KR102116592B1 - 감압 밸브 내에 내장된 잔류 압력 기능을 갖는 감압 밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐쇄 중에 유체의 수직 유동 방향에서 이동되도록 설계된 제1 플러그를 포함하는 압력 가스 실린더용 밸브와 같은 유체의 유량 및/또는 압력을 조절하기 위한 장치에 관한 것이다. 감압 밸브는 플러그가 결합되는 플런저를 또한 포함한다. 제1 플러그를 향해 배향된 플런저의 면은 본체와 함께 조절 챔버를 형성한다. 전술된 면은 잔류 압력을 유지하기 위한 제2 플러그를 형성하기 위한 것과 같이 본체의 대응 표면과 결합하는 시일을 또한 포함한다. 조절 장치는 플런저의 대향면에 작용하는 스프링을 프리로딩하고 해제하기 위한 수단을 또한 포함한다.

Description

감압 밸브 내에 내장된 잔류 압력 기능을 갖는 감압 밸브 {PRESSURE-REDUCING VALVE HAVING A RESIDUAL PRESSURE FUNCTION BUILT INTO THE REDUCING VALVE}

본 발명은 압축 가스와 같은 유체용 유동 및/또는 압력 제어 장치에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명은 압축 가스용 감압 밸브(pressure-reducing valve)에 관한 것이다.

압축 가스 저장의 분야에서, 특히 산소와 같은 의료 분야에 사용되는 몇몇 가스를 병(bottle) 또는 실린더 내에 저장하기 위해, 병 위에 배치된 밸브 상에 잔류 압력 기능을 제공하는 것이 일반적이다. 이는 기본적으로는 폐쇄 탄성력을 받게 되고 병 안의 압력이 수 bar의 정도의 다소 낮은 소정값을 초과할 때 개방하도록 구성된 밸브 또는 셔터를 갖는 체크 밸브형 장치이다. 이 장치의 목적은 비어 있을 때 병을 공기와 직접 접속 상태가 되게 하는 것을 방지하는 것이다. 실제로, 이러한 장치의 부재(absence)시에, 병이 비어 있고 밸브가 개방 방치될 때, 병의 주위 공기가 병의 내부와 접촉하게 되고 따라서 잠재적으로 병의 내부를 오염시킬 수 있다. 게다가, 밸브 출구를 압축 가스의 소스에 접속시킴으로써, 잠재적으로 오염성 가스로 병을 적어도 부분적으로 재충전하는 것이 또한 가능할 수도 있다. 전술된 장치는 서비스 유량(service flow rate)의 존재시에만 병의 내부와 외부 사이의 접속을 허용하는 데, 이는 실제로 서비스 유동에 대한 오염을 방지한다. 이는 또한 미허가된 강제 재충전을 방지한다.

특허 문헌 GB 2349200 A호는 잔류 압력 기능을 갖는 압축 가스의 병을 위한 감압 밸브를 개시하고 있다. 밸브는 본질적으로 병목 위에 나사 결합되는 커넥터를 갖는 본체, 출구 및 입구를 출구에 접속하는 통로를 포함한다. 밸브는 통로와 접속하는 체크 밸브를 갖는 재충전 어댑터를 또한 포함한다. 이 감압 밸브는 재충전 접속부를 갖는 분기의 하류측의 통로 내의 차단 밸브와, 차단 밸브의 하류측에 배치된 감압기를 또한 포함한다. 이 감압 밸브는 폐쇄 밸브의 핸드휠(hand-wheel)과는 별개의 핸드휠에 의해 회전 구동되는 캘리브레이팅된 구멍을 갖는 디스크의 형태의 유량 선택기를 또한 포함한다. 잔류 압력 기능은 감압기에 통합된다. 감압기는 본체와 함께 제어 챔버를 형성하는 가동 피스톤에 기계적으로 연결된 셔터를 포함한다. 셔터의 상류측의 압력 하의 가스는 제한된 통로를 통해 유동하고, 중간 위치에서 셔터를 통과할 때 팽창한다. 가스는 이어서 피스톤을 통해 유동하여 피스톤의 상부면에 의해 형성된 제어 챔버를 충전한다. 가스 압력이 너무 높으면, 피스톤 상의 합력은 셔터의 유동 섹션을 축소하기 위해 하향으로 이동할 것이고, 그 반대도 마찬가지이다. 피스톤의 상부면은 가스용 동심링 통로를 또한 포함하는 데, 이 시일(seal)은 피스톤에 대향하는 본체의 부분 상의 시트와 밀봉식으로 협동하도록 의도된다. 피스톤은 해당 시일을 시트에 더 근접하게 유도하고 셔터를 개방하는 경향이 있는 스프링의 탄성력을 받게 된다. 휴지 상태에서, 셔터는 개방되고, 이는 시트와 밀봉 접촉하고 있는 시일로의 조절기를 통한 가스의 통과를 허용한다. 해당 시일의 레벨에서 피스톤의 유압 표면은 셔터의 측에서 대향 유압 표면보다 약간 더 크다. 이들 2개의 표면은 동일한 압력을 받게 되고, 피스톤의 상부면과 하부면 사이의 표면의 포지티브 차이(positive difference)는 피스톤을 하강시키고 시일과 시트 사이의 통로를 개방함으로써 하향 지향된 힘을 발생한다. 이들은 따라서 조절기 내의 일체형 잔류 압력 밸브를 형성한다. 따라서, 이 교시의 밸브는 잔류 압력 기능의 통합의 관점으로부터 특히 관심이 있다. 그러나, 이러한 밸브는 특히 측면 폐쇄 밸브의 존재에 기인하여 매우 복잡하고 부피가 큰 구조체이다.

