JP2588341B2 - パイプライン用弁 - Google Patents
パイプライン用弁Info
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D16/00—Control of fluid pressure
- G05D16/14—Control of fluid pressure with auxiliary non-electric power
- G05D16/16—Control of fluid pressure with auxiliary non-electric power derived from the controlled fluid
- G05D16/166—Control of fluid pressure with auxiliary non-electric power derived from the controlled fluid using pistons within the main valve
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
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- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
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- F16K47/02—Means in valves for absorbing fluid energy for preventing water-hammer or noise
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、新規な型式のサージリ
リーフ弁に関するものである。
リーフ弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】かかる弁は、サージ圧力を制御するため
各種の流体を保持する配管で必要とされるが、恐らく、
最も非常な条件が必要とされるのは、高圧の原油圧送パ
イプラインにおけるサージ圧力を制御する場合であろ
う。
各種の流体を保持する配管で必要とされるが、恐らく、
最も非常な条件が必要とされるのは、高圧の原油圧送パ
イプラインにおけるサージ圧力を制御する場合であろ
う。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】かかるパイプラインで
サージ圧力を制御しなかった場合、パイプライン及びそ
の関係する装置の損傷は環境上破滅的な影響を及ぼすこ
ととなる。管圧を利用して装置を作動させる現在利用可
能なサージ圧力防止装置は、ある状況下にて、作動時、
急激な振動及びキャビテーション現象を生じる傾向があ
る。かかる装置を反復的に作動させる結果、装置自体又
は該装置に近い関係するパイプライン継手が損傷する可
能性がある。
サージ圧力を制御しなかった場合、パイプライン及びそ
の関係する装置の損傷は環境上破滅的な影響を及ぼすこ
ととなる。管圧を利用して装置を作動させる現在利用可
能なサージ圧力防止装置は、ある状況下にて、作動時、
急激な振動及びキャビテーション現象を生じる傾向があ
る。かかる装置を反復的に作動させる結果、装置自体又
は該装置に近い関係するパイプライン継手が損傷する可
能性がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の一特徴によれ
ば、パイプライン用弁であって、前記弁を通る流体のエ
ネルギを損失させ得るようにした弁のトリムケージ組立
体を収容する弁体と、該ハウジングの外側に伸長するス
テム上に支持されたプラグと、上記ステムに作用し、上
記プラグが上記弁体により支持された弁座に対し弾性的
手段により保持される弁閉塞位置から、該プラグが上記
ケージ組立体の異なる部分を流体流に露呈させる弁開放
位置に上記プラグを動かす制御手段とを備えたパイプラ
イン用弁において、上記制御手段が、制御装置と、弁の
上流で該制御装置を上記パイプラインに接続させ得るよ
うにした流体接続手段とを備え、上記制御装置が上記弁
の上流の流体圧力の変化に応答して、制御手段を作動さ
せ、従って、上記流体圧力の変化に略調和して上記弁座
に対するステム及びプラグの位置を制御し、上記流体制
御手段が、弁を作動させるためには、パイプライン中の
流体圧力に関係するエネルギがあれば足るようにしたこ
とを特徴とする弁が提供される。
ば、パイプライン用弁であって、前記弁を通る流体のエ
ネルギを損失させ得るようにした弁のトリムケージ組立
体を収容する弁体と、該ハウジングの外側に伸長するス
テム上に支持されたプラグと、上記ステムに作用し、上
記プラグが上記弁体により支持された弁座に対し弾性的
手段により保持される弁閉塞位置から、該プラグが上記
ケージ組立体の異なる部分を流体流に露呈させる弁開放
位置に上記プラグを動かす制御手段とを備えたパイプラ
イン用弁において、上記制御手段が、制御装置と、弁の
上流で該制御装置を上記パイプラインに接続させ得るよ
うにした流体接続手段とを備え、上記制御装置が上記弁
の上流の流体圧力の変化に応答して、制御手段を作動さ
せ、従って、上記流体圧力の変化に略調和して上記弁座
に対するステム及びプラグの位置を制御し、上記流体制
御手段が、弁を作動させるためには、パイプライン中の
流体圧力に関係するエネルギがあれば足るようにしたこ
とを特徴とする弁が提供される。
【０００５】該弁は、プラグの両側に作用する圧力が均
等となるように平衡状態にすることが望ましい。これ
は、プラグを通って軸方向に伸長する互いに対向する正
反対の位置に配置された通路を提供することにより実現
することが出来る。ケージ組立体は、カリフォルニア
