(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁ボンネットの孔内に配設され、かつ流体封止を弁ステムまたは軸の周囲に提供するように構成される弁パッキンに荷重を与えるための装置であって、
前記弁ボンネットに動作可能に連結されるように構成される弁パッキンフランジと、前記弁パッキンと前記弁パッキンフランジとの間に配設されるストッパフランジと、荷重を前記弁パッキンに提供するように前記弁パッキンフランジと前記ストッパフランジとの間に配設される付勢要素とを有する、荷重アセンブリであって、前記弁パッキンフランジは、前記弁パッキンに印加される前記荷重を調整するように、前記ストッパフランジに対して調整可能である、荷重アセンブリと、
前記弁パッキンフランジと前記ストッパフランジとの間の第１の所定の距離を提供するように、前記弁パッキンフランジの第１の開口または前記ストッパフランジの第２の開口に連結される、第１のガイド部材であって、前記第１のガイド部材は、前記弁パッキンフランジおよび前記ストッパフランジが前記第１のガイド部材によって提供される前記第１の所定の距離だけ離間された時に、前記荷重アセンブリによって提供される第１の所定の荷重の指示を提供する、第１のガイド部材と、
を備える、装置。
【請求項２】
前記弁パッキンフランジと前記ストッパフランジとの間の第２の所定の距離を提供するように、前記弁パッキンフランジの前記第１の開口および前記ストッパフランジの前記第２の開口の他方に連結される、第２のガイド部材をさらに備え、前記第２のガイド部材は、前記弁パッキンフランジおよび前記ストッパフランジが前記第２のガイド部材によって提供される前記第２の所定の距離だけ離間された時に、前記荷重アセンブリによって提供される第２の所定の荷重の指示を提供する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第１のガイド部材は、前記荷重アセンブリが、前記第１の所定の荷重よりも大きい荷重を前記弁パッキンに印加するのを機械的に止めるためのものである、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記第１のガイド部材は、前記弁パッキンフランジの前記第１の開口内、または前記ストッパフランジの前記第２の開口内に配設される、請求項２に記載の装置。
【請求項５】
前記第２のガイド部材は、前記荷重アセンブリが、前記第２の所定の荷重よりも大きい荷重を前記弁パッキンに印加するのを機械的に止めるためのものである、請求項２に記載の装置。
【請求項６】
前記第２のガイド部材は、前記弁パッキンフランジの前記第１の開口内、または前記ストッパフランジの前記第２の開口内に配設される、請求項２に記載の装置。
【請求項７】
前記第１のガイド部材は、前記第２のガイド部材と同軸に整合させられる、請求項２に記載の装置。
【請求項８】
前記第１の所定の荷重は、前記弁パッキンに提供される公称パッキン応力を備え、前記第２の所定の荷重は、前記弁パッキンに提供される最大パッキン応力を備える、請求項２に記載の装置。
【請求項９】
前記第１のガイド部材は、締結具またはピンを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記ピンは、前記第１の所定の荷重の指示を提供するように、第１の段付き表面を含む、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記ピンは、前記第２の所定の荷重の指示を提供するように、第２の段付き表面を含む、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記荷重アセンブリが、最大の所定の荷重よりも大きい荷重を前記弁パッキンに印加するのを機械的に止めるように、前記弁パッキンフランジに着脱可能に取り付けられ、かつ前記ピンと同軸に整合させられる、ストッパをさらに備える、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
弁ボンネットの孔内に配設され、かつ流体封止を弁ステムまたは軸の周囲に提供するように構成される弁パッキンに荷重を与えるための方法であって、
荷重アセンブリを前記弁ボンネットにパッキンフランジナットを介して結合することであって、前記荷重アセンブリは、前記弁パッキンに荷重を印加するように構成され、かつ前記弁ボンネットに動作可能に連結される第１のフランジと、前記第１のフランジと対向して前記第１のフランジと前記弁ボンネットとの間に配設される基準表面とを含み、
前記荷重アセンブリの付勢アセンブリの自由状態に少なくともほぼ対応する位置に、前記パッキンフランジナットを調整することと、
第１のゲージ部材を前記第１のフランジに連結することと、
前記第１のゲージ部材の第１の表面と、前記第１のフランジに対向する前記基準表面との間の間隙を第１の所定の距離に調整することと、
前記第１のゲージ部材の前記第１の表面が前記基準表面と実質的に整合するように、そして前記第１のゲージ部材が前記基準表面と実質的に整合した時に、前記荷重アセンブリに、第１の所定のパッキン応力を前記弁パッキンに提供させるように、前記パッキンフランジナットを締めることと、
を含む、方法。
【請求項１４】
前記弁パッキンに印加される前記荷重を、前記弁パッキンに提供される最大パッキン応力である第２の所定のパッキン応力まで増加させるように、前記第１のフランジから前記第１のゲージ部材を除去することをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記荷重アセンブリは、前記第１のフランジと前記弁パッキンとの間に配設される第２のフランジをさらに含み、当該方法は、第２のゲージ部材を前記第２のフランジに連結することと、前記第２のゲージ部材の第２の表面と前記基準表面との間の間隙を調整することとをさらに含み、前記第２のゲージ部材は、前記第２のゲージ部材が前記基準表面と実質的に整合した時に、前記弁パッキンに提供される第２の所定のパッキン応力の指示を提供する、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記荷重アセンブリは、前記第１のフランジと前記弁パッキンとの間に配設される第２のフランジをさらに含み、前記第１のゲージ部材は、前記荷重アセンブリが前記第１の所定のパッキン応力を前記弁パッキンに提供した時に、前記第２のフランジに係合する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記荷重アセンブリは、前記第１のフランジと前記弁パッキンとの間に配設される第２のフランジをさらに含み、当該方法は、第２のゲージ部材を前記第２のフランジに連結することをさらに含み、前記基準表面は、前記第２のフランジの表面、または前記第２のゲージ部材の第２の表面である、請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
前記基準表面は、前記第２のフランジに連結され、かつ第１のゲージと同軸に整合させられる、前記第２のゲージ部材を備える、請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概して、流体弁に関し、より具体的には、荷重を弁パッキンに与えるための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プロセス制御プラントまたはシステムは、しばしば、プロセス流体の流れを制御するように、ロータリ弁、リニア弁等の流体弁を採用する。一般に、流体弁は、典型的に流体経路の中に配設され、例えば空気圧アクチュエータ、手動アクチュエータ等のアクチュエータに動作可能に連結される、流体流れ制御部材を含む。弁ステムまたは弁軸は、流れ制御部材をアクチュエータに動作可能に連結し、該アクチュエータは、該流れ制御部材を開放位置と閉鎖位置との間で移動させて、弁の流入口と流出口との間で流体流れを許容または制限する。典型的に、弁ステムまたは軸は、弁体に連結されるボンネットを通って、流れ制御部材とアクチュエータとの間に延在する。
【０００３】
