JP2013537294A - 個別の容量調節を有するボリュームブースタ - Google Patents

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Abstract

アクチュエータシステムにおけるボリュームブースタは、装置の流出容量を特定用途に対して調節することができるよう、調節可能な制流器を有利に備える。この装置は本体、供給経路、流出経路、および制流器を備える。供給経路は例えば開放方向におけるアクチュエータシステムのアクチュエータの駆動時間をブーストするために流体の供給を提供するよう動作する。流出経路は、例えばアクチュエータシステムがアクチュエータを閉止方向に動作させるときに逆圧解放を吸収するよう動作する。制流器は流出経路内に配置され、複数の別個の流出容量を定めるために複数の姿勢の間で選択的に操作可能である。それにより、異なる流出容量を達成するためにボリュームブースタ全体を変える必要性が排除されることとなる。
【選択図】図3

Description

本開示は流体流れ制御システムに関し、さらに詳細には、流体流れ制御システムにおける制御バルブ性能を向上させるためのボリューム流れブースタに関するものである。
圧縮空気、天然ガス、オイル、プロパン、その他等の流体の流れを制御するためのシステムが一般に当該技術分野において知られている。これらのシステムは、多くの場合、流体の様々な流動パラメータを制御するために制御バルブを少なくとも1つ備える。典型的な制御バルブは、例えば流体の流れを制御するために流路内に移動可能に配置されたバルブプラグ等の制御要素を備える。係る制御要素の姿勢は、当該技術分野において周知のように、ピストンアクチュエータまたはダイヤフラムベースのアクチュエータ等の空気式アクチュエータを介してポジショナにより制御されることが可能である。従来のポジショナは、例えば開放姿勢と閉止姿勢との間で制御バルブの制御要素を駆動するために、空気信号をアクチュエータに伝達する。一方、標準的ポジショナが制御バルブを駆動することができるスピードはアクチュエータおよび制御バルブの寸法に部分的に依存する。例えば、より大型のアクチュエータ/制御バルブは駆動されるにあたり典型的により長い時間が必要となる。
したがって、係るシステムにおいてはポジショナとアクチュエータとの間に配置された1つまたは複数のボリュームブースタが追加的に用いられる。ボリュームブースタはポジショナから送られる空気信号の容積を増幅し、それによりアクチュエータが制御バルブの制御要素を駆動するスピードを高めるために用いられる。従来のボリュームブースタは、特定の用途に適合させるために特定のボリュームブースタが制御システムに設置され得るよう、様々な容量で提供される。用途が変わった場合、ボリュームブースタは、異なる容量を有する異なるボリュームブースタと交換されることが可能である。
本開示の原理にしたがって構築された流体流れ制御装置の1つの実施形態は、本体、供給経路、流出経路、供給ポート、制御要素、ダイヤフラム組立体、および少なくとも1つの制流器を備える。本体は流入ポート、共通ポート、および排出ポートを備える。供給経路は流入ポートと共通ポートとの間で延長する。流出経路は共通ポートと排出ポートとの間で延長する。供給ポートは本体内において流入ポートと共通ポートとの間の供給経路に沿って配置される。制御要素は本体内において配置され、供給経路を閉止するために密閉状態で供給ポートに係合する閉止姿勢と供給経路を開放するために供給ポートから離間する開放姿勢との間で移動するよう適応される。ダイヤフラム組立体は共通ポートと排出ポートとの間の流出経路に沿って配置された流出ポートを画成する。ダイヤフラム組立体は、流出経路を閉止するために流出ポートが密閉状態で制御要素に係合する閉止姿勢と流出経路を開放するために流出ポートが制御要素から離間する開放姿勢との間で移動するよう適応される。少なくとも1つの制流器は、流出ポートが制御要素から離間するとき、流出経路に沿った流体の流れを制限するために本体内において配置される。少なくとも1つの制流器は、流出経路に対する複数の別個の流出容量を定めるために、本体に対して複数の姿勢の間で選択可能に操作され得る。
本開示の原理にしたがって構築されたボリュームブースタを備える単動バネ・ダイヤフラムアクチュエータ組立体の概略図である。 本開示の原理にしたがって構築されたボリュームブースタの1つの実施形態の側断面図である。 本開示の原理にしたがって構築されたボリュームブースタの他の実施形態の側断面図である。 図3のボリュームブースタの流出制御リングおよびトリムカートリッジの斜視図である。 5A〜5Dは図3および図4の流出制御リングおよびトリムカートリッジの4つの異なる動作状態の概略平面図である。 本開示の原理にしたがって構築された2つのボリュームブースタを備える複動ピストンアクチュエータ組立体の概略図である。
本明細書において説明される実施例すなわち実施形態は、網羅的であることを意図するものではなく、また開示された正確な形態(単数または複数)に本発明の範囲を限定することを意図するものではない。むしろ、以下の説明は1つまたは複数の好適な実施形態の例を当業者に提供するために選択されたものである。
図1は本開示の原理にしたがって構築された単動バネ・ダイヤフラムアクチュエータ組立体10の概略図を提供する。特に、アクチュエータ組立体10はアクチュエータ12、ポジショナ14、ボリュームブースタ44、レギュレータ18、および制御器20を備える。アクチュエータ12は、例えば流体分配システムまたは他の流体処理システム等のシステムを通る流体の流れを制御するために可動式制御要素が装備された制御バルブ(図示せず)に動作可能に接続されるよう適応される。
ボリュームブースタ44は、流入ポート108、共通ポート110、制御ポート130、および排出ポート146を備える。ポジショナ14は流入口38および流出口40を備える。アクチュエータ12はブースタ連通ポート42を備える。アクチュエータ12、ポジショナ14、ボリュームブースタ44、およびレギュレータ18は、複数の流体ラインを介して相互に連通する。特に、レギュレータ18は、第1供給ラインL1’および第2供給ラインL1”に分岐される供給ラインL1を介してポジショナ14およびボリュームブースタ44に流体連通する。ポジショナ14の流出口40は出力信号ラインL2を介してボリュームブースタ44の制御ポート130に流体連通する。ボリュームブースタ44の共通ポート110は制御ラインL3を介してアクチュエータ12のブースタ連通ポート42に流体連通する。
より詳細に説明されるように、第1供給ラインL1’はポジショナ14の流入口38に供給圧力を伝達するよう適応され、第2供給ラインL1”はボリュームブースタ44の流入ポート108に供給圧力を伝達するよう適応される。供給圧力は例えば圧縮器等の圧力源からレギュレータ18を介して供給ラインL1に提供されることが可能である。加えて、ポジショナ14はアクチュエータ12の動作を制御するために出力信号ラインL2を介して空気制御信号をボリュームブースタ44に伝達するよう適応される。
例えば電気接続E1を介して制御器20から受け取られた電気信号に基づいて、ポジショナ14は出力信号ラインL2を介してボリュームブースタ44の制御ポート130に空気信号を送信する。空気信号は、制御バルブ(図示せず)を作動させることをアクチュエータ12に対して命令するために、ボリュームブースタ44を通過する。典型的には、ポジショナ14は比較的穏やかな圧力の空気信号を生成するよう適応される。したがって、アクチュエータ12の寸法および/またはアクチュエータ12が制御バルブを駆動する所望のスピードに応じて、ボリュームブースタ44は後に説明されるように供給ラインL1から供給される付加的流体を用いて空気信号を補足するよう作動されることができる。
図1において示される実施形態において、アクチュエータ12は、ダイヤフラム筐体26内に収容されたダイヤフラム22およびバネ24を備えるフェイルアップアクチュエータを備える。ダイヤフラム22は筐体26を頂部キャビティ26aおよび底部キャビティ26bに分割する。バネ24は筐体26の底部キャビティ26b内に配置され、ダイヤフラム22を上方に付勢する。したがって、ポジショナ14が出力信号ラインL2を介して空気信号をボリュームブースタ44に送ると、空気圧力はブースタ連通ポート42を介してアクチュエータ12の頂部キャビティ26aに導入され、それによりダイヤフラム22が下方に移動される。次いでこの下方移動は、当該技術分野において理解されているように、関連する制御バルブ(図示せず)の制御要素の対応する運動へと変換される。
好適には、筐体26は、ダイヤフラム22が下方に移動すると底部キャビティ26b内に含まれる流体が筐体26から排出されるよう、1つまたは複数の排出口28を備える。係る排出はダイヤフラム22の下向き方向の移動を支援する。アクチュエータ12を上方に駆動するにあたり、ポジショナ14は、バネ24がダイヤフラム22を上方に移動させるよう、空気信号を送ることを停止するかまたは空気信号の圧力を低下させる。ダイヤフラム22が上方に移動すると、筐体26の上方のキャビティ26a内において蓄積された圧力は制御ラインL3を通ってボリュームブースタ44に流出し、排出ポート148から大気中に流出する。係る大気中への流出により、ダイヤフラム22の上向き方向の移動が支援される。
