JP2013526692A - 密封表面からの汚染物質を受け止める空洞を有するバルブトリム装置 - Google Patents

Abstract

バルブ台座（２１６）および前記バルブ台座（２１６）と動作可能にかみ合う閉鎖部品（２１４）を備えたバルブトリム装置。前記閉鎖部品（２１４）および前記バルブ台座（２１６）のいずれかは複数の環状リブ（２２２）を含み、少なくとも１つの前記バルブ台座（２１６）および閉鎖部品（２１４）が、環状リブ（２２２）の少なくとも２つの間に位置して、前記閉鎖部品（２１４）が前記バルブ台座（２１６）と密封するようにかみ合う時に前記閉鎖部品（２１４）およびバルブ台座（２１６）間の密封表面（２２０）から物質を受ける少なくとも１つの溝（２１８）を形作る。
【選択図】図２Ａ

Description

本開示は、一般にコントロールバルブに関する。特には、バルブトリムの密封表面（シール面）上に沈殿した汚染物質を受ける空洞を有するバルブトリム装置に関する。

液体バルブは、処理液体の流れを制御する処理制御設備またはシステムでしばしば使用される。通常、流体バルブは一般に、液体経路内に設置されて流入口と流出口との間の経路を通る液体の流れを制御するためのバルブプラグ（金属のバルブプラグなど）およびバルブ台座（金属の台座リングなど）を含むバルブトリムアセンブリまたは装置を含む。バルブ軸またはシャフトが前記バルブプラグと、空気圧式アクチュエータ、手動アクチュエータなどのアクチュエータとを動作可能に接合する。前記アクチュエータは前記バルブプラグを、前記バルブプラグと前記バルブ台座との間に隙間ができ、前記経路を通って液体の流通が可能な開位置と、前記バルブプラグが前記バルブ台座と密封してかみ合い、前記経路を通る液体の流通を阻止する閉位置との間で動かす。

例えば石油化学業界などの過酷なサービス用途においては、バルブトリム（バルブ台座、バルブプラグなど）が急激に摩耗したり動作寿命が短くなるような、バルブの制御が強浸食性の液体状態で使用される可能性がある。例えば、前記バルブトリムは、混入粒子（セラミック触媒微粒など）を含む処理液体の流通にさらされる可能性がある。セラミック素材でできたバルブ台座および／またはバルブプラグは、別の方法では金属製のバルブ台座および／またはバルブプラグを損傷する可能性がある、強浸食性の処理液体が原因の損傷および／または摩耗を低減させるため、過酷なサービス用途でしばしば使用される。これにより、前記バルブ台座および／またはバルブプラグの動作寿命が長くなる。

セラミックバルブ台座および／またはバルブプラグは前述した粒子の浸食性または腐食性効果に対する高い耐久性があるが、微粒子（粒子混入触媒など）などの汚染物または物質および／または比較的高い粘度の液体が、前記バルブプラグおよび／または前記バルブ台座の前記密封部また台座表面に、前記バルブプラグが密封されるように前記バルブ台座とかみ合うときに付着する可能性がある。このような汚染物質または物質は、前記バルブプラグの前記密封表面が前記バルブ台座の台座表面と密封するようにかみ合わない恐れがあるため、前記バルブが閉位置にある場合に前記バルブ台座を横切って液体の漏れを引き起こす。

一例では、バルブトリム装置はバルブ台座とバルブプラグを含み、前記バルブ台座と動作可能にかみ合う。前記バルブプラグまたはバルブ台座の一つは、複数の環状リブを含み、少なくとも１つの前記バルブ台座またはバルブプラグが、少なくとも２つの環状リブの間に位置する少なくとも１つの溝を形成して、前記バルブプラグが前記バルブ台座と密封するようにかみ合った時に前記バルブプラグまたはバルブ台座の密封表面から物質を受けとめる。

別の例では、バルブトリム装置は、バルブ台座とバルブ閉鎖部品を含む。前記バルブ閉鎖部品と前記バルブ台座は、互いにかみ合って空洞を形作り、前記バルブ閉鎖部品が、前記バルブ台座との密封かみ合い方向に動くにつれ、前記バルブ台座またはバルブ閉鎖部品の密封表面からの汚染物質を前記空洞に移動させる。

既知のトリム装置に実装されたバルブの既知の液体バルブの例を示す図である。 本明細書で説明する例のバルブトリム装置に実装された液体バルブの例を示す図である。 図２Ａで示した前記例の閉位置にあるバルブトリム装置の部分拡大図である。 図２Ａおよび図２Ｂで示した前記例の開位置にあるバルブトリム装置の部分拡大図である。 図２Ａ、図２Ｂおよび図３で示した前記例の中間位置にあるバルブトリム装置の部分拡大図である。

