JPH075932A - 流体圧力調整用弁組立体 - Google Patents

流体圧力調整用弁組立体

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JPH075932A
JPH075932A JP3130870A JP13087091A JPH075932A JP H075932 A JPH075932 A JP H075932A JP 3130870 A JP3130870 A JP 3130870A JP 13087091 A JP13087091 A JP 13087091A JP H075932 A JPH075932 A JP H075932A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 流体圧力調整器の組立中に圧力調整用の弁の
部品に通常もたらされるゆがみやひずみをなくすことに
よって静圧クリープの生じない流体圧力調整用弁組立体
を提供することである。 【構成】 浮動弁座を用いて弁座にひずみやゆがみを伝
えないで弁ハウジングを流体圧力調整器の中に普通に取
付けできるようにしてある。これによって通常は弁座の
微小ゆがみに帰因する静圧クリープが避けられる。浮動
弁座を弁ハウジングなしに流体圧力調整器の中に直接に
取付けるものも提供されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般的には流体圧力調
整器に関するものであり、さらに詳しくいえば、静圧ク
リープに対して抵抗を有する流体圧力調整用の弁に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】流体取扱い装置が普通は、該装置内の流
体圧力を調整する装置を備えている。流体は、流体取扱
い装置の出力ポートにおいて望まれるより通常は高い所
定の圧力で供給される。圧力調整器の機能は、流体圧力
を所望のレベルに下げること、及び下流の流量需要又は
供給圧力の変動に関係なく流体圧力を所望のレベルに維
持することである。
【０００３】普通の単段調整器には環状座とばねで片寄
せられた球、円錐又は他の閉止要素を有する可変オリフ
イス弁が出口にある流体供給入口室がある。閉止要素の
弁座への接近は弁の下流でダイヤフラムに接続された弁
棒によって制御される。流体が弁を通過するときの流体
の圧力降下は、弁閉止要素の弁座への接近度によって決
められる弁オリフイスの大きさによって変る。
【０００４】入口室と弁から下流にダイヤフラム室があ
り、ダイヤフラム室の一方の壁は、ダイヤフラムをダイ
ヤフラム室の方へ片寄せるねじ調節式ばねによって調節
自在に制御されるこわさを有するダイヤフラムからなっ
ている。ダイヤフラム室からの出口は圧力調整器の供給
出口である。
【０００５】ダイヤフラムばねの調節をどのように設定
しても、ダイヤフラムはある一つの位置をとる。加圧さ
れた流体が弁を介してダイヤフラム室に入れられると、
流体は、ばねによって加えられる力と逆方向の力をダイ
ヤフラムに加える。結果として生ずるダイヤフラムの変
位は、弁棒が引っ込み、その結果弁閉止要素が弁座に近
づく結果として弁オリフイスの大きさを小さくする。こ
れは、弁を通る圧力降下を大きくし、そのことがダイヤ
フラムを前進させ、それによって弁をさらに開く。これ
らのつり合せ力は、ばねの調節が変えられないままでい
る限り、定常流れの間に得る平衡を迅速に確立する。
【０００６】ほとんどの製作動作において、運転停止の
期間があって、その期間中には供給ラインの流体の流れ
は中断される。そのようなときには、過剰な流体圧力を
供給ラインにもたらす可能性のあるクリープが調整器に
生ずる可能性がある。
【０００７】流体圧力調整器のクリープは、通常は、弁
座もしくは閉止要素又はたまには、汚れたもしくは腐食
した弁座もしくは閉止要素がゆがんだために弁閉止要素
が弁座に対して正しく閉じ損うことに帰因している。
【０００８】弁座のゆがみは、通常は、流体圧力調整器
の組立中に、弁座を弁ハウジング内にろう付けするこ
と、弁ハウジングを流体圧力調整器本体の中へ回し入れ
ること、又はこれら及びその他のひずみを生じさせる行
動の組合せによって導入される熱的又は機械的ひずみに
