(57)【要約】  流体調節器と共に使用される交換可能なバルブ装置が、本明細書に記載される。本明細書に記載された例示的バルブ装置は、入口と出口の間で流体調節器の流体流動通路に着脱可能に連結された第一のリテイナーを含む。第一のリテイナーは、流動制御アセンブリを受ける第一のボアを有する第一のハウジングを含み、第一のリテイナーが、流体調節器に連結されている時には、第一のリテイナーは、第一のボアと同軸上に配置されていて、流体流動通路の第一のオリフィスを画定する、第一の開口部を有する。流体調節器は、第一のリテイナーと異なり、それと交換可能である第二のリテイナーも含み、第二のリテイナーは、流動制御アセンブリを受ける第二のボアを有する第二のハウジングを含む。第二のリテイナーが、流体調節器に連結されている時には、第二のリテイナーは、第二のボアと同軸上に配置されていて、流体流動通路の第二のオリフィスを画定する、第二の開口部を有する。第一のリテイナーは、第一の流体流動特性を提供し、第二のリテイナーは、第一の流体流動特性と異なる第二の流体流動特性を提供する。  【選択図】図２
2014509035.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体調節器と共に使用されるバルブ装置であって、
入口と出口の間で流体調節器の流体流動通路に着脱可能に連結されていて、流動制御アセンブリを受ける第一のボアを有する第一のハウジングを含み、流体調節器に連結されている時には、流体流動通路の第一のオリフィスを画定する第一のボアと同軸上に配置された第一の開口部を有する、第一のリテイナーと；
第一のリテイナーと異なり、それと交換可能であり、流動制御アセンブリを受ける第二のボアを有する第二のハウジングを含み、流体調節器に連結されている時には、流体流動通路の第二のオリフィスを画定する第二のボアと同軸上に配置された第二の開口部を有する、第二のリテイナーと、
を含み、
第一のリテイナーが流体調節器の第一の流体流動特性を提供し、第二のリテイナーが第一の流体流動特性と異なる、流体調節器の第二の流体流動特性を提供する、バルブ装置。
【請求項２】
第一のリテイナーが、第一の流体流動経路を含み、第一の流体流動経路が、第一のオリフィスに対して実質的に垂直であり、第一のリテイナーが流体調節器に連結されている時には、流体調節器の感知チャンバーと流動連通している、請求項１に記載のバルブ装置。
【請求項３】
第二のリテイナーが、第二の流体流動経路および第三の流体流動経路を含み、第二の流体流動経路および第三の流体流動経路が、第二のオリフィスに対して実質的に垂直であり、第二のリテイナーが流体調節器に連結されている時には、両者とも流体調節器の感知チャンバーと流動連通している、前記請求項のいずれかに記載のバルブ装置。
【請求項４】
第三の流体経路が、第二の流体流動経路に対して実質的に垂直である、前記請求項のいずれかに記載のバルブ装置。
【請求項５】
第一のリテイナーが、およそ０．０６の流体流動係数を提供し、第二のリテイナーが、およそ０．２の流体流動係数を提供する、前記請求項のいずれかに記載のバルブ装置。
【請求項６】
ポペット、偏向要素、およびばねシートを含む流動制御アセンブリを更に含む、前記請求項のいずれかに記載のバルブ装置。
【請求項７】
ポペットが第一のリテイナーに連結されている時には、第一のシーリング表面の第一の部分に沿って第一の開口部に係合しており、ポペットが第二のリテイナーに連結されている時には、第二のシーリング表面の第二の部分に沿って第二の開口部に係合しており、第一の部分が第二の部分と異なる、前記請求項のいずれかに記載のバルブ装置。
【請求項８】
第一のリテイナーまたは第二のリテイナー内に流動制御アセンブリを収容する閉鎖部材を更に含む、前記請求項のいずれかに記載のバルブ装置。
【請求項９】
閉鎖部材が、第一のリテイナーまたは第二のリテイナー内に流動制御アセンブリを収容するために、第一のリテイナーの端部または第二のリテイナーの端部に連結するフィルターを含む、前記請求項のいずれかに記載のバルブ装置。
【請求項１０】
流体調節器のバルブ本体に着脱可能に連結されていて、バルブ本体の入口と出口の間で流体流動通路の少なくとも一部を画定する、バルブカートリッジを含み、バルブカートリッジが、：
流体調節器と共に使用される、複数の異なる交換可能なリテイナーであって、複数のリテイナーの各リテイナーが流体調節器の異なる各流体流動能力を規定するオリフィスを有する、リテイナーと；
複数のレテイナーから選択される第一のリテイナーの空洞内に配設された流動制御アセンブリと；
空洞内で流動制御アセンブリを収容する第一のリテイナーの端部に連結された閉鎖部材と、
を含む、バルブ装置。
【請求項１１】
第一のリテイナーが、Ｔ形断面形状を有する本体を含む、請求項１０に記載のバルブ装置。
【請求項１２】
各リテイナーが、オリフィスに対して実質的に垂直である流体流動経路を含む、前記請求項のいずれかに記載のバルブ装置。
【請求項１３】
可動性の流動制御部材を受ける第一の空洞と第一のバルブシートを画定する第一のショルダーとを有し、流体調節器に連結されている時には、第一のバルブシートが、流体調節器の第一の流体流動能力を提供する第一のオリフィスを画定する、第一のリテイナーと；
