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(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】
(24)【登録日】2021-12-27
(45)【発行日】2022-01-19
(54)【発明の名称】弁と弁座挿入および抽出ツールを伴う弁
(51)【国際特許分類】
F16K 43/00 20060101AFI20220112BHJP
F16K 1/42 20060101ALI20220112BHJP
【ＦＩ】
F16K43/00
F16K1/42 Z
【請求項の数】
14
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2019206807
(22)【出願日】2019-11-15
(62)【分割の表示】P 2016567419の分割
【原出願日】2015-05-07
(65)【公開番号】P2020038011
(43)【公開日】2020-03-12
【審査請求日】2019-11-15
(31)【優先権主張番号】61/991,816
(32)【優先日】2014-05-12
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】62/055,793
(32)【優先日】2014-09-26
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】500120266
【氏名又は名称】スウエイジロク・カンパニー
(74)【代理人】
【識別番号】100078282
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 秀策
(74)【代理人】
【識別番号】100113413
【弁理士】
【氏名又は名称】森下 夏樹
(72)【発明者】
【氏名】ウィリアム エイチ． グライム ザ サード
(72)【発明者】
【氏名】マーク エー． クラソン
(72)【発明者】
【氏名】ジェフリー ネイサン オーバートン
【審査官】加藤 昌人
(56)【参考文献】
【文献】特表２０１１－５２６９９０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表平０７－５０２８００（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１７－５１６０３９（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許第４５２０８４２（ＵＳ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ１６Ｋ ４３／００
Ｆ１６Ｋ １／００－ １／５４
Ｆ１６Ｋ ７／１２－ ７／１７
Ｆ１６Ｋ ４１／００－４１／１８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
弁本体およびツールアセンブリであって、縦軸および弁座陥凹を備える弁本体と、
弁座と、
偏心整列部材によって前記弁本体に取り付け可能な弁座抽出ツールと
を備え、前記偏心整列部材は、前記弁座抽出ツールを前記弁座と偏心して整列させるように前記弁本体と組み立てられるように適合されており、前記偏心整列部材は、前記弁座抽出ツールが前記弁本体に搭載されたときに前記弁座の中心線と平行でありかつ前記中心線から半径方向にオフセットされる整列軸を有する、弁本体およびツールアセンブリ。
【請求項2】
前記弁座抽出ツールは、座係合先端を備える、請求項１に記載の弁本体およびツールアセンブリ。
【請求項3】
前記座係合先端は、ねじ山付き部分を備え、前記ねじ山付き部分は、前記ツールが前記ねじ山付き部分を前記弁座と係合させるように動作されたときに前記弁座とのねじ式接続をセルフタッピングするように構成されている、請求項２に記載の弁本体およびツールアセンブリ。
【請求項4】
前記座係合先端は、前記ねじ山付き部分を前記弁座と偏心して整列させるように前記弁本体に取り付け可能である、請求項３に記載の弁本体およびツールアセンブリ。
【請求項5】
前記座係合先端は、前記座係合先端を前記弁座と偏心して整列させるように前記弁本体に取り付け可能である、請求項２に記載の弁本体およびツールアセンブリ。
【請求項6】
前記整列部材は、前記弁本体とねじ式で嵌め合わせられるようにねじ式で適合されている保持器ナットを備える、請求項１に記載の弁本体およびツールアセンブリ。
【請求項7】
前記保持器ナットは、前記弁座の中心線と平行でありかつ前記中心線から半径方向にオフセットされる中心軸を有する内部孔を備え、前記内部孔は、それを通して前記弁座抽出ツールを受け取る、請求項６に記載の弁本体およびツールアセンブリ。
【請求項8】
前記弁座抽出ツールは、円筒壁を備え、前記円筒壁は、前記内部孔内に密接して受け取られ、前記内部孔内で垂直にスライド可能である、請求項７に記載の弁本体およびツールアセンブリ。
【請求項9】
前記保持器ナットは、前記弁座の中心線と同軸である中心軸を有する整列孔と、前記内部孔内に受け取られる偏心ブッシングとを備え、前記偏心ブッシングは、前記弁座の前記中心線と平行でありかつ前記中心線から半径方向にオフセットされる中心軸を有する整列孔を備え、前記整列孔は、それを通して前記弁座抽出ツールを受け取る、請求項７に記載の弁本体およびツールアセンブリ。
【請求項10】
前記弁座抽出ツールは、円筒壁を備え、前記円筒壁は、前記整列孔内に密接して受け取られ、前記整列孔内で垂直にスライド可能である、請求項９に記載の弁本体およびツールアセンブリ。
【請求項11】
前記整列部材は、前記弁本体とねじ式に接続可能である、請求項１に記載の弁本体およびツールアセンブリ。
【請求項12】
弁座抽出ツールアセンブリであって、ねじ山付き部分を有する弁座抽出ツールと、前記ねじ山付き部分を弁座と偏心して整列させるように弁本体に搭載されるように適合された偏心整列部材とを備え、前記偏心整列部材は、前記弁座抽出ツールが前記弁本体に搭載されたときに前記弁座の中心線と平行でありかつ前記中心線から半径方向にオフセットされる整列軸を有する、弁座抽出ツールアセンブリ。
【請求項13】
前記偏心整列部材は、前記弁本体とねじ式で嵌め合わせられるように適合されている保持器ナットと、前記保持器ナット内に少なくとも部分的に受け取られる偏心ブッシングとを備える、請求項１２に記載の弁座抽出ツールアセンブリ。
【請求項14】
弁座抽出ツールアセンブリであって、ねじ山付き部分を有する弁座抽出ツールと、前記ねじ山付き部分を弁座と偏心して整列させるように弁本体に搭載されるように適合された偏心整列部材とを備え、前記偏心整列部材は、前記弁本体とねじ式で嵌め合わせられるようにねじ式で適合されている保持器ナットを備え、前記保持器ナットは、前記保持器ナットの中心線と平行でありかつ前記中心線から半径方向にオフセットされる中心軸を有する内部孔を備える、弁座抽出ツールアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
（関連出願）
本願は、係属中の米国仮特許出願第６２／０５５，７９３号（２０１４年９月２６日出願、名称「ＶＡＬＶＥ ＷＩＴＨ ＲＥＰＬＡＣＥＡＢＬＥ ＳＥＡＴ ＡＮＤ ＥＸＴＲＡＣＴＩＯＮ ＴＯＯＬ」）、および係属中の米国仮特許出願第６１／９９１，８１６号（２０１４年５月１２日出願、名称「ＶＡＬＶＥ ＷＩＴＨ ＲＥＰＬＡＣＥＡＢＬＥ
ＳＥＡＴ ＡＮＤ ＴＯＯＬ ＴＨＥＲＥＦＯＲ」）の利益を主張し、上記出願の全開示は、参照により本明細書に完全に援用される。
本願は、係属中の米国仮特許出願第６２／０５５，７９３号（２０１４年９月２６日出願、名称「ＶＡＬＶＥ ＷＩＴＨ ＲＥＰＬＡＣＥＡＢＬＥ ＳＥＡＴ ＡＮＤ ＥＸＴＲＡＣＴＩＯＮ ＴＯＯＬ」）、および係属中の米国仮特許出願第６１／９９１，８１６号（２０１４年５月１２日出願、名称「ＶＡＬＶＥ ＷＩＴＨ ＲＥＰＬＡＣＥＡＢＬＥ
