(57)【要約】  バルブは、バルブキャップ、バルブ本体、および、バルブキャップとバルブ本体との間に位置づけられるダイヤフラム、を有する。バルブは、作動システムによりプランジャーがダイヤフラムと係合する閉位置とプランジャーがダイヤフラムから離れる開位置との間で動作可能な複数のプランジャーをさらに有する。各プランジャーは、作動システムに接続される基部、基部とダイヤフラムとの間で延びる上部、および、プランジャーが開位置の時にダイヤフラムから離れた上部を付勢する付勢機構、を有する。基部は、そこから離れて突出する頭部を備えている。上部は、基部の頭部と接触する足部を備えている。接するように接触ポイントは、作動の構成要素とバルブ本体内の作動システムのずれを防ぐ付勢機構との間に提供される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バルブキャップと、バルブ本体と、ダイヤフラムと、複数のプランジャーと、作動システムと、を有するバルブであって、
前記バルブキャップは、貫通する複数のプロセス導管を備え、前記複数のプロセス導管のそれぞれは、バルブキャップ接合面におけるプロセスポートで終了し、
前記バルブ本体は、前記バルブキャップ接合面と対向するバルブ本体接合面と、そこで延びる複数のプランジャー通路と、を備え、
前記ダイヤフラムは、前記バルブキャップ接合面と前記バルブ本体接合面との間に前記プロセスポートと交差するように位置づけられており、
前記複数のプランジャーのそれぞれは、前記複数のプランジャー通路の対応するプランジャー通路に位置づけられ、前記プランジャーが前記ダイヤフラムと係合する閉位置と前記プランジャーが前記ダイヤフラムから離れる開位置との間で移動可能であり、
前記作動システムは、前記閉位置と前記開位置との間で前記複数のプランジャーのそれぞれを動かし、
前記複数のプランジャーのそれぞれは、
（ｉ）前記作動システムに接続され、そこから離れて突出する頭部を有する基部と、
（ｉｉ）前記基部と前記ダイヤフラムとの間で延び、前記基部の頭部と接する足部を有する上部と、
（ｉｉｉ）前記プランジャーが開位置にある場合、前記ダイヤフラムから離れて前記上部を付勢するプランジャー付勢機構と、を有する
ことを特徴とするバルブ。
【請求項２】
前記上部の足部が、前記基部の頭部と接するように接触する
ことを特徴とする請求項１に記載のバルブ。
【請求項３】
前記基部の頭部、または、前記上部の足部の少なくとも一方が、円形の構造であり、他方が、平らまたは円形の構造である
ことを特徴とする請求項２に記載のバルブ。
【請求項４】
前記基部の頭部が、平らな構造であり、
前記上部の足部が、円形構造である
ことを特徴とする請求項３に記載のバルブ。
【請求項５】
前記バルブ本体の前記複数のプランジャーの通路のそれぞれが、肩部を有し、
前記肩部が、前記肩部と前記バルブ本体接合面との間の前記通路のより狭い部分を定義し、
前記複数のプランジャーのそれぞれの上部が、前記上部のダイヤフラム係合部が前記足部より狭く、かつ、前記通路のより狭い部分で移動可能なサイズと形状である
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のバルブ。
【請求項６】
前記複数のプランジャーのそれぞれの前記プランジャー付勢機構が、対応する前記複数のプランジャー通路の１つの肩部と前記プランジャーの上部の足部との間に配置されている
ことを特徴とする請求項５に記載のバルブ。
【請求項７】
前記プランジャー付勢機構が、スプリングである
ことを特徴とする請求項６に記載のバルブ。
【請求項８】
前記作動システムが、ピストンで構成されている
ことを特徴とする請求項１〜７にいずれか一項に記載のバルブ。
【請求項９】
前記作動システムは、プッシュ板と、ベアリングと、をさらに有し、
前記プッシュ板は、そこに形成される水平方向に中心に配置されるベアリング収容部を備え、前記複数のプランジャーの少なくとも１つが、前記プッシュ板に取り付けられ、
前記ベアリングは、前記プッシュ板のベアリング収容部に位置づけられそこから突出し、
前記ベアリングの突出する突出部は、前記ピストンと接するように接触し、前記ピストンと前記プッシュ板との間で単一の接触点である
ことを特徴とする請求項８に記載のバルブ。
【請求項１０】
前記作動システムは、前記作動システムのピストンを上方向に付勢するピストン付勢機構をさらに有し、
前記ピストン付勢機構が、そこに形成される水平方向に中心に配置されるベアリング収容部を備えた支持部と、前記支持部の一部と前記ピストンとの間に位置づけられるピストン付勢要素と、前記ピストンに向かって支持部を調節可能に押圧する下部キャップねじと、前記支持部のベアリング収容部に配置されてそこから突出するベアリングと、を有し、
前記ベアリングの突出する突出部は、前記底部キャップねじと接するように接触し、前記支持部と前記底部キャップねじとの間で単一の接触点である
ことを特徴とする請求項８又は９に記載のバルブ。
【請求項１１】
前記支持部は、ベルビルワッシャサポートであり、前記ピストン付勢要素は、ベルビルワッシャアセンブリである
ことを特徴とする請求項１０に記載のバルブ。
【請求項１２】
バルブキャップを有するバルブ用バルブアセンブリであって、
前記バルブキャップは、貫通する複数のプロセス通路を備え、
前記複数のプロセス通路のそれぞれが、バルブキャップ接合面におけるプロセスポートで終わり、
バルブが、前記プロセスポートと交差して位置づけられるダイヤフラムをさらに有し、
前記バルブアセンブリが、前記バルブキャップ接合面と対向するバルブ本体接合面を有するバルブ本体と、複数のプランジャーと、作動システムと、を有し、
前記バルブ本体が、そこで延びる複数のプランジャー通路を備え、
前記複数のプランジャーのそれぞれが、前記複数のプランジャー通路の対応するプランジャー通路に位置づけられ、前記プランジャーが前記ダイヤフラムと係合する閉位置と前記プランジャーが前記ダイヤフラムから離れる開位置との間で移動可能であり、
前記作動システムが、前記閉位置と前記開位置との間で前記複数のプランジャーのそれぞれを動かし、
前記複数のプランジャーのそれぞれは、
（ｉ）前記作動システムに接続され、そこから離れて突出する頭部を有する基部と、
（ｉｉ）前記基部と前記ダイヤフラムとの間で延び、前記基部の頭部で接する足部を有する上部と、
（ｉｉｉ）前記プランジャーが閉位置にある場合、前記ダイヤフラムから離れて前記上部を付勢する付勢機構と、を有する
ことを特徴とするバルブキャップを有するバルブ用バルブアセンブリ。
【請求項１３】
前記上部の足部が、前記基部の頭部と接するように接触する
ことを特徴とする請求項１２に記載のバルブアセンブリ。
【請求項１４】
前記基部の頭部の少なくとも１つ、または、前記上部の足部のいずれか一方が、円形構造であり、他方が、平らまたは円形構造である
ことを特徴とする請求項１３に記載のバルブアセンブリ。
【請求項１５】
前記基部の頭部が、平らな構造であり、
前記上部の足部が、円形構造である
ことを特徴とする請求項１４に記載のバルブアセンブリ。
【請求項１６】
前記バルブ本体の前記複数のプランジャー通路のそれぞれが、肩部を有し、
前記肩部が、前記肩部と前記バルブ本体接合面との間の前記通路のより狭い部分を定義し、
前記複数のプランジャーのそれぞれの上部が、前記上部のダイヤフラム係合部が前記足部より狭く、前記通路のより狭い部分で移動可能なサイズと形状である
ことを特徴とする請求項１２〜１５のいずれか一項に記載のバルブアセンブリ。
【請求項１７】
前記複数のプランジャーのそれぞれの付勢機構は、対応する前記複数のプランジャー通路の１つの肩部と前記プランジャーの上部の足部との間に配置されている
ことを特徴とする請求項１６に記載のバルブアセンブリ。
【請求項１８】
前記付勢機構が、スプリングである
ことを特徴とする請求項１７に記載のバルブアセンブリ。
