(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体デバイスとともに使用するための弁帽アセンブリであって、
肩部を画定する陥凹開口部を有する筐体と、
前記陥凹開口部内に配置されたシーリングディスクと、
前記シーリングディスクのフランジと前記筐体の前記肩部との間の前記陥凹開口部内に配置され、前記筐体と前記流体デバイスとの間に配置されるシールに負荷を提供する、付勢要素と、を備え、
前記付勢要素が、前記シーリングディスクを前記筐体から離れて付勢するためのものであり、前記弁帽アセンブリが前記流体デバイスに結合されると、前記付勢要素は、前記シーリングディスクが、前記筐体に対して前記陥凹開口部内を移動できるようにする、弁帽アセンブリ。
【請求項２】
シーリングディスクが、比較的一定の負荷を前記シールに提供しながら、前記シールを拡張または収縮させるように、前記流体デバイスの動作中に、前記筐体に対して前記陥凹開口部内を移動する、請求項１に記載の弁帽アセンブリ。
【請求項３】
締結具が、前記弁帽アセンブリを前記流体デバイスに結合し、前記付勢要素によって前記シールに提供された前記負荷が、前記筐体を前記流体デバイスに結合するとき、前記締結具に印加されたトルクの量から独立している、請求項１または２のいずれか１項に記載の弁帽アセンブリ。
【請求項４】
前記シーリングディスクが、肩部を画定する陥凹開口部を有する円筒体を備える、請求項１〜３のいずれか１項に記載の弁帽アセンブリ。
【請求項５】
前記付勢要素が、波形バネを備える、請求項１〜４のいずれか１項に記載の弁帽アセンブリ。
【請求項６】
前記筐体が、円筒体およびフランジを備える、請求項１〜５のいずれか１項に記載の弁帽アセンブリ。
【請求項７】
前記フランジが、前記円筒体と一体形成される、請求項６に記載の弁帽アセンブリ。
【請求項８】
前記フランジが、溶接によって前記円筒体に結合される、請求項６に記載の弁帽アセンブリ。
【請求項９】
前記フランジが、前記弁帽アセンブリが前記流体デバイスに結合されるときに、前記流体デバイスを係合するためのものである、請求項６〜８のいずれか１項に記載の弁帽アセンブリ。
【請求項１０】
入口と出口との間に流体流通路を有する弁ボディと、
前記弁ボディに結合された弁帽と、
前記弁帽の負荷アセンブリと前記弁ボディとの間に把持された周辺端部を有する隔壁と、を備える流体弁であって、
前記負荷アセンブリが、前記弁帽の開口部と前記隔壁との間に配置されたシーリングディスクと、前記シーリングディスクと前記弁帽との間に配置された付勢要素と、を備え、
前記付勢要素が、前記シーリングディスクを前記隔壁に向かって付勢して、前記隔壁の前記周辺端部に負荷を提供し、
前記シーリングディスクが、前記隔壁を拡張または収縮させるように前記弁帽に対して移動する、流体弁。
【請求項１１】
前記付勢要素が、円錐型皿バネを備える、請求項１０に記載の流体弁。
【請求項１２】
前記弁帽が、前記弁帽が前記弁ボディに結合されるときに、前記弁ボディを係合するフランジを含む、請求項１０又は１１に記載の流体弁。
【請求項１３】
前記フランジが、肩部を画定する陥凹開口部を含む、請求項１２に記載の流体弁。
【請求項１４】
前記シーリングディスクが、前記フランジの前記陥凹開口部内に配置される、請求項１３に記載の流体弁。
【請求項１５】
前記シーリングディスクが、円筒体および座面を備える、請求項１３に記載の流体弁。
【請求項１６】
前記付勢要素が、前記フランジの前記肩部と前記シーリングディスクの前記座面との間に配置される、請求項１５に記載の流体弁。
【請求項１７】
前記隔壁に印加された前記負荷が、前記付勢要素によって提供され、前記弁帽を前記弁ボディに結合する締結具によっては提供されない、請求項１０〜１６のいずれか１項に記載の流体弁。
