(57)【要約】熱的および化学的に不活性なバルブシート（２０）が提供される。このバルブシート（２０）は、バルブシート本体の周縁上に位置決めされる鋭いエッジ（５５）を含み、ここで、このエッジ（５５）は、このバルブ本体（２５）内の表面に入り、このバルブシート（２０）を固定する。このバルブシート（２０）は、さらなる強度およびシール能力を提供するために表面硬化され得る。このバルブシート（２０）の内直径は、バルブ流体通路と同一平面に存在し得、それによって、ダイヤフラムとバルブシートとの間の接触面積を減少する。
2006523810.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイヤフラムバルブであって：
バルブ本体を通過する流体通路；
該流体通路をシールするダイヤフラム；および
バルブシートを備え、該バルブシートが、該バルブを該バルブ本体に固定するための１つ以上の突出部を含む、ダイヤフラムバルブ。
【請求項２】
前記バルブシートが、前記バルブ本体から分離して形成された挿入物である、請求項１に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項３】
前記バルブシートが、バルブシート凹部内に挿入されている、請求項１に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項４】
前記バルブが、外側本体壁によって形成されかつ前記流体通路に開放されたバルブシート凹部内に挿入されている、請求項１に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項５】
前記バルブシートの開放側面が、該バルブシートと前記バルブ本体とが出会う点で前記流体通路と同一平面上にある、請求項４に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項６】
前記バルブシートが、前記ダイヤフラム上の表面の輪郭にほぼ一致する高まったシーリング面を含む、請求項１に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項７】
前記バルブシートの少なくとも一部が表面硬化されている、請求項１に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項８】
前記バルブシートの硬化部分が、カーバイドを実質的に含まない、請求項７に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項９】
前記バルブシートが、５５  Ｒｏｃｋｗｅｌｌ  Ｃより大きい、請求項１に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項１０】
前記バルブシートが、前記ダイヤフラムより硬い、請求項１に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項１１】
前記１つ以上の突出部が、前記金属バルブシートの外側エッジ上にある、請求項１に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項１２】
前記１つ以上の突出部の少なくとも１つが、前記金属バルブシートの中央半径に対して角度をなす、請求項１に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項１３】
前記１つ以上の突出部の少なくとも１つが、シート底部分と角度をなす、請求項１に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項１４】
前記バルブシートが金属である、請求項１に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項１５】
前記バルブシートの少なくとも一部が硬化されている、請求項１に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項１６】
前記バルブシートの１つ以上の表面を被覆する、ポリマー材料の薄層をさらに備える、請求項１に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項１７】
ダイヤフラムバルブであって：
バルブ本体内に配置された流体通路；
該流体通路をシールするためのダイヤフラム；および
内側周縁面を備えるバルブシートの挿入物を備え、ここで、該内側周縁面が、該バルブシートとバルブ本体とが出会う点で該流体通路と実質的に同一平面である、ダイヤフラムバルブ。
【請求項１８】
前記バルブシートの挿入物の内側周縁面が、前記流体通路と連続流れ経路を形成する、請求項１７に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項１９】
前記バルブシートの挿入物の内側周縁面が、前記流体通路と同じ軸に沿って形成されている、請求項１７に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項２０】
前記バルブシートの挿入物がシートシーリング面をさらに備え、該シーリング面が、前記流体通路の近位方向に位置決めされる、請求項１７に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項２１】
前記バルブシートの挿入物が、該バルブシートを前記バルブ本体に固定するための１つ以上の突出部をさらに備える、請求項１７に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項２２】
前記１つ以上の突出部が、前記バルブシートとバルブ本体との間にシール表面を形成する、請求項２１に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項２３】
前記バルブシートの少なくとも一部が硬化されている、請求項１７に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項２４】
