(57)【要約】  心棒２０に連結されるように構成された第１の流れ制御要素３８と、第１の流れ制御要素に連結された第２の流れ制御要素４０と、を備え、第１及び第２の流れ制御要素が、閉位置において、弁体におけるチャンバ１０と流路１１との間にシールを形成するために、互いに対して拡張するように構成されており、第１及び第２の流れ制御要素が、開位置において、流体がチャンバと流路との間を流れることを可能にするように構成されている、システム。
2017508110.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバ及び第１の軸に沿う流路を有する弁体と、
第２の軸に沿って延びる心棒と、
前記心棒に連結された流れ制御アセンブリと、を有する弁、を備えるシステムであって、
前記心棒が、前記流れ制御アセンブリを、前記流路に対して閉位置及び開位置の間で、前記チャンバを通して選択的に移動させるように構成されており、
前記記流れ制御アセンブリが、
第１の流れ制御要素と、
第２の流れ制御要素と、を含み、前記第１及び第２の流れ制御要素が、前記流れ制御アセンブリの前記閉位置において、前記チャンバと前記流路との間にシールを形成するために、互いに対して拡張するように構成されており、前記第１及び第２の流れ制御要素が、前記流れ制御アセンブリの前記開位置において、前記チャンバと前記流路との間に隙間を開けるために、互いに対して縮小するように構成されている、
システム。
【請求項２】
前記流れ制御アセンブリが、前記流れ制御アセンブリが前記開位置から前記閉位置に移動するにつれて、前記第１及び第２の流れ制御要素を互いに対して徐々に拡張させるように構成された、カム境界面を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記カム境界面が、前記第１の流れ制御要素の第１のテーパ表面と、前記第２の流れ制御要素の第２のテーパ表面と、を含む、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記流れ制御アセンブリが、前記前記流れ制御アセンブリが前記閉位置から前記開位置に移動するにつれて、前記第１及び第２の流れ制御要素が互いに対して縮小するのを補助するように構成された、バイアス構造を含む、請求項２に記載のシステム。
【請求項５】
前記バイアス構造が、ばねを含む、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記バイアス構造が、湾曲ガイドを含む、請求項４に記載のシステム。
【請求項７】
前記湾曲ガイドが、前記第１の流れ制御要素上の第１のガイドピンと、前記第２の流れ制御要素上の第２のガイドピンと、に沿って配置されている、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記湾曲ガイドが、前記第２の流れ制御要素上の第３のガイドピンに沿って配置されている、請求項６に記載のシステム。
【請求項９】
前記湾曲ガイドが、前記第１及び第２の流れ制御要素を互いに連結している、請求項６に記載のシステム。
【請求項１０】
前記第１及び第２の流れ制御要素が、前記第２の軸に沿った軸方向において、少なくとも部分的に互いに重複している、請求項３に記載のシステム。
【請求項１１】
前記第１及び第２の流れ制御要素が、前記第２の軸に沿った軸方向において、互いに重複していない、請求項３に記載のシステム。
【請求項１２】
前記第２の軸に沿って延び、前記第１及び第２の流れ制御要素に連結された軸方向のジョイントを備える、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
心棒に連結されるように構成された第１の流れ制御要素と、
前記第１の流れ制御要素に連結された第２の流れ制御要素と、を備え、前記第１及び第２の流れ制御要素が、閉位置において、弁体におけるチャンバと流路との間にシールを形成するために、互いに対して拡張するように構成されており、前記第１及び第２の流れ制御要素が、開位置において、流体が前記チャンバと前記流路との間を流れることを可能にするように構成されている、
システム。
【請求項１４】
