(57)【要約】  流体バルブと共に使用するためのバルブシート装置が提供される。このバルブシート装置（３０２）は、シートリング（３０２）、封止アセンブリ（４２２）、および保持部材（４２４）を備える。シートリング（３０２）は、第１環状凹部（４１４）と、この第１環状凹部（４１４）に隣接する第２環状凹部（４１６）とを含み、階段状の輪郭（４１８）を形成する、外側表面（４０２）を有する。封止アセンブリ（４２２）は、第１環状凹部（４１４）の内部に配置され、保持部材（４２４）は、第２環状凹部（４１６）の内部に配置されて、封止アセンブリ（４２２）を保持する。このバルブシート装置は、ケージ（３１４）およびバルブ本体（３０４）と係合する。バルブ軸（３１８）が作動装置によって上下に移動すると、閉鎖部材（３１６）が、ケージ（３１４）の開口部（３２２）を開閉して、流体が、入口（３０８）と出口（３１０）との間を流れることを可能にするか、または遮断することができる。【選択図】図３
2013532805.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体バルブと共に使用するためのバルブシート装置であって、
第１環状凹部と、前記第１環状凹部に隣接する第２環状凹部とを含み、階段状の輪郭を形成する、外側表面を有する、シートリングと、
前記第１環状凹部の内部に配置される、封止アセンブリと、
前記第２環状凹部内に配置されて、前記シートリングの前記第１環状凹部内に、前記封止アセンブリを保持する、保持部材と、
を含む、バルブシート装置。
【請求項２】
前記シートリングの第２末端部が、ケージにネジ留め式に結合される、請求項１に記載のバルブシート装置。
【請求項３】
前記シートリングの前記第２末端部が、前記ケージの一部分を受容するための陥凹部分を含む、請求項２に記載のバルブシート装置。
【請求項４】
前記保持部材が、前記シートリングにネジ留め式に結合される、請求項１に記載のバルブシート装置。
【請求項５】
前記シートリングの前記第１環状凹部、および前記保持部材により、前記シートリングが、第１封止アセンブリ、または前記第１封止アセンブリとは異なる第２封止アセンブリを受容することが可能になる、請求項１に記載のバルブシート装置。
【請求項６】
前記封止アセンブリが、ポリテトラフルオロエチレンの封止部材、および押し出し防止リングを含む、請求項１に記載のバルブシート装置。
【請求項７】
前記第１封止アセンブリが、約−１００°Ｆ〜６００°Ｆの温度を有するプロセス流体と共に使用される、請求項６に記載のバルブシート装置。
【請求項８】
前記封止アセンブリが、金属封止部材を含む、請求項１に記載のバルブシート装置。
【請求項９】
前記内腔封止部材が、６００°Ｆよりも高い温度を有するプロセス流体と共に使用される、請求項８に記載のバルブシート装置。
【請求項１０】
バルブであって、
入口と出口との間の、流体流の通路を画定する、バルブ本体と、
ケージに結合され、前記入口と前記出口との間の、前記流体流の通路の内部に配置される、バルブシートであって、前記バルブシートの外周面が、封止部材受容区域、および前記封止部材受容区域に隣接する保持部材受容区域を含み、前記封止部材受容区域により、前記バルブシートが、６００°Ｆよりも高い温度を有するプロセス流体と共に使用するための第２封止アセンブリと交換可能である、６００°Ｆ未満の温度を有するプロセス流体と共に使用するための第１封止アセンブリを受容することが可能になる、バルブシートと、
前記保持部材受容区域に結合され、前記封止部材受容区域内に、前記第１封止アセンブリまたは前記第２封止アセンブリのいずれかを保持する、保持部材と、
を含む、バルブ。
【請求項１１】
前記封止部材受容区域が、第１環状凹部によって画定され、前記保持部材受容区域が、前記第１環状凹部に隣接する第２環状凹部によって画定され、前記第２環状凹部が、前記バルブシートの末端部に近接する、請求項１０に記載のバルブ。
【請求項１２】
前記保持部材が、前記バルブシートにネジ留め式に結合される、請求項１０に記載のバルブ。
【請求項１３】
前記第１封止アセンブリが、約−１００°Ｆ〜４５０°Ｆの温度を有するプロセス流体と共に使用するための、ポリテトラフルオロエチレンの封止部材を含む、請求項１０に記載のバルブ。
【請求項１４】
前記第１封止アセンブリが、約４５０°Ｆ〜６００°Ｆの温度を有するプロセス流体と共に使用するための、ポリテトラフルオロエチレンの封止部材、および押し出し防止リングを含む、請求項１０に記載のバルブ。
【請求項１５】
