KR19990064254A - 밸브 - Google Patents

Abstract

밸브 조립체(100)는 유체 유동로를 선택적으로 폐쇄 또는 개방하는 유량 제어부재(118)가 배치된 밸브 몸체 캐비티(116)와 교통하는 유체 유동로(112-114)를 가진 밸브 몸체(110)를 포함하는 것이다. 밸브 오퍼레이터(150)는 스템(120)의 축선방향 이동은 허용하지만 유량 제어부재(118)와 스템(120)과의 사이에 회전 운동이 없는 접속 수단에 의해 유량 제어부재에 접속되는 스템(120)을 작동한다. 유량 제어부재(118)는 선택된 밸브 위치에 양호한 기밀 기능을 제공하도록 유량 제어부재(118)에 스템 힘이 전달되게 유량 제어부재(118) 쪽으로 스템(120)의 축선 방향 이동을 억제하는 정지수단(130)을 포함한다. 스템과 밸브 오퍼레이터와 상관 작동하는 스템 이동수단(152)은 스템(120)이 회전 및 왕복 운동하게 한다. 밸브 오퍼레이터(150)는 유량 제어부재(118)가 흐름 폐쇄 위치 또는 흐름 개방 위치로 선택적으로 이동하게 한다.

Description

밸브

로터리 밸브에서, 폐쇄부재는 밸브 개방위치와 폐쇄위치와의 사이에서 회전하고, 폐쇄부재의 회전은 폐쇄부재에 접속된 스템에 의해 행해진다. 볼 밸브에서, 스템은 회전만 하고 왕복운동하지는 않는다. 회전식 테이퍼진 플러그 밸브, 예를 들면 슬리브가 일렬로 설치된 플러그 밸브에서도, 스템은 회전하고 왕복운동하지는 않는다. 다른 종류의 테이퍼진 회전식 플러그 밸브에서는, 플러그가 상승되어 밸브 몸체 시트를 오프하고, 다음에 플러그에 일체적으로 접속되어 스템과 왕복운동하는 스템을 도와 회전된다. 따라서 어느 정도의 캐비티 공간이 플러그의 상승동작을 수용하도록 밸브 몸체 내측에 제공되어질 필요성이 있다. 이러한 플러그가 밸브 몸체 시트에 재안착되면, 유체 매체에 부유 입자가 밸브 몸체 시트와 플러그 사이에서 트랩되어 기밀 일체성을 손상시키게 된다. 따라서 상승동작형 플러그는 부유 입자가 없는 청정 유체용으로 슬러리 등(slurries etc)이 없는 것에만 사용될 수 있는 것이다.

오늘날 사용되는 많은 밸브에서, 기밀 일체성은 기밀 면이 밸브 사용으로 마모되어 밸브가 누설되기 시작하면서 손상되게 된다. 밸브 몸체에 데드 캐비티 스페이스는 몸체 캐비티에 잔해물 축적에 기여를 한다. 이러한 사실은 밸브의 특정한 위생을 적용하는데 결점이 된다.

상기 사실은 오늘날 사용되는 종래 기술 밸브가 갖는 결점인 것이다. 따라서 현재, 밸브 몸체에 무시해도 좋은 데드 캐비티 스페이스를 가진 밸브와, 기밀 면의 마모가 자동적으로 자체 조정되는 밸브와, 부유 입자물을 가진 유체용과 같이 청정 유체용으로 사용될 수 있는 밸브를 필요로 한다. 볼 밸브와 같은 일부 종래 기술 밸브는 유체 압력에 따라 기밀이 발생되고, 폐쇄 부재가 그 곳에 작용하는 유체 압력의 전(全)하중을 받아 회전함으로 선택된 밸브 위치로의 폐쇄 부재의 회전에는 큰 이탈 토오크(break-away torque)를 필요로 한다. 따라서, 이러한 경우에도 유체 압력과 무관하게 기밀이 발생되는 밸브와 낮은 이탈 토오크를 갖는 밸브의 필요성이 있다.

종래 기술에서, 왕복 운동하는 스템을 가진 비 회전 밸브에는, 이탈 방출(fugitive emissions)을 방지하기 위해서 밸브 몸체 캐비티에서의 스템 통로가 기밀 되도록 외부 가변식 스템 안착력으로 하중을 받을 수 있는 스템 백-시트가 설치된다. 그런데, 이탈 방출을 막도록 로터리 밸브 스템에 백-시트를 설치하는 것은 어려워서 기피되어져 있다. 로터리 밸브 내에서 이탈 방출이 있는 현재의 방법은 스템 팩킹에 일정한 압력을 제공하는 스프링을 "실질 하중" 하에서 스템 팩킹을 놓는 것이다. 이러한 스템 팩킹에 압력은 자동적인 자기 조절 동작이 없고 "방지 동작(preventing)"과 대조적으로 이탈 방출 "있음(contain)"이 있다는 것이다. 따라서, 스템 백-시트가 설치되어져서 실질 하중을 받는 경우로서 그 안에 "있음" 만 있지 않은 이탈 방출을방지하도록 기밀 면의 마모를 위한 백-안착 힘이 자동적으로 자기 조정되는 로터리 밸브를 필요로 한다.

