JP4614317B2 - 拘束防止の特徴を備えた動的に監視される二重弁 - Google Patents

Description

本発明は一般に、制御弁に関し、より詳細には、１対の制御スイッチの同時の作動に呼応して加圧流体の単一の流れを制御するための二重弁（ｄｏｕｂｌｅ ｖａｌｖｅ）のリセットに関する。

様々なタイプの工作機械が弁システムで動作し、空圧制御のクラッチおよび／またはブレーキ・アセンブリと相互作用する。こうした工作機械を操作するために使用する制御弁では、安全面から、操作者が２つの別々の制御スイッチを同時に作動させて、動作サイクルが開始されたときに操作者の手が工作機械の動作する構成部品から離れていることが保証される必要がある。通常、２つの制御スイッチに応答する電子回路は、パイロット弁に与えられるパイロット制御信号を生成し、弁の主な流体回路を切替えて、圧縮された空気（または他の流体）の工作機械への送出を制御し、その動作サイクルを実行する。

１つの弁本体で並行して動作する二重弁は、（たとえば、弁が作動位置で動かなくなるなど）単一弁ユニットの機能不全による、工作機械の動作サイクルの反復、またはオーバランが生じないことを保証するために開発されてきた。したがって、二重弁は、１つの弁ユニットが適切な時に非作動化することができない場合に、工作機械からの圧縮空気源の方向を変える構成をとるものである。二重弁は、たとえば、参照により本明細書に組み込む、本願と同じ譲受人に譲渡された、Ｂｅｎｔｏ他の米国特許第６，４７８，０４９号に記載されている。

工作機械が反復またはオーバランしないように保護する他に、故障した弁に対して二重弁を監視し、工作機械の新しい動作サイクルが開始されるのを阻止することが望ましい。したがって、従来技術のシステムでは、単一弁ユニットが故障状態の場合に、二重弁がロックアウト構成をとるようにさせ、故障状態を取り除くために意図的にリセットされるまで、二重弁が再び作動されないようにしていた。

より詳細には、二重弁アセンブリは、２つの電磁的に制御されたパイロット弁を備える。通常、このパイロット弁は正常に閉じられる。二重弁アセンブリは、それぞれ二重弁の出口ポートと排出ポートの間の排出ポペット、およびそれぞれ二重弁の出口ポートと入口ポートの間の入口ポペットを有する、２つの可動弁ユニットを備える。パイロット弁が正常に閉じられた場合、排出ポペットが正常に開けられ、入口ポペットが正常に閉じられる。各パイロット弁は、それぞれ操作者が制御するスイッチからの電気的制御信号に応答して作動位置に移動され、それによって通常、排出ポペットが閉鎖され、入口ポペットが開放されるようになされている。１）弁ユニットが適切に非作動化されない場合、２）弁ユニットが適切に作動化されない場合、または、３）パイロット弁の作動化または非作動化が同時に行われない場合は常に、少なくとも１つの弁ユニットが故障した位置でロックされ、その排出ポペットを閉じることができないように（それによって出口が加圧されるのが阻止されるように）なる。

通常のリセット操作では、ソースから２方または３方制御弁を介したリセット・ポートまでの加圧によって、１つまたは複数の故障した可動弁ユニットが、非作動位置に戻される。圧力により、故障した弁ユニットを誤った位置から移動させ、または押し出すようにリセット・ピストンを延長して、制御弁を作動させ、工作機械の動作サイクルを開始することができるようにする。故障した弁ユニットが存在する場合、機械の操作者は、制御弁の保守を行い、弁ユニットを修理することが望ましい。しかし、時に操作者は、リセット機能を連続的に維持して、リセット制御弁を「拘束（ｔｙｉｎｇ ｄｏｗｎ）」することによって、故障した弁ユニットを修理せずに、工作機械の動作を続けることを試みることができる。二重弁の設計に拘束防止機能（ａｎｔｉ−ｔｉｅｄｏｗｎ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を提供して、リセット弁を拘束しても、故障した弁ユニットに応答して制御弁がロックアウトされるのを阻止できないようにすることが望ましい。

従来の拘束防止機構は、比較的複雑で、弁にかなりのコストが加算される追加の構成要素が必要であった。さらに、弁の構成によっては、主なパイロット・スイッチを拘束し、単一の制御点としてリセット制御を使用して工作機械を作動させる（それによって２つの手動スイッチを同時に作動させる必要がある機構を無効にする）ことができる。従来の拘束防止機構は、このタイプの制御弁の操作を回避するものではない。
米国特許第６，４７８，０４９号

本発明は、二重弁と簡単に一体化することができ、リセット機能の使用を回避して主要なパイロット・スイッチを拘束しながら二重弁を作動させる下部カウント（ｌｏｗｅｒ ｐａｒｔ ｃｏｕｎｔ）を備えたリセット機構を有する二重弁を提供する。

