KR101366458B1 - 밸브 - Google Patents

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KR101366458B1
KR101366458B1 KR1020117029345A KR20117029345A KR101366458B1 KR 101366458 B1 KR101366458 B1 KR 101366458B1 KR 1020117029345 A KR1020117029345 A KR 1020117029345A KR 20117029345 A KR20117029345 A KR 20117029345A KR 101366458 B1 KR101366458 B1 KR 101366458B1
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빈센트 에스펠트
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모크펠트 밸브스 베.페.
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Abstract

본 발명은 유체용 유입구, 유체 흐름을 제어할 수 있는 폐쇄 요소, 유체용 배출구를 포함하는 하우징과, 폐쇄 요소의 폐쇄 횡단면 조정을 위한 전기 액추에이터(40)를 포함하는 액추에이팅 장치(37)와, 액추에이터(40)의 고정자(39)가 고정 연결되어 있는 액추에이터 하우징(38)을 구비한 밸브에 관한 것이며, 이때 액추에이터(40)의 가동성 회전자(41)는, 유압 하에 있는 액추에이터 하우징(38)의 내부 챔버(45)에서 폐쇄 요소에 운동학적으로 커플링되고, 고정자(39)는 내부 챔버(45) 내에 배치된다. 유체에 놓인 액추에이터를 구비한 밸브를 연마 및 부식 성분을 갖는 유체에 사용하기 위해, 액추에이터 하우징(38)의 내부 챔버(45)는 가동성 분리 요소(48)에 의해 유체로부터 분리된다.

Description

밸브{VALVE}
본 발명은 유체용 유입구, 유체 흐름을 제어할 수 있는 폐쇄 요소, 유체용 배출구를 포함하는 하우징과, 폐쇄 요소의 폐쇄 횡단면 조정을 위한 전기 액추에이터를 포함하는 액추에이팅 장치와, 액추에이터의 고정자가 고정 연결되어 있는 액추에이터 하우징을 구비한 밸브에 관한 것이며, 이때 액추에이터의 가동성 회전자는, 유압 하에 있는 액추에이터 하우징의 내부 챔버에서 폐쇄 요소에 운동학적으로 커플링되고, 고정자는 내부 챔버 내에 배치된다.
DE 42 14 814 A1호에는 자동차의 가열 회로를 위한 이와 같은 유량 제어 밸브가 공지되어 있으며, 상기 밸브의 액추에이터는 유동하는 가열 수단 내에 배치되어 있다. 액추에이터가 내측에 놓이므로, 상기 밸브의 구성 형태는 또한 매우 컴팩트해진다.
본 발명의 주변 영역에서 차단 밸브 및 스로틀 밸브는 예컨대 본 출원인의 제품 목록에서, 축방향 밸브, 축방향 콘 밸브 또는 환형 피스톤 밸브로서, 글로브 밸브 또는 글로브 콘 밸브("glove valve")로서, 슬라이드 밸브 및 게이트 밸브, 볼 밸브 또는 버터플라이 밸브로서 다수의 구성 형태로 일반적으로 공지되어 있다. 피스톤, 볼, 플레이트 또는 콘의 폐쇄 요소의 축방향 위치 또는 회전 위치가 변동함으로써, 가압된 유체의 흐름은 밸브의 폐쇄 횡단면에 의해 조정 및 조절된다.
전동기 방식으로 조정될 수 있는 폐쇄 횡단면을 갖는 공지된 차단 밸브와 스로틀 밸브들은 조립 상태에서 마모 부품들을 교체하기 위한 양호한 접근성 및 기계적으로 비교적 간단한 조정 메카니즘에 기초하여 통상적으로 종종 앵글 구조로 설계되며["앵글형 밸브(angle type valve)"] 즉, 피스톤형 폐쇄 요소의 축과 배출 방향에 대해 유체가 수직으로 유동하는 방식으로 설계된다.
