特許 6335900 環状流量制御部材を持つ軸方向流体バルブ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6335900

(24)【登録日】2018年5月11日

(45)【発行日】2018年5月30日

(54)【発明の名称】環状流量制御部材を持つ軸方向流体バルブ

(51)【国際特許分類】

   F16K 1/12 20060101AFI20180521BHJP

   F16K 31/44 20060101ALI20180521BHJP

   F16K 31/53 20060101ALI20180521BHJP

   F16K 1/00 20060101ALI20180521BHJP

【ＦＩ】

   F16K1/12 A

   F16K31/44 C

   F16K31/53

   F16K1/00 Q

【請求項の数】18

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2015-529884(P2015-529884)

(86)(22)【出願日】2013年8月26日

(65)【公表番号】特表2015-526675(P2015-526675A)

(43)【公表日】2015年9月10日

(86)【国際出願番号】US2013056560

(87)【国際公開番号】WO2014035855

(87)【国際公開日】20140306

【審査請求日】2016年7月14日

(31)【優先権主張番号】13/595,140

(32)【優先日】2012年8月27日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】591055436

【氏名又は名称】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

(74)【代理人】

【識別番号】110000556

【氏名又は名称】特許業務法人 有古特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】シャーデ， ロス アーサー

(72)【発明者】

【氏名】ブルーム， ダレン アラン

(72)【発明者】

【氏名】ベル， ジェイコブ ワーナー

(72)【発明者】

【氏名】プラサパジングヘ， ドゥミンドゥ ガヤン

【審査官】 加藤 昌人

(56)【参考文献】

【文献】 特表２００４−５３０８４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０００−５１４１６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００４／０１８３０４４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 欧州特許出願公開第０１３７１８８５（ＥＰ，Ａ２）

【文献】 米国特許出願公開第２００４／００３５４６２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 国際公開第９８／０５５７８４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 実開平０７−０４４５６０（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｋ １／００− １／５４

Ｆ１６Ｋ ３１／４４−３１／６２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

入口と出口との間に通路を画定する軸流バルブ本体と、
前記バルブ本体の内面によって滑動可能に受容され、開放位置と閉鎖位置の間の前記通路の長手方向軸に実質的に平行な軸に沿って可動であり、第１の端部と第２の端部を有し、前記長手方向軸は第２の端部に形成された開口に垂直に延びたスリーブと、
前記スリーブを運動させて、前記スリーブを通る前記入口と前記出口との間の流体の流量を変化させるように、前記スリーブに動作可能に接続されたリンケージまたはギアと、
前記スリーブの第２の端部内にて、前記通路の長手方向軸に実質的に平行な方向に沿って延びる複数の開孔を備え、
前記スリーブが開放位置にあるときに、流体は前記複数の開孔と、前記複数の開孔以外の箇所であるスリーブの第２の端部から流れ出る、装置。

【請求項2】

前記リンケージまたは前記ギアに連結されたアクチュエータであって、前記リンケージまたは前記ギアを介して前記スリーブを運動させる、アクチュエータをさらに備える、請求項１に記載の装置。

【請求項3】

前記アクチュエータが線形アクチュエータであり、前記スリーブが沿って運動する軸に対して実質的に直角な方向に前記アクチュエータのステムを運動させるように位置付けられる、請求項２に記載の装置。

【請求項4】

前記アクチュエータが線形アクチュエータであり、前記スリーブが沿って運動する軸からずれていて、かつこれに対して実質的に平行な軸に沿って前記アクチュエータのステムを運動させるように位置付けられる、請求項２又は３に記載の装置。

