(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ほぼ球形の弁体（１０）を、ほぼ環状の弁座（４）と密接に機能し合うことを可能にし、液体の流れに対してほぼ横向きに位置しており、それにより前記弁体（１０）が位置している前記弁座（４）の近く或いは対向する位置（閉じた位置）と、弁体（１０）がほぼ液体の流れの外側にある位置（開いた位置）の間の通路に上記弁体（１０）をガイドするための手段が設けられ、それにより弁箱（５）が存在し、弁箱（５）の内で前記弁体（１０）が前記開いた位置にある一方向にパイプ中を流れる液体を阻止する装置において、
弁箱（５）の部分（９）は付加的な液体の流れを与えるために、弁座（４）から離れた弁体（１０）の側の弁箱（５）内の空間と弁体（１０）の全ての開いた位置でのパイプの下流部分との間で外面に突き出されており、それにより弁座（４）方向の弁体（１０）側での液圧よりも低い液圧を上記空間内にもたらすことを特徴とする一方向にパイプ中を流れる液体を阻止する装置。
【請求項２】
弁箱（５）は弁体（１０）よりも大きい直径をもつ円筒部分を有しており、前記弁箱（５）は一端に分離可能なカバー（６）を備え、他端は弁座（４）の下流側に位置する空間のある部分でパイプ（３）に接合しており、前記空間は弁体（１０）よりも大きい直径をもち、一方、ほぼ円筒のパイプの他の部分はより小さい直径をもち、それにより、前記２つの円筒部分の軸はおおよそ４５度の角度で交差し、それにより、弁箱（５）およびパイプ（３）により形成されたハウジングは、軸を通って対称面から離れた位置において、ハウジングを前記２つの円筒部分の筒の交差線から外側（９）に外すことによって、前記液体の連絡が本質的に形成されるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の一方向にパイプ中を流れる液体を阻止する装置。
【請求項３】
弁が少し開かれるとき、弁体（１０）が弁箱（５）と反対側のハウジングの壁近くに配置されているように逆止め弁のハウジングが形成され、そのために弁のその側部での液体の流れは制限され、そして弁箱（５）が配置されている方の弁体（１０）の側部にほぼ向けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の一方向にパイプ中を流れる液体を阻止する装置。
【請求項４】
弁体（１０）の通路は最初に弁体（１０）が液体の流れの方向に閉じ位置からガイドされ、それにより液体の流れが弁箱（５）の側で弁体（１０）に沿ってほぼ通過するように弁体（１０）の位置があるとき、通路は横にそれて弁箱（５）に向かうを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の一方向にパイプ中を流れる液体を阻止する装置。
【請求項５】
弁体（１０）はハウジングの壁の内側に延伸する部分（７）により、その通路へガイドされており、内側に延伸する部分（７）は弁箱（５）の内部に少なくとも部分的に延伸していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の一方向にパイプ中を流れる液体を阻止する装置。
【請求項６】
弁のハウジングには停止面（１１）が形成され、弁体（１０）が停止面（１１）に支えられ、支えられる位置は、パイプが水平に延伸し、ほとんど或いは全く液体の流れがないときに、弁体（１０）がほとんど密接に弁座（４）に支えられるような位置であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の一方向にパイプ中を流れる液体を阻止する装置。
【請求項７】
弁体（１０）はポリウレタンから作られ、それにより高い或いは低い異なる比質量をもつ材料の一つ或いはそれ以上の部分は、球形の弁体（１０）内に与えられることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の一方向にパイプ中を流れる液体を阻止する装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明はパイプを通り、一方向に流れる液体を阻止する装置に関するものである。
