取り外し可能な内部作動機構を有するバルブ
内部バルブ装置について説明する。例示的な内部バルブは、入口（２０６）と出口（２０８）との間に配置されたバルブシート（２０２）を有する本体（１０２）を含む。本体に動作可能に結合される流れ制御部材（１１０）は、流れ制御部材が、バルブを通る流体の流れを制限するために、バルブシートと係合する第１の位置と、流れ制御部材が、バルブを通る流体の流れを可能にするために、バルブシートから離間されている第２の位置との間を移動する。例示的な内部バルブは、さらに、流れ制御部材を、第１の位置と第２の位置との間で移動させるために、本体内に配置され、かつ、流体圧力に反応する、取り外し可能な作動部材（１１４）を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概して、バルブに関し、より詳細には、取り外し可能な内部作動機構を有するバルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に内部バルブと称される、自動閉鎖停止バルブは、第１の場所と第２の場所との間の危険物の運搬時の両側の危険物、圧縮液、および／または例えば、プロパン、ブタン、ＮＨ３（無水アンモニア）等のガスの排出に対する保護を提供する。内部バルブは、例えば、破損された、切断された、または欠陥のある流路による突然の過流の状態に反応して閉鎖する、流れ制御機構を利用している。かかる流れ制御機構は、一般的に、潜在的に危険な（例えば可燃性の、有害な）流体の潜在的な漏れ、流出等に対応した流体の流れの自動的な安全な遮断を必要とする用途でよく使用される、過流防止バルブと称される。
【０００３】
過流防止バルブは、典型的には、バルブの両側の圧力差に基づいて動作する。例えば、入口圧力が出口圧力とほぼ等しい場合に、バルブが開く。バルブの両側の圧力を均一化するために、内部バルブは、典型的には、流れ制御部材の両側の圧力を均一化または平衡化するために作動される、均一化部材を利用する。内部バルブは、多くの場合、例えば、レバー、ケーブル制御、および／または動力アクチュエータシステム等の作動機構またはシステムの使用を必要とする。典型的には、利用される作動機構は、均一化部材が、完全に閉じた位置と完全に開いた位置との間を移動できるようにする。
【０００４】
一実施例において、例えば、外部空気圧式アクチュエータ等のアクチュエータは、内部バルブを遠隔で操作するように使用されてもよい。かかる外部空気圧式アクチュエータは、大きな全体的な設置面積を有し、より大きい空間を必要とする。しかしながら、かかる公知の内部バルブは、多くの場合、小さいまたは空間的に厳しい制約を有する特定の用途で使用されているため、かかる外部空気圧式アクチュエータをバルブとともに設置することを困難にしている。かかる外部空気圧式アクチュエータは、さらに、バルブを設置する場合に、さらなる支持部材を必要とする場合がある。
【０００５】
さらに、または代替的に、多くの公知の作動方法は相互に排他的であり、そのために、多くの製造業者は、それぞれ、異なる顧客の特定のニーズに適合するように、特別に構成される、多数の異なる設計の内部バルブ製品系列を提供する。かかるアプローチにより、製造業者は、多種多様な多数の製品を製造およびサポートしなければならず、これは物流の観点からいって容易ではなく、また、コストがかさむ。
【発明の概要】
【０００６】
一実施例において、例示的な内部バルブは、入口と出口との間に配置されたバルブシートを有する本体を含む。本体に動作可能に結合された流れ制御部材は、流れ制御部材が、バルブを通る流体の流れを制限するために、バルブシートと係合する第１の位置と、流れ制御部材が、バルブを通る流体の流れを可能にするために、バルブシートから離間されている第２の位置との間を移動する。作動部材は、流れ制御部材を、第１の位置と第２の位置との間で移動させるために、本体内に配置され、かつ、流体圧力に対応する。
【０００７】
別の実施例において、流体制御装置は、第１の動作位置と第２の動作位置との間を移動可能な第１の流れ制御部材と、バルブを第１の動作位置と第２の動作位置との間で移動させるために、バルブと取り外し可能に結合される作動機構とを含む。作動機構は、複数の作動機構から選択され、複数の機構から選択された第２の作動機構と交換可能である。作動機構は、バルブの入口と出口との間のバルブの本体内に配置される。
【０００８】
さらに別の実施例において、バルブは、第１の動作位置と第２の動作位置との間でバルブを動作させるための手段を含む。バルブは、さらに、第１の動作位置と第２の動作位置との間でバルブを動作させるための手段、および圧力を均一化するための手段を位置付けるための手段を作動させるために、バルブの両側の圧力差を均一化するための手段も含む。位置付けるための手段は、圧力を均一化するための手段を、少なくとも第３の位置と第４の位置との間で移動させるために、バルブ本体内に配置され、流体圧力に対応する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】例示的な内部アクチュエータと共に実施される、本明細書に記載される例示的なバルブである。
【図２】図１の例示的なバルブの断面図である。
【図３】図１および図２の例示的なバルブの一部分の部分切り欠き図である。
【図４】図１、図２および図３の例示的なバルブの一部分の別の部分切り欠き図である。
【図５】図１〜図４の例示的なバルブであるが、例示的なレバーと共に実施されるバルブである。
【図６】図５の例示的なバルブの一部分の部分切り欠き図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
典型的には、内部バルブの過流防止バルブは、内部バルブが結合または設置されたシステムの圧力および／または流体の流速に基づいて開閉する。このため、一体化された過流防止バルブを有する内部バルブを利用するシステムの動作時において、一般的に、流体がバルブを通ってポンプ送出される前に、バルブの入口と出口との間の圧力を均一化することが必要である。多くの場合、内部バルブは、内部バルブの１次流れ制御部材の両側の圧力を均一化または平衡化するために、作動機構を介して作動される均一化部材を利用する。かかる作動機構は、例えば、レバー、ケーブル制御、動力アクチュエータシステム等を含んでもよい。作動機構は、典型的には、少なくとも第１の位置（例えば、ｄｘ完全に閉じた位置）と第２の位置（例えば、流体が排出路を通って流れることが可能な完全に開いた位置）との間で均一化部材を移動させる。
【００１１】
外部空気圧式アクチュエータは、多くの場合、均一化部材の動作を制御するために使用される。典型的には、かかる外部空気圧式アクチュエータは、カム部材を介して、均一化部材に動作可能に結合される、内部バルブのレバーに動作可能に結合される。かかるレバーおよびカムアセンブリは、レバー機構を通る望ましくない漏れを防ぐために、パッキングシステムを必要とする。さらに、内部バルブは、多くの場合、内部バルブ、そのレバーアセンブリ等にアクセスすることを困難にしている空間的な制約を有する、特定の用途に使用される。しかしながら、かかる外部空気圧式アクチュエータは、空気的に動作される内部バルブの用途を制限しかねないより大きな空間を必要とする、大きな全体的な設置面積を有する。外部空気圧式アクチュエータは、さらに、バルブを設置する場合に、さらなる支持部材を必要とする場合もある。しかしながら、バルブが、システムに取り付けられている間に、空気圧式アクチュエータのメンテナンス、修理、および／または交換のために、外部空気圧式アクチュエータは、バルブから容易に取り外しできる。
【００１２】
本明細書に記載された例示的なバルブは、よりコンパクトな内部バルブを提供する取り外し可能な内部作動機構を含む。ある例示的な内部作動機構は、内部空気圧式アクチュエータを含む。該アクチュエータはバルブに取り外し可能に結合されるため、例示的な内部空気圧式アクチュエータは、技術者、サービス人員、メンテナンス人員等によって、容易に交換および／または現場サービスを行うことが可能である。一実施例において、アクチュエータは、ねじによる固定具を介して、バルブ本体に取り外し可能に結合される。他の実施例において、アクチュエータは、クランプおよび／または任意の他の適した固定機構を介して、バルブ本体に結合されてもよい。
【００１３】
かかる構成は、バルブがシステムに接続されたままの間に、内部空気圧式アクチュエータのメンテナンス、修理、および／または交換を可能にする。さらに、内部空気圧式アクチュエータはバルブ内に配置されるため、例示的な内部空気圧式アクチュエータは、バルブパッキングが不要であり、そのため、パーツ数を少なくすることができ、また、パッキングを通した潜在的な望ましくない漏れは生じない。さらに、または代替的に、本明細書に記載される例示的なバルブは、システムからバルブを取り除かずに（つまり、バルブがシステムと協調しながら）、手動（例えばレバー）で操作されるバルブと動力（例えば空気圧式アクチュエータ）で操作されるバルブとの間で、任意選択で変換される場合がある。
【００１４】
さらに、本明細書に開示される例示的な内部バルブは、互いに排他的ではない（例えば、この機構と交換可能に装着、またはこの機構と共に構成される）異なる作動機構を受容することが可能である。このため、多くの製造業者は、種々の顧客の用途のニーズに適するように、複数の異なる作動機構を受容するように構成されたモジュール式の本体を有する、多数の異なる構成の内部バルブ製品を提供できる。かかるアプローチは、製造業者が、より少ない数の多種多様な製品を柔軟に製造およびサポートするようにすることができ、それにより、全体的な製造コスト、在庫コスト等を削減できる。
