JP2014527605A - 複数の流体流動制御部材を有する流体弁 - Google Patents

Abstract

弁トリム装置は、流体弁（３００）の第１の通路（３１０）を通る流体流動を制御する第１の弁トリム装置（３２０）と、流体弁（３００）の第２の通路（３１２）を通る流体流動を制御する第２の弁トリム装置（３２２）とを含む。第１の通路（３１０）は、第２の通路（３１２）とは異なり、第１の弁トリム装置（３２０）は、第２の弁トリム装置（３２２）の第２の弁軸（３３２）を摺動可能に受容する第１の弁軸（３２６）を含む。【選択図】 図３

Description

本特許は、流体弁に関し、より具体的には、複数の流体流動制御部材を有する流体弁に
する。

過程制御システムは、過程パラメータを制御する様々なフィールドデバイスを使用する。例えば、集束用途（すなわち、２つの入口のうちの１つからの流体流動を共通の出口へ導くこと）または分流用途（すなわち、共通の入口からの流体流動を２つ出口のうちの１つへ導くこと）での使用のために、三方流体弁が用いられる場合がある。三方弁は典型的に、流体弁の第１のポートと第２のポートとの間の第１の流体流動通路と、流体弁の第１のポートと第３のポートとの間の第２の流体流動通路とを画定する弁体を含む。それぞれの第１および第２の流体流動通路を通る流体流動を制御するために、三方弁は典型的に、第１の通路の第１の弁座および第２の通路の第２の弁座に対して移動する流動制御部材を用いる。

しかしながら、三方弁では、弁栓は、一度に弁座のうちの１つのみと封止係合することができる。換言すれば、流動制御部材は、同時に両方の通路を通る流体流動を防止または制限するように第１および第２の弁座と同時に係合することができない。結果として、同時に流体弁のすべてのポートを通る流体流動を防止する追加の上流および／または下流の流体流動制御デバイスが必要である。

例示的な弁トリム装置は、流体弁の第１の通路を通る流体流動を制御する第１の弁トリム装置と、流体弁の第２の通路を通る流体流動を制御する第２の弁トリム装置とを含む。第１の通路は、第２の通路とは異なり、第１の弁トリム装置は、第２の弁トリム装置の第２の弁軸を摺動可能に受容する第１の弁軸を含む。

例示的な流体弁は、第１のポートと第２のポートとの間の第１の通路と、第１のポートと第３のポートとの間の第２の通路とを画定する弁体を含む。第１の流動制御部材が、第１の通路を通る流体流動を制御するように第１の通路内に配設され、第２の流動制御部材が、第２の通路を通る流体流動を制御するように第２の通路内に配設される。第２の流動制御部材は、第１の流動制御部材に摺動可能に結合される。

分流用途で使用するための既知の三方弁を示す。 集束用途で使用するための別の既知の三方弁を示す。 分流用途で使用するための本明細書に記載される例示的な三方弁の一例を示す。 図３の例示的な三方弁の弁トリム装置の断面図を示す。 集束用途で使用するための本明細書に記載される例示的な三方弁の一例を示す。 閉鎖位置で示される本明細書に記載される三方弁の別の例を示す。 第１の位置で示される本明細書に記載される三方弁の別の例を示す。 第２の位置における図７の例示的な三方弁を示す。 第３の位置における図７の例示的な三方弁を示す。

本明細書に記載される例は、複数の流体流動制御部材（例えば、弁栓）または弁トリム装置を有する流体弁に関する。より具体的には、本明細書に記載される流体流動制御部材は、流体弁の複数のオリフィスおよび／または通路を通る流体流動を制御する。特に、本明細書に記載される例示的な流体流動制御部材は、それぞれの流体流動通路を通る流体流動を独立して制御することができる。このように、本明細書に記載される例示的な流動制御部材は、同時に流体弁のそれぞれの流体流動通路のすべて（例えば、流体弁の閉鎖位置）を通る流体流動を防止または制限するようにそれぞれの弁座と封止係合するように同時に位置決めされてもよい。結果として、同時にすべての通路を通る流体流動を防止または制限する追加の遮断弁または流動制御でデバイスが、流体弁の通路から上流および／または下流で必要とされることはない。それに対して、例えば、従来の三方流体弁は、一度に通路のうちの１つのみを通る流体流動のみを防止または制限することができる。

