KR19990064345A - 직렬형 제어 밸브 - Google Patents

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씨 밸브스 리미티드
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Abstract

직렬형 제어 밸브 구조는, 제어 구(CP1, CP2)에 가해지는 유체 압력을 제어함으로 폐쇄될 수 있는 정상-개방 밸브 또는 제어 구(CP1, CP2)에 가해지는 유체 압력을 제어함으로서 개방될 수 있는 정상-폐쇄 밸브를 제공하기 위하여 하나 또는 그 이상의 제어 구(CP1,CP2)를 통해서 제어되는 복수 개의 제어 실들(C1,C2,C3,C4)을 포함하고 있는 것으로 기술되어 있다. 또한, 균형 구조를 가지고 있고, 밸브를 개방 및 폐쇄시키기 위한 상대적으로 작은 작동 기를 포함하고 있는 밸브가 기술되어 있다.

Description

직렬형 제어 밸브
본 발명은 파이프를 통한 유체(액체 또는 기체)의 유동을 제어하기 위한 밸브에 관한 것이다. 본 발명은, 우리의 선원 미국 특허 4,681,130에 기술된 타입의 직렬형 제어 밸브에 관하여 특히 유용하기 때문에 그러한 타입의 제어 밸브에 대하여 아래에서 기술하기로 한다.
상기 인용된 특허는 보통 개방되어 있는 직렬형 제어 밸브를 나타내었고 유체압, 예를들면, 상기 밸브 부재의 흐름 반대 방향면에 적용된 유입 압력에 의해 생성된 개방 압력 보다 실질상 더 큰 결합 폐쇄 압력을 생성하기 위한 것과 동시에 작용하는 두 개 밸브내부에 두 개의 제어실에 대하여 유입 압력을 적용하므로써 폐쇄 위치를 가동시키고, 유입 압력에 대항하여 상기 밸브의 빠르고 안전한 폐쇄를 보다 좋게 확보할수 있다.
본 발명의 목적은 상기에 인용된 특허와 구성이 유사하지만 다른 명세서의 폭 넓은 다양성을 위해 구성될 밸브에 부여하는 수 많은 개선과 변화를 포함한 직렬형 제어 밸브를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일면에 따라서, 직렬형 제어 밸브는:
입구, 상기 입구의 흐름 방향에 있는 출구 및 상기 두 개의 입구와 출구 사이에 있는 밸브 안착 대를 구비하고 있는 하우징; 및 상기 하우징 내부에 밸브 어셈블리를 구성하고,
상기 밸브 안착대를 향하여 그리고 이탈하여 움직일수 있고, 밸브 안착대를 마주보고 있는 역흐름방향면 및 출구를 마주 보고 있는 흐름 방향 면을 구비하고 있는 밸브 부재; 밸브 부재에 고정되어 그 흐름 방향으로 연장되어 있는 밸브 심봉; 그 흐름단부에 있는 밸브 심봉에 의해서 이동되고 하우징의 제 1표면과 함께 제 1제어실을 한정하는 흐름방향면을 구비하고 있는 피스톤 헤드; 상기 밸브 심봉에 고정되어 밸브 부재의 흐름방향으로 연장되어 밸브 심봉을 에워싸지만 밸브 부재, 밸브 심봉 및 상기 하우징의 제 2 표면과 함께 제 2 제어 실을 한정하는 상기 피스톤 헤드에 못 미쳐서 끝을 이루는 원통형 덮개; 밸브 부재의 개방 상태에서 유체가 그것을 통과할 수 있도록 상기 하우징을 통과하는 유체 유동 통로; 상기 제 1 실내의 유체 압력이 그것과 밸브 부재를 상기 밸브 안착 대를 향하여 이동시키고자 하는 피스톤 헤드의 흐름 방향 면상에 작용하고, 상기 제 2 실내의 유체 압력이 밸브 부재의 역 흐름 방향 면에 작용하여 그것과 밸브 부재를 역시 상기 밸브 안착대로 이동시킬 수 있도록, 상기 제 1 제어 실 및 제 2 제어 실사이를 연통 시키는 상기 밸브 심봉을 통과하는 압력 제어 통로; 그 내측의 유체 압력이 상기 밸브 안착 대로부터 이탈되는 상기 밸브 부재의 개방 위치를 향하여 그것과 밸브 부재를 이동시키고자 하는 피스톤 헤드의 역 흐름 방향면에 작용할 수 있도록, 제 3 제어 실을 한정하는 피스톤 헤드의 역 흐름 방향면과 하우징의 제 3 표면; 및 상기 밸브 안착 대로부터 이탈되는 그것의 개방 위치를 향하여 밸브 부재를 이동시키기 위하여 그 내측에 있는 유체를 적용하기 위해서 상기 제 3 제어 실과 연통 하는 제어 구를 포함한다.
