特表 2023-545020 バルブ診断及び性能システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-10-26

(54)【発明の名称】バルブ診断及び性能システム

(51)【国際特許分類】

   F16K 37/00 20060101AFI20231019BHJP

【ＦＩ】

F16K37/00 M

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023520350

(86)(22)【出願日】2021-09-30

(85)【翻訳文提出日】2023-05-25

(86)【国際出願番号】 US2021052867

(87)【国際公開番号】W WO2022072627

(87)【国際公開日】2022-04-07

(31)【優先権主張番号】17/061,384

(32)【優先日】2020-10-01

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】506018363

【氏名又は名称】サウジ アラビアン オイル カンパニー

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ジェンタ、パブロ ダニエル

(72)【発明者】

【氏名】アル－アルファジュ、エッサム アフメド

【テーマコード（参考）】

3H065

【Ｆターム（参考）】

3H065AA06

3H065BB11

(57)【要約】

産業用パイプラインに使用されるボールバルブについて説明する。ボールバルブは、弁箱と、弁箱に取り付けられた入口閉鎖片と、出口閉鎖片であって、弁箱、入口閉鎖片、及び出口閉鎖片が共に内部キャビティを画定する、出口閉鎖片と、内部キャビティに配置されたボールであって、ボールを貫通して延びるボアを画定するボールと、ボールに隣接する弁座と、入口閉鎖片に取り付けられた第１の歪みセンサと、出口閉鎖片に取り付けられた第２の歪みセンサと、リングセンサと弁座に配置された磁化されたインサートリングとを含む弁座ずれセンサシステムと、第１の歪みセンサ及び第２の歪みセンサと通信する電子コントローラシステムであって、ボールバルブを通過するピグの位置を推定し、弁座ずれを特定する、ように構成された電子コントローラシステムシステムと、を含む。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

産業用パイプラインに使用されるボールバルブであって、
弁箱と、
前記弁箱に取り付けられた入口閉鎖片と、
前記弁箱に取り付けられた出口閉鎖片であって、前記弁箱、前記入口閉鎖片、及び前記出口閉鎖片が共に内部キャビティを画定する、出口閉鎖片と、
前記内部キャビティに配置されたボールであって、前記ボールを貫通して延びるボアを画定するボールと、
前記ボールに隣接する弁座と、
前記入口閉鎖片に取り付けられた第１の歪みセンサと、
前記出口閉鎖片に取り付けられた第２の歪みセンサと、
前記出口閉鎖片の閉鎖片本体に組み込まれたリングセンサと、前記弁座に配置された磁化されたインサートリングと、を備える弁座ずれセンサシステムと、
前記第１の歪みセンサ及び前記第２の歪みセンサと通信する電子コントローラシステムであって、
前記第１の歪みセンサ及び前記第２の歪みセンサからの信号に基づいて、前記入口閉鎖片及び前記出口閉鎖片にピグが到着する時間を比較することにより前記ボールバルブを通過する前記ピグの位置を推定し、
前記リングセンサからの信号に基づいて弁座ずれを特定する、
ように構成された電子コントローラシステムシステムと、を備える、
ボールバルブ。

【請求項2】

前記リングセンサのための出力ケーブルが、前記出口閉鎖片の前記閉鎖片本体に画定された第１の導管を通り、当該導管は、前記リングセンサから圧力分離ねじプラグまで延びている、
請求項１に記載のボールバルブ。

【請求項3】

圧力分離ねじプラグに直接終端する出力端子を有するセンサ調整電子ボードをさらに備える、
請求項２に記載のボールバルブ。

【請求項4】

弁座の移動によって加えられる圧力に応答する圧電センサアセンブリをさらに備える、
請求項１に記載のボールバルブ。

【請求項5】

前記圧電センサアセンブリは、前記出口閉鎖片の弁座ポケット領域に機械加工された溝に着座する、埋め込まれたファイバーを有する光ファイバーインサートを備える、
請求項４に記載のボールバルブ。

【請求項6】

前記圧電センサアセンブリは、前記弁座に取り付けられたスプリングであって、前記弁座の動きが前記光ファイバーインサートの機械的負荷に変換されるように前記弁座と前記光ファイバーインサートとの間に延びるスプリングをさらに備える、
請求項５に記載のボールバルブ。

【請求項7】

前記圧電センサアセンブリは、複数の前記光ファイバーインサート及び関連するスプリングを備え、圧電センサ出力信号ケーブルが、前記弁座の周りの環状導管を通って複数の前記光ファイバーインサート間に延びている、
請求項６に記載のボールバルブ。

【請求項8】

前記入口閉鎖片及び前記出口閉鎖片は、それぞれ、閉鎖片本体、内側フランジ、及び外側フランジを備え、前記第１の歪みセンサは、前記入口閉鎖片の前記閉鎖片本体に直接接触する歪みゲージと、トランスデューサの回路とを含む、
請求項５に記載のボールバルブ。

【請求項9】

前記歪みゲージは、溶接ボス内側キャビティに着座している、
請求項８に記載のボールバルブ。

【請求項10】

前記歪みゲージは、回転接触によって前記トランスデューサに接続された歪みゲージケーブルを含む、
請求項９に記載のボールバルブ。

【請求項11】

産業用パイプラインに使用されるボールバルブであって、
弁箱と、
前記弁箱に取り付けられた入口閉鎖片と、
前記弁箱に取り付けられた出口閉鎖片であって、前記弁箱、前記入口閉鎖片、及び前記出口閉鎖片が共に内部キャビティを画定する、出口閉鎖片と、
前記内部キャビティに配置されたボールであって、前記ボールを貫通して延びるボアを画定するボールと、
前記ボールに隣接する弁座と、
前記出口閉鎖片の閉鎖片本体に組み込まれたリングセンサと、前記弁座に配置された磁化されたインサートリングと、を備える弁座ずれセンサシステムと、
第１の歪みセンサ及び第２の歪みセンサと通信する電子コントローラシステムであって、前記リングセンサからの信号に基づいて弁座ずれを特定するように構成された電子コントローラシステムシステムと、を備える、
ボールバルブ。

【請求項12】

前記リングセンサのための出力ケーブルが、前記出口閉鎖片の前記閉鎖片本体に画定された第１の導管を通り、当該導管は、前記リングセンサから圧力分離ねじプラグまで延びている、
請求項１１に記載のボールバルブ。

【請求項13】

圧力分離ねじプラグに直接終端する出力端子を有するセンサ調整電子ボードをさらに備える、
請求項１２に記載のボールバルブ。

【請求項14】

弁座の移動によって加えられる圧力に応答する圧電センサアセンブリをさらに備える、
請求項１１に記載のボールバルブ。

【請求項15】

前記圧電センサアセンブリは、前記出口閉鎖片の弁座ポケット領域に機械加工された溝に着座する、埋め込まれたファイバーを有する光ファイバーインサートを備える、
請求項１４に記載のボールバルブ。

【請求項16】

前記圧電センサアセンブリは、前記弁座に取り付けられたスプリングであって、前記弁座の動きが前記光ファイバーインサートの機械的負荷に変換されるように前記弁座と前記光ファイバーインサートとの間に延びるスプリングをさらに備える、
請求項１５に記載のボールバルブ。

【請求項17】

前記圧電センサアセンブリは、複数の前記光ファイバーインサート及び関連するスプリングを備え、圧電センサ出力信号ケーブルが、前記弁座の周りの環状導管を通って複数の前記光ファイバーインサート間に延びている、
請求項１６に記載のボールバルブ。

【請求項18】

産業用パイプラインに使用されるボールバルブであって、
弁箱と、
前記弁箱に取り付けられた入口閉鎖片と、
前記弁箱に取り付けられた出口閉鎖片であって、前記弁箱、前記入口閉鎖片、及び前記出口閉鎖片が共に内部キャビティを画定する、出口閉鎖片と、
前記内部キャビティに配置されたボールであって、前記ボールを貫通して延びるボアを画定するボールと、
前記入口閉鎖片に取り付けられた第１の歪みセンサと、
前記出口閉鎖片に取り付けられた第２の歪みセンサと、
前記第１の歪みセンサ及び前記第２の歪みセンサと通信する電子コントローラシステムであって、前記第１の歪みセンサ及び前記第２の歪みセンサからの信号に基づいて、前記入口閉鎖片及び前記出口閉鎖片にピグが到着する時間を比較することにより前記ボールバルブを通過する前記ピグの位置を推定するように構成された電子コントローラシステムシステムと、を備える、
ボールバルブ。

【請求項19】

前記入口閉鎖片及び前記出口閉鎖片は、それぞれ、閉鎖片本体、内側フランジ、及び外側フランジを備え、前記第１の歪みセンサは、前記入口閉鎖片の前記閉鎖片本体に直接接触する歪みゲージと、トランスデューサの回路とを含む、
請求項１８に記載のボールバルブ。

【請求項20】

前記歪みゲージは、溶接ボス内側キャビティに着座している、
請求項１９に記載のボールバルブ。

【請求項21】

前記歪みゲージは、回転接触によって前記トランスデューサに接続された歪みゲージケーブルを含む、
請求項２０に記載のボールバルブ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

［優先権主張］
本出願は、２０２０年１０月１日に出願された米国特許出願第１７／０６１，３８４号の優先権を主張し、その全内容は参照によりここに組み込まれる。

【0002】

［技術分野］
本開示は、概して、ボールバルブの診断及び性能監視システムに関し、特に、機能不全及び部品の故障を検出するためのシステムに関する。

【背景技術】

【0003】

［背景］
バルブは、様々な流路を開いたり閉じたり又は部分的に塞いだりすることで、流体（気体、流動体、スラリー、液体）の流れを調節する。バルブは、流体のバルブに対する流入及び流出を可能にする２つ以上のポート（出入口）を有している。バルブは、弁座と接する弁部材を収容する弁箱を含む。弁座は弁箱の内面に沿って形成され、弁部材が完全に閉じたときに漏れのないシールを形成する。弁部材は、弁座に対する内部の弁部材の位置を制御するための運動を伝達するために使用される弁棒に取り付けられ、又は接触する。弁棒は、弁箱の外側で、ハンドルや他の制御装置に取り付けられている。

【0004】

隔離弁は、多くの産業プラントで不可欠な要素である。バルブには４つの基本設計があり、それは、グローブバルブ、ボールバルブ、バタフライバルブ、及びゲートバルブである。バルブの性能は、システムの寿命を通じて、及びプラントの効率性を確保するために、重要である。

【発明の概要】

【0005】

本明細書は、例えば産業プラントの隔離弁に使用可能な診断及び性能監視システムを含むバルブを説明する。これらの診断及び性能監視システムの構成は、概ね、スプリットボディバルブ（分割本体バルブ）のメンテナンスとアクセスの容易性を向上させるものである。これらのシステムは、弁軸上のトルクや位置、弁座の流量、弁棒パッキンの漏れ、弁箱閉塞部の漏れ、バルブ内部のパイプラインピグ（スクレーパー）位置、バルブ性能の本来の仕様条件に対するずれを定量的に検出及び計測する。また、本システムは、予防的保守手順を監視し、弁座の損傷やずれを特定する。本システムは、ローカルデータ記録装置、ロジックソルバ、及びバルブの設計を記録し性能データと性能偏差を評価する遠隔読取可能なタグを備えている。「ロジックソルバ」という用語は、従来、安全上重要な機器に入出力が接続されているハードウェア装置又はソフトウェアシステムを示すために使用されている。

【0006】

本システムは、弁箱に接続され挿入されたセンサ、弁座リーク測定用のコントローラ、通信装置、及びインターフェース電気ハウジングを備える。インターフェース電気ハウジングは、診断用ロジックソルバをホストする。ロジックソルバは、不揮発性メモリ、外部電源のための内部電源函接続、及び通信ポートを主要としている。本開示のシステムは、漏洩する弁座を特定し、温度及び圧力に対して補正された漏洩流量を計算する、弁座漏洩流通装置を含む。