本明細書に記載される第１の流動制御部材を、本明細書に記載される第２の流動制御部材とは独立して、かつそれに対して移動させるために、本明細書に記載される例は、第２の弁トリム装置に対して摺動可能に結合される第１の弁トリム装置を含むことができる。例えば、本明細書に記載される第１の弁トリム装置は、第１の弁軸を介して第１のアクチュエータに動作可能に結合される第１の制御部材を有してもよく、本明細書に記載される第２の弁トリム装置は、第１の弁軸が第２の弁軸に摺動可能に結合される、第２の弁軸を介して第２のアクチュエータに動作可能に結合される第２の流動制御部材を有してもよい。特に、第１の弁軸は、第２の弁軸が第１の弁軸に対して、それを通って、またはその中に摺動し、かつ第１の弁軸が第２の弁軸に対して、その周りを、またはその上で摺動するように、第２の弁軸を摺動可能に受容する開孔を含んでもよい。いくつかの例では、本明細書に記載される第１の弁軸は、棒状構造を有する第２の弁軸を摺動可能に受容するスリーブ状構造を提供してもよい。

加えて、アクチュエータのそれぞれが第２の弁軸から独立して第１の弁軸を移動させ得るため、第１の流動制御部材は、第２の弁座に対する第２の流動制御部材の位置によって提供される第２の流体流動開口部または第２の通路を通る流量から独立して変動する第１の流体流動開口部または第１の通路を通る流量を提供するように第１の弁座に対して位置決めされてもよい。

図１は、既知の三方流体弁１００を示す。流体弁１００は、第１のポートまたは入口１１０と第２のポートまたは出口１１２との間の弁体１０８の第１の流体通路１０６を通る流体流動を制御するように第１の弁座１０４に対して移動する第１の側１０２ａを有する弁栓１０２（例えば、二重弁栓）を含む。弁栓１０２は、第１のポート１１０と第３のポートまたは出口１１８との間の弁体１０８の第２の流体通路１１６を通る流体流動を制御するように第２の弁座１１４に対して移動する第２の側１０２ｂを有する。

動作中、アクチュエータ（図示せず）は、第１の弁座１０４および第２の弁座１１４に対して弁栓１０２を移動させる。例えば、アクチュエータのゼロパーセントのストローク長の位置では、弁栓１０２は、第１の通路１０６を通る流体流動を制限するように第１の弁座１０４と封止係合し、弁栓１０２は、第２の通路１１６を通る流体流動を可能にするように第２の弁座１１４に対して完全に開放位置にある。アクチュエータの１００パーセントのストローク長の位置では、弁栓１０２は、第１の通路１０６を通る流体流動を可能にするように第１の弁座１０４に対して完全に開放位置にあり、第２の通路１１６を通る流体流動を制限するように第２の弁座１１４と封止係合する。

したがって、弁栓１０２は、同時かまたは特定の場合に流体流動通路１０６または１１６のうちの１つのみを通る流体流動を防止または制限するように弁座１０４、１１４のうちの１つとのみ封止係合することができる。

同時に流体流動通路１０６および１１６の両方を通る流体流動を防止または制限するために、１つ以上の遮断弁または流動制御デバイス１２０、１２２、および／または１２４が、それぞれの流体ポート１１０、１１２、および／または１１８から上流および／または下流に流体的に結合される。このように、例えば、弁栓１０２が第１の弁座１０４と封止係合するとき、ポート１１０の上流の遮断弁１２０および／またはポート１１８の下流の遮断弁１２４は、弁栓１０２が第１の弁座１０４と封止係合しているときに第２の通路１１６を通る流体流動を防止するように、閉鎖位置に移動されてもよい。このような追加の流動制御デバイス１２０、１２２、１２４は、製造費用を増加させ、および／または過程システムの複雑化および設計を増大させる。

加えてまたはあるいは、弁栓１０２の位置が第１の弁座１０４に対して２５パーセントのストローク長の位置に移動されると、弁栓１０２はまた、ゼロパーセントのストロークのアクチュエータの位置が弁栓１０２を第１の弁栓１０４に対して閉鎖位置に、かつ第２の弁座１１４に対して完全に開放位置に移動させることを条件として、第２の弁座１１４に対して７５パーセントのストローク長の位置に位置決めされる。したがって、流体流動開口部または第１の通路１０６を通る流量は、流体流動開口部または第２の通路１１６を通る流量に対して逆に変動する。