【請求項１８】
前記シーリングディスクが、ステンレス鋼で構成される、請求項１０〜１７のいずれか１項に記載の流体弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概して流体弁に関し、より具体的に、活荷重をシールに提供する弁帽装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プロセス制御システムは、多くの場合、流体デバイス、例えば、ポンプ、流体弁等を用いて、プロセス流体の流れを制御する。例えば、流体弁は、典型的に、弁ボディの流路内に配置される、流量制御部材を含む。弁ステム（例えば、滑動ステム）は、アクチュエータを流量制御部材に動作可能に結合し、流量制御部材をオリフィスまたは弁座に対して移動させて、流路を通る流量を制御する。アクチュエータ（例えば、空気圧式アクチュエータ）は、流量制御部材が弁座から離れて移動して、弁を通る流体の流れを許可する開放位置と、流量制御部材が弁座と係合して、弁を通る流体の流れを制限または防止する閉鎖位置との間で流量制御部材を移動させる。
【０００３】
衛生システムにおいて、流体弁は、多くの場合、衛生状態を提供する隔壁を備える、流量制御部材を含む。隔壁は、弁ボディと弁帽との間にシールを提供するように、弁帽と弁ボディとの間で把持または圧縮される周辺端部を含む、エラストマー材料で構成される。弁ボディに結合されると、弁帽は、隔壁の周辺端部に圧縮負荷を提供する。動作中に、隔壁は、弁ボディを通じて流れるプロセス流体の実質的な温度および／または圧力変動を受ける場合があり、隔壁を弁帽と弁ボディとの間で拡張および／または収縮させ得る。そのような隔壁の拡張および／または収縮は、隔壁の周辺端部に印加される圧縮負荷が最大許容負荷より大きくさせる場合があり、それによって隔壁にバックル、変形を引き起こすか、または他の方法で隔壁を損傷させる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
一実施例において、弁帽アセンブリは、肩部を画定する陥凹開口部を有する筐体と、陥凹開口部内に配置されるシーリングディスクと、を含む。付勢要素は、シーリングディスクのフランジと筐体の肩部との間の陥凹開口部内に配置され、筐体と流体デバイスとの間に配置されるシールに負荷を提供する。付勢要素は、シーリングディスクを筐体から離れて付勢し、弁帽アセンブリが流体デバイスに結合されると、付勢要素は、シーリングディスクが筐体に対して陥凹開口部内を移動できるようにする。
【０００５】
別の実施例において、流体弁は、入口と出口との間に流体流通路を有する弁ボディと、弁ボディに結合された弁帽と、を含む。周辺端部を有する隔壁は、弁帽の負荷アセンブリと弁ボディとの間で把持される。負荷アセンブリは、弁帽の陥凹開口部内に配置されたシーリングディスクと、シーリングディスクと弁帽との間の陥凹開口部内に配置される付勢要素と、を含む。付勢要素は、シーリングディスクを隔壁に向かって付勢して、隔壁の周辺端部に負荷を提供し、シーリングディスクは、弁帽に対して移動して、隔壁を拡張または収縮可能にする。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】既知の流体制御弁を示す図である。
【図２Ａ】本明細書に記載の流体制御弁（流体弁）の例を示す図である。
【図２Ｂ】図２Ａの流体制御弁の例に関する別の図を示す図である。
【図２Ｃ】図２Ａおよび図２Ｂの流体制御弁の例に関する拡大部分図を示す図である。
【図３Ａ】本明細書に記載の流体制御弁の例を実装するために使用され得る、本明細書に記載の弁帽アセンブリの例を示す図である。
