KR102604478B1 - 차단 밸브 조립체를 구비하는 비례식 압력 제어기 - Google Patents

차단 밸브 조립체를 구비하는 비례식 압력 제어기 Download PDF

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Abstract

비례식 압력 제어기는 입구, 출구, 및 배기 포트들을 갖는 본체를 포함한다. 필 밸브는 입구 포트 내 가압된 유체와 소통한다. 덤프 밸브는 필 밸브로부터의 가압된 유체와 소통한다. 입구 포핏 밸브는 필 밸브를 통하여 가압된 유체에 의해 개방된다. 배기 포핏 밸브는 폐쇄시에 가압된 유체를 배기 포트로부터 차단한다. 출구 유동 통로는 입구 포핏 밸브가 개방될 때 가압된 유체와 소통하고, 출구 포트 및 배기/출구 공통 통로와 소통한다. 차단 밸브 조립체는 입구 포트 또는 배기 포트로의 또는 그로부터의 유체 유동을 선택적으로 차단하여 영압력 조건을 달성한다.

Description

차단 밸브 조립체를 구비하는 비례식 압력 제어기{PROPORTIONAL PRESSURE CONTROLLER WITH ISOLATION VALVE ASSEMBLY}
본 명세서는 공압 시스템용 비례식 압력 제어기, 특히 차단 밸브 조립체를 구비하는 비례식 압력 제어기에 관한 것이다.
이 섹션은 반드시 종래기술은 아닌 본 명세서와 관련된 배경 정보를 제공한다.
비례식 압력 제어기는 주요 내부 밸브들을 포함하고, 상기 주요 내부 밸브들은 가압된 유체가 압력 제어형 장치(pressure controlled device)로 배출되도록 움직인다. 이러한 비례식 압력 제어기는 상기 압력 제어형 장치에서 가압된 유체의 작동 압력을 제어한다. 주요 밸브들은 통상 솔레노이드 오퍼레이터를 사용하여 재배치된다. 이 구성은 비례식 압력 제어기의 무게와 비용을 증가시키고 주요 밸브들을 재배치하기 위해 상당한 전류를 필요로 한다.
공지된 비례식 압력 제어기는 또한 시스템 압력 언더슈트(undershoot) 또는 오버슈트(overshoot)에 종종 민감하다. 주요 밸브들의 질량(mass) 및 작동 시간 때문에, 주요 밸브들이 압력 제어형 장치로의 가압된 유체 유동을 줄이거나 멈추도록 제어하는 신호들이 너무 빨리 또는 너무 늦게 발생하여 바람직한 작동 압력에 도달하지 못하거나 초과하는 것을 피할 수가 없다. 이것이 발생하면, 솔레노이드 액추에이터를 작동시키는 제어 시스템은 바람직한 작동 압력을 위한 제어기 "헌츠(hunts)"로서 신속한 개폐 시퀀스(opening and closing sequence)를 시작한다. "모터-보팅(motor-boating)"으로 알려진 이 빠른 작동은, 비례식 압력 제어기에 관한 마모 및 작동 비용을 증가시킨다.
공지된 비례식 압력 제어기는 종종 입구 포트, 출구 포트, 및 배기 포트(배기 port)를 포함한다. 고압 유체는 전형적으로 입구 포트로 공급되고, 비례식 압력 제어기를 통과한 후 상기 유체는 출구 포트를 통해 압력 제어형 장치로 나가며, 초과 유체 압력은 비례식 압력 제어기로부터 배기 포트를 통해 내보내진다. 공지된 비례식 압력 제어기에 관한 다른 문제는 심지어 출구 포트에서 영압력 조건(zero pressure condition)이 요구될 때에도 비례식 압력 제어기의 출구 포트에서 영압력을 달성하기는 어렵다는 것이다. 비례식 압력 제어기의 출구 포트에서 영압력을 생성하지 못하는 것은 압력 제어형 장치의 작동 및/또는 성능에 부정적으로 영향을 미칠 수 있다.
이 섹션은 명세서의 일반적인 요약을 제공하는 것이고, 그 전체 범위의 포괄적인 개시 또는 그 특징들 전부는 아니다.
본 명세서의 일 측면에 따르면, 비례식 압력 제어기는 출구 포트에서 영압력 조건이 요구될 때 비례식 압력 제어기의 출구 포트에서 압력을 가질 가능성을 최소화도록 제공된다. 상기 비례식 압력 제어기는 일반적으로 본체, 입구 포핏 밸브, 배기 포핏 밸브, 차단 밸브 조립체, 및 상기 차단 밸브 조립체를 제어하는 액추에이터를 포함한다. 상기 비례식 압력 제어기의 본체는 입구 유동 통로, 출구 유동 통로, 배기/출구 공통 통로, 및 배기 유동 통로를 가진다. 상기 본체 내의 입구 포트는 입구 유동 통로에 개방되고, 상기 본체 내의 출구 포트는 출구 유동 통로 및 배기/출구 공통 통로에 개방되며, 상기 본체 내의 배기 포트는 배기 유동 통로에 개방된다. 상기 본체 내의 입구 밸브 공동(cavity)은 입구 유동 통로를 출구 유동 통로에 연결하고, 상기 본체 내의 배기 밸브 공동은 배기/출구 공통 경로를 배기 유동 통로에 연결한다. 입구 포핏 밸브는 입구 밸브 공동 내에 슬라이딩 가능하게 배치되고, 배기 포핏 밸브는 배기 밸브 공동에 슬라이딩 가능하게 배치된다. 작동 중에, 입구 포핏 밸브는 입구 유동 통로와 출구 유동 통로 사이의 유체 유동을 제어하고, 배기 포핏 밸브는 배기/출구 공통 통로와 배기 유동 통로 사이의 유체 유동을 제어한다.
차단 밸브 조립체는 비례식 압력 제어기의 본체 내로 통합된다. 차단 밸브 조립체는 일반적으로 차단 밸브 공동 및 상기 차단 밸브 공동 내에 위치되는 차단 밸브 부재를 포함한다. 차단 밸브 공동은 출구 포트와 유체 소통하는 본체 내에 배치된다. 차단 밸브 부재는 차단 밸브 공동 내에 슬라이딩 가능하게 배치된다. 작동 중에, 차단 밸브 부재는 차단 밸브 폐쇄 위치와 차단 밸브 개방 위치 사이의 차단 밸브 공동에 대해 그리고 차단 밸브 공동 내에서 움직인다. 비례식 압력 제어기의 액추에이터는 차단 밸브 폐쇄 위치와 차단 밸브 개방 위치 사이에서 차단 밸브 부재의 움직임을 제어한다. 차단 밸브 폐쇄 위치에서, 차단 밸브 부재는 유체가 비례식 압력 제어기의 본체의 출구 포트를 통해 흐르는 것을 방지한다. 이에 반해, 차단 밸브 개방 위치에서, 차단 밸브 부재는 출구 포트를 통한 유체 유동을 허용한다. 유리하게는, 이 장치는 소형이고 출구 포트에서 영압력 조건을 제공하며, 이는 압력 제어형 장치에 연결되도록 구성될 수 있다.
추가적인 적용 영역들은 여기에 제공되는 설명에 의해 명백해질 것이다. 이 요약 내의 설명 및 구체적 예시들은 오로지 예시 목적으로 의도되었고, 본 명세서의 범위를 제한하기 위해 의도된 것이 아니다.
여기에 기재된 도면들은 오로지 선택된 설시예들의 예시 목적을 위한 것이고 모든 가능한 구현예들을 위한 것이 아니며, 본 명세서의 범위를 제한하기 위해 의도된 것이 아니다.
도 1은 본 명세서에 따라 구성된 예시적 비례식 압력 제어기의 측단면도이다;
도 2a는 도 1의 예시적 비례식 압력 제어기의 다른 측단면도이고, 여기서 예시적 차단 밸브 조립체가 유체가 예시적 비례식 압력 제어기의 본체 내의 입구 포트로 들어가는 것을 방지하고 있다;
도 2b는 도 1의 예시적 비례식 압력 제어기의 다른 측단면도이고, 여기서 예시적 차단 밸브 조립체는 예시적 비례식 압력 제어기의 본체 내의 입구 포트에 유체를 공급하고 있고, 유체는 예시적 비례식 압력 제어기의 본체 내의 출구 포트를 통해 배출되고 있다;
도 2c는 도 1의 예시적 비례식 압력 제어기의 다른 측단면도이고, 여기서 예시적 비례식 압력 제어기의 본체 내의 배기 유동 통로 및 배기 포트를 통해 출구 유동 통로 및 배기/출구 공통 통로로부터 유체를 배출시킴으로써 예시적 비례식 압력 제어기의 본체 내의 출구 유동 통로 및 배기/출구 공통 통로 내 압력이 완화되고 있다;
도 3은 본 명세서에 따라 구성된 다른 예시적 비례식 압력 제어기의 측단면도이다;
도 4a는 도 3의 예시적 비례식 압력 제어기의 다른 측단면도이고, 여기서 예시적 차단 밸브 조립체는 유체가 예시적 비례식 압력 제어기의 본체 내의 출구 포트로 나가는 것을 방지하고 있다;
도 4b는 도 3의 예시적 비례식 압력 제어기의 다른 측단면도이고, 여기서 예시적 차단 밸브 조립체는 예시적 비례식 압력 제어기의 본체 내의 출구 포트로 나가는 유체를 배출하고 있다;
도 4c는 도 3의 예시적 비례식 압력 제어기의 다른 측단면도이고, 여기서 예시적 비례식 압력 제어기의 본체 내의 배기 유동 통로 및 배기 포트를 통해 출구 유동 통로 및 배기/출구 공통 통로로부터 유체를 배출시킴으로써 예시적 비례식 압력 제어기의 본체 내의 출구 유동 통로 및 배기/출구 유동 통로 내 유체 압력이 완화되고 있다;
도 5는 본 명세서에 따라 구성된 다른 예시적 비례식 압력 제어기의 측단면도이다;
도 6a는 도 5의 예시적 비례식 압력 제어기의 다른 측단면도이고, 여기서 예시적 차단 밸브 조립체는 유체가 예시적 비례식 압력 제어기의 본체 내의 출구 포트로 나가는 것을 방지하고 있다;
도 6b는 도 5의 예시적 비례식 압력 제어기의 다른 측단면도이고, 여기서 예시적 차단 밸브 조립체는 예시적 비례식 압력 제어기의 본체 내의 출구 포트로 나가는 유체를 배출하고 있다; 그리고
도 6c는 도 5의 예시적 비례식 압력 제어기의 다른 측단면도이고, 여기서 예시적 비례식 압력 제어기의 본체 내의 배기 유동 통로 및 배기 포트를 통해 출구 유동 통로 및 배기/출구 공통 통로로부터 유체를 배출시킴으로써 예시적 비례식 압력 제어기의 본체 내의 출구 유동 통로 및 배기/출구 공통 통로 내 유체 압력이 완화되고 있다.
대응하는 참조 번호들은 여러 도면들에 걸쳐 대응하는 부분들을 표시한다.
이제 첨부 도면들에 대하여 예시적 실시예들이 더욱 충분히 설명될 것이다.
이 명세서가 통상의 기술자에게 상세해지게, 그리고 그 범위를 완전히 전달하도록 예시적 실시예들이 제공된다. 본 명세서의 실시예들의 완전한 이해를 제공하기 위해 구체적 부품, 장치, 및 방법과 같은 많은 구체적 세부 사항들이 제시된다. 구체적 세부 사항들이 이용될 필요는 없고, 예시적 실시예들이 많은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 어떤 것도 본 명세서의 범위를 제한하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 일부 예시적 실시예들에서, 공지된 공정들, 공지된 장치 구조들, 및 공지된 기술들은 상세히 기재되지 않는다는 것이 통상의 기술자에게 명백할 것이다.
여기에 사용된 전문 용어는 오로지 특정 예시적 실시예들을 설명 목적을 위한 것이지, 제한하는 것으로 의도되지는 않는다. 여기에 사용된 것과 같이, "한(a)", "하나의(an)", 그리고 "상기(the)"는 그 문맥이 명백히 달리 지칭하는 바가 없다면 복수형도 포함하는 것으로 의도될 수 있다. 용어 "포함하다(comprises)", "포함하는(comprising)", "포함하는(including)", 및 "가지는(having)"은 포괄적이고, 따라서 언급된 특징, 정수, 단계, 동작, 요소, 및/또는 부품의 존재를 명시하지만, 하나 이상의 다른 특징, 정수, 단계, 동작, 요소, 부품, 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지는 않는다. 여기에 기재된 방법 단계들, 공정들, 및 동작들은 수행 순서가 명확하게 식별되지 않으면 그들의 수행이 반드시 논의되거나 도시된 특정 순서를 필요로 하는 것으로 이해되지 않아야 한다. 추가 또는 대체 단계들도 사용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
하나의 요소 또는 층이 다른 하나의 요소 또는 층 "상에", "에 맞물리는(engaged to)", "에 연결되는(connected to)", 또는 "에 결합되는(coupled to)"으로 참조되었을 때, 하나의 요소 또는 층은 직접 다른 요소 또는 층 상에 있거나, 맞물리거나, 연결되거나, 결합되고, 또는 개재 요소들 또는 층들이 있을 수 있다. 대조적으로, 하나의 요소가 다른 하나의 요소 또는 층 "상에 직접 있는", "에 직접 맞물리는", "직접 연결되는", 또는 "직접 결합되는" 것으로 참조되었을 때, 개재 요소들 또는 층들이 없을 수 있다. 요소들 간의 관계를 설명하는 데 사용된 다른 단어들은 같은 방법으로 해석되어야 한다(예를 들어, "사이에" 대 "사이에 직접적으로", "인접한" 대 "직접 인접한" 등). 여기에 사용된 것과 같이, 용어 "및/또는"은 하나 이상의 관련된 기재 물품들의 일부 및 모든 조합들을 포함한다.
