KR102497072B1 - 액체 컨테이너용 탭핑 전기자 - Google Patents

Abstract

액체 컨테이너(15) 특히, 액체를 운송하고 저장하기 위한 컨테이너의 출구 넥(14) 또는 출구 개구에 연결되는 탭핑 전기자(10)로서, 출구 튜브의 유동 단면을 개폐하기 위한 밸브 본체가 밸브 샤프트의 도움으로 배치된 전기자 하우징(11)을 구비하고, 밸브 본체는 밸브 본체의 주변 에지에 적어도 부분적으로 배치된 밸브 시일을 포함하고, 밸브 본체의 차단 위치에서, 밸브 본체와 출구 튜브의 내벽 사이에 형성된 밸브 틈새가 밸브 시일에 의해 방사상 실링면에서 밀봉되고, 차단을 위해 액체 부피에 면하는 밸브 본체의 적어도 하나의 내부 사이드(20)는 밸브 시일에 의해 덮여서 내부 사이드(20) 상에 배치된 액체 접촉면이 밸브 시일에 의해 구현된다.

Description

액체 컨테이너용 탭핑 전기자

본 발명은 액체 컨테이너용 탭핑 전기자(tapping armature), 특히 액체를 운송하고 저장하기 위한 컨테이너의 출구 넥(neck) 또는 출구 개구에 연결되어 있고, 전기자 하우징의 출구 튜브의 단면을 개방하고 폐쇄하기 위한 밸브 본체가 밸브 샤프트의 도움으로 회동가능하도록 배치된 전기자 하우징을 가진 탭핑 전기자에 관한 것이다. 여기서, 밸브 본체의 차단(shut-off) 위치에서, 밸브 본체와 출구 튜브의 내벽 사이에 형성된 밸브 틈새(gap)가 밸브 시일(seal)에 의해 방사상의 시일면 내에서 밀봉되는 방식으로, 밸브 본체는 밸브 본체의 주변 에지에 적어도 부분적으로 배치되는 밸브 시일을 포함한다.

한편으로, 밸브 시일이 시일면으로부터 전위(dislocation)됨으로써 밸브 틈새의 확실한 밀봉을 잠재적으로 위태롭게 할 수 있는 밸브 본체의 변형을 수반하지 않으면서, 밸브 샤프트를 통해 밸브 본체에 인가되는 토크를 안정적으로 전달하여 유동 단면을 확실하게 밀봉하기 위해서, 밸브 본체는 충분히 강해야 한다. 다른 한편으로, 밀봉에 필요한 정도로 밸브 시일이 출구 튜브의 내벽에 충분히 맞도록 보장하기 위해서 밸브 시일은 충분히 유연해야 한다.

또한, 공지된 탭핑 전기자의 밸브 본체와 밸브 시일은, 차단 위치에서, 액체와 영구적인 접촉에 노출됨으로써, 액체에 대하여 내화학성이 충분할 필요성이 있다.

따라서, 공지된 탭핑 전기자에서, 밸브 본체는 확실한 기능을 위해 필요한 강성을 가질뿐만 아니라 액체와의 영구적인 접촉을 위한 충분한 내화학성을 가진 재료로 형성될 필요가 있다.

그러므로, 공지된 탭핑 전기자에 요구되는 밸브 본체의 재료 특성의 대응하는 조합은 처음부터 재료의 잠재적 선택을 제한한다.

본 발명은, 내화학성에 관한 특정의 요구 사항이 없는 기계적 특성을 고려하여, 밸브 본체에 주로 사용되는 재료를 최적화하기 위해 재료의 내화학성에 관계없이 밸브 본체를 위한 재료의 선택을 가능하게 하는 탭핑 전기자를 제안하는 것을 목적으로 한다.

이러한 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 탭핑 전기자는 청구항 1의 특징을 가진다.

본 발명에 따르면, 내부 사이드(side) 상에 배치되는 액체 접촉면이 밸브 시일에 의해 구현되는 방식으로, 차단(shut-off)을 위해 액체 볼륨(volume)에 면하는 밸브 본체의 적어도 하나의 사이드는 밸브 시일에 의해 덮인다.