図2を参照して、本発明にしたがって構築されたボリュームブースタ44の1つの実施形態について説明する。ブースタ44は、2005年4月15日に出願された「Asymmetric Volume Booster Arrangement for Valve Actuators」を発明の名称とする米国特許出願整理番号第11/107,073に記載のボリュームブースタのうちの1つの修正版として構築されることができる。なお、同特許出願は参照することにより本明細書に援用される。しかしながら、その詳細は本明細書において完全に説明される。
ブースタ44は一般に流入チャンバ102および共通チャンバ104を有する本体100を備え、流入チャンバ102および共通チャンバ104は供給ポート106を介して相互に連通する。流入チャンバ102は、本体100の外部に開放された一方端において流入ポート108を備える。流入チャンバ102はその内側端部において供給ポート106に連通する。共通チャンバ104は供給ポート106に連通し、共通ポート110において本体100の外部に開放される。流入チャンバ102および流入ポート108は図1の例において第2供給ラインL1”を介してレギュレータ18に連通する。共通チャンバ104は制御ラインL3を介してアクチュエータ12に連通する。
バイパス制限通路112は共通チャンバ104に連通しバイパス調節ネジ114を有する。バイパス調節ネジ114を調節することにより、ボリュームブースタ44の体積ブースト機能を実装する必要なしに、小体積の流体がポジショナ14からブースタ44を通ってアクチュエータ12に移動することが可能となる。ブースタ44間の圧力差がより大きい場合、後に説明するように、ブースタ44が作動されることとなる。
供給バルブ116が流入チャンバ102内において供給ポート106に近接して配置される。供給バルブ116はこの例においてステム118の1部分上に一体的に、すなわち一体部品として担持され、バネ122により供給ポート106の座120に対して閉止姿勢に比較的緊密に付勢される。
キャビティ124が、この例では、本体内において、流入チャンバ102および共通チャンバ104と供給ポート106との上方に提供される。流出通路126が、キャビティ124の流出チャンバ区域128と共通チャンバ104との間に流体連通を可能とするために、本体100内において提供される。ブースタ44の制御ポート130は、ポジショナ14からの出力信号ラインL2(図1において示される)とキャビティ124の上方の信号チャンバ区域132との間に流体連通を提供する。
バイパスポート133はバイパス通路112と制御ポート130との間に流体連通を提供する。したがって、ポジショナ14が、アクチュエータ12を動かすために、加圧された流体をブースタ44に制御ポート130を通して送ると、流体は上方信号チャンバ132に流入しバイパスポート133を通過する。流体の圧力がブースタ44を作動させるには十分に高くない場合、本明細書において後に説明されるように、流体は、バイパスポート133およびバイパス制限通路112のみを通過して共通チャンバ104に流入する。そこから、流体はアクチュエータ12に移動する。もちろん、ブースタ44が作動していないため、アクチュエータ12を動かすことは比較的長い時間がかかることとなる。
ブースタ44を作動させるために、ブースタ44は、キャビティ124内に配置され且つキャビティ124を流出チャンバ128と信号チャンバ132とに分割するフローティングダイヤフラム組立体134を備える。ダイヤフラム組立体134はダイヤフラム138および140のペアにより挟まれたフローティングマニホールド136を備える。マニホールド136は中央開口部142と、中央開口部142から径方向外向きに延長する複数の径方向通路144とを備える。開示される実施形態においては8つの径方向通路144が存在し、そのうちの5つのみが図2の断面図において図示される。径方向通路144はダイヤフラム138および140の間でマニホールド136の周りに延長する環状通路146に流体連通する。環状通路146は本体100外部の大気中に流体を放出する排出ポート148にさらに流体連通する。
流出バルブ150は供給バルブ116の反対側においてバルブステム118上に担持される。流出ポート152がマニホールド136の底部において提供され、キャビティ124の流出チャンバ区域128とマニホールド136の中央開口部142との間に流体連通を提供する。流出バルブ150は流出ポート152を閉止するために座154に対して当接する。バネキャビティ156がダイヤフラム組立体134の上方に提供され、流出ポート152を閉止するために流出バルブ150に対してフローティングダイヤフラム組立体134を下方に付勢するバネ158を収容する。流出バルブ150が閉止されると、キャビティ124の流出チャンバ区域128は排出ポート148に流体連通しない。開放時、ブースタ44の共通チャンバ104は、流出チャンバ区域128およびダイヤフラムマニホールド136を通って排出ポート148に流体連通し、それによりボリュームブースタ44の「流出経路」が画成される。
上記に加えて、ブースタ44は1つまたは複数の制流器161を備える。なお、制流器161は図2において仮想線で示される。制流器161はダイヤフラム組立体134のマニホールド136の1つまたは複数の径方向通路144内に配置される。制流器161は、対応する径方向通路144を完全に密閉し流体が通過することを妨げる1/8”NPTパイププラグ等のプラグを備える。図示される実施形態においては、1つまたは複数の制流器161は、2つの径方向通路144を密閉する2つの制流器161を備える。一方、後に説明されるように、流出プロセス中においてマニホールド136を通る異なる流れ容量を達成するために、任意個数の径方向通路144が制流器161により満たされ得ることを理解すべきである。
作動中、アクチュエータ12を下向き方向に作動するにあたり、ポジショナ14は空気信号をボリュームブースタ44に送る。空気信号の圧力の大きさに応じて、信号がアクチュエータ12を単独で作動させる(上述のように)か、または信号がボリュームブースタ44を作動させ、ブースタ44の流入ポート108を介してレギュレータ18から供給される流体圧力により信号が補足されるか、のいずれかである。
例えば、加圧された信号は、アクチュエータ12を作動させる一方で、信号チャンバ132にも提供される。説明のために、ボリュームブースタ44間の圧力差は、ダイヤフラム組立体134間で生じる圧力差、すなわちキャビティ124の信号チャンバ132と流出チャンバ区域128との間の圧力差として定義される。流出チャンバ区域128が本体100の共通チャンバ104と(流出通路126を介して)常に流体連通するため、ボリュームブースタ44間の圧力差は信号チャンバ132と共通チャンバ104との間に生じる圧力差としても定義されると言うことができる。
ボリュームブースタ44間の圧力差がごくわずかである場合、供給バルブ116および流出バルブ150は図2において示される閉止姿勢に留まる。すなわち、供給バルブ116は供給ポート106の座120に密閉状態で係合し、流出バルブ150は流出ポート152の座154に密閉状態で係合する。係る配置により、ダイヤフラム組立体134は静的無負荷姿勢に留まる。この姿勢は、供給ポート106に係合するよう供給バルブ116を付勢するバネ122および流出バルブ150に係合するようダイヤフラム組立体134を付勢するバネ158によっても支援される。この状況においては、ボリュームブースタ44を通して送られる空気信号は、上述のようにアクチュエータ12を単独で作動させる。
それとは対比的に、ボリュームブースタ44間における実質的な圧力差は、図2において示されるボリュームブースタ44の方向に対して、ダイヤフラム組立体134を上方または下方に移動させるに十分大きい圧力差である。
作動中において正の圧力差状態は、ポジショナ14が制御ポート130に高い圧力信号を伝達する場合等の、キャビティ124の流出チャンバ区域128における圧力よりも信号チャンバ132における圧力が実質的に高い場合に達成される。この正の圧力差状態は例えば制御器20がポジショナ14に対してアクチュエータ12を下向き方向に駆動することを命令するときに生じ得る。高い圧力信号により、フローティングダイヤフラム組立体134は下方に付勢され、その結果、供給バルブ116および流出バルブ150は下方に移動され、それにより、流出ポート152は流出バルブ150に着座した状態に保たれ、供給バルブ116は供給ポート106の座120から離れる方向に移動する。このようにボリュームブースタ44は「供給経路」を開放する。これにより、レギュレータ18からボリュームブースタ44を介してアクチュエータ12への流体流のブーストが提供される。特に、供給ポート106が開放されるため、レギュレータ18からの流体は流入チャンバ102に流入し、次いで供給ポート106および共通チャンバ104を通り共通ポート110を介してアクチュエータ12に流入する。再び、共通チャンバ104も流出通路126を介してキャビティ124の流出チャンバ区域128と不断の流体連通にあるため、共通チャンバ104における圧力もダイヤフラム組立体134の下方ダイヤフラム140上に伝達される。
