KR102220322B1 - 세정 기능을 갖는 차단 부재 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 내부 그리고 하나 이상의 입구(4) 및 하나 이상의 출구(5)를 갖는 밸브 하우징(1), 그리고 축선을 중심으로 회전 가능하도록 내부에 장착되는 폐쇄 요소(2)를 갖는 차단 부재에 관한 것이며, 입구(4)와 출구(5) 사이의 유체의 관통 유동을 위한 자유 공간이 폐쇄 요소(2)와 밸브 하우징(1) 사이에 존재하고 한 쌍의 시일링 표면(6, 7)들이 밸브 하우징(1)과 폐쇄 요소(2) 사이의 하나 이상의 입구(4)에 제공되며, 폐쇄 요소(2)의 시일링 표면(7)은 폐쇄 요소(2)의 회전에 의해 피봇 가능하고, 차단 부재의 잠금 위치에서 밸브 하우징(1)의 시일링 표면(6)에 액체 기밀 방식으로 접함으로써 입구(4)를 막으며, 갭 또는 자유 공간은 폐쇄 요소(2) 주위에 제공된다.

Description

세정 기능을 갖는 차단 부재 {SHUT-OFF MEMBER WITH RINSING}
본 발명은 고압에서 화학적으로 불안정한 유체들, 특히 고점성인 유체들을 전달하기 위한 파이프라인들을 위한 차단 부재에 관한 것이다.
종래 기술은 폐쇄 상태에서 신뢰할 수 있는 시일(seal)을 달성하고 동시에 쉬운 작업을 달성하도록 주로 구성되는 복수의 아주 다양한 차단 부재를 이미 포함한다. 대부분의 경우들에서, 이는 폐쇄 요소의 편심 장착 및/또는 편심 디자인에 의해 달성된다.
예컨대, US 3,552,434 A 는 시일에 맞닿아 폐쇄 상태에서 폐쇄 요소를 프레스하는 프레싱 링크를 갖는 플러그 밸브를 개시한다. 폐쇄 상태에서 또는 낮은 처리 체적에서, 특정 구역들에서의 세정 유동을 방지하는 출구 측 횡단 개구의 결과로서, 그리고 개방 위치에서의 작은 갭 횡단면의 결과로서, 이러한 장치는 고점성이거나 또는 중합체의 열적으로 불안정한 유체들에 대하여 부적절하다.
US 3,314,645 A 는 또한 플러그에 편심으로 배치된 개구가 제공되는 플러그 밸브를 개시한다. 하지만, 베이스 및 커버에 형성되는 사각 공간(dead space)들 및 관통공의 바람직하지 않은 배열의 결과로서, 플러그 밸브의 이러한 기하학적 형상은 또한 유동들에 불리한 효과를 가지며 고점성인 매질들의 경우에, 유체의 축적들 및 증착들이 결과적인 "사각 지대들(dead zones)"에 발생한다. 이는 특히 유동이 단지 자유 공간의 부분들을 통하여 일어나는 플러그 밸브의 부분 개구에 적용된다.
FR 1 142 546 A 는 유동이 개방 위치에서 그 주위에서 일어나는 편심으로 장착된 비대칭 폐쇄 요소를 갖는 밸브를 개시한다. 이러한 경우, 시일링 힘이 편심 장착 및 영구 토크를 통하여 시일링 표면들에 가해져야만 한다. 특히 고압 피팅들의 경우, 이는 높은 힘들 및 점성들로 인하여 어려움들을 유도한다. 게다가, 이는 불리하게는 매우 복잡하고 따라서 비싼 폐쇄 요소의 디자인을 포함한다.
GB 2 376 056 A 는 유동이 그 주위에서 외부적으로 일어나는 폐쇄 요소를 갖는 중앙 가열 차단 밸브를 개시한다. 하지만 폐쇄 요소의 위치 및 형상 그리고 부분적으로 작은 또는 줄어드는 갭 횡단면들의 결과로서, 사각 공간들이 없는 균일한 세정이 달성될 수 없다.
US 2,803,426 A 는 시일링 효과가 편심 시일링 폐쇄 요소에 의해 달성되는, 고체 함유 매질들을 위한 플러그 밸브를 설명한다. 바람직하지 않은 유동 조건들의 결과로서, 세정되지 않은 사각 공간들이 불가피하다. 요구되는 폐쇄 기능의 결과로서, 갭들의 신뢰할 수 있는 세정을 위한 적응된 갭 코스가 또한 가능하지 않다.
DE 11 27 853 B 및 US 4,103,868 A 는 쉬운 작업을 달성하기 위해 다양한 방법들을 시도한다. DE 11 27 853 B 는 차단 위치에서의 높은 프레싱 힘들을 상쇄하기 위해 하우징 내의 갭을 갖는 고압 시스템들을 위한 회전 또는 횡단 슬라이더를 개시하지만; 갭을 통한 입구로부터 출구로의 세정 유동은 제공되지 않는다. US 4,103,868 A 는 특별한 형태의 폐쇄 요소에 의해 개방 및 폐쇄 동안 유압 힘들을 최소화하는 것을 시도한다. 하지만, 이는 폐쇄요소의 영역에 분명하지 않은 유동 조건들 및 사각 지대들을 초래한다.
스위칭 공정 동안 시일링 표면들을 보호하기 위해, US 4,542,878 A 는 언더컷 표면을 갖는 볼 밸브를 개시하고, 각각의 경우 한 쌍의 시일링 표면들이 입구 및 출구 양쪽에 제공되어 개방 위치와 차단 위치 모두에서 유체의 유입이 일어난다.
따라서 지금까지 나열된 문서들에서, 대부분의 경우들에서 종종 부작용으로서 갭들이 폐쇄 요소와 하우징 사이에 형성되는 차단 부재들이 개시된다. 하지만, 이러한 갭들은 고정된 시일링에서 부수적인 것이며 갭들의 영역의 사각 공간들은 어떠한 역할도 하지 않고 어떠한 관심도 끌지 않는다. 어떠한 문서들도 고점성이고 열적으로 불안정한 유체들을 다루지 않으며 사각 공간들이 없는 갭들의 특정한 세정은 편의적이거나 심지어 필요한 것으로 여기지 않는다. 결과적으로, 어떠한 문서들도 고점성이고 열적으로 불안정한 유체들의 전달을 위해 디자인되고 이를 위해 적절할 파이프라인들을 위한 차단 부재를 개시하지 않는다.
게다가, 볼 밸브가 공지되며 이 볼 밸브에서 막힌 구멍(blind hole)이 시일링 요소의 사각 공간에서의 압력 상승에 대항하기 위해 제공되어서, 허용될 수 없는 고압의 경우, 시일링 표면은 탄성적으로 후퇴된다(give way)(DE 44 33 985 A1). 하지만 이러한 배열은 압력 상승들이 사각 공간에서 회피될 수 없다는 단점을 갖는다. 게다가, 이러한 배열은 일부 용례들, 예컨대 고온들 또는 용제 함유 유체들에서 사용될 수 없는 탄성 시일링 요소에 의존한다.
특허 명세서 US 6,267,353 는, 흘러 지나가는 유체에 의해 더 쉽게 세정될 수 있게 하려는 큰 면적의 사각 공간들이 제공되는 차단 부재를 설명한다. 유체, 특히 점성 유체들에 따라, 이는 소망하는 바와 같이 일어나지 않고 영구 증착들을 초래한다.
US 2008/0105845 A1 및 US 2011/0309280 A1 은 구형(spherical) 플러그들이 부분적으로 개방된 위치에서 세정되는 볼 밸브들을 설명한다. 그러나, 완전히 개방된 위치(US 2008/0105845 A1) 및 폐쇄된 위치(양 특허들)에서, 화학적으로 불안정한 유체들이 분해되고 경감될 수 없는 압력의 결과로서 폭발과 같은 반응들을 유도할 수 있는 폐쇄된 사각 공간들이 형성된다. 따라서 이러한 볼 밸브들은 주로 화학적으로 안정된 유체들에, 예컨대 식품 산업에 사용하는 것이 제안되었다. US 2008/0105845 A1 에 따라 디자인된 볼 밸브들의 세정에 대한 범주는 부분적으로 개방된 위치의 작업 상태들로 제한되고, 따라서 이러한 디자인들은 바람직하게는 단지 체적 유동 조절 목적들에만 적절하다. 이러한 방식으로 형성된 피팅들은 차단 부재들로서 완전히 부적절한데 이는 형성된 폐쇄된 사각 공간들이 상당한 안전 위험들로 여겨지기 때문이다.
밸브들 내의 응력 경감 구멍들이 특허 명세서 US 3,464,494 및 EP 0 781 356 B1 에 설명된다. 하지만, 밸브의 외부 영역으로의 이러한 응력 경감 구멍들은 유체 손실의 단점을 갖고, 특히 특정 장치가 차압들에서의 사용에 대하여 교번적으로 사용될 때 응력 경감 구멍에 대한 복잡한 압력 제어를 요구한다.
본 발명의 목적은 특히 부재의 사각 공간들에 유해한 분해 생성물들을 형성하지 않으면서 화학적으로 불안정한 유체들을 전달하기에 적절하며, 작업 조건들에 적응된 개량된 차단 부재들을 제공하는 것이다. 이러한 경우, 특히 특정한 그리고 폐쇄 요소와 밸브 하우징 사이의 갭 또는 자유 공간의 가능한 한 사각 공간이 없는 세정이 보장되어야 하며, 즉 세정 유동이 없는 자유 공간의 영역들 또는 무시할 수 있는 정도의 세정 유동을 갖는 영역들을 회피하는 것이 중요하다. 특히, 차단 부재의 하우징 내의 임의의 유체의 포함은 모든 상황들에서, 즉 바람직하게는 폐쇄 요소의 각각의 위치에서 방지되어야 한다. 중요한 작업 조건들은 본 발명에 따라 이하에 더 설명되는 바와 같이, 갭 속도 및 자유 공간 변경 구역에 의해, 그리고 세정 유동 비율 및 세정 횟수에 의해 표현될 수 있다. 하지만, 상기 나열된 본 발명에 따른 작업 조건들은 다른 작업 수단들 또는 시스템 디자인들을 또한 동반해야만 하는 것이 당업자에게는 명백하다. 따라서, 조성물 셀룰로오스/아민 옥사이드/물로 이루어지는 열적으로 불안정한 유체들이 공지되며 이는 특정 공정 조건들 하에서 발열 반응할 수 있다. 셀룰로오스/아민 옥사이드/물 용액을 운반하는 경우에 발열 반응을 야기하고 촉진할 수 있는 요인들은, 예컨대 증가된 제조 온도들(100℃ 초과), 감소된 물 함량, 증가된 분율(베이스 레벨)의 전이 금속 이온들(10 ppm 철 초과), 증가된 분율의 과산화물들 및 파이프라인들, 열 교환기들 및 전달 펌프들로 이루어질 수 있는 중합체 전달 시스템을 위한 부적절한 재료들(예컨대, 비철 금속들, 부동태화되지 않은(unpassivated) 스테인리스 강, 탄소 강과 같은)의 사용이다.