州、ランチョー・サンタ・マーガリッタのコントロール・
コンポーネンツ（Control Componen-ts）により「ＤＲ
ＡＧ（ドラグ）」という登録商標名で販売されている苛
酷用途弁におけるようなディスク積み重ね体（スタッ
ク）を備えることが出来る。これと選択的に、エネルギ
の損失の制御を可能にする別のケージ装置を使用するこ
とも可能である。
等となるように平衡状態にすることが望ましい。これ
は、プラグを通って軸方向に伸長する互いに対向する正
反対の位置に配置された通路を提供することにより実現
することが出来る。ケージ組立体は、カリフォルニア
州、ランチョー・サンタ・マーガリッタのコントロール・
コンポーネンツ（Control Componen-ts）により「ＤＲ
ＡＧ（ドラグ）」という登録商標名で販売されている苛
酷用途弁におけるようなディスク積み重ね体（スタッ
ク）を備えることが出来る。これと選択的に、エネルギ
の損失の制御を可能にする別のケージ装置を使用するこ
とも可能である。
【０００６】弁の材料は、例えば原油又は水のような各
種の液体流体に適用可能であるものを選択する。更に、
該弁は、パイプライン中の各種の型式の端接続具に接続
可能にする接続部を備えることが出来る。許容可能な圧
力、温度及び接続具に関する特別な詳細は、当然、特定
の弁の材料及びその正確な設計に影響を及ぼす。
種の液体流体に適用可能であるものを選択する。更に、
該弁は、パイプライン中の各種の型式の端接続具に接続
可能にする接続部を備えることが出来る。許容可能な圧
力、温度及び接続具に関する特別な詳細は、当然、特定
の弁の材料及びその正確な設計に影響を及ぼす。
【０００７】弁プラグは、互いに正反対の位置に配置さ
れた貫通路を備えることが出来、該貫通路は、ステムに
対して平行にし、プラグの両側に等しい流体力が付与さ
れるようにすることにより、プラグを平衡化させるのに
十分なものとする。
れた貫通路を備えることが出来、該貫通路は、ステムに
対して平行にし、プラグの両側に等しい流体力が付与さ
れるようにすることにより、プラグを平衡化させるのに
十分なものとする。
【０００８】ステムに作用する流体圧力に起因する力が
等しくなり、弁中の流体圧力の変化がステムの位置を変
位させる作用を最小にし得るステムの平衡化手段を設け
ることが望ましい。該ステムは中空とし、流体圧力がプ
ラグから遠方のその端部に伝達され、ステムが弁ハウジ
ングから離れるときに流体圧力に露呈されるステムの同
一部分に作用するようにすることが出来る。ステムを平
衡させる選択可能な別の手段は、ステムの反対方向に向
けてプラグから伸長すると共に、弁ハウジングを通って
伸長する突起を設けることである。かかる突起がハウジ
ングから伸長する箇所におけるその断面積は、典型的
に、ステムがハウジングから伸長する箇所におけるその
ステムの断面積に等しくする。
等しくなり、弁中の流体圧力の変化がステムの位置を変
位させる作用を最小にし得るステムの平衡化手段を設け
ることが望ましい。該ステムは中空とし、流体圧力がプ
ラグから遠方のその端部に伝達され、ステムが弁ハウジ
ングから離れるときに流体圧力に露呈されるステムの同
一部分に作用するようにすることが出来る。ステムを平
衡させる選択可能な別の手段は、ステムの反対方向に向
けてプラグから伸長すると共に、弁ハウジングを通って
伸長する突起を設けることである。かかる突起がハウジ
ングから伸長する箇所におけるその断面積は、典型的
に、ステムがハウジングから伸長する箇所におけるその
ステムの断面積に等しくする。
【０００９】該制御手段は、ステムに取り付けられたピ
ストンであって、シリンダ内を可動であるピストンと、
スプールを内蔵する減圧調整弁とを備えることが望まし
く、該スプールは、流体圧力の変化に調和して動き、ピ
ストンに関係するシリンダを調和状態で通気させ、ピス
トン、従って取り付けられたステム及びプラグが弁開放
位置に動くのを許容することが出来る。減圧調整弁は、
流体圧力の変化により作動される三方向弁により上流の
流体供給源に接続することが出来る。該弁は、典型的
に、流体主パイプラインからの分支管内に配置され、流
体接続手段は主流体パイプラインからの接続部を受け入
れ得るようにする。弁ハウジングの上流側、典型的に上
記三方向弁内に、通常は重複している接続部を設け、こ
の接続部は、主パイプラインとの接続が遮断した場合、
弁がバイパスライン中の上流圧力に応答するのを許容す
る通路を提供する。
ストンであって、シリンダ内を可動であるピストンと、
スプールを内蔵する減圧調整弁とを備えることが望まし
く、該スプールは、流体圧力の変化に調和して動き、ピ
ストンに関係するシリンダを調和状態で通気させ、ピス
トン、従って取り付けられたステム及びプラグが弁開放
位置に動くのを許容することが出来る。減圧調整弁は、
流体圧力の変化により作動される三方向弁により上流の
流体供給源に接続することが出来る。該弁は、典型的
に、流体主パイプラインからの分支管内に配置され、流
体接続手段は主流体パイプラインからの接続部を受け入
れ得るようにする。弁ハウジングの上流側、典型的に上
記三方向弁内に、通常は重複している接続部を設け、こ
の接続部は、主パイプラインとの接続が遮断した場合、
弁がバイパスライン中の上流圧力に応答するのを許容す
る通路を提供する。
【００１０】
【実施例】本発明の上記及びその他の特徴は、好適な実
施例に関する以下の説明及び添付図面からより一層良く
理解されよう。
施例に関する以下の説明及び添付図面からより一層良く
理解されよう。
【００１１】図１及び図２には、全体として、「ＤＲＡ
Ｇ」という登録商標名で販売されており、その主たる特
徴は米国特許第3,513,684号、同第3,514,074号及び同第
4,267,045号に開示された苛酷用途弁と同様な弁１０が
示してある。かかる弁１０は、該弁１０を通る流体のエ
