JP2017503123A - 流体の流れを制御および調整するための弁装置 - Google Patents

Abstract

フローシステムまたはその一部における流体の流れを制御する弁装置であって、ダイヤフラムおよびダイヤフラム弁座を含み、弁座への接近および弁座からの後退により流体の流れを制御するよう、押圧可能に構成されたダイヤフラム弁；前記ダイヤフラム弁を操作するために前記ダイヤフラムと係合する部分を有する、ラテラル方向に運動可能な少なくとも１つの要素；前記ラテラル方向に運動可能な要素を作動させるためのアクチュエータ；前記ラテラル方向に運動可能な要素の相対位置を調整することによって、該要素のラテラル方向の運動範囲を調整できるよう構成された調整要素；ならびに前記調整要素を調整された相対位置にロックするための、少なくとも１つのロック機構を含む弁装置を提供する。前記ラテラル方向に運動可能な要素の前記ラテラル方向の運動範囲によって前記ダイヤフラムと前記弁座との間の最大距離が決まり、これによって弁装置のスループットが決まる。

Description

本発明は概して、フローシステムにおいて流体（液体または気体）の流れを調整および制御するための装置、器具、システム、および方法に関する。本発明は特に、流体の流れを調整および制御するための、ダイヤフラム弁を有する弁装置に関する。

今日、流体誘導手段（例えば水やガスの配管システムなど）を通る流体の流れを制御するために利用できる弁装置は、数多く存在する。多くの弁装置は、開閉のためにダイヤフラム弁を使用しているが、ダイヤフラム弁は通常、ダイヤフラムと弁座とを含み、該ダイヤフラムが該弁座上に接触することによって、配管システムの輸送管の１以上の開口部が密閉される。ダイヤフラム弁には、ダイヤフラムをダイヤフラム弁座に近づけたり弁座から遠ざけたりすることで弁を閉じたり開いたりする手動アクチュエータまたは電子制御アクチュエータによって操作されるものがある。

米国特許第４７３２３６３号明細書では、弁の作動ステムに内周が溶接された金属製の複合環状ダイヤフラムを使用したダイヤフラム弁が開示されている。このダイヤフラムは、外周が弁のボディに封止的に固定されており、また、内周は前記溶接部から外側へ間隔をあけた位置で保持され、これによって弁の作動中に溶接部が曲げ圧力を受けることが防止される。ボンネットが取り付けられたロータリーアクチュエータによって作動ステムが非回転的な往復運動を行うよう、駆動アセンブリが配置されている。改良されたステムの先端のシール部の配置も開示されている。

米国特許第５１５２５００号明細書では、流入通路および少なくとも１つの流出通路を備えた弁のボディを有する無菌弁構造物が開示されており、この弁のボディは、流入通路を取り巻く弁座、ならびに流入通路および流出通路と連通し、流入通路と一直線上に位置する開口部を有する。この弁のボディはまた、開口部を取り巻くショルダー弁座を備えたショルダー部、弁のボディに固定されるよう適合させたアクチュエータスリーブ、シャフト、シャフトをスリーブ内で軸方向に可動であるように取り付ける手段、シャフトに取り外し可能に固定された、弁座と係合するダイヤフラム、シャフトを軸方向に運動させることによってダイヤフラムが弁座に関する開位置と閉位置との間を運動できるよう該シャフトと係合しているダイヤフラムアクチュエータ手段（ダイヤフラムが閉位置にある場合、該ダイヤフラムは流入通路から流出通路への液体の流れを遮断し、開位置にある場合、流入通路から流出通路へ液体が流れるようにする）、およびシャフトが作動することによって開位置と閉位置との間をダイヤフラムが運動する際のダイヤフラムの回転を防ぐ手段を備える。

米国特許出願公開第２００９／０７８８９４号明細書では、リニアアクチュエータを手動オーバーライドするための装置および方法が開示されている。この装置の例として、アクチュエータに取り付けるための基体が挙げられている。この基体部に駆動部材を動作可能に連結させ、該駆動部材を、アクチュエータのステムと選択的に係合させることで、該アクチュエータを第１の方向および第２の方向に手動操作することが可能となる。この手動オーバーライド装置は、当技術分野において既に運用されている既存の制御弁に組み込むことができる。例えば、既存の制御弁が、このような手動オーバーライド装置を備えていてもよい。