용어 제1, 제2, 제3 등은 다양한 요소들, 부품들, 영역들, 층들, 및/또는 섹션들을 설명하기 위해 여기에 사용될 수 있고, 이 요소들, 부품들, 영역들, 층들, 및/또는 섹션들은 이 용어들에 의해 제한되어서는 안 된다. 이 용어들은 하나의 요소, 부품, 영역, 층, 또는 섹션을 다른 하나의 영역, 층, 또는 섹션과 구별하기 위해서만 사용될 수 있다. 여기에 쓰이는 "제 1", "제 2", 및 다른 수치적 용어들과 같은 용어들은 그 문맥에 의해 명백히 지칭되지 않으면 시퀀스 또는 순서를 나타내지 않는다. 따라서, 아래에 논의되는 제1 요소, 부품, 영역, 층, 또는 섹션은 예시적 실시예들의 교시로부터 벗어남이 없이 제2 요소, 부품, 영역, 층, 또는 섹션으로 칭해질 수 있다.
"내부의(inner)", "외부의(outer)", "아래의(beneath)", "아래에(below)", "하부의(lowever)", "위에(above)", "상부의(upper)" 등과 같은 공간적으로 상대적인 용어들은 도면에 도시된 다른 요소(들) 또는 특징(들)에 대한 한 요소 또는 특징의 관계를 설명하기 위하여 여기에 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어들은 도면에 도시된 방향에 더하여 사용 또는 작동 중의 장치의 다른 방향들을 포함하는 것으로 의도될 수 있다. 예를 들어, 도면의 장치가 반전되면, 다른 요소들 또는 특징부들 "아래에" 또는 "아래의"로 설명된 요소들은 이제 다른 요소들 또는 특징부들 "위에" 배향될 것이다. 따라서, 예시 용어 "아래에"는 위와 아래 배향을 모두 포함할 수 있다. 장치는 달리(90도 회전되거나 다른 배향들로) 배향될 수 있고 여기에 사용된 공간적으로 상대적인 기술 어구들은 그에 따라 해석된다.
도 1을 참조하면, 비례식 압력 제어기(10)는 본체(12)를 포함하고, 상기 본체(12)는 제1 단부 캡(14) 및 상기 제1 단부 캡(14)에 대해 상기 본체(12) 상의 반대에 배치되는 제2 단부 캡(16)을 가진다. 제1 및 제2 단부 캡들(14, 16)은 상기 본체(12)에 풀 수 있게 체결되거나 고정되게 연결될 수 있다. 본체(12)와 함께 스페이서 부재(18)도 포함될 수 있고, 그 목적은 아래에서 더 상세히 논의될 것이다. 제어기 오퍼레이터(20)는 중앙 본체부(22)에 대한 체결 또는 고정된 연결 등에 의해서 연결될 수 있다. 본체(12)는 중앙 본체부(22)와 스페이서 부재(18) 사이에 연결되는 입구 본체부(24)를 입구 본체부(24)와 제2 단부 캡(16) 사이에 위치되는 스페이서 부재(18)와 함께 추가로 포함할 수 있다. 본체(12)는 중앙 본체부(22)와 제1 단부 캡(14) 사이에 위치되는 배기 본체부(26)를 더 포함할 수 있다. 선택적으로, 비례식 압력 제어기(10)는 대체로 직사각형인 블록의 형태로 제공될 수 있어서 복수의 비례식 압력 제어기(10)들은 나란한 구성으로 배열될 수 있다. 이 기하학적 구조는 또한 매니폴드 구성에서 비례식 압력 제어기(10)의 사용을 촉진한다.
여러가지 실시예들에 따라, 입구 및 배기 본체부들(24, 26)은 풀 수 있게 그리고 밀봉되게 중앙 본체부(22)에 연결된다. 비례식 압력 제어기(10)는 상기 중앙 본체부(22)에서 각각 생성되는 입구 포트(28), 출구 포트(30), 및 배기 포트(32)의 각각을 포함할 수 있다. 가압된 공기와 같은 가압된 유체(33)는 출구 포트(30)를 통해 비례식 압력 제어기(10)로부터 배출될 수 있다. 출구 포트(30)는 본체(12) 내에 형성되는 출구 유동 통로(34)에 개방되어 상기 출구 유동 통로(34)로부터 가압된 유체(33)를 작동 가능하게(operably) 수용한다. 출구 유동 통로(34)는 압력 균형 세그먼트(34a)를 포함한다. 출구 유동 통로(34)로의 유동은 입구 포핏 밸브(36)를 사용하여 차단될 수 있다. 입구 포핏 밸브(36)는 세로 공동(39a) 및 벤트 통로(39b; vent passageway)를 가진다. 입구 포핏 밸브(36)는 일반적으로 입구 밸브 시트(38)에 안착되고, 압력 스프링과 같은 편향 부재(40)에 의해 도 1에 보이는 안착 위치에 유지된다. 입구 포핏 밸브(36)가 폐쇄될 때, 출구 유동 통로(34) 내로 유체 유동이 통과할 수 없다. 상기 편향 부재(40)는 입구 본체부(24)의 단부벽(41)과의 접촉함으로써, 그리고 반대쪽은 입구 포핏 밸브(36) 내에 형성되는 세로 공동(39a)에 부분적으로 수용됨으로써 제자리에 유지될 수 있다. 입구 포핏 밸브(36)는 본체(12) 내의 입구 밸브 공동(42) 내에 수용되어 입구 밸브 공동(42) 내에서 편향 부재(40)를 연장하는 입구 밸브 폐쇄 방향 "A" 및 반대쪽 입구 밸브 개방 방향 "B" 각각으로 축방향으로 슬라이딩할 수 있다. 입구 포핏 밸브(36)가 입구 밸브 개방 방향 "B"로 움직일 때, 입구 포핏 밸브(36)는 편향 부재(40)를 압축한다. 입구 밸브 스템(43)은 입구 포핏 밸브(36)에 일체로 연결되어 입구 포핏 밸브(36)로부터 축방향으로 연장한다. 입구 밸브 스템(43)의 자유 단부는 피스톤(44)과 접촉한다. 입구 밸브 스템(43)은 접촉 피스톤(44) 앞에서 제1 경계벽(45)을 통해 슬라이딩 가능하게 배치되어, 입구 포핏 밸브(36)의 축방향 정렬을 제어하는 것을 돕고 폐쇄 위치에서 입구 밸브 시트(38)와 함께 입구 포핏 시트 결합 부재(46a)의 주위 밀봉을 돕는다. 입구 포핏 밸브(36)는 입구 포핏 시트 결합 부재(46a) 반대쪽의, 출구 유동 통로(34)의 압력 균형 세그먼트(34a)를 마주보는 반대면(46b)을 가진다. 입구 포핏 밸브(36)의 입구 포핏 시트 결합 부재(46a) 및 반대면(46b)은 같은 표면적을 가진다. 따라서, 입구 포핏 밸브(36)는 압력 균형 조건에서 작동한다. 가압된 유체(33)는 적어도 하나의 홀(47)을 통해 제1 경계벽(45)을 통해 및/또는 입구 밸브 스템(43)의 통과를 허용하는 보어를 통해 자유 유동할 수 있다. 적어도 하나의 홀(47)의 크기 및 수량은 출구 유동 통로(34) 내 압력을 위해 요구되는 시간을 제어하여 피스톤(44) 상에, 따라서 피스톤 움직임의 속도에 작용한다. 적어도 하나의 홀(47)을 통해 작용하는 압력은 피스톤(44)이 폐쇄 위치를 향해 이동하도록 작용하는 압력 편향력(pressure biasing force)을 생성한다. 피스톤(44)은 적어도 하나의, 그리고 여러가지 실시예에 따라, 복수의 탄성 U-컵 씰들(48)이 제공될 수 있고, 상기 복수의 탄성 U-컵 씰들(48)은 피스톤(44)의 주변에 형성되는 개별 씰 홈들(49)에 개별적으로 수용된다. 피스톤(44)이 본체(12) 내에 형성되는 실린더 공동(50) 내에서 축방향으로 슬라이딩할 때 U-컵 씰들(48)은 피스톤(44) 주위에 유체 압력 밀봉을 제공한다.
피스톤(44)은 입구 포핏 밸브(36)와 공통 축을 가지고 입구 밸브 폐쇄 방향 "A" 또는 입구 밸브 개방 방향 "B"으로 움직인다. 제1 경계벽(45)은 제1 경계(비압력 경계)를 정의하고, 피스톤(44)은 실린더 공동(50)의 제2 경계(압력 경계)를 정의한다. 제1 경계벽(45)이 제자리에 고정되기 때문에 피스톤(44)은 피스톤(44)의 단부(51)가 제1 경계벽(45)에 접촉할 때까지 입구 밸브 개방 방향 "B"로 움직일 수 있다. 피스톤(44)은 홀들(47)을 통해 자유롭게 유동하는 가압된 유체(33)에 의해 생성되는 상기 압력 편향력에 의해 제1 경계벽(45)과 접촉함으로써 실린더 공동(50) 내에 유지된다. 피스톤(44)은 또한 실린더 공동(50)의 반대쪽 단부에서 스페이서 부재(18)의 부분들과 접촉함으로써 실린더 공동(50) 내에서 유지되고, 상기 스페이서 부재(18)는 도 1에 도시된 바와 같이 실린더 공동(50)의 원통형 벽을 반지름 방향으로 지나서 연장한다. 오링과 같은 탄성 씰 부재(52a)는 입구 포핏 밸브(36)의 주변부 주위 외부에 형성되는 슬롯 또는 원주홈(53a) 내에 위치될 수 있다. 탄성 씰 부재(52a)는 입구 밸브 공동(42)에 대해 입구 포핏 밸브(36)를 밀봉한다.
입구 포핏 밸브(36) 내 세로 공동(39a)은 출구 유동 통로(34)의 압력 균형 세그먼트(34a)에 개방되어 유체 소통하도록 배치된다. 벤트 통로(39b)는 세로 공동(39a)과 입구 밸브 공동(42) 사이에서 연장한다. 오링과 같은 다른 하나의 탄성 씰 부재(52b)는 입구 포핏 밸브(36)의 주변부 주위 외부에 형성되는 슬롯 또는 원주홈(53b) 내에 위치될 수 있다. 벤트 통로(39b)는 원주홈(53b) 쪽으로 통하여 탄성 씰 부재(52b)가 벤트 통로(39b)를 차단하고 입구 밸브 공동(42) 내의 유체가 벤트 통로(39b)로 들어가는 것을 방지한다. 입구 포핏 밸브(36)의 세로 공동(39a) 내 압력이 입구 밸브 공동(42) 내 압력보다 클 때, 압력 차이는 유체가 벤트 통로(39b)로부터 흘러나오도록 하는 탄성 씰 부재(52b)를 약간 확장시킨다. 따라서, 탄성 씰 부재(52b)는 벤트 통로(39b)를 위한 체크 밸브와 같이 작용하고, 유체가 입구 포핏 밸브(36) 내 세로 공동(39a)으로부터 입구 밸브 공동(42)으로 일방향으로 벤트 통로(39b)를 통해 흐르도록 허용하지만, 반대 방향으로는(입구 밸브 공동(42)으로부터 입구 포핏 밸브(36) 내 세로 공동(39a)으로) 허용하지 않는다. 따라서, 탄성 씰 부재(52b)와 결합하는 벤트 통로(39b)는 출구 유동 통로(34)의 압력 균형 세그먼트(34a)와 입구 밸브 공동(42) 사이의 압력 차이를 상쇄시킨다.
비례식 압력 제어기(10)는 제어기 오퍼레이터(20) 내에서 중앙 본체부(22)에 풀 수 있게 연결될 수 있는 필 밸브(54) 및 덤프 밸브(56) 각각을 사용하여 작동될 수 있다. 입구 포트(28)에 수용되는 가압된 공기와 같은 가압된 유체(33)(도 2a-2C)는 여과되거나 정화될 수 있다. 출구 포트(30)와 출구 유동 통로(34)를 통해 비례식 압력 제어기(10) 내로 역류할 수 있는 유체는 잠재적으로는 오염된 유체이다. 여러가지 실시예들에 따라, 필 밸브 및 덤프 밸브(54, 56)는 잠재적으로 오염된 유체로부터 차단되어 입구 포트(28)를 통해 수용되는 여과되고 가압된 유체(33)만이 필 밸브(54) 및 덤프 밸브(56)를 통해 흐른다. 입구 유동 통로(58)는 입구 포트(28) 및 입구 밸브 공동(42) 사이에서 가압된 유체(33)를 소통시킨다. 다시 말해서, 입구 밸브 공동(42)이 입구 유동 통로(58)를 출구 유동 통로(34)에 연결한다. 따라서, 입구 유동 통로(58)는 보통 때는 폐쇄될 수 있는 입구 포핏 밸브(36)에 의해 출구 유동 통로(34)로부터 유동적으로 고립된다. 유체 공급 포트(60)는 입구 유동 통로(58)과 소통하고 입구 유동 통로(58)에 대해 개방된다. 유체 지지 포트(60)는 필 입구 통로(62; fill inlet passage)로 이어지고, 상기 필 입구 통로(62)는 출구 유동 통로(34)로부터 고립되고 필 밸브(54)에 가압된 유체(33)를 제공한다. 필 밸브 배출 통로(64)는 필 밸브(54)를 통해 흐르는 가압된 유체(33)를 위한 경로를 제공하고, 상기 경로는 덤프 밸브(56)의 입구 및 복수의 다른 통로들로 이어진다.
