JP6069192B2 - 流体バルブから流体を取り出すための方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、流体制御プロセスに関し、さらに詳細には、流体バルブから流体を取り出すための方法および装置に関する。

プロセス制御システムは、プロセスパラメータを製御するために、さまざまな現場装置を利用する。流体バルブ（例えば、流体調節器）が、一般に、様々な流体（例えば、液体、ガス、その他）の圧力を制御するために、プロセス制御システムの全域に配分される。いくつかの事例において、これらの流体バルブに対してメンテナンスが実施される。係るメンテナンス作業は、流体バルブもしくは調節器の本体から、および／またはプロセス制御システムの他の部分から、流体を取り出すことを含む。

流体流を制御するための装置は、流入ポート、流出ポート、流入ポートと流出ポートとの間の孔および螺刻プラグを有した本体を含み、螺刻プラグ内にボアが規定された流体調節器を備える。前記ボアは、流出ポートまたは流入ポートのうちの少なくとも１つに流体的に接続され、装置は、本体内の流体を本体から取り出し可能なバルブをさらに含む。

流体調節器内の流体を取り出す方法例は、バルブを開放することを含む。このバルブは、流体調節器における本体のボアに流体的に接続されている。この流体調節器の本体は、流入ポート、流出ポート、流入ポートと流出ポートとの間の孔を含む。この方法は、バルブを閉止することにより流体調節器内からの流体の流れを実質的に妨げることを含む。

さらに、装置は、バルブを作動させるアクチュエータと、本体内における流体のサンプルを自動的に取り出すため、前記アクチュエータにより前記バルブを作動させるべく配置されたプロセス制御器を備える。

既知の潤滑システムを示す図である。 流体調節器例および関連する流体取出装置を有する潤滑システム例を示す図である。 流体取出装置例として実装するために用いることができる流体調節器および排出バルブ装置の参考例を示す図である。 流体取出装置例として実装するために用いることができる他の流体調節および排出バルブ装置の参考例を示す図である。 自動流体サンプル採取システム例を備えた一実施例の流体取出装置を示す図である。

参考例及び一実施例が、上に挙げた図面において示され、以下に記述される。これらの参考例および一実施例を記述するにあたり、同様のまたは同じ参照番号は、同一のまたは類似の構成要素を識別するために用いられる。これらの図面は必ずしも原寸に比例しておらず、図面の特定の特徴および特定の視野は、明瞭化のために、および／または簡略化のために、縮尺において、または概略図において誇張されて示される場合がある。加えて、いくつかの参考例および一実施例がこの明細書全体を通して記述される。任意の参考例および一実施例に属する任意の特徴は、他の参考例および一実施例に属する他の特徴に含まれてもよく、係る特徴と置換されてもよく、または係る特徴と別様に組み合わされてもよい。

本明細書に説明する参考例および一実施例は、流体調節器および／または他のプロセス制御装置等の、流体バルブから流体を取り出すための方法例および装置例に関する。流体制御プロセスは、一般的に、調節器、バルブ、ポンプ、その他等のプロセス制御装置を含む。これらの装置は、通常動作の間、少なくとも部分的にプロセス流体で満たされてもよい。これらのプロセス制御装置に対してならびにこれらのプロセス制御装置が動作するプロセス制御システムの他のパーツに対してメンテナンスを実施するためには装置内（例えば、流体調節器本体内のキャビティ）からプロセス流体を部分的にまたは実質的にその全部を取り出すことが有利である場合がある。いくつかの参考例および一実施例において、流体取出または排出バルブは、本明細書に記述するプロセス制御装置例に連結または別様に一体化される。流体取出または排出バルブを、バルブ、調節器その他等の流体制御装置と一体化することは、流体制御プロセスの配管長さ（例えば、様々な流体制御装置を相互接続する配管の長さ）を短縮化し、いくつかの既知の流体制御プロセスにおいて一般的に要求される装置または構成品の必要性を排除する可能性がある。

