KR101763380B1 - 페인팅 시스템용 유체 밸브 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 페인팅 시스템에서의 색료 변경 중, 상세하게는 색료 변경 중의 신규 색료의 부하(충전) 중, 색료 라인(5)으로부터 잔류 색료, 플러싱제, 공기 및/또는 압축공기를 귀환시키기 위한 귀환 밸브와 같은 페인팅 시스템용 유체 밸브에 관한 것으로, 유체 밸브(8)는 적어도 일부 개방되어 색료 변경 중 플러싱제로서 색료 라인(5)을 플러싱시키고 그리고 신규 색료로 색료 라인(5)을 부하시키기 위한 개방 위치, 및 유체 밸브(8)는 폐쇄되어 색료 변경 후 신규 색료를 적용시키기 위한 폐쇄 위치를 가지며, 유체 밸브(8)는 또한 상기 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 조정된다. 본 발명은 유체 밸브(8)가 입력측에 존재하는 유체에 좌우하여 자체 매체 작동식으로 폐쇄 위치로 스위치되고 그리고/또는 입력측에 존재하는 유체에 좌우하여 자체 매체 작동식으로 관통 흐름 유체의 거동에 영향을 주는 것을 제안한 것이다.

Description

페인팅 시스템용 유체 밸브{Fluid valve, in particular a return valve for a painting system}
본 발명은 유체 밸브, 상세하게는, 페인팅 시스템에서 색료 변경 중 잔류 색료, 플러싱제(flushing agent), 색료 거품, 공기 및/또는 압축공기를 색료 라인, 충전 영역(loading area) 등으로부터 귀환 시스템으로 유도하고 그리고/또는 독자적으로 귀환 시스템으로부터 흘러 들어가는 하류의 색료 흐름을 고정시키는 데 사용되는 귀환 밸브에 관한 것이다.
도13A는 통상적인 차량 부품 페인팅용 페인팅 시스템(1)에 대한 개략 형상을 보여주는 것으로, 상기 페인팅 시스템(1)은 적용 장치로서 동작 중에 페인트의 분사 제트(4)를 발생시키는, 벨 컵(3)을 갖춘 회전 분무장치(2)를 포함한다. 상기 회전 분무장치(2)는 색료 라인(5)을 통해 페인트가 공급되고, 메인 니들 밸브(6)는 회전 분무장치(2)에 페인트 흐름을 안내하는 색료 라인(5)에 위치되어서 페인트 프로세스 중에 개방된다. 아울러, 공지의 페인팅 시스템(1)에는 귀환 밸브(8)가 위치된 귀환 라인(7)이 맞추어져 있으며, 상기 귀환 라인(7)은 귀환 시스템으로 개방되어 색료 변경 중에 잔존하는 잔류물(예컨대, 플러싱제, 잔류 색료, 색료 거품)을 포획하여서 그들을 경제적으로 처리한다.
페인팅 시스템(1)에서 색료를 변경시킬 때, 먼저 메인 니들 밸브(6)가 폐쇄되어 회전 분무장치(2)로의 페인트 흐름이 차단된다. 그 다음 귀환 밸브(8)가 개방되고 색료 라인(5)은 플러싱제 및 압축공기(압축공기의 발사)를 이용하여 세척되며, 상기 색료 라인(5)에 잔존하는 페인트 잔류물은 개방된 귀환 밸브(8) 및 귀환 라인(7)을 통해 귀환 시스템으로 유도된다.
후속적으로, 색료 라인(5)은 소정의 색을 갖는 신규 페인트로 충전되며, 이 때 메인 니들 밸브(6)는 여전히 폐쇄되고 귀환 밸브(8)는 개방된다. 충전부는 귀환 밸브(8) 바로 뒤의 하류에 있는 귀환 라인(7)에서 더 이상의 색료 거품이나 압축공기가 나오지 않고 신규 색료가 나올 때 고정될 수 있다. 이것은 페인팅 시스템(1)에 의해 인식되는 것으로, 이 예에서는 광원(9) 및 광 센서((10)로 구성된 광 배리어(light barrier)에 의해 인식되며, 상기 광원(9) 및 광 센서((10)는 투명한 귀환 라인(7)의 양측에 위치되어서 상기 광 배리어가 귀환 밸브(8)의 뒤로부터 나오는 유체의 광의 투명도를 검출하도록 한다. 색료 라인(5)의 플러싱처리 중, 플러싱제, 잔존 색료 및 압축공기의 혼합물은 귀환 라인(7)을 통해 흐르고, 이 혼합물은 그 곳에 있는 높은 비율의 공기로 인해 광에 대해 비교적 투명적이다. 색료 라인(5)의 충전 후, 귀환 밸브(8)의 출력부에는 신선한 페인트가 나타나며, 상기 신선한 페인트는 압축공기를 거의 포함하지 않으므로 광에 대해 비교적 불침투적이다. 센서(10)는 제어 유닛(11)과 출력측에서 접속되며 상기 제어 유닛은 신선한 페인트가 귀환 밸브(8)의 출력부에 나타나는 것을 광 배리어가 검출하는 경우 귀환 밸브(8)를 폐쇄시킨다.
도13B는 도13A에 따른 페인팅 시스템(1)의 잘 알려진 변형예를 보여주는 것으로, 귀환 밸브(8)가 메인 니들 밸브(6) 뒤의 하류에 있는 색료 라인(5)으로부터 분기한다는 점이 다르다.
상기한 페인팅 시스템(1)의 단점은 첫째로 귀환 라인(7)은 동작 중에 먼지가 끼어 광 배리어가 유체를 통해 흐르는 광에 대한 투명도를 더 이상 검출할 수 없다는 것이다.
통상적인 페인팅 시스템(1)의 또 다른 단점은 광 센서(10)의 반응과 귀환 밸브(8)의 폐쇄 사이의 반응시간으로서, 신선한 페인트는 색료의 손실을 유도하는 반응시간 중 귀환 라인(7)를 통해 이끌려진다는 것이다.
상기한 페인팅 시스템(1)은 또한 귀환 밸브(8)를 제어하기 위해 광원(9) 및 광 센서(10) 형태의 부가적인 구성요소들을 필요로 하여, 제조 및 거래 비용 및 고장 부담을 증가시킨다.
아울러, 종래기술로부터 잘 알려진 것으로, 귀환 밸브(8)는 색 변경 중 광 배리어 없이 미리 설정된 시기 프로그램에 따라 작동될 수 있다. 여기서, 그 가정은 플러싱 후 색료 변경 중, 신선한 페인트가 특정 시기에 귀환 밸브(8)의 뒤 하류의 귀환 라인(7)에서 나타난다는 것을 가정한 것이다.
시기(time) 프로그램에 기초한 귀환 밸브(8)의 공지된 제어를 이용하는 것에 대한 단점은 색료 변경 중 신선한 페인트의 플러싱 및 후속의 충전을 위해 요구되는 시간이 페인트의 점도에 좌우되므로 잘못 조정된 점도나 변동이 귀환 밸브(8)의 잘못된 제어를 유도한다는 사실이다. 만약 귀환 밸브(8)가 너무 늦게 폐쇄된다면, 그때는 신선한 페인트가 귀환 라인(7)을 거쳐 귀환시스템으로 유도되어 색료의 손실이 일어날 것이다. 또한, 귀환 밸브(8)가 너무 일찍 폐쇄된다면, 귀환 라인(7) 전 상류에 있는 색료 라인(5)에 앞전의 플러싱 동작이 여전히 잔존하게 되어서 메인 니들 밸브(6)를 개방한 후에는 페인팅 품질이 손상될 수 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 통상적인 페인팅 시스템(1)을 적절히 개선시키기 위한 것으로, 상세하게는 유체 밸브, 즉 귀환 밸브(8)를 가능한 적은 수고로 그리고 색료가 변경되었을 때 가능한 정밀하게 제어하는 기술적 선택수단을 제공하는 데 있다.
이 목적은 본 발명의 메인 청구항에 따른 유체 밸브(귀환 밸브)에 의해 달성된다.
본 발명은 입력측 스위치류에 존재하는 유체를 폐쇄 위치로 변환시키고 그리고/또는 밸브를 통과하는 관통 흐름의 거동(이를 테면, 가급적 잔류 색료, 플러싱제, 공기 및/또는 압축공기와 같은 관통 흐름 유체의 거동)에 영향을 주는 것에 따라 자체의 매체에 의해 작동되는, 귀환 밸브와 같은 유체 밸브를 사용하는 것에 대한 일반적인 기술 교시를 포함하는 것으로, 예컨대, 상기 관통 흐름 유체의 거동은 가급적 유체 흐름, 유체 유동, 유체 이송, 개방 위치, 폐쇄 위치 및/또는 상기 개방 위치와 폐쇄 위치 사이의 하나 또는 그 이상의 위치들을 포함한다. 이것은 밸브 위치의 제어가 밸브 구동에 의해 외부 작동식으로는 성취되지 않고 입력측에 존재하는 유체의 성질(이를 테면, 점도)에 의해 성취된다는 것을 의미한다. 이러한 일반적인 기술 교시는 예컨대 입력측에 존재하는 유체에 좌우하여 자체의 매체에 의해 작동되는 폐쇄력 증폭기를 작동시키는 것으로써, 이에 의해 폐쇄력 증폭이 얻어지고 작동된다. 유리하게도, 밸브는 제1 유체(이를 테면, 잔류 색료, 플러싱제, 색료 거품 및 공기(이를 테면, 압축공기))를 제1 라인(이를 테면, 색료 라인) 및/또는 자체의 매체로 작동된 제1 영역(이를 테면, 충전 영역)으로부터 제2 라인(이를 테면, 귀환 시스템)으로 유도할 수 있고 그리고/또는 자체 매체에 의해 작동된 제2 유체(이를 테면, 코팅 동작용 색료)가 제2 라인으로 흘러가는 것을 방지할 수 있게 하기 위해 제공될 수 있다.
본 발명의 유체 밸브는 유체 밸브가 적어도 일부가 개방하는, 상세하게는 플러싱제로 색료 라인을 플러싱시키고 그리고 색료 변경 중 신규 색료로 색료 라인을 충전(가압)하기 위한 개방 위치를 가진다.
본 발명의 유체 밸브는 아울러 유체 밸브가 폐쇄되는, 상세하게는 색료 변경 후 신규 색료를 적용시키기 위한 폐쇄 위치를 가진다.
유체 밸브는 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 조정되며, 이 조정은 입력측에 존재하는 유체에 의해 자체 매체 작동식으로 성취된다.
본 발명의 일부로서, 적어도 개방 위치로부터 입력측에 존재하는 유체에 의해 자체의 매체로 작동되는 폐쇄 위치로의 스위칭 동작이 존재한다. 그러나 상기 스위칭 동작들은 자체 매체의 양방향 작동식으로도 가능하다. 따라서 본 발명의 일부로서 유체 밸브가 자체 매체로 작동되어 폐쇄 위치로부터 개방 위치로 변환시키는 것도 가능하다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어, 유체 밸브는 종래기술에 대해 이미 상술한 페인팅 시스템에서의 귀환 밸브로서, 색료 변경 중 색료 라인으로부터 잔류 색료, 플러싱제, 색료 거품 및 공기 또는 압축공기를 귀환 시스템으로 유도하도록 한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어, 귀환 밸브는 제1 매체(가급적이면, 유체)와 제2 매체(가급적이면, 다른 유체) 사이, 상세하게는 일측의 색료와 타측의 공기, 압축공기, 공기를 포함하는 색료 거품 및 플러싱제 사이의 구성을 기초로 할 때 귀환 밸브는 예컨대 독자적으로 변환되고, 그리고 귀환 밸브의 입력측에 특수한 매체, 상세하게는 신선한 색료가 있다면 그의 구성을 폐쇄 위치로 되는 것을 기초로 한 것으로 차별된다. 가능한 것으로, 밸브는 그의 구성을 기초로 할 때 일측의 유체(이를 테면, 플러싱제,(잔류) 색료, 등)와 타측의 가스류 매체(이를 테면, 공기 및 압축공기) 사이에도 차별된다. 본 발명의 귀환 밸브는 반면에 바람직하게도 독자적으로 변환되고 그리고 그의 구성을 개방 위치로 기초로 하며, 그리고/또는 귀환 밸브의 입력측에 공기 또는 압축공기 또는 색료 거품이 있다면 상기 귀환 밸브는 적어도 개방위치로 남는다. 귀환 밸브의 이러한 자체 매체 작동식 제어는 일측의 신선한 페인트와 타측의 플러싱제, 잔류 색료 및 공기 및 압축공기, 및 색료 거품 사이에 필요한 외부 밸브 구동 및 복합형 감응 시스템을 차별화를 허용한다. 본 발명은 그러나 유체 밸브의 제어가 꼭 자체 매체 작동식으로 하는 상기 실시예에 제한되지는 않는다. 오히려 본 발명의 일부로서, 유체 밸브의 자체 매체 작동식 제어는 아래에 상세히 설명하는 외부 제어 방식과도 결합될 수 있는 것이다.