【0007】

本システムは、ソフトシート（軟質弁座）又はメタルシート（金属弁座）の１つ又は複数の本体片で組み立てられたボールバルブの弁箱の漏れを検出する。本監視システムは、ボールバルブ、溶接本体タイプ、スプリットボディタイプ、トップエントリータイプ、３ピースタイプのバルブに組み込むことができる。本システムは、問題を診断、測定、及び検出して、弁座の全体的な物理的状態、トリムとボディ（本体）との間のバルブキャビティ内の流体の存在、バルブトリムのバルブ開口部に対する実際の位置、及びバルブボアに対する弁座のアライメント（位置合わせ）を評価することができる。本システムは、パイプラインのピグ装置が隔離弁を横切って移動している間に、その位置を特定することができる。パイプラインのスクレーピング（清掃）中に、バルブボアを通過するピグが捕捉され、弁座に損傷を与えることがある。ピグに信号機が装備されていない場合、バルブの検査が行われるまで、ピグの位置がわからないままになってしまうことがある。

【0008】

本監視システムは、弁棒パッキンの漏れを検出及び測定する。弁棒パッキンの漏れは、バルブグランドとバルブアクチュエータとの間の連絡フランジに加工されていてパッキン内の漏洩流れプロファイルを測定する１つの内蔵装置によって測定される。本監視システムは、取り付け前にバルブの状態を評価するために、シートの損傷を検出して位置を特定する。この技術は、バルブ内部部品に組み込まれた電気センサを大気から隔離するための特定のアセンブリを提供することができる。

【0009】

本監視システムは、弁箱内のバルブ閉鎖の各片に取り付けられた非侵入型センサを含む。センサはピグ通路の位置を特定し、ロジックソルバに信号を送る。ロジックサーバは、ピグの位置を推定し、バルブ内部のトラッピング（捕捉）を防ぐ。ロジックソルバは、バルブの入口閉鎖片及び出口閉鎖片におけるピグの到達時刻を比較する。信号は、１つの閉鎖片で検出されると、別の閉鎖片でも検出される。

【0010】

本監視システムは、２ピース以上のアセンブリ（組立体）で設計されたボールバルブ（例えば、スプリットボディ、トップエントリー）の接続部漏れ及びフランジボルトの状態を検出し、位置を特定するための統合装置を含んでいる。この装置は、溝に挿入された無電圧の高感度光ファイバーケーブルからなる。溝は弁箱の接合面に加工されている。光ファイバーは、ボルト締めトルクのアンバランスによって生じる機械的応力を検出し、その位置を特定する。光ファイバーは、弁箱を漏れる流体の存在を検出することもできる。ロジックソルバで動作する反射測定ルーチンにより、ファイバーは指定されたパラメータを検出することができる。いくつかの実施では、１つ又は複数のファイバーが、バルブボールのボトムプレートに加工された機械的な導管に組み込まれている。一部のファイバーは局所応力の測定に特化し、他のファイバーは流体の検出に特化している。

【0011】

本監視システムは、弁箱に対する浮動弁座（フロート弁座）のアライメント（位置合わせ）を検出する装置を含む。この装置は、弁箱の溝に挿入された無電圧のファイバーセンサからなる。本体シート部分に対する浮動弁座要素のいかなるミスアライメント（ずれ）も、ロジックソルバで実行される反射測定ルーチンを通じて、ファイバーによって検出される。

【0012】

本監視システムは、キャピラリ圧力センサと、弁箱閉鎖片における流体継手の漏れを検出するための隔離アセンブリと、を含む。

【0013】

本監視システムは、弁座漏洩流量装置及びコントローラを含む。この装置は、電磁弁によって隔離され、コントローラによって制御される複数の較正済みオリフィスを提供する。いくつかの実施では、ロジックソルバは、コントローラルーチンを実行する。コントローラは、予め決められたルーチンを実行し、流量測定に使用されるオリフィスを自動的に選択する。この実行は、範囲外の条件が検出されたときに、より大きいオリフィスの実行とより小さいオリフィスの実行とを切り替えることによって行われる。コントローラは、温度と圧力を補償した漏洩流量を計算するために、選択されたオリフィスを横切る差圧読み取り値を受け取る。

【0014】

本監視システムは、バルブメインケーブルの耐圧アセンブリを含む。これにより、内側のバルブセンサが３段階のシールで外部環境と安全に接続することができる。この３段階は、内側のセンサを隔離するケーブル・オス・コネクタプラグ、外部の電気導管付きケーブル、完全な回収位置での密閉性を提供するメス・コネクタのバックシール、及び操作中にコネクタプラグが破損した場合に流体密閉性を提供するパイプティーパッキンネックを含む。バルブメインケーブルの耐圧アセンブリは、隔離弁をさらに提供し、プラグが破損した場合に完全に隔離することを可能にする。

【0015】

ある態様では、産業用パイプラインに使用されるボールバルブは、弁箱と、前記弁箱に取り付けられた入口閉鎖片と、前記弁箱に取り付けられた出口閉鎖片であって、前記弁箱、前記入口閉鎖片、及び前記出口閉鎖片が共に内部キャビティを画定する、出口閉鎖片と、前記内部キャビティに配置されたボールであって、前記ボールを貫通して延びるボアを画定するボールと、前記ボールに隣接する弁座と、前記入口閉鎖片に取り付けられた第１の歪みセンサと、前記出口閉鎖片に取り付けられた第２の歪みセンサと、前記出口閉鎖片の閉鎖片本体に組み込まれたリングセンサと、前記弁座に配置された磁化されたインサートリングと、を備える弁座ずれセンサシステムと、前記第１の歪みセンサ及び前記第２の歪みセンサと通信する電子コントローラシステムであって、前記第１の歪みセンサ及び前記第２の歪みセンサからの信号に基づいて、前記入口閉鎖片及び前記出口閉鎖片にピグが到着する時間を比較することにより前記ボールバルブを通過する前記ピグの位置を推定し、前記リングセンサからの信号に基づいて弁座ずれを特定する、ように構成された電子コントローラシステムシステムと、を含む。

【0016】

ある態様では、産業用パイプラインに使用されるボールバルブは、弁箱と、前記弁箱に取り付けられた入口閉鎖片と、前記弁箱に取り付けられた出口閉鎖片であって、前記弁箱、前記入口閉鎖片、及び前記出口閉鎖片が共に内部キャビティを画定する、出口閉鎖片と、前記内部キャビティに配置されたボールであって、前記ボールを貫通して延びるボアを画定するボールと、前記ボールに隣接する弁座と、前記出口閉鎖片の閉鎖片本体に組み込まれたリングセンサと、前記弁座に配置された磁化されたインサートリングと、を備える弁座ずれセンサシステムと、第１の歪みセンサ及び第２の歪みセンサと通信する電子コントローラシステムであって、前記リングセンサからの信号に基づいて弁座ずれを特定するように構成された電子コントローラシステムシステムと、を含む。

【0017】

ある態様では、産業用パイプラインに使用されるボールバルブは、弁箱と、前記弁箱に取り付けられた入口閉鎖片と、前記弁箱に取り付けられた出口閉鎖片であって、前記弁箱、前記入口閉鎖片、及び前記出口閉鎖片が共に内部キャビティを画定する、出口閉鎖片と、前記内部キャビティに配置されたボールであって、前記ボールを貫通して延びるボアを画定するボールと、前記入口閉鎖片に取り付けられた第１の歪みセンサと、前記出口閉鎖片に取り付けられた第２の歪みセンサと、前記第１の歪みセンサ及び前記第２の歪みセンサと通信する電子コントローラシステムであって、前記第１の歪みセンサ及び前記第２の歪みセンサからの信号に基づいて、前記入口閉鎖片及び前記出口閉鎖片にピグが到着する時間を比較することにより前記ボールバルブを通過する前記ピグの位置を推定するように構成された電子コントローラシステムシステムと、を含む。

【0018】

この産業用パイプラインに使用されるボールバルブの実施の形態は、以下の特徴の１つ又は複数を含む。

【0019】

ある実施の形態では、前記リングセンサのための出力ケーブルが、前記出口閉鎖片の前記閉鎖片本体に画定された第１の導管を通り、当該導管は、前記リングセンサから圧力分離ねじプラグまで延びている。場合によっては、圧力分離ねじプラグに直接終端する出力端子を有するセンサ調整電子ボード。

【0020】

ある実施の形態では、ボールバルブは、弁座の移動によって加えられる圧力に応答する圧電センサアセンブリを含む。場合によっては、前記圧電センサアセンブリは、前記出口閉鎖片の弁座ポケット領域に機械加工された溝に着座する、埋め込まれたファイバーを有する光ファイバーインサートを備える。場合によっては、前記圧電センサアセンブリは、また、前記弁座に取り付けられたスプリングであって、前記弁座の動きが前記光ファイバーインサートの機械的負荷に変換されるように前記弁座と前記光ファイバーインサートとの間に延びるスプリングを含む。場合によっては、前記圧電センサアセンブリは、複数の前記光ファイバーインサート及び関連するスプリングを含み、圧電センサ出力信号ケーブルが、前記弁座の周りの環状導管を通って複数の前記光ファイバーインサート間に延びている。場合によっては、前記入口閉鎖片及び前記出口閉鎖片は、それぞれ、閉鎖片本体、内側フランジ、及び外側フランジを備え、前記第１の歪みセンサは、前記入口閉鎖片の前記閉鎖片本体に直接接触する歪みゲージと、トランスデューサの回路とを含む。場合によっては、前記歪みゲージは、溶接ボス内側キャビティに着座している。場合によっては、前記歪みゲージは、回転接触によって前記トランスデューサに接続された歪みゲージケーブルを含む。

【0021】

要約すると、開示された技術は、世界中のプラントの工業用バルブに見られる様々なバルブの問題に対処するための固有かつ特有な装置及び計測器を提供する総合バルブ診断システムである。この発明の装置は、既存のバルブ部品の内部に組み込むことができる。あらゆる既存のバルブは、追加の計測器を必要とせず、その現在の状態を自己診断するために適用することができる。この技術は、石油及びガス、石油化学、化学、製薬、食品加工、及び水運など、多くの産業で応用されるバルブの組み込み診断システムを含む。

【0022】

これらのシステム及び方法の１つ又は複数の実施形態の詳細は、添付の図面及び以下の説明に記載されている。これらのシステム及び方法の他の特徴、目的、及び利点は、説明及び図面、並びに特許請求の範囲から明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1A】診断及び性能監視システムを組み込んだクラス１ディビジョン２設置のボールバルブの側面図である。

【図1B】ボールバルブの概略断面図である。

【0024】

【図2】ロジックソルバの接続を示す概略図である。

【0025】

【図3】クラス１ディビジョン１防爆設置の弁のロジックソルバのエンクロージャを示す斜視図である。

【0026】

【図4】本体漏洩センサの内部導管を有する弁箱上部及び弁箱閉鎖部の断面の概略図である。

【0027】

【図5】弁箱と端部閉鎖片との間の弁箱外側導管の接合部を示す斜視図である。

【0028】

【図6】弁箱の外側で電力及びセンサ信号を伝送する弁箱外側導管の断面図である。

【0029】

【図7】統合された位置及びトルクアセンブリと共に、上流圧力センサ及び下流圧力センサをロジックソルバエンクロージャ及びステムパッキン漏洩装置に接続する弁箱外側導管を利用するクラス１ディビジョン１防爆設置のバルブの概略図である。

