JP5615841B2 - 負荷調整装置とともに使用するための内部逃し弁装置 - Google Patents

Description

本開示は、概して、流体調整装置に関し、より具体的には、負荷調整装置とともに使用するための内部逃し弁装置に関する。

プロセス制御システムは、プロセスパラメータを制御するために、種々のフィールドデバイスを使用する。一般的に、種々の流体（例えば、液体、気体等）の圧力を制御するために、流体調整装置がプロセス制御システムにわたって分配される。流体調整装置は、典型的には、流体の圧力をより低い値および／または実質的に一定の値に調整するために使用される。具体的には、流体調整装置は、典型的には、相対的に高圧の供給流体を受容する入口を有し、出口では相対的により低い圧力および／または実質的に一定の圧力を提供する。

高圧プロセス流体がプロセス制御システムを通って移動するに従い、調整装置は、サブシステムまたは他の保管転送地点により低い圧力または低減された圧力を有するプロセス流体を供給するために、１つ以上の地点において、プロセス流体の圧力を低減する。例えば、機器（例えば、ボイラ）の一部に関連する気体調整装置は気体分配源から比較的高い圧力を有する気体を受容する場合があり、気体を、機器による安全で効率的な使用に好適な、より低く実質的に一定の圧力に調整する場合がある。

下流圧力（すなわち、出口圧力）が安全ではないレベルに到達するのを防止するために、流体調整装置は、典型的には、超過圧力保護デバイスを含む。超過圧力保護デバイスは、流体調整装置に動作可能に連結され、下流源における望ましくない（例えば、安全ではない）圧力の蓄積を防止するために、（例えば、流体の下流圧力が所定値に到達する時）起動する。いくつかの超過圧力保護デバイス（例えば、遮断デバイス）は、超過圧力保護デバイスが手動でリセットされるまで、下流源へのプロセス流体の流動を遮断する。

しかしながら、いくつかの例では、例えば、温度変化による流体圧力の増大は、超過圧力保護デバイスの所望されないまたは望ましくない起動を引き起こす場合がある。超過圧力保護デバイスの望ましくない起動を防止するために、いくつかの公知のバネ式流体調整装置は、流体調整装置と一体的に形成される内部逃し弁を有している場合がある。内部逃し弁は、プロセス流体の圧力が、例えば温度変化により増大する時、例えば大気へプロセス流体を流出する。プロセス流体の下流圧力が内部逃し弁設定を超過する場合、内部逃し弁は、大気へ流体を流出するために開口する。超過圧力保護デバイスは、プロセス流体が内部逃し弁を通って流出しているにかかわらず、出口圧力が所定の圧力を超過する時起動する。Ｆｉｓｈｅｒ ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌシリーズＳ２０１およびＳ２０２は、内部逃し弁を含む、そのような公知のバネ式調整装置の例である。

圧力負荷調整装置等のいくつかの公知の調整装置は、大気に通気せず、したがって、内部逃し弁は、調整装置と一体化することができない。これらの公知の圧力負荷調整装置では、付加的な外部逃し弁が、例えば、プロセス流体における温度変化による超過圧力保護デバイスの望ましくない起動またはトリップを防止するために使用される。しかしながら、そのような外部逃し弁は、しばしば、付加的な設置労力、配管、製造労力、在庫、保守、および、したがって、増大した費用を必要とする。

本発明の一例では、内部逃し弁装置を有する負荷調整装置は、第１のケーシングと第２のケーシングとの間に配置される負荷ダイヤフラムを有する本体を含む。負荷ダイヤフラムの第１のケーシングおよび第１の側面は、第１のチャンバを画定し、負荷ダイヤフラムの第２のケーシングおよび第２の側面は、第２のチャンバを画定する。逃し弁アセンブリは、負荷ダイヤフラムに連結される。逃し弁アセンブリは、第１のチャンバおよび第２のチャンバを流体的に連結するための通路を形成する開口を有する逃し弁座と、逃し弁座に可動的に連結される逃し弁プラグとを含む。逃し弁プラグは、負荷調整装置が、ロックアップ状態に入る圧力よりも実質的に高い出口圧力に応じて、第１のチャンバと第２のチャンバとの間の流体の流動を可能にするように、逃し弁座から離れて流出位置に移動するためのものである。

別の例では、内部逃し弁装置を有する負荷調整装置は、第２のチャンバによって感知されるプロセス流体圧力に応じて、少なくとも第１の位置と、第２の位置と、第３の位置との間で移動するように、第１のチャンバと第２のチャンバとの間の調整装置の本体内に配置されるダイヤフラムを含む。逃し弁座は、逃し弁座およびダイヤフラムが、第１の位置と、第２の位置と、第３の位置との間で移動するように、ダイヤフラムに連結され、逃し弁座は、第１のチャンバおよび第２のチャンバを流体的に連結するために、通路を形成するための開口部を含む。逃し弁プラグは、ダイヤフラムおよび逃し弁座が第１の位置と第２の位置との間で移動する時、第１のチャンバと第２のチャンバとの間の流体の流動を妨げるように、開口部を係合するために、逃し弁座に摺動可能に連結され、負荷調整装置がロックアップ状態に入る圧力よりも実質的に高い出口圧力に応じて、逃し弁プラグが第１のチャンバと第２のチャンバとの間の流体の流動を可能にするように、逃し弁座から離れて第３の位置に移動する。

さらに別の例では、負荷調整装置とともに使用するための内部逃し弁装置は、円筒状本体および第１のフランジ部分を有する逃し弁座を含む。第１のフランジ部分は、逃し弁装置が閉鎖位置にある時、ダイヤフラムの第１の側面を係合し、かつ負荷調整装置が流出状態にある時、ダイヤフラムの第１の側面から離れて移動するための座面を含む。付勢部材は、逃し弁座の第２のフランジ部分と負荷調整装置の一部分との間に配置される。付勢部材は、ダイヤフラムの第１の側面を座面に向かって付勢する。移動止めは、ダイヤフラムが移動止めに向かって移動する時、移動止めと逃し弁座との係合が、座面をダイヤフラムの第１の側面から離れて移動させるように、逃し弁座を係合するために、負荷調整装置の少なくとも一部分内に配置される。

さらに別の例では、負荷調整装置とともに使用するための内部逃し弁装置は、作動装置の第１のチャンバと第２のチャンバとの間の流体連通を提供するための手段を備え、第２のチャンバは、負荷調整装置の出口に流体的に連結される。内部逃し弁装置はさらに、調整装置ロックアップの開始に関連する圧力よりも高い出口における流体圧力に応じて、第１のチャンバと第２のチャンバとの間の流体の流動を可能にするために、流体連通を提供するための手段を制御するための手段を備える。

公知の例示的負荷調整装置を実装する、公知の圧力式流体調整装置を例証する図である。 図１の公知の負荷調整装置の断面図である。 公知の内部逃し弁装置を実装する、別の公知の負荷調整装置の一部分を例証する図である。 本明細書に説明する、例示的内部逃し弁装置を有する、例示的負荷調整装置を例証する図である。 図４Ａの例示的負荷調整装置の断面図である。 本明細書に説明する、別の例示的内部逃し弁装置を有する、例示的負荷調整装置の断面図である。 図５Ａの例示的負荷調整装置の別の断面図である。 図５Ａおよび図５Ｂの例示的負荷調整装置に使用される、例示的弁プラグを例証する図である。 本明細書に説明する、さらに別の例示的内部逃し弁装置を有する、例示的負荷調整装置の断面図である。 図６Ａの例示的負荷調整装置の別の断面図である。 本明細書に説明する、さらに別の例示的内部逃し弁装置を有する、例示的負荷調整装置の断面図である。

一般に、流体調整装置は、許容可能かつ／または一定圧力制限内のプロセスシステム圧力を維持するように、感知された下流圧力に従い、流体の流動を調節する。流体調整装置は、典型的には、入口と出口との間の流体流動を妨げる、またはそれを可能にするように、弁座に対して、弁プラグを移動させるために、リンク機構（例えば、レバー）を通って、弁プラグに動作可能に連結されるダイヤフラムを含む。流体調整装置は、典型的には、弁プラグを第１の方向に付勢するために、ダイヤフラムの第１の側面上に提供される事前設定された制御力または負荷を使用して、プロセス流体の流動および圧力を調整する。ダイヤフラムの第２の側面は、ダイヤフラムを第１の方向と反対の第２の方向に付勢するための力を印加するために、出口流体に流体的に連結される。したがって、ダイヤフラムは、実質的に一定の出口圧力を達成するために、調整装置を通る流動を変化させるように、出口における流体の圧力（すなわち、ダイヤフラムの第２の側面に印加された力）と、事前設定された制御力（ダイヤフラムの第１の側面に印加された力）との間の差異に応じて、弁プラグを移動する。

一例では、バネ式調整装置は、ダイヤフラムの第１の側面に事前設定された制御力を印加するために、付勢要素（例えば、バネ）の形態の負荷要素を含む。別の例では、圧力式調整装置は、事前設定された制御力をダイヤフラムの第１の側面に印加するために、負荷調整装置によって提供される、負荷圧力の形態の負荷要素を含む。圧力式調整装置は、典型的には、バネ式調整装置よりも、より高い流速およびより高い出口圧力で、より正確な出口圧力調整を提供する。したがって、圧力式調整装置は、より高い精度の下流圧力が必要である時（例えば、計測器具において）、バネ式調整装置よりも望ましい。