制御器20がポジショナ14に対してアクチュエータ12を上方に戻すよう駆動することを命令すると、ポジショナ14はボリュームブースタ44に伝達される空気信号の圧力を低下させてもよい。このことにより、信号チャンバ132における圧力は低下され共通チャンバ104における圧力と等しくなる。ダイヤフラム組立体134は上昇し始め、バネ122は、供給バルブ116が供給ポート106の座102に対して再び着座し、それにより「供給経路」が閉止されるよう、ステム118を介して一緒に固定された供給バルブ116および流出バルブ150を上方に戻る方向に付勢する。
ひとたび「供給経路」が閉止されると、供給バルブ116および流出バルブ150はさらに上方に移動することが不可能となるが、共通チャンバ104からの逆圧によりダイヤフラム組立体134はバネ158の力に抗してさらに上方に移動される。このことにより、ダイヤフラム組立体134により担持される座154は流出バルブ150から離れる方向に移動され、流出ポート152が開放される。流出ポート152が開放状態にあるとき、ボリュームブースタ44は「流出経路」を共通チャンバ104と排出ポート148との間に画成する。すなわち、共通チャンバ104における加圧された流体は本体100における流出通路126を介してキャビティ124の流出チャンバ区域128に、次いでマニホールド136における中央開口部142を通り、径方向通路144を通って、排出ポート148から大気中へと移動する。ひとたび共通チャンバ104における圧力がバネ158の力と等しくなると、ダイヤフラム組立体134は下方に戻り、座154は流出バルブ150に対して着座し、その結果、「流出経路」が閉止される。
上述のように、バイパス調節ネジ114は、先ほど説明したようにポジショナ14からの異なる圧力がボリュームブースタ44を作動させるよう、調節されることができる。例えば、バイパス調節ネジ114が制御ポート130と共通チャンバ104へのバイパス制限通路112との連通を略完全に閉塞する場合、ポジショナ14からの比較的低い圧力がボリュームブースタ44を作動させることができる。これは、ポジショナ14により伝達される圧力の略全部が信号チャンバ132に流入し、ダイヤフラム138を圧迫し、それによりダイヤフラム組立体134と供給バルブ116および流出バルブ150とが下方に押され、その結果、供給ポート106が開放されることにより「供給経路」が開放されるためである。それとは対比的に、バイパス調節ネジ114を調節することにより大きい体積の流体がバイパス制限通路112を通って共通チャンバ104に流れることが可能となる場合、より低い流体圧力がダイヤフラム組立体134の上方ダイヤフラム138を圧迫することとなり、ボリュームブースタ44はポジショナ14からの圧力が比較的高い場合にのみ作動することとなるであろう。
この種類のボリュームブースタは、一般に、流出容量および供給容量を有するものとして特徴付けられることができる。流出容量は、流出ポート152が開放されているときに「流出経路」に沿って、すなわち共通チャンバ104から排出ポート148に、移動することができる流体の最大体積として説明されることができる。供給容量は、供給ポート106が開放されているときに「供給経路」に沿って、すなわち流入チャンバ102から共通チャンバ104に移動することができる流体の最大体積として説明されることができる。
図2において示されるボリュームブースタ44の流出容量は、少なくとも部分的に、本体100における流出通路126およびマニホールド136における径方向通路144等の「流出経路」の幾何学的形状および寸法に依存する。すなわち、「流出経路」の形状および寸法は「流出経路」の流体流れ抵抗に影響を与え、次いで「流出経路」の流体流れ抵抗が流出容量に影響を与える。
例えば、マニホールド136における径方向通路144の寸法および個数は「流出経路」の流体流れ抵抗に寄与し、「流出経路」の流体流れ抵抗は「流出経路」の容量、すなわち流出容量に直接影響を及ぼす。上述のように、ボリュームブースタ44の本実施形態は、8つの径方向通路144を有するマニホールド136を備えるものとして説明される。なお、8つのうち2つが制流器161すなわちプラグにより密閉される。これらの制流器161は「流出経路」に沿って流れる流体がこれら2つの径方向通路144を通って流れることを妨げる。したがって、流体は8つの潜在的な径方向通路144のうちの6つのみを通って流れる。流出容量を増加させ、マニホールド136の流体流れ抵抗を減少させ、したがって「流出経路」の流体流れ抵抗を減少させるには、制流器161のうちの1つまたは両方がそれぞれの径方向通路144から取り外されるとよい。それとは対比的に、流出容量を減少させ、マニホールド136の流体流れ抵抗を増加させ、したがって「流出経路」の流体流れ抵抗を増加させるには、3つ以上の径方向通路144がより多くの制流器161で密閉されるとよい。各制流器161が「流出経路」の流出容量および流体流れ抵抗に与える影響は略同一である。
したがって、本明細書において説明されるボリュームブースタ44の「流出経路」の流出容量および流体流れ抵抗は特定用途に対する必要に応じて増加または減少され得ることを理解すべきである。これらの漸増的な調節は、1つまたは複数の制流器161を追加または除去することにより、インクリメンタルになされ得る。このことにより、異なる動作上の要件を有する様々な用途に対してボリュームブースタ44を容易に適応させ使用することが有利に可能となる。
図3は本発明の原理にしたがって構築され且つ個別の流出容量調節が可能である、代替的なボリュームブースタ244を示す。図3において示されるボリュームブースタ244の基本的機能は図2を参照して上記で説明されたボリュームブースタと同一である。したがって、同一量の詳細を繰り返すことはしない。一方、構造はわずかに異なり、以下の説明によりこれらの差異が強調されるであろう。
ボリュームブースタ244は、供給ポート306を介して相互に連通する流入チャンバ302および共通チャンバ304を有する本体300を備える。流入チャンバ302は、本体300の外部に開放された一方端において流入ポート308を備える。流入チャンバ302はその内側端部において供給ポート306に連通する。共通チャンバ304は供給ポート306に連通し、共通ポート310において本体300の外部に開放される。ボリュームブースタ244は図1を参照して上記で説明されたシステム等のアクチュエータシステムにおいて用いられるよう適応される。したがって、流入チャンバ302および流入ポート308は第2供給ラインL1”を介してレギュレータ18に流体連通状態で結合されるよう適応される。さらに、共通チャンバ304は図1において示されるように制御ラインL3を介してアクチュエータ12に流体連通状態で結合されるよう適応される。
図3において示されるように、ボリュームブースタ244の流入ポート308および共通ポート310は相互に対して約90度で配置される。係る構成を有するため、ボリュームブースタ244の本体300はアングル型の本体と称され得る。このタイプの本体は特定の包装上の利点を有するが、それ以外にボリュームブースタ244の性能または機能に実質的な影響を及ぼすことはない。
依然として図3を参照して、本体300は共通チャンバ304および制御ポート330に流体連通するバイパス制限通路312をさらに画成する。バイパス制限通路312はバイパス調節ネジ314を備える。バイパス調節ネジ314を調節することにより、図2において示されるボリュームブースタ44に関して上記で説明した場合と同様に、異なる体積の流体がポジショナ14(図1において示される)からブースタ244を通りブースタ244を作動させるか、または作動させることなく、アクチュエータ12に移動することが可能となる。
キャビティ324が本体内において、流入チャンバ302および共通チャンバ304と供給ポート306との上方に提供される。上述のブースタ44と同様に、図3におけるボリュームブースタ244のキャビティ324は信号チャンバ332および流出チャンバ区域328を備える。ブースタ244のこの実施形態において、キャビティ324の流出チャンバ区域328と共通チャンバ304との間で不断に流体連通する複数の流出通路326が提供される。加えて、この実施形態において、キャビティ324の流出チャンバ区域238と共通チャンバ304との間で不断に流体連通する複数のレジストレーション通路329が提供される。本実施形態において、複数の流出通路326およびレジストレーション通路329は、以下でさらに説明されるように、第1〜第6の流出通路326a〜326fおよび第1〜第6のレジストレーション通路329a〜329fを備える。
