(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】2024-09-20
(45)【発行日】2024-10-01
(54)【発明の名称】流体送達用マニホールドシステム
(51)【国際特許分類】
F15B 20/00 20060101AFI20240924BHJP
F16K 43/00 20060101ALN20240924BHJP
【FI】
F15B20/00 G
F16K43/00
(21)【出願番号】P 2022519788
(86)(22)【出願日】2020-09-25
(86)【国際出願番号】 IB2020000782
(87)【国際公開番号】W WO2021059019
(87)【国際公開日】2021-04-01
【審査請求日】2023-09-25
(73)【特許権者】
【識別番号】522123418
【氏名又は名称】アスコ ニューマティクス(インディア) プライベート リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】110002860
【氏名又は名称】弁理士法人秀和特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ルドラパトナ,ジャナルダナ
(72)【発明者】
【氏名】アショククマール,センチル
(72)【発明者】
【氏名】サチダナンダム,サウンドハラジャン
(72)【発明者】
【氏名】プンタンベカール,ナレシュ
【審査官】山崎 孔徳
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第2015/155786(WO,A1)
【文献】米国特許出願公開第2017/0051768(US,A1)
【文献】特表2019-506573(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
F15B 20/00
F16K 43/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
流体送達用マニホールドシステム(300)であって、前記マニホールドシステム(300)は、複数のマニホールドアセンブリ(10)を含み、前記マニホールドアセンブリ(10)のそれぞれが、
i.流体入口(102)の近くに位置付けられた第1のセットのソレノイド作動バルブ(SOV)[(V1-V2)、(V1-V3)]であって、並列に配置された少なくとも2つのSOV[(V1-V2)、(V1-V3)]を含む、第1のセットの(SOV)[(V1-V2)、(V1-V3)]と、
ii.前記第1のセットのSOV[(V1-V2)、(V1-V3)]と直列に接続された第2のセットのSOV[(V4-V5)、(V4-V6)]であって、流体出口(104)の近くに位置付けられ、並列に配置された少なくとも2つのSOV[(V4-V5)、(V4-V6)]を含む、第2のセットのSOV[(V4-V5)、(V4-V6)]と、
iii.複数の第1の遮断バルブ[(I1-I2、I4-I5)、(I1-I6)]であって、前記第1の遮断バルブ[(I1-I2、I4-I5)、(I1-I6)]のそれぞれが前記SOV[(V1-V2、V4-V5)、(V1-V6)]のそれぞれに結合され、それぞれの第1の遮断バルブ[(I1-I2、I4-I5)、(I1-I6)]が、関連するSOV[(V1-V2、V4-V5)、(V1-V6)]のホットスワップを促進するように適合されている、複数の第1の遮断バルブ[(I1-I2、I4-I5)、(I1-I6)]と、
iv.前記第1のセットのSOV[(V1-V2)、(V1-V3)]と前記第2セットのSOV[(V4-V5)、(V4-V6)]との間に接続された少なくとも1つの第1のシャトルバルブ[(S1)、(S4-S6)]と、
v.少なくとも1つの冗長シャトルバルブ[(S3)、(S4’-S6’)]であって、前記第1のセットのSOV[(V1-V2)、(V1-V3)]のそれぞれから前記第2のセットのSOV[(V4-V5)、(V4-V6)]のそれぞれへの流体の流れが促進されるように、前記第1のシャトルバルブ[(S1)、(S4-S6)]に冗長性を提供し、それによってシステムの可用性を改善するように構成されていることを特徴とする、冗長シャトルバルブ[(S3)、(S4’-S6’)]と、を含む、システム。
【請求項2】
前記システム(300)が、前記流体入口(102)から前記流体出口(104)への前記流体への代替バイパス経路を提供して、前記マニホールドアセンブリ(10)の保守を容易にするバイパスバルブ(B1)を含む、請求項1に記載のシステム。
【請求項3】
前記複数のマニホールドアセンブリ(10)が、システムの信頼性を改善するために並列に接続されている、請求項1または2に記載のシステム。
【請求項4】
前記複数のマニホールドアセンブリ(10)が、システムの信頼性を改善するために並列に接続され、前記マニホールドアセンブリ(10)のそれぞれが、共通の出口シャトルバルブ(S10)を介して前記流体出口(104)に接続されている、請求項1から3のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項5】
