JPS60231073A - 高圧力流体制御弁 - 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】 産業上の利用分野 本発明は高圧力制御弁に向けられておシ、そして詳細に
は新規な、且つ改良されたソフト座（ｓｏｆｔ　５ｅａ
ｔ　）設計に向けられている。

発明が解決しようとする問題点、 高圧力制御弁の主たる機能の１つは弁が閉じた位置にあ
るとき流体の流れの完全な、且つ漏洩のガい（１，ｙａ
ｋ−ｐｒｏｏｆ　）閉止を提供することである。

典型的には、これは軸線方向に可動な弁（υαＬｖ健ｐ
Ｌ１Ｌｙ　）を固定弁座とかみ合わすことによって達成
され、これによって弁プラグ及び座が高圧力流体を制御
弁の流体出口部分から分離する。最も普通の弁設計では
、弁座は金属から作られていて所謂「ハード−座（ｈａ
ｒｄ−ｓｅａｔ）Ｊの装置を提供す呪。弁プラグもまた
金属から作られておシ、従って流体の流れの閉止は弁プ
ラグと弁座との間の金属対金属接触によって達成される
。このようなハード−座の装置では弁プラグ及び座が正
確に互にかみ合って完全に閉止し、そして高圧力流体を
弁出口から分離することが重要である。弁プラグ及び座
を金属から製造することは、金属構成部品が高圧力流体
の流れ、及びそれが弁構造体を通過するときに流体の流
れによって経験される全体的に高い圧力降下によって生
ずるキャビテーション及び他の俊敏効果を含む高圧力流
体の流れの有害な影響にかなシ抵抗するという点で高圧
力用に有利である。それにもかかわらず、ハードな金属
対金属接触装置を利用するとき弁プラグと座との間の零
漏洩かみ合せ（ｚｅｒｏ　−Ｌｅａｋａｇｅ　ｍａｔｉ
ｎｇ　）を得ることは殆んど不可能であることが弁工業
において広く認められている。

更に、時には、弁を通る高圧力流体の流れは金属構成部
品上に摩耗及び破れ目を生ずる。更にまた、流体の流れ
内に存在する不純物が弁閉止の際弁プラグと弁座との間
にはまシ込むことがあシ、これによって弁プラグ及び／
又は弁座にくぼみが出来（ｐｉｔ）さもなくばそれ等を
破損する。流体の流れの中に存在する不純物によって生
ずる弁構成部品に対する標準的に摩耗及び破れ目及び起
シ得る損傷は金属弁プラグ及び金属部のかみ合い部分全
体に亘り均等に生じないと理解されるべきである。従っ
て、時折、弁プラグとシートとの間のかみ合い関係は、
弁が閉止位置にあるとき多量の流体の漏洩を生じて精度
が少くなる。従って、弁は流体の流れを完全に遮断する
手段としての効果が少くなる。ポンプ再循環の如きある
重荷重（９−ｖａｒｍ　ｄｕｔｙ　）弁用では完全な流
体の分離が重要であシ、そして弁の金属構成部品の徐々
の、均一でない俊敏はこのようなハード座（ｈａｒｄ　
５ｅａｔ　）の設計を、重要な、重荷重用途の場合によ
シ望ましくないものにする。

ハード座設計の欠点を克服するために、これ等の当技術
では、所謂［ソフト座（ｓｏｆｔ　５ｅａｔ　）Ｊの使
用が提案されてきた。このような弁装置では、座は弾力
性の、変形可能な材料から作られておシ、これによって
弁プラグ上にかかる接触負荷（ｃｏｒｂｔ−αｃｔ　Ｌ
ｏａｔＬ）が弁プラグをソフト厚内に食い込むようにせ
しめて、これによってソフトな、変形可能な座は正確に
弁プラグかみ合い部分の輪郭及び形状に一致する。この
方法では、ソフト座はプラグが座にかみ合う時はいつで
も正確なかみ合い（准αｔｉ％！１）を提供する。更に
、ソフト座設計により達成される高度な座の適合が金属
対金属装置において良好な漏洩の表い（ｌ−αに−ｔｉ
ｇｈｔ）閉止を達成するのに必要なステムの力（ｓｔｇ
ｍ　ｆａｒｃｅ　）よυもはるかに低いステムの力によ
って得ることができる。従って、零漏洩弁閉止がビ・−
ド座設計におけるよシもソフト座設計ではよシ容易に且
つ簡単に得られることができる。しかしながら、ソフト
座シート装置に関連する問題はソフト座を製造するのに
利用される弾力性の変形可能な材料のかなシ急速な侵蝕
である。典臘的には、弁プラグが弁座から引き上げられ
るに従って、流体の流れが許容されて弁プラグと弁座と
の間で再び流れ始めるとき、非常に高い圧力の流体の流
れが弁座のすぐ上方で直ちに絞られる。これが一般的に
ソフト弁座材料を侵蝕する絞り効果である。ソフト弁座
の比較的急速な摩耗の結果として、このようなソフト座
弁はソフト座を元へ−戻し、又は取替えるのに望ましい
以上の量の作業停止時間を必要とする。実際に、急速な
侵蝕はある高圧用においてはソフト座の使用を阻むこと
がある。

問題点を解決するための手段 本発明の主たる目的は流体の流れの有害な絞シ効果をソ
フト弁座から離して変位する追加の新規な手段を備えた
ソフト弁座を提供することである。