プロセス流体が弁ステムまたは軸に沿って弁体を通して環境中に不必要に漏出することを防止するように、しばしば、弁パッキンまたはパッキンアセンブリが採用される。弁パッキンは、封止を提供するために、弁ステムまたは軸の一部分に沿って配設される、複数のばねおよび／またはパッキンシールを含んでもよい。いくつかの周知の弁パッキンは、比較的に小さい範囲の撓みまたは圧縮にわたって比較的に高い荷重を提供するように、高ばね定数の荷重デバイスまたはばねアセンブリ（例えば、皿ばね）を採用している。しかしながら、そのような周知の荷重デバイスは、典型的に、所望のパッキン応力がパッキンシールに印加されることを可能にするように、非常に正確な撓みおよび／または厳しく保持される製造公差を必要とする。
【０００４】
所望のパッキン応力をパッキンシールに提供することができなければ、不適当な封止を引き起こし得る。例えば、低過ぎるパッキン応力は、プロセス流体を、パッキンシールを通して環境中に漏出させ得る。高過ぎる（例えば、最大推奨パッキン応力よりも大きい）パッキン応力は、いくつかの種類のパッキンシール（例えば、グラファイトシール）に、材料の弁ステムへの転移を引き起こし得、それによって、弁ステムへの材料の蓄積を引き起こし、パッキンシールに損傷を与える。追加的または代替的に、高過ぎるパッキン応力は、パッキンシールと弁ステムまたは軸との間のパッキン摩擦を増加させ得、これは、弁の性能、および／または弁パッキンおよび／または弁ステムまたは軸の動作寿命を低下させ得る。
【発明の概要】
【０００５】
一実施例において、荷重を弁パッキンに荷重を与えるための装置は、荷重をシールアセンブリに提供するように、弁パッキンフランジとストッパフランジとの間に配設される付勢要素を有する、荷重アセンブリを含む。パッキンフランジは、シールに印加される荷重を調整するように、ストッパフランジに対して調整可能である。第１のガイド部材は、パッキンフランジとストッパフランジとの間の第１の所定の距離を提供するように、パッキンフランジまたはストッパフランジに連結される。第１のガイド部材は、パッキンフランジおよびストッパフランジが第１のガイド部材によって提供される第１の所定の距離だけ離間された時に、荷重アセンブリによって提供される第１の所定の荷重の指示を提供する。
【０００６】
別の実施例において、弁とともに使用するパッキンアセンブリは、弁ステムまたは軸の周囲で流体封止を提供するように、弁ボンネットの孔内に配設される、シールアセンブリを含む。第１のフランジは、パッキン固定具を介してシールアセンブリに動作可能に連結され、第１のフランジは、第１の開口部を有する。第２のフランジは、弁ボンネットと第１のフランジとの間に配設され、第２のフランジは、第２の開口部を有する。付勢要素は、第１のフランジと第２のフランジとの間に配設され、パッキン応力をシールアセンブリに提供する。第１のガイド部材は、シールアセンブリに提供される第１の所定のパッキン応力に対応する、第１のフランジと第２のフランジとの間の第１の所定の距離を提供するように、第１のフランジの第１の開口部内、または第２のフランジの第２の開口部内に配設される。
【０００７】
さらに別の実施例において、弁パッキンに荷重を与えるための方法は、付勢アセンブリの自由状態に少なくともほぼ対応する位置に、パッキンフランジナットを調整することと、第１のゲージ部材を第１のフランジに連結することとを含む。該方法は、第１のゲージ部材の第１の表面と、第１のフランジに対向する基準表面との間の間隙を第１の所定の距離に調整することをさらに含む。該方法は、第１のゲージ部材の第１の表面が基準表面と実質的に整合するように、そして第１のゲージ部材が基準表面と実質的に整合した時に、荷重アセンブリに、第１の所定のパッキン応力を弁パッキンに提供させるように、パッキンフランジナットを締めることをさらに含む。
【０００８】
さらに別の実施例において、弁パッキンアセンブリは、荷重をシールアセンブリに提供するための手段と、荷重を提供するための手段によって提供される第１の所定の荷重の指示を提供するための手段とを含む。弁パッキンはまた、指示を提供するための手段が、荷重を提供するための手段の第１の基準フランジと、荷重を提供するための手段の第２の基準フランジとの間の所定の距離を提供するように、指示を提供するための手段を、荷重を提供するための手段に連結するための手段であって、該所定の距離は、第１の所定の荷重に対応する、手段も含む。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１Ａ】周知の流体制御弁を示す図である。
【図１Ｂ】図１Ａに示される流体弁の周知の弁パッキンの拡大図である。
【図２Ａ】図１Ａの流体弁を実装するために使用されてもよい、別の周知の弁パッキンを示す図である。
【図２Ｂ】図１Ａの流体弁を実装するために使用されてもよい、別の周知の弁パッキンを示す図である。
【図３Ａ】本明細書に記載される例示的な弁パッキンアセンブリを示す図である。
【図３Ｂ】本明細書に記載される例示的な弁パッキンアセンブリを示す図である。
【図３Ｃ】本明細書に記載される例示的な弁パッキンアセンブリを示す図である。
【図４Ａ】図３Ａ〜図３Ｃの弁パッキンアセンブリを実装するために使用されてもよい、本明細書に記載する別の例示的な荷重アセンブリを示す図である。
【図４Ｂ】図３Ａ〜図３Ｃの弁パッキンアセンブリを実装するために使用されてもよい、本明細書に記載する別の例示的な荷重アセンブリを示す図である。
【図４Ｃ】図３Ａ〜図３Ｃの弁パッキンアセンブリを実装するために使用されてもよい、本明細書に記載する別の例示的な荷重アセンブリを示す図である。
【図５Ａ】図３Ａ〜図３Ｃの弁パッキンアセンブリを実装するために使用されてもよい、本明細書に記載する別の例示的な荷重アセンブリを示す図である。
【図５Ｂ】図３Ａ〜図３Ｃの弁パッキンアセンブリを実装するために使用されてもよい、本明細書に記載する別の例示的な荷重アセンブリを示す図である。
【図６】図３Ａ〜図３Ｃの弁パッキンアセンブリを実装するために使用されてもよい、本明細書に記載するさらに別の例示的な荷重アセンブリを示す図である。
【図７Ａ】図３Ａ〜図３Ｃの弁パッキンアセンブリを実装するために使用されてもよい、本明細書に記載するさらに別の例示的な荷重アセンブリを示す図である。
【図７Ｂ】図３Ａ〜図３Ｃの弁パッキンアセンブリを実装するために使用されてもよい、本明細書に記載するさらに別の例示的な荷重アセンブリを示す図である。
【図７Ｃ】図３Ａ〜図３Ｃの弁パッキンアセンブリを実装するために使用されてもよい、本明細書に記載するさらに別の例示的な荷重アセンブリを示す図である。
【図７Ｄ】図３Ａ〜図３Ｃの弁パッキンアセンブリを実装するために使用されてもよい、本明細書に記載するさらに別の例示的な荷重アセンブリを示す図である。
【図８】図７Ａ〜図７Ｄの例示的な弁パッキンアセンブリとともに使用されてもよい、ポジティブストッパ装置を示す図である。
【図９】図７Ａ〜図７Ｄの例示的な弁パッキンアセンブリとともに使用されてもよい、ポジティブストッパ装置を示す図である。
【図１０Ａ】図３Ａ〜図３Ｃの弁パッキンアセンブリを実装するために使用されてもよい、本明細書に記載するさらに別の例示的な荷重アセンブリを示す図である。
【図１０Ｂ】図３Ａ〜図３Ｃの弁パッキンアセンブリを実装するために使用されてもよい、本明細書に記載するさらに別の例示的な荷重アセンブリを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
一般に、本明細書に記載される例示的な方法および装置は、パッキン応力の正確な制御を活荷重弁パッキンに提供する。より具体的には、本明細書に記載される例示的な弁パッキン装置は、付勢要素（例えば、皿ばね）の所定の距離または撓みに基づいて、所望または所定のパッキン応力をパッキンシールアセンブリに提供する、荷重アセンブリを含む。本明細書に記載される例示的な荷重アセンブリは、付勢要素の撓みの量の正確な制御を可能にする。具体的には、付勢要素の撓みを所定の位置に制御することで、荷重アセンブリを、実質的に一定の所望のパッキン応力をパッキンシールアセンブリに提供するように調整することができる。
【００１１】
加えて、本明細書に記載される例示的な方法および装置は、付勢要素（例えば、皿ばね）を完全に圧縮させることなく、パッキン応力を設定または調整することを可能にする。また、いくつかの実施例では、パッキン応力を正確に制御することで、パッキン材料の弁ステムへの転移を防止し、および／またはパッキンシールと弁ステムまたは軸との間の摩擦を低減し得る。本明細書に記載される例示的な方法および装置はまた、要素の材料厚さ（例えば、積み重ね公差）の変動の結果による、複数の付勢要素の積み重ね高さの変動を補償し得る。