米国特許第６７２２５２８号明細書では、アクチュエータの構造において、直線運動を回転運動に変換する方法および装置が開示されている。例えば、ロータリーアクチュエータアセンブリは、中央孔を有するハウジングを含む。ハウジング内にピストンが配置され、ピストンは中央孔の軸に沿って直線的に運動することができる。また、ハウジング内には、ローリングダイヤフラムが配置され、前記ピストンと連結されている。端部フランジを有する分岐連結部が、前記ピストンおよび前記ローリングダイヤフラムに連結している。さらに、分岐連結部は、関節継手によって回転連結部と結合されている。スプリングボタンが前記ハウジング内に配置されており、該ボタンは円錐形であってもよい。圧縮ばねが、例えばねじ棒とナットによって、分岐連結部の端部フランジとスプリングボタンとの間に保持されている。ローリングダイヤフラムに力が加えられた場合、分岐連結部が直線的に移動するように前記アセンブリは配置されており、その結果、枢着部を中心として前記回転連結部が旋回運動する。枢着部は、弁を制御するための弁ステムに連結されていてもよい。

米国特許第３１７５４７３号明細書では、ばね式流体圧力アクチュエータが開示されている。この流体圧力アクチュエータは、アクチュエータハウジングに対して動くことのないようスプリングアセンブリ部材をロックするための機構を含み、この機構により、スプリング力はすべてピストン部材へ、ひいては可動式の弁閉鎖部へと伝わり、結果としてスプリングを圧縮している力が徐々に除去される。したがって、該アクチュエータは弁から取り外すことなく、完全に分解し、再度組み立てることができる。

欧州特許出願第２３４８２３８号明細書では、開弁および閉弁におけるトルクを検出することができ、弁を閉じたり開いたりするためにそれぞれ異なるトルク値を容易に設定できるトルクリミッタが開示されている。このトルクリミッタは、駆動側ギアおよび中間ギアに結合されている結合部と該結合部から突出したアーム部とを有するトルクアーム；中間ギアの噛合い点における接線の方向に作用する力とバランスを保ち、かつ弁の開閉作用における負荷トルクに比例したスプリング力を提供する開側スプリング手段および閉側スプリング手段；弁の開閉作用における負荷トルクが所定の値を超えた場合にアーム部によって操作される開側トルク検出スイッチおよび閉側トルク検出スイッチ；ならびに前記開側スプリング手段および前記閉側スプリング手段を貫通するトルクリミッタ軸を備えている。前記トルクリミッタ軸は、開側スプリング手段および閉側スプリング手段のスプリング力をそれぞれ該トルクリミッタ軸の端部で調整できるよう構成されている。

国際特許出願第１９９８０３４０５６号明細書では、第１のボディおよび第２のボディ；前記両ボディを軸方向に並べて固定するねじ係合部；ならびに第１ボディと第２ボディとの軸方向の間に配置され、該２つのボディ間にシールを形成するダイヤフラムシールを含む流量制御装置が開示されている。第１ボディおよび第２ボディは、自体の外周近くに概ね平らな表面を有し；該概ね平らな表面の少なくとも１つは、ボディの外周コーナーに隣接し；前記ダイヤフラムは、両ボディの該概ね平らな表面の間にしっかりと固定され；該ダイヤフラムはまた、該概ね平らな表面に隣接しながら該コーナーで折れ曲がって封止を形成する外周部を有する。

本発明の一態様によると、フローシステムまたはその一部における流体の流れを制御するための弁装置が提供され、該弁装置は、
（ａ）ダイヤフラムおよびダイヤフラム弁座を含み、弁座への接近および弁座からの後退により流体の流れを制御するよう、押圧可能に構成されたダイヤフラム弁；
（ｂ）前記ダイヤフラム弁を操作するために前記ダイヤフラムと係合する部分を有する、ラテラル方向に運動可能な少なくとも１つの要素；
（ｃ）前記少なくとも１つのラテラル方向に運動可能な要素を作動させるためのアクチュエータ；
（ｄ）前記少なくとも１つのラテラル方向に運動可能な要素の相対位置を調整することによって、該要素のラテラル方向の運動範囲を調整できるよう構成された、少なくとも１つの調整要素；ならびに
（ｅ）前記少なくとも１つの調整要素を調整された相対位置にロックするための、少なくとも１つのロック機構
を含み、
前記少なくとも１つのラテラル方向に運動可能な要素の前記ラテラル方向の運動範囲によって前記ダイヤフラムと前記弁座との間の最大距離が決まり、これによって弁装置のスループットが決まることを特徴とする。