【0030】

【図8】センサファイバーを導くための浮動弁座ずれセンサの加工された導管の等角図である。

【0031】

【図9】ボールに対する弁座の位置ずれによって生じる浮動弁座の傾きを示す断面図である。

【0032】

【図10】スプリングアセンブリの断面図である。

【0033】

【図11】ずれ検出装置の断面図である。

【0034】

【図12】バルブの浮動弁座及び非金属インサートの等角図である。

【0035】

【図13A】一体型弁棒漏れ流量・トルク・位置検出装置及び上部バルブアクチュエータ連絡フランジの設計特徴を示す概略図である。

【図13B】一体型弁棒漏れ流量・トルク・位置検出装置及び上部バルブアクチュエータ連絡フランジの設計特徴を示す概略図である。

【0036】

【図14】図１３Ａ及び図１３Ｂに示す弁棒漏洩検知及び漏洩流量測定システムの配管及び機器図である。

【0037】

【図15】ピグ検出センサ、電気導管、及びロジックソルバエンクロージャに接続する導管継手の機械的接続を示す等角図である。

【0038】

【図16】機器、バルブ、ロジックソルバ、機器・電磁弁・ロジックソルバの電気信号、並びに機械的及び電気的接続を示す、弁座漏洩流量測定装置の配管及び機器図である。

【0039】

【図17】内部バルブメインケーブル耐圧アセンブリ、ソケット挿入物、及び取り出し機構を示す概略図である。

【0040】

【図18】ソケットセンサ出力メスコネクタの概略図である。

【0041】

【図19】ケーブル出力ブッシングを示すソケットセンサ出力メスコネクタの概略図である。

【0042】

【図20】ケーブルブッシング、ケーブル、及びバックメタルバックシールリングを示すソケットセンサ出力メスコネクタの等角図である。

【0043】

【図21】プッシャーステムパイプのカバープレートを示す上面図である。

【0044】

【図22】バルブボア内のセンサ出力メスコネクタを示す概略図である。

【0045】

【図23】センサ出力メスコネクタのバックメタル－金属弁座を示す概略図である。

【0046】

【図24】弁箱接続部漏洩センサ、弁箱接続部荷重センサ、及び内部導管を示す概略図である。

【0047】

【図25】弁箱漏洩センサの概略図である。

【0048】

【図26】弁箱漏洩及び荷重センサケーブルを受けるキャビティの概略図である。

【0049】

【図27】ロジックソルバエンクロージャを有する内部センサのインターフェース絶縁フランジを示す概略図である。

【0050】

【図28】インターフェース絶縁フランジを示す概略図である。

【0051】

【図29】データ転送システムの概略ブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0052】

本明細書は、例えば産業プラントの隔離弁に使用可能な診断及び性能監視システムを含むバルブを説明する。これらの診断及び性能監視システムの構成は、一般に、スプリットボディバルブのメンテナンスとアクセスの容易性を向上させるものである。これらのシステムは、弁棒上のバルブトルク及び位置、弁座の流量、弁棒パッキンの漏れ、弁箱閉塞部の漏れ、弁内部のパイプラインピグ（スクレーパー）位置、及び弁性能の本来の仕様条件に対するずれを定量的に検出及び計測する。また、このシステムは、予防的なメンテナンス処置の実施状況を監視し、弁座の損傷やずれを特定する。このシステムは、バルブの設計を記録し、性能データ及び性能偏差を評価するための、ローカルデータ記録装置、ロジックソルバ、及び遠隔読取可能なタグを備えている。ロジックソルバという用語は、慣例的に、安全上重要な機器に入出力が接続されているハードウェア装置又はソフトウェアシステムを示すために使用される。

【0053】

このシステムは、弁箱に接続され挿入されたセンサ、弁座リーク測定用のコントローラ、通信装置、及びインターフェース電気ハウジングを含む。インターフェース電気ハウジングは、診断用ロジックソルバをホストする。ロジックソルバは、不揮発性メモリ、外部電源のための内部電源函接続、及び通信ポートを主要としている。本開示のシステムは、漏洩する弁座を特定し、温度及び圧力に対して補正された漏洩流量を計算する、弁座漏洩流通装置を含む。

【0054】

流量測定は実際の流動状態で行われ、流量は圧力及び温度の標準的な条件で表される。実際の流量測定は、流体密度の変化を含む圧力及び温度の特定の流動条件に対して再計算（すなわち補正）される。

【0055】

［バルブ構成］
図１Ａ及び図１Ｂは、それぞれ、クラス１ディビジョン２設置の隔離弁１０００の斜視図及び断面図である。隔離弁１０００は、中央ボア１１０８を画定するボール１１０４を保持する弁箱１１００を有する３ピースボール弁である。ボール１１０４内を通る中央ボア１１０８は、隔離弁１０００が取り付けられるパイプラインと同じ大きさである。この大きさは、バルブ１０００を通る流れが制限されないので摩擦損失が少なく、パイプラインのピギングを可能にするが、バルブ１０００は、より小さなボールを持つバルブよりも大きく、より高価である。

【0056】

弁棒１１１０は、ボール１１０４から上方に延びる。バルブアクチュエータ３３２は、弁棒１１１０に取り付けられ、ボール１１０４をその開位置とその閉位置との間で回転させるように動作可能である。弁箱１１００は、上流側閉鎖片１１１２と下流側閉鎖片１１１６とに取り付けられている。閉鎖片（クロージャピース）は、本体１１１７と、外側フランジ１１１８と、内側フランジ１１１９とを含む。閉鎖片は、本体フランジと呼ばれることもある。弁箱１１００内の浮動弁座（フロート弁座）１１２０は、ボール１１０４を弁箱内の適切な位置に保持する。

【0057】

３ピース設計により、ボール１１０４、弁棒１１１０、及び弁座１１２０を含む弁箱１１００を、パイプラインから容易に取り外すことができる。これにより、バルブ１０００の効率的なメンテナンス及び修理が容易になる。

【0058】

弁１０００はロジックソルバ１１２４を含み、それは図８～図２４に関して詳細に説明されるセンサを監視し制御する。ロジックソルバエンクロージャ（筐体）７０は、弁箱１１００に取り付けられ、センサシステムからセンサ入力電線用導管８４、８５、８６、８７、８８、８９、９０、９１を受け取る。いくつかの実施形態では、弁座ずれセンサ、ピグ通過センサ、本体フランジ荷重及び流体耐火本体接続センサのケーブルは、導管８４内に移動してロジックソルバエンクロージャ７０へ至る。いくつかの実施形態では、ピグセンサ７５、７６は、それぞれ、導管８６、９０によってロジックソルバエンクロージャ７０に接続する。

【0059】

ルートバルブ７９によって隔離された上流側圧力センサ７１、及び、ルートバルブ８３によって隔離された下流側圧力センサ７４は、それぞれ、導管９１、８８を介してロジックソルバエンクロージャに接続する。これらのルートバルブは、計測器をプロセスから隔離するバルブであり、一般にプロセスラインに近い位置にある。これらの圧力センサは、クラスＩ、ディビジョン１の危険区域でＡＴＥＸ又はＩＥＣＥｘの承認を受けた防爆型圧力トランスミッタ（伝送器）であり得る。これらのトランスミッタは、電流又は電圧出力を提供することができ、過酷な周囲条件用に設計されている。導管８９は、接続カプラ９２を介してロジックソルバエンクロージャ７０とバルブアクチュエータとを接続するための経路を提供する。

【0060】

［ロジックソルバ接続性及びエンクロージャ］
図２は、ロジックソルバ３００とその接続性を説明するための概略図である。ロジックソルバ３００は、データリンク３０８を介して、通信モジュール３０１に接続している。通信モジュール３０１は、図１Ａに示すロジックソルバエンクロージャ７０内に収容されている。通信モジュール３０１は、配線接続リンク３０２による配線で接続された通信又はアンテナ３０３による無線通信を携帯用デバイス３０４に提供する。デバイス３０４は、ロジックソルバ３００からのデータの読み出し及びロジックソルバ３００へのデータの書き込みを行う。ロジックソルバ３００は、電源の自律性を可能にするために、ロジックソルバエンクロージャ７０の内部に設置された電源函（パワーパック）３０５によって外部から電力供給を受ける。いくつかの実施形態では、ロジックソルバは、代替的又は追加的に他の電源（例えば、プラントの電気系統に配線で接続される）を備える。

【0061】

ロジックソルバ３００は通信ポート３０６、３０７を提供し、これらは、それぞれ、プログラミング用、弁座漏洩流通流量測定装置（例えば、図１６に関して説明される弁座漏洩流通流量測定装置）との通信用、及び外部ディスプレイ及びキーボードモジュール３０９との接続用である。また、ロジックソルバ３００は、バルブアクチュエータ３３２と通信するための通信ポート３４０を提供する。ロジックソルバは、システム３３３全体のデータを格納するＲＦＩＤタグ３２２からのデータリンク３２１、センサ３１０、３１１、３１２、３１３、３１４、３１５、３１６、３１７、３１８、３１９、３２０、並びにバルブ３３１及びアクチュエータ３３２のデータを受信する。ロジックソルバ３００においてユーザによって指定された時間枠で定期的に、ＲＦＩＤタグ３２２は、バルブ及びアクチュエータパラメータの性能偏差、並びに、すべてが不揮発性メモリブロック３０５に同時に格納されているシステム３３３パラメータを含むように、プログラムされている。ロジックソルバ３００は、ピグ通路歪みセンサ３１０、３１１、本体フランジ荷重センサ３１２、流体耐火本体接合センサ３１３、圧電弁座荷重センサ３２０、弁棒漏洩センサ３１９、上流圧力センサ３１４及び下流圧力センサ３１５、弁座ずれセンサ３１６、バルブトルク３１７及びバルブ位置３１８からの入力を受け取る。これらのセンサは、図８～図２４に関してより詳細に説明される。

【0062】

図３は、隔離弁１０００の弁棒５２２及び上部フランジ５２１に対する位置にあるクラス１ディビジョン１防爆設置の弁のロジックソルバ３００のエンクロージャ５２３を示す。ボルト５１８は、閉鎖片５２５をバルブ１０００の弁箱１１００に取り付ける。同様のボルトは、閉鎖片５２５の外側フランジ５１９に画定されたボア５２０を通して取り付けられる。ＲＦＩＤ５１５は、エンクロージャカバー５１３に取り付けられたプレート５１４の下に挿入されている。プレート５１４は、ユーザが現場で見ることができるように、システムの設計及び設置の詳細を記載するために使用される。エンクロージャ５２３は、主弁箱５１０に溶接された支持板５１１、５２４によって弁箱５１０に取り付けられている。封止用導管継手５１２、５１７は、ロジックソルバ３００の入出力ケーブルに保護を与える。

【0063】

図４は、弁箱５５０の上端、弁箱閉鎖片５５１のジョイント５６６、及びバルブフランジ５６５の上部を示す断面図である。主内部導管路５６３は、本体フランジ荷重センサ、本体接続漏洩センサ、及びずれセンサのケーブルのための経路を提供するために、弁箱５５１内に機械加工されており、それらはそれぞれ機械加工された内部導管５６２、５６１、５５６によって主経路５５３に接続する。本体フランジ荷重センサキャビティ５５９、本体接続漏洩キャビティ５５８、及びずれセンサキャビティ５５５、５５７は、センサのための主閉鎖片本体５５１への接合を提供する。ずれセンサキャビティ５５５、５５７内のセンサは、弁座にかかる力を測定する。

【0064】

［内部導管及び外部導管］
図５は、弁箱のセクション５７３、５８０に示されるように溶接された分割電気導管５７５、５７０と、主弁箱５７８と閉鎖片本体５７９との間のジョイント５７２における二重結合アセンブリ、５７４、５７１、ニップル５７６の斜視図である。二重結合アセンブリ、５７１、５７４、及び５７６は、メンテナンス目的又は分解目的のために、ジョイント５７２で電気導管片５７０を５７５から切り離すことを容易にする。特に、この特定の構造ｏは、フランジ付片から主弁箱を分解することを可能にし、他の任意の分割ボディ設計バルブに使用することができる。図示のジョイントは、メンテナンス目的のためにバルブ片を分解するために使用することができ、また、二重結合片５７４での電気接続を解除するために切断することができる電気導管内の電気コネクタをホストすることができる。

【0065】

図６は、弁箱及び弁箱閉鎖体に取り付けられた溶接された導管体の一部を示す断面図である。この図は、導管体５６０、溶接ねじ部５６２、及び内側導管５６１を示す。

【0066】

図７は、主弁箱に取り付けられた外弁箱溶接導管６０４、６１７、６１６、上流及び下流弁ポートの弁閉鎖片体に取り付けられた導管６２０、６２１の図である。導管６２０、６２１はインターフェース片６２２、６２３に接続しており、それらは機械加工（通過穴）されていて、メンテナンスのために適切な工具によって二重結合ナットを回転させるため、二重結合６０５、６０７に閉鎖本体から必要なクリアランス（隙間）を与える。別の結合６１４により、導管システムはバルブアクチュエータに接続することができる。導管６２０、６２１は、それぞれ、上流及び下流の圧力トランスミッタ６０９、６０８の電気出力に接続する。隔離弁６１１、６１２は、トランスミッタの流体接続を隔離する。チーズ６０６、６１０は、オペレータが上流及び下流の圧力を視覚的に監視するための圧力ゲージの接続を可能にする。導管６１６、６１７は、導管封止体６０２、６２２、６０３を介して主ロジックソルバ６００に接続する。さらに、ロジックソルバエンクロージャは、この図ではプラグを付けた状態で見られるシール体６０１を介して、ロジックソルバを他のデバイスに接続することを可能にする。圧力トランスミッタ６０９、６０８は、通常、弁座の永久的な損傷の後に起こる持続的な方法で漏れるたびに、弁座漏れ流の方向を検出することによって使用される。また、図１４でより詳細に説明されている弁棒パッキン漏れ流量装置６１３とその隔離弁６１５の図も示されている。

