(57)【要約】流量制御所定形状が可動部材の内側にある基本的に完全にバランスしたプラグバルブを提示する。可動部材のシールエッジは、内側形状に関して外側の面にある。このシールエッジは、可動部材の内側および静止部材の外側につけた調和角を用いて形成される。その結果、プラグ動作は、液体の内部流体圧力と完全にバランスする。静止部材のシール面は、確実に保持されて、シール面の飛び出しを防ぐ。シール面の故障が発生した場合、封じ込めレベルは低下するかもしれないが、二次的な金属−金属シールが流体の封じ込めを提供する。
2007510870.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入口と出口との間の流路を画定するバルブ本体と；
バルブシートと；
前記流路を通る流体の流れを調節するため前記バルブシートに対して直線的に移動可能なバランス型プラグであって、前記入口からの流体圧力に曝される第１端部と、前記バルブシートとシール係合している時に、前記入口からの前記流体圧力に圧力バランス面を曝すよう構成したシール端部とを有するバランス型プラグとを備える；
バランス型プラグバルブ。
【請求項２】
前記バランス型プラグの前記シール端部が、その周囲壁の最外周エッジにシール接点を備え、前記圧力バランス面は、前記シール接点と、前記周囲壁の最内周エッジとの間に画定される；
請求項１のバランス型プラグバルブ。
【請求項３】
前記バランス型プラグの前記シール端部が、肩平坦部表面を更に備える；
請求項２のバランス型プラグバルブ。
【請求項４】
前記肩平坦部表面が、前記シール接点と前記圧力バランス面との間に画定される；
請求項３のバランス型プラグバルブ。
【請求項５】
前記肩平坦部表面が、前記周囲壁の前記最内周エッジと前記圧力バランス面との間に画定される；
請求項３のバランス型プラグバルブ。
【請求項６】
前記バルブシートが、二次シール面を備え、前記シール接点と前記バルブシートとの間のシール係合が失われた時に、前記バランス型プラグの前記肩平坦部表面が前記二次シール面とシール係合をする；
請求項３のバランス型プラグバルブ。
【請求項７】
前記バルブシートが、形成された溝を備えるとともに、前記溝内に配置されたシールを更に備える；
請求項１のバランス型プラグバルブ。
【請求項８】
前記溝が包込み壁部で終わるとともに、前記包込み壁部が、前記溝内の前記シールを保持するよう巻き上げられる；
請求項７のバランス型プラグバルブ。
【請求項９】
前記シールが、Oリングシールである；
請求項７のバランス型プラグバルブ。
【請求項１０】
前記バルブシートが、前記バランス型プラグの位置と関連して、前記流路を通る流体の流れを調節するよう構成された所定形状壁を含む；
請求項１のバランス型プラグバルブ。
【請求項１１】
前記所定形状壁がＶ字形構成を備える；
請求項１０のバランス型プラグバルブ。
【請求項１２】
第２のバルブシートを更に備え、前記バルブ本体は３ウエイバルブを形成する第２の入口を更に備え、前記バランス型プラグは、前記流路を通る流体の流れを調節するため前記第２のバルブシートに対して直線的に移動可能であり、前記バランス型プラグが前記バルブシートとシール係合している時に、前記第１端部は、前記入口からの流体圧力に曝されるとともに、前記シール端部は、前記入口からの前記流体圧力に前記圧力バランス面を曝すよう構成され、前記バランス型プラグが前記第２のバルブシートとシール係合している時に、前記第１端部は、前記第２の入口からの流体圧力に曝されるとともに、前記シール端部は、前記第２の入口からの前記流体圧力に前記圧力バランス面を曝すよう構成される；
請求項１のバランス型プラグバルブ。
【請求項１３】
前記バランス型プラグが略円筒形状である；
請求項１のバランス型プラグバルブ。
【請求項１４】
少なくとも第１の入口と出口との間の流路を画定するバルブ本体と；
前記バルブ本体内に固定的に配置した少なくとも一つのバルブシートと；