第一の空洞内に配設されていて、第一のバルブシートに関して可動性であり、第一のオリフィスを通る流体流動を制御する、ポペットと；
第一のリテイナーの端部に連結されていて、第一のリテイナーの第一の空洞内でポペットを保持している、シールと；
第一のリテイナーと交換可能で、それと異なり、流動制御部材を受ける第二の空洞と第二のバルブシートを画定する第二のショルダーとを有し、流体調節器に連結されている時には、第二のバルブシートが、第二の流体流動能力を提供する第二のオリフィスを画定する、第二のリテイナーと；
を含み、
第一の流体流動能力が第二の流体流動能力と異なる、バルブ装置。
【請求項１４】
第一のリテイナーが、Ｔ形断面形状を有する本体を含む、請求項１３に記載のモジュラーバルブ装置。
【請求項１５】
第一のリテイナーが、フィルターを受けるための本体の端部に隣接したクリップを含む、前記請求項のいずれかに記載のモジュラーバルブ装置。
【請求項１６】
第一のリテイナーが、第一の流動能力を支持する第一の流体経路を含み、第二のリテイナーが、第一の流動能力と異なる第二の流動能力を支持する第二の流体経路を含む、前記請求項のいずれかに記載のモジュラーバルブ装置。
【請求項１７】
第一の流体経路が、第一のオリフィスに対して実質的に垂直であり、第一のバルブシートの下流にある、前記請求項のいずれかに記載のモジュラーバルブ装置。
【請求項１８】
第二のリテイナーの第二の流体流動通路が、第二のバルブシートの下流に流体直交経路を含む、前記請求項のいずれかに記載のモジュラーバルブ装置。
【請求項１９】
流体調節器と共に使用されるバルブカートリッジを連結する方法であって、
バルブカートリッジの第一のリテイナーから流動制御部材を除去すること；
第一のリテイナーにより提供される第一の流体流動能力と異なる第二の流体流動能力を規定する第二のオリフィスを有する第二のリテイナーを、複数のリテイナーから選択すること；および
流動制御アセンブリを第二のリテイナーの流動制御アセンブリの境界に連結すること、
を含む方法。
【請求項２０】
第二のリテイナーを有するバルブカートリッジを流体調節器に連結することを更に含む、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示の分野
本発明は一般に、流体調節器、より詳細には流体調節器と共に使用される交換可能なバルブ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
背景
流体調節器は、通例は工程制御システム全体に分配されていて、様々な流体（例えば、液体、気体など）の圧力を制御する。流体調節器は、典型的には流体の圧力を実質的に一定の値に調節するために用いられる。具体的には流体調節器は、典型的には供給流体を比較的高圧で受ける入口を有し、出口では比較的低く実質的に一定した圧力を提供する。
【０００３】
下流の圧力を調節するために、流体調節器は通例、下流の圧力と流動連通した出口圧を感知する感知要素またはダイヤフラムを含む。バルブ装置は、流体流動通路内に配設されていて、入口と出口の間のオリフィスを通して流体流動を制御または調整する。バルブ装置は、典型的には流体流動通路のオリフィスを画定するシーティング表面またはバルブシートに関して移動する流動制御部材を含む。所定のオリフィスサイズまたは幾何学的配置を有する流体調節器は、所定の圧力損失（例えば、流体流動係数）で特定または最大の流体流動能力または流速を提供する。異なる流体流動能力を提供するために、流動制御部材、リテイナーおよび／またはバルブシートは、多くの場合、オリフィスを特徴づけるために取り換えられ、または変更されて、所望の流体流動能力を提供する。幾つかの例において、異なるサイズのバルブ本体（例えば、異なるサイズの流体流動通路）を有する異なる流体レギュラーが、特定のオリフィスを用いて所望の流体流速、流動能力、または流動係数を実現するために必要となる場合がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
概要
一例において、第一のリテイナーは、入口と出口の間で流体調節器の流体流動通路に着脱可能に連結されている。第一のリテイナーは、流動制御アセンブリを受ける第一のボアを有する第一のハウジングを含み、第一のリテイナーが、流体調節器に連結されている時には、第一のリテイナーは、第一のボアと同軸上に配置されていて、流体流動通路の第一のオリフィスを画定する、第一の開口部を有する。流体調節器は、第一のリテイナーと異なり、それと交換可能である第二のリテイナーも含み、第二のリテイナーは、流動制御アセンブリを受ける第二のボアを有する第二のハウジングを含む。第二のリテイナーが、流体調節器に連結されている時には、第二のリテイナーは、第二のボアと同軸上に配置されていて、流体流動通路の第二のオリフィスを画定する、第二の開口部を有する。第一のリテイナーは、第一の流体流動特性を提供し、第二のリテイナーは、第一の流体流動特性と異なる第二の流体流動特性を提供する。
【０００６】
