JPS624980A - 拡張型ゲ−ト弁のための液圧式作動器 - Google Patents
拡張型ゲ−ト弁のための液圧式作動器Info
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- JPS624980A JPS624980A JP61016668A JP1666886A JPS624980A JP S624980 A JPS624980 A JP S624980A JP 61016668 A JP61016668 A JP 61016668A JP 1666886 A JP1666886 A JP 1666886A JP S624980 A JPS624980 A JP S624980A
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- JP
- Japan
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- piston
- valve
- chamber
- gate
- housing
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- Granted
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
- F16K31/12—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid
- F16K31/122—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid the fluid acting on a piston
- F16K31/1225—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid the fluid acting on a piston with a plurality of pistons
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K3/00—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing
- F16K3/02—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with flat sealing faces; Packings therefor
- F16K3/16—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with flat sealing faces; Packings therefor with special arrangements for separating the sealing faces or for pressing them together
- F16K3/18—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with flat sealing faces; Packings therefor with special arrangements for separating the sealing faces or for pressing them together by movement of the closure members
- F16K3/184—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with flat sealing faces; Packings therefor with special arrangements for separating the sealing faces or for pressing them together by movement of the closure members by means of cams
- F16K3/186—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with flat sealing faces; Packings therefor with special arrangements for separating the sealing faces or for pressing them together by movement of the closure members by means of cams by means of cams of wedge from
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
- F16K31/12—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid
- F16K31/122—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid the fluid acting on a piston
- F16K31/1221—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid the fluid acting on a piston one side of the piston being spring-loaded
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- Fluid-Driven Valves (AREA)
- Sliding Valves (AREA)
- Fluid-Pressure Circuits (AREA)
- Forklifts And Lifting Vehicles (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
発明の背景
本発明は、拡張型ケート弁を作動させるための2段階型
液圧式作動器に関する。
液圧式作動器に関する。
従来、ゲート弁を作動をせるための流体正式作動器の使
用は、スラブ(厚板)型のゲート弁に限定されている。
用は、スラブ(厚板)型のゲート弁に限定されている。
拡張型ゲート弁(2枚のゲート弁板金くさび作用によっ
て拡張させることにより弁座に圧接させ密封閉鎖を達成
するようにしたゲート弁)の場合は、弁の密封力が極め
て大きいので、弁の開閉操作に際してその密封を破るた
めにはその作動器に極めて強力なスラストが必要とされ
、そのような強大なスラストが、弁の構成部品または作
