KR100210722B1 - 회전식 유동제어밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연수장치 등과 같은 다중사이클식 액체처리장치의 사이클을 제어하는 회전식 유동제어밸브에 관한 것이며, 서로 함께 회전하게 연결된 한 쌍의 회전할 수 있고 슬롯을 가지며 원형인 디스크가 한 쌍의 정대되고 서로 연결된 언통형 하우징에 배치되고, 디스크의 회전에 의해 밸브의 여러 경로를 통한 액체 유동을 제어하며, 클램프와 클립이 구비되어 조립된 밸브부품을 서로 고정시킨다.

Description

[발명의 명칭]

회전식 유동제어밸브

[발명의 배경]

(1) 발명분야

본 발명은 다중사이클식 액체처리장치에 이용되는 회전식 유동제어밸브에 관한 것이며, 특히, 액체처리장치의 상이한 사이클을 자동적으로 출발 및 정지시키는 개선된 회전식 유동제어밸브에 관한 것이다.

이온교환수지입자를 이용한 연수장치(water softening apparatus)는 수지입자의 경수도제거능력(연수화능력)을 회복 또는 유지시키기 위해 염수로 규칙적으로 재생되어야 한다.

그러한 장치의 유동제어밸브는 매 4사이클 또는 그 이상의 사이클동안에 처리탱크 및 염수시스템에서 수지입자를 통해 유동하는 액체의 체적과 속도를 정확히 제어해야 한다.

단독주택에서 이용되는 자동식 연수장치는 그러한 주택에서 보편적으로 발견되는 광범위한 압력과 유동 및 경성(hardness)의 조건하에서 작동할 수 있어야 한다. 그러한 광범위한 조건하에서 이용할 수 있는 종래의 유동제어밸브는 다수의 이동부분을 갖기 때문에 매우 복잡하고 경비가 곤란했다. 또한, 그러한 종류의 밸브는 일례로 역류사이클중에 고속유동을 요구하는 필터 등과 같은 다양한 종류의 액체처리장비와 함께는 사용될 수 없다.

(2) 관련기술

본 발명의 회전식 유동제어밸브는 1979년 1월 23일 허여되고 그 명칭이 액체처리장치인 미국특허 제4,136,032호에 기술된 액체유동제어밸브의 개선을 꾀한다. 그러한 공지기술에 따라 제조된 밸브는 그럭저럭 작동한다. 그러나, 다음과 같은 개선이 요구된다. 그러한 유동제어밸브가 정확한 조정이나 조절이 없이도 일정한 사이클적으로 일정한 시간주기마다 정확한 수의 유동로를 제공한다면 좋을 것이다. 또한, 밸브가 최소의 부품수로 조립되고, 그러한 부품이 조립중 또는 조립후에 정확한 조절을 하지 않아도 되면서 용이하게 조립된다면 좋을 것이다.

그러한 개선은 밸브부품의 제조와 밸브부품의 조립 및 액체처리장치의 구성부품에 관련되면 밸브의 작동에도 관련된다.

[발명의 개요]

따라서, 본 발명의 목적은 개선된 회전식 제어밸브를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 가정용 또는 상업용 연수기유니트(water softner units)등과 같은 다양한 종류의 다중사이클식 액체처리장치 및, 변동적 유동조건과 압력조건하에서 양호하게 작동할 수 있는 액체필터와 함께 사용할 수 있는 회전식 유동제어밸브를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 광범위한 유동체적에 걸쳐 작은 내압강하가 일어나는 다중사이클식 액체유동제어밸브를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 소수의 이동부분을 갖고 정확한 작동을 위한 정확한 조절이 필요하지 않은 회전이 유동제어밸브를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 거의 모든 밸브부품이 사출성형 플라스틱제이고 한쌍의 회전가능하고 슬롯을 갖는 디스크를 구비한 5사이클회전식 액체유동제어밸브를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 급작스러운 액체유량이나 압력의 증가시에도 슬롯이 개스킷을 통과하도록 홈내에 개스킷을 유지하는 액체유동제어밸브를 위한 슬롯을 가진 회전가능한 디스크를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 밸브하우징에 수류측정을 위한 흡입기 및 터빈을 위한 설치설비를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 내구성이 있고 소수의 공구로 용이하게 정비하고 수리할 수 있으면서도 단가가 저렴하며 종래의 밸브에서 발견되던 단점을 거의 갖지 않는 연수처리장비용 다중사이클회전식 액체유동제어밸브를 제공하는 것이다.

이러한 목적들은 본 발명에 따른 양태에 의해 성취되면, 그 중 한가지 양태는 중앙구멍과 상기 중앙구멍으로부터 반경방향으로 이격된 통로들이 관통되어 있는 웨브에 의해 분리된 다수의 원통형 공동을 갖는 하우징을 구비한 유동제어밸브를 제공한 형태이다. 한 쌍의 반경방향으로 연장한 포트가 하우징의 측벽에 형성되어 있으며, 그 중 하나의 포트는 원통형 공동 중 하나 속으로 연장하며 다른 하나의 포트는 원통형 공통 중 다른 하나속으로 연장한다.

한 쌍의 디스트조립체가 공동의 각각에 하나씩 배치되게 구비된다. 공동속에서 회전할 수 있는 디스크조립체는 웨브의 중앙구멍을 통해 연장하는 부재에 의해 연결됨으로써 밸브하우징의 한 쪽 단부에 부착된 모터에 의해 구동될 때 두 개의 디스크조립체가 함께 회전된다. 디스크조립체에는 또한 반경방향으로 이격된 통로가 구비되어 디스크조립체가 회전될 때 디스크조립체의 여러 통로가 웨브의 여러 통로와 얼라인드되어 다양한 유통로를 제공하게 된다. 이 원통형 하우징을 폐쇄시키기 위해 다수의 단부캡이 하우징에 대해 클램프식으로 고정되며, 그러한 클램프장치는 힘을 가해서 클램프의 고정용 돌기에 고정시키거나 분리시키는 클립에 의해 각각의 단부에서 서로 고정되는 반원형 클램프를 포함한다. 하우징의 외면에는 포켓이 형성되어 클립을 이용해 하우징상에 흡입기를 설치하게 한다. 흡입기는 하우징에 구비된 틈새와 조합되는 포트가 구비되어 흡입기가 클립으로 하우징에 고정될 때 흡입기에 대한 양호한 유동로를 제공하게 한다.

