(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置であって、
弁体を通る流体の流量を制御するピストンと、
前記弁体に連結されるボンネットヨークに連結されるボンネットであって、前記ボンネットが、ねじ付き孔を有する、ボンネットと、
前記ピストンを移動させるためのローラアセンブリを枢動可能に載置する第１の部分、および前記ボンネットの前記ねじ付き孔に連結するためのねじ付き外面を有する第２の細長い部分を有する、筐体と、
前記ピストンの前記移動を制御するように前記筐体を通って移動する弁軸と、を備える、装置。
【請求項２】
前記筐体の前記第１および第２の部分が、単一の部品を構成する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記ボンネットに対する前記筐体の位置が、前記装置を調整するように調節される、請求項１または２のいずれかに記載の装置。
【請求項４】
前記筐体の前記第１の部分が、所定の位置で前記弁軸の前記移動を停止するようにピンを収容する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記弁軸が、イコールパーセンテージプロファイルを有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記弁軸が、線形プロファイルを有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記ボンネットに対する前記ピストンの位置を調節するように前記装置の外部からアクセス可能なスクリューを更に備える、請求項１〜６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
装置であって、
ボンネットと、
筐体と、
ピストンを制御するように前記筐体を通って移動する弁軸と、を備え、前記筐体が、前記ボンネットに連結し、前記ボンネットに対する前記筐体の位置が、前記ピストンに対する前記弁軸の位置を調整するように調節される、装置。
【請求項９】
前記ボンネットが、ねじ付き孔を有し、前記筐体の一部分が、前記ボンネットの前記ねじ付き孔に連結するためのねじ付き表面を有する、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記筐体の一部分上に載置されたローラアセンブリを更に備える、請求項８又は９に記載の装置。
【請求項１１】
前記弁軸の前記移動が、前記ローラアセンブリに前記ピストンの移動を行わせる、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記筐体が、所定の位置で前記弁軸の前記移動を停止するようにピンを収容する、請求項８〜１１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１３】
前記弁軸が、イコールパーセンテージプロファイルを有する、請求項８〜１２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１４】
前記弁軸が、線形プロファイルを有する、請求項８〜１３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１５】
前記ピストンの前記位置を調節するようにスクリューを更に備える、請求項８〜１４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１６】
装置であって、
弁体を通る流体の流量を制御するための手段と、
前記弁体にボンネットを連結するための手段と、
ローラアセンブリを枢動可能に載置するための手段と、
前記装置を調整するように前記ボンネットに対してローラアセンブリを枢動可能に載置するための前記手段の位置を調節するための手段と、を含む、装置。
【請求項１７】
所定の位置で前記流体の流量を制御するための前記手段の移動を停止する手段を更に含む、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記装置の流体流量プロファイルを確立するための手段を更に含む、請求項１６又は１７に記載の装置。
【請求項１９】
流体流量プロファイルを確立するための前記手段が、イコールパーセンテージプロファイルを確立する、請求項１６〜１８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２０】
前記ボンネットに対する前記流体の流量を制御するための前記手段の位置を調節するための手段を更に含む、請求項１６〜１９のいずれか一項に記載の装置。
【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、調節可能な弁軸およびピストンアセンブリを有する流体制御弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
