(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁について用いるポペット装置であって、
内部にボアが形成された本体と、
前記弁を通る流体流れを制御する第１のシート面およびその反対側の第２のシート面であって、該第１のシート面は前記ボアを囲む第１のシート面と第２のシート面と、
前記ボア内に延びて前記弁のステムを受け入れる孔を開設した細長部材と、
前記本体を通って前記孔と同軸上に形成された流体流路と、
前記本体の前記細長部材を囲むスプリングシートであって、前記本体のボア内に位置して、前記流体流路と一直線に位置する流れ変向装置を形成して、前記流体流路を通る流体の流れをそらし、前記本体内に少なくとも一部が配置されたスプリングが前記流体の流れにより圧縮されることを略妨げるスプリングシートと、を備えるポペット装置。
【請求項２】
前記流体流路が、前記孔と前記第２のシート面と間に配置される、請求項１に記載のポペット装置。
【請求項３】
前記流れ変向装置は、前記流体流路に近接する肩部を含み、前記肩部の面が前記流体流路からの前記流体の流れをそらすように位置する、請求項１又は２に記載のポペット装置。
【請求項４】
前記スプリングシートは、前記本体の前記細長部材の端部に係合して、前記本体に対して前記スプリングシートを固定する内部肩部を含む、請求項１乃至３の何れか記載のポペット装置。
【請求項５】
前記流体流路は、前記弁のチャンバを他のチャンバに流体的に接続するように構成される、請求項１乃至４の何れか記載のポペット装置。
【請求項６】
前記本体に連結され、開口を形成したプレートであって、前記開口は前記ステムに連結された第２のスプリングシートが前記開口に近接する場合に、前記ポペット装置を通る前記流体流れを制限するサイズに形成されたプレートをさらに備える、請求項１乃至５の何れか記載のポペット装置。
【請求項７】
前記開口に対して前記スプリングシートを整列する、前記開口を囲む曲面をさらに備える、請求項６に記載のポペット装置。
【請求項８】
前記曲面が前記プレートの横軸に対して対称的であり、前記プレートが、前記プレートの第１の面または前記プレートの第２の面のいずれかを介して前記本体に連結できる、請求項７に記載のポペット装置。
【請求項９】
前記スプリングシートが前記開口に隣接して配置された場合に、前記開口に隣接する面と前記スプリングシートの外面との間に、約０．０９ミリメートルの間隔を付与するサイズに前記開口が形成される、請求項６乃至８の何れか記載のポペット装置。
【請求項１０】
前記流れ変向装置が前記本体に一体的に連結される、請求項１記載のポペット装置。
【請求項１１】
前記本体の外面を把持可能なように、前記本体は一つ以上の略平坦な面を形成する、請求項１乃至１０の何れか記載のポペット装置。
【請求項１２】
チャンバを形成し、別の本体に螺合する雄ネジを含む本体と、
少なくとも一部が前記チャンバ内に位置し、ステム、該ステムに固定されたプラグ及び該ステムの周りに位置する付勢部材を有し、ステム組立体と、
内部にボアを形成したポペット装置と、
該ボア内に延びて、前記ステムを受け入れる孔を開設した細長部材と、
前記ポペット装置を通って、前記孔と同軸に形成された流体流路と、
前記細長部材を囲み、前記ポペット装置のボア内に位置して、前記流体流路と一直線に位置する流れ変向装置を形成して、前記流体流路を通る流体の流れをそらし、前記ポペット装置内に少なくとも一部が配置されたスプリングが前記流体の流れにより圧縮されることを略妨げるスプリングシートと、を備え、
前記ステム組立体は前記ポペット装置を前記弁の本体に向かって付勢する力を及ぼし、弁を通る流体の流れを制御する弁。
【請求項１３】
更に、前記ポペット装置に連結されたプレートであって、前記ステムに連結されたスプリングシートが前記開口に近接する場合に、前記ポペット装置を通る前記流体流れを制限するサイズに形成された前記開口を形成するプレートをさらに備える、請求項１２記載の弁。
【請求項１４】
前記開口に対して前記スプリングシートを整列する、前記開口を囲む曲面をさらに備える、請求項１３に記載の弁。
【請求項１５】
前記スプリングシートが前記開口に隣接して配置された場合に、前記開口に隣接する面と前記スプリングシートの外面との間に、約０．０９ミリメートルの間隔を付与するサイズに前記開口が形成される、請求項１３又は１４に記載の弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本特許は、２００８年９月２日に出願された米国特許出願番号１２／２０２８７６の一部継続出願である、２００９年３月１１日に出願された米国特許出願番号１２／４０２０７６の一部継続出願であり、その両方に開示される全ての内容は、参照により本明細書中に含まれる。
【０００２】
本願は、概して流体流れ制御部材に関し、より具体的には、弁と共に用いる流体流れ制御部材に関する。
【背景技術】
【０００３】
内部弁は、流体貯蔵容器と、他の容器、ホース、パイプライン等との間の流体流れを制御することを目的として、業務用および工業用の種々の用途に用いられる。通常、内部弁は、完全に開放する前に、弁の両側の流体圧力を均一にするために、均一化部材を備える。弁の両側の流体圧力が均一になる速度は、弁のサイズおよび均一化部材を通る流体の流速に関連する。
【０００４】
周知の内部弁の両側の圧力を均一にするために、これらの弁は、弁を、容器、ホース、パイプライン等に流体的に接続する孔に対する切り欠き部または溝の位置に応じて、均一化部材を通る流体の流速を変化させる切り欠き部または溝を有するステムを備える。具体的には、切り欠き部または溝が孔に隣接する場合には、流体流経路のサイズは比較的大きく、対照的に、切り欠き部または溝が孔から離れている場合には、流体流経路のサイズは比較的小さい。