최근에는 (특히, 유동 방향의 편향이 바람직하지 않은 경우), 축 구조의 스로틀 밸브("환형 피스톤 밸브") 즉, 유입 및 배출 방향에 대해 동축으로 변위 가능한 폐쇄 요소를 구비한 스로틀 밸브도 점점 더 많이 사용된다. 또한 상기 스로틀 밸브들에서는 유동 기술적 매개 변수가 동일할 경우 외측 크기가 더 작으며, 유체에 의한 재료 부하는 동축 구조로 인해 낮아지므로 마모가 줄어든다.
공지된 차단 밸브 및 스로틀 밸브에서는 회전하는 회전자("로터")를 구비한 회전 전기자 모터[토크 모터(Torque motor)로도 불림]가 액추에이터로서 사용된다. 회전자의 회전 운동은 나사와 너트 원리에 따라 서로 슬라이딩되는 운동 나사에 의해 선형 운동으로 변환된다. 선형으로 운동하는 이러한 부품은 폐쇄 요소에 직접 연결된 스핀들이거나, 예컨대 축 구조의 경우 시프팅 스핀들이다. 축 구조의 경우, 시프팅 스핀들과 스핀들에는 서로 맞물린 헬리컬 톱니부가 각각 제공되며 이는 선형 운동의 편향을 가능케 한다.
EP 0 937 928 A1호에는 전기 액추에이터의 고정자와 회전자가 분리 벽에 의해 분리되는 앵글 구조의 스로틀 밸브가 공지되어 있으며, 상기 분리 벽은 밸브의 내부 영역에 대해 그리고, 스로틀 밸브로부터 유체가 받는 영향에 대해 특히 액추에이터의 전기 단자를 밀폐 방식으로(hermetically) 차폐한다. 따라서, 구동력은 분리 벽에 의해 회전자에 전달된다.
DE 39 33 169 A1호에는 전기 액추에이터가 별도의 챔버에서 밀폐 및 내압(pressure-tight) 방식으로 유체에 대해 차폐되는, 축 구조의 스로틀 밸브가 공지되어 있다. 액추에이터에 의해 구동되며 운동 나사를 구비한 단 하나의 샤프트만이 상기 챔버로부터 스로틀 밸브의 내부 영역 내로 관통해서 피스톤형 폐쇄 요소를 구동한다.
DE 100 58 441 A1호에는 앵글 구조의 스로틀 밸브에 대한 개념이 공지되어 있으며, 이때 액추에이터는 외부에 대해 밀폐 방식으로 밀봉된 별도의 하우징에서 밸브 본체에 플랜지 결합되고, 이 경우에도 운동 나사를 구비한 샤프트만이 스로틀 밸브의 내부 영역 내로 관통한다. 상기 밸브에서도 고정자와 회전자는 분리 벽에 의해 분리된다.
화학 산업 및 다른 산업 분야에서의 오일 및 가스 추출의 경우, 안전성과 환경 보호를 위해 비누설성에 대한 요구가 증가한다. 유독성 유체의 누설은 기본적으로 방지되어야 하며, 적어도 기술적 가능성의 범위 내에서는 최소화되어야 한다. 차단 밸브 및 스로틀 밸브의 경우, 본원에서는 특히 시프팅 스핀들의 밀봉 안내에 초점이 맞춰져 있다.
오일 및 가스의 연안 추출의 범위에서 예컨대 추출 가스의 압축과 같은 처리 단계는 점차 해저 추출 지점에서 직접 실행되고 있는 추세이다. 이러한 경향과 함께, 해저 사용에 적합한 부품들(예컨대, 밸브들)에 대한 요구도 높아지고 있다.
이러한 부품들은 환경 보호를 위해 유해 물질을 방출하지 말아야 할 뿐만 아니라 주변 해수에 대한 유체(오일, 가스)의 차폐를 보장하고 상기 유체가 주변으로 배출되는 것을 방지해야 한다. 더욱이, 부식도가 높고 미생물을 함유한 해수가 밸브 자체 또는 액추에이팅 장치 안으로 침투하는 점 또한 어떠한 경우에도 방지되어야 한다. 마지막으로, 특히 액추에이팅 장치의 전자 장치 및 기계 부품이 모래, 녹과 같은 연마 및 부식 성분을 가질 뿐만 아니라 특히 황화수소를 갖는 오염물로 인해 마찬가지로 매우 자극적일 수 있는 이송 유체와 각각 접촉하는 것도 바람직하지 못하다.
