(57)【要約】流体穴の端部に設けられた環状の肩部と協働するようになされ且つ２つの軸線方向端部を有している弁部材を含んでいる双方向流体弁装置である。肩部よりも大きな直径を有する第１の端部に設けられた平らな面が、同平らな面が前記肩部の軸線方向端面に当接するように配置されている。軸線方向に延びており且つ外周に沿って隔置された少なくとも２つのリブが第２の軸線方向端部上に設けられ、同リブの各々は端面で終端している。これらのリブは、面の端部が軸線方向に整合し且つ前記肩部の軸線方向端面から予め選択された距離だけ隔てられるように配置されている。前記凹部内には、中空のコイルばね手段が、前記穴と整合して配置されており、これらは、肩部の一方と係合する第１の端部と、少なくとも３つの外周に沿って隔置されたリブ及び前記弁部材の第２の端部と係合する第２の端部と、を有している。
2004530830.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
双方向流体弁装置であって、
ａ．平らなマニホルド係合面を有するヘッド部材と、
ｂ．平らな面を有するマニホルド部材であって、平らな面同士が当接する位置関係で前記ヘッド部材に結合せしめられ、当該マニホルド部材の各々は、前記当接している平らな面にほぼ直角な穴を有しており、同穴は軸線方向に整合しており、当該マニホルド部材の各々は、各々の穴の周囲に凹部を有しており且つ前記当接している面から予め選択された同じ距離だけ隔てられた軸線方向の端面を有している肩部を画成しており、同肩部は環状であって、予め選択されたほぼ等しい横方向寸法を有している、前記マニホルド部材と、
ｃ．２つの軸線方向の端部を有する弁部材であって、同軸線方向の端部のうちの第１の端部に平らな面を有し、同平らな面は、前記肩部のうちの一つの前記軸線方向の端面に当接するように配置される前記肩部の前記予め選択された横方向寸法よりも大きな予め選択された横方向寸法を有し、第２の軸線方向の端部上に少なくとも２つの軸線方向に延びており且つ外周に沿って隔置されたリブを有し、同リブの各々は、予め選択された同じ軸線方向の長さを有し且つ端面で終端しており、同リブは、その前記端面が軸線方向に整合し且つ前記肩部のうちの他方の肩部の前記軸線方向の端面から予め選択された距離だけ隔てられるように配置されている、前記弁部材と、
ｄ．前記凹部内に前記穴と整合した状態で配置され且つ２つの端部を有している中空のコイルばね手段であって、第１の端部が前記他方の肩部と係合する大きさになされており、第２の端部が、前記少なくとも２つの外周に沿って隔置されたリブと前記弁部材の前記第２の軸線方向の端部とに係合するような大きさになされており、当該ばね手段は、（ｉ）閉成した弁機能を提供するために前記一方の肩部の前記軸線方向の端面に向けて前記弁部材の前記平らな面を付勢し、（ｉｉ）かけられた力に降伏して、前記リブの前記端面が前記他方の肩部の軸線方向端面と係合して開放した弁機能を提供する位置へと前記弁部材が限られた距離だけ移動するのを許容するように選択された前記コイルばね手段と、
を含む装置。
【請求項２】
請求項１に記載の弁装置であって、
前記穴、凹部、肩部及び弁部材の全てが円形の断面を有しており、前記ばね手段が円形断面を有している円筒形である、ことを特徴とする弁装置。
【請求項３】
請求項１に記載の弁装置であって、
前記ばね手段が、前記弁部材が横方向に移動しないように同弁部材を安定化させ且つ保持するようになされた、弁装置。
【請求項４】
双方向流体弁装置であって、
平らなマニホルド係合面を有するヘッド部材と、
平らな面を有するマニホルド部材であって、前記ヘッド部材に平らな面同士が当接する位置関係で結合せしめられ、当該マニホルド部材の各々は、前記当接している平らな面にほぼ直角な穴を有しており、同穴は軸線方向に整合しており、当該マニホルド部材の各々は、各々の穴の周囲に凹部を有しており且つ前記当接面から予め選択された同じ距離だけ隔てられた軸線方向の端面を有している肩部を画成しており、同肩部は環状であって、予め選択されたほぼ等しい横方向寸法を有している、前記マニホルド部材と、を結合させ、
ａ．２つの軸線方向の端部を有する弁部材であって、同軸線方向の端部のうちの第１の端部に平らな面を有し、同平らな面は、前記肩部のうちの一つの前記軸線方向の端面に当接した状態に配置される前記肩部の前記予め選択された横方向寸法よりも大きな予め選択された横方向寸法を有し、第２の軸線方向の端部上に少なくとも２つの軸線方向に延びており且つ外周に沿って隔置されたリブを有し、同リブの各々が、予め選択された同じ軸線方向の長さを有し且つ端面で終端しており、前記リブは、その前記端面が軸線方向に整合し且つ前記肩部のうちの他方の肩部の前記軸線方向の端面から予め選択された距離だけ隔てられるように配置されている、前記弁部材と、
