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JP7814550B2 - Improving control valve accuracy using short-stroke position transducers. - Google Patents
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JP7814550B2 - Improving control valve accuracy using short-stroke position transducers. - Google Patents

Improving control valve accuracy using short-stroke position transducers.

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JP7814550B2 JP2024561586A JP2024561586A JP7814550B2 JP 7814550 B2 JP7814550 B2 JP 7814550B2 JP 2024561586 A JP2024561586 A JP 2024561586A JP 2024561586 A JP2024561586 A JP 2024561586A JP 7814550 B2 JP7814550 B2 JP 7814550B2
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Description

流量制御装置は、種々の用途で使用される。制御バルブは、プロセスラインの一部を含む工業設備において使用される流量制御装置の一種である。これらのデバイスの設計は、プロセスパラメータを満たすように流れを正確に調整するように意図されている。制御バルブに関する精度の問題は、歩留まりを低下させるかあるいは品質を低下させるようにプロセスを混乱させ得るということになる。大規模な産業活動では、これらの問題は、問題のあるデバイスのトラブルシューティング及び修理又は交換に必要なダウンタイムが原因で、かなりの費用をもたらす可能性がある。 Flow control devices are used in a variety of applications. A control valve is a type of flow control device used in industrial equipment that comprises part of a process line. The design of these devices is intended to precisely regulate flow to meet process parameters. Precision issues with a control valve can disrupt the process, reducing yield or reducing quality. In large industrial operations, these problems can result in significant costs due to the downtime required to troubleshoot and repair or replace problematic devices.

本開示の主題は、制御バルブにおける精度の問題に対処するための改善に関する。特に興味深いのは、直線位置を角度位置に変換することができるデバイス又は機構の実施形態である。提案される設計のデバイスは、回転可能機構に結合する直線的に並進するシャフトを含み得る。一実施態様では、この機構は、シャフトの直線位置に直接相関する角度位置を位置合わせすることができる。この特徴は、提案される設計がはるかに複雑でなく、測定に影響を及ぼし得る振動又は他の影響を受けにくいので、従来のリンケージ機構よりも信頼性が高くかつより正確な、制御バルブ内における構成要素位置の測定を提供するので、有益である。 The subject matter of this disclosure relates to improvements to address accuracy issues in control valves. Of particular interest are embodiments of devices or mechanisms that can convert linear position to angular position. Devices of the proposed design may include a linearly translating shaft coupled to a rotatable mechanism. In one embodiment, this mechanism can register an angular position that directly correlates to the linear position of the shaft. This feature is beneficial because the proposed design is much less complex and less susceptible to vibration or other influences that can affect the measurement, providing more reliable and accurate measurement of component position within a control valve than traditional linkage mechanisms.

測定精度は、制御バルブの様々な動作にとって重要である。例えば、位置測定は、閉鎖部材をシートに対して正確な位置に維持するために重要である。この位置は、適切なプロセスパラメータを達成するように流れを調整する。制御バルブはまた、位置測定を使用して、デバイス上のある動作「モード」に関与してもよい。その「全開」モードは、閉鎖部材がシートから最も遠い位置に到達することを確実にする。「タイトシャットオフ」モードは、「下限」を下回る指令位置に応答して、閉鎖部材をその閉鎖位置(シートと接触している)に配置し得る。例えば、下限が10%である場合、閉鎖部材は、10%未満の指令位置でシートに接触し、10%を超える指令位置では通常通り動作する。タイトシャットオフモードは、閉鎖部材がシートに近接した状態で生じる動作状態を防止するのに有用である。これらの動作条件により、作動流体は、バルブアセンブリの性能及び寿命を低下させ得る摩耗及び損傷を引き起こす可能性がある高い流量又は速度で流れる。 Measurement accuracy is important for various control valve operations. For example, position measurement is important for maintaining the closure member in a precise position relative to the seat. This position regulates flow to achieve appropriate process parameters. Control valves may also use position measurement to participate in certain operating "modes" on the device. The "full open" mode ensures that the closure member reaches the furthest position from the seat. The "tight shutoff" mode may place the closure member in its closed position (contacting the seat) in response to a commanded position below a "lower limit." For example, if the lower limit is 10%, the closure member will contact the seat at commanded positions below 10% and operate normally at commanded positions above 10%. The tight shutoff mode is useful for preventing operating conditions that result in the closure member being too close to the seat. These operating conditions cause the working fluid to flow at high flow rates or velocities that can cause wear and damage that can reduce the performance and life of the valve assembly.