前記第２封止アセンブリが、約６００°Ｆ〜１１００°Ｆの温度を有するプロセス流体と共に使用するための、内腔封止部材を含む、請求項１０に記載のバルブ。
【請求項１６】
前記内腔封止部材が、Ｃ形状の断面を有する金属封止部材を含む、請求項１５に記載のバルブ。
【請求項１７】
前記バルブシートが、前記流体バルブのケージにネジ留め式に結合される、請求項１０に記載のバルブ。
【請求項１８】
前記ケージが前記バルブ本体に結合されると、前記ケージが、前記バルブ本体内に前記バルブシートを吊り下げる、請求項１７に記載のバルブ。
【請求項１９】
保持部材受容区域が、対向する壁を形成する環状凹部を含む、請求項１０に記載のバルブ。
【請求項２０】
バルブと共に使用するためのバルブシートであって、
第２の温度範囲を有するプロセス流体と共に使用するための、封止に関する第２の手段と交換可能である、第１の温度範囲を有するプロセス流体と共に使用するための、封止に関する第１の手段を、交換可能に受容するための手段と、
前記受容するための手段と共に、前記封止に関する第１の手段または前記封止に関する第２の手段のいずれかを、保持するための手段と、
を含む、バルブシート。
【請求項２１】
前記バルブシートをケージに結合するための手段を更に含む、請求項２０に記載のバルブシート。
【請求項２２】
前記第１の温度範囲が、約−１００°Ｆ〜６００°Ｆであり、前記第２の温度範囲が、約６００°Ｆ〜１１００°Ｆである、請求項２０に記載のバルブシート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、全般的には、バルブに関し、より詳細には、流体バルブと共に使用するためのバルブシート装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
バルブは、一般的に、プロセス制御システム内で使用され、プロセス流体の流れを制御する。摺動軸バルブ（例えば、ゲートバルブ、玉形バルブ、ダイヤフラムバルブ、ピンチバルブなど）は、典型的には、流体経路内に配置される閉鎖部材（例えば、バルブプラグ）を有する。バルブ軸が、この閉鎖部材を作動装置に操作可能に結合して、この作動装置が、開放位置と閉鎖位置との間で閉鎖部材を移動させることにより、バルブの入口と出口との間の流体流を可能にするか、または制御する。更には、流体の所望の流れ特性を提供するために、かつ／または特定の流れ特性を達成するために、バルブは、多くの場合、バルブの入口と出口との間の、流体流の経路内に挿置される、ケージを採用する。ケージは、流動容量を低減し、雑音を減衰させ、かつ／またはキャビテーションを低減もしくは排除することができる。
【０００３】
典型的には、バルブのサイズ、プロセス流体の動作温度（例えば、−１００°Ｆ〜４５０°Ｆの温度、４５０°Ｆよりも高い温度など）などの工業プロセス条件を使用して、使用することができるバルブのタイプ、あるいはバルブの構成要素のタイプ、例えば、ケージ、バルブシート、バルブ本体、および／または閉鎖部材の間の封止をもたらすために使用することができる、封止部材のタイプなどが決定される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
更には、使用される封止部材のタイプが、通常は、バルブシート／封止部材の構成を決定する。例えば、バルブシートとバルブ本体との間の封止を提供するために、４５０°Ｆ未満の温度を有するプロセス流体に関しては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（例えば、ＰＴＦＥ、またはＴｅｆｌｏｎ（登録商標））からなる封止部材が、典型的にはバルブシートとバルブ本体との間に配置される。例えば、その封止部材は、バルブシートの外周面の周りに形成される環状凹部の内部に配置することができる。バルブシートはケージに結合され（例えば、ネジ山によって）、このケージは、バルブ本体にケージが結合されると、そのバルブ本体の流体流の経路内部に、バルブシートを吊り下げる。封止部材が、バルブ本体とバルブシートとの間の流体漏洩を防止する。しかしながら、４５０°Ｆよりも高い温度を有するプロセス流体は、ポリテトラフルオロエチレンからなる封止部材を押し出すか、または故障させる虞がある。
【０００５】
