KR100454900B1 - 직렬형제어밸브 - Google Patents

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KR100454900B1
KR100454900B1 KR10-1998-0702849A KR19980702849A KR100454900B1 KR 100454900 B1 KR100454900 B1 KR 100454900B1 KR 19980702849 A KR19980702849 A KR 19980702849A KR 100454900 B1 KR100454900 B1 KR 100454900B1
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엘하난 타보르
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씨 밸브스 리미티드
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Abstract

직렬형 제어 밸브 구조는, 제어구(CP1, CP2)에 가해지는 유체 압력을 제어함으로써 폐쇄될 수 있는 상시 열림형 밸브 또는 제어구(CP1, CP2)에 가해지는 유체 압력을 제어함으로써 개방될 수 있는 상시 닫힘형 밸브를 제공하기 위하여 하나 또는 그 이상의 제어구(CP1, CP2)를 통해서 제어되는 다수의 제어실(C1, C2, C3, C4)들을 포함하고 있는 것으로 기술되어 있다. 또한, 균형 구조를 가지고 있고, 밸브를 개방 및 폐쇄시키기 위한 상대적으로 작은 작동기를 포함하고 있는 밸브가 기술되어 있다.

Description

직렬형 제어 밸브
본 발명은 파이프를 통한 유체(액체 또는 기체)의 유동을 제어하기 위한 밸브에 관한 것이다. 본 발명은 본 출원인의 선원 미국 특허 제4,681,130호에 기술된 형태의 직렬형 제어 밸브에 관하여 특히 유용하기 때문에 그러한 형태의 제어 밸브에 대하여 아래에서 기술하기로 한다.
상기 인용된 특허는, 통상 개방되어 있고, 밸브 부재의 상류 면에 인가된 입구 압력에 의해 발생된 개방력보다 사실상 더 큰 결합된 폐쇄력을 발생시키기 위해서 둘 다 함께 작용하는 밸브 내의 두 개의 제어실에 유체 압력, 예를 들어 입구 압력을 인가시킴으로써 폐쇄 위치로 작동되는 직렬형 제어 밸브를 개시하며, 이에따라 입구 압력에 대한 상기 밸브의 보다 빠르고 안전한 폐쇄를 보장한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 예시적인 실시예에 대해서 설명한다.
도 1은 본 발명에 따라서 구성된 상시 열림형(normal-open) 제어 밸브의 일 형태를 예시하는 종단면도로서, 밸브 부재가 유체 입구 압력하에서 취하고 있는 상시 열림 위치에 있는 것을 도시한 도면이다.
도 2는 도 1과 유사한 도면으로서 제어 압력이 밸브 부재의 제어구에 적용되어서 밸브 부재가 폐쇄 위치에 있게 된 상태에서 밸브 부재를 도시한 도면이다.
도 3은 도 2와 유사한 횡단면도로서 내부 구조를 잘 나타내기 위하여 45o 회전시킨 단면선을 따라 도시한 도면이다.
도 4는 도 1 내지 도 3의 상기 제어 밸브 내에서 충격 완화실의 일 방향 분출구(vent)의 구성을 예시하는 확대된 단면도이다.
도 5는 상기 밸브가 제어되는 한 가지 방식과 도 1에 따른 한 벌의 제어 밸브를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 따라서 구성된 상시 닫힘(normal-close) 제어 밸브의 일 형태를 예시하는 종단면도이다.
도 6a는 도 6의 선 6a-6a를 따른 횡단면도이다.
도 7은 도 6과 유사한 도면으로서 내부 구조를 잘 나타내기 위하여 영역 라인을 따라 45o회전시킨 도면이다.
도 8은 도 6 및 도 7의 상기 제어 밸브를 개방 상태에서 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명에 따라서 구성된 상시 닫힘(mormal-close) 제어 밸브의 다른 형태를 예시하고 있는 종단면도이다.
도 10은 개방 상태로 작동되어 있는 도 9의 밸브를 도시한 도면이다.
도 11은 밸브 어셈블리에서 탄성 밀봉 장치의 구성을 도시하는 부분 확대도이다.
도 11a 내지 도 11c는 도 11의 상기 탄성 밀봉장치의 다양한 상태를 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명에 따라 구성된 내부 모터 작동 방식의 제어 밸브를 도시하는 것으로서, 내부 구조를 보이기 위해 부분적으로 절단한 3차원 도면이다.
도 13은 폐쇄 상태에 있는 도 12의 제어 밸브를 종단면도이다.
도 14는 도 13과 유사하지만 개방 상태에서 밸브를 도시한 도면이다.
도 15는 도 14와 유사하지만, 도 14의 단면선에 대해 45o 회전시킨 단면선을 따라 도시한 종단면도이다.
도 16은 본 발명에 따라 구성된 외부 모터 작동 방식의 제어 밸브를 도시한 종단면도로서 폐쇄 상태의 밸브를 도시한 종단면도이다.
도 17은 도 16과 유사한 도면이지만, 개방 상태의 밸브를 도시한 도면이다.
본 발명의 목적은 상기에 인용된 특허와 구성이 유사하지만 밸브가 광범위한 다른 응용 분야를 위해 구성되도록 많은 개선점들 및 변화들을 포함한 직렬형 제어밸브를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 태양에 따르면, 직렬형 제어 밸브는, 입구, 상기 입구의 하류에 위치된 출구, 및 상기 입구와 상기 출구 사이에 위치된 밸브 시트를 구비하는 하우징과, 상기 하우징 내의 밸브 어셈블리를 포함하고, 상기 밸브 어셈블리는, 상기 밸브 시트를 향하여 그리고 멀리 떨어지게 이동 가능하고 밸브 시트를 향하는 상류 면과 출구를 향하는 하류 면을 구비하는 밸브 부재; 상기 밸브 부재에 고정되어 상기 밸브 부재의 하류로 연장되는 밸브 심봉(stem); 상기 밸브 부재의 하류 단 부에서 밸브 심봉에 의해 이동되고 하우징의 제 1 표면과 함께 제 1 제어실을 한정하는 하류 면을 구비하는 피스톤 헤드; 상기 밸브 심봉에 고정되어 밸브 부재의 하류로 연장되며 상기 밸브 심봉을 둘러싸지만 밸브 부재, 밸브 심봉 및 상기 하우징의 제 2 표면과 함께 제 2 제어실을 한정하는 상기 피스톤 헤드에 이르지 못하여 단부를 이루는 원통형 스커트(skirt); 밸브 부재의 개방 상태에서 유체가 관통하여 유동하도록 상기 하우징을 통과하는 유체 유동 통로; 상기 제 1 제어실 내의 유체압력이 피스톤 헤드와 밸브 부재를 상기 밸브 시트를 향하여 이동시키기 위해서 피스톤 헤드의 하류 면에 작용하고, 상기 제 2 제어실 내의 유체 압력이 밸브 부재의 하류 면에 작용하여 피스톤 헤드와 밸브 부재를 상기 밸브 시트를 향하여 또한 이동시키도록 상기 제 1 제어실과 제 2 제어실 사이를 연통시키는 상기 밸브 심봉을통과하는 압력 제어 통로; 제 3 제어실 내의 유체 압력이 피스톤 헤드와 밸브 부재를 상기 밸브 시트로부터 멀리 떨어지는 상기 밸브 부재의 개방 위치를 향하여 이동시키기 위해서 피스톤 헤드의 상류 면에 작용하도록 제 3 제어실을 한정하는 피스톤 헤드의 상류 면과 하우징의 제 3 표면; 및 밸브 부재를 상기 밸브 시트로부터 멀리 떨어지는 상기 밸브 부재의 개방 위치를 향하여 이동시키기 위해서 유체를 제3 제어실 내에 인가시키기 위한 상기 제 3 제어실과 연통하는 제어구를 포함한다.
본 발명의 다른 태양에 따르면, 제어 밸브는, 입구, 상기 입구의 하류에 위치된 출구, 및 상기 입구와 상기 출구 사이에 위치된 밸브 시트를 구비하는 하우징과; 상기 하우징 내의 밸브 어셈블리를 포함하고, 상기 밸브 어셈블리는 상기 밸브시트를 향하여 및 상기 밸브 시트에 멀리 떨어지게 이동 가능한 밸브 부재를 포함하고, 상기 밸브 부재는 밸브 시트를 향하는 상류 면과 출구를 향하는 하류 면을 구비하며, 상기 밸브 시트는 하류 방향으로 직경이 증가하는 원뿔형 구성으로 이루어지고, 상기 밸브 부재는 상기 밸브 부재의 폐쇄 위치 내의 원뿔형 밸브 시트와 맞물릴 수 있는 환상 탄성 밀봉부를 보유·지지하며, 상기 밸브 부재는 상류 원뿔형 밸브 덮개와 보상적 원뿔형 구성의 하류 밸브 몸체를 포함하고, 상기 환상 탄성 밀봉부는 원뿔형 밸브 덮개와 밸브 몸체 사이에 고정된 원뿔형 스커트를 포함하며,상기 환상 탄성 밀봉부는 밸브 몸체의 외부 원주부에 형성된 환상 홈 내에 수용된 내부 부분을 구비하는 두께가 두꺼운 외부 원주부를 더 포함하며, 외부 부분은 원뿔형 밸브 시트와 밀봉 맞물림을 위한 원뿔형 밸브 덮개에 의해 노출된 환상 면을 구비한다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 가압된 유체의 흐름을 제어하기 위한 직렬형 제어 밸브는, 입구, 상기 입구의 하류에 위치된 출구, 및 상기 입구와 상기 출구 사이에 위치된 밸브 시트를 구비하고 있는 하우징과; 상기 밸브 시트에 대하여 개방 위치와 폐쇄 위치로 이동 가능하고 상기 밸브 시트를 향하는 상류 면과 상기 출구를 향하는 하류 면을 구비한 밸브 부재와; 상기 하우징 내의 표면들이 상기밸브 부재의 하류측 표면들과 함께 상기 밸브 부재의 하류에 형성한 제어실 수단과; 밸브 부재의 상류 면에 인가된 입구 압력에 의해 발생되어 밸브 부재를 개방 위치로 이동시키게 되는 개방력에 대향되며 밸브 부재를 폐쇄 위치로 이동시킬 수 있는 폐쇄력을 생성시킬 수 있게, 상기 입구에서의 유체의 입구 압력이 상기 제어실 수단에 인가되도록, 상기 밸브 부재의 상류 면으로부터 상기 밸브 부재의 하류면을 통해서 상기 밸브 부재를 통과하여 상기 제어실 수단과 연통하는 통로와: 상기 밸브 부재를 개방 위치와 폐쇄 위치로 작동시키는 액추에이터를 포함한다.
