KR101890402B1 - 미터링 볼 밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명의 밸브는 계량 상태, 완전 유동 상태와 차단 상태 사이에서 전환가능하다. 본 발명의 바람직한 실시예는 계량-완전 유동 밸브, 계량-차단 밸브 그리고 계량-차단-완전 유동 밸브를 포함하고 있다.

Description

미터링 볼 밸브{A METERING BALL VALVE}

본 발명은 대체로 밸브에 관한 것이며, 보다 상세하게는, 니들 밸브 및/또는 미터링 밸브와의 볼 밸브의 조합에 관한 것이다.

계측 시스템 및 계측화 시스템에 사용하기에 적합한 밸브는 잘 알려져 있다. 상기 시스템용으로 특히 유용한 한 가지 유형의 밸브는 볼 밸브를 포함한다. 일반적으로, 볼 밸브는 입구 통로 및 출구 통로를 가진 내측 밸브 챔버를 가진 챔버 또는 몸체를 포함하고 있다.

상기 내측 밸브 챔버 내에 볼 밸브 부재가 배치되어 있다. 상기 볼 밸브 부재는 상기 챔버 내의 중심에 위치된 스테인레스 강 볼 및 원통형 밸브 스템을 포함하고 있고, 상기 원통형 밸브 스템은 상기 볼로부터 상기 챔버를 통하여 축방향으로 상기 몸체의 외측 위치로 뻗어 있다. 패킹 재료가 상기 볼 및 상기 밸브 스템을 둘러싸고 있으며, 상기 몸체의 입구 통로 및 출구 통로로부터 상기 볼까지 뻗어 있는 통로를 제외하고, 상기 볼과 상기 챔버 사이의 빈 공간을 채우고 있다. 작동하는 밸브 스템에 부착된 핸들은 상기 볼이 회전할 수 있게 하여, 상기 볼에 있는 통로를 상기 몸체의 입구 통로 및 출구 통로와 선택적으로 정렬시킨다. 볼 밸브는, 특정 사용처의 필요에 따라, 단일 입구 통로 및 단일 출구 통로를 가진 2 방향 밸브, 또는 단일 입구 통로 및 한 쌍의 출구 통로를 가지거나 한 쌍의 입구 통로 및 하나의 출구 통로를 가진 3 방향 밸브로 될 수 있다.

니들 밸브는 밸브 폐쇄 축을 따라서 밸브 시트 캐버티(valve seat cavity)의 내외로 축방향으로 이동하기 위해 밸브 부재, 또는 니들(needle)이 밸브 몸체 내에 장착되어 있는 형태의 밸브이다. 상기 밸브 시트 캐버티로 개방되어 있는 유동 통로는, 출구로 향하는 유체의 통로에 대한 보다 정확한 제어를 제공하면서 상기 니들을 상기 밸브 시트 캐버티 속으로 삽입함으로써 밸브가 폐쇄될 수 있고 상기 니들을 상기 밸브 시트 캐버티로부터 후퇴시킴으로써 밸브가 개방될 수 있도록 상기 밸브 몸체에 형성되어 있다.

도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 볼 밸브(2)와 니들 밸브(4)는 파이프라인(6) 내의 유체의 통로를 제어하기 위해 평행하게 결합될 수 있다. 통상적으로 상기 두 종류의 밸브는 다양한 요구에 대해 상기 밸브들 중의 각 밸브의 장점을 활용하기 위해 서로 평행하게 설치되어 있다. 도 1에 도시되어 있는 이러한 방식은, 다양한 구성요소, 많은 잠재적인 누출 지점, 비용 효과(cost-effectiveness), 높은 노동 비용, 높은 손상 가능성과 같은 여러가지 단점과 다른 단점들을 가지고 있다.

따라서, 볼 밸브와 니들 밸브의 양자를 단일 구조로 통합하는 콤팩트한 밸브를 개발하고자 하는 필요성이 오랫동안 제기되고 있었다. 본 발명은 이러한 요구에 부합하기 위한 것이다.

당해 기술 분야에서 알려진 밸브는 아래의 단점을 가지고 있다.

1. 볼 밸브는 완전히 개방된 상태와 완전히 폐쇄된 상태 사이에 있는 조절 상태(regulation mode)를 가지지 않는다. 당해 기술 분야에서 알려진 볼 밸브는 차단 제어용으로만 작동하도록 설계되어 있다.

2. 미터링 밸브는 정확하게 유동을 조절하도록 설계되어 있으며, 차단 제어용으로는 적합하지 않다.

본 발명은 상기와 같은 단점을 해소할 수 있는 새로운 형식의 밸브를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 한 가지 목적은 유체의 통로를 제어하는 밸브를 제공하는 것이다. 상기 밸브는,

a. 제1 보어와 제2 보어, 제1 출구 및 입구를 가지고 있는 몸체를 포함하고 있고, 상기 제1 보어와 제2 보어는 상기 몸체의 외부로부터 축방향으로 안쪽으로 뻗어 있으며 상기 제1 보어와 제2 보어 사이에 밸브 챔버를 형성하고 있고, 상기 제1 출구는 상기 밸브 챔버에 유동적으로 연결되어 있고, 상기 입구는 상기 밸브 챔버에 유동적으로 연결되어 있고;

b. 상기 제1 보어에 연결될 수 있으며 상기 제1 보어와 축방향으로 정렬된 제1 개구를 가지고 있는 제1 보닛을 포함하고 있고;

c. 상기 제2 보어에 연결될 수 있으며 상기 제2 보어와 축방향으로 정렬된 제2 개구를 가지고 있는 제2 보닛을 포함하고 있고;

d. 상기 밸브 챔버 내에 배치된 볼 부재를 포함하고 있고, 상기 볼 부재는 상기 입구와 상기 제1 출구 사이로 상기 유체가 통과할 수 있게 하는 제1 통로를 포함하고 있고; 그리고

e. 상기 제1 보닛의 상기 제1 개구 내에 배치되어 있으며 상기 입구와 상기 제1 출구 사이의 상기 유체의 통과를 제어하는 상기 볼 부재에 연결될 수 있는 제1 작동 스템을 포함하고 있다.

