KR19990008469A - 압력 평형 파일럿 작동식 밸브 부재를 구비하는 리프트 밸브 - Google Patents

압력 평형 파일럿 작동식 밸브 부재를 구비하는 리프트 밸브 Download PDF

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Abstract

밸브 장치는 제1 유체 포트(101), 제2 유체 포트(121), 상기 제1 유체 포트로부터 상기 제2 유체 포트로 흐르는 유체가 통과할 수 있는 구멍을 형성하는 밸브 시이트(119) 및, 상기 밸브 시이트에 관하여 안장 위치와 상승 위치 사이에서 가동하는 밸브 부재(107)를 구비한다. 상기 밸브 부재에 의해 적어도 부분적으로 제어 챔버(103)가 형성되며, 상기 밸브 부재는 상기 제어 챔버와 상기 제1 포트 사이에서 연통하는 제1 통로(102) 및, 상기 제어 챔버와 상기 제2 포트 사이에서 연통하는 제2 통로를 구비한다. 상기 통로 중 적어도 하나를 통한 유체의 흐름을 허용하고, 이로써 상기 밸브 부재가 상기 안장 위치 혹은 상승 위치로 이동되게 하기 위하여, 상기 적어도 하나의 통로와 제어 밸브(117,112)가 연관되어 있다. 흐름 제한 또는 제어 요소(104)가 또한 마련되어 있다.

Description

압력 평형 파일럿 작동식 밸브 부재를 구비하는 리프트 밸브
통상적인 밸브는 밸브 시이트 및, 밸스 시이트에 대하여 작용하여 유체의 흐름을 제어하는 가동 밸브 부재를 구비하고 있다. 밸브 부재에 직접 작동기가 작용하여 그 밸브 부재를 이동시킨다. 대형 밸브에 있어서는 그 밸브 부재를 이동시키는데 필요한 힘이 커서 손으로 조작하기가 어렵거나 불가능하게 만들 수 있는데, 그 경우에 기계적인 작동기가 필요하다. 본 발명은 이러한 단점을 적어도 경감시키고자 한 것이다.
기본적으로, 밸브 부재의 적어도 일부분은 챔버내의 압력에 노출된다. 챔버내의 압력을 변화시킴으로써 밸브 부재에 인가되는 정미의 힘의 방향이 변화될 수도 있다.
특히, 본 명세서는 본원 출원인의 선행 오스트레일리아 특허 제24554/92호에 개시된 것에 대한 개량된 밸브 구조를 개시한다.
본 발명은 유체의 흐름을 제어하는 밸브에 관한 것이다.
이하, 비한정적인 실시예 및 도면을 참고로 본 발명을 설명키로 한다.
도 1은 공지의 밸브 장치의 개략적인 횡단면도.
도 2는 본 발명의 밸브 장치의 실시예들중 하나의 개략적인 횡단면도.
도 3은 본 발명에 따른 제1 실시예인 수평 부동 또는 넘침 밸브 장치의 부분 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 제2 실시예인 수직 부동 또는 넘침 밸브 장치의 부분 단면도.
도 5는 자성 제어 수단을 구비하는 본 발명의 다른 한 가지 태양을 보여주는 도면으로서, 표준 샤워 콕의 수도 꼭지에 장착될 수 있는 유량 예비 설정부를 보여주는 도면.
도 6은 흐름 제어, 레지스터/세정 요소를 합체하는 본 발명의 다른 한 가지 양태를 보여주는 도면.
도 7은 본 발명의 여러 가지 특징 구조를 구비하는 본 발명의 바람직한 일실시예의 개략적인 횡단면도.
