(57)【要約】各々、バルブが排出または充填で用いるかに応じて、高圧ゾーン（４２または４３）および低圧ゾーン（４３または４２）の間の流動を制御するバルブ装置（８４０）は、ねじ込みハンドル係合部分（１９）および主要部分（２０）を有する中空体を含む。第１のチャンバー（２８または２７）および第２のチャンバー（２７または２８）の間の流体の流動は、ステム（２１）上の受座（７５）を移動させて、ノズル（３０）と接触させ、または接触を解くステム（２１）によって制御する。ハンドル（１７）の回転は、受座（７５）をノズル（３０）との係合に向ける、または離すその回転なくしてステム（２１）を軸方向にシフトさせる。ステム（２１）は、制御された流動との流体接触からねじ込み部分（１９）をシールするためのシール部材（５７）を含む。
2004529301.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央軸、ねじ込みハンドル−係合部分および主要部分を有する中空体；
第１のチャンバーおよび第２のチャンバー、上記チャンバーは上記中空体内に規定され、上記第１のチャンバーは高圧ゾーンと流体連絡し、上記第２のチャンバーはより低い圧力のゾーンと流体連絡し；
上記中空体内にあり、上記チャンバーを分離するノズル、上記ノズルは上記チャンバーの間のガスの通過のためのオリフィスを規定し；
上記中空体の上記ハンドル−係合部分とねじ込み可能に係合できる回転可能ねじ込みハンドル；
上記ハンドルと回転可能に連結し、それにより、上記ハンドルは上記ステムに関して回転できるステム、上記ステムは末端側部分を有し；
上記ステムの上記末端側部分上にあり、上記ノズルと接触できて、ガスの通路に対して上記オリフィスをシールする受座；および
上記ねじ込みハンドル−係合部分および上記第２のチャンバーの間に軸方向に配置された少なくとも１つのシール部材を含み、
ここに、上記ハンドル−係合部分における上記ハンドルの回転は上記ステムを軸方向にシフトさせて、上記受座を上記ノズルと接触させるようにまたは接触を解くように移動させ、ここに、その回転の間に、上記ハンドルは上記ステムに関して回転し、上記中空体に対して回転可能に固定されることを特徴とする高圧ゾーンおよびより低い圧力のゾーンの間のガスの流れを制御するためのバルブ装置。
【請求項２】
上記ノズルが上記第１のチャンバーに隣接する高圧側面および上記第２のチャンバーに隣接する低圧側面を含み、上記ステムは上記第２のチャンバー中に配置され、上記ステムの軸方向シフティングは、上記ノズルの上記低圧側面と接触させまたは接触を解くように上記受座を移動させて、上記オリフィスをそれを通るガスの通路に対して閉じ、および開く請求項１記載の装置。
【請求項３】
上記受座が上記軸に対して斜めの環状表面を含み、ここに、上記ステムの軸方向運動が上記斜め表面および上記ノズルの間の距離を変化させる請求項２記載の装置。
【請求項４】
上記ノズルが、上記受座の斜め表面と共軸の上記オリフィスの円周を規定する環状の面取りした表面を含む請求項３記載の装置。
【請求項５】
上記ノズルが上記第１のチャンバーに隣接する高圧側面および上記第２のチャンバーに隣接する低圧側面を含み、上記ステムが上記第２のチャンバー中に配置され、かつ上記オリフィスを通って延び、ここに、上記ステムの上記末端側部分は上記第１のチャンバーへと突起し、上記ステムの軸方向シフティングは上記受座を移動させて、上記ノズルの上記高圧側面と接触させ、および接触を解いて、それを通るガスの通路に対して上記オリティスを閉じ、および開く請求項１記載の装置。
【請求項６】
上記受座が上記ノズルと接触すると、上記第１のチャンバー中のガス圧力は上記受座を上記ノズルに向けて片寄らせる請求項５記載の装置。
【請求項７】
上記ステムが上記オリフィスと共軸に配置された絞り部分を含み、上記絞り部分は上記軸に関して斜めの環状表面を含み、ここに、上記ステムの軸方向運動は上記斜め表面および上記ノズルの間の距離を変化させる請求項６記載の装置。
【請求項８】
上記ノズルが、上記絞り部分の上記斜め表面と共軸の上記オリフィスの円周を規定する環状の面取りした表面を含む請求項７記載の装置。
【請求項９】
上記絞り部分および上記ノズルが各々金属を含み、ここに、充填流および排出流の間にガスの全ての絞りが上記絞り部分および上記ノズルの間で起こる請求項７記載の装置。
【請求項１０】
上記ステムの上記末端側部分の上記第１のチャンバーへの軸方向運動が上記斜め表面および上記ノズルの間の距離を増加させ、ここに、上記斜め表面および上記ノズルの間の上記距離の増加速度が上記ハンドルの継続的回転と共に増加する請求項９記載の装置。
【請求項１１】
上記ステムが上記中空体と摺動接触し、かつ上記ステムおよび上記中空体の間に径方向に、かつ上記ねじ込みハンドル‐係合部分および上記第２のチャンバーの間に軸方向に配置された少なくとも１つのシール部材を含み、ここに、上記ハンドル‐係合部分における上記ハンドルの回転によって生じた破壊屑が上記第２のチャンバーに入るのが、上記ステムおよび上記シール部材によって妨げられる請求項１０記載の装置。
【請求項１２】
上記ハンドルが回転可能であって、上記ステムを、上記ノズルと接触した上記受座を持つ閉じた位置、および上記ノズルとの接触を解かれた上記受座を持つ開放位置の間に移動させ；
上記ステムは上記ハンドルに対して軸方向に移動することができ；および
さらに、上記ハンドルから軸方向に離れるように上記ステムを片寄らせるための手段を含み；
ここに、上記ステムが上記ノズルから分離された上記受座を持つ開放位置にある場合、もし上記第２のチャンバー中のガス圧力が突然低下すれば、上記ステムの上記末端側部分を横切る圧力勾配の結果としての迅速な変化が片寄らせ用の上記手段の圧縮力に打ち勝って、上記ステムを閉じた位置まで自動的に移動させ、それを通るガスの継続通路に抗して上記オリフィスをシールする請求５記載の装置。
【請求項１３】
軸方向内部トンネルを規定し、かつ：
上記中空体に固着可能な基部側端部；
上記基部側端部にあり、上記基部側端部が上記中空体に固着すると上記第一のチャンバーと流体連絡し、それにより、ガスが上記第１のチャンバーおよび上記トンネル内を流れることができる少なくとも１つの結合ポート；
上記トンネルと流体連絡したその中に少なくとも１つの充填ポートを有する末端側端部；
それを通って上記内部トンネルおよび上記内側ケーシングの外部の間をガスが流れる、上記結合ポートおよび上記充填ポートの中間にある少なくとも１つのフィルターポート；
および
上記少なくとも１つのフィルターポート中に配置されたフィルター媒体；
を含む中空ケーシング；
上記充填ポートに隣接して配置され、かつ開いた位置および閉じた位置の間を軸方向に移動することができるプラグ部材；および
上記プラグ部材を閉じた位置に向けて片寄らせるための手段；
を含むフィルターチェックをさらに含み、
ここに、閉じた位置にある場合、上記プラグ部材は上記トンネル中をガスが上記充填ポートから直接的に上記結合ポートに流れるのを妨げ、それにより、上記トンネルを通って流れるいずれのガスも強制的に上記フィルター媒体を通り、さらに、上記プラグ部材が閉じた位置にある場合、ガスは上記トンネルを通って直接的に上記結合ポートから上記充填ポートに流れることができる請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
上記充填ポートが高圧ゾーンと流体連絡し、さらに：
上記内側ケーシングの周りに略共軸に配置され、部分的に上記内側ケーシングを含んで、上記外側ケーシングおよび上記内側ケーシングの間のベント空間を規定する中空外側ケーシング；
上記外側ケーシングによって部分的に規定され、かつ上記充填ポートと流体連絡する過剰流圧チャンバー；
それを通って上記圧力チャンバーおよび高圧ゾーンの間をガスが流れることができる上記外側ケーシング中の少なくとも１つのガス開口；
上記ベント空間および上記過剰流圧チャンバーの間に流体連絡を供する少なくとも１つのベント開口；
上記ベント開口および上記ガス開口の間に上記圧力チャンバー中に設けられ、かつ開いた位置および閉じた位置の間を軸方向に移動することができるチェックストッパー；および
上記プラグ部材を開いた位置に向けて片寄らせるための手段を含み；
ここに、閉じた位置にある場合、上記チェックストッパーはガスが上記ベント開口を通って上記ベント空間および上記圧力チャンバーの間を流れるのを妨げ；およびここに、さらに、上記チェックストッパーが開いた位置にある場合、ガスは上記ガス開口から上記圧力チャンバー、上記ベント開口、上記ベント空間、および上記フィルターポートを介して上記トンネルまで流れることができ；およびここに、さらに、上記チェックストッパーが開いた位置にあり、かつ上記第１のチャンバー中のガス圧力が突然低下した場合、上記過剰流圧チャンバーおよび上記第１のチャンバーの間で圧力差が生じ、これは上記チェックストッパーを閉じた位置まで自動的に移動させて、ガスの通路に抗して上記ベント開口を実質的に閉じる請求項１３記載の装置。
【請求項１５】
中央軸、ねじ込みハンドル-係合部分、および主要部分を有する中空体；
第１のチャンバーおよび第２のチャンバー、上記チャンバーは、上記中空体内に規定され、上記第一のチャンバーは高圧ゾーンと流体連絡し、上記第２のチャンバーはより低圧のゾーンと流体連絡し;
上記中空体内にあり、かつ上記チャンバーを分離するノズル、上記ノズルは上記チャンバーの間のガスの通路用のオリフィスを有し；
上記第２のチャンバー中に設けられ、上記オリフィスを通って延び、かつ基部側部分および末端側部分を有するステム、上記末端側部分は上記第１のチャンバーへと突起し、上記ステムは上記中空体内で軸方向に移動できるが、上記中空体に対しては回転することができず;
上記中空体の上記ハンドル-係合部分とねじ込み可能に結合でき、かつ上記ステムの上記基部側部分に回転可能に結合できるねじ込みハンドル、上記ハンドルは上記中空体および上記ステムに対して上記軸の周りを回転でき；および
上記ステムの上記末端側部分にあり、かつ上記ノズルと接触できて、ガスの通路に抗して上記オリフィスをシールできる受座；
を含み
ここに、上記ハンドル-係合部分における上記ハンドルの回転は上記非−回転するステムを軸方向に制御可能にシフトさせて、上記受座を移動させて、上記ノズルと接触させ、および接触を解くことを特徴とする高圧ゾーンからより低圧のゾーンへのガスの流れ制御するためのバルブ装置。
【請求項１６】
中央軸、ねじ込みハンドル‐係合部分および主要部分を有する中空体；
第１のチャンバーおよび第２のチャンバー、上記チャンバーは上記中空体内に規定され、上記第１のチャンバーは高圧ゾーンと流体連絡し、上記第２のチャンバーはより低圧のゾーンと流体連絡し；
上記中空体内にあり、かつ上記チャンバーを分離するノズル、上記ノズルは上記チャンバーの間にガスの通路用のオリフィスを規定し;
上記中空体の上記ハンドル‐係合部分とねじ込み可能に係合できる回転可能ねじ込みハンドル；
上記ハンドルと回転可能に結合しそれにより、上記ハンドルが上記ステムに対して回転することができるステム、上記ステムは末端側部分を有し；
上記ステムの上記末端側部分にあって、上記ノズルと接触できて、ガスの通路に抗して上記オリフィスをシールすることができる受座；
上記ねじ込みハンドル-係合部分および上記第２のチャンバーの間に軸方向に配置された少なくとも１つのシール部材；
軸方向内部トンネルを規定し、かつ：
上記中空体に固着可能な基部側端部；
上記基部側端部にあり、かつ上記第１のチャンバーに流体連絡する少なくとも１つの結合ポート、上記基部側端部が上記中空体に固着すると、それにより、ガスが上記第１のチャンバーおよび上記トンネルの間を流れることができ；
上記トンネルと流体連絡したその中に少なくとも１つの充填ポートを有する末端側端部；
それを通って上記内部トンネルおよび上記内側ケーシングの外部の間をガスが流れることができる、上記結合ポートおよび上記充填ポートの中間の少なくとも１つのフィルターポート；および
上記少なくとも１つのフィルターポートに設けられたフィルター媒体；
を含む中空ケーシング;
上記充填ポートに隣接して設けられ、かつ開いた位置および閉じた位置の間を軸方向に移動することができるプラグ部材；および
上記プラグ部材を閉じた位置に向けて片寄らせるための手段を含み、
ここに、上記ハンドル‐係合部分における上記ハンドルの回転は上記ステムを軸方向にシフトさせて、上記受座を移動させ、上記ノズルと接触させ、および接触を解き、ここに、その回転の間に、上記ステムに対して回転する上記ハンドルは上記中空体に回転可能に固定され；およびここに、閉じた位置にある場合、上記プラグ部材はガスが上記トンネル中を上記充填ポートから直接上記結合ポートへ流れるのを妨げ、それにより、上記トンネルを通って流れるいずれのガスも強制的に上記フィルター媒体を通り、およびここに、さらに、上記プラグ部材が開いた位置にある場合、ガスは直接的に上記結合ポートから上記充填ポートへと上記トンネルを通って流れることができることを特徴とする高圧ゾーンおよびより低圧のゾーンの間のガスの流れを制御するためのバルブ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は流体、特にガスの流れを制御するためのバルブ、より具体的には酸素ガスの流れをより安全に調節するためのバルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
