KR20150112952A

KR20150112952A - 집적형 급속 가압 바이패스 밸브를 구비한 유체 조절기

Info

Publication number: KR20150112952A
Application number: KR1020157019321A
Authority: KR
Inventors: 토드 윌리엄 라센; 차드 레이 키르히너; 고든 카메론 뮤어
Original assignee: 테스콤 코포레이션
Priority date: 2013-01-28
Filing date: 2014-01-27
Publication date: 2015-10-07
Also published as: CN103968117B; CN203823181U; CA2898124A1; MX2015009553A; JP2016506004A; CN103968117A; RU2667045C2; EP2948823B1; US20140209178A1; US9157540B2; EP2948823A2; WO2014117063A2; WO2014117063A3; RU2015133941A; NO20150924A1; BR112015016879A2

Abstract

유체 유동 제어 장치는 높은 압력으로 작동하기 위한 조절기 및 일체형 바이패스 밸브를 포함한다. 조절기 및 바이패스 밸브는, 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 이동 가능한 제어 조립체를 각각 포함한다. 조절기 및 바이패스 밸브들은 개방 위치들로 편향되며, 또한 작동 압력이 각각의 조절기 및 바이패스 설정점 압력들 위로 상승할 때 폐쇄 위치들로 이동하도록 구성된다. 바이패스 설정점 압력은, 작동 압력이 바이패스 설정점 압력 위로 상승할 때, 바이패스 밸브가 자동으로 폐쇄되고 그리고 조절기가 정상적인 작동 조건들 하에서 수행하는 것을 허용하도록, 조절기 설정점 압력 보다 더 낮다. 이렇게 구성됨에 따라, 바이패스 밸브는 작동 압력이 바이패스 및 조절기 설정점 압력들 사이의 어딘가에 있는 정상적인 작동 압력에 도달할 때까지, 시스템을 통한 유체 유동의 적어도 일부를 수용하도록 배치된다.

Description

집적형 급속 가압 바이패스 밸브를 구비한 유체 조절기{FLUID REGULATOR WITH INTEGRATED RAPID PRESSURIZATION BYPASS VALVE}

본 명세서는 유체 조절기들에 관한 것이며, 보다 구체적으로 급속 가압을 요구하는 시스템들에 사용되는 유체 조절기들에 관한 것이다.

유체 조절기들과 같은 유체 유동 제어 장치들은, 미리 결정된 제어 압력을 초과하지 않고 유체가 공급원으로부터 목적지로 분배되는 것을 보장하기 위해 통상적으로 다양한 용도들로 사용된다. 즉, 전형적인 압력 조절기들은 공급원으로부터 공급된 유체의 압력을, 의도한 용도에 적합한 제어 압력으로 감소시킨다.

일반적으로 말하면, 조절기들은 계속해서 가압되는 시스템들에 사용된다. 예를 들어, 연안 오일 및 가스 산업에 있어서, 유압 조절기들은 수 마일 떨어져서 위치된 해저 설비에 고압의 유압 유체들을 공급하는 엄빌리칼 라인들(umbilical lines) 상에 통합된다. 정상적인 작동 중, 엄빌리칼 라인은 엄빌리칼 라인의 압력이 제어 압력을 초과하지 않는 것을 보장하기 위해 조절기들이 간단히 작동하도록, 유체-충전되고 그리고 예비-가압된다.

그러나 기동 시, 엄빌리칼 라인들은 이들이 조절기에 접속될 때 통상적으로 유체로 충전되지만, 그러나 상기 유체는 필연적으로 가압되지 않는다. 따라서 일단 연결되면, 라인을 가압하는 것이 필요하며, 이것은 조절기를 높은 압력/높은 유체 입구 및 낮은 압력 출구 조건들에 노출시킬 것을 요구한다. 전형적인 조절기들은 이런 유동들을 취급하도록 설계되지 않으며, 더욱이 가압화는 원하는 것 보다 더 길게 이루어질 수 있다. 이들 상황을 수용하기 위해, 유체 시스템은 조절기로부터 떨어져서 파이핑되는 바이패스 회로를 가질 수 있다. 전형적으로, 바이패스 회로는 유체를 조절기로부터 멀리 드로잉하는 입구 파이프와 유체를 조절기의 하류의 유체 시스템으로 복귀시키는 복귀 파이프 사이에 파이핑되는 수동 밸브를 포함한다. 일단 조절기의 하류에 위치된 엄빌리칼 라인 또는 다른 라인이 충분히 가압되었다면, 작업자는 정상적인 작동 중 조절기를 통해 모든 유체 유동을 재지향(redirect)시키기 위해 바이패스 회로를 수동으로 폐쇄한다.

요약

본 명세서의 일 양태는, 밸브 본체, 조절기 유동 경로, 바이패스 유동 경로, 바이패스 장치, 및 조절기를 포함하는 유체 유동 제어 장치에 관한 것이다. 상기 밸브 본체는 입구, 출구, 상기 입구와 출구 사이에 배치되는 갤러리(gallery), 갤러리와 출구 사이에 배치되는 조절기 공동, 및 갤러리와 출구 사이에 배치되는 바이패스 공동을 형성한다. 상기 조절기 유동 경로는 갤러리 및 조절기 공동을 거쳐 밸브 본체의 입구와 출구 사이로 연장하며, 또한 제1 유효 횡단면적을 갖는다. 상기 바이패스 유동 경로는 갤러리 및 바이패스 공동을 거쳐 밸브 본체의 입구와 출구 사이로 연장하며, 또한 상기 제1 유효 횡단면적 보다 더 큰 제2 유효 횡단면적을 갖는다.

바이패스 밸브는 밸브 본체에 연결되고, 또한 바이패스 제어 조립체를 포함한다. 상기 바이패스 제어 조립체는 바이패스 제어 요소 및 바이패스 편향(biasing) 장치를 포함한다. 상기 바이패스 제어 요소는 바이패스 유동 경로를 통한 유체 유동을 허용하는 개방 위치와 바이패스 유동 경로를 통한 유체 유동을 방지하는 폐쇄 위치 사이에서, 밸브 본체의 바이패스 공동에 대해 이동 가능하다. 상기 바이패스 편향 장치는, 바이패스 공동의 유체 압력이 바이패스 설정점(set-point) 압력과 동일하거나 또는 이 보다 더 클 때, 바이패스 제어 요소가 오직 폐쇄 위치만 점유하도록, 개방 위치를 향해 바이패스 제어 요소를 가압한다.

조절기는 밸브 본체에 연결되고, 또한 조절기 제어 조립체를 포함한다. 상기 조절기 제어 조립체는 조절기 제어 요소 및 조절기 편향 장치를 포함한다. 상기 조절기 제어 요소는, 유체가 조절기 유동 경로를 통해 흐르는 것을 방지하지 않는 개방 위치와 유체가 조절기 유동 경로를 통해 흐르는 것을 방지하는 폐쇄 위치 사이에서, 밸브 본체의 조절기 공동에 이동 가능하다. 상기 조절기 편향 장치는, 밸브 본체의 조절기 공동의 유체 압력이 조절기 설정점 압력과 동일하거나 또는 이 보다 더 클 때까지, 조절기 제어 요소가 개방 위치를 점유하도록, 조절기 제어 요소를 개방 위치를 향해 가압한다. 조절기 설정점 압력은 바이패스 설정점 압력 보다 더 크다.

도 1은 개방 위치의 바이패스 밸브를 도시하는, 본 명세서의 원리에 따라 구성된 조절기 및 집적형 바이패스 밸브를 포함하는 유체 유동 제어 장치의 하나의 버전의 횡단 측면도이다.
도 2는 폐쇄 위치의 바이패스 밸브를 도시하는, 도 1의 유체 유동 제어 장치의 횡단 측면도이다.
도 3은 개방 위치의 조절기를 도시하는, 도 1 및 2의 유체 유동 제어 장치의 조절기의 부분 상세도이다.
도 4는 과압(overpressure) 경감 기능을 수행하는 조절기를 도시하는, 도 1 및 2의 유체 유동 제어 장치의 조절기의 부분 상세도이다.
도 5는 개방 위치의 바이패스 밸브를 도시하는, 본 명세서의 유체 유동 제어 장치의 다른 버전의 측방향 횡단 측면도이다.
도 6은 폐쇄 위치의 바이패스 밸브를 도시하는, 도 5의 유체 유동 제어 장치의 횡단 측면도이다.
도 7은 개방 위치의 바이패스 밸브를 도시하는, 본 명세서의 유체 유동 제어 장치의 또 다른 버전의 횡단 측면도이다.
도 8은 폐쇄 위치의 바이패스 밸브를 도시하는, 도 7의 유체 유동 제어 장치의 횡단 측면도이다.
도 9는 도 1 내지 8에 대해 설명된 임의의 유체 유동 제어 장치들에 적절한 수정된 착좌(seating) 오리피스를 도시한, 도 1 및 2의 유체 유동 제어 장치의 바이패스 밸브의 부분 상세도이다.
도 10은 로킹 위치의 오버라이드(override) 로크를 도시하는, 본 명세서의 임의의 유체 유동 제어 장치들에 적합한 오버라이드 로크를 포함하는 본 명세서의 대안적인 바이패스 밸브의 부분 상세도이다.
도 11은 언로킹 위치의 오버라이드 로크를 도시하는, 도 10의 대안적인 바이패스 밸브의 부분 상세도이다.