ＳＥＡＴ ＡＮＤ ＴＯＯＬ ＴＨＥＲＥＦＯＲ」）の利益を主張し、上記出願の全開示は、参照により本明細書に完全に援用される。
【0002】
（発明の技術分野）
本発明は、流体流動および流体送達のデバイス、および方法に関し、より具体的には、流体の流動および送達を制御するために使用される弁に関する。本発明はさらに、弁を伴うツールに関する。
本発明は、流体流動および流体送達のデバイス、および方法に関し、より具体的には、流体の流動および送達を制御するために使用される弁に関する。本発明はさらに、弁を伴うツールに関する。
【背景技術】
【0003】
弁は、ガスおよび液体の流体送達のための流量制御デバイスとしての使用に対して周知である。半導体業界および他の業界において、種々の処理動作中のプロセス化学物質の送達は、弁、例えば、高純度弁を使用して制御される。弁に対するより一般的な用途のうちのいくつかは、化学蒸着（ＣＶＤ）および原子層堆積（ＡＬＤ）である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0004】
本明細書で提示される第１の発明の概念は、弁と、弁の中へ弁座を設置するためのツールとを提供する。実施形態では、弁およびツールは、弁座と、弁座陥凹と、弁座キャリアと、弁座変位ツールとを備えている。本概念の追加の実施形態が、本明細書で提示される。
【0005】
本明細書で提示される第２の発明の概念は、弁座交換キットを提供する。実施形態では、弁座交換キットは、弁本体内の弁座陥凹から設置された弁座を除去するための弁座抽出ツールと、除去された弁座に取って代わるように弁座陥凹の中へ弁座を設置するための弁座設置ツールとを備えている。本概念の追加の実施形態が、本明細書で提示される。
【0006】
本明細書で提示される第３の発明の概念は、弁座設置ツールを提供する。実施形態では、弁座設置ツールは、弁座キャリアと、保持器ナットと、弁座変位ツールとを備え、保持器ナットは、弁座変位ツールおよび弁座キャリアを弁本体に接合するように動作可能である。本概念の追加の実施形態が、本明細書で提示される。
【0007】
本明細書で提示される第４の発明の概念は、弁本体から弁座を除去するための弁座抽出ツールを提供する。実施形態では、弁座抽出ツールは、ねじ山付き部分と、抽出ツールを弁座と軸方向に整列させるように弁本体に搭載する整列部材とを備えている。本概念の追加の実施形態が、本明細書で提示される。
【0008】
本明細書で提示される第５の発明の概念は、弁の弁座陥凹の中に前もって設置された弁座を交換する方法を提供する。実施形態では、本方法は、前もって設置された弁座を除去するステップと、交換用弁座を圧縮し、弁座陥凹から軸方向に間隔を置かれる第１の位置で圧縮された交換用弁座を保持するステップと、圧縮された交換用弁座を第１の位置から弁座陥凹の中へ変位させるステップとを含む。本概念の追加の実施形態が、本明細書で提示される。
【0009】
本明細書で提示される別の発明の概念は、弁本体から弁座を除去するための弁座抽出ツールアセンブリを提供する。実施形態では、弁座抽出ツールアセンブリは、ねじ山付き部分を有する弁座抽出ツールと、弁座抽出ツールを弁座と整列させるように弁本体に搭載する偏心整列部材とを備えている。偏心整列部材は、弁座の中心線と平行であり、かつそこから半径方向にオフセットされる、整列軸を有する。追加の実施形態が、本明細書で提示される。
【0010】
本明細書で提示される別の発明の概念は、弁本体から弁座を除去するための弁座抽出ツールアセンブリを提供する。実施形態では、弁座抽出ツールは、ねじ山付き部分と、抽出ツールを弁座と整列させるように弁本体に搭載する整列部材と、少なくとも部分的に整列部材の中に受け取られる偏心ブッシングとを備えている。偏心ブッシングは、弁座の中心線と平行であり、かつそこから半径方向にオフセットされる、縦軸を有する。追加の実施形態が、本明細書で提示される。
【0011】
偏心整列部材および／または偏心ブッシング概念は、上記で説明される第１から第４の実施形態の代替実施形態ならびにそれらの代替実施形態として使用され得る。
【0012】
本明細書で提示される別の発明の概念は、弁の弁座陥凹の中に前もって設置された弁座を除去する方法を提供する。実施形態では、本方法は、弁座の一部を握持するために、ねじ山付き部分を備えている偏心抽出ツールを使用するステップと、次いで、弁座陥凹から弁座を引き抜くステップとを含む。追加の実施形態が、本明細書で開示される。
本発明は、例えば、以下を提供する。
（項目１）
弁およびツールアセンブリであって、
縦軸を有する弁本体であって、前記弁本体は、入口から出口までの流体のための流路を備え、前記弁本体は、ねじ山付き部分を備え、前記ねじ山付き部分は、アクチュエータを前記弁本体に接合するために、ねじ山付きナットと嵌め合うように寸法決定されており、前記弁本体は、弁座陥凹を備えている、弁本体と、
弁座と、
前記弁座を保持する弁座キャリアと、
ねじ山付き保持器ナットであって、前記ねじ山付き保持器ナットは、前記弁座キャリアを前記弁本体と接合するために、前記弁本体の前記ねじ山付き部分と嵌め合い、前記ねじ山付き保持器ナットは、前記弁本体の前記ねじ山付き部分と嵌め合う第１のねじ山付き部分と、第２のねじ山付き部分とを備えている、ナット保持器と、
ツールのねじ山付き部分を備えている弁座変位ツールであって、前記ツールのねじ山付き部分は、前記弁座変位ツールを前記弁座保持器に接合するために、前記ねじ山付き保持器ナットの前記第２のねじ山付き部分と嵌め合う、弁座変位ツールと
を備えている、弁およびツールアセンブリ。
（項目２）
前記弁座変位ツールは、心棒を備え、前記心棒は、前記保持器ナットとねじ式で係合された場合、軸方向に平行移動させられ、それによって、前記心棒は、前記弁座キャリアから外へ、および前記弁座陥凹の中へ前記弁座を変位させる、項目１に記載の弁およびツールアセンブリ。
（項目３）
前記心棒は、前記縦軸の周囲で自由に回転する先端を備え、前記先端は、前記弁座に接触し、前記弁座キャリアから外へ前記弁座を変位させる、項目２に記載の弁およびツールアセンブリ。
（項目４）
前記先端の表面と前記弁座の表面との間に配置されている回転防止部材を備えている、項目１に記載の弁およびツールアセンブリ。
（項目５）
前記弁座キャリアは、前記弁座キャリアの中に設置されている弁座に従って色分けされている、項目１に記載の弁およびツールアセンブリ。
（項目６）
前記弁座キャリアは、前記弁本体内の陥凹の中に嵌め入り、前記縦軸に沿って前記弁座を整列させる、項目１に記載の弁およびツールアセンブリ。
（項目７）
弁座抽出ツールとの組み合わせは、弁座交換キットである、項目１に記載の弁およびツールアセンブリ。
（項目８）
前記弁座抽出ツールは、少なくとも部分的に前記ねじ山付き保持器ナットの中で受け取られ、前記弁座が前記弁座陥凹から除去される場合、前記弁座と整列させられている、項目７に記載の弁およびツールアセンブリ。
（項目９）
前記弁座は、前記弁座キャリア内で圧縮されている、項目２に記載の弁およびツールアセンブリ。
（項目１０）
前記弁座陥凹は、前記弁座の外径より小さい内径部分を有する囲い状の環状壁を備えている、項目１に記載の弁およびツールアセンブリ。
（項目１１）
前記弁座は、環状本体を備えている、項目１に記載の弁およびツールアセンブリ。
（項目１２）
弁座キャリアと、弁座変位ツールと、前記弁座変位ツールおよび前記弁座キャリアを弁本体に接合するように動作可能であるねじ山付き保持器ナットとを備えている、弁座設置ツール。
（項目１３）
前記弁座キャリアは、弁座を保持する、項目１２に記載の弁座設置ツール。
（項目１４）
前記弁座キャリアは、その中で弁座を圧縮して保持する、項目１２に記載の弁座設置ツール。