ここで、添付図面を簡単に参照する。
図1は、制御バルブに使用される位置伝達デバイスの概略図を示す。 図2は、位置伝達デバイスのための例示的な構造の斜視図を分解された形で示す。 図3は、組み立てられた形態の図2の例示的な構造の後方からの立面図を示す。 図4は、組み立てられた形態の図2の例示的な構造の断面の立面図を示す。 図5は、組み立てられた形態の図2の例示的な構造の斜視図を示す。 図6は、制御バルブの一例の適所にある図3の例示的な構造の斜視図を示す。 図7は、磁石が第1の角度位置にある、図1の位置伝達デバイスの一例の概略図を示す。 図8は、磁石が第2の角度位置にある、図1の位置伝達デバイスの一例の概略図を示す。
Reference will now be made briefly to the accompanying drawings, in which:
FIG. 1 shows a schematic diagram of a position transmission device used in a control valve. FIG. 2 shows a perspective view, in exploded form, of an exemplary structure for a position-transmitting device. FIG. 3 shows a rear elevation view of the exemplary structure of FIG. 2 in assembled form. FIG. 4 shows an elevational view of a cross section of the exemplary structure of FIG. 2 in assembled form. FIG. 5 shows a perspective view of the exemplary structure of FIG. 2 in assembled form. FIG. 6 shows a perspective view of the exemplary structure of FIG. 3 in place for an example control valve. FIG. 7 shows a schematic diagram of the example position-transmitting device of FIG. 1 with the magnet in a first angular position. FIG. 8 shows a schematic diagram of an example of the position transfer device of FIG. 1 with the magnet in a second angular position.

適用可能な場合、同様の参照文字は、他の指示がない限り、縮尺通りではない、いくつかの図全体を通して同一又は対応する構成要素及びユニットを指定する。本明細書に開示される実施形態は、いくつかの図のうちの1つ以上に、又は複数の図の組み合わせで現れる要素を含み得る。その上、方法は単なる例示であり、例えば、個々の段階を順序換え、追加、除去、及び/又は変更することによって修正され得る。 Where applicable, like reference characters designate identical or corresponding components and units throughout the several figures, which are not to scale unless otherwise indicated. Embodiments disclosed herein may include elements that appear in more than one of the several figures or in combinations of multiple figures. Moreover, methods are merely illustrative and may be modified, for example, by reordering, adding, removing, and/or altering individual steps.

本明細書における図面及び任意の説明は、本発明を開示するために実施例を使用する。これらの実施例は、最良の形態を含み、当業者が、任意のデバイス又はシステムを作製及び使用することと、任意の組み込まれた方法を実行することと、を含む、本発明を実施することを可能にする。単数形で記載され、「a」又は「an」という語で進められた要素又は機能は、そのような排除が明示的に記載されていない限り、複数の当該要素又は機能を除外しないものとして理解されるべきである。「一実施形態」又は「一実施態様」への言及は、列挙された特徴も組み込む追加の実施形態又は実施態様の存在を除外するものとして解釈されるべきではない。 The drawings and any descriptions herein use examples to disclose the invention. These examples, including the best mode, enable any person skilled in the art to practice the invention, including making and using any device or system, and performing any incorporated methods. Elements or features described in the singular and preceded by the words "a" or "an" should be understood as not excluding a plurality of such elements or features, unless such exclusion is expressly stated. References to "one embodiment" or "one implementation" should not be interpreted as excluding the existence of additional embodiments or implementations that also incorporate the recited features.

次に、上記図面に示される実施形態の特徴について説明する。これらの実施形態は、制御バルブ上の構成要素位置を測定するための機械的リンケージの必要性を排除する。これらのリンケージは、大きく嵩張ることが多い。それらはまた、制御バルブの構造エンベロープの十分外側に延びる傾向がある。一方、本明細書の設計は、この構造エンベロープ内に完全に収まる。他の実施形態は、本開示の範囲内であり得る。 We now describe features of the embodiments shown in the drawings above. These embodiments eliminate the need for mechanical linkages to measure component position on a control valve. These linkages are often large and bulky. They also tend to extend well outside the structural envelope of the control valve. The designs herein, on the other hand, fit entirely within this structural envelope. Other embodiments may be within the scope of this disclosure.

図1は、位置伝達デバイス100の例示的な実施形態の概略図を示す。この例は、アクチュエータ106と結合するバルブポジショナ104(又は「コントローラ104」)を含むバルブアセンブリ102の一部である。バルブステム108は、アクチュエータ106をバルブ110に接続することができる。この特徴により、アクチュエータ106は、シート114に対する閉鎖部材112の動きを調整することができる。コントローラ104はまた、位置センサ116を含んでもよい。図示のように、位置伝達デバイス100は、位置センサ116に近接するセンサターゲットユニット120を含むことができる。センサターゲットユニット120は、バルブステム108と結合する伝達ユニット122と通信することができる。 FIG. 1 shows a schematic diagram of an exemplary embodiment of a position transmitting device 100. This example is part of a valve assembly 102 that includes a valve positioner 104 (or "controller 104") coupled to an actuator 106. A valve stem 108 may connect the actuator 106 to a valve 110. This feature allows the actuator 106 to regulate the movement of a closure member 112 relative to a seat 114. The controller 104 may also include a position sensor 116. As shown, the position transmitting device 100 may include a sensor target unit 120 proximate to the position sensor 116. The sensor target unit 120 may communicate with a transmission unit 122 coupled to the valve stem 108.

