JP6290923B2 - ポンプのスタートアップが簡便な背圧調節装置 - Google Patents

Description

本開示は液体送出およびハンドリングシステムに関し、より具体的には、液体送出および送出システムのためのスタートアップおよび過圧逃し機能性を提供するためのシステムおよび方法に関する。

例えば工業用火災スプリンクラーシステムなどの液体送出およびハンドリングシステムは、加圧した水などの液体を収容するように適合される。このように、システムが起動されると、火を消すために任意の数のノズルまたはスプリンクラーを通って加圧された水が排出される。最初の据え付け時には、例えば、種々のパイプライン、弁、ノズル、およびスプリンクラーは水で満たされておらず、むしろほぼ大気圧の空気を含んでいる。「スタートアップ」と称され得るプロセスである、システムが水で満たされるとき、システム内の空気は何らかの排出弁配列を通じて排出されなければならない。この空気の排出は、「スタートアップ逃し」と称され得る。多くの従来の排出弁配列が、「スタートアップ」時に開放され、すべての空気が排出されると手動で閉鎖される、手動で動作可能な弁を含む。すべての空気が排出されると、システムは完全に水で満たされ、目標圧力まで加圧される。例えば、環境の変化または水の供給源の変化に起因し得る目標圧力を超える圧の上昇は、システムの動作および耐用年数に悪影響を及ぼし得る。したがって、いくつかの従来のシステムはまた、「過圧逃し」と称され得るプロセスである、システム内の圧を目標圧力まで下がるように逃がすように構成される過圧逃し弁配列も含む。いくつかの従来の過圧逃し弁配列は、例えば、警報に応答して手動で動作されるか、またはシステム内の圧の検知に基づいて動作される。従来用いられる特定の排出および逃し弁配列にかかわらず、この２つの配列は互いに独立して動作し、かつ適切な「スタートアップ逃し」および／または「過圧逃し」機能性を確保するため、少なくともいくらかの量のユーザ入力または注意を必要とする。

本開示の一態様は、主流体搬送装置にスタートアップおよび過圧逃し機能を提供するための流体制御システムを提供する。システムは、主弁と、スタートアップパイロットデバイスと、過圧パイロットデバイスと、を含み得る。主弁は、流入口と、流出口と、流入口と流出口との間に配置されるギャラリと、ギャラリの中に固定して配置される弁座と、ギャラリ内に弁座と係合する閉鎖位置と弁座から離間した開放位置との間で摺動可能に配置される弁プラグと、を有し得る。弁プラグは、制御ばねを介して閉鎖位置に向かって付勢され得る。スタートアップパイロットデバイスおよび過圧パイロットデバイスはそれぞれ、弁本体と、対向する第１の表面および第２の表面を有し、かつ弁プラグに動作可能に連結されているダイヤフラムを含む制御アセンブリと、を含み得る。弁本体は、流入ポート、流出ポート、および流入ポートと流出ポートとの間に配置される弁ポートを含み得、弁プラグは、弁ポートと係合する閉鎖位置と、弁ポートから離間した開放位置との間で移動可能である。いくつかの変形例において、スタートアップパイロットデバイスの弁プラグは、スタートアップパイロットデバイスのダイヤフラムの第１の表面に加えられたスタートアップ制御力によって開放位置に向かって付勢され得、および過圧パイロットデバイスの弁プラグは、過圧パイロットデバイスのダイヤフラムの第１の表面に加えられた過圧制御力によって閉鎖位置に向かって付勢される。

システムは、主弁の流入口、スタートアップパイロットデバイスの流入ポート、および主弁のギャラリの間に流体連通を提供する、第１の供給ラインをさらに含み得る。システムは、スタートアップパイロットデバイスの流出ポートと、主弁の流出口との間に流体連通を提供する、第１の排出ラインをさらに含み得る。システムは、スタートアップパイロットデバイスのダイヤフラムの第２の表面と、第１のレジストレーションソースとの間に流体連通を提供する、第１の検知ラインをさらに含み得る。システムは、過圧パイロットデバイスのダイヤフラムの第２の表面と、第２のレジストレーションソースとの間に流体連通を提供する、第２の検知ラインをさらに含み得る。システムは、過圧パイロットデバイスの流出ポートと、主弁の流出口との間に流体連通を提供する、第２の排出ラインをさらに含み得る。最後に、システムは、過圧パイロットデバイスの流入ポートと、主弁のギャラリとの間に流体連通を提供する、第２の供給ラインをさらに含み得る。

は、本開示の原理に従ってスタートアップおよび過圧逃し機能を主流体搬送装置に提供するための流体制御システムの１つの型の垂直断面図である。 は、図１の流体制御システムの修正型の垂直断面図である。 は、図１の流体制御システムの別の修正型の垂直断面図である。

本開示は、例えば、液体ハンドリングパイプラインまたはタンクなどの主要な流体搬送装置と関連して、スタートアップ逃しおよび過圧逃し機能を自動的に実施するためのシステムおよび方法に関する。図１は、流体ハンドリングパイプライン１２に接続される、本開示の原理に従って構成されるシステム１０の一例を図示する。通常動作中、流体は流体ハンドリングパイプライン１２内に存在するか、または流体ハンドリングパイプライン１２を通って流れている。同一の流体がシステム１０内にも存在するが、「スタートアップ」時、またはパイプライン１２内の加圧状況の発生時にシステム１０を通って流れるのみである。