通常、本明細書で説明する前記例のバルブトリム装置は、例えば、従来のバルブトリム部品を損傷したり浸食する恐れのある混入粒子（セラミック触媒など）を含む処理液体（液体水素など）などの、非常に浸食性の高いおよび／または比較的高い粘度の処理液体で使用することができる。本明細書で説明する前記例のバルブトリム装置は、従来のバルブトリムと比べ、前記バルブトリムの動作寿命が非常に長くなっている。より具体的には、前記例のバルブトリム装置は、液体の流れに存在する混入された粒子および／または高粘度の液体の、前記バルブトリム装置の前記密封表面からの移動、拭き取り、経路の作成を行い、相対的に汚染物の少ない（滑らかまたはきれいになるなど）密封表面を提供し、前記バルブトリム装置が密封するようにかみ合うようにし、および／または前記バルブが閉位置にある時に漏れを防ぐ。さらに、本明細書で説明する前記例のバルブトリム装置は、効果的な流量不動帯を提供し、前記トリム装置が前記閉位置に移動するにつれてより多くの粒子を、前記トリム装置の密封表面から除去するために役立つ。

本明細書で説明する一例のバルブトリム装置は、動作可能にバルブ台座にかみ合うバルブプラグを含む。前記バルブプラグは、前記バルブ台座と互いにかみ合って空洞を形作り、前記バルブプラグが、前記バルブ台座との密封かみ合い方向に動くにつれ、前記バルブ台座またはバルブプラグの密封表面からの汚染物質を前記空洞に移動させる。前記バルブプラグまたはバルブ台座のいずれかには、複数の環状突起またはリブを含む。前記バルブ台座またはバルブプラグの少なくとも１つは、少なくとも２つの環状突起間に位置する少なくとも１つの溝を形成して、前記バルブプラグが前記バルブ台座と密封するようにかみ合った時に、物質または汚染物質（粒子、粘性液体など）を前記バルブプラグまたはバルブ台座の密封表面から受ける。

さらに、ケージおよび前記バルブプラグは、効果的な液体の流れの不動帯を提供し、前記バルブトリム装置の前記密封表面が浸食、腐食、および／または損傷から保護するよう構成される。特に、前記バルブプラグは、前記ケージと互いにかみ合って前記液体の流れを塞ぎ、前記バルブプラグが前記バルブ台座の方向に移動し、前記バルブプラグが前記バルブ台座と密封するようにかみ合う前に、液体および／または粒子が前記トリム装置の密封表面を通る流れの残余量を減らす。

図１は、過酷なサービス用途（非常に浸食性の高い処理液体、高圧用途など）で使用される可能性がある既知のバルブトリム装置１０２に実装された既知の液体バルブアセンブリ１００（流下角式コントロールバルブなど）を示す図である。図１を参照すると、前記例の液体バルブアセンブリ１００は、流入口またはサイドポート１０８と流出口またはボトムポート１１０との間に液体の流れる経路１０６を形作るバルブ体１０４を含む。この例では、前記流入口１０８は、前記流出口１１０に対してある角度で曲がる。覆い１１２が、前記バルブ体１０４と、締め具１１４を介して連結され、前記バルブ体１０４とアクチュエータ（図示されない）とを連結する。前記覆い１１２はまた、パッキングシステム１１６を収容して、処理液体が周囲に漏れるのを防ぐ。

前記バルブトリム装置１０２は、流れ制御部品またはバルブプラグ１１８および、前記経路１０６内に配置されたバルブ台座または台座リング１２０を含む。アクチュエータ（空気圧式アクチュエータ、電動アクチュエータ、油圧アクチュエータなど）は、前記バルブプラグ１１８にバルブ軸１２２を介して動作可能に連結され、前記バルブプラグ１１８を、前記台座リング１２０に相対して動かし、前記流入口１０８と前記流出口１１０との間の前記経路１０６を通る前記液体の流れを制御して得る。台座リングリテーナまたはライナー１２４は、前記バルブ体１０４内の前記台座リング１２０を保持し、伸張して前記流出口１１０の内面１２８を、例えば摩耗、浸食、腐食などの処理の不都合な影響から保護する細長い体部１２６を持つ。

運用時は、アクチュエータが前記バルブ軸１２２と、結果として前記バルブ１１８が前記台座リング１２０と密封するようにかみ合って、前記流入口１０８と前記流出口１１０との間の前記経路１０６を通る液体の流通を妨げるまたは制限する閉位置と、前記バルブプラグ１１８が前記台座リング１２０と分離して、前記流入口１０８と前記流出口１１０との間の前記経路１０６を液体が流通できる完全開位置または最大流入位置との間の前記バルブプラグ１１８とを駆動する。