ネルギをロスさせ得るようにしたディスクスタックを有
する弁トリムケージ組立体を備えている。この明細書に
おいて、「トリム」という用語は、自動プロセス制御弁
の分野で通常使用される意味を有し、流体流に接触しか
つ上記流体流を制御する機能を果たす内部部品を意味す
るものとする。かかる部品には、プラグ、弁座、座金、
ケージ、ステム等が含まれる。各種の型式のＤＲＡＧ
（ドラグ）弁は、従来から、高圧の流体又はガス流を減
圧させるために効果的に使用されており、特殊なケージ
トリム及び該弁の関連する設計のため、キャビテーショ
ン現象及びこれに伴う振動の発生及び損傷が最小であ
る。かかる弁用の典型的なディスクスタックは、米国特
許第4,267,045号の明細書に記載されている。
Ｇ」という登録商標名で販売されており、その主たる特
徴は米国特許第3,513,684号、同第3,514,074号及び同第
4,267,045号に開示された苛酷用途弁と同様な弁１０が
示してある。かかる弁１０は、該弁１０を通る流体のエ
ネルギをロスさせ得るようにしたディスクスタックを有
する弁トリムケージ組立体を備えている。この明細書に
おいて、「トリム」という用語は、自動プロセス制御弁
の分野で通常使用される意味を有し、流体流に接触しか
つ上記流体流を制御する機能を果たす内部部品を意味す
るものとする。かかる部品には、プラグ、弁座、座金、
ケージ、ステム等が含まれる。各種の型式のＤＲＡＧ
（ドラグ）弁は、従来から、高圧の流体又はガス流を減
圧させるために効果的に使用されており、特殊なケージ
トリム及び該弁の関連する設計のため、キャビテーショ
ン現象及びこれに伴う振動の発生及び損傷が最小であ
る。かかる弁用の典型的なディスクスタックは、米国特
許第4,267,045号の明細書に記載されている。
【００１２】図１及び図２において、該弁１０は、典型
的に特殊な鋼で鋳造され、圧力等級６００ ＡＮＳＩに
従って形成された本体１１を備えている。該本体１１及
び該弁に関係するその他の全ての装置の最高許容流体温
度は、225°Ｆ（107°Ｃ）であり、2225 psiの水圧試験
に耐え得るものである。
的に特殊な鋼で鋳造され、圧力等級６００ ＡＮＳＩに
従って形成された本体１１を備えている。該本体１１及
び該弁に関係するその他の全ての装置の最高許容流体温
度は、225°Ｆ（107°Ｃ）であり、2225 psiの水圧試験
に耐え得るものである。
【００１３】弁１０は、典型的に、高圧で圧送される原
油の主パイプラインの分支管内に配置される。平行なバ
イパス管内に幾つかの弁１０を設け、その出口は関係す
るタンク、パイプライン又はその他の保持装置に至るよ
うにすることが出来る。
油の主パイプラインの分支管内に配置される。平行なバ
イパス管内に幾つかの弁１０を設け、その出口は関係す
るタンク、パイプライン又はその他の保持装置に至るよ
うにすることが出来る。
【００１４】本体１１は、関係する流体入口フランジ１
２と、流体出口フランジ１３とを担持する。これらフラ
ンジ１２、１３は、ボルト穴１４により、図示しない油
パイプライン又はバイパス管の構成要素に取り付け得る
ようにする。
２と、流体出口フランジ１３とを担持する。これらフラ
ンジ１２、１３は、ボルト穴１４により、図示しない油
パイプライン又はバイパス管の構成要素に取り付け得る
ようにする。
【００１５】ボンネット１５は、ボンネットスタッド１
６及びボンネット固着ナット１７により、本体１１に保
持され得るようにしてある。
６及びボンネット固着ナット１７により、本体１１に保
持され得るようにしてある。
【００１６】図３により明確に示すように、本体１１
は、関係する環状シール１９と共に環状シール弁座１８
を支持する。環状ディスクスタック２０は、環状ディス
クスタックスペーサ２１と共に、シール１９の真上に配
置され、ボンネット１５により適所に保持される。中空
の内部２３を有する円筒状プラグ２２はディスクスタッ
ク２０内でシール弁座１８に接触する閉塞位置から垂直
上方及び下方に動き、ディスクスタック２０が僅かでも
流体流に利用可能であるようにする。プラグ２２は、垂
直上方に伸長するステム２４により該プラグ２２の中心
軸線上に支持される。該ステム２４は、両端が開放した
円形断面の通路２５をその軸線に沿って備えている。
又、プラグ２２は、該ステム２４の半径方向外方に離間
しかつ軸方向に伸長する多数の通路２６を備えている。
これら通路２６は、ボンネット下方のスペースをプラグ
の内側２３に接続し、プラグ２２の両側部に等しい圧力
を付与し得るようにしてある。この平衡化圧力により作
動に必要な力が著しく軽減される。環状平衡化シール４
６がプラグ２２の周囲に配置されており、プラグ２２の
外側に沿った漏洩を阻止する。450°Ｆ（232°Ｃ）まで
作動可能であるようにするため、自己潤滑型フッ素炭素
から成る平衡シールが使用される。矢印２７は、弁を通
る原油の流動方向を示す（但し、実際には図３で該弁は
閉塞位置に示してある）。ボンネット１５内のスペース
は弁１０の下流側に接続されているのが理解される。
は、関係する環状シール１９と共に環状シール弁座１８
を支持する。環状ディスクスタック２０は、環状ディス
クスタックスペーサ２１と共に、シール１９の真上に配
置され、ボンネット１５により適所に保持される。中空
の内部２３を有する円筒状プラグ２２はディスクスタッ
ク２０内でシール弁座１８に接触する閉塞位置から垂直
上方及び下方に動き、ディスクスタック２０が僅かでも
流体流に利用可能であるようにする。プラグ２２は、垂
直上方に伸長するステム２４により該プラグ２２の中心
軸線上に支持される。該ステム２４は、両端が開放した
円形断面の通路２５をその軸線に沿って備えている。
又、プラグ２２は、該ステム２４の半径方向外方に離間
しかつ軸方向に伸長する多数の通路２６を備えている。
これら通路２６は、ボンネット下方のスペースをプラグ
