JP2008530481A - フロー調節機構を有するフロー制御デバイス - Google Patents

Abstract

バルブアクチュエータ（１０）は、ストローク調節機構を含む。例は、アクチュエータハウジング（１４）内に配置され、第１の位置（Ｐ１）と第２の位置（Ｐ２）との間に動作またはストロークの範囲を有するピストン（１６）を含む。調節機構（１２）は、ピストンの制限位置（ＰＬ）を、第１の位置と第２の位置との間に定義する。調節機構は、制限設定コンポーネント（１８）と調節コンポーネント（２０）とを含む。制限設定コンポーネントは、最初の制限位置（ＰＬ１）を設定するように配置されることにより、ピストンの動作範囲を最初の制限位置（ＰＬ１）と第２の位置（Ｐ２）との間に制限する。調節コンポーネント（２０）が移動されることにより、制限位置（ＰＬ）を最初の制限位置（ＰＬ１）と第２の位置（Ｐ２）との間で調節して、ピストンの動作の範囲を調節する。

Description

（関連出願）
本出願は、２００５年２月１８日に出願された米国仮特許出願第６０／６５４，１１４号の利益を主張し、該出願の開示全体が参考として援用される。

（発明の分野）
本発明は、フロー調節機構を有するフロー制御デバイスに関する。該デバイスは、例として、バルブまたはバルブアクチュエータであり得る。

（発明の背景）
流体に対する多くのフロー制御デバイスは調節可能である。例えば、バルブやレギュレータのようなデバイスは、より大きなまたはより小さな角度に開かれ、該デバイスに対するフローをセットし得る。

レギュレータまたはバルブの形態の多くのフローデバイスは、バルブが開いているかまたは閉じているかを制御するために空気式の動作を利用する。典型的な空気式アクチュエータは、バルブを閉じるためにバルブシートに対してダイヤフラムを動かすためにバルブダイヤフラムに結合された１つ以上のピストンを含む。バルブはノーマリークローズまたはノーマリーオープンであり得る。通常は閉じているバルブにおいて、バネが、ピストンおよび結果としてダイヤフラムをバルブシートに対してバイアスさせ、バルブが閉じられたままにする。バルブを開くために、空気圧がアクチュエータに送られ、ピストン面上で作用し、該ピストンをバネ力に対抗して移動させる。アクチュエータピストンが移動するときに、該ピストンは、ダイヤフラムが該バルブシートから係合解除され、これによってバルブを開いてフローさせることを可能にする。典型的な従来技術のアクチュエータにおいては、ピストンは、追加の進行距離を提供され、アクチュエータおよびバルブが完全に開くことを確実にする。この構成においては、アクチュエータが完全に開いた位置と完全に閉じた位置との間でダイヤフラムを移動させる。

他のダイヤフラムバルブは、空気式の動作以外の様々なタイプの動作を使用する。例えば、水圧およびソレノイド（電気的）アクチュエータは、時折、ダイヤフラムバルブと共に使用される。さらに、一部のバルブは、戻しバネを使用することにより、アクチュエータは、ピストン移動の一方向のみにピストン上に力を提供する必要がある。他のタイプのバルブは、バネを使用せず、デュアル動作バルブを考慮される。

特許文献１は、利用可能なストップ、すなわちストロークリミッタを有するバルブアクチュエータを記載する。一部の実施形態において、１つまたは２つのナットは、ステムの、さらにこれによるピストンの、内側への（閉鎖）移動または外側への（開放）移動を制限するためにステム上を通る。他の実施形態において、１つまたは２つのナットが、内部にネジを切ったボア内に調節可能に螺入され、ピストンの外側への（開放）移動を制限するように設定可能である。
米国特許出願公開第２００４／０２４４８５０号明細書

一局面において、本発明は、流体フローを有するフロー制御デバイスに関し、該デバイスは、フロー制御デバイスに対する最大フローを設定するように調節された第１のフロー調節機構と、該最大フロー未満の該フロー制御デバイスに対するフローを設定するように、該第１のフロー調節機構とは別々に調節された第２のフロー調節機構とを含む。

別の局面において、本発明は、流体フロー制御デバイス内の流体フローを制御する方法に関し、該方法は、該フロー制御デバイスに対する最大フローを設定するように第１のフロー調節機構を調節するステップと、該最大フロー未満の該フロー制御デバイスに対するフローを設定するように、第２のフロー調節機構を該第１のフロー調節機構とは別々に調節するステップとを含む。

別の局面において、本発明は、バルブのためのアクチュエータに関し、該アクチュエータは、第１の位置と第２の位置との間の動作範囲を有する部材を含む。部材の位置はバルブを介するフローを制御する。第１のフロー調節機構は、該バルブに対する最大フローを設定するように調節される。第２のフロー調節機構は、該最大フロー未満の該バルブに対するフローを設定するように調節される。

本発明は、結果として、同一の最大フロー速度を有するように工場調整されたフローデバイスを提供する。本発明は、顧客が多くのこのような等しく調整されたフローデバイスを購入することをさらに可能にし、該デバイスは全て、その後、制御された方法で、最大フロー以外の同一の設定に、ユーザ調節される。

