JP2018044679A - 二重駆動を有するアクチュエータ - Google Patents

二重駆動を有するアクチュエータ Download PDF

Info

Publication number
JP2018044679A
JP2018044679A JP2017250577A JP2017250577A JP2018044679A JP 2018044679 A JP2018044679 A JP 2018044679A JP 2017250577 A JP2017250577 A JP 2017250577A JP 2017250577 A JP2017250577 A JP 2017250577A JP 2018044679 A JP2018044679 A JP 2018044679A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
actuator
valve
stem
actuator stem
item
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2017250577A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6774931B2 (ja
Inventor
エイチ. グライム ザ サード ウィリアム
Iii William H Glime
エイチ. グライム ザ サード ウィリアム
ダブリュー. キーパー ブランデン
W Keeper Branden
ダブリュー. キーパー ブランデン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Swagelok Co
Original Assignee
Swagelok Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Swagelok Co filed Critical Swagelok Co
Publication of JP2018044679A publication Critical patent/JP2018044679A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6774931B2 publication Critical patent/JP6774931B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/12Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid
    • F16K31/14Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid for mounting on, or in combination with, hand-actuated valves
    • F16K31/143Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid for mounting on, or in combination with, hand-actuated valves the fluid acting on a piston
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/44Mechanical actuating means
    • F16K31/50Mechanical actuating means with screw-spindle or internally threaded actuating means
    • F16K31/506Mechanical actuating means with screw-spindle or internally threaded actuating means with plural sets of thread, e.g. with different pitch
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K1/00Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
    • F16K1/02Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces with screw-spindle
    • F16K1/04Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces with screw-spindle with a cut-off member rigid with the spindle, e.g. main valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/44Mechanical actuating means
    • F16K31/50Mechanical actuating means with screw-spindle or internally threaded actuating means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/44Mechanical actuating means
    • F16K31/52Mechanical actuating means with crank, eccentric, or cam
    • F16K31/524Mechanical actuating means with crank, eccentric, or cam with a cam
    • F16K31/52408Mechanical actuating means with crank, eccentric, or cam with a cam comprising a lift valve
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K35/00Means to prevent accidental or unauthorised actuation
    • F16K35/02Means to prevent accidental or unauthorised actuation to be locked or disconnected by means of a pushing or pulling action
    • F16K35/022Means to prevent accidental or unauthorised actuation to be locked or disconnected by means of a pushing or pulling action the locking mechanism being actuated by a separate actuating element
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K7/00Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves
    • F16K7/12Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves with flat, dished, or bowl-shaped diaphragm
    • F16K7/14Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves with flat, dished, or bowl-shaped diaphragm arranged to be deformed against a flat seat
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K7/00Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves
    • F16K7/12Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves with flat, dished, or bowl-shaped diaphragm
    • F16K7/14Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves with flat, dished, or bowl-shaped diaphragm arranged to be deformed against a flat seat
    • F16K7/16Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves with flat, dished, or bowl-shaped diaphragm arranged to be deformed against a flat seat the diaphragm being mechanically actuated, e.g. by screw-spindle or cam

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mechanically-Actuated Valves (AREA)
  • Fluid-Driven Valves (AREA)

Abstract

【課題】好適な二重駆動を有するアクチュエータを提供すること。【解決手段】手動動作式アクチュエータは、オーバートラベル特徴を提供される。オーバートラベル特徴は、制御されたねじ山バックラッシュまたは皿ばね等の付勢部材を用いて実現されてもよい。ダイヤフラム弁等の流動制御デバイスと併用されるとき、オーバートラベル特徴は、弁が、完全停止位置以外のアクチュエータ位置で開閉することを可能にする。手動アクチュエータおよびハイブリッドアクチュエータのための実施形態が提示される。【選択図】図3