넓은 양태에 있어서, 본 발명은 제1 유체 포트, 제2 유체 포트, 상기 제1 포트에서 상기 제2 포트로 흐르는 유체가 통과할 수 있는 구멍을 형성하는 밸브 시이트, 상기 밸브 시이트에 대하여 안장 위치와 상승 위치 사이에서 가동하는 밸브 부재, 적어도 부분적으로 상기 밸브 부재에의해 형성되는 제어 챔버, 상기 제어 챔버와 상기 제1 포트와의 사이를 연통시키는 제1 통로, 상기 제어 챔버와 상기 제2 포트와의 사이를 연통시키는 제2 통로 및, 상기 통로들을 통해 유체가 흐를 수 있도록하여 상기 밸브 부재가 상기 안장 위치 또는 상승 위치로 밀릴 수 있도록 하기 위하여 상기 통로중 적어도 하나와 연관되어 있는 제어 밸브를 구비하는 것을 특징으로 하는 밸브 장치를 제공한다.
상기 밸브 장치는 부동(浮動) 또는 넘침(flood) 밸브인 것이 바람직하며, 따라서 상기 제어 밸브는 상기 제2 통로를 통해서 뻗는 종방향 작동 부재를 구비하고, 이 작동 부재의 제1 단부는 상기 제2 통로를 통한 유체의 통과를 선택적으로 저지하는 밀봉 수단을 구비하고, 상기 작동 부재의 제2 단부는 상기 밀봉 수단을 밀봉 또는 개방시키도록 이동하게 되어 있다.
또한, 상기 작동 부재의 제2 단부는, 상기 작동 부재를 축방향으로 횡단 이동시켜 상기 밀봉 수단이 피봇되게 함으로써, 상기 통로를 통한 상기 유체의 통과가 선택적으로 허용 또는 저지되게 하이 바람직하다.
상기 작동 부재의 제2 단부에는 상기 작동 부재의 상기 제2 단부를 에워싸는 유체의 수위에 응답하게 되어 있는 중량 혹은 경량의 하중부(weight load)가 마련되어 있는 것이 바람직하다.
보다 넓은 양태에 있어서, 본 발명은 제1 위치와 제2 위치 사이에서 가동하며 강자성 혹은 자성 재료로 형성되어 유체의 흐름을 직간접적으로 제어하게 되어 있는 작동 부재와, 상기 작동 부재와 협동하여 상기 작동 부재에 접근된 경우 상기 작동 부재의 운동을 제어하도록 자성 혹은 강자성 재료로 구성되는 제어 수단을 구비하는 밸브 장치를 제공한다.
본 발명의 보다 바람직한 실시예에 있어서, 밸브 장치는 상기 통로들중 적어도 하나 속에 설치된 종방향 흐름 제어 요소를 더 구비하고, 이 흐름 제어 요소는 유체가 그 요소 둘레로 흐를 수 있도록 단면적이 상기 통로의 단면적 보다 작으며, 상기 제어 요소는 그것을 상기 통로내에 유지하기 위한 확대 단부를 구비한다.
상기 흐름 제어 요소는 상기 통로를 통한 유체의 흐름을 더욱 제한하여 밸브의 응답(즉, 수격(水擊)) 시간을 감소시키는데 조력하고, 상기 밸브를 조작하는데 필요한 힘을 감소시킬 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
또 바람직하게는, 상기 흐름 제어 요소가 이동하면 상기 통로가 세정되거나 혹은 그 통로에서 오물과 같은 입상 물질이 제거된다.
상기 밸브가 조작될 때마다 상기 흐름 제어 요소가 통로 내에서 이동할 수 있도록(즉, 축방향 및/또는 종방향 등으로) 상기 흐름 제어 요소를 편향시키기 위하여 스프링과 같은 편향 수단을 마련하는 것도 또한 바람직하다.
도면 전체에 걸쳐서, 명시적으로 달리 표현한 경우를 제외하고는 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 사용한다.
본 발명의 주요 원리는 본 출원인의 선행 밸브 장치가 도시되어 있는 도 1에 예시되어 있다. 도 1에 도시된 밸브 장치는 본 출원인 명의의 오스트레일리아 특허 출원 제24554/92호에 개시되어 있는데, 그 특허 출원의 설명은 여기에 참고로 인용된다.