動器自体に大きな損傷をもたらす危険性が高い。また、
作動器から流体圧が解放されたとき作動器のピストンを
戻すために強大なピストンばねが必要とされ、そのよう
なばねのために作動器のサイズ、重量および製造費を著
しく増大させるので、そのような作動器の使用は実際上
は禁fヒ的なものとなってしまう。しかしながら、それ
でも々お、高圧流体を搬送するための管の開閉に拡張型
ゲート弁を使用することによって得られる拡張型ゲート
弁固有の利点の故に、そのようなゲート弁に流体圧式作
動器を用いることの必要性が存在する0 拡張型ゲート弁全開閉するために空気圧式作動器を使用
することが、1984年1月5日付の米国特許願第56
8.460号に開示されているが、パワーが大きいこと
、小型であることおよび作動の信頼性が高いことが重要
な要件となる、海中環境等の多くの用例においては、空
気圧式作動器より液圧式作動器の方が好ましい。しかし
ながら、拡張型ゲート弁に液圧式作動器を使用すること
には多くの問題が随伴する。第1に、拡張した開放″ま
たは閉鎖状態にあるときゲート弁を操作するのに強大な
スラスト力が必要とされるので、作動器の弁棒を折損ま
たは変形させることかしばしば起り、作動器が機能しな
くなることがある。この問題は、単に、作動器の弁棒を
強大なものとするだけでは解決されない。
て拡張させることにより弁座に圧接させ密封閉鎖を達成
するようにしたゲート弁)の場合は、弁の密封力が極め
て大きいので、弁の開閉操作に際してその密封を破るた
めにはその作動器に極めて強力なスラストが必要とされ
、そのような強大なスラストが、弁の構成部品または作
動器自体に大きな損傷をもたらす危険性が高い。また、
作動器から流体圧が解放されたとき作動器のピストンを
戻すために強大なピストンばねが必要とされ、そのよう
なばねのために作動器のサイズ、重量および製造費を著
しく増大させるので、そのような作動器の使用は実際上
は禁fヒ的なものとなってしまう。しかしながら、それ
でも々お、高圧流体を搬送するための管の開閉に拡張型
ゲート弁を使用することによって得られる拡張型ゲート
弁固有の利点の故に、そのようなゲート弁に流体圧式作
動器を用いることの必要性が存在する0 拡張型ゲート弁全開閉するために空気圧式作動器を使用
することが、1984年1月5日付の米国特許願第56
8.460号に開示されているが、パワーが大きいこと
、小型であることおよび作動の信頼性が高いことが重要
な要件となる、海中環境等の多くの用例においては、空
気圧式作動器より液圧式作動器の方が好ましい。しかし
ながら、拡張型ゲート弁に液圧式作動器を使用すること
には多くの問題が随伴する。第1に、拡張した開放″ま
たは閉鎖状態にあるときゲート弁を操作するのに強大な
スラスト力が必要とされるので、作動器の弁棒を折損ま
たは変形させることかしばしば起り、作動器が機能しな
くなることがある。この問題は、単に、作動器の弁棒を
強大なものとするだけでは解決されない。
なぜなら、弁棒を大きくするとそれに伴って作動器のサ
イズを大きくしなければならず、実際的ではなくなるか
らである。
イズを大きくしなければならず、実際的ではなくなるか
らである。
スラブ型ゲート弁に使用される大抵の液圧式作動器にお
いては、弁棒に作動器の最大荷重が課せられるのを防止
するために、ピストンとボンネットの間にスリーブ即ち
ピストン下降停止体が設置されている。しかしながら、
拡張型ゲート弁の場合にはゲートのくさび形状および寸
法に存在する公差が相当大きいので、そのようなピスト
ン下降停止体を設置するのは実際的でない。
いては、弁棒に作動器の最大荷重が課せられるのを防止
するために、ピストンとボンネットの間にスリーブ即ち
ピストン下降停止体が設置されている。しかしながら、
拡張型ゲート弁の場合にはゲートのくさび形状および寸
法に存在する公差が相当大きいので、そのようなピスト
ン下降停止体を設置するのは実際的でない。
考えられる1つの解決法は、単に、作動器のパワーを減
少させてその最小作動圧の約11倍の圧力で作動させる
ことである。しかしながら、石油産出装置のための液圧
系統の供給圧は、通常、1500 psi 〜5000
psi (105〜210 K9/cm勺の広い範囲
で変動するので、作動器をその最小作動圧の1i倍程度
で作動させるようにそのパワーを減少させることは実際
的ではない。
少させてその最小作動圧の約11倍の圧力で作動させる
ことである。しかしながら、石油産出装置のための液圧
系統の供給圧は、通常、1500 psi 〜5000
psi (105〜210 K9/cm勺の広い範囲
で変動するので、作動器をその最小作動圧の1i倍程度
で作動させるようにそのパワーを減少させることは実際
的ではない。
従って、本発明の目的は、拡張型ゲート弁を作動゛させ
るための所要の出方を提供し、しかも、弁棒やその他の
弁部品に過度の応力を与えることなく極めて高い作動流
体圧を受容することができる液圧式作動器全提供するこ
とである。
るための所要の出方を提供し、しかも、弁棒やその他の
弁部品に過度の応力を与えることなく極めて高い作動流
体圧を受容することができる液圧式作動器全提供するこ
とである。
本発明の他の目的は、作動ストロークの第1段階におい
て極めて大きい初期スラスト力を発揮し、第2段階にお
いてはスラスト力を減少させるピストン型の2段階型液
圧作動器を提供することである。
て極めて大きい初期スラスト力を発揮し、第2段階にお
いてはスラスト力を減少させるピストン型の2段階型液
圧作動器を提供することである。
発明の概要
基本的にいえば、本発明は、拡張型ゲート弁のゲート組
立体のような機械的装置の制御部材を作動させるための
2段階式液圧式作動器を提供する。この作動器は、 前記機械的装置に取付けられるようになされており、内
部にピストン室を画定する作動器ハウジングと、 一端において前記制御部材に連結された作動棒と、 該作動棒の他端に連結され、前記ピストン室内に摺動自
在に収容されており、前記制御部材全第1作動位置と第
2作動位置の間で移動させるために該作動棒と共に作動
棒の軸方向に移動自在であり、一方の面から一定の深さ
にまで形成された同軸の中央孔を有する第1ピストンと
、第1ピストンより小さく、第1ピストンの中央孔に摺
動自在に装着された第2ピストンと、一端を第2ピスト
ンに連結され、前記ハウジングに設けられた開口を密封
関係をなして貫通し延設されたピストンロッドと、 前記第1および第2ピストン全一方向に移動させ、前記
制御部材を第1作動位置から第2作動位置へ、または第
2作動位置から第1作動位置へ移動させるために前記ピ
ストン室内の、第1および第2ピストンの一方の側へ液
圧流体を選択的に導入することができるように前記ノ・
