JPS62155381A - 単向流体制御弁 - 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】 本発明は弁に関するものであり、さらに詳しくいえば往
復動気体圧縮器に普通に用いられるような単向流体制御
弁に関するものである。

従来の技術 往復動気体圧縮器に普通に用いられるような単向流体制
御弁は、形や寸法が様々である。一般にそれらはプレー
ト、リング、チャネルまたは他の幾何的形を有し、圧力
を加えて弁座に押しつけてシールする変位可能な弁要素
をもつものとして特徴づけることができる。これらの弁
要素は、弁の相対的動き方ならびに開閉点を制御するた
めに一般にばねを用いている。

弁設計者は、弁の特性を選択するに当って多くの取捨選
択手順に遭遇することが多い。設計者は、効率的（低圧
力降下）である弁設計と同時に良好な寿命特性を示す設
計？したいと思っている。設計統合という言葉の裏には
一つの領域で利益を得て、他の領域で許容できる基準を
犠牲にしないですますことが困難であるということがあ
る。

時には良い性能の弁が、許容できる寿命をもたないこと
がある。一般にとられる設計段階は、止め部材または弁
座に弁要素が衝突する速度を小さくする方向に向けられ
ている。この目的のために、通常二つのことが別々にか
、または−緒に規定される、すなわち Ｌ　ばねの選択を変えること、 ２　弁の持ち上げ距離を小さくすることである。

弁の持ち上げ距離を小さくする結果として、弁の寿命の
間琲ヲ改良できるが、そのために弁の性能は落ちてしま
うであろう。従って、使用者は弁の寿命が延びた代りに
性能について［−している。

弁設計者は、長い間、弁を開ける過程を種々の設計と用
途における一つの問題として認めてきた。

弁を開く間に生ずる弁要素の衝突を緩和する種々の空気
緩衝装置や機械的緩衝装置が考案されて従来の技術にお
いてよく述べられている。

プレート形弁による実験は、弁要素が弁部に衝突したこ
とによって生じた応力レベルが観測された弁の破壊上説
明するのに十分な大きさのものであることを示した。こ
の発明の目的は、通常の持ち上げ距離の弁の寿命を大き
くすること、または弁の寿命を著しく縮めることなく、
持ち上げ距離を増加させることである。すなわち、弁の
耐久性について犠牲を払わずによりよい性能（より小さ
な圧力降下）を連取するように通常の持ち上げ距離を増
大できるようにすることである。

従って、本発明の目的は、閉止面と流体ポートを形成さ
れた弁座を形成している第１、、前記弁座に結合されて
平らな止め面ｒ有するポートの付いた弁要素止めを形成
する第２、：前記弁座と前記弁要素止めとの間に可動に
置かれて（ａｌ前記弁座に併合して前記弁座内の前記ポ
ートを閉塞して、前記弁座内の前記ポー）ｋ通る流体の
流れを抑止したり、（ｂｌ前記弁座から持ち上がると前
記弁座内の前記ホートラ露出させて前記弁座内の前記ポ
ート’ａｌ−流体の流れが通ることができるようにする
第３、を備え、前記第３の手段が穴のあいた弁要素と穴
のあいた緩衝要素を備え、 前記緩衝要素は、前記弁要素と前記弁座との間に挿入さ
れ、前記緩衝要素内の穴は前記弁要素によってふさがれ
、さらに前記閉止面と前記止め面との間に挿入されて前
記緩衝要素の持ち上げ距離を制限する手段を備えた単向
流体制御弁を提供することである。

また本発明の目的は、閉止面と流体ポートが形成された
弁座を形成する第１、、前記弁座に結合されて平らな止
め面ヲ１するポート付弁要素止めを形成する第２、、前
記弁座と前記弁要素止めとの間に可動に配置されて、（
ａｌ前記弁座に係合して前記弁座の中の前記ホートラふ
さいで前記弁座の中の前記ポートを通る流体の流れを抑
止し、（ｂ）前記弁座から持ち上がると前記弁座の中の
前記ホートラ露出して前記弁座の中の前記ホートラ通る
流体の流れを可能にする第３、を備え、前記第３の手段
は、穴のあいた弁要素と穴のあいた緩衝要素を備え、前
記緩衝要素は前記弁要素と前記弁座との間に挿入され、
前記緩衝要素の中の穴は前記弁部の中の前記ポートと通
じて流体を通すようにおいており、さらに前記閉止面と
前記止め面との間に挿入されて前記緩衝要素の持ち上げ
距離を制限する手段を備えた単向流体制御弁を提供する
ことである。