주목할 중요한 특징은 피스톤(15)의 단면적(A)이 시이트 밸브의 그것 보다는 크다는 것이다.
도 1은 소형 밸브가 폐쇄되어 있을 때 챔버(17) 내의 압력이 공급 압력에 도달하고, 따라서 피스톤의 하향력(F = APμ)이 상향력(f = aPμ) 보다 크기 때문에 피스톤이 밸브 시이트(14)에 대향하여 밀리게 됨으로써 밸브가 폐쇄되게 하는 것을 보여주고 있다.
이제, 챔버(17) 내의 압력은 소형 밸브(19)를 개폐함에 의해서 변동될 수 있기 때문에, 밸브 장치를 통한 주(主)유속은 그에 따라 변동하게 된다.
보다 세부적인 사항은 후술의 상세한 설명으로 명확해질 것이다.
밸브(10)는 유체 유출부(13), 밸브 시이트(14) 및 유체 유입부(12)를 형성하는 하우징(11)를 구비하고 있다. 하우징(11)내에는, 밸브 부재(15)가 밸브 사이트(14)에 대해 대체로 수직으로 가동하도록 슬라이드 가능하게 장착도어 있다. 밸브 부재(15)는 밸브 시이트(14)와 협동하여 유체 유입부(12)와 유체 유출부(13) 사이의 유체 흐름을 제어한다.
하우징(11) 및 밸브 부재(15)의 상부면(16)은 함께 챔버(17)를 형성한다. 제1 통로(18)가 상기 챔버(17)와 유체 유출부(13)를 연통시킨다. 챔버(17)와 유체 유출부(13) 사이의 연통 상태는 제어 밸브(19)에 의해서 제어된다. 밸브 부재(15)를 관통하여 제2 통로(20)가 형성되어 유체 유입부(12)를 챔버(17)와 연통시킨다. 제어 밸브(19)가 개방하면, 유입부(12)에서 챔버(17)를 통해 유출부(13)로 흐름이 발생한다. 챔버의 압력 P3는 유입부 압력 P1과 유출부 압력 P2사이에 있게 된다. 이 제2 통로(20)가 제1 통로에 비하여 유체 흐름을 보다 크게 제한한다고 가정하면, 제어 밸브(19)의 개방시 챔버(17) 내의 압력은 유체 유출부(13) 내의 압력 P2와 실질적으로 같게 된다. 그러나, 제어 밸브(19)가 폐쇄되면, 압력 P3는 유체 유입부(12) 내의 압력과 같다.
밸브 부재(15)의 운동 방향을 분석하면, 밸브 부재의 상부면(16)은 챔버 압력 P3에 노출되는 면적 A3를 갖는 반면에, 그 하부면(21)은 유체 유입부 압력 P1에 노출되는 면적 A1과 유체 유출부 압력 P2에 노출되는 면적 A2를 갖는다.
밸브 부재에 가해지는 정미의 힘 R은 다음 수학식 1과 같다.
식중, A1+ A2= A3이다.
제어 밸브(19)가 폐쇄되면,
P3= P1이므로,
R = P1A1+ P2A2- P1A3
R = P1[A1- A1- A2] + P2A2
R = A2[P2- P1]
그러나, P1〉P2이므로, R 값은 음(-)이며, 밸브 부재는 밸브 시이트에 대향하여 하방으로 밀린다. 심지어 밸브가 부분적으로 개방되어 있는 경우에도 면적 A1에 가해지는 압력이 면적 A2에 가해지는 압력보다 크다는 것을 이해할 것이다. 따라서, 제어 밸브(19)가 폐쇄되면, 그 밸브는 밸브 시이트(14)에 맞닿아 밀봉하게 된다.
제어 밸브가 개방되는 경우,
P3= P2이므로,
R = P1A1+ P2A2- P2A3
= P1A1+ P2A2- P2A1- P2A2
R = A1[P1- P2]
그러나, P3〉P2이므로 R의 값은 양(+)이며, 밸브는 밸브 시이트로부터 상방으로 밀린다.