【請求項１９】
前記作動システムが、ピストンで構成されている
ことを特徴とする請求項１１〜１８のいずれか一項に記載のバルブアセンブリ。
【請求項２０】
前記作動システムが、プッシュ板と、ベアリングと、をさらに有し、
前記プッシュ板は、そこに形成される水平方向に中心に配置されるベアリング収容部を備え、前記複数のプランジャーの少なくとも１つが、前記プッシュ板に取り付けられ、
前記ベアリングは、前記プッシュ板のベアリング収容部に位置づけられそこから突出し、
前記ベアリングの突出する突出部が、前記ピストンと接するように接触し、前記ピストンと前記プッシュ板との間の単一の接触点である
ことを特徴とする請求項１９に記載のバルブアセンブリ。
【請求項２１】
前記作動システムは、前記作動システムのピストンを上方向に付勢するピストン付勢機構をさらに有し、
前記ピストン付勢機構が、そこに形成される水平方向に中心に配置されるベアリング収容部を備えた支持部と、前記支持部の一部と前記ピストンとの間に位置づけられるピストン付勢要素と、前記ピストンに向かって支持部を調節可能に押圧する下部キャップねじと、前記支持部のベアリング収容部に配置されてそこから突出するベアリングと、を有し、
前記ベアリングの突出する突出部は、前記底部キャップねじと接するように接触し、前記支持部と前記底部キャップねじとの間で単一の接触点である
ことを特徴とする請求項１９又は２０に記載のバルブアセンブリ。前記支持部は、ベルビルワッシャサポートであり、前記ピストン付勢要素は、ベルビルワッシャアセンブリであることを特徴とする請求項２１に記載のバルブアセンブリ。
【請求項２２】
バルブキャップと、バルブ本体と、ダイヤフラムと、複数のプランジャーと、作動システムと、付勢機構と、を有するバルブであって、
前記バルブキャップは、貫通する複数のプロセス導管を備え、
前記プロセス通路のそれぞれが、バルブキャップ接合面におけるプロセスポートで終わり、
前記バルブ本体が、前記バルブキャップ接合面と対向するバルブ本体接合面と、そこで延びる複数のプランジャー通路と、を備え、
前記ダイヤフラムは、前記バルブキャップ接合面と前記バルブ本体接合面との間に前記プロセスポートと交差するように位置づけられており、
前記複数のプランジャー通路のそれぞれは、前記複数のプランジャー通路の対応するプランジャー通路に位置づけられ、前記プランジャーが前記ダイヤフラムと係合する閉位置と前記プランジャーが前記ダイヤフラムから離れる開位置との間で移動可能であり、
前記作動システムが、前記閉位置と前記開位置との間で前記複数のプランジャーのそれぞれを動かし、そこで形成される水平方向に中心に配置されるベアリング収容部を備えた第１作動構成要素と、前記第１作動構成要素のベアリング収容部に配置されそこから突出する第１ベアリングと、で構成され、
前記第１ベアリングの突出する突出部が、前記作動システムの第２作動構成要素と接するように接触し、前記第１作動構成要素と前記第２作動構成要素との間で単一の接触点であり、
前記付勢機構が、前記作動システムの第２作動構成要素を上方向に付勢し、そこで形成される水平方向に中央に配置されるベアリング収容部を有する第１付勢構成要素と、前記第１付勢構成要素の一部と前記第２作動構成要素との間に位置づけられる付勢要素と、前記第１付勢構成要素のベアリング収容部に配置されそこから突出する第２ベアリングと、で構成され、
前記第２ベアリングの突出する突出部が、前記付勢システムの第２付勢構成要素と接するように接触し、前記第１付勢構成要素と前記第２付勢構成要素との間で単一の接触点である
ことを特徴とするバルブ。
【請求項２３】
前記第１作動構成要素が、プッシュ板であり、
前記第２作動構成要素が、ピストンであり、
前記第１付勢構成要素が、支持部であり、
前記第２付勢構成要素が、底部キャップねじである
ことを特徴とする請求項２２に記載のバルブ。
【請求項２４】
前記支持部が、ベルビルワッシャサポートであり、
前記付勢要素が、ベルビルワッシャアセンブリである
ことを特徴とする請求項２３に記載のバルブ
【請求項２５】
バルブキャップと、バルブ本体と、ダイヤフラムと、複数のプランジャーと、作動システムと、を有するバルブであって、
前記バルブキャップは、貫通する複数のプロセス導管を備え、
前記複数のプロセス導管のそれぞれは、バルブキャップ接合面におけるプロセスポートで終了し、
前記バルブ本体は、前記バルブキャップ接合面と対向するバルブ本体接合面と、そこで延びる複数のプランジャー通路と、を備え、
前記ダイヤフラムは、前記バルブキャップ接合面と前記バルブ本体接合面との間に前記プロセスポートと交差するように位置づけられており、
前記複数のプランジャーのそれぞれが、前記複数のプランジャー通路の対応するプランジャー通路に位置づけられ、前記プランジャーが前記ダイヤフラムと係合する閉位置と前記プランジャーが前記ダイヤフラムから離れる開位置との間で移動可能であり、
前記作動システムが、前記閉位置と前記開位置との間で前記複数のプランジャーのそれぞれを動かし、
前記作動システムが、ピストンと、そこで形成される水平方向に中心に配置されるベアリング収容部を備えたプッシュ板と、前記プッシュ板のベアリング収容部に配置されそこから突出するベアリングと、を有し、
前記複数のプランジャーの少なくとも１つが、前記プッシュ板に取り付けられており、
前記ベアリングの突出する突出部が、前記ピストンと接するように接触し、前記ピストンと前記プッシュ板との間で単一の接触点である
ことを特徴とするバルブ。
【請求項２６】
バルブキャップと、バルブ本体と、ダイヤフラムと、複数のプランジャーと、作動システムと、付勢機構と、を有するバルブであって、
前記バルブキャップは、貫通する複数のプロセス導管を備え、
前記複数のプロセス導管のそれぞれは、バルブキャップ接合面におけるプロセスポートで終了し、
前記バルブ本体は、前記バルブキャップ接合面と対向するバルブ本体接合面と、そこで延びる複数のプランジャー通路と、を備え、
前記ダイヤフラムは、前記バルブキャップ接合面と前記バルブ本体接合面との間に前記プロセスポートと交差するように位置づけられており、
前記複数のプランジャーのそれぞれは、前記複数のプランジャー通路の対応するプランジャー通路に位置づけられ、前記プランジャーが前記ダイヤフラムと係合する閉位置と前記プランジャーが前記ダイヤフラムから離れる開位置との間で移動可能であり、
前記作動システムが、前記閉位置と前記開位置との間で前記複数のプランジャーのそれぞれを動かし、
前記作動システムが、ピストンを有し、
前記付勢機構が、前記作動システムのピストンを上方向に付勢し、
前記付勢機構が、そこに形成される水平方向に中心に配置されるベアリング収容部を備えた支持部と、前記支持部の一部と前記ピストンとの間に位置づけられるピストン付勢要素と、前記ピストンに向かって前記支持部を調整可能に押す底部キャップねじと、前記支持部の前記ベアリング収容部内に配置され、そこから突出するベアリングベアリングと、を有し、
前記ベアリングの突出する突出部が、前記底部キャップねじと接するように接触し、前記支持部と前記底部キャップねじとの間で単一の接触点である
ことを特徴とするバルブ。
【請求項２７】
前記支持部が、ベルビルワッシャサポートであり、
前記ピストン付勢要素が、ベルビルワッシャアセンブリである
ことを特徴とする請求項２６に記載のバルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に流体分析システムに関するものであり、特に、改良されたプランジャー、作動システム、及び／または、付勢構造を有するダイヤフラム密閉バルブ、および、同じ構成を有するバルブアセンブリ、に関する。
【背景技術】
【０００２】
当業者で周知のように、クロマトグラフシステム（chromatographic systems）は、再現性のあるサンプル導入や各種カラム切り替え方式（column switching schemes）を可能にするために、バルブの使用に依存する。