ｂ．前記凹部内に前記穴と整合した状態で配置され且つ２つの端部を有している中空のコイルばね手段であって、第１の端部が前記他方の肩部と係合する大きさになされており、第２の端部が、少なくとも２つの外周に沿って隔置されたリブと前記弁部材の前記第２の軸線方向の端部とに係合するような大きさになされており、当該ばね手段は、（ｉ）閉成した弁機能を提供するために前記一方の肩部の前記軸線方向の端面に向けて前記弁部材の前記平らな面を付勢し、（ｉｉ）かけられた力に降伏して、前記リブの前記端面が前記一方の肩部の軸線方向端面から離れる方向への前記弁部材の軸線方向の移動を許容して開放した弁機能を提供するように選択された前記コイルばね手段と、を更に含む弁装置。
【請求項５】
請求項４に記載の弁装置であって、
前記穴、凹部、肩部及び弁部材の全てが円形の断面を有しており、前記ばね手段が円形断面を有している円筒形である、ことを特徴とする弁装置。
【請求項６】
請求項５に記載の弁装置であって、
前記リブの前記端面と、前記肩部のうちの他方の肩部の前記軸線方向の端面との間の前記予め選択された距離が、前記弁部材の軸線方向の移動程度を最小化しつつ理想的な流体の流速を得るように、前記弁部材の前記軸線方向の移動を制限するように選択されている、弁装置。
【請求項７】
請求項４に記載の弁装置であって、
前記ばね手段が、前記弁部材が横方向に移動しないように同弁部材を安定化させ且つ保持するようになされた、弁装置。
【請求項８】
ダブルアクションの単式プランジャポンプであって、
ａ．平らなマニホルド係合面を有する結合されたスタッフィングボックス及びヘッド部材と、
ｂ．平らな面を有するマニホルド部材であって、前記スタッフィングボックス及びヘッド部材に平らな面同士が当接する位置関係で結合せしめられ、当該マニホルド部材の各々は、前記当接している平らな面にほぼ直角な円形の穴を有しており、同穴は軸線方向に整合しており、当該マニホルド部材の各々は、各々の穴と同心状で且つ前記当接面から予め選択された同じ距離だけ隔てられた軸線方向の端面を有している環状の肩部を画成している環状の凹部を有しており、前記環状の肩部は予め選択されたほぼ等しい横方向寸法を有している、前記マニホルド部材と、
ｃ．円筒形のポペット弁部材であって、同軸線方向の端部のうちの第１の端部に平らな面を有し、同平らな面が、前記環状の肩部のうちの一つの前記軸線方向の端面に当接した状態に配置される前記環状の肩部の外径よりも大きな予め選択された外径を有し、第２の軸線方向の端部上に、少なくとも２つの軸線方向に延びており且つ外周に沿って隔置されたリブを有し、同リブの各々が、予め選択された同じ軸線方向の長さを有し且つ平らな端面で終端しており、前記リブは、その前記平らな端面が前記他方の環状の肩部の前記軸線方向の端面に対して軸線方向に整合し且つ同軸線方向の端面から予め選択された距離だけ隔てられるように配置されている、前記ポペット弁部材と、
ｄ．前記環状の凹部内に前記穴と同心状に配置された中空円筒形のコイルばね手段であって、第１の端部が前記他方の環状肩部の周囲に緩く嵌合する大きさになされており、第２の端部が、少なくとも２つの外周に沿って隔置されたリブの周囲に緩く嵌合し且つ前記ポペット弁部材の前記第２の軸線方向の端部と係合するような大きさになされており、当該ばね手段は、（ｉ）閉成した弁機能を提供するために前記ポペット弁部材の前記平らな面を前記一方の環状の肩部の前記軸線方向の端面に向けて付勢し、（ｉｉ）かけられた力に降伏して、前記ポペット弁部材が、前記リブの前記端面が前記他方の環状の肩部の軸線方向端面と係合して開放した弁機能を提供する位置へと限られた距離だけ移動するのを許容するように選択された前記中空円筒形のコイルばね手段と、
を含む装置。
【請求項９】
ダブルアクションの単式プランジャポンプであって、
ａ．第１及び第２の結合されて一体化されたスタッフィングボックス及びヘッド部材であって、当該スタッフィングボックス及びヘッド部材の各々が、（ｉ）各々、モーター端面及びポンプマニホルド係合面と称される２つの互いに隔置され且つ平行な面を有する一体のブロックと、（ｉｉ）円筒形のプランジャを受け入れるためにブロック内に設けられた凹部であって、円形の断面と、前記隔置された平行な面の間に同面と平行に延びている長手軸線とを有する凹部と、（ｉｉｉ）前記ブロック内に設けられた一組の第１及び第２の横方向に隔置されたポンプポートであって、各々が、前記ポンプマニホルド係合面から前記ブロック内へと延び且つ前記プランジャ収容凹部と接続された状態へと延びている一組のポンプポートと、を含んでいる、前記第１及び第２の結合されて一体化されたスタッフィングボックス及びヘッド部材と、