본 발명의 다른 특징은 이하의 설명으로부터 분명해질 것이다.
도 1 내지 도 4에 예시된 상기 열림(normal-open) 제어 밸브는 도면 부호 10으로 나타낸 하우징(10)을 포함하고, 바람직하게 금속으로 이루어진 외부 원통형 부분(11), 바람직하게 플라스틱으로 이루어진 내부 원통형 부분(12), 상기 하우징의 상류 단부에 있는 입구 결합관(13), 및 상기 하우징의 하류 단부에 있는 출구 결합관(14)을 포함한다. 상기 두 개의 결합관(13, 14)은 또한 바람직하게 금속으로 이루어진 원뿔 형상이고 외부 원통형 부분(11)의 금속제 측벽에 용접되어 있다. 플랜지 어셈블리(15)들은 상기 두 개의 결합관(13, 14)의 외부 원통형 부분(11)으로의 상기 용접 접합을 재강화하고, 밀봉부(16)는 상기 결합관(13, 14)에 대하여 상기 내부 원통형 부분(12)을 밀봉한다.
상기 입구 결합관(13)은 상기 하우징 내부로 유체를 유입시키기 위한 입구(17)를 포함하고, 상기 출구 결합관(14)은 상기 유체를 유출시키기 위한 출구(18)를 포함한다. 상기 입구 결합관(13)의 내부면에는 입구(17)로부터 출구(18)까지의 유체의 흐름을 제어하기 위하여 상기 하우징 내부에서 밸브 어셈블리와 함께 작동할 수 있도록 한 원뿔형 밸브 시트(19)가 형성된다.
하우징(10) 내부의 상기 밸브 어셈블리는 일반적으로 도면 부호 20으로 표시된다. 상기 밸브 어셈블리는 원뿔형 밸브 커버(21a)와 밸브 몸체(21b)로 구성된 유체 역학적 형태의 밸브 부재(21)를 포함하고, 상기 밸브 커버의 외주부 둘레에는 환상 탄성 밀봉부(22)가 고정되어 상기 원뿔형 밸브 시트를 향하는 이동과 그로부터 떨어지는 이동을 할 수 있다. 밸브 부재(21)는 이 밸브 부재(21)에 나사 체결 방식으로 부착되어서 하류로 연장된 밸브 심봉(23)을 포함한 액추에이터에 연결된다. 상기 밸브 심봉(23)의 하류 단부는 하우징 부분(12) 내에 있는 원통형 라이너 형태의 실린더(25) 내부에서 이동할 수 있는 밀봉 링(24a)을 구비한 피스톤 헤드(24)를 보유·지지한다.
밸브 부재(21)는 피스톤 헤드(24)와 반경 방향 벽 사이의 스프링에 의해 도 1에 예시된 바와 같이 밸브 폐쇄 상태에 있게 되고, 밸브 부재의 출구(18) 부근의 하우징(10)의 하류 단부에서 후방 캡(27)에 의해 한정된다. 캡(27)은 스파이더 형상이고, 상기 캡에는, 출구(18)에 대하여 다수의 축방향으로 연장한 통로(27b, 도 3 )들을 사이에 한정하는 다수의 반경 방향으로 연장한 리브(rib)(27a, 도 1)들이 형성된다. 리브(27a)의 외부 표면은 상기 리브(27a) 사이의 통로(27b)가 상기 출구(18)의 유체의 유동을 위하여 큰 축방향 통로를 한정하는 동안 결합관(14)에 대항하여 상기 스프링(26)이 캡(27)을 확고하게 누르도록 상기 출구 결합관(14)의 내부 원뿔형 면(14a)에 대하여 상보형의 형태이다.
하우징 부분(12)에도 유사하게, 캡(27)의 리브(27a)와 함께 정렬된 다수의 반경 방향으로 연장한 리브(12a) (도 1)가 형성되어 있고, 상기 리브는, 상기 밸브 어셈블리(20)가 개방 상태(도 3)에 있을 때 상기 제어 밸브를 통과한 유체의 유동을 위하여 캡(27)의 통로(27b)와 함께 정렬된 다수의 축방향으로 연장한 통로(12b) (도 3)를 한정한다.
밸브 어셈블리(20)는 밸브 부재(21)의 몸체(21b)와 함께 결합하여 형성된 원통형 스커트(28)를 더 포함하고 각 부분의 밸브 심봉(23)을 둘러싸기 위하여 하류로 연장한다. 원통형 스커트(28)는 하우징 부분(12)의 리브(12a)를 통하여 축방향으로 형성된 원통형 홈(29) 내부에서 이동 가능하다. 상기 원통형 스커트(28)의 내부 표면은 밀봉 링(30)에 의해 상기 하우징에 대하여 밀봉되고, 상기 스커트의 외부 표면은 밀봉되지 않고 하우징 부분(12) 내의 축방향 통로를 통하여 유체의 유동을 허용한다.
밸브 심봉(23)에는 밸브 부재(21)의 스커트(28)에 의해 둘러싼 상류 부분(23a)과, 피스톤 헤드(24) 부근의 하류부(23b)가 형성된다. 상기 하류부(23b)는 상기 두 개의 부분 사이의 환형 벽(23c)을 한정하기 위하여 상기 상류 부분 (23a) 보다 큰 외경을 가진다. 상기 상류 부분(23a)은 밀봉 링(31)에 의해 상기 하우징에 대하여 밀봉되고, 상기 하류부(23b)는 밀봉 링(32)에 의해 상기 하우징에 대하여 밀봉되어 있다. 밀봉 링(30, 31)은 하우징 부분(12)의 반경 방향으로 연장한 벽(12c)에 의해 이행되고 죔쇠(34)에 의해 확보된 유지 판(33)에 의해 장소 내에서 유지된다.
이것은 상기에 기술된 바와 같이 제어 밸브의 구성을 나타내며, 하우징(10), 특히 하우징 부분(12)과 함께 몇 개의 제어실들을 한정한다.
(1) 제어실(C1)은 피스톤 헤드(24)의 하류 면, 하우징 실린더(25)의 표면(10a), 캡(27)의 대향 면에 의해 한정된다. 이하에서 보다 상세하게 설명되는 바와같이, 제어실(C1)은 제 1 제어실로서 사용하고, 가압 유체가 하나의 상기 하우징 리브(12a) 내에 통로를 경유하는 제어실(C1)과 연통하는 제어구(CP1)를 경유하여 적용될 때 밸브 부재의 상시 열림(normal-open) 위치로부터 폐쇄 위치까지 밸브 부재(21)를 이동시키기 쉽도록 힘을 생성한다. 제어실(C1)은 대기에 드레인(35)을 포함하고, 상기 드레인은 도 1 내지 도 3의 상시 열림 방식의 구성에 영향이 없도록 폐쇄된다.
(2) 제어실(C2)는 원통형 스커트(28)의 내부 면을 포함한 밸브 몸체(21b)의 하류 면, 하우징 부분(12)의 표면(10b) (반경 방향 벽(12c)의 유지 판(33)), 밸브 심봉(23)의 외부 표면에 의해 한정된다. 제어실(C2)은 축방향 통로(36a)와 밸브 심봉(23) 내의 반경 방향 통로(36b)를 지나 제어실(C1)에 연통한다. 제어실(C2)은 제어 압력이 제어구(CP1)를 지나 적용될 때 상시 열림 위치로부터 밸브 부재의 폐쇄 위치까지 밸브 부재(21)를 이동시키기 위하여 제어실(C1)에서 생산된 힘을 강하게 작용시키는 제어실로서 사용된다.
(3) 제어실(C3)은 피스톤 헤드(24)의 상류 면, 밸브 심봉(23)의 주변부, 및 하우징 실린더(25)의 표면(10c)에 의해 한정된다. 제어실(C3)는 밸브 부재(21)가 폐쇄되고 가압 유체가 상기 제어구(CP2)에 적용될 때에는 밸브 부재(21)가 이하에서 보다 상세하게 설명하는 바와 같이 개방 위치로 이동될 수 있도록, 하나의 상기 하우징 리브(12a) 내의 통로를 지나 제 2 제어구(CP2)로 연통된다.