Description

(関連出願)
本出願は、2013年3月5月に出願された「ACTUATOR WITH DUAL DRIVE」という題名の係属中の米国特許出願第13/785,592号に対して優先権を主張し、上記出願は、2012年10月17月に出願された「ACTUATOR WITH OVER−TRAVEL」という題名の米国仮特許出願第61/714,831号の利益を主張する。上記文献らの全部の内容は、参照することによって全て本明細書において援用される。
本発明は、流動制御弁および他のデバイスのためのアクチュエータに関する。本発明は、より具体的には、手動動作式アクチュエータと、また、手動動作式および/または空気圧動作式であり得る、ハイブリッドアクチュエータとに関する。
(開示の背景)
アクチュエータは、多くの異なる機能および動作のために使用されてもよい。一実施例は、弁または他の流動制御デバイスを開閉することである。アクチュエータは、多くの異なる方法で動作されてもよい。一実施例は、アクチュエータ駆動部材、例えば、ハンドルが、2つの位置間を手動で移動されることができる、手動動作式アクチュエータである。他のアクチュエータは、空気圧動作式であり、それによって、アクチュエータ動作の自動、遠隔、または電子制御を可能にしてもよい。
導入として、本開示は、アクチュエータに関する本発明のいくつかの概念を例証する、いくつかの実施形態を提示する。本発明の概念の1つは、アクチュエータステムのための二重駆動構造を有する、手動動作式アクチュエータにおいて具現化される。二重駆動構造は、閉鎖位置に到達するために必要とされる作動トルクを増加せずに、アクチュエータステムのストローク増加を提供する。
本発明の別の概念は、例えば、付勢部材を用いた間接駆動を使用して、第1の力をアクチュエータステムに印加し、例えば、螺合接続を用いたアクチュエータ駆動部材とアクチュエータステムとの間の直接駆動を使用して、第2の力をアクチュエータステムに印加する、アクチュエータステムのための二重駆動構造を有する、手動動作式アクチュエータにおいて具現化されてもよい。
本発明の別の概念は、アクチュエータステムが、第1の部分および第2の部分と、第1の部分と第2の部分との間の連結部とを含む、アクチュエータステムのための二重駆動構造を有する、手動動作式アクチュエータにおいて具現化されてもよい。一実施形態では、連結部は、制御または設計に組み込まれたねじ山バックラッシュを有する、螺合連結部の形態で実現されてもよい。
本発明の別の概念は、例えば、弁等の流動制御デバイスの動作を制御するために使用される、アクチュエータにおいて具現化されてもよい。一実施形態では、アクチュエータステムのための二重駆動構造が、提供される。別の実施形態では、二重駆動構造は、軸方向オーバートラベル(over−travel)を提供する連結部を有する、アクチュエータステムを含む。
本発明の別の概念は、例えば、弁等の流動制御デバイスの動作を制御するために使用される、アクチュエータにおいて具現化されてもよい。一実施形態では、アクチュエータは、例えば、弁の開放または閉鎖状態あるいは両方に対して、アクチュエータの軸方向オーバートラベルを提供する、オーバートラベル機構を含んでもよい。より特定の実施形態では、オーバートラベル機構は、制御または設計に組み込まれたねじ山バックラッシュを含み、オーバートラベルを提供してもよい。別の実施形態では、オーバートラベル機構は、代替として、制御または設計に組み込まれたねじ山内バックラッシュを有する連結部を含み、または含まず、オーバートラベルを提供する、付勢部材を含んでもよい。
本発明の別の概念は、例えば、弁等の流動制御デバイスの動作を制御するために使用される、ハイブリッドアクチュエータにおいて具現化されてもよい。一実施形態では、ハイブリッドアクチュエータは、空気圧アクチュエータを無効および有効にする、手動オーバーライド(override)を組み込む、空気圧動作式アクチュエータステムを含んでもよい。別の実施形態では、ハイブリッドアクチュエータの手動アクチュエータ部分は、前述の本発明の概念および実施形態のいずれかを使用して実現されてもよい。
本願明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
(項目1)
アクチュエータであって、前記アクチュエータは、第1の位置と第2の位置との間で移動可能なアクチュエータステムと、前記アクチュエータステムに連結され、前記第1の位置と前記第2の位置との間で前記アクチュエータステムを移動させる、アクチュエータ駆動部材と、前記アクチュエータステムが前記第1の位置にあるとき、第1の力を前記アクチュエータステムに印加する、付勢部材とを備え、前記アクチュエータ駆動部材は、前記アクチュエータステムが前記第2の位置にあるとき、第2の力を前記アクチュエータステムに印加する、アクチュエータ。
(項目2)
前記アクチュエータステムは、第1の部分および第2の部分と、前記第1の部分と前記第2の部分との間の連結部とを備え、前記連結部は、前記アクチュエータステムが前記第1の位置にあるとき、前記第1の力を前記付勢部材から前記アクチュエータステムの前記第1の部分に伝達する、項目1に記載のアクチュエータ。
(項目3)
前記連結部は、前記アクチュエータステムが前記第2の位置にあるとき、前記第2の力を前記アクチュエータ駆動部材から前記アクチュエータステムの前記第2の部分に伝達する、項目2に記載のアクチュエータ。
(項目4)
前記アクチュエータ駆動部材は、前記アクチュエータステムが前記第2の位置にあるとき、直接駆動を前記アクチュエータステムの前記第2の部分に提供する、項目3に記載のアクチュエータステム。
(項目5)
前記アクチュエータ駆動部材は、軸を中心として回転可能であるハンドルを備える、項目1に記載のアクチュエータ。
(項目6)
前記アクチュエータステムの移動によって動作される弁と組み合わせた、項目1に記載のアクチュエータ。
(項目7)
前記弁は、ダイヤフラム弁を含む、項目6に記載のアクチュエータ。
(項目8)
前記弁を開閉するように動作可能な空気圧アクチュエータを備える、項目6に記載のアクチュエータ。
(項目9)
前記アクチュエータ駆動部材は、前記空気圧アクチュエータの動作をオーバーライドするように動作されることができる、項目8に記載のアクチュエータ。
(項目10)
前記連結部は、前記付勢部材と前記アクチュエータステムの前記第1の部分との間に螺合接続を備え、前記螺合接続は、制御されたねじ山バックラッシュを備える、項目3に記載のアクチュエータ。
(項目11)
前記制御されたねじ山バックラッシュは、前記アクチュエータ駆動部材と前記アクチュエータステム位置との間にオーバートラベル状態を生じさせる、項目10に記載のアクチュエータ。
(項目12)
前記付勢部材は、前記アクチュエータ駆動部材と前記アクチュエータステム位置との間にオーバートラベル状態を生じさせる、項目1に記載のアクチュエータ。
(項目13)
前記付勢部材は、付勢部材を含む、項目12に記載のアクチュエータ。
(項目14)
前記アクチュエータステムは、第1の部分および第2の部分と、前記第1の部分と前記第2の部分との間の連結部とを備え、前記連結部は、前記付勢部材と前記第1の部分との間に螺合接続を備え、前記螺合接続は、制御されたねじ山バックラッシュを備える、項目1に記載のアクチュエータ。
(項目15)
前記制御されたねじ山バックラッシュは、前記アクチュエータ駆動部材位置と前記アクチュエータステム位置との間にオーバートラベル状態を生じさせる、項目14に記載のアクチュエータ。
(項目16)
前記アクチュエータステムの移動によって動作される弁と組み合わせた、項目14に記載のアクチュエータ。
(項目17)
弁およびアクチュエータのアセンブリであって、前記弁および前記アクチュエータは、前記アクチュエータが前記弁の動作を制御するように接続されることができ、
前記アセンブリは、弁開放位置および弁閉鎖位置を有する弁部材を備える弁を備え、
前記アクチュエータは、前記弁開放位置に対応するアクチュエータステム第1の位置と、前記弁閉鎖位置に対応するアクチュエータステム第2の位置との間で移動可能なアクチュエータステムと、前記アクチュエータステムに連結され、前記アクチュエータステム第1の位置と前記アクチュエータステム第2の位置との間で前記アクチュエータステムを移動させる、アクチュエータ駆動部材と、前記アクチュエータステムが前記アクチュエータステム第1の位置にあるとき、第1の力を前記アクチュエータステムに印加する、付勢部材とを備え、前記アクチュエータ駆動部材は、前記アクチュエータステムが前記アクチュエータステム第2の位置にあるとき、第2の力を前記アクチュエータステムに印加する、アセンブリ。
(項目18)
前記アクチュエータステムは、前記弁閉鎖位置からオーバートラベルを提供する第3の位置に移動可能である、項目17に記載のアセンブリ。
(項目19)
前記アクチュエータステムは、前記弁開放位置からオーバートラベルを提供する第4の位置に移動可能である、項目18に記載のアセンブリ。
(項目20)
前記アクチュエータステムは、第1の部分および第2の部分と、前記第1の部分と前記第2の部分との間の連結部とを備え、前記連結部は、前記付勢部材と前記第1の部分との間に螺合接続を備え、前記螺合接続は、制御されたねじ山バックラッシュを備える、項目17に記載のアセンブリ。
(項目21)
前記付勢部材は、前記アクチュエータ駆動部材と前記アクチュエータステム位置との間にオーバートラベル状態を生じさせる、項目17に記載のアセンブリ。
(項目22)
前記付勢部材は、ばねを含む、項目21に記載のアセンブリ。
(項目23)
前記弁は、ダイヤフラム弁を含む、項目17に記載のアセンブリ。
(項目24)
前記アクチュエータは、前記弁開放位置と前記弁閉鎖位置との間で前記弁部材を移動させるように動作可能な空気圧アクチュエータを備える、項目17に記載のアセンブリ。