상세한 설명

본 명세서는, 어떤 작동 조건들 하에서 고속 및 고압 유체 유동들로의 노출로부터 조절기를 보호하기 위한 집적형 바이패스 밸브를 갖는 조절기를 포함하는 유체 유동 제어 장치에 관한 것이다. 상기 조절기 및 바이패스 밸브는, 입구 및 출구를 형성하는 공통의 밸브 본체에 의해 연결된다. 상기 조절기 및 바이패스 밸브는 각각, 밸브 본체의 입구와 출구 사이를 통신시키는 분리된 조절기 및 바이패스 유체 유동 경로들을 따라 유체 유동을 제어하기 위한 제어 조립체를 포함할 수 있다. 상기 각각의 제어 조립체들은 개방 위치 내로 자연적으로 편향되므로, 유체 유동이 유동 경로들을 통해 흐르는 것이 방지되지 않는다. 더욱이, 상기 제어 조립체들은, 밸브 본체 내의 유체 압력이 관련의 설정점 압력들 위로 상승할 때, 개방 위치들로부터 그리고 폐쇄 위치들 내로 이동만 한다. 예를 들어, 하나의 버전에 있어서, 스프링은 밸브 본체의 압력이 바이패스 설정점 압력에 도달할 때까지 바이패스 제어 조립체를 개방으로 편향시키며, 또한 다른 스프링은 밸브 본체의 압력이 조절기 설정점 압력에 도달할 때까지 조절기 제어 조립체를 개방으로 편향시킨다. 따라서 조절기와 바이패스 밸브 모두가 개방될 때, 입구와 출구 사이를 흐르는 유체는 조절기와 바이패스 유동 경로들 모두를 따라 이동할 수 있다. 대개의 경우들에 있어서, 바이패스 유동 경로의 최소 유효 횡단면적은 대부분의 흐름이 바이패스 밸브를 통해 흐르도록, 조절기 유동 경로의 최소 유효 횡단면적보다 훨씬 더 클 것이다. 바이패스 밸브가 어떤 작동 조건들 하에서만 작동하도록 디자인되고 또한 조절기가 정상 유동 조건들 중 작동하도록 디자인되기 때문에, 2개 장치의 설정점 압력이 상이하다. 보다 구체적으로, 바이패스 밸브의 설정점 압력은 조절기의 설정점 압력 보다 더 낮다. 따라서 바이패스 밸브가 폐쇄될 때, 조절기는 개방 상태로 존재하며 그리고 정상적인 작동 중 출구 압력이 이를 통해 제어되는 단독 기구로서 작용한다.

이제 도면들로 돌아가서, 도 1은 본 명세서의 원리들에 따라 구성된 유체 유동 제어 장치(10)의 하나의 버전을 도시하고 있다. 상기 장치(10)는 공통의 밸브 본체(16)를 공유하는 조절기(12) 및 바이패스 밸브(14)를 포함한다. 이 버전에 있어서, 밸브 본체(16)는 단일 부재의 재료로부터 구성되고 또한 입구(18), 출구(20), 갤러리(22), 조절기 공동(24), 및 바이패스 공동(26)을 형성하는, 원피스형(one-piece) 밸브 본체를 포함한다.

갤러리(22)는 일반적으로 입구(18)와 출구(20) 사이에서 그리고 이들과 연통하는, 밸브 본체(16)의 중심에 형성된 원통형 공간이다. 조절기 공동(24)은 밸브 본체(16)의 입구(18)와 출구(20) 사이에도 배치되며, 또한 설명된 버전에서는 3개의 부분, 즉 밸브 부분(24a), 제어 부분(24b), 및 배출 부분(24c)을 포함한다. 유사하게, 바이패스 공동(26)은 밸브 본체(16)의 입구(18)와 출구(20) 사이에 배치되며, 또한 3개의 부분, 즉 밸브 부분(26a), 제어 부분(26b), 및 배출 부분(26c)을 포함한다. 조절기 및 바이패스 공동들(24, 26)의 밸브 부분들(24a, 26a)은 갤러리(22)로부터 각각의 제어 부분들(24b, 26b)로 연장하며, 또한 배출 부분들(24c, 26c)은 각각의 제어 부분들(24b, 26b)로부터 밸브 본체(16)의 출구(20)로 연장한다.

따라서 유체 유동 제어 장치(10)의 설명된 버전의 밸브 본체(12)는 2개의 유체 유동 경로들, 즉 갤러리(22) 및 조절기 공동(24)을 거쳐 밸브 본체(16)의 입구(18)와 출구(20) 사이로 연장하는 조절기 유동 경로(FP1), 및 갤러리(22) 및 바이패스 공동(26)을 거쳐 밸브 본체(16)의 입구(18)와 출구(20) 사이로 연장하는 바이패스 유동 경로(FP2)를 형성한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 조절기 및 바이패스 공동들(24, 26)은 서로 분리된다. 따라서 각각의 공동들(24, 26)을 통해 연장하는 조절기 및 바이패스 유동 경로들(FP1, FP2)의 부분들이 서로 분리된다. 밸브 본체(16)의 입구(18), 출구(20), 및 갤러리(22) 내에 존재하는, 유동 경로들(FP1, FP2)의 나머지는 예를 들어 공통이거나 또는 중첩되는 것으로 간주될 수 있다.

도 1을 계속 참조하면, 도시된 유체 유동 제어 장치(10)의 조절기(12)는 본 명세서에 따라 실시될 수 있는 조절기 타입의 단지 일 예이며, 또한 예를 들어 TESCOM 50-2000 시리즈 조절기와 같은 유압 조절기를 포함할 수 있다. 그러나 본 명세서의 유체 유동 제어 장치(10)는 예를 들어 이하의 TESCOM 유압 제어 시리즈 조절기들; 50-2200, 54-2000, 54-2200, 54-2800 중 임의의 하나, 또는 이하의 임의의 TESCOM 공압 제어 시리즈 조절기들; 44-1100, 26-1000, 26-2000, 44-1300, 및 44-4000을 포함하는, 다른 타입의 조절기들도 포함할 수 있다. 물론, 특정하게 언급되지 않은 다른 적절한 조절기들이 유체 유동 제어 장치(10) 내에 통합될 수 있다.

도 1에 있어서, 설명된 조절기(12)는 보닛(bonnet)(28), 조절기 제어 조립체(30), 백업 센서(32), 및 스페이서 부품(33)을 포함한다. 보닛(28)은, 도시된 바와 같이, 보닛 공동(34)을 형성하고 또한 밸브 본체(16)에 나사식으로 조여지는 중공의 원통형 부재를 포함한다. 보다 구체적으로, 보닛(28)은 밸브 본체(16)의 조절기 공동(24)의 내측벽 상에 형성된 다수의 내측 나선(38)과, 나사결합하는 다수의 외측 나선(36)을 포함한다. 백업 센서(32) 및 스페이서 부품(33)은 보닛(28)의 부착에 의해 밸브 본체(16)의 조절기 공동(24)에 고정된다. 이렇게 구성됨에 따라, 또한 도시된 바와 같이, 백업 센서(32) 및 스페이서 부품(33)은 설명될 과압 경감 기능은 물론, 조절기(12)의 정상적인 작동을 촉진시키도록 구성된다.

계속 도 1을 참조하면, 조절기(12)의 조절기 제어 조립체(30)는 로딩 장치(40) 및 밸빙(valving) 장치(42)를 포함한다. 로딩 장치(40)는 이하에 설명되는 바와 같이, 중심 로드(44), 제1 스프링 시트(46), 제2 스프링 시트(48), 및 편향력을 밸빙 장치(42)에 인가하기 위한 제어 스프링의 형태인 조절기 편향 장치(50)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 설명되는 제어 조립체(30)의 중심 로드(44)는 보닛 공동(34)의 내측에 장착되고, 또한 밸브 본체(16)의 반대편에 있는 보닛(28)의 단부로부터 연장한다. 제1 스프링 시트(46)는 중심 로드(44) 상에 장착된다. 조절기 편향 장치(50)는 제1 및 제2 스프링 시트들(46, 48) 사이에 있으며, 또한 제2 스프링 시트(48)를 제1 스프링 시트(46)로부터, 그리고 백업 센서(32)를 향해 편향시키며, 이것은 제2 스프링 시트(48)의 축방향 변위를 제1 스프링 시트(46)로부터 제한한다. 유체 유동 제어 장치(10)의 도시된 버전에 있어서, 제1 스프링 시트(46)는, 보닛 공동(34)의 제1 스프링 시트(46)의 축방향 위치가 외측 조정 노브(52)를 거쳐 중심 로드(44)를 회전시킴으로써 조정 가능하도록, 중심 로드(44) 상에 나사결합된다. 따라서 제1 스프링 시트(46)의 위치를 조정하는 것은, 조절기 편향 장치(50)에 의해 제2 스프링 시트(48)에 인가된 힘의 크기를 조정할 수 있으며, 이것은 다시 로딩 장치(40)에 의해 밸빙 장치(42)에 인가된 힘의 크기를 조정한다.

도 3을 참조하면, 밸빙 장치(42)는 설명된 버전에서, 밸브 본체(16)의 압력 변화들에 응답하여 조절기(12)를 개방 및 폐쇄하기 위해 서로에 대해 동축으로 정렬되는 감지 요소(54), 커넥터(56), 및 제어 요소(58)를 일반적으로 포함한다. 도시된 바와 같이, 감지 요소(54)는 백업 센서(32)에 형성된 관통 보어(60) 내에 미끄럼 가능하게 배치되며, 또한 로딩 장치(40)의 제2 스프링 시트(48)에 근접하여 배치되는 제1 단부(54a) 및 제2 스프링 시트(42)로부터 멀리 이격된 제2 단부(54b)를 포함한다. 감지 요소(54)와 백업 센서(33) 사이에 밀봉을 제공하기 위해, 다수의 밀봉 부재(55)(예를 들어, o-링들) 및/또는 안내링들(57)이 감지 요소(54) 상에 있을 수 있다. 조절기 편향 장치(50)에 의해 제2 스프링 시트(48)에 인가된 힘이 이들 부품과 직접적으로 정렬되지 않더라도, 감지 요소(54)가 커넥터(56) 및 제어 요소(58)에 대해 정렬을 유지하는 것을 보장하기 위해, 볼 요소(59)가 감지 요소(54)의 제1 단부(54a)와 제2 스프링 시트(48) 사이에 위치된다. 감지 요소(54)의 제2 단부(54b)는 넓어진 감지 표면(62) 및 축방향으로 연장하는 막힌(blind) 보어(64)를 포함하며, 그 각각이 도 3에 도시되어 있다. 막힌 보어(64)는 감지 표면(62)으로부터 미세하게 안쪽으로 셋팅된 숄더 표면(64a)을 포함하며, 또한 감지 요소(54)를 통해 횡방향으로 연장하는 방사방향 보어(67) 내에서 종료된다. 감지 요소(54)의 막힌 보어들 및 방사방향 보어(64, 67)는, 아래에 설명될 과압 경감 기능을 수행할 때, 조절기(12)로부터 과잉 유체 압력을 방출하기 위한 것이다.