酸素は多くの医療および産業適用で広く用いられている。酸素のポータブル源が必要な場合、それは、円筒状の鋼またはアルミニウム容器中の加圧下の分子状の酸素（Ｏ2）の形態でほとんど普遍的に供給される。また、酸素は通常はそのようなシリンダー中で輸送される。シリンダーには、空にしたら再び充填するためにシリンダーを開閉するのに用いられるバルブが取り付けられる。また、しばしば、圧力調節器がシリンダーバルブに取り付けられる。
【０００３】
今日存在する酸素シリンダーバルブは、時々思いもかけない結果を伴う多数の火災事故に関係してきた。シリンダーバルブ受座が発火すると、装着したレギュレーターまたはマニフォールド系は強力な発火連鎖メカニズムに付され、これは、しばしばシリンダーバルブの下流の火災に至るであろう。
【０００４】
現在通常に用いられる「プラグタイプ」のシリンダーバルブは、バルブそれ自体の頂部に設けられたハンドホイールの回転により移動する回転ねじ込み受座プラグを含む。該プラグには比較的大きな非金属受座を一体化させる。受座は、バルブノズルの上方の受座の向きのため、シリンダーからの酸素ガス排出の間に強力な流れの影響に付される。さらに、回転する受座メカニズムにより、受座はしばしばバルブノズルとの強力な摩擦干渉に付される。これらの特徴は共に酸素シリンダーを取り扱う火災事故に注意を払う賢明な人々にとって望ましくない。慣用的な知られたバルブは「汚く」、その操作態様（すなわち、バルブの酸素湿潤部分における回転する受座およびねじ）のため、大量の望ましくない操作屑を生じる。この屑はしばしば非金属受座それ自体中に沈積し、バルブの開閉の間に摩擦相互作用を増加させる。
【０００５】
ポリフェニレンオキシド（ＰＰＯ）およびポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）も利用されるが、これらのバルブは最もしばしばナイロン主要受座を利用する。ナイロンおよびＰＰＯは、共に、現在の酸素−適合性定格テスト標準に基づいて貧弱ないし中程度の適合性を呈し、もし発火すれば大量のエネルギーを排出する。ＰＣＴＦＥは酸素適合材料と考えられるが、しばしば手で閉じるバルブによって適用されるトルクに耐えるのに不十分な圧縮弾性率を有する。その結果、ＰＣＴＦＥを設けたプラグ−バルブはしばしばかなりの押出しを呈し、最近、多数の火災に関係してきた。押し出された受座は、排出の間に酸素ガス影響に対する表面積−対−容量比率を増加させ、有害な流摩擦発火に対して受座の弱点を大いに増加させると考えられる。
【０００６】
図１は、内部エレメントの摩擦を明らかにするために部分断面で示し、公知の容器およびバルブの構成の概略を示す。これらのタイプの容器は世界中で何百万人によって通常使用されており、使用のために加圧下の酸素および他のガスを含む。１０で示した公知のバルブアセンブリーは、慣用的加圧ガスシリンダー１５またはタンクの「頂部」端部に対応してねじ込まれる開口１２に締め付けてねじ込まれるネジ付きプラグ部分１１を有する。本明細書および特許請求の範囲において、「頂部」および「底部」および「上方」および「下方」とは、図１の向きの、すなわち、円筒形容器の軸が地面に対して垂直なバルブアセンブリーおよびシリンダーをいい、バルブはシリンダーの頂上にあり、平坦な底部は地面上にある。（これは、慣用的シリンダータンクが現実的にはいずれの位置でも用いられるが、通常貯蔵され、輸送される位置である）。しかしながら、本発明は、容器が使用中にバルブの上方にある倒置位置を含めた、容器またはタンクが垂直または地面に対していずれの位置で用いることもできるのは明らかに違いない。
【０００７】
時々「Ｓｈｅｒｍａｎ」バルブと呼ばれる慣用的ガス容器バルブにおいて、ハンドル１７は、キャップまたはロックナットによって本体２０の内側に保持されたステム２１に結合される。ステム２１は、バルブ１０の本体２０にねじ係合したねじ込みプラグ２３と係合する。典型的には、ナイロンまたはフレキシブルなプラスチックから作られたバルブ受座２４はプラグ２３の末端側端部内に保持される。本体２０は、それを通ってガスがバルブ本体２０中に規定された上方チャンバー２７に侵入し、そこから出ることができる径方向ポート２５を有する。該本体は、バルブの軸の周りに位置し、かつそれを介してガスが容器１５の内部１３へ、またはそこから流れることかできる下方または第１のチャンバー２８も有する。バルブは、本体２０の対称軸を略記載し、かつそれと共にハンドル１７およびステム２１が操作の間に移動する仮想中央長手方向軸を有する。該本体２０は内部環状ノズル３０を規定し、締付けは下方チャンバー２８を上方の第２のチャンバー２７から分割する。下方または第１のチャンバー２８は第２のまたは上方チャンバー２７と流体連絡している。というのは、それを通ってガスが流れることができるノズル３０の中央にオリフィスがあるからである。ハンドル１７の回転、例えば手動回転は同一速度にてステム２１も回転させる。というのは、ステムはハンドルに連結されているからである。プラグ２３は本体２０内のそのねじ込み配置にて回転すると共に移動する。ハンドルおよびステム２１の回転は、かくして、プラグ２３が本体２０内で軸方向、例えば、上方および下方に移動するようにする。受座２４はノズル３０の上方側面に抗して接触して、ノズルのオリフィスを閉じることができる。かくして、ステム‐係合部分１９におけるハンドル１７およびステム２１の回転はプラグ２３および受座２４をシフトさせ、ノズルの上方側面に接触させ、および接触を解いて、ノズルを閉じ、および開き、かくして、バルブ１０をガスの通路に向ける。らせん状バネ３３が、典型的には（しかしながら、必ずしもそうではないが）、用いられてステムパッキングシールのシーリングを助ける。（図１中の方向矢印によって示される）ハンドルの標準的な時計方向回転はプラグ２３を下方にねじ込み、受座２４をノズル３０に抗して加圧し、バルブを閉じる。
【０００８】
これまでの通常に出くわすバルブのデザインは、特に、酸素が注目するガスである場合、いくつかの機能的欠点を被る。加圧した酸素を含むタンク１５を開けて用いるために酸素を排出させると、ひどい有害効果のほとんどが起こる。この排出工程は有害な火災の最も通常の状況である。続けて図１を参照する。ハンドル１７を反時計方向に回転させ、受座２４をノズル３０から分離して、容器１５の内部１３から加圧酸素を放出させる場合、高速酸素流が第１の導管またはチャンバー２８を通って流れ、途中にノズル３０のオリフィスを通ることによってさらに加速されて、第２のポート２５を通って逃げる。通常、この高速酸素流は、ノズル３０を通った直後にバルブ受座２４に直接的に衝撃を与える。通常ナイロンまたはプラスチックから作られた受座２４に対する速移動酸素分子の影響は、受座の危険な燃焼を促進する状態である。次いで、該燃焼はバルブ１０から出るガスによって下流に拡大することができる。
【０００９】
また、公知のデバイスにおいては、ノズル４３からの受座２４の分離が迅速に起こり、すなわち、丁度ハンドル１７およびステム２１の部分的回転は、受座をノズルから完全係合を解くのに適しているであろうことに注意されたし。別の言い方をすれば、本体２０におけるステム２１の回転は受座を上方に向けて迅速に移動させ、従って、受座およびノズルの間の分離の軸方向距離は迅速に増大し、その結果、「十分に閉じた」から「ほとんど開いた」流れ条件へ非常に迅速に変化する。バルブのこの迅速な開口の結果、ほとんど断熱的圧力変化が起こり、これは、取り付けたレギュレーターを含めた下流のバルブ構成要素を加熱しかねない。それは、有害な機械的摩擦および受座２４を通るガス流摩擦を促進する。
【００１０】
慣用的バルブの安全性のさらなる妥協は、プラグ２３のねじ込み部分がガス流によって「湿る」という事実である。相互に通過したねじ込み金属部分の反復した摩擦「ねじ込み」回転は、通常、非常に微細な金属粒子および削り屑、ならびに他の微細な操作屑を生じる。そのようなねじ込み部分がバルブ１０を通るガス流によって湿ると、この粒状操作屑は容器１５の内部１３に自由に放出されるか、あるいは第２のチャンバー２７を通るガス流によって除去できるか、あるいは受座２４中に埋没させることができる。系、特に酸素系における燃焼性エレメントに対するこの操作屑の高速衝撃は着火しかねない。かくして、酸素系で用いられるより安全なバルブは、ガス流から、ねじ込み係合で相互に移動するいずれのねじ込み構成要素を離すべきである。
【００１１】
最後に、公知のバルブは、粒子の移動およびバルブ構成要素に対する衝撃を妨げるためのフィルターの使用を容易には受け入れない。（例えば、前記したごとく回転可能ステム２１の本体２０とのねじ込み係合からの、またはシリンダー充填の間に内部１３に移動する物質からの）操作屑はしばしば圧力シリンダー１５の内部１３に落下し、その中に蓄積される。次いで、この蓄積された操作屑は、排出の間に容器１５からのガス流によって捕獲され、バルブ１０に、または下流構成要素に叩き落とされ、そこで、それは受座２４および／または他の系構成要素に対して有害に影響しかねない。より安全なバルブは、内部１３から第１のチャンバー２８に入るガスを濾過することによって、シリンダー１５内からの操作屑の移動を妨げるであろう。しかしながら、粒状操作屑はそれが充填されつつある場合には存在し、シリンダーに吹き込まれるので、安全性の関心は、有害な操作屑がフィルターの「誤った」側に蓄積し、そこで、それが、シリンダーが排出される場合に系に吹き戻されないように、そのようなフィルターをシリンダー１５の充填の間に使用しないことを勧める。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従って、圧縮酸素系で用いられるより安全なバルブ装置に対する要望が存在する。本発明はこの要望に応じて開発された。本発明のバルブは、酸素系で観察されてきた通常の発火メカニズムを排除し、公知のプラグ‐タイプのバルブで観察された弱点を排除するように設計される。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明はバルブ装置である。さらに詳しくは、高圧酸素系において火災の危険性を実質的に低下させるバルブ装置が提供される。該装置は通常のシリンダー容器上のプラグバルブとして用いるのに特によく適合するが、いずれの加圧ガス系にも、特に、多くの産業および医療施設および水中ダイビング系で出くわすもののごとき酸素または酸素‐豊富化空気系で便宜に用いることができる。本発明のバルブ、およびその関連する本発明のチェック‐フィルターおよび過剰‐流防止特徴は、酸素送達系内のバルブの地点における有害な燃焼の可能性を低下させる。
【００１４】
本発明により、高圧ゾーンおよびより低圧のゾーンの間のガスの流れを制御するためのバルブ装置が提供される。該装置は中央軸、ねじ込みハンドル‐係合部分および主要部分を有する中空体；第１のチャンバーおよび第２のチャンバー、該チャンバーは該中空体内に規定され、第１のチャンバーは高圧ゾーンに流体連絡し、第２のチャンバーは（通常はバルブが十分に開くまで存在する）より低圧のゾーンと流体連絡し；該中空体内にあり、かつチャンバーを分離するノズル、該ノズルはチャンバーの間のガスの通路用のオリフィスを規定し；該中空体のハンドル‐係合部分とねじ込み可能に係合できる回転可能ねじ込みハンドル；該ハンドルと回転可能に結合し、それによりハンドルが当該ステムに対して回転することができるステム、該ステムは末端側部分を有し；該ステムの末端側部分にあり、かつ該ノズルと接触して、ガスの通路に抗してオリフィスをシールすることができる受座；およびねじ込みハンドル‐係合部分および第２のチャンバーの間に軸方向に配置された少なくとも１つのシール部材を有する。ハンドル‐係合部分におけるハンドルの回転はステムを軸方向にシフトさせ、受座を移動させて、該ノズルと接触させ、および接触から接触を解き、ここに、その回転の間に、ハンドルは、該中空体に回転可能に固定されたステムに対して回転する。
【００１５】
ノズルは第１のチャンバーに隣接する高圧（上流）側面および第２のチャンバーに隣接する低圧（下流）側面を含む。１つの具体例において、ステムは第２のチャンバー中に配置され、ステムの軸方向シフティングは受座を移動させ、ノズルの低圧側面に接触させ、および接触を解いて、それを通るガスの通路に対してオリフィスを閉じ、および開ける。受座は軸に対して斜めの環状表面を含むことができ、ここに、ステムの軸方向運動は斜め表面およびノズルの間の距離を変化させる。この配置は受座についての負荷接触面積を増加させ、負荷を低下させる。また、それは、ガス流を角度のついたプラスチック表面上で一定とすることによって、流れの影響を低下させる。さらに、ノズルは受座の斜め表面と共軸のオリフィスの円周を規定する環状の面取りした表面を含む。
【００１６】
好ましい具体例において、ステムは第２のチャンバー中に配置され、オリフィスを通って延び、ここに、ステムの末端側部分は第１のチャンバーに突起し、ステムの軸方向のシフティングは受座を移動させ、ノズルの高圧側面に接触させ、およびそれを解いて、それを通るガスの通路に対してオリフィスを開け、および閉じる。
【００１７】
