KR19980087396A

KR19980087396A - 에어레이터 밸브어셈블리

Info

Publication number: KR19980087396A
Application number: KR1019980019155A
Authority: KR
Inventors: 제이슨 알. 허디스; 제임스 알. 버카트
Original assignee: 선그라 선우스키 체스터 에이; 마틴 엔지니어링 캄파니
Priority date: 1997-05-30
Filing date: 1998-05-27
Publication date: 1998-12-05
Also published as: ES2203893T3; ATE394321T1; DE69816712D1; DE69839455D1; JPH1163268A; ES2302783T3; BR9801556A; CA2238235C; EP1277999A2; EP0881417A2; KR100364371B1; AU732749B2; EP0881417A3; JP3995799B2; DE69816712T2; EP1277999A3; AU6978798A; EP1277999B1; EP0881417B1; CA2238235A1

Abstract

본 발명의 에어레이터 밸브어셈블리(aerator valve assembly)는 가압가스 공급부와 압력용기 사이의 선택적인 유체연통 및 압력용기와 벌크물 취급구조체 사이의 선택적인 유체연통을 제공하는 것이다. 밸브어셈블리는 밸브보디, 가압가스 공급부에 연결되는 단부캡, 및 벌크물 취급구조체와 유체연통하는 출구포트를 가지는 피스톤시트를 포함하는 밸브하우징을 포함한다. 밸브보디는 압력용기와 유체연통하는 포트를 포함한다. 피스톤은 단부캡과 피스톤시트 사이의 밸브보디 체임버내에 위치된다. 피스톤은, 피스톤이 피스톤시트와 메탈 대 메탈 실이 이루어져서 출구포트가 밀봉으로 폐쇄되는 신장위치와 실이 파손되는 수축위치 사이에서 선택적으로 슬라이드가능하다. 피스톤은 피스톤시트와 결합하는 격막 및 가스 공급부와 밸브보디 포트 사이에 유체연통을 제공하는 복수의 유체통로를 포함한다. 피스톤은 밸브보디 내벽상의 베어링을 슬라이드가능하게 결합하여 피스톤을 적절하게 정렬시키는 격막으로부터 연장되는 원통형 스커트를 포함한다. 피스톤과 단부캡 사이에는 바이어스부재가 배설되어 피스톤을 수축위치로부터 신장위치로 탄성적으로 바이어스한다.

Description

에어레이터 밸브어셈블리

본 발명은 에어캐넌(air cannon)과 같은 에어레이터에 사용하는 에어레이터 밸브어셈블리(aerator valve assembly), 특히 피스톤의 적절한 정렬을 유지하는 원통형 스커트 및 피스톤의 격막(膈膜)을 관통하는 복수의 유체통로를 포함하는 슬라이드가능한 피스톤을 가진 에어레이터 밸브어셈블리에 관한 것이다.

입상(粒狀) 및 유사한 벌크물를 빈(bin), 사일로(silo)등에 보관하는 경우, 벌크물이 막히거나 다른 문제로 인하여 흘러나오지 않을 수 있기 때문에, 여러 가지 문제가 특히 이러한 벌크물의 양하 시에 발생한다. 에어캐넌과 같은 에어레이터를 벌크물의 취급 및 통기에 사용한다. 에어레이터가 다량의 공기 또는 가압가스를 압력탱크에 저장한 후 공기 블라스트(blast)가 벌크물의 양하를 방해하지 않도록 공기를 순간적으로 저장조내로 신속하게 릴리스함으로써 벌크물이 저장조로부터 막히지 않고 흘러나올 수 있다.

도 1은 신장 적하위치의 피스톤을 나타내는 본 발명에 따른 에어레이터 밸브어셈블리의 단면도이고,

도 2는 수축 양하위치의 피스톤을 나타내는 에어레이터 밸브어셈블리의 단면도이고,

도 3은 도 2의 선 3-3에 따른 단면도이고,

도 4는 도 2의 선 4-4에 따른 단면도이고,

도 5는 피스톤시트의 모서리를 깎은 밀봉면의 일부단면도이다.

밸브어셈블리는 가압가스 공급부와 압력용기 사이의 선택적인 유체연통을 제공하고, 또한 압력용기와 저장조 사이의 선택적인 유체연통을 제공한다. 밸브어셈블리는 밸브보디를 가지는 밸브하우징, 단부캡 및 피스톤시트를 포함한다. 밸브보디는 제1 단부, 제2 단부 및 압력용기와 유체연통하는 포트를 가지는 제1 튜브형 부재를 포함한다. 제1 튜브형 부재는 포트와 유체연통하는 체임버를 형성하는 내벽을 포함한다. 단부캡은 밸브보디의 제1 튜브형 부재의 제2 단부에 부착되고, 제1 튜브형 부재의 체임버와 가압가스 공급부 사이를 유체연통시키는 단부캡을 관통하는 유체통로를 포함한다. 피스톤시트는 밸브보디의 제1 튜브형 부재에 밀봉결합된 제1 단부 및 저장조와 유체연통하는 출구포트를 포함하는 제2 단부를 가지는 제2 튜브형 부재를 포함한다.