少なくとも前記第１の入口と前記出口との間の流体の流れを調節するため、前記少なくとも一つのバルブシートに対して前記バルブ本体内で直線的に移動可能なバランス型プラグであって、第１端部および第２端部で終わる略円筒形の周囲壁を有し、前記第１端部および前記第２端部はそれぞれ、その面を前記少なくとも一つの入口および前記出口の内の同じものからの流体圧力に曝すよう構成され、それにより、前記バランス型プラグの直線移動を妨げる方向で前記周囲壁に加えられる前記流体圧力が、前記バランス型プラグの直線移動を助ける方向で前記周囲壁に加えられる流体圧力によりバランスされるバランス型プラグとを備える；
バランス型グローブバルブ。
【請求項１５】
前記バルブ本体が第２の入口を更に含み、前記流路が前記第１の入口と、前記第２の入口と、前記出口との間に画定され、前記バルブは前記バルブ本体内に固定的に配置されるとともに前記第１のバルブシートから直線的に離間された第２のバルブシートを更に備え、それにより、前記第１の入口および前記第２の入口から前記出口への相対的な流体の流れが、前記第１および前記第２のバルブシートに対する前記バランス型プラグの相対位置により調整される；
請求項１４のバランス型グローブバルブ。
【請求項１６】
前記周囲壁の前記第１端部および前記第２端部は、前記面を、前記バランス型プラグが前記第１のバルブシートとシール係合している時に、前記１の入口からの流体圧力に曝し、前記バランス型プラグが前記第２のバルブシートとシール係合している時に、前記２の入口からの流体圧力に曝すよう構成されている；
請求項１５のバランス型グローブバルブ。
【請求項１７】
前記第１端部および前記第２端部の内の少なくとも一方が前記周囲壁の最外周エッジにシール接点を備え、前記面が前記シール接点と前記周囲壁の最内周エッジとの間に画定される；
請求項１４のバランス型グローブバルブ。
【請求項１８】
前記第１端部および前記第２端部の内の少なくとも一方が、前記シール接点と前記面との間に画定される肩部を更に備える；
請求項１７のバランス型グローブバルブ。
【請求項１９】
前記少なくとも一つのバルブシートが、前記肩部に関して動作可能で、前記肩部とのシール係合を提供可能な二次シール面を更に画定する；
請求項１８のバランス型グローブバルブ。
【請求項２０】
少なくとも第１の入口と出口との間の流路を画定するバルブ本体と、前記バルブ本体内に固定的に配置される少なくとも一つのバルブシートとを有するバランス型グローブバルブにおいて、少なくとも前記第１の入口と前記出口との間の流体の流れを調節するため、前記少なくとも一つのバルブシートに対して、前記バルブ本体内を直線的に移動可能なバランス型プラグであって：
第１端部および第２端部で終わる略円筒形の周囲壁であって、前記第１端部および前記第２端部はそれぞれ、その圧力バランス面を、前記少なくとも一つの入口および前記出口の内の同じものからの流体圧力に曝すよう構成され、それにより、前記第１および前記第２端部の内の一方が前記バルブシートとシール係合している時に、前記バランス型プラグの直線移動を妨げる方向で前記周囲壁に加えられる前記流体圧力が、前記バランス型プラグの直線移動を助ける方向で前記周囲壁に加えられる流体圧力によりバランスされる周囲壁を備える；
バランス型プラグ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般にバランス型プラグバルブに関し、より詳細には、流量調整をつかさどる内側シート形状を有する完全バランス型プラグバルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
制御システムおよび手動アプリケーションでは、各種バルブを利用して、流体の流れのオンとオフを切り換え、またバルブを通る流体の流量を調整する。上流の源と下流の行先との間の圧力差により、バルブを通る流体の流れが生ずる。流体の流れは、圧力差および導管抵抗の関数である。制御は、利用可能な流れ面積をゼロと最大との間で変化させることにより、流れに対する抵抗を変化させて達成するのが一般的である。バルブは面積を変化させる従来の方法である。
【０００３】
スライドゲートバルブは、流れ面積を変化させる一方法を提示する。しかしながら、このバルブでは、上流側から下流側への圧力差に、それぞれの側を隔てる障壁の面積を掛けるとかなりの数字となってしまう。この数字はゲートを支持するガイドに加わる負荷を表す。この負荷は、面積および圧力降下に比例して摩擦を増大させる。摩擦が増大すると、ゲート移動に必要な力の量が増大するので、より強力なアクチュエータが必要になる。アクチュエータに大きな力を要求すると、コストが上昇する。更に制御システムの不感帯が大きくなり、システムの安定性に悪影響を与える。
