(57)【要約】　　　（修正有）【課題】シール手段の損失や不所望な損傷の危険性をなくし、バルブ構造を単純化した双方向バルブ及びそれを備えたガスタップを提供する。【解決手段】気体が通過するための軸方向の開口部を有するようなピストンによって閉鎖され得る少なくとも２つの横方向の孔１３４，１３６と、ケーシング１３２の底部でフロートによって作動されるレベルバルブ１５２とを有し、前記ピストンは開口部がばね１４４の影響を受けて閉鎖される位置と、ばねの作用と反対方向への充填ガスの圧力の影響を受ける開位置との間を、ケーシングの中で軸方向にスライドすることを特徴とするような双方向バルブが開示されている。閉鎖後に、ケーシング内部で圧力が高まることを防ぐために、後者に通気開口部が設けられている。シール部材が通気開口部を覆う若しくは覆いを外すべくピストン上に配置されている。【選択図】　　図２
2004108383.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスシリンダーのタップのための双方向バルブであって、
前記バルブは、選択的に開けることが可能な前記タップのガス流入路／流出路に取付けることが意図されており、前記シリンダーからのガスの排出及び前記シリンダー内へのガスの充填を共に可能にし、当該バルブは、
ガス流路及びケーシング壁に形成された少なくとも１つの横方向の孔を含むようなケーシングと、
前記ケーシング中に配置され、前記ケーシング通路と連通するようなガス流路を有するピストン手段と、
前記ピストン手段を前記ケーシング通路から前記孔がシールされるような閉位置へ移動させるための弾性変形可能な手段と、
前記ケーシング通路及びピストン通路を通り前記ガスシリンダーと前記流入路／流出路との間をガスが流れることが可能な開位置と閉位置との間を動作可能なレベル制御バルブと、
前記ガスシリンダーの中の充填レベルを検出し、前記レベルに応じて前記レベル制御バルブを作動させる検出手段と、
前記ケーシング壁を貫通して形成された少なくとも１つの通気開口部と、
前記ピストン手段が前記閉位置にあるとき、前記ケーシング通路の中の圧力が既定値を下回る場合は前記ケーシング通路と前記ガスシリンダー中の前記ケーシングの周囲の環境との間の前記開口部を通しての連絡をふさぎ、前記ケーシング通路の中の圧力が前記既定値を上回る場合は前記開口部を通してのそのような連絡を確立するような第１シール手段とを有し、
前記ピストン手段は充填されるガスの圧力によって前記横方向の孔が前記ケーシング通路と連通するような開位置へ前記変形可能手段の作用に逆らって動作可能であり、
前記レベル制御バルブは前記検出手段によって前記開位置に保持されていないとき、前記流入路／流出路が開いているときに前記シリンダー中のガスの圧力によって開けることが可能であり、
前記第１シール手段は、前記ピストン手段上に設けられ該ピストン手段と共に可動であり且つ前記ケーシング壁の内面と漏れなしにスライド可能に係合しており、前記ピストン手段が前記閉位置にあるとき、前記通路中の圧力が前記既定値を下回る場合は前記通気開口部と前記ケーシング通路との間の連絡を遮断し、上回る場合は、前記通気開口部と前記ケーシング通路との間の連絡を確立することが可能となっていることを特徴とする双方向バルブ。
【請求項２】
前記ピストン手段が、前記既定値を越えるような前記ケーシング通路中の圧力に応じて付勢され、閉じる方向へと更に移動して、前記横方向の孔はシールされたままで前記通気開口部は前記ケーシング通路と連通する通気位置に達するよう適合されていることを特徴とする請求項１に記載のバルブ。
【請求項３】
前記ピストン手段は、該ピストン手段が前記閉位置にある際に前記ケーシング内部のシーティング面と漏れなしに係合するように適合された更なるシール手段を有しており、
前記更なるシール手段は、エラストマー材料であり、前記ケーシング通路中の圧力が前記既定値を下回るとき前記通気位置への前記ピストン手段の移動に抗い、且つ、弾性変形可能で、前記ケーシング通路中の圧力が前記既定値を上回るとき前記通気位置への前記ピストン手段の移動を可能とすることを特徴とする請求項２に記載のバルブ。
【請求項４】
前記シーティング面がテーパされたシーティング面であり、前記更なるシート手段がテーパされた前記シーティング面と平行でないようなテーパされたシール面を有することを特徴とする請求項３に記載のバルブ。
【請求項５】
前記シール面の前記テーパの角度が前記シーティング面の前記テーパの角度よりも小さいことを特徴とする請求項４に記載のバルブ。
【請求項６】
前記ピストン手段が環状の本体部材を有し、
前記ケーシングが、内壁面を有するような環状内壁を有し、
前記第１シール手段が、前記ピストン手段の前記環状本体から延在し、前記ピストン手段本体から延在するにしたがい前記ケーシング内壁面と漏れなく係合すべく半径方向外向きに広がるような可撓な環状シールリップを有することを特徴とする請求項３に記載のバルブ。
【請求項７】
前記ピストン手段本体部材が環状内壁を有し、
前記第１シール手段及び前記更なるシール手段は単一シール部材の一体的な部分となっており、
前記単一シール部材は、前記ピストン手段の端面の反対側に配置されるように前記第１シール手段及び前記更なるシール手段を有し、且つ、これら両シール手段を相互接続すると共に前記ピストン手段本体部材の内壁と隙間なく合致するような環状中間部分を有することを特徴とする請求項６に記載のバルブ。
【請求項８】
前記単一シール部材を前記ピストン手段本体部材に加硫によって結合させることを特徴とする請求項７に記載のバルブ。
