(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体調整装置であって、
入口と、出口と、前記入口と前記出口との間に配置されるバルブポートとを画定するバルブ本体と、
前記バルブ本体内に配置され、かつ中央円筒形開口部を画定する、ポートハウジングと、
前記ポートハウジングの前記中央円筒形開口部内に少なくとも部分的にスライド可能に配置され、かつ前記バルブポートと係合する閉位置と前記バルブポートから離間された開位置との間の制御要素の中心軸に沿った変位に適合された制御要素であり、バルブステムと前記バルブステムに結合されるバルブプラグとを備え、前記バルブプラグが、前記制御要素が閉位置にあるときに前記バルブポートとシール係合するように適合されたシール面を画定し、外側プラグ部と、前記外側プラグ部の半径方向内側に配置される内側プラグ部と、前記内側プラグ部の外壁と前記外側プラグ部の内壁との間に配置される少なくとも１つの中間通路とを備える、制御要素と、
前記制御要素と前記ポートハウジングとの間に結合され、相対する第１のダイヤフラム表面および第２のダイヤフラム表面を有する、バランスダイヤフラムと、
前記ポートハウジングの内面と前記バランスダイヤフラムの第１のダイヤフラム表面との間の前記ポートハウジングの一部内に画定されるバランスキャビティと、
前記バルブプラグを通して延びる第１の圧力感知通路であって、前記制御要素の中心軸に沿って前記バルブプラグを通して延びる入口部を有する、第１の圧力感知通路と、
前記バルブプラグを通して延び、かつ前記バランスキャビティと流体連通する第２の圧力感知通路であって、前記少なくとも１つの中間通路によって画定される第２の圧力感知通路と、
前記第１の圧力感知通路および前記第２の圧力感知通路は、前記バルブプラグのシール面上に存在する流体圧力が前記バランスキャビティ内に存在する流体圧力と等しく、前記バルブプラグのシール面および前記バランスダイヤフラムの第１の表面にそれぞれ等しい対向する第１の力および第２の力をかけるように、前記バランスキャビティと流体連通する、
装置。
【請求項２】
前記バルブプラグが、前記制御要素の中心軸に沿って延びる中央孔と、前記中央孔内に配置され、前記バルブプラグを前記バルブステムに固定するプラグファスナとをさらに備え、前記プラグファスナが前記第１の圧力感知通路の前記入口部の少なくとも一部を画定する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記少なくとも１つの中間通路内に配置され、前記内側プラグ部と前記外側プラグ部との間に流体密封シールを提供するシール部材をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記少なくとも１つの中間通路が、前記内側プラグ部と前記外側プラグ部との間に配置される中空円筒形スペースを含む、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記シール部材が、前記中空円筒形スペース内に配置されるＯリングを含む、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
流体流量制御装置のためのバランスポート制御アセンブリであって、
中央円筒形開口部を画定するポートハウジングと、
中心縦軸を有し、かつ前記中心縦軸に沿った往復変位のために前記ポートハウジング内に少なくとも部分的に配置される、バルブステムと、
前記バルブステムに結合され、かつ前記流体流量制御装置のバルブポートと選択的にシール係合するように適合されたシール面を画定し、外側プラグ部と、前記外側プラグ部の半径方向内側に配置される内側プラグ部と、前記内側プラグ部の外壁と前記外側プラグ部の内壁との間に配置される少なくとも１つの中間通路とを備える、バルブプラグと、
前記バルブプラグと前記ポートハウジングとの間に作動可能に結合され、相対する第１のダイヤフラム表面および第２のダイヤフラム表面を有する、バランスダイヤフラムと、
前記ポートハウジングの内面と前記バランスダイヤフラムの第１のダイヤフラム表面との間の前記ポートハウジングの一部内に画定されるバランスキャビティと、