이 통로들 중 하나는 피스톤 가압 통로(66)를 포함하고, 상기 피스톤 가압 통로(66)는 가압된 유체(33)를 필 밸브 배출 통로(64)로부터 제2 단부 캡(16)에 형성되는 피스톤 가압 체임버(68)로 안내한다. 피스톤 가압 체임버(68) 내 가압된 유체(33)는 피스톤(44)의 피스톤 단부면(70) 상에 작용하는 제1 힘(F1)(도 2b)을 생성한다. 피스톤 단부면(70)의 표면적은 입구 포핏 밸브(36)의 표면적보다 더 크고, 상기 입구 포핏 밸브(36)는 입구 밸브 시트(38)와 접촉하며, 따라서 필 밸브(54)가 개방되거나 계속하여 더 개방될 때, 피스톤 단부면(70) 상에 작용하는 가압된 유체(33)에 의해 생성되는 알짜힘은 피스톤(44)이 처음에 이동하거나 입구 밸브 개방 방향 "B"로 그리고 입구 밸브 시트(38)로부터 멀리 더 이동하도록 한다. 이것은 초기에 입구 포핏 밸브(36)를 개방하거나 입구 밸브 공동(42)을 통하는 유동을 더 증가시켜서 가압된 유체(33)가 출구 유동 통로(34) 내로 흐르고 출구 포트(30)에서 비례식 압력 제어기(10)를 빠져나가는 것을 허용한다. 그러므로, 가압된 유체(33)의 연속적이고 제어된 유동이 요구되는 상황에서 출구 포트(30)에 유동이 없거나, 비례식 압력 제어기(10)가 입구 포트(28)와 출구 포트(30) 사이에서 가압된 유체(33)의 존재하는 유동의 압력을 유지하거나, 증가시키거나, 감소시킬 수 있다면 비례식 압력 제어기(10)는 입구 포트(28)와 출구 포트(30) 사이에서 가압된 유체(33)의 유동을 개시할 수 있다. 이 작동들은 아래에서 충분히 더 설명될 것이다.
필 밸브(54)를 통해서, 그리고 필 밸브 배출 통로(64)를 통해서 배출되는 가압된 유체(33)의 부분은 중앙 본체부(22)의 연결벽(74)에 형성되는 배기 밸브 가압 통로(72)를 통해 배기 밸브 가압 체임버(76) 내로 안내된다. 필 밸브(54)가 개방되고 덤프 밸브(56)가 폐쇄될 때, 배기 밸브 가압 통로(72)를 통해 배기 밸브 가압 체임버(76)에 수용된 가압된 유체(33)는 배기 포핏 밸브(80)의 배기 밸브 단부면(78)에 제2 힘(F2)(도 2b)을 가하여 배기 포핏 밸브(80)를 안착된 위치로 유지한다.
배기 포핏 밸브(80)는 본체(12) 내에 형성된 배기 밸브 공동(82)에 슬라이딩 가능하게 배치된다. 배기 포핏 밸브(80)는 배기 포핏 시트 결합 부재(83)를 포함하고, 이는 배기 포핏 밸브(80)의 폐쇄 위치에서 배기 밸브 시트(84)와 접촉한다(도 1 참조). 배기 포핏 밸브(80)가 폐쇄 위치에 있을 때, 출구 포트(30)를 통해 출구 유동 통로(34)로부터 흐르는 가압된 유체(33)는 또한 배기/출구 공통 통로(86)로 들어간다. 폐쇄 위치에서, 배기 포핏 밸브(80)는 배기 포트(32)로부터 고립되어 가압된 유체(33)가 배기 유동 통로(88)를 통해 배기 포트(32) 바깥으로 흐르는 것을 방지한다. 따라서, 배기/출구 공통 통로(86) 내 가압된 유체(33)는 배기 포핏 밸브(80) 상에 제3 힘(F3)(도 2b)을 가하고, 상기 제3 힘(F3)은 대체로 제2 힘(F2)에 반대되며, 배기 밸브 가압 체임버(76) 내 가압된 유체(33)가 배기 포핏 밸브(80)의 배기 밸브 단부면(78)에 가한다. 배기 밸브 공동(82)은 배기/출구 공통 통로(86)와 배기 유동 통로(88) 사이에 위치되어 배기/출구 공통 통로(86)와 배기 유동 통로(88)를 유체 연결한다.
배기 포핏 밸브(80)는 일체로 연결되고 축방향으로 연장하는 배기 밸브 스템(90)을 포함하고, 상기 배기 밸브 스템(90)은 스템 수용 부재(94)의 스템 수용 통로(92)에 슬라이딩 가능하게 수용된다. 스템 수용 부재(94)는 제2 경계벽(96)과 제1 단부 캡(14) 사이에 위치된다. 제1 경계벽(45)과 유사하게, 가압된 유체(33)는 적어도 하나의 홀(97)을 거쳐 제2 경계벽(96)을 통해 자유 유동할 수 있다. 홀(들)(97)의 크기 및 수량은 제2 경계벽(96)을 가로질러 압력이 균형을 유지하는 속도를 제어한다.
덤프 밸브 통로(98)는 덤프 밸브(56)의 배출 측에 제공되고, 이는 중앙 본체부(22)의 덤프 밸브 배기 포트(100)를 통해 배기 유동 통로(88)와 소통한다. 덤프 밸브 배기 포트(100)는 배기 유동 통로(88)에 개방되고 따라서 덤프 밸브(56)가 작동될 때 필 밸브 배출 통로(64) 내 가압된 유체(33)를 배기 유동 통로(88) 내로 배출하도록 작동한다. 덤프 밸브(56)가 폐쇄될 때, 덤프 밸브 출구 통로(98)는 배기 밸브 가압 통로(72), 필 밸브 배출 통로(64), 및 피스톤 가압 통로(66)로부터 차단된다는 것을 유의해야 한다. 필 밸브가 개방될 때, 밸브 배출 통로(64), 피스톤 가압 통로(66), 배기 밸브 가압 통로(72), 및 덤프 밸브 통로(98) 각각은 출구 유동 통로(34)와 배기/출구 공통 통로(86) 내 가압된 유체(33)로부터 차단된다. 이 유동 통로들은 따라서 입구 포트(28)로부터 여과되고 가압된 유체(33)의 소통을 허용하여 필 밸브(54)와 덤프 밸브(56)가 출구 포트(30) 주위에 머무는 잠재적으로 오염된 유체에 노출됨이 없이 필 밸브(54) 및 덤프 밸브(56)를 통해 소통된다.
비례식 압력 제어기(10)는 제어기 오퍼레이터(20) 내부 또는 외부에 위치되는 회로 기판(101)을 더 포함할 수 있고, 상기 회로 기판(101)은 필 밸브 및 덤프 밸브(54, 56) 모두와 전기적으로 소통한다. 필 밸브(54) 또는 덤프 밸브(56)의 위치 제어를 위해 회로 기판(101)에 수신되는 신호들은 배선 뭉치(102; wiring harness)를 통해 수신되고, 상기 배선 뭉치(102)는 제어기 오퍼레이터(20)를 통해 연장하고 연결 플러그(104)를 사용하여 밀봉될 수 있다. 제어기 오퍼레이터(20)의 외부에 있을 수 있는 제어 시스템(106)은 계산 기능을 수행하고 명령 신호들을 회로 기판(101)에 전송한다. 회로 기판(101)은 이제 필 밸브(54) 및/또는 덤프 밸브(56) 각각/모두를 제어하여 출구 포트(30)에서 유체 압력을 제어한다. 비례식 압력 제어기(10) 및 제어 시스템(106)으로부터 그리고 비례식 압력 제어기(10) 및 제어 시스템(106)으로의 제어 신호들은 제어 신호 인터페이스(108)를 사용하여 통신된다. 제어 신호 인터페이스(108)는 하드와이어(예: 배선 뭉치) 연결, 무선(예: 무선 주파수 또는 적외선) 연결 등일 수 있다. 선택적으로, 제어 시스템(106)은 제어 신호 인터페이스(108)를 통해 하나 이상의 압력 신호 발송 장치들(109a, 109b)에 전기적으로 연결될 수 있다. 하나 이상의 압력 신호 발송 장치들(109a, 109b)이 비례식 압력 제어기(10)의 다양한 장소에 위치될 수 있지만, 도 1은 필 밸브 배출 통로(64)에 위치된 제1 압력 신호 발송 장치(109a) 및 출구 유동 통로(34)에 위치된 제2 압력 신호 발송 장치(109b)를 도시한다. 작동 시에, 제1 및 제2 압력 신호 발송 장치들(109a, 109b)은 필 밸브 배출 통로(64) 및 출구 유동 통로(34) 내에서 각각 유체 압력을 측정하고, 측정된 유체 압력에 대응하는 제1 및 제2 압력 신호들을 생성한다. 제1 및 제2 압력 신호 발송 장치들(109a, 109b)은 제어 시스템(106)에 제1 및 제2 압력 신호들을 출력하고, 상기 제어 시스템(106)은 제1 및 제2 압력 신호들에 반응하여 필 밸브(54) 및 덤프 밸브(56)의 작동을 제어한다.
비례식 압력 제어기(10)의 출구 포트(30)에서 바람직한 유체 압력을 달성하는 것에 실패하는 것은 필 밸브와 덤프 밸브(54, 56) 및 입구 포핏 밸브와 배기 포핏 밸브(36, 80)의 빠른 개방/폐쇄 작동을 야기한다는 것이 이해되어야 한다. "모터 보팅"으로 알려진 이 상태는 비례식 압력 제어기(10)가 출구 포트(30)에서 바람직한 유체 압력을 바로잡으려고 시도할 때 일어난다. 제1 및 제2 압력 신호 발송 장치들(109a, 109b)의 사용은 제1 압력 신호 발송 장치(109a)에 의해 감지되는 필 밸브 배출 통로(64) 내 유체 압력과 제2 압력 신호 발송 장치(109b)에 의해 감지되는 출구 유동 통로(34) 내 유체 압력 사이의 차동 압력 측정(differential pressure measurement)을 제공할 수 있다. (압력 차이에 반응하고 제어 신호를 요구하지 않는) 속응(fast acting) 입구 포핏 밸브(35) 및 배기 포핏 밸브(38)와 함께, 비례식 압력 제어기(10)는 모터 보팅의 가능성을 완화하는데 도움이 될 수 있다.
계속해서 도 1을 참조하면, 비례식 압력 제어기(10)는 차단 밸브 조립체(110)를 더 포함한다. 차단 밸브 조립체(110)는 일반적으로 차단 밸브 공동(112) 및 상기 차단 밸브 공동(112)에 슬라이딩 가능하게 배치되는 차단 밸브 부재(114)를 포함한다. 차단 밸브 공동(112)은 공동벽(116; cavity wall)에 의해 정의되고, 제1 단부(118) 및 상기 제1 단부(118)에 반대로 배치되는 제2 단부(120)를 가진다. 차단 밸브 부재(114)는 차단 밸브 폐쇄 위치(도 2a)와 차단 밸브 개방 위치(도 2b) 사이에서 차단 밸브 공동(112) 내에서 이동 가능하다. 차단 밸브 조립체(110)는 제1 차단 밸브 피스톤(122) 및 제2 차단 밸브 피스톤(124)을 포함한다. 제1 차단 밸브 피스톤(122)은 차단 밸브 부재(114)를 따라 위치되어 차단 밸브 공동(112)의 제1 단부(118) 내에서 슬라이딩 가능하게 배치된다. 제2 차단 밸브 피스톤(124)은 차단 밸브 부재(114)를 따라 위치되어 제1 차단 밸브 피스톤(122)에 반대로 배치되고 차단 밸브 공동(112)의 제2 단부(120) 내에 슬라이딩 가능하게 배치되도록 한다. 제1 차단 밸브 피스톤(122) 및 제2 차단 밸브 피스톤(124) 모두는 차단 밸브 공동(112)의 공동벽(116)을 밀봉한다. 차단 밸브 조립체(110)은 또한 하나 이상의 차단 밸브 가압 체임버(126a, 126b)를 포함한다. 도 1에, 차단 밸브 가압 체임버들 중 하나(126a)는 차단 밸브 공동(112)의 제1 단부(118)에 개방된 반면 다른 차단 밸브 가압 체임버(126b)는 차단 밸브 공동(112)의 제2 단부(1120)에 개방된다. 아래에 더 자세히 설명되겠지만, 차단 밸브 가압 체임버들(126a, 126b) 내의 유체 압력은 차단 밸브 공동(112) 내에서 차단 밸브 공동(112)에 대해 차단 밸브 부재(114)의 움직임과 위치를 제어한다.
차단 밸브 조립체(110)는 제1 시트 부재(128) 및 제2 시트 부재(130)를 더 포함한다. 제1 및 제2 시트 부재들(128, 130)은 차단 밸브 공동(112)의 공동벽(116)을 따라 배치되고, 제2 시트 부재(130)가 제1 시트 부재(128)로부터 세로로 이격되어 있도록 배열된다. 차단 밸브 조립체(110)는 흡기 포트(132), 제1 배출 포트(134), 및 제2 배출 포트(136)를 가진다. 흡기 포트(132)는 차단 밸브 공동(112)에 개방되고 차단 밸브 조립체(110)의 작동동안 가압된 유체(33)의 입구 흐름을 수용한다. 제1 배출 포트(134)는 차단 밸브 공동(112)에 개방되고 제1 시트 부재(128)와 제2 시트 부재(130) 사이에 세로로 위치된다. 제2 배출 포트(136)도 차단 밸브 공동(112)에 개방된다. 흡기 포트(132) 및 제2 배출 포트(136)는 제1 배출 포트(134)의 반대 측 상에 세로로 위치된다. 다시 말하면, 제1 배출 포트(134)는 흡기 포트(132)와 제2 배출 포트(136) 사이에 세로로 위치된다.
