KR100809184B1 - 다이아프램 제어 밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 종래 기술의 다이아프램 제어 밸브 이상인 중요한 장점을 갖는 단순한 구조의 향상된 다이아프램 제어 밸브를 제공한다. 또한, 본 발명은 최소의 압력 손실로 높은 유동 용량을 가능하게 하는 대체로 직통인 유체 유동을 제공한다. 본 발명의 비평면 다이아프램은 비응력 상태에 있을 때 대체로 환형이고, 제 1 부착 비드로부터 제 1 만곡부를 통해 제 1 방향으로 대체로 반경방향으로 연장하고 제 2 만곡부를 통해 제 2 방향으로 대체로 비반경방향으로 이어지고, 대체로 반경방향으로 이어져서 제 2 부착 비드에서 종료되는 단면을 갖는 형상이 됨으로써, 다이아프램은 자체가 뒤집히지 않는다. 즉, 다이아프램은 축방향으로 중첩되지 않으며 회전방향으로 대칭을 이룬다.

Description

다이아프램 제어 밸브{ROLL DIAPHRAGM CONTROL VALVE}

본 발명은 다이아프램 제어 밸브에 관한 것으로서, 특히 양방향으로 동일하게 변형하는 롤 다이아프램을 갖는 밸브에 관한 것이다.

많은 다이아프램 제어 밸브가 개발되고 있으며, 이스라엘 에브론(Evron, Israel)의 버매드(Bermad)와 같은 다양한 제조자들로부터 입수 가능하다. 일반적으로, 이러한 밸브는 유체 공급원으로부터의 유체가 유입되는 상류측과, 예컨대 관개 장치와 같이 최종 사용을 위해 유체가 빠져나갈 수 있는 하류측을 포함한다. 밸브의 상류측과 하류측 사이에는 그에 대항하여 밸브 플러그가 밀봉식으로 안착될 수 있는 밸브 시트(valve seat)가 있다. 밸브 플러그는 플러그 하우징내로 활주해 들어가거나 빠져나오고, 다이아프램은 밸브의 하류측으로부터 제어 챔버를 밀봉하는 밸브 플러그에 고정된다. 제어 챔버는 그를 통해 제어 챔버내의 유압이 조절되는 제어 포트에 끼워맞춤된다. 제어 챔버의 유압을 제어함으로써, 밸브 플러그는 밸브 시트에 대항하여 가압되어 상류측으로부터 하류측으로의 유체 유동을 차단시키거나, 또는 밸브 플러그가 밸브 시트로부터 상승되어 상류측으로부터 하류측으로 의 유체 유동을 허용할 수 있다. 유체 유동의 조절은 완전 개방과 완전 폐쇄 사이의 위치에서 플러그의 위치를 유지하도록 제어 챔버내의 유압을 조절함으로써 수행된다.

밸브 플러그의 변위 범위는 다이아프램의 변위 특성에 직접 관련된다. 즉, 밸브 플러그는 다이아프램이 허용하는 만큼만을 이동할 수 있다. 다이아프램이 커지고, 밸브 플러그의 변위가 커질수록, 유체가 통과할 수 있는 개구가 커진다. 개방 위치 및 폐쇄 위치 사이에서 변위되도록 압력하에 변형되는 실질적으로 평면 또는 편평한 다이아프램을 사용하는 이러한 유형의 밸브에 있어서, 다이아프램의 물리적 직경에 대한 밸브 플러그의 변위 비는 비교적 작아서 사용에 필수적인 다이아프램의 크기는 모든 크기의 파이프에 대한 문제이며, 특히 대형 파이프에 대해서는 실행이 불가능하다.

물리적 직경의 문제를 극복하기 위해서, 종래 기술은 본 기술 분야에서 공지된 롤 다이아프램의 사용으로 선회하였다. 이러한 유형의 다이아프램은 밸브 플러그 둘레의 실질적인 슬리브를 형성한다는 점에서 보다 컴팩트하다. 이러한 유형의 다이아프램이 직면하는 문제는 밸브 플러그를 단일 방향으로만 작동시킬 때 특히 효과적이다는 것이다. 슬리브를 형성하는데 사용되는 다이아프램의 재료의 양으로 인하여, 밸브 플러그 변위의 방향을 변화시키도록 압력이 가해질 때, 롤 다이아프램이 그 자체가 뒤집힘에 따라 변화할 수 있는 예상치 못한 형상은 제어 밸브의 다른 부분의 이동을 방해할 수 있다. 결과적으로, 밸브 플러그는 일 방향(보통 폐쇄 방향)으로 기계적으로 편향되어야 한다. 따라서, 유압에 의해 밸브 플러그의 양방향 변위에 영향을 미치는 비평면 다이아프램 제어 밸브가 요구된다.

발명의 요약

본 발명은 양방향으로 동일하게 변형하는 롤 다이아프램을 구비한 다이아프램 제어 밸브이다.

본 발명의 요지에 따르면, 다이아프램 제어 밸브에 있어서, ① 상류 포트 및 하류 포트와, 상기 상류 포트와 하류 포트 사이에 형성되는 밸브 시트를 구비하는 밸브 몸체와, ② 상기 상류 포트와 하류 포트 사이에서 상기 밸브 몸체로부터 연장하고, 그 내부 체적의 적어도 일부가 제어 챔버를 적어도 부분적으로 규정하는 플러그 하우징과, ③ 변위 가능한 밸브 플러그로서, 상기 밸브 플러그의 밀봉부가 상기 밸브 시트와 접촉하는 폐쇄 위치와, 상기 밸브 플러그의 밀봉부가 상기 밸브 시트로부터 분리되는 개방 위치 사이에서 변위 가능하도록 상기 플러그 하우징내에 적어도 부분적으로 전개되는, 상기 밸브 플러그와, ④ 상기 밸브 플러그에 밀봉식으로 부착된 가요성 다이아프램을 포함하며, 상기 다이아프램은 상기 하류 포트의 적어도 일부로부터 상기 제어 챔버를 밀봉하며, 상기 플러그 하우징내에서 상기 밸브 플러그의 변위 거리가 상기 플러그 하우징의 직경의 적어도 약 40%가 되도록 구성되는 다이아프램 제어 밸브가 제공된다.

또한 본 발명의 다른 요지에 따르면, 상기 밸브 플러그로부터 상기 제어 챔버내로 연장하는 다이아프램 지지부를 더 포함하며, 상기 다이아프램 지지부는 상기 다이아프램이 상기 제어 챔버를 향해 내측으로 변형할 때, 상기 다이아프램 지지부가 상기 변형을 제한하도록 구성된다.

또한 본 발명의 다른 요지에 따르면, 상기 밸브 플러그는 상기 플러그 하우징내에 활주식으로 종방향 변위 가능하게 구성된다.

또한 본 발명의 다른 요지에 따르면, 상기 밸브 플러그와 상기 플러그 하우징 사이의 반경방향 거리에 대한 상기 다이아프램의 두께 비는 실질적으로 1:4 내지 1:7 범위내에 있다.

또한 본 발명의 다른 요지에 따르면, 상기 플러그 하우징의 종축과 상기 하류 포트의 종축은 예각을 형성한다.

