(57)【要約】  自動の板弁（１）は、弁座（２）と、弁押さえ（３）と、長手方向軸（Ｌ）と、弁座（２）と弁押さえ（３）との間に配置され、かつ、長手方向軸（Ｌ）の方向において前後に可動である弁要素（７）とを備える自動の板弁とを備え、弁座（２）は、弁押さえ（３）を向くように方向づけられた複数の弁座開口部（２ｂ）を有する１つの端面（２ａ）を備え、弁座（２）は、弁座開口部（２ｂ）との流体伝達接続を有する複数の通路（６）を備え、弁要素（７）は、弁座開口部（２ｂ）とともに作用して封止する少なくとも１つの封止要素（７ａ）を備え、通路（６）の少なくともいくつかは、長手方向軸（Ｌ）に対して径方向（Ｒ）において長手方向軸（Ｌ）までの異なる距離を有し、弁座（２）の端面（２ａ）は、端面（２ａ）において弁座開口部（２ｂ）を形成する、複数の溝構造凹部（２ｃ）を備え、複数の通路（６）は、同じ凹部（２ｃ）に通じており、複数の通路（６）は、対応する凹部（２ｃ）のそれぞれを通じて同じ弁座開口部（２ｂ）との流体伝達接続を有し、同じ弁座開口部（２ｂ）との流体伝達接続を有するこれらの通路（６）の少なくともいくつかは、長手方向軸（Ｌ）までの異なる距離を有する。
2021515877.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁座（２）と、弁押さえ（３）と、長手方向軸（Ｌ）と、前記弁座（２）と前記弁押さえ（３）との間に配置され、かつ、前記長手方向軸（Ｌ）の方向において前後に可動である弁要素（７）とを備える自動の板弁（１）であって、前記弁座（２）は、前記弁押さえ（３）を向くように方向づけられた複数の弁座開口部（２ｂ）を有する１つの端面（２ａ）を備え、前記弁座（２）は、前記弁座開口部（２ｂ）との流体伝達接続を有する複数の通路（６）を備え、前記弁要素（７）は、前記弁座開口部（２ｂ）とともに作用して封止する少なくとも１つの封止要素（７ａ）を備え、前記通路（６）の少なくともいくつかは、前記長手方向軸（Ｌ）に対して径方向（Ｒ）において前記長手方向軸（Ｌ）までの異なる距離を有し、前記弁座（２）の前記端面（２ａ）は、前記端面（２ａ）において前記弁座開口部（２ｂ）を形成する複数の溝構造凹部（２ｃ）を備え、前記複数の通路（６）は、同じ凹部（２ｃ）に通じており、前記複数の通路（６）は、対応する凹部（２ｃ）のそれぞれを通じて同じ弁座開口部（２ｂ）との流体伝達接続を有し、前記同じ弁座開口部（２ｂ）との流体伝達接続を有するこれらの通路（６）の少なくともいくつかは、前記長手方向軸（Ｌ）までの異なる距離を有する、板弁。
【請求項２】
前記弁座（２）は、前記長手方向軸（Ｌ）において第１の板部材（２ｍ）と、これにすぐ続く第２の板部材（２ｎ）と、を備え、前記第１の板部材（２ｍ）は、前記端面（２ａ）において前記弁座開口部（２ｂ）を形成する複数の溝構造凹部（２ｃ）を備え、前記第２の板部材（２ｎ）は、前記複数の通路（６）を備え、前記複数の通路（６）のそれぞれは、前記同じ凹部（２ｃ）に通じており、これによって、前記複数の通路（６）は、前記対応する凹部（２ｃ）のそれぞれを通じて前記同じ弁座開口部（２ｂ）との流体伝達接続を有する、請求項１に記載の板弁。
【請求項３】
前記通路（６）は、円形状の管として設計される、請求項１または２に記載の板弁。
【請求項４】
前記通路（６）は、前記長手方向軸（Ｌ）に対して前記凹部（２ｃ）の外側（２ｘ）および前記長手方向軸（Ｌ）に対して前記凹部（２ｃ）の内側（２ｙ）の両方の少なくとも２つの前記長手方向軸（Ｌ）対して径方向において異なる点において前記同じ凹部（２ｃ）に通じている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の板弁。
【請求項５】
前記凹部（２ｃ）は、前記長手方向軸（Ｌ）に同心に延在する円形状、環状、または円形状のセグメント形状の溝構造として設計される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の板弁。
【請求項６】
前記対応する凹部（２ｃ）に通じている複数の外側通路（６ａ）および複数の内側通路（６ｉ）は、前記凹部（２ｃ）の各々に割り当てられ、前記外側通路（６ａ）は、前記長手方向軸（Ｌ）と同心に第１の円（Ｋ１）に沿って周方向において規則的な間隔で互いから離間して配置され、前記内側通路（６ｉ）は、前記長手方向軸（Ｌ）と同心に第２の円（Ｋ２）に沿って周方向において規則的な間隔で互いから離間して配置され、前記第１の円（Ｋ１）と前記第２の円（Ｋ２）とは径方向において規則的な間隔で互いから離間している、請求項１〜５のいずれか一項に記載の板弁。
【請求項７】
前記外側通路（６ａ）および前記内側通路（６ｉ）は、前記長手方向軸（Ｌ）の方向において延在し、前記外側通路（６ａ）および前記内側通路（６ｉ）は、穴として設計される、請求項６に記載の板弁。
【請求項８】
前記弁座（２）は、径方向（Ｒ）において外側から前記長手方向軸Ｌに向かって第１の凹部（２ｄ）、第２の凹部（２ｅ）、および第３の凹部（２ｆ）の順に少なくとも３つの凹部（２ｃ）を備え、少なくとも１つの外側通路（６ａ）および少なくとも１つの内側通路（６ｉ）は、前記凹部（２ｃ）の各々に通じている、請求項６または７に記載の板弁。
【請求項９】
