可変流量スクリーンノズル
【課題】流れ特性を変更可能なスクリーンノズルを提供する。
【解決手段】可変流量制御ノズル50は、頭部52、筒部54およびバルブ56を備えている。頭部は、開口部22に隣接して配置され、頭部の内部に流入し流出する流体流れの通路のためのスクリーン60を有している。筒部は、頭部から開口部を通って延び、そこに頭部を固定している。筒部の流路は、頭部の内部と開口部の反対側とを連絡している。通路に配置されたバルブは、通路から頭部の内部への第1の流体流れを許容する第1の状態と、内部から通路への第2の流体流れを許容する第2の状態とを有する。第2の流体流れは、第1の流体流れよりも大きくし得る。筒部は、互いが異なる内径を有する第1および第2の筒部材70,80を備えていてよく、バルブは、筒部材内の位置間で移動可能なボール90を使用することができる。
【解決手段】可変流量制御ノズル50は、頭部52、筒部54およびバルブ56を備えている。頭部は、開口部22に隣接して配置され、頭部の内部に流入し流出する流体流れの通路のためのスクリーン60を有している。筒部は、頭部から開口部を通って延び、そこに頭部を固定している。筒部の流路は、頭部の内部と開口部の反対側とを連絡している。通路に配置されたバルブは、通路から頭部の内部への第1の流体流れを許容する第1の状態と、内部から通路への第2の流体流れを許容する第2の状態とを有する。第2の流体流れは、第1の流体流れよりも大きくし得る。筒部は、互いが異なる内径を有する第1および第2の筒部材70,80を備えていてよく、バルブは、筒部材内の位置間で移動可能なボール90を使用することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、可変流量スクリーンノズルに関する。
【背景技術】
【0002】
ノズルは、所望の化学プロセスの効果のために液体の流れを制御する容器内で使用できる。いくつかのノズル構造は、現在、工業で使用されている。例えば、ノズルは、米国特許第3,684,192号;第4,476,020号;第5,068,034号;第5,658,459号;及び第6,561,481号に開示されている。市販のノズルには、オルソス・リキッド・システムズから入手可能なノズルが含まれている。
【0003】
樹脂プロセスにおいては、流量は、プロセスの段階に依存して変わり得る。容器内では、二重底または管板は、容器の中で樹脂を支持することができる。この管板は、下降流(通常のプロセス流)状態の間に樹脂が容器から排出されないようにするためのスクリーンノズルを受け入れるために開けられた穴を有している。定期的に、清潔にするためまたは再活性化するために樹脂を逆洗することが望まれる。ある場合には、この逆洗流は、下降流状態よりはるかに少ない。スクリーンノズルが両方のケースで流通を制御するために使用されることが望まれるので、流れ特性や流れに対する抵抗は、逆洗段階に適応可能でなければならない。このことは、流れ特性を変更可能なノズルの使用を要求する。
【0004】
既存のノズルが有効かもしれないが、それらは製造するのが難しいかもしれないし、所望の流れ特性を達成できないかもしれない。本開示の主題は、上述した問題の1つ以上を克服するか少なくともその影響を弱めることに向けられる。
【発明の概要】
【0005】
可変流量制御ノズルは、本体部、スクリーンおよびバルブを備えている。本体部は、内部を備えており、かつ、第1、第2シート開口部およびポートを画定している。スクリーンは、本体部上に配置されており、かつ、スクリーンの流体流れは、第2シート開口部およびポートに流入し、流出する。そのために、バルブが本体部の内部に配置され、かつ、第1、第2の状態間で移動可能である。バルブが第1の状態のとき、第2シート開口部および第2ポートから第1のポートへ流出する第1の流体流れが許容される。他方で、第2の状態のバルブは、第1シート開口部および第1ポートから第2ポートへ流出する第2の流体流れを許容する。概して、特に第2の流体流れが逆洗のための流れである場合、第1の流体流れは第2の流体流れより大きくなり得る。
【0006】
以下で述べられるように、本体部は、スクリーンから延びて第1シート開口部および第1ポートと第2シート開口部および第2ポートとの間で流路をそこに画定する筒を含むことができる。バルブは、この流路内に配置されて第1の位置と第2の位置との間を移動することができる、例えばボールのような栓とすることができる。一般に、ノズルの1つ以上は、管板、パイプおよびヘッダーのような流れ障壁を備えた流れ装置内で使用することができる。一般に、流れ障壁は、第1および第2のプロセス(すなわち流れ、媒体など)を容器内、室内などで互いに分離する。このように、1以上のノズルは、第1のプロセスと第2のプロセスとの間の可変流量制御を行うことができる。
【0007】
例えば、可変流量制御ノズルは、頭部、筒部およびバルブを備えている。頭部は、表面開口部の一方の側に対して、またはその側の近くに配置され、頭部の内部の中へ、およびその内部から外への流体流れの通行用のスクリーンを有している。例えば、表面開口部は、容器の管板内にあってよい。あるいは、ノズルは横向きシステムの横配管に接続することができる。
【0008】
筒部は、頭部から表面開口部を通って延びており、そこに頭部を固定している。筒部は、頭部の内部を表面開口部の反対側に連絡する流路を有している。バルブは、筒部の通路に配置され、第1、第2の状態を有している。第1の状態で、バルブは、流れ通路から頭部の内部まで第1の方向に第1の流体流れを許容する。第2の状態で、バルブは、内部から流れ通路まで第2の方向に第2の流体流れを許容し、この場合は、第2の流体流れは第1の流体流れよりも大きい。
【0009】
筒部は、異なる内径を有する第1および第2の筒部材を備えることができる。バルブは、筒部材の中で第1の位置と第2の位置との間を移動可能なボールを含むことができる。特に、第1の位置のボールは、第1の筒部材の第1のシートに着座する。ボールが着座しても、第1の穴を通って頭部内へ向かう第1の方向に第1の流体流れが許容される。第1の穴は、第1の筒部材内のサイドポートおよび第1のシート内のスロットを含むことができる。第2の位置のボールは、第2のシート内に着座しており、第2の穴から流出する第2の方向に第2の流体流れを許容する。第2の穴は、第2の筒部材内の1以上のサイドポートを含むことができる。
【0010】
ノズルから流出する流量は、ノズルに流入する流量未満とし得る。したがって、第2の流体の流量は、第1の流体の流量よりも大きくなり得るが、実施態様によっては、その反対の関係で使用されてもよい。一般に、バルブ要素によって塞がれていない一組の穴は、より低い流量を分配することを目的とする。バルブ要素を備えたノズルによって行われる流量制御は、より高い流量のための同様の分配性能を発揮し得る。このように、ノズルは、管板またはヘッダー/横配管を基にした装置のような典型的な分配/集約システムで実施されたとき、より広範囲の流れ状態のために適切な性能を提供することができる。
【0011】
上記の概要は、それぞれの潜在的な実施形態または本開示のあらゆる側面の概要を意図したものではない。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本開示に係る管板および可変流量スクリーンノズルを有する容器を示す。
【0013】
【図2A】可変流量スクリーンノズルの斜視図である。
【0014】
【図2B】管板の開口部に取り付けられた可変流量スクリーンノズルの側面図である。
【0015】
【図3A】ノズルに流れが流入する間のノズルの断面図である。
【0016】
【図3B】ノズルから流れが流出する間のノズルの断面図である。
【0017】
【図3C】ノズル用の代替シートの平面図である。
【0018】
【図4A】ノズルに流れが流入する間の圧力降下曲線を示すグラフである。
【0019】
【図4B】ノズルから流れが流出する間の圧力降下曲線を示すグラフである。
【0020】
【図5A】本開示の特定の教示に係る他の可変流量スクリーンノズルの側面図である。
【0021】
【図5B】横断面で示されたノズルの斜視図である。
【0022】
【図6A】ノズル用のスクリーンの側面図である。
【0023】
【図6B−1】外筒、上部シート、ベースプレートおよびノズル用ガスケットの側面図である。
【0024】
【図6B−2】ノズル用の外筒の斜視図である。
【0025】
【図6C−1】ノズル用の内筒および下部シートの側面図である。
【0026】
【図6C−2】ノズル用の内筒の横断面図である。
【0027】
【図7】表面開口部の両側に二個のスクリーンを備えた他の可変流量スクリーンノズルの横断面図である。
【0028】
【図8】パイプに螺合する可変流量スクリーンノズルを示す。
【0029】
【図9A】本開示の他の実施形態に係る可変流量スクリーンノズルを備えたパイプヘッダの平面図である。
【0030】
【図9B】可変スクリーンノズルを備えたパイプヘッダの一部を示す部分図である。
【0031】
【図10A】可変スクリーンノズルの側面図である。
【0032】
【図10B】可変スクリーンノズルの横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0033】
図1または他の構成に示されるように、本開示に係る可変流量スクリーンノズル50は、容器10内で使用することができる。ここで、スクリーンノズル50は、管板20または容器10の底部または出口14近くの二重底の表面開口部22内に取り付けられている。1つだけが示されているが、多数のノズル50を容器10内に取り付けることができるように、管板20は多数の開口部22を有することができる。同様に、ノズル50は、他のプロセス流制御部品に取り付けることができ、当該他のプロセス流制御部品は、パイプヘッダ、フロア、パネルまたは一のプロセス流または媒体を他から分離するその他の流れ障壁部材を含む。
【0034】
前述のように、化学樹脂は、所望の化学的処理効果を得るための容器10内で使用できる。管板20は、(例えば、入口12などと連絡して)容器10の一の部分13の中に樹脂を支持することができ、また、スクリーンノズル50は、下降流(通常のプロセス流)状態で、他の部分15と通じている出口14を通って樹脂が容器10から排出されるのを防止する。
【0035】
清潔にするためまたは再活性化するために樹脂を定期的に逆洗することが望ましく、また、逆洗の流れは、下降流状態よりはるかに少ないこともある。好ましくは、スクリーンノズル50は、両方の場合で流れの分布を制御することができ、所望のプロセス過程に適応する流れの特性や抵抗を有するとよい。従って、開示されたノズル50は、下記に述べるような可変流量特性を有する。
【0036】
図2A−2Bおよび3A−3Bに示されるように、可変流量スクリーンノズル50は、頭部52およびそこから延びる筒部材54を有している。図2Bに示されるように、頭部52は、管板20などの表面開口部22の一方の側に隣接してまたはその近傍に配置される。頭部52は、該頭部52の内部へ流入し流出する流体流れの通路ためのスクリーン60を有している。筒部材54は、頭部52から表面開口部22を通って延伸し、頭部52をそこに固定する。筒部材54は、頭部52の内部を表面開口部22の反対側と連絡する内部流通路を有している。
【0037】
流量を制御するために、ノズル50は、筒部材54の流通路内に配置されたバルブ56を含んでいる。バルブ56は、筒部材54から頭部52の内部に向かう第1の方向に流体流れを許容する第1の状態を有している。バルブ56は、頭部52の内部から筒部材54に向かう第2の方向に第2の流体流れを許容する第2の状態を有している。この第2の流体流れは、下降流または通常のプロセス流に相当し、上昇流または逆洗と一致する第1の流体流れよりも大きい。
【0038】