帰因している。金属対金属の接触で締めつけられ、みぞ
とＯリングによってハウジングに対して密封された弁座
さえ機械的にひき起されるゆがみを生じやすい。
【０００９】ラップ仕上げ、ねじの切り直し及びその他
の超仕上げ技術が普通には組立ゆがみを防止するのに用
いられる。これらの努力にもかかわらず、流体圧力調整
器のかなりの割合をそのようなゆがみのために再加工し
なければならず、中にはスクラップにしなければならな
いものがある。
【００１０】流体圧力調整器の製作における再加工及び
スクラップ化の費用に加えて、流体圧力調整器が静圧ク
リープを受ける場合、それは精密な流体で作動する装置
に損傷を生ずる可能性がある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】前述のことは現在の流
体圧力調整弁に存在すると分かっている限界を例示して
いる。したがって、上述の限界の一つ以上を克服するこ
とを目的とした代替品を提供することが都合がよいだろ
うことは明らかである。したがって、以下にさらに完全
に明示される特徴を含む適当な代替品を提供する。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の一つの面におい
て、これは第１及び第２の端と中央軸方向穴とを持った
弁ハウジングと、中央軸方向穴を持った弁座と、弁座を
浮動関係に弁ハウジングの第２の端と共軸でかつ第２の
端に隣接して位置決めする機構とを備えた流体圧力調整
器用弁組立体を提供することによって達成される。
【００１３】
【実施例】前述及びその他の面は、添付図面と関連して
考えるとき本発明の以下の詳細な説明から明らかになる
であろう。
【００１４】図１は、構成の詳細を見せるために切断さ
れた代表的単段流体圧力調整器を示している。流体圧力
調整器の外板は、弁組立体と流体流路を収容する調整器
本体１０と、ねじ調節式ダイヤフラムばね３５とダイヤ
フラム３０を収容する蓋５で構成されている。
【００１５】高圧供給流体は、入口室１２へ流体供給接
続部を通して導入され、供給流体はダイヤフラム室１４
から供給出口継手を通って供給ラインへ出ていく。入口
室１２とダイヤフラム室１４との間には弁座２８の入っ
ている弁ハウジング２０がある。弁座２８に押付けてバ
イアスばね２６によって保持されている閉止要素２５
は、弁座の中のオリフイスを制御する。弁棒３１は、ダ
イヤフラム３０に取付けられ、弁ハウジング２０と弁座
２８の中心にある穴を通って突き出て閉止要素２５に接
触する。したがって、ダイヤフラム３０の動きは、弁棒
３０を介して閉止要素２５に伝えれる。弁ハウジング２
０は、普通は、調整器本体１０の中にねじ止めされてい
る。たわみシール２３がハウジング２０のフランジと調
整器本体１０の間に締め付けられる。
【００１６】本発明の弁構成は、第２図に示されてい
る。すべての他の点においては、図１及び図２の流体圧
力調整器は同一である。本発明の弁ハウジング２０は、
機能的には図１のものと同様である。しかし、この場合
には、弁ハウジング２０は、例示されているように図１
の場合より大きく一般により重い構成のものである。
【００１７】ここではまた、弁座５０も図１における弁
座２８よりかなり大きい。これは、弁座のこわさを大き
くするとともに、流体圧力調整器の組立中にゆがみを受
けにくくする。なお、弁座５０は、弁ハウジング２０の
穴の中に圧力ばめされている保持スリーブ５２によって
弁ハウジング２０の中に保持されている。図１の弁座２
８は、弁ハウジング２０の穴の中にろう付けされるか又
は圧力ばめされている。図２における保持スリーブ５２
を用いることによって、弁座５０は、それの外表面とハ
ウジング穴６１の内表面との間に微小隙間を作ることが
できる。ゴム、プラスチック又は何らかの他の弾性材料
で作ることのできるたわみシール５１が弁座５０とハウ
ジング穴６１との間の隙間によって必要とされるシール
を行う。したがって、保持スリーブ５２と弁座５０とハ
ウジング穴６１の間の微小隙間と、たわみシール５１と
の組合わせは、弁ハウジング２０から機械的に隔離さ
れ、したがって他の場合に組立て中にハウジング２０か
ら弁座５０へ伝えられる可能性のあるゆがみやひずみを
受けない浮動弁座５０ができる。
