JPH08320003A - 流体流量制御装置 - Google Patents
流体流量制御装置Info
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- JPH08320003A JPH08320003A JP2699596A JP2699596A JPH08320003A JP H08320003 A JPH08320003 A JP H08320003A JP 2699596 A JP2699596 A JP 2699596A JP 2699596 A JP2699596 A JP 2699596A JP H08320003 A JPH08320003 A JP H08320003A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K17/00—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K47/00—Means in valves for absorbing fluid energy
- F16K47/08—Means in valves for absorbing fluid energy for decreasing pressure or noise level and having a throttling member separate from the closure member, e.g. screens, slots, labyrinths
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K1/00—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
- F16K1/32—Details
- F16K1/34—Cutting-off parts, e.g. valve members, seats
- F16K1/36—Valve members
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T137/00—Fluid handling
- Y10T137/8593—Systems
- Y10T137/86493—Multi-way valve unit
- Y10T137/86718—Dividing into parallel flow paths with recombining
- Y10T137/86759—Reciprocating
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Sliding Valves (AREA)
- Details Of Valves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 流体流量制御装置において、速度を上げずに
衝撃波の反動のない高圧力の流体中にエネルギー損失を
生ぜしめる。 【解決手段】 流体流路を有する環状円盤部材３２の対
がともに、円盤部材のスタック１４の内周部とその放射
状に広がる外周部との間にある流体の流れる放射状の流
路を形成する。この流路は円盤部材３２の内周側と外周
側よりも円盤部材３２の中央領域においてより小さな断
面積を有する。
衝撃波の反動のない高圧力の流体中にエネルギー損失を
生ぜしめる。 【解決手段】 流体流路を有する環状円盤部材３２の対
がともに、円盤部材のスタック１４の内周部とその放射
状に広がる外周部との間にある流体の流れる放射状の流
路を形成する。この流路は円盤部材３２の内周側と外周
側よりも円盤部材３２の中央領域においてより小さな断
面積を有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、流体流量制御装置
に関するものである。
に関するものである。
【０００２】
【従未の技術】流体流量制御装置は、液体もしくは気体
の流量制御に使用したり、例えば、高圧力流体の速度制
御を提供するために使用することもできる。この一般的
な型の装置は、可変流体絞り制御バルブとして時には知
られ、摩擦性流路を有するとする米国特許第３，４５
１，４０４号と第３，５１４，０７４号、そして多数の
角度ターン流路を有するとする米国特許第３，４５１，
４０４号と第３，５１４，０７４号により例示されてい
る。
の流量制御に使用したり、例えば、高圧力流体の速度制
御を提供するために使用することもできる。この一般的
な型の装置は、可変流体絞り制御バルブとして時には知
られ、摩擦性流路を有するとする米国特許第３，４５
１，４０４号と第３，５１４，０７４号、そして多数の
角度ターン流路を有するとする米国特許第３，４５１，
４０４号と第３，５１４，０７４号により例示されてい
る。
【０００３】高圧力の流体の流れの取り扱いにおいて
は、エネルギー損失または高圧力降下を成すために高速
短スロート部を有するオリフィス法を利用することが通
例であった。もし流体が、開放したオリフィスもしくは
バルブの下流側で、液体状態で気化しやすい、つまり、
蒸発したり、気体状態に変化すれば、内破的に圧縮さ
れ、有害な衝撃波、腐食などを引き起こす。また、バル
ブ内の流体速度がライン内の流体速度を超えると、多く
の不穏な反動を起こす。最も深刻な問題は，液体の直接
の衝突によってバルブ表面が急速に腐食することや外部
粒子が中に懸濁することである。さらに腐食するとキャ
ビテーションを引き起こす。キャビテーションとは流量
制御用バルブ（バルブトリム）の内部パーツとバルブ本
体に対する蒸気の高速内破として定義される。
は、エネルギー損失または高圧力降下を成すために高速
短スロート部を有するオリフィス法を利用することが通
例であった。もし流体が、開放したオリフィスもしくは
バルブの下流側で、液体状態で気化しやすい、つまり、
蒸発したり、気体状態に変化すれば、内破的に圧縮さ
れ、有害な衝撃波、腐食などを引き起こす。また、バル
ブ内の流体速度がライン内の流体速度を超えると、多く
の不穏な反動を起こす。最も深刻な問題は，液体の直接
の衝突によってバルブ表面が急速に腐食することや外部
