JPS63502698A - 変調圧力作動パイロット調圧弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 変調圧力作動パイロット調圧弁 発明の背景 本発明はつりあい主弁からの製品の圧力逃しブー流出量を調節するための新規な 改良された調整式パイロット弁に関する。

関連出願に関する背景技術 この出願は１９８３年９月２２日に出願されている本発明者による現在出願中の 出願番号５３４．５９４の一部継続出願である。出願時のその出願およびそれに 対する認められた補正はここに参考として引用するものとする。

１９８１年４月６日に出願されている変調パイロット弁に関する本発明者の米国 特許４．４０２．３４１もここでは参考として引用するものとする。

背景技術の記載 それ以上では危険状態が起きるであろう限度を越えた製品の圧力を抜くために圧 力容器上に調圧弁すなわち圧力除去弁を設置することが望ましい。典型的な調圧 弁はシートと係合しているばねにより傾かされている弁部材を含んでいる。製品 の圧力が予め決められている安全基準を越えたなら、弁に対する力が、ばねのか たよりを越えて、弁をシートから持ち上げて製品の圧力を抜く。そのような弁は 信頼性がなく、しかも弁シートとの繰返される係合により急速な品質劣化を受け る。弁およびシートは、製品流体流中にあるため、突き当たる流れによる損傷も 生じる。パイロット弁を一体化している調圧弁も使用されている。これも現在使 用されている弁は、主弁からの製品を連続的に放出することにより動き、その結 果製品が実質的に損失してしまう。さらに、パイロット弁を通る連続的なノくイ ロット流体流すなわち放出では、流体中に担持される残渣が、）＜イロット弁を ふさいでしまったり、または凍結が生じたりする確率が高まる。

周知圧力容器用の調圧弁は、米国特許番号４．２９１．７２１中に示されている 。この特許に開示されている弁は、調整作用は備えておらず、そして使用されて いる延長構造は、近接仕上すべり部分の粘着による故障の確率を高める。

上記の如き現存の全ての弁は、圧力容器または導管上に設置されたときのパイロ ット弁作動圧力を試験することすなわち実地測定を行なうことが困難である。こ れらの弁を用いる試験は一般に相当な量の製品流体の排出が必要である。

発明の要旨 本発明の第一の目的は、新規な改良された変調圧力作動パイロット調圧弁を提供 することにある。

本発明の別の目的は、パイロット中に連続的に流させておくことなく、過剰量に 応じてつりあい主弁部材の上の加圧された加圧へ・ソド容量を排出することによ り容器中の過剰な製品の圧力を除去する新規な改良された変調圧力作動パイロッ ト調圧弁を提供することにある。

本発明の他の目的は、製品の圧力を抜いたりまたは弁を分解したりすることなく パイロット弁の試験を可能にするフィールド試験弁を含んでいる新規な改良され た圧力作動パイロット操作弁を提供することにある。

本発明のさらに別の目的は、パイロット弁が故障した場合の二次的すなわちバッ クアップ操作を伴う主弁を圧力除去操作させるための新規な改良されたパイロッ トを提供することにあり、ここでバックアップ安全装置すなわち過剰圧力防止装 置は、パイロット弁設定点を最初に調節することにより、自動的に予め決められ ている操作圧力に設定されている。

簡単に言えば、本発明は、容器からの製品流圧力を連続的に調整するための新規 な改良された圧力作動パイロット操作調圧弁に関するものである。パイロット弁 は、可動性閉鎖部材および該閉鎖部材の上の加圧されている加圧ヘッド容量を含 んでいるつりあい主弁と連通している。パイロット弁は、パイロットピストン室 および該室中に相反して配設されている差動パイロットピストンを含んでいる。

該室は、加圧ヘッド容量中の圧力と流体連通状態にあり、該圧力は、パイロット ピストンに作用して、ピストンの差動領域によりピストンを選択された方向に傾 かせる。製品の圧力は入口弁と連通しており、該入口弁はパイロットピストンに より動かされて、製品の圧力流を室内に入れている。パイロットピストン室はパ イロットピストンにより作動可能な逃し弁を通って主弁の出口と連通している。

フィールド試験弁は、入口と一緒に含まれており、そこに試験圧力をかけること ができる。第１出口は、フィールド試験弁中にフィールド試験入口と流体連通状 態で形成されている。ポペット弁が、第１人口および第１出口の間に配設されて いて、その間の流体の流れを調節している。排出口ガス抜きオリフィスが、ポペ ット弁により調節されているその中の流れに含まれている。フィールド試験弁は 、フィールド試験入口および製品圧力と流体連通状態にある第２出口を含んでい る。シャツトル弁が第２出口およびフィールド試験弁の間に配置されており、そ こを通る流体を調節している。パイロットピストンは、パイロットピストンと同 一ばねによって負荷を与えられているヘッド部材を含んでいるが、バックアップ 調圧を提供する主弁を開放するものである。

別の実施態様は除去圧力較正ばねおよびそれの反対端にある圧力検出面の中間に そしてそれらと同軸的に配置されている操作パイロット弁ピストンを組み込んで いる。圧力検出端部から同軸的に置かれていて、ポペット型排出弁を含んでいる 隣接加圧室に突出しているピストン延長部がある。ピストン圧力検出端部および 弁本体穿孔が、製品圧力容器または導管と圧力連通状態にある第１弁室を形成す る。弁圧力検出室は、操作ピストンの通路内部を通って、二次安全システムと連 通している。