【００１５】
本明細書中に記載された例示的な内部バルブは、バルブ本体に取り外し可能に結合された内部空気圧式アクチュエータを含む。内部空気圧式アクチュエータは、バルブの入口と出口との間に、内部バルブの内部本体内に配置され、流れ制御部材がバルブを通る流体の流れを制限する第１の位置と、流れ制御部材がバルブを通る流体の流れを可能にする第２の位置との間に、流れ制御部材を移動させるために、流体圧力に対応する。さらに、例示的な作動機構は、複数の作動機構から選択されてもよく、複数の機構から選択された第２の異なる作動機構と交換可能であってもよい。上記のように、作動機構は、レバー、ケーブル制御、空気圧式アクチュエータ、および／またはいずれか他の適した作動機構を含んでもよい。
【００１６】
図１は、本明細書中に記載される例示的なバルブ１００を示す。例示的なバルブ１００は、例えば、内部バルブ等の自動閉鎖停止バルブとして示される。バルブ１００の本体１０２は、相対的に高い圧力のプロセス流体が存在する、第１または上流圧力源（例えばパイプライン、ボブテイルトラック、タンク等）と流体連通するように構成された、第１または上部部分１０４と、例示的なバルブ１００が流体を提供する、第２または下流圧力源（例えばポンプ、パイプライン、ホース、ボブテイルトラック等）と流体連通するように構成された、第２または下部の部分１０６とを有する。例えば、第１の圧力源は、例えばバルブ１００を介して目的の場所に送達される加圧ガスまたは液体を含むタンクを含んでもよい。言い換えると、バルブ１００の第１の部分１０４は、相対的に高い圧力の流体に浸漬される、またはこの流体によって包囲されてもよい。バルブ１００の第２の部分１０６は、ホース、パイプ、または任意の他の適した流体運搬コンポーネントを受容するために、第１の圧力源の外側に配置されてもよい。こうして、流体は、バルブ１００を介して、移送コンポーネント（例えばホース）へ、そして目的の場所（例えば別の貯蔵タンクおよび／またはさらなるプロセス制御要素）へ、第１の圧力源から流れる。
【００１７】
本体１０２は、第１の部分１０４と第２の部分１０６との間の外ねじが付いた部分１０８を有する。ねじ付きの部分１０６は、例えば、タンクまたは他の適した貯蔵容器等の第１の圧力源の対応するねじ付きの開口部とねじにより係合してもよく、これにより、第１の圧力源内に、バルブ１００の第１の部分１０４を配置する。他の実施例において、バルブ１００は、配管システム、貯蔵タンク、ボブテイルトラックシステム、または任意の他の適した流体分散システムへ、例示的なバルブ１００を結合または取り付けるための、フランジ部分またはダブルフランジ部分を有する本体を含んでもよい。さらに、内部バルブとして例示的なバルブ１００が示されているが、本明細書中に記載された実施例は、任意の他の適した流れ制御装置および／またはバルブと共に実施されてもよい。
【００１８】
例示的なバルブ１００は、１次または第１の流れ制御部材または、バルブ１００が、それぞれ、閉じている、および、開いている第１の動作位置および第２の動作位置の間を動作する主ポペット１１０を含む。主ポペット１１０は、以下に詳述するように、例示的なバルブ１００の両側の圧力差に対応して、第１動作位置と第２の動作位置との間で動作する。例示的なバルブ１００の両側の圧力差を制御またはこれに作用するために、例示的なバルブ１００は、第２の流れ制御部材または均一化部材１１２を含む。均一化部材１１２は、均一化部材１１２が閉じている、少なくとも第１の動作位置と、均一化部材が開いている、第２の動作位置との間で動作する。図示された実施例において、均一化部材１１２はさらに、第１および第２の動作位置の間の第３の動作位置または流出位置を含む。
【００１９】
バルブ１００の動作位置は、以下に詳述される作動機構１１４によって選択されてもよい。作動機構１１４は、システムからバルブ１００を除去する必要なしに（つまり、内部バルブ１００がシステムに接続された状態の間に）、作動機構１１４を、本体１０２（例えばフィールド内）から除去し得るように、本体１０２に取り外し可能に結合される。例えば、作動機構１１４は、作動機構１１４を修理または取替えるための、メンテナンスサービスのために除去してもよく、かつ／または、複数の交換可能な作動機構から選択された第２の（例えば、異なる）作動機構で、作動機構１１４を交換してもよい。作動機構１１４は、ケーブル制御、リンケージ機構、アクチュエータ（例えば空気圧式アクチュエータ）、または任意の他の適した作動機構として実施されてもよい。さらに、公知の内部バルブとは対照的に、作動機構１１４は、バルブ１００の本体１０２内（例えば内側）に配置されるため、外部作動機構を有する公知の内部バルブと比較して、よりコンパクトなバルブを必要とするシステムで使用され得る、より小さい設置面積を有する、よりコンパクトなバルブ１００が提供される。
【００２０】
図１に示されるように、作動機構１１４は、フランジ付きの端部１１８を有する筐体１１６を含む。フランジ付きの端部１１８は、作動機構１１４を本体１０２に取り外し可能に結合するための本体１０２のそれぞれの孔１２２と係合する、固定具１２０を受容するために、取り付け開口部（例えばねじ付きの開口部）を含む。筐体１１６は、固定具１２０またはいずれか他の適した固定機構を介して、本体１０２に取り付けられてもよい。
【００２１】
図２は、図１の例示的なバルブ１００の断面図を示す。主ポペット１１０が、本体１０２に動作可能に結合され、バルブ１００の本体１０２を通る流体の流れを制御するために、第１の動作位置と第２の動作位置との間を移動する。本体１０２は、バルブ１００の主要な圧力境界であり、主ポペット１１０がシート表面２０２と離間されている場合に、入口２０６と出口２０８との間の連通を確立するために、流体の流れの通路を提供するオリフィス２０４を画定する、シート表面２０２またはバルブシートを支持または画定する。
【００２２】
図示された実施例において、主ポペット１１０は、バルブ１００を通る流体の流れを制限するために、シート表面２０２と係合するディスク２１０（例えば、金属製ディスク、ゴム製ディスク等）を含む、ディスクタイプのバルブアセンブリとして示されている。ディスクリテーナ２１２は、例えば、固定具２１５を介してディスク２１０をディスクホルダ２１４に結合する。ディスクホルダ２１４は、流出流れ通路２１６および流出ポートまたはオリフィス２１８を画定する開口部を含む。実施例に示されるように、流出ポート２１８は、主ポペット１１０と一体的に形成され、入口２０６と出口２０８との間の流体の流れ通路を提供する。
【００２３】
均一化部材１１２は、主ポペット１１０と動作可能に結合され、少なくとも、流出流れ通路２１６を通る流体の流れを防止または制限するために、流出ポート２１８と係合するための第１の位置と、流出ポート２１８を通る流体の流れを可能にするための流出ポート２１８から離間された第２の位置との間を移動する。図示された実施例において、均一化部材１１２は、さらに、第１の動作位置と第２の動作位置との間の第３の位置または急速流出位置に移動できる。均一化部材１１２は、流出流れ通路２１６を通る流体の流れを防止または制限するために、流出ポート２１８と係合するディスク部材２２０を含む。
【００２４】
均一化部材１１２は、バルブステム２２２を介して、作動機構１１４と動作可能に結合される。図示された実施例において、バルブステム２２２は、均一化部材１１２が第３の位置にある場合に、バルブステム２２２と流出流れ通路２１６との間により大きいギャップを形成するために、より小さい直径または凹部分２２４を含んでもよい。このようにして、均一化部材１１２は、入口２０６と出口２０８との間の、例示的なバルブ１００の両側の、より高速な圧力均一化を可能にするために、流出通路２１６を通るより大きいまたはより速い流体の流れ速度を可能にする。
【００２５】
図示された実施例において、作動機構１１４は、内部空気圧式アクチュエータ２２６である。内部空気圧式アクチュエータ２２６は、均一化部材１１２を、少なくとも第１の位置と第２の位置との間を移動させるために、入口２０６と出口２０８との間の本体１０２内に配置され、流体圧力に対応する。空気圧式アクチュエータ２２６は本体１０２内に配置されるため、例示的なバルブ１００は、サイズ的な制約を有するシステム構成のために、よりコンパクトまたはより小さい設置面積を必要とする流体システムに対する使用において特に有用である、よりコンパクトな全体的な設置面積を提供する。
【００２６】
空気圧式アクチュエータ２２６は、外部圧力源と流体連通する第１の流体チャンバ２３２と大気圧と流体連通する第２の流体チャンバ２３４との間に配置されたピストン２３０を有する筐体２２８を含む。筐体２２８は、例えば、外部流体圧力源に結合されたホースを受容するためのノズル２３６を含む。その通路を通って、ピストン２３０を、第１のまたは上部位置へ移動させるために加圧流体が提供され、かつ、その通路を通って、ピストン２３０を第２のまたは下部位置に移動させるために、第１の流体チャンバ２３２から加圧流体が除去される、筐体２２８の第１の通路２３８は、外部流体圧力源へ第１の流体チャンバ２３２を流体結合する。第２の通路２４０は、ピストン２３０が上部位置に移動する場合に、第２の流体チャンバ２３４から大気へと流体（例えば空気）を排出させるための排出孔を提供する。
