JPS6134583B2 - - Google Patents
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- JPS6134583B2 JPS6134583B2 JP54046565A JP4656579A JPS6134583B2 JP S6134583 B2 JPS6134583 B2 JP S6134583B2 JP 54046565 A JP54046565 A JP 54046565A JP 4656579 A JP4656579 A JP 4656579A JP S6134583 B2 JPS6134583 B2 JP S6134583B2
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
- F15B15/08—Characterised by the construction of the motor unit
- F15B15/14—Characterised by the construction of the motor unit of the straight-cylinder type
- F15B15/1423—Component parts; Constructional details
- F15B15/1447—Pistons; Piston to piston rod assemblies
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- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- F15B15/08—Characterised by the construction of the motor unit
- F15B15/14—Characterised by the construction of the motor unit of the straight-cylinder type
- F15B15/149—Fluid interconnections, e.g. fluid connectors, passages
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は弁作動桿に用いる力制御装置に関し、
かつ特にアクチユエータが弁を背部着座位置に配
置したときに作動桿と組み合わされた弁アクチユ
エータのピストン上に通常生ずる力よりも小さい
最大張力を発生するようなかかる装置に関する。
従来、発電所の給水系および蒸気系の大型の弁を
閉ざすためのいくつかの装置が使用されてきた。
流体圧シリンダおよびガスアキユムレータを備え
た弁アクチユエータがこれらの弁を迅速に閉ざす
ための優れた装置を提供するものと現在考えられ
ている。ピストンの他の側に作用する予め充填さ
れた高圧ガスの供給源に抗して弁を開くために作
動油が作動流体シリンダの内部のピストンに供給
される。高い圧力が逃されるときに弁を迅速に閉
ざすために、ピストンに作用する十分な量の高圧
ガスが得られることを保証するように、高圧ガス
がアキユムレータ中に装入されている。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a force control device used for a valve actuation rod,
and particularly relates to such a device in which the actuator generates a maximum tension force that is less than the force that would normally occur on the piston of the valve actuator in combination with the actuating rod when the valve is placed in a back seated position.
In the past, several devices have been used to close large valves in power plant water and steam systems.
It is currently believed that a valve actuator with a hydraulic cylinder and gas accumulator provides an excellent device for quickly closing these valves. Hydraulic fluid is supplied to the piston inside the hydraulic fluid cylinder to open the valve against a source of pre-charged high pressure gas acting on the other side of the piston. High pressure gas is charged into the accumulator to ensure that there is a sufficient amount of high pressure gas acting on the piston to quickly close the valve when high pressure is released.
この装置は弁を開閉するために適正な力を発生
するが、弁が開いて背部着座しているときに、こ
のようなアクチユエータの寸法および所要の圧力
が作動桿上に作用する大きい張力を発生しうるこ
とが判明した。従つて、従来、背部着座中に弁を
保護するために作動桿と弁棒との間に設けるカツ
プリングの型式の種々の力制限装置が利用されて
きた。これらの装置は張力を信頼できる程度に制
限してきた一方、付加的な要素を必要とし、従つ
て弁−アクチユエータ装置の費用を付加的に増大
してきた。背部着座中に弁が損傷されないことを
保証する、このような弁アクチユエータを使用す
るための簡単な信頼できる安価な装置を製造する
必要があつた。 Although this device generates the correct force to open and close the valve, the dimensions of such actuator and the pressure required create a large tension force acting on the actuating rod when the valve is open and seated. It turned out that it is possible. Accordingly, various force limiting devices in the form of couplings between the actuating rod and the valve stem have been utilized in the past to protect the valve during back seating. While these devices have reliably limited tension, they have required additional components, thus adding to the cost of the valve-actuator device. There was a need to produce a simple, reliable, and inexpensive device for using such a valve actuator that would ensure that the valve would not be damaged during back seating.
それ故に、本発明の一つの目的は、作動桿と弁
棒との間に力を制限するカツプリングを必要とし
ない作動桿に作用する力を制限する装置を提供す
ることである。 It is therefore an object of the present invention to provide a device for limiting the forces acting on the actuating rod that does not require a force limiting coupling between the actuating rod and the valve stem.
本発明の他の一つの目的は、安全かつ信頼でき
しかも比較的安価で製造しうる前記型式の力を制
限する装置を提供することである。 Another object of the invention is to provide a force limiting device of the type described which is safe, reliable and relatively inexpensive to manufacture.
本発明のこれらの目的およびその他の目的は、
第2供給源からの流体がピストン装置の第2側部
において反対方向に作用するときにシリンダの内
部に装着されかつ作動桿に連結されたピストン装
置の第1側部においてシリンダに選択的に供給さ
れかつ前記シリンダから吐出される第1供給源か
らの作動流体を含む型式の弁アクチユエータの作
動桿に作用する力を制限する装置の型式の好まし
い実施例によつて達成される。ピストン装置は中
央凹陥部を有し、前記凹陥部は該ピストン装置の
第1側部に形成された開口部において減少する直
径を有する円筒形の穴を含み、従つて前記開口部
は前記円筒形の穴よりも小さい横断面積を有して
いる。作動桿は開口部の内部に摺動しうるように
収納されてピストン装置の第1側部からシリンダ
の第1端部の穴を通じて延び、かつシリンダの外
側に配置されかつ弁棒連結しうるその延長端部に
おいて終端している。拡大したピストンヘツドが
その第1側部において作動桿の他方の端部に固定
されかつ開口部のまわりのピストン装置の一部に
より円筒形の穴の内部に保持されるために該内筒
形の穴の内部に配置されている。ピストンヘツド
は、制限された軸線方向の移動をするために、円
筒形の穴の内側部と摺動密封接触する。円筒形の
穴と連絡して第1供給源および第2供給源と異な
る第3供給源からの流体圧力をピストンヘツドの
第2側部に作用させるための装置が設けられてい
る。ピストンヘツドに作用する圧力を発生する作
動流体は、ピストン装置が該ピストン装置上に最
大張力よりも大きい力を発生させる作動流体によ
つてシリンダの第2端部におけるピストンストツ
パーと対向して保持されているときに、作動桿上
に最大張力を発生する所定の流体圧力により逆向
きの力を受ける。 These and other objects of the invention are:
selectively supplied to the cylinder at a first side of the piston arrangement mounted inside the cylinder and coupled to the actuating rod when fluid from a second source acts in an opposite direction at a second side of the piston arrangement; This is achieved by a preferred embodiment of the type of device for limiting the force acting on the actuating rod of a valve actuator of the type containing actuating fluid from a first source and discharged from said cylinder. The piston device has a central recess, said recess comprising a cylindrical hole having a decreasing diameter at an opening formed in a first side of said piston device, said opening thus has a smaller cross-sectional area than the hole. An actuating rod is slidably received within the opening and extends from the first side of the piston arrangement through the bore in the first end of the cylinder, and the actuating rod is disposed on the outside of the cylinder and has an actuating rod connected to the valve stem. terminating at an extended end. The inner cylindrical shape is such that an enlarged piston head is fixed at its first side to the other end of the working rod and is retained within the cylindrical bore by a portion of the piston device around the opening. placed inside the hole. The piston head is in sliding sealing contact with the interior of the cylindrical bore for limited axial movement. Apparatus is provided for applying fluid pressure to the second side of the piston head from a third source different from the first and second sources in communication with the cylindrical bore. The working fluid which produces the pressure acting on the piston head is held opposite the piston stop at the second end of the cylinder by the working fluid which produces a force on the piston arrangement which is greater than the maximum tension force. When the actuating rod is in position, it is subjected to an opposing force by a predetermined fluid pressure that creates a maximum tension on the actuating rod.