특허 문헌 US 7,814,931 B2호는 특히 분사기(sprayer)를 위한, 유체, 특히 액체용 유동 제어 장치를 개시하고 있다. 이 장치는 전술된 교시에서보다 훨씬 더 낮은 압력에서 작동한다. 장치는 병진 이동이 가능하고 밀봉된 멤브레인을 거쳐 본체에 연결된 제1 요소를 갖는 본체를 포함한다. 제1 가동 요소는 본체 내에 형성된 제1 시트를 향해 이동하는 경향이 있는 탄성력을 받게 된다. 멤브레인은 특히 이 시트와 함께 작동하도록 설계된다. 휴지 위치에서, 스프링은 멤브레인을 원형 시트와 접촉하여 유지한다. 제1 시트를 통한 유체 통로는 멤브레인에 의해 밀봉된다. 장치는 제1 가동 부재에 기계적으로 연결되고 제1 시트의 상류측의 제2 시트와 협동하는 제2 가동 부재를 더 포함한다. 제2 가동 부재는 제1 시트와 제1 가동 부재의 상류측의 유체 통과 섹션을 조절하는 효과를 갖는다. 장치를 개방하도록 결정될 때, 그 시트를 향해 제1 가동 부재를 가압하는 경향이 있는 탄성력의 일부가 해제된다. 멤브레인에 인가된 장치의 입구에서 유체 압력은 제1 부재를 이동시키고 통로를 개방할 수도 있다. 압력 및 따라서 유동이 약화되면, 통로는 압력을 유지하기 위해 감소될 것이다. 압력이 너무 많이 약화되면, 통로는 자동으로 폐쇄되어, 유동이 낮은 유량을 갖는 것을 방지한다. 이 교시는 가동 요소 유동 조절기가 제공될 수 있는 데, 즉 너무 낮은 유량에서의 통로의 폐쇄의 흥미있는 원리를 나타내고 있다. 그러나, 이는 상당한 입력 압력이 제1 요소를 이동시키고 통로를 개방할 가능성이 있기 때문에 통로의 확실한 폐쇄를 제공하지 않는다.

본 발명은 간단하고 신뢰적인 방식으로 차단 기능 및 잔류 압력 기능을 성취하는 것이 가능한 유체용 유동 및/또는 압력 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 유체의 유동 및/또는 압력의 제어 장치로서,

- 입구, 출구 및 입구를 출구에 접속하는 통로를 갖는 본체;

- 통로의 제1 셔터;

- 본체와 함께 제1 셔터의 하류측에 제어 챔버를 형성하는 면을 갖는 제1 셔터에 기계적으로 연결되고, 통로의 제2 셔터를 형성하기 위해 본체와 유체 기밀 방식으로 접촉하게 되도록 되어 있는 부분을 포함하는 가동 요소;

- 제1 셔터의 개방 방향 및 제2 셔터의 폐쇄 방향에서 가동 부재에 작용하는 제1 탄성 수단을 포함하고,

제1 셔터는 실질적으로 유체의 정상 유동 방향에서의 이동에 의해 통로를 폐쇄하도록 구성되고, 제1 탄성 수단은 제1 셔터의 폐쇄 및 제2 셔터의 개방을 허용하도록 비활성화되게 될 수 있는 것인 제어 장치에 관한 것이다.

