一体型支持部材を備えたゲートバルブ
ゲートバルブは、支持部材を有する。これらの支持部材は、バルブゲート開口部に隣接するゲートバルブの本体構造に取り付けられる。これらの支持部材は、前記バルブゲート開口部の両側上においてゲートスリーブの周囲に放射状に固定される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エラストマーシールの劣化を低減するために、バルブの本体構造内の通路の周囲に沿って一体型支持部材を有するゲートバルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
ゲートバルブは、管状の導管またはパイプの内側において搬送される多様な流体の流れを制御するために、用いられる。ゲートバルブは典型的には、通路を備えた本体構造を含む。この通路は、一対の軸方向に整列された導管間に配置され、これらの導管を連結する。これらの導管は、前記本体構造の対向する両側にボルト固定される。一対の対向する実質的に平面の面を備えた平坦な流体不浸透性ゲートは、前記通路を選択的に閉塞させるように、前記本体構造内のスロットを通じて前記通路内へとスライド可能であり、これにより、前記バルブを閉鎖する。
【０００３】
流体の流れを制御するために用いられるゲートバルブは、バルブからの、またはバルブ閉鎖時にバルブを通過する流体漏洩を回避するためのゲートと本体構造との間の密閉部を含む。固形物の混合物を含む流体（スラリーと呼ばれる）の場合、ゲートと本体構造との間に適切な密閉を達成するのは困難である可能性がある。スラリーは、多くの過酷な産業環境（例えば、木材パルプ加工および製紙、多様な種類の鉱業（例えば、石炭およびリン酸塩）、および発電所の煙突用スクラバーのためのボトムアッシュ除去システム）において発生する。このようなスラリー中の固形物は、多くのゲートバルブ内を塞栓させ、被覆し、または密閉部を損傷させる可能性があり、これにより、当該流体が漏洩する可能性がある。
【０００４】
Ｃｌａｒｋｓｏｎらの米国特許第４，８４６，４４２号中に記載されている１つの双方向ゲートバルブシールは、一対の対向する固体弾性スリーブユニットを含む。これらの固体弾性スリーブユニットは、バルブの開放時には相互に圧縮した様態で係合し、前記バルブの閉鎖時にはゲートの対向する側が係合する。各スリーブユニットに接合された補強輪は、剛体ロッキングリングと係合して、スリーブユニットを所定位置に保持する。
【０００５】
このようなゲートバルブシールの場合、いくつかの不利点がある。すなわち、バルブ閉口時において、固体弾性スリーブユニットを変位させるのが困難である可能性がある。なぜならば、嵌合する導管のフランジ隆起面からのスリーブの過圧縮を除去する方法が設計に含まれていないため、バルブの操作が困難になる。その上、閉鎖位置にあるバルブにおいてゲートに対する圧力は、弾性スリーブユニットを下流側へ変位する可能性があり、そのため、ゲートと上流の弾性スリーブユニットとの間に漏洩が発生する可能性がある。
【０００６】
これらの問題を解消するために用いられる１つの方法は、ＭｃＣｕｔｃｈｅｏｎらの米国特許第５，３３８，００６号中に見出される。この米国特許第５，３３８，００６号は、シール部材を含む。このシール部材は、弾性の環状エラストマースリーブと、実質的に剛体の環状ハブとを有する。これらの弾性の環状エラストマースリーブと、実質的に剛体の環状ハブとは、共に圧入される。しかし、この設計の場合、特殊な工具およびハブの成形が必要となる。
【０００７】
そのため、当該分野において、エラストマースリーブの劣化を低減するために、ゲートバルブの動作に対する支持部材を提供する必要がある。本発明は、上記および他の必要性に対処する。
【発明の概要】
【０００８】
本発明は、ゲートバルブを含む。前記ゲートバルブは、本体構造を貫通する通路を画定する第１の側部および第２の側部を備えた本体構造と、前記通路内に横断方向に配置されたゲートとを有する。前記ゲートは、その内部を通る流体流れを閉塞させるのに適している。前記ゲートは、前記画定された通路内に配置されたとき、それぞれ周辺マージンを有する対向する側部と、前記通路を選択的に閉塞させるように前記ゲートを所与の軸に沿って移動させるために前記ゲートに連結された移動手段と、前記ゲートの第１の側上の前記通路の周囲において前記本体構造に固定された第１の組の剛体支持部材であって、前記第１の組の剛体支持部材は、前記本体構造から前記ゲートの横断経路に向かって延び、前記ゲートに最も近い前記第１の組の剛体支持部材の表面は、前記本体構造の表面を越えて延びる、第１の組の剛体支持部材と、前記ゲートの第２の側上の前記通路の周囲において前記本体構造に固定された第２の組の剛体支持部材であって、前記第２の組の剛体支持部材は、前記本体構造から前記ゲートの前記横断経路に向かって延び、前記ゲートに最も近い前記第２の組の剛体支持部材の表面は、前記本体構造の表面を越えて延びる、第２の組の剛体支持部材と、第１のエラストマースリーブおよび第２のエラストマースリーブであって、各エラストマースリーブは連続リップ部を有し、前記第１のスリーブおよび第２のスリーブの前記リップ部は、前記ゲートが前記通路を閉塞させた場合、前記ゲートの前記周辺マージンと係合し、そうではない場合、相互に係合する第１のエラストマースリーブおよび第２のエラストマースリーブとを有し、これにより、前記剛体支持部材は、前記エラストマースリーブが前記ゲートと係合した時の前記エラストマースリーブの変位を容易にし、かつ前記エラストマースリーブの過圧縮を回避する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の支持部材を用いた回転ゲートバルブの断面図である。
【図２】図１の軸Ａ−Ａに沿った断面図である。
【図３】図１の軸Ｂ−Ｂに沿った断面図である。
【図４】図１の軸Ｂ−Ｂに沿った断面図の詳細Ｋの詳細図である。
【図５】図４に示すような図の第２の図示であり、バルブゲートは開放位置にある。
【図６】図１の軸Ｂ−Ｂに沿った主ハウジングの断面図である。
【図７】本発明の支持部材の側断面図である。
【図８】本発明の支持部材を用いた線形ゲートバルブの断面図である。
【図９】図８の軸Ｄ−Ｄに沿った断面図である。
【図１０】図８の軸Ｃ−Ｃに沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図面を参照して、図１、図２および図３は回転ゲートバルブ１０を示し、図８、図９および図１０は線形ゲートバルブ１０を示す。これらのバルブはそれぞれ、本体構造１２を有する。本体構造１２は、図１、図３、図８および図１０に示す軸１５に沿って流体またはスラリーを搬送するように、軸方向に整列された一対の導管（図示せず）の間に配置される。図１および図８に示すように、平坦な流体不浸透性ゲート１６が、本体構造１２内を通過するスロット１８内に配置される。
【００１１】
上記の回転ゲートバルブ１０および線形ゲートバルブ１０双方において、ゲート１６は、ゲートバルブ１０の内部領域または通路２０を選択的に閉塞するように、スロット１８内をスライドすることができる。通路または連絡通路２０は、その中を貫通して流体が流れるように、本体構造１２内で延在する。ゲート１６による通路２０の閉塞は、バルブ１０を閉鎖するように機能する。通路２０からゲート１６を除去することにより、ゲートバルブ１０を開放するように機能する。ゲート１６は、双方向バルブ２０内においてスロット１８を通して回転（図２に示す）し、方向３０においてスライド可能である。これらの方向３０は、図８に示す線形ナイフゲートバルブ内の軸１５に対して横断方向（好適には垂直）である。例えば、線形ナイフゲートバルブ内のスロット１８を通したゲート１６の動きは、従来の螺刻された軸によって制御されてもよい。この従来の螺刻された軸は、任意選択の不浸透性の弾性ブーツおよびキャップ内に配置され、ハンドホイールユニットに連結される。これらのブーツおよびキャップならびにハンドホイールユニットは、本体構造１２の上部に固定される。スロット１８を通じたゲート１６の動きは、他の従来の機構（例えば、空気式機構、油圧式機構または電気機械式機構）によって制御されてもよいことが理解される。
【００１２】