本明細書に記述するいくつかの参考例および一実施例において、流体取出装置例はサンプル採取システム例をともなって実装されてもよい。サンプル採取システムは、１つまたは複数の流体制御装置内に含まれ、かつ／または、さらに全般的に１つまたは複数の流体制御装置が作動可能であるプロセス制御システム内に含まれる、プロセス流体の自動化されたサンプル採取および／またはテスト実施を支援する場合がある。プロセス流体の係るサンプル採取および／または監視は、例えば、プロセス流体の品質維持を確保する場合がある。

図１は、既知の潤滑システム１００を示す。潤滑システム１００は、設備１０２を潤滑するように構成される。設備１０２は、タービン、エンジン、ポンプ、その他であってもよい。潤滑システム１００は、油タンク、スキッド、または貯蔵槽１０４、ポンプ１０６、第１調節器１０８、第２調節器１１０、第１バルブ１１２、第２バルブ１１４、および流路１１６を含む。油タンク１０４は潤滑流体を保存してもよい。ポンプ１０６は、設備１０２を潤滑するために、潤滑流体を、油タンク１０４から流路１１６を通して送り出してもよい。潤滑流体は、例えば、油タンク１０４から設備１０２に送り出されてもよく、次いで油タンク１０４に送り戻されてもよい。第１調節器１０８は、設備１０２への潤滑流体の流れを調節するための減圧調節器として構成されてもよい。第２調節器１１０は、例えば、第１調節器１０８における背圧を調節するための背圧調節器として構成されてもよい。第１バルブ１１２は、例えば、第１調節器１０８に対して点検作業を実施する前に、潤滑流体が潤滑システム１００から流れ出ることを可能にする。同様に、第２バルブ１１４は、例えば、第２調節器１１０を修理する前に、潤滑流体が潤滑システム１００から流れ出ることを可能にする。

実用時には、潤滑流体が潤滑システム１００を通って流れるとき、調節器１０８および１１０は、潤滑流体により少なくとも部分的に満たされる。いくつかの事例において、調節器１０８および／または１１０に対してメンテナンスが実施される。調節器１０８および１１０は、潤滑流体で満たされている場合、修理がより困難となる。第１バルブ１１２を作動させることにより、第１調節器１０８内の潤滑流体は、取り出され得るかまたは排出される場合がある。同様に、第２バルブ１１４を作動させることにより、第２調節器１１０内の潤滑流体は、取り出されるかまたは排出されてもよい。

図１に示す参考例において、第１バルブ１１２は第１調節器１０８の下流側にあり第１調節器１０８から離間し、第２バルブ１１４は第２調節器１１０の下流側にあり第２調節器１１０から離間する。カップリングまたはスプールピース１１８および１２０が、バルブ１１２および１１４を潤滑システム１００に連結するために利用されてもよい。バルブ１１２および１１４がそれぞれ調節器１０８および１１０から離間して配置されるため、流路１１６の配管長さがより長くなり、多数の構成品（例えば、カップリンクまたはスプールピース１１８および１２０）の購入および取り付けが必要となる。いくつかの設備または場所においては、潤滑システム１００が実装される空間は制限される場合がある。したがって、スプールピース１１８および１２０を含むことにより流路１１６の配管長さがより長くなると、潤滑システム１００の計画および／または取り付けの困難度およびコストが増大する。

図２は、流体調節器例２１３および２１６と、関連する流体取出または排出バルブ装置２１４および２１８とを有する潤滑システム例２００を示す。潤滑システム２００は、上述した既知の潤滑システム１００の機能と同様の機能を提供する場合がある。しかしながら、本明細書に説明する一実施例を用いると、潤滑システム例２００は、例えば既知の潤滑システム１００と比較して、実装するために、より少ない構成品を含み、および／または、顕著により少ない空間を要求する。いくつかの参考例および一実施例において、潤滑システム２００は、設備２０２を潤滑するように構成される。この設備は、タービン、エンジン、ポンプ、その他であってもよい。潤滑システム２００は、油タンク、スキッド、または貯蔵槽２０４、ポンプ２０６、第１流体制御装置例２０８、第２流体制御装置例２１０、および流路２１２を備える。油タンク２０４は潤滑流体を保存してもよい。ポンプ２０６は、設備２０２を潤滑するために、潤滑流体を、油タンク２０４から流路２１２を通して送り出してもよい。潤滑流体は、例えば、油タンク２０４から設備２０２に送り出されてもよく、次いで油タンク２０４に送り戻されてもよい。