本発明が使用され得る１つのフローデバイスの例は、アクチュエータハウジングと、ピストンと、調節機構とを含むアクチュエータである。ピストンはアクチュエータハウジングに配置され、第１の位置と第２の位置との間の動作またはストローク範囲を有する。調節機構は、第１の位置と第２の位置との間にある、ピストンの制限位置を定義する。調節機構は、制限設定コンポーネントと、調節コンポーネントとを含む。制限設定コンポーネントは、最初の制限位置に設定するために調節コンポーネントに対して配置され、これにより、ピストンの動作またはストローク範囲を、最初の制限位置と第２の位置との間の範囲に制限する。調節機構は、制限設定コンポーネントを移動させて移動され得、制限位置を、最初の制限位置と第２の位置との間のマークされた位置に調節して、ピストンの動作範囲を調節する。フローデバイスは、スケーラブルであり、すなわち、デバイスのフローは、スケールに対する制御ノブの位置にデバイスのフローを関連付ける調整されたスケールを用いて設定され得る。

このようなアクチュエータの別の例は、アクチュエータハウジングと、ピストンと、調節機構とを含む。ピストンは、アクチュエータハウジングに配置され、第１の位置と第２の位置との間の動作またはストローク範囲を有する。調節機構は、第１の位置と第２の位置との間にあるピストンの制限位置を定義する。調節機構は、それ自体がハウジングに螺入される手動で回転可能なノブに螺入される制限ネジを含む。制限ネジは、最初の制限位置を設定するようにノブに対して配置され、それにより、ピストンの動作またはストローク範囲を、最初の制限位置と第２の位置との間の範囲に制限する。ノブは、回転され、結果として、制限ネジも移動させて、軸方向に移動され得、これにより制限ネジを最初の制限位置と第２の制限位置との間に調節して、ピストンの動作範囲を調節する。

さらなる利点および利益は、以下の記載および添付されている特許請求の範囲を、添付される図面と関連して考慮すると、当業者にとって明白になる。

図１Ａ、図２Ａおよび図３Ａに概略的に例示されるように、一局面において、本発明は、流体フローを有するフロー制御デバイス１０に関する。第１のフロー調節機構１８は、フロー制御デバイス１０に対する最大フローを設定するように調節される。第２のフロー調節機構２０は、最大フロー速度未満のフロー制御デバイスに対するフローを設定するように第１の機構１８とは別々に調節される。

別の局面において、本発明は、流体フロー制御デバイス１における流体フローを制御する方法に関する。本発明は、フロー制御デバイス１０に対する最大フローを設定するように第１のフロー調節機構１８を設定するステップと、最大フロー未満のフロー制御デバイスに対するフローを設定するように第１の機構とは別々に第２の調節機構２０を調節するステップとを含む。

本発明は、一例として、流体フローを制御するためにバルブと共に使用するためのバルブアクチュエータのように、フロー制御デバイスに組み込まれ得、さらにその局面において、異なる構造のバルブおよびアクチュエータに適用可能である。例示される実施形態は、空気式のアクチュエータを示す。本発明はまた、水圧およびソレノイド（電気式）アクチュエータを含むがこれらに限定はされない他のタイプのアクチュエータに適用可能である。例示される実施形態は、戻しバネを有するバルブを示す。本発明はまた、他のタイプのバルブ、例えば、バネを使用しないバルブ（デュアル動作バルブ）にも適用可能である。

図１Ａ〜図３Ａおよび図１Ｂ〜図３Ｂは、ストローク調節機構１２を含むバルブアクチュエータ１０を例示する。バルブアクチュエータ１０は、アクチュエータハウジング１４と、ピストン１６と、調節機構１２とを含む。ピストン１６が、アクチュエータハウジング１４内に配置されることにより、ピストンは、第１の位置Ｐ１（図１Ｂに示される収縮された位置）および第２の位置Ｐ２（図１Ａに示される伸長された位置）との間の動作範囲を有する。第１の位置および第２の位置として例示される位置の指定は任意である。すなわち、図１Ａによって例示される伸長された位置は、第１の位置として指定され得、図１Ｂによって例示される伸縮された位置は、第２の位置として指定され得る。ピストンはバネのようなバイアス部材によって、図１Ａによって例示される位置または図１Ｂによって例示される位置のいずれかにバイアスされ得る。

図２Ａ、図２Ｂ、図３Ａおよび図３Ｃに示されるように、調節機構１２は、ピストンのストロークを制限するように選択され得る制限位置ＰＬの範囲を定義する。調節機構は、制限設定コンポーネントまたはストローク制限部材１８と、調節コンポーネントまたはポジショニング部材２０とを含む。制限設定コンポーネント１８の位置は、アクチュエータの最初の制限位置ＰＬ１を、第１の位置と第２の位置との間に設定する。制限設定コンポーネントは、ピストンの動作範囲を、最初の制限位置ＰＬ１と第２の位置との間に制限する。調節コンポーネント２０は、アクチュエータハウジング１４に関して移動可能であり、制限位置ＰＬを最初の制限位置ＰＬ１と第２の位置Ｐ２との間に調節して、ピストンの動作範囲を調節する。図１Ａ〜図３Ａおよび図１Ｂ〜図３Ｂによって例示される例において、ピストンは、調節機構がアクチュエータと共に組み立てられる前には、位置Ｐ１（図１Ｂ）から位置Ｐ２（図１Ａ）までのストロークを有する。

図１Ａ〜図３Ａおよび図１Ｂ〜図３Ｂの例において、アクチュエータハウジング１４は、内部のネジチャネル２６を含み、調節コンポーネント２０は、外部ネジ部２８を有する。例において、調節コンポーネント２０は、調節コンポーネント２０が所望の位置に存在するまで、外部ネジ部２８をネジチャネルに挿入し、調節機構をアクチュエータハウジング１４に対して回転させることによって、アクチュエータハウジングと共に組み立てられる。例えば、調節コンポーネントは、アクチュエータハウジング１４と共に組み立てられ得ることにより、調節コンポーネントキャップ３２のボトム３０は、図２Ａに示されるように、アクチュエータハウジングのトップ３４から間隔をあけられ、調節コンポーネントインジケータ３６は、図４に示されるように、アクチュエータハウジングのトップ上のインディシア３８と一致させられる。