一実施形態において、本体構造１２は、一対の対向する実質的に同一の本体半分部を含む。これらの本体半分部は、相互に溶接またはボルト固定され、その側部間には、一対の平坦なスペーサが配置される。第２の実施形態において、本体構造１２は、単一のまたは単独の構造を含む。スペーサは、バルブの本体と一体化され得る。本体半分部は、組立金属、あるいは、鋳造金属、好適には鋼鉄または他の任意の適切な材料（例えば、複合材料）であってもよい。スペーサは、当該スラリーの温度および化学的特性に応じて選択された剛体材料（例えば、ステンレス鋼または軟鋼）で形成される。スペーサは、本体半分部を離隔させることでスロット１８を形成する。スロット１８を通じて、ゲートバルブ１０を選択的に開放または閉鎖できるように、ゲート１６を移動させることができる。
【００１３】
実質的に同様のシール部材を有するシールユニットが、ゲート１６の対向する側部上の本体部材１２内に配置される。これらの対向する側部は、ゲート１６が開放状態または閉鎖状態にあるかに関係なく、協働してゲートバルブ１０を密閉する。シール部材は、バルブ１０が全開状態である際に、バルブ１０に全開流量ボアを提供するような位置およびサイズにされる。これら２つのシール部材は、実質的に同様の構成要素を有する。シール部材は、弾性の環状エラストマースリーブ５２ａおよび５２ｂを含む。図１〜図５および図８〜図１０に示すエラストマースリーブ５２ａおよび５２ｂは好適には、潤滑性向上のために加えられる添加剤（例えば、ワックスまたはＴｅｆｌｏｎ（商標））と共に、成形された軟性の弾性材料（例えば、天然ゴム、クロロブチル、またはネオプレンによって形成される。エラストマースリーブ５２ａおよび５２ｂの硬度は、バルブ性能に影響を与え得るパラメータである。スリーブの硬度は不十分であると、当該スリーブは作動圧力において不整合状態となるかもしれず、バルブ本体１２から押し出されるかもしれない。スリーブの硬度が過度である場合、ゲート１６を密閉することができない場合があり、そのため、圧縮永久歪みが発生して、密閉不具合をもたらすかもしれないことが経験的に分かっている。バルブ１０が好適な直径である直径８インチ（２０ｃｍ）の通路２０を有する場合、硬度がおよそ４８〜７０デュロメータであるエラストマースリーブが設計圧力において正しく動作する。エラストマースリーブの適切な硬度は、異なる通路直径を有するバルブに応じて異なる場合がある。図４を参照すると、スリーブ５２ａおよび５２ｂそれぞれの主要リップ９６ａおよび９６ｂは、ゲート１６が通路２０を閉塞させている時は常に、ゲート１６の対向する側部上の周辺マージンに対して押圧されている。図５を参照すると、ゲート１６の不在時において、主要リップ９６ａおよび９６ｂは、相互に係合して、通路２０を雰囲気から密閉する。好適には、バルブ１０は、グリースポイントも含む。このグリースポイントは、スリーブ寿命の長寿化および操作容易性の促進のために、チャンバ内にグリースを導入してエラストマースリーブ５２ａおよび５２ｂを潤滑するためのものである。一実施形態において、硬質ワイパーが従来のパッキング材料と共に本体構造１２の上部内に配置される。この硬質ワイパーは、チャンバ内のグリースを密閉する機能を果たす。また、ワイパーは、ゲート１６がワイパーを通じてスライドする際に、ゲート１６から処理媒体材料をこそげ落とす。このワイパーは、当該スラリーの温度および化学的特性に応じて多様な材料（例えば、ＵＨＭＷ（商標）としてＨｏｅｓｈｓｔ Ｃｅｌａｎｅｓｅ ｏｆ Ｃｈａｔｈａｍ（Ｎ．Ｊ．）から市販されているポリエチレン、Ｄｕｐｏｎｔから市販されているＴｅｆｌｏｎ（商標）（すなわち、フッ化エチレンプロピレン）、または３０４または３１６の種類のステンレス鋼）から形成されてもよい。清掃領域が、滴受けに接続される。この滴受けは、ゲート１６とシールユニット５０ａおよび５０ｂとの間で偶然漏洩する場合があるあらゆる流体を収集する。別の実施形態において、図８に示す固体部材４２をゲート１６の上部に固定して、この固体部材４２を、通路２０内の構成物に対する障壁として機能させてもよい。
【００１４】
ゲート１６は、金属材料、プラスチック材料または複合材料であってもよく、７°〜１２°（好適には８°〜１０°）のテーパー４６を有し、前縁４８の両側に沿って接地（すなわち、金属プレートに対して）している。ゲート１６の前縁４８上のテーパー部４６の角度は、前縁４８がエラストマースリーブ５２ａおよび５２ｂを切断しないように、十分に大きい角度が選択される。この角度は、スリーブ５２ａとスリーブ５２ｂとの間のゲート１６の動きを容易にしかつゲート１６が動いているときの漏洩を最小限にするように、十分に小さくされる。
【００１５】
図２〜図５および図８〜図１０に示すように、１組の第１および第２の剛体支持部材または断片２０１ａおよび２０１ｂは、ゲート１６の第１の側および第２の側上の通路２０の周囲において、本体構造１２に固定される。一般的に、複数の組の第１の支持部材２０１ａおよび第２の支持部材２０１ｂが、通路２０の周囲に配置される。例えば図２に示すように、典型的な数の支持部材断片２０１ａおよび２０１ｂの組が、以下に説明するように本体構造１２内の通路または開口部の周囲に配置されてもよい。用いられる支持部材の数およびそのそれぞれの通路開口部周囲での配置は、特定の用途に応じて異なる。好適には、支持部材断片の数は、例えば約２組〜約１４組、より好適には約４組〜約１２組、最も好適には約６組〜約１０組であってもよい。これらの剛体支持部材２０１ａおよび２０１ｂは、本体構造１２からゲート１６の横断経路に向かって延び、ここで、ゲート１６に最も近い第１の剛体支持部材および第２の剛体支持部材の表面は、本体構造１２の表面を越えて延びる。剛体支持部材２０１ａおよび２０１ｂは、本体構造１２の開口部の内径に沿って離間され、かつ、片側に圧力が付加された場合に、下流エラストマースリーブ５２ａまたは５２ｂが過圧されるのを防ぐ。その結果、シールユニット５０ａおよび５０ｂのうち対応する上流の１つの周囲における漏洩が低減し、エラストマースリーブ５２ａおよび５２ｂの耐久性が向上する。加えて、支持部材２０１ａおよび２０１ｂにより、ゲート１６が本体構造１２内に配置されているときのゲート１６の十分な方向支持が得られる。例えば、図８〜図１０に示す線形ゲートバルブ１０において、ゲート１６は、開放位置と閉鎖位置との間で横断する際に、本体１２と接触してもよい。その結果、ゲート１０が金属である場合、金属間接触が発生し、望ましくない摩耗に繋がり得る。支持部材２０１ａおよび２０１ｂの１組により、ゲート１６の整合状態が保持され、これにより、バルブ本体１２に対する望ましくない圧縮が回避される。
【００１６】
図４は、閉鎖位置におけるゲート１６を示す。閉鎖位置において、ゲート１６は、エラストマースリーブ５２ａとエラストマースリーブ５２ｂとの間に延びる。ゲート１６がエラストマースリーブ５２ａとエラストマースリーブ５２ｂとの間で横断すると、支持部材２０１ａおよび２０１ｂのうち１つにより下流エラストマースリーブ（５２ａまたは５２ｂ）が支持され、これによりその過圧縮が回避される。また、支持部材２０１ａおよび２０１ｂにより、前記ゲートが前記スリーブを通過する際に前記エラストマースリーブが前記通路内に曲がるのも回避される。図５は、バルブ１０が開放位置にある様子を示す。開放位置において、ゲート１６は、エラストマースリーブ５２ａおよび５２ｂから離れて上昇または回転している。ゲート１６が開放すると、エラストマースリーブ５２ａおよび５２ｂは、処理媒体が本体構造１２内に入るのを回避するための密閉部を形成する。
【００１７】
支持部材２０１ａおよび２０１ｂは、圧力および温度に応じて多様な材料で形成されてもよく、例えば、プラスチック組成物（例えば、Ｈｏｅｓｈｓｔ Ｃｅｌａｎｅｓｅ ｏｆ Ｃｈａｔｈａｍ（米国ニュージャージー州）からＵＨＭＷ（商標）として市販されているポリエチレン、ＤｕＰｏｎｔ Ｃｏｍｐａｎｙ ｏｆ Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ（米国デラウェア州）から市販されているガラス充填Ｔｅｆｌｏｎ（商標）（すなわち、フッ化エチレンプロピレン）、Ｃｈｅｖｒｏｎ Ｐｈｉｌｌｉｐｓ Ｃｏｍｐａｎｙ ＬＬＣ ｏｆ Ｗｏｏｄｌａｎｄｓ（米国テキサス州）から市販されているＲｙｔｏｎ（商標）、およびＤｕＰｏｎｔ Ｃｏｍｐａｎｙ ｏｆ Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ（米国デラウェア州）から市販されているＤｅｌｒｉｎ（登録商標）などの、エラストマー系スリーブよりも温度許容度が高い構成物を一般的に含む。好適には、これらの支持部材は、ＤｕＰｏｎｔ Ｃｏｍｐａｎｙ ｏｆ Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ（米国デラウェア州）から市販されているＤｅｌｒｉｎ（登録商標）製のプラスチック組成物を含む。