本発明の一態様では、二重弁をリセットする方法を提供する。加圧流体源をリセット・ポートに連結する。第１および第２のリセット・ピストンを加圧流体に呼応して作動させ、それぞれ二重弁の第１および第２の可動弁ユニットをリセットする。第１および第２のリセット・ピストンを作動させると、第１および第２のパイロット室が通気される。第１および第２のパイロット室は、第１および第２のパイロット弁に対応して、それぞれ第１および第２の可動弁ユニットを作動させる。通気により、第１および第２の可動弁ユニットが、それぞれ非作動位置から移動するのが阻止される。加圧流体源をリセット・ポートから除去する。第１のリセット・ピストンを引き込めて、第２のパイロット室が加圧流体を受け、第１のパイロット室が引き続き通気されるようにする。第１のリセット・ピストンを引き込めた後、第２のリセット・ピストンを所定の遅延時間の後に引き込める。この所定の遅延時間は、第２のパイロット室が加圧されるのに十分な時間である。第２のリセット・ピストンを引き込めたときに第２のパイロット弁が作動された場合、第１のパイロット室内の加圧流体が第１の可動弁ユニットを非作動位置から移動させるのに十分でない間は、第２のパイロット室内の加圧流体が、第２の可動弁ユニットを非作動位置から外に移動させる。

次に図１を参照すると、二重弁１０の形態の制御弁システムは、入口室１３に通じる入口ポート１２、出口室１５に通じる出口ポート１４、および排出室１７に通じる排出ポート１６を有するハウジング１１を備える。ハウジング１１は、互いにクランプまたはボルトで固定することができる別々のブロック１１ａ〜１１ｄを備えることができる。

室１３、１５、および１７は、様々な通路によって接合されて細長い穴を形成し、第１の可動弁ユニット１８および第２の可動弁ユニット２０を受ける。第１の可動弁ユニット１８は、ピストン２３を介して心棒２２の一端で摺動可能に受けられる排出ピストン／ポペット２１を備える。第１の可動弁ユニット１８は、入口ポペット２４および流れ絞り部２５も備える。円板形の肩部２６は、心棒２２に固定されたスペーサ３４から延びている。肩部２６は、流れ絞り部（ｆｌｏｗ ｒｅｓｔｒｉｃｔｏｒ）２５を形成する通路２７内で摺動可能に受けられて、肩部２６が通路２７内に存在する場合は、入口室１３からの加圧流体が低いレートで第１の交差室（ｃｒｏｓｓｏｖｅｒ ｃｈａｍｂｅｒ）２８内に流れ込むようになされている。

心棒２２の下端は、ピストン３０および３１を受け、このピストン３０、３１は、心棒２２の一端にねじ込まれた保持ナット３３によって保持される。ピストン３０および３１は、ハウジング１１内で剛体的に保持されたブッシング３２内で摺動可能に受けられる。

ばね停止部３６は、スペーサ３４上で摺動可能に受けられ、戻しばね３５によって上方に向けて移動される。戻り室（ｒｅｔｕｒｎ ｃｈａｍｂｅｒ）３７は、第１の可動弁ユニット１８の下に形成され、リセット・ピストン３８の一部およびピストン戻しばね４０を受ける。

図１では、第１の可動弁ユニット１８が非作動位置にあるところが示してあり、出口ポート１４は、排出ポート１６に対して開放され、入口ポート１２に対して閉鎖されている。したがって、排出ピストン／ポペット２１は上方の非作動位置にあり、排出シール部４２は、排出座部４１から離れたところに位置している。同時に、入口ポペット２４の入口シール部４４は、入口座部４３に接触して配置されている。

第２の可動弁ユニット２０は、ピストン４８を介して心棒４７の一端で摺動可能に受けられる排出ピストン／ポペット４６を備える。第２の可動弁ユニット２０は、入口ポペット５０および流れ絞り部５１も備える。円板形肩部５２は、心棒４７に固定されたスペーサ６０から延びている。肩部５２は、流れ絞り部５１を形成する通路５３内で摺動可能に受けられて、肩部５２が通路５３内に存在する場合は、入口室１３からの加圧流体は、低いレートで第２の交差室５４内に流れる。

心棒４７の下端は、ピストン５５および５６を受け、このピストン５５および５６は、心棒４７の一端にねじ込まれた保持ナット５８によって保持される。ピストン５５および５６は、ハウジング１１内に剛体的に保持されたブッシング５７内で摺動可能に受けられる。

ばね停止部６２は、スペーサ６０上で摺動可能に受けられ、戻しばね６１によって上方に向けて移動される。戻り室６３は可動弁ユニット２０の下に形成され、リセット・ピストン６４の一部およびピストン戻しばね６５を受ける。

