KR102320122B1 - 전자밸브 - Google Patents

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Abstract

전자밸브는, 밸브 몸체(41) 및 밸브 몸체(41)에 고정적으로 연결되는 밸브 커버 몸체(42)를 포함하는 밸브 몸체 부재(40); 및 밸브 시트 몸체(21) 및 밸브 시트 코어(22)를 포함하는 밸브 시트 부재(20)를 포함하고, 밸브 시트 몸체(21)는 밸브 몸체(41)에 고정적으로 연결되고, 밸브 시트 코어(22)에는 밸브 포트 보호 슬리브(24)가 결합된다. 구조적으로 최적화된 디자인에 의해, 전자밸브는 콤팩트한 전체 구조와 작은 크기를 가지고, 다양한 기능적 부품들 사이의 잠재적인 정확성은 쉽게 보장되고, 밸브 시트 코어(22)의 신뢰성은 향상된다.

Description

전자밸브
본 출원은 2017년 10월 27일에 중국 특허청에 제출된 "전자밸브"라는 발명의 명칭의 중국 특허출원 제201711019478.9호에 대한 우선권을 주장하고 있으며, 전체가 본원에 참조로서 포함된다.
본 출원은 유체 제어의 기술 분야에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전자밸브에 관한 것이다.
가변냉매 유량 시스템과 같은 상업용 에어-컨디셔닝 시스템에서는, 실외기 1대를 여러 개의 실내기기와 연결하여야 하므로 유량 제어 밸브는 각 실내기기의 냉매 루프에 장착되어 냉매를 차단하거나 유량을 조절한다. 유량 제어 밸브는 개방 및 작동의 조절에 의해 어느 정도까지 유량을 조절할 수 있어야 한다. 또한, 유량 제어 밸브는 각 실내 유닛의 냉매 루프에 장착되어야 하므로 최소화의 요건을 충족하기 위해 유량 제어 밸브가 추가로 요구된다.
현재 냉매의 흐름을 정밀하게 조절하기 위해 직동형 전자 밸브(direct-acting electric valve)는 사용될 수 있다. 그러나 가변냉매 상용 에어컨에서는 유량 제어 밸브의 밸브 포트 면적이 비교적 크고, 필요한 구동력 또한 비교적 크다. 큰 구동력을 얻으려면 밸브 구동계통의 크기를 늘려 유량 제어 밸브의 전체 크기를 늘려야 한다. 다만 최근 몇 년 동안 사용되는 친환경 신냉매(R290, R32 등과 같은)는 가연성과 폭발성이 있기 때문에 밸브의 냉매 충전량에는 한계가 있어 냉매 충전량은 일정 부피 이내로 조절될 필요가 있다.
이러한 관점에서, 통상의 기술자에 의해 시급히 해결되어야 할 기술적 문제는 종래의 기술에서 직동식 전자밸브의 설계를 최적화하고, 밸브 몸체의 크기를 줄이고, 가변 냉매 유동 모델이나 이와 같은 상용 모델에 전자밸브를 보다 잘 적용할 수 있게 하는 것이다.
본 출원의 목적은 전자밸브를 제공하는 것이다. 제품 구조의 디자인을 최적화하는 것에 의해 전자밸브의 부피는 감소하고 전자밸브의 신뢰성은 증가하고, 가변 냉매 유동 컨디셔너와 같은 상용적 에어컨디셔너의 사용 요구는 만족되고, 제품의 제조 비용은 감소될 수 있다.
본 출원에 의해 개시된 전자밸브는 밸브 몸체와 밸브 커버를 포함하는 밸브 몸체 부재; 밸브 몸체의 내부 챔버 안에 배치되는 밸브 코어 부재; 축 방향으로 밸브 몸체에 대해 고정되는 전달 부재; 및 밸브 시트 부재를 포함하고, 밸브 커버는 밸브 몸체에 고정적으로 연결되고, 밸브 시트 부재는 밸브 시트 몸체 및 밸브 시트 코어를 포함하고, 밸브 시트 몸체는 밸브 몸체에 고정적으로 연결되고, 밸브 시트 코어는 밸브 포트 덮개 외부에 결합된다.
본 출원에 따른 전자밸브는 콤팩트한 전체 구조 및 구조의 최적화된 디자인을 통해서 작은 크기를 가진다. 다양한 기능의 부품들 사이의 위치 정확도는 쉽게 보장되고, 밸브 시트 코어의 신뢰성은 밸브 시트 코어 외부의 밸브 포트 덮개를 결합하는 것에 의해 향상된다.
도 1은 완전히 개방된 상태에서 본 출원에 따른 전자밸브의 개략적인 구조도;
도 2는 도 1의 폐쇄 상태의 전자밸브의 개략적인 구조도;
도 3은 도 1의 전자밸브의 밸브 몸체 부재의 개략적인 구조도;
도 4는 도 1의 전자밸브의 밸브 시트 부재의 개략적인 구조도;
도 5는 도 1의 전자밸브의 전달 부재의 개략적인 구조도;
도 6은 도 1의 전자밸브의 밸브 코어 부재의 개략적인 구조도;
도 7은 도 1의 전자밸브의 밸브 코어 가이딩 부재의 개략적인 구조도;
도 8은 도 1의 전자밸브의 나사 너트 키트의 개략적인 구조도;
도 9는 도 4의 밸브 시트 부재의 밸브 시트 몸체의 개략적인 구조도;
도 10은 도 4의 밸브 시트 부재의 밸브 포트 덮개의 개략적인 구조도;
도 11a 및 11b는 밸브 포트 덮개의 다른 특정 실시예의 정면도 및 평면도;
도 12는 본 출원에 따른 밸브 시트 부재의 다른 실시예의 개략적인 구조도;
도 13은 본 출원에 따른 나사 너트 키트의 다른 실시예의 개략적인 구조도;
도 14는 본 출원에 따른 나사 너트 키트의 제3실시예의 개략적인 구조도;
도 15는 본 출원에 따른 전자 밸브의 다른 실시예의 개략적인 구조도;
도 16은 본 출원에 따른 전자 밸브의 제3실시예의 개략적인 구조도;
도 17은 본 출원에 따른 전자 밸브의 제3실시예의 개략적인 구조도;
도 18은 본 출원에 따른 전자 밸브의 제4실시예의 개략적인 구조도, 그리고
도 19는 도 18에서 도시된 밸브 시트 코어 및 밸브 코어 몸체의 매칭되는 부분의 부분 확대도이다.