피스톤은 단부캡과 피스톤시트 사이의 밸브보디의 제1 튜브형 부재의 체임버내에 위치되어 있다. 피스톤은 제1 튜브형 부재의 체임버내에서 신장위치와 수축위치 사이로 선택적으로 슬라이드가능하다. 피스톤은 중앙 격막 및 격막의 외주에지로부터 바깥쪽으로 연장되는 원통형 스커트를 포함한다. 격막은 제1 측면 및 대향하는 제2 측면을 포함한다. 하나 이상의 보어(bore)가 제1 측면으로부터 제2 측면으로 격막을 관통하여, 격막을 통하는 각각의 유체통로를 형성한다. 제1 튜브형 부재는 제1 튜브형 부재의 내벽 일부를 형성하는 원통형 베어링을 포함한다. 원통형 스커트가 원통형 베어링의 내벽을 따라서 아주 근접하여 연장된다. 코일스프링(helical spring)과 같은 바이어스부재가 단부캡과 피스톤 사이에 연장되어, 피스톤을 수축위치로부터 신장위치로 탄성적으로 바이어스한다.

피스톤이 신장위치일 때, 피스톤 격막의 유체통로가 단부캡의 유체통로와 밸브보디의 제1 튜브형 부재의 포트 사이를 유체연통하게 하여 가압가스 공급부와 압력용기 사이가 유체연통되고, 피스톤이 피스톤시트와 밀봉결합되어 피스톤시트의 출구포트와 제1 튜브형 부재의 포트와의 유체연통이 밀봉된다. 피스톤이 수축위치일 때, 피스톤은 밸브보디의 제1 튜브형 부재의 포트와 피스톤시트의 출구포트 사이를 유체연통되게 하여 압력용기와 저장조 사이가 유체연통된다.

본 발명의 에어레이터 밸브어셈블리(10)는 대체로 T자형상인 밸브보디(12)를 가지는 밸브하우징(11)을 포함한다. 밸브보디(12)는 중앙 종축(16)을 가지는 긴 중공 원통형 콘딧(conduit) 즉 튜브(14)를 포함한다. 튜브(14)는 제1 플랜지(18)을 가지는 제1 단부(15) 및 제2 플랜지(20)를 가지는 제2 단부(17)를 포함한다. 튜브(14)는 포트(21)를 포함한다. 제1 플랜지(18)는 플랜지(18)의 내주(內週)를 따라 연장되는 원형 요홈시트(22)를 포함한다. 또한, 밸브보디(12)는 튜브(14)에 부착된 제1 단부(26) 및 플랜지(30)를 가진 제2 단부(28)를 가지는 대체로 중앙에 위치된 원통형 익스텐션콘딧(extention conduit) 즉 튜브(24)를 포함한다. 튜브(14)는 포트(21)와 유체연통하는 체임버(32)를 형성하는 내벽(31)을 포함한다. 익스텐션튜브(24)는 포트(21) 및 체임버(32)와 유체연통하는 유체통로(34)를 포함한다. 익스텐션튜브(24)의 플랜지(30)는 압력용기 즉 탱크(36)에 연결된다. 플랜지(30)와 압력탱크(36) 사이에 개스킷(gasket)(38)을 배설하여 그 사이를 기밀 밀봉하는 것이 바람직하다. 익스텐션튜브(24)의 유체통로(34)는 압력탱크(36)의 체임버(40)와 유체연통하도록 위치된다. 튜브(14, 24)는 전체를 메탈로 제조하는 것이 바람직하다.

밸브보디(12)의 튜브(14)는, 튜브(14)의 내면 원주를 따라서 연장되고 튜브(14)의 제2 단부(17)로부터 안쪽으로 포트(21)에 인접한 위치로 종축방향으로 연장되는 대체로 원통형인 시트(44)를 포함한다. 원통형 시트(44)내에는 원통형 베어링(46)이 위치된다. 베어링(46)은 튜브(14)의 내벽(31) 일부를 형성하는 원통형 내면(48)을 포함한다. 베어링(46)은 포트(21)에 인접하여 위치된 제1 단부(50) 및 튜브(14)의 제2 단부(17)에 위치된 제2 단부(52)를 포함한다. 베어링(46) 내면(48)의 직경은 튜브(14) 내벽(31)의 직경과 대략 동일하다. 베어링(46)은 다공성 청동 내부구조체를 붙여서 PTFE로 도금한 스틸을 가지는 자체윤활 베어링이 바람직하다. 바람직한 베어링으로는 갈록 베어링사(Garlock bearing Inc.)에서 제조한 모델번호 제104DU48호가 있다.

