JPS60175873A - 拡張ゲ−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】 との発明は拡張ケ゛−ト弁と呼ばれる弁に通常関連し、
そしてより詳細には、弁座が取りイτｊけられている弁
本体内のくぼみと、ケ゛−トの開放及び閉塞位置におい
て拡張したケゝ−トの両面との間で、シール可能に係合
するだめの弁座を有するこのタイプの弁における改良−
に関する。

例えば、本出願の譲受人へ譲渡された合衆国１．．７許
第４１／ｇ９７．２７号中に示されている様ｉ／７：　
、このタイプの弁のダートはその内方側面にくさび形状
をした表面を有する／対のケ゛−１・部を含み、該くさ
び形状表面は相互に合致する様にばね押圧され、かつ分
−トが開放及び閉塞位置の間を動くことが自由な位置に
おいては収縮した位Ｒにげね押圧される。そのようなケ
゛−１・部の７つは軸上に取りイ」けられており、該軸
は弁本体」二の操作員に接続され、その７つのケゝ−ト
部を往復動させるようになっている。そしてそのため該
ケ゛−１・部により他のケゞ−ト部が、ゲート部をＦＴ
　＜開１１部が弁体を貫通する流路と共に一列に並べら
れる開放位置と、開口部が流路と一列ではなくなってケ
゛−１・の堅い部分がその代りに流路上に配置される閉
塞位置との間を動かされる。より詳細には、他のケ゛−
１・部の」一方及び下方の端部は弁本体中の係止装置と
係合可能であり、そのような他のグー１一部のくさび形
表向が軸に取り付けたゲート部分のくさび形表面上をス
ライドすることを生じ、そしてそれよシ、クー゛−トが
その開放及び閉塞位置に動かされた時に、ケ゛−トの外
方側面を拡張して弁座の内方端部とシールされている係
合状態になる。

このタイプの多くの弁においては、弁座リングはその外
径の壕わシにＯ−リングを伴なっており、該Ｏ−リング
はくぼみの内径中をシール可能でありスライドｉｊＪ能
であり、ケ゛−トが閉塞位置にある場合に上流側の弁座
が閉塞したケ゛−トの側面と緊密なシール係合状態にて
「遊動」を生じるようになっており、該・ｎ動は０−リ
ングの外径によって弁座の周囲を囲んだ横断面積上に作
用する管路流体の圧力が原因となって発生する。この力
及びこれど共にくさび形の表面によって発生する反対側
方向のケ゛−ト拡張力により、弁を操作する者は弁座と
ケ゛−トとの摩擦係合を阻止することが出来得す、そし
て従ってケ゛−トを開放するために７つのケ゛−ト部を
くさび位置の外へ動かすことが出來得ない。

合衆国特許第３７．２り３／乙号は、弁座の外力端部と
くぼみの内方端部とが向かい合った？ｆ１′ｌを有し、
該溝は「テフロン」寸たは同様のシールリングを受け入
れることに適合しているタイプのり−１・弁を示し、該
シールリングは、弁座及びくばみの向かい合った端部が
係合状態に向がって動くことにより、弁座とくぼみとの
間で圧Ａ’（ｆ＋される様な寸法及び形状になっている
。圧縮さｉしたシールリングは弁座とくぼみとの間に液
密の圧力遮断）り１ｓを形成することを意図してお９、
そして従って、弁座の外方端部」二の面積であって弁座
をり−１・に向けて伺勢する。ために上流の管路流体が
その−１−へ作用している面積を、弁座の内方端部の面
積であって弁座をケ゛−トから離す様に伺勢するために
同じ管路圧力がその上へ作用している面積よりも小さく
なる様に限定し、それにより管路流体より結果として生
ずる力は弁座をケ゛−トから肖［トす方へ失踪に付勢す
る。

