JP6937837B2 - 内部バルブマニホールド - Google Patents

Description

一般的に、産業プロセス送信機は、測定変数に反応するトランスデューサまたはセンサーを包含し、検出要素がその変数を例えばその測定値の関数である電気または光信号といった標準伝送信号に変換する。産業プロセス圧力送信機は、例えば、化学、パルプ、石油、ガス、医薬、食品および他の流体の処理工場における懸濁液、液体、蒸気および気体といった産業プロセス内の圧力を測定するのに使用される。多くの場合、産業プロセス送信機は、プロセス流体の近くまたは現場に設置される。多くの場合、これらの現場は、過酷で変化する環境条件にさらされており、そのような送信機の設計者にとっての課題をもたらしている。

通常、産業プロセス圧力送信機は、監視対象のプロセスに遮断マニホールドで接続される。通常、遮断マニホールドは、プロセス流体圧力送信機の点検（例えば、キャリブレーション）または取り外しのためにプロセス流体圧力送信機をプロセスから遮断するために閉じることができる一つまたは複数のバルブを包含する。遮断マニホールドは、点検または取り外しの前にマニホールド内の圧力を軽減するのに使用することができるブリードポートも包含することがある。一部の例では、ブリードポートは、ブリードポートを開くまたはシールするために操作可能なブリードスクリューまたはバルブを包含する。ブリードポートだけでなく遮断バルブも包含する遮断マニホールドは、ブロック・アンド・ブリード・マニホールドとも呼ばれている。

バルブマニホールドは、マニホールドおよびバルブを包含する。マニホールドは、凹部、第一流体ポートおよび第二流体ポートを有する。バルブは、完全に凹部の中に配置されており、第一流体ポートと第二流体ポートとの間に流体的に挿入される。バルブは、回転すると弁座に対して変位するように構成された端部を有する回転可能なニードルを有する。

図１は、先行技術に係るマニホールドの斜視図である。 図２Ａは、公知の不正使用防止マニホールドバルブの斜視図である。 図２Ｂは、公知の不正使用防止マニホールドバルブの斜視図である。 図２Ｃは、公知の不正使用防止マニホールドバルブの斜視図である。 図３は、現行のマニホールドに使用される通常のバルブ設計の断面図である。 図４Ａは、本発明の態様に係る内部プロセスマニホールドバルブの断面図である。 図４Ｂは、本発明の態様に係るキー機構を有するハンドルの底面図である。 図４Ｃは、本発明の態様に係る内部プロセスマニホールドバルブの平面図である。 図４Ｄは、本発明の態様に係るキー機構を有するハンドルに連結された内部プロセスマニホールドバルブの線図である。 図４Ｅは、本発明の態様に係る内部プロセスマニホールドバルブの分解線図である。 図５は、本発明の態様に係る不正使用防止機能を有する内部バルブの斜視図である。

実施形態の詳細な説明
通常、例えばプロセス流体圧力マニホールドといった圧力マニホールドは、マニホールドの外側にあって、通り過ぎる人または機器が不注意によって接触する可能性がある、一つまたは複数のバルブを採用している。そのような接触は、人の負傷または通り過ぎる機器もしくはバルブ自体の損傷を引き起こすことがある。また、外側形体のあるバルブは、容易に触れることが可能でもあるため、潜在的に偶発的な誤用または不正使用をされやすい。

図１は、先行技術に係るマニホールドおよび一対のマニホールドバルブの斜視図である。示されているように、マニホールド１０は、流体がマニホールド１０を流れるのを選択的に許すまたは妨げる一対のバルブ１２、１４に連結されている。一般的に、各バルブ１２、１４は、操作者が握って回すことができるハンドルまたはアクチュエータ１６を有する外側部分を包含する。上述のように、ハンドル１６は、通り過ぎる人または機器との意図しない接触を引き起こす可能性がある。そのような意図しない接触は、人の負傷を引き起こす、通り過ぎる機器を損傷させるおよび／またはハンドル１６が取り付けられたバルブを損傷させる可能性がある。

図２Ａは、先行技術に係るマニホールド２２に連結されたバルブ２０の線図である。図示するため、バルブ２０の部分２３を取り除いて内部の外観を示す。バルブ２０は、ハンドル（図２Ｂに示す）を部分３０に連結して部分３０を回転させることによって、作動させることができる。ハンドルがバルブ２０に連結されている時には、操作者がハンドルを使用して手または好適なてこ工具で部分３０を回転させることによって、バルブ２０を開くまたは閉じることができる。ハンドル２６が使用されていない時には、それを上の部分２４から取り外し、ロック２８または他の好適な不正使用防止装置（図２Ｃに示す）を上の部分２４に係合させて、ハンドル２６および／または他の工具を使用して部分３０に係合することができないようにすることができる。