プロセス制御システムは、多くの場合、流体の流量を制御するように流体制御弁を用いる。いくつかの低流量衛生流体弁では、弁軸が、ローラアセンブリを収容するボンネット内を移動する。動作中に、アクチュエータが、ボンネットを通って弁軸を移動させ、この移動は、ローラアセンブリに、流体流量を制御するオリフィスまたは弁座に対して流体制御部材（例えば、膜または仕切板等）を移動させるピストンに取り付けられたプレートの移動を行わせる。
【０００３】
そのような低流量適用では、ピストンの移動は、比較的小さく、よって、そのような弁は、弁軸の移動とピストンの移動との間の関係をしっかりと制御するように正確に調整されなければならない。多くのそのような既知の弁では、この調整は、（例えば、バルブが閉鎖位置にあるように）ボンネットに対して固定された位置で弁軸、プレート、およびピストンを保持し、次いで、ピストンをプレートに取り付ける（例えば、接着剤で接着する）ことによって、製造時に（例えば、工場環境で）実施される。結果として、これらの既知の弁への任意の再調整は、典型的に、（例えば、製造環境で）弁の分解および／または再組み立てを必要とする。
【発明の概要】
【０００４】
例示的な流体制御弁は、弁体を通る流体の流量を制御するピストンと、弁体に連結されるボンネットヨークに連結されたねじ付き孔を有するボンネットと、ピストンを移動させるためのローラアセンブリを枢動可能に載置する第１の部分およびボンネットのねじ付き孔に連結するためのねじ付き外面とを有する第２の細長い部分を有する筐体と、を含む。弁軸は、ピストンの移動を制御するように筐体を通って移動する。
【０００５】
別の実施例では、流体制御弁は、ボンネットおよび筺体を含む。弁軸は、ピストンを制御するように筐体を通って移動する。筺体は、ボンネットに連結し、弁を調整するように調節され得る。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】既知の流体制御弁を例示する。
【図２】本明細書に記載される例示的な流体制御弁を例示する。
【図３】図２の例示的な弁の筐体および弁軸を例示する。
【図４】図２の例示的な弁の筐体の詳細な図である。
【図５】図２の例示的な弁のピストンの詳細な図である。
【図６Ａ】異なる流量プロファイルを有する例示的な弁軸を例示する。
【図６Ｂ】異なる流量プロファイルを有する例示的な弁軸を例示する。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
概して、本明細書に記載の例示的な流体制御弁は、弁の製造中のその内部構成要素の自己整合、弁を調整するように現場で調節を実施する能力、および異なる流体流量特性を選択する能力を提供する。より具体的には、例示的な弁は、弁軸が通って移動する筐体として機能する単一の部品と、弁内でピストンを移動させるローラアセンブリのための載置部と、を含む。筺体は、ボンネット内のねじ付き孔に連結するねじ付き外面を有する。筺体
とボンネットとの間をねじで連結することは、弁軸がローラアセンブリと揃ったままであることを確実にし、また、（例えば、ボンネットに対して筐体を回転させることによって）弁を調整するように筺体が現場で調節されることを可能にする。例示的な弁はまた、弁をより精密に調整するように使用され得る外部からアクセス可能なスクリューを提供する。加えて、筺体は、（例えば、バルブが閉鎖されるように）所定の位置で弁軸の移動を停止するピンを収容し、それによって、閉鎖された位置からの弁軸の移動が常時同じ点から開始されることを確実にする。これは、等比率プロファイルのような、異なる形状および流量プロファイルを有する弁軸の使用を可能にする。
【０００８】
例示的な流体制御弁について詳細に論じる前に、既知の流体制御弁１００の手短な説明が、図１に関連して提供される。既知の流体弁１００は、弁体（示されず）がその中に置かれる空洞１０４を画定するボンネットヨーク１０２を含む。ボンネットヨーク１０２内の開口部１０６および１０８は、空洞１０４内の弁体を固定するようにボルト（示されず）を受容する。ボンネット１１０は、ボンネットヨーク１０２をアクチュエータ（示されず）に連結し、アクチュエータを弁体内に配置された流量制御部材（示されず）に動作可能に連結する弁軸１１４を摺動可能に受容するように、開口部１１２を含む。流体弁１００はまた、ボンネット１１０の空洞１１７内に配置されたローラアセンブリ１１６を含む。ローラアセンブリ１１６は、第１および第２のアーム１１８ａおよび１１８ｂ、第１および第２の上部ローラ１２０ａおよび１２０ｂ、第１および第２の下部ローラ１２２ａおよび１２２ｂ、および第１および第２の回転軸１２４ａおよび１２４ｂを含む。
【０００９】