(4) 제어실(C4)는 밸브 심봉(23)의 환상 벽(23c)과 하우징 부분(12)의 반경 방향 벽(12c) 상의 표면(10d)에 의해 한정된다. 제어실(C4)은 상기 밸브 시트(19)에 대항하여 밸브 부재의 갑작스런 충격을 방지하기 위하여 그의 최종 폐쇄 위치에 대하여 밸브 부재(21)의 이동을 완화시키기 위한 충격 완화실로서 사용된다. 충격 완화 제어실(C4)은 밸브 심봉(23) 상의 밀봉 링(32) 및 하우징의 반경 방향 벽(12c) 상의 밀봉 링에 의해 밀봉된다.
충격 완화실(C4)로부터 유체를 통기시키기 위하여, 밸브 심봉(23)은 소직경 통기공(vent opening)이 형성되어 있고, 그의 밀봉 링(32)의 약간 하향으로 피스톤 심봉(23) 내에 위치에서 환상 홈(38)과 연통하는 축방향 보어(bore)(37)를 포함한다. 특히 도 4에 도시된 바와 같이, 환상 홈(38)은 밀봉 링(39)에 의해 폐쇄된 내부 단부(38a)를 구비한다. 이러한 통기공은 제어구(CP2) 방향 내에서 충격 완화실 (CP2)로부터 단지 유체 유동을 허용하는 일 방향 통기공이다.
하우징 부분(12)에는 또한 제어구(CP2)로부터 축방향으로 연장되나 반경 방향 벽(12c)에 이르기 전에 종결되는 슬롯(40)이 추가로 형성된다.
이하에서 기술되는 바와 같이, 상기 구성은 상기 충격 완화실(C4)이 밸브 시트(19)에 대하여 밸브 부재(21)의 충격을 완화시키기 위하여 밸브 부재의 폐쇄 위치에 대한 최종 이동에서 단지 밸브 어셈블리(20)의 폐쇄 이동을 완화시키기 위해 효율적으로 구성된다. 제어실(C4)에서 생산된 힘은 상기 밸브 어셈블리의 최종 개방 이동을 강화시키기에 효율적이다.
도 1 내지 도 4에서 예시된 제어 밸브는 다음과 같이 작동한다.
상기 제어 밸브가 라인에 연결되지 않을 때, 또는 만약 연결된다면, 상기 라인은 여전히 가압되지 않고, 상기 밸브 어셈블리는 스프링(26)의 영향을 받아 도 2에서 예시된 폐쇄 위치에 있게 될 것이다. 그러나, 상기 제어 밸브가 상기 라인에 연결되고 상기 라인은 가압될 때, 상기 입구 압력은 밸브 부재(21)의 상류 면에 적용되고, 도 1에 예시된 바와 같이 그의 개방 위치로 밸브 어셈블리가 이동한다.
상기 입구 압력이 부족한 경우에는, 상기 힘은 상기 밸브 스커트(28)의 표면(28a)에 대항하여 흐름 압력에 의해 적용되고, 또한 상기 힘은 밸브 어셈블리(20)가 그의 폐쇄 상태로 이동하는 스프링에 의해 적용되고, 상기 출구(18), 입구(17)을 지나 하류 파이프(도시되지 않음)로부터 유체의 역류를 방지하고, 상기 상류 파이프 (도시되지 않음)는 상기 입구에 연결된다.
상기 밸브가 바람직하게 폐쇄될 때, 가압 유체는 제어구(CP1)에 적용된다. 보통 이것은 제어구(CP1)를 상기 입구 압력에 연결하는 안내 밸브 (도 5에 안내 밸브(45))를 사용함으로써 실시된다. 상기 상황이 발생할 때, 상기 입구 압력은 통로(36a)를 지나고 밸브 심봉(23)을 통과한 제어실(C1), 또한 제어실(C2)에 적용된다.
제어실(C1) 내부에 압력은 폐쇄 위치를 향하여 (도 3에서 오른쪽으로) 상기 밸브 어셈블리(20)를 이동하기 쉬운 피스톤 헤드에 대항하여 힘을 생성시키고, 상기 힘의 양은 피스톤 헤드(24)의 외경(D1)의 영역에 의해 증가된 제어실(C1) 내부의 압력과 동등하다. 제어실(C2) 내부의 압력은 밸브 어셈블리(20)를 폐쇄 상태 쪽으로 이동시키는 방향으로 작용하는, 즉 제어실(C1) 내에 생성된 힘을 증강시키는 힘도 생성한다. 상기 힘은 제어실(C2)에서 만들어지지만, 밸브 부재(21)의 하류에서 작용하고 상기 원통형 스커트(28)의 내경(D2)에 일치하여 확대되고, 밸브 심봉 부분(23a)의 외경(D3)보다 적다.
상기 밸브 어셈블리가 도 1에 예시된 바와 같이 밸브 부재의 개방 상태에 있을 때, 개방 상태에서 상기 밸브 어셈블리를 유지시키기 위하여 작용하는 상기 힘은 상기 원통형 스커트(28)의 외경(D4)에 일치한 영역에 의해 증가된 상기 입구 압력과 동등하다. 상기 밸브 개방을 유지하기 위해 작용하는 상기 힘은 제어실(C1, C2)에 대하여 제어구(CP1)를 지나 적용되고, 상기 밸브 어셈블리를 폐쇄시키는 모든 작용에 의해 스커트(28)의 표면(28a)에 적용된 압력에 의해 생성된 힘의 합계보다 적다. 따라서, 상기 밸브 어셈블리는 밸브 부재의 폐쇄 상태를 향하여 이동을 시작할 것이다.
폐쇄 상태를 향한 상기 밸브 어셈블리(20)의 최초 이동 동안, 제어실(C4)은 폐쇄 위치를 향하여 상기 밸브 어셈블리의 이동을 저지하는 제어실(C4) 내부의 압력이 증가되지 않도록 슬롯(40) 및 제어구(CP2)를 지나 대기와 연통한다. 상기 밸브 어셈블리가 폐쇄 위치에 접근할 때, 밀봉부(32)는 슬롯(40)의 단부(오른쪽 단부)를 통과하고, 제어실(C4)는 밀봉된 제어실이 되고, 따라서 상기 밸브 어셈블리의 폐쇄 이동을 완화하기 위하여 작용한다. 상기 완화 정도는, 특히 액체의 유동 제어가 유동 속도에 따라 통기공(37) 및 환상 그루브(38)에 의해 인가된다.
스커트(28)의 표면(28a)은 상기 밸브 어셈블리의 최종 폐쇄 이동을 완화시키기 위하여 작용한다. 상기에 지시된 바와 같이, 상기 하류의 압력은 폐쇄 위치에 대하여 상기 밸브 어셈블리를 이동시키기 쉬운 방향으로 스커트 표면(28a)에 대하여 작용한다. 상기 밸브 어셈블리가 폐쇄 위치에 접근했을 때, 상기 밸브를 가로지르는 압력차는 높은 유동 저항 때문에 증가하고, 유출 압력의 감소는 상기 밸브 어셈블리가 최종 폐쇄 위치에 접근하므로써 스커트 표면(28a)에 적용된다.
제어 밸브의 재개방은 상기 제어구(CP1) 쪽으로의 압력 공급의 중단에 의해서만 영향을 받는데, 이 경우 밸브 부재(21)에 가해진 입구 압력은 밸브 어셈블리를 도 1에 도시된 개방 위치로 이동시키게 된다.
상기 밸브는 제어구(CP1)쪽으로의 압력 공급이 중단되고, 제어구(CP2)에 압력이 적용됨으로써 또한 재개방될 수 있다. 상기 상황이 행해질 때 제어실(C3) 내부에 가압 유체는 밸브 부재(21)에 대하여 입구 압력에 의해 생산된 개방력과 함께, 피스톤 헤드(24)의 상류에 대항하여 개방력을 만들고, 도 3에서 예시된 바와 같이 개방 상태에 대하여 밸브 어셈블리를 이동한다.
제어구(CP2)는 입구 압력이 낮고 또는 진공이 입구에 적용될 때 상기 밸브는 홀로 재개방된다. 상기 제어구는 상기 밸브 어셈블리의 이동을 저지 또는 완충시키기 위하여 제어구(CP1)와 함께 사용된다.
상기 밸브가 폐쇄되고 가압 유체가 밸브를 개방하기 위하여 제어구(CP2)에 적용될 때, 밀봉 링(39)은 상기 충격 완화실(C4) 내부의 통기공(37)과 환상 그루브(38)를 통하여 통과한 상기 가압 유체를 막는다. 따라서, 밸브 부재(21)에 적용된 입구 압력과 함께, 단지 제어실(C3)(직경 D1-D5에 의해 한정됨)의 표면 영역에서 밸브 개방을 시작함으로써, 밸브 어셈블리를 개방하는 데 효율적이다. 그러나, 밸브 심봉(23)의 밀봉부가 슬롯(40)의 오른쪽 단부를 통과하자마자, 제어실(C3) 내부의 압력은 제어실(C4)에 적용되고, 따라서 상기 개방력은 증가된다.
밀봉 링(39)이 있음으로 해서 밸브들이 모두 폐쇄되었을 때 한 벌의 밸브들(a battery of valves)이 보다 간단한 방식으로 선택적으로 제어될 수 있게 되기도 한다. 따라서, 도 5에 나타낸 바와 같이, 공통 공급 파이프(44)에 평행하게 연결된 한 벌의 밸브(41~43)는 각 밸브의 상기 제어구(CP1)에 각각 연결된 파일럿 밸브(45~47)를 분리시킴으로써 개별적으로 제어되고, 공통의 파일럿 밸브(48)는 모든 상기 밸브의 제어구(CP2)에 연결된다. 따라서, 상기 공통의 파일럿 밸브(48)를 지나 모든 제어구(CP2)에 대하여 압력을 적용시키되, 각각의 파일럿 밸브(45~47)를 지나 각각 제어구(CP1) 쪽으로 가해지는 가압 유체의 공급을 중단함으로써, 밸브(41~43) 각각이 하류 파이프(49)에 대하여 선택적으로 폐쇄된다.