바람직한 실시예에 따르면, 제어 장치는 제1 셔터의 폐쇄 및 제2 셔터의 개방 방향으로 가동 부재 상에 작용하는 제2 탄성 수단을 포함한다.

바람직한 실시예에 따르면, 제2 셔터를 형성하는 가동 부재의 부분은 제어 챔버를 획정하는 가동 부재의 면의 표면의 평균 직경보다 바람직하게는 50% 미만만큼, 더 바람직하게는 40% 미만만큼, 더 바람직하게는 30% 미만만큼 작은 평균 직경을 갖는 폐쇄된 주계(perimeter)를 형성한다.

바람직한 실시예에 따르면, 제2 셔터를 형성하는 가동 부재의 부분은 원뿔형 프로파일을 갖고, 가동 부재의 상기 부분과 협동하는 본체의 부분은 대응 원뿔형 프로파일을 갖는다.

바람직한 실시예에 따르면, 장치는 가동 부재 및/또는 본체의 원뿔형 부분에 형성된 홈 내에 수용된 원형 시일을 포함한다.

바람직한 실시예에 따르면, 장치는 제1 탄성 수단을 프리로딩하고 해제하기 위한 수단을 포함하고, 제1 탄성 수단이 해제될 때 제2 탄성 수단의 힘 하에서 제1 셔터는 폐쇄되고 제2 셔터는 개방된다.

바람직하게는, 프리로딩 수단은 회전 가능한 제어 휠, 제1 탄성 수단 상에 작용하는 슬라이더 및 제어 휠의 회전 이동을 슬라이더의 병진 이동으로 변환하기 위한 수단을 포함한다. 슬라이더는 바람직하게는 가동 부재에 대향하여, 제1 탄성 수단의 측면에 배치된다.

바람직하게는, 프리로딩 수단은 2개의 위치 사이에 안정적인 위치를 제공하지 않도록 구성되고, 하나의 위치는 제1 탄성 수단의 해제이고, 다른 위치는 상기 탄성 수단의 프리로드이다.

바람직한 실시예에 따르면, 제2 탄성 수단은 제어 챔버 내에 배치되고 본체를 지지하는 스프링을 포함한다.

바람직한 실시예에 따르면, 제어 챔버를 획정하고 제2 셔터를 형성하는 부분을 포함하는 가동 부재의 면은 제1 셔터를 향해 지향된다.

바람직한 실시예에 따르면, 본체는 제어 챔버 내로 돌출하는 부분을 포함하고, 상기 부분은 제1 셔터를 적어도 부분적으로 수용하고 제2 셔터를 형성하는 가동 부재의 면의 부분과 협동한다.

바람직한 실시예에 따르면, 제2 탄성 수단의 스프링은 제어 챔버 내로 돌출하는 본체부 주위에 적어도 부분적으로 배치된다.

바람직한 실시예에 따르면, 제1 셔터는 통로 내의 시트와 밀봉식으로 협동하도록 되어 있고, 그 상류측까지 상기 시트를 통해 연장된다.

바람직한 실시예에 따르면, 장치는 제1 셔터의 상류측에 배치되고, 본질적으로 유체의 정상 유동 방향에서의 이동에 의해 통로를 폐쇄하도록 구성된 제3 셔터를 포함하고, 제1 및 제3 셔터는 제3 셔터가 제1 셔터 전에 폐쇄하게 서로 협동하도록 구성된다.

바람직한 실시예에 따르면, 제3 셔터는 통로 내의 특정 시트와 밀봉식으로 협동하도록 되어 있고, 상기 시트의 상류측 위치로부터 하류측 위치까지 상기 시트를 통해 연장되어 제1 셔터가 제3 셔터와 접촉하게 될 수 있게 된다.