【請求項5】

前記スリーブの第２の端部と係合するように前記通路内に配置された封止をさらに備える、請求項１〜４のいずれかに記載の装置。

【請求項6】

前記スリーブが、前記ギアと係合するように、前記スリーブの外側壁上に複数の歯を備える、請求項１〜５のいずれかに記載の装置。

【請求項7】

前記スリーブの外側壁と前記バルブ本体との間に連結されたバネをさらに備える、請求項１〜６のいずれかに記載の装置。

【請求項8】

入口と出口との間に通路を画定する軸流バルブ本体と、
前記バルブ本体の内面によって滑動可能に受容され、開放位置と閉鎖位置の間の前記通路の長手方向軸に実質的に平行な軸に沿って可動である環状流量制御部材であって、第１の端部と第２の端部を有し、前記長手方向軸は第２の端部に形成された開口に垂直に延びた環状流量制御部材を備え、
該流量制御部材が開放位置にあるとき、流体の流れが、前記流量制御部材を通過することができ、
前記流量制御部材は更に、第２の端部に軸方向に配列された複数のスロットを備え、前記流量制御部材が開放位置にあるときに、流体流れは軸方向に配列された複数のスロットを通ることができる、装置。

【請求項9】

前記流量制御部材を運動させて、前記入口と前記出口との間の前記流体の流量を変化させるように、前記流量制御部材に動作可能に接続されたアクチュエータをさらに備える、請求項８に記載の装置。

【請求項10】

前記アクチュエータと、前記流量制御部材とに対して枢動可能に取り付けられたリンクをさらに備える、請求項９に記載の装置。

【請求項11】

前記アクチュエータが線形アクチュエータであり、前記流量制御部材が沿って運動する軸に対して実質的に直角な方向に前記アクチュエータのステムを運動させるように位置付けられる、請求項９又は１０に記載の装置。

【請求項12】

前記アクチュエータが、前記流量制御部材が沿って運動する前記軸からずれていて、かつこれに対して実質的に平行な軸に沿って位置付けられる、請求項９〜１１のいずれかに記載の装置。

【請求項13】

前記流量制御部材の端部と係合するように前記通路内に配置された封止をさらに備える、請求項８〜１２のいずれかに記載の装置。

【請求項14】

前記封止が前記出口に隣接する、請求項１３に記載の装置。

【請求項15】

前記流量制御部材の外面と前記バルブ本体との間に連結された封止をさらに備える、請求項８〜１４のいずれかに記載の装置。

【請求項16】

入口と出口との間に通路を画定する軸流バルブ本体と、
前記バルブ本体の内面によって滑動可能に受容され、開放位置と閉鎖位置の間の前記通路の長手方向軸に実質的に平行な軸に沿って可動であり、第１の端部と第２の端部を有し、前記長手方向軸は第２の端部に形成された開口に垂直に延び、更に第２の端部に軸方向に配列された複数のスロットを備えたスリーブと、
前記入口と前記出口との間での流体の流量を変化させるために、前記スリーブを前記通路内で運動させる手段と、を備え、
前記スリーブが開放位置にあるときに、流体流れは前記スリーブの第２の端部と軸方向に配列された複数のスロットから流れ出ることができる、装置。

【請求項17】

前記バルブ本体が、前記入口と前記出口との間に単一構造を備える、請求項１６に記載の装置。

【請求項18】

前記通路、前記入口、および前記出口が、前記スリーブが沿って運動する前記軸に沿って実質的に整列される、請求項１６又は１７に記載の装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、一般には軸方向流体バルブに関し、より具体的には、環状流量制御部材を有する軸方向流体バルブに関する。

【背景技術】

【0002】

流体制御バルブ（例えば、滑りステムバルブ、グローブバルブ、回転バルブ、バタフライバルブ、ボールバルブなど）は、プロセス流体流量を制御するためにプロセス制御システムで用いられており、一般的には、バルブの動作を自動化するために、アクチュエータ（例えば、回転アクチュエータ、線形アクチュエータなど）を含む。これらの流体制御バルブの一部は、多くの応用分野で効果的であるとはいえ、トレードオフを伴う。例えば、バタフライバルブは、効率的な様式で大流量を制御するために用いられ得るが、大きくない精度しか可能でなく、内部の封止の寿命および温度範囲は、しばしば限られている。グローブバルブは、一方、一般的には剛性のトリムおよび精密な制御を提供するが、しばしば、所与の管サイズに対してより低い流量を提供する。