본 발명의 다른 면에 따라서, 제어 밸브는:
입구, 상기 입구의 흐름 방향에 있는 출구 및 상기 두 개의 입구와 출구 사이에 있는 밸브 안착대를 구비하고 있는 하우징; 및 상기 하우징 내에서 이동할 수 있는 밸브 어셈블리를 구성하고,
상기 밸브 안착대로부터 떨어지고 향하여 이동할 수 있는 밸브 부재를 포함하는 상기 밸브 어셈블리; 상기 밸브 밸브 안착대를 향하는 흐름 반대 방향면과 상기 출 구를 향하는 흐름 방향면을 구비한 상기 밸브 부재; 상기 흐름 방향 방향에서 직경이 증가하는 원뿔 형상의 상기 밸브 안착대; 상기 밸브 부재의 폐쇄 위치에서 상기 원뿔형 밸브 안착대와 함께 체결할 수 있는 환형 탄성 밀봉장치를 이행하는 상기 밸브 부재; 흐름 반대 방향 원뿔형 밸브 커버 및 보완적인 원뿔 형상의 흐름 방향 밸브체를 포함하는 상기 밸브 부재; 상기 원뿔형 밸브 커버와 밸브 몸체사이에 죄여진 원뿔형 덮게를 포함하는 상기 환형 탄성 밀봉장치; 상기 환형 탄성 밀봉 장치는 상기 밸브의 외주부에 형성된 환형 홈 내부에 수용된 내부 영역을 구비한 두꺼운 외주부와, 상기 원뿔형 밸브 안착대와 밀봉하게 체결하기 위하여 상기 원뿔형 밸브 커버에 의해 노출된 환형면을 구비한 외부 영역을 포함한다.
본 발명의 더욱 추가적인 면을 따라서, 가압된 유체의 흐름을 제어하기 위한 직렬형 제어 밸브는, 입구, 상기 입구의 흐름 방향에 있는 출구 및 상기 두 개의 입구와 출구 사이에 있는 밸브 안착대를 구비하고 있는 하우징; 상기 밸브 안착대에 관계하여 개방 및 폐쇄 위치에서 이동할 수 있고 상기 밸브 안착대를 향하는 흐름 반대 방향면, 상기 출구를 향하는 흐름 방향면을 구비한 밸브 부재;를 구성하고,
상기 밸브 부재의 흐름 방향 표면과 함께, 상기 밸브 부재의 흐름 방향 제어실 장치를 형성한 표면을 포함한 상기 하우징; 상기 입구에서 상기 유체의 유입 압력이 상기 개방력에 반대하고 그의 폐쇄 위치에 대하여 상기 밸브 부재를 이동하는 경향이 있고, 그의 개방 위치에 대하여 상기 밸브 부재를 이동하는 경향이 있고, 상기 밸브 부재의 흐름 반대 방향 면에 적용된 상기 유입 압력에 의해 발생된 폐쇄력을 생성하기 위하여 상기 제어실 장치에 적용되도록 상기 제어실 장치와 연결하고 흐름 반대 방향면으로부터 흐름 방향면을 통하여 상기 밸브 부재를 통한 통로; 및 그의 개방 및 폐쇄 위치에 대하여 상기 밸브 부재를 작동하기 위한 액츄에이터(actuator);를 포함한다.