따라서, 본 발명에 따른 탭핑 전기자의 설계는 차단 위치에서 밸브 본체와 액체 사이의 접촉을 방지함으로써, 특정의 내화학성에 관계없이 기계적 성질과 관련하여 밸브 본체를 최적화시킬 수 있다.

이를 위해, 내부 사이드 상에 배치된 액체 접촉면이 밸브 시일에 의해 구현됨으로써, 밸브 본체의 내부 사이드의 표면이 출구 튜브에 대하여 밸브를 확실하게 밀봉하는데 사용되는 재료와 동일한 재료 즉, 밸브 시일의 재료로부터 형성된다.

따라서, 예를 들어, 밸브 시일의 제조에 사용되는 폴리프로필렌이 동시에 밸브 본체의 내부 사이드 상에 위치됨으로써, 밸브 시일의 재료에 의해 내부 사이드 상의 액체와 밸브 본체의 직접적인 접촉이 차단될 수 있다. 따라서, 밸브 본체를 제조하기 위한 재료를 선택할 때, 재료의 특정의 내화학성에 관계없이 밸브 본체의 원하는 강성을 주로 보장하는 하나의 재료를 사용하는 것이 가능하다. 이러한 방식으로, 폴리프로필렌과 같은 유리 섬유를 포함하는 섬유-강화 플라스틱 재료를 이용하여 밸브 본체를 제조함으로써, 운송 및 저장 컨테이너 내에 흔히 수용되는 특정의 액체에 대한 내화학성이 없는 유리 섬유를 밸브 본체의 표면에 노출되는 방식으로 배치되면, 밸브 본체의 표면은, 적어도 그 내부 사이드 상에서 밸브 시일 또는 밸브 시일을 위해 사용되는 재료에 의해, 액체와의 직접적인 접촉으로부터 차폐된다.

바람직하게, 밸브 시일은 시일 접촉면 상에서 밸브 본체에 물질적인 접합(materially) 즉, 물질-대-물질의 접합(substance-to-substance bonded) 방식으로 결합됨으로써, 밸브 본체와 밸브 시일 사이에 액체가 침투할 수 있는 간극(clearance)의 형성이 어떠한 경우에도 방지된다. 또한, 사출 성형 공정에서 밸브 시일과 함께 밸브 본체의 완전한 제조가 가능하다.

결과적으로, 탭핑 전기자의 이러한 유용한 설계에 따라, 밸브 시일이 더 이상 밸브 본체와 독립적으로 제공될 필요가 없기 때문에, 탭핑 전기자를 제조하는데 필요한 개별 부품들을 역시 감소시킬 수 있다.

물질적인 접합을 위해, 밸브 본체의 시일 접촉면에는 방사상의 시일면으로부터 돌출되는 축방향 돌출부가 제공되어, 더 큰 접촉면이 실현될 수 있으므로, 밸브 시일이 밸브 본체 상에 특히 양호하게 접착되는 것을 보장한다.

바람직하게, 밸브 본체의 시일 접촉면은 임의의 방사상의 리세스(옵셋)를 포함하지 않으므로, 사출 성형 공정에서 밸브 시일이 마련된 밸브 본체를 제조하는 동안, 밸브 본체를 성형할 때 몰드 슬라이드가 구비된 성형 공구를 사용할 필요가 없다.

또한, 밸브 본체의 주변 에지에 배치된 시일 에지의 축방향 끝단면을 가진 밸브 시일이 밸브 본체의 내부 사이드에 대향하는 밸브 본체의 외부 사이드와 실질적으로 동일 평면에 배치되면, 밸브 시일이 마련된 밸브 본체를 제조하기 위한 2-컴포넌트 사출 성형 공정은, 밸브 본체를 제조하는데 필요한 성형 공구의 2개의 몰드 절반(half)들 중 하나의 몰드 절반만 교환하면 되고, 밸브 본체는 제조하는 동안 동일한 몰드 절반 내에 유지될 수 있다.

