JP2000501866A - 制御弁用の改善された圧力測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 制御弁(100) の中の流体の圧力を測定するための改善された装置であって、流体の流れを調節する装置（12，52）が制御弁の入口(106) と出口(116) に近接して流体の平均した圧力を保持する平均流路（42，82）の上流に取り付けられ、流体は流体圧力測定装置（48，88）に導入、計測される。

Description

【発明の詳細な説明】 制御弁用の改善された圧力測定装置 本発明は、制御弁に関し、特に流体の圧力の監視装置を具備した制御弁に関す るものである。 最近において、制御弁の製造者にとって、バルブの入口と出口の双方における 流体圧力を正確に感知することができるバルブ（弁）の配置機構を開発すること が非常に重要なことになってきている。そのようにして、感知された圧力は制御 弁を通る流体の流れを調整することをも含み、さまざまな目的のために利用され る。したがって、正確な圧力の測定が重要である。 制御弁を通しての正確な流体の圧力の測定を損う要因となるものには、渦巻き や、二次的な或は逆回転をする渦巻状の流れや、境界層の流れ及び／又は、核心 部の高速の流れ等がある。従って、制御弁の入口と出口の双方に於ける流体圧力 の正確な測定を行うためには、これらの流体圧力の正確な測定をそこなう流体の 流れの要素を最小限にしなければならない。 したがって、上記の制御弁の中の流体圧力の正確な測定をそこなうような流体 の流れの各要素を最小にする装置を提供する技術が流体圧力の測定の正確さを増 すために必要である。 本発明による、制御弁についての改善された流体の圧力測定装置は、制御弁に おける流体圧力測定の正確さを損じるような流体の流れの状態を最小にするもの である。 特に流体の流れの調節装置が実質的に環状の平均化した流路の上流の内側に配 置されている。ひとたび、流体の流れの調節器を通って平均化した流路に入ると 、流れはこの平均化した流路から流体圧 測定装置に誘導される。かくして、従来正確な圧力測定が出来なかったこれらの 流体の流れの成分は、この流体の流れの調節装置により、移動が行われ、流れが 圧力測定装置に通ずる平均化される流路内に入る前に移動させられる。提起した 実施例においては、流体の流れの調節装置は、制御弁の入口と出口との双方にあ る平均化する流路の中で、流れの通路の上流側に配置されている。 本願発明による改善された制御弁の流体圧力測定装置については次に示す図面 を参照すれば良く理解されるであろう。 図１は本願発明による改善された流体圧力測定装置に組み込まれた制御弁の横 断面図である。 図２は入口のバルブの拡大横断面図である。 図３は出口のバルブの拡大横断面図である。 図４は入口のバルブの端面図である。 図５は外部のマニホルドブロックを伴った制御弁の斜視図である。 図６は制御弁のフランジに対する外部のマニホルドブロックの取付け具を示し ている図５に示した制御弁の拡大図である。 図１に示す通り、本願発明による改善された流体圧力測定装置10は、ねじ込み 玉形弁型式の制御弁アセンブリ100 と連結して使用されている。このように、玉 形弁式の制御弁と共に用いるように画かれ、記述されているので、当業者は、本 願発明が更に広い範囲の多種類の異った型式の制御弁にも利用することができる ことを理解するであろう。 制御弁アセンブリ100 は、入口フランジ102 を備え、そのフランジには、多数 の軸方向に向いたボルト穴104 を有しており、これにより制御弁アセンブリ100 を他のバルブのフランジに、或はパイプやエルボーやＴ継手（図示せず）のよう な流体導管に連結している 。入口フランジ102 の中に設けられた中央開口部106 が流体が制御弁アセンブリ 100 の内部に流れ入ることを許容している。 入口フランジ102 から下流に位置して制御弁アセンブリ100 の本体110 がある 。入口フランジ102 の位置から見て、制御弁アセンブリ100 のボディー110 の反 対側端部に出口フランジ112 が位置している。出口フランジ112 は、入口フラン ジ102 と同様に中央開口部116 を取り囲んでいる多数のボルト穴114 を備えてい る。入口流体流れ調節装置12と、出口流体流れ調節装置52とがそれぞれ、フラン ジ102 と112 の中の開口部106 と116 の中に配置されていることは、注目すべき ことである。 図２には、改善された圧力測定装置10が、制御弁アセンブリ100 の入口側に配 置されている状態を示す。これと同様の配置が制御弁アセンブリ100 の出口側に なされていることが図３に示されている。流体の流れ調節装置12が開口部106 の 中に適合して取付けられている。図４に示すように、好ましい実施例においては 流体の流れ調節装置12は、入口フランジ102 の中の開口部106 の中に適合するよ うな寸法に決められたプレート部分16の中に35ケの開口14を備えている。入口の 側にあるプレート部分16から下流に延びているのは短い円筒形の部分18であり、 この円筒形の部分18は、径（ラジアル）方向の流体の流れの通路38及び末端部20 の両方配設しており、この末端部20は、制御弁ハウジング110 の中において、肩 部39と接触することにより、流体の流れの調節装置12の位置を決定している。 