一般的に、本発明は弾力性の、変形可能な材料から作ら
れたソフト座を含んでいる高圧制御弁を具備している。

本発明の重要な特徴によれば、制御弁はソフト座とかみ
合い可能である主弁プラグと、主弁プラグと同軸線上に
あって、且つそれに対して軸線方向に可動である追加の
補助スロットルプ５　ｙ　（ｔｈｒｏｔｔｌｅ　ｐｌｕ
、ｑ　）とを備えている。このスロットルプラグはソフ
ト弁座と同心であって、且つそれから離れだ領域に配置
されている第２の金属弁座とかみ合うように配置されて
いる。本発明によれば、主弁プラグ及びスロットルプラ
グの各々の軸線方向の運動は１つの方法に整合されてお
り、これによって流体の流れに対する第１の絞シ領域が
、明らかにソフト座から離れている弁構造体の部分に変
位される。

従って、本発明は、（α）流体入口及び流体出口を規定
している内部流路を含んでいる弁体と、（ｂ）変形可能
な、弾力性の材料を含んでいて、且つ前記内部流体の流
れ内に配置された第１の弁座と、（Ｃ）硬化された耐蝕
性の材料を含んでいて、且つ前記第１の弁座と間隔をへ
たてた関係に前記流路内に配置されている第２の弁座と
、（ｄ）前記内部流路内で選択的に、軸線方向に可動で
アシ、且つ前記第１の、変形可能な、弾力性の弁座とか
み合い可能であって、流体入口と流体出口との間の流体
の流れを妨げる主弁プラグと、（ｇ）前記主弁プラグに
対して所定の相対的運動で前記内部流路内で軸線方向に
可動であって、且つ前記第２の硬化された、耐蝕性の弁
座とかみ合い可能であって流体入口と流体出口との間の
流体の流れを妨げるスロットルプラグとを具備しており
、（イ）前記主弁プラグと前記スロットルプラグとの間
の前記所定の相対的運動が設定されてて、これによって
弁開放作動及び弁閉鎖作動の際弁を通る流体の流れに対
する第１の絞シ領域が前記第２の、硬化された、耐蝕性
の弁座を横切るような方法で主弁プラグ及びスロットル
プラグの軸線方向の運動が整合されていることを特徴と
する高圧力流体制御弁を提供する。

本発明の好ましい実施例によって意図される如く、主プ
ラグはプラグの少くとも部分的に中空な部分を囲んでい
る弁座係合リムを有しているほぼ円筒形の、少くとも部
分的に中空なプラグを具備している。スロットルプラグ
は主プラグの中空部分内に軸線方向に収容されておシ、
且つ主プラグに対するスロットプラグの制限された、軸
線方向の運動に適応しながら主プラグ中空部分内でスロ
ットルプラグを保持するように配置されたスロットルプ
ラグ保持手段と関連づけられている。更に、バイアス手
段がスロットプラグを主プラグから離れるように押して
おり、これによってスロットルプラグの１端は、弁座係
合リムを越えて主プラグの中空部分から突出している。

閉じた位置にあるとき、主プラグのリムは弁ステムから
の圧力でソフト座に接触してリムと変形可能な、弾力性
の座との間に漏洩のない、完全な一致したかみ合いを形
成する。この方法では、非常に有効な流体の流れの閉止
が達成される。更に、スロットルプラグの突出端は第２
の金属弁座とかみ合い関係にある。

本発明によれば、弁は、弁の初めの開放の際、主プラグ
のリムが以下により詳細に説明する如く、不釣合い圧力
が生じている間にソフト座から変位され、そしてバイア
ス手段が第２の金属座と接触してスロットルプラグを保
持するために作動するように操作される。この点におい
て、唯一の流体の流れはスロットプラグ及び座の金属対
金属接触とを通る漏洩と、主プラグとスロットルプラグ
との間に配置された種々のピストンリングの周シの漏洩
である。しかしながら、理解される如く、この漏洩は金
属座又はピストンリングのいづれがを横切って第１に絞
られ、そしてこれ等の構成部品は耐蝕性の、ステンレス
スチールから作られることができるのが有利である。

弁が開きつづけるに従って、主プラグは連続してソフト
座から引き上げられる。結局、保持手段はスロツみラグ
を主プラグとタンデム（ｔｃＬＬｄ、ｅｍに移動せしめ
てこれによってスロットル弁を第２の金属座から離して
変位する。この点において、・流体は弁を通り自由に流
れ始め、そして第１の流体絞沙領域は第２の金属座を横
切る。第２の金属シートがソフト座から間隔をへだてら
れているので、本発明の新規な主プラグ−スロットルプ
ラグ装置は流体の流れの第１の絞シがソフト座から離れ
ている弁構造体の領域に生せしめるような方法でソフト
座弁閉止の利点を提供する。

本発明の他の特徴によれば、金属座はソフト座から上流
に配置されておシ、そして流体の流れ制限器手段（ｒｇ
ｓｔｒｉｃｔｏｒ　ｍｅａｎｓ　）がソフト座から下流
に配置されている。従って、流体の流れ制限器（ｒｇｓ
ｔｒｉｃｔｏｒ　）手段は追加の主たる絞シ領域として
役立つ。更に、弁が完全に開かれた位置にあるとき、す
べての絞シは流体の流れ制限器手段を横切る。

従って、本発明はソフト座を利用することによって、一
方間時に流体の流れに対する主たる絞り領域をソフト座
から離して変位すること罠よって流体の流れがソフト座
に及ぼす俊敏の影響を非常に減少することによって得る
ことができる非常に有利な零漏洩閉止を備えた制限弁を
提供する。答弁の閉鎖作動のとき、主プラグのリムは変
形可能な弾力性の座の正確々輪郭及び形状に対してそれ
と完全に一致する。スロットルプラグは開弁作動におい
ても、閉弁作動においても、作動して、ソフト座から間
隔をへたてられた耐蝕表面を具備している流体の流れに
対する第１の絞シ領域を提供する。従って、本発明は主
プラグとソフト座との間に正確にかみ合うことによって
高圧流体の流れを閉止するように配置された弁構造体内
でソフト座を有害な流体の流れ影響から保護するための
有効な、且つ簡単な手段を教示している。