【００１８】
図６は、本体構造１２内の支持部材２０１ａおよび２０１ｂを受け入れる凹部を示す。これらの支持部材２０１ａおよび２０１ｂは、本体構造１２内の開口部の周囲において凹部に挿入され、これにより、バルブ１０の主貫通ポート、すなわち通路を規定する。これは、本体を適切に機械加工することにより、行われてもよい。そのため、金属本体半分部は、各ゲート支持部材２０１ａおよび２０１ｂのポケット２０３および雌スロット２０４によって画定された凹部と共に、機械加工される。このポケット２０３およびスロット２０４は、ラジアル方向に本体構造１２の各半分のゲート支持面内に機械加工される。先述したように、ゲート１６が高差圧下にあり、かつスリーブ５２ａおよび５２ｂが過圧状態にある場合、ゲート支持面内の支持部材２０１ａおよび２０１ｂはゲート１６を軸方向において支持する。機械加工により、本体構造１２の各半分内にキーまたはリップが形成される。このポケットおよびスロットの組み合わせは、平坦な「Ｌ」字型形状とみなすことができ、支持部材２０１ａおよび２０１ｂの軸方向ロッキング機構である。支持部材２０１（２０１ａまたは２０１ｂ）の例示的構成を図７に示す。理解されるように、支持部材２０１は概して矩形形状であり、「Ｌ」字型部２０７を含む。この構成は、ポケット２０３およびスロット２０４内において少なくとも部分的に配置され、これにより、各支持部材を本体構造１２内に保持する。具体的には、下部２０７がスロット２０４内に配置され、前部２０７ａが通路内に部分的に延びる。支持部材２０１の質量のうち大部分は、ポケット２０３およびスロット２０４の構成によって画定された凹部内に配置されてもよく、これにより、前記支持部材は、ゲート１６からスリーブ５２ａおよび５２ｂ上にかかる圧縮力に耐えることができる。もちろん、代替的な凹部および支持部材の構成を用いてもよく、その場合、ゲート作動時の関連する力に耐えつつ、前記支持部材は前記凹部内において少なくとも部分的に保持される。
【００１９】
支持部材２０１ａおよび２０１ｂは、機械加工され、整合する雄キーまたはリップにより、支持部を軸方向において当該本体半分内にロックする。例えば、これら支持部材２０１ａおよび２０１ｂも、平坦な「Ｌ」字型形状を有するものとしてみなすことができる。このキーの寸法は、金属本体半分内の雌スロットの寸法と整合する。その後、支持部材２０１ａおよび２０１ｂを機械加工された金属本体内に据え付けることができる。この時点において、支持部材２０１ａおよび２０１ｂは、雌ハウジングスロット内に挿入および圧入される。一般的にこの時点では、支持部材２０１ａおよび２０１ｂをバルブ本体内に保持するために接着剤または締結具は用いられない。代替的な１つの実施形態において、接着剤または締結具が用いられ得る。据付後、金属ハウジング内においてキー固定されたスロットにより、支持部材２０１ａおよび２０１ｂが本体構造１２内において軸方向に移動することが回避される。その後、支持部材２０１ａおよび２０１ｂは放射状に保持される。これら２つのバルブスリーブ５２ａおよび５２ｂが本体構造１２内に据え付けられた後、ゲート支持部材２０１ａおよび２０１ｂは放射状に保持される。例えば、図１に示すように、スリーブ５２ａおよび５２ｂの外径の物理的接触部２０８により、各支持部材２０１ａおよび２０１ｂの内側半径が本体構造１２内において所定位置にロックされる。
【００２０】
これらのゲート支持部材２０１ａおよび２０１ｂを断片化された設計にすることにより、２つの大きな特徴が得られる。第１に、断片化された設計により、これらの支持部材２０１ａおよび２０１ｂを本体構造１２内に放射状に据え付けることが可能になる。第２に、断片化された設計により、表面が断片化されていない場合にスラリーが蓄積して隆起形状を形成することが無くなる。その結果、バルブ１０の作動時におけるゲート面上および本体空洞内へのスラリーの蓄積が最小化される。
【００２１】
支持部材２０１ａおよび２０１ｂの摩擦係数が低いほど、抗力と、バルブの対応するスラスト要求およびトルク要求とが低減する。バルブ１０が加圧された場合、バルブゲート１６は、本体構造１２に対してよりも支持部材２０１ａおよび２０１ｂに対してより容易にスライドする。その結果、抗力量が低下し、これにより、バルブアクチュエータへの要求が低下し、そのため、バルブアクチュエータを小型化することが可能となる。ゲート１６と金属本体半分との間の接触が低下するため、本体およびゲート１６上の摩耗も低下する。
【００２２】
図８は、線形ゲートバルブ１０の断面図であり、本体構造１２の各半分内にエラストマースリーブ５２ａおよび５２ｂが設けられている。支持部材２０１ａおよび２０１ｂは、ゲート１６を両方向において支持するようにゲート１６の両側上に据え付けられ、かつ、ナイフゲートバルブ１０を双方向にする。支持部材２０１ａおよび２０１ｂはまた、スリーブ５２ａおよび５２ｂ上での圧縮を低減することで、スリーブ５２ａおよび５２ｂの摩耗特性および密閉能力を向上させる。その結果、スリーブ５２ａおよび５２ｂ上への圧縮が制御されるため、スリーブ５２ａおよび５２ｂによる密閉が向上する。図９は、図８に示すゲートバルブ１０を線Ｄ−Ｄに沿って切り取った断面図であり、支持部材断片２０１ａの配置を示す。理解されるように、支持断片２０１ａは、エラストマースリーブ５２ａに隣接するバルブ１０の流れ通路の周囲に放射状に配置される。支持部材２０１ａの数および配置は、具体的な用途と、エラストマースリーブ５２ａの支持に関する要求によって異なる。図１０は、図８に示すゲートバルブ１０を線Ｃ−Ｃに沿って切り取った断面図であり、支持部材２０１ａおよび２０１ｂの本体構造１２の各凹部内における配置を示す。支持部材２０１ａおよび２０１ｂは、ゲート１６の縁部と係合する。これらの縁部は、エラストマースリーブ５２ａおよび５２ｂを越えて延びる。スリーブ５２ａおよび５２ｂはそれぞれ、支持部５３ａおよび５３ｂを含んでもよく、これにより、前記スリーブを構造的にさらに支持する。
【００２３】
例１
【００２４】
８インチの（８ｉｎ）開口部を有する回転ゲートバルブ。前記ゲートの片側上の８個の支持部材は、片側の表面積が０．６２平方インチであるＵＨＭＷ（商標）製であった。その結果、前記ゲートに隣接する表面積合計はおよそ５平方インチとなった。
【００２５】
例２
【００２６】
８インチの（８ｉｎ）開口部を有する回転ゲートバルブを構成した。前記ゲートの片側上の８個の支持部材は、片側の表面積が０．６２平方インチであるＰＴＦＥ製であった。その結果、前記ゲートに隣接する表面積合計はおよそ５平方インチとなった。
【００２７】
例３
【００２８】
１４インチのＣｌａｒｋｓｏｎ線形作動型ナイフゲートバルブを本発明によって構成した。これらの支持部材はＵＨＭＷ（商標）製であった。このバルブは、前記ゲートの各側上の４個のゲート支持部により構成された。各支持部材の（前記ゲートに隣接する）表面積はおよそ１０平方インチであり、前記ゲートに隣接する側部毎におよそ３６平方インチとなった。
【００２９】
分析によれば、前記ＵＨＭＷ（商標）の組成物の降伏強さは、前記ＰＴＦＥよりも少ない変形をもたらしたことが分かった。変形が最も少なかったのは、Ｒｙｔｏｎ（商標）であった。従って、ＰＴＦＥの場合、その他２つの組成物よりもより大きな表面積が必要となり、前記Ｒｙｔｏｎ（商標）に対するよりも大きなＰＴＦＥ表面領域が必要となる。
【００３０】
上記の本発明の好適な実施形態の詳細においては、その基礎となる原理から逸脱すること無く多くの変更を行ってもよいことが当業者にとって明らかである。従って、本発明の範囲は、ひとえに以下の特許請求の範囲のみによって規定される。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エラストマーシールの劣化を低減するために、バルブの本体構造内の通路の周囲に沿って一体型支持部材を有するゲートバルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