【００１８】図１に示した弁構成は、本発明の弁構成ほ
ど強くない弁座２８を備えている。なお、それは、通
常、弁ハウジング２０の穴の中にろう付けされている。
弁座２８をハウジング２０ヘ取付ける他の方法を用いる
こともできる。どんな方法を用いても、はめ合いは液密
でなければならないので、剛性的でなければならない。
この剛性の結果として、流体圧力調整器に組立て中に弁
ハウジング２０に導入されるどんなゆがみやひずみも弁
座２８に直接に伝えられることになる。これは静圧を受
けている状態で流体圧力調節器の圧力クリープをもたら
す可能性がある微小ゆがみを弁座２８に生ずる可能性が
ある。
【００１９】図３は、第１のハウジング端４０、第２の
ハウジング端６０、フランジ２１、Ｏリング溝４１、ハ
ウジング穴６１、及び中心軸方向穴６５を持った弁ハウ
ジング２０を備えている弁組立体１００の拡大図であ
る。ハウジング穴６１の中に滑りばめされている弁座５
０は、ハウジング穴６１の中に押込まれている保持スリ
ーブ５２によって穴の中に保持されている。たわみシー
ル５１は、シール溝５８の中に位置決めされ、弁座５０
とハウジング２０との間にハウジング穴５１と中心軸方
向穴６５の異なる直径によってハウジング内に作られる
内部環状棚５５のところで挟まれている。
【００２０】図４は、浮動弁座５０が調整器本体１０の
流体流路の中に直接滑りばめで付けられており、圧力ば
めされた保持リング５２によって保持されている本発明
の別の実施例を示している。この場合には、環状棚７５
は、流体流路と共軸でその流体流路より大きい穴の継目
によって形成されている。環状溝７８はたわみシール５
１を収容するように環状棚７５の中に形成されている。
この実施例においては、ねじ付プラグも設けられる。こ
れはシール５１、弁座５０、保持器５２、閉止要素２５
及びバイアスばね２６を取付けできるようにするために
必要である。すべての他の特徴は、機能的には、好まし
い実施例のものと同様である。
【００２１】もう一つの実施例が図５に例示されてい
る。ここでは、浮動弁座８８は、調整器本体１０の穴９
０の中にあり、流体を通す横穴８３を持ったスペーサ管
８２によって所定の位置に保持されている。スペーサ管
８２は、やはりばね２６と閉止要素２５を支えるアクセ
スブラグ９０によって所定の位置に保持される。シール
５１は、スペーサ管８２とシール５１の間に浮動関係に
締め付けられている弁座８８の肩９５に取付けられる。
他のすべての点においては、この流体圧力調整器は標準
の圧力調整器と同様である。
【００２２】
【発明の効果】本発明のハウジングは、従来のものより
重い壁と重いフランジを付けて設計されたので、図１例
示されたハウジングで可能なより少ないゆがみでより高
い応力に耐えることができる。したがって、本発明はシ
ール５１に押し付けて浮動する機械的に結合のゆるめら
れた弁座５０を提供するほかに、より強いハウジングを
提供する。結果として、流体圧力調整器に組立てること
によって導入されるハウジングの歪みとゆがみは、弁座
に伝えられない。したがって静圧状態のもとで圧力調整
器クリープの最も普通の原因が除かれた。
【００２３】本発明を既存の圧力調整器に改造によって
組入れることを可能にする好ましい実施例に関して本発
明を説明した。浮動弁座が好ましい実施例の弁ハウジン
グについて適用されたと同じ滑りばめ、たわみシール、
及び保持スリーブを調整器本体１０に直接に組込まれて
いる代替の実施例も説明した。滑りばめ、スペーサ管、
及びたわみシールも示されている。他の変形も特許請求
の範囲の範囲内において実施できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来技術の標準単段流体圧力調整器の部分断
面略図である。
【図２】 本発明の好ましい実施例を組込んでいる流体
圧力調整器の部分略断面図である。
【図３】 本発明の弁組立体の拡大断面図である。
【図４】 本発明の別の実施例を組込んだ流体圧力調整
器の部分略断面図である。
【図５】 本発明のなおもう一つの別の実施例の図であ
る。
【符号の説明】
２０ 弁ハウジング ２５ 弁閉止要素 ２６ バイアスばね ３０ ダイヤフラム ３１ 弁棒 ５０ 弁座
