特許 7501988 バルブ組立体上のアクチュエータを動作させる２つの空気圧信号の生成

(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】2024-06-10

(45)【発行日】2024-06-18

(54)【発明の名称】バルブ組立体上のアクチュエータを動作させる２つの空気圧信号の生成

(51)【国際特許分類】

   F16K 31/12 20060101AFI20240611BHJP

   F16K 31/42 20060101ALI20240611BHJP

【ＦＩ】

F16K31/12

F16K31/42

【請求項の数】 13

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2018138947

(22)【出願日】2018-07-25

(65)【公開番号】P2019056486

(43)【公開日】2019-04-11

【審査請求日】2021-04-28

【審判番号】

【審判請求日】2023-01-24

(31)【優先権主張番号】15/662,336

(32)【優先日】2017-07-28

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】502122473

【氏名又は名称】ドレッサ エルエルシー

【氏名又は名称原語表記】Ｄｒｅｓｓｅｒ，ＬＬＣ

(74)【代理人】

【識別番号】110002871

【氏名又は名称】弁理士法人坂本国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】ハロルド・ジョージ・ワッツ

【合議体】

【審判長】窪田 治彦

【審判官】関口 哲生

【審判官】米倉 秀明

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１７／０２５３０２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特表２０１８－５２３０６９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

F16K31/12-31/165

F16K31/36-31/42

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

台座（１１２）に対して移動可能な閉鎖部材（１１０）を備えるバルブ（１０６）と、
前記閉鎖部材（１１０）を移動させるように前記バルブ（１０６）に結合されているアクチュエータ（１０４）と、
第１の空気出力部（１４６）および第２の空気出力部（１４８）を介して前記アクチュエータ（１０４）に空気的に結合され、前記第１の空気出力部（１４６）および前記第２の空気出力部（１４８）の一方が前記アクチュエータ（１０４）に直接結合する、コントローラ（１００）と、
を備え、
前記コントローラ（１００）は、
前記閉鎖部材（１１０）の所望の位置に対応する電子制御信号を空気入力信号に変換する信号変換器（１４２）と、
前記空気入力信号に応じて、単一の空気入力を第１の空気出力信号（１３４）および第２の空気出力信号（１３６）に変換するように構成される空気増幅器（１４４）であって、前記第１の空気出力信号（１３４）および前記第２の空気出力信号（１３６）が前記第１の空気出力部（１４６）および前記第２の空気出力部（１４８）にそれぞれ向けられる空気増幅器（１４４）と、
前記第１の空気出力部（１４６）と前記第２の空気出力部（１４８）の他方の下流でかつ前記アクチュエータ（１０４）の上流で結合されるボリウムブースタ（１５２）と、を備えるバルブ組立体（１０２）。

【請求項2】

前記空気増幅器（１４４）は、前記空気入力信号に応じて、進入する媒介空気から前記第１の空気出力信号（１３４）および前記第２の空気出力信号（１３６）を独立して生成するように構成される流量変更構造（１５０）であって、前記第１の空気出力信号（１３４）および前記第２の空気出力信号（１３６）が前記コントローラ（１００）から前記第１の空気出力部（１４６）および前記第２の空気出力部（１４８）をそれぞれ介して流れる流量変更構造（１５０）を備える、請求項１記載のバルブ組立体（１０２）。

【請求項3】

前記流量変更構造（１５０）は一対の空気リレーとして機能し、当該空気リレーの各々が前記第１の空気出力部（１４６）および前記第２の空気出力部（１４８）にそれぞれ結合される、請求項２記載のバルブ組立体（１０２）。

【請求項4】

前記第１の空気出力信号（１３４）および前記第２の空気出力信号（１３６）は、同じ圧力である、請求項２又は３記載のバルブ組立体（１０２）。

【請求項5】

前記流量変更構造（１５０）は、第１の圧力にある前記空気入力信号を使用して、進入する媒介空気を前記第１の圧力よりも高い第２の圧力にある一対の空気出力信号（１３４、１３６）に変換するように構成されている、請求項２から４のいずれか１項記載のバルブ組立体（１０２）。

【請求項6】

前記流量変更構造（１５０）は、第１の圧力にある前記空気入力信号を使用して、進入する媒介空気を前記第１の圧力に比例する第２の圧力にある一対の空気出力信号（１３４、１３６）に変換するように構成されている、請求項２から４のいずれか１項記載のバルブ組立体（１０２）。