これらの状況のそれぞれにおける所望の動作を容易にするために、図１のシステム１０は、主弁１４、スタートアップパイロットデバイス１６、および過圧パイロットデバイス１８を含む。スタートアップデバイスおよび過圧パイロットデバイス１６、１８は、主弁１４と直接的かつ連続的に流体連通され、かつあらゆる外部の信号伝達または手動操作から完全に独立して動作する。システム１０の構成要素のうちのそれぞれの起動は、パイプライン１２内の流体の圧の変更にのみ基づき、それにより単純で、堅牢な、信頼性の高い、かつ自動的に動作するシステムを提供する。

引き続き図１を参照して、主弁１４は、流入口２２、流出口２４、および流入口２２と流出口２４との間に配置されるギャラリ２６を画定する弁本体２０を含む。主弁１４は、シートリング２８、弁プラグ３０、および制御ばね３２をさらに含み、これらのそれぞれが、従来の態様でギャラリ２６内に配置される。主弁１４の開示される型において、ボンネット３４は、制御ばね３０および弁プラグ３０をそこに保持するために、ギャラリ２６の上方の主弁１４の上部にボルト留めされる。そのように構成される場合、弁プラグ３０は、ギャラリ２６内のシートリング２８を係合する閉鎖位置（図１に示す）とシートリング２８から離間した開放位置との間に摺動可能に配置される。図示されるように、制御ばね３２は、ボンネット３４に接地し、弁プラグ３０に負荷力を加えて弁プラグ３０を閉鎖位置に向かって付勢する。

図１の例のスタートアップパイロットデバイス１６は、弁本体３６と、弁本体３６に接続されたアクチュエータ３８と、を含む減圧調節装置である。システム１０の１つの型において、スタートアップパイロットデバイス１６は、Ｅｍｅｒｓｏｎ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｒｅｇｕｌａｔｏｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ．から市販されているＴｙｐｅ ９５Ｈ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｒｅｄｕｃｉｎｇ Ｒｅｇｕｌａｔｏｒであり得るが、その従来の使用に対して逆に取り付けられる。このパイロットデバイスはだだの一例であるが、しかしながら、内部または外部の制御ラインを持つパイロットデバイスを含む他のパイロットデバイスが本開示の範囲内であることが意図される。１つのそのような代替例は、例えば、Ｅｍｅｒｓｏｎ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｒｅｇｕｌａｔｏｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ．のＴｙｐｅ ＭＲ９５Ｈデバイスであり得る。図１に描画されるように、弁本体３６は、流入ポート４０、流出ポート４２、および流入ポート４０と流出ポート４２との間に位置付けられる弁ポート４４を含む。このアクチュエータ３８は、制御アセンブリ４８を収容するアクチュエータケーシング４６を含む。制御アセンブリ４８は、弁プラグ５０、弁プラグ５０に動作可能に連結されているダイヤフラム５２、および負荷ばね５４を含む。弁プラグ５０は、スタートアップパイロットデバイス１６の弁本体３６に位置付けられ、かつ弁ポート４４と係合する閉鎖位置と弁ポート４４から離間した開放位置との間で摺動可能である。ダイヤフラム５２は、アクチュエータケーシング４６の中に配置され、かつ反対側にある第１の表面および第２の表面５６、５８を含む。図１の配向に対し、第１の表面５２はダイヤフラム５２の上面であり、第２の表面５８は、ダイヤフラム５２の底面である。

ダイヤフラム５２の第１の表面５６は、負荷ばね５４がスタートアップ制御力を加えてダイヤフラム５２および弁プラグ５０を開放位置に向かって付勢するように、負荷ばね５４によって係合される。スタートアップアクチュエータデバイス１６の開示される型において、これは負荷ばね５４がダイヤフラム５２および弁プラグ５０を図１の配向に対して下向きに付勢することを意味する。そのように構成される場合、スタートアップパイロットデバイス１６は、他の力が存在しない場合、負荷ばね５４によって加えられるスタートアップ制御力が弁プラグ５０を開放位置に位置付けるため、「通常開」流体流量制御デバイスと称され得る。

図１に示されるように、本明細書の型におけるスタートアップパイロットデバイス１６は、ダイヤフラム５２の第２の表面５８が、検知ライン６０と流体連通されるように構成される。検知ライン６０は、ダイヤフラム５２を上向きに移動させ、および弁ポート４４を弁プラグ５０で閉鎖するために、スタートアップ閉鎖圧をダイヤフラム５２の第２の表面５８に加えるために最終的に依存される圧力レジストレーションソースと流体連通される。１つの型において、検知ライン６０はピトー管であり得、このピトー管が、スタートアップパイロットデバイス１６の弁本体３６の流入ポート４４を介して連通する圧力レジストレーションソースは、主弁１４の流入口２２である。