図１では、第２の可動弁ユニット２０が、その非作動位置にあるところが示してあり、出口ポート１４は、排出ポート１６に対して開放され、入口ポート１２に対して閉鎖されている。したがって、排出ピストン／ポペット４６は上方の非作動位置にあり、排出シール部６７は排出座部６６から離れたところに位置する。同時に、入口ポペット５０の入口シール部７０は、入口座部６８に接触して配置されている。

流体通路７２は、第１の交差室２８と第２の可動弁ユニット２０の戻り室６３の間の流体連通を提供する。流体通路７３は、第１の交差室２８からタイミング室（ｔｉｍｉｎｇ ｃｈａｍｂｅｒ）７４および７５までの流体連通を提供して、加圧流体を第１のパイロット弁７６の投入部に供給する。通路７７は、第１のパイロット弁７６の排出部と排出ピストン／ポペット２１の上面の間に結合される。

流体通路７８は、第２の交差室５４と第１の可動弁ユニット１８の戻り室３７の間の流体連通を提供する。流体通路８０は、第２の交差室５４からタイミング室８１および８２までの流体連通を提供し、加圧流体を第２のパイロット弁８３の投入部に供給する。通路８４は、第２のパイロット弁８３の排出部と排出ピストン／ポペット４６の上面の間に結合される。

ユニット１８および２０がその非作動位置にあり、圧力が二重弁のどの位置にも加えられていない場合、弁ユニット１８および２０は、（たとえばピストン３０と３１とブッシング３２の間の）摩擦によって上方の非作動位置に保持される。生じる摩擦の大きさは、弁本体がどの方向に位置付けられているかに関係なく、重力に逆らって可動弁ユニットを現在の位置に維持するのに十分であることが好ましい。

入口圧力が先ず入口ポート１２に加えられた場合、以下のように、可動弁ユニットはその非作動位置で維持される。入口室１３内の圧力は、入口ポート１２の圧力の増加を直接反映する。入口室１３に対して開放されている第１の可動弁ユニット１８の表面は、肩部２６の第１の側部８７およびピストン３０の上面８９を含む。これらの表面には同じ面積が与えられて、表面に対する入口圧力が表面８７に対して上向きの力を生じ、その力が表面８９に対する下向きの力と正確に釣合うようになされている。同様に、肩部５２の表面８８は、ピストン５５の表面９０と等しい面積を持つ。したがって、入口室１３内の圧力の増加に応答して、正味ゼロの力が各可動弁ユニットに作用する。

流れ絞り部２５および５１の密封は不完全であるため、交差室２８および５４内の圧力は増加する。交差室内の圧力が増加すると、その増加した圧力は、入口ポペット２４および５０に作用して、それらをそれぞれ座部４３および６８に対して押し付ける。圧力の増加は戻り室３７および６３にも連通し、入口ポペットを着座させる上向きの力も生じさせる。交差室からの圧力はパイロット弁７６および８３のタイミング室にも連通する。少し遅れて、交差室、戻り室、およびタイミング室内の圧力は、入口室１３内の圧力と等しくなる。従来の米国特許第６，４７８，０４９号に記載の二重弁とは違い、加圧流体は常に交差室２８および５４に加えられ、二重弁が故障状態でない（すなわち入口と排気口の間に流体通路が存在しない）場合は常に、入口圧力と等しい圧力にすることができる。

図２では、１つの可動弁ユニットが故障した状態の弁１０が示してある。この故障状態は、たとえば、パイロット弁７６の停止後に、第１の可動弁ユニット１８が、その非作動位置に戻ることができない場合に起こる。第１の可動弁ユニット１８は、その中間位置にあるところが示してあり、排出ピストン／ポペット２１と入口ポペット２４の両方が、定位置に着座していない。可動弁ユニット１８が、最初に故障したときに作動（すなわち十分に下げられた）位置にある場合、戻しばね３５が第１の可動弁ユニット１８を中間位置に移動させようとする。ばね停止部３６は、入口ポペット２４がその閉鎖位置に移動するのを阻止する。入口ポペット２４が開放された状態で、第２の交差室５４は排出弁の１つまたは両方を介して排出ポート１６に結合される。第２の交差室５４から流体が排出された状態で戻り室３７から流体が排出され、第１の可動弁ユニット１８に対して戻す力が生じないようになされている。タイミング室８１および８２からも流体が排出されて、二重弁１０はロックアウトされた状態になり、第２の可動弁ユニット２０は、第２のパイロット弁８３によって作動することができない。入口ポペット５０は閉鎖されているため、他の可動弁ユニット１８が故障しても第１の交差室２８内の圧力は高くなる。交差室２８は、戻り室６３、およびタイミング室７４と７５に圧力を加える。したがって、パイロット弁７６および８３を作動した場合、故障した弁ユニット１８は、排出ピストン／ポペット２１の頂部で十分な圧力を受け、完全な作動位置に移動することができる。しかし、入口ポペットが開放されている間、排出ピストン／ポペット４６は開放されているため、かなりの圧力を交差室５４内に生成することができない。したがって、パイロット弁８３は、十分な圧力を加えて第２の可動弁ユニット２０をその非作動位置から移動させることができない。よって二重弁１０は、少なくとも両方の可動弁ユニットがリセット・ピストン３８および６４によってリセットされるまで、ロックアウトされた位置に維持される。