４５０°Ｆよりも高い温度を有するプロセス流体に関しては、バルブシート／封止部材の構成は、バルブシートとバルブ本体との間に配置されるガスケットを含む。しかしながら、そのようなバルブシート／封止部材の構成は、バルブシートがバルブ本体に固定される（例えば、ボルト締めされる）ことを必要とする。それゆえ、４５０°Ｆよりも高いプロセス温度で使用するためのバルブの、バルブシート／封止部材の構成は、４５０°Ｆ未満の温度を有するプロセス流体と共に使用するためのバルブシート／封止部材の構成を有するバルブの本体とは、異なるバルブ本体を使用する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書で説明される例示的バルブシート装置は、第１環状凹部と、この第１環状凹部に隣接する第２環状凹部とを含み、階段状の輪郭を形成する、外側表面を有する、シートリングを含む。封止アセンブリが、第１環状凹部の内部に配置され、保持部材が、第２環状凹部内に配置されて、このシートリングの第１環状凹部内に、封止アセンブリを保持する。
【０００７】
別の実施例では、バルブは、入口と出口との間の、流体流の通路を画定する、バルブ本体を含む。バルブシートがケージに結合され、入口と出口との間の、流体流の通路内部に配置される。バルブシートの外周面は、封止部材受容区域と、この封止部材受容区域に隣接する保持部材受容区域とを含む。この封止部材受容区域により、バルブシートは、６００°Ｆよりも高い温度を有するプロセス流体と共に使用するための第２封止アセンブリと交換可能な、６００°Ｆ未満の温度を有するプロセス流体と共に使用するための第１封止アセンブリを受容することが可能になる。保持部材受容区域に結合される保持部材は、第１封止アセンブリまたは第２封止アセンブリのいずれかを、封止部材受容区域内に保持する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】既知の封止アセンブリで実装される、既知のバルブの断面図である。
【図２Ａ】別の既知の封止アセンブリで実装される、別の既知のバルブの断面図である。
【図２Ｂ】別の既知の封止アセンブリで実装される、別の既知のバルブの断面図である。
【図３】本明細書で説明される例示的バルブシート装置で実装される、バルブの断面図である。
【図４Ａ】図３の例示的バルブシート装置の拡大部分である。
【図４Ｂ】図３の例示的バルブシート装置の拡大部分である。
【図５Ａ】本明細書で説明される別の例示的バルブシート装置で実装される、別の例示的バルブを示す。
【図５Ｂ】図５Ａの例示的バルブシート装置の拡大部分である。
【図６】本明細書で説明される別の例示的バルブシート装置で実装される、更に別の例示的流体バルブの拡大部分である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本明細書で説明される例示的バルブシート装置は、バルブ調節構成（例えば、ケージ）を含む、例えば、制御バルブ、スロットルバルブなどのような、摺動軸を有するバルブと共に使用することができる。全般的には、本明細書で説明される例示的バルブシート装置は、広範囲の温度（例えば、−３２５°Ｆ〜１１００°Ｆ）のプロセス流体と共に使用するための、種々のタイプの封止アセンブリ間の互換性を可能にする、モジュラー式バルブシートを提供する。本明細書で説明されるバルブシート装置によって提供される互換性の結果として、広範囲のプロセス流体温度で使用することができる流体バルブに関して、より多様な封止構成を提供するために必要とされる構成要素の総数は、より少ないものとなる。換言すれば、本明細書で説明される例示的バルブシート装置を使用する場合には、既知のバルブシート設計で典型的には必要とされるような、バルブシート構成、ケージ構成、および／またはバルブ本体構成の、可能な組み合わせのそれぞれを、製造ならびに在庫管理する必要がない。それゆえ、本明細書で説明されるバルブシート装置は、種々の封止アセンブリまたは封止構成と共に使用する場合に、そのバルブシート装置を受容することができる、単一のバルブ本体の製造を可能にする。
【００１０】
より具体的には、本明細書で説明されるバルブシート装置は、例えば約−１００°Ｆ以下〜４５０°Ｆの、第１の温度範囲を有するプロセス流体と共に使用するための、第１封止アセンブリ、例えば約４５０°Ｆ〜６００°Ｆの、第２の温度範囲を有するプロセス流体と共に使用するための、第２封止アセンブリ、または例えば約６００°Ｆ〜１１００°Ｆの、第３の温度範囲を有するプロセス流体と共に使用するための、第３封止アセンブリを、受容することができる。例えば、第１封止アセンブリは、ポリテトラフルオロエチレン、または超高分子量ポリエチレンの封止部材を含み得、第２封止アセンブリは、ＰＴＦＥ封止部材および押し出し防止リングを含み得、第３封止アセンブリは、内腔封止部材（例えば、Ｃシールなどの金属封止部材）を含み得る。説明される実施例では、保持部材が、バルブシート装置と共に、封止アセンブリを保持する。更には、実施例では、バルブシート装置は、ケージに結合され、このケージは、バルブ本体にケージが結合されると、バルブ本体内部に、バルブシート、封止部材、および保持部材を吊り下げる。