바람직한 실시예에 따르면, 장치는 입구에서의 압력이 20 bar, 바람직하게는 10 bar 더 바람직하게는 5 bar로 낮을 때 서비스 구성에서 제2 셔터가 폐쇄되도록 치수 설정된다.

바람직한 실시예에 따르면, 장치는 50 bar, 바람직하게는 100 bar, 더 바람직하게는 150 bar 초과의 압력에서 작동하는 것이 가능한 가스 실린더용 밸브이다.

본 발명의 수단은 통합된 차단 기능 및 통합된 잔류 압력 기능을 갖는 조절기와 같은 제어 장치를 제공하는 것을 가능하게 한다. 실제로, 장치의 입구에서 압력으로 일반적으로 폐쇄하도록 하는 제1 셔터의 구성은 신뢰적인 차단 기능을 보장한다. 이 기능은 부가의 셔터를 추가함으로써 더 안전해질 수 있다. 압력 조절기의 가동 요소, 실제로 피스톤 상의 잔류 압력 밸브의 설치 및 제1 셔터에 대면하는 가동 요소의 면 상의 잔류 압력 밸브의 설치는 감압기의 셔터와 잔류 압력의 셔터 사이의 가스의 통과의 분리 거리를 최소로 감소시킨다. 이 통로의 길이 및 따라서 체적의 감소는 잔류 압력 기능이 병의 내부 체적을 제공하도록 설계되는 보호를 증가시킨다. 실제로, 감압기의 가동부 상에 작용하는 제1 스프링을 프리로딩하고 해제하기 위한 수단의 작동시에, 제1 셔터가 폐쇄되고 제2 셔터가 개방되는 위치와 반대 위치, 즉 제1 셔터가 개방되고 제2 셔터가 폐쇄되는 위치 사이의 통로는 병의 내부와 외부 분위기 사이의 통로의 제2 부분 중에 발생한다. 따라서, 2개의 셔터 사이의 체적을 최소화하는 것이 중요하다.

도 1은 본 발명에 따른 유체용 유동 및/또는 압력 제어 장치의 종방향 단면도이다.

도 1은 유체의 유동 및/또는 압력 제어 장치를 도시하고 있다. 이 도면은 본 발명에 관한 장치의 주 요소를 도시하고 있는 종단면도이고, 본 발명에 직접 관련되지 않은 이들 요소의 일부는 도시되어 있지 않다.

도 1에 도시되어 있는 장치는 바람직하게는 무엇보다도 병 안에 저장되는 압축 가스용 가스 감압 장치이다. 이 장치는 따라서 압축 가스의 병의 목에 나사 결합되는 수형부를 갖는 커넥터(도시 생략)를 포함할 수도 있다.

장치(2)는 가스 입구(6)를 가스 출구(8)와 접속하는 통로가 형성되어 있는 본체(4)를 포함한다. 입구의 개념은 절결도에 기인하여 도면에서 가시화되어 있지 않은 다른 특징들을 포함할 수도 있는 것을 제외하고는, 여기에 도시되어 있는 장치와 연계된다. 이들 다른 기능은 이어서 다른 상류측 부분으로, 특히 압축 가스의 병의 목 위에 나사 결합되도록 의도된 전술된 수형부로 장치의 입구를 "이동"하는 것과 같은 것일 수 있다. 가스 출구(8)는 불완전한 방식으로 도시되어 있다. 도면의 특정 경우에, 장치는 당 기술 분야의 숙련자에게 그 자체로 공지되어 있는 캘리브레이팅된 오리피스를 갖는 회전 디스크의 형태의 유동 선택기를 포함한다. 그러나, 유동 선택기가 없는 단일 출구를 포함하는 것과 같이, 다른 형태의 출구가 고려될 수 있다는 것이 이해된다.

장치는 제1 셔터(18)와, 시트(20, 14)와 각각 협동하는 부가의 셔터(12)로 이루어진 통로의 차단 장치를 포함한다. 이들 2개의 셔터는 반전 시트형인데, 즉 통로의 폐쇄를 향한 셔터의 이동 방향이 정상 서비스 중에 유체 유동의 이동 방향에 대응한다. 셔터들은 이하에 더 상세히 설명될 것이다.

