JP3422330B2

JP3422330B2 - ダブルシート弁を漏れなしに切り替える方法とこの方法を実施するための密封配置構成

Info

Publication number: JP3422330B2
Application number: JP50956495A
Authority: JP
Inventors: ハンス，オットーミース; シュライバー，ユルゲン; ポーリック，マルクス
Original assignee: オットートゥヘンハーゲンゲーエムベーハーウントコーカーゲー
Priority date: 1993-09-22
Filing date: 1994-09-20
Publication date: 2003-06-30
Anticipated expiration: 2018-06-30
Also published as: AU684315B2; PL313593A1; BR9407606A; CN1131456A; JPH09503844A; CA2171105A1; PL174477B1; US5732727A; DE4332109C2; DE4332109A1; WO1995008730A1; CN1043073C; KR960705164A; AU7808794A; NZ274149A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、請求項１の前提部に記載されたダブルシー
ト弁を漏れなしに切り替える方法と、従属請求項４また
は12の前提部に記載された前記方法を実施するための密
封配置構成に関するものである。

EP0039319B1により、冒頭に記載した種類の方法を近
似的に実施できる密封配置構成が知られているが、この
密封配置構成は漏れのない切り替えではなく、漏れの少
ない切り替えを確保する。この公知の密封配置構成にお
いて、半径方向密封手段を有するスライドピストンとし
て形成された第１の閉止部材は、ダブルシート弁の開放
位置において、その終端部分の区域が第２の閉止部材に
よって密封包囲される。第２の閉止部材はスライドピス
トンに向いたその端部が、概ね円筒形の周壁を具備する
凹部を有している。この凹部は、開放運動中および開放
位置において第２の閉止部材が開く前に、スライドピス
トンの終端部分を密封保持するように寸法が選択されて
いる。ダブルシート弁の閉止位置では、スライドピスト
ンはその半径方向密封手段と一緒に円筒形弁座に保持さ
れている。その際、第２の閉止部材内の凹部の円筒形周
面は円筒形弁座と１列をなし、半径方向密封手段はスラ
イドピストンの終端部分に配置されていて、弁が円筒形
弁座から開く間はスライドピストンが第２の閉止部材と
接触する前に、１列をなす凹部の円筒形周壁と密封接触
する位置に入るようになっている。

この公知の密封配置構成は、その好適な実施例がEP00
39319B1の図２にすべての構造的な細部と一緒に示され
ている。この密封配置構成の本質的な特徴は、半径方向
密封手段が弁の閉止位置、開放運動中および開放位置の
いずれにおいても、常に円筒形周壁によって支持および
保護されることである。ダブルシート弁が開く間は、半
径方向密封手段は第２の閉止部材の凹部の周壁と係合
し、弁の開放位置においても半径方向密封手段と第２の
閉止部材内の凹部の周壁との係合は維持されている。こ
の場合、係合はもっぱら摩擦結合である。すなわち、半
径方向密封手段の弾性変形によりその内部に引き起こさ
れた反発力のみによって周壁と半径方向密封手段との間
に面圧が生じ、これが半径方向密封手段に接した流体が
２つの閉止部材の間の漏れ隙間に加圧下で流出するのを
妨げるのである。

GB668563により、スライド状に形成された閉止部材に
配置された半径方向密封手段（ここではいわゆるＯリン
グである）が、弁の開放運動中はシートディスクとして
形成された閉止部材内に進入し、弁の開放位置ではそこ
に止まっている弁が知られている。この比較的古い公報
により、弁の閉止位置で作用する円筒形弁座区域をシー
トディスク内の円筒形凹部と等しい直径で形成すること
が知られている。この弁は、閉止部材の間に想定される
漏れ隙間がなく、当該密封配置構成は何よりも半径方向
密封手段の保護と支持に用いられるが、半径方向密封手
段の変形に基づきシートディスクと周壁と半径方向密封
手段との間に作用する摩擦係合は、これらの密封手段に
接した流体が加圧下でシールの後ろに位置するシートデ
ィスク内の凹部の区域に達しないような大きさにしなけ
ればならない。

上述した公知の密封配置構成は幾つかの短所がある。
第１の短所は、それぞれの半径方向密封手段と付属の閉
止部材の円筒形周壁との接触の密閉性は、半径方向密封
手段の弾性変形の可能性が制限されたことによる摩擦係
合にのみ基づくという事実から生じる。さらに、EP0039
319B1に従う公知の密封配置構成の好適な実施例を図２
から、弁の閉止運動においてはシートディスクとして形
成された閉止部材の載置が、少なくとも半径方向密封手
段と円筒形弁座との付属関係に関して案内されずに行わ
れていることが明らかである。このことは、シートディ
スクとして形成された閉止部材がその軸方向密封手段と
一緒に最初に付属の弁座面に載る一方で、スライドピス
トンは半径方向密封手段と一緒に凹部に止まっているこ
とに基づいている。このとき、好適な実施例の説明され
た意図とは反対に、半径方向密封手段が入っている凹部
の円筒形周壁と円筒形弁座がなんらかの理由で、１列を
なさなかったら、半径方向密封手段はそれ以降の閉止運
動において円筒形弁座に進入するときに過大な機械的負
荷を受けて寿命を損ねる。

