JP6109851B2 - 流体制御装置と使用するための取付けアセンブリ - Google Patents

Description

本特許は取付けアセンブリに関し、より詳細には流体制御装置と使用するための取付けアセンブリに関する。

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さまざまなフィールドデバイスを使用する。これらのフィールドデバイスは、電気的に配線され得るバルブおよびアクチュエータを含むことがある。

本開示の教示に係る例の装置は、バルブに結合されるボンネット、ならびにアクチュエータに結合される第１の側およびボンネットを基準にして取付けアセンブリの回転位置が変化できるようにするためにボンネットの端部で回転自在に結合される第２の側を含む取付けアセンブリを含む。

本開示の教示に係る別の例の装置は、入口および出口を含むバルブ本体、バルブ本体に結合されるボンネット、ならびにアクチュエータに結合される第１の側およびボンネットを基準にして取付けアセンブリの回転位置が変化できるようにするためにボンネットの端部に回転自在に結合される第２の側を含む取付けアセンブリを含む。

既知のバルブを示す図である。 本開示の教示に係る例の取付けアセンブリを含む例のバルブの異なる図である。 本開示の教示に係る例の取付けアセンブリを含む例のバルブの異なる図である。 本開示の教示に係る例の取付けアセンブリを含むもう１つの例のバルブの異なる図である。 本開示の教示に係る例の取付けアセンブリを含むもう１つの例のバルブの異なる図である。 本開示の教示に係る例の取付けアセンブリを含む例のバルブを組み立てることの異なる図である。 本開示の教示に係る例の取付けアセンブリを含む例のバルブを組み立てることの異なる図である。 本開示の教示に係る例の取付けアセンブリを含む例のバルブを組み立てることの異なる図である。 本開示の教示に係る例の取付けアセンブリを含む例のバルブを組み立てることの異なる図である。 本開示の教示に係る例の取付けアセンブリを含む例のバルブを組み立てることの異なる図である。 本開示の教示に係る例の取付けアセンブリを含む例のバルブを組み立てることの異なる図である。 本開示の教示に係る例の取付けアセンブリを含む例のバルブを組み立てることの異なる図である。

特定の例が上記に識別された図に示され、以下に詳細に説明される。これらの例を説明する際に、類似した参照番号または同一の参照番号が、同じ要素または同様の要素を識別するために使用される。図は必ずしも原寸に比例しておらず、図の特定の特徴および特定の表示は、明確にするためにおよび／または簡潔にするために、縮尺でまたは概略で誇張して図示されることがある。さらに、いくつかの例は本明細書を通して説明されている。任意の例のあらゆる特徴は、他の例の他の特徴と共に含まれてよい、他の例の他の特徴の代替物であってよい、またはそれ以外の場合他の例の他の特徴と組み合わされてよい。

本明細書に開示されている例は、例のバルブとともに使用するための例の取付けアセンブリ、およびボンネットを基準にして複数の向きで取付け可能なアクチュエータ（たとえば、リニアアクチュエータ、モータ式流量制御装置）によって空気圧弁および／または流体バルブを操作できるようにする関連ボンネットに関する。アクチュエータを複数の向き、および具体的にはバルブの軸の回りの任意の位置（たとえば、３６０度）で取付け可能にすることによって、アクチュエータの電気接続部を所望される位置および／または好ましい位置（たとえば、オペレータアクセス可能場所）に配置できるようになる。したがって、バルブがパイプライン内で設置される位置に関わりなく、アクチュエータは容易に電気的に配線できる。

いくつかの例では、例の取付けアセンブリは、例のボンネットに結合可能である第１のプレート（たとえば、アダプタプレート）、第２のプレートおよび／またはリテーナ（たとえば、スナップリング）を含む。ボンネットは、周りに第１のプレートおよび／または第２のプレートが回転自在に結合される円筒部分を含む。第１のプレートは、円筒形のボンネット部分を取り囲み、リテーナ（たとえば、スナップリング）によってボンネット部分に回転自在に結合される開口部を含む。第２のプレートは、第１のプレートの上でおよび／または第１のプレートに隣接して配置され、対応して形作られたアクチュエータステムがそこを通って伸長する非円形の開口部（たとえば、正方形の開口部）を画定する。アクチュエータステムの少なくとも一部は正方形の断面または非円形開口部に一致する他の形状を有してよい。