【００２７】
アクチュエータステム２４２は、アクチュエータステム２４２の第１の端部２４４においてピストン２３０に結合され、結合部材２４６を介して、バルブステム２２２に動作可能に結合される。筐体２２８にねじにより結合されるキャップ２４８は、アクチュエータステム２４２を支持する。さらに、空気圧式アクチュエータ２２６は、本体１０２と筐体２２８との間の望ましくない漏れを防ぐための密封シールを提供するために、筐体２２８と本体１０２との間に配置されたシール部材２５０（例えばＯリング）を含んでもよい。
【００２８】
さらに、または代替的に、例示的な空気圧式アクチュエータ２２６はバルブパッキングを必要としないため、コンポーネントの数を減らすことができ、バルブパッキングによる潜在的な望ましくない漏れを排除できる。さらに、例示的な空気圧式アクチュエータ２２６を置換および／または修理する場合に、バルブ１００をシステムと接続したまま、内部空気圧式アクチュエータ２２６を本体１０２から除去してもよい。かかる構成により、バルブ１００を現場サービスすることが可能である。さらに、または代替的に、空気圧式アクチュエータ２２６は、図５および６に関して後述されるように、バルブ１００を手動で操作されるバルブ１００に変換するために、手動の作動機構に置き換えてもよい。
【００２９】
例示的なバルブ１００は、さらに、バルブステム２２２を支持するために、ガイド２５２を含んでもよい。ピストン２３０が下部位置にある場合に、流出ポート２１８を通る流体の流れを制限するために、流出ポート２１８（つまり閉じた位置）に対して均一化部材１１２を付勢するために、第１の付勢要素または閉鎖スプリング２５４を、ガイド２５２と結合部材２４６との間に配置する。さらに、例示的なバルブ１００は、バルブ１００を通る流れ速度が、既定または所定の流れ速度（例えば過流の制限または速度）を越える場合に、オリフィス２０４を通る流体の流れを制限するために、シート表面２０２に対して主ポペット１１０を付勢するために、主ポペット１１０とスプリングシート２５８との間に配置された第２の付勢要素または過流防止スプリング２５６を含んでもよい。スプリングシート２５８は、バルブステム２２２のより小さい直径部分２２４によって形成されたバルブステム２２２の段付き部分または肩部２６０によって支持される。
【００３０】
図３は、第１の動作位置（例えば閉じた動作位置）における例示的なバルブ１００を示し、図４は、第２の動作位置（例えば開いた動作位置）における例示的なバルブ１００を示す。動作時において、主ポペット１１０および均一化部材１１２は、バルブ１００の入口２０６における付勢要素２５４および第１の圧力流体源の圧力によって、閉じた位置に対して付勢される。主ポペット１１０は、オリフィス２０４を通る流体の流れを阻止するために、シート表面２０２と係合し、均一化部材１１２は、流出通路２１６を通る流体の流れを阻止するために、流出オリフィス２１８と係合する。均一化部材１１２および主ポペット１１０は、システムの安全性を維持する過流防止機能を提供する。より詳細には、過流防止機能は、流れ速度が速くなりすぎる場合に、入口２０６からの流体の流れを自動的に制限することにより、システムを保護する。言い換えると、付勢要素２５６は、バルブ１００を通る流れ速度が、規定または所定の流れ速度を超える場合に、主ポペット１１０をシート表面２０２に対して移動させる、過流防止のスプリング定格を有する。
【００３１】
主ポペット１１０は、例示的なバルブ１００の入口圧力と出口圧力との間の圧力差に基づいて動作する。入口圧力が出口圧力よりも実質的に大きい場合、主ポペット１１０は、閉じた位置において、シート表面２０２に対して付勢されたままである（図３）。一方で、入口圧力が出口圧力とほぼ等しい場合、流体が、比較的速い速度で例示的なバルブ１００を通って流れることを可能にするために、主ポペット１１０が開く（図４）。均一化部材１１２は、入口２０６と出口２０８との間の圧力を均一化または平衡化するために使用される。例えば、均一化部材１１２は、バルブ１００の両側の圧力を均一化するように特定の量の流体が流れることができるようにする流出状態に、バルブ１００を設定し、ひいては、バルブ１００を通る流れを提供するために、主ポペット１１０が開く（図３）ことを可能にしてもよい。バルブ１００の両側の圧力が均一化されると、付勢部材２５６は、主ポペット１１０を開いた動作位置に移動させる。
【００３２】
図４を参照すると、バルブ１００の両側の圧力を均一化し、従って、流体の流れを可能にするためにバルブ１００を開くために、空気圧式アクチュエータ２２６は、均一化部材１１２を、第２の位置に移動させるように作動される。特に、外部流体圧力源からの流体（例えば空気）は、ピストン２３０を上部位置に移動させるために、第１の通路２３８を通して、第１のチャンバ２３２に提供される。ピストン２３０が上部位置に移動すると、第２のチャンバ２３４内の流体（例えば空気）は、第２の通路２４０を通って大気に排出される。さらに、流出通路２１６を通る流体の流れを可能にするために、均一化部材１１２が流出オリフィス２１８から離間されるように、ピストン２３０は、バルブステム２２２を上部部分１０４へ向けて移動させる。図示された実施例において、ピストン２３０は、流出通路２１６を通る高速の均一化を可能にするために、バルブステム２２２の高速均一化部分２２４が流出通路２１６内に配置されるように、第３の位置へ均一化部材１１２を変位させてもよい。
【００３３】
バルブ１００の両側の圧力が均一化する場合、主ポペット１１０は、入口２０６と出口２０８との間のバルブ１００を通る流体の流れを可能にするために、付勢要素２５６を介して、シート表面２０２から離れるように移動する。図示された実施例において、空気圧式アクチュエータ２２６は、主ポペット１１０が開いた動作位置にある場合に、均一化部材１１２を第２の位置に移動させる。開いた動作位置において、均一化部材１１２は、図４に示されるように、主ポペット１１０と係合する。
【００３４】
第１の通路２３８を介した、第１のチャンバ２３２からの流体の除去により、ピストン２３０を下部位置に移動させる。下部位置において、ピストン２３０および付勢要素２５４（例えば閉鎖スプリング）は、主ポペット１１０および均一化部材１１２を、図３に示されるように、閉じた位置に移動させる。
【００３５】
さらに、または代替的に、例示的なバルブ１００は、動力内部バルブ（例えば内部空気圧式アクチュエータ２２６）から、手動操作バルブ（例えばレバー）へ、容易に変換されてもよい。図５は、図１〜図４の例示的なバルブ１００を示すが、これは、図１〜図４の作動機構１１４とは異なる第２の作動機構５００によって実施または交換されている。図５に示されるように、作動機構５００は、フランジ付きの端部５０４を有する筐体５０２を含む。フランジ付きの端部５０４は、作動機構５００を本体１０２に取り外し可能に結合させるために、本体１０２のそれぞれの孔１２２と係合する固定具５０６を受容するための、取り付け開口部（例えばねじ付きの開口部）を含む。筐体５０２は、固定具５０６または任意の他の適した固定機構を介して、本体１０２に取り付けられてもよい。
【００３６】
図６は、図５の例示的なバルブ１００の一部および作動機構５００の部分切り欠き図を示す。例示的な作動機構５００は、レバーで操作されるデバイス６００である。しかしながら、他の実施例において、作動機構５００は、内部空気圧式アクチュエータ、ケーブル制御アクチュエータ、リンケージ機構、または任意の他の適した作動機構にしてもよい。
【００３７】
レバー６００は、シャフト６０６の第１の端部６１０においてカム６０８と、およびシャフト６０６の第２の端部６１４においてハンドル６１２と動作可能に結合されるシャフト６０６を受容するための、孔６０４を有する筐体６０２を含む。ハンドル６１２は、ピン、固定具、または任意の他の適した固定機構を介して、シャフト６０６に結合される。孔６０４は、シャフト６０６に沿って筐体６０２の孔６０４を通る望ましくない漏れを防ぐために、パッキング６１６を受容するようにサイズ決定されてもよい。さらに、または代替的に、シール部材６１８（例えばＯリング）は、密封シールを提供し、本体１０２と筐体６０２との間の望ましくない漏れを防ぐために、本体１０２と筐体６０２との間に配置されてもよい。
【００３８】
動作時において、バルブ１００が閉じた動作位置にある場合、レバー６００は、カム６０８が、結合部材２４６およびバルブステム２２２から離間するように、第１の位置にある。この位置において、付勢要素２５４は、バルブ１００を通って流れる流体を防ぐために、それぞれ、流出ポート２１８およびシート表面２０２に対し、均一化部材１１２および主ポペット１１０を付勢する。第１の位置と第２の位置との間のハンドル６１２の回転は、カム６０８を、本体１０２の第１の部分１０４へ向かう第１の方向に、バルブステム２２２を変位させるために、結合部材２４６を回転および係合させる。第１の部分１０４へ向かってのバルブステム２２２の変位は、入口２０６から出口２０８への、流出通路２１６を通る流体の流れを可能にするために、均一化部材１１２を、流出ポート２１８から離れた方向に移動させる。いくつかの実施例において、レバー６００は、均一化部材１１２の第１の位置（例えば閉じた位置）と第２の位置（例えば開いた位置）との間の第３のまたは中間位置に、配置されてもよい。第３の位置において、レバー６００は、入口２０６と出口２０８との間の、例示的なバルブ１００の両側の、より高速な圧力均一化を可能にするために、流出ポート２１８を通るより速い流出流れ速度を可能にするために、流出通路２１６内にバルブステム２２２の高速流出部分２２４を配置する。