これに関する是正手段は、やはり図２に示されている
ように、ここではいわゆるＯリングとして形成された半
径方向密封手段を埋め込みことによって提供されるはず
である。図の表現から明らかなように、変形しない取り
付け位置ではＯリングは溝に「ゆるく」配置されてい
る。しかしながら、この配置構成の短所は、シールの後
ろで溝底部に向かって閉じた隙間が生じ、洗剤を弁に通
すときにそれらの隙間は自動洗浄によっては極めて接近
しにくいか、まったく接近できない点である。閉止部材
における、いわゆる「ゆるい」Ｏリング配置構成によ
り、Ｏリングは変形した取り付け位置ではその密封溝の
内部でなおもある程度可動性を有するので、たとえばシ
ートディスクとして形成された閉止部材が偏心状に載る
場合、次に共軸にずれた円筒形弁座に進入するときにあ
る程度偏向し、したがって過負荷を回避して、せん断作
用を免れることができる。

公知の密封配置構成の好適な実施例のもう１つの短所
は、それが漏れなしに切り替わらない点である。EP0039
319B1の図２に非常に明瞭に示されているように、シー
トディスク内に配置された軸方向密封手段が付属の弁座
面に載った後、それ以降の閉止運動において半径方向密
封手段が付属の円筒形弁座に進入するときに、２つの密
封手段の間に一時的に隙間が形成され、閉じる前に弁内
にあった流体がその中に閉じ込められている。半径方向
密封手段が弁の閉止位置で円筒形弁座に完全に保持され
た後に、２つの閉止部材の密封手段に囲まれた流体が漏
れ隙間に流れ込み、弁周囲との連通を通していわゆる切
り替え漏れとして現れることがある。

ダブルシート弁のスライド状に形成された閉止部材に
半径方向密封手段を有する密封配置構成を設けるその他
の提案もなされたが、それらの提案によって上記のいず
れか１つの短所を回避することができる。これに関連し
て、DE3242947C2により、それぞれ円錐形に形成された
衝止面を有する２つの弁体の間に好ましくは円筒形の環
状路が漏れ隙間として配置されており、第１の弁体には
円筒形環状路の内壁面に接するシールが付属していて、
このシールを同時にこの弁体の円錐形弁座を密封するの
に用いる密封配置構成が知られている。この公知の密封
配置構成の好適な実施例によれば、円筒形環状路の内壁
面に当たっているシールは、第１の弁体と第２の弁体と
の間で漏れ隙間を弁空間に対して密封する連通が生じる
まで、第１の弁体の切り替え中に環状路の区域にとどま
るか、環状路を密封通過するように、２つの弁体の衝止
面の間に配置されている。

最後に挙げた密封配置構成では、シールが全面的に形
状係合および摩擦係合によって埋め込まれているので、
シールと付属の溝との間に隙間が生じることは確かに防
がれるが、DE3242947C2の図２から明らかなように、こ
の密封配置構成も漏れなしに切り替わらない。EP003931
9に従う密封配置構成と異なり、DE3242947C2では弁の開
放位置において弁内部空間を漏れ隙間に対して密封する
のは、スライド機能も有する第１の弁体が、その漏れ隙
間に向いた端面を第２の弁体のシールに軸方向に当てて
押し付けることによって行われる。第１の弁体は何より
も、ダブルシート弁の閉止位置において付属の弁座面に
対する密封が軸方向に作用する密封手段によって行われ
るシートディスクである。それゆえ、基本的にDE324294
7C2に従うダブルシート弁およびそこで実現されている
密封配置構成は、本出願の目的物とは異なる種類に属し
ている。この公知の弁の閉止位置で第１の弁体のシール
と付属の弁座面との間の密封作用はこのシールを弁座面
に軸方向に押し付けることによって達成されるように、
弁の開放位置では２つの弁体の間の密封作用および漏れ
隙間に対する密封作用は、第２の弁体に配置されたシー
ルを、漏れ隙間に向いた第１の弁体の端面に軸方向に押
し付けることによってのみ達成される。第１の弁体にお
ける当該シールの「軸方向結合」は形状係合であり、そ
の面圧は、摩擦力が当該シールの変形可能性にのみ基づ
くEP0039319B1の目的物とは異なり、２つの弁体の相対
運動を規定する駆動体の寸法決定に基づいている。

上位概念をなすEP0039319B1に従うダブルシート弁
は、本質的に次の主要な特徴を有する。

1.ダブルシート弁が閉じた位置では、シートディスク内
のシールと、スライドピストン内のシールは互いに独立
に作用する。

2.シートディスクは、弁の開放位置でスライドピストン
の半径方向密封手段が完全に進入している円筒形凹部を
有する。

3.ダブルシート弁の開放位置では、半径方向シールと、
第２の閉止部材、すなわちシートディスク内の凹部の円
筒形の内周面とが協働する。さらに、スライドピストン
の外周面の直径は、シートディスク内の凹部の内周面の
直径と関数関係にある。つまり、ダブルシート弁の開放
運動および開放位置においてスライドピストンが密封状
態でほぼ漏れなしに切り替わって凹部に保持され得るよ
うに、円筒形弁座の直径は凹部の円筒形内周面の直径と
等しく形成される。