밸브하우징(11) 단부캡(58)을 또한 포함한다. 단부캡(58)은 튜브(14)의 플랜지(20)와 제거가능하게 밀봉결합으로 부착되는 대체로 원형인 플레이트(59)를 포함한다. 단부캡(58)은 대체로 원통형인 측벽(62) 및 플레이트(59)로부터 체임버(32)내로 안쪽으로 돌출하는 대체로 원형이고 편평한 단부벽(64)을 가지는 중앙 허브(60)를 포함한다. 대체로 원통형인 스템(stem)(66)이 플레이트(59)의 외벽으로부터 바깥쪽으로 외측 단부(68)로 연장된다. 유체통로(70)가 스템(66)의 외측 단부(68)로부터 단부캡(58)을 관통하여 허브(60)의 내측 단부벽(64)으로 연장된다. 통로(70)는 스템(66)내에서 허브(60)내로 동심으로 연장되는 대체로 원통형 보어(74)와 유체연통하는 스템(66)의 외측 단부(68)에 위치된 안쪽으로 나사홈이 있는 보어(72)를 포함한다. 원통형 보어(74)는 허브(60)의 내측 단부벽(64)으로부터 안쪽으로 연장되는 대체로 원뿔형인 보어(76)와 유체연통한다. 원뿔형 보어(76)는 허브(60)의 내측 단부벽(64)으로부터 안쪽으로 원통형 보어(74)에 집중된다. 탄성 O-링(elastomeric O-ring)(82)이 플랜지(20)와 플레이트(59) 사이에 위치되어 그 사이를 기밀 밀봉한다. 중앙 허브(60), 스템(66) 및 유체통로(70)는 중앙축(16)을 중심으로 동심으로 위치되어 있다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 허브(60)의 원통형 측벽(62)은 원통형 베어링(46) 및 튜브(14)로부터 이격되어 그 사이에 환형 공동(cavity)(84)이 형성된다. 단부캡(58)은 전체를 메탈로 제조하는 것이 바람직하다.

단부캡(58)의 스템(66)은 밸브(90)와 연결되어, 이로써 밸브(90)가 유체통로(70)와 유체연통된다. 밸브(90)는 또한 공기 또는 질소와 같은 가압가스 공급부(92) 및 가스배출구(94)와 유체연통된다. 밸브(90)는 솔레노이드밸브(solenoid valve)일 수 있고, 유체통로(70)를 가압가스 공급부(92) 또는 가스배출구(94) 어느 한쪽과 유체연통되도록 선택적으로 위치된다.

밸브하우징(11)은 피스톤시트(100)를 또한 포함한다. 피스톤시트(100)는 유체통로(104)를 형성하는 중공보어를 가지는 대체로 원통형인 튜브(102)를 포함한다. 튜브(102)는 제1 단부(106)로부터 제2 단부(108)로 연장된다. 튜브(102)의 제1 단부(106)는 튜브(102)로부터 바깥쪽으로 그 둘레에 연장되는 대체로 원통형인 베이스(110)를 포함한다. 베이스(110)는 대체로 원통형인 외벽(112)을 가진다. 외벽(112)의 직경은 튜브(102)의 외벽 직경 보다 크다. 베이스(110)는 바깥쪽으로 연장되는 원형 플랜지(114)를 포함한다. 피스톤시트(100)는 튜브(102)가 축(16)을 중심으로 동심으로 위치되도록 밸브보디(12)의 튜브(14)내에 위치되어 있다. 베이스(110)의 외벽(112)은 튜브(14)의 내벽(31)에 인접하여 위치되고, 피스톤시트(100)의 플랜지(114)는 밸브보디(12)의 제1 플랜지(18)의 원형 시트(22)내에 위치되어 있다. 탄성 O-링(116)이 플랜지(114)와 플랜지(18) 사이에 위치되어 그 사이를 기밀 밀봉한다. 베이스(110)를 지나서 연장되는 피스톤시트(100)의 튜브(102) 일부는, 환형 체임버(118)가 그 사이에 형성되도록 밸브보디(12) 튜브(14)의 내벽(31)으로부터 이격된다. 튜브(102)의 제2 단부(108)는 출구포트(119) 및 튜브(102)의 내주를 따라 형성된 대체로 원통형인 요홈(120)을 포함한다. 도 5에서 잘 알 수 있는 바와 같이, 튜브(102)의 제2 단부(108)는 모서리를 깎은 내측 밀봉면(122)을 포함한다. 밀봉면(122)은 환형이고 출구포트(119)를 형성한다. 모서리를 깎은 밀봉면(122)은 튜브(102)의 내벽 및 중앙축(160)에 대하여 각도 A로 배설되어 있다. 각도 A는 대략 27도가 바람직하다. 피스톤시트(100)는 전체를 메탈,예를 들어 주조알루미늄으로 제조하는 것이 바람직하다.