加えて、最大入口流体圧力定格よりも低い最大出口流体圧力定格を有する流体調整装置は、通常、超過圧力保護を必要とする。言い換えると、超過圧力保護デバイスは、下流流体圧力が所定値を超過する（例えば、安全ではない圧力）、または、入口圧力よりも高くなることを防止するために、出口圧力を超過する入口圧力を有するプロセス用途においてしばしば必要とされる。安全遮断デバイスおよび正確な監視デバイスは、流体調整装置とともに使用される、２つの例示的超過圧力保護デバイスである。安全遮断デバイスは、典型的には、出口圧力（下流圧力）を感知し、下流圧力が所定圧力に到達した時、調整装置を通る流体の流動を妨げるために、流体調整装置を閉鎖する。正確な監視デバイスは、通常、第２の調整装置と直列に設置される第１の調整装置または作業調整装置を含む。第２の調整装置は、典型的には、下流圧力（すなわち、制御圧力）を感知し、作業圧力調整装置が下流圧力の制御を停止する時、下流圧力の制御を担う。

動作の際、圧力調整装置は、プロセス流体に対する下流要求が低下する、および／または下流源が遮断される時（すなわち、実質的にゼロの下流要求をもたらす）、調整装置を通る流体の流動を妨げるために、閉鎖位置に移動する。例えば、下流源の要求が実質的に低下する、または遮断される時（例えば、ゼロの流動状態）、流体調整装置内の弁プラグは、調整装置を通る流体の流動を妨げるために、弁座を封止的に係合する（すなわち、閉鎖状態に移動する）。しかしながら、いくつかの例では、腐食、調整装置構成要素への損傷、グリット、パイプスケール等により、弁プラグは、弁座に対して適切に封止しない場合があり、それによって、調整装置の入口と出口との間のプロセス流体の継続した流動を可能にし、下流圧力（例えば、制御圧力）を増大させる。超過圧力保護デバイスは、下流源における圧力の過剰な蓄積を防止するために、下流圧力が望ましくない圧力レベル（例えば、安全ではないレベル）に増大する時、起動される。したがって、超過圧力保護デバイスは、しばしば、超過圧力状態から生じるプロセスシステム構成要素の故障を防止するために、圧力を逃がす、または圧力を制限する制御を提供する。

弁プラグが、弁座に対して適切に封止し（例えば、密閉係合する）、かつ出口と下流源との間の流体の圧力が、所定の安全圧力レベルを下回る時、超過圧力保護デバイスは、起動しない。しかしながら、プロセス流体は、典型的には、調整装置の弁プラグの出口側面と下流源との間に捕捉されたままである。場合によっては、出口と下流源との間の流体の圧力は、例えば、大気温度の上昇による圧力増大を受けることがある。出口におけるこの捕捉された流体の圧力の増大は、超過圧力保護デバイスを起動させてもよい。温度変化による超過圧力保護デバイスの望ましくない起動を防止するために、バネ式調整装置は、典型的には、大気に出口圧力を通気または流出する内部逃し弁を含む。超過圧力保護デバイスは、通常、内部逃し弁の圧力設定よりも大きい圧力設定を有し、出口流体の圧力が内部逃し弁の圧力設定を実質的に超過する時、起動する。

しかしながら、圧力式調整装置は、通気されず、したがって、内部逃し弁は、主調整装置と一体化することができない。そのような内部逃し弁の欠如は、調整装置が閉鎖位置にある時、プロセス流体の出口圧力が、例えば、温度変化により増大する例において、超過圧力保護デバイスの所望されないまたは望ましくない起動を引き起こす場合がある。したがって、圧力式調整装置は、超過圧力保護デバイスがそのような用途において所望されない起動を受けやすいため、通常、超過圧力保護デバイスとともに使用されない。超過圧力保護デバイスの所望されない起動を防止するために、外部逃し弁は、典型的には、圧力式調整装置に連結される。しかしながら、これは、付加的な機器、保守、設置、製造、およびしたがって、増大した費用を必要とする。パイロット動作型調整装置は、典型的には、圧力式調整装置の代替物、およびしたがって、外部逃し弁として使用される。しかしながら、パイロット動作型調整装置は、より複雑であり、したがって、比較的高価である。

いくつかの公知の負荷調整装置は、主調整装置の出口におけるプロセス流体が、負荷調整装置のロックアップの開始を引き起こす所定の圧力にある時、プロセス流体を排出する、または流出する、内部逃し弁デバイスを含む。ロックアップ状態は、流体が負荷調整装置を通って流動することが妨げられる時（例えば、下流要求が、実質的にゼロである時）、生じる。しかしながら、負荷調整装置がロックアップ状態に入る、またはロックアップ状態にある度に、大気へプロセス流体を通気する、または流出することは、ロックアップ状態が頻繁に生じる場合があり、したがって、大量のプロセス流体が大気に流出する場合があるため、所望されない場合がある。例えば、これらの公知の負荷調整装置は、負荷調整装置の逃し弁が、負荷調整装置のロックアップ状態の開始時点、または開始において、大気にプロセス流体の排出または流出を開始するため、典型的には、危険な流体（例えば、天然ガス）に関与する、プロセス用途に好適ではない。したがって、危険な流体に関与する用途では、ロックアップの開始において排出を開始しない逃し弁は、有益であろう。言い換えると、実質的な不感帯または負荷調整装置のロックアップ状態と逃し弁の流出状態との間の実質的な動作分離を提供するために、圧力オフセットを有する逃し弁装置は、有益であろう。

実践の際、負荷調整装置は、主流体調整装置に動作可能に連結される。上記のように、負荷調整装置は、事前設定された制御力を提供するために、主調整装置に圧力を供給する。しかしながら、主調整装置は、典型的には、負荷調整装置をロックアップ状態に入らせる出口流体圧力よりも高い出口流体圧力で、ロックアップ状態（すなわち、主調整装置を通る流動が実質的にゼロである）に入る。しかしながら、上述のように、内部逃し弁を有する公知の負荷調整装置は、典型的には、負荷調整装置のロックアップ状態の開始において、流体の排出または流出を開始する。その結果、超過圧力状態では、負荷調整装置は、主調整装置のロックアップ状態の開始前に、プロセス流体の排出または流出を開始する。さらに、これらの公知の負荷調整装置は、出口流体圧力が主調整装置をロックアップさせる流体圧力を超過する、またはそれを上回る時、流出状態の開始が起動するように設定することができるように、負荷調整装置が排出または流出を開始する圧力を制御するための手段が欠乏している。

その結果、排出を開始する圧力点を制御できない、または負荷調整装置の設定（すなわち、負荷調整装置が流出する圧力）は、主調整装置にロックアップ状態を引き起こす出口流体圧力よりも低い出口流体圧力で、負荷調整装置を排出させる、または流出させる。負荷調整装置がロックアップ状態に入る度に、大気にプロセス流体を排気する、または排出することは、大量のプロセス流体を大気に流出させる。例えば、プロセス流体は、下流要求が、出口圧力を、負荷調整装置をロックアップさせる（したがって、流出する）が、主調整装置をロックアップさせる圧力を下回る圧力にさせる場合、長時間の間、大気に流出されてもよい。その結果、圧力式調整装置は、典型的には、危険な流体（例えば、天然ガス）に関与するプロセス用途に好適ではない。したがって、出口流体圧力が、負荷調整装置および主調整装置をロックアップさせる圧力である時、負荷調整装置が流出することが望ましい。また、負荷調整装置を、主調整装置をロックアップ圧力よりも高い圧力でロックアップするように構成することは、負荷調整装置が、流体の調整を試み、かつ下流圧力の制御を担い、それによって、所望されないおよび／または不適切な下流制御圧力を提供するため、望ましくない。

本明細書に説明する、例示的内部逃し弁装置は、実質的な不感帯または負荷調整装置のロックアップ状態が生じるまたは開始する主調整装置出口圧力と、内部逃し弁の流出状態または排出開始地点が生じるまたは開始する主調整装置出口圧力との間の実質的な分離を提供することによって、逃し弁起動圧力オフセットを提供する。加えて、本明細書に説明する、例示的内部逃し弁装置は、主調整装置のロックアップ状態が生じるまたは開始する主調整装置出口圧力と、負荷調整装置の内部逃し弁の流出状態が生じるまたは開始する主調整装置出口圧力との間の圧力オフセットを提供する。言い換えると、本明細書に説明する、例示的内部逃し弁装置は、内部逃し弁装置の流出状態の開始を引き起こす出口流体圧力と、負荷調整装置ロックアップおよび／または主調整装置ロックアップの開始を引き起こす出口流体圧力との間の圧力オフセットを制御する。本明細書に説明する例では、圧力オフセットは、負荷調整装置の内部逃し弁が流出する圧力が、主調整装置がロックアップする出口圧力および負荷調整装置がロックアップする出口圧力よりも実質的に高くなるように設定される。

したがって、本明細書に説明する、例示的逃し弁装置は、逃し弁が異なる所定の流体出口圧力で起動するように設定することができるように、逃し弁に、調節可能な事前設定された力を提供する。加えて、本明細書に説明する、例示的内部逃し弁装置は、実質的に、大気へのプロセス流体の望ましくない排気または流出、および／または負荷調整装置および／または主調整装置に動作可能に連結される超過圧力保護デバイスの望ましくないまたは所望されない起動を最小限化することによって、増大した精度を提供するために、圧力負荷調整装置と有利に一体化される。したがって、本明細書に説明する、例示的逃し弁装置は、超過圧力保護デバイスが、外部逃し弁の必要無しに、圧力式調整装置とともに使用されることを可能にする。