【０００４】
プラグ型バルブは、流れ面積を変化させる別の方法である。これらのバルブは孔にプラグを押し込むことにより流れ面積を減少させる。プラグが上流側から下降する場合、プラグを孔に向かって押す上流の圧力および慣性力により、プラグはバルブシートに対して急に閉じることになるのが普通である。この急閉は、ハンマー現象を引き起こし、ノイズおよびバルブ損傷を生じさせてしまう。プラグを下流側から孔に押し込んでも流れ面積を減少させることができる。その場合には、障壁は、大きな反対の方向の力に抗して押すことになり、その力は、穴のサイズ、および上流側と下流側との間の圧力降下に比例する。反対向きの力が増大すると、プラグを移動させるのに必要な力の量が増大するので、より強力なアクチュエータが必要になる。繰り返しになるが、アクチュエータに大きな力を要求すると、コストが上昇する。
【０００５】
ゲートバルブおよびプラグバルブの場合には、上流圧力と下流圧力との差が、短所の根源である。これらの短所を克服するためには、流体力のバランス化が必要である。
【０００６】
既知の編成では、圧力を打ち消す２つの円形シートを利用する。これらのバルブは、標準的なゲートバルブおよびプラグバルブより、比較的大型でかつ高価である。更に、両シートとも適切な機械的閉止を確実にするのが困難であることが多い。
【０００７】
もう一つの既知の編成は、バルブステムに連結した可動ピストンにより、上流圧力につながるバランスチャンバーを有する一つの円形シートを利用する。これらのバルブは、複雑であり、やはり製造するのが高価である。
【０００８】
上記の大型かつ高価なバランス型バルブの代替として、典型的には円筒形状をしているバランス型プラグを流れが通過するバランス型バルブを創作することが知られている。流体の通過を可能にする円筒形プラグ、または他の周囲が閉じた形状のプラグが、バランス型プラグとして既知であり、バランス型プラグバルブを形成する主要要素である。円筒法は、摩擦および背圧力をうまく除去するので、バランス型のバルブを形成する。しかしながら、既知の円筒型バランスバルブには、固有の短所がある。これら短所には、流れ調整能力、または密閉能力が乏しいという事実が含まれる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特に言及しなかった他の不都合とともに、上記装置の上述の限界および短所に鑑み、予想したように流れを調整し、流れの密閉を提供することができるバランス型プラグバルブを本発明の譲受人は開発した。所定形状壁を有するこのバランス型プラグバルブは、２００２年５月２８日発行の米国特許第６，３９４，１３５号に記載され、図示されている。その教示および開示の全体を引用により本明細書に組み込む。このバランス型プラグバルブの所定形状壁は、バランス型プラグのエッジと間隙を形成する。流体は、入力ポート、バランス型プラグ、間隙を通じて流れ、出力ポートから流出できる。所定形状の形状と、所定形状壁に対するバランス型プラグの相対位置とは、間隙を通る、つまりバルブを通る流体の流量調整に影響を与える。所定形状壁寸法を多様に改変できるので、多数の流量対ストロークの関係が可能である。更に、バランス型バルブを用いると、プラグに加わる摩擦力が減少し、より小型で効率的、かつ経済的なバルブアクチュエータが可能となる。
【００１０】
このバランス型プラグバルブは、当該技術に対して著しい利点を与え、外側形状を有する２ウェイバルブの完全バランス動作を提供するが、Ｅｒｉｃｋｓｏｎ等の’１３５特許の図６に示されるような、内側形状による動作は完全にはバランスしない。すなわち、バルブが閉じている時、流体圧力はプラグの一端に作用し、一方、所定形状エッジとシール係合するプラグの内側エッジは、この流体圧力から隔離されている。その結果、プラグを挟んで圧力差が存在し、アンバランスな力が生じる。
【００１１】