ゲートバルブは、管状の導管またはパイプの内側において搬送される多様な流体の流れを制御するために、用いられる。ゲートバルブは典型的には、通路を備えた本体構造を含む。この通路は、一対の軸方向に整列された導管間に配置され、これらの導管を連結する。これらの導管は、前記本体構造の対向する両側にボルト固定される。一対の対向する実質的に平面の面を備えた平坦な流体不浸透性ゲートは、前記通路を選択的に閉塞させるように、前記本体構造内のスロットを通じて前記通路内へとスライド可能であり、これにより、前記バルブを閉鎖する。
【０００３】
流体の流れを制御するために用いられるゲートバルブは、バルブからの、またはバルブ閉鎖時にバルブを通過する流体漏洩を回避するためのゲートと本体構造との間の密閉部を含む。固形物の混合物を含む流体（スラリーと呼ばれる）の場合、ゲートと本体構造との間に適切な密閉を達成するのは困難である可能性がある。スラリーは、多くの過酷な産業環境（例えば、木材パルプ加工および製紙、多様な種類の鉱業（例えば、石炭およびリン酸塩）、および発電所の煙突用スクラバーのためのボトムアッシュ除去システム）において発生する。このようなスラリー中の固形物は、多くのゲートバルブ内を塞栓させ、被覆し、または密閉部を損傷させる可能性があり、これにより、当該流体が漏洩する可能性がある。
【０００４】
Ｃｌａｒｋｓｏｎらの米国特許第４，８４６，４４２号中に記載されている１つの双方向ゲートバルブシールは、一対の対向する固体弾性スリーブユニットを含む。これらの固体弾性スリーブユニットは、バルブの開放時には相互に圧縮した様態で係合し、前記バルブの閉鎖時にはゲートの対向する側が係合する。各スリーブユニットに接合された補強輪は、剛体ロッキングリングと係合して、スリーブユニットを所定位置に保持する。
【０００５】
このようなゲートバルブシールの場合、いくつかの不利点がある。すなわち、バルブ閉口時において、固体弾性スリーブユニットを変位させるのが困難である可能性がある。なぜならば、嵌合する導管のフランジ隆起面からのスリーブの過圧縮を除去する方法が設計に含まれていないため、バルブの操作が困難になる。その上、閉鎖位置にあるバルブにおいてゲートに対する圧力は、弾性スリーブユニットを下流側へ変位する可能性があり、そのため、ゲートと上流の弾性スリーブユニットとの間に漏洩が発生する可能性がある。
【０００６】
これらの問題を解消するために用いられる１つの方法は、ＭｃＣｕｔｃｈｅｏｎらの米国特許第５，３３８，００６号中に見出される。この米国特許第５，３３８，００６号は、シール部材を含む。このシール部材は、弾性の環状エラストマースリーブと、実質的に剛体の環状ハブとを有する。これらの弾性の環状エラストマースリーブと、実質的に剛体の環状ハブとは、共に圧入される。しかし、この設計の場合、特殊な工具およびハブの成形が必要となる。
【０００７】
そのため、当該分野において、エラストマースリーブの劣化を低減するために、ゲートバルブの動作に対する支持部材を提供する必要がある。本発明は、上記および他の必要性に対処する。
【発明の概要】
【０００８】
本発明は、ゲートバルブを含む。前記ゲートバルブは、本体構造を貫通する通路を画定する第１の側部および第２の側部を備えた本体構造と、前記通路内に横断方向に配置されたゲートとを有する。前記ゲートは、その内部を通る流体流れを閉塞させるのに適している。前記ゲートは、前記画定された通路内に配置されたとき、それぞれ周辺マージンを有する対向する側部と、前記通路を選択的に閉塞させるように前記ゲートを所与の軸に沿って移動させるために前記ゲートに連結された移動手段と、前記ゲートの第１の側上の前記通路の周囲において前記本体構造に固定された第１の組の剛体支持部材であって、前記第１の組の剛体支持部材は、前記本体構造から前記ゲートの横断経路に向かって延び、前記ゲートに最も近い前記第１の組の剛体支持部材の表面は、前記本体構造の表面を越えて延びる、第１の組の剛体支持部材と、前記ゲートの第２の側上の前記通路の周囲において前記本体構造に固定された第２の組の剛体支持部材であって、前記第２の組の剛体支持部材は、前記本体構造から前記ゲートの前記横断経路に向かって延び、前記ゲートに最も近い前記第２の組の剛体支持部材の表面は、前記本体構造の表面を越えて延びる、第２の組の剛体支持部材と、第１のエラストマースリーブおよび第２のエラストマースリーブであって、各エラストマースリーブは連続リップ部を有し、前記第１のスリーブおよび第２のスリーブの前記リップ部は、前記ゲートが前記通路を閉塞させた場合、前記ゲートの前記周辺マージンと係合し、そうではない場合、相互に係合する第１のエラストマースリーブおよび第２のエラストマースリーブとを有し、これにより、前記剛体支持部材は、前記エラストマースリーブが前記ゲートと係合した時の前記エラストマースリーブの変位を容易にし、かつ前記エラストマースリーブの過圧縮を回避する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の支持部材を用いた回転ゲートバルブの断面図である。
【図２】図１の軸Ａ−Ａに沿った断面図である。
【図３】図１の軸Ｂ−Ｂに沿った断面図である。
【図４】図１の軸Ｂ−Ｂに沿った断面図の詳細Ｋの詳細図である。
【図５】図４に示すような図の第２の図示であり、バルブゲートは開放位置にある。
【図６】図１の軸Ｂ−Ｂに沿った主ハウジングの断面図である。
【図７】本発明の支持部材の側断面図である。
【図８】本発明の支持部材を用いた線形ゲートバルブの断面図である。
【図９】図８の軸Ｄ−Ｄに沿った断面図である。
【図１０】図８の軸Ｃ−Ｃに沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図面を参照して、図１、図２および図３は回転ゲートバルブ１０を示し、図８、図９および図１０は線形ゲートバルブ１０を示す。これらのバルブはそれぞれ、本体構造１２を有する。本体構造１２は、図１、図３、図８および図１０に示す軸１５に沿って流体またはスラリーを搬送するように、軸方向に整列された一対の導管（図示せず）の間に配置される。図１および図８に示すように、平坦な流体不浸透性ゲート１６が、本体構造１２内を通過するスロット１８内に配置される。
【００１１】
上記の回転ゲートバルブ１０および線形ゲートバルブ１０双方において、ゲート１６は、ゲートバルブ１０の内部領域または通路２０を選択的に閉塞するように、スロット１８内をスライドすることができる。通路または連絡通路２０は、その中を貫通して流体が流れるように、本体構造１２内で延在する。ゲート１６による通路２０の閉塞は、バルブ１０を閉鎖するように機能する。通路２０からゲート１６を除去することにより、ゲートバルブ１０を開放するように機能する。ゲート１６は、双方向バルブ２０内においてスロット１８を通して回転（図２に示す）し、方向３０においてスライド可能である。これらの方向３０は、図８に示す線形ナイフゲートバルブ内の軸１５に対して横断方向（好適には垂直）である。例えば、線形ナイフゲートバルブ内のスロット１８を通したゲート１６の動きは、従来の螺刻された軸によって制御されてもよい。この従来の螺刻された軸は、任意選択の不浸透性の弾性ブーツおよびキャップ内に配置され、ハンドホイールユニットに連結される。これらのブーツおよびキャップならびにハンドホイールユニットは、本体構造１２の上部に固定される。スロット１８を通じたゲート１６の動きは、他の従来の機構（例えば、空気式機構、油圧式機構または電気機械式機構）によって制御されてもよいことが理解される。
【００１２】
一実施形態において、本体構造１２は、一対の対向する実質的に同一の本体半分部を含む。これらの本体半分部は、相互に溶接またはボルト固定され、その側部間には、一対の平坦なスペーサが配置される。第２の実施形態において、本体構造１２は、単一のまたは単独の構造を含む。スペーサは、バルブの本体と一体化され得る。本体半分部は、組立金属、あるいは、鋳造金属、好適には鋼鉄または他の任意の適切な材料（例えば、複合材料）であってもよい。スペーサは、当該スラリーの温度および化学的特性に応じて選択された剛体材料（例えば、ステンレス鋼または軟鋼）で形成される。スペーサは、本体半分部を離隔させることでスロット１８を形成する。スロット１８を通じて、ゲートバルブ１０を選択的に開放または閉鎖できるように、ゲート１６を移動させることができる。