入口圧力がなくなり、可動弁ユニットが完全に作動位置にある場合に、弁ユニットは対応する戻しばねによって中間位置に移動される。戻しばねは、対応するばね停止部のため、対応する可動弁ユニットを、中間位置を越えて移動させることはできない。可動弁ユニットは、二重弁の方向付けに依存する摩擦および／または重力によって非作動位置まで完全に移動するのが阻止される。入口圧力が回復されると、故障していない可動弁ユニットに対応する流れ絞り部からの圧力が、故障した入口ポペットを通して排出されるように開放されている交差室内、および少なくとも故障していないユニットの排出ピストン／ポペットに加えられる。他の交差室（すなわち、故障した弁ユニットの流れ絞り部によって供給される交差室）内が十分に加圧されるため、交差室内からの流れ絞り部に対する下方に向けた圧力によって、故障した可動弁ユニットが戻しばねに逆らって中間位置にラッチされる。

次に弁１０のリセットを説明する。図１では、正常な非作動状態にあるリセット機構が示されている。リセット・ポート８５はリセット通路８６と連通して、リセット圧力をリセット・ピストン３８および６４に加え、リセット・ピストン３８および６４は、上方に移動されて第１および第２の可動弁ユニット１８および２０をその正常な非作動位置に位置付けることができる。第１のリセット・ピストン３８は、第１のリセット室１１０内に摺動可能に保持された下部ピストン部材１１１を有する。下部ピストン部材１１１上の環状シール部１１２は、第１のリセット室１１０の壁と係合する。リセット・ピストン３８は、プッシュ・ロッド１１３および第１のリセット・ポペット１１４も備える。第１のリセット室１１０の上端は、通路１１５を介して通気口１１６と連通する。

第２のリセット・ピストン６４は、第２のリセット室１２０内で摺動可能に保持された下部リセット・ピストン部材１２１を有する。下部リセット・ピストン部材１２１上の環状シール部１２２は、第２のリセット室１２０の壁と係合する。リセット・ピストン６４は、プッシュ・ロッド１２３および第２のリセット・ポペット１２４も備える。第２のリセット室１２０の上端は、通路１２５を介して通気口１１６と連通する。

リセット通路８６は、第１のリセット室１１０の下端と直接連通する。リセット通路８６は、オリフィスなど流れ絞り部１２６を介して通路１２７に結合される。通路１２７は、第２のリセット室１２０の下端、および任意選択のリセット・タイミング室１２８と連通する。

図３は、加圧流体をリセット・ポート８５に加えることによって、両方のリセット・ピストンが完全に作動している制御弁１０を示す。加圧流体は、リセット・ポート８５から通路８６を通って第１のリセット室１１０に流れ、下部ピストン部材１１１を上方に移動させる。プッシュ・ロッド１１３は、心棒２２の下端と係合し、第１の可動弁ユニット１８を上方に非作動位置まで移動させる。同時に、第１のリセット・ポペット１１４は座部から離れる（すなわち、リセット弁シール部１３０がリセット弁座部１３１から離れる）。したがって、戻り室３７は、通路１１５を介して通気口１１６と連通する。通気口１１６は大気に対して流体が排出されるため、第２のパイロット・タイミング室８１および８２も流体が排出される。それによって、第２の可動弁ユニット２０がリセット操作中に作動するのが防止される。

また、通路８６からの加圧流体は、流れ絞り部１２６を通って流れて、第１のリセット室１１０よりも遅い速度で第２のリセット室１２０を加圧する。リセット・タイミング室１２８を使用して、第２のリセット・ピストン６４を作動化（または非作動化）するのに要する時間の差を大きくすることができる。しかし、かなりの量の流体が流れ絞り部１２６を通過した後、第２のリセット・ピストン６４は、図３で示したように、完全な作動位置に移動して、第２の可動弁ユニット２０をリセットする。第２のリセット・ポペット１２４が座部から離れる（すなわち、リセット弁シール部１３２が座部１３３から離れる）ことによって、第１のパイロット・タイミング室７４および７５から、通路７３と７２、戻り室６３、および通路１２５を介して流体が排出され、それによって第１の可動弁ユニット１８がリセット操作中に作動するのが防止される。