【請求項９】
前記ピストン手段は本体部材を有し、
前記第１シール手段が、前記通気開口部と前記ケーシング通路との間の連絡を確立するのを助けるべく前記既定値を越えるような前記ケーシング通路中の圧力を受けたとき、前記本体部材に向かって潰れることができるように弾性変形可能であり、前記ケーシング通路中の圧力が前記既定圧力を下回るときは潰れることに抗うようなエラストマー材料からなることを特徴とする請求項２に記載のバルブ。
【請求項１０】
前記ピストン手段は本体部材を有し、
前記第１シール手段が、前記通気開口部と前記ケーシング通路との間の連絡を確立するべく前記既定圧力を越えるような前記ケーシング通路中の圧力を受けたとき、前記本体部材に向かって潰れることができるように弾性変形可能であり、前記ケーシング通路中の圧力が前記既定圧力を下回るときは潰れることに抗うようなエラストマー材料からなることを特徴とする請求項１に記載のバルブ。
【請求項１１】
前記ピストン本体部材は環状内壁を有し、
前記ピストン手段は、該ピストン手段が前記閉位置にある際に前記ケーシング内部のシーティング面と漏れなしに係合するように適合された更なるシール手段を有しており、
前記第１シール手段及び前記更なるシール手段は単一シール部材の一体的な部分となっており、前記単一シール部材は前記ピストン手段の端面の反対側に配置されるような前記第１シール手段及び前記更なるシール手段と、前記の両シールを相互接続すると共に前記ピストン手段本体部材の内壁と隙間なく合致するような環状中間部分とを有することを特徴とする請求項１０に記載のバルブ。
【請求項１２】
前記単一シール部材を前記ピストン手段本体部材に加硫によって結合させることを特徴とする請求項１１に記載のバルブ。
【請求項１３】
ガスタップであって、
ガスシリンダーに取付けるべく設計され、流入路／流出路を有するタップ本体と、
前記通路を開閉するための閉鎖部材と、
前記閉鎖部材を移動させるための手段と、
安全弁と、
前記シリンダーからのガスの排出及び前記シリンダー内へのガスの充填を共に可能にするべく前記通路と連通するような双方向バルブとを備え、
前記双方向バルブは、
ケーシング壁に形成された少なくとも１つの横方向の孔を備えたケーシングと、
前記ケーシング中に配置され、前記ケーシング通路と連通するようなガス流路を有するピストン手段と、
前記ピストン手段を前記ケーシング通路から前記孔がシールされるような閉位置へ移動させるための弾性変形可能な手段と、
前記ケーシング通路及びピストン通路を通り前記ガスシリンダーと前記流入路／流出路との間をガスが流れることが可能な開位置と閉位置との間を動作可能なレベル制御バルブと、
前記ガスシリンダーの中の充填レベルを検出し、前記レベルに応じて前記レベル制御バルブを作動させる検出手段と、
前記ケーシング壁を貫通して形成された少なくとも１つの通気開口部と、
前記ピストン手段が前記閉位置にあるとき、前記ケーシング通路の中の圧力が既定値を下回る場合は前記ケーシング通路と前記ガスシリンダー中の前記ケーシングの周囲の環境との間の前記開口部を通しての連絡をふさぎ、前記ケーシング通路の中の圧力が前記既定値を上回る場合は前記開口部を通してのそのような連絡を確立するような第１シール手段とを有し、
前記ピストン手段は充填されるガスの圧力によって前記横方向の孔が前記ケーシング通路と連通するような開位置へ前記変形可能手段の作用に逆らって動作可能であり、
前記レベル制御バルブは前記検出手段によって前記開位置に保持されていないとき、前記流入路／流出路が開いているときに前記シリンダー中のガスの圧力によって開けることが可能であり、
前記第１シール手段は、前記ピストン手段上に設けられ該ピストン手段と共に可動であり且つ前記ケーシング壁の内面と漏れなしにスライド可能に係合しており、前記ピストン手段が前記閉位置にあるとき、前記通路中の圧力が前記既定値を下回る場合は前記通気開口部と前記ケーシング通路との間の連絡を遮断し、上回る場合は、前記通気開口部と前記ケーシング通路との間の連絡を確立することが可能となっていることを特徴とするガスタップ。
【請求項１４】
前記ピストン手段が、前記既定値を越えるような前記ケーシング通路中の圧力に応じて付勢され、閉じる方向へと更に移動して、前記横方向の孔はシールされたままで前記通気開口部は前記ケーシング通路と連通する通気位置に達するよう適合されていることを特徴とする請求項１３に記載のガスタップ。
【請求項１５】
前記ピストン手段は、該ピストン手段が前記閉位置にある際に前記ケーシング内部のシーティング面と漏れなしに係合するように適合された更なるシール手段を有しており、
前記更なるシール手段は、エラストマー材料であり、前記ケーシング通路中の圧力が前記既定値を下回るとき前記通気位置への前記ピストン手段の移動に抗い、且つ、弾性変形可能で、前記ケーシング通路中の圧力が前記既定値を上回るとき前記通気位置への前記ピストン手段の移動を可能とすることを特徴とする請求項１４に記載のガスタップ。
【請求項１６】
前記シーティング面がテーパされたシーティング面であり、前記更なるシート手段がテーパされた前記シーティング面と平行でないようなテーパされたシール面を有することを特徴とする請求項１５に記載のガスタップ。
【請求項１７】
前記シール面の前記テーパの角度が前記シーティング面の前記テーパの角度よりも小さいことを特徴とする請求項１６に記載のガスタップ。
【請求項１８】
前記ピストン手段が環状の本体部材を有し、
前記ケーシングが、内壁面を有するような環状内壁を有し、