이는 이상적인 상태에서의 설명이며, 실제로는 챔버 내의 압력 P3가 유체 유입부의 압력 P1및 유체 유출부의 압력 P2와의 사이에 있게 된다는 것을 이해할 것이다.
또한, 심지어 제어 밸브가 부분적으로 개방되어 있는 경우에도, 흐름이 발생하고 있는 한, 면적 A1에 가해지는 압력 P1이 면적 A2에 가해지는 압력 P2보다 항상 크게된다는 것을 이해할 것이다. 그러므로, 기본적으로 같은 방정식이 적용되고, 제어 밸브(19)를 개방 상태에서 폐쇄 상태로 혹은 그 역으로 변화시키면, 그에 상응하여 밸브 부재(15)가 운동하게 된다.
유체 유출부(13)가 봉쇄되면, 아무런 흐름도 발생하지 않으며, 어떤 구조에서든
P1= P2= P3
이고, 밸브 부재(15)에는 아무런 정미의 힘도 가해지지 않는다. 선택에 따라서 밸브 부재를 개방 또는 폐쇄 위치로 이동시키기 위하여 스프링을 설치할 수도 있다.
제어 밸브(19)는 제2 통로(20)내에 배치될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 이 구조에 있어서, 제어 밸브(19)가 폐쇄되는 경우, 챔버의 압력(P3)는 유체 유출부의 압력(P2)와 같고, 밸브 부재(15)는 상승하여 밸브(10)를 개방하게 된다. 역으로, 제어 밸브(19)가 개방하는 경우, 챔버 내의 압력(P3)는 바람직하게는 P1근처까지 상승하게 되고, 밸브(10)는 폐쇄된다.
도 2는 본 발명의 제1 양태인, 도 1의 밸브 장치에 대한 변형례를 보여주고 있다. 도 2에서, 통로는 피스톤(15)을 관통하기 보다는 다른 선택적인 위치에 마련되어 같은 기능을 성취한다. 포트(11,12)중 하나의 압력이 더 높은 것은 중요하지 않은데, 그 이유는 소형 밸브들 중 하나를 적절히 조정함에 의해서 밸브 장치를 통한 주 유량을 다른 소형 밸브로 조정할 수 있기 때문이다.
도 3은 앞서 설명한 원리가 적용되고, 또 이 경우에는 수평 방향 부동 혹은 넘침 밸브인 부동 혹은 넘침 밸브와 함께 이용되도록 변형되어 있는 실제의 밸브 장치의 단면도를 예시하고 있다.
그 밸브 장치는 피스톤(34) 및 캡(35)과 함께 밸브 시이트 및 챔버를 형성하는 유입부(32), 유출부(33) 및 개구부(38)를 구비하는 본체를 포함하고 있다. 유입부(32)는 개구부(38)에 의해서 챔버(37)와 연통한다. 아암(39) 및 O링(40)이 하중부(41)와 함께 흐름 제어 밸브(42)를 형성한다. 밸브(42)는 안정 위치에서 이동함에 의해 개방될 수 있다. 하중부(41)를 이용하는 것은 이러한 이동을 유발하는 한 가지 방법이다. 도 3은 아암(39)에 추가적인 영향을 미치지 않고 밸브(42)가 폐쇄된 채 유지되어 챔버(37) 내의 압력이 유입부(32)의 그것 만큼 높아지게 되어 피스톤(34)이 밸브 시이트(36)에 대향하여 이동되게 함과 아울러, 주 흐름을 차단하는 것을 보여주고 있다. 밸브(42)를 챔버(37) 내의 압력이 충분히 낮아질 정도로 개방함으로써 피스톤(34)이 밸브 시이트(36)에서 이동하여 유체가 유입부(32)에서 유출부(33)로 흐를 수 있게 한다.