従って、バルブを通る流れ調整をつかさどるとともに、流れの密閉を提供する内側シートの流れ制御形状を含む完全バランス型プラグバルブを求めるニーズが、当該技術には存在する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記に鑑み、本発明は、新規の改良バランス型プラグバルブを提供する。より詳細には、本発明は、新規の改良バランス型プラグバルブを提供する。より詳細には、本発明は、改良型プラグバルブを通る調整流量を制御する形状の内側形状を有する新規の改良バランス型プラグバルブを提供する。更に詳細には、本発明は、新規のプラグ／シート構成を含めることにより、以前のバルブを超えるコスト削減、および性能強化がなされた改良バランス型プラグバルブを対象とする。
【００１３】
本発明の内側形状は、大流量化および生産コスト削減が可能な、はるかに効率化された流れパスを提供する。更に、強化した流量の制御および予測性を本発明により達成できる。
【００１４】
本発明の別の態様では、本発明のバランス型プラグバルブは、シートの飛び出しの可能性をなくす、または大幅に低減させるシートリング保持の金属転置方法を提供する。これは、アンバランス型バルブにも応用可能な確実な閉じ込め方法により、本発明の一実施の形態で達成される。
【００１５】
本発明の更に別の態様では、所定形状流れ制限パスを通る流れは、従来設計における幾つかの流れ力の組合せを変化させるためにプラグ振動を誘発する速度レベルで利用可能である。この態様は、案内を良好にするために流れパスを狭くし、代替の流れパスを追加することにより、本発明の態様に従って達成される。このような代替の流れパスには、本発明の一実施の形態では、内側形状の流れ絞り領域内の一つ以上の穴、または間隙を通る半径方向の流れの追加が含まれる。
【００１６】
完全バランス動作に加えて、バランス型プラグのシール端部構成は、通常動作中、ＡＮＳＩ４、つまり泡密シールを提供する。更に、本構成は、バルブシートのＯリング欠陥発生時、ＡＮＳＩ３の金属−金属シールを提供する。この端部構成はまた、通常動作中、Ｏリングの過大圧縮を防ぐための金属止め具も提供し、それにより、シール寿命を延ばす。
【００１７】
溝に設置した連続シールを有するピストンでは連続摺動シールを用いることが一般的であるが、弾性断面の剛性が高いと、断面の圧縮によって大きな摩擦が生じるので、外径での接触を効果的に用いることができない。このような編成では、半径方向の伸びが摺動摩擦を制御するために必要である。しかしながら、特にＰＴＦＥ（テフロン：登録商標）等の非エラストマの場合、伸張係数は温度とともに大きく変化する。本発明の一態様によれば、ＰＴＦＥチューブを適切な長さに切断して、溝の中で両端部を互いに突き合わせて設置する。チューブの押しつぶしを適度なシールおよび摺動力のために用いる。これにより設置が容易になり、特定サイズバルブのための特定シール径が不要となる。更に、温度変化に対する感応性が著しく低下する。
【００１８】
本発明の他の態様および利点は、付帯の図面と共に用いると以下の詳細な説明より明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明を特定の好適な実施の形態と関連付けて説明するが、これらの実施の形態に限定する意図はない。逆に、付帯する請求項により明確にされるように、本発明の精神および範囲内に含まれるように、全ての代替、改変、および均等物を包含することを意図する。
【００２０】
図面を参照すると、図１に、本発明の教示に従って構築した通常開の完全バランス型グローブバルブ２０の部分断面図を示す。バルブ２０には、入口接合部２４、および出口接合部２６を有するバルブ本体２２が含まれる。入口２４から出口２６までの流体の流れ調節は、以下に更に充分な詳細を説明するように、バランス型プラグ２８と、所定形状シート３０との協調により達成される。本発明の本実施の形態では、所定形状シート３０は、バルブ本体２２に取り付けて固定したボンネット３２により、バルブ本体２２内の所定位置に保持される。所定形状シート３０に対するバランス型プラグ２８の相対位置決めは、バルブステム３４を、パッキング３６を通してバルブ本体２２の中へ、またはそこから外へ直線状に摺動することにより達成する。この図１には示していないが、バルブステム３４の直線移動は、アクチュエータを提供することにより達成するのが普通である。