본 발명은 유량제어부재에 대한 스템의 왕복운동을 허용하는 접속수단에 의해 유량제어부재에 접속된 회전 및 왕복운동하는 스템으로 유량제어부재가 작동하는 밸브 조립체에 관한 것이다.

도 1 은 본 발명에 따라 구조된 로터리 플러그 밸브를 부분 단면한 측입면도.

도 2 는 본 발명에 따라 구조된 왕복운동하는 엣지 게이트 밸브를 부분적으로 상세 도시한 단면도.

도 2a 는 폐쇄 위치에 있는 밸브로서 도 2 의 2A-2A선을 따라 절취된 도 2 에 밸브를 부분적으로 상세 도시한 단면도.

본 발명은 회전 및 왕복운동하는 스템으로 작동되는 밸브 조립체에서 양호한 기밀을 보장하는 것에 관한 것이다.

밸브는 몸체 캐비티와 그와 상호 교차하여 통과하는 유체 흐름로를 가진 밸브 몸체를 포함하는 것이다. 회전부재 또는 왕복운동부재로 구성되는 유량 제어부재는 유체 흐름로를 선택적으로 폐쇄 또는 개방하기 위해서 몸체 캐비티 내에 배치된다. 유량 제어부재에 접속된 밸브 오퍼레이터는 유량 제어부재가 흐름 폐쇄 위치 또는 흐름 개방 위치로 선택적으로 움직이게 한다. 밸브 오퍼레이터는 유량 제어부재와 관련된 스템의 축방향 이동을 허용하지만 스템과 유량 제어부재와의 사이에 회전이동은 없는 접속 수단으로 유량 제어부재에 접속된 스템을 포함한다. 즉, 접속 수단은 만일 유량 제어 부재가 정지상태를 유지한다면 스템이 회전되지 않으면서 유량 제어부재와 상관된 축선방향으로만 움직일 수 있게 한 것이다. 상기 접속수단의 예로는 볼 밸브에서 스프라인(splines), 텅(tongue) 및 그로브 죠인트 등이 있다. 유량 제어부재에는 그 방향을 향하는 스템의 축선 이동을 억제하는 정지수단이 있어서 선택된 밸브 위치에서의 양호한 기밀을 제공하도록 스템 력을 유량 제어부재에 전달한다.

상승 및 전환 메카니즘(Lift-and-Turn Mechanism)과 같은 스템 이동수단은 밸브 오퍼레이터와 스템이 상관 작동하여, 스템 이동수단은, 유량 제어부재로부터 이격지는 축선 방향 운동만을 제공하는 단계와, 다음 일 방향으로의 밸브 오퍼레이터의 이동에 대응하는 회전운동을 제공하는 단계와, 회전운동 그리고 다음에 다른 방향으로 밸브 오퍼레이터의 이동에 대응하는 유량 제어부재 쪽으로 축선 운동만을 제공하는 단계의 순서로 스템이 운동하게 한다. 따라서, 상기 일 방향으로의 밸브 오퍼레이터의 이동은, 유량 제어부재가 스템으로 부터의 축선 방향 힘이 하중을 받지 않고, 다음에 스템이 유량 제어부재를 선택적으로 움직이도록 회전되게 하고, 그리고 다른 방향으로의 밸브 오퍼레이터의 이동은 스템이 유량 제어부재를 선택적으로 이동하도록 회전되어 다음에 스템에 의한 축방향 힘이 유량 제어부재에 적용되어 있지 않을 때 보다 선택된 밸브 위치에 유체 유동로의 기밀이 더 양호하게 제공되도록 스템에 의한 축선방향 힘으로 유량 제어부재가 하중을 받게 한다.

본 발명의 일 실시예에서, 밸브 몸체에는 밸브 몸체 캐비티와 유체 교통하는 스템 통로를 둘러싸는 스템 안착면이 있다. 스템 통로를 통해 지나가는 스템은, 스템 둘레에 이탈 방출 방지를 위해 밸브 몸체 캐비티로부터 스템 통로를 기밀하도록 스템 안착면과 기밀하게 결합하는 백-시트를 갖는다.