도 6 내지 도 8은 도 1 내지 도 4에 대하여 상기에 기술된 바와 같이 일반적으로 동등한 구조의 밸브를 예시하지만, 도 1 내지 4의 구조에서처럼 상시 열림형 밸브보다 상시 닫힘형 밸브(입구 압력이 적용될 때)를 이루는 몇 가지 변경 사항을 포함한다. 상시 닫힘형 밸브의 중요한 장점은 상기 제어 압력 시스템이 없는 상기 밸브의 안전을 위한 폐쇄를 제공하기 위한 것이다. 이해를 돕기 위하여, 도 1 내지 도 4의 밸브에서처럼 일반적으로 동일한 요소들에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
상기 구조의 하나의 변화로, 도 6 내지 도 8의 상시 닫힘형 밸브는 상기 입구 압력이 상기 피스톤 헤드(24)의 하류에 작용하는 제어실(C1), 상기 밸브 몸체(21b)의 하류에 작용하는 제어실(C2), 도 6 및 도 7에서 예시된 바와 같이 그의 폐쇄 상태에 대하여 상기 밸브 어셈블리를 이동하기 쉬운 두 개의 생성된 힘이 적용되도록 상기 밸브 심봉 내의 축방향 통로(36a)와 연통하는 밸브 부재(21)를 통과하는 축방향 통로(50)가 형성된다. 다른 변화는, 제어실(C1, C2)과 연통하는 상기 하우징 부분(12)을 통과하는 상기 제어구를 필요로 하지 않고, 따라서 제어구(CP1)는 폐쇄되고, 제어실(C4)과 연통하는 단일 제어구(CP2)만 유지된다. 추가적인 변화는, 제어실(C3)는 도 1 내지 도 3의 구조에서 통기공(37)보다 큰 직경의 슬롯(40) 및 보어(bore)를 지나 제어실(C4)과 연속으로 연통하고, 도 1 내지 도 3의 구조의 밀봉 링(32, 39)는 또한 생략된다.
도 6 내지 도 8의 구조는 피스톤(24)의 하류 단부에 장착하기 위하여 그의 주변 둘레에 일정한 간격을 이룬 다수의 반경 방향으로 연장된 장착 탭(53)이 마련된 피스톤(52)을 포함한다. 피스톤(52)은 단부 벽(55)에 의해 상류 단부에서 폐쇄된다. 하류 단부는 캡(27) 내에 원통형 공동(56) 내부에 미끄러지게 수용되고 추가로 제어실(C5)을 한정하기 위하여 밀봉 링(56a)을 포함한다. 후자 제어실은 스프링(26)을 포함하고 드레인(35)을 지나 대기로 통기된다. 따라서, 도 6 내지 도 8의 구조에서 드레인(35)은 도 1 내지 도 3의 구조에서처럼 폐쇄되지 않는다.
피스톤(52)의 단 벽(55)은 축방향 통로를 방해하지 않기 위하여 상기 밸브 심봉(23)을 통과하여 축방향 통로(36a)로부터 일정한 공간을 이룬다. 상기 공간(57)은 상기 장착 탭(53)들 사이의 공간(58)(도 6a, 도 7)을 지나 제어실(C1)과 연통한다. 따라서, 상기 입구 압력은 축방향 통로(50, 36a), 공간(57, 58)을 지나 제어실(C1)에 적용된다. 도 1 내지 도 3의 구조에서처럼, 제어실(C1)에서 생성된 압력은 제어실(C2)에 적용되고, 힘은 상기 밸브를 개방시키기 쉬운 밸브 부재(21)에 대하여 입구 압력에 의해 생성된 힘에 대향됨으로써 상기 밸브는 폐쇄하기 쉬운 두 개의 제어실에서 생성된다. 도 1 내지 도 3의 구조로부터 구별되는 바와 같이, 제어실(C1) 내에 생성된 상기 폐쇄력은 피스톤(52)의 외부 횡단면에 의해 감소된다(제어실(C5)가 대기로 통기된다). 상기 폐쇄력은 제어 압력이 제어구(CP2)를 지나 적용될 때 제어실(C3, C4)에서 생성된 개방력에 대향된다.
도 6 내지 도 8에서 예시된 상기 제어 밸브가 물 공급 파이프에 연결될 때, 상기 입구 압력은 밸브 부재(21)의 상류 면에 적용되고, 밸브를 개방하기 쉬운 힘을 생성한다. 그러나, 상기 입구 압력은 제어실(C1)에 대한 통로(50, 36a)와 제어실(C2)에 대한 통로(36b)를 지나 적용되고, 둘 다 밸브를 폐쇄시키기 쉬운 힘을 생성시킨다. 상기 힘과 함께 밸브를 폐쇄시키기 쉬운 힘은 표면(28a)에 대하여 하류 압력(밸브가 폐쇄되지 않을 때)에 의해 생성되고, 상기 힘은 스프링(26)에 의해 생성되고, 상기 밸브가 도 6에서 예시된 바와 같이 상시 닫힘 상태가 되도록 상기 개방력보다 충분히 크다.
도 6 내지 도 8의 밸브가 개방될 때, 제어 압력(입구 압력)은 제어구(CP2)에 적용된다. 상기 제어 압력은 두 개의 제어실(C3, C4)(후자는 슬롯(40) 및 보어(51)를 지남)에 적용되고, 밸브 부재(21)의 상류 면에 대하여 입구 압력에 의해 적용된 개방력과 함께 도 8에서 예시된 바와 같이 그의 개방 상태에 대하여 상기 밸브 어셈블리를 이동시키기에 충분하다. 상기 압력이 제어구(CP2)로부터 제거될 때, 상기 밸브는 상시 닫힘 상태로 되돌아온다.
여타의 다른 모든 점에서, 도 6 내지 도 8에서 예시된 상기 제어 밸브는 구성되고 상기에 기술된 바와 같이 실질적으로 같은 방법으로 작동된다.
도 9 및 도 10은 도 6 내지 도 8에 대하여 유사한 상시 닫힘 밸브 구조를 예시한다. 그러나, 이 경우에서, 밸브 부재(21) 및 그의 밸브 심봉(23)을 통과하는 상기 축방향 통로(50)는 상기 밸브 심봉(23)의 하류 단부와 상기 후방 캡(27) 사이의 제어실(C5)에 대한 축방향 통로(36a)를 지나 연장된다. 도 6 내지 도 8의 구조에서 제어실(C5)은 대기로 통기되고, 도 9 및 도 10의 구조에서 제어실(C5)은 그렇게 통기되지 않지만, 밸브 심봉(23)의 하류단의 외부 표면과 상기 후방 캡(27) 내 의 공동(61)의 내부 표면 사이에 밀봉 링(60)에 의해 밀봉된다. 따라서, 상기 구조에서, 드레인(35)(도 8)는 폐쇄되지만, 제어구(CP1)(도 1)은 대기로 통기된다.
또한, 밸브 스커트(28)의 외부 표면은 밀봉 링(62)이 형성되고, 상기 밸브 스커트(28)용의 환상 홈(29)과 형성된 하우징 부분(12)의 표면에는 다수의 축방향으로 연장한 슬롯(63)이 형성되고, 이에 따라 제어실(C6, C2)들 사이에 연통이 달성된다.
도 9 및 도 10의 구조에서, 상기 입구 압력은 제어실(C5, C2. C6) 내의 입구 압력에 의해 생성된 상기 폐쇄력의 합계에 의해 실질적으로 균형을 이룬 개방력을 생성하는 밸브 부재(21)의 상류 면에 적용된다. 상기 폐쇄력은 스프링(26)에 의해 생성되고, 따라서 밸브 어셈블리를 상시 닫힘 상태로 이동시키기에 충분하다.
상기 밸브의 개방이 바람직할 때, 제어 압력은 제어구(CP2)(도 8)에 적용되고, 이것은 정상 입구 압력이다. 압력이 제어구(CP2)에 적용될 때, 개방력은 제어실(C3, C4)에서 생성되고, 밸브 부재(21)의 상기 면에 대항하여 상기 입구 압력에 의해 생성된 상기 개방력이 더해질 때, 상기 밸브를 개방하기에 충분하다.
도 11은 상기 출구 결합관(13)의 원뿔형 시트(19)에 체결할 수 있는 상기 밸브 부재(21) 및 그의 환상 탄성 밀봉부(22)에 대하여 상기에 기술된 제어 밸브들 중 어떠한 것이 사용될 지라도 바람직한 구조를 예시하는 것이다. 도 11a는 최초 폐쇄 위치에서 상기 환상 탄성 밀봉을 예시하고, 도 11b는 최종 폐쇄 위치에서 상기 환상 탄성 밀봉을 예시하고, 도 11c는 밸브 부재에 채터링(chattering) 현상을 사실상 제거하는 방식을 개략적으로 예시하고 있다.
도 11에서 일반적으로 지시된 환상 탄성 밀봉부(22)는, 상기 밸브 어셈블리의 폐쇄 상태에서 상기 원뿔형 밸브 시트(19)를 체결하는 두꺼운 외주부(71)가 형성되어 있는 원뿔형 스커트(70)를 포함한다. 상기 원뿔형 스커트(70)는 상류 위의 상기 원뿔형 밸브 스커트와 접합 링(73)에 대항하여 상기 하류측 베어링 위의 상기 밸브 몸체(21b) 사이에 볼트(72)에 의해 죄어진다.