(項目25)
前記アクチュエータ駆動部材は、手動で動作可能であり、前記空気圧アクチュエータの動作をオーバーライドするように使用されることができる、項目24に記載のアセンブリ。
(項目26)
前記アクチュエータステムの前記第2の部分は、アクチュエータ筐体に螺合連結され、前記連結部は、前記アクチュエータステムの前記第1の部分と前記アクチュエータステムの前記第2の部分との間に螺合接続を提供する、項目2に記載のアクチュエータ。
(項目27)
前記アクチュエータステムの前記第2の部分は、第1のねじ山配向を伴って、前記アクチュエータ筐体に螺合連結され、前記連結部は、前記第1のねじ山配向と反対のねじ山配向を備える、項目26に記載のアクチュエータ。
(項目28)
前記アクチュエータステムの前記第2の部分は、アクチュエータ筐体に螺合連結され、前記連結部は、前記アクチュエータステムの前記第1の部分と前記アクチュエータステムの前記第2の部分との間に螺合接続を提供する、項目20に記載のアクチュエータ。
(項目29)
前記アクチュエータステムの前記第2の部分は、第1のねじ山配向を伴って、前記アクチュエータ筐体に螺合連結され、前記連結部は、前記第1のねじ山配向と反対のねじ山配向を備える、項目28に記載のアクチュエータ。
(項目30)
アクチュエータおよび弁アセンブリであって、前記アセンブリは、
軸方向に移動されることができる弁部材を備える弁と、
アクチュエータステムおよびアクチュエータ駆動部材を備えるアクチュエータであって、前記アクチュエータ駆動部材は、前記弁部材を移動させるために、前記アクチュエータステムを用いて手動で動作可能である、アクチュエータと、
前記アクチュエータ駆動部材および前記アクチュエータステムのための二重駆動連結部であって、前記二重駆動連結部は、前記二重駆動連結部を伴わない前記アクチュエータステムの軸方向ストロークと比較して、前記アクチュエータステムのより大きい軸方向ストロークを提供する、二重駆動連結部と
を備える、アセンブリ。
(項目31)
前記二重駆動連結部は、第1の螺合接続および第2の螺合接続を備え、前記第1の螺合接続は、第1のねじ山配向を備え、前記第2の螺合接続は、前記第1のねじ山配向と反対の第2のねじ山配向を備える、項目30に記載のアセンブリ。
(項目32)
アクチュエータであって、前記アクチュエータは、第1の位置と第2の位置との間で移動可能なアクチュエータステムであって、前記アクチュエータステムは、第1の部分および第2の部分を備える、アクチュエータステムと、前記アクチュエータステムに連結され、前記第1の位置と前記第2の位置との間で前記アクチュエータステムを移動させる、アクチュエータ駆動部材と、前記アクチュエータステム第1の部分と前記アクチュエータステム第2の部分との間の螺合連結部であって、前記螺合連結部は、制御されたねじ山バックラッシュを備える、螺合連結部とを備える、アクチュエータ。
(項目33)
開放および閉鎖位置を有する流動制御デバイスと組み合わせたアクチュエータであって、前記制御されたねじ山バックラッシュは、前記弁開放および閉鎖位置の一方または両方のための軸方向オーバートラベルを提供する、項目32に記載のアクチュエータ。
図1は、完全閉鎖位置における、手動動作式アクチュエータおよび弁アセンブリの実施形態の等角図を図示する。 図2は、縦方向断面における、図1のアクチュエータおよび弁アセンブリである。 図3は、縦方向断面および完全開放位置における、図1のアクチュエータおよび弁アセンブリである。 図3Aは、本明細書の教示を用いて実現され得る、オーバートラベル概念の例示的プロットである。 図4A−4Dは、簡略化された概略様式において、図1の実施形態のオーバートラベル特徴のための制御されたねじ山バックラッシュを有する、連結部の実施形態を図示する 図5は、等角図および弁閉鎖状態における、ハイブリッドアクチュエータおよび弁アセンブリの実施形態である。 図6は、縦方向断面における、図5のハイブリッドアクチュエータおよび弁アセンブリである。 図7は、オーバートラベルを伴う、二重駆動手動アクチュエータおよび弁アセンブリの別の実施形態である。 図8は、オーバートラベルを伴う、二重駆動手動アクチュエータおよび弁アセンブリの別の実施形態である。 図9は、手動アクチュエータおよび弁アセンブリの別の実施形態である。
(代表的実施形態の説明)
これらの本発明の概念および実施形態の構造、特徴、および動作の付加的代替および随意の実施形態が、本明細書の以下に提示される。本発明はまた、本明細書に説明される実施形態以外の他の構成、および本明細書に示される例示的設計以外の弁およびアクチュエータ設計を使用して、弁およびアクチュエータを制御するための用途のために使用されてもよい。本発明はまた、弁および流動制御デバイス以外のデバイスの用途を見出し、それと併用されてもよい。
図1−3を参照すると、アクチュエータおよび弁アセンブリ10は、アクチュエータアセンブリ12と、例えば、弁アセンブリ14等の流動制御デバイスとを含んでもよい。アクチュエータアセンブリは、手動動作式アクチュエータの形態で実現されてもよい。弁アセンブリ14は、多くの異なる構成および使用を有してもよい。弁アセンブリ14は、1つのポートから別のポートへの流体、例えば、液体またはガスの流動を制御するように、その中に2つ以上の流動通路を有する、弁体16を有するダイヤフラム弁の形態で実現されてもよい。図1および2の図では、入口流動通路18(図2の配向では、隠されている)は、入口ポート20に開放する。出口ポート22は、出口流動通路24に開放する。入口流動通路18および出口流動通路24は両方とも、弁空洞26と連通する。弁空洞26は、環状弁座28を通して、出口流動通路18に開放する。弁部材30、例えば、ダイヤフラム30は、弁空洞26をアクチュエータアセンブリ12から密閉する。ダイヤフラム30は、弁座28に向かって移動され、それと接触し、弁を閉鎖し(図2)、弁座28から離れると、弁を開放する(図3)。ダイヤフラム30の移動は、アクチュエータアセンブリ12の動作によってもたらされる。
説明されるようなダイヤフラム弁の動作は、周知であり、本発明を理解および実践するために、本明細書にさらに説明される必要はなく、流動制御デバイスは、ダイヤフラム弁である必要はない。ダイヤフラム弁以外の多くの他のタイプの弁、例えば、2つの実施例だけを挙げると、蛇腹弁またはプラグタイプ遮断弁が、使用されてもよいことに留意されたい。弁アセンブリ14は、代替として、付加的ポートおよび流動通路、例えば、三方弁を含んでもよく、流動は、代替として、双方向であってもよい。図示されるような弁アセンブリ14構成は、表面搭載構成として当技術分野において知られるものであり、入口および出口ポート20、22が、同一平面上にあり、弁アセンブリが、ガススティックの基板等の支持表面に搭載されることを意味する。しかし、これは、一構成にすぎず、本発明は、限定ではないが、通常の入口および出口端接続を含む、多くの異なる方法で流体回路内に接続される、流動制御デバイスと併用されてもよく、それらは全て、当業者に周知である。
アクチュエータアセンブリ12は、アクチュエータ駆動部材32を受容する、アクチュエータ筐体13を含んでもよい。これは、手動動作式アクチュエータであるため、アクチュエータ駆動部材32は、手動動作され得る、ハンドル32の形態で実現されてもよい。しかしながら、ツールが、随意に、ハンドル32を手動で動作するために使用され得る。ハンドル32は、ハンドル32の作動が、縦軸Xに沿って、アクチュエータステム34の線形移動を生じさせるように、任意の便宜的技法によって、アクチュエータステム34に連結される。例えば、ハンドル32とアクチュエータステム34の上側端34aとの間にスプライン接続36が示されるが、代替接続が、使用されてもよい。ボルト38が、ハンドル32とアクチュエータステム34を固着させるために使用されてもよい。したがって、ハンドル32は、縦軸Xを中心として手動で回転されるように適合される。
アクチュエータステム34は、2部品アクチュエータステム34の形態で実現されてもよい。例えば、アクチュエータステム34の第1または下側部分40と、アクチュエータステム34の第2または上側部分42とが存在してもよい。第1の螺合接続44が、アクチュエータステム34の第2または上側部分42の外側螺合部分とアクチュエータ筐体13の内側螺合部分との間に提供される。連結部46が、アクチュエータステム34の第1の部分40と、アクチュエータステム34の第2の部分42を継合してもよい。連結部46は、例えば、第2の螺合接続48の形態で実現されてもよい。
付勢部材50が、アクチュエータ筐体13の肩部52とアクチュエータステム34の第1の部分40の表面54との間に配置される。付勢部材50は、多くの異なる方法で実現されてもよく、本実施例では、付勢部材50は、コイルばねの形態で実現される。付勢部材50は、付勢部材50が、下向きに(図に見られるように)、または言い換えると、ダイヤフラム30に向かって、アクチュエータステム34の第1の部分40を押勢するように、定位置に圧縮される。
以下に説明される理由から、アクチュエータステム34の下側部分40がX軸を中心として回転しないように防止する、回転防止デバイス56が、提供されてもよい。回転防止デバイス56は、下側部分40の軸方向平行移動を可能にする。回転防止デバイス56は、アクチュエータステム34の下側部分40の平坦外部表面40aに係合する、ピンであってもよい。多くの他の技法が、代替として、アクチュエータステム第1の部分40の回転を防止するために使用されてもよい。
随意の通気通路59が、弁チャンバ56と周囲環境との間に提供されてもよい。本通気は、プロセス流体がアクチュエータアセンブリに流入しないように、ダイヤフラムシールが破れた場合、プロセス流体が、弁アセンブリから流出することを可能にする。