상기 밸브가 상기 제2 보닛의 상기 제2 개구를 통하여 상기 밸브 챔버에 유동적으로 연결될 수 있는 제2 출구; 상기 입구와 상기 제2 출구 사이의 상기 유체의 통로를 제공하는 상기 볼 부재 내의 제2 통로; 그리고 상기 제2 보닛의 상기 제2 개구 내에 배치되어 있으며, 상기 제2 출구와 상기 입구 사이의 상기 유체의 통과를 제어하기 위해, 상기 제2 보어 내에 수용되도록 설치된 제어 단부를 가지고 있는 제2 작동 스템을 더 포함하는 것이 본 발명의 영역 내에 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기와 같이 한정된 밸브에 있어서, 상기 입구가 유체 공급원에 유동적으로 연결될 수 있는, 밸브를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기와 같이 한정된 밸브에 있어서, 상기 제1 통로의 적어도 일부분과 상기 제2 통로의 적어도 일부분이 공통 통로를 공유하는, 밸브를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기와 같이 한정된 밸브에 있어서, 상기 제1 작동 스템은 상기 볼 부재를 차단 위치(SHUT OFF POSITION)로부터 완전 유동 위치(FULL FLOW POSITION)로 변경시키고, 반대로 완전 유동 위치(FULL FLOW POSITION)로부터 차단 위치(SHUT OFF POSITION)로 변경시키는 것에 의해서 상기 입구와 상기 제1 출구 사이의 상기 유체의 통과를 제어하도록 되어 있고, 상기 차단 위치(SHUT OFF POSITION)에서는 상기 제1 통로를 통한 상기 입구와 상기 제1 출구 사이의 상기 유체의 상기 통과가 차단되고, 상기 완전 유동 위치(FULL FLOW POSITION)에서는 상기 제1 통로를 통한 상기 입구와 상기 제1 출구 사이의 상기 유체의 상기 통과가 가능하고; 상기 제2 작동 스템은 상기 제어 단부를 폐쇄 계량 위치(CLOSED METERING POSITION)로부터 개방 계량 위치(OPENED METERING POSITION)로 변경시키고, 반대로 개방 계량 위치(OPENED METERING POSITION)로부터 폐쇄 계량 위치(CLOSED METERING POSITION)로 변경시키는 것에 의해서 상기 입구와 상기 제2 출구 사이의 상기 유체의 통과를 제어하도록 되어 있고, 상기 폐쇄 계량 위치(CLOSED METERING POSITION)에서는 상기 제2 통로를 통한 상기 입구와 상기 제2 출구 사이의 상기 유체의 상기 통과가 차단되고, 상기 개방 계량 위치(OPENED METERING POSITION)에서는 상기 제2 통로를 통한 상기 입구와 상기 제2 출구 사이의 상기 유체의 상기 통과가 가능한, 밸브를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기와 같이 한정된 밸브에 있어서, 상기 제2 작동 스템의 상기 폐쇄 계량 위치(CLOSED METERING POSITION)와 상기 제1 작동 스템의 상기 완전 유동 위치(FULL FLOW POSITION)의 결합 상태에서는, 상기 유체가 상기 입구와 상기 제1 출구 사이로만 통과할 수 있는, 밸브를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기와 같이 한정된 밸브에 있어서, 상기 제2 작동 스템의 상기 개방 계량 위치(OPENED METERING POSITION)와 상기 제1 작동 스템의 상기 차단 위치(SHUT OFF POSITION)의 결합 상태에서는, 상기 유체가 상기 입구와 상기 제2 출구 사이로만 통과할 수 있는, 밸브를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기와 같이 한정된 밸브에 있어서, 상기 제2 작동 스템의 상기 개방 계량 위치(OPENED METERING POSITION)와 상기 제1 작동 스템의 상기 완전 유동 위치(FULL FLOW POSITION)의 결합 상태에서는, 상기 유체가 상기 입구와 상기 제1 출구 사이, 그리고 상기 입구와 상기 제2 출구 사이로 통과할 수 있는, 밸브를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기와 같이 한정된 밸브에 있어서, 상기 제2 작동 스템이 상기 개방 계량 위치(OPENED METERING POSITION)와 상기 폐쇄 계량 위치(CLOSED METERING POSITION) 사이의 중간 위치에 있는, 밸브를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기와 같이 한정된 밸브에 있어서, 상기 제1 보닛에 나사식으로 연결될 수 있는 제1 패킹 볼트를 더 포함하고 있고, 상기 제1 패킹 볼트는 상기 제1 패킹 볼트와 상기 제1 작동 스템 사이에 배치될 수 있는 제1 패킹 재료를 압축시키도록 되어 있는, 밸브를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기와 같이 한정된 밸브에 있어서, 상기 제1 패킹 볼트는 상기 제1 보닛의 상기 제1 개구에 나사식으로 연결될 수 있는, 밸브를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기와 같이 한정된 밸브에 있어서, 상기 제2 보닛에 나사식으로 연결될 수 있는 제2 패킹 너트를 더 포함하고 있고, 상기 제2 패킹 너트는 상기 제2 패킹 너트와 상기 제2 작동 스템 사이에 배치될 수 있는 제2 패킹 재료를 압축시키도록 되어 있는, 밸브를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기와 같이 한정된 밸브에 있어서, 상기 제2 패킹 너트는 상기 제2 보닛의 외측부에 나사식으로 연결될 수 있는, 밸브를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기와 같이 한정된 밸브에 있어서, 상기 제1 작동 스템이 상기 제1 작동 스템을 회전시키는 제1 핸들을 포함하는, 밸브를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기와 같이 한정된 밸브에 있어서, 상기 제2 작동 스템이 상기 제2 작동 스템을 회전시키는 제2 핸들을 포함하는, 밸브를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 밸브를 제작하는 방법을 제공하는 것이다. 상기 방법은,