【００２１】
バランス型プラグ２８は、一般的に円筒形状であるが、周囲が閉じた他の形状でもよい。バルブステム３４は、中央ハブ３８で、プラグ２８に取り付けられる。本バランス型プラグ２８は、バルブ本体２２から延在するガイド４０により、図１の縦軸に概ね沿う方向以外には移動できない。ガイド４０は、バルブ本体２２と一体化してもよい。摺動シールOリング４２は、ガイド４０の溝４４内に配置され、周囲壁４６位置でバランス型プラグ２８をシールして、バランス型プラグ２８の周囲壁４６の外側と、ガイド４０との間の流路を遮断する。閉止Oリングシール４８は、所定形状シート３０の溝５０内に配置され、バランス型プラグ２８が図２に示す閉位置にある場合、バランス型プラグ２８の周囲壁４６の外側と、所定形状シート３０との間の流体通路を遮断する。
【００２２】
通常閉の完全バランス型グローブバルブ２０’の代替の実施の形態を、図３の部分断面図に通常閉の位置で示す。この図の考察から明らかなように、バルブステム３４は、ここでは、ボンネット３２内に固定されるパッキング３６を通って直線的に摺動する。このバルブステム３４を所定形状シート３０に通してから、バランス型プラグ２８に接合する。この通常閉の実施の形態２０’では、バルブステム行程停止部５２はバルブ本体２２を通してナット５４により取り外し可能に位置決めされる。図４の部分断面図から明らかなように、このバルブステム行程停止部５２を利用して、バルブステム３４が行き過ぎて、完全バランス型プラグ２８がガイド４０から外れてしまうのを防止できる。
【００２３】
本発明の教示に従って構築した完全バランス型グローブバルブの更なる代替の実施の形態を、図５の部分断面図に示す。詳細には、本実施の形態は、図５で上位置、および図６で下位置を示す３ウェイ完全バランス型グローブバルブ２０''である。注意すべきは、このような３ウェイバルブは、流れが矢印５６の向きにある場合、混合バルブとして用いられ、流れが矢印５８の向きにある場合は流路切替バルブとして用いられることが多い、ということである。
【００２４】
これらの図５および図６から分かるように、本発明の３ウェイ完全バランス型グローブバルブには、バルブ本体２２に接合した流路切替／混合接合部６０が含まれる。バルブシート６２を接合部６０の内側端部に取り付けて、図６に示すように、下位置ではバランス型プラグ２８とのシール係合を提供する。上位置（図５）では、所定形状シート３０と、バランス型プラグ２８の反対側のシールエッジとの間に、シール係合が提供される。注意すべきは、図５および図６の二つの相反する位置に加えて、幾つかの用途では、これら両極の位置間でバランス型プラグ２８の位置を調整可能にして、接合部６４、６６に流入する、またはそこから流出する相対的流れを制御できるということである。以下により充分に説明するように、所定形状シート３０およびシート６２の所定形状は、バルブを通る相対的流れを制御するのにも役立つ。
【００２５】
本発明の教示に従って構築した完全バランス型バルブの各種の実施の形態を説明したが、図７に目を向け、このようなバルブで用いられるバランス型プラグの実施の形態を説明する。この斜視図から分かるように、バランス型プラグ２８には、バルブステムが通るようになされた中央ハブ３８が含まれる。プラグ２８の周囲壁４６に延在する多数のスポーク７０が、中央ハブ３８を支持している。バランス型プラグ２８のエッジ７２、７４は、以下に更に詳細に説明するように、特殊な形状になされ、バルブの完全バランス動作を確実にする。
【００２６】
図８の断面図から分かるように、支持スポーク７０は、バランス型プラグの周囲壁４６より短くするのが好ましい。それにより、周囲壁４６の一部７６は支持スポーク７０の干渉を受けることなく、所定形状シートに適応できる。スポーク７０の幅はまた、バランス型プラグ２８のエッジ７４がスポーク７０を越えて延在するようになすのが好ましい。
【００２７】