【0067】

［弁座ずれ感知］
図８～図１２は、弁箱１１００内の浮動弁座１１２０のずれを感知するためのいくつかのアプローチを示す。

【0068】

上流側閉塞片本体１１１２と下流側閉塞片本体１１１６の両方は、シートずれセンサを含む。

【0069】

図８は、閉鎖片本体に組み込まれたリングセンサ２３と、浮動弁座２１内に挿入された磁化されたインサートリング２２とのアセンブリ（組立体）を用いて浮動弁座２１の位置ずれを測定する弁座ずれセンサシステム３１６ａを示す。上流側閉鎖片本体１１１２の弁座ずれセンサ３１６ａは、図９に示されている。浮動弁座２１は、ボール２０と上流側閉鎖片本体１１１２との間に示されている。

【0070】

リングセンサ２３の出力ケーブル２７は、平坦な仕上げ面で終わるねじ式の密閉プラグ２４を通過する。この構成は、閉鎖片本体に機械加工された溝に着座したＯリング２５に対してさらなる隔離を提供する。内側導管２６は、センサ出力ケーブル２７がセンサ調整電子ボード１９に到達できる角度で穿孔されている。センサ調整電子ボード１９の出力端子は、圧力分離ねじプラグ１６に直接終端する。圧電センサ１１２８のセンサケーブル２９は、内部導管を通ってセンサ調整電子ボード１９に達する。両センサ出力ケーブル２７、２９は、センサ調整電子ボード１９に到達していることにより、両センサに電力を供給し、両センサから読み取り値を受信する。センサ調整電子ボードは、読み取り値を外部の受信電子ボードに中継する。センサ調整電子ボードを外部受信電子ボードに接続する１つの方法を、図２７に関して詳細に説明する。圧力分離ねじプラグ１６のセンサ出力ケーブル２７は、インターフェース絶縁フランジ１４によってさらに保護され、このフランジはボルト１８によって閉鎖片の本体１１１７にボルト止めされ、Ｏリング１５及び耐火ガスケット１７によって侵入防止が施される。

【0071】

図９は、弁箱１１００内の浮動弁座１１２０のずれを感知するための別の方法を用いる弁座ずれセンサシステム３１６ｂを示す。弁座ずれセンサシステム３１６ｂは、弁棒漏れのための複数の読み取り値を与える。弁座ずれセンサ３１６ｂでは、弁座インサート２がボール７と内側本体との間に浮いている。弁座インサート２は、浮動弁座３内に画定されたキャビティ内に延びている。弁座Ｏリング１は、浮動弁座３と閉鎖片６との間にシール（密閉）を提供する。ファイバー４が埋め込まれた光ファイバーインサート５は、末端閉鎖６の弁座ポケット領域に機械加工された溝内に着座している。スプリング８は、浮動弁座３に取り付けられ、浮動弁座３と光ファイバーインサート５との間で延びている。浮動弁座５は、光ファイバーインサート５に着座しているスプリング８を押す。浮動弁座の機械的圧力は、光ファイバー４によって受信された光ファイバーインサート５の機械的負荷に変換され、ロジックソルバ３００に接続されて、浮動弁座３の円周に沿う負荷の不均衡を測定する。負荷の不均衡は、閉鎖片に対するシートの位置ずれによって引き起こされる。位置ずれは、流体内を移動する破片、汚れ又は汚染物質の結果として生じる。

【0072】

図１０は、弁座ずれセンサシステム３１６ｃを示す。弁座ずれセンサ３１６ｃは、弁座ポケット領域に穿設されたボア３７内に弁座３０から延びるスプリング３４を含む点で弁座ずれセンサ３１６ｂと概ね同様である。スプリング３４は、スプリングリング３５に着座する。弁座３０を閉鎖片のポケット領域３１に面したその背面側から保持するスプリング３４は、圧電センサ３２に取り付けられたピン３６を押すことによって、圧電センサ３２に力を及ぼす。圧電センサ出力信号ケーブル３３は、環状の導管を通って延びている。ボールバルブの四方のいずれかに向かうずれの向きを決定するため、シートリングの周囲の１２、９、６、３時の位置に、ポケット領域に対する浮動弁座リングの垂直及び水平変位を検出する、最低４つの圧電ずれセンサが必要である。圧電センサ出力信号ケーブル３３は、シートリングの周囲（例えば、１２、９、６、３時の位置）に配置されたセンサの信号を収集する。

【0073】

図１１は、浮動弁座４０に挿入されたプッシャリング４１が圧電センサ４２を接近させる弁座ずれセンサシステム３１６ｄを示す。本実施形態では、加工溝４６の周囲に配された複数の圧電センサ４２が、ポケットシート領域４７に向かう浮動弁座４０の動きを検出する。圧電センサ４２の出力ケーブル４８は、複数の圧電センサからの出力ケーブルを伝送する内部導管リング４４に進入する。

【0074】

図１２は、浮動弁座５０上のプッシャーインサート５１の等角図である。

【0075】

［一体型弁棒漏れ流量・トルク・位置検出装置］
図１３Ａ及び図１３Ｂは、一体型弁棒漏れ流量・トルク・位置検出装置９００の詳細と、関連するバルブグランド５００及び上部バルブアクチュエータ連絡フランジ５０２の設計特徴を示す概略図である。弁棒漏れ流量・トルク・位置検出装置９００では、トルクはホール効果センサ４８１、４５５によって測定され、これらは弁棒の位置測定にも使用される。センサ４８１、４５５は、それぞれ、上部バルブアクチュエータ連絡フランジ５０２及びアクチュエータフランジ４５０に機械加工された穴あきキャビティ内に取り付けられている。弁棒漏れ流量・トルク・位置検出装置９００は、ホール効果センサ４５５と同様にアクチュエータフランジ４５０上の穴あきキャビティに設置される別のホール効果センサ４５４を含む。この方法により、バルブアクチュエータ連絡フランジ５０２を機械加工することなく、既に動作しているバルブにこのシステムを実装することができる。バルブアクチュエータ連絡フランジ５０２上のホール効果センサ４８１を有するバルブのために、アクチュエータフランジ上の第２のホール効果センサは必要ないため、一部のアクチュエータフランジは単一のホール効果センサのみを含む。

【0076】

トルクホール効果センサ４８１は、弁棒５０９に取り付けられた磁気インサート４８０によって発生する磁気誘導のベクトル角を読み取る。センサ４８１の出力信号ケーブルは、フランジ５０２内に機械加工された内側導管４８２の内部を通る。一体型弁棒漏れ流量・トルク・位置検出装置９００では、より高い分解能及び精度を達成するために、複数のセンサ（例えば、センサ４５４、４５５、４８１）によってトルクが測定される。例えば、バルブアクチュエータから加えられるトルクによって引き起こされる弁棒５０９の回転の結果として、センサ４５４の位置での変位に対してセンサ４８１での変位を測定することを比較することによって、より高い分解能及び精度を提供することができる。

【0077】

ホール効果センサ４５５は、弁棒５０９に穿設されたキャビティに設置された磁気インサート４５６の強度及び角度を測定することによって位置を読み取る。図１０Ａでは磁気インサート４５６が１つしか示されていないが、アクチュエータフランジ４５０上の１つのキャビティを位置測定に使用するためには、複数の磁気インサート及びホール効果センサが必要である。この方法では、位置センサ４５５は、ステム（弁棒）が回転するときの運動角度ごとに、ずらりと並んだセンサに面した磁極の組み合わせを検出する。トルクは、所定の既知の負荷に対する静止時の測定値に対して、負荷条件下でステムが回転している、作業状態での磁束の角度及び強度を測定することによって決定される。校正プロセスは、無負荷状態（すなわち、流体を通さない状態）でバルブを開位置から閉位置までストロークさせ、様々な開口位置における無負荷状態でのトルクの測定値を記録し、次に様々な負荷をかけながらストローク運動を繰り返し、最後にヒステリシスとともに開閉曲線に沿って無負荷状態と負荷状態からの偏差を決定することからなる。位置計測の目的は、アクチュエータレベルにおける位置計測というよりも、全開や全閉時の弁棒の実際の位置を把握することである。大口径のバルブでは、アクチュエータが読み取る全開位置は、実際の弁棒の位置を反映していない。例えば、アクチュエータは１００％の開度を示していても、実際の位置は９８％である。このような事象により、スクレーパーが動かなくなり、弁座が損傷する可能性がある。位置測定は、静的な条件下で、以前に記録された０％と１００％の実際のステム（弁棒）位置に対して、バルブの実際の位置を決定する。したがって、同じホール効果センサで、静的状態における実際の０％と１００％での角度及び磁気強度を測定し、ロジックソルバが実際の負荷がかかる作業条件と比較して、測定位置が許容範囲及び安全マージン内で全開又は全閉位置と見なされるかどうかを判断する。別の可能な実施形態として、同じ手法のセンサをバルブの周りのネックボディ片（ピース）の周りに配置することで、その片（ピース）の周りの複数のセンサを使用して、円周上の様々な点での位置を測定することができる。

【0078】

センサ４５４、４５５、４８１の出力ケーブルは、それぞれ内側導管４５３、４５７、４８２の内部を通る。ねじ付きコネクタ４６５、４６９、４７５は、それぞれ導管ニップル４６６、４７９、４７４に接続する。これらのセンサケーブルは、それぞれ、導管継手のチーズ４６７、４７１、４７３の中を通る。チーズ４６７、４７１は、ニップル４６８、４７２によって相互に接続されている。センサケーブルは、導管４７６を介してロジックソルバ３００のエンクロージャに接続する。トルクと位置を検知する手法（アプローチ）により、安全性、弁座性能、及びシステムの耐久性を低コストで改善することができる。

【0079】

図示のボールバルブは、弁棒５０９を支持し、ステムベアリング（すなわち、下部ステムベアリング４５９及び上部ステムベアリング４６２）、並びにパッキングＯリング４５８、４６０、４９７及び防火ガスケットリング４６１を保持するバルブグランド５００を含む。フランジ５０２、４５０は、一定の間隔で配置されたフランジ周囲のスタッド４８４及びナット４８５によって定位置に保持されている。バルブアクチュエータインターフェースフランジは、保持ボルト５０１によってバルブグランド５００に取り付けられ、グランド５００は、ボルト４８３によって弁箱に保持される。

【0080】

漏れが起こると、流体はＯリング４５８、４６０及び防火リング４６１を通過する。押さえリング（Ｏリング４９７）は追加のシールを提供し、漏洩流体が、ドリルで穴を開けた内側導管４８６に接続するキャビティ４６４に入るようにする。その後、漏洩流体は、パイプニップル４８８及び電磁弁４８９に接続するねじ付きコネクタ４８７に達する。電磁弁４８９は、導管継手チーズ４９０、直線導管４９１及びチーズ４９２の内部を通るケーブルによって指令される。チーズ４９２は、ロータメータ４９５からの信号ケーブルを集め、ロジックソルバ３００のエンクロージャに向かう導管４９３に通じる。漏れ流量測定は、手動バルブ４９４によって手動で隔離され得るロータメータ４９５に流体が入るとすぐに開始される。漏れが排出されると、排出管４９６に取り込まれる。弁棒キー４５１は、この図には示されていないが、バルブアクチュエータ駆動カプラへの機械的リンクを保持する。