（項目１５）
前記弁座変位ツールは、心棒を備え、前記心棒は、自由に回転する先端を備えている、項目１２に記載の弁座設置ツール。
（項目１６）
前記先端の表面と前記弁座の表面との間に配置されている回転防止部材を備えている、項目１５に記載の弁座設置ツール。
（項目１７）
前記弁座キャリアは、前記弁座キャリアの中に設置されている弁座に従って色分けされている、項目１２に記載の弁座設置ツール。
（項目１８）
弁座抽出ツールとの組み合わせは、弁座交換キットを提供する、項目１２に記載の弁座設置ツール。
（項目１９）
縦軸を有する弁アセンブリの中に前もって設置された弁座を交換する方法であって、
弁本体内の弁座陥凹の中に前もって配置された弁座にアクセスするステップと、
前記弁座陥凹から前記前もって配置された弁座を除去するステップと、
交換用弁座を半径方向に圧縮し、前記弁座陥凹から軸方向に間隔を置かれた第１の位置で前記圧縮された交換用弁座を保持するステップと、
前記圧縮された交換用弁座を前記第１の位置から前記弁座陥凹の中へ軸方向に変位させるステップと
を含む、方法。
（項目２０）
前記交換用弁座を半径方向に圧縮するステップは、前記交換用弁座の外径より直径が小さい陥凹状部分を有する弁座キャリアの中へ前記交換用弁座を位置付けることによって行われる、項目１９に記載の方法。
（項目２１）
前記弁からダイヤフラムを除去し、前記弁座へのアクセスを獲得するステップを含む、項目１９に記載の方法。
（項目２２）
前記交換用弁座が前記弁座陥凹の中に設置された後、前記弁の中へダイヤフラムを再設置するステップを含む、項目２１に記載の方法。
（項目２３）
前記弁座キャリアは、前記弁座キャリアが前記ねじ山付き保持器ナットによって単一の配向のみで前記弁本体と接合されることを可能にする幾何学形状を備えている、項目１に記載の弁およびツールアセンブリ。
（項目２４）
弁およびツールアセンブリであって、
縦軸および弁座陥凹を有する弁本体と、
弁座キャリアと、
保持器ナットと、
弁座変位ツールと
を備え、
前記保持器ナットは、前記弁座変位ツールおよび前記弁座キャリアを前記弁本体に接合するように動作可能である、弁およびツールアセンブリ。
（項目２５）
弁およびツールアセンブリであって、
縦軸および弁座陥凹を備えている弁と、
弁座と、
前記弁に取り付け可能である弁座変位ツールと
を備えている、弁およびツールアセンブリ。
（項目２６）
前記弁座変位ツールは、弁座設置ツールおよび／または弁座抽出ツールを備え、前記弁座設置ツールおよび／または弁座抽出ツールは、前記弁に取り付け可能である整列部材とねじ式で係合する、項目２５に記載の弁およびツールアセンブリ。
（項目２７）
前記弁座設置ツールは、前記整列部材とねじ式で係合し、前記整列部材は、前記弁とねじ式で接続可能である、項目２６に記載の弁およびツールアセンブリ。
（項目２８）
弁座抽出ツールアセンブリであって、
ねじ山付き部分を有する弁座抽出ツールと、
偏心整列部材と
を備え、
前記偏心整列部材は、弁本体に搭載され、前記ねじ山付き部分を弁座と偏心して整列させるように適合されている、弁座抽出ツールアセンブリ。
（項目２９）
前記偏心整列部材は、前記弁座抽出ツールが前記弁本体に搭載された場合、前記弁座の中心線と平行であり、前記中心線から半径方向にオフセットされた整列軸を有する、項目２８に記載の弁座抽出ツール。
（項目３０）
前記偏心整列部材は、前記弁本体とねじ式で嵌め合わせられるように適合されている保持器ナットと、少なくとも部分的に前記保持器ナットの中に受け取られる偏心ブッシングとを備えている、項目２８に記載の弁座抽出ツール。
本発明は、例えば、以下を提供する。
（項目１）
弁およびツールアセンブリであって、
縦軸を有する弁本体であって、前記弁本体は、入口から出口までの流体のための流路を備え、前記弁本体は、ねじ山付き部分を備え、前記ねじ山付き部分は、アクチュエータを前記弁本体に接合するために、ねじ山付きナットと嵌め合うように寸法決定されており、前記弁本体は、弁座陥凹を備えている、弁本体と、
弁座と、
前記弁座を保持する弁座キャリアと、
ねじ山付き保持器ナットであって、前記ねじ山付き保持器ナットは、前記弁座キャリアを前記弁本体と接合するために、前記弁本体の前記ねじ山付き部分と嵌め合い、前記ねじ山付き保持器ナットは、前記弁本体の前記ねじ山付き部分と嵌め合う第１のねじ山付き部分と、第２のねじ山付き部分とを備えている、ナット保持器と、
ツールのねじ山付き部分を備えている弁座変位ツールであって、前記ツールのねじ山付き部分は、前記弁座変位ツールを前記弁座保持器に接合するために、前記ねじ山付き保持器ナットの前記第２のねじ山付き部分と嵌め合う、弁座変位ツールと
を備えている、弁およびツールアセンブリ。
（項目２）
前記弁座変位ツールは、心棒を備え、前記心棒は、前記保持器ナットとねじ式で係合された場合、軸方向に平行移動させられ、それによって、前記心棒は、前記弁座キャリアから外へ、および前記弁座陥凹の中へ前記弁座を変位させる、項目１に記載の弁およびツールアセンブリ。
（項目３）
前記心棒は、前記縦軸の周囲で自由に回転する先端を備え、前記先端は、前記弁座に接触し、前記弁座キャリアから外へ前記弁座を変位させる、項目２に記載の弁およびツールアセンブリ。
（項目４）
前記先端の表面と前記弁座の表面との間に配置されている回転防止部材を備えている、項目１に記載の弁およびツールアセンブリ。
（項目５）
前記弁座キャリアは、前記弁座キャリアの中に設置されている弁座に従って色分けされている、項目１に記載の弁およびツールアセンブリ。
（項目６）
前記弁座キャリアは、前記弁本体内の陥凹の中に嵌め入り、前記縦軸に沿って前記弁座を整列させる、項目１に記載の弁およびツールアセンブリ。
（項目７）
弁座抽出ツールとの組み合わせは、弁座交換キットである、項目１に記載の弁およびツールアセンブリ。
（項目８）
前記弁座抽出ツールは、少なくとも部分的に前記ねじ山付き保持器ナットの中で受け取られ、前記弁座が前記弁座陥凹から除去される場合、前記弁座と整列させられている、項目７に記載の弁およびツールアセンブリ。
（項目９）
前記弁座は、前記弁座キャリア内で圧縮されている、項目２に記載の弁およびツールアセンブリ。
（項目１０）
前記弁座陥凹は、前記弁座の外径より小さい内径部分を有する囲い状の環状壁を備えている、項目１に記載の弁およびツールアセンブリ。
（項目１１）
前記弁座は、環状本体を備えている、項目１に記載の弁およびツールアセンブリ。
（項目１２）
弁座キャリアと、弁座変位ツールと、前記弁座変位ツールおよび前記弁座キャリアを弁本体に接合するように動作可能であるねじ山付き保持器ナットとを備えている、弁座設置ツール。
（項目１３）
前記弁座キャリアは、弁座を保持する、項目１２に記載の弁座設置ツール。
（項目１４）
前記弁座キャリアは、その中で弁座を圧縮して保持する、項目１２に記載の弁座設置ツール。
（項目１５）
前記弁座変位ツールは、心棒を備え、前記心棒は、自由に回転する先端を備えている、項目１２に記載の弁座設置ツール。
（項目１６）
前記先端の表面と前記弁座の表面との間に配置されている回転防止部材を備えている、項目１５に記載の弁座設置ツール。
（項目１７）
前記弁座キャリアは、前記弁座キャリアの中に設置されている弁座に従って色分けされている、項目１２に記載の弁座設置ツール。
（項目１８）
弁座抽出ツールとの組み合わせは、弁座交換キットを提供する、項目１２に記載の弁座設置ツール。
（項目１９）
縦軸を有する弁アセンブリの中に前もって設置された弁座を交換する方法であって、
弁本体内の弁座陥凹の中に前もって配置された弁座にアクセスするステップと、
前記弁座陥凹から前記前もって配置された弁座を除去するステップと、
交換用弁座を半径方向に圧縮し、前記弁座陥凹から軸方向に間隔を置かれた第１の位置で前記圧縮された交換用弁座を保持するステップと、
