JPH08303617A - 弁 - Google Patents

弁

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JPH08303617A
JPH08303617A JP8114517A JP11451796A JPH08303617A JP H08303617 A JPH08303617 A JP H08303617A JP 8114517 A JP8114517 A JP 8114517A JP 11451796 A JP11451796 A JP 11451796A JP H08303617 A JPH08303617 A JP H08303617A
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JP
Japan
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valve
diaphragm
valve according
hollow
packing
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Application number
JP8114517A
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English (en)
Inventor
Heinz M Nagel
エム ネーゲル ハインツ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Arca Regler GmbH
Original Assignee
Arca Regler GmbH
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K41/00—Spindle sealings
    • F16K41/10—Spindle sealings with diaphragm, e.g. shaped as bellows or tube
    • F16K41/12—Spindle sealings with diaphragm, e.g. shaped as bellows or tube with approximately flat diaphragm
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/5762—With leakage or drip collecting
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/8158—With indicator, register, recorder, alarm or inspection means
    • Y10T137/8359—Inspection means

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Details Of Valves (AREA)
  • Fluid-Driven Valves (AREA)
  • Electrically Driven Valve-Operating Means (AREA)
  • Temperature-Responsive Valves (AREA)
  • Magnetically Actuated Valves (AREA)
  • Indication Of The Valve Opening Or Closing Status (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 極めて高い圧力にも大きな信頼性を持って耐
えるようにする。 【解決手段】 弁箱2 を貫通する貫流管路3 、貫流管
路3 の中の弁座5 、弁座5 に相対的に移動できる閉鎖素
子13を備え、ダイアフラム28が外側で弁箱2 に、また内
側で閉鎖素子13に固定されており、ダイアフラム28の貫
流管路3 と反対側にパッキン24が配置されており、この
パッキン24がダイアフラム28とともに閉鎖した支持中空
部29を包囲しており、この支持中空部29が圧縮できず変
形可能な支持媒体で満たされており、しかも閉鎖素子13
が、ダイアフラム28の貫流管路3 と反対側で、支持中空
部29の体積が閉鎖素子13の運動の際にほぼ一定のままで
あるような形態を有している。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、弁箱を通過する
貫流管路と、貫流管路の中に設けられた弁座と、弁座に
対して相対的に移動できる閉鎖素子とを備えた弁に関す
る。詳しくは、ダイアフラムが外側では弁箱に、内側で
は閉鎖素子に固定されており、特にプロセス工業、例え