過酷なサービス用途（石油化学製品用途など）では、前記バルブトリム装置１０２は、表面１３０および／または１３２が急速に摩耗したり、物質の損失が発生する可能性がある高い浸食性および／または腐食性液体条件にさらされ、前記バルブトリム装置１０２の動作寿命を著しく縮める可能性がある。例えば、前記バルブプラグ１１８および／または前記台座リング１２０は、粒子（セラミック触媒微粒子など）が混入した処理液体や比較的高い粘度の液体にさらされることがあり、これにより前記表面１３０および／または１３２の摩耗または品質低下が発生する可能性がある。従って、高い浸食性の液体条件では、セラミック素材からできているバルブプラグおよび／またはバルブ台座がしばしば採用される。これは、セラミック素材は浸食性または腐食性液体条件に対し比較的高い耐性を持っており、前記バルブプラグおよび／またはバルブ台座の動作寿命が長くなるためである。例えば、図１の例を参照すると、前記バルブプラグ１１８および／または前記台座リング１２０は、セラミック素材で作成しても良い。

しかしながら、混入された粒子および／または比較的高い粘度の液体が、前記バルブプラグ１１８が閉じた状態で台座リング１２０と閉じるように係合するにつれて、前記密封表面１３０および／または前記バルブプラグ１１８および／または前記固定リング１２０の前記固定表面１３２に付着する可能性がある。さらに、この例では、前記処理液体中に浮かんでいる粒子は、相対的に高い粘度の液体である可能性があり、前記バルブプラグ１１８が前記台座リング１２０に密封するようにかみ合うまで、前記台座リング１２０を通って流れる。このような前記処理液体に浮かぶ粒子は、前記密封表面１３０および／または前記固定表面１３２に、前記バルブプラグ１１８が前記固定リング１２０に密封してかみ合うに従い、付着する可能性がある。このような、一般に剛性の粒子や高い粘度の処理液体は、前記バルブプラグ１１８の前記密封表面１３０の、前記台座リング１２０の前記固定表面１３２との密封かみ合いを妨げ、きっちりと閉まらなくなり、これにより、前記液体バルブ１００が前記閉位置にある時に前記経路１０６を通じて漏れが発生する可能性がある。したがって、このように前記台座リング１２０および／または前記バルブプラグ１１８の密封表面が粒子および／または高い粘度の液体にさらされると、前記液体バルブ１００を通る液体の流れの制御が無効になる。

さらに、剛体の粒子の汚染により、前記バルブプラグ１１８の前記密封表面１３０および／または前記台座リング１２０の前記台座表面１３２が損傷する可能性がある。場合によっては、前記粒子は、セラミック製のバルブプラグおよび／または台座リングの破損、粉砕、ひびの原因になり、前記バルブトリムの動作寿命が非常に短くなる可能性がある。

図２Ａは、例えば、比較的高い粘度の処理液体および／または粒子（セラミック触媒微粒子など）が混入した処理液体などを扱う用途などの高い浸食性または腐食性用途で採用することができる本明細書で説明する例のバルブトリム装置２０２に実装された例の液体バルブ２００を示す図である。図２Ｂは、図２Ａで図示した例のバルブトリム装置２０２の部分拡大図である。

図２Ａを参照すると、前記液体バルブ２００は、流入口またはサイドポート２０８と流出口またはボトムポート２１０との間に経路２０６を形作るバルブ体２０４を含む。前記バルブトリム装置２０２は、前記バルブ体２０４の前記経路２０６内に配置され、前記流入口２０８と前記流出口２１０との間の液体の流れを制御する。図示されている例では、前記流入口２０８は、前記流出口２１０に相対して実質的に角度が付けられている。覆い（図示されていない）（例えば図１の覆い１１２と同様な）が前記バルブ体２０４と結合されるか（固定具を使用してなど）、また前記バルブ体２０４をアクチュエータ（図示されていない）に結合しても良い。前記アクチュエータは、前記バルブトリム装置２０２と、バルブ軸２１２を介して動作可能に結合しても良い。

前記バルブトリム装置２０２は、流通制御部品または閉鎖部品２１４を含む。これは、バルブプラグ、およびバルブ台座２１６として示す。前記閉鎖部品２１４または前記バルブ台座２１６のどちらかは金属、カーバイド（タングステンカーバイドなど）、またはセラミック素材から成り、前記閉鎖部品２１４または前記バルブ台座２１６のもう片方は、前記閉鎖部品２１４とは異なる素材から成る。この例では、前記バルブ台座２１６は、セラミック素材（カーバイドなど）で成り、前記閉鎖部品２１４はステンレスから成る。このように、前記閉鎖部品２１４は金属でできているため、前記閉鎖部品２１４はセラミックまたはカーバイドからできている前記バルブ台座２１６に対してへこみ（変形するなど）、相対的にしっかりと閉じる。しかし、別の例では、前記閉鎖部品２１４は、セラミック素材でできていても良く、前記バルブ台座２１６は、金属素材でできていても良い。さらに別の例では、前記閉鎖部品２１４と前記バルブ台座２１６は、セラミック素材または任意のその他の適した耐浸食および／または耐腐食素材でできていても良い。