4.シートディスク内の軸方向シールは、間隔をおいて凹
部を包囲するように配置されている。

本発明の課題は、ダブルシート弁のスライド状に形成
された閉止部材に半径方向密封手段を用いて漏れのない
切り替えを確保し、さらに微生物学的に申し分のない配
置構成において半径方向密封手段の耐用期間を改善する
ことである。

上記課題は、請求項１の特徴部に記載された特徴を用
いることによって方法として解決される。提案された方
法の好ましい構成が、従属請求項に記載されている。提
案された方法を実施するための密封配置構成が、従属請
求項４または12の特徴部に記載された特徴によって実現
され、この密封配置構成の好ましい構成がその他の従属
請求項に記載されている。

本発明の方法の本質的な長所は、一方では、ダブルシ
ート弁の閉止運動において２つの密封手段が案内されて
付属の弁座面に載り、他方では、従来技術の密封配置構
成とは異なり、弁の開放運動においては半径方向密封手
段がそれらの円筒形弁座に案内されて密封されたままで
ある点である。第１の方法形態では、これらの密封手段
はそれらの終端部分が、第２の閉止部材内の密封手段と
十分に密封係合する。逆方向、すなわち閉止運動におい
ては、半径方向密封手段が付属の円筒形弁座にやはり十
分確実に密封案内されるまで、密封手段は互いに十分長
く密封係合している。

提案された第２の方法形態は、密封手段相互の摩擦を
伴う相対運動を回避することによって密封手段の耐用期
間を増す。この方法形態の本質的な点は、第２の閉止部
材に設けた密封手段は、第１の閉止部材の終端部分と密
封係合しており、この終端部分を密封包囲していること
にある。半径方向密封手段に関しても、第２の閉止部材
に設けた密封手段に関しても、必ず密封手段と、好まし
くは金属製弁座面とからなる材料の組み合わせが存在す
る。

上記の本発明の原理から、さらに２つの好適な方法形
態が導かれる。第１に、密封手段の間の密封係合は、公
知の密封配置構成におけるように、摩擦係合のみによっ
て行われるのではなく、追加的に形状係合としても形成
できる。形状係合の長所は、密封手段の接触箇所の間に
作用する力が半径方向密封手段の許容変形のみによって
決定されず、弁駆動を通して影響できる閉止部材相互の
相対運動によっても決定されている点であり、この相対
運動は２つの閉止部材の間のストッパによって制限され
る。このストッパは、形状係合に関しては望ましい安全
ストッパであり、摩擦係合の形態に関しては必要なスト
ッパである。

第２に、もう１つの好適な方法形態は、漏れのない切
り替えを公知の密封配置構成によっては達成できないほ
ど際立った程度で実現する。このことに成功するのは、
一方では、弁の閉止運動において、軸方向閉止部材の密
封手段が付属の弁座面に載る前に半径方向密封手段が円
筒形弁座面と密封係合すること、他方では、それに続く
軸方向密封手段のこれに付属する弁座面への載置が、半
径方向に見て内側で始まり、そこから外側に向かって弁
座面上の密封手段の最終位置に達するまで半径方向に進
行することによる。この場合、弁座面と当該密封手段の
間にある流体は、内側から半径方向外側に向かって弁座
面区域から連続して押し出され、しかもこの押し出され
た流体が封入されることは確実に回避できる。

本発明の方法を実施するために、密封配置構成の有利
な構成において、それ自体公知の仕方で軸方向密封面を
有する第２の閉止部材における密封手段は、さらに半径
方向密封面を備えており、しかもこれは主として半径方
向密封手段の密封面の終端部分と協働する。

第１の閉止部材の半径方向密封手段が、凸状に湾曲し
た曲率の小さい密封面を有することが好都合である。そ
うすることによって、半径方向密封手段は第２の閉止部
材の密封手段と密封係合する一方で、円筒形弁座面内部
で密封案内されている。

第２の方法形態を実現するための密封配置構成では、
第２の閉止部材における密封手段の半径方向密封面が第
１の閉止部材の終端部分と協働し、閉止部材が互いに係
合するときにこの終端部分が半径方向密封面によって密
封包囲されるようになっている。その際、２つの閉止部
材の間で作用する、好ましくは金属製のストッパによっ
て最終位置が限定される。この密封配置構成は、設けら
れたすべての密封手段に特別長い耐用期間を与える。な
ぜならば、材料の組み合わせが密封手段と好ましくは金
属製弁座面とからなるからである。

ここで注意すべきは、第２の閉止部材の密封手段は、
半径方向密封手段の終端部分と係合しない限り、必ずし
も軸方向密封手段でなくともよいという点である。この
方法は、原理的には、第２の閉止部材が半径方向密封手
段を有するスライドピストンとして形成された密封配置
構成にも応用できる。

２つの密封手段はそれぞれ一体的エラストマー製シー
ルとして形成されていて、各々の溝底部に向かって拡大
した溝に形状係合および摩擦係合によってそれぞれ埋め
込まれていることが好都合である。いわゆるカプセリン
グの形態をなすこの埋め込みにより、発生した流体の圧
力によってシールが溝から押し出されることが確実に防
がれ、またそのことによりシールの後ろに隙間が生じる
ことが、それに起因する微生物学的問題とともに確実に
避けられる。さらにこれとの関連で提案された、スライ
ドピストンとして形成される閉止部材の半径方向シール
を容積の大きいリングとして寸法決定することにより、
シール運転中の応力が少なく、このような事情の結果と
して半径方向シールの摩耗は減少し寿命は伸びる。