a. 제1 보어와 제2 보어, 제1 출구 및 입구를 가지고 있는 몸체를 제공하는 단계를 포함하고 있고, 상기 제1 보어와 제2 보어는 상기 몸체의 외부로부터 축방향으로 안쪽으로 뻗어 있으며 상기 제1 보어와 제2 보어 사이에 밸브 챔버를 형성하고 있고, 상기 제1 출구는 상기 밸브 챔버에 유동적으로 연결되어 있고, 상기 입구는 상기 밸브 챔버에 유동적으로 연결되어 있고;

b. 상기 입구와 상기 제1 출구 사이로 상기 유체가 통과할 수 있게 하는 제1 통로를 포함하는 볼 부재를 상기 밸브 챔버 내에 배치시키는 단계를 포함하고 있고;

c. 제1 개구를 가지고 있는 제1 보닛을, 상기 제1 보어와 축방향으로 정렬되도록, 상기 제1 보어에 연결시키는 단계를 포함하고 있고;

d. 제2 개구를 가지고 있는 제2 보닛을, 상기 제2 보어와 축방향으로 정렬되도록, 상기 제2 보어에 연결시키는 단계를 포함하고 있고;

e. 상기 제1 보닛의 상기 제1 개구 내에 나사결합되어 있으며 상기 입구와 상기 제1 출구 사이의 상기 유체의 통과를 제어하는 제1 작동 스템을 상기 볼 부재에 연결시키는 단계를 포함하고 있다.

상기 방법이,

f. 상기 제2 보닛을 통하여 상기 밸브 챔버에 연결될 수 있는 제2 출구를 가지고 있는 몸체를 제공하는 단계;

g. 상기 입구와 상기 제2 출구 사이의 상기 유체의 통로를 제공하기 위해 상기 볼 부재 내에 제2 통로를 제공하는 단계;

h. 상기 입구와 상기 제2 출구 사이의 상기 유체의 통과를 제어하기 위해서, 상기 제2 보어 내에 수용되도록 설치된 제어 스템을 가지고 있는 제2 작동 스템을 상기 제2 보닛의 상기 제2 개구에 삽입함으로써 상기 제2 작동 스템을 상기 제2 보닛에 연결시키는 단계;

를 더 포함하는 것이 본 발명의 영역 내에 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기와 같이 한정된 밸브를 제작하는 방법에 있어서, 상기 제1 통로의 적어도 일부분과 상기 제2 통로의 적어도 일부분이 공통 통로를 공유하는, 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기와 같이 한정된 밸브를 제작하는 방법에 있어서, 상기 제1 작동 스템은 상기 볼 부재를 차단 위치(SHUT OFF POSITION)로부터 완전 유동 위치(FULL FLOW POSITION)로 변경시키고, 반대로 완전 유동 위치(FULL FLOW POSITION)로부터 차단 위치(SHUT OFF POSITION)로 변경시키는 것에 의해서 상기 입구와 상기 제1 출구 사이의 상기 유체의 통과를 제어하도록 되어 있고, 상기 차단 위치(SHUT OFF POSITION)에서는 상기 제1 통로를 통한 상기 입구와 상기 제1 출구 사이의 상기 유체의 상기 통과가 차단되고, 상기 완전 유동 위치(FULL FLOW POSITION)에서는 상기 제1 통로를 통한 상기 입구와 상기 제1 출구 사이의 상기 유체의 상기 통과가 가능하고; 상기 제2 작동 스템은 상기 제어 단부를 폐쇄 계량 위치(CLOSED METERING POSITION)로부터 개방 계량 위치(OPENED METERING POSITION)로 변경시키고, 반대로 개방 계량 위치(OPENED METERING POSITION)로부터 폐쇄 계량 위치(CLOSED METERING POSITION)로 변경시키는 것에 의해서 상기 입구와 상기 제2 출구 사이의 상기 유체의 통과를 제어하도록 되어 있고, 상기 폐쇄 계량 위치(CLOSED METERING POSITION)에서는 상기 제2 통로를 통한 상기 입구와 상기 제2 출구 사이의 상기 유체의 상기 통과가 차단되고, 상기 개방 계량 위치(OPENED METERING POSITION)에서는 상기 제2 통로를 통한 상기 입구와 상기 제2 출구 사이의 상기 유체의 상기 통과가 가능한, 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기와 같이 한정된 밸브를 제작하는 방법에 있어서, 상기 제2 작동 스템은 상기 입구로부터 상기 유체의 통과를 위해 상기 제1 작동 스템보다 더 정확한 제어를 제공하도록 되어 있는, 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기와 같이 한정된 밸브를 제작하는 방법에 있어서, 제1 패킹 볼트를 제공하는 단계; 상기 제1 패킹 볼트와 상기 제1 작동 스템 사이의 제1 패킹 재료를 압축시키는 단계; 그리고 상기 제1 패킹 볼트를 상기 제1 보닛에 나사식으로 연결시키는 단계를 더 포함하는, 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기와 같이 한정된 밸브를 제작하는 방법에 있어서, 제2 패킹 너트를 제공하는 단계; 상기 제2 패킹 너트와 상기 제2 작동 스템 사이의 제2 패킹 재료를 압축시키는 단계; 그리고 상기 제2 패킹 너트를 상기 제2 보닛에 나사식으로 연결시키는 단계를 더 포함하는, 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기와 같이 한정된 밸브를 제작하는 방법에 있어서, 상기 제1 작동 스템을 회전시키는 제1 핸들을 상기 제1 작동 스템에 연결시키는 단계를 더 포함하는, 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기와 같이 한정된 밸브를 제작하는 방법에 있어서, 상기 제2 작동 스템을 회전시키는 제2 핸들을 상기 제2 작동 스템에 연결시키는 단계를 더 포함하는, 방법을 제공하는 것이다.