도 3을 계속 참조하면, 밸빙 장치(42)의 커넥터(56)는 또한 제1 단부(56a) 및 제2 단부(56b)를 포함한다. 제1 단부(56a)는, 도 1-3에 도시된 바와 같이, 조절기(12)가 개방 위치를 점유할 때, 감지 요소(54)의 막힌 보어(64) 내에 그리고 숄더 표면(64a)에 대해 거주하도록 구성된다. 커넥터(56)의 제2 단부(56b)는 밸브 시트(68)의 착좌 오리피스(70) 내에 미끄럼 가능하게 배치되는, 감소된 직경 부분(66)을 포함한다. 설명된 버전(3)에 있어서, 밸브 시트(68)는 제1 리테이너 요소(72) 내에 나사식으로 고정되는 중공의 원통형 부재를 포함할 수 있으며, 이것은 다시 밸브 본체(16)의 조절기 공동(24) 내에 나사식으로 고정된다. 따라서 밸브 시트(68)는, 제어 요소(58)를 개방 및 폐쇄하기 위해 커넥터(56)가 그 내부에 미끄럼 가능하게 배치되도록, 밸브 본체(16)에서 제 위치에 고정된다.

즉, 이 버전의 제어 요소(58)는 밸브 스템으로서 도시될 수 있으며, 또한 테이퍼진 코형상(nose) 부분(74)을 갖는 제1 단부(58a) 및 방사방향으로 연장하는 귀형상부들(ears)(76)을 형성하는 제2 단부(58b)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 밸브 스템(58)은 밸브 본체(16)의 조절기 공동(24) 내에 고정된 제2 리테이너 요소(78) 내에 미끄럼 가능하게 배치되며, 또한 밸브 시트(58)를 향해 스프링(80)으로 편향된다. 스프링(80)은 제2 리테이너 요소(78)의 단부벽(82)과 밸브 스템(58)의 귀형상부들(76) 사이로 이송된다.

언급한 바와 같이, 여기에 설명되는 조절기(12)는 개방 위치로 편향되어 조절기 제어 조립체(30)는 유체가 조절기 유동 경로(FP1)를 통해 흐르는 것을 자연적으로 방지하지 않는다. 따라서 임의의 다른 방해가 없을 때, 조절기 제어 조립체(30)는 개방 위치를 점유할 때 유체가 조절기 유동 경로(FP1)를 통해 흐르게 한다. 보다 구체적으로, 도 1-3에 도시된 바와 같이, 개방 위치에서 조절기 편향 장치(50)는 로딩 장치(40)의 제2 스프링 시트(48)를, 제1 스프링 시트(46)로부터 떨어져, 그리고 백업 센서(32)와의 인접 접촉부 내로 편향시킨다. 이것은 감지 요소(54), 커넥터(56), 및 밸브 스템(58)을 도 1-3의 배향에 대해 그 각각의 가장 좌측 위치들로 위치시킨다. 따라서 도 3에 도시된 바와 같이, 커넥터(56)의 감소된 직경 부분(66)은 밸브 시트(68)의 착좌 오리피스(70)를 통해 그리고 밸브 스템(58)의 테이퍼진 코형상 부분(74)의 단부(74a)와의 인접 접촉부로 연장하며, 그에 따라 테이퍼진 코형상 부분(74)을 착좌 오리피스(70)로부터 이격된 거리에 위치시킨다.

이렇게 구성됨에 따라, 유체는 도 3에 제공된 화살표들에 의해 도시된 바와 같이 조절기 유동 경로(FP1)를 따라 밸브 본체(12)의 입구(18)로부터 갤러리(22) 및 조절기 공동(24)을 통해 출구(20)로 유동한다. 보다 구체적으로, 유체는 갤러리(22)로부터 제2 리테이너 요소(78)의 단부에 형성된 개구(84)를 거쳐 조절기 공동(24)의 밸브 부분(24a)을 통해 흐른다. 그곳으로부터, 유체는 밸브 스템(58)의 둘레로, 그리고 밸브 시트(68)의 개방된 착좌 오리피스(70)를 통해 감지 요소(54)를 향해 흐른다. 밸브 시트(68)를 빠져나옴에 따라, 유체는 스페이서 부품(33)에 형성된 하나 또는 그 이상의 방사방향 보어들(86)을 거쳐 조절기 공동(24)의 제어 부분(24b)으로부터 배출 부분(24c)으로 이동한다. 조절기 공동(24)의 배출 부분(24c)으로부터, 유체는 밸브 본체(16)의 출구(20)로 직접적으로 흐른다.

유체가 조절기 유동 경로(FP1)를 따라 존재함에 따라, 조절기 공동(24)의 제어 부분(24b)의 유체의 압력은 감지 요소(54)의 감지 표면(62)으로 계속 관찰된다. 이것은 감지 표면(62)에 인접한 스페이서 부품(33)에 형성된 하나 또는 그 이상의 축방향 관통 보어들(88)의 통합에 의해 촉진된다. 따라서 조절기(12)가 개방될 때, 감지 요소(54)는 커넥터(56) 및 밸브 스템(54)의 정확한 위치를 제어하기 위해 감지 표면(62) 상에 존재하는 유체의 압력을 계속 감지한다.

따라서 입구(18) 및 그에 따른 갤러리(22)의 압력이 궁극적으로 미리 결정된 조절기 설정점 압력 위로 상승한다면, 감지 요소(54)는 조절기 편향 장치(50)의 편향에 대항하여, 도 1-3의 배향에 대해 우측으로 이동하기 시작할 것이다. 감지 요소(54)의 우측으로의 임의의 이동은, 감지 요소(54)가 커넥터(56) 및 밸브 스템(58)에 인가하는 힘의 양을 필연적으로 경감시킨다. 따라서 감지 요소(54)가 우측으로 이동함에 따라, 밸브 스템(58) 및 커넥터(56) 또한 제2 리테이너 요소(78) 내에 배치된 스프링의 가압 하에 우측으로 이동한다. 밸브 스템(58)이 우측으로 이동함에 따라, 테이퍼진 코형상 부분(74)은 점진적으로 밸브 시트(68)의 착좌 오리피스(70)에 더 가깝게 이동하며, 또한 조절기 유동 경로(FP1)를 통해 흐르는 유체의 양을 추가로 제한한다. 물론, 조절기 설정점 압력 아래로의 입구 압력의 임의의 감소는, 조절기 편향 장치(50)가 감지 요소(54), 커넥터(56), 및 밸브 스템(58)을 좌측으로 그리고 도 1-3에 도시된 개방 위치로 자동으로 재위치시키게 할 것이다.

언급한 바와 같이, 또한 유체 유동 제어 장치(10)의 여기에 설명된 버전의 조절기(12)는, 예를 들어 밸브 본체(20)의 출구(20)에서의 압력이 과도하게 높아지는 환경들 하에서 과압 경감 기능을 수행하도록 설치된다. 도 4를 참조하면, 이런 환경들 하에서, 출구(20)에서의 압력은 도 4의 화살표들에 의해 도시된 바와 같이 배출 부분(24c)까지 그리고 조절기 공동(24)의 제어 부분(24b) 내로 통신된다. 그곳으로부터, 스페이서 부품(33)을 통해 형성된 방사방향 및 축방향 보어들(86, 88)을 거쳐, 높은 출구 압력이 감지 요소(54)의 감지 표면(62)에 의해 감지된다. 이 높은 압력 하에서, 감지 요소(54)는 조절기 편향 장치(50)에 의해 발생된 힘을 극복함으로써, 도 4의 배향에 대해 가장 우측의 위치로 강제된다. 이렇게 구성됨에 따라, 커넥터(54)의 단부(54b)에서 막힌 보어(64)의 숄더 표면(64a)은 커넥터(56)의 제1 단부(56a)와의 결합을 벗어나 이로부터 이격되도록 변위된다. 이 이동은 막힌 보어들(64)을 개방시키고, 이것은 시스템으로부터 과도하게 높은 출구 압력을 배출하기 위해 경감 유동 경로(FP3)를 개방시킨다.

경감 유동 경로(FP3)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 백업 센서(32)에 형성된 횡방향 보어(90)와 밸브 본체(16)의 측벽에 형성된 하나 또는 그 이상의 통기 포트들(92)과 조합하여 감지 요소(54)의 막힌 보어들 및 방사방향 보어들(64, 67)에 의해 형성된다. 도 4가 입구 및 출구(18, 20)와 일반적으로 평행한 밸브 본체(16)를 빠져나가는 통기 포트(92)를 도시하고 있더라도, 궁극적인 최종 사용 용도에 따라 입구 및 출구(18, 20)와 직교하여 배치되는 통기 포트(92)를 갖는 것이 바람직할 수 있다.

경감 유동 경로(FP3)를 개방시키기 위해 감지 요소(54)의 이 이동을 실시하는데 요구되는 압력의 양은, 조절기 편향 장치(50)에 의해 감지 요소(54)에 인가된 힘에 따른다. 더욱이, 감지 요소(54)가 커넥터(56)를 편향시키는 힘을 도 4에서 좌측으로 더 이상 인가하지 않기 때문에, 밸브 요소(58) 및 커넥터(56)는 제2 리테이너 요소(78)에 배치된 스프링(80)을 거쳐 도 4의 배향에 대해 그 가장 우측 위치들로 강제된다. 따라서 스프링(80)은, 조절기 유동 경로(FP1)를 폐쇄하기 위해, 밸브 시트(68)의 착좌 오리피스(70)에 대해 밸브 스템(58)의 테이퍼진 코형상 부분(74)을 가압한다. 이것은 밸브 본체(16)의 입구(18)로의 역류를 유리하게 방지하며, 또한 과압 경감 기능을 진척시키는 것을 도울 수도 있다.