好ましくは、ステムはオリフィス内に共軸で配置された（絞り）または閉塞した流れ部分を含み、該絞り部分は軸に対して斜めの環状表面を含み、ここに、ステムの軸方向移動は斜め表面およびノズルの間の距離を変化させる。ノズルは、面取りした表面と共軸のオリフィスの円周を規定する環状の面取りした表面を含む。好ましくは、絞り部分およびノズルは、各々、金属から作られ、ここに、充填流動および排出流動の間のガスの全ての閉塞された流れは絞り部分およびノズルの間で起こる。ステムの末端側部分の第１のチャンバーへの軸方向運動は斜め表面およびノズルの間の距離を増加させ、ここに、斜め表面およびノズルの間の距離の増大速度はハンドルの継続回転と共に増加する。ステムの基部側部分は中空体と摺動接触しており、これは、さらに、基部側部分および中空体の間に径方向に、およびねじ込みハンドル‐係合部分および第２のチャンバーの間に軸方向に配置された少なくとも１つのシール部材を含み、ここに、ハンドル‐係合部分におけるハンドルの回転によって生じた操作屑が第２のチャンバーに入るのはステムおよびシール部材によって妨げられる。
【００１８】
また、好ましくは、ハンドルは回転可能で、ステムをノズルと接触した受座での閉じた位置およびノズルとの接触を解かれた受座での開いた位置の間にステムを移動させ；ステムはハンドルに対して軸方向に移動でき、さらに、ハンドルからステムを軸方向に偏らせるための手段が設けられ、従って、ステムがノズルから離れた受座での開いた位置にある場合、もし第２のチャンバー中のガス圧が突然低下すれば、ステムの末端側部分を横切る圧力勾配の結果としての迅速な変化が偏り用の手段の圧縮力に打ち勝って、ステムを閉じた位置に向けて自動的に移動させ、それを通るガスの継続通路に抗してオリフィスをシールする。
【００１９】
本発明の第１の目的は、ガス状酸素送達系における有害な燃焼の危険性を低下させるバルブを提供することにある。
【００２０】
本発明の第１の利点は、（ａ）ねじ込み係合によって相互を磨耗させる装置の部分からバルブの湿潤部分を単離することによって、および（ｂ）バルブハンドルが回転した場合に回転しないが、ハンドルの回転がバルブステムを軸方向にシフトさせるバルブステムを供することによって、バルブ装置が、バルブ部分の間のねじ込み係合の作用によって生じた操作屑が装置のガス‐湿潤部分に入る可能性を排除することである。
【００２１】
本発明のもう１つの利点は、脆いバルブ受座構成要素が高速ガスおよびその中に捕獲されたいずれの操作屑の直接的衝撃に対しても保護されていることである。
【００２２】
本発明のもう１つの利点は、外来性操作屑が圧力タンクに進入するが、それが操作屑をフィルターバリアの後に捕獲して、操作屑がガス−送達系に入るのを妨げるチェックバルブおよびフィルターメカニズムが提供されることである。
【００２３】
本発明のさらにもう１つの利点は、それが過剰‐流シャットオフ特徴を提供し、従って、本発明が、下流系において突然の漏れ、失敗または妥協の事象においてそれを通るガスの流れを自動的に停止させることである。
【００２４】
本発明の他の目的、利点および新規な特徴、並びに適用性のさらなる範囲は、添付の図面と組み合わせて、以下の詳細な記載に部分的に記載し、部分的には、以下を精査すると当業者に明らかとなるか、あるいは本発明の実施によって学習することができる。本発明の目的および利点は、添付の請求の範囲で特に指摘される装備および組み合わせの手段によって理解され、達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本明細書に一体化され、その一部を形成する添付の図面は、記載と一緒になって本発明のいくつかの具体例を説明し、本発明の原理を説明するために供する。図面は本発明の好ましい具体例を説明する目的のみであり、本発明を限定するものと解釈されるべきではない。
【００２６】
本発明のバルブは、酸素系で観察される通常の発火メカニズムに対する弱点を緩和する。本発明は、ＡＳＴＭ  Ｇ８８、「Ｄｅｓｉｇｎ  Ｇｕｉｄｅ  ｆｏｒ  Ｏｘｙｇｅｎ  Ｓｙｓｔｅｍｓ」、ＡＳＴＭ  Ｇ１２８、「Ｃｏｎｔｒｏｌ  ｏｆ  Ｈａｚａｒｄｓ  ａｎｄ  Ｒｉｓｋｓ  ｉｎ  Ｏｘｙｇｅｎ  Ｅｎｒｉｃｈｅｄ  Ｓｙｓｔｅｍｓ」、ＡＳＴＭ  Ｇ６３、「Ｅｖａｌｕａｔｉｎｇ  Ｎｏｎｍｅｔａｌｌｉｃ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  ｆｏｒ  Ｏｘｙｇｅｎ  Ｓｅｒｖｉｃｅ」およびＡＳＴＭ  Ｇ９４、「Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎｇ  Ｍｅｔａｌｓ  ｆｏｒ  Ｏｘｙｇｅｎ  Ｓｅｒｖｉｃｅ」のごとき標準で確立されている推奨される設計基準を取り込む。このバルブの設計特徴によって特に排除される発火メカニズムは断熱圧縮、流動摩擦／流動腐食、粒子衝撃、機械的衝撃、摩擦加熱、発火連鎖／促進された発火である。本発明の特異性を開示する前に、その設計利点を一般的に議論する。
【００２７】
装置の設計は、主な受座が排出流から保護され、「流動影響」を受けないことを保証する。これは流動摩擦および流動腐食のごとき受座発火メカニズムを低下させる。受座設計は、ノズル下に負荷されて、高速排出流動から十分に保護されたＯ‐リングシールまたはプラスチックシールを利用する。Ｏ‐リングシールは公知のシリンダーバルブの設計では通常は見出されないが、長期間プラスチックよりも優れ、操作を許容することが知られている。しかしながら、本発明の設計の受座はＯ‐リングシールまたは成形されたプラスチックシールを利用することができ、いずれの場合にも、流動誘導発火の可能性に対して最悪な可能な向きである、他のシリンダーバルブ設計におけるようなノズルの上方よりはむしろ、流動‐誘導ダイナミックスからの優れた保護のために受座／シールをノズルの下方に位置させる。酸化役務のための現在公知のシリンダーバルブ設計は受座／シールをノズルの上方に位置させ、この向きのため受座の発火は多数の酸素バルブ火災に関係してきた。
【００２８】
本発明の設計は、排出または充填流動の間の酸素の全ての絞りまたは閉塞された流れが金属間の界面で起こることを保証する。排出流動の間に、絞りが、現在のプラグ‐タイプのバルブにおけるごとく受座の非金属エレメントを横切るよりはむしろ受座の下流で起こる。充填流動の間には、絞りは受座の上流で起こるが、依然として金属間界面におけるものである。この設計の特徴は、非金属表面では非常にひどい「流動腐食／摩擦」による発火可能性を低下させる。
【００２９】
また、本発明のバルブ装置の設計は、ハンドルの第１の全回転の間にバルブがゆっくりと開くことを保証する。典型的な他のバルブはバルブハンドルの各部分的または全回転と共に暫時速く開き、従って、ガス流は第１の全回転の間に全流動近くまで迅速に増加する。流動の迅速な増加は、燃焼のための望ましくない条件を促進する。さらに、暫時プラスチックシートを作り変えるか、または抑制する必要性のため、バルブを閉じる場合にしばしば起こることだが、もしハンドルが固着すれば、各回バルブを閉じ、迅速な開口が起こる。なぜならば、バルブは自由に突然に破壊するからである。このバルブの設計は、受座をノズル下に位置させて、閉じた場合にバルブを十分にシールするための過剰閉鎖トルクに対する必要性を無くすることによってこの欠陥を排除する。受座をノズル下に位置させる結果、シリンダー圧力は、ノズル上方に受座を位置させたバルブにおけるごとくそれに抵抗するよりはむしろ、バルブのポジティブな閉鎖を助けるであろう。また、Ｏ‐リング受座は、その弾性特性のため、低トルクにて漏出‐フリー閉鎖を保証し、漏出‐フリー条件を作り出すプラスチック受座よりもかなり優れている。
【００３０】
本発明のバルブでは、パッキングは存在せず；むしろ、ステムの位置に関わらず、高圧におけるより大きなシーリング効果のために動的シール設計が用いられる。このシールはバルブのいずれの位置においてもステムを効果的にシールするであろう。パッキングは存在しないので、バルブが固着する傾向は排除される：バルブはスムーズに座に嵌められ、スムーズに開けられる。この設計の特徴は、他のシリンダーバルブ設計に当てはまるように、パッキングを逆に嵌める必要性をなくする。
【００３１】
本発明の設計では、活動的ねじはバルブの酸素‐湿潤部分にはない。従って、該設計はきれいに作動し、粒子衝撃を含めた多数の発火メカニズムを増加させる操作屑を生じない。さらに、該設計は、受座の条件を保持し、摩擦相互作用のごとき受座発火メカニズムを減少させるために非−回転する受座を利用する。
【００３２】
好ましい具体例の有利な任意の特徴は、差込チェック‐フィルターデバイスによって、流れをシリンダーに濾過することなく、シリンダーからの流れの濾過を設けることである。この特徴は、シリンダー充填操作の間に粒状物および操作屑が流れに捕獲されて、害なくシリンダーに降下させるが、シリンダー中の粒状物が通常の排出操作の間に外部に移動するのを妨げる。差込チェック‐フィルターデバイスはバルブの革新的な特徴であり、下流構成要素につき、多数の発火メカニズム、特に粒子衝撃を低下させる。この便宜な特徴は単独で使用することができ、他のバルブの設計での設置、シリンダーまたはチューブバンクの設置のために拡大することができ、あるいは現存するバルブに遡及して適合させることさえできる。
【００３３】
好ましくは、本発明がそれから製造される金属および非金属は、酸素役務で利用される材料で用いる最良の酸素適合性および履歴を呈する。好ましい具体例において、そのような材料はＡＳＴＭ  Ｇ６３およびＡＳＴＭ  Ｇ９４に規定されるガイドラインに合致する。
【００３４】
本発明は、その流動がバルブの操作によって制御されるべきいずれのガスでの使用にも適すると理解されるべきである。しかしながら、該装置は、酸素の流れのバルブでの制御の安全性を改良するのに特によく適合する。また、本発明のバルブは、通常に遭遇する慣用的シリンダーガス容器での使用に適合することに注意すべきである。かくして、それは、安全性を改良するために現存シリンダーに設置するのに「アフターマーケット」で使用することができる。別法として、該装置は、新しいシリンダーを伴う元の器具製造業者の製品として製造し、販売することができる。
【００３５】
既に説明したごとく、酸素バルブ系における最も有害な条件は、酸素が高圧のゾーン、例えば、シリンダーの内部からより低圧のゾーン、例えば、「下流の」チューブまたはパイプへ放出されつつある場合に、「排出」条件の間で起こる。本発明は、これらの有害な排出条件を緩和するために開発された。従って、本明細書および特許請求の範囲においては、「高圧のゾーン」および「より低圧なゾーン」に言及する。これらの用語は相対的であることを意図し、すなわち、高圧ゾーンは、単に、バルブが開かれ、閉塞流が起こりつつある後の間により低い圧力のゾーンにおけるよりも比較的大きなガス圧力を有する位置であり；絶対的な圧力測定は提案されない。さらに、バルブが開かれた後、閉塞した流れが終われば、バルブ中の圧力は定常流における平衡に近い条件を得；従って、「高圧ゾーン」および「低圧ゾーン」を用いて、操作条件を厳密に限定しないよりはむしろ、本発明の装置用の機能的意味を供することは当業者に容易に理解されるであろう。かくして、典型的なシナリオは、圧力シリンダー容器の内部が高圧のゾーンである場合、ガスを下流チューブに安全に排出することが望まれ、チューブはより低い圧力のゾーンであることである。従って、本発明のバルブは、高圧ゾーンから低圧ゾーンへ抜けての流れを安全に調節するために設ける‐（典型的には、各々、シリンダーの内部およびシリンダーの外部、バルブは相互への流動を制御する）。
【００３６】
それにも関わらず、より低い圧力のゾーンおよび高圧のゾーンへの言及（そのような言及は記載の明瞭性のためになす）は、本発明のバルブがシリンダーの「充填」の間にガス導管として使用されるのを排除しないことは当業者に明らかであろう。シリンダーの充填の間、もちろん、容器が所望のレベルまで充填されるまで、シリンダーの外部の「高圧ゾーン」から容器内の比較的より低い絶対圧の内部空間へガスが流れる。本明細書および特許請求の範囲における高圧およびより低い圧力のゾーンへの言及は、状況が、シリンダーの排出、またはより複雑な系の二つのゾーンの間の流れであるかを問わず、圧力差を横切ってのガスの流動を計測するのが望ましいいずれの状況に適用されると解釈されるべきである。
【００３７】
図２ないし１３は、本発明の好ましい具体例を集合的に示す。図８ないし１２は十分に組み立てられた好ましい具体例を示し、他方、図１３は構成要素のうちの位置関係を明瞭にするための分解図である。図２ないし７は、本明細書中にてより十分に説明するようにある拡大図を供する。本発明によるバルブ４０は、その最も一般的な点において、当該分野で知られ、図１に見られるバルブ１０と幾分似ており、かくして、慣用的アセンブリ１０のこれまでの記載が本発明のバルブアセンブリー４０の記載に対する背景を供するように、それに共通する機能的態様をいくつか有する。それにもかかわらず、本発明のバルブがかなり安全である結果をもたらす重要な区別および逸脱する点をここに記載し、他は明らかになるであろう。
【００３８】