본 발명을 보다 잘 이해하고 본 발명이 어떻게 실시될 수 있는지를 보여주기 위해서, 단지 예시로서, 첨부된 도면을 참고하며, 도면 전체에 걸쳐서 동일한 숫자는 대응하는 요소나 부분을 나타낸다.
상기 도면을 상세하게 참고하면, 도시된 세부사항은 예시적인 것이며 단지 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기 위한 것이고, 가장 유용한 것으로 생각되고 본 발명의 원리 및 개념상의 여러 측면의 설명이 쉽게 이해되는 것을 보여주기 위해서 제공되어 있다. 이와 관련하여, 본 발명의 본질적인 이해를 위해 필요한 것보다 더 상세하게 본 발명의 구조적인 세부사항을 보여주기 위한 시도는 행해지지 않았으며, 도면과 함께 아래의 설명을 고려하면 당해 기술 분야의 통상의 전문가는 본 발명의 여러가지 형태가 실제로 어떻게 구체화될 수 있는지를 잘 알 수 있다.
도 1은 니들 밸브와 평행하게 연결된 볼 밸브의 종래 기술의 연결상태의 예시도이고;
도 2는 본 발명의 특정 실시예의 예시도이고;
도 3은 본 발명의 특정 실시예의 예시도이고;
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 특정 실시예의 사시도의 예시도이고; 그리고
도 5a, 도 5b, 도 6a, 도 6b 그리고 7a 내지 도 7c는 각각 완전 유동 상태에 있는 밸브, 계량 상태에 있는 밸브, 그리고 차단 상태에 있는 밸브로서 작용하는 본 발명의 단면도이다.
아래의 설명과 함께 상기 도면을 고려하면 당해 기술 분야의 통상의 전문가는 본 발명이 실제로 어떻게 구체화될 수 있는지를 잘 알 수 있다.

본 발명의 적어도 하나의 실시예를 상세하게 설명하기 전에, 본 발명은 그 적용에 있어서 아래의 설명에 개시되어 있거나 도면에 도시되어 있는 구성요소의 구조 및 배치상태의 세부적인 사항으로 제한되는 것이 아니라는 점을 이해하여야 한다. 본 발명은 다른 실시예에 적용될 수 있거나 다양한 방식으로 실시되거나 수행될 수 있다. 또한, 본 명세서에 사용된 표현 및 용어는 설명을 위한 것이며 제한적인 것으로 간주되지 않아야 한다는 점을 이해하여야 한다.

본 발명은 니들 밸브와 볼 밸브의 결합체인 밸브를 개시하고 있다. 몇 가지 실시예에 따르면, 니들 밸브와 볼 밸브를 단일 구조로 결합한 것이 상기 밸브들 중의 각 밸브의 장점을 실현하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들면, 볼 밸브는 파이프 내의 유체로 향하는 통로를 순각적으로 개방하고, 상기 통로를 순간적으로 폐쇄시키기 위해 사용될 수 있다. 한편, 니들 밸브는 파이프 내를 통과할 수 있는 유체의 양을 정확하게 제어하기 위해서 사용될 수 있다.

본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 본 발명에 사용되고 있는 요소들은 볼 밸브 및/또는 니들 밸브에 사용될 수 있는 임의의 다른 요소와 동등할 수 있다. 본 발명은 아래에 제공되어 있는 니들 밸브와 볼 밸브의 특정 실시예로 제한되지 않는다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명은 볼 부재를 가진 볼 밸브를 가지고 있다. 본 발명의 볼 부재는 볼 부재 내에 형성되어 있는 적어도 하나의 부가적인 통로에 의해 특징지워진다. 상기 통로는 볼 밸브에 통상적으로 사용되고 있는 당해 기술 분야에서 알려진 통로에 부가적인 것이다.

본 발명이 볼 밸브와 니들 밸브로 제한되는 것은 아니다. 다른 실시예에 따르면, 본 발명은 다른 유형의 밸브의 결합체에도 사용될 수 있다.

이하에서 '볼 부재' 라는 용어는 볼 밸브 내의 유체의 통로를 제어하고 제공하기 위해서 통상적으로 볼 밸브에 사용되고 있는 둥근 요소를 지칭한다.

이하에서 '니들 밸브' 라는 용어는 기다란 테이퍼형 시트(tapered seat)를 가진 비교적 작은 오리피스와, 상기 테이퍼형 시트에 정확하게 설치되는, 나사의 단부에 있는, 바늘 형상의 플런저를 가지고 있는 밸브를 지칭한다.

이하에서 '미터링 밸브' 라는 용어는 얇고 민감항 니들을 가지고 있는 특수한 형태의 니들 밸브를 지칭한다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, '니들 밸브'와 '미터링 밸브' 라는 용어가 동일한 유형의 밸브를 지칭할 수 있다. 예를 들면, '니들 밸브' 라는 용어가 '미터링 밸브' 라는 용어를 지칭할 수도 있고, 반대로, "미터링 밸브" 라는 용어가 '니들 밸브' 라는 용어를 지칭할 수도 있다.