【請求項7】

前記第２の圧力は、前記一対の空気出力信号（１３４、１３６）の両方について同じである、請求項５又は６記載のバルブ組立体（１０２）。

【請求項8】

前記ボリウムブースタ（１５２）は所定の圧力を維持しつつ前記アクチュエータ（１０４）への空気の流量を増加させるように構成されている、請求項１から７のいずれか１項記載のバルブ組立体（１０２）。

【請求項9】

バルブの閉鎖部材（１１０）の所望の位置に対応する電子制御信号を空気入力信号に変換するように構成された信号変換器（１４２）と、
前記信号変換器（１４２）に空気的に結合された空気増幅器（１４４）と、
前記空気増幅器（１４４）に結合される一対の出力ポート（１４６、１４８）と、
一対の独立した空気出力信号（１３４、１３６）のうちの一つを受け取るように前記空気増幅器（１４４）の下流に結合されたボリウムブースタ（１５２）と、を備え、
前記空気増幅器（１４４）は、前記信号変換器（１４２）からの前記空気入力信号を使用して、進入する媒介空気を前記一対の独立した空気出力信号（１３４、１３６）に変換し、当該空気出力信号（１３４、１３６）のうちの各々が前記一対の出力ポート（１４６、１４８）にそれぞれ流れるように構成されているバルブポジショナ（１００）。

【請求項10】

前記空気増幅器（１４４）は、前記空気入力信号に応じて、進入する媒介空気から第１の空気圧信号（１３４）および第２の空気圧信号（１３６）を独立して生成するように構成される流量変更構造（１５０）であって、前記第１の空気圧信号（１３４）および前記第２の空気圧信号（１３６）が前記一対の出力ポート（１４６、１４８）からそれぞれ流れる流量変更構造（１５０）を備える、請求項９記載のバルブポジショナ（１００）。

【請求項11】

前記流量変更構造（１５０）は、前記空気入力信号および前記進入する媒介空気を受け取る一対の空気リレーとして機能する、請求項１０記載のバルブポジショナ（１００）。

【請求項12】

前記信号変換器（１４２）に結合された主ボード（１５６）をさらに備え、前記主ボード（１５６）は、制御信号に応答して前記信号変換器（１４２）を動作させるように電流を生成するように構成されている、請求項９から１１のいずれか１項記載のバルブポジショナ（１００）。

【請求項13】

バルブの閉鎖部材の所望の位置に対応する電子制御信号を受信するステップと、
前記電子制御信号に応答して空気入力信号を生成するステップと、
空気増幅器によって、前記空気入力信号を使用して、媒介空気を一対の空気出力信号に変換するステップと、
前記一対の空気出力信号を使用して、前記バルブを移動させるようにアクチュエータを動作させるステップと、
前記一対の空気出力信号のうちの１つをボリウムブースタを通して流して前記アクチュエータの上流の圧力を増加するステップと、
を含む方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、バルブ組立体およびバルブポジショナに関する。

【背景技術】

【0002】

流量調整は、多くの産業で重要である。プロセスライン、ガス分配ネットワーク、または流動物質を移送する任意の系統のいずれで見られるものであっても、バルブ組立体などの流量装置が、設定パラメータ内で物質の流れを調節するのに不可欠である。あるいは、問題がある場合、バルブ組立体は、流れを完全に遮断することができる。

【0003】

バルブ組立体は、機械機構を利用してこの流れを調節することができる。バルブ組立体の場合、これらの機構は、ステムを介して閉鎖部材に結合する空気式のようなアクチュエータを含むことができる。閉鎖部材には、プラグ、ボール、バタフライバルブ、および／または流れを妨げるために台座に接触できる器具などが含まれ得る。検出機構は、台座に対する閉鎖部材の位置を監視するのに役立ち得る。この検出機構は、位置センサと、閉鎖部材と協働して移動するステムまたは他の構造に位置センサを結合する機械的リンク機構とを有し得る。いくつかの例では、アクチュエータには、エネルギー（例えば、圧縮空気）を機械的運動に変換して閉鎖部材を開位置、半開き位置、および閉位置の間で移動させる空気式アクチュエータが含まれる。