아울러, 자체 매체 작동식 제어는 유리하게도 폐쇄력 증폭을 얻고 작동하는 데 사용될 수 있다. 예컨대, 상기 유체 또는 귀환 밸브는, 귀환 밸브의 입력측에 색료가 있다면, 독자적으로 그리고 그의 구성을 기초로 폐쇄력 증폭기(하기에서 상세히 설명됨)를 작동시킨다. 아울러 독자적으로 그리고 그의 구성을 기초로 고정 매카니즘(하기에서 상세히 설명됨)을 작동시키는, 상세하게는 유체 또는 귀환 밸브의 입력측에 색료가 있다면 그 고정 매카니즘을 해제하므로써 폐쇄력 증폭이 각기 얻어지고 작동될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어, 귀환 밸브는 폐쇄 위치에서 입력측에 존재하는 유체의 점도에 따라 좌우되는 자체 매체 작동식 제어로 인해 변환된다. 부하(가압) 중 귀환 밸브에 도달하는 신선한 페인트는 색료 라인을 플러싱하는 동안 일어나는 공기 포함 색료 거품보다 더 높은 점도를 가진다. 역시 가능한 것으로, 본 발명의 일부로서, 유체 밸브는 입력측에 존재하는 유체의 기타 성질에 따라 개방 위치와 폐쇄 위치 사이를 변환시킨다. 예컨대 유체 밸브의 스위칭 프로세스는 입력측에 존재하는 유체의 질량 밀도, 물리적 조건, 압력 팽창, 전기 전도도, 광학 성질(이를 테면, 광 및 색료의 투과성) 및/또는 압력에 의해 제어될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어, 유체 밸브는 개방 위치에서 최대로 개방되어서 색료 라인이 가능한 한 최대의 플러싱제 흐름으로 플러싱될 수 있도록 한다. 아울러, 유체 밸브는 개방 위치 및 폐쇄 위치 이외에, 부가적으로 유체 밸브가 적어도 일부가 개방되어, 예컨대 신규 색료의 부하 중 신규 색료를 대기시키는 대기 위치를 가진다. 본 발명의 유체 밸브는 단지 대기 위치에서 스위치되고, 개방 위치에서는 스위치되지 않으며, 독자적으로 그리고 자체 매체 작동식으로 폐쇄 위치로 되는 한편, 개방위치로부터 스위칭하기 위해서는 유체의 외부 제어가 필요하다.
그와 같은 세개의 스위칭 조건(개방 위치, 대기 위치 및 폐쇄 위치)를 갖는 유체 밸브의 구조 설계와 더불어, 유체 밸브는 색료 변경 중 개방 위치로 개시되어서 색료 라인이 최대한 빨리 가능한 최대의 플러싱 흐름으로 플러싱될 수 있도록 한다. 플러싱 프로세스의 말단에서 그리고 신규 색료로 충전된 시점에서, 귀환 밸브는 개방위치로부터 대기 위치로 스위치되며, 이 스위칭 프로세스는 가급적 외부 제어에 의해 수행된다. 부하 프로세스의 말단에서 신선한 페인트가 귀환 밸브의 입력부에 최종적으로 나타나며 그에 의해 귀환 밸브는 자체 매체 작동식에 의해 대기 위치로부터 폐쇄 위치로 스위칭된다.
앞에서 이미 언급된 바, 본 발명은 자체 매체 작동 방도로 제어되는 유체 밸브에만 제한되는 것은 아니다. 오히려, 본 발명 역시 외부 밸브 구동부, 상세하게는 외부 매체 작동형(이를 테면, 압축공기에 의한)에 의해 부가적으로 외부에서 제어되는 유체 밸브를 포함한다.
본 발명의 유체 밸브는 따라서 가급적 제1 제어 입력부를 포함하며, 상기 제1 제어 입력부는 외부에서 작동되는 유체 밸브를 폐쇄 위치로 스위치시키기 위해 제어 공기가 공급되는 제1 제어 공기 접속부로 된다. 상기 제1 제어 공기 접속부를 거쳐 공급된 공기 및/또는 압축공기는 유체 밸브의 자체 매체 작동식 스위칭 작용부를 지원하는 역활을 한다. 그러나, 여기에는 입력측에 존재하는 유체와는 무관하게 유체 밸브가 제1 제어 입력부를 거쳐 폐쇄 위치로 스위칭될 수 있는 가능성도 있다.
아울러, 본 발명의 유체 밸브는 어떤 실시예에서는 유체 밸브가 외부 작동식으로 스위칭되어 개방 위치로 되는 제2 제어 입력부를 포함한다. 또한 제2 제어 입력부는 가급적 공기 및/또는 압축공기가 공급되어 유체 밸브를 제어하는 제2 제어 공기 접속부이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어, 유체 밸브는 실린더 및 상기 실린더 안에서 가동되는 피스톤을 가지며, 상기 피스톤은 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 차단체를 움직일 수 있다. 아울러 이 실시예에서의 유체 밸브는 밸브 시트를 가지며 차단체가 상기 밸브 시트를 폐쇄 위치에서 폐쇄시키고, 반면에 차단체가 상기 밸브 시트를 개방 위치에서 개방 및 해제시킨다. 밸브 움직임은 피스톤에 의해 구동되고 피스톤의 일측 또는 양측 상에 공기 또는 압축공기가 적용될 수 있다. 또한 피스톤은 일측 또는 양측 상에 스프링의 탄성력이 적용되어 소정의 중립 위치로 설정되도록 할 수 있다.
아울러, 유체 밸브는 본 발명의 일부로서 폐쇄력 증폭기를 포함할 수 있으며, 상기 폐쇄력 증폭기는 자체 매체 작동식으로 폐쇄력을 증폭시켜, 예컨대 부하 중 신선한 색료가 입력측의 귀환 밸브에 나타나면 가능한 신속하고 안전하게 유체 밸브가 폐쇄되도록 한 것이다.
상기 폐쇄력 증폭기는 예컨대 외부 매체 작동식으로 , 상세하게는 공기 및/또는 압축공기에 의해 동작할 수 있다. 그러나, 대안적으로 상기 폐쇄력 증폭기는 스프링 및/또는 예비하중식 매카니즘에 의해 동작할 수 있으며, 상세하게는 스프링 및/또는 예비하중식 매카니즘에 의해 증폭된 폐쇄력을 발생시킬 수 있다.
또한 가능한 것으로, 상기 폐쇄력 증폭기는 예컨대 유체 밸브에 위치한 베어링 또는 베어링 부품(이를 테면, 베어링 또는 고정 판, 인접 링, 등)으로 고정부를 발생시키는 고정 매카니즘을 포함한다. 상기 베어링 부품은 가급적 중심 개구를 가지며 또한 예컨대 중심 개구에 인접한 곳 그리고/또는 주연부에 베어링 부분, 지지 부분 및/또는 고정 부분을 형성시키기 위해 제공된다. 상기 베어링 부분은 가급적 실린더의 벽 및/또는 유체 또는 귀환 밸브의 하우징에 체결될 수 있다.
일 실시예에 있어, 상기 고정 매카니즘은 스위칭 또는 제어가능하며, 상세하게는 고정 및/또는 해제가능하다. 특별히 바람직한 구조로서, 고정 매카니즘(또는 고정부)은 입력측에 존재하는 유체에 따라 자체 매체가 제어 및 스위칭식으로 작동될 수 있으며, 더 상세하게는 해제가능하여 폐쇄력 증폭을 얻거나 작동시키고 그리고/또는 폐쇄 위치를 얻거나 유체 또는 귀환 밸브를 폐쇄 위치로 이동가능하게 한다.
유리하게 가능한 것으로, 상기 폐쇄력 증폭기는 밸브에(예컨대 밸브의 차단체에) 존재하는 유체(이를 테면, 신선한 색료, 페인트, 등)에 의해 작동되며, 그리고/또는 고정 매카니즘은 해제되어서 페쇄력 증폭을 성취하거나 그 증폭기를 작동시키며, 더 상세하게는 해제에 의해 스프링 및/또는 예비하중식 매카니즘(이를 테면, 코일 또는 압력 스프링)이 밸브 시트에 대하여 폐쇄력 증폭과 함께 가압될 수 있다.
일 실시예에 있어, 고정 기구는 스냅 접속 매카니즘, 래치 접속 매카니즘 및/또는 클램핑 접속 매카니즘으로서 설계될 수 있다.
공기압식 폐쇄력 증폭기를 위해, 폐쇄력 증폭기는 가급적 제1 제어 공기 접속부를 선택적으로 개폐시키는 증폭기 밸브를 포함하고, 상기 제1 제어 공기 접속부는 실린더로 개방되어서 유체 밸브를 폐쇄시키도록 하며, 상기 폐쇄력 증폭기는 유체 밸브의 자체 매체 작동식 제어가 유체 밸브의 미소한 폐쇄를 유도한다면 증폭기 밸브를 개방시키고, 그에 의해 지지력이 제1 제어 공기 접속부에 의해 개시되어 폐쇄력을 증폭시키게 된다.
폐쇄력 증폭기의 일 실시예에 있어, 증폭기 밸브는 피스톤과 결합된 밸브 슬라이더를 포함하여서 피스톤의 움직임이 상기 밸브 슬라이더의 대응 움직임으로 유도되도록 한다. 상기 폐쇄력 증폭기는 유체 밸브의 피스톤이 개방 위치로 있는 경우 밸브 슬라이더가 제1 제어 공기 접속부를 폐쇄시키도록 한 것으로 설계되어 있다. 이는 유체 밸브가 개방 위치에 있을 때 어떠한 힘의 증폭도 작용하지 않는다는 것을 의미한다. 폐쇄력 증폭기는 한편 피스톤이 그의 행정의 일부를 개방 위치로부터 폐쇄 위치의 방향으로 움직였다면 밸브 슬라이더가 제1 제어 공기 접속부를 해제시켜 힘 증폭부가 작용하도록 설계된다. 유체 밸브의 폐쇄 움직임 중, 폐쇄력 지지체는 개방 위치로 아직도 작용하지 않으며 단지 피스톤이 개방 위치로부터 폐쇄 위치의 방향으로 약간 이동되었다면 작용하게 된다.
제1 제어 공기 접속부는 유체 밸브를 폐쇄시키기 위한 것으로, 선택적으로 실린더의 측면으로 방사상 또는 축방향으로 개방시킨다.
실린더 안에서의 제1 제어 공기 접속부의 축방향 개방에 대해, 상기 제1 제어 공기 접속부는 가급적 피스톤에 의해 직접 또는 간접으로 개폐되며, 상기 제1 제어 공기 접속부의 개구 마우스는 피스톤보다 더 작은 횡단면을 가지며, 그 횡단면의 비가 힘 증폭 팩터를 규정한다. 폐쇄력 증폭은 제1 제어 공기 접속부의 폐쇄된 개구 마우스를 위해 제1 제어 공기 접속부에 적용된 공기 압력이 비교적 적은 영역에만 작용하고 따라서 비교적 적은 힘만이 발생한다는 원리를 기초로 한다. 제1 제어 공기 접속부의 폐쇄된 개구 마우스를 개방한 후, 제1 제어 공기 접속부에 적용된 공기 압력은 중요한 의미로서 제1 제어 공기 접속부의 개구 마우스 보다 더 큰 전 피스톤 표면에 걸쳐 작용하여 피스톤 상에 작용하는 폐쇄력은 역시 비교적 크게 된다.