본 발명은 단일 물품에서 차단 및 민감한 유동 조절을 포함하는 단일 밸브 구성요소의 형태이다. 다시 말해서, 본 발명은 볼 밸브와 니들 밸브(또는 미터링 밸브)의 결합체이다. 이러한 결합체는 상기 밸브들 중의 각 밸브의 장점을 활용할 수 있으므로 시너지 효과를 발휘할 수 있다.

본 발명은 볼 밸브 부재에서의 완전 유동으로 인해 미터링 밸브 부재에 대해 과잉 유동을 제공할 수 있는데, 이것은 밸브 내의 오리피스의 제한된 구조로 인해 당해 기술 분야에서 알려진 니들 밸브(또는 미터링 밸브)에서는 가능하지 않다.

이하에서는 본 발명의 밸브(100)의 특정 실시예를 개략적으로 나타내고 있는 도 2 및 도 3을 참고한다. 밸브(100)는 파이프 내의 유체의 통로를 제어하기 위해 사용될 수 있다. 본 실시예에 따르면, 밸브(100)는 아래의 구성요소를 포함하고 있다:

a. 제1 보어(12)와 제2 보어(14), 제1 출구(30) 및 입구(32)를 포함하고 있는 몸체(10)를 포함하고 있고, 상기 제1 보어(12)와 제2 보어(14)는 상기 몸체(10)의 외부로부터 축방향으로 안쪽으로 뻗어 있으며 제1 보어(12)와 제2 보어(14) 사이에 밸브 챔버(20)를 형성하고 있고, 상기 제1 출구(30)는 상기 밸브 챔버(20)에 유동적으로 연결되어 있고, 그리고 상기 입구(32)는 상기 밸브 챔버(20)에 유동적으로 연결되어 있다.

b. 제1 보어(12)에 연결될 수 있으며 제1 보어(12)와 축방향으로 정렬되어 있는 제1 개구(42)를 가지고 있는 제1 보닛(40)을 포함하고 있다.

c. 제2 보어(14)에 연결될 수 있으며 제2 보어(14)와 축방향으로 정렬되어 있는 제2 개구(52)를 가지고 있는 제2 보닛(50)을 포함하고 있다.

d. 밸브 챔버(20) 내에 배치된 볼 부재(60)를 포함하고 있다. 상기 볼 부재(60)는 입구(32)와 제1 출구(30) 사이에서 유체가 통과할 수 있게 하는 제1 통로(62)를 포함하고 있다.

e. 제1 보닛(40)의 제1 개구(42) 내에 배치되어 있으며 입구(32)와 제1 출구(30) 사이의 유체의 통과를 제어하는 볼 부재(60)에 연결될 수 있는 제1 작동 스템(70)을 포함하고 있다.

본 발명의 특정 실시예에 따르면, 밸브(100)가 아래의 구성요소를 더 포함하고 있다:

f. 제2 보닛(50)의 제2 개구(52)를 통하여 밸브 챔버(20)에 유동적으로 연결가능한 제2 출구(34)를 포함하고 있다.

g. 입구(32)와 제2 출구(34) 사이의 유체의 통로를 제공하는 볼 부재(60) 내의 제2 통로(64)를 포함하고 있다.

h. 제2 보닛(50)의 제2 개구(52) 내에 배치되어 있으며 입구(32)와 제2 출구(34) 사이의 유체의 통과를 제어하기 위해 제2 보어 내에 수용되도록 설치된 제어 단부(74)를 가지고 있는 제2 작동 스템(72)을 포함하고 있다.

도 2 및 도 3에 도시된 것과 같은 밸브(100)의 특정 실시예에 따르면, 입구(32)는 유체 공급원(도시되어 있지 않음)에 유동적으로 연결될 수 있다. 또한, 본 실시예에 따르면, 제1 통로(62) 및 제2 통로(64)는 공통 통로(65)를 공유하고 있다.

도 2 내지 도 3의 실시예에 따르면, 제1 통로(62)는 당해 기술 분야에서 알려진 볼 밸브에 통상적으로 사용되는 수평 통로이고, 제2 통로(64)는 부분적으로 수직방향이며 또한 부분적으로 수평방향이다. 제2 통로(64)의 수평 부분과 제1 통로(65)의 일부는 공통 통로(65)를 형성하고 있다. 공통 통로(65)는 밸브(100)가 작동될 때 입구(32)와 유동적으로 연결되도록 되어 있다(다시 말해서, 유체가 밸브를 통과한다).

몇 가지 실시예에 따르면, 제1 작동 스템(70)은 볼 부재(60)를 차단 위치(SHUT OFF POSITION)로부터 완전 유동 위치(FULL FLOW POSITION)로 변경시키고, 반대로 완전 유동 위치(FULL FLOW POSITION)로부터 차단 위치(SHUT OFF POSITION)로 변경시키는 것에 의해서 입구(32)와 제1 출구(30) 사이의 유체의 통과를 제어하도록 되어 있다. 차단 위치(SHUT OFF POSITION)에서는, 제1 통로(62)를 통한 입구(32)와 제1 출구(30) 사이의 유체의 통과가 차단되고, 완전 유동 위치(FULL FLOW POSITION)에서는, 제1 통로(62)를 통한 입구(32)와 제1 출구(30) 사이의 유체의 통과가 가능하다. 제2 작동 스템(72)은 제어 단부(74)를 폐쇄 계량 위치(CLOSED METERING POSITION)로부터 개방 계량 위치(OPENED METERING POSITION)로 변경시키고, 반대로 개방 계량 위치(OPENED METERING POSITION)로부터 폐쇄 계량 위치(CLOSED METERING POSITION)로 변경시키는 것에 의해서 입구(32)와 제2 출구(34) 사이의 유체의 통과를 제어하도록 되어 있다. 폐쇄 계량 위치(CLOSED METERING POSITION)에서는, 제2 통로(64)를 통한 입구(32)와 제2 출구(34) 사이의 유체의 통과가 차단되고, 개방 계량 위치(OPENED METERING POSITION)에서는, 제2 통로(64)를 통한 입구(32)와 제2 출구(34) 사이의 유체의 통과가 가능하다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 유체의 흐름의 방향은 입구(32)로부터 제1 출구(30) 및/또는 제2 출구(34)로 향한다. 다른 실시예에 따르면, 유체의 흐름의 방향은 제1 출구(30) 및/또는 제2 출구(34)로부터 입구(32)로 향한다.