図3A−3Bに詳細に示されるように、スクリーン60は、トッププレート62、ベースプレート64、および円筒状のスクリーンフィルタを形成する1本以上のスクリーンワイヤ66を備えている。図示されるように、ノズル50のスクリーン60は、トッププレート62とベースプレート64の間でそれらの周囲に延伸するロッド68を備えることができる。ロッド68は、溶接輪(図示せず)あるいはプレート62/64に溶接されていてよい。1本以上のスクリーンワイヤ66は、これらロッド68の周囲に巻き回されて取り付けられており、それによりノズル50の円筒状のスクリーン部分が形成されている。ワイヤ66、ロッド68およびスクリーン60の他の構成要素の組立には、当技術分野で既知の技術を用いることができる。
【0039】
さらに図示されるように、筒部材54は、外筒70および内筒80を有している。これらの筒70/80は、ベースプレート64から延びており、外筒70は、内筒80の内部寸法又は内径D1よりも大きい内部寸法又は内径D2を有している。別々の筒70/80の使用は、ノズル50の組立を容易にするが、代替の実施例として、例えば2つの異なる内径など、その両端が異なる内部寸法を有する単一の筒部材を使用することができる。
【0040】
ベースプレート64は、管板20に取り付けられるか、又はその近傍に配置されている。また、筒70/80は、管板20の開口部22を通り抜けている。特定の取付条件を満たすために、ベースプレート64と管板20との間にガスケット(図示せず)を使うことができる。スクリーンノズル50を管板20に固定するために、ナットまたは他の締結具75が外筒70のねじ山に取り付けられている。ナット75はアンカーナットであってよく、筒70は、標準(規格)の管用ねじ、例えば、機械式シールのためのナショナル・スタンダード・フリーフィッティング・ストレート・メカニカル・パイプ・スレッドであってよい。他の(先細)管または直線状の管用ねじを使うこともできる。実際には、他の箇所で開示されているように、ナットまたは締結具75が使われなくてもよい。代わりに、外筒70の雄ねじは、取付面20(例えば、管板、横配管など)のねじ付き開口部22に直接取り付けるための管用ねじを備えることができる。
【0041】
使用する際には、スクリーン60は、その外側にある樹脂または他の処理媒体を保持する。スクリーン60の外側とは、この場合、管板20の一方の側である。ねじ付き外筒70およびナット75は、ノズル50を管板20に固定している。ノズル50は、その内部に、流れ状態に応じて該ノズル50に流入又は流出する流れ(すなわち、スクリーン60に流入しノズル50の他方の端部から流出する流れ、あるいはその逆の流れ)を制御するためのバルブ56を有している。特に、バルブ56は、筒70/80内に配置された弁要素90を備えている。弁要素90は、ノズル50が流れ方向に依存して異なる流量特性を有することを許容する。弁要素90は、任意の適切な材料で構成することができ、好ましくは、ポリプロピレン、他のプラスチック材料、セラミック、又は装置の腐食可能性および流体特性に応じた他の材料などの非金属材料で構成するとよい。図示された弁要素90は、チェッキボールのような栓である。しかし、弁要素90は、シリンダであってもよいし、装置および材料の条件に応じた他の形状であってもよい。
【0042】
内部では、ボール90は、流れの方向に従い、筒70/80内を上端位置と下端位置との間で動くことができる。上端位置では、ボール90は、上端シート74、穴などに係合することができる。下端位置では、ボール90は、下端シート82、保持ピンなどによって筒80に保持されることができる。こうして、ボール90は、一方向のみ(すなわち、筒部材54を上昇する流れ)で少なくとも部分的に流れを閉鎖する逆止弁として作動する。概して、筒70/80の穴、シート82及びポート86は、流れを規制する(または流れ方向に従いボール90を阻止する)。
【0043】
一般に、筒70/80の一方または両方は、流れの通過を許容するための開口部を備えていてよい。たとえば、内筒80は、それを通る流れを許容する多数のポートまたは穴86を画定している。また、外筒70は、サイドポート76を画定することができる。それに代えて、図3Cに示すシート74は、サイドスロット77が一体となった開口を画定することができる。チェッキボール90がシート74内に着座しているとき、流体の上昇流は、サイドポート(76;図3B)またはサイドスロット(77;図3C)を通り抜けることが許容される。
【0044】
内筒及び外筒70/80と同様に、スクリーン60は、金属で構成されて、溶接及び他の技術によって予め組み立てられることが望ましい。たとえば、ノズル50は、当該技術で用いられるプラスチックノズルよりも高い耐久性を有するように、金属(例えばステンレス鋼、ハステロイまたは他の合金)で構成することができる。2本の筒70/80は、様々な方法でスクリーン60に取り付けることができる。たとえば、外筒70は、スクリーン60の底部を形成しているベースプレート64の開口にねじ止め又は溶接することができる。
【0045】
一方、内筒80は、様々な方法で外筒70に取り付けることができる。図示のように、内筒80の端部は、外筒70の端部にねじ止めすることができる。この構成では、スクリーン60及び外筒70は、メンテナンス又は清掃が必要な場合に内筒80から分離することができる。この構成ではさらに、組立時の溶接の間に損傷を受けないように、チェッキボール90を非金属材料(例えば、プラスチック)からなるようにできる。
【0046】
典型的な一実施例では、スクリーン60は、約2・1/2〜3インチの幅と2・1/2インチの高さを有することができる。全体として、ノズル50はほぼ5〜6インチの高さを有する。ノズル50を取り付けることができる管板20又は他の表面の厚さは、約0.5インチであるが、他の厚さに適合するようにノズル50を変更することもできる。外筒70は、直径1・1/2インチ以上とすることができ、また、内筒80は、直径1・1/2インチ未満とすることができる。ボール90は、ポリプロピレンで構成することができ、約0.9Sgの比重とすることができる。流量制御ボール90の比重は、プロセス条件及びノズル配向要件に応じて変えることができる。スクリーン60は、ジョンソン・スクリーンの0.007インチの隙間を有する63−ワイヤを備えることができる。これらの寸法は一例に過ぎず、実施形態および必要条件に応じて変えることができる。
【0047】
図3Aにおいてノズル50に流入する流れとして示されているように、プロセス流は、スクリーンワイヤ66を通過してスクリーン60の内部に流入する。流れは、それから、シート74の開口部を通過して、筒70/80の通路に入る。この方向の流れは、内筒80内でボール90をその下側の位置へ動かし、それにより、ボール90が、内筒80に溶接された軸受筒である下部シート82に係合する。それにもかかわらず、内筒80内の流れは、内筒80の側部に画定された一又は複数のポート86を通って流出することが許容される。
【0048】
図4Aのグラフに示されるように、ノズル50に流入する流れの圧力損失(標準状態での水深(m−Ws))の例示的な曲線100は、流量2m3/hrでの約1.8m−Wsから、流量0.5m3/hrでのほぼ0.1m−Wsまで減少する。これは、樹脂などのプロセス流の下降流に使用される場合、対象の流量でのノズル50にとって許容可能な圧力損失であると考えられる。穴およびポートの寸法は、所望の値を作り出すためにカスタマイズすることができる。
【0049】
図3Bにノズル50から流出する流れとして示されているように、プロセス流は、内筒80を上昇して通過し、外筒70に流入する。外筒70では、流れによりチェッキボール90がシート74を閉じた状態となることで、流れがスクリーン60内への流れに制限される。図示するように、このシート74は、平らな軸受筒のように形成されることができるが、例えば、ベルビル・タイプのワッシャー又は多少の流れの通過を許容するために不均等な端を備えた形などの円錐形を含む他の形状を用いることもできる。一方、流れはサイドポート(76;図3B)またはシートスロット(77;図3C)を通過して流出してゆき、スクリーン60の内部に流入することができる。この流れは、それからスクリーン60を通過して、上昇流(上昇流)又は逆洗工程のために容器に流入する。
【0050】
図4Bのグラフに示されるように、ノズル50から流出する流れの圧力損失(m−Ws)の他の例示的な曲線110は、流量0.2m3/hrでの約0.9m−Wsから、流量0.1m3/hrでのほぼ0.2m−Wsまで減少する。これは、樹脂などのプロセス流の下降流に使用される場合、対象の流量でのノズル50にとって許容可能な圧力損失であると考えられる。穴の構造および一般的な配管/ノズルの寸法設定は、特定の装置に必要な流れ状態に適合するように変更できる。
【0051】
図5A−5Bに示す他の可変流量スクリーンノズル150は、頭部152およびそこから延びる筒部材154を有している。図5Aに示されるように、頭部152は、管板20などの表面開口部22の一方の側に隣接してまたはその近傍に配置される。頭部152は、その内部へ流入し流出する流体の通路のためのスクリーン160を有している。筒部材154は、頭部152から表面開口部22を通って延伸し、そこに頭部152を固定している。筒部材154は、頭部152の内部を表面開口部22の反対側と連絡する内部流通路を有している。
【0052】
流れを制御するために、ノズル50は、筒部材154の流通路内に配置されたバルブ156を含んでいる。上述したものと同様、バルブ156は、筒部材154から頭部152の内部に向かう第1の方向に流体流れを許容する第1の状態と、頭部152の内部から筒部材154に向かう第2の方向に第2の流体流れを許容する第2の状態とを有している。この第2の流体流れは、下降流または通常のプロセス流に相当し、上昇流または逆洗と一致する第1の流体流れよりも大きい。
【0053】
図示されるように、スクリーン160は、トッププレート162、ベースプレート164、および円筒状のスクリーンフィルタを形成する1本以上のスクリーンワイヤ166を有している。ロッド(図示せず)は、溶接輪167あるいはプレート162/164に溶接されていてよい。1本以上のスクリーンワイヤ166は、これらロッドの周囲に巻き回されて取り付けられており、それによりノズル150の円筒状のスクリーン部分が形成されている。ワイヤ166、ロッドおよびスクリーン160の他の構成要素の組立には、当技術分野で既知の技術を用いることができる。
【0054】
再び、筒部材154は、その両端間で異なる内部寸法を有している。図示されるように、筒部材154は、異なる直径(D2>D1)を有する外筒170および内筒180を備えている。外筒170は、ベースプレート164の開口部を通してスクリーン160の内部に嵌合している。内筒180は、ベースプレート164および外筒170から延びて、管板20の開口部22に嵌合状態で貫通している。この構成では、スクリーン160及び外筒170は、メンテナンス又は清掃が必要な場合に内筒80から分離することができる。この構成ではさらに、組立時の溶接の間に損傷を受けないように、バルブ156のチェッキボール190が非金属材料(例えば、プラスチック)からなるようにしてよい。別々の筒170/180の使用は、ノズル150の組立を容易にする。しかしながら、代替の実施例として、2つの異なる内径を有する単一の筒部材を使用することができる。
【0055】
スクリーン160は、筒170/180と同様、金属で構成されて、溶接及び他の技術によって予め組み立てられることが望ましい。たとえば、ノズル150は、当該技術で用いられるプラスチックノズルよりも高い耐久性を有するように、例えばステンレス鋼、ハステロイまたは他の合金などの金属で構成することができる。チェッキボール190は、例えばポリプロピレンなどのプラスチックで構成することができる。チェッキボール190にポリプロピレンの使用が許容されないプロセス条件のためには、他の材料を使用することができる。
