(57)【要約】弁アクチュエータアセンブリは、隔膜板を有する筐体と、筐体内に配置される隔膜とを含む。ステム突起が隔膜板の底部表面から下方向に延び、ステム突起は長手方向軸に沿って配置されたアクチュエータステムと連結される。案内部材は頂部壁およびステム突起を受容する中央開口を有し、頂部壁は、バネによって、隔膜板の底部表面と係合するように付勢される。案内部材は頂部壁から下方向に延びる側壁も有し、側壁の外部表面は、バネ筐体の内部表面と係合するように構成され、長手方向軸に対して垂直な方向における隔膜板およびアクチュエータステムの変位を制限する。【選択図】図１
2015517068.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁アクチュエータアセンブリであって、
上部アクチュエータハウジングと、
前記上部アクチュエータハウジングと連結される下部アクチュエータハウジングであって、バネ開口を有する、下部アクチュエータハウジングと、
前記上部アクチュエータハウジングと前記下部アクチュエータハウジングとの間に配置される隔膜と、
前記隔膜と前記下部アクチュエータハウジングとの間に配置される隔膜板であって、前記隔膜板は頂部表面と底部表面とを有し、この場合前記隔膜の下部表面は前記隔膜板の前記頂部表面と係合し、ステム突起が前記隔膜板の前記底部表面から下方向に延びる、隔膜板と、
長手方向軸に沿って延びるバネ筐体であって、前記バネ筐体は内容積を画定する内部表面を有し、前記バネ筐体はさらに開口した第１の端を有し、前記バネ筐体の前記開口した第１の端は前記バネ開口に隣接する前記下部アクチュエータハウジングと連結される、バネ筐体と、
前記長手方向軸に沿って延び  及び、前記隔膜板の変位が前記アクチュエータステムの長手方向の変位をもたらすように、前記隔膜板の前記ステム突起に固定された前記アクチュエータステムであって、前記下部アクチュエータハウジングの前記バネ開口を通り、少なくとも部分的に前記バネ筐体の前記内容積内に延びる、アクチュエータステムと、
第１の端および第２の端を有する案内部材であって、前記案内部材は前記第１の端から前記第２の端に前記長手方向軸に沿って延びる側壁を有し、前記案内部材はさらに前記案内部材の前記第１の端において前記長手方向軸に対して垂直に配置される頂部壁を有し、前記頂部壁は中央開口を有し、この場合前記案内部材の前記第２の端に隣接する前記側壁の少なくとも一部分が、前記下部アクチュエータハウジングの前記バネ開口内、そして前記バネ筐体の前記内容積内に受容される、案内部材と、
第１の端および第２の端を有するバネであって、前記バネの前記第２の端は前記バネ筐体に対して固定され、前記バネの前記第１の端は前記案内部材の前記頂部壁の底部表面と係合し、前記バネは前記案内部材の前記頂部壁を前記隔膜板の前記底部表面と係合するように付勢し、それにより、前記ステム突起が前記案内部材の前記頂部壁の前記中央開口内に受容される、バネと、を備え、
前記案内部材の前記側壁の外部表面は、前記長手方向軸に対して垂直な方向において、前記隔膜板および前記アクチュエータステムの変位を限定するために、前記バネ筐体の前記内部表面と係合するように構成される、弁アクチュエータアセンブリ。
【請求項２】
前記バネ開口および前記バネ筐体の前記内部表面は、前記長手方向軸に沿ってそれぞれ見たときに、同一断面形状を有する、請求項１に記載の弁アクチュエータアセンブリ。
【請求項３】
前記バネ開口および前記バネ筐体の前記内部表面がそれぞれ前記長手方向軸に沿って見たときに円形断面形状を有する、請求項１および２のいずれかに記載の弁アクチュエータアセンブリ。
【請求項４】
前記案内部材の前記頂部壁の前記中央開口および前記ステム突起の外部表面がそれぞれ、前記長手方向軸に沿って見られたときに円形断面形状を有する、請求項１乃至３のいずれかに記載の弁アクチュエータアセンブリ。
【請求項５】
前記ステム突起の前記外部表面の直径が、前記案内部材の前記頂部壁の前記中央開口の直径よりも１％〜１０％小さい、請求項１乃至４のいずれかに記載の弁アクチュエータアセンブリ。
【請求項６】
前記案内部材の前記側壁の前記外部表面および前記バネ筐体の前記内部表面がそれぞれ、前記長手方向軸に沿って見られたときに同一断面形状を有する、請求項１〜５のいずれかに記載の弁アクチュエータアセンブリ。
【請求項７】
前記案内部材の前記側壁の前記外部表面および前記バネ筐体の前記内部表面がそれぞれ、前記長手方向軸に沿って見られたときに円形断面形状を有する、請求項１乃至６のいずれかに記載の弁アクチュエータアセンブリ。
【請求項８】
前記案内部材の前記側壁の前記外部表面の直径は、前記バネ筐体の前記内部表面の直径よりも１％〜１０％小さい、請求項１乃至７のいずれかに記載の弁アクチュエータアセンブリ。
【請求項９】
前記案内部材の前記側壁の前記外部表面は、前記下部アクチュエータハウジングの前記バネ開口または前記バネ筐体の前記内部表面と封止係合されない、請求項１乃至８のいずれかに記載の弁アクチュエータアセンブリ。
【請求項１０】