前記バルブの少なくとも一部が表面硬化されている、請求項１７に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項２６】
前記バルブシートが前記ダイヤフラムより硬い、請求項１７に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項２７】
バルブシートであって：
ほぼ環状のシート本体；および
該シート本体の１つ以上の表面に位置決めされる１つ以上の突出部を備え、該１つ以上の突出部が該バルブシートを固定およびシールするために用いられる、バルブシート。
【請求項２８】
前記シート本体と結合するシーリング面をさらに備える、請求項２７に記載のバルブシート。
【請求項２９】
前記シーリング面が、前記バルブシートの内側面の近位方向で、前記シート本体の上部分に沿って位置決めされる、請求項２８に記載のバルブシート。
【請求項３０】
前記バルブシートの少なくとも一部が硬化されている、請求項２７に記載のバルブシート。
【請求項３１】
前記バルブシートの少なくとも一部が表面硬化されている、請求項２７に記載のバルブシート。
【請求項３２】
前記バルブシートが、それとともに用いられるダイヤフラムよりも硬い、請求項２７に記載のバルブシート。
【請求項３３】
前記バルブシートが、５５  Ｒｏｃｋｗｅｌｌ  Ｃより大きい、請求項２７に記載のバルブシート。
【請求項３４】
前記１つ以上の突出部の少なくとも１つが、前記バルブシートの中央半径に対して角度をなす、請求項２７に記載のバルブシート。
【請求項３５】
バルブシートの少なくとも一部が、５５  Ｒｏｃｋｗｅｌｌ  Ｃを超えるまで硬化されている、ダイヤフラムバルブのためのバルブシート。
【請求項３６】
前記シートが表面硬化されている、請求項３５に記載のバルブシート。
【請求項３７】
前記バルブシートの１つ以上の表面上に位置決めされる１つ以上の突出部をさらに備える、請求項３５に記載のバルブシート。
【請求項３８】
前記バルブシートの１つ以上の表面に付与されるポリマー材料の薄層をさらに備える、請求項３５に記載のバルブシート。
【請求項３９】
前記バルブシートが金属またはセラミックである、請求項３５に記載のバルブシート。
【請求項４０】
前記バルブシートがシーリング面を含み、該シーリング面が選択的に表面硬化されている、請求項３５に記載のバルブシート。
【請求項４１】
ダイヤフラムバルブであって：
バルブ本体内に配置された流体経路；
該流体経路をシールするためのダイヤフラム；および
熱的および化学的に不活性なバルブシートの挿入物を備え、該バルブシートが該バルブ本体の一部に固定され得る、ダイヤフラムバルブ。
【請求項４２】
前記バルブシートの挿入物が、該バルブシートの１つ以上の表面から延びる１つ以上の突出物を備える、請求項４１に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項４３】
ダイヤフラムバルブであって：
バルブ本体内に配置された流体通路；
該流体通路をシールするための金属ダイヤフラム；および
バルブシートを備え、該バルブシートが該金属ダイヤフラムより硬い、ダイヤフラムバルブ。
【請求項４４】
前記バルブシートが挿入物である、請求項４３に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項４５】
前記ダイヤフラムが、ＥｌｇｉｌｏｙＴＭから構成される、請求項４３に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項４６】
前記バルブシートが、５５  Ｒｏｃｋｗｅｌｌ  Ｃより大きい、請求項４３に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項４７】
前記バルブシートが金属である、請求項４３に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項４８】
前記バルブシートがセラミックである、請求項４３に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項４９】
前記バルブシートの少なくとも一部が硬化されている、請求項４３に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項５０】
前記バルブの少なくとも一部が表面硬化されている、請求項４３に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項５１】
前記バルブの少なくとも一部が炭素を含む、請求項４３に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項５２】
前記バルブシートが、該バルブシートの１つ以上の表面上のポリマー材料の薄層をさらに含む、請求項４３に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項５３】
前記バルブシートが、該バルブシートの１つ以上の表面から延びる１つ以上の突出部をさらに備える、請求項４３に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項５４】
前記バルブシートが、該バルブシートの中央半径に対して角度をなしている１つ以上の突出部を備える、請求項４３に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項５５】
前記バルブシートが、前記バルブ本体よりも硬い、請求項４３に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項５６】
バルブシートが内側周縁面を備え、該内側周縁面が、該バルブシートとバルブ本体とが出会う点で前記流体通路と同一平面である、請求項４３に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項５７】