공지된 밸브 개념에 의해서는, 액추에이터와 주변 사이, 액추에이터와 밸브의 내부 영역 사이 또는, 액추에이터의 고정자와 회전자 사이의 분리 벽이 강화됨으로써(즉, 더 두꺼워짐으로써)만, 한편으로 유체뿐만 아니라 주변에 대해서도 액추에이팅 장치의 전압 안내 부품을 차폐하는 것과, 다른 한편으로 해저의 압력비에 대한 저항성이 실현된다. 액추에이터의 고정자와 회전자 사이의 분리 벽이 강화되는 경우, 고정자와 회전자 사이의 간극이 확대될 때마다 액추에이터의 효율이 낮아진다.
한편, DE 42 14 814 A1호에 따른 밸브에 의해서는 액추에이팅 장치의 기계 부품이 오염물에 대해 밀봉되지 못한다.
본 발명의 과제는 유체에 놓인 액추에이터를 구비한 밸브를 연마 및 부식 성분을 갖는 유체에 사용하는 것이다.
공지된 밸브들로부터는, 액추에이터 하우징의 내부 챔버가 가동성 분리 요소를 사용하여 유체로부터 분리되는 것이 본 발명에 따라 제안된다. 따라서, 액추에이팅 장치로, 특히 액추에이터의 고정자와 회전자 사이로 유체가 침투하는 것은 효과적으로 방지된다. 분리 요소가 변위됨으로써, 내부 챔버 내의 체적 변동은 보상된다. 이러한 체적 변동은 예컨대 스핀들의 변위, 온도 변화 또는, 내부 챔버와 유체 사이의 동역학적 밀봉부의 누설로 인해 초래된다. (적용예에 따라 매체에 대해 저항성도 갖는) 내압성 고정자와 이에 상응하는 전기 단자를 사용함으로써 고정자와 회전자 사이의 분리 벽이 생략될 수 있으므로, 액추에이터의 효율은 고압 하의 사용에 맞도록 뚜렷이 상승한다.
바람직하게, 본 발명에 따른 밸브에서 폐쇄 요소는 액추에이터 하우징 내에서 액추에이터에 의해 축방향으로 변위될 수 있다. 본 발명에 따른 이러한 밸브들은 예를 들어 (케이지 내에서) 축방향으로 변위될 수 있는 피스톤을 구비한 스로틀 또는 차단 밸브와, 슬라이드 밸브이다. 스핀들의 두 단부들에서의 유압이 효율적이기 때문에, 스핀들은 운동 방향으로 완전히 감압된다.
대안적으로, 본 발명에 따른 밸브에서 폐쇄 요소는 액추에이터에 의해 회전할 수 있다. 본 발명에 따른 이와 같은 90°밸브들은 예컨대 볼 밸브 또는 버터플라이 밸브들이다.
바람직하게, 본 발명에 따른 밸브에서 유입구로의 유체의 유입 방향은 배출구로부터의 유체의 배출 방향에 상응하며, 폐쇄 요소는 유입 방향 및 배출 방향에 대해 동축으로 변위될 수 있다. 본 발명에 따른 이러한 축 구조의 밸브는 유체에 의한 재료 부하가 낮은 것을 특징으로 한다. 액추에이팅 장치, 특히 액추에이터 하우징은 본 발명에 따른 이러한 밸브의 액추에이터와 함께 보호될 수 있도록 밸브의 하우징 내에 배치된다.
대안적으로, 본 발명에 따른 밸브는 앵글 구조로도 제조될 수 있다. 이 경우 바람직하게 액추에이터는 보수 작업을 위한 외부 접근이 용이하도록 하우징 내에 장착된다.
바람직하게, 본 발명에 따른 밸브에서 분리 요소는 보상 실린더 내에서 자유롭게 운동할 수 있는 보상 피스톤이거나 벨로우즈이다. 보상 피스톤 또는 벨로우즈의 변위는 본 발명에 따른 이러한 밸브에서 내부 챔버 내의 체적 변동을 보상한다.