シールエッジ７２の詳細は、図９の拡大部分断面図を参照するとよく分かる。具体的には、このシールエッジ７２は、シール用Oリング４８（図１）とシール接触を形成するようになされたシール接点７８を画定する。シール接点７８に隣接して圧力均等化接触壁８０を画定し、以下で更に充分に説明するように、バルブが、完全バランス型グローブバルブの所定形状シートとシール係合している際、周囲壁４６全域で圧力均等化を確実にする。この圧力均等化壁８０は、本発明のバランス型プラグに独特のものであり、ここで説明する完全バランス動作を可能にする。この端部７２には、肩部８４で終わるシール段８２も含まれる。この肩部８４も、バランス型プラグ２８の周囲壁４６全体の圧力均等化を可能とするのに役立つとともに、以下に更に充分に説明するように、一次シール用Oリングの欠陥発生に際して、バックアップの二次シール機能を提供する。
【００２８】
所定形状シート３０の実施の形態を、図１０の断面図に示す。この断面図から分かるように、所定形状シートは、上記バランス型プラグ２８と組になるよう略円筒形状をしている。この所定形状シートを図１〜図６に関して上記説明したような各種バルブ構成に用いることができるようにするため、所定形状シート３０は、その中心を通る内側キャビティ８６を画定するのが好ましい。この中央キャビティ８６は、シート３０のボンネット取付部９０にあるネジ付き取付孔８８と連通する。上記の図１および図３の検討から想起されるように、ボンネット取付部９０のこの取付孔８８を用いて、通常開のバルブでは、ボンネット３２にシート３０を単に固定しても、または通常閉のバルブ実施の形態の場合には、パッキング３６を受けることにより、そこを通るバルブステム３４の摺動を可能としてもよい。
【００２９】
所定形状シート３０には、バランス型プラグに関して動作し、通る流体の流れを調節する形状を有する流れ調節所定形状壁部９２を含めてもよい。図１１の拡大部分断面図でよりよく分かるように、所定形状面９２は、二次シール面９４で終わるのが好ましい。Oリングの溝５０がその下に形成され、この二次シール面９４が、溝内にOリングを保持するという第２の目的も提供するようになっている。このOリング保持は、包込み壁部９６を設けることにより更に容易になる。具体的には、図１２を参照すると、Oリング４８が所定形状シート３０の溝５０内に配置されると、包込み壁部９６が、Oリング４８の周囲を包み込むように巻かれる。この方法で、Oリングの張力に依存して保持する他のバルブでは発生しがちな、バルブを通る流体圧力によるOリングシール４８の飛び出しを抑える。
【００３０】
本発明の各種の完全バランス型グローブバルブの実施の形態、およびバランス型プラグおよび所定形状シートの実施の形態を説明したが、図１３および図１４に着目して、本発明のバルブのバランス型動作を、更なる代替の実施の形態に関連して説明する。
【００３１】
流体が流れるように本発明のバルブを動作させる場合、シート３０の所定形状壁９２と、プラグ２８の壁８０との間に流れ間隙１００が形成されるように、バランス型プラグ２８を所定形状シート３０に対して位置決めする。この流れ間隙１００を通る流体流れは、シート３０に対するプラグ２８の相対位置を縦方向に調整することにより調整できる。シート３０の所定形状９２を変化させて、このような縦方向位置に対して各種の流れ形状を画定し、所望の流れ特性を提供してもよい。このモードで動作している間、プラグ２８は基本的に完全バランスしている。すなわち、プラグ２８の面７４に作用する、プラグ２８を図１３の下方向に押す傾向がある供給源流体の流体圧力Ｐ2は、面８０に作用する、プラグ２８を図１３の上方向に押す傾向がある流体圧力Ｐ2とバランスしている。これらの圧力は、プラグ２８を挟んでバランスしているので、ステム３４を所望の位置に移すため、流体圧力のアンバランスに対抗する追加の力をアクチュエータに要求しない。それにより、バルブを通る流体の流れを精密に制御する能力が強化され、上記のアンバランス型バルブに勝る著しい利点が提供されることになる。
【００３２】