の内側２３に接続し、プラグ２２の両側部に等しい圧力
を付与し得るようにしてある。この平衡化圧力により作
動に必要な力が著しく軽減される。環状平衡化シール４
６がプラグ２２の周囲に配置されており、プラグ２２の
外側に沿った漏洩を阻止する。450°Ｆ（232°Ｃ）まで
作動可能であるようにするため、自己潤滑型フッ素炭素
から成る平衡シールが使用される。矢印２７は、弁を通
る原油の流動方向を示す（但し、実際には図３で該弁は
閉塞位置に示してある）。ボンネット１５内のスペース
は弁１０の下流側に接続されているのが理解される。
【００１７】ステム２４は、同軸状の中空ステム伸長部
３６をその上端に支持する。ステム伸長部３６は略円筒
状であり、シリンダ２８内を可動のピストン３７がその
外側に取り付けられている。該ピストン３７は、、シリ
ンダ２８の内壁を密封するピストンシール３８をその上
端縁及び下端縁に備えている。ピストンシール３８は、
典型的に、摩擦を最小にし得るようにテフロン（登録商
標）製の自己潤滑型リングである。シリンダ２８は、そ
の最下方部分がボンネット１５の最上方部分に密封され
かつ位置決めされ、その最上方部分がステムの伸長部３
６の上方から更に垂直方向に伸長するばねハウジング３
１の底部板３０に位置決めされかつ密封される。シリン
ダ２８は、シリンダ２８に対して平行でかつ該シリンダ
２８外に伸長するシリンダスタッド２９により適所に剛
性に保持され、該スタッド２９は、ボンネット１５の最
上面にねじで固着される。シリンダスタッド２９は、底
部板３０を通り、シリンダスタッドナット３２により適
所に保持される。
３６をその上端に支持する。ステム伸長部３６は略円筒
状であり、シリンダ２８内を可動のピストン３７がその
外側に取り付けられている。該ピストン３７は、、シリ
ンダ２８の内壁を密封するピストンシール３８をその上
端縁及び下端縁に備えている。ピストンシール３８は、
典型的に、摩擦を最小にし得るようにテフロン（登録商
標）製の自己潤滑型リングである。シリンダ２８は、そ
の最下方部分がボンネット１５の最上方部分に密封され
かつ位置決めされ、その最上方部分がステムの伸長部３
６の上方から更に垂直方向に伸長するばねハウジング３
１の底部板３０に位置決めされかつ密封される。シリン
ダ２８は、シリンダ２８に対して平行でかつ該シリンダ
２８外に伸長するシリンダスタッド２９により適所に剛
性に保持され、該スタッド２９は、ボンネット１５の最
上面にねじで固着される。シリンダスタッド２９は、底
部板３０を通り、シリンダスタッドナット３２により適
所に保持される。
【００１８】ばねハウジング３１はヘリカル圧縮ばね４
３に対する円筒状包囲体である。該ばねハウジング３１
は、その上端が頂部端板３５に達し、円筒状ばねハウジ
ング３１を囲繞するばねハウジング保持ボルト３３が該
頂部端板３５を通って伸長する。ばねハウジング保持ボ
ルト３３は、底部端板３０及び頂部端板３５をそれぞれ
通って伸長し、ばねハウジング保持ナット３４により固
着される。
３に対する円筒状包囲体である。該ばねハウジング３１
は、その上端が頂部端板３５に達し、円筒状ばねハウジ
ング３１を囲繞するばねハウジング保持ボルト３３が該
頂部端板３５を通って伸長する。ばねハウジング保持ボ
ルト３３は、底部端板３０及び頂部端板３５をそれぞれ
通って伸長し、ばねハウジング保持ナット３４により固
着される。
【００１９】中空のばねステム３９は、ヘリカルばね４
３の下方部分内を垂直方向に伸長し、中空のステム伸長
部３６の同軸状の連続部分を形成する。ばねステム３
９、ステム伸長部３６及びステム２４の外径は等しい。
ばねステム３９を囲繞するヘリカルばね４３は、その下
端が底部ばねシート４１により支持され、及びその上端
が頂部ばねシート４２により支持される。ばねステム３
９は、その上端がばね調整ねじ４０の中空内部に開放す
る一方、該ねじ４０は、頂部端板３５を通って伸長し、
更に、ばね圧縮設定組立体４４に関係する。該組立体４
４は頂部端板３５の上方外方に配置される。例えば、電
気信号を介して遠隔的に弁１０が閉じているか否か検出
する近接スイッチ４５が底部端板３０に設けられる。
３の下方部分内を垂直方向に伸長し、中空のステム伸長
部３６の同軸状の連続部分を形成する。ばねステム３
９、ステム伸長部３６及びステム２４の外径は等しい。
ばねステム３９を囲繞するヘリカルばね４３は、その下
端が底部ばねシート４１により支持され、及びその上端
が頂部ばねシート４２により支持される。ばねステム３
９は、その上端がばね調整ねじ４０の中空内部に開放す
る一方、該ねじ４０は、頂部端板３５を通って伸長し、
更に、ばね圧縮設定組立体４４に関係する。該組立体４
４は頂部端板３５の上方外方に配置される。例えば、電
気信号を介して遠隔的に弁１０が閉じているか否か検出
する近接スイッチ４５が底部端板３０に設けられる。
【００２０】図３に示すように、本体１１、その関係す
るボンネット１５及び弁１０の上方に配置された主アク
チュエータ歯車には、多数の流体入口及び出口ポートが
設けられている。弁の上流側の本体１１の上方部分に
は、上流流体出口５０が設けられている。図１に示すよ
うに、この流体出口５０は制御流体管５１に接続する一
方、該制御流体管５１はボンネット１５にボルト止めさ
れかつばねハウジング３１の底部端板３０に固着された
流体制御回路８０に接続する。又、ボンネット１５の最
上方部分には、２つの流体制御出口が設けられている。
これらは、シリンダ２８の下方内側に連通する通路５
３、及びボンネット１５の内側に連通する通路５５とし
て示してある。更に別の通路５４が底部板３０に形成さ
れ、シリンダ２８の上方内側に連通する。
るボンネット１５及び弁１０の上方に配置された主アク
チュエータ歯車には、多数の流体入口及び出口ポートが
設けられている。弁の上流側の本体１１の上方部分に