バイパスポート333はバイパス通路312と制御ポート330との間に流体連通を提供する。したがって、ポジショナ14が、アクチュエータ12を動かすために、加圧された流体をブースタ244に制御ポート330を通して送ると、流体は上方信号チャンバ332に流入しバイパスポート333を通過する。流体の圧力がブースタ244を作動させるには十分に高くない場合、流体は、バイパスポート333およびバイパス制限通路312のみを通過し共通チャンバ304に流入する。そこから、流体はアクチュエータ12に移動する。もちろん、ブースタ244が作動していないため、アクチュエータ12を動かすことは比較的長い時間がかかり得る。
供給バルブ316が流入チャンバ302内において供給ポート306に近接して配置される。供給バルブ316はこの例においてステム318の1部分上に一体的に、すなわち一体部品として担持され、バネ322により供給ポート306の座320に対して閉止姿勢に比較的緊密に付勢される。流出バルブ350は供給バルブ316の反対側においてステム318に対向して担持される。この例において、バネ322は、供給バルブ316を着座させるために流出バルブ350と直接係合する。
ブースタ244を作動させるために、ブースタ244は、図2において説明されたボリュームブースタ44を参照して上記で説明されたフローティングダイヤフラム組立体134と略同等であるフローティングダイヤフラム組立体334をさらに備える。
一方、1つの相違点は図3において示されるボリュームブースタ244が座リング360を装備する流出ポート352を備えることである。座リング360は内部円筒形部材362、外部円筒形部材364、および内部円筒形部材362と外部円筒形部材364との間で延長する径方向部材366を備える。内部円筒形部材362および外部円筒形部材364は相互から軸方向において偏位される。径方向部材366は図3において示されるように流出バルブ350により係合される座354を画成する。内部円筒形部材362は、図3において示されるように流出ポート352を閉止するために流出バルブ350が座354に対して着座されるとき外部円筒形部材364がマニホールド336から離れる方向に流出バルブ350の周囲において延長するよう、ダイヤフラム組立体334のマニホールド336の中央開口部342内で固定される。係る構成により、後に説明される特定の機能的利点が提供される。
依然として図3を参照して、バネキャビティ356が、ダイヤフラム組立体334の上方に提供され、流出ポート352を閉止するために流出バルブ350に対してフローティングダイヤフラム組立体334を下方に付勢するバネ358を収容する。流出バルブ350が閉止されると、流出チャンバ328は排出ポート348に流体連通しない。開放時、ブースタ244の共通チャンバ304は、図2において示されるボリュームブースタ244を参照して上記で説明したのと略同一の方法で、流出チャンバ328およびダイヤフラムマニホールド336を通って排出ポート348に流体連通する。
一方、図2を参照して上記で説明したブースタ44とは異なり、図3において示されるボリュームブースタ244の本体300はトリムカートリッジ368および流出制御リング370をさらに備える。図4はボリュームブースタ244から取り外されたトリムカートリッジ368および流出制御リング370の1つの実施形態を斜視図において示す。
トリムカートリッジ368はボリュームブースタ244の本体300内で支持されるよう適応された略ディスク形状部材を備える。さらに詳細には図3において示されるように、ボリュームブースタ244の本体300はフランジ部分374により外接されるシェルフ部分372を備える。シェルフ部分372は、共通チャンバ304に外接し、図3において示されるボリュームブースタ244の方向に対して水平である、略平坦且つリング形状の表面を備える。加えて、図3において示されるように、ボリュームブースタ244の各構成部品を一緒に調節可能に固定するための螺刻締結具378を受容するために、複数の螺刻ボア376がシェルフ部分372において提供される。図3は、断面図であるため、1つの螺刻ボア376および1つの螺刻締結具378のみを示す。しかし、好適な実施形態において、ボリュームブースタ244は6つのボア376および6つの締結具378を備える。
依然として図3を参照して、トリムカートリッジ368はボリュームブースタ244の本体300のシェルフ部分372上で支持される。トリムカートリッジ368は前述のように略ディスク形状であり、図4に示すように中央部分380および周辺部分382を備える。周辺部分382は本体300のシェルフ部分372と係合する。さらに、周辺部分382は、締結具378を受容するために周辺部分382を通って延長する複数のボルト孔384(図3および図4において示される)を画成する。周辺部分382は、トリムカートリッジ368に外接し且つトリムカートリッジ368から上向き方向に延長するフランジ部分386をさらに備える。
図3において示されるように、トリムカートリッジの中央部分380は、中央部分380から軸方向下方に延長するケージ部分392と、ケージ部分392の上方に配置されたバネ座396とを備える。バネ座396は、供給バルブ316、ステム318、および流出バルブ350を図3に示す姿勢に、すなわち供給バルブ316が供給ポート306の座320に対して着座するよう、付勢するバネ322を受容するためにトリムカートリッジ368において形成された環状凹陥部を備える。ケージ部分392は複数の窓394と供給ポート306の座320とを画成する略円筒形部材を備える。ケージ部分392における窓394は、供給ポート306の開放時において、流体が「供給経路」に沿って本体300を通り流入チャンバ302から共通チャンバ304に流れることを可能にするよう適応される。「供給経路」は上述されたブースタ44の「供給経路」と同様である。すなわち、「供給経路」は、供給ポート306の開放時において、流入ポート308から、流入チャンバ302と供給ポート306と共通チャンバ304とを通り共通ポート310から出るよう延長する。
図3および図4を参照すると、トリムカートリッジ368の中央部分380は複数の流出入口通路388および複数のレジストレーション入口通路390を画成する。流出入口通路388およびレジストレーション入口通路390のそれぞれはトリムカートリッジ368を通って延長する円筒形ボアを備える。開示された実施形態において、円周上で等しく離間された6つの流出入口通路388と、流出入口通路388に外接する円周上で等しく離間された6つのレジストレーション入口通路390とが存在する。レジストレーション入口通路390のそれぞれは同一直径を有する。
説明のために、複数の流出入口通路388を第1〜第3の連続的に離間された流出入口通路388a〜388cと、第4〜第6の連続的に離間された流出入口通路388d〜388fとに分割する。開示された実施形態において、第1〜第3の流出入口通路388a〜388cは等しい直径を有し、第4〜第6の流出入口通路388d〜388fは等しい直径を有する。第4〜第6の流出入口通路388d〜388fの直径は、図4において示されるように、第1〜第3の流出入口通路388a〜388cの直径よりも大きい。
依然として図3および図4を参照すると、前述のように流出制御リング370も、中央部分400および周辺部分402を有する略ディスク形状部材を備える。周辺部分402は、ボリュームブースタ244の様々な構成要素を一緒に固定するための締結具328を受容するよう適用された複数のボルト孔412を画成する。加えて、周辺部分402は、バイパスボア416に至るバイパス開口部414を備える。バイパスボア416は、ボリュームブースタ244の本実施形態のバイパス通路312を画成する。なお、バイパス通路312については図3を参照して上記ですでに説明された。さらに詳細には、バイパスボア416は、後に説明する、バイパス開口部414から流出制御リング370の中央部分400における6つのレジストレーション出口通路408のうちの1つに延長する湾曲した導管を備える。係る構成を有するため、ボリュームブースタ244のバイパス通路312として機能するバイパスボア416は、制御ポート330と共通チャンバ304との間で連通する。
中央部分400は中央開口部404、複数の流出出口通路406、およびレジストレーション出口通路408を画成する。中央開口部404は内側円筒形表面410により画成される。
図4において示されるように、流出出口通路406は水平部分406aおよび垂直部分406bを備える。なお、垂直部分406bは水平部分406aに対して略直角に延長し、それにより略L字形の流出出口通路406が形成される。係る構成を有するため、流出出口通路406の水平部分406aは中央開口部404の内側円筒形表面410を通ってトリムカートリッジ368から出る。