前記バルブプラグを通して延びる第１の圧力感知通路であって、前記バルブステムの中心縦軸に沿って前記バルブプラグを通して延びる入口部を有する、第１の圧力感知通路と、
前記バルブプラグを通して延び、かつ前記バランスキャビティと流体連通する第２の圧力感知通路であって、前記少なくとも１つの中間通路によって画定される第２の圧力感知通路と、
前記第１の圧力感知通路および前記第２の圧力感知通路は、前記バルブプラグのシール面上に存在する流体圧力が前記バランスキャビティ内に存在する流体圧力と等しく、前記バルブプラグのシール面および前記バランスダイヤフラムの第１の表面にそれぞれ等しい対向する第１の力および第２の力をかけるように、前記バランスキャビティと流体連通する、
アセンブリ。
【請求項７】
前記バルブプラグが、前記制御要素の中心軸に沿って延びる中央孔と、前記中央孔内に配置され、前記バルブプラグを前記バルブステムに固定するプラグファスナとをさらに備え、前記プラグファスナが前記第１の圧力感知通路の前記入口部の少なくとも一部を画定する、請求項６に記載のアセンブリ。
【請求項８】
前記少なくとも１つの中間通路内に配置され、前記内側プラグ部と前記外側プラグ部との間に流体密封シールを提供するシール部材をさらに備える、請求項６に記載のアセンブリ。
【請求項９】
前記少なくとも１つの中間通路が、前記内側プラグ部と前記外側プラグ部との間に配置される中空円筒形スペースを含む、請求項８に記載のアセンブリ。
【請求項１０】
前記シール部材が、前記中空円筒形スペース内に配置されるＯリングを含む、請求項９に記載のアセンブリ。
【請求項１１】
流体流量制御装置のためのバランスポート制御アセンブリであって、
中央円筒形開口部を画定するポートハウジングと、
中心縦軸を有し、かつ前記中心縦軸に沿った往復変位のために前記ポートハウジング内に少なくとも部分的に配置される、バルブステムと、
前記バルブステムに結合され、かつ前記流体流量制御装置のバルブポートと選択的にシール係合するように適合されたシール面を画定し、外側プラグ部と、前記外側プラグ部の半径方向内側に配置される内側プラグ部と、前記内側プラグ部の外壁と前記外側プラグ部の内壁との間に配置される少なくとも１つの中間通路とを備える、バルブプラグと、
前記バルブプラグと前記ポートハウジングとの間に作動可能に結合され、相対する第１のダイヤフラム表面および第２のダイヤフラム表面を有する、バランスダイヤフラムと、
前記ポートハウジングの内面と前記バランスダイヤフラムの第１のダイヤフラム表面との間の前記ポートハウジングの一部内に画定されるバランスキャビティと、
バルブプラグによって少なくとも部分的に画定され、かつ前記バルブプラグのシール面上に存在する流体圧力が前記バランスキャビティ内に存在する流体圧力に等しく、前記バルブプラグのシール面および前記バランスダイヤフラムの第１の表面にそれぞれ等しい対向する第１の力および第２の力をかけるように、前記バルブプラグのシール面と前記バランスキャビティとの間に流体連通を提供する圧力感知ラビリンスであり、前記制御要素の中心軸に沿って前記シール面から前記バルブプラグの中に延びる第１の圧力感知通路と前記バルブプラグを通して延び、かつ前記バランスキャビティと流体連通する第２の圧力感知通路であって、前記少なくとも１つの中間通路によって画定される第２の圧力感知通路とを含む圧力感知ラビリンスと、
を備える、アセンブリ。
【請求項１２】
前記第２の圧力感知通路の少なくとも一部が、前記第１の圧力感知通路に平行に配置される、請求項１１に記載のアセンブリ。
【請求項１３】
前記圧力感知ラビリンスの前記第１の圧力感知通路が前記内側プラグ部を通して配置され、前記圧力感知ラビリンスの前記少なくとも１つの第２の圧力感知通路が前記内側プラグ部と前記外側プラグ部との間に配置される、請求項１１に記載のアセンブリ。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの第２の圧力感知通路が、前記内側プラグ部の円筒形の外面と前記外側プラグ部の円筒形の内面との間に画定される中空円筒形スペースを含む、請求項１１に記載のアセンブリ。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの第２の圧力感知通路内に配置され、流体密封シールを提供するシール部材をさらに備える、請求項１１に記載のアセンブリ。
