JP6670835B2 - 弁のオペレータフィードバック - Google Patents

Description

本発明は、オペレータフィードバックを提供するためのシステム及び方法に関する。特に、本発明は、弁の手動操作用のオペレータフィードバックを提供するためのシステム及び方法に関し、具体的には、排他的ではないが、粉体、液体、スラリー、タブレット、及び／又は流体の流れを制御、充填、排出、及び／又は規制するための弁に関する。

スプリットバタフライ弁のような弁は、多くの様式で入手可能であり、製品を周囲環境、及び製品の近くで働く人員に対して暴露するのを防ぐために、製品の封じ込めが必要とされるプロセスに広く用いられている。スプリットバタフライ弁様式は、弁を、能動ユニット及び受動ユニットとして一般に知られている２つのユニットに分けて開けることができる。この弁様式は、２つに分けたときに、２つのユニットが、内容物をいずれかの側で封止して、封じ込めるようになっている。

医薬品、化学薬品、バイオ物質、及び食品の製造においては、有効な封じ込めは、このような化合物及び物質を安全かつ衛生的に取り扱うために不可欠である。製造プロセスの各段階では、オペレータを最適に保護し、製品の品位を維持するために、製品の取り扱いを制御し、管理しなければならない。

多くの新規薬剤成分の効能を向上させることにより、取り扱われる物質が健康に有害であることがある。医薬品及びバイオ製造品は、製品が汚染しないよう厳格な管理下で製造されることがよくある。これは、そのような製品を人間が摂取することがよくあるからであり、業界はアメリカにおけるＦＤＡ（食品医薬品局）、及びイギリスにおけるＭＨＲＡ（薬品及び健康管理品規制庁）のような機関によって厳しく規制されている。さらに、活性薬剤成分及び／又はその後に希釈される粉体のような医薬品の量がオペレータの健康を損ねるのに十分な量であり得る。そのため、オペレータと潜在的に有害な物質との直接的な接触を避ける必要がある。環境への製品の暴露、及び製品の近くで働く人員への製品の暴露を防ぐために、スプリット弁の能動ユニットと受動ユニットとの間に良好なシールを存在させる斯様な厳しい要件があることにより、弁の構成要素を厳格な状態下で製造し、構成要素の寸法を正確に製造して、厳格な公差が確実に達せされるようにする。

弁を操作する際には、該弁に付随するオペレータマニュアルに基づいて、弁を推奨又は所定の方法で確実に開閉させることが重要である。しかし、コミュニケーションや訓練がうまくいかず、オペレータの注意不足もあって、弁が誤った方法で操作されることがよくあり、これにより、致命的な故障、誤使用、又は計画外のメンテナンスのリスクが大幅に増えることがある。

本発明の目的は従来技術における弁の動作に関連する諸問題の１つ以上を克服又は緩和することである。

本発明によれば、弁又はカップリングの開閉に応答してオペレータフィードバックを提供する装置が提供される。

好ましくは、本装置は、前記弁の少なくとも１つの推奨される開閉事象を記憶するデータ記憶手段と、前記弁又はカップリングのオペレータ作動を検知する検知手段と、前記弁又はカップリングの前記検知された作動を、前記弁又はカップリングの前記推奨される開閉事象とリアルタイム又はほぼリアルタイムで比較し、前記比較に基づいて少なくとも１つのオペレータフィードバック信号を出力する処理手段と、をさらに備える。

さらに好ましくは、前記弁又はカップリングは、粉体移送用の弁である。

使用に当り、前記弁又はカップリングは、スプリットバタフライ弁、スプリットスライディングゲート弁、スプリットボール弁、ツイン弁、高速移送用ポート、アルファベータポートからなるグループから選択される。

好ましくは、前記弁又はカップリングのオペレータ作動は、手動操作可能な作動、空気圧作動、及び電気的作動からなるグループから選択される。

さらに好ましくは、前記弁又はカップリングのオペレータ作動を検知する前記検知手段は、多軸加速度計、回転エンコーダ、及びオン／オフセンサからなるグループから選択される。

使用に当り、前記弁又はカップリングのオペレータ作動を検知する前記検知手段は、弁閉鎖部材の弁ハウジングに対する回転位置を検知する。

好ましくは、前記弁又はカップリングのオペレータ作動を検知する前記検知手段は、アクチュエータ上に配置される。

好ましくは、前記アクチュエータは、細長いシャフトを有する細長いハンドルを備え、前記シャフトの一端はノブを形成するよう寸法決めされ、前記シャフトの他端は中央ハブを形成するよう寸法決めされる。

