KR100413121B1

KR100413121B1 - 압력동등화밸브

Info

Publication number: KR100413121B1
Application number: KR1019960033132A
Authority: KR
Inventors: 케이. 비하이드 웨시와트
Original assignee: 다이아몬드 파워 인터내셔날, 인코포레이티드
Priority date: 1995-08-09
Filing date: 1996-08-09
Publication date: 2004-04-03
Also published as: AU722683B2; AU6201996A; CA2182843A1; CN1070597C; TW365638B; CA2182843C; CN1152682A; ZA966759B; KR970011526A

Abstract

본 발명은 제1 유압원과 적어도 2개의 제2 유압원 사이의 유압을 교대로 동등화시키는 압력 동등화 밸브에 관한 것으로, 본 압력 동등화 밸브는 제1 유압원과 유체연통하는 제1 포트와, 적어도 2개의 제2 유압원과 유체연통하는 적어도 2개의 제2 포트가 각각 구비된 밸브바디와; 밸브게이트가 제2 포트의 하나를 통하여 유체가 유동하는 것을 허용하면서 다른 제2 포트를 통하여 유체가 유동하는 것을 제한하여 제1 유압원과 제2 유압원의 하나 사이의 유압을 대체로 동등화하는 제1 동등화위치와, 밸브게이트가 제2 포트중의 하나를 통하여 유체가 유동하는 것을 제한하면서 다른 제2 포트를 통한 유체의 유동을 허용하여 제1 유압원과 다른 제2 유압원 사이의 유체의 유압을 대체로 동등화하는 제2 동등화위치 사이에서 이동가능한 밸브게이트를 구비하고; 한편 제1 포트와 제2 포트 사이의 밸브바디내에 위치되고 제1 포트의 중앙축에 수직한 평면에서 측정하였을 때 쳄버의 최대단면적이 제1 포트의 최소단면적보다 적어도 10배 가량 큰 쳄버가 상기 밸브에 추가로 구비된다.

Description

압력 동등화 밸브

본 발명은 유압을 동등화(同等化)시키는데 유용한 장치에 관한 것으로, 특히 다수의 유압원들 사이에 유압을 동등화하는데 사용되는 압력 동등화 밸브에 관한 것이다.

종래 기술을 나타낸 제1 도에 도시된 바와 같이 에어로크(1)가 중력에 의해 하나의 압력 지역으로부터 다른 지역으로 날아다니는 재 또는 다른 건조한 차유-유동 과립상의 고체를 전달하는 장치로 사용되는 바, 예컨대 제1 도에 도시한 장치에 있어서, 과립상의 고체는 상층의 호퍼(2)내에 수집되고, 공압식으로 작동되는 밸브(3)의 작동을 통해 조절된 체적으로 에어로크(1) 안으로 떨어지게 된다. 여기서 과립상 고체의 각 조절된 체적은 이후 다른 공압식으로 작동되는 밸브(3)에 의해 이후 공기와 같은 가압된 이송 유체를 공급하는 이송파이프(5)안으로 떨어지게 되는 바, 여기서 상기한 이송파이프내에 공기는 일반적으로 20 psi까지 압착되지만 25psi까지 압착될 수도 있다.

압착된 이송유체는 통상 에어로크(1) 내부에 대기압에 가까운 압력보다 상당히 높은 압력이므로, 압력이 동등화 되지 않는다면, 압력 차이가 파이프(5) 안으로 에어로크(1)로부터 고체의 이동 속도를 둔화시키게 된다. 따라서 제1 도에 도시된 바와 같은 종래의 기술의 물질 처리 시스템은 종종 압력 동등화 밸브(6)를 사용한다.

종래기술에 따른 2종의 동등화밸브(6',6")를 도시한 제1 도내지 제 3도를 참조로 기술하자면. 상기 동등화밸브(6',6")는 각각 유압선(7)을 매개로 에어로크(1)와 유체연통되는 포트(7',7")와, 각각 유압선(8)을 매개로 포트(5a)에서 이송파이프(5)와 유체연통되는 포트(8',8") 및, 유압선(9)을 매개로 호퍼(2)와 유체연통되는 포트(9',9")를 구비한다. 그리고 각 동등화밸브(6,6")는 각각 액튜에이터(11',11")에의해 작동가능한 밸브게이트(10',10")를 구비하여 포트(8',9';8",9")를 교대로 밀봉하게 된다.