【図３Ｂ】図３Ａに示される弁帽アセンブリ例の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
一般に、本明細書に記載の弁帽装置の例は、流体制御デバイス（流体デバイス）の動作中に活荷重をシールに提供する。いくつかの実施例において、本明細書に記載の弁帽装置は、制御された圧縮負荷または実質的に一定の圧縮負荷を隔壁の周辺端部またはシール部分に提供し、それによって隔壁への損傷を防止しつつ、制御弁を通じて流れるプロセス流体の温度および／または圧力が変動するにつれて、流体弁の隔壁が拡張および収縮させるようにする。より具体的に、本明細書に記載の弁帽アセンブリの例は、弁帽アセンブリの筐体と弁ボディとの間の隔壁の周辺端部を捕捉する、負荷アセンブリを含む。
【０００８】
特に、負荷アセンブリは、可動シーリングディスクおよび付勢要素を含んでもよい。付勢要素は、シーリングディスクが、弁帽アセンブリの筐体に対して移動または浮遊できるようにし、エラストマー隔壁のシール部分を拡張または収縮させて、流体弁の動作中に、シール部分に印加される圧縮負荷を制御可能にし、それによって隔壁のバックル、変形、または他の方法で損傷されるのを防止する。結果として、弁帽装置の例は、そうでなければ隔壁を超えて流れるプロセス流体の温度および／または圧力変動に起因して起こり得る熱硬化性に起因する、隔壁を超えるプロセス流体の漏出を実質的に排除することができる。さらに、本明細書に記載の負荷アセンブリの例は、制御された実質的に一定の負荷を隔壁の周辺端部に提供することができ、弁帽アセンブリを弁ボディに結合する締結具によって提供される把持力から独立している。したがって、締結具の過剰な締め付けまたは不十分な締め付けは、隔壁の周辺端部に提供される圧縮負荷に影響しない。動作中に、負荷アセンブリは、許容可能な圧縮負荷（例えば、最大許容負荷未満の負荷）を隔壁に提供および維持することができる。
【０００９】
弁帽装置の例について詳述する前に、既知の流体弁１００の簡単な説明が図１とともに以下に提供される。既知の流体弁１００は、入口１０６と出口１０８との間に流体流通路１０４を画定する弁ボディ１０２を含む。弁帽１１０は、弁ボディ１０２をアクチュエータ（図示せず）（例えば、空気圧式アクチュエータ）に結合し、弁ステム１１４を摺動可能に受容する開口部１１２を含み、これがアクチュエータを通路１０４内に配置された流量制御部材１１６に動作可能に結合する。図示されるように、流量制御部材１１６は、弁帽１１０と弁ボディ１０２との間に捕捉されるエラストマー材料で構成された可撓性隔壁１１６である。より具体的に、隔壁１１６は、弁帽１１０と弁ボディ１０２との間に捕捉される、周辺端部またはシール部分１１８を含む。流体弁１００は、弁帽１１０の空洞１２２内に配置された駆動機構または力増幅器１２０を含んでもよい。駆動機構１２０は、隔壁プレート１２４を介して隔壁１１６に動作可能に結合される。隔壁プレート１２４は、締結具１２６を介して隔壁１１６に結合され、隔壁１１６に支持を提供する。加えて、付勢要素１２８は、隔壁プレート１２４、および、したがって隔壁１１６を駆動機構１２０に向かって付勢する。保持リング１３０は、付勢要素１２８を弁帽１１０内に保持する。
【００１０】
弁帽フランジ１３２は、締結具１３４を介して弁ボディ１０２に弁帽１１０を結合する。締結具１３４が締め付けられると（例えば、４５ｌｂ−ｆｔトルクまで）、弁帽フランジ１３２は、弁帽１１０と係合して、弁帽１１０の末端部１３６を弁ボディ１０２に向かって移動させて、周辺端部１１８を係合またはピンチし、軸負荷または前負荷を軸１３８に沿って隔壁１１６に提供する。しかしながら、弁帽１１０の末端部１３６は、弁ボディ１０２に係合しない（例えば、弁帽フランジ１３２と弁ボディ１０２との間に小さい間隙が残る）。代わりに、弁帽フランジ１３２が弁ボディ１０２に結合されると、周辺端部１１８は、弁帽１１０の末端部１３６と弁ボディ１０２との間でピンチまたは圧縮される。したがって、弁ボディ１０２に対する弁帽１１０の位置は、隔壁１１６上に印加される負荷に影響する（例えば、位置制御負荷）。