다시 도 1-3으로 돌아가면, 설명된 유체 유동 제어 장치(10)의 조절기 유동 경로(FP1)는 상대적으로 구불구불하며 또한 제한되어 있음을 알 수 있다. 따라서 본 명세서의 유체 유동 제어 장치(10)는 일체형 바이패스 장치(14)도 포함한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 명세서의 바이패스 제어 장치(14)는 바이패스 돔(dome)(94), 바이패스 스페이서(96), 및 바이패스 제어 조립체(98)를 포함한다. 바이패스 돔(94)은 바이패스 공동(26)에 인접한, 그리고 보다 구체적으로 바이패스 공동(26)의 제어 부분(26b)에 인접한, 밸브 본체(16)에 제거 가능하게 연결되는 중공의 원통형 부재를 포함한다. 설명된 버전에 있어서, 바이패스 공동(26)의 제어 부분(26b)은 제1 및 제2 숄더들(100, 102)을 형성하는 계단식 프로필, 및 바이패스 돔(94)의 나사형 외측벽(106)과 제거 가능하게 나사식으로 결합하는 나사형 내측벽(104)을 포함한다.

바이패스 스페이서(96)는 관통-보어(108)를 형성하는 환형 본체, 및 바이패스 공동(26)의 제어 부분(26b)의 계단식 프로필과 상보적인 계단식 프로필을 포함한다. 보다 구체적으로, 바이패스 스페이서(96)는 바이패스 공동(26)의 제1 숄더(100)와 축방향으로 맞물리는 외측의 계단식 숄더(110)를 포함한다. 더욱이, 도시된 바와 같이, 바이패스 돔(94)은 바이패스 공동(26)의 제1 숄더(100)의 반대편에 있는 바이패스 스페이서(96)의 단부와 맞물린다. 이렇게 구성됨에 따라, 바이패스 스페이서(96)는 바이패스 돔(94)과 바이패스 공동(26)의 제1 숄더(100) 사이에 협지된다. 상기 다른 방식인 바이패스 돔(94)은 바이패스 공동(26)의 제1 숄더(100)와 인접 접촉하는 바이패스 스페이서(96)의 외측의 계단식 숄더(110)를 유지한다.

바이패스 돔(94)과 바이패스 스페이서(96)는, 바이패스 공동(26)의 제어 부분(26b)에 배치되고 또한 바이패스 제어 조립체(98)가 주로 존재하는, 제어 공동(112)을 함께 형성한다. 설명된 버전에서의 제어 공동(112)은 바이패스 스페이서(96)와 바이패스 돔(94) 사이에 배치되는 통기 포트(115) 및 밸브 본체(16)의 측부를 통해 형성되는 대응의 관통 보어(117)를 통해 통기될 수도 있다.

이 통기는 바이패스 제어 조립체(98)의 적절한 작동을 촉진시킬 수 있다. 바이패스 제어 조립체(98)는 제어 요소(114) 및 바이패스 편향 장치(116)를 포함한다. 제어 요소(114)는 제1 단부(114a) 및 제2 단부(114b)를 갖는, 원통형 형상의 밸브 부재를 포함한다. 설명된 버전의 제1 단부(114a)는 제1 직경(D1), 및 예를 들어 테이퍼진 또는 황소의 코형상(bull-nosed) 프로필을 갖는 착좌 표면(120)을 포함한다. 착좌 표면(120)은, 바이패스 밸브(14)를 선택적으로 폐쇄하고 그리고 유체가 바이패스 유동 경로(FP2)를 통해 흐르는 것을 방지하기 위해, 밸브와 바이패스 공동(26)의 제어 부분(26a, 26b) 사이의 인터페이스에서, 밸브 본체(16)에 의해 형성된 착좌 오리피스(118)와 선택적으로 맞물리도록 구성된다.

바이패스 밸브(14)의 제어 요소(114)를 계속 참조하면, 제2 단부(114b)는 제1 단부(114a)의 제1 직경(D1) 보다 더 큰 제2 직경(D2)을 포함하며, 또한 방사방향 플랜지(122)를 포함한다. 편향 장치(116)는 제어 요소(114)의 방사방향 플랜지(122)와 바이패스 스페이서(96) 사이에서 제어 공동(112)에 축방향으로 배치되는, 코일 스프링을 포함한다. 이렇게 위치됨에 따라, 편향 장치(116)는 제어 요소(114)의 제1 단부(114a)의 착좌 표면(120)을 착좌 오리피스(118)로부터 멀리 그리고 도 1에 도시된 개방 위치 내로 편향시킨다. 도시된 버전에 있어서, 방사방향 플랜지(122)는, 개방 위치에서 제어 요소(114)의 축방향 변위를 착좌 오리피스(118)로부터 떨어지도록 제한할 때, 바이패스 돔(94)의 내측의 계단식 숄더 표면(124)과 접촉한다.

바이패스 밸브(14)의 자동 작동을 촉진시키기 위해, 제어 요소(114)는 제1 및 제2 단부들(114a, 114b) 사이에서 제어 요소(114)를 통해 연장하는 감지 보어(126)를 추가로 포함한다. 이렇게 배치됨에 따라, 제어 요소(114)의 제1 단부(114a)에 인접한 밸브 본체(16)의 임의의 유체 압력은 감지 보어(126)를 통해 제어 요소(114)의 제2 단부(114b)에 자동으로 통신된다. 또한, 이 동일한 유체 압력은 제어 요소(114)의 제2 단부(114b)와 바이패스 돔(94)의 인접한 내벽(130) 사이에 배치되는 감지 공동(128)과도 통신된다. 이에 관해, 제어 요소(114)의 제2 단부(114b)는 돔(94)의 내벽(130)과 마주하는 감지 표면(132)을 형성한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 예를 들어 o-링을 포함할 수 있는 제1 밀봉 부재(134)는, 감지 공동(128)이 실질적으로 유체 기밀되도록, 제어 요소(114)와 바이패스 돔(94) 사이에서 제어 요소(114)의 제2 단부(114b)의 둘레에 배치된다. 또한, 바이패스 스페이서(96)에서 제1 단부(114a)와 관통-보어(108) 사이에 유체 기밀 밀봉을 제공하는 제2 밀봉 부재(135)가, 제어 요소(114)의 제1 단부(114a)의 둘레에 포함될 수도 있다. 도시된 바와 같이, 제3 밀봉 부재(137)가 바이패스 스페이서(96)와 바이패스 돔(94)의 내벽 사이에 포함될 수도 있다. 이렇게 구성됨에 따라, 제2 및 제3 밀봉 부재들(135, 137)은 갤러리(22) 및 바이패스 스페이서(96)를 지난 바이패스 공동(26)의 밸브 부분(26a)으로부터의 유체 누설을 최소화하거나 또는 방지하도록 작용한다. 도 1에 도시된 버전에 있어서, 제1 밀봉 부재(134)는 바이패스 돔(94)에 형성된 환형 오목부로 이송되는 반면에, 제2 및 제3 밀봉 부재들(135, 137)은 바이패스 스페이서(96)의 환형 오목부들 내로 이송된다.

이렇게 구성됨에 따라, 제어 요소(114)의 착좌 표면(120)에서의 임의의 압력 증가는, 제어 요소(114)의 반대쪽 단부 상에서 감지 표면(132)과 자동으로 통신될 것이다. 더욱이, 제어 요소(114)의 제2 단부(114b) 및 그에 따른 감지 표면(132)의 직경(D2)이 착좌 표면(120)의 직경(D1) 보다 더 크기 때문에, 감지 공동(128)의 유체 힘은 도 2에 도시된 바와 같이 제어요소(114)를, 밸브 본체(16)의 착좌 오리피스(118)와 맞물린 폐쇄 위치를 향해 편향시킨다. 제어 요소(114)를 도 1에 도시된 개방 위치로부터 떨어지도록 이동시키는데 요구되는 압력의 양은, 바이패스 편향 장치(116)에 의해 제어 요소(114)에 인가된 힘의 크기에 따르며, 또한 일반적으로 바이패스 장치(14)의 설정점 압력으로서 지칭된다.

높은 유동 속도 조건들 하에서 여기에 설명된 유체 유동 제어 장치(10)로 바이패스 작동을 수행하기 위해, 전술한 바와 같이, 예를 들어 바이패스 장치(14)의 설정점 압력은 바람직하게도 조절기(12)의 설정점 압력 보다 더 적다. 이렇게 구성됨에 따라, 임의의 유체가 장치(10)의 입구(18)에 제공되기 전에, 조절기 제어 조립체(30)와 바이패스 제어 조립체(98) 모두는 도 1에 도시된 개방 위치들을 점유한다. 즉, 조절기 제어 조립체(30)는 유체가 조절기 유동 경로(FP1)를 통해 흐르는 것을 방지하지 않으며, 또한 바이패스 제어 조립체(98)는 유체가 바이패스 유동 경로(FP2)를 통해 흐르는 것을 방지하지 않는다. 따라서 장치(10)에 제공된 임의의 유체가 조절기와 바이패스 유동 경로들(FP1, FP2) 모두를 통해 자유롭게 흐른다.

밸브 본체(16)의 입구(18)에서의 압력이 상승하기 시작함에 따라, 갤러리(22), 바이패스 공동(26), 및 조절기 공동(24)의 압력들도 상승하기 시작한다. 바이패스 공동(26)의 압력은 감지 보어(126)를 거쳐 바이패스 장치(14)의 제어 요소(114)의 제2 단부(114b)에 의해 이송된 감지 표면(132)에 의해 계속 감지된다. 유사하게, 조절기 공동(24)의 압력은 조절기(12)의 감지 요소(54)의 감지 표면(62)에 의해 계속 감지된다. 언급한 바와 같이, 바이패스 설정점 압력은 조절기 설정점 압력 보다 바람직하게 낮으며, 따라서 밸브 본체(16)의 압력이 바이패스 설정점 압력을 능가하며, 유체는 제어 요소(114)의 감지 표면(132) 상에서 작동하여, 제어 요소(114)가 바이패스 편향 장치(112)의 스프링 힘을 극복하도록 강제시키고, 그리고 도 1에 도시된 개방 위치로부터 멀리 그리고 궁극적으로 폐쇄 위치 내로 이동한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 폐쇄 위치에 있을 때, 제어 요소(114)의 착좌 표면(120)은 밸브 본체(16)의 착좌 오리피스(118)와 맞물리고, 그리고 바이패스 장치(14)를 폐쇄하며, 그에 따라 유체가 바이패스 유동 경로(FP2)를 통해 흐르는 것을 방지한다. 다시, 여기에 설명된 제어 장치(10)의 바이패스 장치(14)의 설정점 압력은, 조절기(12)의 설정점 압력 보다 더 낮으며, 그에 따라 도 2에 있어서 조절기(12)의 조절기 제어 조립체(30)가 개방 위치로 유지된다. 바이패스 장치(14)와 조절기(12)의 이 상태는, 예를 들어 임의의 하류 분배 라인이 원하는 양으로 가압되고 그리고 조절기(12)가 그 원하는 압력으로 미래 공급을 유지하도록 작용할 때, 정상적인 작동 상태와 유사하다.