概して、位置伝達デバイス100は、直線位置を角度位置に変換するように構成され得る。これらの構成は、多くの流量制御(制御バルブを含む)に典型的である、線形駆動部又は線形荷重に接続し得る構成要素を採用してもよい。デバイス100の構成要素は、小さくコンパクトなフォームファクタに収まることができる。この特徴は、制御バルブに対する従来のリンケージシステムの使用を妨げる可能性がある振動のような外部の影響を受けにくいので、より堅牢な機構を提供することができる。更なる利点として、提案される機構は、測定システムにおける「バックラッシュ」又は「遊び」を低減又は排除するように、互いに一体化することができる。この特徴は、当該分野における任意の従来のリンケージよりも正確な測定値を提供することができる。 Generally, the position-transmitting device 100 can be configured to convert a linear position into an angular position. These configurations may employ components that can connect to a linear drive or linear load, as is typical for many flow controls (including control valves). The components of the device 100 can fit into a small, compact form factor. This feature can provide a more robust mechanism, as it is less susceptible to external influences such as vibrations that can prevent the use of conventional linkage systems for control valves. As an additional advantage, the proposed mechanism can be integrated with one another to reduce or eliminate "backlash" or "play" in the measurement system. This feature can provide more accurate measurements than any conventional linkage in the field.

バルブアセンブリ102は、材料を輸送するシステムで使用するように構成されてもよい。これらの構成は、流体を移送する1つ又は複数のプロセスラインの一部として、パイプ及びパイプラインなどの導管とインラインで接続することができる。炭化水素操業は、これらのデバイスを活用して、抽出地点からプロセス施設への、又はプロセス施設自体内の油及び天然ガス(液化天然ガス又は「liquefied natural gas、LNG」を含む)の流れを調節することが知られている。 The valve assembly 102 may be configured for use in systems that transport materials. These configurations may be connected in-line with conduits, such as pipes and pipelines, as part of one or more process lines that transfer fluids. Hydrocarbon operations are known to utilize these devices to regulate the flow of oil and natural gas (including liquefied natural gas, or LNG) from extraction points to process facilities or within the process facilities themselves.

コントローラ104は、信号を交換及び処理するように構成され得る。これらの構成は、制御ネットワーク(又は「分散制御システム」若しくは「distributed control system、DCS」)に接続することができ、制御ネットワークは、プロセスライン上の全てのデバイスの動作を維持して、材料がプロセスに従って流れることを確実にする。DCSは、この目的のためにバルブアセンブリ102の動作を記述又は定義する動作パラメータを有する制御信号を生成することができる。例えば、動作パラメータは、バルブアセンブリ102の指令位置を規定してもよい。 The controller 104 may be configured to exchange and process signals. These configurations may be connected to a control network (or "distributed control system" or "DCS") that maintains the operation of all devices on the process line to ensure that material flows according to the process. To this end, the DCS may generate control signals having operating parameters that describe or define the operation of the valve assembly 102. For example, the operating parameters may specify a commanded position of the valve assembly 102.

アクチュエータ106は、材料の圧力に抗して作用する荷重を生成するように構成されてもよい。これらの構成は、空気圧デバイスを使用することができるが、電気又は電子デバイス(例えば、モータ)も同様に機能することができる。空気圧デバイスは、ハウジングの内部にダイヤフラムを有し得る。動作中、コントローラ104は、ガス又は「器具空気」を空気圧信号として送達してもよい。この器具空気信号は、アクチュエータ106のハウジングの内側のダイヤフラムに対する圧力又は荷重を変化させる。ステム108は、荷重をバルブ110に向ける。空気圧信号のパラメータは、大部分がバルブアセンブリ102の指令位置に依存する。 The actuator 106 may be configured to generate a load that acts against the pressure of the material. These configurations can use pneumatic devices, although electric or electronic devices (e.g., motors) can function as well. Pneumatic devices may have a diaphragm inside a housing. In operation, the controller 104 may deliver gas or "instrument air" as a pneumatic signal. This instrument air signal varies the pressure or load against the diaphragm inside the actuator 106 housing. The stem 108 directs the load to the valve 110. The parameters of the pneumatic signal depend in large part on the commanded position of the valve assembly 102.

バルブ110は、プロセスラインへの流れのパラメータを固定するように構成されてもよい。これらの構成は、パイプ又はパイプラインと結合するハードウェアを含むことが多い。このハードウェアの製造は、多くの場合、その組成又は「相」、例えば、固体、流体、又は固液混合物を含む材料の特性に適合する。閉鎖部材112は、流れを防止するためにシート114と接触することができるプラグ、ボール、バタフライバルブ、又は同様の器具を具現化することができる。シート112に対する閉鎖部材110の配置は、プロセスパラメータを満足するために、バルブ106を通過する材料の流れをより多く又はより少なくすることを可能にする。 The valve 110 may be configured to fix flow parameters to a process line. These configurations often include hardware that mates with a pipe or pipeline. The fabrication of this hardware often matches the properties of the material, including its composition or "phase," e.g., solid, fluid, or solid-liquid mixture. The closure member 112 may embody a plug, ball, butterfly valve, or similar device that can contact a seat 114 to prevent flow. The positioning of the closure member 110 relative to the seat 112 allows for more or less material flow through the valve 106 to meet process parameters.