ば化学・生化学・石油化学の分野で用いられる弁に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】これらの分野においては、このようなバ
ルブにより無菌状態を得ることに特別な価値がある。バ
ルブの部品、例えば、弁棒が弁箱から突出し、この部分
をスライドパッキンによって密閉しなければならないと
き、問題になる。
【０００３】従来、公知の弁として、弁箱と、弁箱を貫
通する貫流管路とを備えたものがある。この場合、貫流
管路の中に弁座が配置されている。弁座に対し相対的に
移動自在に設けられた閉鎖素子（大部分は弁球と、これ
に連結する弁棒とからなる）が弁座とともに働き、弁を
通る流量を制御する（スイス、ムテンツのRohr Armatur
en（株）“STERIPAC" 弁を参照）。箱側の密閉のため
に、リング状のダイアフラムが設けられており、これは
それぞれ密閉して外側では弁箱に、また内側では閉鎖素
子に挟み込まれている。この密閉のために弁の貫流管路
は簡単な方法で無菌化することができ、また弁の作動中
も無菌のままである。これは外側から、すなわち弁棒の
箱出口を通って、無菌状態を妨げる物質が貫流管路の中
へ侵入できないためである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の弁が高い圧
力において用いられる場合、ダイアフラムには対応する
大きい差圧が働くため、ダイアフラムは高い負荷を受け
る。ダイアフラムの貫流管路と反対側にある空間は外向
きに開いているため、漏れのある場合は気づくことがで
きる。しかし弁の安全な作動のためには、これでは充分
ではない。
【０００５】この発明の根底となる課題は、極めて高い
圧力にも大きな信頼性を持って耐えるように、冒頭に述
べた種類の弁を構成することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明の弁は、ダイア
フラムの貫流管路と反対側の弁素子と、弁箱との間にパ
ッキンが配置されており、このパッキンがダイアフラム
とともに閉鎖した支持中空部を包囲しており、この中空
部が圧縮できない変形可能な支持媒体で満たされてお
り、しかも閉鎖素子がダイアフラムの貫流管路と反対側
において、弁素子の運動時に、支持中空部の体積が実質
状一定のままであるような形態をしている。
【０００７】したがってこの発明によれば、好ましくは
リング状ダイアフラムとして構成されたダイアフラム
が、好ましくは支持液として構成された支持媒体によ
り、背面すなわち貫流管路と反対側において、事実上全
面で支持される。この支持媒体が圧縮できないため、ダ
イアフラムは機械的に動かされるダイアフラムと異な
り、無視できるほど僅かな差圧しか受けない。油圧的に
支持されたダイアフラムは、自ら引張り負荷を受けるこ
となく、パッキンの役目を果たす。したがってダイアフ
ラムは保護される。この弁は、同種の弁よりもはるかに
高い圧力のもとで使用することができ、それにもかかわ
らずはるかに長い寿命を有している。
【０００８】パッキンは好ましくは軟パッキン、特に保
守不要のスライダーパッキン状の動的パッキンとして構
成されている。支持液としては特に貫流管路を流れるプ
ロセス液に無作用の液体が適しており、この液体は必要
あれば生理学的に問題のない潤滑剤を加えてある。ダイ
アフラムは種々なエラストマー、例えばシリコン、バイ
トン、ＰＴＦＥまたはＥＰＤＭからなるものとすること
ができる。
【０００９】この発明のさらなる特徴として考えられて
いるのは、閉鎖素子と弁箱の間の、パッキンの支持中空
部と反対側に、別のパッキンが設けられており、しかも
両パッキンが点検中空部を包囲していることである。こ
れはダイアフラムに隣接するパッキンの漏れ点検に用い
ることができる。
【００１０】閉鎖素子の運動の際に支持中空部の体積が
ほぼ一定になるために、閉鎖素子は支持中空部の領域に
おいて、好ましくはダイアフラムの方向に断面積が減少
する差動ピストンとして構成されることが望ましい。断
面積を減少させるために、差動ピストンに段を設ければ
よい。
【００１１】この発明の別の構成で考えられているの
は、ダイアフラムがその固定部の間で好ましくは固定部
に間隔を置いて、一つの中空部が内部に設けられている
ことである。この中空部はダイアフラムの曲げ特性変化
へと至り、その結果、固定部の近傍でのたわみは最小限
になる。さらに、直立した状態で取り付けられる場合に
腐蝕性媒体から構成された鋭い結晶が沈澱しても、早急
に磨耗することはない。この弁ははるかに長い寿命を有
している。
【００１２】特に好ましい構成として、中空部はこの発
明により漏れ表示に利用される。このために中空部は漏
れ表示装置と連結している。貫流管路側でのダイアフラ
ムの損傷の場合、プロセス液が中空部の中へ浸入し、こ
れは漏れ表示装置によって外部から気づくことができ
る。これに対応することがダイアフラムの支持中空部側