さらに好ましくは、前記中央ハブは、前記弁又はカップリングに結合する第１の面と、反対側の、オペレータに見える第２の面とを備える。

使用に当り、前記中央ハブの前記第１の面は、前記弁又はカップリングの四角形のスピゴットに結合するよう寸法決めされたソケットを備える。

好ましくは、前記中央ハブは、概して円形の本体を画定し、前記本体内に、プリント回路基板、バッテリ、及び第２の面を通して視認可能な液晶ディスプレイが収容される。

さらに好ましくは、前記中央ハブは、密封型の進入防護エンクロージャを画定する。

使用に当り、前記データ記憶手段、前記検知手段、及び前記処理手段は、プリント回路基板上に位置する。

好ましくは、前記データ記憶手段及び前記処理手段は、低電力マイクロコントローラ内に実装される。

さらに好ましくは、前記処理手段は、ユーザ入力ボタンから、及び／又は前記弁又はカップリングのオペレータ作動を検知する前記検知手段から、並びに／又は前記プリント回路基板に埋め込まれた、あるいは前記プリント回路基板に対して遠隔の１つ以上のセンサからウェイクアップ信号を受信する。

使用に当り、前記処理手段は、前記弁又はカップリングのオペレータ作動を検知する前記検知手段によって検知される回転、脈動、衝撃、衝突、及び／又は振動を含む小さい入力刺激からウェイクアップ信号を受信する。

好ましくは、前記少なくとも１つのオペレータフィードバック信号は、オーディオビジュアル、英数字、及び／又は触覚フィードバックの信号からなるグループから選択される。

さらに好ましくは、前記少なくとも１つのオペレータフィードバック信号は、アラーム信号である。

使用に当り、前記少なくとも１つのオペレータフィードバック信号は、カラーディスプレイ手段に表示される。

好ましくは、前記少なくとも１つのオペレータフィードバック信号は、弁閉鎖部材が弁ハウジングに対してなす角度、又は前記弁閉鎖部材の、全開と全閉との間の位置のパーセント表示を表示する。

さらに好ましくは、前記弁の少なくとも１つの推奨される開閉事象は、所定の時間スケールにわたって弁閉鎖部材を開けるか閉じるかすること、及び／又は前記弁閉鎖部材を所定の第１の位置まで閉じ、その後、前記弁閉鎖部材を全閉する前に、前記弁閉鎖部材を少なくとも第２の位置まで開けること、そして／又は前記弁閉鎖部材を所定の第１の位置まで開き、その後、前記弁閉鎖部材を全開する前に、少なくとも第２の位置まで前記弁閉鎖部材を閉じることを規定する。

使用に当り、前記弁の少なくとも１つの推奨される開閉事象は、弁閉鎖部材を所定の整備、清掃、又は滅菌の位置又はシーケンスに動かすことを規定する。

好ましくは、前記弁の少なくとも１つの推奨される閉鎖事象は、弁閉鎖部材の、前記弁ハウジングの平面に対する９０°を超える過回転を規定する。

さらに好ましくは、前記弁の少なくとも１つの推奨される開閉事象、前記弁又はカップリングの前記検知されたオペレータ作動、及び／又は前記少なくとも１つのオペレータフィードバック信号は、ローカル又はリモートアクセスのために記録され、表示される。

使用に当り、前記弁の前記少なくとも１つの推奨される開閉事象、前記弁又はカップリングの前記検知されたオペレータ作動、及び／又は前記少なくとも１つのオペレータフィードバックは、有線又は無線の通信ユニットを用いて遠隔サーバに返送される。

好ましくは、前記処理手段は、前記弁又はカップリングの位置を記録するＧＰＳ位置モジュールを含む。

さらに好ましくは、前記処理手段は、一意の製品識別子を含む。

また、本発明によれば、弁又はカップリング内の開閉フィードバックを提供する方法であって、前記弁の少なくとも１つの推奨される開閉事象を記憶するステップと、前記弁又はカップリングのオペレータ作動を検知するステップと、前記弁又はカップリングの前記検知された作動を前記弁又はカップリングの前記推奨の開閉事象とリアルタイム又はほぼリアルタイムで比較するステップと、前記比較に基づいて少なくとも１つのオペレータフィードバック信号を出力するステップと、を含む方法が提供される。

また、本発明によれば、弁又はカップリングの開閉フィードバックを提供するコンピュータプログラム製品であって、前記弁の少なくとも１つの推奨される開閉事象を記憶するコンピュータプログラム製品手段と、前記弁又はカップリングのオペレータ作動を検知するコンピュータプログラム製品手段と、前記弁又はカップリングの前記検知された作動を前記弁又はカップリングの前記推奨される開閉事象とリアルタイム又はほぼリアルタイムで、比較するコンピュータプログラム製品手段と、前記比較に基づいて少なくとも１つのオペレータフィードバック信号を出力するコンピュータプログラム製品手段と、を含むコンピュータプログラム製品が提供される。