二次安全システムは、ピストンヘッドにより形成されている第２圧力検出室およ び安全較正はねアダプタを含んでいる。ピストン圧力ヘッドおよびばねアダプタ は、シール係合しており、それにより前記第２圧力検出容量を形成している。パ イロットが故障して、主弁が設定点で開かない場合には、弁ばねアダプタおよび ピストンヘッドが、最初の圧力調圧弁はね設定値より幾分越えた予め決められた 製品圧力において離れる。

ストン内部弁室を弁本体中の口を経由して連通させることを含んでＩＬ）る。排 出弁室を主弁加圧ヘッド容量と連通させる別の口が製品の圧力を主弁ピストンの 下表面に及ぼさ、れている圧力と等しくさせ、それにより主弁ピストンとそれの 閉鎖位置すなわち非排出位置に保つ。

パイロットピストンヘッド端上に較正ばねにより及ぼされる力により制定される 除去圧力においては、ばねに対向する操作ピストンの動きが、ピストン内部室の 最初の隔離を生じる。タンク圧力がさらに上昇すると、排出室中に含まれている 排出ポペット弁が作動して、該室中の圧力を下げる。排出室の延長棒内部に作用 する排出弁室内の圧力低下によるつりあいのとれない力は、主検出室中の圧力増 加により生じる動きとは反対のパイロットピストンの動きを生じさせる。低下し た排出弁室圧力は、主弁ピストンをわずかに不均衡状態にさせて、それにより主 弁を通る製品の調節しながらの除去すなわち比例除去を始める。

パイロットピストンの循環操作において気づく付加的な製品圧力の増加は以上で 記してきたが、それも主弁ピストンを持ちあげて製品の排出を増加させる。

充分な製品の圧力増加の場合には、主弁ピストンは全開位置となる。

図面の簡単な説明 本発明の上記のおよびその他の目的および効果並びに新規な特徴は、添付図面に 示されている本発明の好適な実施態様の下記の詳細な説明から明らかとなるであ ろうが、その場合第１図は、本発明の原理に従って構成された圧力調整作動され るパイロット操作調圧弁の概略図であり、そして第１１図は、第１図のパイロッ ト弁を通る断面図であり、特に本発明のパイロット弁の調整式の操作ピストンの 差動圧力領域を示している。

第２図は、ポツプすなわち速作動安全排出パイロット操作調圧弁の別の実施態様 の第１図と同様な概略図である。

第２１図は、第２図のパイロット弁の断面図であり、特に本発明のパイロット弁 の“ポツプ”すなわち迅速作動バージョンに関するピストン上の差動圧力領域を 示している。

第３図は、本発明のパイロット弁の平面図あるいは側面図であり、特にパイロッ ト主弁およびフィールド試験弁の間の相互連結導管を示している。

第４図は、第３図と同様な別の平面図あるいは側面図である。

第５図は、第６図の５−５線に沿った本発明のパイロット弁の市販用な実施態様 の断面図であり、本質的には第１図、第１１図、第２図および第２１図中に描写 されている弁の機能部分を示している。

第６図は、本発明のパイロット弁の市販用実施態様の端面図である。

第７図は、第１図および第２図に示されている弁の商業的実施態様の、第６図の ７−７線に沿った一部断面図である。

第８図は、第７図の８−８線に沿った断面図であり、特にパイロット内部ポペッ ト弁の形状および位置を示している。

第９図は、第７図の８−８線に沿った断面図であり、特に内部ポペット弁および 操作ピストンの関係を示している。

第１０図は、開示されている発明の別の実施態様の幾分概略な断面図であり、特 に別のパイロット弁／主弁アセンブリオよび相互連結導管を示している。

第１１図は、第１０図のパイロット弁部分の拡大断面図であり、特に排出弁およ び大口弁の構造を示している。

第１２図は、第１１図の１２−１２線に沿った断面図である。

第１３図は、第１１図の１４−１４線に沿った他の断面図である。

好適な実施態様の記載 第１図を参照すると、参照数字（以下同じ）　１０により一般的に指示されてい る弁アセンブリが示されている。弁アセンブリ１０は１２により一般的に指示さ れている主弁および１４により一般的に指示されている圧力操作パイロット調圧 弁を含んでいる。パイロット弁１４は、圧力容器からの製品圧力の比例ガス抜き を調整するように主弁を調節している。

主弁１２は、製品圧力を大気中に含有している（図示されていない）圧力容器と 流体が連通状態にある入口１８を備えた本体１６を含んでいる。主弁１２は、製 品圧力を大気もしくはオーバーフロー容器にガス抜きさせるための出口２０も含 んでいる。主弁１２の入口１８および出口２０の間に弁座２２があり、その上に 可動弁閉鎖部材２４が閉じられた位置で置かれている。閉鎮部材２４は、室壁２ ８と係合して主弁１２の頂部３０から下方に延びているシール２６を含んでいる 。シール２６は閉鎖部材２４０シート２２の関して相反する動きを可能にしてい る。加圧ヘッド容量３２は室壁２８内に閉鎖部品２４の上部にシート２２と係合 して形成されている。加圧ヘッド容量３２内の圧力が製品圧力より実質的に小さ い場合には、入口１８中の製品圧力が閉鎖部材２４を上方に動かして製品を入口 １８から出口２０を通して流すことを可能にする。