【０００３】
さまざまなデザインのダイヤフラムバルブは、クロマトグラフィーアプリケーション（chromatography applications）の技術分野でよく知られている。そのようなダイヤフラム密閉バルブは、多くの市販のガスクロマトグラフィーで用いられている。それらは、それらの物理的サイズやアクチュエータがバルブ自体に内蔵されているので、ガスクロマトグラフィーでより簡単に組み込みやすくされている。これらの特徴は、ガスクロマトグラフィーメーカーに魅力的なものである。
【０００４】
例えば、本出願人によって２００８年１１月５日に提出されＷＯ２００９／０７３９６６として公開された国際公開公報ＰＣＴ／ＣＡ２００８／００２１３８、および、本出願人によってＷＯ２０１０／０６３１２５として公開された国際公開公報ＰＣＴ／ＣＡ２００９／００１７８３で、そのようなダイヤフラム密閉バルブを開示している。また、２００７年５月１５日に発行された米国特許番号７，２１６，５２８、および、２００９年３月１７日に発行された米国特許番号７，５０３，２０３は、それぞれ他の異なるダイヤフラム密閉バルブを開示している。
【０００５】
図１（従来技術）に関して、当技術分野で知られている代表的なダイヤフラム密閉バルブの一例が示されている。バルブ１は、インターフェース（interface）４と複数のポート６を備えた上部ブロック２、を有する。各ポート６は、インターフェース４で開口し、さまざま分析接続金具や管類（図示せず）に接続するためのねじ通路８を有する。ねじ通路８の下部には、上部ブロック２に延び、かつ、インターフェース４におけるポート６で開口する導管が設けられている。ポート６は、ラインに沿って、例えば、環状ラインで、上部ブロック２のインターフェース４上に設けられている。インターフェース４は、ポート６間や周囲の大気からの漏れを最小限にするために、有利に平らに研磨されている。また、バルブ１は、下部ブロック１２と、一般に例えばポリイミド、テフロン（登録商標）（ポリテトラフルオロエチレン）、他のポリマー等の材料で作られるダイヤフラム１４と、を有する。ダイヤフラム１４は、上部ブロックのインターフェース４と下部ブロック１２との間に位置づけられ、凹部１８を有する。凹部１８は、ダイヤフラム１４の中にポート６で形成されたラインに沿って延び、上部ブロック２のインターフェース４から離れるように付勢する。ダイヤフラム１４における凹部１８は、下部ブロック１２に作られた対応する凹部２０にかみ合う。これにより、隣接するポート６間の流体循環によりいくつかの隙間ができるようになる。
【０００６】
さらに、バルブ１は、下部ブロック１２に取り付けられた複数のプランジャー１６を有する。各ブランジャーは、２つのポート６間に位置づけられる場所で上部ブロック２に対してダイヤフラム１４を圧迫することができるようにそれぞれ配置されている。望ましくは、図に示されているように、６つのポートバルブの場合において、バルブが停止している際に、３つのプランジャーが上がって、他の３つが下がっていることが好ましい。プランジャーが上がっている時、それらは上部ブロック２に対してダイヤフラム１４を圧迫し、ダイヤフラムの凹部１８で作られる導管を閉じる。その結果、流体循環は、ブロックされる。下部ブロック１２は、適切な位置でプランジャー１６および作動システムを保持する。
【０００７】
プランジャー１６の一方を「通常開（normally open）」、他方を「通常閉(normally closed)」として称するのが一般的である。通常開のプランジャー１６は、下方に、すなわち、ダイヤフラム１４から離れるように付勢するので、通常、隣接する２つのポート６間の流体循環を可能にする。通常閉のプランジャー１６は、上方に、すなわち、ダイヤフラム１４に向かって付勢するので、隣接する２つのポート６間の流体循環をブロックする。ユーザは、例えば、通常開および通常閉のプランジャー１６を上方や下方にそれぞれスライドさせることにより、プランジャー１６の位置を変えるために、バルブ１を作動させることができる。
【０００８】
バルブが多くの用途において効果的であることが見出されているが、バルブの作動システムの構成要素は、ハイレベルの機械公差で機械加工されなければならなく、組立中や試験中に特別な手順が必要とされる。例えば、任意の弁の内部で、ブランジャーが精密に同じ長さを有することを確実にするために、プランジャーはその長さで分類されなければならない。また、プランジャーが、シリンダー本体のプランジャー通路に合わせて中央に配置されることを確実にし、かつ、時間をかけて中心に保持することが示されることに注意が必要である。実際、摩擦は、バルブの性能に影響を与える摩耗や結果として生じる粒子を最終的に生成する。このため、特別な位置決めピン及び正確な位置合わせマーク（alignment marks）がしばしば必要とされる。また、構成要素の正確なアセンブリは、熟練した組立技術者を必要とし、また、組立工程を長くし費用がかかる。
【０００９】
上述の点を考慮して、その設計や構成部品によって、上述の従来技術の問題のいくつかを克服する、または、少なくとも最小限にすることができる改善されたバルブが必要とされる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
第１の一般的な態様によれば、貫通する複数のプロセス導管を有するバルブキャップで構成されるバルブが提供される。複数のプロセス導管のそれぞれは、バルブキャップ接合面におけるプロセスポートで終了する。また、前記バルブは、バルブキャップ接合面と向かい合うバルブ本体接合面を備えたバルブ本体を有する。バルブ本体は、そこの中で延びる複数のプランジャー通路を有する。また、バルブは、プロセスポートおよび複数のプランジャーと交差し、バルブキャップ接合面とバルブ本体接合面との間に位置づけられるダイヤフラムを有する。複数のプランジャーのそれぞれは、複数のプランジャー通路の対応するプランジャー通路に位置づけられ、プランジャーがダイヤフラムと係合する閉位置とプランジャーがダイヤフラムから離れる開位置との間で移動可能である。さらに、バルブは、複数のプランジャーのそれぞれを閉位置と開位置との間で動かす作動システムを有する。複数のプランジャーのそれぞれは、作動システムに接続され、そこから離れて突出する頭部を有する基部と、基部とダイヤフラムとの間で延び、基部の頭部と接する足部を有する上部と、プランジャーが開位置にある場合にダイヤフラムから離れて前記上部を付勢するプランジャー付勢機構と、を有する。
【００１１】
他の一般的な態様によれば、貫通する複数のプロセス通路を備えたバルブキャップと、ダイヤフラムと、を有するバルブのバルブアセンブリが提供される。複数のプロセス導管のそれぞれは、バルブキャップ接合面におけるプロセスポートで終わる。ダイヤフラムは、プロセスポートで交差し位置づけられる。バルブアセンブリは、バルブキャップ接合面と向かい合うバルブ本体接合面を有するバルブ本体で構成される。バルブ本体は、そこの中で延びる複数のプランジャー通路を有する。バルブアセンブリは、また、複数のプランジャーを含む。複数のプランジャーのそれぞれは、複数のプランジャー通路の対応するプランジャー通路に位置づけられ、プランジャーがダイヤフラムと係合する閉位置とプランジャーがダイヤフラムから離れる開位置で移動可能である。バルブアセンブリは、また、閉位置と開位置との間で複数のプランジャーのそれぞれを動かす作動システムを有する。複数のプランジャーのそれぞれが、作動システムに接続され、そこから離れて突出する頭部を備えた基部と、基部とダイヤフラムとの間で延び、基部の頭部で接触する足部を備えた上部と、プランジャーが閉位置にあるときにダイヤフラムから離れて上部を付勢する付勢機構と、を有する。
【００１２】
実施形態において、上部の足部は、基部の頭部で接するように接触する。
【００１３】