前記複数のマニホールドアセンブリ(10)が、システムの信頼性を改善するために並列に接続され、前記マニホールドアセンブリ(10)のそれぞれが、第2の遮断バルブ(M1、M2)を介して前記流体入口(102)に接続されている、請求項1から4のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項6】
前記複数のマニホールドアセンブリ(10)が、システムの信頼性を改善するために並列に接続され、前記マニホールドアセンブリ(10)のそれぞれが、第2の遮断バルブ(M1、M2)を介して前記流体入口(102)に接続され、前記第2の遮
断バルブ(M1、M2)が手動操作バルブ(MOV)である、請求項1から5のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項7】
前記第1の遮断バルブが[(I1-I2、I4-I5)(I1-I6)]であり、手動操作バルブ(MOV)である、請求項1から6のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項8】
複数のインジケータ[(A、B、C、D)、(A、B、C、D、E、F)]を含み、前記インジケータ[(A、B、C、D)、(A、B、C、D、E、F)]のそれぞれが、前記SOV[(V1-V2、V4-V5)、(V1-V6)]のそれぞれに接続されて、前記SOV[(V1-V2、V4-V5)、(V1-V6)]の状態を示す、請求項1から7のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項9】
複数の圧力センサ[(P1、P2、P3、P4)、(P1、P2、P3、P4、P5、P6)]を含み、前記圧力センサ[(P1、P2、P3、P4)、(P1、P2、P3、P4、P5、P6)]のそれぞれが、前記SOV[(V1-V2、V4-V5)、(V1-V6)]のそれぞれに接続されて、前記SOV[(V1-V2、V4-V5)、(V1-V6)]の状態を示す、請求項1から8のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項10】
前記システム(100)が、前記第2のセットのSOV[(V4-V5)、(V4-V6)]を前記流体出口(104)へ接続する少なくとも1つの第2のシャトルバルブ[(S2)、(S7-S9)]を含む、請求項1から9のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項11】
前記マニホールドアセンブリ(10)のそれぞれが、複数の第3のシャトルバルブ(S1’-S3’)を含み、前記第3のシャトルバルブ(S1’-S3’)のそれぞれが、その入力ポートにおける1つの第1のシャトルバルブ(S4-S6)および1つの冗長シャトルバルブ(S4’-S6’)と作動可能に結合され、前記第1のセットのSOV(V1-V3)のそれぞれから前記第2のセットのSOV(V4-V6)のそれぞれへの前記流体の前記流れを促進し、シャトルバルブの冗長性およびシステムの可用性を改善する、請求項1から10のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項12】
前記SOV[(V1-V2、V4-V5)、(V1-V6)]のそれぞれが3/2ポペットバルブである、請求項1から11のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項13】
前記遮断バルブ[(I1-I2、I4-I5)、(I1-I6)]のそれぞれが3/2バルブである、請求項1から12のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項14】
前記システム(300)が、排気残留物を大気中に排出するための少なくとも1つの排気口(108)を含む、請求項1から13のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項15】
前記流体が、空気、中性ガス、液体、および天然ガスのうちの少なくとも1つを含む、請求項1から14のいずれか一項に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、一般に、連続プロセス送達用マニホールドシステムに関する。より具体的には、本開示は、石油の下流複合施設および石油化学産業のための安全性および可用性マニホールドシステムに関する。
【0002】
定義
本開示で使用される場合、以下の用語は、それらが使用される文脈が別の方法で示す場合を除いて、一般に、以下に記載される意味を有することを意図している。
【0003】
マニホールド-以下、「マニホールド」という用語は、流体の分配を容易にするために、複数の接合部を1つのチャネルに集中させるか、1つのチャネルを複数の接合部に分岐させるように設計された機器を指す。
【0004】
ホットスワップ-以下、「ホットスワップ」という用語は、システムへの電源を遮断することなく、システムの構成要素を追加および交換するプロセスを指す。