パイロット弁１４は、拡大した室３６および縮小した直径の室３８を形成してい る本体３４を含んでいる。開口部４０が本体３４中に設けられており、該開口部 ４０を介して差動領域パイロットピストン４２が延長しており、該ピストンはヘ ッド、第１横断面４６、第２横断面４８、および端部５２を備えた縮小本体部分 ５０を含んでいる。ばね６４は、ヘッドおよびピストン４２に対する圧力負荷ま たは較正力を与える。調節部材？０．６６、６８および７２の使用によりはね６ ４の圧縮力を変えると、室１２４にはいってきたときにピストン４２を左方に動 かす圧力調圧弁すなわち圧力値に設定することになる。（第１図参照）縮小本体 部分５０は端部５２から面４６および４８の第１側面に延びている。パイロット 弁１０は縮小直径室１２４を含んでいる。シール１２５は室１２４を室３６から 隔離している。ピストン４２は穿孔４０を通って外部に延び、そして穿孔３８を 通って室１２４に延在している。

第１図および第１１図に示されている弁１０の変調バージョンにおいて、穿孔４ ０は穿孔３８より大きい直径を有しており、その結果、拡大室３６内の圧力が環 状の付加的正味有効面積δＡに作用して、ばね６４の力に反して左方への力を生 じる。δＡは端部５２の横断面積（穿孔３８の横断面積にほぼ等しい）およびピ ストン４２が穿孔４０を通る際のピストン４２の横断面積の間の差でもある。第 １ｆ図に示されている如く面４６および４８に対して右側および左側にある横断 面積の差もδＡに等しい。

細長い通路５４はパイロットピストン４２の長さだけ延びてヘッドの後方の拡大 空隙乃至開放領域５６に達する。逆流防止器乃至逆止め弁５８が通ｖ＆５４内に 配置されていて該通路５４を通る逆流を調節している。

第２通路６０は直角でありそして通路５４および室３６と連通している。

逆流防止器すなわち逆止め弁６２が通路６０内に配置されていて室３６内への逆 流を防止し、かつ室５４内の製品の圧力を維持している。ピストン４２は、ヘッ ド４４とねじ込支え６８および７０上に装着されているばね板６６により傾けら れている。板６６はねじ付き柱６８および７０上にナツト７２により保持されて おり、該ナツトは板６６の位置および場ねの偏り力６４を調節している。

ヘッド容量３２はパイロット弁ｌＯにより、ヘッド容量３２内の圧力を弁通路７ ４および相互連結導管７６により室３６と連通させることにより、制御乃至変調 される。パイロットピストン４２は２個の付加的弁を動かして室３６内の流体圧 力を調節する。第１弁は参照番号７８により一般的に指称されている大口弁であ る。入口弁７８は、主弁１２の入口１８中のラム管８２、導管８４、通路１３０ 　、１２８．９０　、並びに逆流止め弁９３を通って製品の圧力と連通している 室８０を含んでいる。逆流止め弁９３は、室８０内の圧力が通路９０の圧力を越 えたときに９０中を流れるのを防ぐために入口弁７８の吹出し路９０内に置かれ ている。入口弁７８は、受座９６ど係合しているはね９４により押し付けられて いる弁部材９２も含んでいる。受座９６は、室８０および３６の間に延びている 通路９８を含んでいる。弁カム１００は、通路９８中に延びておりそして弁部材 ９２と接している。調節可能カムアクチュエーター１０２がパイロットピストン ４２の延長部分４８中のねじ込開口１０４内にねじ込可能に装着されてイ今。ア クチュエーター１０２により、カム１００との係合点を調整してアクチュエータ ー１０２により弁部材９２が受座９６から持ち上げられる点を変えることができ る。

パイロット弁１０内に含まれている第２弁は参照番号１０６により一般的に指称 されている排出弁である。排出弁１０６は室３６内に装着されている弁部材１０ ８を含んでおり、そして受座１１２と係合しているはね１１０により偏らせられ ている。受座１１２は穿孔乃至通路１１４内の一端にねじ込可能で装着されてい る。受座１１２は軸方向通路すなわち拡大通路１１６を含んでいる。受座１１２ はまたパイロットピストン４２の面延長部４６を通って延びている。通路１１４ は導管１２０により主弁１２の出口２２と流体連絡状態にあり、該導管は出口２ ０内の開口１２２と流体連通状態にある。ピストン表面乃至延長部４６が弁部材 １０８と係合すると、部材１０８が離れ、そして室３６内の圧力が通路１１４、 導管１２０、口１２２に沿ってそして出口２０を通ってガス抜きされる。

圧力較正はね６４の偏り力を平衡させる力が、有効面積δＡに対して作用する室 ３６内の圧力およびピストン４２の端部５２に対して作用する室１２４内の製品 圧力により生じる正味の力により、供される。もし、δＡが面５２の明晰を越え る室３６内のピストン４２の増加した有効圧力検出領域を表わすとすれば、この 力はばね６４（第１１図参照）に対抗するものとなることが理解されよう。

また、もしδＡが室３６内のピストン４２の有効圧力検出領域の正味有効減少を 表わすとすれば、面５２の面積に関してこの力は、ばね６４（第２９図参照）の 力を補助するものとなろう。

