よりも軟かい。
【００３７】出口ポート２０が、弁室１０の中央部と連
通するようにブロック１２内に貫設されている。また、
入口ポート２２が、リム１８の直近で弁室１０に連通す
るようにブロック１２内に貫設されている。駆動ガス入
口通路２４が、リム１８の近傍で弁室１０内に通じるよ
うに底壁１６を介して弁室１０に向けて貫設されてい
る。
通するようにブロック１２内に貫設されている。また、
入口ポート２２が、リム１８の直近で弁室１０に連通す
るようにブロック１２内に貫設されている。駆動ガス入
口通路２４が、リム１８の近傍で弁室１０内に通じるよ
うに底壁１６を介して弁室１０に向けて貫設されてい
る。
【００３８】コバルト、クロム、ニッケル及び鉄を含む
高引張強さの合金であるＨＡＶＡＲからなるドーム形状
の膜２６が、その周辺部に於てリム１８とブロック１２
の下面１４との間に密封状態に挟装されている。図１に
於て実線で示される位置に於て、膜２６が出口ポート２
０と入口ポート２２とを弁室１０を介して自由に連通さ
せるようになっている。
高引張強さの合金であるＨＡＶＡＲからなるドーム形状
の膜２６が、その周辺部に於てリム１８とブロック１２
の下面１４との間に密封状態に挟装されている。図１に
於て実線で示される位置に於て、膜２６が出口ポート２
０と入口ポート２２とを弁室１０を介して自由に連通さ
せるようになっている。
【００３９】しかしながら、通路２４を介して供給され
る駆動ガス圧力に応答して、膜２６は図１に於て破線で
示される位置に動き、出口ポート２０と入口ポート２２
との連通状態を閉鎖することができる。駆動ガス圧力に
対する膜２６の応答速度は、数ミリ秒程度で非常に速
い。
る駆動ガス圧力に応答して、膜２６は図１に於て破線で
示される位置に動き、出口ポート２０と入口ポート２２
との連通状態を閉鎖することができる。駆動ガス圧力に
対する膜２６の応答速度は、数ミリ秒程度で非常に速
い。
【００４０】図２に於ては、図１に示される弁の構成
が、図１に示されるドーム形状に膜２６が変形される以
前の状態として図示されている。即ち、膜２６は、最初
に平坦な状態で弁室１０の上側ブロック１２とリム１８
との間に組付けられかつ挟装される。このように配置さ
れると、入口ポート２２が密封され、高いガス圧力が出
口ポート２０を介して加えられることによって、膜２６
は弁室１０の前記駆動側に整合するように、即ち図３に
示されるようなドーム形状に膨脹されかつ変形される。
が、図１に示されるドーム形状に膜２６が変形される以
前の状態として図示されている。即ち、膜２６は、最初
に平坦な状態で弁室１０の上側ブロック１２とリム１８
との間に組付けられかつ挟装される。このように配置さ
れると、入口ポート２２が密封され、高いガス圧力が出
口ポート２０を介して加えられることによって、膜２６
は弁室１０の前記駆動側に整合するように、即ち図３に
示されるようなドーム形状に膨脹されかつ変形される。
【００４１】リム１８の上面とブロック１２の下面との
間に於て締付けた密封状態は、リムが上部の表面積が小
さい形状を有しかつ比較的硬い材料を選択したことによ
って、約１４０．６２kg/cm2（２０００ｐｓｉ）のガス
圧力下で数秒の時間で変形が生じて所望の整合性が得ら
れる程度に強い。駆動ガス入口通路２４が出口ポート２
０の出口から横方向に変位されており、それによって弁
室の支持されない床面の出口ポート２０と反対側の位置
に薄膜２６が押し付けられた跡を残さないようになって
いる。これは、このような跡が形成された場合には、後
で入口ポート２０を閉鎖しようとする時に膜２６のシー
ル効果に悪影響を与えるからである。
間に於て締付けた密封状態は、リムが上部の表面積が小
さい形状を有しかつ比較的硬い材料を選択したことによ
って、約１４０．６２kg/cm2（２０００ｐｓｉ）のガス
圧力下で数秒の時間で変形が生じて所望の整合性が得ら
れる程度に強い。駆動ガス入口通路２４が出口ポート２