차단 밸브 조립체(110)는 또한 제1 시트 결합 부재(138) 및 제2 시트 결합 부재(140)를 포함한다. 제1 및 제2 시트 결합 부재들(138, 140)은 세로로 이격된 장소들에서 차단 밸브 부재(114)로부터 바깥으로 연장한다. 다른 배열들이 가능하지만, 차단 밸브 공동(112)이 원통형 보어일 때(도 1 참조), 제1 및 제2 시트 결합 부재들(138, 140)은 차단 밸브 부재(114) 주위에 고리 모양으로 그리고 차단 밸브 부재(114)로부터 반지름 방향으로 바깥으로 연장한다. 제1 시트 결합 부재(138)는 제1 차단 밸브 피스톤(122)과 제2 차단 밸브 피스톤(124) 사이에 세로로 위치된다. 제2 시트 결합 부재(140)는 제1 시트 결합 부재(138)와 제2 차단 밸브 피스톤(124) 사이에 세로로 위치된다. 제1 및 제2 시트 결합 부재들(138, 140) 및 제1 및 제2 차단 밸브 피스톤들(122, 124)은 차단 밸브 부재(114)와 일체로 형성될 수 있거나 차단 밸브 부재(114)에 연결되고 차단 밸브 부재(114) 상에 지지되는(carried on) 별도로 형성된 부품들일 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 차단 밸브 부재(114), 제1 및 제2 차단 밸브 피스톤들(122, 124), 및 제1 및 제2 시트 결합 부재들(138, 140)은 가로 단면들(transeverse cross-sections)을 가진다는 것 또한 이해되어야 한다. 차단 밸브 공동(112)이 원통형 보어일 때, 차단 밸브 부재(114), 제1 및 제2 차단 밸브 피스톤들(122, 124), 및 제1 및 제2 시트 결합 부재들(138, 140)의 가로 단면들은 원형일 수 있다. 일반적으로, 차단 밸브 부재(114)의 가로 단면은 제1 및 제2 차단 밸브 피스톤들(122, 124)의 가로 단면들 및 제1 및 제2 시트 결합 부재들(138, 140)의 가로 단면들보다 더 작다. 제1 및 제2 차단 밸브 피스톤들(122, 124)의 가로 단면들은 서로 같은 크기이거나 아닐 수 있고, 제1 및 제2 시트 결합 부재들(138, 140)의 단면들과 같은 크기이거나 아닐 수 있다. 유사하게, 제1 및 제2 시트 결합 부재들(138, 140)의 가로 단면들은 서로 같은 크기이거나 아닐 수 있다.
비례식 압력 제어기(10)는 차단 밸브 폐쇄 위치와 차단 밸브 개방 위치 사이에서 차단 밸브 부재(114)의 움직임을 제어하는 액추에이터(142)를 더 포함한다. 액추에이터(142)는 여러가지 형태일 수 있다. 하나의 예시적 구성에 따르면, 액추에이터(142)는 액추에이터 밸브(144) 및 액추에이터 밸브 통로(146)를 포함한다. 액추에이터 밸브(144)는 차단 밸브 가압 체임버들(126a, 126b)과 유체 소통하게 배치된다. 액추에이터 밸브(144)는 제어 신호 인터페이스(108)를 통해 제어 시스템(106)에 전기적으로도 연결될 수 있다. 따라서, 제어 시스템(106)은 또한 제어 시스템(106)이 제1 및 제2 압력 신호 발송 장치들(109a, 109b)로부터 수신하는 제1 및 제2 압력 신호들에 반응하여 액추에이터 밸브(144)의 작용을 제어할 수 있다. 작동 시에, 액추에이터 밸브(144)는 입구 유동 통로(58)로부터 가압된 유체(33)를 수용하고, 가압된 유체(33)를 차단 밸브 가압 체임버들(126a, 126b)로 선택적으로 공급함으로써 차단 밸브 가압 체임버들(126a, 126b)을 선택적으로 가압한다. 액추에이터 밸브 통로(146)는 액추에이터 밸브(144)와 차단 밸브 가압 체임버들(126a, 126b) 사이에서 연장하고, 따라서 가압 유체(33)를 액추에이터 밸브(144)로부터 차단 밸브 가압 체임버들(126a, 126b)로 소통시키도록 구성된다.
아래에 더 상세히 설명되는 것과 같이, 액추에이터 밸브(144)에 의한 차단 밸브 가압 체임버들(126a, 126b)의 가압은 차단 밸브 공동(112) 내 차단 밸브 부재(114)를 차단 밸브 개방 위치와 차단 밸브 폐쇄 위치 사이에서 이동시킨다. 차단 밸브 폐쇄 위치에서, 차단 밸브 부재(114) 상에 지지되는 제1 시트 결합 부재(138)는 제1 시트 부재(128)와 접촉하여 흡기 포트(132)를 제1 및 제2 배출 포트들(134, 136)로부터 유체 차단한다. 차단 밸브 폐쇄 위치에서, 차단 밸브 부재(114) 상에 지지되는 제2 시트 결합 부재(140)는 제2 시트 부재(130)로부터 이격되어 제1 배출 포트(134)의 임의의 가압된 유체(33)가 제2 배출 포트(136)를 통해 내보내질 수 있다(즉, 배출될 수 있다). 차단 밸브 개방 위치에서, 차단 밸브 부재(114) 상에 지지되는 제1 시트 결합 부재(138)는 흡기 포트(132)로부터 차단 밸브 공동(112)을 통해, 그리고 제1 배출 포트(134)로 유체 유동을 허용하도록 제1 시트 부재(128)로부터 멀리 배치된다. 차단 밸브 개방 위치에서, 차단 밸브 부재(114) 상에 지지되는 제2 시트 결합 부재(140)는 제2 배출 포트(136)를 제1 배출 포트(134)로부터 유체 차단하는 제2 시트 부재(130)와 접촉한다.
비례식 압력 제어기(10)의 다양한 구성들은 비례식 압력 제어기(10)의 본체(12) 내의 입구 포트(28) 또는 출구 포트(30)가 차단 밸브 조립체(110)의 흡기 포트(132) 또는 제1 배출 포트(134)와 유체 소통하게 배치될 때 가능하다. 또한, 차단 밸브 조립체(110)는 비례식 압력 제어기(10)의 본체(12) 내에 또는 외부에(즉, 바깥에) 있을 수 있다. 도 1에 도시된 예에서, 차단 밸브 조립체(110)의 제1 배출 포트(134)는 비례식 압력 제어기(10)의 본체(12)의 입구 포트(28)와 유체 소통하게 배치된다. 또한, 차단 밸브 조립체(110)는 비례식 압력 제어기(10)의 본체의 외부에 배치된다. 이 구성에 따라, 차단 밸브 조립체(110)는 입구 포트(28)를 통해 비례식 압력 제어기(10)의 본체 내 입구 유동 통로(58)에 가압된 유체(33)를 선택적으로 공급하도록 사용된다. 다른 대체 구성들은 아래에 더 상세히 논의될 것이다.
도 2a-2C를 참조하면, 도 1의 비례식 압력 제어기(10)의 작동이 도시된다. 도 2a에서, 가압된 유체(33)는 차단 밸브 조립체(110)의 흡기 포트(132)에 공급된다. 차단 밸브 조립체(110)는 흡기 포트(132) 내 가압된 유체(33)를 입구 포트(28)로부터 따라서 비례식 압력 제어기(10)의 입구 유동 통로(58)로부터 분리시킨다. 따라서, 비례식 압력 제어기(10)의 출구 포트(30)의 유체 압력은 도 2a에서 0이다. 도 2a에서, 액추에이터 밸브(144)는 제2 차단 밸브 가압 체임버(126b)에 가압된 유체(33)를 공급한다. 제2 차단 밸브 가압 체임버(126b) 내 가압된 유체(33)는 제4 힘(F4)을 제2 차단 밸브 피스톤(124)에 가하고, 이는 차단 밸브 부재(114)를 차단 밸브 폐쇄 위치로 변위시킨다. 차단 밸브 폐쇄 위치에서, 제1 시트 결합 부재(138)는 제1 시트 부재(128)에 접촉하여 흡기 포트(132) 내 가압된 유체(33)가 제1 또는 제2 배출 포트(134, 136)로 흐르지 못한다. 한편, 차단 밸브 폐쇄 위치에서, 제2 시트 결합 부재(140)는 제2 시트 부재(130)로부터 이격되어 제1 배출 포트(134)에 있는 유체 일부(즉, 입구 포트(28) 및 입구 유동 통로(58) 내 유체 일부)가 제2 배출 포트(136)를 통해 배기/배출될 수 있다.
도 2b에서, 차단 밸브 조립체(110)의 흡기 포트(132)에 공급되어온 가압된 유체(33)가 차단 밸브 조립체(110)를 통하여, 비례식 압력 제어기(10)의 본체(12) 내 입구 포트(28)를 통하여, 그리고 입구 유동 통로(58) 내로 흐르도록 허용된다. 도 2b에서, 액추에이터 밸브(144)는 제1 차단 밸브 가압 체임버(126a)에 가압된 유체(33)가 공급된다. 제1 차단 밸브 가압 체임버(126a) 내 가압된 유체(33)는 제1 차단 밸브 피스톤(122)에 제5 힘(F5)을 가하고, 이는 차단 밸브 부재(114)를 차단 밸브 개방 위치로 변위시킨다. 차단 밸브 개방 위치에서, 제1 시트 결합 부재(138)는 제1 시트 부재(128)로부터 이격되어 흡기 포트(132) 내 가압된 유체(33)가 제1 배출 포트(134)로 흐를 수 있다. 한편, 차단 밸브 개방 위치에서, 제2 시트 결합 부재(140)는 제2 시트 부재(130)에 접촉하여 흡기 포트(132)에 의해 제1 배출 포트(134)로 공급된 가압된 유체(33)는 제2 배출 포트(136)로 흐를 수 없다.
도 2b에 도시된 바와 같이, 입구 유동 통로(58) 내 가압된 유체(33)는 또한 유체 공급 포트(60) 및 필 입구 통로(62) 내로 흐른다. 제어 시스템(106)은 필 밸브(54)를 개방하는 신호를 보내고, 덤프 밸브(56)는 폐쇄 위치에서 유지된다. 필 밸브(54)가 개방될 때, 흡기 포트(28) 내 가압된 유체(33)의 일부는 필 밸브(54)를 통하여 필 밸브 배출 통로(64) 내로 흐른다. 필 밸브 배출 통로(64) 내 유체 압력은 제1 압력 신호 발송 장치(109a)에 의해 감지되고, 여러가지 실시예들에 따라 이는 압력 변환기일 수 있다. 필 밸브 배출 통로(64) 내 가압된 유체(33)는 부분적으로 피스톤 가압 통로(66)를 통하여, 그리고 피스톤 가압 체임버(68) 내로 안내된다. 피스톤 가압 체임버(68) 내 가압된 유체(33)는 피스톤(44)에 제1 힘(F1)을 가하고, 이는 피스톤(44)이 입구 밸브 개방 방향 "B"로 미끄러지게 한다. 피스톤(44)은 입구 밸브 스템(43)에 대해 작용하여 입구 포핏 밸브(36)를 입구 밸브 시트(38)로부터 멀리 밀어내고, 편향 부재(40)를 가압한다. 입구 포핏 밸브(36)의 이 개방 동작은 입구 유동 통로(58) 내 가압된 유체(33)를 입구 밸브 공동(42)을 통해 출구 유동 통로(34) 내로, 그리고 거기서 출구 포트(30)로 흐르게 한다. 출구 포트(30)를 빠져나가는 가압된 유체는 피스톤 오퍼레이터 또는 유사한 작동 장치와 같은 압력 제어형 장치(미도시)로 안내될 수 있다.
제1 경계벽(45)은 또한 입구 밸브 개방 방향 "B"로의 피스톤(44)의 슬라이딩 동작을 멈추는 접촉 표면으로서 기능할 수 있다. 입구 포핏 밸브(36)가 개방되는 시간(length of time)은 제1 압력 신호 발송 장치(109a)에 의해 감지되는 압력과 함께 사용되어 출구 포트(30)에서 유체 압력을 비례적으로 제어할 수 있다. 제1 압력 신호 발송 장치(109a)는 필 밸브 배출 통로(64) 내에 위치되기 때문에, 제1 압력 신호 발송 장치(109a)는 출구 포트(30)에 있을 수 있는 잠재적 오염 물질로부터 차단된다. 이는 오염 물질이 제1 압력 신호 발송 장치(109a)의 압력 신호에 영향을 줄 가능성을 감소시킨다. 이전에 언급된 바와 같이, 가압된 유체(33)가 출구 포트(30)를 통해 배출되고 있을 때, 그리고 필 밸브(54)가 개방 위치에 있을 때, 필 밸브 배출 통로(64) 내 가압된 유체(33) 일부는 배기 밸브 가압 통로(72)를 통해, 그리고 배기 밸브 가압 체임버(76) 내로 통과한다. 배기 밸브 가압 체임버(76) 내 가압된 유체(33)는 배기 밸브 단부면(78)에 제2 힘(F2)을 가하여 배기 포핏 밸브(80)를 배기 밸브 폐쇄 방향 "C"로 밀어 넣음으로써 배기 포핏 밸브(80)를 폐쇄 위치에 유지시킨다. 가압된 유체(33)가 출구 포트(30)를 통해 흐를 때 가압된 유체(33)의 일부는 배기/출구 공통 통로(86) 내로 흐른다. 배기/출구 공통 통로(86) 내 가압된 유체(33)는 배기 포핏 밸브(80)에 제3 힘(F3)을 가한다. 배기 포핏 밸브(80)에 가해지는 제3 힘(F3)은 대체로 제2 힘(F2)에 반대다. 따라서, 도 2b에서, 제2 힘(F2)은 제3 힘(F3)보다 더 커서 배기 포핏 밸브(80)는 폐쇄 유지된다.