前記バルブシートの内側周縁面が、前記流体通路と連続流れ経路を形成する、請求項５６に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項５８】
前記バルブシートの内側周縁面が、前記流体通路と同じ軸に沿って形成される、請求項５６に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項５９】
前記バルブシートがシートシーリング面をさらに備え、該シーリング面が前記流体経路の近位方向に位置決めされる、請求項５６に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項６０】
バルブシートの挿入物を係留する方法であって：
バルブシートの挿入物を、バルブ本体中に形成された凹部に挿入する工程；
該バルブシートの挿入物の１つ以上の表面上に１つ以上の突出部を提供する工程；および
該１つ以上の突出部を該バルブ本体の少なくとも１つの側壁中に入れる工程、を包含する、方法。
【請求項６１】
前記バルブシートの挿入物が金属である、請求項６０に記載の方法。
【請求項６２】
前記バルブシートの挿入物の少なくとも一部を硬化する工程をさらに包含する、請求項６０に記載の方法。
【請求項６３】
前記バルブシートの挿入物が、それとともに用いられるダイヤフラムより硬い、請求項６０に記載の方法。
【請求項６４】
バルブシートの挿入物が取り外し可能である、硬化金属バルブシートの挿入物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（発明の分野）
本発明は、一般に、高温および腐食性物質に耐えるための、ダイヤフラムバルブのためのバルブシート、そしてより詳細には、ダイヤフラムバルブのための金属バルブシート、ならびにそのための組成物および幾何学的形状に関する。
【背景技術】
【０００２】
（背景）
ダイヤフラムバルブは、一般に知られ、そして、ダイヤフラムが環状バルブシートに対してシールし、それによって、このバルブを通る流体の流れを禁止するバルブ配列を含む。従って、バルブシートが、このダイヤフラムと係合することにより、入口または出口通路を封止するために用いられる。これらダイヤフラムは、金属製材料または非金属製材料から作製され得る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
金属ダイヤフラムとともに用いられる代表的なバルブシートは、ポリクロロ−トリフルオロ−エテン、ポリイミド、またはＴｅｆｌｏｎ（登録商標）ＴＭのようなプラスチックをベースにした材料から設計されている。しかし、非金属バルブシートは、高温範囲または低温範囲のような定格使用のパラメーターの外側の環境因子の影響を受けるとき、またはこのバルブシートが高度に腐食性の物質に曝されているときに変化する性質を有している。そのような攻撃的な適用では、金属バルブシートが用いられているが、このような公知の全体が金属のバルブの性能要求は、代表的には、プラスチックをベースにしたバルブシートの性能に一致しない。例えば、金属バルブシートを有するバルブは、より高い漏れ率、作動可能なサイクル数の減少、または必要な作動力における増加を示し得る。サイクルの定格数を減少することは不利であり、そしてこの不利は、高温で稼動するか、または腐食性物質を調節するシステムについては、置換コストが高くあり得るのでより大きい。これは、バルブがしばしばこのような物質の流速を制御するために用いられ、規則的なベースで必要なサイクルの数における劇的な増加を必要とするからである。従って、バルブの性能を損なうことなく、より高い定格温度、または腐食性物質を許容するバルブシートを提供することが所望されている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
（発明の要旨）
金属バルブシートが提供され、ここで、このバルブシートは、熱的および化学的に不活性である。１つの実施形態では、このシートは挿入物として形成され、その一方、その他の実施形態では、このシートは一体物であり得る。このシートは、必要に応じて、エッジまたはその他の突出物を含み得、これは、バルブ本体の一部を貫通するか、入り込むか、またはそうでなければ、それと強固に係合し得、それによって、このバルブシートを固定かつシールして位置決めする。別の実施形態では、このシートは、それがダイヤフラムより硬いように形成される。１つのそのような実施形態では、このバルブシートのすくなくとも一部は表面硬化されるか、または必要に応じて貫通硬化される。１つの実施形態では、このバルブの挿入物は、上記バルブ本体内に配置された流体通路の直径と同一平面上にあり、それによって連続流れ経路を形成する内径を有する。
【０００５】
本発明の別の局面は、バルブシートの挿入物、特に金属バルブシートの挿入物を係留する方法である。１つの実施形態では、このバルブシートの挿入物は、上記バルブシート本体の周縁に上に位置決めされるエッジまたは突出物を含む。この方法は、このようなバルブシートを、バルブ本体中に挿入する工程、および上記バルブ本体の一部を上記バルブシート上にクランプし、それによって、上記バルブシートのエッジを上記バルブ本体の別の部分に駆動する工程を包含する。この方法は、上記バルブシートとバルブ本体との間にシールをさらに提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本明細書中に取り込まれ、そしてその一部を構成する添付の図面において、本発明の実施形態が示され、これは、上記で与えられる本発明の一般的記載、および以下で与えられる詳細な説明とともに、本発明の原理を示すために供される。
【０００７】
（詳細な説明）