第１流体制御装置例２０８は、第１流体調節器例２１３と、第１流体取出または排出バルブ例２１４とを含む。いくつかの参考例および一実施例において、第１流体調節器２１３は、設備２０２への潤滑流体の流れを調節するための減圧調節器として構成されてもよい。しかしながら、第１流体調節器２１３は異なる構成を有してもよい。例えば、第１流体調節器２１３は、代わって、バルブ、ポンプ、その他等の流体制御プロセスにおいて用いられる任意の他の装置であってもよい。第１流体取出または排出バルブ２１４は、例えば、第１流体調節器２１３および／または第１装置２０８を修理する前に、潤滑流体が第１流体調節器２１３から流れ出ることを可能にする場合がある。いくつかの参考例および一実施例において、第１流体調節器２１３内に含まれた何らかのプロセス流体がある場合にこれの完全な排出を支援するために、第１流体取出または排出バルブ２１４は、第１流体調節器２１３に連結されるかまたはこれと別様に一体化され、第１流体調節器２１３の実質的に下方に配置されてもよい。いくつかの参考例および一実施例において、第１装置２０８の面間寸法は、図１に示す既知の調節器１０８の面間寸法と同様であってもよい。しかしながら、潤滑システム１００に調節機能のみを提供する既知の調節器１０８とは対照的に、第１装置例２０８は、調節機能と流体取出または排出機能との両方を潤滑システム例２００に提供する。既知のバルブ１１２から離間した既知の調節器１０８の代わりに第１装置例２０８を用いて潤滑システム例２００を実装することにより、例えば、スプールピース１１８は排除されてもよく、流路２１２の配管長さは顕著に短縮化される場合がある。

第２装置例２１０は、第２流体調節器例２１６と、第２流体取出または排出バルブ例２１８とを含む。いくつかの参考例および一実施例において、第２流体調節器２１６は、第１装置２０８における背圧を調節するための背圧調節器として構成されてもよい。しかしながら、第２流体調節器２１６は異なる構成を有してもよい。例えば、第２流体調節器２１６は、代わって、バルブ、ポンプ、その他等の流体制御プロセスにおいて用いられる任意の他の装置であってもよい。第２流体取出または排出バルブ２１８は、例えば、第２流体調節器２１６および／または第２装置２１０を修理する前に、潤滑流体が第２流体調節器２１６から流れ出ることを可能にする場合がある。いくつかの参考例および一実施例において、第２流体取出または排出バルブ２１８は、第２流体調節器２１６と連結されるかまたは別様に一体化されてもよい。いくつかの参考例および一実施例において、第２流体調節器２１６内に含まれた何らかのプロセス流体がある場合にこれの完全な排出を支援するために、第２流体取出または排出バルブ２１８は、第２流体調節器２１６の実質的に下方に配置されてもよい。いくつかの参考例および一実施例において、第２装置２１０の面間寸法は、図１に示す既知の調節器１１０の面間寸法と同様であってもよい。しかしながら、潤滑システム１００に調節機能のみを提供する既知の調節器１１０とは対照的に、第２装置例２１０は、調節機能と流体取出または排出機能との両方を潤滑システム例２００に提供する。既知のバルブ１１４から離間した既知の調節器１１０の代わりに第２装置例２１０を用いて潤滑システム例２００を実装することにより、スプールピース１２０は排除されてもよく、流路２１２の配管長さは顕著に短縮化される場合がある。

実用時には、潤滑流体が潤滑システム２００を通って流れるとき、装置２０８および２１０それぞれの流体調節器２１３および２１６は、潤滑流体で少なくとも部分的に満たされる。いくつかの事例において、流体調節器２１３および／または２１６に対してメンテナンス作業が実施される。しかしながら、流体調節器２１３および２１６が潤滑流体で満たされている場合、流体調節器２１３および２１６の修理はより困難となる。第１流体取出または排出バルブ２１４を作動させることにより、第１流体調節器２１３内の潤滑流体は、取り出され得るかまたは排出されてもよい。同様に、第２流体取出または排出バルブ２１８を作動させることにより、第２流体調節器２１６内の潤滑流体は、取り出されてもよく、または排出されてもよい。