本発明のもう一つの目的は閉止面と流体ポートを形成さ
れている弁［−形成する第１、；前記弁座に結合されて
平らな止め面を有するポート付き弁要素止めを形成する
第２、；前記弁座と前記弁要素止めとの間に可動に配置
されて、 （ａｌ前記弁座に係合して前記弁座の中の前記ポートを
ふさぎ、それによって前記弁座の中の前記ポー１１通る
流体の流れを抑止し、（ｂ）前記弁座から持ち上がると
前記弁座の中の前記ポー［−露出させて、前記弁座の中
の前記ポーｔｆ通る流体の流れを可能にする第３、を備
え；前記第３の手段は穴付き弁要素と穴付き緩衝要素と
全備え、前記緩衝要素は、前記弁要素と前記弁座との間
に挿入され；前記緩衝要素の中の穴と前記弁要素止めの
中のポートは、−線に並んでおらず；さらに前記閉止面
と前記止め面との間に挿入されて前記緩衝要素の持ち上
げ距離を制限する手段を備える単向流体制御弁全提供す
ることである。

本発明のなおほかの目的は閉止面と流体ポートを形成さ
れた弁座を形成する第１、；前記弁座に結合されて平ら
な止め面を有するポート付き弁要素止めを形成する第２
、；前記弁座と前記止めとの間に挿入されて与えられた
距離を（ａ＋前記止めに向かう第１の方向と（ｂ）前記
弁座の方に向かう第２の方向とに移動する穴付き弁要素
と；前記弁要素と前記弁座との間に可動に配置されて、 （ａｔ前記弁部から持ち上がり、（ｂｌ前記弁要素が前
記第２の方向に動く間前記一定の距離の中間で前記弁要
素を捕える第３、を備えた単向流体制御弁を提供するこ
とである。

本発明のこのほかの目的ならびに新規な特徴は添付図面
に関連して行う以下の説明を参照することによってさら
に明らかになるであろう。

実施例 図面に示したように、新規な弁ｌＯがラディアルアーム
２２によって分離された複数の同心環Ｉｌｌ　。

１６．１８及び２０で形成された弁座１２を備えている
。図に示すように、アーム２２は、弁座１２の中に形成
されたポー）２１１と２６と２８と３０の間に半径方向
に伸びている。弁座１２（第２図）Ｋ直接のっている穴
開き緩衝板５２が示されており、緩衝板３２にあるポー
ト３１１，３６．３８及びＩＩＯが弁座ポート２１４，
２Ｇ、２８及びう０の上にあいていることに気付くであ
ろう。緩衝板３２のポート５８及び４０はそれぞれ１対
の弁座ポートすなわちそれぞれ数対のポート２８と数対
のポート５０の直上にあいている。緩衝板５２のポー）
３１１及び３６は、それぞれ弁座１２のポート２４及び
２６の直上においており、それらと直接−線になってい
る。

第１図において、緩衝板５２が再び示されているが、今
度は、穴あき弁板１１２の一部分が切取られた状聾で穴
あき弁板１４２と共に示されている。

弁板ＩＩ２は、１９８５年８月６日に許可された「プレ
ート形弁用の弁要素」という名称の本願発明者の米国特
許第に５３２．９５９号による扇形にした形状のもので
ある。第２図に示したように、緩衝板３２の中のポート
５４．３６．５Ｆ！及び１４０ならびに弁板１１２の中
のポートすなわちポートｌ１１１、ｌ１６及びＩＩ８は
弁板４２が緩衝板５２の中のポートをふさぐように１位
置が合っていない。弁１０を流体の流れが通れるように
するためには、弁板４２が緩衝板５２から移動すること
が必要である。

第う図は断面の形で弁１０の一部分の完全な組立体を示
し、それは弁＄１２、止め板５０、弁要素または弁板ｌ
１２、緩衝板５２、案内リング５２、組立てボルト５４
及び圧縮ばね５６（及び５６ａ）全備えている。止め板
５０にはめられた圧縮はね５６（一つだけが示されてい
る）は、弁要素または弁板１１２’ｉ弁厚１２の方へ押
しやり、案内リング５２は、緩衝板５２に係合してそれ
の持ち上げ距離？拘束的に制限するＭ６０’ｉ形成する
ように段がついている。従って、動作時には、弁要素１
１２及び緩衝板５２は弁座１２から無理に引離されたの
ちに、緩衝板′５２は、弁座１２より上の高さに一種の
慣性浮遊状態を生じさせて、緩衝板が弁座１２へ戻る量
弁要素ｌ１２の動きｔさまたげる。止め板にある圧縮ば
ね５６は、弁板４２の弁座１２の方への戻り全促進する
。なお、緩衝板う２は、その閉止作用全加速するのにば
ねヲ甲いていない。

その結果として、加速された弁板４２が緩衝板と衝突す
るときなお自由に浮いている状態にある。

次に、緩衝板５２は、静止状態に戻る量弁板１１２ケ途
中で捕えて減速させる。

緩衝板を止め板と弁要素との間に用いることは、従来技
術において周知である。しかし、そのようなやり方は本
発明を示唆していない。本発明は止め板緩衝が与えない
し与えることのできない予期されない利益を与える。本
発明の弁座緩衝は従来技術に示されてもいないし、従来
技術によって示唆されもしないが、著しく大きな弁要素
の持ち上げ距離を可能にする。本発明では弁をよぎると
きの圧力降下が小さいので、持ち上げ距離を大きくして
よりよい性能の弁ができる。持ち上げ距離が制限され、
弁要素ヰ２と弁座１２との間におかれた緩衝板３２を用
いるという本発明の考えは、弁要素１４２の自由空間内
で捕えることと弁要素が閉止する前にそれに？Ｊｔｔ速
することを確実にする。従って緩衝板の重さ、弁要素戻
しばね５６のばね力など選択することによって事実上大
いに改良された弁要素持ち上げ距離全実現できる。