【００１３】
実質的に同様のシール部材を有するシールユニットが、ゲート１６の対向する側部上の本体部材１２内に配置される。これらの対向する側部は、ゲート１６が開放状態または閉鎖状態にあるかに関係なく、協働してゲートバルブ１０を密閉する。シール部材は、バルブ１０が全開状態である際に、バルブ１０に全開流量ボアを提供するような位置およびサイズにされる。これら２つのシール部材は、実質的に同様の構成要素を有する。シール部材は、弾性の環状エラストマースリーブ５２ａおよび５２ｂを含む。図１〜図５および図８〜図１０に示すエラストマースリーブ５２ａおよび５２ｂは好適には、潤滑性向上のために加えられる添加剤（例えば、ワックスまたはＴｅｆｌｏｎ（商標））と共に、成形された軟性の弾性材料（例えば、天然ゴム、クロロブチル、またはネオプレンによって形成される。エラストマースリーブ５２ａおよび５２ｂの硬度は、バルブ性能に影響を与え得るパラメータである。スリーブの硬度は不十分であると、当該スリーブは作動圧力において不整合状態となるかもしれず、バルブ本体１２から押し出されるかもしれない。スリーブの硬度が過度である場合、ゲート１６を密閉することができない場合があり、そのため、圧縮永久歪みが発生して、密閉不具合をもたらすかもしれないことが経験的に分かっている。バルブ１０が好適な直径である直径８インチ（２０ｃｍ）の通路２０を有する場合、硬度がおよそ４８〜７０デュロメータであるエラストマースリーブが設計圧力において正しく動作する。エラストマースリーブの適切な硬度は、異なる通路直径を有するバルブに応じて異なる場合がある。図４を参照すると、スリーブ５２ａおよび５２ｂそれぞれの主要リップ９６ａおよび９６ｂは、ゲート１６が通路２０を閉塞させている時は常に、ゲート１６の対向する側部上の周辺マージンに対して押圧されている。図５を参照すると、ゲート１６の不在時において、主要リップ９６ａおよび９６ｂは、相互に係合して、通路２０を雰囲気から密閉する。好適には、バルブ１０は、グリースポイントも含む。このグリースポイントは、スリーブ寿命の長寿化および操作容易性の促進のために、チャンバ内にグリースを導入してエラストマースリーブ５２ａおよび５２ｂを潤滑するためのものである。一実施形態において、硬質ワイパーが従来のパッキング材料と共に本体構造１２の上部内に配置される。この硬質ワイパーは、チャンバ内のグリースを密閉する機能を果たす。また、ワイパーは、ゲート１６がワイパーを通じてスライドする際に、ゲート１６から処理媒体材料をこそげ落とす。このワイパーは、当該スラリーの温度および化学的特性に応じて多様な材料（例えば、ＵＨＭＷ（商標）としてＨｏｅｓｈｓｔ Ｃｅｌａｎｅｓｅ ｏｆ Ｃｈａｔｈａｍ（Ｎ．Ｊ．）から市販されているポリエチレン、Ｄｕｐｏｎｔから市販されているＴｅｆｌｏｎ（商標）（すなわち、フッ化エチレンプロピレン）、または３０４または３１６の種類のステンレス鋼）から形成されてもよい。清掃領域が、滴受けに接続される。この滴受けは、ゲート１６とシールユニット５０ａおよび５０ｂとの間で偶然漏洩する場合があるあらゆる流体を収集する。別の実施形態において、図８に示す固体部材４２をゲート１６の上部に固定して、この固体部材４２を、通路２０内の構成物に対する障壁として機能させてもよい。
【００１４】
ゲート１６は、金属材料、プラスチック材料または複合材料であってもよく、７°〜１２°（好適には８°〜１０°）のテーパー４６を有し、前縁４８の両側に沿って接地（すなわち、金属プレートに対して）している。ゲート１６の前縁４８上のテーパー部４６の角度は、前縁４８がエラストマースリーブ５２ａおよび５２ｂを切断しないように、十分に大きい角度が選択される。この角度は、スリーブ５２ａとスリーブ５２ｂとの間のゲート１６の動きを容易にしかつゲート１６が動いているときの漏洩を最小限にするように、十分に小さくされる。
【００１５】
図２〜図５および図８〜図１０に示すように、１組の第１および第２の剛体支持部材または断片２０１ａおよび２０１ｂは、ゲート１６の第１の側および第２の側上の通路２０の周囲において、本体構造１２に固定される。一般的に、複数の組の第１の支持部材２０１ａおよび第２の支持部材２０１ｂが、通路２０の周囲に配置される。例えば図２に示すように、典型的な数の支持部材断片２０１ａおよび２０１ｂの組が、以下に説明するように本体構造１２内の通路または開口部の周囲に配置されてもよい。用いられる支持部材の数およびそのそれぞれの通路開口部周囲での配置は、特定の用途に応じて異なる。好適には、支持部材断片の数は、例えば約２組〜約１４組、より好適には約４組〜約１２組、最も好適には約６組〜約１０組であってもよい。これらの剛体支持部材２０１ａおよび２０１ｂは、本体構造１２からゲート１６の横断経路に向かって延び、ここで、ゲート１６に最も近い第１の剛体支持部材および第２の剛体支持部材の表面は、本体構造１２の表面を越えて延びる。剛体支持部材２０１ａおよび２０１ｂは、本体構造１２の開口部の内径に沿って離間され、かつ、片側に圧力が付加された場合に、下流エラストマースリーブ５２ａまたは５２ｂが過圧されるのを防ぐ。その結果、シールユニット５０ａおよび５０ｂのうち対応する上流の１つの周囲における漏洩が低減し、エラストマースリーブ５２ａおよび５２ｂの耐久性が向上する。加えて、支持部材２０１ａおよび２０１ｂにより、ゲート１６が本体構造１２内に配置されているときのゲート１６の十分な方向支持が得られる。例えば、図８〜図１０に示す線形ゲートバルブ１０において、ゲート１６は、開放位置と閉鎖位置との間で横断する際に、本体１２と接触してもよい。その結果、ゲート１０が金属である場合、金属間接触が発生し、望ましくない摩耗に繋がり得る。支持部材２０１ａおよび２０１ｂの１組により、ゲート１６の整合状態が保持され、これにより、バルブ本体１２に対する望ましくない圧縮が回避される。
【００１６】
図４は、閉鎖位置におけるゲート１６を示す。閉鎖位置において、ゲート１６は、エラストマースリーブ５２ａとエラストマースリーブ５２ｂとの間に延びる。ゲート１６がエラストマースリーブ５２ａとエラストマースリーブ５２ｂとの間で横断すると、支持部材２０１ａおよび２０１ｂのうち１つにより下流エラストマースリーブ（５２ａまたは５２ｂ）が支持され、これによりその過圧縮が回避される。また、支持部材２０１ａおよび２０１ｂにより、前記ゲートが前記スリーブを通過する際に前記エラストマースリーブが前記通路内に曲がるのも回避される。図５は、バルブ１０が開放位置にある様子を示す。開放位置において、ゲート１６は、エラストマースリーブ５２ａおよび５２ｂから離れて上昇または回転している。ゲート１６が開放すると、エラストマースリーブ５２ａおよび５２ｂは、処理媒体が本体構造１２内に入るのを回避するための密閉部を形成する。
【００１７】
支持部材２０１ａおよび２０１ｂは、圧力および温度に応じて多様な材料で形成されてもよく、例えば、プラスチック組成物（例えば、Ｈｏｅｓｈｓｔ Ｃｅｌａｎｅｓｅ ｏｆ Ｃｈａｔｈａｍ（米国ニュージャージー州）からＵＨＭＷ（商標）として市販されているポリエチレン、ＤｕＰｏｎｔ Ｃｏｍｐａｎｙ ｏｆ Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ（米国デラウェア州）から市販されているガラス充填Ｔｅｆｌｏｎ（商標）（すなわち、フッ化エチレンプロピレン）、Ｃｈｅｖｒｏｎ Ｐｈｉｌｌｉｐｓ Ｃｏｍｐａｎｙ ＬＬＣ ｏｆ Ｗｏｏｄｌａｎｄｓ（米国テキサス州）から市販されているＲｙｔｏｎ（商標）、およびＤｕＰｏｎｔ Ｃｏｍｐａｎｙ ｏｆ Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ（米国デラウェア州）から市販されているＤｅｌｒｉｎ（登録商標）などの、エラストマー系スリーブよりも温度許容度が高い構成物を一般的に含む。好適には、これらの支持部材は、ＤｕＰｏｎｔ Ｃｏｍｐａｎｙ ｏｆ Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ（米国デラウェア州）から市販されているＤｅｌｒｉｎ（登録商標）製のプラスチック組成物を含む。