動作中に、アクチュエータは、上部ローラ１２０ａおよび１２０ｂを回転させるようにローラアセンブリ１１６に向かって弁軸１１４を移動させ、この移動は、第１および第２のアーム１１８ａおよび１１８ｂに、第１および第２の回転軸１２４ａおよび１２４ｂを中心とした回転を行わせる。アーム１１８ａおよび１１８ｂのこの回転は、下部ローラ１２２ａおよび１２２ｂを回転させ、プレート１２５およびピストン１２６を、弁体に向かって（すなわち、図１の配向の下向きに）移動させて、流量制御部材に、弁体を通る流体の流量を制限させる。弁軸１１４が十分遠くに移動すると、ピストン１２６は、弁体を通るいかなる流体流量をも阻止するように閉鎖位置へ流量制御部材を移動させる。アクチュエータは、反対の方向に上部ローラ１２０ａおよび１２０ｂを回転させるようにローラアセンブリ１１６から離れる様に弁軸１１４を移動させ、この移動は、第１および第２のアーム１１８ａおよび１１８ｂに、第１および第２の回転軸１２４ａおよび１２４ｂを中心とした回転を行わせる。アーム１１８ａおよび１１８ｂのこの回転によって、下部ローラ１２２ａおよび１２２ｂに、プレート１２５およびピストン１２６を回転させ弁体から離れる様に（すなわち、図１の配向の上向き）移動させ、流量制御部材に、弁体を通る流体の流量を増大させる。
【００１０】
低流量適用では、弁体を通って流動する流体の量は、比較的小さい。したがって、ピストン１２６および流量制御部材の移動もまた、小さい。典型的に、弁軸１１４の移動とピストン１２６の移動との間に固定された関係が存在し、流体弁１００は、この関係が有効であり続けることを確実にするように正確に調整されなければならない。この調整は、典型的に、弁１００が閉鎖位置に存在するように固定された位置に弁軸１１４、プレート１２５、およびピストン１２６を保持することによって製造時に実施される。ピストン１２６は、次いで、プレート１２５に取り付けられる（例えば、接着剤で接着されている）。製造中の欠陥が存在する場合、または弁軸１１４の移動とピストン１２６の移動との間の関係が製造後変更した場合、流体弁１００は、部品の分解および交換によってのみ再調整され得る。また、流体弁１００の適切な動作を確実にするように、弁軸１１４は、ローラアセンブリ１１６に対して中心に置かれなければならない。この整合は、製造時に実施され、そのあと容易には変更できない。
【００１１】
図２は、本明細書に記載される例示的な流体制御弁２００を例示する。例示的な流体弁２００は、弁体（示されず）がその中に置かれる空洞２０４を画定するボンネットヨーク２０２を含む。ボンネットヨーク２０２内の開口部２０６および２０８は、空洞２０４内の弁体を固定するようにボルト（示されず）を受容する。ボンネット２１０は、弁体をアクチュエータ（示されず）に連結し、ねじ付き孔２１２を含む。ボンネット２１０の空洞２１５内に配置された筺体２１４は、ローラアセンブリ２１８がその上に載置される第１の部分２１６、およびねじ付き孔２１２に連結するねじ付き外面２２１を有する細長い第２の部分２２０を有する。筺体２１４の第１の部分２１６および筺体２１４の第２の部分２２０は、単一の部品の部分として描写される。しかしながら、所望の場合、筺体２１４は、複数の部品で構成されてもよい。弁軸２２２は、アクチュエータ（示されず）を弁体内に配置された流量制御部材（示されず）に動作可能に連結するように筺体２１４の第２の部分２２０を通って移動する。筺体２１４の第２の部分２２０は、それが筺体２１４を通るスリーブ２２３内を移動しつつ、弁軸２２２のための表面を有する自己潤滑を提供するテフロンスリーブ２２３を有する。ローラアセンブリ２１８は、第１および第２のアーム２２４ａおよび２２４ｂ、第１および第２の上部ローラ２２６ａおよび２２６ｂ、第１および第２の下部ローラ２２８ａおよび２２８ｂ、および第１および第２の回転軸２３０ａおよび２３０ｂを含む。Ｏ環シール２３１ａ、２３１ｂ、２３１ｃ、２３１ｄ、２３１ｅ、および２３１ｆが、プロセス流体の漏出を阻止するように提供される。
【００１２】
動作中に、アクチュエータは、上部ローラ２２６ａおよび２２６ｂを回転させるようにローラアセンブリ２１８に向かって弁軸２２２を移動させ、この移動は、第１および第２のアーム２２４ａおよび２２４ｂに、第１および第２の回転軸２３０ａおよび２３０ｂを中心とした回転を行わせる。アーム２２４ａおよび２２４ｂのこの回転は、下部ローラ２２８ａおよび２２８ｂを回転させ、表面２２９に沿って移動させ、またピストン２３２を弁体に向かって（すなわち、図２の配向の下向きに）移動させて、流量制御部材に、弁体を通る流体の流量を制限させる。弁軸２２２が十分遠くに移動すると、ピストン２３２は、弁体を通る流体流量を阻止するように閉鎖位置へ流量制御部材を移動させる。アクチュエータは、反対の方向に上部ローラ２２６ａおよび２２６ｂを回転させるようにローラアセンブリ２１８から離れる様に弁軸２２２を移動させ、この移動は、第１および第２のアーム２２４ａおよび２２４ｂに、第１および第２の回転軸２３０ａおよび２３０ｂを中心とした回転を行わせる。アーム２２４ａおよび２２４ｂのこの回転は、下部ローラ２２８ａおよび２２８ｂを回転させ、ピストン２３２を弁体から離れる様に移動させて、流量制御部材に、弁体を通る流体の流量を増大させる。
【００１３】
