JP2007520818A - 大気中に放出することを必要としない、レギュレータ用の圧力負荷式パイロット弁システムおよび方法。 - Google Patents

Abstract

レギュレータ弁用の圧力負荷式パイロット弁システムおよび方法が提供されている。このシステムは、流入口側配管を流出側配管へ接続しているレギュレータ弁と、サーボ制御弁組立体と、パイロット弁組立体とを備えている。供給配管が、サーボ制御弁組立体に接続されており、パイロット負荷圧力配管が、サーボ制御弁組立体をパイロット弁組立体へ接続している。排出配管によりサーボ制御弁組立体を流出側配管へ接続することにより、過剰なパイロット圧力を大気中へ開放する際に伴う排気、汚染などが回避されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、一般に、レギュレータを制御するための方法および装置に関するものであり、さらに詳細には、レギュレータ用の圧力負荷式パイロット弁を動作させるためのシステムおよび方法の改良に関するものである。

レギュレータを備えた流体処理システムは、そのレギュレータの制御を容易にするためにパイロット弁を備えていることが多い。また、パイロット弁内で用いられる流体は、レギュレータにより制御されている流体と同一であることが多い。たとえば、レギュレータにより処理されている流体が天然ガスである場合、その天然ガスのうちの一部が、レギュレータの制御にパイロット弁内で用いるために迂回される場合がある。また、パイロット弁内の負荷圧力がシステムの設定値を調整に用いられる。設定値を下げる場合、負荷圧力をさげなければならない。このことは、ほとんどのシステムでは、過剰の流体を大気中に放出することにより達成されている。しかしながら、過剰の流体を大気中に放出するということは、天然ガスを負荷圧力流体として用いる場合のような一部の状況においては、環境に対する悪影響が考えられるという理由で、および／または、閉じこめられた領域において過剰な流体を放出する場合にあっては火災の危険性がさらに発生するという理由で、望ましいことではない場合がある。

レギュレータ弁用の圧力負荷式パイロット弁システムは、流入口側圧力で流体を搬送する流入口側配管を流出口側搬送圧力で流体を搬送する流出口側配管に接続するレギュレータ弁を備えている。また、このシステムは、サーボ制御弁組立体と、パイロット弁組立体と、前記サーボ制御弁組立体に接続され、供給圧力で流体を搬送する供給配管と、前記サーボ制御弁組立体を前記パイロット弁組立体に接続し、パイロット負荷圧力で流体を搬送するためのパイロット負荷圧力配管とをさらに備えている。排出配管は、前記サーボ制御弁組立体を前記流出口側配管に接続し、排出圧力で流体を配送するようになっている。

まず図１を参照すると、参照番号10で全体的に示されている圧力負荷式パイロット弁システムは、レギュレータ弁14に作用可能に接続されているパイロット弁12と、サーボ制御弁組立体16とを備えている。このサーボ制御弁組立体16は、プロポーション・エア（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ−Ａｉｒ）社から販売されているＱＢ２Ｔの如き商業的に入手可能なサーボ制御弁を含みうる。

主供給配管18は、流体を、供給圧力レベルでレギュレータ弁14へ搬送し、主流出側配管20は、流体を、レギュレータ弁14から、流出側搬送圧力で搬送するようになっている。パイロット供給配管22は、主供給配管18をサーボ制御弁組立体16へ接続している。

水分分離機能を備えうるフィルタ組立体24が、供給配管22に接続されているとともに、サーボ供給配管26によりサーボ制御弁組立体16へ接続されうる。パイロット制御配管28は、パイロット弁12を主流出側配管20へ接続しているとともに、さらに、サーボ排出配管30によりサーボ制御弁組立体16へ接続されうる。パイロット負荷圧力配管32は、サーボ制御弁組立体16をパイロット弁12へ接続しており、主弁負荷圧力配管34は、パイロット弁12をレギュレータ弁14へ接続している。固定絞り35は、フィルタ組立体24と主弁負荷圧力配管34との間に設けられうる。