別の例において、流体調節器は、流体調節器のバルブ本体に着脱可能に連結されていて、バルブ本体の入口と出口の間で流体流動通路の少なくとも一部を画定する、バルブカートリッジを含む。バルブカートリッジは、流体調節器と共に使用される、複数の異なる交換可能なリテイナーを含み、各リテイナーは、流体調節器の異なる各流体流動能力を画定するオリフィスを有する。バルブカートリッジは、複数のレテイナーから選択される第一のリテイナーの空洞内に配設された流動制御アセンブリと、空洞内で流動制御アセンブリを収容するために、第一のリテイナーの端部に連結されたシーリング部材と、も含む。
【０００７】
更に別の例において、モジュラーバルブ装置が、可動性流動制御部材を受ける第一の空洞を有する第一のリテイナーと、第一のバルブシートを画定する第一のショルダーと、を含む。第一のリテイナーが、流体調節器に連結されている時には、第一のバルブシートは、流体調節器の第一の流体流動能力を提供する、第一のオリフィスを画定する。ポペットが、第一の空洞内に配設されており、第一のバルブシートに関して可動性であり、第一のオリフィスを通る流体流動を制御し、シールは、第一のリテイナーの端部に連結されていて、第一のリテイナーの第一の空洞内でポペットを保持している。バルブ装置は、第一のリテイナーと交換可能でありそれと異なる第二のリテイナーも含み、第二のリテイナーは、可動性流動制御部材を受ける第二の空洞と、第二のバルブシートを画定する第二のショルダーと、を有する。第二のリテイナーが、流体調節器に連結されている時には、第二のバルブシートは、第一の流体流動能力と異なる第二の流体流動能力を提供する、第二のオリフィスを画定する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１Ａ】公知の流体調節器を示す。
【図２】本明細書に記載された例示的バルブカートリッジを有する流体調節器を示す。
【図３】図２の例示的バルブカートリッジを示す。
【図４】本明細書に記載された別の例示的バルブカートリッジを有する流体調節器を示す。
【図５】図４の例示的バルブカートリッジを示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
詳細な説明
本明細書に記載された例示的モジュラーバルブ装置またはバルブカートリッジは、異なる各流体流動能力を提供する流体調節器にそれぞれを連結することができる異なるリテイナーの間で交換可能性を実現することができる。詳細には、本明細書に記載された例示的モジュラーバルブ装置は、流体調節器と共に使用される、複数の異なる交換可能なリテイナーを含んでいてもよく、各リテイナーは、流体調節器にわたる所定の圧力損失で、流体調節器の異なる最大流体流動能力または流速を規定するオリフィスを有する。例えば最大流速は、標準条件下で流体調節器を通る流速を分類または予測するために用いられる流動係数（Ｃｖ）に関係づけることができる。例えば流動係数値は、オリフィスを通る平方インチあたりに（ｐｓｉ）１ポンドの圧力損失で流体調節器を流れる６０Ｆ°の水の１分あたりのＵＳガロンの数字として定義することができる。
【００１０】
本明細書に記載されたバルブカートリッジにより提供される交換可能性の結果、従来の流体調節器よりも様々な流体調節器の流体流動特性または能力を提供するのに、より少ない合計構成要素数が必要となる可能性がある。言い換えれば、本明細書に記載された例示的バルブカートリッジでは、異なる流体流動能力または流体流動特性を提供するために公知のバルブ装置または流体調節器で典型的に必要となるバルブシート、バルブ本体および／またはオリフィス構成のそれぞれの可能な組み合わせを製造および在庫管理する必要がなくなる可能性がある。代わりに、交換可能または取り換え可能なリテイナー構成要素のみを製造および貯蔵する必要があり、特定の適用例に適合させる必要があれば、異なるリテイナーを作製することができる。
【００１１】
言い換えれば、交換可能なリテイナーは、同じ流動制御アセンブリ構成要素または部品を用いながら、多数の流動特性を提供するのに用いることができる。例えば各リテイナーは、バルブ装置の実質的に同じ構成要素を用いてゼロよりもわずかに大きい〜０．５０の流体流動係数に関連する流体流動特性を提供する異なるサイズのオリフィスを有していてもよい。例えば、第一のリテイナーが、例えばおよそ０．０６の、流動係数により分類される流体流動能力を提供するオリフィスを有してもよく、第二のリテイナーが、例えばおよそ０．２の、流動係数により分類される流体流動能力を提供するオリフィスを有していてもよい。加えて、リテイナーは、実質的に類似の流体流動アセンブリを受けるように構成されていてもよく、流体調節器の類似のバルブ本体に連結されるように構成されていてもよい。
【００１２】
更に、本明細書に記載された例示的リテイナーは、より大きな、または高度の流体流動能力を提供するサイズのオリフィスから得ることができる高度の流速を支持する１つ以上の流体流動経路を含んでいてもよい。例えばリテイナーのフランジは、流体調節器のオリフィスに実質的に垂直であり、流体調節器のオリフィスと感知チャンバーとを流動的に連結する、１つ以上の流体流動経路を含んでいてもよい。
【００１３】