【００１２】
具体的には、本明細書に記載される弁パッキン装置は、パッキンシールアセンブリに印加されるパッキン応力の指示を提供する、第１のガイド部材を含んでもよい。第１のガイド部材は、荷重アセンブリが、第１の所定のパッキン応力（例えば、所望の公称パッキン応力）よりも大きいパッキン応力をパッキンシールアセンブリに印加するのを防止または制限し得る。いくつかの実施例において、弁パッキン装置は、パッキンシールアセンブリに提供される第２のパッキン応力の指示を提供するように、第２のガイド部材を含んでもよい。第２のガイド部材は、荷重アセンブリが、第２の所定のパッキン応力（例えば、所望の最大パッキン応力）よりも大きいパッキン応力をパッキンシールアセンブリに印加するのを防止または制限し得る。
【００１３】
いくつかの実施例において、弁パッキンアセンブリまたは装置の荷重アセンブリは、パッキンフランジとストッパフランジとの間に（例えば、直列に）配設または積み重ねられる、複数の付勢要素（例えば、皿ばね）を含む。第１のガイド部材は、パッキンフランジとストッパフランジとの間の第１の所定の距離を提供するように、パッキンフランジまたはストッパフランジに連結されてもよい。第１のガイド部材は、パッキンフランジおよびストッパフランジが第１のガイド部材によって提供される第１の所定の距離だけ離間された時に、荷重アセンブリによって提供されるパッキン応力の指示を提供し得る。
【００１４】
例示的な弁パッキン装置を説明する前に、周知の空気圧作動の流体制御弁１００の簡単な考察を、図１Ａとともに提供する。図１Ａに示される周知の流体制御弁１００は、ボンネット１０６を介して弁体１０４に動作可能に連結される、アクチュエータ１０２を含む。弁体１０４は、流入口１１０と流出口１１２との間に流体流路１０８を画定する。弁プラグ１１４は、流体流路１０８内に配設され、流入口１１０と流出口１１２との間でそれを通って流体が流れ得るポート領域１２０を制御するように弁座１１８と協働する、座面１１６を含む。弁ステム１２２は、弁プラグ１１４をアクチュエータステム１２４に連結する。アクチュエータステム１２４は、弁ステム１２２および弁プラグ１１４をアクチュエータ１０２に連結する。ボンネット１０６は、弁ステム１２２を摺動可能に受容し、かつ弁パッキンアセンブリ１２８を収容するように、孔１２６を含む。
【００１５】
弁パッキンアセンブリ１２８は、プロセス流体が弁ステム１２２を過ぎて漏出するのを防止するように、および／または危険な流体もしくは汚染流体の排出に対して環境を保護するように、封止を提供する。換言すれば、弁パッキンアセンブリ１２８は、弁１００を通って流れるプロセス流体の圧力に対抗する、封止を提供する。したがって、弁パッキンアセンブリ１２８は、弁１００を通って流れるプロセス流体の圧力に対抗することができるパッキンシールを提供するように、適切または十分に荷重が与えられなければならない。
【００１６】
図１Ｂは、図１Ａの流体制御弁１００の拡大分割した部分断面図を表す。図１Ｂの左側は、圧縮状態または応力下状態の弁パッキンアセンブリ１２８を示し、図１Ｂの右側は、非圧縮状態または非応力下状態の弁パッキンアセンブリ１２８を示す。図１Ｂに示されるように、弁パッキンアセンブリ１２８は、パッキンスタッド１３２およびパッキンナット１３４を介してボンネット１０４に連結される、パッキンフランジ１３０を含む。パッキン材料またはシールアセンブリ１３６は、弁ステム１２２を囲繞し、かつボンネット１０４のパッキン孔１２６内に配設される。パッキン材料１３６は、パッキン材料１３６の内孔または表面１３８が弁ステム１２２に対して封止されること、およびパッキン材料１３６の外面１４０がボンネット１０４の孔１２６に対して封止されることを確実にするように、典型的に、軸方向に圧縮される。軸１４２の周囲で軸方向の荷重をパッキン材料１３６に与えると、パッキン材料１３６を半径方向に拡張させて、移動弁ステム１２２上に動的封止を生じさせ、また、パッキン孔１２６の中に静的封止を生じさせて、パッキン材料１３６がパッキン孔１２６と接触する。図１Ｂに示されるように、パッキン材料またはシールアセンブリ１３６は、パッキンシール１４４と、パッキンリング１４６と、パッキンボックスリング１４８とを含む。
【００１７】
示される実施例では、複数の付勢要素またはばね１５０（例えば、皿ばね）を、パッキンフランジ１３０と、パッキン従動子１５４のフランジまたは肩部１５２との間に位置付けるか、または直列に積み重ねてもよい。ばね１５０をパッキン従動子１５４に対して調整可能に駆動または付勢するために、パッキンナット１３４を使用してもよく、その結果、パッキン材料１３６を軸方向に圧縮して、封止を提供し、かつプロセス流体が弁ステム１２２を過ぎて漏出するのを防止する。パッキンナット１３４をパッキンスタッド１３２上で締めるにつれて、パッキンフランジ１３０が荷重をばね１５０に伝達する。パッキンナット１３４を締めて、パッキン従動子１５４を介してパッキン応力（例えば、軸方向荷重）をパッキン材料１３６に提供するにつれて、ばね１５０は、撓むまたは圧縮される。
【００１８】
この実施例において、ばね１５０は、一様な荷重をパッキン材料１３６に提供し、そして弁の動作（例えば、弁のストローク）中にそのような一様なパッキン荷重を維持することによって、活荷重弁パッキンを提供する。換言すれば、ばね１５０は、実質的に一定の圧縮力をパッキン材料１３６上に働かせるように、実質的に一定の荷重をパッキン従動子１５４に提供する。したがって、パッキン材料１３６が（例えば、摩耗により）縮小した場合、ばね１５０を脱圧縮し、パッキン従動子１５４をボンネット１０４に向かって移動させて、パッキン材料１３６の圧縮力を維持し、それによって、パッキン材料１３６の封止の健全性を維持する。
【００１９】
動作条件（例えば、温度および／またはプロセス流体の圧力）は、しばしば、十分な封止を特定のプロセス流体または用途に提供するように、使用すべきパッキン材料の種類を決定する。例えばグラファイトパッキン材料等のいくつかの周知のパッキン材料を、過酷な使用条件（例えば、４５０Ｆよりも高いプロセス流体温度、４５００ｐｓｉｇよりも大きい圧力）で使用してもよい。しかしながら、そのようなグラファイトパッキン材料には、最適に機能するように、および／または適切なシールを提供するように、適切なパッキン応力または荷重を正確に与える必要があり得る。
【００２０】
図１Ｂの実施例において、ばね１５０は、皿ばねである。典型的に、比較的に大きい荷重力またはパッキン応力を提供して、過酷な使用条件（例えば、高圧用途）に使用されるパッキング材料を圧縮するために、皿ばねを使用してもよい。一般に、皿ばねは、皿ばねに与えられる移動または撓みに対して比較的に高いパッキン応力を提供する。換言すれば、皿ばねは、比較的に高いばね定数を有し、したがって、皿ばねの小さいまたは比較的に低い撓みまたは圧縮は、比較的に高いパッキン応力または力を提供する。例えば、直列に積み重ねた皿ばねは、直列に重ねる皿ばねの数に関わらず、積み重ねた皿ばねの撓みの割合または量（例えば、積み重ね高さに対する撓みの割合）に基づいて荷重を提供する。
【００２１】
加えて、活荷重弁パッキンは、概して、異なるばねの間での材料厚さ変動のため、積み重ね公差を有する。皿ばねは、概して、比較的に高い力対圧縮比（すなわち、高いばね定数）を提供するので、そのような積み重ね公差は、荷重またはパッキン応力を正確に制御するための重要な考慮事項である。そのような積み重ね公差を無視すると、所望の最大荷重よりも大きい荷重をばねに提供させ得、これは、パッキン材料の破損や弁ステムへの転移を引き起こし得、あるいは機能を低下させることになり得る。
【００２２】
したがって、皿ばねは、典型的に、所望のパッキン応力を提供するように、正確に圧縮する、または撓ませることが必要である。別様には、提供されたパッキン応力が大き過ぎると、高いパッキン摩擦が生じ得、これは、弁の性能を低下させる、および／またはパッキン材料の動作寿命を低下させる可能性がある。加えて、比較的に高い、または所望の最大パッキン応力よりも大きいパッキン応力は、グラファイトパッキン材料等のいくつかのパッキン材料に、材料の弁ステムへの転移を引き起こし得、これは、不適当な封止または初期破損を引き起こし得る。
【００２３】