본 발명의 다른 실시예에서, 유량 제어부재는 밸브 개방위치에서 유체 흐름로와 정렬되게 설치되는 중공 도관을 갖는다. 상승 전환 및 재안착 메카니즘 형태의 스템 이동수단은 스템이, 유량 제어부재로부터 이격지는 축선방향으로 만의 운동, 다음에 회전운동, 그리고 다음에 일 방향으로의 밸브 오퍼레이터의 이동에 대응하는 유량 제어부재 쪽으로의 축선방향으로 만의 운동을 제공하는 순서로 이동 되게 한다. 상기 스템 이동수단은 스템이 유량 제어부재로부터 이격지는 축선방향으로 만의 운동, 다음에 회전운동, 그리고 다음에 다른 방향으로의 밸브 오퍼레이터의 이동에 대응하는 유량 제어부재 쪽으로의 축선방향으로 만의 운동을 제공하는 순서로 이동 되게 한다. 따라서, 스템 이동수단용 상승 전환 및 재안착 메카니즘을 사용하여, 유체 흐름로는 필요시 밸브 개방위치에서와 같이 밸브 폐쇄위치에 밸브 몸체 캐비티로부터 기밀될 수 있는 것이다.

본 발명에서, 스템은 유량 제어부재에 대응하여 왕복운동하지만, 유량 제어부재는 스템이 유량 제어 부재로부터 이격지게 움직일때 스템과 왕복운동할 필요성은 없다. 따라서, 본네트는 밸브 몸체에 데드 캐비티 스페이스를 최소화 하도록 밸브 조립체에 유량 제어부재의 상부에 상당히 근접하게 배치될 수 있다. 이러한 사실은 밸브 조립체에 위생을 적용할 시에 매우 중요한 것이 된다. 따라서, 본 발명은 유량제어 밸브가 밸브 몸체 시트를 청결하게 상승시키지 않아도 됨으로 슬러리와 같은 부유 입자물을 갖는 유체는 물론 청결 유체를 처리하는 밸브의 사용을 허용하는 신규한 밸브를 교시한 것이다.

유량제어 밸브에는 로터리 밸브용 저부에 회전식 통이(筒耳)가 설치되어 유체 압력과 무관한 기밀동작을 하게 된다. 통이(trunnion)가 없으면, 기밀동작 기능이 유체 제어부재에 작용하는 유체압력에 의한 도움을 받지만 이탈 토오크가 증가하게 된다. 다른 면에서는, 통이가 있는 유량 제어부재가 스템으로 부터의 축선 힘이 하중을 받지 않으면, 하류 시트에 기밀 하중이 대체로 감소하고 이탈 토오크도 유량 제어부재를 회전하기 위해 감소된다.

볼 밸브에서는, 볼이 하류 시트에 작용하는 전하중을 받아 회전된다. 따라서, 본 발명의 통이가 있는 유량제어 밸브는 볼 밸브에서 보다 더 낮은 이탈 토오크를 갖는다.

본 발명의 유량 제어부재에 정지수단은 유량 제어부재 쪽으로의 스템의 축선방향 이동을 억제하여 선택된 밸브 위치에 양호한 기밀부를 제공하도록 유량 제어 부재에 스템 힘을 전달한다. 밸브 오퍼레이터는 스템을 왕복 운동시키며, 기밀 면이 마모되면 스템은 유효한 기밀동작이 유지되도록 유량 제어부재 쪽으로 약간 더 멀리 이동될 필요성이 있다. 밸브 오퍼레이터는 이러한 추가적인 스템 이동을 제공할 뿐만 아니라, 일체성 기밀동작을 유지하도록 필요한 스템 힘을 자동적으로 자체 조정하기도 한다.

본 발명은 왕복운동 및 회전운동 스템에 의해 작동되는 밸브에 적합한 매우 단순한 개념의 것이다. 상기 개념은 상승 및 전환 메카니즘과 같은 스템 이동수단과 그것에 대한 신규한 개념에 적합한 "신규한 사용"의 개념인 것이다. 이러한 개념은 유량 제어부재 쪽으로의 스템의 축선방향 이동을 억제하는데 정지 수단을 사용하여, 유량 제어부재가 양호한 기밀을 위해 설치될 때 추가적인 힘으로 하중을 받고 밸브 오퍼레이터는 필요한 외부 가변성 스템 힘을 자동적으로 제공하여 유량 제어부재에 하중을 주는 것을 교시하는 것이다. 스템과 유량 제어부재와의 사이에 접속수단은, 한 방향의 스템 이동방향으로 스템 힘이 유량 제어부재로 전달되는 완 웨이 클러치 시스템으로 구성되고, 그리고 스템 이동 방향의 반대방향으로는 유량 제어부재가 하중을 받지 않는 스템 힘에 의해서 선택된 밸브 위치로 유량 제어부재가 이동하는데 필요한 이탈 토오크가 저하된다.