상기 언급된 설비 및 공정 기술 작업 조건들에 더하여, 본 발명은 차단 부재 및, 개방 위치에서 사각 공간들을 회피하기 위해 내부적으로 장착된 폐쇄 요소 또는 작업 조건들에 적응된 폐쇄 부분의 세정을 가능하게 하는, 특히 화학적으로 또는 열적으로 불안정한 유체의 전달을 위한 파이프라인에 사용하기 위한, 이러한 차단 부재에 의해 실행되는 공정을 제공한다. 본 발명은 청구항에서 또한 정의된다.
본 발명은 특히 내부 그리고 하나 이상의 입구 및 하나 이상의 출구를 갖는 밸브 하우징, 그리고 내부의 축선을 중심으로 회전 가능하게 장착되는 폐쇄 요소를 포함하는 차단 부재 또는 차단 밸브에 관한 것으로서, 폐쇄 요소와 밸브 하우징 사이에 입구와 출구 사이에 유체의 유동을 위한 자유 공간이 있고 한 쌍의 시일링 표면들이 밸브 하우징과 폐쇄 요소 사이의 하나 이상의 입구에 제공되고, 폐쇄 요소의 시일링 표면(시일)은 폐쇄 요소의 회전을 통하여 피봇 가능하고 차단 부재의 잠금 위치에서 밸브 하우징의 시일링 표면에 액체 기밀(fluid-tight) 식으로 맞닿음에 의해 입구를 차단하는 차단 부재 또는 차단 밸브에 있어서, 잠금 위치에서 유체 유도 방식으로 출구에 연결되는 자유 공간을 형성하기 위해 구의 중심 지점 또는 축선으로부터 시일링 표면들의 거리는 폐쇄 요소의 다른 외측 영역들에 대한 구의 중심 지점 또는 축선의 거리보다 더 크고/크거나 잠금 위치에서 유체 유도 방식으로 출구에 연결되는 자유 공간을 형성하기 위해 구의 중심 지점 또는 축선으로부터 시일링 표면들의 거리는 밸브 하우징의 다른 내측 영역들에 대한 구의 중심 지점 또는 축선의 거리보다 더 짧은 것을 특징으로 한다. 차단 부재는, 입구로부터 출구로 또는 출구로부터 입구로의 양쪽 방향으로 사용될 수 있다. 개구들을 구분하기 위해 본원에는 지정 입구 및 출구가 사용된다.
본 발명에 따른 차단 부재는 라인의 안전한 폐쇄가 입구와 출구 사이의 유체 유동을 중단하는 것을 가능하게 한다. 이러한 경우, 본 발명은 하나의 입구 및 하나의 출구를 갖는 차단 부재들로 제한되지 않으며 이러한 실시예 외에, 복수의 입구들 및/또는 출구들을 또한 가질 수 있다. 이러한 형태에서, 본 발명에 따른 차단 부재는 상이한 입구들과 출구들 사이의 전환 스위치로서 또는 분배기 피스 또는 조합 피스로서 사용될 수 있다. 특정 실시예들에서 본 발명에 따른 차단 부재는 1, 2, 3 또는 그 초과의 입구들을 갖는다.
폐쇄를 위해, 폐쇄 요소가 축선을 중심으로 회전 가능하게 제공되고 잠금 위치로의 회전시에 입구, 복수의 입구들 또는 모든 입구들을 막는 차단 부재의 내부 공간에 제공된다. 보통 출구는 - 잠금 및 개방 위치 모두에서 - 막히지 않은 채로 남아있어서 유체는 언제라도 차단 부재로부터 분출될 수 있다. 이러한 분출은 특히 출구와 유동 연통을 갖는 자유 공간에 의해 가능하게 된다. 바람직하게는 자유 공간은 잠금 요소의 각각의 회전 위치에서 출구에 연결되어서 유체는 언제라도 자유 공간으로부터 분출될 수 있다.
자유 공간은 폐쇄 요소의 세정을 가능하게 한다. 이는 하우징 또는 폐쇄 요소의 리세스들 또는 밀링 가공된 리세스들에 의해 형성될 수 있다. 폐쇄 요소 - 또한 폐쇄 부분 또는 플러그로서 나타냄 - 는 입구와 출구 사이의 유체의 통로를 위한 하나 또는 그 초과의 구멍들 또는 슬롯들을 가질 수 있거나 구멍들이 없을 수 있다. 차단 부재의 개방 위치 또는 부분적인 개방 위치에서, 입구 및 출구는 자유 공간 및 관통공들을 통하여 연결될 수 있거나 하지만 단지 유체 유도 방식으로 자유 공간을 통하여서만 연결될 수 있다.
관통공을 갖는 또는 갖지 않는 이러한 대안적인 실시예들과 별개로, 본원에 설명된 모든 다른 특징들 및 실시예들은 임의의 형태로 서로 조합될 수 있다.
이전의 폐쇄 요소들의 문제는 적절하게 세정되지 않는 또는 특정 회전 위치들에서 폐쇄된 공간들을 형성하는 사각 공간들의 형성이다. 본 발명에 따르면 이러한 단점들이 회피되어 사각 공간들로부터 유체의 배수가 항상 가능하거나 사각 공간들이 완전히 회피되는데 이는 실질적인 유체 유동이 그렇지 않다면 잠재적인 사각 공간인 자유 공간을 통하여 안내되기 때문이다. 이러한 경우, 차단 부재의 부분 및/또는 완전한 개방 위치에서의 밸브 하우징과 폐쇄 요소 사이의 자유 공간의 횡단면은 바람직하게는 유체의 점성에 매칭될 수 있고 적어도 충분히 클 수 있어서 축선의 양측들의 자유 공간에는, 특히 동시적으로, 세정 유동이 달성된다.
자유 공간을 통한 유체의 안내는 부분적인 그리고 완전한 개방 위치에서 달성되지만 또한 오로지 부분적인 개방 위치에서 달성될 수 있다(특히 구의 중심 지점 또는 축선으로부터 시일링 표면의 거리가 폐쇄 요소의 다른 외부 표면들로부터 구의 중심 지점 또는 축선의 거리보다 더 큰 폐쇄 요소들을 갖는 실시예들에서). 부분적인 개방 위치에서의 이러한 세정과 연관하여 폐쇄 요소가 시일링 표면들의 쌍 뒤의 자유 공간의 정기적인 또는 주기적인 세정을 위해 구성된다면 바람직하다.
특히 입구 주위의 하우징, 및 또한 폐쇄 요소 모두는 시일링 표면을 갖고, 이들은 시일링 표면들의 쌍으로서 표시된다. 양쪽 시일링 표면들의 인접한 결과로서, 입구는 유체 비유도 방식으로 폐쇄 요소에 의해 막힌다. 밸브 하우징의 형상에 따라, 시일링 표면들을 상이한 기하학적 형상들을 가질 수 있다. 입구 주위의 시일링 표면들은 보기에 다각형, 직사각형, 둥근, 특히 원형 또는 타원형일 수 있다. 폐쇄 요소는 부분적으로 원통형이거나 부분적으로 구형일 수 있다.
본 발명에 따르면 구의 중심 지점 또는 축선으로부터의 거리들이 선택적으로는 대안적으로 유동 구역으로서의 역할을 하는 특정 자유 공간들을 설명하기 위해 명시된다. 폐쇄 요소의 형상에 따른 기준 "구의 중심 지점" 또는 "축선"은 따라서 회전적으로 대칭인 폐쇄 요소로부터 중앙으로 위치된 중심 지점에 관련된다. 원통형 폐쇄 요소들의 경우 이는 축선이다. 구형으로 대칭인 폐쇄 요소들의 경우, 이는 구의 중심 지점이다. 즉, 폐쇄 요소의 축선이 폐쇄 요소의 중심 지점에 배치된다면 일반적으로 유리하다. 자연스럽게 예컨대 타원 형상들과 같은 다양한 다른 회전적으로 대칭인 형상들이 여기 또한 포함된다. 용어 "축선" 또는 "구의 중심 지점"은 따라서 특정 형상으로 제한되는 것으로 이해되어서는 안된다. 명백하게 배제되지 않는다면, 용어 "축선" 또는 "구의 중심 지점"을 사용할 때 다른 형상들이 항상 포함되어야 한다. 단면도들에서 이러한 중심 지점은 보통 간단함을 위해 "축선"으로서 지칭된다. 축선으로부터의 거리는 항성 여기서 특정 축방향 위치의 축선에 법선인 표면 섹션과 관련된다(예컨대 축선 상의 구의 중심 지점으로부터의 거리). 이러한 단면들에 따르면, 축선으로부터의 거리(단면으로 2D) 그리고 구의 중심 지점으로부터의 거리(3D)의 컨셉들은 폐쇄 요소가 대응하는 형상을 갖춘 본체와 관계없이 동등하다.