対応する凹部対（２ｄ，２ｅ）および凹部対（２ｅ，２ｆ）の両方の凹部に通じている通路（６）は、径方向（Ｒ）において前記長手方向軸（Ｌ）に向かって直列に配置される２つの凹部対の各々である凹部対（２ｄ，２ｅ）および凹部対（２ｅ，２ｆ）の間に配置され、前記通路（６）は、径方向（Ｒ）において外側に配置される前記凹部（２ｄ，２ｅ）の前記内側通路（６ｉ）と、対応する凹部対（２ｄ，２ｅ）および凹部対（２ｅ，２ｆ）の径方向（Ｒ）において内側に配置される前記凹部（２ｅ，２ｆ）の前記外側通路（６ａ）との両方を形成する、請求項８に記載の板弁。
【請求項１０】
前記弁座（２）は、径方向（Ｒ）において前記長手方向軸（Ｌ）に向かって規則的な間隔で互いから離間している少なくとも６つの円形状の弁座開口部（２ｂ）を備え、前記弁座（２）は、前記長手方向軸（Ｌ）と同心に延在する複数の円（Ｋ１〜Ｋ７）に沿って規則的な間隔で互いから離間している多様の通路（６）を備え、前記弁座（２）は、径方向（Ｒ）において前記長手方向軸（Ｌ）に向かって規則的な間隔で互いから離間して配置される少なくとも７つの円（Ｋ１〜Ｋ７）を備える、請求項１〜９のいずれか一項に記載の板弁。
【請求項１１】
前記長手方向軸（Ｌ）と同心に延在する複数の円（Ｋ１〜Ｋ７）に沿って規則的な間隔で互いから離間して配置される前記通路（６）は、同一の直径を有する、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の板弁。
【請求項１２】
径方向（Ｒ）において直列に配置される通路（６）の各々は、異なる直径を有する、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の板弁。
【請求項１３】
前記長手方向軸（Ｌ）に対して径方向（Ｒ）において前記弁座開口部（２ｂ）は、最大５ミリメートル（ｍｍ）の幅を有する、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の板弁。
【請求項１４】
前記弁要素（７）の持ち上がりの最大値は、前記長手方向軸（Ｌ）の方向における前記弁座開口部（２ａ）の幅の０．６倍である、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の板弁。
【請求項１５】
前記弁座（２）は、径方向において前記弁押さえ（３）に向かう方向に狭くなる凹部（２ｃ）を有する端部材（２ｌ）を備え、これによって、前記弁押さえ（３）に向かう方向において前記弁座開口部（２ａ）の径方向ギャップ幅を狭める、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の板弁。
【請求項１６】
前記端部材（２ｌ）は、分離された部材として設計され、かつ、前記弁座（２）の表面に配置される、請求項１５に記載の板弁。
【請求項１７】
弁座（２）と、弁押さえ（３）と、長手方向軸（Ｌ）と、前記弁座（２）と前記弁押さえ（３）との間に配置され、かつ、前記長手方向軸（Ｌ）の方向において前後に可動である弁要素（７）とを備える自動の板弁（１）を作動させる方法であって、前記弁座（２）は、その端面（２ａ）において複数の弁座開口部（２ａ）を備え、前記弁座開口部（２ａ）は、前記可動弁要素（７）によって開閉され、前記弁座（２）の前記端面（２ａ）は、前記端面（２ａ）において前記弁座開口部（２ｂ）を形成する複数の溝構造凹部（２ｃ）を備え、流体（Ｆ）は、前記弁座（２）内に延在する複数の通路（６）を通じ、次いで、前記凹部（２ｃ）を通じて前記弁座開口部（２ａ）に送られ、前記流体（Ｆ）は、前記長手方向軸（Ｌ）に対して径方向において離間する分離された通路（６）を通じて、対応する前記凹部（２ｃ）のそれぞれに、次いで、対応する弁座開口部（２ａ）のそれぞれに送られる、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動の板弁およびその作動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、コンプレッサ用の自動の板弁について開示する。この弁は、とりわけ封じる圧力差が１０ＭＰａ（メガパスカル）（１００ｂａｒ）の値を超える場合、作動時に比較的激しく摩耗するという欠点を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】欧州特許出願公開第０３００９８９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、とりわけ高い圧力差を封じなければならない場合でさえも、摩耗の程度が低いより有利な板弁を設計することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的は、請求項１の特徴を有する板弁によって達成される。従属請求項２〜１６は、さらに、有利な実施形態に関する。目的は、請求項１７の特徴を有する自動の板弁を作動する方法によって、さらに達成される。
【０００６】