본 출원의 핵심은 전자밸브 및 이를 제조하는 방법을 제공하는 것이다. 전자밸브는 콤팩트한 구조를 가지고 제조하기 쉽고, 여러 기능의 부품들 사이의 위치 정확도는 보장되기 쉽고, 제품 정확도는 높다. 본 출원의 또 다른 핵심은 전자밸브를 제조하기 위한 방법을 제공하는 것이다.
본 출원에 의한 해결 수단의 보다 나은 이해를 한 통상의 기술자에게 제공하기 위해, 본 출원은 도면들과 구체적인 실시예들과 관련하여 본 명세서에서 보다 상세히 서술될 것이다.
이 출원에 관련된 상부 및 하부와 같은 방향을 지시하는 용어는 도 1 내지 17에 도시된 부재들의 상대적 위치 및 도면들에서 부재들의 위치를 참조하여 정의되며, 이는 기술적인 해결 수단을 명확하고 쉽게 설명하기 위한 것일 뿐이라는 점이 주목되어야 한다. 본 출원에서 사용된 이러한 방향을 지시하는 용어는 본 출원의 보호 범위를 제한하지 않는다는 점이 이해될 것이다.
도 1은 개방 상태에서 본 출원에 따른 전자밸브의 개략적인 구조도이고; 도 2는 폐쇄 상태에서 본 출원에 따른 전자밸브의 개략적인 구조도이고; 도 3은 전자밸브의 밸브 몸체 부재의 개략적인 구조도이고; 도 4는 전자밸브의 밸브 시트 부재의 개략적인 구조도이고; 도 5는 전자밸브의 전달 부재의 개략적인 구조도이고; 도 6은 전자밸브의 밸브 코어 부재의 개략적인 구조도이고; 도 7은 전자밸브의 밸브 코어 가이딩 부재의 개략적인 구조도이고; 그리고 도 8은 전자밸브의 나사 너트 키트의 개략적인 구조도이다.
도 1 내지 8에 도시된 바와 같이, 전자밸브는 밸브 코어 부재(valve core component, 10), 밸브 시트 부재(valve seat component, 20), 전달 부재(30), 밸브 몸체 부재(40), 나사 너트 키트(50), 밸브 코어 가이딩 부재(60) 및 전자기 코일(70)을 포함한다.
밸브 몸체 부재(40)는 밸브 몸체(41) 및 밸브 커버(42)를 포함한다.
밸브 몸체(41)는 실질적으로 원통형 구조이고, 프레스 가공, 펀칭, 압연, 압출 성형 등과 같은 방법에 따라 특정 가공 공정으로 제조되기 쉽다. 밸브 몸체(41)는 상부 원통부(41a), 중간 원통부(41b) 및 하부 원통부(41c)를 포함한다.
도 1 및 2에 따른 실시예에서, 세 원통부 구조들 중에서 상부 원통부(41a)의 외부 모서리의 직경은 제일 작으며, 하부 원통부(41c)의 외부 모서리의 직경은 제일 크다. 이런 배치는, 기능성 부품들의 내부 설치와 조립 부품들의 외부의 용접을 용이하게 하여 구조를 보다 콤팩트하게 만든다. 도 15는 본 출원에 따른 전자밸브의 다른 실시예의 개략적인 구조를 도시한다. 도 15에서 개시된 기술적인 해결 수단에서, 중간 원통부(41b)의 외부 모서리의 직경은 하부 원통부(41c)의 직경과 같다.
방사상의 연결 파이프(43)는 용접에 의해 밸브 몸체(41)의 하부 원통부(41c)에 고정되고, 방사상의 연결 파이프(43)는 밸브 몸체(41)의 내부 챔버(416)와 연통된다. 밸브 커버(42)는 밸브 몸체(41)의 중간 원통부(41b)에 용접에 의해 고정되고, 밸브 커버(42)의 내부 챔버(421)는 밸브 몸체(41) 및 밸브 커버(42) 사이에 형성되고, 밸브 몸체(41)의 상부 원통부(41a)는 밸브 커버(42)의 내부 챔버(421)로 연장된다. 연통 개구(417)가 밸브 몸체(41)의 상부 원통부(41a)의 벽 부분에 제공되고, 연통 개구(417)는 밸브 커버(42)의 내부 챔버(421)와 밸브 몸체(41)의 내부 챔버(416)를 연통시키도록 구성된다. 밸브 커버(42)는 용접 조인트에 의해 밸브 몸체(41)에 간접적으로 고정될 수 있다는 점이 이해될 것이다. 이하 서술되는 다른 부재들의 용접은 다른 간접적인 고정 수단에 의해 대체될 수 있으며, 이에 대해서는 반복적으로 서술하지 않을 것이다.
밸브 시트 부재(20)는 밸브 시트 몸체(21), 밸브 시트 코어(22) 및 밸브 포트 덮개(24)를 포함한다.