【0081】

いくつかの一体型弁棒漏れ流量、トルク及び位置検知装置において、弁棒漏れ流量タッピングポイント４７８は、トルク測定センサが設置されるのと同じ側に配置される。

【0082】

図１４は、パッキン漏れ流量操作の配管及び機器図である。弁棒パッキン漏れ流量は、流量トランスデューサ出力と、信号ケーブル５５０を介してシステム５４８のメインロジックソルバに送られる流量信号を提供する内圧トランスデューサと、を主とするロータメータ５５３によって測定される。ロジックソルバ５４８は、電磁弁５５４を閉じることによって、流量測定を分離することができる。漏れ流も、隔離弁５５２によって手動で隔離することが可能である。ロータメータ５５３は、チーズ４５に接続されており、バルブ５４７によって手動で隔離することができる。漏れ流量の排出は、信号ケーブル５５１を通したロジックソルバ５４８が、制御バルブ５４６によって調節することができる。バルブ５４６は、ロータメータレンジを超えたときに、漏れ流量の非常に低い範囲を推定するために使用される較正されたニードル制御バルブである。この実施形態では、流量測定の方法は、ロジックソルバ５４８から出力されるすべての信号を、対応するバルブＣｖ値に連動してバルブ５４６の開度割合に対して較正させることによって達成される。バルブ５４６を通過する流量は、ロータメータ５５３の内圧トランスデューサからの上流バルブ圧力に基づいて、制御バルブ理論式を用いて推定することができる。場合によっては、流量測定アセンブリ全体が、主隔離弁５５２を提供してブロック５５５全体の取り外しを容易にするマニホールドブロック５５５に組み込まれる。漏れの排出は、排出管５５６を介して大気に放出される。

【0083】

［ピグアセンブリセンサ］
図１５は、ピグセンサアセンブリを示す図である。ピグセンサ５３１は、バルブ閉鎖片本体５３９に直接接着された歪みゲージと、センサ５３１のハウジングに含まれるトランスデューサ回路と、を備える非侵入型歪み測定センサである。歪みゲージは、溶接ボス５３０の内側キャビティの内部に配置されている。歪みゲージのケーブルの出力ケーブルは、回転接触によってセンサ５３１のトランスデューサに接続されている。センサ５３１は、ねじ５３８によって、バルブ閉鎖片本体５３９に直接溶接された溶接ボス５３０に接続されている。センサハウジング５３１は、その出力信号ケーブル及びロジックソルバハウジングから来る入力電力ケーブルのためのねじ接続部５３６を提供する。ケーブルは、導管及び導管継手、すなわちねじ付きニップル５３３、エルボ５３４、ロジックソルバハウジング３００に向かう導管５３５、の中を通る。ピグセンサ方式は、ピグの通過によって生じる局所的な振動を、ピグの背面側で流れ方向や管壁に対する圧力の上昇によってパイ外周面に生じる微小なたわみとして検出する。

【0084】

［弁座の漏れ］
図１６は、弁座漏れ測定装置４０６の配管及び機器図を示している。バルブ３５０へのメカニカル配管４０７は、キャビティドレンバルブ３５３に接続し、漏れた流体を測定用装置に入れることができる。場合によっては、メカニカル配管４０７は、可撓性圧力ホースである。場合によっては、メカニカル配管４０７は、硬質管である。迅速な結合を容易にするために、クイック配管カプラ３５４は、バルブ３５０に対する装置の迅速な結合及び切り離しを可能にする。装置４０６は、多芯ケーブル３５２によって、バルブセンサ取り出し金具３５１（図１７に関してより詳細に説明する）から利用可能なバルブセンサ出力に電気的に接続する。一端では、ケーブル３５２は、電気的に安全なコネクタ４０５を提供し、バルブ３５０から装置４０６全体を取り外すことを容易にする。コネクタ４０５は、ケーブル３５２のためのシールドされた可撓性カプラ又は金属導管を提供しない実施形態に対して、装置４０６を弁箱接地端子に接地する外部接地ケーブル及びコネクタ４０９を提供する。この手法は、バルブセンサ取り出し金具３５１への結合及び切り離しの前に、装置４０６を接地することができる。場合によっては、接地を有するコネクタ４０５とコネクタ４０９とは、バルブセンサ取り出し金具３５１に直接接続することができる。場合によっては、ケーブル３５２とコネクタ４０５とは、電気的な可撓性接続ホースの内部に設置されている。場合によっては、コネクタ４０５は、周囲の気体の発火を回避する防爆コネクタである。

【0085】

図１７は、バルブセンサ取り出し金具３５１の断面図である。電気コネクタ４０５及びクイック配管カプラ３５４により、装置４０６は、バルブから切り離された携帯ツールとして操作することができる。電気コネクタ４０５は、接地ケーブル４０９を提供し、静電気スパークを避けるために、バルブとの安全な接続を確保する。キャビティドレンバルブ３５３は通常閉じており、それはパイプ４０７によってクイック配管カプラ３５４に接続する。

【0086】

装置４０６は、通常閉じている隔離弁３５５によって、メインバルブ３５０から隔離されている。操作者は、バルブ３５５を開いて、漏れ流量測定プロセスを開始する。装置４０６は、ドレンバルブ４０８を備え、メインバルブ３５０から切り離す前に、あらゆる流体を減圧して排出する。

【0087】

装置の入口圧力は、操作者が圧力計３５９で読み取ることができる。これにより、漏れ流量測定プロセスを開始する前に、入口圧力を迅速に読み取ることが容易になる。バルブ３５８はゲージ３５９を隔離し、バルブ３６０はゲージ３５９のプロセス接続をパージすることができる。入口圧力信号は、圧力計トランスミッタ３６２によって信号ケーブル３９４を介して装置内部ロジックソルバ４００に伝送される。トランスミッタ３６２は、バルブ３６１によって隔離され、バルブ３６３によってパージされる。温度計トランスミッタ３６４は、流体温度信号を、信号ケーブル３９３を介して装置内部ロジックソルバ４００に伝送する。トランスミッタ３６４は、バルブ３６５によってメインヘッダ４０１から隔離されている。下流では、通常閉鎖されているバルブ３６７が、複数の流れ要素マニホールド４１０を隔離している。場合によっては、流れ要素は３つの導管から構成され、各導管は、それぞれ、差圧トランスミッタ３６９、３７３、３７８を用いて低、中、高の漏れ流量率を測定するために、各導管が１つのオリフィスプレート３７２、３７７、３８２を提供する。トランスミッタ３６９、３７３、３７８は、個々の信号を、ケーブル３９５、３９６、３９７（これらは多芯ケーブル３９９に束ねられる）を介して装置内部のロジックソルバ４００に送る。場合によっては、マニホールド４１０は、中間レベルの漏れ流量測定に対応するために、複数の導管を含む。場合によっては、各差圧トランスミッタ３６９、３７３、３７８は、それぞれ、図示された一対のバルブ３７０／３７１、３７４／３７５、３７９／３８０によって隔離されている。マニホールド４１０は、マニホールドの保守作業を容易にし、フラッシング／バイパスライン３８４を利用する場合にマニホールド４１０の加圧を防止するために、隔離弁４１９によって出口管ヘッダ４０３から隔離されている。上流側のバルブ３６７及び下流側のバルブ４１９を閉じた後、マニホールド４１０全体を取り外すことができる。出口ヘッダ４０３の圧力は、バルブ３８５によって隔離されると共にバルブ４０４によってパージされる圧力計３８６においてオペレータによって監視される。出口ヘッダは、装置が扱う全流量範囲の出口圧力に対応する大きさの排出管３８９に接続されている。汚れた気体又は液の流体を管理するために、装置は、切替スイッチ４１６でフラッシュ／バイパスモードを選択したときにオペレータが実行するフラッシング動作モードを提供する。切替スイッチ４１６は、装置に対して、フラッシング／バイパスモード、測定モード、及びアイドルモードの３つの動作モードを提供する。切替スイッチは、ケーブル４１５によって装置内部ロジックソルバ４００に接続されている。緊急時には、ケーブル４１７によって装置内部ロジックソルバ４００に接続されている非常用押しボタン４１８によって、装置全体をシャットダウンすることができる。非常用押しボタン４１８を押すと、常閉型電磁弁４１４が、装置全体をメインバルブ３５０から隔離することを完了する。

【0088】

装置の動作開始時に、オペレータは、弁３５５、３６６、４１９を開いて、装置の動作モードを有効にする。フラッシング／バイパスモードでは、バルブ３５５、３６６は既に開いており、ロジックソルバ４００は電磁弁４１１、３６８、３７６、３８１を閉じ、その後電磁弁３５６、３８７を開ける。測定モードでは、ロジックソルバ４００は、３５６、３８７を閉じた後、４１１、３６８を開き、流れ要素３７２によって提供される最低測定範囲での流量の測定を開始する。

【0089】

ロジックソルバは、ユーザによって予め選択された時間内に測定された流量プロファイルに応じて、次の測定導管を４２０から４２１、そして４２２へと自動的に切り替える。自動切り替えにより、液体の場合はキャビテーション状態、高圧の気体流体の場合はマニホールドの凍結、気体流体や汚染された流体の場合は音波出口速度の潜在的な侵食損傷を防ぐことができる。漏れを測定する原因となっている、メインバルブ３５０の弁座上の実際の流量条件及び損傷、すなわち弁座上の流路のサイズ及び長さは、不明である。それは、キャビテーション、凍結、侵食など、装置の開口部から流体を放出することに関連する流体現象に起因する。弁座漏洩流量測定装置は、前記現象による損傷を防止するために、流量範囲の自動選択を提供する。

【0090】

各導管４２０、４２１、４２２の流量は、各差圧トランスミッタ３６９、３７３、３７８から受信した信号から、ロジックソルバによって計算される。流量が流れ要素３７２の測定容量を超える場合、ロジックソルバ４００は、３６８を閉じ、３７６を開く。流れ要素３７７の容量を超えた場合、ロジックソルバ４００は、３７６を閉じ、３８１を開く。流れ要素容量３８２を超えた場合、ロジックソルバ４００は電磁弁３８１、４１４を閉じ、装置を安全に隔離する。流れ要素の容量を決定するために、ロジックソルバ４００は、測定する導管の差圧曲線を、予め決められた差圧プロファイルと比較する。ドレンバルブ３５３を開いて測定モードを開始した後にメインバルブ３５０のキャビティが加圧されたままである場合（これは通常、バルブ３５０の弁座の持続的な漏れ状態によって起こる）、現在の流量要素にかかる差圧は、通常パイプライン動作圧力であるバルブ３５０キャビティ圧力によって流量が持続されていることを示す、予め定められたプロファイルに従うであろう。

【0091】

図１６は、また、ロジックソルバ４００による算出された流量のさまざまな状態を示す。上側のハッシュ線（点破線）は、範囲外の大きな漏れ流量を示しており、弁座漏れ流量測定装置の破損を招く可能性がある。この種の漏れは、通常、メインバルブ３５０内の圧力によって維持される。これは、バルブ３５０の弁座の損傷が永久的なものである場合に発生する。次の３つの実線は、前記装置で測定できる様々な範囲の持続的な漏れ流量を示す。破線は、メインバルブ（バルブ３５０、図１５）の弁座の可能性のある正常な（損傷していない）状態を示す、減衰する漏れ流量を示している。

【0092】

図１６を参照すると、ロジックソルバ４００は、減衰する漏れプロファイルについて実際の漏れ流量状態を決定することができる。ユーザによって設定された所定の期間が経過した後、ロジックソルバ４００は、電磁弁４１１を閉じて装置を通る流れを遮断し、その後、圧力トランスミッタ３６２からの圧力読み取り値を監視する。ユーザによって設定された別の所定の期間が経過した後、３６２によって測定されたヘッダ４０１の圧力が、既定値と比較してゼロ又は常に非常に低いままであれば、ロジックソルバ４００は、その不揮発性メモリに、バルブ３５０の状態を「正常な弁座状態」と書き込む。

【0093】

ロジックソルバ４００は、予め決定されたルーチンを実行し、バルブ設計データに基づいて、図１６の線４２０として例示の目的で示されている最小流量の導管を予め開くことによって、流量測定導管を選択する。漏れ流量が超過した場合、ロジックソルバ４００は、より大きな流れ要素に自動的に切り替える。ロジックソルバ４００は、差圧トランスミッタ３６９、３７２、３７８の読み取り値から、各導管の漏れ流の方向も決定する。また、ロジックソルバ４００は、圧力計トランスミッタ（ＰＩＴ）３６２及び温度計トランスミッタ（ＴＩＴ）３６４のそれぞれから圧力及び温度の測定値を受信することにより、温度及び圧力について流量計算を補償する。ロジックソルバ４００は、メインロジックソルバ３００（図２）からロジックソルバ４００に送られる各シートリングの出力信号を、現在の流れ導管から計算された漏れ流量と比較することにより、バルブ３５０の入口ポート又は出口ポートのいずれから来るのか、弁座漏れ流れの方向を決定する。シートリングの出力信号は、電気コネクタ４０５を経由して、ケーブル４２５を横切って送られる。

