JP6089046B2 - 安全弁からの漏れを視覚的に示すための装置 - Google Patents

Description

本開示は、一般に弁に関し、より詳細には、安全弁からの漏れを視覚的に示すための装置に関する。

安全弁は、（例えば、オン／オフ弁または圧力調整器漏れの場合）管内で高まった任意の圧力を放出することにより、それらが連結されている管内の圧力を制御または制限するためにしばしば使用される。安全弁を経由した漏れがあることをオペレータまたは他のプラント担当者に示し、かかる漏れを識別して適切に対応できるようにするために、様々な装置および／または方法が開発されている。

安全弁からの漏れを視覚的に示すための装置が開示される。一例では、頭部および軸を有するテーパねじプラグ（ｐｉｐｅ ｐｌｕｇ）を含む装置が開示される。テーパねじプラグは、安全弁に取り付けられる。開口部が、頭部および軸を通して延在する。装置は、開口部の端部を覆うための第１の可撓性膜も含む。いくつかの例では、第１の可撓性膜は、流体が安全弁を通ってテーパねじプラグの開口部内に放出されると、拡張する。いくつかの例では、第１の可撓性膜は、安全弁を通って放出された流体によって開口部内で高められた圧力を放出するための穴を含む。いくつかの例では、第１の可撓性膜は、開口部内の第１の圧力下で第１のサイズまで拡張し、開口部内の第２の圧力下で第２のサイズまで拡張する。かかる例では、拡張した膜のサイズは、安全弁によって放出された圧力の量を示す。

いくつかの例では、装置は、第１の可撓性膜の真下に配置された第２の可撓性膜をさらに含む。第２の可撓性膜は、第１の可撓性膜とは異なる色である。いくつかのかかる例では、第１の可撓性膜が拡張して第２の可撓性膜を露出させると、第１の可撓性膜の不透明度が低下する。他のかかる例では、開口部内の圧力が第１の可撓性膜を破壊点を越えて拡張させると、第１の可撓性膜が破裂して、第２の可撓性膜を露出させる。さらに他のかかる例では、開口部内の圧力が第１の可撓性膜を破壊点を越えて拡張させると、第１の可撓性膜が破裂して、テーパねじプラグの頭部を露出させ、テーパねじプラグの頭部は、第１の可撓性膜とは異なる色である。

いくつかの例では、装置は、テーパねじプラグの開口部を覆う第１の可撓性膜を固定するためのＯリングも含む。いくつかの例では、第１の可撓性膜は、接着剤または溶接のうちの少なくとも１つを用いてテーパねじプラグに固定される。いくつかの例では、第１の可撓性膜は、暗闇の中で光る。いくつかの例では、安全弁およびテーパねじプラグは、外部環境から切り離されている透明なチューブ内に配置される。

本明細書で開示する別の装置例は、頭部およびねじ軸を含むテーパねじプラグを含む。テーパねじプラグは、安全弁に連結するために螺入される。開口部が、テーパねじプラグの軸および頭部を通して延在する。装置は、開口部を包み込むために、テーパねじプラグの頭部に固定される第１の可撓性膜も含む。いくつかの例では、第１の可撓性膜は、安全弁によって開口部内に放出された流体によって生成された圧力下で膨張する。いくつかの例では、第１の可撓性膜は、開口部内の過剰圧力を放出するための穴を含む。いくつかの例では、装置は、第１の可撓性膜の真下に配置された第２の可撓性膜をさらに含む。第１の可撓性膜は、第１の可撓性膜が拡張するにつれて半透明になるか、または第１の可撓性膜が破壊点を越えて拡張すると破裂して第２の可撓性膜を露出させるかの少なくとも１つである。かかる例では、第２の可撓性膜は、第１の可撓性膜とは異なる色である。いくつかの例では、第１の可撓性膜が破壊点を越えて拡張すると第１の可撓性膜が破裂して、テーパねじプラグの頭部を露出させ、テーパねじプラグの頭部は、第１の可撓性膜とは異なる色である。いくつかの例では、第１の可撓性膜は、Ｏリング、接着剤または溶接のうちの少なくとも１つを用いてテーパねじプラグの頭部を覆って固定される。