바람직하게, 본 발명에 따른 이러한 밸브에서 보상 실린더는 하우징의 벽에 배치된다. 본 발명에 따른 이러한 스로틀 밸브는 특히 간단한 구조를 갖는다. 대안적으로, 보상 실린더는 액추에이터 하우징의 부품일 수 있으며, 보상 피스톤 또는 벨로우즈는 예컨대 폐쇄 요소에 연결된 스핀들을 축방향으로 둘러쌀 수 있다.
특히 바람직하게 본 발명에 따른 밸브에서 내부 챔버는 액체로 채워진다. 내부 챔버의 비압축성 충전에 의해, 압력비 변동에 대한 본 발명에 따른 밸브의 설계가 간단해진다. 액체는 윤활제일 수 있다: 따라서 액추에이팅 장치의 이동 부품(특히, 회전자와 스핀들 사이의 변속기)이 윤활된다. 자체 윤활식 부품들이 사용되는 경우, 액체는 예컨대 물일 수도 있다. 다른 한편, 액추에이터는 액체에 의해 방폭성을 갖는다. 분리 요소는 유체로 인한 액체의 오염 및 액체로 인한 유체의 오염을 방지한다.
내부 챔버 내의 액체는 액추에이터로부터의 (특히, 액추에이터의 고정자로부터의) 열 방출을 지원한다. 액체는 외측면으로부터 상응하는 채널들을 통해 본 발명에 따른 밸브의 내부 챔버 내로 유입되어, 규칙적인 간격을 두고 교환되거나 순환 방식으로 지속적으로 필터링될 수도 있다. 액체 상태의 육안 검사 (또는 자동화된 물리적 또는 화학적 검사)에 의해, 본 발명에 따른 밸브의 마모 상태가 작동 중에 모니터링될 수 있다.
본 발명에 따른 밸브에서, 특히 회전자는 회전 가능한 로터일 수 있으며, 이때 변속기는 회전자의 회전 운동을 폐쇄 요소에 연결된 스핀들의 병진 운동으로 변환한다. 액추에이터로서 회전 전기자 모터를 구비한 이러한 밸브는 특히 비용 면에서 유리하게 제조될 수 있는데, 그 이유는 이와 같은 액추에이터(스텝퍼 모터로도 지칭됨)가 복수의 실시예에서 양산품으로서 시장에 공급될 수 있기 때문이다. 대안적으로, 상기 액추에이터는 경우에 따라 변속기 없이 스핀들에 의해 폐쇄 요소를 직접 구동하는 선형 모터(스텝퍼 모터로도 지칭)일 수 있다. 본 발명에 따른 이러한 밸브의 액추에이팅 장치의 구성 크기는 특히 작다.
액체로 채워진 내부 챔버를 구비한 본 발명에 따른 이러한 밸브에서 바람직하게, 액체는 스핀들의 병진 운동 중에 변속기를 관류한다. 따라서, 한편으로 변속기의 양호한 윤활이 보장되며, 다른 한편으로 기존의 중공 챔버가 다중으로 이용되므로 제조 기술적 경비가 줄어든다. 대안적으로 또는 보충적으로, 상기 액체는 하우징 내의 작은 보어들을 통해서도 안내될 수 있다.
바람직하게, 회전 전기자 모터를 구비한 본 발명에 따른 밸브에서 변속기는 롤링 본체 나사 구동부이다. 롤링 본체 나사 구동부는 특히 금속 가공 기계의 사용예에서 공지되어 있는 변속기이다: 회전 운동과 병진 운동 사이의 변환을 위해서는 볼 또는 나사 로드("롤러")가 사용되며, 적어도 이들은 병진 운동하는 부품 상에서 롤링한다. 나사들 사이의 미끄럼 마찰에 비해 롤링 요소들의 롤링 저항이 훨씬 더 작기 때문에 손실이 거의 없는 변환이 가능해진다. 롤러 나사 구동부 및 볼 나사 구동부의 효율은 사실상 대동소이하다. 롤러 나사 구동부("롤러 스크루")는 한편으로 볼 나사 구동부보다 훨씬 더 컴팩트하게 구성되며 다른 한편으로는 병진 운동에서 회전 운동으로의 변환뿐만 아니라 그 반대의 변환도 가능케 한다.