図２を参照すると、サーボ制御弁組立体16は、電子制御ユニット36を備えうる。電子制御ユニット36は、供給圧力ソレノイド弁38と、排出圧力ソレノイド弁40と、負荷圧力トランスデューサ42とに作用可能に接続されうる。ソレノイド弁38、40の各々は、通常は閉弁状態におかれている２方向式のソレノイド弁であってもよい。負荷圧力トランスデューサ42は、パイロット負荷圧力配管32内の負荷圧力を検出するようになっている。サーボ制御弁組立体16には、制御ケーブル44を通じて外部の制御信号が供与され、また、電力ケーブル46を通じて電力が供給されうる。

動作においは、圧力負荷式パイロット弁システム10は、以下のように動作しうる。バネにより閉弁状態におかれるデバイスでありうるパイロット弁12は、レギュレータ弁14の駆動に用いられる。たとえば、レギュレータ弁14は、弁体50に作用可能に接続されているダイアフラム48を備えうるし、パイロット弁12は、主弁負荷圧力配管34内の流体の圧力を調整するために用いられうる。

さらに詳細にいえば、パイロット弁12は、パイロット弁引き抜き棒54を囲むパイロット弁バネ52を備えうる。このパイロット弁バネ52は、所望の付勢設定値に調整されうる。パイロット弁バネ52は、圧縮された状態で、パイロット弁12の固定されたカップ形状部と、調整可能な停止ナット58との間に設けられうる。この調整可能な停止ナット58は、パイロット弁引き抜き棒54に螺合されうる。パイロット弁引き抜き棒54は、パイロット弁ダイアフラム60に取り付けられうるし、また、パイロットベルクランクレバー62にさらに取り付けられうる。パイロットベルクランクレバー62の第一の脚部64は、パイロット弁12へ回転可能に取り付けられ、パイロットベルクランクレバー62の第二の脚部66は、パイロット弁体70を担持しているパイロット弁棒68へ回転可能に取り付けられている。

上記の構成により、パイロット弁バネ52は、パイロット弁引き抜き棒54およびパイロット弁ダイアフラム60を図１の右側方向に付勢することによって、パイロット弁体70を、パイロットベルクランクレバー62およびパイロット弁棒68を介して閉弁位置の方向に付勢するようになっている。十分な流体圧力がパイロット負荷圧力配管32を介してパイロット弁ダイアフラム60に対して加えられると、パイロット弁ダイアフラム60は、パイロット弁引き抜き棒54を図１の左側方向に押圧することにより、パイロット弁体70を、パイロットベルクランクレバー62およびパイロット弁棒68を介して開弁位置の方向に押圧するようになっている。

パイロット負荷圧力配管32内の流体圧力は、圧力負荷式パイロット弁システム10の所望の設定値に調整されうる。パイロット負荷圧力配管32内の流体圧力がパイロット弁12のバネの設定に打ち勝つために用いられうるので、パイロット負荷圧力配管32内の流体圧力は、主流出側配管20、パイロット制御配管28およびサーボ排出配管30の各々の流体圧力よりも大きくなっている。この設定値を下げる必要がある場合には、パイロット負荷圧力配管32内の過剰圧力は、排出圧力ソレノイド弁40を開弁することによって開放されうる。とくに天然ガスを動作流体として用いる場合には、この流体を、廃棄、汚染などの理由により望ましいことではない大気中への放出に代えて、サーボ排出配管30を介して、下流の方向に向かって主流出側配管20の中へと搬送しうる。

たとえば、前記パイロットの設定値が零よりも低い場合（真空）は、パイロット負荷圧力が、バネの力に打ち勝って、下流側圧力をプラスの値に制御するようになっている。具体的にいえば、バネの設定値がマイナス５ｐｓｉであり、負荷圧力が１５ｐｓｉである場合には、制御流出側圧力が１０ｐｓｉになる。

本発明は、いくつかの具体例を参照して記載されているが、これらの具体例は、例示のみを意図したものであって本発明の限定を意図したものではなく、当業者にとって明らかなように、本発明の精神および範疇から逸脱することなく、開示された実施形態に対して変更、追加または削除を加えることが可能である。

たとえば、所望ならば、サーボ制御弁組立体16は、パイロット弁12と組み合わせることにより、完全な一つのパッケージを形成しても良い。

レギュレータ弁用の圧力負荷式パイロット弁システムを示す概略図である。

図１に示されたシステムにおいて用いられうるサーボ制御弁組立体を示す拡大概略図である。

Claims (13)