本発明による、弁又はカップリングのオペレータに開閉フィードバックを提供するシステム及び方法は、少なくとも上記で概説した課題に対処すると思われる。本発明の利点は、手動の弁又はカップリングを安全で効率的な方法で作動させ、作動環境への粉塵放出レベルを最小にしながら、一方の容器又はプロセス容器から他方の容器又はプロセス容器への製品の移送を可能にするシステム及び方法が提供されることである。オペレータにフィードバックを提供することによって、有利には、弁の致命的故障の発生を低減させ、且つ粘弾性の弁構成要素及び弁座の過度の摩耗を低減させ、従って、弁構成要素の計画されたダウンタイムと、不測の故障とのいずれも減少させることができる。

当業者には本発明の変形が可能であることは明らかであり、また、本発明は、本明細書で具体的に述べたようなもの以外にも用いることができることを意図している。

本発明の特定の非限定的な実施形態を、単なる例示として、添付の図面を参照して説明する。

本発明による弁の手動操作のための弁作動ハンドル内に具現化された本発明の一部切欠いた斜視図である。 図１に示す弁作動ハンドルの分解図である。 図１及び図２の弁作動ハンドルが、手動操作のための弁又はカップリングにどのように結合され得るかを示す図である。 図１及び図２の弁作動ハンドルが、手動操作のための弁又はカップリングにどのように結合され得るかを示す図である。 本発明がマイクロコントローラ内にどのように実装されるかを示すハイレベルの概略図である。

ここで図面を参照すると、弁又はカップリングのオペレータに開及び／又は閉フィードバックを提供するためのシステムが図１及び図２に示されている。図１及び図２は、本発明が、スプリット弁アセンブリの手動操作用の弁作動ハンドル１０内にどのように具現化され得るかを示している。

図１に示すように、弁作動ハンドル１０は、中実のハンドルシャフト又はアーム２２を有して形成され、その一端はノブ２４を形成する。ハンドルシャフト又はアーム２２の他端は、単一の機械加工部品として形成されるハブ２０に固定される。図１に最も良く示されているように、ハブ２０の裏面、すなわちスプリット弁アセンブリ５０に接して位置する面は、図３に最も良く示されているように、スプリット弁アセンブリ５０上の四角形のスピゴット５２に連結するよう寸法決めされたソケット４８を画定する。

ハブ２０の正面、すなわちオペレータに見える面は、概ね円形状である。

図２に最も良く示されているように、ハブ２０は、内部にプリント回路基板（ＰＣＢ）３０と、電源又はバッテリ３２とが、固定ネジ３４により内部に取り付けられる、概ね環状のハウジング３６を含む。カラー液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）３８が、ハウジング３６におけるＰＣＢ３０の反対側の開口部内に配置される。そして、カラーＬＣＤディスプレイ３８は、スクリーンサブアセンブリ４０内に固定され、スクリーンサブアセンブリ４０はその中央に、保護用の透明なスクリーン又は窓４２を有し、アクセスし易いようにスクリーンサブアセンブリ４０の径の周りに配置される操作又は機能ボタン４４も有している。ボタン４４は、電源オン／オフボタン、スタンバイボタン、及び／又は１つ以上の機能ボタンを含む。

弁作動ハンドル１０は、有害な粉体、粉塵、粒状で半固体の配合剤を収容し、規制し、制御することを含む環境的に厳しい状態での使用を意図しているので、ハウジング３６及びスクリーンサブアセンブリ４０は、これらをハブ２０に取り付ける組み立てネジ４６及び内部Ｏリングシール２８を用いて、円周シール２６に対して一緒に固定される。

スプリット弁アセンブリ５０のオペレータに、開及び／又は閉フィードバックを提供するために、ＰＣＢ３０は、図５に概略的に最も良く示され、かつ図５につき説明されるように、様々なハードウェア、ソフトウェア、センサ、及び構成要素を含む。

図１及び図２は、本発明が、弁又はカップリング、特に、有害な粉体、粉塵、粒状で半固体の配合剤などを収容し、規制し、制御するためのスプリット弁アセンブリ５０の手動操作用の弁作動ハンドル１０内に、どのように具現化され得るかを示している。使用中に、ハブ２０の裏面、すなわちスプリット弁アセンブリ５０に接して位置する面は、図３及び図４に示すように、スプリット弁アセンブリ５０上の四角形のスピゴット５０に結合するよう寸法決めされたソケット４８を含む。オペレータによる弁作動ハンドル１０の回転によって、スプリット弁アセンブリ５０内の、それぞれ枢動可能に装着された各弁閉鎖部材（図示せず）が制御される。