前記圧縮された交換用弁座を前記第１の位置から前記弁座陥凹の中へ軸方向に変位させるステップと
を含む、方法。
（項目２０）
前記交換用弁座を半径方向に圧縮するステップは、前記交換用弁座の外径より直径が小さい陥凹状部分を有する弁座キャリアの中へ前記交換用弁座を位置付けることによって行われる、項目１９に記載の方法。
（項目２１）
前記弁からダイヤフラムを除去し、前記弁座へのアクセスを獲得するステップを含む、項目１９に記載の方法。
（項目２２）
前記交換用弁座が前記弁座陥凹の中に設置された後、前記弁の中へダイヤフラムを再設置するステップを含む、項目２１に記載の方法。
（項目２３）
前記弁座キャリアは、前記弁座キャリアが前記ねじ山付き保持器ナットによって単一の配向のみで前記弁本体と接合されることを可能にする幾何学形状を備えている、項目１に記載の弁およびツールアセンブリ。
（項目２４）
弁およびツールアセンブリであって、
縦軸および弁座陥凹を有する弁本体と、
弁座キャリアと、
保持器ナットと、
弁座変位ツールと
を備え、
前記保持器ナットは、前記弁座変位ツールおよび前記弁座キャリアを前記弁本体に接合するように動作可能である、弁およびツールアセンブリ。
（項目２５）
弁およびツールアセンブリであって、
縦軸および弁座陥凹を備えている弁と、
弁座と、
前記弁に取り付け可能である弁座変位ツールと
を備えている、弁およびツールアセンブリ。
（項目２６）
前記弁座変位ツールは、弁座設置ツールおよび／または弁座抽出ツールを備え、前記弁座設置ツールおよび／または弁座抽出ツールは、前記弁に取り付け可能である整列部材とねじ式で係合する、項目２５に記載の弁およびツールアセンブリ。
（項目２７）
前記弁座設置ツールは、前記整列部材とねじ式で係合し、前記整列部材は、前記弁とねじ式で接続可能である、項目２６に記載の弁およびツールアセンブリ。
（項目２８）
弁座抽出ツールアセンブリであって、
ねじ山付き部分を有する弁座抽出ツールと、
偏心整列部材と
を備え、
前記偏心整列部材は、弁本体に搭載され、前記ねじ山付き部分を弁座と偏心して整列させるように適合されている、弁座抽出ツールアセンブリ。
（項目２９）
前記偏心整列部材は、前記弁座抽出ツールが前記弁本体に搭載された場合、前記弁座の中心線と平行であり、前記中心線から半径方向にオフセットされた整列軸を有する、項目２８に記載の弁座抽出ツール。
（項目３０）
前記偏心整列部材は、前記弁本体とねじ式で嵌め合わせられるように適合されている保持器ナットと、少なくとも部分的に前記保持器ナットの中に受け取られる偏心ブッシングとを備えている、項目２８に記載の弁座抽出ツール。
【0013】
これらおよび他の発明の概念は、本明細書の以下で完全に開示され、添付図面を考慮して、例示的実施形態の以下の詳細な説明から、当業者によって容易に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【発明を実施するための形態】
【0015】
図１を参照すると、例示的実施形態では、弁およびアクチュエータアセンブリ１０は、アクチュエータアセンブリ１２と、弁アセンブリ１４とを含み得る。アクチュエータアセンブリ１２は、弁アセンブリ１４の上に積み重ねられるか、または別様に弁を開閉するために弁と動作可能に連結され得る。本例示的実施形態は、手動アクチュエータの使用を例証するが、代替実施形態は、自動アクチュエータ、例えば、空気圧アクチュエータを使用し得る。弁アセンブリ１４は、液体またはガス等の流体の流動を制御するために使用され得る。
【0016】
アクチュエータアセンブリ１２および弁アセンブリ１４は、Ｓｗａｇｅｌｏｋ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｏｌｏｎ，Ｏｈｉｏ）から市販されているＤＰ系列またはＤＦ系列ダイヤフラム弁として都合よく実現され得るが、その必要はない。ＤＰ系列およびＤＦ系列弁はまた、オンラインで、および別様にＳｗａｇｅｌｏｋ Ｃｏｍｐａｎｙから公的に入手可能であり、参照することによって本明細書に完全に組み込まれる「ＳＰＲＩＮＧＬＥＳＳ ＤＩＡＰＨＲＡＧＭ ＶＡＬＶＥＳ ａｎｄ ＨＩＧＨ ＦＬＯＷ ＳＰＲＩＮＧＬＥＳＳ ＤＩＡＰＨＲＡＧＭ ＶＡＬＶＥＳ」と題された製品カタログにも示されている。しかしながら、多くの他のアクチュエータ設計および弁設計が、代替として使用され得る。本発明はまた、ばね無しダイヤフラム弁アセンブリとの使用に限定されず、代替として、縛られたダイヤフラム弁、または多くの他の弁設計（従来の針もしくはプラグ弁で使用され得るようなＯリングまたはパッキングによって密閉されたステムを有する弁等を含むがそれらに限定されない）とともに使用され得る。
【0017】
アクチュエータアセンブリ１２は、便宜上、ＤＰ系列またはＤＦ系列ダイヤフラム弁とともに市販されているアクチュエータアセンブリであり得る。したがって、アクチュエータアセンブリ１２の詳細な説明は、本発明を理解して実践するために必要ではない。図面中の構成は、常時閉弁および手動アクチュエータアセンブリのためのものであるが、代替として、弁およびアクチュエータアセンブリ１０は、常時開構成を用いて、および／または自動アクチュエータを用いて実践され得る。
【0018】
アクチュエータアセンブリ１２は、ボンネット１６と、ボンネット１６上に支持され、それに対して回転させられることができる、ハンドル１８とを含む。ハンドル１８は、弁アセンブリ１４を手動で開閉するために旋回させられ得る。ハンドル１８は、ハンドルの回転が駆動部材２０の回転を引き起こすように、駆動部材２０に動作可能に連結される。駆動部材２０は、弁ステム２２にねじ式で連結される。弁ステムは、ダイヤフラム２４の非湿潤側に接触している。止めねじ２６は、弁ステム２２が駆動部材２０とともに旋回することを制約する。結果として、駆動部材２０の回転は、ハンドル１８が回転させられる方向に応じて、上下に弁ステム２２の軸方向変位を引き起こす。弁アセンブリ１４は、閉鎖位置で図１に示され、常時閉弁である。弁アセンブリ１４を閉鎖するために、ハンドル１８は、図面で視認されるように時計回りに旋回させられ、これは、駆動部材２０を時計回りに回転させ、順に、弁ステム２２を軸方向下向きに平行移動させ、弁座２８にダイヤフラム２４を押し付ける。ばね３０が適用され、閉鎖力を弁ステム２２に加える。これは、ダイヤフラムに加えられる閉鎖力を制限し、それによって、ハンドル１８を過剰にきつく締めることが弁座２８を損傷することを防止する。弁アセンブリ１４を開放するために、ハンドル１８は、図面で視認されるように反時計回りに旋回させられる。これは、駆動部材２０を反時計回りに旋回させ、弁ステム２２を軸方向上向きに平行移動させ、それは、ダイヤフラム２４が、弁座２８から離れた凹面を伴うその自然なドーム形状に戻ることを可能にし、それによって、流動させるために弁アセンブリ１４を開放する。ダイヤフラム２４は、ダイヤフラム２４の自然な応力を加えられていない状態が、そのドーム凹形状に戻るべきであるという点で、ばね様効果を及ぼすようにドーム状であり得る。
【0019】
弁アセンブリ１４は、弁本体３２を含み、弁本体を通した流体流動のための２つ以上のポートを有し得る。弁本体３２は、弁座２８の中心線と同軸である縦軸Ｘを有する。例示的実施形態では、弁座２８は、弁座２８の中心線、したがって、軸Ｘに関して対称であり得るが、その必要はない。軸Ｘは、弁本体３２の中心縦軸であり得るが、その必要はない。軸および半径整列または方向への本明細書の全ての言及は、本明細書で別様に記述されない限り、軸Ｘに関する。
【0020】