しかしながら、この特許から明白となるであろう様に、
弁の意図された目的を成就するために、非常に厳格な許
容差（公差）が維持されなければならない。従って、弁
座とくぼみの端部があまシにも早くに係合した場合（ｒ
Ｊ、、ケ゛−１−は十分に開放または閉塞し得ない。一
方、ケ’−１−が開放されまたは閉塞された場合に、も
しも弁座とくぼみとの端部が相互に十分接近して動かな
ければ、シールリングの部分はそれ活の間に突き出し得
てし甘う。

更に、当然、このタイプ０のその他の従来の弁における
様に、シールリングは摩耗及び７寸たけ損傷を受け易く
、そして従ってリングが修理され交換されることが可能
とならしめる為に、弁はしばしば取υ外し修理をされな
ければならなくなるであろう。更にその上、修理も交換
も当該分野においては実用的ではなく、そして、シール
リングの備品源が準備されている場合を除いて、この目
的のために弁を工場に戻さなければならない。

本発明の目的は、この様なタイプのケ゛−ト弁であって
、シールリングを必要とすることなく」三原側の弁座が
ケ゛−トに向かって「遊動」することを防止するケ゛−
ト弁を提供することである。

添附図面において、同様の参照符号は同様な部分を図示
するために明細書中にて用いられる。

添付図面の詳細を参照すると、第１図、第２図、第３図
中に示されそして全体を参照符−号、２０で図示された
ケ゛−ト弁は、弁座及び弁の残部と弁座との協働部分の
構造が関連する範囲を除き、前＞ｒｌｉの合衆国特許第
１１−／と９７！７号に対して構造が同一とな、！７得
る。該弁は弁本体２／を包含し、ｉ該ｊｐ本体はそれを
貫通する流路、２２と流路を４７７ｊ断するその内部の
案内路−’６３とを有している。より詳細Ｖこは、流路
、２２は案内路２３の各側面との交差点において半径方
向に拡大され、案内路に面する環状のくぼみ、２１１−
を形成するようになっている。

後でより詳細に説明されるであろう様に、弁座は流路の
連続を形成するために各くほみ内に据え伺けられ、そし
て流路を開放しそして閉塞する／こめに、ケ゛−１−Ｇ
が案内路内での往復のため弁本体２／上に取り付けられ
ており、そして両弁座の内方表面間に取り付けられてい
る。この様に、該ダートは第１図に示す様な上方の開放
位置と、第２図に示す様な下方の閉塞位置−との間を移
動可能である。ケ゛−トは一対のゲート部、２３．．２
乙を含み、該ケゝ−ト部分はその内方側面上にくさび形
状をした表面を有し、該くさび形状表面は第３図中に示
すように、ケ゛−トが開放位置と閉塞位置との中間にあ
る場合は相互に合致する様にばね２７によりばね付勢さ
れている。しかし該くさび形状表面は、ケ゛−１・がそ
の開放位置及び閉塞位置に移動する時に両り゛−ト部分
の外方側面が弁座の内方端部に向かって拡張する様にお
互いの上をスライド可能となっている。

ケ゛−ト部、２３には軸２ｇが取り付けられ、該軸は弁
本体２／の」三方端部のボンネット２９を貫通して作業
者（図示せず）に向かって延びており、軸及び従ってケ
゛−ト部２ｊが、ｒ−）部２５によって運ばれる他のケ
゛−ト部λ乙も同様に、案内路２３１ｊ３を往復するこ
とを生せしめる。よシ詳細には、ケ゛−トが第１図の位
置に上昇した場合にケ８−１・部２乙の上方端部がボン
ネットの低方側面七の停止装置と係合することに適合し
、そしてそ才１よシ、ケ８−トの両側面を弁座の内方端
部に向かって拡張するために、ゲート部！乙」二の低方
くさび形表面がケ゛−ト部、？ｊ上の低方くさび形表面
上を下方にスライドすることを生ずる。この位置におい
て、両ケ”−１一部内に形成された開口部、２５Ａ及び
！乙Ａは相互に及び流路２２と共に一列に並べられ、弁
を貫通する十分な開［コを形成する。逆に、ケ゛−トが
第゛３図の位置よシも下げられた場合に、ケ゛−ト部！
乙の低力端部は弁本体の低方端部内の停止部材と係合す
るように配置され、それにまりケ゛−ト部！乙の上方く
さび形表面がケ゛−ト部２３−の上方くさび形表面に沿
って上方へスライドすることを生じさせ、ダートを拡張
し、そしてそれより両ゲート部の外方側面を弁座の内方
端部に向かりて伺勢することを再び生じさせる。ケゝ−
トのこの位置においては、しかしながら、ケ゛−１・内
の開口部は流路上にあり、そして流路はダートの堅い部
分で閉塞されている。