図１の既知の弁１００は、共通の入口１１０から出口１１２、１１８のうちの１つまたは両方へ流体流動を導く流動分流流体弁として使用するために構成される。しかしながら、他の例では、既知の流体弁は、それぞれの入口２０２、２０４から共通出口２０６へ流体流動を混合および集束するために図２に示されるように、流動集束流体弁２００として構成されてもよい。図１の弁１００のように、追加の流動制御デバイス１２０、１２２、１２４はまた、同時に両入口２０２、２０４と出口２０６との間の流体弁２００を通る流体流動を防止または制限するように図２の流体弁２００とともに使用されてもよい。

図３は、分流用途に使用され得る本明細書に記載される例示的な三方流体弁３００を示す。特に、例示的な流体弁３００は、流体弁３００を通るすべての流体流動を防止または制限するように同時遮断を可能にする。

図３の流体弁３００は、第１のポート３０４、第２のポート３０６、および第３のポート３０８を有する弁体３０２を含む。弁体３０２は、第１のポート３０４と第２のポート３０６との間の第１の流体流路または通路３１０と、第１のポート３０４と第３のポート３０８との間の第２の流体流路または通路３１２とを画定する。例えば、図示されるように、第１のポート３０４は、配管３１４を介して上流の流体源に流体的に結合される入口であってもよく、第２のポート３０６および第３のポート３０８は、それぞれの配管３１６および３１８を介して下流の流体源に流体的に結合される出口ポートであってもよい。

図１の流体弁１００とは異なって、図３の例示的な流体弁３００は、第１の通路３１０を通る流体流動を制御する第１の弁トリム装置またはアセンブリ３２０と、第２の通路３１２を通る流体流動を制御する第２の弁トリム装置またはアセンブリ３２２とを含む。特に、第１の弁トリム装置３２０は、弁トリム装置３２０および３２２が互いに対して摺動することを可能にするように第２の弁トリム装置３２２に対して摺動可能に結合される。図示されるように、第１の弁トリム装置３２０は、第２の弁トリム装置３２２に対して摺動し、第２の弁トリム装置３２２は、第１の弁トリム装置３２０に対して摺動する。加えてまたはあるいは、以下により詳細に記載されるように、第１の弁トリム装置３２０および第２の弁トリム装置３２２は、互いに対して独立して移動され得る。

図３の図解された例では、第１の弁トリム装置３２０は、第１の流動制御部材３２４（例えば、弁栓）と、第１または外側弁軸３２６と、第１の弁座３２８とを含む。第２の弁トリム装置３２２は、第２の流動制御部材３３０（例えば、弁栓）と、第２または内側弁軸３３２と、第２の弁座３３４とを含む。図３に示されるように、第１の流動制御部材３２４（例えば、弁栓）は、第２の流動制御部材３３０を摺動可能に受容する。より具体的には、第１の弁軸３２６は、棒状構造である第２の弁軸３３２を摺動可能に受容するスリーブ状構造である。

第１の弁座３２８は、第１の通路３１０の第１のオリフィス３３６を画定するように第１の通路３１０内に配設され、第２の弁座３３４は、第２の通路３１２の第２のオリフィス３３８を画定するように第２の通路３１２内に配設される。動作中、第１の流動制御部材３２４は、第１の通路３１０を通る流体流動を制御または調節するように第１の弁座３２８に対して移動し、第２の流動制御部材３３０は、第２の通路３１２を通る流体流動を制御または調節するように第２の弁座３３４に対して移動する。特に、以下により詳細に記載されるように、第１の流動制御部材３２４は、第２の流動制御部材３３０に対して独立して移動する。

図解された例の第１の弁トリム装置３２０はまた、第１の弁軸３２６を介して環境への流体漏出を防止する第１の封止またはパッキンシステム３４０を含む。同様に、図解された例の第２の弁トリム装置３２２は、第２の弁軸３３２を介して環境への流体漏出を防止する第２の封止またはパッキンシステム３４２を含む。

図４は、図３の例示的な弁トリム装置３２０および３２２の断面図を示す。図４に示されるように、第１の弁軸３２６は、流体弁３００の弁帽４０６の開口部４０４と摺動可能に係合する外表面４０２を有する。第１のパッキンシステム３４０（例えば、常時付勢（ｌｉｖｅ−ｌｏａｄｅｄ）パッキン）は、開口部４０４に隣接する弁帽４０６の空洞４１０内に配設されるパッキンまたは封止４０８（例えば、黒鉛リング、ＰＴＦＥリングなど）を含む。パッキン保持具またはフォロア４１２は、空洞４１０内のパッキン４０８を保持する。パッキンシステム３４２は、第１の弁軸３２６に沿った、および弁帽４０６の開口部４０４を介した環境への流体漏出を防止または制限するように、第１の弁軸３２６の外表面または直径および開口部４０４の内表面または直径を封止する。