不正使用防止機能をもたらすために、ハンドル２６（図２Ｂに示す）は、部分３０に脱着可能に連結される。したがって、ハンドルが部分３０に連結されていない（例えば図２Ａに示す）時には、バルブは、不正使用できない状態である。部分２４は、幾つかの開口部を備え、そこに不正使用防止装置（例えば図２Ｃに示すもの）を通して連結することができる。

分かるように、バルブ２０は、有意な不正使用防止機能をもたらすが、それでもまだ、比較的かなりの外側部分を包含するので、それ自体が通り過ぎる人または機器に衝突される可能性がある。したがって、上記の先行技術のバルブは、そのようなバルブと通り過ぎる人または機器との間の不注意による衝突による損傷および／または負傷を引き起こす可能性がある。先行のバルブのもう一つの限界は、時々漏出が起こる可能性がある、ということである。

図３は、ボンネットとマニホールド本体のねじ山シールとの間に潜在的な漏出ポイントを有する、通常のバルブ設計の断面線図である。図３に示すように、ボンネット４０は、マニホールド本体４４の内部ねじ山付き開口部４２内に螺合されている。バルブ軸４６は、ハンドル４８を介して回転可能であり、球状先端５０を軸方向に移動させて弁座５２と係合／非係合させることで、流体がポート５４と５６との間を流れるのを許すまたは妨げる。パッキン５８を調節する時には、通常、薄ナット６０およびパッキン押さえには、カラス足レンチを要する。カラス足レンチを使用してパッキンを調節すると、薄ナット６０またはパッキン押さえに損傷または剥離を引き起こす可能性がある。加えて、カラス足レンチでパッキンを調節する時に、ボンネット４０とマニホールド本体のねじ山４２との間のシール６２を乱すまたは損傷する恐れもある。

稼働中にバルブアッセンブリの漏出がよく発生する状態の一つがマニホールド本体のねじ山シール６２である。このねじ山シール６２は、軸先端５０がマニホールド本体４４から外れた時（すなわち、マニホールドバルブが開いた時）に、圧力を保持することが期待される。もしもボンネット４０とマニホールド本体４４との間のねじ山シール６２が乱されると、バルブアッセンブリが圧力下にある時に漏出が生じる恐れがある。

図４Ａは、本発明の態様に係る内部マニホールドバルブの断面線図である。示されているように、内部マニホールドバルブ１００は、完全にマニホールド本体１０４の凹部１０２の中に配置されている。バルブ１００は、バルブニードル１０６、パッキン押さえ１０８、薄ナット１１０およびキーハンドル１１２（図４Ｂに示す）を包含する。キーハンドル１１２は、バルブニードル１０６の上部１１６に係合する形状およびサイズの専用キー機構１１４を包含する。バルブニードル１０６が回転すると、バルブニードル１０６の下部１１８がマニホールド１０４の中の弁座と接触または非接触の状態になり、それによって、流体がポート１２０、１２２を流れるのが許されるまたは妨げられる。

図４Ｃは、本発明の態様に係る内部プロセスマニホールドバルブの平面図である。図４Ｃに示すように、一つの態様では、ハンドル１１２の専用キー機構１１４は、凹部１０２の中で部分１１６に係合するように構成されている。それゆえに、操作者がバルブ１００を調節する必要がある時には、彼または彼女は、彼／彼女が所有するハンドル１１２を使用して、上部１１６と接触するように部分１１４を設置し、それによって、ハンドル１１２をバルブニードル１０６に物理的に連結させる（図４Ｄに示すように）。すると、ハンドル１１２の回転によって、バルブニードルを変位させることができる。図４Ｃは、好適なソケットレンチで係合および回転させることができるパッキン押さえ１０８の六角形の形状も示す。

図４Ｅは、本発明の態様に係るバルブ１００の分解線図である。示されているように、バルブニードル１０６は、マニホールド本体１０４の弁座１３０と正確に係合する形状およびサイズの下部１１８を有する。示されている態様では、弁座１３０は、円すい部としての形状をしている。しかしながら、本発明の態様に従って、任意の好適な弁座および対応するニードル先端の設計および形状を使用することができる。パッキン１３２は、マニホールド本体１０４の中のバルブニードル１０６を中心に配置されるように構成されている。パッキン押さえ１０８は、内部ねじ山部分１３６の中に螺合されるように構成され、パッキン押さえ１０８の表面１３４は、パッキン１３２を圧迫する。ハンドル１１２をバルブニードル１０６から取り外すことができるので、パッキンを調節するためにソケットレンチをパッキン押さえ１０８の上に置くのは、比較的容易である。その上、ソケットレンチを介した調節は、調節薄ナットまたはパッキン押さえのあらゆる損傷または剥離を減らすのに役立つので、カラス足レンチを使用するよりも望ましい。さらに、図４Ａ−４Ｄに示す設計には、ボンネットがないので、潜在的な漏出経路が除去されている。

