(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
実質的に環状の第１のバルブチャンバー（１４）と実質的に環状の第２バルブチャンバー（４５）とを有するバルブハウジング（１１）と、前記第１バルブチャンバー（１４）内に開口している第１チャネル（１６）、第２チャネル（１５）及び第３チャネル（１７）と、第１及び第２の個別に操作可能な制御手段（２２，２３）と、前記第２バルブチャンバー（４５）内に開口している第４チャネル（４８）と、第３制御手段（５４）とを含み、
前記第１バルブチャンバー（１４）を横断して延びる実質的に平行な第１弁座手段（１８）及び第２弁座手段（１９）の各々によって、前記第２及び第３チャネル（１５，１７）は第１チャネル（１６）と隔てられており、各弁座手段によって、第１弾性ダイヤフラム（２１）に実質的に直線状の弁座が供され、前記第１弾性ダイヤフラムは、前記第１及び第２弁座手段（１８，１９）の各々と封止係合または解除可能にされており、
前記第１及び第２制御手段（２２，２３）は、前記第１及び第２弁座手段（１８，１９）の各々に対して前記第１弾性ダイヤフラム（２１）の各直線部を選択的に押圧するようにされており、それにより前記第１チャネル（１６）と前記第２及び第３チャネル（１５，１７）の少なくとも１つとの間で流路が遮断され、また、前記第１チャネル（１６）と前記第２及び第３チャネル（１５，１７）の少なくとも１つとの流路を開放するために、前記第１ダイヤフラム（２１）の各直線部を前記第１及び第２弁座手段（１８，１９）の各部分から離して持ち上げるようにされており、
前記第４チャネル（４８）は、前記バルブハウジング内の開口部（４６）を介して前記第１チャネル（１６）と連通し、且つ第２バルブチャンバー（４５）を横断して延びる第３弁座手段（４９）によって前記第１チャネル（１６）と隔てられており、前記第３弁座手段によって、第２弾性ダイヤフラム（５０）に実質的に直線状の弁座が供され、前記第２弾性ダイヤフラムが、前記第３弁座手段（４９）と封止係合または解除可能にされており、
第３制御手段（５４）は、前記第３弁座手段（４９）に対して前記第２弾性ダイヤフラム（５０）の直線部を選択的に押圧するようにされており、それにより前記第１チャネル（１６）と前記第４チャネル（４８）との間で流路が遮断され、また、前記第３制御手段（５４）は、前記第１チャネル（１６）と前記第４チャネル（４８）との間の流路を開放するために、前記第２ダイヤフラム（５０）の直線部を前記第３弁座手段（４９）から離して持ち上げるようにされており、
前記第４チャネル（４８）は、前記第１、第２及び第３チャネル（１６，１５，１７）と同一平面に設けられていることを特徴とするガス状または液状流体の流れを制御するための４方向ダイヤフラムバルブ。
【請求項２】
前記第１バルブチャンバー（１４）は、バルブハウジング（１１）の片側に配置され、前記第２バルブチャンバー（４５）は、前記バルブハウジングの反対側に配置されることを特徴とする請求項１記載の４方向ダイヤフラムバルブ。
【請求項３】
前記第４チャネル（４８）は、実質的に前記第１チャネル（１６）と一直線上に設けられていることを特徴とする請求項１記載の４方向ダイヤフラムバルブ。
【請求項４】
前記第３弁座手段（４９）は、前記第１及び第２弁座手段（１８，１９）の共通の方向と実質的に直角をなして延びていることを特徴とする、請求項１，２または３記載の４方向ダイヤフラムバルブ。
【請求項５】
前記第３弁座手段（４９）は、前記第２バルブチャンバー（４５）内に偏心配置されており、前記第１及び第２弁座手段（１８，１９）は、前記バルブハウジング（１１）の軸を含む平面で且つ前記第１チャネル（１６）の軸を含んで伸びる平面に対して対称に配置されており、前記第１及び第２制御手段（２２，２３）は、前記第１弾性ダイヤフラム（２１）の中心部の周囲に対称に配置され、それにより、前記第１及び第２弁座手段（１８，１９）の各々の上で前記第１弾性ダイヤフラム（２１）とリンクして動作可能であり、そして、前記第３制御手段（５４）は、前記第３弁座手段（４９）上で前記第２弾性ダイヤフラム（５０）とリンクして動作可能であることを特徴とする、請求項１乃至４いずれか１項記載の４方向ダイヤフラムバルブ。