背景技術
上記装置には実質上球形の弁体を備え、それは実質上、環状の弁座と密接に機能し合うことが可能で、液体の流れに対して実質上横向きに位置しており、それにより上記弁体が位置している上記弁座の近く或いは逆の位置（閉じた位置）と、弁体が実質上液体の流れの外側の位置（開いた位置）の間の通路に上記弁体をガイドするための手段が設けられている。それにより弁箱が存し、その中に上記弁体は上記開いた位置に配置されている。
よく逆止め弁と簡単に呼ばれているこのタイプの装置は、例えば廃水処理プラントで使用されている。
ＵＳ−Ａ−３．１０５．５１６ではそのような装置を発表しており、それによると弁体の後ろの弁箱中に液体により形成されている液体クッションにより、弁体はその開いた位置で維持されている。液体をクッションにガイドするための大きい空間と弁の下流でクッションからの液体の流れのための限定した空間がある。
逆止め弁が装備されたパイプは水平及び垂直に伸び、それにより弁箱がパイプから斜め横向きに、通常パイプに関して液体の流れの方向におよそ４５度の角度で伸びている。弁箱は逆止め弁のハウジングの部分を形成し、更にはそのハウジングはパイプの一部から成っている。
パイプが垂直に伸び、パイプ中の下方への流れが阻止されるとき弁体は弁座上に位置しており、当の液体の比質量よりも高い比質量をもつ。この結果として、液体が流れないとき弁体は弁座を圧迫する。それにより、液体の下方の流れが不可能となり、一方、液体の上方の流れは弁体を弁座から上昇させ、そのために液体が流れるようになる。よって、目的は流れの速度が高くなるとき、弁体が弁箱中に、液体パイプに関して斜め横向きに置き換わることである。
垂直パイプ中の液体の上方への流れが阻止されるとき、当の液体よりも低い比質量をもつ弁体が使われ、それにより弁体は座の下に位置している。流れのないとき、弁体は上方への力により弁座に対して圧迫され、それゆえ上方の流れを阻止しているのである。流れを下方に向けたとき、弁体は座から離れるように押され、そのため液体は弁体を通過することが可能となる。
液体パイプが水平に伸びるとき、浮動する及び沈降する弁体を同様に使用することが可能である。沈降する弁体の場合、弁箱はパイプの上側に位置しており、少しの流れ或いは全く流れないとき弁箱からパイプ中へ沈むのである。浮動する弁体が使用されるとき、弁箱はパイプの底側に位置しており、そのため同じ結果に達する。水平パイプ中での液体の流れは一方向で阻止される。なぜなら液体は弁座に対して、その方向に弁体を圧迫するからである。
この種の逆止め弁において、適時に、正確に弁を密閉することは重要である。それにより、弁体は通常メタルボールから成っており、その周りのゴムは加硫され、そのためメタルシート上での適切な閉鎖が達成される。それにより望ましい弁体の比質量は、例えばメタルボールに穴を開けることによって、或いは幾つかの他の方法によりメタルボールにくぼみを設けることにより達成される。更には、大きな液体の流れがあるとき弁体は、弁箱内に完全に、或いは部分的に置かれ、その結果として逆止め弁内に明らかな流れの抵抗があるということが、実際には明白なこととなる。更には、弁体は液体の流れに振動を与え、あらゆる不都合な結果をもつことがしばしば起こる。
発明の開示
本発明の目的は、効率的に作動し、上記欠点を未然に防ぐ逆止め弁を提供することである。
その目的を達成するために本発明に従い、弁箱の部分は付加的な液体の流れを与えるために、弁座から離れた弁体の側面で弁箱内の空間と弁体の全ての開いた位置でのパイプの下流部分との間で外面に突き出されている。それにより、弁座方向の弁体側での液圧よりも低い液圧を上記空間内にもたらす。