ｂ．長手軸線と、前記ポンプマニホルド係合面が当接するようになされた底部の平らな面と、第１のダンプから第２の端部まで長手方向に貫通して延びており且つ前記長手軸線に対して互いに平行な第１及び第２の横方向に隔置されたマニホルド入口／出口穴と、前記マニホルド入口／出口穴を前記底部の平らな面に接続している横方向に隔置されたポートの第１及び第２の長手方向に隔置されたポートの組であって、前記ブロックの前記ポンプポート及び前記マニホルドポートの各々が、同心状に配置された環状の凹部によって取り囲まれており、この同心状に配置された環状の凹部は環状の肩部を画成しており、同環状の肩部は、前記ポンプマニホルド係合面及び前記底部の平らな面から各々予め選択された距離だけ隔てられた軸線方向端面を有しており、前記環状の肩部はほぼ等しい外径を有している、マニホルドと、
ｃ．前記スタッフィングボックス及びヘッド部材を前記マニホルドに結合し、それによって前記底部の平らな面が前記スタッフィングボックス及びヘッド部材の前記ポンプマニホルド係合面に係合するようにし、同スタッフィングボックス及びヘッド部材の第１及び第２のポンプポートの２つの組と前記取り囲んでいる凹部とが、各々、前記第１及び第２の長手方向に隔置されたポートの組及び前記マニホルド内の前記取り囲まれた凹部と整合するようにする、前記スタッフィングボックス及びヘッド部材を前記マニホルドに結合する手段と、
ｄ．４つの円筒形の同一の弁部材であって、各々、前記環状の肩部の前記外径よりも大きな直径を有する円形断面と、第１の軸線方向端部に設けられた平らな面と、第２の軸線方向端部に設けられ、軸線方向に延び且つ外周に沿って隔置された少なくとも２つのリブであって、各々が予め選択された同じ軸線方向の長さを有し且つ端面で終端している少なくとも２のリブとを有し、当該弁部材は、各々、前記弁のうちの２つの前記平らな面が前記マニホルド内の前記環状の肩部の前記軸線方向の端面に当接し、前記弁のうちの他の２つ弁の前記平らな面が前記部材内の前記環状の肩部の前記軸線方向の端面に当接するように、前記前記環状の凹部内に配置されており、前記リブの前記端面が隣接する環状の肩部の前記軸線方向の端面と軸線方向に整合し且つ同隣接する環状の肩部の前記軸線方向端面から予め選択された距離だけ隔てられている、前記４つの円筒形の同一の弁部材と、
ｅ．前記環状の凹部内に前記穴と同心状に配置され、各々が２つの端部を有する４つの中空円筒形のコイルばね手段であって、第１の端部が前記環状肩部の周囲に緩く嵌合する大きさになされており、第２の端部が、前記少なくとも２つの外周に沿って隔置されたリブの周囲に緩く嵌合し且つ前記弁部材の前記第２の軸線方向の端部と係合するような大きさになされており、当該ばね手段は、閉成した弁機能を提供するために前記弁部材の前記平らな面を前記肩部の隣接する軸線方向の端面に向けて付勢し、開放した弁機能を提供するために、かけられた力に降伏して前記リブの前記端面が前記肩部の隣接する軸線方向端面と係合する位置へと前記弁部材が限られた距離だけ移動するのを許容するように予め選択された特性を有する、前記中空円筒形のコイルばね手段と、
を含むダブルアクションの単式プランジャポンプ。
【請求項１０】
双方向流体弁装置であって、
ａ．平らなマニホルド係合面を有するヘッド部材と、
ｂ．平らな面を有するマニホルド部材であって、前記ヘッド部材に平らな面同士が当接する位置関係で結合せしめられ、当該マニホルド部材の各々は、前記当接している平らな面にほぼ直角な穴を有しており、同穴は軸線方向に整合しており、当該マニホルド部材の各々は、各々の穴の周囲に凹部を有しており且つ前記当接面から予め選択された同じ距離だけ隔てられた予め選択された湾曲した軸線方向の端面を有している肩部を画成しており、同肩部は環状であって、予め選択されたほぼ等しい横方向寸法を有している、前記マニホルド部材と、
ｃ．２つの軸線方向の端部を有する弁部材であって、同軸線方向の端部のうちの第１の端部に予め選択された湾曲した面を有し、同湾曲した面が、前記肩部のうちの一つの前記軸線方向の端面に当接した状態で配置される前記肩部の前記予め選択された横方向寸法よりも大きな予め選択された横方向寸法を有し、更に、第２の軸線方向の端部上に、中間の環状の凹部と、少なくとも２つの軸線方向に延びており且つ外周に沿って隔置されたリブとを有し、同リブの各々が、予め選択された同じ軸線方向の長さを有し且つ端面で終端しており、同リブは、その前記端面が軸線方向に整合し且つ前記肩部のうちの他方の肩部の前記軸線方向の端面から予め選択された距離だけ隔てられるように配置されている、前記弁部材と、