さらに図１を参照すると、本発明の型によるシステム１０の過圧パイロットデバイス１８は、弁本体６２と、弁本体６２に接続されるアクチュエータ６４と、を含むパイロット動作式逃し弁である。システム１０の１つの型において、過圧パイロットデバイス１８は、Ｅｍｅｒｓｏｎ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｒｅｇｕｌａｔｏｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ．から市販されているＴｙｐｅ ９８ＨＭ Ｐｉｌｏｔ−Ｏｐｅｒａｔｅｄ Ｒｅｌｉｅｆ Ｖａｌｖｅであり得る。しかしながら、これはただの一例であり、他のパイロットデバイスが用いられ得、かつ本開示の範囲内であることが意図され得る。かかるパイロットデバイスの１つは、例えば、Ｅｍｅｒｓｏｎ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｒｅｇｕｌａｔｏｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ．のＴｙｐｅ ＭＲ９８ＨＭデバイスを含み得る。図１に描画されるように、弁本体６２は、流入ポート６６と、流出ポート６８と、流入ポート６６と流出ポート６８との間に位置付けられる弁ポート７０を含む。アクチュエータ６４は、制御アセンブリ７４を収容するアクチュエータケーシング７２を含む。制御アセンブリ７４は、弁プラグ７６、弁プラグ７６に動作可能に連結されているダイヤフラム７８、および負荷ばね８０を含む。弁プラグ７６は、過圧パイロットデバイス１８の弁本体６２内に位置付けられ、かつ弁ポート７０と係合する閉鎖位置（図１に示す）と弁ポート７０から離間した開放位置との間で摺動可能である。ダイヤフラム７８は、アクチュエータケーシング７２の中に配置され、かつ対向する第１の表面および第２の表面８２、８４を含む。図１の配向に対し、第１の表面８２はダイヤフラム７８の左面であり、第２の表面８４はダイヤフラム７８の右面である。

ダイヤフラム７８の第１の表面８２は、負荷ばね８０が過圧制御力を加えてダイヤフラム７８および弁プラグ７６を弁ポート７０の方へそして閉鎖位置内へ付勢するように、負荷ばね８０によって係合される。過圧パイロットデバイス１８の開示される型において、これは負荷ばね８０がダイヤフラム７８および弁プラグ７６を図１の配向に対して右向きに付勢することを意味する。そのように構成される場合、過圧パイロットデバイス１８は、他の力が存在しない場合、負荷ばね８０によって加えられる過圧制御力が弁プラグ７６を閉鎖位置に位置付けるため、「通常閉」流体流量制御デバイスと称され得る。

図１に示されるように、本明細書の型における過圧パイロットデバイス１８は、ダイヤフラム７８の第２の表面８４が検知ライン８６と流体連通されるように構成される。１つの型において、圧力レジストレーションソースと流体連通する検知ライン８６は、弁ポート７０を弁プラグ７６を用いて開放するために、ダイヤフラム７８を図１における左へと移動させるために、逃し開放圧をダイヤフラム７８の第２の表面８４に加えることに最終的に依存する。図示される型において、検知ライン８６が連通する圧力レジストレーションソースは、主弁１４の流入口２２である。

上述のとおり、図１に描画されるシステム１０のスタートアップデバイスおよび過圧パイロットデバイス１６、１８は、主弁１４と直接流体連通し、かつあらゆる外部信号伝達、入力、または手動操作から完全に独立して動作する。これはある程度、ダイヤフラム５２の第２の表面５８とスタートアップパイロットデバイス１６の流入ポート４０と主弁１４の流入口２２との間に流体連通を提供する検知ライン６０によって、ならびに過圧パイロットデバイス１８のダイヤフラム７８の第２の表面８４と主弁１４の流入口２２との間に流体連通を提供する検知ライン８６によって達成される。しかしながら、システム１０はまた、所望の機能性を達成するために追加的な流体ラインを含む。

具体的には、図１のスタートアップパイロットデバイス１６を参照すると、本発明の型のシステム１０は、スタートアップパイロットデバイス１６に接続されたスタートアップ供給ライン８８およびスタートアップ排出ライン９２を含む。スタートアップ排出ライン９２は、中断または迂回なく、スタートアップパイロットデバイス１６の流出ポート４２と主弁１４の流出口２４との間に直接延在し、および直接的かつ連続的な流体連通を提供する。スタートアップ供給ライン８８は、主弁１４の流入口２２とスタートアップパイロットデバイス１６の流入ポート４０と主弁１４のギャラリ２６との間に延在し、および直接的かつ連続的な流体連通を提供する。より詳細には、スタートアップ供給ライン８８は、主弁１４の流入口２２との間に延在する第１のライン部分８８ａと、第１のライン部分８８ａから分岐し、したがって第１のライン部分８８ａと主弁１４のギャラリ２６との間に延在する第２のライン部分８８ｂを含む。より具体的には、図１に示されるように、スタートアップ供給ライン８８の第２のライン部分８８ｂは、制御ばね３２が位置する弁プラグ３０の上方の位置でギャラリ２６と連通する。ゆえに、スタートアップ供給ライン８８を介してギャラリ２６に供給される圧は、弁プラグ３０を閉鎖する際に制御ばね３２を支援する。スタートアップ供給ライン８８がそのように構成されると、主弁１４の流入口２２からの圧は、第１のライン部分８８ａを介してスタートアップパイロットデバイス１６の流入ポート４０に伝達される。さらに、主弁１４の流入口２２からの圧は、第１のライン部分８８ａおよびスタートアップ供給ライン８８の第２のライン部分８８ｂを介して主弁１４のギャラリ２６に伝達される。