도 2 내지 도 3의 실시예에 따르면, 제1 작동 스템(70) 및 제2 작동 스템(72)은 회전 수단에 의해 밸브를 통과하는 유체의 흐름을 제공 또는 차단하기 위해서 밸브를 변경시키도록 되어 있다. 특정 실시예에 따르면, 제2 작동 스템(72)은 제2 보닛(50)의 제2 개구(52) 내에 나사결합될 수 있다.

도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 유체가 제2 통로(64)를 통하여 입구(32)와 제2 출구(34) 사이에서 밸브(100)를 통과할 수 있도록, 제2 작동 스템(72)은 개방 계량 위치(OPENED METERING POSITION)에 있고, 제1 작동 스템(70)은 차단 위치(SHUT OFF POSITION)에 있다. 본 도면에서는, 밸브(100)가 당해 기술 분야에서 알려진 니들/미터링 밸브로 사용될 수 있다.

도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 유체가 제1 통로(62)를 통하여 입구(32)와 제1 출구(30) 사이를 통과할 수 있도록, 제2 작동 스템(72)은 폐쇄 계량 위치(CLOSED METERING POSITION)에 있고, 제1 작동 스템(70)은 완전 유동 위치(FULL FLOW POSITION)에 있다. 본 도면에서는, 밸브(100)가 당해 기술 분야에서 알려진 볼 밸브로 사용될 수 있다.

다른 실시예에 따르면, 제2 작동 스템(70)의 폐쇄 계량 위치(CLOSED METERING POSITION)와 제1 작동 스템(72)의 차단 위치(SHUT OFF POSITION)의 결합상태에서, 유체는 입구(32)로부터 제1 출구(30)로 그리고 입구(32)로부터 제2 출구(34)로 밸브(100)를 통과할 수 없으므로, 밸브(100)는 차단 위치에 있다.

다른 실시예에 따르면, 제2 작동 스템(70)의 개방 계량 위치(OPENED METERING POSITION)와 제1 작동 스템(72)의 완전 유동 위치(FULL FLOW POSITION)의 결합상태에서, 유체는 입구(32)와 제1 출구(30) 사이, 그리고 입구(32)와 제2 출구(34) 사이를 통과할 수 있다.

도 2 및 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 밸브(100)는 제1 보닛(40)의 내부측(개구(42))에 나사식으로 연결될 수 있는 제1 패킹 볼트(80)를 더 포함하고 있다. 제1 패킹 볼트(80)는 제1 패킹 볼트(80)와 제1 작동 스템(70) 사이에 배치되어 있는 제1 패킹 재료(85)를 압축시키도록 되어 있다. 또한, 밸브(100)는 제2 보닛(50)의 외측부에 나사식으로 연결된 제2 패킹 너트(82)를 포함하고 있다. 제2 패킹 너트(82)는 제2 패킹 너트(82)와 제2 작동 스템(72) 사이에 배치되어 있는 제2 패킹 재료(87)를 압축시키도록 되어 있다.

도 2 내지 도 3의 실시예에 따르면, 제1 작동 스템(70)은 제1 작동 스템(70)을 회전시키는 제1 핸들(90)을 포함하고 있고, 제2 작동 스템(72)은 제2 작동 스템(72)을 회전시키는 제2 핸들(92)을 포함하고 있다.

이하에서는 본 발명의 밸브(100)의 사시도를 개략적으로 나타내고 있는 도 4a 및 도 4b를 참고한다. 도 4a에서는, 제2 작동 스템(72)이 개방 계량 위치(OPENED METERING POSITION)에 있고, 제1 작동 스템(70)이 차단 위치(SHUT OFF POSITION)에 있다. 도 4b에서는, 제2 작동 스템(72)이 폐쇄 계량 위치(CLOSED METERING POSITION)에 있고, 제1 작동 스템(70)이 완전 유동 위치(FULL FLOW POSITION)에 있다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 한 가지 실시예가 제공되어 있는 도 5a 및 도 5b를 참고한다. 밸브는 계량(METERING) 상태와 완전 유동(FULL FLOW) 상태 사이로 전환가능하다. 도 5a에 도시되어 있는 바와 같이, 계량 상태는 입구(32)와 출구(34) 사이의 유체 연통을 제공하는 제1 작동 스템(70)의 위치에 의해 특징지워진다. 제2 작동 스템(72)의 위치는 밸브를 통과하는 유동률을 제어한다. 도 5b는 완전 유동(FULL FLOW) 상태를 나타내고 있고, 이 완전 유동 상태에서는 제1 작동 스템(70)이 입구(32)로부터 출구(30)까지 직선형(straight) 통로를 제공한다.