도 4에는 본 발명에 따른 부동 혹은 넘침 밸브의 변형 구조가 도시되어 있는데, 여기에서는 수직 방향 밸브로서 구체화 되어 있다. 이 경우, 밸브(207) 둘레에는 플로트(217)가 설치되어 있다. 작동 부재(212)의 작동은 플로트(217)의 내면의 접촉에 의하여 성취된다. 도 4는 또한 본 발명의 다른 한 태양에 따른 종방향 흐름 제어 밸브(204)를 설치한 것을 예시하고 있는데, 이에 대해서는 도 6을 참고로 보다 상세히 후술하기로 한다. 작동시, 플로트(217)가 상승함에 따라, 작동 부재(212)도 상승하며(플로트에 부착됨으로써, 혹은 적절한 편향 수단에 의해서), 따라서 작동 부재(212) 둘레의 밀봉부(206)가 이동하여 통로를 통한 유체의 흐름을 허용하며, 결국 밸브를 작동시킨다. 이러한 형태의 구조는 밸브 장치가 소음기(消音器)로서도 작용할 수 있게 한다.
도 4가 예시하는 본 발명의 형태는 릴리이프 밸브의 개폐 동작을 제외하고는 후술될 도 7의 그것과 같은 방식으로 작동하는 부동 제어 밸브로서 사용되는데, 여기에서는 도 7에서 사용되는 자석 작동부가 부재(217)로 대체되어 있다. 밸브가 탱크 내부에 연직 방향으로 장착되기 때문에, 부재(217)의 무게가 부재(212)를 하방으로 눌러서 릴리이프 밸브(206)를 개방시킨다.
부재(218)(물보다 훨씬 가벼움)가 부재(217)의 높이를 따라 어디에든 배치될 수 있다. 탱크 내의 유체의 수위가 부재(218)를 부재(217)와 함께 부재(212)에서 상방으로 밀어올릴 만큼 충분히 높게 올라가면, 릴리이프 밸브는 그것의 폐쇄 위치로 전환하여 밸브가 폐쇄되게 한다.
도 5에는 본 발명의 다른 한가지 양태가 예시되어 있는데, 여기에서는 밸브의 동작을 제어하기 위하여 자석이 사용되고 있다. 강 또는 자력에 의해 흡인될 수 있는 다른 재료로 형성되어 화살표(61)의 방향으로 이동할 수 있는 피스톤(60)은 강재 바아(60)의 단부에 인접하게 자석(62)을 위치시킴에 의해 제어될 수 있으며, 결과적으로 밸브를 개방 또는 폐쇄하도록 강재 바아(60)를 작동시킬 수 있다. 자석은 강재 바아(60)의 자력에 의한 흡인/반발이 발생하지 않도록 하는 위치로 이동되어 결과적으로 밸브를 개/폐할 수 있다. 자석을 '유지'하기 위하여 강재 링이나 기타 다른 적절한 유지 수단이 마련된다. 자석의 운동은 직접적으로 혹은 적절한 작동 수단을 매개로 하여 성취될 수 있다. 이 실시예에 대한 수정 및 변형례들은 당업자에게는 명백해 질 것이다.
도 6에는 파일럿 작동식 밸브와 관련한 본 발명의 다른 한 가지 양태가 예시되어 있다.
유입부(81)는 개구부(82)를 매개로 하여 챔버(83)와 연통한다. 상기 개구부(82)는 축방향 가동 부재(84)에 의해 부분적으로 채워진 비교적 큰 오리피스(85)에 의해 형성되어 있다. 오리피스(85)와 부재(84)의 단면의 차이가 개구부(82)의 실제 단면이다. 오리피스(85)에 대한 부재(84)의 이동은 (방향에 관계없이) 부착된 입상 물질이 제거되도록 보장한다. 개구부(82)를 형성하기 위하여 오리피스(85)와 함께 부재(84)를 사용함으로써 챔버(83)에 도입하는 입자의 치수는 릴리이프 밸브(86)(도 6에는 도시되어 있지 않음)를 쉽게 통과할 수 있을 만큼 충분히 작도록 보장하게 된다. 본 발명의 이 특별한 구조(즉, 개구부(82)를 형성하기 위하여 사용된 구조)는 피일럿 개구부 및 릴리이프 밸브가 하류 방향으로 봉쇄되는 것을 회피하기 위하여, 그리고 또한 파일럿 개구부의 단면이 현저히 축소될 수 있게 할 목적으로, 모든 형태의 파일럿 작동식 밸브에 이용될 수 있다.