この例に示すように、前記バルブ台座２１６および前記閉鎖部品２１４は、少なくとも１つの空洞２１８を、前記閉鎖部品２１４が前記バルブ台座２１６と密封するようにかみ合った時に形成または形作る。より具体的には、前記空洞２１８は、前記閉鎖部品２１４が前記バルブ台座２１６と密封するようかみ合うにつれ前記バルブ台座２１６の密封表面またはエリア２２０および前記閉鎖部品２１４に接触（付着など）した汚染物質（粒子および／または相対的に高い粘度の液体）を受けるのを期待する。前記空洞２１８は、前記バルブ台座２１６および／または前記閉鎖部品２１４上に形成された少なくとも１つの溝（環状溝など）により形作られる。例えば、前記バルブ台座２１６は、環状リブまたは突起２２２に近接して配置され、持ち上がった台座表面２２４を形成または形作る、前記溝または空洞２１８（環状溝または空洞など）を含む。運用時は、前記空洞または溝２１８は、物質または汚染物質を前記閉鎖部品２１４および／または前記バルブ台座２１６の前記密封エリア２２０から、前記閉鎖部品２１４が前記バルブ台座２１６に密封するようにかみ合うにつれて受ける。または、前記閉鎖部品２１４は少なくとも１つの溝または経路２１８を含み、少なくとも１つの持ち上がった台座表面２２４または環状リブ２２２を、前記バルブ台座２１６の代わりに形成または形作っても良い。またさらに別の例では、前記バルブ台座２１６および前記閉鎖部品２１４のそれぞれが、少なくとも１つの溝または空洞２１８を含み、少なくとも１つの持ち上がった台座表面２２４または環状リブ２２２を形成する。

この例では、前記バルブトリム装置２０２はまた、前記液体バルブ２００を通る処理液体の流れに特定の流通特性に影響を与える（ノイズ低減および／または空洞が生成されるなど）前記流入口２０８と前記流出口２１０との間に配置されたケージ２２６を含む。前記ケージ２２６はまた、前記バルブトリム装置２０２のその他のコンポーネントのメンテナンス、取り外し、および／または交換を容易にする可能性がある。前記ケージ２２６は、高強度、耐浸食および／または腐食素材（ステンレスなど）で構成され、前記ケージの表面２２８は、前記流入口２０８と流体連通し、１種類または複数種類のガス窒化、カーバイドおよび／またはその他の耐浸食または腐食素材を含んで（めっきなど）いても良い。

説明のように、前記ケージ２２６は、閉鎖部品２１４を摺動自在に受け止め、閉鎖部品２１４を、第１の位置（完全な閉位置）と第２の位置（完全な開位置）との間でアクチュエータが前記閉鎖部品２１４を動かすにつれて、前記閉鎖部品２１４をガイドする、ガイドする穴２３０を含む。前記ケージ２２６はまた、流体連通特性を提供する穴２３２を含む。目的の流体連通特性は、穴２３２の形状変化によって達成される。いくつかの実装例では、前記ケージ２２６は、前記バルブを通じた流れを制御し、キャビテーションを減らし、および／またはノイズを低減する、さまざまな形状、サイズ、および／または間隔を有する複数の開口部を含んで良い。

この例では、前記閉鎖部品２１４は、前記ケージ２２６の前記穴２３０内にぴったりとフィットするような大きさの外面または体部２３４を有するバルブプラグである。前記閉鎖部品２１４は、前記閉鎖部品２１４が前記ケージ２２６の前記穴２３２を塞ぐ閉鎖位置と、前記閉鎖部品２１４が前記穴２３２の少なくとも一部を開く（塞がない）開位置との間の前記ケージ２２６内にスライドすることができる。さらに、この例では、以降でより詳細に説明するように、前記体部２３４は、前記２２６の前記穴２３２を通る液体の流れを妨害または塞ぎ、前記閉鎖部品２１４が前記バルブ台座２１６の方に動き、前記閉鎖部品２１４が前記バルブ台座２１６と密封するようにかみ合う前に、前記ストロークの一部を超えて前記バルブ台座２１６を横切る液体の流れを防ぐまたは制限するようなサイズの不動帯エリアまたはゾーン２３６を提供する。つまり、前記ケージ２２６および前記閉鎖部品２１４は、流量不動帯を提供して、前記密封エリア２２０を浸食、腐食、損傷から保護し、および／または前記閉鎖部品２１４が前記バルブ台座２１６の方へ動くにいれて前記密封エリア２２０の周囲の汚染量を減らすよう構成される。