본 발명에 의한 신규사항인 것으로 믿어지는 세부사항 및 기타의 목적을 다음의 도면을 참고한 설명으로 명백해질 것이다.

[도면의 간단한 설명]

제1도는 본 발명에 따라 구성된 회전식 유동제어밸브를 포함하는 액체처리장치의 일부를 잘라낸 개략적인 전면도이다.

제2도는 제1도에 도시된 회전식 유동제어밸브의 배면도이다.

제3도는 제1도의 3-3선에 따라 취한 밸브하우징의 내측의 단부도이다.

제4도는 제1도의 4-4선에 따라 취한 밸브하우징의 내측의 단부도이다.

제5도는 제1도의 5-5선에 따라 취한 단면도이다.

제6도는 제1도의 6-6선에 따라 취한 단면도이다.

제7도는 제1도의 7-7선에 따라 취한 상면파단도이다.

제8도는 제2도의 8-8선에 따라 취한 축소저면도이다.

제9도는 제1유동제어디스크의 단부도이다.

제10도는 제9도의 제1유동제어디스크의 반대쪽의 단부도이다.

제11도는 제9도의 11-11선에 따라 취한 단면도이다.

제12도는 제2유동제어디스크의 단부도이다.

제13도는 제12도의 유동제어디스크의 반대쪽의 단부도이다.

제14도는 제13도의 14-14선을 따라 취한 단면도이다.

제15도는 제14도에 도시된 저널의 저면도이다.

제16도는 자동사이클중의 액체유동을 도시하며 일부부품이 생략되고 입구포트 및 출구포트가 제어밸브의 다른 부품과의 관계를 보다 잘 도시하도록 낮추어진 제어밸브의 일부를 잘라낸 개요도이다.

제17도는 제16도의 17-17선을 따라 취한 제2제어디스크의 위치의 개략적인 단부도이다.

제18도는 제16도의 18-18선을 따라 취한 제1디스크의 위치의 개략적 단부도이다.

제19도는 재생탱크재충전사이클동안의 액체유동로를 도시하며 재생 액재충전포트가 개략적으로 도시된 제16도와 유사하게 일부를 잘라낸 제어밸브의 개요도이다.

제20도는 제19도의 20-20선을 따라 취한 제2제어디스크의 위치의 개략적 단부도이다.

제21도는 제19도의 21-21선을 따라 취한 제1제어디스크의 위치의 개략적 단부도이다.

제22도는 재생 및 저속세척사이클동안의 액체유동로를 도시하며재생액입구포트가 개략적으로 도시된 제16도와 유사하게 일부를 잘라낸 제어밸브의 개요도이다.

제23도는 제22도의 23-23선을 따라 취한 제2디스크의 위치의 개략적 단부도이다.

제24도는 제22도의 24-24선을 따라 취한 제1디스크의 위치 개략적 단부도이다.

제25도는 역류사이클동안의 액체유동로를 도시하며 제16도와 유사하게 일부를 잘라낸 제어밸브의 개요도이다.

제26도는 제25도의 26-26선을 따라 취한 제2디스크의 위치의 개략적 단부도이다.

제27도는 제25도의 27-27선을 따라 취한 제1디스크의 위치의 개략적 단부도이다.

제28도는 고속세척사이클동안의 유동을 도시하며 제16도와 유사하게 일부를 잘라낸 제어밸브의 개요도이다.

제29도는 제28도의 29-29선을 따라 취한 제2디스크의 위치의 개략적 단부도이다.

제30도는 제28도의 30-30선을 따라 취한 제1디스크의 위치의 개략적 단부도이다.

제31도는 단부캡을 밸브하우징에 대한 조립위치에, 밸브하우징을 탱크플랜지에 대한 조립위치에 각각 고정시키기 위해 이용되는 클램프와 클립의 사시도이다.

제32도는 제31도에 도시된 클램프와 클립의 분해사시도이다.

제33도는 제31도에 도시된 클램프와 클립의 일부를 깨뜨려 낸 단면도이다.

제34도는 제31도의 34-34선을 따라 취한 일부를 깨뜨려 낸 단면도이다.

제35도는 밸브하우징과 흡입기 및 하우징에 대해 흡입기를 고정시키기 위해 이용되는 클립의 일부의 사시도이다.

제36도는 밸브하우징과 흡입기 및 하우징에 대해 흡입기를 제35도에 도시된 바와 같이 하우징에 대해 흡입기를 고정시키기 위해 이용되는 클립의 분해사시도이다.

제37도는 제31도의 37-37선을 따라 취한 부분단면도이다.

제38도는 구동모터가 제거된 제1도의 밸브의 좌단의 일부를 깨뜨려 낸 확대사시도이다.

제39도는 제38도에 도시된 피동기어와 캠 및 제어스위치의 부분단면도이다.

제40도는 제38도에 도시된 캠과 스위치의 저면도이다.

제41도는 제39도에 도시된 바와 같이 스위치작동기와 캠이 결합되는 한 위치를 도시한 부분단면도이다.

제42도는 제39도에 도시된 바와 같이 스위치작동기와 캠이 결합되는 다른 위치를 도시한 부분단면도이다.

[발명의 상세한 설명]

제1도를 보면 통상적으로 가정용으로 이용되는 종래의 다중사이클 이온교환식 연수장치(11)의 여러 사이클을 자동적으로 출발시키고 정지시키는 액체유동제어밸브(1)가 도시되어 있다.