【０００５】
異なる内部弁は、直径が異なる孔およびサイズが異なるステムを有する。それ故、孔の直径は弁のサイズによって制限され、そして、切り欠き部または溝を形成するための、ステムから除去され得る材質の量がステムのサイズにより制限される。通常、本体の材質の除去は、その構造的完全性を低下させる。このため、ステムから除去され得る材質の量は、弁の両側の圧力を均一にする流体流経路を提供しながら、ステムの構造的完全性を維持できる量に制限される。その結果、周知の内部弁を完全に開放できる際の速度は、ステムから除去され得る材質の量に従って制限される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
さらに、切り欠き部または溝は、ステムに非円筒状の面を形成する。製造上の公差故に、ステムは、当該ステムが移動する時に孔を形成する面を摩擦する可能性がある。平滑な円筒状の面とは異なり、非円筒状の面は、弁の耐用年数を低下するような、孔を形成する面を溝状（単数または複数）に摩耗する場合があるエッジを有する。さらに、一部の例では、これらのエッジと孔を形成する面との間の係合は、弁の機能不全を招く。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
内部弁と共に用いる実施例のポペット装置は、内部弁を通る流体の流量を制御する第１およびその反対側の第２のシート面を含む。加えて、実施例のポペット装置は、内部弁のステムを受容する孔を含む。さらに、実施例のポペット装置は、ポペット装置を通る流体の流れをそらす流れ変向装置を含み、これにより、ポペット装置内に少なくとも一部が配置されたスプリングが流体の流れにより圧縮されることを実質的に抑制する。
【０００８】
内部弁と共に用いる別の実施例のポペット装置は、内部弁の第２の本体に密閉的に係合する第１のシート面を有する第１の本体を含む。第１の本体は、内部弁のプラグ、内部弁のステムを受容する孔、および孔と同軸上に整列されたボアに密閉的に係合する、第１のシート面と反対側の第２のシート面を形成する。加えて、実施例のポペット装置は、当該ポペット装置に連結されたプレートを含む。ステムに連結されたスプリングシートが開口に隣接して配置された場合に、プレートまたはボアの少なくとも一つは、ポペット装置を通る流体流れを実質的に制限するサイズに形成された開口を形成する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】周知の内部弁を示す図である。
【図２】図１に示す周知の内部弁を実施するのに用いられるステムを示す図である。
【図３】閉位置における実施例のポペットおよび過流防止弁組立体の一部を示す図である。
【図４】開位置における図３に示す実施例のポペットおよび過流防止弁の一部を示す図である。
【図５】図３に示すポペットおよび過流防止弁を実施するのに用いられ得る代替的かつ実施例の摺動部材を示す図である。
【図６】図３に示す実施例のポペットおよび過流防止弁を実施するのに用いられ得る実施例のポペットを示す図である。
【図７】図６に示す実施例のポペットを示す上面図である。
【図８】図６に示す実施例のポペットを示す底面図である。
【図９Ａ】図３に示す実施例のポペットおよび過流防止弁を実施するのに用いられ得る代替的な構成例を示す図である。
【図９Ｂ】図３に示す実施例のポペットおよび過流防止弁を実施するのに用いられ得て、かつ図９Ａに示す例に類似した別の代替的な構成例を示す図である。
【図１０】図３に示す実施例のポペットおよび過流防止弁を実施するのに用いられ得る別の代替的な構成例を示す図である。
【図１１】図３に示すポペットおよび過流防止弁を実施するのに用いられ得る実施例のスプリングシートを示す図である。
【図１２】別の実施例のポペットおよび過流防止弁組立体の一部を示す図である。
【図１３】別の実施例のポペットおよび過流防止弁組立体の一部を示す図である。
【図１４】内部弁並びに実施例のポペットおよび過流防止弁組立体の一部を示す図である。
【図１４Ａ】内部弁並びに実施例のポペットおよび過流防止弁組立体の一部を示す図である。
【図１５】実施例のポペットを示す図である。
【図１６】別の実施例のポペットおよび過流防止弁組立体の一部を示す図である。
【図１６Ａ】別の実施例のポペットおよび過流防止弁組立体の一部を示す図である。
【図１７】実施例のポペットを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
いくつかの実施例が、上記に特定した図に示され、下記に詳細に記述される。これらの実施例の記述において等しいまたは類似の部材を特定するために、同等または同一の参照番号が用いられる。図は、必ずしも原寸に比例してはおらず、図における特定の特徴および特定の概観は、明確さおよび／または簡潔さを優先して縮尺において誇張されているか、または概略図において示されている場合がある。さらに、この明細書を通していくつかの実施例が記述される。任意の実施例における任意の特性が代わりに含まれ、代用され、あるいは他の実施例における他の特性と組み合わされてもよい。
【００１１】
本明細書に記述する実施例のポペットおよび過流防止弁の装置は、例えば、内部弁を完全に開放し得る際の速度を速くする。特に、実施例の装置（例えば、ポペット）は、弁のチャンバを、他のチャンバ、ホース、パイプライン等に流体的に接続する複数の流体流路を備える。具体的には、複数の流体流路は、周知の内部弁の流体流路により供給される断面積の約１６倍大きい断面積を有し得る。その結果、実施例の装置のシートがシート面を外れるときに、弁の両側の圧力を迅速に均一にするために、複数の流体流路を通り流体が急速に流れ得る。一旦圧力が均一になると弁は完全に開放され得る。さらに、本明細書に記述した実施例の装置により、弁が略円筒状のステムを用いて実施されることができ、周知の内部弁を実施する周知のステム（例えば、切り欠き部または溝を有するステム）が直面する問題を解消する。