【請求項１６】
前記バルブプラグが、前記制御要素の中心軸に沿って延びる中央孔と、前記中央孔内に配置され、前記バルブプラグを前記バルブステムに固定するプラグファスナとをさらに備え、前記プラグファスナが前記圧力感知ラビリンスの入口部の少なくとも一部を画定する、請求項１１に記載のアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、ガスレギュレータに関し、より具体的には、バランスバルブポートを有するガスレギュレータに関する。
【背景技術】
【０００２】
通常のガス配給システムの供給ガスの圧力は、システムに課される要求、気候、供給源、および／または他の因子に応じて変化することがある。しかしながら、炉、オーブンなどのガス器具を装備するほとんどのエンドユーザ設備は、ガスが、ガスレギュレータの最大能力以下の所定の圧力に従って送達されることを必要とする。したがって、送達されるガスがエンドユーザ設備の要件を確実に満たすようにするために、これらの配給システムにガスレギュレータが実装される。従来のガスレギュレータは、一般に、送達されるガスの圧力を感知および制御するための閉ループ制御アクチュエータを含む。
【０００３】
閉ループ制御に加えて、いくつかの従来のガスレギュレータは、下流圧力の変動に対するガスレギュレータの反応を改善するためにバランスバルブポートを含む。バランスバルブポートは、ガスレギュレータの性能に対する入口圧の影響を低減するように適合される。入口圧は、バランスダイヤフラムと流体連通する状態におかれ、ガスレギュレータの制御要素に入口圧の力とは反対方向の力がかかる。したがって、ガスレギュレータが出口圧のみに反応して機能するように、入口圧が変化するのに伴い、さらに後述するように入口圧によって生じる力とのバランスをとるために対応する力がかかる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
より十分に説明されるように、バランスバルブポートを有する従来のレギュレータでは、ガスレギュレータを通して流れる流体の一部は、制御要素内に配置された通路を移動することがあり、その通路は、バランスダイヤフラムによって少なくとも部分的に画定されるバランスキャビティに通じている。こうした構成は、低い入口圧で高い流れの容量を可能にする。しかしながら、弁が開く際に、バランスダイヤフラム上にかかる入口圧は一定のままではない。より詳細には、感知圧力は弁が開く際に低下することがあり、結果的に、ガスレギュレータの「ドループ」として知られている現象および不安定性が生じる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一態様は、入口と、出口と、入口と出口との間に配置されるバルブポートとを画定するバルブ本体を含む流体調整装置を含む。装置は、バルブ本体内に配置され、かつ中央円筒形開口部を画定する、ポートハウジングをさらに含むことができる。装置は、ポートハウジングの中央円筒形開口部内に少なくとも部分的にスライド可能に配置され、かつバルブポートと係合する閉位置とバルブポートから離間された開位置との間の制御要素の中心軸に沿った変位に適合された制御要素をさらに含むことができる。制御要素は、バルブステムとバルブステムに結合されるバルブプラグとを含むことができ、バルブプラグは、制御要素が閉位置にあるときにバルブポートとシール係合するように適合されたシール面を画定する。装置は、制御要素とポートハウジングとの間に結合されるバランスダイヤフラムをさらに含むことができる。バランスダイヤフラムは、相対する第１のダイヤフラム表面および第２のダイヤフラム表面を有することができる。装置は、ポートハウジングの内面とバランスダイヤフラムの第１のダイヤフラム表面との間のポートハウジングの一部内に画定されるバランスキャビティをさらに含むことができる。最後に、装置は、バルブプラグのシール面上に存在する流体圧力がバランスキャビティ内にも存在してバルブプラグのシール面およびバランスダイヤフラムの第１の表面にそれぞれ等しい対向する第