밸브(10)의 하우징(30)은 이온교환수지의 비드(15 : bead)를 감싸고 있는 종래의 압력탱크(13)의 상부에 대해 두 개의 클램프링섹션(12 : clamp ring section)에 의해 부착된다.

클램프링섹션은 두 개의 클립(도시안됨)에 의해 연결된다.

종래의 재생액 또는 염수탱크(16) 및 흡입기의 흡입노즐(17)은 재생액 채충전포트(18) 및 재생액입구포트(20)에 직접 연결된다.

탱크(16)는 하나이상의 액체유동파이트(23)와 부구(float)제어식 차단밸브(도시 안됨) 등과 같은 기타의 종래의 부품을 가질 수도 있다. 밸브(10)는 처리 안된 원액 입구포트(24)를 통해서 가압된 경수원에 연결되고 처리된 액체출구포트(25)를 통해 수도관에 연결된다. 밸브하우징(30)에 고정된 단부캡(28)의 폐수출구포트(25)와 연통하는 꼭(26)가 밸브(10)를 하수도관 또는 기타의 폐수출구에 연결시키기 위해 이용된다.

하우징(30)은 배면쪽 벽에서의 입구포트(24)를 포함하는 오른쪽 단부의 제1원통형 공동(31)과 제1도에 보이듯이 배면쪽 벽에서의 출구포트(25)를 포함하는 왼쪽 단부의 제2원통형 공동(32)을 갖는다. 입구포트(24) 및 출구 포트(25)는 제2도에 상세히 도시되어 있다. 공동(31, 32)은 축방향으로 얼라인드되어 있고 원통형 구멍(33)에 의해 그 중심축에 연결된다.

구멍(33)으로부터 반경방향으로 바깥쪽으로 이격된 통로, 즉, 바이패스 포트(35)도 공동(31, 32)에 연결된다. 공동(31)의 통로(35)에 대한 입구는 제3도 및 제4도에 보이듯이 공동(32) 속으로의 그 출구의 폭에 비해 단지 1/3인 폭을 갖는다.

제8도에 보이듯이 하우징(30)의 제1개구(36)는 탱크의 상부에 제공된 종래의 천공된 액체분배기(37)를 통해 탱크(13) 안으로 공동(31)을 연결시키고, 제2개구(39)는 분배기(37)를 갖는 상단부와 공축관계이고 탱크의 바닥(50)의 근처까지 연장하는 종래의 천공된 액체수집기(40)를 통해 캥크(13)안으로 공동(32)을 연결시킨다. 하우징(30)의 측부에서 축방향으로 연장된 유동로(51)가 공동(32)을 재생액재충전포트(18)엔 연결시킨다.

한 쪽이 막힌 오목부(52, 43, 126, 127, 128, 129)는 공동(31) 속으로 연장하고, 또다른 한 쪽이 막힌 오목부(54, 55, 130, 131)는 공동(32) 속으로 연장한다. 한 쪽이 막힌 오목부들은 밸브를 통한 유동로의 일부가 아니라 하우징(30)을 이루는 재료를 보호하도록 형성된다. 상호연결된 1군의 홈(57)이 공동(31)의 단부면(58)의 통로(35)와 구멍(33)과 개방공(36) 및 한쪽이 막힌 오목부(52, 53, 12, 127, 128, 129)를 둘러싸고 있다. 탄성의 일체형인 0링개스킷(59)이 상기 1군의 홈(57)내에 배치된다.

또다른 상호연결된 1군의 홈(61)은 공동(32)의 단부면(62)의 통로(35)와 구멍(33)과 개방공(39)과 한쪽이 막힌 오목부(54, 55, 130, 131) 및 유동로(51)를 둘러싼다. 탄성의 일체형인 0링 개스킷(63)이 상기 또다른 1군의 홈내에 배치된다.

하우징(30)의 공동과 통로와 구멍과 개방공 및 포트는 하우징의 디스크조립체를 회전시킴으로서 한 쌍의 원형 디스크조립체(41, 42)에서의 여러 슬롯의 위치를 변화시켜 선택적으로 연결된다. 제9도와 제10도 및 제11도를 보면 디스크조립체(41)는 0링(59)의 노출면에 대해 밀봉하는 평편하고 매끈한 면(67)을 갖는 원형의 디스크(43)를 포함한다.

제12도와 제13도 및 제14도를 보면 디스크조립체(42)가 0링(63)의 노출면에 대해 밀봉하는 평편하고 매끈한 면(68)을 갖는 원형의 디스크(45)를 포함한다. 디스크조립체(42)는 면(67)으로부터 연장하고 단부가 개방되어 있으며 일체형이고 중공형이며 둥글고, 관형인 돌기(70)를 갖는 부재(65)를 포함한다. 디스크조립체(42)는 면(68)으로부터 연장하고 단부가 개방되어 있으며 일체형이고 중공형이며 둥글고 관형인 돌기(70)을 갖는 부재(66)를 포함한다. 돌기(70)의 단부에는 노치식 홈(72, 73)이 파여지고, 또 다른 돌기(71)의 단부에도 노치식 홈(74, 75)이 파여지며, 이러한 노치식 홈은 돌기(70, 71)가 구멍(33)안에서 서로 결합될 수 있는 미끄럼결합부를 제공하도록 조합될 수도 있다. 노치식 홈은 오직 하나의 위치에서만 조합되어 서로에 대한 디스크조립체(41, 42)의 정확한 방향성을 보장할 수 있도록 형성된다. 돌기(70, 71)는 축방향으로 서로 얼라인드되면 폐수포트(27)와 얼라인드된다.

양호한 실시예에서 원형인 디스크조립체(41, 42)의 부품은 적어도 두 개 이상의 상이한 재료로 이루어진다. 원형 디스크(43, 44)는 노벨(Novel)등과 같은 충전되지 않은 폴리테날록시드를 성형함으로써 양호하게 형성된다. 충전되지 않은 폴리페날록시드는 그것이 0링(59, 93)과의 결합을 위한 매끈하고 미끄러운 면을 제공한다는 점에서 선호된다. 조립체(41, 42)의 잔여부품은 노벨등과 같은 유리로 충전된 폴리페날록시드로 양호하게 형성된다. 유리로 충전된 폴리페날록시드는 보다 큰 강도를 제공할 수 있으므로 선호된다.