【発明の詳細な説明】
本発明は国際出願公開第ＷＯ９５／００７８２号に記載された３方向ダイヤフラムの改良型に関する。
このダイヤフラムバルブはガスもしくは液体流体の流れを制御するものであり、バルブチャンバーを有するバルブハウジングを含む。バルブチャンバー内に第１チャネルを開口し、その各側部に各々第２チャネル、第３チャネルを開口する。弁座（バルブシート）手段がハウジング内に配列され、ダイヤフラム作動制御手段により、少なくとも１つの弁座手段と封止接触、またこれから離脱されるように弾性ダイヤフラムが設けられている。各弁座手段の少なくとも一部分は第１チャネル並びに第２または第３チャネルの一部分を構成する。２つの制御手段を一方に配列して、前記各部分にダイヤフラムを押圧することにより、第１チャネルと第２または第３チャネル間の流路を遮断し、一方ダイヤフラムの各部分を弁座手段の各部分から離して持ち上げることにより、第１チャネルと第２または第３チャネルとの流路を開放する。
上記国際公開に開示されている先行技術のダイヤフラムバルブが非常に良く作動することは証明済みである。しかしこれを４方向バルブ、すなわちスリーフロー混合用バルブに代えることや、３相異排出口の１つもしくはこれ以上にワンフローを差し向けることが望まれる。これを達成するために、本願新規ダイヤフラムバルブは先行例のごとき広域衛生上の要求を満足し、簡素確実に作動可能であり、可動部材が比較的少ない。
本明細書に添付した特許請求の範囲に記載された特徴事項を有するダイヤフラムバルブにおいて、前記目的が達成される。
本発明を添付図面に関連してさらに詳しく説明する。
図１は本発明によるバルブの第１側面図；
図２は図１のII−II方向における平面図；
図３は図１のIII−III方向から見た図１のバルブの第２側面図；
図４は図３の線IV−IVにおける垂直中央断面図であり拡大図；
図５は図４の線Ｖ−Ｖにおけるバルブハウジングと下方作動ユニットの断面図；
図６はバルブハウジングの平面図；
図７は図６の線VII−VIIにおける断面図；
図８は図６の線VIII−VIIIにおける断面図；
図９は図６の線IX−IXにおける断面図；さらに図１０はバルブハウジングの底面図。
本発明による４方向ダイヤフラムバルブはバルブハウジング１１と、上部作動（操作）ユニット１２と、下部作動ユニット１３とを含む。
まず、本発明のバルブは国際出願公開第ＷＯ  ９５／００７８２号に記載する３方向ダイヤフラムバルブをさらに発展させた構成となっている。バルブは、ダイヤフラムの動作を制御可能なバルブハウジングと作動ユニットとを含むことから、バルブハウジング内部に設置され各々排出口を有する３つのチャネル（流路）の入口周囲で、バルブハウジング上面に備える弁座にダイヤフラムを封止接触させたりこれから解除させる。従来技術のバルブは本発明によるバルブ上部のあらゆる要部、すなわち上部作動ユニット１２並びにバルブハウジング１１の上部に相当するものであり、以下に詳細に説明する。
バルブハウジング１１は上向の、実質的に環状のバルブチャンバー１４（図６乃至図９参照）を有し、このチャンバー内に第２チャネル１５と、第１チャネル１６と、第３チャネル１７とが開口し、各々外側流体連結部もしくは排出口Ａ，Ｂ並びにＣを有する。チャネル１５、１７は第１チャネル１６に対して実質的に対称的に配列されている。チャネル１５及び１６並びに１６及び１７の取入れ口は各々、バルブハウジング壁１１ａ、１１ｂにより分割されており、これらは第１チャネル１６に対して対称的に設置されている。各チャネルの取入れ口周囲のバルブハウジング表面部分が各々弁座１８、１９となる（図６、図８、図９参照）。
弾性ダイヤフラム２１（図４参照）はバルブハウジング１１上に配列され、弁座の少なくとも１つとの封止接触並びにこれからの解除のための設けられている。