粒子が中に懸濁することである。さらに腐食するとキャ
ビテーションを引き起こす。キャビテーションとは流量
制御用バルブ（バルブトリム）の内部パーツとバルブ本
体に対する蒸気の高速内破として定義される。
【０００４】腐食から生じる深刻な問題に加え、速度が
上昇するとまた、バルブの流量特性を予期しない不安定
なものとしてしまう。
上昇するとまた、バルブの流量特性を予期しない不安定
なものとしてしまう。
【０００５】バルブ内の高流体速度によって生じる他の
問題としては、深刻な雑音の発生や、トリムの疲労、例
えばポリマーのような流体材料が退化する可能性がある
といったものがある。
問題としては、深刻な雑音の発生や、トリムの疲労、例
えばポリマーのような流体材料が退化する可能性がある
といったものがある。
【０００６】制御バルブの下流側へと流体が運ぶ雑音は
しばしば大きい。パイプで処理したりまたは阻止しなけ
れば、この雑音は結果的にバルブ出口から３フィートで
音圧レベルが１１０ｄＢから１７０ｄＢとなることもあ
る．この大きさの音源は、人員に対して有害で、しばし
ばその土地の居住者から苦情がでることとなる。
しばしば大きい。パイプで処理したりまたは阻止しなけ
れば、この雑音は結果的にバルブ出口から３フィートで
音圧レベルが１１０ｄＢから１７０ｄＢとなることもあ
る．この大きさの音源は、人員に対して有害で、しばし
ばその土地の居住者から苦情がでることとなる。
【０００７】マフラーやサイレンサーは一般的には、流
体伝搬雑音を２０ｄＢから３０ｄＢ程度しか減衰するこ
とができない。それゆえ、それらを用いても所望の音圧
レベルを得るのに部分的に成功を達成できたにすぎな
い。
体伝搬雑音を２０ｄＢから３０ｄＢ程度しか減衰するこ
とができない。それゆえ、それらを用いても所望の音圧
レベルを得るのに部分的に成功を達成できたにすぎな
い。
【０００８】さらに、典型的な流路処埋システム、すな
わちマフラーや遅滞支持構造物などは非常に扱いにくく
て高価なものであり、しばしば、雑音の経路処埋の費用
はバルブの費用を超過することが頻繁である。
わちマフラーや遅滞支持構造物などは非常に扱いにくく
て高価なものであり、しばしば、雑音の経路処埋の費用
はバルブの費用を超過することが頻繁である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上記の問題を解決した
り改善するために、従来、流体中の摩擦や圧力降下を生
じさせるターン部を有する多数の小さくて長い流路に流
れを細分化することにより、速度を上げずに衝撃波の反
動もなく高圧力の流体中のエネルギー損失をもたらす装
置を導入し、このようにして装置のダメージや腐食を避
けてきた。そのような装置は例えば米国特許第３２１９
７号において公開されている。それには、流体をターン
させてスタックの出入口間の長さより十分に長い流路長
を与えるためスタックの出入口間に角度をなす多数の個
々の流路溝を囲む接触面を有する別々の部材の環状スタ
ック内に流路が与えられている。スタックはバルブハウ
ジングの流体流路内にマウントされ、環状構造物内を可
動なバルブプラグは流体が通過できるスタック内の流路
の数を制御する。
り改善するために、従来、流体中の摩擦や圧力降下を生
じさせるターン部を有する多数の小さくて長い流路に流
れを細分化することにより、速度を上げずに衝撃波の反
動もなく高圧力の流体中のエネルギー損失をもたらす装
置を導入し、このようにして装置のダメージや腐食を避
けてきた。そのような装置は例えば米国特許第３２１９
７号において公開されている。それには、流体をターン
させてスタックの出入口間の長さより十分に長い流路長
を与えるためスタックの出入口間に角度をなす多数の個
々の流路溝を囲む接触面を有する別々の部材の環状スタ
ック内に流路が与えられている。スタックはバルブハウ
ジングの流体流路内にマウントされ、環状構造物内を可
動なバルブプラグは流体が通過できるスタック内の流路
の数を制御する。
【００１０】この型の改良された装置がＧＢ−Ａ−２２
７３５７９に公開されており、それには、円盤部材のス
タック内の少なくとも一つの流路が、円盤部材の出入口
領域の間に空所を有し、この空所がエネルギー損失流路
の断面積を広げるとしたことが示されている。
７３５７９に公開されており、それには、円盤部材のス
タック内の少なくとも一つの流路が、円盤部材の出入口
領域の間に空所を有し、この空所がエネルギー損失流路
の断面積を広げるとしたことが示されている。
【００１１】エネルギー損失流路を有する円盤部材のス
タックを含む流量制御装置を組み込んだバルブは、商業
上非常に成功しており、本発明の目的は、この型の装置
の改良を提供することにある。
タックを含む流量制御装置を組み込んだバルブは、商業
上非常に成功しており、本発明の目的は、この型の装置
の改良を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】第１の形態として本発明
の流量制御装置は、流体が流れるほぼ放射状に広がった
流路の列を組み込まれた剛体構造物を形成する多数の対
の環状円盤部材からなる流体流量制御装置において、前
記対の円盤部材の各々がその中に該円盤部材を通じて放
射方向に一部にのみ広がった流路を有し、前記対の円盤
部材を通して流体の流れを与えるために一方の円盤部材
の流路が対の他方の円盤部材の流路と連結するように前
記対の円盤部材が互いに配置されることを特徴とするも
のである。
の流量制御装置は、流体が流れるほぼ放射状に広がった
流路の列を組み込まれた剛体構造物を形成する多数の対
の環状円盤部材からなる流体流量制御装置において、前
記対の円盤部材の各々がその中に該円盤部材を通じて放
射方向に一部にのみ広がった流路を有し、前記対の円盤
部材を通して流体の流れを与えるために一方の円盤部材
の流路が対の他方の円盤部材の流路と連結するように前
記対の円盤部材が互いに配置されることを特徴とするも
のである。
【００１３】本発明の流量制御装置はさらに、多数の円
盤部材が、流体が流れる流路の列が組み込まれた剛体構
造物を形成し、前記円盤部材が係合面とその間に流体が