代替実施形態では、ハブ２０は、スプリット弁アセンブリ５０に固定され、弁作動ハンドル１０は、ソケット４８を回転させるためにハブ２０の本体内で回転可能とする。このように、ＬＣＤディスプレイ３８及びスクリーンサブアセンブリ４０の周縁に位置する、操作及び／又は機能ボタン４４はユーザにとって固定された向きに配置される。

図３及び４に示すように、スプリット弁アセンブリ５０は、上側の受動弁部分５６と下側の能動弁部分５４との２つの弁部分を備える。受動弁部分５６は、概ね環状の形状である弁ハウジング５７を画定する。能動弁部分５４も、概ね環状の形状である弁ハウジング５５を画定する。２つの弁部分５４，５６は、相補形状をしており、その一方が他方と封止的に係合し、相互に作用することで、そこを経て、物質を通過させることができる。図３及び図４には示されていないが、各弁部分は、ハウジング５５，５７内に枢動可能に装着された弁閉鎖部材を含む。各弁閉鎖部材は、環状ディスクの形態をしており、その各々にはスピンドルが設けられ、これによって各弁閉鎖部材は枢動可能に回転することができる。

図３及び図４には示されていないが、下側の能動弁部分５４のスピンドルは、スピゴット５２に結合されるか、又はスピゴット５２と一体に形成される。そのため、スピンドルの回転は、スピゴット５２の回転によってなされる。上側の受動弁部分５６のスピンドルは、スピゴット５２に結合される。機械的に安全なインターロックが、スプリット弁アセンブリ５０の安全な動作を保証する。２つの弁部分が正しくドッキングされると、能動弁部分５４における機械的なインターロックピン６０が、能動弁部分５４の輪郭形成されたリリースピン６２を解除し、スピゴット５２の回転によって弁ディスクが開かれる。

弁閉鎖部材は、弁ハウジング５５，５７内に形成された環状の弁座（図示せず）上に着座される。弁座は、弾性変形可能であり、一般的には、使用時に、弁ハウジング５５，５７の中実部分に係合するよう構成された弁座を受容するそれぞれの凹所内に配置される。

弁閉鎖部材は、９０°以上、枢動可能に構成されるため、弁閉鎖部材が全開位置にあるとき、弁閉鎖部材の面の輪郭は、弁ハウジング５５，５７の貫通孔の輪郭と一致し、これにより流体又は他の物質の流れに対して最小限の制限を提供する。

図３及び図４は、スプリット弁アセンブリ５０の２つの弁部分５４，５６を、ハンドル５８の回転によりロック及びアンロックすることができることも示している。これは、スプリット弁アセンブリ５０が閉鎖設定ある場合においてのみ起こり得る。

スプリット弁アセンブリ５０の２つの弁部分５４，５６は、物質を収容するための（不図示の）容器、物質を搬送するためのホースのような搬送手段、及び／又は当技術分野で既知の他のプロセス機器に装着することができる。弁部分を装着する手段は、例えば、ネジ山、締りばめ、差し込みアタッチメント等のような、当技術分野で既知の任意の手段を含むことができる。代わりに、弁部分５４，５６は、容器又は搬送手段と一体に形成してもよい。

上記では、本発明を、弁又はカップリング、特に、スプリットバタフライ弁アセンブリ５０の手動操作用の弁作動ハンドル１０内に、どのようにして具現化できるかを説明したが、当業者には、本発明は、例えば、スプリットスライディングゲート弁、スプリットボール弁、ツイン弁、高速移送ポート、アルファベータポートのような、任意の態様の移送用の弁又はカップリング内に実装され得ることが理解されるであろう。

図５は、弁及びカップリングのオペレータに、開及び／又は閉フィードバックを提供するシステム及び方法が、どのように、低電力マイクロコントローラ１００を含む小型の電源内蔵式ユニット内に実装されるかを示している概略図である。図５に示すように、マイクロコントローラ１００は、この図の右側に概ね示した多数の入力を受信する。

マイクロコントローラ１００は、プロセッサ、メモリ、及び周辺機器を有する内蔵型のシステムと見なすことができ、この図の左側に概ね示した多数の出力を介して、オペレータに開及び／又は閉フィードバックを提供するために用いることができる。

図５は、概略図であって、図面の明瞭化のために、多くの他の回路素子は示されていない。例えば、図５には示されていないが、プリント回路基板３０に埋め込まれた１つ以上の環境センサ１０４から受信されるアナログ信号は、まず、当技術分野で利用可能な任意の適切なタイプのアナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）によりデジタル形式に変換される。同様に、マイクロプロセッサ１００の１つ以上のデジタル出力は、当技術分野で利用可能な任意のタイプのデジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）を用いてアナログ形式に変換することができる。例えば、このようなアナログ出力信号は、可聴出力１１６を付勢するのに用いることができる。