図３に示すように制御弁アセンブリ100 の出口側に、第２の流体の流れの調節 装置52が設けられている。35個の開口部54が、制御弁ハウジング110 の中にある 肩部55に隣接しているプレート部分56の中に設けられている。プレート部分56か ら下流の方向に短い円筒形の部分58が伸ばされており、その部分58は径方向の流 れの通路38と 末端部60を形成し、該末端部60は、制御弁アセンブリ100 の出口側にあるフラン ジ112 の開口部116 と係合する外側のリム62を、有している。 このあらかじめ決められた型で配備された、35個の開口部により、入口の流体 の調節装置12と出口の流体の調節装置52とのそれぞれについて正確な圧力測定を 損なうような流体の流れの要素を最小限のものとしている。 前述の通り、バルブ100 の入口側にある短い円筒型の部分18とバルブ60の出口 側にある短い円筒型の部分58との双方に、径方向の流体の流れの通路38が配設さ れている。 制御弁100 の入口側と出口側の双方にある流体の流れの通路38から外れた所に 、その中を流れが調節された流体が通過する平均化した通路がある。このバルブ 100 の入口側又は出口側における平均した通路への流体の流れは、制御弁100 の 両方の側の流れの調節装置を通って流れる流体の流れに対して、実質的に直角に 流れている。 流れを調節された流体は、流れの圧力測定装置48に流入する前に入口の平均し た流路42の中に集められる。図１から図２を再び参照すれば判る通り、入口側に おいては、流れを調節された流体は、流れの調節装置12の短い円筒形の部分18の 中に形成された流体の流れの通路38を通り、それから、入口フランジ102 内に形 成された径方向の通路44を通り、その径方向の通路44の末端にあるテーパのつい た又は真直ぐの形のパイプねじ46に向かって流れる。そのような構成は、制御弁 アセンブリ100 の入口側の又は出口側のいづれの側にも使用される。 図１及び図３を参照すれば判る通り、制御弁アセンブリ100 の出口側には、平 均化された小室82と、該小室から誘導された開口部84と該開口部に通ずる圧力測 定装置88とが交互に配置されている。出 口フランジ112 を通って直接通過する代りに、軸方向の通路84が平均化された小 室82から伸びている。この軸方向の通路84は、それから、直角に曲がり、弁本体 110 の中に形成された一組のテーパのかゝった又は真直ぐなパイプねじ86のとこ ろで終っている。この様な構成は制御弁アセンブリの入口側或は出口側のどちら にでも用いることができる。 図５及び図６には、本願発明による改善された流体の圧力測定装置と合体した 制御弁アセンブリ100 の他の構成を示す。特に、マニホルドブロック60は、入口 フランジ102 と出口フランジ112 との両者にボルトで留められている。平均化さ れた小室（チャンバー）42と82から出る流体の流れの形態は図２に示されたよう な状態になる。制御弁アセンブリ100 のどちらか、いづれかの又は両方の末端部 にある１つの又は両方のフランジの間における、漏れ防止の連結（接触）を確実 にするために、機械設備の配列の多様な変化が用いられる。図６に示すのは、２ つのＯリング64により取り囲まれた小型の連結カラー62を用いた機器の１つの例 を示す。バルブマニホルド68は、制御バルブアセンブリ100 の各々の端部にある ２つのフランジの間に伸びているマニホルドブロック60に密封して連結されてい る。 差動圧力伝達装置69が、バルブマニホルド68に密封して連結されている。 入口と出口の圧力は、閉鎖バルブ66により遮断される。第３のバルブ67が較正 のために、差動圧力伝達装置に対する圧力を平準化するために開放される。 本願発明により、制御弁の入口側における、又は出口側における、又はその双 方における、改善された流体圧力測定が提供される。 好ましい発明の実施例が前述の記述により説明されたので、当業 者は、この開示された実施例の変化したものがあり得ることを理解するであろう 。その様な変化は、添付した請求の範囲とその意味の中に含まれるべきものであ る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０５Ｄ 7/06 Ｇ０５Ｄ 7/06 Ｚ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 1. 制御弁の入口と出口の双方において、流体の圧力測定を行うための改善さ れた装置であって、前記制御弁は、前記流体の圧力測定を利用して流れを制御す るために組立てられ、配置されており、前記装置は流体の圧力測定を改善するた めに、 流体の流れの調節装置と、 前記流体の流れの調節装置から実質的に離れた、下流の所に配置されている実 質的に環状の平均化した流路と、 前記実質的に環状の平均化した流路から流体の圧力測定装置に流れている流体 を導く導管と、 より成る流体圧力測定装置を改善する装置。 2. 前記流体の流れの調節装置が、制御弁の中で、軸方向に取付けられたプレ ートの中に形成された多数の開口部である請求項１記載の装置。 3. 