대안적으로, 본 발명에 따른 밸브에서, 변속기는 폐쇄 요소에 연결된, 회전자를 갖는 스핀들에 대해 너트로서의 운동 나사일 수 있다.
롤링 본체 나사 구동부에 비해, 운동 나사는 손실 가능성이 더 높지만 제조와 관련해서는 실질적으로 더 유리하다. 정전 시, 본 발명에 따른 이러한 밸브의 피스톤은 해당 위치에 유지된다.
바람직하게, 본 발명에 따른 밸브는 전압 공급이 중단될 경우 폐쇄 요소를 안전 위치로 이동시키는 안전 장치를 포함한다. 본 발명에 따른 이러한 밸브에서는 전압 공급이 중단될 경우에도 안전한 작동이 가능하다.
특히 바람직하게, 본 발명에 따른 이러한 밸브에서 상기 안전 장치는 전기 시스템이다. 본 발명에 따른 밸브는 (특히, 배터리 또는 커패시터에 의한) 비상 전원 장치를 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 이러한 밸브는 한편으로 안전 위치를 취하지 않고서도 전압 공급 중단의 극복을 가능케 하며, 다른 한편으로는 상이한 안전 위치의 각각의 적용예에 따른 규정을 가능케 한다.
대안적으로, 안전 장치는 리턴 스프링이다. 본 발명에 따른 이러한 밸브의 경우, 스로틀 횡단면은 폐쇄 요소의 안전 위치에서 최대로 개방될 수 있다. 본 발명에 따른 이러한 밸브는 압축기의 유입부와 배출부 사이의 바이패스에서 예컨대 펌핑 방지 밸브로서 사용될 수 있다. 대안적으로, 스로틀 횡단면은 폐쇄 요소의 기본 위치에서 특정예의 요구 조건에 따라 완전히 폐쇄될 수 있거나, 전기적으로 구동된 안전 장치의 경우 규정된 임의의 중간 위치에 제공될 수 있다.
액체로 채워진 내부 챔버를 구비한 본 발명에 따른 밸브에서, 안전 장치는 외부로부터도 보수 채널에 장착될 수도 있으며, 결함 시 저압 하의 액체를 갖는 내부 챔버를 (예컨대 수공압식 축압기에 의해) 자동으로 세팅함으로써 안전 위치로 폐쇄 요소를 변위시킬 수 있다.
특히 바람직한 실시예에서, 본 발명에 따른 밸브는 폐쇄 요소의 위치를 알려주는 위치 표시기를 포함한다. 밸브 내에서 폐쇄 요소의 (예를 들어, 스로틀 케이지 내에서 피스톤의) 위치는 폐쇄 요소 횡단면에 대한 직접적인 수치이며, 밸브의 작동 상태에 대한 중요한 특성 변수이다. 본 발명에 따른 밸브는 축방향으로 또는 회전 방식으로 운동하는 부품들 중 하나의 부품에서 예컨대 영구 자석 및 전자기 센서를 이용하여 무접촉 방식으로 위치 표시기를 제어할 수 있다.
또한 바람직하게, 본 발명에 따른 밸브의 액추에이터는 내식성을 갖는다. 본 발명에 따른 이러한 밸브에서는 액추에이터의 주변과 관련하여 요구 사항이 적으며 보수 주기가 길어질 수 있다.
본 발명에 따른 이러한 밸브의 액추에이터는 특히 바람직하게 오일 및 가스 산업에서 부식 방지를 위한 NACE 표준 및 ISO 표준을 충족시킨다. 따라서, 내부 챔버와 유체(특히, 상기 내부 챔버 내로 침투하는 유체) 사이에 누설이 발생한 경우에도, 액추에이터의 손상이 방지된다. 이를 위해 예컨대 액추에이터의 전압 안내 및 자기 구성 요소는 합성 재료 안에 매립될 수 있다.