第1図から理解されるように、如何なる型式の
遊動装置をも備えていない先行技術による弁アク
チユエータ10は弁16のヨーク14上に装着さ
れた流体圧シリンダ12を含んでいる。ピストン
18が流体圧シリンダ12の内部に摺動しうるよ
うに装着され、かつ作動桿20を含んでいる。作
動桿20はピストン18の第一側部22からシリ
ンダ12の第1端部26の開口部24を通して延
びている。作動桿20は延長端部28を有してい
る。延長端部28はカツプリング装置30により
弁棒32に結合されている。 As can be seen in FIG. 1, a prior art valve actuator 10 without any type of idler includes a hydraulic cylinder 12 mounted on a yoke 14 of a valve 16. A piston 18 is slidably mounted within the hydraulic cylinder 12 and includes an actuation rod 20 . Actuation rod 20 extends from first side 22 of piston 18 through an opening 24 in first end 26 of cylinder 12 . Actuation rod 20 has an extended end 28 . Extended end 28 is coupled to valve stem 32 by a coupling device 30.
弁棒32は弁16のボンネツト34のパツキン
33を通して延びて弁16の閉塞部材36、この
場合には、ゲート装置を作動させる。図示の如
く、ピストン18、従つて、閉塞装置36は開放
位置にある。 The valve stem 32 extends through the packing 33 of the bonnet 34 of the valve 16 to actuate the closure member 36 of the valve 16, in this case the gate device. As shown, piston 18 and thus closure device 36 are in the open position.
先行技術による弁アクチユエータ10は、さら
に、アキユムレータ38を含んでいる。アキユム
レータ38は球形に形成することが好ましく、か
つ圧力壁40を含んでいる。シリンダ12が圧力
壁40の開口部42中を横切つている。シリンダ
12は圧力壁40に固定して密封状態で結合さ
れ、かつ第2端部44を含むように圧力壁40に
相対して配置されている。第2端部44はアキユ
ムレータ38の内側部46の内部に配置されてい
る。シリンダ12の第2端部44は、この先行技
術の実施例の場合には、アキユムレータ38の内
側部46の内部の高圧ガスをピストン18の第2
側部48上に作用せしめるように開放されてい
る。 Prior art valve actuator 10 further includes an accumulator 38 . Accumulator 38 is preferably of spherical design and includes a pressure wall 40 . Cylinder 12 traverses through an opening 42 in pressure wall 40 . Cylinder 12 is fixedly and sealingly coupled to pressure wall 40 and is disposed opposite pressure wall 40 to include a second end 44 . The second end 44 is located within an interior portion 46 of the accumulator 38 . The second end 44 of the cylinder 12, in this prior art embodiment, directs the high pressure gas within the interior portion 46 of the accumulator 38 to the second end of the piston 18.
It is open to act on the side 48.
通常の弁作動中、作動流体が出入用穴50を通
じてシリンダ12の内部に供給されてピストン1
8の第1側部22に作用してそれにより弁16が
第1図に示すように開放位置を占めるまでピスト
ン18をアキユムレータ38の高圧ガスに抗して
軸線方向に移動させる。弁16を閉ざすことが所
望されるとき、シリンダ12内の作動流体は出入
用穴50を通じて迅速に放出せしめられ、高圧ガ
スがピストン18の第2側部48上に作用してピ
ストン18を弁閉鎖方向に軸線方向に移動する。 During normal valve operation, working fluid is supplied to the interior of the cylinder 12 through the access hole 50 and the piston 1
8 thereby causing the piston 18 to move axially against the high pressure gas of the accumulator 38 until the valve 16 assumes the open position as shown in FIG. When it is desired to close the valve 16, the working fluid within the cylinder 12 is rapidly released through the access hole 50 and high pressure gas acts on the second side 48 of the piston 18 to close the piston 18. move axially in the direction.
上記の如く公開されているように、先行技術に
よる弁アクチユエータ10は弁を開閉するための
信頼しうる装置を提供しているが、比較的高い剛
性を有するカツプリング30がピストン18上に
作用するすべての力を閉塞装置36に作用せしめ
るため、もしも作動流体および高圧ガスの圧力が
正確に維持されなければ、弁が背部着座している
間、弁の損傷が発生することがある。その上、も
しもアキユムレータ中の高圧ガスがアキユムレー
タの漏洩または破壊により逃出すると、弁の背部
座に加えられる力を制限するいかなる手段も大幅
に複雑化することは理解されよう。従つて、この
型式のある弁アクチユエータは、弁16が開放位
置にあるときにピストン18の上向き移動を制限
するために、シリンダ12の第2端部44の上方
に部分的な閉塞部材を有するように改良されてい
る。しかしながら、第2端部44における閉塞部
材と弁16の背部座との間の距離は過大な力を背
部座に作用させないことを保証するために容認し
うる公差内で程良く製造することはできない。作
動桿20および弁棒32が伸縮することは明らか
であり、従つてピストン18が閉塞部材に対向し
かつ作動桿20および弁棒32が閉塞素子、すな
わち、閉塞部材36を背部着座位置に移動させる
には長すぎる場合は、作動流体による力のすべて
が背部座に作用するかまたは潜在的には背部座に
は全く力が作用しないことになろう。 As disclosed above, although the prior art valve actuator 10 provides a reliable device for opening and closing the valve, the relatively high stiffness of the coupling 30 acts on the piston 18. forces on the closure device 36, damage to the valve can occur while the valve is back seated if the pressures of the working fluid and propellant are not accurately maintained. Moreover, it will be appreciated that if high pressure gas in the accumulator were to escape due to leakage or destruction of the accumulator, any means of limiting the force applied to the back seat of the valve would be significantly complicated. Accordingly, some valve actuators of this type include a partial closure member above the second end 44 of the cylinder 12 to limit upward movement of the piston 18 when the valve 16 is in the open position. has been improved. However, the distance between the closure member at the second end 44 and the back seat of the valve 16 cannot be manufactured well within acceptable tolerances to ensure that excessive forces are not exerted on the back seat. . It is clear that the actuation rod 20 and valve stem 32 extend and retract so that the piston 18 faces the closure member and the actuation rod 20 and valve stem 32 move the closure element, i.e. the closure member 36, to the back seated position. If it is too long, all of the force due to the working fluid will be acting on the back seat, or potentially no force will be acting on the back seat.