１の力および第２の力をかけるように、バルブプラグを通して延び、かつバランスキャビティと流体連通する第１の圧力感知通路をさらに含むことができる。第１の圧力感知通路は、制御要素の中心軸に沿ってバルブプラグを通して延びる入口部を有する。
【０００６】
本開示の別の態様は、中央円筒形開口部を画定するポートハウジングを含む流体流量制御装置のためのバランスポート制御アセンブリを含む。アセンブリは、中心縦軸を有し、かつ中心縦軸に沿った往復変位のためにポートハウジング内に少なくとも部分的に配置される、バルブステムをさらに含むことができる。アセンブリは、バルブステムに結合され、かつ流体流量制御装置のバルブポートと選択的にシール係合するように適合されたシール面を画定する、バルブプラグをさらに含むことができる。アセンブリは、バルブプラグとポートハウジングとの間に作動可能に結合されるバランスダイヤフラムをさらに含むことができ、バランスダイヤフラムは、相対する第１のダイヤフラム表面および第２のダイヤフラム表面を有する。アセンブリは、ポートハウジングの内面とバランスダイヤフラムの第１のダイヤフラム表面との間のポートハウジングの一部内に画定されるバランスキャビティをさらに含むことができる。最後に、アセンブリは、バルブプラグのシール面上に存在する流体圧力がバランスキャビティ内にも存在してバルブプラグのシール面およびバランスダイヤフラムの第１の表面にそれぞれ等しい対向する第１の力および第２の力をかけるように、バルブプラグを通して延び、かつバランスキャビティと流体連通する第１の圧力感知通路をさらに含むことができる。第１の圧力感知通路は、バルブステムの中心縦軸に沿ってバルブプラグを通して延びる入口部を有する。
【０００７】
本開示のまた別の態様は、中央円筒形開口部を画定するポートハウジングを含む流体流量制御装置のためのバランスポート制御アセンブリを含む。アセンブリは、中心縦軸を有し、かつ中心縦軸に沿った往復変位のためにポートハウジング内に少なくとも部分的に配置される、バルブステムをさらに含むことができる。アセンブリは、バルブステムに結合され、かつ流体流量制御装置のバルブポートと選択的にシール係合するように適合されたシール面を画定する、バルブプラグをさらに含むことができる。アセンブリは、バルブプラグとポートハウジングとの間に作動可能に結合されるバランスダイヤフラムをさらに含むことができ、バランスダイヤフラムは、相対する第１のダイヤフラム表面および第２のダイヤフラム表面を有する。アセンブリは、ポートハウジングの内面とバランスダイヤフラムの第１のダイヤフラム表面との間のポートハウジングの一部内に画定されるバランスキャビティをさらに含むことができる。最後に、アセンブリは、バルブプラグによって少なくとも部分的に画定され、かつバルブプラグのシール面上に存在する流体圧力がバランスキャビティ内にも存在してバルブプラグのシール面およびバランスダイヤフラムの第１の表面にそれぞれ等しい対向する第１の力および第２の力をかけるようにバルブプラグのシール面とバランスキャビティとの間に流体連通を提供する、圧力感知ラビリンスをさらに含むことができる。圧力感知ラビリンスは、制御要素の中心軸に沿ってシール面からバルブプラグの中に延びる少なくとも１つの第１の圧力感知通路を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】従来のバランスポート制御アセンブリの１つのバージョンを装備するレギュレータの側面断面図である。
【図２】図１に描画したようなレギュレータに用いられる従来のバランスポート制御アセンブリの第２のバージョンの側面断面図である。
【図３】図２の従来のバランスポート制御アセンブリの入口圧に対する流れの容量を示すグラフである。
【図４】例えば図１に描画したようなレギュレータに用いられるように適合された本開示のバランスポート制御アセンブリの第１のバージョンの側面断面図である。
【図５】図４のバランスポート制御アセンブリの入口圧に対する流れの容量を示すグラフである。