図１に描画される型において、スタートアップ供給ライン８８の第１のライン部分８８ａには、第２のライン部分８８ａが第１のライン部分８８ａと交差または分岐するところより上流の位置にリストリクタ９０も搭載される。このため、リストリクタ９０は、スタートアップ供給ライン８８上で、主弁１４の流入口２２とスタートアップパイロットデバイス１６の流入ポート４０との間で、かつ主弁１４の流入口２２とギャラリ２６との間の位置に位置する。リストリクタ９０は、スタートアップパイロットデバイス１６の流入ポート４０内の圧力変化が発生するところに速度を遅くするために含まれ得る。さらに、リストリクタ９０がスタートアップ供給ライン８８の第２のライン部分８８ｂの上流に位置するため、圧力変化がスタートアップ供給ライン８８を介してギャラリ２６に供給されるところの速度もまた遅くなる。リストリクタ９０は、例えば、調整可能なリストリクタまたはオリフィス板であり得る。１つの型において、リストリクタ９０は、Ｅｍｅｒｓｏｎ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｒｅｇｕｌａｔｏｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ．から市販されているＦｉｓｈｅｒ Ｔｙｐｅ １１２リストリクタであり得る。

ここで図１に描画される過圧パイロットデバイス１８を参照すると、検知ライン８６に加えて、システム１０は、過圧パイロットデバイス１８に接続される過圧供給ライン９４および過圧排出ライン９６を含む。過圧供給ライン９４は、主弁１４のギャラリ２６と過圧パイロットデバイス１８の流入ポート６６との間に直接延在し、これらの間に直接的かつ連続的な流体連通を提供する。より具体的には、図１に示されるように、過圧供給ライン９４は、制御ばね３２が位置する弁プラグ３０の上方の位置でギャラリ２６と連通する。このため、過圧供給ライン９４は、スタートアップ供給ライン８８、より詳細にはスタートアップ供給ライン８８の第２のライン部分８８ｂとも、ギャラリ２６を介して流体連通される。過圧排出ライン９６は、中断または迂回なく、過圧パイロットデバイス１８の流出ポート６８と主弁１４の流出口２４との間に直接延在し、これらの間に直接的かつ連続的な流体連通を提供する。

上述の通りに構成される図１のシステム１０を用いると、主弁１４は、スタートアップ時にシステム内の空気のために主たる排出機能を提供するために役立つ。しかしながら、スタートアッププロセスの初期段階での低圧力では、制御ばね３４は主弁１４の流入口２２の空気圧が主弁１４の弁プラグ３０を開放することを妨げる。したがって、スタートアップ時のこれらの低圧力では、スタートアップパイロットデバイス１０は、例えば、主弁１４の流入口２２の圧が主弁１４を開放するために十分となるまで、および／または主流体ハンドリングパイプライン１２およびシステム１０が水で満たされるまで、排出または逃し機能を自動的に提供する。最後に、システム１０が水で満たされ、かつ正常に動作すると、パイプライン１２およびシステム１０内の過剰圧力を逃がすために、過圧パイロットデバイス１８は、排出または逃し機能を自動的に提供し得る。

より具体的には、スタートアップ時、パイプライン１２およびしたがってシステム１０は、完全に空気で満たされている可能性があり、または部分的に空気で満たされており、残りの部分が水または概して何らかの他の流体などの作動液で満たされている可能性がある。スタートアップを開始した後、システム１０の上流に位置するポンプは、パイプライン１２の中へと水を注入する。

水がパイプライン１２を満たし始めると、システム１０内に残っている空気の圧は相対的に低くなる場合があるが、出現してくる水の力の下で圧縮されるため上昇し始める。これらの低い圧では、主弁１４の流入口２２にある空気は主弁１４の弁プラグ３０を開放するためには不十分であり、このため、スタートアップ供給ライン８８、通常開のスタートアップパイロットデバイス１６、およびスタートアップ排出ライン９２を介して主弁１４の流出口２４へと排出される。これは、高速かつ効率的なスタートアッププロセスを確実にする。

主弁１４の流入口２２の流体の圧について、最終的に主弁１４の弁プラグ３０を弁座２８から強制的に離間させ、開放位置へと進め、システム１０内に残っている空気がある場合、ギャラリ２６を直接通して、かつ主弁１４の流出口２４へと排出する。主弁１４の流入口２２の圧の上昇はまた、スタートアップ供給ライン８８、流入ポート４０、および検知ライン６０を介してスタートアップパイロットデバイス１６のダイヤフラム５２の第２の表面６０によって最終的に検知され、最終的および自動的にスタートアップパイロットデバイス１６を閉鎖位置へと強制的に進める。

スタートアップパイロットデバイス１６が閉鎖された状態で、スタートアップ供給ライン８８内の流圧は、スタートアップ供給ライン８８の第２のライン部分８８ｂを介して、弁プラグ３０の上方の主弁１４のギャラリ２６の上部に伝達される。このギャラリ２６内の圧が主弁１４の流入口２２の圧と最終的に等しくなると、ギャラリ２６内の制御ばね３２の負荷が弁プラグ３０を閉鎖する。これがスタートアップ機能を終了させ、システム１０は完全に閉鎖され、この時点で、パイプライン１２内の流体が所望の目標圧力に維持される。

環境または他の変更がパイプライン１２内、したがって主弁１４の流入口２２内の圧が、所望の目標圧力を超え、および予め設定された圧力閾値を超えて上昇を引き起こした場合、過圧パイロットデバイス１８はその過剰圧力を逃がすように自動的に応じ、かつパイプライン１２およびシステム１０を目標圧力に戻す。