또한 본 발명의 다른 요지에 따르면, 상기 플러그 하우징의 적어도 일부는 상기 밸브 몸체와 일체식으로 형성된다.

또한 본 발명의 다른 요지에 따르면, 상기 밸브 플러그의 밀봉부는 탄성중합체 밀봉 요소로 형성된다.

또한 본 발명의 다른 요지에 따르면, 상기 다이아프램은 상기 플러그 하우징의 적어도 하나의 벽에 밀봉식으로 부착되도록 구성된다.

또한 본 발명의 다른 요지에 따르면, 상기 제어 챔버는 상기 밸브 플러그의 변위의 함수로서 변화하는 거의 원통형 체적으로 구성된다.

또한 본 발명의 다른 요지에 따르면, 상기 밸브 플러그는 거의 원통형 요소로 구성된다.

또한 본 발명의 다른 요지에 따르면, 상기 다이아프램은 제 1 부착 비드와 제 2 부착 비드 사이로 연장되는 거의 "S"자 형상 단면을 가지며, 상기 다이아프램은 상기 밸브 플러그가 상기 개방 위치와 상기 폐쇄 위치 사이에서 변위될 때 상기 제어 챔버를 향해 그리고 그로부터 멀리 변형시키도록 구성된다.

또한 본 발명의 다른 요지에 따르면, 상기 다이아프램은 비응력 상태에서 다이아프램이 축방향으로 중첩되지 않고 회전방향으로 대칭이 되도록 구성된다.

또한 본 발명의 다른 요지에 따르면, 상기 "S"자 형상 단면은, 비응력 상태에서 다이아프램이 제 1 부착 비드로부터 제 1 만곡부를 통해 제 1 방향으로 실질적으로 반경방향 내측으로 연장하고, 제 2 만곡부를 통해 제 2 방향으로 실질적으로 비반경방향(non-radially)으로 연속하고, 제 2 부착 비드에서 종료하는 실질적으로 반경방향 내측으로 연속한다.

또한 본 발명의 다른 요지에 따르면, 상기 다이아프램은 상기 플러그 하우징의 거의 원통형 벽으로부터 거의 수직으로 연장하고, 상기 다이아프램은 상기 밸브 플러그의 거의 원통형 벽으로부터 거의 수직으로 연장한다.

또한 본 발명의 다른 요지에 따르면, 상기 플러그 하우징의 거의 원통형의 벽으로의 상기 다이아프램의 부착은 상기 플러그 하우징과 플러그 하우징 커버 사이에 상기 다이아프램의 제 1 부착 비드를 포획하여 실행되어, 상기 제어 챔버가 상기 플러그 하우징 커버, 상기 다이아프램 및 상기 밸브 플러그의 적어도 일부에 의해 실질적으로 규정된다.

또한 본 발명의 다른 요지에 따르면, 상기 밸브 플러그로의 상기 다이아프램의 부착은 밸브 플러그 몸체와 상기 다이아프램 지지부 사이에 상기 다이아프램의 제 2 부착 비드를 포획하여 실행된다.

또한 본 발명의 다른 요지에 따르면, 상기 밸브 플러그의 변위는 상기 제 2 부착 비드의 변위를 포함하여, 상기 밸브 시트를 향해 또한 그로부터 멀어지는 양방향으로의 최대 변위의 길이가 그 위치가 고정되어 있는 상기 제 1 부착 비드로부터 등거리이다.

또한 본 발명의 다른 요지에 따르면, 상기 플러그 하우징은 상기 밸브 플러그의 변위를 안내하도록 적어도 하나의 측벽상에 구성된 복수의 실질적인 종방향 안내 리브를 더 포함한다.

또한 본 발명의 다른 요지에 따르면, 상기 밸브 플러그는 대응하는 상기 안내 리브와 활주식으로 결합하도록 구성된 대응 개수의 플러그 안내 요소를 더 포함한다.

또한 본 발명의 다른 요지에 따르면, 상기 다이아프램은 상기 밸브 플러그와 일체식으로 형성되고, 상기 다이아프램은 상기 플러그 하우징을 상기 하류의 적어도 일부로부터 밀봉하며, 상기 다이아프램은 상기 밸브 플러그가 상기 개방 위치와 상기 폐쇄 위치 사이에서 변위될 때 상기 플러그 하우징내로 그리고 그 외부로 변형하도록 구성된다.

또한 본 발명의 다른 요지에 따르면, 상기 플러그 하우징은 상기 플러그 하우징내로의 상기 밸브 플러그의 변위량을 변화시키도록 구성된 가변 밸브 플러그 제한 요소를 포함한다.

또한 본 발명의 다른 요지에 따르면, 다이아프램 제어 밸브에 있어서, ① 상류 포트 및 하류 포트를 구비하는 밸브 몸체와, 상기 상류와 하류 포트 사이에 형성되는 밸브 시트와, ② 상기 상류 포트와 하류 포트 사이에 상기 밸브 몸체로부터 연장하고, 그 내부 체적의 적어도 일부가 제어 챔버를 적어도 부분적으로 규정하는 플러그 하우징과, ③ 상기 밸브 하우징내에서 변위가능하게 배치된 강체 밸브 플러그로서, 상기 밸브 플러그의 밀봉부가 상기 밸브 시트와 접촉하는 폐쇄 위치와 상기 밸브 플러그의 밀봉부가 상기 밸브 시트로부터 분리되는 개방 위치 사이에서 변위 가능한 상기 강체 밸브 플러그와, ④ 상기 상체 밸브 플러그에 일체식으로 성형된 가요성 다이아프램을 포함하며, 상기 다이아프램은 상기 하류의 적어도 일부로부터 상기 플러그 하우징을 밀봉하며, 상기 다이아프램은 상기 밸브 플러그가 상기 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 변위될 때 변형하도록 구성되는 다이아프램 제어 밸브가 제공된다.

또한 본 발명의 다른 요지에 따르면, 상기 밸브 플러그로부터 상기 제어 챔버로 연장하는 다이아프램 지지부를 더 포함하며, 상기 다이아프램 지지부는 상기 다이아프램이 상기 플러그 하우징을 향해 내측으로 변형할 때 상기 다이아프램 지지부가 상기 다이아프램 지지부와 상기 플러그 하우징의 적어도 하나의 벽 사이의 영역으로 변형을 제한하도록 구성된다.

또한 본 발명의 다른 요지에 따르면, 상기 다이아프램은 상기 플러그 하우징내의 상기 밸브 플러그의 변위 거리가 상기 플러그 하우징 직경의 적어도 약 40%가 되도록 구성된다.

또한 본 발명의 다른 요지에 따르면, 상기 밸브 플러그와 상기 플러그 하우징 사이의 반경방향 거리에 대한 상기 다이아프램의 두께의 비가 실질적으로 1:4 내지 1:7의 범위내에 있다.

또한 본 발명의 다른 요지에 따르면,

상기 밸브 플러그는 상기 플러그 하우징내에서 활주식으로 종방향 변위 가능하게 구성된다.