본 발명의 추가적인 형태는 하기 기술로부터 나타내어질 것이다.
본 발명은 첨부된 도면과 함께, 일례의 방법으로 기술되어졌다.
도 1은 본 발명에 따라서 구성된 보통 개방 제어 밸브의 일 형태를 설명하고 있는 종단면도로서, 밸브 부재는 유체 유입압의 압력을 추정하는 보통 개방 위치를 나타내고 있다.
도 2는 도 1과 유사한 도면이지만 제어 압력이 그의 제어 구에 적용될 때 그의 폐쇄 위치에서 상기 밸브 부재를 설명하고 있다.
도 3은 도 2와 유사한 횡단면도이지만 내부구조를 잘 나타내기 위하여 영역 라인을 따라 45o회전시켰다.
도 4는 도 1 내지 3의 상기 제어 밸브내에서 완충 실의 일방향 분출의 구성을 설명하고 있는 확대된 분할면도이다.
도 5는 상기 밸브가 제어되는 한 가지 방법과 도 1에 따라 제어 밸브의 베터리를 개략적으로 설명하고 있다.
도 6은 본 발명의 따라서 구성된 보통-폐쇄된 제어 밸브의 일 형태를 설명하고 있는 종단면도이다.
도 6a는 도 6의 선 6a-6a를 따른 횡단면도이다.
도 7은 도 6과 유사한 도면이지만 내부 구조를 잘 나타내기 위하여 영역 라인을 따라 45o회전시켰다.
도 8은 상기 개방 조건에서 도 6 및 도 7의 상기 제어 밸브를 설명하고 있다.
도 9는 본 발명에 따라서 구성된 보통-폐쇄 제어 밸브의 다른 형태를 설명하고 있는 종단면도이다.
도 10은 작동된 개방 상태에서 도 9의 밸브를 설명하고 있다.
도 11은 특히 밸브 조립품에서 탄성 밀봉장치의 구성을 설명하고 있는 확대된 분할면도이다.
도 11a-11c는 도 11의 상기 탄성 밀봉장치의 다양한 상태를 설명하고 있다.
도 12는 본 발명에 따라서 구성된 내부-모터 작용 제어 밸브를 설명하고 있고, 내부 구조가 부분적으로 떨어져 나간 3차원도이다.
도 13은 폐쇄 상태에서 밸브를 나타낸 도 2의 제어 밸브에 대한 종단면도이다.
도 14는 도 13과 유사하지만 개방 상태에서 밸브를 나타내고 있다.
도 15는 도 14와 유사하지만, 도 14에 관계하여 영역 라인을 따라 45o회전시킨 종단면도이다.
도 16은 본 발명에 따라서 구성된 외부-모터 작동 제어 밸브를 설명하고 있는 종단면도이고 폐쇄 상태에서 밸브를 나타내고 있다.
도 17은 도 16과 유사한 도면이지만, 개방 상태에서 밸브를 나타내고 있다.
도 1 내지 4에 설명된 상기 보통-개방 제어 밸브는 일반적으로 지시된 하우징(10)을 구성하고, 바람직하게 금속으로 이루어진 외부 원통형 부분품(11), 바람직하게 플라스틱으로 이루어진 내부 원통형 부분품(12), 상기 하우징의 흐름 반대 방향단에 입구 결합관(13), 및 상기 하우징의 흐릅 방향단에 출구 결합관(14)을 포함한다. 상기 두 개의 결합관(13, 14)은 또한 바람직하게 금속으로 이루어진 원뿔형상이고 외부 금속 측 벽(11)에 용접되어 있다. 플랜지 어셈블리들(15)은 외부 원통형 부분품(11)에 상기 두 개의 결합관(13, 14)의 상기 용접 접합을 재 강화하고, 밀봉부(16)는 상기 결합관(13, 14)에 관계하여 상기 내부 원통형 부분품(12)을 밀봉한다.