動作中、非円形開口部はアクチュエータが第１のプレートおよび／または第２のプレートを基準にして移動するのを実質的に防ぎ、したがって垂直の力だけがアクチュエータおよび／またはアクチュエータステムから第１のプレートおよび／または第２のプレートに与えられることを実質的に保証する。ファスナ（たとえば、ボルト）はアクチュエータならびに第１のプレートおよび第２のプレートをともに結合する。リテーナはプレートおよびアクチュエータをボンネットに回転自在に結合する。バルブおよび／またはプレートを基準にしてアクチュエータを移動することによる振動を実質的に防ぐために、ファスナの１つまたは複数は、ボンネットの表面に対して、および／またはボンネットの表面上に動かされて、摩擦係止を提供する止めねじであってよい。

図１は、入口１０４、出口１０６、およびパイロット圧または制御圧の入口または流入口１０８を有する本体１０２を含む既知のバルブ１００を示す。ボンネット１１０は本体１０２の上にねじ付けされてチャンバ１１２を形成する。ピストンセンサ１１４はチャンバ１１２内部に配置され、内側表面または通路１１６に摺動自在に係合する。ピストン１１４は、チャンバ１１２の通路１１６に密封状に係合するシール（たとえば、Ｏリング）１１８を含む。ピストン１１４は、ファスナ１２０によってバルブアセンブリ１１９に結合される。ファスナ１２０は、ピストン１１４の凹部１２２内に受け取られ、バルブアセンブリ１１９のステム１２４に螺合する。ピストン１１４とステム１２４との間の結合は、ステム１２４を基準にしてピストン１１４を移動できるようにして、ピストン１１４が、通路１１６の中で移動するときに通路１１６内で固着するのを実質的に防ぐ。バネ１２６は、座１３０に係合するためにピストン１１４によってバルブアセンブリ１１９のプラグ１２８を圧迫する。

動作中、所望される制御圧はパイロット流入口１０８に、したがってピストン１１４にかけられる。制御圧がピストン１１４に対して、バネ１２６によってピストン１１４にかけられる力よりも大きい力をかける場合、ピストン１１４は座１３０に向かって移されて、プラグ１２８を座１３０から離して動かし、入口１０４と出口１０６との間の流体の流れを可能にする。他方、制御圧が、バネ１２６によってピストン１１４にかけられる力未満である力をかける場合、ピストン１１４は座１３０から離れて圧迫されて、座１３０に向かってプラグ１２８を動かし、入口１０４と出口１０６との間の流体流れを防ぐ。制御圧は、プラグ１２８を移動し、任意の他の位置（たとえば、３０％開放位置）で（たとえば、揺れ動かずに）保持できるようにするために可変および／または調節可能ではないため、既知のバルブ１００は完全開放位置または完全閉鎖位置に移動可能であるにすぎない。代わりに、チャンバ１１２内で圧力を加圧すると（たとえば、空気の迅速なバーストの導入）、バルブ１００は完全開放位置に迅速に移動し、チャンバ１１２内で圧力を減圧すると、バルブ１００は完全閉鎖位置に迅速に移動する。

図２は、例のボンネット２０２および例の取付けアセンブリ２０４を含む例のバルブ２００を示す。取付けアセンブリ２０４は、第１のプレート２０６、第２のプレート２０８、およびリテーナ（たとえば、スナップリング）２１０を含む。ボンネット２０２は本体１０２の上にねじ付けされてチャンバ２１１を画定する。ボンネット２０２は、リテーナ２１０を受け取る、および／または保持する溝２１４を画定する細長い部分および／または円筒形の部分２１２を含む。

この例では、第１のプレート２０６は第１の開口部２１６、第２の開口部（たとえば、ねじ付き開口部）２１７、および溝２１８を画定する。第１の開口部２１６は、円筒形の部分２１２を取り囲む。溝２１８は、第１のプレート２０６をボンネット２０２に回転自在に結合するために、リテーナ２１０をボンネット２０２の溝２１４によって受け取ることを可能にする。リテーナ２１０と第１のプレート２０６との間の相互作用および／または係合によって、第１のプレート２０６は軸２２０の回りで回転できるようになり、第１のプレート２０６がボンネット２０２の表面（たとえば、平坦な表面、環状表面）２２２から離れていくのを実質的に防ぐ。

この例では、第２のプレート２０８は、第３の開口部（たとえば、非円形開口部、円形開口部）２２４および第４の開口部（たとえば、ねじ付けされた開口部および／またはねじ付けされていない開口部）２２６を画定する。第３の開口部２２４は、アクチュエータステム（不図示）を受け取るためであり、その中に受け取られるアクチュエータステムの断面に類似するおよび／または一致する形状を有してよい。