【0003】

管内バルブまたは軸方向流体制御バルブは、上記の流体制御バルブに対する代替物である。軸方向バルブの１つの恩典は、それがグローブバルブスタイルトリムを組み込んでおり、したがって、それにより利点が提供されることである。具体的には、軸方向バルブでは、このトリムは流体流路に対して方位付けして、効率を増大させ、雑音および乱流によるエネルギー損失を軽減し得る。アクチュエータの出力シャフトは、通常は、ラックオンラック、ラックアンドピニオン、または類似のギアセンブリを介して軸方向バルブのバルブ本体内の流量制御部材（例えば、プラグに）に接続される。アクチュエータは、開放位置と閉鎖位置との間のシートリングに対してバルブ本体内の流量制御部材を移動させて、バルブを通る流体の流れを許容または防止する。

【0004】

しかしながら、多くの周知の軸方向流体バルブはそれでも、乱流によるかなりの混乱およびエネルギー損失無しで流体の流量を制御するのに問題を示す。これらの周知の軸方向流体バルブは、流体の流路内のアクチュエータおよびトランスミッションをしばしば利用し、その結果、軸方向流体バルブ中で乱流を増大させるという制約を生じる。さらに、これらの軸方向流体バルブの多くが、起動および封止（例えば、ガスケット、パッキン、封止リング）の問題を示す。流体流路内のアクチュエータおよびトランスミッションは、内部のギアおよび他の起動用構成要素を加圧されたプロセス流体から保護するために、多くの封止およびガスケットを必要とする。例えば、外部に搭載されたアクチュエータを有するこれらの周知の軸方向流体バルブは、一般的には、バルブ本体中に延在するバルブステムに対して封止するためにパッキンの使用を必要とする。パッキンは、故障し、結果として、プロセス流体の漏えいを引き起こしかねない。他の例では、一部の周知の軸方向バルブは、アクチュエータからの運動をプラグの線形運動に変換するために、複雑なギアボックスを用いる。一般的には、ギアボックスは、流体流路中にあり、したがって、プロセス流体がギアボックスに進入することを防止するために、多くの封止を必要とする。多くの封止を必要とするこのような多くの運動部品を持つ軸方向流体バルブを動作させると、流体がバルブ本体の外部に漏えいして、製造コストおよび保守コストを増加させる可能性が大幅に増す。

【発明の概要】

【0005】

例としての装置は、入口と出口との間の通路を画定する軸流バルブ本体を含む。例としての装置は、バルブ本体の内面によって滑動可能に受容され、通路の長手方向軸に実質的に平行な軸に沿って可動であるスリーブを含む。例としての装置は、スリーブを移動させて、スリーブを通る入口と出口との間の流体の流量を変化させるように、スリーブに動作可能に接続されたリンケージまたはギアを含む。

【0006】

別の例では、装置は、入口と出口との間の通路を画定する軸流バルブ本体を含む。環状流量制御部材は、バルブ本体の内面によって滑動可能に受容され、通路の長手方向軸に実質的に平行な軸に沿って可動であり、流体の流量は、流量制御部材を介して通過する。

【0007】

さらに別の例では、装置は、入口と出口との間の通路を画定する軸流バルブ本体を含む。スリーブは、バルブ本体の内面によって滑動可能に受容され、通路の長手方向軸に実質的に平行な軸に沿って可動である。この例は、スリーブを通路内で軸方向に移動させて、入口と出口との間の流体の流量を変化させる手段を含む。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1A】本開示の教示に関わる、第１の位置に線形アクチュエータを持つ例としての軸方向流体バルブの断面側面図を示す。

【図1B】第２の位置での図１Ａの例としての軸方向流体バルブの断面側面図を示す。

【図2】代替例の線形アクチュエータの方位を持つ例としての軸方向流体バルブの断面側面図を示す。

【図3A】第１の位置の回転アクチュエータを持つ例としての軸方向流体バルブの断面上面図を示す。

【図3B】第２の位置の図３Ａの例としての軸方向流体バルブの断面上面図を示す。

【図3C】図３Ａおよび３Ｂの例としての軸方向流体バルブの断面側面図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0009】