본 발명의 유량 제어부재는 회전형 또는 왕복운동형이 될 수 있음을 명료하게 이해될 수 있을 것이다. 즉, 유량 제어부재는 밸브의 개방과 폐쇄위치사이에서의 회전 또는 왕복운동하도록 밸브 몸체 캐비티 내에 배치된다. 로타리 밸브에서, 스템의 회전동작은 유량 제어부재의 회전동작으로 바로 전달된다. 본 발명의 왕복운동 밸브에서, 유량 제어부재와 스템과의 사이에 접속수단은, 랙과 피니온 장치 또는 스코치 요크 및 핀 장치(Scotch Yoke and pin arrangement)와 같은 스템 축선에 대해 횡단하는 유량 제어부재의 왕복운동 동작으로 변환시키는 수단을 포함한다.

예를 들면, 일반적인 엣지 게이트 밸브에서는 게이트가 스템 축선을 따라서 왕복운동하여 밸브 몸체 안착면이 물러나도록 게이트 기밀 동작면을 상승시킨다. 그러나, 본 발명의 잇점에 따라 구조된 왕복운동 엣지 게이트 밸브에서는 엣지 게이트가 스템 축선에 대한 횡단 방향으로 왕복운동한다. 결과적으로, 엣지 게이트 기밀동작 면은 밸브 몸체 안착 면이 물러나도록 상승되지 않고 게이트가 스템 축선에 대해 횡단하는 왕복운동시에 밸브 몸체 안착면의 평면을 따라 활주하게 된다. 따라서, 게이트와 밸브 몸체 시트와의 사이에 일종의 스크렙핑 동작이 있어서 본 발명의 엣지 게이트 밸브가 슬러리와 같은 부유물에 입자가 있는 유체를 처리하는데 사용되게 한다. 엣지 게이트가 스템 축선을 따라서 왕복운동하는 일반적인 엣지 게이트 밸브는 슬러리용으로 사용될 수 없다. 다르게, 본 발명의 잇점에 따라 구조된 엣지 게이트 밸브는 슬러리용으로 사용될 수 있는 것이다.

본 발명의 목적은 스템이 유량 제어부재에 대한 왕복운동을 하고 스템 힘이 선택된 밸브 위치에 양호한 기밀을 제공하도록 유량 제어부재에 전달되는 밸브를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 일체적인 기밀을 유지하도록 기밀 면의 마모를 자동적으로 자체 조정하는 밸브를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 밸브 몸체에 무시해도 좋을 데드 캐비티를 포함하는 밸브를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 보다 낮은 이탈 토오크를 갖는 밸브를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 부유물 내에 입자가 있는 유체는 물론 청정 유체를 처리하는데 사용될 수 있는 밸브를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적 및 잇점을 첨부 도면과 청구범위와 관련하여 이하에 실시예를 통해 기술하면 다음과 같다.

도 1에서, 로터리 플러그를 포함하는 밸브 조립체(100)는 본 발명의 잇점에 따라 구조된 것이다.

밸브 몸체(110)에는 본네트(142)와 상방향으로 교통하도록 밸브 몸체(110)의 일 측부를 개방하는 밸브 몸체 캐비티(116)의 대향 측부에 있는 유체 유동로(112, 114)가 있다.

테이퍼진 플러그 폐쇄부재(119)를 포함하는 유량 제어부재 조립체(118)는 몸체 캐비티(116)에 배치되어 유체 유동로(112-114)를 개방 또는 폐쇄시킨다. 플러그(119)는 유체 유동로(112-114)와 정렬되어 그를 통해 지나가는 유체 흐름 관(113)을 갖는다. 밸브 몸체(110)는 유체 유동로(112, 114)를 둘러싸는 유체가 흐르는 구멍을 가진 탄성 슬리브(134)와 일렬로 설치되어 플러그(119)를 기밀하게 결합한다.

유량 제어부재(118)는 본네트(142)에 스템 통로(121)를 통해 지나가는 스템(120)을 포함하는 밸브 오퍼레이터(150)에 의해 회전된다. 스템 통로(121)는 몸체 캐비티(116)와 교통하고 스템 통로(121) 둘레에 배치된 스템 안착 링(132)을 구비한다. 스템(120)의 상부 단부(123)는, 스템(120)이 스템 축선을 따라 회전 및 왕복운동되게 하는 스템 이동수단(152)에 의해 밸브 오퍼레이터(150)에 접속된다. 스템(120)의 하부 단부는 내측 직경부에 스플라인(122)이 있는 소켓을 형성하는 확장 단부(125)를 갖는다. 플러그(119)는 외측 직경부에 스플라인(124)이 있는 상부 단부에서 고형체 샤프트를 갖는다. 스템의 암 스플라인(122)은 플러그의 수 스플라인(124)과 맞물리어, 스템(120)이 유량 제어 부재(118)에 대해 축선방향으로 이동하도록 한다. 스템(125)은 이탈 방출을 막도록 스템 안착면(132)과 기밀하게 결합하는 스템 백-시트라고도 불리우는 스템 기밀면(128)을 갖는다. 도 1 에 수/암 스플라인(124/122)이 상호 교체되는 것을 명료하게 나타내었다. 이탈 방출은 밸브 몸체 캐비티(116) 내에 유체가 스템 둘레로부터 빠져나올 때는 상승된다. 팩 눌림쇠(138)는 스템(123)을 둘러싸는 스템 팩킹(140)에 압축힘을 발휘하여 밸브 몸체 캐비티(116)로 부터의 스템 통로(121)를 기밀 시킨다.