상기 밸브 몸체(21b)의 상류에는 상기 탄성 밀봉부(22)의 두꺼운 환상 외주부(71)의 하류 면을 수용하는 환상 슬롯(75)이 형성된다. 슬롯(75)은 사다리꼴 횡단형이고, 그 슬롯에는 원뿔형 밸브 부재(21)의 상류 면에 실질적으로 평행한 바닥면(75a)과, 밸브 어셈블리(20)의 수직축에 사실상 평행한 대향 측면(75b, 75c)이 형성된다.
부착 부재(77)는 슬롯(75) 내에 수용되고, 상기 슬롯의 형상과 상보형을 이룬다. 또한, 이것은 상기 밀봉 링(22)의 두꺼운 환상 외주부(71)의 하류 내에 형성된 상보형의 도브테일(dovetail) 그루브(78) 내부에 수용된 환상 도브테일 리브(76)을 형성한다.
밀봉 링(22)의 두꺼운 외주부(71)의 상류 면은 끝이 가늘어진 두께의 외부 환상 부분(79)을 형성하고, 상기 두께는 바같쪽 방향으로 감소한다. 환형 부분(79)은 원뿔형 밸브 부재(21)의 상류 면에 대하여 둔각인 내부 환상 벽(79a), 및 상기 원뿔형 밸브 부재(21)의 상류 면에 대하여 유사한 둔각인 외부 환상 벽(79b)에 의해 한정된다. 환상 부분(79)의 상기 외부면(79c)은 상기 원뿔형 밸브 시트(19)와 접촉하여 밀봉 상태가 되고, 만곡 형상이다.
상기 밸브 덮게(21a)의 외부 단은 상기 탄성 밀봉부(22)의 면(79a)에서 끝나고 상기 면에 대한 상보형의 형상이다. 상기 탄성 밀봉부(22)의 외부 환상 부분(79)의 외부 단부는 면(79b)에 의해 한정됨으로써, 보통 상기 밸브 몸체(21b)의 외부 단부에서 면(21c)으로부터 일정한 간격을 이룬다.
상기 밸브 부재(21)가 상기 원뿔형 밸브 시트(19)에 접근함으로써, 상기 탄성 밀봉부(22)의 면(79c)은 상기 원뿔형 시트(19)와 먼저 체결하고(도 11a), 상기 탄성 밀봉부의 상기 부분은 상기 밸브 부재(12)의 최종 폐쇄 위치(도 11b) 내에서 밸브 몸체(21b)의 면(21c)에 대하여 변형된다. 따라서, 도 11b에서 나타낸 바와 같이, 상기 탄성 밀봉부(22)의 면(79b)는 상기 밸브의 폐쇄 위치에서 원뿔형 시트 (19)에 대하여 확고한 밀봉을 형성시키기 위하여 밸브 몸체(21b)의 면(21c)에 대하여 가압된다.
도 11에 도시된 바와 같은 밸브 밀봉부(22)의 구조는, 특히 밸브를 통과하는 유체의 역 유동의 경우, 밸브 부재로부터 밀봉부를 분리시키는 매우 큰 힘에 대해서 밸브 밀봉부(22)가 밸브 부재(21)에 단단하게 부착되는 것을 알 수 있다. 또한, 도 11C에 도시된 바와 같이, 밸브 밀봉부(22)의 외주부는, 밸브가 약간 개방될 때, 상기 외주부가 유동을 조절할 수 있도록 원뿔형 밸브 시트(19)에 대해서, 유동에 의해서 진동할 수 있도록, 충분히 탄력적이다. 상기 구조는, 밸브 부재가 상기 밸브 부재의 최종 폐쇄 위치에 도달함에 따라서 채터링 현상이 사실상 제거된다는 것을 알 수 있다.
도 12 내지 도 14에 도시된 직렬형 제어 밸브는, 원통형 하우징 부분(112), 상류 단부의 입구 결합관(113) 및 하류 단부의 출구 결합관(114)을 구비하고 있는, 일반적으로 도면 부호 110으로 표시된 하우징을 포함하고 있다. 두 개의 결합관(113, 114)들은 원뿔 형상으로 형성되어 한 쌍의 나사산(thread)이 형성된 결합 링(115, 116)에 의해서 원통형 하우징 부분(112)에 고정되어 있다.
입구 결합관(113)은 입구(117)를 포함하고 있고, 출구 결합관(114)은 출구(118)를 포함하고 있다. 입구 결합관(113)의 내부면에는, 입구(117)로부터 출구(118)로의 유체의 유동을 제어하기 위하여, 일반적으로 도면부호 120으로 표시된 밸브 부재와 함께 작용할 수 있는 원뿔형 밸브 시트(119)가 형성되어 있다.
밸브 부재(120)는 유체 역학적으로 형성된다. 상기 밸브 부재는 원뿔형 밸브 시트(119)를 향하여 그리고 멀리 떨어지게 이동할 수 있는 그 외부 둘레에 밸브 커버(121) 및 탄성 환상 밀봉부(122)를 포함하고 있다. 밸브 부재(120)는 밸브 커버(121)의 하류 면에 나사 결합으로 부착되어 있는 심봉(123)과 밸브 커버(121)의 하류에 있는 밸브 몸체(124)를 더 포함한다. 밸브 몸체(124)는, 심봉(123)이 밸브 커버(121)에 나사 결합될 때, 탄성 환상 밀봉부(122)가 밸브 커버(121)와 밸브 몸체(124) 사이에 단단하게 고정될 수 있도록, 접촉 링(125)과 맞물릴 수 있다.
심봉(123)은 밸브 커버(121)의 하류로 연장되어 출구 결합관(114)과 맞물려서 하우징(110)의 후방 벽을 구성하는 캡(127) 내에 형성되어 있는 원통형 공동부(126) 내에 수용된다.
밸브 부재(120)는 밸브 몸체(124)와 일체로 형성되어 밸브 부재의 하류로 연장되는 원통형 스커트(128)를 더 포함한다. 원통형 스커트(128)는 하우징 부분(112) 내에서 축방향으로 형성되어 있는 원통형 슬롯(129) 내에 수용되어 있다.
하우징 부분(112)은 원통형 슬롯(129)의 상류 단부에 있는 반경 방향으로 연장되는 벽(130)을 포함한다. 벽(130)에는 밸브 심봉(123)을 수용할 수 있는 중앙 개구가 형성된다.
하우징 부분(112)은 축방향으로 연장되는 통로(112b)(도 15)를 한정하기 위하여 서로로부터 원주 방향으로 이격된 다수의 반경 방향으로 연장되는 리브(112a)(도 13, 도 14)가 형성된다. 이와 유사하게, 캡(127)에도, 통로(127b)를 한정하기 위하여 서로 원주 방향으로 이격된 다수의 반경 방향으로 연장되는 스파이 더 아암(spider arm)(127a)이 형성되어 있다. 캡(127)의 스파이더 아암(127a)들은, 밸브 부재(120)가 개방 위치 내에 있을 때, 하우징을 통과하는 축방향 통로(112b) 및 캡을 통과하는 통로(127b)가 입구(117)로부터 출구(118)로의 유체 유동을 허여할 수 있도록 서로에 대해서 정렬되어 있다. 출구 결합관(114)의 내부 표면은 원뿔형상이고, 스파이더 아암(127b)의 외부 표면은 127c로서 도시된 보상적 원뿔 형상으로 형성되어 있는데, 이는 스파이더 아암이 출구(118)의 단지 상류로 출구 결합관(114)을 단단하게 결합하기 위한 것이다.
도시된 제어 밸브는, 하우징 부분(112), 하우징의 입구 결합관(113) 및 출구 결합관(114) 사이의 각각의 밀봉 링(131, 132)들; 하우징 벽(130)과 밸브 심봉(123) 사이의 밀봉 링(133); 캡(127)과 밸브 심봉(123)사이의 밀봉 링(134); 캡(127)과 하우징 부분(112) 사이의 밀봉 링(135); 및 밸브 스커트(128)의 외부 표면과 상기 밸브 스커트를 수용하는 슬롯(129)이 형성되어 있는 하우징 부분(112)의 대응 표면 사이의 밀봉 링(136)과 같은 밀봉부들을 포함한다.
상기 밀봉부들은, (1) 밸브 심봉(123)의 하류 면(123a)과 캡(127)내에 형성되어 있는 원통형 공동부(126)의 벽 사이의 제어실(C1); (2) 밸브 몸체(124)의 하류 면, 밸브 스커트(128)의 내부 면, 하우징 벽(130)의 상류 면 및 하우징 벽(130)과 밸브 몸체(124) 사이의 밸브 심봉(123) 부분에 의해서 한정되어 밸브 스커트(128)에 의해서 둘러싸여진 제어실(C2); (3) 밸브 스커트(128)의 하류 면(128a) 및 하우징 부분(112) 내에 형성되어 있는 원통형 슬롯(129)의 벽들에 의해서 한정되어 있는 제어실(C3); 및 (4) 하우징 부분(112)의 내부 표면, 그의 반경 방향의 벽(130)의 하류 면, 그 캡(127)의 상류 면 및 벽(130)과 캡(127) 사이의 밸브 심봉(123)의 외부 표면에 의해서 한정되어 있는 제어실(C4)을 한정한다.