アクチュエータステム34の下側部分40は、ボタン58に接触してもよく、これは、順に、ダイヤフラム30の上側非湿潤表面に接触する。このように、アクチュエータステム34の軸方向平行移動は、付勢部材50の作用とともに、ダイヤフラム30を弁座28から離れるように、およびそこに向かって移動させることによって、弁を開閉するように動作する。
多くの手動動作式流動制御デバイス、例えば、本明細書に図示されるようなダイヤフラム弁の場合、アクチュエータアセンブリによってもたらされ得るアクチュエータステムのストロークは、弁が、完全に開放し、最大流動を達成するように重要である。しかし、アクチュエータ駆動部材とアクチュエータステムとの間に直接駆動を使用する、所与のアクチュエータサイズの場合、所与の量のハンドル回転のためのアクチュエータストロークを増加させることもまた、作動トルクを増加させる。直接駆動とは、アクチュエータ駆動部材32の動作によって生じるアクチュエータステム34の移動の軸方向平行移動を意味する。例えば、ハンドル32の回転は、力をアクチュエータステムに印加し、直接、アクチュエータステム34の軸方向移動を生じさせ、弁を開閉する。トルクは、直接駆動アクチュエータにおける定義されたハンドル回転度に対して、アクチュエータステムのストロークを増加させるために、ねじ山ピッチまたは回転運動を線形進行に変換する他の機械的手段が、回転度あたりより多くの進行を提供するように調節されなければならず、これが、線形進行が作用する力が類似するとき、トルクを増加させるために増加する。アクチュエータおよび弁アセンブリ10は、本実施形態では、4分の1回転弁であり、ハンドル32は、弁の完全開放から完全閉鎖位置まで90度を通してのみ回転されることを意味することに留意されたい。
我々は、二重駆動概念を使用するアクチュエータアセンブリ12を組み込むことによって、本トルク対ストローク関係を補償する。二重駆動概念は、ともに連結されるが、印加負荷、例えば、付勢部材によって定義または設定された印加負荷において、相互に対して動作可能に係脱される、2つの駆動要素または部分を使用して具現化されてもよい。動作可能に係脱されるとは、二重駆動第1の部分および第2の部分は、アクチュエータ駆動部材の回転に対して軸方向変位を提供する、機能的連結部または動作の係脱を指す。二重駆動概念は、例えば、アクチュエータ駆動部材32およびアクチュエータステム34のための二重駆動連結部を使用して、実現されてもよい。前述のように、アクチュエータステム34は、連結部46を用いてともに連結される、第1の部分40および第2の部分42を有する。アクチュエータ駆動部材32およびアクチュエータステム34のための二重駆動連結部の実施形態は、第1の螺合接続44および第2の螺合接続48を用いて実現されてもよい。より具体的には、第1の螺合接続44に第1のねじ山配向、例えば、右回りねじ山を、第2の螺合接続48に反対ねじ山配向、例えば、左回りねじ山を提供する。代替として、第1の螺合接続44は、左回りねじ山配向を有してもよく、第2の螺合接続48は、右回りねじ山配向を有してもよい。
アクチュエータアセンブリ12は、図1におけるように、弁が完全に開放している状態に対応する、完全上向き位置にあると仮定する。アクチュエータ駆動部材またはハンドル32が、時計回りに回転されると、アクチュエータステム上側部分42は、第1の螺合接続44の動作によって、下向きに移動する。下側部分40は、反対回りねじ山配向を使用して、上側部分42に連結されるため、さらに、下側部分40は、回転防止デバイス56によって、回転されないように防止されるため、下側部分40はまた、ダイヤフラムに向かって、下向きに移動またはストロークする。アクチュエータステム34の総ストロークは、アクチュエータステム34の上側部分42および下側部分40の組み合わせられたストロークである。これは、ダイヤフラム30が弁座28に接触するまでに該当する。その時点で、弁は、閉鎖され、アクチュエータステム34の下側部分40は、軸方向にもはや移動することができない(弁座28の圧縮によるある程度の移動は無視する)。
ダイヤフラム30が、弁座28と接触した後、アクチュエータステム34の総ストロークは、基本的に、アクチュエータステム34の上側部分42のストロークに等しい。したがって、ねじ山ピッチを増加させずに、弁部材30の開放位置と閉鎖位置との間のアクチュエータの全体的ストロークの増加を達成する。ねじ山ピッチは、増加されていないが、ステムを所与の負荷に対して前進させるために必要とされるハンドルトルクは、組み合わせまたは連結された二重駆動部分と比較して、度回転あたり同等の線形変位またはストロークを提供するねじ山ピッチを有する、単一駆動部材のものに類似することに留意されたい。別の見方をすると、ねじ山ピッチを増加させずに、全体的ストロークを増加させたことになり、弁を閉鎖するために必要とされるハンドルトルクは、直接駆動アクチュエータにおけるものと同一となる。要するに、より少ないねじ山ピッチ部材が直列で動作する複数の螺合機構を使用することによって、単一螺合駆動機構を使用して、ねじ山ピッチ増加の効果を複製する。我々は、弁座に対して高閉鎖力の印加が所望される作動部分の間のみ、下側部分が上側部分から係脱し、ハンドルの直接駆動を可能にし、弁を閉鎖するように、アクチュエータを設計する。
いくつかの用途では、アクチュエータおよび弁アセンブリ10のためのオーバートラベル特徴を提供することが望ましくあり得る。オーバートラベルとは、弁部材30が、弁座28に係合し、アクチュエータ駆動部材32の完全閉鎖回転が完了前に、弁を閉鎖することを意味する。これは、閉鎖オーバートラベルと称される。同様に、いくつかの用途では、アクチュエータ駆動部材32の完全開放回転が完了する前に、弁部材30が、弁座28から脱座し、弁が完全に開放することを可能にすることが望ましくあり得る。これは、開放オーバートラベルと称される。これは、以下のように考えられ得る。アクチュエータ12は、弁開放状態に対応する第1の最大位置における、アクチュエータ駆動部材32の第1の位置を有するであろう。例えば、図2および3のハンドル32実施形態等の回転式アクチュエータ駆動機構の場合、ハンドル32は、0°位置と称される(第1の螺合接続44のための右回りねじ山配向をとる)、第1または完全開放停止位置まで反時計回りに完全に回転されるであろう。アクチュエータ12はまた、弁閉鎖状態に対応する第2の最大位置における、アクチュエータ駆動部材32の第2の位置を有するであろう。例えば、ハンドル32実施形態等の回転式アクチュエータ駆動機構の場合、ハンドル32は、4分の1回転アクチュエータおよび弁アセンブリ10に対して90°位置であろう、第2または完全閉鎖停止位置まで時計回りに完全に回転されるであろう。開放オーバートラベル特徴は、アクチュエータ駆動部材32が0°位置に到達する前に、弁部材30が、弁座28から解放され、弁が、その好ましくは完全流動容量まで開放することを可能にすることを意味する。閉鎖オーバートラベル特徴は、アクチュエータ駆動部材32が90°位置に到達する前に、弁部材30が、弁座28に接触し、弁を通る流体流動を阻止することを意味する。
実施例として、アクチュエータ駆動部材32の開放および閉鎖位置の両方に対する20°オーバートラベルは、アクチュエータ駆動部材32が第3の位置または70°位置まで回転させられると、弁部材30が、弁座28に係合し、弁を閉鎖し(但し、おそらく、最大閉鎖力で着座されない)、アクチュエータ駆動部材32が70°位置と20°位置との間の位置に回転されると、弁部材30が、弁座28から解放または係脱され、弁を開放する(但し、完全に開放されない)ことを意味するであろう。20°回転位置以下では、弁は、例えば、完全に開放される。代替として、これらの位置において達成される機能は、所望に応じて、反転されてもよい。例えば、アクチュエータアセンブリ12は、アクチュエータ駆動部材32が第4の位置または20°位置まで回転されると、弁部材30が、弁座28に係合し、弁を閉鎖し(但し、おそらく、最大閉鎖力で着座されない)、アクチュエータ駆動部材32が70°位置まで回転されると、弁部材30が、弁座28から解放または係脱され、弁を完全に開放するように容易に適合されることができ、その場合、完全開放手動ハンドル停止位置は、90°位置であり、完全閉鎖手動ハンドル停止位置は、0°位置である。さらに、これらの実施例における種々の回転度は、例示であり、制限ではない。例えば、オーバートラベル特徴は、以下またはその他で説明される例示的構造等、オーバートラベルを達成するために使用される構造の調節によって、任意の所望の回転角度に設定されることができる。前述の4つの位置のそれぞれに対して、アクチュエータステム34の対応する軸方向位置が存在することに留意されたい。
図3Aは、本明細書の教示を使用して実現され得る、オーバートラベル概念の実施例を図示する。本プロットは、ハンドル32等のアクチュエータ駆動部材32の回転角度に関連したアクチュエータステム34の線形進行またはストロークを示す(ハンドル32が、AからDに回転されるにつれて、ハンドル回転は、手動弁の場合、従来通り反時計回りであるが、これは、当業者によって理解されるように、要求されず、代替として、時計回り回転であってもよいことに留意されたい)。破線は、アクチュエータステム34進行を図示し、実線は、弁部材30の開放/閉鎖ステータスを表す。4分の1回転アクチュエータの場合、例えば、Aは、完全90°ハンドル時計回り回転を表し得、言い換えると、ハンドルは、完全閉鎖停止位置にある。Dは、したがって、完全0°ハンドル反時計回り回転を表し得、言い換えると、ハンドルは、完全開放停止位置にある。しかし、概念上、文字A、B、CおよびDは、特定の用途のために、アクチュエータ設計者によって所望される任意の角度に関連する。
