KR101740129B1

KR101740129B1 - 제어 밸브

Info

Publication number: KR101740129B1
Application number: KR1020150094721A
Authority: KR
Inventors: 띠모 레이노; 띠모 무또넨; 안띠 꼬스끼메끼; 아리 꼬딸라
Original assignee: 산드빅 마이닝 앤드 컨스트럭션 오와이
Priority date: 2014-07-03
Filing date: 2015-07-02
Publication date: 2017-05-25
Also published as: AU2015203561B2; EP2963229A1; CN105240332A; CA2894292C; EP2963229B1; AU2015203561A1; ZA201504504B; CN105240332B; US10012024B2; CA2894292A1; CL2015001883A1; KR20160004956A; US20160003372A1

Abstract

파쇄 디바이스에서 압력 유체의 유동을 제어하기 위한 제어 밸브는, 개구를 통해 압력 유체의 유동을 가능하게 하는 적어도 하나의 개구를 포함하는 슬리브형 제어 밸브를 포함한다. 적어도 하나의 개구는 적어도 하나의 벽을 포함하고 상기 적어도 하나의 벽의 적어도 일부는 제어 밸브의 외부 원주 상에서 개구의 횡단면의 중간 지점을 통해 연장되는 제어 밸브의 방사상 방향에 평행한 방향으로 배열되지 않아서 개구를 통해 유동하는 압력 유체는 제어 밸브의 종방향 축선을 중심으로 제어 밸브를 회전시키도록 배열될 수 있다.

Description

제어 밸브{CONTROL VALVE}

본 발명은 암반 드릴링 기계들 및/또는 파쇄 해머들과 같은 파쇄 디바이스들 및 보다 구체적으로 파쇄 디바이스에서 압력 유체의 유동을 제어하는 제어 밸브들에 관한 것이다.

제어 밸브들은 예를 들면 압력 유체의 유동을 제어하기 위한 굴착 기계들의 유압 시스템들에서 사용된다. 그러한 하나의 타입의 제어 밸브는 제어 밸브의 벽을 완전히 통과하는 적어도 하나의 개구를 포함하는 슬리브와 유사한 밸브이고, 충격 피스톤의 위치가 적어도 하나의 개구를 통과하는 압력 유체의 유동에 영향을 주는 방식으로 충격 피스톤의 작업 챔버 내에 제공된다. 그러한 개구가 배출 채널 및 탱크로의 압력 유체의 유동을 가능하게 하거나 또는 불가능하게 할 때에, 캐비테이션 손상들 (cavitation damages) 은 압력 유체가 유동하는 개구에 반대 측 상에서 슬리브와 유사한 밸브의 내부 표면 상에서 발생할 수 있다. 부가적으로, 캐비테이션은 제어 밸브의 칩핑을 발생시킬 수 있고 이들 금속 칩들은 부분들 및 구성 요소들의 시징 (seizing) 과 같은 유압 시스템에서 손상들을 발생시킬 수 있다.

본 발명의 목적은 새롭고 개선된 제어 밸브 및 파쇄 디바이스를 제공하는 것이다. 본 발명의 목적은 독립 청구항들에서 규정된 것을 특징으로 하는 장치 및 배열체에 의해 달성된다. 본 발명의 일부 바람직한 실시형태들은 종속 청구항들에서 개시된다.

본 발명은 개구(들) 을 통해 유동하는 압력 유체가 제어 밸브를 회전시키는 방식으로 압력 유체가 유동하는 개구(들) 을 형성하는 사상에 기초된다.

장치 및 배열체의 이점은 밸브의 회전으로 인해 가능한 캐비테이션 손상들이 슬리브와 유사한 밸브의 내부 표면의 하나의 제한된 영역에만 지향되지 않는다는 점이다. 이는 제어 밸브의 내구성을 증가시킬 수 있고, 따라서 제어 밸브의 그 사용 수명 및 라이프 사이클을 상당히 연장시킨다.

다음에 본 발명은 첨부된 도면들을 참조하여 바람직한 실시형태에 의해 보다 상세하게 설명될 것이다.