両方の弁ユニットをリセットすることができる十分な時間が経過した後、リセット・ポート８５から圧力が除去される。リセット・ポート８５から流体が十分に排出された場合、第１のリセット室１１０内の圧力が非常に迅速に低下して、図４で示したように、ピストン戻しばね４０の作用によって、延長した位置から引き込んだ位置に戻される。第１のリセット・ポペット１１４を閉鎖すると、戻り室３７は通気口１１６から隔離される。入口圧力が存在する場合、交差室５４内に加圧された圧力によって、戻り室３７および第２のパイロット・タイミング室８１および８２が加圧される。また、交差室５４内の圧力は、入口ポペット２４を上方に押す。

第１のリセット・ピストン３８が非作動化された後、第２のリセット・ピストン６４は、流れ絞り部１２６によって圧力が維持されるために、作動位置にそのまま位置する。したがって、第２のパイロット・タイミング室８１および８２内が加圧されている間、第１のパイロット・タイミング室７４および７５から、第２のリセット・ポペット１２４を介して引き続き流体が排出される。第２のリセット・ピストン６４を完全に非作動化させるのに要する遅延時間は、流れ絞り部１２６、第２のリセット室１２０、およびリセット・タイミング室１２８のサイズによる。この遅延を十分に長くして、第２のリセット・ポペット１２４を閉鎖する前に（かつ、第１のパイロット・タイミング室７４および７５内が十分に加圧される前に）、第２のパイロット・タイミング室８１および８２を加圧することができるようにする。したがって、第２のリセット・ピストン６４が完全に非作動化され、パイロット弁８３が作動された場合に、第２の可動弁ユニット２０はその非作動位置から出て作動位置に移動し、それによって交差室２８、タイミング室７４と７５、および戻り室６３から流体が排出される。したがって、弁がロックアウトされ、それによってリセット機能を使用して弁を操作し、パイロット弁を作動させるのが阻止される。

図５は、図１〜４で示した実施形態と本質的に同じように機能する二重弁１０’の代替実施形態を示す。図５の対応する部分は、プライム符号を付けた同じ参照番号を使用して示してある。ハウジング１１’は、第１の可動弁ユニット１８’および第２の可動弁ユニット２０’を備える。このユニットは同一であるため、可動弁ユニット１８’のみを詳細に説明する。

弁の心棒２２’は、保持ナット９１によって一端にしっかりと取り付けられた排出ピストン／ポペット２１’を有する。スペーサ９２は、軸方向の両端に円板部分９３および９４を有する。排出ピストン／ポペット２１’は、円板部分９３およびＯリング９６を受ける皿形の空洞９５を含む。Ｏリング９６は、排出座部４１’と共に端面シールを形成する。同様に、入口ポペット２４’は空洞９７を有して、円板形部分９４およびＯリング９８を受ける。

スペーサ１００およびピストン１０１も心棒２２’に取り付けられている。心棒２２’の下端にあるボス１０３は、ポペット、スペーサ、およびピストンを心棒２２’上に固定してクランプする。ピストン１０１は、入口室１３’と交差室２８’の間に流れ絞り部２５’が設けられるように形付けられる。ピストン１０１は、入口室１３’にわたって径が一定であって、可動弁ユニット１８’に軸方向に力を加える表面を持たないようになされている。しかし、上面１０２は交差室２８’に対して露出されて、前に述べたように、故障状態の場合に下方に向けた係止力が生成される。

第１のリセット室１１０’は、プッシュ・ロッドの延長部１１３’を持つ第１のリセット・ピストン３８’を受ける。室１１０’は、流れ絞り部１２６’を介してリセット・ポート８５’でリセット圧力を受ける。第１のリセット・ポペット１３４はＯリング１３５を備える。図５で示したように、ポペット１３４が着座している場合、第１の戻り室３７’は、通気口１１６’から隔離される。ピストン３８’が作動すると、ポペット１３４が開放され、戻り室３７’および反対側のパイロット・タイミング室（図示せず）のための排出路が作成される。

第１のリセット・ピストン３８’は、リセット室１１０’に対して露出された底面積１３６を有しており、この底面積は、戻り室３７’に対して露出されたピストン３８’の頂部にある反対側の表面積よりも小さい。したがって、図５の弁は、リセット圧力が戻り室内の圧力よりも高くならなければ、リセットすることができない。これは、いくつかの弁の適用例では有利である。

本発明の好ましい操作方法を図６で示す。ステップ１４０で、リセット・ポートを加圧する（たとえば、３方弁を作動させてリセット・ポートを圧縮空気源に結合する）。ステップ１４１で、第１のリセット・ピストンが即座に作動される。第１のリセット・ピストンは、リセット・ポートに直接結合されており、最初にかなりの体積を加圧する必要がないからである。ステップ１４２で、十分な加圧流体が流れ絞り部を通って流れ、補助リセット・タイミング室が全て加圧された後に、第２のリセット・ピストンが作動される。