아울러, 본 발명의 일부로서, 폐쇄력 증폭기는 압력 제어식 파이롯트 밸브를 포함하고, 상기 파이롯트 밸브는 제1 제어 공기 라인을 유체 밸브의 제1 제어 공기 접속부와 접속시켜서 파이롯트 밸브가 개방되었을 때 제1 제어 공기 라인의 압력이 유체 밸브의 폐쇄 움직임을 지원하도록 한다. 상기 파이롯트 밸브는 유체 밸브의 공급라인에 흐르는 유체에 따라 제어된다. 이 목적을 위해, 상기 파이롯트 밸브는 가급적 유체 밸브의 공급라인과 접속되어 부하 프로세스의 말단에 유체 밸브의 공급라인 중에 압력이 형성될 때 파이롯트 밸브가 개방하도록 한 제어 입력부를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어, 유체 밸브는 멤브레인 밸브로서 형성되고 또한 차단체를 수반하는 탄성 멤브레인을 포함한다. 멤브레인에 접속된 유체 밸브의 차단체는 상술한 바와 같이 피스톤과 기계적으로 접속될 수 있다. 피스톤은 유체 밸브의 외부 제어로서 폐쇄 위치 및/또는 개방 위치로 될 수 있게 한다.
본 발명의 일부로서, 유체 밸브가 차단체, 가급적이면 천공성 디스크를 갖춘 차단체를 포함하고, 상기 천공성 디스크에는 슬릿형 구멍들이 위치할 수 있다. 상기 천공성 디스크의 슬릿형 구멍들의 사이즈는 정해진 폐쇄력이 입력측에 존재하는 유체의 점도에 따라 발생되어 정해진 점도 한계를 초과할 때 유체 밸브의 폐쇄를 유도하는 사이즈로서 배치된다.
대안적으로, 본 발명의 유체 밸브의 자체 매체 작동은 개방 위치(및 대기 위치)에서의 밸브 시트와 차단체 사이의 소형 링 틈새가 있으므로 실행가능하다. 링 틈새의 틈새 폭은 관통하는 유체의 점도에 따라 유체 밸브의 입력측과 출력측 사이에 압력차가 발생할 수 있는 것으로 설정되고, 그 압력차는 차단체 상에 작용하여 폐쇄력을 발생시킨다.
만약, 예컨대 공기가 유체 밸브를 통해 흐른다면, 그 때는 유체 밸브만이 상기 소형 링 틈새에도 불구하고 작은 유동저항을 제공하여 유체 밸브의 입력측과 출력측 사이의 압력차가 낮아지게 되어 대응적으로 작은 체결력을 유도하게 된다. 이 경우 유체 밸브는 개방 위치로 남아서 입력측에서의 공기 또는 압축공기가 거의 아무런 방해도 받지 않고 유동하게 된다.
반면에, 유체 밸브를 통해 흐르는 신선한 페인트가 있다면, 그 때는 유체 밸브의 소형 링 틈새가 페인트의 큰 점도로 인해 큰 유동저항을 제공하여 유체 밸브의 입력측과 출력측 사이의 대응적으로 큰 압력차를 유도하게 된다. 상기 유체 밸브의 입력측과 출력측 사이의 큰 압력차는 순차로 폐쇄력을 발생시키고 그에 의해 유체 밸브를 독자적으로 폐쇄시키고 그리고/또는 폐쇄력 증폭은 작동된다.
아울러, 본 발명의 유체 밸브는 유체 밸브가 위치된 위치(이를 테면, 개방 위치, 폐쇄 위치 및/또는 대기 위치 또는 부하 위치)를 인식하여 피드백을 허용하는 피스톤 센서를 포함할 수도 있으며, 상기 피스톤 센서는 예컨대 공기압적으로, 전기적으로 또는 광-전자적으로 동작될 수 있다. 또한 센서 만이 특정 위치, 상세하게는 폐쇄 위치 만을 찾아서 검출할 수도 있다.
아울러, 본 발명의 일부로서, 유체 밸브의 차단체는 로드 또는 기계적인 보상요소에 의해 피스톤과 접속될 수 있고, 상기 보상요소는 차단체와 피스톤 사이에 유동을 허용한다. 상기 보상요소의 유동은 가급적 차단체의 개방위로부터 폐쇄위치로의 이동보다 더 커서 차단체는 피스톤의 이동없이 개방위치로부터 및/또는 대기위치로부터 자체 매체 작동에 의해 폐쇄위치로 이동가능하게 된다.
피스톤의 차단체와의 접속을 위한 보상요소를 갖춘 상기 변형예를 위해, 가급적 탄성 멤브레인을 제공하여 유동영역에서 차단체를 개방위치 또는 대기위치로 움직이도록 되어 있다. 상기 멤브레인의 위치조정 움직임은 멤브레인의 자체 탄성에 기초하여 그리고/또는 스프링 요소(예컨대 코일 스프링)에 의해 발생될 수 있다. 아울러, 멤브레인은 밀봉 기능도 수행할 수 있다. 예컨대, 멤브레인은 멤브레인 홀더에 의해 로드 및 보상요소와 각각 접속될 수 있다.
고정(또는 정지) 매카니즘은 가급적 탄성적으로 설계된 고정 요소를 포함하여서, 힘이 적용될 때 원래의 형상을 변경시키도록 예컨대 해제되어져서 폐쇄력 증폭이 수행될 수 있고 그리고 힘이 더 이상 적용되지 않을 때 고정되어 원래 형상으로 되돌아 가도록 예컨대 고정되어져서, 대기위치, 개방위치 및/또는 폐쇄력 증폭의 작동고정가 수행될 수 있도록 한다.
상기 고정 요소는 가급적 피스톤 로드에 부착된 베이스 및 적어도 하나, 바람직하기로는 하나 이상으로 상기 베이스로부터 돌출된 고정 레버를 가진다. 상기 고정 요소는 아울러 가급적 적어도 하나의 고정 요소 형성을 위한 고정부분을 가진다. 상기 고정 요소는 가급적 고정부분과 베어링 또는 지지부품(가급적, 베어링 부품 및 중심 개구의 원주방향 연부 상의 베어링부분, 지지부분 또는 고정부분) 사이에 형성된다.
아울러, 고정 요소는 스위칭 요소와 상호작용하여 고정부분의 고정의 해제 및/또는 고정을 수행하도록 하는 적어도 하나의 스위칭부분(예컨대 베벨형 스위칭 표면)을 포함할 수도 있다. 상기 고정부분 및/또는 스위칭부분은 가급적 상기 적어도 하나의 고정 레버의 자유단의 영역에 배치되는 것이 좋다.
고정 매카니즘은 또한 고정부분의 고정의 해제 및/또는 고정을 위한 스위칭 요소(예컨대 베벨형 스위칭 표면)를 포함할 수 있다. 상기 스위칭 요소는 가급적 로드 또는 보상요소와 접속되고 그리고 /또는 상기 로드 또는 보상요소와 함께 이동될 수 있다. 상기 스위칭 요소는 가급적 상기 로드 또는 보상요소 상에 위치된 멤브레인 홀더 상에 제공되지만, 상기 로드 또는 보상요소 상에도 제공될 수도 있다.
일 실시예에 있어, 스위칭 요소 및/또는 차단체는 예컨대 대기위치 및/또는 개방위치로부터 입력측에 존재하는 유체에 의해 그리고/또는 폐쇄력 증폭에 의해 재촉된 고정요소(또는 피스톤)의 방향으로 축방향으로 이동시켜 폐쇄 위치 및/또는 폐쇄력 증폭을 성취하고 그리고/또는 고정부분의 고정를 해제하거나 또는 원래의 형상으로부터 고정요소를 가급적 방사상으로 내향하여 변형시키도록 하는 데 제공된다.
아울러, 스위칭 요소 및/또는 차단체는 가급적 예컨대 대기위치 및/또는 개폐쇄위치로부터 제2 제어 입력부에 걸쳐 외부적으로 작동되어(예컨대 공기 또는 압축공기에 의해) 재촉된 고정요소(또는 피스톤)의 방향으로부터 멀리 떨어져 축방향으로 이동시켜 대기위치 및/또는 개방위치를 성취하고 그리고/또는 고정부분의 고정를 고정하거나 또는 원래의 형상으로 고정요소를 가급적 방사상으로 외향하여 복귀시키도록 하는 데 제공된다.
일 실시예에 있어, 차단체는 가급적 로드 또는 보상요소의 자유단에 제공될 수 있다.
유체 밸브는 적어도 하나의 원추부분과 적어도 하나의 원통부분을 가지는 밸브 시트를 포함할 수 있다.
아울러, 유체 밸브는 적어도 하나의 원추부분과 적어도 하나의 원통부분을 가지는 차단체를 포함할 수 있다.
또한 가능한 것으로, 밀봉수단(예컨대 밀봉 링, 바람직하게는 O-링 및/또는 밀봉 연부)를 사용하여 차단체를 밀봉시키거나 또는 차단체에 밀봉수단을 적용시킬 수도 있다. 상기 차단체의 원추부분은 가급적 원주방향 밀봉 연부 또는 밀봉 링을 가지며, 상세하게는 이를 폐쇄위치에서 밸브의 원추부분상에 밀봉가능하게 놓이도록 한다.
상기 차단체의 원통부분은 가급적 밸브 시트의 원통부분과 대기위치(개방위치 및/또는 페쇄위치도 가능)에서의 가급적 축방향으로 연장하는 링 틈새를 형성시키기 위해 제공되며, 상기 링 틈새는 그의 축방향 연장부에 걸쳐 본질적으로 일정한 틈새 사이즈 또는 틈새 폭을 가지며 또한 피스톤 로드, 로드 또는 보상요소와 공동축으로 그리고 평행하게 펼쳐져 있다. 가급적 상기 차단체의 원통부분의 직경은 로드 또는 보상요소의 직경보다 크고 그리고/또는 밸브 시트의 원통부분의 직경보다는 작도록 하여 링 틈새를 형성하는 것이 바람직하다.
일 실시예에 있어, 차단체의 원통부분은 차단체의 자유단에 위치하는 데 반해, 차단체의 원추부분은 예컨대 로드 또는 보상요소와 원통부분 사이에 위치할 수 있다.
다른 실시예에 있어, 차단체는 제1 원추부분, 제2 원추부분 및 원통부분을 포함하며, 상기 차단체의 원통부분은 차단체는 제1 원추부분과 제2 원추부분 사이에 위치하고, 상기 제1 원추부분은 예컨대 로드 또는 보상요소와와 차단체의 자유단상의 원통부분과 제2 원추부분 사이에 위치한다.
고정 요소, 베어링 부품 및/또는 멤브레인 홀더는 금속제, 바람직하기로는 스테인레스 강, 더 상세하게는 경화 강으로 만들어 질 수 있다.
본 발명은 개별 구성요소로서 상기한 유체 밸브에만 한정되는 것이 아니라는 것을 언급하고자 한다. 오히려, 본 발명은 본 발명에 따른 귀환 밸브를 갖춘 완전한 페인팅 시스템을 포함하여서 귀환 라인을 플러싱하는 동안 그리고 귀환 라인을 거쳐 페인팅 시스템의 색료 변경 중에 발생하는 페인트 잔류물을 귀환 시스템으로 유도하도록 하여서, 그로부터 잔류물이 경제적으로 처리될 수 있도록 한다.
본 발명의 일부로서, 자체 매체 작동식 부하-고정-기능을 분무장치의 메인 니들 밸브에 통합시키는 것도 가능하다. 이렇게 하여, 부하는 귀환 시스템 없이 분무장치용 메인 니들을 통해 가능할 수도 있다.
본 발명은 또한 다음의 적어도 하나의 방법 단계들 또는 동작 단계들을 갖는 색료 변경 방법을 포함한다:
a) 페인트 라인을 통해 페인트를 공급하여 페인팅하는 단계
b) 귀환 라인에 있는 귀환 밸브를 통해 페인트 라인을 플러싱하는 단계
c) 페인팅 구성요소들 및 메인 니들 덕트(메인 니들, 노즐, 에어 캡 또는 벨 컵)을 플러싱하는 단계
d) 부하-스톱 밸브가 대기 위치로 되는 부하 단계(이 동작 단계는 동작 단계 c)와 시기상 중복될 수 있음)
e) 귀환 밸브(스톱 밸브의 부하)까지의 색료 라인의 충전(부하)하는 단계(귀환 밸브가 그의 입력부에 페인트가 있다면 자동적으로 폐쇄됨)
f) 관통 흐름 유체의 거동(상세하게는 밸브를 통과하는 유체의 거동으로서, 예컨대 입력측에 존재하는 유체에 좌우됨)에 대해 자체 매체 작동식으로 영향을 주는 단계.