本発明の上記及び他の特徴並びに利点をよりよく理解す
るだめには、本発明の好ましい実施例の以下の詳細な説
明及び添付図面を参照されなければならない。

実施例 図面、そして初めに第６図を参照すると、全体的に参照
番号１０によって示された高圧制御弁が例示されている
。弁１０は流体入口部分１２と、内部ウェブ部分１６と
流体出口部分１４（第４図参照）とを含んでいる弁体１
１を具備している。

流体人口１２の上方部分に隣接する内部ウェブ部分１６
の領域において内部つ鳳ブ部分１３内に形成された全体
的に環状の四部１６に対して弁座リング１５が置かれて
いる。明らかに例示されている如く、弁座リング１５は
流体人口１２の境界内に及ぶように配置されておυ、そ
してトリム（ｔｒｉｍ　）がスケット１７が環状凹部１
６と弁座１ノング１５との間に配Ｎ：されていて、弁座
リング１５の周シに漏れ防止シールを提供しており、こ
れによって弁座リング１５の外部の周り及び内部ウェブ
部分１３内への流体入口からの流体の漏れを防１ｌｚＬ
、ている。弁座リング１５は完全にそこを通り延びてい
る部分的にケージ、ｏ−のついた、部分的に直線壁の流
体の流路１８を含んでおシ、これによって流体は流体人
口１２から流路１８を通つて内部ウェブ部分１３の方へ
自由に流れることができる。全体的に日時形の弁ケーゾ
（υαｌ　ｖ　ｅ　ｃ　ａ　ｇ　ｅ）１９の形の流体の
流れ制限器手段がその下方端に形成された全体的に環状
凹部２０を備えている。

凹部２０け弁座リング１５の上方端に形成された縮小さ
れた直径２１の部分に亘って収容されており、これによ
ってケージトリム（Ｃαｑｇ　ｔｒｉｍ）１９は弁座リ
ング１５上に取付けられ、且つそれと同軸線関係にある
。

有利には、弁トリムケージ（ｔｒｉｍ　ｃａ、ｑｔ　）
　１９はケージ１９を通シ軸線方向に延びており、１つ
全体的に弁座リング１５の流れの通路１８と連続的流路
を形成している全体的に円筒状の流路２２を含んでいる
。一連の半径方向に延びている流路２３がトリムケージ
１９の壁を通り形成されており、且つ流路２２からトリ
ムケージ１９の外表面に延びている。流路２３は流路２
゛２を通っていかなる流体の流れも複数のサブストリー
ム（ｓｗｈｅｔ−ｒｅａｍ）に小区分するように作用し
、従って、トリムケージ１９は詳細には弁１０が図より
明らかな如く、完全に開いた位置にあるとき、流体の流
れに対して第１の絞り領域を提供する。

トリムケージ１９を弁座リング１５上方のその取付位置
に確実に保持するために、トリムケージ１９の上方部分
に形成された上方に延−びているリム２４が中空の円筒
状ケージスペーサー（ｃａｇｅＪ’Ｆαｃｔｒ　）　２
５の中空内部の下部端近くに設けられた環状四部２６内
に収容されている。ケージスペーサ２５は弁体１１に公
知の方法で確実に保持されている弁がンネット（詳細に
例示されていない）と滑シばめ（ｓｎすｒｎａｔｉルｇ
）関係に弁体１１のウェブ部分１３を通υ上方に延びて
いｂ０弁体デンネットがスケット２８がボンネット２７
と弁体１１との間に配置されておシ、上部トリムガスケ
ラト２９がボンネット２７とケージスペーサ２５との間
に適切に保持されている。ガスケット２８．２９はケー
ジスペーサ２５と、弁体１１と、がンネット２７との間
の流体の漏れを防止する。

弁座リング１５、トリムケージ１９、及びケージスペー
サ２５のための上述の取付は配置はこれ等の構成部品を
弁体１１のウェブ部分１６内及びウェブ部分１３の環状
凹部と弁ボンネット２７との間に確実に取付ける。更に
、連続の、開放流体空間が流体人口１２、弁座リング１
５の流路１８、トリムケージ１９の流路２２及びケージ
スペーサ２５の中空内部によって規定されている。入口
１２を通って弁体１１に入るいかなる流体の流れも流路
２２内に自由に流入し、はついくつかの半径方向流路２
３を出てウェブ部分１３内に流入する。その後、流体の
流れは弁出口１４に続く。トリムケージ１９の半径方向
の流路２３は、上述の如く、流体の流れに対する部分的
制限部として働き、これによって弁体１１を通る高圧力
の流れの運動エネルギーを絞シ、巨つ制御可能に消散す
る。

本発明の重要な特徴によれば、弁座リング１５は［ハー
ド（ｈａｒｄ　）　Ｊ弁座を形成するように配置されて
おシ、巨つ［ソフ）　Ｃ，？ａｆｔ　）Ｊ弁座のための
取付部を提供するように配置さＡて、これは「ハード」
座から下流方向に間隔をへだてられている。その目的の
ため、流路１８の直線状の壁部分の直径はトリムケージ
１９の流路２２の直径よりも幾分小さくなっていて、内
方に延びている露出表面６０を規定している。表面３０
の最も内方の縁３１は弁座３２を規定している下方に、
内方にテーパーの付いた表面に隣接している。弁座リン
グ１５は硬質ステンレススチール素材から製造され、こ
れによって弁座５２が「ハード」耐蝕性の表面を具備す
るのが有利である。「・・−ド」弁座３２から幾分下流
に環状の、シート・挿入・収容凹部３６が形成されてい
る。凹部３３の幅及び位置はトリムケージ１９が部分的
に凹部６６の上に重なるようになっている。