例示的な実施形態において、インディシア３８は、ストローク調節機構１２によって可能にされる最大フローを示す。追加のインディシアは、フローを設定するときにユーザを支援するために、アクチュエータハウジングのトップに含まれ得る。図２Ａ、図２Ｂ、図３Ａ、図３Ｂの例において、インディシア３８ａは、図３Ｂに示されるピストンの位置に対応する最大フローを示す。一実施形態において、インディシア３８ａは、アクチュエータによって制御されるバルブが閉じている場合の、調節部材の位置に対応する。この実施形態において、インディシア３８ｂは、バルブが２５％開いている位置に対応し、インディシア３８ｃは、バルブが５０％開いている位置に対応し、インディシア３８ｄはバルブが７５％開いている位置に対応し、インディシア３８は、可能な最大フローを示す。

調節機構１２のハウジング１４への組み立ての間に、調節コンポーネント２０の選択された位置は維持され、制限設定コンポーネント１８は、最初の制限位置Ｐｌ１を設定するように調節コンポーネントと共に組み立てられる。例示的な実施形態において、最初の制限位置は、インディシア３８によって示されるフローに対応する。一実施形態において、最初の制限位置は、ストローク調節機構１２によって、可能にされ得る最大フローに対応する。一旦、制限設定コンポーネント１８が、最初の制限位置ＰＬ１を設定するように調節コンポーネントと共に組み立てられると、制限設定コンポーネントの位置は、ストローク調節コンポーネントに対して固定される。例えば、制限設定コンポーネントの相対的な位置は、ネジロッキングコンパウンドを制限設定コンポーネントのネジに塗布することによって調節コンポーネントに対して設定され得るか、あるいはロッキング部材、例えば、位置決めネジ３９（図２Ａ）が相対的な位置を固定するために使用され得る。

図１Ａ〜図３Ａおよび図１Ｂ〜図３Ｂの例において、調節コンポーネント２０は、インレットポート４０と、内部ネジチャネル４２とを含む。肩４３は、インレットポート４０とネジチャネル４２との間で定義される。例示される制限設定コンポーネント１８は、外部ネジ４４を含む。空気経路４６およびツールリセス４８は、制限設定コンポーネント１８を介して伸長する。ツールリセスは、六角ドライブのようなツールを受容し、調節コンポーネント２０に対する該ツールは制限設定コンポーネントの相対的な位置を調節するために使用される。空気経路４６は、加圧された空気をインレットポート４０からアクチュエータチャンバまで、ピストンのバイアスに依存して、ピストンの上または下のいずれかを通す。

例において、制限設定コンポーネント１８は、外部ネジ４４をネジチャネル４２に挿入し、制限設定コンポーネントが調節コンポーネントに対して所望の位置に存在するまで、制限設定コンポーネントを調節コンポーネントに対して回転させることにより、調節コンポーネント２０と共に組み立てられる。例示的な実施形態において、制限設定コンポーネント１８は、調節コンポーネントに対して配置されることにより、ピストンが制限設定コンポーネント１８と係合して、バルブを開く場合に、バルブはインディシア３８によって示されるフローを提供する。

図２Ａ、図２Ｂ、図３Ａ、図３Ａ、図３Ｂ、図４および図５に示されるように、一旦、制限設定コンポーネント１８が調節部材２０に対して固定されると、アクチュエータ１０のストロークは、調節コンポーネント２０を回転させることによって調節され得る。例えば、図２Ａ、図２Ｂおよび図４によって例示される位置から、図３Ａ、図３Ｂおよび図５によって例示される位置まで調節コンポーネント２０を回転させることは、制限設定コンポーネント１２８の軸上の位置を調節し、これにより図２Ｂにおいて例示される位置から図３Ｂにおいて例示される位置までストローク制限ＰＬを調節する。該ストロークは、ストローク制限範囲ＰＬの任意の位置に設定され得る。ストロークは、調節コンポーネントを、インジケータ３６をインディシア３８と一致させるように回転させることによって、最初のストローク制限ＰＬ１にリセットされ得る。図２Ａ、図２Ｂ、図３Ａ、図３Ｂ、図４および図５によって例示される例において、調節コンポーネントの半回転が図２Ｂ〜図３Ｂに例示されたストローク調節の量を結果として生じるように、ネジのピッチ２６および２８が選択される。ネジのピッチ２６、２８は、調節コンポーネント２０の回転の度数あたりのストローク制限コンポーネント１８の任意の所望の軸上の進行を提供するように選択され得る。アクチュエータ１０は、従ってスケーラブルであり、すなわち、フローがインディシアの較正されたスケールを用いてセットされ得、これはインディシアに対する調節コンポーネントの位置に対するフローに関する。

図４および図５によって例示される実施形態において、ストップ５０は、ストローク制限が最初のストローク制限ＰＬ１を越える軸上の位置を設定することを防ぐために含まれる。ストップの一例は、アクチュエータハウジングから上方に伸長するピンである。ストップは、調節機構が、ピストンが最初の制限位置ＰＬ１と第１の位置Ｐ１との間の位置を移動することを可能にすることを防ぐ。このようなストップ５０は、ストローク制限が、アクチュエータがバルブから離れている位置（図１０参照）に設定されることを防ぐ。ストップはまた、ストローク制限が、流体の超過量がバルブを介してフローする位置まで設定されることを防ぐために使用され得る。一実施形態においては、ストップ５０は含まれない。この実施形態において、最初のストローク制限ＰＬ１が設定され得ることにより、ストロークが最初のストローク制限の上および下で実質的に調節され得る。