【0005】
シャトルバルブ-以下、「シャトルバルブ」という用語は、中央にフローティングボールを備えた三方バルブを指す。このバルブには2つの入力ポートおよび1つの出力ポートがある。一方の入力ポートからの入力で、ボールはシフトしてもう一方の入力ポートをブロックするため、一方の入力ポートと出力ポートとの間の流体接続が可能になる。両方の入力ポートからの入力により、ボールは中央に移動し、これにより、2つの入力ポートからの流れが出力ポートから出ることが可能になる。
【背景技術】
【0006】
以下の本明細書の背景情報は、本開示に関するが、必ずしも先行技術であるとは限らない。
【0007】
現在、すべての石油化学、化学、精製、および石油産業は、様々な産業プロセスの実行に関与するシステムの安全性および可用性の向上に重点を置いている。工業プロセスの安全性を規定する重要な要素は、重大な危険に直面したときに容易にシステムを完全にまたは部分的にオフにできることである。対照的に、可用性は、システムが様々な作動条件下で作動可能であり、スプリアストリップを回避する程度として規定される。処理産業および製造産業では、バルブは様々な作動を制御する上で重要な役割を果たす。これらのバルブの配置は、それらが使用される産業システムの安全性および可用性を規定する。例えば、安全性を確保するために、バルブは通常直列に配置される。したがって、1つのバルブが故障すると、ライン全体が自動的に機能しなくなる。可用性を強化するために、バルブは並列に配置される。この場合、1つのバルブが故障しても、並列のバルブが機能しているため、システムは作動を継続する。
【0008】
通常、プロセスプラントの流体送達システムは多くのバルブを含む。バルブは手動バルブおよび自動バルブに分類される。自動バルブのタイプのうちの1つは、3/2ソレノイドバルブとも呼ばれる3/2ポペットバルブである。3/2ポペットバルブは、3つのポート、2つの位置のポペットバルブを表す。3/2バルブと通常の2/2バルブとの違いは、流体を迂回させる追加のポートが存在することである。一方の位置では、流体はポペットバルブの入口ポートから適用ポートに流れ、他方の位置では、流体は入口ポートから排気ポートに接続された出口ポートに流れる。プロセスプラントでは、このようなポペットバルブの故障は避けられない。バルブが故障した場合、保守および交換を行うためにシ
ステムからバルブを遮断する必要がある。これは、システムの信頼性および可用性に影響する。
【0009】
したがって、従来のシステムに関連する重要な問題のうちの1つは、バルブを修理および復元するためにプロセス全体のシャットダウンが必要な修理および復元プロセスである。連続的なプロセス産業では、このことは、バルブが復元されている間、生産量が大幅に減少することを意味する。
【0010】
前述の問題を克服するために、産業プロセスの安全性および可用性を改善するためのマニホールドシステムが、特許公開WO2015/155786A1に記載されている。
図1は、特許公開WO2015/155786に記載されている一般的なマニホールドシステム(以下、「システム(100)」という)の回路図を示している。システム(100)は、流体入口(102)と流体出口(104)との間に接続された4つのソレノイド作動バルブ(SOV)(V1、V2、V4、V5)および4つの遮断バルブ(I1、I2、I4、I5)を含む。このシステム(100)には、2つのシャトルバルブ(S1、S2)のみが含まれている。一方のシャトルバルブ(S1)は、流体入口(102)の近くにある2つのSOV(V1、V2)を流体出口(104)の近くにあるSOV(V4)に接続し、他方のシャトルバルブ(S2)は、流体出口(104)の近くにある2つのSOV(V4、V5)を流体出口(104)に接続する。流体入口(102)の近くにある2つのSOV(V1、V2)を流体出口(104)の近くにある他方のSOV(V5)に接続するシャトルバルブはない。このことは、システムの可用性を低下させる。例えば、2つのSOV(V1、V5)のみが機能しており、他のSOV(V2、V4)が故障している場合、シャトルバルブ(S1)がSOV(V1)からSOV(V5)への流体の流れを許可しないため、システム(100)は、流体入口(102)から流体出口(104)への流体の流れを許可しない。したがって、2つのSOV(V1およびV5)が機能している場合でも、システム(100)の出力はゼロになる。
【0011】
次の真理値表(表1)は、SOV(V1、V2、V4、V5)の様々な作動状態に対するシステム(100)の出力を示している。作動状態には、オン状態/通電状態(ロジック0で示される)およびオフ状態/非通電状態(ロジック1で示される)が含まれる。オフ状態または非通電のバルブは、修理および交換の対象となる故障したバルブを表す。
【表1】
【0012】
上記の真理値表から、次の所見を引き出すことができる。
(i)入口(102)の近くにある両方のSOV(V1、V2)がオン状態にあり、出口(104)の近くにあるSOV(V4、V5)のうちの少なくとも1つがオン状態にある場合、流体はシステム(100)を通って出口(104)まで横断することができる。