스템 이동수단(152)은 "상승 전환 및 재안착" 메카니즘의 형태의 것이며, 유량 제어부재(118)로부터 이격지는 축선방향으로 만의 운동을 제공하는 단계와, 다음 회전 운동 단계와, 다음 일 방향으로의 밸브 오퍼레이터(150)의 이동에 대한 유량 제어부재 쪽으로 만의 축선방향 운동 단계가 순차적으로 진행되어 스템(120)이 이동되게 한다. 대향 방향으로의 밸브 오퍼레이터(150)의 이동에 대하여, 스템 이동수단(152)은 유량 제어부재(118)로부터 이격지는 축선 방향으로 만의 운동을 제공하는 단계와, 회전 운동하는 단계와, 유량 제어 부재(118) 쪽으로의 축선방향 운동을 하는 단계로 스템(120)이 이동하게 한다. 플러그(119)의 정상면(130)은 플러그(119) 쪽으로의 스템(120)의 부가적인 축선방향 운동을 억제하도록 정지 수단으로서 작용하여, 스템(125)의 저면(126)이 플러그(119)의 상부면(130)과 결합할 시에 스템 힘을 플러그(119)에 전달한다. 스템(120)이 플러그(119)로부터 축선방향으로 이격지게 움직이면, 플러그(119)가 스템 힘의 하중을 받지 않고, 따라서 플러그(119)를 회전하기 위한 밸브 오퍼레이트(150)에 의한 필요한 토오크는 거의 없게 된다.

밸브 오퍼레이터(150)가 일 방향으로 이동되어 밸브를 개방하면, 스템(120)은 스템 힘의 하중을 받지 않는 플러그로부터 축선방향으로만 이격지게 움직이고, 다음 스템(120)은 이러한 경우에는 90도 앞서 정해진 회전 간격으로 유동 콘트롤 부재(118)와 함께 회전하여, 유체 유동로(112-114)와 플러그(119)의 도관(113)의 정렬설치로 유체 유동로(112-114)를 개방시킨다. 밸브를 개방하기 위한 동일 방향으로의 밸브 오퍼레이터(150)의 부가적인 이동으로, 스템이 플러그에 힘을 전달하지 않을 때 보다 더 높은 기밀 일체성을 달성하기 위해 플러그(119)에 추가적인 하중을 제공하도록 스템(120)은 스템(125)의 저면(126)이 플러그 정지부(130)와 결합할 때까지 플러그(119)쪽의 대향 방향으로 축선 방향으로 만의 이동으로 스템 힘을 플러그(119)로 전달한다. 따라서 유체 유동로(112-113)는 유량 제어부재(118)의 밸브 개방 위치에 밸브 몸체 캐비티(116)로부터 기밀 된다.

밸브 오퍼레이터(150)가 밸브를 폐쇄하는 대향 방향으로 이동되면, 상술된 스템 이동 순서가 반복되게 된다. 즉, 스템(120)은 스템으로부터의 축선 방향 힘의 플러그가 하중을 받지 않도록 플러그(119)로부터 축선방향으로만 이격지게 움직이고, 플러그(119)와 함께 90도 회전을 하고, 스템 면(126)이 플러그(119)에 정지부(130)와 결합할 때까지 플러그(119) 쪽으로 축선방향으로만 이동하여 밸브 폐쇄위치에서 유체 유동로(112-114)를 기밀하게 폐쇄하도록 스템 힘을 플러그(119)로 전달하게 된다. 플러그(119)는 그 저부에 통이(136)가 있어서 기밀동작 기능이 유체 압력과 무관하게 이루어진다. 그럼에도 불구하고, 유체 압력은 유체 유동로를 둘러싸는 하류 시트에 플러그를 밀어서 기밀 동작 기능에 도움을 준다.