室１２４は通路１２６．１２８．１３０により主弁１２の入口１８と、拡大空隙 すなわち領域５６の上方で、流体連絡状態にある。安全上の対策として、パイロ ット弁１４が故障したならヘッド容量３２の減少を防ぎながら製品圧力の緊急ガ ス抜きするような構造が与えられている。パイロットピストン４２がそれの予め 設定された圧力においてそれの動きが制限されたなら、逆流防止器５８が開放さ れ、そして室１２４にはいる製品圧力は通路５４に沿って領域５６中に流れるで あろう。逆止め弁６２は、通路５４内の製品圧力の室３６中へのガス抜きを防止 する。シール１３４は領域５６を取り巻いている。圧力が設定点より１０％上昇 する前に領域５６が穿孔４０の面積より１０％までなら小さくてもよいため、ヘ ッド４４がピストン４２から分離して、領域５６よりはるかに大きいヘッド４４ の全面積に対して圧力を作用させることができて、さらに上昇させ、そして通路 ５４を全開させる。室３２内の圧力は次に通路７４および６０を通って室３６中 にガス抜きし、逆止め弁６２を越え、ヘッド４４を通って大気にガス抜きされる 。次にピストン２４が持ちあがって過剰圧力が出口２０を通して普通の方法でガ ス抜きされる。弁６２は逆止め弁として機能するため、室３２内の圧力は通路５ ４を経由する室１２４からの吸込圧力によって元通りになることはない。ばね６ ４中の力の調整により、パイロットの設定点およびこの緊急バックアップの開放 置去りの圧力双方を決定する。

操作時の第１図および第１９図の変調バージョンでは、主弁１２は最初は受座２ ２上の弁クロージャ部材２４とつりあっており、そして入口弁７８および閉塞さ れた通気弁１０６と平衡している。入口１８中の製品圧力が高まるにつれて、圧 力は主弁１２の入口１８からパイロットピストン４２の端部５２と連通する。製 品圧力が予め選択された水準を越えると、室３６および１２４中の圧力により偏 らされているパイロットピストン４２がばね６４に抗して運動する。この動きで 最初に弁部材９２が受座９６に対して閉じられた室３６への圧力供給を遮断し、 そして次にパイロットピストン４２の部分４６と弁部材１０８に向かって係合し て排出弁１０６を通って主弁１２の出口２０にガス抜きさせる。ヘッド容量３２ 中の圧力も排除されて有効圧力検出領域δＡ（第１ｖ図参照）に作用する圧力を 減少させ、それにより差動ピストンを左方に動かしていたばね６４に抗して作用 する力を減少させる。するとはね６４の力はパイロットピストン４２をガス抜き 弁１０６近くのその元の位置に動かすのに充分なものとなる。このサイクル中に 、室３６および３２内の圧力減少により主弁クロージャ部材２４は受座２２より わずかに上昇させ、製品と入口１８から出口２０中に流すが、製品はパイロット 弁中には流れない。クロージャ部材２４が製品圧力をガス抜きするのに不十分な 量をもって上昇し、しかも製品圧力が上昇し続けるなら、パイロットピストン４ ２のサイクルが繰返される。これは非ブリード（ｎｏｎ−ｔｉｌｅｅｄ）　ｍ作 に相当しており、そして製品圧力の変調乃至比例ガス抜きを与える。

パイロット設定点圧力以下の製品圧力では、ばね６４がピストン４２を動かして 、アクチュエーター１０２が弁カム１００と係合するように動く。カム２００は 大口弁部材９２を受座９６から上昇させて製品圧力を室３６中にいれる。室３６ 内の増加した圧力は有効圧力検出領域δＡに作用する正味力を高めてアクチュエ ーター１０２をカム１００から離して入口弁７８に近づかせる。室３６内の増加 した圧力はヘッド容量３２と連通してクロージャエレメント２４をわずかに下方 ２２へ偏らせ、主弁１２の入口１８および出口２０中の流れを減少させる。流れ が充分域じられないなら、サイクルが繰返される。

上記のいずれのサイクルの間でも、ヘッド容量３２内の製品だけがガス抜きされ る。大量の製品がパイロット弁１４中を流れず、しかも製品圧力の連続的ガス抜 きは起きず、そのため操作に害を与えたり妨害したりするパイロン）＋１４中へ の不純物の流れが避けられる。

パイロットピストン４２の上記の位置の中間位置が第１図に示されている。中間 位置では大口弁８０および排出弁１０６が閉じられており安定化デッドバンド（ ｄｅａｄ　ｔｌａｎｄ）が生じ、それはヘッド容量３２中の圧力および製品圧力 を隔離して、主弁クロージャエレメント２４を除去操作に比例して改良された制 御をもたらす。

弁アセンブリ１０は参照番号１３８により一般的に指示されているフィールド試 験制限弁も含んでいる。フィールド試験弁１３８は試験圧力が加えられる入口１ ４０を含んでいる。室１４２はフィールド試験弁１３８内に形成されており、そ して入口１４０およびガス抜き１４４と流体連通状態にある。室１４２内の出口 １４６は室３６中に延びている通路１４８と連通している。この連通によりポペ ット弁１５０はヘッド容量３２内の圧力を検出できる。延長部１５１を有するポ ペット弁１５０は室内に出口１４６、入口１４０およびガス抜き１４４の間に相 反して装着されている。室１４２も通路１３０と連通している。シャツトル弁１ ５６は出口１５４内に置かれている。

容量３２および室３６中の圧力が大気圧より大きいなら、ポペット弁上の延長部 １５１を示されている如くガス抜き１４４に対してシールすることができる。ポ ペット弁１５０がこの位置にありながら、シャツトル弁１５６は入口１４０中に 導入されたフィールド試験流体圧力および通路１３０中の製品圧力を検出する。

パイロット弁１４を試験するために、フィールド試験圧力を入口１４０中に導入 される。試験圧力が容量３２中の圧力より低いなら、シャツトル弁１５６は出口 １５４中に位置しそしてポペット弁１５０はガス抜き１４４中に位置して容量３ ２中のヘッド圧力および室３６中の圧力を製品圧力近くに保つ。試験圧力が高ま りそして製品圧力に近づくにつれて、シャツトル弁１５６が出口１５４から上昇 し、フィールド試験弁１３８を製品圧力から隔離する。