筺体２１４は、ローラアセンブリ２１８を載置し、また、弁軸２２２およびローラアセンブリ２１８が軸２３４に沿って適切に整合されるように弁軸２２２を受容する。更には、筺体２１４がねじ付き表面を通ってボンネット２１０に連結するため、筺体２１４の位置は、（例えば、ボンネット２１０に対して筐体２１４を回転させることによって）調整のために容易に調節され得る。より精密な調整を可能にするように、比較的より細かいねじ付き表面上のねじが、提供され得る。加えて、筺体２１４は、（例えば、閉鎖位置等の）所定の位置で弁軸２２２の移動を停止するピン２３６を収容する。ピストン２３２は、ピストン２３２の振動を軽減し適切な機能性を確実にするように、ばね２３８を含む。また、外部からアクセス可能なスクリュー２４０を使用して、より精密な調整のためにピストン２３２の位置を調節し得る。
【００１４】
弁２００は、筺体２１４を調節することおよび／またはピストン２３２を調節することによって調整され得る。粗い大まかな調整は、ボンネット２１０に対して筺体２１４を回転させることによって行われ得る。時計回りに筺体２１４を回転させることは、筺体２１４および載置されたローラアセンブリ２１８を、ピストン２３２により近位に移動させる。逆に、反時計回りに筺体２１４を回転させることは、筺体２１４およびローラアセンブ
リ２１８を、ピストン２３２から離れる様に移動させる。筺体２１４およびローラアセンブリ２１８をいずれかの方向に移動させることは、弁軸２２２が、弁２００が閉鎖位置にあるようにさせる位置を変更する。
【００１５】
同様に、細かい調整は、ボンネット２１０に対するピストン２３２の位置を調節することによって行われ得る。具体的に、更に弁２００内に（例えば、回転することによって）外部からアクセス可能なスクリュー２４０を移動させることは、ピストン２３２をボンネット２１０から離れる様に移動させる。逆に、スクリュー２４０を更に弁２００から遠ざけて移動させることは、ピストン２３２をボンネット２１０に向けて移動させる。ピストン２３２をいずれかの方向に移動させることは、弁軸２２２が、弁２００が閉鎖位置にあるようにさせる位置を変更する。
【００１６】
図３および４は、図２の例示的な弁２００の筐体２１４の詳細な図を例示する。筺体２１６の第１の部分は、概円柱状成形され、それは、筺体２１４がボンネット２１０内で回転することを可能にする。上部ローラ２２６ａおよび２２６ｂ、および下部ローラ２２８ａおよび２２８ｂは、筺体２１４の第１の部分２１６上に載置される。開口部３００ａ、３００ｂ、３００ｃ、および第４の開口部（示されず）を使用して、回転軸２３０ａおよび２３０ｂを載置する。開口部４００ａおよび４００ｂを使用して、ピン２３６を載置する。筺体２１４に組み込まれたボルトヘッド３０２を使用して、筺体２１４を回転し調整を実施し得る。
【００１７】
図５は、図２の例示的な弁２００のピストン２３２の詳細な図である。ピストン２３２は、スクリュー２４０を誘導し、ピストン２３２が回転するのを阻止する突出部または切れ刃部５００を含む。スクリュー２４０は、その直径が切れ刃部５００から更に増加するようにデーパ状である。切れ刃部５００に向かってスクリュー２４０を移動させることは、ピストン２３２をボンネット２１０から更に移動させる。切れ刃部５００から離れる様にスクリュー２４０を移動させることは、ピストン２３２をボンネットにより近位に移動させる。
【００１８】
示される実施例の表面２２９は、ローラアセンブリ２１８が沿って移動する線状テーパ部を有する。しかしながら、異なる形状が、異なる流量プロファイルを有する弁アセンブリを提供するように使用される場合がある。
【００１９】
あるいは、または加えて、異なって成形された弁軸が、異なる流量プロファイルを提供するように使用されてもよい。図６Ａおよび６Ｂは、異なる流量プロファイルを有する例示的な弁軸を例示する。図６Ａは、線形プロファイルを有する弁軸６００を描写する。弁軸６００の先端部６０２は、線形プロファイルを確実にするように成形される。図６Ｂは、等比率プロファイルを有する弁軸６０４を描写する。弁軸６０４の先端部６０６は、等比率プロファイルを確実にするように成形される。
【００２０】
ある例示的な方法および装置が本明細書に説明されているが、本特許が網羅する範囲は、それらに限定されない。むしろ、本特許は、文言的に、または均等論の下でのいずれかで、特許請求の範囲内に適正に属する全ての方法、装置、および製造の物品を網羅する。
【図１】
0006498119.tif 000002
【図２】
0006498119.tif 000003
【図３】
0006498119.tif 000004
【図４】
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【図５】
0006498119.tif 000006
【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
0006498119.tif 000008