밸브하우징(11)은 전체적으로 메탈로 제조하는 것이 바람직한 익스텐션튜브 어셈블리(128)를 또한 포함한다. 익스텐션튜브 어셈블리(128)는 제1 단부(132) 및 제2 단부(134)를 가지는 대체로 원통형인 익스텐션튜브(130)를 포함한다. 익스텐션튜브(130)의 제2 단부(134)는 플랜지(136)를 포함한다. 익스텐션튜브(130)의 제1 단부(132)는 나사홈이 있고, 안쪽으로 나사홈이 있는 보어를 가지는 플랜지(138)와 나사체결된다. 익스텐션튜브(130)의 플랜지(136)는 튜브(14)의 제1 플랜지(18)에 제거가능하게 연결됨으로써 피스톤시트(100)의 플랜지(114)를 플랜지(18 및 136) 사이에 압착하게 된다. 튜브(130)는 피스톤시트(100)의 유체통로(104)와 유체연통하는 유체통로(140)를 포함한다. 튜브(130)는 축(16)을 중심으로 동심으로 위치된다. 플랜지(138)는 입상 벌크물을 수용하여 통과시키는 체임버(146)를 가지는 저장조 즉 빈(144)과 같은 벌크물 취급구조체에 볼트로 조이거나 용접등으로 연결된다. 유체통로(140)는 저장조(144)의 체임버(146)와 유체연통하도록 위치된다.저장조(144)는 스토리지 빈(storage bin), 사일로(silo), 트랜스퍼 슈트(transfer chute), 덕트설비(duct work) 또는 다른 벌크물 취급구조체일 수 있다.

에어레이터 밸브어셈블리(10)는 피스톤(150)을 또한 포함한다. 피스톤(150)은 대체로 원형플레이트형 격막(152) 및 대체로 원통형이고 환형인 스커트(154)를 포함한다. 스커트(154)는 개방단부를 가지는 중공포켓(156)을 형성한다. 격막(152)은 외주에지(157)를 포함한다. 스커트(154)는 격막 외주 둘레에 외주에지(157)를 따라서 연장되고, 격막(152)으로부터 바깥쪽으로 대체로 직각으로 연장된다. 복수의 보어(158)가 격막(152)을 관통하여 격막(152)의 내측면(160)으로부터 격막(152)의 외측면(162)으로 연장된다. 보어(158)는 각각의 유체통로를 형성한다. 보어(158)는 격막(152)의 중앙 및 축(16)을 중심으로 서로 대칭으로 위치되어 있다. 격막(152)은 격막(152)의 외측면(162)상에 중앙으로 위치된 바깥쪽으로 돌출하는 돌출부(163)를 포함한다. 돌출부(164)는 대체로 원형이고, 대체로 원형인 평탄면(166), 및 평탄면(166)의 원형외주 둘레에 연장되고 평탄면(166)에 경사지게 배설된 원형의 경사진 밀봉면(168)을 포함한다. 보어(158)는 밀봉면(168)과 격막(152)의 외주에지(157) 사이에 위치된다. 경사진 밀봉면(168)은 피스톤시트(100)의 모서리를 깎은 밀봉면(122)과 동일 각도로 배설되고, 이로써 밀봉면(122, 168)이 서로 결합될 때 밀봉면(168)과 밀봉면(122)이 협동적 및 상보적으로 결합되어 서로 밀봉된다. 피스톤(150)은 전체를 메탈, 예를 들어 주조알루미늄으로 제조하는 것이 바람직하다.

피스톤(150)은 단부캡(58)과 피스톤(100) 사이의 밸브보디(12) 튜브(14)의 체임버(32)내에 슬라이드가능하게 위치된다. 피스톤(150)의 스커트(154)는 단부캡(58)을 향하여 위치되고, 피스톤(150) 격막(152)의 돌출부(164)는 피스톤시트(100)를 향하여 위치된다. 피스톤(150)의 격막(152) 및 스커트(154)는 축(16)을 중심으로 동심으로 위치된다. 피스톤(150)은 피스톤시트(100)와 단부캡(58) 사이에서 축(16)을 따라서 종축방향으로 슬라이드가능하다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 피스톤(150)의 스커트(154)는 스커트(154)의 외주 둘레에 밸브보디(12)의 원통형 베어링(46)의 내면(48)에 슬라이드가능하게 결합한다. 스커트(154)는 단부캡(58)의 중앙 허브(160) 둘레에 허브(60)와 밸브보디(12) 사이에 형성된 환형 공동(84)내로 또한 연장된다. 스커트(154)는 허브(60)의 원통형 측벽(62)으로부터 횡방향으로 이격되어 그 사이에 환형 공간을 형성한다.

탄성 코일스프링(helical spring)(170)이 피스톤(150) 격막(152)의 내측면(160)으로부터 단부캡(58) 플레이트(59)의 내측면으로 연장된다. 스프링(170)은 단부캡(58) 중앙 허브(60)의 원통형 측벽(62) 외주 둘레에 연장되고, 피스톤(150) 스커트(154)의 내주를 따라서 인접하는 스커트(154)의 포켓(156)내에 연장된다. 스프링(170)이 피스톤(150)을 피스톤시트(100)를 향하여 탄성적으로 버이어스하여 신장 적하위치로 향하게 한다. 스프링(170)은 전체를 메탈로 제조하는 것이 바람직하다.