第１の流動制御部材３２４は、第１の弁軸３２６の第１の端部４１４ａに結合される。加えて、第１の弁軸３２６および第１の流動制御部材３２４は、第２の弁軸３３２を摺動可能に受容するそれぞれの開孔４１６および４１８を有する。例えば、それぞれの弁軸３３２および第１の流動制御部材３２４の開孔４１６および４１８のそれぞれは、第２の弁軸３３２の外表面または直径４２０を受容するようにサイズ決めされる（例えば、それより小さい）開口部または直径を有する。このように、第２の弁軸３３２は、第１の弁軸３２６および第１の流動制御部材３２４に対して、その中に、またはそれを通って摺動する。図４に示されるように、第１の弁軸３２６の開孔４１６は、第１の端部４１４ａに隣接し、第１の流動制御部材３２４の開孔４１８と同軸方向に整列される。

第１の弁軸３２６はまた、第２のパッキンシステム３４２を受容するように第１の弁軸３２６の第２の端部４１４ｂに隣接する空洞４２２を含む。第２のパッキンシステム３４２（例えば、常時付勢パッキン）は、第１の弁軸３２６の空洞４２２内に配設されるパッキンまたは封止４２４（例えば、黒鉛リング、ＰＴＦＥリングなど）を含む。パッキン保持具またはフォロア４２６は、空洞４２２内のパッキン４２４を保持する。図解された例では、パッキンシステム３４２は、第２の弁軸３３２の外表面４２０と摺動可能に係合するようにサイズ決めされる内側開口部または直径を含み、空洞４２２の内側開口部または直径４３０と適合するようにサイズ決めされる外表面または直径を含む。第２のパッキンシステム３４２は、第２の弁軸３３２に沿った、および弁帽４０６ならびに第１の弁軸３２６および第１の流動制御部材３２４のそれぞれの開孔４１６および４１８を介して環境への流体漏出を防止または制限するように、第２の弁軸３３２の外表面および第１の弁軸３３０の内表面または直径を封止する。

したがって、第１の弁軸３２６は、弁帽４０６の開口部４０４およびパッキンシステム３４０に対して移動または摺動し、第２の弁軸３３２は、パッキンシステム３４２ならびに第１の弁軸３２６および第１の流動制御部材３２４の開孔４１６および４１８に対して移動または摺動する。

図３および４の例では、弁軸３２６および３３２は、円筒形状のプロファイルまたは円形の断面形状を有する。しかしながら、他の例では、弁軸３２６および３３２は、正方形のプロファイルもしくは断面形状、長方形のプロファイルもしくは断面形状、または任意の他の好適なプロファイル（複数可）および／または断面形状（複数可）を有してもよい。

図３の例示的な流体弁３００は、共通の入口３０４から出口３０６、３０８のうちの１つ（または両方）へ流体流動を導く流動分流流体弁として使用するために構成される。しかしながら、他の例では、本明細書に記載される例示的な弁トリム装置３２０および３２２は、図５に示されるように２つのそれぞれの入口５０２、５０４から共通の出口５０６に流体流動を混合するための集束用途で使用するために例示的な三方流体弁５００で用いられてもよい。

図６は、本明細書に記載される例示的な流体制御弁アセンブリ６００を示す。流体制御弁アセンブリ６００は、弁帽６０６を介して流体弁６０４に結合されるアクチュエータ６０２（例えば、空気圧アクチュエータ、油圧アクチュエータなど）を含む。流体弁６０４は、第１のポート６１２と第２のポート６１４との間の第１の流体流路または通路６１０と、第１のポート６１２と第３のポート６１８との間の第２の流体流路または通路６１６とを画定する弁体６０８を有する。例示的な流体弁６０４は、第１の弁トリム装置６２０と、第２の弁トリム装置６２２とを含む。より具体的には、弁トリム装置６２０および６２２は、第１の弁トリム装置６２０が第２の弁トリム装置６２２に対して摺動することを可能にするように互いに摺動可能に結合される。

第１の弁トリム装置６２０は、第１の弁軸６２６（例えば、スリーブ）に結合される流動制御部材６２４（例えば、弁栓）を含み、第２の弁トリム装置６２２は、第２の弁軸６３０（例えば、棒）に結合される第２の流動制御部材６２８（例えば、弁栓）を含む。より具体的には、第１の弁軸６２６および第１の流動制御部材６２４は、第２の弁軸６３０を摺動可能に受容する。図示されないが、図６の弁トリム装置６２０および６２２のそれぞれは、第１の弁軸６２６および第２の弁軸６２８の外表面を介して環境への流体漏出を防止する封止またはパッキンシステム（例えば、図３のパッキンシステム３４０および３４２と類似）を用いる。