それ故に、第1図に示したカツプリング装置3
0とは異なるカツプリング装置が従来使用されて
きた。これらの装置(図示せず)はピストン18
をシリンダ12の第2端部44における閉塞部材
と対向して十分に着座可能ならしめ、その間弁棒
32に所定の力を伝達して背部座に着座させるた
めに適正な間隔および圧力を与えるために、遊動
を与えるある型式のばねまたは偏位装置を使用し
ている。本発明はかかるカツプリング装置と置換
されるように意図されたものであり、カツプリン
グ装置30のようなより簡単なしかもより直接に
作用するカツプリング装置を使用することがで
き、かつ適正な背部座への着座を可能ならしめる
ものである。 Therefore, the coupling device 3 shown in FIG.
Coupling devices different from zero have been used in the past. These devices (not shown) include the piston 18
to be sufficiently seated opposite the closure member at the second end 44 of the cylinder 12, while transmitting a predetermined force to the valve stem 32 to provide the proper spacing and pressure to seat it in the back seat. Some type of spring or deflection device is used to provide free movement. The present invention is intended to replace such coupling devices, and allows for the use of simpler and more directly acting coupling devices such as coupling device 30, while providing a suitable back seat connection. This makes it possible to sit down.
また、先行技術による弁アクチユエータ10を
示す第1図から理解されるように、このアクチユ
エータは作動流体、すなわち、作動油がアキユム
レータ38の内側部46の中に漏入しないことを
保証する特徴を有している。この目的のために、
一般的には、ピストン18は一対のシールリング
52を備えているが、万が一第1側部22と隣接
するシールリング52が作動流体を漏洩させた場
合には、他方のシールリング52により作動流体
の漏洩を阻止するように構成されている。従つ
て、半径方向に延びる通路54が一対のシールリ
ング52の間のスペースを作動桿20の軸線方向
通路56と連絡している。通路56は作動桿20
の延長端部28まで延びて付属装置58に終端し
ている。付属装置58は選択的に大気に開口しう
るようになつている。それ故に、万一、上述した
ように漏洩が起ると、作動流体が通路54および
軸線方向通路56を通過して付属装置58を介し
て大気中に放出される。アキユムレータ38の内
側部46はこれらの通路よりも有無に高い圧力に
保たれているので、作動流体はピストン18の第
2側部48に隣接するシールリング52を介して
漏洩することはできない。 As can also be seen from FIG. 1, which shows a prior art valve actuator 10, this actuator has features that ensure that hydraulic fluid, i.e., hydraulic oil, does not leak into the interior portion 46 of the accumulator 38. are doing. For this purpose,
Generally, the piston 18 includes a pair of seal rings 52, but in the event that the seal ring 52 adjacent to the first side 22 leaks working fluid, the other seal ring 52 will prevent the working fluid from leaking. is configured to prevent leakage. Accordingly, a radially extending passageway 54 communicates the space between the pair of seal rings 52 with an axial passageway 56 in the actuating rod 20. The passage 56 is the operating rod 20
extends to an extended end 28 and terminates in an attachment 58 . Attachment 58 is adapted to be selectively openable to the atmosphere. Therefore, in the event of a leak as described above, working fluid will pass through passage 54 and axial passage 56 and be vented to the atmosphere via attachment 58. The inner side 46 of the accumulator 38 is maintained at a significantly higher pressure than these passages, so that no working fluid can leak through the sealing ring 52 adjacent the second side 48 of the piston 18.
第2図に示したように、上述したシリンダ12
と類似したシリンダ64を有する弁アクチユエー
タ62には、好ましい力を制限する装置60を使
用することができる。特に指示しない限りは、ア
クチユエータ62の種々の要素は先行技術による
アクチユエータ10の前述した要素と同一であ
る。 As shown in FIG. 2, the above-mentioned cylinder 12
A preferred force limiting device 60 can be used with a valve actuator 62 having a cylinder 64 similar to that shown in FIG. Unless otherwise indicated, the various elements of actuator 62 are identical to the previously described elements of actuator 10 according to the prior art.
力制限装置60は全般的に弁閉塞要素を位置決
めするためにシリンダ64の内部で軸線方向に摺
動するように該シリンダ内に装着されたピストン
装置66を含んでいる。しかしながら、この好ま
しいピストン装置66は中央凹陥部68を有して
いる。中央凹陥部68は直径(D)を有する円筒形の
穴70を含んでいる。円筒形の穴70の直径はピ
ストン装置66の第1側部74に形成された開口
部72において減少している。開口部72は円筒
形の穴70よりも小さい横断面積を有している。
作動桿76は開口部72を通つて延びて第1側部
74からシリンダ64の第1端部80の穴78を
介して延び、かつ先行技術による弁アクチユエー
タ10の場合と同様に、シリンダ64の外側に配
置されかつ弁棒と連結することができるその延長
端部において終端している。拡大ピストンヘツド
82はその第1側部84において作動桿76の他
方の端部86に固定され、かつ開口部72のまわ
りのピストン装置66の一部分によつて円筒形の
穴70の内部に留められるように穴70の内部に
配置されている。ピストンヘツド82はシールリ
ング88を含み、かつ穴70内の軸線方向の移動
を制限するために、穴70の内側に摺動、密封接
触する。 Force limiting device 60 generally includes a piston device 66 mounted within cylinder 64 for axial sliding movement within the cylinder for positioning the valve closure element. However, this preferred piston arrangement 66 has a central recess 68. The central recess 68 includes a cylindrical hole 70 having a diameter (D). The diameter of the cylindrical bore 70 is reduced at an opening 72 formed in a first side 74 of the piston arrangement 66 . Opening 72 has a smaller cross-sectional area than cylindrical hole 70.
Actuation rod 76 extends through opening 72 and from first side 74 through a hole 78 in first end 80 of cylinder 64 and, as in prior art valve actuator 10, extends from first side 74 through hole 78 in first end 80 of cylinder 64. It terminates at its extended end which is located on the outside and can be connected to the valve stem. An enlarged piston head 82 is secured at its first side 84 to the other end 86 of the actuating rod 76 and is retained within the cylindrical bore 70 by a portion of the piston device 66 around the opening 72. It is arranged inside the hole 70 as shown in FIG. Piston head 82 includes a seal ring 88 and slides into sealing contact inside bore 70 to limit axial movement within bore 70.
この好ましい力制限装置60において、作動桿
76および開口部72が円形横断面を有している
ことが理解されようが、本発明の効果を変えない
ものであれば、その他の横断面形状をも合理的に
用いることができることは理解されよう。 It will be appreciated that in the preferred force limiting device 60, the actuating rod 76 and opening 72 have circular cross-sections, although other cross-sectional shapes may be used without altering the effectiveness of the invention. It will be understood that it can be used reasonably.