ダイヤフラム弁座は、フローシステムまたはその一部における流入口および／または流出口とダイヤフラムとの間に位置していてもよい。

前記少なくとも１つの調整要素は、前記少なくとも１つのラテラル方向に運動可能な要素を受けるための孔を有するボンネットを、追加的にまたは代替的に含む。該ボンネットとアクチュエータとの結合により、ボンネットとアクチュエータとの間に、該ラテラル方向に運動可能な少なくとも１つの要素の一部が通過する空間が形成され、アクチュエータ内の該空間の幅を調整することによって該要素のラテラル方向の運動範囲が調整される。ボンネットは螺合部を有していてもよく、アクチュエータもまた、ボンネットの螺合部に対応する螺合部を有していてよい。アクチュエータの螺合部は、ボンネットの螺合部としっかり噛み合うことで両者を結合できるよう、かつアクチュエータ内の空間の幅を調整するよう構成されている。前記ロック機構は、取り外し可能な方法で固定することによって、アクチュエータに対するボンネットの相対位置を固定するよう構成されたロックナットを含んでいてもよい。

前記した任意の実施形態において、前記少なくとも１つの可動要素は、シャフトを追加的にまたは代替的に含む。前記少なくとも１つの可動要素はさらに、一方の端部で前記シャフトと結合し、他方の端部でダイヤフラムと係合しているキャップを含んでいてもよい。

前記した任意の実施形態において、前記アクチュエータは、ダイヤフラムをダイヤフラム弁座に接近するよう押圧し、該弁座から離反するよう解放するための前記少なくとも１つの可動要素をラテラル方向に運動させるよう、追加的にまたは代替的に構成されている。前記アクチュエータは、ボディと、ボディ内で運動可能なピストンとを含んでもよく、該ピストンは、ピストンをラテラル方向に押し引きするための調整要素と結合されている。このピストンは、例えば空気圧手段または水圧手段によって駆動されてもよい。

前記アクチュエータはさらに、スプリングを追加的にまたは代替的に含む。

本発明の別の一態様によると、フローシステムまたはその一部における流体の流れを制御するための方法が提供され、該方法は、
（ａ）ダイヤフラムおよびダイヤフラム弁座を含むダイヤフラム弁、可動要素、調整要素、可動要素を作動させるためのアクチュエータ、ならびにロック機構を有する弁装置を提供すること；
（ｂ）前記アクチュエータに対する前記調整要素の相対位置を調整することによって前記ダイヤフラムと前記弁座との間の最大距離を調整すること；ならびに
（ｃ）前記ロック機構を用いて、前記調整要素の相対位置を再調整することができる取り外し可能な方法で該調整要素の位置を固定すること
を含み、
前記アクチュエータに対する該調整要素の相対位置によって、前記少なくとも１つのラテラル方向に運動可能な要素のラテラル方向の運動範囲が決まり、該運動範囲によって前記ダイヤフラムと前記弁座との間の最大距離が決まり、これによって弁装置のスループットが決まることを特徴とする。前記調整要素の前記アクチュエータへの螺合を調整して該調整要素の相対位置を調整してもよく、その場合、該アクチュエータまたは該調整要素にロックナットを締め付けることによって、調整された相対位置が固定される。

本発明の別の一態様によると、フローシステムまたはその一部における流体の流れを制御するための弁装置が提供され、該弁装置は、
（ａ）ダイヤフラムおよびダイヤフラム弁座を含み、弁座への接近および弁座からの後退により流体の流れを制御するよう、押圧可能に構成されたダイヤフラム弁；
（ｂ）前記ダイヤフラム弁を操作するために前記ダイヤフラムと係合する部分を有する、ラテラル方向に運動可能な少なくとも１つの要素；
（ｃ）前記少なくとも１つのラテラル方向に運動可能な要素を作動させるためのアクチュエータ；ならびに
（ｄ）前記少なくとも１つのラテラル方向に運動可能な要素のラテラル方向の運動範囲を調整し、該調整範囲を固定するよう構成された調整ロック機構
を含み、
前記少なくとも１つのラテラル方向に運動可能な要素の前記ラテラル方向の運動範囲によって前記ダイヤフラムと前記弁座との間の最大距離が決まることを特徴とする。

本発明のいくつかの実施形態に係る、フローシステムの２つの流体管の間に備えられた全開状態の弁装置の概略図である。図１Ａは、該弁装置の側面図であり、図１Ｂは、ダイヤフラム弁と該弁を押圧したり解放したりするシャフトとを含む弁装置の一部を示す。 本発明のいくつかの実施形態に係る、フローシステムの２つの流体管の間に位置して流体の流れを制限している半閉状態の前記弁装置の概略図である。図２Ａは、該弁装置の側面図であり、図２Ｂは、ダイヤフラム弁と該弁を押圧したり解放したりするシャフトとを含む弁装置の一部を示す。 本発明の別の実施形態に係る、フローシステムの２つの流体管の間に備えられた全開状態の弁装置の断面図である。