流れる流路を有し、入口部を与える手段が、前記剛体構
造物によって形成された前記流路の列へと流体を導くた
めの所定の入口領域を定めるため前記円盤部材内に形成
され、出口部を与える手段が、前記流路から流体を排出
するための開口部の列を与えるため前記入口部を与える
手段と連係し、少なくとも一つの流路は前記円盤部材の
それぞれの中央領域においてより小さな断面積を有し、
前記中央領域から前記円盤部材の前記入口部および前記
出口部に向かって断面積が大きくなることを特徴とする
ものである。
盤部材が、流体が流れる流路の列が組み込まれた剛体構
造物を形成し、前記円盤部材が係合面とその間に流体が
流れる流路を有し、入口部を与える手段が、前記剛体構
造物によって形成された前記流路の列へと流体を導くた
めの所定の入口領域を定めるため前記円盤部材内に形成
され、出口部を与える手段が、前記流路から流体を排出
するための開口部の列を与えるため前記入口部を与える
手段と連係し、少なくとも一つの流路は前記円盤部材の
それぞれの中央領域においてより小さな断面積を有し、
前記中央領域から前記円盤部材の前記入口部および前記
出口部に向かって断面積が大きくなることを特徴とする
ものである。
【００１４】本発明はまた、すぐ次の段落に定義される
ように、構造物に組み込まれた対の円盤部材を提供し、
その各々の円盤部材はその厚みを通して放射状に広がる
孔の列を有し、その孔の列は二つの円盤部材において異
なり、そのため円盤部材はそれらの孔が重なり合うよう
に重合され、重なり合った孔は重合した対の円盤部材を
通ずる放射状の流路を与え、その流路は円盤部材の中央
領域においてより小さな断面積を有し、該中央領域から
中心および円盤部材の外周に向かって断面積が大きくな
ることを提供する。
ように、構造物に組み込まれた対の円盤部材を提供し、
その各々の円盤部材はその厚みを通して放射状に広がる
孔の列を有し、その孔の列は二つの円盤部材において異
なり、そのため円盤部材はそれらの孔が重なり合うよう
に重合され、重なり合った孔は重合した対の円盤部材を
通ずる放射状の流路を与え、その流路は円盤部材の中央
領域においてより小さな断面積を有し、該中央領域から
中心および円盤部材の外周に向かって断面積が大きくな
ることを提供する。
【００１５】すなわち、本発明の流体流量制御装置は、
前記円盤部材が環状であり、前記流路が環状の中央領域
から内周および外周に向かって断面積が大きくなること
を特徴とするものである。
前記円盤部材が環状であり、前記流路が環状の中央領域
から内周および外周に向かって断面積が大きくなること
を特徴とするものである。
【００１６】また本発明の流体流量制御装置は、各々の
円盤部材が少なくとも２つの異なった放射状に広がる孔
の列を有するように重合した対の円盤部材を同一のもの
とし、一方の円盤部材の第１の孔の列が他方の円盤部材
の第２の孔の列に重合し、また一方の円盤部材の第２の
孔の列が他方の円盤部材の第１の孔の列に重合するよう
に該円盤部材が互いに回転していることを特徴とするも
のである。
円盤部材が少なくとも２つの異なった放射状に広がる孔
の列を有するように重合した対の円盤部材を同一のもの
とし、一方の円盤部材の第１の孔の列が他方の円盤部材
の第２の孔の列に重合し、また一方の円盤部材の第２の
孔の列が他方の円盤部材の第１の孔の列に重合するよう
に該円盤部材が互いに回転していることを特徴とするも
のである。
【００１７】円盤部材のスタックにおいて隣接した対の
円盤部材の各々が、中央領域においてより小さな断面積
を有する流路を提供し、望むなら本発明は構造物内の円
盤部材のみの部分に適用されるとしてもよい。
円盤部材の各々が、中央領域においてより小さな断面積
を有する流路を提供し、望むなら本発明は構造物内の円
盤部材のみの部分に適用されるとしてもよい。
【００１８】この円盤部材は、剛体構造物もしくは円盤
部材から形成されるスタックが中央通路を有するために
環状であることが望ましく、その中央通路には往復バル
ブプラグが流体が通過できる流路の数を増減するために
移動するようになっている。流路への入口部は外周に出
口部を有する円盤部材の内周にあるか、もしくは代わり
に、出口部が内周にあり入口部が外周にあるとすること
もできる。
部材から形成されるスタックが中央通路を有するために
環状であることが望ましく、その中央通路には往復バル
ブプラグが流体が通過できる流路の数を増減するために
移動するようになっている。流路への入口部は外周に出
口部を有する円盤部材の内周にあるか、もしくは代わり
に、出口部が内周にあり入口部が外周にあるとすること
もできる。
【００１９】第２の形態として、本発明の流体流量制御
装置は、剛体構造物を形成する多数の円盤部材に流体が
流れる流路の列が組み込まれ、該円盤部材が係合面とそ
の間に流体が流れる流路を有し、各々の円盤部材は、少
なくとも一つの第１の流路が、該円盤部材の全厚みを通
して形成され該円盤部材の外周端から該円盤部材の中央
領域にある端に向かって広がり、少なくとも一つの第２
の流路が、該円盤部材の全厚みを通して形成され該円盤
部材の内周端から該円盤部材の中央領域にある端に向か
って広がり、一方の円盤部材の各々の第１の流路が他方
の円盤部材の第２の流路と連結し、前記一方の円盤部材
の各々の第２の流路が他方の円盤部材の第１の流路と連
結するように隣接する対の円盤部材が位置づけられるこ
とを特徴とするものである。
装置は、剛体構造物を形成する多数の円盤部材に流体が
流れる流路の列が組み込まれ、該円盤部材が係合面とそ
の間に流体が流れる流路を有し、各々の円盤部材は、少
なくとも一つの第１の流路が、該円盤部材の全厚みを通
して形成され該円盤部材の外周端から該円盤部材の中央
領域にある端に向かって広がり、少なくとも一つの第２
の流路が、該円盤部材の全厚みを通して形成され該円盤
部材の内周端から該円盤部材の中央領域にある端に向か
って広がり、一方の円盤部材の各々の第１の流路が他方
の円盤部材の第２の流路と連結し、前記一方の円盤部材
の各々の第２の流路が他方の円盤部材の第１の流路と連
結するように隣接する対の円盤部材が位置づけられるこ