弁本体３２は、第１または入口ポート３４と、第２または出口ポート３６とを含み得、両方とも、弁が開放しているときに弁空洞３８と流体連通している。弁空洞３８は、ダイヤフラム２４によって密閉される。ダイヤフラム２４が弁座２８に押し付けられているとき、流動が入口ポート３４と出口ポート３６との間で防止される。ダイヤフラム２４が弁座２８と接触していないとき、入口ポート３４および出口ポート３６は、弁空洞３８を通して互いに流体連通している。追加のポートが、必要に応じて提供され得る。流体流動は、第１のポート３４と第２のポート３６との間でいずれかの方向であり得る。
【0021】
ハンドル１８端の反対側のボンネットの遠位端は、フランジ４０を含む。ボンネットナット４２が、弁本体３２上にボンネット１６を締め付けて保持するために使用され得る。例えば、弁本体３２は、ボンネットナット４２のねじ山付き部分４６と嵌め合うねじ山付き部分４４を含み得る。ボンネットナット４２は、ボンネットのフランジ４０に係合するフランジ４８も含み、ボンネットナット４２が弁本体上に下方にきつく締められるとき、ボンネットフランジ４０は、捕捉され、ボンネットナットフランジ４８と弁本体３２の締め付け表面５０との間で軸方向の負荷を与えられる。ダイヤフラム２４の外側周辺部分２４ａが、ボンネットフランジ４０と弁本体３２の締め付け表面５０との間で締め付けられ得る。これは、周囲環境への流体損失に対して弁空洞３８を密閉する本体シールを提供する。
【0022】
弁座２８は、弁本体３２の弁座陥凹５２の中に配置され得る。弁座陥凹５２は、入口ポート３４を包囲し、弁座陥凹５２の境界を定める環状支持壁５４を含み得る。環状支持壁５４は、弁座陥凹５２の中で弁座２８を捕捉して固定するように、示されるように内向きに、かつ随意に囲い状（ｓｔａｋｅｄ）であり得る。したがって、支持壁５４は、囲い状にされる場合、先細円錐台形外面５６を提示し得る。
【0023】
弁アセンブリ１４は、多くの異なる材料で作製され得る。ＤＰ系列およびＤＦ系列は、ステンレス鋼で作製された弁本体およびダイヤフラムを含む。弁座２８は、一般的に、例えば、ＰＦＡ（ペルフルオロアルコキシ）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＣＴＦＥ（ポリクロロトリフルオロエチレン）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＩ（ポリイミド）、およびエラストマーを含むが、それらに限定されない、非金属材料で作製される。全ての用途において、弁座材料が弾性的に圧縮性であることが好ましいが、必須ではない。
【0024】
弁座２８は、弁アセンブリ１４の中の磨耗アイテムである。弁座２８の現場および稼働中の交換は、囲い状の弁座陥凹５２から弁座２８を除去することが困難であるため、通常は行われない。完全に組み立てられた弁およびアクチュエータアセンブリ１０の中の弁座２８を除去するために、ボンネットナット４２は、緩められ、弁本体からねじを外され、これは、アクチュエータ１２が除去されて脇に置かれることを可能にする。これは、次いで除去される、ダイヤフラム２４へのアクセスを提供する。ダイヤフラム２４が除去された後、オペレータが、弁座２８にアクセスすることができる。我々の体験は、弁座２８は、弁空洞３８および弁ポート３４、３６等の弁本体３２の露出表面を損傷することなく除去することが困難であることを示している。たとえ弁座２８が失敗なく抽出されたとしても、交換用弁座は、望ましくない弁座の過剰な取り扱いおよび弁本体３２の露出表面を損傷する可能性を伴わずに、囲い状の弁座陥凹５２の中へ設置することが困難であり得る。
【0025】
我々は、本明細書の教示および発明によると、弁座抽出ツール５８と、弁座設置ツール６０とを含み得る弁座変位ツールを提供する。弁座抽出ツール５８（略して、本明細書では抽出ツール５８とも称される）は、設置された弁座２８が、弁本体表面を損傷することなく安全に除去されることを可能にする。弁座設置ツール６０は、弁座２８を取り扱う必要なく、かつ弁本体３２の表面を損傷にさらすことなく、（弁座陥凹が囲い状であるか、またはそうではないかにかかわらず）弁座２８が弁座陥凹５２の中へ設置されることを可能にする。本明細書の例示的実施形態は、設置ツール６０および抽出ツール５８の弁本体３２との間のねじ式接続を例証するが、そのようなものは便宜のためである。代替として、設置ツール６０または抽出ツール５８の弁本体３２との間のねじ式接続を利用しない非ねじ式実施形態が使用され得る。弁座変位ツールとは、弁座設置ツールまたは弁座抽出ツールのいずれかとして、弁座２８に接触し、弁座陥凹５２に対して軸方向に弁を変位または移動させるように構成されたツールを意味する。
【0026】
図２－５および７を参照すると、実施形態では、弁座変位ツールは、弁本体３２上で容易に組み立てられ得る弁座設置ツール６０（略して、本明細書では設置ツール６０とも称される）の形態で実現され得る。本明細書の例示的実施形態は、上記のＤＰ系列またはＤＦ系列等の弁本体上に搭載されることができる弁座設置ツール６０を示す。しかしながら、本発明は、必要とされる場合、ねじ山タイプ、弁本体の幾何学形状等に適切な修正を伴って、多くの異なる弁本体とともに利用され得る。
【0027】
弁座設置ツール６０（図４参照）は、弁本体３２、具体的には、弁本体の弁座陥凹５２の中へ設置されるべき弁座２８を保持する弁座キャリア６２を含む。設置ツール６０はさらに、保持器ナット６４と、弁座変位ツール６６とを含む。
【0028】
図７を参照すると、弁座キャリア６２は、略環状キャリア本体６８であり、上向きの放射状表面または肩部７２を伴う下フランジ７０を有し得る。キャリア本体６８はまた、好ましくは、弁本体内の環状支持壁５４の円錐台形表面５６（図１）に補完的に成形され得る、円錐台形表面７４を含み得る。キャリア本体６８の円錐台形表面７４は、キャリア本体６８を通って延びる貫通孔壁７６の一方の端部に形成され得る。円錐台形表面７４に、第１の円筒部分７８が軸方向に隣接している。第１の円筒部分７８は、放射状段８０を形成するように円錐台形表面７４の内径よりわずかに小さい直径を有する。放射状段８０の幅は、弁座陥凹５２を画定する弁本体内の支持壁５４の幅に近い。したがって、第１の円筒部分７８の直径は、好ましくは、弁本体３２内の支持壁５４の内径を上回らず、それよりわずかに小さくあり得る。このように、弁座キャリア本体６８が弁本体３２上に位置付けられるとき、第１の円筒部分７８と支持壁５４との間に円滑な壁の移行がある（図５および５Ａ参照）。
【0029】
図７の弁座キャリア６２は、その中に設置された弁座２８を伴って示され、設置ツール６０の一部として使用され得る弁座キャリアサブアセンブリ６２ａを提供する。孔壁７６はさらに、その一方の端部において第１の円筒部分７８に円滑に移行し、弁座キャリアの中で定位置に弁座２８を保持する、キャリア陥凹８２を含み得る。キャリア陥凹８２の直径は、キャリア陥凹８２の中に位置付けられたときに弁座２８が圧縮されるように、弁座２８の外径よりわずかに小さく寸法決定され得る。この圧縮は、輸送および通常の取り扱い中に弁座キャリア６２の内側で弁座２８を保持することに役立つことができる。第１の円筒部分７８の直径は、好ましくは、（図７ならびに図５および５Ａで視認されるように）弁座２８が下向きに押されると、以下でさらに説明されるように、弁座２８がさらに圧縮されるように、キャリア陥凹８２の直径より小さい。キャリア陥凹８２は、第２のその端部において、第１の円筒部分７８と同一の直径を有し得る第２の円筒部分８４に円滑に移行する。第１の円筒部分７８および第２の円筒部分８４が弁座２８の外径より小さい直径を有するので、代替実施形態として、キャリア陥凹８２は、弁座２８をぴったりと、またはさらに緩く保持し得る。何故なら、第１および第２の円筒部分７８、８４が弁座キャリア６２の内側で弁座を保持することに役立つからである。弁座キャリア６２はまた、弁座キャリアサブアセンブリ６２ａの通常の輸送および取り扱い中に損傷から弁座２８を保護することにも役立つ。
【0030】