ピストン装置66は、一般的に、二つの要素、
すなわち、中央凹陥部68を含む第1ピストン要
素90と、円筒形の穴70を全般的に包囲するた
めに複数のボルト94により第1ピストン要素9
0に固定された第2ピストン要素92とにより構
成されている。各々のピストン要素90,92、
はピストン装置66を、先行技術による弁アクチ
ユエーター10において示したような全般的に密
封する型式とするために、それぞれシールリング
96を有している。また、作動桿76は軸線方向
通路98を含んでいる。軸線方向通路98はシー
ルリング96の間のスペースから半径方向に延び
る通路100(第3図にさらに明示してある)お
よび円筒形の穴70を通して大気と連絡する漏洩
通路を形成している。 Piston device 66 generally includes two elements:
That is, the first piston element 90 includes a central recess 68 and a plurality of bolts 94 to generally surround the cylindrical bore 70.
and a second piston element 92 fixed at zero. each piston element 90, 92;
The piston devices 66 each have a sealing ring 96 to make the piston arrangement 66 generally sealed of the type shown in the prior art valve actuator 10. Actuation rod 76 also includes an axial passageway 98 . The axial passage 98 forms a leakage passage that communicates with the atmosphere through a radially extending passage 100 (more clearly shown in FIG. 3) from the space between the seal rings 96 and the cylindrical bore 70.
上記要素は第3図および第4図において異なる
角度位置で示してある。しかしながら、ピストン
装置66は、この好ましい実施例の力制限装置6
0をさらに良く説明してさらに良い理解を得るた
めに、第2図、第3図および第4図の各々におい
て異なる位置で示してある。従つて、この好まし
い実施例が本発明の目的を達成することを可能な
らしめるためにピストン装置66およびピストン
ヘツド82に作用している力のさらに良い理解を
得るため、第2図、第3図および第4図の各々に
ついて別々に説明することにする。第2図に示す
ように、弁は未だ閉鎖位置にあり、かつ作動流体
が出入用穴102を通じてシリンダ64の内部に
供給されてピストン装置66に上向きの力を作用
する。作動桿76により開口部72を通じて設計
量だけ作動流体が漏洩して作動流体がピストンヘ
ツド82の第1側部84に作用する間、弁閉塞要
素をその弁座から持ち上げるために必要な力の大
きさは十分に大きく、従つて前記の必要な力は実
際にはピストンヘツド82上に作用する作動流体
よりもピストン装置66上に作用する作動流体に
よつて発生せしめられる。その結果、ピストンヘ
ツド82は該ピストンヘツドと第1ピストン要素
90とを直接に接触させるように円筒形の穴70
の内部に配置される。その結果発生した大きい力
はピストンヘツド82および作動桿76を介して
伝達されて弁を開く。ピストン装置66に加えら
れる力がピストン66の第1側部74の有効面積
に作用する作動流体の圧力からピストン装置66
の第2側部104の有効面積に作用するアキユム
レータからの高圧ガスの圧力を差引いた値に略々
等しいことを理解すべきである。同様に、作動流
体によりピストンヘツド82に加えられる力はピ
ストンヘツド82の第1側部84の有効面積に作
用する作動流体の圧力からピストンヘツド82の
第2側部106の面積に作用する穴70中の圧力
(この好ましい実施例では大気圧)を差引いた値
になる。各々の場合における合力は作動流体によ
つて加えられる力の大きさの如何によつて変化
し、当初弁を開くために必要な作動流体を供給す
る間、ピストン装置に作用する合力はより大き
い。それ故に、ピストン装置66とピストンヘツ
ド82とが直接に接触することにより、当初弁を
開くために必要な力が弁棒に伝達される。しかし
ながら、初期の弁を開くために必要な力が一たん
減少すると、ピストン装置66がシリンダ64中
を軸線方向に上方に移動せしめられるとき、作動
流体の圧力も同様に減少する。この作動流体に対
するより小さい力の状態の下では、得られる面積
および圧力は弁棒および弁閉塞要素を移動させる
初期の力をピストンヘツド82において発生させ
るような値になつている。それ故に、ピストンヘ
ツド82は穴70の内部で第3図に示すような位
置まで軸線方向に移動する。この弁棒および弁閉
塞要素の移動中の力の大きさは、流れの圧力差が
比較的低ければ、本体を介して弁棒の延長部を密
封するパツキンにおける摩擦に打ち勝つために必
要な力と略々等しくなろう。 The above elements are shown in different angular positions in FIGS. 3 and 4. However, the piston device 66 of this preferred embodiment
0 is shown in different positions in each of FIGS. 2, 3 and 4 to better explain and provide a better understanding. Therefore, in order to gain a better understanding of the forces acting on the piston arrangement 66 and the piston head 82 to enable this preferred embodiment to achieve the objects of the invention, FIGS. and FIG. 4 will be explained separately. As shown in FIG. 2, the valve is still in the closed position and actuating fluid is supplied through access hole 102 into the interior of cylinder 64 to exert an upward force on piston arrangement 66. The magnitude of the force required to lift the valve occlusion element from its valve seat while the actuating rod 76 leaks a designed amount of actuating fluid through the opening 72 and acts on the first side 84 of the piston head 82. is sufficiently large that the required force is actually generated by the working fluid acting on the piston arrangement 66 rather than the working fluid acting on the piston head 82. As a result, the piston head 82 has a cylindrical bore 70 which provides direct contact between the piston head 82 and the first piston element 90.
is placed inside. The resulting large force is transmitted through piston head 82 and actuating rod 76 to open the valve. The force applied to the piston device 66 is derived from the pressure of the working fluid acting on the effective area of the first side 74 of the piston 66.
It should be understood that the effective area of the second side 104 of , minus the pressure of the high pressure gas from the accumulator, is approximately equal to the effective area of the second side 104 of . Similarly, the force exerted on piston head 82 by the working fluid is from the pressure of the working fluid acting on the effective area of first side 84 of piston head 82 to the area of hole 70 on second side 106 of piston head 82. (atmospheric pressure in this preferred embodiment). The resultant force in each case varies depending on the magnitude of the force exerted by the working fluid, with the resultant force acting on the piston arrangement being greater initially while providing the working fluid necessary to open the valve. Therefore, the direct contact between piston device 66 and piston head 82 initially transmits the force necessary to open the valve to the valve stem. However, once the force required to open the initial valve is reduced, as the piston device 66 is moved axially upwardly within the cylinder 64, the pressure of the working fluid is similarly reduced. Under this condition of lower forces on the working fluid, the area and pressure available are such that an initial force is generated in the piston head 82 to displace the valve stem and valve occlusion element. Piston head 82 therefore moves axially within bore 70 to a position as shown in FIG. The magnitude of this force during movement of the valve stem and valve occluding element is equal to the force required to overcome the friction in the seal sealing the valve stem extension through the body, provided the flow pressure differential is relatively low. be approximately equal.