결과적으로, 종래 기술에서와 같이, 밸브 본체가 밸브 시일과 결합되기 전에, 몰드 절반으로부터 밸브 본체를 제거하고 밸브 본체 상에 밸브 시일이 성형되기 전에 새로운 몰드 절반 속으로 밸브 본체를 삽입하기 위해, 지금까지 요구되었던 탈형 단계가 더 이상 불필요하게 된다.

본 발명의 탭핑 전기자의 바람직한 실시예들은 도면들을 참조하여 아래에서 더 상세히 설명될 것이다.
도 1은, 차단 위치에서, 액체를 위한 운송 및 저장 컨테이너의 출구 넥에 배치된 탭핑 전기자의 사이도이다.
도 2는 출구 넥과 조합되고 도 1에 예시된 액체 컨테이너와 독립되는 도 1에 예시된 탭핑 전기자의 사시도이다.
도 3은, 개방 위치에서, 도 2의 차단 위치에 예시된 탭핑 전기자의 사시도이다.
도 4는, 밸브 본체의 외부 사이드를 위에서 바라 본, 도 1 내지 도 3에 예시된 탭핑 전기자의 밸브 본체의 사시도이다.
도 5는, 밸브 본체의 내부 사이드를 위에서 바라 본, 도 4에 예시된 밸브 본체의 사시도이다.
도 6은 도 4 및 도 5에 예시된 밸브 본체의 정면도이다.
도 7은 도 6의 VII-VII선에 따른 단면도이다.
도 8 및 9는 2-컴포넌트 사출 성형 공정에서 밸브 시일이 마련된 밸브 본체를 제조하는 동안 2개의 연속적인 상태를 각각 도시한 도면들이다.

도 1은 유니온 너트(13)의 도움으로 입구 끝단(12)의 출구 넥(14)에 결합되는 전기자 하우징(11)을 포함하는 탭핑 전기자(10)를 도시한다. 도 1에서, 전기자 연결 구역을 위주로 도시된 액체 컨테이너(15)에는 출구 넥(14)이 배치된다. 도 1에 도시된 유형의 액체 컨테이너(15)는 예를 들어, 팔레트 상에 배치된 그리드 케이지(grid cage) 내에서 내부 컨테이너들로서 중간 벌크 컨테이너(IBC)의 구성 요소로서 블로우 성형 공정으로 제조된 컨테이너들이다.

특히, 도 2에 도시된 바와 같이, 예시적인 실시예에서, 탭핑 전기자(10)는 액체 컨테이너(15)와 독립적으로 장착 유닛으로서 형성된 출구 넥(14)과 조합되어 구현될 수 있고, 장착 유닛은 용접 넥으로서 형성된 출구 넥(14)의 연결 플랜지와 액체 컨테이너(15) 내에 형성된 출구 개구의 개구 에지 사이의 용접 연결에 의해, 액체 컨테이너(15)에 연결된다. 상기 개구 에지는 도 1에 더 상세히 도시되지 않는다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 탭핑 전기자(10)는 차단 위치에서 도시되어 있고, 밸브 본체(16)와 출구 튜브(18) 사이에 형성된 밸브 틈새가 밸브 본체(16)에 구현된 밸브 시일(19)에 의해 방사상의 시일면 내에 밀봉되는 방식으로, 밸브 본체(16)는 전기자 하우징(11)에 의해 형성된 출구 튜브(18)의 유동 단면(17) 내에 배치된다.

밸브 본체(16)는 액체 컨테이너(15) 내에 수용되는 액체 볼륨과 대면하는 내부 사이드(20), 및 밸브 본체(16)의 내부 사이드(20)로부터 반대되고 스크류 캡(21)에 의해 폐쇄되는 출구 개구(22)와 대면하는 외부 사이드(23)를 포함한다.