도 1을 참조하여 전술한 바와 같이, 조절기(12)와 바이패스 장치(14) 모두가 개방될 때, 입구(18)로부터의 유체는 조절기 및 바이패스 유동 경로들(FP1, FP2) 모두를 따라 흐를 수 있다. 설명된 실시예의 하나의 버전에 있어서, 제어 장치(10)는 이 상태에서 부적절한 양의 유체가 바이패스 장치(14)를 통해 자연적으로 흐르도록 동작될 수 있다. 특히, 하나의 버전에 있어서, 개방되었을 때 바이패스 유동 경로(FP2)의 유효 횡단면적은, 이 둘이 개방되었을 때 대부분의 유동이 바이패스 장치(14)를 통해 실제로 이동할 수 있도록, 개방되었을 때 조절기 유동 경로(FP1)의 유효 횡단면적 보다 더 클 수 있다. 일부 버전에 있어서, 조절기 유동 경로(FP1)에 대한 바이패스 유동 경로(FP2)의 유효 횡단면적의 비율은, 대략 10:1 내지 대략 500:1 의 범위, 대략 25:1 내지 대략 500:1 의 범위, 대략 50:1 내지 대략 500:1 의 범위, 대략 50:1 내지 대략 400:1 의 범위, 대략 50:1 내지 대략 300:1 의 범위, 대략 50:1 내지 대략 200:1 의 범위, 대략 50:1 내지 대략 100:1 의 범위, 대략 100:1 내지 대략 500:1 의 범위, 대략 200:1 내지 대략 500:1 의 범위, 대략 300:1 내지 대략 500:1 의 범위, 대략 400:1 내지 대략 500:1 의 범위, 또는 의도한 용도에 적합한 다른 비율일 수 있다. 바이패스 장치(14)와 조절기(12)가 개방될 때, 비율이 클 수록, 더 많은 유체가 바이패스 유동 경로(FP2)를 통해 전환될 것이다. 일부 다른 버전들에 있어서, 비율은 주어진 용도에 바람직하다면 1:1을 포함하여, 위에 열거된 임의의 다른 비율들 보다 더 작을 수 있다.

따라서 지금까지 본 명세서의 유체 유동 제어 장치(10)는, 관련된 조절기 및 바이패스 제어 조립체들(30, 98)이 그 각각의 개방 위치들에 있을 때 조절기와 바이패스 유동 경로들(FP1, FP2) 모두가 개방되어 유지되도록 배치되는 것으로 설명되었다. 논의 된 바와 같이, 또한 이 배치는 장치(10)를 통해 흐르는 유체가 조절기(12)를 통해 적어도 부분적으로 이동하게 한다. 도 5 및 6에 도시된 유체 유동 제어 장치(10)의 수정된 버전에 있어서, 그러나 유체 유동 제어 장치(10)는, 바이패스 장치(14)가 개방될 때마다 조절기 유동 경로(FP1)가 추가적인 편향된 밸브 부재(200)의 협동을 통해 자동으로 폐쇄되도록 구성될 수 있다.

도 5 및 6에 도시된 바와 같이, 유체 유동 제어 장치(10)의 이 버전은 이하의 차이점을 갖는, 도 1-4를 참조하여 설명된 유체 유동 제어 장치(10)와 일반적으로 비슷하다. 예를 들어, 도 5 및 6에 도시된 밸브 본체(16)는 갤러리(22)와 조절기 공동(24) 사이의 인터페이스의 위치에 간극(aperture)(202)을 추가적으로 형성한다. 편향된 밸브 부재(200)는 간극(202) 내에 미끄럼 가능하게 배치되며, 또한 도 5에 도시된 폐쇄 위치와 도 6에 도시된 개방 위치 사이에서 바이패스 장치(14)의 위치에 따라 이동 가능하다. 또한, 도시된 바와 같이, 장치(10)는 편향된 밸브 부재(200)를 폐쇄 위치로 편향시키기 위해, 편향된 밸브 부재(200)와 제2 리테이너 요소(78) 사이에서 조절기 공동(24)에 배치되는 추가적인 편향 장치(204)를 포함한다.

편향된 밸브 부재(200)는 일반적으로 제1 단부(200a) 및 제2 단부(200b)를 갖는 가늘고 긴(elongated) 본체를 포함한다. 제1 단부(200a)는 간극(202)에 대해 선택적으로 착좌하기 위한 테이퍼진 착좌 부분(206), 및 스프링 시트로서 작용하기 위한 방사방향 플랜지(208)를 포함한다. 제2 단부(200b)는 테이퍼진 착좌 부분(206)으로부터 간극(202)을 통해 밸브 본체(16)의 갤러리(22) 내로 연장하는 니들(needle) 부분(210)을 포함한다. 니들 부분(210)은 간섭을 방지하기 위해 간극(202) 보다 더 좁다. 도 5에 도시된 바와 같이, 편향 장치(204)가 편향된 밸브 부재(200)를 폐쇄 위치 내로 가압할 때, 테이퍼진 착좌 부분(206)은 밸브 본체(16) 내에서 간극(202)과 맞물리고, 그에 따라 갤러리(22)와 조절기 공동(24) 사이의 통신을 실질적으로 차단한다. 그러나 도 6에 도시된 바와 같이, 입구(18)에서의 압력이 바이패스 장치(14)의 설정점 압력을 능가함에 따라, 착좌 표면(120)이 착좌 오리피스(118)와 맞물려 바이패스 장치(14)를 폐쇄하도록, (예를 들어, 도 1-3에 대해 전술한 바와 같이) 제어 요소(114)가 개방 위치로부터 그리고 폐쇄 위치 내로 이동한다.

도 5 및 6에 도시된 버전에 있어서, 제어 요소(114)의 제1 단부(114a)는 편향된 밸브 부재(200)의 제2 단부(200b)의 말단 단부면(212)과도 맞물리며, 또한 편향 장치(204)의 힘에 대해 편향된 밸브 부재(200)의 테이퍼진 착좌 부분(206)을 간극(202)으로부터 멀리 자동으로 가압한다. 이것은 간극(202)과 테이퍼진 착좌 부분(206) 사이에 갭을 생성하고, 이것은 정상적인 작동 중 유체 압력이 조절기 공동(24) 내로 이동하게 하고 또한 조절기(12)와 통신하도록, 도 6에 도시된 바와 같이 간극(202)을 효과적으로 개방시킨다.

따라서 도 5 및 6에 도시된 버전의 하나의 이점은, 바이패스 장치(14)가 바이패스 기능을 수행할 동안, 편향된 밸브 부재(200)가 조절기(12)를 작동으로부터 완전히 분리시킨다는 점이다. 조절기(12)의 이 분리는 조절기(12)의 유용한 연수를 추가로 연장시킬 수 있다. 종래 버전들에 대해 도 5 및 6에 도시된 장치(10)에 대한 하나의 추가적인 수정은, 제어 요소(114)의 감지 보어(126)의 설계이다. 인식할 수 있는 바와 같이, 이 버전의 감지 보어(126)는 제어 요소(114)의 제1 단부(114a)에 바로 인접한 (도 6에서 확인되는) 경사진 도관(conduit) 부분(214)을 포함한다. 이 경사진 도관 부분(214)은 감지 보어(126)의 길이방향 축선에 대해 각도(α)로 경사진다. 상기 각도(α)는 일반적으로 제어 요소(114)의 제1 단부(114a)의 개구를 밸빙 부재(200)로부터 벗어나서 이동시키기에 충분한, 예를 들어 135°와 같은, 임의의 각도일 수 있다. 이렇게 구성됨에 따라, 경사진 도관 부분(214)은, 도 6에 도시된 바와 같이, 편향된 밸브 부재(200)의 말단 단부면(212)과 접촉하더라도, 감지 보어(126)가 제어 요소(114)의 반대편 제2 단부(114b) 상에서 갤러리(22)로부터 감지 표면(132)으로 효과적으로 그리고 방해 없이 통신하는 것을 보장하는 것을 도울 수 있다.

도 7 및 9는 도 5 및 6의 버전의 다른 수정예를 도시하고 있다. 도 7 및 9에 있어서, 경사진 도관 부분(214)의 각도(α)는 대략 90°이다. 이렇게 구성됨에 따라, 제어 요소(114)의 제1 단부(114a)에 인접한 감지 보어(126)의 개구는, 바이패스 장치(14)가 폐쇄 위치에 있을 때, 밸브 본체(16)의 출구(20)와 통신한다. 이 구성은 예를 들어, 하류 압력 손실들을 검출하기 위한 공압 용도들에 유리할 수 있으며, 이것은 바이패스 장치(14)의 재-개방을 요청 또는 희망할 수 있다.

위에 명확하게 설명되지 않았더라도, 도 1-6 중 임의의 도면의 바이패스 장치가 폐쇄 위치에 있을 때, 제어 요소(114)의 감지 보어(126)는 밸브 본체(16)의 입구(18) 및 갤러리(22)에서의 압력을 계속 검출하는 것을 인식해야 한다. 이것은 입구(18) 및 갤러리(22)에서의 압력이 바이패스 장치(14)의 설정점 압력을 훨씬 상회하더라도 발생한다. 따라서 압력이 입구(18) 및 갤러리(22)에서 증가함에 따라, 제어 요소(114)의 제2 단부(114b)에서 감지 표면(132) 상에 작용하는, 감지 공동(128)의 압력도 증가한다. 감지 표면(132) 상의 압력의 이 증가는, 제어 요소(114)의 착좌 표면(120)을 밸브 본체(16)의 착좌 오리피스(118)와의 더 강한 결합으로 가압하는 추가적인 힘을 인가한다. 포함된 힘 및 사용기간에 따라, 이런 결합은 착좌 오리피스(118)를 마모시킬 수 있다. 따라서 도 9에 도시된 바와 같이, 여기에 설명되는 유체 유동 제어 장치(10)의 바이패스 장치(14)의 하나의 버전은 착좌 오리피스(118)에 형성된 환형 오목부(302) 내로 이송되는 경화된 삽입체(300)를 추가로 포함할 수 있다. 이 경화된 삽입체(300)는 경화강(袒뺏?")(hardened steel), 세라믹, 또는 임의의 다른 적절한 재료로 형성될 수 있다. 일부 버전들에 있어서, 제어 요소(114)의 착좌 표면(120)은 유사한 경화된 삽입체를 대안적으로 포함할 수도 있다. 다른 버전들에 있어서, 삽입체(300)는 경화된 삽입체가 아니라, 오히려 예를 들어 고무 또는 플라스틱과 같은 재료로 구성된 연화된 삽입체일 수 있다. 이런 연화된 삽입체는, 바이패스 장치(14) 및 조절기(12)의 설정점 압력들이 상이하지 않거나 또는 예를 들어 더욱 기밀한 유체 밀봉을 제공하기 위한 것처럼 장치(10)가 공압 시스템에 사용되는 상황에서 유리할 수 있다.