제9도와 제10도 및 제11도에 보이듯이 디스크(43)의 표면에(67)에 형성된 두 개의 슬롯(85, 86)이 통로(87)에 의해 돌기(71)의 내측으로 연결되며, 통로(87)는 디스크의 반대쪽 면위로 연장하고 슬롯을 완전히 감싸고 있는 블리스터(83 : blister)로 형성된다. 디스크조립체(41)의 부재(65)에는 반경방향으로 상당히 넓은 슬롯(90)이 디스크면(67)과 동일평면에 평편하고 매끈하고 표면을 갖는 브릿지(91)에 의해 뻗쳐 있다. 다른 디스크조립체(42)의 부재(66)에도 반경방향으로 상당히 넓은 슬롯(95)이 디스크면(68)과 동일평면에 평편하고 매끈한 표면을 갖는 브릿지(96)에 의해 뻗쳐 있다. 디스크조립체(42)도 작은 원통형인 관통공(140)을 갖는다. 디스크(45)의 표면(68)에 형성된 두 개의 작은 개방공(141, 142)은 부재(66)에 구비된 내부채녈에 의해 서로 연결된다. 브릿지(91)의 표면(92)은 개방형(36)을 둘러싼 개스킷부분을 누르고 폭이 넓은 슬롯(95)이 개방공(39)를 통과할 때 발생하는 액체유량이나 압력변화치 또는 마찰항력의 급작스러운 증가에 의해 개스킷(59)이 홈(57)의 밖으로 빠지는 것을 방지한다.

블리스트(83)에 고정된 중공형인 원형 저널(100)은 디스크조립체(41)를 단부캡(28)의 베어링구멍(101)에 회전가능하게 지지한다. 저널(100)을 통한 원형 구멍(102)은 돌기(70)와 폐수포트(27)의 사이에서 축방향으로 얼라인드된다.

단부캡(28)은 제31도에 보이듯이 두 개의 거의 반원형인 클램프(103)와 두 개의 클립(125)에 대해 제거가 가능하게 부착된다. 저널(100)상의 숄더(105)와 단부캡(28)의 사이에서 압축된 추력스프링(104)이 디스크(43)의 평편하고 매끈한 표면(67)을 0링 개스킷(59)의 노출면에 대해 민다. 종래의 유동제어워셔(106)는 저널(100)과 포트(27)의 꼭지(26)의 사이에 배치된다. 제2유동워셔(137)가 디스크조립체(12)의 개방공(123) 위에 배치된다. 연결봉(109)이 블리스터(88)의 외면으로부터 돌출한다. 원형저널(110)은 연결봉(109)을 수용하여 연결시키기 위해 그 내면에 슬롯(111)을 갖는다. 저널(110)은 단부캡(113)의 베어링구멍(112)에 회전가능하게 수용되어 디스크조립체(42)을 위한 지지부를 제공한다. 블리스트(88)의 숄더(115)와 저널(110)의 사이에서 압축된 추력스프링(114)이 0링 개스킷(63)의 노출면에 대해 디스크(45)의 평편하고 매끈한 표면을 민다.

종래의 기어가 달린 모터조립체(116)는 전자식 제어회로에 의해 제어되는 바와 같은 일정한 회전각순열로 기어(134)를 회전시킨다. 기어(134)는 저널(110)에 연결되어 디스크(65, 66)를 일치해서 회전시키는 힘을 제공하여 장치에서의 액체유동방향이 변화되고 제어되는 동안에 시간주기를 변화시키기 위해 각각의 디스크에 있는 다양한 슬롯을 공동과 채널과 통로 및 구멍에 대해 선택적으로 얼라인드시키거나 막는다. 제38도 내지 제41도를 보면서 디스크조립체(41, 42)를 위한 구동설비를 보다 상세히 설명한다. 피동기어(134)와 캠(154)을 포함하는 구동부재(152)는 디스크조립체(41, 42)를 구동시키기 위해 저널(110)에 대해 고정된다. 저널(110)은 불규칙한 형태를 가져 구동부재(52)에 구비된 유사하게 불규칙한 형태를 갖는 컵(156)이 오직 하나의 위치로만 저널(110)위에 끼워져 캠(154)이 디스크조립체(41, 42)에 대해 정확한 방향을 갖게 한다. 단부캡(158)이 컵(156)에 구비되어 스크류 등과 같은 조임기(160)가 구동부재(152)를 저널(110)에 고정시키기 위해 이동될 수도 있다. 기어가 달린 모터(110)가 단부캡(113)에 구비된 보스(162)에 고정된다. 제1도에 보이듯이 기어가 달린 모터(116)상의 피니온기어가 피동기어(134)와 결합되어 제38도에 보이듯이 반시계방향으로 구동부재(152)를 회전시키게 한다. 한 쌍의 마이크로스위치(164, 166)는 그 작동부재가 캠(154)가 맞물리는 위치로 단부캡(113)상에 고정된다. 다섯 개의 동등간격으로 갖는 캠면(168, 170, 172, 174, 176)이 마이크로스위치(164)의 작동기와 맞물리게 배치된다. 또다른 캠면(78)이 마이크로스위치(166)의 작동기와 맞물리는 위치로 캠면(176)에 인접하여 구비된다.

연수장치(11)용 제어회로에 최초에 에너지를 가할 때 제어회로는 모터에 에너지를 가하여 스위치(166)의 작동기를 제41도에 도시된 위치에서 제42도에 도시된 위치로 보내고 스위치(166)에 작동기는 캠면(178)에 서지만 다른 스위치(164)의 작동기는 아직 캠면(176)에 도달하지 않은 위치로 기어(134)를 회전시킨다. 이는 밸브(10)에 의해 제어되는 다섯 개의 사이클이 시작될 수 있는 원위치(home position)로 여겨진다.