本明細書で開示する別の例では、装置は、安全弁に留められるテーパねじプラグを含む。テーパねじプラグは、安全弁によって放出された流体がテーパねじプラグを通過することを可能にするために、テーパねじプラグ内に延在する開口部を有する。装置は、安全弁の反対側の開口部の端部を覆うために、テーパねじプラグに固定された可撓性膜をさらに含む。可撓性膜は、流体の放出を視覚的に示すために、流体の圧力下で膨張する。

既知のテーパねじプラグの上面斜視図の略図である。 図１Ａの既知のテーパねじプラグの底面斜視図の略図である。 図１Ａに示す既知のテーパねじプラグの側面図の略図である。 図１Ａに示す既知のテーパねじプラグの底面図の略図である。 本明細書で開示する教示によるプラグの中心を通る穴を有するテーパねじプラグ例の上面斜視図の略図である。 図２Ａに示すテーパねじプラグ例の底面斜視図の略図である。 図２Ａに示すテーパねじプラグ例の上面図の略図である。 図２Ａに示すテーパねじプラグ例の側面図の略図である。 図２Ａに示すテーパねじプラグ例の底面図の略図である。 本明細書で開示する教示による安全弁用の可視的漏れインジケータ例の上面斜視図の略図である。 図３Ａに示す可視的漏れインジケータ例の側面図の略図である。 図３Ａに示す可視的漏れインジケータ例の断面図である。 第１の圧力によって作動されている図３Ａ〜図３Ｃの可視的漏れインジケータ例を含む安全弁組立体例の斜視図の略図である。 図４Ａの安全弁組立体例の断面図である。 第１の圧力よりも大きい第２の圧力によって作動されている図４Ａに示す安全弁組立体例の斜視図の略図である。 図４Ｃに示す安全弁組立体例の断面図である。 膜が破裂した後の、図４Ａ〜図４Ｄに示す安全弁組立体例の斜視図の略図である。 第２の膜を有する、図４Ｄの安全弁組立体例の断面図である。 透明な管内に含まれた、図４Ｄの安全弁組立体例の一部断面図である。

通常、圧力を放出するために安全弁が作動されるとき、安全弁は、大きなシューという音を立てる。しかし、多数の騒音を立てる処理が稼働中で、多数のシステム、装置などがオペレータの注意を要求し得る製造施設または処理工場では、音（例えば、前述のシューという音）および／またはその発生源は容易には明らかでない可能性がある。いくつかの状況では、オペレータは、安全弁が開かれたことを示すために、信号を制御ステーションに送信する電子圧力インジケータを取り付け得る。他の状況では、フィルタ全体の圧力差が増加して、フィルタ交換の必要性を示す設定値を上回ると、システムに組み込まれたフィルタデルタ圧力インジケータが出現し得る。これらの方法は、配管系内の圧力変化の可視的な指示を提供するが、それらは複雑で費用がかかる。別の既知のアプローチは、安全弁が作動されると動くように、安全弁の排出口を覆った紙の一方の縁部をテープで貼ることを伴う。しかし、これは、見た目に魅力的でなく、紙は、安全弁の排出口以外の処理空間内の発生源からのシステム内での空気の動きによって吹かれて動き得る。

図１Ａおよび図１Ｂは、既知のプラスチック製テーパねじプラグ１００のそれぞれ上面および底面斜視図の略図である。図１Ｃおよび図１Ｄは、それぞれ、図１Ａおよび図１Ｂに示す既知のテーパねじプラグの側面および底面図の概略図である。プラグ１００およびプラグ１００と類似したプラグは、管または他の流体フロー構成要素の端部を閉鎖するために、産業界において一般に使用される。特に、プラグ１００は、管の端部を密封するために、プラグ１００の頭部１０６を回転することにより、内部でねじ切り管の端部（図示せず）に留められ得る軸１０４の少なくとも一部上にねじ山１０２を有する。