前記第１シール手段が、前記ピストン手段の前記環状本体から延在し、前記ピストン手段本体から延在するにしたがい前記ケーシング内壁面と漏れなく係合すべく半径方向外向きに広がるような可撓な環状シールリップを有することを特徴とする請求項１５に記載のガスタップ。
【請求項１９】
前記ピストン手段本体部材が環状内壁を有し、
前記第１シール手段及び前記更なるシール手段は単一シール部材の一体的な部分となっており、
前記単一シール部材は、前記ピストン手段の端面の反対側に配置されるように前記第１シール手段及び前記更なるシール手段を有し、且つ、これら両シール手段を相互接続すると共に前記ピストン手段本体部材の内壁と隙間なく合致するような環状中間部分を有することを特徴とする請求項１８に記載のガスタップ。
【請求項２０】
前記単一シール部材を前記ピストン手段本体部材に加硫によって結合させることを特徴とする請求項１９に記載のガスタップ。
【請求項２１】
前記ピストン手段は本体部材を有し、
前記第１シール手段が、前記通気開口部と前記ケーシング通路との間の連絡を確立するのを助けるべく前記既定値を越えるような前記ケーシング通路中の圧力を受けたとき、前記本体部材に向かって潰れることができるように弾性変形可能であり、前記ケーシング通路中の圧力が前記既定圧力を下回るときは潰れることに抗うようなエラストマー材料からなることを特徴とする請求項１４に記載のガスタップ。
【請求項２２】
前記ピストン手段は本体部材を有し、
前記第１シール手段が、前記通気開口部と前記ケーシング通路との間の連絡を確立するべく前記既定圧力を越えるような前記ケーシング通路中の圧力を受けたとき、前記本体部材に向かって潰れることができるように弾性変形可能であり、前記ケーシング通路中の圧力が前記既定圧力を下回るときは潰れることに抗うようなエラストマー材料からなることを特徴とする請求項１３に記載のガスタップ。
【請求項２３】
前記ピストン本体部材は環状内壁を有し、
前記ピストン手段は、該ピストン手段が前記閉位置にある際に前記ケーシング内部のシーティング面と漏れなしに係合するように適合された更なるシール手段を有しており、
前記第１シール手段及び前記更なるシール手段は単一シール部材の一体的な部分となっており、前記単一シール部材は前記ピストン手段の端面の反対側に配置されるような前記第１シール手段及び前記更なるシール手段と、前記の両シールを相互接続すると共に前記ピストン手段本体部材の内壁と隙間なく合致するような環状中間部分とを有することを特徴とする請求項２２に記載のガスタップ。
【請求項２４】
前記単一シール部材を前記ピストン手段本体部材に加硫によって結合させることを特徴とする請求項２３に記載のガスタップ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスシリンダーのタップのための双方向バルブに関し、このバルブは選択的に開けることが可能なタップのガス流入路／流出路に取付けることが意図されている。この双方向バルブはシリンダーから及び中へのそれぞれガスの排出及び充填を共に可能にし、ガスの流路及びケーシングの壁に形成された少なくとも１つの横方向の孔を含むようなケーシングと、前記ケーシングに配置され、前記ケーシング通路と連通するようなガス流路を有するピストン手段と、該ピストン手段を前記ケーシング通路から孔がシールされるような閉位置へ移動させるための弾性変形が可能な手段と、前記ケーシング通路及びピストン通路を通りガスシリンダーと流入路／流出路との間をガスが流れることが可能な開位置と閉位置との間を動作可能なレベル制御バルブと、ガスシリンダーの中の充填レベルを検出し、前記レベルに応じてレベル制御バルブを作動させる手段と、前記ケーシングの壁を通して形成される少なくとも１つの通気開口部と、前記ピストン手段が閉位置にあると同時に、ケーシング通路の中の圧力が既定値を下回ったときにケーシング通路とガスシリンダー中のケーシング周囲との間の前記開口部を通しての連絡をふさぎ、ケーシング通路の中の圧力が既定の値を上回っており、前記開口部を通してのそのような連絡を確立するようなシール手段とを有しており、前記ピストン手段は充填ガスの圧力によって横方向の孔がケーシング通路と連通するような開位置へ弾性変形が可能な前記手段の作用に逆らって動作可能であり、前記レベル制御バルブは前記検出手段によって開位置に保持されていないときは、流入路／流出路が開いているときにシリンダー中のガスの圧力によって開けることが可能であることを特徴とする。本発明はそのような双方向バルブが設けられたタップにも関する。
【０００２】
【従来の技術】
双方向バルブを備えたガスタップは、Ｌ．　Ｋｅｒｇｅｒによって１９９６年１月３０日に特許された米国特許第５，４８７，４０４号に説明されており、この文献はここで言及することをもって本明細書の一部とする。この先行技術の米国特許で説明されているようにフロート動作によってレベル制御バルブが閉じられた後にタップが閉じられると、バルブ及びタップの流入管の内側にある量のガスが残ったまま閉じ込められ、過熱した場合には爆発する恐れがある。そのような危険を避けるために、タップを閉じた後にこのガスがシリンダーの中へと流れることを可能とし、それによりタップ安全弁の作用範囲内にあるようにする通気開口部がバルブケーシングの壁に設けられている。レベル制御バルブが閉じられた後に、シール装置とレベル制御バルブの間のバルブチャンバー内が十分な圧力に高められて、それにより横方向の孔を閉じるような位置へシール装置を移動できるように、この通気開口部の断面は小さくなくてはならない。通気開口部が小さいにもかかわらず、バルブピストンの閉鎖速度にネガティブな影響はなく、それゆえに上述したＬ．　