아울러, 본 발명은 상기와 같은 귀환 밸브의 페인팅 시스템에서의 신규한 사용 용도를 포함한다.
본 발명의 기타 다른 유리한 개선사항은 본 발명의 종속청구항의 내용과 동일하거나 또는 첨부도면을 참고하여 한 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명에서 상세하게 설명된다.
본 발명에 따라서, 유체 밸브가 자체 매체로 작동되어 폐쇄 위치로부터 개방 위치로 변환시키는 것도 가능하다.
본 발명에 따라서, 폐쇄력 증폭기를 포함할 수 있으며, 상기 폐쇄력 증폭기는 자체 매체 작동식으로 폐쇄력을 증폭시켜, 예컨대 부하 중 신선한 색료가 입력측의 귀환 밸브에 나타나면 가능한 신속하고 안전하게 유체 밸브가 폐쇄되도록 한다.
본 발명에 따라서, 유체 밸브가 차단체, 가급적이면 천공성 디스크를 갖춘 차단체를 포함하여 정해진 점도 한계를 초과할 때 유체 밸브의 폐쇄를 유도할 수 있다.
본 발명에 따라서, 상기한 귀환 밸브를 갖춘 완전한 페인팅 시스템을 포함하여서 귀환 라인을 플러싱하는 동안 그리고 귀환 라인을 거쳐 페인팅 시스템의 색료 변경 중에 발생하는 페인트 잔류물을 귀환 시스템으로 유도하도록 하여서, 그로부터 잔류물이 경제적으로 처리될 수 있도록 할 수 있다.
도1은 폐쇄 위치로 작동된 매체를 부하(가압) 프로세스의 말단에서 변환시키는, 본 발명의 귀환 밸브의 개략예시도,
도2는 제어 공기가 밸브 니들을 통해 공급되어 귀환 밸브의 외부 작동식 폐쇄를 이루도록 한 것을 보여주는, 도1에 따른 귀환 밸브의 변형예,
도3은 상기 공기압 폐쇄력 증폭기가 슬라이드 밸브와 함께 맞추어진 것을 보여주는, 공기압 폐쇄력 증폭기를 갖춘 도1에 따른 귀환 밸브의 변형예,
도4는 다른 디자인의 상기 공기압 폐쇄력 증폭기를 갖춘 도1에 따른 귀환 밸브의 변형예,
도5는 귀환 밸브의 외부 작동식 개방을 위해 역활을 하는 단일 제어 공기 접속부를 갖춘 도1에 따른 귀환 밸브의 변형예,
도6은 맴브레인을 갖춘 본 발명의 귀환 밸브의 대안예,
도7은 귀환 밸브의 외부 작동식 개방을 위한 부가적인 피스톤을 갖춘 도6에 따른 귀환 밸브의 변형예,
도8은 귀환 밸브의 외부 작동식 폐쇄를 위해 배치될 수 있는, 도7에 따른 귀환 밸브의 다른 개선예,
도9는 피스톤이 유동 보상요소를 통해 차단체와 접속된, 도8에 따른 귀환 밸브의 변형예,
도10은 귀환 밸브의 외부 작동식 폐쇄를 위한 파이롯트 밸브를 갖춘, 도9에 따른 귀환 밸브의 다른 개선예,
도11은 차단체가 천공성 디스크를 가진, 도7에 따른 귀환 밸브의 변형예,
도12A 내지 도12D는 본 발명의 귀환 밸브의 다양한 동작조건을 보여주는 도면,
도13은 귀환 라인을 갖춘 통상적인 페인팅 시스템의 개략예시도,
도14A는 부하(가압) 위치의 귀환 밸브를 보여주는, 도9에 따른 귀환 밸브와 유사한 귀환 밸브의 확대 횡단면도,
도14B는 귀환 밸브가 입력측에서 보이는 색압(색료 압력: color pressure)에 의해 설정되고 그리고/또는 압축공기에 의해 작동될 수 있는, 폐쇄 위치에서의 도14A에 따른 귀환 밸브를 보여주는 도면,
도14C는색료 라인을 플러싱하기 위해 개방된 플러싱 위치에 있는 도14A 및 도14B에 따른 귀환 밸브를 보여주는 도면,
도15는 부하/대기 위치(색료 작동 비실행)에서 폐쇄력 증폭을 갖춘, 본 발명의 귀환 밸브의 대안예,
도16은 도15에 따른 귀환 밸브의 고정 매카니즘 고정 요소의 사시도,
도17A는 폐쇄/페인팅 위치(색료 작동 및 폐쇄력 증폭 실행)에서의 도15에 따른 귀환 밸브를 보여주는 도면,
도17B는 플러싱 위치(압축공기 지원 실행)에서의 도15에 따른 귀환 밸브를 보여주는 도면,
도18A 내지 도18C는 본 발명의 실시예에 따른 밸브 시트, 로드 또는 보상요소들 및 차단 몸체들의 다양예의 상세도,
도19는 본 발명의 유체 밸브의 설치 위치들을 보여주는 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1: 페인팅 시스템 2: 회전 분무장치
3: 벨 컵 4: 분사 제트
5: 페인트 라인 6: 메인 니들 밸브
7: 귀환 라인 8: 귀환 밸브
9: 광원 10: 센서
11: 제어 유닛 12: 실린더
13: 피스톤 14: 가스켓
15: 압축공기 접속부 16: 압축공기 접속부
17: 코일 스프링 18: 코일 스프링
19: 차단체 20: 밸브 니들 또는 피스톤 로드
21: 밸브 시트 22: 밸브 슬라이더
23: 멤브레인 24: 보상 홀
25: 파이롯트 밸브 26: 고정 판
27: 구동체 28: 지지체
29: 로드 30: 코일 스프링
31: 스톱부 32: 고정 판
33: 구동 핀 34: 고정 요소
35a: 베이스 35b: 고정 레버
36: 스위칭 부분 37: 고정 부분
38: 멤브레인 홀더 39: 스위칭 요소
40: 베어링 부품, 지지체 부품 및/또는 스톱부 부품
50, 60: 링/부하 틈새(대기/부하 위치)
51: 링 틈새(개방/플러싱 위치)
19a, 19b: 차단체의 원추부분 19c: 차단체의 원통부분
19x: 차단체의 원주방향 밀봉 링
FW: 색료 변경장치 DP: 계량 밸브
BV: 바이패스 밸브 RF: 귀환 시스템
HV: 메인 니들 밸브 Z: 분무장치
도1에 따른 실시예는 도13에 도시된 종래의 페인팅 시스템과 일부 상응하므로 그에 관한 설명 역시 본 발명의 설명에서도 참고 설명되며, 동일한 참고부호는 반복을 피하기 위해 상응하는 상세내용을 대신하여 사용된다.
귀환 밸브(8)는 피스톤(13)이 안에서 이동하는 실린더(12)와 맞추어지고, 피스톤(13)은 시일(14)에 의해 실린더(12)의 내벽에 대해 밀폐되어 있다. 이 목적을 위해 귀환 밸브(8)는 두개의 압축공기 접속부(15, 16)를 가지며, 제1 압축공기 접속부(15)는 실린더(12)속으로 들어간 피스톤(13) 아래를 개방시켜서 귀환 밸브(8)의 공기압 외부 작동식 폐쇄를 허용하는 반면, 제2 압축공기 접속부(16)는 실린더(12)속으로 들어간 피스톤(13) 위를 개방시켜서 귀환 밸브(8)의 공기압 외부 작동식 개방을 허용한다.
아울러, 귀환 밸브(8)는 두개의 코일 스프링(17, 18)과 맞추어지고, 상부 코일 스프링(17)은 하부 코일 스프링(18)보다 더 약하다.
상부 코일(18)은 실린더(12)의 내부 단부면상에 그의 상부측이 놓여서 피스톤(13)에 대해 상부로부터 축방향으로 가압한다.
하부 코일(17)은 고정 판(26) 상에 그의 하부측이 놓여서 피스톤(13)에 대해 밑에서 상부로 축방향으로 가압하고, 고정 판(26)은 중앙에 중심 보어를 가져서 피스톤 로드 또는 밸브 니들(20)을 통과하도록 한다.
피스톤 로드(20)는 그의 측면상에 칼라-형 구동체(27)와 맞추어지며, 상기 칼라-형 구동체(27)는 하부로부터 고정 판(26)에 충격을 가하고 그리고 피스톤 로드(20)가 도시한 대기 위치로부터 폐쇄 위치로 상향하여 이동되었을 때 고정 판(26)을 상부로 보낸다.
도면에 도시된 대기 위치에서, 고정 판(26)은 그의 하부측이 링-형 지지체(28)상에 놓인다.
아울러, 귀환 밸브(8)는 밸브 니들(20) 상의 피스톤(13)과 접속된 차단체(19)와 맞추어져서 피스톤(13)의 움직임이 상기 차단체(19)까지 이동되도록 한다. 상기 차단체(19)는 밸브 시트(21)에 안착되며, 도면에 도시된 귀환 밸브(8)의 개방 위치에서는 차단체(19)와 밸브 시트(21) 사이에 작은 링 틈새가 생긴다.
차단체(19)와 밸브 시트(21) 사이의 링 틈새는 입력측에 도달하는 공기 또는 색료 거품이 본질적으로 어떠한 방해도 받지 않고 통과할 수 있는 사이즈를 가지며, 상기 차단체(19)의 입력측과 출력측 사이에는 어떠한 압력차도 없다.
반면에, 만약 귀환 밸브(8)의 입력측 상에 높은 점도의 색료가 있고 차단체(19)와 밸브 시트(21) 사이의 링 틈새를 통과하는 페인트의 흐름은 상기 링 틈새의 낮은 횡단면으로 인해 어떠한 방해도 받지 않는다면, 상기 차단체(19)의 입력측과 출력측 사이에는 압력차가 발생하게 된다. 이러한 차단체(19)의 입력측과 출력측 사이의 압력차는 순차로 차단체(19) 상에 폐쇄력을 발생시켜서 차단체(19)가 도면에 도시된 대기 또는 개방 위치로부터 폐쇄 위치로 상향하고 귀환 밸브는 폐쇄된다.
아울러, 귀환 밸브(8)는 압축공기로 제1 압축공기 접속부(15)를 적용함으로써 외방으로 제어되어 폐쇄 위치로 이동될 수도 있다.
아울러, 귀환 밸브(8)는 압축공기로 상부측의 제2 압축공기 접속부(16)를 적용함으로써 다시 개방될 수도 있다.
도2에 되시된 실시예는 도1에 예시한 상기 실시예와 넓은 범위에서 서로 상응하여서, 그 설명은 여기서도 참고되고, 동일한 부호는 동일한 내용을 갖는다.
이 실시예의 하나의 특별한 특징은 귀환 밸브(8)를 폐쇄시키기 위한 제1 압축공기 접속부(15)가 밸브 니들(20)을 공동축방향으로 관통한다는 것이다.
도3에 따른 실시예도 도1에 예시한 상기 실시예와 넓은 범위에서 서로 상응하여서, 그 설명은 여기서도 참고되고, 동일한 부호는 동일한 내용을 갖는다.
이 실시예의 하나의 특별한 특징은 이 실시예의 귀환 밸브(8)가 자체 매체 작동식 폐쇄력을 증폭시키는 폐쇄력 증폭기와 맞추어져 있다는 것이다. 이 목적을 위해 상기 폐쇄력 증폭기는 제1 압축공기 접속부(15)를 선택적으로 개폐시킬 수 있는 증폭기 밸브를 가진다. 상기 증폭기 밸브는 밸브 슬라이더(22)로 구성되고 상기 밸브 슬라이더(22)는 외부측이 피스톤(13)의 하부측에 부착되고 제1 압축공기 접속부(15)의 개방 마우스를 거쳐 하방으로 돌기한다.
도면 중 귀환 밸브(8)의 개방 위치에서, 상기 밸브 슬라이더(22)는 압축공기 접속부(15)의 개방 마우스를 폐쇄시켜서 제1 압축공기 접속부(15)에 적용된 공기 압력이 피스톤(13)에 작용하지 않게 된다.