마지막으로, 도 10 및 11은 여기에 설명되는 유체 유동 제어 장치(10)의 바이패스 장치(14)의 또 다른 수정된 버전을 도시하고 있다. 도 10 및 11에 있어서, 바이패스 장치(14)는 일반적으로 이전의 도면들을 참조하여 도시 및 설명된 바이패스 장치(14)와 동일하지만, 그러나 제어 요소(114)를 폐쇄 위치로 선택적으로 로킹하기 위해 오버라이드 로크(400)도 포함한다. 도시된 바와 같이, 도 10 및 11에 도시된 오버라이드 로크(100)는 바이패스 돔(94)에 형성된 나사형 보어(404) 내에 이동 가능하게 배치되는 나사형 축(402)을 포함한다. 나사형 축(402)은 이것이 제어 요소(114)의 작동과 간섭하지 않도록 언로킹 위치(도 11)와 이것이 제어 요소(114)를 폐쇄 위치로 억제하는 로킹 위치(도 10) 사이에서 이동 가능하다.

도 10 및 11를 참조하면, 이 버전의 나사형 보어(404)는 나사형 부분(406) 및 비-나사형 부분(408)을 포함한다. 비-나사형 부분(408)은 나사형 부분(406) 보다 더 큰 직경을 가지며, 또한 하나 또는 이상의 밀봉 요소들(412)을 수용하는 환형 오목부(410)도 포함한다. 나사형 축(402)은 나사형 부분(414), 비-나사형 부분(416), 및 헤드(418)를 포함한다. 축(402)의 나사형 부분(414)은 바이패스 돔(94)의 나사형 보어(404)의 나사형 부분(406)과 나사결합되며, 또한 비-나사형 부분(416)으로부터 바이패스 돔(94)의 감지 공동(128) 내에 존재하는 원뿔형 말단부(420)로 멀리 연장한다. 말단부(420)는, 이것이 도 11에 도시된 언로킹 위치에 접근함에 따라, 바이패스 돔(94)의 내벽(130)과 맞물림으로써 나사형 축(402)의 이동을 제한하기 위해 스냅링(422)을 추가로 수용한다.

도시된 바와 같이, 나사형 축(402)의 비-나사형 부분(416)은, 나사형 축(402)의 횡단면 프로필이 일반적으로 나사형 보어(404)의 횡단면 프로필에 대응하도록, 나사형 부분(414) 보다 더 큰 직경을 갖는다. 따라서 돔(94)에 의해 이송된 하나 또는 그 이상의 밀봉 요소들(412)은 그 사이에 유체 기밀 밀봉을 제공하기 위해 비-나사형 부분(416)과 방사방향으로 맞물린다. 이 밀봉은 유체가 나사형 보어(404)를 벗어나 감지 공동(128)으로부터 누설되는 것을 방지한다.

나사형 축(402)의 헤드(418)는 돔(94)의 외측에 배치되며, 또한 비-나사형 부분(416) 보다 더 큰 치수를 갖는다. 헤드(418)는 손에 의한 수동 조정을 촉진시키기 위한 너얼형(knurled) 표면, 예를 들어 툴(tool)의 사용을 통해 조종되기 위한 6각형 헤드, 또는 의도된 목적에 적절한 임의의 다른 구성을 포함할 수 있다.

마지막으로, 밸브 본체(16)의 작동 압력들을 감지 공동(128)에 효과적으로 통신시키도록 오버라이드 로크(400)가 감지 보어(126)의 능력과 간섭하지 않는 것을 보장하기 위해, 도 10 및 11에 도시된 버전의 감지 보어(126)는 제어 요소(114)의 제2 단부(114b)에 인접한 경사진 도관 부분(424)을 포함한다. 경사진 도관 부분(424)은 제어 요소(114)의 길이방향 축선에 대해 각도(B)로 배치될 수 있으며, 상기 각도(B)는 예를 들어 도 10에 도시된 바와 같이 제어 요소(114)의 감지 표면(132)의 개구를, 나사형 축(402)이 제어 요소(114)와 접촉하는 곳으로부터 떨어져 위치시키기에 충분히 예각이다. 일부 버전들에 있어서, 각도(B)는 대략 135°, 또는 임의의 다른 적절한 각도일 수 있다.

설명된 바와 같이 구성되는 오버라이드 로크(400)에 의해, 나사형 축(402)은 헤드(418)의 간단한 회전에 의해 로킹 위치(도 10)와 언로킹 위치(도 11) 사이에서 용이하게 이동될 수 있으며, 이것은 나사형 축(402)이 나사형 부분들(406, 414)의 상대 이동에 응답하여 축방향으로 변위되게 하는 것을 인식해야 한다.

제어 요소(114)를 폐쇄 위치(도 10)로 선택적으로 로킹할 수 있다는 것은, 유체 유동 제어 장치(10)가 저압 용도[즉, 바이패스 장치(14)의 바이패스 설정점 압력 보다 더 낮은 압력들]를 위해 유리하게 사용되게 한다. 즉, 로킹 폐쇄된 바이패스 장치(14)에 의해, 유체 유동 제어 장치(10)의 조절기(12)는, 밸브 본체(16)의 입구(18)에서의 압력이 바이패스 장치(16)의 바이패스 설정점 압력 보다 더 낮을 때조차도, 유체를 밸브 본체(16)의 출구(20)로 정상적으로 분배하는 것이 허용된다. 제어 요소(114)를 폐쇄 위치로 로킹할 수 있는 다른 이점은, 이것이 예를 들어 조절기(12) 상에서 누설 테스트의 성능을 촉진시킬 수 있다는 점이다. 바이패스 장치(14)를 폐쇄로 로킹함으로써, 밸브 본체(16)의 입구(18)에 공급된 실질적으로 모든 유체는 조절기 유동 경로(FP1)를 거쳐 조절기(12)를 통해 유동한다.

예시적인 유체 유동 제어 장치(10)의 전술한 설명에 기초하여, 또한 본 명세서는 예를 들어 유체 유동 제어 장치(10)를 사용하여 유체 유동 제어 장치(10)의 하류에 위치되는, 유체 라인을 가압하는 방법에 관한 것이다. 즉, 이런 방법에 따라, 여기에 설명된 유체 유동 제어 장치(10)는 바이패스 밸브(14)의 자동적인 개방 및 폐쇄 그리고 조절기(12)의 자동적인 작동을 유리하게 제공한다.

이런 방법에 따라, 초기에, 유체는 일반적으로는 낮은 압력으로 그러나 잠재적으로는 높은 유동율로, 유체 유동 제어 장치(10)의 밸브 본체(16)의 입구(18)에 공급될 것이다. 이 상태에서, 바이패스 편향 장치(116)는 도 1에 도시된 바와 같이 바이패스 장치(14)의 바이패스 제어 조립체(98)를 개방 위치로 자동으로 편향시킨다. 또한, 조절기 편향 장치(50)는 조절기(12)의 조절기 제어 조립체(30)를 도 1에 도시된 개방 위치로 자동으로 편향시킨다. 이렇게 구성됨에 따라, 바이패스 및 조절기 제어 조립체들(98, 30)은 유체가 바이패스 및 조절기 유동 경로들(FP2, FP1)을 통해 흐르는 것을 방지하지 않는다.

여기에 설명된 유체 유동 제어 장치(10)의 버전에 있어서, 바이패스 제어 조립체(98)는 바이패스 편향 장치(116)의 가압을 거쳐 개방 위치로 편향되며, 이것은 예를 들어 코일 스프링을 포함할 수 있다. 코일 스프링은 바이패스 제어 조립체(98)의 제어 요소(114)를 밸브 본체(16)의 착좌 오리피스(118)로부터 떨어지도록 편향시킨다. 유사하게, 조절기 제어 조립체(98)는 조절기 편향 장치(50)의 가압을 거쳐 개방 위치로 편향되며, 이것은 코일 스프링을 포함할 수도 있다. 조절기 편향 장치(50)는 조절기 제어 조립체(30)의 [밸브 스템(58)으로도 알려져 있는] 조절기 제어 요소(58)를 밸브 시트(68)의 착좌 오리피스(70)로부터 떨어지도록 편향시킨다.

또한, 전술한 상태에 있어서, 바이패스 장치(14)와 조절기(12) 모두가 개방 위치들에 있을 때, 바이패스 장치(14)는 밸브 본체(16)의 갤러리(22)에서의 유체의 압력을 계속 감지하며, 이것은 감지 보어(126)를 거쳐 바이패스 제어 조립체(98)의 제어 요소(114)의 제2 단부(114b) 상의 감지 표면(132)으로, 밸브 본체(16)의 입구(18)에서의 압력과 상호관련시킨다. 동시에, 조절기(12)는 조절기 제어 조립체(30)의 감지 요소(54)의 제2 단부(54a) 상의 감지 표면(62)으로, 밸브 본체(16)의 동일 압력을 계속 감지한다.