축방향의 통로(140)는, 밸브 심봉의 하류에 있는 제어실(C1)로 안내되는, 그 덮개(121), 밸브 몸체(124) 및 밸브 심봉(123)을 포함하고 있는, 밸브 부재(120)를 통해서 형성된다. 따라서, 입구 압력은, 밸브 부재(20)를 그 폐쇄 위치로 움직이는 방향으로 제 1 힘을 생성시키는 제어실(C1)에 축방향 통로를 통해서 가해진다.
반경 방향의 통로(141)는, 축방향 통로(140)로부터 제어실(C2)로 안내되는 밸브 심봉(123)을 통해서 형성된다. 따라서, 축방향 통로(140)를 통해서 제어실(C1)에 가해진 입구 압력은, 밸브 부재(120)를 상기 밸브 부재의 폐쇄 위치로 이동시키기 위하여 제어실(C1) 내에서 생성되는 것과 동일한 방향으로 작용하는 제 2 힘을 생성시키기 위하여, 제어실(C2)로 반경 방향의 통로(141)를 통해서 가해진다.
제어실(C3)은, 밸브 스커트(128)의 내부 면을 따라서 하우징 부분(112) 내에 형성되어 있는 다수의 종방향으로 연장된 슬롯(142)들에 의해서 제어실(C2)에 연결되어 있다. 따라서, 제어실(C2)에 가해지는 입구 압력은, 또한, 밸브 부재(120)를 상기 밸브 부재의 폐쇄 위치로 이동시키기 위하여, 제어실(C1, C2) 내에서 생성되는 그와 동일한 방향으로 작용하는, 제 3 힘을 생성시키기 위하여 제어실(C3)에 슬롯(142)을 통해서 가해진다.
제어실(C4)은 하우징 부분(112) 내의 리브들 중 하나를 통해서 형성되어 있는 통기공(143)을 통해서 대기와 연통해 있다. 따라서, 상기 제어실은 밸브 부재에 가해지는 힘을 생성하지 않는다.
그러나, 제어실(C4)은 밸브 부재를 상기 밸브 부재의 개방 위치 또는 상기 밸브 부재의 폐쇄 위치로 작동시키기 위한 액추에이터를 포함하고 있다. 도 12 내지 도 14에 도시된 예에서, 일반적으로 도면 부호 150으로 표시된 전기 회전 모터형태의 액추에이터는, 모터(150)가 회전될 때에 심봉(123)과 밸브 부재(121)가 모터의 회전 방향에 따라서 개방 위치 또는 폐쇄 위치 중 어느 한 위치로 이동될 수 있도록, 밸브 심봉(123)의 외부 표면상에 형성되어 있는 나사산(152)과 일치하는 나사산(151)이 그 내부 표면 상에 형성되어 있다.
도 12 내지 도 14에 도시된 밸브는 다음과 같이 작동한다: 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 밸브 부재가 상기 밸브 부재의 폐쇄 위치 내에 있다고 가정할 경우, 입구 압력이 입구관(117)에 가해질 때에, 입구 압력은, 밸브 부재(120)의 상류 면의 표면적에 의해서 배가되는 입구 압력과 동일한 개구 힘을 생성할 것이다.
다른 한편으로, 입구 압력은 축방향의 통로(140)를 통해서 제어실(C1)에 가해지고, 반경 방향의 통로(141)를 통해서 제어실(C2)에 가해지며, 슬롯(142)들을 통해서 제어실(C3)에 가해진다. 따라서, 제 1 힘은 밸브 심봉(123)의 하류 면(123a)의 표면적에 의해서 배가된 입구 압력과 동일하게 제어실(C1) 내에서 생성될 것이다. 제 2 힘은 스커트(128)의 내부 표면 및 밸브 심봉(123)의 외부 표면에 의해서 한정되는 표면적에 의해서 배가된 입구 압력과 동일하게 제어실(C2)에서 생성된다. 그리고 제 3 힘은 스커트(128)의 하류 면(128a)의 표면적에 의해서 배가된 입구 압력과 동일하게 제어실(C3)에서 생성된다. 도 13에 도시된 바와 같이, 예를 들면, 제어실(C1, C2, C3) 내의 유효 면적들의 합은 밸브 부재(120)의 상류의 면에 있는 표면적과 실질적으로 동일한데, 이는 세 개의 제어실들 내에서 생성되는 폐쇄 력들은 밸브 부재(120)의 입구 면에서 생성되는 개방력과 실질적으로 동일하여 균형을 이루게 한다.
따라서 밸브는 액추에이터(150)의 작동에 의해서만 개방 및 폐쇄된다. 상기 힘들의 균형 때문에, 액추에이터(150)의 작동은 밸브 부재(120)를 상기 밸브 부재의 폐쇄 위치(도 12, 도 13) 또는 상기 밸브 부재의 개방 위치(도 14, 도 15)중 하나로 이동시키는 데 상대적으로 적은 에너지를 필요로 할 것이다.
도 16 및 도 17은 도 12 내지 도 15에 대해서 위에서 언급한 바와 같이 실질적으로 구성된 밸브를 도시하고, 동일한 도면 부호들은 대응 부분들을 식별하기 위하여 사용되었다. 도 16 및 도 17에 도시되어 있는 밸브에 있어서의 주된 차이점은, 내부 전기 모터에 의해서 작동되는 것을 제외하고는, 밸브 하우징을 통해서 밸브 부재로 연장되는 기구적 결합을 하고 있는 외부 전기 모터에 의해서 작동된다는 것이다.
따라서 도 16 및 도 17에 도시된 바와 같이, 제어실(C4)내의 회전 구동 장치는 밸브 심봉(123) 내에 형성되어 있는 외부 나사산(162)과 일치하는 내부 나사산(161)을 구비하고 있는 기어(160)로서 형성되어 있다. 기어(160)는 제어실(C4) 내의 베벨 기어(164)와 맞물리는 베벨 톱니(163)가 번갈아 형성되어 하우징 부분(112)을 통해서 연장되는 구동 축(165)에 의해서 결합되어서 하우징의 외부 전기 모터(166)에 의해서 구동된다. 기어(160)는 기어(160)의 외부 표면과 하우징 부분(112)의 대응 표면들 사이의 회전 베어링(167, 168)에 의해서 회전할 수 있도록 더 지지된다.
다른 모든 관점에 있어서, 도 16 및 도 17에 도시된 제어 밸브는 도 12 내지 도 15에 관해서 위에서 언급한 것과 같은 실질적으로 동일한 방식으로 구성되어 작동한다. 따라서 위에서 언급한 바와 같이, 제어실(C1, C2, C3)에 가해지는 입구 압력은, 밸브 부재를 상기 밸브 부재의 개방 위치 또는 폐쇄 위치로 이동시키기 위해서 적은 에너지가 전기 모터(166)에 사용되도록, 밸브 부재(120)의 상류 면에 인가된 입구 압력에 의해 생성된 개방력이 균형을 이루게 하는 폐쇄력을 생성시키기 위해서 동일한 방향으로 모두 작용한다.
본 발명은 여러 개의 바람직한 실시예에 대해서 기술되어 있지만, 단지 예로서 설명되어 있고, 많은 변형 예들이 실시 가능하다는 것을 알 수 있다. 예를 들면, 도 11에 도시된 밸브 밀봉 구조는 본 명세서에 기술된 직렬형 밸브 구조들 중에 하나에 사용될 수 있을 뿐만 아니라 다른 밸브 구조들에도 사용될 수 있다. 본 발명의 다른 많은 수정 및 적용 예들이 존재한다는 것은 자명한 사실이다.