バルブ１００は、バルブ本体の凹部１０２の中に配置されているので、通り過ぎる人または機器が偶発的に接触する可能性がある突出部分がない。さらに、脱着可能なハンドル１１２は、一部の態様では、バルブニードル１０６と嵌合するキー機構も備えている。脱着可能なハンドルは、バルブを操作するのに専用形状の「キー」が必要となるので、不正使用防止機能としての役割をする。バルブが凹部１０２の内部にあるので、外の現場でバルブのハンドルが偶発的に回されるまたはバルブが不正使用される可能性が減る。また、本発明の一部の態様には、凹部１０２を周囲環境から守るためにバルブニードル１０６および／または凹部１０２に係合することができるダストまたはウェザーカバーが含まれている。さらに、ハンドル１１２の一部分が任意の好適な方法でそのようなカバーを取り外すように構成することができる、ということが考えられる。図４Ａ−４Ｅに示す態様では、マニホールド本体１０４の中にバルブ１００が１つだけ描写されているが、１つだけのマニホールドに何個かのバルブを使用してもよい、ということが特に考えられる。そのような態様では、異なるバルブが特定の凹部１０２を共有してもよくまたは各々がそれぞれの凹部１０２に配置されてもよい。また、異なるバルブが異なる機能を有していてもよい。一つの態様では、キー機構がバルブの機能に関連付けられていて、バルブの機能に応じて異なるバルブキーに係合する異なるハンドル部を操作者が有するのでもよい。しかしながら、もう一つの態様では、全てのバルブが同一のキー部を採用してもよい。

図５は、本発明の態様に係る不正使用防止機能を有する内部バルブの斜視図である。見てとれるように、ハンドル１１２が部分１３０に連結されていない時には、バルブ１００のどの部分もマニホールド１０４の表面１４０を超えて伸びていない。このようにして、バルブ１００との意図しない接触の可能性は、有意に減る。

Claims (10)

1. バルブシステムであって、
   凹部、第一流体ポートおよび第二流体ポートを有し、プロセス流体圧力送信機をプロセスから選択的に遮断するように構成された遮断マニホールドと、
   前記凹部の中に完全に配置され、前記第一流体ポートと前記第二流体ポートとの間に流体的に挿入され、回転すると弁座に対して変位するように構成された端部を有する回転可能なニードルを有し、前記ニードルの前記端部が前記弁座と係合された場合に、前記第一流体ポートと前記第二流体ポートとの間の流体的な連通が阻止されるバルブと、
   前記凹部の中に配置され、前記遮断マニホールドの前記凹部の中にねじ込まれるように構成されたパッキン押さえと、
   前記凹部の中に配置され、前記パッキン押さえを押圧するように構成され、ソケットレンチで係合されるように構成された表面を有する薄ナットと、
   を含む、前記バルブシステム。
2. 前記回転可能なニードルが、ハンドルに脱着可能に連結するように構成された、
   請求項１記載のバルブシステム。
3. 前記回転可能なニードルが、前記ハンドルのキー部に係合するように構成された上の部分を有する、
   請求項２記載のバルブシステム。
4. 前記ハンドルの前記キー部が、前記回転可能なニードルの対応するオス型部分に係合するように構成されたメス型凹部を包含する、
   請求項３記載のバルブシステム。
5. 前記ハンドルの前記キー部が、前記回転可能なニードルの対応するメス型凹部に係合するように構成されたオス型部分を包含する、
   請求項３記載のバルブシステム。
6. 前記遮断マニホールドの中に配置される、第二バルブをさらに含む、
   請求項１記載のバルブシステム。
7. 前記回転可能なニードルを中心に配置され、パッキン押さえに押圧される、パッキンをさらに含む、
   請求項１記載のバルブシステム。
8. 前記回転可能なニードルに脱着可能に連結されるハンドルをさらに含む、
   請求項１記載のバルブシステム。
9. 前記遮断マニホールドが、前記凹部に隣接した平面状の表面を有し、
   前記回転可能なニードルが、前記平面状の表面の平面を抜け出ない、
   請求項１記載のバルブシステム。
10. 前記第一および第二流体ポートのうち少なくとも一つに、ねじ山が切られている、
    請求項１記載のバルブシステム。

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