【００３９】
流出ポート２１８を通って入口２０６から出口２０８へ流体が流れる際に、バルブ１００（例えば主ポペット）の両側の圧力差は、実質的に均一化する。主ポペット１１０の両側の圧力の均一化により、主ポペット１１０を、付勢要素２５６を介して、シート表面２０２から開いた動作位置へと移動させる。
【００４０】
例示的なバルブ１００を閉鎖するために、レバー６００は、カム６０８をバルブステム２２２から係脱するように、ハンドル６１２を介して、第１の位置に復帰し、これにより、バルブ１００を通る流体の流れを防止または制限するために、付勢要素２５４は、主ポペット１１０および均一化部材１１２を、それぞれ、シート表面２０２および流出ポート１１８に対して付勢させる。
【００４１】
特定の例示的な装置および製造品について本明細書に記載したが、本発明の範囲は、これらに限定されない。それとは逆に、本発明は、文字通り、または均等論の下で、添付の特許請求の範囲の範囲内に適正に含まれる全ての装置および製造物を対象とする。
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概して、バルブに関し、より詳細には、取り外し可能な内部作動機構を有するバルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に内部バルブと称される、自動閉鎖停止バルブは、第１の場所と第２の場所との間の危険物の運搬時の両側の危険物、圧縮液、および／または例えば、プロパン、ブタン、ＮＨ３（無水アンモニア）等のガスの排出に対する保護を提供する。内部バルブは、例えば、破損された、切断された、または欠陥のある流路による突然の過流の状態に反応して閉鎖する、流れ制御機構を利用している。かかる流れ制御機構は、一般的に、潜在的に危険な（例えば可燃性の、有害な）流体の潜在的な漏れ、流出等に対応した流体の流れの自動的な安全な遮断を必要とする用途でよく使用される、過流防止バルブと称される。
【０００３】
過流防止バルブは、典型的には、バルブの両側の圧力差に基づいて動作する。例えば、入口圧力が出口圧力とほぼ等しい場合に、バルブが開く。バルブの両側の圧力を均一化するために、内部バルブは、典型的には、流れ制御部材の両側の圧力を均一化または平衡化するために作動される、均一化部材を利用する。内部バルブは、多くの場合、例えば、レバー、ケーブル制御、および／または動力アクチュエータシステム等の作動機構またはシステムの使用を必要とする。典型的には、利用される作動機構は、均一化部材が、完全に閉じた位置と完全に開いた位置との間を移動できるようにする。
【０００４】
一実施例において、例えば、外部空気圧式アクチュエータ等のアクチュエータは、内部バルブを遠隔で操作するように使用されてもよい。かかる外部空気圧式アクチュエータは、大きな全体的な設置面積を有し、より大きい空間を必要とする。しかしながら、かかる公知の内部バルブは、多くの場合、小さいまたは空間的に厳しい制約を有する特定の用途で使用されているため、かかる外部空気圧式アクチュエータをバルブとともに設置することを困難にしている。かかる外部空気圧式アクチュエータは、さらに、バルブを設置する場合に、さらなる支持部材を必要とする場合がある。
【０００５】
さらに、または代替的に、多くの公知の作動方法は相互に排他的であり、そのために、多くの製造業者は、それぞれ、異なる顧客の特定のニーズに適合するように、特別に構成される、多数の異なる設計の内部バルブ製品系列を提供する。かかるアプローチにより、製造業者は、多種多様な多数の製品を製造およびサポートしなければならず、これは物流の観点からいって容易ではなく、また、コストがかさむ。
【発明の概要】
【０００６】
一実施例において、例示的な内部バルブは、入口と出口との間に配置されたバルブシートを有する本体を含む。本体に動作可能に結合された流れ制御部材は、流れ制御部材が、バルブを通る流体の流れを制限するために、バルブシートと係合する第１の位置と、流れ制御部材が、バルブを通る流体の流れを可能にするために、バルブシートから離間されている第２の位置との間を移動する。作動部材は、流れ制御部材を、第１の位置と第２の位置との間で移動させるために、本体内に配置され、かつ、流体圧力に対応する。
【０００７】
別の実施例において、流体制御装置は、第１の動作位置と第２の動作位置との間を移動可能な第１の流れ制御部材と、バルブを第１の動作位置と第２の動作位置との間で移動させるために、バルブと取り外し可能に結合される作動機構とを含む。作動機構は、複数の作動機構から選択され、複数の機構から選択された第２の作動機構と交換可能である。作動機構は、バルブの入口と出口との間のバルブの本体内に配置される。
【０００８】
さらに別の実施例において、バルブは、第１の動作位置と第２の動作位置との間でバルブを動作させるための手段を含む。バルブは、さらに、第１の動作位置と第２の動作位置との間でバルブを動作させるための手段、および圧力を均一化するための手段を位置付けるための手段を作動させるために、バルブの両側の圧力差を均一化するための手段も含む。位置付けるための手段は、圧力を均一化するための手段を、少なくとも第３の位置と第４の位置との間で移動させるために、バルブ本体内に配置され、流体圧力に対応する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】例示的な内部アクチュエータと共に実施される、本明細書に記載される例示的なバルブである。
【図２】図１の例示的なバルブの断面図である。
【図３】図１および図２の例示的なバルブの一部分の部分切り欠き図である。
【図４】図１、図２および図３の例示的なバルブの一部分の別の部分切り欠き図である。
【図５】図１〜図４の例示的なバルブであるが、例示的なレバーと共に実施されるバルブである。
【図６】図５の例示的なバルブの一部分の部分切り欠き図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
典型的には、内部バルブの過流防止バルブは、内部バルブが結合または設置されたシステムの圧力および／または流体の流速に基づいて開閉する。このため、一体化された過流防止バルブを有する内部バルブを利用するシステムの動作時において、一般的に、流体がバルブを通ってポンプ送出される前に、バルブの入口と出口との間の圧力を均一化することが必要である。多くの場合、内部バルブは、内部バルブの１次流れ制御部材の両側の圧力を均一化または平衡化するために、作動機構を介して作動される均一化部材を利用する。かかる作動機構は、例えば、レバー、ケーブル制御、動力アクチュエータシステム等を含んでもよい。作動機構は、典型的には、少なくとも第１の位置（例えば、ｄｘ完全に閉じた位置）と第２の位置（例えば、流体が排出路を通って流れることが可能な完全に開いた位置）との間で均一化部材を移動させる。
【００１１】
外部空気圧式アクチュエータは、多くの場合、均一化部材の動作を制御するために使用される。典型的には、かかる外部空気圧式アクチュエータは、カム部材を介して、均一化部材に動作可能に結合される、内部バルブのレバーに動作可能に結合される。かかるレバーおよびカムアセンブリは、レバー機構を通る望ましくない漏れを防ぐために、パッキングシステムを必要とする。さらに、内部バルブは、多くの場合、内部バルブ、そのレバーアセンブリ等にアクセスすることを困難にしている空間的な制約を有する、特定の用途に使用される。しかしながら、かかる外部空気圧式アクチュエータは、空気的に動作される内部バルブの用途を制限しかねないより大きな空間を必要とする、大きな全体的な設置面積を有する。外部空気圧式アクチュエータは、さらに、バルブを設置する場合に、さらなる支持部材を必要とする場合もある。しかしながら、バルブが、システムに取り付けられている間に、空気圧式アクチュエータのメンテナンス、修理、および／または交換のために、外部空気圧式アクチュエータは、バルブから容易に取り外しできる。
【００１２】
本明細書に記載された例示的なバルブは、よりコンパクトな内部バルブを提供する取り外し可能な内部作動機構を含む。ある例示的な内部作動機構は、内部空気圧式アクチュエータを含む。該アクチュエータはバルブに取り外し可能に結合されるため、例示的な内部空気圧式アクチュエータは、技術者、サービス人員、メンテナンス人員等によって、容易に交換および／または現場サービスを行うことが可能である。一実施例において、アクチュエータは、ねじによる固定具を介して、バルブ本体に取り外し可能に結合される。他の実施例において、アクチュエータは、クランプおよび／または任意の他の適した固定機構を介して、バルブ本体に結合されてもよい。
【００１３】
かかる構成は、バルブがシステムに接続されたままの間に、内部空気圧式アクチュエータのメンテナンス、修理、および／または交換を可能にする。さらに、内部空気圧式アクチュエータはバルブ内に配置されるため、例示的な内部空気圧式アクチュエータは、バルブパッキングが不要であり、そのため、パーツ数を少なくすることができ、また、パッキングを通した潜在的な望ましくない漏れは生じない。さらに、または代替的に、本明細書に記載される例示的なバルブは、システムからバルブを取り除かずに（つまり、バルブがシステムと協調しながら）、手動（例えばレバー）で操作されるバルブと動力（例えば空気圧式アクチュエータ）で操作されるバルブとの間で、任意選択で変換される場合がある。