상기 입구 결합관(13)은 상기 하우징 내부로 유체를 유입하기 위한 입구(17)를 포함하고, 상기 출구 결합관(14)은 상기 유체를 유출하기 위한 출구(18)를 포함한다. 상기 입구 결합관(13)은 상기 입구(17)로부터 상기 출구(18)까지 상기 유체의 흐름을 제어하기 위하여 상기 하우징 내부에서 상기 밸브 어셈블리와 협력할 수 있도록 원뿔형 밸브 안착대(19)와 함께 내부 표면상에 형성된다.
하우징(10) 내부 상기 밸브 어셈블리는 일반적으로 20으로 지시되어 있다. 상기 밸브 어셈블리는 유체 역학적-형태인 밸브 부재(21)을 포함하고, 원뿔형 밸브 커버 (21a) 및 밸브 몸체(21b)를 구성하고, 상기 밸브 커버의 외주부 둘레 환형 탄성 밀봉부(22)를 확고하게 하고 상기 원뿔형 밸브 안착대로부터 향하여 및 떨어져 이동할 수 있다. 밸브 부재(21)는 밸브 부재(21)에 가늘게 부착되고 흐름 방향으로 연장한 밸브 심봉(23)을 포함한 작동기에 연결된다. 상기 밸브 심봉(23)의 흐름 방향단은 실린더(25) 내부로, 실린더 내부의 형태에서, 하우징 부분품(12) 내부로 이동할 수 있는 밀봉 링(24a)을 구비한 피스톤 헤드(24)를 이동한다.
밸브 부재(21)는 피스톤 헤드(24)와 반경 방향 벽사이의 스프링에 의해 도 1에 설명된 상기 밸브 폐쇄 상태를 재촉하고, 그의 출구(18) 부근 하우징(10)의 흐름 방향단에서 후방 캡(27)에 의해 한정된다. 캡(27)은 삼발이 형상이고, 상기 출구(18)에 대하여 복수개의 축방향으로 연장한 통로(27b)(도 3)사이를 한정하기 위하여 복수개의 반경 방향으로 연장한 리브(27a)(도 1)와 함께 형성된다. 리브(27a)의 외부 표면은 상기 리브(27a)사이의 통로(27b)가 상기 출구(18)의 유체의 유동을 위하여 큰 축방향 통로를 한정하는 동안 결합관(14)에 대항하여 상기 스프링(26)이 캡(27)을 확고하게 누르도록 상기 출구 결합관(14)의 내부 원뿔형 면(14a)에 대하여 보충적인 형태이다.
하우징 부분품(12)은 캡(27)의 리브(27a)와 함께 배열된 복수개의 반경 방향으로 연장한 리브(12a) (도 1)와 유사하게 형성되어 있고 상기 밸브 어셈블리(20)가 개방 상태(도 3)에 있을 때 상기 제어 밸브를 통과한 유체의 유동을 위하여 캡(27)의 통로(27b)와 함께 배열된 복수개의 축방향으로 연장한 통로(12b) (도 3)를 한정한다.