図６〜図８は、ストローク制限調節機構１２を含むアクチュエータ１０の例の断面図である。ストローク制限調節機構１２は、ノーマリーオープンアクチュエータに適用され得るが、図６〜図８によって例示される例において、アクチュエータ１０は、ノーマリークローズアクチュエータである。アクチュエータ１０は、アクチュエータハウジング１１４と、１つ以上のピストン１１６と、例示されるバネのようなバイアス部材１１８と、ネジアクチュエータ空気経路１２２を定義するエンドキャップ１２０とを含む。バネ１１８は、ピストン１１６上で作用して、ピストンが伸長された位置で維持される。図６〜図８は、マルチピストンのアクチュエータアセンブリを例示するが、本発明は、単一のピストンアクチュエータと共に使用され得る。

図６〜図８によって例示される例において、ストローク制限調節機構１２は、ピストン１１６のストロークを制限し、アクチュエータのインレットポート１２６を定義する。一実施形態において、インレットポート１２６は、空気供給源からの「プッシュロック（ｐｕｓｈ−ｌｏｃｋ）」チュービング挿入を受容する。一実施形態において、調節機構は、フロー設定に組み込まれないプロダクトと共に使用するための１／８”ＮＰＴポートアダプタを含む。このことは、フロー設定デバイスが、標準の１／８”ＮＰＴポートを有する既存の従来のアクチュエータに追加導入（ｒｅｔｒｏｆｉｔ）されることを可能にする。ポートアダプタを有する調節機構の１つの利点は、フロー設定デバイスと共に使用するためのカスタムの（ｃｕｓｔｏｍ）アクチュエータキャップよりむしろ、単一のアクチュエータキャップ設計が、フロー設定デバイスおよび標準のデバイスと共に使用され得ることである。

空気は、インレットポート１２６を介して、および上部ピストン１１６ａのステム１２８のフローチャネル１２７を介して入る。空気は、上部動作体積１３０を満たし、上部ピストン１１６ａの表面１３１上で作用する。空気は、次いで、下部ピストン１１６ｂのステム１３４のフローチャネル１３２を介して通る。空気は、下部動作体積１３６を満たし、下部ピストン１１６ｂの表面上で作用する。上部および下部動作体積１３０および１３６を満たし、表面１３１および１３８上で作用する空気は、ピストン１１６をバネ１１８の力に対抗して上方に移動させる。

ストローク制限調節機構１２は、ピストン１１６に対する正のストップとして作用する。正のストップの位置は、最初に設定され、ストローク制限調節機構１２を用いて調節され得る。図６は、制限コンポーネント１８がストローク制限位置に設定される前の、ストローク制限調節機構を例示する。制限コンポーネントが、図６によって例示される位置にあるときに、ストローク制限機構１２は、アクチュエータのストロークを制限しない。図６によって例示される位置において、上部ピストン１１６ａの上方の移動は、インレット経路シリンダ１４４の下部表面１４２によって制限される。

制限コンポーネント１８の位置は、調節コンポーネント２０に対して調節され得、図７によって例示されるように選択された位置に固定される。図７によって例示される位置において、上部ピストン１１６ａは、シリンダが到達する前に、制限部材１８を係合する。このように、制限部材１８は、ピストンのストロークを、図７によって例示される位置に制限する。一旦、制限コンポーネント１８の位置が、調節コンポーネントに対して調節されると、制限コンポーネントの相対的な位置が調節コンポーネントに対して固定される。調節コンポーネントのノブ３２は、回転されることにより、ストローク制限コンポーネントをアクチュエータハウジングに対して動かし、これによりピストンストロークを調節し得る。例えば、キャップは、図７によって例示される位置から、図８によって例示される位置まで移動して、ピストンのストロークをさらに減少させ得る。アクチュエータ１０は、結果としてスケーラブルであり、すなわち、フローはインディシアの較正されたスケールを用いて設定され得、これはインディシアに対するノブ３２の位置にフローを関連させる。

図９は、バルブ本体２０２と、バルブ部材２０４と、アクチュエータ１０と、ストローク制限調節機構１２とを含むバルブアセンブリ２００の例を例示する。例示されるバルブ本体２０２は、インレット経路２０６と、アウトレット経路２０８と、バルブシート２１０とを含む。バルブ部材２０４は、アクチュエータ１０によって、バルブシート２１０に対して選択的に移動され、インレット経路２０６からアウトレット経路２０８までのフローを変更する。例えば、インレット経路２０６からアウトレット経路２０８までのフローを可能にするために、バルブ部材がバルブシートから離れて間隔があいている第１の位置と、インレット経路からアウトレット経路までの流体フローを妨げるためにバルブ部材がバルブシートに接触する第２の位置との間で、アクチュエータ１０は、バルブ部材２０４を移動させ得る。アクチュエータピストンは、バルブ部材をバルブシート２１０に対して移動させるためのバルブ部材２０４と力伝達関係にあるシャフト２１０を有する。

図９〜図１２に示されるバルブにおいて、例示されるバルブ部材２０４は、可撓性の金属製または高分子の部材または基板を備えるダイヤフラムである。図９〜図１２は、多くのタイプのバルブのうちの１つの例として、ダイヤフラムバルブを例示し、これと共に、本開示されるストローク制限調節機構を有するアクチュエータが使用され得る。開示されるアクチュエータは、ライジングプラグ、ゲート、せき（ｗｅｉｒ）、球形弁構成を含む任意の直線的に動作されるバルブに組み込まれ得る。