０の出口から横方向に変位されており、それによって弁
室の支持されない床面の出口ポート２０と反対側の位置
に薄膜２６が押し付けられた跡を残さないようになって
いる。これは、このような跡が形成された場合には、後
で入口ポート２０を閉鎖しようとする時に膜２６のシー
ル効果に悪影響を与えるからである。
【００４２】このような手段によって、通路２４を介し
て供給される駆動ガスに応答して作動し得る塑性変形さ
れたドーム状の膜２６が形成され、ブロック１２の上面
１４に対してシールする閉鎖位置（図４）に対して弾性
変形して、必要に応じて出口ポート２０を閉鎖するよう
になっている。駆動ガス圧力を解放すると膜２６が緩和
して図３に示される位置に戻り、出口ポート２０と入口
ポート２２との間を必要に応じて連通するようになって
いる。
て供給される駆動ガスに応答して作動し得る塑性変形さ
れたドーム状の膜２６が形成され、ブロック１２の上面
１４に対してシールする閉鎖位置（図４）に対して弾性
変形して、必要に応じて出口ポート２０を閉鎖するよう
になっている。駆動ガス圧力を解放すると膜２６が緩和
して図３に示される位置に戻り、出口ポート２０と入口
ポート２２との間を必要に応じて連通するようになって
いる。
【００４３】また、添付図面に示されるような構成に於
ては、本発明の別の特徴として、正の駆動ガス圧力と負
の駆動ガス圧力とを交互に用いて弁を作動させることが
できる。この負の圧力を作用させるという特徴は、この
ような小型の弁室を用いてガスクロマトグラフィを行う
場合に有利である。それは、負の圧力によってドーム形
状をなす前記膜が開位置に保持されて、得られる流量が
大幅に増大するからである。また、負圧で作動するポン
プを用いて分析するためにガスの試料混合物を吸い込も
うとする場合には、前記膜の駆動側に真空または負圧が
作用するようにして、前記ドーム形状が崩れて図４に示
される閉形状になるのを防止し、前記弁が流量を大きく
しないようにすることができる。
ては、本発明の別の特徴として、正の駆動ガス圧力と負
の駆動ガス圧力とを交互に用いて弁を作動させることが
できる。この負の圧力を作用させるという特徴は、この
ような小型の弁室を用いてガスクロマトグラフィを行う
場合に有利である。それは、負の圧力によってドーム形
状をなす前記膜が開位置に保持されて、得られる流量が
大幅に増大するからである。また、負圧で作動するポン
プを用いて分析するためにガスの試料混合物を吸い込も
うとする場合には、前記膜の駆動側に真空または負圧が
作用するようにして、前記ドーム形状が崩れて図４に示
される閉形状になるのを防止し、前記弁が流量を大きく
しないようにすることができる。
【００４４】このような膜を用いた大部分の従来の弁構
造では、負圧で作動するポンプを用いて分析のためにガ
ス試料混合物を吸引しようとする全ての試みが、実際上
流量を大幅に低減させまたは弁自体を閉じたり、サンプ
リング装置を非効率的または作動不能なものにしてい
る。本発明の方法では、図示されるような弁構造によっ
て、負圧で作動するポンプによるガスサンプリングの際
に、膜２６を図３に示される開位置に維持するべく膜２
６の駆動側に駆動ガス通路２４を介してより大きな負圧
を加え、それによってクロマトグラフィの用途に必要な
十分なガス流を得ることができる。
造では、負圧で作動するポンプを用いて分析のためにガ
ス試料混合物を吸引しようとする全ての試みが、実際上
流量を大幅に低減させまたは弁自体を閉じたり、サンプ
リング装置を非効率的または作動不能なものにしてい
る。本発明の方法では、図示されるような弁構造によっ
て、負圧で作動するポンプによるガスサンプリングの際
に、膜２６を図３に示される開位置に維持するべく膜２
６の駆動側に駆動ガス通路２４を介してより大きな負圧
を加え、それによってクロマトグラフィの用途に必要な
十分なガス流を得ることができる。
【００４５】図５は、共通の上側ステンレス鋼製ブロッ