【００１４】
さらに、本明細書に開示される例示的な内部バルブは、互いに排他的ではない（例えば、この機構と交換可能に装着、またはこの機構と共に構成される）異なる作動機構を受容することが可能である。このため、多くの製造業者は、種々の顧客の用途のニーズに適するように、複数の異なる作動機構を受容するように構成されたモジュール式の本体を有する、多数の異なる構成の内部バルブ製品を提供できる。かかるアプローチは、製造業者が、より少ない数の多種多様な製品を柔軟に製造およびサポートするようにすることができ、それにより、全体的な製造コスト、在庫コスト等を削減できる。
【００１５】
本明細書中に記載された例示的な内部バルブは、バルブ本体に取り外し可能に結合された内部空気圧式アクチュエータを含む。内部空気圧式アクチュエータは、バルブの入口と出口との間に、内部バルブの内部本体内に配置され、流れ制御部材がバルブを通る流体の流れを制限する第１の位置と、流れ制御部材がバルブを通る流体の流れを可能にする第２の位置との間に、流れ制御部材を移動させるために、流体圧力に対応する。さらに、例示的な作動機構は、複数の作動機構から選択されてもよく、複数の機構から選択された第２の異なる作動機構と交換可能であってもよい。上記のように、作動機構は、レバー、ケーブル制御、空気圧式アクチュエータ、および／またはいずれか他の適した作動機構を含んでもよい。
【００１６】
図１は、本明細書中に記載される例示的なバルブ１００を示す。例示的なバルブ１００は、例えば、内部バルブ等の自動閉鎖停止バルブとして示される。バルブ１００の本体１０２は、相対的に高い圧力のプロセス流体が存在する、第１または上流圧力源（例えばパイプライン、ボブテイルトラック、タンク等）と流体連通するように構成された、第１または上部部分１０４と、例示的なバルブ１００が流体を提供する、第２または下流圧力源（例えばポンプ、パイプライン、ホース、ボブテイルトラック等）と流体連通するように構成された、第２または下部の部分１０６とを有する。例えば、第１の圧力源は、例えばバルブ１００を介して目的の場所に送達される加圧ガスまたは液体を含むタンクを含んでもよい。言い換えると、バルブ１００の第１の部分１０４は、相対的に高い圧力の流体に浸漬される、またはこの流体によって包囲されてもよい。バルブ１００の第２の部分１０６は、ホース、パイプ、または任意の他の適した流体運搬コンポーネントを受容するために、第１の圧力源の外側に配置されてもよい。こうして、流体は、バルブ１００を介して、移送コンポーネント（例えばホース）へ、そして目的の場所（例えば別の貯蔵タンクおよび／またはさらなるプロセス制御要素）へ、第１の圧力源から流れる。
【００１７】
本体１０２は、第１の部分１０４と第２の部分１０６との間の外ねじが付いた部分１０８を有する。ねじ付きの部分１０６は、例えば、タンクまたは他の適した貯蔵容器等の第１の圧力源の対応するねじ付きの開口部とねじにより係合してもよく、これにより、第１の圧力源内に、バルブ１００の第１の部分１０４を配置する。他の実施例において、バルブ１００は、配管システム、貯蔵タンク、ボブテイルトラックシステム、または任意の他の適した流体分散システムへ、例示的なバルブ１００を結合または取り付けるための、フランジ部分またはダブルフランジ部分を有する本体を含んでもよい。さらに、内部バルブとして例示的なバルブ１００が示されているが、本明細書中に記載された実施例は、任意の他の適した流れ制御装置および／またはバルブと共に実施されてもよい。
【００１８】
例示的なバルブ１００は、１次または第１の流れ制御部材または、バルブ１００が、それぞれ、閉じている、および、開いている第１の動作位置および第２の動作位置の間を動作する主ポペット１１０を含む。主ポペット１１０は、以下に詳述するように、例示的なバルブ１００の両側の圧力差に対応して、第１動作位置と第２の動作位置との間で動作する。例示的なバルブ１００の両側の圧力差を制御またはこれに作用するために、例示的なバルブ１００は、第２の流れ制御部材または均一化部材１１２を含む。均一化部材１１２は、均一化部材１１２が閉じている、少なくとも第１の動作位置と、均一化部材が開いている、第２の動作位置との間で動作する。図示された実施例において、均一化部材１１２はさらに、第１および第２の動作位置の間の第３の動作位置または流出位置を含む。
【００１９】
バルブ１００の動作位置は、以下に詳述される作動機構１１４によって選択されてもよい。作動機構１１４は、システムからバルブ１００を除去する必要なしに（つまり、内部バルブ１００がシステムに接続された状態の間に）、作動機構１１４を、本体１０２（例えばフィールド内）から除去し得るように、本体１０２に取り外し可能に結合される。例えば、作動機構１１４は、作動機構１１４を修理または取替えるための、メンテナンスサービスのために除去してもよく、かつ／または、複数の交換可能な作動機構から選択された第２の（例えば、異なる）作動機構で、作動機構１１４を交換してもよい。作動機構１１４は、ケーブル制御、リンケージ機構、アクチュエータ（例えば空気圧式アクチュエータ）、または任意の他の適した作動機構として実施されてもよい。さらに、公知の内部バルブとは対照的に、作動機構１１４は、バルブ１００の本体１０２内（例えば内側）に配置されるため、外部作動機構を有する公知の内部バルブと比較して、よりコンパクトなバルブを必要とするシステムで使用され得る、より小さい設置面積を有する、よりコンパクトなバルブ１００が提供される。
【００２０】
図１に示されるように、作動機構１１４は、フランジ付きの端部１１８を有する筐体１１６を含む。フランジ付きの端部１１８は、作動機構１１４を本体１０２に取り外し可能に結合するための本体１０２のそれぞれの孔１２２と係合する、固定具１２０を受容するために、取り付け開口部（例えばねじ付きの開口部）を含む。筐体１１６は、固定具１２０またはいずれか他の適した固定機構を介して、本体１０２に取り付けられてもよい。
【００２１】
図２は、図１の例示的なバルブ１００の断面図を示す。主ポペット１１０が、本体１０２に動作可能に結合され、バルブ１００の本体１０２を通る流体の流れを制御するために、第１の動作位置と第２の動作位置との間を移動する。本体１０２は、バルブ１００の主要な圧力境界であり、主ポペット１１０がシート表面２０２と離間されている場合に、入口２０６と出口２０８との間の連通を確立するために、流体の流れの通路を提供するオリフィス２０４を画定する、シート表面２０２またはバルブシートを支持または画定する。
【００２２】
図示された実施例において、主ポペット１１０は、バルブ１００を通る流体の流れを制限するために、シート表面２０２と係合するディスク２１０（例えば、金属製ディスク、ゴム製ディスク等）を含む、ディスクタイプのバルブアセンブリとして示されている。ディスクリテーナ２１２は、例えば、固定具２１５を介してディスク２１０をディスクホルダ２１４に結合する。ディスクホルダ２１４は、流出流れ通路２１６および流出ポートまたはオリフィス２１８を画定する開口部を含む。実施例に示されるように、流出ポート２１８は、主ポペット１１０と一体的に形成され、入口２０６と出口２０８との間の流体の流れ通路を提供する。
【００２３】
均一化部材１１２は、主ポペット１１０と動作可能に結合され、少なくとも、流出流れ通路２１６を通る流体の流れを防止または制限するために、流出ポート２１８と係合するための第１の位置と、流出ポート２１８を通る流体の流れを可能にするための流出ポート２１８から離間された第２の位置との間を移動する。図示された実施例において、均一化部材１１２は、さらに、第１の動作位置と第２の動作位置との間の第３の位置または急速流出位置に移動できる。均一化部材１１２は、流出流れ通路２１６を通る流体の流れを防止または制限するために、流出ポート２１８と係合するディスク部材２２０を含む。
【００２４】
均一化部材１１２は、バルブステム２２２を介して、作動機構１１４と動作可能に結合される。図示された実施例において、バルブステム２２２は、均一化部材１１２が第３の位置にある場合に、バルブステム２２２と流出流れ通路２１６との間により大きいギャップを形成するために、より小さい直径または凹部分２２４を含んでもよい。このようにして、均一化部材１１２は、入口２０６と出口２０８との間の、例示的なバルブ１００の両側の、より高速な圧力均一化を可能にするために、流出通路２１６を通るより大きいまたはより速い流体の流れ速度を可能にする。
【００２５】
図示された実施例において、作動機構１１４は、内部空気圧式アクチュエータ２２６である。内部空気圧式アクチュエータ２２６は、均一化部材１１２を、少なくとも第１の位置と第２の位置との間を移動させるために、入口２０６と出口２０８との間の本体１０２内に配置され、流体圧力に対応する。空気圧式アクチュエータ２２６は本体１０２内に配置されるため、例示的なバルブ１００は、サイズ的な制約を有するシステム構成のために、よりコンパクトまたはより小さい設置面積を必要とする流体システムに対する使用において特に有用である、よりコンパクトな全体的な設置面積を提供する。
【００２６】