밸브 본체의 작동을 위해, 밸브 본체(16)는 그 외부 사이드(23) 상에서 샤프트 수용부(25) 내에서 회전가능하게 고정된 밸브 샤프트(24)에 결합된다. 따라서, 전기자 하우징(11) 밖으로 돌출하는 샤프트 끝단 상에 결합된 핸들(27)의 도움으로 밸브 샤프트(24)가 회전될 때, 밸브 본체(16)는 도 1 및 도 2에 예시된 차단 위치로부터 도 3에 예시된 개방 위치로 회동될 수 있다.

밸브 본체를 다양한 측면에서 각각 도시한 도 4 내지 도 7을 참조하면, 밸브 본체(16)에는 밸브 시일(19)이 마련된다. 특히, 도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이, 밸브 본체(16)는 그 내부 사이드(20) 상의 주변 에지(29)의 테두리에 마련된 에지 융기부(30), 및 보강 랜드(stiffening land) 구조를 포함한다. 또한, 전술한 바와 같이, 밸브 본체(16)는 그 외부 사이드(23) 상에 형성된 샤프트 수용부(25)를 포함한다. 이와 같은 밸브 본체(16)의 구조는 밸브 본체의 강도(stiffness)를 강화시킨다. 또한, 밸브 본체(16)의 단면(28) 즉, 벽 두께를 실질적으로 균일하게 사출 성형함으로써, 밸브 본체(16)의 제조에 유리하다.

특히, 도 7에 도시된 바와 같이, 밸브 본체(19)에 마련되는 밸브 시일(19)은 밸브 본체(19)의 주변 에지(29) 상에서 연장한다. 뿐만 아니라, 내부 사이드(20) 상에 배치된 액체 접촉면(32)은 밸브 시일(19)에 의해 구현된다.

바람직하게, 밸브 본체(16)는 2-컴포넌트 사출 성형 공정에 의해 밸브 시일(19)과 함께 제조된다. 즉, 도 8 및 도 9에 개략적으로 도시된 바와 같이, 2 단계(phase) 사출 성형 공정에서 밸브 시일(19)이 마련된 밸브 본체(16)의 제조가 가능하다.

밸브 본체(16)를 제조하기 위해, 초기에, 하부 몰드 절반(34)과 상부 몰드 절반(35)을 가진 성형 공구(33)가 사용된다. 유리 섬유 함량을 가진 폴리프로필렌으로 이루어진 플라스틱이 상부 몰드 절반(35)을 통해 주입되고, 동시에 밸브 본체(16)의 내부 사이드의 외곽을 형성하게 된다. 도 9에 예시된 후속 제조 단계를 수행하기 위해, 밸브 본체(16)는 하부 몰드 절반(34) 내에 유지되고, 상부 몰드 절반(35)은 이전에 사용된 몰드 절반(35)과 상이한 캐버티(cavity)를 가진 다른 상부 몰드 절반(36)으로 교환된다. 본 실시예에서, 폴리프로필렌의 사출에 의해, 밸브 본체(16)의 시일 접촉면(37) 상에 밸브 시일(19)이 형성됨으로써, 밸브 시일(19)에 의해 액체 접촉면(32)이 형성된다. 따라서, 완성된 탭핑 전기자(10)가 액체로 채워진 액체 컨테이너(15)에 연결될 때 특히, 도 1에 예시된 상기 액체 접촉면은 노출되어 액체와 접촉하게 된다.

도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 시일 접촉면(37)은 임의의 방사상의 리세스(옵셋)를 포함하지 않는다. 따라서, 도 8에 도시된 바와 같이, 사출 성형 공정의 제1 단계서 밸브 본체(16)가 제조되면, 상부 몰드 절반(35)은 하부 몰드 절반(34)으로부터 탈형됨으로써 밸브 본체(16)는 하부 몰드 절반(34) 내에 배치된 상태로 유지될 수 있다.