具体的には、通常の動作状態の間、過圧パイロットデバイス１８は、ダイヤフラム７８の第１の表面８２上の負荷ばね８０によって生じる力のため、その通常閉位置を占める。この閉鎖位置において、弁プラグ７６は弁ポート７０に対して着座し、それにより流入ポート６６から流出ポート６８の中へと流体が流れることを阻止する。

しかしながら、主弁１４の流入口２２の圧は、検知ライン８６を介して過圧パイロットデバイス１８の第２の表面８４によって連続的に監視される。ゆえに、主弁１４の流入口２２の圧が過圧パイロットデバイス１８の負荷ばね８０によって生成される過圧制御力によって設定される所定の圧力閾値を超えると、ダイヤフラム７８は検知ライン８６内の圧を検知し、自動的に弁プラグ７６を図１の配向に対して左に移動させ、それにより弁ポート７０を開放する。これが発生すると、主弁１４のギャラリ２６内の流体圧が弁ポート７０を通ってなだれ込み、過圧パイロットデバイス１８の流出ポート６８および過圧排出ライン９６を介して主弁１４の流出口２４へと直接排出される。ギャラリ２６からの流体のこの排出は、スタートアップ供給ライン８８を介してギャラリ２６もまた流入口２２と流体連通されているため、流入口２２の流体の圧に直接影響を有する。ゆえに、主弁１４の流入口２２の圧が適切な圧に戻ると、過圧パイロットデバイス１８の負荷ばね８０は、過圧逃しプロセスを停止するために、自動的に弁プラグ７６を閉鎖位置へと強制的に戻す。この場合も、この時点では、パイプライン１２およびシステム１０は、通常の動作条件下で進行する。

ゆえに、以上から、図１に開示されるシステム１０は、単純で、堅牢な、信頼性の高いシステムであり、また完全なるクローズドシステムでもあることが理解されるべきである。つまり、システム１０は、２つのパイロットデバイス１６、１８であって、それぞれがパイプライン１２から圧を排出するが、どちらも大気中へと排出しない２つのパイロットデバイス１６、１８を含む。むしろ、システム１０は、それぞれのパイロットデバイス１６、１８が、主弁１４の流出口２４に直接連通して戻るように構成される。排出された流体は、主弁１４の流出口２４からシステム内へと再循環され、貯蔵タンクに送出され、または別様に処理され得、それによりあらゆる大気汚染の問題を回避する。さらに、図１に開示されるシステム１０の別の利点は、システム１０が完全に自動的に動作することである。つまり、システム１０は、スタートアップ機能、通常動作、および過圧逃し機能の間で切り替えるためのいかなる外部入力または制御も必要としない。むしろ、主弁１４の流入口２２の圧がシステム１０全体の動作を駆動し、それにより高価なコントローラ、手動で動作される弁、および／または他の潜在的に故障しやすい機器を含む、いかなるおよびすべての必要を排除する。

図１のシステム１０は、主弁１４の流出口接続フランジ９５のわずかに下流の位置で主弁１４の流出口２４と連通するような供給および過圧排出ライン９２、９６を図示する。しかしながら、これは単なる一例であり、図１の破線９６ａ、９２ａで示されるように、これらのラインのそれぞれは、流出接続フランジ９５の上流に容易に移動され得、それにより、より一層小型かつ一体的なシステム１０を提供する。同様に、図１は主弁１４の流入口接続フランジ９７のわずかに上流の位置で主弁１４の流入口２２の圧をレジスターしている過圧検知ライン８６を描画しているが、破線８６ａで示すように、このレジストレーション点を流入口接続フランジ９７から下流の位置に移動させることにより、さらに小型かつ一体型のシステム１０が達成され得る。

システム１０のパイロットデバイス１６、１８は、各々がスタートアップパイロットデバイス１６を開放し、過圧パイロットデバイス１８を閉鎖する、スタートアップおよび過圧制御力を提供する負荷ばね５４、８０を含むように説明および描画されたが、示されない代替的な型において、システム１０は、スタートアップパイロットデバイス１６のダイヤフラム５２の第１の表面５６および／または過圧パイロットデバイス１８のダイヤフラム７８の第１の表面８２と連通する、加圧された空気の調整可能な外部ソースも含み得る。この加圧された空気の外部ソースは、用途の状況に応じて、スタートアップおよび／または過圧制御力を作成するための負荷ばね５４、８０に加えて、または負荷ばね５４、８０の代わりに用いられ得る。

ゆえに、図１を参照して記載されるシステムおよび方法は単なる例であり、その変形例は本開示の範囲内であることが意図されるということが認識されるべきである。

例えば、図２は、過圧検知ライン８６およびスタートアップ検知ライン６０が、システム１０の外部の位置からの圧をレジスターするように構成される、図１のシステム１０の一変形例を描画する。図２において、検知ライン６０、８６は、例えば、システム１０の上流の位置またはシステム１０から下流の位置で、または概して任意の他の位置から、パイプライン（図２に図示されず）からの圧をレジスターし得る。さらに、図２の検知ライン６０、８６は、スタートアップパイロットデバイス１６を閉鎖に、および過圧パイロットデバイス１８を開放にそれぞれ駆動するためのスタートアップ閉鎖圧および／または逃し開放圧を提供することのみを意図される圧縮流体のソースなどの完全に外部のソースからの圧をレジスターし得る。描画されていないが、別の型では、図２のシステム１０の検知ライン８６、６０のうちの一方が図１に示されるように配管され得、他方が図２に示されるように配管される。