位置センサ116は、データを生成するように構成され得る。これらの構成では、非接触モダリティ(例えば、磁気)を使用して、閉鎖部材110の測定位置の値が生成されてもよい。動作中、コントローラ104は、DCS及びポジショナセンサ116の両方からの信号を処理して、アクチュエータ106を動作させて閉鎖部材112を指令位置に維持するように空気圧信号を設定することができる。この特徴は、バルブ106を通る材料の流れがプロセスパラメータを満たすことを確実にする。非接触モダリティの使用は、コントローラ104をバルブアセンブリ102から容易に分離すること(及びその上に設置する)を可能にする。この特徴は、保守を単純化し、いくつかの用途では、技術者が、デバイスを修理、アップグレード、又は保守するタスクの一部として、コントローラ104を取り外し、交換することを可能にする。 The position sensor 116 may be configured to generate data. In these configurations, a non-contact modality (e.g., magnetic) may be used to generate a measured position value for the closure member 110. During operation, the controller 104 can process signals from both the DCS and the positioner sensor 116 to set a pneumatic signal to operate the actuator 106 and maintain the closure member 112 in a commanded position. This feature ensures that material flow through the valve 106 meets process parameters. The use of a non-contact modality allows the controller 104 to be easily separated from (and installed on) the valve assembly 102. This feature simplifies maintenance and, in some applications, allows a technician to remove and replace the controller 104 as part of the task of repairing, upgrading, or maintaining the device.

センサターゲットユニット120は、角度位置を伝達するように構成され得る。これらの構成は、センサ116の非接触モダリティとインターフェースするデバイスを具現化することができる。これらのデバイスは、特にセンサ116がホール効果センサのような磁界に応答するタイプである場合、磁石を含むことができる。しかしながら、このタイプのセンサ116に対応する他のデバイスが普及する可能性もある。これらの他のタイプは、例えば、光学又は超音波技術を採用してもよい。 The sensor target unit 120 may be configured to communicate angular position. These configurations may embody devices that interface with the non-contact modality of the sensor 116. These devices may include magnets, particularly if the sensor 116 is of a type that responds to magnetic fields, such as a Hall Effect sensor. However, other devices compatible with this type of sensor 116 may also be prevalent. These other types may employ optical or ultrasonic technology, for example.

伝達ユニット122は、この角度位置を設定するように構成され得る。これらの構成は、バルブアセンブリ102の線形駆動と協調して移動するデバイスを具現化することができる。これらのデバイスは、直線的に並進するシャフトを含んでもよい。しかし、回転可能な機構も同様に優勢である。一実施態様では、並進シャフトは、センサターゲットユニット120の角度位置を、リニアドライブの位置、最終的には閉鎖部材112の位置に対応するように設定することができる。 The transmission unit 122 may be configured to set this angular position. These configurations may embody devices that move in coordination with the linear drive of the valve assembly 102. These devices may include a linearly translating shaft; however, rotatable mechanisms are equally prevalent. In one embodiment, the translating shaft may set the angular position of the sensor target unit 120 to correspond to the position of the linear drive and ultimately the position of the closure member 112.

図2は、図1の位置伝達デバイス100のための構造の一例の斜視図を分解された形で示す。この構造は、垂直軸126、128を作り出す内部ボア構造を有する本体124を含むことができる。ボア構造は、ここでは対向する側面132、134及び対向する側面136、138にそれぞれ示される、本体124上の開口部130で終端してもよい。フランジ140は、開口部130の各々を取り囲むことができる。一例では、この構造は、側面132、134上の開口部130に挿入されるブッシング142を含んでもよい。シール144は、側面132、134上のフランジ140に固定されてもよい。シール144の例は、デバイスの内部からの汚れ及び破片を防止し得る。この特徴は、提案された構造を、過酷で腐食性の環境及び低温用途に、より適したものにする。一実施態様では、シール144のうちの1つは、キャップ146を組み込むことができる。ブッシング142及びシール144の両方は、駆動シャフト148を収容するためのボアを有し得る。一実施態様では、駆動シャフト148は、ここでは側面132から本体124に挿入することができる細長い円筒形部材として示されている被駆動部150を含み得る。この円筒形部材は、異なる外径ODの2つのセクション152、154を有し得る。セクション152、154は、肩部156で互いに当接し得る。スリーブ158は、側面134を通して本体124内に挿入し得る。スリーブ158は、被駆動部150の第2のセクション154を受容することができる貫通ボア160を有し得る。付勢ユニット162は、第2のセクション154の露出端上に挿入し得る。付勢ユニット162は、1つ以上のばね、例えば、ベルビルワッシャ又は同様の定荷重ばねを含み得る。一実施態様では、ナット164は、露出端に螺合し得る。 FIG. 2 shows an exploded perspective view of an example structure for the position-transmitting device 100 of FIG. 1 . The structure can include a body 124 having an internal bore structure that creates vertical axes 126 and 128. The bore structure can terminate in openings 130 on the body 124, shown here on opposing sides 132 and 134 and opposing sides 136 and 138, respectively. A flange 140 can surround each of the openings 130. In one example, the structure can include a bushing 142 that is inserted into the openings 130 on the sides 132 and 134. A seal 144 can be secured to the flange 140 on the sides 132 and 134. The example seal 144 can prevent dirt and debris from entering the interior of the device. This feature makes the proposed structure more suitable for harsh, corrosive environments and low-temperature applications. In one embodiment, one of the seals 144 can incorporate a cap 146. Both the bushing 142 and the seal 144 may have a bore for receiving the drive shaft 148. In one embodiment, the drive shaft 148 may include a driven portion 150, shown here as an elongated cylindrical member that can be inserted into the body 124 from the side 132. The cylindrical member may have two sections 152, 154 of different outer diameters OD. The sections 152, 154 may abut each other at a shoulder 156. A sleeve 158 may be inserted into the body 124 through the side 134. The sleeve 158 may have a throughbore 160 that can receive the second section 154 of the driven portion 150. A biasing unit 162 may be inserted over the exposed end of the second section 154. The biasing unit 162 may include one or more springs, such as Belleville washers or similar constant force springs. In one embodiment, a nut 164 may be threaded onto the exposed end.