上記で説明されたトリムカートリッジ368における流出入口通路388およびレジストレーション入口通路390と同様に、流出制御リング370の本実施形態は、円周上で等しく離間された6つの流出出口通路406と、流出出口通路406に外接する円周上で等しく離間された6つのレジストレーション出口通路408とを備える。レジストレーション出口通路408のそれぞれは同一直径を有し、この直径はトリムカートリッジ368におけるレジストレーション入口通路390の直径に略等しい。
説明のために、複数の流出出口通路406は第1〜第3の連続的に離間された流出出口通路406a〜406cと、第4〜第6の連続的に離間された流出出口通路406d〜406fとに分割される。開示された実施形態において、第1〜第3の流出出口通路406a〜406cは等しい直径を有し、第4〜第6の流出出口通路406d〜406fは等しい直径を有する。第4〜第6の流出出口通路406d〜406fの直径は、図4において示されるように、第1〜第3の流出出口通路406a〜406cの直径よりも大きい。さらに、第1〜第3の流出出口通路406a〜406cの直径は第1〜第3の流出入口通路388a〜388cの直径に略等しく、第4〜第6の流出出口通路406d〜406fの直径は第4〜第6の流出入口通路388d〜388fの直径に略等しい。
トリムカートリッジ368および流出制御リング370がボリュームブースタ244内に組み立てられると、流出制御リング370は図3において示されるようにトリムカートリッジ368の頂部上に積み重ねられる。流出制御リング370は、バイパス開口部414がバイパス調節ネジ314と位置合わせされるよう、ボリュームブースタ244内に配置されなければならない。一方、後に説明されるように、トリムカートリッジ368はボリュームブースタ244内で流出制御リング370の下方で複数の回転姿勢のうちの任意の1つにおいて配置され得る。なお、各回転姿勢においては、トリム構成部品368における流出入口通路388と流出制御リング370における流出出口通路406との間に別個の関係が定められる。1つの流出入口通路388と1つの流出出口通路406との組み合わせにより、1つの流出通路326が画成される。そのため、流出通路326a〜326fを通る流体の流れは、流出制御リング370に対するトリムカートリッジ368の姿勢を調節することにより、調節されることができる。
例えば、図5A〜図5Dに概略的に示されるように、トリムカートリッジ368は、流出制御リング370に対して少なくとも4つの別個の姿勢において配置され得る。図5A〜図5Dにおいて、第1〜第6の流出入口通路388a〜388fは仮想線で概略的に示され、第1〜第6の流出出口通路406a〜406fは実線で概略的に示される。上述した実際のボリュームブースタ244の場合のように、第1〜第6の流出出口通路406a〜406fは図5A〜図5Dにおいて定位置に固定されたものとして示される。
図5Aにおいて、第1〜第3の流出入口通路388a〜388cは第1〜第3流出出口通路406a〜406cに位置合わせされ、第4〜第6の流出入口通路388d〜388fは第4〜第6の流出出口通路406d〜406fに位置合わせされる。係る構成を有するため、この配列により、最大体積量の流体が「流出経路」に沿ってトリムカートリッジ368および流出制御リング370を通って移動することができる。例えば説明のために、第1〜第3の流出入口通路388a〜388cおよび第1〜第3の流出出口通路406a〜406cすなわちより狭い通路が0.5の流量容量を含み、第4〜第6の流出入口通路388d〜388fおよび第4〜第6の流出出口通路406d〜406fすなわちより広い通路が2.0の流量容量を含むものとする。さらに、流出入口通路388および流出出口通路406の組み合わせを構成する第1〜第6の流出通路326a〜326fのそれぞれの容量が、対応する流出入口通路388および流出出口通路406のより小さい容量により決定されることを理解すべきである。
したがって、トリムカートリッジ368が図5Aにおいて示されるよう配置される場合、第1〜第3の流出入口通路388a〜388cおよび第1〜第3の流出出口通路406a〜406cにより形成される第1〜第3の流出通路326a〜326cのそれぞれは0.5の容量を有し、第4〜第6の流出入口通路388d〜388fおよび第4〜第6の流出出口通路406d〜406fにより形成される第4〜第6の流出通路326d〜326fは2.0の容量を有する。したがって、図5Aにおいて示される特定配列は7.5の合計流出容量を有する。なお、これは第1〜第6の流出通路326a〜326fのそれぞれの容量の合計である。
図5Bにおいて、トリムカートリッジ368は、第1流出入口通路388aが第2流出出口通路406bに位置合わせされ、第2流出入口通路388bが第3流出出口通路406cに位置合わせされ、第3流出入口通路388cが第4流出出口通路406dに位置合わせされ、第4流出入口通路388dが第5流出出口通路406eに位置合わせされ、第5流出入口通路388eが第6流出出口通路406fに位置合わせされ、第6流出入口通路388fが第1流出出口通路406aに位置合わせされるよう、回転されている。係る構成を有するため、この例においては、第1〜第4の流出通路326a〜326dは0.5の流れ容量を有し、第5および第6の流出通路326eおよび326fは2.0の容量を有する。したがって、この配列の合計流れ容量は6.0である。
図5Cにおいて、トリムカートリッジ368は、第1流出入口通路388aが第3流出出口通路406cに位置合わせされ、第2流出入口通路388bが第4流出出口通路406dに位置合わせされ、第3流出入口通路388cが第5流出出口通路406eに位置合わせされ、第4流出入口通路388dが第6流出出口通路406fに位置合わせされ、第5流出入口通路388eが第1流出出口通路406aに位置合わせされ、第6流出入口通路388fが第2流出出口通路406bに位置合わせされるよう、回転されている。係る構成を有するため、この例においては、第1〜第5の流出通路326a〜326eは0.5の流れ容量を有し、第6流出通路326fは2.0の容量を有する。したがって、この配列の合計流れ容量は4.5である。
図5Dにおいて、トリムカートリッジ368は、第1流出入口通路388aが第4流出出口通路406dに位置合わせされ、第2流出入口通路388bが第5流出出口通路406eに位置合わせされ、第3流出入口通路388cが第6流出出口通路406fに位置合わせされ、第4流出入口通路388dが第1流出出口通路406aに位置合わせされ、第5流出入口通路388eが第2流出出口通路406bに位置合わせされ、第6流出入口通路388fが第3流出出口通路406cに位置合わせされるよう、回転されている。すなわち、第1〜第3の流出入口通路388a〜388cは第4〜第6の流出出口通路406d〜406fに位置合わせされ、第4〜第6の流出入口通路388d〜388fは第1〜第3の流出出口通路406a〜406cに位置合わせされる。係る構成を有するため、この例においては、第1〜第6の流出通路326a〜326fのそれぞれは0.5の流れ容量を有する。したがって、この配列の合計流れ容量は3である。したがって、この配列により、最小体積量の流体が「流出経路」に沿ってトリムカートリッジ368および流出制御リング370を通って移動することができる。
流出制御リング370に対してトリムカートリッジ368の開示された実施形態をさらに回転させたとしても、さらなる別個の流れ容量は提供されず、すでに説明した4つの流れ容量のうちの1つに等しい流れ容量が得られるのみである。
上述のように、トリムカートリッジ368および流出制御リング370は複数の締結具378を介して図3において示されるボリュームブースタ244内において固定される。したがって、異なる流れ容量を得るにあたりトリムカートリッジ368を様々な姿勢の間で回転させるために、締結具378はまず、少なくともトリムカートリッジ368の自由な回転を干渉しない程度まで弛められ取り外されなければならない。トリムカートリッジ368は上記で説明された6つのボルト孔384のみを備えるため、締結具378は、これらのボルト孔384が流出制御リング370におけるボルト孔408と位置合わせされた場合にのみ再び固定されることができる。
ボリュームブースタ244の1つの実施形態において、トリムカートリッジ368は1つまたは複数の指標をさらに備えることができ、これらの指標は図4において参照番号418により特定され、流出制御リング370はターゲットを備えることができ、このターゲットは図4において参照番号420により特定される。トリムカートリッジ368の本実施形態においては4つの別個の流れ容量を定めるために6つの異なる姿勢の間でトリムカートリッジ368を効果的に回転させることが可能であるため、カートリッジ368は6つの指標を備えることができ、これらの6つの指標のうち3つのみが図4において見られる。指標418は、1つの指標418が6つの姿勢のうちのそれぞれにおいて流出制御リング370上のターゲット420と位置合わせされ、それによりトリムカートリッジ368がどの姿勢を占めるかがユーザまたは技術者に対して示されるよう、トリムカートリッジ368に固定される。指標418は、トリムカートリッジ368の特定の姿勢により提供される正確な流量容量をユーザまたは技術者に示す情報も含んでよい。このことにより、ターゲット420に対して指標418を見ることにより1つの姿勢から他の姿勢にトリムカートリッジ368を調節することが有利に可能となる。