ク１２と共通の下側銅製ブロック１６内に形成された本
発明による一対の弁構造を概略的に示す分解斜視図であ
り、一対のリム１８が一対の弁室１０を郭定するように
食刻されている。金属箔の膜２６が、単一の矩形の箔片
から双方の弁構造について各弁室１０に整合する２個の
ドーム形状を有するように形成されている。
ク１２と共通の下側銅製ブロック１６内に形成された本
発明による一対の弁構造を概略的に示す分解斜視図であ
り、一対のリム１８が一対の弁室１０を郭定するように
食刻されている。金属箔の膜２６が、単一の矩形の箔片
から双方の弁構造について各弁室１０に整合する２個の
ドーム形状を有するように形成されている。
【００４６】駆動ガス用ポート２４が、各弁室１０の駆
動側の縁端部に入るように下側銅製ブロック１６に貫設
されている。出口ポート２０が、各弁室１０の中央に整
合するように上側ブロック１２に貫設されている。入口
ポート２２が、各弁室１０の内周縁部から図６に示すよ
うに共通の入口２８を形成するように上側ブロック１２
内に貫設されている。これらの構成要素は、実際には図
５に於て各構成部品の周辺部に図示されるボルト穴を用
いてボルトによって一体的に結合される。
動側の縁端部に入るように下側銅製ブロック１６に貫設
されている。出口ポート２０が、各弁室１０の中央に整
合するように上側ブロック１２に貫設されている。入口
ポート２２が、各弁室１０の内周縁部から図６に示すよ
うに共通の入口２８を形成するように上側ブロック１２
内に貫設されている。これらの構成要素は、実際には図
５に於て各構成部品の周辺部に図示されるボルト穴を用
いてボルトによって一体的に結合される。
【００４７】図６は、各弁室１０からの別個の２個の入
口ポート２２が結合される共通の入口２８と各弁室１０
に連通する一対の出口３２、３４とを有する分析ポート
用ブロック３０について組付けられた図５の一対の弁構
造を示している。両弁室１０の間にそれらを覆うように
延在する膜２６は、左側の弁室１０に於て緩和した開位
置が実線で示され、かつ右側の弁室１０に於て閉位置が
示されている。それらの逆の位置が各弁室１０に於て破
線で示されている。
口ポート２２が結合される共通の入口２８と各弁室１０
に連通する一対の出口３２、３４とを有する分析ポート
用ブロック３０について組付けられた図５の一対の弁構
造を示している。両弁室１０の間にそれらを覆うように
延在する膜２６は、左側の弁室１０に於て緩和した開位
置が実線で示され、かつ右側の弁室１０に於て閉位置が
示されている。それらの逆の位置が各弁室１０に於て破
線で示されている。
【００４８】このような構成に於て、下側のステンレス
鋼製ブロック１６が、上述したように弁室１０を郭定す
るように一体化されたリム１８を有する銅製ガスケット
構造を支持している。このガスケット構造は、弾性パッ
ド３８を介装することによって下側のステンレス鋼製ブ
ロック１６に対して気密にシールされている。膜２６を
その開位置と閉位置との間で作動させるために、下側ブ
ロック１６及びガスケット構造３６の中に符号２４で示
される入口駆動ガス通路が設けられている。この通路２
４は、空気作動ガス用マニフォールドを介して図示され
ないソレノイド作動式空気駆動弁に連通している。
鋼製ブロック１６が、上述したように弁室１０を郭定す
るように一体化されたリム１８を有する銅製ガスケット
構造を支持している。このガスケット構造は、弾性パッ
ド３８を介装することによって下側のステンレス鋼製ブ
ロック１６に対して気密にシールされている。膜２６を
その開位置と閉位置との間で作動させるために、下側ブ
ロック１６及びガスケット構造３６の中に符号２４で示
される入口駆動ガス通路が設けられている。この通路２
４は、空気作動ガス用マニフォールドを介して図示され
ないソレノイド作動式空気駆動弁に連通している。
【００４９】本発明による装置は製造及び動作が簡単で
あるにも拘らず、弁の内部容積という意味でデッドスペ