ダイヤフラム２１の可動制御をするために、バルブには上部作動ユニット１２が設けられ、このユニットはダイヤフラムに作用する制御手段と制御手段を選択可動する駆動手段とからなる。
制御手段は２つの加圧昇降ブロック２２、２３を含み、これらは上部作動ユニットの一部を構成しながらハウジング２４の下部範囲内の上下移動のために案内されている。ブロックを用いてバルブハウジングとその各弁座とにダイヤフラム２１の各一部を圧接し、前記部分をバルブハウジングから持ち上げて離す。後者目的のため、ダイヤフラム２１には二つの別個のヨーク２１ａ、２１ｂが設けられ、このものは実質的にＴ型断面に有し、ダイヤフラムの中心線と第１チャネル１６の軸を含んで伸びる平面に対して対称に配置されている。各下面において、ブロック２２、２３はヨーク２１ａ、２１ｂの一つと適合する逆Ｔ型溝を有する。
ブロック内には、プルプッシュロッド２５、２６の下端が装着され、各々ハウジング２４の壁２７に封止案内される。
ロッド２５、２６はねじ切り円錐ピン２８、２９によりブロック２２、２３に連結され、前記ピンはブロック内のねじ穴に挿入され、ロッドの切欠き３０、３１に係合するチップを有する。カバー３４、３５で閉鎖されるハウジング２４の側壁３２、３３の開口部からピンを装着する。
ブロック２２、２３を選択移動する駆動手段は、ハウジング２４に形成される第１シリンダ３６と、ハウジング２４の頂部に配置されて、その底壁３９で前記シリンダ３６を閉鎖するハウジング３８に形成される第２シリンダ３７とを含む。
ピストン４０、４１はシリンダ３６、３７内に案内され、各々ロッド２５、２６の上端に固着される。
国際出願公開第ＷＯ９５／００７８２号にさらに詳しく説明並びに記載されるように、ロッド２５はシリンダ３６とこれに連動するピストン４０を介してこれらを封止するように延びている。
シリンダ３７を閉鎖するピストン４１とカバー４４との間にスプリング４３を設置し、同様に、ピストン４０とハウジング３８の底壁３９との間にスプリング４２を設置することにより、各ピストンとそれに連動するロッド２５、２６並びにブロック２２、２３を下方に付勢する。
バルブハウジング１１の外側リム１１’と壁３２、３３の対応ボトムリム３２’、３３’との間でダイヤフラム２１を封止するように加締める。図４の断面図に示すように、ブロック２２、２３は弁座１８、１９に対してダイヤフラム２１各部を封止押圧する。インレット３６’、３７’（図１）から連動ピストン４０、４１下の各シリンダ３６、３７まで加圧流体（一般的に空気）を選択的に導入することにより、一つもしくは両方のブロックを上昇させ、これによりスプリング作用に対抗してシート１８、１９からダイヤフラム各部を持ち上げて離す。ブロック２２のみの上昇はチャネル１５、１６（排出口Ａ並びにＢ）間に流体連通を起こし、ブロック２３のみの上昇はチャネル１６、１７（排出口並びにＣ）間に流体連通を起こし、さらに両ブロック２２、２３の上昇は３つチャネル１５、１６、１７（排出口Ａ、Ｂ、Ｃ）間に流体連通をおこす。ピストン上側の空気は各開口部３６”、３７”から解放される（図１）。
本明細書に記載されるバルブは国際出願公開第ＷＯ９５／００７８２号に記載された３方向バルブの第２実施例バルブのあらゆる要部に相当する。このバルブにおいて、第１チャネル１６は、一つもしくは両方の第２または第３チャネル１５、１７に媒体が、選択的に配分されるよう、バルブに媒体を導入するチャネルであり、あるいは逆に、第１チャネル１６はひとつもしくは両方のチャネル１５、１７からの媒体を選択して受け入れ可能なチャネルである。
本発明によれば、先行技術のバルブは排出口Ｂと選択的連通される第４排出口Ｄにより完成される。
これはバルブハウジング１１の下面に第２バルブチャンバー４５を形成することで達成される。同じく実質的に環状に示される実施例では、このバルブチャンバーはバルブ本体の開口部４６を介してチャネル１６と連通する。排出口Ｄは第４チャネル４８を介してバルブチャンバー４５と連通する。チャネル４８は実質的に第１チャネル１６と並列され、すなわち、第２または第３チャネル１５、１７に対する中央チャネルでもある。バルブハウジング壁４７はツーパートにバルブチャンバーを分割し、一方はチャネル４８に、一方は開口部４６に連通する。バルブハウジング壁の表面は実質的に弁座１８、１９の一方に対応する弁座４９を形成する。弁座４９は弁座１８、１９の方向と実質的に垂直方向に延び、以下に説明する理由により、好ましくはバルブチャンバー４５上を偏心に延びる。この偏心は好ましくは弁座１８、１９のいずれか一つの偏心に対応する。