도 1 은 부분적인 횡단면도로서 파쇄 디바이스의 상세를 개략적으로 예시하고,
도 2 는 제어 밸브를 개략적으로 예시하고,
도 3a, 도 3b 및 도 3c 는 제어 밸브들의 상세들을 횡단면도로 개략적으로 예시하고,
도 4a, 도 4b 및 도 4c 는 제어 밸브의 상세들을 측면도로 개략적으로 예시하고,
도 5a, 도 5b 및 도 5c 는 도 1 및 도 2 의 방향 A-A 에서 제어 밸브의 상이한 실시형태들의 횡단면들을 개략적으로 예시하고,
도 6a 는 부분적인 횡단면도로서 파쇄 디바이스의 상세를 개략적으로 예시하고,
도 6b 는 도 6a 의 방향 C-C 에서 제어 밸브의 횡단면을 개략적으로 예시한다.

도 1 은 파쇄 디바이스 (2), 보다 구체적으로 암반 드릴링 기계의 상세를 부분적인 횡단면도로서 개략적으로 예시한다. 도 1 의 파쇄 디바이스 (2) 는 프레임 (3), 충격 피스톤 (4) 및 상기 충격 피스톤 (4) 주위에 배열된 슬리브형 제어 밸브 (1) 를 포함한다. 제어 밸브 (1) 는 적어도 하나의 개구 (5) 를 포함하고 상기 적어도 하나의 개구 (5) 는 제어 밸브의 내부 표면 (6) 으로부터 제어 밸브의 외부 표면 (7) 으로 연장되어 개구 (5) 를 통해 제어 밸브의 내측과 제어 밸브의 외측 사이에 압력 유체의 유동을 가능하게 한다.

제어 밸브 (1) 및 개구 (5) 는, 적어도 충격 피스톤 (4) 작업 사이클의 제 1 단계 (phase) 동안에, 환언하면 충격 피스톤 (4) 이 제 1 위치에 있을 때에, 개구 (5) 를 통한 압력 유체의 유동이 가능하게 되고, 적어도 충격 피스톤 (4) 작업 사이클의 제 2 단계 동안에, 환언하면 충격 피스톤 (4) 이 제 2 위치에 있을 때에, 개구 (5) 를 통한 압력 유체의 유동이 불가능하게 되는 방식으로 위치되고 형성될 수 있다.

도 2 는 제어 밸브 (1) 의 종방향의 횡단면도로, 또는 환언하면 측으로부터 횡단면도로 도시한 그러한 제어 밸브 (1) 의 실시예를 개략적으로 예시한다. 제어 밸브 (1) 는, 따라서 외부 표면 (7), 내부 표면 (6) 및 적어도 하나의 개구 (5) 를 포함하는 슬리브와 유사한 형태를 포함한다. 도 2 에서 제어 밸브 (1) 는 복수의 개구들 (5) 을 포함한다. 개구의 중간 축선을 통해 연장되고 제어 밸브의 종방향 축선 (9) 과 관련하여 실질적으로 방사상 방향에 평행한 방향을 갖는 벽들 및 개구(들) 을 둘러싸는 벽(들 : 8, 8a, 8b, 8c, 8d) 을 구비한 개구(들 : 5) 이 제공되는 그러한 제어 밸브들 (1) 은 본 기술 분야에서 공지되어 있다. 그러한 제어 밸브들은 회전 방향으로 프레임 (3) 내에 안정적인 위치에 위치되는 경향이 있고, 따라서 개구(들 : 5) 이 배출 채널 및 탱크로의 압력 유체의 유동을 가능하게 하거나 또는 불가능하게 하도록 배열될 때에, 압력 매체의 유동 및 압력 변경들은 재료가 제어 밸브 (1) 의 내부 표면 (6) 으로부터 벗겨지는 것과 같은 캐비테이션 손상들을 발생시킬 수 있다. 이는 그 이후 제어 밸브 (1) 의 백 사이드 (back-side) 밀봉에 대해 누출을 발생시키고 심지어 재료의 칩핑을 발생시킬 수 있고, 그것은 파쇄 디바이스 (2) 의 구조적 부분들에서 폐색들 및 다른 손상들을 발생시킬 수 있다. 제어 밸브 (1) 의 안정적인 위치 및 압력과 유동의 고르지 못한 분배로 인해, 이들 손상들은 내부 표면 (6) 상에서 실질적으로 점과 유사한 또는 그렇지 않다면 제한된 영역에 영향을 주는 경향이 있다. 도 1 의 것과 유사한 실시형태에서, 예를 들면 손상들은 낮은 압력 탱크로부터 가장 멀리 떨어진 내부 표면 (6) 의 영역에 영향을 주는 경향이 있다.