도 9는 밸브 시트 부재의 밸브 시트 몸체(21)의 구조를 개략적으로 도시한다. 도 9에 도시된 바와 같이, 밸브 시트 몸체(21)는 실질적으로 환형의 구조이고, 상부 계단부(211)는 밸브 시트 몸체(21)의 상단부와 대면하는 계단면을 가지는 밸브 시트 몸체(21)의 내벽에 구비되고, 밸브 시트 코어(22)는 상부 계단부(211)에 배치되고, 밸브 시트 코어(22)의 내벽 면은 밸브 포트 덮개(24)와 중첩된다.
밸브 시트 코어(22)는 밸브 포트의 밀봉 성능을 향상시키도록 비-금속의 부드러운 재질로 이루어질 수 있다. 계단부는 밸브 시트 코어(22)의 외벽에 구비되고, 밸브 포트 가압판(25)은 계단부에 배치되며, 돌출부(214)는 밸브 시트 몸체(21)의 상단부에 구비된다. 밸브 포트 가압판(25)은 돌출부(214)를 크림핑(crimping)하는 것에 의해 밸브 시트 코어(22)의 계단부에 의해 가압되어서, 밸브 시트 코어(22)의 설치를 가능하게 한다.
도 17은 본 출원에 따른 밸브 시트 부재의 제3실시예 개략적인 구조를 도시한다. 본 실시예에서, 밸브 시트 부재(20B)의 밸브 시트 몸체(21B)의 상부 계단부의 내부 모서리면은 상방향으로 점점 가늘어지는(테이퍼지는) 원추면(215)이고, 밸브 시트 코어(22A)는 플라스틱 또는 부드러운 고무 재질로 이루어지고, 밸브 시트 코어의 외부 모서리는 원추면(215)(내부 모서리면)에 인접하여서, 또한 고정을 가능하게 한다.
밸브 시트 몸체(21)의 하단부와 대면하는 계단면을 가지는 하부 계단부(212)는 밸브 시트 몸체(21)의 내벽에 구비된다. 본 실시예에서, 밸브 포트 덮개(24)는, 환형의 얇은 벽을 가진 원통이고, 원통부(243) 및 플랜징(flanging) 가공에 의해 형성된 플랜지부(244)를 포함한다. 플랜지부(244)는 하부 계단부(212)의 계단면에 인접하고, 축 연결 파이프(23)의 단부는 플랜지부(244)에 인접한다. 축 연결 파이프(23)는 용접에 의해 밸브 시트 몸체(21)에 고정된다.
또 다른 기술적 해결수단으로서, 밸브 포트 덮개(24)는 두-몸체 구조일 수 있으며, 즉, 원통부(243)는 용접 또는 다른 수단들에 의해 플랜지부(244)에 고정적으로 연결된다.
밸브 시트 몸체(21)의 하단부와 대면하는 계단부를 가지는 외부 계단부(213)는 밸브 시트 몸체(21)의 외벽에 구비된다. 더 선호되는 해결수단으로서, 밸브 몸체(41)의 하단부는 외부 계단부(213)의 계단면에 인접하고, 용접에 의해 고정된다.
전술한 구조에서, 부품들의 설치 및 협력(cooperation)은 콤팩트하고, 상호 위치 정확성은 보장될 수 있고, 프로세스는 간단하며, 제품은 매우 신뢰할만하다. 전달 부재의 자기 로터는 밸브 커버의 내부 챔버에 배치되고, 나사봉은 밸브 몸체의 상부 원통부의 단부로부터 밸브 몸체의 내부 챔버로 연장된다. 밸브 시트 부재에 대해 밸브 코어 부재의 축방향 이동 동안에, 자기 로터 및 나사봉의 축방향 위치는 밸브 몸체(41)에 대해 고정되어서, 전자밸브 외부에 결합된 자기 로터 및 코일 부재의 상대적인 위치는 고정되고, 구동력은 증대되고 동작되는 동안에 상대적으로 안정화된다.
도 10은 밸브 시트 부재의 밸브 포트 덮개의 개략적인 구조를 도시한다. 도 10에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서, 밸브 포트 덮개(24)의 내부 챔버와 연통되는 균형 개구가 상부 계단부(211)의 계단면에 대응되는 밸브 포트 덮개(24)의 원통부의 위치에서 배치되고, 균형 개구(241)로서 이용된다. 이런 배치는 전자밸브의 동작 중에, 매체(medium)의 일부가 밸브 시트 코어(22)의 바닥 및 밸브 시트 몸체(21)의 상부 계단부(211) 사이로 들어가서 남아있게 되며, 반면에, 전자밸브가 열리거나 닫히는 동안 순간적인 압력 변화로 인한 매체의 순간적인 기화 등의 비정상적인 변동으로 인해 밸브 시트 코어(22)가 밸브 시트 본체에서 분리될 수 있고, 제품 고장의 원인이 되는 반면, 균형 개구(241)를 제공하는 물체는 위의 상황을 피하기 위해 축 연결 파이프(23)의 내부 챔버(즉, 밸브 챔버(418))와 연통되어 밸브 시트 코어(22)의 매체를 밸브 시트 코어(22)의 하단에 유지하게 하는 유리한 점이 있다.
도 11은 각각 밸브 포트 덮개의 다른 특정 실시예의 정면도 및 평면도이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 상기 실시예와는 다르게, 밸브 포트 덮개(24A)는 얇은 금속판을 크림핑해서 형성된 환형의 얇은 벽을 가진 부재이다. 축방향으로 통하는 개방홈(242)은 얇은 금속판의 크림핑된 에지가 맞닿는 부분(butt portion)에서 형성되고 균형 통로로 이용되고, 밸브 시트 코어(22)의 바닥에서 매체를 축 연결 파이프(23)의 내부 챔버와 연통하도록 유지한다. 이런 구조는 보다 단순하고, 이에 대해서는 이하에서 더 이상 반복 기술되지 않을 것이다.