ステップ１４３で、それぞれリセット・ピストンが作動した場合、それによってそれぞれ通気弁が開放されて反対側のパイロット・タイミング室が通気される。可動弁ユニットが非作動位置に確保された後、ステップ１４４で、圧力がリセット・ポートから除去される。ステップ１４５で、第１のリセット・ピストンが引き込められ、第２のリセット・ピストンが、第２のリセット室の緩やかな減圧によって、延長された作動位置に保持される。ステップ１４６で、（入口圧力が存在すると仮定して）第１の通気弁が閉鎖されるため、１つまたは複数の第２のパイロット・タイミング室が再び加圧される。ステップ１４７で、流れ絞り部を通ってリセット・ポートに対する圧力が十分低下すると、第２のリセット・ピストンが引き込められる。

本発明の弁ユニットのリセットは、パイロット弁が非作動化されていることによって成功する。ステップ１４８で、パイロット弁が作動している場合、第２の弁ユニットが作動し（すなわち、非作動位置から移動し）、第１の弁ユニットは移動することができないために、弁の故障状態が生じる。ステップ１４８でパイロット弁が非作動化されている場合、ステップ１５０で、１つまたは複数の第１のパイロット・タイミング室が減圧され、弁は、正常な稼動の準備ができた状態になる。

正常な非作動位置にある、本発明の第１の実施形態による二重弁を示す断面図である。 弁ユニットが故障した位置にある、図１の二重弁を示す断面図である。 リセット・ピストンがリセット・ポートの圧力に呼応して延長された、図１の二重弁を示す断面図である。 リセット操作中に、リセット・ポートから圧力が除去された直後の、図１の二重弁を示す断面図である。 正常な非作動位置にある、本発明の第２の実施形態による二重弁を示す断面図である。 本発明の好ましい方法を示す流れ図である。

符号の説明

１０、１０’ 二重弁
１１、１１’ ハウジング
１１ａ〜１１ｄ ブロック
１２ 入口ポート
１３、１３’ 入口室
１４ 出口ポート
１５ 出口室
１６ 排出ポート
１７ 排出室
１８、１８’ 第１の可動弁ユニット
２０、２０’ 第２の可動弁ユニット
２１、２１’、４６ 排出ピストン／ポペット
２２、２２’、４７ 心棒
２３、３０、３１、４８、５５、５６、１０１ ピストン
２４、５０ 入口ポペット
２４’ 入口ポペット
２５、２５’、５１ 流れ絞り部
２６、５２ 肩部
２７、５３、７７、８４、１１５、１２５、１２７ 通路
２８、２８’交差室
３２、５７ ブッシング
３３、５８ 保持ナット
３４、６０、９２、１００ スペーサ
３５、６１ 戻しばね
３６、６２ ばね停止部
３７、６３ 戻り室
３８、３８’、６４ リセット・ピストン
４０、６５ ピストン戻しばね
４１、４１’、６６ 排出座部
４２、６７ 排出シール部
４３、６８ 入口座部
４４、７０ 入口シール部
５４ 第２の交差室
７２、７３、７８、８０ 流体通路
７４、７５、８１、８２ パイロット・タイミング室
７６、８３ パイロット弁
８５、８５’ リセット・ポート
８６ リセット通路
８７、８８、９０ 表面
８９、１０２ 上面
９１ 保持ナット
９３、９４ 円板部分
９５、９７ 空洞
９６、９８、１３５ Ｏリング
１０３ ボス
１１０、１１０’、１２０ リセット室
１１１ 下部ピストン部材
１１２ 環状シール部
１１３、１１３’、１２３ プッシュ・ロッド
１１４、１２４ リセット・ポペット
１１６ 通気口１１６
１２１ 下部リセット・ピストン部材
１２２ 環状シール部
１２６、１２６’ 流れ絞り部
１２８ リセット・タイミング室
１３０、１３２ リセット弁シール部
１３１ リセット弁座部
１３３ 座部
１３４ ポペット
１３６ 底面積

Claims (12)

