KR102193475B1 - 위생 고압 에어레이터 밸브 조립체 - Google Patents

Abstract

위생 고압 밸브 조립체가 제공된다. 밸브 조립체는, 저장 용기로부터의 과립형 물질의 유동을 돕기 위해서, 과립형 물질을 포함하는 저장 용기 내로 방출하도록 가압 가스를 위생 중앙 통로 내로 진입시키기 위한 유입구 어댑터를 포함한다. 밸브 조립체는 또한 위생 중앙 통로로부터 격리되는, 서비스 가능 부품을 수용하기 위한 격리 챔버를 포함한다.

Description

위생 고압 에어레이터 밸브 조립체

본 발명은 일반적으로, 저장 용기로부터 과립형 물질의 유동을 가속하기 위해서, 과립형 물질 등을 포함하는 저장 용기 내로 비교적 큰 부피의 가압 가스를 방출하기 위한 밸브 구성에 관한 것이고, 보다 구체적으로 개선된 동작을 위해서 그러한 밸브 구성을 변경하는 것에 관한 것이다

저장 용기 내의 개구부로부터의 미립자 물질 방출에 종종 문제가 발생되는데, 이는, 용기에서의 어떤 위치에서도 발생될 수 있지만, 일반적으로는 용기의 방출 배출구 부근에서 발생되는, 용기 벽 상에서의 미립자 물질의 막힘, 가교화(bridging), 랫-홀링(rat-holing) 또는 점착적 축적 때문이다. 이러한 막힘은 종종, 미립자 물질이 축축하거나 미립자 물질을 점착이 되게 하는 첨가제를 포함할 때, 가중된다. 이러한 문제를 완화하기 위한 많은 시도가 과거에 있었다. 예를 들어, 하나 또는 그 이상의 가스 방출 장치를 용기 벽 상에 또는 미립자 재료를 포함하는 호퍼의 경사 측면에 장착하는 것이 제안되었다. 그러한 방출 보조 장치는, 물질이 통상적인 중력에 의해서 방출될 수 있도록 물질 내용물의 막힘 및 가교화를 감소시키기 위해서, 또는 미국 특허 제3,788,527호에서 개시된 바와 같이 다른 하역 장비를 보조하기 위해서, 호퍼 내로 가스의 폭풍을 지향시키기 위해서 호퍼 내로 연장되는 노즐을 갖는다. 공기 블래스터(blaster) 또는 공기 펄싱(air pulsing)과 같은 그러한 종래 기술의 방출 보조 장치가 다양한 정도로 상업적으로 성공하였지만, 그러한 장치 모두는 상기 개구부를 통해서 장치 내로 진입되고 내부 메커니즘에 부착되며 상기 장치를 부분적으로 또는 완전히 작동 불능으로 만드는 미립자 물질 및 미세물(fine)의 영향을 받는 개방 방출 단부를 갖는다. 종래 기술의 장치의 이러한 단점은 비용이 드는 보수, 청소 및 생산 손실을 위한 중단을 필요로 한다.

또한, 상기 종래 기술의 장치의 특성에 의해서, 이들 공기 블래스터를 효율적으로 동작시키기 위해, 주위 외부 하우징에 대한 내부 피스톤 부재의 정밀한 공차를 필요로 한다. 이는, 주위 환경의 온도 변화가 상이한 열팽창 계수들을 갖는 부품들 사이의 결합을 유발할 수 있고, 그에 의해서 결과적으로 동작 불량을 유발할 수 있다는 문제를 야기한다. 이들 온도 변동은 계절적 또는 일간적(daily)일 수 있고, 환경 조건의 변화에 의해서 유발될 수 있으며, 또는 관련된 산업적 프로세스에 의해서 생성될 수 있다.

이들 종래 기술의 밸브 구성의 동작과 함께 발생되는 관련된 심각한 문제는, 저장된 미립자 물질이 밸브 자체 또는 용접 비트(weldment bit)와 같은 밸브의 장착 판으로부터 유래되는 금속 단편으로 오염된다는 것이다.