本発明によれば、環状挿入物６４は四部６３内に収容さ
れて「ソフト」座を規定する。この座挿入物３４１ｄデ
ュポン［ヘスベルＪ　（Ｄｗ　Ｐｏｎｔ“Ｖｅｓ＝ｐｅ
ｌ”）から作られることができ、これはソフト弁座設計
に必要でちるような繰返し圧縮及び弛緩（ｔｔｌｒａｘ
ａｔｉｏｎ　）に適した高温（５００乃至９００下（約
２６０乃至４８２℃））ポリアミドプラスチックである
。上記の如く、ケージトリム１９は部分的に凹部６６上
に重なり、これによって部挿入物６４を凹部６６内に保
持している。このようにして、弁座リング１５及びトリ
ムケージ１９は２つの間隔をへだてた弁座３２．３４を
備えており、それ等の各々は以下に詳細に説明されてい
る如く、弁体１１を通る流体の流れを妨げるために適切
な弁プラグと適合するように露出されている。上流の弁
座３２は硬化された、耐蝕ステンレススチールから作ら
れておシ、従って初めに弁が開く直前又は弁が閉じる直
前のいづれかの時間中、高圧流体の流れに対して第１の
絞シ領域を形成するのに適している。下流の弁座６４は
変形可能な、弾力性の材料を具備しており、従って座６
４と相補的な弁プラグとの間に完全に一致したかみ合い
に適応していて漏れのない閉止を提供する。

本発明の他の重要な特徴によれば、新規な弁プラグ手段
６５はトリムケージ１９の流れ通路２２及びケージスペ
ーサ−２５の中空内部によって形成された開放空間内に
摺動可能に収容されている。

弁プラグ手段５５は主弁プラグ６６と内部の補助スロッ
トル（ｔｈｒｏｔｔＬｇ　）プラグ３７とを具備してい
る。弁デンネット２７は中央開口６８を備えており、こ
れを通って弁ステム３９が収容されている。主弁プラグ
３６は上方に延びている突出部４０を含み、この突出部
４０は弁ステム３９の最下部に形成された開口４１内に
収容されており、且つその中にピン４２０手段によって
確実に保持されている。弁ステム３９は公知の手段で従
来の作動器（詳細に例示されていない）と関連づけられ
ており、これによって弁ズ゛テム３９は選択的に、軸線
方向に変位されることができ、これによって所定の弁ス
トロークを通り主弁プラグ３６を上下に制御可能であっ
て、弁１０を開閉する。主弁プラグ３６は下方中空部分
４３を含み、スロット）レプラグ６７を摺動可能に収容
するように形成されている。スロットルプラグ３７は中
空部分４６内で、所定の距離を通シ、主弁プラグ３６に
対して軸線方向に変位可能である。金属ピストンリング
５７がスロットルプラグ６７の周りに確実に保持されて
いて、スロットルプラグ３７と主プラグ３６との間の流
体の漏れを最）・にしている。中空の、内部部分４３の
最１方端を囲んでいる主弁プラグ３６０部分は下方に延
びている、円周方向のリブ要素４４を備えておシ、これ
がソフト座挿入物（ｓｏｆｔ　ｓｇａｔ−ｉｎｚｇｒｔ
）５４と垂直方向に整合している。従って、弁ステム３
９が主弁プラグ３６を、第３図に例示されている如く、
その最下方位置に操作されたとき、リブ部分４４が変形
可能、な、弾力性の座禅入物３４に対して押されて、そ
の間に完全に一致した漏れのない（ｔ−αに一１ｉｇｈ
ｔ）密封を形成する。更に、主弁プラグ５６が上述の閉
鎖位置にあるとき、主弁プラグ３６はトリムケージ１９
０半径方向の流体流路２３を完全にふさぎ、弁体１１を
通る流体の流れを妨げる。Ｕ型のカツゾシール（ｔｙｕ
ｐ　ｚｅａｌ　）　４５が凹部２６内に取付けられてい
て、主プラグ６６と、ケージスペーサ２５と、トリムケ
ーソ１９との間の流体の漏れを防止している。

弁プラグ手段３５の上方に及びケージスペーサ２５の中
空内部内に流体を流入可能にするために、それぞれ、主
弁３６及びスロットルプラグ６９の各々を通って一連の
流れ開口４６．４７が形成されるのが有利である（第１
図、第４図参照）。この方法では、弁プラグ３５の上部
及び下部の圧力効果が実質的に釣合う傾向にラシ弁ゾラ
グ６５を動かすのに必要なステムの力を減少する。更に
、流路２２に対して幾分率さい直径の通路１８によって
、弁体３５上に作用する流体圧力が下方の方向に僅かに
不釣合にされていて、これによって弁プラグ３５を閉じ
た弁位置の方に押そうとする。

追加のねじを切った一連の開口４８が主プラグ３６を通
って形成されている（第３図参照）。ねじを切った開口
４８はスロットルプラグ６７を通シ形成された相補的な
開口４９と各々軸線方向に整合されている。一連のポル
ト５０は各々開口４９の１つを通って収容されておシ、
且つ特定の開口４９と整合されたねじを切った開口４８
内にねじで係合されていて、主プラグ５６の中空部分４
６内にスロットルプラグ６７を保持するだめの手段を提
供する。ボルト５０は各々リム４４を超えて充分に延び
ておシ、且つ拡大された直径の端部５１を含んでいる。

更に詳細には、各々の端部５１は、明かなように、スロ
ットルプラグ３７が端部５１に対して底に当たるように
相補的なスロットルプラグ開口４９の内径よシも幾分大
きい直径を有している。更に、中央に配置された、下方
に延びているハブ要素５２が主プラグ５６の中空部分４
３内に形成されていて、スロットルプラグ３７に対する
上部ストップを形成している。この方法では、スロット
ルプラグ３７はハブ要素５２とポルト５０の端部５１と
の間を主プラグに対して軸線方向に可動である。