第２ダイアフラム５０はバルブハウジング１１の下方リム１１”と下方作動ユニット１３の一部をなすハウジング５３の側壁５１、５２の対応トップリム５１’、５２’との間で加締められる。上部作動ユニット１２と同様に、下部作動ユニットは第２ダイヤフラム５０に作用する制御手段と制御手段を可動する駆動手段とからなる。
この制御手段はハウジング５３の壁５１、５２内部で上下可動に案内される加圧昇降ブロック５４を含む。このブロックは、ノーズ部分５４’により、弁座４９’（図７）にダイヤフラム部分５０を押圧し、この部分を弁座から持ち上げるのに適している。後者目的のために、実質的にＴ型断面を有し弁座４９の偏心位置に対応して偏心配置されるヨーク５５がダイヤフラム５０に設けられている。
上面では、ブロック５４はヨーク５５受止め逆Ｔ型溝５６を有する。ブロック５４にはプルプッシュロッド５７の上端を装着し、これはハウジング５３の壁５８内に封止案内される。
ねじ切り円錐ピン５９手段によりロッド５７をブロック５４に連結し、このものはブロック内のねじ穴でネジ止めされ、ロッド内の切欠き６０に係合するチップを有する。カバー６１により閉鎖されるハウジング５３の側壁内の開口部を通じてピンの装着を行う。
ブロック５４を移動させる駆動手段はハウジング５３内に形成されるシリンダ６２を含む。ピストン６３はシリンダ６２に案内され、ロッド５７の下端に固定される。スプリング６４をピストン６３とシリンダ６２を閉鎖するカバー６５との間に配置し、ピストンとこの連動ロッド５７とブロック５４とを上方向に付勢する。
インレット６６（図３並びに図４）からシリンダ６２への加圧流体（通常空気）を導入することによりスプリング６４力に対抗してピストン６３を下方に移動させることから、弁座４９に封止するダイヤフラム５０部分を前記弁座から押し下げて、開口部４６を経由してチャネル４８（排出口Ｄ）からチャネル１６（排出口Ｂ）まで、またはこの逆の流れを起こす。この結果、排出口Ｂは排出口Ａ、Ｃ並びにＤの何れかと連結され、同時に排出口ＡプラスＣ、ＡプラスＤ、もしくはＣプラスＤ、もしくは同時に排出口ＡプラスＣプラスＤと連結される。ピストン６３の下側の空気を開口部６７（図３）から解放する。
ダイヤフラム５０の均一な押し下げをなすために、図５に示すように、ブロック５４の第２溝５６’に係合する第２ヨーク５５’を設けてもよい。２つのヨークを有するダイヤフラムを好ましくはダイヤフラム２１と一致させる理由は、好ましくは弁座４９をバルブチャンバー４５内に偏心配置させるためである。
さらに好ましくは、ブロック２２、２３、５４を円筒状バー型の一つの同じブランクから製造する。バーを切断し、切断したピースごとに１ブロック５４あるいは２ブロック２２、２３に成形する。
各弁座に対してピストンをダイヤフラム押圧方向に強制する別の手段にスプリング４２、４３、６４を代えることは当業者には自明である。長いバルブになるときには特に、加圧された空気を利用することが有効である。
図６並びに図１０と同様に図１並びに図２から明らかなように、バルブハウジング１１は各々上下フランジ６８、６９を有する。このフランジを用いてボルト及びナット７０手段によりバルブハウジング１１に上下作動ユニットを各々締め付ける。
さらに図１、図２並びに図３にはカバー４４、６５を各々ハウジング３８、５３に固定するボルトヘッド７１、７２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５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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