差動ピストン４２は設定調圧より低くそして第１図に示されているそれの位置の 右方に動かされるため、フィールド試験圧力が大口弁７８により室３６にはいる ことができ、その際人口弁カム１００およびアクチュエーター１０２は弁部材９ ２を開放し、試験流体を試験圧力において室３６に入れそして容量３２内のヘッ ド圧力をフィールド試験圧力に高める。実地試験圧力が高まり続けてピストン４ ２が左方（第１図参照）に動いて大口弁７８を閉じそして排出弁１０６を開いて 容量３２内のヘッド圧力を低下させる。ヘッド圧力が入口１４０中に加えられる フィールド試験圧力の約８０％に低下すると、ポペット弁１５０は排出弁１４４ を離れて動いてフィールド試験圧力を大気にガス抜きする。８０％の数値はポペ ット１５０の有効圧力領域に依存しており、その他の数値を与えることもできよ う。パイロットピストン４２は次にそれの元の位置に戻って、大口弁を閉じモし て主弁１２の開放前にヘッド容量３２中の圧力上昇させる。フィールド試験制限 弁１３８により、検査係は主弁操作をせずにパイロット弁の操作を検査できるが 、主弁操作が望まれるならガス抜き１４４に栓をするか、他の方法で塞いでもよ い。

主弁出口２０中の圧力がその入口１８中の圧力を越えるなら、ピストン乃至クロ ージャエレメント２４は受座２２に隣接している有効圧力領域のため、パイロッ トが一般に室３２と連通しているような入口圧力がそれより高い出口圧力により 置換されない限り、上昇して出口２０から入口１８への逆流をタンク内に生ずる 。このような訳で、出口２０中の圧力は出口開口１２２、通路１２０および１４ ４を経由して逆流し、ポペット１０８を上昇させ、室３６および通路７４を通っ て室３２中に流れる間に、逆止め弁９３および５８により室３６中のより高い圧 力が入口８４を通ってタンクに逆流するのが防止される。

１０１で指示されている“ポツプ”（ｐｏｐ）乃至迅速作動安全排出パイロット 操作調圧弁は、第２図及び第２１図に示されている。ポツプ弁１０’は調整弁２ ０と実質的に同じであり、そしてポツプ弁１０ｆの同一部品は第１図中と同じ参 照数字により指示されているが、異なる部品は同じ参照数字に１をつけて指示さ れている。ポツプ弁１０１中の差動領域δＡ１は調整弁１０の逆であり、その理 由は穿孔４０”は穿孔３８より小さい直径を有しており、その結果差動領域δＡ １に作用する室３６内の圧力が正味の右方向の力を生じるからである。この力は 次にばね６４の力を補助し、そして領域５２上のタンク圧力による力と相反して いる。タンク圧力が設定点に上昇すると、ピストン４２が左方に動いて室３６中 の圧力を下げるように作用し、そのことがδＡ１上のこの圧力による右方への力 を減少させてピストン４２のさらに左方向の動きを可能にする。この再現性のす なわぢ正のフィードバック作用がピストン４２を完全に左に駆動させて室３２か ら全ての圧力をガス抜きさせて主弁１２を全開させる。弁１０１のこの作用は、 “ポツプ”作用すなわち迅速作用、完全排出作用として記されている。

別の実施態様の記載 第１Ｏ図を参照すると、パイロット操作調圧弁アセンブリ２０２は内部流体連絡 通路２２３．２５８．および２５９を有するアダプター２０８を介して圧力操作 パイロット弁２０６の付いているアセンブリと共働操作され主弁２０４を含んで いる。圧力検出管２１５は、主弁２０４の内部通路２１６中に主弁入口２１２と 隣接して上向きに置かれているラム乃至圧力検出管２１３と相互連結している。

、主弁アセンブリ２０４は圧力均衡型であり、弁本体２１０、製品圧力人口２１ ２、およびガス抜き出口すなわち製品圧力除去出口２１４を含んでいる。該入口 および出口の中間には、弁本体２１０中に含まれるシリンダー２２０中で往復す るピストン型閉鎖部材２１ｇがある。その閉鎖すなわち非排出位置では、ピスト ン２１８は主弁シート２１６と共働して閉じられている。反対側の端部および主 弁シリンダー２２０が、導管２２１を介してアダプター２０８の通路２２３と圧 力連通状態にある主弁ヘッド容量２２２を形成する。

別の導管２０５が、主弁出口２１４中の圧力蛇口２１１をパイロット弁アセンブ リ２０６のガス抜き出口２５０と連通させている。

パイロットアセンブリ２０６はさらに内部シリンダー穿孔２２６およびパイロッ ト弁本体２２４の内部の第１の圧力検出室２４２も含んでいる。パイロット弁本 体２２４はさらにパイロットガス抜き弁アセンブリ２４４を含有している内部ガ ス抜き弁室２３０も形成する。パイロット弁ハウジング２２４はまた、ピストン ヘッド２２８および反対側に配置されている突出ピストン棒２２９を有するパイ ロット弁ピストンアセンブリを含有しているシリンダー穿孔２２６も形成する。

ピストン棒２２９はガス抜き室中に延びておりそして中間圧力シールがパイロッ ト弁ハウジング２２４の隣接棒案内部分２２５に関して棒の反対運動を可能にす るように配されている。シール２６０および２６１を動かして大気圧とそれぞれ 室２５２および２３０との間の製品圧力の差を保つ。