【図６】例えば図１に描画したようなレギュレータに用いられるように適合された本開示のバランスポート制御アセンブリの第２のバージョンの側面断面図である。
【図７】図６のバランスポート制御アセンブリの入口圧に対する流れの容量を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は、従来のバランスポート制御アセンブリ１２の１つのバージョンを含む流体流量制御装置１０（例えば、ガスレギュレータ）を描画する。加えて、描画された流体流量制御装置１０は、バルブ本体１６に結合されるアクチュエータ１４を含む。バルブ本体１６は、入口１８と、出口２０と、入口１８と出口２０との間に配置されるバルブポート２２とを含む。アクチュエータ１４は、ダイヤフラムに基づくアクチュエータであり、ダイヤフラム２６と制御アセンブリ２８とを収容するアクチュエータハウジング２４を含む。制御アセンブリ２８は、バランスポート制御アセンブリ１２の可動制御要素４０に作動可能に結合される。より詳細には、制御アセンブリ２８は、ダイヤフラム２６よりも上に配置される制御ばね３０と、ダイヤフラム２６を通してダイヤフラム２６よりも下に延びる制御ピストン３２とを含む。制御ピストン３２は、アクチュエータステム３６を選択的に駆動するレバー３４に作動的に接続される。
【００１０】
図１の従来の流体流量制御装置１０では、制御ばね３０がダイヤフラム２６および制御ピストン３２を下方に付勢し、一方、バルブ本体１６の出口２０からの圧力がダイヤフラム２６の下側に伝達され、制御ばね３０によってかかる力が相殺される。図１では、出口圧をダイヤフラム２６の下側に伝達するためにピトー管３８が提供されるが、これは説明する目的での単なる例である。開示された流体流量制御装置１０の他のバージョンは、例えば、ピトー管３８なしに、外部配管と共に、または他の方法でこの伝達を達成することができる。そのように構築された流体流量制御装置１０の正常動作中に、アクチュエータ１４は、バランスポート制御アセンブリ１２の制御要素４０の位置を、図１に示すようにバルブ本体１６のバルブポート２２をシールする閉位置とバルブポート２２から離間された開位置との間で公知の様態で制御する。
【００１１】
ここで図２を参照すると、１つの従来のバランスポート制御アセンブリ１２が説明される。図２に描画されたアセンブリ１２は、図１に描画されたアセンブリ１２とは僅かに異なるが、概して同じく動作する。図２に示すように、描画された従来のバランスポート制御アセンブリ１２の制御要素４０は、アクチュエータ１４（図１に示される）の動作に応答して中心縦軸Ａに沿ってすべり変位するためにバルブステム４４に固定されるバルブプラグ４２を含む。アセンブリ１２は、バルブプラグ４２がスライド可能に配置される中央円筒形開口部４８を画定する、ポートハウジング４６をさらに含む。さらに、アセンブリ１２は、ポートハウジング４６と制御要素４０との間に接続されるバランスダイヤフラム５０を含む。バランスキャビティ５２は、バランスダイヤフラム５０とポートハウジング４６の内面５４との間のポートハウジング４６内に画定される。最後に、制御要素４０は、バルブプラグ４２のシール面５８とバランスキャビティ５２との間に流体連通を提供する１つ以上の圧力感知通路５６を画定する。バルブプラグ４２のシール面５８に対して作用する入口流体圧力がバランスキャビティ５２に伝達され、バランスダイヤフラム５０にかかるように、１つ以上の圧力感知通路５６が提供される。シール面５８にかかる力とバランスダイヤフラム５０にかかる力は、例えば流体流量制御装置１０の動作に対する流体入口圧の影響を最小にするために、等しく、かつ対向する。
【００１２】
図示されるように、従来の制御要素４０では、１つ以上の圧力感知通路５６は、制御要素４０の中心軸Ａに平行に配置されかつ半径方向外向きに離間される入口部５６ａを有する１つ以上の蛇行通路を含む。いくつかのバージョンでは、１つ以上の圧力感知通路５６の入口部５６ａは、バルブプラグ４２を通して延びる複数の周方向に離間して配置される