밸브(110)에 의해 제어되는 다섯 개의 사이클을 시작하기 위해 제어회로는 모터에 에너지를 가해서 모터를 스위치(164)의 작동기가 캠면(176)내에서는 위치로 시계방향으로 회전시킨다.

구동모터는 이어서 제어회로에 의해 예정된 시간주기동안 에너지가 소거되고 그 후에 다시 에너지가 가해져 모터는 스위치(164)의 작동기가 캠면(174)내에 서기까지 반시계방향으로 구동부재를 다시 회전시킬 것이다. 또한, 마이크로스위치(164)가 작동되어 구동모터는 제어회로에 의해 에너지가 소거된다. 그 후에 모터는 다시 에너지가 가해져 작동스위치(164)가 캠면(172)에 서기까지 반시계방향으로 기어를 다시 구동한다.

마찬가지로, 구동부재(152)는 스위치(166)의 작동기가 캠면(178)과 다시 맞물려 사이클의 끝에 도달했다는 어떤 표시를 제어회로에 주는 위치에 도달하기까지 제어밸브의 몇 개의 사이클을 통해 계속 회전된다. 제40도에 보이듯이, 마이크로스위치(164, 166)는 원위치(home position)에서 캠면(176, 178)과 그 작동기가 맞물려 있다.

제31도 내지 제33도에 보이듯이 두 개의 거의 반원형인 클램프(103)와 두 개의 클립(125)은 단부캡(28, 113)을 하우징(30)상에서 붙들고 있다. 동일한 클램프(103)와 클립(125)이 밸브하우징(30)을 압력탱크(13)에 고정시키기 위해 이용된다. 반원형 클램프(103)와 클립(125)에는 단부캡과 압력탱크(13)상에 및 하우징상에 구비된 플랜지와 맞물리도록 그 내면상에 홈(180)이 구비되나. 홈(180)은 클램프링이 클램프(125)에 의해 서로 당겨지도록 형성되며 홈은 플랜에 서로를 향하는 힘을 가한다. 각각의 클램프(103)의 제1단부에는 제1형태의 고정수단(184)이 구비되면 다른 단부에는 제2형태의 고정수단(184)이 구비된다. 클립(125)은 그 안에 구멍(186)을 가지며, 그 제1부분은 비교적 넓은 제1개방공(188)을 갖고 제2부분은 비교적 좁은 제2개방공(190)을 갖는다. 이러한 개방공은 구멍(186)의 바닥벽(192)에 제공된다.

클립(125)을 클램프(103)상에 장착하기 위해 제2형태의 고정수단(184)이 개방공(188)을 관통하여 거기에 형성된 립(194; lip)이 바닥면(192)의 표면과 맞물린다. 개방공(190)에 배치된 클램프(103)상의 제1고정수단(182)에 의해 클립상의 탭(194; tab)이 클램프(103)를 향해 밀려 제34도에 보이는 위치에 도달하기까지 개방공(190)을 관통해서, 고정수단(182)의 측부상의 돌기(196)가 바닥면(192)의 표면과 맞무린다. 제2클립도 유사한 방식으로 장착된다.

밸브체로부터 단부캡과 탱크를 분리하기 위해 탭(194)에 적절한 크기의 힘을 가하여 벽(192)이 돌기(196)를 넘어가게 하면 클립을 제거할 수 있다. 밸브(10)의 부품간의 결합부를 밀봉하기 위해 홈에 적절히 배치된 0링이 필요하며, 밸브하우징(30)과 단부캡(28, 113)은 부분적으로 유리충전된 아세탈등과 같은 낮은 표면마찰계수를 갖는 플라스틱으로 종래와 같이 사출성형함으로써 제조된다.

출구포트(25)에는 밖으로 개방된 오목부(139)가 구비된다. 오목부(139)는 자석감지기를 수용하도록 구비된다.

표준노즐벤츄리식 흡입기(17)가 하우징(30)에 형성된 포켓(152)에 수용된 클립(150) 및 흡입기(17)의 설치부에 형성된 노치식 홈(154)에 의해 제32도에 보이듯이 포트(18, 20)위에 직접 고정된다. 노즐 벤츄리식 흡입기는 단일관(44)에 의해 염수탱크(16)의 액체유동관(23)에 연결된다.

[밸브의 작동]

밸브(10)는 5사이클식 연수공정동안에 장치(10)의 액체유동을 자동적으로 제어하기 위해 다음의 방식으로 작동한다. 사이클작동중에 디스크(65, 66)는 제16도 내지 제18도에 보이듯이 배치된다. 디스크(65)의 슬롯(90)은 공동(31)의 개방공(36)과 얼라인드되면 디스크(66)의 슬롯(93)은 공동(32)의 개방공(39)과 얼라인드된다. 디스크(65)의 블리스터(83)의 아래의 슬롯(120, 121)과 슬롯(77, 78, 79, 80)은 공동(31)을 통한 어떤 개방된 액체유동로와도 대면하지 않는다.

마찬가지로, 디스크(66)의 블리스터(88)의 아래의 슬롯(122, 123)과 슬롯(85, 86)도 공동(32)을 통한 어떤 개방된 액체유동로와도 대면하지 않는다. 포트(24)를 통해 공동(31)으로 들어가는 모든 경수는 슬롯(90)을 떠나 개방공(36)을 통해 분배기(37)로 들어간다. 경수는 그것이 이온교환수자(15)로 된 배드(bed)를 통해 아래로 흐르면서 연화된다. 연수는 수집기(40)의 하단부로 들어가서 얼라인드된 개방공(39)과 슬롯(95)을 통해 공동(32)까지 흐른다. 공동(32)으로부터의 연수는 포트(25)를 통해 수도꼭지로 흐른다.