ある例を、上記の図に示し、以下に詳細に説明する。これらの例の説明において、同様のまたは同じ参照番号は、同じまたは類似の部品を特定するために用いられる。図は、必ずしも原寸に比例していないし、ある特徴およびある図面の図は、明瞭さおよび／または簡潔さのための縮尺または概要が誇張されて示され得る。加えて、いくつかの例が、この明細書全体を通じて説明されている。任意の例の任意の特徴が、他の例の他の特徴の交換物と共に含まれ、または別様に組み合わされ得る。

【0010】

例としての本明細書に説明する軸方向流体バルブは、バルブ雑音を軽減し、軸方向に整列した流体流路を提供して、乱流を軽減して流量を向上させ、多くの封止およびガスケットを必要とする流れ内の起動用構成要素をかなり解消し、および流れ効率を増加させて、より小さいポンプおよびパイピングの使用を可能とする。一般に、本明細書に説明する例としての軸方向流体バルブは、環状流量制御部材（例えば、スリーブ）の中および封止の周りを通過する流体の流量を変化させるために、軸方向バルブ本体の通路内に（例えば、中央に）配置される環状流量制御部材を用いる。

【0011】

より具体的には、本明細書に説明する例としての軸方向流体バルブでは、スリーブが、バルブ本体の内面によって滑動可能に受容されて、流体流路に沿って移動する（例えば、平行移動する）。スリーブは、通路の中心軸と同軸に整列された中心軸を有し得る。スリーブは、スリーブを移動させて、軸方向流体バルブの入口と出口との間の流体の流量を制御するように、アクチュエータ（例えば、線形アクチュエータ、回転アクチュエータなど）に動作可能に連結され得る。軸方向流体バルブはまた、バルブ本体の通路内の中央に配置され、かつ複数のウェブ（例えば、支持部材）を介してバルブ本体の内面に連結される封止を含み得る。動作中、流体はスリーブ中に第１の端部から流入し、スリーブから第２の端部を介して流出し、封止の周りから、軸方向流体バルブの出口に向かう。スリーブは、アクチュエータを介して封止に向かって移動し、それにより、スリーブの第２の端部が封止と係合して、流体がスリーブを通って、したがって軸方向流体バルブを通って流れるのを防止するようになっている。この軸方向流体流路は、制約、したがって、バルブの通路中での乱流を軽減することによって流れ効率を大幅に増加させる。

【0012】

本明細書に説明する例としての軸方向流体バルブは、軸方向流体バルブを通る流体の流れに実質的に直角に位置付けられたステムを有する線形アクチュエータを含む。線形アクチュエータのステムは、リンク（例えば、リンケージ）を介してスリーブに動作可能に連結（例えば、接続）される。このリンクは、バルブ本体の空洞内に配置され、スリーブの外面に連結される。動作中、リンクは、アクチュエータの線形運動をバルブ本体の通路内のスリーブの線形運動に変換する。例としての軸方向流体バルブは、スリーブがバルブ本体内を軸方向に滑動することを可能にして、軸方向流体バルブの流体流路内の構成要素の数を減少させる。

【0013】

別の例としての軸方向流体バルブでは、スリーブは、スリーブの外面上に複数の歯を含む。ピニオン（例えば、ギア）を有する回転アクチュエータは、これらの歯と係合して、スリーブをバルブ本体内で軸方向に運動させて、スリーブおよび、したがって、軸方向流体バルブの通路の中での流体の流量を制御する。

【0014】

本明細書に説明する例としての軸方向流体バルブでは、流体流路は実質的に線形であり、これが、流体を、多くの周知のバルブよりも少ないエネルギー損失と雑音とでバルブ中を走行することを許容する。さらにそのうえ、本明細書に説明する例は、軸方向流体バルブの運動構成要素の比較的大きい部分を流体流路またはストリームの外側に配置し、それにより、必要とされる封止およびガスケットの数をかなり減少させることを可能とする。本明細書に説明するスリーブおよびアクチュエータもしくは起動用手段は、軸方向流体バルブを動作させるために必要とされる運動部品の数をかなり減少させる。したがって、スリーブおよび起動用手段は、製造と機械加工との要件を大幅に単純化し、したがって、軸方向流体バルブの製造コストを軽減する。