【００１１】
より具体的に、弁帽１１０は、締結具１３４が締め付けられても弁ボディ１０２に直接接触または係合しないため、締結具１３４によってもたらされる力は、隔壁１１６の周辺端部１１８に転送される。したがって、締結具１３４は過剰に締め付けられて、隔壁１１６上に印加される所望の最大負荷を超える負荷を生じ得る。締結具１３４上に加えられる締め付けトルクが過大である場合、隔壁１１６の周辺端部１１８に印加される力または負荷は、最大許容負荷を超える場合があり、周辺端部のバックルまたは変形を生じ得、ならびに弁帽１１０と弁ボディ１０２との間にプロセス流体の漏出を生じ得る。また隔壁１１６の周辺端部１１８は、弁ボディ１０２を通じて流れるプロセス流体の圧力に対抗するシールを提供する。締結具１３４上に加えられる締め付け力またはトルクが過小である場合、隔壁１１６の周辺端部１１８を圧縮する負荷または力は、動作中に弁帽１１０と弁ボディ１０２との間のプロセス流体の漏出を防止するのに十分でない場合がある。
【００１２】
加えて、アセンブリ中に、隔壁１１６の製造公差（例えば、周辺端部１１８の厚さ）は、隔壁１１６に印加される所望の前負荷に影響し得る。そのような場合、締結具１３４が推奨トルクまで締め付けられたとしても、弁帽１１０の末端部１３６が、隔壁１１６の製造公差に起因して弁ボディ１０２からさらに離れて離間配置され得るため、弁帽１１０は、過大または過少の負荷を隔壁１１６の周辺端部１１８に印加し得る。したがって、比較的小さいか、または厳しい公差内で隔壁１１６を製造することが必要であり得、製造コストを増加させる。
【００１３】
動作中に、アクチュエータは、弁ステム１１４を駆動機構１２０から離れて移動させて、駆動機構１２０の第１および第２のアーム部材１４０ａおよび１４０ｂが、それぞれ軸１４２ａおよび１４２ｂを中心として、それぞれ第１および第２の方向１４４ａおよび１４６ａに旋回させ、隔壁１１６が弁座１４８（例えば、弁ボディ１０２）から離れて移動できるようにし、通路１０４を通る流体の流れを許可する（例えば、開放位置）。アクチュエータは、弁ステム１１４を駆動機構１２０に向かって移動させて、アーム１４０ａおよび１４０ｂを、軸１４２ａおよび１４２ｂを中心として、それぞれ方向１４４ａおよび１４６ａと反対の方向１４４ｂおよび１４６ｂにそれぞれ旋回させ、隔壁プレート１２４を係合し、隔壁１１６を移動させて弁座１４８とシーリング係合させて、通路１０４を通る流体の流れを制限または防止する（例えば、閉鎖位置）。
【００１４】
衛生用途において、隔壁１１６は、弁帽１１０の空洞１２２内および／または空洞（流体流通路）１０４の隙間またはポケット内に、例えば、隔壁の周辺端部１１８と弁ボディ１０２との間にプロセス流体が蓄積するのを防止することによって、衛生状態を提供する。したがって、隔壁１１６の周辺端部１１８は、弁帽１１０と弁ボディ１０２との間のプロセス流体の漏出を防止するシールを含む。しかしながら、動作中に、隔壁１１６は、比較的高い温度および／または圧力変動を受ける場合がある。例えば、衛生用途において、比較的高い温度（例えば、過熱蒸気）を有するプロセス流体は、入口１０６と出口１０８との間を流れて、隔壁１１６を拡張させ得る。そのような温度および／または圧力の変動は、エラストマー材料で構成される隔壁１１６の拡張速度が、弁帽１１０、および例えば、ステンレス鋼で構成された弁ボディ１０２（例えば、把持装置）の拡張速度を超えるため、弁帽１１０および／または弁ボディ１０２とは異なる速度で隔壁１１６を拡張および／または収縮させ得る。