【００１１】
例示的バルブシート装置を詳細に論じる前に、既知の流体バルブ１００の簡単な説明を、図１に関連して以下に記載する。図１に示される流体バルブ１００は、入口１０６と出口１０８との間の、流体流の通路１０４を画定する、バルブ本体１０２を含む。バルブプラグ１１０が、摺動可能にケージ１１２内部に配置され、開放位置と閉鎖位置との間を移動して、流体バルブ１００を通る流体流を制御する。バルブ軸１１４は、作動装置（図示せず）に、バルブプラグ１１０を結合して、この作動装置が、バルブシート１１６に向けて、またバルブシート１１６から離れる方向に、バルブプラグ１１０を移動させる。バルブシート１１６は、ケージ１１２の第１末端部１１８に結合され（例えば、ネジ山によって）、ケージ１１２の第２末端部１２０は、バルブ本体１０２とボンネット１２４との間に配置される、フランジ１２２を含む。バルブ本体１０２に結合されると、ケージ１１２は、バルブ本体１０２内部に、バルブシート１１６を吊り下げるか、または保持する。
【００１２】
動作時には、作動装置が、バルブシート１１６から離れる方向に、バルブプラグ１１０を移動させて、流体バルブ１００を通る流体流を可能にし（例えば、開放位置）、またバルブシート１１６に向けて、バルブプラグ１１０を移動させて、流体バルブ１００を通る流体流を制限する。バルブプラグ１１０は、バルブシート１１６に封止係合して、流体バルブ１００を通る流体流を妨げる（例えば、閉鎖位置）。プラグ封止アセンブリ１２６は、図１に示すように、流体バルブ１００が閉鎖位置にある場合（すなわち、バルブプラグ１１０が、バルブシート１１６と封止係合する場合）に、プラグ１１０とケージ１１２との間の流体漏洩を防止する。
【００１３】
更には、ポリテトラフルオロエチレンなどの弾性材料からなる封止部材１２８が、バルブシート１１６の外周面１３２に形成される、溝または環状凹部１３０の内部に配置される。バルブシート１１６は、テーパー状の縁部または表面１３４（例えば、面取りされた表面もしくは縁部、または引き込み表面もしくは縁部）を含み、封止部材１２８とバルブシート１１６との組み立てを可能にするか、または容易にする。封止部材１２８（例えば、Ｏリング）は、バルブシート１１６とバルブ本体１０２との間の流体漏洩を防止する。封止部材１２８は、ポリテトラフルオロエチレン材料からなるため、図１の例示的流体バルブ１００は、約−１００°Ｆ〜４５０°Ｆの温度を有するプロセス流体と共に使用することができる。４５０°Ｆよりも高い温度を有するプロセス流体は、封止部材１２８を押し出し、かつ／または崩壊させる恐れがある。
【００１４】
図２Ａは、約３２５°Ｆ〜６００°Ｆの温度を有するプロセス流体と共に使用することができる、別の既知のバルブ２００を示す。図２Ａに示す流体バルブ２００は、入口２０６と出口２０８との間の、流体流の通路２０４を画定する、バルブ本体２０２を含む。バルブプラグ２１０が、摺動可能にケージ２１２内部に配置され、開放位置と閉鎖位置との間を移動して、流体バルブ２００を通る流体流を制御する。バルブプラグ２１０は、封止アセンブリ２１４を含み、バルブプラグ２１０とケージ１１２との間の封止を提供する。バルブ軸２１６は、作動装置（図示せず）に、バルブプラグ２１０を結合して、この作動装置が、バルブシート２１８に向けて、またバルブシート２１８から離れる方向に、バルブプラグ２１０を移動させる。バルブシート２１８は、バルブ本体２０２にバルブシート２１８を結合するための複数個の締結具２２２（例えば、ボルト）を受容する、フランジ２２０（例えば、環状フランジ）を含む。ガスケット２２４が、バルブシート２１８とバルブ本体２０２との間に配置され、バルブシート２１８とバルブ本体２０２との間の流体漏洩を低減または防止する。
【００１５】