또한 본 발명의 다른 요지에 따르면, 상기 다이아프램은 상기 플러그 하우징의 적어도 하나의 벽에 밀봉식으로 부착되도록 구성된다.

또한 본 발명의 다른 요지에 따르면, 상기 플러그 하우징의 종축과 상기 하류 포트의 종축은 예각을 형성한다.

또한 본 발명의 다른 요지에 따르면, 상기 플러그 하우징을 수용하는 하우징의 적어도 일부는 상기 밸브 몸체와 일체식으로 형성된다.

또한 본 발명의 다른 요지에 따르면, 상기 제어 챔버는 상기 밸브 플러그의 변위의 함수로서 변화하는 거의 원통형 체적으로 구성된다.

또한 본 발명의 다른 요지에 따르면, 상기 밸브 플러그는 거의 원통형 요소로 구성된다.

또한 본 발명의 다른 요지에 따르면, 상기 다이아프램은 상기 플러그 하우징의 거의 원통형 벽으로부터 거의 수직으로 연장하고, 상기 다이아프램은 상기 밸브 플러그의 거의 원통형 벽으로부터 연장한다.

또한 본 발명의 다른 요지에 따르면, 상기 플러그 하우징의 거의 원통형 벽으로의 상기 다이아프램의 부착은 플러그 하우징과 플러그 하우징 벽 사이에 상기 다이아프램의 부착부 비드를 포획하여 실행되어, 상기 제어 챔버가 상기 플러그 하우징 커버, 상기 다이아프램 및 상기 밸브 플러그의 적어도 일부에 의해 실질적으 로 규정된다.

또한 본 발명의 다른 요지에 따르면, 상기 다이아프램은 비응력 상태에서 축방향으로 중첩되지 않고 회전방향으로 대칭이 되도록 구성된다.

또한 본 발명의 다른 요지에 따르면, 상기 다이아프램은 "S"자 형상 단면으로 구성되어, 비응력 상태에서 상기 다이아프램은 상기 제 1 부착 비드로부터 제 1 만곡부를 통해 제 1 방향으로 실질적으로 반경방향 내측으로 연장하며, 제 2 만곡부를 통해 제 2 방향으로 실질적으로 비반경방향으로 연속하고, 상기 밸브 플러그에 성형된 부착부에서 종료하는 실질적으로 반경방향 내측으로 연속한다.

또한 본 발명의 다른 요지에 따르면, 상기 밸브 플러그의 변위는 상기 밸브 시트를 향해 또한 그로부터 멀어지는 양방향 최대 변위의 길이가 그 위치가 고정되어 있는 제 1 부착 비드로부터 등거리에 있다.

또한 본 발명의 다른 요지에 따르면, 상기 다이아프램과 상기 밸브 플러그의 일체식 형성은 상기 밸브 플러그의 벽을 통해 종방향으로 연장하는 복수의 이격된 통로를 더 포함한다.

또한 본 발명의 다른 요지에 따르면, 상기 통로는 상기 밸브 플러그의 벽을 통해 상기 밸브 플러그의 밀봉부의 기부 영역으로 종방향으로 연장하며, 상기 밀봉부는 상기 밸브 플러그와 일체 형성된 탄성중합체 밀봉 요소로 구성된다.

또한 본 발명의 다른 요지에 따르면, 상기 플러그 하우징은 상기 밸브 플러그의 변위를 안내하도록 적어도 하나의 측벽상에 형성된 복수의 실질적인 종방향 안내 리브를 더 포함한다.

또한 본 발명의 다른 요지에 따르면, 상기 밸브 플러그는 대응하는 상기 안내 리브와 활주식으로 결합하도록 구성된 대응하는 개수의 안내 요소를 더 포함한다.

또한 본 발명의 다른 요지에 따르면, 상기 플러그 하우징은 상기 플러그 하우징내로의 상기 밸브 플러그의 변위량을 변화시키도록 구성된 가변 밸브 플러그 제한 요소를 포함한다.

또한 본 발명의 다른 요지에 따르면, 다이아프램 제어 밸브에 있어서, ① 하류 포트 및 상류 포트를 갖는 밸브 몸체와, ② 상기 하류 포트와 상기 상류 포트 사이에서 상기 몸체로부터 연장하는 플러그 하우징과, ③ 상기 플러그 하우징내에 변이 가능하게 배치되는 전개된 밸브 플러그와, ④ 상기 밸브 플러그에 밀봉식으로 부착된 다이아프램과, ⑤ 상기 상류 포트 및 상기 하류 포트중 적어도 하나에 형성된 적어도 하나의 연결면과, ⑥ 상기 적어도 하나의 연결면에 연결된 어댑터와, ⑦ 상기 밸브를 유동 도관으로 연결시키도록 상기 어댑터 위로 끼워맞춤된 플랜지를 포함하며, 상기 플랜지 및 상기 어댑터의 접촉면은 상기 플랜지 및 상기 어댑터가 대응하는 대체로 구형 형상의 표면을 구비하도록 구성되어, 상기 플랜지는 상기 어댑터를 중심으로한 대체로 구형의 자유 이동을 제공하는 다이아프램 제어 밸브가 제공된다.

또한 본 발명의 다른 요지에 따르면, 상기 적어도 하나의 연결면은 적어도 2개의 연결 표면이어서, 내측 직경 파이프 나사 체결부, 플랜지식 또는 플랜지 어댑터 및 PVC 접착 파이프 어댑터를 포함하는 그룹중 선택된 적어도 하나에 연결가능 하도록 상기 상류 포트 및 상기 하류 포트중 적어도 하나가 내측 표면과 외측 표면의 양 부분에 나사체결되도록 구성된다.

또한 본 발명의 다른 요지에 따르면, 연결 플랜지에 있어서, ① 원주방향으로 이격된 복수의 반경방향으로 기다란 볼트 슬롯을 구비하며, 상기 연결 플랜지의 제 1 단부에 배치된 연결 접촉면과 상호연결되도록 구성된, 실질적으로 편평한 원형 칼라와, ② 상기 칼라내에에서 배치되고, 상기 연결 플랜지의 제 2 단부에서 배치된 연결 접촉부와 상호연결되도록 구성된 연결 어댑터를 포함하며, 상기 칼라 및 상기 어댑터의 접촉부는 상기 칼라 및 상기 어댑터가 대응하는 대체로 구형 표면을 갖도록 구성되어, 상기 칼라가 상기 어댑터를 중심으로한 대체로 구형의 자유 이동을 제공하는 연결 플랜지가 제공된다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 단지 예시적인 방법에 의해 설명된다.