제어 밸브 (1) 의 내부 표면 (6) 의 작은 영역에서의 캐비테이션 효과들의 집중은, 적어도 하나의 개구 (5) 가 적어도 하나의 벽 (8, 8a, 8c) 을 포함하고 상기 적어도 하나의 벽 (8, 8a, 8c) 의 적어도 일부가 제어 밸브 (1) 의 외부 원주 상에서 개구 (5) 의 중간 지점 (12) 을 통해 연장되는 제어 밸브 (1) 의 방사상 방향에 평행한 방향으로 배열되지 않고, 내부 표면 (6) 상에서 개구 (5) 의 횡단면 영역이 제어 밸브의 외부 표면 (7) 상에서 개구 (5) 의 횡단면 영역과 실질적으로 동일하거나 또는 그 보다 커서, 개구를 통해 유동하는 압력 유체가 제어 밸브의 종방향 축선을 중심으로 제어 밸브를 회전시키도록 배열될 수 있는 제어 밸브 (1) 를 제공함으로써 회피될 수 있다. 바람직하게, 제어 밸브는 제어 밸브 (1) 의 접선 방향으로, 보다 구체적으로 제어 밸브의 종방향 축선 (9) 의 접선 방향으로 돌출될 때 표면 영역을 형성하는 상기 벽의 상기 일부에 의해 압력 유체를 유동시킴으로써 회전하도록 배열될 수 있다.

제어 밸브 (1) 의 외부 원주 상에서 개구 (5) 의 횡단면의 중간 지점 (12) 을 통해 연장되는 제어 밸브 (1) 의 방사상 방향에 평행한 방향은 제어 밸브 (1) 의 외부 표면 (7) 으로부터 종방향 축선 (9) 을 향해, 환언하면 제어 밸브 (1) 의 방사상 방향으로 슬리브형 제어 밸브 (1) 를 통해 드릴링되거나 또는 그렇지 않다면 기계 가공되는 벽들의 방향을 칭한다. 그러한 개구의 실시예는 제어 밸브 (1) 의 방사상 방향으로 드릴링된 노말 보어 구멍이다. 그러한 통상적인 개구의 특징은 각각의 벽의 각각의 부분이 압력 유체가 개구를 통해 유동할 때에 그렇지 않다면 벽의 방향에 의해 생성될 가능한 회전력을 상쇄하는 카운터 벽의 카운터 부분을 갖는다는 것이다. 그러나, 이러한 설명에서 설명된 해결책에서, 적어도 하나의 개구 (5) 는 벽 (8, 8a, 8c) 과 같은 적어도 하나의 벽을 포함하고, 상기 적어도 하나의 벽의 적어도 일부는 그러한 방향에 평행하지 않고 따라서 압력 매체가 개구 (5) 를 통해 유동할 때에 회전 방향으로 제어 밸브 (1) 를 이동시키는 힘을 발생시킨다. 평행하지 않다는 것은 평행하지 않는 벽 (8, 8a, 8c) 이 예를 들면 제어 밸브의 외부 원주 상에 개구의 횡단면의 중간 지점 (12) 을 통해 연장되는 방사상 방향과 관련하여 경사지거나 또는 각지게 배열될 수 있거나 또는 벽 (8, 8a, 8c) 이 예를 들면 단차형 형태를 포함할 수 있다는 것을 의미한다.

그러한 개구들 (5) 의 일부 실시형태들은 도 3a 내지 도 3b 에 개략적으로 예시된다. 압력 매체가 그러한 개구 (5) 를 통해 유동할 때에, 압력 매체는 제어 밸브를 회전시키는 힘을 발생시킨다. 바람직하게, 개구 (5) 의 벽들 (8, 8a, 8b, 8c, 8d) 은 충격 피스톤 (4) 의 회전이 당연히 제어 밸브 (1) 의 회전을 지원하는 그러한 실시형태에서와 같이 제어 밸브 (1) 가 충격 피스톤 (4) 과 동일한 방향으로 회전하는 방식으로 형성된다.