1. レギュレータ弁用の圧力負荷式パイロット弁システムであって、
   流入口側圧力で流体を搬送する流入口側配管を流出口側圧力で流体を搬送する流出口側配管に接続しているレギュレータ弁と、
   サーボ制御弁組立体と、
   パイロット弁組立体と、
   前記サーボ制御弁組立体に接続され、供給圧力で流体を搬送する供給配管と、
   前記サーボ制御弁組立体を前記パイロット弁組立体へ接続し、パイロット負荷圧力で流体を搬送するパイロット負荷圧力配管と、
   前記サーボ制御弁組立体を前記流出側配管へ接続し、排出圧力で流体を搬送する排出配管と
   を備えてなる、圧力負荷式パイロット弁システム。
2. 前記パイロット弁組立体が、バネにより閉弁される構成を備えてなる、請求項１記載の圧力負荷式パイロット弁システム。
3. 前記サーボ制御弁組立体が、供給圧力ソレノイド弁に作用可能に接続されている電子制御ユニットを備えてなる、請求項１記載の圧力負荷式パイロット弁システム。
4. 前記電子制御ユニットが、排出圧力ソレノイド弁に作用可能に接続されてなる、請求項３記載の圧力負荷式パイロット弁システム。
5. 前記電子制御ユニットが、負荷圧力トランスデューサに作用可能に接続されてなる、請求項３記載の圧力負荷式パイロット弁システム。
6. レギュレータ弁用の圧力負荷式パイロット弁システムであって、
   流入口側圧力で流体を搬送する流入口側配管を流出口側圧力で流体を搬送する流出口側配管に接続しているレギュレータ弁と、
   サーボ制御弁組立体と、
   閉弁位置と開弁位置との間を移動可能なパイロット弁体と、該パイロット弁体に作用可能に接続されているとともにパイロット弁引き抜き棒に取り付けられているパイロット弁ダイアフラムと、前記パイロット弁体を前記閉弁位置の方向に向かって押圧するような方向に前記パイロット弁引き抜き棒および前記パイロット弁ダイアフラムを付勢するパイロット弁バネを有しているパイロット弁組立体と、
   前記サーボ制御弁組立体に接続され、供給圧力で流体を搬送する供給配管と、
   前記サーボ制御弁組立体を前記パイロット弁組立体へ接続し、パイロット負荷圧力で流体を搬送するパイロット負荷圧力配管と、
   前記サーボ制御弁組立体を前記流出側配管へ接続し、排出圧力で流体を搬送する排出配管と
   を備えてなる、圧力負荷式パイロット弁システム。
7. 前記パイロット弁組立体が、バネにより閉弁される構成を備えてなる、請求項６記載の圧力負荷式パイロット弁システム。
8. 前記サーボ制御弁組立体が、供給圧力ソレノイド弁に作用可能に接続されている電子制御ユニットを備えてなる、請求項６記載の圧力負荷式パイロット弁システム。
9. 前記電子制御ユニットが、排出圧力ソレノイド弁に作用可能に接続されてなる、請求項８記載の圧力負荷式パイロット弁システム。
10. 前記電子制御ユニットが、負荷圧力トランスデューサに作用可能に接続されてなる、請求項８記載の圧力負荷式パイロット弁システム。
11. 流入口側配管を流出側配管に接続しているレギュレータ弁とパイロット弁組立体とを備えている圧力負荷式パイロット弁システムを操作する方法であって、
    設定値を決定することと、
    前記設定値を達成するために、前記パイロット弁組立体に供給される流体の圧力を調整することと、
    前記パイロット弁組立体に供給されている流体の圧力を下方に調整する場合に、前記パイロット弁組立体からの過剰の流体の圧力を前記流出側配管に迂回させることと
    を含んでいる、方法。
12. 前記設定値に所望のバネ力が対応しており、該所望のバネ力に、パイロット弁バネを到達させることによって前記設定値が達成される、請求項１１記載の方法。
13. 前記所望のバネ力が、前記パイロット弁組立体に付属している調整可能な停止ナットを調整することにより到達される、請求項１２記載の方法。
    

Images