目的は、とりわけ、弁座と、弁押さえと、長手方向軸と、弁座と弁押さえとの間に配置され、かつ、長手方向軸の方向において前後に可動である弁要素とを備える自動の板弁によって達成され、弁座は、弁押さえを向くように方向づけられた複数の弁座開口部を有する１つの端面を備え、弁座は、弁座開口部との流体伝達接続を有する複数の通路を備え、弁要素は、弁座開口部とともに作用して封止する少なくとも１つの封止要素を備え、通路の少なくともいくつかは、長手方向軸に対して径方向において長手方向軸までの異なる距離を有し、弁座の端面は、端面において弁座開口部を形成する、複数の、好ましくは、溝構造の凹部を備え、複数の通路は、同じ凹部に通じており、複数の通路は、対応する凹部のそれぞれを通じて同じ弁座開口部との流体伝達接続を有し、同じ弁座開口部との流体伝達接続を有するこれらの通路の少なくともいくつかは、長手方向軸までの異なる距離を有する。
【０００７】
目的は、とりわけ、弁座と、弁押さえと、長手方向軸と、弁座と弁押さえとの間に配置され、かつ、長手方向軸の方向において前後に可動である弁要素とを備える自動の板弁を作動させる方法によって達成され、弁座はその端面において複数の弁座開口部を備え、弁座開口部は、可動弁要素によって開閉され、流体は、弁座内に延在する複数の通路を通じて弁座開口部に送られ、弁座の端面は、端面において弁座開口部を形成する複数の溝構造凹部を備え、流体は、弁座内に延在する複数の通路を通じ、次いで、凹部を通じて弁座開口部に送られ、流体は、長手方向軸に対して径方向において離間する分離された通路の両側を通じて、対応する凹部のそれぞれに、次いで、対応する弁座開口部のそれぞれに送られる。
【０００８】
本発明に応じた板弁は、とりわけ、ピストンコンプレッサに適する。しかしながら、板弁は、例えばプロセスエンジニアリング工場またはポンプとの組み合わせにおける検査弁などの他の用途にも適する。ピストンコンプレッサにおいて使用される弁座を自動的に機能させるに際し、弁要素は弁座において極まれに平面的に衝突することが示されている。板弁において発生する摩耗は、よって、弁座と弁要素との間の平均表面積単位圧力によってはさほど引き起こされないが、移動する弁要素と固定された座面との間の端部圧力によって、より引き起こされる。弁座における座面の幅を広くすることによって公称表面積単位圧力を減少させることは必ずしも端部圧力の減少を導かないことが明らかである。
【０００９】
公知の設計と比較して、本発明に応じた板弁の場合における端部圧力は、封止端部の比較的大きな全体の長さに亘る圧力差から生じる力を分配することによって低減される。この封止端部のより大きな全体の長さは、より多くの数の開口を有することによって達成され、すなわち、利用可能な断面または利用可能な全体の出口領域は、より多数のより小さな開口に亘って広がっており、これによって、とりわけ、周方向に延在する弁座開口部の長さが維持される１つの例示的な実施形態において、端部の長さの断面に対する比が変わり、径方向のギャップ幅、または、周方向に延在する弁座開口部の断面が減少する。
【００１０】
各封止要素は、弁座に衝突可能な端部を有する。公知の板弁と比較して弁座開口部がより狭く、対応する端部のそれぞれを設けた封止要素の数が多い程、弁座に作用する端部圧力が低減することを意味する。所与の圧力差における所与の弁について、板弁に作用する力は、より大きな端部の長さに亘って分配される。つまり、端部圧力は、端部の長さに反比例するので、端部圧力が低減される。
【００１１】
ピストンコンプレッサでは、板弁の最大直径は、通常予め定義されており、これによって、弁要素の端部の全体の長さの増加は、径方向における封止要素のより狭い設計によって達成され、これによって、弁要素において追加の封止要素が配置される。言い換えれば、弁座において配置される弁座開口部は、少なくとも径方向において、好ましくは、例えば、１ｍｍ〜８ｍｍの幅の狭いスロットとして、より狭く設計されなくてはならないことを意味し、これによって、弁座は、複数の、例えば、２〜２０個の弁座開口部を備える。
【００１２】
有利な実施形態における板弁では、弁要素の持ち上がり（リフト）の最大値の弁座開口部幅に対する比は、約０．５または０．６である。例えば、１ｍｍから最大５ｍｍの小さなギャップ幅のために、本発明に応じた板弁も、よって、弁要素の小さな持ち上がりを有し、この小さな持ち上がりのために板弁において発生する摩耗はさらに減少するという利益を生じさせる。
【００１３】
弁座の端面は、その端面に弁座開口部を形成する複数の溝構造凹部を備え、各溝構造凹部は、弁座開口部を形成する。複数の通路の各々は、同じ溝構造凹部に通じている。各溝構造凹部および十分な流量とともに溝構造凹部によって予め定義された対応する弁座開口部のそれぞれを提供し、かつ、弁座内部の境界中に流体伝導抵抗を保つために、複数の通路が弁座に配置され、少なくともいくつかの通路は、同じ凹部、ひいては、同じ弁座開口部との流体伝達接続を有し、同じ弁座開口部との流体伝達接続を有する少なくともいくつかの通路は、長手方向軸までの異なる距離を有する。この配置は、十分な流体とともに狭い弁座開口部が提供されることを可能にする。
【００１４】
とりわけ有利な実施形態では、弁座の端面は、その端面に弁座開口部を形成する、複数の、好ましくは、溝構造の凹部を備え、通路は、凹部に通じている。この実施形態は、凹部が端面に弁座開口部の経路を形成するという点において有利であり、通路が凹部との流体伝達接続を有する取り得る様々な形式において、通路が弁座において延在するように構成される。
【００１５】