図１を参照して、ダイヤフラムバルブ１０は、入口通路１２、出口通路１４、ダイヤフラム１６、アクチュエーター１８およびポリマーバルブシート２０を有して示される。ダイヤフラムバルブ１０の残りは一般的構成であり、そして種々の異なる実施形態であり得る。これらの実施形態は、本出願ではさらに論議されない。なぜなら、本出願に包含される発明的局面に関係しないからである。従って、本出願の範囲は、本明細書中で詳細に論議されないダイヤフラムバルブのいかなる付加的な局面によっても制限されない。本発明は、ポリマーバルブシートを、一体に形成されるか、または挿入物としてのいずれかの金属バルブシートにより置換する。そのようにすることで、上記バルブシートは、硬化され得、サイクル寿命を改善するか、または挿入物の場合、代替の係留手段およびシール手段を含み得るか、またはこれら特徴の組み合わせを含み得る。
【０００８】
図３は、バルブシート２０のクローズアップ図を示す。示されるように、バルブシート２０は、代表的には、バルブ１０の本体２５内に位置決めされるバルブシート凹部２２内に配置される別個のコンポーネントである。このバルブシート２０は、内壁２６と外壁２８との間に静止する。
【０００９】
プラスチックシートが、内壁と外壁との間、またはバルブ本体部分にシールされるような公知の係留方法は、同一人に譲渡された米国特許第６，０９２，５５０号に開示されている。代表的には、この係留方法は、金属バルブシート２０上では使用できない。なぜなら、上記で参照される特許に記載の変形が起こらず、そしてそれ故、シールがバルブシートとバルブ本体のとの間で形成されないからである。従って、本発明のバルブシート２０は、頑丈なステイク（ｓｔａｋｅ）を提供するために特に設計され、それによって、シートにおける動き、およびダイヤフラムと誤配列を生成することを避ける。この頑丈なステイクはまた、金属バルブシートがバルブ本体に対してシールすることを確実にする。さらに、このバルブシートは、ダイヤフラムと良好に嵌合接触するための特有の上面４０を含み得る。
【００１０】
図３および４に詳細が示されるようなバルブシート２０は、本来ほぼ環状であり、そしてシートの底４２からシートの上部４４までテーパー状である。このシート２０の底の隅４６は面取りされ得、このシートを内外壁２６および２８に対して一致させる。特に、この内外壁２６および２８の底部分は、シート２０の面取り部分４６と協働する半径部分または面取り部分２６ａおよび２８ｂを含む。個々の面取り部分は、このバルブシートが凹部２２に平らに静止し、そしてこのシートを凹部内に配置するための間隙許容範囲を提供することを可能にする。上面４０は、高められたシーリング面５０のいずれかの側に位置する傾斜表面４８を有する。この高められたシーリング面５０は、丸みがあるか、または平坦のいずれかであり得るか、または傾斜され得る。このシーリング面５０の形態は、ダイヤフラム１６の形態に依存する。なぜなら、このシーリング面とダイヤフラムとの間の接触がシールを提供するからである。好ましくは、このシーリング面５０とダイヤフラム１６との間に形成されるシールは、線接触、すなわち、シーリング面とダイヤフラムとの間のダイヤフラムの半径に沿った点接触より幅広く、それによって良好なシールを確実にする。これは、シーリング面５０の形状をダイヤフラム表面のそれと嵌合することにより達成される。
【００１１】
上記バルブシートを係留およびシールすることを支援する金属バルブシート２０の随意のさらなる特徴は、このバルブシートの外側面５７から延びるエッジまたは突出部５５である。このエッジ５５は、圧力の付与に際し、それが外側壁２８の表面中に入るように、本来鋭くあり得る。しかし、いくつかの実施形態では、より鋭くないか、または丸みのある突出部５５が、それがバルブシートを固定するならば、それに代わって用いられ得る。この突出部は、バルブ本体の一部に入り、それによって、その表面に沿って本体シールを生成する。これら図面に示される実施形態は、角度のある突出部を含むが、このような角度付けは必ずしも必要ではない。この突出部を角度付けすることにより、この突出部を上記バルブ本体壁と係合することがより容易になる。また、この角度のある突出部は、バルブ本体に下方の力を提供し、それによって、この挿入物をバルブ本体中に完全に静止するための力を提供する。
【００１２】
この突出物５５は、周縁を取り巻き得るか、部分的に取り巻き得るか、または１つ以上の個々のスパイクまたは突出部であり得る。外壁２８がバルブシート２０に向かって圧着されるときの力が、この突出物５５を外側壁２８の表面に駆動し、それによって、シート２０をバルブシート凹部２２内に固定する。その他の実施形態では、複数のエッジまたは突出部５５を用いて、バルブシート２０を固定およびシールする。例えば、１つ以上の突出部５５が形成されて内側壁２６、外側壁２８を係合し得るか、またはバルブシートの隅またはバルブシート２０の底面２７上に形成され得る。シート２０の外側部分上に突出部または複数の突出部を提供することが一般に好ましい。なぜなら、上記内壁を上記シートに向かって圧着することは、このシート上に張力を配置し、そしてこの突出部を上記底に配置することは、上記シートの上面、またはシーリング面に付与されるべき力を必要とするからである。別の実施形態では、エッジまたは突出部５５がバルブシート凹部２２に押され、ここで、周縁を取り巻き得るか、または部分的に取り巻き得るへこみ（図示せず）が、エッジまたは突出部を受容するためにバルブ本体側壁に沿って位置決めされている。上記シールが周縁を取り巻かない場合、適切なシールが形成されないかもしれない。このような場合には、上記シートの１つ以上の表面上に薄いポリマー層のようなさらなるシーリング機構が用いられ得る。別の実施形態では、上記エッジまたは突出部５５は、外側壁２８のような、バルブ本体壁上に位置決めされ、そしてシート中に入り込み凹部２２中に上記シートを固定かつシールする。
【００１３】