図２Ａ〜図２Ｂは、テーパねじプラグ例２００のそれぞれ上面および底面斜視図の略図である。図２Ｃ〜図２Ｅは、それぞれ、図２Ａ〜図２Ｃに示すテーパねじプラグ例の上面、側面、および底面図の各概略図である。テーパねじプラグ例２００は、図１Ａ〜図１Ｄのプラグ１００と類似し、同じねじ山１０２、軸１０４、および頭部１０６を有する。しかし、図２Ａ〜図２Ｅのプラグ例２００は、プラグ２００の軸１０４および頭部１０６を通して延在する穴または開口部２０２を有するので、プラグ例２００は、多くの既知のテーパねじプラグ（例えば、プラグ１００）とは異なる。図２Ａに示すように、頭部は既に上面に開口部を有しているが、それは、頭部１０６全体を通して延在していない。その結果、プラグ例２００が管の端部（図示せず）に螺入される場合、管内の流体はプラグ２００を通過できるであろう。

図３Ａは、本明細書で開示する教示による安全弁用の可視的漏れインジケータ例３００の上面斜視図の略図である。図３Ｂは、図３Ａに示す可視的漏れインジケータ例３００の側面図の概略図である。図３Ｃは、図３Ｂに示す可視的漏れインジケータ例３００の断面図である。いくつかの例では、可視的インジケータ３００は、プラグ２００、可撓性膜３０２、およびＯリング３０４を含む。

図３Ａ〜図３Ｃに示すように、可撓性膜３０２は、プラグ２００の頭部１０６の周囲に配置され、Ｏリング３０４で軸１０４に対して適切な位置に固定される。このように、プラグ２００の上側端部が覆われるか、または囲まれる。しかし、図３Ｃに示すように、膜３０２は、以下で詳細に説明されるように、可視的漏れインジケータ３００が安全弁の排出口に連結される場合、可視的漏れインジケータ３００内で高まった過剰圧力を膜３０２の他方の側に放出するための小さな穴３０６（例えば、ピンホール）を有する。Ｏリング３０４の代替として、可撓性膜３０２は、複数のＯリング、接着剤、溶接、または他の適切な方法のうちの少なくとも１つを含む任意の数の方法で、プラグ２００に固定され得る。

図４Ａは、第１の圧力によって作動されている既知の安全弁４０２に連結された、図３Ａ〜図３Ｃの可視的漏れインジケータ例３００を含む安全弁組立体例４００の略図である。図４Ｂは、第１の圧力によって作動されている図４Ａの安全弁組立体例４００の断面図である。図４Ｃおよび図４Ｄは、第１の圧力よりも大きい第２の圧力によって作動されている安全弁組立体例４００のそれぞれ斜視図および断面図である。

図のように、可視的漏れインジケータ例３００は、ねじ山１０２によって安全弁４０２に連結される。可視的インジケータ３００の安全弁４０２への螺入プロセスを通して、Ｏリング３０４が、プラグ２００の頭部１０６と安全弁４０２との間で圧縮される。この圧縮力は、膜３０２を通過して、膜３０２を、プラグ２００の頭部１０６を覆う適切な位置にさらに固定する。

安全弁４０２は、ばね４０８の力により弁座４０６に対して押し付けられるディスク４０４とともに示されている。さらに、安全弁４０２は、管４１０に連結されて示されている。流体が管４１０を通過するとき、流体は、弁座４０６との密封係合において、ディスク４０４に達するまで、安全弁４０２を上方に移動する。管４１０内の圧力が、ばね４０８によって生成された密封力を上回ると、ディスク４０４は、ディスク４０４と弁座４０６との間に間隙４１２を生成するために上に押し上げられ、それにより流体が安全弁４０２を通過して、管４１０内の圧力を低下させることを可能にする。さらに、図４Ｄに示すように、ここでは、図４Ｂにおけるよりも大きな圧力が安全弁４０２を作動させているが、ディスク４０４は、より大きな間隙４１２を生成するためにさらに移動し、それにより、さらに多くの流体が安全弁４０２を通して放出されることを可能にする。