밸브 어셈블리(20)는 밸브 부재(21)의 몸체(21b)와 함께 합병하여 형성된 원통형 덮게(28)를 추가로 포함하고 각 부분의 밸브 심봉(23)을 애워싸기 위하여 흐름 방향으로 연장한다. 원통형 덮게(28)는 하우징 부분품(12)의 리브(12a)를 통하여 축 방향으로 형성된 원통형 홈(29) 내부에서 이동 가능하다. 상기 원통형 덮게(28)의 내부 표면은 밀봉 링(30)에 의해 상기 하우징에 관하여 밀봉되고, 상기 덮게의 외부 표면은 밀봉되지 않았고 하우징 부분품(12)내의 축 방향 통로를 통하여 유체의 유동을 허여한다. 밸브 심봉(23)은 밸브 부재(21)의 덮게에 의해 애워 싼 흐름 반대 방향 부분품(23a)과, 피스톤 헤드(24) 부근 흐름 방향 부분품(23b)이 형성된다. 상기 흐름 방향 부분품(23b)은 상기 두 개의 부분품 사이의 환형 벽(23c)을 한정하기 위하여 상기 흐름 반대 방향 부분품(23a) 보다 큰 외경을 가진다. 상기 흐름 반대 방향 부분품(23a)은 밀봉 링(31)에 의해 상기 하우징에 관하여 밀봉되고, 상기 흐름 방향 부분품(23b)은 밀봉 링(32)에 의해 상기 하우징에 관하여 밀봉되어 있다. 밀봉 링(30, 31)은 하우징 부분품(12)의 반경 방향으로 연장한 벽(12c)에 의해 이행되고 죔쇄(34)에 의해 확보된 유지 판(33)에 의해 장소내에서 유지된다.
이것은 상기에 기술된 것 처럼 제어 밸브의 구성을 나타내고, 하우징(10), 특히 하우징 부분품(12)과 함께 몇 개의 실들을 한정한다.
(1) 실 C1은 피스톤 헤드(24)의 흐름 방향면, 하우징 실린더(25)의 표면(10a), 캡 (27)의 맞서는 면에 의해 한정된다. 하기에 더욱 특이하게 기술되는 것 처럼, 실 C1은 제 1 제어실로써 사용하고, 가압 유체가 하나의 상기 하우징 리브(12a)내에 통로를 경유하는 실 C1과 연통하는 제어구 CP1을 경유하여 적용될 때 그의 보통 개방 위치로부터 폐쇄 위치까지 밸브 부재(21)을 이동하기 쉽도록 힘을 생성한다. 실 C1은 대기에 드레인(35)을 포함하고, 상기 드레인은 도 1 내지 3의 보통 개방 구축에 영향이 없도록 틀어 막아진다.
(2) 실 C2는 원통형 덮게(28)의 내부면을 포함한 밸브 몸체(21b)의 흐름 방향면, 하우징 부분품(12)의 표면(10b) (반경 방향벽(12c)의 유지 판 (33)), 밸브 심봉(23)의 외부 표면에 의해 한정지어진다. 실 C2는 축 방향 통로(36a)와 밸브 심봉 (23)내 반경 방향 통로(36b)를 지나 실 C1에 연통한다. 실 C2는 제어 압력이 제어구 CP1을 지나 적용될 때 보통 개방 위치로부터 그의 폐쇄 위치까지 밸브 부재(21)를 이동하기 위하여 실 C1에 생산된 강렬한 힘을 생산한 제어 실로써 사용된다.
(3) 실 C3는 피스톤 헤드(24)의 흐름 반대 방향면, 밸브 심봉(23)의 근처부, 및 하우징 실린더(25)의 표면(10c)에 의해 한정지어진다. 실 C3는 밸브 부재(21)가 폐쇄되고 가압 유체가 상기 제어구 CP2에 적용될 때, 밸브 부재(21)은 하기에 더욱 특이하게 기술된 것 처럼 그의 개방 위치로 이동되도록 하나의 상기 하우징 리브 (12a)내에 통로를 지나 제 2 제어구 CP2로 연통한다.
(4) 실 C4는 밸브 심봉(23)의 환형 벽(23c)과 하우징 부분품(12)의 반경 방향벽 (12c)상의 표면(10d)에 의해 한정지어진다. 실 C4는 상기 밸브 안착대(19)에 대항하여 밸브 부재의 갑작스런 충격을 방지하기 위하여 그의 최종 폐쇄 위치에 대하여 밸브 부재(21)의 이동을 완화하기 위한 충격 완화실로써 사용된다. 충격 완화실 C4는 밸브 심봉(23)상의 밀봉 링(32) 및 하우징의 반경 방향(12c)상의 밀봉 링에 의해 밀봉된다.