本発明のもう一つの特徴によると、広がった液体の通路がパイプの下流部分に連絡して存在するように弁体が形成されており、そのため弁座から離れた弁体の側面で弁箱内の空間と、弁体のあらゆる位置におけるパイプの下流部分の間に広く液体が連絡することとなる。これは液圧の削減という結果をもたらし、その結果として弁体は弁箱に引き込まれ、しかも弁体は液体の流れの外側に完全に位置する。この結果として、逆止め弁を通る液体の流れは最小限の抵抗量に出会うこととなる。
本発明のもう一つの特徴によると、弁箱は弁体よりも大きい直径をもつ円筒部分を有しており、上記弁箱の一端に分離可能なカバーが設けられ、他端は弁座の下流側に位置する空間のある部分でパイプに接合しており、上記空間は弁体よりも大きい直径をもち、一方、実質上円筒のパイプの他の部分はより小さい直径をもち、それにより、上記２つの円筒部分の軸はおおよそ４５度の角度で交差している。それにより、ハウジングは弁箱により形成され、ハウジングを上記２つの円筒部分の筒の交差線から外側に外すことによって、上記液体の連絡が本質的に形成されるように、パイプは上記軸を通って対称面から離れた位置に配置されている。この位置で液体の流れに対し空間を作ることによって、弁座から離れた弁体の側面とパイプの下流部分との間で、絶えず広い液体の連絡が得られる。
弁が小さい範囲に開けられるとき、弁体は弁座から短い距離に位置しており、液体は弁体に沿って流れる。本発明の一つの特徴によると、弁が少し開かれるとき、弁体が弁箱に対してハウジングの壁近くに配置されているように逆止め弁のハウジングが形成され、そのために弁のその側面での液体の流れは制限されている。本発明の一つの特徴によると弁のハウジングは更に、弁が少し開かれるとき、液体の流れが実質上弁箱が位置する弁体の側面に向けられるように形成されている。なぜなら、流れの速さは流れが弁体と弁座との間の空間を通過した後、弁箱内で減少し、液圧はより低くなり、その結果として弁体は弁箱方向に動くからである。
本発明のもう一つの特徴によると、弁体の通路は最初に液体の流れの方向に閉口部分からガイドされ、それにより液体の流れが弁箱の側面で弁体に沿って実質上通過するように弁体の位置があるとき、通路は弁箱に対して横にそれる。本発明の一つの特徴によると弁体はそれによりハウジングの壁の内部に広がっている部分により、その通路へガイドされており、そこは少なくとも部分的に弁箱に広がっている。このガイドを使用することにより、弁座から離れた弁体の側面で弁箱内の空間の間で液体が連絡すること及びパイプの下流部分が減ぜられるといった方法で、弁体が弁箱の壁を圧迫することを防ぐことができる。
本発明のもう一つの特徴によると、弁のハウジングは停止面が形成され、弁体がその位置で圧迫できる。つまり、パイプが水平に広がり、ほとんど或いは全く液体の流れがないとき弁体はほとんど密接に弁座を圧迫するのである。この停止面は弁体が弁座を圧迫するとき、弁体のほとんど近くまで広がるハウジングの壁部分を、弁箱の反対側のパイプの側面に形成している。垂直パイプの場合以外に、パイプが水平に広がりそれに従って弁座が実質的に垂直平面に広がるとき、それ自身の質量の結果として弁体は弁座を圧迫しない。それを圧迫する弁体が弁座からとても短い間隔を離して位置させるといった方法で、停止面を位置させることにより弁体は阻止される方向に僅かな液体の流れで座に対して圧せされ、その結果として液体の流れは阻止される。
本発明のもう一つの特徴によると、弁体はポリウレタンから作られ、それにより高い或いは低いといった違う比質量をもつ材料の一つ或いはそれ以上の部分は、球形の弁体内に与えられる。実際、ポリウレタンは弁体の表面に対してとても利用できる材料であることがはっきりしている。或いは、ポリウレタンの比質量は扱われている液体のそれとおおよそ同じであるため、ポリウレタンは逆止め弁の球形の弁体に対して材料として決して使われない。本発明により違った比質量をもつ材料の部分が、球形の弁体を形成され、ふり当てられている材料に混合されるとき、弁体の比質量は簡単な方法で適合され得る。それから沈降する弁体を得るために金属部分がポリウレタンに混合されている。この方法において、外見上同一の弁体を得ることが可能であるが、それぞれは違った質量をもつ。