第3図に示すように、作動流体はピストン装置
66をシリンダ64中でその第2端部108に向
つて軸線方向に移動させて弁を背部着座位置に配
置する。背部着座直前のこの位置では、作動流体
はピストンヘツド82および作動桿76に作用す
る合力を依然として発生しており、その合力はピ
ストン装置66に作用する合力よりも大きい。そ
の結果、ピストンヘツド82は円筒形の穴70の
内部で依然として上方に配置される。 As shown in FIG. 3, the actuating fluid moves the piston device 66 axially within the cylinder 64 toward its second end 108 to place the valve in the back seated position. In this position, just prior to back seating, the actuating fluid still produces a resultant force acting on the piston head 82 and actuating rod 76, which resultant force is greater than the resultant force acting on the piston assembly 66. As a result, the piston head 82 is still located upwardly within the cylindrical bore 70.
第4図に示すように、作動桿76の上向きの移
動が背部座と対向して保持された閉塞要素によつ
て制限されているとき、シリンダ64に供給され
る作動流体の圧力は増大し続けて背部座着座中弁
に適正な力が作用することを保証する。ピストン
ヘツド82および作動桿76に加えられる力は、
同様に、ピストンヘツド82の第1側部84の面
積、ピストンヘツド82の第2側部106の面積
ならびにそれらの上に作用するそれぞれの圧力に
よつて決定される。作動流体の圧力の上昇は、ま
た、ピストン装置66の第1側部74の有効面積
に対しても作用する。ピストンヘツド82の下方
から作用するこの力はピストン装置66の第2側
部104に作用する高圧ガスの圧力によつて反抗
されるが、ピストンヘツド82に作用する有意の
上向きの正圧を生じて第2側部104がシリンダ
64の第2端部108におけるピストンストツパ
ー110と接触するまでピストンヘツド82をシ
リンダ64の内部で上方に配置し続ける。 As shown in FIG. 4, the pressure of the actuating fluid supplied to the cylinder 64 continues to increase as the upward movement of the actuating rod 76 is restricted by the closure element held opposite the back seat. ensure that the correct force is applied to the valve during back seating. The force applied to piston head 82 and actuating rod 76 is
Similarly, it is determined by the area of the first side 84 of the piston head 82, the area of the second side 106 of the piston head 82, and the respective pressures acting thereon. The increase in pressure of the working fluid also acts on the effective area of the first side 74 of the piston arrangement 66. This force, acting from below the piston head 82, is opposed by the pressure of the high pressure gas acting on the second side 104 of the piston arrangement 66, but creates a significant positive upward pressure on the piston head 82. Piston head 82 continues to be positioned upwardly within cylinder 64 until second side 104 contacts piston stop 110 at second end 108 of cylinder 64.
この好ましい力制限装置60はサイズと関係な
く任意の型式の弁に利用することができるが、こ
の装置は15.24cm(6インチ)から81.28cm(32イ
ンチ)までの範囲のグローブ弁およびゲート弁用
として考えられている。しかしながら、代表的な
弁の形状に対して予期されるあるパラメータを設
けると有用である。例えば、40.64cm(16イン
チ)のゲート弁に対しては、背部着座のために望
ましい力は4988.7Kg(11000ポンド)ないし544.2
Kg(12000ポンド)の範囲となろう。40.64cm(16
インチ)のゲート弁を作動させるために用いられ
る代表的な流体装置は316Kg/cm2(4500ポンド/平
方インチ)に達する高い圧力で作動するよう設計
されている。このレベルの圧力は58957Kg
(130000ポンド)ないし63492Kg(140000ポンド)
の力の範囲の(ゲート弁を当初弁座から離して昇
揚するために必要な)開放力を発生させるために
十分である。この大きさの張力を作動桿に作用さ
せうる流体装置を有することは背部着座にとつて
は好ましくない。それ故に、このような力は弁ア
クチユエータの諸要素が第2図に示すような位置
にあるときに利用される。しかしながら、弁が第
4図に示すように背部着座しているとき、ピスト
ン装置66は作動流体がピストンヘツド82に独
立して作用するときにピストンヘツド82に加え
られる力よりも有意に高いピストン装置66に作
用する上向きの力を発生する作動流体によつてピ
ストンストツパー110と対向して保持されてい
る。この状態での作動流体はこの好ましい実施例
では大気圧である所定の流体圧力によつて反抗さ
れるピストンヘツド82に作用する圧力を発生し
て作動桿76に対して最大の張力を作用させる。
この最大の張力は作動流体装置が弁を最初に開く
間に与えることができかつ実際に与える力よりも
有意に小さい。 Although the preferred force limiting device 60 can be utilized with any type of valve regardless of size, this device is suitable for globe and gate valves ranging from 6 inches to 32 inches. It is considered as. However, it is useful to have certain expected parameters for typical valve shapes. For example, for a 16-inch gate valve, the desired force for back seating is 4988.7 Kg (11000 lb) to 544.2
Kg (12000 lbs) range. 40.64cm (16
Typical fluid systems used to operate gate valves (inches) are designed to operate at high pressures up to 4500 pounds per square inch (316 kg/cm 2 ). The pressure at this level is 58957Kg
(130,000 pounds) or 63,492Kg (140,000 pounds)
is sufficient to generate an opening force (necessary to lift the gate valve away from the initial valve seat) in the range of forces of . Having a fluid system that can exert this amount of tension on the actuation rod is undesirable for back seating. Such forces are therefore utilized when the elements of the valve actuator are in the position shown in FIG. However, when the valve is back seated as shown in FIG. 66 is held opposite piston stop 110 by a working fluid that generates an upward force acting on piston stop 110 . The actuating fluid in this condition exerts a maximum tension force on the actuating rod 76, creating a pressure on the piston head 82 that is opposed by a predetermined fluid pressure, which in this preferred embodiment is atmospheric pressure.
This maximum tension is significantly less than the force that the hydraulic fluid system can and does apply during initial opening of the valve.
上述した種々の表面の特定の寸法および面積は
弁アクチユエータを用いる弁の特定の要求条件に
よつて決定されねばならないであろう。それ故
に、各々の力制限装置は弁を弁座から離脱させる
ために必要な予期された力、弁を背部着座させる
ために必要な力および弁を迅速に閉ざすために必
要な力の如何によりその弁に対して特別に設計さ
れねばならないであろう。 The specific dimensions and areas of the various surfaces described above will have to be determined by the particular requirements of the valve using the valve actuator. Therefore, each force limiting device depends on the anticipated force required to unseat the valve, the force required to back seat the valve, and the force required to quickly close the valve. It would have to be specially designed for the valve.
それ故に、背部着座状態にある間作動桿に加え
られる張力を制限するためにこの好ましい力制御
装置60を使用することができ、かつ前記装置が
両方のシールリング96によつてアキユムレータ
38の内側部46への作動流体の漏洩を阻止する
前述した漏洩を阻止する特徴を有していることは
理解されよう。本発明の応用性をさらに証明する
ためには、ピストンヘツド82に力を適正に伝達
するために外部の供給源からの作動流体を導くた
めのその他の型式の装置を使用することができる
ことを示すべきである。 Therefore, this preferred force control device 60 can be used to limit the tension applied to the actuating rod while in the back seated position, and the device is secured by both sealing rings 96 to the inside of the accumulator 38. It will be appreciated that the leak prevention feature described above prevents leakage of working fluid to 46. To further demonstrate the applicability of the present invention, it is shown that other types of devices for directing working fluid from an external source can be used to properly transmit force to the piston head 82. Should.