つまり、通路は、長手方向軸に対して凹部の外側および長手方向軸に対して凹部の内側の両方の少なくとも２つの長手方向軸に対して径方向において異なる点において同じ凹部に通じることができる。凹部は、よって、長手方向軸に対して径方向の両側に、または、径方向において異なる点に、流体とともに提供される。通路は、さらに、異なる直径も有する。通路は、好ましくは、長手方向軸に対して平行に延び、通路は、より有利には、穴（ボア）として設計される。
【００１６】
本発明に応じた板弁は、凹部の形状および／または経路が複数の取り得る態様において、または、様々な形状および経路とともに設計される点において有利であり、これによって、弁座開口部の経路もまた、複数の異なる形状に構成される。溝構造凹部、ひいては、弁座開口部もまた、例えば、円形状、環状、環状のセグメント形状、円形状のセグメント形状、放射状、ジグザグ形状、または他の形状に、延在するか、または、構成される。
【００１７】
対応する弁座開口部のそれぞれに作用する封止を行わせるための条件は、弁座開口部の経路を形成する凹部が通路に接続され、かつ、各弁座開口部に割り当てられた封止要素と、弁座開口部の経路とのマッチングが行われることである。通路と溝構造凹部とのこの組み合わせによって、弁座開口部は、取り得る様々な経路とともに設計される。
【００１８】
本発明に応じた板弁は、流体を、次いで凹部に、その後、弁座開口部へ、これを通じて送達する多様の通路を備える。少なくとも１つの外側通路および少なくとも１つの内側通路は、好ましくは、凹部および弁座開口部の各々のために提供され、好ましくは、十分な流体とともに狭い弁座開口部を提供するために、かつ、弁座開口部および通路を通じた管路におけるフロー損失または圧力損失を低く、好ましくは、無視できる程度に小さく保つために、通路は、弁座開口部を長手方向軸の径方向において形成する同じ凹部に両側で通じている。
【００１９】
これは、弁座に亘って１０ＭＰａ〜２０ＭＰａ（１００ｂａｒ〜２００ｂａｒ）を超える圧力差が発生する場合に、とりわけ重要である。複数の外側通路および内側通路は、好ましくは、周方向において規則的な間隔で互いから離間するように配置され、これらは両側で溝構造凹部に通じる。
【００２０】
本発明に応じた板弁は、高圧力下においてさえも、ほぼ摩耗せずに低い内部圧力降下で作動できるという点において有利である。本発明に応じた板弁は、弁座開口部を形成する比較的狭い溝構造凹部にもかかわらず、溝構造凹部が径方向において両側から流体とともに提供され、かつ、流体を送達する弁座の通路がより大きな、好ましくは、実質的により大きな直径、例えば、弁座開口部の幅の少なくとも２倍の直径を有するので、弁座を通って流れる流体がいかなる大きな制限もなく弁座を通じて流れることができる点において有利である。好ましくは、穴として設計される通路は、とりわけ、通路において流体のフロー抵抗を低減するように、配置に応じて異なる直径を有してもよい。
【００２１】
発明は、例示的な実施形態を参照するとともに以下に詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】例示的な第１の実施形態による板弁の断面図。
【図２】板弁の弁座の上面図。
【図３】図２の弁座を下から見た図。
【図４】図３の弁座の断面線Ａ‐Ａに沿った長手方向の断面図。
【図５】可動弁要素の上面図。
【図６】さらなる弁座の下から見た図。
【図７】さらなる例示的な実施形態による板弁の断面図。
【図８】図１の例示的な第１の実施形態による板弁のさらなる長手方向の断面図。
【図９】さらなる例示的な実施形態による板弁の弁座の上面図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
実施形態の例を説明するために用いられる図を以下に示す。図において、同等の部材には基本的に同一の参照番号が提供される。
図１は、例示的な第１の実施形態による板弁１の上部を長手方向の断面図において部分的に示す。図２〜図４は、図１において部分的にしか表されていない弁座２の上面図、下から見た図、および長手方向の断面図を示す。図５は、さらに、図１に用いられている弁要素７の上面図を示す。
【００２４】
図１〜図５に表される、自動の、つまり、圧力制御された板弁１は、長手方向軸Ｌと同心に延在するように配置され、通路６，６ａ，６ｉとの流体伝達接続を有する複数の溝構造の凹部２ｃ，２ｅ〜２ｋをその内部に設けた弁座２を有する。溝構造の凹部２ｃ，２ｅ〜２ｋは、弁座２の端面２ａにおいて弁座開口部２ｂを形成する。弁座開口部２ｂは、３６０°に亘って延在する環状領域として構成され、弁要素７およびその封止要素７ａによって開閉される。弁要素７は、溝穴付き板弁として設計されており、好ましくは、鋼などの金属またはプラスチックで構成される。弁要素７は、長手方向軸Ｌと同心に延在する図１に表されている封止要素７ａを備え、封止要素７ａは、部分的に環状に延在するように設計されており、弁座開口部２ｂと作用してシールを形成する。
【００２５】
弁要素７の弁の持ち上がりは、押さえ３によって制限される。押さえ３は、停止面９を備え、かつ、長手方向軸Ｌに同心に延在する複数のスロット形状の吐出開口１１を備える。弁座２および押さえ３は、好ましくは、穴部１２内に設けられたねじ（図示せず）によってともに留められる。板弁１の有利な実施形態は、スペーサリング５、ダンパー板１０、および外側端部４をさらに備える。示される板弁１は、吸込弁としても圧力弁としても使用されてよく、これらの２つの弁は、原理的に、同じ構造を有しており、動作空間に関連して押さえ３および弁座２の配置だけが互いに異なる。