とを特徴とするものである。
【００２０】本発明はまた、すぐ次の段落に示すよう
に、構造物への組み込みに適した円盤部材を提供し、そ
の円盤部材は該円盤部材の全厚みを通して形成され該円
盤部材の外周端から該円盤部材の中央領域にある端へと
広がる少なくとも一つの第１の流路と、該円盤部材の全
厚みを通して形成され該円盤部材の内周端から該円盤部
材の中央領域にある端へと広がる少なくとも一つの第２
の流路とを有することを特徴とするものである。
に、構造物への組み込みに適した円盤部材を提供し、そ
の円盤部材は該円盤部材の全厚みを通して形成され該円
盤部材の外周端から該円盤部材の中央領域にある端へと
広がる少なくとも一つの第１の流路と、該円盤部材の全
厚みを通して形成され該円盤部材の内周端から該円盤部
材の中央領域にある端へと広がる少なくとも一つの第２
の流路とを有することを特徴とするものである。
【００２１】スタック内の各々の対の円盤部材の位置を
適切にすることによって、各々の対の円盤部材は、スタ
ック内の他の対の円盤部材により与えられる流路から分
離された一つもしくは複数の流路を与える。
適切にすることによって、各々の対の円盤部材は、スタ
ック内の他の対の円盤部材により与えられる流路から分
離された一つもしくは複数の流路を与える。
【００２２】そのように規定した流路は、流体中に抵抗
や圧力降下を生じる急ターンを有するようにすることも
ある。この流路は、本発明の第１の形態で定義したよう
に、円盤部材の中央領域において断面積がより小さいと
してもよい。二者択一的もしくは付加的に、この流路は
流路を通じて流体の流れに所望のエネルギー低減を与え
るために入口部から出口部へと拡張した体積を与えるた
め断面積が増加するとしてもよい。他の具体的形態とし
て、ＧＢ−Ａ−２２７３５７９に公開されたように、こ
の流路は流路の断面積を広げるため入口部と出口部の間
に空間部を定めてもよい。
や圧力降下を生じる急ターンを有するようにすることも
ある。この流路は、本発明の第１の形態で定義したよう
に、円盤部材の中央領域において断面積がより小さいと
してもよい。二者択一的もしくは付加的に、この流路は
流路を通じて流体の流れに所望のエネルギー低減を与え
るために入口部から出口部へと拡張した体積を与えるた
め断面積が増加するとしてもよい。他の具体的形態とし
て、ＧＢ−Ａ−２２７３５７９に公開されたように、こ
の流路は流路の断面積を広げるため入口部と出口部の間
に空間部を定めてもよい。
【００２３】
【発明の効果】第１の形態において本発明によれば、装
置を通じる両方向の流路を提供する。それゆえ、それは
例えば地下ガス貯蔵システムのような貯蔵システムなど
の入出力において流体流路を調整する際に特に使用され
る。本発明の第１の形態による流量制御装置を組み込ん
だバルブは、それゆえ従来使用された二つのバルブ、す
なわち一つが流体注入用で一つが流体排出用の、例えば
天然ガスの地下貯蔵の入出用に使用された二つのバルブ
を有利に取り替えることもできる。
置を通じる両方向の流路を提供する。それゆえ、それは
例えば地下ガス貯蔵システムのような貯蔵システムなど
の入出力において流体流路を調整する際に特に使用され
る。本発明の第１の形態による流量制御装置を組み込ん
だバルブは、それゆえ従来使用された二つのバルブ、す
なわち一つが流体注入用で一つが流体排出用の、例えば
天然ガスの地下貯蔵の入出用に使用された二つのバルブ
を有利に取り替えることもできる。
【００２４】第２の形態において本発明によれば、それ
により定義された円盤部材は、流路をより容易に加工す
るために特に利点がある。このように、この円盤部材
は、円盤部材の厚みを通してワイヤーＥＤＭ機械加工も
しくは水射出機械加工されることもあり、カーバイドや
セラミック材料の円盤部材は特別なツールを必要とせず
に加工できる。
により定義された円盤部材は、流路をより容易に加工す
るために特に利点がある。このように、この円盤部材
は、円盤部材の厚みを通してワイヤーＥＤＭ機械加工も
しくは水射出機械加工されることもあり、カーバイドや
セラミック材料の円盤部材は特別なツールを必要とせず
に加工できる。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態について説明する。
の形態について説明する。
【００２６】図１は、本発明の流量制御装置を利用した
バルブの縦方向断面図である。
バルブの縦方向断面図である。
【００２７】図１は、入口部１６から大気１２へと、例
えば蒸気の所定量を排出するための流体排出バルブ組立
体１０を表す。流体は、可動バルブプラグ２０によりス
タック組立体１４を通じて流体の所定量をそこから排出
させるチャンバー１８へと流れる。バルブプラグ２０
は、スタック組立体１４の入口部２２の全てを完全にブ
ロックすることによりスタック組立体１４に入り込む流
体を完全にブロックする第１の位置と、バルブ組立体１
０の上部枠部により形成された空間部２４へ向かって上
部へ移動することにより入口部２２の全てを開放する第
２の位置との間を移動できる。プラグ２０は、公知の方
法でシステムの制御信号に応答するアクチュエータ（図
示なし）に連結した結合ロッド２８によって移動する。
アクチュエータがプラグ２０を両位置の間を動かすため
に行使する力を最小限にするため、チャンバーと空間部
２４との間を流体が伝達するためにブラグ２０を横切っ
て縦方向に広がる対の流路３０を与えることによって、
プラグ２０を横切って流体圧力のバランスがとられてい
る。
えば蒸気の所定量を排出するための流体排出バルブ組立
体１０を表す。流体は、可動バルブプラグ２０によりス
タック組立体１４を通じて流体の所定量をそこから排出
させるチャンバー１８へと流れる。バルブプラグ２０
は、スタック組立体１４の入口部２２の全てを完全にブ
ロックすることによりスタック組立体１４に入り込む流
体を完全にブロックする第１の位置と、バルブ組立体１
０の上部枠部により形成された空間部２４へ向かって上
部へ移動することにより入口部２２の全てを開放する第
２の位置との間を移動できる。プラグ２０は、公知の方
法でシステムの制御信号に応答するアクチュエータ（図
