KR0162666B1 - 밸브 - Google Patents

Abstract

위생 혼합탭의 밸브에 있어서 서로 접촉하는 밀봉판이 소결된 탄화 규소 세라믹으로 이루어진다. 그것들의 작동 표면은 연삭 및/또는 래핑 및/또는 폴리싱에 의해 적어도 75% 범위까지 가공된다. 작동표면에서 그것들의 평균 조도는 0.01 내지 0.1㎛이다.

Description

밸브

제1도는 작동 싸이클에 대해 본 발명의 본 발명의 밀봉판 조합에서 요구되는 이동력을 도시한 도면이다.

제2도는 상기 제1도와 동일한 작동 싸이클에 대해 오일이 첨가되지 않는 산화알루미늄 밀봉판을 사용한 밀봉판 조합에서 요구되는 이동력을 도시한 도면이다.

특허청구범위 및 상세한 설명에 사용되는 비압력 소결 공정, 고온 프레스 공정, 고온 등압 프레스에 후속하는 비압력 소결 공정으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 공정에 의해 제조되는 탄화 규소 세라믹 이란 용어는 금속 규소를 용침시킴으로써 생성되는 탄화 규소, 소위 반응 소결된 또는 반응 결합된 탄화 규소를 본 발명으로부터 배제시키는 의미로 해석되어야 한다. 또한, 코팅이 부가적으로 제공된 밀봉판도 본 발명에 속하지 않는다.

작동 표면 이란 용어는 밀봉판의 접촉면을 나타낸다. 본 발명은 단지 2개의 밀봉판을 가지는 통상적인 형태의 위생용 혼합 탭에 사용되는 밸브에 사용될 수 있으나 그것에 국한되는 것은 아니며, 예컨대 3개의 밀봉판으로 작동하는 혼합 탭에도 사용될 수 있다.

탄화 규소는 본 발명이 대상이 아니며, 본 발명에 따라 밀봉판에 예컨대, 독일 출원 제 24 49 662호, 독일 출원 제 26 24 641호 또는 독일 출원 제 37 33 730호에 기재되어 있는 바와 같은 탄화 규소 물질로 이루어질 수 있다.

특히 바람직한 실시예에 따르면, 밀봉판이 0.05 내지 0.1㎛의 평균 조도(Ra)를 가진다. 0.05 미만의 평균 조도는 보다 높은 밀봉판 상호간의 이동력을 야기시킨다.

유럽 출원 제 63 762호 및 유럽 출원 제 63 627호에 기재된 반응 소결된 탄화 규소 재료와는 달리, 본 발명의 특히 바람직한 실시예에 따르면 3.05g/㎤ 보다 큰 밀도를 갖는 탄화 규소 세라믹이 사용된다. 이러한 탄화 규소 세라믹은 기계적으로 특히 안정하며 화학적 영향에 대해 특별한 내성을 가지고 있고 특히 적은 마모율을 가지고 있기 때문에, 장기간 사용후에도 밸브가 완전하게 작동할 수 있도록 한다.

본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따르면, 서로 접촉하는 밀봉판이 동일한 탄화 규소 세라믹으로 이루어진다. 그러나, 서로 접촉하는 2개의 밀봉판 사이의 미미한 - 예컨대 제조에 기인한 - 편차가 있는 경우도 본 발명이 범주를 벗어나는 것이 아니다. 물론, 서로 접촉하는 개별 밀봉판 사이의 밀도차가 최대 0.25g/㎤의 밀도차를 초과하지 않는 것이 바림직하며, 어떠한 경우에도 밀봉판은 3.05g/㎤ 미만의 밀도를 가져서는 안된다.

본 발명이 또다른 바람직한 실시예에 따르면, 초기의 거친 표면 비율은 최대 95%로 제한하는 것이 바람직한 것으로 나타났는데, 이 이뉴는 장기간 사용후에도 거친 표면 약간 증가하기 때문이다. 즉, 초기의 거친 표면 비율이 95%이상인 밀봉판을 갖는 밸브를 장기간 사용한 후에는 밸브의 순조로운 작동 즉, 밀봉판 상호간의 적은 이동력 및 분리력이 더이상 보장되지 않는다.

본 발명에서는 지금까지 행해왔던 접촉하는 밀봉판 사이에 오일을 첨가하는 공정을 생략할 수 있기 때문에, 오일 첨가 공정을 생략함으로 인한 또다른 제조 공정 상의 장점을 부가적으로 얻을 수 있다.