【0004】

バルブ組立体は、装置の動作を自動化する計算処理コンポーネントも備えることができる。これらの計算処理コンポーネントは、コントローラまたは「バルブポジショナ」の一部として統合されてもよい。動作中、コントローラは、プロセス制御システム（「分散制御システム」または「ＤＣＳシステム」も同様）から制御信号を受信し処理する。制御信号は、バルブ組立体のための動作パラメータを定めることができる。これらの動作パラメータは、バルブ組立体を通じてプロセスラインに入る物質の適切な流れを設定することができる。コントローラは、しばしば位置センサからの出力と組み合わせて、動作パラメータを変換して、アクチュエータに入る媒介ガス（ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ ｇａｓ）を調節することができる。媒介ガスは、バルブステムを移動して動作パラメータと一致するように閉鎖部材を台座に対して所定位置に置くようにアクチュエータへの圧力をかける（または圧力を下げる）ことができる。

【発明の概要】

【0005】

本明細書に開示される主題は、バルブ組立体の性能を高める改善に関する。特に関心があることは、アクチュエータがより迅速にまたはより良い応答時間でバルブを開閉するように動作するようバルブ組立体を装備することができるコントローラの実施形態である。上記実施形態は、単一の空気圧信号を使用して媒介空気（ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ ａｉｒ）を一対の空気出力信号に変換することができ、この一対の空気出力信号の少なくとも一方は、アクチュエータに圧力をかけるアクチュエータに直接流れることに注目されたい。他方は、アクチュエータの上流に見られるボリウムブースタへ流れることができる。提案されるこの「デュアルポート」設計は、バルブ組立体上のアクチュエータを動作させるために、異なるパラメータ（例えば、流量、圧力など）を有する異なる空気圧信号を供給するように独立した圧力制御を行う。

【0006】

次に、添付図面の参照を簡単に行う。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】バルブ組立体などの流量装置を動作させるのに使用されるコントローラの例示的な実施形態の概略ブロック図である。

【図2】図１のコントローラのための構造の一例の概略ブロック図である。

【図3】バルブ組立体を制御するシステムの一部としての図２のコントローラの概略ブロック図である。

【図4】分解形態における図１のコントローラのための構造の一例の斜視図である。

【図5】図４のコントローラを備えるバルブ組立体のための構造の一例の斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

該当する場合、同じ参照符号は、いくつかの図の全体にわたって同一または対応する構成要素およびユニットを示しており、これらの図は、特に断りがない限り、原寸に比例していない。本明細書に開示された実施形態は、いくつかの図のうちの１つまたは複数の図、あるいはこのいくつかの図の組み合わせに現れる要素を含み得る。また、方法は、例示的なものにすぎず、例えば、個々の段階の順序変更、追加、除去、および／または変更を行うことによって修正されてもよい。

【0009】

以下の詳解は、流量装置および流体制御で使用するコントローラの実施形態を説明する。このコントローラは、バルブ組立体と共に動作することが示されているが、概念は、他の流体調節装置（例えば、圧力調節器）、特に、作動用に流体を利用する流体調節装置に及び得る。実施形態は、ボリウムブースタ、または同様の圧力増加装置と協働するように構成され得る。以下により説明されるように、これらの構成は、ボリウムブースタを手動で調整する必要をなくすことができる。「デュアルポート」設計は、使用を妨げ得る何らかの遅延および性能の不確かさなどのボリウムブースタが導入し得る異常を、または較正ソフトウェアによってコントローラが実現できる自動調整機能の故障さえも、正すこともできる。

【0010】

図１は、これらの改善を実現するためのコントローラ１００の例示的な実施形態を概略的に示す。コントローラ１００は、数字１０２で全体的に特定されるとともに本明細書では「バルブ組立体」として説明される流量装置の一部として示される。この点で、バルブ組立体１０２は、作動要素１０８（または、バルブ組立体については、「バルブステム１０８」）を介してバルブ１０６に結合するアクチュエータ１０４を備えることができる。バルブ１０６は、台座１１２に対して移動することができる閉鎖部材１１０を備えることができる。バルブ組立体１０２は、物質１１８を移送するための導管１１６を備えるプロセスライン１１４に組み入れることができる。プロセス制御システム１２０は、バルブ組立体１０２などのプロセスライン１１４上の流量装置に結合することができる。プロセス制御システム１２０は、１つまたは複数の信号（例えば、制御信号１２４および電力信号１２６）を供給する主制御ループ１２２で構成することができる。この構成は、流体入力１３０、典型的には媒介空気を供給する流体供給部１２８を備えることもできる。やはり示されるように、コントローラ１００は、媒介ガス１３０を一対の空気圧信号（例えば、第１の空気圧信号１３４および第２の空気圧信号１３６）に変調するように構成することができる空気出力装置１３２を備えることができる。空気出力装置１３２は、場合によってはアクチュエータ１０４の上流の位置において、補助的空気制御部１３８に結合することができる。補助的空気制御部１３８は、媒介ガス１３０を変調して第３の空気圧信号１４０（または「ブースト信号１４０」）を生成することができる。

