(57)【要約】流体の流れを方向転換するための弁は、入口と筐体の周囲に離間関係に配列された複数の出口とを有する筐体を有する。本体は、筐体内に位置決めされる。本体は、筐体に対して回転可能であり、空隙空間によって継合された取入ポートおよび排出ポートを有する。取入ポートは、筐体入口と整列され、取入ポートおよび筐体入口は両方とも、本体の回転軸と同軸に整列される。排出ポートは、軸に対して偏心となるように位置決めされ、筐体に対する本体の回転に応じて、複数の筐体出口ポートのうちの任意の１つと整列され得る。シールが、本体と筐体との間に位置決めされる。シールは、出口および排出ポートを囲繞することにより、排出ポートが出口と整列されるときに漏出を防止する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
側壁と、前記側壁に取り付けられ、反対側に配置された第１の端キャップおよび第２の端キャップとを備える筐体であって、前記側壁および前記端キャップは、チャンバを画定する、筐体と、
前記第１の端キャップに位置決めされ、前記チャンバへの流体連絡を提供する入口と、
前記側壁に位置決めされ、前記チャンバへの流体連絡を提供する複数の出口と、
前記チャンバ内に位置決めされた実質的に中実の本体であって、前記本体は、前記入口と同軸に整列された軸を中心として前記筐体に対して回転可能である、本体と、
前記本体内に全体が位置決めされた空隙空間であって、前記空隙空間は、前記入口と同軸に整列された取入ポートと、前記本体の回転に応じて、前記側壁に位置決めされた前記複数の出口のうちの任意の１つと整列可能な排出ポートとを有する、空隙空間と
を備える、弁。
【請求項２】
前記第２の端キャップにおける開口部と、
前記本体に取り付けられ、前記開口部を通して延在するシャフトであって、前記筐体に対する前記本体の回転をもたらすためのシャフトと
をさらに備える、請求項１に記載の弁。
【請求項３】
前記空隙空間は、直径を有し、前記取入ポートと前記排出ポートとの間に曲線状経路を画定し、前記曲線状経路は、前記空隙空間の前記直径の３倍以上の曲率半径を有する、請求項１に記載の弁。
【請求項４】
前記空隙空間は、前記取入ポートと前記排出ポートとの間で一定の直径を有する、請求項１に記載の弁。
【請求項５】
前記側壁に取り付けられた複数の管をさらに備え、前記管のそれぞれの１つは、前記側壁の前記出口のうちの１つと流体連絡している、請求項１に記載の弁。
【請求項６】
前記チャンバは、円錐形形状を有し、前記本体は、円錐形形状を有する、請求項１に記載の弁。
【請求項７】
前記本体と前記側壁との間のチャンバ内に位置決めされたシールをさらに備える、請求項１に記載の弁。
【請求項８】
前記シールは、基板を備える、請求項７に記載の弁。
【請求項９】
前記基板は、前記側壁に取り付けられ、前記基板は、複数の開口を有し、各開口は、前記出口のうちの１つと整列されている、請求項８に記載の弁。
【請求項１０】
前記基板は、前記本体に取り付けられ、前記基板は、前記排出ポートと整列された開口を有する、請求項８に記載の弁。
【請求項１１】
前記第１の端キャップは、前記筐体上に取り外し可能に装着されている、請求項１に記載の弁。
【請求項１２】
端と端とを継合された複数の区分を有する連結器をさらに備え、前記区分は、前記筐体および前記第１の端キャップを囲繞し、前記第１の端キャップを前記筐体に保持する、請求項１１に記載の弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願への相互参照）
本願は、米国仮特許出願第６１／６１４，６０５号（２０１２年３月２３日出願）の優先権に基づき、その優先権を主張し、これによって、その全体が参照によって援用される。
【０００２】
（発明の分野）
本発明は、ある経路からいくつかの異なる経路のうちの１つに流れを方向転換するために使用される弁に関する。
【背景技術】
【０００３】
（背景）
種々の産業プロセスは、いくつかの異なる経路のうちの１つに流体の流れを向けることができる弁を要求する。そのような弁は、吹込成形作業のためのポリエチレンペレット等の粒子状物質、ならびに採鉱廃石または砕石、灰を含むスラリー、ならびに顆粒、砂、および同等物等の大量の粒状物質を含む、流れの方向を変えることに関する広範な用途を見出す。１つのプロセス、特に、坑道のペースト埋め戻しは、関心が高い。ペースト埋め戻し材は、現在、採鉱プロセスによって残された隙間を充填するために、坑道内に送り返されている。埋め戻しプロセスの間、主要埋め戻し供給ラインは、複数の坑道に向けられる必要がある。いくつかの異なる坑道のうちの１つに流れを向けることができる弁がない場合、供給パイプの区分全体が、接続解除され、流動を所望の位置に向けるように、手動で再構築される必要がある。流体の所望の位置が変化するたびに配管網を繰り返し構築および分解する必要性を回避するように、複数の位置のうちの１つに流体の流れを選択的に向けることができる切換弁に対する必要性が、明確に存在する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