示なし）に連結した結合ロッド２８によって移動する。
アクチュエータがプラグ２０を両位置の間を動かすため
に行使する力を最小限にするため、チャンバーと空間部
２４との間を流体が伝達するためにブラグ２０を横切っ
て縦方向に広がる対の流路３０を与えることによって、
プラグ２０を横切って流体圧力のバランスがとられてい
る。
【００２８】円盤部材のスタック組立体１４は、個々の
円盤部材の列３２を有し、それらの円盤部材は、プラグ
２０に対し整列され、スタック組立体１４を包括する底
部台板３６との間を伸張棒３４によりともにクランプさ
れ、スタック組立体の出口部４２から大気中へと出てい
く流体を安全に導く。以下に述べるように、様々に形づ
くられる円盤部材３２により入口部２２から出口部４２
へと伝搬する際に、円盤部材のスタック組立体は流体に
迷路を与える。
円盤部材の列３２を有し、それらの円盤部材は、プラグ
２０に対し整列され、スタック組立体１４を包括する底
部台板３６との間を伸張棒３４によりともにクランプさ
れ、スタック組立体の出口部４２から大気中へと出てい
く流体を安全に導く。以下に述べるように、様々に形づ
くられる円盤部材３２により入口部２２から出口部４２
へと伝搬する際に、円盤部材のスタック組立体は流体に
迷路を与える。
【００２９】図２ａは、例えば図１の流量制御装置内に
使用される本発明の第１の形態に従った円盤部材の一形
態の部分平面図である。
使用される本発明の第１の形態に従った円盤部材の一形
態の部分平面図である。
【００３０】図２ａにおいて、環状円盤部材３２Ａは、
それを貫通する通常は矩形の孔の放射状に広がった２つ
の反復列を有する。列３３は、外周部３４にあるスロッ
ト３３Ａ、スロット３３Ａより横方向の寸法が小さな中
間孔３３Ｂと円盤部材の内周部３５にあるスロット３３
Ｃからなる。スロット３３Ｃはスロット３３Ａとほぼ同
等の寸法を有する。第２の孔の列は第１の列に対し放射
方向に４５°で位置されている。第２の列は、またも通
常矩形の二つの孔３６Ａと３６Ｂからなる。孔３６Ａと
３６Ｂの横方向の寸法は、一方のスロット３３Ａおよび
３３Ｃと、もう一方の孔３３Ｂとの中間の大きさであ
る。それらもまた、第１の列の二つの孔の放射方向に対
し中心と中心の間に位置するように放射方向に中心を置
くように位置される。二つの列（一つのみ図示）は、円
盤部材の回りを４５°の間隔で互い違いに配置される。
それを貫通する通常は矩形の孔の放射状に広がった２つ
の反復列を有する。列３３は、外周部３４にあるスロッ
ト３３Ａ、スロット３３Ａより横方向の寸法が小さな中
間孔３３Ｂと円盤部材の内周部３５にあるスロット３３
Ｃからなる。スロット３３Ｃはスロット３３Ａとほぼ同
等の寸法を有する。第２の孔の列は第１の列に対し放射
方向に４５°で位置されている。第２の列は、またも通
常矩形の二つの孔３６Ａと３６Ｂからなる。孔３６Ａと
３６Ｂの横方向の寸法は、一方のスロット３３Ａおよび
３３Ｃと、もう一方の孔３３Ｂとの中間の大きさであ
る。それらもまた、第１の列の二つの孔の放射方向に対
し中心と中心の間に位置するように放射方向に中心を置
くように位置される。二つの列（一つのみ図示）は、円
盤部材の回りを４５°の間隔で互い違いに配置される。
【００３１】図２ｂは一方が他方に対し４５°回転した
図２ａに従った二つの円盤部材を示しており、上部円盤
部材の孔３６Ａが流路３７Ａと３７Ｂを形成するために
底部円盤部材のスロット３３Ａと孔３３Ｂと一部重なり
合い、そして上部円盤部材の孔３６Ｂが流路３７Ｃと３
７Ｄを形成するために底部円盤部材の孔３３Ｂとスロッ
ト３３Ｃと一部重なり合うように、二つの円盤部材は重
合されている。
図２ａに従った二つの円盤部材を示しており、上部円盤
部材の孔３６Ａが流路３７Ａと３７Ｂを形成するために
底部円盤部材のスロット３３Ａと孔３３Ｂと一部重なり
合い、そして上部円盤部材の孔３６Ｂが流路３７Ｃと３
７Ｄを形成するために底部円盤部材の孔３３Ｂとスロッ
ト３３Ｃと一部重なり合うように、二つの円盤部材は重
合されている。
【００３２】下部円盤部材にある孔３６Ａと３６Ｂによ
って形成される互い違いの流路の列とともに、同様の重
なりが４５°の間隔で生じる。
って形成される互い違いの流路の列とともに、同様の重
なりが４５°の間隔で生じる。
【００３３】円盤部材の外周側に位置する流路３７Ａが
円盤部材の中部に位置する流路３７Ｂと３７Ｃの流路よ
り大きい断面積を有し、また、円盤部材の内周側に位置
する流路３７Ｄが流路３７Ｂと３７Ｃの流路より大きい
断面積を有することがわかるであろう。
円盤部材の中部に位置する流路３７Ｂと３７Ｃの流路よ
り大きい断面積を有し、また、円盤部材の内周側に位置
する流路３７Ｄが流路３７Ｂと３７Ｃの流路より大きい
断面積を有することがわかるであろう。
【００３４】図２ｃと図２ｄは、図２ｂに示したような
２つの円盤部材３２Ａが重なり合った様子を、流路の上
部および底部をそれぞれ閉じ込めて制限する分離円盤部
材３８および３９とともに示している。矢印に示すよう
に、流体は、内周から外周に向かって流れるか（図２
ｃ）、もしくは外周から内周に向かって流れる（図２
ｄ）。
２つの円盤部材３２Ａが重なり合った様子を、流路の上
部および底部をそれぞれ閉じ込めて制限する分離円盤部
材３８および３９とともに示している。矢印に示すよう
に、流体は、内周から外周に向かって流れるか（図２
ｃ）、もしくは外周から内周に向かって流れる（図２
ｄ）。
【００３５】図３ａは、本発明の第２の形態に従った円
盤部材の平面図である。
盤部材の平面図である。
【００３６】図３ａにおいては、円盤部材３２Ｂは４つ
の等間隔に配置された流路６２を有し、各々は円盤部材
の全厚みを通して切り込まれ、円盤部材の外周端６４か
ら円盤部材の中央領域６６にある端に向かって広がって
いる。この円盤部材はまた４つの等間隔に配置された流
路６８を有し、その各々もまた円盤部材の全厚みを通し
て切り込まれ、円盤部材の内周端７０から円盤部材の中
央領域６６に向かって広がっている。流路６２の各々
は、隣接する対の流路６８の間に位置され、また逆に、
流路６８の各々は、隣接する対の流路６２の間に位置さ