위의 실시예에서, 밸브 포트 덮개는 얇은 벽을 가진 금속 재질을 크림핑하여 형성된 원통형 구조이다. 기술적 해결 수단은 도 12에 대하여 더욱 구체화될 수 있고, 밸브 포트 덮개(24C)는 밸브 시트 몸체(21)의 내벽에 의해 직접 처리된 하나의 부분으로 구성된 구조이다. 본 실시예에서, 밸브 시트 몸체(21)의 상부 계단부는 하나의 부분으로 구성된 구조인 밸브 포트 덮개(24C)를 가지는 환형홈을 형성하고, 밸브 시트 코어(22)는 환형홈에 배치된다. 본 실시예에서, 축 균형홈은 밸브 시트 코어(22) 및 밸브 시트 몸체(21)의 계단 형상의 측벽 사이에 배치되고, 균형홈은 상부와 연통하는 밸브 시트 코어(22)의 바닥에서 매체를 유지할 수 있는데, 이에 대해서는 이하에서 더 이상 반복 기술되지 않을 것이다.
도 17을 참조하면, 밸브 시트 부재(20B)의 제3실시예의 구조에서, 수직홈(221)은 밸브 시트 코어(22A)의 내부 모서리 부분에 배치되고, 수직홈(221)은 상부 계단면의 계단형상의 면에 연통되고, 또한 균형 개구로의 기능을 수행하는데, 이에 대해서는 이하에서 더 이상 반복 기술되지 않을 것이다.
전달 부재(30)는 나사봉(31), 나사 너트(32) 및 자기 로터(34)를 포함한다. 자기 로터(34)는 밸브 커버(42)의 내부 챔버의 내부에 배치되고, 나사봉(31)은 밸브 몸체(41)의 상단부로부터 밸브 몸체(41)의 내부 챔버로 연장되고 나사 너트(32)에 결합된다.
나사 너트 키트(50)는 파이프 벽부의 용접에 의해 밸브 몸체(41)의 상부 원통부(41a)의 내부 모서리에 고정적으로 연결된다(본 실시예와 구별되는데, 도 15 및 16에서, 나사 너트 키트는 평판부의 용접에 의해 밸브 몸체의 중간 원통부의 내부 모서리에 고정적으로 연결된다).
도 8을 참조하면, 본 실시예에서, 나사 너트 키트(50)는 판 펀칭 및 크림핑에 의해 형성되는 얇은-벽을 가진 금속 원통이다. 본 실시예에서, 나사 너트 키트는 축 방향으로 연장되고 얇은 벽을 가진 원통의 측벽을 내측으로 벤딩하고 펀칭하는 것에 의해 형성되는 네 개의 리브판(51)을 구비한다. 리브판(51)은, 제1제한부로서의 기능을 하는데, 제1제한부의 단면은 비-원형이고, 내벽이 나사 너트(32)의 외부 모서리 부분과 협력하고(cooperates with), 원주 방향으로 나사 너트(32)의 회전을 제한할 수 있다(단지 2 개의 리브판이 구비된다면, 제한 기능은 여전히 동작하는 것으로 이해될 수 있다.). 나사봉(31)과 협력하는 베어링(33)의 수용부로서 이용될 수 있는, 영역(53)이 리브판(51)의 상부 단면과 나사 너트 키트의 내벽면 사이에서 형성될 수 있다. 베어링(33)은 리브판(51)의 상단부에 인접하여, 베어링(33)의 축방향 포지셔닝을 가능하게 한다. 베어링(33)은 밸브 몸체(41)의 상단부를 크림핑하는 것에 의해 고정된다.
상기의 실시예에서, 나사 너트 키트(50)는 금속판을 펀칭하고 크림핑하는 것에 의해 형성되는 원통형의 키트이다. 기술적 해결 수단이 도 13을 참조하여 보다 구체화되는데, 나사 너트 키트(50A)는 금속판을 펀칭하고 크림핑하는 것에 의해 형성되는 원통형의 키트이고, 파이프 벽부의 하단이 펀칭되고 내측으로 벤딩되어 축 방향으로 연장되는 리브판(51)을 형성하며, 파이프 벽부의 상단이 펀칭되고 내측으로 벤딩되어 방사상의 리브판(57)을 형성하고, 방사상의 리브판(57)과 나사 너트 키트(50)의 내부벽면 사이의 구역은 베어링(33)의 수용부로서 이용될 수 있고, 방사상의 리브판(57)은 베어링(33)의 축을 포지셔닝하는 부분으로 이용되고, 나사 너트 키트의 하단부(52)는 밸브 코어 부재(10)의 축방향 운동 스트로크를 제한하는 제2제한부로 이용된다.
유사하게는, 기술적인 해결 수단은 도 14를 참조하여 보다 구체화될 수 있고, 나사 너트 키트(50B)는 금속판을 펀칭하고 크림핑하는 것에 의해 형성될 수 있고, 관형부(55, tubular portion)와, 관형부(55)의 단부를 벤딩하여 형성되는 평판부(56, flat plate portion)를 포함하며; 관형부는 적어도 하나의 축평면 구역(58, axial plane section)을 포함한다. 축평면 구역(58)의 존재로 인해, 관형부의 내벽부는 나사 너트(32)의 외부 모서리 부분과 협력하여 나사 너트(32)의 원주 방향으로의 회전을 제한한다. 평판부(56)는 제2제한부로 이용된다. 본 기술적인 해결 수단에서, 평판부(56)는 펀칭 및 플랜징에 의해 형성될 수 있거나, 또는 다른 링 부재를 용접하는 것에 의해 형성될 수 있다.