본 발명에 따른 밸브는 작동 안전성 향상을 위해 액추에이터의 용장성 고정자 및/또는 전기 및 전자식 용장성 어셈블리를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 밸브에 의해, 심해에서의 오일 및 가스 추출 작업에서뿐만 아니라, 예를 들어 석유 화학에서, 핵 시설에서 그리고, 예컨대 호르몬 생성과 같은 의약 기술에서도 특히 유독성(즉, 환경, 인간 또는 기후에 유해한) 유체의 취급이 쉬워진다: 밸브의 가압된 내부 챔버 내에 액추에이터가 완전히 통합됨으로써 누설에 대한 안전성이 향상되며 보수 및 교체 주기가 훨씬 길어질 수 있다.
이하에서는 두 실시예들을 토대로 본 발명이 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 밸브의 단면도이다.
도 2는 밸브의 액추에이팅 장치의 단면도이다.
도 3은 액추에이팅 장치의 상세도이다.
도 4는 본 발명에 따른 제2 밸브의 단면도이다.
도 5는 제2 밸브의 액추에이팅 장치의 단면도이다.
도 1에 도시된 본 발명에 따른 밸브(1)는 거의 완전히 개방된 위치에 있는 스로틀 밸브이다. 스로틀 밸브는 제1 압력 레벨 하의 유체(미도시)용 유입구(3)를 구비한 하우징(2)과, 제2 압력 레벨로의 스로틀링을 위한 스로틀(4)과, 스로틀링된 유체용 배출구(5)를 포함한다. 밸브(1)는 역 관류 방향 즉, 배출구(5)로부터 유입구(3)로도 작동할 수 있다.
스로틀(4)은 유체의 유동 경로에서 하우징(2)에 연결된 튜브형 내부 본체(7)와 배출구(5) 사이의 튜브형 스로틀 케이지(6)로서 구현된다. 스로틀 케이지(6)에서는 피스톤형 폐쇄 요소(9)가 전기 액추에이팅 장치(8)에 의해 축방향으로 변위될 수 있다. 내부 본체(7)는 액추에이팅 장치(8) 상에 나사 조임된 충격 캡(10)에 의해 유입구(3)에 대해 폐쇄된다.
액추에이팅 장치(8)의 연결 라인(11)은 라인 채널(12)을 통해 내부 본체(7)로부터 하우징(2)의 외측면(13)까지 안내된다. 라인 채널은 액추에이팅 장치(8)를 위한 전기 단자(미도시)를 포함하는 마감 플러그(14)에 의해 내압 방식으로 폐쇄된다.
도 2에서 상세도로 도시된 액추에이팅 장치(8)는 함께 나사 조임된 2 부재의 액추에이터 하우징(15)을 포함한다. 액추에이터 하우징(15) 내에는 액추에이터(17)로서 사용되는 전기식 회전 전기자 모터의 고정자(16)가 견고하게 고정되며 개략적으로만 도시된 롤링 본체 나사 구동부(18)("롤러 나사 구동부")가 반경 방향 및 축방향으로 지지되어 있다. 롤링 본체 나사 구동부(18)에는 액추에이터(17)의 회전자("로터")(19)가 회전 불가능하게 연결된다.
액추에이터 하우징(15)의 내부 챔버(20)에서 롤링 본체 나사 구동부(18)는 회전자(19)의 회전 운동을 스핀들(21)의 축방향 병진 운동으로 변환하고, 스핀들의 단부(22)는 밀봉부(23)에서 밀봉되면서 액추에이터 하우징(15)으로부터 밀려나오며 폐쇄 요소(9)에 나사 조임된다. 내부 챔버(20)는 제2 압력 레벨 하의 액상 윤활제(미도시)로 채워진다.
도 3에 도시된 바와 같이, 하우징(2)은 축방향으로 자유롭게 운동할 수 있는 보상 피스톤을 분리 요소(26)로서 구비한 보상 실린더(25)를 벽에 포함한다. 보상 실린더(25)는 제1 채널(27)을 통해 윤활제를, 제2 채널(28)을 통해서는 유체를 공급받으며 유체의 배출압을 윤활제에 전달한다. 보상 실린더(25)는 나사 조임된 플러그(29)에 의해 하우징(2)의 외측면(13)에 대해 폐쇄된다.