이와 같이 파일럿 개구부의 단면이 감소될 수 있으면, 파일럿 개구부(82) 및 릴리이프 밸브(86)(도 6에는 도시되어 있지 않음)를 통한 유량이 훨씬 낮더라도 유입부(81)와 챔버(83) 사이의 필요한 압력 강하를 얻을 수 있다. 릴리이프 밸브와 관련된 개구부 및 단면은 이 경우에 축소될 수 있다. 이와 같이 릴리이프 밸브가 축소되면 특정 압력 하에서 릴리이프를 작동(개방 또는 폐쇄)하기 위하여 필요한 힘도 또한 감소된다.
이는 분명히 릴리이프 밸브를 작동시키기 위하여 여러 가지 단순한 기계적 기술 및/또는 매우 낮은 동력 기술을 이용하는 길을 열어주게 될 것이다.
도 7은 유입부(101)를 구비하는 파일럿 작동식 밸브가 개구부(102)를 경유하여 챔버(103)와 연통하는 것을 보여주고 있다. 상기 개구부(102)는 부분적으로 축방향 가동 부재(104)로 채워진 비교적 큰 오리피스(105)에 의하여 형성된다. 오리피스(105)와 부재(104)의 단면의 차가 개구부(102)의 실질적인 단면이다.
오리피스(105)에 대한 부재(104)의 축방향 운동은 개구부(102)에서 부착된 입상 물질이 제거되도록 보장한다. 개구부(102)를 형성하기 위하여 오리피스(105)와 함께 부재(104)를 사용하면, 챔버(103)에 도입하는 입자의 치수가 릴리이프 밸브(106)를 쉽게 통과할 만큼 충분히 작도록 보장한다. 본 발명의 이 특별한 구조(즉, 개구부(102)를 형성하기 위하여 사용된 구조)는 다음과 같은 동작을 성취하기 위하여 모든 형태의 파일럿 작동식 밸브에 이용될 수 있다.
우선, 파일럿 개구부 및/또는 릴리이프 밸브가 하류로 봉쇄되는 것을 회피한다.
둘째, 파일럿 개구부의 단면이 현저히 감소될 수 있게 한다.파일럿 개구부의 단면이 그와 같이 축소되면, 파일럿 개구부(102) 및 릴리이프 밸브(106)를 통한 유량이 훨씬 낮더라도 유입부(101)와 챔버(103) 사이의 필요한 압력 강하를 얻을 수 있다. 따라서, 이 경우에는 릴리이프 밸브와 관련된 개구부 및 단면을 축소시킬 수 있다. 이와 같이 릴리이프 밸브의 치수가 축소되면, 특정 압력 하에서 릴리이프 밸브를 작동(개방 또는 차단)하는데 필요한 힘도 또한 감소된다. 이는 분명히 릴리이프 밸브를 작동 시키기 위하여 여러 가지 기계적인 기술 및/또는 매우 낮은 동력의 기술을 이용하는 길을 열어주게 될 것이다.
도 7은 후술하는 부품의 조립체와 함께 장착된 표준의 가정용 샤워 코크 또는 수도 꼭지의 본체(108)를 도시하고 있는데, 밸브 부재(107)가 전술한 바와 같은 파일럿 개구부(102)를 구성한다.