【００１２】
実施例の装置は、流体流路を通る流体の流れを妨げるために、弁が完全に開放されたときに例えばポペットの面に係合するスプリングシートをさらに含み得る。これにより、ポペットに組み込まれた過流防止弁の適切な機能を維持する。いくつかの実施例では、この面は、ポペットのボアの内側に配置および付勢された摺動部材の面である。スプリングシートが面に係合しつつ、弁のステムがさらに延在する場合には、例えば、弁を完全に開放する５０〜７０度の進行距離をカムが回転可能なように、摺動部材はボアの内側を摺動する。一旦スプリングシートが面を係脱すると、ボアの内側の付勢部材が摺動部材を停止位置に戻す。
【００１３】
本明細書に記述するように、実施例の装置は、弁のステムに連結されたスプリングシートが開口に近接および／または隣接して配置された場合に、ポペットを通る流体流れを制限するサイズに形成された開口を形成するディスクリテーナを含み得る。このような例では、ディスクリテーナは、開口に対してスプリングシートをガイドし、さらに組立中の誤りを低減する（すなわち、ディスクリテーナが上下逆さまに取り付けられることを妨げる）、開口を囲む対称的な曲面を含み得る。追加的または代替的に、本明細書に記述された実施例の装置は、弁のステムを受容する孔と同軸上に整列されたボアを形成する。弁のステムに連結されたスプリングシートがボアに近接および／または隣接して配置された場合に、ボアは、ポペットを通る流体流れを制限するサイズに形成され得る。
【００１４】
本明細書に記述するように、実施例の装置は、ポペットのボア内に少なくとも一部が配置されたスプリングの周囲の流体の流れをそらす流れ変向装置をさらに含み得る。このような手法は、複数の流体流路を通る流体の流れが、スプリングを圧縮または別の方法によりその作用に影響を及ぼすことを実質的に妨げ、それ故、実施例の装置と共に用いられる内部弁の操作性の低下を防止する。
【００１５】
図１は、本体１０２、ポペット１０４、およびボンネット組立体１０６を有する周知の内部弁１００を示す。ボンネット組立体１０６は、本体１０２に連結されており、ポペット１０４は、内部弁１００を通る流体流れを制御するために、本体１０２の面１０８に密閉的に係合する。
【００１６】
本体１０２は、ポンプ装置、固定された貯蔵タンク、運搬台車等といったチャンバまたはタンク（図示せず）の開口（図示せず）に係合する雄ネジ１１０を含む。さらに、本体１０２は、チャンバまたはタンクを、他のチャンバ、ホース、パイプライン等に流体的に接続する、第１の開口１１４および第２の開口１１６を有するボア１１２を形成する。具体的には、ボア１１２は、例えば本体ＬＰＧホースの連結器等の別の本体（図示せず）に螺合的に係合する雌ネジ１１８を含む。
【００１７】
ボンネット組立体１０６は、プレート１２０を介して本体１０２に連結される。ボンネット組立体１０６は、ボンネット１２４に回転可能に連結され、その一部が当該ボンネット１２４の内側に配置されたシャフト１２２を含む。シャフト１２２は、ボンネット１２４および本体１０２に対してシャフト１２２を回転させる外部レバー１２６を含む。カム１２８は、シャフト１２２の外部レバー１２６の反対側に連結されており、ボア１１２の内側に配置される。シャフト１２２が回転すると、カム１２８は面１３０に係合して、ボア１１２の内側においてステム組立体１３２を移動する。
【００１８】
ステム組立体１３２は、ステム１３４、第１のスプリング１３６、第２のスプリング１３８、およびプラグ１４０を含む。第１のスプリングシート１４２は、ステム１３４の端部１４４に連結されており、ステム１３４を囲む第２のスプリングシート１４６の反対側に配置される。第２のスプリングシート１４６の面１４８は、開口１５１を有する、本体１０２に対してステム１３４をガイドするガイドブラケット１５０に係合する。第１のスプリング１３６は、第１のスプリングシート１４２と第２のスプリングシート１４６との間に配置されており、第２のスプリング１３８は、第２のスプリングシート１４６とポペット１０４との間に配置される。プラグ１４０は、第１のスプリングシート１４２の反対側のステム１３４に連結されており、ポペット１０４により形成されたシート面１５２に係合する。さらに、ステム１３４の一部は、シート面１５２に隣接するポペット１０４によって形成される孔１５４の内側に配置される。
【００１９】
動作中、内部弁１００が取り付けられたチャンバまたはタンクと、第２の開口１１６に連結された他のチャンバ、ホース、パイプライン等との間の圧力を均一にするために、中間位置（例えば、７０度の進行位置）にカム１２８を配置するように外部レバー１２６を回転する。これにより、シート面１５２からプラグ１４０を外すようにステム組立体１３２が移動し、そして、ステム１３４の切り欠き部または溝２０２（図２）が、孔１５４に隣接して配置される。上述したように、孔１５４に隣接して切り欠き部または溝２０２（図２）を配置することにより、ステム１３４と孔１５４の面１５８との間の流体流路１５６のサイズが増大する。これにより、内部弁１００の両側の圧力を均一にするために、チャンバまたはタンクと他のチャンバ、ホース、パイプライン等との間に比較的多量の流体を流出させることが可能になる。
【００２０】