半径方向シールは、組み込まれた状態において溝から
突き出たシール部分を有する。このシール部分は、提案
された密封配置構成の好適な構成に従い、両側の溝縁部
に張り出すように形成できるので、そこで半径方向にス
ライドピストンによってそれぞれ支持することが可能で
ある。このような支持は、一方では第２の閉止部材の密
封手段との密封係合するとき、他方では半径方向シール
を円筒形弁座面に導入し、またはこれを離れるときに好
都合である。なぜならば、張り出したシール区域はシー
ルの干渉区域を拡大し、しかもそれによって安定性に関
する問題は生じないからである。

第２の閉止部材の密封手段もしくはシールの半径方向
密封面が、弁の開放運動の方向に見て円錐状に細くなっ
ていることにより、密封手段の間で摩擦係合に加えて有
利な形状係合が実現される。このように形成された半径
方向密封面は、独立に操作可能で能動的スライドピスト
ン内の、いわば半径方向密封手段に対する伝動傾斜面と
して作用する。

第２の閉止部材に配置されたシールの軸方向密封面
が、半径方向に見て内側から外側に向かって、かつ付属
する弁座面と反対方向に上昇しており、さらに半径方向
密封面と一緒に共通の全周シールエッジを形成すると、
この密封形態により漏れのない切り替えが、従来技術に
よる密封配置構成によっては不可能だった程度において
可能である。

提案された密封配置構成は、WO93/16306により公知の
ダブルシート弁に特別適している。この公報の図３に示
された実施例は、本発明において提案された密封配置構
成のすべての長所を備えることができる。公知のダブル
シート弁の当該実施例は、シートディスクとして形成さ
れた第２の閉止部材が、円筒形弁座面と共軸に向けら
れ、これと等しい直径で形成された孔を有し、しかもこ
の孔はダブルシート弁の周囲まで案内されていることを
特徴としている。このような構成により、ダブルシート
弁を水平に配置し、漏れ隙間を完全に残りなく排出する
ことができる。

ダブルシート弁の水平配置構成において漏れ隙間の排
出は、第２の閉止部材に設けた孔が円筒形弁座面より大
きい直径を有することにより、直径の等しい配置構成よ
りも簡単になる。

ダブルシート弁の水平配置構成において、最小残量が
次の開放行程で２つの密封手段の間の区域から取り出さ
れるまで漏れ隙間に一時的に残る可能性ある場合は、密
封配置構成の別の形態で第２の閉止部材における孔の内
径が円筒形弁座面の内径よりも半径方向間隔ａの２倍だ
け小さく形成されており、しかもこの半径方向間隔は０
ないし0.5mm、好ましくはａ＝0.2mmとなっている。この
方策により、第２の閉止部材のシールは、ダブルシート
弁の開放方向に見て、半径方向間隔ａに基づく孔の直径
縮小により支持作用を受ける。孔は特にシールとの密封
係合において作用する。

第１の方法形態を好適に実現する第２の密封配置構成
は、上述の密封配置構成では概ね半径方向に向けられた
密封手段相互の係合を、概ね軸方向に相互接触に置き換
えたものである。この構成は、摩耗の少ない特性を特徴
としている。さらにこの構成は、第１の密封配置構成よ
りも寸法誤差に対して敏感ではなく、変形余地も大き
い。半径方向密封手段は、第１の閉止部材の終端部分の
端部に配置されていて、互いに移行する半径方向密封面
と軸方向密封面によって限定されている。第２の閉止部
材における軸方向密封手段の軸方向密封面は、半径方向
に見て外側部分は軸方向弁座面と協働し、内側部分は半
径方向密封面に隣接する軸方向密封面と協働する。好適
な構成において、半径方向密封手段は円筒形弁座面に向
いた側に、軸方向密封手段に向かって拡大した壁面を有
し、軸方向密封手段に隣接する終端部分は、一方では軸
方向密封手段と接触するときに隙間が生じるのが避けら
れ、他方では最適な密封作用およびすり合わせ作用が確
保されている。２つの閉止部材相互の最終位置は、閉止
部材の間に設けたストッパによる密封係合において限定
される。

第２の閉止部材に配置されて一体的に形成されたシー
ルは、溝底部に向かって拡大した溝に形状係合および摩
擦係合によって埋め込まれている。他方、密封配置構成
のもう１つの構成に見られるように、第１の閉止部材の
凹部に一体的に形成されたシールを配置することが有利
であることが分かった。その際、凹部は第１の閉止部材
に設けた外壁面とこれに続く端面によって形成される。
第１の閉止部材の終端部分の端部におけるこの配置構成
により、シールの簡単な組立が確保されている。

凹部に配置されたシールの安定性は、別の実施例に従
いシールがインサート部材を具備していることによって
改善される。さらにこのインサート部材によって、シー
ルは密封作用にとって重要な区域でのみ変形することが
達成される。密封配置構成の他の有利な構成において、
シールを第１の閉止部材に簡単に取り付けて凹部に確実
に固定できるために、一方で凹部を形成する外壁面は溝
を有し、シールの取り付け位置でこの溝にリングが挿入
されており、このリングは溝から突き出した部分がイン
サート部材と一緒に、壁面内部で作用する形状係合を形
成している。