【0015】

図１Ａは、本明細書に説明する例としての軸方向流体制御バルブ１００の断面側面図を示す。軸方向流体制御バルブ１００は、第１のバルブ本体部分１０２、第２のバルブ本体部分１０４、スリーブ１０６、線形アクチュエータ１０８、リンク１１０（例えば、リンケージ）、および封止１１２を含む。バルブ本体部分１０２および１０４は連結されて通路１１４を画定し、この通路は、軸方向流体バルブ１００が流体プロセスシステム（例えば、分配用パイピングシステム）中に搭載されたときに、入口１１６と出口１１８との間に流体流路を提供する。一部の例では、第１のバルブ本体部分１０２および第２のバルブ本体部分１０４は、軸方向流体制御バルブ１００を実質的に単一物または単一構造として画定するように一体形成され得る。

【0016】

第１のバルブ本体部分１０２は、入口１１６での第１のフランジ１２０と、第２のバルブ本体部分１０４の第３のフランジ１２４に取り外し可能に連結された第２のフランジ１２２と、を含む。第１のバルブ本体部分１０２の第２のフランジ１２２と、第２のバルブ本体部分１０４の第３のフランジ１２４とは、任意の適切な締結機構（複数可）と取り外し可能に連結され得る。第２のバルブ本体部分１０４はまた、出口１１８で第４のフランジ１２６を含む。動作中、第１のバルブ本体部分１０２の第１のフランジ１２０は、上流パイプ１２８に連結され、第２のバルブ本体部分１０４の第４のフランジ１２６は、下流パイプ１３０に連結され得る。

【0017】

図１Ａに示す例では、軸方向流体制御バルブ１００は第１の位置（例えば、開放）にあり、図１Ｂに示す例では、軸方向流体制御バルブ１００は第２の位置（例えば、閉鎖）にある。軸方向流体制御バルブ１００は、上流パイプ１２８を介する上流供給源と下流パイプ１３０を介する下流供給源との間の流体流路中に挿入される。プロセス流体は、例えば天然ガスなどの任意のプロセス流体を含み得る。動作中、スリーブ１０６は、入口１１６と出口１１８との間での流体の流れを許容する第１の位置（例えば、開放位置）と、入口１１６と出口１１８との間での流体の流れを防止する第２の位置（例えば、閉鎖位置）との間で動作する。

【0018】

図１Ａおよび１Ｂに示す例としての軸方向流体制御バルブ１００では、スリーブ１０６は、内面１３２、外面１３４、第１の端部１３６、および第２の端部１３８を有する。第１のバルブ本体部分１０２の内面１４０は、第１の端部１３６の近傍でスリーブ１０６の外面１３４を滑動可能に受容し、第２のバルブ本体部分１０４の内面１４２は、第２の端部１３８の近傍でスリーブ１０６の外面１３４を滑動可能に受容する。スリーブ１０６は、第１のバルブ本体部分１０２、第２のバルブ本体部分１０４、およびスリーブ１０６を通る流体流路を画定するように、軸方向流体制御バルブ１００の軸１４４と実質的に軸方向（例えば、同軸方向）に整列される。

【0019】

図１Ａおよび１Ｂに示すように、封止１１２は、通路１１４内で中央に配置され、かつ軸方向流体制御バルブ１００の軸１４４に沿って実質的に整列される。封止１１２は、円錐形表面１４６と封止表面１４８とを含む。円錐形表面１４６は、軸方向バルブ１００内での乱流流体流れを軽減するために、封止１１２の周りに平滑な流路を提供する。封止表面１４８は、スリーブ１０６の第２の端部１３８を受容するように適合される。封止１１２は、スリーブ１０６を通る、したがって通路１１４を通る流体の流れを防止するために、スリーブ１０６の第２の端部１３８と係合するまたはこれを受容するように設計された任意の封止部材（例えば、プラグ）であり得る。封止１１２は、複数の支持部材１５０（例えば、ウェビング）によって第２のバルブ本体部分１０４の内面１４２に連結される。支持部材１５０は、流体流路中での妨害を減少させるために最低限度に制限され、かつプロセス流体および／またはスリーブ１０６からの圧力を受けるときに封止１１２を支持するに十分強力である、封止１１２を支持するために用いられる任意の構造であり得る。