前述の20°オーバートラベル実施例の場合、Bは、20°ハンドル回転位置を表し得る(本実施例では、ハンドル完全時計回り回転閉鎖位置Aから参照される)。AとBとの間では、弁部材30は、弁座28に接触し、弁は、閉鎖される。AとBとの間の破線は、弁座が圧縮するにつれたアクチュエータステムの可能性として考えられるわずかな軸方向移動のため(本明細書で前述のように)、わずかな傾斜を有し得る(図3Aでは、明確にするために誇張される)。Cは、70°ハンドル反時計回り回転位置を表し得る(本実施例では、ハンドル完全閉鎖位置Aから参照される)。その後、CとDとの間では、弁部材は、弁座28と接触せず、弁は、開放され、流動させる。弁部材28が、位置Cにおいて完全流動を提供するかどうかは、設計選択であってもよい。BとCとの間では、弁部材30は、弁座28からその最大距離に向かってさらに移動するにつれて、遷移領域内に入る。
我々のアクチュエータの二重駆動概念は、オーバートラベルが、随意に、アクチュエータおよび弁アセンブリ内に含まれるべきとき、開放オーバートラベル、閉鎖オーバートラベル、または両方のいずれかに対して、オーバートラベルの実装を促進するためにも有益に使用され得る。一実施形態では、第2の螺合接続48に所定または制御されたねじ山バックラッシュを提供する。多くの螺合接続は、例えば、不良な公差制御のため、望ましくないまたは意図されないバックラッシュを呈し得ることに留意されたい。そのようなバックラッシュは、螺合接続の用途に応じては、必ずしも、問題ではなく、螺合接続は、好ましくは、存在しても、ほとんどバックラッシュを有していない。しかし、我々は、第2の螺合接続48のための制御または所定のねじ山バックラッシュを意図的に設計に組み込み、その設計されたバックラッシュと付勢部材50を組み合わせることによって、オーバートラベルを達成することができることを発見した。したがって、制御または所定のねじ山バックラッシュあるいは設計に組み込まれたねじ山バックラッシュとは、オーバートラベルを達成するために、螺合接続内に制御された間隙を意図的に提供することを意味する。これは、したがって、準最適製造プロセスまたは設計に起因する、あるいは別様に制御されない、または螺合接続に意図的に導入される、ねじ山バックラッシュとは異なる。
図4A−4Dは、アクチュエータおよび弁アセンブリ10内において、例えば、20°オーバートラベルを実現するために、制御または設計に組み込まれたねじ山バックラッシュの実施形態を図式的に図示する。これらの図は、実施例として、連結部46および関連付けられた第2の螺合接続48実施形態の拡大略図を提供する。図4Aは、0°または完全開放弁位置における、アクチュエータステム34(および、図4A−4D毎に、アクチュエータ駆動部材32)を表し、図4Bは、0°〜70°位置の範囲内のアクチュエータステム34を表し、70°では、弁部材30は、弁座28に接触し、弁を閉鎖し、図4Cは、70°〜90°位置の遷移範囲内のアクチュエータステム34を表し、弁部材30は、弁座28に接触し、弁を閉鎖し、図4Dは、90°または完全閉鎖弁位置におけるアクチュエータステム34を表す。
図4A−4Dは、明確にするために、幾分、設計に組み込まれたねじ山バックラッシュを誇張する。左側螺合構造は、アクチュエータステム34の下側部分40を表し、右側螺合構造は、アクチュエータステム34の上側部分42を表す。20°オーバートラベルの本例示的実施形態では、下側部分40のねじ山60は、上側部分42のねじ山62と噛合するが、ねじ山60、62の個別の頂点部分66と谷底部分68との間に制御または設計に組み込まれた間隙64を伴う(図4C参照)。制御された間隙64は、連結部46内の第2の螺合接続48に対して制御または設計に組み込まれた制御されたバックラッシュを提供する。
また、図2を参照して、ばね等の付勢部材50が、アクチュエータステム34の下側部分40を通して、下向きの第1の力(74)を弁部材30に印加することを思い出されたい。制御された間隙64によって、アクチュエータステム34の下側部分40の各ねじ山60の下側表面70は、アクチュエータステム34の上側部分42の各ねじ山62の上側表面72に接触する、またはそれに沿って摺動する。付勢部材50は、第1の運動力74を下側部分40に印加するため、アクチュエータ駆動部材32が、0°〜70°に時計回りに回転されるにつれて、アクチュエータステムの非回転下側部分は、ねじ山係合のため、弁部材30に向かって軸方向に移動する。第1の運動力74は、アクチュエータ駆動部材32ではなく、付勢部材50に排他的に起因するため、本移動は、アクチュエータステム34の下側部分40の間接駆動と称される。アクチュエータ駆動部材32に対する70°位置では、弁部材30またはダイヤフラムは、弁座28に接触し、この接触は、アクチュエータステム34の下側部分40のさらなる軸方向平行移動に対抗する。したがって、アクチュエータ駆動部材32が、70°から90°に時計回りに回転されるにつれて、アクチュエータステム34の回転し、軸方向に平行移動する上側部分42は、弁部材30に向かって移動し続け、アクチュエータステムの非回転および軸方向に定常の下側部分40は、定位置に固定される。制御された間隙64は、それによって、ねじ山60および62が、アクチュエータステム34の70°から90°の回転まで、遷移部分を通して進む結果をもたらし、ねじ山60、62は、相互に接触せず(図4C)、弁は、付勢部材50によってアクチュエータステム34の下側部分40に印加される第1の力74の間接駆動によって、閉鎖された状態に保持され続ける。言い換えると、70°位置から約90°位置まで、アクチュエータ駆動部材32の回転を通して印加される力は、アクチュエータステム34の上側部分42が、アクチュエータステム34の下側部分40から係脱するように、付勢部材50(第1の力74)によって定義または設定された印加負荷を克服する。
約90°位置では、ねじ山60、62は、再係合するが、ここでは、アクチュエータステム34の下側部分40の各ねじ山60の上側表面76は、アクチュエータステム34の上側部分42の各ねじ山62の下側表面78に接触する、またはそれに沿って摺動する。その結果、アクチュエータステム34が、完全閉鎖90°位置に回転されるにつれて、アクチュエータステム34の上側部分42は、直接、閉鎖負荷または第2の力80をアクチュエータステムの下側部分42に対して印加し、第2の力は、直接、弁部材30に伝達され、閉鎖負荷を弁部材30に印加する。第2の力80は、アクチュエータ駆動部材32の回転によって、アクチュエータステム34の上側部分42に印加される力に排他的に寄与し、本第2の力は、直接、アクチュエータステム34の下側部分40を通して、弁部材30に伝達されるため、本移動は、アクチュエータ駆動部材32が90°完全閉鎖位置に到達するにつれたアクチュエータステム34の下側部分40の直接駆動と称される。オーバートラベル度は、ねじ山60、62間の制御されたバックラッシュの量を選択することによって制御されることができることを理解されるであろう。バックラッシュは、係合するねじ山60、62の直径およびピッチの選択および制御を含む、多くの方法で制御されることができる。
作動の直接駆動部分は、きつく閉鎖された弁を提供するために、必要に応じて、所望の閉鎖力80または負荷を弁部材30に印加するために使用されることができる。閉鎖力80は、アクチュエータステム34の上側部分42の直接駆動によって産生され、具体的には、アクチュエータステム34が、ここでは、単一駆動部材として作用しているため、閉鎖力を印加するために必要とされるトルクは、単一直接駆動アクチュエータが同一のねじ山ピッチを用いて使用されるときと同一となる。したがって、アクチュエータに対してより大きいストロークが、閉鎖力80のために必要とされるトルクを増加させずに、実現されることができる。典型的には、閉鎖または第2の力80は、付勢部材50によって印加される第1の力74を上回るであろう。例えば、付勢部材50の間接駆動の第1の力は、弁部材30に70ポンドの負荷を印加し得る一方、アクチュエータステム34の直接駆動の第2の力は、120ポンドの閉鎖負荷を提供し得る。これらの値は、当然ながら、全て例示である。
本時点において、例示的実施形態は、回転式アクチュエータ駆動部材32の使用を図示するが、全用途において要求されるわけではないことに留意されたい。例えば、制御された間隙を使用するオーバートラベル特徴は、アクチュエータステム34の軸方向平行移動をもたらすために、必要に応じて、レバータイプアクチュエータ駆動部材または他のアクチュエータ駆動部材設計を用いて実現されてもよい。
次に、図5および6を参照して、ハイブリッドアクチュエータおよび弁アセンブリ90の実施形態を図示する。ハイブリッドアクチュエータは、手動アクチュエータ機能および空気圧アクチュエータ機能を含む。簡単に言うと、ハイブリッドアクチュエータは、空気圧動作式アクチュエータアセンブリ92および手動動作式アクチュエータアセンブリ84を含み、手動動作式アクチュエータ94は、空気圧動作式アクチュエータ92の上部に積層される。手動動作式アクチュエータアセンブリ94は、本明細書に前述の手動動作式アクチュエータ12と同様に実現され、機能する必要はないが、同一の参照番号が、類似要素のために使用される。したがって、手動アクチュエータアセンブリ94は、本明細書の図1−3の手動動作式アクチュエータのオーバートラベル特徴および所定のねじ山バックラッシュ概念と動作し得る。