図２Ａに示すバルブシートおよびバルブ本体の構成は、典型的には、約４５０°Ｆ〜６００°Ｆの温度を有するプロセス流体と共に使用される。プロセス流体温度が約４５０°Ｆ〜６００°Ｆである用途では、弾性材料（例えば、ポリテトラフルオロエチレン、すなわちＰＴＦＥ）で作製される封止部材は、典型的には、バルブシート２１８とバルブ本体２０２との間の封止を提供するためには使用されないが、これは、その封止部材が、プロセス流体の温度によって押し出されるか、または崩壊する恐れがあるためである。更には、プロセス流体温度が−３２５°Ｆ〜−１００°Ｆである用途では、弾性材料で作製される封止部材は、典型的には、バルブシート２１８とバルブ本体２０２との間の封止を提供するためには使用されないが、これは、その封止部材が過度に脆化するためである。また、流体バルブ２００のバルブシート２１８およびバルブ本体２０２も、図１の流体バルブ１００のバルブシート１１６およびバルブ本体１０２とは異なるように構成される。
【００１６】
図２Ｂは、約６００°Ｆ〜１１００°Ｆの温度範囲を有するプロセス流体と共に使用するための、封止アセンブリ２３２を有する閉鎖部材２３０で実装される、図２Ａのバルブ２００を示す。この実施例では、閉鎖部材２３０の封止アセンブリ２３２は、グラファイト製ピストンリング２３４、および金属もしくは任意の他の材料で作製される内腔封止部材２３６（例えば、Ｃ形状の封止部材）を含み、比較的高い温度（例えば、約６００°Ｆよりも高い温度）を有するプロセス流体に関する、閉鎖部材２３０とケージ２１２（またはバルブ本体２０２）との間の、閉鎖部材２３０の周囲または閉鎖部材２３０を越えるプロセス流体の漏洩に対する、比較的高い抵抗性を提供する。
【００１７】
それゆえ、結果として、複数の、もしくは種々のバルブ本体およびバルブシートの構成を使用する、種々の構成が、種々のプロセス流体温度の範囲に対応するために必要とされ、より多大な在庫管理、および製造コストの増大が、結果的にもたらされる。
【００１８】
図３は、例示的バルブシート装置３０２で実装される、例示的流体バルブ３００を示す。図４Ａおよび図４Ｂは、図３の例示的流体バルブ３００の拡大図を示す。例示的流体バルブ３００は、約−３２５°Ｆ〜１１００°Ｆ以上のプロセス流体温度を有する用途で使用することが可能な、封止アセンブリを受容することができる。
【００１９】
図３を参照すると、流体バルブ３００は、入口３０８と出口３１０との間の、流体流の経路３０６を画定する、バルブ本体３０４を含む。バルブ調節アセンブリ３１２が、流体流の通路３０６内に挿置され、入口３０８と出口３１０との間の流体流を制御する。バルブ調節アセンブリ３１２は、例えば、ケージ３１４、閉鎖部材３１６（例えば、バルブプラグ）、バルブシート３０２、およびバルブ軸３１８などの、流体バルブ３００の内部構成要素を含む。
【００２０】
ケージ３１４は、入口３０８と出口３１０との間に配置され、バルブ本体３０４を通る特定の流体流特性を提供する（例えば、流体バルブ３００を通る流体の流れによって発生する、雑音および／またはキャビテーションを低減する）。ケージ３１４は、閉鎖部材３１６を受容する（例えば、摺動可能に受容する）ための内腔３２０と、流体バルブ３００が開放位置にある場合（すなわち、閉鎖部材３１６が、バルブシート３０２から離間している場合）に、流体が通過して流れることができる、少なくとも１つの開口部３２２とを含む。ケージ３１４は、種々の方式（例えば、様々な形状、サイズ、または間隔を有する、開口部３２２）で構成して、例えば、流れを制御し、雑音および／またはキャビテーションを低減し、プロセス流体の減圧を促進するなどのように、その流体の、特定の望ましい流体流特性を提供することができる。
【００２１】
図示の実施例では、ケージ３１４は、実質的な単一構造である。ケージ３１４の第１末端部３２４は、バルブ本体３０４の表面３２８に係合する、フランジ３２６を含む。ボンネット（図示せず）（例えば、図１のボンネット１２４）が、フランジ３２６に係合して、バルブ本体３０４内部にケージ３１４を保持する。ケージ３１４がバルブ本体３０４に結合されると、ケージ３１４は、バルブ本体３０４内部に、バルブシート３０２を吊り下げるか、または保持する。それゆえ、ケージ３１４はまた、バルブ調節アセンブリ３１２の他の構成要素の保全、取り外し、および／または交換を容易にすることもできる。
【００２２】
ケージ３１４は、閉鎖部材３１６が、開放位置と閉鎖位置との間を移動する際に、閉鎖部材３１６を誘導して、横安定性、平衡性、および位置合わせを提供することにより、振動および他の機械的応力を低減する。閉鎖部材３１６は、内腔３２０内部に密接に適合して、閉鎖部材３１６がケージ３１４の開口部３２２を遮断する閉鎖位置と、閉鎖部材３１６が開口部３２２の少なくとも一部分から離れる（すなわち、封鎖しない）開放位置との間で、ケージ３１４内部を摺動することができる。
【００２３】