図２Ａおよび２Ｂに示す例では、前記バルブ台座２１６は、前記バルブ体２０４の前記流出口２１０に近接して固定された台座リングである。例の液体バルブ２００はまた、前記バルブ体２０４の流出口フランジ２４０と下流パイプ（図示されない）との間に固定されたライナー２３８を含む。前記バルブ台座２１６は、前記ケージ２２６および前記ライナー２３８との間に固定され、締まりばめを使用して前記バルブ体２０４内に保持される。密封部２４１は、前記台座２１６と前記ケージ２２６との間に配置されていても良い。前記ライナー２３８は、前記流出口２１０の表面または側面２４４を、例えば、摩耗、腐食などの、処理の不都合な影響から保護する細長い体部２４２を含む。また他の例では、ライナー２３８は、実質的に単一の部品または構造として前記バルブ台座２１６と一体化して形成されていても良い。またさらに別の例では、前記ライナー２３８は前記バルブ体２０４に、ねじ、固定具および／またはその他の適した固定機構を使用して連結されている。

図２Bで最も明確に図示されているように、前記バルブ台座２１６は、空洞または溝２１８ａ−ｃ（環状溝など）を定義する複数の環状突起またはリブ２２２ａ−ｂおよび、複数の持ち上がった台座表面２２４ａ−ｂを含む。第１のリブ２２２ａは、第２のリブ２２２ｂにより提供される第２の持ち上がった台座表面２２４ｂから独立した、第１の持ち上がった台座表面２２４ａを提供する。この方法では、前記持ち上がった台座表面２２４ａ−ｂは、前記リブ２２２ａまたは２２２ｂおよび／または前記持ち上がった台座表面２２４ａ−ｂの一つが損傷または摩耗した場合、残りの前記リブ２２２ａまたは２２２ｂおよび／または持ち上がった台座表面２２４ａまたは２２２ｂの一つが、前記閉鎖部品２１４と密封してかみ合い、しっかりと閉じるよう、冗長な密封表面を提供する。この例では、前記持ち上がった台座表面２２４ａ−ｂまたはリブ２２２ａ−ｂは、単一の構造として前記バルブ台座２１６と共に一体化して成形される。この例では、前記空洞または溝２１８ａ−ｃおよび／または前記リブ２２２ａ−ｂは、機械加工またはその他の任意の適した製造プロセスを使用して、前記持ち上がった台座表面２２４ａ−ｂを提供するよう成形できる。

図２Ｂを参照すると、前記環状リブまたは突起２２２ａ−ｂは、角度のついたプロファイル２４６を含む。この例では、前記環状リブまたは突起２２２ａ−ｂの前記角度の付いたプロファイル２４６は、前記流入口２０８から離れ前記流出口２１０の方に向かい、下方傾斜を有する傾斜の付いた表面２４８ａ−ｂを含む。この例では、前記角度のついたプロファイル２４６は、前記閉鎖部品２１４の長方向軸２５２に対しておよそ６０度となる角度２５０を与える。ただし、他の例では、前記角度のついたプロファイル２４６は、他の任意の適した角度になっていても良い。または、それぞれの前記傾斜のついた表面２４８ａ−ｂは、異なる角度になっていても良い。例えば、前記環状溝２１８ｃの表面２４８ｃは、前記表面２４８ａ−ｂの前記角度の付いたプロファイル２４６と異なる角度のついたプロファイル（より大きい角度の傾斜の付いた表面など）傾斜の付いた表面でも良い。以降でより詳細に説明するように、前記角度の付いたプロファイル２４６は、前記溝または空洞２１８ａ−ｃの方向へ汚染物質を移動または収集しやすくする。さらにまたはこれに代えて、前記角度の付いたプロファイル２４６は、前記液体バルブ２００が閉じた位置にある時に、前記バルブ台座２１６の持ち上がった台座表面２２４ａ−ｂおよび／または前記リブ２２２ａ−ｂへの、アクチュエータによる前記バルブ台座２１６および／または閉鎖部品２１４への推力により発生する可能性がある損傷（ひびなど）を低減する。

前記閉鎖部品２１４はまた、前記閉鎖部品２１４が前記バルブ台座２１６と密封するようにかみ合う時に前記バルブ台座２１６の前記持ち上がった密封表面２２４ａ−ｂと密封するようにかみ合う密封表面２５４を含む。従って、前記持ち上がった台座表面２２４ａ−ｂは、前記閉鎖部品２１４の前記密封表面２５４が前記バルブ台座２１６の前記持ち上がった密封表面２２４ａ−ｂと一致するようにおよび／または密封するようにかみ合いしっかりと閉めて、しっかりした遮断を提供して、、実質的に前記密封表面２５４の角度の付いたプロファイルまたは角度２６０と同様または同一の角度２５８（例えば３０度の角度）となるような角度の付いたプロファイル２５６を含む。前述するように、前記閉鎖部品２１４は、少なくとも１つの持ち上がった台座表面または環状リブを前記バルブ台座２１６の代わりに形成または形作る、前記バルブ台座２１６の密封表面と密封するようにかみ合う少なくとも１つの溝または経路を含んでいても良い。またさらに別の例では、前記バルブ台座２１６および前記閉鎖部品２１４のそれぞれが、少なくとも１つの溝または空洞を含み、少なくとも１つの持ち上がった台座表面または環状リブを形成する。