도 3a 는 제어 밸브 (1) 의 상세를, 보다 구체적으로 도 1 및 도 2 의 방향 A-A 에서 제어 밸브 (1) 상에서 횡단면의 일부를 횡단면도로 개략적으로 예시하고, 예를 들면 제어 밸브 (1) 의 외부 원주 상에서 개구 (5) 의 횡단면의 중간 지점 (12) 을 통해 연장되는 제어 밸브 (1) 의 방사상 방향 B 에 평행한 방향으로 (보다 구체적으로 제어 밸브 (1) 의 종방향 축선 (9) 에 방사상으로) 배열되지 않은 벽 (8a) 은 제어 밸브 (1) 의 방사상 방향 B 에 평행한 방향과 관련하여 각도 D 로 배열된다. 제어 밸브 (1) 가 슬리브와 유사한 구성 및 실질적으로 원형의 횡단면을 갖지만, 제어 밸브 (1) 의 상세 및 개구들의 원리는 명확성을 위해 직사각형 영역으로 도 3a 내지 도 3c 에 예시된다.

실시형태에 따르면, 각도 D 는 5 도 내지 60 도일 수 있다. 또한, 각도 D 는 15 도 내지 45 도일 수 있다. 가장 적절한 각도 D 는 예를 들면 제어 밸브 (1) 가 의도되는 파쇄 디바이스 (2) 의 특징들에 따를 수 있다. 예를 들면 상기 특징들은 예를 들면 클리어런스들, 마찰, 유동 속도 및 질량들을 포함할 수 있다. 도 3a 과 유사한 실시형태에서, 모든 벽들 (8, 8a, 8b, 8c, 8d) 또는 예를 들면 라운드형 또는 타원형 개구 (5) 의 경우에, 단일 벽 (8) 은 실질적으로 동일한 각도로, 즉 동일한 방향으로 제공될 수 있다. 다른 한편으로, 도 3b 는 하나의 벽 (8a) 만이 또는 벽 (8, 8a, 8c) 의 부분이 또는 벽들 (8, 8a, 8c) 의 일부가 제어 밸브 (1) 의 외부 원주 상에서 개구 (5) 의 횡단면의 중간 지점 (12) 을 통해 연장되는 제어 밸브 (1) 의 방사상 방향 B 과 관련하여 각도 D 로 배열되는 실시형태를 유사한 방식으로 예시한다. 도 3c 는 벽 (8a) 이 단차형 형상을 포함하고 상기 벽 (8a) 의 적어도 일부가 제어 밸브 (1) 의 외부 원주 상에서 개구 (5) 의 횡단면의 중간 지점 (12) 을 통해 연장되는 제어 밸브의 방사상 방향에 평행한 방향으로 배열되지 않는 추가의 또 다른 실시형태를 예시한다. 단차형 형상을 포함하는 그러한 벽 (8a) 은, 단차형 형상을 포함하는 벽 (8a) 의 방향이 제어 밸브 (1) 의 내부 표면 (6) 및 외부 표면 (7) 상에서 벽 (8a) 의 단부 지점들에 의해 규정되거나 또는 벽 (8a) 의 방향이 벽 (8a) 의 각각의 단차의 내부 또는 외부 지점들에 의해 규정된다면, 또한 제어 밸브 (1) 의 방사상 방향 B 과 관련하여 각도 D 로 배열되도록 고려될 수 있다.

도 4a, 도 4b 및 도 4c 는 제어 밸브 (1) 의 상세들을 측면도로 개략적으로 예시한다. 도 4a, 도 4b 및 도 4c 는 해결책의 일부 원리들만을 예시하기 위해 매우 간략화되고, 제어 밸브 (1) 가 슬리브와 유사한 구성을 갖지만, 개구(들) 의 형상에 대한 원근 효과는 도면들에서 도시되지 않고 비율들은 명확성을 위해 매우 변경된다.