の損傷の場合にも生じるが、この場合は支持媒体が浸入
し、対応する表示に至る。
【００１３】漏れ表示装置は、中空部と連結する検査鏡
により構成することができる。また、その代わりに中空
部と空圧結合する圧力センサーを設けることもでき、こ
れを漏れ表示装置と連結させてもよい。その代わりに、
あるいはこれと組合せて、中空部と連結している湿気セ
ンサーを設けることもでき、この湿気センサーを漏れ表
示装置と連結させてもよい。
【００１４】中空部を形成するために、ダイアフラムを
間隔を置いて重なり合った２枚のダイアフラム形成盤か
ら製作することができる。また、いずれか一方のダイア
フラム形成盤の一つを内側が凹んだ形状にすることによ
り中空部を形成してもよい。好ましくは、より負荷の少
ない支持中空部側のダイアフラム形成盤に凹みを形成す
ればよい。ダイアフラム形成盤間に間隔をあけるため
に、中空部の変形量を制限する間隔支持体を設ければよ
い。代わりに、またはこれと組合せて、中空部に間隔保
持体を設けてもよい。
【００１５】中空部は唯一の中空部として構成すること
ができる。しかし互いに連結している管路からなってい
てもよく、これらの管路は例えば円周方向および／また
は星形に延びるものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】この発明の１実施形態を図面を参
照して詳細に説明する。
【００１７】図１はこの発明による弁の下部の垂直断面
図、図２は貫流管路側にダイアフラムの損傷をもつ場合
の図１の部分図、図３は支持中空部側にダイアフラムの
損傷をもつ場合の図１の部分図を示す。
【００１８】図１に示された弁(1) は、貫流管路(3) が
貫通する弁箱(2) を備えている。貫流管路(3) は、下方
に突出した垂直の吸入管(4) 、弁座(5) 、弁室(6) およ
びこれに水平に接続する排出管(7) から形成される。
【００１９】弁箱(2) は箱下部形成体(8) と箱上部形成
体(9) とに分けられている。箱下部形成体(8) と箱上部
形成体(9) は分離面(10)で重なっており、円周状に配分
されている複数の平小ねじ(11)を通じて互いに固定され
ている。箱上部形成体(9) に断面円柱状の案内部(12)が
形成されており、その中に閉鎖素子(13)が挿入されてい
る。
【００２０】閉鎖素子(13)は弁室(6) の下部に突出する
弁体(14)と、その上部に配置された差動ピストン(15)お
よび弁棒(16)を備えている。弁棒(16)は弁体(14)の中ま
で突出し、そこでねじ山(17)をつうじて弁体'14)にねじ
止めされ、弁体(14)が差動ピストン(15)に、また、この
作動ピストン(15)の後端部が作動ピストン(15)の上端部
に位置する弁棒(16)の段(18)に押し付けられる。弁棒(1
6)は箱頸部(19)を通り、そこで案内スリーブ(20)により
案内される。案内スリーブ(20)の外側に突出する末端
は、接続ねじ山(21)を備えており、このねじ山(21)を通
じて弁棒(16)は例えばダイアフラム駆動装置と連結する
ことができる。
【００２１】弁棒(16)はこの領域で弁わく(22)によって
囲まれており、弁わく(22)は基板(22a) の上に溶接され
ている。基板(22a) はみぞ付きナット(22b) によって箱
上部形成体(9) の上側に固定されている。不純物の侵入
に対して、蛇腹状連結具(23)は、箱頸部(19)から弁棒(1
6)がはみでることを防止している。
【００２２】案内部(12)の壁にはリングみぞが形成され
ており、リングみぞの中に断面方形状のスライドシール
リング(24)が入っている。スライドシールリング(24)は
差動ピストン(15)の外周部に接している。別のスライド
シールリング(25)は弁棒(16)の外側に接しており、箱頸
部(19)のリングみぞの中に配置されている。両スライド
シールリング(24)(25)は案内部(12)を包囲しており、案
内部(12)は外側が締め付けねじ(27)によって閉鎖されて
いる点検管路(26)に連結されている。締め付けねじ(27)
をはずした後、点検管路(26)を通じて、液体が案内部(1
2)の中へ浸入したか否かを検査することができる。
【００２３】弁室(6) は上側がダイアフラムリング(28)
によって閉鎖される。このリング(28)は内周部が弁体(1
4)と差動ピストン(15)との間に，また外周部が箱下部形
成体(8) と箱上部形成体(9) との間に、それぞれ気密に
固定されている。ダイアフラムリング(28)は柔軟であり
塑性があるため、これによって閉鎖素子(13)の垂直運動
はほとんど影響を受けない。
【００２４】ダイアフラムリング(28)と下部スライドシ
ールリング(24)は支持中空部(29)を包囲しており、支持
中空部(29)は圧縮できない支持液で完全に満たされてい
る。外側が締め付けねじ(31)によって閉鎖されている充