“０”環の如き典型的な弾性シールが示されているが、当技術の専門家は比較的 小さいピストン工程なら、ダイヤフラムシールの使用も可能であることを容易に 理解するであろう。ピストン棒の内部は、ガス抜き室２３０を該パイロットピス トン２２７内部の大口弁室２４０と圧力連通させている内部通路２５５である。

室２４０中には入口ポペットシート２５２および大口弁ポペット２５１も含まれ ている。パイロットピストンアセンブリ２２７およびシリンダー穿孔２２６が、 柱２５９および圧力検出管２１５を経由して製品圧力と圧力連通状態にある第１ 製品圧力検出室２４２を形成する。パイロットピストン２２７はさらに逆止め弁 アセンブリ並びにそれぞれの開口２３３および２３５並びに内部ピストン通路２ ３１により圧力連通状態にある第２圧力検出室２３９も含んでいる。通路２３１ はさらに内部ピストン軸通路および連結している逆止め弁２５７を経由して弁棒 口２３５とも圧力連通状態にある。

逆止め弁２５７および２３３の換作は以下に記されている。

第２圧力検出室２３９は閉鎖係合状態で示されているパイロット弁ばねアダプタ ー２３７およびパイロット弁ピストンヘッド２２８により形成されている。

第２圧力検出室２３９は、通路２３１の延長部並びにオリフィス逆止め弁組合わ せ２３３および２３５を経由して、第１圧力検出室２４２と流体連通状態にある 。

ガス抜き室２３０は、ガス抜き弁シート２４５およびガス抜き弁ポペット２４９ を含んでいるガス抜き弁アセンブリ２４４を含有している。

ポペットおよびシートは、支持ビン２４６によりパイロットピストン棒２２９の 開放端部上に含まれているガス抜き弁はね２４８により、シール係合状態に保た れている。ガス抜き弁シート２４５はビン２４６を延長穴すなわち溝付き穴２４ ７中に係合させてピストン延長部２２９およびポペットシート２４５の間に相対 的な軸運動を与える。同様に、大口弁ポペットシート２５２は溝付き穴２６０中 に含有されているビン２５３によりピストン２２７の内部に滑り係合されている 。この配置は大口弁シート２５２およびパイロット弁ピストン２２７の間で相対 的運動を与える。この運動の意味は以下で詳しく記す。

パイロットピストンアセンブリ２２７に予め決められている力をかけるために、 弁圧力較正ばね２３４がパイロットピストンヘッド２２８上にそしてそれと同軸 的に装着されている。ばね２３４は引張り部材２３２により支持されているばね 保持具２３６によりそれの反対端で保有されている。

第１０図および第１１図に示されているものと仮定すると、操作時にはパイロッ ト安全設定より低い製品圧力がはね２３４の予備圧縮により生じて、製品圧力が 記載されているような管２１５および通路２５９を経由して室２４２にはいる。

製品圧力はこれも示されているように通路２５８および２１５を経由して室２４ ０にはいる。ピストン２２７の減少部分およびシリンダー壁２２６により形成さ れている周囲通路２５６並びに放射状ピストン通路２４１が組みこまれているた め、室２４０はポペットシート２５１および軸通路２５４を経由して室２３０と 流体連通状態にある。製品圧力はさらに通路２４３　、２２３および２２１を経 由して主弁２１８のヘッドにもかけられる。

これらの条件下では、主弁ピストン２１８は示されている如くそれの着座位置に 保持されている。

検出オリフィス２１３および管２１５を経由して運ばれる製品圧力が増加すると 、室２４２中の製品の圧力がピストン２２７の隣接領域に、ばね２３４によりピ ストン２２７のヘッド端Ｒ２２８にかけられるばね力とは反対の力をかける。こ の力が予め決められたばねの予備負荷を越えたときには、ピストン２２７はばね ２３４に抗して動き、そしてそれにより第１０図中に示されているように左方に 変位する。ばね２３４に対する充分な運動時には、弁ポペット２５２および座２ ５１が係合し、それによりガス抜き室２３０を製品圧力から口２５８を経由して 圧力シールさせる。室２４２中の製品圧力がさらに増加すると、２４７の溝付き 距離を越えるまでピストン２２７はさらに左方に動かされ、それによりガス抜き 弁ポペットをガス抜き弁座２４９から持ちあげる。ガス抜き弁２４４が開くと、 ヘッド容量２２２中に含まれている製品圧力の最初の量が通路２５Ｑおよび管２ ０５並びに圧力蛇口２１１を経由して出ていく。室２３０中の製品圧力の減少は 、棒２２９の端部の連結圧力検出領域に対する力の全体的な減少をもたらす。こ の力の減少はばね２３４によりピストンヘッドにかけられる力を助け、そしてピ ストン２２７をそれの零位置に戻し、そこで両方の弁は閉じられてそれ以上の製 品流のピストンヘッド容量２２２中への出入りを防止する。

さらに製品圧力が上昇すると、主弁ピストン２１８上の容量２２２中の圧力減少 がピストン２１８をわずかに上昇させて主弁入口２１２、主弁座２１６、および 主弁出口管２１４を経由して製品を除去させるまで、この工程を繰返す。当技術 の専門家が容易に理解するように、連続的な製品圧力の増加はヘッド容量２２２ 中の製品圧力の連続的減少および主弁ピストン２１８の上昇増大をもたらす。典 型的には、パイロットピストン２２７の最初の運動は予め決められた設定点の約 ９７％のところで起きる。製品の圧力が設定点の９８％に連続的に増加すると、 約２０％の主弁ヘッド圧力すなわち２２２の減少をもたらす。製品圧力が予め決 められた設定点の１００％までさらに増加すると、主弁ヘッド容量２２２中の圧 力を圧力検出管２１３のところで検出される圧力の約５０％に減少させる。予め 決められている設定点の約１０１％において主弁ヘッド圧力量が検出された製品 圧力の５０％より幾分小さくなるまで工程を続け、そしてピストン２１８の運動 が開始される。この運動は、予め決められている安全設定点の約１０３％におい て主弁ピストン２１８がそれの最左位置すなわち除去位置に動くまで、検出され た製品圧力と比例している。