流体圧力が一旦均一になると、内部弁１００は完全に開放され得る。具体的には、最高位置にカム１２８を配置するように外部レバー１２６が回転され得る。これにより、ポペット１０４のシート面１６０が面１０８から外れるようにステム組立体１３２を移動し、内部弁１００が取り付けられた他のチャンバ、タンク等から、第１の開口１１４を通って流体が流れることを可能にする。しかしながら、流体流れが、所定の流体流速（例えば、超過流量の限界）を越える大きさに増大した場合には、ポペット１０４の外面１６２に対して流体流により及ぼされる力は、第２のスプリング１３８により及ぼされる力よりも大きくなり、カム１２８が最高位置に配置された場合でさえも、ポペット１０４のシート面１６０を面１０８に再係合させる。この位置では、ポペット１０４のシート面１６０が面１０８に係合する一方で、シート面１５２からプラグ１４０が離れており、ステム１３４の円筒状部分２０４（図２）は、孔１５４に隣接して配置される。円筒状の一部部分２０４（図２）が孔１５４に隣接して配置されると、ステム１３４と孔１５４の面１５８との間の流体流路１５６のサイズが減少する。これにより、比較的少ない量の流体がチャンバまたはタンクと第２の開口１１６との間を流出することができる。
【００２１】
図３は、例えば内部弁１００等の弁と連結して用いられ得る実施例のポペットおよび過流防止弁組立体または装置３００の一部を示す。具体的には、より詳細に下記に記述するように、組立体３００は、図１に示すポペット１０４、ステム組立体１３２、およびプラグ１４０の代わりに用いられ得る。ポペットおよび過流防止弁組立体３００は、実施例の流量制御部材、ポペットまたはポペット装置３０２、ステム３０４、およびプラグ３０６を含む。ステム３０４は、ナット３０９とポペット３０２との間にプラグ３０６を配置するために、ナット３０９により螺合的に係合されるネジ端部３０７を含む。さらに、組立体３００は、摺動部材３０８、スプリングシート３１０、第１の付勢部材３１２、第２の付勢部材３１４、およびポペット３０２の本体３１８に連結されたプレート３１６を含む。プレート３１６は、下記に記述するように、ポペット３０２の内側に摺動部材３０８を配置するためのリップ３１９を含む。
【００２２】
本体３１８は、ステム３０４、孔３２０と同軸上に整列されたボア３２２、および孔３２０と同軸上に整列され得る複数の流体流路３２４を受容する孔３２０を形成する。複数の流体流路３２４は、弁のチャンバ（図示せず）を、例えばポンプシステム、固定された貯蔵タンク、運搬台車、または任意の他の適したチャンバ等といった他のチャンバまたは容器に流体的に接続する。図１に示す流体流路１５６とは対照的に、複数の流体流路３２４は、ステム３０４またはポペット３０２の構造的完全性に顕著に影響を与えたり、損なったりしない。その結果、複数の流体流路３２４の断面積は、流体流路１５６の断面積の少なくとも約１６倍大きくなり得る。他の実施例では、複数の流体流路３２４の断面積は、ポペット３０２と共に用いられる弁の用途および／またはサイズに応じて変化し得る。より詳細に下記に記述するように、比較的大きい流量面積の提供により、弁の開放中に、弁を通る流体の流速が顕著に速くなり、さらに、弁の両側の圧力が均一になる速度を速くし、その結果、弁を完全に開放し得る速度が速くなる。
【００２３】
さらに、ポペット３０２は、第１のシート面３２６および第１のシート面３２６の反対側の第２のシート面３２８を有する。第１のシート面３２６は、ボア３２２を囲み、本体３１８とプレート３１６との間に配置されるシール、ガスケットまたはＯリング３２７を含む。一部の実施例の実装では、第１のシート面３２６は、内部弁１００（図１）の面１０８（図１）に密閉的に係合して、内部弁１００（図１）を通る流体流れを制御する。類似的に、第２のシート面３２８は、シール、ガスケットまたはＯリング３３１を有する、プラグ３０６のシート３３０に密閉的に係合され得る。シート３３０と第２のシート面３２８との間で相互に作用することにより、複数の流体流路３２４を通る流体流れを制御する。
【００２４】
この実施例では、流体流路３２４は、孔３２０と略同軸である。さらに、複数の流体流路３２４各々は、第２の開口３３４の反対側の第１の開口３３２を有する。第１の開口３３２は、孔３２０と第２のシート面３２８との間に配置され、そして、第２の開口３３４は、ボア３２２の面３３６に隣接する。
【００２５】
第１の付勢部材３１２（例えば、スプリング）は、面３３６と摺動部材３０８との間のボア３２２の内側に配置され、摺動部材３０８を本体３１８から離れるように付勢する。具体的には、第１の付勢部材３１２は、摺動部材３０８の面３３８を、プレート３１６に向けて駆動する。第２の付勢部材３１４（例えば、スプリング）は、ボア３２２の内側で、面３３６とスプリングシート３１０の第１の面３４０と間の一部が配置される。第２の付勢部材３１４は、スプリングシート３１０を、本体３１８から離れるように付勢し、かつプラグ３０６のシート３３０を、第２のシート面３２８に向けて付勢する。スプリングシート３１０をステム３０４に連結するために、ステム３０４は段部３４２を形成する。スプリングシート３１０はステム３０４を囲み、かつスプリングシート３１０の第２の面３４４は、段部３４２に係合する。
【００２６】
一部の例では、組立体３００が取り付けられる弁（例えば、図１に示す内部弁１００に類似した弁）の両側の圧力を均一にするために、カム１２８（図１）を中間位置（例えば、７０度の進行位置）に配置するように、外部レバー１２６（図１）は回転される。これにより、ステム３０４を移動させ、そして、第２のシート面３２８からシート３３０を係脱する。ポペット３０２に対してステム３０４をガイドするために、孔３２０のサイズは、ステム３０４のサイズに実質的に一致する。図４に示すように、シート３３０が第２のシート面３２８から一旦外れると、流体は、概して矢印４０２に示す方向に複数の流体流路３２４を通って急速に流れる。複数の流体流路３２４を流体が流れると、弁の両側の圧力が均一になる。しかしながら、他の例では、例えば流体の逆流中等に、矢印４０２に示す方向と略反対の方向に流体が流れる。
【００２７】