부분적인 구형 구성에서, 본 발명에 따른 차단 부재는 또한 볼 밸브로서 지칭된다. 폐쇄 요소는 부가적으로 또는 대안적으로 시일링 표면을 갖는 구형 세그먼트 형상 차단 부분을 포함할 수 있다. 이러한 차단 부분은 차단 요소의 회전에 의해 입구 전에 잠금 위치에서의 액체 기밀 차단을 위해 위치되는 돌출부일 수 있다. 차단 요소의 다른 위치들에서, 리세스가 이러한 돌출부에 비교하여 제공될 수 있고, 이에 의해 자유 공간이 형성된다. 결과적으로, 구의 중심 지점 또는 축선으로부터의 시일링 표면들의 거리는, 잠금 위치에서 유체 안내 방식으로 출구에 연결되는 자유 공간을 형성하기 위해 폐쇄 요소의 다른 외측 영역들로부터 구의 중심 지점 또는 축선의 거리보다 더 크다. 이러한 구성은 상기 언급된 유동 구멍이 없는 폐쇄 요소를 갖는 실시예들에서 특히 바람직하다.
잠금 위치에서 유체 유도 방식으로 출구에 연결되는 자유 공간을 형성하기 위해 축선으로부터 시일링 표면들의 거리보다 더 짧은 축선으로부터의 거리를 갖는 본 발명에 따른 영역들은 또한 폐쇄 요소를 통하는 관통공을 갖고 형성될 수 있다. 이러한 구성에서, 리세스가 바람직하게는 내부 공간을 향하여 하우징에 제공되고 이에 의해 유체는 폐쇄 요소 주위로 안내될 수 있다. 부분적인 개방 위치에서 입구로부터 관통공을 통하여 또한 리세스를 통하여 출구를 향하는 유체 유동이 이에 의해 가능하게 된다. 본 발명에 따른 차단 부재를 통하는 유체의 다른 경로는 하우징의 리세스를 통하여 구의 중심 지점 또는 축선으로부터 더 짧은 거리를 갖는(예컨대 관통공으로부터 떨어져 있는 반구형(hemispherical) 폐쇄 요소의 부분) 영역을 통한 출구까지이다. 특히 바람직한 실시예에서, 그 부분이 시일링 표면에 의해 범위가 정해지는 차단 요소의 차단 부분은 또한 리세스를 갖는다. 그 결과, 차단 부분의 리세스를 통한 입구로부터, 또한 하우징 부분의 리세스를 통한 출구까지의 유동이 가능하게 된다. 이러한 실시예에 따르면 차단 요소 주위의 모든 자유 공간들은 유체 유동에 의해 세정된다.
개별 시일링 표면들의 인접에 의한 본 발명에 따른 시일링 표면들의 쌍은 입구를 통한 내부로의 유체 유동을 잠금하기 위한 시일을 제공한다. 바람직하게는 이러한 시일은 하우징과 폐쇄 요소 본체의 인접에 의해 달성된다.
본 발명에 따르면, 폐쇄 요소는 시일링 표면으로부터의 거리보다 구의 중심 지점 또는 축선으로부터 더 짧은 거리를 갖는 영역들이 없이 디자인될 수 있다. 자유 공간은 또한 하우징의 리세스들에 의해 형성될 수 있고, 구의 중심 지점 또는 축선으로부터 시일링 표면들의 거리보다 구의 중심 지점 또는 축선으로부터 더 큰 거리를 갖는 영역들은 폐쇄 요소에 제공될 수 있다. 이러한 경우, 하지만 또한 폐쇄 요소의 리세스들의 경우, 폐쇄 요소에는 입구와 자유 공간 사이에 유체 안내 연결을 형성하는 하나 또는 그 초과의 통로들(예컨대 구멍들 또는 슬롯들)이 제공될 수 있다. 또한 이러한 방식으로 통로들을 통한, 자유 공간을 통한 출구로의 유체의 유동으로 인한 개방 위치에서의 사각 공간이 회피될 수 있다. 폐쇄 요소에는 유동 인서트들을 갖는 또는 갖지 않는 완전한 또는 감소된 단면을 갖는 관통공이 제공될 수 있다. 이러한 경우, 자유 공간은 바람직하게는 축선으로부터 또는 중심 지점으로부터의 시일링 표면들의 거리보다 중심 지점으로부터 더 큰 거리들에 의해 하우징 내부에 발생된다.
본 발명에 따른 폐쇄 요소는 관통공이 폐쇄 요소에 제공되지 않고 따라서 전체 생성물 유동은 입구로부터 자유 공간을 통하여 출구로 구멍들 또는 슬롯들을 통하여 안내되는 방식으로 시일링 표면으로부터의 거리보다 축선으로부터 더 짧은 거리를 갖는 영역들이 없을 수 있다.
시일링 효과는 바람직하게는 플라스틱, 고무, 그래파이트, 세라믹, 소결 재료, 복합 재료 또는 금속 시일들과 같은 시일링 요소들을 사용하여 달성되고, 또한 하우징 부분과 차단 부분이 부가적인 시일링 요소 없이 시일링 효과를 발생하는 디자인이 또한 본 발명에 따라 실현 가능하다. 바람직하게는 폐쇄 요소 및/또는 하우징의 시일링 표면들은 시일링 돌출부에 제공된다. 이러한 돌출부 외에, 자유 공간이 따라서 다른 영역들의 큰 구역에 걸쳐 형성될 수 있다.
바람직하게는 폐쇄 요소의 시일링 표면 내측으로 볼 때 리세스가 외부 구역에 제공된다. 이러한 리세스는 폐쇄 요소의 이러한 부분(시일링 표면을 구비함)이 하우징의 시일링 표면의 방향으로 배향될 때 유체의 유동을 가능하게 하며 - 여기서 시일링 표면들의 쌍은 인접하지 않는다. 이러한 위치는 차단 부재의 개방 또는 부분적인 개방 위치의 자유 공간의 세정을 가능하게 한다.
본 발명의 바람직한 실시예들에서, 특히 시일링 돌출부 상의 폐쇄 요소 및/또는 하우징의 시일링 표면들은 보기에 원형 또는 환형이다.
다른 바람직한 실시예들에서, 폐쇄 요소 및/또는 하우징의 시일링 돌출부는 환형, 예컨대 원형 또는 타원형이다.
특히, 본 발명에 따르면, 시일링 표면들은 입구에 있고, 출구는 임의의 시일링 요소(예컨대, 시일링 표면들과 같은)가 없다. 본 발명에 따르면, 이는 차단 요소의 각각의 회전 위치에서 자유 공간이 출구에 연결되어 유체가 언제라도 분출될 수 있는 것을 달성하기 위한 것이다.
바람직한 실시예들에서 자유 공간은 리세스에 의해, 특히 시일링 표면 또는 시일링 돌출부에 의해 범위가 정해지는 리세스에 의해 형성된다. 리세스는 하우징 또는 폐쇄 요소 또는 양쪽 부분들에 제공될 수 있다. 밸브 하우징에 내부를 향하여 리세스가 형성되거나 폐쇄 요소에 리세스가 제공되어서 자유 공간이 하우징과 폐쇄 요소 사이에 형성된다.
바람직한 실시예들에서 폐쇄 요소의 리세스는 반구형, 부분적으로는 구형, 원통형 또는 곡면이다.
내부는 부분적으로 구형 또는 원통형일 수 있다. 내부의 형상은 바람직하게는 자유 공간의 영역에서 서로로부터의 정밀하게 규정된 거리를 갖는 폐쇄 요소의 형상으로 적응된다. 본 발명의 특별한 실시예들에서, 거리는 0.5 ㎜ 내지 20 ㎜, 바람직하게는 0.8 ㎜ 내지 18 ㎜, 1 ㎜ 내지 15 ㎜, 1.5 ㎜ 내지 10 ㎜ 또는 2 ㎜ 내지 6 ㎜ 의 범위일 수 있다.
바람직한 실시예들에서 폐쇄 요소는 부분적으로 구형이다. 이러한 부분 구형들의 자유 공간은 적어도 부분적으로 개방된 자세로, 예컨대 약 45°의 개방 각도로 - 폐쇄 요소가 체결되는 축방향 영역을 제외한 - 전체 폐쇄 요소를 바람직하게는 공간적으로 둘러싼다. 부분적으로 구형인 실시예들에서, 본 발명에 따른 차단 부재는 또한 볼 밸브로서 지칭된다.
폐쇄 요소는 축방향 샤프트에 의해 장착되고 밸브 하우징의 내부에 회전 가능하게 위치될 수 있다. 바람직하게는 폐쇄 요소의 회전은 약 90°, 180°또는 360°회전들을 가능하게 한다.
본 발명의 바람직한 실시예들에서, 폐쇄 요소는 장치의 개방 위치에서 입구와 출구 사이의 유체의 유동을 위한 구멍을 갖고, 선택적으로 추가의 연결 구멍들이 유체 유도 방식으로 구멍을 자유 공간으로 연결한다. 특별한 실시예에 따르면, 본 발명은 부분적으로 구형인 내부 뿐만 아니라 입구 및 출구를 갖는 하우징 및 내부에 축선을 중심으로 회전 가능하게 수용되는 폐쇄 요소로서 부분적으로 구형인 플러그를 포함하는 볼 밸브에 관한 것이며, 내부를 향하는 하우징 및/또는 하우징을 향하는 플러그는, 플러그의 폐쇄 위치에서 출구에 연결되고, 플러그의 적어도 부분적인 개방 위치에서 입구와 출구 사이의 유체의 유동을 가능하게 하는 시일링 돌출부에 의해 범위가 정해지는 리세스를 갖는다. 다른 연결 구멍들이 유체에 의한 자유 공간의 더 양호한 세정을 위해 그리고 완전한 개방 위치(예컨대 대향 입구들 및 출구들을 갖춘 차단 부재에 대해 90°)에서 사각 공간들을 회피하기 위해 유체 유도 방식으로 자유 공간에 이러한 유동을 연결할 수 있다.
바람직한 실시예들에서 구멍은 증가된 유동 저항을 위해 입구와 출구 사이에 형성되고, 예컨대 협착부(13) 및/또는 유동 저항 요소, 바람직하게는 천공된 판이 출구 전에 제공될 수 있다. 그 결과, 압력이 증가되고 입구와 출구 사이에 일정한 직경을 갖는 균일한 구멍의 경우에 이러한 저항들이 없는 것보다 더 많은 양들의 유체가 자유 공간들을 통하여 안내된다.