図３は、本明細書に記述する流体取出装置例を実装するために用いられてもよい、流体調節および排出バルブ装置例３００を示す。装置例３００は、流体調節器例３０２と、流体取出または排出バルブ例３０４とを含む。流体調節器３０２は、減圧調節器、背圧調節器、その他として構成されてもよい。流体取出または排出バルブ３０４は、ボールバルブ、シャットオフバルブ、その他であってもよい。

流体調節器３０２は、流入ポート３０８と、流出ポート３１０と、流入ポートおよび流出ポートの間の孔３１２とを画成する本体３０６を含む。いくつかの参考例および一実施例において、本体３０６はプラグ３１６により螺合される螺刻孔３１４を画成する。いくつかの参考例および一実施例において、プラグ３１６は、流入ポート３０８および／または流出ポート３１０がカップリングまたはパイプ３２０を介してバルブ３０４に流体連結されることを可能にするボア３１８を画成する。いくつかの参考例および一実施例において、カップリング３２０は、ボア３１８と螺合し、かつバルブ３０４のポート３２２と螺合する。装置例３００は、カップリング３２０を介して流体調節器３０２に連結された流体取出または排出バルブ３０４を示すが、流体取出または排出バルブ３０４は、流体調節器３０２に一体的に連結されてもよい。例えば、流体取出または排出バルブ３０４は、ボア３１８内に配置された、または部分的にボア３１８内に配置された、ポート（図示せず）として構成されてもよい。このポートは、アダプタ（例えば、迅速交換式カップリング）を含んでもよい。係る参考例および一実施例において、流体取出または排出バルブ３０４は、ホースまたは流路がアダプタに連結されると、流体取出または排出バルブ３０４を通る流体流を可能にする場合がある。ボア３１８の開口部３２４は、バルブ３０４が開放されると流体調節器３０２内に含まれる流体の大部分が排出されることを可能にするため、流入ポート３０８の表面３２６に近接して配置されてもよい。

実用時には、流体調節器３０２が連結されたシステム（例えば、潤滑システム２００）を通って流体が流れると、流体調節器３０２は流体で少なくとも部分的に満たされる。いくつかの事例において、流体調節器３０２に対してメンテナンスを実施する必要が生じる場合がある。流体調節器３０２から流体を排出するために、装置３００は、システムの他のバルブ（図示せず）を用いて分離されてもよい。いくつかの参考例および一実施例において、流路またはホース３２８がバルブ３０４の迅速交換式カップリング３３０に連結されてもよい。バルブ３０４が開放され、バルブ３０４を通る流体流が可能になるように、バルブ３０４のハンドル３３２が作動されてもよい。ホース３２８を通って流体調節器３０２から流れる流体は、例えば、後の使用のために保存されてもよく、または廃棄されてもよい。流体調節器３０２内に含まれた流体が排出された後、または所望の量が取り出された後、流体取出または排出バルブ３０４を閉止し、流体取出または排出バルブ３０４を通って流れる流体流を妨げようにハンドル３３２を作動させてもよい。次いで、ホース３２８は迅速交換式カップリング３３０から切り離されてもよい。

図４は、本明細書に説明する流体取出装置例を実装するために用いられてもよい、別の流体調節および排出バルブ装置例４００を示す。装置例４００は、流体調節器例４０２と、流体取出または排出バルブ例４０４とを含む。装置例４００は、上述の装置例３００と同様である。しかし、プラグ４０６を通るボア穴を画成する代わりに、対照的に、流体調節器４０２の本体４０８がボア４１０を画成する。ボア４１０は、カップリング３２０および／またはバルブ４０４が流体調節器４０２に対して異なる位置に配置されるように、本体４０８上の任意の位置に配置されてもよい。