밸브 본체(16)의 입구(18) 및 그에 따른 밸브 본체(16)의 갤러리(22)에서의 압력이 미리 결정된 바이패스 설정점 압력에 도달하거나 또는 이를 초과하자마자, 이것은 바이패스 장치(14)의 제어 요소(114)의 감지 표면(132)에 의해 감지되고, 그리고 바이패스 제어 조립체(98)는 예를 들어 도 2에 도시된 폐쇄 위치로 자동으로 이동한다. 보다 구체적으로, 밸브 본체(16)의 압력은 감지 보어(126)를 거쳐 감지 공동(128)에 통신되며, 또한 제1 단부(114a) 상의 착좌 표면(120)이 착좌 오리피스(118)에 대해 맞물리고 착좌될 때까지, 제어 요소(114)를 바이패스 편향 장치(116)의 편향에 대해 강제하도록 감지 표면(132)에 인가된다. 이 구성에 있어서, 바이패스 장치(14)는 유체가 바이패스 유동 경로(FP2)를 통해 흐르는 것을 방지한다.

밸브 본체(16)의 압력이 바이패스 설정점 압력 보다 더 높고 그리고 조절기 설정점 압력 보다 더 낮은 한, 조절기(12)는 유체 유동 제어 장치(10)를 통한 유체의 유동을 허용하도록 개방으로 유지된다. 따라서 설명된 방법은, 조절기 제어 조립체(30)의 감지 요소(54)의 감지 표면(62)에 의해 감지된 압력이 바이패스 설정점 압력과 동일하거나 또는 이 보다 클 때, 조절기 제어 조립체(30)를 도 1-3에 도시된 그 개방 위치로 유지시키는 단계를 추가로 포함한다. 더욱이, 상기 방법은 감지 요소(54)의 감지 표면(62)에 의해 감지된 압력이 조절기 설정점 압력과 동일하거나 또는 이 보다 클 때, 조절기 제어 조립체(30)를 폐쇄 위치로 자동으로 이동시키는 단계도 포함한다. 폐쇄 위치에서, 조절기 제어 조립체(38)는 조절기 제어 요소(58)가 밸브 시트(68)의 착좌 오리피스(70)에 대해 맞물리고 그리고 착좌되게 함으로써, 유체가 조절기 유동 경로(FP1)를 통해 흐르는 것을 효과적으로 방지한다.

전술한 바는 본 명세서의 유체 유동 제어 장치(10)에 의해 수행되는 기본적인 방법을 설명하고 있다. 도 5 및 6에 대해 설명된 수정예에 대해, 예를 들어, 명세서는 바이패스 유동 경로(FP2)가 개방될 때, 조절기 유동 경로(FP1)를 자동으로 폐쇄하는 단계를 포함한다. 더욱이, 이것은 바이패스 유동 경로(FP2)가 폐쇄될 때, 조절기 유동 경로(FP1)를 자동으로 개방하는 단계도 포함할 수 있다. 일 예에 있어서, 이것은 유체가 조절기 유동 경로(FP1)로 흐르는 것을 방지하기 위해 바이패스 제어 조립체(98)가 개방 위치에 있을 때, 도 5 및 6의 편향된 밸브 부재(200)를 폐쇄 위치(도 5)로 자동으로 위치시킴으로써, 또한 유체가 조절기 유동 경로(FP1)로 흐르게 하기 위해 바이패스 제어 조립체(98)가 폐쇄 위치에 있을 때, 편향된 밸브 부재(200)를 개방 위치(도 6)로 자동으로 위치시킴으로써, 달성될 수 있다. 편향된 밸브 부재(200)를 폐쇄 위치로 자동으로 위치시키는 단계는, 갤러리(22)와 조절기 공동(24) 사이에서 밸브 본체(16)에 의해 형성된 간극(202)과의 결합부 내로 밸브 부재(200)를 스프링(204)으로 편향시키는 단계를 포함할 수 있다. 따라서 밸브 부재(200)를 개방 위치로 자동으로 위치시키기 위해, 밸브 부재(200)는 도 6에 도시된 바와 같이 바이패스 제어 요소(114)가 폐쇄 위치로 이동함에 따라 바이패스 제어 요소(114)에 의해 간극(202)으로부터 멀리 가압된다.

또 다른 버전에 있어서, 상기 방법은 출구(20)로부터 하류에 압력 감소가 있다면 바이패스 밸브(14)가 이 감소를 감지하고 그리고 자동으로 재-개방되도록, 바이패스 밸브(14)가 폐쇄될 때 밸브 본체(16)의 출구(20)에서의 압력을 감지하는 단계도 포함할 수 있다. 이것은 설명된 바와 같이 도 7 및 8을 참조하여 전술한 구조로 달성될 수 있으며, 또한 가압화를 위한 방법은 바이패스 제어 조립체(98)가 폐쇄 위치에 있을 때, 바이패스 제어 조립체(98)의 제어 요소(114)의 동일한 감지 표면(132)으로, 출구(20)에서의 압력을 감지하는 단계를 추가로 포함한다.

전술한 바를 고려하여, 본 명세서의 범위 및 내용은 단지 예시적이며 또한 발명은 임의의 특별한 예들에 의해 제한되는 것이 아니며, 오히려 발명은 그 임의의 등가물들을 포함하는 이하의 청구범위들의 범주에 의해 한정되는 것을 인식해야 한다. 더욱이, 명세서의 다양한 상이한 버전들이 상이한 도면들에 제시되었지만, 예를 들어 임의의 버전들 또는 버전들의 임의의 양태들이 조합될 수 있다. 따라서 각각의 상이한 버전은 독립적인 것으로, 그리고 다른 버전들과 별개인 것으로, 의도되지 않는다. 오히려, 모든 버전들은 기술 분야 내에서 가능한 정도로 서로 상보적인 것으로 의도된다.