이제, 전술한 종래 기술의 특허에 개시된 것보다 이동 부품이 더 적은, 이러한 유형의 에어레이터 밸브가 광범위한 상업적 용도로도 개발되었다. 불행하게도, 상기 변경된 밸브 구성은 여전히, 적어도 부분적으로 용접으로 제조된 중요 구성요소를 갖는 것에 기인하는 전술한 동작상의 어려움을 많이 갖는 경향이 있다. 기본적으로, 상기 변경된 밸브 구성은 중앙 내부 통로에서 종료되는 전방 단부 및 후방 단부를 갖는 외부 하우징, 외부 하우징 내의 중앙 통로 내에서 활주 가능하게 결합되는 가동 피스톤 부재, 상기 전방 단부와 후방 단부의 중간에서 상기 외부 하우징 내의 중앙 통로 내에 고정되는 스프링 부하형 피스톤 안내 부재(spring loaded piston guide member), 및 상기 피스톤 부재를 전방으로 구동시켜 상기 통로의 전방 단부로부터 이격시키고 주위 대기로 가압 가스를 방출하기 위해서 가압 가스 매체를 공급하는 공압 밸브 메커니즘을 포함한다. 상기 상업적 밸브 장치의 구성에서, 피스톤 부재는 중앙 통로의 전방 단부를 밀봉하는 확대된 헤드 종료부로 설계되고, 상기 부재는 통상적인 용접에 의해서 함께 접합되는 다수의 구성 부품으로 형성된다. 보다 구체적으로, 상기 부재의 별개의 확대된 헤드 부분 내로 나사 결합되고 용접되는 가공된 막대가 이용되며, 상기 확대된 헤드 부분은 또한 용접된 단부 캡으로 종료된다. 또한 추가적으로, 밸브 구성에 이용되는 스프링 부하형 피스톤 안내 부재에 금속 압축 스프링을 용접하는 것은, 저장 용기가 이용되는 경우에 저장 용기 내로의 용접 파편의 유입을 수반하는 밸브 동작 중에, 빈번한 장치 불량을 야기한다.

이러한 유형의 밸브 장치로 전술한 동작상의 어려움을 극복하기 위해서, 이제, 개선된 방식으로 다양한 저장 용기에 또한 추가적으로 부착될 수 있는, 적은 내부 부품을 갖는 개선된 공압 동력형 가스 방출 밸브 구성이 제공된다. 그렇게 하는데 있어서, 본 밸브 장치는, 방출되는 가압 가스 매체의 반복된 펄스를 저장된 미립자 물질과 내부 용기 벽 사이로 지향시키기 위해서 하나 또는 이상의 저장 용기 측벽에 설치하기 위한 큰 유동 펄스 유형의 전기 솔레노이드 밸브에 연결될 수 있다. 현재의 개선된 밸브 장치의 다수의 설치가 고려되고, 개별적인 밸브는, 희망하는 경우에, 저장 용기의 측벽 주위에서 균등하게 이격된다. 현재의 개선된 밸브 구성을 저장 용기 측벽 또는 다수의 측벽에 고정하는 것이 또한, 비용 감소 및 필요한 유지보수 또는 밸브 제거를 위해서 단순화되었다. 보다 구체적으로, 종래 기술의 밸브 설치는 통상적으로, 밸브 장치를 용기 측벽에 물리적으로 고정하기 위해서 다른 편평한 장착 플랜지에 커플링된 편평한 장착 판을 이용하고, 상기 용기 측벽은 종종 그러한 결합 방식을 달성하기 위해서 상당한 용접을 필요로 하는 곡선형 윤곽을 종종 갖는다. 그와 달리, 현재의 개선된 밸브 구성은 신규한 용접 장착 칼라(weld-on mounting collar)로 밸브 장치를 용기 측벽에 결합할 수 있게 한다.

그에 따라, 본 발명의 목적은 적은 수의 비-용접형 내부 작동 부품을 갖는 동작적으로 개선된 가스 동력형 방출 보조 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 구성 부품의 비교적 단순한 변경만을 필요로 하는 방식으로 현재의 개선된 가스 방출 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 현재의 개선된 가스 방출 장치가 저장 용기의 측벽에 물리적으로 고정될 수 있게 하는 개선된 수단을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 현재의 개선된 가스 방출 장치와 장착 수단 사이의 신규한 협력을 제공하는 것이고, 그에 의해서 상기 장치가 저장 용기 측벽에 물리적으로 고정될 수 있다.

본 발명의 이러한 그리고 또 다른 목적은 본 발명의 이하의 상세한 설명을 고려할 때 명확해질 것이다.

본 발명은 위생 고압 에어레이터 밸브 조립체에 관한 것이다. 위생 고압 에어레이터 밸브 조립체는 실질적으로 공선적인(collinear) 대향 단부들을 갖는 주 본체; 주 본체의 일 단부에 부착될 수 있는 커플링 칼라; 커플링 칼라 단부에 대향되는 단부에 부착될 수 있는 단부 캡; 및 주 본체에 부착될 수 있는 유입구 어댑터를 포함하고, 유입구 어댑터는 실질적으로 공선적인 대향 단부들과 실질적으로 수직이다. 주 본체는 또한, 가압 가스가 피스톤 헤드를 폐쇄 위치로 유지하는 압축 스프링을 극복하기에 충분한 때, 가압 가스를 용기 내로 도입하기 위한 위생 중앙 내부 통로를 포함한다. 부가적으로, 조립체는 서비스 가능 부품을 수용하고 위생 중앙 통로로부터 격리되는 격리 챔버를 포함한다.