【0020】

図１Ａおよび１Ｂに示す例としての軸方向流体バルブ１００では、スリーブ１０６は、リンク１１０を介してアクチュエータステム１５２に動作可能に接続される。アクチュエータ１０８は、線形のアクチュエータステム１５２が、軸方向流体バルブ１００の軸１４４に対して実質的に直角である軸１５４に沿って運動するように位置付けられる。リンク１１０は、第１のジョイント１５６でアクチュエータステム１５２に枢動可能に連結され、かつ、第２のジョイント１５８でスリーブ１０６に枢動可能に連結される。スリーブ１０６の外面１３４は、ジョイント１５８が置かれるカラー１６０をさらに含む。一部の例では、カラー１６０は、実質的に単一物または単一構造として、スリーブ１０６と一体形成され得る。リンク１１０は、第１のバルブ本体部分１０２と第２のバルブ本体部分１０４との間に形成される空洞１６２内に配置される。アクチュエータステム１５２は、アクチュエータステム１５２が滑動することを可能とするための表面を支持してこれを提供する第１のステム封止１６６と第２のステム封止１６８とによって封止されるボア１６４を介して第１のバルブ本体部分１０２中を運動する。他の実施形態では、ボア１６４は、より多いまたはより少ないステム封止を含み得る。

【0021】

バルブ本体１０２、１０４の通路１１４内でスリーブ１０６を運動させるために、線形アクチュエータ１０８は、アクチュエータステム１５２を空洞１６２中に運動させる。この場合、アクチュエータステム１５２は、リンク１１０を、反時計回り方向（図示する方位）に平行移動させて回転させ、スリーブ１０６を軸１４４に沿って封止１１２に向かって運動させる。軸方向流体制御バルブ１００は境界封止１７０をさらに備えるが、これらは、それぞれ、第１のバルブ本体部分１０２中の第１の環状溝１７２と、第２のバルブ本体部分１０４中の第２の環状溝１７４との内部に配置される。境界封止１７０は、スリーブ１０６の外面１３４と、バルブ本体部分１０２および１０４の内面１４０および１４２との間を緊密に封止する。より具体的には、境界封止１７０は、プロセス流体が空洞１６２中に漏えいすることを防止するために、圧密封止を提供する。

【0022】

図１Ａおよび１Ｂに示すように、例としての軸方向流体バルブ１００はまた、第２のバルブ本体部分１０４とカラー１６０との間に配置されたバネ１７６を含む。バネ１７６は、スリーブ１０６を１つの方向に付勢し、したがって、運動構成要素間での失われる運動を最小化する。他の例では、バネ１７６は、カラー１６０と第１のバルブ本体部分１０２との間または第１のバルブ本体部分１０２とアクチュエータステム１５２との間に配置され得る。バネ１７６は、失われる運動を解消するための付勢手段を提供するために、軸方向流体バルブ１００内の任意の他の位置に置かれ得る。

【0023】

動作中、流体は、上流の源１２８によって入口１１６に供給され、第１の端部１３６からスリーブ１０６に流入する。開放位置では、図１Ａの例に示すように、流体は、スリーブ１０６の第２の端部１３８から出て、封止１１２の周りを出口１１８に向かい、下流の源１３０に流出する。閉鎖位置では、図１Ｂの例に示すように、アクチュエータステム１５２は、下方に平行移動して、スリーブ１０６の第２の端部１３８を封止１１２の封止表面１４８と係合するように運動させて、流体のスリーブ１０６中での、したがって、軸方向流体バルブ１００の入口１１６と出口１１８との間での流れを防止する。しかしながら、他の例では、この流れは軸方向流体バルブ１００を介して逆転され得るし、したがって、流体は、第一に封止１１２上を通過して、次に、第二にスリーブ１０６を通過し得る。

【0024】

図１Ａおよび１Ｂに示す例では、スリーブ１０６の断面は形状が円形である。しかしながら、他の例では、スリーブ１０６の断面は、方形、矩形、楕円形、または、それぞれのバルブ本体部分１０２および１０４の内面１４０および１４２の形状に対応する（例えば、係合する）他の任意の形状であり得る。