第5図に示すように、全般的に上述した態様で
作動流体およびアキユムレータ122中の高圧ガ
スを使用する別異の弁アクチユエータ120が使
用される。しかしながら、弁アクチユエータ12
0はシリンダ128の内部に独立して摺動しうる
ように装着された一対のピストン124,126
を使用している。通常の作動中、両方のピストン
は作動流体がピストン124の第1側部130に
供給されかつ高圧ガスが出入用穴134を通して
ピストン126の第1側部132に供給されると
き、シリンダ128の内部を軸線方向に移動す
る。出入用穴134はシリンダ128の端部に強
固に留められた端末閉塞装置136を通して延び
ている。 As shown in FIG. 5, an alternative valve actuator 120 is used that uses a working fluid and high pressure gas in an accumulator 122 in the manner generally described above. However, the valve actuator 12
0 is a pair of pistons 124 and 126 mounted so as to be able to slide independently inside the cylinder 128.
are using. During normal operation, both pistons are connected to the interior of cylinder 128 when working fluid is supplied to first side 130 of piston 124 and high pressure gas is supplied to first side 132 of piston 126 through access hole 134. move in the axial direction. Access hole 134 extends through a terminal closure device 136 which is secured to the end of cylinder 128.
しかしながら、この弁アクチユエータ120は
万一アクチユエータ122がその中の高圧ガスの
圧力を弁の閉鎖に悪影響を及ぼすレベルまで有意
に減少させる程漏洩したりまたは破壊したときに
作動流体を利用して弁を閉ざすための構造を含ん
でいる。 However, this valve actuator 120 utilizes the actuating fluid to close the valve in the unlikely event that the actuator 122 leaks or ruptures to a level that significantly reduces the pressure of the high pressure gas therein to a level that adversely affects valve closure. Contains structure for closing.
弁アクチユエータ120は管状ハウジング13
8を含んでいる。管状ハウジング138は端末閉
塞部材136に固定され、かつ該閉塞部材からア
キユムレータ122の上側部分まで延びている。
管状ハウジング138はアキユムレータ122の
外側の延長端末付属部材140を有している。端
末付属部分140は大気に通ずる配管系に連結さ
れる。ピストン126はその第1側部132から
延びて管状ハウジング138の内側部中に収納さ
れる中空の管142を含んでいる。端末閉塞部材
136において、管状ハウジング138と中空の
管142との間に密封装置144を設けて中空の
管142と管状ハウジング138とを密封摺動接
触可能ならしめている。中空の管142はピスト
ン126の軸線方向移動を通じて上記の接触状態
を維持するために十分な長さを有している。 The valve actuator 120 has a tubular housing 13
Contains 8. A tubular housing 138 is secured to the terminal closure member 136 and extends from the closure member to the upper portion of the accumulator 122.
Tubular housing 138 includes an extension end attachment 140 on the outside of accumulator 122 . The terminal attachment 140 is connected to a piping system leading to the atmosphere. Piston 126 includes a hollow tube 142 extending from a first side 132 thereof and housed within an interior portion of tubular housing 138. In the terminal closure member 136, a sealing device 144 is provided between the tubular housing 138 and the hollow tube 142 to enable the hollow tube 142 and the tubular housing 138 to be in sealed sliding contact. Hollow tube 142 is of sufficient length to maintain the contact throughout axial movement of piston 126.
ピストン124,126の衝接面の少くとも一
方に半径方向に延びるみぞ146が形成されてい
る。それ故に、弁を閉ざすために高圧ガスを利用
できない場合は、作動流体を延長端部140を通
して管状ハウジング138に供給することができ
る。作動流体は中空の管142の中空内側部を通
つてピストン124の上面に作用する。作動流体
がピストン124とピストン126との間に供給
されるとき、ピストン126は端末閉塞部材13
6と対向して保持され、かつピストン124は弁
を閉ざすために下向きに移動せしめられる。 A radially extending groove 146 is formed in at least one of the contact surfaces of the pistons 124,126. Therefore, if high pressure gas is not available to close the valve, working fluid can be supplied to the tubular housing 138 through the extended end 140. The working fluid acts on the upper surface of the piston 124 through the hollow interior portion of the hollow tube 142 . When the working fluid is supplied between the piston 124 and the piston 126, the piston 126 closes the end closure member 13.
6 and the piston 124 is moved downward to close the valve.
上記の説明から、高圧ガスがなくなつた場合な
らびに作動桿が本発明の原理を利用しない形態で
ピストン124に強固に固定された場合に如何に
アクチユエータ120を用いて弁を閉ざすことが
できるかが理解されよう。 The above description shows how actuator 120 can be used to close a valve in the absence of high pressure gas and when the actuating rod is rigidly fixed to piston 124 in a manner that does not utilize the principles of the present invention. be understood.
しかしながら、第5図に示すように、圧力制限
装置150がピストン124に設置され、かつ拡
大したピストンヘツド154を備えた作動桿15
2を含んでいる。ピストンヘツド154はピスト
ン124の円筒形の穴156の内部に密封可能に
しかも摺動可能に配置されている。円筒形の穴1
56はピストン124の第1側部130における
開口部158において狭く形成されている。通常
の作動中、端末付属部材140と組み合わされた
配管は大気中に開口し、従つてピストン124,
126と組み合わされたシールリングの間のスペ
ースが作動流体を漏洩させるために通気され、従
つて大気圧がピストンヘツド154の上側部分1
60に作用する。円筒形の穴156の内部のピス
トンヘツド154の相対位置はピストン124,
126の移動を通じて第2図ないし第4図に示し
た実施例の場合と同じである。 However, as shown in FIG.
Contains 2. A piston head 154 is sealably and slidably disposed within a cylindrical bore 156 of piston 124. cylindrical hole 1
56 is narrowed at an opening 158 in the first side 130 of the piston 124. During normal operation, the piping associated with the end fitting 140 is open to the atmosphere and therefore the piston 124,
The space between the seal ring associated with piston head 126 is vented to leak the working fluid so that atmospheric pressure
60. The relative position of the piston head 154 within the cylindrical bore 156 is such that the piston 124,
126 is the same as in the embodiments shown in FIGS. 2 to 4.
もしもアクチユエータ120の高圧ガスが入手
できないとすれば、弁は付属部材140と組み合
わされた通気口を閉ざしかつ管状ハウジング13
8に作動流体を導入することによつて閉ざすこと
ができよう。ピストン124とピストン126と
の間に作動流体を供給することにより、弁を閉ざ
すためにピストン124が軸線方向に移動せしめ
られる。作動流体はピストン124をピストンヘ
ツド154に対して下方に配置させてそれにより
穴156の内部にねじ込みにより装着されたスト
ツパーつば170をピストンヘツド154に接触
させかつ弁を閉ざすために十分な力をピストンヘ
ツド154および作動桿152に作用させる。 If high pressure gas is not available for actuator 120, the valve closes the vent associated with attachment 140 and closes tubular housing 13.