ウジングの壁に穿設され、液圧流体海に接続するように
なされた流体出入口と、 前記第1ピストンを前記一方向とは反対の方向に付勢す
るために前記ピストン室内の、第1および第2ピストン
の他方の側に配設されたF■−縮ばね手段と、 前記作動棒および制御部材を駆動するための有効ピスト
ン面積が前記第2ピストンの液圧受容面の面積分だけ減
少され、前記第1ピストンのストロークが終了する際前
記作動棒および機械装置の他の構成部品に課せられる応
力が減少されるように、前記ピストン室へ液圧流体が導
入すれたとき第2ピストンのストロークを第1ピストン
のストロークより短い長さに制限するために前記ピスト
ンロッドに付設され前記・・ウジングと協同する停止部
材とから成る。
立体のような機械的装置の制御部材を作動させるための
2段階式液圧式作動器を提供する。この作動器は、 前記機械的装置に取付けられるようになされており、内
部にピストン室を画定する作動器ハウジングと、 一端において前記制御部材に連結された作動棒と、 該作動棒の他端に連結され、前記ピストン室内に摺動自
在に収容されており、前記制御部材全第1作動位置と第
2作動位置の間で移動させるために該作動棒と共に作動
棒の軸方向に移動自在であり、一方の面から一定の深さ
にまで形成された同軸の中央孔を有する第1ピストンと
、第1ピストンより小さく、第1ピストンの中央孔に摺
動自在に装着された第2ピストンと、一端を第2ピスト
ンに連結され、前記ハウジングに設けられた開口を密封
関係をなして貫通し延設されたピストンロッドと、 前記第1および第2ピストン全一方向に移動させ、前記
制御部材を第1作動位置から第2作動位置へ、または第
2作動位置から第1作動位置へ移動させるために前記ピ
ストン室内の、第1および第2ピストンの一方の側へ液
圧流体を選択的に導入することができるように前記ノ・
ウジングの壁に穿設され、液圧流体海に接続するように
なされた流体出入口と、 前記第1ピストンを前記一方向とは反対の方向に付勢す
るために前記ピストン室内の、第1および第2ピストン
の他方の側に配設されたF■−縮ばね手段と、 前記作動棒および制御部材を駆動するための有効ピスト
ン面積が前記第2ピストンの液圧受容面の面積分だけ減
少され、前記第1ピストンのストロークが終了する際前
記作動棒および機械装置の他の構成部品に課せられる応
力が減少されるように、前記ピストン室へ液圧流体が導
入すれたとき第2ピストンのストロークを第1ピストン
のストロークより短い長さに制限するために前記ピスト
ンロッドに付設され前記・・ウジングと協同する停止部
材とから成る。
l朧−坏p1藁
第1図においては、本発明の作動器9は、拡張型ゲート
弁10の作動を制御するために該ゲート弁に取付けられ
たものとして示されている。
弁10の作動を制御するために該ゲート弁に取付けられ
たものとして示されている。
弁10は、弁室12と、該弁を貫通し、弁室と連通した
入口側流路13および出口側流路14を有する弁本体1
1を備えている。弁本体には、それを流体管に接続する
ための端部フランジ15.15が流路13,14’i囲
繞するように形成されている。弁10は、また、弁室1
2を閉鎖するためにボルト16によって弁本体11の頂
部に固定されたボンネット19全備えている。
入口側流路13および出口側流路14を有する弁本体1
1を備えている。弁本体には、それを流体管に接続する
ための端部フランジ15.15が流路13,14’i囲
繞するように形成されている。弁10は、また、弁室1
2を閉鎖するためにボルト16によって弁本体11の頂
部に固定されたボンネット19全備えている。
弁10は、更に、弁全開閉するために流路に対して横断
方向に摺動じつるように弁室12内に配設された慣用構
造のゲート組立体20を有する。ゲート組立体20は、
ゲート部材21とセグメント22とから成る。ゲート部
材21は、その上端において、弁n26の、ボンネット
19に形成された軸方向の中央孔24を貫通した下端に
連結されている。弁棒23が後述するように軸方向に作
動されることにより、ゲート組立体20が、弁を開放す
る開放位置と弁を閉鎖する閉鎖位置との間で流路を横断
する方向に移動される。弁開放位置(図示せず)におい
ては、ゲート部材21およびセグメントの開口26と2
7が流路13,14と整列するように整合される。また
、慣用の構造として、ゲート部材21は、くさび形のセ
グメント22と嵌合する■字形四部を有しており、セグ
メント22のくさび面が■字形四部の表面に摺動自在に
合致するようになされている。当業者には周知のように
、ゲート組立体20は、弁を開閉するための直線移動し
、その開放位置および閉鎖位置においてはゲート部材2
1とセグメント22との間の相対移動により拡張せしめ
られる。ゲート部材21とセグメント22との相対移動
は、ゲート組立体がその弁開放位置に接近したときゲー
ト部材21に対するセグメント22の上下方向の移動を
制限する下降停止手段と、弁閉鎖位置に接近したときゲ
ート部材に対するセグメントの上下方向の移動を制限す
る上昇停止手段によって惹起される。下降停止手段は、
例えは弁室12の下端を閉鎖する弁の端板17の表面2
8によって構成することができ、上昇停止手段は、弁室
12の上端近くに設けられた適当な部拐によって構成す
ることができる。
方向に摺動じつるように弁室12内に配設された慣用構
造のゲート組立体20を有する。ゲート組立体20は、
ゲート部材21とセグメント22とから成る。ゲート部
材21は、その上端において、弁n26の、ボンネット
19に形成された軸方向の中央孔24を貫通した下端に
連結されている。弁棒23が後述するように軸方向に作
動されることにより、ゲート組立体20が、弁を開放す
る開放位置と弁を閉鎖する閉鎖位置との間で流路を横断
する方向に移動される。弁開放位置(図示せず)におい
ては、ゲート部材21およびセグメントの開口26と2
7が流路13,14と整列するように整合される。また
、慣用の構造として、ゲート部材21は、くさび形のセ
グメント22と嵌合する■字形四部を有しており、セグ
メント22のくさび面が■字形四部の表面に摺動自在に
合致するようになされている。当業者には周知のように
、ゲート組立体20は、弁を開閉するための直線移動し
、その開放位置および閉鎖位置においてはゲート部材2
1とセグメント22との間の相対移動により拡張せしめ
られる。ゲート部材21とセグメント22との相対移動
は、ゲート組立体がその弁開放位置に接近したときゲー
ト部材21に対するセグメント22の上下方向の移動を
制限する下降停止手段と、弁閉鎖位置に接近したときゲ
ート部材に対するセグメントの上下方向の移動を制限す
る上昇停止手段によって惹起される。下降停止手段は、