填管路(30)も、支持中空部(29)に所属している。支持液
は作動中に貫流管路(3) を通って流れるプロセス液体に
対するクッションを形成しており、ダイアフラムリング
(28)に膨らみができたり、またこのため高い引張り負荷
を受けるのを防いでいる。したがって弁(1) は高い作動
圧を用いるプロセスでも使用することができる。支持液
は無作用の物質からなっているのが好ましく、物理学的
に問題のない潤滑剤を含むことができる。これは下部ス
ライドシールリング(24)に長い寿命を与える。
【００２５】差動ピストン(15)に特別な形態を与えた結
果、支持中空部(29)の容積は、閉鎖素子(13)の垂直運動
時に一定のままである。支持中空部(29)の容積を一定に
するために、差動ピストン(15)は段(32)を有しており、
そして、その部分で差動ピストン(15)の断面積は、ダイ
アフラムリング(28)の方に向かって減少する。開放方向
への閉鎖素子(13)の運動、すなわち閉鎖素子(13)が上方
に運動する場合、差動ピストン(15)の支持中空部(29)の
中に突出する部分の体積は段(18)の上方で減少するた
め、支持中空部(29)の上部領域の体積が増大し、この増
大がダイアフラムリング(28)の上昇による支持中空部(2
9)の体積の減少に対応する。
【００２６】閉鎖素子(13)の閉鎖方向への運動、すなわ
ち閉鎖素子(13)が下方に運動する場合、差動ピストン(1
5)の上部が支持中空部(29)へ進行することによって支持
中空部(29)の上部領域の体積が減少し、この減少が、ダ
イアフラムリング(28)の下降による体積の拡大に対応す
る。
【００２７】ダイアフラムリング(28)は２個の部品、す
なわち重なり合い、互いに接着した２枚のダイアフラム
形成盤(33)(34)からなっており、これらの盤(33)(34)は
同じ内径と外径を有している。上方のダイアフラム形成
盤(33)は弁箱(2) と閉鎖素子(13)との間の領域で凹まさ
れており、リング状中空部(35)が形成されている。この
リング状中空部(35)が圧力負荷によって圧縮されないよ
うに、リング状中空部(35)の中には、間隔保持体（例え
ば参照番号(36)のもの）が配置されている。これは金属
素子または金属線条からなる。
【００２８】中空部(35)は図１では箱下部形成体(8) と
箱上部形成体(9) との間の固定部の中まで至っており、
そこで漏れ管路(37)と連結されている。この漏れ管路(3
7)は箱上部形成体(9) の上部の穴(38)に連通しており、
穴(38)には漏れねじ(39)がねじ込まれている。漏れ管路
(37)と連通した垂直管路(40)が漏れねじ(39)を貫通し、
垂直管路(40)上部で検査鏡（漏れ表示装置）(41)に囲ま
れている中空部に合流している。検査鏡(41)はキャップ
ナット(42)によって漏れねじ(39)の上に固定されてい
る。
【００２９】図２では、下部ダイアフラム形成盤(34)が
損傷(43)を受けていることが認められる。この損傷(43)
のために貫流管路(3) を通るプロセス液は、リング状中
空部(35)の中へ浸入する。プロセス液は漏れ管路(37)、
穴(38)および垂直管路(40)を通り、検査鏡(41)によって
囲まれた中空部の中へ流れる。このようにしてダイアフ
ラムリング(28)が損傷しているか否かを外部から観察す
ることができる。
【００３０】図３では上部ダイアフラム形成盤(33)が損
傷(44)を有している。この場合、支持中空部(29)の中に
ある支持液がリング状中空部(35)の中へ浸入し、同じく
検査鏡(41)に囲まれた中空部の中まで達する。支持液が
プロセス液と異なる色を有している限り、検査鏡によっ
て、ダイアフラムリング(28)の損傷(43)(44)が存在する
ことを確認できるのみならず、ダイアフラムリング(28)
のどの側が損傷しているかをも、すなわち上部または下
部のダイアフラム形成盤(33)、(34)のいずれかが破損し
たか否かを確認することができる。
【００３１】なお、上記実施形態では漏れ表示装置とし
て、検査鏡(41)を用いているが、例えば、圧力センサや
湿度センサを用いて漏れを検出し、センサにより漏れが
検出されたさい、適当な表示装置より漏れが表示される
ようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はこの発明による弁の下部の垂直断面図で
ある。
【図２】図２は貫流管路側にダイアフラムの損傷をもつ
場合の図１の部分図である。
【図３】図３は支持中空部側にダイアフラムの損傷をも
つ場合の図１の部分図である。
【符号の説明】
(2) 弁箱 (3) 貫流管路 (5) 弁座 (12) 点検中空部 (13) 閉鎖素子 (15) 差動ピストン (24) パッキン (25) パッキン (28) ダイアフラム (29) 支持中空部 (33)(34) ダイアフラム形成盤 (35) 中空部 (36) 間隔保持体 (41) 検査鏡