しかし、安全弁組立体例４００では、一旦、流体が安全弁４０２を通じて放出されていると、流体は、膜３０２に達するまで、可視的漏れインジケータ３００の開口部２０２を通過する。流体圧力が可視的インジケータ３００内で高まるにつれ、可撓性膜３０２は伸びるか、または拡張するので、膜３０２が膨張して、（膨張した風船または泡の少なくとも一部に類似した概ね半球外形を含む）概ね湾曲またはドーム形状４１４になる。膜３０２が破裂するか、または裂けるのを防ぐために、穴３０６が膜３０２内に配置されて、可視的インジケータ３００内の圧力が放出されるのを可能にするが、膜３０２が膨張して湾曲形状４１４になる前ではない。このように、安全弁４０２が圧力によって作動されると、管４１０内の過剰圧力によって安全弁４０２が作動されているという可視的な指示を提供するために、湾曲形状４１４が生成される。

追加として、前述のように、安全弁４０２は、異なる圧力で、管４１０から流体を放出し得る。結果として、湾曲形状４１４は、管４１０から放出されている圧力の程度の可視的な指示を提供するためにサイズにおいて異なり得る。例えば、第１の圧力が安全弁組立体４００を作動させている図４Ｂでは、湾曲表面４１４は、第１の圧力よりも大きい、第２の圧力が安全弁組立体４００を作動させている図４Ｄにおける湾曲表面４１４のサイズよりも小さいサイズまで膨張する。さらに、管４１０から放出される圧力は、図５に関連して以下で記述されるように、膜３０２を十分に伸ばして湾曲表面４１４を破裂させる閾値レベルを上回る十分な高さであり得る。

図５は、膜３０２が破裂した後の、図４Ａ〜図４Ｄに示す安全弁組立体例４００の略図である。図のように、膜３０２が破裂する場合、安全弁４０２を通じて放出された圧力が（穴３０６によって放出された任意の圧力によってオフセットされた）膜３０２の伸びる能力を超えたので、プラグ２００の頭部１０６が露出される。本開示によれば、プラグ２００の頭部１０６は、膜３０２とは異なる色および／または明るい色であり得る。このように、管４１０内で高まった圧力の程度の追加の可視的な指示が、膜３０２が膨張によって示すことができるよりも圧力が大きい状況において、安全弁組立体４００の端部の色の突然の変化（すなわち、露出された頭部１０６の出現）によって提供される。

管４１０から放出されている圧力の程度の他の代替指示は、本明細書で開示する安全弁組立体に組み込まれ得る。一代替手段は、安全弁４０２を通じて放出された圧力の程度が高まるにつれ、湾曲表面４１４が色を変えるのを可能にすることを含む。膜３０２は、拡張して湾曲表面４１４を形成するにつれて、伸びた膜３０２の色および／または不透明度が薄れ、かつ／またはほぼ透明および／もしくは半透明になり得る。その結果、色が変化する湾曲表面４１４が、図６に示すような異なる色および穴６０４を有する第２の膜６０２を第１の膜３０２の下に含むことによって達成され得る。第１（外側）の膜３０２が伸びてさらに半透明になるにつれて、第２（内側）の膜６０２の色が目に見えるようになり得る。圧力の程度の高まりを示すため、第２の膜の色は、安全弁組立体４００によって放出された高まった圧力に注意を向けさせるために、第１の膜の色よりも明るい可能性がある。追加の膜層も安全弁組立体４００に組み込まれ得る。