第２の閉止部材に設けた密封手段の軸方向密封面が、
半径方向に見て内側から外側に向かって上昇している
と、第２の閉止部材が付属の弁座面に載るときに、そこ
に接している液体は半径方向外側に押し出され、そうす
ることによって漏れのない切り替えが助長される。

密封手段が形状係合および摩擦係合によって互いに密
封係合するだけでは２つの閉止部材の相対運動を互いに
制限するのに十分でない場合のために、密封配置構成の
別の構成において、たとえば閉止部材または駆動手段の
区域に好ましくは金属製のストッパが配置されている。

提案された方法およびそれに基づく長所は、閉止部材
および付属の密封手段がそれぞれ一体的に形成されてお
り、密封手段の作用区域がエラストマーの性質を有する
密封配置構成によっても実現できる。

以下に、提案された方法を、例として選んだ３つの密
封配置構成について図面の図に基づいて説明する。

図１から図４は、第１の方法形態を実施するための第
１の密封配置構成の区域におけるダブルシート弁の閉止
部材の中央断面図である。ただし、図１はダブルシート
弁の閉止位置、図２はいわゆる離礁位置、図４は開放位
置、図３は付属する円筒形弁座面における半径方向密封
手段の密封係合の終了または開始を表す。

図2aも、密封手段相互および付属する弁座面との係合
の本質的な特徴を示すため、図２に従う配置構成を拡大
して表現した中央断面図である。

図５から図８は、第１の方法形態を実施するための別
の密封配置構成の区域におけるダブルシート弁の閉止部
材の、図１から図４に示す弁位置（ダブルシート弁の閉
止位置、離礁位置、離礁位置の終了または開始、開放位
置）での中央断面図である。

図９から図12は、第２の方法形態を実施するための密
封配置構成の区域におけるダブルシート弁の閉止部材
の、上記の４つの弁位置での中央断面図である。

半径方向密封手段１（図１に従う構成では、凸状に湾
曲した曲率の小さい密封面1aを備えた一体的シール
１^＊）を有する、スライドピストンとして形成された第
１の閉止部材３は、ダブルシート弁の閉止位置では、円
筒形弁座面５の内部に密封保持されている。シートディ
スクとして形成された第２の閉止部材４は、図１ではや
はり一体的シール２^＊として形成された密封手段２を有
する。密封手段２は軸方向密封面2aが、付属する軸方向
弁座面5aに載っている。他方、ダブルシート弁の開放運
動方向で円錐状に細くなっている半径方向密封面2bは、
漏れ隙間６に向かって露出している。軸方向密封面2aお
よび半径方向密封面2bは、円筒形弁座面５の周面の区域
で共通の全周シールエッジＫを形成している。

図2,図３および図４に、ダブルシート弁の開放過程を
示す。図２には、スライドピストン３が第２の閉止部材
４の方向に摺動して、半径方向シール１^＊は終端部分Ｅ
がシール２^＊と密封係合する。このとき、半径方向シー
ル１^＊は円筒形弁座面５に案内されて密封状態にとどま
っている。シール２^＊は、まだ軸方向密封面2aが付属の
軸方向弁座面5aの上にある。

図３に従い、第２の閉止部材４は軸方向密封面2aが軸
方向弁座面5aから部分行程ｈだけ離れている。このと
き、シール１^＊と２^＊の相互の密封係合は引き続き存続
している。シール１^＊の密封面1aが小さい曲率で凸状に
湾曲している結果として、シール１^＊はちょうど円筒形
弁座面５を離れるところであり、この位置から開放運動
がさらに進むと円筒形弁座面５によるシール１^＊の案内
と密封は消滅する。

図４に、ダブルシート弁の全行程Ｈによる全開位置を
示す。このとき、半径方向シール１^＊の終端部分Ｅはシ
ール２^＊によって半径方向内側に密封包囲されており、
さらに開放位置の全期間にわたって包囲されたままであ
る。

図2aに、シール１^＊と２^＊の相互の密封係合の細部を
示す。半径方向シール１^＊の終端部分Ｅの区域では、２
つのシール１^＊および２^＊が変形する。図１で露出して
いる半径方向密封面2bは、このとき終端区域Ｅにおける
付属の密封面1aと一緒に、1a″および2b″で示した位置
を取る。半径方向シール１^＊は終端区域Ｅの外側の区域
では、1a″′で示す輪郭を有する。その際、シール１^＊
はこの区域では、円筒形弁座面５の導入部5bに密着して
いる。互いに形状係合および摩擦係合しているシール１
^＊と２^＊との導入部5bにおける合わせ目は、Ｋで表す。

半径方向シール１^＊は、形状係合および摩擦係合によ
り溝3aに埋め込まれている。溝3aは、スライドピストン
３の円筒形壁面に向かって丸みを付けた溝縁部3cから溝
底部3bに向かって拡大している。このような埋め込みま
たはカプセリングは、シール２^＊に対しても設けられて
おり、付属する溝は4a、溝底部は4b、溝縁部はそれぞれ
4cで示されている。シール１^＊および２^＊を図示のよう
に溝3aもしくは4aに埋め込むことによって、それぞれの
シールの後ろに隙間が生じることを避け、またシールが
流体の圧力の影響で密封溝から押し出されるのを防ぐ。