본 실시예에서, 전체 구조는 나사 너트 키트(50B)의 평판부(56)를 밸브 몸체(41)의 중간 원통부(41b)의 내부 모서리에 용접하는 것에 의해 단순화된다.
본 실시예에서, 밸브 코어 가이딩 부재(60)는 가이드 슬리브(61) 및 밀봉 어셈블리를 포함한다. 가이드 슬리브(61)는 용접에 의해 밸브 몸체(41)의 중간 원통부(41b)의 내부 모서리에 고정된다. 계단부(611)는 가이드 슬리브(61)의 내벽에 구비되고, 밀봉 어셈블리는 가스켓(64)을 통해 크림핑에 의해 계단부(611)에 고정된다. 밀봉 어셈블리는 내마모성 재료로 이루어진 밀봉 부재(62) 및 고무 재질로 이루어진 탄성 부재(63)를 포함한다.
도 16은 본 출원에 따른 전자밸브의 제3실시예의 구조를 개략적으로 도시한다. 전술한 해결 수단과 비교하여, 본 실시예의 밀봉 어셈블리는 밸브 코어 부재(10A)는 밸브 코어 부재(10A)에 고정되는데, 전술한 내용의 같은 기능을 가지고 있으며 반복적으로 서술하지 않을 것이다.
밸브 코어 부재(10)는 밸브 몸체(41)의 내부 챔버(416)의 내부에 배치된다. 밸브 코어 부재(10)는 밸브 코어 몸체(11) 및 밸브 코어 슬리브(12)를 포함한다(밸브 코어 몸체 및 밸브 코어 슬리브는 하나의 부분의 재료 사출 구조일 수 있다.). 나사 너트(32)는 밸브 코어 슬리브(12)에 연결되어 밸브 코어 몸체(11)를 밸브 시트 코어(22)에 상대적으로 이동하도록 구동하여 이동하게 하여서, 전자밸브의 개방/폐쇄와 유동의 조절을 가능하게 한다.
나사 너트 키트(50)의 하단부(52)는 밸브 코어 부재(10)를 위한 제한부로서 이용된다. 나사 너트(32)가 밸브 코어 슬리브(12)를 위로 구동하면, 밸브 코어 슬리브(12)는 나사 너트 키트의 하단부(52)에 인접하여서, 밸브 코어 부재(10)의 축방향으로의 이동 스트로크를 제한한다. 대량 유동의 전자밸브에서, 나사봉은 나사 너트에 비-셀프-로킹 나사(non-self-locking thread)에 의해 연결되고, 밸브 코어 부재(10)가 제한된 후에, 막힘(stuck)과 같은 숨겨진 위험이 피해질 수 있는 것과 같은 이점이 있다.
가이드 슬리브(61)의 내벽(65)은 가이드 면으로서의 기능을 하고 밸브 코어 슬리브(12)와 헐거운 끼워맞춤(clearance-fit) 상태에 있고, 밀봉 부재(62)는 밸브 코어 슬리브(12) 및 가이드 슬리브(61) 사이에 배치된다. 가이드 슬리브(61)의 내벽(65)은 밸브 코어 슬리브(12)의 외부벽과 헐거운 끼워맞춤 상태에 있다.
밸브 코어 몸체(11)는 실질적으로 원통형의 구조이고, 하단은 환형의 밸브 코어 헤드(15)이고, 밸브 코어 헤드(15)는 밸브 시트 코어(22)와 협력한다. 환형의-밸브-포트 밀봉 협력은 밸브 코어 헤드(15) 및 밸브 시트 코어(22) 사이의 접촉 영역(abutting area)을 상대적으로 작게 할 수 있고 밸브 코어 부재(10)의 유연성을 향상시킬 수 있으며, 반면 밸브 포트의 유동을 향상시키고, 이는 상업용 냉장 시스템에 특히 적합하다.
밸브 코어 몸체(11)는 균형 통로로서 축 방향으로 연통되는 연통공(14)을 더 구비하고, 필터 부재(13)는 연통공(14)의 중간에서 또한 배치된다. 연통 개구(417)는 밸브 몸체(41)의 상부 원통부(41a)의 벽부에 구비된다. 연통공(14)은 연통 개구(417)에 결합되어 통로를 형성한다. 통로는 밸브 커버(42)의 내부 챔버와 밸브 챔버(418)를 연통한다(밸브 포트의 공간은 연결 파이프와 연통한다).
도 18은 본 출원에 따른 전자 밸브의 제4실시예의 개략적인 구조도이고, 그리고 도 19는 밸브 시트 코어 및 밸브 코어 몸체의 매칭되는 부분의 부분 확대도이다.
도 18 및 19에서 도시된 바와 같이, 본 실시예에서, 밸브 포트 덮개(24D)는 축방향으로 밸브 시트 코어(22) 보다 높은 곳에 있는 상단부(222)를 포함한다. 밸브 코어 부재(10)의 밸브 코어 몸체(11)와 협력하는, 밸브 시트 코어(22)의, 밸브 포트 덮개(24D)의 원통부의 내부 모서리 벽과 밀봉부(223) 사이의 반경 방향으로의 최단 거리(H)는 2 mm 보다 작다. V-형상 또는 직사각형의 홈(245)은 밸브 포트 덮개(24D)의 상단부에 구비된다.