본 발명은 또한 실질적으로 동축적인 대향 단부들을 갖는 주 본체를 갖는 위생 고압 에어레이터 밸브 조립체에 관한 것이다. 커플링 칼라가 실질적으로 동축적인 대향 단부들 중 일 단부에 부착될 수 있고, 단부 캡이 커플링 칼라 단부에 대향되는 단부에 부착될 수 있다. 또한, 유입구 어댑터가 주 본체에 부착될 수 있고, 유입구 어댑터는 실질적으로 동축적인 대향 단부들에 실질적으로 수직이다. 위생 고압 에어레이터 밸브 조립체는 또한 유입구 어댑터와 커플링 칼라 단부 사이에 배치된 중앙 통로를 포함하는 공기 챔버를 포함하고; 물질을 포획하기 쉬울 수 있는 비-공기역학적 부품은 중앙 통로 내에 배치되지 않는다.

본 발명의 다른 실시예에 따라, 위생 고압 에어레이터 밸브 조립체가 제공된다. 위생 고압 에어레이터 밸브 조립체는 원형의 배출구 포트, 캡 단부, 유입구 포트를 갖는 주 본체를 포함한다. 중앙 통로를 포함하는 공기 챔버는 유입구 포트와 배출구 포트 사이에 배치되며, 물질(예를 들어, 유기 물질)을 포획할 수 있는 비-공기역학적 부품은 중앙 통로 내에 배치되지 않는다. 위생 고압 에어레이터 밸브 조립체는 상기 중앙 통로를 캡 단부로부터 격리시키기 위하여 공기 챔버 격리 조립체를 포함한다. 위생 고압 에어레이터 밸브 조립체는 또한 주 본체의 동축적인 단부와 동축적인 중앙 통로의 일부 내에서 미리 결정된 거리만큼 활주 가능한 하나의-단편의 일체형 피스톤 부재(one-piece unitary piston member)를 포함한다. 상기 하나의-단편의 일체형 피스톤 부재는, 공기 챔버의 커플링 칼라 단부를 밀봉하기 위해, 하나의-단편의 일체형 피스톤 부재의 일 단부에 배치된 확대된 헤드, 및 상기 확대된 헤드 단부에 대향하는 단부에 배치되는 나사산형 길이 단부를 포함하며, 상기 나사산형 길이 단부는 공기 챔버 격리 조립체에 의해 중앙 통로로부터 격리된다.

본 발명은 또한 내부 공기 유동 챔버를 갖는 노우즈(nose) 단부 및 내부 공기 유동 챔버를 갖는 주 본체를 갖는 고압 에어레이터 밸브에 관한 것이다. 상기 노우즈 단부 및 주 본체 공기 유동 챔버는, 주 본체 및 노우즈 단부를 통해 연속적인 공기 유동 챔버를 제공하도록 결합 가능하다. 고압 에어레이터 밸브는 또한 주 본체에 결합 가능한 후방 본체 및 상기 후방 본체에 결합 가능한 단부 캡을 포함한다. 상기 주 본체와 후방 본체 사이에 와이퍼 시일(wiper seal)이 배치된다. 후방 본체, 단부 캡, 및 와이퍼 시일은 작동 중에 공기 유동 챔버로부터 격리되는 공기 격리 챔버를 형성한다.

본 발명으로 간주되는 청구 대상이 명세서의 끝 부분에 위치되는 청구범위에서 특히 지적되고 명확하게 청구되어 있다. 본 발명의 전술한 그리고 다른 목적, 특징 및 장점은 첨부 도면과 함께 취해진 이하의 상세한 설명으로부터 명확하다.

도 1은 전술한 종래 기술의 가스 동력형 방출 밸브에 대한 부분 횡단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 위생 고압 에어레이터 밸브 조립체의 사시도이다.
도 2a는 피스톤 밸브가 개방 위치에 있고 또한 도 2에 도시된 본 발명에 따른 위생 고압 에어레이터 밸브 조립체를 통한 공기 유동을 나타내는 위생 고압의 부분 횡단면 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 본 발명에 따른 위생 고압 에어레이터 밸브 조립체의 분해도이다.
도 4는 도 2에 도시된 본 발명에 따른 주 본체의 사시도이다.
도 5는 도 2에 도시된 본 발명에 따른 주 본체의 노우즈 사시도이다.
도 6은 도 2에 도시된 본 발명에 따른 위생 고압 에어레이터 밸브 조립체의 부분 조립 캡 단부 사시도이다.
도 7은 도 2에 도시된 본 발명에 따른 위생 고압 에어레이터 밸브 조립체의 부분 조립 노우즈 단부 사시도이다.
도 8은 도 2에 도시된 본 발명에 따른 위생 고압 에어레이터 밸브 조립체의 부분 조립 사시도이다.
도 8a는 도 2에 도시된 본 발명에 따른 위생 고압 에어레이터 밸브 조립체의 부분 횡단 조립 사시도로서, 특히 단부 캡, 후방 본체, 와이퍼 시일, 및 피스톤 샤프트에 의해 형성된 격리된 공기 챔버를 도시하고 있다.
도 9는 도 2에 도시된 본 발명에 따른 피스톤 조립체 밸브의 부분 분해도이다.
도 10은 도 9에 도시된 본 발명에 따른 엔드 캡(107) 밸브의 내부도이다.