図７は、例えば、使用に先立った輸送および通常の取り扱いのための場合にそうであるように、その中に（キャリア陥凹８２の中に）弁座２８が位置付けられて保持された、弁座キャリア６２を示すことに留意されたい。弁座２８のこの位置はまた、設置ツール６０が弁本体３２上に搭載されるときに、弁座陥凹５２の中へ弁座２８を設置するための初期位置である。図５および５Ａは、図７に示される位置から弁座陥凹５２の中へ軸方向に変位させられた後の弁座２８を示す。
【0031】
図５Ａを参照すると、弁座設置ツール６０は、弁座変位ツール６６を含む。図５Ａは、弁座設置ツール６０を示し、弁座陥凹５２の中へ弁座２８を設置することに先立って完成したアセンブリとして、弁本体３２上に設置された弁座キャリア６２と、保持器ナット６４と、弁座変位ツール６６とを含み得る。弁座変位ツール６６は、ノブ８８および延長部９０を有する心棒８６の形態で実現され得る。心棒延長部９０は、突起９２を含み、突起９２は、弁座変位ツール６６上で中心に位置し、軸Ｘと整列する先端９４を保持する。先端９４は、先端９４が軸Ｘの周囲で心棒８６に対して回転可能に固定されるように、突起９２によって保持される。先端９４は、突起９２内の孔９８の中で受け取られる先端ステム９６を含む。先端ステム９６は、孔陥凹１０２および回転防止保持器ピン１０４と協働する先端ステム陥凹１００を使用して、孔９８の中で保持され得る。したがって、先端９４は、保持器ピン１０４によって心棒８６と接続されるが、先端９４は、心棒８６が旋回させられるときに軸Ｘの周囲で回転しないであろう。先端９４にトルクを加えることなく、心棒８６が軸Ｘの周囲で自由に旋回させられることを可能にするように、スラスト軸受１０６が提供され得る。
【0032】
図５Ａも参照すると、弁座設置ツール６０は、保持器ナット６４を含む。保持器ナット６４は、第１のねじ山付き部分１１０を伴う直円柱内部孔１０８を有し得る。保持器ナット６４の中心線は、好ましくは、弁座２８の中心線でもある軸Ｘと同軸である。保持器ナット６４はまた、第２のねじ山付き部分１１４を伴うスカート１１２を有し得る。ねじ山付きスカート１１２は、図５に示されるように、保持器ナット６４が弁本体３２に接合されることができるように、弁本体ねじ山付き部分４４とねじ式で嵌め合う。心棒延長部９０はまた、保持器ナット６４の第１のねじ山付き部分１１０と協働する、ねじ山付き部分１１６も含む。したがって、心棒８６は、保持器ナット６４にねじ込まれることができる。
【0033】
したがって、図５および図５Ａのように完全に組み立てられたとき、保持器ナット６４は、弁本体３２にねじ式で接合され、弁座変位ツール６６は、保持器ナット６４にねじ式で接合される。したがって、保持器ナット６４は、弁座変位ツール６６と弁座キャリア６２との間の整列部材として動作する。弁座キャリア６２は、弁座空洞３８の中で部分的に受け取られ、弁座キャリアフランジ７０は、弁本体３２と保持器ナット６４との間で圧縮負荷を与えられる。
【0034】
次に図５Ａおよび７を参照すると、弁座キャリア６２は、軸Ｘに沿って弁座陥凹５２と自己整列する。これは、環状支持壁５４の円錐台形表面５６に密接に一致する円錐台形表面７４によって達成される。
【0035】
図５、５Ａ、および７を参照すると、弁座設置ツール６０の例示的動作は、以下の通りであり得る。設置ツール６０は、上記のように弁本体３２上に設置され、弁座キャリア６２は、設置され保持器ナット６４によって保持され、弁座変位ツール６６は、保持器ナット６４に接合される。弁座２８は、設置プロセスの開始時、図７のように弁座キャリア陥凹８２の中に配置される。心棒８６は、旋回させられ、保持器ナット６４とのねじ式接続の動作によって、心棒８６は、図面で見られるように軸方向下向きに前進するであろう。先端９４は、弁座２８と接触するであろう表面１０７を有し、ノブ８８がさらに旋回させられると、先端９４は、弁座２８に対して下向きの力を加え、それは、キャリア陥凹８２から外へ、および弁本体３２の弁座陥凹５２の中へ弁座２８を押して変位させる。これは、図５および５Ａに示される位置である。心棒８６は、弁座２８が弁座陥凹５２に完全に挿入されると、確動的停止部としての保持器ナット６４の上面６４ａにノブ８８が接触するように、軸方向に寸法決定され得る。したがって、弁座２８は、弁座陥凹５２の中で完全に据え付けられる。次いで、弁座変位ツール６６は、心棒を軸方向上向きに後退させるように、逆方向に旋回させられる。心棒８６は、完全に保持器ナット６４から除去され得るか、または保持器ナット６４が弁本体ねじ山付き部分４４から緩められて係合解除されることを可能にするように十分に後退させられ得る。保持器ナット６４が弁本体ねじ山付き部分４４から分離された後、弁座変位ツール６６および弁座キャリア６２（後者は、もはやその中に弁座２８を有していない）が除去され得る。
【0036】
弁座２８は、オペレータが弁座２８を取り扱う必要なく、弁座空洞５２の中へ設置可能であることに留意されたい。弁座２８は、製造業者または他の制御された場所で弁座キャリア６２の中へ設置され得る。したがって、弁座キャリア６２は、弁座を保持し、輸送および通常の取り扱い中に損傷ならびに汚染から弁座２８を保護し得る。弁座キャリア６２は、随意に、色分けされ、および／またはその中に保持された弁座２８の１つ以上の特性を観察者に知らせる、他の識別情報もしくは視覚指標を含み得る。例えば、色分けまたは他の指標および情報は、例えば、弁座サイズもしくは材料を示し得る。
【0037】
再度、図５Ａを参照すると、上記のように、弁座キャリア６２の第１の円筒部分７８の直径は、弁座陥凹５２の内径、特に、弁座２８が弁座陥凹５２の中へ変位させられるときに弁座２８に対する縁を提供し得る支持壁５４の直径を上回らず、好ましくは、それよりわずかに小さい。第１の円筒部分７８の直径は、好ましくは、応力を加えられていない状態で弁座２８の直径より小さい。したがって、弁座２８がキャリア陥凹８２から外へ変位させられる場合、弁座２８は、圧縮され、弁座２８が損傷なく弁本体３２の弁座陥凹５２に押し込まれることを可能にするであろう。
【0038】
加えて、第２の円筒部分８４は、突起９２を密接して受け取る直径を有し得る。これは、先端９４の表面１０７が弁座２８と平坦または同一平面で接触するように、軸Ｘに沿って弁座変位ツールを整列させる。非回転先端９４は、先端９４と弁座２８との間の摩擦、または摩滅によって別様に引き起こされ得る弁座２８への損傷を防止する。
【0039】
図６および８を参照すると、実施形態では、弁座変位ツールはまた、弁座抽出ツール５８の形態で実現され得、ノブ１１８と、中心に位置付けられたステム１２０と、実施形態では、ステム１２０のねじ山付き弁座係合部分または先端であり得るねじ山付き部分１２２とを含み得る。ねじ山付き部分１２２（以降ではねじ山付き先端１２２の例示的実施形態と称する）は、弁座２８を握持または把持するように機能し、弁座陥凹５２から弁座２８を抽出するために使用されることができる。抽出ツール５８は、整列部材１２３または他の技法を使用して、弁座２８と軸方向に整列させられ得る。便宜上、保持器ナット６４は、この軸方向整列のために整列部材１２３として使用され得る。整列部材１２３を伴う抽出ツール５８は、弁座抽出ツールアセンブリ１２５の実施形態（図８）を提供する。図８で最良に示されるように、ステム１２０は、密接に受け取られる直円柱滑壁１２４と、好ましくは、保持器ナット６４の第１のねじ山付き部分１１０に干渉することなく、保持器ナット孔１０８の対応する直円柱平滑部分１０８ａ内のジャーナルとを有し得る。実施形態では、整列部材１２３は、弁座２８の中心線でもある軸Ｘと同軸である中心縦軸を有する。したがって、ねじ山付き先端１２２がステム１２０上で中心に位置するので、ねじ山付き先端１２２もまた、軸Ｘに沿って整列させられる。ねじ山付き先端１２２のねじ山１２６は、好ましくは、鋭利である。