스프링(170)이 압력용기(36)로부터 압축가스의 배출 후, 도 2에 나타낸 바의 수축 양하위치로부터 도 1에 나타낸 바의 신장 적하위치로 피스톤(150)을 신속하게 운동하게 한다. 스프링(170)은 스프링(170)에 의하여 제공된 바이어스힘이 피스톤(150) 격막(152)의 외주상으로 향하도록 횡방향의 외경을 가지도록 설계된다. 이 스프링 배열은 피스톤의 동심성 및 튜브(14)의 체임버(32)와 베어링(46)내에서 직선운동을 변하지 않게 함으로써, 피스톤(150)이 피스톤시트(100)와 적절하게 밀봉된다. 스프링(170)은 가압가스가 압력용기(36)로부터 배출된 후, 피스톤(150)을 피스톤시트(100)에 대하여 재밀봉하고, 이로써 임의의 벌크물이 출구포트(119)를 통과하는 것이 방지되고 환형 체임버(118)로 들어가게 되어, 사이클타임이 줄어들고 쇼크(shock) 즉 충격력이 저감된다.

피스톤(150)은, 피스톤(150)이 피스톤시트(100)의 제2 단부(108) 및 밀봉면(122)을 밀봉결합하는 도 1에 나타낸 바의 신장 적하위치와 피스톤(150)이 피스톤시트(100)의 제2 단부(108)로부터 이격되는 도 2에 나타낸 바의 수축 양하위치 사이에서 축(16)을 따라 종축방향으로 슬라이드 가능하다. 피스톤(150)이, 도 2에 나타낸 바와 같이, 신장위치로부터 수축위치로 운동할 때, 피스톤(150)이 스프링(170)을 압축한다. 격막(152)의 내측면(160)은 단부캡(58)의 단부벽(64)을 결합할 수 있고, 도 2에 나타낸 바와 같이 유체통로(70)를 수축위치로 덮는다. 원통형 베어링(46)이 내측으로 배설된 피스톤(150)의 종축방향 슬라이드운동을 용이하게 하여, 구성품의 수명이 증가되고, 메탈 스코어링(scoring)을 없애고, 피스톤의 밀봉 및 피스톤의 주행을 변화없이 확실하게 한다. 피스톤(150)의 스커트(154)는 피스톤의 정렬을 개선하여 피스톤(150)이 밸브보디(12)내에서 종축방향으로 슬라이드할 때 제어한다.

동작 시에, 피스톤(150)이 도 1에 나타낸 바와 같이 신장 적하위치일 때, 피스톤(150)의 밀봉면(168)이 피스톤시트(100)의 모서리를 깎은 밀봉면(122)을 밀봉결합하여 그 사이를 메탈 대 메탈 기밀 밀봉한다. 이렇게 밀봉된 단부캡(58)의 유체통로(70)로부터, 보어(158)를 통한, 피스톤시트(100)의 유체통로(140)로의 유체통로는 피스톤(150)에 의하여 폐쇄된다. 그러나, 피스톤(150)이 도 1에 나타낸 바와 같이 신장 적하위치일 때, 유체통로는 단부캡(58)의 유체통로(70)로부터 보어(158)를 통하여 밸브보디(12) 익스텐션튜브(24)의 포트(21) 및 유체통로(34)로 연장된다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 통로(70)를 통하여 유입된 가스는 거기를 통하여 피스톤(150)의 스커트(154)에 의하여 형성된 포켓(156)내로 흐르고, 피스톤(150) 격막(152)의 유체통로(158)를 통하여 피스톤시트(100)와 튜브(14) 사이에 형성된 환형 체임버(118)로 흐른다. 가스는 환형 체임버(118)로부터 포트(21)를 통하여 익스텐션튜브(24)의 유체통로(34)로 그리고 압력탱크(36)의 체임버(40)내로 흐른다. 유체통로(70)를 통하여 흐르는 가스는 피스톤(150)에 의하여 유체통로(104)로의 진입이 차단된다. 피스톤(150)과 피스톤시트(100) 사이의 메탈 대 메탈 밀봉으로 인하여 피스톤을 피스톤시트에 밀봉하기 위하여 고무 또는 다른 탄성 물질을 사용할 필요가 없다. 따라서, 높은 동작온도, 및 발생할 수 있는 고무 또는 탄성 실의 상당한 오염 또는 열화로 에어레이터 밸브어셈블리(10)의 동작이 방해되지는 않는다. 에어레이터 밸브어셈블리(10)는 대략 2000°F의 작동온도까지 사용될 수 있다. 따라서 밸브어셈블리(10)는 시멘트로(cement kiln)용 프리히터 타워(preheater tower)와 같은 벌크물 취급구조체에 사용될 수 있다.