実施形態において、基部の頭部の少なくとも１つ、または、上部の足部が、円形の構造であり、他方の一つが、平らまたは円形の構造のいずれかである。
【００１４】
実施形態において、基部の頭部が、平らな構造であり、基部の足部が、円形の構造である。
【００１５】
実施形態において、バルブ本体の複数のプランジャーの通路のそれぞれが肩部を有する。肩部は、肩部とバルブ本体接合面との間で通路より狭い部分を定義する。複数のプランジャーのそれぞれの上部が、上部のダイヤフラム係合部が足部より狭く、通路のより狭い部分で移動可能なサイズと形状である。
【００１６】
実施形態において、複数のプランジャーのそれぞれのプランジャー付勢機構が、対応する複数のプランジャー通路の１つの肩部とプランジャーの上部の足部との間に配置されている。
【００１７】
実施形態において、プランジャー付勢機構は、スプリングである。
【００１８】
実施形態において、作動システムが、ピストンで構成される。
【００１９】
実施形態において、作動システムは、そこに形成される水平に中心に配置されるベアリング収容部を備えたプッシュ板と、プッシュ板のベアリング収容部内に配置されそこから突出するベアリングと、をさらに有する。ベアリングの突出する部分は、ピストンと接するように接触し、ピストンとプッシュ板との間で単一の接触点である。複数のプランジャーの少なくとも１つは、プッシュ板に取り付けられている。
【００２０】
実施形態において、作動システムは、作動システムのピストンを上方向に付勢するピストン付勢機構をさらに有する。ピストン付勢機構が、そこに形成される水平に中心に配置されるベアリング収容部を備えた支持部と、支持部の一部と前記ピストンとの間に位置づけられるピストン付勢要素と、ピストンに向かって支持部を調節可能に押圧する下部キャップねじと、支持部のベアリング収容部に配置されてそこから突出するベアリングと、を有する。ベアリングの突出する部分は、底部キャップねじと接するように接触し、支持部と底部キャップねじとの間で単一の接触点である。
【００２１】
実施形態において、支持部は、ベルビルワッシャサポートであり、ピストン付勢要素は、ベルビルワッシャアセンブリである。
【００２２】
別の一般的な態様によれば、貫通する複数のプロセス導管を有するバルブキャップを備えたバルブを提供する。プロセス導管のそれぞれは、バルブキャップ接合面におけるプロセスポートで終わる。また、バルブは、バルブキャップ接合面と向かい合うバルブ本体接合面を備えたバルブ本体、を有する。バルブ本体は、その中で延びる複数のプランジャー通路を有する。また、バルブは、プロセスポートおよび複数のプランジャーで交差し、バルブキャップ接合面とバルブ本体接合面との間に位置づけられるダイヤフラムを有する。複数のプランジャーのそれぞれが、複数のプランジャー通路の対応するプランジャー通路に位置づけられ、プランジャーがダイヤフラムと係合する閉位置とプランジャーがダイヤフラムと離れる開位置との間で移動可能である。また、バルブは、閉位置と開位置との間で複数のプランジャーのそれぞれを動かす作動システムをさらに有する。作動システムは、そこで形成される水平に中心に配置されるベアリング収容部を備えた第１作動構成要素と、前記第１作動構成要素のベアリング収容部に配置されそこから突出する第１ベアリングと、を有する。第１ベアリングの突出する部分が、作動システムの第２作動構成要素と接するように接触し、第１作動構成要素と第２作動構成要素との間で単一の接触点である。また、バルブは、作動システムの第２作動構成要素を上方向に付勢する付勢機構を有する。付勢機構は、そこで形成され水平で中心に配置されるベアリング収容部と、第１付勢構成要素の部分と第２作動構成要素との間に位置づけられる付勢要素と、第１付勢構成要素のベアリング収容部に位置づけられそこから突出する第２ベアリングと、を備えた第１付勢構成要素を有する。第２ベアリングの突出する部分が、付勢システムの第２付勢構成要素と接するように接触し、第１付勢構成要素と前記第２付勢構成要素との間の単一の接触点である。
【００２３】
実施形態において、第１作動構成要素がプッシュ板であり、第２作動構成要素がピストンであり、第１付勢構成要素が支持部であり、そして、第２付勢構成要素が底部キャップねじである。
【００２４】
実施形態において、支持部はベルビルワッシャ−支持部（Belleville washer support）であり、付勢要素はベルビルワッシャアセンブリ（Belleville washer assembly）である。
【００２５】
他の一般的な態様によれば、貫通する複数のプロセス導管を有するバルブキャップを備えたバルブが、提供される。複数のプロセス導管のそれぞれは、バルブキャップ接合面におけるプロセスポートで終わる。また、バルブは、バルブキャップ接合面と向かい合うバルブ本体接合面を備えたバルブ本体を有する。バルブ本体は、そこの中で延びる複数のプランジャー通路を有する。また、バルブは、プロセスポートおよび複数のプランジャーと交差し、バルブキャップ接合面とバルブ本体接合面との間に位置づけられるダイヤフラムを有する。複数のプランジャーのそれぞれが、複数のプランジャー通路の対応するプランジャー通路に位置づけられ、プランジャーがダイヤフラムと係合する閉位置とプランジャーがダイヤフラムから離れる開位置との間で動くことができる。また、バルブは、閉位置と開位置との間で複数のプランジャーのそれぞれを動かす作動システムを有する。作動システムは、ピストンと、そこで形成される水平に中心に配置されるベアリング収容部を備えたプッシュ板と、プッシュ板に取り付けられた複数のプランジャーの少なくとも１つと、プッシュ板のベアリング収容部内に配置されそこから突出するベアリングと、を有する。ベアリングの突出する部分は、ピストンと接するように接触し、ピストンとプッシュ板との間で単一の接触点である。
【００２６】
別の一般的な態様によれば、貫通する複数のプロセス導管を有するバルブキャップを備えた、バルブが提供される。複数のプロセス導管のそれぞれが、バルブキャップ接合面におけるプロセスポートで終わる。また、バルブは、バルブキャップと向かい合うバルブ本体接合面を備えたバルブ本体、を有する。バルブ本体は、そこの中で延びる複数のプランジャー通路を有する。また、バルブは、プロセスポートおよび複数のプランジャーで交差し、バルブキャップ接合面とバルブ本体接合面との間に位置づけられるダイヤフラムを有する。複数のプランジャーのそれぞれが、複数のプランジャー通路の対応するプランジャー通路に位置づけられ、プランジャーがダイヤフラムと係合する閉位置と前記プランジャーがダイヤフラムから離れる開位置との間で動くことができる。また、バルブは、閉位置と開位置との間で複数のプランジャーのそれぞれを動かすピストンを備えた作動システムを有する。また、バルブは、作動システムのピストンを上方向に付勢する付勢機構を有する。付勢機構が、そこに形成される水平で中心に配置されるベアリング収容部を備えた支持部と、支持部の一部と前記ピストンとの間に位置づけられるピストン付勢要素と、ピストンに向かって支持部を調整可能に押す底部キャップねじと、支持部の前記ベアリング収容部内に配置されそこから突出するベアリングと、を有する。ベアリングの突出する部分が、底部キャップねじと接するように接触し、支持部と底部キャップねじとの間で単一の接触点である。
【００２７】
有利には、上述のバルブが、公知のバルブと同じ性能を提供し、その一方で生産コストや生産速度でプラスの効果があるより少ない機械的公差、小さなチューニング、より少ないアセンブリ時間、より少ないテスト時間、を提供する。
【００２８】
他の目的、利点および特徴は、添付の図面を参照して、例示の目的のみのために与えられ、その好ましい実施形態の以下の非制限的な説明を読めばより明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】（従来技術）従来知られている部分的に透明性の周知のダイヤフラム密閉バルブの分解斜視図である。