運用時は、アクチュエータが前記閉鎖部品２１４を、閉位置またはゼロパーセント（０％）のストローク長移動と閉位置または１００％ストローク長移動との間でストロークまたは動くことができる。図２Ａおよび２Ｂは、前記バルブ台座２１６に対し閉位置２６２にある（つまり前記ゼロパーセント移動のストローク長）前記閉鎖部品２１４を示す。図２Ａおよび２Ｂの前記閉位置２６２では、前記閉鎖部品２１４の前記密封表面２５４は、前記バルブ台座２１６の前記持ち上がった台座表面２２４ａ−ｂと密封するようにかみ合い、前記流入口２０８と前記流出口２１０との間の前記経路２０６の液体の流れを防止または制限する。前記バルブ台座２１６の前記持ち上がった台座表面２２４ａ−ｂおよび／または前記閉鎖部品２１４の前記密封表面２５４上の粒子および／または粘度の高い液体は、導かれるか、拭き取られるか、そうでなかったら、前記密封エリア２２０から空洞または溝２１８ａ−ｃの方へ移動される。

つまり、前記空洞または溝２１８ａ−ｃは、前記閉鎖部品２１４の前記密封表面２５４は、前記バルブ台座２１６の前記持ち上がった密封表面２２４ａ−ｂと密封するようにかみ合うにつれ、汚染物質を受ける。前記持ち上がった台座表面２２４ａ−ｂおよび／または前記密封表面２５４接触した汚染物質は、前記密封表面２５４および／または前記持ち上がった密封表面２２４ａ−ｂから拭き取られ、前記閉鎖部品２１４の前記密封表面２５４により、これが前記持ち上がった密封表面２２４ａ−ｂとかみ合うにつれ、前記溝または空洞２１８ａ−ｂの方へ強制移動または移動（押されるなど）する。また、前記持ち上がった台座表面２２４ａ−ｂの前記角度の付いたプロファイル２５６および／または前記密封表面２５４の前記角度の付いたプロファイル２６０が、前記空洞または溝２１８ａ−ｃの汚染物質の収集を容易にする。

さらに、前記リブ２２２ａ−ｂの前記角度の付いたプロファイル２４６（前記傾斜の付いた表面２４８ａ−ｃ）が、前記密封エリア２２０と接触する汚染物質（比較的高い粘度の液体、前記液体の流れを妨げる粒子など）の、前記閉鎖部品２１４が前記バルブ台座２１６に密封するようにかみ合うにつれ、前記空洞または溝２１８ａ−ｃからおよび／または前記空洞または溝２１８ａ−ｃの方への移動を容易にする。前記持ち上がった台座表面２２４ａ−ｂの一つが損傷または摩耗した場合、もう片方の前記持ち上がった台座表面２２４ａ−ｂの一つが、前記閉鎖部品２１４が前記バルブ台座２１６とかみ合う時に密封を提供する。このように、前記持ち上がった台座表面２２４ａ−ｂは冗長密封を提供する。

さらに、前述のように、前記例のバルブトリム装置２０２は、図３に示す開放状態３００（前記ストローク長の１００％長）と図２Ａおよび２Ｂに示す前記閉位置２６２から前記閉鎖部品２１４が移動するにつれ、前記密封エリア２２０を通るおよび／または付着する粒子または汚染物質の流れを減らすための効果的な流量不動帯を提供する。

図３に示す前記完全な開位置３００で、前記閉鎖部品２１４は、前記バルブ台座２１６から分離され、前記流入口２０８と前記流出口２１０との間の前記バルブ代２０４の前記経路２０６を通る液体の流れを最大限にする。相対的に高い粘度の液体および／または粒子混入液体は、前記バルブ台座２１６を通って前記経路２０６を通り流れる。前記バルブ台座２１６は、セラミック素材でできていても良く、処理液体中に浮遊する粒子が前記バルブ台座２１６を通って流れる際の浸食および腐食に耐える。前記流入口２０８と前記流出口２１０との間の液体の流れを制限または防止するため、前記アクチュエータが前記閉鎖部品２１４を前記バルブ台座２１６の方向へ動かす。前記閉鎖部品２１４は、前記閉鎖部品２１４の前記体部２３４が前記穴２３２の少なくとも一部を開く開位置３００と、前記閉鎖部品２１４の前記体部２３４が前記ケージ２２６の前記穴２３２を塞ぐ閉位置２６２（図２Ａおよぶ２Ｂ）との間の前記ケージ２２６内にスライドする。