前記案内部材の前記側壁の内部表面は、前記長手方向軸に沿って見られたときに円形断面形状を有し、この場合前記バネはコイルバネであり、前記案内部材の前記側壁の前記内部表面の直径は前記コイルバネの最大外径より大きい、請求項１乃至９のいずれかに記載の弁アクチュエータアセンブリ。
【請求項１１】
前記コイルバネの内径は前記ステム突起の外部表面の直径より大きい、請求項１乃至１０のいずれかに記載の弁アクチュエータアセンブリ。
【請求項１２】
ボルトが、前記隔膜板の前記ステム突起を通り、前記アクチュエータステムの第１の端に形成されたブラインド孔内に延び、前記アクチュエータステムを前記隔膜板に取り外し可能に固定する、請求項１乃至１１のいずれかに記載の弁アクチュエータアセンブリ。
【請求項１３】
前記上部アクチュエータハウジングおよび前記隔膜の上部表面によって画定される容積内の空気圧が、前記隔膜板、前記アクチュエータステム、および前記案内部材を、前記バネの前記第２の端に向かって長手方向に変位させ、この場合前記バネはそのような長手方向の変位に対向する、請求項１乃至１２のいずれかに記載の弁アクチュエータアセンブリ。
【請求項１４】
前記バネ筐体の第２の端は制御弁のヨークと連結され、前記アクチュエータステムは、前記制御弁内に形成される流体通路内に配置される流体制御部材と連結される弁ステムに連結される、請求項１乃至１３のいずれかに記載の弁アクチュエータアセンブリ。
【請求項１５】
アクチュエータステムを安定化させるために弁アクチュエータアセンブリ内で使用するための案内部材であって、
前記案内部材の第１の端において配置される頂部壁であって、前記頂部壁は長手方向軸に対して垂直な方向に延び、前記頂部壁は、前記案内部材が、前記長手方向軸に対して垂直な方向における前記アクチュエータステムに対して変位することが阻止されるように、前記アクチュエータステムを受容するように構成された中央開口を有する、頂部壁と、
前記案内部材の前記第１の端における前記頂部壁から前記案内部材の開いた第２の端へ前記長手方向軸に沿って延びる側壁であって、前記案内壁は外部表面を有し、前記案内壁の前記外部表面の一部分は、前記長手方向軸に対して垂直な方向において前記アクチュエータステムの変位を限定するために、バネ筐体の内部表面の一部分と係合するように構成される、側壁と、を備える、案内部材。
【請求項１６】
前記アクチュエータステムの第１の端は、隔膜板の底部表面から延びるステム突起と連結され、前記中央開口は前記隔膜板の前記ステム突起を受容するように構成される、請求項１乃至１４のいずれかに記載の弁アクチュエータアセンブリ。
【請求項１７】
前記案内部材の前記側壁の前記外部表面は、前記長手方向軸に沿って見られたときに円形断面形状を有し、その結果前記側壁の前記外部表面は円筒型形状を有する、請求項１乃至１４のいずれかに記載の弁アクチュエータアセンブリ。
【請求項１８】
前記中央開口および前記側壁の前記表面の前記外部表面は、前記長手方向軸と整合される、請求項１乃至１４のいずれかに記載の弁アクチュエータアセンブリ。
【請求項１９】
弁を組み立てる方法であって、
上部アクチュエータハウジングおよび下部アクチュエータハウジングによって画定される容積内に隔膜板を配置する工程と、
前記隔膜板を弁ステムに動作可能に接続する工程であって、前記弁ステムは長手方向軸に沿って移動するように構成される、接続する工程と、
前記下部アクチュエータハウジングと接続されるバネ筐体内にバネを配置する工程であって、前記バネは案内部材を前記隔膜板の底部表面と係合するように付勢する、配置する工程と、
前記案内部材と前記バネ筐体の内部表面との相互作用によって、前記長手方向軸に対して垂直な方向における前記隔膜板と前記弁ステムの前記変位を限定する工程と、を含む、方法。
【請求項２０】
前記隔膜板を前記弁ステムに動作可能に接続することは、前記弁ステムの第１の端を、前記隔膜板の前記底部表面から延びるステム突起内に形成される孔内に固定することを含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記ステム突起を前記案内部材の頂部壁の中央開口内に挿入することをさらに含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
円筒型側壁が前記案内部材の前記頂部壁から延び、前記側壁の外部表面は前記バネ筐体の内容積内に少なくとも部分的に受容され、その結果前記バネ筐体の前記内部表面の一部分と前記側壁の前記外部表面の一部分との間の接触が、前記長手方向軸に対して垂直な方向における、前記隔膜板および前記弁ステムの前記変位を限定する、請求項１９乃至２１のいずれかに記載の方法。
【請求項２３】