少しの間図２に戻ると、上述したように、周知の内部弁１００のステム１３４は、内部弁１００（図１）を通る流体流れの制御のためにステム１３４および／またはポペット１０４（図１）が移動するときに、製造上の公差故に孔１５４（図１）を摩擦する場合がある。例えば、切り欠き部または溝２０２は、孔１５４（図１）を形成する面を溝（単数または複数）状に摩耗する場合があるエッジ２０６を有する。これにより、ポペット１０４（図１）の耐用年数が低下し、かつ／または内部弁１００（図１）に実施される必要があるメンテナンスの回数が多くなる。さらに、エッジ２０６と孔１５４を形成する面（図１）との間の係合は、開位置においてプラグ１４０（図１）および／またはポペット１０４（図１）が引っ掛かる場合があり、これにより内部弁１００（図１）を通って液体を流れ続けることが可能になってしまう。対照的に、複数の流体流路３２４を用いたポペット３０２の提供により、周知の内部弁１００（図１）が直面する問題を解消する円筒状の本体をステム３０４が有することができる。
【００２８】
内部弁１００の両側および／または他のチャンバ（例えば、第２の開口１１６に連結されたホース、パイプライン、タンク等）と弁のチャンバとの間の流体圧力が一旦均一になると、内部弁１００を完全に開放し得る。具体的には、最高位置にカム１２８（図１）を配置するように外部レバー１２６（図１）を回転してもよい。これにより、ステム３０４を移動させ、第１のシート面３２６を弁の本体から外し、他のチャンバ、ホース、パイプライン等から、例えば、図１に示す第１の開口１１４を通って流体が流れることを可能にする。
【００２９】
ここで図４を参照すると、流体流れが、所定の流体流速（例えば、超過流量の限界）を越える大きさに増大した場合には、ポペット３０２の外面４０４に対して流体流により及ぼされる力は、第２の付勢部材３１４により及ぼされる力よりも大きくなり、そして、カム１２８（図１）が最高位置に配置された場合でさえも、第１のシート面３２６を、弁の本体に再係合させ得る。この位置では、ポペット３０２の第１のシート面３２６が弁の本体に係合する一方で、第２のシート面３２８からプラグ３０６が離れており、そして、弁を通る流体流れを制御するために、スプリングシート３１０の面４０６は、摺動部材３０８の面４０８に係合する。具体的には、スプリングシート３１０の面４０６と摺動部材３０８の面４０８との間の係合は、複数の流体流路３２４を通って流れる流体流れを、例えばドリルサイズ＃６０に対応する効果を有する孔のリーク速度以下に制限する。しかしながら、所与の用途の必要性に適合するように、他のリーク速度および／または孔のサイズが用いられてもよい。
【００３０】
摺動部材３０８は、ボア３２２の面４１２に摺動自在および密閉的に係合する外面４１０を有する。スプリングシート３１０の面４０６が摺動部材３０８の面４０８に係合した後にステム３０４がさらに延在する場合には、ボア３２２の内側のステム３０４およびスプリングシート３１０に沿って摺動部材３０８が移動する。ステム３０４が引っ込み、かつスプリングシート３１０の面４０６が本体３１８から離れるように移動する場合に、第１の付勢部材３１２は、摺動部材３０８を、本体３１８から離れてかつプレート３１６に向かうように移動させる。
【００３１】
周知の内部弁１００（図１）に実施例の組立体３００を備え付ける（例えば、組み込んで改造する）ためには、まず、チャンバまたはタンクの流体圧力を（例えば、流出により）低下させ、そして、次に、チャンバまたはタンクから内部弁１００（図１）を回してネジを緩めてはずす。次に、内部弁１００からボンネット組立体１０６（図１）を取り外し、そして、ステム１３４（図１）からプラグ１４０をネジを緩めて外してポペット１０４（図１）を取り外す。次に、内部弁１００（図１）からステム組立体１３２を取り外す。
【００３２】
内部弁１００に実施例の組立体３００を備え付けるために、第１のスプリングシート１４２（図１）は、ステム３０４に螺合され、そして、第１のスプリング１３６（図１）および第２のスプリングシート１４６（図１）がステム３０４の周囲に配置される。次に、ガイドブラケット１５０（図１）の開口１５１（図１）を通ってステム３０４がガイドされ、そして、スプリングシート３１０が、段部３４２に隣接してステム３０４に配置される。次に、第２の付勢部材３１４が、第１の面３４０に隣接してステム３０４の周囲に配置される。次に、ステム３０４は、プレート３１６（例えば、プレート３１６のリップ３１９）付近において、ボア３２２の内側に配置された第１の付勢部材３１２および摺動部材３０８を含む孔３２０を通ってガイドされる。次に、ステム３０４にプラグ３０６が配置され、そして、ナット３０９と本体３１８との間にプラグ３０６を配置するために、ステム３０４のネジ山を付けられた端部３０７に、ナット３０９が螺合される。次に、内部弁１００（図１）にボンネット組立体１０６（図１）が再度取り付けられ得る。
【００３３】
図５は、図３に示す実施例の組立体３００を実施するのに用いられ得る、例示的かつ対称的な摺動部材５００を示す。対称的な摺動部材５００は、図３に示す摺動部材３０８に類似している。対称的な摺動部材５００は、ボア３２２（図４）の面４１２（図４）に摺動自在かつ密閉的に係合する外面５０２を含む。さらに、対称的な摺動部材５００は、第１部５０４および第２部５０６を含む。第１部５０４は、第２部５０６に対して外面５０２の反対側に配置される。第１部５０４は、第２部５０６と実質的に等しいサイズである。第１部５０４と第２部５０６とを実質的に等しいサイズに形成することは、対称的な摺動部材５００の製造を容易にする。さらに、第１部５０４と第２部５０６とを実質的に等しいサイズに形成することは、組立中に、対称的な摺動部材５００が、ポペット３０２のボア３２２の内側に間違って（例えば、上下逆さまに）備え付けられる可能性を低減する。