貫通孔を含むことができる。別のバージョンでは、１つ以上の圧力感知通路５６は、バルブプラグ４２の同軸に存在する内側部分４２ａおよび外側部分４２ｂ間に配置される単一の中空シリンダ形ギャップによって画定される単一の入口部５６ａを含むことができる。とにかく、図示されるように、入口部５６ａは、バランスダイヤフラム５０の上面に力をかけるために、１つ以上の半径方向内向きの部分５６ｂに遷移し、次いで、１つ以上の軸方向向きの部分５６ｃに遷移し、次いで、１つ以上の半径方向外向きの部分５６ｄに遷移し、最後にバランスキャビティ５２に遷移する。
【００１３】
上記の従来のバランスバルブポート制御要素１２は、多くの動作状況下でバランスキャビティ５２に圧力を十分に伝達するが、その性能は比較的高い入口圧で落ちる。例えば、図３を参照すると、およそ８バールまでの入口圧（すなわち、バルブ本体１６の入口１８での圧力）で、図２の従来のアセンブリ１２は、着実に増加する流れの定格容量を提供するというテストが示されている。しかしながら、入口圧がおよそ８バールよりも高く上昇するのに伴い、流れの定格容量が減少し始め、これは望ましくないことがある。
【００１４】
したがって、図４は、本開示の原理に従って構築され、図１の流体流量制御装置１０のバルブ本体１６内に設置される、バランスポート制御アセンブリ１１２の１つのバージョンを描画する。制御アセンブリ１１２は、説明される種々の例外を伴って、図２を参照して説明される制御アセンブリ１２と同様に構築される。図示されるように、制御アセンブリ１１２は、ポートハウジング１１４、制御要素１１６、およびバランスダイヤフラム１１８を含む。ポートハウジング１１４は、その中に制御要素１１６が制御要素１１６の中心縦軸Ａに沿ってスライド可能に配置される、中央円筒形開口部１２０を画定する。制御要素１１６は、バルブプラグ１２２およびバルブステム１２４を含む。バルブプラグ１２２は、プラグコネクタ１２６およびバルブプラグ１２２の中央孔１３０を通るねじ付きファスナ１２８を介してバルブステム１２４の端にねじ式に接続される。バランスダイヤフラム１１８は、ポートハウジング１１４の内部にバランスキャビティ１３２を画定するためにポートハウジング１１４と制御要素１１６との間に公知の様態で接続される。より具体的には、開示されたバージョンでは、バランスダイヤフラム１１８は、相対する第１の表面１１８ａおよび第２の表面１１８ｂを含み、第１の表面１１８ａは、図４の向きに関連して上向きに面し、したがって、バランスキャビティ１３２の底面を画定する。
【００１５】
バルブプラグ１２２は、外側プラグ部１２２ａと、外側プラグ部１２２ａの半径方向内側に配置される内側プラグ部１２２ｂとを含む。図４に描画されたバージョンでは、制御要素１１６は、装置１０の動作中に、シール面１３６およびバランスダイヤフラム１１８の第１の表面１１８ａにそれぞれ等しい対向する第１の力および第２の力がかかるように、バルブプラグ１２２のシール面１３６とバランスキャビティ１３２との間に流体連通を提供する圧力感知ラビリンス１３４を画定する。図４では、圧力感知ラビリンス１３４は、プラグコネクタ１２６を介してバルブプラグ１２２をバルブステム１２４に固定するねじ付きファスナ１２８によって画定される少なくとも１つの第１の圧力感知通路１３８を含む。より詳細には、ねじ付きファスナ１２８は、その少なくとも一部が第１の圧力感知通路１３８を画定する孔１４０を含む。すなわち、孔１４０は、制御要素１１６の中心軸Ａに沿ってファスナ１２８の頭部１４２からファスナ１２８の中に延びる第１の部分１４０ａを含む。孔１４０は、第１の部分１４０ａから垂直に、かつ半径方向外向きにファスナ１２８の半径方向の側壁の外に延びる、第２の部分１４０ｂをさらに含む。したがって、図から分かるように、貫通孔１４０の少なくとも第１の部分１４０ａは、圧力感知ラビリンス１３４の第１の圧力感知通路１３８を画定し、かつバルブプラグ１２２の中央に存在し、バランスキャビティ１３２の方に延びる際に中央孔１３０を通して延びる。