この製品圧力除去は圧力検出位置２１３において検出された製品圧力とその間は 本質的に比例しておりそして最も重要なことに放出量は主弁ヘッド容量２２２お よびパイロット弁室２３０を含む付随通路類中に含まれる容量に限定されている ということに注意すべきである。

好適な実施態様における如く、操作中のピストン２２Ｇが動かなくなった場合も しくは他の理由のために二次的圧力除去が第２圧力検出容量２３９によりなされ る。主弁２０４の操作中に製品圧力が不適切に調圧される場合には、予め決めら れた値に達した後に典型的にはパイロットピストン設定より１０％はど高いよう に製品圧力が増すと、弁較正ばね支持具２３７がパイロット弁ヘッド２２８から 係合離脱する。

室２３９の圧力損失は、導管２１５．２５９＃よび２３１を経由する製品の流れ を招く。しかしながら、附属している開口２３５が製品の流量を制限する。、こ れの意味は以下で論じる。分解による第２圧力検出室２３９からの製品流が始ま るとさらに、主弁ヘッド容量２２２から導管２２１、２２３．２４３およびパイ ロット弁延長部２２９内部の通路２５４を経由して現在は開いている逆止め弁２ ５５および２５７を経由して導管２３１にはいる流れを生じる。開口２３５の流 れ限定特性が主弁ヘッド容量２２２の再加圧を防止し、そしてさらに座２５７お よび閉鎖部材２５５を含む上記の逆止め弁を経由してヘッド容量の急速ガス抜き を可能にする。従って、パイロットピストン２２７が操作できなくなった場合の 主弁２０４の二次調圧操作が確保されてい０゜ガス抜きされる製品が主弁の内部 ピストンおよび連結しているパイロット弁室と関連する非常に歩容量に限定され ているような予め決められている製品圧力範囲にわたって比例除去をもたらす圧 力検出性／主調圧組み合わせ者が今までに開示されてきている。当技術の専門家 は、過剰圧力のために生じるガス抜きされる製品が付随している加圧された製品 の瞬間的なガス抜きではなくむしろ比例的に最少にするような圧力均衡ピストン 型主弁を使用するパイロット操作調圧弁の技術において開示されている実施態様 は相当な進歩をもたらすということ並びに製品を調圧弁およびパイロット中に含 まれているものと比例させる間にガス抜きされる製品の量の減少を容易に認識す るであろう。

