JP7032354B2

JP7032354B2 - バイパス圧力調整弁

Info

Publication number: JP7032354B2
Application number: JP2019094255A
Authority: JP
Inventors: マリウスゼディウポール; トンデッリコッラド
Original assignee: テコメックソチエタレスポンサビリタリミタータ
Priority date: 2018-07-30
Filing date: 2019-05-20
Publication date: 2022-03-08
Anticipated expiration: 2039-05-20
Also published as: AU2019203734A1; KR102357069B1; KR20200013579A; AU2019203734B2; EP3605266B1; US10815986B2; EP3605266A1; US20200032787A1; DK3605266T3; IT201800007616A1; JP2020020470A; HUE052916T2

Description

本発明の対象は、バイパス圧力調整弁である。特に、このような弁は、高圧洗浄用の油圧回路内での使用に有用な用途がある。

高圧洗浄システムは、一般に、洗浄流体を加圧することを意図したピストンポンプと、問題になっているタイプの弁と、オペレータが流体の分配を制御できる性質を持つレバータップを備えた分配ガンとを備える。

ポンプを自動的にオフにするための電気装置が設けられていない限り、それは連続的に作動し、したがってガンがオペレータによって閉じられた場合にも作動状態にある。流体の非圧縮性を考えると、それはバイパス導管を通して低圧タンクに排出されるか、またはポンプに再循環されなければならない。この導管の開放は、ガンの閉鎖時に作動されるバイパス弁によって制御される。

分配ガンに向けられる洗浄流体の流量に応じて作動するバイパス弁が知られている。この種の弁は、通過する流体に負荷損失を生じさせることを意図した装置を備えている。ガンの閉鎖による圧力の増加（ウォーターハンマ）に応答して、バイパス分岐の閉鎖を決定するための性質を持つシャッタが設けられている。ガンが開位置にある場合に決定されるガン側のより低い圧力は、シャッタを閉位置に維持するので、流体はバイパス導管に入ることができない。ガンが閉じている場合に決定されるより高い圧力は、シャッタおよびバイパス導管の開放、およびその結果としての流体の排出を引き起こす。

このタイプの弁では、配給導管、すなわち、流体出口導管は、ガンが閉じている場合でさえもバイパスと接続しているので、流れの中断によって発生する圧力のピークは閉じ込められたままではなく、流れの欠如に応じて開くバイパスポートを通って排出され得る。

上記に要約されたタイプの弁の例は、文献ＥＰ２０９３６４３に記載されている。この弁では、バイパス導管のシャッタを制御するために必要となる負荷損失は、貫通孔によって交差され、弁の主導管内を移動可能であり、ばねによって絞り要素に当接するように押される補助シャッタによって構成される。絞り要素は、弁の主導管を２つの部分に分割し、各部分はバイパスシャッタのそれぞれの面と連通するように配置されている。

流体の流量が主導管に沿って通過すると、通過中の流量に応じて補助シャッタに推力を及ぼす圧力が補助シャッタに発生する。したがって、シャッタは絞り要素から離れており、流量と共に変化する流出面を開く。補助シャッタを貫通する小径の貫通孔は、流体の流速がない場合に、すなわち、補助シャッタが閉位置で絞り要素に当接している場合に、主導管の２つの部分間の流体連通を確実にするのに供する。

上述の弁は、補助シャッタに貫通孔が存在することに関連して不都合を有する。実際には、この貫通孔には非常に正確な校正が必要である。実際問題として、貫通孔は、ガンの開放に対する迅速な応答を確実にし、バイパス導管の開放を確実にするのに供する圧力のピークを決定するために、可能な限り小さい直径を有するべきである。一方、直径が小さすぎると、貫通孔がかなりの頻度で詰まる傾向があり、ガンの閉鎖によるバイパス導管の開放を妨げる。

本発明の目的は、現在利用可能な弁の欠点を克服し、補助シャッタの貫通孔の存在を排除することを可能にするバイパス弁を提供することである。

本発明の特徴および利点は、添付の図面の非限定的な例に示されるように、本発明の実施形態の以下の詳細な説明からより完全に明らかになるであろう。

第１の動作構成における、本発明による弁の概略図を示す。図１のある領域の拡大図を示す。第２の動作構成における図１の弁を示す。図２のある領域の拡大図を示す。第３の動作構成における図１の弁を示す図である。図３のある領域の拡大図を示す。