본 발명은 또한 부분적으로 구형인 내부 뿐만 아니라 입구 및 출구를 갖는 하우징 및, 내부에 축선을 중심으로 회전 가능하게 수용되는 폐쇄 요소로서 부분적으로 구형인 플러그를 포함하는 볼 밸브에 관한 것이며, 내부를 향하는 하우징 및/또는 하우징을 향하는 플러그는 이 플러그의 적어도 부분적인 개방 위치에서 입구와 출구 사이의 유체의 유동을 가능하게 하는 시일링 돌출부에 의해 범위가 정해지는 리세스를 갖고, 이 리세스는 플러그의 폐쇄 위치 및 개방 위치에서 출구에 연결된다. 바람직하게는 폐쇄 요소의 개방 또는 부분적인 개방 위치에서, 리세스는 리세스를 통하여 입구와 출구 사이의 유체의 유동을 가능하게 한다.
바람직한 실시예들에서 구멍은 폐쇄 요소를 중앙으로 가로지르고, 특히 바람직하게는 축선이 중앙으로 가로지른다. 축방향 샤프트가 폐쇄 요소를 곧바로 통하여 제공될 수 있다. 다른 실시예들에서 폐쇄 요소의 내부는 샤프트를 갖지 않는다. 샤프트는 또한 폐쇄 요소의 외측에 부착될 수 있다.
일 실시예에서 폐쇄 요소는 축선에 법선인 임의의 구멍 또는 관통공이 없는 중실형 본체이다. 이러한 실시예에서 실질적으로 전체 유체 유동은 리세스에 의해 여기 형성되는 자유 공간을 통하여 안내된다. 따라서, 본 발명은 또한 내부 뿐만 아니라 하나 이상의 입구 및 하나 이상의 출구를 갖는 하우징 및, 내부의 축선을 중심으로 회전 가능하게 장착되는 차단 요소로서 플러그를 포함하는 차단 부재에 관한 것이며, 플러그와 하우징 사이에 입구와 출구 사이의 유체의 유동을 위한 자유 공간이 있고 시일링 돌출부가 입구 또는 출구 주위에 제공되며, 플러그는 플러그의 회전에 의해 피봇 가능한 잠금 요소를 갖고 차단 밸브의 잠금 위치에서 시일링 돌출부와의 액체 기밀 접촉에 의해 입구 또는 출구를 차단한다.
본 발명의 임의의 실시예에서, 밸브 하우징 및/또는 폐쇄 요소는 바람직하게는 금속 또는 금속 합금으로 형성되며, 바람직하게는 이는 철을 함유한다. 금속 합금들 또는 이로부터 용해되는 금속 이온들은 폭발형 반응들을 포함하는, 화학적 반응들을 위한 촉매로서 작용할 수 있다. 금속들을 사용할 때, 본 발명에 따른 차단 부재의 증착들 및 사각 공간들의 회피는 따라서 이러한 반응들을 회피하기 위해 특히 유리하다. 밸브 하우징 및/또는 폐쇄 요소는 강, 스테인리스 강, 세라믹, 소결된 금속들, 알루미늄, 플라스틱, 복합 재료들, 비철 금속들 또는 귀금속들과 같은 다양한 재료들로 만들어질 수 있다. 바람직한 재료들은 모든 철들, 철 합금들, 크롬 니켈 강들, 니켈 강들(예컨대, 하스텔로이(Hastelloy) 재료들), 티타늄, 탄탈륨, 실리콘 카바이드, 유리, 세라믹, 금, 플래티늄 및 또한 플라스틱들이다. 특별한 재료들은 피팅(pitting) 및 갭 부식에 내성인 높은 몰리브데늄 함량 또는 니켈을 갖는 합금들, 크로뮴, 및 몰리브데늄 합금들 또는 높은 인장 강도를 갖는 니켈-구리 합금들이다. 재료 예들은 하스텔로이 C(높은 부식 강도), 하스텔로이 B(석출 경화 고온 합금), 인코넬(Inconel)(석유 화학 분야들의 응력 부식 크랙들에 내성), 인클로이(Incloy)(높은 강도 및 또한 고온들 및 산화 및 탄화에 내성), 모넬(Monel)(높은 인장 강도, 부식에 내성)이다. 하지만 밸브 하우징 및/또는 폐쇄 요소는 코팅된 재료들로 또한 만들어질 수 있다. 시일링 효과를 개량하기 위해, 폐쇄 요소, 가능하게는 또한 밸브 하우징은 경화되도록 디자인될 수 있다. 게다가, 폐쇄 요소 및/또는 밸브 하우징은 부가적으로 적어도 부분적으로, 특히 시일링 표면들의 영역에서 폴리싱될 수 있다.
바람직하게는 폐쇄 요소의 직경은 0.5 ㎝ 내지 100 ㎝, 바람직하게는 1 ㎝ 내지 80 ㎝, 2 ㎝ 내지 50 ㎝, 3 ㎝ 내지 30 ㎝ 또는 5 ㎝ 내지 20 ㎝ 이다.
임의의 유체들이 본 발명에 따른 차단 부재를 통하여 입구와 출구 사이에서 안내될 수 있다. 바람직하게는 유체는 입구로부터 출구로 안내된다. 유동 방향은 또한 역전될 수 있으며, 즉 출구로부터 입구일 수 있다. 차단 부재는 라인에, 특히 파이프라인에 제공될 수 있다. 하나 또는 그 초과의 과압 경감 장치들이 라인에 제공될 수 있으며, 바람직하게는 과압 경감 장치들은 파열(bursting) 요소들을 기본으로 한다. 과압 경감 장치들의 사용은 일반적으로 공지된다. 보통의 수단은, 예컨대 정상 작업 압력보다 더 높지만 파이프 또는 베슬 자체가 파괴되는 압력보다 낮은 압력의 작용 하에서 파열되는 막을 포함하는 파열 디스크들을 포함하고, 이에 의해 압력은 외부 공간에 의해 경감될 수 있다. 파열 디스크들은 예컨대 US 6,241,113, US 3,845,879, US 2008/0202595, EP 1 591 703 및 US 7,870,865, US 4,079,854, US 3,872,874, WO 2005/054731, EP 789 822 에 설명된다. US 5,337,776 은 파열 디스크가 파이프의 벽의 내부측과 동일면에 놓여서 전달되는 액체에 의한 파열 디스크의 세정이 달성되는 과압 경감 장치를 갖는 파이프라인에 관한 것이다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 본 발명에 따른 라인은 2 개 이상의 본 발명에 따른 차단 부재들, 특히 2, 3, 4, 5, 6 또는 그 초과의 차단 부재들을 포함한다. 특별한 실시예들에서 차단 부재들 중 하나 이상은 3-방 차단 부재이며, 예컨대 하나의 입구와 2 개의 출구들을 갖거나 2 개의 입구들과 하나의 출구를 갖는다. 이러한 특별한 실시예들과 조합하여 또는 이들에 대안적으로, 차단 부재들 중 하나는 하나의 입구와 하나의 출구를 갖는 2-방 차단 부재이다.
본 발명은 유체의 유동을 제어하기 위한(예컨대 잠금 또는 해제를 위한) 차단 부재 및 대응적으로 디자인된 폐쇄 요소 또는 차단 부재의 대응적으로 디자인된 내부의 사용에 관한 것이다. 바람직하게는 공정 파라미터들이 선택되며 폐쇄 요소의 개방 위치 또는 자유 공간 세정 위치(예컨대 15°내지 75°만큼의 폐쇄 요소의 회전시에)에서
ㆍ차단 부재에 의해 형성되는 입구와 출구 사이의 차압이 0.4 바 이상;
ㆍ구멍(10)을 통하는 유동에 의해 나눈 자유 공간 유동에 의해 형성되는 세정 유동 비율이 0.1 % 이상;
ㆍ자유 공간 횡단면에 의해 나눈 자유 공간 유동에 의해 형성되는 공칭 갭 속도가 0.1 m/min 이상; 및/또는
ㆍ자유 공간 체적에 의해 나눈 자유 공간 유동에 의해 형성되는 자유 공간 변경율이 1 l/min이다.
차단 부재에 의해 형성되는 입구와 출구 사이의 차압은 0.4 바 이상, 바람직하게는 0.5 바 이상, 0.7 바 이상, 0.8 바 이상 1 바 이상이어야 한다. 입구와 출구 사이의 더 높은 차압의 결과, 유체의 더 큰 분율이 사각 지대들을 회피하기 위해 자유 공간을 통하여 안내되고, 대안적으로는 폐쇄 요소를 통하는 구멍을 통하여 입구와 출구 사이의 직접 유동으로 안내된다.
이와 연관되어, 폐쇄 요소를 통하는 구멍을 통하는 유동에 의해 나눈 자유 공간 유동에 의해 형성된 세정 유동 비율은 0.1% 이상, 바람직하게는 0.2% 이상, 0.3% 이상, 0.5% 이상, 0.75% 이상, 1% 이상 또는 1.5% 이상이다.
자유 공간 횡단면에 의해 나눈 자유 공간 유동에 의해 형성된 공칭 갭 속도는 바람직하게는 0.05 m/min 이상, 특히 바람직하게는 0.1 m/min 이상, 0.75 m/min 이상, 또는 1 m/min 이상이다.
자유 공간 체적에 의해 나눈 자유 공간 유동에 의해 형성된 자유 공간 변경율은 1 l/min 이상, 바람직하게는 1.5 1/min 이상 또는 2 1/min 이상이 되도록 바람직하게 설정된다.