도 2c를 참조하면, 출구 유동 통로(34)에 요구되는 압력이 도달할 때, 제2 압력 신호 발송 장치(109b)에 의해 감지되면 필 밸브(54)가 폐쇄로 향한다. 요구되는 압력이 초과되면, 덤프 밸브(56)가 개방으로 향한다. 제어 시스템(106)에 의해 출구 유동 통로(34) 내 유체 압력을 낮추기 위한 명령 신호가 생성되면 덤프 밸브(56)도 개방으로 향할 것이다. 필 밸브(54)가 폐쇄될 때, 필 입구 통로(62) 내 가압된 유체(33)는 필 밸브 배출 통로(64)로부터 차단된다. 덤프 밸브(56)가 개방될 때, 배기 밸브 가압 통로(72)는 필 밸브 배출 통로(64) 및 덤프 밸브 출구 통로(98)를 통해 배기 유동 통로(88)로 배출한다. 따라서 출구 포트(30) 및 배기/출구 공통 통로(86)의 잔여 유체 압력은 배기 밸브 가압 통로(72) 내 유체 압력을 초과하여 배기 포핏 밸브(80)를 배기 밸브 개방 방향 "D"로 바꾸도록 강제한다. 다시 말하면, 도 2c에서, 배기 밸브 가압 체임버(76) 내 가압된 유체(33)에 의해 배기 포핏 밸브(80)의 배기 밸브 단부면(78)에 가해지는 제2 힘(F2) 은 배기/출구 공통 통로(86) 내 가압된 유체(33)에 의해 배기 포핏 밸브(80)에 가해지는 제3 힘보다 작다. 동시에, 피스톤 가압 통로(66) 내 가압된 유체(33)는 필 밸브 배출 통로(64) 및 덤프 밸브 출구 통로(98)를 통해 배기 유동 통로(88)로 배출된다. 이는 피스톤(44) 따라서 입구 포핏 밸브(36) 상에 작용하는 제1 힘(F1)을 감소시켜서 편향 부재(40)의 편향력이 입구 포핏 밸브(36)를 입구 밸브 폐쇄 방향 "A"로 되살아나고 입구 포핏 밸브(36)를 입구 밸브 시트(38)에 안착시킨다. 제1 경계벽(45)을 통해 제공되는 적어도 하나의 홀(47)은 제1 경계벽(45)을 가로지르는 유체 압력 균등화를 허용하여 입구 포핏 밸브(36)가 폐쇄될 때 피스톤(44)의 슬라이딩 속도를 증가시킨다.
배기 포핏 밸브(80)가 배기 밸브 개방 방향 "D"으로 움직일 때, 배기 포핏 시트 결합 부재(83)는 배기 밸브 시트(84)로부터 멀리 이동하여 가압된 유체(33)가 배기/출구 공통 통로(86)로부터, 배기 밸브 공동(82)을 통해, 배기 유동 통로(88) 내로 흐르도록 허용하고, 배기 포트(32)를 통해 빠져나간다. 제1 압력 신호 발송 장치(109a)에 의해 감지되는 필 밸브 배출 통로(64)의 유체 압력이 요구되는 압력에 도달하는 동안 덤프 밸브(56)가 제어 시스템(106)으로부터 폐쇄 신호를 수신할 때, 배기 포핏 밸브(80)는 배기 밸브 가압 체임버(76) 내 유체 압력이 배기/출구 공통 통로(86) 내 유체 압력을 초과할 때까지 개방 위치에서 유지될 것이다. 이것이 일어날 때, 배기 밸브 가압 통로(72) 내 유체 압력이 배기 포핏 밸브(80)를 배기 밸브 시트(84)에 대해 배기 밸브 폐쇄 방향 "C"로 힘을 가한다.
출구(30)의 영압력 조건이 요구되면, 차단 밸브 조립체(110)의 액추에이터 밸브(144)는 제2 차단 밸브 가압 체임버(126b)에 가압된 유체(33)를 공급한다. 제2 차단 밸브 가압 체임버(126b) 내 가압된 유체(33)가 제2 차단 밸브 피스톤(124)에 제4 힘(F4)을 가하고, 이는 차단 밸브 부재(114)를 차단 밸브 폐쇄 위치로 되돌려 놓는다. 차단 밸브 폐쇄 위치에서, 제1 시트 결합 부재(138)는 제1 시트 부재(128)에 접촉하여 흡기 포트(132) 내 가압된 유체(33)가 제1 또는 제2 배출 포트(134, 136)로 흐르지 못한다. 한편, 차단 밸브 폐쇄 위치에서, 제2 시트 결합 부재(138)는 제2 시트 부재(130)로부터 이격되어 제1 배출 포트(134)에 있는 유체 일부(즉, 입구 포트(28) 및 입구 유동 통로(58) 내 유체 일부)가 제2 배출 포트(136)를 통해 배기/배출될 수 있다. 입구 포트(28)에 대한 가압된 유체(33)의 흐름을 끊음으로써, 출구 유동 통로(34), 배기/출구 공통 통로(86), 필 밸브 배출 통로(64), 피스톤 가압 통로(66), 피스톤 가압 체임버(68), 배기 밸브 가압 통로(72), 및 배기 "eㅡ 가압 체임버(76) 내 잔여 가압된 유체(33)는 배기 유동 통로(88) 및 배기 포트(32)를 통해 배기될 것이다. 이는 비례식 압력 제어기(10)를 도 2a에 도시된 상태로 되돌려 놓는다.
도 3을 참조하면, 차단 밸브 조립체(110')의 흡기 포트(132')가 본체(12) 내 출구 포트(30)와 유체 소통하도록 배치되는 다른 하나의 비례식 압력 제어기(10')가 도시된다. 이 변경에 더하여, 전체 차단 밸브 조립체(110')는 수직으로 돌려져 있다(즉, 도 1에 도시된 제1 배출 포트(134)를 통해 동축으로 연장하는 축 중심으로 180도 회전됨). 이 구성에 따라, 차단 밸브 조립체(110')의 흡기 포트(132')는 출구 포트(30)를 통해 출구 유동 통로(34) 및 배기/출구 공통 통로(86)를 빠져나가는 가압된 유체를 수용하고, 제1 배출 포트(134)는 압력 제어형 장치(미도시)에 가압된 유체(33)를 공급한다. 비례식 압력 제어기(10')의 나머지 구조는 도 1의 비례식 압력 제어기(10)에 관해 기재된 것과 대체로 동일하다. 도 1에서와 같이, 도 3에 도시된 차단 밸브 조립체(110')는 비례식 압력 제어기(10')의 본체(12) 외부에 있다.
도 4a-4C를 참조하면, 도 3의 비례식 압력 제어기(10')의 작동이 도시된다. 도 4a에서, 가압된 유체(33)는 비례식 압력 제어기(10')의 입구 포트(28), 따라서 입구 유동 통로(58)에 직접적으로 공급된다. 입구 포핏 밸브(36)의 입구 포핏 결합 부재(46a)는 편향 폐쇄 방향 "A"에 의해 입구 밸브 시트(38)에 대해 유지되고, 이는 입구 포핏 밸브(36)에 대해 입구 포핏 밸브 폐쇄 방향 "A"로 작용한다. 도 4a에서, 액추에이터 밸브(144')는 제2 차단 밸브 가압 체임버(126b)에 가압된 유체(33)를 제공한다. 제2 차단 밸브 가압 체임버(126b) 내 가압된 유체(33)는 제2 차단 밸브 피스톤(124)에 제4 힘(F4)을 가하고, 이는 차단 밸브 부재(114)를 차단 밸브 폐쇄 위치로 변위시킨다. 차단 밸브 폐쇄 위치에서, 제1 시트 결합 부재(138)는 제1 시트 부재(128)에 접촉하여 본체(12)의 출구 포트(30) 내 잔여 유체(33) 일부는 차단 밸브 조립체(110')의 흡기 포트(132')로부터 제1 또는 제2 배출 포트(134', 136')로 흐를 수 없다. 한편, 차단 밸브 폐쇄 위치에서, 제2 시트 결합 부재(140)는 제2 시트 부재(130)로부터 이격되어 제1 배출 포트(134')에 있는 유체 일부(즉, 압력 제어형 장치 내 유체 일부)가 제2 배출 포트(136')를 통해 배기/배출될 수 있다. 이 방식으로 차단 밸브 조립체(110')의 제1 및 제2 배출 포트들(134', 136')에 영압력 조건이 제공된다.
도 4b에 도시된 바와 같이, 입구 유동 통로(58) 내 가압된 유체(33)는 유체 공급 포트(60) 및 필 입구 통로(62) 내로 흐른다. 제어 시스템(106)은 필 밸브(54)를 개방하기 위한 신호를 보내고, 덤프 밸브(56)는 폐쇄 위치에 유지된다. 필 밸브(54)가 개방될 때, 입구 포트(28) 내 가압된 유체(33)의 일부는 필 밸브(54)를 통하여 필 밸브 배출 통로(64) 내로 흐른다. 필 밸브 배출 통로(64) 내 유체 압력은 제1 압력 신호 발송 장치(109a)에 의해 감지된다. 필 밸브 배출 통로(64) 내 가압된 유체(33)는 부분적으로 피스톤 가압 통로(66)를 통하여, 그리고 피스톤 가압 체임버(68) 내로 안내된다. 피스톤 가압 체임버(68) 내 가압된 유체(33)는 피스톤(44)에 제1 힘(F1)을 가하고, 이는 피스톤(44)이 입구 밸브 개방 방향 "B"로 미끄러지게 한다. 피스톤(44)은 입구 밸브 스템(43)에 대해 작용하여 입구 포핏 밸브(36)가 입구 밸브 시트(38)로부터 멀어지도록 밀어내고, 편향 부재(40)를 가압한다. 입구 포핏 밸브(36)의 이 개방 동작은 입구 유동 통로(58) 내 가압된 유체(33)가 입구 밸브 공동(42)을 통하여 출구 유동 통로(34) 내로, 그리고 거기서부터 출구 포트(30)로 흐르는 것을 허용한다. 또한, 필 밸브 배출 통로(64) 내 가압된 유체(33) 일부는 배기 밸브 가압 통로(72)를 통하여 배기 밸브 가압 체임버(76) 내로 통과한다. 배기 밸브 가압 체임버(76) 내 가압된 유체(33)는 배기 밸브 단부면(78)에 제2 힘(F2)을 가하여 배기 포핏 밸브(80)를 배기 밸브 폐쇄 방향 "C"로 강제함으로써 배기 포핏 밸브(80)를 폐쇄 위치에 유지한다. 가압된 유체(33)가 출구 포트(30)를 통해 흐를 때, 가압된 유체(33) 일부는 배기/출구 공통 통로(86) 내로 흐른다. 배기/출구 공통 통로(86) 내 가압된 유체(33)는 배기 포핏 밸브(80)에 제3 힘(F3)을 가한다. 배기 포핏 밸브(80)에 가해지는 제3 힘은 대체로 제2 힘(F2)에 반대다. 따라서, 도 4b에서, 제2 힘(F2)은 제3 힘(F3)보다 더 커서 배기 포핏 밸브(80)는 폐쇄 유지된다.
도 4b에서, 액추에이터 밸브(144')는 제1 차단 밸브 가압 체임버(126a)에 가압된 유체(33)를 공급한다. 차단 밸브 가압 체임버(126a) 내 가압된 유체(33)는 제1 차단 밸브 피스톤(122)에 제5 힘(F5)을 가하고, 이는 차단 밸브 부재(114)를 차단 밸브 개방 위치로 변위시킨다. 차단 밸브 개방 위치에서, 제1 시트 결합 부재(138)는 제1 시트 부재(128)로부터 이격되어 흡기 포트(132') 내 가압된 유체(33)가 제1 배출 포트(134')로 흐를 수 있다. 한편, 차단 밸브 개방 위치에서, 제2 시트 결합 부재(140)는 제2 시트 부재(130)와 접촉하여 흡기 포트(132')에 의해 제1 배출 포트(134')로 공급되는 가압 유체(33)는 제2 배출 포트(136')로 흐를 수 없다. 따라서, 차단 밸브 개방 위치에서, 차단 밸브 조립체(110')는 가압된 유체(33)가 출구 포트(30)를 빠져나가게 하고, 차단 밸브 공동(112)을 통과하게 하며, 제1 배출 포트(134')를 통해 압력 제어형 장치(미도시)로 흐르도록 한다.
도 4c를 참조하면, 출구 유동 통로(34)에 요구되는 압력이 도달할 때, 제2 압력 신호 발송 장치(109b)에 의해 감지됨에 따라 필 밸브(54)는 폐쇄로 향한다. 요구되는 압력이 초과되면, 덤프 밸브(56)는 개방으로 향한다. 제어 시스템(106)에 의해 출구 유동 통로(34) 내 유체 압력을 낮추기 위한 명령 신호가 생성되면 덤프 밸브(56)는 또한 개방으로 향할 것이다. 필 밸브(54)가 폐쇄될 때, 필 입구 통로(62) 내 가압된 유체(33)는 필 밸브 배출 통로(64)로부터 차단된다. 덤프 밸브(56)가 개방될 때, 배기 밸브 가압 통로(72)는 필 밸브 배출 통로(64) 및 덤프 밸브 출구 통로(98)를 통해 배기 유동 통로(88)로 배출한다. 따라서 출구 포트(30) 및 배기/출구 공통 통로(86)의 잔여 유체 압력은 배기 밸브 가압 통로(72) 내 유체 압력을 초과하여 배기 포핏 밸브(80)를 배기 밸브 개방 방향 "D"로 바꾸도록 강제한다. 다시 말하면, 도 4c에서, 배기 밸브 가압 체임버(76) 내 가압된 유체(33)에 의해 배기 포핏 밸브(80)의 배기 밸브 단부면(78)에 가해지는 제2 힘(F2)은 배기/출구 공통 통로(86) 내 가압된 유체(33)에 의해 배기 포핏 밸브(80)에 가해지는 제3 힘(F3)보다 작다. 동시에, 피스톤 가압 통로(66) 내 가압된 유체(33)는 필 밸브 배출 통로(64) 및 덤프 밸브 출구 통로(98)를 통해 배기 유동 통로(88)로 배출된다. 이는 피스톤(44), 따라서 입구 포핏 밸브(36) 상에 작용하는 제1 힘(F1)을 감소시켜서 편향 부재(40)의 편향력이 입구 포핏 밸브(36)를 입구 밸브 폐쇄 위치 "A"로 되돌려 놓아 입구 포핏 밸브(36)를 입구 밸브 시트(38)에 안착시킨다.
배기 포핏 밸브(80)가 배기 밸브 개방 위치 "D"로 이동할 때, 배기 포핏 시트 결합 부재(83)는 배기 밸브 시트(84)로부터 멀리 이동하여 가압된 유체(33)가 배기/출구 공통 통로(86)로부터, 배기 밸브 공동(82)를 통하여, 배기 유동 통로(88) 내로 흐르도록 하고, 배기 포트(32)를 통해 빠져나가게 한다. 제1 압력 신호 발송 장치(109a)에 의해 감지되는 필 밸브 배출 통로(64)의 유체 압력이 요구되는 압력에 도달하는 동안 덤프 밸브(56)가 제어 시스템(106)으로부터 폐쇄 신호를 수신할 때, 배기 포핏 밸브(80)는 배기 밸브 가압 체임버(76) 내 유체 압력이 배기/출구 공통 통로(86) 내 유체 압력을 초과할 때까지 개방 위치에서 유지될 것이다. 이것이 일어날 때, 배기 밸브 가압 통로(72) 내 유체 압력이 배기 포핏 밸브(80)를 배기 밸브 시트(84)에 대해 배기 밸브 폐쇄 방향 "C"로 힘을 가한다.