【００１５】
結果として、周辺端部１１８が固定方法で弁帽１１０の末端部１３６と弁ボディ１０２との間で把持または結合（例えば、ピンチ）されるため、プロセス流体の温度および／または圧力変動に起因する隔壁１１６の拡張および／または収縮は、隔壁１１６を変形または損傷させ得る。言い換えれば、図１の例において、弁帽フランジ１３２、弁帽１１０、および／または弁ボディ１０２の相対位置は固定され、したがって、隔壁１１６の周辺端部１１８の拡張を可能にしない。したがって、隔壁１１６を弁帽１１０と弁ボディ１０２との間でしっかり把持することによって、隔壁１１６が拡張したときに周辺端部１１８を変形させ得、それによって、隔壁１１６が冷却されたときに、隔壁１１６のシーリング能力を低減する。言い換えれば、冷却されると、隔壁１１６は、熱硬化を経験する場合があり、隔壁１１６のシーリングの完全性または能力を低下させ得る。
【００１６】
図２Ａ、２Ｂ、および２Ｃは、本明細書に記載される弁帽装置またはアセンブリ２０２の一例を用いて実装された流体弁２００の一例を示す。図２Ａは、流体弁２００の例の断面図を示し、図２Ｂは、図２Ａの流体弁２００の別の断面図を示し、図２Ｃは、図２Ａの流体弁２００の例の拡大部分を示す。
【００１７】
図２Ａ、２Ｂ、および２Ｃを参照すると、流体弁２００の例は、入口２０８と出口２１
０との間に流体流通路２０６を画定する、弁ボディ２０４を含む。流量制御部材または隔壁２１２は、入口２０８と出口２１０との間の流体流通路２０６内に配置され、弁座２１４（例えば、弁ボディ２０４）に対して移動して、通路２０６を通る流体の流れを制御する。隔壁２１２は、弁座２１４および弁帽アセンブリ２０２と弁ボディ２０４との間に捕捉される周辺端部またはシーリング部分２１８（例えば、外縁部）に対して移動する、中心または流量制御部分２１６を含む。この例において、隔壁２１２は、エラストマー材料で構成された可撓性隔壁である。他の例において、隔壁２１２は、例えば、可撓性材料（例えば、ゴム材料）および耐薬品性材料（例えば、フルオロポリマー材料）で構成された多層隔壁であってもよい。図示されるように、締結具２２２を介して隔壁２１２に結合された隔壁プレート２２０は、隔壁２１２に支持を提供する。隔壁２１２は、プロセス流体が弁帽アセンブリ２０２内、および／または空洞（流体流通路）２０６の隙間またはポケット内に進入および蓄積するのを防止することによって、衛生状態を提供する。
【００１８】
弁帽アセンブリ２０２は、弁ボディ２０４をアクチュエータ（図示せず）に結合し、隔壁２１２を弁帽アセンブリ２０２と弁ボディ２０４との間で捕捉する。弁帽アセンブリ２０２は、隔壁２１２をアクチュエータ（図示せず）に動作可能に結合する、弁ステム（例えば、図１の弁ステム１１４）を摺動可能に受容するように、内部空洞２２６および開口部２２８を有する筐体２２４を含む。図示されないが、駆動機構または力増幅器（例えば、図１の駆動機構１２０）は、筐体２２４の空洞２２６内に配置されてもよい。筐体２２４は、筐体２２４の第１の肩部または表面２３２および第２の肩部または表面２３４を画定するように、陥凹部分２３０を含む。図示されるように、筐体２２４は、本体２３６と一体形成されたフランジ部分２３８を有する円筒体２３６である。
【００１９】