前記バネの第２の端を前記バネ筐体に対して固定する工程をさらに含み、前記バネの第１の端は前記案内部材を前記隔膜板の前記底部表面と係合するように付勢する、請求項１９乃至２２のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は概して弁アセンブリに関する。より具体的には、本発明は弁アクチュエータアセンブリにて使用される案内部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばケージ案内制御弁等の自動制御弁が、プロセス流体の流れを制御するためにしばしばプロセス制御プラントまたはシステムにおいて使用される。ケージ案内制御弁は典型的には、長手方向軸に沿って延びる弁棒の第１の端に動作可能に連結されるアクチュエータ（例えば、空気式アクチュエータ、電気式アクチュエータ、油圧式アクチュエータ等）を含む。典型的には、アクチュエータは、上部アクチュエータハウジングおよび下部アクチュエータハウジングを備えるアクチュエータ筐体を含み、隔膜がアクチュエータ筐体の上部および下部アクチュエータハウジング間に固定される。隔膜板が下部アクチュエータハウジングの内容積内の隔膜の下に配置され、弁棒の第１の端が隔膜板の底部分に連結される。圧力のかけられた流体が下部アクチュエータハウジングの内容積および／または上部アクチュエータハウジングの内容積内に導入されると、隔膜板は変位する。隔膜板の変位は弁棒を長手方向軸に沿って変位させ、今度はこれが弁棒の第２の端に固定された弁栓を変位させ、それにより、弁を開閉する。下部アクチュエータハウジングの内容積は圧力をかけられた流体を受容するように構成されているため、弁ステムと弁ステムを受容する下部アクチュエータハウジングの部分との間で気密封止が維持されなければならない。この気密封止は、弁棒（および隔膜板）が、長手方向軸に対して垂直な方向に、アクチュエータ筐体に対して変位するのを限定または阻止する。
【０００３】
しばしば、上部アクチュエータハウジングの内容積のみが、圧力のかかった流体を受容し、長手方向軸に沿って弁棒を変位させる。下部アクチュエータハウジングの内容積は圧力のかかった流体を受容しないため、弁ステムと弁ステムを受容する下部アクチュエータハウジングの部分との間で気密封止は必要ない。このケースでは、弁ステムと隔膜板は、アクチュエータ筐体に対して横方向に変位し得る。弁ステム及び隔膜板のアクチュエータ筐体に対するそのような横方向の変位は、相互接触の理由により、部品のあらゆるすべてを損傷し得る。例えば、そのような接触は摩擦を生じ、および／または隔膜板の縮れ、もしくは隔膜の変形を生じ得る。この横方向の変位は、位置決め装置障害、包装障害、及び他の一般的性能問題をももたらし得る。
【０００４】
そのような横方向の変位を阻止するためには、特に核用途等の地震保守において使用される弁において、上部案内がアクチュエータ筐体に対して弁棒および隔膜板を安定化させるために、上部アクチュエータハウジングの内容積内に配置され得る。しかしながら、そのような上部案内は特別に鋳造された隔膜板および／または上部アクチュエータ筐体、修正された弁ステム、ならびに、ブッシュ及び更なるシールの使用を必要とする。さらに、上部案内は重量を増加させ、アクチュエータアセンブリの重心を変化させ、それらの両方は地震環境において望ましくない。
【発明の概要】
【０００５】
本発明の１つの模範的態様に従うと、弁アクチュエータアセンブリは、上部アクチュエータハウジングを有し、下部アクチュエータハウジングは上部アクチュエータハウジングと連結され、下部アクチュエータハウジングはバネ開口を有し、隔膜が上部アクチュエータハウジングと下部アクチュエータハウジングとの間に配置される。隔膜板が隔膜と下部アクチュエータハウジングとの間に配置され、隔膜板は頂部表面と底部表面を有する。ステム突起は隔膜板の底部表面から下方向へ延び、隔膜の下部表面は隔膜板の頂部表面と係合する。弁アクチュエータアセンブリはまた、長手方向軸に沿って延びるバネ筐体を含み、バネ筐体は内容積を画定する内部表面を有する。バネ筐体はまた開いた第１の端を有し、バネ筐体の開いた第１の端は、バネ開口に隣接する下部アクチュエータハウジングと連結される。アクチュエータステムは長手方向軸に沿って延び、隔膜板のステム突起に固定されて隔膜板の変位はアクチュエータステムの長手方向の変位をもたらす。アクチュエータステムは、下部アクチュエータハウジングのバネ開口を通り、少なくとも部分的にバネ筐体の内容積に延びる。弁アクチュエータアセンブリは第１の端および第２の端を有する案内部材をさらに含み、案内部材は、第１の端から第２の端へ長手方向軸に沿って延びる側壁を有する。案内部材は、案内部材の第１の端において長手方向軸に対して垂直に配置された頂部壁を含み、頂部壁は中央開口を有する。案内部材の第２の端に隣接する側壁の少なくとも一部分は、下部アクチュエータハウジングのバネ開口内、そしてバネ筐体の内容積内に受容される。弁アクチュエータアセンブリは、第１の端および第２の端を有するバネをさらに含み、バネの第２の端はバネ筐体に対して固定され、バネの第１の端は案内部材の頂部壁の底部表面と係合する。バネは案内部材の頂部壁を隔膜板の底部表面との係合のために付勢させ、それにより、ステム突起は案内部材の頂部壁の中央開口内に受容される。案内部材の側壁の外部表面は、バネ筐体の内部表面と係合するように構成され、隔膜板とアクチュエータステムの長手方向軸に対して垂直な方向における変位を限定する。
【０００６】