本明細書に記載された例示的流体調節器を議論する前に、公知の流体調節器１００の簡単な記載を、図１に示す。図１を参照すると、例示的流体調節器１００は、入口１０６と出口１０８の間の流体通路を画定するボンネット１０４に螺着可能に連結されたバルブ本体１０２を含む。荷重アセンブリ１１０は、ボンネット１０４内に配設されていて、ダイヤフラム１１２への荷重を提供し、荷重は、所望の流体出口圧に対応する。ダイヤフラム１１２は、ボンネット１０４とバルブ本体１０２の間で捕捉（ｃａｐｔｕｒｅ）されるため、ダイヤフラム１１２およびバルブ本体１０２が、通路１１６を通して出口１０８と流動連通している感知チャンバー１１４を画定する。
【００１４】
流体調節器１００は、流体調節器１００を通して流体流動を制御するバルブ装置またはアセンブリ１１８を含む。バルブ装置１１８は、バルブ本体１０２のボア１２４の内部に配列されたポペット１２０および偏向要素１２２を含む。ポペット１２０はまた、ダイヤフラム１１２およびポペット１２０を動作可能に連結するステム１２６を含む。バルブシート１２８は、ボア１２４内に配設されていて、ボア１２４のショルダー１３０上で支持されている。リテイナー１３２は、バルブ本体１０２のボア１２４に螺着可能に連結されていて、バルブ本体１０２のボア１２４内でバルブシート１２８、偏向要素１２２およびポペット１２０を保持している。偏向要素１２２は、リテイナー１３２とバルブシート１２８の間に配設されていて、ポペット１２０をバルブシート１２８に向かって偏向させる。
【００１５】
動作の際に、ダイヤフラム１１２は、ステム１２６に関して移動し、ダイヤフラム１１２の両側の圧力差に基づきポペット１２０をバルブシート１２８に関して移動させる。ダイヤフラム１１２は、ステム１２６に関して移動し（例えば、それと係合し）、ポペット１２０をバルブシート１２８に関して移動させて、入口１０６と出口１０８の間の流体流動を調節または調整する。ダイヤフラム１１２の両側の力が均衡がとれるようになるまで、加圧された流体が、入口１０６と出口１０８の間を流れる。
【００１６】
ポペット１２０、リテイナー１３２およびバルブシート１２８は、流体調節器１００の流体流動能力、特性または性能を提供する。詳細には、バルブシート１２８は開口部１３４を、そしてリテイナーは開口部１３６を含み、それらの開口部が一緒になって流体調節器１００内の流体流動通路の流体オリフィス１３８を確定する。オリフィス１３８は、流体調節器１００の流体流動能力を規定または制御する。例えばオリフィス１３８は、０．０６の流体流動係数に対応する流体流動能力を提供することができる。
【００１７】
リテイナー１３２の開口部１３６は、バルブシート１２８の開口部１３４と同軸上に配置されており、バルブシート１２８の開口部１３４と実質的に類似のサイズであるため、リテイナー１３２が、バルブ本体１０２に連結されている時には、リテイナー１３２の本体部分１４０は、バルブシート１２８を支持している。バルブシート１２８の開口部１３４よりも大きなサイズの開口部を有するリテイナー１３２が、バルブシート１２８への不十分な支持を提供してもよい。
【００１８】
つまり異なる流体流動能力または特性を提供するために、異なるバルブシートおよび／またはリテイナーが必要となる場合がある。例えば、流体調節器１００のリテイナー１３２およびバルブシート１２８は、異なるサイズの開口部を有する別のバルブシートおよびリテイナーと取り換えられてもよい。例えば、より大きな流体流動能力を提供するために、バルブシート１２８およびリテイナー１３２の開口部は、それぞれバルブシート１２８およびリテイナー１３２の開口部１３４および１３６よりも大きなサイズにすることができる。しかし流体調節器１００の流体流動経路（例えば、ボア１２４）は、より大きな流体流動能力を可能にするオリフィスにより提供される流体流動性能または能力に関連する流体流速を取り扱うまたは支持するのに不十分（例えば、小さすぎるサイズ）な場合がある。したがって、より大きな流体流動通路（例えば、より大きなボア１２４）を有する別のバルブ本体が、所望の流動特性(複数可)を実現するのに必要となり場合がある。その結果、より多数の構成要素が、流体調節器のより様々な流体流動性能または能力を提供するのに必要となり、それにより製造および在庫管理の経費が増加する。
【００１９】
図２は、本明細書に記載されたバルブカートリッジまたはバルブ装置２０２を有する例示的流体調節器２００を示す。図２を参照すると、例示的流体調節器２００は、下部本体部分またはバルブ本体２０８に連結された（例えば、螺着可能に連結された）上部本体部分またはボンネット２０６を有する調節器本体２０４を含む。バルブ本体２０８は、流体調節器２００の入口２１０と出口２１２の間に流体流動通路を形成している。ダイヤフラム２１４は、バルブ本体２０８とボンネット２０６の間で捕捉されるため、ダイヤフラム２１４の第一の側２１６およびボンネット２０６が、荷重アセンブリ２２０を受ける荷重チャンバー２１８を画定する。ダイヤフラム２１４の第二の側２２２およびバルブ本体２０８の内表面２２４が、感知チャンバー２２６を画定する。感知チャンバー２２６は、通路２２８を通して出口２１２に流動的に連結され、出口２１２で流体の圧力を感知する。