다음 사이클은 재생탱크충전을 위한 것이다. 이러한 사이클동안에 디스크(65, 66)는 제19도 내지 제21도에 보이는 위치로 회전된다. 디스크(65)의 슬롯은 개방공(36)과 얼라인드되며, 디스크(65)의 다른 슬롯은 어느 것도 개방된 유동로와 대면하지 않는다. 디스크(66)의 슬롯(122)은 개방공(39)과 얼라인드되며 슬롯(95)은 통로(51)와 얼라인드되고 통로(144)와 얼라인드된다. 각진 통로(51)가 재충전포트(18)에 연결된다. 다른 각진 통로(144)는 입구포트(20)에 연결된다. 디스크(66)의 다른 슬롯은 어느 것도 개방된 유동로와 대면하지 않는다. 포트(24)를 통해 들어간 경수는 얼라인드된 슬롯(120)과 개방공(36)을 통과하며, 이어서, 앞서 말했듯이 연화된다. 공동(32)의 연수도 슬롯(95)을 통해 각진 통로(151)속으로 및 각진 통로(144)속으로 흐른다. 두 개의 통로로부터의 물은 이어서 흡입기(17)를 통하고 관(44)을 통해 염수탱크(16)속으로 흐른다. 탱크(16)속으로 흐르는 연수의 체적은 부구제어식 차단밸브에 의해 종래처럼 제어된다.

다음의 사이클은 수지베드의 재생 및 저속세척을 위한 것이다. 이러한 사이클동안에 디스크(65, 66)는 제22도 내지 제24도에 도시된 위치로 회전된다. 디스크(65)의 블리스터(83)의 아래의 슬롯(79, 80)을 개방공(36)과 얼라인드되고 슬롯(120)은 통로(35)와 얼라인드된다. 디스크(65)의 다른 슬롯들은 어떤 개방된 통로와도 대면하지 않는다. 디스크(66)의 슬롯(95)도 통로(35)와 얼라인드되며 슬롯(141)은 각진 통로(144)와 얼라인드된다. 슬롯(142)은 개방공(39)과 얼라인드되며 슬롯(140)은 통로(51)과 얼라인드된다. 디스크(66)의 다른 슬롯들은 어떤 개방된 통로와도 대면하지 않는다. 따라서, 디스크(66)는 공통(32)으로부터 개방공(39)으로의 유동을 저지하고 디스크(65)상의 블리스터(83)는 공동(31)으로부터 개방공(36)으로의 유동을 저지한다. 블리스터(83)의 통로(82)는 개방공(36)을 돌기(70)의 내측으로 연결시키며 구멍(102)을 통해 폐수포트(27)로의 유동로를 제공한다. 공동(31)의 경수는 슬롯(90)을 통해 통로(35)속으로 및 슬롯(95)을 통해 공동(32)속으로 흐른다.

이러한 사이클동안에는 오직 경수만이 포트(25)를 통한 수도용으로 이용할 수 있다. 공동(32)으로부터의 경수는 가진 통로(51)와 포트(18)를 통해(제22도에 가상선으로 보임) 흡입기의 노즐(17)로 흐른다. 이러한 노즐(17)을 통한 수류는 종래의 방식대로 재생액을 탱크(16)의 밖으로 끌어내는 흡입을 일으킨다. 노즐이 축소되어 있으므로 유동량은 비교적 작다.

개방공(39)은 수집기(40)와 용기(13)와 분배기(37)와 개방공(26)과 슬롯(77, 78, 79, 80)과 통로(82)와 돌기(70)와 구멍(102) 및 폐수포트(27)를 차례로 통과하면서 이어지는 경로를 통해 거의 대기압까지 배수된 수압을 갖는다. 재생액은 라인(21, 44)과 흡입기(17) 및 포트(20)를 통해 디스크채널(143)과 구멍(39)속으로 및 수집기(40)를 통해 이온교환수지비드(15)로 된 베드의 바닥속으로 흐른다. 재생액은 비드(15)로 된 베드를 통해 천천히 상향유동되어 경도제거용 공동에 저장된다. 사용된 재생액은 분배기(37)로 들어가서 개방공(36)속으로 슬롯(77, 78, 79, 80)과 통로(82)와 돌기(70) 및 구멍(102)을 통해 폐수포트(27)로 흐른다. 폐수포트(27)로부터 상된 재생액이 하수도관이나 기타의 폐수처리장소로 흐른다. 예정된 양의 재생액이 탱크(16)로부터 빠져나온 후에 종래의 밸브수단이 흡입기(17)로의 재생액의 유동을 정지시키지만 각진 통로(51)를 통한 수류는 앞서 말한 경로를 따라 계속 흐르며 용기(13)의 수지비드(15)로 된 베드로부터 재생액을 천천히 헹구어낸다.

다음 사이클은 수지베드의 역류사이클이다. 이러한 사이클동안에 디스크(65, 66)는 제25도 내지 제27도에 보이는 위치로 회전된다. 디스크(65)의 블리스트(83)의 아래의 슬롯들은 여전히 개방공(36)과 얼라인드되며 슬롯(90)도 여전히 통로(35)와 얼라인드된다. 디스크(65)의 다른 슬롯들을 어떤 개방된 유동로와도 대면하지 않는다. 디스크(66)의 슬롯(123)은 개방공(39)과 얼라인드되고 또다른 슬롯(95)은 통로(35)와 얼라인드된다.

디스크(66)의 다른 슬롯들은 어떤 개방된 유동로와도 얼라인드되지 않는다. 블리스터(83)가 공동(31)으로부터 개방공(36)으로의 유동을 계속 저지하고 있을 때 공동(31)으로부터 슬롯(90)을 통한 통로(35)로의 유동 및 슬롯(95)을 통한 공동(32)으로의 유동을 계속된다. 포트(25)를 통한 수도용으로 경수가 제공된다. 공동(32)으로부터 유동워셔(137)을 통하고 이어서 수집기(40)를 통한 탱크(13)의 바닥으로의 수류량은 크게 증가된다. 이러한 격렬한 작용이 비드를 청소하며 더러운 물로부터 걸리진 이물질을 분배기(37)와 개방공(36)과 통로(82)와 돌기(70)와 구멍(102)을 통해 폐수포트(27)의 밖으로 몰아낸다.