本発明によれば、ハブ部分５２とがルト端部５１との間
の距離はスロットルプラグ６７の長すよりも大きいよう
に配置されており、そしてこれ等の要素は相互に対して
固定されており、これによってスロットルプラグ６７は
第６図及び第４図に明らかに例示されている如く、ハブ
５２とボルト端部５１との間でスロットルプラグ３７の
すべての軸線方向の位置に対して中空部分４３から突出
している。スロットルプラグ６７の最も下方の突出端は
内方にテーパーのついた、弁座係合表面５５が形成され
ており、これがハード弁座６２と整合し、且つかみ合い
可能である。理解される如く、突出してい為弁座係合表
面５３及びリブ部分４４は上述の間隔をへだてたハード
弁座３２及びソフト弁座３４に係合するための弁プラグ
手段を提供する。座係合要素５３．４４と座３２．３４
との間の空間的な関係並びに主プラグ３６とスロットル
プラグ５７との間で許容される相対的運動はリプ４４対
ソフト座３４係合が弁閉鎖作動において表面５３対座６
２の係合後に起こシ、そして解放が弁開放作動における
表面５３対弁座３２の解放前に起こるようになっている
。弁の作動の下記の説明においてよシ詳細に説明されて
いる如く、座の保合及び解放の順序は主プラグ対スロッ
トルプラグによって生じ、そして本発明の間隔をへだて
たハード座対ソフト座の配置はソフト弁挿入物３４から
離れて弁の開閉の際流体の流れに対する第１の絞シ領域
を変位する作用をする。

弁開閉作動中、表面５５とハード弁座３２との間の殆ん
ど漏れのない（Ｌ−αＩｇ−ｔｉｇｈｔ）密封を容易に
するために、１セツトのコイルスプリング５４が主プラ
グ３６とスロットルプラグ６７との間に配置されている
。各スプリング５４はがルト５０の１つと同じ軸線にあ
シ、そして主プラグた第２の凹部５６との間で作用する
。スプリング５４はハブ５２を離れて、且つ弁シート係
合方向にスロットルプラグ３７を押す傾向にある。

第３図を参照すると、弁プラグ３５が閉じた位置にある
とき、弁ステム３９によって生じた閉じる力は直接主弁
プラグ３６を介してリグ４４に伝えられて、上述の如く
、リブ４４とソフト座挿入物５４との間に完全に一致し
た漏れのない密封番形成する。更に、スロットルプラグ
３７の弁座係合表面５６はハード座表面３２とかみ合い
関係にある。中央ハブ５２は弁プラグ３５が閉じた位置
にあるとき、スロットルプラグ３７に接触するように配
置されておシ、これによって弁ステム５９によって生じ
た力はまた主弁プラグ３６と、ノ・プ５２と、スロット
ルプラグ６７とを介してノ・−ド弁座３２に伝えられて
表面５３とハード弁座５２との間に殆んど漏れのない密
封を形成する。弁が開かれなければならないとき、弁ス
テム３９が上方に移動され、これによって主弁プラグ３
６を引き上げ、そしてリブ４４をソフト座禅大物３４か
ら変位する。主弁プラグ５６の上方への運動の際、スプ
リング５４及び既述の僅かな不釣合圧力効果がスロット
ルプラグ６７とハード弁座３２との接触を維持しようと
する。この時に、唯一の流体の流れは表面５３とハード
弁座３２との間及び金属ピストンリング５７の周りの最
小漏洩量である。

このような流体のすべてはハード、耐蝕性金属塵３２及
び金属ピストンリング５７を横切って最初に絞られると
理解されるべきである。

主弁プラグ３６の連続する上方への運動の際、スロット
ルプラグ６７はそれがボルト５ｏの部分５１に対して底
が当たるまでハード弁座３２と接触したままである。好
ましい実施例では、プラグ６７は主プラグが略２３のほ
ぼ５０％を露出したとき部分５１に対して底が当たる。

その後、主弁プラグ３６の更にそれ以上の連続する上方
への運動がボルト５０を引き上げてスロットル３７をハ
ード金属シート３２から離す。この点において、リプ４
４はソフト座挿入物３４から充分な距離変位され、そし
てテーパーのついた表面５６はハード弁座３２から最小
距離間隔をへたてられ、これによって流体の流れは流路
１８から流路２２内へ、そして半径方向の流路２６を通
って流れ始める。

このような配置では、初めの流体の流れは最初にハード
、耐蝕性の金属座６２を横切って絞られ、その後トリム
ケージ１９の半径方向の流路２５によって更に絞られる
。従って、ソフト弁座禅入物３４上に作用する最小量の
俊敏性の流体の力があシ、このソフト弁座挿入物３４は
、この点では、表面５３とハード金属座３２との間の間
隔に対して、リプ４４からかなりの距離をへだてられて
おシ、従って、特に表面５３とハード金属座３２との間
に形成される第１の絞シ領域の点から見て、流体の流れ
のための主たる絞シ領域を規定しない。

主弁プラグ５６の更にこれ以上の連続する上方への運動
は路２６が完全に流体の流れに露出されるまで流体の流
れに対して各々の半径方向の流路を益々継続的に露出す
るように作用する。この時、半径方向の流路２３は弁体
１１を通る高圧力の流体の流れに対して第１の絞シ領域
を形成する。