前記第１の流れ制御要素が、第１の斜面を含む第１の部分を有し、前記第２の流れ制御要素が、第２の斜面を含む第２の部分を有し、前記第１の斜面が、前記シールを形成するために前記第１の流れ制御要素及び前記第２の流れ制御要素を軸方向に拡張するように、前記第２の斜面に係合するように構成されている、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記第１の流れ制御要素が、第３の表面を含む第３の部分を有し、前記第２の流れ制御要素が、第４の表面を含む第４の部分を有し、前記第３の表面及び前記第４の表面が、前記第１の流れ制御要素及び前記第２の流れ制御要素を軸方向に拡張させること無しに、互いに摺動するように構成されている、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１６】
前記第１の流れ制御要素が、前記開位置において前記第１及び第２の流れ制御要素の拡張を防止するために、覆いと係合するように構成されたフランジを有する、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１７】
前記第２の流れ制御要素が、前記第１の流れ制御要素が覆いの座ぐり内に完全に引っ込められたときに、覆いと前記第２の流れ制御要素との間の接触を防止するように構成された、截頭された第１の端部を有する、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１８】
流路及びチャンバを有する弁体と、
通路及び流れ制御要素用の座ぐりを有する、前記弁体に連結された覆いと、
前記通路を通って延びる心棒と、
前記心棒に連結された第１の流れ制御要素と、
前記第１の流れ制御要素に連結された第２の流れ制御要素と、
を備え、前記第１及び第２の流れ制御要素が、閉位置において、前記弁体における前記チャンバと前記流路との間にシールを形成するために、互いに対して拡張するように構成されており、前記第１及び第２の流れ制御要素が、開位置において、前記チャンバと前記流路との間に隙間を開けるために、互いに対して縮小するように構成されている、
システム。
【請求項１９】
前記座ぐりの直径が、前記第１の流れ制御要素及び前記第２の流れ制御要素が前記開位置において互いに連結されたときの直径よりも大きい、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
前記第１の流れ制御要素内の心棒孔が、前記心棒が前記第１の流れ制御要素の前記心棒孔内に完全に挿入されたときに、前記第２の流れ制御要素と前記覆いとの間の接触を防止するように構成された深さを画定している、請求項１８に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、仕切り弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
このセクションは、以下で説明され及び／又は特許請求の範囲に記載されている本発明の様々な態様に関係し得る、技術の様々な態様を読者に紹介することが意図されている。この説明は、本発明の様々な態様のより良い理解を促進にするために、読者に背景情報を提供するのに役立つと思われる。したがって、これらの説明は、この観点から読まれるものであり、従来技術の承認として読まれるものではないことが、理解されるべきである。
【０００３】
弁は、物質の流れを管理し輸送するために、様々な適用例において用いられる。一般的に、弁は、流体が主流路を通過することを可能にする開位置と、その流路を減少させる又は完全に遮断する閉位置と、を含む。しかしながら、例えば、高温のプロセス流体を輸送する場合、流路においてではなく、流体の熱膨張に起因する弁の過加圧が、望ましくない損耗及び／又は弁の耐用年数の減少をもたらし得る。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
複数の図面を通して同様な符号が同様な部品を表している添付の図面を参照して、以下の詳細な説明を読むことにより、本発明の様々な特徴、態様及び利点が、より良く理解されるであろう。
【図１】実施形態に係る開位置における仕切り弁の部分側断面図である。
【図２】実施形態に係る閉位置における仕切り弁の部分側断面図である。
【図３】実施形態に係る第１の流れ制御要素及び第２の流れ制御要素の側面図である。
【図４】実施形態に係る第１の流れ制御要素及び第２の流れ制御要素の側面図である。
【図５】実施形態に係る開位置における仕切り弁の部分側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