本明細書に説明する、例示的内部逃し弁装置の詳細を論じる前に、例示的な公知の圧力式流体調整装置１００の説明を図１に提供する。図１に示すように、公知の例示的な圧力式調整装置１００は、主調整装置１０４に制御圧力または負荷を提供するために、公知の例示的負荷調整装置１０２を含む。外部逃し弁１０６は、例示的な圧力式負荷調整装置１００が、例えば、天然ガス等の危険なプロセス流体とともに使用されてもよいように、主調整装置１０４に流体的に連結される。超過圧力保護デバイス１０８はまた、例示的な圧力式調整装置１００に流体的に連結されてもよい。外部逃し弁１０６は、超過圧力保護デバイス１０８の望ましくない起動を防止するために、圧力式調整装置１０４と超過圧力保護デバイス１０８との間に流体的に連結されてもよい。しかしながら、外部逃し弁１０６は、費用を増大する、追加されたアセンブリ、在庫、製造、保守等を必要とする。あるいは、パイロット調整装置が、負荷調整装置１０２および外部弁１０６の代わりに使用されてもよい。しかしながら、そのような公知のパイロット調整装置は、より複雑、かつより高価である。

図１に図示するように、例示的主調整装置１０４は、入口１１４と出口１１６とを有する弁１１２に動作可能に連結される作動装置１１０を含む。作動装置１１０は、第１の作動装置ケーシング１２０と第２の作動装置ケーシング１２２との間に配置される主ダイヤフラムアセンブリ１１８を含む。第１の作動装置ケーシング１２０は、負荷チャンバ１２４を画定し、第２の作動装置ケーシング１２２は、制御チャンバ１２６を画定する。負荷調整装置１０２は、弁１１２の入口１１４に流体的に連結された負荷入口１２８と、負荷チャンバ１２４に負荷圧力を提供するために、負荷チャンバ１２４と流体連通する負荷出口１３０とを含む。

弁１１２は、下部の作動装置ケーシング１２２に連結される弁本体１３２を含む。弁座１３４は、弁本体１３２に載置され、そこを通って流体が入口１１４と出口１１６との間を流動する場合がある、弁口１３６を画定する。弁茎１４２の第１の端部１４０に取付けられる弁プラグ１３８は、入口１１４と出口１１６との間の流体の流動を妨げるために、弁座１３４を封止的に係合する封止ディスク１４４（例えば、エラストマ封止ディスク）を含む。茎ガイド１４６は、弁茎１４２および封止ディスク１４４を、下部の作動装置ケーシング１２２、弁本体１３２、または弁座１３４のうちの少なくとも１つと整合する。図示しないが、茎ガイド１４６は、出口１１６および制御圧力チャンバ１２６を流体的に連結するための、少なくとも１つの通路を含む。

ダイヤフラムアセンブリ１１８は、ダイヤフラムプレート１５０によって支持されるダイヤフラム１４８を含み、負荷チャンバ１２４に露出される第１の側面または表面１５２と、制御圧力チャンバ１２６に露出される第２の側面または表面１５４とを有する。ダイヤフラム１４８は、弁茎１４２およびレバー１５６を介して、弁プラグ１３８に動作可能に連結され、ダイヤフラム１４８が制御圧力チャンバ１２６に向かって移動する時、入口１１４と出口１１６との間の流体の流動を妨げるために、弁プラグ１３８を弁座１３４に対して移動させる。レバー１５６は、ダイヤフラムプレート１５０およびプッシャ支柱アセンブリ１６０を介して、ダイヤフラム１４８に連結される。プッシャ支柱アセンブリ１６０の第１の端部１６２は、ダイヤフラムプレート１５０を介して、ダイヤフラム１４８の第２の側面１５４に係合し、プッシャ支柱アセンブリ１６０の第２の端部１６４は、調節可能なバネ台座またはネジ１６８を介して、閉鎖バネ１６６に動作可能に連結される。閉鎖バネ１６６は、調節可能なバネ台座１６８と第２のバネ台座１７２との間のバネケーシング１７０内に配置される（例えば、バネケーシング１７０の本体部分）。閉鎖バネ１６６は、プッシャ支柱アセンブリ１６０を介して、ダイヤフラム１４８を負荷チャンバ１２４に向かって付勢する、事前設定された負荷または力を提供し、さらに、弁１１２を通る流体の流動を妨げるために、弁プラグ１３８を弁座１３４に向かって移動させる（例えば、閉鎖状態）。閉鎖バネ１６６によって及ぼされる力の量は、調整可能なバネ台座１６８を介して、調節する（例えば、増大または減少する）ことができる。また、ダイヤフラムプレート１５０は、負荷チャンバ１２４および制御圧力チャンバ１２６を流体的に連結し、したがって、負荷調整装置１０２の負荷出口１３０および主調整装置１０４の出口１１６を流体的に連結するための通路または流出孔１７４を含む。

図２Ａは、図１の例示的な公知の負荷調整装置１０２の断面図を例証する。図１および２を参照すると、例示的負荷調整装置１０２は、複数の締結具２０６を介して、ともに連結される上部本体２０２と下部本体２０４とを含む。負荷ダイヤフラム２０８は、上部本体２０２と下部本体２０４との間に配置される。上部本体２０２および負荷ダイヤフラム２０８の第１の側面２１０は、第１のチャンバ２１２を画定する。負荷バネ２１４は、第１のバネ台座２１６と調整可能な第２のバネ台座２１８との間に配置される。この例では、第１のチャンバ２１２は、例えば、大気に流体的に連結される。

第１のバネ台座２１６は、負荷ダイヤフラム２０８を支持する負荷ダイヤフラムプレート２２０に連結される。負荷バネ調整装置２２２（例えば、ネジ）は、負荷バネ２１４の長さを調節し（例えば、負荷バネ２１４を圧縮または開放する）、したがって、負荷バネ２１４が、負荷ダイヤフラム２０８の第１の側面２１０に及ぼす事前設定された力または負荷の量を調節する（例えば、増大または減少する）ために、第２のバネ台座２１８を係合する。

負荷ダイヤフラム２０８の下部本体２０４および第２の側面２２４は、第２のチャンバ２２６、負荷入口１２８、および負荷出口１３０を少なくとも部分的に画定する。第２のチャンバ２２６は、チャネル２２８を介して、負荷出口１３０に流体的に連結され、したがって、主調整装置１０４の負荷チャンバ１２４（図１）と流体連通する。負荷弁座２３０は、下部本体２０４内に配置され、負荷入口１２８と負荷出口１３０との間の弁口２３２を画定する。負荷弁プラグ２３４は、負荷弁茎２３６および負荷ダイヤフラムプレート２２０を介して、負荷ダイヤフラム２０８に動作可能に連結される。第２のバネ２３８は、負荷弁プラグ２３４を負荷弁座２３０に向かって付勢するために、第２のバネ台座２４０と負荷弁プラグ２３４との間に配置される。第２のバネ２３８のバネ定数は、典型的には、負荷バネ２１４のバネ定数に対して、実質的に少ない。例証する例では、負荷弁茎２３６の第２の端部２４２は、負荷ダイヤフラムプレート２２０に連結された連結座２４６を係合する、柔軟または従順座２４４を含む。

図１および２を参照すると、動作の際、入口１１４は、例えば、比較的高圧力を有する流体を提供する気体分配源と流体連通する。弁１１２の出口１１６は、所望（例えば、より低い）圧力でプロセス流体を要求する下流要求源または他の保管点との流体連通にある。

負荷調整装置１０２は、典型的には、主調整装置１０４の負荷チャンバ１２４に所望の負荷圧力を提供する、または発生するために、入口１１４における流体の上流圧力を調整する。所望の負荷圧力を達成するために、負荷バネ２１４は、負荷入口１２８と負荷出口１３０との間のプロセス流体の流動を制限するために、負荷弁座２３０に対して、負荷弁プラグ２３４を位置付ける。したがって、負荷圧力は、負荷ダイヤフラム２０８を位置付けるために、負荷バネ２１４によって及ぼされた力の量、および、したがって、負荷弁座２３０に対する負荷弁プラグ２３４に左右される。所望の負荷圧力設定点は、調整ネジ２２２を介して、負荷バネ２１４によってダイヤフラム２０８の第１の側面２１０上に及ぼされた力を調節することによって、構成されてもよい。

出口１１６において要求が増大する時、出口１１６における流体の圧力は、一時的に減少する。負荷調整装置１０２の第２のチャンバ２２６は、チャネル２２８および流出孔１７４を介して、出口１１６におけるプロセス流体の減少する圧力を感知する。したがって、ダイヤフラム２０８の第２の側面２２４上に及ぼされた力を、負荷バネ２１４によってダイヤフラム２０８の第１の側面２１０上に及ぼされた事前設定された力を下回るように低減するために、負荷出口１３０におけるプロセス流体の圧力が減少する時、負荷バネ２１４は、負荷ダイヤフラム２０８を第２のチャンバ２２６に向かって移動させる。負荷ダイヤフラム２０８が、第２のチャンバ２２６に向かって移動するとき、負荷弁プラグ２３４は、負荷弁座２３０から離れて移動し、流体を負荷入口１２８と負荷出口１３０との間の弁口２３２を通って流動することを可能にし（例えば、開口位置）、それによって負荷出口１３０における圧力を増大させる。