例えは弁室12の下端を閉鎖する弁の端板17の表面2
8によって構成することができ、上昇停止手段は、弁室
12の上端近くに設けられた適当な部拐によって構成す
ることができる。
弁本体11の流路13,14の内端には、それぞれ流路
13.14i同心的に囲繞し、弁室12に臨む環状四部
31.32が形成されている。環状四部31.32は、
各々、環状弁座35を収容する弁座ポケットヲ構成する
。
13.14i同心的に囲繞し、弁室12に臨む環状四部
31.32が形成されている。環状四部31.32は、
各々、環状弁座35を収容する弁座ポケットヲ構成する
。
ゲート部材21は、流路14の方に向けられた外向きの
密封表面64を有し、セグメント22は、入口側流路1
3の方に向けられた外向きの密封表面35を有する。表
面34と35とは、常時、互いにほぼ平行をなしている
。ゲート組立体が開放位置または閉鎖位置において拡張
せしられると、表面34.35が弁座33,53に対し
密封係合する。ゲート組立体は、開放位置と閉鎖位置と
の間での移動中は収縮状態である。
密封表面64を有し、セグメント22は、入口側流路1
3の方に向けられた外向きの密封表面35を有する。表
面34と35とは、常時、互いにほぼ平行をなしている
。ゲート組立体が開放位置または閉鎖位置において拡張
せしられると、表面34.35が弁座33,53に対し
密封係合する。ゲート組立体は、開放位置と閉鎖位置と
の間での移動中は収縮状態である。
そのような収縮状態は、ゲート部材とセグメントの側面
に固定されており、両者をそれらのくさび面の稜線が整
合する「嵌り合い」状態へ常時付勢するための適当な付
勢手段(図示せず)によってもたらされる。ゲート組立
体をその「嵌り合い」状態へ収縮するための仕組は、公
知であり、米国特許第4,354,666号に開示され
ている。
に固定されており、両者をそれらのくさび面の稜線が整
合する「嵌り合い」状態へ常時付勢するための適当な付
勢手段(図示せず)によってもたらされる。ゲート組立
体をその「嵌り合い」状態へ収縮するための仕組は、公
知であり、米国特許第4,354,666号に開示され
ている。
ゲート部材23は、適当な連結手段によって弁棒23に
連結することができるが、米国特許第3,923,28
5号に開示されているような低応力連結手段によって連
結するのが好ましい。弁棒23は、ボンネット19の孔
24を通し、ボンネットの孔24の拡径孔部分24A内
に装着されたバッキング組立体36を通して延設されて
いる。
連結することができるが、米国特許第3,923,28
5号に開示されているような低応力連結手段によって連
結するのが好ましい。弁棒23は、ボンネット19の孔
24を通し、ボンネットの孔24の拡径孔部分24A内
に装着されたバッキング組立体36を通して延設されて
いる。
バッキング組立体のバッキングリング68は、拡径孔部
分24Aへ螺入されたバッキングアダプタ37によって
圧縮されることによりボンネット19と弁棒23との間
に流体密封を設定する。
分24Aへ螺入されたバッキングアダプタ37によって
圧縮されることによりボンネット19と弁棒23との間
に流体密封を設定する。
もちろん、バッキング組立体36は、図示のもの以外の
任意の適当なものであってよい。
任意の適当なものであってよい。
ゲート弁10を作動させるための作動器9は、弁本体1
1の頂部に取付けられている。作動器9は、ピストン室
41を画定する、断面円形の円筒形ハウジング40と、
ハウジング40の一端全閉鎖する端板部相42を備えて
いる。端板部材42は、作動器9を弁10に装着する際
ボンネット19の上端全流体密状態に受容する軸方向の
中央孔43を有しており、ボンイツト19の上端を減径
することによって形成された環状肩部44上に座直する
。円筒形ノ・ウジング40は、該ハウジングと端板部相
42に形成された周溝にそれぞれ嵌合する内側フランジ
46.47を有する割りリング形クランプ45を介して
ボルト48により端板部材42に締着される。同様にし
て、ハウジング40の上端は上方端板部材52によって
閉鎖され、該ノ・ウジングと端板部材52に形成された
周溝にそれぞれ嵌合する内側フランジ54.55i有す
る割りリング形クランプ51を介してボルト53により
端板部材52に締着される。
1の頂部に取付けられている。作動器9は、ピストン室
41を画定する、断面円形の円筒形ハウジング40と、
ハウジング40の一端全閉鎖する端板部相42を備えて
いる。端板部材42は、作動器9を弁10に装着する際
ボンネット19の上端全流体密状態に受容する軸方向の
中央孔43を有しており、ボンイツト19の上端を減径
することによって形成された環状肩部44上に座直する
。円筒形ノ・ウジング40は、該ハウジングと端板部相
42に形成された周溝にそれぞれ嵌合する内側フランジ
46.47を有する割りリング形クランプ45を介して
ボルト48により端板部材42に締着される。同様にし
て、ハウジング40の上端は上方端板部材52によって
閉鎖され、該ノ・ウジングと端板部材52に形成された
周溝にそれぞれ嵌合する内側フランジ54.55i有す
る割りリング形クランプ51を介してボルト53により
端板部材52に締着される。
第2図に明示されているように、作動器9は、ボンネッ
ト19の上端の外周面に形成された外周溝58に受容さ
れ、端部材42の表面59に圧着される割りリング57
によって弁本体11の頂部即ちボンネットに取付けられ
る。端板部材42の表面59は、ピストン室41の内端
壁を画定する。弁本体11に対する作動器9の回転を防
止するために1個または複数個のキー60が、ボンネッ
ト19の外周面と、端板部材42の孔43の壁に形成さ
れたスロットに嵌合されるO 作動器9は、アダプタ62の上端に螺着された主ピスト
ンを含むピストン組立体を備えている。アダプタ62は
、弁棒23の上端にその延長部分として螺着され、止め
ねじ63によって該弁棒に固定されている。図に示され
るように、ピストン61は、弁棒23と同軸関係にある
。
ト19の上端の外周面に形成された外周溝58に受容さ
れ、端部材42の表面59に圧着される割りリング57
によって弁本体11の頂部即ちボンネットに取付けられ
る。端板部材42の表面59は、ピストン室41の内端
壁を画定する。弁本体11に対する作動器9の回転を防
止するために1個または複数個のキー60が、ボンネッ
ト19の外周面と、端板部材42の孔43の壁に形成さ
れたスロットに嵌合されるO 作動器9は、アダプタ62の上端に螺着された主ピスト
ンを含むピストン組立体を備えている。アダプタ62は
、弁棒23の上端にその延長部分として螺着され、止め
ねじ63によって該弁棒に固定されている。図に示され
るように、ピストン61は、弁棒23と同軸関係にある
。