【0025】

図２は、図１Ａおよび１Ｂの軸方向流体制御バルブ１００に類似しているが、代替的に方位付けられた線形アクチュエータ２０８を有する軸方向流体制御バルブ２００の断面図を示す。軸方向流体制御バルブ２００は、第１のバルブ本体部分２０２、第２のバルブ本体部分２０４、スリーブ２０６、線形アクチュエータ２０８、リンク２１０、および封止２１２を含む。スリーブ２０６は、第１のバルブ本体部分２０２、第２のバルブ本体部分２０４、およびスリーブ２０６を通る流体流路を画定するように、軸方向流体制御バルブ２００の軸２１４と実質的に軸方向（例えば、同軸方向）に整列される。

【0026】

図２に示す例としての軸方向流体バルブ２００では、スリーブ２０６は、リンク２１０を介してアクチュエータステム２１６に動作可能に接続される。線形アクチュエータ２０８は、アクチュエータステム２１６が、軸方向流体バルブ２００の軸２１４に対して実質的に平行であるが、ずれている（すなわち、非同軸的である）軸２１８に沿って運動するように位置付けられる。リンク２１０は、アクチュエータステム２１６およびスリーブ２０６に剛性的に連結される。他の例では、アクチュエータステム２１６は、当業者には周知の任意の締結機構を介してスリーブに取り付けられ得る。リンク２１０は、第１のバルブ本体部分２０２と第２のバルブ本体部分２０４との間に形成された空洞２２０内に配置される。アクチュエータステム２１６は、アクチュエータステム２１６が滑動することを可能とするための表面を支持してこれを提供するステム封止２２４によって封止されるボア２２２を介して第１のバルブ本体部分２０２中を運動する。バルブ本体部分２０２および２０４の通路２２６内でスリーブ２０６を運動させるために、線形アクチュエータ２０８は、アクチュエータステム２１６を空洞２２０内に運動させる。この場合、リンク２１０は、アクチュエータステム２１６からの線形運動を転送して、スリーブ２０６を軸２１４に沿って封止２１２に向かって運動させ、したがって、軸方向流体バルブ２００中での流体の流れを防止する。

【0027】

図３Ａは、本明細書に説明する代替例としての軸方向流体制御バルブ３００の断面上面図を示す。軸方向流体制御バルブ３００は、第１のバルブ本体部分３０２、第２のバルブ本体部分３０４、スリーブ３０６、第１のピニオン３０８（例えば、ギア）、第２のピニオン３１０（例えば、ギア）、および封止３１２を含む。第１のバルブ本体部分３０２と第２のバルブ本体部分３０４とは、軸方向流体バルブ３００が流体プロセスシステムに組み込まれるときに、入口３１６と出口３１８との間に流体流路を提供する通路３１４を画定するように結合される。動作中、スリーブ３０６は、入口３１６と出口３１８との間での流体の流れを許容する、図３Ａに示す第１の位置（例えば、開放位置）と、入口３１６と出口３１８との間での流体の流れを防止する、図３Ｂに示す第２の位置（例えば、閉鎖位置）との間で動作する。

【0028】

図３Ａおよび３Ｂに示す例としての軸方向流体制御バルブ３００では、スリーブ３０６は、内面３２０、外面３２２、第１の端部３２４、および第２の端部３２６を有する。第１のバルブ本体部分３０２の内面３２８は、スリーブ３０６の外面３２２を滑動可能に受容する。第１のバルブ本体部分３０２、第２のバルブ本体部分３０４、およびスリーブ３０６は、流体の流れのための通路３１４を形成する。スリーブ３０６は、軸方向流体制御バルブ３００の軸３３０に沿って実質的に軸方向（例えば、同軸方向）に整列される。

【0029】

図示する例では、スリーブ３０６の外面３２２は、第１の歯付き部分３３２および第２の歯付き部分３３４をさらに含む。回転アクチュエータ３３６（図３Ｃに示す）に連結されている第１のピニオン３０８および第２のピニオン３１０は、それぞれ第１および第２の歯付き部分３３２および３３４と係合して、スリーブ３０６を軸方向流体バルブ３００内で軸方向に運動させる。図示する例では、第１のピニオン３０８は、第１のバルブ本体部分３０２内に形成された第１の空洞３３８で配置され、第２のピニオン３１０は、第１のバルブ本体部分３０２内に形成された第２の空洞３４０内に配置される。他の例では、単一の回転アクチュエータおよびピニオンが用いられ得る。