【0011】

広くは、空気出力装置１３２の使用により、バルブ組立体１０２の性能を改善するためにコントローラ１００を装備する。空気出力装置１３２の「デュアルポート」設計に作用する装置は、補助的空気制御部１３８を動作させるために信号１３４、１３６のうちの１つを有効に供給するとともに、独立に、信号１３４、１３６のうちの１つをアクチュエータ１０４に供給することができる。この構成は、アクチュエータ１０４の独立した圧力制御をもたらす。この機能は、ブースト信号１４０を生成するのに制御部１３８に必要な圧力差の構築に相関関係がある動作上の「デッドバンド」から生じ得る制御および応答時間の乱れを防ぐことができる。この設計は、これらのデッドバンドが分かるような経験と時間を必要とする手動調整に頼るのを減らすこともできる。加えて、この設計は、補助的空気制御部１３８による遅延および他の動作上の不確かさを隠すことができて、バルブ組立体１０２の動作を自動調整する較正ソフトウェアの適切な使用によってプロセスライン１１４上のプロセス特性の変動を許容することを可能にする。

【0012】

図２は、デュアルポート設計を実施するコントローラ１００についての例示的な構造の概略図を示す。空気出力装置１３２は、増幅器１４４に結合する信号変換器１４２を備えることができる。一実施では、増幅器１４４は、一対の出力ポート（例えば、第１の出力ポート１４６および第２の出力ポート１４８）を備えることができる。ポート１４６、１４８は、信号１３４、１３６を生成することができる増幅器１４４の内部の流量変更構造１５０と対応し得る。補助的空気制御部１３８は、ボリウムブースタ１５２とバイパス１５４とを備えるように構成することができる。ボリウムブースタ１５２は、定圧流量増幅器に類似し得るものであり、これは、ライン制御圧力を維持しつつアクチュエータ１０４への空気の流量を増加させる。バイパス１５４は、安定のためのゲイン調整として働くのに役立つ。やはり図示されるように、コントローラ１００は、信号変換器１４６に結合する中央または主ボード１５６を備えることができる。主ボード１５６は、必要に応じて、いくらかの周辺制御（例えば、プッシュボタン入力装置１５８およびディスプレイ１６０）に結合することもできる。電源１６２は、主ボード１５６またはコントローラ１００の他の部分に通電するために電気信号（例えば、電流、電圧など）を供給することができる。コントローラ１００は、コントローラ１００を主制御ループ１２２および媒介空気供給部１２８に結合することができる信号インターフェース１６４からの利益を得ることもできる。内部には、空気バス１６６および電気バス１６８は、コントローラ１００の構成要素間で空気信号および電気信号を伝えるのに役立ち得る。空気バス１６６は、導管またはチュービングを備えることができるが、同様に一体型マニホールドが使用されてもよい。電気バス１６８の例は、ＳＰＩ、Ｉ^２Ｃ、ＵＮＩ／Ｏ、１－Ｗｉｒｅ、またはこれを書いている時点またはこの後明らかにする時点で知られている１つまたは複数のシリアルコンピュータバスなどの標準的なまたは特許を有する通信バスを利用し得る。

【0013】

図３は、図２のコントローラ１００の動作に一致する電気信号と空気圧信号の両方についての信号パターンを示す。左から右に移動するとき、電気バス１６８は、信号１２４、１２６をそれぞれ主ボード１５６および電源１６２に向けることができる。主制御ループ１２２は、産業オートメーションの環境に用いられるように構成することができる。これらの構成は、例えば、４～２０ミリアンペアのＦｏｕｎｄａｔｉｏｎフィールドバス、またはプロフィバスのようなプロトコルを用いることができ、これらは、バルブ組立体１０２に（制御信号１２４を介して）制御を与えるとともに（電力信号１２６を介して）電力を与えるのに役立つ。主制御ループ電源１２２から利用できる電力は、約４０ミリワットであり得る。一実施では、電源１６２は、コントローラ１００の全電気コンポーネントのための適切な直流電圧レールを発生させることができる。