負荷圧力は、主調整装置１０４の負荷チャンバ１２４に提供される。次いで、負荷圧力は、ダイヤフラム１４８を制御圧力チャンバ１２６に向かって（例えば、図１の配向の下方方向に）移動させるために、ダイヤフラム１４８の第１の側面１５２に力を印加する。ダイヤフラム１４８が、制御圧力チャンバ１２６に向かって移動する時、ダイヤフラム１４８は、下流要求を満たすために、入口１１４と出口１１６との間の弁口１３６を通る流体の流動を可能にするように、レバー１５６が弁プラグ１３８を弁座１３６から離れるように移動させる。

反対に、出口または下流要求が減少する、または遮断すると、出口１１６におけるプロセス流体の圧力は、増大する。出口１１６において増大する圧力は、ダイヤフラムプレート１５０の流出孔１７４およびチャネル２２８を介して、負荷調整装置１０２の第２のチャンバ２２６に記録される。出口圧力は、負荷ダイヤフラム２０８の第２の側面２２４上に力を及ぼす。第２の側面２２４上に及ぼされた力は、負荷出口１３０における流体の圧力が、負荷ダイヤフラム２０８の第２の側面２２４上に、負荷ダイヤフラム２０８の第１の側面２１０上の負荷バネ２１４によって及ぼされた事前設定された圧力を超過する力を及ぼす時、第１の側面２１０上の負荷バネ２１４によって及ぼされた力を克服する。これが生じる時、負荷ダイヤフラム２０８は、第１のチャンバ２１２に向かって移動し、それは、弁口２３２を通る流体の流動を制限するために、負荷弁プラグ２３４を負荷弁座２３０に向かって移動させる。第２のバネ２３８は、負荷入口１２８と負荷出口１３０との間の弁口２３２を通る流体流動を実質的に妨げ、したがって、負荷チャンバ１２４上の負荷圧力の供給を低減するように、負荷弁座２３０（例えば、閉鎖位置の）を封止的に係合するために、負荷弁プラグ２３４を付勢する。

負荷調整装置１０２のロックアップ状態は、負荷弁プラグ２３４が密封を提供し、負荷入口１２８と負荷出口１３０との間の弁口２３２を通る流体の流動を妨げるために、負荷弁座２３０を封止的に係合する時、生じる。その結果、負荷チャンバ１２６内の負荷圧力は、減少する。したがって、ロックアップ状態では、第２のチャンバ１２６を介して、ダイヤフラム１４８の第２の側面１５４上の出口１１６における流体の圧力の増大によって及ぼされた力は、ダイヤフラム１４８を負荷チャンバ１２４に向かって（すなわち、上方方向に）移動させる。第１のチャンバ１２４に向かうダイヤフラム１４８の移動は、レバー１５６が、弁プラグ１３８を弁１１２の弁座１３４に向かって移動させることを引き起こす。閉鎖バネ１６６は、入口１１４と出口１１６との間の流体の流動を妨げるために、弁プラグ１３８を弁座１３４に封止的に係合させるように、ダイヤフラム１４８を第１のチャンバ１５２に向かって（例えば、上方）付勢する。主調整装置１０４のロックアップ状態は、弁プラグ１３８が、主調整装置１０４（すなわち、入口１１４から出口１１６まで）を通る、実質的にゼロの流動状態を提供するために、弁座１３４を封止的に係合する時、生じる。負荷調整装置１０２は、主調整装置１０４をロックアップさせる出口流体圧力未満である出口流体圧力において、ロックアップする。そうでなければ、負荷調整装置１０２は、主調整装置１０４が、負荷調整装置１０２がロックアップする流体圧力未満である流体圧力でロックアップする場合、流体の調整を試み、かつ下流圧力の制御を担い、それによって、所望されないおよび／または不適切な下流制御圧力を提供するであろう。弁プラグ１３８が、弁座１３４を封止的に係合する時、加圧流体は、出口１１６と下流源（図示せず）との間に捕捉されたままである。

いくつかの例では、腐食、調整装置構成要素への損傷、グリット、パイプスケール等により、主調整装置１０４の弁プラグ１３８は、弁座１３４に対して密封できない場合があり。その結果、入口１１４からの高圧プロセス流体は、出口１１６に流動し続ける。したがって、出口１１６における下流圧力は、下流源の要求が実質的に低減される（例えば、実質的に要求がゼロ）ため、増大する（弁１１２が閉鎖状態にあるという事実に関わらず）。超過圧力保護デバイス１０８は、出口１１６における流体の圧力が所定の圧力レベル（例えば、所定の安全圧力レベル）に増大する時、起動する。

加えて、いくつかの例では、主調整装置１０４が閉鎖位置にある時、出口１１６と下流源との間に残存するプロセス流体は、温度増大を受ける場合があり、それによって、出口１１６における流体の圧力を増大させる。温度増大による出口１１６における流体の圧力のそのような増大はまた、超過圧力保護デバイス１０８を起動させる。上述のように、負荷チャンバ１２４が通気されていないため、外部逃し弁１０６は、典型的には、超過圧力保護デバイス１０８の望ましくない起動を防止するために、圧力式調整装置１００に連結される。しかしながら、圧力式負荷調整装置１０２および超過圧力保護デバイス１０８とともに外部逃し弁１０６を使用することは、所望されず、かつ／またはより高価である場合がある。

図３は、内部的に一体化された逃し弁３０２を含む、公知の例示的負荷調整装置３００を例証する。上述の例示的負荷調整装置１０２の構成要素と実質的に同様または同一である、例示的負荷調整装置３００のこれらの構成要素は、それらが同一または同様であり、下記に再度詳細に説明されないであろう図１の構成要素に対応する参照番号を有する。代わりに、興味のある読者は、図１および図２に関連して上記に説明する対応する説明を参照されたい。

内部逃し弁３０２は、ダイヤフラムプレート２２０を介して、ダイヤフラム２０８に動作可能に連結される逃し弁座３０４を含む。逃し弁座３０４は、第１のチャンバ２１２および第２のチャンバ２２６を流体的に連結する、開口３０６を含む。負荷弁茎２３６の柔軟座２４４はそれぞれ、第１のチャンバ２１２と第２のチャンバ２２６との間の流体の流動を妨げる（例えば、阻害する）、逃し弁座３０４の開口３０６を係合する。

動作の際、負荷出口１３０における流体の圧力が、負荷バネ２１４によって第１の側面２１０上に及ぼされた力より小さい力を、負荷ダイヤフラム２０８の第２の側面２２４上に及ぼす時、柔軟座２４４は、第１のチャンバ２１２と第２のチャンバ２２６との間の望ましくない流体の漏出を防止するために、逃し弁座３０４の開口３０６を係合する。負荷ダイヤフラム２０８は、負荷出口１３０における流体の圧力が、負荷バネ２１４によって及ぼされた負荷と同等またはそれを超過する力を、負荷ダイヤフラム２０８の第２の側面２２４上に及ぼす時、第１のチャンバ２１２に向かって（例えば、図３の配向の負荷バネ２１４によって及ぼされた力に対向して上方方向に）移動する。負荷ダイヤフラムプレート２２０を介して、負荷ダイヤフラム２０８に連結される逃し弁座３０４は、例えば、大気に圧力を流出または通気するように、第２のチャンバ２２６および第１のチャンバ２１２を流体的に連結するために、柔軟座２４４から離れて移動する。したがって、負荷調整装置３００は、第２のチャンバ２２６内の流体の圧力が、負荷調整装置３００をロックアップ状態に移動させる力を及ぼす時（すなわち、ロックアップの開始において）、流出状態を提供する。

したがって、例示的負荷調整装置３００は、典型的には、例えば、空気等の危険ではないプロセス流体とともに使用され、例えば、天然ガス等の危険な用途に好適ではない。より具体的には、例示的負荷調整装置３００は、頻繁に生じるかもしれない、逃し弁３０２がロックアップ状態の時点またはロックアップ状態において、流体を排出または流出するため、危険な用途に好適ではない。したがって、例示的負荷調整装置３００は、危険な流体用途は、通常、負荷調整装置３００のロックアップ時点に、大気へ流体の排出または流出を開始しない逃し弁を必要とするため、危険な用途に好適ではない。

さらに、例えば、図１の主調整装置１０４等の調整装置に連結される時、負荷調整装置３００は、主調整装置１０４がロックアップに入る出口流体圧力未満である出口流体圧力で、流体の排出または流出を開始する。加えて、この関係は、負荷調整装置３００が、内部逃し弁３０２の流出状態の開始を引き起こす出口流体圧力と、主調整装置１０４のロックアップ状態の開始を引き起こす出口流体圧力との間の圧力オフセットを制御するための手段を欠くため、修正することができない。

図４Ａは、図１の例示的主調整装置１０４とともに使用されてもよい、一例示的負荷調整装置４００の断面図を例証する。例示的負荷調整装置４００は、負荷調整装置４００のロックアップ状態または閉鎖状態が生じるまたは開始する調整装置出口圧力と、内部逃し弁装置４０２の流出状態が生じるまたは開始する調整装置出口圧力との間の実質的なオフセット（例えば、圧力オフセット）または実質的な不感帯を提供する、内部逃し弁装置またはアセンブリ４０２を含む。加えて、主調整装置（例えば、図１の主調整装置１０４）に動作可能に連結される時、例示的内部逃し弁装置４０２は、主調整装置１０４のロックアップ状態が生じるまたは開始する出口流体圧力よりも実質的に高い出口流体圧力で、流出状態に入る。言い換えると、例示的内部逃し弁装置４０２は、内部逃し弁装置４０２の流出状態の開始を引き起こす出口流体圧力と、負荷調整装置および／または主調整装置ロックアップの開始を引き起こす出口流体圧力との間の圧力オフセットを制御する。図４Ｂは、流出状態の内部逃し弁装置４０２を示す、図４Ａの例示的負荷調整装置４００の別の断面図である。