이러한 파라미터들은 구멍(구멍이 존재한다면)의 압력 저항과 밀접하게 관련된다. 이러한 압력 저항을 증가시키기 위한 구조 요소들에 의해, 파라미터들은 증가될 수 있고 따라서 더 높은 유량들이 자유 공간을 통하여 안내될 수 있다. 이러한 요소들은 바람직하게는 출구 전의(하지만 자유 공간을 세정하기 위한 대응하는 분기부들 후에) 구멍의 협착부들 또는 천공된 판들과 같은 저항 요소들이다. 더 높은 유량들이 따라서 자유 공간에 있는 것을 가능하게 하기 위해 폐쇄 요소를 완전한 개방 위치(세정 위치 예컨대 15°내지 75°)로부터 회전시킴으로써 압력 저항을 증가시키는 것이 또한 가능하다.
본 발명은 12.9% 의 셀룰로오스; 76.3% 의 NMMO(N-메틸모르폴린-N-옥사이드); 94℃에서의 10.8% 의 물을 포함하는 유체를 사용할 때, 차압, 세정 유동 비율, 공칭 갭 속도 및/또는 자유 공간 변경율로부터 선택되는 상기 파라미터들이 만족되는 차단 부재를 또한 제공한다. 이러한 차단 부재의 구성들은 예들에 설명된 바와 같이 테스트될 수 있다.
차단 부재의 기하학적 형상은 바람직하게는 이하의 방식으로 디자인된다 :
- 자유 공간들이 차단 부재의 하우징과 폐쇄 요소 사이에 생성됨.
- 자유 공간들은 공급 및 배수 개구들을 가져서 유체에 의한 사각 공간들이 형성되지 않음.
- 자유 공간들은 관통 유동 유체의 부분 유동들에 의해 또는 전체 유동에 의해 직접적으로 철저히 세정됨.
선택된 기하학적 형상을 기본으로 하여, 차단 부재는, 특히 불안정한 유체들의 경우에 자유 공간들의 신뢰할 수 있는 세정을 보장하는 충분한 구동 압력 차이가 차단 부재의 입구와 출구 사이에 만연하도록 디자인되어야 한다.
적절한 구성 및 적절한 공정 파라미터(처리량, 압력 차이)를 결정하기 위해, 본 발명에 따르면 세정 유동 비율(FV), 공칭 갭 속도(VF), 자유 공간 변경율(FA) 및 세정 횟수(SZ)(예 1에서 상세하게 설명되는 바와 같은)가 본 발명에 따른 값들 위에 있어야 한다.
특히 바람직한 양태에서 본 발명은, 특히 화학적으로 불안정한 유체들의 전달 동안 라인 내의 차단 부재의 사용에 관한 것이다. 이러한 경우, 바람직하게는 본 발명에 따른 차단 부재가 사용되며, 유체는 입구를 통하여 차단 부재 안으로 유동하고 출구를 통하여 차단 부재로부터 분출된다. 보통 이러한 목적을 위해 입구에서의 유체 압력은 출구에서보다 더 크다. 대안적인 실시예들에서, 유동의 방향은 또한 역전될 수 있고 유체는 출구에서 들어가서 입구(시일링 표면들을 가짐)에서 나올 수 있다.
본 발명에 따른 차단 부재의 사용이 특히 유리한 것으로 도시되는 유체들은 차단 부재에 적층될 때 부식성이거나 폭발하기 쉬운 화학적으로 불안정한 유체들이다.
특히 바람직한 실시예들에서 유체는 몰딩(moulding) 복합물, 바람직하게는 스피닝 복합물이다. 예컨대, 유체는 셀룰로오스 용액, 바람직하게는 아민 옥사이드를 갖는, 특히 바람직하게는 NMMO(N-메틸모르폴린-N-옥사이드)를 갖는 셀룰로오스의 용액일 수 있다.
바람직하게는 화학적으로 불안정한 유체는 열적으로 불안정하다. 열적으로 불안정한 유체들은, 예컨대 셀룰로오스 아민-옥사이드 용액들, 특히 삼차 아민 옥사이드 및 물의 용액들과 같은 셀룰로오스 용액들이다. 예컨대 갈산 프로필 에스테르와 같은 안정제들과 함께, 이러한 용액들은 예컨대 수산화나트륨 용액과 같은 유기 염기 또는 무기 염기들을 함유할 수 있다. 또한, 이러한 셀룰로오스/아민 옥사이드 및 물 용액들은 또한 소위 융합 매질인, 생성물-변경 첨가제들을 함유할 수 있다. 아민 옥사이드 시스템에서 생성된 셀룰로오스 용액들은 이들이 냉각 동안 결정화되지만 약 72 내지 75℃ 의 온도에서 용융될 수 있는 것을 특징으로 한다. 예는 EP 789 822 에 설명된 바와 같은 셀룰로오스-NMMO 용액이다. 유체는 상이한 농도들을 갖는 수성 아민 옥사이드 용액일 수 있다. 열적으로 불안정한 유체들은 연결 피스 또는 열 교환기 라인을 통한 전달 동안 온도의 증가의 위험이 있는 것들이다. 온도의 증가들은 예컨대 발열 반응들, 특히 화학적 반응들의 결과로서 또는 고점성인 유체들의 전달 동안 마찰열의 결과로서 발생할 수 있다. 다른 유체들은 특히 고체화 가능한 유체들, 특히 폴리머들, 폴리카보네이트들, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리락틱산, 폴리프로필렌 등과 같은 "고온 용융물들"이다. 유체는 요변성(thixotropic) 유체, 특히 스피닝 용액일 수 있다. 특별한 유체들은 약 40℃ 이상, 50℃ 이상, 55℃ 이상, 60℃ 이상, 65℃ 이상, 70℃ 이상, 75℃ 이상의 용융점을 갖는다. 유체는 약 40℃ 이상, 50℃ 이상, 55℃ 이상, 60℃ 이상, 65℃ 이상, 70℃ 이상, 75℃ 이상, 80℃ 이상, 85℃ 이상, 90℃ 이상, 95℃ 이상의 예시적인 온도들에서 안내될 수 있다. 연결 피스는 - 예컨대 선택된 온도 제어 수단에 따라 - 용융점들 위에서 이러한 유체들을 전달하도록 디자인된다. 바람직하게는 유체의 0-전단 점도가 10 내지 25,000 Pas, 특히 50 내지 20,000 Pas 의 범위에 있다.
다른 양태에서, 본 발명은 유체 몰딩 복합물로부터 몰딩된 본체들을 제조하는 방법에 관한 것이며 이 방법은 본 발명에 따른 차단 부재를 갖는 라인을 통하여 유체 몰딩 복합물을 전달하는 단계, 그리고 몰딩된 복합물을, 바람직하게는 고체화 또는 응고에 의해 경화하는 단계를 포함하며, 라인은 몰딩 유닛으로, 특히 압출기로 이어지며, 상기 압출기는 개구를 가지며 개구를 통하여 몰딩된 복합물이 프레스되고 이에 의해 몰딩된다. 바람직하게는 라인은 파이프라인이다. 라인은 차단 부재의 출구를 통하여 몰딩 유닛에 연결될 수 있다. 유동 방향은 역전될 수 있으며 이러한 실시예에서 입구(시일링 표면들을 가짐)는 라인을 통하여 몰딩 유닛에 연결된다.
몰딩 유닛들은, 예컨대 EP 0 700 463 B1, EP 0 671 492 B1, EP 0 584 318 B1 또는 EP 1 463 851 B1 에 설명된 바와 같이 충분히 공지된다. 몰딩 유닛은 바람직하게는 덩어리가 몰딩되는 개구들, 특히 몰딩된 성형된 본체들이 통과하여 안내되는 압출 유닛, 공기 갭 그리고 성형된 본체들이, 예컨대 용제의 변경에 의해 고체화되는 응고 배스(bath)를 포함한다.
본 발명은 본 발명의 이러한 실시예들로 제한되지 않으면서 예들로서 이후의 도면들에 의해 상세하게 더 설명된다.
도 1은 밸브 하우징(1), 하우징의 내부의 샤프트(3)에 장착되는 중실형 폐쇄 요소(2)를 포함하는 본 발명에 따른 차단 부재를 통과하는 단면을 도시한다.
도 2는 차단 부재가 2 개의 입구(4a, 4b)들을 갖는 3-방 장치인 차이를 갖는 도 1에 설명된 것과 유사한 차단 부재를 도시한다.
도 3a는 밸브 하우징(1), 하우징의 내부의 샤프트(3)에 장착되는 중실형 폐쇄 요소(2)를 포함하는 본 발명에 따른 차단 부재를 통과하는 단면을 도시한다.
도 3b는 부분적으로 구형으로 디자인되는 폐쇄 요소 상의 입구로부터의 방향으로 본 도 3a로부터의 차단 부재의 폐쇄 요소의 공간도(spatial view)를 도시한다.
도 4는 도 3a 및 도 3b의 볼 밸브를 0°(4a; 잠금 위치), 25°(4b; 부분 개방), 45°(4c; 부분 개방) 및 90°(4d; 완전 개방 위치)의 폐쇄 요소의 상이한 회전 배향들로 도시하며; 부분 개방 위치들에서, 폐쇄 요소 주위의 자유 공간은 세정되고, 완전 개방 위치에서 자유 공간은 유체 유도 방식으로 출구에 더 연결된다.
도 5는 비교를 위해 입구와 출구에 시일링 표면(6)들의 2 개의 쌍들을 갖는 볼 밸브를 도시한다.
도 6은 입구에 시일링 표면(6)을 갖는 볼 밸브를 도시한다.
도 7은 입구에서 시일링 표면(6)을 갖는 볼 밸브를 도시한다.
도 8은 입구에서 시일링 표면(6)을 갖는 볼 밸브를 도시한다.
도 9는 입구에서 시일링 표면(6)을 갖는 볼 밸브를 도시한다.
도 10은 입구에서 시일링 표면(6)을 갖는 볼 밸브를 도시한다.
도 11은 입구에서 시일링 표면(6)을 갖는 볼 밸브를 도시한다.
도 12는 입구에서 시일링 표면(6)을 갖는 볼 밸브를 도시한다.
도 13은 차단 부재의 다양한 실시예들의 특징 파라미터들을 결정하기 위한 측정 설비를 도시한다.