폐쇄 요소(9) 반대편 스핀들(21)의 단부(24)의 주변으로 윤활제가 플러싱된다. 밸브(1)의 폐쇄 시, 윤활제는 보상 실린더(25)로부터 제1 채널(27)을 통해 반대편 단부(24)로 흡기된다. 이로써, 분리 요소(26)는 보상 실린더(25) 내에서 상응하게 변위되며 제2 채널(28)을 통해 보상 실린더(25) 내로 유체를 흡기한다.
반대로 밸브(1)의 개방 시, 폐쇄 요소(9) 반대편 스핀들(21)의 단부(24)는 내부 챔버(20)로부터 윤활제를 밀어내서 제1 채널(27)을 통해 보상 실린더(25) 안으로 밀어 넣는다. 이에 상응하게 분리 요소(26)는 보상 실린더(25)로부터 제2 채널(28)을 통해 밖으로 유체를 밀어낸다.
본 발명에 따른 밸브(1)는 안전 장치인 리턴 스프링(미도시)과 전자기 위치 표시기(30)를 포함하며, 위치 표시기는 폐쇄 요소(9)의 해당 위치를 다시 라인 채널(12)을 통해 안내된 플러그(14)의 연결 라인(31)을 통해 모니터링 모듈(미도시)에 알린다.
밸브(1)의 액추에이터(17)와 롤링 본체 나사 구동부(18)는 오일 및 가스 산업에서 부식 방지를 위한 NACE 표준 및 ISO 표준에도 부합하게, 내식성을 가질 수 있다.
도 4에는 다시 거의 완전히 개방된 위치에 있는 앵글 구조의 스로틀 밸브인 본 발명에 따른 제2 밸브(32)가 도시되어 있다. 제1 밸브(1)와 마찬가지로 제2 밸브(32)는 제1 압력 레벨("유입압") 하의 유체(미도시)용 유입구(34)를 구비한 하우징(33)과, 제2 압력 레벨("배출압")로의 스로틀링을 위한 스로틀(35)과, 스로틀링된 유체용 배출구(36)를 포함한다.
도 5에서 상세도로 도시된, 본 발명에 따른 제2 밸브(32)의 액추에이팅 장치(37)는 함께 나사 조임된 2 부재의 액추에이터 하우징(38)을 포함한다. 액추에이터 하우징(38) 내에는 액추에이터(40)로서 사용되는 전기식 회전 전기자 모터의 고정자(39)가 견고하게 고정된다. 액추에이터(40)의 회전자(41)는 회전 불가능하게 너트(42)에 연결된다. 너트(42)는 스핀들(44)의 운동 나사(43) 상에서 작동한다.
액추에이터 하우징(38)의 내부 챔버(45)에서 너트(42)는 회전자(41)의 회전 운동을 스핀들(44)의 축방향 병진 운동으로 변환하고, 스핀들의 단부(46)는 밀봉되어 액추에이터 하우징(38)으로부터 밀려나오며 피스톤형 폐쇄 요소(47)에 나사 조임된다. 내부 챔버(45)는 제2 압력 레벨 하의 액상 윤활제로 채워진다.
너트(42)와 폐쇄 요소(47) 사이에서 스핀들(44) 상에는 축방향으로 자유롭게 운동할 수 있는 보상 피스톤이 분리 요소(48)로서 안착되며, 보상 피스톤은 한편으로 액추에이터(40)의 내부 챔버(45)를 유체로부터 물질적으로 격리시키며 다른 한편으로 유압을 내부 챔버(45)와 윤활제에 전달한다. 제2 밸브(32)에서도 내부 챔버(45)에서 폐쇄 요소(47) 반대편 단부(49)의 주변 전체에 윤활제가 플러싱된다.
액추에이팅 장치(37)는 해저에서 사용될 경우에도 조립 밸브(32)에서 하나의 작업 과정으로 교체 가능한 상호 연관된 어셈블리로서 구현될 수 있다.