Claims

유체 유동 제어 장치로서:
입구, 출구, 상기 입구와 출구 사이에 배치되는 갤러리, 상기 갤러리와 출구 사이에 배치되는 조절기 공동, 및 갤러리와 출구 사이에 배치되는 바이패스 공동을 형성하는 밸브 본체;
갤러리 및 조절기 공동을 거쳐 밸브 본체의 입구와 출구 사이에서 연장하며, 제1 유효 횡단면적을 갖는 조절기 유동 경로;
갤러리 및 바이패스 공동을 거쳐 밸브 본체의 입구와 출구 사이에서 연장하며, 상기 제1 유효 횡단면적 보다 더 큰 제2 유효 횡단면적을 갖는 바이패스 유동 경로;
밸브 본체에 연결되고 또한 바이패스 제어 조립체를 포함하는 바이패스 밸브; 및
밸브 본체에 연결되고 또한 조절기 제어 조립체를 포함하는 조절기를 포함하며,
상기 바이패스 제어 조립체는 바이패스 제어 요소 및 바이패스 편향 장치를 포함하며, 상기 바이패스 제어 요소는 바이패스 유동 경로를 통한 유체 유동을 허용하는 개방 위치와 바이패스 유동 경로를 통한 유체 유동을 방지하는 폐쇄 위치 사이에서 밸브 본체의 바이패스 공동에 대해 이동 가능하며, 상기 바이패스 편향 장치는 바이패스 공동의 유체 압력이 바이패스 설정점 압력과 동일하거나 또는 이 보다 더 클 때 바이패스 제어 요소가 오직 폐쇄 위치만 점유하도록, 바이패스 제어 요소를 개방 위치를 향해 가압하며,
상기 조절기 제어 조립체는 조절기 제어 요소 및 조절기 편향 장치를 포함하며, 상기 조절기 제어 요소는 유체가 조절기 유동 경로를 통해 흐르는 것을 방지하지 않는 개방 위치와 유체가 조절기 유동 경로를 통해 흐르는 것을 방지하는 폐쇄 위치 사이에서 밸브 본체의 조절기 공동에 대해 이동 가능하며, 상기 조절기 편향 장치는 밸브 본체의 조절기 공동의 유체 압력이 조절기 설정점 압력과 동일하거나 또는 이 보다 더 클 때까지, 조절기 제어 요소가 개방 위치를 점유하도록, 조절기 제어 요소를 개방 위치를 향해 가압하며,
상기 조절기 설정점 압력은 바이패스 설정점 압력 보다 더 큰 것을 특징으로 하는 유체 유동 제어 장치.
청구항 1에 있어서,
밸브 본체는 입구, 출구, 갤러리, 조절기 공동, 및 바이패스 공동을 형성하는 재료의 단일 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 유동 제어 장치.
선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
밸브 본체는 바이패스 공동에 인접한 착좌 오리피스를 추가로 형성하며, 상기 착좌 오리피스는 바이패스 제어 요소가 폐쇄 위치에 있을 때 바이패스 제어 요소에 의해 맞물리도록 구성되는 것을 특징으로 하는 유체 유동 제어 장치.
선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
바이패스 밸브는, 바이패스 제어 요소 및 바이패스 편향 장치가 바이패스 돔과 밸브 본체의 착좌 오리피스 사이에 배치되도록, 바이패스 공동에 인접한 밸브 본체에 제거 가능하게 연결되는 바이패스 돔을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 유동 제어 장치.
선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
바이패스 제어 요소는 바이패스 돔에 인접하여 배치되는 감지 표면 및 바이패스 제어 요소를 통해 연장하는 감지 보어를 추가로 포함하며, 상기 감지 보어는 바이패스 제어 요소가 개방 위치에 있을 때 밸브 본체의 갤러리와 감지 표면 사이에 적어도 유체 연통을 제공하는 것을 특징으로 하는 유체 유동 제어 장치.
선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
바이패스 편향 장치는 바이패스 제어 요소를, 착좌 오리피스로부터 멀리 그리고 바이패스 돔을 향해 편향시키는 코일 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 유동 제어 장치.
선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
제1 유효 횡단면적에 대한 제2 유효 횡단면적의 비율은 대략 10:1 내지 대략 500:1 의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 유체 유동 제어 장치.
선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
제1 유효 횡단면적에 대한 제2 유효 횡단면적의 비율은 대략 50:1 내지 대략 300:1 의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 유체 유동 제어 장치.
선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
바이패스 밸브는, 폐쇄 위치의 바이패스 제어 요소와 맞물리고 또한 이를 억제하는 로킹 위치와 바이패스 제어 요소가 개방 및 폐쇄 위치들 사이로 자유롭게 이동하게 하는 언로킹 위치 사이에서 이동 가능한 오버라이드 로크를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 유동 제어 장치.
선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
밸브 본체는 갤러리와 조절기 공동 사이에 배치되는 간극을 추가로 형성하며, 상기 장치는 조절기 공동과 갤러리 중 적어도 하나에 배치되는 편향된 밸브 부재를 추가로 포함하며, 상기 편향된 밸브 부재는 바이패스 제어 요소가 개방 위치에 있을 때 간극과 맞물리고 또한 조절기 유동 경로를 통한 유체 유동을 방지하는 폐쇄 위치를 점유하고, 또한 바이패스 제어 요소가 폐쇄 위치에 있을 때 간극과의 결합부로부터 변위되는 개방 위치를 점유하는 것을 특징으로 하는 유체 유동 제어 장치.
유체 유동 제어 장치로서:
입구, 출구, 상기 입구와 출구 사이에 배치되는 갤러리, 상기 갤러리와 출구 사이에 배치되는 조절기 공동, 갤러리와 출구 사이에 배치되는 바이패스 공동, 상기 바이패스 공동에 배치되는 착좌 오리피스를 형성하는 밸브 본체;
갤러리 및 조절기 공동을 거쳐 밸브 본체의 입구와 출구 사이에서 연장하는 조절기 유동 경로;
갤러리 및 바이패스 공동을 거쳐 밸브 본체의 입구와 출구 사이에서 연장하는 바이패스 유동 경로;
조절기 유동 경로를 따라 유체의 유동을 제어하기 위해 밸브 본체에 연결되는 조절기; 및
밸브 본체에 연결되고, 바이패스 돔, 바이패스 제어 요소, 및 바이패스 편향 장치를 포함하는 바이패스 밸브를 포함하며,
상기 조절기는 유체가 조절기 유동 경로를 통해 흐르는 것을 방지하지 않는 개방 위치와 유체가 조절기 유동 경로를 통해 흐르는 것을 방지하는 폐쇄 위치를 점유하도록 구성된 조절기 제어 조립체를 포함하며, 상기 조절기 제어 조립체는 조절기에 의해 감지된 갤러리의 유체 압력이 조절기 설정점 압력과 동일하거나 또는 이 보다 더 클 때까지, 조절기 제어 조립체가 개방 위치를 점유하도록, 개방 위치로 추가로 편향되며,
상기 바이패스 돔은 바이패스 공동에 인접한 밸브 본체에 제거 가능하게 연결되며, 상기 바이패스 제어 요소는 바이패스 공동에 미끄럼 가능하게 배치되고 또한 착좌 오리피스에 인접하여 배치되는 착좌 표면을 형성하는 제1 단부와, 바이패스 돔에 인접하여 배치되는 감지 표면을 형성하는 제2 단부를 포함하며, 상기 바이패스 편향 장치는 바이패스 제어 요소와 착좌 오리피스 사이에 배치되며,
상기 바이패스 제어 요소는 착좌 표면이 착좌 오리피스로부터 멀리 이격된 개방 위치와 착좌 표면이 착좌 오리피스와 맞물리는 폐쇄 위치 사이에서 이동 가능하며, 상기 바이패스 편향 장치는 바이패스 제어 요소의 감지 표면에 의해 감지된 갤러리의 유체 압력이 바이패스 설정점 압력과 동일하거나 또는 이 보다 더 클 때까지, 바이패스 제어 요소가 개방 위치를 점유하도록, 바이패스 제어 요소를 개방 위치를 향해 가압하며,
상기 바이패스 설정점 압력은 조절기 설정점 압력 보다 더 작은 것을 특징으로 하는 유체 유동 제어 장치.
청구항 11에 있어서,
조절기 유동 경로는 제1 유효 횡단면적을 가지며, 바이패스 유동 경로는 제1 유효 횡단면적 보다 더 큰 제2 유효 횡단면적을 갖는 것을 특징으로 하는 유체 유동 제어 장치.
선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
밸브 본체는 입구, 출구, 갤러리, 조절기 공동, 바이패스 공동, 및 착좌 오리피스를 형성하는 재료의 단일 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 유동 제어 장치.
선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
바이패스 제어 요소는 제1 단부로부터 제2 단부로 바이패스 제어 요소를 통해 연장하는 감지 보어를 추가로 포함하며, 상기 감지 보어는 바이패스 제어 요소가 개방 위치에 있을 때 밸브 본체의 갤러리와 바이패스 제어 요소의 가지 표면 사이에 유체 연통을 제공하는 것을 특징으로 하는 유체 유동 제어 장치.
선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
바이패스 편향 장치와 착좌 오리피스 사이에서 바이패스 공동에 고정되고, 또한 바이패스 제어 요소가 이를 통해 미끄럼 가능하게 배치되는 안내 보어를 형성하는, 스페이서를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 유동 제어 장치.
선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
바이패스 편향 장치는 코일 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 유동 제어 장치.
선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
제1 유효 횡단면적에 대한 제2 유효 횡단면적의 비율은 대략 10:1 내지 대략 500:1 의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 유체 유동 제어 장치.
선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
제1 유효 횡단면적에 대한 제2 유효 횡단면적의 비율은 대략 50:1 내지 대략 300:1 의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 유체 유동 제어 장치.
선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
바이패스 밸브는, 폐쇄 위치의 바이패스 제어 요소와 맞물리고 그리고 이를 억제하는 로킹 위치와 바이패스 제어 요소가 개방 및 폐쇄 위치들 사이로 자유롭게 이동하게 하는 언로킹 위치 사이에서 이동 가능한 오버라이드 로크를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 유동 제어 장치.
선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
밸브 본체는 갤러리와 조절기 공동 사이에 배치되는 간극을 추가로 형성하고, 상기 조절기는 조절기 공동과 갤러리 중 적어도 하나에 배치되는 편향된 밸브 부재를 추가로 포함하며, 상기 편향된 밸브 부재는 간극과 맞물리고 또한 바이패스 제어 요소가 개방 위치에 있을 때 조절기 유동 경로를 통한 유체 유동을 방지하는 폐쇄 위치를 점유하고, 또한 바이패스 제어 요소가 폐쇄 위치에 있을 때 간극과의 결합부로부터 변위되는 개방 위치를 점유하는 것을 특징으로 하는 유체 유동 제어 장치.
자동 바이패스 기능을 갖는 조절기로 유체 라인을 가압하는 방법으로서:
출구, 입구와 출구 사이에 배치되는 갤러리, 상기 갤러리와 통신하는 조절기 공동, 및 갤러리와 통신하는 바이패스-공동을 형성하는 밸브 본체의 입구에 유체를 공급하는 단계;
밸브 본체의 바이패스 공동에 연결되는 바이패스 제어 장치의 바이패스 제어 조립체를 개방 위치로 편향시키고, 그에 따라 갤러리 및 바이패스 공동을 거쳐 밸브 본체의 입구와 출구 사이로 연장하는 바이패스 유동 경로를 개방하는 단계;
조절기 제어 조립체가 유체가 갤러리 및 조절기 공동을 거쳐 밸브 본체의 입구와 출구 사이로 연장하는 조절기 유동 경로를 통해 흐르는 것을 방지하지 않도록, 밸브 본체의 조절기 공동에 연결된 조절기의 조절기 제어 조립체를 개방 위치로 편향시키는 단계;
바이패스 제어 조립체의 감지 표면으로, 밸브 본체의 갤러리의 유체의 압력을 감지하는 단계;
조절기 제어 조립체의 감지 표면으로, 밸브 본체의 갤러리의 유체의 압력을 감지하는 단계;
바이패스 제어 조립체의 감지 표면에 의해 감지된 압력이 바이패스 설정점 압력과 동일하거나 또는 이 보다 클 때, 바이패스 제어 조립체를 폐쇄 위치로 자동으로 이동시키고, 그에 따라 유체가 바이패스 유동 경로를 통해 흐르는 것을 방지하는 단계; 및
조절기 제어 조립체의 감지 표면에 의해 감지된 압력이 바이패스 설정점 압력과 동일하거나 또는 이 보다 클 때, 조절기 제어 조립체를 그 개방 위치로 유지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 라인 가압 방법.
청구항 21에 있어서,
조절기 제어 조립체의 감지 표면에 의해 감지된 압력이 바이패스 설정점 압력 보다 더 큰, 조절기 설정점 압력과 동일하거나 또는 이 보다 클 때, 조절기 제어 조립체를 폐쇄 위치로 자동으로 이동시키고, 그에 따라 조절기 유동 경로를 통한 유체의 유동을 방지하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 라인 가압 방법.
선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
바이패스 제어 조립체를 개방 위치로 편향시키는 단계는, 바이패스 제어 조립체의 바이패스 제어 요소를, 스프링으로 밸브 본체의 착좌 오리피스로부터 멀리 가압하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 라인 가압 방법.
선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
조절기 제어 조립체를 개방 위치로 편향시키는 단계는, 조절기 제어 조립체의 조절기 제어 요소를, 스프링으로 조절기의 착좌 오리피스로부터 멀리 가압하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 라인 가압 방법.
선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
바이패스 제어 조립체가 개방 위치에 있을 때, 갤러리와 조절기 공동 사이에 배치된 밸브 부재를 폐쇄 위치로 자동으로 위치시키고, 그에 따라 유체가 조절기 유동 경로로 흐르는 것을 방지하는 단계, 및 바이패스 제어 조립체가 폐쇄 위치에 있을 때 밸브 부재를 개방 위치로 자동으로 위치시키고, 그에 따라 유체가 조절기 유동 경로로 흐르게 하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 라인 가압 방법.
선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
밸브 부재를 폐쇄 위치로 자동으로 위치시키는 단계는 밸브 부재를, 갤러리와 조절기 공공 사이의 위치에서 밸브 본체에 의해 형성된 간극과의 결합부 내로 스프링으로 편향시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 라인 가압 방법.
선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
밸브 부재를 개방 위치로 자동으로 위치시키는 단계는, 바이패스 제어 요소가 폐쇄 위치로 이동함에 따라 밸브 부재를, 바이패스 제어 요소에 의해 간극으로부터 멀리 푸싱하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 라인 가압 방법.
선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
바이패스 제어 조립체가 폐쇄 위치에 있을 때, 바이패스 제어 조립체의 감지 표면으로, 밸브 본체의 출구에서의 압력을 감지하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 라인 가압 방법.