도 1은 본 발명의 요지에 따라 구성되어 작동하는 다이아프램 제어 밸브의 제 1 실시예의 분해 사시도,

도 2는 명확화를 위해 다이아프램 및 스프링을 제외하고 도시한 도 1의 바람직한 실시예의 분해 사시도,

도 3은 3인치 플랜지 어댑터와 4인치 플랜지 어댑터를 구비하고 있는 도 2의 측면도,

도 4는 도 1의 실시예의 조립된 다이아프램 제어 밸브의 측면도,

도 5는 도 1의 실시예의 요지에 따라 구성되어 작동하는 밸브 플러그의 구조적 요소의 분해 사시도,

도 6은 도 1의 실시예의 종단면도,

도 6a 내지 도 6g는 밸브 플러그가 폐쇄 위치에서 개방 위치로 이동하고 그리고 다시 폐쇄 위치로 복귀함에 따라 본 발명의 제 1 실시예의 다이아프램의 변형 패턴을 도 6의 영역(A)의 일련의 상세도,

도 7은 본 발명의 요지에 따라 구성되어 작동하는 다이아프램 제어 밸브의 바람직한 제 2 실시예의 종단면도로서 폐쇄 상태에 있는 것을 도시한 도면,

도 8은 본 발명의 요지에 따라 구성되어 작동하는 유동 핸들을 구비한 것으로, 도 6의 실시예의 종단면도,

도 9는 본 발명의 따라 구성되어 작동하는 4인치 어댑터를 구비한 것으로, 도 6의 실시예의 종단면도,

도 10은 도 9의 4인치 플랜지 어댑터의 상세도,

도 11은 본 발명의 요지에 따라 구성되어 작동하는 중량 감소된 금속 플랜지 어댑터의 도면,

도 12는 도 1의 실시예의 다이아프램의 단면도,

도 13은 양방향으로의 완전한 다이아프램의 연장부를 도시하는 2개의 층을 각각 구비하는 것으로, 도 12의 다이아프램의 2개의 중첩 단면도의 합성도.

본 발명은 2개의 방향으로 동일하게 변형하는 롤 다이아프램을 구비하는 다이아프램 제어 밸브이다.

본 발명의 요지에 따른 다이아프램 제어 밸브의 원리 및 작동은 도면과 수반하는 설명을 참조하여 보다 잘 이해될 것이다.

소개하자면, 본원의 설명은 본 발명의 2개의 바람직한 실시예에 관한 것이다. 2개의 실시예 사이에는 구조 차이가 있지만, 본 발명의 요지에 따른 작동 원리는 양 실시예에서 동일하다.

본 발명은 종래의 다이아프램 제어 밸브보다 중요한 장점을 갖는 단순화된 구조로된 향상된 다이아프램 제어 밸브를 제공한다. 또한, 본 발명은 최소 압력 손실의 높은 유동 용량이 가능한 실질적인 직통 액체 유동을 제공한다. 본원에 설명된 바람직한 실시예가 성형된 중합체로 제조되도록 의도된다 하더라도, 본 발명의 원리는 모든 적합한 재료로 구성된 밸브에 동일한 장점을 부여할 수 있다.

본 발명의 밸브는 다이아프램의 제어 챔버측과 다이아프램의 하류측 사이의 압력차에 대응하여 변형되는 다이아프램을 구비한다. 다이아프램은 양방향에서 팽창하고 구르고 형상을 변화시킨다. 즉, 다이아프램은 제어 챔버측과 하류측 양쪽을 향해 변형된다. 다이아프램의 비평면 형상은 제어 챔버내로 그리고 밖으로 긴 범위에 걸쳐 변위되게 함으로써, 밸브 몸체내의 밸브 플러그의 긴 행정을 제공한다.

짧은 직경으로 만곡되고 다이아프램의 일부가 뒤집히는 종래 기술의 롤 다이아프램과 달리, 본 발명의 롤 다이아프램은 비응력 상태를 지속할 때 실질적인 환형을 이루고 자체에서 접힘이 일어나지 않는 거의 "S"자 형태의 단면을 갖는 형상일 것이다. 즉, 다이아프램(200)은 축방향으로 중첩되지 않으며 회전방향으로 대칭을 이룬다. 도 12에 도시된 바와 같이, 거의 "S"자 형상인 단면은 제 1 만곡부(210) 및 제 2 만곡부(212)로 구성되며, 제 1 만곡부 및 제 2 만곡부는 상호연결되어 있다. 즉, 다이아프램은 제 1 부착 비드(220)로부터 실질적으로 반경방향(222)인 제 1 방향으로 연장하고, 제 1 만곡부(210)를 통과한 후에 실질적으로 비반경방향인 제 2 방향으로 이어지며, 제 2 만곡부(212)를 통과한 후에 실질적으로 반경방향(226)으로 계속되어 제 2 부착 비드(228)에서 종료된다. 2개의 만곡부가 본원에 영역(224)으로 도시된 거리로 이격되도록 연결된다. 변형적으로, 2개의 만곡부가 연속적이 되게, 즉 상기 영역(224)이 두 만곡부 사이의 변곡점으로서 수행되도록 상호연결될 수 있다. 따라서, 제 1 부착 비드의 중앙 평면과 제 2 부착 비드의 중앙 평면 사이의 종방향 거리(230)는 다이아프램의 직경(232)의 적어도 20%가 되게 구성된다. 이것은 양방향으로의 전체 변위가 다이아프램의 직경의 적어도 40%(240)(도 13)가 되게 한다. 2개의 부착 비드가 놓여진 평행한 실린더 사이의 반경방향 거리(242)에 대한 다이아프램(200)의 두께(220)의 비는 1:4 내지 1:7 범위내에 있고 바람직하게는 약 1:5가 된다. 이러한 두께의 결과로서 각각의 만곡부의 반경은 전술한 종래의 롤 다이아프램의 만곡부에 대해 크다. 도 13에 도시된 바와 같이 본 발명의 다이아프램은 각 방향으로 완전히 연장하는 경우에 실질적으로 미러 이미지 단면이 될 것이다. 이로써, 다이아프램에 압력이 가해질 때 다이아프램은 그 어떤 부분도 실질적으로 다른 부분과 접촉하지 않게 어느 방향으로도 균일하게 변형한다. 이것은 종래 기술의 롤 다이아프램에 의해 제공된 압력이 가해질 수 있는 대형 다이아프램 표면적을 초래한다. 또한, 바람직한 경우에서 다이아프램에 강화 층(대체로 직물)이 결합되며, 탄성중합체의 두께는 강화 층의 양 측면상에 거의 동일하게 바람직하게 분포되며, 다이아프램 변위는 동일 압력량에 대해 어느 방향으로도 거의 동일하다. 이것은 강화 층상의 탄성중합체의 대칭 구조를 갖는 종래 롤 다이아프램과는 달리, 다이아프램의 내부가 어느 측면으로부터 가해진 압력에도 잘 견딜 수 있게 한다.

도 6a 내지 도 6g는 밸브 플러그(30)가 거의 압력을 받지 않는 폐쇄 위치(도 6a)로부터 개방 위치(도 6d)로 그리고 개방 위치(도 6e)로부터 폐쇄 위치(도 6g)로 이동할 때의 다이아프램(200)의 변형을 나타내는 일련의 도면이다.