부재(109) 안에서 부재(107)가 밀봉식으로 축방향으로 가동한다. 스프링(110)은 부재(109)와 부재(107) 사이의 마찰을 극복하여야 한다. 부재(112)(연질의 자석 재료로 제조됨) 및 개구부(111)가 릴리이프 밸브(106)를 형성한다. 스프링(113)은 개구부(111)에 대하여 부재(112)를 밀봉식으로 밀어낸다. 부재(114)는 가정용 수도 꼭지의 약간 변형된 형태이다. 이러한 변형은 부재(112)와 스프링(113)을 수용한다. 부재(115)는 캡(116)과 손잡이(118) 사이에 압착된 연질 자성 재료로 형성된 루프(loop)이다. 영구 자석(117)이 루프(115) 또는 부재(112)로 흡인될 수 있다. 부재(118)는 회전되어 부재(114)의 축방향 위치를 조정함으로써 밸브의 개방도를 예비 설정할 수 있다.
후술의 부재(118,116,122,114)는 (청동이나 플라스틱과 같은) 영구 자석 재료로 제조되는 것이 가장 적절하다는 것을 주지하라.
자석(117)이 부재(112)에서 충분히 멀리 루프(115)에 부착되어 스프링(113) 및 부재(112)가 릴리이프 밸브(106)를 봉쇄함으로써 챔버(103) 내의 압력이 유입부(101)의 압력과 같기 때문에, 도 7의 밸브는 폐쇄 위치에서 도시되어 있는 것이며, 부재(107)는 시이트 밸브의 단면이 챔버(103)의 벽의 일부분인 부재(107)의 단면보다 작기 때문에 부재(107)는 밸브 시이트(119)에 대향하여 밀린다. 이 상태에서는 부재(104)에 작용하는 정미 유압이 없다. 자석(117)이 루프(115)로 부터 멀리 부재(112)를 향하여 밀려서 그 부재(112)를 개구부(111)(즉, 릴리이프 밸브(106))에서 이동시켜 챔버(103)의 압력을 강하시키고 부재(107)를 밸브 시이트(119)에서 멀리 이동 시키는 경우, 유체는 부재(114)의 축방향 예비 설정 위치에 의해 정해진 유속으로 밸브를 통해 흐른다. 이 과정 중에, 유입부(101)와 챔버9103) 사이의 압력차 때문에, 부재(104)는 부재(107)에 대하여 밀려올라가 개구부(102)에서 고체 물질을 제거하고 스프링(120)이 가압되게 한다.
자석(117)이 부재(112)에서 멀리 이동되는 경우, 밸브는 폐쇄 상태로 복귀하며, 부재(104)는 또한 스프링(120)이 가압되지 않은 본래의 위치로 후퇴된다.
자석 없이 밸브가 개방될 수 없다는 사실은 어린이에 대하여 밸브를 이상적으로 안전하게 만든다.
명백하게, 동력이 매우 낮을 수 있는 기계적 혹은 전자기적 기구로 릴리이프 밸브(106)를 개방하는 많은 방법이 있다.
밸브 장치의 여러 가지 구조는 전술된 밸브 장치의 작동을 개선하기 위한 수단이다.
당업자라면, 변형 및 수정례가 가능하다는 것을 이해할 것이다. 그러한 모든 변형 및 수정례들은 첨부 도면에 기재된 바와 같은 본 발명의 범위에 포함되도록 의도된다.