상기한 동등화 밸브(6,6',6")는 통상 다음과 같이 작동되는 바, 일정량의 과립상의 고체가 호퍼(2)로부터 에어로크(1)안으로 떨어지기 전에 밸브(3,4)들은 폐쇄된 위치이다. 액튜에이터(11',11")는 각 포트(8',8")가 밀폐되고, 포트(9',9")이 개방되는 위치에 있으므로, 상기 호퍼(2)와 에어로크(1)는 유체결합되고, 고체상부의 호퍼(2)내에 공기의 압력과 레어로크(1)내에 공기의 압력은 거의 동일하고 거의 대기압 수준이다. 이후 과립상 고체는 밸브(3)개방과 일정시간후에 폐쇄에 의해 에어로크(1) 안으로 떨어지게 되고, 액튜에이터(11',11")는 이후 포트(8',8")가 각각 개방되고, 포트(9',9")가 각각 밀폐되도록 작동되게 된다. 따라서 이송파이프(5)는 참조번호 5a로 도시된 지점에서 에어로크(1)와 유체연통되게 되므로 에어로크(1)내에 공기의 압력은 지점(5a)에서 이송파이프(5)내에 공기의 압력보다 훨씬 높은 압력으로 거의 동등화되게 되는데, 통상 압력은 장치내에 압력드롭으로 인해 완전히 동등화 되지 않으며, 전체 압력 동등화 공정은 통상 에어로크(1)의 체적에 따라 5-15초를 초과하지 않는다.

한편 고체는 이후 지점(5c)에서 밸브(4)의 개방에 의해 이송파이프(5) 안으로 떨어지고, 파이프(5)로부터 이송되며, 오리피스가 지점(5a)와 지점(5c)에 중간인 지점(5b)에서 파이프(5)내에 삽입되므로 지점(5c)에서의 공기의 압력은 지점(5a;따라서 에어로크(1)내)의 압력보다 훨씬 낮게 되고, 에어로크와 지점(5c)사이의 압력드롭의 결과 파이프(5)안으로 고체의 흐름을 고무하게 된다. 또한 밸브(4)가 폐쇄되면 일부 잉여 고체가 통상 에어로크(1)내에 잔유하게 되며, 액튜에이터(11',11")는 각각 이후 포트(8',8")를 폐쇄하고 포트(9',9")를 개방하도록 작동되어, 에어로크(1)와 호퍼(2)가 다시 유체연통되며, 에어로크(1)내에 공기의 압력이 호퍼(2)내의 공기의 거의 대기압과 유사한 압력으로 동등화될 수 있다. 여기서 각 압력 동등화 공정중에 동등화밸브(6',6")를 관통하는 공기의 속도는 이송파이프(5)내의 공기와 에어로크(1)내의 공기, 이에 따른 에어로크(1)와 호퍼(2)의 극단적인 압력차이로 인해 거의 음속에 달하며, 에어로크(1)와 호퍼(2)사이의 동등화공정 중에 동등화밸브(6',6")를 통해 유동되는 공기는 통상 에어로크(1)로부터 과립상 고체의 상당정도의 손실량을 비말동반하게 되는 바, 여기서 고속 유동시에 공기/고체 혼합물은 일반적으로 마모시키는 성질이 매우 강하다.

종래 압력 동등화 밸브(6',6")는 중대한 결함을 가지고 있는 바, 먼저, 상기한 밸브(6',6")는 특히 각각의 음속으로 이동하는 공기 흐름내에 비말동반된 과립상 고체입자의 분사의 영향을 주기적으로 받는 밸브포트(9',9")와, 밸브게이트(10',10") 및, 액튜에어터(11',11")에 대해 매우 신속한 마모율을 갖는 경향을 가지게 되는데, 상기한 부분상에 마모율은 V3 비율을 갖는 것으로 추산되는데, 여기서 V는 공기-고체혼합물의 속도이다. 일부 종래 동등화밸브(6)는 사용한지 3달 내에 밸브를 교체해야 주어야 하는 것이 일반적이었다.

더불어 밸브(6',6")와 같은 압력 동등화 밸브는 액튜에이터(11',11")가 각각 포트폐쇄위치들 사이를 이동하도록 작동될때 포트(8',9')와 포트(8",9")가 개방되어 동시에 에어로크(1)와, 호퍼(2) 및, 이송파이프(5) 사이에 압력이 동등화 되도록 하는데 시간의 간격이 있었다. 그리고 제1 도에 도시한 가압된 장치에서와는 다른 진공-작동되는 장치에 있어서는 일시적인 3웨이 동등화가 진공펌프안으로 과립상의 고체의 흡입을 초래하므로 상기한 펌프의 유지비를 증가시키게 된다.

상기한 견지에서 본 발명의 목적은 개량된 압력 동등화 밸브를 제공하기 위한 것이고, 본 발명의 다른 목적은 마모율이 비교적 적은 압력 동등화 밸브를 제공하기 위한 것이며, 본 발명의 또 다른 목적은 유압원의 의도하지 않은 일시적인 동등화를 억제하게 되는 압력 동등화 밸브를 제공하기 위한 것이다. 또한 본 발명의 다른 목적은 비교적 마모에 대해 내구성을 갖는 내부부품을 갖는 압력 동등화 밸브를 제공하기 위한 것이며, 또 다른 목적은 비교적 사용과 교체가 용이한 내부부품을 갖는 압력 동등화 밸브를 제공하기 위한 것이다.