【0056】
外筒170の詳細は、図6B−1および6B−2に示される。外筒170の一端は、ベースプレート164の開口部内に溶接によって取り付けられる。内部では、外筒170は、内筒180を結合させるための雌ねじ177を画定する。外筒170はさらに、下記のような流量制御のための1以上のポートまたは穴176をその側部に画定する。例えば軸受筒のようなシート174は、チェッキボール190のための上部シートを作り出すために溶接によって外筒の上端に取り付けられる。このシート174は、チェッキボール190が着座したときでも流路を提供するために、上記のようにその円形の開口部にサイドスロットを画定することができる。
【0057】
内筒180の詳細は、図6C−1および6C−2に示される。内筒180は、その先端に、雌ねじ177を有する外筒170に螺入するための第1の雄ねじ187を備える。内筒180は、さらに、ナット175に螺合するための第2の雄ねじ185を備える。内筒180の下端近傍の側部のポートまたは穴186は、下記のような流量制御を行う。さらに下端では、例えば軸受筒のような下部シート182は、溶接によって内筒180に取り付けられていることで、流量制御中にチェッキボール190用の弁座を作り出す。
【0058】
ノズル150は、修理のための組立および撤去を容易にする。例えば、スクリーン160は、ベースプレート164および外筒170、シート174およびナットヘッド163と一体に組み立てられる。金属からなるこれらの様々な構成要素は、既知の技術を使用して溶接することができる。一方、内筒180は、それに溶接されたシート182と一体に組み立てることができる。ボール190が溶接工程に曝されないようにするため、プラスチックからなるチェッキボール190は、溶接が行なわれた後で内筒180に挿入することができる。
【0059】
管板20(図5A)にノズル150を組み付けるため、内筒180は、ボール190が内部に配置されてナット175がその上に螺合した状態で管板の開口部22内に挿通される。その後、組立作業者は、スクリーン160および外筒170を、管板の開口部22を通って延びる内筒180のねじ端187に螺合させる。取り付けられたナットヘッド163は、管板20の開口部22内にノズル150を固定するためにナット175と共に使用することができる。ノズル150を固定するために、ベースプレート164は管板20に押し付けられており、また、ベースプレート164と管板20の間に挟まれたガスケット165は、シート開口部22を通過するプロセス流がノズル150以外を通過することを妨げるためのシールを作り出すことができる。
【0060】
使用する際には、スクリーン160は、管板20の一方の側に樹脂または他のプロセス媒体を保持する。筒170/180およびチェッキボール190は、ノズル150に流入または流出する流れ(すなわち、スクリーン160に流入しノズル150の他方の端部から流出する流れ、あるいはその逆の流れ)を規制することで、流量制御を行う。こうして、筒170/180内のボール190は、一方向のみ(すなわち、筒を上昇する流れ)で少なくとも部分的に流れを閉鎖する逆止弁として作用し、ポート176、シート184、及びポート186は流れを規制する(または流れ方向に従いボール190を阻止する)。上部シート174の開口部、外筒170および内筒180は、ノズル150を通る下降流のための流路を画定する。反対に、外筒中のポート176は、ノズルを通る上昇流のための流路を画定する。
【0061】
流量制御のために、内筒のスロット186は、内筒180に流入または流出するプロセス流の通過を許容する。チェッキボール190は、流れの方向に従い、筒170/180内を上端位置と下端位置との間で動くことができる。ボール190は、下端位置では、下端シート182によって筒180に保持される。上端位置では、ボール90は、上部シート174に係合する。それにもかかわらず、流れはサイドポート176を通って外筒170から出てスクリーン160に流入することができる。チェッキボール190、弁座プレート174,182は、チェッキボール190とのより良好な接触を可能とするための面取部又は傾斜部を有していてよい。
【0062】
ボール190は、シート174に着座しているにも関わらず、サイドポート176を通る流れを閉鎖しない。特に、外筒170は、内筒180の直径D1より大きい内部直径D2を有しており、当該内部直径D2は、チェッキボール190の直径と近似している。このように、チェッキボール190が外筒170内への上昇流によって動かされる場合、チェッキボール190の直径は、外筒170の直径D2未満である。このことは、流れが着座しているボール190を通過してポート176から流出することを許容する。他方では、チェッキボール190が下降流によって内筒180内へ動かされる場合、その動きが内筒180内を通過する流れによって緊密にカバーされるように、チェッキボール190の直径はより厳密に内筒180の直径と一致する。サイドポート176には、流れの分散パターンを改善するかあるいは作動中の閉塞を防ぐために面取部又は傾斜部を設けることができる。
【0063】
図7に示す他の可変スクリーンノズル250は、二個の頭部252A−Bおよびそれらの間に延びる筒部材254を備えている。このノズル250は、追加のろ過能力を備えるスクリーン260Bを具備する第2の頭部252Bを含むと共に、上述したものと同様に作動する。このノズル250の構造は、様々なプロセス流への適用を見出すことができる。
【0064】
一方の頭部252Aは、管板20などの表面開口部22の一方の側に隣接して配置され、その一方で、他の頭部252Bは、開口部22の反対側に配置されている。両方の頭部252A−Bは、前述したものと同様、頭部252A−Bの内部へ流入し流出する流体の通過のためのスクリーン260A−Bを有している。筒部材254は、第1の頭部252Aから表面開口部22を通って延びており、締結具275で頭部252Aに固定されている。
【0065】
上記と同様に、筒部材254は、頭部252A−Bの内部を表面開口部22の反対側と連絡する内部流通路を有しており、また、内筒および外筒270、280を有している。流量を制御するために、ノズル250は、筒部材254の流通路内に配置されたバルブ256を含んでいる。前述のように、バルブ256は、ノズル250を通る反対方向の流体流れを制御するために第1シート274および第2シート282間を動くボール290を備えている。
【0066】
内筒280は、上記のものと同様である。しかしながら、本実施態様では、内筒280は、内筒280内の穴又はポート286と連通するスクリーン260Bを有している。組立のために、上部スクリーン260Aおよび外筒270は開口部22に嵌合させることができる。その一方で、ボール290は、既に他のスクリーン260Bがその上に取り付けられている内筒280内に配置することができる。例えば、スクリーン260Bは、内筒280上に溶接されることができる。その後、内筒280の雄ねじを設けた端部は、外筒270の雌ねじに螺合させることができる。
【0067】
上述では、管板に付けられた可変流量スクリーンノズルは、締結具を使用している。他の実施態様では、開示されたノズルは、管板、配管などの設置用の開口部に形成したねじに直接螺合する雄ねじを有することができる。図8に示すように、例えば、可変流量スクリーンノズル350は、パイプヘッダ又は横向き配管システム300の配管310上に螺合している。このノズル350は、上記で図2A−2Bに示したものと同様であってよく、チェッキボール(図示せず)あるいは他のバルブ要素に加えて、スクリーンヘッド360、外筒370および内筒380を備えている。筒370/380は、アダプタ320に嵌合状態で貫通しており、配管310内の開口部312を貫通している。外筒370上の雄ねじ372は、スクリーンヘッド360を配管310上に支持するために開口部312の雌ねじに螺合している。図示されていないが、様々なシール、ガスケットなどは、配管の開口部312内で外筒370をシールするために使用できる。設置されたとき、ノズル350は、上述と同様のやり方で作動して、パイプ310に流入又は流出する液体の流量を制御する。
【0068】
上記では、可変流量スクリーンノズルは管板に取り付けられており、また、図8に示す先の実施例では、ノズル350がパイプヘッダ又は横向き配管システムの配管に直接取り付けられている。開示された可変流量スクリーンノズルは、他の構成とすることが可能である。この線に沿った例として、図9A−9Bは、本開示の他の実施例に係る可変流量スクリーンノズル450を備えるパイプヘッダ400を示している。図9Aに示されるように、パイプヘッダ400は、容器402などの内部に収まっており、ヘッダーパイプ410を備えている。T型の組立体420は、ヘッダーパイプ410からの様々な位置に取り付けられ、フランジ接続を使用して横管430に接続される。
【0069】
図9Bに最もよく示されるように、可変スクリーンノズル450は、実施態様に基づく別のまたは一連の方法で横管430に接続される。図に見ることができるように、可変スクリーンノズル450は、横アーム454によって横管430に接続された中空体452を備える。スクリーンヘッド460は、中空体452に取り付けられており、補助スクリーン465が中空体452の周囲に形成されている。下記に述べるように、ノズル450内の内部流量調節弁は、スクリーンヘッド460及び補助スクリーン465を通してノズル450に流入又は流出する流体流れを制御する。
【0070】
図10Aは、可変スクリーンノズル450の側面図である。また、図10Bは、可変スクリーンノズル450の横断面図である。再び、スクリーンヘッド460は、補助スクリーン465および横アーム454を備えた中空体452に取り付けられている。図10Bに最もよく示されるように、スクリーンヘッド460は、トッププレート462、ベースプレート464、および円筒状のフィルタスクリーンを形成する1本以上のワイヤ466を備えている。ロッド468は、溶接輪467および(または)プレート462/464に溶接されることができる。1本以上のスクリーンワイヤ466は、これらロッド468の周囲に巻き回されて取り付けられており、それによってノズル450の円筒状のスクリーン部分が形成されている。ワイヤ466、ロッド468およびスクリーン460の他の構成要素の組立には、当技術分野で既知の技術を用いることができる。
【0071】
図示されたように、上記と同様、外筒470および内筒480は異なる直径を有しており、また、外筒470は、ベースプレート464の開口部を通してスクリーンヘッド460の内部に収まっている。内筒480は、ベースプレート464および外筒470から延びて、横管454と連絡する中空体452の内部に収まっている。内筒480は、中空体452内に螺合することができるか、あるいはそこに溶接されることができる。
【0072】
一の構成では、メンテナンスまたは掃除が必要な場合、スクリーンヘッド460および外筒470は内筒480から分離可能とすることができる。このことは、さらにノズル450の組立を容易にする。外筒470の一端は、ベースプレート464の開口部内に溶接によって取り付けられている。内部では、外筒470は、内筒480を結合するための雌ねじを画定することができる。
【0073】
外筒470は、流量制御のためにその側部に1以上のポートあるいは穴(図示せず)を画定してもよいし、画定しなくてもよい。しかしながら、前の実施例と同様、軸受筒のようなシート474は、チェッキボール490のための上部シートを作り出すために外筒470の上端に溶接される。このシート474は、チェッキボール490が着座したときでも流路を提供するために、その円形の開口部に上記のようなサイドスロットを画定してもよいし、画定しなくてもよい。