【００２０】
荷重アセンブリ２２０は、ダイヤフラム板またはバックアップ板２３０を通してダイヤフラム２１４に動作可能に連結されていて、ダイヤフラム２１４に参照力または荷重（例えば、プリセット力）を提供する。この実施例において、荷重アセンブリ２２０は、ダイヤフラム板２３０を通してダイヤフラム２１４への荷重を提供する荷重チャンバー２１８内に配設される偏向要素２３２（例えば、ばね）を含む。偏向要素２３２は、ダイヤフラム板２３０と、スクリュー２３８を通してばねアジャスター２３６に動作可能に連結されたばねボタン２３４の間に据え付けられている。ばねアジャスター２３６は、ばねボタン２３４を通して偏向要素２３２を移動させて、偏向要素２３２がダイヤフラム２１４の第一の側２１６に働くプリセット力または荷重の量を調整する（例えば、増加または減少させる）。例えば第一の方向（時計回りの方向）または第二の方向（反時計回りの方向）でばねアジャスター２３６を回転して、偏向要素２３２の圧縮量を変動させ（例えば、偏向要素２３２を圧縮または減圧させ）、したがってダイヤフラム２１４の第一の側２１６に働く荷重の量を変動させる。
【００２１】
入口２１０と出口２１２の間の流体流動を制御または調整するために、流体調節器２００は、バルブ装置またはバルブカートリッジ２０２を用いる。示された例のバルブ装置２０２は、入口２１０に流動的に連結された入口チャンバー２４４を画定するバルブ本体２０８のボアまたは開口部２４２（例えば、ねじ付き開口部）内に配設されている。バルブ装置２０２は、ダイヤフラム２１４に動作可能に連結されているため、ダイヤフラム２１４は、ダイヤフラム２１４の側２１６と２２２の間の圧力差に基づき、バルブ装置２０２を、通路を通して流体流動させる開口位置と、通路を通した流体流動を制限する閉鎖位置の間で移動させる。
【００２２】
図３は、図２のバルブ装置２０２の拡大図である。示された例のバルブ装置２０２は、バルブ本体２０８に着脱可能に連結しているサブアセンブリである。バルブ装置２０２は、交換可能または取り換え可能なハウジングまたはリテイナー３０２、流動制御アセンブリ３０４、および閉鎖部材またはフィルター３０６を含む。
【００２３】
示された例のリテイナー３０２は、バルブ装置２０２を、流体調節器２００のバルブ本体２０８の開口部２４２に螺着可能に連結させるねじ付き部分３０８を有する円筒形本体である。バルブ装置２０２が、バルブ本体２０８に連結されている時には、リテイナー３０２は、流体調節器２００の流体流動通路を少なくとも一部画定する空洞またはボア３１０を含む。リテイナー３０２が、バルブ本体２０８に連結されている時には、リテイナー３０２およびボア３１０は、ボア３１０と同軸上に配置されていて、流体調節器２００の流体オリフィス３１６を画定する、開口部３１４を有するショルダー３１２を形成している。詳細にはオリフィス３１６は、流体調節器２００の特定のまたは最大の流体流動能力または流体流動特性を提供する。例えばオリフィス３１６は、およそ０．０６の流動係数に対応する最大流体流動能力を提供する径またはサイズを有していてもよい。
【００２４】
示された例において、ショルダー３１２は、流体流動通路のバルブシート３１８を画定する。更にリテイナー３０２は、バルブシート３１８の出口３２６と流動連通している第一の部分または入口３２４と、感知チャンバー２２６（図２）と流動連通している第二の部分または出口３２８と、を有する流体流動経路３２２を有するフランジ３２０を含む。流体流動経路３２２は、オリフィス３１６により提供された流体流動能力（または流体流動係数）と関連する流体流速を支持する。示された例の流体流動経路３２２は、開口部３１４および／またはボア３１０に対して実質的に垂直であり、バルブシート３１８の下流にある。加えて、フランジ３２０の上部表面３２１は、感知チャンバー２２６に流体流動させる１つ以上の開口部（図示しない）を含んでいてもよい。更に別の例において、上部表面３２１は、除去されてもよい。図示された通り、リテイナー３０２は、Ｔ形断面形状またはプロファイルを有する。しかし他の例において、リテイナー３０２は、任意の適切な断面形状またはプロファイルであってもよい。
【００２５】
流動制御アセンブリ３０４は、ボア３１０内に配設されていて、入口２１０と出口２１２の間のオリフィス３１６を通る流体流動を制御する。詳細にはリテイナー３０２（例えば、ボア３１０およびショルダー３１２）は、共通の流動制御アセンブリの境界を画定する。この例において、流動制御アセンブリ３０４は、可動性ポペット３３０および偏向要素３３２（例えば、ばね）を含む。ポペット３３０は、リテイナー３０２のボア３１０内に配設され、リテイナー３０２のショルダー３１２またはバルブシート３１８に関して移動する。ポペット３３０は、バルブシート３１８により提供されるシーティング表面３３６に係合するシーリング表面３３４を含む。詳細には、ポペット３３０のシーリング表面３３４およびバルブシート３１８のシーティング表面３３６は、先細形の形状またはプロファイルを有するため、図３に示される通り、シーリング表面３３４の部分３３７は、バルブシート３１８に密閉係合しており、バルブ装置２０２が閉鎖位置にある時には、オリフィス３１６を通る流体流動を実質的に制限または防止する。この例において、ポペット３３０のシーリング表面３３４の形状またはプロファイルは、バルブシート３１８のシーティング表面３３６の形状またはプロファイルに相補的である。