ースが非常に小さく、ガスクロマトグラフィに有利であ
る。そして、非常に長期間の動作サイクルに於てかつ広
い温度範囲に亘って高精度で動作させることができる。
あるにも拘らず、弁の内部容積という意味でデッドスペ
ースが非常に小さく、ガスクロマトグラフィに有利であ
る。そして、非常に長期間の動作サイクルに於てかつ広
い温度範囲に亘って高精度で動作させることができる。
【００５０】上述したように、特に図６に於て、本発明
による装置は、出口ポート３２に関連するドーム状の膜
部分４４を、正圧の駆動ガスによって他のドーム状膜部
分４６を出口ポート３４に対して閉位置に保持したま
ま、駆動ポート２４に加えられる負圧を用いて開位置に
保持するように作動させ得るので有利なことが分かる。
ここで、出口ポート３２に取付けられたポンプによっ
て、一端が入口ポート２８に取付けられかつ他端が図６
に類似する別の弁構造の同等のポートに接続された試料
管路内に、負圧の下でガス試料を吸い込むことができ
る。
による装置は、出口ポート３２に関連するドーム状の膜
部分４４を、正圧の駆動ガスによって他のドーム状膜部
分４６を出口ポート３４に対して閉位置に保持したま
ま、駆動ポート２４に加えられる負圧を用いて開位置に
保持するように作動させ得るので有利なことが分かる。
ここで、出口ポート３２に取付けられたポンプによっ
て、一端が入口ポート２８に取付けられかつ他端が図６
に類似する別の弁構造の同等のポートに接続された試料
管路内に、負圧の下でガス試料を吸い込むことができ
る。
【００５１】次に、先に負圧であった前記駆動ポートに
加圧された駆動ガスを供給して、出口ポート３４に関連
するドーム状の膜４６を開くように駆動ポート２４に負
圧を作用させつつ、出口ポート３２に対してドーム状の
膜４４を閉じることができる。このようにして、試料管
路内の試料が分析のために「切換」られてキャリアガス
の流れの中に送られる。
加圧された駆動ガスを供給して、出口ポート３４に関連
するドーム状の膜４６を開くように駆動ポート２４に負
圧を作用させつつ、出口ポート３２に対してドーム状の
膜４４を閉じることができる。このようにして、試料管
路内の試料が分析のために「切換」られてキャリアガス
の流れの中に送られる。
【００５２】ここで必要なことは、、前記弁の関連する
分析部分の中にガスの流れを通過させるポンプが発生す
る負圧より駆動ポート２４に加えられる負圧が確実に低
い値であるようにし、そのドーム状膜が開位置に維持さ
れるようにすることだけである。このような負圧下の動
作によって、ガスクロマトグラフィの分析過程で使用す
るのに十分な試料のガス流が得られる。
分析部分の中にガスの流れを通過させるポンプが発生す
る負圧より駆動ポート２４に加えられる負圧が確実に低
い値であるようにし、そのドーム状膜が開位置に維持さ
れるようにすることだけである。このような負圧下の動
作によって、ガスクロマトグラフィの分析過程で使用す
るのに十分な試料のガス流が得られる。
【００５３】以上本発明を特定の好適な実施例について
詳細に説明したが、本発明は、上述した実施例に限定さ
れるものではない。即ち、本発明はその技術的範囲内に
於て様々な変形・変更を加えて実施することができる。
詳細に説明したが、本発明は、上述した実施例に限定さ
れるものではない。即ち、本発明はその技術的範囲内に
於て様々な変形・変更を加えて実施することができる。
【図１】本発明の好適実施例による弁構造を、説明のた
めに弁室の深さを拡大して概略的に示す断面図である。
めに弁室の深さを拡大して概略的に示す断面図である。
【図２】弁の動作と共に膜の成形過程を示す図１と同様
の断面図である。
の断面図である。
【図３】図２とは別の膜成形過程及び弁の動作を示す図
２に類似の断面図である。
２に類似の断面図である。
【図４】図２及び図３とは別の膜成形過程及び弁の動作
を示す図２と類似の断面図である。
を示す図２と類似の断面図である。
【図５】単一の金属ブロックに設けられた本発明による