본 발명에 따른 제1 유압원과 적어도 2개의 제2 유압원사이의 압력을 교대로 동등화하는 압력 동등화 밸브를 사용함으로써 본 발명의 목적들을 달성하게 되는 바, 본 발명에 따른 압력 동등화 밸브는 제1 유압원과 유체연통되는 제1 포트와, 적어도 2개의 제2 유압원과 유체연통되는 적어도 2개의 제2 포트를 각각 구비한 밸브바디와, 제1 동등화위치와 제2 동등화위치사이에 이동가능한 밸브게이트를 구비하는 바, 여기서 상기한 제1 동등화위치에서 밸브게이트는 제2 포트중 하나를 통해 유체의 흐름을 가능하게 하면서 다른 제2 포트를 통한 유체의 흐름을 구속하게 되어 제1 유압원과 제2 유압원들중 하나 사이에 유압을 대체로 동등화시키게 되고, 제2 동등화위치에서는 밸브게이트가 제2 포트중 하나를 통한 유체의 흐름을 한정하면서 다른 제2 포트를 통한 유체의 흐름을 가능하게 하여 제1 유압원과 다른 제2 유압원사이에 유압을 대체로 균등하게 하게 된다. 한편 상기한 밸브는 제1 포트와 제2 포트들 사이에 밸브바디내에 쳄버를 추가로 구비하는 바, 제1 포트의 중앙축에 수직한 평면내에 측정되는 바와 같이 쳄버의 가장 큰 횡단면은 제1 포트의 가장작은 횡단면보다 크다.

한편 본 발명의 목적들은 제1 유압원과 적어도 2개의 제2 유압원들 사이에 압력을 교대로 동등화하는 압력 동등화 밸브를 사용함으로써 달성되는 바, 여기서 상기한 유압원들은 제1 유압원과 유체연통되는 제1 포트와, 적어도 제2 유압원과 유체연통되는 적어도 2개의 제2 포트를 구비한 밸브바디를 구비하는 바, 상기 제2 포트들은 제2 포트를 통한 유체의 흐름을 조절하여 교대로 제2 포트를 통한 유체의 흐름을 가능하게 하면서 제1 유압원과 제2 유압원들 사이에 유압을 교대로 동등화시키는 바, 제1 포트와 제2 포트들 사이에 결합된 밸브바디내에서 제1 포트로부터 적어도 제2 포트중 하나 쪽으로 유체의 유동속도를 감속시키게 된다.

도 1은 종래 물질 처리 시스템의 개략도,

도 2는 종래 압력 동등화 밸브의 단면도,

도 3은 종래 압력 동등화 밸브의 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 압력 동등화 밸브의 제1 실시예의 정면도,

도 5는 제 4도의 V-V선상의 단면도,

도 6은 제 4도의 VI-VI선상의 단면도,

도 7은 제 6도의 VII-VII선상의 단면도,

도 8은 본 발명에 따른 압력 동등화 밸브의 제2 실시예의 제 6도와 유사한 단면도이다.

1 ----- 에어로크, 2 ----- 호퍼,

16 ----- 압력 동등화 밸브, 18 ----- 밸브바디,

22 ----- 제1 포트, 24, 26 ----- 제2 포트,

28 ----- 제1 벽, 30 ----- 제2 벽,

32 ----- 피스톤, 34, 38 ----- 링크부,

36, 40 ----- 핀, 42 ----- 선회핀,

44 ----- 밸브액튜에이터, 46 ----- 중공의 원통형 연장부,

50 ----- 밸브게이트, 52 ----- 강성 연장부,

56 ----- 코일스프링, 58 ----- 밸브시트 플레이트,

60, 62 ----- 개구부, 64, 66 ----- 밸브시트,

70 ----- 쳄버.

이하 본 발명을 첨부된 도면을 참조로 설명한다.

제 4도 내지 제 7도에 있어서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 압력 동등화 밸브(16)는 밸브바디(18)와, 제1 도의 물질 처리 시스템내의 에어로크(1)내의 공기와 같은 제1 유압원과 연통하는 유체내의 제1 포트(22) 및, 호퍼(2)내의 공기와 이송파이프(5)내의 압축된 공기와 같은 한쌍의 제2 유압원과 각각 연통하는 한쌍의 제2 포트(24, 26)를 구비한다. 제 5도에 도시된 바와 같이, 제1 포트(22)는 밸브바디(18)의 제1 벽(28)을 따라 위치되고, 제2 포트(24, 26)는 밸브바디(18)의 제2 벽(30)을 따라 위치되는 바, 제2 벽(30)은 제1 벽(28)과 바로 마주본다. 더불어 제1 포트(22)의 중앙축(A)과 제2 포트(24)의 중앙축(B)은 동일선상의 부분을 따라 놓이고(제 5도와 제 6도), 제2 포트(26)는 상기 선에 대하여 약 10도 내지 15도로 예각을 이루어, 제2 포트(26)의 중앙축(C)이 축(A)에 대하여 약 10도 내지 15도로 예각을 이루면서 제1 포트(26)내로 연장되는 선을 따라 놓인다(제 5도). 이하 상기한 도면을 보다 상세히 설명한다.