作動時に、マイクロコントローラ１００のソフトウェアに書かれた一連の命令又はアルゴリズムが、マイクロコントローラ１００をプログラするよう設定されている。マイクロコントローラ１００は、プロセッサ、メモリ、及び周辺機器を含み、まず、ウェイクアップ信号を待機する低電力のスタンバイモードにある。ウェイクアップ信号は、ユーザ入力ボタン１０２から、及び／又はプリント回路基板３０に埋め込まれた１つ以上の環境センサ１０４から、並びに／又は１つ以上の機器センサ１０６から受信することができる。その最も基本的な動作モードにおいて、マイクロコントローラ１００は、オペレータが、スクリーンサブアセンブリ４０上にあるオン／オフ又はスタンバイボタン１０２を押下することによって、スタンバイモードから有効にウェイクアップさせることができる。

さらに、又は代わりに、マイクロコントローラ１００は、オペレータが単にハンドルシャフト２２又はノブ２４をつかむことによって、又はスプリット弁アセンブリ５０へのオペレータの接近を検知することによって低電力スタンバイモードから有効にウェイクアップさせることができる。好適な実施形態において、プリント回路基板３０に配置する機器センサ１０６の１つは、スプリット弁アセンブリ５０に対する、ハンドル２２の回転位置を検知する位置センサである。使用にあたって、位置センサは、３軸加速度計であり、該３軸加速度計は、回転、脈動、衝撃、衝突、及び／又は振動を含む小さい入力刺激を受容して、まず、マイクロコントローラ１００をウェイクアップさせる。

マイクロコントローラ１００がウェイクアップすると、それは、次に、弁作動ハンドル１０の回転の向き及び位置を決定するために３軸加速度計の出力を検知する。弁作動ハンドル１０の位置は、スプリット弁アセンブリ５０内に枢動可能に装着された弁閉鎖部材の位置を制御するから、マイクロコントローラ１００は、スプリット弁アセンブリ５０内に枢動可能に装着された弁閉鎖部材の位置をリアルタイム又はほぼリアルタイムに決定することができる。

基本的な動作モードにおいて、ＬＣＤディスプレイ３８は、例えば、「ＯＰＥＮ」又は「ＣＬＯＳＥ」といった単語を表示することによって、ユーザに作用、動作、又はコマンドを表示するために用いることができる。加えて、又は代わりに、ユーザに作用、動作、又はコマンドを表示することとは対照的に、弁の状態を表示することができる。例えば、ディスプレイ３８は、弁閉鎖部材が全開していることを、「ＯＰＥＮＥＤ」又は「０°」という単語を表示するか、あるいは単に緑色の画面を表示することによって示すことができる。同様に、マイクロコントローラ１００が枢動可能に装着された弁閉鎖部材は、それらの各弁座に対して完全に閉じていると判断した場合に、ディスプレイは、「ＣＬＯＳＥＤ」又は「９０°」という単語を示すか、あるいは単に赤色の画面を表示して、弁閉鎖部材が完全に閉じていることを示すことができる。

弁閉鎖部材の、全開と全閉との間の位置を検出するために、弁閉鎖部材が、弁閉鎖部材及び／又は弁座を洗浄する「過回転（over-rotation）」法（国際公開公報WO2012/007732A1号に記載されている）を用いて作動する場合には、０°〜９０°又はそれ以上の角度が表示される。同様に、弁閉鎖部材の、全開と全閉との間での位置のパーセント表示を表示することができる。例えば、弁閉鎖部材が全開である場合には、ディスプレイは「１００％」を示し、弁閉鎖部材が全閉である場合には、ディスプレイは「０％」を示し、全開と全閉との間の検知角度に対する他のパーセンテージを表示することもできる。

本発明の好適な実施形態では、弁アセンブリの所定の又は推奨の開閉プロファイルに対する弁閉鎖部材の位置が検知され、そして、少なくとも１つのオペレータフィードバック信号が推奨位置との比較に基づいて出力される。

当業者であれば、液体、スラリー、タブレット、及び／又は有害な流体、及び潜在的に生命を脅かす薬剤の粉塵及び粉体の流れを制御、充填、排出、及び／又は規制するために弁アセンブリ５０を操作するときに、各弁部分５４，５６の弁閉鎖部材と弁座との間を良好にシールすることが不可欠であることを理解するであろう。このことは、実際には、マイクロコントローラ１００内のソフトウェアに書かれている、所定の又は推奨される開及び／又は閉プロファイルに従って弁アセンブリを操作することによって達成される。