1. 二重弁をリセットする方法であって、
   加圧流体源をリセット・ポートに連結するステップと、
   前記加圧流体に呼応して第１および第２のリセット・ピストンを作動させて、それぞれ前記二重弁の第１および第２の可動弁ユニットをリセットするステップと、
   前記第１および第２のリセット・ピストンが作動した場合に第１および第２のパイロット室を通気し、前記第１および第２のパイロット室が前記第１および第２の可動弁ユニットを作動させるための第１および第２のパイロット弁に対応し、前記通気によって、それぞれ前記第１および第２の可動弁ユニットが非作動位置から移動するのを阻止するステップと、
   前記加圧流体源を前記リセット・ポートから除去するステップと、
   前記第１のリセット・ピストンを引き込めて、前記第１のパイロット室が引き続き通気されている間、前記第２のパイロット室が加圧流体を受けるようにするステップと、
   前記第１のリセット・ピストンを引き込めた後、所定の遅延時間の後に前記第２のリセット・ピストンを引き込め、前記所定の遅延時間が、前記第２のパイロット室が加圧されるのに十分であるステップと、
   前記第２のリセット・ピストンが引き込められたときに前記第２のパイロット弁が作動された場合、前記第１のパイロット室内の加圧流体が前記第１の可動弁ユニットを非作動位置から移動させるのには十分でない間は、前記第２のパイロット室内の前記加圧流体によって、前記第２の可動弁ユニットを非作動位置から移動させるステップとを含む方法。
2. 前記第２のリセット・ピストンが引き込められたときに前記第２のパイロット弁が作動されない場合、前記第１のパイロット室が加圧され、それによって前記二重弁の前記リセットが完了する、請求項１に記載の方法。
3. 入口、出口、排出口、およびリセット・ポートを画定するハウジングであって、前記入口および前記リセット・ポートが加圧流体を受けるように適合されているハウジングと、
   第１の排出ポペットおよび第１の入口ポペットを備えた第１の可動弁ユニットであって、前記第１の排出ポペットが、前記出口を前記排出口に結合するための開放位置と前記出口を前記排出口から隔離するための閉鎖位置の間で可動であり、前記第１の入口ポペットが、前記出口を前記入口に結合するための開放位置と前記出口を前記入口から隔離するための閉鎖位置の間で可動であり、前記第１の可動弁ユニットが、作動位置、非作動位置および中間位置に可動であり、前記作動位置は、前記第１の入口ポペットがその開放位置にあり、前記第１の排出ポペットがその閉鎖位置にあることを含み、前記非作動位置は、前記第１の入口ポペットがその閉鎖位置にあり、前記第１の排出ポペットがその開放位置にあることを含み、前記中間位置は、前記第１の入口ポペットと前記第１の排出ポペットの両方が少なくとも部分的に開放されていることを含む、第１の可動弁ユニットと、
   第２の排出ポペットおよび第２の入口ポペットを備えた第２の可動弁ユニットであって、前記第２の排出ポペットが、前記出口を前記排出口に結合するための開放位置と前記出口を前記排出口から隔離するための閉鎖位置の間で可動であり、前記第２の入口ポペットが、前記出口を前記入口に結合するための開放位置と前記出口を前記入口から隔離するための閉鎖位置の間で可動であり、前記第２の可動弁ユニットが、作動位置、非作動位置、および中間位置に可動であり、前記作動位置は、前記第２の入口ポペットがその開放位置にあり、前記第２の排出ポペットがその閉鎖位置にあることを含み、前記非作動位置は、前記第２の入口ポペットがその閉鎖位置にあり、前記第２の排出ポペットがその開放位置にあることを含み、前記中間位置は、前記第２の入口ポペットと前記第２の排出ポペットの両方が少なくとも部分的に開放されていることを含む、第２の可動弁ユニットと、
   それぞれ前記第１および第２の可動弁ユニットの一端に配置されて、前記第１および第２の可動弁ユニットを前記それぞれの作動位置に選択的に移動させる第１および第２のパイロット弁と、
   それぞれ前記第１および第２のパイロット弁に供給すべき加圧流体を貯蔵するための第１および第２のパイロット・タイミング室と、
   前記リセット・ポートに結合された流れ絞り部と、
   延長されて、それぞれ前記リセット・ポートからの加圧流体に呼応して、前記第１および第２の可動弁ユニットをその非作動位置に移動させ、第２のリセット・ピストンが前記流れ絞り部を介して前記リセット・ポートと連通し、第１のリセット・ピストンが前記流れ絞り部を含まない通路を介して前記リセット・ポートと連通する、第１および第２のリセット・ピストンと、
   大気に通じる通気口と、
   それぞれ前記通気口と前記第２および第１のパイロット・タイミング室との間に結合され、それぞれ延長された前記第１および第２のリセット・ピストンに呼応して開放される第１および第２の拘束防止弁とを含む、制御弁システム。
4. 前記第２のリセット・ピストンに結合されたリセット・タイミング室をさらに含む、請求項３に記載の制御弁システム。
5. 前記第１および第２の各拘束防止弁が、それぞれ前記第１および第２のリセット・ピストンと一体式に形成された可動シール面を備える、請求項３に記載の制御弁システム。
6. それぞれ前記第２および第１の入口ポペット、かつ、それぞれ前記第１および第２のパイロット・タイミング室と連通する第１および第２の交差室と、