構造は、シャフト148の直線位置を反映する角度位置を作り出すための構成要素を有するように構成され得る。これらの構造は、本体124の側面136上のフランジ140と結合する回転ハウジング166を含んでもよい。回転ハウジング166のボア内にブッシング168が存在してもよい。ブッシング168は、センサインターフェース170の第1の部分を受容することができる貫通ボアを有してもよい。センサインターフェース170の第2の部分内に磁石172が存在してもよい。磁石172は、互いに直径方向に対向して装置構成されてもよい。多くの場合、センサインターフェース170の第2の部分は、第1の部分よりも大きい外径を有する。センサインターフェース170の第1の部分の露出端にディスク174が固着されてもよい。ディスク174は、軸128に沿って駆動シャフト148に向かって延在するボス又はピン176を含み得る。一例では、カバー178は、側面138上のフランジ140に固定されて、本体124のボア構造を閉鎖し得る。 The structures may be configured with components to create an angular position that reflects the linear position of the shaft 148. These structures may include a rotating housing 166 that mates with a flange 140 on the side surface 136 of the body 124. A bushing 168 may reside within the bore of the rotating housing 166. The bushing 168 may have a through bore that can receive a first portion of the sensor interface 170. A magnet 172 may reside within the second portion of the sensor interface 170. The magnets 172 may be configured diametrically opposed to each other. Often, the second portion of the sensor interface 170 has a larger outer diameter than the first portion. A disk 174 may be affixed to the exposed end of the first portion of the sensor interface 170. The disk 174 may include a boss or pin 176 that extends along the axis 128 toward the drive shaft 148. In one example, a cover 178 may be secured to the flange 140 on the side surface 138 to close the bore structure of the body 124.

図3及び図4は、図2の位置伝達デバイスの追加の図を示す。図3は、後方からの立面図を部分的に組み立てられた形で示す。カバー178を取り外して、本体124の内部を露出させる。示されるように、締結具Fは、ディスク174をセンサインターフェース170(図2)内に貫通させ得る。被駆動部150の肩部156、及びスリーブ158の端部は、駆動シャフト148内に介在する間隙Gを形成し得る。スラストワッシャWは、間隙Gの境界を示し得る。図4の断面図に最もよく示されるように、ピン176は、介在する間隙G内に、かつスラストワッシャWの間に延在し得る。ナット164を締め付けると、ばね162が圧縮されて、ピン176上に予荷重が作り出される。この予荷重は、ピン176を介在間隙G内にクランプ又は「圧搾」し、したがって、回転可能ディスク174を並進駆動シャフト148に結合する。 3 and 4 show additional views of the position transmitting device of FIG. 2. FIG. 3 shows a rear elevation view in partially assembled form. The cover 178 has been removed to expose the interior of the body 124. As shown, fasteners F may penetrate the disk 174 into the sensor interface 170 (FIG. 2). The shoulder 156 of the driven portion 150 and the end of the sleeve 158 may form an intervening gap G within the drive shaft 148. Thrust washers W may bound the gap G. As best shown in the cross-sectional view of FIG. 4, the pin 176 may extend within the intervening gap G and between the thrust washers W. Tightening the nut 164 compresses the spring 162, creating a preload on the pin 176. This preload clamps or "squeezes" the pin 176 into the intervening gap G, thus coupling the rotatable disk 174 to the translation drive shaft 148.

図5は、図2の位置伝達デバイス100の前方からの斜視図を組み立てられた形で示す。駆動シャフト148と回転可能ディスク174との間の係合は、軸128を中心としたセンサインターフェース170上の磁石172の角度位置θを設定し得る。この角度位置は、軸126上の駆動シャフト148の直線位置Lに対応し得る。軸126上の異なる位置への(例えば、第1の位置から第2の位置への)被駆動部150の並進は、ディスク174を主ハウジング124内で回転させ、これは次に磁石172の異なる角度位置θをもたらす。 Figure 5 shows a front perspective view of the position transfer device 100 of Figure 2 in assembled form. Engagement between the drive shaft 148 and the rotatable disk 174 can set an angular position θ of the magnet 172 on the sensor interface 170 about the axis 128. This angular position can correspond to a linear position L of the drive shaft 148 on the axis 126. Translation of the driven portion 150 to a different position on the axis 126 (e.g., from a first position to a second position) causes the disk 174 to rotate within the main housing 124, which in turn results in a different angular position θ of the magnet 172.