トリムカートリッジ368および流出制御リング370は本明細書においては4つの別個の流れ容量を定めるために6つの異なる姿勢の間でトリムカートリッジ368が調節されることができるよう構成されたものとして説明されてきたが、ボリュームブースタ244の代替的な実施形態は一般に任意個数の異なる流れ容量を定めるために一般に任意個数の姿勢の間で調節されることが可能であるトリムカートリッジ368を有するよう有利に設計されることができる。
上述のように、図3において示されるボリュームブースタ244の1つの特異な特徴はダイヤフラム組立体334により担持される座リング360であり、これによりボリュームブースタ244の安定性が有利に増強される。特に、図3において示されるように、座リング360の外部円筒形部材364は、ダイヤフラム組立体334が流出バルブ350に対して着座されると、流出制御リング370の中央開口部に配置される。これにより、キャビティ324の流出チャンバ区域328は流出サブ区域328aおよびレジストレーションサブ区域328bに効果的に分割される。流出サブ区域328aは流出バルブ350の周囲且つ座リング360の内部に配置され、一方、レジストレーションサブ区域328bは座リング360の外部に配置される。係る構成を有するため、レジストレーションサブ区域328bは実質的にレジストレーション通路329のみに流体連通し、流出サブ区域328aは実質的に流出通路326のみに流体連通する。したがって、ダイヤフラム組立体334の下方ダイヤフラム340は流出通路326から流れる流出流体からシールドされる。なお、この流出流体は高速状態下では乱流を生じさせ、ブースタ244の動作を不安定化させ得る。したがって、座リング360の設計はボリュームブースタ244の安定性を増加させる。
本出願のボリュームブースタ44および244は図1において示される単動ダイヤフラムアクチュエータシステムと組み合わせて用いられるものとして説明されてきたが、ボリュームブースタ44および244は図5において示される複動ピストンアクチュエータシステム500においても利用されることができることを理解すべきである。
複動ピストンアクチュエータ組立体500は、ピストンベースのアクチュエータ512、ポジショナ514、第1ボリュームブースタ516a、第2ボリュームブースタ516b、レギュレータ518、および制御器520を備える。様々な構成部品が複数の流体ラインを介して一緒に接続される。例えば、レギュレータ518は加圧された供給を供給ラインL1を介してポジショナ514とボリュームブースタ516aおよび516bとに提供する。制御器520から受け取られた電気信号に基づいて、ポジショナ514は空気信号を第1出力信号ラインL2’および第2出力信号ラインL2”を介してボリュームブースタ516aおよび516bのそれぞれに提供する。最後に、ボリュームブースタ516aおよび516bは2つの制御ラインL3’およびL3”を介して制御圧力をアクチュエータ512に伝達する。
アクチュエータ512はピストン515を収容する筐体513を備える。ピストン515は、ボリュームブースタ516aおよび516bから受け取られた圧力に基づいて筐体513内で移動可能である。例えば、第2ボリュームブースタ516bにより導入される圧力よりも高い圧力が第1ボリュームブースタ516aにより筐体513に導入されると、ピストン515は下方に移動する。ピストンが下方に移動すると、筐体513においてピストン515の下方に蓄えられた流体は第2ボリュームブースタ516bを通って流出する。その流体がボリュームブースタ516bを通って流出すると、流体は図2において示されたボリュームブースタ44を参照して上記で説明された「流出経路」に沿って流れる。図2において示されるボリュームブースタ44または図3において示される第2ボリュームブースタ244が第2ボリュームブースタ516bに代わって用いられたとしても、流出プロセスは同一である。
同様に、第1ボリュームブースタ516aにより導入される圧力よりも高い圧力が第2ボリュームブースタ516bにより筐体513に導入されると、ピストン515は上方に移動する。したがって、ピストンが上方に移動すると、筐体513においてピストン515の上方に蓄えられた流体は第1ボリュームブースタ516aを通って流出する。流体は、第2ボリュームブースタ516bを通って流出するのと同等の方法で、第1ボリュームブースタ516aを通って流出する。再び、図2において示されるボリュームブースタ44または図3において示される第2ボリュームブースタ244が第1ボリュームブースタ516aに代わって用いられたとしても、流出プロセスは同一である。
係る複動アクチュエータ組立体500は、ボリュームブースタ516aおよび516bの供給容量が流出容量よりもわずかに大きい場合に、すなわち流出抵抗が供給抵抗よりもわずかに大きい場合に、最適に動作する。これは、アクチュエータ512の筐体513が不断に陽圧に保たれた状態で好適に維持されるためである。なお、係る状態においてピストン515は「堅い」状態に保たれる。「堅い」ピストン515は、対応する制御バルブからのフィードバック等の外的要因からの影響に対してピストン515を保護することにより、アクチュエータ512の安定性を最適化する。供給容量および流出容量が相互に対して近すぎる値に設定されると、アクチュエータ512の筐体内の圧力はピストン515の各駆動時にわずかに減衰するであろう。低減された流出容量はこの減衰を打ち消す。
したがって、ボリュームブースタ516aおよび516bのそれぞれが図2において示されるボリュームブースタ44を備える場合、1つまたは複数の径方向通路144はプラグ161を用いて密閉されることができる。ボリュームブースタ516aおよび516bのそれぞれが図3において示されるボリュームブースタ244を備える場合、トリムカートリッジ368を適切な姿勢に調節することにより、流出容量を供給容量よりも低くすることができる。
したがって、本明細書において説明されるボリュームブースタ44および244においては、図2において示されるボリュームブースタ44であっても、または図3において示されるボリュームブースタ244であっても、同一のボリュームブースタが、性能を犠牲にすることなく、単動アクチュエータ組立体10(図1)または複動アクチュエータ組立体500(図6)において有利に用いられ得ることをさらに理解するべきである。様々な用途間における調節は、ボリュームブースタ44における制流器161を操作すること、例えば、1つまたは複数の制流器161を追加または除去することにより、またはボリュームブースタ244のトリムカートリッジ368を操作、例えば調節することにより、容易に行われる。
上記に鑑みて、本明細書において説明されるボリュームブースタ16および116は、本開示の原理を採用する流体制御装置の例に過ぎないことが理解されるべきである。他の流体制御装置も、添付の請求項および以下の態様の精神および範囲から逸脱することなく、本開示の構造および/または利点から恩恵を得ることができるであろう。
態様1:流入ポート、共通ポート、および排出ポートを備える本体と、前記流入ポートと前記共通ポートとの間で延長する供給経路と、前記共通ポートと前記排出ポートとの間で延長する流出経路と、前記本体内において前記流入ポートと前記共通ポートとの間の前記供給経路に沿って配置された供給ポートと、前記本体内において配置され、前記供給経路を閉止するために密閉状態で前記供給ポートに係合する閉止姿勢と前記供給経路を開放するために前記供給ポートから離間する開放姿勢との間で移動するよう適応された、制御要素と、前記共通ポートと前記排出ポートとの間の前記流出経路に沿って配置された流出ポートを画成するダイヤフラム組立体であって、前記流出経路を閉止するために前記流出ポートが密閉状態で前記制御要素に係合する閉止姿勢と前記流出経路を開放するために前記流出ポートが前記制御要素から離間する開放姿勢との間で移動するよう適応された、ダイヤフラム組立体と、前記流出ポートが前記制御要素から離間するとき前記流出経路に沿った流体の流れを制限するために前記本体内に配置された少なくとも1つの制流器であって、前記流出経路に対して複数の別個の流出容量を定めるために前記本体に対する複数の姿勢の間で選択的に操作可能である少なくとも1つの制流器と、を備える流体流れ制御装置。
態様2:前記ダイヤフラム組立体は前記流出経路に沿って配置された複数の径方向通路を有するマニホールドを備え、前記少なくとも1つの制流器は前記マニホールドにおける前記複数の径方向通路のうちの少なくとも1つにおいて着脱可能に配置された少なくとも1つのプラグを備える、態様1に記載の装置。
態様3:前記少なくとも1つの制流器は、前記本体内において前記流出経路に沿って配置され且つ前記複数の別個の流出容量を定めるために複数の姿勢の間で移動可能であるトリムカートリッジを備える、態様1から態様2のうちのいずれか1つに記載の装置。