フロントページの続き (72)発明者 ステフェン・ディー・エイブル アメリカ合衆国オハイオ州43506、ブライ アン、オーチャード・ヒルズ・ドライブ 10690

Claims (25)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１及び第２の端ならびに中央軸方向穴
    を有する弁ハウジングと、 中心軸方向穴を有する弁座と、 前記弁ハウジングの前記第２の端と共軸で前記第２の端
    に隣接して浮動関係に前記弁座を位置決めする手段とを
    備えた流体圧力調整器用弁組立体。
  2. 【請求項２】 前記弁ハウジングを前記流体圧力調整器
    の流体流路の中に位置決めする手段をさらに備えた請求
    項１に記載の弁組立体。
  3. 【請求項３】 前記弁ハウジングを前記流体圧力調整器
    の流体流路の中に位置決めする前記手段が前記弁ハウジ
    ングの外側にあるねじと前記流体流路の内側にあって前
    記弁ハウジングの前記流路に対する相対位置を固定する
    ように係合するねじを備えている請求項２に記載の弁組
    立体。
  4. 【請求項４】 第１及び第２の端と中心軸方向穴とを有
    する弁ハウジングと、中心軸方向穴を有する弁座と、 前記弁座を前記弁ハウジングの前記第２の端と共軸に浮
    動関係に位置決めする手段と、 前記浮動弁座に隣接して位置決めされた弁閉止要素と、 前記弁閉止要素を前記浮動弁座の方へ片寄せる手段と、 供給出口内の流体圧力の変化に応ずるもので、前記弁組
    立体を通る圧力降下を前記圧力の変化に応じて変えるた
    めに前記弁閉止要素を動かす手段とを備えた流体圧力調
    整器用弁組立体。
  5. 【請求項５】 前記弁ハウジングを前記流体圧力調整器
    の流体流路内に位置決めする手段をさらに備えた請求項
    ４に記載の弁組立体。
  6. 【請求項６】 前記弁ハウジングが前記第１の端に半径
    方向に外側に伸びるフランジを有する請求項４に記載の
    弁組立体。
  7. 【請求項７】 前記弁ハウジングが前記第１の端に半径
    方向に外側に伸びるフランジを有する請求項５に記載の
    弁組立体。
  8. 【請求項８】 円周方向シールが前記半径方向フランジ
    と前記流体圧力調整器の本体との間に締め付けられてい
    る請求項６に記載の弁組立体。
  9. 【請求項９】 円周方向シールが前記半径方向フランジ
    と前記流体圧力調整器の本体との間に締め付けられてい
    る請求項７に記載の弁組立体。
  10. 【請求項１０】 前記弁ハウジングを位置決めする前記
    手段が前記弁ハウジングの外側にあるねじと前記流体圧
    力調整器本体の前記流体流路の内側にあって前記ハウジ
    ングの外側にねじ結合可能に係合するねじとを備えてい
    る請求項５に記載の弁組立体。
  11. 【請求項１１】 前記弁ハウジングを位置決めする前記
    手段が前記弁ハウジングの外側にあるねじと前記流体圧
    力調整器本体の前記流体流路の内側にあって前記ハウジ
    ングの外側にねじ結合可能に係合するねじとを備えてい
    る請求項７に記載の弁組立体。
  12. 【請求項１２】 前記弁ハウジングを位置決めする前記
    手段が前記弁ハウジングの外側にあるねじと前記流体圧
    力調整器本体の前記流体流路の内側にあって前記ハウジ
    ングの外側にねじ結合可能に係合するねじとを備えてい
    る請求項９に記載の弁組立体。
  13. 【請求項１３】 前記弁座を位置決めする前記手段が前
    記弁ハウジングの第２の端にあって前記ハウジングの前
    記中心軸方向穴より大きく前記弁座を中に滑りばめする
    のに十分な隙間を与える軸方向穴と、 前記弁座の軸方向面と前記弁ハウジング内にあり前記弁
    ハウジングの第２の端の中の前記軸方向穴と前記ハウジ
    ングの前記中心軸方向穴との間のつなぎ目によって形成
    された棚との間に挿入された環状弾性シールと、 前記弁座を環状弾性シール及び前記弁ハウジング軸方向
    穴とに浮動接触する状態に保持する手段を備えている請
    求項４に記載の弁組立体。
  14. 【請求項１４】 前記弁座を位置決めする前記手段が前