第１の流動制御部材６２４は、第１の通路６１０を通る流体流動を制御または調節するように第１の通路６１０内に配設される第１の封止または弁座６３６に対して移動し、第２の流動制御部材６２８は、第２の通路６１２を通る流体流動を制御または調節するように第２の通路６１２内に配設される第２の封止または弁座６３８に対して移動する。

特に、第１の流動制御部材６２４は、第１の通路６１０を通る流体流動を制限または防止するように第１の通路６１０の弁座６３６と封止係合し、第１の通路６１０を通る流体流動を可能にするように弁座６３６から離れる。同様に、第２の流動制御部材６２８は、第２の通路６１６を通る流体流動を制限または防止するように第２の通路６１６の弁座６３８と封止係合し、第２の通路６１６を通る流体流動を可能にするように弁座６３８から離れる。

図解された例では、アクチュエータ６０２は、互いに独立してそれぞれの弁座６３６および６３８に対して第１の流動制御部材６２４および第２の流動制御部材６２８を移動させる。図６に示されるアクチュエータ６０２は、第１の弁軸６２６を介して第１の流動制御部材６２４に動作可能に結合される第１の圧力センサ６４０と、第２の弁軸６３０を介して第２の流動制御部材６２８に動作可能に結合される第２の圧力センサ６４２とを含む。図解された例では、アクチュエータ６０２の圧力センサ６４０および６４２は、ピストン６４４および６４６としてそれぞれ示される。しかしながら、他の例では、圧力センサ６４０および６４２は、ダイヤフラムまたは任意の他の好適な圧力センタ（複数可）であってもよい。

第１のピストン６４４は、第１の制御チャンバ６４８ａと、第２の制御チャンバ６４８ｂとを画定するように第１のアクチュエータチャンバ６４８内に配設される。同様に、第２のピストン６４６は、第３の制御チャンバ６５０ａと、第４の制御チャンバ６５０ｂとを画定するように第２のアクチュエータチャンバ６５０内に配設される。アクチュエータチャンバ６４８および６５０は、アクチュエータ６０２のハウジングまたはケーシングと一体に形成される。

アクチュエータ６０２はまた、第１の弁軸６２６および第１のピストン６４４を動作可能に結合するアクチュエータ軸６５２を含む。図示されるように、アクチュエータ軸６５２は、ピストン６４４と一体に形成されてもよく、および／または第１の端部６５２ａで締結具、溶接などを介してピストン６４４に結合されてもよい。アクチュエータ軸６５２の第２の端部６５２ｂは、コネクタ６５４を介して第１の弁軸６２６に結合される。加えて、アクチュエータ軸６５２およびピストン６４４はそれぞれ、締結具６５６を介して第２のピストン６４６に結合される第２の弁軸６３０を摺動可能に受容する開孔または開口部（図示せず）を含む。したがって、第１のピストン６４４は、第１の弁軸６２６を介する弁座６３６、アクチュエータ軸６５２、およびコネクタ６５４に対して第１の流動制御部材６２４を移動させる。同様に、第２のピストン６４６は、第１のピストン６４４、アクチュエータ軸６５２、第１の弁軸６２６、および第１の流動制御部材６２４を通って摺動可能に移動する第２の弁軸６３０を介する第２の弁座６３８に対して第２の流動制御部材６２８を移動させる。

第１のピストン６４４は、第２のピストン６４６から独立して動作することができる。結果として、第１のピストン６４４は、第２の流動制御部材６２８から独立して第１の流動制御部材６２４を動作または移動させることができる。同様に、第２のピストン６４６は、第１の流動制御部材６２４から独立して第２の流動制御部材６２８を動作または移動させることができる。例えば、図６に示されるように、流動制御部材６２４および６２８の両方は、それぞれの閉鎖位置６５８および６６０にある。したがって、図１および２の流体弁１００および２００とは異なって、第１の流動制御部材６２４および第２の流動制御部材６２８は、同時に通路６１０および６１６の両方を通る流体流動を防止または制限するようにそれぞれの閉鎖位置６５８および６６０に位置決めされてもよい。