제어 장치(2)는 본체(4) 내에 형성된 원통형 하우징 내에서 밀봉식으로[시일(30)을 거쳐] 병진 이동 가능한 피스톤(22)을 또한 포함한다. 피스톤(22)의 하부면은 본체(4)와 함께 제어 챔버(26)를 형성한다. 제1 셔터(18)는 피스톤(22)이 기계적으로 단단히 연결된다. 피스톤은 피스톤(22)의 종축 및 셔터(18)와 동심인 원뿔부 상에 배치된 시일(28)을 또한 포함한다. 이 시일(28)은 원뿔부 내에 형성된 홈 내에 수용되고, 제어 챔버(26) 내로의 본체의 대응 원뿔부(24)와 밀봉식으로 협동하도록 의도된다. 시일(28) 및 시트로서 기능하는 대응 원뿔부(24)는 잔류 압력 기능을 제공하는 제2 셔터를 형성한다.

피스톤(22)은 제1 셔터(18)를 개방하고 잔류 압력의 제2 셔터(24, 28)를 폐쇄하는 경향이 있는 제1 탄성 수단, 구체적으로는 제1 스프링(32)의 탄성력을 그 상부측에서 받게 된다. 피스톤은 또한 제1 탄성 수단에 대향하고 따라서 제1 셔터(18)를 폐쇄하고 잔류 압력의 제2 셔터(24, 28)를 개방하는 경향이 있는 제2 탄성 수단, 구체적으로는 제2 스프링(25)의 탄성력을 그 하부측에서 받게 된다.

제1 스프링(32)의 탄성력은 제어 장치의 상부에 배치된 제어 휠(36)에 의해 제어될 수 있다. 실제로, 휠(36)은 그 내부면에 형성된 2개의 수직 홈(34)을 포함한다. 이들 홈(34)의 각각은 슬리브(40) 내에 형성된 경사진 홈을 통해 통과하는 핀(38)과 협동한다(이들 홈의 경사는 도면에는 가시화되어 있지 않음). 각 핀(38)은 컵이 볼(52)을 거쳐 지지되어 있는 조정 가능 압력 스크류(50)를 그 중앙에 포함하는 슬라이더(44) 내에 수용되거나 매립된다. 볼은 슬라이더가 병진 및 회전의 조합된 이동으로 이동할 때 회전력의 토크 전달을 최소화하면서 장치의 종축에 따른 압축력 전달을 가능하게 하도록 의도된다. 실제로, 휠(36)이 회전될 때, 수직 홈(34)은 핀(38)과 슬라이더에 회전력을 전달한다. 슬리브(40) 내에 형성된 경사진 홈을 따른 핀(38)의 강제 이동은 이어서 핀 및 따라서 또한 슬라이더(44)의 병진 및 회전의 이 조합된 이동을 부여한다. 컵은 제1 스프링(32)의 상단부를 지지한다. 휠(36)의 회전은 해당의 스프링(32)의 부하를 변경할 수 있다.

이는 도면에는 가시화되어 있지 않지만, 슬리브(40) 내에 형성된 경사진 홈은 정지 노치를 갖는 하단부를 각각 포함한다. 이들 정지 노치는 하강 위치, 즉 스프링(32)의 프리로드의 위치에서 슬라이더(44)의 안정적인 정지를 허용하도록 설계된다. 홈의 상단부는 바람직하게는 노치를 포함하지 않는다. 실제로, 제어 장치는 슬리브 내에 수용되고 슬라이더(44) 상에 작용하는 제3 스프링(42)을 포함한다. 휠이 홈의 노치의 핀을 분리하도록 조작될 때, 스프링(32, 42)의 조합된 탄성력은 휠(36)을 회전시키면서 슬라이더(44)를 상향으로 재차 이동시킨다. 일단 제1 스프링(32)이 해제되면, 제3 스프링(42)은 슬라이더(44) 상에 영구적인 탄성력을 인가하여 그와 제1 스프링(32) 사이에 기계적 간극을 유지하도록 치수 설정된다. 이는 제1 셔터(18)의 개방 방향으로 지향된 피스톤(22) 상의 임의의 탄성력의 완전한 이완을 보장하는 것을 가능하게 한다.