別の代替手段では、複数の膜３０２、６０２が、異なる圧力で破裂するように設計された個々のインジケータ３００内に含まれ得る。例えば、安全弁組立体４００が作動されると、各膜３０２、６０２が膨張する。ある時点で、１つの色を有する外側の膜３０２が破壊点に達して破裂し得、それにより、第２の色を有する内側の膜６０２が現れる。膜３０２、６０２の異なる破壊点は、各膜３０２、６０２が最初にプラグ２００の頭部１０６の周囲にどのくらいピンと伸ばされているか、高まった圧力を放出するための各膜３０２、６０２内の穴３０６、６０４のサイズ、各膜３０２、６０２の厚さ、および／または各膜３０２、６０２に対して使用される材料を変更することによって達成され得る。本明細書で開示する任意の膜３０２に対して使用される材料は、ニトリル、ラテックス、または弾性特性をもつ任意の他の適切な材料を含み得る。

別の代替可視的インジケータ３００は、暗闇で光ることができる膜３０２を実装することを含む。暗闇で光る膜３０２は、可視的インジケータ３００を組み立てるときに、夜光塗料を膜３０２に塗布することにより達成され得る。塗料は、前述のように、外側の膜３０２または外側層の真下の膜３０２に塗布され得る。いくつかの例では、膜３０２の材料は、暗闇で光る特性を有する。

これまで説明したように、安全弁組立体例４００は、圧力を管４１０から大気に放出する。その結果、放出されている流体は、通常、安全である（すなわち、非毒性、不燃性など）ことが要求される。しかし、本明細書に記載する安全弁組立体４００は、安全弁組立体４００によって放出された流体の捕捉および／または封じ込めを可能にするために、配管系内で適合できる。特に、安全弁組立体４００は、有害な流体に対して全く同様の方法で機能し得る。有害な流体の放出を封じ込めるために、安全弁組立体４００全体が、図７に示すように、外部環境から切り離されている透明な管またはチューブ７００内に収容され得る。このように、安全弁組立体４００は、有害な流体を大気および／または処理空間の作業環境に放出することなく、圧力の放出の可視的な指示を提供し得る。

本明細書で開示する安全弁組立体４００および実施形態は、安全弁組立体例４００によって放出された流体がガス状流体である状況において好都合に適用され得る。しかし、本開示では、非ガス状流体が安全弁組立体４００によって放出される任意の適切な状況において、何ものも開示される安全弁組立体４００の使用を制限しない。

ある方法例、装置および製品が本明細書で記載されているが、本特許の対象の範囲はそれらに限られない。かかる例は、限定されない説明に役立つ例であることを意図している。逆に、本特許は、文字通りに、または均等の原則下のいずれかで、添付の請求項の範囲内に適正に含まれる全ての方法、装置および製品を包含する。

Claims (18)