【0014】

主ボード１５６は、コントローラ１００上のファンクションおよび動作機能を扱うように構成することができる。これらの構成は、しばしば基板（例えば、プリント回路ボード）上に存在する１つまたは複数のプロセッサおよびメモリを備えることができるトポロジーを用いる計算処理回路を含み得る。この計算処理回路は、動作を実行するのに必要な処理部およびメモリが完全に一体化されているマイクロコントローラで構成することができる。実行可能な命令は、いくらかのファンクションを実行するためのプロセッサを構成するコンピュータプログラム（例えば、ファームウェア、ソフトウェアなど）の形態でメモリ上に存在し得る。使用時、主ボード１５６は、制御信号１２４を処理して、閉鎖部材１１０の適切な位置に対応する、典型的には電流である入力信号Ｉ_ｓを生成することができる。電流空気（Ｉ／Ｐ）変換器などの信号変換器１４６は、入力信号Ｉ_ｓを比例空気圧力出力Ｐ_ｓ（「信号圧Ｐ_ｓ」または「パイロット圧Ｐ_ｓ」も同様）に変換することができる。しかしながら、信号圧Ｐ_ｓは、アクチュエータ１０４に適切に通電するには不十分である流れのパラメータ（例えば、流量、圧力など）を示すのが一般的である。

【0015】

増幅器１４４の流量変更構造１５０は、この欠点を直すように構成され得る。これらの構成は、構成要素（例えば、絞り、バルブなど）を例えば、媒介空気用入力１３０、信号圧用入力Ｐ_ｓ、およびデュアルポート１４６、１４８を有する単一または単体のパッケージに組み込むことができる。まとめて、構成要素は、互いに組み合わされると、異なるパラメータ（例えば、異なる流量、異なる圧力など）を示す別々の空気圧信号１３４、１３６を独立して生成することができる空気リレーおよび同様の装置に類似し得る。一実施では、この構造は、信号圧Ｐ_ｓに応答して移動する１つまたは複数の絞りに作用することができる。この絞りは、媒介空気１３０を変調してポート１４６、１４８から出る空気圧信号１３４、１３６を生成するように内部バルブ（またはバルブ）を動作させることができる。空気圧信号１３４、１３６は、平衡状態で信号圧Ｐ_ｓに比例するパラメータを有することができる。内部構成要素のサイジングおよび流量変更構造１５０の流量係数（Ｃ_Ｖ）は、空気圧信号１３４、１３６用のパラメータに影響を及ぼし得る。例えば、流量変更構造１５０は、第１の空気圧信号１３４の圧力および流量が第２の空気圧信号１３６の圧力および流量よりも大きいように比較的小さい信号圧Ｐ_ｓを変換することができる。このやり方で、第１のポート１４６は、閉鎖部材１１０のより高速な応答のための要求を満たすようにより大きい容量の流量（例えば、第１の空気圧信号１３４）を供給することができる。第２のポート１４８は、例えば、閉鎖部材１１０の小さい移動または比較的低速の応答が必要であるときに、アクチュエータ１０２の微調整のために小さい容量の流量（例えば、第２の空気圧信号１３６）を供給することができる。

【0016】

ボリウムブースタ１５２は、バルブ組立体１０２に対する性能要求を満たすように構成することができる。好ましくは、ブースト信号１４０は、第１の空気圧信号１３４の圧力および流量よりも（およびまた第２の空気圧信号１３６の圧力および流量よりも）大きい圧力および流量にある。この特徴は、増幅器１４４および流量変更構造１５０単独の能力よりも勝り得る、（緊急遮断などの）閉鎖部材１１０のより高い圧力の流れまたはより高速の応答を要求し得るバルブ組立体１０２の動作に対処するのに役立つ。一実施では、流量変更構造１５０は、第１の空気圧信号１３４の圧力をとても迅速に発生させるために小さい閉じた体積を備えることができる。一致して、ボリウムブースタ１５２は、必要に応じて、アクチュエータ１０４に、大容量の空気（例えば、ブースト信号１４０）を迅速に加圧および印加することができる。流量変更構造１５０は、例えば、アクチュエータ１０４の移動と協働して第２の空気圧信号１３６の圧力をより低速で発生させることができる。