도 4a 에서, 제어 밸브 (1) 는 하나의 개구 (5) 를 갖고, 제어 밸브 (1) 의 종방향 축선의 방향으로 개구 (5) 의 횡단면 영역은, 환언하면 제어 밸브 (1) 의 외측으로부터 종방향 축선 (9) 을 향하는 제어 밸브 (1) 의 방사상 방향으로 봤을 때 원형 형상을 포함한다. 도 4b 에서, 제어 밸브 (1) 는 복수의 그러한 개구들 (5) 을 포함한다. 그러한 라운드형 개구 (5) 는 예를 들면 보어 구멍 또는 다른 타입의 구멍일 수 있다. 바람직하게 개구들 (5) 의 적어도 일부는 적어도 하나의 벽을 포함하고 상기 적어도 하나의 벽의 적어도 일부는 제어 밸브 (1) 의 외부 원주 상에서 개구 (5) 의 횡단면의 중간 지점 (12) 을 통해 연장되는 제어 밸브 (1) 의 방사상 방향에 평행한 방향으로 배열되지 않는다. 도 4c 에서, 제어 밸브 (1) 의 종방향 축선의 방향으로 개구들 (5) 의 횡단면 영역은, 환언하면 제어 밸브의 외측 (1) 으로부터 종방향 축선 (9) 을 향하는 제어 밸브 (1) 의 방사상 방향으로 봤을 때에, 직사각형의 형상을 포함한다. 실시형태에서, 예를 들면 제어 밸브 (1) 는 예를 들면 타원형, 직사각형 또는 다각형과 같은 상이한 형상의 횡단면을 갖는 하나의 개구 (5) 만을 포함할 수 있다. 제어 밸브 (1) 가 복수의 개구들 (5) 을 갖는 경우에, 이들은 유사한 형상의 횡단면을 모두 가질 수 있거나 또는 개구들 (5) 의 횡단면 형상들은 변할 수 있다. 유사하게, 개구들 (5) 의 횡단면 영역은 변할 수 있다. 상이한 실시형태들에서, 개구들 중 하나, 몇개 또는 모두는 적어도 하나의 벽 (8, 8a, 8c) 을 포함할 수 있고 상기 적어도 하나의 벽 (8, 8a, 8c) 의 적어도 일부는 제어 밸브 (1) 의 외부 원주 상에서 개구 (5) 의 횡단면의 중간 지점 (12) 을 통해 연장되고 제어 밸브 (1) 의 종방향 축선 (9) 과 관련하여 방사상의 방향에 평행한 방향으로 배열되지 않는다. 제어 밸브 (1) 가 복수의 개구들 (5) 를 포함하는 실시형태들에서, 적어도 개구들의 그룹은 도 2 에서와 같이 고리 모양 방식으로 제어 밸브의 원주를 따라 이격될 수 있다.

실시형태에 따르면, 제어 밸브는 분배 밸브일 수 있고 적어도 개구 (5) 는 파쇄 디바이스 (2) 의 적어도 하나의 작업 단계 및 파쇄 디바이스 (2) 의 충격 피스톤 (4) 의 하나의 위치 동안에 압력 유체가 개구 (5) 를 통해 제어 밸브의 내측 (1) 으로부터 배출 채널 (11) 로의 유동하도록 처리될 수 있는 방식으로 배열될 수 있다. 또 다른 실시형태에 따르면, 제어 밸브 (1) 는 배출 채널 (11) 에 작업 챔버 (10) 를 연결하는 개구들을 제외한 다른 개구들 (5) 을 포함할 수 있다. 그러한 실시형태에서, 적어도 하나의 벽 (8, 8a, 8c) 을 포함하는 개구 또는 개구들 (5) 은 적어도 파쇄 디바이스 (2) 및 그 충격 피스톤 (4) 의 작업 사이클의 하나의 단계에서 배출 채널 (11) 에 작업 챔버 (10) 를 연결시키는 개구(들) 및/또는 제어 밸브 (1) 의 내부 표면 (6) 으로부터 외부 표면 (7) 으로, 환언하면 제어 밸브 (1) 의 벽을 통해 연장되고 제어 밸브 (1) 에 제공된 일부 다른 개구를 포함할 수 있고, 상기 적어도 하나의 벽 (8, 8a, 8c) 의 적어도 일부는 제어 밸브 (1) 의 외부 원주 상에서 개구 (5) 의 횡단면의 중간 지점 (12) 을 통해 연장되는 제어 밸브 (1) 의 방사상 방향 B 에 평행한 방향으로 배열되지 않는다. 환언하면, 적어도 하나의 개구 (5) 는 모든 실시형태들에서 배출 채널 (11) 에 작업 챔버 (10) 를 연결시키는 개구가 아니여야만 하지만, 회전 효과는 물론 제어 밸브 (1) 에 제공된 다른 그러한 개구를 사용하여 달성될 수 있다. 그러나, 각진 또는 다른 비-방사상 벽을 갖는 개구를 통한 유동 속도는 제어 밸브 (1) 를 회전시키는 모멘트에 영향을 주고, 따라서, 그들을 통해 보다 높은 유동 속도를 갖는 개구들은 최선의 선택일 수 있다. 따라서, 작업 챔버 (10) 및 배출 채널 (11) 을 연결하는 개구들 (5) 은 종종 바람직한 선택이다.