空気圧式アクチュエータ２２６は、外部圧力源と流体連通する第１の流体チャンバ２３２と大気圧と流体連通する第２の流体チャンバ２３４との間に配置されたピストン２３０を有する筐体２２８を含む。筐体２２８は、例えば、外部流体圧力源に結合されたホースを受容するためのノズル２３６を含む。その通路を通って、ピストン２３０を、第１のまたは上部位置へ移動させるために加圧流体が提供され、かつ、その通路を通って、ピストン２３０を第２のまたは下部位置に移動させるために、第１の流体チャンバ２３２から加圧流体が除去される、筐体２２８の第１の通路２３８は、外部流体圧力源へ第１の流体チャンバ２３２を流体結合する。第２の通路２４０は、ピストン２３０が上部位置に移動する場合に、第２の流体チャンバ２３４から大気へと流体（例えば空気）を排出させるための排出孔を提供する。
【００２７】
アクチュエータステム２４２は、アクチュエータステム２４２の第１の端部２４４においてピストン２３０に結合され、結合部材２４６を介して、バルブステム２２２に動作可能に結合される。筐体２２８にねじにより結合されるキャップ２４８は、アクチュエータステム２４２を支持する。さらに、空気圧式アクチュエータ２２６は、本体１０２と筐体２２８との間の望ましくない漏れを防ぐための密封シールを提供するために、筐体２２８と本体１０２との間に配置されたシール部材２５０（例えばＯリング）を含んでもよい。
【００２８】
さらに、または代替的に、例示的な空気圧式アクチュエータ２２６はバルブパッキングを必要としないため、コンポーネントの数を減らすことができ、バルブパッキングによる潜在的な望ましくない漏れを排除できる。さらに、例示的な空気圧式アクチュエータ２２６を置換および／または修理する場合に、バルブ１００をシステムと接続したまま、内部空気圧式アクチュエータ２２６を本体１０２から除去してもよい。かかる構成により、バルブ１００を現場サービスすることが可能である。さらに、または代替的に、空気圧式アクチュエータ２２６は、図５および６に関して後述されるように、バルブ１００を手動で操作されるバルブ１００に変換するために、手動の作動機構に置き換えてもよい。
【００２９】
例示的なバルブ１００は、さらに、バルブステム２２２を支持するために、ガイド２５２を含んでもよい。ピストン２３０が下部位置にある場合に、流出ポート２１８を通る流体の流れを制限するために、流出ポート２１８（つまり閉じた位置）に対して均一化部材１１２を付勢するために、第１の付勢要素または閉鎖スプリング２５４を、ガイド２５２と結合部材２４６との間に配置する。さらに、例示的なバルブ１００は、バルブ１００を通る流れ速度が、既定または所定の流れ速度（例えば過流の制限または速度）を越える場合に、オリフィス２０４を通る流体の流れを制限するために、シート表面２０２に対して主ポペット１１０を付勢するために、主ポペット１１０とスプリングシート２５８との間に配置された第２の付勢要素または過流防止スプリング２５６を含んでもよい。スプリングシート２５８は、バルブステム２２２のより小さい直径部分２２４によって形成されたバルブステム２２２の段付き部分または肩部２６０によって支持される。
【００３０】
図３は、第１の動作位置（例えば閉じた動作位置）における例示的なバルブ１００を示し、図４は、第２の動作位置（例えば開いた動作位置）における例示的なバルブ１００を示す。動作時において、主ポペット１１０および均一化部材１１２は、バルブ１００の入口２０６における付勢要素２５４および第１の圧力流体源の圧力によって、閉じた位置に対して付勢される。主ポペット１１０は、オリフィス２０４を通る流体の流れを阻止するために、シート表面２０２と係合し、均一化部材１１２は、流出通路２１６を通る流体の流れを阻止するために、流出オリフィス２１８と係合する。均一化部材１１２および主ポペット１１０は、システムの安全性を維持する過流防止機能を提供する。より詳細には、過流防止機能は、流れ速度が速くなりすぎる場合に、入口２０６からの流体の流れを自動的に制限することにより、システムを保護する。言い換えると、付勢要素２５６は、バルブ１００を通る流れ速度が、規定または所定の流れ速度を超える場合に、主ポペット１１０をシート表面２０２に対して移動させる、過流防止のスプリング定格を有する。
【００３１】
主ポペット１１０は、例示的なバルブ１００の入口圧力と出口圧力との間の圧力差に基づいて動作する。入口圧力が出口圧力よりも実質的に大きい場合、主ポペット１１０は、閉じた位置において、シート表面２０２に対して付勢されたままである（図３）。一方で、入口圧力が出口圧力とほぼ等しい場合、流体が、比較的速い速度で例示的なバルブ１００を通って流れることを可能にするために、主ポペット１１０が開く（図４）。均一化部材１１２は、入口２０６と出口２０８との間の圧力を均一化または平衡化するために使用される。例えば、均一化部材１１２は、バルブ１００の両側の圧力を均一化するように特定の量の流体が流れることができるようにする流出状態に、バルブ１００を設定し、ひいては、バルブ１００を通る流れを提供するために、主ポペット１１０が開く（図３）ことを可能にしてもよい。バルブ１００の両側の圧力が均一化されると、付勢部材２５６は、主ポペット１１０を開いた動作位置に移動させる。
【００３２】
図４を参照すると、バルブ１００の両側の圧力を均一化し、従って、流体の流れを可能にするためにバルブ１００を開くために、空気圧式アクチュエータ２２６は、均一化部材１１２を、第２の位置に移動させるように作動される。特に、外部流体圧力源からの流体（例えば空気）は、ピストン２３０を上部位置に移動させるために、第１の通路２３８を通して、第１のチャンバ２３２に提供される。ピストン２３０が上部位置に移動すると、第２のチャンバ２３４内の流体（例えば空気）は、第２の通路２４０を通って大気に排出される。さらに、流出通路２１６を通る流体の流れを可能にするために、均一化部材１１２が流出オリフィス２１８から離間されるように、ピストン２３０は、バルブステム２２２を上部部分１０４へ向けて移動させる。図示された実施例において、ピストン２３０は、流出通路２１６を通る高速の均一化を可能にするために、バルブステム２２２の高速均一化部分２２４が流出通路２１６内に配置されるように、第３の位置へ均一化部材１１２を変位させてもよい。
【００３３】
バルブ１００の両側の圧力が均一化する場合、主ポペット１１０は、入口２０６と出口２０８との間のバルブ１００を通る流体の流れを可能にするために、付勢要素２５６を介して、シート表面２０２から離れるように移動する。図示された実施例において、空気圧式アクチュエータ２２６は、主ポペット１１０が開いた動作位置にある場合に、均一化部材１１２を第２の位置に移動させる。開いた動作位置において、均一化部材１１２は、図４に示されるように、主ポペット１１０と係合する。
【００３４】
第１の通路２３８を介した、第１のチャンバ２３２からの流体の除去により、ピストン２３０を下部位置に移動させる。下部位置において、ピストン２３０および付勢要素２５４（例えば閉鎖スプリング）は、主ポペット１１０および均一化部材１１２を、図３に示されるように、閉じた位置に移動させる。
【００３５】
さらに、または代替的に、例示的なバルブ１００は、動力内部バルブ（例えば内部空気圧式アクチュエータ２２６）から、手動操作バルブ（例えばレバー）へ、容易に変換されてもよい。図５は、図１〜図４の例示的なバルブ１００を示すが、これは、図１〜図４の作動機構１１４とは異なる第２の作動機構５００によって実施または交換されている。図５に示されるように、作動機構５００は、フランジ付きの端部５０４を有する筐体５０２を含む。フランジ付きの端部５０４は、作動機構５００を本体１０２に取り外し可能に結合させるために、本体１０２のそれぞれの孔１２２と係合する固定具５０６を受容するための、取り付け開口部（例えばねじ付きの開口部）を含む。筐体５０２は、固定具５０６または任意の他の適した固定機構を介して、本体１０２に取り付けられてもよい。
【００３６】
図６は、図５の例示的なバルブ１００の一部および作動機構５００の部分切り欠き図を示す。例示的な作動機構５００は、レバーで操作されるデバイス６００である。しかしながら、他の実施例において、作動機構５００は、内部空気圧式アクチュエータ、ケーブル制御アクチュエータ、リンケージ機構、または任意の他の適した作動機構にしてもよい。
【００３７】
レバー６００は、シャフト６０６の第１の端部６１０においてカム６０８と、およびシャフト６０６の第２の端部６１４においてハンドル６１２と動作可能に結合されるシャフト６０６を受容するための、孔６０４を有する筐体６０２を含む。ハンドル６１２は、ピン、固定具、または任意の他の適した固定機構を介して、シャフト６０６に結合される。孔６０４は、シャフト６０６に沿って筐体６０２の孔６０４を通る望ましくない漏れを防ぐために、パッキング６１６を受容するようにサイズ決定されてもよい。さらに、または代替的に、シール部材６１８（例えばＯリング）は、密封シールを提供し、本体１０２と筐体６０２との間の望ましくない漏れを防ぐために、本体１０２と筐体６０２との間に配置されてもよい。
【００３８】
動作時において、バルブ１００が閉じた動作位置にある場合、レバー６００は、カム６０８が、結合部材２４６およびバルブステム２２２から離間するように、第１の位置にある。この位置において、付勢要素２５４は、バルブ１００を通って流れる流体を防ぐために、それぞれ、流出ポート２１８およびシート表面２０２に対し、均一化部材１１２および主ポペット１１０を付勢する。第１の位置と第２の位置との間のハンドル６１２の回転は、カム６０８を、本体１０２の第１の部分１０４へ向かう第１の方向に、バルブステム２２２を変位させるために、結合部材２４６を回転および係合させる。第１の部分１０４へ向かってのバルブステム２２２の変位は、入口２０６から出口２０８への、流出通路２１６を通る流体の流れを可能にするために、均一化部材１１２を、流出ポート２１８から離れた方向に移動させる。いくつかの実施例において、レバー６００は、均一化部材１１２の第１の位置（例えば閉じた位置）と第２の位置（例えば開いた位置）との間の第３のまたは中間位置に、配置されてもよい。第３の位置において、レバー６００は、入口２０６と出口２０８との間の、例示的なバルブ１００の両側の、より高速な圧力均一化を可能にするために、流出ポート２１８を通るより速い流出流れ速度を可能にするために、流出通路２１６内にバルブステム２２２の高速流出部分２２４を配置する。