以下、様々な実施形態についての詳細な説明において説明の一部を成す添付の図面を参照するが、該図面は、本発明が実施され得る特定の実施形態を例示するものである。別の実施形態が使用されてもよいこと、および本発明の範囲から逸脱することなく構造的変化が加えられてもよいことが理解される。

いくつかの実施形態において、本発明は、フローシステムまたはその一部における流体の流れを制御および調整し、それによって自体のスループットを制御する弁装置を提供する。

本明細書において、流体は、１以上の案内要素、例えば管、パイプ、導管などを通って流れ得る液体、気体、蒸気、ゲル、またはその他の任意の物質もしくは状態と定義される。

本明細書において、弁のスループットは、弁の流入口から流出口へと流れる流体の容積と定義される。

前記フローシステムは、流体の流れの制御および調整を要するいかなるフローシステムであってもよく、そのようなシステムとしては、例えば、エンジン用ガス輸送システム、水配管システム、半導体産業および石油・ガス（エネルギー）産業用のフロー制御部分、流体の流れを制御するために弁による制御を要する他の産業における他のフローシステムなどが挙げられる。

いくつかの実施形態によると、本発明の弁装置は、少なくとも１つの流体案内手段、例えば管、導管、輸送管などの１以上の流出口（少なくとも１つの別の案内手段の１以上の流入口へと続く）と案内手段の１以上の流入口との間の流体の流れを制御するよう構成され、配置されている。例えば、前記弁装置は、導管の流出口と別の導管の流入口との間に位置することによって、流体の流れのスループットを制御したり、流れを完全に止めたりしてもよい。前記流入口と前記流出口との間の空間の最大体積を制御すること、または前記導管の流入口および／または流出口の開口孔を制御することによって、流体のスループットおよび流体の流れをフローシステムの必要に応じて制御および調整することができる。この実施例において、前記空間体積を減少または前記孔を縮小させると流体の流れによって生じる圧力が増加するため、該空間体積の減少または該孔の縮小によりスループットを減少させてもよい。前記流入口または前記流出口を完全に遮断することにより、該流出口から該流入口への流体の流れは妨げられる。

本発明の弁装置は、弁または水栓として機能し、最も開いた状態となる調整位置（ダイヤフラムの弁座からの距離が最大となる調整位置）から、ダイヤフラムが弁座と係合する、完全に密閉する位置までの間で開閉することができる。このことは、ダイヤフラムの中心と係合している、前記調整装置一式の１以上の要素、例えばシャフトおよびシャフトに結合する可動要素などを垂直方向に移動させることによって達成される。

本発明の弁装置はまた、前記１以上の要素を垂直に移動させることで装置内のダイヤグラフを押圧したり解放したりするピストンを含んでもよく、それによって、流体をフローシステムまたはその一部の流出口から流入口へと送る。

本発明の弁装置は、ダイヤフラムおよびダイヤフラム弁座を含み、弁座への接近および弁座からの後退により流体の流れを制御するよう、押圧可能に構成されたダイヤフラム弁；前記ダイヤフラムを操作するために該ダイヤフラムと係合する部分を有する、ラテラル方向に運動可能な1以上の要素；前記１以上のラテラル方向に運動可能な要素をラテラル方向に移動させて作動させるためのアクチュエータ；ならびに前記ラテラル方向に運動可能な要素のラテラル方向の運動範囲を調整し、該調整範囲を固定するよう構成された調整ロック機構を含んでもよい。前記ラテラル方向に運動可能な要素の前記ラテラル方向の運動範囲によって前記ダイヤフラムと前記弁座との間の最大距離が決まり、これによって弁装置のスループットが決まる。

本発明のいくつかの実施形態によると、本発明の弁装置は、アクチュエータ；ダイヤフラム弁；シャフトを含み、他の要素（例えばシャフトと結合し、かつダイヤフラムを押圧および解放によって操作するために該ダイヤフラムと係合しているキャップなど）を含んでもよい１以上の可動要素；前記シャフトおよび前記キャップが内部で運動するボンネットを含み、該シャフトのラテラル方向の運動範囲を調整するためにアクチュエータに対するボンネットの相対位置を調整することができる調整要素；ならびにボンネットの調整された相対位置を固定するためのロック機構を少なくとも含む。いくつかの実施形態によると、本発明のダイヤフラム弁は、ダイヤフラムおよびダイヤフラム弁座（略して「弁座」とも呼ばれる）を含み、該ダイヤフラムと該弁座との間の最大距離によって、フローシステムのスループットが決まる。この最大距離は、ボンネット内のシャフトの前記ラテラル方向の運動範囲を調整することによって調整できる。