ｄ．前記凹部内に前記穴と整合した状態で配置され且つ２つの端部を有している中空のコイルばね手段であって、第１の端部が前記他方の肩部と係合する大きさになされており、第２の端部が、前記中間の環状凹部と係合するような大きさになされており、当該ばね手段は、（ｉ）閉成した弁機能を提供するために、前記弁部材を前記一方の肩部の前記軸線方向の端面に向けて付勢し、（ｉｉ）開放した弁機能を提供するために、かけられた力に降伏して、前記弁部材の限られた距離だけの軸線方向の移動を許容することを特徴とした、前記コイルばね手段と、
を含む装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の弁装置であって、
前記穴、凹部、肩部及び弁部材の全てが円形の断面を有しており、前記ばね手段が円形断面を有している円筒形である、ことを特徴とする弁装置。
【請求項１２】
請求項１０に記載の弁装置であって、
前記ばね手段が、前記弁部材が横方向に移動しないように同弁部材を安定化させ且つ保持するようになされた、弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広範囲の用途を有し、他の用途のうちとりわけ本明細書に参考として組み入れられている米国特許第５，１７３，０３９号及び第５，１８３，３９６号に開示されている形式のダブルアクション単式プランジャポンプに適用可能な独特の双方向流体弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記の特許はいずれも、図１１において逆止弁６６を開示しており、図４において双方向弁機能を提供するために逆さに配置された逆止弁６６及び６７を示している。逆止弁６６及び６７は、本出願によって提供される独特の逆止弁と比較して比較的高価である。
【発明の概要】
【０００３】
本発明は、双方向流体弁装置のための改良された逆にして使用することができる逆止弁を提供し、上記米国特許’０３９及び’３９６に示されている逆止弁より優れた以下のような利点を有する。従来技術による逆止弁は、適正な機能を有していたけれども、その４つの部品が、これらの逆止弁を、本願によって教示される独特の逆止弁の少なくとも２０倍以上高価なものにしていた。本発明の逆止弁は、驚くべき簡素さ、可逆性、融通性、より迅速な応答性、効率、動作の静かさを有し、更に、各々が、部材の軸線方向の動きを変化させ、そのようにすることにより、所定の流れを許容し又は弁を通過する流体の流速を変化させるために、種々の予め選択された軸線方向の長さを有する一群の弁部材を有することによって、その中を通過する流体の流速の変動を提供する適合性を特徴としている。
【０００４】
本発明は、広い意味で、平らなマニホルド係合面を有するヘッド部材及び平らな面を有するマニホルド部材と組み合わせて使用されるべき可逆性の双方向流体弁装置を提供する。これらの２つの部材は、当接した相対関係の平らな面にほぼ直角な同一の穴を有し、これらの穴は、軸線方向に整合されており、各々、各穴の周囲に同一の凹部を有し且つ当接面から予め選択された同じ距離だけ隔てられた軸線方向の端面を有する肩部を画成している。これらの肩部は、予め選択された等しい横方向寸法を有している。弁装置は更に、２つの軸線方向の端部を有し、同軸線方向の端部のうちの第１の端部は肩部の前記予め選択された横方向寸法よりも大きい予め選択された横方向寸法を有しており、前記平らな面が肩部のうちの一つの軸線方向端面に当接するように配置されている。弁部材は更に、その第２の軸線方向端部上において軸線方向に延びており且つ外周に沿って隔置された少なくとも２つのリブを含んでいる。これらのリブは、各々、等しい予め選択された軸線方向の長さを有し且つ端面で終端している。リブは、その端面が、他方の肩部の軸線方向端部と軸線方向において整合し且つ同軸線方向端部から予め選択された距離だけ隔てられるように配置されている。この弁装置は、更に、前記の穴と整合しており且つ２つの端部を有している前記凹部内に配置された中空のコイルばね手段を含んでいる。２つの端部は、他方の肩部と係合する大きさとされた第１の端部と、リブの上方の弁部材の第２の軸線方向端部と係合する同一の大きさの第２の端部とからなる。ばね手段は、閉成した弁機能を提供するために、弁部材の平らな面を、肩部のうちの一つの軸線方向端面へと付勢するように選択される。更に、ばねは、適用される力を受けると降伏して、前記リブの前記端面が他方の肩部の軸線方向端面と係合して所定の面積の開放弁機能を提供する位置まで弁の軸線方向の限られた距離の動きを可能にするように選択される。
【０００５】
更に限定された態様では、上記の弁装置は、穴、凹部、肩部及び弁部材を特徴としており、これらの部材は全て、円形断面を有しており、ばね手段は、円形断面を有する円筒形である。
【０００６】
更に限定された態様では、改良されたポンプを提供するために、ダブルアクションの単式プランジャポンプ装置と組み合わせた独特の弁装置が提供される。