【0017】

バイパス１５４は、ボリウムブースタ１５２の使用と共に、安定のためにゲイン調整として働くように構成することができる。これらの構成は、入口および出口がボリウムブースタ１５２のそれぞれ上流および下流で見られる流路（例えば、パイプ、導管、チューブなど）を備えることができる。バイパス１５４は、ボリウムブースタ１５２の体積ブーストファンクションを起動することなく入口から出口まで移動する小容量の空気を変えるために調整部（例えば、ねじ、バルブなど）を備えることができる。この機能は、過大の容量により生じ得るバルブ位置のオーバーシュートを防ぐためにボリウムブースタ１５２の感度を調節することができる。本明細書に示されるように、流量変更構造１５０は、流量がボリウムブースタ１５２を動作させるのに十分であるまで（始動時または初期設定時に）優勢であり得る「デッドバンド」の問題を防ぐために、バイパス１５４に頼るのを減らすことができる。いくらかの実施は、バイパス１５４の必要性を完全になしで済ませる、したがってこれらのデッドバンドの問題をなくすように、流量変更構造１５０を構成することができる。例えば、ボリウムブースタ１５２が、とても大きい容量の必要性と微調整用の第２の空気圧信号１３６の使用の必要性を満たすように第１の空気圧信号１３４を構成することは役立ち得る。このようにしてデッドバンドをなくすことによって、ボリウムブースタ１５２は、最も迅速な応答を可能にさせ得る。

【0018】

図４は、分解形態におけるコントローラ１００のための例示的な構造の斜視図を示す。コントローラ１００は、典型的には機械加工または形成された金属、プラスチック、または複合材料のマニホールド本体１７２を有するマニホールド１７０を備えることができる。マニホールド本体１７２は、マニホールド１７０の構成要素間に流体を向けるように流れの特徴（例えば、開口、流路など）を備えることができる。離れている装置１７４は、信号変換器１４６および増幅器１４８をマニホールド本体１７２に取り付けるように働くことができる。コントローラ１００は、中央ハウジング１７６およびカバー（例えば、第１のカバー１７８および第２のカバー１８０）として全体的に示されるエンクロージャを有することもできる。カバー１７８、１８０は、バルブ組立体１０２の周囲の環境に広がる状態から調整構成要素を保護するために中央ハウジング１７６に固定することができる。プッシュボタン入力装置１５８およびディスプレイ１６０は、第１のカバー１７８上に存在することができる。プッシュボタン装置１５８は、エンドユーザ（例えば、技師）がコントローラ１００と交信することを可能にするように、主ローカルユーザインターフェースとして働くことができる。この機能は、例えば、較正、設定、およびモニタリングなどのファンクションを手動で実行するためエンドユーザがメニュー構造によってバルブ動作モードおよびステップから抜け出ることを可能にするために、定期的なメンテナンス、設定、およびセットアップにとって重要であり得る。ディスプレイ１６０は、制御信号、バルブ位置、またはアクチュエータ圧力の値を読むために使用される典型的にはアルファベットと数字を組み合わせられたＬＣＤディスプレイまたは同様の装置により具体化され得る。一実施では、コントローラ１００は、コントローラ１００がバルブ組立体１０２内のバルブを動作させるために使用する流体の流れの状態（例えば、圧力、流量など）の指標を与えることができる１つまたは複数のゲージ（例えば、第１のゲージ１８２および第２のゲージ１８４）をさらに備えることができる。

【0019】

図５は、バルブ組立体１０２についての例示的な構造の斜視図を示す。この構造は、化学製品製造、精製製品製造、および資源抽出に向けられている産業に典型的な産業プロセスラインにおけるプロセス流体を調節するのに役立ち得る。図示されているように、バルブ組立体１０２は、開口端（例えば、第１の開口端１９２および第２の開口端１９４）を有する流路１９０を形成する本体１８８と共に流体継手１８６を備えることができる。閉鎖部材１１０および台座１１２のようなバルブ構成要素は、本体１８８の内部に存在し現在の図では隠され得る。アクチュエータ１０４は、周辺部のまわりの絞り（図示せず）を穴に入れるように縁部のあたりを締める、典型的には２つの部品と共に丸く膨らんだハウジング１９６を備えることができる。本明細書に示されるように、アクチュエータは、しばしば、加圧空気を機械的運動に変え、この機械的運動によって、例えば、開位置、半開き位置、および閉位置の間で閉鎖部材１１０を台座１１２に対して移動させる。図５には示されていないが、検出機構は、閉鎖部材１１０の位置を監視するために使用することができる。この検出機構は、位置センサと、閉鎖部材１１０と協働して移動するバルブステム１０８または他の構造に位置センサを結合する機械的リンク機構とを有することができる。