取付け穴を有するアクチュエータまたはモータ（不図示）は、取付け穴ならびに開口部２１７および２２６が一直線になり、アクチュエータステムが第３の開口部２２４を通って伸長し、部材、スプリングキーパーまたはピストン２３２の表面２３０に係合するように、第２のプレート２０８の表面２２８に隣接して配置されてよい。この例では、ピストン２３２はステム１２４に直接的に螺合され、チャンバ２１１の内側表面２３４に密封状におよび／または摺動自在に係合しない。工具（たとえば、レンチ）によってピストン２３２をステム１２４に結合できるようにするために、いくつかの例では、ピストン２３２は１つまたは複数の平坦な端縁を有してよい。

ファスナは、取付け穴ならびに開口部２１７および２２６を通して配置されて、アクチュエータをプレート２０６および２０８に結合してよい。アクチュエータはプレート２０６および２０８に結合されるが、第１のプレート２０６とボンネット２０２との間の回転結合のため、アクチュエータならびにプレート２０６および２０８は軸２２０の回りを回転できる。したがって、バルブ２００がパイプライン内で設置される位置に関係なく、アクチュエータは、容易な電気配線を可能にするために移動できる。いったんアクチュエータがボンネット２０２を基準にして所望される位置にあると、ファスナ（たとえば、止めねじ）の１つまたは複数は表面２２２に対して開口部（複数の場合がある）２１７を通って動かされて、ボンネット２０２を基準にしたアクチュエータならびにプレート２０６および／または２０８の移動を実質的に防いでよい。

動作中、アクチュエータはアクチュエータステム（不図示）によってピストン２３２を移動する。座１３０に向かってピストン２３２を移動すると、プラグ１２８は座１３０から離され、入口１０４と出口１０６との間の流体の流れを可能にする。ピストン２３２を座１３０から離れるように移動することによって、バネ１２６および／またはアクチュエータステムの収縮によって、プラグ１２８を座１３０に向かって動かし、入口１０４と出口１０６との間の流体の流れを実質的に防ぐ。上記例は、プラグ１２８を開放位置および閉鎖位置に移動することを説明しているが、本明細書に開示される例は、プラグを移動させ、実質的に揺り動かさずに任意の位置（たとえば、３０％開放位置等）に保持できるようにする。

図３は、取付けアセンブリ２０４およびボンネット２０２の平面図を示す。第３の開口部２２４（たとえば、アクチュエータステムを受け取る開口部）は正方形の形状を有するとして示されているが、第３の開口部２２４は任意の他の形状（たとえば、円形、矩形、三角形等）であってもよい。第２のプレート２０８は正方形の形状を有するとして示されているが、第１のプレートおよび／または第２のプレート２０６および／または２０８は任意の他の形状（たとえば、円形の形状等）を有してもよい。

図４および図５は、バルブ２００と同じく機能する例のバルブ４００を示す。ただし、構成部品のいくつか（たとえば、本体１０２）の相対的なサイジングは異なる。

図６から図１２は、バルブ２００および／または４００を組み立てるプロセスを示す。図６は、バルブ２００および４００を示す。バルブ２００は、リテーナ２１０によってボンネット２０２に回転自在に結合された第１のプレート２０６を含む。バルブ４００はボンネット２０２に結合された第１のプレート２０６を有していない。この例では、工具（たとえば、レンチ）によってピストン２３２をステム１２４に結合できるようにするために、ピストン２３２は平坦な周辺端縁６０２を有する。図７は、第１のプレート２０６が円筒形の部分２１２の回りに配置された状態のバルブ４００を示す。図８は、バルブ４００上に配置された第２のプレート２０８を示す。図９および図１０は、取付けアセンブリ２０４がその上に設置されたバルブ２００および４００の異なる図を示す。図１１および図１２は、バルブ２００の取付けアセンブリ２０４上に配置されたアクチュエータまたはモータ１１００の異なる図を示す。

本明細書に開示される例は、アクチュエータおよび／またはモータの回転結合を可能にするためにボンネットに回転自在に結合された取付けアセンブリおよび／またはブラケットを有するバルブに関する。アクチュエータは、０％開放と１００％開放との間の任意の位置にバルブプラグを配置するために、リニアアクチュエータまたは任意の他の装置であってよい。

いくつかの例では、アクチュエータおよび／またはモータは、保持リングによってボンネットに回転自在に結合される（たとえば、操作可能に回転自在に結合される）。具体的には、アクチュエータおよび／またはモータは、保持リングによってボンネットに回転自在に結合される取付けアセンブリのプレートに結合される。アクチュエータおよび／またはモータは、取付け穴および／または開口部を通って伸長する複数のファスナによって取付けアセンブリに結合される。