압력탱크(36) 체임버(40)내의 가스압력이 가스공급부(92)의 압력과 동일할 때, 피스톤(150)의 각 측면(160, 162)상의 가스압력이 동일하고, 시스템이 정체된다. 압력탱크(36)내에 원하는 가스압력이 도달했을 때, 밸브(90)가 에어레이터 밸브어셈블리(10)로 통하는 가압가스 공급부(92)를 폐쇄한다. 압력탱크(36)의 가스가 저장조(144)내로 배출될 때, 밸브(90)가 가스배출구(94)를 단부캡(58)의 통로(70)와 연통되도록 위치시킨다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 피스톤(150)의 내측면(160)상에 위치된 가스는 에어레이터 밸브어셈블리(10)로부터 통로(70) 및 가스배출구(94)를 통하여 하측 압력위치로 배출된다. 이것이 피스톤(150)과 피스톤(150)의 내측면(160)상의 단부캡(58) 사이에 위치된 잔여 가스의 압력을 감소시키고, 피스톤(150)의 외측면(162)상에 힘을 가하는 가스압력과의 압력차를 발생시킨다. 피스톤(150)의 외측면(162)상의 가스압력은 피스톤(150)의 내측면(160)상에 힘을 가하는 가스압력 보다 크다. 가스압력차는 가스에 의하여 피스톤(150)의 외측면(162) 및 내측면(160)에 가해진 힘에 차이를 발생시킨다. 피스톤(150)이 수축위치로 슬라이드하도록 외측면(162)과 접하는 고압가스로부터 피스톤(150)의 외측면(162)상에 작용하는 가스힘은, 피스톤(150)이 신장위치로 슬라이드하도록 피스톤(150)의 내측면(160)상에 작용하는 가스압력에 의하여 피스톤(150)상에 가해진 누적힘 및 스프링(170)에 의하여 피스톤(150)상에 가해진 바이어스힘의 합 보다 크다. 가스압력의 차이, 이에 따른 피스톤(150)에 가해진 가스압력힘의 차이로 인하여 피스톤(150)이, 도 1에 나타낸 바의 신장 적하위치로부터 도 2에 나타낸 바의 수축 양하위치로 스프링(170)을 압축하면서 단부캡(58)을 향하게된다. 피스톤(150)이 신장위치에서 수축위치로 운동함으로써 피스톤(150)과 피스톤시트(100) 사이의 실이 파손되어 익스텐션튜브(24)의 유체통로(34)로부터 포트(21)를 통하여 피스톤시트(100)의 통로(104)로 유체통로가 개방된다. 따라서, 압력탱크(36) 체임버(40)에 저장된 가압가스가 통로(34) 및 포트(21)를 통하여 환형 체임버(118)로 흐르고, 피스톤(150)과 피스톤시트(100)의 제2 단부(108) 사이에는 가스가 출구포트(119)를 통하여 통로(140)로 흐른다. 가스가 통로(140)로부터 저장조(144)의 체임버(146)내로 흘러서 그 안의 입상물을 제거한다. 압력탱크(36)의 체임버(40)내에 저장된 가스는 유체통로(140)를 통하여 대략 마하 원(mach one)의 배출속도로 저장조(144)의 체임버(146)내로 배출된다. 압력탱크(36)로부터 가스가 배출된 즉시, 피스톤(150)의 외측면(162)상에 위치된 가스의 압력이 감소되어 스프링(170)이 피스톤(150)을 도 2에 나타낸 수축위치로부터 도 1에 나타낸 신장위치로 슬라이드하게 할 수 있어서 피스톤(150)이 피스톤시트(100)와 재밀봉된다. 그 후 에어레이터 밸브어셈블리(10)의 적하 및 양하 사이클이 계속된다.

익스텐션튜브(130)와 플랜지(138) 사이를 나사연결함으로써 에어레이터 밸브어셈블리(10)를 저장조(144)로부터 용이하게 제거 및 교환할 수 있다. 또한, 튜브(14)의 플랜지(18)가 튜브(130)의 플랜지(136)에 제거가능하게 연결되어 있기 때문에, 튜브(14)를 튜브(130)로부터 선택적으로 제거할 수 있고, 이로써 피스톤시트(100), 피스톤(150) 및 스프링(170)을 튜브(14)내에서 용이하게 제거 및 교환할 수 있다.

본 발명의 여러 가지 특징을 본 발명의 도시한 실시예를 참조하여 특히 도시 및 설명하였으나, 이들 특정의 배열은 단지 예시적인 것이며 가장 충분한 설명은 특허청구항 용어내에 한정한다.