図９によって例示される例において、ダイヤフラムはバルブ本体２０４と共に組み立てられる。ダイヤフラムは、バルブシート２１０とのシーリング係合の中へ撓ませ、バルブシートとの係合の外へ撓ませ、インレットポート２０６からアウトレットポート２０８までの処理流体のフローを可能にするために構成される。

アクチュエータは、ダイヤフラムをバルブシートとの係合の内外へ選択的に撓ませるためのダイヤフラムアセンブリと共に組み立てられる。図９によって例示される例において、ボンネット２５０は、ダイヤフラムをバルブ本体２０２に固定する。例示される例において、ボンネットナット２５２は、ボンネット２５０とダイヤフラムとをバルブ本体２０２にクランプする。

図９〜図１２によって例示される例において、アクチュエータ１０は、アクチュエータシャフト２１２を選択的に伸長し、ボンネットによって定義される進行経路に沿ってボタン２６０を移動させる。アクチュエータシャフト２１２が伸長されるときに、ボタン２６０は、バルブシート１８とのシーリング係合にダイヤフラムを偏よらせる（図１２）。アクチュエータシャフト２１２が伸縮されるとき、ダイヤフラムは開いた状態に撓む（図１０および図１１）。図９〜図１２によって例示される例において、開いた状態は、ピストンの完全に伸縮された位置に対応し得、またはストローク調節機構１２によって制限されたピストンの伸縮された位置に対応し得る。

図１０は、必ずしもダイヤフラム上で圧力を維持しないアクチュエータシャフト２１を有するアクチュエータ１２を例示する。図１０において、ギャップまたはセパレーション２６２は、アクチュエータロッドがアクチュエータ１２によって完全に伸縮されたときに、アクチュエータロッド２１２とアクチュエータボタン２６０との間に存在する。この状況は、アクチュエータピストンが、アクチュエータのフルストロークを定義する第１の位置と第２の位置との間で移動し得る場合に発生し得る。図１１は、図１０に例示されるセパレーションが発生しないようにアクチュエータのストロークを制限する調節機構１２を有するアクチュエータロッドの完全に伸縮された位置を例示する。例示的な実施形態において、図１１に例示される位置は、制限コンポーネント１８によって設定される最初の制限位置ＰＬ１に対応する。最初の制限部分も、完全に伸縮されたアクチュエータロッドが、図１１によって例示された位置と図１２によって例示された位置との間の任意の位置に、ダイヤフラムを位置させるように設定され得る。例示的な実施形態において、調節コンポーネントのノブは、回転されて、完全に伸縮されたアクチュエータ位置を調節し、これによってダイヤフラムとバルブシートとの間の間隔を調節し得る。例えば、調節コンポーネントは、回転されて、図１１に実線で例示された位置から、図１１に、ファントム線２７０で例示された任意の位置までダイヤフラムの位置を調節し得る。図１２は、別の実施形態を示し、ここで、調節コンポーネントは、手動でバルブを閉じるために、ダイヤフラムをバルブシートに対して手動で押圧するために使用され得る。

本発明のフロー制御デバイスのスケーラビリティは、さらに他の代替的な方法で達成され得る。１つの代替案は、配置可能なフロースケールと結合された単一の調節ノブ／ネジのみを用いることを伴う。単一のネジは、アクチュエータピストンによって接触され、結果としてアクチュエータピストンの動作範囲を制限するために使用される。例えば、図３Ａおよび図４に示されるデバイスは、位置決めネジ１８を除去し、ハウジング３０４に通され、フロー調節ノブ３０６を固定して支持する単一ネジ３０２を用いることによって、図１３および図１４に示されるデバイス３００の構成に変更され得る。スケール３０８は、アクチュエータハウジング３０４上で最初は回転可能である。組み立ての間に、フロー制御デバイス３００はフロー測定装置に接続され、ノブ３０６およびネジ３０２は共に、デバイス３００からのターゲットフロー出力を提供するように調節される。スケール３０８が、次いで、ノブ３０６に対して位置取りされることにより、ターゲットフロー出力と対応するスケール上のマークがノブと一致させられる。スケール３０８は、次いで、例えば、ピン止めによって、３１０で概略的に示されるハウジング上の位置にロックされる。ノブ３０６の引き続く、スケール３０８に対する別の位置への移動（回転）は、ネジ３０２を回転させて、デバイス３００からの既知のフロー出力を提供する。同一の方法で設定され、同一の位置に調節された該デバイスの制御ノブ３０６を有する他の同様のデバイス３００は、同様のフロー出力を提供する。

別の代替案は、最初に固定されたフロースケールと組み合わされた単一の調節ネジのみを用いることを伴う。例えば、図１３および図１４に示されるデバイス３００は、図１５および図１６に示されるデバイス３００ａの構成に変更され得る。ノブ３０６ａは、最初は、ネジ３０２ａ上で回転可能（配置可能）である。スケール３０８ａは、アクチュエータハウジング３０４ａ上で固定される。組み立ての間にフロー制御デバイス３００ａは、フロー測定システムに接続され、ネジ３０２ａは、デバイスからターゲットフロー出力を提供するように調節される。ノブ３０６ａは、次いで、スケール３０８に対してネジ３０２ａ上に配置されることにより、ターゲットフロー出力に対応するスケール上の点が、ノブ３０６ａと一致させられる。ノブ３０６ａは、次いで、例えば、位置決めネジ３１２を用いて、ネジ３０２ａ上の位置に固定される。引き続くノブ３０６ａの、スケール３０８ａに対する、他の位置への移動（回転）は、ネジ３０２ａを回転させて、デバイス３００ａからの既知のターゲットフロー出力を提供する。同一の方法で設定され、同一の位置に調節されるそれぞれの制御ノブ３０６ａを有する同様のデバイス３００は、同様のフロー出力を提供する。