충격 완화실 C4로부터 유체를 통기하기 위하여, 밸브 심봉(23)은 적은 직경 통기공이 형성되어 있고, 그의 밀봉 링(32)의 약간 하향으로 피스톤 심봉(23)내에 위치에서 환형 홈(38)과 연통하는 축 방향 홀(bore) )(37)을 포함한다. 특히 도 4에 나타낸 것 처럼, 환형 홈(38)은 밀봉 링(39)에 의해 폐쇄된 내부단(38a)를 구비한다. 그렇게 만들어진 통기공은 제어구 CP2 방향내에서 충격 완화실 CP2로부터 단지 유체 유동을 허여하는 일 방향 통기공이다.
하우징 부분품(12)은 제어구 CP2로부터 복수개의 축 방향으로 연장한 슬롯(40)과 함께 추가로 형성되지만 반경 방향(12c)에 못 미쳐서 끝난다.
특히 하기에 기술된 것 처럼, 상기 구축은 상기 충격 완화실 C4가 저지하고 또는 밸브 안착대(19)에 대항하여 밸브 부재(21)의 충격을 완화하기 위하여 그의 폐쇄 위치에 대한 최종 이동에서 단지 밸브 어셈블리(20)의 폐쇄 이동을 완화하기 위해 효율적이 되도록 한 것이다. 실 C4에서 생산된 힘은 상기 밸브 어셈블리의 최종 개방 이동을 강렬하게 하는데 또한 효율적이다.
도 1 내지 4에서 설명된 제어 밸브는 다음과 같이 작동한다.:
상기 제어 밸브가 라이에 연결되지 않을 때, 또는 만약 연결된다면, 상기 라인은 여전히 가압되지 않고, 상기 밸브 어셈블리는 스프링(26)의 영향을 받아 도 2에서 설명된 상기 폐쇄된 위치가 될 것이다. 그러나, 상기 제어 밸브가 상기 라인에 연결되고 상기 라인은 가압될 때, 상기 유입 압력은 밸브 부재(21)의 흐름 반대 방향 면에 적용되고, 도 1에서 설명된 것 처럼 그의 개방 위치로 밸브 어셈블리가 이동한다.
상기 유출 압력의 실패에 대한 문제는, 상기 힘은 상기 밸브 덮게(28)의 표면(28a)에 대항하여 흐름 방향 압력에 의해 적용되고, 또한 상기 힘은 밸브 어셈블리(20)가 그의 폐쇄 상태로 이동하는 스프링에 의해 적용되고, 상기 출구(18), 입구(17)을 지나 흐름 방향 파이프(미도시)로부터 유체의 역류를 방지하고, 상기 흐름 반대 방향 파이프 (미도시)는 상기 입구에 연결된다.
상기 밸브가 바람직하게 폐쇄될 때, 가압 유체는 제어구 CP1에 적용된다. 보통 이것은 제어구 CP1을 상기 입구 압력에 연결하는 안내 밸브 (도 5에 안내 밸브(45))를 사용하므로써 행해진다. 상기 상황이 발생할 때, 상기 입구 압력은 통로(36a)를 지나고 밸브 심봉(23)을 통과한 제어실 C1, 또한 제어실 C2에 적용된다.
제어실 C1내부에 압력은 폐쇄 위치 향하여 (도 3에서 오른쪽으로) 상기 밸브 어셈블리(20)를 이동하기 쉬운 피스톤 헤드에 대항하여 힘을 생산하고, 상기 힘의 양은 피스톤 헤드(24)의 외경(D1)의 영역에 의해 증가된 실 C1 내부의 압력과 동등하다. 실 C2 내부의 압력은 그의 폐쇄 상태 향하여 밸브 어셈블리(20)를 이동하기 위한 방향에서 작용하는 힘을 또한 생성한다; 즉, 실 C1내에 생성된 힘의 증가. 상기 힘은 실 C2에서 만들어지고, 그러나, 밸브 부재(21)의 흐름 방향에서 작용하고 상기 원통형 덮게(28)의 내경(D2)에 일치하여 확대되고, 밸브 심봉 부분품(23a)의 외경 (D3)보다 적다.