本発明による弁は主導管（１０）を備え、主導管（１０）は第１の部分（１１）と第２の部分（１２）とを備える。第１の部分（１１）は、例えばポンプによって送られる加圧流体を受けるように意図されている。第２の部分（１２）は、流体を使用者、例えば開閉用の制御装置を備えた分配ガンに送ることを意図されている。

弁は可動式制御シャッタ（２１）も備える。必ずではないが好ましくは、制御シャッタ（２１）が、圧力調整器（２０）と関連しており、主導管（１０）に沿って配置されている。この圧力調整器は、以下でより詳細に説明されるが、主導管（１０）の第２の部分（１２）に達する流体の圧力を調整することを可能にするために制御シャッタ（２１）を備える。

弁はさらに、主導管（１０）を排出口と連通させるバイパス導管（３０）を備える。実質的には、バイパス導管は、主導管（１０）に沿って流れる流量の全部または一部を排出口に向ける。

制御要素（３１）は、バイパス導管（３０）を閉じる閉位置と、バイパス導管を開く開位置との間を移動可能であり、流体の全部または部分的な排出口への流出を可能にする。

制御要素（３１）は、主導管（１０）の第１および第２の部分（１１、１２）に存在する圧力によってその開位置と閉位置との間で移動可能である。好ましくは、制御要素（３１）の変位は、主導管（１０）の第１および第２の部分（１１、１２）に存在する圧力間の差によって決定される。

図示の実施形態では、弁は、制御要素（３１）を閉位置に向かって案内するために、制御要素（３１）の第１の案内面を第１の部分（１１）に連通させる第１の案内導管（１１０）を備える。実質的には、第１の部分（１１）に存在する圧力によって発生する推力が、制御要素（３１）を閉位置に向かって押す。

第２の案内導管（１２０）は、制御要素（３１）を開位置に向けて案内するために、第２の部分（１２）を制御要素（３１）の第２の案内面と連通させる性質を持つ。実質的には、第２の部分（１２）に存在する圧力によって発生する推力が、制御要素（３１）を開位置に向かって押す。

弁はさらに、第１の部分（１１）と第２の部分（１２）との間に配置された絞り要素（４０）を備える。絞り要素（４０）は、補助シャッタ（４１）とシーリングシート（４２）とを備える。シャッタ（４１）は、シーリングシート（４２）と接触している休止位置と、シーリングシート（４２）から離れていて流体の流れを可能にする作動位置との間で移動可能である。例えばばねなどの弾性手段（４３）は、シャッタ（４１）をシーリングシート（４２）に向かって押す性質を持つ。主導管（１０）に沿って流れる流体の流量は、シャッタ（４１）を作動位置に向かって押し、それをシーリングシート（４２）から遠ざける。

絞り要素（４０）は、主導管（１０）に沿って通過する流体の流量に依存する負荷損失を生じるように構成されている。例えば分配ガンの開放状態において主導管（１０）に沿って通過する流量が大きくなればなるほど、絞り要素（４０）が第１の部分と第２の部分（１１、１２）との間に生み出す負荷損失が大きくなる。第１の部分（１１）と第２の部分（１２）との間の圧力差は、いずれにせよ制御要素（３１）を閉位置に維持するのに十分である。逆もまた同様に、流量がゼロの状態では、第１の部分と第２の部分（１１、１２）との間の圧力差が相殺され、制御要素（３１）が移動してその開位置を維持する。開位置における制御要素（３１）の変位は、制御要素（３１）を開位置に向かって押す弾性手段（３６）の存在によって促進され得る。

制御要素（３１）は管状であり、内部にバイパス導管（３０）の区画を画定する。さらに、制御要素（３１）は、シーリングシート（３３）を備えたハウジング（３２）に沿ってスライド可能である。

通路（３４）は、制御要素（３１）とハウジング（３２）との間にあり、これは流体の通過を可能にし、第１の部分（１１）を第２の部分（１２）と連通させる。閉位置では、制御要素（３１）は、シーリングシート（３３）および制御シャッタ（２１）と接触し、流体の通路への通路（３４）を閉じる。開位置では、制御要素（３１）は、代わりにシーリングシート（３３）から引き離されて通路（３４）を開放し、流体の流れを可能にする。以下に説明されるように、通路（３４）は既知のタイプの弁に存在する貫通孔に取って代わる。

制御シャッタ（２１）は、制御シャッタ（２１）が制御要素（３１）と接触しバイパス導管（３０）を閉塞している間に、制御要素（３１）がシーリングシート（３３）から引き離されることを可能にするような長さの短いストロークを実行することができる。