図１Ｂを参照すると、ばね１５０の撓みを調整または制御する１つの方法は、例えばトルクレンチを使用して、パッキンナット１３４に印加されるトルクを測定することである。しかしながら、トルクレンチは、例えばパッキンスタッド１３２および／またはパッキンナット１３４上の潤滑の変動性、パッキンスタッド１３２のねじ山を形成するために使用される異なる製造プロセス、パッキンスタッド１３２およびパッキンナット１３４が使用された回数等により、不安定であり得る。トルク測定によるそのような不正確な荷重は、不正確なパッキン応力または荷重をパッキン材料１３６に印加させ得る。その結果、トルクレンチ上のトルク読取値が、許容されるトルク測定値を示している場合であっても、パッキン材料１３４の初期破損が発生し得る。したがって、パッキンナットのトルクを測定して適切なパッキン応力を決定することは、グラファイトパッキン材料等のいくつかのパッキン材料の初期破損を防止するには不十分である。
【００２４】
パッキン応力を制御するための別の方法は、パッキンナット１３４を締めることによって、ばね１５０を図１Ｂの左側に示されるような最大圧縮の平坦状態または一体状態に位置付けることである。この様態において、ばね１５０を完全な平坦状態または一体状態に圧縮または撓ませることは、ばね１５０によって提供することができる可能な最大荷重の指示を提供する。次いで、パッキンナット１３４をある量だけ（例えば、１／４回動または回転）緩めて、または後退させて、公称または所望のパッキン応力をパッキン材料１３６に提供する所望の位置までばね１５０を脱圧縮する。例えば、操作者または保守要員は、その後、パッキンナット１３４を、正確な回転数だけ、または回転量（例えば、１／４回転）だけ緩めて、パッキン応力を所望の応力レベルに設定する。しかしながら、いくつかの事例において、ばね１５０を完全な平坦状態または一体状態に圧縮または撓ませることは、ばね１５０を、完全な圧縮状態または平坦状態に固定させ、または撓ませ得、それによって、ばね１５０に恒久的に損傷を与える。
【００２５】
別の実施例において、パッキン応力を制御する方法は、図１Ｂの右側に示されるように、ばね１５０が、ばね１５０の非圧縮または自由積み重ね高さに位置付けられるように、パッキンナット１３４を最初に手で締めることである。操作者または保守要員は、次いで、ばね１５０の非圧縮自由高さ、または固定具１５４の肩部１５２とパッキンフランジ１３０の表面１５６との間の距離を測定する。次いで、図１Ｂの左側に示されるように、パッキンナット１３４を、ばね１５０が完全に（例えば、１００％）圧縮される、または実質的に平坦もしくは一体になるまで締める。操作者または保守要員は、次いで、平坦状態または圧縮状態のばね１５０の高さを測定する。次いで、パッキンナット１３４を緩めて、ばね１５０を、非圧縮高さと全圧縮高さとの間の所望の所定の測定高さまで脱圧縮する。また、この方法は、ばね１５０を完全に圧縮することを必要とし、これは、ばね１５０に損傷を与え得、または完全に圧縮される前にばね１５０によって所定の所望の高さにおいて提供される荷重と比較して、ばね１５０を所望の高さまで脱圧縮した時に、ばね１５０に異なる荷重を提供させ得る。
【００２６】
図２Ａおよび図２Ｂは、図１Ａの流体制御弁１００を実装するために使用してもよい、別の周知の弁パッキンアセンブリ２００を示す。弁パッキンアセンブリ２００は、パッキンフランジ２０４とパッキン固定具または従動子２０６との間に積み重ねられる、または配設される、付勢要素またはばね２０２（例えば、皿ばね）を含む。ばね２０２の圧縮または撓みの量の指示を提供し、したがって、パッキンシール２１０（例えばグラファイトシール）に与えられるパッキン応力の指示を提供するように、１つまたは複数のゲージまたは荷重スケール２０８をパッキンフランジ２０４に連結してもよい。荷重スケール２０８を調整するには、ばね２０２をわずかに圧縮して、パッキンフランジ２０４をばね２０２の自由積み重ね高さ位置に移動させる。荷重スケール２０８は、締結具２１２を介してパッキンフランジ２０４に連結され、よって、ばね２０２が（図２Ａに示されるように）自由積み重ね高さ位置にある時に、荷重スケール２０８の底部エッジ２１４が指示器円板２１６と整合する。荷重スケール２０８がパッキンフランジ２０４に連結されると、パッキンナット２１８を締めて、指示器円板２１６を、荷重スケール２０８上の最小圧縮線もしくはマーキング２２０もしくは最大圧縮線またはマーキング２２２と整合させることができる。
【００２７】
荷重スケール２０８は、パッキン応力の視覚的指示を提供するが、荷重スケール２０８は、最大圧縮線２２２によって示される撓みを超えるばね２０２の撓みまたは圧縮を防止するように、ポジティブストッパを提供しない。したがって、ばね２０２が、最大圧縮線２２２によって示される位置を超える位置まで撓まされた場合、パッキン材料２１０は、所望の最大パッキン応力よりも大きいパッキン応力を受け得る。
【００２８】
さらに、荷重スケール２０８は、特定の弁ステムサイズ（例えば、弁ステムの直径）にサイズ決定される。最大動作寿命にわたって、かつ弁ステム２２４とパッキン材料２１０との間の所望のパッキン摩擦の範囲内で、弁パッキンアセンブリ２００を動作させるには、対応する弁ステムサイズを伴う荷重スケールを使用しなければならない。しかしながら、この構成は、人的ミスを起こす傾向があり得る。加えて、弁パッキンアセンブリ２００は、ゲージスケール２０８を介して目視で測定することができる撓みを提供するように、より大きくサイズ決定された（例えば、より大きい直径の）ばね２０２を使用する。しかしながら、そのような構成は、弁パッキンアセンブリ２００のエンベロープ全体を拡大し、全体としてより小さい設置面積が必要とされる用途には適さない場合がある。
【００２９】
図３Ａおよび図３Ｂは、本明細書に記載される、例示的な活荷重弁パッキンアセンブリ３００の異なる図を示す。図３Ａ〜図３Ｃを参照すると、例示的な弁パッキンアセンブリ３００は、荷重またはパッキン応力をパッキン材料またはシールアセンブリ３０４に提供するように、荷重アセンブリ３０２を含む。シールアセンブリ３０４（例えば、グラファイトパッキンシールアセンブリ）は、パッキン孔３０６によって摺動可能に受容される弁ステム３１０の周囲に流体封止を提供するように、ボンネット３０８のパッキン孔３０６内に配設される。軸３１２の周囲で軸方向の荷重をシールアセンブリ３０４に与えると、シールアセンブリ３０４を半径方向に拡張させて、移動弁ステム３１０上に動的封止を生じさせ、かつパッキン孔３０６の中に静的封止を生じさせて、シールアセンブリ３０４の外面３１４がパッキン孔３０６と接触する。ボンネット３０８は、弁（例えば、図１Ａの弁１０４）をアクチュエータ（例えば、図１Ａのアクチュエータ１０２）に連結する。アクチュエータが、第１の位置（例えば、開放位置）と第２の位置（例えば、閉鎖位置）との間で弁ステム３１０を移動させる時に、パッキン孔３０６は、弁ステム３１０を摺動可能に受容する。
【００３０】
荷重アセンブリ３０２は、パッキンスタッド３１６ａおよび３１６ｂ、ならびにパッキンナット３１８ａおよび３１８ｂを介して、ボンネット３０８に着脱可能に連結される。パッキンナット３１８ａおよび３１８ｂは、それぞれのパッキンスタッド３１６ａおよび３１６ｂにねじ込み可能に連結され、そしてそれらを回動させて（例えば、締めて、または緩めて）、ボンネット３０８内および弁ステム３１０の周囲で、シールアセンブリ３０４に対する荷重またはパッキン応力を調整する。ボンネット３０８はまた、パッキンスタッド３１６ａおよび３１６ｂをねじ込み可能に受容するように、ねじ穴３２０も含む。
【００３１】
この実施例において、荷重アセンブリ３０２は、第１のフランジまたはパッキンフランジ３２２と、および第２のフランジまたはストッパフランジ３２４とを含む。パッキンフランジ３２２およびストッパフランジ３２４は、弁ステム３１０を摺動可能に受容するように、それぞれの中央開口部３２６および３２８（図３Ｃ）を含む。パッキンフランジ３２２は、パッキンスタッド３１６ａを摺動可能に受容するように、ストッパフランジ３２４の開口３３２と同軸に整合する、開口３３０を含む。図３Ｂに最も明らかに示されるように、パッキンフランジ３２２およびストッパフランジ３２４を、弁ステム３１０（すなわち。軸３１２）に沿って、直線的な方向に移動させることができるように、パッキンフランジ３２２の開口３３０および対応するストッパフランジ３２４の開口３３２は、パッキンスタッド３１６ａの直径よりもわずかに大きくサイズ決定される。
【００３２】