【００２６】
図１〜図４に表されるように、弁座２は、好ましくは、端面２ａにおいて弁座開口部２ｂを形成する複数の凹部２ｃを備える。凹部２ｃは、好ましくは、溝形状であり、長手方向軸Ｌと同心に延在する。これによって、端面２ａにおける弁座開口部２ｂも同様に長手方向軸Ｌと同心に延在する。弁座２は、長手方向軸Ｌの方向に延在し、かつ、対応する凹部２ｃのそれぞれとの流体伝達接続を有し、よって、弁座開口部２ｂとの流体伝達接続も有する複数の通路６を備える。
【００２７】
特に図２に示されるように、溝構造の凹部２ｃの各々は、長手方向軸Ｌの径方向において、外側通路６ａを通じておよび内側通路６ｉを通じて流体を供給し、いずれの場合も、（外側通路６ａおよび内側通路６ｉの）両方が同じ凹部２ｃに通じており、外側通路６ａおよび内側通路６ｉは、長手方向軸Ｌに対して異なる距離を有し、外側通路６ａは、外側面２ｘにおいて凹部２ｃと通じており、内側通路６ｉは、好ましくは、または、実質的に、内側面２ｙにおいて凹部２ｃと通じている。図２に示されるように、弁座２は、弁座開口部２ａを形成する、長手方向軸Ｌと同心に延在する７つの溝構造の凹部２ｃ、すなわち、第１の凹部２ｄ、第２の凹部２ｅ、第３の凹部２ｆ、第４の凹部２ｇ、第５の凹部２ｈ、第６の凹部２ｉ、および第７の凹部２ｋを備える。
【００２８】
図３に示されるように、弁座２は、長手方向軸Ｌと同心に、かつ、長手方向軸Ｌの方向において延在し、長手方向軸Ｌに対して周方向に規則的な間隔で互いから離間する８つの通路６を備え、これらは、ここでは、径方向Ｒにおいて長手方向軸Ｌに向かって外側から、第１の通路６ｂ、第２の通路６ｃ、第３の通路６ｄ、第４の通路６ｅ、第５の通路６ｆ、第６の通路６ｇ、第７の通路６ｈ、および第８の通路６ｋとして参照される。
【００２９】
図２および図３に示されるように、対応する外側通路６ａのそれぞれは、凹部２ｂ〜２ｈの各々および内側通路６ｉならびに対応する凹部２ｃのそれぞれと両側で、長手方向軸Ｌに対して径方向において通じており、外側通路６ａは、長手方向軸Ｌに対して外側２ｘに向かって、対応する凹部２ｃのそれぞれと通じており、内側通路６ｂは、長手方向軸Ｌに対して内側２ｙに向かって開いている。
【００３０】
したがって、第１の凹部２ｄについて、図２および図３から見て取れるように、第１の通路６ｂが、外側通路６ａを形成し、第２の通路６ｃが、内側通路６ｉを形成する。第２の凹部２ｃについて、図２および図３から見て取れるように、第２の通路６ｃも適宜に外側通路６ａを形成し、第３の通路６ｄは、内側通路６ｉを形成する。この配置は、第７の通路６ｈが外側通路６ａを形成し、第８の通路６ｋが内側通路６ｉを形成する、第７の凹部２ｈまで続けられる。
【００３１】
好ましい実施形態において、複数の外側通路６ａおよび複数の内側通路６ｉは、長手方向軸Ｌと同心に周方向に延在するように配置され、これらの通路のぞれぞれは、有利には、図３に示されるように、長手方向軸Ｌから同じ距離で、円Ｋ１〜Ｋ８に沿って、周方向において規則的な間隔で互いから離間して配置される。
【００３２】
しかしながら、図６に示されるように、通路６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅ，６ｆ，６ｇ，６ｈを周方向において異なる間隔で離間して配置することも有利であることが証明される。この配置は、通路を有しない領域において弁座が機械的により安定し、よって弁座がより薄く設計され得るという利点を有し、圧力弁の場合では、クリアランスがより微細であり、さほど大きくないことを意味する。
【００３３】
通路は、好ましくは、例えば、押さえなどの他の部材、または、例えば、押さえにおいて配置されるばねによる制約の理由で、どのような場合であっても流量の減少しか予測されない領域においてのみ省略される。外側通路６ａおよび内側通路６ｉならびに好ましくはすべての通路６は、図３〜図５に示されるように、有利には、長手方向軸Ｌの方向に、または長手方向軸Ｌと平行に延在する。外側通路６ａおよび内側通路６ｉならびに好ましくはすべての通路６は、有利には、穴として、好ましくは、円形の穴として設計される。しかしながら、通路６は、他の形状、例えば、四角形状を有することもできる。その用途およびその直径に依存して、本発明に応じた板弁１は、好ましくは、３〜１０個の間の、好ましくは、溝構造に設計された凹部２ｃを備え、これらの凹部２ｃは、長手方向軸Ｌと同心に延在して弁座開口部２ｂを形成する。
【００３４】
取り得る１つの実施形態では、弁座２は、少なくとも３つの溝構造凹部２ｃを備え、これらは、径方向Ｒにおいて外側から長手方向軸Ｌに向かって、第１の凹部２ｄ、第２の凹部２ｅ、および第３の凹部２ｆの順であり、溝構造凹部の各々は、図４に表されるように、好ましくは通路開口部６ｌを通じて、対応するそれぞれの溝構造凹部に対する外側通路６ａおよび内側通路６ｉとの流体伝達接続を有する。対応する凹部対２ｂ，２ｃおよび凹部対２ｃ，２ｄの両方と流体伝達接続を有する通路６は、有利には、径方向Ｒにおいて長手方向軸Ｌに向かって直列に配置される２つの凹部対の各々、例えば、凹部対２ｄ，２ｅまたは凹部対２ｅ，２ｆの間に配置され、この通路６は、対応する凹部対２ｄ，２ｅおよび凹部対２ｅ，２ｆの径方向Ｒにおいて外側に配置される凹部２ｄまたは凹部２ｅの内側通路６ｉと、対応する凹部対２ｄ，２ｅおよび凹部対２ｅ，２ｆの径方向Ｒにおいて内側に配置される凹部２ｅまたは凹部２ｆの外側通路６ａとを同時に形成する。