バルブ４０は、（図２ないし１３に示さない）シリンダー容器の内部のごとき高圧ゾーン４２から出口ポート５０（図８ないし１０）にシール可能に付着させた（やはり示さない）チューブまたは導管のごときより低圧のゾーン４３へのガスの流れを制御するために用いる。バルブ４０は、中央の長手方向軸に関して略円筒形であり得る中空体２０を有する。該中空体２０は、ねじ込みハンドル−係合ナット１０６を受容し、それは、産業界に知られた真鍮のごときいずれかの適当な材料から製造される。中空体２０によって規定され、それ内にあるのは下方または第１のチャンバー２８および上方または第２のチャンバー２７である。第１のチャンバー２８は、好ましくは、図８ないし１０で見られる取込ポート４８を介して高圧ゾーン４２に開いた、またはそれと流体連絡した略円筒形導管である。第１のチャンバー２８は、所望により、圧力ゲージ、過剰圧力開放バルブ、破裂ディスク等のごとき補助デバイスの使用を受け取り、それを行うための補助ポート４５も有することができる。上方または第２のチャンバー２７は、出口ポート５０によって、より低い圧力のゾーン４３と流体連絡する。
【００３９】
ノズル３０は中空体２０内にあり、好ましくは、主要体と一体的に機械加工されるか、そうでなければそのように形成される。ノズルはチャンバー２７、２８を分離し、第１のチャンバー２８に隣接する高圧側面７１、第２のチャンバー２７に隣接する低圧側面、およびチャンバー２７、２８の間のガスの通路用のオリフィス５２を有する（図３、５および７）。
【００４０】
ステム２１は、ほとんどは、第２のチャンバー２７中に設けられる。ステム２１は基部側部分および末端側部分を有し；環状成形ガスケットまたはＯ−リングのごとき受座２４がステム２１の末端側部分に付着され、ノズル３０と接触可能であって、ガスの通路に対してオリフィス５２をシールする。該Ｏ−リングシール２４は、ＣＴＦＥのごとき酸素適合性材料から、またはＶＩＴＯＮRから作ることができ、あるいは余り理想的ではないがシリコーンゴムから作ることができる。
【００４１】
ねじ込みハンドル１７は、中空体の対応するねじ込みハンドル−係合部分１９とねじ込み可能に係合できるねじ込み部分１８を有し、ステム２１の基部側部分に回転可能に連結することができる。ハンドル１７およびステム２１の間の回転可能な連結は、例えば、ハンドルにリンクしたヘッドフランジ８５によって達成することができる。ハンドル１７は、ステムヘッド８５（ステム２１の基部側端部）が「バチ形」のような様式で回転可能にその中に設けられるキャビティーを有する。ハンドルのねじ込み部分１８が中空体のハンドル係合部分１９にねじにより係合するハンドル１７の回転は、ハンドルが前記したごとくステム２１を軸方向に押し、引くことを可能とする。
【００４２】
ハンドルキャップ１０６はハンドル１７を中空体２０内に締め付ける。キャップ１０６の中空体２０への付着は、好ましくは、右ねじのねじ込み係合により、他方、ハンドル１７の中空体とのねじ込み係合は、好ましくは、左ねじにより、従って、ハンドルの回転は中空体からキャップ１０６を戻す傾向にはないであろう。
【００４３】
ステムのヘッドフランジ８５はハンドル１７の末端側端部におけるキャビティー内で回転可能であり、従って、ハンドルが回転する場合、ステムは回転しない。従って、ハンドル１７の回転運動はステム２１に付与されない。しかしながら、ハンドル１７が回転の間に軸方向にシフトするにつれ、ハンドル−係合部分１９およびキャップ１０６とのそのねじ込み係合により、そのような軸方向並進はステム２１に伝達される。
【００４４】
ステムの長手方向移動は、ハンドル１７と、キャップ１０６上の上方閉鎖ストップ１０７との、または中空体２０上の下方開放ストップ２９との接触によって制御される。例えば、図２で見られるごとく、ハンドル１７の末端側端部は下方「開放」ステップ２９に接触し、ステム２１がさらに下方に移動するのを妨げ、それにより、「全開放」条件を示す。同様に、ハンドル１７は図４中の上方閉鎖ストップ１０７と接触し、ステム２１がさらに上方に移動するのを妨げ（および、かくして、受座２４に対する損傷を妨げ）、「全閉鎖」条件を示す。
【００４５】
その結果、ハンドル１７が（時計方向または反時計方向）に回転する場合、回転運動はステムに付与されず；むしろ、ハンドル１７はバルブ軸のまわりに回転するが、ハンドルがヘッドフランジ８５の周りを回転するにつれステムは回転しない。なお、ハンドル１７の回転は、ハンドルとハンドル−係合部分１９およびキャップ１０６とのねじ込み係合により、ハンドルが中空体２０に対して軸方向に移動するようにする。従って、ハンドル１７は、中空体に対して、およびステム２１に対して中空体軸のまわりに回転可能である。ハンドルが回転するにつれ、ステム２１は回転せず；しかし、ハンドル１７の軸方向シフティングは、時計方向回転の間にハンドルがステム２１をバルブ体２０へ「押す」につれ、および反時計方向回転の間に、バルブ体へまたはそれからステムを「引く」間に、ステムが対応する量だけ軸方向にシフトするようにする。
【００４６】
かくして、ステム２１は、該体２０内を軸方向に移動できるが、該体２０に対して回転することはできない。ステム２１および該体２０の間の接触はねじ込まれないが、むしろ、スムーズな摺動接触であり、表面磨耗からほとんどまたは全く操作屑を生じない。ハンドル−係合部分１９におけるハンドル１７の回転は、非−回転ステム２１を軸方向に制御可能に移動させて、受座２４を移動させ、ノズル３０と接触させ、および接触を解き、それにより、ガスの通路に対してオリフィス５２を閉じ、開ける。
【００４７】
ステム２１は回転しないので、それは、第２のチャンバー２７を通ってガスの流れに落ち込み、出口ポート５０から出る流れに運ばれる操作屑を生じない。さらに、図２、４および６で見られるように、１以上のシール５７をステム２１の基部側端部のまわりの環状窪みに設けることができる。好ましくは、ＤＵＰＯＮＴからのＶＩＴＯＮRフルオロポリマー製品から作成されたシール５７は、該体２０の内壁と摺動接触し、ハンドルのねじ込み部分１８を該体のハンドル−係合部分１９で擦ることによって生じる操作屑が上方チャンバー２７に落下することを妨げる。シール５７は所定の位置に支持され、例えば、テフロン（登録商標）Rから、またはクロロトリフルオロエチレン（ＣＴＦＥ）から作成された一対のバックアップリング５８によるうねり保護が供される。この保護シーリング機能は多数の異なるタイプのＯ−リングまたはガスケット５８によって行うことができ；いずれにせよ、ハンドルと該体のねじ込み係合はガス流から離され、ねじはそれにより湿らない。その結果、本発明は、有利には、立体配置をその特徴とし、それにより、ステム２１の基部側部分は該体２０と摺動接触し、１以上のシール部材またはガスケット５７もしくは５８はステムの基部側部分および該体の間に径方向に、およびねじ込みハンドル−係合部分１９および第２のチャンバー２７の間に軸方向に配置され、従って、該体におけるハンドル１７の回転によって生じた操作屑が第２のチャンバー２７に入り、そこで火災を引き起こしかねないのがステム２１およびシール部材５７もしくは５８によって妨げられる。再度、本発明の１つの利点は、ステム２１の基部側部分が該体２０の壁とスムーズに摺動接触するが、（バックアップリング５８と共に）シーリング部材または複数部材５７が第２のチャンバー２７およびハンドルのねじ込み部分１８の間に軸方向に位置することである（例えば、「上方」前者および「下方」後者）。
【００４８】
最も有利なのは、図３、５および７に最も密接に見られるごとく、オリフィス５２に対する受座２４の配置である。受座２４はステム２１の末端側端部のまわりの環状窪みに位置する。受座２４の窪みは、オリフィス５２を通ってのバルブの第１のチャンバー２８から第２のチャンバー２７へのガス流のそれに対する直接的衝撃からの受座の保護の尺度を提供する。この好ましい具体例において、ステム２１の非常に末端側端部７３は受座２４の軸方向位置を超えて延びることも分かる。
【００４９】
かくして、ステム２１の軸方向運動は受座２４およびノズルの面取りした表面６３の間の距離を変化させ、該距離は０（閉鎖、図５）および最大（全開、図３）の間で可変である。バルブ４０の開放の間に、最も粗いガス衝撃がステム２１の末端延長端部６１に対して、および受座２４よりはむしろオリフィス５２に近い金属間部分に向けられる。
【００５０】
図２ないし７を継続的に参照し、好ましい具体例は、オリフィス５２を通って捨てることができる徐々にテーパーを付した絞り部分７５を有する特殊な形状のステム２１を有することが示される。絞り部分７５は、バルブ４０の中央軸に対して斜めである環状表面７６をその特徴とする。図４および５で分かるように、ノズル３０はオリフィス５２の円周を規定する環状の面取りした表面６３を提示し、それに対して、受座２４はバルブが閉じた場合にシール可能にプレスされ得る。しかしながら、ノズル３０のノドは円筒壁６２によって規定され、仮想シリンダーの軸はステム２１の軸と共軸である。かくして、絞り部分７５の斜め表面７６は壁表面６２と共軸であり、従って、ステム２１の軸方向運動は斜め表面７６およびノズルのノドの壁６２の間の距離を変化させる。絞り部分７５およびノズル３０は、各々、好ましくは、耐久性金属で作成されるので、バルブ４０を通っての充填流動または排出流動の間のガスの全ての絞りは、有利には、比較的損傷−および燃焼−抵抗性金属絞り部分７５および金属ノズル３０の間で起こる。これは、ガスの絞りが、典型的には、ノズルおよび比較的脆く燃焼可能なバルブ受座２４の間で起こる公知のデバイスよりも優れた改良である。
また、ステム２１の末端側部分７３の第１のチャンバー２８への軸方向運動は、斜め表面７６およびノズル３０の間の距離を増加させ、その距離の増加速度はハンドル１７の継続的回転と共に増加する。ステムの斜め表面７６およびノズルの面取りした表面６３の位置関係のため、それらの間の距離の増加速度は公知のバルブに特徴的な迅速様式では加速されない。むしろ、ハンドル１７の初期回転は受座２４をノズルの高圧側面７１から分離するが、同時に、図７で見られる「１回転開放」位置に示唆されたごとく、ステムの絞り部分７５の斜め表面７６の、ノズルの面取りした表面６３からの暫時の分離をまず誘導する。このように、オリフィス５２を通っての高圧ゾーン４２からより低い圧力のゾーン４３へのガスの突然の音速「ラッシュ」の危険は実質的かつ有利には低下する。
【００５１】
図８ないし１３に注意されたし。好ましいが、所望により、本発明の装置は、高圧ゾーン４２からの粒状操作屑がバルブ受座２４および下流構成要素に対する危険なアクセスを得るのを妨げるための差込フィルターチェックバルブ９０を含む。該フィルターチェックバルブ９０は、軸方向内部トンネル９４を規定する中空内側ケーシング９１をその特徴とする。内側ケーシング９１は該体２０の末端側端部に（例えば、ねじ込み係合によって）付着可能な基部側端部を有する。内側ケーシングは、その基部側端部にあり、基部側端部が該体２０に付着し、それにより、ガスが第１のチャンバー２８およびトンネル９４の間を流れることができる場合に第１のチャンバー２８に流体連絡した少なくとも１つの結合ポート９５を有する。ケーシング９１は、トンネル９４と流体連絡したその中の少なくとも１つの充填ポート９６を有する末端側端部も有する。少なくとも１つの、好ましくは複数のフィルターポート９７が、それを通って内部トンネル９４および内部ケーシング９１の外部の間をガスが流れることができる、結合ポート９５および充填ポート９６の中間に軸方向にケーシング９１中に設けられる。図面は、フィルターポートを通って流れるガスがフィルター媒体を通って流れなければならないように、フィルター媒体１００をフィルターポート９７中または上に設けることを示す。
【００５２】
プラグ部材１０２は充填ポート９６に隣接するケーシング９１内に設けられ、開いた位置および閉じた位置の間を軸方向に移動できる。該プラグ部材１０２は、例えば、球状ボールベアリング、好ましくはサファイアボールであり得る。図１６で見られるように、閉じた位置において、プラグ部材１０２はプラグ受座１０３とシーリング接触しており、プラグ部材１０２が開いた位置にある場合、それはプラグ受座１０３から係合が解かれ、それから離され、そのような分離はガスがトンネル９４および充填ポート９６の間を流れるのを可能とする。
【００５３】
プラグ受座１０３と接触した閉じた位置に向けてプラグ部材１０２を片寄らせるための手段が設けられ；片寄らせるための手段１０４は、典型的には、コイルバネであるが、他の代替物も適当であり、当該分野で知られている。閉じた位置にある場合、プラグ部材１０２はトンネル９４中をガスが直接充填ポート９６から結合ポート９５に流れるのを妨げ、それにより、トンネル９４を通って流れるいずれのガスも強制的にフィルター媒体１００を通る。さらに、プラグ部材１０２が開いた位置にある場合、ガスはトンネルを通って直接的に結合ポート９５から充填ポート９６に流れることができる。ほとんどの圧力条件下では、プラグ部材１０２は、バネ１０４の作用によって、プラグ受座１０３に押され、それと密閉接触して保持される。
【００５４】
かくして、フィルターチェックバルブ９０はより高い圧力のゾーン４２から第１のチャンバー２８へ有害な操作屑が損傷進入するのに対して保護する。そのような操作屑は、しばしば、例えば、圧力容器１５の内部１３内に蓄積される（図１）。操作屑は、通常、容器１５に充填（満たす）プロセスの間に、または通常の使用を介して内部に導入される。
【００５５】