本発明のさらなる模範的態様に従えば、アクチュエータステムを安定化させるために弁アクチュエータアセンブリ内で使用するための案内部材は、案内部材の第１の端に配置される頂部壁を含み、頂部壁は長手方向軸に垂直な方向に延びる。頂部壁は、アクチュエータステムを受容するように構成された中央開口を有し、それにより、案内部材は長手方向軸に対して垂直な方向におけるアクチュエータステムに対する変位が阻止される。案内部材は、案内部材の第１の端における頂部壁から案内部材の開いた第２の端へ、長手方向軸に沿って延びる側壁をさらに含む。案内壁は外部表面を有し、案内壁の外部表面の一部分は、バネ筐体の内部表面の一部分と係合するように構成され、長手方向軸に対して垂直な方向におけるアクチュエータステムの変位を限定する。
【０００７】
本発明の別の模範的態様に従うと、弁の組み立て方法は、上部アクチュエータハウジングと下部アクチュエータハウジングによって画定される容積内に隔膜板を配置する工程を含む。方法は隔膜板を弁ステムに動作可能に接続する工程をさらに含み、弁ステムは長手方向軸に沿って移動するように構成される。バネは下部アクチュエータハウジングに連結されるバネ筐体内に配置され、バネは、案内部材を隔膜板の底部表面と係合するように付勢する。方法はまた、案内部材とバネ筐体の内部表面との相互作用によって、長手方向軸に垂直な方向における隔膜板と弁ステムの変位を限定する工程とを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】弁アクチュエータアセンブリの実施形態の側面断面図である。
【図２】制御弁に取り付けられた本開示の弁アセンブリの実施形態の側面断面図である。
【図３】案内部材の実施形態の側面断面図である。
【図４】隔膜板のステム突起の実施形態の部分的側面断面図であって、バネ、アクチュエータステム、および案内部材が明瞭性のために省略されている。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１に示されるように、弁アクチュエータアセンブリ１０は上部アクチュエータハウジング１２および上部アクチュエータハウジング１２に連結された下部アクチュエータハウジング１４を含み、下部アクチュエータハウジング１４はバネ開口１６を含む。隔膜１８は、上部アクチュエータハウジング１２と下部アクチュエータハウジング１４との間に配置される。弁アクチュエータアセンブリ１０は隔膜１８と下部アクチュエータハウジング１４との間に配置された隔膜板２０も含み、隔膜板２０は頂部表面２２および底部表面２４を有する。隔膜１８の下部表面２６は隔膜板２０の頂部表面２２と係合し、ステム突起２８は隔膜板２０の底部表面２４から下方向へ延びる。弁アクチュエータアセンブリ１０は、長手方向軸３２に沿って延びるバネ筐体３０をさらに含む。バネ筐体３０は、内容積３６を画定する内部表面３４を有し、バネ筐体３０はさらに開口した第１の端３８を含み、この場合バネ筐体３０の開口した第１の端３８はバネ開口１６に隣接する下部アクチュエータハウジング１４に連結される。アクチュエータステム４０は長手方向軸３２に沿って延び、隔膜板２０のステム突起２８に固定されて隔膜板２０の変位はアクチュエータステム４０の長手方向の変位をもたらす。アクチュエータステム４０は、下部アクチュエータハウジング１４のバネ開口１６を通り、少なくとも部分的にバネ筐体３０の内容積３６に延びる。
【００１０】
図１及び図３を参照すると、弁アクチュエータアセンブリ１０は、第１の端４４および第２の端４６を有する案内部材４２をさらに含み、案内部材４２は、第１の端４４から第２の端４６へ長手方向軸３２に沿って延びる側壁４８を有する。案内部材４２は、案内部材４２の第１の端４４において長手方向軸３２に対して垂直に配置された頂部壁５０をさらに含み、頂部壁５０は中央開口５２を有する。案内部材４２の第２の端４６に隣接する側壁４８の少なくとも一部分は、下部アクチュエータハウジング１４のバネ開口１６内、そしてバネ筐体３０の内容積３６内へ受容される。図１に示されるように、弁アクチュエータアセンブリ１０は、第１の端５６および第２の端５８を有するバネ５４をさらに含み、バネ５４の第２の端５８はバネ筐体３０に対して固定され、バネ５４の第１の端５６は案内部材４２の頂部壁５０の底部表面６０と係合する。バネ５４は案内部材４２の頂部壁５０が隔膜板２０の底部表面２４と係合するように付勢させ、それにより、ステム突起２８は案内部材４２の頂部壁５０の中央開口５２内へ受容される。
【００１１】
そのように構成されて、案内部材４２の側壁４８の外部表面６２は、バネ筐体３０の内部表面３４と係合するように構成され、長手方向軸３２に垂直な方向において、隔膜板２０およびアクチュエータステム４０の変位を制限する。バネ筐体３０、上部アクチュエータハウジング１２、および／または下部アクチュエータハウジング１４に対する隔膜板２０およびアクチュエータステム４０の変位のこの制限（または阻止）は、隔膜板２０、アクチュエータステム４０、バネ筐体３０、および／または上部および下部アクチュエータハウジング１２、１４間の接触によって引き起こされる損傷を最小化または阻止する。
【００１２】