図6は、図1のバルブアセンブリ102の例における図2の位置伝達デバイス100の斜視図を示す。この構造は、コントローラ104上のセンサ116(図1)に近接して磁石164(図2)を搭載してもよい。タイバー180は、被駆動部150の一端をバルブアセンブリ102上の伝達ブロック182に結合することができる。このようにして、伝達ブロック186の位置は、磁石172(図4)の角度位置θを設定するために駆動シャフト148に直接伝達される。 Figure 6 shows a perspective view of the position transmission device 100 of Figure 2 in the example valve assembly 102 of Figure 1. This structure may mount a magnet 164 (Figure 2) in proximity to a sensor 116 (Figure 1) on the controller 104. A tie bar 180 may couple one end of the driven portion 150 to a transmission block 182 on the valve assembly 102. In this manner, the position of the transmission block 186 is directly transmitted to the drive shaft 148 to set the angular position θ of the magnet 172 (Figure 4).

図7及び図8は、図6のデバイスの動作を説明するための概略図を示す。図7において、磁石172は、駆動シャフト148の第1の直線位置Lに対応する第1の角度配向θを有する。タイバー180は、第1の直線位置Lが伝達ブロック182の位置に対応することを確実にし、伝達ブロック自体はバルブステム108と協調して移動する。図8は、駆動シャフト148の第2の直線位置Lに対応する第2の角度配向θにある磁石172を示す。この第2の直線位置Lは、例えば、バルブステム108の移動に応答して上方に移動する伝達ブロック180の位置の変化を示す。この新しい位置は、閉鎖部材(図示せず)が、バルブアセンブリ102内のシート(図示せず)から離れるように移動することを示し得る。 7 and 8 show schematic diagrams illustrating the operation of the device of FIG. 6. In FIG. 7, the magnet 172 has a first angular orientation θ1 corresponding to a first linear position L1 of the drive shaft 148. The tie bars 180 ensure that the first linear position L1 corresponds to the position of the transfer block 182, which itself moves in coordination with the valve stem 108. FIG. 8 shows the magnet 172 at a second angular orientation θ2 corresponding to a second linear position L2 of the drive shaft 148. This second linear position L2 indicates a change in position of the transfer block 180, for example, moving upward in response to movement of the valve stem 108. This new position may indicate that the closure member (not shown) is moving away from its seat (not shown) in the valve assembly 102.

特定の要素又は項目(それらのうちの1つ以上を他の要素及び項目と組み合わせ得る)を含む実施例が以下に現れ、本開示の範囲及び趣旨内で想到される実施形態を説明する。この範囲は、当業者に着想される他の実施例を含み、かつ想到し得る。このような他の実施例は、それらが特許請求の範囲の文字どおりの文言と異ならない構造的要素を有する場合、又は、特許請求の範囲の文字どおりの文言とほとんど相違がない同等の構造的要素を有する場合、特許請求の範囲の範囲内にあると意図される。
Examples including specific elements or items (one or more of which may be combined with other elements and items) appear below and describe embodiments contemplated within the scope and spirit of the present disclosure. This scope includes and is contemplated by those skilled in the art. Such other examples are intended to be within the scope of the claims if they have structural elements that do not differ from the literal language of the claims, or if they have equivalent structural elements that differ insignificantly from the literal language of the claims.

Claims (18)