弁閉鎖作動の際、弁ステム６９が弁プラグ６５を下降し
、これによって主弁プラグ６６が流体の流れに対して半
径方向の流路２５を閉じ始め、そして表面５３がハード
金属弁座３２に接近し、そして結局それに接触する。表
面５６がハード金属弁座３２に接近するに従って、流体
の流れは再び表面５６と弁座６２との間でますます小さ
な間隔に初めに絞られる。弁を通る流体の流れを実質的
に閉じるために表面５３がハード金属座３２に接触する
点では、リプ４４は、弁開放作動中の弁プラダ３５の対
応する位置における如く、ソフト座挿入物３４か・らか
なシ距離をなおへたてられており、従ってまた表面５３
及びハード弁座３２によって規定された絞シ領域に対し
て流体の流れに対する重要な絞シ領域を規定しない。再
び、流体の流れは表面５３とハード弁座３２との間のが
み合い保合によって実質的に妨げられる。この時に、初
めにハード弁座６２及び金属ピストンリング５７を通υ
絞られた、最小量の流体の漏洩がある。

弁を完全に閉じるために、弁ステム３９が更に下方へ動
かされてリプ４４がソフト座挿入物３４に係合するまで
主弁プラグ６６を下降しつづける。

この時間中、スロットルプラグ３７は再びハブ５２に係
合するまでスロットルプラグは中空部分４６内で主弁プ
ラグ３６に対して動き、その後弁ステム３９を介して生
じたそれ以上の付加的な力が再び作用してリプ４４とソ
フト座挿入物３４との間の完全に一致した零漏洩及び表
面５３とハード金属座３２との間のほぼ零漏洩（ルｅａ
ｒ　ｚｇｒ＋ｏ−１ｔａａｋｃＬ！Ｉｇ　）を形晟する
。

従って、本発明は弁が閉じた位置にあるとき弁出口から
高圧流体の完全な隔離を提供し、且つソフト弁座の領域
における高圧流体の流れによる最小量の俊敏作用がある
ような方式で弁体を通る流体の流れを達成するように作
動可能である高い効果の弁構造体を提供する。この非常
に有利な弁作動ハダブルのノ・−ド座−ソフト座、並び
にダブルの主弁プラグ、スロットルプラグ形状のユニー
クな配置によって達成され、この場合、これ等の構成部
品間の幾何学的形状及び主プラグとスロットルプラグと
の間で許容される相対的運動が弁構造体のソフトな座を
形成している部分から離れているハードな、耐俊敏性の
表面に対する流体の流れの有害な影響を分離しようとす
る弁開閉作動を提供する。従って、本発明の弁は一方で
は各弁閉鎖のとき零漏洩弁閉止を形成し且つ一方ではソ
フト弁座を形成している材料の使用寿命（ｗｏｒｋ　ｌ
ｉｆ＋！ｌ）を非常に延長すふ方式で作動する繰返され
る弁開放動作及び弁閉鎖によシ作動されることができる
。

第５図は第６図の弁の変更された型の部分側面断面図で
ある。例示された如く、主弁プラグ３６′はス４−サー
２５′の中空内部内に形成された全体的に円筒状凹部２
２５内に摺動可能に収容されるように配置された増加し
た直径の部分２３６を含んでいる。一連の流体流路２５
０が主弁３６′の増加した直径の部分２６６を通シ形成
されている。

更に、部分２３６上方の主弁プラグ３６′の直径はスロ
ットルプラグ３７′の直径に実質的に等しい。第５図に
例示された如く、弁プラグ６６′の変更された構造並び
に追加の流体流路２５０は非常に有利な釣合手段を提供
し、これによって弁プラグ３５′はスムースな弁開閉作
動で弁ステム６９′によって軸線方向に変位されること
ができる。更に詳細には、弁が閉じた位置にあるとき、
ピストンリング５７′又は弁座３２′を通シ漏れた入口
流体圧力は流路２５０を通って主弁プラグ３６′の部分
２３６の上方の円筒状凹部部分２２５に漏れる。更に、
高入ロ圧力流体はまた第４図の弁の開口４６．４７に類
似の一連の開口を通って弁プラグ３５′の上方へ流れる
ことができる。この方法では、弁プラグ５５′は閉じた
位置にあるとき実質的に釣合わされる。弁開放作動中、
主プラグ３６′はソフト弁座６４′から引き上げられ、
そして部分２３６の上方及び下方の双方に作用する流体
圧力は出口圧力まで減少する。しかしながら、弁プラグ
６５′上に作用する入口圧力は主弁プラグ３６′の上部
直径が高圧力入口流体に露出されているスロットルプラ
グ３７の直径に実質的に等しいので実質的に釣合ったま
まである。主弁プラグ３６′のだめの上述の形状は弁開
閉動作中に高圧力入口流体に対して主弁プラグ６６及び
スロットルプラグ６７の各々の露出部の変化により生じ
得る（第５図参照）いかなるあシ得る不釣合い圧力の反
転をも除去する。その他のすべての点においては第５図
の弁は第６図の弁と同じである。

ケージスペーサ２５′の中空内部及び主弁プラグ６６′
の上方部分の周シからの流体の漏洩を防止するために、
全体的に環状のキャップ部材２５１がボルト５０′によ
って主弁プラグ３６′の上方部分にねじで保持されてお
シ、且つＵ−キャップ密封部材２５２を高圧力に露出さ
れたケージスペーサ２５′の中空内部と主弁プラグ３６
′の上方部分の外表面との間に密封関係に取付けている
。

更に、流体の流れ制限器（ｒｇｐｔｒｉｅｔｏｒ　）　
２５３が米国特許第４．２４９．５７４号（その開示は
参照によ多本性に明らかに含まれている）に開示されて
いる型式の制限器を具備するのが有利である。