ピストン61は、弁棒23およびアダプタ62を囲繞し
、互いに嵌り合い関係をなす1対のコイルばね66.6
7によってピストン室41の上端に向って付勢されてい
る。ばね66.67の上端は、ピストン61の下面に当
接し、それらのばねの下端は、端板部材42上にワッシ
ャ56を介して座着せしめられた環状のばね押え68に
当接する。作動器9のサイズを小型化するためには、ピ
ストン61を弁本体11がら離れる方向へ付勢するため
の手段として単一のばねではなく1対のコイルばねを用
いることが好ましい0 端板部材52には、液圧流体源に通じる導管に接続する
ための雌ねじを有する圧力流体出入ロア1が設けられて
いる。出入ロア1全通してピストン室41へ液圧流体が
導入されると、ピストン61がばね66.67の力に抗
して下降せしめられ、弁10のゲート組立体全弁室12
の底部に向って移動させ、弁座33,35に踏射係合す
るように拡張させる。ゲート組立体のこの位置ではゲー
ト組立体の開口26.27が流路13.14と整列する
ので弁が開放される。
、互いに嵌り合い関係をなす1対のコイルばね66.6
7によってピストン室41の上端に向って付勢されてい
る。ばね66.67の上端は、ピストン61の下面に当
接し、それらのばねの下端は、端板部材42上にワッシ
ャ56を介して座着せしめられた環状のばね押え68に
当接する。作動器9のサイズを小型化するためには、ピ
ストン61を弁本体11がら離れる方向へ付勢するため
の手段として単一のばねではなく1対のコイルばねを用
いることが好ましい0 端板部材52には、液圧流体源に通じる導管に接続する
ための雌ねじを有する圧力流体出入ロア1が設けられて
いる。出入ロア1全通してピストン室41へ液圧流体が
導入されると、ピストン61がばね66.67の力に抗
して下降せしめられ、弁10のゲート組立体全弁室12
の底部に向って移動させ、弁座33,35に踏射係合す
るように拡張させる。ゲート組立体のこの位置ではゲー
ト組立体の開口26.27が流路13.14と整列する
ので弁が開放される。
ゲート弁10においてはゲート部材およびセグメントの
開口26.27がそれらの上端近くに配置されており、
ピストン61が第1図に示されるようにピストン室41
の上端近くに持上げられれば(完全にピストン室の上端
にまで持上げられなくても)、弁が「フェイルセーフ」
の閉鎖状態に保持されるようになされている。もちろん
、ここに図示した構成とは反対に、ピストンがピストン
室の上端近くに上昇したとき弁が開放されるように開口
26.27fゲ一ト組立体の下端近くに配置してもよい
。その場合は作動器へ液圧流体を導入すれば、弁が閉鎖
位置へ下降せしめられる。
開口26.27がそれらの上端近くに配置されており、
ピストン61が第1図に示されるようにピストン室41
の上端近くに持上げられれば(完全にピストン室の上端
にまで持上げられなくても)、弁が「フェイルセーフ」
の閉鎖状態に保持されるようになされている。もちろん
、ここに図示した構成とは反対に、ピストンがピストン
室の上端近くに上昇したとき弁が開放されるように開口
26.27fゲ一ト組立体の下端近くに配置してもよい
。その場合は作動器へ液圧流体を導入すれば、弁が閉鎖
位置へ下降せしめられる。
ピストンの作動を容易にするようにピストン61より下
方のハウジングの内部即ちピストン室を大気圧に露呈さ
せるための単一の開ロア2が作動器の端板部材42に穿
設されている。開ロア2は、後述する目的のために管継
手を受答しうるように雌ねじを有している。また、安全
目的のために第1図に示されるように上方端板部材52
に設けられた開ロア4内に圧力逃し弁を取付けることが
できる。
方のハウジングの内部即ちピストン室を大気圧に露呈さ
せるための単一の開ロア2が作動器の端板部材42に穿
設されている。開ロア2は、後述する目的のために管継
手を受答しうるように雌ねじを有している。また、安全
目的のために第1図に示されるように上方端板部材52
に設けられた開ロア4内に圧力逃し弁を取付けることが
できる。
拡張型ゲート弁を作動させるためには強力なスラストヲ
必要とするので、弁棒23および他の弁構成部品に過度
の応力が加えられるのを防止するために本発明によれば
、作動器のストロークの後半段階において作動器の有効
スラストを減少させるための独特の機構を設ける。ピス
トン61の上面61に中央孔75を形成し、その孔内に
副ピストン77を配設する。副ピストン77は、軸方向
の中央孔78を有しており、その下方端が拡径さ扛て下
向き肩部79全形成している。孔78の拡径部分に密嵌
合する拡径部分80A’ii有するピストンロッド80
を孔78に挿通し、副ピストン72をピストンロッド8
0の拡径部分80A上に座着させる。ピストンロッド8
0は、作動器ハウジングの上方端板部材52の中央開口
52Ai通して上方へ突出させる。ピストンロッド80
と端板部材52および副ピストン77の間を密封するた
めに開口52aの壁および副ピストンの孔78の壁にそ
れぞれ環状密封部材81.82’i装着する。副ピスト
ンの孔68の底部から主ピストン61の下面にまで延長
するバイパス連通口83を設ける。
必要とするので、弁棒23および他の弁構成部品に過度
の応力が加えられるのを防止するために本発明によれば
、作動器のストロークの後半段階において作動器の有効
スラストを減少させるための独特の機構を設ける。ピス
トン61の上面61に中央孔75を形成し、その孔内に
副ピストン77を配設する。副ピストン77は、軸方向
の中央孔78を有しており、その下方端が拡径さ扛て下
向き肩部79全形成している。孔78の拡径部分に密嵌
合する拡径部分80A’ii有するピストンロッド80
を孔78に挿通し、副ピストン72をピストンロッド8
0の拡径部分80A上に座着させる。ピストンロッド8
0は、作動器ハウジングの上方端板部材52の中央開口
52Ai通して上方へ突出させる。ピストンロッド80
と端板部材52および副ピストン77の間を密封するた
めに開口52aの壁および副ピストンの孔78の壁にそ
れぞれ環状密封部材81.82’i装着する。副ピスト
ンの孔68の底部から主ピストン61の下面にまで延長
するバイパス連通口83を設ける。
ピストンロッド80の、作動器ノ・ウジング外部に位置
するねじ村上端にキャップ85の形の停止部材を螺着す
る。キャップ85ij:、ノ\ウジングの上方端板部材
52の中央開口52Aの周りに形成されたボス88の突
出面87に係合する下向き肩部86を画定する。
するねじ村上端にキャップ85の形の停止部材を螺着す
る。キャップ85ij:、ノ\ウジングの上方端板部材
52の中央開口52Aの周りに形成されたボス88の突
出面87に係合する下向き肩部86を画定する。
かくして、流体出入ロア1全通してピストン室41内へ