공급사이클로 복귀하기전의 최종사이클은 수지베드의 고속세척사이클이다. 이러한 사이클동안에 디스크(65, 66)는 제28도 내지 제30도에 보이는 위치로 회전된다. 디스크(65)의 슬롯(121)은 개방공(36)과 얼라인드되고 슬롯(120)은 통로(35)와 올라인드된다. 디스크(65)의 다른 슬롯들은 어떤 개방된 유동로와도 대면하지 않는다. 디스크(66)의 블리스터(88)의 아래의 슬롯(85, 86)은 개방공(39)과 얼라인드되며 슬롯(95)는 통로(35)와 얼라인드된다. 디스크(66)의 다른 슬롯들은 어떤 개방된 유동로와도 대면하지 않는다. 공동(31)로부터의 경수는 슬롯(120)을 통해 통로(35)로, 그리고, 이어서 슬롯(95)을 통해 공통(32)으로 흐른다. 공동(32) 속의 물은 포트(25)를 통해 수도용으로 이용할 수 있다. 공동(31)으로부터 슬롯(121)을 통해 개방공(36)으로 및 분배기(37)를 통해 탱크(13) 속으로 대량의 물이 흐른다. 물은 수집기(40)속으로 급속히 하향유동하며 비드(15)를 계속 헹구면서 탱크(13)의 바닥에 대한 팽팽한 베드속으로 비드(15)를 쑤셔넣는다. 수집기(40)로부터의 세척용 물은 개방공(39)과 슬롯(85, 86)을 통해 통로(87)와 돌기(71, 70) 및 구멍(102)속으로 차례로 흐르며 폐수포트(27)를 통해 배출된다. 이렇게 해서 5사이클식 연수공정을 완료한다. 디스크(65, 66)는 이어서 제16도 내지 제18도에 보이는 위치로 회전되어 공급용 사이클을 재개한다. 본 처리장치에서의 액체유동의 방향이나 체적 또는 순서는 회전디스크(65, 66)의 슬롯의 크기나 위치 및 통로와 구멍과 포트 등의 위치나 크기를 변화시킴으로써 변화될 수 있다.

사이클도 마찬가지로 더해지거나 제거될 수 있다. 액체유동의 체적이나 방향은 본 발명의 제어밸브로 양호하게 제어될 수 있으며 상업용 연수장치와 액체필터로도 사용될 수 있다. 당분야에 숙련된 자에게는 본원에 기술된 것이 본 발명의 회전식 유동 제어장치의 양호한 실시예로 주어진 것으로서 본 발명의 범위나 정신을 벗어남이 없이도 그러한 실시예에 대한 변경이 용이하게 이루어질 수도 있을 것임이 명백할 것이다.

첨부된 청구범위는 그러한 본 발명의 범위 및 정신에 드는 변경 또는 변화를 망라할 것을 의도한 것이다.

Claims (8)