図４Ａおよび４Ｂを参照すると、負荷調整装置４００は、第１のケーシング４０８と第２のケーシング４１０との間に配置される負荷ダイヤフラム４０６を有する、本体４０４を含む。負荷ダイヤフラム４０６の第１のケーシング４０８および第１の側面４１２は、第１のチャンバ４１４を画定する。負荷バネ４１６は、第１のバネ台座４１８と調整可能な第２のバネ台座４２０との間の第１のケーシング４０８内に配置される。負荷バネ４１６は、負荷ダイヤフラム４０６を第２のケーシング４１０に向かって（例えば、図４Ａおよび４Ｂの配向の下方方向に）移動させるために、負荷ダイヤフラム４０６の第１の側面４１２上に力を印加する、または及ぼす。第１のチャンバ４１４は、第１のチャンバ４１４を、例えば、大気に流体的に連結するための通気孔または開口部４２２を含む。

第２のケーシング４１０は、負荷入口４２４と負荷出口４２６との間の通路を画定する。負荷入口４２４は、調整装置（例えば、調整装置１０４）の入口（例えば、図１の入口１１４）に流体的に連結し、負荷出口４２６は、主調整装置（例えば、主調整装置１０４）の負荷チャンバ（例えば、負荷チャンバ１２６）に流体的に連結する。負荷ダイヤフラム４０６の第２のケーシング４１０および第２の側面４２８は、第２のチャンバ４３０を画定する。第２のチャンバ４３０は、主調整装置（例えば、主調整装置１０４）の出口（例えば、図１の出口１１６）におけるプロセス流体の圧力の変化を感知するために、チャネル４３２を介して、負荷出口４２６と流動連通する。負荷弁座４３４は、そこを通ってプロセス流体が負荷入口４２４と負荷出口４２６との間を流動する場合がある、弁口４３７を画定するために、第２のケーシング４１０内に配置される。負荷弁茎４３６は、第１の端部４３８において、負荷ダイヤフラム４０６に動作可能に連結され、第２の端部４４２に負荷弁プラグ４４０を含む。負荷弁プラグ４４０は、負荷ダイヤフラム４０６に動作可能に連結され、弁口４３７を通る流体の流動を妨げるように、負荷弁座４３４に向かって移動し、弁口４３７を通る流体の流動を可能にするように、負荷弁座４３４から離れて移動する。閉鎖バネ４４４は、負荷弁プラグ４４０を負荷弁座４３４に向かって付勢するために、負荷弁プラグ４４０と弁プラグバネ台座４４６との間に配置される。

内部逃し弁装置４０２は、負荷調整装置がロックアップ状態に入る圧力よりも高い圧力に応じて、第１のチャンバ４１４と第２のチャンバ４３０との間の流体の流動を可能にするために、逃し弁座４４８から離れて移動して流出位置に構成される。この例では、逃し弁座４４８は、ダイヤフラムプレート４５０を介して、負荷ダイヤフラム４０６に連結される。逃し弁座４４８は、縦方向軸４５４およびフランジ部分４５６に沿って延在する円筒状本体４５２を含む。円筒状本体４５２は、第１の空洞または開口４５８と、第１の開口４５８の直径よりも小さい直径を有する第２の空洞または開口４６０と、第１の開口４５８および第２の開口４６０の直径よりも小さい直径を有する第３の開口４６２とを含む。第１の開口４５８、第２の開口４６０、および第３の開口４６２は、第１のチャンバ４１４および第２のチャンバ４３０を流体的に連通するための通路を形成する。逃し弁プラグ４６４は、第１のチャンバ４１４と第２のチャンバ４３０との間の流体の流動を妨げるために、第３の開口４６２に向かって移動し、第１のチャンバ４１４と第２のチャンバ４３０との間の流体の流動を可能にするために、第３の開口４６２から離れて移動するように、逃し弁座４４８に摺動可能に連結される。逃し弁プラグ４６４は、逃し弁プラグ４６４の第１の部分４６６が、逃し弁座４４８の第２の開口部４６０内に配置される時、第３の開口４６２を係合する、または妨害する。

制限または摩擦部材４６８（例えば、Ｏリング）は、逃し弁プラグ４６４の少なくとも一部分と逃し弁座４４８の一部分との間に配置される。この例では、制限または摩擦部材４６８は、逃し弁プラグ４６４内に形成されるチャネルまたは環状溝部４７０内に配置される。しかしながら、他の例では、制限または摩擦部材４６８は、逃し弁座４４８の第２の開口４６０内に形成されるチャネルまたは環状溝部内に配置されてもよく、または逃し弁プラグ４６４と逃し弁座４４８との間の任意の他の好適な場所に配置されてもよい。追加的に、または代替的に、図示しないが、複数のＯリングおよび／または異なる寸法のＯリングは、内部逃し弁装置４０２が、異なる所望の所定流動出口圧力で起動するように設定されてもよいように、多少の抵抗または摩擦を提供するために、逃し弁プラグ４６４の少なくとも一部分と逃し弁座４４８との間に配置されてもよい。

他の例では、逃し弁プラグ４６４の少なくとも一部分は、ロックアップ状態の開始を引き起こす流体圧力と、流出状態の開始を引き起こす流体圧力との間の実質的な圧力オフセットを提供するために、逃し弁座４４８を摩擦的に係合するように、例えば、ゴム、Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）、または任意の他の好適な材料でできていてもよい。さらに他の例では、実質的な圧力オフセットを提供するように、逃し弁プラグ４６４が逃し弁座４４８に係合することを可能にするために、逃し弁プラグ４６４は、環状リッジ、変形部、突出部、または任意の他の好適な形状および／または材料を含んでもよい。さらに他の例では、逃し弁座４４８は、逃し弁プラグ４６４が、実質的な圧力オフセットを提供するために、逃し弁座４４８を摩擦的に係合するように、例えば、ライナが、ゴム、突出部、および／または他の形状およびまたは材料でできているＯリングを受容するための環状溝部を含んでもよい。

逃し弁プラグ４６４は、閉鎖位置（図４Ａ）において、第１のチャンバ４１４と第２のチャンバ４３０との間の流体の流動を妨げるために、逃し弁座４４８の第３の開口４６２を係合し、かつ流出位置（図４Ｂ）において、第１のチャンバ４１４と第２のチャンバ４３０との間の流体の流動を可能にするために、第２の開口部４６０および第３の開口４６２から離れて移動する。制限または摩擦部材４６８は、例示的負荷調整装置４００がロックアップ状態（すなわち、図４Ａの閉鎖位置）にある時、逃し弁座４４８が逃し弁プラグ４６４（すなわち、図４Ｂの流出状態）から離れて移動することに対抗するように、耐性（例えば、摩擦力）を提供する。言い換えると、負荷調整装置４００のロックアップ状態を引き起こす主調整装置（例えば、主調整装置１０４）の出口（例えば、出口１１６）における圧力は、ロックアップの開始において、またはロックアップの時点に、逃し弁装置１０２を開口または流出させない。代わりに、ロックアップ状態を引き起こす流体の圧力よりも実質的に高い圧力の付加的蓄積は、制限部材４６８によって及ぼされた耐性（例えば、摩擦耐性）を克服して、逃し弁装置４０２を流出状態に移動するために必要である。

加えて、主調整装置１０４に動作可能に連結される時、主調整装置１０４のロックアップ状態は、主調整装置１０４のロックアップの直後、またはロックアップの時点に、逃し弁装置１０２を開口または流出させない。代わりに、主調整装置１０４のロックアップ状態を引き起こす圧力よりも実質的に高い圧力の付加的な蓄積は、制限部材４６８によって及ぼされた耐性（例えば、摩擦耐性）を克服して、逃し弁装置４０２を流出状態に移動するために必要である。図４Ｂに示すように、流出状態では、逃し弁座４４８は、第１のチャンバ４１４と第２のチャンバ４３０との間の流体の流動を可能にするために、逃し弁プラグ４６４から離れて移動させられる。

例証する例では、逃し弁プラグ４６４は、茎部分４７２とフランジ部分４７４とを含む。例えば、逃しバネ等の逃し付勢要素４７６は、逃し弁プラグ４６４を負荷弁茎４３６の第１の端部４３８に向かって付勢するために、逃し弁座４４８の肩部４７８と逃し弁プラグ４６４のフランジ部分４７４との間に配置される。例では、負荷弁茎４３６の第１の端部４３８は、負荷弁プラグ４４０を負荷ダイヤフラム４０６に動作可能に連結するために、逃し弁プラグ４６４を係合するための柔軟または従順座４８０を含む。このようにして、逃し弁プラグ４６４は、負荷弁茎４３６、負荷弁プラグ４４０、負荷ダイヤフラム４０６、本体４０４等との間の不整合を低減するために、負荷弁茎４３６から別個に浮遊してもよい。その結果、負荷弁茎４３６、負荷弁プラグ４４０、負荷ダイヤフラム４０６、および本体４０４は、より大きい許容誤差により製造されてもよく、それによって、製造費用を低減し、アセンブリを簡略化する。