前記実質的に環状の平均化した流路に向かった流体の流れが、制御弁を通 る流体の流れに対して実質的に径方向に配置された多数の流体の流れの通路を通 っている請求項１記載の装置。 4. 圧力測定装置を備えた制御弁の中の流体圧力測定装置であって、前記制御 弁は入口の取付けフランジと、出口の取付けフランジと、その間にあるバルブ本 体を備え、前記装置は、 入口の取付けフランジの中に配置された入口の流体の流れの調節装置と、 前記流体の流れの調節装置から実質的に外側に離れて下流に配置されている実 質的に環状の入口の平均化した流路と、 出口の取付けフランジの中に配置された出口の流体の流れの調整装置と、 前記の出口の流体の流れの調整装置から実質的に外側に離れて下流の方に配置 されている、実質的に環状の出口の平均化した流路と、 前記実質的に環状の入口の平均化した流路から圧力測定装置に流体を誘導する 流路と、 前記実質的に環状の出口の平均化した通路から圧力測定装置に流体を誘導する 流路と、 を備えた流体圧力測定装置。 5. 前記実質的に環状の入口の平均化した流路から、圧力測定装置に流れを誘 導する流路はバルブ本体を通り抜けている請求項４記載の装置。 6. 前記実質的に環状の出口の平均化した流路から圧力測定装置に流れを誘導 する流路は、バルブ本体を通り抜けている請求項４記載の装置。 7. 前記実質的に環状の入口の平均化した流路は多数の実質的に径方向の流れ の通路として供給されている請求項４記載の装置。 8. 前記実質的に環状の出口の平均化した流路は、多数の実質的に径方向の流 れの通路として供給されている請求項４記載の装置。 9. 調整可能な流れの制御弁であって、前記調整可能な流れの制御弁は、入口 と出口の圧力に反応し、前記調整可能な流れの制御弁は、 入口の装備と、 出口の装備と、 前記入口の装備と前記出口の装備との間に位置するバルブ本体と、 入口の装備の中に取り付けた入口の流体の流れの調節装置と、 前記入口の流れの調節装置から実質的に外方に外れて下流の方に 位置している実質的に環状の入口の平均化した、流路と、 出口の装備の中に配置された出口の流体の流れの調整装置と、 前記出口の流体の流れの調節装置から、実質的に外側に又、下流の方向に配置 された実質的に環状の平均化した流路と、 前記実質的に環状の入口の平均化した流路から流体を誘導する通路と、 前記実質的に環状の出口の平均化した流路から流体を誘導する流路と、 より成る調整可能な流れの制御弁。 10．前記実質的に環状の入口の平均化した流路から誘導された通路がバルブ本 体を通り抜けて流れる請求項９記載の制御弁。 11．前記実質的に環状の出口の平均化した流路から誘導された通路がバルブ本 体を通り抜けて流れる請求項９記載の制御弁。 12．前記実質的に環状の入口の平均化した通路が多数の径方向の流れの小路に より与えられる請求項９記載の制御弁。 13．前記実質的に環状の出口の平均化した通路が多数の径方向の流れの小路に より与えられる請求項９記載の制御弁。 14．前記実質的に環状の入口の平均化した通路から流体を誘導するための前記 通路と、前記実質的に環状の出口の平均化した通路から流体を誘導するための前 記通路とにより、流体の伝達を行うマニホルドブロックを具備した請求項９記載 の制御弁。 16．制御弁の入口又は出口における流体の圧力の測定装置によって流体の流れ の圧力を測定する方法であって、その方法は 流体の流れを調整し、 前記調整した流れを、前記流体の流れの調整装置に近接してその下流に位置し ている実質的に環状の平均化した通路に誘導し、 前記実質的に環状の平均化した通路から、流体の流れの圧力測定 装置に流れを誘導する、 流体の流れの圧力の測定方法。 17．前記実質的に環状の平均化した通路に向かった流体の流れは、実質的に流 体の流れに対して径方向に配置されている多数の流れの通路を通っている請求項 16記載の方法。 18．制御弁の中の流体の圧力の測定の改善された方法であって、前記、流体圧 力測定は流体圧力測定装置により感知され、前記方法は、次の順序により成り立 っている、すなわち、 流体の流れを実質的に制御弁の入口に位置するように調整し、 前記流れが調整された流体を前記入口の流体の流れの調整装置から外方に下流 側に位置している実質的に環状の入口の平均化された通路に向かって前記流れが 調整された流体を誘導し、 前記調整された流れの流体を前記実質的に円形の入口の平均化された通路から 流体の圧力測定装置に向かって誘導し、 この流体の流れを実質的に制御弁の出口に行くように調整し、 前記調整された流れの流体を、前記出口の流体の流れの調整装置から外方にそ して下流側に位置している実質的に環状の出口の平均化した通路に誘導し、 前記調整された流れている流体を前記実質的に円形の出口の平均化した通路か ら流れの圧力の測定装置に誘導する制御弁の流体圧力測定の改善された方法。 19．前記実質的に環状の入口の平均化した通路への流体の流れは、制御弁を通 って実質的に流体の流れに対して径方向に配置されている多くの流れの通路を通 るようにしている請求項18記載の方法。 20．前記実質的に円形の出口の平均化した通路への流体の流れは、制御弁を通 って実質的に流体の流れに対して径方向に配置されている多くの流れの通路を通 るようにしている請求項18記載の方法。