반면에, 만약 차단체(19)가 도면에 도시된 개방 위치로부터 상부로 약간 이동하여 자체의 매체 작동으로 인해 폐쇄 위치의 방향으로 이동한다면 그때는 제1 압축공기 접속부(15)에 적용된 압축공기가 피스톤(13)의 하부측에 작용하고 부가적으로 폐쇄위치의 방향으로 상부로 밀게 되면 상기 밸브 슬라이더(22)는 제1 압축공기 접속부(15)의 개방 마우스를 자유롭게 해제시킨다.
도4에 도시된 실시예는 도3에 예시한 상기 실시예와 일부 서로 상응하여서, 그 설명은 여기서도 참고되고, 동일한 부호는 동일한 내용을 갖는다.
이 실시예의 한 특별한 특징은 폐쇄력 증폭기에 대한 구조적인 설계다. 상기 제1 압축공기 접속부(15)는 축방향으로 아래로부터 실린더(12)로 개방하고, 도4에 도시된 개방위치에 있는 제1 압축공기 접속부(15)의 개방 마우스는 피스톤(13)에 의해 간접적으로 폐쇄되어서 상기 제1 압축공기 접속부(15)의 개방 마우스가 단지 상대적으로 작은 횡단면을 가지기 때문에 상대적으로 작은 힘 만이 피스톤(13)에 작용한다.
반면에, 만약 피스톤(13)이 귀환 밸브(8)의 초기 폐쇄 움직임 중 제1 압축공기 접속부(15)의 개방 마우스를 해제시킨다면 그때는 피스톤(13)의 전체 하부측이 갑자기 제1 압축공기 접속부(15) 위로 제공된 압력으로 적용되어 중요한 의미를 부여하는 큰 폐쇄력이 일어난다. 힘의 전달 비는 일측의 제1 압축공기 접속부(15)의 개방 마우스와 타측의 피스톤(13)의 횡단면의 비에 의해 결정된다.
도5에 도시된 실시예는 도1에 예시한 상기 실시예와 일부 서로 상응하여서, 그 설명은 여기서도 참고되고, 동일한 부호는 동일한 내용을 갖는다.
이 실시예의 하나의 특별한 특징은 도1에 도시된 제1 압축공기 접속부(15)가 포함되지 않는다는 것이다. 따라서 도5에 따른 실시예는 귀환 밸브(8)의 외부 작동식 폐쇄를 허용하지 않으므로 폐쇄 움직임은 예외적으로 자체 매체 작동식에 의해 제어된다.
도6은 본 발명의 귀환 밸브의 기초적으로 다른 실시예를 보여주는 것으로, 상술한 실시예들과 일부 상응하므로, 그 설명은 여기서도 참고되고, 동일한 부호는 동일한 내용을 갖는다.
이 실시예의 하나의 특별한 특징은 실린더(12)에 탄성 멤브레인(23)이 위치하고, 차단체(19)가 상기 탄성 멤브레인(23)의 중심과 접속되어져서 상기 탄성 멤브레인(23)이 그의 휨부에 적절한 회복력을 발생하도록 한 것이다.
아울러, 실린더(12)는 그의 상부측에 보상 홀(24)을 가져서 상기 멤브레인(23)의 움직임 중 압력 보상을 허용하도록 한다.
도7에 도시된 실시예는 도6에 예시한 상기 실시예와 앞서의 실시예들과의 결합이므로, 그 설명은 여기서도 참고되고, 동일한 부호는 동일한 내용을 갖는다.
이 실시예의 하나의 특별한 특징은 실린더(12)에 피스톤(13) 및 멤브레인(23)이 위치하고, 밸브 니들(20)이 차단체(19)를 상기 피스톤(13) 및 멤브레인(23)에 접속시키고 있다는 것이다. 따라서 이 경우의 차단체(19)는 상기한 방법으로 압력 적용에 의해 개방 위치로 이동될 수 있고 제2 압축공기 접속부(16)는 적절한 압력으로 적용된다.
도8에 따른 실시예도 도7에 예시한 상기 실시예와 넓은 범위에서 서로 상응하여서, 그 설명은 여기서도 참고되고, 동일한 부호는 동일한 내용을 갖는다.
이 실시예의 하나의 특별한 특징은 부가적으로 귀환 밸브(8)를 개방시키기 위한 제2 압축공기 접속부(16) 및 귀환 밸브(8)를 폐쇄시키기 위한 제1 압축공기 접속부(15)가 제공된다는 것이다.
도9에 따른 실시예도 도8에 예시한 상기 실시예와 넓은 범위에서 서로 상응하여서, 그 설명은 여기서도 참고되고, 동일한 부호는 동일한 내용을 갖는다.
이 실시예의 하나의 특별한 특징은 피스톤(13)이 상기 멤브레인(23)과 차단체(19)와 엄격하게 접속되지 않고 기계적 유동을 허용하는 기계적인 보상요소에 걸려 있다. 이것은 상기 차단체(19)의 폐쇄 움직임 중 단지 상기 멤브레인(23)만이 움직여지고 반면에 상기 피스톤(13)과 멤브레인(23)사이의 보상요소의 유동은 피스톤(13)이 움직여지는 것을 방지한다는 것을 의미한다. 상기 보상요소의 유동은 따라서 개방 위치와 폐쇄 위치 사이의 차단체(19)의 움직임 보다 약간 크다.
도10에 따른 실시예도 도9에 예시한 상기 실시예와 넓은 범위에서 서로 상응하여서, 그 설명은 여기서도 참고되고, 동일한 부호는 동일한 내용을 갖는다.
이 실시예의 하나의 특별한 특징은 피스톤(13)의 하부측이 파이롯트 밸브(25) 위로 압축공기로서 적용되어 귀환 밸브(8)의 폐쇄 움직임을 지원할 수 있도록 한다는 것이다. 상기 파이롯트 밸브(25)의 작동은 이 경우 색료 라인(5)의 압력에 좌우되어 발생한다. 상기 파이롯트 밸브(25)는 따라서 색료 라인(5)과 접속된 제어 입력부와 맞추어진다.
만약 상기 색료 라인(5)의 압력이 신규 페인트가 색료 라인(5)에 위치된 이유로 부하 프로세스의 말단에서 증가한다면 그 때는 색료 라인(5)의 증가하고 있는 압력은 상기 파이롯트 밸브(25)가 개방되는 것을 보장하고, 그에 의해 피스톤(13)의 하부측이 압력으로 적용된다. 이렇게 하여 자체 매체 작동식 폐쇄력은 증대되어 귀환 밸브의 신속한 폐쇄를 유도한다.
도11은 본 발명의 귀환 밸브의 또 다른 실시예를 보여주는 것으로, 상술한 실시예들과 일부 상응하므로, 그 설명은 여기서도 참고되고, 동일한 부호는 동일한 내용을 갖는다.
이 실시예의 하나의 특별한 특징은 차단체(19)가 천공성 디스크를 가지며, 그 천공성 디스크의 구멍들을 통해 유체가 관통하여야 한다는 것이다.
도12A-도12D는 색료 변경 중 본 발명의 귀환 밸브의 다양한 동작 상태를 보여준다.
도12A는 먼저 색료 라인(5)을 플러싱하는 중 귀환 밸브(8)의 위치를 보여준다. 이 목적을 위해 차단체(19)는 공기압으로 외부 작동되는 밸브 시트로부터 밀려져서 귀환 밸브(8)를 개방시키게 된다. 플러싱제, 색료 거품, 압축공기 및 상기 플러싱 중 야기되는 잔존 공기의 부산물은 귀환 라인(7) 을 거쳐 귀환 시스템으로 안내될 수 있다.
도12B는, 반면에, 신규 색료의 로딩 중 귀환 밸브(8)의 상태를 보여준다. 귀환 밸브(8)는 그 때는 공기압으로 작동되지 않으므로 볼-형 차단체(19)가 밸브 시트에 느슨하게 놓여져서 공기 또는 색료 거품이 관통하게 된다.
도12C는 색료 라인(5)이 이미 비교적 높은 점도를 가지는 신규 페인트로 충전되었을 때 부하 프로세스의 말단에서의 귀환 밸브(8)의 상태를 보여준다. 신규 페인트 흐름의 비교적 높은 점도는 결과적으로 귀환 밸브(8)가 자체 매체 작동식으로 폐쇄되어져서 상기 볼-형 차단체(19)는 그의 밸브 시트로 밀려지게 된다.
마지막으로, 도12D는 앞서의 부하 프로세스가 종료된 후의 후속 페인팅처리 중 귀환 밸브의 상태를 보여준다. 이 상태에서, 상기 볼-형 차단체(19)는 밸브 시트로 공기압으로 외부 작동되어 밀려져서 귀환 밸브를 안전하게 폐쇄시키게 된다.
도14A-도14C에 도시된 상기 귀환 밸브(8)는 도9에 예시한 귀환 밸브와 넓은 범위에서 서로 상응하여서, 그 설명은 여기서도 참고되고, 동일한 부호는 동일한 내용을 갖는다.
도14A-도14C에 따른 확대 예시예에 있어, 피스톤 로드(20)는 중공체로서 중심공을 가진다는 것을 알 수 있다. 로드(29)는 피스톤 로드(20)의 중심공에 축방향으로 이동될 수 있고, 또한 로드(29)는 차단체(19)와 확고하게 체결되고 또한 멤브레인(23)의 중심 개구에 체결된다.
아울러, 피스톤 로드(20)의 중심공에는 피스톤(13)상에 대해 상부측이 그리고 로드(29)의 상부 단부면측에 대해 하부측이 지지하는 코일 스프링(30)이 위치한다. 따라서, 상기 코일 스프링(30)과 멤브레인은 피스톤(13)과 피스톤 로드(20)를 누르게 되고, 따라서 차단체(19)를 축방향으로 떨어지게 한다. 그러나, 멤브레인이 코일 스프링(30) 없이 회복 기능을 취하는 것도 가능하다.
아울러, 언급될 것으로, 피스톤(13)의 상방으로의 움직임(이것은 피스톤(13)과 고정 판(32) 사이에 놓이는 "패키지"의 것으로 한정되는 피스톤(13)의 움직임이 아님)을 한정하기 위해 피스톤 로드(20)의 하부 단에는 링-형 원부형 칼라-형상의 스톱부(31)가 형성된다는 것이다. 이를 위해, 귀환 밸브(8)는 고정 판(32)과 맞추어지고, 이 때 고정 판(32)은 피스톤 로드(20)가 통과하여 유도되는 중심 개구를 가진다.
도14A에 따른 부하 위치 및 도14B에 따른 폐쇄 위치에 있어, 스톱부(31)는 그의 상부측이 고정 판(32)의 중심 개구의 원주방향 연부상에 놓여져서 피스톤(13)은 더 이상 상부로 이동할 수 없게 된다.
도14C에 따른 플러싱 위치에 있어, 피스톤(13)과 피스톤 로드(20)는 하부로 이동되어 스톱부(31)가 고정 판(32)에 놓이지 않게 된다. 상기 고정 판(32)은 밸브 바닥에 놓여서 하방으로의 밸브 움직임을 제한하도록 한다. 이 위치에서,고정 판(32)은 밸브 바닥 상에 놓여져야만 한다.
도14A-도14C에 따른 확대도로부터 명백히 알 수 있는 바, 로드(29)에는 세장공이 있으며, 이 구멍에는 구동 핀(33)이 결합되어서 피스톤 로드(20)에 접속된다. 상기 구동 핀(33) 및 세장공의 기하는 서로 매치(취합)되며 로드(29)의 세장공은 구동 핀(33)을 위한 기계적인 유격을 부여하여서 한편에는 피스톤(13)과 피스톤 로드(20)가 그리고 다른 한편에는 로드(29)와 차단체(19)가 축방향 유격을 가지게 된다.
다음은 도14A에 도시된 귀환 밸브(8)의 부하 위치에 대해 설명하기로 한다. 상기 귀환 밸브(8)의 부하 위치는 색료 라인(5)이 플러싱되었고 그리고 색료 라인(5)이 메인 니들 밸브(6)까지 신규 색료가 부하되어져야 하는 경우의 색료 변화 중에 설정된다.