상기 밸브 어셈블리가 도 1에 설명된 것 처럼 그의 개방 상태내에 존재할 때, 개방 상태에서 상기 밸브 어셈블리를 유지하기 위하여 작용하는 상기 힘은 상기 원통형 슬리브(28)의 외경 (D4)에 일치한 영역에 의해 증가된 상기 유입 압력과 동등하다.상기 밸브 개방을 유지하기 위해 작용하는 상기 힘은 실 C1 및 C2에 대하여 제어구 CP1을 지나 적용되고, 상기 밸브 어셈블리를 폐쇄하는 모든 작용에 의해 덮게(28)의 표면(28a)에 적용된 압력에 의해 생산된 힘의 합계보다 적다. 따라서, 상기 밸브 어셈블리는 그의 폐쇄 상태를 향하여 이동을 시작할 것이다.
폐쇄 상태를 향하여 상기 밸브 어셈블리(20)의 최초 이동 동안, 실 C4는 폐쇄 위치를 향하여 상기 밸브 어셈블리의 이동을 저지하는 실 C4 내부의 압력이 증가되지 않도록 슬롯(40) 및 제어구 CP2를 지나 대기와 연통한다. 상기 밸브 어셈블 리가 폐쇄 위치에 접근할 때, 밀봉부(32)는 슬롯(40)의 단부(오른쪽 단)를 통과하고, 실 C4는 밀봉된 실이 되고, 따라서 상기 밸브 어셈블리의 폐쇄 이동을 완화하기 위하여 작용한다. 상기 완화 정도는, 특히 액체의 유동 제어가 유동속도에 의존했을 때 통기공(37) 및 환형 그루브(38)에 의해 인가된다.
덮게(28)의 표면(28a)은 상기 밸브 어셈블리의 최종 폐쇄 이동을 완화하기 위하여 작용한다. 상기에 지시된 것 처럼, 상기 흐름 방향의 압력은 폐쇄 위치에 대하여 상기 밸브 어셈블리를 이동하기 쉬운 방향으로 덮게 표면(28a)에 대항하여 작용한다. 상기 밸브 어셈블리가 폐쇄 위치에 접근 했을 때, 상기 밸브를 가로지른 압력차는 높은 유동 저항 때문에 증가하고, 유출 압력의 감소는 상기 밸브 어셈블리가 최종 폐쇄 위치에 접근하므로써 덮게 표면(28a)에 적용된다.
제어 밸브의 재 개방은 밸브 부재(21)에 적용된 유입 압력이 도 1에 설명된 개방 위치에 대하여 밸브 어셈블리를 이동시키는 경우에서 상기 제어구 CP1에 대한 압력이 단지 불연속으로 인해 영향을 받는다.
상기 밸브는 제어구 CP1에 대한 압력이 불연속적이고, 제어구 CP2에 압력이 적용되므로써 또한 재 개방될 수 있다. 상기 상황이 행해질 때 실 C3 내부에 가압 유체는 밸브 부재(21)에 대항하여 유입 압력에 의해 생산된 개방력 함께, 피스톤 헤드(24)의 흐름 반대 방향에 대항하여 개방력을 만들고, 도 3에서 설명된 것 처럼 개방 상태에 대하여 밸브 어셈블리를 이동한다.
제어구 CP2는 유입 압력이 낮고 또는 진공이 입구에 적용될 때 상기 밸브는 홀로 재 개방된다. 상기 제어구는 상기 밸브 어셈블리의 이동을 규제 또는 완충하기 위하여 제어구 CP1과 함께 또한 사용된다.