第１図、第２図、第３図において示される様に、及び前
述の合衆国特許第１１−１ｇり／、２７号において十分
記載されている様に、−／回転またはそれ以上の巻数を
有するばね２７がケ゛−ト部２ｊ上のピンにより支持さ
れており、そして該ばねは両ケ゛−１一部上のピンに係
合する両端を有しており、かつ。

第３図において示す様に両ケ゛−ト部のくさび形表面が
合致する状態へばね付勢する様に配置されている。当該
技術者に対して明白となるであろう様に、両ケ゛−ト部
はその他のタイプのばねによっても合致状態にばね刊勢
がされ得る。

各弁座Ｓは金属リング３０を含み、第１−６図中で図解
された実施例において示されている様に、該リングは環
状リブ３／をその外方端部３２上に有しておシ、該環状
リブはその反対側に面しているくぼみ２／ｌ−の内方端
部３３よりも硬い材質から成り、該くほみは弁座が据え
伺けられている弁本体内にある。本発明の図解された実
施例においては、各弁座リングは７種類の硬い材質によ
シそＱ全体が形成されているけれども、弁座はパイ−メ
タル構造にし得る。

第５図及び第３図の各々に最も良く示されている様に、
州座はそのくぼみの外径に圧力嵌めさノ［得る様々外径
を有し、そしてくぼみの内方端部３３中に食い込むリブ
を有する。最初に据え伺ける際、リゾがくぼみの端部内
へ部分的に食い込むのにちょうど十分な力を伴なって、
弁座はくばみ内へ押圧され得る。しかしながら、据え付
は及びケゞ−トがその側方へ拡張す号動きの後に、弁座
の内方端部と′ケ゛−トの内方側面との間の許容差（公
差）により、弁座は更に外方に伺勢され得て、第乙Ａ図
に示される様に、リブ３／が十分に食い込むことを生ず
る。ともかく、唯一の許容差要件は、弁座及びリブが、
第乙Ａ図において示さ八ている様に、ケ゛−トが十分に
拡張した際に弁座の外方Ａ１．１部はくぼみの内方端部
から間隔を空けたままであ、るに十分なくぼみの軸線方
向長さとケ゛−トの十分に拡張した幅とを有することで
ある。

ともかく、弁座と弁本体くぼみ間にて実質的にリブの直
径に沿って、液密辿断部を形成するのに必要な）１１゜
たけリブが食い込む。好１しくは、リブの弁座リングの
内径近傍に形成され、弁座３２の外方端部上の管路圧力
が作用する面積を最小にするようにされている。しかし
ながら、リブを弁座の内径にあまりにも接近させるべき
ではない。くほみ、２グとの交差部と隣接する流路２２
の内径が半径方向内方に変形することを生じ、管路ピグ
または他の物体が開放時にケ゛−ト弁を介して動くこと
を妨害する結果を生ずるからである。