【００３９】
流出ポート２１８を通って入口２０６から出口２０８へ流体が流れる際に、バルブ１００（例えば主ポペット）の両側の圧力差は、実質的に均一化する。主ポペット１１０の両側の圧力の均一化により、主ポペット１１０を、付勢要素２５６を介して、シート表面２０２から開いた動作位置へと移動させる。
【００４０】
例示的なバルブ１００を閉鎖するために、レバー６００は、カム６０８をバルブステム２２２から係脱するように、ハンドル６１２を介して、第１の位置に復帰し、これにより、バルブ１００を通る流体の流れを防止または制限するために、付勢要素２５４は、主ポペット１１０および均一化部材１１２を、それぞれ、シート表面２０２および流出ポート１１８に対して付勢させる。
【００４１】
特定の例示的な装置および製造品について本明細書に記載したが、本発明の範囲は、これらに限定されない。それとは逆に、本発明は、文字通り、または均等論の下で、添付の特許請求の範囲の範囲内に適正に含まれる全ての装置および製造物を対象とする。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部バルブであって、
入口と出口との間に配置されたバルブシートを有する本体と、
前記本体に動作可能に結合された流れ制御部材であって、前記流れ制御部材は、前記流れ制御部材が、前記バルブを通る流体の流れを制限するために、前記バルブシートと係合する第１の位置と、前記流れ制御部材が、前記バルブを通る前記流体の流れを可能にするために、前記バルブシートから離間されている第２の位置との間を移動する、流れ制御部材と、
前記流れ制御部材を、前記第１の位置と第２の位置との間に移動させるために、前記本体内に配置され、かつ、流体圧に対応する、取り外し可能な作動部材と、
を備える、内部バルブ。
【請求項２】
前記作動部材は、前記入口と前記出口との間の、前記本体内に配置される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記作動部材は、ねじが付けられた固定具を介して、前記本体に取り外し可能に結合される、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記作動部材は、第２の複数の作動部材から選択された第２の作動部材と交換可能な第１の複数の作動部材から選択される、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記第１の複数の作動部材から選択された前記作動部材は、内部空気圧式アクチュエータを備え、
前記第２の複数の作動部材から選択された前記第２の作動部材は、カム機構を備える、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記流れ制御部材と一体的に形成された流出ポートと係合するための均一化部材をさらに備え、
前記均一化部材は、少なくとも、前記均一化部材が前記流出ポートを通る前記流体の流れを制限するために前記流出ポートと係合する第３の位置と、前記均一化部材が前記流出ポートを通る前記流体の流れを可能にするために前記流出ポートから離間される第４の位置との間を移動する、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記均一化部材に動作可能に結合されたバルブステムをさらに含み、
前記作動部材は、前記少なくとも第４の位置へ前記均一化部材を配置するために、前記バルブステムと係合する、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記均一化部材は、前記流出ポートを通る増加した流体の流れを可能にする、第５の位置に移動可能である、請求項６に記載の装置。
【請求項９】
前記作動部材は、
圧力源と流体連通する第１のチャンバと、
大気圧と流体連通する第２のチャンバとの間に配置されたピストンを有する筐体であって、前記第１のチャンバ内の増加した圧力は前記ピストンを第６の位置に移動させ、前記第１のチャンバ内の低下した圧力は前記ピストンを第７の位置の位置に移動させる、筐体と、
前記第６の位置において、前記ピストンが、前記均一化部材を前記少なくとも第４の位置に移動させるように、前記アクチュエータステムの第１の端部において前記ピストンに結合され、かつ、前記アクチュエータステムの第２の端部において前記バルブステムに動作可能に結合されたアクチュエータステムと、
を備える、内部空気圧式アクチュエータを備える、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記ピストンが前記第７の位置にある場合に、前記均一化部材を前記少なくとも第３の位置に移動させるために、付勢要素をさらに備える、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記作動部材は、前記均一化部材を前記第５の位置に移動させるためのものである、請求項９に記載の装置。
【請求項１２】
前記流れ制御部材の前記第１の位置は前記バルブの開いた動作位置を含み、前記第２の位置は前記バルブの閉じた動作位置を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
流体制御装置であって、
第１の動作位置と第２の動作位置との間を移動可能な第１の流れ制御部材と、
バルブを前記第１の動作位置と前記第２の動作位置との間で移動させるために、前記バルブに取り外し可能に結合された作動機構であって、前記作動機構は、複数の作動機構から選択され、前記複数の機構から選択された第２の作動機構と交換可能であり、かつ、前記作動機構は、前記バルブの入口と出口の間の前記バルブの本体内に配置される、作動機構と、
を備える、流体制御装置。
【請求項１４】
前記作動機構は、内部空気圧式アクチュエータを備える、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記第２の作動機構は、カム機構を備える、請求項１３に記載の装置。
【請求項１６】
前記第２の作動機構は、前記均一化部材を前記少なくとも第１の位置と第２の位置との間に位置付けるために、前記バルブステムと係合するように、カムに動作可能に結合されたハンドルを備える、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記カムは、前記均一化部材を第３の位置に移動させるためのものである、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
バルブであって、
第１の動作位置と第２の動作位置との間で前記バルブを操作するための手段と、
前記第１の動作位置と前記第２の動作位置との間で前記バルブを操作するための前記手段を作動させるために、前記バルブの両側の圧力差を均一化するための手段と、
前記圧力を均一化するための前記手段を位置付けるための手段であって、前記位置付けるための手段は、前記圧力を均一化するための前記手段を、少なくとも第３の位置と第４の位置との間に移動させるために、前記バルブの本体内に配置され、かつ、流体圧力に対応する、手段と、
を備える、バルブ。
【請求項１９】
前記バルブの前記第１の動作位置は開いた位置を含み、前記第２の動作位置は閉じた位置を含む、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記第１の動作位置と第２の動作位置との間で、前記バルブを動作させるための前記手段は、前記バルブを通る流体の流れを制限し、かつ、前記バルブを通る前記流体の流れを可能にするためにバルブシートから離れた方向に移動するように、前記バルブの入口と出口との間の前記本体に結合された前記バルブシートと係合する、第１の流れ制御部材を含む、請求項１８に記載の装置。
【請求項２１】
前記バルブの両側の前記圧力を均一化するための前記手段は、前記入口と前記出口との間の前記流体の流れを制限するように、前記第１の流れ制御部材と一体的に形成された流出ポートと係合するために、第２の流れ制御部材を含み、かつ、前記流出ポートを通る前記流体の流れを可能にするように前記流出ポートから離間される、請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
前記圧力を均一化するための前記手段を位置付けるための前記手段は、内部空気圧式アクチュエータを備え、前記内部空気圧式アクチュエータは、前記バルブの両側の前記圧力を均一化するために、前記流出ポートを通る前記流体の流れを可能にするために、前記流出ポートと離れるように前記第２の流れ制御部材を移動させるために、前記第２の流れ制御部材に動作可能に結合されたステムと係合する、請求項２１に記載の装置。
【請求項１】
内部バルブであって、
入口と出口との間に配置されたバルブシートを有する本体と、