態様4:前記トリムカートリッジは前記複数の別個の流出容量を定めるために複数の姿勢の間で回転可能である、態様1から態様3のうちのいずれか1つに記載の装置。
態様5:前記トリムカートリッジは、前記本体により担持される異なる寸法の複数の流出伝達通路に流体連通する異なる寸法の複数の流出入口通路を備え、それにより前記トリムカートリッジの前記複数の姿勢のそれぞれに対する前記流出容量は、前記トリムカートリッジにおける前記複数の流出入口通路と前記本体により担持される前記複数の流出伝達通路との間の特定の位置合わせに依存する、態様1から態様4のいずれか1つに記載の装置。
態様6:前記トリムカートリッジにおける前記複数の流出入口通路のそれぞれは円筒形ボアを備える、態様1から態様5のいずれか1つに記載の装置。
態様7:前記トリムカートリッジにおける前記複数の流出入口通路の半分は第1直径を備え、前記複数の流出入口通路の半分は前記第1直径とは異なる第2直径を有する、態様1から態様6のいずれか1つに記載の装置。
態様8:前記本体により担持される前記複数の流出伝達通路の半分は第3直径を備え、前記複数の流出伝達通路の半分は前記第3直径とは異なる第4直径を有する、態様1から態様7のいずれか1つに記載の装置。
態様9:前記制流器の前記姿勢を示す指標をさらに備える、態様1から態様8のいずれか1つに記載の装置。
態様10:流入ポート、共通ポート、および排出ポートを備える本体と、前記流入ポートと前記共通ポートとの間で延長する供給経路と、前記共通ポートと前記排出ポートとの間で延長する流出経路と、前記本体内において前記流入ポートと前記共通ポートとの間の前記供給経路に沿って配置された供給ポートと、前記本体内において配置され、前記供給経路を閉止するために密閉状態で前記供給ポートに係合する閉止姿勢と前記供給経路を開放するために前記供給ポートから離間する開放姿勢との間で移動するよう適応された、制御要素と、前記本体内に配置されたトリムカートリッジであって、前記流出ポートが前記制御要素から離間するときに流体の流れを前記流出経路に沿って誘導するために複数の流出入口通路を画成し、前記流出経路に対して複数の別個の流出容量を定めるために前記本体内において複数の姿勢の間で回転可能である、トリムカートリッジと、を備える流体流れ制御装置。
態様11:前記トリムカートリッジにおける前記複数の流出入口通路のそれぞれは円筒形ボアを備える、態様10に記載の装置。
態様12:前記トリムカートリッジにおける前記複数の流出入口通路は寸法が異なる、態様10から態様11のいずれか1つに記載の装置。
態様13:前記本体内に配置され且つ前記複数の流出入口通路に流体連通する異なる寸法の複数の流出伝達通路をさらに備え、それにより前記トリムカートリッジの前記複数の姿勢のそれぞれに対する前記流出容量は前記トリムカートリッジにおける前記複数の流出入口通路と前記複数の流出伝達通路との間の特定の位置合わせに依存する、態様10から態様12のいずれか1つに記載の装置。
態様14:前記複数の流出入口通路の半分は第1直径を備え、前記複数の流出入口通路の半分は前記第1直径とは異なる第2直径を有する、態様10から態様13のいずれか1つに記載の装置。
態様15:前記複数の流出伝達通路の半分は第3直径を備え、前記複数の流出伝達通路の半分は前記第3直径とは異なる第4直径を有する、態様10から態様14のいずれか1つに記載の装置。
態様16:前記本体内における前記トリムカートリッジの前記姿勢を示す指標をさらに備える、態様10から態様15のいずれか1つに記載の装置。
態様17:前記共通ポートと前記排出ポートとの間の前記流出経路に沿って配置された流出ポートを画成するダイヤフラム組立体であって、前記流出経路を閉止するために前記流出ポートが密閉状態で前記制御要素に係合する閉止姿勢と前記流出経路を開放するために前記流出ポートが前記制御要素から離間する開放姿勢との間で移動するよう適応された、ダイヤフラム組立体をさらに備える、態様10から態様16のいずれか1つに記載の装置。
態様18:流入ポート、共通ポート、および排出ポートを備える本体と、前記本体内において配置され且つ前記共通ポートと前記排出ポートとの間に流体連通を提供する複数の流出伝達通路と、前記流入ポートと前記共通ポートとの間で延長する供給経路と、前記共通ポートと前記排出ポートとの間の前記複数の流出伝達通路に沿って延長する流出経路と、前記本体内で回転可能に配置され且つ複数の流出通路を画成するトリムカートリッジであって、前記トリムカートリッジにおける前記複数の流出通路のそれぞれは前記複数の流出伝達通路のうちの1つと流体連通する、トリムカートリッジと、を備え、前記複数の流出伝達通路および流出入口通路は、前記流出流路の前記流出容量が、前記トリムカートリッジを前記本体に対して複数の姿勢の間で回転させることにより、複数の別個の流出容量の間で調節されることができるよう、寸法が異なる、流体流れ制御装置。
態様19:前記複数の流出伝達通路および流出入口通路のそれぞれは円筒形ボアを備える、態様18に記載の装置。
態様20:前記トリムカートリッジにおける前記複数の流出入口通路の半分は第1直径を備え、前記複数の流出入口通路の半分は前記第1直径とは異なる第2直径を有する、態様18から態様19のいずれか1つに記載の装置。
態様21:前記本体における前記複数の流出伝達通路の半分は第3直径を備え、前記複数の流出伝達通路の半分は前記第3直径とは異なる第4直径を有する、態様18から態様20のいずれか1つに記載の装置。
態様22:前記本体に対する前記トリムカートリッジの前記姿勢を示す指標をさらに備える、態様18から態様21のいずれか1つに記載の装置。
態様23:前記本体内において前記流入ポートと前記共通ポートとの間の前記供給経路に沿って配置された供給ポートと、前記本体内において配置され、前記供給経路を閉止するために密閉状態で前記供給ポートに係合する閉止姿勢と前記供給経路を開放するために前記供給ポートから離間する開放姿勢との間で移動するよう適応された、制御要素と、をさらに備える、態様18から態様22のいずれか1つに記載の装置。
態様24:前記共通ポートと前記排出ポートとの間の前記流出経路に沿って配置された流出ポートを画成するダイヤフラム組立体であって、前記流出経路を閉止するために前記流出ポートが密閉状態で前記制御要素に係合する閉止姿勢と前記流出経路を開放するために前記流出ポートが前記制御要素から離間する開放姿勢との間で移動するよう適応された、ダイヤフラム組立体をさらに備える、態様18から態様23のいずれか1つに記載の装置。
態様25:流入ポート、共通ポート、および排出ポートを備える本体と、前記流入ポートと前記共通ポートとの間で延長する供給経路と、前記共通ポートと前記排出ポートとの間で延長する流出経路と、前記本体内において前記流入ポートと前記共通ポートとの間の前記供給経路に沿って配置された供給ポートと、前記本体内において配置され、前記供給経路を閉止するために密閉状態で前記供給ポートに係合する閉止姿勢と前記供給経路を開放するために前記供給ポートから離間する開放姿勢との間で移動するよう適応された、制御要素と、マニホールドおよびダイヤフラムを備えるダイヤフラム組立体であって、前記マニホールドは、複数の径方向通路と前記共通ポートおよび前記排出ポートの間の前記流出経路に沿って配置された流出ポートとを有し、前記流出経路を閉止するために前記流出ポートが前記制御要素に密閉状態で係合する閉止姿勢と前記流出経路を開放するために前記流出ポートが前記制御要素から離間する開放姿勢との間で移動するよう適用された、ダイヤフラム組立体と、前記流出経路の流体流れ容量を低減するために前記マニホールドにおける前記複数の径方向通路のうちの少なくとも1つにおいて選択的および着脱可能に配置されるよう適用された少なくとも1つのプラグと、を備える流体流れ制御装置。

Claims (25)

  1. 流入ポート、共通ポート、および排出ポートを備える本体と、
    前記流入ポートと前記共通ポートとの間で延長する供給経路と、
    前記共通ポートと前記排出ポートとの間で延長する流出経路と、
    前記本体内において前記流入ポートと前記共通ポートとの間の前記供給経路に沿って配置された供給ポートと、
    前記本体内において配置され、前記供給経路を閉止するために密閉状態で前記供給ポートに係合する閉止姿勢と前記供給経路を開放するために前記供給ポートから離間する開放姿勢との間で移動するよう適応された、制御要素と、
    前記共通ポートと前記排出ポートとの間の前記流出経路に沿って配置された流出ポートを画成するダイヤフラム組立体であって、前記流出経路を閉止するために前記流出ポートが密閉状態で前記制御要素に係合する閉止姿勢と前記流出経路を開放するために前記流出ポートが前記制御要素から離間する開放姿勢との間で移動するよう適応された、ダイヤフラム組立体と、
    前記流出ポートが前記制御要素から離間するとき前記流出経路に沿った流体の流れを制限するために前記本体内に配置された少なくとも1つの制流器であって、前記流出経路に対して複数の別個の流出容量を定めるために前記本体に対する複数の姿勢の間で選択的に操作可能である少なくとも1つの制流器と、