この実施例において、荷重アセンブリ３０２は、パッキンフランジ３２２とストッパフランジ３２４との間に配設される、または積み重ねられる、付勢要素またはばね３３４を含む。この実施例において、付勢要素３３４は、荷重またはパッキン応力をシールアセンブリ３０４に提供するように、パッキンフランジ３２２とストッパフランジ３２４との間に直列に積み重ねられる、複数の皿ばねを含む。
【００３３】
図３Ａ〜図３Ｃに示されるように、パッキンフランジ３２２は、ストッパフランジ３２４の開口３４２ａの軸３４０に実質的に平行であるが該軸からある距離だけ離間される軸３３８を有する、開口３３６ａを含む。第１のガイド部材またはストッパねじ３４４ａは、開口３３６ａを介して、パッキンフランジ３２２に連結され、第２のガイド部材またはストッパねじ３４６ａは、第２の開口３４２ａを介して、ストッパフランジ３２４に連結される。しかしながら、他の実施例において、パッキンフランジ３２２は、第１のガイド部材３４４ａを受容するように、開口３３６ａだけを含んでもよく、またはストッパフランジ３２４は、第２のガイド部材３４６ａを受容するように、開口３４２ａだけを含んでもよい。
【００３４】
示される実施例において、第１のガイド部材３４４ａは、パッキンフランジ３２２とストッパフランジ３２４との間の第１の所定の距離を提供するように、ストッパフランジ３２４に対して位置付けられる。例えば、第１のガイド部材３４４ａは、パッキンフランジ３２２が付勢要素３３４を所定のパッキン応力に対応する量だけ撓ませるように位置付けられる。したがって、第１の所定の距離は、パッキンフランジ３２２およびストッパフランジ３２４が、第１のガイド部材３４４ａによって提供される第１の所定の距離だけ離間された時に、シールアセンブリ３０４に提供される第１の所定の荷重の指示を提供する。第１のガイド部材３４４ａはまた、荷重アセンブリ３０２が、第１の所定の荷重よりも大きい荷重をシールアセンブリ３０４に印加することを防止するように、機械的なストッパも提供する。例えば、第１の所定の距離は、シールアセンブリ３０４に提供される公称パッキン応力に対応してもよい。
【００３５】
第２のガイド部材３４６ａは、パッキンフランジ３２２とストッパフランジ３２４との間の第２の所定の距離を提供するように、ストッパフランジ３２４に連結され、かつパッキンフランジ３２２に対して位置付けられる。例えば、第２のガイド部材３４６ａは、パッキンフランジ３２２およびストッパフランジ３２４が第２のガイド部材３４６ａによって提供される距離だけ離間された時に、パッキンフランジ３２２が第２の所定のパッキン応力に対応する量だけ付勢要素３３４を撓ませるように位置付けられる。したがって、第２のガイド部材３４６ａは、パッキンフランジ３２２およびストッパフランジ３２４が、第２の所定の距離だけ離間された時に、シールアセンブリ３０４に提供される第２の所定の荷重の指示を提供する。第２のガイド部材３４６ａはまた、第２のガイド部材３４６ａによって提供されるパッキンフランジ３２２とストッパフランジ３２４との間の第２の所定の距離に対応する第２の所定の荷重よりも大きい荷重を、荷重アセンブリ３０２がシールアセンブリ３０４に印加することを防止するように、機械的なストッパも提供する。例えば、第２の所定の荷重は、シールアセンブリ３０４に提供される所望の最大パッキン応力に対応してもよい。
【００３６】
弁パッキンアセンブリ３００はまた、荷重アセンブリ３０２をシールアセンブリ３０４に動作可能に連結するように、パッキン固定具またはパッキン従動子３４８も含む。この実施例において、ストッパフランジ３２４は、パッキン固定具３４８とパッキンフランジ３２２との間に位置付けられる。したがって、荷重アセンブリ３０２は、パッキン固定具３４８を介して、荷重をシールアセンブリ３０４に提供する。示されるように、パッキン固定具３４８は、基部３５２とスリーブ部分３５４との間に配設される、従動子フランジ３５０を含む。パッキン固定具３４８は、基部３５２の縁部３５６がシールアセンブリ３０４に係合し、かつ従動子フランジ３５０がストッパフランジ３２４の表面３５８に係合するように、ストッパフランジ３２４とシールアセンブリ３０４との間に配設される。スリーブ部分３５４は、パッキンフランジ３２２およびストッパフランジ３２４の中央開口部３２６および３２８内で摺動可能に嵌合するようにサイズ決定される。パッキン固定具３４８は、弁ステム３１０を摺動可能に受容するように開口部３６０を含み、かつ炭素充填ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）または他の好適な材料で内張りしてもよい。この実施例において、荷重アセンブリ３０２は、パッキン固定具３４８を介して、シールアセンブリ３０４に動作可能に連結される。荷重アセンブリ３０２は、パッキン固定具３４８を、シールアセンブリ３０４に向かって軸３１２に沿った直線方向に移動させるように、荷重をパッキン固定具３４８に印加する。
【００３７】
例示的な荷重アセンブリ３０２は、付勢要素３３４の撓み量の正確な制御を可能にすることによって、シールアセンブリ３０４に与えられる所望のパッキン応力の正確な制御を可能にする。このようなパッキン応力の正確な制御は、図１Ｂ、２Ａ、および２Ｂと関連して説明したもの等の周知の活荷重弁パッキンと比較して、弁パッキンアセンブリ３００の性能を大幅に高め、かつパッキン応力の変動性を大幅に低減する。
【００３８】
正確にパッキン応力を制御するように、弁パッキンアセンブリ３００は、図３Ａ〜図３Ｃに示されるように組み立てられる。パッキンナット３１８ａおよび３１８ｂは、付勢要素３３４の少なくともほぼ自由な状態または自由積み重ね高さに対応する位置に調整される。例えば、パッキンナット３１８ａおよび３１８ｂは、パッキンフランジ３２２が付勢要素３３４に比較的に小さい荷重を提供するように、付勢要素３３４の自由積み重ね高さ位置まで手で締めてもよい。この様態において、付勢要素３３４および／またはパッキンフランジ３２２は、付勢要素３３４の自由積み重ね高さに正確に、またはほぼ位置付けられ得る。
【００３９】
弁パッキンアセンブリ３００が自由積み重ね高さ状態である時に、第１のガイド部材３４４ａは、第１の間隙Ｇ１（例えば、０．１２２インチ（約３．０９９ｍｍ）の間隙）が第１のガイド部材３４４ａの基準面３６２とストッパフランジ３２４の基準面３６４との間に形成されるように（例えば、工具を介して）調整される。図示されていないが、間隙Ｇ１を測定するために、ゲージ工具を使用してもよい。追加的または代替的に、第２のガイド部材３４６ａは、第２の間隙Ｇ２（例えば、０．１６４インチ（約４．１６６ｍｍ）の間隙）が第２のガイド部材３４６ａの基準面３６６とパッキンフランジ３２２の基準面３６８との間に形成されるように（例えば、工具を介して）調整される。締結具３７０（例えば、ロックナット）は、所定の間隙Ｇ１およびＧ２を調整した後に、第１のガイド部材３４４ａおよび第２のガイド部材３４６ａの位置を、それぞれのパッキンフランジ３２２およびストッパフランジ３２４に係止または固定する。
【００４０】
パッキンナット３１８ａおよび３１８ｂを、第１のガイド部材３４４ａの基準面３６２がストッパフランジ３２４の基準面３６４に係合するまで、回動させるか、または締める。代替として、パッキンナット３１８ａおよび３１８ｂを、パッキンフランジ３２２をストッパフランジ３２４と実質的に平行に保つように、回動させるか、または締めてもよい。この実施例に示されるように、荷重をシールアセンブリ３０４に与えた時に、パッキンフランジ３２２をストッパフランジ３２４および／またはボンネット３０８の表面３７２と実質的に平行に保つのを補助するように、パッキンフランジ３２２は、第３のガイド部材３４４ｂを受容するように、開口（図示せず）を含み、ストッパフランジ３２４は、第４のガイド部材３４６ｂを受容するように、開口（図示せず）を含む。他の実施例では、ストッパフランジ３２４に対して第１の間隙Ｇ１だけ離間される複数のガイド部材を受容するように、複数の開口をパッキンフランジ３２２の外周の周囲で離間してもよく、および／またはパッキンフランジ３２２に対して第２の間隙Ｇ２だけ離間される複数のガイド部材を受容するように、複数の開口をストッパフランジ３２４の外周の周囲で離間してもよい。
【００４１】