図４は、図３に示す前記開位置３００と図２Ａおよび２Ｂに示す前記閉位置２６２との間を前記閉鎖部品２１４が動く際の中間位置４００での前記閉鎖部品２１４を示す。図４に示すように、前記閉鎖部品２１４が前記中間位置４００と前記閉位置２６２との間を動くと、前記閉鎖部品２１４の前記不動帯エリアまたはゾーン２３６が、前記ケージ２２６の前記穴２３２を阻害または防止して、前記閉鎖部品２１４の前記密封表面２５４が前記バルブ台座２１６の前記持ち上がった台座表面２２４ａ−ｂと密封するようにかみ合う前に、前記バルブ台座２１６を通して液体の流れを制限また防ぐ。このように、前記閉鎖部品２１４の前記流量不動帯ゾーンまたはエリア２３６は、前記ケージ２２６の前記開口部に相対しておよび／または近接して動き、前記閉鎖部品２１４の前記全ストローク長移動への不動帯ストローク長移動を提供する。前記体部２３４および／また前記密封表面２５４の前記不動帯ゾーンまたはエリア２３６は、前記液体バルブ２００が図２Ａおよび２Ｂに示すように前記完全な閉位置２６２に来る前に、あらかじめ決められた流量不動帯を提供するよう構成しても良い。さらにまたは代わりに、前記ケージ２２６の前記穴２３２は、効果的な不動帯ストローク長移動を提供するような規模およびサイズにして良い。

運用時は、前記不動帯ゾーンまたはエリア２３６は、前記閉鎖部品２１４が前記閉位置２６２で前記バルブ台座２１６に密封してかみ合う前に、前記液体の流れ内に浮遊している粒子を制限または阻止する。前記閉鎖部品２１４が前記バルブ台座２１６に密封されるようにかみ合う前に、前記バルブ台座２１６を通る前記液体の流れを制限することにより、前記閉鎖部品２１４が前記バルブ台座２１６の方向へ動くにつれて前記バルブトリム装置２０２の前記密封エリア２２０に集まるまたは付着する汚染物質または前記流れる液体内に浮遊する粒子の存在する量が著しく減少する。さらに、前記流出口２１０の前記液体の圧力が、前記バルブ台座２１６および／または前記閉鎖部品２１４から前記粒子を前記液体バルブ２００の前記流出口２１０の方向へ動かすまたは押し出す。

さらに、前記閉鎖部品２１４は、前記液体が不動帯を流れる間、前記液体バルブ２００を通る液体を制限または禁止するため、前記流入口２０８での相対的に高い圧力の液体は、前記閉鎖部品２１４の前記密封表面２５４および／または前記バルブ台座２１６の前記持ち上がっている台座表面２２４ａ−ｂを通って流れない。前記密封エリア２２０を通る相対的に高圧の液体を減らすまたは最小化することにより、前記密封表面２５４および／または前記持ち上がった台座表面２２４ａ−ｂ、およびその結果として前記バルブトリム装置２０２の動作寿命が著しく延びる。

前述したバルブトリムの例は、例えば、前記閉鎖部品２１４および前記バルブ台座２１６が、適切に密封されるようにかみ合わず、これにより前記液体バルブ２００が前記閉位置２６２にある時に前記経路２０６を通じて処理液体の漏れが発生する可能性がある相対的に高い粘度の液体および／または粒子を含んだ液体（セラミック触媒粒子など）の高い浸食性の液体で有利である。この例では、前記バルブ閉鎖部品２１４と前記バルブ台座２１６は、互いにかみ合って空洞を形作り、前記バルブ閉鎖部品２１４が、前記バルブ台座２１６との密封かみ合い方向に動くにつれ、前記バルブ台座２１６またはバルブ閉鎖部品２１４の密封表面からの汚染物質を前記空洞に移動させる。前記バルブトリム装置は、粒子、汚染物質および／または高粘度の液体を、前記閉鎖部品２１４が前記バルブ台座２１６と密封されるようかみ合う時に前記密封エリア２２０から拭き取るよう構成される。さらに、効果的な流量不動帯が、汚染物質（相対的に高い粘度の液体または液体中に浮遊する粒子など）が、前記閉鎖部品２１４が前記バルブ台座２１６の方向に移動するにつれ、前記バルブ台座２１６の前記密封エリア２２０および／または前記閉鎖部品２１４に付着しないようにする。

前記バルブ体２０４の前記角度の為に、角度式のバルブは、簡単に有利に排水することができる。前記バルブ体またはこのようなバルブの流れの経路は、液体および／または残留物の累積が可能なポケットまたはエリアを持たないためである。従って、角度式制御バルブは、一般に、残留オイルまたはその他のコークス化特性を持つ液体の制御を必要とすることが多い化学および石油業界で使用される。しかし、本明細書で説明する前記の例のバルブトリム装置は、角度式液体バルブとの使用に制限されない。他の例では、例えばグローブバルブ、ロータリーバルブ、リニアバルブなどの液体バルブを採用できる。