【図面の簡単な説明】
本発明をより理解するために本発明の実施例が、図面に関して以下に記述されている。
図１は逆止め弁のハウジングの透視断面図である。
図２〜図６は弁体のいろいろな位置を指し示すハウジングの断面図である。
発明を実施するための最良の形態
様々な図面において同様の部分は、同一番号が付けられている。水平パイプに存するような逆止め弁を示している図だけは概略図である。
図１は逆止め弁のハウジングを示しており、そのハウジングには２つのフランジ１、２が形成されており、それによって、ハウジングはパイプ内に取り付けられている。その目的のために、フランジ１、２にはホール（図示せず）が与えられ、それを通ってボルトが施されている。ハウジングには実質上、円筒の通路３が形成され、それを通って液体はハウジングがパイプに取り付けられるとき流れる。通路３は実質上、ハウジングが取り付けられているパイプの他の部分のように同様な横断面をもつ。
ハウジングは更に弁座４が形成されており、実質上通路３の方向の平面上横向きに広がっている。実質上、球形の弁体（図１に示さない）は弁座４を圧迫する。弁座４の直径は円筒通路３の直径におおよそ等しく、一方、弁体の直径は弁体を弁座４に正しく圧迫するためにかなり大きくなっている。弁体が弁座４を圧迫し、それによって液圧で弁座４を圧するとき、（図中）左方向への液体の流れは阻止されることが明確にされる。
右方向への液体の流れは弁座４から離すように弁体を動かすが、そのために通路が形成され、液体が流れることを可能にする。液体の流れの外側に弁体を動かすために弁箱５が形成され、上記弁箱は説明した実施例において上方向に傾斜している。弁箱５は少なくともその部分は実質上、円筒の形をもち、その直径は弁体の直径よりも僅かに大きく、結果的に円筒の通路３の直径よりもかなり大きくなっている。弁箱５は実質上半球形のカバー６を備えており、そのカバー６は分離できるようにハウジングに接続されている。弁体はカバー６を脱すことによりハウジング内に配置されている。
ハウジングは更に弁体が接触してガイドとなる内方への突起７が設けられている。突起或いはガイド７の形は弁体が弁座４からある程度の距離に位置されているとき、球形の弁体は弁箱７に斜め上向きにガイドされるようになっている。
更には、ハウジングの形は弁箱５の円筒形と通路３の円筒形が内部連結されている部分で重要であり、その部分はアクシル（腋下）８として示されている。アクシル８の近くのハウジングには外方向への突起９が形成されている。この突起９はハウジングに対称の平面の両側に形成されており、上記平面は図中細かい平行線が付けられている。突起９の形成より、ハウジングの壁が円筒の弁箱５と円筒の通路３の間の普通の横断線に従わないが、液体が流れる横断の想像線でハウジングの内部に空間が存するという結果となる。
図２〜図６はそれぞれ図１のハウジングの同じ横断面を球形の弁体１０と共に示しており、破線で示され違った位置を占有している。逆止め弁の作動はこれらの図に従って詳細に論じられる。
図２の状態では液体の流れがほとんど或いは全く無く、そのため液体よりも高い比質量をもつ球形の弁体１０が最も低い位置の方へ移動する。この位置において弁体１０は底側に位置する弁座４の部分及びハウジングの壁の部分により形成された停止部１１を圧迫しており、そのハウジングの壁部分は停止部を圧迫している弁体１０が弁座４上をほぼ閉鎖している場所に位置付いているが、弁座４の上側で少しの開口が残されている。停止部１１を圧迫している弁体１０の位置は、左方向への最小の液体の流れがあるとき既に弁体１０が弁座４を閉鎖しており、それにより停止部１１から離れるようになる。