본 발명에 따른 밀봉판은 2,800 미만의 비커즈 경도(HV 0.5 ; DIN 50 133)를 가짐으로써, 본 발명에 따른 밀봉판 조합의 수명이 더욱 연장된다.

제1도는 밸브판 사이에 오일을 첨가하지 않은 상태에서 독일 특허 제 37 33 730호에 따른 탄화 규소로 제조된 후 밸브판을 200,000 싸이클을 작동시킨 후의 토크, 거친 표면 비율, 및 조도의 변도을 나타낸다. 제2도는 오일을 첨가하지 않은 상태에서 산화알루미늄으로 제조된 통상의 두 밸브판을 200,000 싸이클을 작동시킨 후의 토크, 거친 표면 비율, 및 조도의 변동을 나타낸다.

제1도 및 제2도를 비교한다면, 본 발명에 따른 밸브판 조합이 200,000 싸이클을 작동한 후에도 밸브판 상호간의 이동력 - 여기서는 토크(Ncm)라 함-이초기의 낮은 토크값을 계속해서 유지하고 있음을 알 수 있다. 또한, 거친 표면 비율이 증가하는 동시에 산술적인 평균 조도(Ra)가 미미하게 감소함을 알 수 있다.

이에 비해, 제2도에서는 도일을 첨가하지 않은 상태에서 산화알루미늄 밀봉판 상호간의 이동력이 매우 높음을 알 수 있다.

도면에서 E는 삽입판을 나타내고, S는 조정판을 나타내며, TA는 거친 표면 비율을 나타낸다.

본 발명은 밸브, 특히 서로 접촉하는 2개 이상의 소결된 세라믹 밀봉판을 구비하는 위생용 혼합 탭에 사용되는 밸브에 관한 것이다.

위생용 혼합 탭에 사용하기 위한 상기한 형태의 밀봉판은 이미 폭넓게 사용되고 있으며, 이는 유럽 특허 출원 43 456호에 개시되어 있다. 상기 특허에 따르면, 3 내지 25 중량% 의 이산화지르코늄을 포함하는 산화알루미늄이 밀봉판의 재료로서 제안되어 있다. 상기 공지된 밀봉판에서 이미 빌봉판 상호간의 이동력의 감소가 달성되었으며, 거친 표면 비율(profile bering percentage)이 10 내지 40%로 매우 작음에도 불구하고 충분한 밀봉효과를 얻을 수 있었다. 이때, 상기 거친 표면 비율은 하나의 밀봉판이 다른 하나의 밀봉판을 지지하는 거친 표면의 비율을 의미한다.

미국 특허 출원 제 4,856,758호에는 피팅용(fitting) 밀봉판 조합이 개시되어 있다. 상기 특허의 한 실시예에서는 2개의 판 중 하나가 탄화 규소로 이루어지고 다른 하나는 상이한 특성을 가진 강성 재료로 이루어져 있다.

이러한 밀봉판 조합의 한 예로는 탄화 규소/산화알루미늄 또는 탄화 규소/규산알루미늄으로 이루어지는 것이다. 탄화 규소가 서로 접촉하는 2개의 밀봉판을 구성하는 재료로서 사용되려면, 탄화 규소는 상이한 특성을 가져야 한다. 상기 특허는 보다 적은 경도를 가진 밀봉판에 다수의 극미한 홈을 가진 보다 덜 매끄러운 표면이 제공됨으로써 상호 작용하는 2개의 판 사이의 거친 표면이 상당히 감소된다는 한계를 갖는다. 이러한 사실은 거친 표면 비율이 낮다는 의미로 이해되어야 한다. 상기 특허에 따라 사용되는 탄화 규소 재료는 탄소함유 탄화 규소 블랭크에 금속 규소를 용침시킴으로써 제조된다(이를 소위 반응 소결된 또는 반응 결합된 탄화 규소라 한다).