이하의 간략한 용어 정의가 본 출원 전체를 통해서 적용될 것이다.

"포함"이라는 용어는, 비제한적으로, 포괄을 의미하고, 특허 문맥에서 전형적으로 사용되는 방식으로 해석되어야 한다.

"일 실시예", "일 실시예에 따라" 및 기타의 문구는 일반적으로, 그러한 문구에 뒤따르는 특별한 특징, 구조, 또는 특성이 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함될 수 있다는 것, 그리고 본 발명의 하나 이상의 실시예에 포함될 수 있다는 것을 의미한다(중요한 것은, 그러한 문구가 반드시 동일한 실시예를 지칭하는 것이 아니라는 것이다).

만약 명세서가 "예시적인" 또는 "예"와 같은 것을 설명한다면, 이는 비-배타적인 예를 지칭하는 것으로 이해해야 한다.

명세서에서 구성요소 또는 특징이 포함될 수 있고("may," "can," "could," "should," "possibly"), 바람직하게 포함되고, 전형적으로 포함되고, 선택적으로 포함되고, 예를 들어 포함되고, 또는 포함될 수도 있다는 것 또는 특성을 갖는다는 것을 기술하는 경우에, 그러한 특별한 구성요소 또는 특징이 포함될 것 또는 특성을 가질 것을 필요로 하지 않는다.

이제 도면의 도 1을 참조하면, 지금 상업적으로 이용되는 전술한 종래 기술의 가스 동력형 방출 밸브(10)에 대한, 부분 횡단 측면도가 도시되어 있다. 주목할 수 있는 바와 같이, 도시된 밸브 구성은 다수-부품 금속 피스톤 부재(12)뿐만 아니라 다수-부품 금속 피스톤 안내 부재(14)를 이용하고, 그러한 2개의 구성 부품들 모두는 앞서 지적한 바와 같이 용접으로 제조되었다. 원통형 밸브 구성은, 금속 플랜지(18)에 물리적으로 고정된 외부 금속 하우징(16)을 더 포함하고, 그러한 금속 플랜지(18)는 다시 통상적인 나사산형 볼트(22)로 금속 장착 판 부재(20)에 체결되었다. 본 도면에 더 도시된 바와 같이, 장착 판 부재(20)는 추가적인 용접에 의해 저장 용기 측벽(24)에 부착되었다. 피스톤 안내 부재(14)의 후방 단부에 대해서 배치된 압축 스프링(26)은, 가압 가스가 밸브 구성의 중공형 중앙 통로(28)에 진입하는 것에 의해서 작동될 때까지, 밸브를 폐쇄 상태로 유지한다. 통상적인 전기 솔레노이드 밸브 메커니즘(30)은, 공기 등과 같은, 가압 가스 매체를 중앙 통로의 후방 단부에 공급하여, 피스톤 부재(12)를 전방으로 구동함으로써 통로의 전방 단부의 밀봉을 해제하고 가압 가스를 저장 용기의 내측부로 방출한다. 동작을 위해서, 솔레노이드 밸브 메커니즘(30)은 압축 공기 공급 라인(미도시)에 부착될 수 있고, 통상적으로 1/4+L 초 시간의 지속시간 동안 40 내지 100 psi 범위의 가스 압력에서 펄스화될 때, 압축 스프링(26)이 극복되고 피스톤 부재(12)가 전방으로 이동하여 방출 밸브를 개방하고 완전한 원의 방향(full circle direction)으로 가압 가스를 방출한다. 펄스 종료 시에, 내부 스프링 부재(26)는 즉각적으로 피스톤 부재에 다시 안착되어, 대부분, 저장 용기로부터 내부 밸브 주 본체 내로의 과립형 물질의 어떠한 진입도 차단한다. 종래 기술의 장치(10)에서 특히 주목하여야 하는 것은, 가압 가스의 유동이 장치의 후방으로부터이고, 그에 따라 장치의 후방부로부터 방출 밸브 개방까지의 개방 공기 채널을 필요로 한다는 것이다. 예를 들어, 스프링 부재(26)의 틈 내에 포획된 임의의 미립자 물질이 내부로 날리고 저장 용기를 오염시킬 가능성이 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

또한, 도 2를 참조하면, 밸브 헤드(105)가 폐쇄 위치에 있는, 위생 고압 에어레이터 밸브 조립체(100)의 사시도가 도시되어 있다. 도 2에는, 주 본체(101), 유입구(102), 단부 캡 클램프(103), 단부 클램프 날개 너트(103A), 칼라 클램프(104), 칼라 클램프 날개 너트(104A)가 도시되어 있다. 또한 도 2에는, 확대된 피스톤 헤드(105)가 도시되어 있다.