本発明の様々な局面が、本明細書において、例示的な実施形態における組み合わせに具体化されるように、記載され、例示されているが、これらの様々な局面は、個別にあるいは様々なそれらの組み合わせまたはサブコンビネーションのいずれかにおいて、多くの代替的な実施形態で実現され得る。本明細書において、明示的に除外されない限り、このような組み合わせおよびサブコンビネーションの全ては本発明の範囲内であることが意図される。なお、さらに、代替的な材料、構造、構成、方法、デバイス、ソフトウェア、ハードウェア、制御論理などのような本発明の様々な局面および特徴に対する様々な代替的な実施形態が本明細書に記載され得るが、このような記載は、現在公知であるか後に開発されるかにかかわらず、利用可能な代替的な実施形態の完全なリストまたは網羅的なリストであることを意図されるものではない。当業者は、本発明の局面、概念または特徴のうちの１つ以上を、このような実施形態が本明細書で明示的に開示されていない場合でさえも、本発明の範囲内のさらなる実施形態に容易に適合し得る。さらに、本発明の一部の特徴、概念または局面が、好ましい構成または方法であるように、本明細書に記載され得る場合でも、このような記載は、このような特徴が明示的に述べられない場合にも要求され、または必須であることを示唆することを意図されない。なお、さらに、例示的または代表的な値または範囲は、本発明を理解する際に支援するために含まれ得ることが、このような値および範囲は、制限する意味で解釈されるべきではなく、明示的に述べられる場合にのみ、決定的な値または範囲であることが意図される。

図１Ａは、第１の条件において示されるフロー制御デバイスの概略図である。 図１Ｂは、第２の条件において示される図１Ａのフロー制御デバイスの概略図である。 図２Ａは、フロー調節機構を含む図１Ａのフロー制御デバイスの概略図である。 図２Ｂは、フロー調節機構を含む図１Ａのフロー制御デバイスの概略図である。 図３Ａは、フロー調節機構を含む図１Ａのフロー制御デバイスの概略図である。 図３Ｂは、フロー調節機構を含む図１Ａのフロー制御デバイスの概略図である。 図４は、概して図２Ａのライン４−４に沿って得られた図である。 図５は、概して図３Ａのライン５−５に沿って得られた図である。 図６は、フロー調節機構を含むバルブアクチュエータの断面図である。 図７は、フロー調節機構を含むバルブアクチュエータの断面図である。 図８は、フロー調節機構を含むバルブアクチュエータの断面図である。 図９は、フロー調節機構を含むバルブアセンブリの概略図である。 図１０は、フロー調節機構を含むバルブアセンブリの概略図である。 図１１は、フロー調節機構を含むバルブアセンブリの概略図である。 図１２は、フロー調節機構を含むバルブアセンブリの概略図である。 図１３は、本発明の別の実施形態である流体フロー制御デバイスの概略図である。 図１４は、本発明の別の実施形態である流体フロー制御デバイスの概略図である。 図１５は、さらに本発明の別の実施形態である流体フロー制御デバイスの概略図である。 図１６は、さらに本発明の別の実施形態である流体フロー制御デバイスの概略図である。

Claims (46)