図３は、検知ライン８６、６０が図１のままであるが、スタートアップおよび過圧排出ライン９２、９６が主弁１４の流出口２４に直接戻るように接続されない、図１のシステム１０のさらに別の代替的な型を描画する。代わりに、排出ライン９２、９６のそれぞれが、貯蔵タンクに、システム内の別の位置に、または大気中へと直接配管され得る。描画されていないが、１つの型において、排出ライン９２、９６のうちの１つは、主弁１４の流出口２４に直接配管され得る。

本開示のシステム１０は、スタートアップパイロットデバイス１６およびスタートアップパイロットデバイス１６から分離された物理的構造物である過圧パイロットデバイス１８を含むように説明されたが、システム１０は、スタートアップデバイスおよび過圧パイロットデバイス１６、１８が、例えば単一の物理的構築物などの単一のデバイスに組み合わされるような様式で構築され得る。例えば、かかるシステム１０において、種々のスタートアップデバイスおよび過圧パイロットデバイス１６、１８の構成要素は、単一のブロックの材料（例えば、金属材料）または互いに固定された複数のブロックの材料から機械加工、鋳造、または別様に形成され得る。そのように構成される場合、図１〜図３に描画される２つの別個のデバイスとは対照的に、２つのパイロットデバイス１６、１８は、これらが共通の物理デバイス内に存在するが、２つの別個のデバイスとして機能し得る。

よって、システム１０に対するさまざまな変更および修正は、所望の最終用途に応じて有用であり得、かかる変更および修正は、本開示の範囲内にあることが意図される。それに応じ、本発明の範囲は、本明細書に記載および添付の図面に示された例によってではなく、むしろ特許において最終的に発行される請求項およびすべてのその同等物によって画定される。

Claims (33)