유체 유동로(112-114)는 유량 제어부재(118)의 밸브 폐쇄위치는 물론 밸브 개방 위치에 밸브 몸체 캐비티(116)로부터 기밀되고, 이러한 기밀동작은 스템 이동수단(152)용 "상승 및 전환"메카니즘을 사용하여 이루어진다. 플러그(119)로부터 이격지는 축선 방향 운동만을 제공하고, 회전 운동을 제공하고, 그리고 플러그(119) 쪽으로의 축선방향 운동 만의 제공을 순차적으로 스템이 운동하게 하는 스템 이동수단(152)은 일반적으로 "상승 전환 및 재안착" 수단이라 불리운다. 플러그로부터 이격지는 축선방향 운동만을 제공하고, 다음 회전 운동이 순차적으로 스템이 이동하게 하는 스템 이동수단(152)을 일반적으로 "상승 및 전환"수단이라 불리운다. 슬리브(134)의 마모로, 스템(120)은 유효한 기밀동작이 유지되도록 플러그(119) 쪽으로 약간 더 이동할 필요성이 있으며, 밸브 오퍼레이터(150)는 기밀 일체성을 유지하는데 필요한 외부적으로 가변적인 스템 힘을 자동적으로 제공한다. "상승 전환 및 재안착" 수단 그리고 "상승 및 전환" 수단을 형성하는 스템 이동수단의 예는 네브레카(Nevrekar)에 1995년 4월 18일자 미국 특허 제5,407,176호에 상세하게 설명되어 있다. "상승 전환 및 재안착"수단의 다른 예는:

리드(Reed)의 1946년 1월 15일자 미국 특허 제2,392,880호;

신데르(Snyder)의 1948년 6월 22일자 미국 특허 제2,443,995호;

앤더슨(Anderson)의 1950년 3월 21일자 미국 특허 제2,501,150호;

하이넨 등(Heinen et al.)의 1957년 6월 18일자 미국 특허 제2,795,960호;

브롬스트란(Blomstran) 등의 1958년 10월 28일자 미국 특허 제2,858,097호;

"상승 및 전환" 수단의 다른 예로는:

헤겜(Heggem)의 1937년 4월 13일자 미국 특허 제2,076,841호;

힐게르(Hilker)의 1945년 8월 28일자 미국 특허 제2,383,549호;

호기만(Hodgeman) 등의 1980년 11월 18일자 미국 특허 제4,234,157호;

네브레카(Nevrekar)의 1994년 8월 30일자 미국 특허 제5,342,028호.

도 1 에 밸브 몸체(110)는 탄성 슬리브(134)로 일렬로 설치하여 나타낸 것이다. 그런데, 플러그(119)에 밸브 몸체 시트 링 또는 단순한 기밀 링도 사용될 수 있는 것이다. 스템(125)은 플러그(119)에 대한 스템(125)의 축선방향 이동을 허용하지만 스템(125)과 플러그(119)와의 사이에 회전 운동은 대체로 없는 접속 수단에 의해 플러그(119)에 접속된다. 다른 방식으로는, 스템(125)과 플러그(119)와의 사이에 접속 수단은 만일 플러그(119)가 정적인 상태를 유지하는 경우에 스템(125)의 회전이 없는 플러그(119)에 대한 축선방향으로 만의 이동을 가능하게 한 것이다.

도 1 에 도시된 유량 제어 부재(118)는 테이퍼진 플러그이다. 그런데, 유량 제어부재는 스템 힘이 사용되지 않을 때보다 예를 들면 기계적 수단에 의해 기밀동작이 얻어지도록 세그먼트된 테이퍼진 플러그, 테이퍼진 볼, 엣지동작 세그먼트가 있는 원통형 실린더 또는 엣지 원리를 사용하는 그외 다른 폐쇄 부재에 비해서 더 높은 기밀 일체성이 이루어지게 스템으로부터의 추가적인 힘에서 얻어지는 이득이 있는 다른 종류의 폐쇄 부재로 명확하게 이해될 수 있을 것이다. 또한, 유량 제어부재는 본 발명의 잇점에 따라서 구조된 왕복운동하는 엣지 게이트도 포함하는 것이다. 상기 구조에서, 스템과 엣지 게이트 사이에 접속수단은 스템의 회전운동이 스템 축선에 대해 직교하는 방향으로 엣지 게이트의 왕복운동으로 변환하는 수단을 포함하는 것이다. 따라서, 본 발명은 유량 제어부재가 스템 축선에 대해 횡단하는 방향으로 왕복운동하도록 밸브 몸체 캐비티에 배치되는 엣지 게이트가 있는 왕복운동하는 게이트 밸브용으로 사용될 수 있는 것이다.

도 1 에 스플라인(122/124)은 본네트(142) 내측에 배치되어 나타내었다. 그런데, 상기 스플라인은 스템 팩킹 눌림쇠(138) 바로 위에 본네트(142) 외측부에 재배치되어 스템 팩킹(140) 내에 스템 이동을 저하시키고, 따라서 스템 팩킹의 수명을 연장시킨다.