1. 頭部および軸を有するテーパねじプラグであって、前記テーパねじプラグが安全弁に取り付けられ、開口部が、前記頭部および軸を通して延在する、テーパねじプラグと、
   前記開口部の端部を覆うための第１の可撓性膜とを備え、
   前記第１の可撓性膜が、前記安全弁によって放出された前記流体によって前記開口部内で高められた圧力を放出するための穴を含む、装置。
2. 前記第１の可撓性膜が、流体が前記安全弁によって前記テーパねじプラグの前記開口部内に放出される場合に拡張する、請求項１に記載の装置。
3. 前記第１の可撓性膜が、前記開口部内の第１の圧力下で第１のサイズまで拡張し、かつ、前記開口部内の第２の圧力下で第２のサイズまで拡張し、前記拡張した膜のサイズが前記安全弁によって放出された圧力の量を示す、請求項２に記載の装置。
4. 前記第１の可撓性膜の真下に配置された第２の可撓性膜をさらに含み、前記第２の可撓性膜が前記第１の可撓性膜とは異なる色である、請求項２に記載の装置。
5. 前記第１の可撓性膜が拡張して前記第２の可撓性膜を露出させる場合、前記第１の可撓性膜の不透明度が低下する、請求項４に記載の装置。
6. 前記開口部内の圧力が前記第１の可撓性膜を、破壊点を越えて拡張させると、前記第１の可撓性膜が破裂して、前記第２の可撓性膜を露出させる、請求項４に記載の装置。
7. 前記開口部内の圧力が前記第１の可撓性膜を、破壊点を越えて拡張させると、前記第１の可撓性膜が破裂して、前記テーパねじプラグの前記頭部を露出させ、前記テーパねじプラグの前記頭部が、前記第１の可撓性膜とは異なる色である、請求項１に記載の装置。
8. 前記テーパねじプラグの前記開口部を覆う前記第１の可撓性膜を固定するためのＯリングをさらに含む、請求項１に記載の装置。
9. 前記第１の可撓性膜が、接着剤または溶接のうちの少なくとも１つを用いて前記テーパねじプラグに固定される、請求項１に記載の装置。
10. 前記第１の可撓性膜が、暗闇の中で光る、請求項１に記載の装置。
11. 前記安全弁および前記テーパねじプラグが、外部環境から切り離されている透明なチューブ内に配置される、請求項１に記載の装置。
12. 頭部およびねじ軸を含むテーパねじプラグであって、前記テーパねじプラグが安全弁に連結するために螺入され、開口部が、前記テーパねじプラグの前記軸および前記頭部を通して延在する、テーパねじプラグと、
    前記開口部を包み込むために、前記テーパねじプラグの前記頭部に固定される第１の可撓性膜とを備え、
    前記第１の可撓性膜が、前記安全弁によって放出された前記流体によって前記開口部内で高められた圧力を放出するための穴を含む、装置。
13. 前記第１の可撓性膜が、前記安全弁によって前記開口部内に放出された流体によって生成された圧力下で膨張する、請求項１２に記載の装置。
14. 前記第１の可撓性膜の真下に配置された第２の可撓性膜をさらに含み、前記第１の可撓性膜が、前記第１の可撓性膜が拡張するにつれて半透明になるか、または前記第１の可撓性膜が破壊点を越えて拡張すると破裂して、前記第２の可撓性膜を露出させるかのうちの少なくとも１つであり、前記第２の可撓性膜が、前記第１の可撓性膜とは異なる色である、請求項１２に記載の装置。
15. 前記第１の可撓性膜が破壊点を越えて拡張すると、前記第１の可撓性膜が破裂して、前記テーパねじプラグの前記頭部を露出させ、前記テーパねじプラグの前記頭部が、前記第１の可撓性膜とは異なる色である、請求項１２に記載の装置。
16. 前記第１の可撓性膜が、Ｏリング、接着剤または溶接のうちの少なくとも１つを用いて前記テーパねじプラグの前記頭部を覆って固定される、請求項１２に記載の装置。
17. 安全弁に留められるテーパねじプラグであって、前記テーパねじプラグが、前記安全弁によって放出された流体が前記テーパねじプラグを通過することを可能にするために、前記テーパねじプラグ内に延在する開口部を有する、テーパねじプラグと、
    前記安全弁の反対側の前記開口部の端部を覆うために、前記テーパねじプラグに固定された可撓性膜であって、前記可撓性膜が、前記流体の放出を視覚的に示すために、前記流体の圧力下で膨張する、可撓性膜と備え、
    前記可撓性膜が、前記安全弁によって放出された前記流体によって前記開口部内で高められた圧力を放出するための穴を含む、装置。
18. 前記テーパねじプラグを通過する前記流体の前記圧力が前記可撓性膜を、破壊点を越えて拡張させると、前記可撓性膜が破裂して、前記テーパねじプラグの一部を露出させ、前記テーパねじプラグの前記一部が前記可撓性膜とは異なる色である、請求項１７に記載の装置。

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