【図２】実施形態によるダイヤフラム密閉バルブの上面図である。
【図３】図２のＶ−Ｖ線に沿うダイヤフラム密閉バルブの断面図である。
【図３Ａ】図３の３Ａの部分拡大図である。
【図３Ｂ】図３の３Ｂの部分拡大図である。
【図４】図２のＶＩ−ＶＩ線に沿うダイヤフラム密閉バルブの断面図である。
【図４Ａ】図４の４Ａの部分拡大図である。
【図４Ｂ】図２のＶＩ−ＶＩ線に沿うダイヤフラム密閉バルブの断面図であり、ロックピンが取り外されている。
【図５】図２のＩＶ−ＩＶ線に沿うダイヤフラム密閉バルブの断面図である。
【図６Ａ】実施形態によるバルブキャップの上面図である。
【図６Ｂ】図６ＡのＢ−Ｂ線に沿うバルブキャップの断面図である。
【図６Ｃ】図６ＡのＣ−Ｃ線に沿うバルブキャップの断面図である。
【図６Ｄ】図６Ａのバルブキャップの底面斜視図である。
【図６Ｅ】図６Ａのバルブキャップの上面斜視図である。
【図７Ａ】実施形態によるバルブ本体のシリンダーの上面図である。
【図７Ｂ】図７Ａのシリンダーの底面斜視図である。
【図７Ｃ】図７ＡのＣ−Ｃ線に沿うシリンダーの断面図である。
【図７Ｄ】図７Ｃにおける７Ｄの部分拡大図である。
【図８Ａ】実施形態によるダイヤフラムの底面図である。
【図８Ｂ】図８ＡのＢ−Ｂ線に沿うダイヤフラムの断面図である。
【図８Ｃ】図８Ｂにおける８Ｃの部分拡大図である。
【図８Ｄ】図８Ａのダイヤフラムの上面斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下の説明において、同一符号は、同じ要素である。本明細書や図面に記載された実施形態、幾何学的形状、材料は、好ましい実施形態だけであり、例示目的のためである。
【００３１】
また、バルブとバルブアセンブリの実施形態、および、その対応する部品は、ここで説明されて示されている特定の幾何学的構成から成っているが、それらの構成部品や形状のすべてが、絶対必要ということではない。よって、限定的な意味で解釈すべきではない。他の適切な構成要素およびその間の協力、同様に、適切な幾何学的形状は、バルブやバルブアセンブリに用いることが可能であることが当業者には理解されるだろう。また、ここでは簡単に説明されているが、当業者により容易に推論されることができるだろう。また、「上」、「下」、「左」、「右」などのような位置の記述は、特に断らない限り、図の前後関係で解釈されるべきであり、限定とみなされるべきではないことが理解されるであろう。
【００３２】
図２〜５に関して、実施形態に係るダイヤフラム密閉バルブタイプのバルブ３０が示されている。そのようなバルブは、さまざまなタイプの分析機器、特に、クロマトグラフィー装置やオンライン分析装置に用いられることができる。
【００３３】
図２〜５に示されているように、バルブ３０は、５つの主要素：バルブキャップ３２、バルブ本体３３、バルブキャップ３２とバルブ本体３３との間に圧縮して位置づけられるダイヤフラム３６、複数のプランジャー８３、及び、作動システム２２０、を有する。バルブ３０は、シリンダー３４と底部キャップ４０を含んでもよい。または、バルブ本体３３を形成し、バルブ本体３３に搭載される複数のプランジャー８２や作動システム２２０の作動機構９６を取り付けることが可能な他の同等の構成を有してもよい。
【００３４】
［バルブキャップ］
また、図２〜５、及び、追加の図６Ａ〜６Ｅに関して、実施形態に係るバルブキャップ３２が示されている。図示されている実施形態において、バルブキャップ３２は、接合面（以下、バルブキャップ接合面４２と称す）を通って延びる複数のプロセス導管４４を有する。このバルブキャップ接合面４２は、平らで且つ滑らかである。バルブが組み立てられた際（図３〜５に示すように）、バルブキャップ接合面４２は、ダイヤフラム３６と接する。各プロセス導管４４は、バルブキャップ接触面４２で開口するプロセスポート４６で終わる。実施形態において、プロセスポート４６は、バルブキャップ接合面４２に環状に設けられている。
【００３５】
図６Ｃに最良に示すように、実施形態において、プロセス導管４４のそれぞれは、配管接続を収容するための大きなねじ穴４８と、プロセスポート４６で終わる小さな流体通路５０と、によって形成されている。
【００３６】
図に示す実施形態では、バルブキャップ３２は、シリンダー形状を有し、例えば、限定されることなく、電気化学的に研磨されたステンレス鋼で作られている。また、バルブキャップ３２は、ソケット頭部キャップねじ５４を収容するねじ穴５２を有し、バルブキャップ３２をシリンダー３４に取り付ける。図４に示されているように、実施形態において、付勢機構５５、例えば、限定されることなく、ベルビルワッシャースタック（Belleville washer stack）は、バルブが受けるかもしれない温度変化とは関係なく、バルブキャップ３２とバルブ本体３３との間のダイヤフラム３６上に一定の圧力を維持するために、ソケット頭部キャップねじ５４とねじ穴５２との間に設けられている。
【００３７】
もちろん、シリンダー３４にバルブキャップ３２を保持するために他の配置を考えることができる。任意に、ポリマーの層でバルブキャップ３２のバルブキャップ接合面４２を覆ってもよい。他の材料で、例えば、セラミックやさまざまな種類のポリマーが、バルブキャップ３２又はその一部の材料として使用することができる。バルブキャップ３２が、図に示されている実施形態で円筒状のものとは異なる形状、形態、または、構成を有することができることを当業者は理解するだろう。もちろん、バルブキャップの他の実施形態は、４、８、１０、１２のプロセスポート、または、他の都合のよい数のプロセスポート４６を含んでいてもよい。
【００３８】
［シリンダー］
図３〜５、および、図７Ａ〜７Ｄを参照すると、例示を目的として、バルブ３０のバルブ本体３３のシリンダー３４の１つの実施形態が示されている。上述のバルブキャップ３２と同様に、シリンダー３４は、また接合面（以下、バルブ本体接合面５８と称する）を有する。バルブが組み立てられた際（図３〜５に示すように）、バルブ本体接合面５８は、バルブキャップのバルブキャップ接合面４２と向かい合う。また、バルブ本体接合面５８は、滑らでかつ平らである。バルブ本体接合面５８は、主要凹部６０を備えている。主要凹部６０は、バルブキャップ接合面４２におけるプロセスポート４６の配置と一致する外形を有する。したがって、プロセスポート４６がバルブキャップ接合面４２上に環状に配置されている図で示されている実施形態において、主要凹部６０は、円形の外形である。バルブ構成要素が組み立てられ、バルブが使用できるように準備ができているとき（図３〜５に示すように）、主要凹部６０は、バルブキャップ３２のプロセスポート４６と位置合わせされる。
【００３９】
シリンダーは、複数のプランジャー通路６２を有する。複数のプランジャー通路６２は、シリンダー３４内でそれぞれ延び、２つのプロセスポート４６間の主要凹部６０における一端で開口する。プランジャー通路６２の他端は、バルブ本体キャビティ６３で開口する。
【００４０】
また、シリンダー３４は、ねじ穴６４の第１セットと、ねじ穴６４の第２セットと、を有する。ねじ穴６４の第１セットは、シリンダー３４をバルブキャップに保持するソケット頭部キャップねじ５４を収容する（図７Ａに最良に示す）。ねじ穴６４の第２セットは、シリンダー３４を下部キャップ４０に保持するソケット頭部キャップねじを収容する（図７Ｂに最良に示す）。もちろん、シリンダー３４をバルブキャップ３２や下部キャップ４０に取り付ける他の配置にすることもできる。
【００４１】
［ダイヤフラム］