【０００７】
図１において、参照番号１０は、マニホルド１２と、第１及び第２の結合されて一体化されたスタッフィングボックス及びヘッド又はブロック部材とを含んでいるダブルアクションの単式プランジャポンプを示しており、図１においては、第１及び第２のスタッフィングボックスのうちの一方１８のみが図示されている。ブロック１８は、各々、ポンプマニホルドと係合する面とモーター端面と係合する面とを示している２つの隔置された互いに平行な面１８Ａ及び１８Ｂを有している。ブロック１８内には、円筒形状のプランジャ２０の一端を受け入れるための凹部１９が設けられており、この凹部１９は、円形断面と、上記した平らな平行面１８Ａ及び１８Ｂの間でこれらの面に平行に延びている長手軸線とを有している。
【０００８】
上記した特許においてより詳細に説明するように、プランジャは、モーター（図示せず）からの駆動シャフト２１と、プランジャ２０内の切り欠き２０’内に配置された軸受け２３の内側レース内に収容されている偏心台２２と、を含んでいる偏心構造の作用によって、その長手軸線に沿って往復動せしめられる。プランジャ２０のためのガイド、潤滑及びシールを提供するために、ガイド２４及びパッキング２４’が設けられている。長手方向に延びている穴１９の軸線方向端部は符号１９’によって特定されており、穴１９は、面１８Ａから同面に直角に延びており且つ図１に明確に示されているように端部２７’で終端している垂直方向に延びている穴２７に接続されている。
【０００９】
各ブロック部材は、一対の横方向に隔置された平行な穴を有しており、ブロック部材１８の穴２７の一方のみが図１に示されている。穴の各対は、以下においては、第１及び第２の横方向に隔置されたポンプ穴の“組”と称され、また、各穴は、凹部１９と接続可能な関係に配置されていて、往復動プランジャ２０によって圧送された流体が、以下において全てをより詳細に説明するように、前記穴内を流通するようになされている。図９は、小組立として２つの類似したブロック１１８及び１１８’を示しており、これらのブロックにおいては、４つの穴１２７’〜１２７’’’’（穴２７に類似している）が、各々が同じく以下に説明する弁部材１３５’〜１３５’’’’によってこの図においては見えなくされていて点線によって示されている。従って、図９は２つの長手方向に隔置された横方向に隔置された穴の組を示している。
【００１０】
マニホルド１２は、長手軸線と、ヘッド部材の前記ポンプのマニホルド係合面１８Ａが当接するようになされた底部の平らな面１２Ａとを有している。マニホルドは更に、第１の端部から第２の端部まで長手方向に貫通して延びている第１及び第２の横方向に隔置されたマニホルド入口／出口穴を含んでおり、これらの入口／出口穴１４のうちの１つが図１に図示されており、また、上記した米国特許第５，１８３，３９６号には、一対の類似した入口／出口穴５５及び６６が図５に示されており、同特許を参考にしても良い。マニホルドの入口／出口穴１１４’及び１１４の提示のためには図１０をも参照のこと。マニホルドは更に、マニホルドの入口／出口穴をマニホルドの底部の平らな面に接続している横方向に隔置された穴の第１及び第２の長手方向に隔置された組を含んでおり、最後に述べた穴のうちの１つだけが図２に図示されているが、図１０には同様の穴が４つの図示されており、これらの穴は参照番号１５０’〜１５０’’’’によって特定されている。
【００１１】
ブロックのポンプ穴の各々及び前記マニホルドの穴は、同心状に配置された環状の凹部、例えば、図２に示された凹部３０及び４５によって取り囲まれている。各凹部は、環状の肩部、例えば、図２の肩部３１及び４６を画成している。各環状の肩部は、各々、前記ポンプ−マニホルド係合面１８Ａ及び前記底部の平らな面１２Ａから予め選択された距離だけ隔てられた軸線方向の端面（例えば、図２の面３１’及び４６’）を有している。この予め選択された距離は、図２Ａにおいて符号“ｄ”によって特定されている。更に、肩部は、実質的に同じすなわち等しい外径、すなわち、横方向寸法を有している。
【００１２】