さらに図2aから明らかなように、シール１^＊は溝3aか
ら突き出た部分1bが、両側の溝縁部3cの上に張り出し、
そこで半径方向にスライドピストン３によってそれぞれ
支持されている。この方策により、半径方向シール１^＊
の作用区域は軸方向両側に拡大する。

さらに図2aに示す通り、シール２^＊の軸方向密封面2a
は、半径方向に見て内側から外側に向かって、かつ付属
の軸方向弁座面5aと反対方向に上昇している。この構成
によって、閉止運動におけるシール２^＊の載置は、シー
ル２^＊と軸方向弁座面5aとの接触が、互いに形状係合お
よび摩擦係合の状態にあるシール１^＊と２^＊との、弁座
面5aに向いた合わせ目Ｋで始まり、そして付属する軸方
向弁座面5a上のシール２^＊の最終位置に至るまで内側か
ら外側に向かって半径方向に進行する。

さらに図2aに示されているように、第２の閉止部材４
は、円筒形弁座面５と共軸に向いた孔4dを有しており、
その内径D4は円筒形弁座面５の直径D3よりも図示された
半径方向間隔ａの２倍だけ小さく形成されている。この
半径方向間隔ａは０ないし0.5mmの範囲で選択される
が、ａ＝0.2mmが特に好ましいことが分かった。孔4dの
内径を縮小することにより、シール２^＊は当該溝縁部4c
の区域で、特に半径方向シール１^＊との密封係合におい
て好適に支持される。ダブルシート弁を水平に配置して
漏れ隙間６の申し分のない排出を実現する場合には、直
径を等しくする（D3＝D4）。

全行程Ｈでの開放位置で必要な閉止部材3,4の相対運
動を越えて、半径方向シール１^＊がシール２^＊の脇を漏
れ隙間６に向かって通り抜けることは、図示されない、
好ましくは金属製のストッパによって確実に防止され
る。このストッパは、弁の計画的な全開位置を達成する
のに必要な、かつシール１^＊,2^＊の形状係合および摩擦
係合による密封係合を規定している閉止部材3,4の相対
運動を越えて初めて作動する。

閉止部材3,4および付属する密封手段１もしくは２を
それぞれ一体的に形成し、密封手段1,2の作用区域がエ
ラストマーの性質を有する可能性については、すでに指
摘した。独立のシール１^＊,2^＊をそれぞれの溝に埋め込
むことに伴う構成上の措置や必要性を除けば、このよう
な一体的な構成は、前述の密封配置構成の長所と比較で
きる方法上長所がある。外側に向いた密封手段の幾何学
的形態は、この一体的構成によってほとんど影響されな
い。

図５から図８に、提案された本発明の第１の方法を実
現する別の密封配置構成を示す。外壁面3eとこれに続く
端面3fとによって形成される、第１の閉止部材３の凹部
3gには、インサート部材1eを有する一体的シール１^＊が
ある。シール１^＊は、円筒形弁座面５と協働する半径方
向密封面1cと、さらに軸方向密封面1dを有しており、２
つの密封面1c,1dは互いに移行している。第２の閉止部
材４には、軸方向密封手段２と、軸方向密封面2aを有す
る一体的シール２^＊が設けられており、半径方向に見て
シール２^＊の外側部分は軸方向弁座面5aと協働し、内側
部分は半径方向密封面1cに隣接した軸方向密封面1dと協
働する。

閉止位置（図５）から開放位置（図８）までの運動手
順は、個々の図から順次明らかである。図１から４につ
いて行った運動手順に関する説明は、図５から８に準用
できる。

離礁位置（図６）では、第１の閉止部材３は第２の閉
止部材４に設けたストッパ4eに当たっていることが分か
る。ここに見るように、シール１^＊を単純に組み立てら
れるように外壁面3eが概ね円筒形に形成されていると、
凹部3gはそれ自体ではシール１^＊の形状係合を確保でき
ない。有効な形状係合を達成するために、提案された配
置構成では、外壁面3eに溝1fを配置するようになってお
り、シール１^＊の取り付け位置でこの溝1fにリング７が
配置されている。リング７は溝1fから突き出した部分が
インサート部材と一緒に、壁面3eの内部で作用する形状
係合を形成している。組み立てる際は、リング７をこれ
を包囲しているシール１^＊と組み合わせて引き伸ばし、
外壁面3e上を滑らせて、溝1fの区域でこれにはめ込まな
ければならない。しかし、シール１^＊を外すのは、これ
を破壊しなければ不可能である。

図９から12に従う密封配置構成は、２つの密封手段1,
1^＊と2,2^＊とが互いに直接係合しない点で、図１から４
に従う密封配置構成と本質的に異なる。むしろ、閉止部
材3,4が互いに係合すると、軸方向密封手段２の半径方
向密封面2bは、第１の閉止部材３の終端部分3dを包囲す
る。軸方向密封手段２の軸方向密封面2aを有する第２の
閉止部材４が、付属する軸方向弁座面5aをちょうど離れ
る離礁位置（図10）では、第１の閉止部材３は第２の閉
止部材４のストッパ4e上に当たる。離礁位置（図10）か
ら全開位置（図12）に至るそれ以降の運動手順は、図示
の表現から明らかである。この密封配置構成は、特に長
い耐久期間が特徴である。なぜならば、閉止部材3,4が
互いに係合する間、密封手段1,2の相互の相対運動が避
けられるからである。