図示の実施例では、閉鎖部材３１６は、円筒形本体３３０および封止表面３３２を有する、バルブプラグとして示される。しかしながら、他の実施例では、閉鎖部材３１６は、流体バルブ３００を通る流体の流れを変化させる、ディスクまたは任意の他の構造とすることができる。バルブ軸３１８が、作動装置（図示せず）に、閉鎖部材３１６を操作可能に結合する。この実施例では、閉鎖部材３１６は、溝または管路３３４を含み、閉鎖部材３１６全体にわたって作用するプロセス流体の圧力によって、閉鎖部材３１６全体にわたって加えられる力を、平衡化または均等化する。結果として、開放位置と閉鎖位置との間で閉鎖部材３１６を移動させるために提供される作動力を、より小さくすることができる。閉鎖部材３１６はまた、プラグ封止アセンブリ３３８を受容するための、陥凹部分３３６も含む。プラグ封止アセンブリ３３８は、ケージ３１４の内側表面３４０に係合して、流体が、ケージ３１４と閉鎖部材３１６の外側表面３４２との間で漏洩することを防止する。プラグ封止アセンブリ３３８は、弾性材料からなる封止部材３４４（例えば、Ｏリング）、および押し出し防止リング３４６を含む。押し出し防止リング３４６は、プロセス流体温度が約４５０°Ｆ〜６００°Ｆである場合に、封止部材３４４が、閉鎖部材３１６の外側表面３４２とケージ３１４の内側表面３４０との間に押し出されることを防止する。プラグ封止アセンブリ３３８はまた、裏当てリングまたはピストンリング３４８も含み得る。
【００２４】
図４Ａおよび図４Ｂで最も明確に示されるように、バルブシート３０２は、外周縁部すなわち外側表面４０２、および内側表面４０４を有する、シートリングである。外側表面４０２は、バルブシート３０２の第１末端部４０８に隣接する、第１陥凹部分すなわち肩部４０６を含み、ケージ３１４の一部分すなわち第２末端部４１０を受容する。この実施例では、バルブシート３０２の第１末端部４０８は、ネジ山４１２によって、ケージ３１４の第２末端部４１０に結合される。
【００２５】
バルブシート３０２の外側表面４０２はまた、第１環状凹部すなわち封止部材受容区域４１４、およびこの封止部材受容区域４１４に隣接する第２環状凹部すなわち保持部材受容区域４１６も含み、階段状部分４１８を画定または形成する（例えば、機械加工によって）。保持部材受容区域４１６は、バルブシート３０２の第２末端部４２０に隣接する。封止アセンブリ４２２が、バルブシート３０２の封止部材受容区域４１４内部に配置され、保持部材４２４が、保持部材受容区域４１６内部に配置されて、階段状部分４１８の肩部すなわち壁４２６と保持部材４２４との間に、封止アセンブリ４２２を保持する。この実施例に示すように、保持部材４２４は、ネジ山４２８によって、バルブシート３０２の保持部材受容区域４１６に結合される。バルブシート３０２に結合されると、保持部材４２４および肩部４２６は、封止アセンブリ４２２を受容するための空洞部を画定する。
【００２６】
封止アセンブリ４２２は、例えばポリテトラフルオロエチレンなどの、弾性ポリマーまたはフルオロポリマーからなる、封止部材４３０（例えば、Ｏリング）を含む。押し出し防止リング４３２（例えば、硬質プラスチック）は、更なる封止を提供して、流体バルブ３００が約４５０°Ｆ〜６００°Ｆの温度を有するプロセス流体と共に使用される場合に、封止部材４３０が、バルブシート３０２とバルブ本体３０４との間に押し出されることを防止する。一部の実施例では、４５０°Ｆ未満の温度を有するプロセス流体に関して、押し出し防止リング４３２が使用されない場合がある。図示のように、押し出し防止リング４３２は、保持部材４２４と封止部材４３０との間に配置され、封止部材４３０は、押し出し防止リング４３２と、階段状部分４１８によって形成される肩部４２６との間に配置される。封止部材４３０は、バルブシート３０２（およびケージ３１４）がバルブ本体３０４に結合されると、バルブ本体３０４の表面４３４（図４Ｂ）に係合する。
【００２７】
動作時には、作動装置（例えば、空気圧式作動装置）は、閉鎖部材３１６がバルブシート３０２と封止係合して、流体バルブ３００を通る流体流を制限または妨げる、閉鎖位置と、閉鎖部材３１６がバルブシート３０２およびケージ３１４の開口部３２２から離間して、流体バルブ３００を通る流体流を可能にする、完全開放または最大流量位置との間で、バルブ軸３１８を、またそれゆえ閉鎖部材３１６を、移動させる。開放位置では、流体は、入口３０８から、ケージの開口部３２２を通って、出口３１０までの間を流れる。閉鎖位置では、閉鎖部材３１６が、ケージ３１４の開口部３２２を遮断して、封止表面３３２が、バルブシート３０２に封止係合し、入口３０８と出口３１０との間の流体流を妨げる。