本発明の操作において、低圧のゾーン４３からの充填ガスは強制的にポート５０を介してバルブ４０に入り、すなわち、ガスは出口ポート５０に注入されて、容器内部１３を圧縮する（図１）。満たすまたは充填プロセスの間に、ガスはより低い圧力のゾーン４３からより高い圧力のゾーン４２に流れる（その現実の圧力条件は、空にするプロセスよりはむしろ充填に関与するので、ここで用いる標識から逆となる）。充填の間に、ガスは、出口ポート５０を通って、第２のチャンバー２７およびノズル３０を通って、または第１のチャンバー２８を通ってより低圧のゾーン４３からトンネル９４に流れる。トンネル９４における増大した圧力はプラグ部材１０２を軸方向に下方に動かし、プラグ受座１０３から出し、かくして、プラグ部材１０２を開いた位置まで押す。そのための流動ガスは、図１０で分かるように、充填ポート９６を通ってトンネル９４から直接より高い圧力のゾーン４２（例えば、容器シリンダーの内部）まで自由に流れる。トンネル９４に流れる充填ガスの力は片寄らせるための手段１０４の力に打ち勝ち、それを圧縮状態に維持し、プラッギング部材１０２は充填プロセスを通じてプラグ受座１０３から係合を解かれる。充填プロセスの完了に際し、およびガスのより低い圧力のゾーン４３からのバルブ４０への流入の停止に伴い、片寄らせるための手段１０４は開放され、プラグ部材１０２が逆に受座１０３と接触させるようにして（図９）、充填ポート９６を介する高圧ゾーン４２からトンネル９４へのガスのいずれの逆流も妨げる。
（ハンドル１７およびステム２１の操作によって）高圧ゾーン４２からより低圧のゾーン４３へのガスの流れを放出し、それを調節するのが望まれる場合、バルブ受座２４をノズル３０から係合を解いて、ガスを第１のチャンバー２８から第２のチャンバー２７へ流す。しがしながら、片寄らせるための手段１０４の機能とカップリングさせた、高圧ゾーン４２における（今や）比較的高い圧力は、プラグ受座１０３と接触した閉じた位置におけるプラグ部材１０２を強制的に保持する。その結果、ガスは、専らフィルターポート９７を介して高圧ゾーン４２からトンネル９４に入る。かくして、高圧ゾーンからのガスの排出の間に、全てのガスは、図１１で見られるように、トンネル９４に通過する前にフィルター媒体１００を通って、第１のチャンバー２８へ、オリフィス５２を通り、第２のチャンバー２７に向けて流れる。従って、高圧ゾーン４２における操作屑は決してトンネル９４に至らず；むしろ、それはフィルター媒体１００の外部に保持され、かくして、高圧のゾーンに引き止められる。操作屑は、燃焼が始まり得るバルブ４０に吹き込まれない。従って、差込フィルターチェックバルプ９０は充填の間に操作屑を容器１５に吹き込むが、排出の間には操作屑をそこに保持し、速く移動する危険な操作屑から下流構成要素を保護する。
【００５６】
図２ないし７を集合的に参照する。図２は、全開した位置における好ましい具体例を示し、それにより、ノズル３０を通って最大に排出される。図３は好ましい具体例の一部の拡大図であり、バルブが充分に開いた場合の受座２４およびノズル３０の相対的位置を示す。図４は充分に閉じた位置における好ましい具体例を示し、図５は受座２４とノズルの高圧側面７１との接触を示す拡大図である。図６は「１回転開放」位置、すなわち、ハンドル１７が１回転を通じて回転した後におけるノズル３０の高圧側面に対する受座２４の位置における好ましい具体例を示す。注目すべきことには、完全な１回転を介するハンドルの回転は、ステム２１の真直ぐなセクションのため非常に最小の流れ領域を実現するが、ノズルからの受座２４の大きな分離を供し、それにより、放出の非常に暫時の増加を可能とするに過ぎず、非金属受座をより高いガス速度の領域から移動させつつ、有害な音速ガス放出を妨げる。
【００５７】
図２ないし１３を継続して参照する。再度、バルブは、高圧ゾーン４２からより低圧のゾーン４３へのガス、特に酸素または酸素−豊富化空気の流れを制御する。ハンドル−係合部分１９におけるハンドル１７の回転はステム２１をシフトさせて、受座２４を移動させ、ノズル３０と接触させ、および接触を解く。好ましい具体例において、バルブ受座２４はノズルの高圧側面７１と接触できる。全ての時点において、受座２４は下方第１チャンバー２８内にある。この立体配置の利点は、第１のチャンバー２８における比較的上昇した圧力がステムを軸方向に「上方」にノズル３０に向けて、すなわち、閉じた位置に向けて片寄らせる傾向があることである。前記したごとく、ほとんどの公知のバルブとは対照的である。受座２４がノズル３０の高圧側面７１に位置すれば、装置の使用者は、強制的にハンドル１７にトルクをかけて、ノズルに抗して受座の信頼性のある閉じたシールを得る必要がない。
【００５８】
バルブが閉じられると、図４および５に見られるように、受座２４をノズルの面取りした表面６３に対してしっかりとプレスする。ハンドル１７の初期回転は受座２４をノズルの高圧側面７１から分離し、図６および７に見られるように、ノズルのスロート６２からのステムの絞り位置７５の斜め表面７６の暫時の分離をまず同時に誘導する。このように、オリフィス５２を通って高圧ゾーン４２からより低圧のゾーン４３へのガスの突然の音速「ラッシュ」の危険性は実質的にかつ有利には低下する。ハンドルが継続的に回転する結果、ノズル３０のスロート６２および／または面取りした部分６３およびステムの絞り部分の斜め表面７６の間の距離が徐々に増加する。
【００５９】
本発明の別の具体例を示す図１４に注意されたし。この具体例においては、受座２４はノズル３０の上方に位置する。しかしながら、ステム２１は、オリフィス５２の形状および半径に対応した径方向形状、およびそれ未満の径方向寸法を有する末端側共軸延長６１を有する。ステム２１のこの末端側軸方向延長６１は金属エレメントであり、現実には、ステムの軸方向移動に伴いオリフィス５２へ、およびそこから移動する。そのチャンバー２８および受座２４の間に軸方向に第1のチャンバー２８に直接向けて示すが、末端側延長６１（およびノズル５２それ自体）は、高速におけるガス流の直接的に受座２４に対する影響から受座を保護する。従って、この具体例においては、ステム２１の部分で現実に第１のチャンバー２８に拡張するものはないが、その代わり、第２のチャンバー２７内に充分に含まれる単純性を示す。それにもかかわらず、受座２４は末端側延長６１による直接的ガスの影響から保護され、かなりのガス絞りが末端側延長６１およびノズルの間で起こる。
【００６０】
図１４で分かるように、この別の具体例におけるハンドル１７は、単端部キャップ１０６のねじ込み部分１９とねじにより係合する。軸方向の力をハンドル１７からステム２１へ伝達するためにリンキングピン５４を設ける。しかしながら、リンキングピン５４は回転せず、その代わり、ハンドルはリンキングピンのヘッドフランジ５５の周りを回転する。リンキングピンの頂部フランジ５９と共に、リンキングピン５４におけるシール５７は、ハンドルねじ１８の間のねじ込み係合から操作屑を妨げ、キャップ１０６のねじ込み部分１９はねじをバルブの湿潤部分から離す。
【００６１】
図１５は、有利過剰な流動シャットオフ特徴、および特別に保護されたバルブ受座を含めた本発明のもう１つの代替具体例を示す。図１５の代替具体例は図２ないし１３の好ましい具体例と非常に似て作動する。しかしながら、ステム２１の特別な立体配置の末端側部分７３の使用は、ステムが「底部から」設置される場合には、該具体例の特殊なアセンブリを強要する。再度、バルブ７０は、高圧ゾーン４２からより低圧のゾーン４３へのガス、特に酸素の流れを制御する。中空体２０はねじ込みハンドル−係合部分１９および主要部分２２を有する。第１のチャンバー２８および第２のチャンバー２７は、図２ないし１３の具体例と同様に該中空体２０内に規定され、第１のチャンバー２８は高圧ゾーン４２と流体連絡し、第２のチャンバー２７はより低圧のゾーン４３と流体連絡する。
【００６２】
ノズル３０は、チャンバー２７、２８、第１のチャンバー２８に隣接する高圧側面７１、第２のチャンバーに隣接する低圧側面７２、およびチャンバー２７、２８の間のガスの通路用のオリフィス５２を有するノズルを分離する。ハンドル１７は該中空体２０のねじ込みハンドル−係合部分１９とねじにより係合する。ステム２１はハンドル１７と操作可能に連結し、オリフィス５２を通じて第２のチャンバー２７中に配置され、図１５で分かるように、第１のチャンバー２８に延びるその末端側部分を有する。環状バルブ受座２４はステム２１の末端部分７３にあり、ノズル３０の高圧側面７１と接触して、ガスの通路に対してオリフィス５２をシールする。
【００６３】
好ましい具体例と同様に、ハンドル１７の回転はステム２１をシフトさせ、ステム２４を移動させて、ノズルの高圧側面７１と接触させ、および接触を解く。ステム２１の末端側端部の末端フランジ７３は、高圧ゾーン４２からのガス流の直接的影響に対してバルブ受座２４を保護する。図１４の具体例とは対照的に、受座２４は常に下方第１チャンバー２８内にあり、そこで起こる比較的高い圧力に曝される。なお、前記したごとく、末端フランジ７３は取込ポート４８とは対向関係にあるので、それは、流れがノズル３０内の受座２４の下流で閉塞する場合に起こる有害な摩擦力および衝撃力から受座を保護する。（ハンドル１７が回転してステム２１を移動させ、バルブ７０を開く場合、ガスは出口ポート５０に向けて流れ続ける）。
【００６４】
この立体配置の利点は、第１のチャンバー２８における比較的上昇した圧力がステムを軸方向に「上方」にノズル３０に向けて、すなわち、閉じた位置に向けて片寄らせる傾向にあることである。これは、静的ガス圧力が強制的にバルブを開ける傾向があるほとんどの公知のバルブ（図１）および図１４の具体例とは対照的である。受座２４をノズル３０の高圧側面７１に位置させると、装置の使用者は、ハンドル１７に強制的にトルクをかけて、ノズルに対する受座の信頼性のある閉じたシールを得る必要はない。信頼性よくバルブを閉じる努力において、多くの公知のデバイスのハンドルの過剰トルク負荷は、バルブ受座の未成熟破壊および受座材料の劣化からの望ましくない操作屑の発生における因子である。
【００６５】
図１５の具体例はリンキングピン５４の使用を便利にし、これは、図１４の具体例の記載で開示したのと同一目的および機能を供する。リンキングピン５４のヘッドフランジ５５はハンドル１７の末端側端部におけるキャビティー内で回転可能である、従って、ハンドル１７が回転すると、リンキングピンは回転しない。従って、ハンドル１７の回転運動はステム２１に付与されない。しかしながら、ハンドル１７が回転の間に軸方向にシフトするにつれ、ハンドル−係合部分１９とのそのねじ込み係合のため、そのような軸方向並進はリンキングピン５４によってステム２１に伝達される。
【００６６】
図１５の代替具体例は過剰な流動シャットオフメカニズムをその特徴とする。該過剰な流動シャットオフメカニズムは、それにより、バルブ７０を通って高圧ゾーン４２からより低い圧力からのゾーン４３へのガスの流れが、より低い圧力のゾーンにおける突然の圧力降下事象で自動的に停止する手段である。そのような突然の圧力降下は、例えば、下流のガス分配またはデリバリー系における突予期せぬ失敗の兆候であろう。もし下流系が破壊されたならば、直ちに、出口ポート５０から外部へのガスの流動を妨げるのが望ましい。もしバルブ７０が産業ガス分配系における構成要素であれば、バルブ７０を用いて、加圧下のガス源（高圧４２）から、例えば、より低圧のゾーンにおける下流の点へのガスミキサーへの流動を計測することができる。ミキサー破壊の事象においては、ガスは、破壊点において系から直ちに失われ始める。もしバルブの過剰−流動特徴によって制限されないならば、そのような破壊は火災発生に至る制限されない流動を開始しかねない。
【００６７】
下流破壊は、破裂または破壊による突然の圧力降下によって遭遇するポート５０から外への過剰な流動によって現れる。従って、破壊によって引き起こされた圧力降下の検出に際し、バルブ７０を自動的に閉じて、より低圧の「下流」ゾーン４３へのガスの流れを直ちに阻止するのが望ましい。
【００６８】
該過剰流動シャットオフメカニズムは、ハンドル１７とは独立して軸方向に移動することができるステム２１をその特徴とする。図１５を参照し、ハンドル１７は回転可能で、ステム２１を、ノズル３０と接触した受座２４での閉じた位置およびノズルと接触が解かれた受座での開いた位置の間で移動させることが分かる。しかしながら、選択された条件下でのステム２１はハンドル１７に対して軸方向に移動可能である。ハンドル１７の末端側端部内のキャビティーはリンキングピンヘッド５５を含む。（代替具体例はリンキングピンを含まず、その場合、ステム２１の基部側端部はピンヘッド５５と同様なヘッドを特徴とする）。ハンドルキャビティー内のヘッド５５の配置は、ハンドルがステム２１に軸方向移動を与えるのを可能とする。また、ハンドルキャビティーにはバネ７８およびバネキャップ７９がある。バネ７８はリンキングピン５４のヘッド５５に当接するか、あるいはそれに固着する。バネ７８はキャップ７９にも当接する。バネ７８は、通常、シリンダー圧力にバランスした中立条件にある。
【００６９】
しかしながら、ハンドル１７が回転して軸方向にバルブ体２０に移動する場合、ハンドルはキャップ７９をハンドルの「前方」へ移動させることが分かる。移動キャップ７９はバネ７８を圧縮し、これは弾性的に休止状態まで戻り、かくして、リンキングピンヘッド５５に対してプレスし、それにより、ステム２１を強制的に下方へ向かわせる。キャップ７９およびリンキングピン５４の間の圧縮に対するバネ７８の抵抗は、かくして、ハンドル１７がステムを強制的に軸方向に「開いた」状態に向けてバルブ中を下方に向けることを可能とする。（ハンドルのキャビティー内に保持された過剰サイズのリンクピンヘッド５５は、ハンドルがリンクピン５４およびステム２１を引いて閉じた位置に向かわせることを可能とする）。
【００７０】