도 6 및 도 6a에 도시된 바와 같이, 밸브 플러그 밀봉 표면(134)은 밸브 시트(110)에 대해 설치되고, 밸브는 폐쇄, 즉 유체가 상류 포트(18)로부터 하류 포트(16)로 유동하지 못하게 된다. 밸브 플러그(30)의 바닥 표면(132), 즉 시트가 밸브 시트(110)에 대항하여 설치되는 부분에서의 직경은 다이아프램(200)상의 제어 챔버(60)의 직경, 즉 커버(70)의 내경보다 작다. 직경이 다른 것은 상이한 표면적을 갖는 표면에 압력이 가해진다는 것을 의미한다. 따라서, 제어 챔버(60)의 내압은 상류 포트(18)내의 압력과 같으며, 보다 큰 표면적을 갖는 다이아프램의 제어 챔버의 측면과 밸브 플러그상의 최종적인 힘[즉, 밸브 시트(110)에 대항하여 밸브 플러그(30)를 가압하는 힘]은 밸브 플러그(30)의 상류 측면상의 힘[즉, 밸브 시트(110)로부터 밸브 플러그(30)를 가압 분리시키는 힘]보다 크다.

또한, 밸브 플러그를 밸브 시트(110)에 대항하여 가압하는 힘은, 상류측에서 의 압력이 제어 챔버(60)의 내압보다 약간 큰 경우에도, 물론 압력이 가해지는 표면적내의 차이와 상류측에서의 압력 크기에 따라서 밸브 플러그(30)를 밸브 시트(110)로부터 가압 분리시키는 힘보다 지속적으로 클 수 있다. 또한, 스프링(160)의 힘이 밸브 플러그(30)를 밸브 시트(110)에 가압하는 힘에 부가된다. 하류 포트(16)에서의 압력은, 예컨대 대기압이다.

도 6b에서, 제어 챔버(60)내의 압력은 제어 포트(62)와 유체 연통하는 종래 기술에 공지된 압력 제어 장치중 어느 것보다도 낮다. 도 6c에서, 제어 챔버(60)내의 압력은 밸브 플러그(30)의 하부(132)에 작용하는 상류측에서의 압력이 밸브 플러그(30)를 밸브 시트(110)에 대항하여 가압하는 힘을 극복하는 지점보다 낮아서 밸브 플러그(30)는 밸브 시트(110)로부터 분리된다. 밸브 플러그(30)가 일단 밸브 시트(110)로부터 분리되면, 유체는 상류 포트(18)로부터 하류 포트(16)로 유동한다. 이것은 다이아프램(200)상의 하류측으로부터의 압력을 증가시킴으로써, 밸브 시트(110)로부터 밸브 플러그(30)를 가압 분리시키도록 작동하는 힘을 더 증가시켜서, 상류 포트(18)로부터 하류 포트(16)로의 유체 통로를 더 개방한다. 하류 포트(16)에서의 압력은 다이아프램(200)에 대항하여 작용하여 다이아프램(200)이 제어 챔버(60)내로 변형된다(도 6c). 도시된 바와 같이, 다이아프램 지지부(150)는 다이아프램(200)이 내측으로 팽창하는 것을 방지한다. 유체 유동은 완전 개방과 완전 폐쇄 사이의 위치에서 밸브 플러그(30)의 위치를 유지하도록 제어 챔버(60)내의 유압을 조정함으로써 조절될 수 있다.

도 6d는 완전 개방된 밸브(10)를 도시한다. 도 6e 및 도 6g의 비교는 밸브 플러그(30)가 개방 위치에서 폐쇄 위치로 변위함에 따른 다이아프램(200)의 변형을 도시한다. 본원에 설명된 2개의 실시예의 일반적인 작동은 기본적으로 동일하다.

또한, 본 발명의 밸브는 다이아프램의 팽창 및 구름 이동을 제어하기 위한 밸브 플러그상에 구성된 적어도 하나의 구조적 요소를 갖는다. 이러한 구조적 요소는 밸브 플러그로부터 제어 챔버내로 연장하는 원통형 다이아프램 지지 구조체(150)를 포함한다. 본원에 설명된 바람직한 실시예에서, 연장부는 밸브 플러그의 축과 거의 평행한 방향에 있다. 따라서, 다이아프램 지지 구조체는 다이아프램 제어 구조체가 플러그 하우징내에 고정식으로 위치되는 종래 기술과 달리 밸브 플러그와 함께 이동한다.

또한, 본 발명의 밸브는 플랜지상의 응력을 감소시키거나 제거하는 거의 구형의 접촉면을 갖는 플랜지 어댑터와, 밸브의 상류측 또는 하류측을 배관에 부착시킬 때의 어댑터와 밸브의 입구 단부 또는 출구 단부와의 결합부를 포함한다.

이제 도면을 참조하면, 도 1 및 도 2는 본 발명의 다이아프램 제어 밸브(10)의 바람직한 제 1 실시예의 다수의 구조적 요소를 명확히 도시한다. 도시된 바와 같이, 플러그 하우징(50)은 플러그 하우징(50)의 종축과 하류 포트(16)의 종축에 의해 예각이 형성되도록 밸브 몸체(12)로부터 연장한다. 밸브 플러그(30)를 중심으로 원주방향으로 이격된 플러그 안내 요소(32, 34)는 플러그 하우징(50)의 원통형 벽을 중심으로 원주방향으로 이격된 안내 리브(52)를 활주식으로 결합시키도록 구성된다. 플러그 하우징 커버(70)는 커버 링(80)에 의해 고정되도록 구성된다. 이러한 커버 링(80)은 또한 플러그 하우징(50)을 경화 및 강화하는 기능도 한다. 필요하다면, 밸브 몸체(12)가 밸브 몸체를 전개 표면(도시하지 않음)에 고정하기 위한 밸브 몸체 브래킷(20)을 포함하는 것도 바람직하다. 유체 유동 방향은 표시가 필요한 각 도면에 화살표(2)로 표시된다는 것에 주목해야 한다.

도 3의 측면도는 도 2와 동일하고 따라서 동일 부호를 갖는다. 또한, 3인치 플랜지(90) 및 4인치 플랜지(100)는 상류 포트(18) 및 하류 포트(16)의 외부 나사 체결부(92', 92)에 각각 연결되도록 구성된 것으로 도시되어 있으며, 이에 한정되진 않는다. 플랜지와 어댑터는 실질적으로 모든 크기의 파이프에 적합하다는 것이 본 발명의 의도내에 있음을 주목해야 한다.

도 4의 조립식 다이아프램 제어 밸브는 본 발명의 비교적 컴팩트한 밸브를 도시한다.

도 5는 본 발명의 제 1 실시예의 밸브 플러그의 주요 구조적 요소를 도시한다. 보다 명확하게 본원에서는 플러그 안내 요소(32, 34)를 도시한다. 플러그 안내 요소는 한쌍의 상부 안내 요소(32) 및 하부 안내 요소(34)로 정렬된다. 밸브 플러그(30)가 플러그 하우징(50)내로 삽입됨에 따라서, 플러그 안내 요소(32, 34)가 플러그 하우징(50)의 원통형 벽상의 구성된 안내 리브(52)와 정렬된다. 이러한 구성은 밸브 플러그(30)의 회전 이동을 제한한다. 또한, 플러그 안내 요소(32, 34)의 최외곽면(46)은 플러그 하우징(50)의 원통형 벽에 활주식으로 접함으로써 밸브 플러그(30)의 종방향 이동을 제한한다.