【００３５】
有利な１つの実施形態では、図２に表されるように、本発明に応じた板弁１は、径方向Ｒにおいて長手方向軸Ｌに向かって規則的な間隔で互いから離間する７つの凹部２ｄ〜２ｋを有する弁座２を備え、弁座２は、さらに、複数の通路６を備え、これらは、図３に示されるように、長手方向軸Ｌと同心に延在する８つの円Ｋ１〜Ｋ８に沿って互いから離間して配置され、円Ｋ１〜Ｋ８は、径方向において長手方向軸Ｌに向かって互いから離間して配置される。
【００３６】
図３に示されるように、円Ｋ１〜Ｋ８に沿って配置される通路６の数は、少なくとも、円Ｋ１〜Ｋ８のいくつかにおいて異なってもよい。有利な１つの実施形態では、円Ｋ１〜Ｋ８に沿って互いから間隔を空けて配置される通路６は、同一の直径を有する。有利な１つの実施形態では、径方向Ｒにおいて直列に配置される通路６の各々は、異なる直径を有する。凹部２ｃ、ひいては、弁座開口部２ｂは、有利には、長手方向軸Ｌに対して径方向において、最大５ｍｍ（ミリメートル）の幅を有する。弁要素７は、有利には、長手方向軸Ｌの方向において、最大で弁座開口部２ｂの幅×０．６の持ち上がり（ｍｍ単位）を有する。弁座２は、有利には、長手方向軸Ｌの方向において、少なくとも３０ｍｍの全体の高さを有する。このような弁座は、好ましくは、５ＭＰａ〜１０ＭＰａ（５０ｂａｒ〜１００ｂａｒ）の範囲の圧力に適する。
【００３７】
図７は、長手方向の断面図において、板弁１のさらなる例示的な実施形態の一部を示しており、図１に応じた例示的な実施形態と比較すると、弁座２は、とりわけ、追加的な端部材２ｌ、すなわち、取り外し可能な座板２ｌを備え、これは、弁押さえ３を向いた方向において弁座開口部２ａのギャップ幅を狭める。この端部材２ｌは、一体型に形成される弁座２の一部であってもよい。しかしながら、端部材２ｌは、有利には、分離された部材として設計され、弁座２の表面に配置され、好ましくは、弁座２に対して固定されるか、または、取り外し可能に接続される。
【００３８】
この実施形態の１つの利点は、弁座２が、弁要素７に向いたその出口開口において狭い弁座開口部２ａを有するにもかかわらず、弁座２の溝構造凹部２ｃ〜２ｋを比較的大きく幅の広い寸法にすることができることにある。この実施形態は、凹部２〜２ｋがより幅広に設計されるので、とりわけ、弁座２の製造者のコスト効果を上げる。
【００３９】
さらなる有利な実施形態では、端部材２ｌは、衝突する弁要素７の運動を緩衝するように弾性である。有利な１つの実施形態では、例えば、弁要素７の一部である第１の押さえばね１６ａ、緩衝板１０の一部である第２の押さえばね１６ｂ、および端部材２ｋの一部である第３の押さえばね１６ｃなどの押さえばねを設ける。押さえばねの機能は、とりわけ長手方向軸Ｌの方向において、それらに接続される部材を押さえることと、休止状態にある場合、所定の位置においてこれらの部材がそれらのばねに接続されるよう保持することである。
【００４０】
図８は、長手方向の断面図において、長手方向軸Ｌの方向において比較的長い弁座２を有する板弁１のさらなる例示的な実施形態を示しており、これは、中実に設計されており、よって、１０ＭＰａ（１００ｂａｒ）と５０ＭＰａ（５００ｂａｒ）との間の範囲の高圧力に適する。押さえ３、緩衝板１０、弁要素７、および弁座２の端面を備える上部は、図１に表される板弁１と同一に設計されており、弁座２の端面は、弁座開口部２ａがその内部に配置されるように提供される。
【００４１】
長手方向軸Ｌに垂直に延在し、キャップ１５によって外側から封止される横断穴１４が、弁座２に配置される。横断穴１４は、径方向において長手方向軸Ｌに向かって、溝構造弁座開口部２ａの間に流体伝達接続を形成し、可能であれば、示されるように、通路６の間においても、流体伝達接続を形成する。この横断穴１４によって、弁座開口部２ａへの入口の領域において、より均一な流量の分配が達成されるという利点を有する。
【００４２】
弁座２の周方向において互いから間隔を空けて離間して配置される複数の穴１４が設けられてもよい。個々の穴１４は、すべてではなく、いくつかの溝構造凹部２ｃおよびそれらの弁座開口部２ａに互いとの流体伝達接続を持たせるように、異なる長さに設計されてもよい。穴１４は、長手方向軸Ｌに対して径方向に延在してもよいが、長手方向軸Ｌに垂直な別の方向に延在してもよい。
【００４３】
図９は、板弁の弁座２のさらなる例示的な実施形態の上面図を示す。図４の長手方向断面図において表されるように、弁座２は、長手方向軸Ｌにおいて凹部２ｃが内部に配置される第１の板部材２ｍと、これにすぐ続いて、長手方向軸Ｌにおいて通路６がその中に配置される第２の板部材２ｎとを備える。弁座２は、有利には、第１の板部材２ｍおよび第２の板部材２ｎを備える一体型設計である。弁座２のこの実施形態は、凹部２ｃが第１の板部材２ｍにおいて様々な形状および／または経路において、これらの凹部２ｃが通路６との流体伝達接続を有する態様で配置され得るという利点を有する。
【００４４】