動作中、ピストン６４４および６４６の独立した運動は、それぞれのピストン６４４および６４６にわたって提供される圧力差によって制御される。より具体的には、第１のピストン６４４ひいては第１の流動制御部材６２４の運動は、ポート６６２ａおよび６６２ｂの中へ、およびそこから外へ流体（例えば、加圧流体）を運搬することによって制御され、第２のピストン６４６ひいては第２の流動制御部材６２８の運動は、ポート６６４ａおよび６６４ｂの中へ、およびそこから外へ流体（例えば、加圧流体）を運搬することによって制御される。

例えば、制御流体（例えば、加圧空気）は、第１の弁座６３６および／または第２の弁トリム装置６２２に対して第１の流動制御部材６２４を移動させる第１のピストン６４４にわたる圧力差を提供するように、それぞれのポート６６２ａおよび６６２ｂを介する第１のチャンバ６４８ａおよび第２のチャンバ６４８ｂに提供されるか、またはそこから排出される。同様に、制御流体（例えば、加圧空気）は、第２の弁座６３８および／または第１の弁トリム装置６２０に対して第２の流動制御部材６２８を移動させる第２のピストン６４６にわたる圧力差を提供するように、それぞれのポート６６４ａおよび６６４ｂを介する第３のチャンバ６５０ａおよび第４のチャンバ６５０ｂに提供されるか、またはそこから排出される。加えて、図示されないが、例示的な流体弁アセンブリ６００は、それぞれの位置（例えば、ストローク長の位置）の指標を検出または提供するように、流動制御デバイス６２４および６２８のそれぞれに動作可能に結合される二重制御デバイス、ポジショナ、および／または送信器を含んでもよい。

図７は、第１の位置７００における図６の例示的な流体制御弁６００を示す。例えば、位置７００では、第２の流動制御部材６２８は、第２の通路６１６を通る流体流動を可能にするように第２の弁座６３８から離れて開放位置７０２に位置決めされ、第１の流動制御部材６２４は、第１の通路６１０を通る流体流動を防止または制限するように閉鎖位置６５８に位置決めされる。第２の流動制御部材６２８を弁座６３８から離れて開放位置７０２に移動させるために、ピストン６４６にわたる圧力差がピストン６４６を第４のチャンバ６５０ｂに向かって（例えば、図７の配向における上方方向に）移動させるように、加圧流体が第４のチャンバ６５０ｂ内の流体の圧力より大きい圧力を有するポート６６４ａを介する第３のチャンバ６５０ａで提供される。ピストン６４６が第４のチャンバ６５０ｂに向かって移動するとき、ピストン６４６は、第２の弁軸６３０を第４のチャンバ６５０ｂに向かって移動させ、それによって第２の流動制御部材６２８を第１の流動制御部材６２４に向かい、および弁座６３８から離れて移動させる。特に、第２の弁軸６３０は、第１の流動制御部材６２４、第１の弁軸６２６、アクチュエータ軸６５２、および第１のピストン６４４に対し、および／またはそれらを通って摺動し、それぞれが第２の弁軸６３０を受容するように同軸方向に整列される開孔または開口部を有する。

図８は、第２の位置８００における図６の例示的な流体制御弁６００を示す。第２の位置８００では、第１の流動制御部材６２４は、第１の通路６１０を通る流体流動を可能にする開放位置８０２（弁座６３６から離れる）であり、第２の流動制御部材６２８は、第２の通路６１６を通る流体流動を制限または防止する閉鎖位置６６０にある。例えば、第１の流動制御部材６２４を弁座６３６から離れて開放位置８０２に移動させるために、第１のピストン６４４にわたる圧力差が第１のピストン６４４を第１のチャンバ６４８ａに向かって（例えば、図８の配向における下方方向に）移動させるように、ポート６６２ｂを介して第２のチャンバ６４８ｂに提供される加圧流体が第１のチャンバ６４８ａ内の流体の圧力より大きい圧力を有する。ピストン６４４が第１のチャンバ６４８ａに向かって移動するとき、アクチュエータ軸６５２は、第１の弁軸６２６を、コネクタ６５４を介する第２の流動制御部材６２８に向かって移動させ、それによって第１の流動制御部材６２４を第２の流動制御部材６２８に向かい、および弁座６３６から離れて移動させる。特に、第１の弁軸６２６は、第２の弁軸６３０に対し、その上で、および／またはその周りに摺動する。特に、第１の流動制御部材６２４、第１の弁軸６２６、アクチュエータ軸６５２、および第１のピストン６４４は、第２の弁軸６３０の周りか、その上か、その周囲か、またはそれに対して摺動可能に移動する。したがって、第２の弁軸６３０は、第１の弁トリム装置６２０が第２の弁トリム装置６２２に対して摺動可能に移動するときに、第１の流動制御部材６２４、第１の弁軸６２６、およびアクチュエータ軸６５２にガイドを提供してもよい。