【0074】
一方、内筒480は、雌ねじを有する外筒470に螺合するように、その先端に雄ねじを有することができる。内筒180の下端近傍の側部のポートまたは穴486は、ここで述べるような流量制御を行う。さらに下端では、例えば軸受筒のような下部シート482が溶接によって内筒480に取り付けられていることで、流量制御の間にチェッキボール490用の弁座を作り出す。
【0075】
中空体452は、スクリーンヘッド460が取り付けられていると共に横アーム454が側部から延びている端部とは反対側の閉じられた端部を備える。しかしながら、多くの他の構成を使用することができ、中空体452は、実際、ヘッダーシステムの横配管に取り付けるための横アームとすることができる。しかしながら、中空体452は、多数のポート456を画定し、かつ、その辺りに取り付けた補助スクリーン465を備える。補助スクリーン465は、ここで述べられた他のスクリーンと同様の構成とすることができ、上部および下部の溶接輪、ロッド、およびワイヤを使用することができる。
【0076】
ノズル450は、修理のための組立および撤去を容易にする。例えば、スクリーンヘッド460は、ベースプレート464、外筒470、及びシート474と一体に組み立てられる。これらの様々な構成要素が金属で構成されて、既知の技術を用いて互いに溶接される。一方、内筒480は、それに溶接されたシート482と一体に組み立てることができ、また、内筒480は、溶接、ねじ止めその他によって中空体452内に取り付けることができる。ボール490が溶接工程に曝されないようにするため、プラスチックからなるチェッキボール490は、溶接が行なわれた後で内筒480に挿入することができる。
【0077】
使用する際には、スクリーン460は、樹脂または他のプロセス媒体を中空体452、横アーム452、及び取り付けられた横配管(図示せず)の外側に保持する。筒470/480およびチェッキボール490は、ノズル450に流入または流出する流れを規制することで、流量制御を行う。ノズル450内への第1の方向の流れについては、スクリーンヘッド460内へ通過し、シート474を通り、外筒および内筒470/480に流入する。流れは、ボール490を下部シート482に押し付け、筒480をそのポート486が通った(開いた)状態とする。中空体452の内部では、流れは、横アーム454を出て横向きシステムの他の構成要素に入ることができる。流れはさらに、中空体452内のサイドポート456を囲む補助スクリーン465を通り抜けることによって、中空体452およびアーム454に流入することができる。
【0078】
ノズル450からの第2の方向の流れについては、流れが横向きシステムから横アーム454および中空体452まで通過する。ポート486およびシート482を通って内筒480に流入し、流れは、当初スクリーンヘッド460に流出する流れを閉鎖していた上部シート474にチェッキボール490を押し付ける。しかしながら、中空体452の内部の流れは、サイドポート456および補助スクリーン456から流出することができる。
【0079】
好ましい実施形態または他の実施形態についての先の記述は、出願人によって考え出された発明概念の範囲または適用可能性を限定または制限することを意図したものではない。ここに含まれている発明概念を開示することと引き換えに、出願人は、添付された請求の範囲によって与えられるすべての特許権を望む。したがって、添付の請求の範囲は、以下の請求の範囲またはその均等の範囲内にある全範囲のすべての修正及び変更を含むことが意図されている。
【0080】
10 容器
20 管板
22 表面開口部
50 可変流量スクリーンノズル
【技術分野】
【0001】
本発明は、可変流量スクリーンノズルに関する。
【背景技術】
【0002】
ノズルは、所望の化学プロセスの効果のために液体の流れを制御する容器内で使用できる。いくつかのノズル構造は、現在、工業で使用されている。例えば、ノズルは、米国特許第3,684,192号;第4,476,020号;第5,068,034号;第5,658,459号;及び第6,561,481号に開示されている。市販のノズルには、オルソス・リキッド・システムズから入手可能なノズルが含まれている。
【0003】
樹脂プロセスにおいては、流量は、プロセスの段階に依存して変わり得る。容器内では、二重底または管板は、容器の中で樹脂を支持することができる。この管板は、下降流(通常のプロセス流)状態の間に樹脂が容器から排出されないようにするためのスクリーンノズルを受け入れるために開けられた穴を有している。定期的に、清潔にするためまたは再活性化するために樹脂を逆洗することが望まれる。ある場合には、この逆洗流は、下降流状態よりはるかに少ない。スクリーンノズルが両方のケースで流通を制御するために使用されることが望まれるので、流れ特性や流れに対する抵抗は、逆洗段階に適応可能でなければならない。このことは、流れ特性を変更可能なノズルの使用を要求する。
【0004】
既存のノズルが有効かもしれないが、それらは製造するのが難しいかもしれないし、所望の流れ特性を達成できないかもしれない。本開示の主題は、上述した問題の1つ以上を克服するか少なくともその影響を弱めることに向けられる。
【発明の概要】
【0005】
可変流量制御ノズルは、本体部、スクリーンおよびバルブを備えている。本体部は、内部を備えており、かつ、第1、第2シート開口部およびポートを画定している。スクリーンは、本体部上に配置されており、かつ、スクリーンの流体流れは、第2シート開口部およびポートに流入し、流出する。そのために、バルブが本体部の内部に配置され、かつ、第1、第2の状態間で移動可能である。バルブが第1の状態のとき、第2シート開口部および第2ポートから第1のポートへ流出する第1の流体流れが許容される。他方で、第2の状態のバルブは、第1シート開口部および第1ポートから第2ポートへ流出する第2の流体流れを許容する。概して、特に第2の流体流れが逆洗のための流れである場合、第1の流体流れは第2の流体流れより大きくなり得る。
【0006】
以下で述べられるように、本体部は、スクリーンから延びて第1シート開口部および第1ポートと第2シート開口部および第2ポートとの間で流路をそこに画定する筒を含むことができる。バルブは、この流路内に配置されて第1の位置と第2の位置との間を移動することができる、例えばボールのような栓とすることができる。一般に、ノズルの1つ以上は、管板、パイプおよびヘッダーのような流れ障壁を備えた流れ装置内で使用することができる。一般に、流れ障壁は、第1および第2のプロセス(すなわち流れ、媒体など)を容器内、室内などで互いに分離する。このように、1以上のノズルは、第1のプロセスと第2のプロセスとの間の可変流量制御を行うことができる。
【0007】
例えば、可変流量制御ノズルは、頭部、筒部およびバルブを備えている。頭部は、表面開口部の一方の側に対して、またはその側の近くに配置され、頭部の内部の中へ、およびその内部から外への流体流れの通行用のスクリーンを有している。例えば、表面開口部は、容器の管板内にあってよい。あるいは、ノズルは横向きシステムの横配管に接続することができる。
【0008】
筒部は、頭部から表面開口部を通って延びており、そこに頭部を固定している。筒部は、頭部の内部を表面開口部の反対側に連絡する流路を有している。バルブは、筒部の通路に配置され、第1、第2の状態を有している。第1の状態で、バルブは、流れ通路から頭部の内部まで第1の方向に第1の流体流れを許容する。第2の状態で、バルブは、内部から流れ通路まで第2の方向に第2の流体流れを許容し、この場合は、第2の流体流れは第1の流体流れよりも大きい。
【0009】
筒部は、異なる内径を有する第1および第2の筒部材を備えることができる。バルブは、筒部材の中で第1の位置と第2の位置との間を移動可能なボールを含むことができる。特に、第1の位置のボールは、第1の筒部材の第1のシートに着座する。ボールが着座しても、第1の穴を通って頭部内へ向かう第1の方向に第1の流体流れが許容される。第1の穴は、第1の筒部材内のサイドポートおよび第1のシート内のスロットを含むことができる。第2の位置のボールは、第2のシート内に着座しており、第2の穴から流出する第2の方向に第2の流体流れを許容する。第2の穴は、第2の筒部材内の1以上のサイドポートを含むことができる。
【0010】
ノズルから流出する流量は、ノズルに流入する流量未満とし得る。したがって、第2の流体の流量は、第1の流体の流量よりも大きくなり得るが、実施態様によっては、その反対の関係で使用されてもよい。一般に、バルブ要素によって塞がれていない一組の穴は、より低い流量を分配することを目的とする。バルブ要素を備えたノズルによって行われる流量制御は、より高い流量のための同様の分配性能を発揮し得る。このように、ノズルは、管板またはヘッダー/横配管を基にした装置のような典型的な分配/集約システムで実施されたとき、より広範囲の流れ状態のために適切な性能を提供することができる。
【0011】
上記の概要は、それぞれの潜在的な実施形態または本開示のあらゆる側面の概要を意図したものではない。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本開示に係る管板および可変流量スクリーンノズルを有する容器を示す。
【0013】
【図2A】可変流量スクリーンノズルの斜視図である。
【0014】
【図2B】管板の開口部に取り付けられた可変流量スクリーンノズルの側面図である。
【0015】
【図3A】ノズルに流れが流入する間のノズルの断面図である。
【0016】
【図3B】ノズルから流れが流出する間のノズルの断面図である。
【0017】
【図3C】ノズル用の代替シートの平面図である。
【0018】
【図4A】ノズルに流れが流入する間の圧力降下曲線を示すグラフである。
【0019】
【図4B】ノズルから流れが流出する間の圧力降下曲線を示すグラフである。
【0020】
【図5A】本開示の特定の教示に係る他の可変流量スクリーンノズルの側面図である。
【0021】
【図5B】横断面で示されたノズルの斜視図である。
【0022】
【図6A】ノズル用のスクリーンの側面図である。
【0023】
【図6B−1】外筒、上部シート、ベースプレートおよびノズル用ガスケットの側面図である。
【0024】
【図6B−2】ノズル用の外筒の斜視図である。
【0025】
【図6C−1】ノズル用の内筒および下部シートの側面図である。
【0026】
【図6C−2】ノズル用の内筒の横断面図である。
【0027】
【図7】表面開口部の両側に二個のスクリーンを備えた他の可変流量スクリーンノズルの横断面図である。
【0028】
【図8】パイプに螺合する可変流量スクリーンノズルを示す。
【0029】
【図9A】本開示の他の実施形態に係る可変流量スクリーンノズルを備えたパイプヘッダの平面図である。
【0030】
【図9B】可変スクリーンノズルを備えたパイプヘッダの一部を示す部分図である。
【0031】
【図10A】可変スクリーンノズルの側面図である。
【0032】
【図10B】可変スクリーンノズルの横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0033】
図1または他の構成に示されるように、本開示に係る可変流量スクリーンノズル50は、容器10内で使用することができる。ここで、スクリーンノズル50は、管板20または容器10の底部または出口14近くの二重底の表面開口部22内に取り付けられている。1つだけが示されているが、多数のノズル50を容器10内に取り付けることができるように、管板20は多数の開口部22を有することができる。同様に、ノズル50は、他のプロセス流制御部品に取り付けることができ、当該他のプロセス流制御部品は、パイプヘッダ、フロア、パネルまたは一のプロセス流または媒体を他から分離するその他の流れ障壁部材を含む。