1 : 밸브
2 : 하우징
3 : 유입구
4 : 스로틀
5 : 배출구
6 : 스로틀 케이지
7 : 내부 본체
8 : 액추에이팅 장치
9 : 폐쇄 요소
10 : 충격 캡
11 : 연결 라인
12 : 라인 채널
13 : 외측면
14 : 마감 플러그
15 : 액추에이터 하우징
16 : 고정자
17 : 액추에이터
18 : 롤링 본체 나사 구동부
19 : 회전자
20 : 내부 챔버
21 : 스핀들
22 : 단부
23 : 밀봉부
24 : 단부
25 : 보상 실린더
26 : 분리 요소
27, 28 : 채널
29 : 플러그
30 : 위치 표시기
31 : 연결 라인
32 : 밸브
33 : 하우징
34 : 유입구
35 : 스로틀
36 : 배출구
37 : 액추에이팅 장치
38 : 액추에이터 하우징
39 : 고정자
40 : 액추에이터
41 : 회전자
42 : 너트
43 : 운동 나사
44 : 스핀들
45 : 내부 챔버
46 : 단부
47 : 폐쇄 요소
48 : 분리 요소
49 : 단부
50 : 단부 링

Claims (13)

  1. 유체용 유입구(3, 34), 유체 흐름을 제어할 수 있는 폐쇄 요소(9, 47), 유체용 배출구(5, 36)를 포함하는 하우징(2, 33)과, 폐쇄 요소(9, 47)의 폐쇄 횡단면 조정을 위한 전기 액추에이터(17, 40)를 포함하는 액추에이팅 장치(8, 37)와, 액추에이터(17, 40)의 고정자(16, 39)가 고정 연결되어 있는 액추에이터 하우징(15, 38)을 구비한 밸브(1, 32)이며, 이때 액추에이터(17, 40)의 가동성 회전자(19, 41)는, 유압 하에 있는 액추에이터 하우징(15, 38)의 내부 챔버(20, 45)에서 폐쇄 요소(9, 47)에 운동학적으로 커플링되고, 고정자(16, 39)는 내부 챔버(20, 45) 내에 배치되는 밸브에 있어서,
    액추에이터 하우징(15, 38)의 내부 챔버(20, 45)는 가동성 분리 요소(26, 48)에 의해 유체로부터 분리되는 것을 특징으로 하는 밸브(1, 32).
  2. 제1항에 있어서, 폐쇄 요소(9, 47)는 액추에이터 하우징(15, 38) 내에서 액추에이터(17, 40)에 의해 축방향으로 변위될 수 있는 것을 특징으로 하는 밸브(1, 32).
  3. 삭제
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 분리 요소(26, 48)는 보상 실린더(25) 내에서 자유롭게 운동할 수 있는 보상 피스톤이거나 벨로우즈인 것을 특징으로 하는 밸브(1, 32).
  5. 제4항에 있어서, 보상 실린더(25)는 하우징(2)의 벽에 배치되는 것을 특징으로 하는 밸브(1).
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 내부 챔버(20, 45)는 액체로 채워지는 것을 특징으로 하는 밸브(1, 32).
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 회전자(19, 41)는 로터이며, 이때 변속기는 회전자(19, 41)의 회전 운동을 폐쇄 요소(9, 47)에 연결된 스핀들(21, 44)의 병진 운동으로 변환하는 것을 특징으로 하는 밸브(1, 32).
  8. 제7항에 있어서, 내부 챔버(20, 45)를 채우는 액체는 스핀들(21, 44)의 병진 운동 중 변속기를 관류하는 것을 특징으로 하는 밸브(1, 32).
  9. 제7항에 있어서, 변속기는 롤링 본체 나사 구동부(18)인 것을 특징으로 하는 밸브(1).
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 전압 공급이 중단될 경우 폐쇄 요소(9)를 안전 위치로 이동시키는 안전 장치를 특징으로 하는 밸브(1).
  11. 제10항에 있어서, 안전 장치는 전기 시스템인 것을 특징으로 하는 밸브(1).
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서, 폐쇄 요소(9)의 위치를 알려주는 위치 표시기(30)를 특징으로 하는 밸브(1).
  13. 제1항 또는 제2항에 있어서, 액추에이터(17, 40)는 내식성을 갖는 것을 특징으로 하는 밸브(1, 32).
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