用語「ダイヤフラムの高さ」は、ダイヤフラムの中心とダイヤフラム弁座との間の距離を指し、弁座からダイヤフラムの中心までの様々な距離によって、ダイヤフラムの様々な位置が定義される。全閉状態においては、ダイヤフラムの中心点が弁座と同じ高さまで下がっているか、弁座に可能な限り最接近している。

前記シャフトは、一方の端部でアクチュエータと結合し、他方の端部でダイヤフラムと係合するキャップと結合している。前記ボンネットは、シャフトおよびキャップの少なくとも一部を取り囲むよう構成された、孔を有するハウジング構造であり、このようなシャフトおよびキャップの少なくとも一部は、弁を操作する（すなわち、弁を開閉する）ために孔内部でラテラル方向に運動することができる。前記ボンネットはまた、シャフトおよびキャップのラテラル方向の運動範囲を決めることができる方法でアクチュエータと結合されていることによって、調整要素として機能する。例えば、前記アクチュエータと結合している前記ボンネットの一部は、アクチュエータの一部に螺合することができるねじ山を有していてもよく、アクチュエータは、ボンネットとアクチュエータとが螺合によって結合するようにボンネットのねじ山に対応する雄ねじのねじ山を含んでいてもよい。アクチュエータとボンネットとのこの結合により、アクチュエータとボンネットとの間に幅「ｄ」を有する空間が形成される。シャフトの運動範囲は、アクチュエータとボンネットとを螺合するためのねじの回転数によって調整され得る、アクチュエータに対するボンネットの位置決めによって決まる。調整が済むと、ボンネットとアクチュエータとの結合は、ロックナットまたは他の任意のロック手段もしくは締結手段を用いて簡便かつ解放可能な方法で固定（ロック）され、したがって、ロックナットを回転させて弁装置を再調整することは、非常に容易である。

調整および固定が簡便かつやり直し可能であることにより、同一の弁装置を様々なフローシステムにおいて使用することが可能となり、また、フローシステムのスループット要件に応じて様々な目的のために使用することができる。同じ弁装置をあるフローシステムで使用した後、同じフローシステムの別の部分または別のフローシステムにおいて使用するために、スループットの再調整を行ってもよい。

本発明のいくつかの実施形態に係る弁装置１００を概略的に示した図１Ａ、図１Ｂ、図２Ａ、および図２Ｂを参照する。弁装置１００は、
（ｉ）アクチュエータ１１０
（ｉｉ）シャフト１７０およびキャップ１７５を含む可動要素；
（ｉｉｉ）ボンネット１４０を含む調整要素；
（ｉｖ）ダイヤフラム１２０およびダイヤフラム弁座１２１を含むダイヤフラム弁一式；ならびに
（ｖ）ロックナット１３０を含むロック機構
を含む。

シャフト１７０は、シャフト１７０を「ｘ」軸に沿ってラテラル方向に運動させるアクチュエータ１１０によって駆動される。ボンネット１４０は、シャフト１７０およびキャップ１７５を受けるため、およびシャフト１７０をラテラル方向に自由に運動させるための細長い孔を有しており、このシャフトの運動によってダイヤフラム１２０が押圧されたり弁座１２１から離反するよう解放されて弁が開閉する。

アクチュエータ１１０は、ハウジング１１１ならびにナット１１２および１１３を有する。アクチュエータ１１０は、ボンネットナット１４１による固定によりボンネット１４０と結合しており、ボンネットナット１４１によりシャフト１７０のラテラル方向の運動範囲が決まる。シャフト１７０はまた、ブッシング１４５によってボンネット１４０の孔の内側で保持されている。

図１Ａ〜図２Ｂで示すように、ダイヤフラム１２０は、フローシステムの第１の導管１６１の流出口（ここから流体が吐出）を覆うように、また第１の導管から出た流体が向かうべき別の導管１６２の流入口を覆うように位置している。ダイヤフラム弁座１２１に向けてダイヤフラム１２０を押すと、それらの間の距離は短くなり、その結果、ダイヤフラム１２０と、導管１６１の流出口および導管１６２の流入口との間に形成されている空間が小さくなる。ダイヤフラム１２０が完全に閉じると、すなわち最後まで押されて弁座１２１と係合すると、第１の導管１６１から第２の導管１６２へと流れる流体の流れは制限されるか、または遮断される。シャフト１７０が最後まで移動するような設定がなされていない場合、ダイヤフラム１２０と弁座１２１との間に形成されている空間内の圧力が増加し、それによってフローシステムのスループットが減少することがある。ダイヤフラム１２０が解放され、ダイヤフラム弁座１２１からダイヤフラム１２０までの距離が長くなると、逆のことが起こる。導管１６１および１６２は、弁装置１００の弁座１２１およびボンネット１４０と結合することができるフローシステムのハウジング１８０内に位置していてもよい。