밸브 포트 덮개(24D)는 축 방향으로 밸브 시트 코어(22)의 상단부(222) 보다 높이 있기 때문에, 밸브 코어 부재(10)의 밸브 코어 몸체(11)가 밸브 시트 코어(22)의 밀봉부(223)로부터 멀어질 때(leave), 밸브 포트 덮개(24D)의 보다 높은 부분은 밸브 개방 프로세스를 안정하게 하기 위해 고압 유체의 순간적인 충격을 막을 수 있다. 유사하게는, 밸브 포트 덮개(24D)의 원통부의 내부 모서리 벽과 밸브 시트 코어(22)의 밀봉부(223) 사이의 가장 짧은 반경방향의 거리(H)를 2 mm 보다 작게 설정하는 것은 밸브 코어 몸체(11) 상의 고압 유체의 순간적인 충격을 또한 감소시킬 수 있고 밸브 개방 프로세스를 안정화시킬 수 있게 한다.
밸브 포트 덮개(24D)의 상단부는, 다른 시스템들에 따른 밸브 개방 프로세스 동안에 제품의 유체 제어 요구가 다른 구성들의 구조를 새롭게 디자인하지 않고서 단지 V형상의 홈의 형상, 크기 및/또는 위치를 조정하는 것에 의해 충족되어질 수 있고, 제품은 직렬화(serialize)될 수 있다는 점에서 유리한, V형상의 홈(245)를 구비한다.
상기의 특정 실시예들과 관련하여, 상기의 구조를 가진 전자밸브를 제조하는 방법이 이하 서술된다.
A10 단계: 원통형의 밸브 몸체(41)로 금속판 또는 금속 튜브를 제조하는 단계.
밸브 몸체(41)는 금속판을 인발하거나 금속 튜브를 펀칭/압연/프레스 가공하는 것에 의해 형성될 수 있다(금속 시트는 주로 인발 공정에 의해 원통형의 구조로 처리되고, 금속 튜브는 주로 펀칭/압연 공정에 의해 원통형의 구조로 처리되는 점에 주목되어야 한다. 구체적인 공정 과정에서, 프레스 가공/펀칭/압연/압출 성형 등과 같은 공정은 제조를 위해 결합되어질 수 있다. 금속의 절삭 가공과 비교하여, 이런 공정은 제조 비용 및 재료 비용을 감소하게 할 수 있다.).
금속 절삭 방법에 의해, 밸브 시트 부재(20)와 협력하는 계단면을 포지셔닝하는 것과 밸브 커버(42)와 협력하는 면을 포지셔닝하는 것은 밸브 몸체(41)의 외부 모서리에 각각 기계로 동작된다(machined).
상기 동작은 바람직하게는 한 번의 클램핑 및 포지셔닝에 의해 수행되어서, 상대적인 위치 및 각각의 계단면을 포지셔닝 하는 것의 포지셔닝 정확도가 보장된다. 용접에 의한 뒤따르는 설치 후에, 각각의 구성 요소의 맞춤 정밀도가 보장될 수 있어서, 밸브 코어 구성 요소의 작동 안정성이 양호하고 제품의 신뢰성이 향상되는데, 이에 대해서 반복하여 서술하지 않을 것이다.
A20 단계: 나사 너트 키트(50)를 밸브 몸체(41)의 내부 모서리에 용접에 의해 고정적으로 연결하는 단계; 밸브 코어 가이딩 부재(60)의 가이드 슬리브(61)를 밸브 몸체(41)의 중간 원통부(41b)의 내부 모서리에 용접에 의해 고정하는 단계와, 그리고 밀봉 어셈블리를 가이드 슬리브(61)에 장착하는 단계.
나사 너트 키트(50) 및 가이드 슬리브(61)가 밸브 몸체(41)에 용접되어서 상대적인 위치 정확도는 보장될 수 있다. 따라서, 나사 너트 키트(50), 가이드 슬리브(61) 및 밸브 몸체(41) 사이의 상대적인 위치 정확도는 더욱 향상된다. 바람직하게는, 나사 너트 키트(50) 및 가이드 슬리브(61)는 밸브 몸체(41)에 한 번에 용접될 수 있어서, 2차 열로 인한 정확도에 영향을 주지 않는다.
A30 단계: 전달 부재(30)의 나사봉(31)을 밸브 몸체(41)의 상부 원통부(41a)의 단부로부터 밸브 몸체(41)의 내부 챔버로 연장하는 단계; 전달 부재(30)의 나사 너트(32)를 밸브 코어 부재(10)에 조립하는 단계, 조립된 조립체를 밸브 몸체(41)의 하부 원통부로부터 밸브 몸체(41)의 내부 챔버로 장착하는 단계, 및 나사 너트(32)를 나사봉(31)으로 나사결합 하는 단계에 의해, 나사 너트(32)는 나사 너트 키트(50)의 제한부와 협력하게 되고, 가이드 슬리브(61)는 밸브 코어 부재(10)와 헐거운 끼워맞춤(clearance-fit) 상태에 있게 되고, 밀봉 조립체는 밸브 코어 부재의 외부 모서리와 탄성적으로 인접하게 된다.
나사 너트 키트(50)와 가이드 슬리브(61)는 밸브 몸체(41)로 용접되어서, 상대적인 위치의 정확도는 보장될 수 있는 점이 이해될 수 있다. 전달 부재(30) 및 밸브 코어 부재(10)의 장착 정확도는 상대적으로 높아서, 밸브 코어가 안정적으로 구동된다.
A40 단계: 밸브 시트 코어(22)를 밸브 시트 몸체(21)로 장착하는 단계, 밸브 포트 덮개(24)를 밸브 시트 코어(22)의 내부 모서리면에 설치하는 단계, 밸브 포트 덮개(24)의 플랜지부(244)를 밸브 시트 몸체(21)의 하부 계단부(212)에 인접하게 되고, 축 연결 파이프(23)의 하단부는 플랜지부(244)에 인접하게 되고, 축 연결 파이프(23)는 용접에 의해 밸브 시트 몸체(21)에 고정되고, 밸브 몸체(41)의 하단부는 밸브 시트 몸체(21)의 외부 계단부(213)에 인접하게 되고, 용접에 의해 외부 계단부에 고정된다.