(ii)出口(104)の近くにある両方のSOV(V4、V5)がオン状態にあり、入口(102)の近くにあるSOV(V1、V2)のうちの少なくとも1つがオン状態にある場合、流体はシステム(100)を通って出口(104)まで横断することができる。(iii)入口(102)の近くにあるSOV(V1、V2)のうちの少なくとも1つがオン状態にあり、シャトルバルブ(S1)に接続されたSOV(V4)がオン状態にある場合、流体はシステム(100)を通って出口(104)まで横断することができる。
(iv)直列に接続された2つのSOV(V2、V5)がオン状態の場合、流体はシステム(100)を通って出口(104)まで横断することができる。
【0013】
しかしながら、入口(102)の近くにあるSOV(V1)がオン状態にあり、出口(104)の近くにあるSOV(V5)がオン状態にある場合、シャトルバルブ(S1)がSOV(V5)に接続されていないため、入口(102)から出口(104)への流体の移動はない。このことは、システムの可用性を低下させる。
【0014】
図1に示すような従来のシステムでは、シャトルバルブの冗長性は提供されない。さらに、複数の故障したバルブがあり、故障したすべてのバルブの交換が必要な場合、流体送達システム全体をバイパスするか、または流体送達システム全体に冗長性を提供する手段はない。
【0015】
したがって、流体入口の近くにあるすべてのSOVから流体出口の近くにあるすべてのSOVへの流体の流れを促進し、それによってシステムの可用性を改善するマニホールドシステムの必要性がある。
【0016】
目的
本明細書の少なくとも1つの実施形態が満たす本開示の目的のいくつかは、以下のとお
りである。
【0017】
本開示の目的は、先行技術の1つ以上の問題を改善すること、または少なくとも有効な代替案を提供することである。
【0018】
本開示の目的は、流体送達用マニホールドシステムを提供することである。
【0019】
本開示の別の目的は、システムの可用性を常に維持する流体送達用マニホールドシステムを提供することである。
【0020】
本開示のさらに別の目的は、ソレノイド作動バルブの容易な保守および修理を促進する流体送達用マニホールドシステムを提供することである。
【0021】
本開示のさらに別の目的は、信頼できる流体送達用マニホールドシステムを提供することである。
【0022】
本開示のさらに別の目的は、ソレノイド作動バルブの個別の遮断を容易にする流体送達用マニホールドシステムを提供することである。
【0023】
本開示のさらに別の目的は、産業プロセスの安全性および可用性の程度を改善する流体送達用マニホールドシステムを提供することである。
【0024】
本開示のさらに別の目的は、システム全体を妨げることなく1つのバルブの容易な保守を促進する流体送達用マニホールドシステムを提供することである。
【0025】
本開示のさらに別の目的は、プロセス全体をシャットダウンすることなく、複数の故障したバルブの容易な保守を促進する流体送達用マニホールドシステムを提供することである。
【0026】
本開示のさらに別の目的は、出口の流れを乱すことなく、複数の故障したバルブの交換を容易にする流体送達用マニホールドシステムを提供することである。
【0027】
本開示のさらに別の目的は、シャトルバルブの容易な交換を促進する流体送達用マニホールドシステムを提供することである。
【0028】
本開示のさらに別の目的は、完全なシャットダウンの可能性を最小限に抑えるマニホールドシステムを提供することである。
【0029】
本開示の他の目的および利点は、本開示の範囲を限定することを意図しない以下の説明からより明らかになるであろう。
【発明の概要】
【0030】
本開示は、流体送達用マニホールドシステムを想定している。マニホールドシステムは、複数のマニホールドアセンブリを含む。マニホールドアセンブリのそれぞれは、第1のセットのソレノイド作動バルブSOV、第2のセットのSOV、複数の第1の遮断バルブ、少なくとも1つの第1のシャトルバルブ、および少なくとも1つの冗長シャトルバルブを含む。第1のセットのSOVは、流体入口の近くに位置付けられ、並列に配置された少なくとも2つのSOVを含む。第2のセットのSOVは、第1のセットのSOVと直列に接続されている。第2のセットのSOVは、流体出口の近くに位置付けられ、並列に配置された少なくとも2つのSOVを含む。第1の遮断バルブのそれぞれは、SOVのそれぞ
れに結合されている。それぞれの第1の遮断バルブは、関連するSOVのホットスワップを促進にするように適合されている。第1のシャトルバルブは、第1のセットのSOVと第2のセットのSOVとの間に接続されている。冗長シャトルバルブは、第1のセットのSOVのそれぞれから第2のセットのSOVのそれぞれへの流体の流れが促進されるように第1のシャトルバルブに冗長性を提供し、それによってシステムの可用性を改善するように構成されている。流体は、空気、中性ガス、液体、および天然ガスのうちの少なくとも1つを含む。