空気圧アクチュエータアセンブリ92は、一般に、アクチュエータ筐体98内に配置される、ピストンアセンブリ96を含む。示されるように、アクチュエータ筐体は、多部品筐体、または代替として、単一部品筐体であってもよい。例示的実施形態では、2つのピストン96aおよび96bが、使用されてもよいが、代替として、必要に応じて、単一ピストンアクチュエータが、使用されてもよく、または3つ以上のピストンが、使用されてもよい。ばね100は、弁アセンブリ104の弁部材102またはダイヤフラムを弁座106と密閉係合するように押動させ、それによって、面直方向閉鎖弁を提供する、第1の方向に、ピストンアセンブリ96を押勢するために使用される。ピストンアセンブリ96は、それを通して空気通路110を有する、アクチュエータステム108を含んでもよい。空気通路110は、加圧された空気源(図示せず)から加圧された空気を受容する、筐体空気通路112を通して、空気入口継手(図示せず)と流体連通する。空気通路110は、ピストン96aおよび96b内の空気通路116を介して、ピストンチャンバ114と連通する。加圧された空気が、空気圧アクチュエータアセンブリ92に供給されると、空気圧は、ばね100付勢を克服し、ピストンアセンブリ96をばね100に対して第2の位置(図示せず)に移動させ、弁部材102が、弁座106から離れて開放位置に移動することを可能にする。空気圧が除去されると、ばね100は、ピストンアセンブリ96を第1の位置(図1)に戻し、弁は、閉鎖される。Oリング118または他の好適なシールは、アクチュエータ加圧空気のための圧力閉じ込めを提供し、ピストンアセンブリ96を移動させる。
手動動作式アクチュエータ94は、基本的に、本明細書に前述されるものと同一であってもよいが、アクチュエータステム34の下側部分40はまた、空気圧動作式アクチュエータ92のための空気通路110アクセスを提供してもよいことに留意されたい。また、アクチュエータ筐体120は、空気圧動作式アクチュエータ92の一部を収容するために、手動動作式アクチュエータだけと比較して、延在されてもよいことに留意されたい。また、アクチュエータステム34の下側部分40は、弁部材102またはボタン58に係合するのではなく、下側部分40は、同様にピストンアセンブリ96に接触する、皿ばね122に係合してもよい。皿ばね122は、図2の手動アクチュエータの場合、ばね50によって提供される、付勢力を提供するために使用されてもよい。したがって、手動動作式アクチュエータ94は、手動で使用され、空気圧動作式アクチュエータ92をオーバーライドしてもよい。例えば、手動アクチュエータ94が、閉鎖されると、加圧された空気が筐体空気通路112に印加される場合でも、空気圧アクチュエータ92が、弁部材102を開放しないように防止する。空気圧アクチュエータ92が励起され、弁部材102が開放位置にある場合、手動アクチュエータ94は、アクチュエータ駆動部材またはハンドル32が閉鎖位置まで回転されると、空気圧アクチュエータ92を閉鎖位置に強制するために使用されてもよい。例示的実施形態では、手動アクチュエータ94は、空気圧アクチュエータ92もまた、開放状態を可能にするように励起されるまで、弁を開放することができない。
図7および8は、手動動作式アクチュエータのための付加的代替実施形態を図示する。図7では、皿ばね等の付勢部材132を使用する、二重駆動アクチュエータ130の実施形態を図示する。本実施形態では、皿ばね132は、弁部材(150)が弁座(154)に接触後、アクチュエータステム136の下側部分138に対するアクチュエータステム136の上側部分134の所定のストローク内において、皿ばね132が平坦状態になるように、事前に圧縮されてもよい。第1の螺合接続140は、上側部分134を筐体142に継合し、第2の螺合接続144は、下側部分138を螺合ナット146に継合する。本実施例では、アクチュエータステム136は、螺合ナット146の交互使用のため、単一部品ステムであることに留意されたい。第1の実施形態におけるように、第1および第2の螺合接続140、144は、異なるねじ山配向を有してもよい。例えば、第1の螺合接続140は、右回りねじ山配向を有してもよく、第2の螺合接続144は、左回りねじ山配向を有してもよい。皿ばね132は、第2の螺合接続144が、設計に組み込まれたねじ山バックラッシュを含む必要がないように、オーバートラベル特徴を提供するために使用されるが、代替として、必要であってもよい。下側部分138は、直接、ボタン148またはダイヤフラム等の弁部材150に接触してもよく、または中間部品152を使用して、弁部材150に接触してもよい。本実施例では、中間部品152は、螺合ナット146と協働して、ばね132を事前に圧縮する役割を果たす。
図7は、弁開放位置にあるアセンブリを示す。ハンドル148が、時計回りに回転されるにつれて、上側部分134は、事前に圧縮された皿ばね132の影響下、アクチュエータステム136の下側部分138と同様に、下向きに移動し、第1の力を弁部材150に印加する。弁部材150が、弁座154に接触すると、上側部分134のさらなる軸方向移動が、上側部分134が、ここで、直接駆動を提供し、第2の力を弁部材150に印加するように、皿ばね132を平坦状態にさせるであろう。ばね132が平坦状態になる前に、皿事前圧縮に設計されるストロークの量は、オーバートラベルの量を制御するために使用されることができる。
図8は、オーバートラベル特徴を含む、直接駆動手動動作式アクチュエータ160を図示する。オーバートラベル特徴は、必要に応じて、皿ばねまたは他の付勢部材162の形態で実現されてもよい。皿ばねは、皿ばね162が平坦状態になる前に、皿ばね事前圧縮に設計されるストロークの量が、オーバートラベルの量を制御するために使用され得るように、図7の実施形態におけるように、事前に圧縮されてもよい。図8の実施形態では、アクチュエータ160は、随意のボタン168を用いて、アクチュエータステム164と弁部材166との間の直接駆動を提供するための従来通りの設計である。しかしながら、本実施形態では、付勢部材162が、アクチュエータステム164と弁部材166または随意のボタン168との間に配置されてもよい。直接駆動アクチュエータステム164が、弁部材166に向かって軸方向に移動するにつれて、第1の力が、事前に圧縮された付勢部材162の動作によって、弁部材166に印加される。弁部材162が弁座170に接触すると、事前に圧縮された皿ばねまたは付勢部材162が平坦状態になる前に、所定のストロークが存在するであろう。本ストロークは、オーバートラベル特徴を提供する。皿ばねが平坦状態になった後、アクチュエータステム164の直接駆動は、第2の閉鎖力を弁座170に対する弁部材166に提供する。これは、直接駆動手動動作式実施形態であるため、アクチュエータステム164のために単一螺合接続172のみ存在することに留意されたい。
図9は、前述の図1−3の手動アクチュエータの代替実施形態を図示する。手動アクチュエータおよび弁アセンブリ200は、実質的に、図1−3の実施形態と同一の様式で動作してもよく、したがって、そのような説明は、繰り返される必要がないものとする。同一部品に対しては、類似参照番号を使用するが、200の数列から始まる。したがって、244は、図2における第1の螺合接続44に対応する。図9におけるアセンブリ200は、弁閉鎖位置に図示され、アセンブリ200は、図2の図から90度回転される。
図2と図9を比較すると、表面52を呈する内側肩部とばね250が圧接する保定リング252が交換されている。回転防止デバイス56(図2)は、アクチュエータステム234の第2または下側部分240に対する樽状六角形256幾何学形状と交換されている。樽状六角形256は、アクチュエータ筐体213の六角形形状フランジ257内に受容される。
本発明の種々の側面ならびに特徴および概念が、例示的実施形態において、種々の組み合わせで具現化されるように、本明細書に説明および図示されるが、これらの種々の側面、特徴、および概念は、個々に、またはそれらの種々の組み合わせおよび部分的組み合わせのいずれかにおいて、多くの代替実施形態で実現されてもよい。本明細書において明示的除外されない限り、全てのそのような組み合わせおよび部分的組み合わせは、本発明の範囲内であると意図される。さらに、代替材料、構造、構成、方法、デバイス等の本発明の種々の側面および特徴に関する種々の代替実施形態が、本明細書に説明され得るが、そのような説明は、現在公知または後に開発されるかにかかわらず、利用可能な代替実施形態の完全または包括的リストであると意図されるものではない。当業者は、そのような実施形態が、本明細書に明示的に開示されない場合でも、種々の発明の側面、概念、または特徴のうちの1つ以上を本発明の範囲内の付加的実施形態に容易に採用し得る。加えて、本発明のいくつかの特徴、概念、または側面が、好ましい配列または方法として本明細書に説明され得る場合でも、そのような説明は、明示的に記載されない限り、そのような特徴が、要求される、または必要であることを示唆することを意図するものではない。さらに、例示的または代表的値および範囲が、本発明を理解する補助として含まれ得るが、しかしながら、そのような値および範囲は、限定的意味で解釈されるべきではなく、明示的に記載される場合のみ、臨界値または範囲であることが意図される。加えて、いくつかの特徴および側面ならびにそれらの組み合わせが、具体的形態、適合、機能、配列、または方法を有するように、本明細書に説明または図示され得る場合でも、そのような説明は、明示的に記載されない限り、そのような説明または図示される配列が、要求される、または必要であることを示唆することを意図するものではない。当業者は、本明細書に説明される実施形態および発明の代用または代替として、公知であるか、または後に開発されるかのいずれかである、付加的および代替形態、機能、配列、または方法を容易に理解するであろう。
本発明は、例示的実施形態を参照して説明された。修正および改変が、本明細書および図面の熟読および理解によって当業者に想起されるであろう。添付の請求項またはその均等物の範囲内である限り、全てのそのような修正および改変を含むものと意図される。