本発明の１つ以上の特定の実施形態が、以下で説明される。これらの説明される実施形態は、本発明の例示に過ぎない。また、これらの例示の実施形態の簡潔な説明を提供するために、実際の実施の全ての特徴が本明細書で説明されていない場合がある。任意のそのような実際の実施を発展させることにおいて、任意の技術又は設計プロジェクトにおいてそうであるように、例えば、システム関連及び事業関連の制約を順守する等、実施毎に変化し得る開発者の特定の目標を達成するために、実施に固有な決定が多数なされなければならないことが、正しく理解されるべきである。さらに、そのような開発努力は、複雑で時間がかかり得るにもかかわらず、本開示を利用する当業者にとって、設計、製作及び製造を保証するための日常作業であることが、正しく理解されるべきである。
【０００６】
開示の実施形態は、仕切り弁を含み、当該仕切り弁は、システムを通る高温のプロセス流体の流れを制御可能な一方で、仕切り弁の空洞内の流体（例えば、潤滑剤、鎖状プロセス流体（stranded process fluid）等）の過加圧を阻止する。以下で説明されるように、仕切り弁は、流体が仕切り弁を通過することを可能にする又は遮断するために、開位置及び閉位置の間を移行する第１及び第２の流れ制御要素を含んでもよい。閉位置では、流れ制御要素は、仕切り弁を通る高温のプロセス流体の流れを遮断する流体密封シールを弁体の１つ以上の弁座と共に形成してもよい。しかしながら、開位置では、仕切り弁は、第１及び第２の流れ制御要素が流体密封シールを１つ以上の弁座と共に形成することを防止する。したがって、開位置では、仕切り弁は、流体が仕切り弁を通過することを可能にすることに加えて、仕切り弁体内の空洞に流体が進入及び退出することを可能にする。すなわち、高温のプロセス流体が仕切り弁を通過するにつれて、高温のプロセス流体は空洞内の流体の圧力を加熱して上昇させるが、流体は空洞から脱け出し、高温のプロセス流体の主流路に進入し得る、何故ならば、第１及び第２の流れ制御要素が選択的に、開位置では流体密封シールを１つ以上の弁座と共に形成しないからである。
【０００７】
図１は、流体が通過することを可能にする開位置における仕切り弁６の断面図である。しかしながら、この開位置（例えば、非密封位置）では、仕切り弁６は、図示のように、１つ以上のボルト１６を介して弁覆い１４に連結された弁体１２内の空洞１０に流体（例えば、高温の流体、潤滑剤）が進入及び退出することを可能にする隙間８を有する。以下で説明されるように、アクチュエータアセンブリ１８は、仕切り弁６を開位置及び閉位置（例えば、密封位置及び非密封位置）の間で駆動させるように、弁心棒２０を中心軸２２に沿って移動させるために用いられてもよい。閉位置では、仕切り弁６は、高温のプロセス流体の流れを流体密封シールにより遮断する。開位置では、高温のプロセス流体は、仕切り弁６を自由に通過する。しかしながら、仕切り弁６を通る高温のプロセス流体の流れは、空洞１０内の流体（例えば、潤滑剤、高温の鎖状プロセス流体等）を加熱し得る。したがって、仕切り弁６が開位置では空洞１０に対して流体密封シールを形成しないため、仕切り弁６は、空洞１０内の加圧流体が入口通路２６及び／又は出口通路２８内に脱け出すことを可能にする。これは、例えば、仕切り弁内を流れる高温の流体によって引き起こされる空洞内の流体の熱膨張に起因する、空洞内の流体の過加圧の可能性を低減する。
【０００８】
図示のように、仕切り弁６は、配管又は他の部品に接続をもたらすために、それぞれフランジ３０及び３１を有する入口通路２６及び出口通路２８を含む。例えば、仕切り弁６は、流体源から高温のプロセス流体を輸送する上流側の配管３４と、下流側の機器に高温のプロセス流体を輸送する下流側の配管３６と、の間に配置されてもよい。そのような実施形態では、仕切り弁６は、上流側の配管３４から仕切り弁６を通過し下流側の配管３６に流入する流れを可能にする又は遮断するために、オン／オフの様式で用いられてもよい。他の実施形態では、仕切り弁６は、上流側の配管３４から下流側の配管３６への流れを規制する（例えば、絞る）ために用いられてもよい。
【０００９】
先に説明したように、仕切り弁６は、弁心棒２０（例えば、細長いロッド）を含む。弁心棒２０は、第１の弁制御要素３８に連結されている。例えば、弁心棒２０は、ねじを介して第１の弁制御要素３８に連結されてもよい。しかしながら、他の実施形態では、第１の弁制御要素３８は、例えば、Ｔ字溝、ピン、リフトナット、ボルト、留め金、溶接及びその他の接続ジョイントを用いて弁心棒２０に取り付けられてもよい。図示のように、第２の流れ制御要素４０は、第１及び第２の流れ制御要素３８，４０上の複数のピン４４の間をジグザグに進むロッド又はワイヤ３２により、第１の流れ制御要素３８に連結されている。図示のように、ロッド又はワイヤ３２は、第２の流れ制御要素４０を第１の流れ制御要素３８に固定する方向４６及び４８において、ピン４４に折り畳み力を及ぼす。すなわち、ロッド又はワイヤ３２は、第１及び第２の流れ制御要素３８，４０を互いに引き寄せるために、張力がかけられたばね、カム又はガイドのように動作する。いくつかの実施形態では、ロッド又はワイヤ３２は、直線状でなくてもよい又は曲線形状を有していてもよい。