特定の装置を本明細書で説明してきたが、この特許の対象範囲はそれに制限されない。反対に、本発明は、逐語的あるいは均等論の元で本添付の請求項の範囲内に収まるすべての装置を対象とする。

Claims (20)

1. バルブトリム装置で、
   バルブ台座と、
   動作可能に前記バルブ台座とかみ合う閉鎖部品で、前記閉鎖部品またはバルブ台座の一つが複数の環状リブを含み、ここで少なくとも１つの前記バルブ台座または閉鎖部品が、環状リブの少なくとも２つの間に位置して、前記閉鎖部品が前記バルブ台座と密封するようにかみ合う時に前記閉鎖部品またはバルブ台座の密封表面から物質を受ける少なくとも１つの溝を形作る閉鎖部品とを備える装置。
2. 請求項１に記載のバルブトリム装置で、前記環状リブが、冗長密封表面を提供するよう構成されている装置。
3. 請求項１に記載のバルブトリム装置で、ここで、前記少なくとも１つの溝で受ける前に前記物質が前記バルブ台座または閉鎖部品の前記密封表面と接触する少なくとも１つの粒子または相対的に高い粘度の液体を備えている装置。
4. 請求項１に記載のバルブトリム装置で、ここで、前記バルブ台座が台座リングで、前記複数の環状リブが前記台座リングと一体化している装置。
5. 請求項４に記載のバルブトリム装置で、ここで、前記台座リングが、バルブ体の流出ポート前記台座リングがバルブ体の流出ポートに近接して固定される装置。
6. 請求項１に記載のバルブトリム装置で、前記環状リブに角度の付いたプロファイルを有する装置。
7. 請求項６に記載のバルブトリム装置で、前記角度の付いたプロファイルが、前記少なくとも１つの溝に物質を集めやすくなる角度が定義されている装置。
8. 請求項７で定義されたバルブトリム装置で、前記角度が前記閉鎖部品の長方向軸に対しおよそ６０度である装置。
9. 請求項１に記載のバルブトリム装置で、前記閉鎖部品またはバルブ台座の一つが金属、カーバイドまたはセラミック製で、もう片方の前記閉鎖部品またはバルブ台座の一つが前記閉鎖部品と異なる材質でできている装置。
10. 請求項１に記載のバルブトリム装置でさらに、前記ケージを通じた液体の流れが、前記閉鎖部品が前記バルブ台座と密封するようにかみ合う前に前記閉鎖部品が前記バルブ台座の方向へ動くにつれて、実質的に防止されるように前記プラグに動作可能にかみ合ったケージを備えた装置。
11. バルブトリム装置で、
    バルブ台座と、
    前記バルブ閉鎖部品および前記バルブ台座が、互いにかみ合って空洞を形作り、前記バルブ閉鎖部品が前記バルブ台座との密封されるかみ合いの方向へ動くにつれ、前記バルブ台座またはバルブ閉鎖部品の密封表面が前記空洞に移動するバルブ閉鎖部品とを備えた装置。
12. 請求項１１に記載のバルブトリム装置で、前記空洞が、前記バルブ閉鎖部品または前記バルブ台座上に環状溝を備えた装置。
13. 請求項１１に記載のバルブトリム装置で、前記バルブ閉鎖部品がプラグで前記バルブ台座が台座リングである装置。
14. 請求項１１に記載のバルブトリム装置で、ここで、前記汚染物質が相対的に高い粘度の液体または粒子が浮遊している液体を含む装置。
15. 請求項１１に記載のバルブトリム装置で、前記バルブ閉鎖部品または前記バルブ台座の一つが複数の環状突起を備え、前記バルブ台座の密封表面から前記空洞へ汚染物質を移動させる装置。
16. 請求項１５に記載のバルブトリム装置で、前記環状突起が、冗長密封表面を提供するよう構成されている装置。
17. 請求項１に記載のバルブトリム装置で、さらに、前記密封表面を浸食から保護するための流れ不動帯を提供するよう構成されたケージを備えた装置。
18. バルブトリム装置で、
    バルブを通じた液体の流れを制御するための手段と、
    前記バルブが閉じるにつれ汚染物質を前記バルブの密封表面から除去するための手段と、
    前記除去された汚染物質を集める手段で、前記バルブが閉じるにつれ前記除去する手段と前記集める手段が動作可能に咬みあわせる手段とを備えた装置。
19. 請求項１８に記載のバルブトリム装置で、前記除去する手段および前記集める手段が、前記制御する手段から分離された構造の一体化した機能である装置。
20. 請求項１８に記載のバルブトリム装置で、さらに、前記バルブが閉じる前に流量不動帯を提供するための手段を備えた装置。

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