一対の弁を概略的に示す分解斜視図である。
一対の弁を概略的に示す分解斜視図である。
【図６】分析ポートブロックを組合わせた本発明の実施
例による一対の連結された弁構造を概略的に示す断面図
である。
例による一対の連結された弁構造を概略的に示す断面図
である。
１０ 弁室 １２ ステンレス鋼製ブロック １４ 下面 １６ 銅製ブロック １８ 円形リム ２０ 出口ポート ２２ 入口ポート ２４ 駆動ガス入口通路 ２６ 膜 ３０ 分析ポートブロック ３２、３４ 出口 ３６ 銅製ガスケット構造 ３８ 弾性パッド ４４、４６ 膜部分
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 リチャード・シー・レベソン カナダ国エム２エム ２ピー８・オンタリ オ州・ウィローデイル・ニュートンドライ ブ 288 (72)発明者 ポール・シー・ピー・トムソン カナダ国エム９ピー ２エス３・オンタリ オ州・ウエストン・スカーレットロード 530・アパートメント 808 (72)発明者 ドナルド・エス・エヌ・ブレイ カナダ国エム４イー ２エイチ９・オンタ リオ州・トロント・ウッドバインアベニュ ー 581
Claims (27)
- 【請求項１】 化学的に不活性な分析側部分と駆動側
部分とに、該分析側部分内を流れる流体に接触する不活
性な金属面を有する軟かい弾力的に動作する膜によって
分割される弁室と、 前記分析部分の上限を郭定する十分に研磨された金属か
らなる上面と、前記弁室を囲繞しかつ前記弁室の駆動側
部分の周辺部を郭定するサイドリムと、 前記弁室の前記分析側部分に連通する少なくとも１個の
入口ポート及び少なくとも１個の出口ポートと、 前記弁室の前記駆動側部分に連通する駆動流体ポートと
を備え、 前記膜が、前記分析側部分の上限を郭定する前記上面と
前記サイドリムの上縁部との間に緊密に係合するように
挟装された金属箔からなり、 前記膜と係合する前記リムの上面が、前記弁室の前記分
析側部分の前記上面の表面積と比較して小さな表面積を
有し、かつ少なくとも前記リムの上部膜係合部分が、前
記膜の材料より軟かく前記弁室の前記分析側部分の前記
上面の材料より軟かい材料で形成され、それによって前
記膜が所定位置に挟装されると前記リムの上面が変形す
るようになっていることを特徴とする流体の流量制御
弁。 - 【請求項２】 前記金属膜が不活性な金属で形成され
ていることを特徴とする請求項１に記載の流量制御弁。 - 【請求項３】 前記金属膜が、引張強さの大きい金属
箔で形成されていることを特徴とする請求項２に記載の
流体流量制御弁。 - 【請求項４】 前記金属膜に貴金属の被膜が設けられ
ていることを特徴とする請求項３に記載の流量制御弁。 - 【請求項５】 前記分析側部分の前記上壁がステンレ
ス鋼で形成され、かつ前記リムの前記上部膜係合部分が
真鍮または銅で形成されていることを特徴とする請求項
３に記載の流量制御弁。 - 【請求項６】 前記分析側部分の前記上壁が不活性な
金属を被覆した金属で形成されていることを特徴とする
請求項３に記載の流量制御弁。 - 【請求項７】 前記分析側部分の前記上壁が不活性な
金属を被覆したプラスチック材料で形成されていること
を特徴とする請求項３に記載の流量制御弁。 - 【請求項８】 前記分析側部分の前記上壁が不活性な
金属を被覆したセラミック材料で形成されていることを
特徴とする請求項３に記載の流量制御弁。 - 【請求項９】 前記膜がコバルト−クロム−ニッケル
合金の箔で形成されていることを特徴とする請求項４に
記載の流量制御弁。 - 【請求項１０】 前記膜に貴金属の被膜が設けられて
いることを特徴とする請求項９に記載の流量制御弁。 - 【請求項１１】 前記上壁がステンレス鋼で形成さ
れ、かつ前記リムの前記上部膜係合部分がプラスチック
樹脂で形成されていることを特徴とする請求項４に記載
の流量制御弁。 - 【請求項１２】 前記上壁が金属被覆プラスチック樹