1. 主流体搬送装置にスタートアップおよび過圧逃し機能を提供するための流体制御システムであって、
   流入口と、流出口と、前記流入口と前記流出口との間に配置されるギャラリと、前記ギャラリの中に固定して配置される弁座と、前記ギャラリの中に、前記弁座と係合する閉鎖位置と前記弁座から離間した開放位置との間で摺動可能に配置される弁プラグと、を有し、前記弁プラグが制御ばねを介して前記閉鎖位置に向かって付勢されている、主弁と、
   スタートアップパイロットデバイスおよび過圧パイロットデバイスであって、前記スタートアップパイロットデバイスおよび前記過圧パイロットデバイスのそれぞれが、弁本体と、対向する第１の表面および第２の表面を有し、かつ弁プラグに動作可能に連結されているダイヤフラムを含む制御アセンブリと、を含み、前記弁本体は、流入ポートと、流出ポートと、前記流入ポートと前記流出ポートとの間に配置される弁ポートと、を含み、前記弁プラグは、前記弁ポートと係合する閉鎖位置と、前記弁ポートから離間した開放位置との間で移動可能であり、
   前記スタートアップパイロットデバイスの前記弁プラグが、前記スタートアップパイロットデバイスの前記ダイヤフラムの前記第１の表面に加えられたスタートアップ制御力によって前記開放位置に向かって付勢され、前記過圧パイロットデバイスの前記弁プラグが、前記過圧パイロットデバイスの前記ダイヤフラムの前記第１の表面に加えられた過圧制御力によって前記閉鎖位置に向かって付勢される、スタートアップパイロットデバイスおよび過圧パイロットデバイスと、
   前記主弁の前記流入口と、前記スタートアップパイロットデバイスの前記流入ポートと、前記主弁の前記ギャラリとの間に流体連通を提供する、第１の供給ラインと、
   前記スタートアップパイロットデバイスの前記流出ポートと、前記主弁の前記流出口との間に流体連通を提供する、第１の排出ラインと、
   前記スタートアップパイロットデバイスの前記ダイヤフラムの前記第２の表面と、第１のレジストレーションソースとの間に流体連通を提供する、第１の検知ラインと、
   前記過圧パイロットデバイスの前記ダイヤフラムの前記第２の表面と、第２のレジストレーションソースとの間に流体連通を提供する、第２の検知ラインと、
   前記過圧パイロットデバイスの前記流出ポートと、前記主弁の前記流出口との間に流体連通を提供する、第２の排出ラインと、
   前記過圧パイロットデバイスの前記流入ポートと、前記主弁の前記ギャラリとの間に流体連通を提供する、第２の供給ラインと、を備える、システム。
2. 前記第１および第２のレジストレーションソースのうちの少なくとも１つが、前記主弁の前記流入口である、請求項１に記載のシステム。
3. 前記第１のレジストレーションソースが前記主弁の前記流入口であり、前記第１の検知ラインが、前記スタートアップパイロットデバイスの前記流入ポートと、前記スタートアップパイロットデバイスの前記ダイヤフラムの前記第２の表面との間に流体連通を提供するピトー管を含む、請求項１または２に記載のシステム。
4. 前記第１および第２のレジストレーションソースのうちの少なくとも１つが、前記主弁の外部にある、請求項１〜３のいずれか１項に記載のシステム。
5. 前記主弁の前記制御ばねが、前記主弁の前記弁プラグに直接係合して前記弁プラグを前記閉鎖位置に向かって付勢する、請求項１〜４のいずれか１項に記載のシステム。
6. 前記スタートアップパイロットデバイスが、前記スタートアップ制御力を提供するスタートアップ制御ばねを含み、前記過圧パイロットデバイスが、前記過圧制御力を提供する過圧制御ばねを含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載のシステム。
7. 前記主弁の前記流入口と、前記スタートアップパイロットデバイスの前記流入ポートとの間の前記第１の供給ラインの中に連結されるリストリクタをさらに備える、請求項１〜６のいずれか１項に記載のシステム。
8. 前記リストリクタが、調整可能なリストリクタまたはオリフィス板のうちの１つを含む、請求項７に記載のシステム。
9. 前記スタートアップパイロットデバイスおよび前記過圧パイロットデバイスが、別個の物理的構造物である、請求項１〜８のいずれか１項に記載のシステム。
10. 前記スタートアップパイロットデバイスおよび前記過圧パイロットデバイスが、共通の物理的構築物の一部である、請求項１〜９のいずれか１項に記載のシステム。
11. 主流体搬送装置にスタートアップおよび過圧逃し機能を提供するための流体制御システムであって、
    流入口と、流出口と、前記流入口と前記流出口との間に配置されるギャラリと、前記ギャラリの中に固定して配置される弁座と、前記ギャラリの中に、前記弁座と係合する閉鎖位置と前記弁座から離間した開放位置との間で摺動可能に配置され、制御ばねを介して前記閉鎖位置に向かって付勢されている、弁プラグと、を有する、主弁と、
    スタートアップパイロットデバイスおよび過圧パイロットデバイスであって、前記スタートアップパイロットデバイスおよび前記過圧パイロットデバイスのそれぞれが、弁本体と、対向する第１の表面および第２の表面を有し、かつ弁プラグに動作可能に連結されているダイヤフラムを含む制御アセンブリと、を含み、前記弁本体は、流入ポートと、流出ポートと、前記流入ポートと前記流出ポートとの間に配置される弁ポートと、を含み、前記弁プラグは、前記弁ポートを係合する閉鎖位置と、前記弁ポートから離間した開放位置との間で移動可能であり、
    前記スタートアップパイロットデバイスの前記弁プラグは、スタートアップパイロットデバイスの前記ダイヤフラムの第１の表面に加えられたスタートアップ制御力によって前記開放位置に向かって付勢され、前記過圧パイロットデバイスの前記弁プラグは、前記過圧パイロットデバイスの前記ダイヤフラムの第１の表面に加えられた過圧制御力によって前記閉鎖位置に向かって付勢される、前記スタートアップパイロットデバイスおよび前記過圧パイロットデバイスと、
    前記主弁の前記流入口と、前記スタートアップパイロットデバイスの前記流入ポートと、前記主弁の前記ギャラリとの間に流体連通を提供する、第１の供給ラインと、
    前記スタートアップパイロットデバイスの前記流出ポートから離れて第１の標的とする目的地に流体連通を提供する第１の排出ラインと、
    前記スタートアップパイロットデバイスの前記ダイヤフラムの前記第２の表面と、第１のレジストレーションソースとの間に流体連通を提供する、第１の検知ラインと、
    前記過圧パイロットデバイスの前記ダイヤフラムの前記第２の表面と、第２のレジストレーションソースとの間に流体連通を提供し、
    前記第１および第２のレジストレーションソースのうちの少なくとも１つが、前記主弁の前記流入口を含む、第２の検知ラインと、
    前記過圧パイロットデバイスの前記流出ポートと、第２の標的とする目的地との間に流体連通を提供する、第２の排出ラインと、