【００２６】
ポペットリテイナー３３８は、ポペット３３０に連結してポペット３３０を収容している。図示されていないが、ポペットリテイナー３３８の基部３３９は、正方形の断面を有するため、基部３３９の外縁部（図示しない）は、ボア３１０の内表面４４１から離れていて、入口２１０とバルブシート３１４の間で流体流動させる。言い換えると、ポペットリテイナー３３８は、ボア３１０を通るバルブシート３１４までの流体流動に影響を及ぼさない。偏向要素３３２は、ポペットリテイナー３３８のショルダー３４０とばねシート３４２の間でボア３１０内に配設されていて、ポペット３３０をバルブシート３１８に向かって偏向させる。コネクターステムまたはプッシュロッド３４４が、ポペット３３０に連結されていて、ポペット３３０をダイヤフラム２１４（図２）に動作可能に連結している。コネクターステムの端部３４６は、フランジ３２０の上部表面３２１の開口部３４８に誘導される（例えば、開口部内を滑動する）。
【００２７】
この例において、バルブ装置２０２は、リテイナー３０２に連結されたフィルター３０６（例えば、焼結された金属またはスクリーン）も含む。フィルター３０６は、入口チャンバー２４４（図２）内に配設されていて、不純物（例えば、破片、異物など）をろ過または流体流動通路内に流れるのを防止する。この例において、リテイナー３０２の端部３５０は、フィルター３０６の拡大部分３５４を受けるタブ、クリップまたはフィンガー３５２を含む。より具体的にはフィルター３０６は、クリンプ、プレス嵌め、スナップ嵌め、締まり嵌めなどを通してリテイナー３０２の端部３５０に連結されている。つまり、流体流動通路内の不純物をろ過することに加えて、フィルター３０６は、リテイナー３０２のボア３１０内で流動制御アセンブリ３０４を保持または収容する。他の例において、フィルターは、ボア３１０内に配設されていてもよく、キャップが、ボア３１０内に流動制御アセンブリ３０４を収容するために、リテイナー３０２の端部３５０に連結されていてもよい。
【００２８】
感知チャンバー２２６および入口チャンバー２４４の間のシールを提供するために、バルブ装置２０２は、シール３５６を含む。シール３５６（例えば、Ｏ−リング）は、バルブ装置２０２のリテイナー３０２と流体調節器２００のバルブ本体２０８の間に配設されている。追加としてシール３５６は、感知チャンバー２２６とリテイナー３０２のねじ山３０８の間に配設されていて、感知チャンバー２２６を通したねじ山３０８と流体流動通路の間で不純物が流れるのを防止する。
【００２９】
動作において、図２および３を参照すると、例示的流体調節器２００は、入口２１０を通して例えば比較的高圧の流体（例えば、気体）を提供する上流圧力供給源に流動的に連結していて、出口２１２を通して例えば低圧下流デバイスまたはシステムに流動的に連結している。流体調節器２００は、流体調節器２００を通した流体流動の出口圧を、調整可能な荷重アセンブリ２２０により提供されるプリセット荷重に対応する所望の圧力に調節する。
【００３０】
所望の出口圧を実現するために、ばねアジャスター２３６が、回転して（例えば、時計回りまたは反時計回りの方向に）、偏向要素２３２によりダイヤフラム２１４の第一の側２１６に働く荷重を増加または減少させる。偏向要素２３２により提供された荷重は、所望の出口圧に対応するように調整される。参照圧力を設定し、感知チャンバー２２６は、通路２２８を通して出口２１２で加圧された流体の圧力を感知し、ダイヤフラム２１４を、感知チャンバー２２６内での圧力変化に応答して移動させる。
【００３１】
例えば、下流の需要が減少すると、出口２１２の流体の圧力が上昇する。感知チャンバー２２６中の加圧された流体の圧力が上昇すると、流体の圧力がダイヤフラム２１４の第二の側２２２に力を加えて、ダイヤフラム２１４および偏向要素２３２を、直線運動でステムコネクター３４４から離れて移動させる。一方、バルブ装置２０２の偏向要素３３２が、ポペット３３０をバルブシート３１８に向かって移動させて、入口２１０と出口２１２の間の流体流動を制限する。ポペット３３０のシーリング表面３３４の部分３３７が、バルブシート３１８のシーティング表面３３６に密閉係合していて、図３に示された流体調節器２００のオリフィス３１６を通した流体流動を制限または防止する。
【００３２】
下流の需要が増加すると、出口２１２の圧力が低下する。感知チャンバー２２６内の加圧された流体の圧力が、偏向要素２３２によりダイヤフラム２１４の第一の側２１６に働く参照圧力または力よりも小さい場合、ダイヤフラム２１４は、バルブ本体２０８に向かって移動、湾曲または屈曲する。一方、バックアップ板２３０が、ポペット３３０のステムコネクター３４４に係合して、ポペット３３０をバルブシート３１８から離れて移動させて、入口２１０と出口２１２の間で流体流動させるまたはそれを増加させる。ポペット３３０が、バルブシート３１８から最も遠くに離れると（例えば、開口位置で）、オリフィス３１６は、最大の流体流動能力または流体流速にする、またはそれを可能にする。