Ｋｅｒｇｅｒによる米国特許第５，４８７，４０４号では、開口部の漏れのない閉鎖を確実にするべく最大充填圧力に耐え、充填圧力よりも大きな圧力で撓み、それによりバルブチャンバー中の圧力が増加して一定の閾値を越えたときに開口部を開けて、密閉されたガス体積がバルブチャンバーからシリンダー中へ排出されることを可能にするような外側表面のバルブケーシングの周囲に配置された外側弾性シールリングと、開口部とが関連している。上述したＬ．　Ｋｅｒｇｅｒｎによる米国特許第５，４８７，４０４号では、更に２つのシールリングを有しており、１つはバルブピストンと周囲のケーシング壁との間の漏れのない係合を提供し、他方はバルブケーシングのシーティング面と協働し、バルブピストンの閉位置でシーティング面を漏れなしに係合させる。これらの３つの密封リングはバルブ構造の複雑性を増大させ、外側シールリングは不注意で損傷したり、ガスシリンダーを備えたバルブのアセンブリよりも先に失ってしまうことさえあり得る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記したような従来の問題を解決するためのものであり、その主たる目的は、シール手段の損失や不所望な損傷の危険性をなくすことが可能な単純な構造を有する双方向バルブ及びそのような双方向バルブを備えたガスタップを提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明にしたがった、ケーシング通路とケーシング周囲の環境との間の連絡を確立する手段及び遮断する手段は、前記ピストン手段の上にあって一緒に可動可能であり、前記ケーシング壁の内面とスライド可能に漏れなしに係合しており、前記シール手段は、ピストン手段が閉位置にあると同時に前記通路中の圧力が前記既定値を下回る及び上回るときにそれぞれ、前記通気開口部とケーシング通路との間の連絡を確立する及び遮断するのに有効である。
【０００５】
したがって、ピストン手段と周囲のケーシング壁の内面との間の液体を通さない係合を提供するようなピストン手段上のシール手段は、同時に内部のケーシングチャンバーとガスシリンダー中のバルブケーシングの周囲の環境との間の連絡を遮断する若しくは確立するシール手段でもあり、それにより１つのシール手段が取除かれ、双方向バルブの全体構造が単純化される。更に、１つ若しくはそれ以上の開口部とケーシング通路との間の連絡を遮断する若しくは確立するこのシール手段はこのときバルブケーシング内部にあり、したがってシール手段の損失や不所望な損傷の危険性が取除かれる。
【０００６】
特定の一実施例では、ピストン手段は、ケーシング通路中の圧力が既定値を越えるのに応じて付勢され、閉じる方向へ更に移動するよう適合されており、それにより、横方向の孔はシールされたままで通気孔はケーシング通路と連通する通気位置へと移動するようになっている。この実施例では、ピストン手段は、該ピストン手段が閉位置にあるときにケーシング内部でシーティング面を漏れなしに係合させるように適合された更なるシール手段を有しており、この更なるシール手段は、ケーシング通路中の圧力が既定値を下回ったときにピストン手段が通気位置へ移動するのを阻止するようなエラストマー材料であり、ケーシング通路中の圧力が既定値を越えたときにピストン手段が通気位置へ移動できるように弾性で撓むことが可能である。シーティング面はテーパされたシーティング面であり、更なるシール手段はテーパされたシーティング面と平行でないようなテーパされたシール面を有していることが好ましい。シール面のテーパ角度はシーティング面のテーパの角度より小さくてもよい。この好適実施例では、ピストン手段は環状本体部材を有し、前記第１シール手段は、ピストン手段の環状本体部材から延在し、ピストン手段本体部材から離れて延在するにしたがいケーシング内面を漏れなしに係合させるべく半径方向の外側に広がっているような可撓な環状シールリップを有する。更に、好適には、前記第１シール手段及び更なるシール手段は単一のシール手段の一体的な部分となっており、この単一のシール手段はピストン手段本体部材の反対側の端面に配置されるように前記第１シール手段及び更なるシール手段を有し、その中間部分にはこれらシール手段を相互接続するとともにピストン手段本体部材の内壁に隙間なく合致するような環状部が設けられていることが好ましい。この一体的なシール部材は、加硫によってピストン手段本体部材に結合されるのが好ましい。
【０００７】
前記第１シール手段は、ケーシング通路中の既定値を越えた圧力を受けたときに、通気開口部とケーシング通路との間の連絡の確立を助けるべくピストン手段本体部材への折りたたみが可能であってもよく、弾性変形が可能であってもよい。
【０００８】
別の実施例では、通気開口部とケーシング通路との間の連絡は、ケーシング通路中の既定値を越えた圧力を受けたときに前記第１シール手段がピストン手段本体部材へ折りたたまれる若しくは撓むことだけによって確立される。この変形実施例ではピストン手段は通気位置への可動ができなくなっており、前記第１シール手段の撓み若しくは折りたたみだけが、通気開口部とケーシング通路との間の連絡を確立する若しくは遮断するべく通気開口部の開閉を制御する。
【０００９】