いくつかの例では、例の取付けアセンブリは、類似する断面および／または一致する断面を有するアクチュエータステムを受け取る正方形の開口部を有するプレートを含む。正方形の開口部とアクチュエータステムとの間の相互作用は、（たとえば、作動中の）アクチュエータの任意の回転移動が、アクチュエータ、取付けアセンブリ、および／またはバルブ間の移動を引き起こさないことを実質的に保証する。

本明細書に説明されるように、例の装置は、バルブに結合されるボンネット、ならびにアクチュエータに結合される第１の側、および取付けアセンブリの回転位置がボンネットを基準にして変化できるようにするためにボンネットの端部に回転自在に結合された第２の側を含む取付けアセンブリを含む。いくつかの例では、取付けアセンブリは、リテーナ、第１のプレート、および第２のプレートを含む。第１のプレートは第２のプレートに結合されるためである。リテーナは、第１のプレートをボンネットに回転自在に結合するためである。

いくつかの例では、第２のプレートがファスナによって第１のプレートに結合される。いくつかの例では、ファスナの内の少なくとも１つは、ボンネットの面に当たって、ボンネットを基準にして第１のプレートおよび第２のプレートの位置を固定するために端部を含む。いくつかの例では、ボンネットは、リテーナを受け取るために溝を画定する細長い部分を含む。いくつかの例では、第１のプレートは細長い部分を取り囲むために開口部を含む。いくつかの例では、第２のプレートは、そこを通ってアクチュエータのステムが伸長する開口部を含む。いくつかの例では、開口部はステムの断面形状に一致する非円形形状を含む。非円形形状は、垂直ではない力が第２のプレートに与えられるのを実質的に防ぐためである。いくつかの例では、止めねじは第１のプレートおよび第２のプレートを通って伸長し、ボンネットの面に当たってボンネットを基準にして取付けアセンブリの回転位置を固定するためである。いくつかの例では、リテーナはスナップリングを含む。

別の例の装置は、入口と出口を含むバルブ本体、バルブ本体に結合されるボンネット、ならびにアクチュエータに結合される第１の側および取付けアセンブリの回転位置がボンネットを基準にして変化できるようにするためにボンネットの端部で回転自在に結合される第２の側を含む取付けアセンブリを含む。

いくつかの例では、例の装置は、バルブ本体によって画定される流れ開口部を通る流体流量を制御するために流量制御部材も含む。いくつかの例では、例の装置は、流量制御部材に結合されたピストンアセンブリも含み、アクチュエータのステムは流量制御部材の位置を変更するためにピストンアセンブリと相互に作用するためである。いくつかの例では、取付けアセンブリは、リテーナ、第１のプレート、および第２のプレートを含む。第１のプレートは第２のプレートに結合されるためである。リテーナはボンネットに第１のプレートを回転自在に結合するためである。いくつかの例では、ボンネットはリテーナを受け取るために溝を画定する細長い部分を含む。いくつかの例では、第１のプレートは細長い部分を取り囲むために開口部を含む。いくつかの例では、第２のプレートは、そこを通ってアクチュエータのステムが伸長する開口部を含む。いくつかの例では、開口部はステムの断面形状に一致する非円形形状を含む。非円形形状は、垂直ではない力が第２のプレートに与えられるのを実質的に防ぐためである。

例の装置は、入口および出口を含むバルブ本体、バルブ本体に結合されるボンネット、およびバルブ本体を基準にして異なる回転位置にアクチュエータを取り付けるための手段を含む。いくつかの例では、バルブ本体を基準にして異なる回転位置でアクチュエータを取り付けるための手段は、リテーナ、第１のプレートおよび第２のプレートを含む。第１のプレートは第２のプレートに結合されるためである。リテーナは、第１のプレートをボンネットに回転自在に結合するためである。いくつかの例では、ボンネットは、リテーナを受け取るために溝を画定する細長い部分を含み、第１のプレートは細長い部分を囲むために開口部を含む。

特定の製造方法、製造装置および製造品が本明細書で説明されてきたが、本特許の対象範囲はそれに限定されない。逆に、本特許は、文字通りまたは均等論の元でのどちらかで添付特許請求の範囲の範囲に公正に入るすべての製造方法、製造装置および製造品を対象とする。

Claims (16)