【００３３】
先に注記された通り、オリフィス３１６は、流体調節器２００の最大流体流動能力または最大流速を規定する。例えば最大流速は、先に注記された標準条件下で流体調節器２００を通る流速を分類または予測するのに用いられる流動係数（Ｃｖ）に関連づけることができる。動作において、例示的オリフィス３１６は、およそ０．０６の流体流動係数に関連する、またはそれより特徴づけられる流動能力を提供するサイズになっている。更に、流体流動経路３２２は、動作の間にオリフィス３１６により可能になる最大流体流速を支持するサイズになっている。
【００３４】
図４は、本明細書に記載されたバルブ装置４０２を有する例示的流体調節器４００を示す。先の図２および３に記載された流体調節器２００および／またはバルブ装置２０２の構成要素と実質的に類似している、または同一であり、それらの構成要素の機能と実質的に類似している、または同一である機能を有する、流体調節器４００および／またはバルブ装置４０２のそれらの構成要素は、再度、以下に詳細に記載されることはない。代わりに、関心のある読者は、先の対応する説明を参照されたい。
【００３５】
図２およびお３のバルブ装置２０２と同様に、バルブ装置４０２は、入口２０２と出口２１２の間で流体流動通路の少なくとも一部を画定するバルブ本体２０８に着脱可能に連結されたサブアセンブリである。バルブ装置４０２は、図２および３のリテイナー３０２により提供された流体調節器２００の流体流動性能、特徴または能力と異なる、流体調節器４００の流体流動性能、特徴または能力を提供する。例えば、バルブ装置４０２が、流体調節器４００に連結されている時には、バルブ装置４０２は、およそ０．２の流動係数に関連するまたはそれにより分類される流体流動能力または流速を提供する。逆に、バルブ装置２０２は、図２の流体調節器２００に連結さている時には、およそ０．０６の流動係数により特徴づけられた流体流動能力または流速を提供する。
【００３６】
図５は、図４の例示的バルブ装置４０２の拡大図である。図４および５を参照すると、バルブ装置４０２は、交換可能または取り換え可能なハウジングまたはリテイナー５０２と、流動制御アセンブリ３０４と、フィルター３０６と、を含む。示された例のリテイナー５０２は、図２および３のバルブ装置２０２のリテイナー３０２と実質的に類似している。詳細にはリテイナー５０２は、図２および３のバルブ装置２０２のリテイナー３０２と交換可能または取り換え可能である。例えばリテイナー５０２は、図２および３のリテイナー３０２と取り換えて、または交換して、流体調節器４００の異なる流体流動能力または流速に影響を及ぼしても、またはそれを提供してもよい。
【００３７】
示された例のリテイナー５０２は、バルブ装置４０２を、流体調節器４００のバルブ本体２０８の開口部２４２に連結させる螺着部分５０４を有する円筒形本体を有する。バルブ装置４０２が、バルブ本体２０８に連結されている時には、リテイナー５０２は、流体調節器４００の流体流動通路を少なくとも一部画定する空洞またはボア５０６を含む。リテイナー５０２およびボア５０６は、ボア５０６と同軸上に配置されていて、流体調節器４００の流体流動通路の流体オリフィス５１２を画定する、開口部５１０を有するショルダー５０８を形成している。詳細にはオリフィス５１２は、流体調節器４００の流体流動能力または流体流動特性を規定する。例えばオリフィス５１２は、およそ０．２の流体流動係数により特徴づけられた流動能力を提供する径またはサイズを有する。つまりリテイナー５０２のオリフィス５１２は、図２および３のリテイナー３０２のオリフィス３１６よりも大きなサイズである。リテイナー５０２のショルダー５０８は、流体調節器４００の流体流動通路のバルブシート５１４を画定する。
【００３８】
更に、オリフィス５１２により提供される流体流動能力または特性に関連する流体流速を支持するために、リテイナー５０２は、流体流動経路５１８を有するフランジ５１６を含む。示された例の流体流動経路５１８は、開口部５１０および／またはボア５０６に対して実質的に垂直であり、バルブシート５１４の下流にある。詳細には流体流動経路５１８は、より多量の流体を、感知チャンバー２２６に流すことを支持または可能にして、オリフィス５１２により提供された流体流動能力に関連した流体流速を支持する。例えば、オリフィス５１２により提供された流体流速を支持するために、流体流動経路５１８は、フランジ５１６の軸５２０の周りに半径方向に離れて配置された複数の流体流動経路を含んでいてもよい。図示された通り、流体流動経路５１８は、バルブシート５１４の下流にある第二の流体流動経路５２４に隣接した第一の流体流動経路５２２を含む。この例において、第一および第二の流体流動経路５２２および５２４は、直交経路を提供する。言い換えれば、第一の流体流動経路５２２は、第二の流体流動経路５２４に対して実質的に垂直である。第一と第二の流体流動経路５２２、５２４の両方が、バルブシート５１４の出口５２６および感知チャンバー２２６を流動的に連結している。図示された通り、リテイナー５０２は、Ｔ形断面形状またはプロファイルを有する。しかし他の例において、リテイナー５０２は、任意の他の適切な断面形状またはプロファイルを有していてもよい。