여전히 도 2를 참조하면, 유입구 어댑터(102) 축(z)은 실질적으로 수직이고 고압 에어레이터(100)의 x-x 축에 실질적으로 동일 평면에 있다는 것이 이해될 것이다. 유입구 어댑터(102)에 대한, 엘보 커플링(미도시)과 같은, 커플링이 솔레노이드 밸브(미도시)의 편리한 배치를 위해서 회전될 수 있고, 그에 따라 에어레이터(100) 유닛, 특히 접근성에 문제가 있는 곳에, 예를 들어 용기 상의 높은 높이에 설치된 유닛의 효과적인 유지보수를 도울 뿐만 아니라, 공기 호스의 배치와 관련하여 큰 설치 유연성을 제공한다. 유입구 어댑터(102)는 또한 표준형의 3잎-클로버 플랜지(102A)와 같은 위생 연결 플랜지를 포함한다.

또한 도 2에는, 신속 해제 클램프(103, 104) 및 연관된 날개 너트(103A, 104A)가 도시되어 있고, 이는 에어레이터 밸브(10)의 간소화된 설치 및 제거를 가능하게 한다. 이러한 특징은, 종종 나사산형 장착 커플링 내로 나사체결되어 잠금 너트로 조여지고; 그에 따라 에어레이터 밸브(10)를 설치 및 제거하기 위해서 수공구(hand tool)를 필요로 하는 종래 기술의 해결책보다 우수한 장점이라는 것을 이해할 것이다. 신속 해제 클램프(103, 104)는, 예를 들어, 3잎-클로버 클램프 조립체와 같은, 임의의 적합한 유형의 위생 클램프일 수 있다.

단부 캡(107)은 신속 해제 클램프(103)를 통해서 주 본체(101)에 부착된다. 신속 해제 클램프(103)는, 서비스를 위해 제거 가능한 부품에 접근하기 위하여, 단부 캡(107)이 신속하고 용이하게 설치 및 제거되는 것을 허용한다. 본 출원에 개시된 신규한 특징은, 에어레이터 밸브를 제거 및 수리하기 위해서 도구의 이용 및 다수의 단계를 필요로 하는, 도 1에 도시된 바와 같은, 종래 기술의 설계보다 유리하다는 것이 이해될 것이다.

또한, 도 2a를 참조하면, 개방 위치에 있는 피스톤 밸브 헤드(105) 및 도 2에 도시된 본 발명에 따른 위생 고압 에어레이터 밸브 조립체(100)를 통한 공기 유동을 나타내는, 위생 고압의 부분 횡단면 사시도가 도시되어 있다. 본 출원에서 보다 상세하게 설명되는 바와 같이, 경로(2A1)를 따른 공기 유동은 유입구 포트(102)를 통해 유입되어, 챔버(101A1)를 따라 이동하며; 만약 웨이브 스프링(2203)의 복원력을 극복하기에 충분한 압력이라면, 헤드(105)가 강제 개방되어, 가압 공기가 갭(2A2)을 통해 빠져 나가는 것을 허용한다. 상기 가압 공기가 제거되었거나 또는 상기 웨이브 스프링(2203) 복원력을 극복하기에 불충분할 때, 웨이브 스프링은 피스톤 밸브 샤프트(105A)에 연결된 스프링 인장기(spring tensioner)(2205)에 인접한 와셔(2204)에 인접한 부싱(2202)을 가압하여, 챔버(101A)를 빠져 나가는 공기에 대한 갭(2A2)이 더 이상 없는 폐쇄 위치로 피스톤 밸브 헤드(105)를 강제한다. 예를 들어, 웨이브 스프링 또는 코일 스프링과 같은 임의의 적절한 복원력이 사용될 수 있음을 이해할 것이다.

또한, 도 3을 참조하면, 도 2에 도시된 본 발명에 따른 위생 고압 에어레이터 밸브(10)의 분해도가 도시되어 있다. 도 3에는 용접 장착 칼라(201)가 도시되어 있다. 실제로, 장착 칼라(201)는 금속 벽을 갖는 임의의 유지 용기 또는 장비에 용접된다. 주 본체(101)에 부착된 노우즈 단부(101A)는 장착 칼라(201)를 통해서 삽입되며, 칼라 클램프(104) 및 칼라 클램프 날개 너트(104A)(도 2에 도시)를 통해서 장착 칼라 및 가스켓(2207)과 함께 결합된다. 대안적인 실시예에 있어서, 장착 칼라(201)는 장착 플랜지를 포함할 수 있다. 장착 칼라(201)(장착 플랜지를 가지거나 갖지 않는)는 임의의 적합한 수단, 예를 들어 적합한 접착제 또는 체결구를 통해서 용기 벽에 부착될 수 있음을 이해할 것이다. 장착 칼라(201)는 대안적인 커플링 수단을 위해서 내부에 나사산을 가질 수도 있음을 이해할 것이다.