【0020】

本明細書は、例を用いて、最良の形態を含めて本発明を開示するとともに、任意の装置またはシステムを製造および使用し、任意の組み込まれた方法を実施するなど、当業者が本発明を実施することも可能にする。単数で挙げられるおよび単語「ａ」または「ａｎ」に続く要素または機能は、除外が明確に示されていない限り、複数の前記要素または機能を除外しないと理解されたい。権利主張される本発明の「一実施形態」の参照は、挙げられた特徴をやはり組み込む追加の実施形態の存在を除外するものと解釈されるべきではない。さらに、特許請求の範囲は、実際、本発明の特許性のある範囲を定めるいくつかの例である。この範囲は、当業者が想到する他の例を含むとともに想定し得る。そのような他の例は、それらが特許請求の範囲の文言とは異ならない構造的な要素を有する場合、またはそれらが特許請求の範囲の文言とは違いがわずかである同等な構造的な要素を含む場合、特許請求の範囲内にあることが意図される。

【0021】

いくつかの要素および句を含む例が以下に出現するが、他の要素および句と組み合わせられ得るこの要素および句のうちの１つまたは複数は、本開示の範囲および要旨の範囲内で考えられる実施形態を説明する。

【0022】

最後に、代表的な実施態様を以下に示す。
［実施態様１］
台座（１１２）に対して移動可能な閉鎖部材（１１０）を備えるバルブ（１０６）と、
前記閉鎖部材（１１０）を移動させるように前記バルブ（１０６）に結合されているアクチュエータ（１０４）と、
第１の空気出力部（１４６）および第２の空気出力部（１４８）を介して前記アクチュエータ（１０４）に空気的に結合され、その一方が前記アクチュエータ（１０４）に直接結合するコントローラ（１００）と
を備えるバルブ組立体（１０２）。
［実施態様２］
前記第１の出力部（１４６）と前記第２の出力部（１４８）の一方の下流でかつ前記アクチュエータ（１０４）の上流で結合されるボリウムブースタ（１５２）
をさらに備える、実施態様１記載のバルブ組立体（１０２）。
［実施態様３］
前記コントローラ（１００）は、単一の空気入力が第１の空気出力信号（１３４）および第２の空気出力信号（１３６）に変換するように構成される空気増幅器（１４４）であって、それぞれ各１つが前記第１の空気出力部（１４６）および前記第２の空気出力部（１４８）に向けられる空気増幅器（１４４）を備える、実施態様１記載のバルブ組立体（１０２）。
［実施態様４］
前記コントローラ（１００）は一対の空気リレーを備え、それぞれ各１つが前記第１の空気出力部および前記第２の空気出力部に結合される、実施態様１記載のバルブ組立体（１０２）。
［実施態様５］
前記コントローラ（１００）は、進入する媒介空気から第１の空気圧信号（１３４）および第２の空気圧信号（１３６）を独立して生成するように構成される流量変更構造（１５０）であって、それぞれ各１つが前記コントローラ（１００）から前記第１の空気出力部（１４６）および前記第２の空気出力部（１４８）を介して流れる流量変更構造（１５０）を備える、実施態様１記載のバルブ組立体（１０２）。
［実施態様６］
前記第１の空気圧信号（１３４）および前記第２の空気圧信号（１３６）は、同じ圧力である、実施態様５記載のバルブ組立体（１０２）。
［実施態様７］
前記コントローラ（１００）は、第１の圧力にある空気入力信号を使用して、進入する媒介空気を前記第１の圧力よりも高い第２の圧力にある一対の空気出力信号（１３４、１３６）に変換するように構成されている流量変更構造（１５０）を備える、実施態様１記載のバルブ組立体（１０２）。
［実施態様８］
前記第２の圧力は、前記空気出力信号（１３４、１３６）の両方について同じである、実施態様７記載のバルブ組立体（１０２）。
［実施態様９］
前記コントローラ（１００）は、第１の圧力にある空気入力信号を使用して、進入する媒介空気を前記第１の圧力に比例する第２の圧力にある一対の空気出力信号（１３４、１３６）に変換するように構成されている流量変更構造（１５０）を備える、実施態様１記載のバルブ組立体（１０２）。
［実施態様１０］