이 부하 위치에서, 피스톤(13)을 작동시키기 위해 어느 제어 공기도 압축공기 접속부(15 및 16)에 적용되지 않는다. 귀환 밸브(8)의 위치는 오로지 탄성 멤브레인(23)과 코일 스프링(17, 18, 및 30) 사이의 상호작용에 의해 결정된다. 따라서 상기 멤브레인(23)은 도면에 도시된 중립 위치로 로드(29)와 차단체(19)를 위치시켜서 상기 차단체(19)와 밸브 시트(21) 사이에 링 틈새가 형성되어 색료 라인(5) 위로 초기 공급된 공기가 귀환 라인 위로 탈출할 수 있다.
반면에, 코일 스프링(17)은 피스톤(13)을 누르게 되고 그에 따라서 스톱부(31)가 고정 판(32)을 접촉할 때까지 피스톤 로드(20)를 상부로 밀게 된다.
마지막으로, 코일 스프링(17)은 로드(29)를 피스톤(13)과 반대쪽인 축방향 하방으로 밀게 된다.
다음은 도14B에 도시된 귀환 밸브(8)의 폐쇄 위치에 대해 설명하기로 한다. 이 도면에서 귀환 밸브(8)는 입력측에 존재하는 색압에 의해 선택되거나 또는 압축공기에 의해 작동된 폐쇄 위치로 도달할 수 있다.
다음 설명에서는 먼저 귀환 밸브(8)가 도14A에 도시된 부하(가압) 위치로부터 부하과정 중 입력측에 나타나는 색압으로 인해 어떻게 도14B에 따른 폐쇄 위치로 도달할 수 있는 지에 대해 설명하기로 한다.
만약 부하과정 중 공기나 색료 거품만이 아닌 신규의 색료가 색료 라인(페인트 라인)(5)을 지나 공급되면 그 때는 신규의 색료는 보다 높은 점도가 차단체(19) 상에 높은 압력을 유도하게 되며, 상기 차단체는 멤브레인(23)의 탄성 회복력에 대해 상부로 가압된다. 여기서 피스톤 로드(20)와 로드(29) 사이의 유동은 피소톤(13)이 도14A에 도시된 부하 위치에서와 동일한 위치로 남아있게 한다.
도14C는 마지막으로 귀환 밸브(8)가 입력측에 나타나는 유체압에 무관하게 개방되어 색료 라인(5)이 귀환 라인(7)을 통해 플러싱이 허용되도록 하는 귀환 밸브(8)의 플러싱 위치를 보여준다.
이 목적을 위해 피스톤(13)은 압축공기 접속부(16)를 통한 압축공기로 적용되고 그에 의해 피스톤(13)은 축하방으로 가압된다. 이 경우 피스톤(13)의 움직임은 로드(29)의 세장공과 피스톤 로드(20)의 구동 핀(33) 사이의 기계적인 유격을 초과한다. 이는 결국 피스톤 로드(20)와 피스톤(13)이 로드(29)를 밀게 되고, 따라서 차단체(19)를 하방으로 밀게 되는 것이다. 차단체(19)는 밸브 시트(21)로부터 밀려져서 귀환 밸브(8)는 개방된다.
도15는 차례로 본 발명의 귀환 밸브의 또 다른 실시예를 보여주는 것으로, 상술한 실시예들과 일부 상응하므로, 그 설명은 여기서도 참고되고, 동일한 부호는 동일한 내용을 갖는다.
이 실시예의 하나의 특별한 특징은 여러가지 중에서도 정지(또는 고정) 매카니즘에 의한 폐쇄력 증폭을 포함한다는 것이다. 특히, 폐쇄력 증폭기는 입력측에 나타나는 유체에 따라 자체 매체로 작동되어 폐쇄력 증폭을 얻을 수 있게 되고, 가급적이면, 고정 매카니즘은 입력측에 나타나는 유체에 따라 자체 매체로 해제되어 폐쇄력 증폭을 얻도록 하고 그리고/또는 유체 밸브가 폐쇄 위치를 담당하도록 하는 것이 좋다.
도15는, 특히, 이 점에서 고정 요소(34)가 피스톤 로드(20)상에 배치된 것을 보여준다. 고정 요소(34)는 피스톤 로드(20) 상에 공동축으로 체결된 원통형 베이스(35a)와 상기 베이스(35a)로부터 돌기하는 가급적 네개의 고정 레버(35b)(도16 참조)를 포함한다. 각각의 고정 레버(35b)는 가급적이면 베벨형 스위칭면인 스위칭부분(36), 및 가급적이면 고정면인 고정 부분(37)을 가진다. 상기 고정 부분(37)은 베어링부품, 고정 부품 및/또는 베어링부품(40)과 함께 고정형 및 해제형 고정을 이루도록 의도된 것이다.
스위칭부분(36)은 스위칭 요소와 협동하기 위한 것으로서, 그에 의해 고정부분(37)과 베어링부품(40) 사이의 고정의 해제 및/또는 고정이 수행된다. 스위칭요소(39)는 고정부분(37)과 베어링부품(40) 사이의 고정의 해제 및/또는 고정을 위해 스위칭부분(36)과 협동하기 위한 것으로, 상세하게는, 결합과 해제를 위해 이동되도록 한 것이다. 상기 스위칭부분(36)은 보상 요소 및/또는 로드(29)와 접속된다. 상세하게는, 스위칭부분(36)은 보상 요소 또는 로드(29) 상에 위치한 멤브레인 홀더(38) 상에 제공된다. 상기 스위칭부분(36)은 가급적 보상 요소 또는 로드(29)에 공동축으로 위치하고 그리고 스위칭부분(36)의 각각의 베벨형 스위칭면과 상호작용하기 위해 제공된 원주방향 베벨형 스위칭면(39)을 포함한다. 상기 스위칭면(39)은 로드(29) 또는 보상 요소 및/또는 차단체(19)와 함께 이동하기 위해 제공된다.
특히, 고정 요소(34)는 가급적 베어링부품(40)과 스위칭(고정/해제) 스냅, 래치 및/또는 클램핑 접속을 형성하기 위해 돌출형 고정 레버(35b)에 의해 탄성방도로 형성되는 것이 좋다.
도15에서 알 수 있는 바와 같이, 베어링부품(40)은 중심에 중심 개구를 가져서 고정 요소(상세하게는 고정 레버(35b) 및/또는 고정부분(37)), 피스톤 로드(20) 및/또는 로드(29) 또는 보상요소를 관통하도록 한다. 상기 베어링부품(40)은 아울러 실린더(12)의 벽의 내부측 또는 유체 밸브(8)의 하우징 벽에 체결된다. 상기 베어링부품(40)은 가급적 코일 스프링(17)이 그의 하부측이 베어링부품(40) 상에 놓여 있을 수 있도록(상세하게는 피스톤 측 상에, 즉 도15의 상부 축방향으로) 그리고 피스톤(13)에 대해 아래로부터 축상방으로 밀고 그리고/또는 원주연부 둘레 또는 중심 개구에 인접하여(차단체 측 상, 즉 도15의 축하방) 고정부분(37)을 위한 베어링부분, 지지부분, 또는 고정부분을 제공하기 위해 마련된다. 상기 베어링부품은 가급적 고정 판(32)과 구조적 및/또는 기능적으로 유사하거나 본질적으로 동일하게 설계될 수 있는 것이 바람직하다. 상기 베어링부품(40)은 가급적 멤브레인(23)과 코일 스프링(17) 및/또는 피스톤(13) 사이에 위치한다.
일반적으로, 도15에 따른 폐쇄력 증폭기 및/또는 고정 매카니즘은 다음과 같은 기능을 한다: 색료의 충전 중, 밸브(8)는 부하 또는 대기 위치에서 무공기압 상태로 있다. 차단체(19)는 밸브 시트(21)에 작은 링 틈새를 생성시킨다. 도달하는 색료는 색료 덕트로부터의(색료 변경장치로부터 분무장치로) 공기와 잔여 공기/플러싱제 에어졸을 (페인트 스톱) 밸브의 부하 틈새(50)를 통해 귀환 라인(7)으로 쫓아낸다. 색료의 도달시, 차단체(19)는 더욱 굳어진 색료에 의해(제어 센서 시스템 없이 가급적 즉시) 폐쇄를 개시한다. 페인팅 중 안전한 동작을 위해, 차단체(19)에의 색료의 도달시 고정 매카니즘은 해제되고, 바람직하게도 베어링부품(40)과 피스톤(13) 사이에 위치한 코일 스프링(17)에 의해 스프링 작동식 폐쇄력 증폭은 발생되고 성취된다.
후속되는 부하 중, 보상요소 또는 로드(29)가 도15의 도달 색료에 의해 상방으로 이동된다. 이 프로세스에서, 멤브레인 홀더38) 상에 바람직하게 위치한 스위칭 요소(39)는 스위칭부분(36)을 지나 고정 레버(35b)를 신속하게 내부로 이동시킨다.
베어링부품(40)으로부터 고정 레버(35b) 또는 고정부분(37)의 해제 중, 코일 스프링(17)은 해제되고 그에 의해 차단체(19)는 밸브 시트(21)에 밀봉 상태로 압착된다.
도16은 확대된 고정 요소(35)를 보여준다. 이 고정 요소(35)는 원통형 베이스(35a) 및 베이스로부터 돌출된 네개의 고정 레버(35b)를 포함한다. 각 고정 레버(35b)는 스위칭 부분(36)과 고정 부분(37)을 가진다.
도15는 부하/대기 위치에 있는 귀환 밸브의 횡단면을 보여준다(색료의 작동은 없음). 피스톤(13)은 코일 스프링(17)에 의해 상방으로 가압된다. 그러나, 움직임은 고정 부분(37)과 베어링 부품(40)(고정된)에 의해 결합된 고정 레버(35b)에 의해 제한된다. 상기 고정 부분(37)은 따라서 베어링 부품(40)을 갖는, 상세하게는 베어링 부품(40)의 중심 개구의 원주 연부를 갖는 고정부를 형성한다.
구동 핀(33)은 멤브레인에 의해 또는 부가적으로 코일 스프링(17)에 의해 세장공의 상부 단에 위치된다. 차단체(19)는 밸브 시트(21)와 차단체(19) 사이에 부하 또는 링 틈새(50)가 형성되는 방도로 위치된다.
도17A는 폐쇄력 증폭기능을 구비한 폐쇄 위치(색료에 의해 작동) 또는 페인팅 위치에 있는 도15로부터의 귀환 밸브의 횡단면도를 보여준다. 멤브레인 홀더(38)상의 스위칭 요소(39)는 색료 라인(5)을 통해 이송된 색료에 의해 상방으로 움직인다. 이렇게 하여, 스위칭 요소(39)는 고정 레버(35b)의 스위칭 부분(36)과 결합하여 상기 고정 레버(35b)가 방사상으로 내향하여 가압되고(PR), 그에 의해 고정 레버(35b), 상세하게는 고정 부분(37)과 베어링 부품(40) 사이의 고정은 해제된다. 이렇게 하여 피스톤(13)은 코일 스프링(17)에 의해 상방으로 밀려질 수 있다. 차단체919)는 색료 라인(5)을 거쳐 공급된 색료에 의해 상방으로 충돌되고 그런 후 코일 스프링(17)에 의해 증대된 폐쇄력을 발생시키는 폐쇄력 증폭기에 의해 보다 더 강력하게 상방으로 충돌되어 긴밀하고 안전한 밀봉을 얻도록 한다. 구동 핀(33)은 색압에 의해 세장공의 하부단에 위치된다.
특히, 도15 및 도17A의 비교로서 알 수 있는 것으로, 스위칭 요소(39)는 대기/부하 위치(도15)로부터 축방향(PA)으로 고정 요소(34)의 방향으로 이동하여 폐쇄 위치(도17A) 및/또는 폐쇄력 증폭을 얻고 그리고/또는 베어링 부품(40)과 고정부분(37)의 고정을 해제시키고, 상세하게는 고정 요소(34)가 그의 원래의 형상(도16)으로부터 방사상으로 내향하여 변형되어 해제된 것을 위해 제공된 것을 알 수 있다.