脂で形成され、かつ前記リムの前記上部膜係合部分がプ
ラスチック樹脂で形成されていることを特徴とする請求
項３に記載の流量制御弁。 - 【請求項１３】 前記上壁が金属被覆セラミック材料
で形成され、かつ前記リムの前記上部膜係合部分がプラ
スチック樹脂で形成されていることを特徴とする請求項
３に記載の流量制御弁。 - 【請求項１４】 前記弁室が平面視したときにその直
径が約５〜８mmの概ね円形をなし、前記リムの前記膜係
合面の横幅が約０．２〜０．５mmであり、かつ前記リム
の高さが０．１〜０．２mmであることを特徴とする請求
項３に記載の流量制御弁。 - 【請求項１５】 前記金属膜の前記ポートシール動作
部分が、その開位置に於て前記弁室の底部に実質的に適
合するように概ね接するようなドーム形状をなすことを
特徴とする請求項１に記載の流量制御弁。 - 【請求項１６】 前記金属膜が前記弁室内で、その前
記弁室の上壁と前記リムとの間に挟装された平坦な形状
から、前記弁室のドーム形状に実質的に適合するように
変形させることによってドーム形状に現場で形成される
ことを特徴とする請求項１５に記載の流量制御弁。 - 【請求項１７】 前記膜の現場成形が、前記入口及び
／または出口ポートを介して流体圧力を作用させること
によって行われることを特徴とする請求項１１に記載の
流量制御弁。 - 【請求項１８】 前記分析入口ポートを前記駆動流体
入口通路から横方向に変位されたことを特徴とする請求
項１５に記載の流量制御弁。 - 【請求項１９】 前記真鍮または銅製のリムが、前記
駆動側部分及びリムを形成するように固体の真鍮または
銅の塊に適当な深さの凹所をエッチングまたは機械加工
することにより形成されることを特徴とする請求項５に
記載の流量制御弁。 - 【請求項２０】 前記駆動側部分がステンレス鋼で形
成され、かつその前記リムがそれに固着された環状の真
鍮または銅で形成されていることを特徴とする請求項１
４に記載の流量制御弁。 - 【請求項２１】 前記リムが、前記駆動側部分のステ
ンレス鋼からなる前記上面に被着された真鍮または銅の
箔の中央部分をエッチングにより削除して形成されるよ
うになっていることを特徴とする請求項２０に記載の流
量制御弁。 - 【請求項２２】 前記リムが、前記駆動側部分のステ
ンレス鋼からなる前記上面に設けられた円形凹所に着座
して上方へ突出する真鍮または銅製のリングで形成され
ることを特徴とする請求項２０に記載の流量制御弁。 - 【請求項２３】 前記リムが、前記膜と一体をなして
下向きに延出する円形周辺部からなることを特徴とする
請求項１４に記載の流量制御弁。 - 【請求項２４】 前記膜が、銅または真鍮をメッキし
かつその下面をエッチングして一体的な前記リムが形成
されるようにしたコバルト−クロム−ニッケル合金の箔
で形成されていることを特徴とする請求項２３に記載の
流量制御弁。 - 【請求項２５】 金属箔からなる膜の形態をなす作動
部材と、上壁、底壁及び周辺リムによって郭定される弁
室と、前記上壁を介して前記弁室内に通じるガス入力ポ
ート及びガス出力ポートとを有する流量制御弁の製造方
法であって、 前記リムの上端と前記上壁との間に密封するように係合
させて前記膜の周辺部を狭装する過程と、 前記膜の前記密封状態を維持しつつ、前記上壁のポート
を介してガス圧力を作用させて前記膜を前記弁室の形状
に実質的に適合するドーム形状に変形させる過程と、 前記ガス圧力を解放する過程とからなることを特徴とす
る流量制御弁の製造方法。 - 【請求項２６】 前記弁室が平面視すると概ね円形を
なすことを特徴とする請求項２５に記載の流量制御弁の
製造方法。 - 【請求項２７】 ガスを作用させる前記入口ポートが
前記底壁の円滑な連続部分と反対側に配置されているこ
とを特徴とする請求項２５に記載の流量制御弁の製造方
法。
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