キャップ７９は、バネおよびリンケージピンを非−回転立体配置に維持しつつ、ハンドル１７の回転運動を可能とするためにベアリングを設ける。キャップ７９の丸い端部およびリンケージピン５５の頂部によって供されたベアリング表面に対するハンドルの回転はハンドルの回転を可能とし、その結果、ステムは非−回転軸方向移動を行う。リンキングピン５４の軸方向移動の結果、リンキングピンが固着したステム２１が対応する軸方向移動を行うので、バネ７８は、ステムを軸方向にハンドル１７から離して片寄らせるための手段として効果的に作用する。
【００７１】
通常の操作条件下では、圧縮状態を回避するためのバネ７８の強制と組みあわせた、ハンドル１７およびハンドル−係合部分１９の間のねじ込み係合、およびリンキングピン５４およびステム２１の間の連結は、ハンドル１７、バネ７８、リンキングピン５４、およびステム２１をほとんどあたかも単一のユニットのように一致して軸方向に移動させる。これは、リンキングピン５５のヘッドをハンドル１７中のキャビティーの底部に対してプレスされた状態を維持する傾向にあるバネ７８の力の結果である（図１５に示す状態）。別の言い方をすれば、キャップ７９およびリンクピンヘッド５５は、通常、バネ７８によってハンドルキャピティーの軸方向極限にプレスされている。
【００７２】
しかしながら、ステム２１がノズル３０から分離された受座２４での開いた位置にあれば、もし第２のチャンバー２７中のガス圧力が突然減少すれば、ステムの末端側部分７３を横切る圧力勾配の結果としての迅速な変化はバネ７８（または片寄らせるための他の適当な手段）の圧縮力に打ち勝ち、これは、ステムを自動的に閉じた位置まで移動させて、オリフィス５２をガスの継続通路に対してシールする。増大した圧力勾配はステムの末端フランジ７３に対する力の増加を引き起こし、これはバネ力をバランスさせ、ステム２１およびリンクピン５４を軸方向上方に押し、リンクピンヘッド５５をハンドルキャビティー中上方に、かつバネ７８の圧縮力に抗してシフトさせる。このシフティング移動は受座２４をノズル３０に対して閉じる。バルブは「バランスした」状態に依然としてあり、下流の圧力が破壊を引き起こす失敗のため増大するのが妨げられる限り、「ウィーピング」流動（非常に最小）を可能とするに過ぎない。バネ７８のバネ定数は、過剰流動シャットオフメカニズムの所望の感度を決定するように選択することができる。バネが「より堅く」なれば、シャットオフ特徴を作動させるのに必要な圧力降下の突然性はより大きくなる。本発明は、かくして、より低い圧力のゾーン４３への過剰流動に対する調整可能な自動シャットオフを提供する。
【００７３】
図１５は、該体２０の壁およびリンキングピン５４の末端側またはテイル部分５６の間にシール５７を径方向に配置することができるのを示す。これは、シール部材または複数部材５７がステム２１の円周および該体２０の間に径方向に位置する図１４の具体例との区別される点である。しかしながら、いずれの立体配置も、回転するハンドル１７とハンドル係合部分１９とのねじ込み係合がガスによって湿るのを妨げるように同様に働く。
【００７４】
図１６は、ノズル３０下方に配置された保護されたバルブ受座２４、および図１４および１５の具体例について先に記載した非−回転ステム特徴、ならびに有利なフィルターチェックバルブ機構を含めた本発明によるバルブ８０のさらにもう１つの代替具体例を示す。図１６における参照数字はこれまでに記載された全ての具体例における参照数字と同様に標識された同様なエレメントをいう。従って、好ましい具体例の操作のこれまでの記載、および図１４および１５のものは、図１６の具体例の記載を報告するように働く。再度、バルブ８０は高圧ゾーン４２からより低圧のゾーン４３へのガス、特に酸素の流動を制御する。中空体２０はねじ込みハンドル−係合部分１９および主要部分２２を有する。図１５の具体例と共に、第１のチャンバー２８および第２のチャンバー２７は該中空体２０ないに規定され、第１のチャンバー２８は高圧ゾーン４２と流体連絡し、第２のチャンバー２７はより低圧のゾーン４３と流体連絡する。
【００７５】
該中空体２０内のノズル３０は、チャンバー２７、２８、第１のチャンバー２８に隣接する高圧側面７１、第２のチャンバー２７に隣接する低圧側面７２、およびチャンバー２７、２８の間のガスの通路用のオリフィス５２を有するノズルを分ける。回転可能ねじ込みハンドル１７は、該中空体２０のねじ込みハンドル−係合部分１９とネジにより係合する。ステム２１はハンドル１７と操作可能に連結し、オリフィス５２を通じて第２のチャンバー２７中に配置され、かつ図１６で分かるように、第１のチャンバー２８に延びるその末端側末端部分を有する。Ｏ−リングのごとき環状バルブ受座２４が、ステム２１の末端側部分７３における円状窪み内に設けられる。受座２４はステム２１から、ノズル３０の高圧側面７１、特に、オリフィス５２の高圧側面を円にする環状リッジ８２と接触可能となるような適当な距離だけ径方向外方に延びる。リッジ８２に対して受座２４をプレスすると、オリフィス５２をガスの通路に対してシールする。
【００７６】
図１５の具体例と同様に、ハンドル−係合部分１９におけるハンドル１７の回転がステム２１をシフトさせ、受座２４を移動させて、ノズル３０と接触させ、および接触を解く。図１５の具体例のように、バルブ受座２４はノズルの高圧側面７１と接触可能である。ステム２１の末端側末端に付着されたステムキャップ８４は、高圧ゾーン４２からのガス流の直接的影響に対してバルブ受座２４を保護する。受座２４は常に下方第１のチャンバー２８内にあり、より高い圧力のゾーン４２と関連する比較的より高い圧力に曝される。ステムキャップ８４は取込ポート４８と対向関係にあるので、それは、取込ポート４８からのガスの流れに伴う摩擦力および衝撃力から受座２４の突起部分を保護する。有利には第１のチャンバー２８における比較的上昇した圧力はステムを「閉じた」位置に向けて押す傾向にある。受座２４がノズル３０の高圧側面７１に位置すれば、装置の使用者は、強制的にハンドル１７にトルクを与えて、ノズルに対する受座の信頼性のある閉じたシールを得る必要がない。
図１６を継続して参照し、ステム２１はオリフィス５２内に共軸に配置された絞り部分７５を有する。絞り部分７５はバルブ８０の中央軸に対して斜めの角度の環状表面をその特徴とする。ステム２１の軸方向移動は斜め表面７６およびノズル３０の間の距離を変化させる。絞り部分７５およびノズル３０は、各々、好ましくは、耐久性のあるコンパクトな難燃性金属で作成されるので、バルブ８０を通っての充填流動または排出流動の間のガスのすべての絞りは、有利には比較的損傷−および燃焼−抵抗性の絞り部分７５およびノズル３０の間で起こる。
【００７７】
この具体例において、図１５の具体例のように、１以上のシール部材５７が該体のねじ込みハンドル−係合部分１９および第２のチャンバー２７の間に軸方向に配置され、従って、該体のハンドル−係合部分と磨耗接触したハンドル１７の回転によって生じる操作屑が第２のチャンバー２７に入るのは、シール部材５７の存在によって妨げられる。図１６は、シール部材５７を該体２０の壁およびリンキングピン５４の間に径方向に配置して、回転するハンドル１７とハンドル係合部分１９とのねじ込み係合が第２のチャンバー２７からのガスによって湿るのを妨げることができることを示す。リンキングピン５４は該体２０の壁とスムーズな摺動接触しているが、シーリング部材または複数部材５７は第２のチャンバー２７およびハンドルのねじ込み部分１８の間に軸方向に位置する。
【００７８】
以前に記載した具体例のように、図１６の具体例は、図１４の具体例の記載で開示したのと同一目的および機能を供するリンキングピン５４の使用を便利とする。
【００７９】
図１６で見られる具体例は、図８ないし１３の好ましい具体例につき前記した差込バルブ９０と実質的に同様な立体配置であり、実質的に同様に機能する差込フィルターチェックバルブ９０の使用を含む。差込フィルターチェックバルブ９０は図１６を参照して前記したバージョンと実質的に同一に機能する。フィルターチェックバルブ９０は、軸方向内部トンネル９４を規定する中空内方ケーシング９１をその特徴とする。内方ケーシング９１は該体２０の末端側端部に固着可能な基部側端部を有する。内方ケーシングは、基部側端部において、該体２０に基部側端部を固着させ、それにより、ガスが第１のチャンバー２８およびトンネル９４の間を流れることができる場合に第１のチャンバー２８と流体連絡した少なくとも１つの結合ポート９５を有する。ケーシング９１は、トンネル９４と流体連絡したその中に少なくとも１つの充填ポート９６を有する末端側端部も有する。少なくとも１つの、好ましくは複数のフィルターポート９７を、それを通ってガスが内部トンネル９４および内方ケーシング９１の外部の間を流れることができる、結合ポート９５および充填ポート９６の中間に軸方向にケーシング９１に設ける。フィルターポートを通って流れるガスがフィルター媒体を通って流れなければならないように、フィルター媒体１００をフィルターポート９７中にまたはその上に配置する。
【００８０】
プラグ部材１０２、好ましくはサファイアボールが充填ポート９６に隣接するケーシング９１内に配置され、これは開いた位置および閉じた位置の間を軸方向に移動可能である。閉じた位置において、図８に見られるように、プラグ部材１０２はプラグ受座１０３とシーリング接触しており；プラグ部材１０２が開いた位置にあれば、それはプラグ受座１０３から係合を解かれ、それから離され、そのような分離はガスがトンネル９４および充填ポート９６の間を流れるのを可能とする。
【００８１】
コイルバネ１０４のごとき、片寄らせ手段は、プラグ部材１０２をプラグ受座１０３と接触した閉じた位置に向けて押す。閉じた位置にある場合、プラグ部材１０２はガスが直接的に充填ポート９６から結合ポート９５にトンネル９４中を流れるのを妨げ、それにより、トンネル９４を通って流れるいずれのガスも強制的にフィルター媒体１００を通る。さらに、プラグ部剤１０２が開いた位置にある場合、ガスは直接的に結合ポート９５から充填ポート９６へトンネルを通って流れることができる。ほとんどの圧力条件下で、プラグ部材１０２は、バネ１０４の作用によって押され、プラグ受座１０３とシーリング接触して保持される。
【００８２】
充填またはチャージングプロセスの間、図１０に示すごとく、ガスは、図面の方向矢印によって示されるように、より低い圧力のゾーン４３から、出口ポート５０を通り、第２のチャンバー２７およびノズル３０を通り、第１のチャンバー２８を通ってトンネル９４に流れる。トンネル９４中の増大した圧力はプラグ部材１０２を強制的に軸方向下方にかつプラグ受座１０３から離して移動させ、かくして、プラグ部材１０２を開いた位置に押す。そのための流動ガスは直接的にトンネル９４から充填ポート９６を通って容器シリンダーの内部に自由に流れる。トンネル９４へ流れる充填ガスの力は片寄らせるための手段１０４の力に打ち勝ち、それを圧縮された状態に維持し、充填プロセスの間を通じてプラッギング部材１０２をプラグ受座１０３から係合を解かれた状態に維持する。
【００８３】
充填プロセスの完了に際して、およびより低圧のゾーン４３からバルブ８０へガスが流れるのが終わると、片寄らせるための手段１０４は開放され、プラグ部材１０２を逆に受座１０３と接触させて、充填ポート９６を介する高圧ゾーン４２からトンネル９４へのガスのいずれの逆流も妨げる。
【００８４】
ガスの排出の間、図１１の方向矢印によって示されるごとく、バルブ受座２４はノズル３０から係合を解かれて、ガスが第１のチャンバー２８から第２のチャンバー２７へ流れるのを可能とする。しかしながら、片寄らせるための手段１０４の機能とカップリングさせた、高圧ゾーン４２における比較的高い圧力は、強制的にプラグ部材１０２をプラグセット１０３と接触した閉じた位置に保持する。その結果、ガスは、専らフィルターポート９７を介して高圧ゾーン４２からトンネル９４に入る。かくして、ガスの高圧ゾーンからの排出の間、全てのガスは、トンネル９４を通過する前にフィルター媒体１００を通って第１のチャンバー２８へ、オリフィス５２を通って第２のチャンバー２７へ流れる。従って、高圧ゾーン４２における操作屑は決してトンネル９４に入らず；むしろ、それはフィルター媒体１００の外部に保持され、かくして、高圧のゾーンに引き止められる。操作屑は、それがそこで燃焼しかねないバルブ８０は吹き込まれない。従って、差込フィルターチェックバルブ９０は充填の間に操作屑が容器１５に吹き込まれるようにするが、排出の間に操作屑をそこに保持し、速く移動する危険な操作屑から下流構成要素を保護する。
【００８５】
図１７は、シリンダーまたは容器１５に所定の位置に配置された差込フィルターチェックバルブ９０を示す。フィルターチェックバルブ９０は、図８ないし１１に示すごとく、容器１５の内部１３まで延びることができる。フィルターチェックバルブ９０は公知の慣用的バルブアセンブリー１０と連結することができ（図１）、かくして、本発明によるバルブアセンブリー４０、７０、８０または９０とは独立して用いることができる。しかしながら、チェックバルブ９０は好ましくは本発明によるバルブアセンブリー４０、７０、８０または９０と組み合わせて用いてその利点を最大化する。
【００８６】