이제 도 6에 대한 본 발명의 제 1 실시예의 다이아프램 제어 밸브(10)의 일반적인 구조를 보면, 밸브 몸체(12)는 3인치 파이프 플랜지(90)와 4인치 파이프 플랜지(100)와 같은 것이나 이에 한정되지 않는 플랜지식 어댑터에 부착가능하도록, 외측 실린더 표면(92, 94)을 중심으로 각각이 개별적으로 나사 체결된 원통형 상류 포트(18) 및 원통형 하류 포트(16)를 포함한다. 상류 포트(18) 및 하류 포트(16) 양자는, 예컨대 나사 체결식 파이프(도시되지 않음)와 비나사 체결식 PVC 파이프(도시되지 않음)를 사용하는 어댑터에 부착 가능하도록 내부 원통 표면을 중심으로 나사 체결부(94)를 더 포함한다. 밸브(10)는 3인치 플랜지 어댑터(90, 90')에 연결된 것으로 본원에 도시한다. 상류 포트(18)와 하류 포트(16) 사이의 밸브 몸체 내에는 밸브 시트(110)가 있는 것으로 구성된다. 밸브 시트(110)의 평면에 거의 수직하게 배향된 밸브 몸체(12)로부터의 연장부는 거의 원통형인 플러그 하우징(50)이다. 플러그 하우징(50)의 최선단(54)은 하우징 커버(70)와 결합하는 내부 표면을 중심으로 구성되고 커버 링(80)과 결합하는 외부 표면을 중심으로 나사 체결되는 것이 바람직하다.

거의 원통형인 밸브 플러그(30)는 플러그 하우징(50)내에 활주식으로 전개된다. 전술한 바와 같이, 밸브 플러그는 플러그 하우징(50)의 원통형 벽상에 구성된 안내 리브(52)를 결합시키는 플러그 안내 요소(32, 34)를 포함한다. 따라서, 밸브 플러그(30)는 밸브 시트(110)의 평면에 거의 수직한 축(130)을 따라 이동하는 종방향 이동이 실질적으로 제한되게 전개된다. 밸브 플러그(30)의 바닥면(132)은 밸브 시트(110)와 정렬되도록 구성된 밀봉 표면(134)을 포함하여, 도 5에 도시된 바와 같이 밸브 플러그가 폐쇄 위치에서 전개될 때, 유체는 밸브 시트(110)를 통해 상류 포트(18)로부터 하류 포트(16)로 유동하지 못한다. 이러한 제 1 실시예의 밀봉 표면(134)은 밸브 플러그 스템(140)과 밸브 플러그 몸체(142) 사이에 포획된 탄성중합체 링인 것이 바람직하다.

다이아프램(200)은 플러그 하우징(50)의 원통형 벽과 밸브 플러그(30) 사이에 연장한다. 다이아프램(200)은 하류 포트(16)로부터 제어 챔버(60)를 밀봉하고, 밸브 플러그(30)의 상부 표면과 플러그 하우징 커버(70)의 내부 표면과 함께 후술되는 제어 챔버(60)의 가변 체적을 가요적으로 규정한다.

다이아프램(200)은 밸브 플러그 몸체(142)상에 형성된 부착면(202)의 제 1 세트와 밸브 플러그 상부(144) 사이에 포획됨으로써 밸브 플러그(30)에 부착된다. 다이아프램 및 밸브 플러그의 부착면은 다이아프램(200)이 밸브 플러그(30)로부터 플러그 몸체(142)의 원통형 벽에 거의 수직으로 연장하도록 구성된다. 또한, 다이아프램(200)은 플러그 하우징(50)의 최선단과 플러그 하우징 커버(70)상에 형성된 부착면(204)의 제 2 세트 사이에 포획됨으로써 플러그 하우징(50)의 원통형 벽에 부착된다. 또한, 여기에서 다이아프램(200), 플러그 하우징(50) 및 플러그 하우징 커버(70)의 부착면은 다이아프램(200)이 플러그 하우징(50)의 원통형 벽에 거의 수직하게 포획면(204)으로부터 연장하도록 구성된다. 사전 형성된 거의 "S"자 형상의 다이아프램 단면은 다이아프램이 개방 구조와 폐쇄 구조 사이에서 변형함에 따라 균일하고 예상가능한 형상을 제공한다.

밸브 플러그 상부(144)는 거의 원통형인 외부 표면이 다이아프램위에서 제어 챔버내로 연장함으로써 전술한 바와 같이 다이아프램 지지 구조체(150)를 형성하도록 구성된다. 밸브 플러그 상부(144)의 최선단면(152)은 밸브 플러그가 개방 위치로 변위될 때 하우징 커버(70)와 접촉하도록 구성됨으로써, 밸브 플러그(30)의 종방향 변위의 상측 제한을 설정한다. 밸브 플러그 상부(150)와 플러그 하우징 커버(70) 사이에는, 폐쇄 위치내의 밸브 플러그(30)에 가해진 압력을 증대시키도록 밸브 시트(110)를 향해 밸브 플러그(30)를 바이어스시키는 스프링이 전개됨으로써 밸브 플러그(30)의 밀봉 면(134)과 밸브 시트(110) 사이의 밀봉 접촉을 강화한다.

조립 및 보수가 용이하도록, 다이아프램(200) 및 밸브 플러그(30)의 주요 구조적 요소는 밸브 플러그 스템(140)의 바닥면(132)과 너트(148)를 유지시키는 밸브 플러그 사이에서 밸브 플러그 스템(140)상의 포획부에 의해 적소에 유지된다. 일단 조립된 밸브 플러그(30)는 플러그 하우징(50)내로 삽입되어, 커버(70)가 설치됨에 따라 다이아프램(200)이 플러그 하우징(50)에 부착된다.

본 발명의 바람직한 제 2 실시예를 참조하면, 도 7에 대체로 참조부호(300)로 표시된다. 도시된 바와 같이, 밸브 몸체(12)는 상류 포트(18) 및 하류 포트(16), 밸브 시트(110), 플러그 하우징(50) 및 커버 링(80)이 기본적으로 제 1 실시예에 대한 설명과 같고, 대응하는 동일 부호를 부여한다.

제 2 실시예의 주요 특징은 밸브 플러그(330)와 다이아프램(310)이 단일 구조적 요소로서 일체 형성된다는 것이다. 이것은 탄성중합체재의 다이아프램(310)이 밸브 플러그(330)상으로 직접 성형되도록 부착 요소로 구성되어 있는 밸브 플러그(330)에 의해 달성된다. 본원에 설명되었으나 그에 한정되지 않는 부착 요소는 밸브 플러그(330)와, 상부 홈(312) 및 하부 홈(314)과 접촉하도록 밸브 플러그(330)의 원통형 벽(332)을 통해 종방향으로 연장하여 복수의 반경방향으로 이격된 통로(316)를 외접시키는 상부 홈(312) 및 하부 홈(314)을 포함한다. 이러한 실시예에서, 바닥 홈(314)에 성형된 탄성중합체재는 밸브 플러그 밀봉 표면(318)을 형성한다.