図９は、例えば、円周に沿って延在する第１の凹部２ｄとして設計される凹部２ｃを示し、第１の凹部２ｄは、環状のセグメント形状に設計され、これによって、第１の凹部２ｄは、例えば、３６０°のうちの４０°である部分的な角度にかかる分だけ延びることになり、これによって、弁座２は、周方向における環状の各セグメントの間に通路を有しない。第２の凹部２ｅは、例えば、凹部２ｃが環状に延びずに径方向において長手方向軸Ｌに向かって若干内側に逸脱する点を有する。これによって、２つの凹部２ｃの間の広くされた点は、例えば、弁座２と押さえ３とを接続する留め具を配置する役割を担うことができる。凹部２ｃは、第１の板部材２ｍにおいて様々な形状および経路において配置されることができ、かつ、例えば、放射状、ジグザグ形状、環状、または、他の形状により延在してもよく、弁要素７の対する設計は、凹部２ｃの経路によって形成される弁座開口部２ｂの輪郭を覆うことを当然に要求される。
【００４５】
第２の板部材２ｎが基礎構造体を形成し、第１の板部材２ｍがこの基礎構造体の後ろに挿入されるので、凹部２ｃのこの様々な形状が可能となり、第１の板部材２ｍは、凹部２ｃがそれぞれ通路６に接続されるなどの態様で凹部２ｃとともに複数の取り得る形状として設けられ得る。凹部２ｃの配置および形状ならびに通路６の配置および形状は、よって、互いから独立して可能な限り大きく形成されることができ、通路６は、凹部２ｃに通じ、これらとの流体伝達接続を有するように設けられる。第１の板部材２ｍは、端面２ａにおいて弁座開口部２ｂを形成する複数の溝構造凹部２ｃを備え、第２の板部材２ｎは、各々が同じ凹部２ｃに通じている複数の通路６であって、これによって、複数の通路６が対応する凹部２ｃのそれぞれを通じて同じ弁座開口部２ｂとの流体伝達接続を有する複数の通路６を備える。
【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９】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年1月8日(2020.1.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁座（２）と、弁押さえ（３）と、長手方向軸（Ｌ）と、前記弁座（２）と前記弁押さえ（３）との間に配置され、かつ、前記長手方向軸（Ｌ）の方向において前後に可動である弁要素（７）とを備える自動の板弁（１）であって、前記弁座（２）は、前記弁押さえ（３）を向くように方向づけられた複数の弁座開口部（２ｂ）を有する１つの端面（２ａ）を備え、前記弁座（２）は、前記弁座開口部（２ｂ）との流体伝達接続を有する複数の通路（６）を備え、前記弁要素（７）は、前記弁座開口部（２ｂ）とともに作用して封止する少なくとも１つの封止要素（７ａ）を備え、前記通路（６）の少なくともいくつかは、前記長手方向軸（Ｌ）に対して径方向（Ｒ）において前記長手方向軸（Ｌ）までの異なる距離を有し、前記弁座（２）の前記端面（２ａ）は、前記端面（２ａ）において前記弁座開口部（２ｂ）を形成する複数の溝構造凹部（２ｃ）を備え、前記複数の通路（６）は、同じ溝構造凹部（２ｃ）に通じており、これらの前記通路（６）は、対応する前記溝構造凹部（２ｃ）のそれぞれを通じて同じ弁座開口部（２ｂ）との流体伝達接続を有し、前記同じ弁座開口部（２ｂ）との流体伝達接続を有するこれらの通路（６）の少なくともいくつかは、前記長手方向軸（Ｌ）までの異なる距離を有する、板弁。
【請求項２】
前記径方向（Ｒ）において前記長手方向軸（Ｌ）に向かって順に配置される２つの溝構造凹部対（２ｄ，２ｅ）および溝構造凹部対（２ｅ，２ｆ）の間において、通路（６）のそれぞれは、前記溝構造凹部対（２ｄ，２ｅ）および前記溝構造凹部対（２ｅ，２ｆ）の対応するそれぞれの前記溝構造凹部（２ｄ，２ｅ）および前記溝構造凹部（２ｅ，２ｆ）の両方に通じている、請求項１に記載の板弁。
【請求項３】
前記弁座（２）は、前記長手方向軸（Ｌ）において第１の板部材（２ｍ）と、これにすぐ続く第２の板部材（２ｎ）と、を備え、前記第１の板部材（２ｍ）は、前記端面（２ａ）において前記弁座開口部（２ｂ）を形成する複数の溝構造凹部（２ｃ）を備え、前記第２の板部材（２ｎ）は、前記複数の通路（６）を備え、前記複数の通路（６）のそれぞれは、前記同じ凹部（２ｃ）に通じており、これによって、前記複数の通路（６）は、前記対応する凹部（２ｃ）のそれぞれを通じて前記同じ弁座開口部（２ｂ）との流体伝達接続を有する、請求項１または２に記載の板弁。
【請求項４】
前記通路（６）は、円形状の管として設計される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の板弁。
【請求項５】
前記通路（６）は、前記長手方向軸（Ｌ）に対して前記凹部（２ｃ）の外側（２ｘ）および前記長手方向軸（Ｌ）に対して前記凹部（２ｃ）の内側（２ｙ）の両方の少なくとも２つの前記長手方向軸（Ｌ）対して径方向において異なる点において前記同じ凹部（２ｃ）に通じている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の板弁。
【請求項６】
前記凹部（２ｃ）は、前記長手方向軸（Ｌ）に同心に延在する円形状、環状、または円形状のセグメント形状の溝構造として設計される、請求項１〜５のいずれか一項に記載の板弁。