弁の作動は次のようにして行われる。

供給ポンプが作動していて、流体分配ガンが開いている初期構成を考える。図１および図１ａに示されるこれらの状態では、バイパス弁は閉構成にある、すなわち、制御要素（３１）はバイパス導管（３０）を閉塞する。これは、絞り要素（４０）を通過する流体流速が、負荷損失と、主導管（１０）の第１の部分（１１）と第２の部分（１２）との間に生じる圧力差とを受け、制御要素（３１）をシーリングシート（３３）および制御シャッタ（２１）と接触した状態に維持するという事実による。したがって、バイパス導管（３０）は閉じており、全流量は第１の部分（１１）から第２の部分（１２）へ流れる。

分配ガンを閉じると、絞り要素（４０）を通る流量が相殺され、シャッタ（４１）が絞り要素（４０）と接触する閉位置に移動し、それが第２の部分（１２）に圧力ピークを生み出す。これは、制御シャッタ（２１）が開位置に向かって上昇し、バイパス導管（３０）を開放することを必然的に伴う。これにより、第１の部分（１１）内の圧力を急速に下げることができる。続いて、制御要素（３１）は閉位置から開位置に向かって移動し、図２および図２ａに示されるように通路（３４）を開放する。第２の部分（１２）内に存在する圧力は、通路（３４）を通して、そして、通路（３４）からバイパス導管（３０）を通して排出され得る。換言すれば、通路（３４）は、第１の部分（１１）と第２の部分（１２）との間の連通を維持し、既知のタイプの弁の貫通孔と同様、第２の部分（１２）に存在する圧力の排出を可能にする。一方、通路（３４）は、不純物または他の粒子によって閉塞されることがない。

ポンプが作動している状態で分配ガンが閉じている構成は、図３および図３ａに示されている。制御要素（３１）は、シーリングシート（３３）と制御シャッタ（２１）の両方から引き離される。

図３の構成から始めて、ガンを開位置にすると、主導管（１０）の第２の部分（１２）に圧力降下が生じる。第１の部分（１１）と第２の部分（１２）との間の圧力差は、制御要素（３１）を開位置から閉位置に向かって押す。制御要素（３１）は最初に制御シャッタ（２１）と接触し、バイパス導管（３０）を閉じる。次に、シーリングシート（３３）と接触して通路（３４）も閉じるまで、制御要素（３１）は閉位置に向かってそのストロークを継続し、バイパス導管（３０）を閉じた状態に維持する制御シャッタ（２１）を押す。

制御要素（３１）の変位を決定するために、ハウジング（３２）は、第１の案内導管（１１０）と連通するように配置され、制御要素（３１）の第１の案内面（３１ａ）によってその端部において閉鎖される第１のチャンバ（３２ａ）を有する。第１のチャンバ（３２ａ）内に存在する圧力は、制御要素（３１）の第１の案内面（３１ａ）に推力を生じさせ、それが制御要素（３１）を閉位置に向かって押す。実質的には、第１のチャンバ（３２ａ）は、第１の案内面（３１ａ）によって、ハウジング（３２）の側壁の一部によって、かつ底部に関してハウジング（３２）の底壁によって、またはハウジング（３２）を閉鎖するためのプラグ（T）によって、画定される。プラグ（Ｔ）は、バイパス導管（３０）の一部と交差している。

ハウジング（３２）はまた、第２の案内導管（１２０）と連通するように配置された第２のチャンバ（３２ｂ）を有する。第２のチャンバ（３２ｂ）は、その端部において制御要素（３１）の第２の案内面（３１ｂ）によって閉鎖されている。第２のチャンバ（３２ｂ）内に存在する圧力は、第２の案内面（３１ｂ）に推力を発生させ、それが制御要素（３１）を開位置に向かって押す。図示の解決策では、第２のチャンバ（３２ｂ）は制御要素（３１）と同心であり、その端部で第２の案内面（３１ｂ）とハウジング（３２）の肩部とによって境界が定められ、ハウジング（３２）の側壁の一部によって横方向に境界が定められる。第２のチャンバ（３２ｂ）も通路（３４）と連通するように配置されている。

弾性手段（３６）、例えばばねは、第２の環状チャンバ（３２ｂ）の内側に配置されて、第２の案内面（３１ｂ）に弾性推力を加える、すなわち制御要素（３１）を開位置に向かって方向に押す。第１の部分（１１）と第２の部分（１２）との間に圧力差がない場合、すなわち、第２の部分（１２）に沿った流れがゼロの状態では、弾性手段（３６）は制御要素（３１）を押して開位置に保持する。