독일 특허 제 38 29 506호에는 조절가능한 밸브 부재와 밸브 시이트 부재가 상이한 세라믹 재료, 예컨대 탄호물 재료 또는 질화물 재료를 함유하는 산화물 재료의 조합으로 이루어지는 밸브가 개시되어 있다. 유사하게, 독일 실용신안 제 87 15 055호에서는 삽입판 및 조정판을 가진 위생용 피팅의 상부 밸브를 산화알루미늄 및 탄화 규소의 재료의 조합으로 구성하는 것이 개시되어 있다. 여기에 개시된 탄화 규소 재료는 미국 특허 출원 제 4,856,758호에 이미 개시되어 있는 반응 소결된 탄화 규소(SiC-So)이다. 유럽 특허 출원 제 63 627호 및 유럽 특허 제 63 762호에는 동일한 재료로 구성된 밸브판이 개시되어 있다. 이러한 두 특허에서는 밸브판이 표면이 .01 내지 0.15㎛ 범위의 평균 조도를 가지고 있다. 여러번 제시된 반응 소결된 탄화 규소는 그가 함유한 금속 성분으로 인해 내침식성 및 내부식성이 불량하다는 단점이 있다. 위생용 혼합 탭에서 공지된 밀봉판 조합의 또다른 문제점은 매우 높은 밀봉 효과를 가져야 하는 동시에 작동시 밀봉판 상호간의 이동력이 적어야 한다는 점이다. 전술한 선행 기술에서의 많은 제안에도 불구하고, 지금까지는 밸브의 조립시 접촉하는 밀봉판 사이에 보조제로서 오일을 넣지 않으면, 밀봉판 상호간의 이동력을 만족스럽게 감소시키지 못했다. 그러나, 첨가된 오일이 차츰 차츰 씻겨져 그 효능을 잃어비리게 되면 결국 탭이 작동하기 어렵게 된다. 또한, 오일을 첨가하는 부가의 제조 공정이 필요하다는 단점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 문제점들을 해결하기 위해 제안된 것으로써, 본 발명의 목적은 하기의 요구조건을 충족시키는 밀봉판을 가진 밸브, 특히 위생용 혼합 탭에 사용되는 밸브를 제공하는 것이다.

- 용침된 규소를 함유하는 탄화 규소로 구성된 밀봉판에 비해 개선된 내침식 및 부식성,

- 밀봉판 상호간의 적은 이동력 및 양효한 밀봉작용,

- 오일첨가의 생략, 및

- 밀봉판 상호간의 적은 이동력이 초기부터 장기산 사용후에도 계속 유지되어야 한다.

상기한 본 발명의 목적은 서로 접촉하는 2개 이상의 세라믹 밀봉판을 구비한 밸브로서, 각각의 밀봉판이 3.05 g/㎤ 이상의 밀도를 가지고 비압력 소결 공정, 고온 프레스 공정, 및 고온 등압 프레스에 후속하는 비압력 소결 공정으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 공정에 의해 제조된 탄화 규소 세라믹으로 구성되며, 상기 밀봉판의 작동 표면은 75% 이상의 거친 표면 비율 및 0.01 내지 0.1㎛의 평균조도(Ra)를 갖는 밸브를 제공함으로써 달성된다.

Claims (7)

1. 서로 접촉하는 2개 이상의 세라믹 밀봉판을 구비한 밸브로서, 각각의 밀봉판이 3.05 g/㎤ 이상의 밀도를 가지고 비압력 소결 공정, 고온 프레스 공정, 및 고온 등압 프레스에 후속하는 비압력 소결 공정으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 공정에 의해 제조된 탄화 규소 세라믹으로 구성되며, 상기 밀봉판의 작동 표면은 75% 이상의 거친 표면 비율 및 0.01 내지 0.1㎛의 평균조도(Ra)를 갖는 밸브.
2. 제1항에 있어서, 상기 평균 조도(Ra)가 0.05 내지 0.1㎛인 것을 특징으로 하는 밸브.
3. 제1항에 있어서, 상기 각각의 밀봉판은 95%까지의 거친 표면 비율을 갖는 밸브.
4. 제1항에 있어서, 서로 접촉하는 상기 밀봉판의 작동 표면에는 어떠한 오일도 제공되지 않은 밸브.
5. 제1항에 있어서, 상기 밀봉판이 2,800 미만의 비커즈 경도(HV 0.5 ; DIN 50 133)를 갖는 탄화 규소 세라믹으로 구성되는 밸브.
6. 제1항에 있어서, 상기 밀봉판의 작동 표면은 연삭 공정, 래핑 공정, 및 폴리싱 공정으로 이루어진 그룹으로부터 선태된 하나 이상의 공정에 의해 75% 이상의 거친 표면 비율을 갖는 밸브.
7. 제1항에 있어서, 상기 밀봉판들이 서로 다른 밀도를 갖는 밸브.