図５は、自動流体サンプル採取システム５０２を含む、一実施例の流体取出装置例５００を示す。サンプル採取システム例５０２を用いて本明細書に説明する一実施例を実装することにより、品質確保のために、潤滑流体を自動的にサンプル採取および／またはテストすることが可能になる。潤滑流体を監視することにより、例えば、システム（例えば、潤滑システム２００）の早すぎるまたは時期を逸した交換または放出を防ぐことが可能である。いくつかの実施例において、流体サンプルは、流体調節器３０２から自動的に取り出される場合がある。一実施例において、流体調節器３０２から取られた流体サンプルは自動的にテストされる。

サンプル採取システム５０２は、アクチュエータ５０４と、プロセス制御器５０６と、流体保存槽５０８と、流体テスタ５１０とを含む。プロセス制御器５０６は、アクチュエータ５０４を介して流体取出または排出バルブ５１２を作動させる。流体取出または排出バルブ５１２が作動されると、流体は、流体調節器３０２から流体保存槽５０８に流れることが可能になる。一実施例において、プロセス制御器５０６は、バルブ５１２を所定の時間間隔に基づいて作動させる場合がある。この時間間隔は、流体調節器３０２内に含まれた流体のサンプル、および／または流体調節器３０２が連結されたシステム内に含まれた流体のサンプルを取得するためのスケジュールに関連付けられてもよい。流体サンプルは、流体保存槽５０８内に保存されてもよい。一実施例において、流体保存槽５０８は、取得された流体サンプル（単数または複数）が保存されてもよい、複数の保存容器（例えば、２個、３個、４個、その他の）を含んでもよい。一実施例において、流体テスタ５１０は、流体の品質を判定するために、これら保存容器のうちの１つに含まれるサンプルの１部分をテストしてもよい。一実施例において、流体テスタ５１０は、テスト結果および／または他の関連データを別の場所に伝達し、かつ／または、テストに基づいてレポートを生成してもよい。

本明細書において、いくつかの方法例、装置例、および製造品例を記述してきたが、本発明の包含範囲はこれらに限定されない。逆に、本発明は、字義通りにまたは均等論に基づいて添付の請求項の範囲の範囲に公正に含まれるすべての方法、装置、および製造品を含むものである。

Claims (10)

1. 流体流を制御するための装置であって、
   本体を含み、該本体が流入ポート、流出ポート、前記流入ポートと前記流出ポートとの間に位置付けられた孔、および螺刻プラグを有して、該螺刻プラグがその内部にボアを規定し、前記ボアが前記流出ポートまたは前記流入ポートのうちの少なくとも１つに流体的に接続されている、流体調節器と、
   前記流体調節器に連結されて前記ボアと流体的に連通し、前記本体内の流体を前記本体から取り出し可能なバルブと、
   前記バルブに接続され、前記バルブを作動可能なアクチュエータと、
   前記本体内の流体のサンプルを取り出すため、前記アクチュエータにより前記バルブを自動的に作動させるべく配置されたプロセス制御器と
   を備える、流体流を制御するための装置。
2. 前記ボアは螺刻カップリングを受容するよう構成されている、請求項１に記載の装置。
3. 前記ボアの開口部は前記流入ポートまたは前記流出ポートのうちの１つの表面に近接している、請求項１に記載の装置。
4. 前記バルブはボールバルブを備える、請求項１に記載の装置。
5. 前記プロセス制御器は、前記本体内の前記流体のサンプルを取り出すために、時間間隔に基づいて前記バルブを作動させる、請求項１に記載の装置。
6. 前記の取り出されたサンプルは１つまたは複数の保存容器内に保存される、請求項１に記載の装置。
7. 前記１つまたは複数の保存容器内の前記サンプルの少なくとも１部分をテストするための流体テスタをさらに備える、請求項６に記載の装置。
8. 前記バルブは迅速交換式カップリングをさらに備える、請求項１に記載の装置。
9. 請求項１の装置を使用して流体調節器内の流体を取り出すための方法であって、
   前記バルブを通じて前記流体調節器内から流体の流れを許容すべく前記バルブを開放する工程と、
   前記流体調節器内からの流体の流れを実質的に妨げるべく前記バルブを閉じる工程と、
   を含む方法。
10. 前記バルブの迅速交換式カップリングに流路を接続する工程をさらに含む、請求項９に記載の方法。

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