差込フィルターチェックバルブ９０のエレメントおよび機能を過剰流動シャットオフ特徴のエレメントと一体化させることができる。組み合わせフィルターチェックバルブおよび過剰流バルブの拡大図である図１８Ａないし１８Ｃに注意されたし。過剰流動カットオフメカニズムのエレメントは先に記載したフィルターチェックバルブ９０と相互に関係する。フィルターチェックバルブ上の充填ポート９６は高圧ゾーン４２と流体連絡していることが分かり、但し、図１８Ｃに現れるごとく、プラグ部材１１２およびチェックストッパー１１６は共に開いた位置にある。かくして、過剰流チェックバルブアセンブリーは、フィルターチェックバルブのプラグ部材１１２と協働して作動するデバイスである。過剰流チェックバルブアセンブリーは、さらに、フィルターチェックバルブ９０の内方ケーシング９１の周りに略共軸に配置され、部分的にそれを含む、中空外方ケーシング１０７を含む。環状ベント空間１０８は外方ケーシング１０７と内方ケーシング１０９の間に規定される。過剰流動圧力チャンバー１１０は、部分的には、外方ケーシング１０７によって規定され、充填ポート９６と流体連絡する。少なくとも１つのガス開口１１２が、それを通ってガスが圧力チャンバー１１０および高圧ゾーン４２の間を流れることができる外方ケーシング１０７に設けられる。また、少なくとも１つのベント開口１１４が、ベント空間１０８および過剰流動圧力チャンバー１１０の間の流体連絡を供する。チェックストッパー１１６が、ベント開口１１４およびガス開口１１２の間の圧力チャンバー１１０に配置される。ストッパー１１６は開いた位置および閉じた位置の間を軸方向に移動できる。チェックストッパー１１６は図１８Ａおよび１８Ｃにおいては開いた位置に、および図１８Ｂにおいては閉じた位置に描かれる。また、プラグ部材１０２は図１８Ａおよび１８Ｂでは閉じた位置にあり、および図１８Ｃでは開いた位置にあることに注意されたし。プラグ部材１０２が閉じた位置にある場合、充填ポート９６はブロックされ、それにより、ガスのそのポートを通る流動を妨げる。プラグ部材１０２の操作は、ベント開口１１４の閉鎖または開放に影響を与えない。チェックストッパー１１６が閉じた位置にある場合、ガスがベント開口１１６を通って流動するのが妨げられ、他方、チェックストッパー１１６の閉じた位置への移動はガスの通路に対してベント開口１１４をブロックし、それに対して閉じる。
【００８７】
バネ１０４または他の手段が、チェックストッパー１０２を開いた位置に向けて片寄らせるために設けられる。好ましい具体例において、チェックストッパー１１６を開いた位置に向けて片寄らせるための手段もまたプラグ部材１０２を閉じた位置に向けて片寄らせるための手段であり；すなわち、単一のバネ１０４が、好ましくは、チェックストッパーを開いた位置に向けて片寄らせるための手段、ならびにプラグ部材を閉じた位置に向けて片寄らせるための手段として働くことができる。代替具体例において、別々ではあるが共軸に配置されたコイルバネのごとき別々の手段が片寄らせるための区別される手段として機能し得る。
【００８８】
閉じた位置にある場合、チェックストッパー１１６は、ベント開口を通ってのベント空間１０８および圧力チャンバー１１０の間のガス流を妨げる。さらに、チェックストッパー１１６が開いた位置にある場合、ガスは、内方ケーシング９１中の圧力チャンバー１１０、ベント開口１１４、ベント空間１０８、およびフィルターポート９７を介して（および、かくして、フィルター媒体１００も通って）ガス開口１１２からトンネル９４に流れることができる。チェックストッパー１１６が開いた位置にある場合、および第１のチャンバー２８における（かくして、また、トンネル９４における）ガス圧力が突然低下した場合、過剰流動圧力チャンバー１１０および第１のチャンバー２８の間に圧力差が生じ、これは、自動的に、チェックストッパー１１６を閉じた位置まで移動させて、ベント開口１１４をガスの通路に対してシールする。
【００８９】
チェック−バルブ過剰流動カットオフバルブアセンブリーの総じての操作を本発明の操作の意味で示す。まず、図１８Ｃを参照し、これは、通常の充填操作の間における装置の状態を示す。装置が固着されるポータブルタンクの充填のごとき充填の間に、図１８Ｃ中の単一の方向矢印によって示されるごとく、ガスはトンネル９４を通って結合ポート９５を介して第１のチャンバー２８（図１８Ａないし１８Ｃでは見られない）から下方に流れる。下方に移動する充填ガスのラッシュ、および結果としてのプラグ部材１０２を横切る圧力差は、プラグ部材に対して加圧し、それをバネ１０４の力に抗して下方に押す。バネ１０４は圧縮状態で入れられる。圧縮されたバネ１０４は、同時に、チェックストッパー１１６を下方に向け、内方円筒状壁１１８等の頂部に対して当接させる。イン−ラッシングガスはストッパー部材１０２を開いた位置に保持し、ガスが充填ポート９６を通って、過剰流動圧力チャンバー１１０へ流れるのを可能とし、およびガス開口（類）１１２を出て高圧ゾーン４２へ流れてそれを圧縮することを可能とする。高圧ゾーンを充填する場合、例えば、シリンダータンクを所望に応じて充填する場合、オペレーターはハンドル１７（図１８Ａないし１８Ｃには見られない）を回転させて、主要バルブを閉じ、ガスの流れを停止させ、その時点で、圧縮されたバネ１０４の作用はプラグ部材を閉じた位置に押して充填ポート９６をシールするものである。さらに、もし高圧ゾーンを圧縮ガスで充分に満たしたならば、プラグ部材１０２を横切る圧力差は減少し、バネ１０４はプラグ部材を上方に片寄らせて内方ケース９１の末端側端部と接触させて、充填ポート９６を閉じる。
【００９０】
装置を通って流れるガスがない場合、プラグ部材１０２およびチェックストッパー１１６は図１８Ａで見られる位置を取る。プラグ部材１０２は内方ケーシング９１に当接し、他方、バネ１０４は移動しないプラグ部材を加圧し、チェックストッパー１１６を下方に向けて、それを図１８Ａで見られる壁１１８に対して開いた位置に保持する。
【００９１】
高圧ゾーン４２からのガスの流れを可能とするためには、使用者はハンドル１７を作動させて、既に説明したごとく主要バルブ（例えば、バルブ８０）を開ける。主要バルブの思慮深い開口は、図１８Ａの方向矢印によって示されるごとく、ガスを高圧ゾーン４２からガス開口１１２を通ってチャンバー１１０に流す。バネ１０４は、図１８Ａで見られるごとく、プラグ部材１０２を閉じた位置に、およびチェックストッパーを開いた位置に保持するので、ガスはベント開口１１４を介してチャンバー１１０からベント空間１０８に自由に流れる。ベント空間１０８から、排出ガスは、図１８Ａ中の方向矢印によって示されるごとく、フィルター媒体１１０を通り、内方ケーシング９１中のフィルターポート９７を通り、トンネル９４に流れる。有害操作屑は、ベント空間１０８から、そのような操作屑が高速で下流構成要素に向けて運ばれるにつれ燃焼するかもしれないトンネル９４へ通過するのはフィルター媒体１１０によって妨げられる。
【００９２】
ガスは、かくして、主要バルブアセンブリーが思慮深く閉じられるまで、または充填されたタンクが消費されるまで、高圧ゾーン４２から結合ポート９５へ、およびより低い圧力の下流ゾーンへの排出のために主要バルブアセンブリーへ流れ続ける。この通常の排出プロセスおよび条件を通じ、アセンブリーのエレメントは図１８Ａで見られる相対的位置に維持される。
【００９３】
（主要バルブの第１のチャンバー２８における圧力降下に伴う）トンネル９４における突然の、例えば、予期せぬ圧力降下の事象において、劇的な圧力差がチェックストッパー１１６を横切って発生する。圧力チャンバー１１０における継続した上昇圧力と共に、トンネル９４における突然の圧力低下の結果、チェックストッパー１１６に対して上向き力が発生する。この上向き圧力はバネ１０４の力に打ち勝ち、それを圧縮する。チェックストッパー１１６は自動的にかつほとんど瞬間的に図１８で見られる閉じた位置まで軸方向上方にシフトする。チャンバー１１０における比較的高い圧力は閉じた位置にチェックストッパーを保持し、バルブの下流の圧力が破壊によって増大するのが妨げられる限り、トンネル９４への「ウィーピング」（低）流動を可能にするに過ぎない。また、チェックストッパー１１６の維持された閉じた位置はプラグ部材を閉じて保持する。その結果、プラグ部材およびチェックストッパーを図１８Ｂに見られるように位置させると、ガスのトンネル９４への流動は大いに最小化される。プラグ部材１０２およびチェックストッパー１１６は、突然の下流の圧力降下が降下の原因に取り組み、再度媒介されるまで、より高い圧力のゾーン４２の圧力下で閉じたままである。バネ１０４のバネ定数を選択して、過剰流動シャットオフメカニズムの所望の感度を決定することができる。バネが「より堅く」なると、シャットオフ特徴を作動させるのに必要な圧力降下の突然性が大きくなる。もちろん、バネ１０４は、ガスの内向き流れを可能とし、バネを圧縮してプラグ部材１０２がバネの力に抗して図１８Ｃの開いた位置まで軸方向にシフトするのを可能とし、所望の場合、「充填」操作が付随できるように、充分に温和でなければならない。
【００９４】
これらの好ましい具体例を特に参照して本発明を詳細に記載してきたが、他の具体例は同一の結果を達成することができる。本発明の変形および修飾は当業者に明らかであり、添付の請求の範囲において、全てのそのような修飾および同等物を網羅することを意図する。前記引用の全てのレファレンス、出願、特許および刊行物の全開示をここに引用して一体化させる。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】図１は、当該分野で知られた典型的な酸素シリンダーバルブデバイスの軸方向断面図である。
【図２】図２は、開いた位置で示された、本発明の装置の好ましい具体例によるバルブの部分の軸方向断面図である。
【図３】図３は、本発明の装置のバルブ受座およびノズル部分を示す、図２に示したバルブの部分の拡大された軸方向断面図である。
【図４】図４は、閉じた位置で示された、本発明の装置の好ましい具体例によるバルブの軸方向断面図である。
【図５】図５は、本発明の装置のバルブ受座およびノズル部分を示す、図４に示されたバルブの部分の拡大された軸方向断面図である。
【図６】図６は、ハンドルの約１回転後における部分的に開いた位置に示される、本発明の装置の好ましい具体例によるバルブの軸方向断面図である。
【図７】図７は、本発明の装置のバルブ受座およびノズル部分を示す、図６に示されたバルブの部分の拡大された軸方向断面図である。
【図８】図８は、やはり閉じた状態にある本発明によるフィルターチェックバルブと一緒に、閉じた位置における本発明の好ましい具体例によるバルブの軸方向断面図である。
【図９】図９は、閉じた状態における本発明によるフィルターチェックバルブと共に、「１回転開放」位置における本発明の好ましい具体例によるバルブの軸方向断面図である。
【図１０】図１０は、ガスが充填経路にそってバルブを通って流れるのを可能とするための開いた位置における本発明によるフィルターチェックバルブと共に、全開した位置における本発明の好ましい具体例によるバルブの軸方向断面図である。
【図１１】図１１は、ガスが排出経路に沿ってバルブを介してフィルターを通って流れるのを可能とするためのチェック位置における本発明によるフィルターチェックバルブと共に、全開した位置における本発明の好ましい具体例によるバルブの軸方向断面図である。
【図１２】図１２は、非−回転ステムメカニズムおよびノズル下方に設けられた保護された受座、および付随するフィルターチェック−バルブの特徴のもう１つのバージョンを示す、本発明によるバルブ装置のさらにもう１つの具体例の軸方向断面図である。
【図１３】図１３は、図１２に描いた装置の拡大された軸方向断面図である。
【図１４】図１４は、非−回転ステムメカニズムおよびノズル上方に配置された保護された受座を示す、本発明によるバルブ装置の１つの具体例の軸方向断面図である。
【図１４Ａ】図１４Ａは、図１４に示したステムシールメカニズムの部分の拡大された断面図である。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、図１４に示されたステムシールメカニズムの部分の可能な代替バージョンの拡大された断面図である。
【図１５】図１５は、非−回転ステムメカニズムおよびノズル下方に配置された保護された受座を示し、また内臓された過剰流動シャットオフメカニズムを示す、本発明によるバルブ装置のもう１つの具体例の軸方向断面図である。
【図１６】図１６は、非−回転ステムメカニズムおよびノズル下方に配置された保護された受座ステムのもう１つのバージョンを示し、より具体的には付随するフィルターチェック−バルブ特徴を示す、本発明によるバルブ装置のさらにもう１つの具体例の軸方向断面図である。
【図１７】図１７は、慣用的ガスシリンダーに対する、およびそれ内のフィルターチェックバルブの配置および関係を示す、図１６および１２に見られるフィルターチェック−バルブメカニズムの軸方向断面図である。
【図１８Ａ】図１８Ａは、過剰流動チェックバルブ特徴を持つ、本発明によるフィルターチェックバルブメカニズムの別のバージョンの軸方向図であり、チェックバルブは開いた「通常排出」状態で示される。
【図１８Ｂ】図１８Ｂは、図１８Ａに描いた過剰フローチェックバルブ特徴と共に、フィルターチェックバルブメカニズムの軸方向図であり、チェックバルブは閉じた「過剰流」条件で示される。
【図１８Ｃ】図１８Ｃは、図１８Ａに描いた過剰流動チェックバルブ特徴と共に、フィルターチェックバルブメカニズムの軸方向図であり、チェックバルブは開いた「通常の充填」状態で示される。
【国際公開パンフレット】
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【手続補正書】