【0034】
前述のように、化学樹脂は、所望の化学的処理効果を得るための容器10内で使用できる。管板20は、(例えば、入口12などと連絡して)容器10の一の部分13の中に樹脂を支持することができ、また、スクリーンノズル50は、下降流(通常のプロセス流)状態で、他の部分15と通じている出口14を通って樹脂が容器10から排出されるのを防止する。
【0035】
清潔にするためまたは再活性化するために樹脂を定期的に逆洗することが望ましく、また、逆洗の流れは、下降流状態よりはるかに少ないこともある。好ましくは、スクリーンノズル50は、両方の場合で流れの分布を制御することができ、所望のプロセス過程に適応する流れの特性や抵抗を有するとよい。従って、開示されたノズル50は、下記に述べるような可変流量特性を有する。
【0036】
図2A−2Bおよび3A−3Bに示されるように、可変流量スクリーンノズル50は、頭部52およびそこから延びる筒部材54を有している。図2Bに示されるように、頭部52は、管板20などの表面開口部22の一方の側に隣接してまたはその近傍に配置される。頭部52は、該頭部52の内部へ流入し流出する流体流れの通路ためのスクリーン60を有している。筒部材54は、頭部52から表面開口部22を通って延伸し、頭部52をそこに固定する。筒部材54は、頭部52の内部を表面開口部22の反対側と連絡する内部流通路を有している。
【0037】
流量を制御するために、ノズル50は、筒部材54の流通路内に配置されたバルブ56を含んでいる。バルブ56は、筒部材54から頭部52の内部に向かう第1の方向に流体流れを許容する第1の状態を有している。バルブ56は、頭部52の内部から筒部材54に向かう第2の方向に第2の流体流れを許容する第2の状態を有している。この第2の流体流れは、下降流または通常のプロセス流に相当し、上昇流または逆洗と一致する第1の流体流れよりも大きい。
【0038】
図3A−3Bに詳細に示されるように、スクリーン60は、トッププレート62、ベースプレート64、および円筒状のスクリーンフィルタを形成する1本以上のスクリーンワイヤ66を備えている。図示されるように、ノズル50のスクリーン60は、トッププレート62とベースプレート64の間でそれらの周囲に延伸するロッド68を備えることができる。ロッド68は、溶接輪(図示せず)あるいはプレート62/64に溶接されていてよい。1本以上のスクリーンワイヤ66は、これらロッド68の周囲に巻き回されて取り付けられており、それによりノズル50の円筒状のスクリーン部分が形成されている。ワイヤ66、ロッド68およびスクリーン60の他の構成要素の組立には、当技術分野で既知の技術を用いることができる。
【0039】
さらに図示されるように、筒部材54は、外筒70および内筒80を有している。これらの筒70/80は、ベースプレート64から延びており、外筒70は、内筒80の内部寸法又は内径D1よりも大きい内部寸法又は内径D2を有している。別々の筒70/80の使用は、ノズル50の組立を容易にするが、代替の実施例として、例えば2つの異なる内径など、その両端が異なる内部寸法を有する単一の筒部材を使用することができる。
【0040】
ベースプレート64は、管板20に取り付けられるか、又はその近傍に配置されている。また、筒70/80は、管板20の開口部22を通り抜けている。特定の取付条件を満たすために、ベースプレート64と管板20との間にガスケット(図示せず)を使うことができる。スクリーンノズル50を管板20に固定するために、ナットまたは他の締結具75が外筒70のねじ山に取り付けられている。ナット75はアンカーナットであってよく、筒70は、標準(規格)の管用ねじ、例えば、機械式シールのためのナショナル・スタンダード・フリーフィッティング・ストレート・メカニカル・パイプ・スレッドであってよい。他の(先細)管または直線状の管用ねじを使うこともできる。実際には、他の箇所で開示されているように、ナットまたは締結具75が使われなくてもよい。代わりに、外筒70の雄ねじは、取付面20(例えば、管板、横配管など)のねじ付き開口部22に直接取り付けるための管用ねじを備えることができる。
【0041】
使用する際には、スクリーン60は、その外側にある樹脂または他の処理媒体を保持する。スクリーン60の外側とは、この場合、管板20の一方の側である。ねじ付き外筒70およびナット75は、ノズル50を管板20に固定している。ノズル50は、その内部に、流れ状態に応じて該ノズル50に流入又は流出する流れ(すなわち、スクリーン60に流入しノズル50の他方の端部から流出する流れ、あるいはその逆の流れ)を制御するためのバルブ56を有している。特に、バルブ56は、筒70/80内に配置された弁要素90を備えている。弁要素90は、ノズル50が流れ方向に依存して異なる流量特性を有することを許容する。弁要素90は、任意の適切な材料で構成することができ、好ましくは、ポリプロピレン、他のプラスチック材料、セラミック、又は装置の腐食可能性および流体特性に応じた他の材料などの非金属材料で構成するとよい。図示された弁要素90は、チェッキボールのような栓である。しかし、弁要素90は、シリンダであってもよいし、装置および材料の条件に応じた他の形状であってもよい。
【0042】
内部では、ボール90は、流れの方向に従い、筒70/80内を上端位置と下端位置との間で動くことができる。上端位置では、ボール90は、上端シート74、穴などに係合することができる。下端位置では、ボール90は、下端シート82、保持ピンなどによって筒80に保持されることができる。こうして、ボール90は、一方向のみ(すなわち、筒部材54を上昇する流れ)で少なくとも部分的に流れを閉鎖する逆止弁として作動する。概して、筒70/80の穴、シート82及びポート86は、流れを規制する(または流れ方向に従いボール90を阻止する)。
【0043】
一般に、筒70/80の一方または両方は、流れの通過を許容するための開口部を備えていてよい。たとえば、内筒80は、それを通る流れを許容する多数のポートまたは穴86を画定している。また、外筒70は、サイドポート76を画定することができる。それに代えて、図3Cに示すシート74は、サイドスロット77が一体となった開口を画定することができる。チェッキボール90がシート74内に着座しているとき、流体の上昇流は、サイドポート(76;図3B)またはサイドスロット(77;図3C)を通り抜けることが許容される。
【0044】
内筒及び外筒70/80と同様に、スクリーン60は、金属で構成されて、溶接及び他の技術によって予め組み立てられることが望ましい。たとえば、ノズル50は、当該技術で用いられるプラスチックノズルよりも高い耐久性を有するように、金属(例えばステンレス鋼、ハステロイまたは他の合金)で構成することができる。2本の筒70/80は、様々な方法でスクリーン60に取り付けることができる。たとえば、外筒70は、スクリーン60の底部を形成しているベースプレート64の開口にねじ止め又は溶接することができる。
【0045】
一方、内筒80は、様々な方法で外筒70に取り付けることができる。図示のように、内筒80の端部は、外筒70の端部にねじ止めすることができる。この構成では、スクリーン60及び外筒70は、メンテナンス又は清掃が必要な場合に内筒80から分離することができる。この構成ではさらに、組立時の溶接の間に損傷を受けないように、チェッキボール90を非金属材料(例えば、プラスチック)からなるようにできる。
【0046】
典型的な一実施例では、スクリーン60は、約2・1/2〜3インチの幅と2・1/2インチの高さを有することができる。全体として、ノズル50はほぼ5〜6インチの高さを有する。ノズル50を取り付けることができる管板20又は他の表面の厚さは、約0.5インチであるが、他の厚さに適合するようにノズル50を変更することもできる。外筒70は、直径1・1/2インチ以上とすることができ、また、内筒80は、直径1・1/2インチ未満とすることができる。ボール90は、ポリプロピレンで構成することができ、約0.9Sgの比重とすることができる。流量制御ボール90の比重は、プロセス条件及びノズル配向要件に応じて変えることができる。スクリーン60は、ジョンソン・スクリーンの0.007インチの隙間を有する63−ワイヤを備えることができる。これらの寸法は一例に過ぎず、実施形態および必要条件に応じて変えることができる。
【0047】
図3Aにおいてノズル50に流入する流れとして示されているように、プロセス流は、スクリーンワイヤ66を通過してスクリーン60の内部に流入する。流れは、それから、シート74の開口部を通過して、筒70/80の通路に入る。この方向の流れは、内筒80内でボール90をその下側の位置へ動かし、それにより、ボール90が、内筒80に溶接された軸受筒である下部シート82に係合する。それにもかかわらず、内筒80内の流れは、内筒80の側部に画定された一又は複数のポート86を通って流出することが許容される。
【0048】
図4Aのグラフに示されるように、ノズル50に流入する流れの圧力損失(標準状態での水深(m−Ws))の例示的な曲線100は、流量2m3/hrでの約1.8m−Wsから、流量0.5m3/hrでのほぼ0.1m−Wsまで減少する。これは、樹脂などのプロセス流の下降流に使用される場合、対象の流量でのノズル50にとって許容可能な圧力損失であると考えられる。穴およびポートの寸法は、所望の値を作り出すためにカスタマイズすることができる。
【0049】
図3Bにノズル50から流出する流れとして示されているように、プロセス流は、内筒80を上昇して通過し、外筒70に流入する。外筒70では、流れによりチェッキボール90がシート74を閉じた状態となることで、流れがスクリーン60内への流れに制限される。図示するように、このシート74は、平らな軸受筒のように形成されることができるが、例えば、ベルビル・タイプのワッシャー又は多少の流れの通過を許容するために不均等な端を備えた形などの円錐形を含む他の形状を用いることもできる。一方、流れはサイドポート(76;図3B)またはシートスロット(77;図3C)を通過して流出してゆき、スクリーン60の内部に流入することができる。この流れは、それからスクリーン60を通過して、上昇流(上昇流)又は逆洗工程のために容器に流入する。
【0050】
図4Bのグラフに示されるように、ノズル50から流出する流れの圧力損失(m−Ws)の他の例示的な曲線110は、流量0.2m3/hrでの約0.9m−Wsから、流量0.1m3/hrでのほぼ0.2m−Wsまで減少する。これは、樹脂などのプロセス流の下降流に使用される場合、対象の流量でのノズル50にとって許容可能な圧力損失であると考えられる。穴の構造および一般的な配管/ノズルの寸法設定は、特定の装置に必要な流れ状態に適合するように変更できる。
【0051】
図5A−5Bに示す他の可変流量スクリーンノズル150は、頭部152およびそこから延びる筒部材154を有している。図5Aに示されるように、頭部152は、管板20などの表面開口部22の一方の側に隣接してまたはその近傍に配置される。頭部152は、その内部へ流入し流出する流体の通路のためのスクリーン160を有している。筒部材154は、頭部152から表面開口部22を通って延伸し、そこに頭部152を固定している。筒部材154は、頭部152の内部を表面開口部22の反対側と連絡する内部流通路を有している。
【0052】
流れを制御するために、ノズル50は、筒部材154の流通路内に配置されたバルブ156を含んでいる。上述したものと同様、バルブ156は、筒部材154から頭部152の内部に向かう第1の方向に流体流れを許容する第1の状態と、頭部152の内部から筒部材154に向かう第2の方向に第2の流体流れを許容する第2の状態とを有している。この第2の流体流れは、下降流または通常のプロセス流に相当し、上昇流または逆洗と一致する第1の流体流れよりも大きい。