は、上流流体出口５０が設けられている。図１に示すよ
うに、この流体出口５０は制御流体管５１に接続する一
方、該制御流体管５１はボンネット１５にボルト止めさ
れかつばねハウジング３１の底部端板３０に固着された
流体制御回路８０に接続する。又、ボンネット１５の最
上方部分には、２つの流体制御出口が設けられている。
これらは、シリンダ２８の下方内側に連通する通路５
３、及びボンネット１５の内側に連通する通路５５とし
て示してある。更に別の通路５４が底部板３０に形成さ
れ、シリンダ２８の上方内側に連通する。
【００２１】弁１０に関係する制御装置及びその主駆動
装置は、図５に点線８０内に示してある。制御回路８０
は、外部の電源が無く、弁１０に接続されたパイプライ
ン内の原油の圧力の変化によってのみ作動される。管６
０は、弁１０に最も近い箇所で50.8 ｍｍ（２インチ）
管により主パイプラインに接続され、主パイプラインの
出口と弁１０との間で実用的な限り僅かな減圧を生じさ
せる。管６０内の流体は、パイロット作動の三方向弁６
３に入る前に、媒体フィルタ及び絶縁弁である弁６１、
並びに別の絶縁弁を通って進むことが出来る。弁６３
は、50 psiの低圧で作動するように設定し、その作動
は、管６０内の管圧の変化に応答してパイロット管６８
により行われる。管６０には、バイパス管６４が関係す
る（オンラインメンテナンスの目的上、二重の又は重複
して設けられたフィルタ装置を提供するため）。該パイ
パス管６４は又、管６７を介して管６０に接続される前
に、絶縁／媒体フィルタ弁６５及び絶縁弁６６を備えて
いる。弁６３の出口ポートは、管６９を介して弁１０の
ボンネット１５内の通路５３に接続される。このように
して、ピストン３７の下側は、通常、管６９を介して伝
達される管６０内の圧力に露呈される。又、減圧弁５２
に連続する管７０が弁６３の出口ポートに接続される。
弁５２は、カリフォルニア州、アナヘイムのキーン・コ
ントロールズ（Keane Controls）が製造するシリーズ90
00弁であり、その顕著な特徴は、本明細書の後で説明す
る。弁５２を作動させるスパー７１が管７０から伸長し
ている。三方向弁６３への供給管６０が破断した場合、
供給管は管５１となる。管６０内の圧力が50 psi以下に
減圧した場合、弁６３は管５１を選択する。逆止弁、又
は逆止め弁９９は、管６０からの漏洩を完全に阻止す
る。
装置は、図５に点線８０内に示してある。制御回路８０
は、外部の電源が無く、弁１０に接続されたパイプライ
ン内の原油の圧力の変化によってのみ作動される。管６
０は、弁１０に最も近い箇所で50.8 ｍｍ（２インチ）
管により主パイプラインに接続され、主パイプラインの
出口と弁１０との間で実用的な限り僅かな減圧を生じさ
せる。管６０内の流体は、パイロット作動の三方向弁６
３に入る前に、媒体フィルタ及び絶縁弁である弁６１、
並びに別の絶縁弁を通って進むことが出来る。弁６３
は、50 psiの低圧で作動するように設定し、その作動
は、管６０内の管圧の変化に応答してパイロット管６８
により行われる。管６０には、バイパス管６４が関係す
る（オンラインメンテナンスの目的上、二重の又は重複
して設けられたフィルタ装置を提供するため）。該パイ
パス管６４は又、管６７を介して管６０に接続される前
に、絶縁／媒体フィルタ弁６５及び絶縁弁６６を備えて
いる。弁６３の出口ポートは、管６９を介して弁１０の
ボンネット１５内の通路５３に接続される。このように
して、ピストン３７の下側は、通常、管６９を介して伝
達される管６０内の圧力に露呈される。又、減圧弁５２
に連続する管７０が弁６３の出口ポートに接続される。
弁５２は、カリフォルニア州、アナヘイムのキーン・コ
ントロールズ（Keane Controls）が製造するシリーズ90
00弁であり、その顕著な特徴は、本明細書の後で説明す
る。弁５２を作動させるスパー７１が管７０から伸長し
ている。三方向弁６３への供給管６０が破断した場合、
供給管は管５１となる。管６０内の圧力が50 psi以下に
減圧した場合、弁６３は管５１を選択する。逆止弁、又
は逆止め弁９９は、管６０からの漏洩を完全に阻止す
る。
【００２２】弁５２は、流体出口管７２、７５を備えて
いる。管７２は、背圧調整弁７３及び管７４を介して弁
１０内のボンネット１５内の通路５５に達する。このよ
うに、ボンネット１５内のスペースは下流状態にあるた
め、弁５２の出口は弁１０の下流側に接続される。背圧
調整弁７３は、管７２内の圧力の変化によりパイロット
作動され、典型的に、520 psiで作動するように設定さ
れる。調整弁７３は、弁１０の最高出口圧力以下でかつ
パイプラインの最高サージ圧力以下に設定することを要
する。弁５２からの他方の出口管７５は、一方向流量調
整弁７６を介して弁１０のばねハウジング３１の底部端
板３２内の通路５４に達する。流量調整弁７６は、４乃
至30秒の範囲で調整可能に設定された速度制御弁を内蔵
する。このように、管７５は、シリンダ２８内のスペー
スに接続され、ピストン３７の最上方側に作用する。
いる。管７２は、背圧調整弁７３及び管７４を介して弁
１０内のボンネット１５内の通路５５に達する。このよ
うに、ボンネット１５内のスペースは下流状態にあるた
め、弁５２の出口は弁１０の下流側に接続される。背圧
調整弁７３は、管７２内の圧力の変化によりパイロット
作動され、典型的に、520 psiで作動するように設定さ
れる。調整弁７３は、弁１０の最高出口圧力以下でかつ
パイプラインの最高サージ圧力以下に設定することを要
する。弁５２からの他方の出口管７５は、一方向流量調
整弁７６を介して弁１０のばねハウジング３１の底部端
板３２内の通路５４に達する。流量調整弁７６は、４乃
至30秒の範囲で調整可能に設定された速度制御弁を内蔵
する。このように、管７５は、シリンダ２８内のスペー
スに接続され、ピストン３７の最上方側に作用する。