本発明全特定の実施例に関して説明したが、これは例と
してだけ行われたものであり、本発明の目的で述べた本
発明の範囲を制限するものではない。例えば、選択自由
なばね５６ａ（一つだけ示されている）を弁座１２に第
３図に示すようにセットして、緩衝板５２．７弁慶から
離すように押すことかできる。従って緩衝板の応答また
はそのダンピング特性全弾性的に変えることができるで
あろう。

弁要素４２と緩衝板３２との間の相対的回転を抑止する
だめ及び緩衝板の構成要素の弁要素との正しい向きを維
持するため、弁座１２はそれから突出て緩衝板５２と弁
要素１ｉ２に設けられたビンホー、ルを貫く位置決めピ
ンをもっている。この技術は従来技術において周知なの
でこれのどれも図示されていない。またプレート形弁１
０だけを図示して説明した。しかし、特許請求の範囲は
本発明がリング、チャネル及びほかの形に作られて構成
された弁に等しく適用でき、かつそれらで具体化できる
のでグレート形弁に制限されない。また本願の新規な扇
状弁板４２を本発明の好ましい実施例において示したが
、丸い弁板を使用できることを理解すべきである。ここ
に図示して説明した実施例のすべてのそのような変更は
本願の発明の範囲に入ると思われる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するために本願発明者によって知
られた本発明の最良の実施例に従っており、止め板を省
略されてかつ下にある穴あき緩衝板を示すためにプレー
ト形弁要素の一部分を切取った流体制御弁の平面図、 第２図は第１図と同様のもので、弁要素を省略し下にあ
る弁座内のポートナらびに弁座の同心円環及びラジアル
アームを示すために緩衝板の一部分を切取った平面図、 第３図は第１図及び第２図に対応するか止めばねと圧縮
ばねを含む本願の実施例による新規な弁の部分断面図で
ある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、閉止面と流体ポート（２４、２６、２８、３０）を
   中に形成された弁座（１２）を形成する第１の手段と；
   前記弁座に結合されて、平らな止め面を有するポート付
   き弁要素止め（５０）を形成する第２の手段と；前記弁
   座と前記弁要素ストップとの間に挿入されてそれらが所
   定の距離にわたつて（ａ）前記弁要素止めの方に向かう
   第１の方向と（ｂ）前記弁座の方に向かう第２の方向と
   に動く穴付弁要素（４２）と、前記弁要素と前記弁座と
   の間に可動に配置されて（ａ）前記弁座から持ち上がつ
   て、（ｂ）前記弁要素を前記第２の方向に動かす間前記
   所定の距離の中間で、前記弁要素の動きをさえぎる第３
   の手段（３２）を備えて成る単向液体制御弁。 ２、前記閉止面と前記止め面との間に挿入されて前記第
   ３の手段の持ち上げ距離を制限する手段（５２、６０）
   をさらに含む特許請求の範囲第１項に記載の弁。 ３、前記弁要素と前記弁要素止めとの間に挿入されて前
   記弁要素を前記第２の方向に押付ける手段（５６）をさ
   らに含む特許請求の範囲第１項に記載の弁。 ４、前記第３の手段が前記弁要素の前記第２の方向に動
   く間前記弁要素を減速する手段を含む特許請求の範囲第
   １項に記載の弁。 ５、前記第３の手段と前記弁座との間に挿入されて前記
   第３の手段を前記弁座から離すように押す手段（５６ａ
   ）をさらに含む特許請求の範囲第１項に記載の弁。 ６、前記弁座が同心環（１４、１６、１８、２０）と前
   記環と一体になつて環を同心円状に固定するラジアルア
   ーム（２２）を備え；前記閉止面に直角に伸びる平面に
   沿つてとつた寸法にわたつて、前記環が与えられた深さ
   を有し、前記アームが前記与えられた深さより浅い深さ
   であり；前記環と前記アームは、前記弁座の前記閉止面
   とは反対の側の共通平面内で終り；前記アームが前記閉
   止面からくぼんでいて、その上にある浅い通路（５８）
   を直ぐ隣の環と環の間で形成し；前記第３の手段が複数
   の前記通路の上にあいている穴（３４、３６、３８、４
   ０）を形成されているプレート（３２）を備えている特
   許請求の範囲第１項に記載の弁。 ７、前記プレートが複数の半径方向に配置されたリガメ
   ントを有し、前記リガメントが前記弁座の前記ラジアル
   アームの上にのつている特許請求の範囲第６項に記載の
   弁。 ８、複数の前記穴が各々前記弁座の中の１対の前記流体
   ポートに開いている特許請求の範囲第６項に記載の弁。