結合されたスタッフィングボックス及びヘッド部材１８とマニホルド部材１２とが、締結手段（図示せず）と協働する機械的ねじ１３のような適当な手段を使用して係合された状態で図１に示されており、結合されたスタッフィングボックス及びヘッド部材のポンプ−マニホルド係合面１８Ａが、マニホルドの平らな底面１２Ａに当接している。結合された部材１２及び１８は、垂直方向（Ｚ軸方向）に配向された穴を取り囲んでいる凹部と、図２に示されているように各々に軸線方向に整合している肩部とを有している。例えば、凹部３０及び４５は、図２に示されたように当接すると、弁アセンブリを収容するための結合された凹部容積を形成する。上記したように、マニホルド１２がヘッド部材と共に組み立てられる前に、独特の弁部材が、組み立てられた部材によって形成された結合された凹部内にアセンブリとして配置される。より特別には、図２乃至５に示されているように、独特の弁アセンブリは、２つの軸線方向の端部３６及び３９を備えた円形断面を有する弁部材３５と、環状肩部の外径よりも大きい直径を有しているリム３７とを含んでいる。図２に示された弁部材３５は、底部の平らな面３６、すなわち、その第１の軸線方向端部上の平らな面と、その第２の軸線方向端部３９上に設けられた少なくとも２つの軸線方向に延びており且つ外周に沿って隔置されたリブとを有している。図３に最も明確に示されているように、図示された実施形態においては、安定性のために３つのリブが設けられている。前記第１の軸線方向端部には上記のリム３７が示されており、リム３７の内側寄りには、以下に説明するように、コイルばね４７内に嵌合するように予め選択された小さい直径のハブ又は肩部３８が設けられている。外周に沿って互いに隔置され且つ各々平らな面４０’、４１’及び４２’で終端している脚部又はリブ４０、４１及び４２がハブ３８から軸線方向に突出又は延びている。これらのリブは全て、上記の端面４０’、４１’及び４２’で終端している予め選択された同じ軸線方向の長さを有している。弁部材３５が環状の凹部内に配置されると、脚部４０〜４２は、マニホルド１２の肩部４６の軸線方向端面４６’に対して軸線方向に（Ｚ軸に沿って）整合することがわかるであろう。
【００１３】
部材１２及び１８は、整合された穴の各々の周囲に適当なガスケット又は相当材を有し、例えば、図２は、環状の“Ｏ”リング４８のための環状ハウジングを形成するために、一対の整合した対向する環状の凹部４８’及び４８’’を示している。
【００１４】
各ポンプは、４つの等しい中空の円筒形のコイルばねを含んでおり、そのうちの一つ４７が図１及び２に示されている。ばねは、前記穴と同心状の前記結合された環状凹部内に各々配置されている。各ばねは２つの端部を有している。すなわち、１つの端部は環状肩部のうちの一つの周囲に緩く嵌合するような大きさとされている。これは図２に示されており、図２においては、ばね４７は、マニホルド１２の肩部４６の周囲に緩く嵌合している。ばねの第２の端部は、隔置されたリブ４０〜４２の周囲に緩く嵌合するような大きさとされている。これもまた図２に図示されており、より特別には、図３に最も明確に示されているようにハブ３８の周囲に緩く嵌合している。
【００１５】
既に述べたように、弁手段は逆止弁として機能することができ、これは、ここに開示されているダブルアクションの単式プランジャポンプにおける好ましい使用方法である。より特別には、図２に示されているように、弁部材３５は、休止状態で穴５０内の圧力の作用によりポート２７を密封している。
【００１６】
図２Ａは、図示されているように、ポート２７内の十分に高い圧力を受けて上方に移動して肩部３１の面３１’から離れた弁３５を図示している。この圧力が予め選択されたレベルを超えると、ばね４７は、弁３５の下側又は第１の軸線方向端部の面３６に対して作用する適用された圧力によって降伏する。弁３５は、図２Ａに示されているように、限られた距離ＹＹだけ上方に移動し、この上方への移動は、弁の端面４０’、４１’及び４２’が肩部４６の軸線方向端面４６’に当接したときに終わる。文字Ｆ及びそれに対応する矢印によって示された流体の流れが、出口ポート２７を通って上方に流れ、次いで、弁３５の全ての側部上を放射状に流れ、ばね４７のコイル及び脚部４０〜４２を通り、次いで、ポート５０の中を上方へ流れることがわかる。
【００１７】
従って、広い意味で、図１及び２等に示された弁手段は逆止弁として機能し、これは逆止弁の動作点に取って極めて重要である。第１の臨界的な寸法は、弁の軸線方向の長さ、すなわち、弁の一方の軸線方向端部上の平らな面から同弁のリブ又は脚部の端面までの距離であり、この距離の一つの例が、図１２において“ＸＸ”で示されている。第２の臨界的な寸法は、上記の当接面１２Ａ及び１８Ａから肩部の軸線方向端部までの距離である（図２Ａの符号“ｄ”を参照）。部材１２及び１８が図示されているように結合されると、対向する肩部３１及び４６の軸線方向端部３１’と４６’との間の軸線方向の距離は２ｄである。軸線方向長さがＸＸである弁部材が図２に示されたように配置されているとき、空隙又は空間“ＹＹ”は、リブの軸線方向端面と対向する肩部の軸線方向端面との間の距離として規定されている。従って、寸法ＹＹは、図２Ａに示されているように、弁に対して許容されている最大の軸線方向の移動距離である。この距離は、当業者が理解すると思われるように、極めて重要である。理想的な設計においては、“ＹＹ”は、所望の流体の流速を提供するように選択されるであろう。実際の“ＹＹ”が必要以上に大きい場合には、不必要な余分な軸線方向の移動は、流れの更なる増加を生じないで応答時間の低減を導入するかも知れない。従って、寸法“ＹＹ”の選択は、正しい流速を得るための手段を提供し、これは、弁の設計者に強力な設計手段を提供する。