도 5a, 도 5b 및 도 5c 는 도 1 및 도 2 의 방향 A-A 에서 제어 밸브 (1) 의 상이한 실시형태들의 횡단면들을 개략적으로 예시한다. 도 5a 및 도 5b 는 도 3a 에서 예시된 타입의 개구들 (5) 을 갖는 실시형태들은 예시하지만, 각도 D 는 예를 들면 도 5a 에서 대략 20 내지 25 도 및 도 5b 에서 대략 38 내지 42 도로 상이하다. 도 5c 는 복수의 개구들 (5) 을 예시하고, 그 모두는 도 3b 의 것과 실질적으로 유사하고 고리 모양 방식으로 제어 밸브 (1) 의 원주를 따라 이격된다. 물론, 상이한 실시형태에서 개구들 (5) 의 일부만이 벽을 가질 수 있고 상기 벽의 적어도 일부는 상기 설명된 바와 같이 제어 밸브의 방사상 방향으로 배열되지 않는다.

도 6a 는 파쇄 디바이스, 보다 구체적으로 암반 드릴링 기계의 상세를 부분적인 횡단면도로서 개략적으로 예시하고 도 6b 는 도 6a 의 방향 C-C 에서 제어 밸브 (1) 의 횡단면을 개략적으로 예시한다. 도 6a 및 도 6b 의 실시형태에서 제어 밸브 (1) 에 배열된 상이한 세트의 개구들의 적어도 하나의 개구 (5) 는 제어 밸브 (1) 의 외부 원주 상에서 개구 (5) 의 중간 지점 (12) 을 통해 연장되는 제어 밸브 (1) 의 방사상 방향에 평행한 방향으로 배열되지 않는 적어도 하나의 벽 (8, 8a, 8c) 을 포함한다. 압력 매체는 충격 피스톤 (4) 및 제어 밸브 (1) 의 작업 사이클의 적어도 하나의 단계에서 이러한 세트의 개구들 (5) 을 통해, 보다 구체적으로 적어도 하나의 벽 (8, 8a, 8c) 을 포함하는 적어도 하나의 개구를 통해 펌핑되도록 배열될 수 있고, 상기 적어도 하나의 벽 (8, 8a, 8c) 의 적어도 일부는 제어 밸브 (1) 의 외부 원주 상에서 개구 (5) 의 중간 지점 (12) 을 통해 연장되는 제어 밸브 (1) 의 방사상 방향에 평행한 방향으로 배열되지 않아서, 제어 밸브 (1) 를 프레임 (3) 내에서 회전 방향으로 이동하게 만든다. 가능한 횡단면의 단지 하나의 실시형태만이 예시되지만, 개구들의 세트에서 하나 이상의 개구들 (5) 은 예를 들면 도 3a, 도 3b, 도 3c, 도 4a, 도 4b 및/또는 도 4c 에서 예시된 개구들 (5) 과 유사할 수 있다. 상기 설명된 바와 같이, 제어 밸브 (1) 에서 임의의 개구 (5) 또는 개구들 (5) 의 임의의 조합은 적어도 하나의 벽 (8, 8a, 8c) 을 포함할 수 있고 적어도 하나의 벽 (8, 8a, 8c) 의 적어도 일부는 제어 밸브 (1) 의 외부 원주 상에서 개구 (5) 의 중간 지점 (12) 을 통해 연장되는 제어 밸브 (1) 의 방사상 방향에 평행한 방향으로 배열되지 않는다. 도 5c 에서 설명된 바와 같이, 예를 들면, 제어 밸브 (1) 의 원주를 따라 이격된 개구들의 세트에서 개구들의 하나 또는 일부만이 그러한 벽을 포함할 수 있다. 또한 다른 부분들에 대해, 도 6a 및 도 6b 의 실시형태들은 이러한 설명 또는 그 임의의 조합에서 설명된 다른 실시형태들과 유사할 수 있다.