이하에서는 본 발명의 다른 바람직한 실시예가 제공되어 있는 도 6a 및 도 6b를 참고한다. 밸브는 계량(METERING) 상태와 차단(SHUT OFF) 상태로 전환가능하다. 도 6a에 도시되어 있는 바와 같이, 제1 작동 스템(70) 및 제2 작동 스템(72)은 계량(METERING) 상태에 해당하는 위치에 있다. 상기 스템들의 위치는 도 5a에 도시된 위치와 유사하다. 도 6b는 제1 작동 스템(70)이 입구(32)와 출구(30, 34)의 유체 연통을 차단하고 있는 차단(SHUT OFF) 상태를 나타내고 있다.

이하에서는 본 발명의 다른 바람직한 실시예가 제공되어 있는 도 7a 내지 도 7c를 참고한다. 밸브는 계량(METERING) 상태, 완전 유동(FULL FLOW) 상태와 차단(SHUT OFF) 상태 사이로 전환가능하다. 도 7a에 도시되어 있는 바와 같이, 제1 작동 스템(70) 및 제2 작동 스템(72)은 계량(METERING) 상태에 해당하는 위치에 있다. 상기 스템들의 위치는 도 5a에 도시된 위치와 유사하다. 도 7b는 완전 유동(FULL FLOW) 상태를 나타내고 있고, 이 완전 유동 상태에서는 제1 작동 스템(70)이 도 5b에 도시된 상태와 유사한 입구(32)로부터 출구(30)까지의 직선형 통로를 제공한다. 도 7c에 도시된 차단(SHUT OFF) 상태는 도 6b에 도시된 상태와 유사하게 제1 작동 스템(70)에 의해 입구(32)와 출구(30, 34)의 유체 연통이 차단되어 있는 것에 의해 특징지워진다.

Claims (22)