所定の又は推奨される開及び／又は閉の状態又は事象は、例えば、弁閉鎖部材を所定のタイムスケール、例えば１０秒にわたって全閉又は全開すること、あるいは弁閉鎖部材を所定の第１の角度に閉じ、その後、全閉となる前に弁閉鎖部材を第２の角度に開くことを含むことができる。この操作は、弁閉鎖部材からの過剰な粉体を取り除く効果がある。同様に、弁閉鎖部材を弁座の平面に対して９０°を超えて過回転させることによって、良好なシールが確実に行われるようにすることができる。９０°を超える過回転によって、弁閉鎖部材は、弁座のシール面に付着する、粉体のようなあらゆる残留物質をこすり落とし、弁閉鎖部材がその後に、弁座に対して垂直な閉鎖設定状態になる際に、弁座と弁閉鎖部材との間に確実に良好なシールが存在する。弁閉鎖部材が９０°を超える過回転をすることのさらなる詳細は、出願人の先願である国際公開第2012/007732号に見ることができる。

スプリット弁アセンブリ５０は、任意の医薬品がアセンブリの内部表面又は製品接触部分と接触することになる前に、オートクレーブ処理をしたり、開いた弁に蒸気を通したり、あるいは気化した過酸化水素などの他のガスをそれらに通したりすることを含む、多くの既知の方法によって滅菌又は汚染除去することができる。このような定置蒸気滅菌（ＳＩＰ）は、弁についての、所定の又は推奨される開閉の状態又は事象を必要とすることがよくある。

当業者であれば、オペレータは、最初に適切なユーザ入力ボタン４４を選択することによって、例えば、単純な開、閉、又はＳＩＰボタンを選択することによって、最適化された、又は推奨される開閉プロファイルを開始することができることを理解するであろう。その後、マイクロコントローラ１００は、弁の推奨される開閉の状態又は事象に対して、弁閉鎖部材の、検知された回転位置をリアルタイム又はほぼリアルタイムで比較する。そして、マイクロコントローラ１００は、この比較に基づいて少なくとも１つのオペレータフィードバック信号を出力する。オペレータフィードバック信号は、ビジュアルディスプレイユニット１１８か、可聴出力又はアラーム１１６か、又は何らかの形式の触覚フィードバックへの出力信号の１つ又は任意の組合せを含むことができる。

一実施形態では、ユーザが弁を閉じるか開ける際に、簡単な信号機モードが用いられ、弁作動ハンドル１０が、弁の推奨される開閉の状態又は事象で、またはその近くで回転する場合に、少なくとも１つのオペレータフィードバック信号はディスプレイを緑色に照らすことができる。オペレータが弁を閉じるのが速すぎたり、遅すぎたりすると、ディスプレイ３８は、弁が不正確又は不注意に開かれていることをオペレータに示すオレンジ色又は赤色に変わる。

これらの視覚的色信号を組み合わせて、「ＳＬＯＷ ＤＯＷＮ」、「ＳＰＥＥＤ ＵＰ」、「ＣＯＲＲＥＣＴ」等の様々な用語をオペレータに表示することができる。弁の推奨される開閉の状態又は事象に対する弁閉鎖部材の検知された回転位置との比較を示すのに、弁のピッチ又は容積が変化する場合、可聴出力１１６又はアラーム信号可聴出力１１６又はアラーム信号を用いることができる。触覚フィードバック１１４、例えば、ハンドル２２を介して伝達される振動を用いて、弁作動ハンドル１０が弁の推奨される開閉の状態又は事象に、またはその近傍に回転していることをオペレータに示すことができる。

マイクロコントローラ１００は、弁の推奨される開閉の状態又は事象に対する、弁閉鎖部材の検知された回転位置との比較に基づいて、少なくとも１つのオペレータフィードバック信号を出力することに加えて、この情報を、分析のためにローカルメモリに記憶することができることが想定される。このフィードバック情報は、例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）を含む、適切な有線又は無線の通信プロトコルであってもよいし、又はセルラーネットネットワークを通してもよい通信ユニット１１２を用いて、局所的にアクセス、及び／又は（不図示の）中央サーバに返送することができる。

マイクロコントローラ１００は、外部／内部温度、光強度、湿度、大気圧、力測定、及び動作時間１１０などの状態を記録する他の環境センサと一緒に、弁アセンブリ５０の実際の位置を記録するＧＰＳ位置モジュール５６を含むこともできるし、マイクロコントローラ５２内に埋め込むことも想定される。これらのパラ−メータは、ローカルメモリに記憶し、かつ通信ユニット１１２を用いて（不図示の）中央サーバに返送することもできる。