【0031】
利点としては、システムは、流体入口から流体出口への流体への代替バイパス経路を提供して、マニホールドアセンブリの保守を容易にするバイパスバルブを含む。
【0032】
利点としては、マニホールドアセンブリは並列に接続され、システムの信頼性を改善する。各マニホールドアセンブリは、第2の遮断バルブを介して流体入口に接続され、共通の出口シャトルバルブを介して流体出口に接続される。
【0033】
一実施形態では、第1の遮断バルブおよび第2の遮断バルブは、手動操作バルブ(MOV)である。
【0034】
一実施形態では、システムは、複数のインジケータを含む。インジケータのそれぞれはSOVのそれぞれに接続され、SOVの状態を示す。別の実施形態では、システムは、複数の圧力センサを含む。圧力センサのそれぞれはSOVのそれぞれに接続され、SOVの状態を示す。
【0035】
一実施形態では、システムは、第2のセットのSOVを流体出口に接続する少なくとも1つの第2のシャトルバルブを含む。別の実施形態では、マニホールドアセンブリのそれぞれは、複数の第3のシャトルバルブを含む。第3のシャトルバルブのそれぞれは、その入力ポートで1つの第1のシャトルバルブおよび1つの冗長シャトルバルブに作動可能に結合され、第1のセットのSOVのそれぞれから第2のセットのSOVのそれぞれへの流体の流れを促進し、シャトルバルブの冗長性およびシステムの可用性を改善する。
【0036】
一実施形態では、SOVは3/2ポペットバルブである。一実施形態では、遮断バルブは3/2バルブである。
【0037】
一実施形態では、システムは、排気残留物を大気中に排出する少なくとも1つの排気口を含む。
【図面の簡単な説明】
【0038】
次に、添付図面を利用して、本開示の流体送達用マニホールドシステムを説明する。
【0039】
【
図1】一般的なマニホールドシステムの回路図を示す。
【
図2】バイパスバルブを備えた
図1のマニホールドシステムの回路図を示す。
【
図3】4つのソレノイド作動バルブを含む1つのマニホールドアセンブリを有する本開示のマニホールドシステムの回路図を示す。
【
図4】2つのマニホールドアセンブリを有する
図3のマニホールドシステムの回路図を示す。
【
図5】6つのソレノイド作動バルブを有する
図3のマニホールドシステムの回路図を示す。
【0040】
参照番号のリスト
300-システム
10-マニホールドアセンブリ
102-流体入口
104-流体出口
106-アクチュエータ
108-排気口
V1-V6-ソレノイド作動バルブ(SOV)
I1-I6-第1の遮断バルブ
M1、M2-第2の遮断バルブ
B1-バイパスバルブ
S1、S4-S6-第1のシャトルバルブ
S3、S4’-S6’-冗長シャトルバルブ
S2、S7-S9-第2のシャトルバルブ
S1’-S3’-第3のシャトルバルブ
S10-共通の出口シャトルバルブ
S11-バイパスバルブ用シャトルバルブ
A、B、C、D、E、F、G-インジケータ
P1、P2、P3、P4、P5、P6、PB1-圧力センサ
【発明を実施するための形態】
【0041】
本開示の実施形態は、以降、添付の図面を参照して説明される。
【0042】
本開示の範囲を当業者に徹底的かつ完全に伝えるために、実施形態が提供される。本開示の実施形態の完全な理解を提供するために、特定の構成要素および方法に関連する多くの詳細が記載される。実施形態で提供される詳細は、本開示の範囲を限定するものと解釈されるべきではないことは、当業者には明らかであろう。いくつかの実施形態では、周知のプロセス、周知の装置構造、および周知の技術は詳細には説明されない。
【0043】
本開示において使用される用語は、特定の実施形態を説明することのみを目的としており、そのような用語は、本開示の範囲を限定するとみなされるべきではない。本開示で使用されるように、「a」、「an」、および「the」の形態は、文脈が明らかに他のことを示唆しない限り、複数形も含むことを意図する場合がある。「含む(comprises)」、「含む(comprising)」、「含む(including)」、および「有する」という用語は、制限のない移行フレーズであり、したがって、記載された機能、整数、作動、要素、モジュール、ユニット、および/または構成要素の存在を指定するが、1つ以上の他の機能、整数、作動、要素、構成要素、および/またはそれらのグループの存在または追加を禁止するものではない。
【0044】
ある要素が別の要素に「取り付けられている」、「かみ合っている」、「接続されている」、または「結合されている」と言及される場合、その要素は他の要素に直接取り付けられ、かみ合わされ、接続され、または結合され得る。本明細書で使用される場合、「および/または」という用語は、関連するリスト化された要素のうちの1つ以上の任意かつすべての組み合わせを含む。
【0045】
前述の用語は、1つの要素、構成要素、またはセクションを別の要素、構成要素、またはセクションから区別するためにのみ使用され得るので、第1、第2、第3などの用語は、本開示の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。本明細書で使用される場合、第1、第2、第3などの用語は、本開示によって明確に示唆されない限り、特定の順序または順番を意味するものではない。