【請求項７】
前記対応する凹部（２ｃ）に通じている複数の外側通路（６ａ）および複数の内側通路（６ｉ）は、前記凹部（２ｃ）の各々に割り当てられ、前記外側通路（６ａ）は、前記長手方向軸（Ｌ）と同心に第１の円（Ｋ１）に沿って周方向において規則的な間隔で互いから離間して配置され、前記内側通路（６ｉ）は、前記長手方向軸（Ｌ）と同心に第２の円（Ｋ２）に沿って周方向において規則的な間隔で互いから離間して配置され、前記第１の円（Ｋ１）と前記第２の円（Ｋ２）とは径方向において規則的な間隔で互いから離間している、請求項１〜６のいずれか一項に記載の板弁。
【請求項８】
前記外側通路（６ａ）および前記内側通路（６ｉ）は、前記長手方向軸（Ｌ）の方向において延在し、前記外側通路（６ａ）および前記内側通路（６ｉ）は、穴として設計される、請求項７に記載の板弁。
【請求項９】
前記弁座（２）は、径方向（Ｒ）において外側から前記長手方向軸Ｌに向かって第１の凹部（２ｄ）、第２の凹部（２ｅ）、および第３の凹部（２ｆ）の順に少なくとも３つの凹部（２ｃ）を備え、少なくとも１つの外側通路（６ａ）および少なくとも１つの内側通路（６ｉ）は、前記凹部（２ｃ）の各々に通じている、請求項７または８に記載の板弁。
【請求項１０】
対応する凹部対（２ｄ，２ｅ）および凹部対（２ｅ，２ｆ）の両方の凹部に通じている通路（６）は、径方向（Ｒ）において前記長手方向軸（Ｌ）に向かって直列に配置される２つの凹部対の各々である凹部対（２ｄ，２ｅ）および凹部対（２ｅ，２ｆ）の間に配置され、前記通路（６）は、径方向（Ｒ）において外側に配置される前記凹部（２ｄ，２ｅ）の前記内側通路（６ｉ）と、対応する凹部対（２ｄ，２ｅ）および凹部対（２ｅ，２ｆ）の径方向（Ｒ）において内側に配置される前記凹部（２ｅ，２ｆ）の前記外側通路（６ａ）との両方を形成する、請求項９に記載の板弁。
【請求項１１】
前記弁座（２）は、径方向（Ｒ）において前記長手方向軸（Ｌ）に向かって規則的な間隔で互いから離間している少なくとも６つの円形状の弁座開口部（２ｂ）を備え、前記弁座（２）は、前記長手方向軸（Ｌ）と同心に延在する複数の円（Ｋ１〜Ｋ７）に沿って規則的な間隔で互いから離間している多様の通路（６）を備え、前記弁座（２）は、径方向（Ｒ）において前記長手方向軸（Ｌ）に向かって規則的な間隔で互いから離間して配置される少なくとも７つの円（Ｋ１〜Ｋ７）を備える、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の板弁。
【請求項１２】
前記長手方向軸（Ｌ）と同心に延在する複数の円（Ｋ１〜Ｋ７）に沿って規則的な間隔で互いから離間して配置される前記通路（６）は、同一の直径を有する、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の板弁。
【請求項１３】
径方向（Ｒ）において直列に配置される通路（６）の各々は、異なる直径を有する、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の板弁。
【請求項１４】
前記長手方向軸（Ｌ）に対して径方向（Ｒ）において前記弁座開口部（２ｂ）は、最大５ミリメートル（ｍｍ）の幅を有する、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の板弁。
【請求項１５】
前記弁要素（７）の持ち上がりの最大値は、前記長手方向軸（Ｌ）の方向における前記弁座開口部（２ａ）の幅の０．６倍である、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の板弁。
【請求項１６】
前記弁座（２）は、径方向において前記弁押さえ（３）に向かう方向に狭くなる凹部（２ｃ）を有する端部材（２ｌ）を備え、これによって、前記弁押さえ（３）に向かう方向において前記弁座開口部（２ａ）の径方向ギャップ幅を狭める、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の板弁。
【請求項１７】
前記端部材（２ｌ）は、分離された部材として設計され、かつ、前記弁座（２）の表面に配置される、請求項１６に記載の板弁。
【請求項１８】
弁座（２）と、弁押さえ（３）と、長手方向軸（Ｌ）と、前記弁座（２）と前記弁押さえ（３）との間に配置され、かつ、前記長手方向軸（Ｌ）の方向において前後に可動である弁要素（７）とを備える自動の板弁（１）を作動させる方法であって、前記弁座（２）は、その端面（２ａ）において複数の弁座開口部（２ａ）を備え、前記弁座開口部（２ａ）は、前記可動弁要素（７）によって開閉され、前記弁座（２）の前記端面（２ａ）は、前記端面（２ａ）において前記弁座開口部（２ｂ）を形成する複数の溝構造凹部（２ｃ）を備え、流体（Ｆ）は、前記弁座（２）内に延在する複数の通路（６）を通じ、次いで、前記溝構造凹部（２ｃ）を通じて前記弁座開口部（２ａ）に送られ、前記流体（Ｆ）は、前記長手方向軸（Ｌ）に対して径方向において離間する分離された通路（６）を通じて、対応する前記溝構造凹部（２ｃ）のそれぞれに、次いで、対応する弁座開口部（２ａ）のそれぞれに送られる、方法。
【国際調査報告】
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