슬리브(40)는 하프 쉘의 형태의 2개의 성형된 플라스틱 또는 복합 부분들에 의해 형성될 수도 있다. 이들 부분은 대칭일 수도 있고, 슬리브를 회전에 대항하여 고정하기 위해, 본체(4)의 가장자리와 협동하는 편평면을 이들의 하부 홈에 포함한다. 조립 중에, 2개의 하프 쉘의 조립 후에, 휠(36)은 슬리브의 외부 원통면 상에서 슬라이드하고 스냅 클립(46)에 의해 적소에 유지된다. 이 스냅 클립은 또한 2개의 하프 쉘의 조립을 안정화시킨다. 커버(48)가 휠 상에 배치될 수도 있다. 압력 나사(50)는 그 상단부와 회전 협동하는 도구를 통해 그리고 잠금 너트를 해제함으로써 조정될 수 있다. 이 세팅은 제1 스프링(32)이 프리로딩된 상태에 있을 때 서비스 중에 성취될 수 있다.

도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 제어 장치(2)는 폐쇄 상태에 있고, 즉 제1 스프링(32)의 압축력이 완전히 해제되어 있다. 제3 스프링(42)은 슬라이더(44)를 상부 위치에 유지한다. 제2 스프링(25)은 피스톤(22)을 상부 위치에, 셔터를 폐쇄 위치에 유지시킨다. 더 구체적으로, 피스톤에 결합된 제1 셔터(18)는 제2 스프링(25)의 힘 하에서 그 시트(20)에 대해 가압된다. 잔류 압력의 제2 셔터(24, 28)는 개방된다. 제3 셔터를 구성하는 부가의 셔터(12)는 또한 스프링(10)의 작용 및 제1 셔터(18)에 의해 대향된 힘의 부재 하에서 폐쇄 위치에 있다. 셔터 장치는 이중 차단되고, 따라서 높은 보안의 레벨을 제공한다.

가스를 배출하기 위해 장치를 작동시키는 것이 요구될 때, 휠(36)은 슬라이더(44)를 하부 위치에 배치하도록 조작된다. 전술된 설명을 참조하면, 이 하부 위치는 안정적인 사전 규정된 위치이다. 스프링(32)은 프리로딩되고 이어서 하향으로 지향된 피스톤(22) 상에 힘을 작용한다. 폐쇄 장치는 개방되고, 더 구체적으로 제1 셔터(18)는 개방되어 제3 셔터(12)의 로드와 접촉하게 된다. 제3 셔터와의 접촉 후에 제1 셔터의 하향 이동은 상기 제3 셔터를 개방하는 효과를 갖는다. 압축 가스는 이어서 제3 및 제1 셔터(12, 18)의 각 시트(14, 20)를 통한 통로를 따라 유동할 수 있다. 압력은 이어서 제2 셔터(24, 28)가 폐쇄될 수 있기 전에 제어 챔버(26) 내에 설정될 수 있다. 이 압력은 최소 압력이 장치의 상류측, 즉 병 안에 존재하면, 셔터(24, 28)의 폐쇄로의 피스톤(22)의 하강을 방지한다. 실제로, 제어 챔버(26) 내의 압력은 피스톤의 대향면에 작용하는 스프링(32)의 합력을 극복하는 것이 가능한 힘을 발생하는 큰 영역에 작용한다. 조절기의 상류측의 압력 강하의 경우에, 제어 챔버의 작동 압력의 범위보다 작게 되는 이러한 정도로, 그 내부의 압력은 이어서 스프링(32)의 힘을 더 이상 균형화하지 않을 것이고 피스톤은 잔류 압력의 셔터(24, 28)가 폐쇄될 때까지 하강 이동할 것이다. 제1 및 제3 셔터(18, 12)는 이어서 완전 개방된다. 가스는 더 이상 통과하지 않고, 제어 장치가 접속되어 있는 병의 내부는 외부 분위기로부터 격리 유지된다.

재충전 전에, 휠(36)은 일반적으로 스프링(32)의 프리로드를 해제하고 스프링(25)의 힘 하에서 피스톤(22)의 상향 이동을 허용하여 이에 의해 셔터 장치(18, 12)를 폐쇄하도록 조작된다.