【００３９】
組立ての間に、流体制御アセンブリ３０４が、ボア５０６内に配設される。より具体的にはリテイナー５０２（例えば、ボア５０６およびショルダー５０８）は、流動制御アセンブリ３０４を受ける共通の流動制御アセンブリの境界を画定する。詳細にはポペット３３０、偏向要素３３２、ポペットリテイナー３３８、ステムコネクター３４４およびばねシート３４２は、リテイナー５０２のボア５０６内に配設される。フィルター３０６は、フィルター３０６の拡大部分３５４を受けるタブ、クリップまたはフィンガー５３０を含むリテイナー５０２の端部５２８に連結される。感知チャンバー２２６と入口チャンバー２４４の間のシールを提供するために、バルブ装置４０２は、螺着部分５０４とフランジ５１６の間に配設されたシール３５６（例えば、Ｏ−リング）を含む。
【００４０】
動作において、ポペット３３０は、リテイナー５０２のショルダー５０８またはバルブシート５１４に関して移動する。ポペット３３０のシーリング表面３３４は、バルブシート５１４のシーティング表面５３２に係合する。この例において、ポペット３３０のシーリング表面３３４は、シーティング表面５３２のプロファイルまたは形状（例えば、先細形のプロファイル）に相補的なプロファイルまたは形状（例えば、先細形のプロファイル）を有する。図４および５に示されたように、ポペット３３０が閉鎖位置にあり、オリフィス５１２を通した流体流動を実質的に制限または防止している時には、ポペット３３０のシーリング表面３３４の部分５３４は、バルブシート５１４のシーティング表面５３２に係合している。図２および３のバルブ装置２０２と対照的に、ポペット３３０は、シーリング表面３３４の部分５３４に沿ってバルブシート５１４に係合している。リテイナー５０２のオリフィス５１２のサイズが、リテイナー３０２のオリフィス３１６のサイズよりも大きいため、バルブシート５１４に係合するシーリング表面３３４の部分５３４は、図２および３のバルブ装置２０２のバルブシート３１８に係合するシーリング表面３３４の部分３３７と異なる。つまり例示的リテイナー５０２は、リテイナー（例えば、リテイナー３０２）のみを変更することにより、流体調節器４００の異なる流動特性を提供する。この例において、ポペット３３０は、円錐または先細形のプロファイルを有するため、オリフィス５１２などの大きなサイズのオリフィスは、ポペット３３０の基部５３６に向かって密閉されていて、大きなサイズのオリフィス５１２は、オリフィス５１２を通してより多くの流体流動を可能にするが、オリフィス３１６などの小さなオリフィスは、ポペット３３０の端部５３８に向かって密閉されていて、小さなサイズのオリフィス３１６は、オリフィス３１６を通して比較的少ない流体流動を可能にする。
【００４１】
つまり図１の流体調節器１００と異なり、図２および３のバルブ装置２０２のリテイナー３０２は、図４および５のバルブ装置４０２のリテイナー５０２と交換する、または取り換えて、各流体調節器２００および４００の流体流動能力を変化させる、またはそれに影響を及ぼすことができる。更にリテイナー３０２または５０２は、流体調節器のオリフィスにより提供される流体流速を支持する１つ以上の流体流動経路を含んでいてもよい。この手法において、より大きな流体流動経路を有する異なるバルブ本体（例えば、バルブ本体２０８）は、必要とならない。
【００４２】
更にバルブ装置４０２が、図２の流体調節器２００のバルブ装置２０２と交換されて、０．２の流動係数を特徴とする流体調節器２００の流体流動能力または流動特性を提供してもよい。同様に、流体調節器４００のバルブ装置４０２は、図２のバルブ装置２０２と交換されて、０．０６の流動係数を有する流体調節器４００の流体流動能力または流動特性を提供してもよい。詳細にはリテイナー３０２および５０２のみが交換され、または取り換えられることで、流体調節器の流体流動能力を変化させる、またはそれに影響を及ぼす。つまりリテイナー３０２は、０．２の流動係数を有する流体調節器２００の流体流動能力を規定するリテイナー５０２と交換されてもよく、リテイナー５０２は、０．０６の流動係数を特徴とする流体調節器４００の流体流動能力を規定するリテイナー３０２と交換されてもよい。言い換えれば、リテイナー３０２および５０２は、各オリフィス３１６および５１２を画定するため、リテイナー３０２および５０２のみが交換されることで、流体調節器の流体流動能力または性能を変化させる、またはそれに影響を及ぼす。その結果、本明細書に記載されたバルブ装置は、製造および在庫管理の経費を有意に削減する。
【００４３】
製造の特定の例示的方法、装置および物品が本明細書に記載されたが、本発明の適用範囲は、それに限定されない。反対に、本発明は、文言上、または均等物の原理の下で、添付の特許請求の範囲に十分に含まれる製造方法、装置および物品の全てを包含する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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