本発明の別の実施形態では、上記内壁２６は除去され得、そして上記バルブシート２０は、上記外壁２８に、この外壁２８の表面に突出部５５を駆動することにより固定され得る。図５Ａ〜５Ｂは、外側ステイク２８のみを採用するバルブシート２０を係留する工程を示す。上記外壁２８がバルブシート２０に向かって下方に圧着されるとき、エッジ５５は、このステイク中に入り、それによってこのシートをバルブシート凹部２２内に固定する。このシートの内側部分は、それ故、接続の点で流体通路と同一平面にある。従って、このシートの内側部分は、この流体経路と連続的流れ経路を形成する。この実施形態は、バルブシート２０のシーリング面５０を流れ通路６０に向かって内側に移動する利点を提供する。このシーリング面５０を流れ通路６０により近く移動することにより、シール、すなわち、シーリング面５０とダイヤフラム１６との間の周縁接触は、そうでなければ必要なシールのおそらく４０％、より小さい。減少したシール面積で、アクチュエーター１８は、上記シールを提供するためにより少ない力で済み、それによって、このバルブのサイクル寿命を増加する。このシールの周縁をさらに最小にするため、シールの内側部分は、上記流体通路と同じ軸に沿って横たわり得、それによって、真っ直ぐな連続的流れ経路を形成する。
【００１４】
本発明の別の実施形態では、上記バルブシート、またはこのバルブシートの一部分は、硬化され得る。例えば、シーリング面５０は、表面硬化され得、ダイヤフラム１６とのシールを提供する。シーリング面５０を硬化することにより、このバルブは、改良された漏れ率を有し得、そしてさらなるサイクルを継続する。これは、このシートがダイヤフラムより硬く、そしてそれ故、ダイヤフラムによって奏される力からより変形されそうにないからである。このシートをダイヤフラムより硬くすることで、ダイヤフラムは、シートより前に磨耗する。これは、大部分のバルブアセンブリにとって有利であり得る。なぜなら、ダイヤフラムは、シートより置換するのがより容易であるからである。さらに、代表的なバルブは、シール表面とダイヤフラム表面が互いに一致し、バルブシールを提供するために多くのサイクルを必要とする。シーリング面５０を硬化することにより、バルブシールを提供するためにより少ないサイクルで済む。
【００１５】
１つの実施形態では、このタイヤフラムは、約５０  Ｒｏｃｋｗｅｌｌ  Ｃの硬度を有する、ＥｌｇｉｌｏｙＴＭから作製される。この実施形態は好適である。なぜなら、それは、ダイヤフラムのために最大のサイクル寿命を提供するからである。この実施形態では、シートまたはその部分は、それがダイヤフラムよりも硬いように硬化され、そして、好ましくは、このシートは、少なくとも５５  Ｒｏｃｋｗｅｌｌ  Ｃまで硬化される。その他の実施形態では、上記バルブシート２０のエッジまたは突出部５５は硬化され得、それによって、このエッジが外側壁２８に入ることをより容易にする。
【００１６】
金属硬化手順の方法および例は、同一人に譲渡された、低温表面硬化プロセスについて、２０００年７月２５日に発行された米国特許第６，０９３，３０３号；低温における選択的表面硬化プロセスについて、２０００年１２月２６日に発行された同第６，１６５，５９７号；および低温表面硬化プロセスについて、２００２年１０月８日に発行された米国特許第６，４６１，４４８号、ならびに、同一人に譲渡され同時係属中の、改変された低温表面硬化プロセスについて２０００年１月２８日に出願された米国特許出願第０９／４９４，０９３号に開示され、これらは、それらの全体が参考として本明細書によって援用される。上記で参照された特許に記載の硬化の方法は好ましい方法であるが、当業者は、例えば、窒化のような表面硬化、または炭化のその他の方法が、同様の結果を達成するために用いられ得ることを認識する。これらプロセスの各々を用いて、上記シートを、硬化、選択的表面硬化または貫通硬化し得る。
【００１７】
上記で述べた硬化方法に加え、その他の硬化方法が用いられ得る。加工硬化およびロール硬化は、その他の標準的な硬化技法のいくつかの例である。これらの標準的な技法を用いて所望の硬度レベルを達成することは困難であり得る。しかし、上記シートは、部分的に加工硬化され得、そして部分的に表面硬化され得、所望のシート硬度を達成する。あるいは、上記ダイヤフラムは、より柔らかい材料から作製され得、それによって、これらその他の硬化技法のいくつかの使用を可能にする。なお別のオプションとして、上記シートは、例えば、ラセミック、またはサファイア、アルミナ、もしくはジルコニアのような結晶構造のようなより硬い材料、あるいは、コバルトベースの合金またはその他の超合金のようなその他のより硬い金属から作製され得る。なお別の代替は、窒化チタンコーティングのような硬いコーティングで上記金属シートを被覆することである。
【００１８】
本発明は、プラスチックシートを採用するその他のバルブアセンブリにおいて使用を見出し得、ここで、このプラスチックシートは、硬化された金属シートによって置換される。例えば、除去可能なプラスチックは、同一人に譲渡され、高圧ダイヤフラムバルブについて１９９３年６月１日に発行された米国特許第５，２１５，２８６号に開示され、これは、本明細書によって参考として援用される。本出願に開示されたような本発明を用い、図６は、バルブ本体１０２中に挿入される取り外し可能な金属シート１００を示す。ダイヤフラム１０４は、シート表面１０６に対してシールすると同時に、本体シールが、このダイヤフラムとシート１００の外側部分１０７との間に形成される。このダイヤフラム１０４は、ボンネット１０８によって奏される圧着力によってその場に保持される。このシートは、上記に開示の方法を用い、それが上記ダイヤフラムより硬いように硬化されている。従って、強いシールが、このダイヤフラムとシートとの間に提供される。図７では、バルブシートが一体に形成されている。このダイヤフラム２０４は、硬化された金属シート表面２０７に対してシールされ、流れ経路をシールする。このダイヤフラム２０４はまた、ボンネット２０８と、その一部が硬化され得るバルブ本体２０２との間に固定される。
【００１９】