【００１０】
第１及び第２の流れ制御要素３８及び４０は、第１及び第２の流れ制御要素３８及び４０が開位置にあるときに、高温のプロセス流体が弁体１２を通過することを選択的に可能にする各々のポート５０及び５２を含む。具体的には、ポート５０及び５２は、各々の第２の流れ制御要素３８及び第１の流れ制御要素４０を通る開口である。図１では、第１及び第２の流れ制御要素３８，４０は開位置にあり、これにより、ポート５０及び５２が、通路１１を開けるために、それぞれ入口座部５８及び出口座部６０内の開口５４及び５６と略一列に整列する。第１及び第２の流れ制御要素３８，４０を中心軸２２に沿った方向６２及び６４に沿って軸方向に移動することにより、ポート５０及び５２は、入口座部５８及び出口座部６０内の開口５４及び５６と一列に整列する又は整列せず、これは、仕切り弁６の弁体１２を通る高温のプロセス流体の流れを可能にする又は遮断する。仕切り弁６は双方向性であってもよく、用語「入口」及び「出口」は、参照の容易さのために用いられており、仕切り弁６のいかなる特定の方向の限定を示すものではないことが、正しく理解されるべきである。例えば、座部４２，４４は、それぞれ入口又は出口座部のいずれかであり得る。
【００１１】
図１について先に説明されたように、仕切り弁６は、第１及び第２の流れ制御要素３８，４０を移動させることにより仕切り弁６を開閉する、アクチュエータアセンブリ１８を含んでもよい。アクチュエータアセンブリ１８は、心棒２０、手回し車２４（例えば、手動のアクチュエータ）及び軸受アセンブリ６６を含んでもよい。いくつかの実施形態では、アクチュエータアセンブリ１８は、例えば油圧又は電気運転システム等の、自動駆動のための動力運転システムを含んでもよい。図示のように、心棒２０は、覆い１４内の孔６８を通って延びている。これは、心棒２０が手回し車２４（例えば、アクチュエータ）及び第１の流れ制御要素３８に連結されることを可能にする。より具体的には、手回し車２４は、心棒２０の第１のねじが切られた端部７０にナット７２により連結されている一方で、第２のねじが切られた端部７４は、第１の流れ制御要素３８に螺合で連結されている。操作において、オペレータは、手回し車２４（例えば、手動のアクチュエータ）を回し又は動力運転システムに係合させ、第２のねじが切られた端部７４を第１の流れ制御要素３８にねじ込む及び抜き出すことにより、仕切り弁６を開閉する。心棒２０が第１の流れ制御要素３８にねじ込まれるにつれ、第１の流れ制御要素３８が軸方向６４に沿って移動するため、仕切り弁６が開く。同様に、心棒２０が第１の流れ制御要素３８から抜き出されるとき、流れ制御要素３８が軸方向６２に沿って移動するため、仕切り弁６が閉じる。軸受アセンブリ６６は、心棒２０を通路６８内で囲って位置決めすることにより、心棒２０の回転を促進する。いくつかの実施形態では、軸受アセンブリ６６は、座ぐり７６内に配置され、心棒２０上のフランジ７８を囲う。仕切り弁６は、座ぐり７６にねじ込まれている、ねじ山が切られたナット７９により、軸受アセンブリ６６及び心棒２０を覆い１４内に保持している。
【００１２】
先に説明されたように、第１及び第２の流れ制御要素３８，４０は、閉位置では流体密封シールを形成するが、閉位置では流体密封シールを阻止又は中止する。したがって、開位置では、仕切り弁６は、第１及び第２の流れ制御要素３８，４０と、入口座部５８及び出口座部６０と、の間を通過させることにより、流体が空洞１０に進入又は退出することを可能にする。第１及び第２の流れ制御要素３８，４０は、複数の表面を含んでいる。これらの表面は、閉位置では入口座部５８及び出口座部６０に対して密閉を可能にするが、開位置では入口座部５８及び出口座部６０に対して密封を阻止又は中止する。例えば、第１の流れ制御要素３８は、上部表面８０、底部表面８２、座部接触表面８４、接触斜面８６及び接触平面８８を含んでもよい。第２の流れ制御要素４０は、上部表面９０、底部表面９２、座部接触表面９４、第１の接触斜面９６及び第２の斜面９８を含んでもよい。先に説明されたように、アクチュエータアセンブリ１８は、心棒２０を第１の流れ制御要素３８にねじ込む及び抜き出すことにより、第１及び第２の流れ制御要素３８，４０を開位置及び閉位置の間で移動させる。