アクチュエータアセンブリ１２およびボンネットナット４２が除去された後、弁座陥凹５２から弁座２８を抽出するために、ダイヤフラム２４（図１）が、弁座２８へのアクセスを提供するように除去される。保持器ナット６４は、弁本体３２のねじ山付き部分４４上に設置され、下方にきつく締められる。保持器ナット６４は、弁本体３２の上面３２ａに接触するカウンタボア６４ｂを含み得る。抽出ツール５８は、保持器ナット６４の中へ軸方向にスライドさせられる。保持器ナット６４は、ねじ山付き先端１２２が弁座２８の中心線と整列させられるように、抽出ツール５８を軸Ｘと整列させる。最初、ノブ１１８は、先端１２２が最初に弁座２８に接触するとき、保持器ナット６４の頂面６４ａから軸方向に間隔を置かれている。ねじ山１２６は、好ましくは、弁座２８の内径より大きい外径を有する。鋭利なねじ山付き先端１２２が弁座２８に係合すると、先端１２２のねじ山１２６は、弁座２８とのねじ式接続をセルフタッピングする。好ましくは、ねじ山１２６は、弁座２８ｂ（図７）の内径表面全体の周囲でセルフタッピングする。ノブ１１８が旋回させられるとき、わずかな軸方向下向きの力がノブ１１８に加えられ得る。これは、先端１２２のねじ山１２６と弁座２８との間のセルフタッピングを支援するであろう。ノブ１１８は、ノブ１１８が保持器ナット６４の上面６４ａと接触した後でさえも旋回させられ得る。弁座２８と、弁座陥凹５２の境界を定める表面との間に摩擦があるので、（軸方向に固定されるコルクスクリューを旋回させることによって瓶からコルクを除去することに若干類似して）先端１２２のさらなる回転は、弁座２８が弁座陥凹５２から軸方向に引かれることをもたらす。図８は、弁座陥凹５２からの完全抽出位置における弁座２８を図示することに留意されたい。弁座２８が弁座陥凹５２から変位させられた後、抽出ツール５８は、保持器ナット６４から引き出され得、保持器ナット６４は、弁本体３２から緩められて除去され得る。代替として、ノブ１１８は、ねじ山１２６に弁座２８の内径表面の中へセルフタッピングさせて弁座を捕捉するように旋回させられ得る。次いで、保持器ナット６４は、弁本体３２から緩められ、保持器ナット６４および抽出ツール５８は、弁本体３２から除去され、それとともに、弁座２８も除去され得る。
【0040】
図１０は、抽出ツール５８の代替実施形態を図示する。実施形態では、保持器ナット６４と弁本体３２との間で保持され得る、回転防止ディスク１３０が提供され得る。回転防止ディスク１３０は、環状であり、ねじ山付き先端１２２が通過するために十分に大きい中心孔１３２を含み得る。回転防止ディスク１３０は、保持器ナット６４のカウンタボア表面に接触し得る周辺フランジ１３４を含み得る。回転防止ディスク１３０の下面１３６の一部が、弁座２８の接面２８ａ（図７）に接触する。弁座２８は、弁座陥凹５２の中に完全に据え付けられたとき、環状支持壁５４の上方に軸方向に延びており、回転防止ディスクの下面１３６が弁座２８に接触することを確実にすることに留意されたい。弁座表面２８ａに接触する回転防止ディスク１３０の下面１３６の一部は、随意に、例えば、きざみ付けによって、粗面化またはテクスチャ加工され得る。硬質材料（例えば、ポリイミド）で作製される弁座２８に対して、回転防止ディスク１３０は、ねじ山付き先端１２２が弁座２８の中へセルフタッピングしている間に、弁座２８が回転することを防止する。回転防止ディスク１３０は、異なる材料から（硬質ではない材料からさえも）作製された他の弁座とともに使用され得る。回転防止ディスク１３０は、先端ねじ山１２６が抽出のために弁座２８に切り込んでいる間に弁座２８の回転を防止する１つの方法にすぎない。使用されることができる他の技法は、弁座２８と接触するであろう特殊保持器ナット６４、および抽出ツール５８の一部としてのばね荷重ブッシングを提供することを含むが、それに限定されない。抽出ツール５８に対して、保持器ナット６４は、便宜的に、設置ツール６０とともに使用される保持器ナット６４と同一であり得るが、そのようなものが当てはまる必要はないことに留意されたい。異なる整列部材１２３が、必要に応じて各ツール５８、６０に使用され得る。
【0041】
図１０の実施形態の例示的動作は、以下の通りである。ダイヤフラム２４が除去された後、回転防止ディスク１３０は、弁座接面２８ａに接触するように、弁本体３２の中に位置付けられ得る。次いで、保持器ナット６４は、弁本体３２上にきつく締められ、これは、回転防止ディスク１３０と弁座２８との間に圧縮負荷を加える。次いで、抽出ツール５８は、先端１２２が弁座２８に係合するまで、保持器ナット６４の中へ軸方向にスライドさせられる。保持器ナット６４は、ねじ山付き先端１２２が弁座２８の中心と整列させられるように、抽出ツール５８を軸Ｘと整列させる。ノブ１１８は、旋回させられ、鋭利なねじ山付き先端１２２は、弁座２８とのねじ式接続をセルフタッピングする。ノブ１１８も旋回させられるとき、わずかな軸方向下向きの力が、ノブ１１８に加えられ得る。これは、先端１２２と弁座２８との間のセルフタッピングを支援するであろう。回転防止ディスク１３０は、ねじ山１２６が弁座の内径表面に切り込む場合に弁座２８が旋回することを防止する。弁座２８がねじ山１２６によって捕捉された後、保持器ナット６４は、弁本体３２から緩められ得、保持器ナット６４、抽出ツール５８、および弁座２８は、弁本体３２から引き離され、それによって、弁座陥凹５２から弁座２８を除去する。
【0042】
我々はまた、縦軸を有する弁アセンブリの中に前もって設置された弁座を交換する方法も提供する。実施形態では、方法は、弁本体３２内の弁座陥凹５２の中に前もって位置付けられた弁座２８にアクセスすることを含み得る。次に、弁座２８は、上記で説明されるように、または別様に抽出される。次いで、交換用弁座２８を圧縮し、第１の位置で、例えば、弁座陥凹５２から軸方向に間隔を置かれた弁座キャリア６２のキャリア陥凹８２の中に圧縮された交換用弁座２８を保持することによって、交換用弁座２８が弁座陥凹５２の中に設置される。次いで、圧縮された交換用弁座２８は、第１の位置から弁座陥凹５２の中へ軸方向に変位させられる。図９は、弁座変位ツール６６と同じように第１の位置における弁座２８を図示し、具体的には、先端９４が弁座２８の上面に接触する。図５Ａは、変位ツール６６が図９の第１の位置から弁座２８を軸方向に変位させた後の弁座陥凹５２の中に位置付けられた弁座２８を示す。
【0043】
図１１－１３を参照すると、弁座抽出ツールアセンブリ２００の別の実施形態は、弁座抽出ツール２０２と、整列部材２０４とを含む。本説明に対して、類似参照数字が、本明細書の図６および８の実施形態における類似構成要素に使用される。弁座抽出ツール２０２は、ノブ２１８と、中心ステム２２０と、実施形態では、ステム２２０のねじ山付き弁座係合部分または先端であり得る中心ねじ山付き部分２２２とを含み得る。弁座抽出ツール２０２は、本明細書の図６および８の実施形態と同一の設計であり得るが、その必要はない。ねじ山付き部分２２２（以降ではねじ山付き先端２２２の例示的実施形態と称する）は、弁座２８を握持または把持するように機能し、弁座陥凹５２から弁座２８を抽出するために使用されることができる。弁座抽出ツール２０２は、整列部材２０４または他の技法を使用して、弁座２８と整列させられ得る。図６および８の実施形態と異なり、整列部材２０４は、以下でさらに説明されるような偏心整列孔を有し、したがって、本実施形態では、我々は整列部材２０４を偏心整列部材２０４であると称する。
【0044】
ステム２２０は、密接に受け取られる、直円柱形滑壁２２４と、好ましくは、整列部材２０４の対応する直円柱平滑整列孔２０６内のジャーナルとを有し得る。図１２から、整列部材２０４は、整列部材２０４が弁本体３２の嵌め合うねじ山付き部分２０８（図４および５Ａ参照）の上にねじ込まれることを可能にする、内部ねじ山付き部分２０８を含み得ることに留意されたい。