1. バルブに結合されるボンネットと、
   アクチュエータに結合される第１の側および取付けアセンブリの回転位置が前記ボンネットを基準にして変化できるようにするために前記ボンネットの端部で回転自在に結合される第２の側を備える前記取付けアセンブリと、を備え、
   前記取付けアセンブリが、リテーナと、第１のプレートと、第２のプレートとを備え、前記第１のプレートが前記第２のプレートに結合され、前記リテーナが前記第１のプレートを前記ボンネットに回転自在に結合させ、
   前記第２のプレートがファスナによって前記第１のプレートに結合され、
   前記ファスナの内の少なくとも１つが、前記ボンネットの面に当たって、前記ボンネットを基準にして前記第１のプレートおよび前記第２のプレートの前記位置を固定するための端部を備える、装置。
2. 前記ボンネットが前記リテーナを受け取るために溝を画定する細長い部分を備える、請求項１に記載の装置。
3. 前記第１のプレートが前記細長い部分を取り囲むために開口部を備える、請求項２に記載の装置。
4. 前記第２のプレートが、前記アクチュエータのステムがそこを通って伸長する開口部を備える、請求項１に記載の装置。
5. 前記第２のプレートの前記開口部が、前記ステムの断面形状に一致する非円形形状を備え、前記非円形形状が垂直ではない力が前記第２のプレートに与えられるのを実質的に防ぐ、請求項４に記載の装置。
6. 止めねじが前記第１のプレートおよび前記第２のプレートを通して伸長し、前記ボンネットの表面に当たって、前記ボンネットを基準にして前記取付けアセンブリの前記回転位置を固定する、請求項１に記載の装置。
7. 前記リテーナがスナップリングを備える、請求項１に記載の装置。
8. 入口および出口を備えるバルブ本体と、
   前記バルブ本体に結合されるボンネットと、
   取付けアセンブリであって、アクチュエータに結合される第１の側、および前記取付けアセンブリの回転位置が前記ボンネットを基準にして変化できるようにするために前記ボンネットの端部で回転自在に結合される第２の側を備える、前記取付けアセンブリとを備え、
   前記取付けアセンブリが、リテーナと、第１のプレートと、第２のプレートとを備え、前記第１のプレートが前記第２のプレートに結合され、前記リテーナが前記第１のプレートを前記ボンネットに回転自在に結合し、
   前記第２のプレートがファスナによって前記第１のプレートに結合され、
   前記ファスナの内の少なくとも１つが、前記ボンネットの面に当たって、前記ボンネットを基準にして前記第１のプレートおよび前記第２のプレートの前記位置を固定するための端部を備える、装置。
9. 前記バルブ本体によって画定される流量開口部を通る流体流量を制御するために流量制御部材をさらに備える、請求項８に記載の装置。
10. 前記流量制御部材に結合されるピストンアセンブリをさらに備え、前記アクチュエータのステムが前記流量制御部材の前記位置を変更するために前記ピストンアセンブリと相互作用する、請求項９に記載の装置。
11. 前記ボンネットが、前記リテーナを受け取るために溝を画定する細長い部分を備える、請求項８に記載の装置。
12. 前記第１のプレートが前記細長い部分を取り囲むために開口部を備える、請求項１１に記載の装置。
13. 前記第２のプレートが、前記アクチュエータのステムがそこを通って伸長する開口部を備える、請求項８に記載の装置。
14. 前記第２のプレートの前記開口部が前記ステムの断面形状に一致する非円形形状を備え、前記非円形形状が垂直ではない力が前記第２のプレートに与えられるのを実質的に防ぐ、請求項１３に記載の装置。
15. 入口および出口を備えるバルブ本体と、
    前記バルブ本体に結合されるボンネットと、
    前記バルブ本体を基準にして異なる回転位置にアクチュエータを取り付けるための手段とを備え、
    前記バルブ本体を基準にして異なる回転位置に前記アクチュエータを取り付けるための前記手段が、リテーナと、第１のプレートと、第２のプレートとを備え、前記第１のプレートが前記第２のプレートに結合され、前記リテーナが前記第１のプレートを前記ボンネットに回転自在に結合し、
    前記第２のプレートがファスナによって前記第１のプレートに結合され、
    前記ファスナの内の少なくとも１つが、前記ボンネットの面に当たって、前記ボンネットを基準にして前記第１のプレートおよび前記第２のプレートの前記位置を固定するための端部を備える、装置。
16. 前記ボンネットが、前記リテーナを受け取るために溝を画定する細長い部分を備え、前記第１のプレートが前記細長い部分を取り囲むために開口部を備える、請求項１５に記載の装置。

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