れる。
の等間隔に配置された流路６２を有し、各々は円盤部材
の全厚みを通して切り込まれ、円盤部材の外周端６４か
ら円盤部材の中央領域６６にある端に向かって広がって
いる。この円盤部材はまた４つの等間隔に配置された流
路６８を有し、その各々もまた円盤部材の全厚みを通し
て切り込まれ、円盤部材の内周端７０から円盤部材の中
央領域６６に向かって広がっている。流路６２の各々
は、隣接する対の流路６８の間に位置され、また逆に、
流路６８の各々は、隣接する対の流路６２の間に位置さ
れる。
【００３７】図３ｂにおいて、円盤部材３２Ｂに対して
４５°回転している類似の円盤部材３２Ｂ’を示してい
る。円盤部材３２Ｂ’は円盤部材３２Ｂが有するような
流路６２’と６８’の同様の配列を有し、同様のパーツ
が同じ番号のプライムで示されている。
４５°回転している類似の円盤部材３２Ｂ’を示してい
る。円盤部材３２Ｂ’は円盤部材３２Ｂが有するような
流路６２’と６８’の同様の配列を有し、同様のパーツ
が同じ番号のプライムで示されている。
【００３８】円盤部材３２Ｂと３２Ｂ’の対は、お互い
が４５°回転して面と面を係合しており、この様子が図
３ｃに示されている。円盤部材３２Ｂの流路６２のそれ
ぞれの中央領域にある端部は他方の円盤部材３２Ｂ’の
流路６８’のそれぞれの中央領域にある端部と重なり合
い、同様に流路６２’と６８が重なり合い、それによっ
て対の円盤部材の外周端６４，６４’と内周端７０，７
０’との間に８つの流路が形成される。
が４５°回転して面と面を係合しており、この様子が図
３ｃに示されている。円盤部材３２Ｂの流路６２のそれ
ぞれの中央領域にある端部は他方の円盤部材３２Ｂ’の
流路６８’のそれぞれの中央領域にある端部と重なり合
い、同様に流路６２’と６８が重なり合い、それによっ
て対の円盤部材の外周端６４，６４’と内周端７０，７
０’との間に８つの流路が形成される。
【００３９】図示するように、流路６２，６８’および
６２’，６８はそれぞれ、流路を通じて流れる流体に摩
擦やエネルギー損失を与えるための多数の直角ターン６
９を有する。
６２’，６８はそれぞれ、流路を通じて流れる流体に摩
擦やエネルギー損失を与えるための多数の直角ターン６
９を有する。
【００４０】図３ｄでは、２つの対の円盤部材のスタッ
クが平面図として示されており、円盤部材の各々の対は
図３ｃに示したような方法でお互い重合しており、各々
の対は他方に対し２２．５°回転して配置される。この
方法により、上部の対の流路７２，７２’は、下部の対
の流路６２，６２’との間に定められる。円盤部材の外
周から内周へと向かう各々の流路は、円盤部材の間に入
った領域により円盤部材のその対の円盤部材上にある隣
接する流路から分離され、一方の対の円盤部材の各々の
流路は、隣接する円盤部材の係合面により隣接する他方
の対の円盤部材の各々の流路から分離されるといったこ
とが認識されるであろう。
クが平面図として示されており、円盤部材の各々の対は
図３ｃに示したような方法でお互い重合しており、各々
の対は他方に対し２２．５°回転して配置される。この
方法により、上部の対の流路７２，７２’は、下部の対
の流路６２，６２’との間に定められる。円盤部材の外
周から内周へと向かう各々の流路は、円盤部材の間に入
った領域により円盤部材のその対の円盤部材上にある隣
接する流路から分離され、一方の対の円盤部材の各々の
流路は、隣接する円盤部材の係合面により隣接する他方
の対の円盤部材の各々の流路から分離されるといったこ
とが認識されるであろう。
【００４１】図４ａは本発明の第２の形態に従った他の
円盤部材の平面図である。
円盤部材の平面図である。
【００４２】図４ａにおいて、円盤部材３２Ｃは８つの
等間隔に配置された流路８２を有し、各々は円盤部材の
全厚みを通して切り込まれ、円盤部材の外周端８４から
円盤部材の中央領域８６にある端に向かって広がってい
る。円盤部材はまた８つの等間隔に配置された流路８８
を有し、その各々もまた円盤部材の全厚みを通して切り
込まれ、円盤部材の内周端９０から円盤部材の中央領域
８６に向かって広がっている。流路８２の各々は、隣接
する対の流路８８の間に位置され、また逆に、流路８８
の各々は、隣接する対の流路８２の間に位置される。
等間隔に配置された流路８２を有し、各々は円盤部材の
全厚みを通して切り込まれ、円盤部材の外周端８４から
円盤部材の中央領域８６にある端に向かって広がってい
る。円盤部材はまた８つの等間隔に配置された流路８８
を有し、その各々もまた円盤部材の全厚みを通して切り
込まれ、円盤部材の内周端９０から円盤部材の中央領域
８６に向かって広がっている。流路８２の各々は、隣接
する対の流路８８の間に位置され、また逆に、流路８８
の各々は、隣接する対の流路８２の間に位置される。
【００４３】図４ｂにおいて、円盤部材３２Ｃに対して
２２．５°回転している類似の円盤部材３２Ｃ’を示し
ている。円盤部材３２Ｃ’は円盤部材３２Ｃが有するよ
うな流路８２’と８８’の同様の配列を有し、同様のパ
ーツが同じ番号のプライムで示されている。
２２．５°回転している類似の円盤部材３２Ｃ’を示し
ている。円盤部材３２Ｃ’は円盤部材３２Ｃが有するよ
うな流路８２’と８８’の同様の配列を有し、同様のパ
ーツが同じ番号のプライムで示されている。
【００４４】円盤部材３２Ｃと３２Ｃ’の対は、お互い
が２２．５°回転して面と面とを係合しており、この様
子が図４ｃに示されている。円盤部材３２Ｃの流路８２
のそれぞれの中央領域にある端部は他方の円盤部材３２
Ｃ’の流路８８’のそれぞれの中央領域にある端部と重
なり合い、同様に流路８２’と８８が重なり合い、それ
によって対の円盤部材の外周端８４，８４’と内周端９
０，９０’との間に１６の流路が形成される。
が２２．５°回転して面と面とを係合しており、この様
子が図４ｃに示されている。円盤部材３２Ｃの流路８２
のそれぞれの中央領域にある端部は他方の円盤部材３２
Ｃ’の流路８８’のそれぞれの中央領域にある端部と重
なり合い、同様に流路８２’と８８が重なり合い、それ
によって対の円盤部材の外周端８４，８４’と内周端９
０，９０’との間に１６の流路が形成される。