【0045】
実施形態では、偏心整列部材２０４は、弁座２８の中心線でもある、軸Ｘと同軸の中心縦軸を有し得る。しかしながら、整列孔２０６は、好ましくは、縦軸Ｅに基づいて偏心して位置付けられる。したがって、偏心軸Ｅは、軸Ｘと平行であるが、そこから半径方向にオフセットされる。これは、ねじ山付き先端２２２が中心ステム２２０上で中心に位置するので、ねじ山付き先端２２２を軸Ｅと整列させる。ねじ山付き先端２２２のねじ山２２６は、好ましくは、鋭利に先細である。アクチュエータアセンブリ１２およびボンネットナット４２が除去された後に、弁座陥凹５２から弁座２８を抽出するために、ダイヤフラム２４（図１）が、弁座２８へのアクセスを提供するように除去される。偏心整列部材２０４は、弁本体３２のねじ山付き部分４４上に設置され、下方にきつく締められる。偏心整列部材２０４は、弁本体３２の上面３２ａに接触するカウンタボア２０４ａを含み得る。
【0046】
弁座抽出ツール２０２は、偏心整列部材２０４の中へ軸方向にスライドさせられる。偏心整列部材２０４は、ねじ山付き先端２２２のねじ山２２６を偏心軸Ｅと整列させる。最初、ノブ２１８は、ねじ山付き先端２２２が最初に弁座２８に接触するとき、偏心整列部材２０４の頂面２０４ａから軸方向に間隔を置かれ得る。鋭利なねじ山付き先端２２２が弁座２８に係合すると、ねじ山付き先端２２２のねじ山２２６は、弁座２８とのねじ式接続をセルフタッピングする。弁座２８とのねじ山２２６の偏心整列により、ねじ山付き部分２２２は、図１２および１３に図示されるように、弁座２８の内径表面の一部または弓形区分のみの中へセルフタッピングする。ノブ２１８も旋回させられるとき、わずかな軸方向下向きの力が、ノブ２１８に加えられ得る。これは、ねじ山付き先端２２２のねじ山２２６と弁座２８との間のセルフタッピングを支援するであろう。ノブ２１８は、ノブ２１８が偏心整列部材２０４の上面２０４ａと接触した後でさえも旋回させられ得る。ねじ山２２６と弁座２８との間のこの偏心係合は、セルフタッピング中に弁座２８の回転を防止し、したがって、回転防止特徴のいかなる必要性も排除する。ねじ山２２６が弁座２８の一部のみに係合するので、ねじ山２２６は、弁座２８の内径よりも小さい直径であり得、これは、弁座が抽出された後にねじ山付き先端２２２から弁座２８を除去することをより容易にする。弁座２８の一部のみをタップすることによって、弁座２８の一側面が最初に支持壁５４を通して持ち上げられるので、弁座２８は、弁座陥凹５２からより容易に抽出されることができる。図１３は、弁座陥凹５２からの完全抽出位置における弁座２８を図示することに留意されたい。ねじ山２２６が弁座２８をセルフタッピングした後、弁座抽出ツール２０２は、（図１３で視認されるように）軸方向上向きに偏心整列部材２０４から引き出され得、次いで、偏心整列部材２０４は、弁本体３２から緩められて除去され得る。偏心して整列される抽出ツールは、限定されないが、より硬質の材料、例えば、ＶＥＳＰＥＬＴＭで作製された弁座の抽出に特に有用であることが分かっている。
【0047】
代替実施形態として、保持器２２８、例えば、Ｃクリップまたはリング２２８が、ステム２２０上の溝の中に位置付けられ得、弁座抽出ツール２０２が偏心整列部材２０４から完全に除去されることを防止する。保持器２２８は、例えば、孔２０６の直径より大きい外径を有し得る。ノブ２１８は、旋回させられ得、ねじ山２２６に弁座２８の内径表面の中へセルフタッピングさせて弁座を捕捉する。次いで、弁座抽出ツール２０２は、軸方向に持ち上げられ、弁座陥凹５２から弁座２８を抽出する。しかしながら、保持器２２８は、弁座抽出ツール２０２が偏心整列部材２０４から完全に分離されることを防止するであろう。次いで、偏心整列部材２０４は、弁本体３２から緩められ、または別様に切り離され、弁座抽出ツールアセンブリ２００は、弁本体３２から引き抜かれ、または分離されることができ、それとともに、抽出された弁座２８も除去される。
【0048】
図１４－１６を参照すると、代替実施形態が示されている。本実施形態は、図１１－１３の実施形態と要素および構成要素のほとんどを共有し得るが、その必要はなく、類似要素および構成要素は、同一の参照数字を与えられ、説明が繰り返される必要はない。両方の実施形態は、弁座２８の機能性または設置および抽出に関して同様に動作し得る。
【0049】
実施形態では、図１１－１３の要素２０４等の単一部品偏心整列部材ではなく、弁座２８に対する弁座抽出ツールの偏心整列が、他の方法で導入され得る。図１４－１６では、整列部材２５４が提供され、それは便宜上、図１－１０の実施形態で使用される保持器ナット６４と同一の設計であり得る。したがって、整列部材２５４は、弁座２８の中心線である軸Ｘと同軸である中心線を有する直円柱形孔１０８を含み得る。偏心挿入物２５６、例えば、ブッシングが、整列部材２５４の孔１０８の中で密接に受け取られる中心直円筒突起２５８を有する。上フランジ２６０は、孔１０８内に突起２５８を軸方向に位置付ける。突起２５８は、完全に突起２５８を通って延びる直円柱形孔１０８であり得る偏心孔２６２を含む。したがって、偏心孔２６２の縦中心線Ｅは、偏心軸であり、好ましくは、軸Ｘと平行であるが、そこから半径方向にオフセットされる。これは、ねじ山付き先端２２２が中心ステム２２０上で中心に位置するので、ねじ山付き先端２２２を軸Ｅと整列させる。したがって、ねじ山付き先端２２２は、図１１－１３の実施形態のように弁座２８の一部の中へセルフタッピングし、弁座抽出ツール２０２の動作は、同様に動作し得る。したがって、整列部材２５４および偏心ブッシング２５６は、２部品偏心整列部材２６４を形成する。図１５から、偏心部材フランジ２６０は、整列部材２５４の孔１０８内に突起２５８を軸方向に位置付けるために、整列部材２５４の上面２５４ａに存在し得ることに留意されたい。突起２５８の上面２５８ａはまた、弁座抽出ツール２０２のための停止表面として機能し得る。
【0050】
図１１－１６の両方の実施形態では、弁座２８の内径に対するねじ山２２６の直径サイズは、弁座の所望の部分に係合するよう選択され得る。好ましくは、ねじ山２２６は、弁座２８の内面全体より小さい弁座の弓形部分（例えば、図１３および１６参照）の中へセルフタッピングするであろうが、弓形部分のサイズ、または換言すると、ねじ山２２６によってタップされる表面積の量は、設計選択の問題であり、弁座２８の壁厚およびねじ山深度の関数でもある。ある場合には、弁座２８の内面の大部分または全体にわたる接触さえもあり得るが、弁座２８の一部の中へのバイアスまたはより大きい深度のセルフタッピングを伴うように、軸Ｘからの軸Ｅのわずかな半径方向オフセットが使用され得る場合がある。
【0051】
本明細書の本発明は、例示的実施形態に限定されない。本装置および方法は、例えば、異なる弁設計、ならびに異なるアクチュエータとともに使用され得る。弁座キャリア６２は、特定の弁本体３２と弁座キャリアを適合させるように、多くの異なる幾何学形状および構成を有し得る。キャリア陥凹８２はまた、弁座２８の形状および弁座キャリア６２の中で弁座２８を保持するために必要とされる頑健性に基づいて、構成され得る。弁座陥凹５２はまた、囲い状または先細の円錐台形の陥凹である必要はない。弁座変位ツール６６はまた、弁座抽出ツール５８のように、多くの異なる形態および構成で実現され得る。代替として、異なる弁座抽出技法が使用され得る。
【0052】
本発明は、本発明を実行するために開示される特定の実施形態に限定されないが、本発明は、添付の請求項の範囲内に入る全ての実施形態を含むであろうことが意図される。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図5A】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