【００１８】
図６は、本体構造１２内の支持部材２０１ａおよび２０１ｂを受け入れる凹部を示す。これらの支持部材２０１ａおよび２０１ｂは、本体構造１２内の開口部の周囲において凹部に挿入され、これにより、バルブ１０の主貫通ポート、すなわち通路を規定する。これは、本体を適切に機械加工することにより、行われてもよい。そのため、金属本体半分部は、各ゲート支持部材２０１ａおよび２０１ｂのポケット２０３および雌スロット２０４によって画定された凹部と共に、機械加工される。このポケット２０３およびスロット２０４は、ラジアル方向に本体構造１２の各半分のゲート支持面内に機械加工される。先述したように、ゲート１６が高差圧下にあり、かつスリーブ５２ａおよび５２ｂが過圧状態にある場合、ゲート支持面内の支持部材２０１ａおよび２０１ｂはゲート１６を軸方向において支持する。機械加工により、本体構造１２の各半分内にキーまたはリップが形成される。このポケットおよびスロットの組み合わせは、平坦な「Ｌ」字型形状とみなすことができ、支持部材２０１ａおよび２０１ｂの軸方向ロッキング機構である。支持部材２０１（２０１ａまたは２０１ｂ）の例示的構成を図７に示す。理解されるように、支持部材２０１は概して矩形形状であり、「Ｌ」字型部２０７を含む。この構成は、ポケット２０３およびスロット２０４内において少なくとも部分的に配置され、これにより、各支持部材を本体構造１２内に保持する。具体的には、下部２０７がスロット２０４内に配置され、前部２０７ａが通路内に部分的に延びる。支持部材２０１の質量のうち大部分は、ポケット２０３およびスロット２０４の構成によって画定された凹部内に配置されてもよく、これにより、前記支持部材は、ゲート１６からスリーブ５２ａおよび５２ｂ上にかかる圧縮力に耐えることができる。もちろん、代替的な凹部および支持部材の構成を用いてもよく、その場合、ゲート作動時の関連する力に耐えつつ、前記支持部材は前記凹部内において少なくとも部分的に保持される。
【００１９】
支持部材２０１ａおよび２０１ｂは、機械加工され、整合する雄キーまたはリップにより、支持部を軸方向において当該本体半分内にロックする。例えば、これら支持部材２０１ａおよび２０１ｂも、平坦な「Ｌ」字型形状を有するものとしてみなすことができる。このキーの寸法は、金属本体半分内の雌スロットの寸法と整合する。その後、支持部材２０１ａおよび２０１ｂを機械加工された金属本体内に据え付けることができる。この時点において、支持部材２０１ａおよび２０１ｂは、雌ハウジングスロット内に挿入および圧入される。一般的にこの時点では、支持部材２０１ａおよび２０１ｂをバルブ本体内に保持するために接着剤または締結具は用いられない。代替的な１つの実施形態において、接着剤または締結具が用いられ得る。据付後、金属ハウジング内においてキー固定されたスロットにより、支持部材２０１ａおよび２０１ｂが本体構造１２内において軸方向に移動することが回避される。その後、支持部材２０１ａおよび２０１ｂは放射状に保持される。これら２つのバルブスリーブ５２ａおよび５２ｂが本体構造１２内に据え付けられた後、ゲート支持部材２０１ａおよび２０１ｂは放射状に保持される。例えば、図１に示すように、スリーブ５２ａおよび５２ｂの外径の物理的接触部２０８により、各支持部材２０１ａおよび２０１ｂの内側半径が本体構造１２内において所定位置にロックされる。
【００２０】
これらのゲート支持部材２０１ａおよび２０１ｂを断片化された設計にすることにより、２つの大きな特徴が得られる。第１に、断片化された設計により、これらの支持部材２０１ａおよび２０１ｂを本体構造１２内に放射状に据え付けることが可能になる。第２に、断片化された設計により、表面が断片化されていない場合にスラリーが蓄積して隆起形状を形成することが無くなる。その結果、バルブ１０の作動時におけるゲート面上および本体空洞内へのスラリーの蓄積が最小化される。
【００２１】
支持部材２０１ａおよび２０１ｂの摩擦係数が低いほど、抗力と、バルブの対応するスラスト要求およびトルク要求とが低減する。バルブ１０が加圧された場合、バルブゲート１６は、本体構造１２に対してよりも支持部材２０１ａおよび２０１ｂに対してより容易にスライドする。その結果、抗力量が低下し、これにより、バルブアクチュエータへの要求が低下し、そのため、バルブアクチュエータを小型化することが可能となる。ゲート１６と金属本体半分との間の接触が低下するため、本体およびゲート１６上の摩耗も低下する。
【００２２】
図８は、線形ゲートバルブ１０の断面図であり、本体構造１２の各半分内にエラストマースリーブ５２ａおよび５２ｂが設けられている。支持部材２０１ａおよび２０１ｂは、ゲート１６を両方向において支持するようにゲート１６の両側上に据え付けられ、かつ、ナイフゲートバルブ１０を双方向にする。支持部材２０１ａおよび２０１ｂはまた、スリーブ５２ａおよび５２ｂ上での圧縮を低減することで、スリーブ５２ａおよび５２ｂの摩耗特性および密閉能力を向上させる。その結果、スリーブ５２ａおよび５２ｂ上への圧縮が制御されるため、スリーブ５２ａおよび５２ｂによる密閉が向上する。図９は、図８に示すゲートバルブ１０を線Ｄ−Ｄに沿って切り取った断面図であり、支持部材断片２０１ａの配置を示す。理解されるように、支持断片２０１ａは、エラストマースリーブ５２ａに隣接するバルブ１０の流れ通路の周囲に放射状に配置される。支持部材２０１ａの数および配置は、具体的な用途と、エラストマースリーブ５２ａの支持に関する要求によって異なる。図１０は、図８に示すゲートバルブ１０を線Ｃ−Ｃに沿って切り取った断面図であり、支持部材２０１ａおよび２０１ｂの本体構造１２の各凹部内における配置を示す。支持部材２０１ａおよび２０１ｂは、ゲート１６の縁部と係合する。これらの縁部は、エラストマースリーブ５２ａおよび５２ｂを越えて延びる。スリーブ５２ａおよび５２ｂはそれぞれ、支持部５３ａおよび５３ｂを含んでもよく、これにより、前記スリーブを構造的にさらに支持する。
【００２３】
例１
【００２４】
８インチの（８ｉｎ）開口部を有する回転ゲートバルブ。前記ゲートの片側上の８個の支持部材は、片側の表面積が０．６２平方インチであるＵＨＭＷ（商標）製であった。その結果、前記ゲートに隣接する表面積合計はおよそ５平方インチとなった。
【００２５】
例２
【００２６】
８インチの（８ｉｎ）開口部を有する回転ゲートバルブを構成した。前記ゲートの片側上の８個の支持部材は、片側の表面積が０．６２平方インチであるＰＴＦＥ製であった。その結果、前記ゲートに隣接する表面積合計はおよそ５平方インチとなった。
【００２７】
例３
【００２８】
１４インチのＣｌａｒｋｓｏｎ線形作動型ナイフゲートバルブを本発明によって構成した。これらの支持部材はＵＨＭＷ（商標）製であった。このバルブは、前記ゲートの各側上の４個のゲート支持部により構成された。各支持部材の（前記ゲートに隣接する）表面積はおよそ１０平方インチであり、前記ゲートに隣接する側部毎におよそ３６平方インチとなった。
【００２９】
分析によれば、前記ＵＨＭＷ（商標）の組成物の降伏強さは、前記ＰＴＦＥよりも少ない変形をもたらしたことが分かった。変形が最も少なかったのは、Ｒｙｔｏｎ（商標）であった。従って、ＰＴＦＥの場合、その他２つの組成物よりもより大きな表面積が必要となり、前記Ｒｙｔｏｎ（商標）に対するよりも大きなＰＴＦＥ表面領域が必要となる。
【００３０】
上記の本発明の好適な実施形態の詳細においては、その基礎となる原理から逸脱すること無く多くの変更を行ってもよいことが当業者にとって明らかである。従って、本発明の範囲は、ひとえに以下の特許請求の範囲のみによって規定される。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゲートバルブであって、
その中を貫通する通路を画定する第１の側部および第２の側部を備えた本体構造と、
前記通路内に横断方向に配置されたゲートであって、その中を貫通して流れる媒体流れを閉塞させるのに適し、前記通路内に配置された場合、対向する側部を画定し、前記側部はそれぞれ、周辺マージンを有する、ゲートと、