（概要）
本発明は、いくつかの異なる経路のうちの１つの間に流体の流れを方向転換するための弁に関する。一例示的実施形態では、本発明による弁は、側壁と、側壁に取り付けられ、反対側に配置された第１の端キャップおよび第２の端キャップとを備える筐体を備える。側壁および端キャップは、チャンバを画定する。入口が、第１の端キャップに位置決めされる。入口は、チャンバへの流体連絡を提供する。複数の出口が、側壁に位置決めされる。出口は、チャンバへの流体連絡を提供する。本体が、チャンバ内に位置決めされる。本体は、入口と同軸に整列された軸を中心として、筐体に対して回転可能である。空隙空間は、全体が本体内に位置決めされる。空隙空間は、入口と同軸に整列された取入ポートと、本体の回転に応じて、側壁内に位置決めされた複数の出口の任意の１つと整列可能な排出ポートとを有する。一例では、空隙空間は、直径を有し、取入ポートと排出ポートとの間に曲線状経路を画定する。曲線状経路は、空隙空間の直径の３倍以上の曲率半径を有してもよい。さらに、空隙空間は、取入ポートと排出ポートとの間で一定の直径を有してもよい。
【０００５】
特定の例示的実施形態では、弁は、第２の端キャップに開口部を備えてもよい。シャフトが、本体に取り付けられ、開口部を通して延在する。シャフトは、筐体に対する本体の回転をもたらす。
【０００６】
例示的実施形態では、弁はさらに、側壁に取り付けられた複数の管を備えてもよい。管のそれぞれの１つは、側壁内の出口のうちの１つと流体連絡している。チャンバは、円錐形形状を有してもよく、本体もまた、円錐形形状を有してもよい。
【０００７】
本発明による例示的弁実施形態は、本体と側壁との間のチャンバ内に位置決めされたシールをさらに備えてもよい。一例では、シールは、基板を備える。基板は、側壁に取り付けられてもよい。本例では、基板は、複数の開口を有し、各開口は、側壁内の出口のうちの１つと整列される。別の例示的実施形態では、基板は、本体に取り付けられる。本実施形態では、基板は、空隙空間の排出ポートと整列される開口を有する。
【０００８】
弁の特定の例示的実施形態では、第１の端キャップは、上記筐体に取り外し可能に装着される。端と端とを継合された複数の区分を有する連結器が、端キャップを筐体に固定するために使用されてもよい。区分は、筐体および第１の端キャップを囲繞し、第１の端キャップを筐体に保持する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明による、例示的弁実施形態の縦断面図である。
【図２】図２は、図１に示される弁の等角図である。
【図３】図３は、図１に示される弁と併用される例示的シールの等角図である。
【図４】図４は、図１に示される弁と併用される別の例示的シールの等角図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（詳細な説明）
図１は、縦断面図における、本発明による例示的弁１０を示す。弁１０は、筐体１２を備える。筐体１２は、第１の端キャップ１６および第２の端キャップ１８を有する側壁１４を含む。端キャップは、相互に反対側に側壁に取り付けられる。側壁および端キャップはともに、チャンバ２０を画定する。本例では、第２の端キャップ１８は、側壁１４と一体的に形成される一方、第１の端キャップ１６は、連結器２２を使用して側壁に取り外し可能に取り付けられた別個の構成要素である。図１および図２に示されるように、連結器２２は、側壁１４および端キャップ１６を囲繞する、相互に端と端とを取り付けられた区分２４および２６を備える。区分２４および２６は、内向きに突出する弧状キー２８を有し、側壁１４および端キャップ１６内の円周方向溝３０に係合することにより、構成要素間の確動的機械係合を提供する。区分２４および２６は、ボルトおよびナット等の調節可能ファスナを使用して、相互に取り付けられ、区分の除去、および、その結果の端キャップ１６の除去を可能にし、弁１０の整備を可能にしてもよい。
【００１１】
図１に示されるように、入口３２が、端キャップ１６内に位置決めされる。入口３２は、チャンバ２０と流体連絡を提供し、隆起ニップル３４を備え、配管網（図示せず）への弁１０の接続を容易にしてもよい。本例では、ニップル３４は、円周方向溝３６を有し、米国特許第７，０８６，１３１号（参照することによって本明細書に組み込まれる）に開示されるような機械的連結器を使用して、パイプ要素に取り付けられることを可能にする。他の可能性として考えられる取り付け特徴として、例えば、フランジ付きニップル、ねじ山付きニップル、ショルダまたはショルダおよびビードを有するニップル、ならびに平端ニップルが挙げられる。