또한 상기 밸브(16)는 실린더(도시되지 않음)에 미끄러지도록 연결되고 핀(36)에 의해 링크부(34)에 선회가능하게 연결된 피스톤(32)을 구비한다. 상기 링크부(34)는 핀(40)에 의해 링크부(38)에 선회가능하게 연결되고, 링크부(38)는 선회핀(42)에 고정되어 선회핀(42)에 대한 링크부(38)의 회전을 구속한다. 제 6도와제 7도에 도시된 바와 같이, 밸브액튜에이터(44)는 대략 삼각형상이고 그 내부에 한쌍의 중공의 원통형 연장부(46)를 구비한다. 길다란 난형(卵形) 밸브게이트(50)는 바람직하기로 분쇄된 경질의 니켈로 제조되고상기 밸브게이트의 위에 한쌍의 강성 원통형 연장부(52)가 구비되어 이 강성 연장부(52)가 중공의 연장부(46)내로 슬라이드가능하게 장착된다. 각 중공의 연장부(46)는 코일스프링(56)과 같은 스프링을 그 내부에 구비하여 밸브액튜에이터(44)로부터 밸브게이트(50)를 스프링바이어스시킨다. 더불어 밸브바디(18)가 바람직하기로 분쇄된 경질의 니켈로 만들어지고 제2 벽(30)의 내부면상에 부착된 밸브시트 플레이트를 구비한다. 상기 밸브시트 플레이트(58)는 그 내부에 한쌍의 개구부(60, 62)를 구비하여 2개의 제2 포트(24, 26)에 동일 평면상의 밸브시트(64, 66)를 각각 형성한다. 밸브게이트(50)가 밸브액튜에이터(44)로부터 스프링바이어스됨으로써 밸브시트 플레이트(58)에 대해서도 스프링바이어스된다. 이하 추가로 설명될 바와 같이, 밸브게이트(50)는 제2 포트(24 26)를 통한 유체의 흐름을 교대로 제어하는 수단으로 작용한다.

바람직하기로 밸브(16)로 제조되는 모든 물질은 750 °F 온도등급을 갖는다.

더불어 상기 밸브바디(18)는 각 제1 벽(28)과 제2 벽(30)의 중간과 각 제1 포트(24)와 제2 포트(24, 26) 사이에 쳄버(70)를 추가로 구비하는데, 이 쳄버(70)는 포트(22, 24, 26)와 비교하여 그 크기가 상당히 크다. 그러므로, 제6도의 선(D, E)이 포함되는 평면과 같은 제1 포트(22)의 중앙축(A)에 수직한 평면으로 측정되었을 때 쳄버(70)의 최대 단면지역은 이하에서 추가로 설명될 바와 같이 대체로 제1 포트의 최소단면지역보다 크다.

제1 도와, 제 4도 내지 제 7도에 도시된 바와 같은 압력 동등화 밸브(16)의 제1 실시예의 구조와 작동은 이하 설명된다. 전술된 바와 같이, 제1 포트(22) 는 유압선(7)을 매개로 에어로크(1)내의 공기와 같은 제1 유압원과 일반적으로 연통하고, 제2 포트(24)는 유압선(9)을 매개로 호퍼(2)와 같은 제2 유압원의 하나와 대체로 연통하며, 나머지 제2 포트(26)는 유압선(8)을 매개로 이송파이프(5)와 같은 다른 제2 유압원과 일반적으로 연통한다. 제1 동등화 위치에서, 밸브액튜에이터(44)와 밸브게이트(50)는 제 7도에 도시된 위치로부터 시계방향으로 대략 80도 내지 85도 회전한다. 상기 밸브게이트(50)는 밸브시트(66)에 대하여 스프링바이어스되고 밸브시트(66)를 가로질러 연장되어 개구부(62)를 폐쇄시켜, 제2 포트(24)를 통한 유체흐름은 제한되고 제2 포트(24)를 통한 유체흐름은 밸브게이트(50)을 통하여 허용된다. 밸브(16)가 제1 도의 시스템에 사용된다면 밸브게이트(50)는 제1 동등화위치에 있게 되고, 과립상의 고체들의 부피가 호퍼(2)로부터 에어로크(1)내로 떨어질 준비를 하게 된다. 상기 호퍼(2)와 에어로크(1)가 유체연통하고 입자 상부의 호퍼(2)내의 공기압과 에어로크(1)내의 공기압은 거의 동일하고 거의 대기압을 이룬다. 이후 과립상 고체들의 부피는 밸브(3)를 통하여 에어로크(1)내로 떨어지게 된다.