1. 流体フローを有するフロー制御デバイスであって、
   該フロー制御デバイスに対する最大フローを設定するように調節される第１のフロー調節機構と、
   該最大フロー未満の該フロー制御デバイスに対するフローを設定するように、該第１の機構とは別々に調節される第２のフロー調節機構と
   を備えている、フロー制御デバイス。
2. 前記第１のフロー調節機構は、前記フロー制御デバイスに対する最大フローを設定する制限設定コンポーネントを含み、前記第２のフロー調節機構は、該最大フロー未満の該フロー制御デバイスに対するフローを設定するように、該制限設定コンポーネントの位置を調節する調節コンポーネントを含む、請求項１に記載のフロー制御デバイス。
3. 前記調節コンポーネントは、第１のネジ接続によって前記デバイスのハウジングに、回転可能に接続され、前記制限設定コンポーネントは、第２のネジ接続によって前記調節コンポーネントに回転可能に接続され、前記最大フローは、該調節コンポーネントに対して該制限設定コンポーネントを回転させることによって設定され、該第２のフロー調節機構は、該ハウジングに対して該調節コンポーネントを回転させ、これによって、該最大フロー未満の該フロー制御デバイスに対するフローを設定するように該制限設定コンポーネントを移動させることによって、調節される、請求項２に記載のフロー制御デバイス。
4. 前記フロー制御デバイスの前記フローを変更するように移動可能なピストンを含み、前記第１のフロー調節機構は、該ピストンの第１の方向における移動を制限するように、該ピストンによって係合可能なストローク制限部材を含み、前記第２のフロー調節機構は、該第１の方向とは反対の第２の方向に、該ストローク制限部材を移動させることにより、該ピストンの該第１の方向における移動をさらに制限するように該ピストンに対して調節される、請求項１に記載のフロー調節デバイス。
5. アクチュエータハウジングと、該アクチュエータハウジング内に配置され、第１の位置と第２の位置との間の動作範囲を有するアクチュエータ部材とを備え、
   前記フロー制御デバイスは、制限位置と該第２の位置との間の範囲に、該アクチュエータ部材の該動作範囲を制限するように、該アクチュエータ部材の該制限位置を定義し、
   前記第１の調節機構は、該アクチュエータ部材の最初の制限位置を設定する制限設定コンポーネントを含み、
   前記第２のフロー調節機構は、該制限位置を、該最初の制限位置と該第２の位置との間に調節し、これによって該アクチュエータ部材の該動作範囲を調節する調節コンポーネントを含む、請求項１に記載のフロー調節デバイス。
6. 前記調節コンポーネントは、ネジ接続によって、前記アクチュエータハウジングに調節可能に接続され、前記制限設定コンポーネントは、ネジ接続によって、該調節コンポーネントに調節可能に接続される、請求項５に記載のフロー制御デバイス。
7. 前記最初の制限位置は、前記制限設定コンポーネントを前記調節コンポーネントに対して回転させることによって設定される、請求項５に記載のフロー制御デバイス。
8. 前記アクチュエータ部材の、前記最初の制限位置と前記第１の位置との間の位置への移動を可能にする位置への前記調節コンポーネントの移動を禁止するように配置されるストップ部材をさらに備えている、請求項５に記載のフロー制御デバイス。
9. 前記最初の制限位置が設定される前に、前記調節コンポーネントに対する前記制限設定コンポーネントの調節を可能にすることを円滑化し、該最初の制限位置が設定された後に、該制限コンポーネントの前記位置を該調節コンポーネントに対して固定することを円滑化するカップリング部材をさらに備えている、請求項５に記載のフロー制御デバイス。
10. 前記調節コンポーネントは、前記アクチュエータハウジングに対する回転のために、該アクチュエータハウジング上で支持され、前記フロー制限設定コンポーネントは、該調節コンポーネントによって運ばれ、該調節コンポーネント内で回転可能である、請求項５に記載のフロー制御デバイス。
11. 前記調節コンポーネントは、一連の所定のフロー位置の間で該調節コンポーネントを回転させる手動で係合可能なハンドルを備えている、請求項１０に記載のフロー制御デバイス。
12. 流体フロー制御デバイス内の流体フローを制御する方法であって、該方法は、
    該フロー制御デバイスに対する最大フローを設定するように第１のフロー調節機構を調節するステップと、
    該最大フロー未満の該フロー制御デバイスに対するフローを設定するように、該第１の機構とは別々に第２のフロー調節機構を調節するステップと
    を包含する、方法。
13. 前記第２のフロー調節機構を調節する前記ステップは、手動で係合可能な部材を前記デバイスのハウジングに対して回転させることを包含し、前記第１のフロー調節機構を調節する前記ステップは、ストローク制限部材を該手動で係合可能な部材に対して回転させることを包含する、請求項１２に記載の方法。
14. 前記ストローク制限部材は、回転のために、前記手動で係合可能な部材と結合されている、請求項１３に記載の方法。
15. 前記手動で係合可能な部材は、回転の際に前記ハウジングに対して軸方向に移動するハンドルまたはノブであり、前記ストローク制限部材は、該手動で係合可能な部材内に通され、該手動で係合可能な部材と共に軸方向に回転により移動する位置決めネジである、請求項１３に記載の方法。
16. 前記第１の調節機構を用いて前記最大フローを設定する前に、第２のフロー調節機構をフローインディシアと一致させるステップを包含する、請求項１５に記載の方法。
17. 前記第１のフロー調節機構によって設定された前記最大フローの超過におけるフローを可能にする位置への、前記第２の調節機構の移動を禁止するステップを包含する請求項１６に記載の方法。
18. バルブのためのアクチュエータであって、該アクチュエータは、
    第１の位置と第２の位置との間の動作範囲を有する部材であって、該部材の位置は、該バルブを介するフローを制御する、部材と、
    該バルブに対する最大フローを設定するように調節される第１のフロー調節機構と、
    該最大フロー未満の該バルブに対するフローを設定するように調節される第２のフロー調節機構と
    を備えている、アクチュエータ。
19. 前記部材は、前記バルブを介するフローを制御するためにバルブシートに対して移動可能なバルブ部材と移動のために結合されたピストンであり、
    前記第１のフロー調節機構は、該ピストンのストロークを最大位置に制限し、これによって該バルブに対する該最大フローを設定するように調節されるストローク制限部材を含み、
    前記第２のフロー調節機構は、該ピストンの該ストロークをさらに制限し、これによって該最大フロー未満の該バルブに対するフローを設定するように該第１の調節機構とは別々に調節されるポジショニング部材を含む、請求項１８に記載のアクチュエータ。