【００４５】図示するように、流踏８２，８８’および
８２’，８８はそれぞれ、上述したような理由で、多数
の直角ターン６９を有する。
８２’，８８はそれぞれ、上述したような理由で、多数
の直角ターン６９を有する。
【００４６】図４ｄに環状分離円盤部材１００の平面図
を示す。一つの円盤部材１００はそれぞれの対の円盤部
材の間に流路を維持するため、そのような対のスタック
内の重合した円盤部材３２Ｃと３２Ｃ’の各々の対の間
に配置されうる。
を示す。一つの円盤部材１００はそれぞれの対の円盤部
材の間に流路を維持するため、そのような対のスタック
内の重合した円盤部材３２Ｃと３２Ｃ’の各々の対の間
に配置されうる。
【００４７】本発明は、上述した具体例に限らないこと
か認識されるであろう。例えば図３と図４に示した具体
例においては、流路の数は多かれ少なかれ所望の数にな
り得る。流路は上述したように空所を含んでもよい。
か認識されるであろう。例えば図３と図４に示した具体
例においては、流路の数は多かれ少なかれ所望の数にな
り得る。流路は上述したように空所を含んでもよい。
【００４８】図１のバルブの組立は、逆方向に流体が伝
搬する、すなわち４２を流体の入口部とし、２２と１６
を出口部とするように、変えてもよい。
搬する、すなわち４２を流体の入口部とし、２２と１６
を出口部とするように、変えてもよい。
【００４９】この装置は、流体貯蔵システムの出入りを
制御するためにバルブの組立に利用することもできる。
制御するためにバルブの組立に利用することもできる。
【図１】本発明の流量制御装置を利用したバルブの縦方
向断面図
向断面図
【図２ａ】例えば図１の流量制御装置内に使用される本
発明の第１の形態に従った円盤部材の一形態の部分平面
図
発明の第１の形態に従った円盤部材の一形態の部分平面
図
【図２ｂ】図２ａに示した型の一方をもう一方に重ねた
対の円盤部材の部分平面図
対の円盤部材の部分平面図
【図２ｃ】分離板を加えて一方向の流れを示した図２ｂ
の線Ａ−Ａに沿った部分断面図
の線Ａ−Ａに沿った部分断面図
【図２ｄ】分離板を加えて図２ｃの逆方向の流れを示し
た図２ｂの線Ａ−Ａに沿った部分断面図
た図２ｂの線Ａ−Ａに沿った部分断面図
【図３ａ】本発明の第２の形態に従った円盤部材の平面
図
図
【図３ｂ】図３ａに示したものと類似の４５°回転した
他方の円盤部材の平面図
他方の円盤部材の平面図
【図３ｃ】図３ａと図３ｂの２つの円盤部材を重なり合
わせた平面透視図
わせた平面透視図
【図３ｄ】図３ａに示した型の４つの円盤部材を重なり
合わせた平面透視図
合わせた平面透視図
【図４ａ】本発明の第２の形態に従った他の円盤部材の
平面図
平面図
【図４ｂ】図３ａに示したものと類似の２２．５°回転
した他方の円盤部材の平面図
した他方の円盤部材の平面図
【図４ｃ】図４ａと図４ｂの２つの円盤部材を重なり合
わせた平面透視図
わせた平面透視図
【図４ｄ】図４ｃの２つの積み重なった円盤部材に結合
する分離板の平面図
する分離板の平面図
１０ 流体排出バルブ組立体 １４ スタック組立体 １６ 入口部 ２０ 可動バルブプラグ ２２ スタック入口部 ３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｂ’，３２Ｃ，３２Ｃ’ 環状
円盤部材 ３３Ａ，３３Ｃ スロット ３３Ｂ，３６Ａ，３６Ｂ 孔 ３６ 底部台板 ３７Ａ，３７Ｂ，３７Ｃ，３７Ｄ 流路 ３８，３９ 分離板 ４２ スタック出口部 ６２，６２’，６８，６８’，７２，７２’，８２，８
２’，８８，８８’ 流路 ７１ スタック １００ 環状分離板
円盤部材 ３３Ａ，３３Ｃ スロット ３３Ｂ，３６Ａ，３６Ｂ 孔 ３６ 底部台板 ３７Ａ，３７Ｂ，３７Ｃ，３７Ｄ 流路 ３８，３９ 分離板 ４２ スタック出口部 ６２，６２’，６８，６８’，７２，７２’，８２，８
２’，８８，８８’ 流路 ７１ スタック １００ 環状分離板
Claims (8)
- 【請求項１】 流体が流れるほぼ放射状に広がった流路
の列が組み込まれた剛体構造物を形成する多数の対の環
状円盤部材からなる流体流量制御装置において、 前記対の円盤部材の各々がその中に該円盤部材を通して
放射方向に一部にのみ広がった流路を有し、 前記対の円盤部材を通して流体の流れを形成するために
一方の円盤部材の流路が対の他方の円盤部材の流路と連
結するように前記対の円盤部材が互いに配置されること
を特徴とする流体流量制御装置。 - 【請求項２】 多数の円盤部材が、流体が流れる流路の
列が組み込まれた剛体構造物を形成し、前記円盤部材が
係合面とその間に流体が流れる流路を有し、 入口部を与える手段が、前記剛体構造物によって形成さ
れた前記流路の列へと流体を導くための所定の入口領域
を定めるため前記円盤部材に形成され、 出口部を与える手段が、前記流路から流体を排出するた
めの開口部の列を与えるため前記入口部を与える手段と
連係し、 少なくとも一つの流路は前記円盤部材のそれぞれの中央
領域においてより小さな断面積を有し、前記中央領域か
ら前記円盤部材の前記入口部および前記出口部に向かっ
て断面積が大きくなることを特徴とする請求項１記載の
流体流量制御装置。 - 【請求項３】 前記円盤部材が環状であり前記流路が環
状の中央領域から内周および外周に向かって断面積が大
きくなることを特徴とする請求項２記載の流体流量制御
装置。 - 【請求項４】 各々の円盤部材が少なくとも２つの異な
った放射状に広がる孔の列を有するように重合した対の
円盤部材を同一のものとし、一方の円盤部材の第１の孔
の列が他方の円盤部材の第２の孔の列に重合し、また一
方の円盤部材の第２の孔の列が他方の円盤部材の第１の
孔の列に重合するように該円盤部材が互いに回転してい
ることを特徴とする請求項３記載の流体流量制御装置。 - 【請求項５】 前記円盤部材が環状であり、流体が通過
できる流路の数を増減するための可動である往複バルブ
プラグを収納するよう、形成された剛体環状スタックが
適合されることを特徴とする請求項２記載の流体流量制
御装置。 - 【請求項６】 剛体構造物を形成する多数の円盤部材に
流体が流れる流路の列が組み込まれ、該円盤部材が係合