図９は、第３の位置９００における図６の例示的な流体制御弁６００を示す。例えば、第３の位置９００では、第１の流動制御部材６２４は、第１の通路６１０を通る流体流動を可能にするように第１の弁座６３６から離れた第１の位置または距離９０２（例えば、第１のピストン６４４のストローク長）であってもよく、第２の流動制御部材６２８は、第２の通路６１６を通る流体流動を可能にするように第２の弁座６３８から離れた第２の位置または距離９０４（例えば、第２のピストン６４６のストローク長）であってもよい。特に、第１のピストン６４４のストローク長の位置は、第２のピストン６４６のストローク長の位置から独立している。したがって、第１の流量は、第２の通路６１６を通って提供される第２の流量に実質的に等しいか、または異なる第１の通路６１０を通って提供されてもよい。図１および２の流体弁１００および２００とは対照的に、第１の弁座６３６に対する第１の流動制御部材６２４の位置は、第２の弁座６３８に対する第２の流動制御部材６２８の位置に依存しない。

例えば、第１の流動制御部材６２４は、第１のピストン６４４の１０パーセントのストローク長の位置に位置決めされてもよく、第２の流動制御部材６２８は、第２のピストン６４６の３０パーセントのストローク長の位置に位置決めされてもよい。他の例では、流動制御部材６２４および６２８の位置は、補完的であってもよいか、または第１のストローク長の位置が第１のピストン６４４のストローク長の１０パーセントであり、かつ第２のストローク長の位置が第２のピストン６４６のストローク長の９０パーセントであるように一致してもよい。加えてまたはあるいは、流動制御部材６２４および６２８は、互いに、および／またはそれぞれの弁座６３６および６３８に対して任意の位置であってもよい。

したがって、図１および２の例示的な流体弁１００および２００とは異なって、本明細書に記載される例示的な流体弁３００および６００は、第１の流動制御部材３２４、６２４と、第２の流動制御部材３３０、６２８とを含み、これらは、互いに独立して位置決めされるかまたは動作されてもよい。このように、流体弁３００および６００は、図１および２の流体弁１００および２００とともに必要とされるものと類似する追加の遮断デバイスまたは構成を必要とすることなく、流体弁３００および６００を通る流体流動を防止または制限するように閉鎖位置に移動されてもよい。

加えてまたはあるいは、図１および２の流体流動弁１００および２００とは異なって、本明細書に記載される流体弁３００および６００の例示的な弁トリム装置３２０、３２２、６２０、および６２２は、開口部または第１の通路（例えば、通路３１０、６１０）を通る流量が開口部または第２の通路（例えば、通路３１２、６１６）を通る流量から独立することを可能にする。例えば、第１の流動制御部材６２４が第１のピストン６４４の２５パーセントのストローク長の位置で位置決めされる場合、第２の流動制御部材６２８は、図１および２の流体流動弁１００および２００によって必要とされるように第２のピストン６４６の７５パーセントのストローク長の位置で位置決めされる必要はない。したがって、例示的な第１の流動制御部材３２４、６２４は、第２の弁座３３４、６３８に対する第２の流動制御部材３３０、６２８の位置から独立する第１の弁座３２８、６３６に対して位置決めされてもよい。

ある例示的な方法、装置、および製品が本明細書に記載されたが、本特許の包含する範囲はこれらに限定されない。それとは反対に、本特許は、字義的または均等論下のいずれかで添付の特許請求の範囲内に適正に含まれるすべての方法、装置、および製品を包含する。

Claims (20)