本発明の上記の好ましい実施例は、本発明の明かな教示
から逸脱することなく当業者によっである変更を行なう
ことができるので、代表的なもののみを意味している。

従って本発明の全範囲を決心する際には添付の特許請求
の範囲が参照されなければならない。

【図面の簡単な説明】

第１図は断面で例示された流体の流れ制限器内を示して
いる本発明の弁プラグ手段の底部平面図である。 第２図は本発明の弁プラグ手段の分解斜視図である。 第６図は完全に閉じた位置における弁を例示しており、
且つ第１図の６−３線にほぼ沿って切断したときの本発
明による制御弁の側部断面図である。 第４図は完全に開いた位置における弁を例示しておシ、
且つ第１図の４−４線にほぼ沿って切断したときの第３
図の制御弁の側部断面図である。 第５図は第６図の弁の変更された型の部分側部断面図で
ある。 １０・・・・・・弁 １１・・・・・・弁体 １２・・・・・・流体入口 １５・・・・・・弁座リング １８・・・・・・流路 １９・・・・・・弁ケージ（ケージトリム）２４・・・
・・・リム ２５・・・・・・ケージスペーサ ３２・・・・・・弁座 ６４・・・・・・環状挿入物（座禅入物）６５・・・・
・・弁プラグ ６６・・・・・・主弁プラグ ６７・・・・・・スロットルプラグ ３９・・・・・・弁ステム ５０・・・・・・ボルト ５２・・・・・・ハブ要素 手続補正書Ｃ方式） 昭和６０年５月２９日 特許庁長官　志　賀　学　殿 １、事件の表示 昭和６０年特許顧第７５４７７号 ２、発明の名称 高圧力流体節制御ｌ弁 ３補正をする者 事件との関係　特許出願人 ４、代　理　人〒１０７