アクチュエータ１１０は、ボンネット１４０およびロックナット１３０に対して、手動で、かつ／または電子的制御手段によって、かつ／または自動的に回転させることができるよう構成されていてもよい。

アクチュエータ１１０の回転および／またはアクチュエータ１１０に対するボンネット１４０の回転によってシャフト１７０の位置を調整した後、ロックナット１３０をアクチュエータ１１０にロックすると、アクチュエータ１１０やボンネット１４０のさらなる回転が防止され、調整した位置が保持される。

アクチュエータ１１０はまた、ダイヤフラム１２０を押圧したり解放したりすることにより弁装置１００を操作するために、シャフト１７０をラテラル方向に移動させるための空気圧手段を含んでいてもよく、その手段としてシャフト１７０と結合または係合してシャフト１７０をラテラル方向に移動させる空気圧ピストンを有していてもよい。

前記シャフトの位置を調整するためのボンネット１４０に対するアクチュエータ１１０の相対位置の調整は、弁座１２１からダイヤフラム１２０までの最大距離が、所定のいくつかの距離にのみ調整されるよう（所定のいくつかの段階のいずれかに合わせるよう）不連続的に行われてもよく、連続的に行われてもよい。

図１Ａおよび図１Ｂは、全開状態の弁装置１００を示している。全開状態において、所定の空間２０（ハウジング１８０とボンネット１４０との間に形成されている）の内部でホルダ１５０の壁と壁との間を運動する可動要素１７５が、ボンネット１４０のシーリングに達しているため、ダイヤフラム１２０の中心は弁座１２１から最も離れた状態にある。図２Ａおよび図２Ｂにおいては、可動要素１７５は全開状態より下側の位置にある半開点に到達しており、ダイヤフラム１２０から弁座１２１までの最大距離は、図１Ａに示される距離より短い。

次に図３を参照するが、これは本発明のいくつかの実施形態に係る弁装置２００の断面を示すものである。弁装置２００は、回転式空気圧アクチュエータ２１０；ダイヤフラム３およびダイヤフラム弁座２を有するダイヤフラム弁；シャフト７、およびその端部と結合し、かつダイヤフラム３と係合しているキャップ５を含む可動要素；ボンネット８を含む調整要素；ロックナット１０；ならびに可動要素５を運動自在に受けるためのホルダ６を含む。ボンネット８は、シャフト７を受けるための孔を含み、螺合部によってアクチュエータボディ１１と結合している。ブッシング４、２２などの要素を、シャフト７を保持し安定させるために使用してもよい。

いくつかの実施形態によると、図３に示すように、アクチュエータ２１０は、カバーボディ１１を有し、また、シャフト７を空気圧によってラテラル方向に移動させるため、カバーボディ内にスプリング１７および１以上のピストン、例えば上ピストン１５、下ピストン１３などを含む。ピストン１３および１５によって、シャフト７の上端と係合するスペーサー要素１２が移動し、それによってシャフト７がラテラル方向に移動する。アクチュエータのカバーボディ１１は、ボンネット８の螺合部と結合する螺合部を有する。

アクチュエータ２１０が作動すると、スプリング１７は、ダイヤフラムが所望の位置に来るようあらかじめ行った調整に応じて、圧縮されたり解放されたりする。また、ピストン１３および１５によって、スペーサー１２がアクチュエータ２１０の回転軸「ｘ」に沿って押し引きされ、シャフト７がラテラル方向に移動する。

アクチュエータ２１０とボンネット８とが螺合しているため、アクチュエータボディ１１とボンネット８との間に形成される空間の幅「ｄ」を調整することによってシャフト７の運動範囲を調整することができる。これにより、ダイヤフラム３と弁座２との間の最大距離が決まり、これによってフローシステムにおける流体のスループットが決まる。シャフト７に結合された可動要素５は、ダイヤフラム３と係合しており、シャフト７に沿ってラテラル方向に運動することによって、ダイヤフラム３を押圧したり解放したりすることで弁装置２００を操作する。アクチュエータカバー１１の螺合部の上でロックナット１０を回転させ、アクチュエータボディ１１に対するボンネット８の相対位置を固定することによって、前記幅「ｄ」が固定またはロックされ、これによってダイヤフラム３の最大高さが固定される。

アクチュエータボディ１１とピストン１３、１５との連結を改善するために、補強要素や保持要素、例えばＯリング１９〜２１、プレート１４などを使用してもよい。補強要素や保持要素はまた、アクチュエータ２１０内のスプリング１７を保持するためのもの、例えばスプリングリング１８、ガイド１６などであってもよい。