8 could be closed by introducing working fluid. Supplying actuating fluid between piston 124 and piston 126 causes piston 124 to move axially to close the valve. The actuating fluid applies sufficient force to the piston to position the piston 124 downwardly relative to the piston head 154, thereby contacting the stopper collar 170, which is threadedly mounted within the bore 156, against the piston head 154 and closing the valve. It acts on the head 154 and the actuating rod 152.
以上、作動流体および高圧ガスを使用する型式
の弁アクチユエータに組み合わせることができる
本発明の二つの実施例を示したが、その他の型式
のアクチユエータに本発明の力制限装置を適宜取
りつけることができることを指滴すべきである。
例えば、もしも弁アクチユエータが単に流体圧シ
リンダを使用しかつその内部に摺動しうるように
装着されたピストン部材の対向側部に作動流体を
選択的に供給する型式であるとすれば、背部着座
中に作動桿に作用せしめられる張力を制限するた
めに、同様に、本発明の力制限装置を利用するこ
とができる。たとえ作動流体がピストンの両側に
導入することができるにしても、ピストンが弁を
開く方向にシリンダおよびストツパーに対して確
実に配置されているときに作動桿に作用する張力
の量を制御するために大気と連通させることがで
きる中央凹陥部を設けることができる。 Although two embodiments of the present invention have been shown above that can be combined with valve actuators of the type that use working fluid and high pressure gas, it is understood that the force limiting device of the present invention can be appropriately attached to other types of actuators. Should be a finger drop.
For example, if the valve actuator is of the type that simply uses a hydraulic cylinder and selectively supplies actuating fluid to opposite sides of a piston member slidably mounted therein, The force limiting device of the present invention can likewise be utilized to limit the tension force exerted on the actuating rod during operation. Even though the actuating fluid can be introduced on both sides of the piston, to control the amount of tension acting on the actuating rod when the piston is firmly positioned relative to the cylinder and stopper in the direction of opening the valve. A central recess may be provided which can communicate with the atmosphere.
本発明の好ましい実施例では、ピストンヘツド
に加えられる流体圧供給源は大気圧下の空気であ
つたが、所定圧力のガスまたは流体を利用する任
意のその他の装置を使用して同一の結果が得られ
ることは明らかである。特許請求の範囲に記載の
本発明の範囲内で、本発明の好ましい実施例にお
いて説明したように、変更および変型をなしうる
ことは明らかである。 Although in the preferred embodiment of the invention the fluid pressure source applied to the piston head was air at atmospheric pressure, the same results may be achieved using any other device that utilizes a gas or fluid at a given pressure. The gains are clear. It will be obvious that modifications and variations may be made within the scope of the invention as claimed and as described in the preferred embodiments of the invention.
第1図は弁が背部着座位置にある状態を示し
た、作動桿と弁棒との間にカツプリングを含む先
行技術による弁アクチユエータの断面を示す側面
図、第2図は本発明の種々の特徴を有する好まし
い力制限装置の断面を示す一部欠截側面図であ
り、開弁時の諸要素の位置を示した図、第3図は
弁を介しての流体圧力の差が殆どないかまたは全
くないときの背部着座直前の位置にある、第2図
の実施例の断面を示す一部欠截側面図、第4図は
背部着座位置にある第1図の実施例の断面を示す
一部欠截側面図、かつ第5図は諸要素を背部着座
するための位置で示した、本発明の他の一実施例
の断面を示す側面図である。
10……弁アクチユエータ、12……流体圧シ
リンダ、14……ヨーク、16……弁、18……
ピストン、20……作動桿、22……ピストン1
8の第1側部、24……開口部、26……シリン
ダ12の第1端部、28……延長端部、30……
カツプリング装置、32……弁棒、34……ボン
ネツト、36……閉塞部材、38……アキユムレ
ータ、40……圧力壁、42……開口部、44…
…シリンダ12の第2端部、46……アキユムレ
ータの内側部、48……ピストン18の第2側
部、50……出入用穴、52……シールリング、
54……通路、56……通路、58……付属部
材、60……力制限装置、62……弁アクチユエ
ータ、64……シリンダ、66……ピストン装
置、68……中央凹陥部、70……円筒形の穴、
72……開口部、74……ピストン装置66の第
1側部、76……作動桿、78……穴、80……
シリンダ64の第1端部、82……ピストンヘツ
ド、84……第1側部、86……作動桿76の他
方の端部、88……シールリング、90……第1
ピストン要素、92……第2ピストン要素、94
……ボルト、96……シールリング、98……通
路、100……通路、102……出入用穴、10
4……ピストン装置66の第2側部、106……
ピストンヘツド82の第2側部、108……シリ
ンダ64の第2端部、110……ピストンストツ
パー、120……弁アクチユエータ、122……
アキユムレータ、124,126……ピストン、
128……シリンダ、130……ピストン124
の第1側部、132……ピストン126の第1側
部、134……出入用穴、136……端末閉塞装
置、138……管状ハウジング、140……端末
付属部材、142……中空の管、144……密封
装置、146……みぞ、150……圧力制限装
置、152……作動桿、154……ピストンヘツ
ド、156……穴、158……開口部、158…
…開口部、160……ピストンヘツド154の上
側部。
FIG. 1 is a sectional side view of a prior art valve actuator including a coupling between the actuating rod and the valve stem, with the valve shown in a back seated position; FIG. 2 shows various features of the present invention; Figure 3 is a partially cut-away side view in cross-section of a preferred force limiting device having a valve opening, showing the position of elements when the valve is open; FIG. 4 is a partially cut-away side view showing a cross-section of the embodiment of FIG. 2 in a position just before back seating when completely absent; FIG. 4 is a partial cross-sectional view of the embodiment of FIG. FIG. 5 is a cutaway side view and a cross-sectional side view of another embodiment of the invention, with elements shown in position for back seating; FIG. 10...Valve actuator, 12...Fluid pressure cylinder, 14...Yoke, 16...Valve, 18...
Piston, 20... Operating rod, 22... Piston 1
8, 24...opening, 26...first end of cylinder 12, 28...extension end, 30...
Coupling device, 32... valve stem, 34... bonnet, 36... closing member, 38... accumulator, 40... pressure wall, 42... opening, 44...
...Second end of cylinder 12, 46...Inner side of accumulator, 48...Second side of piston 18, 50...Inlet/outlet hole, 52...Seal ring,
54... Passage, 56... Passage, 58... Attachment member, 60... Force limiting device, 62... Valve actuator, 64... Cylinder, 66... Piston device, 68... Central recess, 70... cylindrical hole,
72... opening, 74... first side of piston device 66, 76... actuating rod, 78... hole, 80...