【0046】
本開示の流体送達用マニホールドシステム(以下、「システム(300)」と呼ぶ)は
、現在、
図2から
図5を参照して説明されている。システム(300)は、それが使用される工業的プロセスの安全性および信頼性を改善するように設計されている。
【0047】
図3、4および5を参照すると、本開示のマニホールドシステム(300)は、複数のマニホールドアセンブリ(10)を含む。マニホールドアセンブリ(10)のそれぞれは、第1のセットのSOV[(V1-V2)、(V1-V3)]、第2のセットのSOV[(V4-V5)、(V4-V6)]、複数の第1の遮断バルブ[(I1-I2、I4-I5)、(I1-I6)]、少なくとも1つの第1のシャトルバルブ[(S1)、(S4-S6)]、および少なくとも1つの冗長シャトルバルブ[(S3)、(S4’-S6’)]を含む。第1のセットのSOV[(V1-V2)、(V1-V3)]は、流体入口(102)の近くに位置付けられ、並列に配置された少なくとも2つのSOV[(V1-V2)、(V1-V3)]を含む。第2のセットのSOV[(V4-V5)、(V4-V6)]は、第1のセットのSOV[(V1-V2)、(V1-V3)]と直列に接続されている。第2のセットのSOV[(V4-V5)、(V4-V6)]は、流体出口(104)の近くに位置付けられ、並列に配置された少なくとも2つのSOV[(V4-V5)、(V4-V6)]を含む。第1の遮断バルブ[(I1-I2、I4-I5)、(I1-I6)]のそれぞれは、SOV[(V1-V2、V4-V5)、(V1-V6)]のそれぞれに結合されている。それぞれの第1の遮断バルブ[(I1-I2、I4-I5)、(I1-I6)]は、関連するSOV[(V1-V2、V4-V5)、(V1-V6)]のホットスワップを促進するように適合されている。
【0048】
マニホールドシステム(300)の回路の構成は、SOV[(V1-V2、V4-V5)、(V1-V6)]によって提供される冗長性が、第1の遮断バルブ[(I1-I2、I4-I5)、(I1-I6)]に補助されてホットスワップの対象となるようにされている。例えば、
図3を参照すると、SOV(V1)が非通電状態にあり、残りのSOV(V2、V4、V5)が通電状態にある場合、SOV(V1)の入口にある流体は逃げ場がない。このような状態では、対応する第1の遮断バルブ(I1)が作動して、ホットスワップを実行する。これにより、SOV(V1)への液体供給が遮断され、保守のために取り出すことができるようになる。これにより、プロセスが停止することはなく、システム(300)は他の動作バルブ(V2、V4、V5)で動作し続ける。
【0049】
図3~5に示すように、第1のシャトルバルブ[(S1)、(S4-S6)]は、第1のセットのSOV[(V1-V2)、(V1-V3)]と第2のセットのSOV[(V4-V5)、(V4-V6)]との間に接続されている。冗長シャトルバルブ[(S3)、(S4’-S6’)]は、流体の流れが第1のセットのSOV[(V1-V2)、(V1-V3)]のそれぞれから第2のセットのSOV[(V4-V5)、(V4-V6)]のそれぞれへと促進されるように第1のシャトルバルブ[(S1)、(S4-S6)]に冗長性を提供し、それによってシステムの可用性を改善するように構成されている。流体入口(102)から流体出口(104)に移送される流体は、空気、中性ガス、液体、および天然ガスのうちの少なくとも1つを含む。
【0050】
一実施形態では、システム(100)は、第2のセットのSOV[(V4-V5)、(V4-V6)]を流体出口(104)に接続する少なくとも1つの第2のシャトルバルブ[(S2)、(S7-S9)]をさらに含む。第2のシャトルバルブ[(S2)、(S7-S9)]は、流体を受け取ると、作動されたアクチュエータ(106)にさらに接続することができる。一実施形態によれば、アクチュエータ(106)は、両端にばねが取り付けられたラックアンドピニオン配置である。
【0051】
したがって、
図3のシステム(100)では、第1のセットのSOV、すなわち、流体入口(102)の近くにあるSOV(V1、V2)がシャトルバルブ(S1、S3)に接
続されている。第1のシャトルバルブ(S1)はSOV(V4)に接続され、冗長シャトルバルブ(S3)はそれぞれ第1の遮断バルブ(I4)および(I5)を介してSOV(V5)に接続されている。第2のセットのSOV(V4、V5)は、第2のシャトルバルブ(S2)を介して流体出口(104)に接続されている。
【0052】
次の真理値表(表2)は、SOV(V1、V2、V4、V5)の様々な作動状態での
図3および
図4のシステム(300)の出力を示している。状態には、オン状態/通電状態(ロジック0で示される)およびオフ状態/非通電状態(ロジック1で示される)が含まれる。
【表2】
【0053】