도면들 및 실시형태들 중 각각의 하나에서 개구들 (5) 의 숫자 및 이격은 단지 실시예로서만 도시되고 상이한 실시형태들은 적용예에 따라 상이한 수의 개구들 및/또는 세트들의 개구들을 포함할 수 있다. 일부 실시형태들에서, 또한 각도 D 의 방향은, 내부 표면 상에서 개구의 횡단면 영역이 제어 밸브의 외부 표면 상에서 개구의 횡단면 영역과 실질적으로 동일하거나 또는 그 보다 커서 개구를 통해 유동하는 압력 유체가 제어 밸브의 종방향 축선을 중심으로 제어 밸브를 회전시키도록 배열될 수 있는 한, 도면들에서 도시된 것과 반대일 수 있다. 또한, 벽에 의해 발생된 회전 속도는 제한되지 않지만 그러나 심지어 오히려 느리고 비정기적인 회전 이동이 일부 실시형태들에서 캐비테이션 손상들을 회피하는 데 충분할 수 있고, 상기 벽의 적어도 일부는 제어 밸브 (1) 의 외부 원주 상에서 개구 (5) 의 중간 지점 (12) 을 통해 연장되는 제어 밸브 (1) 의 방사상 방향에 평행한 방향으로 배열되지 않는다.

상기 설명된 해결책들의 하나의 이점은 압력 유체의 유동이 휘도록 적어도 하나의 개구 (5) 의 적어도 하나의 벽 (8, 8a, 8c) 이 존재하고, 상기 적어도 하나의 벽 (8, 8a, 8c) 의 적어도 일부가 제어 밸브의 방사상 방향보다 실질적으로 상이한 방향으로 배열된다는 점이다. 상기 벽의 상기 일부가 제어 밸브 (1) 의 접선 방향으로 돌출될 경우에 표면 영역을 형성할 때에, 이는 제어 밸브 (1) 를 프레임 (3) 내에서 회전 방향으로 이동하게 만든다. 이는 가능한 캐비테이션 손상들을 제어 밸브 (1) 의 내부 표면 (6) 상에서 상당히 보다 큰 영역에 걸쳐 퍼지게 만들어, 제어 밸브들의 사용 수명 및 라이프 사이클을 상당히 길게 한다. 1 Nm 의 범위에서의 모멘트와 같은 심지어 아주 작은 모멘트들도 작은 회전을 달성하는 데 충분할 수 있고 심지어 회전 모멘트들의 간격은 캐비테이션에 노출된 영역을 퍼지게 하는 효과에 대해 일반적으로 중요하지 않다.

기술 진보들로서, 본 발명의 컨셉이 다양한 방식들로 실시될 수 있다는 것은 본 기술 분야에 숙련된 자에게는 명백할 것이다. 본 발명 및 그 실시형태들은 상기 설명된 실시예들에 제한되지 않지만 청구항들의 범위 내에서 변경될 수 있다.