液圧流体が導入されると、両方のピストン61と77の
流体受容面に作用する流体かばね66.67の力に打克
って両ピストンを作動器ハウジング40の下端に向って
移動させる。
液圧流体が導入されると、両方のピストン61と77の
流体受容面に作用する流体かばね66.67の力に打克
って両ピストンを作動器ハウジング40の下端に向って
移動させる。
従って、弁棒25が下降せしめられ、ゲート組立体20
t−流路13.14に対して横断方向に移動させ、ゲー
ト組立体をその開口26.27が流路13,14と整列
する開放位置へもたらす。この位置では、先に述べたよ
うにゲート組立体は拡張状態に保持される。本発明の構
成によれば、この作動器のストローク中、副ピストン7
70ストロークは、ピストンロッド80の停止部材85
の肩部86が端板部材52のボス88の突出血87に係
合することにより、主ピストン610ストロークの終了
前に終了せしめられる。その結果、副ピストン77は停
止したままに保持され、主ピストン61だけが液圧作用
を受けて副ピストンに対して相対的に1紗き下降せしめ
ら扛、弁棒23を下降させる。従って、副ピストンの上
面に作用する液圧は、弁棒23に対するスラスト力とし
て伝えられないので、作動器の有効ピストン面積、従っ
てスラストが減少される。このように、本発明の作動器
は、そのストロークの後半段階においてスラストが減少
されるので、弁棒23に作用する応力を減少させ、弁棒
の変形や圧潰の危険およびその他の弁構成部品の損傷の
危険を最少限に抑制し、しかも、拡張状態にある閉鎖ま
たは開放位置からゲート組立体を始動させるのに最も大
きい力を必要とする操作初期において高い作動圧全提供
することができる。また、ばねのサイズを減少させるこ
とも可能にする。
t−流路13.14に対して横断方向に移動させ、ゲー
ト組立体をその開口26.27が流路13,14と整列
する開放位置へもたらす。この位置では、先に述べたよ
うにゲート組立体は拡張状態に保持される。本発明の構
成によれば、この作動器のストローク中、副ピストン7
70ストロークは、ピストンロッド80の停止部材85
の肩部86が端板部材52のボス88の突出血87に係
合することにより、主ピストン610ストロークの終了
前に終了せしめられる。その結果、副ピストン77は停
止したままに保持され、主ピストン61だけが液圧作用
を受けて副ピストンに対して相対的に1紗き下降せしめ
ら扛、弁棒23を下降させる。従って、副ピストンの上
面に作用する液圧は、弁棒23に対するスラスト力とし
て伝えられないので、作動器の有効ピストン面積、従っ
てスラストが減少される。このように、本発明の作動器
は、そのストロークの後半段階においてスラストが減少
されるので、弁棒23に作用する応力を減少させ、弁棒
の変形や圧潰の危険およびその他の弁構成部品の損傷の
危険を最少限に抑制し、しかも、拡張状態にある閉鎖ま
たは開放位置からゲート組立体を始動させるのに最も大
きい力を必要とする操作初期において高い作動圧全提供
することができる。また、ばねのサイズを減少させるこ
とも可能にする。
ピストンロッド80に対する停止部材85の位置は、ゲ
ート開口26.27が流路13,14に連通ずるに至っ
た後間もなくして副ピストン770ストロークが終了す
るように定める。主ピストンのストロークは、その後ゲ
ート組立体が先に述べたようにくさび作用により完全開
放位置へと拡張せしめられ、弁座63に密封圧着せしめ
られたときに終了する。第2図にみられるように、副ピ
ストン77のストロークは、副ピストンが孔75から上
方へ抜出ることがないように定められているが、副ピス
トン77を保持するために主ピストン61の孔75の壁
に形成した環状溝に止めリング89を装着することがで
きる。
ート開口26.27が流路13,14に連通ずるに至っ
た後間もなくして副ピストン770ストロークが終了す
るように定める。主ピストンのストロークは、その後ゲ
ート組立体が先に述べたようにくさび作用により完全開
放位置へと拡張せしめられ、弁座63に密封圧着せしめ
られたときに終了する。第2図にみられるように、副ピ
ストン77のストロークは、副ピストンが孔75から上
方へ抜出ることがないように定められているが、副ピス
トン77を保持するために主ピストン61の孔75の壁
に形成した環状溝に止めリング89を装着することがで
きる。
本発明の作動器9のもう1つの特徴は、複動ピストン型
作動器に容易に変換することができることである。即ち
、そのためには、単に、ハウジングの下方端板部材42
に設けられた流体出入ロア2に管継手を装着し、ピスト
ン室41内の、ピストン61より下方へ液圧流体を導入
するととができるようにすればよい。この場合、出入ロ
ア2を通して導入される液圧流体は、圧縮コイルばね6
6.67の付勢力を助成し、ゲート組立体を拡張された
開放位置から始動させ、ピストンを第1図に示される位
置へ戻すのを容易にする。止めリング89は、副ピスト
ン77が孔75から抜は出るのを防止する。
作動器に容易に変換することができることである。即ち
、そのためには、単に、ハウジングの下方端板部材42
に設けられた流体出入ロア2に管継手を装着し、ピスト
ン室41内の、ピストン61より下方へ液圧流体を導入
するととができるようにすればよい。この場合、出入ロ
ア2を通して導入される液圧流体は、圧縮コイルばね6
6.67の付勢力を助成し、ゲート組立体を拡張された
開放位置から始動させ、ピストンを第1図に示される位
置へ戻すのを容易にする。止めリング89は、副ピスト
ン77が孔75から抜は出るのを防止する。
出入ロア2は、作動器9を複動ピストン型に変換しない
限り、常時開放されている。主ピストン61とハウジン
グ40の内壁との間、および副ピストン77と孔75と
の間を密封するために環状密封部材91および92が設
けられている。
限り、常時開放されている。主ピストン61とハウジン
グ40の内壁との間、および副ピストン77と孔75と
の間を密封するために環状密封部材91および92が設
けられている。
以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明は
これに限定されるものではない。例えば、本発明の2段
階式作動器は、拡張型ゲート弁に限らず、他の型式のゲ
ート弁にも適用することができ、また、作動器の作動の
後半段階においてそのスラストヲ減少させることが有利
な、ゲート弁以外のいろいろな機構にも適用することが
できる。
これに限定されるものではない。例えば、本発明の2段
階式作動器は、拡張型ゲート弁に限らず、他の型式のゲ
ート弁にも適用することができ、また、作動器の作動の
後半段階においてそのスラストヲ減少させることが有利