り−トの閉塞に伴い、管路圧力が弁座の内方端部の少な
くとも半径方向内方部分上にて更に作用し、リブがこの
範囲の半径方向内側にある以上、弁座」−の正味作用力
が弁座をダートから離すように付勢する。しかしながら
、第５図において最も良く示されているのと同様に、弁
座リングの内方端部３ケには平らな半径方向外方表面３
ｊが好適に設けられており、該外方表面は反対側に面し
ているケ゛−トの平らな側面と合致し、かつ弁座リング
の内方端部には半径方向内側のくほんだ表面３乙が設け
られており、該くぼんだ表面はくほみ、２≠の内方端部
３３内へ食い込んだリブの外径よりも大きな外径を有す
る。それからこのことは、弁座をケゝ−トから離す様に
伺勢するために管路圧力が作用する最小面積を画定し、
そしてそれにより、弁座上に結果として生ずるカがケ゛
−１・に向がって弁座が遊動するのを防止することが保
証さノする。

先に記載されたのと同様に、リブ３／は半径方向内方及
び外方の両側面を有し、該両側面は相互に向かい″合う
テーパーを有しており、弁本体のくぼみの内方端部にお
いて、柔らかな材質中ヘリブが食い込むのを促進するよ
うにな′っている。第３図及び第乙Ａ図において最も良
く示されている様に、弁座Ｓのリブの内方及び外方の両
側面は交差して、先の尖った外方端部を形成する様にな
っている。

しかしながら、第７図において図解される様に、選択的
な弁座の弁座リング≠０の外方端部上に形成されたリブ
≠／は、該リブの外方端部を短く終結する内方及び外方
の側面を有し、リゾの外方端部が刃先の無い平らな表面
を有し得る様になっている。

第ど図中に示される様に、更に選択的な実施例に関して
、弁座Ｓ″は弁座リン・グｌＡ２を含み、該リングはそ
の外方端部」二に形成された一対のリブ’７３を有し、
弁座Ｓの場合の様に該リブはその最も外方の端部が尖っ
ている。第り図は本発明の更に選択的な実施例を図１リ
イし、該実施例では弁座Ｓ″′は弁座リング／ｌグを含
み、該リングはその弁座り／グの外方端部の実質的に全
体にわたって形成された複数のリブ／１．夕を有する。

先に記載された様に−、複数のリブを用いることは、圧
力遮断部が形成あるいは維持されていない場合に、各々
の外方のリブが内方のリプを補助する圧力遮断部を形成
することを可能にする諒ｇ図及び第り図において′示さ
れている様に、弁座Ｓ″及びＳ”′の各リングの内力端
部は弁座Ｓ及びＳ“の内方端部と実質的に同一の構造と
なり得て、該内方端部のくぼんだ表面３乙は半径方向へ
最も内方のリブよシも大きな直径となっている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に関連して構成さ７ｔまた拡
張ケ゛−ト弁の縦断面図であって、ケ゛−トが開放位置
に上昇している状態の図； 第２図は弁の他の縦断面図であって、第１図と類似する
が、ケ゛−トが閉塞位置まで下がっている状態を示す図
； 第３図は第１図及び第一図のケ゛−１・の更に別の縦断
面図であるが、開放位置及び閉−％位置の間でダートが
動いている最中を示す図； 第≠図は１つの弁座の端部面図であり、第３［ン１の破
線≠−≠によシ示された図； 第５図は弁の本体内のくほみ中に据え伺けら：Ｆ）だ弁
座の拡大断面図； 第３図は弁座とくぼみの部分の更に別の拡大断面図であ
り、弁座の外方端部上のリブがくほみの内方端部内へ食
い込むのを示す図； 第１）Ａ図は、例えばケ゛−トが拡がｐ、次に弁座がく
ぼみ内へ据え付けられることにより、弁座がくぼみと関
連して外方へ移動して、そのリブがくぼみの内方端部内
へ更に食い込んでいる状態を示す第３図と類似する図；
そして 第７１￥１１第ｇ図及び第２匁は選択的な弁座構造の１
τじ分断面図である。 ２０・ケ゛−ト弁１．２／・・・弁本体、２２・・・流
路１．２３・・・案内路１．：ｚｌｌ−・・・環状のく
ぼみ、２夕、２乙・・ケ８−ト部、２．！；Ａ、２乙Ａ
・・・開口部１．２７・・・ばね１，２ｇ・軸、２９・
・・ボンネ、ト、３０・・・金属リング、３／・・環状
リプ、３２・・弁座の外方端部、３３・・・くぼみの内
方端部、３≠・・・弁座リングの内方端部、３夕・・・
外方表面、３乙・・・内方のくぼんだ表面、１ｌ−０，
グ２．ｌＩ−グ・・・弁座リング、グ／。 ’ｌ−３．’１３．＝　リ　ブ　、Ｇ−＋”　−ト　、
ｓ　、　ｓ’、　ｓ”、　ｓ”′・・・弁座。 代理人の氏名　川原１）−穂