다이아프램(310)은 플러그 하우징(50)과 플러그 하우징 커버(70)의 최선단상에 형성된 일 세트의 부착면(320) 사이에 포획됨으로써 플러그 하우징(50)의 원통형 벽에 부착된다. 제 1 실시예에서와 같이, 다이아프램(310), 플러그 하우징(50) 및 플러그 하우징 커버(70)의 부착면은 다이아프램(310)이 플러그 하우징(50)의 원통형 벽에 거의 수직하게 부착면(320)으로부터 연장하도록 구성된다. 다이아프램(310)은 부착 영역(320)과 밸브 플러그 사이의 다이아프램(310)의 반경방향 길이가 부착 영역(320)과 밸브 플러그(330) 사이의 반경방향 거리(322)보다 크도록 형성된다. 이러한 "초과" 다이아프램 재료는 전술한 바와 같이 다이아프램(310)이 밸브 플러그가 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 변위됨에 따라 변형되게 한다.

플러그 하우징(50)은 제 1 실시예에 대해 전술한 바와 같이 안내 리브(350)를 포함한다. 밸브 플러그(330)는 이 밸브 플러그(330)의 원통형 벽의 바닥 영역을 중심으로 형성된 단일 대응 밸브 플러그 안내 요소(352)를 포함한다. 또한, 밸브 플러그(330)는 플러그 하우징 커버(70)로부터 종방향으로 연장하는 거의 원통형의 커버 안내 요소(360)와 정렬되게 구성된 내부 플러그 안내부(354)를 포함한다. 커버 안내 요소(360)는 밸브 플러그(330)가 플러그 하우징(400)내로 개방 위치로 변위되는 경우 압력의 균일화가 이뤄지게 하는 공기 구멍(362)을 바람직하게 포함한다.

플러그 하우징 커버(70)는 밸브 플러그(330)의 최선단면(334)과 접촉하도록 구성된 밸브 플러그 정지부(370)를 포함함으로써, 밸브 플러그가 플러그 하우징내에 종방향으로 더 변위하는 것을 정지시킬 수 있다. 제 2 실시예(300)에 대해 설명된 본 발명의 일반적인 작동을 본다. 밸브 플러그(330)의 변위는 제어 챔버(400)와 하류 포트(16) 사이의 압력차에 대응한다. 제어 챔버(400)내의 압력은 당해 분야에 공지된 다수의 제어 장치의 어떤 것에 의해서도 변화될 수 있으며, 상기 압력은 단일한 가압 영역의 압력에 한정되지 않고 2개 이상의 가압 영역, 예컨대 입구 압력 및/또는 출구 영역의 압력 및/또는 다른 파라미터와 같은 다양한 파라미터에 대응한다. 다양한 제어 장치의 상세한 설명은 당해 분야에 잘 공지되어 있고, 본 발명의 일부가 아니다. 제어 챔버내의 압력 변화는 제어 포트(402)를 통해 제어 챔버(400)와 유체 연통함으로써 일어난다. 도시된 바와 같이, 비제한적 예시로서, 제어 포트(402)는 플러그 하우징 커버(70)내에 포함된다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 다이아프램 제어 밸브(500)의 바람직한 제 3 실시예를 도시한다. 이 실시예의 다이아프램 제어 밸브(500)는 제 2 실시예의 다이아프램 제어 밸브(300)와 기본적으로 동일한 구성으로, 대응 요소에는 대응하는 참조 번호가 부여된다. 다이아프램 제어 밸브(500)는 제어 챔버(400)내에 전개된 유동 스템(502)을 더 포함한다는 점에서 다이아프램 제어 밸브(300)와 상이하다. 유동 스템(502)은 유동 핸들(504)과 상호접속하는 플러그 하우징 커버(70)를 통해 수나사 체결되고 연장하는 것이 바람직하다. 0-링(506)은 플러그 하우징 커버(70)에 대해 유동 스템(502)을 바람직하게 밀봉한다. 유동 스템 정지부(508)는 유동 스템(502)에 나사 체결식으로 바람직하게 부착된다. 유동 핸들(504)의 적합한 선회에 의해, 유동 스템 정지부(508)는 유동 스템(502)을 승강시킬 수 있다. 바람직하게, 유동 스템 정지부(508)는 커버 안내 요소(306)내에 유동 스템 정지부(508)의 회전을 실질적으로 방지하는 유동 스템 정지부 리브(510)를 구비하는 구조로 된다. 유동 스템 정지부(508)의 목적은 밸브 플러그(330)의 이동 제한을 변화시킴으로써 밸브(500)를 통한 유체의 최대 유량을 조절하는 것이다.

도 9 및 도 10(도 9의 상세도)을 참조하면, 플랜지 및 어댑터의 구성의 비제한적인 예로서 기능하며, 본원에 설명된 모든 다이아프램 제어 밸브에 유용한 4인치 플랜지(100) 및 어댑터(600)를 도시한다. 3인치 및 4인치 플랜지 조립체는 단지 예시적으로 주어지는 것에 주의해야 하며, 본 발명이 매우 작은 직경에서 매우 큰 직경까지 거의 모든 소망 파이프 직경에 대해 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 플랜지(100)와 어댑터(600)는 다이아프램 제어 밸브(300)의 제 2 실시예와 함께 도시되어 있다. 또한, 본 발명의 플랜지 및 어댑터의 사용이 본 발명의 밸브 몸체에만 단독적으로 사용되도록 한정되지 않으며, 플랜지 끼워맞춤이 요구되는 모든 적용예에 대해서도 동일한 이점을 갖는다는 것에 주목해야 한다. 어댑터(600)는 밸브 몸체(12)의 상류 포트(18) 또는 하류 포트(16)의 외부 플랜지 어댑터 나사체결부(92, 92')에 바람직하게 체결된다. 연결부는 0-링(610)으로 밀봉될 수 있다.

플랜지(100)는 어댑터(600)위에 끼워맞춤된다. 플랜지(100)는 어댑터(600)상에 형성된 대응 형상의 구형 표면(602)과 접하는 대체로 구형 표면(102)으로 구성된다. 플랜지(100)와 어댑터(600) 사이의 대체로 구형인 접촉면은 플랜지(100)를 어댑터를 중심으로 거의 구형으로 자유롭게 이동하게 허용하고, 상류 및 하류 밸브 몸체 포트(18, 16)의 종축(604)을 중심으로 회전하게 허용한다. 이러한 허용은 밸브 몸체의 상류 또는 하류 포트(18 또는 16)를 플랜지(100), 어댑터(600) 또는 밸브 몸체상에 응력을 가하지 않고 배관에 부착시킬 수 있다. 또한, 이러한 허용은 플랜지(100)의 장착 구멍(104)이 파이프라인(도시되지 않음)의 장착 구멍 또는 볼트 스터드와 쉽게 정렬되도록, 플랜지(100)가 종축(604)을 중심으로 자유롭게 회전하게 한다.