도17B는 도15로부터 압축공기 지원으로 플러싱 위치로 된 귀환 밸브의 횡단면도를 보여준다. 구동 핀(33)은 세장공의 상부단에 위치된다. 피스톤(13)은 압축공기 접속부(16)를 통해 공급된 압축공기에 의해 하방으로 가압된다. 아울러, 코일 스프링(17)도 함께 가압된다. 더욱이, 차단체(19)는 하방으로 이동되어 차단체(19)와 밸브 시트921) 사이에 플러싱 틈새(51)가 형성된다. 고정 부분(37)은 플러싱 위치에서 베어링 부품(40)과의 어떠한 고정도 형성시키지 않으며, 베어링 부품(40)과 결합도 하지 않는다. 고정 부분(37)은 특히 베어링 부품(40)으로부터 떨어져 있거나 또는 결합 위치가 아닌 상태로 변위되어 있다.
특히, 도15, 도17A 및 도17B의 비교로서 알 수 있는 것으로, 스위칭 요소(39)는 폐쇄 위치(도17A)로부터 및/또는 대기/부하 위치(도15)로부터 축방향(PA)으로 고정 요소(34)의 방향으로부터 떨어지는 방향으로 이동하여 대기/부하 위치(도15) 및/또는 개방 위치(도17B)를 얻고 그리고/또는 베어링 부품(40)과 고정부분(37)의 고정을 유지시키고, 상세하게는 고정 요소(34)가 그의 원래의 형상(도16)으로 돌아올 수 있게 하기 위해 제공된 것을 알 수 있다.
도18A-도18C는 본 발명의 밸브 시트, 로드 또는 보상요소 및 차단체의 다양한 실시예를 보여주는 것으로, 상술한 실시예들과 일부 상응하고 상술한 밸브에 제공될 수 있으므로, 그 설명은 여기서도 참고되고, 동일한 부호는 동일한 내용을 갖는다.
도18A는 축방향 틈새 원리에 따른 구현예, 상세하게는 밸브 시트(21)의 영역에서의 변형된 차단체(19) 및/또는 변형된 로드(29)에 대한 개략확대도를 보여준다. 차단체(19)는 원추형, 가급적이면 색료 라인(5)을 향하여 넓어지는 형상이 좋다. 아울러, 밸브 시트(21)도 원추부분, 가급적이면 색료 라인(5)을 향하여 넓어지는 형상을 포함하는 것이 좋다. 상기 차단체(19)는 적어도 일부가 밸브 시트(21)의 원추부분에 위치되고, 또한 원주형 밀봉 연부(19x)를 포함한다. 상기 원주형 밀봉 연부(19x)는 밸브 시트(21)의 원추부분상에 밀봉상태로 되는 폐쇄 위치로 놓여지며, 플러싱 및/또는 대기/부하 위치에서, 상기 밀봉 연부(19x)와 밸브 시트(21) 사이에는 부하 또는 링 틈새(50)가 형성된다. 도18A에 도시된 밀봉 연부(19x)는 차단체(19)의 자유단에 위치되어 있다.
도18B는 방사상 틈새 원리에 따른 구현예, 상세하게는 밸브 시트(21)의 영역에서의 다르게 변형된 차단체(19) 및/또는 다르게 변형된 로드(29)에 대한 개략확대도를 보여준다. 차단체(19)는 제1 원추부분(19a), 제2 원추부분(19b) 및 원통부분(19c)를 포함하고, 상기 원통부분(19c)은 제1 원추부분(19a)과 제2 원추부분(19b) 사이에 위치한다. 상기 제1 원추부분(19a)은 로드(29) 또는 보상요소로부터 원통부분(19c)으로 연장하고, 제2 원추부분(19b)은 차단체(19)의 자유단에 위치한다. 상기 제1 원추부분(19a) 및 제2 원추부분(19b)은 가급적이면 색료 라인(5)을 향해 넓어진다. 밸브 시트(21)는 원통부분과 가급적 색료 라인(5)을 향하여 넓어지는 원추부분을 포함한다. 상기 밸브 시트(21)의 원추부분은 밸브 시트(21)의 자유단에 위치하고, 도18B의 밸브 시트(21)의 원통부분은 밸브 시트(21)의 원추부분의 바로 위에 공동축으로 위치한다. 상기 차단체(19)의 원통부분(19c)의 직경은 로드(29) 또는 보상요소의 직경보다 더 크다. 상기 차단체(19)의 원통부분(19c)은 그의 축방향 연장부 "a" 이상의 실질적으로 일정한 틈새 사이즈 또는 일정한 틈새 폭을 가지는, 밸브 시트(21)의 원통부분과의 축방향 연장 링 틈새(60)를 형성하기 위해 제공된다. 상기 축방향 연장 링 틈새(60)는 가급적이면 피스톤 로드(20), 로드(29) 또는 보상요소에 공동축으로 평행하여 펼쳐진다. 도18B에 도시된 밀봉 연부(19x)는 차단체(19)의 자유단에 위치되어 있다.
도18C는 방사상 틈새 원리에 따른 구현예, 상세하게는 변형된 밸브 시트(21)의 영역에서의 다르게 변형된 차단체(19) 및/또는 다르게 변형된 로드(29)(또는 보상요소)에 대한 개략확대도를 보여준다. 차단체(19)는 원추부분(19a)과 원통부분(19c)를 포함한다. 상기 원추부분(19a)은 로드(29) 또는 보상요소와 원통부분(19c) 사이에 위치하고, 차단체(19)의 원통부분(19c)은 차단체(19)의 자유단에 위치한다. 상기 원추부분(19a)은 가급적이면 색료 라인(5)을 향해 넓어진다. 상기 차단체(19)의 원통부분(19c)의 직경은 로드(29)의 직경보다 더 크다. 아울러, 밸브 시트(21)는 원통부분과 가급적 색료 라인(50)을 향하여 넓어지는 원추부분을 포함한다. 상기 밸브 시트(21)의 원통부분은 밸브 시트(21)의 자유단에 위치하고, 도18C의 밸브 시트(21)의 원추부분은 밸브 시트(21)의 원통부분의 바로 위에 공동축으로 위치한다. 상기 차단체(19)는 원주방향 밀봉 연부(19x)를 포함한다. 상기 원주방향 밀봉 연부(19x)는 밸브 시트(21)의 원추부분상에 밀봉상태로 되는 폐쇄 위치로 놓여진다.
차단체(19)의 원통부분(19c)은 그의 축방향 연장부 "a" 이상의 실질적으로 일정한 틈새 사이즈 또는 일정한 틈새 폭을 가지는, 밸브 시트(21)의 원통부분과의 축방향 연장 링 틈새(60)를 형성하기 위해 제공된다. 상기 축방향 연장 링 틈새(60)는 가급적이면 피스톤 로드(20), 로드(29) 또는 보상요소에 공동축으로 평행하여 펼쳐진다. 도18C에 도시된 밀봉 연부(19x)는 차단체(19)의 자유단 뒤에 위치되어 있다.
도18A에 도시된 구현예와 비교하여, 도18B 및 도18C에 되시된 구현에는 양호한 색압(색료 압력) 조건을 제공하기 때문에 보다 유리하다. 도18A에 도시된 구현예에서는 색압의 일부가 차단체 뒤에 형성시킬 가능성이 있고 그에 의해 부하 프로세스 중에 폐쇄시키기 위한 힘을 감소시키게 된다.
도18B, 보다 상세하게는 도18C에 따른 구현예의 경우, 밸브 구성요소들의 길이 공차는 폐쇄 프로세스 중에 로드의 더 길어진 주행로에 의해 일정한 틈새 사이즈와 함께 보다 양호하게 보상받을 수 있다(잇점: 큰 로드 및 차단 밸브 행정, 각기 제조 공차에 쉽게 순응됨). 길어진 폐쇄 행정에 기초하여, 안전하고도 개선된 폐쇄력 증폭기를 갖춘 구현예가 얻어질 수 있게 된다.
색료 손실의 감소를 위한, 더 상세하게는 색료 변경 후 색료 부하 손실의 감소를 위한 본 발명의 유체 밸브는 다양한 곳에서 유리하게 사용될 수 있다. 도19에 도시된 바와 같이, 예컨대 색료 변경장치 FW( RF2 위치 참조), 계량 펌프 DP(이를 테면, 바이패스 밸브 BV의 위치 대신에), 분무장치 Z( RF1 위치 참조), 특정 색료 공급 시스템의 부하 및 그와 적용예, 등에서 사용될 수 있다. 아울러, 유체 또는 페인트 스톱 밸브는 양돈장에서도 사용가능하다. 상기 유체 또는 페인트 스톱 밸브는 바람직하게도 색료의 충전 중에 색료 또는 코팅제 채널로부터 방출시키는 데 그리고 색료 손실의 감소 및 이들 색료로부터 피할 목적으로 도달시 자동 폐쇄시키는 데 사용될 수 있다. 아울러, 기타 용도로도 다양하게 사용 가능하다.
이상과 같이 본 발명을 도면에 도시한 실시예를 참고하여 설명하였으나, 이는 발명을 설명하기 위한 것일 뿐이며 어떠한 경우에도 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 본 발명의 진정한 권리범위는 상술한 명세서에 의해서 보다는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 결정되어야 한다. 그리고 이들 청구항의 의미 및 균등범위에 속하는 모든 변경 실시예들은 모두 그 범위에 포괄되도록 의도된 것이다.

Claims (28)

  1. 페인팅 시스템에서의 신규 색료의 변경 또는 충전 중, 색료 라인(5)에 접속되어 색료 라인(5)으로부터의 잔류 색료, 플러싱제, 공기 및 압축공기 중 적어도 하나를 귀환시키기 위한 귀환 밸브로서의 페인팅 시스템용 유체 밸브(8)에 있어서,
    a) 유체 밸브(8)가 적어도 일부 개방되는 것으로, 색료 변경 중 플러싱제로서 색료 라인(5)을 플러싱시키고 그리고 신규 색료로 색료 라인(5)을 충전시키기 위한 개방 위치, 및
    b) 유체 밸브(8)가 폐쇄되는 것으로, 색료 변경 후 신규 색료를 적용시키기 위한 폐쇄 위치를 가지며,
    c) 유체 밸브(8)는 개폐 정도에 따라 상기 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 조정될 수 있으며,
    d) 유체 밸브(8)는 입력측에 존재하는 유체에 의하여 자체 매체 작동식으로 폐쇄 위치로 스위치되거나 입력측에 존재하는 유체에 의하여 자체 매체 작동식으로 관통 흐름 유체의 거동에 영향을 주고,
    e) 유체 밸브(8)의 스위칭 프로세스가 입력측에 존재하는 유체의 점도에 의해 제어되고, 그리고
    f) 유체 밸브(8)는 탄성 멤브레인(23)이 차단체(19)를 수반하는 멤브레인 밸브로서 실현된 것을 특징으로 하는 페인팅 시스템용 유체 밸브.
  2. 제1항에 있어서,
    a) 상기 유체 밸브(8)는 페인팅 시스템에서의 색료 변경 중, 색료 라인(5)으로부터 잔류 색료, 플러싱제, 공기 및 압축공기 중 적어도 하나를 귀환 시스템으로 유도하는 귀환 밸브(8)이고,
    b) 상기 유체 밸브(8)는 그의 구성에 기초하여 한편의 색료와 다른 한편의 압축공기 및 공기 함유 색료를 구별시키고,
    c) 상기 유체 밸브(8)는 그의 입력측에 색료가 존재하는 경우 독자적으로 그리고 그의 구성을 기초로 폐쇄 위치로 스위치되고,
    d) 상기 유체 밸브(8)는 그의 입력측에 공기 및 압축공기 또는 색료 거품이 존재하는 경우 독자적으로 그리고 그의 구성을 기초로 개방 위치로 스위치시키는 것을 특징으로 하는 페인팅 시스템용 유체 밸브.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 유체 밸브(8)는 입력측에 존재하는 유체의 점도에 의하여 개방 위치와 폐쇄 위치 사이를 스위치시키는 것을 특징으로 하는 페인팅 시스템용 유체 밸브.