【００２８】
封止アセンブリ４２２は、バルブ本体３０４とバルブシート３０２との間の封止を提供する。バルブ本体３０４とバルブシート３０２との間（および閉鎖部材３１６とケージ３１４との間）の漏洩は、流体バルブ３００の遮断等級に影響を及ぼし得る。封止アセンブリ４２２は、バルブシート３０２とバルブ本体３０４との間に配置され、閉鎖部材３１６が閉鎖位置にある場合に、流体バルブ３００の入口３０８と出口３１０との間の漏洩を防止して、流体バルブ３００の遮断等級を改善する。
【００２９】
図５Ａは、図３、図４Ａ、および図４Ｂのバルブシート３０２で実装されるが、別の例示的封止アセンブリ５０２を有する、例示的流体バルブ５００を示す。図５Ｂは、図５Ａの流体バルブ５００の拡大部分を示す。上述の例示的流体バルブ３００の構成要素と実質的に同様または同一であり、それらの構成要素の機能と実質的に同様または同一の機能を有する、図５Ａおよび図５Ｂの例示的バルブ５００の構成要素は、以下で再び詳細に説明されることはない。その代わりに、関心のある閲覧者は、図３、図４Ａ、および図４Ｂに関連する、上記の対応する説明を参照されたい。それらの実質的に同様または同一である構成要素は、図３、図４Ａ、および図４Ｂに関連して説明される構成要素と同じ参照番号で参照される。具体的には、例示的流体バルブ５００は、図３のバルブ本体３０４を含む。
【００３０】
例示的バルブ５００は、図３および図４の例示的流体バルブ３００と同様である。しかしながら、例示的バルブ５００は、約６００°Ｆよりも高い温度を有するプロセス流体と共に使用することができる。例示的バルブ５００の閉鎖部材５０４は、プラグ封止アセンブリ５０６で実装される。この実施例では、閉鎖部材５０４のプラグ封止アセンブリ５０６は、グラファイト製ピストンリング５０８、および金属もしくは任意の他の材料で作製される内腔封止部材５１０（例えば、Ｃ形状の封止部材）を含み、比較的高い温度（例えば、約６００°Ｆよりも高い温度）を有するプロセス流体に関する、閉鎖部材５０４とバルブ本体３０４との間のプロセス流体の漏洩に対する、比較的高い抵抗性を提供する。
【００３１】
図３、図４Ａ、および図４Ｂの流体バルブ３００と同様に、バルブシート３０２が、ケージ３１４に結合されて、バルブ本体３０４内部に配置される。封止アセンブリ５０２が、バルブシート３０２の封止部材受容区域４１４内部に配置される。保持部材４２４が、保持部材受容区域４１６内部に配置されて、階段状部分４１８の肩部すなわち壁４２６と保持部材４２４との間に、封止アセンブリ４２２を保持する。この実施例では、封止アセンブリ５０２は、６００°Ｆよりも高い温度に対して高い抵抗性がある金属または任意の他の材料で作製される、内腔封止部材５１２（例えば、Ｃ形状の封止部材）を含む。内腔封止部材５１２は、そのような高温に抵抗することができ、バルブシート３０２とバルブ本体３０４との間の封止を提供する。通路３０６を通って流れる流体の流向に応じて、内腔封止部材５１２の開口部が流体流の方向に面するように、内腔封止部材５１２を、封止部材受容区域４１４内部に配置することができる。
【００３２】
図６は、別の例示的保持装置６０４を含む、本明細書で説明される別の例示的バルブシート６０２で実装される、更に別の例示的流体バルブ６００の拡大部分を示す。上述の例示的流体バルブ３００または例示的流体バルブ５００の構成要素と実質的に同様もしくは同一であり、それらの構成要素の機能と実質的に同様または同一の機能を有する、図６の例示的バルブ６００の構成要素は、以下で再び詳細に説明されることはない。その代わりに、関心のある閲覧者は、図３、図４Ａ、図４Ｂ、図５Ａ、および図５Ｂに関連する、上記の対応する説明を参照されたい。それらの実質的に同様または同一である構成要素は、図３、図４Ａ、図４Ｂ、図５Ａ、および図５Ｂに関連して説明される構成要素と同じ参照番号で参照される。具体的には、例示的流体バルブ６００は、図３、図５Ａ、および図５Ｂの、バルブ本体３０４を含む。
【００３３】
図６に示すように、バルブシート６０２（例えば、シートリング）は、内側表面６０６、および主要直径を有する外周縁部すなわち外側表面６０８を含む。外側表面６０８は、バルブシート６０２の第１末端部６１２に隣接する、陥凹部分６１０を含み、ケージ３１４の末端部４１０を受容する。この実施例では、バルブシート６０２の第１末端部６１２は、ケージ３１４の末端部４１０に、ねじ留め式に結合される。
【００３４】