国際調査報告

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. １．主弁が入口および出口の付いている主弁本体、主弁中の弁室、該室中に相反 して装着されていて該弁室の一端と共働操作してそこを通る流体の流れを限定し ている主弁閉鎖部材を含んでおり；該主弁はさらに該室および該閉鎖部材により 該主弁閉鎖部材の上部で形成されている主弁ヘッド容量も含んでいるような主弁 用のパイロット弁において、該パイロット弁がハウジング、該ハウジングの一端 にある第１穿孔、 該ハウジング中の該第１穿孔から末端にある第２穿孔、ヘッド端部および圧力検 出端部を有する該第１穿孔中のピストン、 該圧力検出端部から該第２の穿孔中に延びている棒、該第１穿孔および第２穿孔 と連通している該棒中の通路、該内部室と該棒通路を連通させる手段である室内 ピストン、予め決められている安全圧力値を制定するための該ピストンヘッド端 部と接触している圧力較正ばね、該第２穿孔中に装着されている固定閉鎖部材、 該固定閉鎖部材上の第１弁座手段および通路内受座手段、該室内ピストンの第第 ２穿孔中にあり、そして該第１弁座手段と共働操作する第１弁閉鎖部材、 該室内ピストン中にあり、該棒通路と流体連絡状態にある第２弁座手段、 該室内ピストン中にあり、該第２弁座と共働操作する第２弁閉鎖部材、 該ハウジング中にあり、該主弁入口付きの該室内ピストンと連通している第１通 路手段、 該ハウジング中にあり、該第２穿孔および主弁ヘッド容量と連通している第２通 路 からなっており；ここで該圧力較正のばねにより決められている値より過剰に該 第１穿孔中にかけられている圧力か該第１穿孔中の該ピストンを動かして該第１ および第２弁閉鎖部材を作動させて該主弁ヘッド容量中での製品圧力を減じるよ うに作用する、主弁用の変調圧力作動パイロット調圧弁。
2. ２．さらに該棒および該第１弁閉鎖手段を連絡するための第１から動き連結手段 も含んでいる請求の範囲第１項記載の変調圧力作動パイロット調圧弁。
3. ３．該第１弁座内部の該通路を該主弁の該出口と連通させるための手段をさらに 含んでいる、請求の範囲第１項記載の変調圧力作動パイロット調圧弁。
4. ４．該圧力較正ばねと該ピストンのヘッド端部との間にあるばねアダプター、該 アダプターと該ピストンのヘッド端部との間にある第２圧力検出室、および該第 ２圧力検出室と該ピストンの圧力検出端部を連通させるための第３通路手段をさ らに含んでいる、請求の範囲第１項記載の変調圧力作動パイロット調圧弁。
5. ５．該ピストンの圧力検出端部を該主弁本体の入口と連通させるための第４通路 をさらに含んでいる、請求の範囲第１項記載の変調圧力作動パイロット調圧弁。
6. ６．人口および出口を有する弁本体、弁室、該室中に相反して装着されており該 室の一端にある受座に向かったりそこから離れたりして該入口および出口の間の 流体の流れを調節するための弁部材を有しており、該弁本体は該弁部材を該受座 から該ヘッド室中の流体圧力に相応して向かわせたり離したりする運動を調節す るためのヘッド室を該受座と反対側の該弁部材の一端に有しているような型の主 弁の開閉を調節するパイロット弁であり、ここで該パイロット弁が、 パイロット弁室および該パイロット弁室と同軸的に反対側の端部に隣接して配さ れているガス抜き弁室を含むハウジング、該ハウジングの該一端に隣接している ヘッド端部および該ピストン弁室の反対側に隣接している圧力検出端部を有する 該パイロット弁室中で相反運動可能なピストン、該ピストンの圧力検出端部から 該ガス抜き弁室中に延長して該ピストンと該ガス抜き弁室の間の中空ピストンを 通る流体通路を与えている中空ピストン棒、 該中空ピストン中の該流体通路と連通して該中空ピストンの内部に形成されてい るピストン室、 該主弁本体の入口をパイロット弁室と連通させている第２流体通路、 該ガス抜き室を該主弁本体の出口と連通させるための手段、および 該連通手段中を通る流体の流れを調節するために該ガス抜き室中の該中空ピスト ン棒に可動的に確保されている流体調節部材を含んでいる変調圧力作動パイロッ ト調圧弁。
7. ７．該ピストンの内部に形成されている該ピストン室中の弁部品、該弁部品を該 パイロット弁ハウジングに装着させそして損失運動連結を与えるための手段、お よび該中空ピストン内部に形成されている該ピストン室中の中空ピストン棒中の 流体通路上の弁座部品をさらに含んでおり、それにより該弁部品が該弁座部品に より係合されそして動かされている、請求の範囲第６項記載の変調圧力作動パイ ロット調圧弁。
8. ８．該中空ピストンに可動的に確保されている該流体調節部材が該流体調節部材 中に形成されている溝および該中空ピストン棒に確保されて該溝中を通っている ピストンにより連結されている、請求の範囲第６項記載の変調圧力作動パイロッ ト調圧弁。
9. ９．該ピストンのヘッド端部上に配置されているばねアダプター、該主弁本体に 確保されておりそして該ばねアダプターと係合している較正ばね、該ばねアダプ ターと該ピストンのヘッド端部の間の圧力検出室、および該圧力検出室を該ピス トンの圧力検出端部と連通させるための手段をさらに含んでいる、請求の範囲第 ６項記載の変調圧力作動パイロット調圧弁。
10. １０．主弁が入口および出口を備えた弁本体、該入口および出口の間にある該弁 本体中の調節弁室、該入口と係合させてその中を通る流体の流れを調節するため の該調節弁室中に相反して装着されている調節弁部材、該調節弁部材と隣接して いる圧力調節室を含んでいる主弁中を通る流体の流れを調節するためのパイロッ ト弁において、該パイロット弁が パイロット弁ハウジング、 該ハウジング中の第１穿孔、 該ハウジング中の第２穿孔、 該第１および第２穿孔を連結させるための第１通路、該第１穿孔中に相反して装 着されているピストンであり、該ピストンがヘッド部分および圧力検出部分を含 んでおり、該ピストンがさらに該圧力検出部分から該第１通路を通って該第２穿 孔中に延びているピストン棒、該ピストン棒中の第２通路も含んでおり、該ピス トンがさらに内部室も含んでおり、該第２通路が該内部室を該第２穿孔と連通さ せているようなピストン、該第２通路上の該内部室中に装着されている第１弁座 部材、該パイロット弁ハウジング上にそして該内部室中に可動的に装着されてお り、該ピストンによる予め決められている距離の運動で該弁座部材に係合される ような第１閉鎖部材、該第２穿孔を該主弁の出口に連通させるための手段、およ び該連通手段上の第２弁座部材、該第２穿孔中のピストン棒上に可動的に装着さ れている第２閉鎖部材 を含んでおり、ここで該第１および第２閉鎖部材が同軸的であるような変調圧力 作動パイロット調圧弁。
11. １１．該第１閉鎖部材が該第１閉鎖部材中の溝および該ハウジング中で該溝を通 って延びているピンにより該ハウジングに確保されており、該第２閉鎖部材が該 閉鎖部材中の溝および該第２閉鎖部材中で該溝の中に延びている該ピストン棒中 のピンにより該ピストン棒に確保されている、請求の範囲第１０項記載の変調圧 力作動パイロット調圧弁。
12. １２．さらに該ピストンヘッド部分上に装着されているばね保持具、該ハウジン グ上に装着されておりそして該ばね保持具と係合している較正ばね、該ばね保持 具と該ピストンのヘッド部分の間にある圧力検出室、該圧力検出室を該ピストン の圧力検出部分と連通させている第３通路、並びに該第１穿孔および該ピストン の圧力検出部分を該主弁の入口と連通させるための手段を含んでいる、請求の範 囲第１０項記載の変調圧力作動パイロット調圧弁。
13. １３．前記圧力調節室と前記第２穿孔を連通させる第４通路からさらに構成され る、請求の範囲第１０項記載の変調圧力作動パイロット調圧弁。