Claims (42)

  1. 입구, 상기 입구의 하류에 위치된 출구, 및 상기 입구와 상기 출구 사이에 위치된 밸브 시트를 구비하는 하우징과; 상기 하우징 내의 밸브 어셈블리를 포함하고;
    상기 밸브 어셈블리는,
    상기 밸브 시트를 향하여 그리고 멀리 떨어지게 이동 가능하고 밸브 시트를 향하는 상류 면과 출구를 향하는 하류 면을 구비하는 밸브 부재;
    상기 밸브 부재에 고정되어 상기 밸브 부재의 하류로 연장되는 밸브 심봉;
    상기 밸브 부재의 하류 단부에서 밸브 심봉에 의해 이동되고 하우징의 제 1 표면과 함께 제 1 제어실을 한정하는 하류 면을 구비하는 피스톤 헤드;
    상기 밸브 심봉에 고정되어 밸브 부재의 하류로 연장되며 상기 밸브 심봉을 둘러싸지만 밸브 부재, 밸브 심봉 및 상기 하우징의 제 2 표면과 함께 제 2 제어 실을 한정하는 상기 피스톤 헤드에 이르지 못하여 단부를 이루는 원통형 스커트;
    밸브 부재의 개방 상테에서 유체가 관통하여 유동하도록 상기 하우징을 통과하는 유체 유동 통로;
    상기 제 1 제어실 내의 유체 압력이 피스톤 헤드와 밸브 부재를 상기 밸브 시트를 향하여 이동시키기 위해서 피스톤 헤드의 하류 면에 작용하고, 상기 제 2 제어실 내의 유체 압력이 밸브 부재의 하류 면에 작용하여 피스톤 헤드와 밸브 부재를 상기 밸브 시트를 향하여 또한 이동시키도록 상기 제 1 제어실과 제 2 제어 실 사이를 연통시키는 상기 밸브 심봉을 통과하는 압력 제어 통로;
    제 3 제어실 내의 유체 압력이 피스톤 헤드와 밸브 부재를 상기 밸브 시트로부터 멀리 떨어지는 상기 밸브 부재의 개방 위치를 향하여 이동시키기 위해서 피스톤 헤드의 상류 면에 작용하도록 제 3 제어실을 한정하는 피스톤 헤드의 상류 면과 하우징의 제 3 표면; 및
    밸브 부재를 상기 밸브 시트로부터 멀리 떨어지는 상기 밸브 부재의 개방 위치를 향하여 이동시키기 위해서 유체를 제 3 제어실 내에 인가시키는 상기 제 3 제어실과 연통하는 제어구를 포함하는 것을 특징으로 하는 직렬형 제어 밸브.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 밸브 심봉은 상기 밸브 부재, 상기 밸브 부재의 원통형 스커트 및 하우징의 상기 제 2 표면과 함께 상기 제 2 제어실을 한정하는 상류부와; 피스톤 헤드의 상류 면과 상기 하우징의 상기 제 3 표면과 함께 상기 제 3 제어실을 한정하는 하류부를 포함하고, 상기 하류부는 환상 벽, 상기 상류부의 인접부 및 상기 하우징의 제 4 표면 사이의 충격 완화실을 한정하는 환상 벽을 생성시키기 위해서 상기 상류부보다 더 큰 외경으로 되어 있고, 상기 충격 완화실은 밸브 심봉의 이동을 완화시키는 데 효과적이며, 상기 밸브 부재의 폐쇄 위치로 상기 밸브 부재의 이동을 완화시키는 것을 특징으로 하는 직렬형 제어 밸브.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 충격 완화실은, 밸브 심봉의 외부 표면과 하우징 사이의 밀봉부와, 충격 완화실 내의 유체를 제어구를 거쳐 통기시키기 위해서 또한 밸브 부재의 폐쇄 위치로 밸브 부재의 이동을 완화시키기 위해서 상기 충격 완화 실을 상기 제어구에 연결하는 밸브 심봉을 관통하는 소직경 통기공을 포함하는 것을 특징으로 하는 직렬형 제어 밸브.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 소직경 통기공은 충격 완화실로부터 상기 제어구 방향으로만 유체 유동을 하는 일방 통기공인 것을 특징으로 하는 직렬형 제어 밸브.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 충격 완화실의 상기 밀봉부는 밸브 심봉의 하류부의 외부 표면상의 제 1 위치에 있는 밀봉 링에 의해서 한정되고, 상기 외부 표면에는,제어구로부터 상기 제 1 위치와 상기 제어구 사이의 상기 밸브 심봉의 외부 표면상에 있는 제 2 위치로 안내하는 축방향으로 연장되는 통로가 형성되며, 충격 완화 실은 밸브 부재의 폐쇄 위치로 상기 밸브의 최종 이동 동안에만 밸브 부재를 완화시키는 데 효과적인 것을 특징으로 하는 직렬형 제어 밸브.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 축방향으로 연장되는 통로는 하우징의 제 3 표면과 제 2 위치로부터 피스톤 헤드의 상류 면으로 축방향으로 연장되는 밸브 심봉의 하류부의 외부 표면 사이에 형성된 다수의 홈들로 구성되는 것을 특징으로 하는 직렬형 제어 밸브.
  7. 제 1 항에 있어서, 피스톤 헤드 및 밸브 부재를 그의 폐쇄 위치를 향하여 가압하는 피스톤 헤드의 하류 면에 작용하는 스프링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 직렬형 제어 밸브.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 스프링은 피스톤 헤드의 하류 면과 상기 출구에 있는 하우징의 제 5 표면과 맞물릴 수 있는 캡 사이에 삽입되고; 상기 캡에는 상기 출구를 향하는 유체 유동이 통과하는 다수의 유체 통로가 형성되는 것을 특징으로 하는 직렬형 제어 밸브.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 밸브 어셈블리의 원통형 스커트는 하우징 내에서 축방향으로 형성된 환상 홈 내에서 이동 가능하고, 상기 원통형 스커트의 내부 표면은 상기 제 2 제어실을 한정하도록 상기 하우징에 대하여 밀봉되며, 상기 원통형 스커트의 외부 표면은 밸브 부재의 개방 위치에서 상기 원통형 스커트와 하우징 사이의 유체 유동을 하도록 상기 하우징에 대해서 개봉되는 것을 특징으로 하는 직렬형 제어 밸브.
  10. 제 9 항에 있어서, 밸브 시트의 직경은 원통형 스커트의 외경보다 적지만 상기 스커트의 내경보다 큰 것을 특징으로 하는 직렬형 제어 밸브.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 하우징을 통과하는 유체 유동 통로는 상기 하우징 내에 형성된 다수의 반경 방향으로 연장되는 리브에 의해 한정된 다수의 축방향으로 연장되는 통로들을 포함하는 것을 특징으로 하는 직렬형 제어 밸브.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 밸브 부재는 밸브 부재의 상류 면에 가해지는 상기 입구에 있는 유체 압력에 의해 상시 개방 위치에 있고, 상기 하우징은 상기 밸브 시트에 대해서 상기 밸브 부재를 상기 밸브 부재의 폐쇄 위치로 이동시키는 방향으로 제 1 제어 밸브 내에 유체 압력을 인가시키기 위한 상기 제 1 제어실과 연통되는 다른 제어구를 포함하는 것을 특징으로 하는 직렬형 제어 밸브.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 밸브 부재와 상기 밸브 심봉에는, 상기 입구에서의 유체 압력이 정상시에는 밸브 부재를 폐쇄 위치로 이동시키는 방향으로 피스톤 헤드에 또한 가해지도록, 밸브 부재의 상류 면과 피스톤 헤드의 하류 면 사이의 연통을 달성시키는 축방향 관통 통로가 형성되는 것을 특징으로 하는 직렬형 제어 밸브.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 축방향 통로는 밸브 부재의 상류 면과 피스톤 헤드의 외부 영역의 하류 면 사이를 연통시키는 것을 특징으로 하는 직렬형 제어 밸브.
  15. 제 13 항에 있어서, 상기 축방향 통로는 밸브 부재의 상류 면과 피스톤 헤드의 중앙 부위의 하류 면 사이를 연통시키는 것을 특징으로 하는 직렬형 제어 밸브.
  16. 제 1 항에 있어서, 상기 밸브 시트는 하류 방향으로 직경이 증가하는 원뿔 형상으로 형성되고, 상기 밸브 부재는 또한 원뿔 형상이고 밸브 부재의 폐쇄 위치 내에 있는 상기 원뿔형 밸브 시트와 맞물릴 수 있는 환상 탄성 밀봉부를 이동시키는 것을 특징으로 하는 직렬형 제어 밸브.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 밸브 부재는 상류 밸브 덮개와 하류 밸브 몸체를 포함하고, 상기 환상 탄성 밀봉부는 상기 원뿔형 밸브 덮개와 밸브 몸체 사이에 고정되는 원뿔형 스커트를 포함하며, 상기 환상 탄성 밀봉부는 상기 밸브 몸체의 외주 내에 형성된 환상 홈 내에 수용되는 내부 부분을 구비하는 두꺼운 외주를 더 포함하고, 외부 부분은 상기 원뿔형 밸브 시트와 맞물림 밀봉을 위해서 상기 원뿔형 밸브 덮개에 의해 노출된 환상 면을 구비하는 것을 특징으로 하는 직렬형 제어 밸브.
  18. 제 17 항에 있어서, 밸브 몸체 내의 상기 홈은 환상 탄성 밀봉부의 두꺼운 외주의 하류 면 내에 형성된 도브테일 슬롯과 수용되어 연결되는 도브테일 리브를 포함하는 것을 특징으로 하는 직렬형 제어 밸브.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 밸브 몸체 내의 슬롯은 상기 밸브 몸체의 외부 테두리로부터 내향으로 이격되고, 상기 도브테일 리브는 상기 밸브 몸체 내의 상기 슬롯 내의 수용된 고정판 내에 형성되는 것을 특징으로 하는 직렬형 제어 밸브.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 슬롯은 원뿔형 밸브 덮개의 상류 면에 실질적으로 평행한 바닥 면과 상기 밸브 어셈블리의 종방향 축에 실질적으로 평행한 대향된 측면들을 포함하는 것을 특징으로 하는 직렬형 제어 밸브.
  21. 제 17 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서, 환상 탄성 밀봉부의 외부 환상 부분은 상기 환상 탄성 밀봉부의 외향으로 감소하는 테이퍼 두께로 형성되어 원뿔형 밸브 덮개의 상류 면에 둔각으로 있는 내부 벽과, 원뿔형 밸브 덮개의 상류 면에 작은 둔각으로 있는 외부 벽에 의해서 한정되며, 상기 원뿔형 밸브 덮개는 환상 탄성 밀봉부의 내부 벽과 같은 보상적 형상으로 단부가 형성되는 것을 특징으로 하는 직렬형 제어 밸브.
  22. 제 21 항에 있어서, 상기 환상 탄성 밀봉부의 상기 외부 부분의 외부 단부는 상기 밸브 몸체의 외부 단부에 있는 외부 표면으로부터 상시에는 이격되어 겹쳐 있지만 폐쇄 압력에 의해서 외부 표면과 함께 맞물림으로서 변형 가능한 것을 특징으로 하는 직렬형 제어 밸브.