さらに図示されるように、孔１４０の第２の部分１４０ｂは、ファスナ１２８の側壁を出て、圧力感知ラビリンス１３４の１つ以上の第１の半径方向外向きの部分１４４と連通し、第１の半径方向外向きの部分１４４は、圧力感知ラビリンス１３４の１つ以上の軸方向向きの部分１４６と連通し、軸方向向きの部分１４６は、圧力感知ラビリンス１３４の１つ以上の第２の半径方向外向きの部分１４８と連通し、最後に第２の半径方向外向きの部分１４８は、バランスキャビティ１３２と連通し、これによりバランスダイヤフラム１１８の第１の表面１１８ａに力が加わる。開示されたバージョンでは、１つ以上の第１の半径方向外向きの部分１４４は、プラグコネクタ１２６とバルブプラグ１２２の内側プラグ部１２２ｂとの間に軸方向に配置されるギャップによって画定することができる。さらに、１つ以上の軸方向向きの部分１４６および１つ以上の第２の半径方向外向きの部分１４８は、プラグコネクタ１２６内に形成される（例えば、機械加工される）１つ以上の孔によって画定することができる。制御要素１１６およびラビリンス１３４の種々の通路の他の構成は、本開示の範囲内となることを意図される。
【００１６】
図４にさらに示されるように、バランスポート制御アセンブリ１１２の本発明のバージョンの圧力感知ラビリンス１３４は、バルブプラグ１２２を通して延びる、より具体的には外側プラグ部１２２ａと内側プラグ部１２２ｂとの間に配置されている少なくとも１つの第２の圧力感知通路１５０をさらに含む。少なくとも１つの第２の圧力感知通路１５０は、内側プラグ部１２２ｂの半径方向の外面１５２と外側プラグ部１２２ａの半径方向の内面１５４との間に存在するものとして定義することができる。いくつかのバージョンでは、少なくとも１つの第２の圧力感知通路１５０は、それぞれ第１の圧力感知通路１３８に平行にかつ半径方向外方に離間して配置される、したがって、制御要素１１６の中心縦軸Ａにも平行にかつ半径方向外方に離間して配置される、バルブプラグ１２２の複数の周方向に離間して配置される孔を含むことができる。他のバージョンでは、少なくとも１つの第２の圧力感知通路１５０は、内側プラグ部１２２ｂと外側プラグ部１２２ａとの間に配置される中空シリンダ形ギャップまたはスペースを含むことができる。特定の構成に関係なく、少なくとも１つの第２の圧力感知通路１５０は、上述の第１の圧力感知通路１２８と類似した様態で圧力感知ラビリンス１３４の残りに沿って１つ以上の第１の半径方向外向きの部分１４４およびバランスキャビティ１３２と直接連通する。しかしながら、図４に描画された特定の実施形態では、少なくとも１つの第２の圧力感知通路１５０は、流体がラビリンス１３４の残りを通過できないようにブロックまたはシールされる。第２の圧力感知通路１５０が中空シリンダ形ギャップを含む一実施形態では、図示されるようにＯリングなどのシール部材１５６を第２の圧力感知通路１５０内に配置することができる。少なくとも１つの第２の圧力感知通路１５０が複数の垂直孔を含む他のバージョンでは、シール部材１５６は、個々の孔の中に押し込まれる複数のシーリングボールまたは他の材料を含むことができる。特定の構成に関係なく、シール部材１５０は、内側プラグ部１２２ｂの半径方向の外面１５２と外側プラグ部１２２ａの半径方向の内面１５４との間に流体密封シールを提供する。前述のように少なくとも１つの第２の圧力感知通路１５０がシールされた状態で、第１の圧力感知通路１３８だけが、ラビリンス１３４を介してバランスキャビティ１３２との流体連通を提供する。
【００１７】
前述のように構成された図４に開示されたバランスポート制御アセンブリ１１２では、テストは、図２を参照して説明される従来のアセンブリ１２に対して改善された性能特徴を示した。例えば、図５は、従来の制御アセンブリ１２（実線）と図４の制御アセンブリ１１２（点線）とのグラフ形式での比較を示す。図から分かるように、図４の制御アセンブリ１１２では、入口圧が増加するのに伴い、高圧に起因するどのような低下もなしに、流れの定格容量が連続的に増加する。この容量の連続的な増加は、多くの用途にとって望ましい。
【００１８】