概して、本開示の弁アクチュエータアセンブリ１０は、あらゆる好適な制御弁で使用され得、例えば、単なる例であるが、ステム案内栓弁または回転弁等である。そのように制御弁の例は図２に提供されており、これはケージ案内制御弁６４を図示する。制御弁６４は弁体６６、弁体６６上に取り付けられた弁覆い６８、および弁覆い６８上に取り付けられ、弁アクチュエータアセンブリ１０を支持するヨーク７０を含み得る。弁ステム７２は、ヨーク７０内に配置され得、そして接続アセンブリ７４は弁ステム７２を、それ自体が隔膜板２０と連結されるアクチュエータステム４０と連結し得る。弁体６６の頂部部分は、弁覆い１１が取り付けられ得るフランジベースが提供され、それを通って、弁ステム７２は本体１０に入り得る。弁体６６は入口７６から出口７８への貫流水路８２を提供し得る。フランジ８０ａ、８０ｂ経由で、弁体６６は流れ管路（示されない）に接続され、弁体の貫流水路８２を流れ管路に組み込み得る。弁栓等の流体制御部材８４は弁ステム７２の端において配置され得、それにより、隔膜板２０の長手方向の変位が、水路８２内に配置された弁座８６に対する流体制御部材８４の対応する長手方向の変位をもたらす。当業者には理解されるであろうが、流体制御部材８４が弁座８６と封止係合すると、流体は制御弁６４の入口７６から出口７８へ流れることを阻止されるが、流体制御部材８４が弁座８６から遠ざかるように長手方向に変位されると、流体が制御弁６４の入口７６から出口７８へ流れ得る。
【００１３】
依然として図２を参照すると、弁アクチュエータアセンブリ１０はバネ筐体３０を含み、該バネ筐体３０は、バネ筐体３０の開口した第１の端３８から第２の端８８に向かって、長手方向軸３２に沿って延びるあらゆる円筒であり得る。バネ筐体３０の第２の端８８は、制御弁６４のあらゆる好適部分と連結され得る。例えば、バネ筐体３０の第２の端８８は、ヨーク７０の頂部部分と連結され得る（または一体的に形成され得る）。代替的に、バネ筐体３０の第２の端８８は、制御弁６４のあらゆる部分と連結され得て（または一体的に形成され得る）、ユーザはコネクタアセンブリ７４へアクセスして、アクチュエータステム４０を弁ステム７２に連結することができる。
図１を参照すると、バネ筐体３０は、内容積３６を画定し得る内部表面３４を有し得る。内部表面３４は、バネ筐体３０の第１の端３８から第２の端８８へ、均一な断面形状を有し得る（長手方向軸３２に沿って見たとき）。内部表面３４は、長手方向軸３２に沿って見たとき、円形断面形状を有し得る。しかしながら、内部表面３４はあらゆる好適な断面形状または楕円のような形状との組み合わせを有し得る。内部表面３４は、テフロン（登録商標）裏板を有し得、案内部材４２の側壁４８の外部表面６２との摩擦係合を低減する。
【００１４】
図１に示されるように、平面状の底部壁９０は、弁アクチュエータアセンブリ１０のバネ筐体３０の第２の端８８に配置または隣接され得る。底部壁９０は、円筒型側壁９４によって画定され得る底部孔９２を有し得、それにより円筒型側壁９４は長手方向軸３２と同軸に整列される。円筒型側壁９４の表面はネジ切りされてもよく、円筒型側壁９４のネジ付表面は、底部孔９２内に配置されるスリーブ部材９８のネジ付外部表面９６と係合し得る。スリーブ部材９８はコネクタアセンブリ７４と隣接し得、該スリーブ部材９８は、アクチュエータステム４０を摺動可能に受容する円筒型の内部表面１００を有する伸長された管であり得る。バネ座１０２はスリーブ部材９８の第１の端１０４に配置され得る。バネ座１０２は長手方向軸３２と同軸に整列される中央孔１０６を含み得、中央孔１０６はアクチュエータステム４０を摺動可能に受容し得る。バネ座１０４は長手方向軸３２に対して垂直な方向に延びる平面状フランジ部分１０８をさらに含み得、フランジ部分１０８の頂部表面１１０はバネ５４の第２の端５８を支持し得る。バネ座１０２は、スリーブ部材９８の長手方向の変位（底部孔９２の静止円筒型側壁９４のネジ付表面に対する、スリーブ部材９８のネジ付外部表面９６の相対的回転によって引き起こされる）により、バネ座１０２が対応して長手方向に変位することができるあらゆる様式において、スリーブ部材９８の第１の端１０４と連結され得る。当業者は、バネ座１０２のそのような長手方向の変位はバネ５４によって提供される圧縮力を調整（すなわち、増加または減少）することを理解するであろう。
【００１５】
図１を再び参照すると、弁アクチュエータアセンブリ１０はバネ筐体３０の第１の端３８に連結されたアクチュエータ筐体１１２も含み、該アクチュエータ筐体１１２は上部アクチュエータハウジング１２および下部アクチュエータハウジング１４を含む。下部アクチュエータハウジング１４はバネ開口１６を含み、バネ開口１６およびバネ筐体３０の内部表面３４は、それぞれ長手方向軸３２に沿って見たときに同一断面形状を有し得る。例えば、バネ開口１６およびバネ筐体３０の内部表面３４は、それぞれ長手方向軸３２に沿って見たときに円形断面形状を有し得、バネ開口１６の直径はバネ筐体３０の内部表面３４の直径よりもわずかに大きく。下部アクチュエータハウジング１４は、長手方向軸３２に対して対称的に（または略対称的に）形成され得、長手方向軸３２に沿って断面を見たとき、バネ開口１６は長手方向軸３２と同軸に整列され得る。頂部フランジ１１４は、バネ筐体３０の第１の端３８の周囲に沿って延び得、複数のボルト１１６は、バネ開口１６の周囲に沿って形成された開口を通り、バネ筐体３０の頂部フランジ１１４内に形成された対応する開口内に延び得、下部アクチュエータハウジング１４をバネ筐体３０に連結する。下部アクチュエータハウジング１４の頂部部分は環状フランジ１１８を有し得、環状フランジ１１８は、環状フランジ１１８の周りに円周的に配置された複数の開口を有し得る。複数の開口がそれぞれ上部アクチュエータハウジング１２の底部部分上に形成された環状フランジ１２０内に形成された対応する開口と同軸に整列され得る。ボルト１２２ａは環状フランジ１１８、１２０の複数の開口の中へそれぞれ受容され得、ナット１２２ｂは各ボルト１２２ａの自由端にネジにより連結され得、上部アクチュエータハウジング１２を下部アクチュエータハウジング１４に固定する。