一実施例では、先行技術バルブ構造の３つの異なるシールリング手段は単一の一体型シール部材によって取って代わられており、該単一シール部材はバルブケーシングのシリンダー壁内面を隙間なく係合させるべく働き、閉位置にあるバルブシートを隙間なく係合させるようなバルブシール手段として働き、更にバルブケーシング中の通気開口部を覆ったり若しくは覆いを外したりするように働くことが分かる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１に図示された公知のタップは、下部にタップをガスシリンダーへねじ込むことを可能にするようなねじ山１２を備えている、例えば真鍮からできているような金属本体１０を有している。このタップは、シリンダー内部と連通している軸方向の流入管／流出管１８と、使用回路と結合可能である結合ソケット２２と連通している半径方向の流入／流出のポート２０とが交わる部分にシール１６を備えた閉鎖部材１４を有している。この閉鎖部材１４は、レバー若しくは操作ホイールを用いて手動で作動される。
【００１１】
シリンダー内部と安全弁２６の間の連絡を確立するような通路２４は、流入管／流出管１８の周りに配置される。このバルブ２６は、シリンダー内部のガスが異常な過剰圧力となった場合にガスを逃がすことを可能にする。この目的のために、通路２４はガスゾーンになくてはならない、すなわち、シリンダーはタップの本体１０まで充填することはできない。
【００１２】
この流入管／流出管１８はシリンダーの内部の、ガスシリンダーを充填及び空にすることの両方を可能にするような双方向バルブ３０へと通じている。このバルブ３０は、２つの横方向の孔３４及び３６を有するような管状ケーシング３２を有している。このケーシング３２の内部には、Ｏリング４２によってケーシング３２と確実なシール接触をする軸方向にスライド可能なピストン形状の環状プラグ４０を含む円筒形チャンバー３８が形成される。このピストン４０は、ピストン４０を頭部がシール４６を介して保持されるような図１に示された位置に保持するべく付勢するようなばね４４の作用を受け、ケーシング３２の横方向の２つの孔３４、３６を閉じるべくケーシング３２のエッジと漏れのない接触をする。チャンバー３８は、ピストン４０を通るような軸方向の通路４８を介して管１８と連通している。
【００１３】
バルブ３０の下部は、レベルバルブ５２で構成されている。このバルブ５２は、ケーシング３２とバルブ５２の周囲との間のガスに対して環状通路を開放する開位置と、このバルブ５２に対するシートを形成するケーシング３２の下部と接触してシール５４を介して漏れのないようにバルブ５２が保持される閉位置との間を軸方向でスライドすることが可能である。
【００１４】
このバルブ５２は、ケーシング３２のＵ字型ジョイント５８に回動可能に取付けられたカム５６と相互作用するような丸められた足部を有している。このカム５６は、所定形状を与えられた輪郭に沿って足部がスライドすることによって、バルブ５２が軸方向に動くように設計された所定形状輪郭を有している。カム５６は、シリンダー中の液化ガスのレベルの上昇及び下降にしたがうフロート６２によって回動を生じる。
【００１５】
シリンダーが空のとき、フロート６２は低位置にあり、同時にカム５６の影響によりレベルバルブ５２は上昇しており、開位置にある。結合ソケット２２はシリンダーを充填するためにガス供給源と結合されており、閉鎖部材１４は操作ホイールにより開けられる。圧力下で管１８を通りガスが入り、その圧力の結果として、ばね４４の作用に逆らってピストン４０を押し下げ、それにより２つの横方向の孔３４及び３６を開放してガスがシリンダーの中へ流れるようにする。
【００１６】
ガスはピストン４０の通路４８を通しても入り、開位置にあるバルブ５２の周囲をシリンダーの中へと流れる。チャンバー３８が加圧されるとピストン４０を上昇させ、２つの横方向の孔３４及び３６を閉じてしまいやすいので、チャンバー３８中の圧力増大が起こらないようにしなければならない。この目的のために、ガスが流れるためのバルブ５２周囲の環状通路の断面は、通路４８の断面より大きくなっており、それによりチャンバー３８中のガスが圧縮されないようにする。
【００１７】
シリンダーが充填された結果としてフロート６２が輪郭の角のある位置を越えて反時計回り方向へと回動すると、カム５６はバルブ５２を解放し、それにより充填ガスの圧力下でシール５４が係合される。バルブ５２が閉じられるとすぐに、チャンバー３８内部の圧力は増加し、ばね４４の作用と合わさって、ピストン４０を上昇させ、孔３４及び３６を通してのガスの通路を閉じて、それにより充填プロセスは終了する。
【００１８】
シリンダーからガスを排出するために、タップがその操作ホイールを回転させることにより開けられる。シリンダーが完全に充填され、レベルバルブ５２が閉じられると、チャンバー３８及び管１８からのガスの流れによってこのチャンバー３８の圧力は低下し、シリンダー中のガスの圧力でレベルバルブ５２を開位置へ持ち上げることが可能となる。次にガスはバルブ５２の周囲を流れ、ピストン４０の通路４８を通して逃げることが可能となる。ひとたびシリンダー中の液化ガスのレベルが図１のフロート６２の位置まで下がると、バルブ５２はカム５６の所定形状を与えられた輪郭の円形断面部分によって保持され、タップが開けられるときはいつも、バルブ３０を通るガスの流れを妨げるものがない状態となる。
【００１９】
したがって、このタップの特性は使用者の処理及び処置の必要なしに自動的に充填動作を停止させることであり、それはガス領域全体が安全弁２６の作用範囲内に配置されなければならないと規定する保安規定にしたがった、レベルバルブ５２を介してシリンダーを空にすることを可能とする双方向バルブ３０を用いて実行される。
【００２０】
レベルバルブ５２が閉じられた後に管１８及びチャンバー３８の中に液化ガスが閉じ込められて、ガスが安全弁２６の作用領域外に配置されてしまわないように、１つ以上の通気開口部５０がケーシング３２の壁に提供され、それによりケーシング外側を囲むシリンダー内部とチャンバー３８及び管１８の内部との連絡が確立される。