弁帽アセンブリ２０２は、隔壁２１２の周辺端部２１８を筐体２２４と弁ボディ２０４との間で捕捉または結合するように、陥凹部分２３０または空洞２２６内に配置される、負荷アセンブリ２４０も含む。この特定例において、負荷アセンブリ２４０は、可動シーリングディスク２４２および付勢要素２４４を含む。シーリングディスク２４２は、肩部または表面２５０を画定するように、環状フランジまたは座面２４８を有する円筒体２４６（例えば、一体形成されるか、または単一構造）を含む。シーリングディスク２４２は、隔壁２１２の周辺端部２１８を圧縮または接触する、圧縮面２５２も含む。図示されるように、付勢要素２４４は、筐体２２４の第１の肩部２３２とシーリングディスク２４２の肩部２５０との間に配置され、シーリングディスク２４２が長手方向軸２５４に沿って筐体２２４に対して移動または浮遊するのを可能にする。筐体２２４の第２の肩部２３４は、シーリングディスク２４２の本体２４６が第２の肩部２３４を係合するとき、機械的ストップを提供して、開口２２８に向かうシーリングディスク２４２の移動を制限する。
【００２０】
筐体２２４は、締結具２５６を介して弁ボディ２０４に結合される。図２Ｂおよび２Ｃに最も明らかに示され、図１の流体弁１００とは対照的に、筐体２２４の表面２５８は、弁帽アセンブリ２０２が弁ボディ２０４に結合されるとき、弁ボディ２０４に係合する。そのような係合は、機械的または積極的ストップを提供して、弁帽アセンブリ２０２が弁ボディ２０４に結合されたとき、筐体２２４が隔壁２１２の周辺端部２１８に向かってさらに移動するのを防止する。したがって、筐体２２４と弁ボディ２０４との係合は、締結具２５６によって提供される把持力が（例えば、締結具が締め付けられるとき）、隔壁２１２の周辺端部２１８に移行または印加されるのを防ぐ。代わりに、筐体２２４および弁ボディ２０４は、締結具２５６からの負荷を吸収する。したがって、締結具２５６を過剰に締め付けても、隔壁２１２の周辺端部２１８上に負荷（例えば、前負荷）を印加しない。
【００２１】
図示されないが、他の例において、フランジ２３８の陥凹部分２３０は、フランジ２３８が肩部２３４を画定するように除去されてもよい。この例において、少なくとも１つのスペーサまたはウォッシャ（図示せず）が、筐体２２４のフランジ２３８と弁ボディ２０４との間に配置されてもよい。加えて、異なる寸法のスペーサを使用して、付勢要素２４４が隔壁２１２に提供する負荷を変動させてもよい。
【００２２】
弁ボディ２０４に結合されると、シーリングディスク２４２は、周辺端部２１８を係合または補足して、隔壁２１２を流体流通路２０６内で捕捉または保持する。また付勢要素２４４は、シーリングディスク２４２を介して、負荷（例えば、前負荷）を周辺端部２１８に印加する。この特定例において、付勢要素２４４は、波形バネまたは円錐型皿バネである。他の例において、波形バネまたは円錐型皿バネの積層を使用して、負荷を隔壁２１２に提供してもよい。付勢要素２４４は、隔壁２１２に対して非破壊的（例えば、最大許容負荷未満）である、制御された負荷または予測可能な負荷を提供する。また、整列および／またはアセンブリを容易にするために、シーリングディスク２４２および／または弁ボディ２０４は、溝またはチャネル２６０および２６２（例えば、環状溝）を含み、隔壁２１２の周辺端部２１８の一部分またはビーズ２６４（例えば、環状ビーズ）を受容する。
【００２３】
アセンブリ中に、筐体２２４が弁ボディ２０４を係合し、締結具２５６が締め付けられると、付勢要素２４４は、シーリングディスク２４２を介して隔壁２１２の周辺端部２１８に圧縮負荷または前負荷を印加する。加えて、筐体２２４は弁ボディ２０４を係合し、シーリングディスク２４２は筐体２２４に対して移動するため、隔壁２１２の製造公差はより大きく（例えば、図１の隔壁１１６の製造公差よりも大きく）なり得、それによって製造コストを低減させる。この例において、シーリングディスク２４２は筐体２２４に対して移動し得るため、隔壁２１２の公差は、アセンブリ中に隔壁２１２の周辺端部２１８上に印加される前負荷の量に著しく影響しない。付勢要素２４４は、予測可能または許容可能な範囲内である、周辺端部２１８に対して圧縮負荷（例えば、前負荷）を印加するように歪む。