バルブアセンブリであって、
空気圧アクチュエータと、
前記空気圧アクチュエータと結合されたバルブステムと、
前記バルブステムに結合され、前記バルブステムと同時に移動するように構成されたシャフトと、
前記シャフトに結合された回転可能機構と、を備え、前記回転可能機構は、前記シャフトに係合されたピンと、前記バルブステムの直線位置に対応する角度位置を有する磁石と、
前記シャフトを受容するための貫通孔を有するスリーブと、
を備え
前記ピンが、前記シャフトと前記スリーブとの間に延在する、バルブアセンブリ。
1. A valve assembly comprising:
A pneumatic actuator;
a valve stem coupled to the pneumatic actuator;
a shaft coupled to the valve stem and configured to move simultaneously with the valve stem;
a rotatable mechanism coupled to the shaft, the rotatable mechanism including a pin engaged with the shaft and a magnet having an angular position corresponding to a linear position of the valve stem;
a sleeve having a through hole for receiving the shaft;
Equipped with
The valve assembly , wherein the pin extends between the shaft and the sleeve .
バルブアセンブリであって、
空気圧アクチュエータと、
前記空気圧アクチュエータと結合されたバルブステムと、
前記バルブステムに結合され、前記バルブステムと同時に移動するように構成されたシャフトと、
前記シャフトに結合された回転可能機構と、を備え、前記回転可能機構は、前記シャフトに係合されたピンと、前記バルブステムの直線位置に対応する角度位置を有する磁石と、
前記シャフトを受容するための貫通孔を有するスリーブと、
前記シャフトと前記スリーブとの間に前記ピンをクランプするための予荷重を生成する付勢ユニットと、を備える、バルブアセンブリ。
1. A valve assembly comprising:
A pneumatic actuator;
a valve stem coupled to the pneumatic actuator;
a shaft coupled to the valve stem and configured to move simultaneously with the valve stem;
a rotatable mechanism coupled to the shaft, the rotatable mechanism including a pin engaged with the shaft and a magnet having an angular position corresponding to a linear position of the valve stem;
a sleeve having a through hole for receiving the shaft;
a biasing unit that generates a preload to clamp the pin between the shaft and the sleeve.
バルブアセンブリであって、
空気圧アクチュエータと、
前記空気圧アクチュエータと結合されたバルブステムと、
前記バルブステムに結合され、前記バルブステムと同時に移動するように構成されたシャフトと、
前記シャフトに結合された回転可能機構と、を備え、前記回転可能機構は、前記シャフトに係合されたピンと、前記バルブステムの直線位置に対応する角度位置を有する磁石と、
前記シャフトを受容するための貫通孔を有するスリーブと、
前記シャフトの端部に配設されたスプリングワッシャと、
前記スプリングワッシャを圧縮する位置で前記シャフトの前記端部に螺合されたナットと、を備え、
前記ピンは、前記シャフトと前記スリーブとの間に延在する、バルブアセンブリ。
1. A valve assembly comprising:
A pneumatic actuator;
a valve stem coupled to the pneumatic actuator;
a shaft coupled to the valve stem and configured to move simultaneously with the valve stem;
a rotatable mechanism coupled to the shaft, the rotatable mechanism including a pin engaged with the shaft and a magnet having an angular position corresponding to a linear position of the valve stem;
a sleeve having a through hole for receiving the shaft;
a spring washer disposed on the end of the shaft;
a nut threaded onto the end of the shaft in a position that compresses the spring washer ;
The pin extends between the shaft and the sleeve.
バルブアセンブリであって、
空気圧アクチュエータと、
前記空気圧アクチュエータと結合されたバルブステムと、
前記バルブステムに結合され、前記バルブステムと同時に移動するように構成されたシャフトと、
前記シャフトに結合された回転可能機構と、を備え、前記回転可能機構は、前記シャフトに係合されたピンと、前記バルブステムの直線位置に対応する角度位置を有する磁石と、を備え、
シャフトは、前記ピンに予荷重を加えるように構成されている、バルブアセンブリ。
1. A valve assembly comprising:
A pneumatic actuator;
a valve stem coupled to the pneumatic actuator;
a shaft coupled to the valve stem and configured to move simultaneously with the valve stem;
a rotatable mechanism coupled to the shaft, the rotatable mechanism including a pin engaged with the shaft and a magnet having an angular position corresponding to a linear position of the valve stem;
The shaft is configured to preload the pin.
バルブアセンブリであって、
空気圧アクチュエータと、
前記空気圧アクチュエータと結合されたバルブステムと、
前記バルブステムに結合され、前記バルブステムと同時に移動するように構成されたシャフトと、
前記シャフトに結合された回転可能機構と、を備え、前記回転可能機構は、前記シャフトに係合されたピンと、前記バルブステムの直線位置に対応する角度位置を有する磁石と、
前記シャフトに結合された付勢ユニットと、を備え、
前記付勢ユニットは、前記シャフトを通して前記ピンに作用する予荷重を生成する、バルブアセンブリ。
1. A valve assembly comprising:
A pneumatic actuator;
a valve stem coupled to the pneumatic actuator;
a shaft coupled to the valve stem and configured to move simultaneously with the valve stem;
a rotatable mechanism coupled to the shaft, the rotatable mechanism including a pin engaged with the shaft and a magnet having an angular position corresponding to a linear position of the valve stem;
a biasing unit coupled to the shaft;
The biasing unit generates a preload that acts on the pin through the shaft.
バルブアセンブリであって、1. A valve assembly comprising:
空気圧アクチュエータと、A pneumatic actuator;
前記空気圧アクチュエータと結合されたバルブステムと、a valve stem coupled to the pneumatic actuator;
前記バルブステムに結合され、前記バルブステムと同時に移動するように構成されたシャフトと、a shaft coupled to the valve stem and configured to move simultaneously with the valve stem;