【００２１】
通気開口部５０と関連してシール手段が設けられ、充填最大圧力よりも高い既定の圧力に達して越えるまで開口部を閉じたままにする。このシール手段は、弾性ゴムで作られたＯリング６４で構成されており、このＯリング６４はケーシング３２の周りの溝に収容される。また、開口部はこの溝の中へと開いている。
【００２２】
次に、本発明に基づく改良された双方向バルブ１３０を図２及び３を参照して説明する。図２及び図３には、シール装置若しくはピストン１４０、レベル制御バルブ１５２、及び回動可能に取付けられたフロート１６２を含むような双方向バルブ１３０だけが示されている。このレベル制御バルブ１５２及び回動可能なフロート１６２は、図１に関して前述したものと同様のものであり、したがってそれらの動作の更なる説明は不要である。
【００２３】
図１に示した公知のバルブと本発明のバルブ１３０との違いは、バルブシール装置のピストン１４０、バルブケーシング１３２、及びバルブケーシング１３２中での通気開口部１５０の配置にあり、それらについて以下に説明する。
【００２４】
このバルブケーシング１３２は内部に、２つの横方向の孔１３４、１３６の上に配置された、下方を向いた円錐形状の若しくはテーパされたシーティング面２００を有している。図１で示される先行技術の構造よりも、横方向の孔１３４、１３６により近付くように通気開口部１５０はバルブケーシング１３２の中を上向きに移動している。更に、１つ若しくは２つ以上のそのような通気開口部１５０がバルブケーシング１３２の外周の周りに提供されてもよい。
【００２５】
バルブピストン１４０は環状の金属本体部材２０２と、エラストマー材料の層若しくは被膜の形態で適用され、ピストン本体部材２０２の内面と隙間なく合致するような単一の一体型シール部材２０４とを有する。
【００２６】
前記単一の一体型シール部材２０４はその下端部に、ピストン本体部材２０２から下向きにつるされ、横方向の孔１３４及び１３６の下のバルブケーシング１３２の円筒形内面と漏れのないように及び軸方向でスライド可能に係合させるような、下向きに及び半径方向で外側に延在する第１シールリップ２０６を有している。前記単一の一体型シール部材２０４は更にその反対側若しくは上端部に、下向きに及び半径方向で外側に延在する第２シールリップ２０８を有しており、該第２シールリップ２０８は、外側へテーパされて上方向を向いているような、ピストン本体部材２０２の上端部の面２１０の上に位置する。この２つのシールリップ２０６、２０８はピストン本体部材２０２の両端上にあり、単一シール部材２０４の２つのシールリップ２０６，２０８と相互接続するような環状の中間部分２０７の両端に形成される。この第２シールリップ２０８は、単一の一体型シール部材２０４の他の部分よりも断面が厚くなっている。この第２シールリップ２０８は外側がテーパされた若しくは円錐形のシール面２１２を有している。ケーシング１３２及びピストン１４０は共通の軸線Ａを有しており、第２シールリップ２０８のシール面２１２は、ケーシング１３２内部のシーティング面２００よりも軸線Ａに対してのテーパの角度が小さくなっている。別の実施例では、シーティング面２００は第２シールリップ２０８のシール面２１２よりもテーパの角度が小さくてもよく、面２００、２１２のうちの１つが弓形若しくは半球形であってもよく、あるいは角をなすような関係にある面セクションを２つ有してもよい。一般的に言えば、シーティング面２００とシール面２１２は互いに関して平行でない。
【００２７】
ガスシリンダーが充填されると、ガスの圧力によって、シーティング面２００から第２シールリップを外すようにシール装置若しくはピストン１４０がばね１４４に逆らって下向きに押され、それによりガスがケーシング１３２の流入通路１１８から横方向の孔１３４及び１３６を通してガスシリンダーの中へと流れることが可能となる。バルブピストン１４０の中央通路１４８を通り、ケーシングチャンバー１３８を通り、レベル制御バルブ１５２の周囲をガスシリンダー内部へと進むようなガスの流れも生じる。流入通路１１８、中央通路１４８、及びケーシングチャンバー１３８はバルブケーシング１３２を通しての流路を形成する。
【００２８】
ガスシリンダーが充填された結果としてフロート１６２が、チャンバー１３８内のガスの圧力の影響を受けてレベル制御バルブが閉じるような位置へ回動すると、チャンバー１３８の中のガスの圧力は増大し、ばね１４４の作用と合わさって、図２に示されるように、第２シールリップ２０８のシール面２１２がその小径部の端部に近接するシート面２００と漏れなしに係合するまで上方向の運動を生じさせ、それにより横方向の孔１３４及び１３６を通るガスの流れを断つ。図２に示されるように、バルブピストン１４０のこの閉位置では、シール面２１２はその大径部の端部に近接するシート面２００と間隔があいたままである。実質的に、この位置では、シーティング面及びシール面２００及び２１２の大部分は互いに係合しておらず、それらの間に互いに漏れなしに係合しているようなシーティング面及びシール面２００及び２１２の小径部の端部に近接して尖部が配置されるような外向きに開いたくさび形のギャップＧが形成される。シール面２１２のテーパの角度がシーティング面２００のテーパ角度よりも大きいような別の実施例では、面２００及び２１２は、最初にその大径部の端部の近接で係合し、それにより内向きに開いたくさび形のギャップをその間に形成する。