【００１３】
心棒２０が第１の流れ制御要素３８から抜き出されるにつれ、心棒２０は第１の流れ制御要素３８を軸方向６２に沿って駆動する。第１の流れ制御要素３８が方向６２に沿って移動するにつれ、第１の流れ制御要素３８の接触斜面８６が、第２の流れ制御要素４０の第１の接触斜面９６と接触し、２つの表面の間の接触は、第２の流れ制御要素４０を方向６２に沿って移動させる。心棒２０が第１の流れ制御要素３８から抜き出され続けるにつれ、第１及び第２の流れ制御要素３８，４０は、方向６２に沿って移動し続け、図２に示されるように、第１及び第２の流れ制御要素３８，４０の孔５０及び５２を、入口及び出口座部５８，６０の孔５４及び５６と整列させないようにする。整列させないことは、仕切り弁６を通る流れを遮断するが、流体密封シールを形成しなくてもよい。より具体的には、第２の流れ制御要素４０が軸方向６２に沿って移動し続けるにつれ、底部表面９２が、弁体１２内の空洞１０２内の底部表面１００と接触する。底部表面１００は、第２の流れ制御要素５０の方向６２に沿った軸方向移動を阻止する。しかしながら、第１の流れ制御要素３８は底部表面１００に接触していないため、第１の流れ制御要素３８は軸方向３８に沿って移動し続ける。第１の流れ制御要素３８が方向６２に沿って移動するにつれ、接触斜面８６は、第２の流れ制御要素４０の第１の接触斜面９６に対して摺動する。第１の接触斜面９６に沿った接触斜面８６の移動は、図２に示されるように、第１及び第２の流れ制御要素３８，４０を、各々の入口座部５８及び出口座部６０に対して軸方向に反対の方向１０４及び１０６に沿って、外側に向かわせる。第１及び第２の流れ制御要素３８，４０の入口座部及び出口座部５８，６０に対する力は、入口及び出口座部５８，６０、並びに／又は、入口及び出口座部５８，６０内のガスケット１０８及び１１０と共に、流体密封シールを形成する。閉位置では、流体は、空洞１０内から脱け出す又は進入することができない。
【００１４】
仕切り弁６を開けるために、心棒２０は反対方向に回り、これにより第１の流れ制御要素３８にねじ込まれる。心棒２０が第１の流れ制御要素３８にねじ込まれるにつれ、第１の流れ制御要素３８は覆い１４に向かって方向６４に沿って軸方向に移動する。第１の流れ制御要素３８の方向６４に沿った移動は、接触斜面８６が第１の接触斜面９６に沿って摺動することを可能にし、入口及び出口座部５８，６０に対する第１及び第２の流れ制御要素３８，４０の軸方向外向きの力を除去する。より具体的には、第１及び第２の流れ制御要素３８，４０が開位置へと移動するにつれ、ロッド又はワイヤ４２が、斜面７２及び８２を方向４６及び４８に沿って互いに対して内側に押付ける（例えば、第１及び第２の流れ制御要素３８，４０が、先の拡張した位置から退出する）。第１及び第２の流れ制御要素３８，４０が軸方向６４に沿って移動し続けるにつれ、入口及び出口座部接触表面９４及び８４は、入口及び出口座部５８，６０を摺動し、図１に示されるように、第１及び第２の流れ制御要素３８，４０の孔５０及び５２を入口及び出口座部５８，６０内の孔５０，５２と一列に整列させる。図１の開位置では、第１及び第２の流れ制御要素３８，４０の表面は、入口及び出口座部５８，６０と共に流体密封シールを形成しない。より具体的には、心棒２０が第１の流れ制御要素３８にねじ込まれ続けるにつれ、第２の流れ制御要素４０の上部表面９０が、覆い１４の面１１２と接触する。上部表面９０との間の接触は、第２の流れ制御要素４０の方向６４に沿った更なる移動を阻止する。しかしながら、第１の流れ制御要素３８が方向６４に沿って移動し続けるにつれ、第２の斜面９８が、第１の流れ制御要素３８の接触平面８８を摺動する。すなわち、第２の流れ制御要素４０上の第２の斜面９８は、第１及び第２の流れ制御要素３８，４０を方向１０４及び１０６に沿って軸方向に外側に向かわせる、第１の流れ制御要素３８上の斜面と接触しない。したがって、第２の流れ制御要素４０が覆い１４と接触するときに、第１及び第２の流れ制御要素３８，４０が軸方向に外側に向かって移動しないため、図１に示される開位置では、第１及び第２の流れ制御要素３８，４０は入口及び出口座部５８，６０と共に流体密封シールを形成しない。よって、流体、例えば仕切り弁６を通過する加熱されたプロセス流体により加熱された流体等は、入口接触表面９４と入口座部５８との間、及び出口接触表面８４及び出口座部６０との間の隙間８を通して、空洞１０から脱け出し得る。加圧された流体が空洞１０を脱け出すことを可能にすることにより、仕切り弁６は、シール１０８及び軸受アセンブリ６６の過加圧を阻止する。