【００１８】
もう一つの変数は、リブの外周空間に関するリブのセクター幅である。図２Ａに示されているように、流体流路Ｆは、ポート２７を出て、結合された凹部に入り、ばね４７のコイル間を横切り、次いで、リブ間を通ってマニホルドポート５０へと入る。
【００１９】
図７は、以前と同じ逆止弁の機能及びその他の機能であるが、逆の機能を提供するために、弁部材３５とそれに関連するばねとが図２及び２Ａに示された位置と逆の向きにすることができる方法を図示したものである。
【００２０】
弁部材の好ましい形態又は実施形態が図１１及び１２に示されており、ここでは、弁部材全体が符号１３５によって特定されており、これは、環状肩部の外径よりも大きい直径の円形断面を有する円筒形状の弁部材からなる。より特定すると、弁部材１３５は、直径が肩部例えば肩部３１の外径よりも大きいリム１３７と、第１の軸線方向端部１３６とを有している。環状の肩部１３８は、コイルばね４７内に緩く嵌合するような予め選択された外径１３８Ｄを有している。環状の肩部１３８は、限られた軸線方向の大きさを有し且つ少なくとも２つの軸線方向に延びており且つ外周に沿って隔置されたリブのための取り付け部として機能する。３つのリブ１４０、１４１及び１４２が図示されている。弁１３５の第２の軸線方向端部１３９が図１１に示されている。リブ１４０〜１４２の各々は、予め選択された同一の軸線方向の長さを有しており、端面１４５で終端している。環状肩部の直径、従って、外周に沿って隔置されたリブ１４０〜１４２の直径は、肩部の軸線方向端面、例えば、図２に示された肩面３１’と実質的に同じであるように選択される。
【００２１】
ポンプヘッド、マニホルド及び弁３５、１３５は、プラスチック又は金属のようなあらゆる適切な材料によって作ることができる。
図９においては、好ましい弁部材１３５のうちの４つが、ブロック１１８及び１１８’内の定位置に配置された状態で示されており且つ参照番号１３５’、１３５’’、１３５’’’及び１３５’’’’によって特定されている。より特別には、図９に示された装置の右側端部には、弁１３５’が、その平らな面１３６’を見る人の方に向けた状態で配置され、関連する横方向に隔置された弁１３５’’’は、リブ又は脚部と第２の軸線方向の面１３９’とが見る人の方を向いた状態で配置されている。
【００２２】
同様にして、図９に示された装置の左側端部には、弁１３５’’が、その平らな軸線方向の面１３６’’が見る人の方を向くように配置されており、横方向に隔置された弁１３５’’’’は、リブ又は脚部と面１３９’’’が見る人の方を向くように配置されている。
【００２３】
図１０は、図８の切断線１０−１０に沿って見たマニホルドの平らな底面を図示している。第１及び第２の横方向に隔置されたマニホルドの入口／出口穴１１４’及び１１４’’は、第１の端部から第２の端部まで長手方向に貫通して延び且つ前記長手軸線Ｘに対して互いに平行であるような想像線で示されている。第１の組の横方向に隔置されたポート１５０’及び１５０’’’は、図示されているように図面の右側端部に図示されており、第２の組の横方向に隔置されたポート１５０’’及び１５０’’’’は図面の左側端部に示されている。このように、図１０は、マニホルドの入口／出口穴を底部の平らな面に結合させている横方向に隔置されたポートの第１及び第２の長手方向に隔置された組を、マニホルドのために図示している。ブロックのポンプポートの各々及び前記マニホルドのポートは、同心状に配置された環状の凹部によって取り囲まれている。従って、マニホルドに対して、凹部は、各々、参照番号１４０’〜１４５’’’’によって特定されており、凹部は、各々、順に肩部１４６’〜１４６’’’’を画成している。
【００２４】
既に述べたように、ポート１５０’〜１５０’’’’は、図９に示されたブロック内に図示されたポート及び弁と正確に整合されるように配置されている。