前記シャフトに結合された回転可能機構と、を備え、前記回転可能機構は、前記シャフトに係合されたピンと、前記バルブステムの直線位置に対応する角度位置を有する磁石と、を備え、a rotatable mechanism coupled to the shaft, the rotatable mechanism including a pin engaged with the shaft and a magnet having an angular position corresponding to a linear position of the valve stem;
前記シャフトは、第1の部分と、前記第1の部分内に延在しており、かつ肩部を形成しており、それにより、前記肩部と前記第1の部分の端部との間に前記ピンを受容する縮径セクションを有する第2の部分と、を備える、バルブアセンブリ。The shaft comprises a first portion and a second portion extending within the first portion and having a reduced diameter section forming a shoulder to thereby receive the pin between the shoulder and an end of the first portion.
前記シャフトは、前記ピンに垂直な軸に沿って並進する、請求項1-6のいずれか一項に記載のバルブアセンブリ。 A valve assembly as claimed in any preceding claim, wherein the shaft translates along an axis perpendicular to the pin. 前記ピンは、前記シャフトに垂直な軸の周りで半径方向に並進する、請求項1-6のいずれか一項に記載のバルブアセンブリ。 A valve assembly according to any preceding claim, wherein the pin translates radially about an axis perpendicular to the shaft. 前記ピンは、前記シャフトに垂直に延在する、請求項1-6のいずれか一項に記載のバルブアセンブリ。 A valve assembly according to any preceding claim, wherein the pin extends perpendicular to the shaft. 前記シャフトを前記バルブステムに結合するタイバーを更に備える、請求項1-6のいずれか一項に記載のバルブアセンブリ。 The valve assembly of any one of claims 1 to 6 , further comprising a tie bar connecting the shaft to the valve stem. バルブアセンブリであって、
シートと、
前記シートに対して移動可能な閉鎖部材と、
前記閉鎖部材に結合された位置伝達デバイスと、を備え、前記位置伝達デバイスは、シャフトと、前記シャフトに係合されたピンと、前記ピンに結合された回転可能ディスクと、前記回転可能ディスクに結合された磁石と、を備え、
前記シャフトの直線並進は、前記回転可能ディスクを回転させて、前記シャフトに垂直な軸の周りで前記磁石の角度位置を変化させ
前記シャフトに結合された付勢ユニットを更に備え、前記付勢ユニットは、前記ピンに予荷重を加える、バルブアセンブリ。
1. A valve assembly comprising:
A seat and
a closure member movable relative to the seat;
a position transmitting device coupled to the closure member, the position transmitting device comprising: a shaft; a pin engaged with the shaft; a rotatable disk coupled to the pin; and a magnet coupled to the rotatable disk;
Linear translation of the shaft rotates the rotatable disk to change the angular position of the magnet about an axis perpendicular to the shaft ;
The valve assembly further comprises a biasing unit coupled to the shaft, the biasing unit applying a preload to the pin .
前記シャフトは、前記ピンを受容するための間隙を形成する2つの部分を有する、請求項11に記載のバルブアセンブリ。 The valve assembly of claim 11, wherein the shaft has two portions that form a gap for receiving the pin. 前記シャフトは、前記ピンによって互いに離隔された2つの部分を有する、請求項1-6のいずれか一項に記載のバルブアセンブリ。 A valve assembly according to any one of claims 1 to 6 , wherein the shaft has two portions separated from each other by the pin. 制御バルブであって、
閉鎖部材と、シートと、バルブステムと、アクチュエータと、を有するバルブと、
前記閉鎖部材の位置を測定するように構成された測定システムであって、
センサと、
前記閉鎖部材に結合されたシャフトであって、前記シートに対する前記閉鎖部材の配置に対応する位置まで第1の軸に沿って移動可能なシャフトと、
前記第1の軸に垂直に延在しており、前記シャフト内に延在する第1の端部を有するピンと、
前記ピンに結合されており、前記センサに近接している一対の磁石と、を備え、前記一対の磁石は、前記第1の軸に垂直な第2の軸の周りで回転可能である、測定システムと、
前記シャフトを受容するための貫通孔を有するスリーブと、
を備え
前記ピンが、前記シャフトと前記スリーブとの間に延在する、制御バルブ。
A control valve,
a valve having a closure member, a seat, a valve stem, and an actuator;
a measurement system configured to measure the position of the closure member,
A sensor,
a shaft coupled to the closure member, the shaft being movable along a first axis to a position corresponding to the placement of the closure member relative to the seat;
a pin extending perpendicular to the first axis and having a first end extending into the shaft;
a measurement system comprising a pair of magnets coupled to the pin and proximate to the sensor, the pair of magnets being rotatable about a second axis perpendicular to the first axis;
a sleeve having a through hole for receiving the shaft;
Equipped with
The pin extends between the shaft and the sleeve .
前記測定システムは、
前記ピンに結合されており、前記磁石を互いに直径方向に対向して保持する円筒体を備える、請求項14に記載の制御バルブ。
The measurement system includes:
15. The control valve of claim 14 , further comprising a cylindrical body coupled to the pin and holding the magnets diametrically opposed to one another.
前記測定システムは、
前記第2の軸上に整列しており、前記ピンの第2の端部を受容する回転可能ディスクを備える、請求項14に記載の制御バルブ。
The measurement system includes:
The control valve of claim 14 including a rotatable disk aligned on the second axis and receiving the second end of the pin.
前記測定システムは、
前記ピンの前記第1の端部をクランプするように前記シャフトに作用するばね荷重を備える、請求項14に記載の制御バルブ。
The measurement system includes:
The control valve of claim 14 including a spring load acting on the shaft to clamp the first end of the pin.
前記測定システムは、
前記シャフトを前記バルブステムに結合するタイバーを備える、請求項14に記載の制御バルブ。
The measurement system includes:
The control valve of claim 14 including a tie bar connecting the shaft to the valve stem.
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