好ましくは、ハウジング（３２）は、バイパス導管（３０）と連通するように配置された第３のチャンバ（３２ｃ）を有する。第３のチャンバ（３２ｃ）は、その端部において制御要素（３１）の第３の案内面（３１ｃ）によって閉鎖されており、その他方の端部においてハウジング（３２）の肩部によって閉鎖されている。第３のチャンバ（３２ｃ）は、制御要素（３１）と同心であり、第１のチャンバと第２のチャンバ（３２ａ、３２ｂ）との間に配置されている。

図示の実施形態では、バイパス導管は長手方向軸（Ｙ）と同心であり、主導管（１０）に対して横方向に配置されている。主導管（１０）は、長手方向軸（Ｙ）に対して垂直な流れ方向（Ｘ）に沿って延びる。

制御要素（３１）およびハウジング（３２）は円筒形状を有し、長手方向軸（Ｙ）と同心である。既に示されたように、バイパス導管は、長手方向軸（Ｙ）に対して同心円状に、制御要素（３１）を貫通して配置された少なくとも１つの部分を有する。特に、制御要素（３１）の内側に画定されたバイパス導管の部分は、シーリングシート（３３）に面している入口開口部（３５）を有する。シャッタ（２１）、シーリングシート（３３）および入口開口部（３５）は、長手方向軸（Ｙ）と同心であり、したがって互いに同心である。

好ましくは、シーリングシート（３３）は主導管（１０）に対して横方向に配置され、すなわち、主導管（１０）の側壁において広がる。

既に示されたように、制御シャッタ（２１）は、制御シャッタ（２１）が制御要素（３１）と接触してバイパス導管（３０）を塞いでいる間に、制御要素（３１）がシーリングシート（３３）から引き離されることを可能にするような長さの短いストロークを実行することができる。図示の実施形態では、シャッタ（２１）は、制御要素（３１）の閉位置において制御要素（３１）の内側に画定されたバイパス導管の部分を閉塞するように配置されている。制御シャッタ（２１）は、弾性手段（２２）によって制御要素（３１）に向かって押される。

有利なことに、制御シャッタ（２１）は、主導管（１０）の第２の部分（１２）内の圧力を制限するための性質を持つ圧力調整器（２０）と関連している。実質的に、シャッタ（２１）は、弾性手段（２２）によって制御要素（３１）およびバイパス導管（３０）の閉位置に向かって移動可能である一方、第２の部分（１２）内の、すなわち、絞り要素（４０）の下流の流体圧力によって及ぼされる推力によってバイパス導管（３０）の開位置に向かって移動可能である。

この目的のために、制御シャッタ（２１）は、スライドシートの内側で密封的に可動であるプランジャ（２３）と関連している。このスライドシートは、その一端においてプランジャ（２３）の案内面（２３ａ）によって閉鎖される案内チャンバを有する。案内チャンバは、主導管（１０）の第２の部分（１２）と連通するように配置される。案内チャンバを通って第２の部分（１２）に存在する圧力は、案内面（２３ａ）に推力を及ぼし、それはプランジャ（２３）および制御シャッタ（２１）を開位置に向かって動かす傾向があり、開位置では制御シャッタ（２１）は制御要素（３１）から引き離され、バイパス導管（３０）が主導管（１０）と連通する。

圧力調整器（２０）は、第２の部分（１２）内の圧力が上昇した場合に介入する性質を持つ。第２の部分（１２）内の圧力が所定の値より低いままである場合、制御シャッタ（２１）は、弾性手段（２２）によって及ぼされる推力によって、制御要素（３１）と接触する閉位置に維持される。閉位置では、制御シャッタ（２１）がバイパス導管（３０）の入口開口部（３５）を閉じる。

第２の部分（１２）内の圧力が所定の閾値を超えると、プランジャ（２３）は、案内面（２３ａ）に及ぼされる推力によって開位置に向かって押され、制御シャッタ（２１）を開位置に向かって移動させる。したがって、制御シャッタ（２１）は制御要素（３１）から引き離され、すなわち、バイパス導管（３０）の入口開口部（３５）を開放し、バイパス導管（３０）を通る流体の排出を可能にする。これにより、第２の部分（１２）内の圧力を下げることが可能になる。第２の部分（１２）内の圧力が所定の閾値を下回る状態に戻ると、弾性手段（２２）によって及ぼされる推力が制御シャッタ（２１）を閉位置にもたらし、バイパス導管（３０）を閉塞する。所定の閾値圧力は、弾性手段（２２）によって及ぼされる推力を変えることによって調整することができる。図示の実施形態では、弾性手段（２２）はバネからなり、閾値圧力はばねのプリロードを変えることによって、例えばねじ込み可能なノブ（２４）によって調節することができる。