隔壁２１２の公差の積み重ねによってもたらされる付勢要素２４４の歪みは、付勢要素２４４のバネ速度に対して比較的小さいため、隔壁２１２に印加される圧縮負荷は、実質的に一定であり、隔壁２１２に対して非破壊的であり、付勢要素２４４によって提供される圧縮性負荷は、完全に歪んだ付勢要素２４４によって提供される最大圧縮負荷を超えることができない。また、締結具２５６が締め付けられると、筐体２２４の表面２５８は弁ボディ２０４を係合し、締結具２５６の把持負荷を吸収する。したがって、締結具２５６は、隔壁２１２に対する前負荷に影響しないか、または提供しない。
【００２４】
動作中に、アクチュエータは、隔壁２１２を弁座２１４に対して移動させて、通路２０６を通るプロセス流体の流れを制御する。隔壁２１２は、弁座２１４に密閉係合して、入口２０８と出口２１０との間の流体の流れを防止または制限し（例えば、閉鎖位置）、弁座２１４から離れて移動して、入口２０８と出口２１０との間の流体の流れを許可する（例えば、開放位置）。図示されないが、流体弁２００は、隔壁２１６を弁座２１４から離れて付勢または移動させるように、付勢要素（例えば、図１の付勢要素１２８および保持具１３０）を含み得る。
【００２５】
プロセス流体の温度および／または圧力は、隔壁２１２（例えば、周辺端部２１８）を拡張または収縮させ得る。エラストマー材料で構成された隔壁２１２の拡張速度は、例えば、ステンレス鋼で構成された筐体２２４および／または弁ボディ２０４の拡張速度よりも大きいため、そのようなプロセス流体の温度および／または圧力の変動は、筐体２２４および／または弁ボディ２０４とは異なる速度で、隔壁２１２を拡張および／または収縮させることができる。
【００２６】
隔壁２１２が温度および／または圧力変動を受けるとき、シーリングディスク２４２は、隔壁２１２を拡張または収縮させることができる。特に、シーリングディスク２４２は、隔壁２１２が拡張するにつれて、第１の肩部２３２に向かって移動し、それによって付勢要素２４４を圧縮または歪ませる。隔壁２１２の拡張によってもたらされる付勢要素２４４の歪みは、付勢要素２４４のバネ速度に対して比較的小さいため、付勢要素２４４によって隔壁２１２に提供される負荷は、制御されるか、または実質的に一定である。さらに、第２の肩部２３４は、ストップを提供して、シーリングディスク２４２を開口部２２８に向かってさらに移動し、付勢要素２４４をさらに（例えば、完全に歪んだ位置に）歪ませるのを防止する。同様に、隔壁２１２が収縮または冷却すると、付勢要素２４４は拡張して、シーリングディスク２４２を弁ボディ２０４に向かって、第２の肩部２３４から離れて移動させる。例えば、隔壁２１２が収縮すると、付勢要素２４４は拡張して、隔壁２１２の周辺端部２１８に対する比較的一定の前負荷を維持する。
【００２７】
図３Ａおよび３Ｂは、本明細書に記載される弁帽アセンブリ３００の別例を示し、これを使用して、例えば、図２Ａ、２Ｂ、および２Ｃの流体弁２００等の流体デバイスを実装してもよい。この例において、弁帽アセンブリ３００は、円筒体３０４およびフランジ３０６を有する筐体３０２を含む。フランジ３０６は、本体（円筒体）３０４の少なくとも一部分３１０を受容する開口部３０８を有する別個の部品であり得、フランジ３０６は、溶接３１２を介して本体３０４に結合される。フランジ３０６は、肩部３１６を画定する陥凹部３１４と、弁帽アセンブリ３００を流体デバイスに結合する締結具（図示せず）を受容する複数の開口部３１８ａ〜ｄ（例えば、図２Ａ〜２Ｃの弁ボディ２０４）を含む。図示されないが、他の例において、フランジ３０６の代わりに、スペーサまたはウォッシャが、筐体３０２または本体３０４と弁ボディとの間に配置され得る。
【００２８】