【００１５】
図２は、流体密封シール１３０を形成する閉位置における仕切り弁６の断面図である。先に説明されたように、閉位置では、第２の流れ制御要素４０の底部表面９２が、弁体１２内の空洞１０２の底部表面１００と接触する。底部表面１００は、第２の流れ制御要素５０の方向６２に沿った軸方向の移動を止めるが、第１の流れ制御要素３８は止めない。第１の流れ制御要素３８は、接触斜面８６が第２の流れ制御要素４０の第１の接触斜面９６に対して摺動するため、軸方向３８に沿って依然として移動可能である。しかしながら、第１の接触斜面９６（例えば、力を加えるテーパ、くさび表面、カム表面）に沿った接触斜面８６（例えば、力を加えるテーパ、くさび表面、カム表面）の移動は、第１及び第２の流れ制御要素３８，４０を、各々の入口座部５８及び出口座部６０に対して軸方向に反対の方向１０４及び１０６に沿って、軸方向に外側に向かわせる（例えば、くさびで押す、カムで押す、力を加える）。より具体的には、第１の接触斜面９６に沿った接触斜面８６の移動は、第１及び第２の流れ制御要素３８，４０がロッド又はワイヤ３２の押付け力に打ち勝つことを可能にする。第１及び第２の流れ制御要素３８，４０が軸方向に外側に向かって移動するにつれ、流体密封シール１３０が、第１及び第２の流れ制御要素３８，４０と、入口及び出口座部５８，６０並びに／又は入口及び出口座部５８，６０内のガスケット１０８及び１１０と、の間に生じる。閉位置では、流体は、空洞１０内から脱け出す又は進入することができない。
【００１６】
図３は、実施形態に係る第１の流れ制御要素３８及び第２の流れ制御要素４０の側面図である。図３の第１及び第２の流れ制御要素３８，４０は、図１及び図２に示される弁６において用いられてもよい。図示のように、第１の流れ制御要素３８は、図１及び図２における流れ制御要素３８と同じである。しかしながら、図３では、第２の流れ制御要素４０が、図１及び図２における流れ第２の流れ制御要素４０と異なる。特に、図３の第２の流れ制御要素４０は、図１及び図２の第２の流れ制御要素４０の第２の斜面９８の代わりに、接触平面１５０を含んでいる。したがって、仕切り弁６が開位置に移行するにつれ、ワイヤ又はロッド３２は、第２の流れ制御要素４０の接触平面１５０及び接触斜面９６を、それぞれ第１の流れ制御要素３８の接触平面８８及び接触斜面８６に対して押付け、第１及び／又は第２の流れ制御要素３８，４０と、入口及び出口座部５８，６０と、の間に隙間を形成する。
【００１７】
図４は、実施形態に係る第１の流れ制御要素１７０及び第２の流れ制御要素１７２の側面図である。第１及び第２の流れ制御要素１７０，１７２は、図１及び図２における第１及び第２の流れ制御要素３８，４０と相互に交換可能である。図示のように、第１の流れ制御要素１７０は、孔１７４を含んでいる。例えば図１に示されるような開位置では、孔１７４は、高温のプロセス流体が仕切り弁６を通過することを可能にするために、入口及び出口座部５８，６０内の孔５４，５６と一列に整列される。しかしながら、例えば図２に示されるような閉位置では、第１の流れ制御要素１７０は、仕切り弁６を通る流体の流れを遮断する。第１及び第２の流れ制御要素１７０，１７２は、それぞれ流れ制御要素１７２及び１７０に結合されたピン１７８及び１８０に連結された連結棒１７６により、互いに連結されている。特に、連結棒１７６は、第１の端１８４に孔１８２（例えば、円形孔）を含み、第２の端１８７に他の孔１８６（例えば、長孔又は溝）を含む。孔１８２及び１８６は、連結棒１７６が各ピン１７８及び１８０に連結されることを可能にし、第１の流れ制御要素１７０を第２の流れ制御要素１７２に連結する。
【００１８】
第１の流れ制御要素１７０は、入口座部５８に対する密閉を可能にする、及び、第２の流れ制御要素１７２と係合するための、複数の表面を含む。例えば、第１の流れ制御要素１７０は、上部斜面１８８、入口接触表面１９０、後部表面１９２及び底部表面１９４を含んでもよい。第２の流れ制御要素１７２は、上部表面１９６、前部表面１９８、出口接触表面２００及び底部斜面２０２を含んでもよい。操作においては、アクチュエータアセンブリ１８は、開位置及び閉位置の間で第１及び第２の流れ制御要素１７０，１７２を移動させる。特に、心棒２０が第２の流れ制御要素１７２から抜き出されるにつれ、第２の流れ制御要素１７２は、方向６２に沿って移動する。心棒２０が第２の流れ制御要素１７２から抜き出され続けるにつれ、第１及び第２の流れ制御要素１７０及び１７２は方向６２に沿って移動し続け、孔１７４を入口座部５８及び出口座部６０と整列させないようにする。