    を備える流体流れ制御装置。
  2. 前記ダイヤフラム組立体は前記流出経路に沿って配置された複数の径方向通路を有するマニホールドを備え、前記少なくとも1つの制流器は前記マニホールドにおける前記複数の径方向通路のうちの少なくとも1つにおいて着脱可能に配置された少なくとも1つのプラグを備える、請求項1に記載の装置。
  3. 前記少なくとも1つの制流器は、前記本体内において前記流出経路に沿って配置され且つ前記複数の別個の流出容量を定めるために複数の姿勢の間で移動可能であるトリムカートリッジを備える、請求項1から請求項2のうちのいずれか1つに記載の装置。
  4. 前記トリムカートリッジは前記複数の別個の流出容量を定めるために複数の姿勢の間で回転可能である、請求項1から請求項3のうちのいずれか1つに記載の装置。
  5. 前記トリムカートリッジは、前記本体により担持される異なる寸法の複数の流出伝達通路に流体連通する異なる寸法の複数の流出入口通路を備え、それにより前記トリムカートリッジの前記複数の姿勢のそれぞれに対する前記流出容量は、前記トリムカートリッジにおける前記複数の流出入口通路と前記本体により担持される前記複数の流出伝達通路との間の特定の位置合わせに依存する、請求項1から請求項4のいずれか1つに記載の装置。
  6. 前記トリムカートリッジにおける前記複数の流出入口通路のそれぞれは円筒形ボアを備える、請求項1から請求項5のいずれか1つに記載の装置。
  7. 前記トリムカートリッジにおける前記複数の流出入口通路の半分は第1直径を備え、前記複数の流出入口通路の半分は前記第1直径とは異なる第2直径を有する、請求項1から請求項6のいずれか1つに記載の装置。
  8. 前記本体により担持される前記複数の流出伝達通路の半分は第3直径を備え、前記複数の流出伝達通路の半分は前記第3直径とは異なる第4直径を有する、請求項1から請求項7のいずれか1つに記載の装置。
  9. 前記制流器の前記姿勢を示す指標をさらに備える、請求項1から請求項8のいずれか1つに記載の装置。
  10. 流入ポート、共通ポート、および排出ポートを備える本体と、
    前記流入ポートと前記共通ポートとの間で延長する供給経路と、
    前記共通ポートと前記排出ポートとの間で延長する流出経路と、
    前記本体内において前記流入ポートと前記共通ポートとの間の前記供給経路に沿って配置された供給ポートと、
    前記本体内において配置され、前記供給経路を閉止するために密閉状態で前記供給ポートに係合する閉止姿勢と前記供給経路を開放するために前記供給ポートから離間する開放姿勢との間で移動するよう適応された、制御要素と、
    前記本体内に配置されたトリムカートリッジであって、前記流出ポートが前記制御要素から離間するときに流体の流れを前記流出経路に沿って誘導するために複数の流出入口通路を画成し、前記流出経路に対して複数の別個の流出容量を定めるために前記本体内において複数の姿勢の間で回転可能である、トリムカートリッジと、
    を備える流体流れ制御装置。
  11. 前記トリムカートリッジにおける前記複数の流出入口通路のそれぞれは円筒形ボアを備える、請求項10に記載の装置。
  12. 前記トリムカートリッジにおける前記複数の流出入口通路は寸法が異なる、請求項10から請求項11のいずれか1つに記載の装置。
  13. 前記本体内に配置され且つ前記複数の流出入口通路に流体連通する異なる寸法の複数の流出伝達通路をさらに備え、それにより前記トリムカートリッジの前記複数の姿勢のそれぞれに対する前記流出容量は前記トリムカートリッジにおける前記複数の流出入口通路と前記複数の流出伝達通路との間の特定の位置合わせに依存する、請求項10から請求項12のいずれか1つに記載の装置。
  14. 前記複数の流出入口通路の半分は第1直径を備え、前記複数の流出入口通路の半分は前記第1直径とは異なる第2直径を有する、請求項10から請求項13のいずれか1つに記載の装置。
  15. 前記複数の流出伝達通路の半分は第3直径を備え、前記複数の流出伝達通路の半分は前記第3直径とは異なる第4直径を有する、請求項10から請求項14のいずれか1つに記載の装置。
  16. 前記本体内における前記トリムカートリッジの前記姿勢を示す指標をさらに備える、請求項10から請求項15のいずれか1つに記載の装置。
  17. 前記共通ポートと前記排出ポートとの間の前記流出経路に沿って配置された流出ポートを画成するダイヤフラム組立体であって、前記流出経路を閉止するために前記流出ポートが密閉状態で前記制御要素に係合する閉止姿勢と前記流出経路を開放するために前記流出ポートが前記制御要素から離間する開放姿勢との間で移動するよう適応された、ダイヤフラム組立体をさらに備える、請求項10から請求項16のいずれか1つに記載の装置。
  18. 流入ポート、共通ポート、および排出ポートを備える本体と、
    前記本体内において配置され且つ前記共通ポートと前記排出ポートとの間に流体連通を提供する複数の流出伝達通路と、
    前記流入ポートと前記共通ポートとの間で延長する供給経路と、
    前記共通ポートと前記排出ポートとの間の前記複数の流出伝達通路に沿って延長する流出経路と、
    前記本体内で回転可能に配置され且つ複数の流出通路を画成するトリムカートリッジであって、前記トリムカートリッジにおける前記複数の流出通路のそれぞれは前記複数の流出伝達通路のうちの1つと流体連通する、トリムカートリッジと、
    を備え、
    前記複数の流出伝達通路および流出入口通路は、前記流出流路の前記流出容量が、前記トリムカートリッジを前記本体に対して複数の姿勢の間で回転させることにより、複数の別個の流出容量の間で調節されることができるよう、寸法が異なる、
    流体流れ制御装置。
  19. 前記複数の流出伝達通路および流出入口通路のそれぞれは円筒形ボアを備える、請求項18に記載の装置。
  20. 前記トリムカートリッジにおける前記複数の流出入口通路の半分は第1直径を備え、前記複数の流出入口通路の半分は前記第1直径とは異なる第2直径を有する、請求項18から請求項19のいずれか1つに記載の装置。
  21. 前記本体における前記複数の流出伝達通路の半分は第3直径を備え、前記複数の流出伝達通路の半分は前記第3直径とは異なる第4直径を有する、請求項18から請求項20のいずれか1つに記載の装置。
  22. 前記本体に対する前記トリムカートリッジの前記姿勢を示す指標をさらに備える、請求項18から請求項21のいずれか1つに記載の装置。
  23. 前記本体内において前記流入ポートと前記共通ポートとの間の前記供給経路に沿って配置された供給ポートと、
    前記本体内において配置され、前記供給経路を閉止するために密閉状態で前記供給ポートに係合する閉止姿勢と前記供給経路を開放するために前記供給ポートから離間する開放姿勢との間で移動するよう適応された、制御要素と、
    をさらに備える、請求項18から請求項22のいずれか1つに記載の装置。
  24. 前記共通ポートと前記排出ポートとの間の前記流出経路に沿って配置された流出ポートを画成するダイヤフラム組立体であって、前記流出経路を閉止するために前記流出ポートが密閉状態で前記制御要素に係合する閉止姿勢と前記流出経路を開放するために前記流出ポートが前記制御要素から離間する開放姿勢との間で移動するよう適応された、ダイヤフラム組立体をさらに備える、請求項18から請求項23のいずれか1つに記載の装置。
  25. 流入ポート、共通ポート、および排出ポートを備える本体と、
    前記流入ポートと前記共通ポートとの間で延長する供給経路と、
    前記共通ポートと前記排出ポートとの間で延長する流出経路と、
    前記本体内において前記流入ポートと前記共通ポートとの間の前記供給経路に沿って配置された供給ポートと、
    前記本体内において配置され、前記供給経路を閉止するために密閉状態で前記供給ポートに係合する閉止姿勢と前記供給経路を開放するために前記供給ポートから離間する開放姿勢との間で移動するよう適応された、制御要素と、
    マニホールドおよびダイヤフラムを備えるダイヤフラム組立体であって、前記マニホールドは、複数の径方向通路と前記共通ポートおよび前記排出ポートの間の前記流出経路に沿って配置された流出ポートとを有し、前記流出経路を閉止するために前記流出ポートが前記制御要素に密閉状態で係合する閉止姿勢と前記流出経路を開放するために前記流出ポートが前記制御要素から離間する開放姿勢との間で移動するよう適用された、ダイヤフラム組立体と、
    前記流出経路の流体流れ容量を低減するために前記マニホールドにおける前記複数の径方向通路のうちの少なくとも1つにおいて選択的および着脱可能に配置されるよう適用された少なくとも1つのプラグと、
    を備える流体流れ制御装置。
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