도 9에 도시된 바와 같이, 사출 성형의 제2 공정에서, 몰드 절반(36)의 캐버티 내에 밸브 시일(19)이 성형된다. 이와 같은 밸브 시일(19)은 밸브 본체(16)의 주변 에지(29)에 배치되는 시일 에지(39)에 형성된 축방향 끝단면(38)을 포함한다. 축방향 끝단면(38)은 밸브 본체의 외부 사이드(23)와 실질적으로 동일한 평면 상에 배치된다. 따라서, 밸브 시일(19)은 하부 몰드 절반(34) 속으로 축방향으로 돌출하지 않고 밸브 본체(16)의 주변 에지(29)는 밸브 시일(19)에 의해 실질적으로 완전히 덮인다. 그러므로, 밸브 시일(19)이 마련된 밸브 본체(16)가 상부 몰드 절반(36)으로부터 제거되기 전에 하부 몰드 절반이 용이하게 제거될 수 있다.

10...탭핑 전기자(tapping armature) 11...전기자 하우징
12...입구 끝단 13...유니온 너트
14...출구 넥 15...액체 컨테이너
16...밸브 본체 19...밸브 시일
20...내부 사이드 21...스크류 캡
22...출구 개구 23...외부 사이드
24...밸브 샤프트 25...샤프트 수용부
27...핸들 28...밸브 본체 단면
29...주변 에지 30...에지 융기부
31...보강 랜드 구조 32...액체 접촉면
33...성형 공구 34...하부 몰드 절반
35...상부 몰드 절반 36...다른 상부 몰드 절반
39...시일 에지

Claims (5)

1. 액체를 운송하고 저장하기 위한 컨테이너의 출구 넥(neck)(14) 또는 출구 개구에 연결되도록 구성된, 액체 컨테이너(15)용 탭핑(tapping) 전기자(armature)(10)로서,
   출구 튜브(18)의 유동 단면(17)을 개폐하기 위한 밸브 본체(16)가 밸브 샤프트(24)의 도움으로 회동가능하게 배치된 전기자 하우징(11); 및
   상기 밸브 본체(16)의 차단(shut-off) 위치에서, 상기 출구 튜브(18)의 내벽과 상기 밸브 본체(16) 사이에 형성되는 밸브 틈새를 방사상으로 밀봉하기 위해 상기 밸브 본체(16)의 주변 에지(29)에 적어도 부분적으로 배치된 밸브 시일(seal)(19)을 구비하고,
   상기 밸브 본체의 내부 사이드(20) 상에 배치된 액체 접촉면(32)이 상기 밸브 시일(19)에 의해 구현됨으로써, 상기 주변 에지(29) 외에, 차단을 위해 액체 볼륨(volume)을 면하는 상기 밸브 본체(16)의 내부 사이드 만이 상기 밸브 시일(19)에 의해 덮이고 상기 내부 사이드(20)에 반대되는 밸브 본체의 외부 사이드(23)는 상기 밸브 시일(19)에 의해 덮이지 않도록 구성되며,
   상기 밸브 시일(19)은 상기 밸브 본체(16)의 시일 접촉면(37) 상에서 밸브 본체(16)에 물질-대-물질이 접합되는 방식으로 결합되고,
   상기 밸브 본체(16)의 시일 접촉면(37)에 방사상의 시일면으로부터 돌출되는 축방향 돌출부가 마련되며,
   축방향 돌출부는 밸브 본체(16)의 주변 에지(29)의 테두리에 마련된 에지 융기부(30)를 형성할 뿐만 아니라 시일 접촉면(37) 위로 연장되는 보강 랜드 구조(31)를 형성하는, 탭핑 전기자.
2. 청구항 1에서,
   상기 밸브 본체(16)의 시일 접촉면(37)은 방사상 옵셋을 포함하지 않는, 탭핑 전기자.
3. 청구항 1에서,
   상기 밸브 시일(19)은 상기 밸브 본체의 주변 에지(29)에 배치된 시일(seal) 에지(39)에 마련된 축방향 끝단면(38)을 구비하고,
   상기 축방향 끝단면(38)은 상기 외부 사이드(23)와 동일 평면에 배치된, 탭핑 전기자.
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