First end of cylinder 64, 82... Piston head, 84... First side, 86... Other end of actuating rod 76, 88... Seal ring, 90... First
Piston element, 92...Second piston element, 94
... Bolt, 96 ... Seal ring, 98 ... Passage, 100 ... Passage, 102 ... Entry/exit hole, 10
4... Second side of piston device 66, 106...
second side of piston head 82, 108... second end of cylinder 64, 110... piston stopper, 120... valve actuator, 122...
Accumulator, 124, 126...Piston,
128...Cylinder, 130...Piston 124
132... First side of the piston 126, 134... Access hole, 136... Terminal closure device, 138... Tubular housing, 140... Terminal attachment member, 142... Hollow tube , 144... Sealing device, 146... Groove, 150... Pressure limiting device, 152... Actuation rod, 154... Piston head, 156... Hole, 158... Opening, 158...
. . . opening, 160 . . . upper side of piston head 154.
Claims (1)
側部において反対方向に作用するときにシリンダ
の内部に装着されかつ作動桿に連結されたピスト
ン装置の第1側部においてシリンダに選択的に供
給されかつ前記シリンダから吐出される第1供給
源からの作動流体を含む型式の弁アクチユエータ
の作動桿に作用する力を制限する装置において、
前記ピストン装置円筒形の穴を含む中央凹陥部を
有し、前記円筒形の穴は前記ピストン装置の前記
第1側部に形成された開口部において減少する直
径を有しそれにより前記開口部が前記円筒形の穴
よりも小さい横断面積を有するようにし、前記作
動桿は前記ピストン装置の前記第1側部から前記
シリンダの第1端部の穴を通して延びかつ前記シ
リンダの外側に配置されかつ弁棒に連結しうる延
長端部において終端するように前記開口部の内部
に摺動しうるように収納され、第1側部において
前記作動桿の他方の端部に固定されかつ前記開口
部のまわりの前記ピストン装置の一部分によつて
保持されるように前記円筒形の穴の内部に配置さ
れた拡大ピストンヘツドを備え、前記ピストンヘ
ツドは前記円筒形の穴の中で制限された軸線方向
の移動を行うように前記円筒形の穴の内側部と摺
動密封接触し、さらに、前記円筒形の穴と連絡し
て前記第1供給源および前記第2供給源と異なる
第3供給源からの所定の流体圧力を前記ピストン
ヘツドの第2側部に作用させるための装置を備
え、前記作動流体は前記ピストン装置が前記作動
流体により前記シリンダの第2端部におけるピス
トンストツパーと対向して保持されているときに
前記作動桿に最大張力を作用させるように前記ピ
ストンヘツド上に前記所定の流体圧と反対の向き
の圧力を発生してそれにより前記ピストン装置上
に前記最大張力よりも大きい力を発生させること
を特徴とする、弁アクチユエータの作動桿に作用
する力を制限する装置。 2 特許請求の範囲第1項記載の弁アクチユエー
タの作動桿に作用する力を制限する装置におい
て、前記第2供給源からの前記流体が前記シリン
ダに装着されたアキユムレータ中の高圧ガスを含
み、かつ前記第3供給源からの前記所定の流体圧
力が大気に通ずる空気逃し口からの空気の大気圧
力を含むことを特徴とする、弁アクチユエータの
作動桿に作用する力を制限する装置。 3 特許請求の範囲第1項記載の弁アクチユエー
タの作動桿に作用する力を制限する装置におい
て、前記ピストン装置が前記円筒形の穴と前記開
口部と前記ピストン装置の第1側部とを有する第
1ピストン要素と、前記ピストン装置の前記第2
側部を含む第2ピストン要素とを含み、前記第2
側部においては前記第2ピストン要素が前記第1
ピストン要素の上に配置されて前記ピストン装置
の前記第1側部から遠い方の前記凹陥部の端部を
画成して前記ピストンヘツドを前記円筒形の穴の
内部に補捉することを特徴とする、弁アクチユエ
ータの作動桿に作用する力を制限する装置。 4 特許請求の範囲第3項記載の弁アクチユエー
タの作動桿に作用する力を制限する装置におい
て、前記第1ピストン要素および前記第2ピスト
ン要素が相互に固定されていることを特徴とす
る、弁アクチユエータの作動桿に作用する力を制
限する装置。[Scope of Claims] 1. Fluid from a second source is supplied to a second source of a piston device.
from a first source selectively supplied to and discharged from the cylinder on a first side of a piston arrangement mounted inside the cylinder and connected to the working rod when acting in opposite directions on the sides; In a device for limiting the force acting on the actuating rod of a type of valve actuator containing a working fluid,
The piston device has a central recess that includes a cylindrical hole, the cylindrical hole having a diameter that decreases at an opening formed in the first side of the piston device, such that the opening is the actuating rod has a smaller cross-sectional area than the cylindrical hole, and the actuating rod extends from the first side of the piston device through the hole in the first end of the cylinder and is located outside the cylinder and is connected to the valve. slidably received within said opening terminating in an extended end connectable to a rod, secured to the other end of said actuating rod at a first side and around said opening; an enlarged piston head disposed within the cylindrical bore so as to be retained by a portion of the piston arrangement, the piston head having limited axial movement within the cylindrical bore; a predetermined supply from a third source different from the first source and the second source in sliding and sealing contact with the interior of the cylindrical hole and in communication with the cylindrical hole so as to means for applying a fluid pressure to a second side of the piston head, the actuating fluid being held by the piston device against a piston stop at the second end of the cylinder. generating a pressure on the piston head opposite to the predetermined fluid pressure to exert a maximum tension on the actuating rod when the actuating rod is in the actuating position, thereby creating a force on the piston device greater than the maximum tension; A device for limiting the force acting on the actuating rod of a valve actuator, characterized in that: 2. A device for limiting the force acting on an actuating rod of a valve actuator as claimed in claim 1, wherein the fluid from the second source includes high pressure gas in an accumulator attached to the cylinder, and An apparatus for limiting the force acting on an actuating rod of a valve actuator, wherein the predetermined fluid pressure from the third source includes atmospheric pressure of air from an air vent communicating with the atmosphere. 3. A device for limiting the force acting on an actuating rod of a valve actuator according to claim 1, wherein the piston device has the cylindrical bore, the opening, and a first side of the piston device. a first piston element and a second piston element of the piston device;
a second piston element including a side portion;
At the side, the second piston element is connected to the first piston element.
disposed on the piston element to define an end of the recess remote from the first side of the piston arrangement to capture the piston head within the cylindrical bore; A device that limits the force acting on the actuating rod of a valve actuator. 4. The device for limiting the force acting on the operating rod of a valve actuator according to claim 3, characterized in that the first piston element and the second piston element are fixed to each other. A device that limits the force acting on the actuator's operating rod.
Applications Claiming Priority (1)
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| US89723878A | 1978-04-17 | 1978-04-17 |
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| JPS54140220A JPS54140220A (en) | 1979-10-31 |
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