1. 액체처리재료를 담고 있는 용기인 액체처리장치에 이용하기 위한 회전식 유동제어밸브에 있어서, 하우징과 한 쌍의 분리되고 회전할 수 있으며 슬롯을 가진 원형의 디스크조립체 및 구동모터를 포함하며, 상기 하우징은, 제1원통형 측벽으로 형성되고 상기 제1원통형 측벽으로부터 연장한 비처리 액체의 입구포트를 갖는 제1원통형 공동과, 상기 제2원통형 측벽으로부터 연장한 처리된 액체의 출구포트를 갖는 제2원통형 공동을 구비하며, 상기 제1 및 제2의 공동은 축방향으로 얼라인드되어 있고, 하나의 구멍이 상기 제1 및 제2공동을 그 중심축상에서 연결시키며, 하나의 통로는 상기 제1 및 제2공동을 연결시키는 상기 구멍으로부터 반경방향 외향으로 이격되고, 상기 하우징의 제1 및 제2개방공이 상기 제1 및 제2공동을 상기 용기의 안쪽에 각각 연결시키며, 상기 하우징은 재생액 입구포트와 재생액탱크로 연결하기 위한 재생액 입구포트와 재생액 재충전포트와, 폐수출구포트를 갖고, 상기 디스크조립체의 각각은, 편평하고 매끈한 표면을 갖는 원형의 디스크와, 상기 구멍을 통과하는 중공형이고 관형인 수단을 포함하고 상기 디스크를 서로 연결시키는 연결수단을 포함하고, 상기 편평하고 매끈한 표면 중 제1표면은 상기 제1공동의 표면과 밀봉적으로 맞물리고 상기 편평하고 매끈한 표면 중 제2표면은 상기 제2공동이 상응하는 표면과 밀봉적으로 맞물리며, 상기 구동모터의 각각의 디스크의 여러 슬롯을 상기 공동과 구멍과 통로 및 개방공 등과 선택적으로 얼라인드시키거나 또는 그것들을 막아서 상기 액체처리장치에서의 액체유동 방향이 상기 디스크의 회전에 의해서 변화되고 제어되도록 상기 다수의 디스크를 함께 회전시키며, 상기 디스크조립체가 액체처리재료를 위한 재생 및 저속세척사이클을 실행하는 위치에 있을 때는 상기 다수의 디스크가 상기 제1디스크의 슬롯이 상기 제1공동과 상기 통로 사이에서 얼라인드되고 상기 제2디스크의 슬롯이 상기 제2공동과 상기 통로의 사이에서 얼라인드되는 위치로 회전되고, 상기 제2디스크의 또다른 슬롯은 상기 제2공동과 상기 재생액 재충전 포트의 사이에서 얼라인드되어 비처리 액체가 상기 제1공동으로부터 상기 통로를 통해 상기 출구포트와 상기 재충전포트를 통하여 상기 제2공동속으로 흐르고, 상기 재생액입구포트는 내부의 디스크조립체통로에 의해 상기 제2개방공에 연결되고 개방되어서, 재생액과 세척용 물이 상기 재료속으로 흐르며, 상기 제1디스크의 또다른 슬롯은 상기 제1개방공과 상기 제1디스크를 통한 통로의 사이에서 얼라인드되고 상기 제1디스크는 개방부를 구비하고 상기 구멍을 통해 상기 폐수포트와 연통하므로, 사용된 재생액과 세척액이 상기 제1개방공과 통로를 통해 흐르고 상기 폐수포트의 밖으로 배출되도록 구성된 것을 특징으로 하는 회전석 유동제어밸브.
2. 제1항에 있어서, 상기 디스크조립체가 액체처리재료를 위한 역류 사이클을 수행하기 위한 위치에 있을 때, 상기 재생액입구포트와 재생액 재충전포트는 폐쇄되고, 상기 제2디스크의 슬롯은 상기 제2공동과 상기 제2개방공의 사이에서 얼라인드되어, 상기 제2공동의 비처리 액체가 상기 제2개방공의 유동워셔를 통해 상기 수집기속으로 그리고 상기 액체처리재료로 흐르는 것을 특징으로 하는 회전식 유동제어밸브.
3. 액체처리재료를 담고 있는 용기인 액체처리장치에 이용하기 위한 회전식 유동제어밸브에 있어서, 하우징과 제1 및 제2원통형 단부캡과 한쌍의 반원형 클램프를 포함하며, 상기 하우징은, 제1원통형 측벽으로 형성되고 상기 제1원통형 측벽으로부터 연장한 비처리 액체의 입구포트를 갖는 제1원통형 공동과, 상기 제2원통형 측벽으로 형성되고 제2원통형 측벽으로부터 연장한 처리 액체의 출구포트를 갖는 제2원통형 공동을 구비하며, 상기 제1 및 제2원통형 측벽은 개방단부를 갖고, 상기 개방단부에서의 상기 측벽에는 원형 플랜지가 구비되고, 상기 하우징의 제1 및 제2개방공은 상기 제1 및 제2공동을 상기 용기의 내측에 각각 연결시키며, 상기 제1 및 제2개방공은, 원형플랜지로 둘러싸여 있고, 상기 제1 및 제2원통형 단부캡은 상기 제1 및 제2원통형 공동의 상기 개방단부를 폐쇄하며, 상기 한 쌍의 반원형 클램프는 내부홈과 각각의 단부에서의 외면상의 다수의 고정용 돌기를 갖고, 클립이 상기 클램프의 각각의 고정용 돌기 중 하나와 결합할 수 있으며, 상기 홈은 상기 측벽상의 플랜지와 상기 단부캡을 수용하므로, 상기 한쌍의 반원형 클램프가 상기 한 쌍의 클립과 결합될 때, 상기 단부캡이 상기 하우징에 고정되는 것을 특징으로 하는 회전식 유동제어밸브.
4. 제3항에 있어서, 제1쌍의 상기 클램프와 제1쌍의 상기 클립이 상기 제1단부캡을 상기 제1측벽에 대해 고정시키기 위해 이용되고, 제2쌍의 상기 클램프와 제2쌍의 상기 클립이 상기 제2단부캡을 상기 제2측벽에 고정시키기 위해 이용되며, 제3쌍의 상기 클램프와 제3쌍의 상기 클립이 상기 제1 및 제2개방공을 포위하는 상기 원형 플랜지를 액체처리재료를 담고 있는 상기 용기에 고정시키기 위해 이용되는 것을 특징으로 하는 회전식 유동제어밸브.
5. 제4항에 있어서, 제1형태의 고정용 돌기가 상기 클램프의 한쪽 단부에 구비되고, 측부상에 다수의 돌기를 갖는 제2형태의 고정용 돌기가 상기 클램프의 다른쪽 단부에 구비되며, 상기 클립은 상기 고정용 돌기를 수용하기 위한 구멍을 갖고, 상기 클립은 먼저 상기 제1형태의 고정용 돌기와 결합되고 이어서 상기 제2형태의 제2돌기와 결합되어 그 측부상의 돌기가 클립을 억류하게 하는 것을 특징으로 하는 회전식 유동제어밸브.
6. 제1항에 있어서, 상기 재생액입구포트와 상기 재생액 재충전포트를 둘러싼 상기 하우징에 포켓이 형성되고, 상기 재생액입구포트와 재생액재충전포트를 흡입기가 연결되며, 상기 흡입기를 상기 하우징에 고정시키기 위해 클립이 상기 흡입기와 맞물리며 상기 포켓에 수용되는 것을 특징으로 하는, 회전식 유동제어밸브.
7. 제1항에 있어서, 구동부재가 상기 디스크를 회전시키는 상기 구동모터에 의해 구동되는 피동기어와, 적어도 한쌍의 캠면을 갖는 캠 및, 다수의 작동기를 갖는 한쌍의 스위치를 포함하고, 상기 스위치 중 하나의 작동기가 상기 캠면 중 하나와 맞물리며, 상기 스위치 중 다른 스위치의 작동기는 상기 캠면 중 다른 캠면과 맞물림으로써 상기 스위치가 상기 하우징에 대한 상기 디스크의 위치의 전기적 표시를 제공하도록 작동되는 것을 특징으로하는 회전식 유동제어밸브.
8. 제7항에 있어서, 상기 캠은 상기 스위치 중 하나의 작동기를 작동시키기 위해 상기 밸브에 의해 제공되는 사이클수와 동일한 수의 캠면과, 상기 스위치중 다른 스위치의 상기 작동기를 작동시키는 단일의 캠면을 구비한 것을 특징으로 하는 회전식 유동제어밸브.