図８Ａ〜８Ｄを参照すると、バルブ３０のダイヤフラム３６の実施形態が示されている。ダイヤフラム３６は、バルブキャップ３２と対向する第１面７４と、シリンダー３４と対向する第２面７６と、を有する。バルブが組み立てられ、使用する準備ができたときに（図３〜６に示すように）、すなわち、ダイヤフラムがプロセスポート４６にわたって位置づけられているとき、ダイヤフラム４６は、バルブキャップ接合面４２とバルブ本体接合面５８との間に位置づけられる。図８Ｃでより明確に示されているように、ダイヤフラムは、予め形成された変形７８を有することが望ましい。バルブが組み立てられた際に、予め形成された変形７８は、シリンダー３４の主要凹部６０内に横たわっている。ダイヤフラム３６の第１面７４、および、バルブキャップ３２のバルブキャップ接合面４２は、プロセスポート４６間の伝達通路（communication channel）を定義する。
【００４２】
ダイヤフラム３６は、単一のポリマー層又は複数のポリマー層で作られており、薄い金属層があってもなくてもよく、あるいは、金属だけでできていてもよい。例えば、使用することができる金属は、ステンレス鋼３１６、アルミニウム、クロムニッケル鋼、銅、などである。高ガス気密性を必要とする利用において、複数のポリマー層からなるダイヤフラム３６を用いることが好ましい。また、他の利用では、ポリマー層の上に薄い金属層を必要とする。
【００４３】
［漏れ収集（leaks collection）］
図７Ｃと図７Ｄに関して、シリンダー３４は、また漏れ収集システムを備えていてもよい。漏れ収集システムは、プロセスパージチャンネル（process purging channel）６５と、プロセスパージ入口通路６６と、プロセスパージ出口通路６８と、で構成されている。プロセスパージ入口通路６６は、パージラインの入口６７に接続されて、プロセスパージ出口通路６８は、パージラインの出口６９に接続されている。シリンダー３４は、さらに、一対の流体入口７０と、一対の流体出口７２と、を備えていてもよい。一対の流体入口７０は、パージラインの入口６７に接続され、一対の流体出口７２は、パージラインの出口６９に接続されている。
【００４４】
また、シリンダー３４は、作動システム２２０に向かって流体が流れるようにする作動パージ／排出出口通路１１２を備えていてもよい。パージ／排出出口通路１１２間の直径の差が、より小さな直径を有するパージ／排出出口通路１１２からより大きな直径を有するパージ／排出出口通路１２２に移動する流体の流れの方向を決定する。
【００４５】
図６Ｄに示されているように、パージ循環ラインは、バルブキャップ３２のバルブキャップ接合面４２で延びる内側環状通路５１および外側環状通路５３をさらに有することができる。ここで示される実施形態では、流体入口７０および流体出口７２は、それぞれ、内側環状通路５１で開口する第１開口部と、外側環状通路で開口する第２開口部と、を有する。
【００４６】
このような漏れ収集システムの操作は、本願の出願者の上述で記載したPCT/CA2008/002138で詳細に記載されており、参照することによりここで組み込まれ、ここではさらに記載しない。
【００４７】
［プランジャー］
図４、４Ａ、および、４Ｂを参照すると、バルブ３０は、隣接するポート間の伝達（communication）を可能にしたり、防いだりするために、ダイヤフラム３６に係合および解放する複数のプランジャー８２をさらに備えている。プランジャー８２は、それぞれ、シリンダー３４のプランジャー通路６２の１つに位置づけられている。本明細書の文脈において、用語「プランジャー」は、機械力または流体圧力により、または、機械力または流体圧力に対して、駆動される機械部品やアセンブリを意味することを理解されるだろう。
【００４８】
実施形態において、各プランジャー８２は、基部２００と上部２０２とで形成されている。基部２００は、頭部２０１で終了する円筒形状であることが好ましい。頭部２０１は、通路内で上方に突出している。上部２０２は、ダイヤフラム係合部２１５と、足部２０３と、を有することが好ましい。図に示される実施形態では、基部２００および上部２０２は、物理的に付着していないが、接合面２０５で接触する。接合面２０５は、基部２００の頭部２０１と上部２０２の足部２０３との間で接するように接触点を表す。本明細書では、接するように接触点の用語は、接触する２つの面の接線での接点を意味することを理解するだろう。曲面や平面の場合には、接触点は、平面が同じように接触する曲面の接線である。２つの曲面の場合には、接触点は、２つの曲面が接触する共通接線である。
【００４９】
他の実施形態において、当業者は、基部２００の頭部２０１および上部２０２の足部２０３は、基部２００の頭部２０１および上部２０２の足部２０３が平らな構造が存在する接合面で接触することを理解するだろう。したがって、この他の実施形態では、それらの間の接触は、接するように接触ではないだろう。
【００５０】
図４に示すように、図に示されている実施形態では、シリンダー３４のプランジャー通路６２に相当する範囲内で、上部２０２がプランジャーの基部２００の上に配置されている。基部２００の頭部２０１は、平らな構造を示し、その一方で、上部２０２の足部２０３は、丸みを帯びた構造を示す。このため、頭部２０１と足部２０３との間の接触は、基部２００の平らな頭部２０１と上部２０２の丸い足部２０３との接線で生じる。当業者は、別の実施形態において、基部の頭部２０１は、丸い構造を示し、その一方で上部の足部２０３は平らな構造を示すことを理解するだろう。あるいは、それらが、両方丸い構造を示し、それと同時にそれらの間の接するように接触点を提供する。同様に、ベアリングを用いた構成、例えば、以下に記載されるベルビルワッシャサポート（Belleville washer support）や、下部キャップねじ又はピストンや、押し板、に関して、基部２００の頭部２０１と上部２０２の足部２０４との間で、それらの構成要素間の接するように接触点を提供するために用いることもできる。
【００５１】
基部２００の頭部２０１と上部２０２の足部２０３との間の接点が、接するように接触ではない別の実施形態において、基部２００の頭部２０１および上部２０２の足部２０３が、両方とも完全に平らな構成にすることができる。あるいは、基部２００の頭部２０１または上部２０２の足部２０３のいずれか一方が、丸い部分と平らな部分の組み合わせで存在することができる。この実施形態では、基部２００の頭部２０１および上部２０２の足部２０３が、基部２００の頭部２０１と上部２０２の足部２０３の両方が平坦である点で接触する。
【００５２】
図４、４Ａ、および、４Ｂをまた参照すると、図に示される実施形態において、バルブ本体３３のシリンダー３４の各プランジャー通路６２は、肩部２１０を有する。このため、プランジャー通路６２は、肩部２１０とシリンダー３４のバルブ本体接合面との間に狭い部分２０７を有する。そのような肩部２１０に適合するために、各プランジャー８２の上部２０２は、上部２０２の足部２０３と反対側に位置するダイヤフラム係合部２１５が、肩部２１０によって定義される狭い部分２０７内で移動可能なように、サイズ決めされ、形成される。したがって、ダイヤフラム係合部２１５は、対応する上部２０２の足部２０３より狭く、結果として、対応する上部２０２の足部２０３がプランジャー通路６２で移動可能となるが、狭い部分２０７に入ることができないような大きさにされている。
【００５３】
圧力が基部２００によって上部２０２にかからない場合、ダイヤフラム３６から離れて各プランジャー８２の上部２０２を付勢するために、付勢機構２１２が、肩部２１０と上部２０２の足部２０３との間に提供される。例えば、限定されることなく、付勢機構は、ダイヤフラム係合部２１５の一部を囲むスプリング２１２であることができる。このため、スプリングは、上部２０２を下方向に付勢し、足部２０３の上面および肩部２１０の底面に当接する。
【００５４】
対応する基部２００によって圧力がかからない場合、付勢機構が、ダイヤフラム３６から離れて各プランジャー８２の上部２０２を付勢するために設けられている限りは、上述のプランジャーの構成が、肩部２１０なしで適切に機能することを当業者は理解するだろう。