제 4도에서 피스톤(32)이 링크부(34, 38)를 당기고 부세하여 제 4도의 선회핀(42)이 시계방향으로 회전하게 되면, 이 선회핀(42)의 회전(제 7도에서는 반시계방향)은 밸브액튜에이터(44)와 밸브게이트(50)가 선회핀(42)과 함께 제7도의 시계방향으로 회전하도록 한다. 그러므로 밸브게이트(50)는 제1 동등화 위치로부터 밸브게이트(50)가 밸브시트(64, 66)에 대하여 스프링바이어스되고 밸브시트(64, 66)를 가로질러 연장되어 양 개구부(60, 62)를 폐쇄시키고 제2 포트(24, 26)를 통한 유체흐름을 제한하는 중간위치로 이동하게 된다. 운동의 이 시점에서, 밸브게이트(50)가 밸브시트(64)에 대하여 스프링바이어스된 채 있지만, 이어지는 운동은 밸브게이트(50)가 밸브시트(64)에 대하여 스프링바이어스되어 밸브시트(64)만을 가로질러 연장됨으로써 개구부(60)를 폐쇄시키는 제2 동등화위치에 상기 밸브게이트(50)가 위치될 때까지 개구부(66)를 가로질러 밸브게이트(50)가 슬라이드이동한다. 그러므로 제2 동등화위치에서 제 7도의 밸브시트(5)는 제2 포트(24)를 통한 유체흐름을 제한하면서 제2 포트(26)를 통한 유체흐름을 허용하여 제1 유압원과 다른 제2 유압원 사이의 유압을 대체로 동등화한다. 밸브(16)가 제1 도의 시스템에 사용된다면, 이송파이프(5)는 에어로크(1)과 유체연통하게 되어 에어로크(1)내의 공기압은 보다 높은 이송파이프(5)내의 공기압과 대체로 동등화될 것이다. 일반적으로 압력은 완전히 동등화되지 않는데, 이는 시스템 본래의 압력저하 때문이다. 이후 입자들은 밸브(4)에 의해 이송파이프(5)내로 떨어지고 파이프(5)를 통하여 이송된다.

피스톤(32)과 밸브액튜에이터(44)가 역으로 작동될 때, 밸브게이트(50)가 후방으로 중간위치를 통하여 제2 포트(26)을 통한 유체흐름이 제한되는 반면 제2 포트(24)를 통한 유체흐름은 허용되는 제1 동등화위치쪽으로 이동하여, 제1 유압원과 제2 유압원중의 하나 사이의 유압을 대체로 동등화한다. 한편 밸브(16)가 제1 도의 시스템과 함께 사용된다면, 에어로크(1)과 호퍼(2)는 다시 유체연통하게 되고, 에어로크(1)내의 공기압은 대체로 호퍼(2)내의 공기의 대기압정도와 동등화된다.

압력동등화 작업중에, 밸브바디(18)내의 쳄버(70)내로 예를 들어 제1 포트(22)로부터 유입되는 유체의 속도는 각 제1 과 제2 유압원 사이의 정상적인 사용에 존재할 것으로 예상되는 극한 압력차로 인하여 거의 음속에 이른다. 그러나 제1 포트(22)의 중앙축(A)에 수직한 평면에서 측정된 바와 같이 쳄버(70)의 최대 단면지역은 제1 포트(22)의 최소 단면지역보다 대체로 커서, 제1 포트(22)로부터 제2 포트(24)와 같은 제2 포트로의 유속은 대체로 감속된다.

이와 같은 결과는 밀폐된 공간을 통하여 흐르는 유체의 다량 흐름율 공식으로 추산할 수 있는 바, 이 공식은 공간의 단면적과 유속 및 유체의 밀도의 곱은 일정하다는 것이다. 그러므로, 유체의 밀도가 일정하다는 가정하에 공간의 단면적이 증가하면, 유속은 비례하여 감소한다. 밸브(1)를 통하여 유동하는 유체가 가스에 비말동반하는 입상체로 구성되면, 일반적으로 쳄버(70)를 통하여 이동하는 동안에 입상체는 가스내에 부유된 채로 남아 있는다. 그러므로 유압선과 밸브(16)내에서 정상적인 압력저하로 유체의 밀도가 대수롭지 않게 저하될지라도, 유체의 밀도가 일정하게 유지된다. 따라서 쳄버(70)의 단면적의 증가는 쳄버(70)을 통한 상기한 유체흐름의 유속을 대체로 감소시킨다. 실제 실험으로 최대단면적이 제1 포트의 최소단면적의 약 14배인 쳄버가 구비된 밸브가 종래 압력 동등화 밸브보다 대체로 개선된 마모율을 갖음을 알 수 있었다. 상기한 밸브내에 흐르는 유체의 유속이 제1 포트로부터 제2 포트로 약 14배 감소함을 예상할 수 있다. 전술된 바와 같이, 마모율은 V3에 비례하여 변화되므로 밸브액튜에이터와 상기 밸브의 밸브게이트의 마모율이 2,744배로 감소하게 됨을 알 수 있다. 이와 같은 유속과 마모율의 지수적인 관계로 인하여, 제1 포트(22)의 최소단면적의 10배의 최대단면적을 갖는 쳄버(70)는 쳄버를 통한 유체의 유속을 대체로 감소시킨다. 이와 같은 밸브에 있어서, 유속은 약 10배로 감소하여 103정도로 마모율을 감소시킨다.