바람직하게는, 상기 부품들은 여러 부품들(multiple parts)을 한번에 용접하는 것에 의해 고정될 수 있고, 공정은 단순하고, 제품은 매우 신뢰할만하다.
A50 단계: 밸브 커버(42)를 밸브 몸체(41)에 용접에 의해 고정하는 단계, 전달 부재(30)의 자기 로터는 용접 이후에 밸브 커버(42)의 내부 챔버에 배치된다.
밸브 커버(42) 및 나사 너트 키트는 밸브 몸체(41)에 각각 용접되어서, 그것들의 위치 정확도는 상대적으로 높으며, 자기 로터와 밸브 커버의 내부 벽면 사이의 갭은 보다 작아지도록 제어될 수 있고, 이것에 의해 구조는 콤팩트하다.
A60 단계: 방사상의 연결 파이프(43)를 용접에 의해 밸브 몸체(41)의 하부 원통부(41c)로 고정하는 단계.
A70 단계: 전자기 코일(70)을 밸브 커버(42)의 외부 모서리의 외부에서 결합하는 단계와, 전자기 코일(70)을 고정 브라켓(44)에 고정하는 단계.
본 출원의 기술적 사상에 근거하여, 상기 기술적인 해결 수단에 기초하여 다양한 조립 순서 및 조립의 변경이 얻어질 수 있는 점이 통상의 기술자에 의해 이해될 것이다. 예를 들어, A60 단계는 본 출원의 기술적 효과에 영향을 미치지 않으면서 이전 프로세스에 배치될 수 있으며; A50 단계 및 A40 단계의 순서는 서로 바뀔 수 있다. 이러한 변경은 본 출원의 보호 범위 내에 속하며 이에 대해서는 여기서 반복되어 서술되지 않을 것이다.
본 출원에 따른 전자밸브는 특정 실시예와 관련하여 상술된다. 본 출원에 따라 제공된 전자밸브에 대하여, 밸브 몸체의 구조의 디자인은 최적화된다. 제조 프로세스에서, 밸브 몸체는 금속 판을 인발하거나 금속 튜브를 프레스 가공하는 것에 의해 형성되고, 다른 다수의 기능적 부재들은 밸브 몸체의 상부 원통부, 중간 원통부 및 하부 원통부에 고정적으로 연결되어서, 제품의 전체 구조는 줄어들고, 부재들의 제조 공정은 쉬우며, 장착은 콤팩트하다. 기능 부품들의 위치 정밀도는 또한 쉽게 보장될 수 있고, 밸브 코어 부재를 안정적으로 동작하게 하고 제품 신뢰성을 향상시킨다.
본 출원의 원리 및 실시예는 특정 예시에 의해 본원에 서술되어 있다. 위의 예시의 설명은 본 출원의 개념의 이해를 용이하게 하기 위한 것이다. 통상의 기술자에게 있어, 본 출원의 원리를 벗어나지 않고 본 출원에 대한 몇몇 개선 및 수정이 이루어질 수 있으며, 이러한 수정 및 개선 역시 청구 범위에 의해 정의된 본 출원의 보호 범위에 속하는 것으로 간주된다는 점에 유의해야 한다.
10/10A : 밸브 코어 부재 11 : 밸브 코어 몸체
12 : 밸브 코어 슬리브 13 : 필터 부재
14 : 균형 통로 15 : 밸브 코어 헤드
20/20A/20B : 밸브 시트 부재 21/21A/21B : 밸브 시트 몸체
211 : 상부 계단부 212 : 하부 계단부
213 : 외부 계단부 214:돌출부
215 : 원추면 22/22A : 밸브 시트 코어
221 : 홈 222 : 상단부
223 : 밀봉부 23 : 축 연결 파이프
24/24A/24B/24C/24D : 밸브 포트 덮개 241 : 균형 개구/통로
243 : 원통부 244 : 플랜지부
245 : V 형상의 홈 25 : 밸브 포트 가압링
30 : 전달 부재 31 : 나사봉
32 : 나사 너트 33 : 베어링 34 : 자기 로터
40 : 밸브 몸체 부재 41 : 밸브 몸체
411 : 제1정합부(mating portion) 412 : 제2정합부
413 : 제3정합부 414 : 제4정합부
415 : 제5정합부 416 : 밸브 몸체의 내부 챔버
417 : 연통 개구 418 : 밸브 챔버
41a : 상부 원통부 41b : 중간 원통부
41c : 하부 원통부 42 : 밸브 커버
421 : 밸브 커버의 내부 챔버 43 : 방사상의 연결 파이프
44 : 브라켓 50/50A/50B : 스크류 너트 키트
51 : 제1제한부 52 : 제2제한부
53 : 베어링 수용부 54 : 외주부
55 : 관형부 56 : 평판부
57 : 방사상의 리브판 58 : 평면 구역
60 : 밸브 코어 가이딩 부재 61 : 가이드 슬리브
611 : 계단부 62 : 밀봉 부재
63 : 탄성 부재 64 : 가스켓
65 : 가이드면 70 : 전자기 코일

Claims (17)

  1. 밸브 몸체(41) 및 상기 밸브 몸체(41)에 고정적으로 연결되는 밸브 커버(42)를 포함하는 밸브 몸체 부재(40);
    밸브 몸체(41)의 내부 챔버에 배치되는 밸브 코어 부재(10);
    축 방향으로 상기 밸브 몸체(41)에 대해 고정되는 전달 부재(30); 및
    밸브 시트 몸체와 밸브 시트 코어를 포함하는 밸브 시트 부재(20)를 포함하고,
    상기 밸브 시트 몸체는 상기 밸브 몸체(41)에 고정적으로 연결되고, 상기 밸브 시트 코어는 밸브 포트 덮개의 외부에 결합되고,
    상부 계단부가 밸브 시트 몸체의 상단부와 대면하는 계단면을 구비하는 밸브 시트 몸체의 내벽에 구비되고, 상기 밸브 시트 코어는 상부 계단부에 배치되고,
    상기 밸브 포트 덮개는 얇은-벽을 가진 원통 부재이며, 균형 개구가 상부 계단부의 계단면에 대응되는 밸브 포트 덮개의 벽 부분에 배치되거나; 상기 밸브 포트 덮개는 얇은 금속 판을 크림핑하는 것에 의해 형성된 환형의 얇은-벽을 가진 부재이며, 축방향의 개구 홈이 크림핑된 에지가 맞닿는 위치에 구비되는 것을 특징으로 하는 전자밸브.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 밸브 포트 덮개는 얇은-벽을 가진 원통 부재이고,
    상기 밸브 시트 코어는 상부 계단부의 계단면과 연결되는 홈을 구비하는 것을 특징으로 하는 전자밸브.