上述した閉位置では、充填最大圧力に達してそれを越えるまで、バルブピストン１４０の下端部で下向きにつるされた第１シールリップが、１つ若しくは複数の通気開口部１５０を覆い、流体がチャンバー１３８から開口部１５０を通り、ガスシリンダー内部へ流れないようにする。しかしながら、ガスシリンダーが過熱したり、チャンバー１３８中の圧力が増大して、チャンバー１３８及び連通する流入路／流出路１１８内での既定の危険閾値を越えたりした場合、増加した圧力によってバルブピストン１４０は上方向に変位してシーティング面２００に向かって閉じる方向へ更に移動し、それによりバルブピストン１４０の下端部のつるされた第１シールリップ２０６も上方向に、通気開口部１５０の覆いをなくしてチャンバー１３８と開口部１５０の連絡を確立するのに十分な距離だけ移動し、それにより安全弁２６の作用範囲になるようにチャンバー１３８よりの圧力増加がガスシリンダーの中へ逃がされ得る。
【００２９】
バルブピストン１４０の更に上方向への移動したこの位置は、図３に示されており、第２シールリップ２０８はくさび形のギャップＧを閉じるように弾性変形し、そのときに円錐形シール面２１２の概ね全面積がシーティング面２００と接触し、第１シールリップ２０６の下端部は１つ若しくは複数の通気開口部１５０の覆いを外す。
【００３０】
したがって、充填最大圧力下では、シール面２１２はシーティング面２００と漏れなしに係合し、それによりその間の限られた周辺領域だけが接触し、シーティング面及びシール面２００、２１２の大部分は互いの間隔が空いたままとなる。充填最大圧力下では、シール部材２０４のエラストマー材料はピストン手段１４０のシーティング面２００への更なる移動を阻止し、それによりシールリップ２０６が１つ若しくは複数の通気開口部１５０を覆う位置にとどめられる。通路１１８及びバルブケーシングのチャンバー１３８内の圧力が増加すると、ピストン手段１４０はシーティング面２００への増大した力によって力を加えられ、シール部材２０４のエラストマー材料は撓み、第２シールリップ２０８はシール面２１２を凹ませるようなシーティング面２００によって徐々に変形され、それによりシーティング面２００とシール面２１２の接触面積を徐々に増加させ、通路１１８及びチャンバー１３８の中の圧力増加の影響を受けてピストン１４０がバルブケーシング１３８の中を更に上向きに移動するにしたがい、くさび形のギャップＧを徐々に縮小させる。通路１１８及びチャンバー１３８中の圧力が既定の閾値を越えると、ピストン１４０は最上部の位置となり、シーティング面２００とシール面２１２との間では面積の接触が最大となり、第２シールリップの最大限の変形により、くさび形のギャップＧは完全に閉じた状態となる。この位置では、１つ若しくは複数の通気開口部１５０の覆いを外すのに十分なだけ、シーティング面２００は第２シールリップの中に最大限凹んでおり、また、ピストン１４０はシート面２００に向かって閉鎖方向へと更に上方に移動しており、それにより通路１１８及びチャンバー１３８中の増加した圧力は１つ若しくは複数の開口部を通してバルブケーシング１３２の周囲にガスシリンダー内部へと逃がされる。通路１１８及びチャンバー１３８中の圧力が減少して既定値を下回ると、シールリップ２０８中に蓄えられた図２の位置へ戻ろうとする変形エネルギーによって、ピストン１４０は再び下方向へ動き、シールリップ２０８は再び変形していない若しくは凹んでいない位置となり、シールリップ２０６は再び１つ若しくは複数の開口部を覆い、それによりこの１つ若しくは複数の開口部１５０とチャンバー１３８との連絡を遮断する。
【００３１】
（図２で）レベルバルブ１５２が閉じているときの充填最大圧力が１２×１０５Ｐａだと仮定すると、例えば、チャンバー１３８及び連通する流入通路／流出通路若しくはポート１１８内の圧力が１６×１０５Ｐａを越えない限り開口部１５０がシールリップ２０６によって覆われる図２に示される常時閉位置に単一な一体型シール２０４がとどまるように設計されている。しかしながら、もし例えばその後に昇温してチャンバー１３８及び流入／流出の通路若しくは管１１８の中の圧力が１６×１０５Ｐａの閾値を越えた場合、１つ若しくは複数の開口部１５０の覆いが外れるまで第２シールリップ２０８の撓み若しくは変形によりシールバルブピストン１４０は更に上方に移動し、それによりチャンバー１３８及び通路若しくはポート１１８からの増加圧力をガスシリンダー内部中へ逃がす。
【００３２】
次に、１つ若しくは複数の開口部１５０と協働したシールリップ２０６の変形実施例を示すような図４を参照していく。ピストン１４０が上向きに動くときに１つ若しくは複数の開口部１５０の覆いを外す助けとなるように、チャンバー１３８中の圧力が既定の閾値を越えたときにピストン１４０の本体２０２に対して上向きに付勢される若しくは撓むように適合された変更シールリップ３０６以外は、この変形実施例は、図２及び３の実施例と概ね一致している。この変形シールリップ２０６の上方向に変形した若しくは撓んだ位置が図４に示されている。
【００３３】
変形シールリップ３０６は、ピストン本体部材２０２の下部から離れながらテーパされた下方向外向きに傾斜した足部分３０６Ａと、ケーシングの内壁と漏れなしに係合している軸方向に延在した端部の足３０６Ｂとを有している。図４に示されるように、シールリップ３０６が撓んでいない位置にあるときの傾斜した足部分３０６Ａとピストン本体部材２０２との間に概ね三角形の空間３０８が形成される。図５で示されるような、シールリップ３０６が撓んでいる位置では、傾斜した足部分３０６Ａはピストン本体部材２０２の下端部と接触して上向きに撓んでいる。シールリップ３０６のこの撓み位置では、シールリップは潰されて、それによりケーシングの長手軸Ａの方向の軸方向の寸法が小さくなる。前述した実施例のように、ケーシング通路１１８若しくはチャンバー１３８中の圧力が既定の閾値を越えない限りシールリップのエラストマー材料はそこでの撓み若しくは潰れに屈しない。