フロントページの続き (72)発明者シュライバー，ユルゲンドイツ連邦共和国Ｄ―23909，ラッツェブルグ，オットーガルバーシュトラッセ３ (72)発明者ポーリック，マルクスドイツ連邦共和国Ｄ―21514，ビュッヘン，アンディアベーク６ (56)参考文献特開昭59−99179（ＪＰ，Ａ) 特開昭56−164282（ＪＰ，Ａ) 特公平３−26295（ＪＰ，Ｂ２) 特公昭60−20629（ＪＰ，Ｂ１) 特表平７−503521（ＪＰ，Ａ) 英国特許668563（ＧＢ，Ｂ) 西独国特許出願公開3835944（ＤＥ, Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16K 1/00 - 1/54 F16K 3/22 - 3/36

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】スライド状に形成された閉止部材内に半径
方向密封手段を用い、スライド状に形成された第１の閉
止部材（３）と１列に、かつこれと相対的に可動に配置
された第２の閉止部材（４）を有し、これらの２つの閉
止部材（３、４）は弁の閉止位置で流体が第１の弁箱部
分から第２の弁箱部分の流出するのを妨げ、閉止位置と
開放位置のいずれにおいても弁周囲と連通した漏れ隙間
（６）を限定しており、第１の閉止部材（３）は半径方
向密封手段（１）と一緒に、閉止位置では概ね円筒形の弁座面（５）の内部に密封保
持され、開放位置では第２の閉止部材（４）に対して密封され、開放運動では第２の閉止部材（４）が開く前にこれと密
封状態で係合する、ダブルシート弁を漏れなしに切り替
える方法において、前記半径方向密封手段（１）は、弁が開く間は円筒形弁
座面（５）に案内されて密封されたままであるように配
置されており、第２の閉止部材（４）内に設けられた密
封手段（２）は、半径方向密封手段（１）の終端部分
（Ｅ）か、または第１の閉止部材（３）の終端部分（3
d）と密封係合しており、それぞれの終端部分（Ｅ）も
しくは（3d）は、それ以降の開放運動とそれに続く開放
位置では密封手段（２）によって密封包囲されているこ
とを特徴とする、ダブルシート弁を漏れなしに切り替え
る方法。
【請求項２】密封手段（１、２）の間もしくは密封手段
（２）と第１の閉止部材（３）との密封係合が形状係合
または摩擦係合によって行われ、しかもこの係合は閉止
部材（３、４）の相互の相対運動を規定しているストッ
パによって制限されることを特徴とする、請求項１に記
載の方法。
【請求項３】密封手段（２）のこれに付属する弁座面
（5a）への載置は、半径方向に見て内側で始まり、そこ
から外側に向かって弁座面（5a）上の密封手段（２）の
最終位置に至るまで半径方向に進行することを特徴とす
る、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】１列に配置され互いに相対的に可動な２つ
の閉止部材（3,4）を有し、これらの閉止部材は弁の閉
止位置で流体が第１の弁箱部分から第２の弁箱部分に流
出するのを妨げ、閉止位置と開放位置のいずれにおいて
も弁周囲と連通した漏れ隙間（６）を限定しており、さ
らに半径方向密封手段（１）を具備するスライドピスト
ンとして形成された第１の閉止部材（３）と、軸方向密
封手段（２）を具備するシートディスクとして形成され
た第１の閉止部材（４）とを有しており、前記スライド
ピストン（３）が閉止位置では概ね円筒形の弁座面（５）の内部に密封保
持され、開放位置では第２の閉止部材（４）に対して密封されて
いて、開放運動では第２の閉止部材（４）が開く前にこれと密
封係合するダブルシート弁で、請求項１から３のいずれ
か１項に記載の方法を実施するための密封配置構成にお
いて、前記軸方向密封手段（２）は、軸方向弁座面（5a）と協
働する軸方向密封面（2a）と、さらに半径方向密封手段
（１）の密封面（1a）の終端部分（Ｅ）または第１の閉
止部材（３）の終端部分（3d）と協働する半径方向密封
面（2b）とを有しており、閉止部材（３、４）が互いに
係合すると半径方向密封面（2b）はその都度の終端部分
（Ｅ）もしくは（3d）を密封包囲することを特徴とする
請求項１から３のいずれか１項に記載のダブルシート弁
における方法を実施するための密封配置構成。
【請求項５】前記半径方向密封手段（１）が、凸状に湾
曲した曲率の小さい密封面（1a）を有することを特徴と
する、請求項４に記載の密封配置構成。
【請求項６】前記密封手段（１、２）はそれぞれ一体的
エラストマー製シール（１^＊もしくは２^＊）として形成
されていて、各々の溝底部（3bもしくは4b）に向かって
拡大した溝（3aもしくは4a）に形状係合および摩擦係合
によってそれぞれ埋め込まれており、前記シール
（１^＊）が容積の大きいリングとして形成されているこ
とを特徴とする、請求項４または５に記載の密封配置構
成。