【0094】

図１７は、センサメインケーブル、挿入物及び取り出し機械部品の組み立てを示すバルブセンサ取り出し金具の機械図である。内部センサケーブル１００は、溝１３０、１３１の内部にそれぞれ着座するＯリング１０１及び耐火リング１０２によって本体に密封された密封ねじプラグ１０３に挿入されている。ねじプラグ１０３は、雌型プラグ１０８に組む雄ピンコネクタアレイ１０７を提供する。内ねじ溶接ボス１０５は、本体１２９に溶接１０５され、入口及び出口ねじポートのバルブ１０６に機械的に接続するニップル１３２を収容する。雌型コネクタ１０９は、一端がバルブ１０６にねじ込まれたチーズに収容されると共に、フランジ１１５によってフランジ付きプッシャーステムパイプ１２５にボルト１１７及びナット１１６で接続されている。雌型コネクタステム１１１は、内部にねじ込まれ１２８、ねじ付きプラグ１１８が内部ねじ付きステム１１１の中に回転できるようになっており、このステム１１１は直線的に上下に移動してセンサ出力雌型コネクタ１０９をその移動終了時にプラグ１０３に押し込む。ステム１１１の直線運動は、シャフト１１９に運動を伝達するハンドホイール１２３の回転により駆動ねじプラグを回転させることによって達成される。シャフトは、プレート１２４に取り付けられたベアリング１２０と、プッシャーステムパイプ１２５の本体にボルトで固定されたカバープレート１２２によって収容されたベアリング１２１と、によって保持されている。

【0095】

ステム１１１は、同じチーズ本体１２６に加工されたパイプパッキンネック１３６によって収容されているＯリングパッキン１１４、１３３、１３５の中を直線的に摺動する。ケーブル１１２は、コネクタ１０９を取り出す際に損傷を受けることなく雌型コネクタ１０９と共にケーブルがスライドして戻ることができるばね付きケーブルリール１１３によって巻かれている。

【0096】

雌型コネクタ１０９が雄型プラグ１０３へ入ると、ソケット１０８によって固定される。ソケット１０８とプラグピン１０７との正しい位置合わせを確実にするために、雌型コネクタは、ボールバルブのねじ接続部に延びる溝１３４を提供する。

【0097】

図１８は、案内溝１４３、ソケット雌壁１４１、及び雌型ピン１４２を有する雌型コネクタ１４０の正面図である。

【0098】

図１９は、ステムヘッド１５２と、コネクタ１５０の完全に取り出された位置でチーズパッキンネック１３６（図１７）に対してチーズを密閉可能にするバックシート１５１と、に連結される雌型コネクタ１５０の背面図を示す。ケーブルブッシング１５３は、メインセンサケーブル１１２（図１７）に保護を与える。

【0099】

図２０は、雌型コネクタの挿入時と取り出し時の両方で移動している間にケーブル１６１を保護すると共にケーブルをガイドするブッシング（受筒）１６２を示す。

【0100】

図２１は、プッシャーステムパイプ１２５のカバー１７０を示す。カバー１７０は、ベアリング１７１と、外部環境から埃や水分の侵入を防止するＯリング１７２と、を機械的に支持する。カバー１７０は、ボルト１７３によってプッシャーステムパイプ１２５にボルト止めされている。

【0101】

図２２は、雌型コネクタ１８０が、ねじ付きチーズ１８５の案内キー１８３に沿って移動する際にスライドする様子を示している。雌型コネクタ１８０が移動すると、内側ボアにボールバルブ１８８（図１７、部品１０６）に取り付けられたボールバルブガイドキー１８７によってさらにガイドされる。これにより、雄型プラグピン１０７は、正しい雌型ピンコネクタ１８１にロックされる。

【0102】

図２３は、スライドステム１１１にシールを提供するＯリング１９１、１９２を示す。場合によっては、リング１９３は、図１７において上に描かれた、アセンブリ全体の耐火シールを提供する。ガスケット１９４は、フランジ１９９とチーズパッキンネック２００との間の表面接触を密封する。フランジ１９９は、図１７において既に部品１１５として示されているが、２００の内周に沿って配置された一連のねじによって、チーズパッキンネック２００に機械的に接続されている。ねじ１９６の１つは、図２３に示されている。ねじ１９６は、その頭部をキャビティ１９７に着座させる。フランジ１９９は、通過孔１９８を通して、図１７に部品１２５として示されているプッシャーステムパイプフランジにボルトで固定されている。雌型コネクタ１０９（図１７）及びバックリング１９５は、チーズネック１９０に着座する。

【0103】

［本体荷重センサ］
図２４は、弁箱２２５に内部加工された導管２３１の内部を通る本体荷重センサリング２３２のケーブルを示す。導管２３１の端部によって、センサ２３２のケーブルが、流体感応型圧力センサ２２２のケーブルも封止するメインケーブル封止プラグ２２７に接続することができる。荷重センサ２３２は、クロージャ（封止体）２２６と本体２２５との間の機械的荷重を放射状に測定する。センサ２２２の内部キャピラリ（毛細管）２２３は、キャピラリ流体を運び、これはキャピラリ圧力センサ２３０と機械的に接触している。センサ２３０の圧力信号ケーブル２３３は、ケーブル封止プラグ２２７の中に入る。本体接続Ｏリング２２１は、閉鎖片２２０と弁箱２２５を密閉する。耐火ガスケットリング２２４は、Ｏリング２２１にさらなる保護を提供する。ボール２２８は、図２４にキャビティなしで示されているシートリング２２９に着座する。場合によっては、センサ２２２は、弁箱２２５に機械加工されたリングキャビティ上に配置された流体感受性ケーブルであり、流体感受性センサケーブル２２２の端部セグメントは、キャピラリ圧力センサ２３０を必要とせずに、内側導管２２３に入り、メインケーブル封止プラグ２２７に達する。場合によっては、流体感受性ケーブルは、漏出した流体の通過を検出することができる光ファイバーであり、これは、本発明のロジックソルバに接続して、光パルス帯域幅散乱反射測定法に基づく漏出位置ルーチンをロジックソルバが実行することによって、弁箱－閉鎖片接合部周縁の任意の点にわたって漏出の位置を特定する。

【0104】

図２５は、図２４では２２２と番号付けされたセンサ２５２の本発明の一実施形態を示している。センサダイアフラム２５２は、本体Ｏリング２５０と耐火リング２５３との間で測定された圧力を伝達する。Ｏリング２５０から漏れが発生した場合、２つのリング２５０、２５３の間に生じた圧力は、バルブの水力テスト圧力に耐えるように構築されているダイアフラム２５２によって測定される。キャピラリ２５４は、最終的に圧力を圧力センサ２３０（図２４）に伝達する流体２５６を収容する。

【0105】

図２６では、キャピラリ圧力センサ２８２は、キャピラリ２８６の端にあるキャビティ２８１にねじ込まれている。圧力センサ２８２は、ナットヘッド２８６を回転させることによってねじ込まれている。センサ２８２の頭部は、複合体２８５によって密閉され、センサ出力ケーブル２８３に対して電気絶縁を行う。荷重センサ２３２（図２３）のケーブル２８４は、封止プラグ２２７（図２３）に向かう出力ケーブルを含むキャビティ２８０に入る。

【0106】

図２７は、非強磁性材料で造られ、ボルト３００及びナット３０１によって閉鎖片本体にボルト止めされた、インターフェース絶縁フランジ３０２の一実施形態を示している。インターフェース絶縁フランジ３０２は、２つの磁気結合インターフェースを提供し、１つは強磁性核３１３による電力用、１つはセンサ信号３１４用である。電磁力は、外部受信電子基板３０９上のコイル３１６によって受信され、電力信号メイン基板３０４によって生成される。センサ信号用コイル３１５は、センサ信号用核３１４によって電磁気的に結合され、メインボード３０４上のコイル３０７によって受信される。外部受信電子基板３０９は、耳部３１２に着座するスタンドオフ３１０によって機械的に支持され、ねじ３１１によって確実に固定される。

【0107】

図２８は、インターフェース絶縁フランジ３０２（図２７）のボア３２３と、外部受信電子基板３０９（図２７）の支持耳部３２２、ねじ３２１及びナット３２０の底面図である。荷重センサは、漏れを生じさせるそのボディ内部の力のアンバランスを検出する。

【0108】

［システム運用］
図２に示すように、ロジックソルバ３００は、システムセンサ、具体的には、弁座ずれセンサ３１６の信号を受信する。場合によっては、ロジックソルバ３００は、上流ピグセンサ３１０及び下流ピグセンサ３１１からの信号も受信する。場合によっては、ピグ通過は、単一のセンサ、上流圧力センサ３１４、下流圧力センサ３１５、弁座荷重センサ３２０、本体フランジ荷重センサ３１２、本体接合シール漏洩センサ３１３、パッキン弁棒漏洩センサ３１９、バルブトルクセンサ３１７、及びバルブ位置センサ３１８によって検出される。ロジックソルバは、センサ入力のいずれかがあらかじめ定められた低－低、低、高－高－高の設定から逸脱するたびにアラームを提供するようにユーザによって設定される。ロジックソルバは、それぞれのセンサ入力に対して複数のコンパレータ（比較器）を有する。アラームは、ローカルの不揮発性メモリに格納され、通信ポートに送信される。ロジックソルバ３００は、外部のヒューマンインターフェースデータ入力装置３０９に対して、設定パラメータ、プログラミングロジック、及び設定点の形態でデータを受信及び送信する。同様に、ロジックソルバ３００は、ポート３０６を介して、本明細書に開示されたものと同じ性質の他のシステムと通信し、また、ポート３０４を介して又はアンテナ３０３を介した無線で、携帯型機器と通信する。プログラミング、パラメータ、設定点、及びバルブとアクチュエータとのデータは、不揮発性メモリブロック３０５に格納されている。ＲＦＩＤ３２２は、バルブ３３１及びアクチュエータ３３２の関連データを記憶し、システム全体は、機能ブロック３３３及びセンサ３１０、３１１、３１２、３１３、３１４、３１５、３１６、３１７、３１８、３１９、３２０によって表されている。

【0109】

ボールバルブでは、弁座ポケット領域に浮動弁座が配置されている。図６に示す浮動弁座ずれは、弁座ポケット領域と浮動弁座との間の汚れの閉じ込め（トラップ）により、バルブの通常運転中に起こる可能性がある。通常の運転中、バルブを通過する流体によって運ばれる固体粒子は、弁座の背後に形成され、これにより浮動弁座が引っかかり、ボールに対して滑らかに浮遊する能力を失う原因となる。このため、弁座はボールを弁箱に対してシールすることができず、バルブが閉じているときでも流体を通過させることとなる。本明細書では、シートのずれを検出し、バルブの気密性のさらなる低下を防ぐか、発生し得る弁座漏洩の問題を管理する方法及びシステムを提供する。

【0110】

図２９は、データ転送システム２９００の概略を示すブロック図である。例示のデータ転送システム２９００は、本開示のいくつかの実施による、本開示に記載されている、記述されたアルゴリズム、方法、機能、プロセス、フロー、及び手順に関連付けられた計算機能を提供するために使用される。図示されたコンピュータ２９０２は、以下のような任意のコンピューティングデバイスを包含することを意図しており、例えば、サーバ、デスクトップコンピュータ、ラップトップ／ノートブックコンピュータ、無線データポート、スマートフォン、パーソナルデータアシスタント（ＰＤＡ）、タブレットコンピューティングデバイス、又はこれらの内部にある１つ又は複数のプロセッサ（物理インスタンス又は仮想インスタンス又はこの両方）を含む。コンピュータ２９０２は、ユーザ情報を受け付けることができる、キーパッド、キーボード、及びタッチスクリーン等の入力デバイスを含み得る。また、コンピュータ２９０２は、コンピュータ２９０２の動作に関連する情報を伝達することができる出力デバイスを含むことができる。情報は、デジタルデータ、視覚データ、音声情報、又は情報の組合せを含み得る。情報は、グラフィカルユーザインターフェース（ＵＩ）（又はＧＵＩ）において提示することができる。