【００３４】
図６は、図３に示す実施例の組立体３００を実施するのに用いられ得る、実施例の流体流れ制御部材またはポペットまたはポペット装置６００を示す。ポペット６００は、図３に示すポペット３０２に類似している。ポペット６００は、孔６０４、孔６０４と同軸上に整列されたボア６０６、複数の流体流路６０８、第１のシート面６１０、および第１のシート面６１０の反対側の第２のシート面６１２を形成する本体６０２有する。さらに、本体６０２は、鋳造中に用いる材質の量を減少させる複数の開口、空隙または隙間６１４を形成し、ポペット６００の全重量を、図１に示す周知のポペット１０４の重量と実質的に等しくする。
【００３５】
内部弁と共に用いる組立体３００（図３）に連結して実施されるポペット３０２（図３）を記述したが、他の実施例では、ポペット３０２もしくは６００、または本明細書に記述した任意の他の実施例の装置は、例えば、緊急遮断弁等の任意の他の適切な流体制御装置に連結して実装され得る。
【００３６】
図７は、実施例のポペット６００の外面７０２（例えば、テーパ外面）、第２のシート面６１２、および複数の流体流路６０８を示す。実施例のポペット６００における２つの流体流路６０８を示す一方で、任意の他の適切な形状（例えば、円形、楕円、三角形、長方形等）またはサイズを有する任意の他の数（例えば、１、２、３、４等）の流体流路が代替的に用いられてもよい。外面７０２は、例えば、取付万力または任意の他の適切な保持装置においてポペット６００を把持可能な、有利に用いられ得る複数の実質的に平坦な段状面７０４を形成する。ポペット６００は、外面７０２に配置された２つの段状面７０４を含むが、ポペット６００は、ポペット６００の面７０６といったポペット６００の任意の適した部分において任意の数（例えば、１、２、３、４等）の段状面を含み得る。
【００３７】
動作中、ポペット６００は、例えば第１のシート面６１０のガスケットまたはＯリング３２７（図３）を腐食する物質および／または化学物質に触れる場合がある。これは、第１のシート面６１０と弁の本体との間におけるバブルタイトな密封を実質的に妨げる。ガスケットまたはＯリング３２７（図３）を交換するためには、上述したようにポペット６００が弁から除去され、そして次に、本体６０２からプレート３１６（図３）が除去され得る。残念なことに、プレート３１６（図３）の除去中に、意図しない物質および／または化学物質への接触を原因として、プレート３１６（図３）を本体６０２に連結する複数の締結具（図示せず）（例えば、ねじ）は、本体６０２の内側において破損する場合がある。
【００３８】
損傷した締結具（単数または複数）を除去するために、締結具の内部にパイロット穴（図示せず）をドリルにより形成し、パイロット穴部の内部に取り出し装置（図示せず）の端部（図示せず）を取り付け、そして次に、取り出し装置を回転して（例えば、反時計回り）損傷した締結具を除去する。技術者が、万力のあごの間に図１に示す周知のポペット１０４を挟持しようとする場合には、ポペット１０４（図１）の外面１６２のいかなる接触点も円形の断面を有し、このため各万力のあごが、ポペット１０４（図１）の単一の接触点のみに係合することが可能になる。その結果、損傷したファスターが、ポペット１０４（図１）から摘出され、かつ／またはガスケットもしくはＯリング３２７（図３）が交換される間、ポペット１０４（図１）が、移動および／または滑ってしまう。対照的に、実施例のポペット６００の平坦面７０４は、互いに実質的に平行である。平坦面７０４の平行な配置は、万力のあごが、平坦面７０４における多数の接触点に係合することを可能にし、そしてそれ故、損傷したファスターを取り出す間、万力のあごの間にポペット６００を固定して配置し、万力のあごの間にポペット６００を固定している間、ガスケットまたはＯリング３２７を交換し、かつ／または任意の他の手段を実行できる。プレート３１６（図３）が本体６０２から除去された後に、ガスケットまたはＯリング３２７を交換し、そして次に、本体６０２にプレート３１６を再連結できる。
【００３９】
図８は、プレート３１６（図３）を本体６０２に連結する、その各々が複数の締結具のうちの一つを受容する複数のネジ穴部８０２を示す。追加的に、図８は、複数の流体流路６０８、複数の開口、空隙または隙間６１４、およびポペット６００に対してステム３０４（図３）をガイドするサイズに形成された孔６０４を示す。
【００４０】
図９Ａは、プレート９０６とポペットまたはポペット装置９０８との間のボアまたは溝９０４の内側にシール９０２（例えば、ガスケットまたはＯリング）が配置された、代替的な構成例９００を示す。プレート９０６は、複数の締結具（図示せず）を介してポペット９０８に連結される。動作中、上述したように、流体流れが所定の流体流速（例えば、超過流量の限界）を越える大きさに増大した場合には、ポペット９０８の外面９１０に対して流体流により及ぼされる力は、第２の付勢部材３１４により及ぼされる力よりも大きくなり、カム１２８（図１）が最高位置に配置された場合でさえも、第１のシート面９１２を弁の本体に再係合させる。この位置では、ポペットの第１のシート面９１２が弁の本体に係合する一方で、第２のシート面９１４からプラグ３０６が離れており、弁を通る流体流れを制御するために、スプリングシート３１０の面４０６は、シール９０２の面９１６に係合する。具体的には、スプリングシート３１０の面４０６とシール９０２の面９１６との間の係合は、複数の流体流路９１８を通って流れる流体流れを、例えばドリルサイズ＃６０に対応する効果を有する孔のリーク速度以下に制限する。
【００４１】
図９Ｂは、プレート９５４とポペット６００との間にシール９５２（例えば、ガスケットまたはＯリング）が配置された、代替的な構成例９５０を示す。プレート９５４は、複数の締結具９５６を介してポペット６００に連結される。構成例９５０の動作は、構成例９００の動作に実質的に同様であり、それ故、構成例９５０の動作をここに繰り返して記述しない。