1. 流体弁とともに使用するための弁トリムアセンブリであって、
   前記流体弁の第１の通路を通る流体流動を制御する第１の弁トリム装置と、
   前記流体弁の第２の通路を通る流体流動を制御する第２の弁トリム装置と、を備え、前記第１の通路が前記第２の通路とは異なり、前記第１の弁トリム装置が、前記第２の弁トリム装置の第２の弁軸を摺動可能に受容する第１の弁軸を含む、弁トリムアセンブリ。
2. 前記第１の弁軸は、前記第２の弁軸を摺動可能に受容する開孔を有するスリーブを備える、請求項１に記載の弁トリムアセンブリ。
3. 前記第１の弁軸の前記開孔は、前記第２の弁軸の外径より大きい直径を有する、請求項１〜２のいずれか一項に記載の弁トリムアセンブリ。
4. 前記第１の弁軸は、前記第２の弁軸の外表面に封止を提供する第１の封止またはパッキンシステムを受容するための、前記開孔と同軸方向に整列される凹んだ穴を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の弁トリムアセンブリ。
5. 前記第１の弁軸の外表面に封止を提供するように弁体の開口部内に配設される第２の封止またはパッキンシステムをさらに備える、請求項１〜４のいずれか一項に記載の弁トリムアセンブリ。
6. 前記第２の弁軸は、前記弁体の開口部内に摺動可能に配設される、請求項１〜５のいずれか一項に記載の弁トリムアセンブリ。
7. 流体弁であって、
   第１のポートと第２のポートとの間の第１の通路と、前記第１のポートと第３のポートとの間の第２の通路とを画定する弁体と、
   前記第１の通路を通る流体流動を制御するように前記第１の通路内に配設される第１の流動制御部材と、
   前記第２の通路を通る流体流動を制御するように前記第２の通路内に配設される第２の流動制御部材であって、前記第１の流動制御部材に摺動可能に結合される、第２の流動制御部材と、を備える、流体弁。
8. 前記第１の流動制御部材は、前記第２の流体流動制御部材とは独立して移動するものである、請求項７に記載の流体弁。
9. 前記第１の流動制御部材は、第１の弁軸を介して前記第１の通路の第１のオリフィスに対して移動可能であり、前記第２の流動制御部材は、第２の弁軸を介して前記第２の通路の第２のオリフィスに対して移動可能である、請求項７〜８のいずれか一項に記載の流体弁。
10. 前記第１の弁軸は、前記第２の弁軸を摺動可能に受容する開孔を含む、請求項７〜９のいずれか一項に記載の流体弁。
11. 前記第１の流動制御部材は、前記第１の弁軸を介して第１のアクチュエータ構成要素に動作可能に結合され、前記第２の流動制御部材は、前記第２の弁軸を介して第２のアクチュエータ構成要素に動作可能に結合される、請求項７〜１０のいずれか一項に記載の流体弁。
12. 前記第１の弁軸は、弁帽の開口部内に摺動可能に配設される、請求項７〜１１のいずれか一項に記載の流体弁。
13. 前記第１の弁軸に封止を提供するように前記弁帽の前記開口部内に配設される第１の封止またはパッキンシステムをさらに備える、請求項７〜１２のいずれか一項に記載の流体弁。
14. 前記第２の弁軸に封止を提供するように前記第１の弁軸の空洞内に配設される第２の封止またはパッキンシステムをさらに備え、前記空洞が、前記第２の弁軸の前記開孔と同軸方向に整列される、請求項７〜１３のいずれか一項に記載の流体弁。
15. 前記第１の通路内に配設される第１の弁座と、前記第２の通路内に配設される第２の弁座とをさらに備える、請求項７〜１４のいずれか一項に記載の流体弁。
16. 前記第１の流動制御部材は、前記第１の通路を通る流体流動を防止または制限するように前記第１の弁座と封止係合し、前記第２の流動制御部材は、特定の例で同時に前記第２の通路を通る流体流動を防止または制限するように前記第２の弁座と封止係合する、請求項７〜１５のいずれか一項に記載の流体弁。
17. 流体弁とともに使用するための弁トリムアセンブリであって、
    弁体の第１の通路を通る流体流動を制御するための第１の手段と、
    前記弁体の第２の通路を通る流体流動を制御するための第２の手段と、を備え、前記第１の通路が前記第２の通路とは異なり、流体流動を制御するための前記第１の手段が、流体流動を制御するための前記第２の手段に摺動可能に結合される、弁トリムアセンブリ。
18. 前記第２の制御するための手段から独立して前記第１の制御するための手段を動作させるための手段をさらに備える、請求項１７に記載の弁トリムアセンブリ。
19. 前記弁体の開口部であって、そこを通って前記第１の制御するための手段が前記第１の制御するための手段に沿った、および環境への流体漏出を防止するように摺動可能に係合する、開口部を封止するための第１の手段をさらに備える、請求項１７〜１８のいずれか一項に記載の弁トリムアセンブリ。
20. 前記第１の制御するための手段の開口部であって、そこを通って前記第２の制御するための手段が前記第２の制御するための手段に沿った、および環境への流体漏出を防止するように摺動可能に係合する、開口部を封止するための第２の手段をさらに備える、請求項１７〜１９のいずれか一項に記載の弁トリムアセンブリ。

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