추가적으로 제2 포트(24, 26)를 제1 포트(22)와 마주보게 제2 벽(30)상에 위치시켜 제2 포트(24,26)의 중앙축(B, C)은 제1 포트(22)의 중앙축(A)상에 놓이거나 상기 중앙축(A)로부터 약 10도 내지 15도 내의 예각으로 놓여 제1 포트(22)내로 연장하는 선상에 놓임으로써, 내부 밸브 부분이 마모율의 감소를 돕는다. 상기한 바와 같이 제2 포트(24, 26)를 위치시킴으로써, 제1 포트(22)로부터 제2 포트(24 또는 26)로 유동하는 유체 또는 제2 포트(24)로부터 제1 포트(22)로 유동하는 유체는 밸브(16)를 통하여 대체로 유선형의 유동경로로 이어진다. 이로써 내부 밸브 부분에 유체내에 비말동반된 과립상 고체가 직접 분사되는 것을 상당히 줄이게 된다. 더불어, 밸브시트 플레이트(58)와 밸브게이트(50)가 분쇄된 경질의 니켈로 제조됨으로써 상당히 마모에 대해 내구성을 갖는다.

매번 제1 과 제2 동등화위치 사이에서 이동하는 2개의 제2 포트(24, 26)를 통한 유체유동이 구속되는 중간위치로 밸브게이트(50)가 위치되므로, 밸브(16)가 제2 유압원 사이의 일시적인 단면 동등화를 제한한다. 상기 밸브(16)가 진공시스템과 함께 사용될 때, 이는 유체내에 비말동반된 과립상의 고체가 바람직하지 못하게 진공펌프내로 유동하는 것을 제한하는데 유용하다. 이로써 펌프의 마모와 보수를 감소시킨다.

본 발명의 추가적인 장점은 밸브(16)의 구조에서 기인하는 바, 구체적으로 제 4도와 제 6도에 도시된 바와 같이, 제2 포트(24, 26)와, 링크부(34, 38), 선회핀(42), 밸브액튜에이터(44) 및, 밸브게이트(50)가 모두 직접적으로 또는 간접적으로 밸브바디(18)의 제2 벽(30)상에 장착되고, 제2 벽(30)은 6개의 볼트(31)에 의해 밸브바디(18)의 잔여부에 장착된다. 그러므로 단순히 핀(36)으로부터 핀스톤(32)을 분리시키고, 볼트(31)를 해제하여 제2 벽(30)을 제거함으로써 밸브액튜에이터(44)와 밸브게이트(50)를 용이하게 수리하거나 대체할 수 있게 된다.

제 8도에 있어서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 압력 동등화 밸브(116)의 도시된 부분들의 참조번호는 밸브(16)의 부분들의 참조번호에 100이 더해져 유사하게 표시되었다. 여기서 밸브(116)는 단 하나를 제외하고는 밸브(16)와 동일하게 구성되고 기능하는데, 구체적으로 밸브(116)는 길다란 쳄버(170)를 구비하고, 밸브(116)의 밸브바디(118)에는 길다란 제거가능한 도어(180)가 구비되어 밸브(116)를 현장에서 보수할 수 있다. 특히 상기 제거가능한 도어(180)는 현장의 긴급한 상황에서 유용하다.