【００４２】
図１０は、プレート１００４にシール１００２（例えば、ガスケットまたはＯリング）が連結および／またはモールドされた代替的な構成例１０００を示す。動作中、流体流れが所定の流体流速（例えば、超過流量の限界）を越える大きさに増大した場合には、ポペット６００の外面７０２に対して流体流により及ぼされる力は、第２の付勢部材３１４（図３）により及ぼされる力よりも大きくなり、カム１２８（図１）が最高位置に配置された場合でさえも、第１のシート面６１０を弁の本体に再係合させる。この位置では、ポペット６００の第１のシート面６１０が弁の本体に係合する一方で、第２のシート面６１２からプラグ３０６（図３）が離れており、弁を通る流体流れを制御するために、スプリングシート３１０（図３）の面４０６（図４）は、シール１００２の面１００６に係合する。具体的には、スプリングシート３１０（図３）の面４０６（図４）とシール１００２の面１００６との間の係合は、複数の流体流路６０８を通って流れる流体流れを、例えばドリルサイズ＃６０に対応する効果を有する孔のリーク速度以下に制限する。
【００４３】
図１１は、プレート３１６（図３）の面および／またはリップ３１９（図３）に係合するシール１１０２を含む実施例のスプリングシート１１００を示す。スプリングシート１１００は、ボア１１０６および開口１１０８を形成する本体１１０４を有する。開口１１０８の直径は、ステム３０４（図３）の直径に略一致する。
【００４４】
動作中、流体流れが所定の流体流速（例えば、超過流量の限界）を越える大きさに増大した場合には、ポペット３０２（図３）の外面４０４（図４）に対して流体流により及ぼされる力は、第２の付勢部材３１４（図３）により及ぼされる力よりも大きくなり、カム１２８（図１）が最高位置に配置された場合でさえも、第１のシート面３２６を弁の本体に再係合させる。この位置では、ポペット３０２（図３）の第１のシート面３２６が弁の本体に係合する一方で、第２のシート面３２８（図３）からプラグ３０６（図３）が離れており、弁を通る流体流れを制御するために、シール１１０２の面１１１０は、プレート３１６（図３）の面および／またはリップ３１９（図３）に係合する。具体的には、シール１１０２の面１１１０と、面および／またはリップ３１９（図３）との間の係合は、複数の流体流路３２４（図３）を通って流れる流体流れを、例えばドリルサイズ＃６０に対応する効果を有する孔のリーク速度以下に制限する。
【００４５】
図１２は、上述した実施例のポペットおよび過流防止弁組立体３００（図３および図４）、実施例のポペット６００（図６〜図８）、並びに構成例９００、９５０および１０００（図９Ａ、図９Ｂおよび図１０）に類似した実施例のポペットおよび過流防止弁組立体または装置１２００の一部を示す。しかしながら、上述した例と対照的に、実施例のポペットおよび過流防止弁組立体１２００は、スプリングシート１２０８が開口１２０４に近接および／または隣接して配置された場合に、ポペットまたはポペット装置１２０６を通る流体の流体流れを実質的に制限するサイズに形成された開口１２０４を形成するプレート１２０２（例えば、メインディスクリテーナ）を含む。追加的に、プレート１２０２は、開口１２０４に対してスプリングシート１２０８を整列する、開口１２０４を囲む曲面１２１０を含む。一部の例では、曲面１２１０は、プレート１２０２の横軸１２１２に対して対称的であってもよい。これは、プレート１２０２がポペット１２０６の面１２１４に対して間違って（例えば、逆さまに）取り付けられる可能性を低減する。具体的には、プレート１２０２の第１の面１２１５が面１２１４に隣接するか、またはプレート１２０２の第２の面１２１７がポペット１２０６の面１２１４に隣接するように、プレート１２０２は、ポペット１２０６に連結されてもよい。それに加えてまたは代替的に、一部の例では、スプリングシート１２０８の端部１２１８は、開口１２０４に対してスプリングシート１２０８の位置をさらに整列するように曲面１２２０を含んでもよい。
【００４６】
開口１２０４は、スプリングシート１２０８の一部が、ポペット１２０６によって形成されたボア１２２４に配置された場合に、曲面１２１０の最内部１２１６とスプリングシート１２０８の外面１２２２との間に、約０．２ミリメートル未満または約０．０９ミリメートルの間隔が存在するようなサイズに形成され得る。通常、スプリングシート１２０８が開口１２０４に向かって、かつ／またはそれを通って移動する時に、複数の流体流路１２２６を通る流体流れは減少する。上述したように、流体流れが、所定の流体流速（例えば、超過流量の限界）を越える大きさに増大し、そしてカム１２８（図１）が最高位置に配置された場合でさえもポペット１２０６の第１のシート面１２２８が弁の本体に再係合する場合に、このような手法は、複数の流体流路１２２６を通る流体流れを適切に制御する。
【００４７】
図１３は、図１２に示す実施例のポペットおよび過流防止弁組立体１２００に類似した実施例のポペットおよび過流防止弁組立体または装置１３００の一部を示す。しかしながら対照的に、実施例のポペットおよび過流防止弁組立体１３００は、スプリングシート１３０８が、ボア１３０２および／または開口１３０４に近接および／または隣接して配置された場合に、ポペットまたはポペット装置１３０６を通る流体流れを実質的に制限するサイズに形成されている、開口１３０４を形成するボア１３０２を含む。追加的に、ボア１３０２は、開口１３０４に対してスプリングシート１３０８を整列するために、開口１３０４を囲む曲面１３１０を含む。
【００４８】