動作の際、負荷ダイヤフラム４０６は、負荷出口４２６において感知されたプロセス流体の圧力に応じて、少なくとも第１の位置と、第２の位置と、第３の位置との間で移動してもよい。第１の位置では、負荷バネ４１６は、負荷ダイヤフラム４０６を第２のチャンバ４３０に向かって移動させるように、負荷ダイヤフラム４０６の第１の側面４１２上にバネ力を及ぼす。ダイヤフラム４０６は、負荷出口４２６におけるプロセス流体の圧力が、第２のチャンバ４３０を介して、負荷ダイヤフラム４０６の第１の側面４１２上に負荷バネ４１６によって及ぼされたバネ力より小さい未満である第１の力を負荷ダイヤフラム４０６の第２の側面４２８上に及ぼす時、第１の位置に移動する。次いで、負荷ダイヤフラム４０６は、負荷弁茎４３６を介して、負荷弁プラグ４４０を第１の位置に移動させる。第１の位置では、負荷弁プラグ４４０は、負荷入口４２４と負荷出口４２６（例えば、開口状態）との間の流体の流動を可能にするために、負荷弁座４３４から離れて移動する。

開口状態では、内部逃し弁装置４０２は、第１のチャンバ４１４と第２のチャンバ４３０との間の流体の流動を妨げるように閉鎖状態にある。逃しバネ４７６は、逃し弁プラグ４６４を柔軟または従順座４８０に向かって付勢する。流体が、負荷弁座４３４に対する負荷弁プラグ４４０の位置に基づいて、負荷出口４２６への弁口４３７を通って流動する時、負荷入口４２４における高圧流体は、負荷圧力（例えば、所望の負荷圧力）へ低減する。負荷圧力は、例えば、主調整装置（例えば、図１の主調整装置１０４）の負荷チャンバ（例えば、図１の負荷チャンバ１２４）に供給されるためのものである。負荷バネ４１６は、負荷ダイヤフラム４０６の第１の側面４１２上に及ぼされた力を増大または減少するために、調節ネジ４８２を介して調節（例えば、圧縮または減圧）されてもよい。

第２のチャンバ４３０は、チャネル４３２を介して、負荷出口４２６における流体の圧力を感知する。負荷ダイヤフラム４０６は、負荷出口４２６におけるプロセス流体の圧力が、負荷バネ４１６によって負荷ダイヤフラム４０６の第１の側面４１２に及ぼされたバネ力よりも大きい（例えば、わずかに大きい）第２の力を負荷ダイヤフラム４０６の第２の側面４２８上に及ぼす時、第２の位置（図４Ａ）に移動する。次いで、第２の位置では、負荷ダイヤフラム４０６は、負荷弁プラグ４４０を負荷弁座４３４に向かって移動させる。閉鎖バネ４４４は、負荷入口４２４と負荷出口４２６との間の流体の流動を妨げるために（すなわち、ロックアップ状態）、負荷弁座４３４を封止的に係合するように、負荷弁プラグ４４０を負荷弁座４３４に向かって付勢する。ロックアップ状態は、負荷調整装置４００が、負荷入口４２４と負荷出口４２６との間の流体の流動を妨げる時、生じる。ロックアップ状態では、リリーフバネ４７６は、第１のチャンバ４１４と第２のチャンバ４３０との間の流体の流動を妨げるために、逃し弁プラグ４６４を負荷弁茎４３６の第１の端部４３８に向かって付勢し続ける。

制限部材４６８は、負荷ダイヤフラム４０６が第２の位置に入る、および／または負荷調整装置４００がロックアップ状態に入る時（図４Ａ）、逃し弁座４４８が逃し弁プラグ４６４から離れて移動することを制限または対抗するための摩擦耐性を提供する。したがって、ロックアップ状態に到達する、またはロックアップ状態に入る時点で（すなわち、ロックアップ状態の開始において）、逃し弁装置４０２は、流出状態にはない、すなわち、第１のチャンバ４１４と第２のチャンバ４３０との間の流体の流動を可能にしない。

図１の主調整装置１０４等の調整装置に連結される時、出口１１６における流体の圧力は、負荷調整装置４００がロックアップ状態に入る時、増大し続ける。この出口流体圧力の増大は、主調整装置１０４をロックアップ状態に入らせる（すなわち、入口１１４と出口１１６との間の実質的にゼロ流動を提供する）。したがって、主調整装置１０４は、出口１１６における流体の圧力が、負荷調整装置４００をロックアップ状態に入らせる出口１１６における流体の圧力よりも高い時、ロックアップ状態に入る。その結果、例示的内部逃し弁装置４０２は、主調整装置１０４ロックアップ開始において、第１のチャンバ４１４と第２のチャンバ４３０との間の流体連通を妨げる。したがって、内部逃し弁装置４０２は、（例えば、制限部材４６８を介して）主調整装置ロックアップの開始を引き起こす流体圧力よりも高い流体圧力で流出するように構成される。

制限部材４６８によって及ぼされた力（例えば、摩擦力）を克服するために、負荷出口４２６における流体の圧力は、負荷調整装置４００のロックアップ状態を引き起こすために流体によって印加された力よりも実質的に高い（かつ、また負荷バネ４１６によって、負荷ダイヤフラム４０６の第１の側面４１２に印加されたバネ力よりも高い）力を、第２のチャンバ４３０を介して、負荷ダイヤフラム４０６の第２の側面４２８に印加する、または及ぼす。

負荷出口４２６におけるプロセス流体の圧力が増大する（および、主調整装置１０４をロックアップ状態に入らせる）と、負荷ダイヤフラム４０６および逃し弁座４４８は、第１のチャンバ４１４に向かって第３の位置に移動し（図４Ｂ）、それによって、第１のチャンバ４１４と第２のチャンバ４３０との間の流体流動を可能にするように、逃し弁プラグ４６４を逃し弁座４４８から分離する、またはそれから離れて移動させる。言い換えると、内部逃し弁装置４０２は、負荷調整装置４００および／または主調整装置１０４のロックアップ状態になった時点、またはロックアップ状態の開始時において、プロセス流体の通気または流出を可能にしない。代わりに、内部逃し弁装置４０２は、出口圧力が、そのようなロックアップ状態を引き起こす出口圧力よりも実質的に高いが、例示的負荷調整装置４００に動作可能に連結された超過圧力保護デバイス（例えば、図１の超過圧力保護デバイス１０８）を起動させる出口圧力未満である場合に、流体を通気する、または流出する。

したがって、負荷ダイヤフラム４０６および逃し弁座４４８が、図４Ａの第２の位置（すなわち、ロックアップ状態に対応する）から、図４Ｂに示す第３の位置（すなわち、流出位置に対応する）に移動する時、内部逃し弁装置４０２は、第１のチャンバ４１４と第２のチャンバ４３０との間の流体の流動を可能にする。その結果、例示的制限部材４６８は、負荷調整装置４００および／または主調整装置１０４のロックアップ状態と逃し弁装置４０２の流出状態との間の実質的な不感帯または実質的な分離を提供する。２ｐｓｉの制御圧力（例えば、下流または出口圧力）が望ましい、１つの天然ガス用途では、内部逃し弁装置４０２の流出状態は、出口流体圧力が３ｐｓｉに到達する時に起動するように設定される、または構成されてもよい。そのような設定は、負荷調整装置４００のロックアップ状態を引き起こす流体の圧力（例えば２．２ｐｓｉ）よりも高く、かつ主調整装置１０４のロックアップを引き起こす流体の圧力（２．８ｐｓｉ）よりも高いが、超過圧力デバイスを起動するために必要とされる圧力（例えば、４．５ｐｓｉ）より低い。

言い換えると、制限部材４６８は、内部逃し弁装置４０２の流出状態の開始を引き起こす出口流体圧力と、負荷調整装置および／または主調整装置ロックアップの開始を引き起こす出口流体圧力との間の圧力オフセットを制御する。したがって、例示的逃し弁装置４０２は、外部逃し弁（例えば、図１の外部逃し弁１０８）を必要とせず、超過圧力保護デバイスが圧力式調整装置とともに使用されることを可能にする。

図５Ａは、本明細書に説明する、別の例示的内部逃し弁装置またはアセンブリ５０２とともに実装される、例示的負荷調整装置５００の断面図を例証する。図５Ｂは、流出状態の例示的内部逃し弁装置またはアセンブリ５０２を示す、図５Ａの例示的負荷調整装置５００の別の断面図を例証する。図５Ｃは、例示的内部逃し弁装置５０２とともに使用されてもよい、例示的逃し弁プラグ５０４を例証する。上述の例示的負荷調整装置４００の構成要素と実質的に同様または同一である、例示的負荷調整装置５００のこれらの構成要素は、それらが同一または同様であり、下記に再度詳細に説明されないであろう図４Ａおよび４Ｂの構成要素に対応する参照番号を有する。代わりに、興味のある読者は、図４Ａおよび４Ｂに関連して上記に説明する対応する説明を参照されたい。