図３は弁体１０のこの状態を示している。それにより弁体１０は少しの距離まで停止部１１から一定の間隔を保たせられている。結果として弁体１０は、それが弁座４を密接に圧迫するとき停止部１１により影響を及ぼされず、そのために正確な遮断が達成され得る。円筒の通路３での液圧が弁体の左手側での液圧よりも高い場合に限り、逆止め弁は閉じられたままであり、つまり、弁体１０は弁座４に対して閉じている位置を維持し、そのため左側への液体の流れは阻止されている。
図４は右側への少しの液体の流れが始まる状態を示している。それにより逆止め弁が開く。なぜなら弁体１０は右側方向へ移動し、弁座４から離れるためである。逆止め弁のハウジングは、矢印１２によって示されているように液体のほとんどが弁体の上側を通過するように形成されている。この液体の流れは互いに関連して用いられている幾つもの要因により達成され、それにより上記要因のそれぞれはまた、個々に本発明による結果を引き起こしている。これらの要因は
（１）  弁体が最初に弁座から上方よりも右に移動するようなガイド７（ハウジングの内部突起）の形；
（２）  弁体１０が図に示される位置を占有するとき、この壁が弁体１０にほとんど近くの位置に広がるような底側でのハウジングの外壁の形；そして
（３）  外方に突起をもち、弁箱５への液体の流れが通路３の下流部分へ容易に流れることができるように形成されているアクシル８近くのハウジング。
液体は弁体１０（この流れは破線１３で示されている）の底側を通過するための空間をほとんどもたないため、弁体１０の底側で液圧が増加している。一方、弁体１０の上側を通過している液体は広がる。なぜなら、アクシル８近くの広い通路から流れを止めることができ、その結果として弁箱５内の液圧は減じられるからである。その結果、弁体１１は液体の流れがこれを実行するのに十分であるとき、ガイド７によってコントロールされて重力の力に反して上方へ移動する。
図５は弁体１０が、上記記載されているように液体の流れの結果、部分的に弁箱５内に位置している状態を示している。この状態では、球形の弁体１０と弁箱のカバー６との間の空間がアクシル８近くの広い通路から通路３の下流部分まで連結されており、そのために弁箱内部の圧力が弁体の下よりも弁体１０の上で低くなっている。アクシル８近くの液体の広い通路は、図１の例で記載されているようにハウジングの外方向への突起９により達成されている。
右方向への液体の流れが十分であるとき、ガイド７によりコントロールされる弁体１０は、図６に示すように弁箱５のカバー６にほとんど近く或いは全く反対の位置を取るのである。弁体１０は、それにより液体の流れの外側に完全に或いはほぼ完全に位置付いており、そのため逆止め弁を通って液体が流れるとき、液体はほとんど抵抗を受けない。
産業上の利用可能性
幾度の検査が以下のことを表した。つまり同様に弁箱が与えられている既知の弁で、弁体だけが弁箱方向にほぼ中程で、ある程度たたずみながら動いている。なぜなら、液体の流れが液体の流れによりある特定の位置に維持されたままであり、それにより弁体は好ましくない方法で振動するか或いは振動しないからである。弁体が逆止め弁の作動中、認識できないのでこの問題は以前確認されなかった。
逆止め弁はまた、液体より低い比質量をもつ弁体を備え、それにより弁箱はもちろん上方に傾斜するのではなく、下方へ傾斜するのである（図面に描かれているように）。そのような逆止め弁の作動は他の点では上記記載したものと同様である。
逆止め弁はまた、垂直のパイプ内に取り付けられており、それにより弁座は実質的に水平面に広がっている。その場合、ほとんど流れがないか或いは全く流れがないとき、弁体は弁座を圧迫し、そのため上記した停止面１１はどんな作用も行わない。又、垂直パイプで沈降する弁体同様浮動する弁体が使用される。
上記実施例は単なる例と考えることができ、その唯一の目的は本発明の多くの状況をより詳細に説明することである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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