【0030】

封止３１２は、通路３１４内で中央に、かつ軸方向流体制御バルブ３００の軸３３０と軸方向に整列して配置される。封止３１２は、円錐形表面３４２と封止表面３４４とを含む。封止表面３４４は、スリーブ３０６の第２の端部３２６を受容するように適合される。スリーブ３０６の第２の端部３２６は、軸方向流体バルブ３００を通る流体の流量の微細制御をさらに許容するために、複数の開孔３４６（例えば、開口、穴、窓、スロット）をさらに含む。図３Ｂに示すように、スリーブ３０６の第２の端部３２６が封止３１２と係合するにつれて、開孔３４６は、より小さくなり、したがって、より少ない流体が、スリーブ３０６を通過して第２の端部３２６から出ることを許容する。開孔３４６は、軸方向バルブ３００を通る流体のより制御された（例えば、絞られた）流れを許容する。封止３１２は、複数の支持部材３５０（例えば、ウェブ、リブなど）によって第２のバルブ本体部分３０４の内面３４８に結合される。軸方向流体バルブ３００は、スリーブ３０６の外面３２２と第１のバルブ本体部分３０２の内面３２８との間に配置された複数の境界封止３５２をさらに備える。他の例では、軸方向流体バルブ３００は、プロセス流体の漏えいを防止するために、より多いまたはより少ない境界封止３５２を含み得る。

【0031】

図３Ｃは、スリーブ３０６無しの軸方向流体バルブ３００の断面側面図を示す。この例に見るように、回転アクチュエータ３３６は、第１のスピンドル３５４を介して第１のピニオン３０８に動作可能に連結される。第１のスピンドル３５４は、第１のバルブ本体部分３０２中の第１の空洞３３８内のノッチ３５６と係合する。他の例では、スピンドル３５４は、ピニオン３０８の平滑な回転を保証するために、ブッシング（例えば、ベアリング）をさらに含み得る。

【0032】

図３Ａ〜Ｃを参照すると、動作中、プロセス流体は、第１のバルブ本体部分３０２に入口３１６から進入し、スリーブ３０６には第１の端部３２４から流入する。開放位置では、図３Ａの例に示すように、流体は第２の端部３２６から、封止３１２の周りを出口３１８にまで流出する。閉鎖位置に到達するには、図３Ｂに示すように、第１のピニオン３０８は反時計回り方向に回転し、第２のピニオン３１０は時計回り方向に回転して、スリーブ３０６を封止３１２に向かって運動させる。スリーブ３０６の第２の端部３２６が封止３１２の封止表面３２８と係合するにつれて、プロセス流体は、スリーブ３０６を通って、したがって、軸方向流体バルブ３００の入口３１６と出口３１８との間を流れることを防止される。他の例では、スリーブは、電気式アクチュエータ、油圧式アクチュエータ、空気圧式アクチュエータ、圧電式アクチュエータ、電気機械式アクチュエータ、およびこれらの任意の組み合わせなどの任意のデバイスまたは機構によって、軸方向流体バルブ内を滑動可能に運動され得る。

【0033】

本明細書に説明する例としての軸方向制御バルブ１００および３００は、有利に乱流および雑音を減少させ、流れ内の起動用構成要素の数をかなり減少させ、最低限度に制限された流路を持つ入口と出口との間に実質的に線形の通路を提供することによって、流れ効率を増加させる。例としての軸方向流体制御バルブ１００および３００もまた、望まれない漏えいを軽減するが、それは、起動用構成要素が、流体流の圧力境界の外側に配置されるからである。

【0034】

ある例としての装置を本明細書に説明したが、本特許の及ぶ範囲は、それに限られない。対照的に、本特許は、文言的にまたは均等物の原理下で添付クレームの範囲内に当然入る全ての方法、装置、および製造物品を範囲に収める。

【図1A】

【図1B】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】