ダイヤフラムの位置を固定するために、別の種類のロック機構、すなわち弁装置の部品のうちいずれか１以上の運動を阻止することで、調整された位置を固定できる機構を用いてもよい。運動の阻止としては、例えばアクチュエータ、調整装置一式のうち１以上の要素（例えばボンネット）などのラテラル方向の運動および／または回転運動の阻止が挙げられる。

当業者によって、本発明の趣旨および範囲を逸脱することなく様々な変更および修正が行われてもよい。したがって、前記で説明した実施形態が、例示のみを目的とすること、ならびに下記の請求項によって定義される本発明が、下記の発明およびその様々な実施形態によって限定されるものと見なされてはならないことは理解されるべきである。例えば、１つの請求項の複数の要素が、ある特定の組合せで説明されていたとしても、上記で開示された他の組合せ、すなわち要素の数が少ない組合せ、多い組合せ、または異なる要素の組合せが本発明に含まれることは（当初の請求項においてそのような組合せで記載されていなくても）、明確に理解されなければならない。２つの要素が１つの請求項に記載された組合せで組み合わされているという教示は、該２つの要素同士が組み合わされず、単独または他の組合せで使用されていてもよいと理解されるべきである。本発明において示される任意の要素の削除が本発明の範囲に含まれることは、明確に意図される。

本発明およびその様々な実施形態を説明する、本明細書において使用される用語が、一般に定義される意味のみならず、そのような意味の範囲を超えて、本明細書における特有の定義により構造、物質、または行為を含むことは明らかであろう。したがって、本明細書の文脈において、１つの要素が１以上の意味を含むと理解され得る場合、請求項における該要素の使用によって、本明細書によって意図され得る意味および用語自体が有し得る意味すべてが包括されると理解されるべきである。

それゆえ、下記の請求項における用語または要素の定義は、本明細書において、文字通りの要素の組合せそのものだけでなく、実質的に同じ方法において実質的に同じ役割を果たし、実質的に同じ結果をもたらす等価な構造、物質、または行為すべてを含むものと定義される。したがって、この意味において、下記の請求項に記載された要素のいずれか１つに対して、２以上の等価な要素を代用してもよく、また、１つの請求項に記載された２以上の要素に対して単一の要素を代用してもよいと考えられる。本明細書において、特定の組合せにおいて機能するものとして要素が記載されていたとしても、また当初の請求項においてそのように記載されていたとしても、場合によっては、請求項に記載された１つの組合せにおける１以上の要素を該組合せから削除してもよいこと、また、請求項に記載された該組合せをサブコンビネーションまたはサブコンビネーションの変形としてもよいことは明確に理解されるであろう。

当業者によって実質的ではないと見なされる、請求項の記載内容における変更は、当業者に現在周知されているものであっても後に考案されるものであっても、等価的に請求項の範囲内にあると明らかに考えられる。したがって、当業者に現在周知されているか、または後に周知される明白な代用は、定義された要素の範囲内であると定義される。

このように、本発明の請求項が、本明細書において具体的に説明し、記載したもの、概念的に等価であるもの、明らかに代用として使用できるもの、および本発明の本質的な考えを本質的に組み込むものを含むことは明らかであろう。

本発明を詳細に説明してきたが、本発明の内容から逸脱しない変更および修正は当業者にとって明白なものであろう。このような変更および修正は、本発明および添付の請求項の範囲内にあると考えられる。

Claims (14)