1. 유체의 통로를 제어하는 밸브로서,
   a. 제1 보어와 제2 보어, 제1 출구 및 입구를 가지고 있는 몸체를 포함하고 있고, 상기 제1 보어와 제2 보어는 상기 몸체의 외부로부터 안쪽으로 뻗어 있으며 상기 제1 보어와 제2 보어 사이에 밸브 챔버를 형성하고 있고, 상기 제1 출구는 상기 밸브 챔버에 유동적으로 연결되어 있고, 상기 입구는 상기 밸브 챔버에 유동적으로 연결되어 있고;
   b. 상기 제1 보어에 연결될 수 있으며 상기 제1 보어와 축방향으로 정렬된 제1 개구를 가지고 있는 제1 보닛을 포함하고 있고;
   c. 상기 제2 보어에 연결될 수 있으며 상기 제2 보어와 축방향으로 정렬된 제2 개구를 가지고 있는 제2 보닛을 포함하고 있고;
   d. 상기 밸브 챔버 내에 배치된 볼 부재를 포함하고 있고, 상기 볼 부재는 상기 입구와 상기 제1 출구 사이로 상기 유체가 통과할 수 있게 하는 제1 통로를 포함하고 있고; 그리고
   e. 상기 제1 보닛의 상기 제1 개구 내에 배치되어 있으며 상기 입구와 상기 제1 출구 사이의 상기 유체의 통과를 제어하는 상기 볼 부재에 연결될 수 있는 제1 작동 스템을 포함하고 있고;
   상기 제2 보닛의 상기 제2 개구를 통하여 상기 밸브 챔버에 유동적으로 연결될 수 있는 제2 출구; 상기 입구와 상기 제2 출구 사이의 상기 유체의 통로를 제공하는 상기 볼 부재 내의 제2 통로; 그리고 상기 제2 보닛의 상기 제2 개구 내에 배치되어 있으며, 상기 제2 출구와 상기 입구 사이의 상기 유체의 통과를 제어하기 위해, 상기 제2 보어 내에 수용되도록 설치된 제어 단부를 가지고 있는 제2 작동 스템을 더 포함하고 있는, 상기 밸브에 있어서,
   상기 제1 보어 및 제2 보어는 축방향으로 정렬되어 있고, 상기 제1 작동 스템 및 제2 작동 스템은 일렬로 반대쪽에 위치되어 있는 것을 특징으로 하는 밸브.
2. 제1항에 있어서, 상기 입구가 유체 공급원에 유동적으로 연결될 수 있는 것을 특징으로 하는 밸브.
3. 제1항에 있어서, 상기 제1 통로의 적어도 일부분과 상기 제2 통로의 적어도 일부분이 공통 통로를 공유하는 것을 특징으로 하는 밸브.
4. 제1항에 있어서, 상기 제1 작동 스템은 상기 볼 부재를 차단 위치(SHUT OFF POSITION)로부터 완전 유동 위치(FULL FLOW POSITION)로 변경시키고, 반대로 완전 유동 위치(FULL FLOW POSITION)로부터 차단 위치(SHUT OFF POSITION)로 변경시키는 것에 의해서 상기 입구와 상기 제1 출구 사이의 상기 유체의 통과를 제어하도록 되어 있고, 상기 차단 위치(SHUT OFF POSITION)에서는 상기 제1 통로를 통한 상기 입구와 상기 제1 출구 사이의 상기 유체의 상기 통과가 차단되고, 상기 완전 유동 위치(FULL FLOW POSITION)에서는 상기 제1 통로를 통한 상기 입구와 상기 제1 출구 사이의 상기 유체의 상기 통과가 가능하고;
   상기 제2 작동 스템은 상기 제어 단부를 폐쇄 계량 위치(CLOSED METERING POSITION)로부터 개방 계량 위치(OPENED METERING POSITION)로 변경시키고, 반대로 개방 계량 위치(OPENED METERING POSITION)로부터 폐쇄 계량 위치(CLOSED METERING POSITION)로 변경시키는 것에 의해서 상기 입구와 상기 제2 출구 사이의 상기 유체의 통과를 제어하도록 되어 있고, 상기 폐쇄 계량 위치(CLOSED METERING POSITION)에서는 상기 제2 통로를 통한 상기 입구와 상기 제2 출구 사이의 상기 유체의 상기 통과가 차단되고, 상기 개방 계량 위치(OPENED METERING POSITION)에서는 상기 제2 통로를 통한 상기 입구와 상기 제2 출구 사이의 상기 유체의 상기 통과가 가능한 것을 특징으로 하는 밸브.
5. 제4항에 있어서, 상기 제2 작동 스템의 상기 폐쇄 계량 위치(CLOSED METERING POSITION)와 상기 제1 작동 스템의 상기 완전 유동 위치(FULL FLOW POSITION)의 결합 상태에서는, 상기 유체가 상기 입구와 상기 제1 출구 사이로만 통과할 수 있는 것을 특징으로 하는 밸브.
6. 제4항에 있어서, 상기 제2 작동 스템의 상기 개방 계량 위치(OPENED METERING POSITION)와 상기 제1 작동 스템의 상기 차단 위치(SHUT OFF POSITION)의 결합 상태에서는, 상기 유체가 상기 입구와 상기 제2 출구 사이로만 통과할 수 있는 것을 특징으로 하는 밸브.
7. 제4항에 있어서, 상기 제2 작동 스템의 상기 개방 계량 위치(OPENED METERING POSITION)와 상기 제1 작동 스템의 상기 완전 유동 위치(FULL FLOW POSITION)의 결합 상태에서는, 상기 유체가 상기 입구와 상기 제1 출구 사이, 그리고 상기 입구와 상기 제2 출구 사이로 통과할 수 있는 것을 특징으로 하는 밸브.
8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 제2 작동 스템이 상기 개방 계량 위치(OPENED METERING POSITION)와 상기 폐쇄 계량 위치(CLOSED METERING POSITION) 사이의 중간 위치에 있는 것을 특징으로 하는 밸브.
9. 제1항에 있어서, 상기 제1 보닛에 나사식으로 연결될 수 있는 제1 패킹 볼트를 더 포함하고 있고, 상기 제1 패킹 볼트는 상기 제1 패킹 볼트와 상기 제1 작동 스템 사이에 배치될 수 있는 제1 패킹 재료를 압축시키도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 밸브.
10. 제9항에 있어서, 상기 제1 패킹 볼트는 상기 제1 보닛의 상기 제1 개구에 나사식으로 연결될 수 있는 것을 특징으로 하는 밸브.
11. 제1항에 있어서, 상기 제2 보닛에 나사식으로 연결될 수 있는 제2 패킹 너트를 더 포함하고 있고, 상기 제2 패킹 너트는 상기 제2 패킹 너트와 상기 제2 작동 스템 사이에 배치될 수 있는 제2 패킹 재료를 압축시키도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 밸브.
12. 제11항에 있어서, 상기 제2 패킹 너트는 상기 제2 보닛의 외측부에 나사식으로 연결될 수 있는 것을 특징으로 하는 밸브.
13. 제1항에 있어서, 상기 제1 작동 스템이 상기 제1 작동 스템을 회전시키는 제1 핸들을 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브.
14. 제1항에 있어서, 상기 제2 작동 스템이 상기 제2 작동 스템을 회전시키는 제2 핸들을 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브.
15. 밸브를 제작하는 방법으로서,
    a. 제1 보어와 제2 보어, 제1 출구 및 입구를 가지고 있는 몸체를 제공하는 단계를 포함하고 있고, 상기 제1 보어와 제2 보어는 상기 몸체의 외부로부터 안쪽으로 뻗어 있으며 상기 제1 보어와 제2 보어 사이에 밸브 챔버를 형성하고 있고, 상기 제1 출구는 상기 밸브 챔버에 유동적으로 연결되어 있고, 상기 입구는 상기 밸브 챔버에 유동적으로 연결되어 있고;
    b. 상기 입구와 상기 제1 출구 사이로 유체가 통과할 수 있게 하는 제1 통로를 포함하는 볼 부재를 상기 밸브 챔버 내에 배치시키는 단계;
    c. 제1 개구를 가지고 있는 제1 보닛을, 상기 제1 보어와 축방향으로 정렬되도록, 상기 제1 보어에 연결시키는 단계;
    d. 제2 개구를 가지고 있는 제2 보닛을, 상기 제2 보어와 축방향으로 정렬되도록, 상기 제2 보어에 연결시키는 단계;
    e. 상기 제1 보닛의 상기 제1 개구 내에 나사결합되어 있으며 상기 입구와 상기 제1 출구 사이의 상기 유체의 통과를 제어하는 제1 작동 스템을 상기 볼 부재에 연결시키는 단계;
    f. 상기 제2 보닛을 통하여 상기 밸브 챔버에 연결될 수 있는 제2 출구를 가지고 있는 몸체를 제공하는 단계;
    g. 상기 입구와 상기 제2 출구 사이의 상기 유체의 통로를 제공하기 위해 상기 볼 부재 내에 제2 통로를 제공하는 단계;
    h. 상기 입구와 상기 제2 출구 사이의 상기 유체의 통과를 제어하기 위해서, 상기 제2 보어 내에 수용되도록 설치된 제어 스템을 가지고 있는 제2 작동 스템을 상기 제2 보닛의 상기 제2 개구에 삽입함으로써 상기 제2 작동 스템을 상기 제2 보닛에 연결시키는 단계;
    를 포함하고 있는, 상기 방법에 있어서,
    상기 제1 보어 및 제2 보어는 축방향으로 정렬되어 있고, 상기 제1 작동 스템 및 제2 작동 스템은 일렬로 반대쪽에 위치되어 있는 것을 특징으로 하는 밸브를 제작하는 방법.
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