병을 재충전하기 위해, 적합한 밸브를 거쳐 제어 장치의 입구에 접속된 특정 커넥터가 사용될 수 있다. 이러한 밸브는 도 1의 좌하부에 부분적으로 가시화되어 있다. 이는 당 기술 분야의 숙련자에게 자체로 공지되어 있고 더 상세히 설명되지 않을 것이다. 가스는 셔터(18, 12 및 (24,28))를 통해 통과하지 않아야 하기 때문에, 이들 셔터는 조작되지 않아야 하고 통로는 폐쇄 유지된다.

스프링(32)의 프리로드의 해제가 병의 재충전 전에 발생하지 않는 경우에, 단지 잔류 압력을 위한 셔터(24, 28)는 폐쇄되고, 다른 2개의 셔터(18, 12)만이 개방된다. 병 안의 압력이 재충전됨에 따라 증가할 때, 시일(28)에 의해 경계 형성된 피스톤 표면(22) 상의 압력으로부터 발생하는 힘은 피스톤(22)을 이동시키기에 충분하지 않다. 실제로, 시일(28)에 의해 형성된 원환체 또는 링의 직경은 피스톤(22) 자체의 직경보다 실질적으로 작다. 유압 압력이 인가되어 스프링(32)에 대향하는 힘을 생성하는 표면은 이어서 유압 피스톤(22)의 표면보다 특히 낮은데, 이는 이들 표면이 직경(또는 반경)의 제곱에 비례하기 때문이다.

다음에, 스프링(32)의 프리로드를 해제하고 피스톤(22)의 복귀 이동을 허용하기 위해 휠(36)을 조작할 필요가 있다. 잔류 압력 밸브가 이어서 개방될 것이고, 동시에 셔터(18, 12)가 폐쇄될 것이다.

제어 장치를 활성화하기를 원할 때, 스프링(32)을 프리로딩하기 위해 휠을 작동시키면 충분하다. 셔터(18, 12)는 이어서 개방될 것이고, 가스는 제어 챔버(26) 내로 유입될 수 있다. 전술된 바와 같이, 단지 장치의 상류측의 압력, 즉 제어 장치가 접속되어 있는 병 안의 압력이 사전 결정된 압력 미만으로 강하할 때에만 잔류 압력을 위한 셔터(24, 28)가 폐쇄된다. 이 압력은 본질적으로 제어 챔버 내의 작동 압력 범위에 대응한다.

전술된 본 발명의 실시예의 설명에서, 압력 조절기의 차단 장치는 이중 셔터형이다. 그러나, 본 발명은 또한, 특히 간단한 셔터로서 다른 셔터를 구비한 제어 장치에 적용 가능한 것으로 이해된다.

또한, 전술된 본 발명의 실시예의 설명에서, 감압기의 가동 요소는 특정 기하학적 형상의 피스톤이다. 그러나, 이 가동 요소는 다른 형태를 취할 수도 있는 것으로 이해된다. 조절기의 가동 요소는 제어 챔버를 획정하기 위한 본체를 갖는 금속 벨로즈 밀봉부를 더 포함할 수도 있다.

또한, 전술된 본 발명의 실시예의 설명에서, 피스톤과 셔터 사이의 접속부는 강성 기계적 접속부이다. 그러나, 피스톤과 셔터 사이의 제한된 상대 이동을 허용하는 기계적 접속부로서 소정의 자유도가 존재할 수도 있다.

Claims (15)