Claims (1)

  1. 本明細書に記載の発明。
JP2017250577A 2012-10-17 2017-12-27 二重駆動を有するアクチュエータ Active JP6774931B2 (ja)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201261714831P 2012-10-17 2012-10-17
US61/714,831 2012-10-17
US13/785,592 2013-03-05
US13/785,592 US20140103240A1 (en) 2012-10-17 2013-03-05 Actuator with dual drive

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015537753A Division JP6305415B2 (ja) 2012-10-17 2013-10-14 二重駆動を有するアクチュエータ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018044679A true JP2018044679A (ja) 2018-03-22
JP6774931B2 JP6774931B2 (ja) 2020-10-28

Family

ID=50474553

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015537753A Active JP6305415B2 (ja) 2012-10-17 2013-10-14 二重駆動を有するアクチュエータ
JP2017250577A Active JP6774931B2 (ja) 2012-10-17 2017-12-27 二重駆動を有するアクチュエータ

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015537753A Active JP6305415B2 (ja) 2012-10-17 2013-10-14 二重駆動を有するアクチュエータ

Country Status (6)

Country Link
US (2) US20140103240A1 (ja)
JP (2) JP6305415B2 (ja)
KR (1) KR102210286B1 (ja)
CN (2) CN104736908A (ja)
SG (2) SG11201502508VA (ja)
WO (1) WO2014062534A1 (ja)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140103240A1 (en) 2012-10-17 2014-04-17 Swagelok Company Actuator with dual drive
US9885427B2 (en) * 2014-06-06 2018-02-06 Ckd Corporation Manual opening/closing valve
US9920840B2 (en) * 2014-08-08 2018-03-20 Clark-Reliance Corporation Valve with different threads for preventing rotation of and locking bonnet within valve
JP6566510B2 (ja) * 2015-03-30 2019-08-28 株式会社フジキン 弁装置
JP6580377B2 (ja) 2015-06-05 2019-09-25 株式会社キッツエスシーティー 施錠機構付きバルブと集積弁
WO2017039823A1 (en) * 2015-08-28 2017-03-09 Precision High Pressure, LLC Needle valve and associated methods
US10502335B2 (en) * 2017-07-11 2019-12-10 Hydrablast Technologies, Inc. Positive retraction bypass valve system and method
KR102451196B1 (ko) * 2018-02-22 2022-10-06 스웨이지락 캄파니 흐름 조정 기구를 갖는 흐름 제어 디바이스
US11209090B2 (en) 2018-03-02 2021-12-28 Marshall Excelsior Co. Bypass valve assembly with integrated flow control valve
US11143318B2 (en) * 2018-03-19 2021-10-12 Hitachi Metals, Ltd. Diaphragm valve and mass flow controller using the same
JP2018132194A (ja) * 2018-05-01 2018-08-23 株式会社フジキン ダイヤフラム弁、流体制御装置、半導体制御装置および半導体制御方法
KR102221924B1 (ko) 2019-08-29 2021-03-02 서울시립대학교 산학협력단 플라스몬 나노입자가 자발적으로 임베딩된 하이브리드젤 입자의 원-포트 합성방법 및 이를 이용한 광열 반응 기반 약물전달 방법
US11542964B2 (en) 2019-10-11 2023-01-03 Swagelok Company Arrangements and methods for controlled flow rate of pneumatic actuated valves
CN114867973B (zh) * 2019-12-20 2023-12-22 丹佛斯有限公司 膨胀阀

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6012779U (ja) * 1983-07-05 1985-01-28 株式会社 三栄水栓製作所 水栓
US4706929A (en) * 1986-12-08 1987-11-17 Stanley G. Flagg & Co., Inc. Pneumatically operated valve with manual override and lockout
JPH0783338A (ja) * 1993-09-17 1995-03-28 Kiyohara Masako 制御器
JP2000018413A (ja) * 1998-07-06 2000-01-18 Saginomiya Seisakusho Inc 電動式コントロールバルブ