【0111】

コンピュータ２９０２は、本開示で説明される主題を実行するために、クライアント、ネットワークコンポーネント、サーバ、データベース、パーシスタンス、コンピュータシステムのコンポーネントとして役割を果たし得る。図示のコンピュータ２９０２は、ネットワーク２９３０に通信可能に結合されている。いくつかの実施では、コンピュータ２９０２の１つ又は複数のコンポーネントは、クラウドコンピューティングベースの環境、ローカル環境、グローバル環境、及び複数の環境の組み合わせを含む異なる環境内において動作するように構成することができる。

【0112】

概して、コンピュータ２９０２は、記載されている主題に関連付けられたデータ及び情報を受信し、送信し、処理し、格納し、及び管理するように動作可能な電子式コンピューティングデバイスである。いくつかの実施によれば、コンピュータ２９０２は、アプリケーションサーバ、電子メールサーバ、ウェブサーバ、キャッシングサーバ、ストリーミングデータサーバ、又は複数のサーバの組み合わせを含むことができ、又は当該サーバに通信可能に結合することができる。

【0113】

コンピュータ２９０２は、ネットワーク２９３０を介してクライアントアプリケーション（例えば、別のコンピュータ上で実行している）からリクエストを受けることができる。コンピュータ２９０２は、ソフトウェアアプリケーションを用いて受信リクエストを処理することによって受信リクエストに応答することができる。リクエストは、コンピュータ２９０２へ、内部ユーザ（例えば、コマンドコンソール）、外部（又は第三者）パーティ、自動アプリケーション、エンティティ、個人、システム、及びコンピュータから送ることも可能である。

【0114】

コンピュータ２９０２の各コンポーネントは、システムバス２９１２を用いて通信することができる。いくつかの実施では、ハードウェアコンポーネント又はソフトウェアコンポーネント等のコンピュータ２９０２のコンポーネントのいずれか又はすべては、システムバス２９１２を介して、互いに又はインターフェース（又は両者の組み合わせ）と連結（インタフェース接続）することができる。インターフェースは、アプリケーションプログラミングインターフェース（ＡＰＩ）２９１２、サービスレイヤ２９１３、又はＡＰＩ２９１２及びサービスレイヤ２９１３の組み合わせを用いることができる。２９１２は、ルーチン、データ構造、及びオブジェクトクラスの仕様を含むことができる。ＡＰＩ２９１２は、コンピュータ言語に依存しないか、又は依存することのいずれかであることができる。ＡＰＩ２９１２完全なインターフェース、又は単一の機能、或いは一組のＡＰＩを参照することができる。

【0115】

サービスレイヤ２９１３は、コンピュータ２９０２に、及びコンピュータ２９０２に通信可能に結合された他のコンポーネント（図示されているか否かにかかわらず）に、ソフトウェアサービスを提供することができる。コンピュータ２９０２の機能は、このサービスレイヤ２９１３を用いるすべてのサービス消費者のためにアクセス可能であり得る。サービスレイヤ２９１３によって提供されるサービスといったソフトウェアサービスは、定義されたインターフェースを介して再利用可能な定義された機能を提供することができる。例えば、そのインターフェースは、Ｊａｖａ（登録商標）、Ｃ＋＋、又は拡張マークアップ言語（ＸＭＬ）フォーマットでデータを提供する言語で記述されたソフトウェアであり得る。コンピュータ２９０２の統合コンポーネントとして示されているが、代替の実施では、ＡＰＩ２９１２又はサービスレイヤ２９１３は、コンピュータ２９０２の他のコンポーネントに関連したスタンドアロンコンポーネント及びコンピュータ２９０２に通信可能に結合された他のコンポーネントであり得る。さらには、ＡＰＩ２９１２又はサービスレイヤ２９１３のいずれか又はすべての部分は、本開示の範囲から逸脱することなく、別のソフトウェアモジュール、企業アプリケーション、又はハードウェアモジュールの子モジュール又はサブモジュールとして実装することができる。

【0116】

コンピュータ２９０２は、インターフェース２９０４を含む。図１８には単一のインターフェース２９０４として示されているが、コンピュータ２９０２及び記述された機能の特定のニーズ、要求、又は特定の実施に従って２以上のインターフェース２９０４を使用することができる。インターフェース２９０４は、分散環境においてネットワーク２９３０に接続された別のシステム（図示されているか否かにかかわらず）と通信するために、コンピュータ２９０２によって使用される。概して、インターフェ－ス２９０４は、ネットワーク２９３０と通信するように作動可能なソフトウェア又はハードウェア（又はソフトウェア及びハードウェアの組み合わせ）においてエンコードされたロジックを、含むことができるか、利用して実装され得る。より具体的には、インターフェース２９０４は、通信に関連付けられた１つ又は複数の通信プロトコルをサポートするソフトウェアを含むことができる。そのため、ネットワーク２９３０又はインターフェースのハードウェアは、図示のコンピュータ２９０２の内部及び外部において物理信号を送受信するように動作可能であり得る。

【0117】

コンピュータ２９０２は、プロセッサ２９０５を含む。図２９には単一のプロセッサ２９０５として示されているが、コンピュータ２９０２及び記述された機能の特定のニーズ、要望、又は特定の実施に従って、２以上のプロセッサ２９０５を使用することができる。概して、プロセッサ２９０５は、命令を実行し、データを操作して、コンピュータ２９０２の動作、例えば、本開示において説明されたアルゴリズム、方法、機能、プロセス、フロー、及び手順を実行することができる。

【0118】

コンピュータ２９０２はデータベース２９０６をも含み、データベース２９０６は、コンピュータ２９０２、及びネットワーク２９３０に接続された別のコンポーネント（図示されているか否かにかかわらず）のためのデータを保持することができる。例えば、データベース２９０６は、本開示に整合するデータを格納する、インメモリ、従来型、又はデータベースであり得る。いくつかの実施では、データベース２９０６は、コンピュータ２９０２及び記述された機能の特定のニーズ、要望、又は特定の実施に従って、２以上の異なるデータベースタイプの組み合わせ（例えば、インメモリと従来型とのハイブリッドデータベース）であり得る。図１８には単一のデータベース２９０６として図示されているが、（同様の、異なる、又は組み合わせたタイプの）２以上のデータベースを、コンピュータ２９０２及び記述された機能の特定のニーズ、要望、又は特定の実施に従って使用することができる。データベース２９０６は、コンピュータ２９０２の内部コンポーネントとして示されているが、代替の実施では、データベース２９０６は、コンピュータ２９０２の外部にあってもよい。

【0119】

また、コンピュータ２９０２はメモリ２９０７を含み、このメモリ２９０７は、コンピュータ２９０２、又はネットワーク２９３０に接続された複数のコンポーネントの組み合わせ（図示されているか否かにかかわらず）のためのデータを保持することができる。メモリ２９０７は、本開示に整合する任意のデータを格納することができる。いくつかの実施では、メモリ２９０７は、コンピュータ２９０２及び記述された機能の特定のニーズ、要望、又は特定の実施に従って２以上の異なるタイプのメモリの組み合わせ（例えば、半導体及び磁気ストレージの組み合わせ）であり得る。図２９には単一のメモリ２９０７として示されているが、（同様の、異なる、又は組み合わせたタイプの）２以上のメモリ２９０７を、コンピュータ３０２及び記述された機能の特定のニーズ、要望、又は特定の実施に従って使用することができる。メモリ２９０７は、コンピュータ２９０２の内部コンポーネントとして示されているが、代替の実施では、メモリ２９０７はコンピュータ２９０２の外部にあってもよい。

【0120】

アプリケーション２９０８は、コンピュータ２９０２及び記述された機能の特定のニーズ、要望、又は特定の実施に係る機能を、提供するアルゴリズムソフトウェアエンジンであり得る。例えば、アプリケーション２９０８は、１つ又は複数のコンポーネント、モジュール、又はアプリケーションとして機能し得る。さらに、アプリケーション２９０８は、単一のアプリケーション２９０８として図示されているが、コンピュータ２９０２上の複数のアプリケーション２９０８として実装することができる。加えて、アプリケーション２９０８は、コンピュータ２９０２の内部として図示されているが、代替の実施では、コンピュータ２９０２の外部にあってもよい。

【0121】

また、コンピュータ２９０２は、電源２９１４を含むことができる。電源２９１４は、ユーザによる交換可能又はユーザによる交換不可能に構成できる充電式又は非充電式バッテリを含むことができる。いくつかの実施では、電源２９１４は、電力変換及び管理回路（例えば、再充電、スタンバイ、又は電力管理の機能）を含むことができる。いくつかの実施では、電源２９１４は、コンピュータ２９０２を壁のソケットや電源に接続できる電源プラグを含むことができ、これにより例えばコンピュータ２９０２に電力を供給したり充電式バッテリを再充電したりすることができる。

【0122】

それぞれがネットワーク２９３０を介して通信するコンピュータ２９０２を含むコンピュータシステムに関連付けられた、又は該コンピュータシステムの外部にある、いくつものコンピュータ２９０２が存在し得る。さらに、用語「クライアント」、「ユーザ」、及び他の適切な用語は、本開示の範囲から逸脱することなく、必要に応じて、交換可能に使用することができる。さらに、本開示では、多くのユーザが１台のコンピュータ２９０２を使用できることや、１人のユーザが複数のコンピュータを使用できることを想定している。

【0123】

本明細書で記述された主題及び機能的な作動の実施は、デジタル電子回路、有形に具体化されたコンピュータのソフトウェア又はファームウェア、本明細書に開示された構造及びこれらの構造的な同等物を含むコンピュータハードウェア、又はこれらの１つ又は複数の組み合わせで実施できる。記載された主題をソフトウェアが実行することは、１つ又は複数のコンピュータプログラムとしての実行であり得る。それぞれのコンピュータプログラムは、コンピュータプログラム命令の１つ又は複数のモジュールを含むことができ、コンピュータプログラム命令は、データ処理装置による実行のために、あるいはデータ処理装置の動作を制御するために、有形の非一時的なコンピュータ読取可能コンピュータ記憶可能媒体上にエンコードされている。代替的に又は追加的に、プログラム命令は、人工的に生成された伝播信号にエンコードされ得る。この例では、その伝播信号は、機械的に生成された電気的、光学的、又は電磁気的な信号とすることができ、この信号は、データ処理装置による実行のために適切な受振器装置への送信用の情報をエンコードするために生成される。コンピュータ記憶媒体は、機械により読取可能な記憶装置、機械により読取可能な記憶基板、ランダム若しくはシリアルアクセスのメモリデバイス、又は複数のコンピュータ記憶媒体の組み合わせであり得る。

【0124】

用語「データ処理装置」、「コンピュータ」、及び「電子コンピュータデバイス」（又は当業者によって理解される同等のもの）は、データ処理ハードウェアを指す。例えば、データ処理装置は、データを処理するためのあらゆる種類の装置、デバイス、及びマシンを包含し、例示として、プログラマブルプロセッサ、コンピュータ、又は複数のプロセッサ若しくはコンピュータを含む。装置は、また、例えば、中央処理装置（ＣＰＵ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、又は特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）等の、専用ロジック回路を含むことができる。いくつかの実施では、データ処理装置又は専用ロジック回路（又はデータ処理装置と専用ロジック回路との組み合わせ）は、ハードウェア系又はソフトウェア系（又はソフトウェア系及びハードウェア系の両方の基づく組み合わせ）であり得る。装置は、オプションとして、コンピュータプログラムの実行環境を生成するコード、例えば、プロセッサファームウェア、プロトコルスタック、データベース管理システム、オペレーティングシステム、又は実行環境の組み合わせ、を構成するコード、を含むことができる。本開示は、従来のオペレーティングシステムを持つ又は持たないデータ処理装置の使用を想定しており、オペレーティングシステムは、例えば、ＬＩＮＵＸ（登録商標）、ＵＮＩＸ（登録商標）、ＷＩＮＤＯＷＳ（登録商標）、ＭＡＣ ＯＳ（登録商標）、ＡＮＤＲＯＩＤ（登録商標）、又はＩＯＳである。