여전히 도 3을 참조하면, 노우즈 단부(101A)는 주 본체(101)에 끼워진다. 가스켓(2206)은 주 본체(101)와 노우즈 단부(101A) 사이에 기밀 밀봉을 보장하는 것을 돕는다. 후방 본체(101B)는 주 본체(101)에 끼워진다. 와이퍼 시일(805)은 후방 본체(101B)와 주 본체(101) 사이에 협지되며, 와이퍼 시일(805)을 통한 피스톤(105A)의 활주 가능한 이동을 허용하면서 타이트한 기밀을 형성하도록, 피스톤 샤프트(105A)에 끼워진다. 와이퍼 시일(805) 및 후방 본체(101B)는, 에어레이터 밸브(100)의 복원력 단부(3301)로부터 주 본체(101)의 내부 공기 챔버(도 5 : 4401)를 격리시키는 것을 알 수 있다.

여전히 도 3을 참조하면, 웨이브 스프링(2203)은 부싱(2201)과 부싱(2202) 사이에 협지된다. 피스톤 샤프트(105A)는 부싱(2201, 2202) 및 웨이브 스프링(2203)을 통해 활주 가능하며, 인장기(2205)에 연결된다. 인장기(2205)는 내부에 나사산이 있을 수 있으며, 또한 피스톤 샤프트(105A) 상의 나사산과의 결합을 통해 피스톤 샤프트(105A)에 연결될 수 있다(도 8의 105B 참조). 대안적인 실시예에 있어서, 인장기(2205)는 피스톤 샤프트 홀(105C)(도 9의 105C 참조)을 통해 핀(도 9의 2205A 참조)에 의해 피스톤 샤프트(105A)에 핀 결합될 수 있다. 결합 가능한 나사산 및 핀에 의해, 인장기(2205)가 피스톤 샤프트(105A)에 연결될 수 있음을 알 수 있을 것이다. 대안적인 실시예에 있어서, 부싱(2202), 와셔(2204), 및 인장기(2205)는 단일의 일체형 부품일 수 있음도 알 수 있을 것이다.

여전히 도 3을 참조하면, 웨이브 스프링(2203)은 부싱(2202)에 대해 복원력을 제공하여, 피스톤 샤프트(105A)에 부착된 인장기(2205)에 접촉되는 와셔(2204)를 가압하고, 이에 따라 피스톤 밸브 헤드(105)의 피스톤 밸브 헤드 하부측(105D)을 폐쇄하거나 접촉시키는 것을 알 수 있을 것이다. 유입구(102)를 통해 주 본체(101)로 들어가는 가압 유체(예를 들어, 공기)는 피스톤 밸브 헤드 하부측(105D)을 가압하여, 웨이브 스프링(2203)의 힘을 극복하기에 충분한 압력이 피스톤 샤프트(105A)를 개방 위치로 활주시켜, 가압 유체(예를 들어, 공기)가 피스톤 밸브 헤드(105)의 가장자리 둘레로 빠져나가는 것을 허용한다는 것을 알 수 있을 것이다. 가압 유체가 제거되거나 또는 웨이브 스프링(2203)의 복원력을 극복하기에 불충분할 때, 웨이브 스프링은 밸브 헤드(105)를 그 폐쇄 위치로 복귀시키도록 작동하며, 즉 밸브 헤드(105)의 하부측(105D)이 노우즈 단부(101A)에 대해 접촉된다.

또한, 도 4를 참조하면, 도 2에 도시된 본 발명에 따른 주 본체(101)의 사시도가 도시되어 있다. 도 4는 후방 본체(101B)와 결합되는 결합면(3302)을 도시하고 있다. 도 4는 또한 와이퍼 시일(805)이 끼워지는 와이퍼 시일 삽입 영역(3301)을 도시하고 있다.

또한, 도 5를 참조하면, 도 2에 도시된 본 발명에 따른 주 본체(101)의 노우즈 사시도가 도시되어 있다. 도 5는 노우즈 단부(101A)와 결합되는 결합면(4402)을 도시하고 있다. 도 5는 또한 유입구(102)를 통해 주 본체(101)를 빠져나가는 공기 유동 경로(5501)를 도시하고 있다. 작동 시, 공기 유동 경로(5501)를 따라 주 본체(101)를 빠져나가는 가압 공기는, 밸브 헤드(105)의 하부측(105D)을 가압하기 위해 노우즈 단부(101A)에 들어가는 것을 알 수 있을 것이다.

또한, 도 6을 참조하면, 도 2에 도시된 본 발명에 따른 위생 고압 에어레이터 밸브 조립체(100)의 부분 조립 캡 단부 사시도가 도시되어 있다. 와이퍼 시일(805)은 후방 본체(101B)에 접촉되어, 복원력 부분(3301)을 주 본체 공기 챔버(도 5 참조)로부터 격리시키고 그리고 피스톤 샤프트(105A)의 활주 가능한 작동을 허용한다. 또한, 도 6에는 복원력 부분(3301)을 수용하는 격리된 챔버를 형성하도록 함께 결합되는 후방 본체(101B), 가스켓(2208), 및 단부 캡(107)이 도시되어 있다.