Claims

가스공급부와 압력용기 사이의 선택적인 유체연통 및 압력용기와 벌크물 취급구조체 사이의 선택적인 유체연통을 제공하는 밸브어셈블리로서, 상기 밸브어셈블리는, 밸브보디, 단부캡 및 피스톤시트를 포함하는 밸브하우징과, 상기 밸브보디는 제1 단부, 제2 단부, 압력용기와 유체연통하는 포트, 및 상기 포트와 유체연통하는 체임버를 형성하는 내벽을 포함하고, 상기 단부캡은 상기 밸브보디의 상기 제2 단부에 부착되어 있고 가스공급부와 상기 밸브보디의 상기 체임버 사이가 유체연통되도록 관통하는 유체통로를 포함하고, 상기 피스톤시트는 벌크물 취급구조체와 유체연통하는 출구포트를 가지고; 상기 단부캡과 상기 피스톤시트 사이의 상기 밸브보디의 상기 체임버내에 위치된 피스톤과, 상기 피스톤은 상기 체임버내에서 신장위치와 수축위치 사이로 선택적으로 슬라이드가능하고, 상기 피스톤은 제1 측면, 대향하는 제2 측면 및 외주에지를 가지는 격막과 상기 격막의 상기 외주에지를 따라서 상기 격막으로부터 외측으로 연장되는 스커트를 포함하고, 상기 스커트는 상기 밸브보디의 상기 내벽에 근접하여 위치되어 있고, 상기 격막은 상기 제1 측면으로부터 상기 제2 측면으로 상기 격막을 관통하는 하나 이상의 유체통로를 포함하고; 상기 단부캡과 상기 피스톤 사이에 연장되어 상기 피스톤을 상기 수축위치로부터 상기 신장위치로 탄성적으로 바이어스하는 바이어스부재와로 이루어지고; 따라서, 상기 피스톤이 상기 신장위치일 때, 상기 격막의 상기 하나 이상의 유체통로는 상기 단부캡의 상기 유체통로와 상기 밸브보디의 상기 포트사이에 유체연통을 제공하고, 상기 피스톤이 상기 피스톤시트와 밀봉결합되어 상기 피스톤시트의 상기 출구포트가 상기 밸브보디의 상기 포트와의 유체연통이 밀봉되고, 상기 피스톤이 상기 수축위치일 때, 상기 피스톤이 상기 밸브보디의 상기 포트와 상기 피스톤시트의 상기 출구포트 사이를 유체연통되게 하는 것을 특징으로 하는 밸브어셈블리.
제1항에 있어서, 상기 밸브보디는 상기 밸브보디의 상기 내벽 일부를 형성하는 베어링을 포함하고, 상기 피스톤은 상기 베어링에 인접하여 상기 신장위치와 상기 수축위치 사이에서 슬라이드가능한 것을 특징으로 하는 밸브어셈블리.
제2항에 있어서, 상기 베어링은 대체로 원통형인 것을 특징으로 하는 밸브어셈블리.
제1항에 있어서, 상기 스커트는 대체로 원통형이고, 포켓을 상기 스커트내에 형성하는 것을 특징으로 하는 밸브어셈블리.
제4항에 있어서, 상기 바이어스부재는 상기 스커트의 상기 포켓내에 위치된 제1 단부 및 상기 단부캡에 인접하여 위치된 제2 단부를 가지는 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브어셈블리.
제5항에 있어서, 상기 스프링의 상기 제1 단부는 상기 스커트를 따라서 인접하여 연장되는 것을 특징으로 하는 밸브어셈블리.
제5항에 있어서, 상기 단부캡은 상기 밸브보디의 상기 체임버내로 안쪽으로 연장되는 허브를 포함하고, 상기 스프링은 상기 허브 둘레에 연장되는 것을 특징으로 하는 밸브어셈블리.
제7항에 있어서, 상기 단부캡의 상기 허브는 상기 피스톤의 상기 스커트 및 상기 스프링의 상기 제2 단부를 수용하는 환형 공동을 상기 밸브보디와 형성하는 것을 특징으로 하는 밸브어셈블리.
제7항에 있어서, 상기 단부캡의 상기 허브는 단부벽을 포함하며 상기 단부캡의 상기 유체통로는 상기 단부벽을 관통하고, 상기 피스톤의 상기 격막의 상기 제2 측면은 상기 단부캡의 상기 허브의 상기 단부벽과 결합되어 상기 피스톤이 상기 수축위치일 때, 상기 단부캡내의 상기 유체통로를 덮는 것을 특징으로 하는 밸브어셈블리.
제1항에 있어서, 상기 피스톤시트는 메탈로 제조되고, 상기 피스톤시트는 상기 피스톤이 상기 신장위치이고 상기 피스톤시트와 결합될 때, 상기 피스톤과 상기 피스톤시트 사이에 메탈 대 메탈 실이 형성되도록 메탈로 제조되는 것을 특징으로 하는 밸브어셈블리.
제1항에 있어서, 상기 피스톤시트는 상기 출구포트를 형성하는 밀봉면을 포함하고, 상기 피스톤의 상기 격막의 상기 제1 측면은 밀봉면을 포함하고, 상기 피스톤의 상기 밀봉면은 상기 피스톤이 상기 신장위치에 있을 때 상기 피스톤시트의 상기 밀봉면과 일치되게 결합되는 것을 특징으로 하는 밸브어셈블리.
제1항에 있어서, 상기 피스톤의 상기 격막의 상기 제1 측면은 상기 피스톤시트와 일치되게 결합되는 밀봉면을 포함하고, 상기 격막의 상기 하나 이상의 유체통로는 상기 격막의 상기 밀봉면과 상기 격막의 상기 외주에지 사이에 위치되는 것을 특징으로 하는 밸브어셈블리.