面とその間に流体が流れる流路を有し、 各々の円盤部材は、少なくとも一つの第１の流路が、該
円盤部材の全厚みを通して形成され該円盤部材の外周端
から該円盤部材の中央領域にある端に向かって広がり、
少なくとも一つの第２の流路が、該円盤部材の全厚みを
通して形成され該円盤部材の内周端から該円盤部材の中
央領域にある端に向かって広がり、一方の円盤部材の各
々の第１の流路が他方の円盤部材の第２の流路と連結
し、前記一方の円盤部材の各々の第２の流路が前記他方
の円盤部材の第１の流路と連結するように隣接する対の
円盤部材が位置づけられることを特徴とする請求項１記
載の流体流量制御装置。 - 【請求項７】 前記円盤部材が該円盤部材の全厚みを通
して形成され該円盤部材の外周端から該円盤部材の中央
領域にある端へと広がる少なくとも一つの第１の流路
と、該円盤部材の全厚みを通して形成され該円盤部材の
内周端から該円盤部材の中央領域にある端へと広がる少
なくとも一つの第２の流路とを有することを特徴とする
請求項６記載の流体流量制御装置内への組み込みに適し
た円盤部材。 - 【請求項８】 対で形成される多数の円盤部材があり、
各々の対の円盤部材が、スタック内の他方の対の円盤部
材によって与えられる流路から分離された一つもしくは
複数の流路を与えることを特徴とする請求項６記載の流
体流量制御装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB9502836A GB9502836D0 (en) | 1995-02-14 | 1995-02-14 | Fluid flow control device |
| GB9502836.1 | 1995-02-14 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08320003A true JPH08320003A (ja) | 1996-12-03 |
Family
ID=10769556
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2699596A Pending JPH08320003A (ja) | 1995-02-14 | 1996-02-14 | 流体流量制御装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5687763A (ja) |
| EP (1) | EP0727605B1 (ja) |
| JP (1) | JPH08320003A (ja) |
| KR (1) | KR960031861A (ja) |
| DE (1) | DE69614585T2 (ja) |
| GB (1) | GB9502836D0 (ja) |
Cited By (5)
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| JP2008534883A (ja) * | 2005-03-30 | 2008-08-28 | ドレッサ、インク | ハーシェル−クインクチューブを使用する騒音低減モジュール |
| WO2009046429A3 (en) * | 2007-10-05 | 2009-05-28 | Energy Recovery Inc | Rotary pressure transfer device with improved flow |
| JP2011514483A (ja) * | 2008-01-22 | 2011-05-06 | コントロール コンポーネンツ インコーポレイテッド | 直接金属レーザ焼結された流れ制御要素 |
| JP2015533409A (ja) * | 2012-11-02 | 2015-11-24 | フィッシャー コントロールズ インターナショナル リミテッド ライアビリティー カンパニー | 騒音軽減区分と高容積流区分との間に不感帯を有しない弁ケージ |
Families Citing this family (41)
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| KR100280893B1 (ko) | 1998-07-14 | 2001-11-02 | 권갑주 | 밸브의 유체흐름 제어장치 |
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| US6095196A (en) * | 1999-05-18 | 2000-08-01 | Fisher Controls International, Inc. | Tortuous path fluid pressure reduction device |
| KR20010038853A (ko) * | 1999-10-28 | 2001-05-15 | 권갑주 | 유체의 속도 및 압력 강하 제어용 저항장치 |
| GB0006337D0 (en) * | 2000-03-16 | 2000-05-03 | Hopkinsons Ltd | Fluid energy reduction valve |
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| US6701957B2 (en) | 2001-08-16 | 2004-03-09 | Fisher Controls International Llc | Fluid pressure reduction device |
| US6615874B2 (en) | 2002-01-22 | 2003-09-09 | Flowserve Management Company | Stacked disk valve trim |
| DE10332262A1 (de) * | 2002-07-23 | 2004-02-12 | Daume Regelarmaturen Gmbh | Ventilanordnung mit Stützteil |
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