    前記過圧パイロットデバイスの前記流入ポートと、前記主弁の前記ギャラリとの間に流体連通を提供する、第２の供給ラインと、を備える、システム。
12. 前記第１および第２のレジストレーションソースのそれぞれが、前記主弁の前記流入口を備える、請求項１１に記載のシステム。
13. 前記第１および第２の標的とする目的地のうちの少なくとも１つが、前記主弁の前記流出口である、請求項１１または１２に記載のシステム。
14. 前記第１および第２の標的とする目的地のうちの少なくとも１つが、大気である、請求項１１〜１３のいずれか１項に記載のシステム。
15. 前記第１の検知ラインが、前記スタートアップパイロットデバイスの前記流入ポートと、前記スタートアップパイロットデバイスの前記ダイヤフラムの前記第２の表面との間に流体連通を提供する、ピトー管を含む、請求項１〜１４のいずれか１項に記載のシステム。
16. 前記主弁の前記制御ばねが、前記主弁の前記弁プラグと直接係合して前記弁プラグを前記閉鎖位置に向かって付勢する、請求項１〜１５のいずれか１項に記載のシステム。
17. 前記スタートアップパイロットデバイスが、前記スタートアップ制御力を提供するスタートアップ制御ばねを含み、前記過圧パイロットデバイスが、前記過圧制御力を提供する過圧制御ばねを含む、請求項１〜１６のいずれか１項に記載のシステム。
18. 前記主弁の前記流入口と前記スタートアップパイロットデバイスの前記流入ポートとの間の前記第１の供給ラインの中に連結されるリストリクタをさらに備える、請求項１〜１７のいずれか１項に記載のシステム。
19. 前記リストリクタが、調整可能なリストリクタまたはオリフィス板のうちの１つを含む、請求項１８に記載のシステム。
20. 前記スタートアップパイロットデバイスおよび前記過圧パイロットデバイスは、別個の物理的構造物である、請求項１〜１９のいずれか１項に記載のシステム。
21. 前記スタートアップパイロットデバイスおよび前記過圧パイロットデバイスは、共通の物理的構築物の一部である、請求項１〜２０のいずれか１項に記載のシステム。
22. 主弁と、前記主弁に流体的に接続されるスタートアップパイロットデバイスと、前記主弁に流体的に接続される過圧パイロットデバイスと、を含む流体流量制御システムを用いて、主流体搬送装置にスタートアップ機能および過圧逃し機能を提供する方法であって、
    前記主弁の流入口から前記スタートアップパイロットデバイスの流入ポートへと延在する第１の供給ラインと、前記スタートアップパイロットデバイスの流出ポートから前記主弁の流出口へと延在する第１の排出ラインとを介して、前記スタートアップパイロットデバイスを通って前記主弁の前記流入口から前記主弁の前記流出口へと流体を排出することと、
    前記スタートアップパイロットデバイスのダイヤフラムによって検知されたスタートアップ閉鎖圧が、前記スタートアップパイロットデバイスの制御圧以上であるときに、前記スタートアップパイロットデバイスを自動的に閉鎖することと、
    前記過圧パイロットデバイスのダイヤフラムによって検知された逃し開放圧が、前記過圧パイロットデバイスの制御圧以上であるときに、前記過圧パイロットデバイスを自動的に開放することと、
    前記過圧パイロットデバイスが、前記主弁のギャラリから前記過圧パイロットデバイスの前記流入ポートへと延在する第２の供給ラインと、前記過圧パイロットデバイスの流出ポートから前記主弁の前記流出口へと延在する第２の排出ラインとを介して開放している間に、前記主弁のギャラリから前記主弁の前記流出口へと流体を排出することと、を含む、方法。
23. 前記スタートアップ閉鎖圧が、前記スタートアップパイロットデバイスの前記流入ポートで検知された圧に基づく、請求項２２に記載の方法。
24. 前記逃し開放圧が、前記主弁の前記流入口で検知された圧に基づく、請求項２２または２３に記載の方法。
25. 前記スタートアップ閉鎖圧および前記逃し開放圧のうちの少なくとも１つが、前記主弁の外部にある圧力源から検知された圧に基づく、請求項２２〜２４のいずれか１項に記載の方法。
26. 主弁と、前記主弁に流体的に接続されるスタートアップパイロットデバイスと、前記主弁に流体的に接続される過圧パイロットデバイスとを含む流体流量制御システムを用いて、主流体搬送装置にスタートアップおよび過圧逃し機能を提供する方法であって、
    前記主弁の流入口から前記スタートアップパイロットデバイスの流入ポートへと延在する第１の供給ラインと、前記スタートアップパイロットデバイスの流出ポートから第１の標的とする目的地へと延在する第１の排出ラインとを介して、前記スタートアップパイロットデバイスを通って前記主弁の前記流入口から前記第１の標的とする目的地へと流体を排出することと、
    前記スタートアップパイロットデバイスの前記流入ポートの圧が、前記スタートアップパイロットデバイスの制御圧以上であるときに、スタートアップパイロットデバイスを自動的に閉鎖することと、
    前記主弁の前記流入口の圧が、前記過圧パイロットデバイスの制御圧以上であるときに、前記過圧パイロットデバイスを自動的に開放することと、
    前記主弁のギャラリから前記過圧パイロットデバイスの流入ポートへと延在する第２の供給ラインと、前記過圧パイロットデバイスの流出ポートから第２の標的とする目的地へと延在する第２の排出ラインとを介して、前記開放された過圧パイロットデバイスを通って、前記主弁の前記ギャラリから前記第２の標的とする目的地へと流体を排出することと、を含む、方法。
27. 前記スタートアップパイロットデバイスのダイヤフラムで前記スタートアップパイロットデバイスの前記流入ポートの圧を検知することをさらに含む、請求項２６に記載の方法。
28. 前記過圧パイロットデバイスのダイヤフラムで前記主弁の前記流入口の圧を検知することをさらに含む、請求項２６又は２７のいずれか１項に記載の方法。
29. 前記第１の標的とする目的地へと流体を排出することが、前記主弁の流出口へと流体を排出することを含む、請求項２６〜２８のいずれか１項に記載の方法。
30. 前記第２の標的とする目的地へと流体を排出することが、前記主弁の流出口へと流体を排出することを含む、請求項２６〜２９のいずれか１項に記載の方法。
31. 前記第１の標的とする目的地へと流体を排出することが、大気、貯蔵タンク、または別の流体回収システムのうちの１つへと流体を排出することを含む、請求項２６〜３０のいずれか１項に記載の方法。
32. 前記第２の標的とする目的地へと流体を排出することが、大気、貯蔵タンク、または別の流体回収システムのうちの１つへと流体を排出することを含む、請求項２６〜３１のいずれか１項に記載の方法。
33. 請求項１〜２１のいずれか１項に記載の流体制御システムに接続されるパイプラインまたはタンクを含む、流体ハンドリングおよび送出システム。

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