前記第１の側部および前記第２の側部によって画定された前記通路内に配置された第１のエラストマースリーブおよび第２のエラストマースリーブであって、各エラストマースリーブは連続リップ部を有し、前記第１のスリーブおよび前記第２のスリーブの前記リップ部は、前記ゲートが前記通路を閉塞させているとき、前記ゲートの前記周辺マージンと係合し、前記ゲートが前記通路を閉塞させていないとき、相互に係合する、第１のエラストマースリーブおよび第２のエラストマースリーブと、
前記ゲートの前記第１の側部上の前記通路の周囲において、前記本体構造に固定された第１の複数の剛体支持断片であって、前記第１の複数の剛体支持断片は、前記通路から離隔方向に放射状に前記第１のエラストマースリーブの周囲に配置され、前記本体構造から前記ゲートの前記横断経路に向かって延びる、第１の複数の剛体支持断片と、
前記ゲートの前記第２の側部上の前記通路の前記周囲において、前記本体構造に固定された第２の複数の支持断片であって、前記第２の複数の剛体支持断片は、前記通路から離隔方向に放射状に前記第２のエラストマースリーブの周囲に配置され、前記本体構造から前記ゲートの前記横断経路に向かって延び、前記ゲートに最も近い前記第２の剛体支持部材の前記表面は、前記本体構造の前記表面を越えて延びる、第２の複数の支持断片と、
を備える、ゲートバルブ。
【請求項２】
前記ゲートに最も近い前記第１の複数の剛体支持断片それぞれの表面は、前記本体構造の前記表面を越えて延びる、請求項１に記載のゲートバルブ。
【請求項３】
前記ゲートに最も近い各前記第２の複数の剛体支持断片それぞれの表面は、前記本体構造の前記表面を越えて延びる、請求項１に記載のゲートバルブ。
【請求項４】
前記第２の複数の剛体の断片は、前記第１の複数の剛体支持断片と鏡面対称である、請求項１に記載のゲートバルブ。
【請求項５】
前記第１の複数の剛体の断片は、前記ゲートを支持するのに十分な前記第１のエラストマースリーブの周囲において、非連続的に配置される、請求項１に記載のゲートバルブ。
【請求項６】
前記第２の複数の剛体の断片は、前記ゲートを支持するのに十分な前記第２のエラストマースリーブの周囲において、非連続的に配置される、請求項１に記載のゲートバルブ。
【請求項７】
ゲートバルブであって、
その中を貫通する通路を画定する第１の側部および第２の側部を備えた本体構造と、
前記通路内に横断方向に配置されたゲートであって、その中を貫通して流れる媒体流れを閉塞させるのに適し、前記通路内に配置された場合、第１および第２の周辺マージンを画定する、ゲートと、
前記第１の側部および前記第２の側部によって画定された前記通路内に配置された第１のエラストマースリーブおよび第２のエラストマースリーブであって、各エラストマースリーブは連続リップ部を有し、前記第１のスリーブおよび前記第２のスリーブの前記リップ部は、前記ゲートが前記通路を閉塞させているとき、前記ゲートの前記第１および前記第２の周辺マージンと係合し、前記ゲートが前記通路を閉塞させていないとき、相互に係合する、第１のエラストマースリーブおよび第２のエラストマースリーブと、
前記本体構造の前記第１の側部内に配置された第１の凹部であって、前記第１の凹部は、放射状に前記第１のエラストマースリーブの周囲に延びる、第１の凹部と、
前記本体構造の前記第２の側部内に配置された第２の凹部であって、前記第２の凹部は、放射状に前記第２のエラストマースリーブの周囲に延びる、第２の凹部と、
前記第１の凹部内に少なくとも部分的に配置された第１の剛体支持部と、
前記第２の凹部内に少なくとも部分的に配置された第２の剛体支持部であって、前記第１の支持部および前記第２の支持部は、前記ゲートが前記第１のスリーブおよび前記第２のスリーブと係合した際に、前記第１のエラストマースリーブおよび前記第２のエラストマースリーブの圧縮を低減するように構成される、第２の剛体支持部と、
を備える、ゲートバルブ。
【請求項８】
前記第１の凹部は、前記第１の剛体支持部を受け入れるように構成されたスロットおよびポケットによって画定される、請求項７に記載のゲートバルブ。
【請求項９】
前記第２の凹部は、前記第２の剛体支持部を受け入れるように構成されたスロットおよびポケットによって画定される、請求項７に記載のゲートバルブ。
【請求項１０】
前記第１の凹部内において前記通路の周囲において非連続的に配置された複数の第１の剛体支持部をさらに備える、請求項７に記載のゲートバルブ。
【請求項１１】
前記第２の凹部内において前記通路の周囲において非連続的に配置された複数の第２の剛体支持部をさらに備える、請求項７に記載のゲートバルブ。
【請求項１２】
前記第１の凹部は、前記第１の剛体支持部を受け入れるように構成された内部周囲を画定する、請求項７に記載のゲートバルブ。
【請求項１３】
前記第２の凹部は、前記第２の剛体支持部を受け入れるように構成された内部周囲を画定する、請求項７に記載のゲートバルブ。
【請求項１４】
ゲートバルブであって、
その中を貫通する通路を画定する第１の側部および第２の側部を備えた本体構造と、
前記通路内に横断方向に配置されたゲートであって、前記ゲートは、その中を貫通して流れる流体流れを閉塞させるのに適し、前記ゲートは、前記通路内に配置された場合、第１の周辺マージンおよび第２の周辺マージンを画定する、ゲートと、
前記第１の側部および前記第２の側部によって画定された前記通路内に配置された第１のエラストマースリーブおよび第２のエラストマースリーブであって、各エラストマースリーブは連続リップ部を有し、前記第１のスリーブおよび前記第２のスリーブの前記リップ部は、前記ゲートが前記通路を閉塞させているとき、前記ゲートの前記第１の周辺マージンおよび前記第２の周辺マージンと係合し、前記ゲートが前記通路を閉塞させていないとき、相互に係合する、第１のエラストマースリーブおよび第２のエラストマースリーブと、
前記本体構造の前記第１の側部内に配置された第１の凹部であって、前記第１の凹部は、放射状に前記第１のエラストマースリーブの周囲に延びる、第１の凹部と、
前記本体構造の前記第２の側部内に配置された第２の凹部であって、前記第２の凹部は、放射状に前記第２のエラストマースリーブの周囲に延びる、第２の凹部と、
複数の第１の剛体支持部であって、それぞれ、前記第１の凹部内において少なくとも部分的に配置される、複数の第１の剛体支持部と、
複数の第２の剛体支持部であって、前記複数の第２の剛体支持部は、前記第２の凹部内において少なくとも部分的に配置され、前記第１の支持部および前記第２の支持部は、前記ゲートの前記本体構造との接触を回避するように構成される、複数の第２の剛体支持部と、
を含む、ゲートバルブ。
【請求項１５】
前記第１の凹部は、前記第１の剛体支持部を受け入れるように構成されたスロットおよびポケットによって画定される、請求項１４に記載のゲートバルブ。
【請求項１６】
前記第２の凹部は、前記第２の剛体支持部を受け入れるように構成されたスロットおよびポケットによって画定される、請求項１５に記載のゲートバルブ。
【請求項１７】
前記複数の第１の剛体支持部は、前記第１の凹部内において前記通路の周囲において非連続的に配置される、請求項１５に記載のゲートバルブ。
【請求項１８】
前記複数の第２の剛体支持部は、前記第２の凹部内において前記通路の周囲において非連続的に配置される、請求項１５に記載のゲートバルブ。
【請求項１】
ゲートバルブであって、
その中を貫通する通路を画定する第１の側部および第２の側部を備えた本体構造と、
前記通路内に横断方向に配置されたゲートであって、その中を貫通して流れる媒体流れを閉塞させるのに適し、前記通路内に配置された場合、対向する側部を画定し、前記側部はそれぞれ、周辺マージンを有する、ゲートと、
前記第１の側部および前記第２の側部によって画定された前記通路内に配置された第１のエラストマースリーブおよび第２のエラストマースリーブであって、各エラストマースリーブは連続リップ部を有し、前記第１のスリーブおよび前記第２のスリーブの前記リップ部は、前記ゲートが前記通路を閉塞させているとき、前記ゲートの前記周辺マージンと係合し、前記ゲートが前記通路を閉塞させていないとき、相互に係合する、第１のエラストマースリーブおよび第２のエラストマースリーブと、
前記ゲートの前記第１の側部上の前記通路の周囲において、前記本体構造に固定された第１の複数の剛体支持断片であって、前記第１の複数の剛体支持断片は、前記通路から離隔方向に放射状に前記第１のエラストマースリーブの周囲に配置され、前記本体構造から前記ゲートの前記横断経路に向かって延びる、第１の複数の剛体支持断片と、