ボア１３０２および／または開口１３０４は、スプリングシート１３０８の少なくとも一部がボア１３０２に配置された場合に、ボア１３０２の面１３１２とスプリングシート１３０８の外面１３１４との間に、約０．２ミリメートル未満または約０．０９ミリメートルの間隔が存在するようなサイズに形成され得る。
【００４９】
図１４は、上述した実施例のポペットおよび過流防止弁組立体１２００（図１２）および１３００（図１３）に類似した実施例のポペットおよび過流防止弁組立体または装置１４０２を有する実施例の弁１４００の一部を示す。図１４Ａは図１４と同一内容であり、以下、図１４という場合は、断りの無い限り、図１４と図１４Ａの両方を示す。しかしながら、上述した例とは対照的に、実施例のポペットおよび過流防止弁組立体１４０２は、ポペットまたはポペット装置１４０６に一体化連結された流れ変向装置またはスプリングシート１４０４を含む。流れ変向装置１４０４は、シャフト１４０８を少なくとも部分的に囲み、それと同軸上に整列され、かつ複数の流体流路１４１２に沿い、かつ／または近接するリップまたは肩部１４１０を含む。
【００５０】
一般的に、複数の流体流路１４１２を通って流体が流れる時に、流体は肩部１４１０の面１４１４と係合する。これにより、概して矢印１４１８で示す方向にスプリングまたは付勢部材１４１６の周囲の流体の流れをそらし、かつ／または制御する。複数の流体流路１４１２に沿って流れ変向装置１４０４を配置することは、流体の流れが、流れ変向装置１４０４とスプリングシート１４２０との間に配置されたスプリング１４１６に影響を及ぼす（例えば、圧縮する、作用する）ことを実質的に妨げる。それ故、スプリング１４１６は、複数の流体流路１４１２を通る流体流れによってではなく、ポペット１４０６の外面１４２２に対する流体流れにより及ぼされる力によってのみ圧縮され得る。
【００５１】
動作中、外面１４２２に及ぼされる力が、弁１４００の本体１４２３に向かってポペット１４０６を移動する時に、スプリングシート１４２０は、開口１４２４に向かってかつ／またはそれを通って移動する。これにより、複数の流体流路１４１２を通る流量が減少する。上述したように、流体流れが、所定の流体流速（例えば、超過流量の限界）を越える大きさに増大し、そしてカム１２８（図１）が最高位置に配置されたときでさえもポペット１４０６の第１のシート面１４２６が弁１４００の本体１４２３に再係合する場合に、このような手法は、複数の流体流路１４１２を通る流体流れを適切に制御する。
【００５２】
図１５は、図１４に示す実施例のポペット１４０６に略類似した実施例の流れ変向装置またはスプリングシート１５０２を含む別の実施例のポペットまたはポペット装置１５００を示す。上述した例に類似しているため、実施例のポペット１５００の説明は、ここでは繰り返さない。
【００５３】
図１６は、上述した実施例のポペットおよび過流防止弁組立体１４０２（図１４）に類似した実施例のポペットおよび過流防止弁組立体または装置１６００を示す。図１６Ａは図１６と同一内容であり、以下、図１６という場合は、断りの無い限り、図１６と図１６Ａの両方を示す。しかしながら、上述した例とは対照的に、実施例のポペットおよび過流防止弁組立体１６００は、ポペットまたはポペット装置１６０６の細長部材１６０４を囲み、かつそれに係合する流れ変向装置またはスプリングシート１６０２を含む。一部の例では、ポペット装置は、ポペット１６０６および流れ変向装置１６０２の両方を含み得る。このような手法は、実施例のポペットおよび過流防止弁組立体１６００の製造の複雑性を低減する場合がある。
【００５４】
実施例のポペットおよび過流防止弁組立体１６００を組み立てるために、流れ変向装置１６０２の内部肩部１６１０が細長部材１６０４の端部１６１２に係合し、ポペット１６０６に対して流れ変向装置１６０２を固定するように、ポペット１６０６のボア１６０８の内側に流れ変向装置１６０２が配置される。複数の流体流路１６１７を通る流体の流量を制御するサイズに形成された開口１６１６を有するプレート１６１４は、上述したように、複数の締結具１６１８によりポペット１６０６に連結され得る。スプリングシート１６２０およびスプリングまたは付勢部材１６２２は、その結果ステム１６２４の周囲に配置され得る。スプリングシート１６２０およびスプリング１６２２を含むステム１６２４は、その結果ポペット１６０６により形成された孔１６２６を通ってガイドされる。次に、ナット１６３０とポペット１６０６との間にプラグ１６２８を配置するように、ステム１６２４にプラグ１６２８が配置され、ナット１６３０は、ステム１６２４のネジ付き端部１６３２に螺合される。
【００５５】
上述したように、動作中、複数の流体流路１６１７を通って流体が流れる時に、流体は、流れ変向装置１６０２の面１６３４を係合する。これにより、スプリング１６２２の周囲の流体の流れをそらし、かつ／または制御する。
【００５６】
図１７は、図１６に示す実施例のポペット１６０６および流れ変向装置１６０２に実質的に類似した実施例の流れ変向装置またはスプリングシート１７０２を含む別の実施例のポペットまたはポペット装置１７００を示す。上述した例に類似しているため、実施例のポペット１７００の説明は、ここでは繰り返さない。
【００５７】
特定の実施例の方法、装置および製品を本明細書に記述したが、本特許に包含される範囲はこれに限定されない。むしろ、本特許は、逐語的にまたは均等論の下のいずれかにより、添付特許請求の範囲の範囲内に適正に収まる全ての方法、装置、および製品を含む。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１４Ａ】
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【図１６Ａ】
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