Family Cites Families (58)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US301367A (en) * 1884-07-01 Straight wat valve
US154271A (en) * 1874-08-18 Improvement in stop-valves
US791173A (en) * 1904-03-29 1905-05-30 Clarence E Anglim Valve.
US941934A (en) * 1909-02-20 1909-11-30 William C Marsh Valve.
US2216292A (en) 1939-02-17 1940-10-01 L C Roney Inc Cylinder valve
US2688227A (en) 1952-07-01 1954-09-07 Gen Motors Corp Dual drive actuator
GB865565A (en) 1957-10-22 1961-04-19 Rotork Eng Co Ltd Improvements in or relating to valve actuating mechanism
GB913976A (en) 1960-06-16 1962-12-28 Bahco Ab Handwheel-operated valve
GB914439A (en) 1960-12-28 1963-01-02 Niels Otto Thanning Improvements in valves for the control of fluid flow
US3195574A (en) 1961-08-25 1965-07-20 Carls William Lever operated valve assembly with lost motion connection
US3683954A (en) 1970-09-16 1972-08-15 Resistoflex Corp Double action fluid valve
US3842854A (en) * 1973-04-16 1974-10-22 Acf Ind Inc Heat responsive safety device for manual gate valve operators
US3877677A (en) 1974-03-06 1975-04-15 Mueller Co Valve operator for butterfly valves or the like
US3941230A (en) 1974-08-09 1976-03-02 Teletype Corporation Backlash compensated linear drive method for lead screw-driven printer carriage
US4196896A (en) 1978-09-28 1980-04-08 Burns George W Pressure release jack
JPS6012779Y2 (ja) 1981-05-14 1985-04-24 アイシン精機株式会社 自動車フ−ドヒンジ
JPH0783338B2 (ja) 1986-05-14 1995-09-06 三菱電機株式会社 同期符号検出装置
US5000215A (en) 1988-04-27 1991-03-19 Phillips Edwin D Bellows seal for valves and the like
WO1991000465A1 (en) 1989-06-23 1991-01-10 Phillips Edwin D Bellows seal for valves and the like
US5004011A (en) 1990-08-10 1991-04-02 Fluoroware, Inc. Position indicating control valve
US5106055A (en) 1990-11-08 1992-04-21 Phillips Edwin D Dynamic double action valve
US5172887A (en) 1991-06-24 1992-12-22 Lucas Industries Public Limited Company Fluid control valve
US5238024A (en) * 1992-01-02 1993-08-24 Taylor Jerry L Pilot-operated diaphragm valve with separate on/off control
US5236129A (en) 1992-05-27 1993-08-17 Ransburg Corporation Ergonomic hand held paint spray gun
US5722304A (en) 1994-03-01 1998-03-03 Honeywell Inc. Linear actuator
US6027098A (en) 1994-03-10 2000-02-22 Nevrekar; Venkatesh R. Rotary valve
WO1997017641A1 (en) 1995-11-09 1997-05-15 Fisher Controls International, Inc. Fluid regulator over-pressure protection device
EP1302712A3 (en) 1998-10-13 2003-05-02 Swagelok Company Hand operated rotary actuated valve
US6186763B1 (en) 1998-12-15 2001-02-13 Pfa Incorporated Threaded actuator for positioning structure subjected to intense loads
US6029692A (en) * 1999-02-02 2000-02-29 Parker Hannifin Corporation Position changeable valve handle assembly
JP3937029B2 (ja) * 1999-03-26 2007-06-27 株式会社鷺宮製作所 電動弁
US7232106B2 (en) * 2001-04-04 2007-06-19 Kah Jr Carl Tilted and stepped diaphragm for control valves
US20030002968A1 (en) * 2001-06-27 2003-01-02 Nance Kirk W. Lift and load dolly
US6915885B2 (en) * 2001-08-09 2005-07-12 Zf Sachs Ag Oscillation damper with adjustable damping force
US6880424B2 (en) 2001-12-07 2005-04-19 L & P Property Management Company Apparatus for telescoping actuator
US7007568B2 (en) 2003-07-15 2006-03-07 Henderson's Industries Pty Ltd. Cable actuator for lumbar support
JP4055002B2 (ja) * 2003-09-02 2008-03-05 Smc株式会社 真空調圧用バルブ
CN1297518C (zh) 2003-10-09 2007-01-31 商静一 一种纳米泡沫吸声材料
US6929188B2 (en) 2004-01-08 2005-08-16 Conbraco Industries, Inc. Variable flow fluid tempering valve
US6983990B2 (en) 2004-02-03 2006-01-10 L&P Property Management Company Dual drive power actuator
CN2683957Y (zh) * 2004-04-02 2005-03-09 上海西派埃仪表成套有限公司 海水流量调节阀
US6981689B2 (en) 2004-04-08 2006-01-03 Gueorgui Milev Mihaylov Hybrid flow metering valve
US7509972B2 (en) * 2005-07-07 2009-03-31 Parker-Hannifin Corporation Pneumatic valve with lockout
JP5054904B2 (ja) * 2005-08-30 2012-10-24 株式会社フジキン ダイレクトタッチ型メタルダイヤフラム弁
KR100980237B1 (ko) * 2005-12-02 2010-09-09 씨케이디 가부시키 가이샤 유량조정밸브
CN101365904A (zh) * 2006-01-06 2009-02-11 安格斯公司 焊接式隔膜阀
US7578496B2 (en) 2006-01-17 2009-08-25 Allegheny Valve And Coupling, Inc. Valve arrangement
DE102006028270A1 (de) 2006-06-20 2007-12-27 AMK Arnold Müller GmbH & Co. KG Betätigungseinrichtung für ein Getriebe eines Fahrzeugs
DE102007027698B4 (de) 2007-06-15 2011-06-22 Airbus Operations GmbH, 21129 Dualer Linear-Aktuator
ATE487875T1 (de) 2008-06-27 2010-11-15 Fiat Ricerche Kraftstoffeinspritzgerät mit symmetrischem mess- servoventil für einen verbrennungsmotor
US8191860B2 (en) 2008-07-31 2012-06-05 Honeywell International Inc. Low profile valve actuator having high torque output
US8201467B2 (en) 2008-09-25 2012-06-19 Honeywell International Inc. Dual drive electromechanical actuator with center output
EP2301382A1 (en) 2009-09-25 2011-03-30 Siemens AB Telescopic column for height adjustment
ATE539647T1 (de) 2009-11-24 2012-01-15 Kih Utveckling Ab Linearantrieb für höhenverstellbare säulen
KR101702170B1 (ko) * 2010-06-22 2017-02-03 스와겔로크 컴패니 용접된 다이어프램들을 위한 클램프 링
US8573558B2 (en) * 2011-02-17 2013-11-05 Easytork Automation Corporation Pneumatic actuator air flow control system
US8844842B2 (en) 2011-08-12 2014-09-30 Caterpillar Inc. Three-way needle control valve and dual fuel injection system using same
US20140103240A1 (en) 2012-10-17 2014-04-17 Swagelok Company Actuator with dual drive

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6012779U (ja) * 1983-07-05 1985-01-28 株式会社 三栄水栓製作所 水栓
US4706929A (en) * 1986-12-08 1987-11-17 Stanley G. Flagg & Co., Inc. Pneumatically operated valve with manual override and lockout
JPH0783338A (ja) * 1993-09-17 1995-03-28 Kiyohara Masako 制御器
JP2000018413A (ja) * 1998-07-06 2000-01-18 Saginomiya Seisakusho Inc 電動式コントロールバルブ

Also Published As

Publication number Publication date
JP6305415B2 (ja) 2018-04-04
US10690259B2 (en) 2020-06-23
KR102210286B1 (ko) 2021-01-29
SG10201702412WA (en) 2017-05-30
KR20150065899A (ko) 2015-06-15
JP2015532404A (ja) 2015-11-09
SG11201502508VA (en) 2015-05-28
US20140103240A1 (en) 2014-04-17
CN110230703A (zh) 2019-09-13
CN104736908A (zh) 2015-06-24
US20200056720A1 (en) 2020-02-20
JP6774931B2 (ja) 2020-10-28
WO2014062534A1 (en) 2014-04-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6305415B2 (ja) 二重駆動を有するアクチュエータ
US10415711B2 (en) Mechanical energized sealing ball valve with a single item
TWI431213B (zh) 蝶形壓力控制閥
EP2394082B1 (en) Manual override apparatus for linear actuators
EP3467357A1 (en) Forced seal ball valve
US8636262B2 (en) Coupling apparatus for use with electric actuators
US20100138051A1 (en) Method and arrangement for actuation
US20030034468A1 (en) On-off valves for high pressure fluids
RU2551711C2 (ru) Шаровой клапан
WO2020197447A2 (ru) Шаровой кран-клапан
JP7467359B2 (ja) ボール弁及び弁動作方法
CN108351043B (zh) 具有滑道驱动机构的真空角阀
CA3147601C (en) Manual hydraulic override pumps for use with actuators
KR101634969B1 (ko) 비상 제어 기능이 구비된 액추에이터
KR102667662B1 (ko) 복합밸브
CN201621294U (zh) 柱塞式滑动快速开关阀

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20171227

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20181114

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190207

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190515

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20190814

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20191009

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20191227

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200327

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200520

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200818

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200930

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20201005

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6774931

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250