表2(行14)から、システム(300)に追加の冗長シャトルバルブ(S3)を導入すると、SOV(V2およびV4)が非通電/オフ状態の場合でも、出口(104)で流体が得られるようになっており、それによりシステムの信頼性および可用性が改善されることがわかり得る。
【0054】
利点としては、複数のマニホールドアセンブリ(10)は、
図4に示されるように並列に接続されている。これにより、システムの信頼性および可用性がさらに改善される。各マニホールドアセンブリ(10)は、第2の遮断バルブ(M1、M2)を介して流体入口(102)に接続されている。各マニホールドアセンブリ(10)は、共通の出口シャトルバルブ(S10)を介して流体出口(104)に接続されている。この配置により、1つ以上の故障したSOV(V1、V2、V4、V5)または故障したシャトルバルブ(S1、S2、S3)をオンラインで、すなわちシステム(300)が作動しているときに簡単に交換できる。
図3の実施形態の4つのSOV(V1、V2、V4、V5)でさえも、出口(104)を通る流体の流れに影響を与えることなく、同時に取り外しおよび交換することができる。システム(300)の障害または完全なシャットダウンの可能性も最小限に抑えられる。
【0055】
一実施形態では、第1の遮断バルブ[(I1-I2、I4-I5)(I1-I6)]および第2の遮断バルブ(M1、M2)は、手動操作バルブ(MOV)である。
【0056】
図1および2に示されるように、一実施形態では、システム(300)は、複数のインジケータ[(A、B、C、D)、(A、B、C、D、E、F)]を含み、インジケータ[(A、B、C、D)、(A、B、C、D、E、F)]のそれぞれはSOV[(V1-V2、V4-V5)、(V1-V6)]のそれぞれに接続され、SOV[(V1-V2、V4-V5)、(V1-V6)]の状態を示す。別の実施形態では、システム(300)は、複数の圧力センサ[(P1、P2、P3、P4)、(P1、P2、P3、P4、P5、P6)]を含み、[(P1、P2、P3、P4)、(P1、P2、P3、P4、P5、P6)]のそれぞれは、SOV[(V1-V2、V4-V5)、(V1-V6)]のそれぞれに接続され、SOV[(V1-V2、V4-V5)、(V1-V6)]の状態を示す。さらに別の実施形態では、システム(300)は、インジケータ[(A、B、C、D)(A、B、C、D、E、F)]および圧力センサ[(P1、P2、P3、P4)、(P1、P2、P3、P4、P5、P6)]の両方を含む。
【0057】
図2の実施形態を参照すると、システム(300)は、流体入口(102)から流体出口(104)への流体への代替バイパス経路を提供するバイパスバルブ(B1)を含む。これにより、1つまたは複数のSOV[(V1-V2、V4-V5)、(V1-V6)]およびシャトルバルブ(S1-S9、S1’-S6’)を簡単に交換できる。バイパスバルブ(B1)は、別のシャトルバルブ(S11)を介して流体出口(104)に接続することができる。システム(300)はまた、その状態を示すためのバイパスバルブ(B1)に関連するインジケータ(G)および/または圧力センサ(PB1)を含むことができる。
【0058】
図5は、6つのSOV(V1-V6)を備えたマニホールドシステム(300)の実施形態を示している。この実施形態では、マニホールドアセンブリ(10)は、複数の第3のシャトルバルブ(S1’-S3’)を含む。第3のシャトルバルブ(S1’-S3’)のそれぞれは、その入力ポートで1つの第1のシャトルバルブ(S4-S6)および1つの冗長シャトルバルブ(S4’-S6’)に作動可能に結合され、第1のセットのSOV(V1-V3)のそれぞれから第2のセットのSOV(V4-V6)のそれぞれへの流体の流れを促進し、シャトルバルブの冗長性およびシステムの可用性を改善する。したがって、システム(300)は、12個のシャトルバルブ(S4-S9、S1’-S6’)を介して流体出口(104)に接続された6個のSOV(V1-V6)および6個の第1の遮断バルブ(I1-I6)を含む。SOV(V1)の出口は、シャトルバルブの入力ポート(S4、S4’、S5、S6’)に接続されている。SOV(V2)の出口は、シャトルバルブの入力ポート(S4、S5、S5’、S6)に接続されている。SOV(V3)の出口は、シャトルバルブの入力ポート(S4’、S5’、S6、S6’)に接続されている。シャトルバルブの出力ポート(S4、S4’)は、シャトルバルブ(S1’)の入力ポートに接続されている。シャトルバルブの出力ポート(S5、S5’)は、シャトルバルブ(S2’)の入力ポートに接続されている。シャトルバルブ出力ポート(S6、S6’)は、シャトルバルブ(S3’)の入力ポートに接続されている。シャトルバルブ(S1’)の出力ポートは、第1遮断バルブ(I4)を介してSOV(V4)の入口に接続されている。シャトルバルブ(S2’)の出力ポートは、第1遮断バルブ(I5)を介してSOV(V5)の入口に接続されている。シャトルバルブ(S3’)の出力ポートは、第1遮断バルブ(I6)を介してSOV(V6)の入口に接続されている。SOV(V4)の出口は、シャトルバルブ(S7)の入力ポートに接続されている。SOV(V5)の出口は、シャトルバルブ(S7、S8)の入力ポートに接続されている。SOV(V6)の出口は、シャトルバルブ(S8)の入力ポートに接続されている。シャトルバルブ(S7、S8)の出力ポートは、流体出口(104)に接続されているシャトルバルブ(S9)の入力ポートに接続されている。