20. 前記ポジショニング部材は、ハンドルまたはノブのような手動で係合可能で回転可能な部材である、請求項１９に記載のアクチュエータ。
21. 前記ポジショニング部材は、第１のネジ接続によって、前記アクチュエータのハウジングに回転可能に接続され、前記ストローク制限部材は、第２のネジ接続によって、該ポジショニング部材に回転可能に接続され、該ストローク制限部材の前記最大位置は、該ポジショニング部材に対して該ストローク制限部材を回転させることによって設定され、前記第２のフロー調節機構は、該ハウジングに対して該ポジショニング部材を回転させ、これによって、該ストローク制限部材の移動を引き起こして、該最大フロー未満の前記バルブに対するフローを設定するように調節される、請求項１９に記載のアクチュエータ。
22. 前記第２の調節機構は、前記ストローク制限部材が最大位置にあるフルフロー位置と、少なくとも１つのより低いフロー位置とを含む複数の繰り返し可能な位置に選択的に調節可能である、請求項１８に記載のアクチュエータ。
23. 前記第２のフロー調節機構は、手動で係合可能なハンドルを含み、前記第１のフロー調節機構は、該ハンドル内に通される位置決めネジを含む、請求項１８に記載のアクチュエータ。
24. 前記第２のフロー調節機構は、前記アクチュエータのインレットポートを定義する、請求項１８に記載のアクチュエータ。
25. 前記バルブは、ノーマリーオープンバルブであり、前記第２のフロー調節機構は、該バルブが閉じられる位置に、該バルブの前記フローを調節し得る、請求項１８に記載のアクチュエータ。
26. 前記バルブに対する前記最大フローよりも大きいフローを可能にする状態への前記第２のフロー調節機構の移動を禁止するように配置されたストップ部材をさらに備えている、請求項１８に記載のアクチュエータ。
27. 前記ストップ部材は、前記アクチュエータの前記ハウジングと共に組み立てられるピンを備えている、請求項２６に記載のアクチュエータ。
28. 流体フロー制御デバイス内の流体フローを制御する方法であって、
    移動可能な部材の移動の限界を設定するように前記フロー制御デバイスの移動可能な部材によって係合可能な末端部分を有する回転可能な制限ネジを提供するステップであって、該ネジはノブを支持する、ステップと、
    該フロー制御デバイスに対する所望の最大フローが提供される位置まで制限ネジを回転させるステップと、
    該フロー制御デバイスのハウジングのスケール上の最大フローインディシアと該ノブを一致させるステップと
    を包含する、方法。
29. 前記制限ネジは、第１および第２の相対的に回転可能な部分を含み、前記ノブは、回転のために、該第１のネジ部分と固定され、該第２のネジ部分は、前記移動可能な部材によって係合可能であり、
    該ノブを一致させる前記ステップは、該制限ネジを回転させる前記ステップの前に行われ、該ノブ並びに該第１のネジ部分および該第２のネジ部分を共に回転させることを包含し、
    前記フロー制御デバイスに対する所望の最大フローが提供される位置まで該制限ネジを回転させる前記ステップは、該第２のネジ部分を該第１のネジ部分に対して、該第２のネジ部分による該移動可能な部材の係合の際に該フロー制御デバイスに対する所望の最大フローが提供される位置まで回転させることを包含する、請求項２８に記載の方法。
30. 前記ノブおよび前記制限ネジを共に回転させて、該ノブを、前記フロー制御デバイスに対する第２のフローを示す第２のインディシアと一致させることをさらに包含する、請求項２９に記載の方法。
31. 前記ハウジング上の前記スケールを回転させて、該スケール上の前記最大フローインディシアを前記ノブと一致させるステップと、
    その後、該スケールを該ハウジングに固定するステップと
    を含む、請求項２８に記載の方法。
32. 前記ノブおよび前記制限ネジを共に回転させて、該ノブを、前記フロー制御デバイスに対する第２のフローを示す前記スケール上の第２のインディシアと一致させることをさらに包含する、請求項３１に記載の方法。
33. 前記一致させるステップは、前記ネジ上で前記ノブを回転させることによって、該ノブを前記スケール上の前記最大フローインディシアと一致させるステップと、
    その後、回転のために前記制限ネジと該ノブを固定するステップと
    を含む、請求項２８に記載の方法。
34. 前記ノブおよび前記制限ネジを共に回転させて、該ノブを、前記フロー制御デバイスに対する第２のフローを示す前記スケール上の第２のインディシアと一致させることをさらに包含する、請求項３３に記載の方法。
35. 所定の最大フロー設定を有する流体フロー制御デバイスであって、該デバイスは、該最大フロー未満の第２のフローまで調節可能であり、該デバイスは、調節位置を、該フローデバイスの所定のフローに関連させるインディシアを有する、流体フロー制御デバイス。
36. 前記デバイスは、前記第２のフローまで調節可能であり、その後繰り返し可能な方法で前記最大フローまで調節可能である、請求項３５に記載の流体フロー制御デバイス。
37. 前記デバイスは、ピストン作動フロー制御デバイスであり、該ピストンの該ストロークを制限するように調節可能である、請求項３５に記載の流体フロー制御デバイス。
38. 前記インディシアは、前記調節位置を、既知のフローである所定の第２のフローに関連付ける、請求項３５に記載の流体フロー制御デバイス。
39. 前記インディシアは、前記調節位置を、前記最大フローの既知のパーセンテージである所定の第２のフローに関連付ける、請求項３５に記載の流体フロー制御デバイス。
40. 前記所定の最大フローは、工場設定である、請求項３５に記載の流体フロー制御デバイス。
41. 流体フロー制御デバイス内で流体フローを制御する方法であって、
    該デバイスに対する最大フローを設定するステップと、
    該デバイスの該フローを、前記最大フロー未満の所定の第２のフローに調節するために該デバイスに関連付けられたインディシアを使用するステップと
    を包含する、方法。
42. 前記デバイスに対する最大フローを設定する前記ステップは、所定の工場最大フロー設定を提供することを包含する、請求項４１に記載の方法。
43. 前記デバイスを前記所定の最大フローまで、繰り返し可能な方法で戻すステップをさらに包含する、請求項４１に記載の方法。
44. 前記インディシアを使用するステップは、前記フローを前記所定の第２のフローまで、繰り返し可能な方法で調節することを包含する、請求項４１に記載の方法。
45. 前記インディシアを使用するステップは、前記フローを、既知のフローである所定の第２のフローまで調節することを包含する、請求項４１に記載の方法。
46. 前記インディシアを使用するステップは、前記フローを、前記最大フローの既知のパーセンテージである所定の第２のフローまで調節することを包含する、請求項４１に記載の方法。

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