な、ゲート弁以外のいろいろな機構にも適用することが
できる。
第1図は拡張型ゲート弁の弁本体に取付けられた本発明
の液圧式作動器の断面図、第2図は第1図の作動器の拡
大部分断面図である。 図中、9は作動器、10は拡張型ゲート弁、11は弁本
体、12は弁室、13.14は流路、20はゲート組立
体、21はゲート部材、22はセグメント、23は弁棒
(作動棒)、26゜27は開口、33は弁座、34.3
5は密封表面、40はハウジング、41はピストン室、
42゜52は端板部材、52Aは開口、61は主ピスト
ン(第1ピストン)、71は流体出入口、75は孔、7
7は副ピストン(第2ピストン)、80はピストンロッ
ド、85は停止部材。 特許出願人 ジョイ マニュファクチュアリング カ
ンパニ一18開昭62−4980(8)
の液圧式作動器の断面図、第2図は第1図の作動器の拡
大部分断面図である。 図中、9は作動器、10は拡張型ゲート弁、11は弁本
体、12は弁室、13.14は流路、20はゲート組立
体、21はゲート部材、22はセグメント、23は弁棒
(作動棒)、26゜27は開口、33は弁座、34.3
5は密封表面、40はハウジング、41はピストン室、
42゜52は端板部材、52Aは開口、61は主ピスト
ン(第1ピストン)、71は流体出入口、75は孔、7
7は副ピストン(第2ピストン)、80はピストンロッ
ド、85は停止部材。 特許出願人 ジョイ マニュファクチュアリング カ
ンパニ一18開昭62−4980(8)
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1)弁室および該弁室と連通した貫通流路を有する弁本
体と、該弁室内該流路に対し開放位置と閉鎖位置の間で
収縮した状態で移動しうるように配設されたゲート組立
体とから成り、該ゲート組立体は、該開放位置および閉
鎖位置において互いに外方へ拡張されるようになされた
ゲート部材とセグメントを有し、該ゲート部材とセグメ
ントは該開放位置において互いに、かつ、前記流路と整
合する開口を有し、該ゲート部材およびセグメントの各
々は、該ゲート組立体が開放位置および閉鎖位置におい
て拡張したときゲート組立体の両側で前記弁本体に設け
られた弁座に圧接する外側密封表面を備え、前記弁本体
には前記流路に対して横断方向に弁本体の外部から弁室
内へ延長した孔が設けられている拡張型ゲート弁を作動
させるための液圧式作動器において、 前記弁本体に取付けられるようになされており、内部に
ピストン室を画定する作動器ハウジングと、 一端において前記ゲート組立体に連結された弁棒と、 該弁棒の他端に連結され、前記ピストン室内に摺動自在
に収容されており、前記ゲート組立体を前記流路に対し
て横断方向に開放位置と閉鎖位置の間で移動させるため
に該弁棒と共に弁棒の軸方向に移動自在であり、一方の
面から一定の深さにまで形成された同軸の中央孔を有す
る第1ピストンと、 第1ピストンより小さく、第1ピストンの中央孔に摺動
自在に装着された第2ピストンと、一端を第2ピストン
に連結され、前記ハウジングに設けられた開口を密封関
係をなして貫通し延設されたピストンロッドと、 前記第1および第2ピストンを一方向に移動させ、ゲー
ト組立体を開放位置から閉鎖位置へ、または閉鎖位置か
ら開放位置へ移動させるために前記ピストン室内の、第
1および第2ピストンの一方の側へ液圧流体を選択的に
導入することができるように前記ハウジングの壁に穿設
され、液圧流体源に接続するようになされた流体出入口
と、 前記第1ピストンを前記一方向とは反対の方向に付勢す
るために前記ピストン室内の、第1および第2ピストン
の他方の側に配設された圧縮ばね手段と、 前記弁棒およびゲート組立体を駆動するための有効ピス
トン面積が前記第2ピストンの液圧受容面の面積分だけ
減少され、ゲート組立体がその開放または閉鎖位置で拡
張状態にされたときに弁棒および弁の他の構成部品に課
せられる応力が減少されるように、前記ピストン室へ液
圧流体が導入されたとき第2ピストンのストロークを第
1ピストンのストロークより短い長さに制限するために
前記ピストンロッドに付設され前記ハウジングと協同す
る停止部材とから成る液圧作動器。 2)前記ゲート部材およびセグメントは、開放位置およ
び閉鎖位置においてゲート組立体を拡張させるために相
対的に摺動するようになされた互いに協同するくさび面
を備えている特許請求の範囲第1項記載の液圧作動器。 3)前記ばね手段の付勢力を助成するために前記ピスト
ン室内の、第1および第2ピストンの前記他方の側へ液
圧流体を選択的に導入することができるように前記ハウ
ジングの壁に穿設され、液圧流体源に接続するようにな
された第2の流体出入口を有する特許請求の範囲第1項
記載の液圧式作動器。 4)ゲート弁の弁部材のような機械的装置の制御部材を
作動させるための液圧式作動器において、 前記機械的装置に取付けられるようになされており、内
部にピストン室を画定する作動器ハウジングと、 一端において前記制御部材に連結された作動棒と、 該作動棒の他端に連結され、前記ピストン室内に摺動自
在に収容されており、前記制御部材を第1作動位置と第
2作動位置の間で移動させるために該作動棒と共に作動
棒の軸方向に移動自在であり、一方の面から一定の深さ
にまで形成された同軸の中央孔を有する第1ピストンと
、第1ピストンより小さく、第1ピストンの中央孔に摺
動自在に装着された第2ピストンと、一端を第2ピスト
ンに連結され、前記ハウジングに設けられた開口を密封
関係をなして貫通し延設されたピストンロッドと、 前記第1および第2ピストンを一方向に移動させ、前記
制御部材を第1作動位置から第2作動位置へ、または第
2作動位置から第1作動位置へ移動させるために前記ピ
ストン室内の、第1および第2ピストンの一方の側へ液
圧流体を選択的に導入することができるように前記ハウ
ジングの壁に穿設され、液圧流体源に接続するようにな
された流体出入口と、 前記第1ピストンを前記一方向とは反対の方向に付勢す
るために前記ピストン室内の、第1および第2ピストン
の他方の側に配設された圧縮ばね手段と、 前記作動棒および制御部材を駆動するための有効ピスト
ン面積が前記第2ピストンの液圧受容面の面積分だけ減
少され、前記第1ピストンのストロークが終了する際前
記作動棒および機械的装置の他の構成部品に課せられる
応力が減少されるように、前記ピストン室へ液圧流体が
導入されたとき第2ピストンのストロークを第1ピスト
ンのストロークより短い長さに制限するために前記ピス
トンロッドに付設され前記ハウジングと協同する停止部
材とから成る液圧作動器。 5)前記ばね手段の付勢力を助成するために前記ピスト
ン室内の、第1および第2ピストンの前記他方の側へ液