제1 배출 포트(134')의 영압력 조건이 요구되면(즉, 압력 제어형 장치에 공급되는 압력), 차단 밸브 조립체(110')의 액추에이터 밸브(144')는 제2 차단 밸브 가압 체임버(126b)에 가압된 유체(33)를 공급한다. 제2 차단 밸브 가압 체임버(126b) 내 가압된 유체(33)는 제2 차단 밸브 피스톤(124)에 제4 힘(F4)을 가하고, 이는 차단 밸브 부재(114)를 차단 밸브 폐쇄 위치로 되돌려 놓는다. 차단 밸브 폐쇄 위치에서, 제1 시트 결합 부재(138)는 제1 시트 부재(128)에 접촉하여 흡기 포트(132') 내 가압된 유체(33)는 제1 또는 제2 배출 포트(134', 136')로 흐를 수 없다. 한편, 차단 밸브 폐쇄 위치에서, 제2 시트 결합 부재(138)는 제2 시트 부재(130)로부터 이격되어 제1 배출 포트(134')에 있는 일부 유체(즉, 압력 제어형 장치 내 일부 유체)는 제2 배출 포트(136')를 통해 배기/배출될 수 있다. 제1 배출 포트(134')를 출구 포트(30) 및 출구 유동 통로(34) 내 잔여 가압된 유체(33)로부터 분리시킴으로써, 차단 밸브 조립체(110')는 압력 제어형 장치(미도시)와 유체 소통하도록 연결되는 제1 배출 포트(134')에 영압력 조건을 생성한다.
도 5를 참조하면, 차단 밸브 조립체(110)의 흡기 포트(132'')가 본체(12'') 내 출구 포트(30'')와 유체 소통하며 직접 인접하도록 배열되는 다른 하나의 비례식 압력 제어기(10'')가 도시된다. 이 변경에 더하여, 차단 밸브 조립체(110'')는 본체(12'') 내에 배치되어 더 작은 비례식 압력 제어기(10'')를 형성한다. 이 구성에 따라, 차단 밸브 조립체(110'')의 흡기 포트(132'')는 출구 포트(30'')를 통해 출구 유동 통로(34) 및 배기/출구 공통 통로(86)를 빠져나가는 가압된 유체(33)를 수용한다. 액추에이터(142'')의 액추에이터 밸브(144'')는 또한 본체(12'') 외부의 위치로부터 비례식 압력 제어기(10'')의 본체(12'') 및 제어기 오퍼레이터(20) 내의 위치로 이동된다. 액추에이터 밸브(144'')는 필 입구 통로(62)와, 그리고 액추에이터 밸브 통로(146'')를 거쳐 이 구성의 단 하나의 차단 밸브 압력 체임버(126)와 유체 소통하도록 배치된다. 차단 밸브 압력 체임버(126)는 차단 밸브 공동(112'')의 제2 단부(120)에 개방된다. 차단 밸브 공동(112'')의 제1 단부(118)의 다른 차단 밸브 압력 체임버는 차단 밸브 편향 부재(148)에 의해 대체되었다. 예로서, 그리고 제한 없이, 차단 밸브 편향 부재(148)는 코일 스프링일 수 있다. 차단 밸브 공동(112'')의 제1 단부(118)에 진공이 형성되는 것을 방지하기 위해, 차단 밸브 부재(114'')는 차단 밸브 부재(114'')를 통해 연장하는 벤트 통로(150)를 포함하여 차단 밸브 공동(112'')의 제1 단부(118)는 제2 배출 포트(136'')와 일정한 유체 소통을 유지한다.
차단 밸브 공동(112'')은 비례식 압력 제어기(10'')의 중앙 본체부(22'')에 의해 정의될 수 있고, 도 5에서, 차단 밸브 공동(112'')은 차단 밸브 카트리지(152)에 의해 형성되고, 상기 차단 밸브 카트리지(152)는 비례식 압력 제어기(10'')의 중앙 본체부(22'')에 수용된다. 제1 및 제2 시트 부재들(128'', 130'')은 차단 밸브 카트리지(152)에 통합될 수 있거나 별도로 형성되는 부품들일 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 시트 부재들(128'', 130'')은 별도로 형성되는 부품들이고, 제1 및 제2 시트 부재들(128'', 130'')은 차단 밸브 카트리지(152)에 대해 밀봉하는 씰들을 가질 수 있다. 유사하게, 제1 및 제2 차단 밸브 피스톤들(122, 124)은 차단 밸브 카트리지(152)에 대해 밀봉할 수 있거나 제1 및 제2 차단 밸브 단부 캡들(154, 156)에 대해 밀봉할 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 차단 밸브 피스톤들(122, 124)은 제1 및 제2 차단 밸브 단부 캡들(154, 156)을 밀봉하고, 제1 차단 밸브 단부 캡(154)은 차단 밸브 카트리지(152)와 제1 차단 밸브 피스톤(122) 사이의 차단 밸브 공동(112'')의 제1 단부(118)에 위치되는 반면, 제2 차단 밸브 단부 캡(156)은 차단 밸브 카트리지(152)와 제2 차단 밸브 피스톤(124) 사이의 차단 밸브 공동(112'')의 제2 단부(120)에 위치된다. 제1 및 제2 차단 밸브 단부 캡들(154, 156)은 씰들을 가지고, 상기 씰들은 제1 및 제2 차단 밸브 단부 캡들(154, 156)을 차단 밸브 카트리지(152)에 밀봉한다. 도 5의 배기 유동 통로(88'')의 모양은 변경되어 배기 포트(32'')는 이제 비례식 압력 제어기(10'')의 제1 단부 캡(14'')을 통해 나간다. 결국, 비례식 압력 제어기(10'')의 제2 단부 캡(16'')은 피스톤 가압 체임버(68)와 유체 소통하도록 배치되는 어큐뮬레이터 공동(158)을 포함하도록 변경되었다. 이와 같이, 어큐뮬레이터 공동(158)은 필 밸브(54)가 개방될 때 피스톤 가압 체임버(68)로부터 가압된 유체(33)를 수용한다. 비례식 압력 제어기(10'')의 나머지 구조는 도 3의 비례식 압력 제어기(10')에 관해 기재된 것과 대체로 동일하다.
도 5에 도시된 하나의 구성에 따라, 덤프 밸브 통로(98)는 덤프 밸브(56)의 배출 측과 배기 유동 통로(88'') 사이에서 연장할 수 있다. 이 구성에서, 덤프 밸브 배기 포트(100)는 배기 유동 통로(88'') 내로 직접 개방된다. 덤프 밸브(56)가 개방될 때, 유체가 덤프 밸브 통로(98)를 통해 흐르고 덤프 밸브 배기 포트(100)로부터 배기 유동 통로(88'') 내로 배출된다. 대체 구성에서, 비례식 압력 제어기(10'')는 본체(12'') 내 덤프 밸브 통로(98')를 포함하고, 상기 덤프 밸브 통로(98')는 본체(12'')의 외부 표면(12a)에 개방되는 덤프 밸브 배기 포트(100')와 덤프 밸브(56) 사이에서 연장한다. 덤프 밸브(56)가 개방될 때, 유체는 덤프 밸브 통로(98')를 통해 흐르고 본체(12'')로부터 덤프 밸브 배기 포트(100')를 통해 배출되며, 이는 본체(12'')의 외부 표면(12a)을 따라 배치되는 단독 포트이다. 다른 하나의 대체 구성에서, 비례식 압력 제어기(10'')는 본체(12'') 내 덤프 밸브 통로(98'')를 포함하고, 상기 덤프 밸브 통로(98'')는 차단 밸브 조립체(110'')의 제2 배출 포트(136'')와 덤프 밸브(56) 사이에서 연장한다. 이 구성에서, 덤프 밸브 배기 포트(100'')는 제2 배출 포트(136'') 내로 직접 개방된다. 덤프 밸브(56)가 개방될 때, 유체는 덤프 밸브 통로(98'')를 통해 흐르고, 덤프 밸브 배기 포트(100'')로부터 제2 배출 포트(136'') 중 하나 내로 배출된다.
도 6a 내지 6c를 참조하면, 도 5의 비례식 압력 제어기(10'')의 작동이 도시된다. 도 6a에서, 가압된 유체(33)는 비례식 압력 제어기(10'')의 입구 포트(28), 따라서 입구 유동 통로(58)로 직접 공급된다. 입구 포핏 밸브(36)의 입구 포핏 결합 부재(46a)는 편향 부재(40)에 의해 입구 밸브 시트(38)에 대해 유지되고, 이는 입구 포핏 밸브(36)에 대해 입구 포핏 밸브 폐쇄 방향 "A"로 작용한다. 도 6a에 도시된 바와 같이, 차단 밸브 부재(114'')는 차단 밸브 폐쇄 위치로 편향된다. 더 구체적으로, 차단 밸브 편향 부재(148)는 제1 차단 밸브 피스톤(122)에 제4 힘(F4)을 가하고, 이는 차단 밸브 부재(114'')를 차단 밸브 폐쇄 위치로 밀어낸다. 차단 밸브 폐쇄 위치에서, 제1 시트 결합 부재(138)가 제1 시트 부재(128'')과 접촉하여 본체(12'')의 출구 포트(30'') 내 잔여 유체(33) 일부는 차단 밸브 조립체(110'')의 흡기 포트(132'')로부터 제1 또는 제2 배출 포트(134'', 136'')로 흐를 수 없다. 한편, 차단 밸브 폐쇄 위치에서, 제2 시트 결합 부재(140)는 제2 시트 부재(130'')와 이격되어 제1 배출 포트(134'')에 있는 일부 유체(즉, 압력 제어형 장치 내 일부 유체)가 제2 배출 포트(136'')를 통해 배기/배출될 수 있다. 이 방식으로, 차단 밸브 조립체(110'')의 제1 및 제2 배출 포트(134'', 136'')에 영압력 조건이 제공된다.
도 6b에 도시된 바와 같이, 입구 유동 통로(58) 내 가압된 유체(33)는 유체 공급 포트(60) 및 필 입구 통로(62) 내로 흐른다. 제어 시스템(106)은 필 밸브(54)를 개방하는 신호를 보내고, 덤프 밸브(56)는 폐쇄 위치에 유지된다. 필 밸브(54)가 개방될 때, 입구 포트(28) 내 가압된 유체(33)의 일부는 필 밸브(54)를 통해 그리고 필 밸브 배출 통로(64) 내로 흐른다. 필 밸브 배출 통로(64) 내 유체 압력은 제1 압력 신호 발송 장치(109a)에 의해 감지된다. 필 밸브 배출 통로(64) 내 가압된 유체(33)는 부분적으로 피스톤 가압 통로(66)를 통하여 피스톤 가압 체임버(68) 내로 안내된다. 피스톤 가압 체임버(68) 내 가압된 유체(33)는 피스톤(44)에 제1 힘(F1)을 가하고, 이는 피스톤(44)이 입구 밸브 개방 방향 "B"로 미끄러지게 한다. 피스톤(44)은 입구 밸브 스템(43)에 대해 작용하여 입구 포핏 밸브(36)를 입구 밸브 시트(38)로부터 멀리 밀어내고, 편향 부재(40)를 가압한다. 입구 포핏 밸브(36)의 이 개방 동작은 입구 유동 통로(58) 내 가압된 유체(33)가 입구 밸브 공동(42)을 통해 출구 유동 통로(34) 내로, 그리고 그 곳에서부터 출구 포트(30)로 흐르는 것을 허용한다. 또한, 필 밸브 배출 통로(64) 내 가압된 유체(33) 일부는 배기 밸브 가압 통로(72)를 통해 배기 밸브 가압 체임버(76) 내로 통과한다. 배기 밸브 가압 체임버(76) 내 가압된 유체(33)는 배기 밸브 단부면(78)에 제2 힘(F2)을 가하여 배기 포핏 밸브(80)를 배기 밸브 폐쇄 위치 "C"로 강제함으로써 배기 포픽 밸브(80)를 그 폐쇄 위치로 유지한다. 가압된 유체(33)가 출구 포트(30'')를 통해 흐를 때, 가압된 유체(33)의 일부는 배기/출구 공통 통로(86) 내로 흐른다. 배기/출구 공통 통로(86) 내 가압된 유체(33)는 배기 포핏 밸브(80)에 제3 힘(F3)을 가한다. 배기 포핏 밸브(80)에 가해지는 제3 힘(F3)은 제2 힘(F2)에 대체로 반대다. 따라서, 도 6b에서, 배기 포핏 밸브(80)가 폐쇄 유지되도록 제2 힘(F2)은 제3 힘(F3)보다 더 크다.
도 6b에서, 액추에이터 밸브(144'')는 차단 밸브 가압 체임버(126)에 가압된 유체(33)를 제공한다. 제1 차단 밸브 가압 체임버(126) 내 가압된 유체(33)는 제2 차단 밸브 피스톤(124)에 제5 힘(F5)을 가하고, 이는 차단 밸브 부재(114'')를 차단 밸브 개방 위치로 변위시키고, 차단 밸브 편향 부재(148)를 가압한다. 차단 밸브 개방 위치에서, 제1 시트 결합 부재(138)는 제1 시트 부재(128'')로부터 이격되어 흡기 포트(132'') 내 가압된 유체(33)는 제1 배출 포트(134'')로 흐를 수 있다. 한편, 차단 밸브 개방 위치에서, 제2 시트 결합 부재(140)는 제2 시트 부재(130'')와 접촉하여 흡기 포트(132'')에 의해 제1 배출 포트(134'')로 공급되는 가압된 유체(33)는 제2 배출 포트(136'')로 흐를 수 없다. 따라서, 차단 밸브 개방 위치에서, 차단 밸브 조립체(110'')는 가압된 유체(33)가 출구 포트(30'')를 빠져나가고, 차단 밸브 공동(112'')을 통과하고, 제1 배출 포트(134'')를 통해 압력 제어형 장치(미도시)로 흐르게 한다.