【0053】
図示されるように、スクリーン160は、トッププレート162、ベースプレート164、および円筒状のスクリーンフィルタを形成する1本以上のスクリーンワイヤ166を有している。ロッド(図示せず)は、溶接輪167あるいはプレート162/164に溶接されていてよい。1本以上のスクリーンワイヤ166は、これらロッドの周囲に巻き回されて取り付けられており、それによりノズル150の円筒状のスクリーン部分が形成されている。ワイヤ166、ロッドおよびスクリーン160の他の構成要素の組立には、当技術分野で既知の技術を用いることができる。
【0054】
再び、筒部材154は、その両端間で異なる内部寸法を有している。図示されるように、筒部材154は、異なる直径(D2>D1)を有する外筒170および内筒180を備えている。外筒170は、ベースプレート164の開口部を通してスクリーン160の内部に嵌合している。内筒180は、ベースプレート164および外筒170から延びて、管板20の開口部22に嵌合状態で貫通している。この構成では、スクリーン160及び外筒170は、メンテナンス又は清掃が必要な場合に内筒80から分離することができる。この構成ではさらに、組立時の溶接の間に損傷を受けないように、バルブ156のチェッキボール190が非金属材料(例えば、プラスチック)からなるようにしてよい。別々の筒170/180の使用は、ノズル150の組立を容易にする。しかしながら、代替の実施例として、2つの異なる内径を有する単一の筒部材を使用することができる。
【0055】
スクリーン160は、筒170/180と同様、金属で構成されて、溶接及び他の技術によって予め組み立てられることが望ましい。たとえば、ノズル150は、当該技術で用いられるプラスチックノズルよりも高い耐久性を有するように、例えばステンレス鋼、ハステロイまたは他の合金などの金属で構成することができる。チェッキボール190は、例えばポリプロピレンなどのプラスチックで構成することができる。チェッキボール190にポリプロピレンの使用が許容されないプロセス条件のためには、他の材料を使用することができる。
【0056】
外筒170の詳細は、図6B−1および6B−2に示される。外筒170の一端は、ベースプレート164の開口部内に溶接によって取り付けられる。内部では、外筒170は、内筒180を結合させるための雌ねじ177を画定する。外筒170はさらに、下記のような流量制御のための1以上のポートまたは穴176をその側部に画定する。例えば軸受筒のようなシート174は、チェッキボール190のための上部シートを作り出すために溶接によって外筒の上端に取り付けられる。このシート174は、チェッキボール190が着座したときでも流路を提供するために、上記のようにその円形の開口部にサイドスロットを画定することができる。
【0057】
内筒180の詳細は、図6C−1および6C−2に示される。内筒180は、その先端に、雌ねじ177を有する外筒170に螺入するための第1の雄ねじ187を備える。内筒180は、さらに、ナット175に螺合するための第2の雄ねじ185を備える。内筒180の下端近傍の側部のポートまたは穴186は、下記のような流量制御を行う。さらに下端では、例えば軸受筒のような下部シート182は、溶接によって内筒180に取り付けられていることで、流量制御中にチェッキボール190用の弁座を作り出す。
【0058】
ノズル150は、修理のための組立および撤去を容易にする。例えば、スクリーン160は、ベースプレート164および外筒170、シート174およびナットヘッド163と一体に組み立てられる。金属からなるこれらの様々な構成要素は、既知の技術を使用して溶接することができる。一方、内筒180は、それに溶接されたシート182と一体に組み立てることができる。ボール190が溶接工程に曝されないようにするため、プラスチックからなるチェッキボール190は、溶接が行なわれた後で内筒180に挿入することができる。
【0059】
管板20(図5A)にノズル150を組み付けるため、内筒180は、ボール190が内部に配置されてナット175がその上に螺合した状態で管板の開口部22内に挿通される。その後、組立作業者は、スクリーン160および外筒170を、管板の開口部22を通って延びる内筒180のねじ端187に螺合させる。取り付けられたナットヘッド163は、管板20の開口部22内にノズル150を固定するためにナット175と共に使用することができる。ノズル150を固定するために、ベースプレート164は管板20に押し付けられており、また、ベースプレート164と管板20の間に挟まれたガスケット165は、シート開口部22を通過するプロセス流がノズル150以外を通過することを妨げるためのシールを作り出すことができる。
【0060】
使用する際には、スクリーン160は、管板20の一方の側に樹脂または他のプロセス媒体を保持する。筒170/180およびチェッキボール190は、ノズル150に流入または流出する流れ(すなわち、スクリーン160に流入しノズル150の他方の端部から流出する流れ、あるいはその逆の流れ)を規制することで、流量制御を行う。こうして、筒170/180内のボール190は、一方向のみ(すなわち、筒を上昇する流れ)で少なくとも部分的に流れを閉鎖する逆止弁として作用し、ポート176、シート184、及びポート186は流れを規制する(または流れ方向に従いボール190を阻止する)。上部シート174の開口部、外筒170および内筒180は、ノズル150を通る下降流のための流路を画定する。反対に、外筒中のポート176は、ノズルを通る上昇流のための流路を画定する。
【0061】
流量制御のために、内筒のスロット186は、内筒180に流入または流出するプロセス流の通過を許容する。チェッキボール190は、流れの方向に従い、筒170/180内を上端位置と下端位置との間で動くことができる。ボール190は、下端位置では、下端シート182によって筒180に保持される。上端位置では、ボール90は、上部シート174に係合する。それにもかかわらず、流れはサイドポート176を通って外筒170から出てスクリーン160に流入することができる。チェッキボール190、弁座プレート174,182は、チェッキボール190とのより良好な接触を可能とするための面取部又は傾斜部を有していてよい。
【0062】
ボール190は、シート174に着座しているにも関わらず、サイドポート176を通る流れを閉鎖しない。特に、外筒170は、内筒180の直径D1より大きい内部直径D2を有しており、当該内部直径D2は、チェッキボール190の直径と近似している。このように、チェッキボール190が外筒170内への上昇流によって動かされる場合、チェッキボール190の直径は、外筒170の直径D2未満である。このことは、流れが着座しているボール190を通過してポート176から流出することを許容する。他方では、チェッキボール190が下降流によって内筒180内へ動かされる場合、その動きが内筒180内を通過する流れによって緊密にカバーされるように、チェッキボール190の直径はより厳密に内筒180の直径と一致する。サイドポート176には、流れの分散パターンを改善するかあるいは作動中の閉塞を防ぐために面取部又は傾斜部を設けることができる。
【0063】
図7に示す他の可変スクリーンノズル250は、二個の頭部252A−Bおよびそれらの間に延びる筒部材254を備えている。このノズル250は、追加のろ過能力を備えるスクリーン260Bを具備する第2の頭部252Bを含むと共に、上述したものと同様に作動する。このノズル250の構造は、様々なプロセス流への適用を見出すことができる。
【0064】
一方の頭部252Aは、管板20などの表面開口部22の一方の側に隣接して配置され、その一方で、他の頭部252Bは、開口部22の反対側に配置されている。両方の頭部252A−Bは、前述したものと同様、頭部252A−Bの内部へ流入し流出する流体の通過のためのスクリーン260A−Bを有している。筒部材254は、第1の頭部252Aから表面開口部22を通って延びており、締結具275で頭部252Aに固定されている。
【0065】
上記と同様に、筒部材254は、頭部252A−Bの内部を表面開口部22の反対側と連絡する内部流通路を有しており、また、内筒および外筒270、280を有している。流量を制御するために、ノズル250は、筒部材254の流通路内に配置されたバルブ256を含んでいる。前述のように、バルブ256は、ノズル250を通る反対方向の流体流れを制御するために第1シート274および第2シート282間を動くボール290を備えている。
【0066】
内筒280は、上記のものと同様である。しかしながら、本実施態様では、内筒280は、内筒280内の穴又はポート286と連通するスクリーン260Bを有している。組立のために、上部スクリーン260Aおよび外筒270は開口部22に嵌合させることができる。その一方で、ボール290は、既に他のスクリーン260Bがその上に取り付けられている内筒280内に配置することができる。例えば、スクリーン260Bは、内筒280上に溶接されることができる。その後、内筒280の雄ねじを設けた端部は、外筒270の雌ねじに螺合させることができる。
【0067】
上述では、管板に付けられた可変流量スクリーンノズルは、締結具を使用している。他の実施態様では、開示されたノズルは、管板、配管などの設置用の開口部に形成したねじに直接螺合する雄ねじを有することができる。図8に示すように、例えば、可変流量スクリーンノズル350は、パイプヘッダ又は横向き配管システム300の配管310上に螺合している。このノズル350は、上記で図2A−2Bに示したものと同様であってよく、チェッキボール(図示せず)あるいは他のバルブ要素に加えて、スクリーンヘッド360、外筒370および内筒380を備えている。筒370/380は、アダプタ320に嵌合状態で貫通しており、配管310内の開口部312を貫通している。外筒370上の雄ねじ372は、スクリーンヘッド360を配管310上に支持するために開口部312の雌ねじに螺合している。図示されていないが、様々なシール、ガスケットなどは、配管の開口部312内で外筒370をシールするために使用できる。設置されたとき、ノズル350は、上述と同様のやり方で作動して、パイプ310に流入又は流出する液体の流量を制御する。
【0068】
上記では、可変流量スクリーンノズルは管板に取り付けられており、また、図8に示す先の実施例では、ノズル350がパイプヘッダ又は横向き配管システムの配管に直接取り付けられている。開示された可変流量スクリーンノズルは、他の構成とすることが可能である。この線に沿った例として、図9A−9Bは、本開示の他の実施例に係る可変流量スクリーンノズル450を備えるパイプヘッダ400を示している。図9Aに示されるように、パイプヘッダ400は、容器402などの内部に収まっており、ヘッダーパイプ410を備えている。T型の組立体420は、ヘッダーパイプ410からの様々な位置に取り付けられ、フランジ接続を使用して横管430に接続される。
【0069】
図9Bに最もよく示されるように、可変スクリーンノズル450は、実施態様に基づく別のまたは一連の方法で横管430に接続される。図に見ることができるように、可変スクリーンノズル450は、横アーム454によって横管430に接続された中空体452を備える。スクリーンヘッド460は、中空体452に取り付けられており、補助スクリーン465が中空体452の周囲に形成されている。下記に述べるように、ノズル450内の内部流量調節弁は、スクリーンヘッド460及び補助スクリーン465を通してノズル450に流入又は流出する流体流れを制御する。
【0070】