도 1은 밸브 하우징(1), 하우징의 내부의 샤프트(3)에 장착되는 중실형 폐쇄 요소(2)를 포함하는 본 발명에 따른 차단 부재를 통과하는 단면을 도시한다. 차단 부재의 입구(4) 및 출구(5)는 내부로 유도한다. 잠금 위치(도 1a)에서 하우징의 시일링 표면(6)은 폐쇄 요소의 시일링 표면(7)과 서로 맞닿아 놓인다. 개방 위치(도 1b)에서 폐쇄 요소의 시일링 표면(7)은 하우징의 시일링 표면(6)을 등져서 배향된다. 폐쇄 요소의 시일링 표면들은 폐쇄 요소의 다른 영역들보다 중심 지점 또는 축선으로부터 더 큰 거리(반경)를 갖는 돌출부(8)에 제공된다. 폐쇄 요소의 이러한 다른 영역들은 돌출부(8)에 비교되는 리세스로서 또한 고려될 수 있다. 마찬가지로 하우징의 시일링 표면은 출구로 유도하는 자유 공간(9)의 범위를 정하는 돌출부에 제공된다.
도 2는 차단 부재가 2 개의 입구(4a, 4b)들을 갖는 3-방 장치인 차이를 갖는 도 1에 설명된 것과 유사한 차단 부재를 도시한다. 각각의 입구는 그 자체의 시일링 표면(6a, 6b)들을 갖는다. 폐쇄 요소는 회전에 의해 2 개의 입구들 중 하나를 교번적으로 막거나(도 2a 및 도 2b) 또는 양쪽 입구들을 해제할 수 있고(도 2c), 이에 의해 폐쇄 요소의 시일링 표면들은 양쪽 입구들을 등져서 배향된다.
도 3a는 밸브 하우징(1), 하우징의 내부의 샤프트(3)에 장착되는 중실형 폐쇄 요소(2)를 포함하는 본 발명에 따른 차단 부재를 통과하는 단면을 도시한다. 이러한 실시예에서 샤프트는 연속적이지 않으며, 즉 이는 폐쇄 부분 본체의 외부에 장착되어서 유동 구멍(10)은 자유롭게 남겨진다. 차단 부재의 입구(4) 및 출구(5)는 내부로 유도한다. 하우징의 시일링 표면(6)들은 돌출부에 제공되거나 폐쇄 요소 주위의 나머지 공간은 리세스이다. 마찬가지로 폐쇄 요소의 환형 시일링 표면이 돌출부에 제공된다. 리세스(11)는 시일링 표면 내측 또는 그 사이에 폐쇄 요소의 에지 영역에 제공된다. 폐쇄 요소를 통하는 유체의 메인 유동을 위한 유동 구멍(10)이 폐쇄 요소를 통하여 제공된다. 게다가, 입구로부터 출구로의 유체에 대한 가능한 유동 방향들은 도 3에 표시되며 구체적으로는 i) 자유 공간(9a)을 통하고, ⅱ) 유동 구멍(10)을 통하여 그리고 그 후 자유 공간(9a)을 통하고, 그리고 ⅲ) 자유 공간(9b)을 통한다.
도 3b는 부분적으로 구형으로 디자인되는 폐쇄 요소 상의 입구로부터의 방향으로 본 도 3a로부터의 차단 부재의 폐쇄 요소의 공간도(spatial view)를 도시한다.
도 4는 도 3a 및 도 3b의 볼 밸브를 0°(4a; 잠금 위치), 25°(4b; 부분 개방), 45°(4c; 부분 개방) 및 90°(4d; 완전 개방 위치)의 폐쇄 요소의 상이한 회전 배향들로 도시하며; 부분 개방 위치들에서, 폐쇄 요소 주위의 자유 공간은 세정되고, 완전 개방 위치에서 자유 공간은 유체 유도 방식으로 출구에 더 연결된다.
도 5는 비교를 위해 입구와 출구에 시일링 표면(6)들의 2 개의 쌍들을 갖는 볼 밸브를 도시한다. A : 완전한 개방 위치, B : 폐쇄 위치; C : 개방 위치이며 관통 유동 스트림의 코스가 교차선(crossed)/해칭(hatched)으로 도시되고 세정 유동(자유 공간 체적)은 검정으로 강조된다.
도 6은 입구에 시일링 표면(6)을 갖는 볼 밸브를 도시한다. A, B, C 는 도 5와 유사하다.
도 7은 입구에서 시일링 표면(6)을 갖는 볼 밸브를 도시한다. 자유 공간은 폐쇄 요소(2, 11)에 그리고 하우징의 리세스(11)들에 의해 형성된다. A, B, C 는 도 5와 유사하다.
도 8은 입구에서 시일링 표면(6)을 갖는 볼 밸브를 도시한다. 게다가, 자유 공간으로의 유입부로서 구멍(12)들이 시일링 표면들 후에 입구의 근처에 제공된다. A, B, C 는 도 5와 유사하다.
도 9는 입구에서 시일링 표면(6)을 갖는 볼 밸브를 도시한다. 게다가, 자유 공간으로의 유입부로서 구멍(12)들이 시일링 표면들 후에 입구의 근처에 제공될 수 있고 또한 협착부(13)가 관통공에 제공된다. A, B, C 는 도 5와 유사하다.
도 10은 입구에서 시일링 표면(6)을 갖는 볼 밸브를 도시한다. 게다가, 자유 공간으로의 유입부로서 구멍(12)들이 시일링 표면들 후에 입구의 근처에 제공되고 또한 협착부(13) 및 천공된 시이트(14)가 관통공에 제공된다. A, B, C 는 도 5와 유사하다.
도 11은 입구에서 시일링 표면(6)을 갖는 볼 밸브를 도시한다. 게다가, 자유 공간으로의 접근부로서 구멍들이 시일링 표면들 후에 입구의 근처에 제공된다. 폐쇄 요소를 중앙으로 통하는 관통공은 제공되지 않는다. A, B, C 는 도 5와 유사하다.
도 12는 입구에서 시일링 표면(6)을 갖는 볼 밸브를 도시한다. 유동은 자유 공간들을 통하여 전체적으로 안내된다(도 1에서와 같이). A, B, C 는 도 5와 유사하다.
도 13은 차단 부재의 다양한 실시예들의 특징 파라미터들을 결정하기 위한 측정 설비를 도시한다. 측정 설비는 유체 공급부 및 배수부 및 차단 부재(21) 뿐만 아니라 다른 차단 부재(22) 및 압력 게이지(PI)를 갖는다.
예들 :
예 1 : 점성 유체들을 위한 유동 파라미터들
본 발명에 따른 차단 부재의 구성을 결정하기 위해, 공정 조건들에 차단 부재의 내부 기하학적 형상을 적응시키는 것이 필요하다. 단지 표준 피팅이 사용되었다면, 공정 및 매질 파라미터들과는 관계없이, 매질 또는 유량의 변동이 공정의 안전 제어를 더 이상 보장하지 않는 작업 상태들 초래할 것이다.
따라서 차단 부재의 정밀한 기하학적 디자인이 본 발명에 따른 관계들에 대응하는 공정 조건들에 적응되어야 한다. 구성(차단 부재의 기하학적 파라미터들 및 점성, 전단 거동, 온도... 등과 같은 주어진 공정 파라미터들의 조합)이 본 발명에 따른 파라미터들에 대응하지 않는다면, 자유 공간 체적 내의 유체의 변경은, 예컨대 셀룰로오스/NMMO/물 혼합물들과 같은 열적으로 불안정한 유체들의 증착에 의해 발생하는 발열 반응들을 회피하기에 너무 부족할 수 있다.
"맞춤(tailor-made)" 구성을 위해, 한편으로 자유 공간들의 세정이 충분한 정도로 달성되지만 다른 한편으로 용인할 수 있는(너무 높지 않은) 압력 손실들이 차단 부재를 통하여 통로에서 발생하도록 최적의 기하학적 형상을 결정하기 위해 작업 조건들 하에서 실험들이 실행되었다.
갭 기하학적 형상, 폐쇄 요소의 기하학적 형상 뿐만 아니라 전달될 유체의 재료 파라미터들 사이의 관계들은 기하학의 반복적인 근사치에 의해 발견되었다.
이하의 과정이 작업 조건들에 대한 기하학적 형상들의 적응을 위해 채택되었다.
유체는 작업 조건들(조성, 온도, 유량) 하에서 실험 설비에 공급되었다(도 13 참조).
제 1 단계에서 스로틀링(throttling) 장치(21)는 폐쇄된 채로 남아있고 유체의 전체 양(VP [d㎥/min])이 구성되는 개방된 차단 부재(22)를 통하여 안내된다. 압력(p [바]) 및 유량(VP [d㎥/min])이 결정되고 기록된다.
다음 단계에서 스로틀링 장치(21)는 이전에 결정된 압력이 설정되기까지 충분하게 개방된다. 구성되는 차단 부재에서, 폐쇄 요소는 통로 측에서 폐쇄되며 유체는 단지 자유 공간(세정 갭)들을 통하여 안내된다. 자유 공간 유동(VF [d㎥/min])이 측정된다.
이하의 값들이 측정된 값들로부터 계산된다 :
ㆍ갭 속도(vF [m/min]) (주의 : > 0.1) :
자유 공간 횡단면에 의해 나누어지는 자유 공간 유동(VF [d㎥/min])이며, 자유 공간 횡단면은 Π 를 4에 의해 나누고 하우징 직경의 제곱(DG 2 [d㎡])에서 통로 위치의 폐쇄 요소 직경의 제곱(DV 2 [d㎡])의 차이만큼을 곱한 것으로부터 계산된다.
ㆍ자유 공간 변경율(FA [1/min]) (주의 : > 1) :
자유 공간 체적(Ftot [d㎥])에 의해 나누어지는 자유 공간 유동(VF [d㎥/min]).
ㆍ세정 유동 비율(FV [%]) :
생성물 유동(VP [d㎥/min])에 의해 나누어지는 자유 공간 유동(VF [d㎥/min]).