無線ネットワークは、低電力消費であり、バッテリ交換の間に数年間、動作可能であることが望ましい。

これまでに述べた無線ネットワークの代わりとして、データの送信は、ＷｉＦｉ（登録商標）ネットワークを介して行ってもよい。

弁アセンブリ５０の環境状態を測定することによっても、例えば、その弁アセンブリが、過度な振動や衝撃、プロセスからの圧力、溶剤、周囲の機器からの過度の力を受けた場合に、このような情報をオペレータフィードバックとともに用いて、致命的な故障や計画外のメンテナンスを予測して回避することができる。

本装置は、バッテリ駆動であり、環境に対して密閉され（すなわち進入防護され）、有害、かつ／あるいは潜在的に爆発性の環境（例えば、ＡＴＥＸ定格）で使用するのに安全である。マイクロコントローラ１００は、低電力の構成要素を使用するため、本システムは長いバッテリ寿命を提供するよう設計される。

本発明の範囲を逸脱せずに、本発明に様々な変更及び修正をすることができる。例えば、特定の実施形態は、本発明をスプリット弁アセンブリに実装することを言及しているが、これに全く限定されず、使用にあたって、本発明は、使用状況情報が所望される任意の機械又は機器に実装することができる。本発明は、前述の実施形態の詳細に限定されない。例えば、手動操作可能なハンドルは、空気圧式、電気式、又はその他の異なるアクチュエータと置き換えることができ、それらの状態を、整備又はサービスの指針を提供するために検知することもできる。

Claims (27)