  4. 제1항에 있어서,
    a) 상기 유체 밸브(8)는 개방 위치에서 최대로 개방되는 것으로, 최대량의 플러싱제 흐름으로 색료 라인(5)을 플러싱시키고,
    b) 상기 유체 밸브(8)는 개방 위치와 폐쇄 위치에 부가하여 대기 위치를 가지며,
    c) 상기 유체 밸브(8)는 대기 위치에서 적어도 일부 개방되는 것으로, 신규 색료의 충전 중 신규 색료를 대기시키며, 그리고
    d) 상기 유체 밸브(8)는 개방 위치로부터가 아닌 단지 대기 위치로부터 독자적으로 폐쇄 위치로 스위치시키는 것을 특징으로 하는 페인팅 시스템용 유체 밸브.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 유체 밸브(8)는 외부 매체 작동식으로 조정되는 밸브 구동에 의해 외부적으로도 조정될 수 있는 것을 특징으로 하는 페인팅 시스템용 유체 밸브.
  6. 제5항에 있어서,
    다음 중 적어도 하나, 즉
    a) 상기 유체 밸브(8)에 접속된 제1 압축공기 접속부(15)를 통해 상기 유체 밸브(8)가 외부 작동식으로 폐쇄 위치로 되거나,
    b) 상기 유체 밸브(8)에 접속된 제2 압축공기 접속부(16)를 통해 상기 유체 밸브(8)가 외부 작동식으로 개방 위치로 되는 것을 특징으로 하는 페인팅 시스템용 유체 밸브.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 유체 밸브(8)가,
    a) 실린더(12),
    b) 상기 실린더 안에서 가동되는 피스톤(13),
    c) 상기 피스톤(13)에 의해 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 이동되는 차단체(19),
    d) 밸브 시트(21)로서, 상기 차단체(19)가 상기 밸브 시트(21)를 폐쇄 위치로 폐쇄시키는 한편, 상기 차단체(19)가 상기 밸브 시트(21)를 개방 위치로 개방시키는 상기 밸브 시트(21)를 포함하는 것을 특징으로 하는 페인팅 시스템용 유체 밸브.
  8. 제6항에 있어서,
    a) 상기 제1 압축공기 접속부(15)는 피스톤(13)의 일측에서 실린더(12)로 개방하여 공기압적으로 유체 밸브(8)를 폐쇄 위치로 스위치시키고,
    b) 상기 제2 압축공기 접속부(16)는 피스톤(13)의 타측에서 실린더(12)로 개방하여 공기압적으로 유체 밸브(8)를 개방 위치 또는 대기 위치로 스위치시키는 것을 특징으로 하는 페인팅 시스템용 유체 밸브.
  9. 제1항에 있어서,
    a) 상기 유체 밸브(8)는 폐쇄 위치로 스위칭시키기 위한 자체 매체 작동식 폐쇄력을 발생시키고,
    b) 상기 자체 매체 작동식 폐쇄력은 유체 밸브(8)에 통합된 폐쇄력 증폭기에 의해 증폭되는 것을 특징으로 하는 페인팅 시스템용 유체 밸브.
  10. 제9항에 있어서,
    a) 상기 폐쇄력 증폭기는 외부 매체 작동식, 즉 공기압식으로 동작하거나, 또는
    b) 상기 폐쇄력 증폭기는 스프링 또는 예비하중식 매카니즘에 의해 동작되는 것을 특징으로 하는 페인팅 시스템용 유체 밸브.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    a) 상기 폐쇄력 증폭기는 입력측에 존재하는 유체에 의하여 자체 매체 작동식으로 작동되어 폐쇄력 증폭을 얻도록 한 것을 특징으로 하는 페인팅 시스템용 유체 밸브.
  12. 제9항에 있어서,
    a) 상기 폐쇄력 증폭기는 증폭기 밸브를 가지며,
    b) 상기 폐쇄력 증폭기의 증폭기 밸브는 실린더(12)로 개방하여 유체 밸브(8)를 폐쇄시키는 데 사용되는 제1 압축공기 접속부(15)를 선택적으로 개폐시키고,
    c) 상기 제1 압축공기 접속부(15)에 적용된 압력은 증폭기 밸브가 개방된 경우 폐쇄력을 증가시키는 것을 특징으로 하는 페인팅 시스템용 유체 밸브.
  13. 제12항에 있어서,
    a) 상기 증폭기 밸브는 슬라이딩 밸브로서 피스톤(13)과 결합된 밸브 슬라이더(22)를 포함하고,
    b) 상기 밸브 슬라이더(22)는 상기 유체 밸브(8)의 피스톤(13)이 개방 위치에 있는 경우 제1 압축공기 접속부를 폐쇄시키고,
    c) 상기 밸브 슬라이더(22)는 피스톤(13)이 그의 행정 일부를 개방 위치로부터 폐쇄 위치의 방향으로 이동된 경우 제1 압축공기 접속부(15)를 해제시켜서 폐쇄력 증폭이 작용하도록 한 것을 특징으로 하는 페인팅 시스템용 유체 밸브.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 제1 압축공기 접속부(15)는 실린더(12)의 측면 표면으로 방사상으로 개방하는 것을 특징으로 하는 페인팅 시스템용 유체 밸브.
  15. 제12항에 있어서,
    a) 상기 제1 압축공기 접속부(15)는 실린더(12)의 단부면으로 반경방향으로 개방하고,
    b) 상기 제1 압축공기 접속부(15)는 유체 밸브(8)의 피스톤(13)에 의해 직,간접적으로 개,폐되고,
    c) 상기 제1 압축공기 접속부(15)의 개구 마우스는 피스톤(13)보다 더 작은 횡단면을 가지며, 상기 횡단면의 비는 폐쇄력 증폭 팩터(인자)를 규정하는 것을 특징으로 하는 페인팅 시스템용 유체 밸브.
  16. 제9항에 있어서,
    a) 상기 폐쇄력 증폭기는 압력 제어식 파이롯트 밸브(25)를 포함하고,
    b) 상기 파이롯트 밸브(25)는 유체 밸브(8)의 제1 압축공기 접속부와 접속되어 파이롯트 밸브(25)가 개방되었을 때 유체 밸브(8)의 폐쇄 움직임을 지원하도록 하고,
    c) 상기 파이롯트 밸브(25)는 유체 밸브(8)의 색료 라인(5)과 접속되어 유체 밸브(8)의 색료 라인(5)에 압력이 형성되는 경우 파이롯트 밸브(25)가 개방하도록 색료 라인(5)과 접속된 제어 입력부를 가지는 것을 특징으로 하는 페인팅 시스템용 유체 밸브.
  17. 제1항에 있어서,
    a) 상기 차단체(19)는 피스톤(13)과 결합되고,
    b) 상기 피스톤(13)은 실린더(12)안에서 가동되고,
    c) 상기 피스톤(13)의 일측 상에 제1 압축공기 접속부(15)가 실린더안으로 개방하여 유체 밸브(8)를 공기압식으로 폐쇄시키도록 하고,
    d) 상기 피스톤(13)의 타측 상에 제2 압축공기 접속부(16)가 실린더(12)안으로 개방하여 유체 밸브(8)를 공기압식으로 개방시키도록 한 것을 특징으로 하는 페인팅 시스템용 유체 밸브.
  18. 제7항에 있어서,
    상기 피스톤(13)이 일측 또는 양측으로부터 스프링(17, 18)의 스프링 힘으로 적용되는 것을 특징으로 하는 페인팅 시스템용 유체 밸브.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 유체 밸브(8)가 천공성 디스크를 갖춘 차단체(19)를 가지는 것을 특징으로 하는 페인팅 시스템용 유체 밸브.
  20. 제1항에 있어서,
    a) 상기 유체 밸브(8)는 유체 밸브(8)가 개방 위치 또는 폐쇄 위치에 있는 지를 인식하는 피스톤 센서를 가지는 것을 특징으로 하는 페인팅 시스템용 유체 밸브.
  21. 제7항에 있어서,
    a) 상기 차단체(19)가 보상요소에 의해 피스톤(13)과 결합되고,
    b) 상기 보상요소는 차단체(19)와 피스톤(13)사이에 유동을 허용하고,
    c) 상기 보상요소의 유동은 차단체(19)의 개방 위치로부터 폐쇄 위치로의 이동보다 더 크게 되어 차단체(19)가 피스톤의 이동없이 자체 매체 작동식으로 개방 위치로부터 폐쇄 위치로 이동할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 페인팅 시스템용 유체 밸브.
  22. 제9항에 있어서,
    상기 폐쇄력 증폭기가 고정 매카니즘을 포함하고, 고정 매카니즘은 입력측에 존재하는 유체에 의해 자체 매체 작동식으로 변환가능하고 그리고
    a) 다음과 같은 고정 요소(34),
    a1) 적어도 일부가 탄성적이고;
    a2) 피스톤 로드(20)에 체결된 베이스(35a) 및 상기 베이스(35a)로부터 돌기하는 적어도 하나의 고정 레버(35b)를 가지며;
    a3) 상기 고정 레버(35b)의 하단부에 고정 형성을 위한 적어도 하나의 고정부분(37) 및 하기의 스위칭 요소(39)와 협동하기 위한 적어도 하나의 스위칭부분(36)을 가져서 고정부분(37)의 고정해제 또는 고정유지를 얻도록 하고; 그리고
    b) 상기 고정부분(37)의 고정해제 또는 고정유지를 위한 스위칭 요소(39)를 포함하는 것을 특징으로 하는 페인팅 시스템용 유체 밸브.
  23. 제22항에 있어서,
    a) 상기 스위칭 요소(39)가 고정 요소(34)의 방향으로 축방향으로(PA) 이동하여 폐쇄 위치 및 폐쇄력 증폭을 얻고 그리고 고정부분(37)의 고정해제를 위해 제공되어서, 상기 고정 요소(34)가 그의 원래의 형상으로부터 방사상으로부터 변형되고, 그리고
    b) 상기 스위칭 요소(39)가 고정 요소(34)로부터 떨어지는 방향으로 축방향으로 이동하여 대기 위치 또는 개방 위치를 얻고 그리고 고정부분(37)의 고정유지를 위해 제공되어서, 상기 고정 요소(34)가 그의 원래의 형상으로 복귀되도록 한 것을 특징으로 하는 페인팅 시스템용 유체 밸브.
  24. 제1항에 있어서,
    다음 중 적어도 하나, 즉
    a) 하나의 원추부분과 적어도 하나의 원통부분을 포함하는 것으로 상기 차단체(19)를 안착시키기 위한 밸브 시트(21)가 제공되고,
    b) 상기 차단체(19)는 제1 원추부분(19a) 및 제2 원추부분(19b)을 포함하고, 상기 차단체(19)의 제1 원추부분(19a)과 제2 원추부분(19b)사이에는 차단체(19)의 원통부분(19c)이 위치하는 것을 특징으로 하는 페인팅 시스템용 유체 밸브.
  25. 제24항에 있어서,
    a) 상기 차단체(19)의 원통부분(19c)은 밸브 시트(21)의 원통부분과 링 틈새(60)를 형성하는 것으로 제공되고, 상기 링 틈새(60)는 축방향 연장부에 걸쳐 일정한 틈새 사이즈를 가지는 것으로 제공되고,
    b) 상기 차단체(19)는 차단체(19)의 자유단에 또는 차단체(19)의 자유단의 뒤 축방향으로 위치된 원주방향 밀봉 연부(19x)를 포함하는 것을 특징으로 하는 페인팅 시스템용 유체 밸브.
  26. 차량 몸체 부품들을 페인팅하기 위한 것으로,
    a) 코팅제를 적용하기 위한 것으로 회전 분무장치(2)와 같은 적용장치,
    b) 상기 적용장치에 코팅제를 공급하기 위한 색료 라인(5),
    c) 상기 적용장치의 앞 상류측 색료 라인(5)에 위치되어 코팅제를 선택적으로 해제 또는 차단하는 메인 니들 밸브(6),
    d) 색료 변경 중, 잔류 코팅제, 플러싱제, 공기 및 압축공기 중 적어도 하나를 귀환시키기 위한 귀환 라인(7)으로서, 상기 귀환 라인은 상기 메인 니들 밸브(6) 앞의 상류측 또는 상기 메인 니들 밸브(6) 뒤의 하류측의 색료 라인(5)으로부터 분기하는 상기 귀환 라인(7),
    e) 상기 귀환 라인(7)에 위치된 귀환 밸브(8),를 포함하고,
    f) 상기 귀환 밸브(8)는 제1항에 따른 유체 밸브(8)이고,
    g) 상기 메인 니들 밸브(6)는 제1항에 따른 유체 밸브(8)와 통합된 것을 특징으로 하는 페인팅 시스템.

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