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（α）流体入口及び流体出口を規定している内部流
   路を含んでいる弁体、と、 Ｃｈ）　変形可能な、弾力性の材料を有しており、１つ
   該内部流路内に配置されている第１の弁座と、 （Ｃ）硬化された、耐蝕性の材料を有しておシ、且つ該
   第１の弁座と間隔をへだてた関係に該内部流路内に配置
   された第２の弁座と、（ｄ）　該内部流路内で選択的に
   、軸線方向に可動であシ、且つ該第１の変形可能な、弾
   力性の弁座とかみ合い可能であって、該流体入口と該流
   体出口との間の流体の流れを妨げる主弁プラグと、ｌハ
   　挿士血ザ丹がｒがｌイ富中小姻斜品−臂動で該内部流
   路内で軸線方向に可動であって、該第２の、硬化された
   、耐蝕性の弁座とかみ合い可能であって、該流体入口と
   該流体出口との間の流体の流れを妨げるスロットルプラ
   グとを具備しておυ、 の　該主弁プラグと該スロットルプラグとの間の該所定
   の相対的運動が設定されて、これによって開弁作動及び
   閉弁作動の際該弁を通る流体の流れに対する第１の絞り
   領域が該第２の、硬化された、耐蝕性の弁座を横切るよ
   うな方法に該主弁プラグ及び該スロットルプラグが整合
   されていることを特徴とする高圧力流体制御弁。 ２、（α）該スロットルプラグが該主弁プラグと同じ軸
   線の、入れ子犬の関係にあり、 （ｈ）　該スロットルプラグが該主弁プラグに対して所
   定の制限された距離を通シ司動であり、（ｃ）舷側対的
   ４Ｉ動づ；開弁作動の静設宗六れ、これによって該スロ
   ットルプラグが該第２の、硬化された、耐蝕性の弁座か
   ら引き上げられる前に、該主弁プラグが該第１の、変形
   可能な、弾力性の弁座から引き上げられ、これによって
   該第２の硬化された耐蝕性の弁座を横切って第１に初め
   の流体の流れを絞る特許請求の範囲第１項記載の高圧力
   流体制御弁。 ３、更に該相対的運動が閉弁の際設定され、これによっ
   て該スロットルプラグが該第２の、硬化された、耐蝕性
   の弁座に対して坐った後該主弁プラグが該第１の、変形
   可能な、弾力性の弁座に対して坐し１これによって弁が
   閉止する寸前に、第１に該第２の、硬化された耐蝕性の
   弁座を横切って最後の流体の流れを絞る特許請求の範囲
   第２項記載の高圧力流体制御弁。 ４、更に該第１の、変形可能な、弾力性の弁座が該第２
   の硬化された、耐蝕性の弁座がら下流方向に間隔をへだ
   てられている特許請求の範囲第３項記載の高圧力流体制
   御弁。 ５、更に流体の流れ制限器手段が該第１の、変形可能な
   、弾力性の弁座から下流に配置されている特許請求の範
   囲第４項記載の高圧力流体制御弁。 ６、更に（α）該主弁プラグが該流体の流れ制限器手段
   を通る流体の流れを選択的に、徐々に、且つ順次に開閉
   するように配置されておセ、（ｈ）該スロットルプラグ
   が開弁作動において該第２の弁座から引き上げられる寸
   前及び該スロットルプラグが閉弁作動において該第２の
   弁座に対して坐った直後、該主弁プラグが該流体の流れ
   制限器手段をほぼ半分開くように配置されている特許請
   求の範囲第５項記載の高圧力流体制御弁。 Ｚ　更に（α）該主弁プラグが中央中空部分を含んでお
   シ、 （ｈ）　該スロットルプラグが該中央中空部分内に軸線
   方向に、可動に収容されておシ、（Ｃ）該スロットルプ
   ラグと関連した保持及びストップ手段を有しておシ、こ
   れによって該スロットルプラグが該中央中空部分内で可
   動であって、且つ該所定の制限された距離を介して該主
   弁プラグと関連づけられている特許請求の範囲第３項記
   載の高圧力流体制御弁。 ８、更に該主弁プラグと該スロットルプラグとの間で作
   用するスプリング手段が該スロットルプラグを該第２の
   弁座の方に押している特許請求の範囲第７項記載の高圧
   力流体制御弁。 ９、（α）流体入口及び流体出口を規定している内部流
   路を含んでいる弁体と、 ＜ｈ＞　変形可能な、弾力性の材料を含んでおシ、巨つ
   核内部流路内に配置された第１の弁座と、（Ｃ）該内部
   流路内で制御可能に可動であシ、且つ該第１の、変形可
   能な、弾力性の弁座と選択的にかみ合い可能であって、
   該流体入口と該流体出口との間の流体の流れを妨げる第
   １の弁プラグと、 （ｄ）　硬化された、耐蝕性の材料を含んでおム且つ該
   第１の弁座に対して間隔をへたてた関係に該内部流路内
   に配置されている第２の弁座と、（ｇ）　該第２の、硬
   化された、耐蝕性の弁座とかみ合い可能であって、該流
   体入口と該流体出口との間の流体の流れを妨げる第２の
   弁プラグと、を具備しておシ、 （イ）該第２の弁プラグが該第１の弁プラグと所定の関
   係で該内部流路内で制御可能に可動であって、これによ
   って、開弁作動の際、該第２の弁プラグが該第２の、硬
   化された、耐蝕性の弁座から引き上げられる前に該第１
   の弁プラグが該第１の、変形可能な、弁座から引き上げ
   られ、そして閉弁作動の際、該Ｍ２の弁プラグが該第２
   の、硬化された、耐蝕性の弁座に坐した後該第１の弁プ
   ラグが該第１の、変形可能ガ弾カ性の弁座に坐して、と
   れによって開弁作動及び閉弁作動の際、該第２の、硬化
   された、耐蝕性の弁座を第１に横切って弁を通る流体の
   流れを絞ることを特徴とする高圧力制御弁。 １０、（ｔＺ）　流体入口及び流体出口を規定している
   内部流路を含んでいる弁体と、 ＜ｈ＞　該内部流路内に配置された第１の弁座と、 （Ｃ）該内部流路内で制御可能に可動であって、且つ該
   第１の弁座と選択的にかみ合い可能であって、該流体入
   口と該流体出口との間の流体の流れを妨げる第１の弁プ
   ラグと、 （ｄ）　該第１の弁座に対して間隔をへたてた関係に該
   内部流路内に配置されている第２の弁座と、 （＝）　該第２の弁座とかみ合い可能であって、該流体
   入口と該流体出口との間の流体の流れを妨げる第２の弁
   プラグとを具備していて、（イ）該第２の弁プラグが該
   第１の弁プラグに対して所定の関係で該内部流路内で制
   御可能に可動であって、これによって開弁作動の際、該
   第２の弁プラグが該第２の弁座から引き上げられる前に
   該第１の弁プラグが該第１の弁座から引き上げられ、そ
   して閉弁の際に、該第２の弁プラグが該第２の弁座に対
   して坐った後該第１の弁プラグが該第１の弁座に対して
   坐して、これによって開弁作動及び閉弁作動の際、該第
   ２の弁座を第１に横切って弁を通る流体の流れを絞るこ
   とを特徴とする高圧力制御弁。 １１、（α）流体入口及び流体出口を規定している内部
   流路を含んでいる弁体と、 （ｈ）　変形可能な、弾力性の材料を含んでおり、１つ
   該内部流路内に配置されている第１の弁座と、 （Ｃ）硬化された、耐蝕性の材料を含んでおり、且つ該
   第１の弁座に対して間隔をへだてた関係に該内部流路内
   に配置されている第２の弁座と。 （ｄ）該内部流路内で選択的に、軸線方向に可動であっ
   て、且つ該第１の、変形可能な、弾力性の弁部とかみ合
   い可能であって、該流体入口と該流体出口との間の流体
   の流れを妨げる主弁プラグと、 （＝）　該主弁プラグに対して所定の相対的運動で該内
   部流路内で軸線方向に可動であって、且つ該第２の、硬
   化された、耐蝕性の弁座とかみ合い可能であって、該流
   体入口と該流体出口との間の流体の流れを妨げるスロッ
   トルプラグとを具備しておシ、 （ト）該スロットルプラグが該主弁プラグと同じ軸線の
   、入れ子犬の関係にあり、 ０）該スロットルプラグが所定の制限された間隔を通シ
   該主弁プラグと相対的に可動であし、（Ａ）　該相対的
   運動が開弁作動の際に設定され、これによって該スロッ
   トルプラグが該第２の、硬化された、耐蝕性の弁座から
   引き上げられる前に該主弁プラグが該第１の、変形可能
   な、弾力性の弁座から引き上げられ、これによって該第
   ２の、硬化された、耐蝕性の弁座を第１に横切る流体の
   流れを初めに絞シ、 （ｊ）　該主弁プラグが該主弁プラグの最下方端に延び
   ている、増加された直径の下方部分を含んでおシ、 σ）該増加された直径の下方部分の上方の該主弁プラグ
   の直径が該スロットルプラグの直径に実質的に等しく、 （Ａ）　該スロットルプラグが該主プラグの下方部分に
   よって規定された中空内部部分内に収容されており、 （Ｚ）　少くとも１つの流体流路が該主弁プラグの増加
   された直径の下方部分を完全に通って形成されていて、
   これによって流体が該主弁プラグの下方部分の下方から
   上方へ流れることができ、（ｍ）該主弁プラグの該下方
   部分上方の該内部流路の部分が該増加された直径の下方
   部分上方の該主弁プラグの直径の上方にある該内部流路
   から隔離されており、 （→　少くとも１つの流路が該スロットルプラグ及び主
   弁プラグを完全に通シ形成されていて、これによって流
   体が該スロットルプラグの下方から該内部流路の方へ該
   主弁プラグ上方に流れることができ、該内部流路が該増
   加された直径の下方部分の上方の内部流路の部分から隔
   離されていることを特徴とする高圧力流体制御弁。