バルブシート６０２の外側表面６０８はまた、第１環状凹部すなわち封止部材受容区域６１４、およびこの封止部材受容区域６１４に隣接する第２環状凹部すなわち保持部材受容区域６１６（例えば、空洞部）も含む。封止部材受容区域６１４は、例えば機械加工または任意の他の好適な製造プロセスによって形成される、低減された外径すなわち封止外径を有する。保持部材受容区域６１６は、対向する壁すなわち肩部６１８ａおよび肩部６１８ｂと、壁６１８ｃとを有する、環状凹部（例えば、Ｃ形状の断面形状を有する環状凹部）である。保持部材受容区域６１６は、バルブシート６０２の第２末端部６２０に近接している。
【００３５】
封止アセンブリ６２２が、バルブシート６０２の封止部材受容区域６１４内部に配置されるか、または封止部材受容区域６１４上に滑り嵌めされ、保持部材６２４が、保持部材受容区域６１６内部に配置されて、肩部すなわち壁６２６と保持部材６２４との間に、封止アセンブリ６２２を保持する。この実施例に示すように、保持部材６２４は、バルブシート６０２の保持部材受容区域６１６内部に配置されるスナップリングである。より具体的には、保持部材６２４は、対向する壁６１８ａと壁６１８ｂとの間に、少なくとも部分的に配置または捕捉される。封止部材受容区域６１４内部に配置される場合の封止アセンブリ６２２を更に支持するために、バックアップリング６２８を含めることができる。バックアップリング６２８は、封止部材受容区域６１４の外径と実質的に同様の内径、およびバルブシート６０２の外側表面６０８と実質的に同様である外径を含み得る。バルブシート６０２に結合されると、保持部材６２４および／またはバックアップリング６２８、ならびに肩部６２６は、封止アセンブリ６２２を受容するための空洞部を画定する。
【００３６】
図示の実施例では、封止アセンブリ６２２は、例えばポリテトラフルオロエチレンなどの、弾性材料またはフルオロポリマー材料からなる、封止部材６３０（例えば、Ｏリング）を含み、その中にバネ６３２ａを配置させて、バルブシート６０２の外側表面６０８、およびバルブ本体３０４の表面４３４に向けて、封止部材６３０の側部６３２ｂを付勢する。押し出し防止リング６３４（例えば、硬質プラスチックの押し出し防止リング）は、約４５０°Ｆ〜６００°Ｆの温度を有するプロセス流体と共に使用される場合に、封止部材６３０がバルブシート６０２とバルブ本体３０４との間に押し出されることを防止するために提供される。一部の実施例では、４５０°Ｆ未満の温度を有するプロセス流体に関して、押し出し防止リング６３４が使用されない場合がある。図示のように、押し出し防止リング６３４は、バックアップリング６２８と封止部材６３０との間に配置され、封止部材６３０は、押し出し防止リング６３４と、肩部６２６との間に配置される。封止部材６３０は、バルブシート６０２（およびケージ３１４）がバルブ本体３０４に結合されると、バルブ本体３０４の表面４３４に係合する。他の実施例では、封止部材受容区域６１４は、例えば、封止アセンブリ４２２（図３、図４Ａ、および図４Ｂ）および／または封止アセンブリ５０２（図５Ａおよび図５Ｂ）などの、任意の他の好適な封止アセンブリを受容することができる。
【００３７】
例示的バルブシート３０２および例示的バルブシート６０２は、約−１００°Ｆ以下〜４５０°Ｆの温度を有するプロセス流体と共に使用するための、第１封止アセンブリ（例えば、封止部材４２２、６３０）と、４５０°Ｆ〜６００°Ｆの温度を有するプロセス流体と共に使用するための、第２封止アセンブリ（例えば、封止部材４２２、６３０、および押し出し防止リング４２４、６３４）と、約６００°Ｆ〜１１００°Ｆ以上の温度を有するプロセス流体と共に使用するための、第３封止アセンブリ（例えば、封止アセンブリ５０２）と、を受容することができる、モジュラー式バルブシートを提供する。結果として、本明細書で説明される例示的バルブシート装置は、例えば図１の流体バルブ１００および図２の流体バルブ２００に関連する、製造コストならびに在庫管理コストを著しく低減する。それゆえ、本明細書で説明されるバルブシート装置により、種々の封止アセンブリを、同じバルブシート／本体の構成と共に使用することが可能になる。
【００３８】
特定の装置が、本明細書で説明されているが、本特許の対象の範囲は、それらに限定されるものではない。反対に、本特許は、字義通りまたは均等論の下で、添付の特許請求の範囲に適正に含まれる、全ての装置を対象とする。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【国際調査報告】
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