  23. 입구, 상기 입구의 하류에 위치된 출구, 및 상기 입구와 상기 출구 사이에 위치된 밸브 시트를 구비하고 있는 하우징과;
    상기 밸브 시트에 대하여 개방 위치와 폐쇄 위치로 이동 가능하고 상기 밸브 시트를 향하는 상류 면과 상기 출구를 향하는 하류 면을 구비한 밸브 부재와;
    상기 하우징 내의 표면들이 상기 밸브 부재의 하류측 표면들과 함께 상기 밸브 부재의 하류에 형성한 제어실 수단과;
    밸브 부재의 상류 면에 인가된 입구 압력에 의해 발생되어 밸브 부재를 개방 위치로 이동시키게 되는 개방력에 대향되며 밸브 부재를 폐쇄 위치로 이동시킬 수 있는 폐쇄력을 생성시킬 수 있게, 상기 입구에서의 유체의 입구 압력이 상기 제어실 수단에 인가되도록, 상기 밸브 부재의 상류 면으로부터 상기 밸브 부재의 하류면을 통해서 상기 밸브 부재를 통과하여 상기 제어실 수단과 연통하는 통로와;
    상기 밸브 부재를 개방 위치와 폐쇄 위치로 작동시키는 액추에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 가압 유체의 유동 제어용 직렬형 제어 밸브.
  24. 제 23 항에 있어서, 밸브 부재의 하류에 위치된 제어실 수단의 하류 표면들은, 입구 압력에 의해서 생성되는 폐쇄력이 입구 압력에 의해 생성되는 개방력과 균형을 이루도록 밸브 부재의 상류 면의 면적과 실질적으로 동일한 전체 면적을 구비하는 것을 특징으로 하는 가압 유체의 유동 제어용 직렬형 제어 밸브.
  25. 제 23 항에 있어서, 상기 밸브 부재는, 밸브 부재의 폐쇄 위치 내의 상기 밸브 시트와 맞물릴 수 있는 밸브 몸체의 외주 둘레에 탄성 밀봉부를 보유·지지하는 밸브 몸체와, 밸브 몸체의 하류 연장부에 고정된 밸브 심봉을 포함하고, 상기 제어 실 수단은 하우징의 제 1 표면과 상기 밸브 심봉의 하류 표면에 의해 한정된 제 1 제어실을 포함하고; 상기 통로는 상기 밸브 몸체를 통과하여 형성된 축방향 보어와, 상기 개방력에 대향된 제 1 폐쇄력을 생성하기 위해여 상기 제 1 제어실에 입구 압력을 인가하기 위한 상기 제 1 제어실로 안내되는 밸브 심봉을 포함하는 것을 특징으로 하는 가압 유체의 유동 제어용 직렬형 제어 밸브.
  26. 제 25 항에 있어서, 상기 밸브 부재는, 밸브 심봉에 고정되고 밸브 몸체의 하류로 연장되어 밸브 심봉을 둘러싸고 있지만 밸브 심봉으로부터 이격된 원통형 형상의 밸브 스커트를 더 포함하고, 상기 제어실 수단은 상기 하우징의 제 2 표면, 상기 밸브 스커트, 상기 밸브 심봉의 둘러싼 부분 및 밸브 심봉과 밸브 스커트 사이의 밸브 몸체의 하류 면의 일부분에 의해서 한정된 제 2 제어실을 포함하며, 상기 통로는 상기 밸브 심봉 상에 형성되고 상기 개방력에 대향된 제 2 폐쇄력을 생성하기 위해서 입구 압력을 상기 제 2 제어실에 인가하기 위한 상기 축방향 보어로부터 상기 제 2 제어실로 안내하는 반경 방향의 보어를 포함하는 것을 특징으로 하는 가압 유체의 유동 제어용 직렬형 제어 밸브.
  27. 제 26 항에 있어서, 상기 밸브 스커트는 하우징 내에 축방향으로 형성된 원통형 홈 내에 수용되고, 상기 제어실 수단은, 제 2 제어실 내의 입구 압력이 또한 상기 제 3 제어실에 적용되어 상기 개방력에 대향된 제 3 힘을 생성하도록, 상기 하우징의 제 3 표면과 상기 제 2 제어실과 연통하는 상기 밸브 스커트의 하류 면에 의해 한정된 제 3 제어실을 포함하는 것을 특징으로 하는 가압 유체의 유동 제어용 직렬형 제어 밸브.
  28. 제 27 항에 있어서, 상기 입구 압력을 수용하는 제 1 제어실, 제 2 제어실 및 제 3 제어실 내의 하류 표면들의 총 면적은, 제 1 폐쇄력, 제 2 폐쇄력 및 제 3 폐쇄력의 합이 상기 개방력과 실질적으로 동일하도록 상기 입구 압력을 수용하는 상기 밸브 부재의 상류 면의 면적과 동일한 것을 특징으로 하는 가압 유체의 유동 제어용 직렬형 제어 밸브.
  29. 제 26 항에 있어서, 상기 제 3 제어실을 한정하기 위해여 밸브 스커트의 외부 면과 하우징 홈들 사이에는 밀봉 링이 있고, 상기 제 3 제어실과 상기 제 2 제어실 사이를 연통시키기 위해서 상기 밸브 스커트의 내부 면과 하우징 홈들 사이에는 통로가 있는 것을 특징으로 하는 가압 유체의 유동 제어용 직렬형 제어 밸브.
  30. 제 29 항에 있어서, 상기 통로는 상기 밸브 스커트의 내부 면을 향하는 홈의 하우징 표면 내에 형성된 다수의 축방향으로 연장되어 원주 방향으로 이격된 슬롯들을 포함하는 것을 특징으로 하는 가압 유체의 유동 제어용 직렬형 제어 밸브.
  31. 제 25 항에 있어서, 상기 밸브 심봉의 하류 표면과 함께 상기 제 1 제어실을 한정하는 하우징의 상기 제 1 표면에는, 밸브 심봉의 하류 단부를 수용하기 위한 원통형 공동부와, 상기 아암들 사이에 출구를 향하는 유동 통로들을 한정하는 다수의 반경 방향으로 연장되는 스파이더 아암들이, 캡 내에 형성되는 것을 특징으로 하는 가압 유체의 유동 제어용 직렬형 제어 밸브.
  32. 제 31 항에 있어서, 상기 캡은 별도의 부재이고, 상기 캡의 스파이더 아암들은 상기 출구와 인접한 하우징의 내부 표면과 함께 결합하는 상기 제 1 제어실 내의 입구 압력에 의해서 가압되는 것을 특징으로 하는 가압 유체의 유동 제어용 직렬형 제어 밸브.
  33. 제 32 항에 있어서, 상기 출구와 인접한 하우징의 상기 내부 표면과, 상기 내부 표면과 함께 맞물릴 수 있는 상기 스파이더 아암의 외부 표면은 보상적 원뿔형상인 것을 특징으로 하는 가압 유체의 유동 제어용 직렬형 제어 밸브.
  34. 제 32 항에 있어서, 상기 하우징은 상기 캡의 스파이더 아암과 정렬되고 상기 밸브 부재가 상기 밸브 부재의 개방 위치 내에 있을 때 상기 입구로부터 상기 출구로 유체의 유동을 위한 축방향 통로를 스파이더 아암과 함께 한정하는 다수의 반경 방향으로 연장되는 리브들을 포함하는 것을 특징으로 하는 가압 유체의 유동제어용 직렬형 제어 밸브.
  35. 제 34 항에 있어서, 상기 하우징은 상기 캡과 상기 밸브 심봉의 하류 부분과 함께 제 4 제어실을 한정하고, 상기 제 4 제어실은 대기에 통기되는 것을 특징으로 하는 가압 유체의 유동 제어용 직렬형 제어 밸브.
  36. 제 35 항에 있어서, 상기 제 4 제어실은 하우징 내의 상기 리브들 중 하나의 리브를 관통하는 통기공에 의해서 대기와 통기되는 것을 특징으로 하는 가압 유체의 유동 제어용 직렬형 제어 밸브.
  37. 제 35 항에 있어서, 상기 하우징은 밸브 심봉을 수용하여 상기 제 2 제어실 및 제 4 제어실을 한정하는 개구가 관통되어 형성된 반경 방향의 벽을 포함하는 것을 특징으로 하는 가압 유체의 유동 제어용 직렬형 제어 밸브.
  38. 제 35 항에 있어서, 상기 액추에이터는 상기 제 4 제어실 내에 위치된 구동 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 가압 유체의 유동 제어용 직렬형 제어 밸브.
  39. 제 38 항에 있어서, 상기 구동 장치는, 일 방향으로의 구동 장치의 회전이 밸브 부재를 상기 밸브 부재의 폐쇄 위치로 이동시키고 반대 방향으로의 구동 장치의 회전이 상기 밸브 부재를 상기 밸브 부재의 개방 위치로 이동시키도록, 밸브 심봉의 하류 부분 내에 형성된 나사산과 일치하는 나사산을 구비하는 회전 구동 장치인 것을 특징으로 하는 가압 유체의 유동 제어용 직렬형 제어 밸브.
  40. 제 39 항에 있어서, 상기 회전 구동 장치는 하우징의 상기 제 4 제어실 내의 전기 모터인 것을 특징으로 하는 가압 유체의 유동 제어용 직렬형 제어 밸브.
  41. 제 39 항에 있어서, 상기 회전 구동 장치는 상기 하우징의 외측에서 하우징의 상기 제 4 제어실 내의 상기 회전 구동 장치에 기구적으로 결합되어 있는 전기 모터인 것을 특징으로 하는 가압 유체의 유동 제어용 직렬형 제어 밸브.
  42. 제 25 항에 있어서, 상기 밸브 심봉과 상기 밸브 부재는 보상적 원뿔 형상인 것을 특징으로 하는 가압 유체의 유동 제어용 직렬형 제어 밸브.
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