  3. 제1항에 있어서,
    밸브 시트 몸체의 하단부에 대면하는 계단면을 구비하는 하부 계단부가 밸브 시트 몸체의 내벽에 구비되고,
    상기 밸브 포트 덮개는 원통부와, 밸브 시트 코어와 협력하는 플랜지부를 포함하고,
    상기 플랜지부는 하부 계단부의 계단면에 인접하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전자밸브.
  4. 제3항에 있어서,
    축 연결 파이프를 더 포함하고,
    축 연결 파이프의 단부는 상기 밸브 포트 덮개의 플랜지부와 인접하도록 구성되고,
    상기 축 연결 파이프는 용접에 의해 상기 밸브 시트 몸체에 고정되는 것을 특징으로 하는 전자밸브.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 밸브 포트 덮개는 축 방향으로 밸브 시트 코어 보다 높게 배치되는 상단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자밸브.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 밸브 코어 부재(10)와 협력하는, 밸브 포트 덮개의 원통부의 내부 모서리 벽과 밀봉부 사이에서 상기 밸브 시트 코어의, 반경 방향으로의 최단 거리는 2 mm 미만인 것을 특징으로 하는 전자밸브.
  7. 제5항에 있어서,
    V-형상 또는 직사각형 형상의 홈이 밸브 포트 덮개의 상단부에 구비되는 것을 특징으로 하는 전자밸브.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 밸브 시트 코어는 비-금속의 재질로 제조되는 것을 특징으로 하는 전자밸브.
  9. 제8항에 있어서,
    밸브 시트 몸체의 상부 계단부의 내부 모서리면은 상방향으로 테이퍼진 원추면이고 밸브 시트 코어의 외부 모서리는 상기 원추면에 인접하는 것을 특징으로 하는 전자밸브.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 밸브 시트 코어를 고정하기 위한 돌출부가 밸브 시트 몸체의 상단부에 구비되는 것을 특징으로 하는 전자밸브.
  11. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    밸브 몸체의 하단부와 대면하는 계단면을 구비하는 외부 계단부가 밸브 시트 몸체의 외벽에 구비되고,
    상기 밸브 몸체(41)의 하단부는 외부 계단부의 계단면에 인접하도록 구성되고,
    상기 밸브 몸체(41)는 용접에 의해 상기 밸브 시트 몸체에 고정되는 것을 특징으로 하는 전자밸브.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 밸브 몸체(41)는, 금속 재료를 압연 또는 인발 공정에 의해 일체로 형성되고, 상부 원통부, 중간 원통부 및 하부 원통부를 포함하며,
    상부 원통부의 외부 모서리의 직경은 중간 원통부의 외부 모서리의 직경보다 작고,
    상기 밸브 커버(42)는 밸브 몸체(41)의 중간 원통부의 외부 모서리에 고정적으로 연결되고,
    상기 밸브 몸체(41)의 상부 원통부는 밸브 커버(42)의 내부 챔버로 연장되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전자밸브.
  13. 제12항에 있어서,
    밸브 코어 가이딩 부재(60)를 더 포함하고,
    상기 밸브 코어 가이딩 부재(60)는 가이드 슬리브를 포함하고,
    상기 가이드 슬리브는 밸브 몸체(41)의 중간 원통부의 내부 모서리에 고정적으로 연결되고 상기 밸브 코어 부재(10)와 헐거운 끼워맞춤 상태에 있는 것을 특징으로 하는 전자밸브.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 전달 부재는 자기 로터, 나사봉 및 나사 너트를 포함하고,
    상기 자기 로터는 밸브 커버(42)의 내부 챔버 안에 배치되고, 상기 나사봉은 밸브 몸체(41)의 상단부로부터 밸브 몸체(41)의 내부 챔버로 연장되고 상기 나사 너트에 나사 결합으로 연결되며, 상기 나사봉은 축 방향으로 상기 밸브 몸체(41)에 대해 고정되고,
    상기 전달 부재는 나사 너트 키트(50)를 더 포함하고, 상기 나사 너트 키트(50)는 밸브 몸체(41)의 내부 모서리에 고정적으로 연결되고, 상기 나사 너트 키트(50)는 나사 너트의 원주 방향의 회전을 제한하기 위한 제1제한부를 포함하고, 상기 제1제한부의 단면은 비-원형인 것을 특징으로 하는 전자밸브.
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