バルブを通る流体の流れを停止させたいと所望する場合、シール接点７８がOリングシール４８とシール係合するように、プラグ２８の位置を決める。こうすれば、流体が流れ間隙１００を通ってバルブ出口に流れないようにできる。しかしながら、注意すべき重要なことは、バルブがこの閉位置にある間、面８０は供給源流体の流体圧力Ｐ2に曝されたままになっている、ということである。それにより、プラグ２８は依然としてバランスしたままであり、従来のバルブに存在する流体アンバランスを克服するための追加の力をアクチュエータから必要としない。すなわち、流体圧力Ｐ2をプラグ２８の面８０に作用したままにすることができるので、この流体圧力と、面７４に連続作用する流体圧力とがバランスする。このような間隙がなければ、面７４に作用する流体圧力Ｐ2は、バルブを閉位置に保持する傾向があり、プラグ２８を挟む流体圧力差を克服するため、アクチュエータから加えられる追加の力を必要とすることになる。従来のバルブでは、これによって、バルブが開いて、流体圧力が再度プラグを挟んでバランスした時に、オーバーシュートを生ずることが多い。このようなオーバーシュートがあると精密な流れ制御が困難になる。しかしながら、このような閉位置の間の圧力アンバランスは本発明の設計により除去される。
【００３３】
追加の利点は、本発明のバランス型プラグ２８のシール端部７２の設計により提供される。具体的には、シール用Ｏリング４８が溝５０から失われてしまった場合、プラグ２８の面８０が所定形状シート３０の面９４と接触するよう押され、この種の故障が起きた際のバックアップシールを提供することになる。接点７８とＯリング４８との間の元のシールは、ＡＮＳＩ IV、つまり泡密な性質をもつが、面８０と９４との接触でもＡＮＳＩ IIIタイプのシールを依然として提供する。
【００３４】
図１５に示すバランス型プラグ２８のシール端部７２の代替の実施の形態から分かるように、バランス型プラグのこの動作端部の実際の構成は、各種の実施の形態において大きく異なっていてもよい。図１５の実施の形態では、Oリングシール４８と接触する指形突起状のシール接点７８がシール端部７２に含まれる。肩平坦部１０２および圧力均等化面１０４を設けて、上記のようなプラグ２８を挟んだ圧力バランスを可能にする。更に、図１５の実施の形態の構成は、追加の機能をも提供する。すなわち、一実施の形態では、肩平坦部１０２が所定形状シート３０の面９４と接触してOリングの過大圧縮を防ぎ、その寿命を延ばすような相対的位置に、肩平坦部１０２を設ける。面１０２および９４が接触している間、圧力均等化面１０４に供給源流体圧力が作用して、プラグ２８を挟んだ圧力バランスを維持することが依然可能である。更に、面１０２および９４は、Oリングシール４８が失われた場合に予備の、つまりバックアップシールとして作用する金属−金属シール、あるいはＡＮＳＩ IIIタイプのシールを提供する。
【００３５】
本発明の教示に従って構築した完全バランス型バルブの更なる代替の実施の形態を図１６に示す。本図から分かるように、バルブシート６２’は、プラグ２８の位置に対して、通る流体の流れを調節するために用いる所定形状面１１０を有する。この特定の実施の形態では、所定形状はＶ字型開口の形状で構成する。所定形状角度は、プラグ２８がシート６２’と接触し、離れるよう移動する時に、所望の流量プロファイルを達成するよう所望通りに設定できる。
【００３６】
本明細書で引用した刊行物、特許出願、および特許を含む全ての文献は、各文献を引用により組み込むと個別かつ特定的に示し、その全体を本明細書で提示したか如く、引用により本明細書に組み込む。
【００３７】
本発明を説明する文脈において（特に以下の請求項の文脈において）用いられる名詞及び同様な指示語の使用は、本明細書中で特に指摘したり、明らかに文脈と矛盾したりしない限り、単数および複数の両方に及ぶものと解釈される。語句「備える」、「有する」、「含む」および「包含する」は、特に断りのない限り、オープンエンドターム（すなわち「〜を含むが限定しない」という意味）として解釈される。本明細書中の数値範囲の具陳は、本明細書中で特に指摘しない限り、単にその範囲内に該当する各値を個々に言及するための略記法としての役割を果たすことだけを意図しており、各値は、本明細書中で個々に列挙されるかのように、明細書に組み込まれる。本明細書中で説明されるすべての方法は、本明細書中で特に指摘したり、明らかに文脈と矛盾したりしない限り、あらゆる適切な順番で行うことができる。本明細書中で使用するあらゆる例または例示的な言い回し（例えば「など」）は、特に主張しない限り、単に本発明をよりよく説明することだけを意図し、本発明の範囲に対する制限を設けるものではない。明細書中の如何なる言い回しも、本発明の実施に不可欠である、請求項に記載されていない要素を示すものとは解釈されないものとする。  