ㆍ세정 횟수(SZ) (주의 : > 0) :
자유 공간 변경율(FA [1/min])에 의해 나누어지는 갭 속도(vF [m/min])에 의해 곱해진 1000 회의 결과의 세정 유동 비율(FV [%])의 로그.
자유 공간(또한 세정 갭 또는 갭이라고 함) 단독으로는 상기 셀룰로오스/NMMO/물 혼합물의 경우에 이러한 자유 공간의 충분한 사각 공간이 없는 세정을 달성하기에 충분하지 않은 것이 발견되었다. 단지 차단 부재의 입구와 출구 사이의 압력 구배를 증가시키는 적절한 수단들에 의해 갭 속도(vF [m/min]), 자유 공간 변경율(FA [1/min]) 및 세정 횟수(SZ)에 대한 본 발명의 특징 값들을 달성하는 것이 가능하였으며 이에 의해 점성의 불안정한 유체들의 안전한 전달을 가능하게 하였다. 요구되는 차압을 제공하기 위한 적절한 수단들은 이하와 같다 :
1) 폐쇄 요소의 정기적인 스로틀링에 의한 전달된 생성물 유동의 감소
2) 폐쇄 요소의 통로 직경의 감소
3) 폐쇄 요소의 통로 직경 내에 저항물 삽입
4) 세정된 자유 공간을 통하여 전체 생성물 유동을 안내
예들 2 내지 9 :
12.5% 의 셀룰로오스 농도를 갖는 셀룰로오스, NMMO 및 물로 이루어진 압출 용액이 차단 부재의 유용성을 확인하기 위해 약 94℃ 의 온도에서 사용되었다.
Figure 112015067129713-pct00001
*) 약 15°개방
예 2(도 5) :
가열된 하우징, 구형 표면 및 하우징 내부와 함께 폐쇄된 공동을 형성하는 입구 측 및 출구 측 시일 그리고 자유 통로를 갖는 폐쇄 요소(구형)가 종래적으로 구비된 볼 밸브가 상기에 더 설명된 실험 설비에 설치되고 테스트되었다.
볼 밸브는 63 ㎜ 의 공칭 직경을 가졌고, 하우징 내경(DG)은 105 ㎜, 통로의 방향에 횡방향인 폐쇄 요소의 직경(DV)은 96 ㎜ 였다. 유동이 일어나지 않는 자유 공간 체적(Ftot)은 123 ㎤ 였다. 7.3 d㎥/min 의 생성물 유동(VP)이 이를 통하여 지나갔다. 2.33 m/min 의 공칭 유량(vN)에서, 이는 약 0.2 바의 압력 손실(p)을 초래하였다.
시일들 뒤의 자유 공간의 세정이 일어나지 않았기 때문에, 세정 유동 비율, 공칭 갭 속도 및 자유 공간 변경율은 0 으로 설정되어야 하며 세정 횟수는 결정되지 않는다.
차단 부재는 특별한 용도를 위해 적절하지 않은 것으로 확인되었다.
예 3(도 6) :
예 2의 볼 밸브와 같지만 출구 측 자유 공간 시일이 없는(개방 자유 공간) 볼 밸브가 테스트되었다.
유동이 일어나지 않는 자유 공간 체적(Ftot)은 140 ㎤ 였다. 10.55 d㎥/min 의 생성물 유동(VP)이 이를 통하여 지나갔다. 3.38 m/min/ 의 공칭 유량(vN)에서, 이는 약 0.3 바의 압력 손실(p)을 초래하였다.
개방 자유 공간의 세정이 일어나지 않았기 때문에, 세정 유동 비율, 공칭 갭 속도 및 자유 공간 변경율은 0 으로 설정되어야 하며 세정 횟수는 결정되지 않는다.
차단 부재는 개방 위치(90°)에서 특별한 용도를 위해 적절하지 않은 것으로 확인되었다. 자유 공간의 세정을 가능하게 하기 위해, 자유 공간이 바람직하지 않은 유동 관계들로 인해 단지 부분적으로만 세정될 수 있는 세정 위치(15°내지 75°)로 폐쇄 요소를 비트는 것이 필요하다.
예 4(도 7) :
예 3에 따른 하지만 시일링 표면으로부터 거리보다 축선으로부터 더 짧은 거리를 갖는 영역들을 갖는 폐쇄 요소를 갖는 볼 밸브가 상기에 더 설명된 실험 설비에 설치되고 테스트되었다.
자유 공간의 세정이 개방 상태에서 가능하지 않았기 때문에, 볼 밸브는 약 10 내지 15°의 개방 각도까지의 세정을 위해 반복되는 간격들(3 내지 4 시간)로 폐쇄되었다.
볼 밸브는 63 ㎜ 의 공칭 직경을 가졌고, 하우징 내경(DG)은 102 ㎜, 통로의 방향에 횡방향인 폐쇄 요소의 직경(DV)은 96 ㎜ 였다. 유동이 정기적 간격들로 일어나는 자유 공간 체적(Ftot)은 59 ㎤ 였다. 5.98 d㎥/min 의 생성물 유동(VP)이 이를 통하여 지나갔다. 1.92 m/min 의 공칭 유량(vN)에서, 이는 약 2.7 바의 압력 손실(p)을 초래하였다.
시일 뒤의 자유 공간의 세정이 주기적으로 일어나기 때문에, 세정 공정 동안 특징들이 결정되었고, 2.1% 의 세정 유동 비율(FV)이 얻어졌고, 공칭 갭 속도(vF)는 0.13 m/min 였고, 자유 공간 변경율(FA)은 2.13 의 값으로 계산되었고, 따라서 0.123의 세정 횟수(SZ)를 갖는다.
차단 부재는 특별한 용도를 위해 적절한 것으로 확인되었고, 이는 결정된 특징들에 의해 확인된다.
예 5(도 8) :
예 3에 따른 하지만 자유 공간으로의 통로 공간의 연결을 위해 방사상으로 배열된 구멍들을 갖는 볼이 제공되는 볼 밸브가 상기 명시된 테스트들을 받았다. 구멍들은 생성물 유동의 부분적인 유동이 자유 공간의 시일링 립 상으로 직접 안내되고 따라서 시일 및 또한 자유 공간 모두가 연속적으로 세정될 수 있는 방식으로 배열되었다.
폐쇄 요소(볼)는 54 ㎜ 의 연속적인 자유 통로를 가졌다.
볼 밸브는 54 ㎜ 의 공칭 직경을 가졌고, 하우징 내경(DG)은 105 ㎜, 통로의 방향에 횡방향인 폐쇄 요소의 직경(DV)은 96 ㎜ 였다. 유동이 일어나는 자유 공간 체적(Ftot)은 150 ㎤ 였다.
7.29 d㎥/min 의 생성물 유동(VP)이 이를 통하여 지나갔다. 3.19 m/min 의 공칭 유량(vN)에서, 이는 약 0.3 바의 압력 손실(p)을 초래하였다.
시일 뒤의 자유 공간의 세정이 연속적으로 일어나며, 이하의 특징들이 결정되었다 : 0.3% 의 세정 유동 비율(FV), 공칭 갭 속도(vF)는 0.01 m/min 였고, 자유 공간 변경률(FA)은 0.13 의 값으로 계산되었고, 따라서 - 0.677 의 세정 횟수(SZ)를 갖는다.
세정 채널들이 제공되었지만, 완전한 개방 위치에서 자유 공간의 낮은 세정 결과로서, 신뢰할 수 있는 철저한 세정을 가정할 수 없어서 이러한 구성은 사용하기에 적절하지 않다. 자유 공간의 세정을 가능하게 하기 위해, 사각 공간들이 그럼에도 불구하고 구멍(12)들 사이에서 시일 뒤의 영역들에 형성할 수 있는 세정 위치(15°내지 75°)로 폐쇄 요소를 비트는 것이 필요하다.
예 6(도 9) :
폐쇄 요소(볼)는 압력 구배를 증가시키기 위해 유동 방향으로 테이퍼지는 관통공을 가졌다.
볼 밸브는 63 ㎜ 의 공칭 직경을 가졌고, 하우징 내경(DG)은 105 ㎜, 통로의 방향에 횡방향인 폐쇄 요소의 직경(DV)은 96 ㎜ 였다. 유동이 일어나는 자유 공간 체적(Ftot)은 87 ㎤ 였다. 7.11 d㎥/min 의 생성물 유동(VP)이 이를 통하여 지나갔다. 2.28 m/min 의 공칭 유량(vN)에서, 이는 약 1.4 바의 압력 손실(p)을 초래하였다.
시일 뒤의 자유 공간의 세정이 연속적으로 일어나며, 이하의 특징들이 결정되었다 : 2.5% 의 세정 유동 비율(FV), 공칭 갭 속도(vF)는 0.13 m/min 였고, 자유 공간 변경률(FA)은 2.05 의 값으로 계산되었고, 따라서 0.184 의 세정 횟수(SZ)를 갖는다.
차단 부재는 특별한 용도를 위해 적절한 것으로 확인되었고, 이는 결정된 특징들에 의해 확인된다.
예 7(도 10) :
예 6에 따른 볼 밸브이지만 테이퍼링 관통공 외에, 저항 요소(천공된 판)가 또한 볼의 구멍에 삽입된다.
볼 밸브는 63 ㎜ 의 공칭 직경을 가졌고, 하우징 내경(DG)은 102 ㎜, 통로의 방향에 횡방향인 폐쇄 요소의 직경(DV)은 96 ㎜ 였다. 유동이 일어나는 자유 공간 체적(Ftot)은 67 ㎤ 였다.
5.21 d㎥/min 의 생성물 유동(VP)이 이를 통하여 지나갔다. 1.67 m/min 의 공칭 유량(vN)에서, 이는 약 2.6 바의 압력 손실(p)을 초래하였다.
시일 뒤의 자유 공간의 세정이 연속적으로 일어나며, 이하의 특징들이 결정되었다 : 3.1% 의 세정 유동 비율(FV), 공칭 갭 속도(vF)는 0.17 m/min 였고, 자유 공간 변경률(FA)은 2.43 의 값으로 계산되었고, 따라서 0.345 의 세정 횟수(SZ)를 갖는다.