또한, 도 7을 참조하면, 도 2에 도시된 본 발명에 따른 위생 고압 에어레이터 밸브 조립체(100)의 부분 조립 노우즈 단부 사시도가 도시되어 있다. 도 7에는 내부 공기 챔버(101A1) 및 가스켓(2206)이 도시되어 있다. 가스켓(2206)은, 노우즈 단부(101A)와 주 본체(101) 사이에 기밀 밀봉을 형성하도록, 주 본체(101)에 대해 결합된다. 주 본체(도 5 참조)를 빠져나가는 공기 유동(5501)은 공기 챔버(101A1) 내로 들어가는 것을 알 수 있을 것이다.

또한, 도 8을 참조하면, 도 2에 도시된 본 발명에 따른 위생 고압 에어레이터 밸브 조립체(100)의 부분 조립 사시도가 도시되어 있다. 도 8은 나사식 밸브 샤프트(105B)상에서의 부싱(2201, 2202), 웨이브 스프링(2203), 와셔(2204), 및 인장기(2205)의 상대 위치를 도시하고 있다. 인장력 조정기(2205)는 압축 스프링(2203)에 의해 피스톤(105)에 가해지는 인장력을 조정한다. 인장력 조정기(2205)는 골진 너트(castellated nut) 또는 슬롯형 너트(slotted nut)와 같은 임의의 적절한 인장력 조정기일 수 있다.

또한, 도 8a를 참조하면, 도 2에 도시된 본 발명에 따른 위생 고압 에어레이터 밸브 조립체의 부분 횡단 조립 사시도가 도시되어 있으며, 특히 단부 캡(107), 후방 본체(101B), 와이퍼 시일(805), 및 피스톤 샤프트(105A)에 의해 형성된 격리된 공기 챔버를 도시하고 있다. 부싱(2201), 웨이브 스프링(2203), 부싱(2202), 및 인장기(2205)는 전술한 요소들에 의해 형성되는, 상기 격리된 공기 챔버 내에 포함된다는 것을 알 수 있을 것이다.

또한, 도 9를 참조하면, 도 2에 도시된 본 발명에 따른 피스톤 조립체 밸브의 부분 분해도가 도시되어 있다. 금속 피스톤(105A) 상에서의 인장 스프링 핀 홀(pin hole)(105) 위치는, 인장 스프링 홀(105)이 보이도록 인장력 조정기(2205)가 조정될 때, 원하는 스프링 인장력을 위해 미리 결정된다. 인장 스프링 홀(105B)의 위치는 스프링(2203)과 관련된 원하는 스프링 상수 및 예상되는 공기 압력의 함수로서 미리 결정된다는 것을 추가로 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 상기 홀(105B)은, 압축 스프링(803) 및 예상되는 공기 압력과 관련된 주어진 또는 미리 결정된 스프링 상수에 대해 거리(D)가 0.125 인치이도록, 피스톤(105A) 상에 위치될 수 있다. 마찬가지로, 슬롯형 인장기(1201)는, 인장기(2205)가 나사산(105B)의 단부에서 바닥에 닿을 때까지, 피스톤(105A)의 나사산(105B)(도 8 참조)에서 작동될 수 있다. 나사산의 단부 또는 나사산 길이(105B)는 주어진 스프링 상수 및 공기 압력에 대해 거리(D)가 0.093 인치이도록 미리 결정될 수 있다.

또한, 도 9에는 밸브 샤프트 직사각형 단부 또는 키(key)(105D)가 도시되어 있다. 밸브 샤프트 키(105D)는 도 10에 도시된 단부 캡(107)의 직사각형 슬롯(107D)과 결합하도록 적용 가능하다. 에어레이터(100)가 완전히 조립되었을 때, 슬롯(107D) 내에 끼워진 밸브 샤프트 직사각형 단부(105D)는, 회전할 수 없음을 알 수 있을 것이다.

전술한 설명은 단지 본 발명의 예시라는 것을 이해해야 한다. 그에 따라, 본 발명으로부터 벗어나지 않고도, 당업자는 여러 가지 대안예 및 변경예를 안출할 수 있다. 따라서 본 발명은, 첨부된 청구항의 범위 내에 포함되는 그러한 대안예, 변경예, 및 변형예 모두를 포함할 것이다.

Claims (16)