상승 및 전환 메카니즘을 사용하는 종래의 일반적인 엣지 게이트 밸브 또는 테이퍼진 플러그 밸브에서, 스템은 스템 축선을 따라 왕복운동하고 그리고 유량 제어부재는 스템 힘의 하중 및 하중 해제를 받게 한다. 그러나, 유량 제어 부재도 스템과 동시적으로 왕복운동하여, 부유물 내에 입자가 있는 유체에 사용용으로 부적합한 밸브를 만든다. 도 1 의 본 발명은 종래 기술의 양호한 잇점을 가지고, 종래기술과 대조적으로 본 발명의 유량 제어부재(118)는 스템(120)이 왕복운동을 하지 않지만 왕복운동하는 스템에 의한 스템 힘이 임의적으로 하중 및 하중 해제를 받게 하는 것이다. 이러한 사실은 종래 기술을 능가하는 본 발명의 중요한 구분 내용이다.

도 2 및 도 2a는, 스템의 회전동작이 어떻게 스템 축선에 대해 횡방향으로 유량 제어부재의 왕복운동으로 변환되는지를 설명하고자 간략하게 나타낸 도면이다.

왕복운동하는 엣지 게이트 밸브 조립체(200)는 스템의 하부 단부(225)가 그를 통해서 몸체 캐비티(216) 내로 연장되는 본네트(242)와 밸브 몸체(210)를 포함한다. 유량 제어부재 조립체(218)는 상호 엣지되고 스프링(도시 않음)에 의해 부유 접속으로 함께 유지되는 두 개 세그먼트(219, 220)를 포함한다. 유량 제어부재(218)는 몸체 캐비티(216)에 배치되고 유체 유동로를 선택적으로 폐쇄 또는 개방하도록 스템 축선에 대해 수직하는 방향으로 왕복운동한다. 스템(225)은 외직경부에 스플라인(222)을 갖는다. 피니온(226)의 내 직경부에서 유사 스플라인과 결합하는 스플라인(222)은 세그먼트(219)의 정상면(230)과 스템(225)의 저면(228)이 결합할 때까지 스템(225)이 유량 제어 부재(218)에 대한 스템 축선을 따라 이동하게 하여 스템 힘을 유량 제어부재(218)로 전달한다. 스템(225)의 회전운동 동안에, 피니언(226)은 스템과 같이 회전하고 동시에 유량 제어부재 세그먼트(220)에 랙(224)과 결합하여 도 2a 에 도시된 바와 같이 스템 축선에 대해 수직하는 방향으로 유량 제어부재(218)가 왕복운동하게 한다. 일 세그먼트(219) 만이 두 개 세그먼트(219, 220) 대신에 유량 제어부재(218)를 구성하기에 충분할 수 있는 경우에는 랙(224)이 세그먼트(219)에 배치되게 제조되어야 한다. 또한 다양한 랙 및 피니언 설치도 가능한 것이다. 예를 들면, 랙(224)은 선형 또는 곡선형이 될 수 있으며 그에 따라서 몸체 캐비티와 밸브 몸체 시트에 맞추어 유량 제어부재가 형성된다.

도 1 에 플러그(119)의 테이퍼 각도와 도 2 에 엣지 각도는 스템이 유량 제어부재로부터 이격지게 움직일 때 유량 제어부재(118, 218)가 스템으로부터 축선방향 힘이 각각 하중해제된 후에 밸브 몸체 시트로부터 엣지동작 힘을 방출하도록 건네지는 동작에서 극히 중요한 것이다. 이러한 각도는 사용되는 재료에 적합한 정지 각도 보다 커야만 한다. 유량 제어부재용으로 최적한 각도의 결정은 대상물에 대한 특별한 기술적 숙련을 요구하는데 일반적으로 당분야에서 통상의 기술인은 포괄적인 수치 이상의 것으로 한다.

따라서, 본 발명은 유량 제어 부재가 회전부재 또는 왕복운동부재로 구성되고 스템 힘이 유량 제어부재에 적용되지 않을 때 보다 양호한 기밀이 이루어 지도록 스템으로 부터의 추가적인 힘의 하중을 받고 스템 이동수단은 추가적인 힘이 필요할 시에 정확하게 유량 제어부재에 스템 힘을 전달하는 밸브에 적용 가능한 것이다.

상술된 양호한 본 발명의 설명은 본 발명을 설명할 목적으로 기술한 것으로서, 상기 내용 및 첨부 청구범위로 한정되는 본 발명의 정신을 이탈하지 않는 범위 내에서의 다양한 변경 및 변화가 당분야의 기술인에게는 가능한 것이다.