【0125】

プログラム、ソフトウェア、ソフトウェアアプリケーション、モジュール、ソフトウェアモジュール、スクリプト、又はコードとして参照され又は記述され得るコンピュータプログラムは、プログラミング言語の形式で記載できる。プログラミング言語は、例えば、コンパイル言語若しくはインタープリタ言語、宣言型言語、又は手続き型の言語を含み得る。プログラムは、例えば、スタンドアロンプログラム、モジュール、コンポーネント、サブルーチン、又はコンピューティング環境における使用のためのユニットとして、任意の形式で、展開することができる。コンピュータプログラムは、ファイルシステム内のファイルに対応することができるが、必ずしも対応する必要はない。プログラムは、マークアップ言語ドキュメント内に格納された１つ又は複数のスクリプト等の他のプログラム又はデータを保持するファイルの一部に、又は問題のプログラム専用の単一ファイル内に、又は１つ又は複数のモジュール、サブプログラム、又はコードの一部を格納する複数の連携したファイル内に、格納することができる。コンピュータプログラムは、一つのコンピュータ上で実行されるように、又は、一のサイトに位置する又は複数のサイトに分散されて配置されて通信ネットワークによって相互接続された複数のコンピュータ上で実行されるように、展開することができる。様々な図面に例示されたプログラムの部分は、様々なオブジェクト、方法、又はプロセスを通して様々な特徴及び機能を実施する個々のモジュールとして示されているが、プログラムは、それらの代わりに、いくつかのサブモジュール、サードパーティのサービス、コンポーネント、及びライブラリを含むことができる。逆に、様々なコンポーネントの機能及び特徴は、必要に応じて、単一のコンポーネントに組み合わせることができる。計算上の特定を為すために使用されたしきい値は、静的に、動的に、又は静的と動的との両方で特定できる。

【0126】

本願明細書において記載された方法、プロセス、又は論理フローは、１つ又は複数のプログラム可能なコンピュータによって実行でき、該コンピュータは、入力データ上で操作することによってかつ出力データを生成することによって、機能を実行する１つ又は複数のコンピュータプログラムを実行する。方法、プロセス、又は論理フローは、特定用途のロジック回路、例えばＣＰＵ、ＦＰＧＡ、又はＡＳＩＣにより実行することができ、装置は、特定用途のロジック回路、例えばＣＰＵ、ＦＰＧＡ、又はＡＳＩＣとして実装することもできる。

【0127】

コンピュータプログラムを実行するために適したコンピュータは、汎用用途のマイクロプロセッサ及び特定用途のマイクロプロセッサ並びに他の種類のＣＰＵの１つ又は複数に基づくことができる。コンピュータの要素は、命令を行い又は実行するためのＣＰＵ、並びに命令及びデータを記憶するための１つ又は複数のメモリデバイスである。一般に、ＣＰＵはメモリから命令及びデータを受け取る（及びデータを書き込む）ことができる。コンピュータは、また、データを記憶するための１つ又は複数の大容量記憶装置を含むことができ、又はそれに動作可能に結合することができる。いくつかの実装では、コンピュータは、例えば、磁気ディスク、光磁気ディスク、又は光ディスクを含む大容量記憶装置に対して、データを受信し、データを転送することができる。さらには、コンピュータを別のデバイスに組み込むことができ、このような別のデバイスは、例えば、携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、モバイルオーディオ若しくはビデオプレーヤー、ゲームコンソール、全地球測位システム（ＧＰＳ）受信機、又はポータブルメモリストレージデバイス（例えばユニバーサル・シリアル・バス（ＵＳＢ）フラッシュドライブ）である。

【0128】

コンピュータプログラム命令及びデータを格納するために適したコンピュータ読取可能な媒体（必要に応じて一時的または非一時的）は、あらゆる形態の常設／非常設又は揮発／不揮発性のメモリ、媒体、及びメモリデバイスを含むことができる。コンピュータ読取可能な媒体は、例えば、半導体メモリデバイス（例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、相変化メモリ（ＰＲＡＭ）、スタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）、消去可能プログラマブルリードオンリーメモリ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能プログラマブル読み取り専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、及びフラッシュメモリデバイス等）を含むことができる。コンピュータ読取可能な媒体は、また、例えば、磁気デバイス（例えば、テープ、カートリッジ、カセット、内部／リムーバブルディスク等）を含むことができる。コンピュータ読取可能な媒体は、また、例えば、光磁気ディスク、光学メモリデバイス（例えば、デジタルビデオディスク（ＤＶＤ）、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ＋／－Ｒ、ＤＶＤ－ＲＡＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、ＨＤ－ＤＶＤ、及びＢＬＵ－ＲＡＹ（登録商標））を含むことができる。メモリは、様々なオブジェクト又はデータを格納することができ、オブジェクト又はデータは、キャッシュ、クラス、フレームワーク、アプリケーション、モジュール、バックアップデータ、ジョブ、ウェブページ、ウェブページテンプレート、データ構造、データベーステーブル、リポジトリ、及び動的情報等を含む。メモリに格納されたオブジェクトやデータの種類には、パラメータ、変数、アルゴリズム、命令、ルール、制約、及び参照を含む。さらに、メモリは、ログ、ポリシー、セキュリティ又はアクセスのデータ、レポートファイルを含むことができる。プロセッサ及びメモリは、特定用途ロジック回路によって補完され又は特定用途ロジック回路に組み込むことができる。

【0129】

本開示に記載の主題の実装は、ユーザへの情報の表示（及びユーザからの入力の受信）を含む、ユーザとのインタラクション（やりとり）を提供するためのディスプレイデバイスを有するコンピュータ上で実施することができる。ディスプレイデバイスの種類としては、例えば、陰極線管（ＣＲＴ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）、及びプラズマモニタを挙げることができる。ディスプレイデバイスは、キーボードと、例えばマウス、トラックボール、又はトラックパッド等のポインティングデバイスとを含むことができる。ユーザ入力は、圧力感度を有するタブレットコンピュータの表面や、静電容量式又は電気的な感知を用いるマルチタッチスクリーンなどのタッチスクリーンの使用を通じてコンピュータに提供することも可能である。他の種類のデバイスを使用して、例えば、視覚的フィードバック、聴覚的フィードバック、又は触覚的フィードバックを含む感覚的フィードバック等のユーザーフィードバックを受け取ることを含む、ユーザとのインタラクションを提供することができる。ユーザからの入力は、音響入力、音声入力、又は触覚入力の形態で受け取ることができる。さらに、コンピュータは、ユーザが使用するデバイスに文書を送信したり、当該デバイスから文書を受信したりすることによって、ユーザとインタラクションすることができる。例えば、コンピュータは、ウェブブラウザから受信した要求に応じて、ユーザのクライアントデバイス上のウェブブラウザにウェブページを送信することができる。

【0130】

用語「グラフィカルユーザインターフェース」又は「ＧＵＩ」は、単数又は複数で使用して、１つ又は複数のグラフィカルユーザインターフェース及び特定のグラフィカルユーザインターフェースの各表示を表すことができる。したがって、ＧＵＩは、ウェブブラウザ、タッチスクリーン、又は情報を処理して情報結果をユーザに効率的に提示するコマンドラインインタフェース（ＣＬＩ）を含むが、これらに限定されない、任意のグラフィカルユーザインターフェースを提示することができる。一般的に、ＧＵＩは、複数のユーザインタフェース（ＵＩ）要素を含むことができ、これらのいくつか又はすべては、インタラクティブフィールド、プルダウンリスト、ボタンなどのウェブに関連付けられる。これら及び他のＵＩ要素は、ウェブブラウザの機能に関連付けられまたウェブブラウザの機能を表すことができる。

【0131】

本明細書に記載された主題の実装は、例えばデータサーバとしてのバックエンドコンポーネントを含むコンピューティングシステムで、又は例えばアプリケーションサーバとしてのミドルウェアコンポーネントを含むコンピューティングシステムで、実施することができる。さらに、コンピューティングシステムは、例えば、ユーザがコンピュータと対話できるグラフィカルユーザインターフェース及びウェブブラウザの一方又は両方を有するクライアントコンピュータ等のフロントエンドコンポーネントを含むことができる。このシステムのコンポーネントは、通信ネットワークにおける有線又は無線デジタルデータ通信（又はデータ通信の組み合わせ）の任意の形態又は媒体によって相互接続することができる。通信ネットワークの例としては、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）、メトロポリタンエリアネットワーク（ＭＡＮ）、広域ネットワーク（ＷＡＮ）、マイクロ波アクセスのための世界的相互運用性（ＷＩＭＡＸ）、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）（例えば、８０２．１１ａ／ｂ／ｇ／ｎ又は８０２．２０又はプロトコルの組み合わせを使用）、インターネットの全部又は一部、又は他の通信システムあるいは１つ若しくは複数の場所（あるいは通信ネットワークの組み合わせ）のシステム、が挙げられる。ネットワークは、例えば、インターネットプロトコル（ＩＰ）パケット、フレームリレーフレーム、非同期転送モード（ＡＴＭ）セル、音声、映像、データ、又はネットワークアドレス間の通信形式の組合せで通信することができる。

【0132】

コンピューティングシステムは、クライアント及びサーバを含むことができる。クライアント及びサーバは、一般的には、互いに遠隔にあることができ、また典型的には、通信ネットワークを介してインタラクション（相互作用）することができる。クライアント及びサーバの関係は、それぞれのコンピュータ上で動作すると共にクライアント・サーバ関係にあるコンピュータプログラムのおかげで生じる。

【0133】

クラスターファイルシステムは、読み込み及び更新のために複数のサーバからアクセス可能な任意のファイルシステムタイプであり得る。交換ファイルシステムのロックはアプリケーションレイヤで実行し得るので、ロッキング又は整合性の追跡は必要ないかもしれない。さらに、ユニコードデータファイルは、非ユニコードデータファイルとは異なる可能性がある。

【0134】

本明細書は多くの特定の実施の詳細を含む一方で、これらは、請求される得る範囲の制限として解釈されるべきではなく、むしろ、特定の実施に固有の特徴の説明として解釈されるべきである。個別の実施の観点で本明細書において説明された特徴は、組み合わせて又は単一の実施で、実現できる。逆に、単一の実施の観点で既述された様々な特徴は、複数の実施で、個別に、又は任意のサブコンビネーションで実施され得る。さらには、既述の特徴は特定の組み合わせで動作するものとして説示され、最初はそのようなものとして請求されているかもしれないが、請求された組合せからの１つ又は複数の特徴を、請求された組み合わせから場合によっては削除することができ、また請求された組合せをサブコンビネーション又はサブコンビネーションの変形に導いてもよい。

【0135】

主題の特定の実施を説明してきた。記載された実施の他の実施、変更、及び置換は、当業者には明らかであるように以下の請求の範囲内である。動作は、図面又は特許請求の範囲に特定の順序で描かれているが、これは、望ましい結果を達成するために、示された特定の順序で又は一連の順番でそのような動作が実行されることを要求するものとして理解されるべきではなく、又はすべての図示された動作が実行される（いくつかの操作は随意的と見なすことができる）ことを要求するものとして理解されるべきではない。ある状況では、マルチタスク又は並列処理（又はマルチタスク及び並列処理の組み合わせ）を行うことが有利であり、適切と思われる場合に実行されるかもしれない。

【0136】

さらに、既述の実施における様々なシステムモジュール及びコンポーネントの分離又は統合が、すべての実施においてそのような分離又は統合を必要とするものとして理解されるべきではない。また、記載されたプログラムコンポーネント及びシステムは、一般的には、単一のソフトウェア製品に統合でき、又は複数のソフトウェア製品にパッケージ化できることが理解されるべきである。

【0137】

したがって、既述の例示的な実施は、本開示を定義又は制約しない。他の変更、置換、及び変更も、本開示の精神及び範囲から逸脱することなく可能である。

【0138】

さらには、請求された任意の実施は、少なくとも、コンピュータにより実施される方法、非一時的なコンピュータ読取可能媒体、及びコンピュータシステムに適用可能であると考えられ、非一時的なコンピュータ読取可能媒体は、コンピュータにより実施される方法を実行するコンピュータにより読取可能な命令を格納し、またコンピュータシステムは、ハードウェアプロセッサに相互に動作可能に結合されたコンピュータメモリを含み、ハードウェアプロセッサは、非一時的なコンピュータ読取可能媒体に格納されたコンピュータにより実施される方法又は命令を実行するように構成される。

【0139】

これらのシステム及び方法の多数の実施形態を説明してきた。それでもなお、本開示の精神及び範囲から逸脱することなく、様々な改変がなされ得ることが理解されよう。したがって、他の実施形態は、以下の請求項の範囲内にある。

【図1A】

【図1B】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13A】

【図13B】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【国際調査報告】