【００３８】
本明細書中では、発明を実施するため本発明者が知っている最良の形態を含め、本発明の好ましい実施の形態について説明している。当業者にとっては、上記説明を読んだ上で、これらの好ましい実施の形態の変形が明らかとなろう。本発明者は、熟練者が適宜このような変形を適用することを期待しており、本明細書中で具体的に説明される以外の方法で発明が実施されることを予定している。従って本発明は、準拠法で許されているように、本明細書に添付された請求項に記載の内容の修正および均等物をすべて含む。さらに、本明細書中で特に指摘したり、明らかに文脈と矛盾したりしない限り、考えられるすべての変形における上記要素のいずれの組合せも本発明に包含される。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
本明細書に組み込まれ、その一部を形成する付帯の図面は、本発明の幾つかの態様を説明するとともに、説明と併せて本発明の原理を説明するのに役立つ。各図面は以下の通り。
【図１】図１は、本発明の教示に従って構築した通常開の完全バランス型グローブバルブの断面図であり、開位置で示す。
【図２】図２は、本発明の教示に従って構築した通常開の完全バランス型グローブバルブの断面図であり、閉位置で示す。
【図３】図３は、本発明の教示に従って構築した通常閉の完全バランス型グローブバルブの断面図であり、閉位置で示す。
【図４】図４は、本発明の教示に従って構築した通常閉の完全バランス型グローブバルブの断面図であり、開位置で示す。
【図５】図５は、本発明の教示に従って構築した完全バランス型３ウェイグローブバルブの断面図であり、上位置で示す。
【図６】図６は、本発明の教示に従って構築した完全バランス型３ウェイグローブバルブの断面図であり、下位置で示す。
【図７】図７は、本発明の教示に従って構築したバランス型プラグの実施の形態の斜視図である。
【図８】図８は、図７のバランス型プラグの部分断面図である。
【図９】図９は、図７のバランス型プラグのシールエッジの拡大詳細図である。
【図１０】図１０は、本発明の教示に従って構築した完全バランス型グローブバルブで用いるための所定形状シートの実施の形態の断面図である。
【図１１】図１１は、図１０の所定形状シートのシール保持部分の拡大詳細断面図である。
【図１２】図１２は、図１０の所定形状シートのシール保持部分の拡大詳細断面図であり、内部に保持したシール部材とともに示す。
【図１３】図１３は、２ウェイ完全バランス型グローブバルブの実施の形態の断面図であり、開位置で示す。
【図１４】図１４は、２ウェイ完全バランス型グローブバルブの実施の形態の断面図であり、閉位置で示す。
【図１５】図１５は、本発明の完全バランス型グローブバルブのためのシール編成の代替の実施の形態の部分断面図である。
【図１６】図１６は、本発明の実施の形態で用いるためのＶ字形形状シートの部分断面図である。
【図１】
2007510870.tif 000003
【図２】
2007510870.tif 000004
【図３】
2007510870.tif 000005
【図４】
2007510870.tif 000006
【図５】
2007510870.tif 000007
【図６】
2007510870.tif 000008
【図７】
2007510870.tif 000009
【図８】
2007510870.tif 000010
【図９】
2007510870.tif 000011
【図１０】
2007510870.tif 000012
【図１１】
2007510870.tif 000013
【図１２】
2007510870.tif 000014
【図１３】
2007510870.tif 000015
【図１４】
2007510870.tif 000016
【図１５】
2007510870.tif 000017
【図１６】
2007510870.tif 000018
【国際調査報告】
2007510870.tif 000019