圧流体を選択的に導入することができるように前記ハウ
ジングの壁に穿設され、液圧流体源に接続するようにな
された第2の流体出入口を有する特許請求の範囲第4項
記載の液圧式作動器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/750,460 US4568058A (en) | 1985-07-01 | 1985-07-01 | Dual stage hydraulic actuator for expanding gate valve |
| US750460 | 1985-07-01 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS624980A true JPS624980A (ja) | 1987-01-10 |
| JPH0368269B2 JPH0368269B2 (ja) | 1991-10-25 |
Family
ID=25017952
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61016668A Granted JPS624980A (ja) | 1985-07-01 | 1986-01-28 | 拡張型ゲ−ト弁のための液圧式作動器 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4568058A (ja) |
| JP (1) | JPS624980A (ja) |
| AU (1) | AU591660B2 (ja) |
| CA (1) | CA1273328A (ja) |
| GB (1) | GB2177458B (ja) |
| NO (1) | NO862627L (ja) |
Families Citing this family (30)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4585207A (en) * | 1985-09-03 | 1986-04-29 | Joy Manufacturing Company | Expanding gate valve with pneumatic actuator |
| US4934652A (en) * | 1989-12-11 | 1990-06-19 | Otis Engineering Corporation | Dual stage valve actuator |
| WO1995023937A1 (en) * | 1994-03-04 | 1995-09-08 | Safoco, Inc. | Valve actuator apparatus and method |
| US5673897A (en) * | 1995-03-13 | 1997-10-07 | Provacon, Inc. | Valve/actuator combination |
| US6227223B1 (en) | 1995-03-13 | 2001-05-08 | Provacon, Inc. | Valve and actuator in combination |
| GB2325971B (en) * | 1997-05-29 | 2001-04-04 | Sistag Absperrtechnik | A driving device for a shut-off device in a pipe-line |
| US5996417A (en) * | 1998-03-23 | 1999-12-07 | Team Corporation | Preload piston actuator |
| US6974306B2 (en) * | 2003-07-28 | 2005-12-13 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Blade inlet cooling flow deflector apparatus and method |
| US7069728B2 (en) * | 2003-07-29 | 2006-07-04 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Multi-position BOV actuator |
| US7913971B2 (en) * | 2005-04-29 | 2011-03-29 | Cameron International Corporation | Hydraulic override |
| WO2007134334A2 (en) * | 2006-05-15 | 2007-11-22 | High Vacuum Apparatus Mfg., Inc | Gate valve having service position |
| DK178357B1 (da) * | 2008-06-02 | 2016-01-11 | Mærsk Olie Og Gas As | Juletræ til brug i en brønd |
| US8794589B2 (en) * | 2009-01-27 | 2014-08-05 | Fisher Controls International, Llc | Actuator having an override apparatus |
| US8549984B2 (en) * | 2009-12-28 | 2013-10-08 | Fisher Controls International, Llc | Apparatus to increase a force of an actuator having an override apparatus |
| US9103465B2 (en) | 2011-07-18 | 2015-08-11 | Safoco, Inc. | Dual piston actuator and method of use |
| US9353882B2 (en) | 2012-03-26 | 2016-05-31 | Safoco, Inc. | Low profile hydraulic actuator |
| US8777178B2 (en) | 2012-05-07 | 2014-07-15 | Array Holdings, Inc. | Adjustable valve acutator system |
| US9395015B2 (en) | 2012-10-10 | 2016-07-19 | Safoco, Inc. | Rotatable actuator shaft |
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