제1항에 있어서, 상기 밸브보디는 상기 밸브보디의 상기 제1 단부와 상기 제2 단부 사이에 연장되는 상기 밸브보디의 상기 포트를 포함하는 대체로 튜브형인 제1 부재를 포함하고, 상기 피스톤시트는 제1 단부 및 제2 단부를 가지는 대체로 튜브형인 제2 부재를 포함하고, 상기 제2 튜브형 부재의 상기 제1 단부는 상기 제1 튜브형 부재와 밀봉결합되고, 상기 제2 튜브형 부재의 상기 제2 단부는 상기 제1 튜브형 부재내에 위치되고 상기 출구포트를 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브어셈블리.
제13항에 있어서, 상기 제1 튜브형 부재와 상기 제2 튜브형 부재 사이에 형성된 상기 제1 튜브형 부재의 상기 포트와 유체연통하는 환형 체임버를 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브어셈블리.
제14항에 있어서, 상기 밸브보디는 상기 제1 튜브형 부재에 부착된 제3 튜브형 부재를 포함하고, 상기 제3 튜브형 부재는 상기 제1 튜브형 부재의 상기 포트와 유체연통하는 유체통로를 포함하고, 상기 제3 튜브형 부재의 상기 유체통로는 압력용기와 유체연통되는 것을 특징으로 하는 밸브어셈블리.
제13항에 있어서, 상기 밸브보디의 상기 제1 튜브형 부재의 상기 제1 단부에 제거가능하게 연결되는 익스텐션튜브를 포함하고, 상기 제2 튜브형부재의 상기 제1 단부는 상기 익스텐션튜브에 의하여 상기 제1 튜브형 부재의 상기 제1 단부에 제거가능하게 고정되는 것을 특징으로 하는 밸브어셈블리.
가스공급부와 압력용기 사이의 선택적인 유체연통 및 압력용기와 벌크물 취급구조체 사이의 선택적인 유체연통을 제공하는 밸브어셈블리로서, 상기 밸브어셈블리는, 밸브보디, 단부캡 및 피스톤시트를 포함하는 밸브하우징과, 상기 밸브보디는 제1 단부, 제2 단부, 압력용기와 유체연통하는 포트, 및 상기 포트와 유체연통하는 체임버를 형성하는 내벽을 포함하고, 상기 밸브보디의 상기 제2 단부는 가스공급부와 상기 밸브보디의 상기 체임버 사이가 유체연통되도록 하는 유체통로를 포함하고, 상기 피스톤시트는 상기 밸브보디에 제거가능하게 결합된 제1 단부 및 상기 밸브보디의 상기 체임버와 벌크물 취급구조체 사이가 유체연통되도록 하는 출구포트를 가지는 제2 단부를 가지고; 상기 밸브보디의 상기 제2 단부와 상기 피스톤시트 사이의 상기 밸브보디의 상기 체임버내에 위치된 피스톤과, 상기 피스톤은 상기 체임버내에서 상기 피스톤이 상기 피스톤시트와 밀봉결합되어 상기 출구포트가 폐쇄되도록 밀봉하는 신장위치와 상기 피스톤이 상기 피스톤시트로부터 이격되어 상기 출구포트가 개방되도록 하는 수축위치 사이로 선택적으로 슬라이드가능하고; 상기 밸브보디의 상기 제1 단부와 상기 피스톤 사이에 연장되어 상기 피스톤을 상기 수축위치로부터 상기 신장위치로 탄성적으로 바이어스하는 바이어스부재와로 이루어지고; 따라서, 상기 피스톤시트는 점검, 수리 및 교환을 위하여 상기 밸브보디로부터 선택적으로 제거가능한 것을 특징으로 하는 밸브어셈블리.
제17항에 있어서, 상기 밸브보디는 상기 밸브보디의 상기 제1 단부와 상기 제2 단부 사이에 연장되는 상기 밸브보디의 상기 포트를 포함하는 대체로 튜브형인 제1 부재를 포함하고, 상기 피스톤시트는 제1 단부 및 제2 단부를 가지는 대체로 튜브형인 제2 부재를 포함하고, 상기 제2 튜브형 부재의 상기 제1 단부는 상기 제1 튜브형 부재와 밀봉결합되도록 위치되고, 상기 제2 튜브형 부재의 상기 제2 단부는 상기 제1 튜브형 부재내에 위치되고 상기 출구포트를 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브어셈블리.
제18항에 있어서, 상기 제1 튜브형 부재와 상기 제2 튜브형 부재 사이에 형성된 상기 제1 튜브형 부재의 상기 포트와 유체연통하는 환형 체임버를 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브어셈블리.
제17항에 있어서, 상기 밸브보디의 상기 제1 단부에 제거가능하게 연결되는 익스텐션튜브를 포함하고, 상기 피스톤시트의 상기 제1 단부는 상기 익스텐션튜브에 의하여 상기 밸브보디의 상기 제1 단부에 제거가능하게 고정되는 것을 특징으로 하는 밸브어셈블리.