【請求項７】前記シール（１^＊）は溝（3a）から突き出
た部分（1b）で両側で溝縁部（3c）上に張り出し、そこ
で半径方向にスライドピストン（３）によってそれぞれ
支持されていることを特徴とする、請求項６に記載の密
封配置構成。
【請求項８】密封手段（２）もしくはシール（２^＊）の
半径方向密封面（2b）が、弁の開放運動方向に見て円錐
状に細くなっていることを特徴とする、請求項４から７
のいずれか１項に記載の密封配置構成。
【請求項９】密封手段（２）もしくはシール（２^＊）の
軸方向密封面（2a）が、半径方向に見て内側から外側に
向かって上昇していて、この半径方向密封面（2b）と一
緒に共通の全周シールエッジ（Ｋ）を形成していること
を特徴とする、請求項４から８のいずれか１項に記載の
密封配置構成。
【請求項１０】第２の閉止部材（４）が、円筒形弁座面
（５）と共軸に向いてこれと等しい直径で形成された孔
（4d）を有する、請求項４から９のいずれか１項に記載
の密封配置構成。
【請求項１１】第２の閉止部材（４）が、円筒形弁座面
（５）と共軸に向いた孔（4d）を有し、その内径D4は円
筒形弁座面（５）の内径よりも半径方向間隔ａの２倍だ
け小さく、または大きく形成されており、０＜ａ≦0.5m
m、好ましくはａ＝0.2mmであることを特徴とする、請求
項４から10のいずれか１項に記載の密封配置構成。
【請求項１２】１列に配置され互いに相対的に可動な２
つの閉止部材（3,4）を有し、これらの閉止部材は弁の
閉止位置で流体が第１の弁箱部分から第２の弁箱部分を
流出するのを妨げ、閉止位置と開放位置のいずれにおい
ても弁周囲と連通した漏れ隙間（６）を限定しており、
さらに半径方向密封手段（１）を具備するスライドピス
トンとして形成された第１の閉止部材（３）と、軸方向
密封手段（２）を具備するシートディスクとして形成さ
れる第２の閉止部材（４）とを有しており、前記スライ
ドピストン（３）が閉止位置では該ね円筒形の弁座面（５）の内部に密封保
持され、開放位置では第２の閉止部材（４）に対して密封されて
いて、開放運動では第２の閉止部材（４）が開く前にこれと密
封係合するダブルシート弁で、請求項１から３のいずれ
か１項に記載の方法を実施するための密封配置構成にお
いて、前記半径方向密封手段（１）は第１の閉止部材（３）の
終端部分（3d）の端部に配置されていて、互いに移行す
る半径方向密封面（1c）と軸方向密封面（1d）によって
限定されており、半径方向密封面（1c）は円筒形弁座面
（５）と協働し、さらに軸方向密封手段（２）の軸方向
密封面（2a）は、半径方向に見て外側部分が軸方向弁座
面（5a）と協働し、内側部分が半径方向密封面（1c）に
隣接した軸方向密封面（1d）と協働することを特徴とす
る請求項１から３のいずれか１項に記載のダブルシート
弁における方法を実施するための密封配置構成。
【請求項１３】前記密封手段（1,2）がそれぞれ一体的
エラストマー製シール（１^＊もしくは２^＊）として形成
されており、シール（２^＊）は、溝底部（4b）に向かっ
て拡大した溝（4a）に形状係合および摩擦係合によって
埋め込まれており、シール（１^＊）は、第１の閉止部材
（３）に形成された外壁面（3e）とこれに続く端面（3
f）とによって作られる凹部（3g）において、第１の閉
止部材（３）を形状係合および摩擦係合によって包囲し
ていることを特徴とする、請求項12に記載の密封配置構
成。
【請求項１４】シール（１^＊）がインサート部材（1e）
を具備していることを特徴とする、請求項13に記載の密
封配置構成。
【請求項１５】外壁面（3e）は溝（1e）を有し、シール
（１^＊）の取り付け位置でこの溝にリング（７）が配置
されており、このリングは溝（1f）から突き出した部分
がインサート部材（1e）と一緒に、壁面（3e）内部で作
用する形状係合を形成していることを特徴とする、請求
項13または14に記載の密封配置構成。
【請求項１６】密封手段（２）もしくはシール（２^＊）
の軸方向密封面（2a）が、半径方向に見て内側から外側
に向かって上昇していることを特徴とする、請求項12か
ら15のいずれか１項に記載の密封配置構成。
【請求項１７】閉止部材（3,4）の相互の相対運動がス
トッパ（4e）によって互いに制限されており、このスト
ッパ（4e）は、弁の計画的な全開位置を達成するのに必
要な、かつ密封手段（1,2）もしくはシール（１^＊,
2^＊）の形状係合および摩擦係合による密封係合を形成
する、閉止部材（3,4）の相対運動を越えると初めて作
動することを特徴とする、請求項４から16のいずれか１
項に記載の密封配置構成。
【請求項１８】閉止部材（3,4）および付属する密封手
段（１もしくは２）がそれぞれ一体的に形成されてお
り、密封手段（1,2）の作用範囲がエラストマーの性質
を有することを特徴とする、請求項４から17のいずれか
１項に記載の密封配置構成。