【００１２】
複数の出口３８が、側壁１４内に位置決めされる。本例では、相互に直径方向に反対に配列された２つの出口３８が、描写されているが、より多くの出口も実現可能であることを理解されたい。出口３８は、チャンバ２０との流体連絡を提供し、各出口は、管４０を有し、管４０は、側壁１４に取り付けられ、出口と整列され、出口と流体連絡し、配管網（図示せず）のパイプ要素への弁１０の接続を容易にしてもよい。ニップル３４と同様に、管４０の端部は、パイプ要素との取り付けを提供する特徴を有してもよい。本例では、管４０は、円周方向溝４２を有するが、フランジ付き管、ねじ山付き管、ショルダまたはショルダおよびビードを有する管、ならびに平端管もまた、実現可能である。
【００１３】
弁１０はさらに、チャンバ２０内に位置決めされた実質的に中実の本体４４を備える。リングシール２１が、端キャップ１６と、側壁１４と、本体４４との間に位置決めされ、端キャップと本体との間の界面を密閉し、弁１０を通して流動する流体から側壁１４の内側表面１４ａを隔離する。本体４４は、端キャップ１６内の入口３２と同軸に整列された軸４６を中心として、筐体１２に対して回転可能である。シャフト４８が、本体４４から延在し、軸４６を中心とした本体４４の回転をもたらす。シャフト４８は、シャフト４８を支持する軸受５２を有し得る端キャップ１８内の開口部５０を通して延在する。アクチュエータ、例えば、クランク、電気または液圧モータ（図示せず）が、シャフト４８に取り付けられ、シャフト４８を回転させて、弁１０を動作させてもよい。
【００１４】
空隙空間５４が、本体４４を通して延在する。空隙空間５４は、全体が本体４４内に含まれる。すなわち、側壁１４の内側表面１４ａのいずれの部分も、空隙空間の境界を形成せず、弁を通して流動する流体によって湿潤される表面でもない。本構成は、固体物質が蓄積し、本体４４の回転を妨害し得る表面区域をほとんど提供しないため、弁動作および密閉に関して利点を提供する。また、それは、密閉されなければならない本体４４と側壁１４の内側表面１４ａとの間のラインを最小限にする。加えて、実質的に中実の本体４４と空隙空間５４との併用は、研磨用粒子状物質を含有する流体を方向転換させるために使用されるとき、弁が高い内部動作圧力に耐えることを可能にし、かつ、長寿命を提供する。実質的に中実の本体は、その大きさにより、長い摩耗寿命を有する犠牲表面としての役割をする。
【００１５】
空隙空間５４は、入口３２と同軸に整列された取入ポート５６を有する。空隙空間５４はまた、筐体１２の側壁１４内の複数の出口３８の任意の１つと整列可能な排出ポート５８を有する。排出ポート５８と出口３８の整列は、筐体１２に対する本体４４の回転によってもたらされる。示される実施形態では、空隙空間５４は、直径６０を有し、取入ポート５６と排出ポート５８との間に曲線状経路６２を画定する。直径６０が取入ポート５６と排出ポート５８との間で一定であり、かつ、曲線状経路６２の曲率半径６４が、直径６０の３倍以上であることは、有利である。本構成は、弁１０を通して流動する流体の損失水頭を低減させ、また、研磨用粒子を有する流体が弁を通して流動するとき、摩耗率の増加を生じさせる渦をもたらす乱流を緩和させるのに役立つ。
【００１６】
図１に示されるように、シール６６が、本体４４と側壁１４との間のチャンバ２０内に位置決めされる。本例示的実施形態では、図３および図４に示されるように、シール６６は、ゴム、合成ゴム化合物等の可撓なポリマー材料、ならびにＰＴＦＥ、ＥＴＦＥ等のフルオロポリマー化合物、および摩耗に耐える他の滑性物質から形成された基板（例えば、６８または７０）を備える。基板６８は、本体４４への取り付けのために構成される。本目的のために、図３に示されるように、基板６８は、本体４４内の排出ポート５８と整列された単一開口７２を有する。図４に示される代替実施形態では、基板７０は、側壁１４の内側表面１４ａに取り付けられるように構成され、したがって、複数の開口７２を有し、そのそれぞれは、側壁１４内の出口３８と整列される。
【００１７】
基板６８および７０は、本体４４または側壁１４の界面表面に取り付けられるため、その形状を本体または側壁の形状に調整することが有利である。さらに、付加的利点が、図１に示されるように、本体４４および側壁１４の両方にテーパ状円錐形形態を付与することによって見出され得る。本体４４および側壁１４のための実質的に整合する円錐形形状の使用は、出口および排出ポートの周囲の密閉を容易にし、本体４４が、筐体１２内で圧縮され、シールの摩耗を補償し、それによって、シールの寿命を延長させることを可能にする。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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