【００１６】
依然として図１を参照すると、弁アクチュエータアセンブリ１０は隔膜１８を含み得、隔膜１８は当該技術分野において既知のあらゆる様式でアクチュエータ筐体１１２に固定され得る。例えば、隔膜１８は、下部アクチュエータハウジング１４の環状フランジ１１８と上部アクチュエータハウジング１２の環状フランジ１２０との間に提供される締付力によってアクチュエータ筐体１１２に固定され得る。そのように固定されると、隔膜１８はアクチュエータ筐体１１２内の内容積を、制御圧力室１２４と下部室１２６に分離し得、この場合制御圧力室１２４は、上部アクチュエータハウジング１２と隔膜１８の上部表面１２６との間に形成され、下部室１２６は下部アクチュエータハウジング１４と隔膜１８の下部表面２６との間に形成される。制御圧力室１２４は、入口ポート１３０を介して制御された圧力を受容し、隔膜１８を変位させ、制御圧力室１２４は、それゆえ、封止された内容積である（すなわち、制御圧力室１２４は大気と流体が行き来可能に連通しない）。下部室１２６は制御された圧力を受け入れないため、下部室１２６は封止された内容積ではない（すなわち、下部室１２６は大気と流体が行き来可能に連通し、したがって、下部室は大気圧である）。言い換えれば、案内部材４２の側壁４８の外部表面６２は、下部アクチュエータハウジング１４のバネ開口１６またはバネ筐体３０の内部表面３４と封止係合されない。
【００１７】
再び図１を参照すると、弁アクチュエータアセンブリ１０は隔膜１８と下部アクチュエータハウジング１４との間に配置される隔膜板２０を含み得、それにより、隔膜板２０は下部室１２６内に配置される。隔膜板２０は隔膜１８をアクチュエータステム４０に連結し、隔膜１８のための堅牢な裏打ちを提供する。隔膜板２０は、長手方向軸３２と同軸に配置される円板の形状を有し得る。隔膜板２０は頂部表面２２を有し得、頂部表面２２は平面状または略平面状であり得る。隔膜１８の下部表面２６は、隔膜板２０の頂部表面２２と係合し得、それにより、制御圧力室１２４内の好適な制御圧力は、隔膜を隔膜板２０の頂部表面２２との動作可能な係合に変位させ得、それにより、隔膜板２０上に下方向の（すなわち、長手方向軸３２に沿って、そしてバネ筐体３０の第２の端８８に向けて）力を生じる。隔膜板２０の底部表面２４は頂部表面２２から長手方向にオフセットされ得、底部表面２４は平面状または略平面状であり得る。隔膜板２０は、隔膜板２０の底部表面２４から下向きに延び得るステム突起２８も含み得る。ステム突起２８は長手方向軸３２に沿って見たときに、あらゆる好適な断面形状、または形状の組み合わせであり得る。例えば、ステム突起２８は、長手方向軸３２に同軸に整合され得る円筒型外部表面１３２を形成するような円形断面形状を有し得る。外部表面１３２の直径はアクチュエータステム４０の直径より大きくあり得、そして以下により詳細に記述されるように、バネ５４（例えば、コイルバネ）の最小内径未満であり得る。円形断面形状の代わりに、ステム突起２８はあらゆる好適断面形状を有し得る。図４に図解されるように、孔１３４はステム突起２８を通って延び得、長手方向軸３２と同軸に整合され得る。孔１３４は隔膜板２０の頂部表面２２に隣接する円筒型座ぐり部分１３６、ステム突起２８の終端１４０に隣接するテーパ部分１３８、および座ぐり部分１３６とテーパ部分１３８の間の円筒型中間部分１４２を有し得る。
【００１８】
図１を再び参照すると、弁アクチュエータアセンブリ１０は、長手方向軸３２に沿って延び、隔膜板２０のステム突起２８に固定されるアクチュエータステム４０を含み得る。より具体的には、アクチュエータステム４０は、第１の端１４４および第２の端１４６を有する伸長された棒であり得る。アクチュエータステム４０は、長手方向軸３２に沿って見られたとき、円形断面形状を有し得、それにより、アクチュエータステム４０は円筒型外部表面１４８を有し、そして円筒型外部表面１４８は長手方向軸３２と同軸に整列され得る。アクチュエータステム４０はアクチュエータステム４０の第１の端１４４に形成されるブラインド孔１５０も含み得、テーパ頂部部分１５２はアクチュエータステム４０の第１の端１４４において、または隣接して、外部表面１４８上に形成され得る。ブラインド孔１５０は、隔膜板２０をアクチュエータステム４０に取り外し可能に固定する留具を受容するように構成され得る。