前記本体に動作可能に結合された流れ制御部材であって、前記流れ制御部材は、前記流れ制御部材が、前記バルブを通る流体の流れを制限するために、前記バルブシートと係合する第１の位置と、前記流れ制御部材が、前記バルブを通る前記流体の流れを可能にするために、前記バルブシートから離間されている第２の位置との間を移動する、流れ制御部材と、
前記流れ制御部材を、前記第１の位置と第２の位置との間に移動させるために、前記本体内に配置され、かつ、流体圧に対応する、取り外し可能な作動部材と、
を備える、内部バルブ。
【請求項２】
前記作動部材は、前記入口と前記出口との間の、前記本体内に配置される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記作動部材は、ねじが付けられた固定具を介して、前記本体に取り外し可能に結合される、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記作動部材は、第２の複数の作動部材から選択された第２の作動部材と交換可能な第１の複数の作動部材から選択される、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記第１の複数の作動部材から選択された前記作動部材は、内部空気圧式アクチュエータを備え、
前記第２の複数の作動部材から選択された前記第２の作動部材は、カム機構を備える、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記流れ制御部材と一体的に形成された流出ポートと係合するための均一化部材をさらに備え、
前記均一化部材は、少なくとも、前記均一化部材が前記流出ポートを通る前記流体の流れを制限するために前記流出ポートと係合する第３の位置と、前記均一化部材が前記流出ポートを通る前記流体の流れを可能にするために前記流出ポートから離間される第４の位置との間を移動する、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記均一化部材に動作可能に結合されたバルブステムをさらに含み、
前記作動部材は、前記少なくとも第４の位置へ前記均一化部材を配置するために、前記バルブステムと係合する、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記均一化部材は、前記流出ポートを通る増加した流体の流れを可能にする、第５の位置に移動可能である、請求項６に記載の装置。
【請求項９】
前記作動部材は、
圧力源と流体連通する第１のチャンバと、
大気圧と流体連通する第２のチャンバとの間に配置されたピストンを有する筐体であって、前記第１のチャンバ内の増加した圧力は前記ピストンを第６の位置に移動させ、前記第１のチャンバ内の低下した圧力は前記ピストンを第７の位置の位置に移動させる、筐体と、
前記第６の位置において、前記ピストンが、前記均一化部材を前記少なくとも第４の位置に移動させるように、前記アクチュエータステムの第１の端部において前記ピストンに結合され、かつ、前記アクチュエータステムの第２の端部において前記バルブステムに動作可能に結合されたアクチュエータステムと、
を備える、内部空気圧式アクチュエータを備える、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記ピストンが前記第７の位置にある場合に、前記均一化部材を前記少なくとも第３の位置に移動させるために、付勢要素をさらに備える、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記作動部材は、前記均一化部材を前記第５の位置に移動させるためのものである、請求項９に記載の装置。
【請求項１２】
前記流れ制御部材の前記第１の位置は前記バルブの開いた動作位置を含み、前記第２の位置は前記バルブの閉じた動作位置を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
流体制御装置であって、
第１の動作位置と第２の動作位置との間を移動可能な第１の流れ制御部材と、
バルブを前記第１の動作位置と前記第２の動作位置との間で移動させるために、前記バルブに取り外し可能に結合された作動機構であって、前記作動機構は、複数の作動機構から選択され、前記複数の機構から選択された第２の作動機構と交換可能であり、かつ、前記作動機構は、前記バルブの入口と出口の間の前記バルブの本体内に配置される、作動機構と、
を備える、流体制御装置。
【請求項１４】
前記作動機構は、内部空気圧式アクチュエータを備える、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記第２の作動機構は、カム機構を備える、請求項１３に記載の装置。
【請求項１６】
前記第２の作動機構は、前記均一化部材を前記少なくとも第１の位置と第２の位置との間に位置付けるために、前記バルブステムと係合するように、カムに動作可能に結合されたハンドルを備える、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記カムは、前記均一化部材を第３の位置に移動させるためのものである、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
バルブであって、
第１の動作位置と第２の動作位置との間で前記バルブを操作するための手段と、
前記第１の動作位置と前記第２の動作位置との間で前記バルブを操作するための前記手段を作動させるために、前記バルブの両側の圧力差を均一化するための手段と、
前記圧力を均一化するための前記手段を位置付けるための手段であって、前記位置付けるための手段は、前記圧力を均一化するための前記手段を、少なくとも第３の位置と第４の位置との間に移動させるために、前記バルブの本体内に配置され、かつ、流体圧力に対応する、手段と、
を備える、バルブ。
【請求項１９】
前記バルブの前記第１の動作位置は開いた位置を含み、前記第２の動作位置は閉じた位置を含む、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記第１の動作位置と第２の動作位置との間で、前記バルブを動作させるための前記手段は、前記バルブを通る流体の流れを制限し、かつ、前記バルブを通る前記流体の流れを可能にするためにバルブシートから離れた方向に移動するように、前記バルブの入口と出口との間の前記本体に結合された前記バルブシートと係合する、第１の流れ制御部材を含む、請求項１８に記載の装置。
【請求項２１】
前記バルブの両側の前記圧力を均一化するための前記手段は、前記入口と前記出口との間の前記流体の流れを制限するように、前記第１の流れ制御部材と一体的に形成された流出ポートと係合するために、第２の流れ制御部材を含み、かつ、前記流出ポートを通る前記流体の流れを可能にするように前記流出ポートから離間される、請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
前記圧力を均一化するための前記手段を位置付けるための前記手段は、内部空気圧式アクチュエータを備え、前記内部空気圧式アクチュエータは、前記バルブの両側の前記圧力を均一化するために、前記流出ポートを通る前記流体の流れを可能にするために、前記流出ポートと離れるように前記第２の流れ制御部材を移動させるために、前記第２の流れ制御部材に動作可能に結合されたステムと係合する、請求項２１に記載の装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公表番号】特表２０１２−５０５３５９（Ｐ２０１２−５０５３５９Ａ）
【公表日】平成２４年３月１日（２０１２．３．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５３１０４５（Ｐ２０１１−５３１０４５）
【出願日】平成２１年８月２１日（２００９．８．２１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００９／０５４６２４
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０４２２７７
【国際公開日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【出願人】（５１０２７９０３３）エマーソン プロセス マネージメント レギュレーター テクノロジーズ インコーポレイテッド (15)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２４年３月１日（２０１２．３．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月２１日（２００９．８．２１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００９／０５４６２４
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０４２２７７
【国際公開日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【出願人】（５１０２７９０３３）エマーソン プロセス マネージメント レギュレーター テクノロジーズ インコーポレイテッド (15)
【Ｆターム（参考）】
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