【００５５】
バルブが作動すると、プランジャー８２は、閉位置と開位置との間で、対応する通路６２にスライドすることができる。例えば、図４Bにおいて、右側のプランジャーは閉位置で示されている。その一方で、左側のプランジャーは開位置で示されている。
【００５６】
閉位置では、プランジャー８２は、２つの隣接するポート間でダイヤフラム３６と係合する。このため、それらのポート間のコミュニケーションを遮断する。ダイヤフラム３６の係合は、上方に動いて上部２０２を押し付けるプランジャー８２の基部２００によって達成される。基部２００によって加えられる圧力が、付勢機構を弱める。例えば、スプリング２１２を圧縮することにより、上部２０２が上方に動かされ、ダイヤフラム係合部２１５がダイヤフラム３６と係合する。
【００５７】
開位置では、プランジャー８２がダイヤフラム３６から離れる。このため、２つの隣接するポート間のコミュニケーションを可能にする。基部２００が下方へスライドして上部２０２から離れると、開位置に到達する。圧力がない、または、不十分な圧力により、底部２００によって上部２０２に圧力がかからない場合、付勢機構は、２つの隣接するポート間のコミュニケーションを可能にするために、ダイヤフラム３６から離れて上部２０２を付勢するために作用する。
【００５８】
図に示されている実施形態では、底部２００とプランジャー８２の上部２０２との両方が、円筒形状である。しかしながら、隣接するポート４６間のコミュニケーションが開位置で可能であり、隣接するポート間のコミュニケーションが閉位置で防ぐ、それらが上述の開位置および閉位置となることができる場合には、底部２００と上部２０２は、その円筒形状ではなく他の形状にすることもできると当業者は、理解するだろう。
【００５９】
プランジャー８２の基部２００が、シリンダー３４のバルブ本体接合面５８と完全に垂直でなくても、または、プランジャー８２の基部２００が、プランジャー８２の上部２０２が完全に一直線になっていなくても、基部２００の頭部２０１と各プランジャー８２の上部２０２の足部２０３との間の分離は、垂直にダイヤフラム３６と接触するプランジャー８２の上部２０２のダイヤフラム係合部２１５で生じる。また、何らかの理由で、支持構造（以下に記載される）が、シリンダー３４のバルブ本体接合面５８と完全に平行ではない場合、あるいは、バルブキャップ３２とシリンダー３４との位置合わせが、完全に調整されていない場合、以下に記載されるように、支持構造が、作動ガスの動作により上に押すときに、プランジャー８２の上部２０２は、シリンダー３４のバルブ本体接合面５８と垂直なままである。
【００６０】
［作動システム］
プランジャー８２に関して、開位置と閉位置との間で移動可能にするために、各プランジャー８２の基部２００は、作動システム２２０に接続される。各基部２００の頭部２０１がそこから離れて突出するように、基部２００は、作動システム２２０に接続される。例えば、限定されることなく、ねじは、プランジャー８２の基部２００を作動システム２２０に取り付けるために用いることができる。
【００６１】
図３に最良に示すように、実施形態において、作動システム２２０は、プッシュ板８８および第１ピストン９２を備えた第１支持構造８７と、第２ピストン９０を備えた第２支持構造８９と、を有する。図に示されるように、第１ピストン９２は、第２ピストン９０の下に位置づけられている。簡単にするために、それら２つのピストンは、以下それぞれ下部ピストン９２と上部ピストン９０とする。
【００６２】
図に示されている実施形態において、各プランジャー８２は、通常閉じているか、通常開いている。通常閉じたプランジャーの基部２００は、プッシュ板８８に取り付けられており、通常開いたプランジャーの基部２００は、第２ピストン９０に取り付けられている。
【００６３】
プッシュ板８８は、シリンダー３４のバルブ本体接合面５８と平行、すなわち、プランジャー通路６２とシリンダー３４の中心軸と垂直に、シリンダー３４のキャビティ６３内に延びている。プッシュ板８８は、バルブ本体接合面５８と横方向に移動可能であり、言い換えると、シリンダー３４の中心軸と平行に移動可能である。通常閉じたプランジャー８２の底部２００は、プッシュ板８８に取り付けられている。複数のキャビティは、通常開いたプランジャー８２の底部２００がそこを通って動くことができるように、プッシュ板８８と交差して延びている。上部ピストン９０は、プッシュ板の下に隣接して延びている。通常開いたプランジャー８２の底部２００は、そこに取り付けられている。下部ピストン９２は、隣接する上部ピストン９０の下で延びている。
【００６４】
図３および３Ａに示されているように、プッシュ板８８は、ベアリング収容部２３０を備えている。ベアリング収容部２３０は、プッシュ板８８の右側端部２３２と左側端部２３４との間の中心に設けられている。ベアリング収容部２３０は、プッシュ板８８の底壁２３８に位置づけられおり、それにより、下方に延びるキャビティを形成する。ベアリング収容部２３０で形成されるキャビティは、ベアリング２３６の第１部分を収容するサイズと形状である。用語「ベアリング」は、隣接する面の間の回転接触を提供するために、硬化材料で作られ、かつ、滑らかな表面を有する球形の本体またはボールを参照するために用いられていることが、この明細書において、理解されるだろう。ベアリング２３６の第２部分は、底壁２３８から離れて下方に突出している。この第２部分は、突出部２４２として称する。ベアリング２３６のサイズは、第１部分がベアリング収容部２３０の内側に密接に合うようにすることができる。このため、２つの構成要素間の緩みを防ぐことができると共に、ベアリング２３６がそこで自由に回転することができる。下部ピストン９２は、ベアリング２３６と下部ピストン９２の上部２４０との間の単一の接するように接触点２４４でプッシュ板８８と係合する。接するように接触点２４４は、ベアリング２３６の円形の形状、および、下部ピストン９２の上部２４０の平らな形状、で提供され、下部ピストン９２とプッシュ板８８との間の回転接触を可能にする。そのような構成は、プランジャー８２がダイヤフラム３６に対して押された場合、プッシュ板８８を自動的に再度中心に配置することができることにより、シリンダー３４のキャビティ６３内で、プッシュ板８８の位置ずれを防ぎ、結果として、プランジャー８２の位置ずれを防ぐ。
【００６５】
図に示される実施形態において、接触点で高硬度材料を提供するために、下部ピストン９２の上部２４０は、ステンレス鋼１７−４ＰＨのような硬化材料で作られた分離部品である。しかしながら、実施形態において、上部２４０は、下部ピストン９２と一体とすることもできる。
【００６６】
上部ピストン９０および下部ピストン９２をシリンダー３４の内面で適切に密閉するために、Ｏリングが、各ピストンの外形で提供されることが望ましい。図に示される実施形態において、上部ピストン９０または下部ピストン９２のいずれかが、後退した場合、そこに取り付けられたプランジャー８２の対応する底部２００が、下方に引っ張られ、結果として、上部２０２にかかる圧力の放出となる。
【００６７】
図３に示されているように、下部ピストン９２が上方に付勢され、かつ、上部ピストン９０が下方に付勢されるように、付勢機構９４が設けられている。実施形態では、ベルビルワッシャサポート１０１およびベルビルワッシャアセンブリ１００は、下部ピストン９２を上方に付勢するために協力する。底部キャップロードねじ１０２は、ベルビルワッシャサポート１０１で上方の力（押し上げ力）を制御するために設けられている。また、実施形態によれば、上部ピストン９０をこえて延びている波形スプリング１０４は、下方の力を上部ピストン９０にかける。このため、上部ピストン９０を下方向に付勢する。別の実施形態では、異なる付勢アセンブリは、下部ピストン９２を上方向に、かつ、上部ピストン９０を下方向に、付勢するために設けられていることは、当業者は理解するだろう。