Claims (12)

  1. 제1 유체 포트,
    제2 유체 포트,
    상기 제1 포트에서 상기 제2 포트로 흐르는 유체가 통과할 수 있는 구멍 형성하는 밸브 시이트,
    상기 밸브 시이트에 대하여 안장 위치와 상승 위치 사이에서 가동하는 밸브 부재,
    적어도 부분적으로 상기 밸브 부재에 의해 형성되는 제어 챔버,
    상기 제어 챔버와 상기 제1 포트와의 사이를 연통시키는 제1 통로,
    상기 제어 챔버와 상기 제2 포트와의 사이를 연통시키는 제2 통로 및,
    상기 통로들을 통해 유체가 흐를 수 있도록 하여 상기 밸브 부재가 상기 안장 위치 또는 상승 위치로 밀릴 수 있도록 하기 위하여 상기 통로중 적어도 하나와 연관되어 있는 제어 밸브
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 밸브 장치
  2. 제1항에 있어서, 상기 밸브 장치는 부동 혹은 넘침 밸브이며, 상기 제어 밸브는 상기 제2 통로를 통하여 뻗는 종방향 작동 부재를 구비하고, 상기 종방향 작동 부재의 제1 단부는 상기 제2 통로를 통한 유체의 통과를 선택적으로 저지하는 밀봉 수단을 구비하며, 상기 작동 부재의 제2 단부는 상기 밀봉 수단을 밀봉 혹은 비밀봉 상태로 이동시키도록 이동되는 것을 특징으로 하는 밸브 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 작동 부재의 제2 단부는 상기 작동 부재를 축방향으로 횡단하는 방향으로 상기 밀봉 수단을 피벗시킴으로써 상기 유체의 상기 통로를 통한 유체의 통과를 선택적으로 허용 및 저지하는 것을 특징으로 하는 밸브 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 작동 부재의 제2 단부는 상기 작동 부재를 축방향으로 이동시켜 상기 밀봉 수단이 상기 통로의 단부에 대하여 이동되게 함으로써 상기 통로를 통한 유체의 통과가 선택적으로 저지 및 허용되게 하는 기능을 수행하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 밸브 장치.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 작동 부재의 제2 단부에는 그 제2 단부를 에워싸는 유체의 수위에 응답하는 중량 혹은 경량의 하중부가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 밸브 장치.
    제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 유입부와 제어 챔버 사이의 압력차가 변동될 때마다 및/또는 파일럿 개구부를 세정하는 이동을 하기 위하여 밸브가 작동될 때마다 상기 제어 요소가 편향되어 상기 통로를 따라 그것의 위치를 변경시키도록, 스프링과 같은 이동을 야기하는 편향 수단이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 밸브 장치.
  6. 제1 위치와 제2 위치 사이에서 가동하여 유체의 흐름을 직간접적으로 제어하도록 구성된 강자성 혹은 자성 재료로 형성된 작동 부재와,
    상기 작동 부재와 협동하여 그 작동 부재와 근접하게 이동하였을 때 작동 부재의 이동을 제어하도록 자성 혹은 강자성 재료로 형성된 제어 수단
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 밸브 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 작동 부재는 상기 제어 수단이 사용되고 있지 않는 동안 상기 제어 수단을 저장하기 위한 제어 수단 저장 위치가 상부에 추가로 마련되어 있는 하우징 내부에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 밸브 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 통로들 중 적어도 하나 속에 설치되는 종방향 흐름 제어 요소를 또한 구비하며, 상기 흐름 제어 요소는 그 둘레로 유체가 흐를 수 있도록 상기 통로의 단면적 보다 작은 단면적을 가지며, 상기 흐름 제어 요소는 또한 그것을 상기 통로 내에 유지하기 위한 확대 단부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 밸브 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 흐름 제어 요소는 상기 통로를 통한 유체의 흐름을 더욱 제한하는 것을 특징으로 하는 밸브 장치.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 제어 요소의 이동에 의해 상기 통로이 세정되거나 또는 그 통로로 부터 오염물 및/또는 부착물과 같은 입상 물질이 제거되고, 및/또는 응답(수격) 시간이 감소되고 및/또는 밸브를 조작하기 위하여 필요한 힘이 감소되는 것을 특징으로 하는 밸브 장치.
  11. 제10항에 있어서, 유입부와 제어 챔버 사이의 압력차가 발생할 때 마다 상기 제어 요소의 축방향 위치를 변경시키고 이러한 이동에 의해 파일럿 개구부가 세정되도록 상기 제어 요소를 편향시키기 위하여 스프링과 같은 편향 수단이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 밸브 장치.
  12. 첨부 도면을 참고로하여 명세서에 설명된 밸브 장치.
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