本発明の別の実施形態は、被覆または部分的に被覆されたバルブシートを採用する。このシールは、シール上またはこのシールの選択された表面上に成型または堆積された軟ポリマー材料の層を含み得る。このコーティグは、例えば、ポリフルオロアミドまたはポリクロロ−トリフルオロ−エテンのような、任意の適切なプラスチックであり得る。このプラスチックコーティングを用い、シートと、ダイヤフラムまたはバルブ本体のいずれかとの間に強いシールを提供し得る。一般に、金属シートは、高温のような、プラスチックシートが作動しないであろう条件下で用いられる。少量のプラスチックコーティングのみを用いることにより、バルブアセンブリに対する定格温度は、プラスチックが熱によって分解されるまで、このバルブシートが機能し続けるので増加し得る。薄いプラスチックコーティングは、シートと、裏面または底のいずれかとの間に配置され得、良好な本体シールを提供する。薄いプラスチックコーティングは、シートシール面上に配置され得、ダイヤフラムに対して良好なシールを提供する。このプラスチックの薄いコーティングは、全部がプラスチックのシートと比較して、化学的膨潤に対する改善された耐性、シート変形に対する改善された耐性、および金属パーツ間の改良されたシーリングを提供し得る。別の代替として、上記シートは主にプラスチックであり得、そして一部は硬化金属であり得る。この実施形態は、すべてがプラスチックのシートとほぼ同じ熱の制約を有し得るが、改善された化学的耐性を提供し得る。
【００２０】
本発明は、特定の好ましい実施形態に関して開示かつ説明されているが、本明細書を読む際に、特定の変更例および改変例が当業者に生じ得る。任意のそのような変更例および改変例は、添付の請求項の規定される限定およびその相当物にかかわらず、本発明の範囲内にある。従って、本出願人の一般的発明的概念の思想または範囲から逸脱することなく、このような詳細から逸脱物が作製され得る。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、ポリマーバルブシートを有する先行技術のダイヤフラムバルブの断面図である。
【図２】図２は、金属バルブシートの挿入物および係留装置を含むダイヤフラムバルブの断面図である。
【図３】図３は、図２に示されるようなバブルシートの挿入物の詳細断面図である。
【図４】図４は、バルブシートの挿入物、およびバルブシートとダイヤフラムとの間に提供されるシールの詳細断面図である。
【図５】図５Ａ〜５Ｂは、外側ステイクのみを採用する金属バルブシートの係留を示す図である。
【図６】図６は、置換可能な金属バルブシートを示す。
【図７】図７は、一体金属バルブシートを示す。
【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６】
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【図７】
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【手続補正書】
【提出日】平成18年1月20日(2006.1.20)
【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】
ダイヤフラムバルブであって：
バルブ本体を通過する流体通路；
該流体通路をシールするダイヤフラム；および
バルブシートを備え、該バルブシートが、１つ以上の突出部を含み、該バルブ本体の一部が、該１つ以上の突出部に圧着されており、これによって、該バルブを該バルブ本体に固定する、ダイヤフラムバルブ。
【請求項２】
前記バルブシートが、前記バルブ本体から分離して形成された挿入物である、請求項１に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項３】
前記バルブシートが、バルブシート凹部内に挿入されている、請求項１に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項４】
前記バルブが、外側本体壁によって形成されかつ前記流体通路に開放されたバルブシート凹部内に挿入されている、請求項１に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項５】
前記バルブシートの開放側面が、該バルブシートと前記バルブ本体とが出会う点で前記流体通路と同一平面上にある、請求項４に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項６】
前記バルブシートが、前記ダイヤフラム上の表面の輪郭にほぼ一致する高まったシーリング面を含む、請求項１に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項７】
前記バルブシートの少なくとも一部が表面硬化されている、請求項１に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項８】
前記バルブシートの硬化部分が、カーバイドを実質的に含まない、請求項７に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項９】
前記バルブシートが、５５  Ｒｏｃｋｗｅｌｌ  Ｃより大きい、請求項１に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項１０】
前記バルブシートが、前記ダイヤフラムより硬い、請求項１に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項１１】
前記１つ以上の突出部が、前記金属バルブシートの外側エッジ上にある、請求項１に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項１２】
前記１つ以上の突出部の少なくとも１つが、前記金属バルブシートの中央半径に対して角度をなす、請求項１に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項１３】
前記１つ以上の突出部の少なくとも１つが、シート底部分と角度をなす、請求項１に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項１４】
前記バルブシートが金属である、請求項１に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項１５】
前記バルブシートの少なくとも一部が硬化されている、請求項１に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項１６】