【0059】
次の真理値表(表3)は、SOV(V1-V6)の様々な作動状態に対するシステム(500)の出力を示している。
【表3】
【0060】
上記の真理値表から、SOV(V1およびV6)またはSOV(V3およびV4)のみが通電状態にあり、残りのSOV(V2-V5)または(V1、V2、V5、V6)が非通電状態の場合でも、流体は流体出口(104)で受け取られることがわかり得る。
【0061】
図5に示すシステム(300)は、シャトルバルブの冗長性を提供し、SOV(V1-V6)およびシャトルバルブ(S1-S8)の両方の個別の遮断を容易にする。さらに、追加のシャトル値(S1’-S6’)を含めると、システムの可用性が改善し、システムの障害/完全なシャットダウンの可能性も最小限に抑えられる。
【0062】
一実施形態では、SOV[(V1-V2、V4-V5)、(V1-V6)]は、3/2ポペットバルブであり、遮断バルブ[(I1-I2、I4-I5)、(I1-I6)]は3/2バルブである。
【0063】
一実施形態では、システム(300)は、排気残留物を大気中に排出するための少なくとも1つの排気口(108)を含む。
【0064】
有利なことに、SOV[(V1-V2、V4-V5)、(V1-V6)]および第1の遮断バルブ[(I1-I2、I4-I5)、(I1-I6)]は一緒に統合され、2つの異なる取り付け配置は不要になる。
【0065】
実施形態の前述の説明は、例示の目的で提供されており、本開示の範囲を限定することを意図するものではない。特定の実施形態の個々の構成要素は、一般に、その特定の実施形態に限定されないが、交換可能である。そのような変形は、本開示からの逸脱とみなされるべきではなく、そのようなすべての修正は、本開示の範囲内であるとみなされる。
【0066】
技術的進歩
本明細書で上に記載された本開示は、以下を含むがこれらに限定されない、流体送達用マニホールドシステムの実現を含むいくつかの技術的利点を有する。
●システムの可用性を常に維持すること、
●ソレノイド作動バルブの簡単な保守および修理を容易にすること、
●信頼性があること、
●ソレノイド作動バルブの個別の遮断を容易にすること
●工業プロセスの安全性および可用性の程度を改善すること、
●システム全体に影響を与えることなく、1つのバルブの保守を容易にすること、
●プロセス全体をシャットダウンすることなく、複数の故障したバルブの保守を容易にすること、
●出口の流れを妨げることなく、複数の故障したバルブの交換を容易にすること、
●シャトルバルブの簡単な交換を容易にすること、および
●完全なシャットダウンの可能性を最小限に抑えること。
【0067】
本明細書の実施形態およびその様々な特徴および利点の詳細は、以下の説明における非限定的な実施形態を参照して説明される。本明細書の実施形態を不必要に不明瞭にしないために、周知の構成要素および処理技術の説明は省略されている。本明細書で使用される実施例は、単に本明細書の実施形態が実施され得る方法の理解を容易にし、さらに当業者が本明細書の実施形態を実施できるようにすることを意図している。したがって、これらの実施例は、本明細書の実施形態の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
【0068】
特定の実施形態の前述の説明は、本明細書の実施形態の一般的な性質を完全に明らかにするので、他の人は、現在の知識を適用することによって、一般的な概念から逸脱することなく、そのような特定の実施形態を様々な用途に容易に修正および/または適合させることができ、したがって、そのような適合および修正は、開示された実施形態の同等物の意味および範囲内で理解されるべきであり、理解されることを意図している。本明細書で使用される表現または用語は、説明を目的とするものであり、限定を目的とするではないことを理解されたい。したがって、本明細書の実施形態は好ましい実施形態に関して説明されてきたが、当業者は、本明細書の実施形態が、本明細書に記載の実施形態の精神および範囲内で修正して実施できることを認識するであろう。
【0069】
「少なくとも」または「少なくとも1つ」という表現の使用は、本開示の実施形態において1つ以上の所望の目的または結果を達成するために使用されるもので、1つ以上の要素または成分または数量の使用を示唆する。
【0070】
本明細書では、好ましい実施形態の構成要素および構成要素部分にかなりの重点が置かれているが、本開示の原理から逸脱することなく、多くの実施形態を行うことができ、好ましい実施形態に多くの変更を加えることができることが理解されよう。本開示の好ましい実施形態ならびに他の実施形態におけるこれらおよび他の変更は、本明細書の開示から当業者には明らかであり、それにより、前述の説明事項は、限定としてではなく、単に例
示として解釈されるべきであることが明確に理解されるべきである。