도 6c를 참조하면, 출구 유동 통로(34)에 요구되는 압력이 도달할 때, 제2 압력 신호 발송 장치(109b)에 의해 감지되면 필 밸브(54)는 폐쇄로 안내된다. 요구되는 압력이 초과되면, 덤프 밸브(56)는 개방으로 안내된다. 덤프 밸브(56)는 제어 시스템(106)에 의해 출구 유동 통로(34)의 유체 압력을 낮추기 위한 명령 신호가 발생되면 개방으로 안내될 것이다. 필 밸브(54)가 폐쇄될 때, 필 입구 통로(62) 내 가압된 유체(33)는 필 밸브 배출 통로(64)로부터 차단된다. 덤프 밸브(56)가 개방될 때, 배기 밸브 가압 통로(72)는 배필 밸브 배출 통로(64) 및 덤프 밸브 출구 통로(98)를 통해 배기 유동 통로(88'')로 배출한다. 따라서 출구 포트(30'') 및 배기/출구 공통 통로(86)의 잔여 유체 압력은 배기 밸브 가압 통로(72) 내 유체 압력을 초과하고, 배기 포핏 밸브(80)이 배기 밸브 개방 방향 "D"로 바뀌도록 강제한다. 다시 말하면, 도 6c에서, 배기 밸브 가압 체임버(76) 내 가압된 유체(33)에 의해 배기 포핏 밸브(80)의 배기 밸브 단부면(78)에 가해지는 제2 힘(F2)은 배기/출구 공통 통로(86) 내 가압된 유체(33)에 의해 배기 포핏 밸브(80)에 가해지는 제3 힘(F3) 보다 작다. 동시에, 피스톤 가압 통로(66) 내 가압된 유체(33)는 필 밸브 배출 통로(64) 및 덤프 밸브 출구 통로(98)를 통해 배기 유동 통로(88'')로 배출된다. 이는 피스톤(44) 따라서 입구 포핏 밸브(36) 상에 작용하는 제1 힘(F1)을 감소시켜서 편향 부재(40)의 편향력이 입구 포핏 밸브(36)를 입구 밸브 폐쇄 방향 "A"로 되돌려놓아 입구 포핏 밸브(36)를 입구 밸브 시트(38)에 대해 안착시킨다.
배기 포핏 밸브(80)가 배기 밸브 개방 방향 "D"로 움직일 때, 배기 포핏 시트 결합 부재(83)는 배기 밸브 시트(84)로부터 멀리 이동하여 가압된 유체(33)가 배기/출구 공통 통로(86)로부터, 배기 밸브 공동(82)을 통해, 배기 유동 통로(88'') 내로 흐르게 하고, 배기 포트(32'')를 통해 빠져나가게 한다. 덤프 밸브(56)는 제어 시스템(106)으로부터 폐쇄 신호를 수신할 때 필 밸브 방출 통로(64)의 유체 압력이 요구되는 압력에 도달하는 동안, 배기 포핏 밸브(80)는 배기 밸브 가압 체임버(76) 내 유체 압력이 배기/출구 공통 통로(86) 내 유체 압력을 초과할 때까지 개방 위치에 유지될 것이다. 이것이 일어날 때, 배기 밸브 가압 통로(72) 내 유체 압력은 배기 포핏 밸브(80)를 배기 밸브 시트(84)에 대해 배기 밸브 폐쇄 방향 "C"로 강제한다.
제1 배출 포트(134'')에 영압력 조건이 요구되면(즉, 압력 제어형 장치에 공급되는 압력), 차단 밸브 조립체(110'')의 액추에이터 밸브(144'')는 차단 밸브 가압 체임버(126)로부터 가압 유체(33)를 방출한다. 이는 차단 밸브 가압 체임버(126) 내 가압된 유체(33)가 제2 차단 밸브 피스톤(124)에 가하고 있던 제1 힘(F5)을 경감시킨다. 이와 같이, 차단 밸브 편향 부재(148)가 제1 차단 밸브 피스톤(122)에 가하던 제4 힘(F4)이 차단 밸브 부재(114)를 차단 밸브 폐쇄 위치로 되돌려 놓는다. 차단 밸브 폐쇄 위치에서, 제1 시트 결합 부재(138)는 제1 시트 부재(128'')와 접촉하여 흡기 포트(132'') 내 가압된 유체(33)는 제1 또는 제2 배출 포트(134'', 136'')로 흐를 수 없다. 한편, 차단 밸브 폐쇄 위치에서, 제2 시트 결합 부재(138)는 제2 시트 부재(130'')로부터 이격되어 제1 배출 포트(134'')에 있는 일부 유체(즉, 압력 제어형 장치 내 일부 유체)는 제2 배출 포트(136'')를 통해 배기/배출될 수 있다. 제1 배출 포트(134'')를 출구 포트(30'') 따라서 출구 유동 통로(34) 내 잔여 가압된 유체(33)로부터 분리시킴으로써 차단 밸브 조립체(110'')는 제1 배출 포트(134'')에 영압력 조건을 생성하고, 이는 압력 제어형 장치(미도시)와 유체 소통하도록 연결된다.
도면들에 도시된 구성들은 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 예를 들면, 입구 포핏 밸브(36) 및 배기 밸브 포핏 밸브(80)가 마주보는 구성으로 도시되어도, 이 포핏 밸브들은 제조의 재량에 따라 임의의 구성으로 배열될 수 있다. 대체적인 구성들은 포핏 밸브들을 나란히 있는 평행 배치로 제공할 수 있다. 포핏 밸브들은 두 포핏 밸브들이 동일한 축 방향으로 안착되거나 동일한 반대 축 방향으로 안착되지 않도록 배향될 수도 있다. 도면들에 도시된 구성들은 따라서 가능한 이용 가능 구성들의 일부 예고, 전부가 아니다. 유사하게, 비례식 압력 제어기의 추가 실시예들은 필 밸브(54), 덤프 밸브(56), 및 액추에이터 밸브(144)를 위한 다른 유형의 밸브들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 하나 이상의 필 밸브(54), 덤프 밸브(56), 및 액추에이터 밸브(144)는 유압식 작동, 솔레노이드 작동, 또는 공기 작동 밸브들일 수 있고, 이들은 다른 작동 특성들을 제공한다.
본 명세서의 비례식 압력 제어기는 여러가지 장점들을 제고한다. 제어기의 주요 플로우 밸브들과 관련된 솔레노이드 액추에이터들을 제거하고 밸브들을 포핏 밸브들로 대체함으로써, 필 밸브 및 덤프 밸브 형태의 작은 에너지 저소비 파일럿 밸브들이 포핏 밸브를 개폐하기 위한 압력 작용을 제공하는데 사용된다. 이는 비례식 압력 제어기에 필요한 비용과 작동 전력을 감소시킨다. 가압된 유체를 이송하여 (주요 포핏 밸브 유동 경로들로부터 고립된) 포핏 밸브들을 작동시키기 위한 비례식 압력 제어기의 본체 내에 형성되는 통로들의 이용은 비례식 압력 제어기의 출구에서 잠재적으로 오염된 유체가 파일럿 밸브들 내로 역류하는 것을 방지하고, 이는 그들의 작동을 억제할 수 있다. 통로들 중 하나는 제2 포핏 밸브를 폐쇄 위치에 유지하는 동안 동시에 포핏 밸브들 중 하나를 개방하기 위한 압력을 제공하는데 사용될 수 있다. 분리된 통로들 중 하나에 압력 감지 장치를 위치시킴으로써, 압력 감지 장치도 오염 물질들로부터 분리되어 장치의 압력 신호의 정확성을 향상시킨다. 또한, 본 명세서의 비례식 압력 제어기들은 비례식 압력 제어기의 본체 내 출구 포트 또는 차단 밸브 조립체의 제1 배출 포트에서 영압력 조건을 생성하도록 작동한다. 유리하게는, 비례식 압력 제어기의 본체 내 출구 포트 또는 차단 밸브 조립체의 제1 배출 포트는 가압된 유체를 압력 제어형 장치로 공급하도록 구성되고, 상기 압력 제어형 장치는 그 작동의 적어도 일부 동안 영압력 조건을 필요로 할 수 있다.
앞서 말한 실시예들의 기재는 예시와 설명 목적으로 제공되었다. 발명을 제한하거나 완벽한 것으로 의도된 것이 아니다. 특정 실시예의 개별 요소들 또는 특징들은 일반적으로 그 특정 실시예에 한정되지 않지만, 적용 가능하다면 구체적으로 도시되거나 기재되지 않았더라도 교체 가능하고 선택된 실시예에서 사용될 수 있다. 이는 또한 많은 방식으로 변형될 수 있다. 그러한 변형들은 본 발명으로부터 벗어나는 것으로 여겨지지 않고, 모든 그러한 변경들은 본 발명의 범위 내에 포함되는 것으로 의도된다.

Claims (23)

  1. 입구 유동 통로, 출구 유동 통로, 배기/출구 공통 통로, 및 배기 유동 통로를 가지는 본체;
    상기 입구 유동 통로에 개방되는 상기 본체 내의 입구 포트;
    상기 출구 유동 통로 및 상기 배기/출구 공통 통로에 개방되는 상기 본체 내의 출구 포트;
    상기 배기 유동 통로에 개방되는 상기 본체 내의 배기 포트;
    상기 입구 유동 통로와 상기 출구 유동 통로를 연결하는 상기 본체 내의 입구 밸브 공동;
    상기 입구 유동 통로와 상기 출구 유동 통로 사이의 유체 유동을 제어하도록 작동 가능하고, 상기 입구 밸브 공동에 슬라이딩 가능하게 배치되는 입구 포핏 밸브;
    상기 배기/출구 공통 통로와 상기 배기 유동 통로를 연결하는 상기 본체 내의 배기 밸브 공동;
    상기 배기/출구 공통 통로와 상기 배기 유동 통로 사이의 유체 유동을 제어하도록 작동 가능하고, 상기 배기 밸브 공동에 슬라이딩 가능하게 배치되는 배기 포핏 밸브;
    비례식 압력 제어기의 본체 내에 통합되고, 상기 출구 포트와 유체 소통하는 상기 본체에 배치되는 차단 밸브 공동 및 상기 차단 밸브 공동에 슬라이딩 가능하게 배치되는 차단 밸브 부재를 포함하고, 상기 차단 밸브 부재는 차단 밸브 폐쇄 위치와 차단 밸브 개방 위치 사이에서 이동 가능한, 차단 밸브 조립체(isolation valve assembly); 및
    상기 차단 밸브 폐쇄 위치 및 상기 차단 밸브 개방 위치 사이에서 상기 차단 밸브 부재의 움직임을 제어하는 액추에이터;를 포함하고,
    상기 차단 밸브 부재는 상기 차단 밸브 부재가 상기 차단 밸브 폐쇄 위치에 있을 때 유체가 출구 포트를 통해 흐르는 것을 방지하고, 상기 차단 밸브 부재가 상기 차단 밸브 개방 위치에 있을 때 유체가 상기 출구 포트를 통해 흐르는 것을 허용하는,
    비례식 압력 제어기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 차단 밸브 공동은 상기 본체 내에 형성되는 공동벽(cavity wall)에 의해 형성되고, 상기 차단 밸브 공동은 제1 단부 및 상기 제1 단부의 반대편에 있는 제2 단부를 가지는,
    비례식 압력 제어기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 차단 밸브 조립체는,
    상기 차단 밸브 공동의 상기 공동벽을 따라 배치되는 제1 및 제2 시트 부재들로서, 제2 시트 부재는 제1 시트 부재로부터 세로로 이격되는, 제1 및 제2 시트 부재들;
    상기 본체 내 상기 출구 포트와 유체 소통하도록 배치되어, 상기 출구 포트를 통해 상기 출구 유동 통로 및 상기 배기/출구 공통 통로로부터 유체를 수용하도록 작동 가능한 상기 차단 밸브 조립체의 흡기 포트;
    상기 제1 시트 부재와 상기 제2 시트 부재 사이에 세로로 위치되는 제1 배출 포트;
    제2 배출 포트로서, 상기 흡기 포트와 상기 제2 배출 포트는 상기 제1 배출 포트와 세로로 반대 측에 위치되는, 제2 배출 포트; 및
    세로로 이격된 장소들에서 상기 차단 밸브 부재로부터 바깥으로 연장하는 제1 및 제2 시트 결합 부재들;을 포함하는,
    비례식 압력 제어기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 차단 밸브 부재의 제1 시트 결합 부재는 상기 차단 밸브 부재가 상기 차단 밸브 폐쇄 위치에 있을 때 상기 제1 시트 부재와 접촉하여 상기 흡기 포트를 상기 제1 및 제2 배출 포트들로부터 유체 분리시키는,
    비례식 압력 제어기.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 차단 밸브 부재의 상기 제1 시트 결합 부재는 상기 제1 시트 부재로부터 멀리 배치되어 상기 흡기 포트로부터, 상기 차단 밸브 공동을 통하여, 상기 제1 배출 포트로 유체가 흐르게 하고, 상기 차단 밸브 부재의 제2 시트 결합 부재는 상기 차단 밸브 부재가 상기 차단 밸브 개방 위치에 있을 때 상기 제2 시트 부재와 접촉하여 상기 제1 배출 포트로부터 상기 제2 배출 포트를 유체 분리시키는,
    비례식 압력 제어기.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 차단 밸브 조립체는,
    상기 차단 밸브 공동의 제 1 단부 내에 슬라이딩 가능하게 배치되도록 상기 차단 밸브 부재를 따라 위치되는 제1 차단 밸브 피스톤으로서, 상기 제1 시트 결합 부재는 상기 제1 차단 밸브 피스톤과 상기 제2 시트 결합 부재 사이에 상기 차단 밸브 부재를 따라 세로로 위치되는, 제1 차단 밸브 피스톤; 및
    상기 제1 차단 밸브 피스톤 반대에 있고, 상기 차단 밸브 공동의 제2 단부 내에 슬라이딩 가능하게 배치되도록 상기 차단 밸브 부재를 따라 위치되는 제2 차단 밸브 피스톤으로서, 상기 제2 시트 결합 부재는 상기 제2 차단 밸브 피스톤과 제1 시트 결합 부재 사이에 상기 차단 밸브 부재를 따라 세로로 위치되는, 제2 차단 밸브 피스톤;을 포함하는,
    비례식 압력 제어기.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 차단 밸브 조립체는 차단 밸브 가압 체임버를 더 포함하고, 상기 차단 밸브 가압 체임버는 상기 차단 밸브 공동의 제1 단부에 개방되고, 상기 액추에이터는 액추에이터 밸브 및 액추에이터 밸브 통로를 포함하고, 상기 액추에이터 밸브는 상기 입구 유동 통로 및 상기 차단 밸브 가압 체임버와 유체 소통하도록 배치되고, 상기 액추에이터 밸브는 상기 입구 유동 통로로부터 유체를 수용하고 상기 차단 밸브 가압 체임버에 유체를 공급함으로써 상기 차단 밸브 가압 체임버를 가압하도록 작동 가능하고, 상기 액추에이터 밸브 통로는 유체를 상기 액추에이터 밸브로부터 상기 차단 밸브 가압 체임버로 소통시키기 위해 상기 액추에이터 밸브와 상기 차단 밸브 가압 체임버 사이에서 연장하는,
    비례식 압력 제어기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 차단 밸브 부재는 상기 차단 밸브 폐쇄 위치로 편향되고, 상기 액추에이터 밸브에 의한 상기 차단 밸브 가압 체임버의 가압은 상기 차단 밸브 부재를 상기 차단 밸브 개방 위치로 작동 가능하게 이동시키는,
    비례식 압력 제어기.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 차단 밸브 조립체는 상기 차단 밸브 부재를 통해 연장하는 벤트 통로를 더 포함하여, 상기 차단 밸브 공동의 제1 단부는 상기 제2 배출 포트와 일정한 유체 소통을 유지하는,
    비례식 압력 제어기.