【００３４】
別の実施例では、１つ若しくは複数の開口部１５０と協働する変形可能な若しくは潰れることが可能な変形シールリップ３０６は、バルブチャンバー１３８の中の圧力が既定の閾値を越えたときに１つ若しくは複数の開口部１５０とバルブチャンバー１３８の連絡が確立するべく１つ若しくは複数の開口部１５０の覆いを外す唯一の手段として用いられてもよいことが指摘されている。したがってこの実施例では、既定の圧力値よりも高いチャンバー１３８の圧力の影響を受けているときにバルブピストン１４０はバルブシート２００へ向かって通気位置へ更に移動することはできないが、変形シールリップ３０６だけはピストン本体部材２０２に対して撓み、それにより１つ若しくは複数の開口部１５０の覆いが外れて、バルブチャンバー１３８と連通するような撓み位置若しくは通気位置へと達する。
【００３５】
したがって、ガスバルブの全体の構造が単純化され、それにより図１の先行技術のガスバルブのシールリング６４を取除き、好適実施例では、先行技術のバルブピストン４０の２つのシールリング４２及び４６を、２つのシールリップ２０８及び２０６を有するような単一の一体型シール部材２０４に置換えている。すなわち、第１シールリップ２０６はバルブケーシング１３２の円筒形内面に接触させて隙間なくシールしたり、通気開口部１５０を覆う若しくは覆いを外すためのものであり、第２シールリップ２０８はバルブケーシング１３２の内部でテーパされたシート面２００と協働する。単一の一体型シール部材２０４は、バルブピストン１４０の、真鍮本体２０２で有り得るような金属本体２０２へ加硫によって結合されるような弾性ゴム材料で構成されるのが好ましい。
【００３６】
図２及び３に示される本発明のバルブと、図１に示されるような先行技術のバルブとの間の更なる違いは本発明にしたがったバルブの二部品ケーシング１３２であり、該二部品ケーシング１３２は、バルブピストン１４０を含むバルブケーシング１３２の上側部分１３２−２の下端部に結合され、レベルバルブ１５２が中に配置されたケーシング下側部分１３２−１を有している。
【００３７】
更に、バルブケーシング１３２の上側部分１３２−２の上端部は１６０でガスタップの本体１０中へねじこまれ、それによりケーシング１３２の流入／流出の通路若しくはポート１１８はガスタップ本体１０の流入／流出の通路若しくはポート１１８Ａと連通する。更に、安全弁２６とガスシリンダー内部との間の連絡を設ける通路１２４は、流入／流出の通路若しくは１１８Ａの周囲に同軸でなく、半径方向にずらして配置されている。
【００３８】
本発明は、上述の実施例に制限されるものではなく、本発明の範囲から外れることなしに当業者によって多くの修正若しくは変更がなされてもよいことが示されている。
【００３９】
【発明の効果】
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、米国特許第５，４８７，４０４号に説明されている従来技術にしたがった、双方向バルブを備えたガスタップを示している。
【図２】図２は、本発明にしたがった、最大充填圧力の影響を受けているような閉位置にある双方向タップを示している。
【図３】図３は、図１と類似の図であるが、より高い圧力下でバルブケーシングの中の通気開口部の覆いが外れ、ケーシング内部と連通しているようなシール装置若しくはバルブタップのピストンを示している。
【図４】図４は、シールが通気開口部の遮断位置にあるような、双方向バルブの通気開口部シールの別の実施例の断面の細部を示したものである。
【図５】図５は、シールが通気開口部の開位置にあるような、双方向バルブの通気開口部シールの別の実施例の断面の細部を示したものである。
【符号の説明】
１０　金属本体
１２　ねじ山
１４　閉鎖部材
１６、４６、５４　シール
１８　流入管／流出管
２０　流入／流出のポート
２２　結合ソケット
２４、４８　通路
２６　安全弁
３０　双方向バルブ
３２　管状ケーシング
３４、３６　横方向の孔
３８　円筒形チャンバー
４０　ピストン
４２、６４　Ｏリング
４４　ばね
５０　通気開口部
５２　レベルバルブ
５６　カム
５８　Ｕ字型ジョイント
６２　フロート
１１８　流入通路
１１８Ａ　流入／流出の通路若しくはポート
１２４　通路
１３０　双方向バルブ
１３２　バルブケーシング
１３２−１　ケーシング下側部分
１３２−２　ケーシング上側部分
１３４、１３６　横方向の孔
１３８　ケーシングチャンバー
１４０　ピストン
１４４　ばね
１４８　中央通路
１５０　通気開口部
１５２　レベル制御バルブ
１６０　ねじこまれる位置
１６２　フロート
２００　シーティング面
２０２　金属本体部材
２０４　単一の一体型シール部材
２０６　第１シールリップ
２０７　環状の中間部分
２０８　第２シールリップ
２１０　面
２１２　シール面
３０６　シールリップ
３０６Ａ　下方向外向きに傾斜した足部分
３０６Ｂ　軸方向に延在した端部の足
３０８　概ね三角形の空間
Ａ　軸線
Ｇ　くさび形のギャップ
【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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