この実施例では、第１のガイド部材３４４ａの基準面３６２がストッパフランジ３２４の基準面３６４に係合した時に、パッキンフランジ３２２がストッパフランジ３２４に向かってさらに移動するのを防止するように、第１のガイド部材３４４ａは、機械的なストッパを提供する。第１のガイド部材３４４ａがストッパフランジ３２４に係合した時に、付加的なトルクがパッキンナット３１８ａおよび３１８ｂに印加された（すなわち、パッキンナットを締めた）場合、第１のガイド部材３４４ａは、付加的な荷重がシールアセンブリ３０４に与えられないようにする。代わりに、第１のガイド部材３４４ａが、付加的な荷重を吸収する、または受ける。
【００４２】
前述のように、直列に積み重ねた皿ばね等の付勢要素は、付勢要素の全体的な積み重ね高さに関わらず、積み重ねた付勢要素上に働く撓みの量に基づいて、荷重を提供する。換言すれば、第１のガイド部材３４４ａとストッパフランジ３２４との間の第１の間隙Ｇ１は、第１のガイド部材３４４ａがストッパフランジ３２４に係合した時に、付勢要素３３４の自由積み重ね高さ位置に対応するパッキンフランジ３２２の位置と、ストッパフランジ３２４に対するパッキンフランジ３２２の位置との間で付勢要素３３４の撓みを制御するように、所定の距離を提供する。
【００４３】
したがって、第１の積み重ね高さを有する第１組の付勢要素（例えば、３つ積み重ねた皿ばね）は、第１の間隙Ｇ１に対応する量だけ撓ませた時に、荷重をシールアセンブリ３０４に提供する。該荷重は、（例えば、積み重ね公差のため）第１の積み重ね高さとは異なる第２の積み重ね高さを有する、異なる第２組の付勢要素（例えば、３つ積み重ねた皿ばね）によって提供される荷重に実質的に等しく、第２組の付勢要素は、第１の間隙Ｇ１に対応する位置まで撓まされる。したがって、弁パッキンアセンブリ３００は、シールアセンブリ３０４に印加されるパッキン応力を、第１の所定の距離または第１の間隙Ｇ１によって提供される撓みの量に対応する荷重に制限する。追加的または代替的に、パッキンフランジ３２２を付勢要素３３４の自由積み重ね高さに位置付けた後に、第１のガイド部材３４４ａを第１の間隙Ｇ１に調整することによって、付勢要素３３４の積み重ね公差が制御され、シールアセンブリ３０４に与えられる荷重の量に影響を及ぼさない。追加的または代替的に、他の実施例において、間隙Ｇ１およびＧ２は、付勢要素（例えば、５つ積み重ねた皿ばね）の積み重ね高さの関数として、比例して調整（例えば、増加）されてもよい。換言すれば、間隙Ｇ１およびＧ２は、付勢要素に与えられる撓みの量に対応する荷重を提供するように直列に積み重ねた付勢要素の積み重ね高さに対する、所定の撓みの量または割合を提供するように調整されてもよい。
【００４４】
最大パッキン応力を提供するには、第１のガイド部材３４４ａを、第１のガイド部材３４４ａとストッパフランジ３２４との間の間隙が少なくとも第２の間隙Ｇ２よりも大きくなるように位置付ける、または移動させる（例えば、除去する）。次いで、パッキンフランジ３２２の基準面３６８が第２のガイド部材３４６ａの基準面３６６に係合するまで、パッキンナット３１８ａおよび３１８ｂを締める。この実施例では、第２のガイド部材３４６ａの基準面３６６がパッキンフランジ３２２の基準面３６８に係合した時に、パッキンフランジ３２２がストッパフランジ３２４に向かってさらに移動するのを防止するように、第２のガイド部材３４６ａは、機械的なストッパを提供する。
【００４５】
第１ガイド部材３４４ａおよび第２のガイド部材３４６ａのそれぞれの第１の間隙Ｇ１および第２の間隙Ｇ２は、工場で設定してもよく、および／または現場で調整してもよい。加えて、荷重は、第１ガイド部材３４４ａまたは第２のガイド部材３４６ａのそれぞれの第１の間隙Ｇ１および／または第２の間隙Ｇ２を調整することによって、調整（増加または減少させる）してもよい。例えば、第１のガイド部材３４４ａおよび／または第２のガイド部材３４６ａは、例えば第１のガイド部材３４４ａまたは第２のガイド部材３４６ａを所定の回動数だけ回動させる、または部分的回動によって、所定の距離だけ再位置付けしてもよい。
【００４６】
動作中には、シールアセンブリ３０４の摩耗が、ストッパフランジ３２４およびパッキン固定具３４８をシールアセンブリ３０４に向かって移動させ得、それによって、第１のガイド部材３４４ａの基準面３６２をストッパフランジ３２４の基準面３６４から遠ざける。付勢要素３３４は、脱圧縮しても、実質的に一定の荷重をシールアセンブリ３０４に提供し続け得る。保守中には、パッキンナット３１８ａおよび３１８ｂを、第１のガイド部材３４４ａがストッパフランジ３２４に係合するように締めることができる。他の実施例において、第１のガイド部材３４４ａがストッパフランジ３２４に係合するように、第１の間隙Ｇ１を再調整することができ、かつパッキンナット３１８ａおよび３１８ｂを締めることができる。
【００４７】
例示的な弁パッキンアセンブリ３００は、ストローク弁（例えば、流体制御弁１００）、回転弁、または活荷重弁パッキンを必要とする任意の他の種類の流体制御デバイスとともに使用してもよい。
【００４８】
図４Ａ〜図４Ｃは、例示的な弁パッキンアセンブリ３００を実装して所定の荷重またはパッキン応力を提供するように使用されてもよい、別の例示的な荷重アセンブリ４００の異なる図を示す。例示的な荷重アセンブリ４００は、弁パッキンアセンブリ３００と関連して説明されるが、荷重アセンブリ４００は、任意の他の好適な弁パッキンアセンブリとともに使用されてもよく、またはこれと関連付けられてもよい。
【００４９】
前述した例示的な荷重アセンブリ３０２の構成要素と実質的に同様または同一である、およびそれらの構成要素の機能と実質的に同様または同一である機能を有する、図４Ａ〜図４Ｃの例示的な荷重アセンブリ４００の構成要素は、再び以下に詳しく説明しない。代わりに、関心のある読者は、図３Ａ〜図３Ｃと関連した前述の対応する説明を参照されたい。実質的に同様または同一である構成要素は、図３Ａ〜図３Ｃと関連して説明した構成要素と同じ参照番号で示す。
【００５０】
図４Ａ〜図４Ｃを参照すると、荷重アセンブリ４００は、パッキンフランジ４０４とストッパフランジ４０６との間に配設される、付勢要素４０２を含む。この実施例では、図３Ａ〜図３Ｃの荷重アセンブリ３００とは対照的に、パッキンフランジ４０４の開口４０８は、ストッパフランジ４０６の開口４１０と同軸に整合させられる。第１のガイド部材４１２は、パッキンフランジ４０４の開口４０８に配置され、第２のガイド部材４１４は、ストッパフランジ４０６の開口４１０に配置される。この実施例では、荷重をシールアセンブリ３０４に提供するように荷重アセンブリ４００を調整している時に、パッキンフランジ４０４をストッパフランジ４０６および／またはボンネット３０８の表面３７２に実質的に平行に保つのを補助するように、パッキンフランジ４０４は、ストッパフランジ４０６の第４のガイド部材（図示せず）と同軸に整合させられる、第３のガイド部材４１６を含む。
【００５１】
組み立て中には、付勢要素４０２をわずかに撓ませて比較的に軽い荷重を提供して、パッキンフランジ４０４を付勢要素４０２のほぼ自由積み重ね高さ位置に位置付けるように、パッキンナット３１８ａおよび３１８ｂを締める。図４Ｃに最も明らかに示されるように、第１の所定の間隙４１８は、第１のガイド部材４１２の基準面４２０と第２のガイド部材４１４の基準面４２２との間に提供される。加えて、第２の所定の間隙４２４は、第２のガイド部材４１４の基準面４２２とパッキンフランジ４０４の基準面４２６との間に提供される。示される実施例において、第２のガイド部材４１４は、第２の所定の間隙４２４に位置付けられ、次いで、第１のガイド部材４１２は、第１の所定の間隙４１８に位置付けられる。締結具４２８（例えば、ロックナット）は、所定の間隙４１８および４２４を設定または調整した後に、第１のガイド部材４１２および第２のガイド部材４１４の位置を、それぞれ、パッキンフランジ４０４およびストッパフランジ４０６に係止または固定する。所定の間隙４１８および４２４は、工場設定であってもよく、または現場で調整してもよい。
【００５２】
第１の所定の間隙４１８と関連する所定のパッキン応力まで荷重をシールアセンブリ３０４に与えるには、第１のガイド部材４１２の基準面４２０が第２のガイド部材４１４の基準面４２２に係合するまで、パッキンナット３１８ａおよび３１８ｂを締める（例えば、手で締める）。第２の所定の間隙４２４と関連する所定のパッキン応力まで荷重をシールアセンブリ３０４に与えるには、第１のガイド部材４１２の基準面４２０と第２のガイド部材４１４の基準面４２２との間の間隙が、第２の所定の間隙４２４よりも大きくなるように、第１のガイド部材４１２を除去または位置付ける。次いで、パッキンフランジ４０４の基準面４２６が第２のガイド部材４１４の基準面４２２に係合するまで、パッキンナット３１８ａおよび３１８ｂを締める。