ＥＰ２０９３６４３

Claims

バイパス弁であって、
第１の部分（１１）と第２の部分（１２）とを備える主導管（１０）と、
可動式制御シャッタ（２１）を備える圧力調整器（２０）と、
前記主導管（１０）を排出開口部と連通させるバイパス導管（３０）と、
前記バイパス導管（３０）を閉じる閉位置と、前記バイパス導管を開く開位置との間を移動可能である制御要素（３１）と、
前記制御要素（３１）を前記閉位置に向けて案内するために、前記第１の部分（１１）を前記制御要素（３１）の第１の案内面と連通させる第１の案内導管（１１０）と、
前記制御要素（３１）を前記開位置に向けて案内するために、前記第２の部分（１２）を前記制御要素（３１）の第２の案内面と連通させる第２の案内導管（１２０）と、
前記第１の部分（１１）と前記第２の部分（１２）との間に配置され、前記主導管（１０）に沿って通過する流体の流量に依存する負荷損失を生じるように構成された絞り要素（４０）と、を備え、
前記制御要素（３１）は管状であり、内部に前記バイパス導管（３０）の区画を画定し、
前記制御要素（３１）は、シーリングシート（３３）を備えたハウジング（３２）に沿ってスライド可能であり、
通路（３４）が、前記制御要素（３１）と前記ハウジング（３２）との間にあり、前記第１の部分（１１）を前記第２の部分（１２）と連通させ、
前記閉位置では、前記制御要素（３１）は前記シーリングシート（３３）および前記シャッタ（２１）と接触し、
前記開位置では、前記制御要素（３１）は前記シーリングシート（３３）から引き離されて前記通路（３４）を開放し、流体の流れを可能にする、バイパス弁。
前記圧力調整器（２０）の前記シャッタ（２１）が、前記制御要素（３１）の前記閉位置において前記制御要素（３１）の内側に画定される前記バイパス導管の前記区画を閉塞するように配置される、請求項１に記載の弁。
前記制御要素（３１）の内側に画定される前記バイパス導管の前記区画は、前記シーリングシート（３３）に面している入口開口部（３５）を有する、請求項２に記載の弁。
前記圧力調整器（２０）の前記シャッタ（２１）、前記シーリングシート（３３）および前記入口開口部（３５）は互いに同心である、請求項３に記載の弁。
前記ハウジング（３２）は、前記第１の案内導管（１１０）と連通するように配置され、前記制御要素（３１）の第１の案内面（３１ａ）によって端部において閉鎖される第１のチャンバ（３２ａ）を有し、
前記ハウジング（３２）は、前記制御要素（３１）と同心で、前記第２の案内導管（１２０）と連通するように配置された第２のチャンバ（３２ｂ）を有し、
前記第２のチャンバ（３２ｂ）はその端部において前記制御要素（３１）の第２の案内面（３１ｂ）によって閉鎖される、請求項１に記載の弁。
前記環状の第２のチャンバ（３２ｂ）の内側に配置され、前記第２の案内面（３１ｂ）に弾性推力を及ぼす弾性手段（３６）を備える、請求項５に記載の弁。
前記ハウジング（３２）が、前記制御要素（３１）と同心であり、前記バイパス導管（３０）と連通するように配置された第３のチャンバ（３２ｃ）を有し、前記第３のチャンバ（３２ｃ）はその端部において前記制御要素（３１）の第３の案内面（３１ｃ）によって閉鎖される、請求項５に記載の弁。
前記通路（３４）が前記第２のチャンバ（３２ｂ）と連通している、請求項５に記載の弁。
前記絞り要素（４０）は、シャッタ（４１）とシーリングシート（４２）とを備え、前記シャッタ（４１）は、前記シーリングシート（４２）と接触して流体の流れを妨げる休止位置と、前記シーリングシート（４２）から引き離されて流体の流れを可能にする作動位置との間で移動可能であり、弾性手段（４３）が前記シャッタ（４１）を前記シーリングシート（４２）に向かって押す性質を持つ、請求項１に記載の弁。
前記圧力調整器（２０）の前記シャッタ（２１）が弾性手段（２２）によって前記バイパス導管（３０）の閉位置に向かって移動可能である一方で、前記シャッタ（２１）が前記絞り要素（４０）の下流の流体圧力によって及ぼされる推力によって前記バイパス導管（３０）の開位置に向かって移動可能である、請求項１に記載の弁。