1. 유체의 유동 또는 압력 또는 양자 모두의 제어 장치(2)로서,
   - 입구(6), 출구(8) 및 상기 입구를 상기 출구에 접속하는 통로를 갖는 본체(4);
   - 상기 통로의 제1 셔터(18);
   - 상기 본체와 함께 상기 제1 셔터(18)의 하류측에 제어 챔버(26)를 형성하는 면을 갖는 상기 제1 셔터(18)에 기계적으로 연결되고, 상기 통로의 제2 셔터를 형성하기 위해 본체(4)의 부분(24)과 유체 기밀 방식으로 접촉하게 되도록 되어 있는 부분을 포함하는 가동 부재(22); 및
   - 상기 제1 셔터(18)의 개방 방향 및 상기 제2 셔터의 폐쇄 방향에서 상기 가동 부재(22)에 작용하는 제1 탄성 수단(32)
   을 포함하고,
   상기 제1 셔터(18)는 유체의 수직 유동 방향에서의 이동에 의해 상기 통로를 폐쇄하도록 구성되며,
   장치의 상류측의 압력이 사전 결정된 압력 미만으로 강하할 때에만 상기 제2 셔터가 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 제어 장치(2).
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 셔터(18)의 폐쇄 및 상기 제2 셔터의 개방 방향으로 상기 가동 부재(22) 상에 작용하는 제2 탄성 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 장치(2).
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2 셔터를 형성하는 가동 부재(22)의 부분은 상기 제어 챔버(26)를 획정하는 상기 가동 부재(22)의 면의 표면의 평균 직경보다 작은 평균 직경을 갖는 폐쇄된 주계를 형성하는 것을 특징으로 하는 제어 장치(2).
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2 셔터를 형성하는 가동 부재(22)의 부분은 원뿔형 프로파일을 갖고, 상기 가동 부재의 상기 부분과 협동하는 본체(4)의 부분(24)은 대응 원뿔형 프로파일을 갖는 것을 특징으로 하는 제어 장치(2).
5. 제4항에 있어서, 상기 가동 부재(22) 또는 상기 본체 또는 양자 모두의 원뿔형 부분에 형성된 홈 내에 수용된 원형 시일(28)을 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 장치(2).
6. 제2항에 있어서, 상기 제1 탄성 수단(32)을 프리로딩하고 해제하기 위한 수단(36, 38, 40, 44, 50, 52)을 포함하고, 상기 제1 탄성 수단(32)이 해제될 때 상기 제2 탄성 수단의 힘 하에서 상기 제1 셔터(18)는 폐쇄되고 상기 제2 셔터는 개방되는 것을 특징으로 하는 제어 장치(2).
7. 제2항에 있어서, 상기 제2 탄성 수단은 상기 제어 챔버(26) 내에 배치되고 상기 본체(4)를 지지하는 스프링(25)을 포함할 수 있는 것을 특징으로 하는 제어 장치(2).
8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제어 챔버(26)를 획정하고 상기 제2 셔터를 형성하는 부분을 포함하는 가동 부재(22)의 면은 상기 제1 셔터(18)를 향해 지향되는 것을 특징으로 하는 제어 장치(2).
9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 본체(4)는 상기 제어 챔버(26) 내로 돌출하는 부분을 포함하고, 상기 부분은 상기 제1 셔터(18)를 적어도 부분적으로 수용하고 상기 제2 셔터를 형성하는 상기 가동 부재(22)의 면의 부분과 협동하는 것을 특징으로 하는 제어 장치(2).
10. 제7항에 있어서, 상기 제2 탄성 수단의 스프링(25)은 상기 제어 챔버(26) 내로 돌출하는 본체부(4) 주위에 적어도 부분적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 제어 장치(2).
11. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 셔터(18)는 상기 통로 내의 시트(20)와 밀봉식으로 협동하도록 되어 있고, 그 상류측까지 상기 시트를 통해 연장되는 것을 특징으로 하는 제어 장치(2).
12. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 셔터(18)의 상류측에 배치되고, 유체의 수직 유동 방향에서의 이동에 의해 통로를 폐쇄하도록 구성된 제3 셔터(12)를 포함하고, 상기 제1 및 제3 셔터(18, 12)는 상기 제3 셔터(12)가 상기 제1 셔터(18) 전에 폐쇄하게 서로 협동하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 제어 장치(2).
13. 제12항에 있어서, 상기 제3 셔터(12)는 상기 통로 내의 특정 시트(14)와 밀봉식으로 협동하도록 적용되고, 상기 시트의 상류측 위치로부터 하류측 위치까지 상기 시트를 통해 연장되어 상기 제1 셔터(18)가 상기 제3 셔터(12)와 접촉하게 될 수 있게 되는 것을 특징으로 하는 제어 장치(2).
14. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 탄성 수단(32)은 상기 제1 셔터(18)의 폐쇄 및 상기 제2 셔터의 개방을 허용하도록 비활성화되게 될 수 있는 것을 특징으로 하는 제어 장치(2).
15. 제1항 또는 제2항에 있어서, 50 bar 초과의 압력에서 작동하는 것이 가능한 가스 실린더용 밸브인 것을 특징으로 하는 제어 장치(2).

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