弁帽アセンブリ３００は、負荷アセンブリ３２０も含む。負荷アセンブリ３２０は、可動シーリングディスク３２２および付勢要素３２４を含む。シーリングディスク３２２は、フランジ３０６の陥凹部３１４内に少なくとも部分的に配置され、本体３０４の一部分または末端部３２８を受容するように、環状陥凹部または空洞３２６を含む。付勢要素３２４（例えば、バネ、波形バネ等）は、本体３０４の外面３３０とフランジ３０６の内面３３２との間、およびフランジ３０６の肩部３１６とシーリングディスク３２２の座面３３４との間のフランジ３０６の陥凹部３１４内に配置される。したがって、付勢要素３２４は、シーリングディスク３２２を本体３０４から離すように付勢する。本体３０４、フランジ３０６、および／またはシーリングディスク３２２は、ステンレス鋼または任意の他の好適な材料で構成され得る。シーリングディスク３２２は、シールまたは隔壁の一部分（例えば、隔壁２１６の環状ビーズ２６４）を受容するように、環状チャネルまたは溝３３６を含み、隔壁の整列を容易にする。
【００２９】
アセンブリ中に、弁帽アセンブリ３００は、本体または流体装置に結合されて、シールおよび／または隔壁を係合または捕捉する。付勢要素３２４は、弁帽アセンブリ３００を流体デバイスの本体（例えば、図２Ａ〜２Ｃの弁ボディ２０４）に結合する締結具（図示せず）によって提供される把持力から独立して、シーリングディスク３２２を介して前負荷をシールまたは隔壁に提供する。加えて、シーリングディスク３２２は、フランジ３０６および本体３０４に対して陥凹部３１４内で移動または浮遊する。
【００３０】
動作中に、負荷アセンブリ３２０は、流体デバイスを通じて流れる流体の圧力および／または温度変動に起因して、例えば、エラストマー材料で構成されたシールおよび／または隔壁を拡張または収縮させることができる。例えば、シールおよび／または隔壁が拡張するにつれて、シーリングディスク３２２は、本体３０４に向かって移動して、付勢要素３２４を圧縮する。この例において、シーリングディスク３２２の表面３４０が本体３０４の末端部３３８と係合または接触するとき、本体３０４の末端部３３８は、機械的ストップを提供して、本体３０４に向かうシーリングディスク３２２の移動を制限する。シールおよび／または隔壁が収縮するとき、付勢要素３２４は拡張して、シーリングディスク３２２を本体３０４の末端部３３８から離れるように移動させる。したがって、隔壁の拡張速度は、付勢要素３２４のバネ速度に対して比較的小さいため、シーリングディスク３２２は、筐体内を移動するが、付勢要素３２４は、比較的一定の負荷をシールまたは隔壁に提供する。
【００３１】
本明細書に記載される弁帽および／または負荷アセンブリの例を使用して、活荷重をシールおよび／または流体デバイスの隔壁、例えば、流体弁、ポンプ、および／または任意の他の好適な流体デバイスに提供してもよい。本明細書に記載される弁帽アセンブリの例は、動作中に、制御された比較的一定の圧縮負荷を流体デバイスのシールに印加する。例えば、負荷アセンブリは、シーリングディスクを介して、比較的一定の圧縮負荷をシールに印加する、付勢要素を含む。したがって、負荷アセンブリは、非破壊的圧縮負荷を提供して、シールおよび／または隔壁に対する損傷を防止する。
【００３２】
ある方法および装置の例が本明細書に記載されたが、本特許の網羅する範囲はそれに限定されない。反対に、本特許は、逐語的に、または均等論下のいずれかで、添付の請求項の範囲内に公平に含まれる、すべての方法、装置、および製造物品を網羅する。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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