1. 실질적으로 동축적인 대향 단부들을 갖는 주 본체;
   상기 실질적으로 동축적인 대향 단부들 중 일 단부에 부착될 수 있는 커플링 칼라;
   상기 커플링 칼라 단부에 대향되는 단부에 부착될 수 있는 단부 캡;
   상기 주 본체에 부착될 수 있고, 상기 실질적으로 동축적인 대향 단부들에 실질적으로 수직인 유입구 어댑터;
   상기 유입구 어댑터와 상기 커플링 칼라 단부 사이에 배치되는 중앙 통로를 포함하는 공기 챔버;
   웨이브 스프링이 위치되는 공기 격리 챔버; 및
   상기 주 본체의 동축적인 대향 단부들, 상기 공기 격리 챔버 및 상기 중앙 통로의 일부에서 미리 결정된 거리에 걸쳐 활주 가능한 하나의-단편의 일체형 피스톤 부재를 포함하며,
   상기 하나의-단편의 일체형 피스톤 부재는,
   상기 웨이브 스프링의 조정되는 장력을 시각적으로 제공하도록 미리 설정된 위치에 형성하는 인장 스프링 홀을 포함하는 위생 고압 에어레이터 밸브 조립체.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 공기 격리 챔버는, 상기 웨이브 스프링을 압축하기 위해 상기 웨이브 스프링의 양단부에 배치된 다수의 부싱을 포함하는 위생 고압 에어레이터 밸브 조립체.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 하나의-단편의 일체형 피스톤 부재는,
   상기 공기 챔버의 커플링 칼라 단부를 밀봉하기 위해서 상기 하나의-단편의 일체형 피스톤 부재의 일 단부에 배치되는 확대된 헤드; 및
   상기 확대된 헤드에 대향되는 타 단부에 형성되며, 상기 공기 격리 챔버 내에 배치되는 나사산형 단부를 포함하며,
   상기 나사산형 단부는 상기 공기 격리 챔버에 의해 상기 중앙 통로로부터 격리되는, 위생 고압 에어레이터 밸브 조립체.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 인장 스프링 홀의 위치는 스프링 상수, 공기 압력, 및 미리 결정된 제 1 거리의 함수로서 미리 결정되는, 위생 고압 에어레이터 밸브 조립체.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 미리 결정된 제 1 거리는 0.125 인치인, 위생 고압 에어레이터 밸브 조립체.
   
6. 제 3 항에 있어서,
   상기 나사산형 단부의 길이는 스프링 상수, 공기 압력, 및 미리 결정된 제2 거리의 함수로서 미리 결정되는, 위생 고압 에어레이터 밸브 조립체.
   
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 미리 결정된 제2 거리는 0.093 인치인, 위생 고압 에어레이터 밸브 조립체.
   
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 웨이브 스프링의 장력을 조정하기 위한 조정기를 더 포함하는, 위생 고압 에어레이터 밸브 조립체.
   
9. 내부 공기 유동 챔버를 갖는 노우즈 단부;
   내부 공기 유동 챔버를 갖는 주 본체;
   상기 노우즈 단부 및 상기 주 본체 각각의 내부 공기 유동 챔버는, 상기 주 본체 및 상기 노우즈 단부를 통해 연속적인 공기 유동 챔버를 제공하도록 결합 가능하며,
   상기 주 본체에 결합 가능한 후방 본체;
   상기 후방 본체에 결합 가능하고, 내부 슬롯을 포함하는 단부 캡;
   상기 주 본체와 상기 후방 본체 사이에 배치되는 와이퍼 시일;
   상기 후방 본체, 단부 캡, 및 와이퍼 시일이 상기 공기 유동 챔버로부터 격리되도록 형성하며, 적어도 하나의 스프링이 위치되는 공기 격리 챔버; 및
   상기 공기 유동 챔버의 일부 및 상기 공기 격리 챔버 내에서 미리 결정된 거리에 대해 활주 가능한 하나의-단편의 일체형 피스톤 부재를 포함하며
   상기 하나의-단편의 일체형 피스톤 부재는,
   상기 적어도 하나의 스프링의 조정되는 장력을 시각적으로 제공하도록 미리 설정된 위치에 형성하는 인장 스프링 홀을 포함하는 고압 에어레이터 밸브.
   
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 공기 격리 챔버에는, 상기 적어도 하나의 스프링에 인장력을 가하기 위한 적어도 하나의 인장기가 위치하는, 고압 에어레이터 밸브.
    
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 인장기는,
    스프링 인장기;
    부싱; 및
    상기 스프링 인장기와 상기 부싱 사이에 배치되는 와셔를 포함하는, 고압 에어레이터 밸브.
    
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 하나의-단편의 일체형 피스톤 부재는,
    상기 공기 유동 챔버의 커플링 칼라 단부를 밀봉하기 위해, 상기 하나의-단편의 일체형 피스톤 부재의 일 단부에 배치되는 확대된 헤드; 및
    상기 확대된 헤드에 대향하는 단부에 형성되고, 상기 공기 격리 챔버 내에 배치되는 나사산형 단부를 포함하는, 고압 에어레이터 밸브.
    
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 나사산형 단부는 상기 스프링 인장기에 부착 가능한, 고압 에어레이터 밸브.
    
14. 제 12 항에 있어서,
    상기 나사산형 단부의 길이는 스프링 상수와 공기 압력의 함수로서 미리 결정되는, 고압 에어레이터 밸브.
    
15. 제 9 항에 있어서,
    상기 인장 스프링 홀의 위치는 스프링 상수와 공기 압력의 함수로서 미리 결정되는, 고압 에어레이터 밸브.
    
16. 제 12 항에 있어서,
    상기 하나의-단편의 일체형 피스톤 부재는, 직사각형 키를 더 포함하고,
    상기 직사각형 키는 상기 내부 슬롯과 결합 가능한 고압 에어레이터 밸브.

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