Claims (10)

1. 밸브는: 몸체 캐비티와 상호 교차하는 유체 흐름 통로를 형성하는 유체 유동로가 있는 몸체 캐비티를 구비하는 밸브 몸체와;

   유체 유동로를 선택적으로 폐쇄하고 개방하는 몸체 캐비티에 배치된 유량 제어 수단과;

   유량 제어 수단에 접속된 밸브 오퍼레이터 수단을 포함하며:

   밸브 오퍼레이터는: 스템 축선을 가지고, 유량 제어 수단에 대한 스템의 축선 방향 이동을 허용하지만 스템과 유량 제어수단과의 사이에 회전운동은 없는 접속수단에 의해 유량 제어수단에 접속되는 스템과;

   유량 제어수단으로부터 이격지는 축선 방향 운동과 다음 일 방향으로 밸브 오퍼레이터의 운동에 대한 회전 운동 만을 제공하고, 그리고 회전운동 다음 다른 방향으로의 밸브 오퍼레이터의 운동에 대한 유량 제어수단 쪽으로의 축선 방향 운동 만을 제공하는 순서로 스템이 운동하게 하는, 스템과 밸브 오퍼레이터가 상관된 스템 이동수단 및;

   일 방향으로의 밸브 오퍼레이터의 이동은 유량 제어수단이 스템으로 부터의 축선 방향 힘의 하중을 받지 않고 그리고 다른 방향으로의 밸브 오퍼레이터의 운동은 스템이 회전되게 하고, 다음 스템에 의한 축선 방향 힘이 유량 제어수단에 적용되어져 있지 않을 때 보다 선택된 밸브 위치에서 양호한 기밀 기능을 제공하도록 스템에 의해 축선방향 힘의 하중을 받는 유량 제어수단으로서, 유량 제어수단 쪽으로의 스템의 축선방향 이동운동을 억제하여 유량 제어수단으로 스템 힘을 전달하는 유량 제어수단에 배치된 정지수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 스템 이동수단은 유량 제어수단으로부터 이격지는 축선 방향으로만 제공되고, 다음 회전운동 그리고 다음에 일 방향으로의 밸브 오퍼레이터의 이동에 대한 유량 제어수단 쪽으로의 축선 방향 운동 만의 순서로 스템이 순차적으로 이동하는 것을 특징으로 하는 밸브.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 스템 이동수단은 유량 제어수단으로부터 이격지는 축선 방향 운동 만을 제공하고, 회전운동하고, 그리고 다음 다른 방향으로 밸브 오퍼레이터의 운동에 대한 유량 제어 수단쪽으로의 축선 방향 운동을 하는 순서로 스템이 이동하게 하는 것을 특징으로 하는 밸브.
4. 제 1 항에 있어서, 유량 제어수단은 스템 축선에 대하여 회전가능한 밸브 몸체에 통이(trunnion)를 부가로 포함하고, 스템 대향측에 유량 제어수단의 일 측부에 배치하는 것을 특징으로 하는 밸브.
5. 제 1 항에 있어서, 유량 제어 수단은 밸브 몸체에 유체 유동로와 정렬설치된 중공 도관을 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브.
6. 제 1 항에 있어서, 스템 이동수단은 밸브 오퍼레이터의 제한된 간격의 이동 동안에 스템의 축선방향 이동 만을 발생하고 그리고 다른 제한 간격의 밸브 오퍼레이터의 이동 동안에 스템이 회전하도록 하는 상승 및 전환수단을 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 유량 제어수단은 밸브 몸체 캐비티에 회전 가능하게 배치된 플러그를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 밸브 몸체는:

   몸체 캐비티에서 유체 교통하는 스템 통로와 스템 통로를 둘러싸는 스템 안착면과 스템 통로를 통해 지나가는 스템을 부가로 포함하고 그리고;

   스템은 유량 제어수단으로부터 이격지는 스템의 운동에 대한 스템 통로를 둘러싸는 스템 안착면과 기밀하게 결합하도록 스템 둘레에 배치된 스템 기밀 면을 부가로 구비하여, 밸브 오퍼레이터 수단은 밸브 몸체 캐비티로 부터의 스템 통로를 기밀하게 하는 자기 조정 및 외부 가변식 스템 힘을 자동적으로 제공하는 것을 특징으로 하는 밸브.
9. 제 1 항에 있어서, 스템과 유량 제어수단과의 사이에 접속수단은 유량 제어수단이 스템의 회전 운동에 대한 스템 축선에 대한 횡방향으로 왕복운동하게 하는 수단을 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브.
10. 제 1 항에 있어서, 스템과 유량 제어수단과의 사이에 접속수단은 유량 제어수단과 스템과의 사이에 랙과 피니언 설치물을 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브.