【００２３】図６には、減圧弁である弁５２の更に詳細
が示してある。減圧弁５２は、キーン社のシリーズ9000
弁であり、この場合、圧縮ばね８８は824乃至854 psiの
パイプラインの臨界圧力に適合するように選択されてい
る。この設定値は、この適用例の場合、810 psiまで増
大すると考えられる。該弁は、 その他の点では標準型弁
である。ばねシート８９、ボール９０、調整弁ピストン
９１及び端部材９２を通じて伝達される力により、調整
弁のばね８８は、関係するスプール８５が図６の右方向
のその最右側位置にある状態でステム９３及び該スプー
ル８５を保持する。シート８６、８７が該スプール８５
に関係する。該スプール８５は、その最右側位置にある
とき、シート８６に係合する。
が示してある。減圧弁５２は、キーン社のシリーズ9000
弁であり、この場合、圧縮ばね８８は824乃至854 psiの
パイプラインの臨界圧力に適合するように選択されてい
る。この設定値は、この適用例の場合、810 psiまで増
大すると考えられる。該弁は、 その他の点では標準型弁
である。ばねシート８９、ボール９０、調整弁ピストン
９１及び端部材９２を通じて伝達される力により、調整
弁のばね８８は、関係するスプール８５が図６の右方向
のその最右側位置にある状態でステム９３及び該スプー
ル８５を保持する。シート８６、８７が該スプール８５
に関係する。該スプール８５は、その最右側位置にある
とき、シート８６に係合する。
【００２４】調整弁５２は、スプール８５に関係するス
ペースに接続された３つのポートを備えている。図５に
示すように、ポート８２は、管７０に接続する一方、ポ
ート８３は管７５に接続し、ポート８４は管７２に接続
する。管７１は、調整弁５２をパイロット作動させるポ
ート８１に接続する。
ペースに接続された３つのポートを備えている。図５に
示すように、ポート８２は、管７０に接続する一方、ポ
ート８３は管７５に接続し、ポート８４は管７２に接続
する。管７１は、調整弁５２をパイロット作動させるポ
ート８１に接続する。
【００２５】原油パイプラインの上流圧力が例えば800
psiの運転状態のとき、そのパイプラインの上流圧力
は、管６０、管６９及び通路５３を通じて作動ピストン
３７の下側のシリンダ２８に伝達される。実際上、ピス
トン３７の下側に作用する流体圧力は、常に管の上流圧
力に等しい。これと同時に、ピストン３７の上方のシリ
ンダ２８内の圧力は、スプール８５が図６に示した位置
にある状態で管７５を介して均一となる。このように、
ピストン３７に作用する力は存在せず、プラグ２２の位
置は、ばね圧縮設定組立体４４により824 psiに設定さ
れたばね４３の力により閉じられたままである。そのサ
ージ圧力が発生し、管の上流圧力が810 psiまで増大す
ると、調整弁ピストン９１は調整弁ばね８８に抗して動
き、これにより、スプール８５をシート８６から離反さ
せ、２つのポート８２、８３から流体がポート８４に流
動するのを許容する。このように、調整弁５２は、通路
５４、管７５及びポート８３を通じてピストン３７の上
方のシリンダ２８から油を排出するのを許容する。この
油は、調整弁５２を通って進み、管７４及び通路５５を
介して弁１０のボンネット１５に排出される。
psiの運転状態のとき、そのパイプラインの上流圧力
は、管６０、管６９及び通路５３を通じて作動ピストン
３７の下側のシリンダ２８に伝達される。実際上、ピス
トン３７の下側に作用する流体圧力は、常に管の上流圧
力に等しい。これと同時に、ピストン３７の上方のシリ
ンダ２８内の圧力は、スプール８５が図６に示した位置
にある状態で管７５を介して均一となる。このように、
ピストン３７に作用する力は存在せず、プラグ２２の位
置は、ばね圧縮設定組立体４４により824 psiに設定さ
れたばね４３の力により閉じられたままである。そのサ
ージ圧力が発生し、管の上流圧力が810 psiまで増大す
ると、調整弁ピストン９１は調整弁ばね８８に抗して動
き、これにより、スプール８５をシート８６から離反さ
せ、２つのポート８２、８３から流体がポート８４に流
動するのを許容する。このように、調整弁５２は、通路
５４、管７５及びポート８３を通じてピストン３７の上
方のシリンダ２８から油を排出するのを許容する。この
油は、調整弁５２を通って進み、管７４及び通路５５を
介して弁１０のボンネット１５に排出される。
【００２６】810 psi及び824 psiの油パイプラインの上
流圧力の範囲で、管７５を介してピストン３７の上方か
ら排出された油の一部は、管７４を介してボンネット１
５に進む一方、その管圧は、管７０、６９を介してピス
トン３７の下側に付与された状態を保つ。これにより、
作動機構はプラグ２２の着座力を低下させ、シート１８
を密閉し、824 psiにて、 ステム２４、従ってプラグ２
２を持ち上げ、弁１０を開放して流体をディスクスタッ
ク２０を通じて弁１０の下流の適当な排出箇所に流動さ
せる。スプール８５は、854 psiの管上流圧にて調整弁
ピストン９１により吸引され、シート８７に係合し（図
７参照）、これにより、ポート８２を遮断し、調整弁５
２内の面積を開放して最大にする。その結果、油はポー
ト８３からポート８４に流動する。これにより、ピスト
ン３７の上方側に作用する圧力はその最大限界圧まで減
圧することが出来、ピストン３７を管圧により可能な限
り迅速に上昇させる。このように、弁１０は、 824 psi
にて開放し始め、854 psiで完全に開放する。調整弁５
２は、この範囲内を上廻る流体流量を調和させ、ピスト
ン３７上方の圧力を臨界値に調和するように減圧する。
流圧力の範囲で、管７５を介してピストン３７の上方か
ら排出された油の一部は、管７４を介してボンネット１
５に進む一方、その管圧は、管７０、６９を介してピス
トン３７の下側に付与された状態を保つ。これにより、