図10Aは、可変スクリーンノズル450の側面図である。また、図10Bは、可変スクリーンノズル450の横断面図である。再び、スクリーンヘッド460は、補助スクリーン465および横アーム454を備えた中空体452に取り付けられている。図10Bに最もよく示されるように、スクリーンヘッド460は、トッププレート462、ベースプレート464、および円筒状のフィルタスクリーンを形成する1本以上のワイヤ466を備えている。ロッド468は、溶接輪467および(または)プレート462/464に溶接されることができる。1本以上のスクリーンワイヤ466は、これらロッド468の周囲に巻き回されて取り付けられており、それによってノズル450の円筒状のスクリーン部分が形成されている。ワイヤ466、ロッド468およびスクリーン460の他の構成要素の組立には、当技術分野で既知の技術を用いることができる。
【0071】
図示されたように、上記と同様、外筒470および内筒480は異なる直径を有しており、また、外筒470は、ベースプレート464の開口部を通してスクリーンヘッド460の内部に収まっている。内筒480は、ベースプレート464および外筒470から延びて、横管454と連絡する中空体452の内部に収まっている。内筒480は、中空体452内に螺合することができるか、あるいはそこに溶接されることができる。
【0072】
一の構成では、メンテナンスまたは掃除が必要な場合、スクリーンヘッド460および外筒470は内筒480から分離可能とすることができる。このことは、さらにノズル450の組立を容易にする。外筒470の一端は、ベースプレート464の開口部内に溶接によって取り付けられている。内部では、外筒470は、内筒480を結合するための雌ねじを画定することができる。
【0073】
外筒470は、流量制御のためにその側部に1以上のポートあるいは穴(図示せず)を画定してもよいし、画定しなくてもよい。しかしながら、前の実施例と同様、軸受筒のようなシート474は、チェッキボール490のための上部シートを作り出すために外筒470の上端に溶接される。このシート474は、チェッキボール490が着座したときでも流路を提供するために、その円形の開口部に上記のようなサイドスロットを画定してもよいし、画定しなくてもよい。
【0074】
一方、内筒480は、雌ねじを有する外筒470に螺合するように、その先端に雄ねじを有することができる。内筒180の下端近傍の側部のポートまたは穴486は、ここで述べるような流量制御を行う。さらに下端では、例えば軸受筒のような下部シート482が溶接によって内筒480に取り付けられていることで、流量制御の間にチェッキボール490用の弁座を作り出す。
【0075】
中空体452は、スクリーンヘッド460が取り付けられていると共に横アーム454が側部から延びている端部とは反対側の閉じられた端部を備える。しかしながら、多くの他の構成を使用することができ、中空体452は、実際、ヘッダーシステムの横配管に取り付けるための横アームとすることができる。しかしながら、中空体452は、多数のポート456を画定し、かつ、その辺りに取り付けた補助スクリーン465を備える。補助スクリーン465は、ここで述べられた他のスクリーンと同様の構成とすることができ、上部および下部の溶接輪、ロッド、およびワイヤを使用することができる。
【0076】
ノズル450は、修理のための組立および撤去を容易にする。例えば、スクリーンヘッド460は、ベースプレート464、外筒470、及びシート474と一体に組み立てられる。これらの様々な構成要素が金属で構成されて、既知の技術を用いて互いに溶接される。一方、内筒480は、それに溶接されたシート482と一体に組み立てることができ、また、内筒480は、溶接、ねじ止めその他によって中空体452内に取り付けることができる。ボール490が溶接工程に曝されないようにするため、プラスチックからなるチェッキボール490は、溶接が行なわれた後で内筒480に挿入することができる。
【0077】
使用する際には、スクリーン460は、樹脂または他のプロセス媒体を中空体452、横アーム452、及び取り付けられた横配管(図示せず)の外側に保持する。筒470/480およびチェッキボール490は、ノズル450に流入または流出する流れを規制することで、流量制御を行う。ノズル450内への第1の方向の流れについては、スクリーンヘッド460内へ通過し、シート474を通り、外筒および内筒470/480に流入する。流れは、ボール490を下部シート482に押し付け、筒480をそのポート486が通った(開いた)状態とする。中空体452の内部では、流れは、横アーム454を出て横向きシステムの他の構成要素に入ることができる。流れはさらに、中空体452内のサイドポート456を囲む補助スクリーン465を通り抜けることによって、中空体452およびアーム454に流入することができる。
【0078】
ノズル450からの第2の方向の流れについては、流れが横向きシステムから横アーム454および中空体452まで通過する。ポート486およびシート482を通って内筒480に流入し、流れは、当初スクリーンヘッド460に流出する流れを閉鎖していた上部シート474にチェッキボール490を押し付ける。しかしながら、中空体452の内部の流れは、サイドポート456および補助スクリーン456から流出することができる。
【0079】
好ましい実施形態または他の実施形態についての先の記述は、出願人によって考え出された発明概念の範囲または適用可能性を限定または制限することを意図したものではない。ここに含まれている発明概念を開示することと引き換えに、出願人は、添付された請求の範囲によって与えられるすべての特許権を望む。したがって、添付の請求の範囲は、以下の請求の範囲またはその均等の範囲内にある全範囲のすべての修正及び変更を含むことが意図されている。
【0080】
10 容器
20 管板
22 表面開口部
50 可変流量スクリーンノズル
【特許請求の範囲】
【請求項1】
内部を有し、かつ、その内部へ流入し流出する流体の通路のための第1、第2のシート開口部および第1、第2のポートを有する本体部と、
前記本体部上に配置されて、前記第2のシート開口部および前記第2のポート内へ流入し流出する流体流れをスクリーニングするスクリーンと、
前記本体部の内部に配置されて第1、第2の状態間で移動可能なバルブであって、前記第1の状態では、前記第1のシート開口部を閉鎖し、かつ、第2のシート開口部および第2のポートから前記第1のポートへ流出する第1の流体流れを許容し、前記第2の状態では、前記第2のシート開口部を閉鎖し、かつ、前記第1のシート開口部および前記第1のポートから前記第2のポートへ流出する第2の流体流れを許容するものと、
を備え、前記第1、第2の流体流れのうちいずれか一方の流量は、他方の流量よりも大きい、ことを特徴とする可変流量制御ノズル。
【請求項2】
前記本体部の内部は、前記第1のシート開口部と前記第2のシート開口部との間で異なる内部寸法を有している、ことを特徴とする請求項1に記載の可変流量制御ノズル。
【請求項3】
前記本体部は、前記スクリーンから延びて前記第1、第2のシート開口部間の前記内部のための流路を画定する筒部を含む、ことを特徴とする請求項1に記載の可変流量制御ノズル。
【請求項4】
前記バルブは、前記筒部の前記流路内に配置されて第1の位置と第2の位置との間を移動可能な栓を含み、
前記第1の位置の前記栓は、前記第1の状態に対応し、前記第2の位置の前記栓は、前記第2の状態に対応する、
ことを特徴とする請求項3に記載の可変流量制御ノズル。
【請求項5】
前記栓は、ボールを含む、ことを特徴とする請求項4に記載の可変流量制御ノズル。
【請求項6】
前記筒部の流路は、前記第1、第2の位置それぞれと関連する第1および第2の内部寸法を画定しており、
前記第1の内部寸法は前記第2の内部寸法よりも小さい、
ことを特徴とする請求項4に記載の可変流量制御ノズル。
【請求項7】
前記栓は、前記第1の内部寸法と等しいかそれよりも小さい第3の寸法を有している、ことを特徴とする請求項6に記載の可変流量制御ノズル。
【請求項8】
前記第1のポートは、前記筒部内に画定された1以上の穴を含み、
前記第2の位置にある前記栓は、前記1以上の穴と前記第2のシート開口部およびポートとの間に介在し、
前記第1の位置にある前記栓は、前記1以上の穴と前記第2のシート開口部およびポートとの間には介在しない、
ことを特徴とする請求項4に記載の可変流量制御ノズル。
【請求項9】
前記第2のポートは、前記第2のシート開口部に画定された1以上のスリットを含み、
前記第2の位置にある前記栓は、前記第2のシート開口部に係合し、かつ前記1以上のスリットを通る前記第2の流体流れを少なくとも部分的に許容する、
ことを特徴とする請求項4に記載の可変流量制御ノズル。
【請求項10】
前記第2のポートは、前記筒部に画定されて前記スクリーンとの流路を連絡する1以上の穴を含み、
前記1以上の穴は、前記栓が前記第1および第2の位置にあるときに前記流路と前記スクリーンとの間の流体流れを許容する、
ことを特徴とする請求項4に記載の可変流量制御ノズル。
【請求項11】
前記第1のシート開口部および前記第1のポートに隣接して前記本体部上に配置された他のスクリーンをさらに含む、ことを特徴とする請求項1に記載の可変流量制御ノズル。
【請求項12】
内部へ流入および流出する流体の通行用のスクリーンを備える頭部と、
前記頭部から延びる筒部であって、流路によって分けられた第1および第2のシート開口部を備え、前記第1のシート開口部に隣接する第1のポートおよび前記第2のシート開口部に隣接する第2のポートを画定し、前記第2のシート開口部および前記第2のポートは前記流路を前記頭部の内部と連絡しているものと、
前記筒部の前記流路内に配置されて第1、第2の位置間で移動可能な栓であって、前記第1の位置では、前記第1のシート開口部を閉鎖し、かつ、前記頭部の内部から第1のポートへ流出する第1の方向に第1の流体流れを許容し、前記第2の位置では、前記第2のシート開口部を閉鎖し、かつ、前記流路から前記第2のポートを通って前記頭部の内部へ向かう第2の方向に第2の流体流れを許容するものと、
を備えることを特徴とする可変流量制御ノズル。
【請求項13】
前記第1の流体流れは、前記第2の流体流れよりも大きい、ことを特徴とする請求項12に記載の可変流量制御ノズル。
【請求項14】
前記筒部の流路は、前記第1のシート開口部と前記第2のシート開口部との間で異なる内部寸法を有している、ことを特徴とする請求項12に記載の可変流量制御ノズル。
【請求項15】
前記栓は、前記筒部の前記流路内に配置されて前記第1のシート開口部と前記第2のシート開口部との間を移動可能なボールを含む、ことを特徴とする請求項12に記載の可変流量制御ノズル。
【請求項16】
前記筒部の前記流路は、前記栓の前記第1、第2の位置それぞれと関連する第1および第2の内部寸法を画定しており、
前記第1の内部寸法は前記第2の内部寸法よりも小さい、
ことを特徴とする請求項12に記載の可変流量制御ノズル。
【請求項17】
前記栓は、前記第1の内部寸法と等しいかそれよりも小さい第3の寸法を有している、とを特徴とする請求項16に記載の可変流量制御ノズル。
【請求項18】
前記筒部は、
前記流路のための第1の内部寸法を有する第1の筒部材と、
前記第1の筒部材と前記頭部との間に連結されて、前記流路のための第2の内部寸法を有する第2の筒部材と、
を含み、前記第2の内部寸法は、前記第1の内部寸法よりも大きい、ことを特徴とする請求項12に記載の可変流量制御ノズル。
【請求項19】
前記第2の筒部材は、少なくともその一部が前記頭部の内部に配置されており、かつ、雌ねじを有しており、
前記第1の筒部材は、前記第2の筒部材の前記雌ねじに接続される第1の雄ねじを画定している、
ことを特徴とする請求項18に記載の可変流量制御ノズル。
【請求項20】
前記第1の筒部材は、その辺に第2の雄ねじを画定しており、
前記第2の雄ねじに締結具が装着されており、かつ、前記第1の筒部材が表面開口部に固定されている、