이상의 명세서와 특허청구의 범위 전체에 걸쳐 사용된 용어 "유체"는 가스, 가스/고체 혼합물, 가스/액체 혼합물, 또는 액체를 포함한 모든 유체의 임의의 타입을 광범위하게 나타내는데 사용된다. 더불어 이상에서 사용된 용어 "유압원"은 진공시스템내에 존재하는 것과 같이 매우 고압 또는 저압의 영향하에 있는 유체덩이를 포함한 임의의 유체덩이를 광범위하게 나타내는데 사용된다. 한편 이상에서 포트(22, 24, 26)가 밸브바디(18)와 함께 일체인 것으로 도시되어 설명되었으나,상기 포트들은 밸브바디(18)에 부착된 분리된 부품이거나, 밸브바디(18)에 부착된 유압선의 말단으로 구성될 수 있다. 또한 밸브시트 플레이트(58)와 밸브시트(64, 66)가 밸브바디로부터 분리되어 도시되고 설명되었으나, 밸브시트 플레이트(58)가 밸브(16)로부터 분리되어 밸브시트(64, 66)가 포트(24, 26)의 말단으로 구성된다. 이와 같은 실시예에서, 바람직하기로 포트(24, 26)는 밸브시트(24, 26)가 동일한 평면상에 놓이도록 형성된다. 더불어 밸브게이트(50)를 이동시키도록 밸브액튜에이터(44)를 작동시키는 작동수단이 피스톤(32)과, 링크부(34, 38) 및, 선회핀(42)이 구비된 것으로 도시되었으나, 회전타입의 액튜에이어터와 같은 다른 작동수단이 사용될 수도 있으므로 본 발명의 장점을 성취할 수 있게 된다.

본 발명에 특정실시예로 본 발명의 원리와 활용을 도시하였지만 본 발명의 범주내에서 다른 실시예도 가능하다.

Claims

제1 유압원과 유체흐름이 연결(유체연통)되는 제1 포트와, 적어도 2개의 제2 유압원과 각각 유체연통되는 적어도 2개의 제2 포트들을 구비한 밸브바디;

제2 포트들중 하나를 통한 유체의 흐름을 가능하게 하면서 다른 제2 포트를 통한 유체의 흐름은 제한하여 제1 유압원과 제2 유압원중 하나 사이의 유압을 동등화하게 되는 제1 동등화위치와, 상기 제2 포트중 하나를 통한 유체의 흐름을 제한하고, 상기 다른 제2 포트를 통한 유체의 흐름은 가능하게 하여, 제1 유압원과 제2 유압원중 다른 하나와의 유압을 동등화하는 제2 동등화위치 사이에 이동이 가능한 밸브게이트; 및