作動機構はプラグ２２の着座力を低下させ、シート１８
を密閉し、824 psiにて、 ステム２４、従ってプラグ２
２を持ち上げ、弁１０を開放して流体をディスクスタッ
ク２０を通じて弁１０の下流の適当な排出箇所に流動さ
せる。スプール８５は、854 psiの管上流圧にて調整弁
ピストン９１により吸引され、シート８７に係合し（図
７参照）、これにより、ポート８２を遮断し、調整弁５
２内の面積を開放して最大にする。その結果、油はポー
ト８３からポート８４に流動する。これにより、ピスト
ン３７の上方側に作用する圧力はその最大限界圧まで減
圧することが出来、ピストン３７を管圧により可能な限
り迅速に上昇させる。このように、弁１０は、 824 psi
にて開放し始め、854 psiで完全に開放する。調整弁５
２は、この範囲内を上廻る流体流量を調和させ、ピスト
ン３７上方の圧力を臨界値に調和するように減圧する。
【００２７】弁１０の下流の可変の管圧が弁１０の作動
に影響を与えるのを阻止するため、下流管圧力は、中空
ステム２４、ステム伸長部２６、ばねステム３９の全体
を通じ、かつばねステム３９がその内部で動くことの出
来るシリンダを形成するばね調整ねじ４０の中空内部に
存在させる。プラグ２２が軸方向に動くとき、いかなる
位置にあるかを問わず、これら構成要素の表面に作用す
る下流圧力が存在する結果、ステムには平衡化作用が生
じる。弁ステム平衡化手段と選択的な別の手段は、外部
管をボンネット１５からばね調整ねじ及びシリンダ４０
内に伸長させ、その管が流体圧力を一方の領域から他方
の領域に伝達するようにすることである。下流管圧力
は、下流の状態いかんにより、５乃至400 psi以上に変
動する可能性がある。
に影響を与えるのを阻止するため、下流管圧力は、中空
ステム２４、ステム伸長部２６、ばねステム３９の全体
を通じ、かつばねステム３９がその内部で動くことの出
来るシリンダを形成するばね調整ねじ４０の中空内部に
存在させる。プラグ２２が軸方向に動くとき、いかなる
位置にあるかを問わず、これら構成要素の表面に作用す
る下流圧力が存在する結果、ステムには平衡化作用が生
じる。弁ステム平衡化手段と選択的な別の手段は、外部
管をボンネット１５からばね調整ねじ及びシリンダ４０
内に伸長させ、その管が流体圧力を一方の領域から他方
の領域に伝達するようにすることである。下流管圧力
は、下流の状態いかんにより、５乃至400 psi以上に変
動する可能性がある。
【００２８】図６に示した位置と、この弁の810 psiの
ばね負荷に抗する図７に示した位置との間を可動である
スプール８５により、減圧弁５２を作動させることでピ
ストン３７及びシリンダ２８を平滑にかつ有効に作動さ
せることが出来、該シリンダ装置２８は、急激な振動及
びキャビテーション現象の発生の虞れが最小の状態でプ
ラグ２２を弁１０から引き出すのを可能にする。本発明
は、又、外部の電源を全く使用せずに、サージ圧力を効
果的に調整制御することを可能にするものである。
ばね負荷に抗する図７に示した位置との間を可動である
スプール８５により、減圧弁５２を作動させることでピ
ストン３７及びシリンダ２８を平滑にかつ有効に作動さ
せることが出来、該シリンダ装置２８は、急激な振動及
びキャビテーション現象の発生の虞れが最小の状態でプ
ラグ２２を弁１０から引き出すのを可能にする。本発明
は、又、外部の電源を全く使用せずに、サージ圧力を効
果的に調整制御することを可能にするものである。
【００２９】弁１０の上流側からの管６０の信号が消失
した場合でも、通常は重複している管５１は、弁ボンネ
ット１５への出口５０に接続されたままである。これら
２つの管６０、５１が作動不能な場合には、管７０が圧
力低下する結果、減圧弁５２内のスプール８５は図７に
示した位置まで動く。こうした状況のとき、弁１０はそ
の閉塞位置で機能しなくなる。
した場合でも、通常は重複している管５１は、弁ボンネ
ット１５への出口５０に接続されたままである。これら
２つの管６０、５１が作動不能な場合には、管７０が圧
力低下する結果、減圧弁５２内のスプール８５は図７に
示した位置まで動く。こうした状況のとき、弁１０はそ
の閉塞位置で機能しなくなる。
【図１】弁及び本発明により構成されたその弁に関係す
る制御装置の側面図である。
る制御装置の側面図である。
【図２】図１に示した弁の一部分の端面図である。
【図３】図１に示した弁の主要部分の断面図である。
【図４】図３の部分の詳細図である。
【図５】図３に示した弁に関係する制御装置の概略的な
線図である。
線図である。
【図６】図５に概略図で示した制御装置の一部分の断面
図である。
図である。
【図７】図６に示した制御装置の一部分とは別の部分を
示す、図６の部分の詳細な断面図である。
示す、図６の部分の詳細な断面図である。
１０ 弁 １１ 本体 １２ 入口フランジ １３ 出口フラ
ンジ １４ ボルト穴 １５ ボンネッ
ト １６ ボンネットスタッド １７ ボンネッ
ト固着ナット １８ 環状シール弁座 １９ 環状シー
ル ２０ 環状シールディスクスタック ２１ スタック
スペーサ ２２ 円筒状プラグ ２３ プラグ内
部 ２４ ステム ２５ 通路 ２６ 通路 ２８ シリンダ ２９ シリンダスタッド ３０ ハウジン
グの底端板 ３１ ばねハウジング ３２ シリンダ
スタッドナット ３３ 保持ボルト ３４ 保持ナッ
ト ３５ 頂部端板 ３６ ステム伸
長部 ３７ ピストン ３８ ピストン
シール ３９ 中空ばねステム ４０ ばね調整
ねじ ４１ 底ばね弁座 ４２ 頂部ばね
弁座 ４３ ヘリカル圧縮ばね ４４ ばね圧縮
設定組立体 ４５ 近接スイッチ
ンジ １４ ボルト穴 １５ ボンネッ
ト １６ ボンネットスタッド １７ ボンネッ
ト固着ナット １８ 環状シール弁座 １９ 環状シー
ル ２０ 環状シールディスクスタック ２１ スタック
スペーサ ２２ 円筒状プラグ ２３ プラグ内