    記弁ハウジングの第２の端にあって前記ハウジングの前
    記中心軸方向穴より大きく前記弁座を中に滑りばめする
    のに十分な隙間を与える軸方向穴と、 前記弁座の軸方向面と前記弁ハウジング内にあり前記弁
    ハウジングの第２の端の中の前記軸方向穴と前記ハウジ
    ングの前記中心軸方向穴との間のつなぎ目によって形成
    された棚との間に挿入された環状弾性シールと、 前記弁座を環状弾性シール及び前記弁ハウジング軸方向
    穴とに浮動接触する状態に保持する手段を備えている請
    求項６に記載の弁組立体。
  15. 【請求項１５】 前記弁座を位置決めする前記手段が前
    記弁ハウジングの第２の端にあって前記ハウジングの前
    記中心軸方向穴より大きく前記弁座を中に滑りばめする
    のに十分な隙間を与える軸方向穴と、 前記弁座の軸方向面と前記弁ハウジング内にあり前記弁
    ハウジングの第２の端の中の前記軸方向穴と前記ハウジ
    ングの前記中心軸方向穴との間のつなぎ目によって形成
    された棚との間に挿入された環状弾性シ−ルと、 前記弁座を環状弾性シール及び前記弁ハウジング軸方向
    穴とに浮動接触する状態に保持する手段を備えている請
    求項８に記載の弁組立体。
  16. 【請求項１６】 前記弁座を保持する前記手段が前記弁
    座の軸方向面に突き合わせ接合し、かつ前記弁ハウジン
    グの第２の端の軸方向穴の中に圧力ばめされる環状リン
    グを備えている請求項１３に記載の弁組立体。
  17. 【請求項１７】 前記弁座を保持する前記手段が前記弁
    座の軸方向面に突き合わせ接合し、かつ前記弁ハウジン
    グの第２の端の軸方向穴の中に圧力ばめされる環状リン
    グを備えている請求項１４に記載の弁組立体。
  18. 【請求項１８】前記弁座を保持する前記手段が前記弁座
    の軸方向面に突き合わせ接合し、かつ前記弁ハウジング
    の第２の端の軸方向穴の中に圧力ばめされる環状リング
    を備えている請求項１５に記載の弁組立体。
  19. 【請求項１９】 前記弁閉止要素を前記浮動弁座の方へ
    片寄せる前記手段がコイルばねを備えている請求項４に
    記載の弁組立体。
  20. 【請求項２０】 前記弁閉止要素を前記浮動弁座の方へ
    片寄せる前記手段がコイルばねを備えている請求項６に
    記載の弁組立体。
  21. 【請求項２１】 前記弁閉止要素を前記浮動弁座の方へ
    片寄せる前記手段がコイルばねを備えている請求項８に
    記載の弁組立体。
  22. 【請求項２２】 供給出口内の流体圧力の変化に応ずる
    前記手段が前記弁ハウジングの中心軸方向穴と前記弁座
    の軸方向穴を通って突き出て、前記弁閉止要素に接触し
    てそれを制御する弁棒に連結されたたわみダヤフラムを
    備えている請求項４に記載の弁組立体。
  23. 【請求項２３】 供給出口内の流体圧力の変化に応ずる
    前記手段が前記弁ハウジングの中心軸方向穴と前記弁座
    の軸方向穴を通って突き出て、前記弁閉止要素に接触し
    てそれを制御する弁棒に連結されたたわみダイヤフラム
    を備えている請求項６に記載の弁組立体。
  24. 【請求項２４】 供給出口内の流体圧力の変化に応ずる
    前記手段が前記弁ハウジングの中心軸方向穴と前記弁座
    の軸方向穴を通って突き出て、前記弁閉止要素に接触し
    てそれを制御する弁棒に連結されたたわみダイヤフラム
    を備えている請求項８に記載の弁組立体。
  25. 【請求項２５】 流体圧力調整器用弁組立体であって、
    該弁組立体が調整器本体と、 中心軸方向穴を有する弁座と、 前記弁座を前記調整器本体の流体流路と浮動封止関係
    に、かつ流体流路と共軸に位置決めする手段と、 前記浮動弁座に隣接して位置決めされた弁閉止要素と、 前記弁閉止要素を前記弁座の方へ片寄せる手段と、 前記弁組立体を通る圧力降下を流体圧力の変化に応じて
    変えるために前記弁閉止要素を前記弁座に対して動かす
    手段とを備えた流体圧力調整器用弁組立体。
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