整列させないことは仕切り弁６を通る流れを遮断するが、流体密封シールを形成しなくてもよい。第２の流れ制御要素１７２が軸方向６２に沿って移動し続けるにつれ、第１の流れ制御要素１７０の底部表面１９４が、空洞１０２の底部表面１００（図１及び図２参照）と接触し、更なる軸方向の移動を阻止する。第１の流れ制御要素１７０が底部表面１００と接触すると、第１の流れ制御要素１７０は方向６２に沿って移動することを止めるが、第２の流れ制御要素１７２は止めない。第２の流れ制御要素１７２が軸方向６２に沿って移動し続けるにつれ、ピン１８０は、連結棒１７６の孔１８６内を摺動し、底部斜面２０２が第１の流れ制御要素１７０の上部斜面１８８と接触し、上部斜面１８８に沿って摺動することを可能にする。接触斜面１８８及び２０２が互いに対して及び互いに沿って摺動するにつれ、表面１８８及び２０２は、第１及び第２の流れ制御要素１７０，１７２を方向１０４及び１０６に沿って軸方向に外側に向かわせる。これは、第１の流れ制御要素１７０を入口座部５８と接触させ、仕切り弁６を通る流体の流れを遮断する流体密封シールを形成する。しかしながら、第２の流れ制御要素１７２は第１の流れ制御要素１７０の後部表面１９２と重ならないため、第２の流れ制御要素１７２は、出口座部６０と接触するかもしれないが、出口座部６０と共に流体密封シールを形成しない。
【００１９】
心棒２０が第２の流れ制御要素１７２にねじ込まれるにつれ、仕切り弁６が開く。方向６４に沿った第２の流れ制御要素１７２の移動は、底部斜面２０２が上部斜面１８８に沿って摺動することを可能にし、入口及び出口座部５８，６０に対する第１及び第２の流れ制御要素１７０，１７２の軸方向外向きの力を除去する。第２の流れ制御要素１７０が軸方向６４に沿って移動し続けるにつれ、第２の流れ制御要素１７２の底部斜面２０２は、中間の隙間２０３を開けるために、第１の流れ制御要素１７０の上部斜面１８８から離れてもよい。先に説明したように、連結棒１７６は、第１及び第２の流れ制御要素１７０，１７２を連結する。したがって、第２の流れ制御要素１７２が軸方向６４に沿って移動するにつれ、連結棒１７６は、第１の流れ制御要素１７２を開位置へと移動させる（すなわち、孔１７４を入口座部５８内の孔５４と一列に整列させる）。開位置では、第１及び第２の流れ制御要素１７０，１７２の表面は入口及び出口座部５８，６０と共に流体密封シールを形成せず、空洞１０内の流体が、前部表面１９０と入口座部５８との間、及び後部表面１９２と出口座部６０との間を通過させることにより、脱け出すことを可能にする。したがって、仕切り弁６は、シール１０８及び軸受アセンブリ６６の過加圧を阻止する。
【００２０】
図５は、開位置にある第１及び第２の流れ制御要素３８，４０をともなう、仕切り弁６の側断面図である。図５では、第１及び第２の流れ制御要素３８，４０は入れかえられており、第１の流れ制御要素が入口座部５８の隣にあり、第２の流れ制御要素４０が出口座部６０の隣にある。より具体的には、第１の流れ制御要素３８の座部接触表面８４は閉位置において入口座部５８と接触して密封する一方、第２の流れ制御要素４０の密封表面９４は出口座部６０と共に密封する。図１及び図２において先に説明されたように、閉位置では、第２の流れ制御要素４０の底部表面９２は、空洞１０２の底部表面１００と接触する。底部表面１００は、方向６２に沿った第２の流れ制御要素４０の軸方向の移動を止めるが、第１の流れ制御要素３８は止めない。第１の流れ制御要素３８は、接触斜面８６（例えば、力を加えるテーパ、くさび表面、カム表面）が第２の流れ制御要素４０の第１の接触斜面９６（例えば、力を加えるテーパ、くさび表面、カム表面）に対して摺動するため、軸方向３８に沿って依然として移動可能である。第１の接触斜面９６に沿った接触斜面８６の移動は、第１及び第２の流れ制御要素３８，４０を、それぞれ入口座部５８及び出口座部６０に対して軸方向に外側に向かわせる（例えば、くさびで押す、カムで押す、力を加える）。第１及び第２の流れ制御要素３８，４０の入口座部及び出口座部５８，６０に対する力は、入口及び出口座部５８，６０、並びに／又は、入口及び出口座部５８，６０内のガスケット１０８及び１１０と共に、流体密封シールを形成する。閉位置では、流体は、空洞１０内から脱け出す又は進入することができない。
【００２１】