部 ２４ ステム ２５ 通路 ２６ 通路 ２８ シリンダ ２９ シリンダスタッド ３０ ハウジン
グの底端板 ３１ ばねハウジング ３２ シリンダ
スタッドナット ３３ 保持ボルト ３４ 保持ナッ
ト ３５ 頂部端板 ３６ ステム伸
長部 ３７ ピストン ３８ ピストン
シール ３９ 中空ばねステム ４０ ばね調整
ねじ ４１ 底ばね弁座 ４２ 頂部ばね
弁座 ４３ ヘリカル圧縮ばね ４４ ばね圧縮
設定組立体 ４５ 近接スイッチ
フロントページの続き (72)発明者 カーティス・ジー・ステルド アメリカ合衆国カリフォルニア州92645, ガーデン・グローブ，チェイス・ストリ ート 12811 (72)発明者 ローレンス・アール・ストラットン アメリカ合衆国カリフォルニア州92806, アナハイム，イースト・ヒルダ・プレー ス 2532 (56)参考文献 米国特許3331583（ＵＳ，Ａ) 米国特許4267045（ＵＳ，Ａ)
Claims (8)
- 【請求項１】 パイプライン用弁にして、前記弁を通る
流体のエネルギを損失させ得るようにした弁のトリムケ
ージ組立体を収容する弁体と、前記ハウジングの外側に
伸長するステム上に支持されたプラグと、前記プラグに
作用し、前記プラグが前記弁体により支持されたシート
に対し弾性的手段により保持される弁閉塞位置から該プ
ラグが前記ケージ組立体の異なる領域を流体流に露呈さ
せる弁開放位置まで前記プラグを動かす制御手段と、を
備えたパイプライン用弁において、 前記制御手段が、制御装置と、前記制御装置を前記弁の
上流の前記パイプラインに接続させ得るようにした流体
接続手段とを備え、 前記制御装置が、前記弁の上流の流体圧力の変化に応答
して制御手段を作動させ、従って前記流体圧力の変化に
略調和して前記シートに対するステム及びプラグの位置
を制御するようにし、 前記流体制御手段が、弁を作動させるためには、パイプ
ライン中の流体圧力に関係するエネルギを付与すれば足
るようにしたことを特徴とするパイプライン用弁。 - 【請求項２】 請求項１に記載の弁にして、前記プラグ
が、前記ステムに対して平行に前記プラグを通って伸長
する互いに正反対の位置に配置された通路を備え、前記
プラグを平衡化させるには、前記プラグの両側に均一な
流体圧力が付与されるようにすれば十分であることを特
徴とするパイプライン用弁。 - 【請求項３】 請求項１に記載の弁にして、前記ステム
平衡化手段が、前記ステムから反対方向に向けてプラグ
から伸長しかつ弁ハウジングを通って伸長する突起を備
え、前記ハウジングから伸長する箇所における前記突起
の断面積が前記ステムが前記ハウジングから伸長する箇
所のステムの断面積に等しいことを特徴とするパイプラ
イン用弁。 - 【請求項４】 請求項１に記載の弁にして、前記ステム
に作用する前記制御手段が、ステムに取り付けられたピ
ストンを備え、前記ピストンがシリンダ内を可動であ
り、前記制御手段が、スプールを備える減圧調整弁を更
に備え、前記スプールが流体圧力の変化に調和して可動
であり、前記ピストンに関係するシリンダを調和可能に
排気させ、前記ピストン、従って前記ステム及び前記プ
ラグが弁開放位置に動くのを許容することを特徴とする
パイプライン用弁。 - 【請求項５】 請求項４に記載の弁にして、前記減圧弁
が流体圧力の変化により作動される三方向弁を介して上
流の流体供給源に接続されることを特徴とするパイプラ
イン用弁。 - 【請求項６】 流体の主パイプラインからの支管に配置
し得るようにした請求項１に記載の弁にして、前記流体
接続部が、流体の主パイプラインからの接続部を受け入
れ得るようにしたことを特徴とするパイプライン用弁。 - 【請求項７】 請求項１に記載の弁にして、前記制御手
段内への弁ハウジングの上流側に対する通常は重複した
接続部を備え、前記接続部が、前記流体接続部が遮断さ
れたとき、上流圧力に応答する通路を提供することを特
徴とするパイプライン用弁。 - 【請求項８】 請求項６に記載の弁にして、前記三方向
弁内への弁ハウジングの上流側に対する通常は重複した
接続部を備え、前記接続部が、主パイプラインへの接続
部が遮断されたとき、バイパス管内の上流圧力に応答す
る通路を提供することを特徴とするパイプライン用弁。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US73161791A | 1991-07-17 | 1991-07-17 | |
| US731617 | 1991-07-17 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05187568A JPH05187568A (ja) | 1993-07-27 |
| JP2588341B2 true JP2588341B2 (ja) | 1997-03-05 |
Family
ID=24940264
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4191039A Expired - Fee Related JP2588341B2 (ja) | 1991-07-17 | 1992-07-17 | パイプライン用弁 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0523954B1 (ja) |
| JP (1) | JP2588341B2 (ja) |
| AT (1) | ATE118262T1 (ja) |
| AU (1) | AU647942B2 (ja) |
| CA (1) | CA2074010C (ja) |
| DE (1) | DE69201364T2 (ja) |
| ES (1) | ES2068006T3 (ja) |
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