例えば、ブラインド孔１５０の内部表面は、ネジ付外部表面を有する留具１５４を受容するためにネジ切りされ得、ネジ付留具１５４はステム突起２８を通ってブラインド孔１５０とネジ係合するために延びる孔１３４内に配置され得る。そのように固定されて、アクチュエータステム４０のテーパ頂部部分１５２は、隔膜板２０のステム突起２８を通って延びる孔１３４のテーパ部分１３８に隣接、または接触し得る。アクチュエータステム４０は、下部アクチュエータハウジング１４のバネ開口１６を通り、少なくとも部分的にバネ筐体３０の内容積３６内に延び得る。以前に論議されたように、アクチュエータステム４０はバネ座１０２の中央孔１０６およびスリーブ部材９８内で、摺動可能に受容され得る。アクチュエータステム４０の第２の端１４６は、当該技術分野で既知のあらゆる手段により接続アセンブリ７４と連結され得、これには図１に図解されるようなネジ接続が含まれる。記述されたように構成されて、隔膜板２０の変位は、アクチュエータステム４０の長手方向の変位をもたらし得、これはさらに、弁座８６に向けて、またはそこから遠ざかる方向の流体制御部材８４の対応する変位をもたらす。
【００１９】
図１および図３を参照すると、弁アクチュエータアセンブリ１０は案内部材４２を含み得、案内部材４２は長手方向軸３２に沿って延び得、それによって、案内部材４２は第１の端４４および開いた第２の端４６を有し得る。案内部材４２は、カップ状の形状を有し得、そして第１の端４４に配置され、またはそれと隣接される頂部壁５０ならびに頂部壁５０から下方向に延びる側壁４８を含み得る。頂部壁５０は平面状または略平面状であり得、そして頂部壁５０は長手方向軸３２に対して垂直に配置され得る。中央開口５２は頂部壁５０を通って延び得る。中央開口５２はステム突起２８を受容するように構成され、そしてそれゆえ、断面形状においてステム突起２８の外部表面１３２と対応し得る。例えば、長手方向軸３２に沿って見たとき、ステム突起２８の外部表面１３２が円形断面形状を有する場合は、中央開口５２も長手方向軸３２に沿って見たとき、円形断面形状を有し得る。この構成において、ステム突起２８の外部表面１３２の直径は、案内部材４２の頂部壁５０の中央開口５２の直径よりも１％〜１０％小さくあり得る。案内部材４２は長手方向軸３２に対して対称的に（または略対称的に）形成され得、そして長手方向軸３２に沿って断面を見たとき、中央開口５２は長手方向軸３２と同軸に整合され得る。そのように構成されて、中央開口５２は、ステム突起２８（およびステム突起２８と同軸に整合され得るアクチュエータステム４０）を中心にして案内部材４２を位置決めし得る。
【００２０】
上に説明されたように、案内部材４２の側壁４８は頂部壁５０から下方向に延び得、図１および図３に示されるように、第１の端４４から第２の端４６までである。側壁４８の外部表面６２の断面形状は、バネ筐体３０の内部表面３４の断面形状に対応し得（長手方向軸３２に沿って見たとき）、それにより、案内部材４２の第２の端４８に隣接する側壁４８の少なくとも一部分は、下部アクチュエータハウジング１４のバネ開口１６内へ、そしてバネ筐体３０の内容積３６内へ受容され得る。したがって、バネ筐体３０の内部表面３４が円形断面形状を有する場合は、側壁４８の外部表面６２も円形断面形状を有し得、それにより、側壁４８は円筒型形状を有する。案内部材４２の円筒型側壁４８の外部表面６２の直径は、バネ筐体３０の内部表面３４の直径よりも１％〜１０％小さくあり得る。側壁４８の円筒型内部表面１５８は、外部表面６２から同軸にオフセットされ得、内部表面６２の直径はバネ５４（例えば、コイルバネ）の最大外径よりも大きくあり得る。以下により詳細に記述されるが、案内部材４２の頂部壁５０の頂部表面１５６は、バネ５４によって、隔膜板２０の底部表面２４と接触するように付勢され得る。案内部材４２の側壁４８の長手方向長さは、案内部材４２の少なくとも第２の端４８を、隔膜板２０が最上位の第１の位置にあるとき（図１に示されるように）、バネ筐体３０の内容積３６内へ受容されることを許可するあらゆる値を有し得る。案内部材４２は、高強度合金鋼（例えば、ステンレス鋼）、プラスチック（例えば、硬質プラスチック）またはあらゆる他の好適材料で構成され得、機械加工、鋳造またはあらゆる他の好適プロセスを介して作成され得る。案内部材４２は、単一の一体部品として形成され得、または二つ以上の構成部品のアセンブリであり得る。
【００２１】
図１を参照すると、弁アクチュエータアセンブリ１０は、バネ筐体３０の内容積３６内へ少なくとも部分的に配置されるバネ５４をさらに含み得る。バネ５４は伸長され得、そして長手方向軸３２と整合され得、それにより、バネ５４の第１の端５６はステム突起２８と隣接し、第２の端はバネ筐体３０の第２の端８８と隣接する。より具体的には、バネ座１０２のフランジ部分１０８の頂部表面１１０は、バネ５８の第２の端５８を支持し得、それにより、バネ５４の第２の端５８はバネ筐体３０に対して固定される。バネ５４はコイルバネ５４ａであり得、コイルバネ５４ａは長手方向軸３２と同軸に整合され得、それにより、コイルバネ５４ａは少なくともアクチュエータステム４０の一部分および案内部材４２の頂部壁５０の中央開口５２を通して配置されるステム突起２８の少なくとも一部分を包囲する。コイルバネ５４ａは、最大外径および最小内径を有し得る。案内部材４２の円筒型側壁４８の内部表面６２の直径は、コイルバネ５４ａの最大外径より大きくあり得、またステム突起２８の外部表面１３２の直径はコイルバネ５４ａの最小内径よりも小さくあり得るので、コイルバネ５４ａの第１の端５６は案内部材４２の開いた第２の端４６内へ挿入され得、それにより、コイルバネ５４ａの第１の端５６は案内部材４２の頂部壁５０の底部表面６０と係合し、案内部材４２の頂部壁５０の頂部表面１５６を、隔膜板２０の底部表面２４と係合させるように付勢する。