【００５３】
この実施例において、第１のガイド部材４１２は、荷重アセンブリ４００が、第１の所定の距離４１８と関連するパッキン応力よりも大きいパッキン応力をシールアセンブリ３０４に印加することを防止または制限するように、機械的なストッパを提供する。換言すれば、第１のガイド部材４１２は、荷重アセンブリ４００が第１の所定の距離４１８よりも大きい量だけ付勢要素４０２を撓ませることを防止する。同様に、第２のガイド部材４１４は、荷重アセンブリ４０２が、付勢要素４０２が第２の所定の距離４２４に対応する量だけ撓まされた時に提供されるパッキン応力よりも大きいパッキン応力をシールアセンブリ３０４に印加することを防止または制限するように、機械的なストッパを提供する。
【００５４】
図５Ａおよび図５Ｂは、図３Ａ〜図３Ｃの例示的な弁パッキンアセンブリ３００とともに使用されてもよい、本明細書に記載する、さらに別の例示的な荷重アセンブリ５００の異なる図を示す。
【００５５】
例示的な荷重アセンブリ５００は、パッキンフランジ５０４とストッパフランジ５０６との間に配設される、付勢要素またはばね５０２（例えば、直列に積み重ねた皿ばね）を含む。ストッパフランジ５０６は、ガイド部材５１０を受容するように、開口５０８を含み、パッキンフランジ５０４は、工具５１４を受容するように、ストッパフランジ５０６の開口５０８と同軸に整合させられる、開口５１２を含む。
【００５６】
ガイド部材５１０は、例えば、ソケットヘッドストッパねじ５１６であってもよい。パッキンフランジ５０４の開口５１２を介して、ガイド部材５１０の位置を調整するために、工具５１４（例えば、アレンレンチ）を使用してもよい。この実施例に示されるように、荷重をシールアセンブリ３０４に与えた時に、パッキンフランジ５０４をストッパフランジ５０６および／またはボンネット３０８の表面３７２に実質的に平行に保つように、第２のガイド部材５１８を提供してもよい。加えて、工具５１４の使用は、ガイド部材５１０の調整中に、工具５１４の回動数または回転数を計数することによって、ガイド部材５１０の調整を容易にし得る。
【００５７】
組み立て中には、付勢要素５０２をわずかに撓ませて比較的に軽い荷重を提供して、パッキンフランジ５０４を付勢要素５０２のほぼ自由積み重ね高さ位置に位置付けるように、パッキンナット３１８ａおよび３１８ｂを締める。ガイド部材５１０の基準面５２２とパッキンフランジ５０４の基準面５２４との間には、所定の間隙５２０が提供される。所定の間隙５２０を調整した後に、ガイド部材５１０の位置を係止または固定するために、締結具５２６（例えば、ロックナット）を使用してもよい。所定の間隙５２０は、工場設定であってもよく、および／または現場で調整してもよい。
【００５８】
所定の間隙５２０と関連する所定のパッキン応力まで荷重をシールアセンブリ３０４に与えるには、ガイド部材５１０の基準面５２２がパッキンフランジ５０４の基準面５２４に係合するまで、パッキンナット３１８ａおよび３１８ｂを締める。パッキンナット３１８ａおよび３１８ｂは、パッキンフランジ５０４がガイド部材５１０に係合するまで、パッキンフランジ５０４をストッパフランジ５０６に向かって移動させ、それによって、付勢要素５０２を所定の間隙５２０に対応する所定の距離だけ撓ませる。
【００５９】
所定の間隙５２０は、シールアセンブリ３０４に与えられる、所望の最大パッキン応力、公称パッキン応力、または任意の所望のパッキン応力に対応し得る。例えば、所定の間隙５２０は、所要の最大パッキン応力をシールアセンブリ３０４に提供するように付勢要素５０２を撓ませる、パッキンフランジ５０４とストッパフランジ５０６との間の所定の距離を提供するように調整されてもよい。したがって、所定の間隙５２０が最大パッキン応力と関連する場合は、パッキンフランジ５０４の基準面５２４を、ガイド部材５１０の基準面５２２から遠ざけて、パッキンフランジ５０４がガイド部材５１０と係合した時に提供されるパッキン応力未満であるパッキン応力を提供するように、パッキンナット３１８ａおよび３１８ｂを緩めてもよい。パッキンナット３１８ａおよび３１８ｂは、最大パッキン応力未満である制御された所望のパッキン応力まで付勢要素５０２を脱圧縮またはその撓みを低減するように、パッキンフランジ５０４がガイド部材５１０に係合する位置から所定の回動数（例えば、１回動）だけ緩められてもよい。
【００６０】
例示的なガイド部材５１０は、図５Ａおよび５Ｂに示されるソケットヘッドストッパねじに限定されない。例えば、図６に示されるように、例示的な負荷アセンブリ６００は、六角形の頭部または部分６０４を有する、ガイド部材６０２を含む。追加的または代替的に、この実施例において、パッキンフランジ６０６は、工具（例えば、工具５１４）を受容するように開口（例えば、図５Ａおよび５Ｂの開口５１２）を製造することを必要とせずに提供されてもよい。代わりに、工具が、パッキンフランジ６０６とストッパフランジ６０８との間でガイド部材６０２にアクセスしてもよい。
【００６１】
図７Ａ〜図７Ｄは、図３Ａおよび図３Ｂの例示的な弁パッキンアセンブリ３００を実装するために使用されてもよい、さらに別の例示的な荷重アセンブリ７００の異なる図を示す。例示的な負荷アセンブリ７００は、パッキンフランジ７０４とゲージフランジ７０６との間に配設される、付勢要素７０２を含む。この実施例において、第１のガイド部材７０８ａは、ゲージフランジ７０６に連結され、パッキンフランジ７０４の第１の開口７１０ａによって少なくとも部分的に受容される。第１のガイド部材７０８ａとは異なる第２のガイド部材７１２ａは、ゲージフランジ７０６に連結され、パッキンフランジ７０４の第２の開口７１０ｂによって少なくとも部分的に受容される。この実施例において、第１のガイド部材７０８ａと実質的に同様の第３のガイド部材７０８ｂは、ゲージフランジ７０６に連結され、パッキンフランジ７０４の開口７１０ｃによって受容される。第２のガイド部材７１２ａと実質的に同様の第４のガイド部材７１２ｂは、ゲージフランジ７０６に連結され、パッキンフランジ７０４の開口７１０ｄによって受容される。開口７１０ａ〜７１０ｄ、ならびにガイド部材７０８ａおよび７０８ｂ、７１２ａおよび７１２ｂは、荷重をシールアセンブリ３０４に与えた時に、パッキンフランジ７０４をゲージフランジ７０６に実質的に平行に保つのを容易にするように、それぞれのパッキンフランジ７０４およびゲージフランジ７０６の外周の周囲に離間される。
【００６２】
図７Ｃを参照すると、第１のガイド部材７０８ａは、第１の面または端面７１６と、第２の面または基準面７１８との間の第１の所定の距離７１４を提供するように、段付き表面を含む。この距離は、所定のパッキン応力をシールアセンブリ３０４に提供する撓みを付勢要素７０２に提供するようにパッキンフランジ７０４が設定され得る、所定の間隙に対応する。例えば、そのような間隙は、公称パッキン応力をパッキンシールに提供するように設定されてもよい。
【００６３】
図７Ｄを参照すると、第２のガイド部材７１２ａは、第１の表面７２２と第２の表面７２４との間の第２の所定の距離７２０を提供するように、段付き表面を含む、ガイドピンである。距離７２０は、第１の所定のパッキン応力とは異なる（例えば、それよりも大きい）第２の所定のパッキン応力をシールアセンブリ３０４に提供する撓みを付勢要素７０２に提供するようにパッキンフランジ７０４が位置付けられる、所定の間隙に対応する。例えば、そのような間隙は、所望の最大パッキン応力をシールアセンブリ３０４に提供するように設定されてもよい。
【００６４】
したがって、例示的な荷重アセンブリ７００は、例えばパッキンシールに印加される公称パッキン応力を示すように、第１組の第１のガイド部材７０８ａおよび７０８ｂと、例えばパッキンシールに印加される所望の最大パッキン応力を示すように、第２組のガイド部材７１２ａおよび７１２ｂとを含む。
【００６５】