図４に描画されたバージョンのバランスポート制御アセンブリ１１２は、１つ以上のシール部材１５６でシールされる少なくとも１つの第２の圧力感知通路１５０を有するバルブプラグ１２２を含むが、バルブプラグ１２２の代替的なバージョンは、少なくとも１つの第２の圧力感知通路１５０を全く伴わずに構築することもできる。したがって、図４に描画されたバージョンは、図２に描画された従来の制御アセンブリ１２を修正することによって容易に得られることを理解されたい。例えば、図２の制御アセンブリ１２で始め、１つ以上のシール部材１５６を１つ以上の入口部５６ａの中に挿入し、これにより、１つ以上の圧力感知通路５６をシールすることもできる。加えて、バルブプラグ４２をバルブステム４４に固定するものとして図２に示される従来のファスナは、取り外し、図４を参照して説明されるファスナ１２８と交換することができる。そのように構成されたファスナ１２８は、バランスキャビティ１３２との所望の流体連通を提供するために所望の第１の圧力感知通路１３８を提供することができる。したがって、本開示はまた、従来のアセンブリ１２を改造するまたはアップグレードするための簡単な方法および／または手段を提供することが分かる。
【００１９】
図６は、唯一の違いは圧力感知ラビリンス１３４の少なくとも１つの第２の圧力感知通路１５０からシール部材１５６が取り外されていることである、図４のバランスポート制御アセンブリ１１２の別のバージョンを描画する。そのように構成されたバルブプラグ１２２のシール面１３６での流体圧力は、第１の圧力感知通路１３８と少なくとも１つの第２の圧力感知通路１５０との両方を介してポートハウジング１１４内のバランスキャビティ１３２に自由に伝達することができる。
【００２０】
図６に開示されるバランスポート制御アセンブリ１１２では、テストは、図２を参照して説明される従来のアセンブリ１２に対しておよび図４のバランスポート制御アセンブリ１１２に対して改善された性能特徴を示した。例えば、図７は、従来の制御アセンブリ１２（実線）と、図４の制御アセンブリ１１２（点線）と、図６の制御アセンブリ１１２（破線）とのグラフ形式での比較を示す。分かるように、図６の制御アセンブリ１１２では、入口圧が増加するのに伴い、図４の制御アセンブリと同様に高圧に起因するどのような低下もなしに流れの定格容量が連続的に増加する。この容量の連続的な増加は、前述のように多くの用途にとって望ましい。加えて、図４の制御アセンブリと比べて、図６の制御アセンブリはまた、従来の制御アセンブリ１２の定格容量と比較できる入口圧にわたる全体的な定格容量を呈する。したがって、連続的に増加する定格容量の利点を提供することに加えて、図６の制御アセンブリ１１２は、より高い定格容量での利点を提供し、これはまた特定の状況では望ましいことがある。
【００２１】
本明細書に記載の制御アセンブリ１１２は、制御要素１１６の中心縦軸Ａに沿って延びる圧力感知ラビリンス１３４の部分のための孔１４０を画定するファスナ１２８を含むものとして説明されているが、他のバリエーションが本開示の範囲内となることを意図される。例えば、アセンブリ１１２のいくつかのバージョンでは、バルブプラグ１２２およびバルブステム１２４は、ファスナ１２８が必要とされないように一体型に構築することができる。こうした状況では、中心縦軸Ａに沿って延びるものとして第１の圧力感知通路１３８を画定する孔１４０は、機械加工または他の方法によって制御要素１１６の中に直接形成することができる。
【００２２】
したがって、上記から、バランスバルブポート制御アセンブリ１１２（図４および図６）は、８バールを上回る入口圧を含む種々の入口圧にわたる流れの定格容量の連続的な増加を有利に提供することを理解されたい。これは、多くの状況において最適な動作性能を保証する。さらに、図６の制御アセンブリは、図４のバージョンよりも全体的に高い定格容量での定格容量の連続的な増加を提供し、これにより、従来のバランスバルブポート制御アセンブリ１２の実際の流れの定格容量に類似している。
【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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【図６】
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【図７】
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