【提出日】平成15年7月16日(2003.7.16)
【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】
中央軸、ねじ込みハンドル−係合部分および主要部分を有する中空体；
第１のチャンバーおよび第２のチャンバー、上記チャンバーは上記中空体内に規定され、上記第１のチャンバーは高圧ゾーンと流体連絡し、上記第２のチャンバーはより低い圧力のゾーンと流体連絡し；
上記中空体内にあり、上記チャンバーを分離するノズル、上記ノズルは筒状のスロートを提供する壁を有しており、上記チャンバーの間のガスの通過のためのオリフィスを規定し；
上記中空体の上記ハンドル−係合部分とねじ込み可能に係合できる回転可能ねじ込みハンドル；
上記ハンドルと回転可能に連結し、それにより、上記ハンドルは上記ステムに関して回転できるステム、上記ステムは、
実質的に筒状である末端側部分と、
上記スロート内に共軸的に提供できるスロットル部分と、
を含んでおり、該スロットル部分は上記軸に対して斜めに提供された環状面を含んでおり、上記ステムの軸移動は上記のズルに対して上記スロットル部分のポジションを変更させ；
上記ステムの上記末端側部分上にあり、上記ノズルと接触できて、ガスの通路に対して上記オリフィスをシールする受座；および
上記ねじ込みハンドル−係合部分および上記第２のチャンバーの間に軸方向に配置された少なくとも１つのシール部材を含み、
ここに、上記ハンドル−係合部分における上記ハンドルの回転は上記ステムを軸方向にシフトさせて、上記受座を上記ノズルと接触させるようにまたは接触を解くように移動させ、上記末端側部分を上記スロートと接触させるようにまたは接触を解くように移動させることを特徴とする高圧ゾーンおよび低い圧力のゾーンの間のガスの流れを制御するためのバルブ装置。
【請求項２】
上記ノズルが上記第１のチャンバーに隣接する高圧側面および上記第２のチャンバーに隣接する低圧側面を含み、上記ステムは上記第２のチャンバー中に配置され、上記ステムの軸方向シフティングは、上記ノズルの上記低圧側面と接触させまたは接触を解くように上記受座を移動させて、上記オリフィスをそれを通るガスの通路に対して閉じ、および開く請求項１記載の装置。
【請求項３】
上記受座が上記軸に対して斜めの環状表面を含み、ここに、上記ステムの軸方向運動が上記斜め表面および上記ノズルの間の距離を変化させる請求項２記載の装置。
【請求項４】
上記ノズルが、上記受座の斜め表面と共軸の上記オリフィスの円周を規定する環状の面取りした表面を含む請求項３記載の装置。
【請求項５】
上記ノズルが上記第１のチャンバーに隣接する高圧側面および上記第２のチャンバーに隣接する低圧側面を含み、上記ステムが上記第２のチャンバー中に配置され、かつ上記オリフィスを通って延び、ここに、上記ステムの上記末端側部分は上記第１のチャンバーへと突起し、上記ステムの軸方向シフティングは上記受座を移動させて、上記ノズルの上記高圧側面と接触させ、および接触を解いて、それを通るガスの通路に対して上記オリフィスを封止およびその解除を行う請求項１記載の装置。
【請求項６】
上記受座は弾性Ｏリングを含んでおり、上記ノズルと接触すると、上記第１のチャンバー中のガス圧力は上記受座を上記ノズルに向けて片寄らせる請求項５記載の装置。
【請求項７】
上記ステムが上記オリフィスと共軸に配置された絞り部分を含み、上記絞り部分は上記軸に関して斜めの環状表面を含み、ここに、上記ステムの軸方向運動は上記斜め表面および上記ノズルの間の距離を変化させる請求項６記載の装置。
【請求項８】
上記ノズルが、上記絞り部分の上記斜め表面と共軸の上記オリフィスの円周を規定する環状の面取りした表面を含む請求項６記載の装置。
【請求項９】
上記絞り部分および上記ノズルが各々金属を含み、ここに、充填流および排出流の間にガスの全ての絞りが上記絞り部分および上記ノズルの間で起こる請求項６記載の装置。
【請求項１０】
上記ステムの上記末端側部分の上記第１のチャンバーへの軸方向運動が上記斜め表面および上記ノズルの間の距離を増加させ、ここに、上記斜め表面および上記ノズルの間の上記距離の増加速度が上記ハンドルの継続的回転と共に増加する請求項９記載の装置。
【請求項１１】
上記ステムが上記中空体と摺動接触し、かつ上記ステムおよび上記中空体の間に径方向に、かつ上記ねじ込みハンドル‐係合部分および上記第２のチャンバーの間に軸方向に配置された少なくとも１つのシール部材を含み、ここに、上記ハンドル‐係合部分における上記ハンドルの回転によって生じた破壊屑が上記第２のチャンバーに入るのが、上記ステムおよび上記シール部材によって妨げられる請求項１０記載の装置。
【請求項１２】
上記ハンドルが回転可能であって、上記ステムを、上記ノズルと接触した上記受座を持つ閉じた位置、および上記ノズルとの接触を解かれた上記受座を持つ開放位置の間に移動させ；
上記ステムは上記ハンドルに対して軸方向に移動することができ；および
さらに、上記ハンドルから軸方向に離れるように上記ステムを片寄らせるための手段を含み；
ここに、上記ステムが上記ノズルから分離された上記受座を持つ開放位置にある場合、もし上記第２のチャンバー中のガス圧力が突然低下すれば、上記ステムの上記末端側部分を横切る圧力勾配の結果としての迅速な変化が片寄らせ用の上記手段の圧縮力に打ち勝って、上記ステムを閉じた位置まで自動的に移動させ、それを通るガスの継続通路に抗して上記オリフィスをシールする請求５記載の装置。
【請求項１３】
軸方向内部トンネルを規定し、かつ：
上記中空体に固着可能な基部側端部；
上記基部側端部にあり、上記基部側端部が上記中空体に固着すると上記第一のチャンバーと流体連絡し、それにより、ガスが上記第１のチャンバーおよび上記トンネル内を流れることができる少なくとも１つの結合ポート；
上記トンネルと流体連絡したその中に少なくとも１つの充填ポートを有する末端側端部；
それを通って上記内部トンネルおよび上記内側ケーシングの外部の間をガスが流れる、上記結合ポートおよび上記充填ポートの中間にある少なくとも１つのフィルターポート；
および
上記少なくとも１つのフィルターポート中に配置されたフィルター媒体；
を含む中空ケーシング；
上記充填ポートに隣接して配置され、かつ開いた位置および閉じた位置の間を軸方向に移動することができるプラグ部材；および
上記プラグ部材を閉じた位置に向けて片寄らせるための手段；
を含むフィルターチェックをさらに含み、
ここに、閉じた位置にある場合、上記プラグ部材は上記トンネル中をガスが上記充填ポートから直接的に上記結合ポートに流れるのを妨げ、それにより、上記トンネルを通って流れるいずれのガスも強制的に上記フィルター媒体を通り、さらに、上記プラグ部材が閉じた位置にある場合、ガスは上記トンネルを通って直接的に上記結合ポートから上記充填ポートに流れることができる請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
上記充填ポートが高圧ゾーンと流体連絡し、さらに：
上記内側ケーシングの周りに略共軸に配置され、部分的に上記内側ケーシングを含んで、上記外側ケーシングおよび上記内側ケーシングの間のベント空間を規定する中空外側ケーシング；
上記外側ケーシングによって部分的に規定され、かつ上記充填ポートと流体連絡する過剰流圧チャンバー；
それを通って上記圧力チャンバーおよび高圧ゾーンの間をガスが流れることができる上記外側ケーシング中の少なくとも１つのガス開口；
上記ベント空間および上記過剰流圧チャンバーの間に流体連絡を供する少なくとも１つのベント開口；
上記ベント開口および上記ガス開口の間に上記圧力チャンバー中に設けられ、かつ開いた位置および閉じた位置の間を軸方向に移動することができるチェックストッパー；および
上記チェックストッパーを開いた位置に向けて片寄らせるための手段を含み；
ここに、閉じた位置にある場合、上記チェックストッパーはガスが上記ベント開口を通って上記ベント空間および上記圧力チャンバーの間を流れるのを妨げ；およびここに、さらに、上記チェックストッパーが開いた位置にある場合、ガスは上記ガス開口から上記圧力チャンバー、上記ベント開口、上記ベント空間、および上記フィルターポートを介して上記トンネルまで流れることができ；およびここに、さらに、上記チェックストッパーが開いた位置にあり、かつ上記第１のチャンバー中のガス圧力が突然低下した場合、上記過剰流圧チャンバーおよび上記第１のチャンバーの間で圧力差が生じ、これは上記チェックストッパーを閉じた位置まで自動的に移動させて、ガスの通路に抗して上記ベント開口を実質的に閉じる請求項１３記載の装置。
【請求項１５】
中央軸、ねじ込みハンドル-係合部分、および主要部分を有する中空体；
第１のチャンバーおよび第２のチャンバー、上記チャンバーは、上記中空体内に規定され、上記第一のチャンバーは高圧ゾーンと流体連絡し、上記第２のチャンバーはより低圧のゾーンと流体連絡し;
上記中空体内にあり、かつ上記チャンバーを分離するノズル、上記ノズルは上記チャンバーの間のガスの通路用のオリフィスとスロートとを有し；
上記中空体内で軸方向に移動でき、上記第２のチャンバー中に設けられ、上記オリフィスを通って延びるステム、上記ステムは、
基部側部分と末端側部分とを有しており、上記末端側部分は上記第１のチャンバー内へと突起し、
上記スロート内に共軸的に提供できるスロットル部分、上記スロットル部分は上記軸に対して斜めに提供された環状面を含んでおり、上記ステムの軸移動は上記斜めの環状面のポジションを上記ノズルに対して変更し；
上記中空体の上記ハンドル-係合部分とねじ込み可能に結合でき、かつ上記ステムの上記基部側部分に回転可能に結合できるねじ込みハンドル、上記ハンドルは上記中空体および上記ステムに対して上記軸の周りを回転でき；および
上記ステムの上記末端側部分にあり、かつ上記ノズルと接触できて、ガスの通路に抗して上記オリフィスをシールできる弾性受座；
を含み
ここに、上記ハンドル-係合部分における上記ハンドルの回転は上記ステムを軸方向に制御可能にシフトさせて、上記受座を移動させて、上記ノズルと接触させ、および接触を解き、上記スロットル部分と上記ノズルはそれぞれ金属を含んでおり、チャージ中およびディスチャージ中にガスの全スロットルは上記スロットル部分と上記ノズルとの間で発生することを特徴とする高圧ゾーンからより低圧のゾーンへのガスの流れ制御するためのバルブ装置。
【請求項１６】
中央軸、ねじ込みハンドル‐係合部分および主要部分を有する中空体；
第１のチャンバーおよび第２のチャンバー、上記チャンバーは上記中空体内に規定され、上記第１のチャンバーは高圧ゾーンと流体連絡し、上記第２のチャンバーはより低圧のゾーンと流体連絡し；
上記中空体内にあり、かつ上記チャンバーを分離するノズル、上記ノズルは上記チャンバーの間にガスの通路用のオリフィスを規定し;
上記中空体の上記ハンドル‐係合部分とねじ込み可能に係合できる回転可能ねじ込みハンドル；
上記ハンドルと回転可能に結合しそれにより、上記ハンドルが上記ステムに対して回転することができるステム、上記ステムは末端側部分を有し；
上記ステムの上記末端側部分にあって、上記ノズルと接触できて、ガスの通路に抗して上記オリフィスをシールすることができる受座；
上記ねじ込みハンドル-係合部分および上記第２のチャンバーの間に軸方向に配置された少なくとも１つのシール部材；
軸方向内部トンネルを規定し、かつ：
上記中空体に固着可能な基部側端部；
上記基部側端部にあり、かつ上記第１のチャンバーに流体連絡する少なくとも１つの結合ポート、上記基部側端部が上記中空体に固着すると、それにより、ガスが上記第１のチャンバーおよび上記トンネルの間を流れることができ；
上記トンネルと流体連絡したその中に少なくとも１つの充填ポートを有する末端側端部；
それを通って上記内部トンネルおよび上記内側ケーシングの外部の間をガスが流れることができる、上記結合ポートおよび上記充填ポートの中間の少なくとも１つのフィルターポート；および
上記少なくとも１つのフィルターポートに設けられたフィルター媒体；
を含む中空ケーシング;
上記充填ポートに隣接して設けられ、かつ開いた位置および閉じた位置の間を軸方向に移動することができるプラグ部材；および
上記プラグ部材を閉じた位置に向けて片寄らせるための手段を含み、
ここに、上記ハンドル‐係合部分における上記ハンドルの回転は上記ステムを軸方向にシフトさせて、上記受座を移動させ、上記ノズルと接触させ、および接触を解き、ここに、その回転の間に、上記ステムに対して回転する上記ハンドルは上記中空体に回転可能に固定され；およびここに、閉じた位置にある場合、上記プラグ部材はガスが上記トンネル中を上記充填ポートから直接上記結合ポートへ流れるのを妨げ、それにより、上記トンネルを通って流れるいずれのガスも強制的に上記フィルター媒体を通り、およびここに、さらに、上記プラグ部材が開いた位置にある場合、ガスは直接的に上記結合ポートから上記充填ポートへと上記トンネルを通って流れることができることを特徴とする高圧ゾーンおよびより低圧のゾーンの間のガスの流れを制御するためのバルブ装置。
【国際調査報告】
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2004529301.tif 000059
2004529301.tif 000060
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