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 弁箱(2) を貫通する貫流管路(3) 、貫流
    管路(3) の中の弁座(5) 、および弁座(5) に対し相対的
    に移動自在に設けられた閉鎖素子(13)を備え、ダイアフ
    ラム(28)の外周部が弁箱(2) に、内周部が閉鎖素子(13)
    にそれぞれ固定されているものであって、 ダイアフラム(28)の貫流管路(3) に面した側と反対側の
    閉鎖素子(13)と弁箱(2) との間にパッキン(24)が配置さ
    れており、 このパッキン(24)がダイアフラム(28)とともに支持中空
    部(29)を囲んで閉鎖しており、支持中空部(29)が圧縮で
    きない変形可能な支持媒体で満たされており、しかもダ
    イアフラム(28)の貫流管路(3) 側と反対側の閉鎖素子(1
    3)が形成する支持中空部(29)の体積が閉鎖素子(13)の運
    動時に一定のままであることを特徴とする弁。
  2. 【請求項２】 パッキンが軟パッキン、特にスライドパ
    ッキン(24)として構成されていることを特徴とする請求
    項１に記載の弁。
  3. 【請求項３】 支持媒体が支持液であることを特徴とす
    る請求項１または２に記載の弁。
  4. 【請求項４】 支持液が潤滑性を有していることを特徴
    とする請求項３に記載の弁。
  5. 【請求項５】 ダイアフラム(28)がエラストマー、シリ
    コン、バイトン、ＰＴＦＥまたはＥＰＤＭからなってい
    ることを特徴とする請求項１から４までのいずれか一つ
    の請求項に記載の弁。
  6. 【請求項６】 閉鎖素子(13)と弁箱(2) との間の、パッ
    キン(24)の支持中空部(29)と反対側に、別のパッキン(2
    5)が設けられており、両パッキン(24)(25)が点検中空部
    (12)を囲んでいることを特徴とする請求項１から５まで
    のいずれか一つの請求項に記載の弁。
  7. 【請求項７】 弁閉鎖素子(13)が、支持中空部(29)内の
    差動ピストン(15)として構成されていることを特徴とす
    る請求項１から６までのいずれか一つの請求項に記載の
    弁。
  8. 【請求項８】 差動ピストン(15)が、ダイアフラム(28)
    方向に向かって断面積が減少していることを特徴とする
    請求項７に記載の弁。
  9. 【請求項９】 差動ピストン(15)が段付きであることを
    特徴とする請求項８に記載の弁。
  10. 【請求項１０】 ダイアフラム(28)の内外固定部間内部
    に中空部(35)が設けられていることを特徴とする請求項
    １から９までのいずれか一つの請求項に記載の弁。
  11. 【請求項１１】 中空部(35)が固定部に間隔をあけて設
    けられている事を特徴とする請求項１０に記載の弁。
  12. 【請求項１２】 中空部(35)が漏れ表示装置と連結して
    いることを特徴とする請求項１から１１までのいずれか
    一つの請求項に記載の弁。
  13. 【請求項１３】 漏れ表示装置が、中空部(35)と連結す
    る検査鏡(41)により構成されていることを特徴とする請
    求項１２に記載の弁。
  14. 【請求項１４】 中空部(35)と空圧で結合している圧力
    センサーが設けられており、このセンサーが漏れ表示装
    置と連結していることを特徴とする請求項１３に記載の
    弁。
  15. 【請求項１５】 中空部(35)と結合している湿気センサ
    ーが設けられており、これが漏れ表示装置と連結してい
    ることを特徴とする請求項１２に記載の弁。
  16. 【請求項１６】 ダイアフラム(28)が重なり合う２枚の
    ダイアフラム形成盤(33)(34)からなっており、これらが
    中空部(35)の形成のために間隔を有していることを特徴
    とする請求項１２から１５までのいずれか一つの請求項
    に記載の弁。
  17. 【請求項１７】 いずれか一方のダイアフラム形成盤(3
    3)(34)が中空部(35)を形成するための凹みを内面に有し
    ていることを特徴とする請求項１６に記載の弁。
  18. 【請求項１８】 中空部(35)が間隔保持体(36)により内
    側および／または外側への変形量が制限されていること
    を特徴とする請求項１２から１８までのいずれか一つの
    請求項に記載の弁。
  19. 【請求項１９】 中空部(35)の中に間隔保持体(36)があ
    ることを特徴とする請求項１２から１８までのいずれか
    一つの請求項に記載の弁。
  20. 【請求項２０】 中空部(35)が互いに連結している管路
    からなっていることを特徴とする請求項１２から１９ま
    でのいずれか一つの請求項に記載の弁。
JP8114517A 1995-05-09 1996-05-09 弁 Pending JPH08303617A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE29507639U DE29507639U1 (de) 1995-05-09 1995-05-09 Ventil
DE29507639.9 1995-05-09

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH08303617A true JPH08303617A (ja) 1996-11-22

Family

ID=8007770

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8114517A Pending JPH08303617A (ja) 1995-05-09 1996-05-09 弁

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5941505A (ja)
EP (1) EP0742398B1 (ja)
JP (1) JPH08303617A (ja)
DE (2) DE29507639U1 (ja)

Cited By (4)

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