前記ゲートの前記第２の側部上の前記通路の前記周囲において、前記本体構造に固定された第２の複数の支持断片であって、前記第２の複数の剛体支持断片は、前記通路から離隔方向に放射状に前記第２のエラストマースリーブの周囲に配置され、前記本体構造から前記ゲートの前記横断経路に向かって延び、前記ゲートに最も近い前記第２の剛体支持部材の前記表面は、前記本体構造の前記表面を越えて延びる、第２の複数の支持断片と、
を備える、ゲートバルブ。
【請求項２】
前記ゲートに最も近い前記第１の複数の剛体支持断片それぞれの表面は、前記本体構造の前記表面を越えて延びる、請求項１に記載のゲートバルブ。
【請求項３】
前記ゲートに最も近い各前記第２の複数の剛体支持断片それぞれの表面は、前記本体構造の前記表面を越えて延びる、請求項１に記載のゲートバルブ。
【請求項４】
前記第２の複数の剛体の断片は、前記第１の複数の剛体支持断片と鏡面対称である、請求項１に記載のゲートバルブ。
【請求項５】
前記第１の複数の剛体の断片は、前記ゲートを支持するのに十分な前記第１のエラストマースリーブの周囲において、非連続的に配置される、請求項１に記載のゲートバルブ。
【請求項６】
前記第２の複数の剛体の断片は、前記ゲートを支持するのに十分な前記第２のエラストマースリーブの周囲において、非連続的に配置される、請求項１に記載のゲートバルブ。
【請求項７】
ゲートバルブであって、
その中を貫通する通路を画定する第１の側部および第２の側部を備えた本体構造と、
前記通路内に横断方向に配置されたゲートであって、その中を貫通して流れる媒体流れを閉塞させるのに適し、前記通路内に配置された場合、第１および第２の周辺マージンを画定する、ゲートと、
前記第１の側部および前記第２の側部によって画定された前記通路内に配置された第１のエラストマースリーブおよび第２のエラストマースリーブであって、各エラストマースリーブは連続リップ部を有し、前記第１のスリーブおよび前記第２のスリーブの前記リップ部は、前記ゲートが前記通路を閉塞させているとき、前記ゲートの前記第１および前記第２の周辺マージンと係合し、前記ゲートが前記通路を閉塞させていないとき、相互に係合する、第１のエラストマースリーブおよび第２のエラストマースリーブと、
前記本体構造の前記第１の側部内に配置された第１の凹部であって、前記第１の凹部は、放射状に前記第１のエラストマースリーブの周囲に延びる、第１の凹部と、
前記本体構造の前記第２の側部内に配置された第２の凹部であって、前記第２の凹部は、放射状に前記第２のエラストマースリーブの周囲に延びる、第２の凹部と、
前記第１の凹部内に少なくとも部分的に配置された第１の剛体支持部と、
前記第２の凹部内に少なくとも部分的に配置された第２の剛体支持部であって、前記第１の支持部および前記第２の支持部は、前記ゲートが前記第１のスリーブおよび前記第２のスリーブと係合した際に、前記第１のエラストマースリーブおよび前記第２のエラストマースリーブの圧縮を低減するように構成される、第２の剛体支持部と、
を備える、ゲートバルブ。
【請求項８】
前記第１の凹部は、前記第１の剛体支持部を受け入れるように構成されたスロットおよびポケットによって画定される、請求項７に記載のゲートバルブ。
【請求項９】
前記第２の凹部は、前記第２の剛体支持部を受け入れるように構成されたスロットおよびポケットによって画定される、請求項７に記載のゲートバルブ。
【請求項１０】
前記第１の凹部内において前記通路の周囲において非連続的に配置された複数の第１の剛体支持部をさらに備える、請求項７に記載のゲートバルブ。
【請求項１１】
前記第２の凹部内において前記通路の周囲において非連続的に配置された複数の第２の剛体支持部をさらに備える、請求項７に記載のゲートバルブ。
【請求項１２】
前記第１の凹部は、前記第１の剛体支持部を受け入れるように構成された内部周囲を画定する、請求項７に記載のゲートバルブ。
【請求項１３】
前記第２の凹部は、前記第２の剛体支持部を受け入れるように構成された内部周囲を画定する、請求項７に記載のゲートバルブ。
【請求項１４】
ゲートバルブであって、
その中を貫通する通路を画定する第１の側部および第２の側部を備えた本体構造と、
前記通路内に横断方向に配置されたゲートであって、前記ゲートは、その中を貫通して流れる流体流れを閉塞させるのに適し、前記ゲートは、前記通路内に配置された場合、第１の周辺マージンおよび第２の周辺マージンを画定する、ゲートと、
前記第１の側部および前記第２の側部によって画定された前記通路内に配置された第１のエラストマースリーブおよび第２のエラストマースリーブであって、各エラストマースリーブは連続リップ部を有し、前記第１のスリーブおよび前記第２のスリーブの前記リップ部は、前記ゲートが前記通路を閉塞させているとき、前記ゲートの前記第１の周辺マージンおよび前記第２の周辺マージンと係合し、前記ゲートが前記通路を閉塞させていないとき、相互に係合する、第１のエラストマースリーブおよび第２のエラストマースリーブと、
前記本体構造の前記第１の側部内に配置された第１の凹部であって、前記第１の凹部は、放射状に前記第１のエラストマースリーブの周囲に延びる、第１の凹部と、
前記本体構造の前記第２の側部内に配置された第２の凹部であって、前記第２の凹部は、放射状に前記第２のエラストマースリーブの周囲に延びる、第２の凹部と、
複数の第１の剛体支持部であって、それぞれ、前記第１の凹部内において少なくとも部分的に配置される、複数の第１の剛体支持部と、
複数の第２の剛体支持部であって、前記複数の第２の剛体支持部は、前記第２の凹部内において少なくとも部分的に配置され、前記第１の支持部および前記第２の支持部は、前記ゲートの前記本体構造との接触を回避するように構成される、複数の第２の剛体支持部と、
を含む、ゲートバルブ。
【請求項１５】
前記第１の凹部は、前記第１の剛体支持部を受け入れるように構成されたスロットおよびポケットによって画定される、請求項１４に記載のゲートバルブ。
【請求項１６】
前記第２の凹部は、前記第２の剛体支持部を受け入れるように構成されたスロットおよびポケットによって画定される、請求項１５に記載のゲートバルブ。
【請求項１７】
前記複数の第１の剛体支持部は、前記第１の凹部内において前記通路の周囲において非連続的に配置される、請求項１５に記載のゲートバルブ。
【請求項１８】
前記複数の第２の剛体支持部は、前記第２の凹部内において前記通路の周囲において非連続的に配置される、請求項１５に記載のゲートバルブ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公表番号】特表２０１２−５１７５７０（Ｐ２０１２−５１７５７０Ａ）
【公表日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５４９３２０（Ｐ２０１１−５４９３２０）
【出願日】平成２２年２月９日（２０１０．２．９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０２３５４７
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０９３５９４
【国際公開日】平成２２年８月１９日（２０１０．８．１９）
【出願人】（３１１０１６４９９）タイコ、バルブズ、アンド、コントロールズ、リミテッド、パートナーシップ (3)
【氏名又は名称原語表記】ＴＹＣＯ ＶＡＬＶＥＳ ＆ ＣＯＮＴＲＯＬＳ ＬＰ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月９日（２０１０．２．９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０２３５４７
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０９３５９４
【国際公開日】平成２２年８月１９日（２０１０．８．１９）
【出願人】（３１１０１６４９９）タイコ、バルブズ、アンド、コントロールズ、リミテッド、パートナーシップ (3)
【氏名又は名称原語表記】ＴＹＣＯ ＶＡＬＶＥＳ ＆ ＣＯＮＴＲＯＬＳ ＬＰ
【Ｆターム（参考）】
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