組み立て中、パッキン応力は、工場で設定してもよく、または現場で調整してもよい。パッキンナット３１８ａおよび３１８ｂは、付勢要素７０２の自由積み重ね高さ状態（例えば、手で締めた位置）に少なくともほぼ対応する、初期位置まで締める。第１のガイド部材７０８ａおよび７０８ｂ、ならびに第２のガイド部材７１２ａおよび７１２ｂは、ゲージフランジ７０６に連結される。パッキンフランジ７０４が自由積み重ね高さ位置にある時に、第１のガイド部材７０８ａおよび７０８ｂ、ならびに第２のガイド部材７１２ａおよび７１２ｂは、それぞれの端面７１６および７２２がパッキンフランジ７０４の基準面７２６（例えば、上面）と実質的に整合する（例えば、それと同一平面上にある）ように調整される。図示されていないが、端面７１６および７２２がパッキンフランジ７０４の基準面７２６と実質的に整合しているかどうかを判定するために、工具（例えば、板、定規等）を使用してもよい。例えば、平坦な定規をパッキンフランジ７０４の開口７１０ａ上で基準面７２６に対して保持して、端面７１６が定規に係合するまで、第１のガイド部材７０８ａおよび７０８ｂ、ならびに第２のガイド部材７１２ａおよび７１２ｂを調整してもよい。
【００６６】
パッキン応力を、付勢要素７０２を第１の所定の距離７１４まで撓ませた時に提供されるパッキン応力（例えば、公称パッキン応力）に設定するには、第１のガイド部材７０８ａおよび７０８ｂの基準面７１８がパッキンフランジ７０４の基準面７２６と実質的に整合するまで、パッキンナット３１８ａおよび３１８ｂを締める。ここでも、第１のガイド部材７０８ａおよび７０８ｂの基準面７１８がパッキンフランジ７０４の基準面７２６と実質的に整合することを判定するために、工具を使用してもよい。同様に、パッキン応力を、付勢要素７０２を第２の所定の距離７２０まで撓ませた時に提供されるパッキン応力（例えば、所望の最大パッキン応力）に調整するには、第２のガイド部材７１２ａおよび７１２ｂの基準面７２４がパッキンフランジ７０４の基準面７２６と実質的に整合するまで、パッキンナット３１８ａおよび３１８ｂをさらに締める。
【００６７】
図８は、図７Ａ〜図７Ｄの例示的な荷重アセンブリ７００とともに使用されてもよい、例示的なポジティブストッパ８００を示す。ポジティブストッパ８００は、パッキンフランジ７０４の開口７１０ａにねじ込み可能に連結されるようにねじ付き部分８０４を有する、円筒体８０２を含む。ポジティブストッパ８００は、第１の開口８０６と、カウンタボア８０８とを含む。第１の開口８０６は、端面８１４とガイド部材８１２の基準面８１６との間でガイド部材８１２の部分８１０を受容するようにサイズ決定される。この実施例において、ガイド部材８１２は、図７Ａ〜図７Ｃのガイド部材７０８ａの直径よりも小さい直径を有する。代替として、パッキンフランジ７０４の開口７１０ａを、例えばガイド部材７０８ａを受容するようにカウンタボアを有する大きなポジティブストッパ部材を受容するように、より大きく（例えばより大きい直径に）サイズ決定してもよい。
【００６８】
この実施例において、カウンタボア８０８は、ガイド部材８１２を摺動可能に受容するようにサイズ決定される。ガイド部材８１２の基準面８１６は、パッキンフランジ７０４がゲージフランジ７０６（図７Ｂを参照）に向かって移動するのを防止するようにカウンタボア８０８と開口８０６との間に形成される、肩部８１８に係合する。したがって、ポジティブストッパ８００は、基準面８１６が肩部８１８に係合した時に提供される撓みを超える付勢要素７０２の撓みを防止する。この様態において、ポジティブストッパ８００は、荷重アセンブリ（例えば、図７Ｂの荷重アセンブリ７０２）が、ガイド部材８１２によって提供される所定の距離と関連するパッキン応力を超える荷重をシールアセンブリ３０４に印加することを防止する。いくつかの実施例において、ゲージフランジ７０６の厚さは、増加させてもよい。
【００６９】
図９は、図７Ａ〜図７Ｄの例示的な荷重アセンブリ７００とともに使用されてもよい、別の例示的なポジティブストッパ９００を示す。この実施例において、ポジティブストッパ９００は、パッキンフランジ７０４の中に形成される（例えば、一体形成される）。この実施例において、カウンタボア９０２は、パッキンフランジ７０４の開口７１０ａ内に形成される。カウンタボア９０２は、ガイド部材９０８の基準面９０６に係合する肩部９０４を形成するようにサイズ決定されてもよい。肩部９０４は、ガイド部材９０８の端面９１０がパッキンフランジ７０４の基準面７２６と同一平面上にある時に、ガイド部材９０８が所定の距離９１２だけ基準面７２６に向かって直線運動だけで進行することができるように、パッキンフランジ７０４の基準面７２６からある距離だけ離間される。代替として、ガイド部材９０８の一部分を、基準面７２６と基準面９０６との間の所定の距離（例えば、所定の距離９１２よりも大きい所定の距離）を提供するようにサイズ決定してもよい（例えば、長さを長くしてもよい）。
【００７０】
したがって、ポジティブストッパ９００は、荷重アセンブリ７００が、ガイド部材９０８によって提供される所定の距離９１２に相関するパッキン応力を超えるパッキン応力をシールアセンブリ３０４に印加することを防止するように、所定の距離９１２によって提供される撓みを超える付勢要素７０２の撓みを防止する。他の実施例において、開口７１０ｂは、荷重アセンブリ７００が、第２の所定の距離と関連するパッキン応力よりも大きいパッキン応力を印加することを防止するように、ポジティブストッパ９００とともに形成されてもよい。
【００７１】
図１０Ａおよび図１０Ｂは、例示的な弁パッキンアセンブリ３００とともに使用されてもよい、さらに別の例示的な荷重アセンブリ１０００の異なる図を示す。この実施例において、荷重アセンブリ１０００は、パッキンフランジ１００４とゲージフランジ１００６との間に配設される、付勢要素１００２を含む。ガイド部材１００８は、ゲージフランジ１００６に連結され、パッキンフランジ１００４の開口１０１０によって少なくとも部分的に受容される。図７Ａ〜図７Ｄのガイド部材７０８ａおよび７０８ｂ、ならびに７０８ｃおよび７０８ｄとは対照的に、ガイド部材１００８は、付勢要素１００２によって印加されるそれぞれの所定のパッキン応力に対応する異なる所定の距離または間隙の測定値だけ離間される、複数の段付き表面を含む。
【００７２】
この実施例では、図１０Ｂに示されるように、ガイド部材１００８は、端面１０１４と第１の基準面１０１６との間の第１の所定の距離または間隙１０１２を提供するように、第１の段付き表面を含む。ガイド部材１００８はまた、端面１０１４と第２の基準面１０２０との間の第２の所定の距離または間隙１０１８を提供するように、第２の段付き表面も含む。例示的なガイド部材１００８は、パッキンフランジ１００４およびゲージフランジ１００６に必要とされる開口（例えば、開口７１０ｂ〜７１０ｄ）の数を低減し、それによって、製造コストを低減する。荷重アセンブリ１０００を調整するための方法は、図７Ａ〜図７Ｄに関連して前述した荷重アセンブリ７００を調整する方法と実質的に同様であるため、繰り返さない。代わりに、関心のある読者は、図７Ａ〜図７Ｄと関連して前述した荷重アセンブリ７００の説明を参照されたい。
【００７３】
特定の方法および装置について本明細書に記載したが、この特許が対象とする範囲は、それらに限定されない。それとは逆に、この特許は、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方法および装置を対象とする。
【図１Ａ】
0005654592.tif 000002
【図１Ｂ】
0005654592.tif 000003
【図２Ａ】
0005654592.tif 000004
【図２Ｂ】
0005654592.tif 000005
【図３Ａ】
0005654592.tif 000006
【図３Ｂ】
0005654592.tif 000007
【図３Ｃ】
0005654592.tif 000008
【図４Ａ】
0005654592.tif 000009
【図４Ｂ】
0005654592.tif 000010
【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
0005654592.tif 000012
【図５Ｂ】
0005654592.tif 000013
【図６】
0005654592.tif 000014
【図７Ａ】
0005654592.tif 000015
【図７Ｂ】
0005654592.tif 000016
【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図８】
0005654592.tif 000019
【図９】
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【図１０Ａ】
0005654592.tif 000021
【図１０Ｂ】
0005654592.tif 000022