【００２２】
記述されたように組み立てられて、案内部材４２の頂部壁５０の底部表面６０と係合するバネ５４の第１の端５６は、隔膜板２０の頂部表面２２を、図１に図示されるように最上位の第１の位置に付勢する。この最上位の第１の位置において、案内部材４２の第２の端４６に隣接する側壁４８の少なくとも一部分は、下部アクチュエータハウジング１４のバネ開口１６内、そしてバネ筐体３０の内容積３６内に受容される。またこの最上位の第１の位置において、隔膜板２０のステム突起２８は、案内部材４２の頂部壁５０の中央開口５２を通して配置されて、横方向における（すなわち、長手方向軸３２に対して垂直な方向）隔膜板２０に対する案内部材４２の移動を阻止（または限定）し、それにより、案内部材４２を隔膜板２０に堅固に連結する。そのように構成されて、案内部材４２は、横方向において（すなわち、長手方向軸３２に対して垂直な方向）隔膜板２０、バネ５４、および／またはアクチュエータステム４０の変位を限定する。より具体的には、横方向の負荷（例えば、地震力により）がアクチュエータアセンブリ１０に加えられると、隔膜板２０、バネ５４、および／またはアクチュエータステム４０はアクチュエータ筐体１１２およびバネ筐体３０に対し、横方向に変位する傾向を有し得る。しかしながら、隔膜板２０、バネ５４、および／またはアクチュエータステム４０が、アクチュエータ筐体１１２および／またはバネ筐体３０に対して横方向の変位を開始すると、案内部材４２の側壁４８の外部表面６２はバネ筐体３０の内部表面３４と係合し、隔膜板２０、バネ５４、および／またはアクチュエータステム４０の横方向の変位を限定する。
【００２３】
圧力のかかった流体が入口ポート１３０を介して制御圧力室１２４へ注入されると、隔膜１８を横切る圧力差により、隔膜１８の下部表面２６を、隔膜板２０の頂部表面２２と係合させ、それにより、力を圧力のかかった流体から隔膜板２０へ伝える。隔膜板２０に作用する下方向力がバネ５４によって提供される上向き力より大きい場合は、隔膜板２０とアクチュエータステム４０は下方向に変位し、流体制御部材８４は対応して弁体６６内の弁座８６に向けて変位する。隔膜板２０とアクチュエータステム４０が下方向に変位するにつれ、案内部材４２の側壁４８は、バネ筐体３０の内容積３６内へ受容される。そのように下方向変位中は、案内部材４２の側壁４８の外部表面６２は、バネ筐体３０の内部表面３４と直接隣接し得、または案内部材４２の側壁４８の外部表面６２（または外部表面６２の一部分）は、バネ筐体３０の内部表面３４と摺動可能に係合し得る。制御流体が制御圧力室１２４から除去または排出され、バネ５４によって提供される隔膜板２０に対する上方向力が再び隔膜１８によって隔膜板２０に対して作用する下方向力を超過すると、隔膜板２０、アクチュエータステム４０、および案内部材４２は上方向に変位し、それにより、案内部材４２の側壁４８の外部表面６２は、バネ筐体３０の内部表面３４と直接に隣接し得、または、案内部材４２の側壁４８の外部表面６２（または外部表面６２の一部分）は、バネ筐体３０の内部表面３４と摺動可能に係合し得る。
【００２４】
案内部材４２はアクチュエータ筐体１１２の圧力のかからない側に設置されることが可能であるため、案内部材４２は、アクチュエータステム４０を安定化させるために圧力シールの使用を必要としないであろう。さらに、当業者は、案内部材４２の位置は、アクチュエータ筐体１１２の上部アクチュエータハウジング１２によって画定される制御圧力室１２４内に配置される従来型上部案内よりも、アクチュエータアセンブリ１０の重心により近いことを認識されるであろうが、その結果、案内部材４２はアクチュエータアセンブリ１０の自然周波数に対して最小衝撃を有する。案内部材４２は既存の表面を（隔膜板３０のステム突起２８およびバネ筐体３０の内部表面３４等）案内として使用するため、追加部品は必要とされず、案内部材４２は既存のアクチュエータアセンブリ上で改造して使用され得る。
【００２５】
さまざまな実施形態が上に記述されてきたが、本開示はそれらに限定されることは意図されていない。開示された実施形態に対して種々の変化が作成され得るが、それらは依然として付属の特許請求の範囲内である。
【図１】
2015517068.tif 000003
【図２】
2015517068.tif 000004
【図３】
2015517068.tif 000005
【図４】
2015517068.tif 000006
【国際調査報告】
2015517068.tif 000007
2015517068.tif 000008