전술한 플랜지 및 어댑터는 경량의 더욱 강한 구성요소를 제공하도록 유리 충전 나일론과 같은 중합체 재료로 제조하는 것을 의도하지만 이에 한정되지 않는다. 그러나, 특정 적용예에서 금속으로 제조된 것과 같이 보다 강한 플랜지가 요구된다면, 예컨대 도 11에 도시된 플랜지는 본 발명의 플랜지의 변형 실시예를 제공한다. 플랜지를 제조하는 재료의 강도로 인해, 플랜지 몸체(650)는 비교적 좁은 링으로 형성됨으로써 경량을 유지한다. 플랜지 몸체(650)를 중심으로 원주방향으로 이격된 복수의 반경방향의 길다란 볼트 슬롯(652)은 직경이 변화하는 부착 접촉면 구성요소의 대응 부착 요소(볼트 구멍 또는 볼트 스터드)와 정렬될 수 있게 구성된다. 이러한 플랜지 실시예의 어댑터 접촉면(660)은 전술한 본 발명의 플랜지 어댑터의 대응 표면에 접촉하도록 거의 구형인 표면으로 구성된다.

상기 설명은 예시적인 목적으로만 의도되며, 본 발명의 사상 및 범위내에서 다른 많은 실시예가 가능하다는 것은 이해될 것이다.

Claims (44)

1. ① 상류 포트(18) 및 하류 포트(16)와, 상기 상류 및 하류 포트 사이에 형성되는 밸브 시트(110)를 구비하는 밸브 몸체(12)와,

   ② 상기 상류 포트와 하류 포트 사이에서 상기 밸브 몸체로부터 연장하고, 그 내부 체적의 일부가 제어 챔버(60, 400)를 부분적으로 규정하는 플러그 하우징(50)과,

   ③ 변위 가능한 밸브 플러그(30, 330)로서, 상기 밸브 플러그의 밀봉부가 상기 밸브 시트와 접촉하는 폐쇄 위치와, 상기 밸브 플러그의 상기 밀봉부가 상기 밸브 시트로부터 분리되는 개방 위치 사이에서 변위 가능하도록 상기 플러그 하우징(50)내에 부분적으로 전개되는, 상기 변위 가능한 밸브 플러그(30, 330)와,

   ④ 상기 밸브 플러그(30, 330)에 밀봉식으로 부착되고, 상기 하류 포트의 일부로부터 상기 제어 챔버를 밀봉하는 가요성 다이아프램(200, 310)을 포함하는, 다이아프램 제어 밸브(10, 300, 500)에 있어서,

   상기 다이아프램과 상기 플러그 하우징 사이의 부착부의 중앙 평면의 각 측부 상에서 상기 플러그 하우징내의 상기 밸브 플러그의 변위 거리가 상기 다이아프램의 외경의 20% 이상이 됨으로써, 상기 플러그 하우징 내의 상기 밸브 플러그의 총 변위 거리가 상기 다이아프램의 외경의 40% 이상이 되도록, 상기 다이아프램이 "S"자 형상 단면을 갖고 있으며,

   상기 밸브 플러그(30, 330)는 상기 플러그 하우징 내에서 활주식으로 종방향으로 변위가능하게 구성되며, 상기 밸브 플러그의 변위를 안내하기 위해 상기 플러그 하우징(50)의 하나 이상의 벽을 중심으로 원주방향으로 이격된 안내 리브(52, 350)를 활주식으로 결합시키도록 구성된 플러그 안내 요소(32, 34, 352)가 상기 밸브 플러그를 중심으로 원주방향으로 이격되어 있는 것을 특징으로 하는

   다이아프램 제어 밸브.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 밸브 플러그(30, 330)와 상기 플러그 하우징(50) 사이의 반경방향 거리에 대한 상기 다이아프램(200, 310)의 두께 비는 1:4 내지 1:7 범위내에 있는

   다이아프램 제어 밸브.
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 제 1 항에 있어서,

    상기 다이아프램(200, 310)은 제 1 부착 비드(220)와 제 2 부착 비드(228) 사이로 연장되는 "S"자 형상 단면을 가지며, 상기 다이아프램은 상기 밸브 플러그(30, 330)가 상기 개방 위치와 상기 폐쇄 위치 사이에서 변위될 때 상기 제어 챔버(60, 400)를 향해 그리고 상기 제어 챔버(60, 400)로부터 멀어지게 변형하도록 구성되는

    다이아프램 제어 밸브.
12. 제 11 항에 있어서,

    상기 다이아프램(200, 310)은 비응력 상태에서 상기 다이아프램이 축방향으로 중첩되지 않고 회전방향으로 대칭이 되도록 구성되는

    다이아프램 제어 밸브.
13. 제 11 항에 있어서,

    상기 "S"자 형상 단면은, 비응력 상태에서 상기 다이아프램이 상기 제 1 부착 비드(220)로부터 제 1 방향으로 반경방향 내측으로 연장하고, 제 1 만곡부를 통과한 후에 비반경방향(non-radially)인 제 2 방향으로 연속하며, 제 2 만곡부를 통과한 후에 반경방향 내측으로 연속하여 제 2 부착 비드(228)에서 종료하도록 구성되는

    다이아프램 제어 밸브.
14. 제 11 항에 있어서,

    상기 다이아프램(200, 310)은 상기 플러그 하우징(50)의 원통형 벽으로부터 수직으로 연장하고, 상기 다이아프램은 상기 밸브 플러그(30, 330)의 원통형 벽으로부터 수직으로 연장하는

    다이아프램 제어 밸브.
15. 삭제
16. 삭제
17. 제 11 항에 있어서,

    상기 밸브 플러그(30, 330)가 변위되면 상기 제 2 부착 비드(228)도 변위되어서, 상기 밸브 시트(110)를 향해 접근하고 또한 상기 밸브 시트(110)로부터 멀어지는 양방향으로의 최대 변위의 위치가, 고정 위치에 있는 상기 제 1 부착 비드(220)로부터 등거리가 되도록 하는

    다이아프램 제어 밸브.
18. 제 1 항, 제 4 항, 제 11 항 내지 제 14 항 또는 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 플러그 하우징(50)은 하나 이상의 측벽상에 구성된 복수의 종방향 안내 리브(52)를 더 포함하고, 상기 밸브 플러그는 상기 밸브 플러그의 변위를 안내하기 위해 대응하는 상기 안내 리브와 활주식으로 결합하도록 구성된 대응 개수의 플러그 안내 요소(32, 34)를 더 포함하는

    다이아프램 제어 밸브.
19. 삭제
20. 삭제
21. 삭제
22. 삭제
23. 삭제
24. 삭제
25. 삭제
26. 삭제
27. 삭제
28. 삭제
29. 삭제
30. 제 1 항, 제 4 항, 제 11 항 내지 제 14 항 또는 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 제어 챔버(60, 400)는 상기 밸브 플러그(30, 330)의 변위의 함수로서 변화하는 원통형 체적으로 구성되는

    다이아프램 제어 밸브.
31. 제 1 항, 제 4 항, 제 11 항 내지 제 14 항 또는 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 밸브 플러그(30, 330)는 원통형 요소로 구성되는

    다이아프램 제어 밸브.
32. 삭제
33. 삭제
34. 삭제
35. 삭제
36. 삭제
37. 삭제
38. 삭제
39. 삭제
40. 삭제
41. 삭제
42. 삭제
43. 삭제
44. 삭제

Images