   それぞれ前記第１および第２の可動弁ユニットの他方の端部に配置され、それぞれ前記第１および第２の交差室と連通する第１および第２の戻り室とをさらに含み、
   前記第１および第２の各拘束防止弁が、それぞれ前記第１および第２のリセット・ピストンと一体式に形成された可動シール面、およびそれぞれ前記第１および第２の戻り室と一体式に形成された弁座を備える、請求項３に記載の制御弁システム。
7. それぞれ前記第１および第２のリセット・ピストンを前記第１および第２の可動弁ユニットから離れるように移動させて、前記第１および第２の拘束防止弁を閉鎖する第１および第２のピストン戻しばねをさらに含む、請求項３に記載の制御弁システム。
8. 前記第１のピストン戻しばねが、前記第２のピストン戻しばねよりも大きいばね力を提供する、請求項６に記載の制御弁システム。
9. それぞれ前記第２および第１の入口ポペット、およびそれぞれ前記第１および第２のパイロット・タイミング室と連通する第１および第２の交差室と、
   それぞれ前記第１および第２の可動弁ユニットの他方の端部に配置され、それぞれ前記第２および第１の交差室と連通する第１および第２の戻り室とをさらに含み、
   前記第１および第２の各リセット・ピストンが、前記リセット・ポートからの前記加圧流体に対して露出された第２の作用面積よりも大きい、前記第１および第２の戻り室に対して露出された第１の作用面積を有する、請求項３に記載の制御弁システム。
10. 制御弁システムを操作する方法であって、前記制御弁システムが、入口、出口、排出口を画定し前記入口および前記入口が加圧流体を受けるように適合されているハウジングを含み、前記制御弁システムが、第１の排出ポペットおよび第１の入口ポペットを備えた第１の可動弁ユニットを含み、前記第１の可動弁ユニットが、作動位置、非作動位置、および中間位置に可動であり、前記制御弁システムが、第２の排出ポペットおよび第２の入口ポペットを備えた第２の可動弁ユニットを含み、前記第２の可動弁ユニットが、作動位置、非作動位置、および中間位置に可動であり、前記制御弁システムが、それぞれ前記第１および第２の可動弁ユニットの一端に配置され、作動されて前記第１および第２の可動弁ユニットを前記それぞれの作動位置に選択的に移動させる第１および第２のパイロット弁を含み、前記制御弁システムが、それぞれ前記第１および第２のパイロット弁に供給すべき加圧流体を貯蔵するための第１および第２のパイロット・タイミング室を含み、前記制御弁システムが、前記リセット・ポートに結合されたリセット流れ絞り部を含み、前記制御弁システムが、延長され、それぞれ前記リセット・ポートからの加圧流体に呼応して、前記第１および第２の可動弁ユニットをその非作動位置に移動させ、前記第２のリセット・ピストンが前記流れ絞り部を介して前記リセット・ポートと連通し、前記第１のリセット・ピストンが前記流れ絞り部を含まない通路を通って前記リセット・ポートと連通する第１および第２のリセット・ピストンを含み、前記制御弁システムが大気に通じる通気口を含み、前記制御弁システムが、それぞれ前記通気口と前記第２および第１のパイロット・タイミング室との間に結合され、それぞれ延長された前記第１および第２のリセット・ピストンに呼応して開放される第１および第２の拘束防止弁を備えており、
    加圧流体源をリセット・ポートに連結するステップと、
    前記加圧流体に呼応して前記第１および第２のリセット・ピストンを作動させて、それぞれ前記第１および第２の可動弁ユニットをリセットするステップと、
    前記第１および第２のリセット・ピストンを作動させた場合に第１および第２のパイロット室を通気し、前記通気によって、前記第１および第２の可動弁ユニットがそれぞれ前記非作動位置から移動するのを阻止するステップと、
    前記加圧流体源を前記リセット・ポートから除去するステップと、
    前記第１のリセット・ピストンを引き込めて、前記第１のパイロット室が引き続き通気されている間、前記第２のパイロット室が加圧流体を受けるようにするステップと、
    前記第１のリセット・ピストンを引き込めた後の所定の遅延時間後に前記第２のリセット・ピストンを引き込め、前記所定の遅延時間が、前記第２のパイロット室を加圧することができるようにするのに十分であるステップと、
    前記第２のリセット・ピストンが引き込められたときに前記第２のパイロット弁が作動された場合、前記第１のパイロット室内の加圧流体が前記第１の可動弁ユニットを前記非作動位置から移動させるのに十分でなく、それにより前記制御弁システムの故障状態が生じている間は、前記第２のパイロット室内の前記加圧流体によって、前記第２の可動弁ユニットを前記非作動位置から移動させるステップとを含む方法。
11. 前記制御弁システムが、前記第１および第２のリセット・ピストンを引き込めるための第１および第２のピストン戻しばねをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
12. 前記第２のリセット・ピストンが引き込められたときに前記第２のパイロット弁が作動しない場合、前記第１のパイロット室が加圧され、それによって前記二重弁の前記リセットが完了する、請求項１０に記載の方法。

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