図６は、図８〜１０に示された装置と共に使用することができるもう一つ別の代替的な形態の弁部材を示している。同様に、ヘッド部材２１８は、マニホルド部材２１２の平らな面に当接するようになされた平らな面を有している。このヘッド部材は凹部６０を有しており、マニホルド部材は凹部７０を有しており、これらの凹部は、各々、ポート２２７及び２５０と同心状であり且つ各々肩部６１及び７１を画成しており、これらの肩部の対向する軸線方向の面６２及び７２は、各々、プラスチック又はゴムのような適当な材料によって作ることができる弁部材８０の一方の軸線方向端部８１の曲率に合うように湾曲せしめられている。図６においては、弁８０が断面で示されており、弁８０は、図６に示されているように肩部６１の湾曲した軸線方向の端面（又は、装置が逆さの場合には、湾曲した面７２）に当接するように、上記したような湾曲面８１を有している。弁部材８０は更に、ばね１４７の一端に対する受け座を提供するために、環状の溝８２によって画成された軸線方向に延びている環状の肩部８１’を有している。ばね１４７は、コイルばねとして示されており、その一端は環状凹部８２内に着座しており、その他端は、図６に示されているように、凹部７０の軸線方向端部又は底部に当接されている。図６に示されているように、弁８０は、上方に変位せしめられた状態であり、ばね１４７が弁８０の面８１に適用された流体圧力によって降伏し且つ空隙又は流通空間を提供するようにして、流体が図示されているようにポート２２７を通って上方に流れ、次いで、弁部材８０の周囲を流れ、ばね１４７のコイル内を通り、ポート２５０を通って外方へと流れるようにする。弁８０の上方への移動は、弁８０上の基準線８３から軸線方向に延びている１以上の軸線方向に延びている脚部８４であって端部が湾曲した弁座面７２及び６２に当接する脚部８４によって制限される。
【００２５】
本発明は、概して、上記した同一の穴、凹部、肩部及び肩部の軸線方向端面、と結合された独特の可逆性の弁部材を提供する。付勢ばね及び復心ばねは二重の機能を有する。これらは、弁が横方向に（Ｘ及びＹ軸方向に）移動しないように保持又は安定化させつつ、同時に、同弁の軸線方向の限られた量の移動を許容するばね保持部材として機能する。更に、これらのばねは、弁が当接している穴において予め選択された圧力で降伏して上記の軸線方向の移動を許容する所望の堅牢性を有するように予め選択される。
【００２６】
環状の肩部もまた多機能性である。一方の対向する肩部はコイルばねの一端のための受座（従って、保持部材）として機能している際に、他方の対向する肩部は弁座として機能する。更に、これらの肩部の軸線方向の端面は、弁の軸線方向の長さＸＸに留意しつつ、対向する肩部の対向する軸線方向端面間の前記軸線方向寸法２ｄに留意しながら、弁の軸線方向の移動量を寸法ＹＹに限定するように機能する。
【００２７】
既に説明したように、弁部材上のリブ又は脚部の最少の数は２個である。しかしながら、図面に示された本発明の好ましい実施形態は、ほぼ等分に隔置された３つの脚部又はリブを含んでおり、これは弁の作動の安定性を提供する。もちろん、３つ以上のリブを使用することもでき、これも本発明の範囲に含まれる。
【００２８】
以上、本発明の好ましい実施形態を示したけれども、本発明の概念から逸脱することなく、当業者によって種々の変形例がなされても良いことは理解できるであろう。従って、本発明は、特許請求の範囲によってのみ限定される。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】一部分が断面で示されているダブルアクションの単式プランジャポンプの一部分の図である。
【図２】図１に示された独特の弁構造の拡大図である。
【図２．Ａ】図２に示された逆止弁であるが、圧縮された、すなわち、流体の力に降伏してその中を流体が流れるのを可能にした状態のばね４７を備えている逆止弁を示している。
【図３】本発明の独特の弁部材の例を示している等角図である。この図は、３つの互いに直角な基準軸線Ｘ、Ｙ及びＺをも示している。基準軸線Ｘ、Ｙ及びＺは、各々、ときどき長手軸線、横軸線及び垂直軸線と称されている。
【図４】破断線４−４に沿って見た図２に示された装置の図である。
【図５】破断線５−５に沿って見た図２に示された装置の図である。
【図６】弁部材の代替的な形態の図である。
【図７】図１及び図２に示された弁装置であるが、図１及び図２の装置によって制御された方向と反対の流れ方向において流体逆止弁として機能するように、逆向きにされた弁部材を有する弁装置の図である。
【図８】完成されたダブルアクションの単式プランジャポンプの外観の側面図である。
【図９】図８の線９−９に沿った第１及び第２の結合されて一体化されたスタッフィングボックスとヘッド部材との図である。
【図１０】図８の線１０−１０に沿ったマニホルド部材の図である。
【図１１】本発明の弁部材の好ましい実施形態の平面図である。
【図１２】図１１に示された弁部材の側面図である。
【図１】
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【図６】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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