Claims

파쇄 디바이스에서 압력 유체의 유동을 제어하기 위한 제어 밸브로서,
외부 표면, 내부 표면 및 적어도 하나의 개구를 포함하는 슬리브형 제어 밸브를 포함하고,
상기 적어도 하나의 개구는 상기 제어 밸브의 내부 표면으로부터 상기 제어 밸브의 외부 표면으로 연장되어 상기 개구를 통해 상기 제어 밸브의 내측과 상기 제어 밸브의 외측 사이에 상기 압력 유체의 유동을 가능하게 하고,
상기 적어도 하나의 개구는 적어도 하나의 벽을 포함하고, 상기 적어도 하나의 벽의 적어도 일부는 상기 제어 밸브의 외부 원주 상에서 상기 개구의 횡단면의 중간 지점을 통해 연장되는 상기 제어 밸브의 방사상 방향에 평행한 방향으로 배열되지 않고,
상기 내부 표면 상에서 상기 개구의 횡단면 영역은 상기 제어 밸브의 상기 외부 표면 상에서 상기 개구의 횡단면 영역과 실질적으로 동일하거나 또는 그 보다 커서, 상기 개구를 통해 유동하는 상기 압력 유체는 상기 제어 밸브의 종방향 축선을 중심으로 상기 제어 밸브를 회전시키도록 배열될 수 있는, 제어 밸브.
제 1 항에 있어서,
상기 벽의 적어도 일부가 상기 제어 밸브의 외부 원주 상에서 상기 개구의 횡단면의 중간 지점을 통해 연장되는 상기 제어 밸브의 방사상 방향에 평행한 방향으로 배열되지 않는 상기 벽은, 상기 제어 밸브의 상기 방사상 방향과 관련하여 각도를 이루며 배열되는, 제어 밸브.
제 2 항에 있어서,
상기 각도는 5 도 내지 60 도인, 제어 밸브.
제 3 항에 있어서,
상기 각도는 15 도 내지 45 도인, 제어 밸브.
제 1 항에 있어서,
상기 제어 밸브의 외부 원주 상에서 상기 개구의 횡단면의 중간 지점을 통해 연장되는 상기 제어 밸브의 방사상 방향에 평행한 방향으로 배열되지 않는 상기 벽은 단차형 형상을 포함하는, 제어 밸브.
제 1 항에 있어서,
상기 제어 밸브의 외측으로부터 상기 제어 밸브의 종방향 축선을 향하는 방향으로의 상기 개구의 횡단면 영역은 원형의 형상을 포함하는, 제어 밸브.
제 1 항에 있어서,
상기 제어 밸브의 외측으로부터 상기 제어 밸브의 종방향 축선을 향하는 방향으로의 상기 개구의 횡단면 영역은 직사각형 형상을 포함하는, 제어 밸브.
제 1 항에 있어서,
상기 제어 밸브는 복수의 개구들을 갖고,
상기 복수의 개구들은 상기 제어 밸브의 내부 표면으로부터 상기 제어 밸브의 외부 표면으로 연장되어 상기 제어 밸브의 내측과 상기 제어 밸브의 외측 사이에 상기 압력 유체의 유동을 가능하게 하고,
상기 개구들의 적어도 일부는 상기 제어 밸브의 외부 원주 상에서 상기 개구의 횡단면의 중간 지점을 통해 연장되는 상기 제어 밸브의 방사상 방향에 평행한 방향으로 배열되지 않는 적어도 하나의 벽을 포함하는, 제어 밸브.
제 8 항에 있어서,
적어도 상기 개구들의 그룹은 고리 모양 방식으로 상기 제어 밸브의 원주를 따라 이격되고, 이러한 그룹에서 모든 상기 개구들은 상기 제어 밸브의 외부 원주 상에서 상기 개구의 횡단면의 중간 지점을 통해 연장되는 상기 제어 밸브의 방사상 방향에 평행한 방향으로 배열되지 않는 적어도 하나의 벽을 포함하는, 제어 밸브.
제 1 항에 있어서,
상기 제어 밸브는 분배 밸브이고,
적어도 상기 개구는, 적어도 상기 파쇄 디바이스 작업 사이클의 제 1 단계 (phase) 및 상기 파쇄 디바이스의 피스톤이 제 1 위치에 있는 동안에 압력 유체가 상기 개구를 통해 상기 제어 밸브의 내측으로부터 배출 채널로 유동하도록 처리될 수 있는 방식으로 배열되는, 제어 밸브.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 제어 밸브를 포함하는 암반 드릴링 기계.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 제어 밸브를 포함하는 파쇄 해머.