しかしながら、図５における第１の流れ制御要素３８は、図１及び図２における第１の流れ制御要素３８と異なる。具体的には、図５における第１の流れ制御要素４０は、接触斜面２１０及びフランジ２１２を含む。操作において、心棒２０が第１の流れ制御要素３８にねじ込まれるにつれ、第１の流れ制御要素３８は、覆い１４に向かって方向６４に沿って軸方向に移動する。方向６４に沿った第１の流れ制御要素３８の移動は、接触斜面８６が第１の接触斜面９６を摺動することを可能にし、入口及び出口座部５８，６０に対する第１及び第２の流れ制御要素３８，４０の軸方向外向きの力を減少させる。また、第１の流れ制御要素３８が方向６４に沿って移動するにつれ、接触斜面２１０は第２の斜面９８と接触し、第２の流れ制御要素４０を方向４０に沿って移動させる。したがって、仕切り弁６は、第１及び第２の流れ制御要素を互いに連結するロッド若しくはワイヤ３２又はピン４４を含まなくてもよい。第１の流れ制御要素３８は、フランジ２１２が覆い１４の面１１２と接触するまで、方向６４に沿って移動し続けてもよい。フランジ２１２が無い場合、第２の流れ制御要素４０の上部表面９０が覆い１４の表面２１２と接触し、第１の流れ制御要素３８の接触斜面２１０が第２の流れ制御要素４０の第２の斜面９８と接触することを可能にし、第１及び第２の流れ制御要素３８，４０を方向１０４及び１０６に沿って半径方向に外側に向かわせる。フランジ２１２が無い場合の開位置では、第１及び第２の流れ制御要素３８，４０が軸方向１０４及び１０６に沿って互いに摺動するにつれて、流れ制御要素３８及び４０は、入口及び出口座部５８及び６０と共に流体密封シールを形成することになる。先に説明されたように、第１及び第２の流れ制御要素３８，４０と、入口及び出口座部５８，６０と、の間の流体密封シールは、流体が空洞１０から脱け出すことを阻止することになる。すなわち、開位置における流体密封シールは、高温のプロセス流体が仕切り弁６を通過し、空洞１０内の流体の圧力を加熱して上昇させるため、空洞１０内の流体の圧力解放を阻止することになる。このため、フランジ２１２が、第２の流れ制御要素４０と覆い１４との間の接触を阻止し、したがって、第１及び第２の流れ制御要素３８，４０が入口及び出口座部５８，６０に対して半径方向に外側に向かって膨張して隙間８を閉じることを防止する。
【００２２】
いくつかの実施形態では、仕切り弁６は、第１及び第２の流れ制御要素が開位置にあるときに空洞１０の密封を阻止するフランジ２１２を含まなくてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、第２の覆い座ぐり２１６の幅２１４は、互いに連結されたときの第１及び第２の流れ制御要素３８，４０の幅２１８よりも、大きくてもよい。したがって、幅２１８は、第２の流れ制御要素４０と覆い１４との間の接触を阻止し、第１及び第２の流れ制御要素３８，４０が開位置において入口及び出口座部５８，６０と共に密封接触することへと膨張することを防止する。他の実施形態では、第２の流れ制御要素４０は、心棒２０が完全に第１の流れ制御要素４０の心棒孔２２２にねじ込まれたときに、上部表面９０が覆い１４と接触することを阻止する長さ２２０を画定してもよい。他の実施形態では、心棒孔２２２は、心棒２０が完全に心棒孔２２２にねじ込まれたときに、第２の流れ制御要素４０と覆い１４との間の接触を阻止する深さ２２４を画定してもよい。更なる他の実施形態では、第１及び／又は第２の流れ制御要素３８，４０は、第１及び第２の流れ制御要素３８，４０が開位置にあるときに空洞１０と仕切り弁６を通る通路１１との間の流体連通を可能にする通路２２６を含んでもよい。更なる他の実施形態では、入口座部接触表面９４又は出口座部接触表面８４は、第１及び第２の流れ制御要素３８，４０が開位置にあるときに空洞１０と通路１１との間の流体連通を可能にする溝を含んでもよい。
【００２３】
本発明は様々な改良及び代替形態を可能にし得る一方で、特定の実施形態が図面において例示として示され本明細書において詳細に説明された。しかしながら、本発明は開示された特定の形態に限定されることが意図されていないことが理解されるべきである。むしろ、本発明は、以下の添付の特許請求の範囲により定義される本発明の趣旨及び範囲内にある全ての改良物、均等物及び代替物を含むものである。
【図１】
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【図２】
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【図３−４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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