図５Ａおよび５Ｂを参照すると、例示的内部逃し弁装置またはアセンブリ５０２は、逃し弁座５０６に摺動可能に連結され、かつ逃し弁プラグ５０４と逃し弁座５０６との間に配置される少なくとも１つの制限または摩擦部材５０８（例えば、Ｏリング）を有する逃し弁プラグ５０４を含む。逃し弁座５０６は、フランジ５１２を有する円筒状本体５１０を含む。円筒状本体５１０は、例示的負荷調整装置５００が流出状態にある時（図５Ｂ）、第１のチャンバ４１４および第２のチャンバ４３０を流体的に連結するための開口または通路５１４を含む。フランジ５１２は、逃し弁座５０６をダイヤフラム４０６に連結するために、負荷ダイヤフラム４０６の第２の側面４２８を係合する。負荷弁茎５１６は、第１の端部５２０において、第１または負荷弁プラグ５１８に連結され、第２の端部５２２において、逃し弁プラグ５０４に連結される。負荷弁プラグ５１８は、負荷入口４２４と負荷出口４２６との間の流体の流動を妨げるために、負荷弁座４３４を係合し、負荷入口４２４と負荷出口４２６との間の流体の流動を可能にするために、負荷弁座４３４から離れて移動する。例では、制限部材５０８は、逃し弁プラグ５０４の第１の部分５２６が、通路５１４の第１の部分５２８内に位置付けられる時、第１のチャンバ４１４と第２のチャンバ４３０との間の流体の流動を妨げるための封止を提供するように、逃し弁プラグ５０４の溝部５２４に配置される。

図５Ｃにおいて最も明確に示すように、例証する例では、逃し弁プラグ５０４は、負荷弁茎５１６の第２の端部５２２を受容するための空洞５３２を有する円筒状本体部分５３０を含む。空洞５３２は、負荷弁茎５１６の第２の端部５２２の形状に相補的である形状を有する。図示のように、例示的負荷弁茎５１６の第２の端部５２２は、逃し弁プラグ５０４の空洞５３２内にプレス嵌合される。しかしながら、他の例では、負荷弁茎５１６は、逃し弁プラグ５０４に螺合連結されてもよく、かつ／または任意の他の好適な締結機構を介して、逃し弁プラグ５０４に連結されてもよい。負荷弁茎５１６を逃し弁プラグ５０４に連結することによって、逃しバネ（例えば、図４Ａおよび４Ｂの逃しバネ４７６）を提供する必要性がなくなる。

動作の際、負荷出口４２６における流体圧力の蓄積は、負荷ダイヤフラム４０６を第１のチャンバ４１４に向かって付勢するために、負荷ダイヤフラム４０６の第２に端部４２８上に力を及ぼす。負荷バネ４１６によって負荷ダイヤフラム４０６の第１の側面４１２上に及ぼされた力よりも高い負荷出口４２６における流体圧力は、負荷ダイヤフラム４０６を第１のチャンバ４１４に向かって移動させる。次に、閉鎖バネ４４４は、負荷弁プラグ５１８を負荷弁座４３４に向かって付勢する。図５Ａに示す負荷弁座４３４との負荷弁プラグ５１８の係合（すなわち、ロックアップ状態）は、第１のチャンバ４１４に向かう負荷弁プラグ５１８のさらなる直線的変位を防止する。その結果、逃し弁プラグ５０４はまた、第１のチャンバ４１４に向かって直線的に変位する、または移動することからも防止される。しかしながら、制限部材５０８は、逃し弁座５０６を逃し弁プラグ５０４から離れて移動させるために、プロセス流体によって負荷ダイヤフラム４０６の第２の側面４２８に印加された付加的な力を必要とする、耐性を提供する。したがって、制限部材５０８は、内部逃し弁装置５０２の流出状態の開始を引き起こす調整装置出口流体圧力と、負荷調整装置ロックアップの開始を引き起こす調整装置出口流体圧力との間の圧力オフセットを制御する。

ロックアップ状態（図５Ａ）を引き起こす流体圧力よりも高い負荷出口４２６における流体圧力は、圧力が増大して制限部材５０８によって提供された抵抗（例えば、摩擦耐性）を克服する時、負荷ダイヤフラム４０６を第１のチャンバ４１４に向かって移動させる。流体圧力が増大して制限部材５０８の抵抗を克服すると、ダイヤフラムプレート４５０を介して負荷ダイヤフラム４０６に連結された逃し弁座５０６もまた、負荷ダイヤフラム４０６が第１のチャンバ４１４および第２のチャンバ４３０を流体的に連結するために、図５Ｂに示す第３の位置に移動することに伴い、逃し弁プラグ５０４から離れて移動する。１つの制限部材５０８のみが示されているが、複数の制限部材は、内部逃し弁装置５０２を図５Ｂに示す流出状態に移動させるために必要とされる力を増大または減少するために、逃し弁プラグ５０４と逃し弁座５０６との間に配置されてもよい。

他の例では、逃し弁プラグ５０４の少なくとも一部分は、ロックアップ状態の開始を引き起こす流体圧力と、流出状態の開始を引き起こす流体圧力との間の実質的な圧力オフセットを提供するために、逃し弁座５０６を摩擦的に係合するために、例えば、ゴム、Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）、または任意の他の好適な材料でできていてもよい。さらに他の例では、逃し弁プラグ５０４は、実質的な圧力オフセットを提供するために、逃し弁プラグ５０４が逃し弁座５０６に係合することを可能にするような、環状リッジ、変形部、突出部、または任意の他の好適な形状および／または材料を含んでもよい。さらに他の例では、逃し弁座５０６は、逃し弁プラグ５０４が、実質的な圧力オフセットを提供するために、逃し弁座５０６に摩擦的に係合するように、ライナが、例えばゴム、例えば突出部、および／または他の形状および／または材料でできているＯリングを受容するための環状溝部を含んでもよい。

さらに、図４Ａおよび４Ｂの例示的負荷調整装置４００と同様に、例示的負荷調整装置５００は、主調整装置（例えば、主調整装置１０４）に動作可能に連結されてもよい。図４Ａおよび４Ｂに関連して上記に説明する例示的負荷調整装置４００と同様に、負荷調整装置５００の例示的内部逃し弁装置５０２は、主調整装置をロックアップさせる出口流体圧力よりも高い出口流体圧力で起動するように構成される、または設定されてもよい。

図６Ａは、本明細書に説明するさらに別の例示的内部逃し弁装置またはアセンブリ６０２を実装する、別の例示的負荷調整装置６００を例証する。図６Ｂは、流出状態の内部逃し弁装置６０２を示す、図６Ａの例示的負荷調整装置の断面図である。上述の例示的負荷調整装置４００の構成要素と実質的に同様または同一である、例示的負荷調整装置６００のこれらの構成要素は、それらが同一または同様であり、下記に再度詳細に説明されないであろう図４Ａおよび４Ｂの構成要素に対応する参照番号を有する。代わりに、興味のある読者は、図４Ａおよび４Ｂに関連して上記に説明する対応する説明を参照されたい。

図６Ａおよび６Ｂを参照すると、例示的内部逃し弁装置６０２は、逃し弁座６０４と、偏向部材６０６（例えば、リリーフバネ）と、移動止め６０８とを含む。逃し弁座６０４は、茎部分６１０と、フランジ部分６１２と、上部部分６１４とを含む。逃し弁座６０４は、ダイヤフラムプレート４５０を介して、負荷ダイヤフラム４０６に連結される。フランジ部分６１２は、金属ディスク、エラストマディスク、および／または任意の他のディスクまたは封止部材を受容するための座面６１６を含む。フランジ部分６１２の座面６１６は、内部逃し弁装置６０２が、閉鎖位置にある時（図６Ａ）、第１のチャンバ４１４と第２のチャンバ４３０との間の流体の流動を妨げるために、負荷ダイヤフラム４０６の第２の側面４２８に係合する。付勢部材６０６は、逃し弁座６０４の第２のフランジまたは表面６１８と、第１のケーシング４０８の表面、または、図示のように、第１のバネ台座４１８との間に配置される。付勢部材６０６は、負荷ダイヤフラム４０６の第２の側面４２８に向かって（例えば、係合するために）、逃し弁座６０４の座面６１８を付勢する。移動止め６０８は、第１のケーシング４０８に連結され、第１のチャンバ４１４内に配置される少なくとも一部分を有する。上部部分６１４は、締結具６２０を介して茎部分６１０に除去可能に連結される。

動作の際、負荷バネ４１６によって負荷ダイヤフラム４０６の第１の側面４１２上に及ぼされた力よりも高い、負荷ダイヤフラム４０６の第２の側面４２８に力を及ぼす負荷出口４２６におけるプロセス流体の圧力は、ロックアップ状態（図６Ａ）を引き起こし、そこで、負荷弁プラグ４４０は、負荷入口４２４と負荷出口４２６との間の流体の流動を妨げるために、負荷弁座４３４に係合する。例示的負荷調整装置５００が主調整装置（例えば、主調整装置１０４）に動作可能に連結される時、内部逃し弁装置６０２は、主調整装置をロックアップさせる出口流体圧力よりも高い出口流体圧力で起動するように構成、または設定されてもよい。

ロックアップ状態を引き起こす流体の圧力よりも高い圧力を有する負荷出口４２６における流体は、負荷ダイヤフラム４０６を第１のチャンバ４１４に向かって移動し続けさせる（例えば、負荷バネ４１６が圧縮する）。その結果、逃し弁座６０４の上部部分６１４は、第１のチャンバ４１４に向かう軸６２２に沿った逃し弁座６０４のさらなる直線運動または移動を制限する、または妨げるために、移動止め６０８に係合する。しかしながら、出口圧力がさらに増大すると、負荷ダイヤフラム４０６は、第１のチャンバ４１４に向かって移動し続け、それによって、制限部材６０６を圧縮させ、負荷ダイヤフラム４０６を逃し弁座６０４の座面６１６（すなわち、フランジ部分６１２）から離れて移動させる。その結果、流体は、第１のチャンバ４１４と第２のチャンバ４３０との間で（すなわち、流出状態）、および例えば、通気孔４２２を介して大気に流動する。したがって、内部逃し弁装置６０２は、内部逃し弁装置６０２の流出状態の開始に関連する調整装置出口流体圧力と、負荷調整装置ロックアップの開始に関連する調整装置出口流体圧力との間の圧力オフセットを制御するための手段を制御する、または提供する。