제1 포트와 제2 포트들 사이에서 상기 밸브바디내에 쳄버를 포함하여 구성되되, 제1 포트의 중심축에 수직한 평면에서 측정하였을 때 쳄버의 최대 단면적이 제1 포트의 최소 단면적 보다 적어도 10배 크도록 된 제1 유압원과 적어도 2개의 제2 유압원들 사이에 압력을 교대로 동등화시키는 압력 동등화 밸브.
제1항에 있어서, 상기 쳄버의 최대 단면적이 제1 포트의 단면적 보다 14배정도 큰 것을 특징으로 하는 압력 동등화 밸브.
제1항에 있어서, 상기 2개의 제2 포트의 중심축의 선이 제1 포트안으로 연장된 것을 특징으로 하는 압력 동등화 밸브.
제1항에 있어서, 상기 밸브게이트가 제1 동등화위치와 제2 동등화위치 사이에 중간위치로도 추가 이동이 가능하고, 여기서 상기 밸브게이트는 각 제2 포트들 사이의 유체흐름을 제한하게 되는 것을 특징으로 하는 압력 동등화 밸브.
제4항에 있어서, 상기 밸브바디에 제2 포트의 각각에 밸브시트를 추가로 구비하고, 밸브게이트는 길다랗게 되어 있으며, 이 길다란 밸브게이트는 밸브게이트가 제1 동등화위치에 있을 때 밸브시트중 하나를 가로질러 연장되고, 밸브게이트가 제2 동등화위치에 있을 때 다른 밸브시트를 가로질러 연장되며, 밸브게이트가 중간위치에 있을 때에는 양 밸브시트를 가로질러 연장되는 것을 특징으로 하는 압력 동등화 밸브.
제5항에 있어서, 상기 밸브시트들이 동일 평면상에 위치된 것을 특징으로 하는 압력 동등화 밸브.
제1항에 있어서, 상기 밸브게이트가 미끄러질 수 있도록 장착되고 스프링으로 바이어스된(spring biased) 밸브액튜에이터와; 이 밸브액튜에이터를 작동시켜 밸브게이트를 제1 동등화위치와 제2 동등화위치 간에 이동시키는 수단을 추가로 구비한 것을 특징으로 하는 압력 동등화 밸브.
제7항에 있어서, 상기 밸브바디에 2개의 제2 포트의 각각에 밸브시트를 구비하고, 밸브게이트는 길다랗게 되어 있으며, 이 길다란 밸브게이트는 밸브게이트가 제1 동등화위치에 있을 때에는 밸브시트중 하나를 가로질러 연장되면서 상기한 하나의 시트에 대해 스프링으로 바이어스되고, 밸브게이트가 제2 동등화위치에 있을 때에는 다른 하나의 밸브시트에 대해 스프링으로 바이어스되면서 이를 가로질러 연장됨과 더불어 밸브시트가 중간위치에 있을 때에는 양 밸브시트들에 대해 스프링으로 바이어스되면서 이를 가로질러 연장되는 것을 특징으로 하는 압력 동등화 밸브.
제1항에 있어서, 상기한 밸브바디는 도어를 구비하여 밸브의 내부의 유지보수를 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 압력 동등화 밸브.
제1 유압원과 유체 연통되는 제1 포트와, 적어도 제2 유압원과 유체 연통되는 적어도 2개의 제2 포트를 구비한 밸브바디와; 상기한 제2 포트를 통해 유체의 흐름을 조절하는 수단을 구비하여 제2 포트를 통해 유체가 교대로 유동하도록 하여 제1 유압원과 제2 유압원 사이에 유압을 교대로 동등화하는 조절수단 및; 상기 밸브바디 내에 제1 포트와 제2 포트들 사이에 결합되면서 제1 포트로부터 적어도 하나의 제2 포트까지의 유체의 유속을 감소시키는 수단을 포함하여 이루어진, 제1 유압원과 적어도 2개의 제2 유압원들 사이에 압력을 교대로 동등화시키는 압력 동등화 밸브
제10항에 있어서, 상기한 유속 감속 수단이 제1 포트로부터 하나의 제2 포트까지의 유속을 적어도 10배정도로 감속시키는 것을 특징으로 하는 압력 동등화 밸브.
제10항에 있어서, 상기한 유속 감속 수단은 제1 포트와 제2 포트들 사이에 결합되는 상기 밸브바디내에 쳄버를 갖추고, 상기 제1 포트의 중심축에 수직한 평면에서 측정하였을 때 같이 쳄버의 최대단면적이 제1 포트의 최소단면적보다 적어도 10배 이상인 것을 특징으로 하는 압력 동등화 밸브.
제12항에 있어서, 쳄버의 최대단면적이 제1 포트의 단면적보다 약 14배정도 큰 것을 특징으로 하는 압력 동등화 밸브.
제12항에 있어서, 상기 2개의 제2 포트의 중심축이 놓이는 선들이 제1 포트안으로 연장된 것을 특징으로 하는 압력 동등화 밸브.
제10항에 있어서, 상기 조절수단은 밸브게이트를 구비하되, 이 밸브게이트는 제2 포트중 하나를 통한 유체의 흐름을 가능하게 하면서 다른 제2 포트를 통한 유체의 흐름은 구속하게 되어 제1 유압원과 제2 유압원중 하나 사이의 유압을 동등화시키게 되는 제1 동등화위치와, 상기 밸브게이트가 상기 제2 포트중 하나를 통한 유체의 흐름을 구속하면서 상기 다른 제2 포트를 통한 유체의 흐름을 가능하게 하여 제1 유압원과 제2 유압원중 다른 하나와의 사이에 유압을 동등화하는 제2 동등화위치 사이에서 이동이 가능하게 되어 있는 압력 동등화 밸브.
제15항에 있어서, 상기 밸브바디에 2개의 제2 포트의 각각에 밸브시트를 구비하고, 밸브게이트는 길다랗게 되어 있고, 이 길다란 밸브게이트는 밸브게이트가 제2 동등화 위치에 있을 때에는 밸브시트중 하나를 가로질러 연장되는 한편 상기 밸브 게이트가 제2 동등화 위치에 있을 때에는 다른 하나의 밸브시트를 가로 질러 연장되어짐과 더불어 밸브 게이트가 중간위치에 있을 때에는 양 밸브시트를 가로질러 연장되는 것을 특징으로 하는 압력 동등화 밸브.
제15항에 있어서, 상기 밸브 게이트가 미끄러질 수 있게 장착되면서 이로부터 스프링 바이어스되어 밸브 게이트를 기동하는 기동 수단과; 이 기동수단을 작동시켜 상기 제1 동등화위치와 제2 동등화위치 사이에서 상기 밸브게이트를 이동시키는 동작수단을 추가로 구비한 것을 특징으로 하는 압력 동등화 밸브.
제17항에 있어서, 상기 밸브바디는 2개의 제2 포트 각각에 밸브 시트를 구비하고, 상기 밸브 게이트는 길다랗게 되어 있고, 이 길다란 밸브게이트가 상기 제1 동등화위치에 있을 때에는 밸브시트 중 하나를 가로질러 연장되면서 이에 대해 스프링 바이어스되고, 상기 밸브게이트가 제2 동등화 위치에 있을 때에는 다른 밸브시트를 가로질러 연장되면서 이에 대해 스프링 바이어스되는 한편, 밸브게이트가중간위치에 있을 때에는 양 밸브시트를 가로질러 연장되면서 이에 대해 스프링 바이어스되는 것을 특징으로 하는 압력 동등화 밸브.
제10항에 있어서, 상기 밸브바디에는 도어가 구비되어 밸브의 내부 보수가 가능하게 되어 있는 압력 동등화 밸브.