1. フローシステムまたはその一部における流体の流れを制御するための弁装置であって、
   ａ）ダイヤフラムおよびダイヤフラム弁座を含み、弁座への接近および弁座からの後退により流体の流れを制御するよう、押圧可能に構成されたダイヤフラム弁；
   ｂ）前記ダイヤフラム弁を操作するために前記ダイヤフラムと係合する部分を有する、ラテラル方向に運動可能な少なくとも１つの要素；
   ｃ）前記少なくとも１つのラテラル方向に運動可能な要素を作動させるためのアクチュエータ；
   ｄ）前記少なくとも１つのラテラル方向に運動可能な要素の相対位置を調整することによって、該要素のラテラル方向の運動範囲を調整できるよう構成された、少なくとも１つの調整要素；ならびに
   ｅ）前記少なくとも１つの調整要素を調整された相対位置にロックするための、少なくとも１つのロック機構
   を含み、
   前記少なくとも１つのラテラル方向に運動可能な要素の前記ラテラル方向の運動範囲によって前記ダイヤフラムと前記弁座との間の最大距離が決まり、これによって弁装置のスループットが決まることを特徴とする弁装置。
2. 前記ダイヤフラム弁座が、前記フローシステムまたはその一部における流入口および／または流出口と前記ダイヤフラムとの間に位置することを特徴とする、請求項１に記載の弁装置。
3. 前記少なくとも１つの調整要素が、前記少なくとも１つのラテラル方向に運動可能な要素を受けるための孔を有するボンネットを含み、該ボンネットと前記アクチュエータとの結合により、ボンネットとアクチュエータとの間に、該ラテラル方向に運動可能な少なくとも１つの要素の一部が通過する空間が形成され、アクチュエータ内の該空間の幅を調整することによって該要素のラテラル方向の運動範囲が調整されることを特徴とする、請求項１または２に記載の弁装置。
4. 前記ボンネットおよび前記アクチュエータがそれぞれ螺合部を有しており、該アクチュエータの螺合部が、該ボンネットの螺合部としっかり噛み合うことで両者を結合できるよう、かつ前記アクチュエータ内の空間の幅を調整するよう構成されていることを特徴とする、請求項３に記載の弁装置。
5. 前記ロック機構が、取り外し可能な方法で固定することによって、前記アクチュエータに対する前記ボンネットの相対位置を固定するよう構成されたロックナットを含むことを特徴とする、請求項４に記載の弁装置。
6. 前記少なくとも１つの可動要素がシャフトを含むことを特徴とする、請求項１〜５に記載の弁装置。
7. 前記少なくとも１つの可動要素がさらに、一方の端部で前記シャフトと結合し、他方の端部で前記ダイヤフラムと係合しているキャップを含むことを特徴とする、請求項６に記載の弁装置。
8. 前記アクチュエータが、前記ダイヤフラムを前記ダイヤフラム弁座に接近するよう押圧し、該弁座から離反するよう解放するための前記少なくとも１つの可動要素をラテラル方向に運動させるよう構成されていることを特徴とする、請求項１〜７に記載の弁装置。
9. 前記アクチュエータが、ボディと、ボディ内で運動可能なピストンを含み、該ピストンが、ピストンをラテラル方向に押し引きするための前記調整要素と結合されていることを特徴とする、請求項８に記載の弁装置。
10. 前記ピストンが空気圧手段または水圧手段によって駆動されることを特徴とする、請求項９に記載の弁装置。
11. 前記アクチュエータがさらにスプリングを含むことを特徴とする、請求項９または１０に記載の弁装置。
12. フローシステムまたはその一部における流体の流れを制御するための方法であって、
    ａ）ダイヤフラムおよびダイヤフラム弁座を含むダイヤフラム弁、可動要素、調整要素、可動要素を作動させるためのアクチュエータ、ならびにロック機構を有する弁装置を提供すること；
    ｂ）前記アクチュエータに対する前記調整要素の相対位置を調整することによって前記ダイヤフラムと前記弁座との間の最大距離を調整すること；ならびに
    ｃ）前記ロック機構を用いて、前記調整要素の相対位置を再調整することができる取り外し可能な方法で該調整要素の位置を固定すること
    を含み、
    前記アクチュエータに対する該調整要素の相対位置によって、前記少なくとも１つのラテラル方向に運動可能な要素のラテラル方向の運動範囲が決まり、該運動範囲によって前記ダイヤフラムと前記弁座との間の最大距離が決まり、これによって弁装置のスループットが決まる方法。
13. 前記調整要素の前記アクチュエータへの螺合を調整して該調整要素の相対位置を調整し、該アクチュエータまたは該調整要素にロックナットを締め付けることによって、調整された相対位置が固定されることを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
14. フローシステムまたはその一部における流体の流れを制御するための弁装置であって、
    ａ）ダイヤフラムおよびダイヤフラム弁座を含み、弁座への接近および弁座からの後退により流体の流れを制御するよう、押圧可能に構成されたダイヤフラム弁；
    ｂ）前記ダイヤフラム弁を操作するために前記ダイヤフラムと係合する部分を有する、ラテラル方向に運動可能な少なくとも１つの要素；
    ｃ）前記少なくとも１つのラテラル方向に運動可能な要素を作動させるためのアクチュエータ；ならびに
    ｄ）前記少なくとも１つのラテラル方向に運動可能な要素のラテラル方向の運動範囲を調整し、該調整範囲を固定するよう構成された調整ロック機構
    を含み、
    前記少なくとも１つのラテラル方向に運動可能な要素の前記ラテラル方向の運動範囲によって前記ダイヤフラムと前記弁座との間の最大距離が決まることを特徴とする弁装置。