図７は、本明細書に説明する、さらに別の例示的内部逃し弁装置またはアセンブリ７０２を有する、例示的負荷調整装置７００を例証する。上述の例示的負荷調整装置４００の構成要素と実質的に同様または同一である、例示的負荷調整装置７００のこれらの構成要素は、それらが同一または同様であり、下記に再度詳細に説明されないであろう図４Ａおよび４Ｂの構成要素に対応する参照番号を有する。代わりに、興味のある読者は、図４Ａおよび４Ｂに関連して上記に説明される、対応する説明を参照されたい。

例示的内部逃し弁装置７０２は、負荷ダイヤフラム４０６に連結される逃し弁座７０４を含む。逃し弁座７０４は、縦方向軸７０８およびフランジ部分７１０に沿って延在する円筒状本体７０６を含む。円筒状本体７０６は、負荷弁茎４３６（例えば、柔軟座４８０）の第１の端部に係合する、またはそれを受容するように寸法決定される空洞７１２を含む。円筒状本体７０６はまた、その中に配置される逃し弁プラグ７１６を有し、かつ空洞７１２およびチャンバ７１４を流体的に連結するための第１の開口７１８を有するチャンバ７１４を含む。例証する例では、逃し弁プラグ７１６は、逆止弁として示される。逆止弁は、付勢部材７２２（例えば、バネ）を介して、第１の開口部７１８に向かって付勢される球体７２０を含む。付勢部材７２２は、バネ台座７２４と球体７２０との間に配置される。

動作の際、負荷出口４２６におけるプロセス流体の圧力が、負荷バネ４１６によって負荷ダイヤフラム４０６の第１の側面４１２上に及ぼされた力よりも高い力を負荷ダイヤフラム４０６の第２の側面４２８上に及ぼす時、逃し弁座７０４および負荷ダイヤフラム４０６は、ロックアップ状態（図７Ａ）に移動する。ロックアップ状態では、負荷弁プラグ４４０は、負荷入口４２４と負荷出口４２６との間の流体の流動を妨げるために、負荷弁座４３４に係合する。例示的負荷調整装置５００が主調整装置（例えば、主調整装置１０４）に動作可能に連結される時、内部逃し弁装置６０２は、主調整装置をロックアップさせる出口流体圧力よりも高い出口流体圧力で起動するように構成、または設定されてもよい。負荷出口４２６における流体圧力が、負荷調整装置７００および／または主調整装置がロックアップ状態に入る圧力よりも高い流体圧力に増大すると、負荷ダイヤフラム４０６および逃し弁座７０４は、第１のチャンバ４１４に向かう軸７０８に沿った直線経路内で移動し続ける。その結果、逃し弁座７０４は、第１の開口７１８を露出する、または第１の開口７１８を第２のチャンバ４３０内の流体、およびしたがって、負荷出口４２６における流体にチャネル４３２を介して流体的に連結するために、負荷弁茎４３６の第１の端部４３８から離れて移動する。

第１のチャンバ４１４および第２のチャンバ４３０を流体的に連結するために、流体の圧力は、第１の開口７１８を介して、球体７２０の第１の側面７２６に、付勢部材７２２によって球体７２０の第２の側面７２８上に及ぼされた力よりも高い力を及ぼす。流体圧力が制限部材７２２によって及ぼされた力を克服する時、球体７２０は、第１のチャンバ４１４に向かって、第１の開口７１８から離れて移動する。その結果、流体は、第１のチャンバ４１４と第２のチャンバ４３０（すなわち、図７Ｂの流出状態）との間で、および通気孔４２２に流動する。したがって、内部逃し弁装置７０２は、内部逃し弁装置７０２の流出状態の開始に関連する調整装置出口流体圧力と、負荷調整装置ロックアップの開始に関連する調整装置出口流体圧力との間の圧力オフセットを制御する。

特定の例示的装置が本明細書に説明されているが、本特許の網羅範囲は、それに制限されない。反対に、本特許は、文字通り、または均等論の下、付属の請求項の範囲内に適正に含まれる製造のすべての装置および製品を網羅する。

Claims (15)

1. 内部逃し弁装置を有する、負荷調整装置であって、
   第１のケーシングと第２のケーシングとの間に配置される、負荷ダイヤフラムを有する本体であって、前記第１のケーシングおよび前記負荷ダイヤフラムの第１の側面は、第１のチャンバを画定し、前記第２のケーシングおよび前記負荷ダイヤフラムの第２の側面は、第２のチャンバを画定する、本体と、
   前記負荷ダイヤフラムに連結される、逃し弁アセンブリであって、
   円筒形の体と該円筒形の体の一端部にあるフランジとを備え、円筒形の体は第１の開口と第２の開口と第３の開口とを有し、前記第２の開口は前記第１の開口よりも小さな直径を有し、前記第３の開口は前記第１の開口よりも小さく、且つ前記第２の開口よりも小さな直径を有し、前記第１、第２及び第３の開口は、前記第１のチャンバと前記第２のチャンバとを流体的に連結する通路を形成する逃し弁座と、
   茎部とフランジ部とを備え、前記逃し弁座に可動的に連結される逃し弁プラグと、
   前記フランジ部と前記逃し弁座の肩部との間に配備された逃しバネと、
   前記逃し弁プラグと前記逃し弁座との間に配備されて、前記逃し弁プラグが前記逃し弁座内にスライドしたときに、前記逃し弁プラグと前記逃し弁座との間に摩擦を生じる摩擦部材とを備え、
   前記逃し弁プラグは、前記逃し弁座から離れて流出位置にスライド可能であり、摩擦部材により生成される摩擦の結果、前記負荷調整装置がロックアップ状態に入る圧力よりも実質的に高い出口圧力に応じて、前記第１のチャンバと前記第２のチャンバとの間の流体の流動を可能にする、負荷調整装置。
2. 前記摩擦部材は、シールを備える、請求項１に記載の負荷調整装置。
3. 前記摩擦部材は、少なくとも１つのＯリングを備える、請求項１又は２に記載の負荷調整装置。
4. 前記逃し弁アセンブリは、前記負荷調整装置に動作可能に連結される主調整装置が、ロックアップ状態に入る圧力よりも実質的に高い出口圧力に応じて、前記流出状態に移動し、前記主調整装置は、前記負荷調整装置が、前記ロックアップ状態に入る前記出口圧力よりも実質的に高い圧力で、ロックアップ状態に入る、請求項１乃至３の何れかに記載の負荷調整装置。
5. 前記摩擦部材により、前記逃し弁は、前記負荷調整装置が前記ロックアップ状態に入る圧力、または前記主調整装置が前記ロックアップ状態に入る前記圧力よりも実質的に高い前記出口圧力に応じて、前記流出位置に移動される、請求項４に記載の負荷調整装置。
6. 前記逃し弁プラグは、前記逃し弁座の前記円筒状部材の少なくとも一部分内に配置される、逆止弁を備える、請求項１乃至５の何れかに記載の負荷調整装置。
7. 前記負荷ダイヤフラムに動作可能に連結され、かつ負荷入口と負荷出口との間の前記本体の弁口内に配置される、負荷弁座を係合し、前記弁口を通る流体の流動を妨げ、かつ前記弁口を通る流体の流動を可能にするように前記負荷弁座から離れて移動させるための、負荷弁プラグを第１の端部に有する、負荷弁茎をさらに含む、請求項１乃至６の何れかに記載の負荷調整装置。
8. 前記逃しバネは、前記逃し弁プラグを前記負荷弁茎に向けて付勢する、請求項７に記載の負荷調整装置。
9. 前記負荷弁プラグおよび前記負荷ダイヤフラムを動作可能に連結するように、前記逃し弁プラグと係合するために、前記負荷弁茎の第２の端部に連結される、従順座をさらに備える、請求項７又は８に記載の負荷調整装置。
10. 前記負荷弁茎の第２の端部は、前記逃し弁プラグに強固に連結される、請求項７又は８に記載の負荷調整装置。
11. 前記逃し弁プラグの茎部は、空洞を有して、前記負荷弁茎の第２の端部を受容するように形作られた、請求項６乃至１０の何れかに記載の負荷調整装置。
12. 前記ダイヤフラムの第１の位置は、前記負荷調整装置が、プロセス流体が負荷入口と負荷出口との間で流動することを可能にする、解放状態を提供する、請求項１乃至１１の何れかに記載の負荷調整装置。
13. 前記ダイヤフラムの第２の位置は、前記負荷入口と前記負荷出口との間のプロセス流体の前記流動が阻止される、前記負荷調整装置のロックアップ状態に関連する、請求項１２に記載の負荷調整装置。
14. 前記ダイヤフラムの第３の位置は、前記第１のチャンバと前記第２のチャンバとの間の前記流体の流動が許可される、流出状態に関連する、請求項１３に記載の負荷調整装置。
15. 前記第１及び第２の開口の各々は、空洞を含む、請求項１乃至１４の何れかに記載の負荷調整装置。

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