前記バルブシートの１つ以上の表面を被覆する、ポリマー材料の薄層をさらに備える、請求項１に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項１７】
ダイヤフラムバルブであって：
バルブ本体内に配置された流体通路；
該流体通路をシールするためのダイヤフラム；および
内側周縁面を備えるバルブシートの挿入物を備え、ここで、該内側周縁面が、該バルブシートとバルブ本体とが出会う点で該流体通路と実質的に同一平面である、ダイヤフラムバルブ。
【請求項１８】
前記バルブシートの挿入物の内側周縁面が、前記流体通路と連続流れ経路を形成する、請求項１７に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項１９】
前記バルブシートの挿入物の内側周縁面が、前記流体通路と同じ軸に沿って形成されている、請求項１７に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項２０】
前記バルブシートの挿入物がシートシーリング面をさらに備え、該シーリング面が、前記流体通路の近位方向に位置決めされる、請求項１７に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項２１】
前記バルブシートの挿入物が、該バルブシートを前記バルブ本体に固定するための１つ以上の突出部をさらに備える、請求項１７に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項２２】
前記１つ以上の突出部が、前記バルブシートとバルブ本体との間にシール表面を形成する、請求項２１に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項２３】
前記バルブシートの少なくとも一部が硬化されている、請求項１７に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項２４】
前記バルブの少なくとも一部が表面硬化されている、請求項１７に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項２６】
前記バルブシートが前記ダイヤフラムより硬い、請求項１７に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項２７】
バルブシートであって：
ほぼ環状のシート本体；および
該シート本体の１つ以上の表面に位置決めされる１つ以上の突出部を備え、該１つ以上の突出部が、バルブ本体の一部を該１つ以上の突出部に圧着することによって、該バルブ本体に該バルブシートを固定およびシールするために用いられる、バルブシート。
【請求項２８】
前記シート本体と結合するシーリング面をさらに備える、請求項２７に記載のバルブシート。
【請求項２９】
前記シーリング面が、前記バルブシートの内側面の近位方向で、前記シート本体の上部分に沿って位置決めされる、請求項２８に記載のバルブシート。
【請求項３０】
前記バルブシートの少なくとも一部が硬化されている、請求項２７に記載のバルブシート。
【請求項３１】
前記バルブシートの少なくとも一部が表面硬化されている、請求項２７に記載のバルブシート。
【請求項３２】
前記バルブシートが、それとともに用いられるダイヤフラムよりも硬い、請求項２７に記載のバルブシート。
【請求項３３】
前記バルブシートが、５５  Ｒｏｃｋｗｅｌｌ  Ｃより大きい、請求項２７に記載のバルブシート。
【請求項３４】
前記１つ以上の突出部の少なくとも１つが、前記バルブシートの中央半径に対して角度をなす、請求項２７に記載のバルブシート。
【請求項３５】
バルブシートの少なくとも一部が、５５  Ｒｏｃｋｗｅｌｌ  Ｃを超えるまで硬化されている、ダイヤフラムバルブのためのバルブシート。
【請求項３６】
前記シートが表面硬化されている、請求項３５に記載のバルブシート。
【請求項３７】
前記バルブシートの１つ以上の表面上に位置決めされる１つ以上の突出部をさらに備える、請求項３５に記載のバルブシート。
【請求項３８】
前記バルブシートの１つ以上の表面に付与されるポリマー材料の薄層をさらに備える、請求項３５に記載のバルブシート。
【請求項３９】
前記バルブシートが金属またはセラミックである、請求項３５に記載のバルブシート。
【請求項４０】
前記バルブシートがシーリング面を含み、該シーリング面が選択的に表面硬化されている、請求項３５に記載のバルブシート。
【請求項４１】
ダイヤフラムバルブであって：
バルブ本体内に配置された流体経路；
該流体経路をシールするためのダイヤフラム；および
熱的および化学的に不活性なバルブシートの挿入物を備え、該バルブシートが該バルブ本体の一部に固定され得る、ダイヤフラムバルブ。
【請求項４２】
前記バルブシートの挿入物が、該バルブシートの１つ以上の表面から延びる１つ以上の突出物を備える、請求項４１に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項４３】
ダイヤフラムバルブであって：
バルブ本体内に配置された流体通路；
該流体通路をシールするための金属ダイヤフラム；および
バルブシートを備え、該バルブシートが該金属ダイヤフラムより硬い、ダイヤフラムバルブ。
【請求項４４】
前記バルブシートが挿入物である、請求項４３に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項４５】
前記ダイヤフラムが、ＥｌｇｉｌｏｙＴＭから構成される、請求項４３に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項４６】
前記バルブシートが、５５  Ｒｏｃｋｗｅｌｌ  Ｃより大きい、請求項４３に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項４７】