차단 부재는 특별한 용도를 위해 적절한 것으로 확인되었고, 이는 결정된 특징들에 의해 확인된다.
예 8(도 11) :
예 6에 따른 볼 밸브이지만 통로 구멍이 완전히 폐쇄되며 전체 생성물 유동이 방사상으로 외향으로 뻗어있는 세정 구멍들을 통하여 자유 공간을 통해 차단 부재의 배수부로 안내된다.
볼 밸브는 63 ㎜ 의 공칭 직경을 가졌고, 하우징 내경(DG)은 111 ㎜, 통로의 방향에 횡방향인 폐쇄 요소의 직경(DV)은 96 ㎜ 였다. 유동이 일어나는 자유 공간 체적(Ftot)은 164 ㎤ 였다.
4.95 d㎥/min 의 생성물 유동(VP)이 이를 통하여 지나갔다. 1.59 m/min 의 공칭 유량(vN)에서, 이는 약 2.8 바의 압력 손실(p)을 초래하였다.
이하의 특징들이 결정되었다 : 100% 의 세정 유동 비율(FV), 공칭 갭 속도(vF)는 2.03 m/min 였고, 자유 공간 변경률(FA)은 30.14 의 값으로 계산되었고, 따라서 1.828 의 세정 횟수(SZ)를 갖는다.
차단 부재는 특별한 용도를 위해 적절한 것으로 확인되었고, 이는 결정된 특징들에 의해 확인된다.
예 9(도 12) :
예 8에 따른 볼 밸브이며 입구 측 리세스가 없는 그리고 세정 구멍들이 없는 폐쇄 요소가 제공되었다. 폐쇄 요소(볼)는 자유 공간을 통하는 더 쉬운 유동을 보장하기 위해 더 작은 직경으로 원통형 형상의 유동 방향에 대해 횡방향으로 아래로 회전되었다.
볼 밸브는 63 ㎜ 의 공칭 직경을 가졌고, 하우징 내경(DG)은 102 ㎜, 통로의 방향에 횡방향인 폐쇄 요소의 직경(DV)은 72 ㎜ 였다(원통형).
유동이 일어나는 자유 공간 체적(Ftot)은 329 ㎤ 였다. 5.74 d㎥/min 의 생성물 유동(VP)이 이를 통하여 지나갔다. 1.84 m/min 의 공칭 유량(vN)에서, 이는 약 0.5 바의 압력 손실(p)을 초래하였다.
이하의 특징들이 결정되었다 : 100% 의 세정 유동 비율(FV), 공칭 갭 속도(vF)는 1.4 m/min 였고, 자유 공간 변경률(FA)은 17.470 의 값으로 계산되었고, 따라서 1.904 의 세정 횟수(SZ)를 갖는다.
차단 부재는 특별한 용도를 위해 적절한 것으로 확인되었고, 이는 결정된 특징들에 의해 확인된다.

Claims (19)

  1. 내부 그리고 하나 이상의 입구(4) 및 하나 이상의 출구(5)를 갖는 밸브 하우징(1), 그리고 상기 밸브 하우징 내부의 축선을 중심으로 회전 가능하게 장착되는 폐쇄 요소(2)를 포함하는 차단 부재로서,
    폐쇄 요소(2)와 밸브 하우징(1) 사이에는 입구와 출구(4, 5) 사이에 유체의 유동을 위한 자유 공간(9)이 있고, 한 쌍의 시일링 표면(6, 7)들이 밸브 하우징(1)과 폐쇄 요소(2) 사이의 하나 이상의 입구(4)에 제공되고, 상기 폐쇄 요소(2)의 시일링 표면(7)이 폐쇄 요소(2)의 돌출된 부분 상에 제공되고,
    폐쇄 요소(2)의 시일링 표면(7)은 폐쇄 요소(2)의 회전을 통하여 피봇 가능하며, 상기 밸브 하우징(1)의 돌출된 부분 상에 제공되는, 밸브 하우징(1)의 시일링 표면(6)에 액체 기밀(fluid-tight) 식으로 맞닿음으로써, 차단 부재의 잠금 위치에서 입구(4)를 차단하고,
    상기 잠금 위치에서 유체 유도 방식으로 출구(5)에 연결되는 자유 공간(9)을 형성하기 위해, 폐쇄 요소(2)의 중심 지점 또는 축선과 시일링 표면들(6, 7) 사이의 거리는 시일링 표면(7)을 제외한 폐쇄 요소(2)의 다른 외측 영역들과 상기 중심 지점 또는 축선 사이의 거리보다 더 크며,
    상기 잠금 위치에서 유체 유도 방식으로 출구(5)에 연결되는 자유 공간(9)을 형성하기 위해, 폐쇄 요소(2)의 중심 지점 또는 축선과 시일링 표면(6, 7)들 사이의 거리는 시일링 표면(6)을 제외한 밸브 하우징의 다른 내측 영역들과 상기 중심 지점 또는 축선 사이의 거리보다 더 짧으며,
    상기 밸브 하우징(1) 및 상기 폐쇄 요소(2)의 시일링 표면(6, 7)들은 시일링 돌출부에 배치되고, 상기 폐쇄 요소(2)의 시일링 표면(7) 내측으로 볼 때 리세스(11)가 외부 구역에 제공되는,
    차단 부재.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 밸브 하우징(1)의 내부 또는 폐쇄 요소(2) 중 하나 이상은 개방 위치에서
    ㆍ차단 부재에 의해 형성되는 입구와 출구 사이의 차압이 0.4 바 이상;
    ㆍ전체 유체 유동에 의해 나눈 자유 공간 유동에 의해 형성되는 세정 유동 비율이 0.1 % 이상;
    ㆍ자유 공간 횡단면에 의해 나눈 자유 공간 유동에 의해 형성되는 공칭 갭 속도가 0.1 m/min 이상이거나, 자유 공간 체적에 의해 나눈 자유 공간 유동에 의해 형성되는 자유 공간 변경율이 1 l/min 이상이거나, 또는 자유 공간 횡단면에 의해 나눈 자유 공간 유동에 의해 형성되는 공칭 갭 속도가 0.1 m/min 이상이고 자유 공간 체적에 의해 나눈 자유 공간 유동에 의해 형성되는 자유 공간 변경율이 1 l/min 이상인 방식으로 디자인되는 것을 특징으로 하는,
    차단 부재.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 차단 부재의 부분적인 또는 완전한 개방 위치에서 폐쇄 요소(2)와 밸브 하우징(1) 사이의 자유 공간(9)의 횡단면은 유체의 점성에 맞게 형성되고 세정 유동이 축선의 양측들 상의 자유 공간(9)에서 달성될 정도로 적어도 충분히 큰 것을 특징으로 하는,
    차단 부재.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 폐쇄 요소(2)는 시일링 표면(6)의 뒤의 자유 공간(9)의 정기적인 세정을 위해 구성되는 것을 특징으로 하는,
    차단 부재.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 폐쇄 요소(2)의 축선은 폐쇄 요소(2)의 중심 지점에 배치되는 것을 특징으로 하는,
    차단 부재.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 폐쇄 요소(2)는 부분적으로 구형이거나 시일링 표면(7)을 갖는 구형 세그먼트 형상의 차단 부분(8)을 갖는 것을 특징으로 하는,
    차단 부재.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    밸브 하우징(1) 또는 폐쇄 요소(2) 중 하나 이상의 시일링 표면(6; 7)은 보기에 원형인 것을 특징으로 하는,
    차단 부재.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 시일링 표면(6, 7)들은 입구(4)에 배치되고 출구(5)는 임의의 시일링 요소가 없는 것을 특징으로 하는,
    차단 부재.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 자유 공간(9)은 리세스에 의해 형성되고, 상기 밸브 하우징(1)은 내부를 향하는 상기 리세스 또는 상기 밸브 하우징(1)을 향하는 폐쇄 요소(2) 중 하나 이상을 갖는 것을 특징으로 하는,
    차단 부재.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 내부 공간은 부분적으로 구형 또는 원통형인 것을 특징으로 하는,
    차단 부재.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 폐쇄 요소는 장치의 개방 위치에서 입구와 출구 사이의 유체의 유동을 위한 구멍(10)을 갖고, 다른 연결 구멍(12)들이 구멍(10)을 자유 공간에 유체 유도 방식으로 연결하는 것을 특징으로 하는,
    차단 부재.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 출구(5) 전의 구멍(10)은 협착부(13) 또는 유동 저항 요소(14) 중 하나 이상을 갖는 것을 특징으로 하는,
    차단 부재.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 폐쇄 요소는 축선에 법선인 유동 구멍이 없는 중실형 본체인 것을 특징으로 하는,
    차단 부재.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 밸브 하우징 또는 폐쇄 요소 중 하나 이상은 금속 또는 금속 합금으로 이루어지고, 이는 철을 함유하는 것을 특징으로 하는,
    차단 부재.
  16. 삭제
  17. 제 2 항에 있어서,
    화학적으로 불안정한 유체들이 상기 차단 부재가 설치된 라인 내에서 전달되고, 상기 화학적으로 불안정한 유체는 차단 부재에 증착될 때 폭발하기 쉬운,
    차단 부재.
  18. 제 2 항에 있어서,
    상기 유체는 몰딩 복합물이거나, 상기 유체는 셀룰로오스 용액인 것을 특징으로 하는,
    차단 부재.
  19. 유체 몰딩 복합물로부터 몰딩된 본체들을 제조하는 방법으로서,
    제 1 항 내지 제 6 항 및 제 8 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 따른 차단 부재를 갖는 라인을 통하여 유체 몰딩 복합물을 전달하는 단계, 및
    상기 유체 몰딩 복합물을 경화하는 단계를 포함하며,
    상기 라인은 차단 부재의 출구를 통해서 몰딩 유닛으로 이어지며, 상기 몰딩 유닛은 개구들을 갖고 상기 개구들을 통해서 상기 유체 몰딩 복합물이 프레스되고 이에 의해 몰딩되는,
    유체 몰딩 복합물로부터 몰딩된 본체들을 제조하는 방법.
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