1. 弁又はカップリングの開閉に応答してオペレータフィードバックを提供する装置であって、
   前記弁の少なくとも１つの推奨される開閉事象を記憶するデータ記憶手段と、
   前記弁又はカップリングのオペレータ作動を検知する検知手段と、
   前記弁又はカップリングの前記検知された作動を、前記弁又はカップリングの前記推奨される開閉事象とリアルタイム又はほぼリアルタイムで比較し、前記比較に基づいて少なくとも１つのオペレータフィードバック信号を出力する処理手段と、
   を備え、
   前記弁又はカップリングのオペレータ作動を検知する前記検知手段は、アクチュエータ上に配置され、
   前記アクチュエータは、細長いシャフトを有する細長いハンドルを備え、前記シャフトの一端はノブを形成するよう寸法決めされ、前記シャフトの他端は中央ハブを形成するよう寸法決めされる装置。
2. 前記弁又はカップリングは、粉体移送用の弁である、請求項１に記載の装置。
3. 前記弁又はカップリングは、スプリットバタフライ弁、スプリットスライディングゲート弁、スプリットボール弁からなるグループから選択される、請求項１又は２に記載の装置。
4. 前記弁又はカップリングのオペレータ作動は、手動操作可能な作動、空気圧作動、及び電気的作動からなるグループから選択される、請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。
5. 前記弁又はカップリングのオペレータ作動を検知する前記検知手段は、多軸加速度計、回転エンコーダ、及びオン／オフセンサからなるグループから選択される、請求項１から４のいずれか一項に記載の装置。
6. 前記弁又はカップリングのオペレータ作動を検知する前記検知手段は、弁閉鎖部材の弁ハウジングに対する回転位置を検知する、請求項１から５のいずれか一項に記載の装置。
7. 前記中央ハブは、前記弁又はカップリングに結合する第１の面と、反対側の、オペレータに見える第２の面とを備える、請求項１から６のいずれか一項に記載の装置。
8. 前記中央ハブの前記第１の面は、前記弁又はカップリング上の四角形のスピゴットに結合するよう寸法決めされたソケットを備える、請求項７に記載の装置。
9. 前記中央ハブは、概して円形の本体を画定し、前記本体内に、プリント回路基板、バッテリ、及び第２の面を通して視認可能な液晶ディスプレイが収容される、請求項１から８のいずれか一項に記載の装置。
10. 前記中央ハブは、密封型の進入防護エンクロージャを画定する、請求項１から９のいずれか一項に記載の装置。
11. 前記データ記憶手段、前記検知手段、及び前記処理手段は、プリント回路基板上に位置する、請求項１に記載の装置。
12. 前記データ記憶手段及び前記処理手段は、低電力マイクロコントローラ内に実装される、請求項１１に記載の装置。
13. 前記処理手段は、ユーザ入力ボタンから、及び／又は前記弁又はカップリングのオペレータ作動を検知する前記検知手段から、並びに／又は前記プリント回路基板に埋め込まれた、あるいは前記プリント回路基板に対して遠隔の１つ以上のセンサからウェイクアップ信号を受信する、請求項１２に記載の装置。
14. 前記処理手段は、前記弁又はカップリングのオペレータ作動を検知する前記検知手段によって検知される回転、脈動、衝撃、衝突、及び／又は振動を含む小さい入力刺激からウェイクアップ信号を受信する、請求項１１又は１２に記載の装置。
15. 前記少なくとも１つのオペレータフィードバック信号は、オーディオビジュアル、英数字、及び／又は触覚フィードバックの信号からなるグループから選択される、請求項１に記載の装置。
16. 前記少なくとも１つのオペレータフィードバック信号は、アラーム信号である、請求項１に記載の装置。
17. 前記少なくとも１つのオペレータフィードバック信号は、カラーディスプレイ手段に表示される、請求項１５又は１６に記載の装置。
18. 前記少なくとも１つのオペレータフィードバック信号は、弁閉鎖部材が弁ハウジングに対してなす角度、又は前記弁閉鎖部材の、全開と全閉との間の位置のパーセント表示を表示する、請求項１５から１７のいずれか一項に記載の装置。
19. 前記弁の少なくとも１つの推奨される開閉事象は、所定の時間スケールにわたって弁閉鎖部材を開けるか閉じるかすること、及び／又は前記弁閉鎖部材を所定の第１の位置まで閉じ、その後、前記弁閉鎖部材を全閉する前に、前記弁閉鎖部材を少なくとも第２の位置まで開けること、そして／又は前記弁閉鎖部材を所定の第１の位置まで開き、その後、前記弁閉鎖部材を全開する前に、少なくとも第２の位置まで前記弁閉鎖部材を閉じることを規定する、請求項１に記載の装置。
20. 前記弁の少なくとも１つの推奨される開閉事象は、弁閉鎖部材を所定の整備、清掃、又は滅菌の位置又はシーケンスに動かすことを規定する、請求項１に記載の装置。
21. 前記弁の少なくとも１つの推奨される閉鎖事象は、弁閉鎖部材の、弁ハウジングの平面に対する９０°を超える過回転を規定する、請求項１に記載の装置。
22. 前記弁の少なくとも１つの推奨される開閉事象、前記弁又はカップリングの前記検知されたオペレータ作動、及び／又は前記少なくとも１つのオペレータフィードバック信号は、ローカル又はリモートアクセスのために記録され、表示される、請求項１に記載の装置。
23. 前記弁の少なくとも１つの推奨される開閉事象、前記弁又はカップリングの前記検知されたオペレータ作動、及び／又は前記少なくとも１つのオペレータフィードバック信号は、有線又は無線の通信ユニットを用いて遠隔サーバに返送される、請求項１５から２１のいずれか一項に記載の装置。
24. 前記処理手段は、前記弁又はカップリングの位置を記録するＧＰＳ位置モジュールを含む、請求項１に記載の装置。
25. 前記処理手段は、一意の製品識別子を含む、請求項１から２４のいずれか一項に記載の装置。
26. 弁又はカップリング内の開閉フィードバックを提供する方法であって、
    前記弁の少なくとも１つの推奨される開閉事象を記憶するステップと、
    検知手段により前記弁又はカップリングのオペレータ作動を検知するステップと、
    前記弁又はカップリングの前記検知された作動を前記弁又はカップリングの前記推奨される開閉事象とリアルタイム又はほぼリアルタイムで比較するステップと、
    前記比較に基づいて少なくとも１つのオペレータフィードバック信号を出力するステップと、
    を含み、
    前記検知手段は、アクチュエータ上に配置され、
    前記アクチュエータは、細長いシャフトを有する細長いハンドルを備え、前記シャフトの一端はノブを形成するよう寸法決めされ、前記シャフトの他端は中央ハブを形成するよう寸法決めされる方法。
27. 弁又はカップリングの開閉フィードバックを提供するコンピュータプログラム製品であって、
    前記弁の少なくとも１つの推奨される開閉事象を記憶するコンピュータプログラム製品手段と、
    検知手段による前記弁又はカップリングのオペレータ作動の検知を取得するコンピュータプログラム製品手段と、
    前記弁又はカップリングの前記検知された作動を前記弁又はカップリングの前記推奨される開閉事象とリアルタイム又はほぼリアルタイムで、比較するコンピュータプログラム製品手段と、
    前記比較に基づいて少なくとも１つのオペレータフィードバック信号を出力するコンピュータプログラム製品手段と、
    を含み、
    前記検知手段は、アクチュエータ上に配置され、
    前記アクチュエータは、細長いシャフトを有する細長いハンドルを備え、前記シャフトの一端はノブを形成するよう寸法決めされ、前記シャフトの他端は中央ハブを形成するよう寸法決めされるコンピュータプログラム製品。
    

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