  10. 제3항에 있어서,
    상기 입구 밸브 공동에 인접하여 배치되는 상기 본체 내의 실린더 공동; 및
    상기 실린더 공동 내의 피스톤의 변위가 상기 입구 밸브 공동 내의 상기 입구 포핏 밸브의 이동을 야기하도록 상기 실린더 공동 내에 슬라이딩 가능하게 배치되고 상기 입구 포핏 밸브에 접촉하도록 배치되는 상기 피스톤;을 더 포함하는,
    비례식 압력 제어기.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 실린더 공동에 개방되는 상기 본체 내의 피스톤 가압 체임버; 및
    상기 입구 유동 통로 및 상기 피스톤 가압 체임버와 유체 소통하도록 배치되고, 상기 입구 유동 통로로부터 유체를 수용하고 상기 피스톤 가압 체임버에 유체를 공급함으로써 상기 피스톤 가압 체임버를 가압하도록 작동 가능한 필 밸브;를 더 포함하고,
    상기 필 밸브가 상기 피스톤 가압 체임버를 가압할 때 상기 피스톤이 상기 실린더 공동 내에 위치되고 상기 입구 포핏 밸브를 이동시키도록 상기 피스톤 가압 체임버에 공급되는 유체는 상기 피스톤에 제1 힘을 가하도록 작동 가능한,
    비례식 압력 제어기.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 배기 밸브 공동에 개방되는 상기 본체 내의 배기 밸브 가압 체임버;를 더 포함하고,
    상기 필 밸브는 상기 배기 밸브 가압 체임버와 유체 소통하도록 배치되고, 상기 배기 밸브 가압 체임버에 유체를 공급함으로써 상기 배기 밸브 가압 체임버를 가압하도록 작동 가능하고,
    상기 배기 포핏 밸브를 폐쇄 유지하기 위해 상기 배기 밸브 가압 체임버에 공급되는 유체는 상기 배기 포핏 밸브 상에 제2 힘을 가하도록 작동 가능한,
    비례식 압력 제어기.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 입구 유동 통로로부터 상기 필 밸브로 유체를 소통시키기 위해 상기 입구 유동 통로와 상기 필 밸브 사이에서 연장하는 상기 본체 내의 필 입구 통로; 및
    상기 필 밸브로부터 상기 피스톤 가압 체임버 및 상기 배기 밸브 가압 체임버로 유체를 소통시키기 위해 상기 필 밸브, 상기 피스톤 가압 체임버, 및 상기 배기 밸브 가압 체임버 사이에서 연장하는 상기 본체 내의 필 밸브 배출 통로;를 더 포함하는,
    비례식 압력 제어기.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 필 밸브 배출 통로 및 상기 배기 유동 통로와 유체 소통하도록 배치되는 덤프 밸브를 더 포함하고,
    상기 덤프 밸브는, 상기 덤프 밸브가 작동될 때 상기 필 밸브 배출 통로, 상기 피스톤 가압 체임버, 및 상기 배기 밸브 가압 체임버 내의 유체 압력이 감소하도록, 상기 필 밸브 배출 통로 내 유체를 덤프 밸브 통로를 통하여 상기 배기 유동 통로로 안내하도록 작동 가능한,
    비례식 압력 제어기.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 덤프 밸브로부터 상기 배기 유동 통로로 유체를 소통시키기 위해 상기 덤프 밸브와 상기 배기 유동 통로 사이에서 연장하는 상기 본체 내의 덤프 밸브 통로를 더 포함하는,
    비례식 압력 제어기.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 덤프 밸브와 상기 본체의 외부 표면에 개방되는 덤프 밸브 배기 포트 사이에서 연장하는 상기 본체 내의 덤프 밸브 통로를 더 포함하는,
    비례식 압력 제어기.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 덤프 밸브와 상기 차단 밸브 조립체의 제2 배출 포트 사이에서 연장하는 상기 본체 내의 덤프 밸브 통로를 더 포함하는,
    비례식 압력 제어기.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 덤프 밸브의 작동에 의해 야기되는 상기 피스톤 가압 체임버 내 유체 압력의 감소는 상기 피스톤이 작동 가능하도록 상기 제1 힘을 경감시키는,
    비례식 압력 제어기.
  19. 제14항에 있어서,
    상기 덤프 밸브의 작동에 의해 야기되는 상기 배기 밸브 가압 체임버 내 유체 압력의 감소는 상기 배기 포핏 밸브가 작동 가능하도록 상기 제2 힘을 경감시켜, 상기 본체의 배기/출구 공통 통로 내의 유체에 의해 상기 배기 포핏 밸브에 가해지는 제3 힘에 반응하여 상기 배기 포핏 밸브가 개방되도록 허용하는,
    비례식 압력 제어기.
  20. 제14항에 있어서,
    상기 차단 밸브 공동의 제1 단부에 개방된 차단 밸브 가압 체임버;
    상기 입구 유동 통로 및 상기 차단 밸브 가압 체임버와 유체 소통하도록 배치되고, 상기 입구 유동 통로로부터 유체를 수용하고 상기 차단 밸브 가압 체임버에 유체를 공급함으로써 상기 차단 밸브 가압 체임버를 가압하도록 작동 가능한 액추에이터 밸브;
    유체를 상기 액추에이터 밸브로부터 상기 차단 밸브 가압 체임버로 소통시키기 위해 상기 액추에이터 밸브와 상기 차단 밸브 가압 체임버 사이에서 연장하는 액추에이터 밸브 통로;
    제1 압력 신호를 출력하도록 작동 가능하고 상기 필 밸브 배출 통로 내에 위치되는 제1 압력 신호 발송 장치; 및
    상기 제1 압력 신호 발송 장치로부터 상기 제1 압력 신호를 수신하고 상기 제1 압력 신호에 반응하여 상기 필 밸브, 상기 덤프 밸브, 및 상기 액추에이터 밸브의 작동을 제어하도록 작동 가능한 상기 제1 압력 신호 발송 장치에 전기적으로 연결되는 제어 시스템;을 더 포함하는,
    비례식 압력 제어기.
  21. 제20항에 있어서,
    제2 압력 신호를 출력하도록 작동 가능하고, 상기 출구 유동 통로에 위치되는 제2 압력 신호 발송 장치를 더 포함하고,
    상기 제1 압력 신호 발송 장치로부터의 제1 압력 신호 및 상기 제2 압력 신호 발송 장치로부터의 제2 압력 신호 모두에 반응하여, 상기 제어 시스템이 상기 제2 압력 신호 발송 장치로부터 상기 제2 압력 신호를 수신하고 상기 필 밸브, 상기 덤프 밸브, 및 상기 액추에이터 밸브의 작동을 제어하도록 작동 가능하도록 상기 제2 압력 신호 발송 장치는 상기 제어 시스템에 전기적으로 연결되는,
    비례식 압력 제어기.
  22. 입구 유동 통로, 출구 유동 통로, 배기/출구 공통 통로, 및 배기 유동 통로를 가지는 본체;
    상기 입구 유동 통로에 개방되는 상기 본체 내의 입구 포트;
    상기 출구 유동 통로 및 상기 배기/출구 공통 통로에 개방되는 상기 본체 내의 출구 포트;
    상기 배기 유동 통로에 개방되는 상기 본체 내의 배기 포트;
    상기 입구 유동 통로와 상기 출구 유동 통로를 연결하는 상기 본체 내의 입구 밸브 공동;
    상기 입구 유동 통로와 상기 출구 유동 통로 사이의 유체 유동을 제어하도록 작동 가능하고 상기 입구 밸브 공동에 슬라이딩 가능하게 배치되는 입구 포핏 밸브;
    상기 배기/출구 공통 통로와 상기 배기 유동 통로를 연결하는 상기 본체 내의 배기 밸브 공동;
    상기 배기/출구 공통 통로와 상기 배기 유동 통로 사이의 유체 유동을 제어하도록 작동 가능하고, 상기 배기 밸브 공동에 슬라이딩 가능하게 배치되는 배기 포핏 밸브;
    비례식 압력 제어기의 상기 본체 내로 통합되는 차단 밸브 조립체;
    상기 차단 밸브 폐쇄 위치와 상기 차단 밸브 개방 위치 사이의 상기 차단 밸브 부재의 이동을 제어하는 액추에이터;를 포함하고,
    상기 차단 밸브 조립체는,
    상기 출구 포트와 유체 소통하도록 상기 본체 내에, 그리고 상기 입구 밸브 공동과 상기 배기 밸브 공동 사이에 배치되는 차단 밸브 공동; 및
    상기 차단 밸브 공동 내에 슬라이딩 가능하게 배치되고, 차단 밸브 폐쇄 위치와 차단 밸브 개방 위치 사이에서 이동 가능한 차단 밸브 부재;를 포함하고,
    상기 차단 밸브 부재는 상기 차단 밸브 부재가 상기 차단 밸브 폐쇄 위치에 있을 때 유체가 상기 출구 포트를 통해 흐르는 것을 방지하고, 상기 차단 밸브 부재가 상기 차단 밸브 개방 위치에 있을 때 유체가 상기 출구 포트를 통해 흐르는 것을 허용하는,
    비례식 압력 제어기.
  23. 입구 본체부, 배기 본체부, 및 상기 입구 본체부와 상기 배기 본체부 사이에 세로로 위치되는 중앙 본체부를 포함하고, 상기 입구 본체부에 배치되는 입구 유동 통로, 상기 입구 본체부와 상기 중앙 본체부 사이에서 연장하는 출구 유동 통로, 상기 중앙 본체부와 상기 배기 본체부 사이에서 연장하는 배기/출구 공통 통로, 및 상기 배기 본체부에 배치되는 배기 유동 통로를 가지는 본체;
    상기 입구 유동 통로에 개방되는 상기 입구 본체부 내의 입구 포트;
    상기 출구 유동 통로 및 상기 배기/출구 공통 통로에 개방되는 상기 중앙 본체부 내의 출구 포트;
    상기 배기 유동 통로에 개방되는 상기 배기 본체부 내의 배기 포트;
    상기 입구 유동 통로와 상기 출구 유동 통로를 연결하는 상기 입구 본체부 내의 입구 밸브 공동;
    상기 입구 유동 통로와 상기 출구 유동 통로 사이의 유체 유동을 제어하도록 작동 가능하고, 상기 입구 밸브 공동 내에 슬라이딩 가능하게 배치되는 입구 포핏 밸브;
    상기 배기/출구 공통 통로와 상기 배기 유동 통로를 연결하는 상기 배기 본체부 내의 배기 밸브 공동;
    상기 배기/출구 공통 통로와 상기 배기 유동 통로 사이의 유체 유동을 제어하도록 작동 가능하고, 상기 배기 밸브 공동 내에 슬라이딩 가능하게 배치되는 배기 포핏 밸브;
    상기 중앙 본체부 내로 통합되고, 상기 출구 포트와 유체 소통하는 상기 중앙 본체부 내에 배치되는 차단 밸브 공동 및 상기 차단 밸브 공동 내에 슬라이딩 가능하게 배치되는 차단 밸브 부재를 포함하고, 상기 차단 밸브 부재는 차단 밸브 폐쇄 위치와 차단 밸브 개방 위치 사이에서 이동 가능한, 차단 밸브 조립체; 및
    상기 차단 밸브 폐쇄 위치와 상기 차단 밸브 개방 위치 사이의 상기 차단 밸브 부재의 움직임을 제어하는 액추에이터;를 포함하고,
    상기 차단 밸브 부재는 상기 차단 밸브 부재가 상기 차단 밸브 폐쇄 위치에 있을 때 유체가 상기 출구 포트를 통해 흐르는 것을 방지하고, 상기 차단 밸브 부재가 상기 차단 밸브 개방 위치에 있을 때 유체가 상기 출구 포트를 통해 흐르는 것을 허용하는,
    비례식 압력 제어기.
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