【００６８】
プランジャーを作動するために、作動機構９６は、上部ピストン９０と下部ピストン９２との間の距離または空間を制御するために提供される。この実施形態では、作動機構９６は、開位置と閉位置との間でプランジャー８２を作動する。作動機構９６は、例えば、上部ピストン９０と下部ピストン９２との間の作動ガスの注入によって動かす空気圧式アクチュエータである。
【００６９】
図３および３Ｂに示されているように、下部キャップ４０は、シリンダー３４に取り付けられており、ソケット頭部キャップねじで取り付けられることが好ましい。また、下部キャップ４０は、底部キャップロードねじ１０２を収容する。底部キャップロードねじ１０２は、ベルビルワッシャサポート１０１およびベルビルワッシャアセンブリ１００を用いて下部ピストン９２にかかる圧力の調整を可能にする。ベルビルワッシャサポート１０１に下部キャップロードねじ１０２による圧力の後で作動システム２２０の位置合わせを容易にするために、ベルビルワッシャサポート１０１は、ベアリング収容部１３０を備えることができる。ベアリング収容部１３０は、右端部１３２と左端部１３４との間の水平方向に中央に配置されている。ベアリング収容部１３０は、ベルビルワッシャサポート１０１の底壁１３８に配置されており、下向きに延びるキャビティを形成する。ベアリング収容部１３０で形成されるキャビティは、ベアリング１３６の第１部分を収容するようなサイズと形状である。ベアリング１３６の第２部分は、ベルビルワッシャサポート１０１の底壁１３８から離れて下方向に突出している。この第２部分は、突出部１４０として称する。ベアリング１３６のサイズは、ベアリング収容部１３０の内側に密接に合うようになっている。このため、ベアリング１３６とベアリング収容部１３０との間の緩みを防ぐことができるとともに、ベアリング１３６がそこで自由に回転することができる。底部キャップロードねじ１０２は、ベアリング１３６と底部キャップロードねじ１０２の上部１３１との間の単一の接するように接触点１４２でベルビルワッシャサポート１０１と係合する。接するように接触点１４２は、ベアリング１３６の円形の形状、および、底部キャップロードねじ１０２の上部１３１の平らな形状、で提供されている。単一の接するように接触点１４２は、ベルビルワッシャサポート１０１における中心を外れた圧力で働く底部キャップロードねじ１０２によって生じる作動システムの位置ずれや下部ピストン９２の位置ずれを防ぐ。所定の位置に底部キャップロードねじ１０２を固定するために用いられる固定ねじ１０３は、その中央の位置から底部キャップロードねじ１０２の位置を変える傾向があるので、ベルビルワッシャサポート１０１でそのような底部キャップロードねじ１０２の中心を外れた圧力は、従来のバルブで起こる。
【００７０】
実施形態では、また、下部キャップ４０は、下部ピストン９２と下部キャップ４０との間で増加する圧力を防ぐために、下部キャップ作動排出口１１４を有することができる。下部キャップ作動排出口１１４は、そこで延び、作動機構９６と反対に配置されている。
【００７１】
そのような作動排出口１１４の操作は、本出願人の上述した出願PCT/CA2009/001783で詳細に記載されており、参照することでここに組み込まれ、ここでは詳細に記載しない。
【００７２】
好ましい作動システムは、ここで記載されているが、別の実施形態において、閉位置と開位置との間のプランジャーの動作となる他の作動システムを用いることができることを当業者は理解するだろう。
【００７３】
［固定機構］
ダイヤフラムバルブは、しばしば構築され、十分にテストされた後、それらはプラスチック製のパッケージに密閉され、顧客に出荷する前に梱包されて、在庫室（inventory）に格納される。このような市場の需要、在庫管理、顧客ニーズ等のさまざまな要因に依存して、バルブは、その製造後数週間または数ヶ月未使用のままと考えられる。また、ある状況では、バルブの所有者が一時的にシャットダウンすることがあり、または、使用中再度それを置く前に、不確定の時間で積極的な使用（active use）からバルブを取り外すことがある。バルブがアイドルの際（図４Bに示されているように）、その通常開いたプランジャーがそれらの閉位置にあり、このためダイヤフラム上に一定の圧力を加える。また、ダイヤフラム材料に応じて、ダイヤフラムの永久変形をもたらし、バルブの効率を低下させる。したがって、固定機構は、バルブが使用されていない場合、それらの開位置において（図４に示すように）プランジャー８２の通常閉じた基部２００を固定するのに有利である。
【００７４】
実施形態では、固定機構１１９は、通常閉じたプランジャー８２の基部２００が開位置にあるとき、第１支持構造８７と有利に係合する。このため、付勢機構９４に対して動作し、上部２０２がダイヤフラム３６に対して押される閉位置にプランジャー８２が到達することを物理的に防ぐ。当業者によって理解されるように、そのような固定機構１１９の使用は、バルブ３０が使用中でない場合に、閉じたプランジャー８２が変形したり、圧縮したり、あるいは、ダイヤフラム３６に作用することを防ぐことに、有利に用いることができる。
【００７５】
そのような固定機構１１９は、また、有利に、メンテナンス等の際に、ダイヤフラムの交換を容易にすることが理解されるだろう。使用者が、バルブ本体内でプランジャーの通常開いた基部２００を保持するのを可能にすることによって、プランジャーがダイヤフラムの適切な位置決めを妨げないことを確保することができる。
【００７６】
そのような固定機構の異なる可能な実施形態は、本出願人の上述のPCT/CA2009/001783に詳細に記載されており、参照することによりここに組み込まれ、ここでは詳細に記載しない。
【００７７】
いくつかの代替実施形態および実施例は、本明細書に図示および記載されている。上述の実施形態は、単に例を示しただけである。当業者は、別の実施形態の特徴、構成要素の可能な組み合わせとバリエーションを理解するだろう。当業者は、さらに、他の実施形態が、ここで示される別の実施形態を組み合わせることができることを理解するだろう。本発明は、その中心的特徴から逸脱することなく他の特定の形態で実施され得ることが理解される。したがって、本実施例および実施形態は、例示であり、限定的ではないすべての点で考えられるべきであり、また、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【符号の説明】
【００７８】
３０  バルブ
３２  バルブキャップ
３３  バルブ本体
３４  シリンダー
３６  ダイヤフラム
４０  下部キャップ
４２  接合面（バルブキャップ接合面）
４４  プロセス導管
４６  プロセスポート
４８  ねじ穴
５０  流体通路
５２、６４  ねじ穴
５５  付勢機構
５８  バルブ本体接合面
６２  プランジャー通路
８２  プランジャー
８７  第１支持構造
８８  プッシュ板
８９  第２支持構造
９０  第２ピストン（上部ピストン）
９２  第１ピストン（下部ピストン）
９４  付勢機構
９６  作動機構
１００  ベルビルワッシャアセンブリ
１０１  ベルビルワッシャサポート
１０２  底部キャップロードねじ
１０４  波形スプリング
１３０、２３０  ベアリング収容部
２００  基部、底部
２０１  頭部
２０２  上部
２０３  足部
２０５  接合面
２０７  狭い部分
２１０  肩部
２１２  付勢機構
２１５  ダイヤフラム係合部
２２０  作動システム
２３６  ベアリング
２３８  底壁
２４０  上部
２４２  突出部
２４４  接触点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【国際調査報告】
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