前記第２の圧力は、前記空気出力信号（１３４、１３６）の両方について同じである、実施態様９記載のバルブ組立体（１０２）。
［実施態様１１］
信号変換器（１４２）と、
前記信号変換器（１４２）に空気的に結合される流量変更構造（１５０）と、
前記流量変更構造（１５０）に結合される一対の出力ポート（１４６、１４８）と
を備えたバルブポジショナ（１００）であって、
前記流量変更構造（１５０）は、前記信号変換器（１４２）からの空気入力信号を使用して、進入する媒介空気を一対の独立した空気出力信号（１３４、１３６）に変換し、各１つが前記一対の出力ポート（１４６、１４８）に流れるように構成されているバルブポジショナ（１００）。
［実施態様１２］
前記流量変更構造（１５０）は、前記空気入力信号および前記進入する媒介空気を受け取る一対の空気リレーを備える、実施態様１１記載のバルブポジショナ（１００）。
［実施態様１３］
前記一対の独立した空気出力信号（１３４、１３６）の一方を受け取るように前記流量変更構造（１５０）の下流に結合されたボリウムブースタ（１５２）
をさらに備える、実施態様１１記載のバルブポジショナ（１００）。
［実施態様１４］
前記信号変換器（１４２）に結合された主ボード（１５６）をさらに備え、前記主ボード（１５６）は、制御信号に応答して前記信号変換器（１４２）を動作させるように電流を生成するように構成されている
実施態様１１記載のバルブポジショナ（１００）。
［実施態様１５］
前記一対の独立した空気出力信号（１３４、１３６）は、前記空気入力信号の前記圧力よりも比例的に高い圧力で前記一対の出力ポート（１４６、１４８）から出る、実施態様１１記載のバルブポジショナ（１００）。
［実施態様１６］
前記一対の独立した空気出力信号（１３４、１３６）は、同じ圧力で前記一対の出力ポート（１４６、１４８）から出る、実施態様１１記載のバルブポジショナ（１００）。
［実施態様１７］
電子制御信号を受信するステップと、
前記電子制御信号に応答して空気入力信号を生成するステップと、
前記空気入力信号を使用して、媒介空気を一対の空気出力信号（１３４、１３６）に変換するステップと、
前記一対の空気出力信号（１３４、１３６）を使用して、バルブ（１０６）を移動させるようにアクチュエータ（１０４）を動作させるステップと
を含む方法。
［実施態様１８］
前記アクチュエータ（１０４）の上流で前記一対の空気出力信号（１３４、１３６）の一方の圧力を増加させるステップ
をさらに含む、実施態様１７記載の方法。
［実施態様１９］
前記空気入力信号は第１の圧力であるとともに、前記一対の空気出力信号（１３４、１３６）は、前記第１の圧力よりも比例的に高い第２の圧力である、実施態様１７記載の方法。
［実施態様２０］
前記一対の空気出力信号（１３４、１３６）は、同じ圧力である、実施態様１７記載の方法。

【符号の説明】

【0023】

１００ コントローラ
１０２ 流量装置
１０４ アクチュエータ
１０６ バルブ
１０８ 作動要素
１１０ 閉鎖部材
１１２ 台座
１１４ プロセスライン
１１６ 導管
１１８ 物質
１２０ プロセスシステム
１２２ 主制御ループ
１２４ 制御信号
１２６ 電力信号
１２８ 流体供給部
１３０ 流体入力
１３２ 空気出力装置
１３４ 第１の空気圧信号
１３６ 第２の空気圧信号
１３８ 補助的空気制御部
１４０ 第３の空気圧信号
１４２ 信号変換器
１４４ 増幅器
１４６ 第１の出力ポート
１４８ 第２の出力ポート
１５０ 流量変更構造
１５２ ボリウムブースタ
１５４ バイパス
１５６ 主ボード
１５８ プッシュボタン入力装置
１６０ ディスプレイ
１６２ 電源
１６４ 信号インターフェース
１６６ 導管
１６８ バス
１７０ マニホールド
１７２ マニホールド本体
１７４ 離れている装置
１７６ 中央ハウジング
１７８ カバー
１８０ カバー
１８２ 第１のゲージ
１８４ 第２のゲージ
１８６ 流体継手
１８８ 本体
１９０ 流路
１９２ 第１の開口端
１９４ 第２の開口端
１９６ 丸く膨らんだハウジング

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】