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　本体内の案内路と、そして案内路の両側を横断
   しており本体を貫通した流路とを有する本体と、 流路を開放しそして閉塞するために案内路内にて往復運
   動するのに適したケ゛−トを含み、そしてその内力１１
   ）］而上にくさび形状をした表面を有する／対のり一゛
   −１−Ｆｉｌ（であって、相互に合致する様にＣ１１゛
   ね伺勢されているが、り゛−１・がその開放位置及び閉
   に（位置に動いた［８λに該ケ゛−ト部の外方側面を拡
   張するだめに相互上をスライド可能である／対のりゝ−
   １・部と、 ７つのケ゛−ト部に接続してそれを往復動する為の軸と
   、そして虻って該１つのケ゛−ト部によシ運１般さＪす
   る他のケ゛−ト部と、 二・Ｋ内路に面したｊ、：：＋ｉ状のくぼみを提供する
   ため、案内路の各側面との交差箇所において半径方向に
   ケ゛−トの開放した位置及び閉塞し／こｒ１γ置の両ツ
   ノ゛において本体とケ８−トとの間をシールするんｒ１
   ＋’）に各々のくぼみ内に取り伺けられた環状の弁１８
   １〈とを包含しており、 各々の弁座はリングを含んでおり、該リングはその外方
   端部」二に少なくとも１つの」；ｉ状すブを有しておシ
   、該環状リプは反対側に而しているくり了みの内方端部
   よりも硬い拐質から成っており、そして該リングはリプ
   の端部がくぼみの内力端）１１Ｓ内に食い込む様に、く
   ぼみ内に圧力嵌めされることを！１斤徴とする拡張ケ゛
   −ト弁。 （２）各弁座リングの内方端部は反対側に而しているケ
   ゛−１・の外方側面に保合するだめの半径方向外方の面
   を有し、そして 少なくともリプの外径と同程度の大きさの外径を有する
   半径方向内方のレリーフを備える！１テ許請求の範囲第
   １項記載の弁。 （３）リプは内方及び外方の側面を有し、顔向（１１！
   １面は互いに向かい合うテーパーがついている’Ｉ’Ｊ
   ’　＋！Ｑ≦書重の介帛１川角工／項吉２市Ｖの＃−（
   ４）　弁座リングは、その外方端部上に形成されそして
   最初に記載したリプを包囲している少なくとも７つの追
   加リプを有している特許請求の範囲第１項罷・！あの弁
   。 （５）一方の端部上の座着する表面と、そして他方の端
   ｒ？＋（Ｊ：の互いに向かい合うチー・ぐ−がついてい
   る内方及び外方の側面を有する少なくとも７つの環状リ
   プとを有しているリングを含むことを特徴とする拡張ケ
   ゛−１・弁のだめの弁座。 （６）　リングの一方の端部は座着する血中に半径方向
   内方のレリーフを有しておシ、該レリーフの外径はリプ
   の外径Ｊ：りも大きい特許請求の範囲第５ｒｆ′＋記載
   の弁座。 （７）リングはその外方端部上に、最初に記載されたリ
   プの１わりに形成された少なくとも７つのその他の環状
   リブを有する特許請求の範囲第夕項記代の弁座。