前記バルブシートが金属である、請求項４３に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項４８】
前記バルブシートがセラミックである、請求項４３に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項４９】
前記バルブシートの少なくとも一部が硬化されている、請求項４３に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項５０】
前記バルブの少なくとも一部が表面硬化されている、請求項４３に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項５１】
前記バルブの少なくとも一部が炭素を含む、請求項４３に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項５２】
前記バルブシートが、該バルブシートの１つ以上の表面上のポリマー材料の薄層をさらに含む、請求項４３に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項５３】
前記バルブシートが、該バルブシートの１つ以上の表面から延びる１つ以上の突出部をさらに備える、請求項４３に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項５４】
前記バルブシートが、該バルブシートの中央半径に対して角度をなしている１つ以上の突出部を備える、請求項４３に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項５５】
前記バルブシートが、前記バルブ本体よりも硬い、請求項４３に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項５６】
バルブシートが内側周縁面を備え、該内側周縁面が、該バルブシートとバルブ本体とが出会う点で前記流体通路と同一平面である、請求項４３に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項５７】
前記バルブシートの内側周縁面が、前記流体通路と連続流れ経路を形成する、請求項５６に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項５８】
前記バルブシートの内側周縁面が、前記流体通路と同じ軸に沿って形成される、請求項５６に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項５９】
前記バルブシートがシートシーリング面をさらに備え、該シーリング面が前記流体経路の近位方向に位置決めされる、請求項５６に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項６０】
バルブシートの挿入物を係留する方法であって：
バルブシートの挿入物を、バルブ本体中に形成された凹部に挿入する工程；
該バルブシートの挿入物の１つ以上の表面上に１つ以上の突出部を提供する工程；および
該１つ以上の突出部を該バルブ本体の少なくとも１つの側壁中に入れる工程、を包含する、方法。
【請求項６１】
前記バルブシートの挿入物が金属である、請求項６０に記載の方法。
【請求項６２】
前記バルブシートの挿入物の少なくとも一部を硬化する工程をさらに包含する、請求項６０に記載の方法。
【請求項６３】
前記バルブシートの挿入物が、それとともに用いられるダイヤフラムより硬い、請求項６０に記載の方法。
【請求項６４】
バルブシートの挿入物が取り外し可能である、硬化金属バルブシートの挿入物。
【請求項６５】
バルブシートであって、以下：
ａ）ステンレス鋼またはセラミック材料から作製される、ほぼ環状のシート本体；
ｂ）該シート本体の１つ以上の表面に適用される、ポリマー材料の薄層、
を備える、バルブシート。
【請求項６６】
前記シート本体が、シーリング面を備え、そして前記ポリマー材料が、該シーリング面に適用されている、請求項６５に記載のバルブシート。
【請求項６７】
ダイヤフラムバルブであって、以下：
流体通路を備えるバルブ本体；
該流体通路をシールするためのダイヤフラム；および
ポリマー材料の薄層によってコートされたバルブシート、
を備える、ダイヤフラムバルブ。
【請求項６８】
前記バルブ本体の一部が、前記バルブシートに圧着されて、該バルブシートを該バルブ本体に固定する、請求項６７に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項６９】
前記バルブシートが、突出部を備え、前記バルブ本体の一部が、該突出部に圧着されて、該バルブシートを該バルブ本体に固定する、請求項６７に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項７０】
前記バルブシートの内側周縁面が、該バルブシートと前記バルブ本体とが出会う点で、前記流体通路と実質的に同一平面上にある、請求項６７に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項７１】
前記バルブシートが、非多孔性材料から作製されている、請求項６７に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項７２】
前記バルブシートが、ステンレス鋼から作製されている、請求項６７に記載のダイヤフラムバルブ。
【請求項７３】
前記ポリマー材料の薄層が、前記バルブシート上に成型されている、請求項６７に記載のダイヤフラムバルブ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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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【国際調査報告】
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