ことを特徴とする請求項18に記載の可変流量制御ノズル。
【請求項21】
前記ノズルは、前記筒部の前記第1のシート開口部および前記第1のポートと連絡している他の内部を備え、かつ、流体流れの通路のための他のスクリーンを備える本体部を含む、
ことを特徴とする請求項12に記載の可変流量制御ノズル。
【請求項22】
前記本体部は、該本体部の外側にある他の内部と連絡している流管を含む、ことを特徴とする請求項21に記載の可変流量制御ノズル。
【請求項23】
前記本体部は、該本体部の外側にある他の内部と連絡している1以上の穴を画定し、かつ、前記他のスクリーンは、前記1以上の穴に隣接する前記本体部上に配置されている、ことを特徴とする請求項21に記載の可変流量制御ノズル。
【請求項24】
第1および第2のプロセスを互いに分離している流れ障壁と、
前記流れ障壁上に配置された1以上の可変流量制御ノズルと、を備え、
前記1以上のノズルの各々は、
内部を有し、かつ、その内部へ流入し流出する流体の通路のための第1、第2のシート開口部および第1、第2のポートを有する本体部と、
前記本体部上に配置されて、前記第2のシート開口部および前記第2のポート内へ流入し流出する流体流れをスクリーニングするスクリーンと、
前記本体部の内部に配置されて第1、第2の状態間で移動可能なバルブであって、前記第1の状態では、前記第1のシート開口部を閉鎖し、かつ、第2のシート開口部および第2のポートから前記第1のポートへ流出する第1の流体流れを許容し、前記第2の状態では、前記第2のシート開口部を閉鎖し、かつ、前記第1のシート開口部および前記第1のポートから前記第2のポートへ流出する第2の流体流れを許容するものと、
を備え、前記第1、第2の流体流れのうちいずれか一方の流量は、他方の流量よりも大きい、ことを特徴とする流れ装置。
【請求項25】
前記流れ障壁は、管板、パイプ、およびヘッダーからなるグループから選択されたものである、ことを特徴とする請求項24に記載の装置。
【請求項1】
内部を有し、かつ、その内部へ流入し流出する流体の通路のための第1、第2のシート開口部および第1、第2のポートを有する本体部と、
前記本体部上に配置されて、前記第2のシート開口部および前記第2のポート内へ流入し流出する流体流れをスクリーニングするスクリーンと、
前記本体部の内部に配置されて第1、第2の状態間で移動可能なバルブであって、前記第1の状態では、前記第1のシート開口部を閉鎖し、かつ、第2のシート開口部および第2のポートから前記第1のポートへ流出する第1の流体流れを許容し、前記第2の状態では、前記第2のシート開口部を閉鎖し、かつ、前記第1のシート開口部および前記第1のポートから前記第2のポートへ流出する第2の流体流れを許容するものと、
を備え、前記第1、第2の流体流れのうちいずれか一方の流量は、他方の流量よりも大きい、ことを特徴とする可変流量制御ノズル。
【請求項2】
前記本体部の内部は、前記第1のシート開口部と前記第2のシート開口部との間で異なる内部寸法を有している、ことを特徴とする請求項1に記載の可変流量制御ノズル。
【請求項3】
前記本体部は、前記スクリーンから延びて前記第1、第2のシート開口部間の前記内部のための流路を画定する筒部を含む、ことを特徴とする請求項1に記載の可変流量制御ノズル。
【請求項4】
前記バルブは、前記筒部の前記流路内に配置されて第1の位置と第2の位置との間を移動可能な栓を含み、
前記第1の位置の前記栓は、前記第1の状態に対応し、前記第2の位置の前記栓は、前記第2の状態に対応する、
ことを特徴とする請求項3に記載の可変流量制御ノズル。
【請求項5】
前記栓は、ボールを含む、ことを特徴とする請求項4に記載の可変流量制御ノズル。
【請求項6】
前記筒部の流路は、前記第1、第2の位置それぞれと関連する第1および第2の内部寸法を画定しており、
前記第1の内部寸法は前記第2の内部寸法よりも小さい、
ことを特徴とする請求項4に記載の可変流量制御ノズル。
【請求項7】
前記栓は、前記第1の内部寸法と等しいかそれよりも小さい第3の寸法を有している、ことを特徴とする請求項6に記載の可変流量制御ノズル。
【請求項8】
前記第1のポートは、前記筒部内に画定された1以上の穴を含み、
前記第2の位置にある前記栓は、前記1以上の穴と前記第2のシート開口部およびポートとの間に介在し、
前記第1の位置にある前記栓は、前記1以上の穴と前記第2のシート開口部およびポートとの間には介在しない、
ことを特徴とする請求項4に記載の可変流量制御ノズル。
【請求項9】
前記第2のポートは、前記第2のシート開口部に画定された1以上のスリットを含み、
前記第2の位置にある前記栓は、前記第2のシート開口部に係合し、かつ前記1以上のスリットを通る前記第2の流体流れを少なくとも部分的に許容する、
ことを特徴とする請求項4に記載の可変流量制御ノズル。
【請求項10】
前記第2のポートは、前記筒部に画定されて前記スクリーンとの流路を連絡する1以上の穴を含み、
前記1以上の穴は、前記栓が前記第1および第2の位置にあるときに前記流路と前記スクリーンとの間の流体流れを許容する、
ことを特徴とする請求項4に記載の可変流量制御ノズル。
【請求項11】
前記第1のシート開口部および前記第1のポートに隣接して前記本体部上に配置された他のスクリーンをさらに含む、ことを特徴とする請求項1に記載の可変流量制御ノズル。
【請求項12】
内部へ流入および流出する流体の通行用のスクリーンを備える頭部と、
前記頭部から延びる筒部であって、流路によって分けられた第1および第2のシート開口部を備え、前記第1のシート開口部に隣接する第1のポートおよび前記第2のシート開口部に隣接する第2のポートを画定し、前記第2のシート開口部および前記第2のポートは前記流路を前記頭部の内部と連絡しているものと、
前記筒部の前記流路内に配置されて第1、第2の位置間で移動可能な栓であって、前記第1の位置では、前記第1のシート開口部を閉鎖し、かつ、前記頭部の内部から第1のポートへ流出する第1の方向に第1の流体流れを許容し、前記第2の位置では、前記第2のシート開口部を閉鎖し、かつ、前記流路から前記第2のポートを通って前記頭部の内部へ向かう第2の方向に第2の流体流れを許容するものと、
を備えることを特徴とする可変流量制御ノズル。
【請求項13】
前記第1の流体流れは、前記第2の流体流れよりも大きい、ことを特徴とする請求項12に記載の可変流量制御ノズル。
【請求項14】
前記筒部の流路は、前記第1のシート開口部と前記第2のシート開口部との間で異なる内部寸法を有している、ことを特徴とする請求項12に記載の可変流量制御ノズル。
【請求項15】
前記栓は、前記筒部の前記流路内に配置されて前記第1のシート開口部と前記第2のシート開口部との間を移動可能なボールを含む、ことを特徴とする請求項12に記載の可変流量制御ノズル。
【請求項16】
前記筒部の前記流路は、前記栓の前記第1、第2の位置それぞれと関連する第1および第2の内部寸法を画定しており、
前記第1の内部寸法は前記第2の内部寸法よりも小さい、
ことを特徴とする請求項12に記載の可変流量制御ノズル。
【請求項17】
前記栓は、前記第1の内部寸法と等しいかそれよりも小さい第3の寸法を有している、とを特徴とする請求項16に記載の可変流量制御ノズル。
【請求項18】
前記筒部は、
前記流路のための第1の内部寸法を有する第1の筒部材と、
前記第1の筒部材と前記頭部との間に連結されて、前記流路のための第2の内部寸法を有する第2の筒部材と、
を含み、前記第2の内部寸法は、前記第1の内部寸法よりも大きい、ことを特徴とする請求項12に記載の可変流量制御ノズル。
【請求項19】
前記第2の筒部材は、少なくともその一部が前記頭部の内部に配置されており、かつ、雌ねじを有しており、
前記第1の筒部材は、前記第2の筒部材の前記雌ねじに接続される第1の雄ねじを画定している、
ことを特徴とする請求項18に記載の可変流量制御ノズル。
【請求項20】
前記第1の筒部材は、その辺に第2の雄ねじを画定しており、
前記第2の雄ねじに締結具が装着されており、かつ、前記第1の筒部材が表面開口部に固定されている、
ことを特徴とする請求項18に記載の可変流量制御ノズル。
【請求項21】
前記ノズルは、前記筒部の前記第1のシート開口部および前記第1のポートと連絡している他の内部を備え、かつ、流体流れの通路のための他のスクリーンを備える本体部を含む、
ことを特徴とする請求項12に記載の可変流量制御ノズル。
【請求項22】
前記本体部は、該本体部の外側にある他の内部と連絡している流管を含む、ことを特徴とする請求項21に記載の可変流量制御ノズル。
【請求項23】
前記本体部は、該本体部の外側にある他の内部と連絡している1以上の穴を画定し、かつ、前記他のスクリーンは、前記1以上の穴に隣接する前記本体部上に配置されている、ことを特徴とする請求項21に記載の可変流量制御ノズル。
【請求項24】
第1および第2のプロセスを互いに分離している流れ障壁と、
前記流れ障壁上に配置された1以上の可変流量制御ノズルと、を備え、
前記1以上のノズルの各々は、
内部を有し、かつ、その内部へ流入し流出する流体の通路のための第1、第2のシート開口部および第1、第2のポートを有する本体部と、
前記本体部上に配置されて、前記第2のシート開口部および前記第2のポート内へ流入し流出する流体流れをスクリーニングするスクリーンと、
前記本体部の内部に配置されて第1、第2の状態間で移動可能なバルブであって、前記第1の状態では、前記第1のシート開口部を閉鎖し、かつ、第2のシート開口部および第2のポートから前記第1のポートへ流出する第1の流体流れを許容し、前記第2の状態では、前記第2のシート開口部を閉鎖し、かつ、前記第1のシート開口部および前記第1のポートから前記第2のポートへ流出する第2の流体流れを許容するものと、
を備え、前記第1、第2の流体流れのうちいずれか一方の流量は、他方の流量よりも大きい、ことを特徴とする流れ装置。
【請求項25】
前記流れ障壁は、管板、パイプ、およびヘッダーからなるグループから選択されたものである、ことを特徴とする請求項24に記載の装置。
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図4A】
【図4B】
【図5A】
【図5B】
【図6A】
【図6B−1】
【図6B−2】
【図6C−1】
【図6C−2】
【図7】
【図8】
【図9A】
【図9B】
【図10A】
【図10B】
【図2A】
【図2B】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図4A】
【図4B】
【図5A】
【図5B】
【図6A】
【図6B−1】
【図6B−2】
【図6C−1】
【図6C−2】
【図7】
【図8】
【図9A】
【図9B】
【図10A】
【図10B】
【公開番号】特開2012−92964(P2012−92964A)
【公開日】平成24年5月17日(2012.5.17)
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願2011−172696(P2011−172696)
【出願日】平成23年8月8日(2011.8.8)
【出願人】(511193260)ジョンソン スクリーンズ,インク. (6)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成24年5月17日(2012.5.17)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−172696(P2011−172696)
【出願日】平成23年8月8日(2011.8.8)
【出願人】(511193260)ジョンソン スクリーンズ,インク. (6)
【Fターム(参考)】
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