상기 밸브가 폐쇄되고 가압 유체가 밸브를 개방하기 위하여 제어구 CP2에 적용될 때, 밀봉 링(39)은 상기 충격 완화실 C4내부의 통기공(37)과 환형 그루브(38)를 통하여 통과한 상기 가압 유체를 막는다. 따라서, 밸브 부재(21)에 적용된 유입 압력과 함께, 단지 실 C3 (직경 D1-D5)에 의해 한정됨)의 표면 영역에서 밸브 개방을 시작하므로써, 밸브 어셈블리를 개방하는데 효율적이다. 그러나, 밸브 심봉(23)의 밀봉부가 슬롯(40)의 오른쪽 단부를 통과하자마자, 실 C3 내부의 압력은 실 C4에 적용되고, 따라서 상기 개방력은 증가한다.
밀봉 링(39)의 압력은 상기 밸브가 모두 폐쇄되었을 때 단순한 방법내에서 선택적으로 제어되기 위하여 밸브의 베터리를 허여한다. 따라서, 도 5에 나타낸 것 처럼, 보통 공급 파이프(44)에 평행하게 연결된 밸브의 베터리(41-43)는 각 밸브의 상기 제어구 CP1에 각각 연결된 안내 밸브(45-47)를 분리하므로써 개별적으로 제어되고, 보통 안내 밸브(48)는 모든 상기 밸브의 제어구 CP2에 연결된다. 따라서, 상기 보통 안내 밸브(48)를 지나 모든 제어구 CP2에 대하여 압력을 적용하므로써, 각각의 밸브(41-43)는 각각 상기 안내 밸브(45-47)를 지나 각각 제어구 CP1에 대하여 가압 유체의 적용을 불연속적으로 하므로써 흐름 방향 파이프(49)에 관계하여 선택적으로 폐쇄된다.
도 6 내지 8은 도 1 내지 4에 관계하여 상기에 기술된 것 처럼 일반적으로 동등한 구조의 밸브를 설명하지만, 도 1 내지 4의 구조에서 처럼 보통 개방 밸브보다, 보통 폐쇄 밸브 (유입 압력이 적용될 때)를 이루는 몇가지 변경사항을 포함한다. 보통 폐쇄 밸브의 중요한 잇점은 상기 제어 압력 시스템의 실패에 따라 상기 밸브의 실패-안전 폐쇄를 제공하기 위한 것이다. 이해를 돕기위하여, 도 1 내지 4의 밸브에서 처럼 일반적으로 동등한 상기 요소들은 같은 인용 부호로써 동일시하였다.
상기 구조의 하나의 변화로, 도 6 내지 8의 보통 폐쇄 밸브는 상기 유입 압력이 상기 피스톤 헤드(24)의 흐름 방향에 작용하는 실 C1, 상기 밸브 몸체(21b)의 흐름 방향에 작용하는 C2, 도 6 및 7에서 설명된 것 처럼 그의 폐쇄 상태에 대하여 상기 밸브 어셈블리를 이동하기 쉬운 두 개의 생성된 힘이 적용되도록 상기 밸브 심봉내 축 방향 통로(36a)와 연통하는 밸브 부재(21)를 통과하는 축 방향 통로(50)가 형성된다. 다른 변화는, 실 C1 및 C2와 연통하는 상기 하우징 부분품(12)을 통과하는 상기 제어구를 필요로하지 않고, 따라서 제어구 CP1은 틀어 막아지고, 실 C4와 연통하는 단일 제어구 CP2로 남는다. 추가적인 변화는, 실 C3는 도 1 내지 3 구조에서 통기공(37)보다 큰 직경의 슬롯(40) 및 홀(bore)을 지나 실 C4와 연속으로 연통하고, 도 1 내지 3의 구조의 밀봉 링(32, 39)는 또한 생략된다.
도 6 내지 8 구조는 피스톤(24)의 흐름 방향단에 장착하기 위하여 그의 주변 둘레에 일정한 간격을 이룬 복수개의 반경 방향으로 연장한 장착 텝(53)과 형성된 피스톤(52)을 포함한다. 피스톤(52)은 단 벽(55)에 의해 흐름 반대 방향단에서 폐쇄된다. 흐름 방향단은 캡(27)내에 원통형 공동(56) 내부에 미끄러지게 수용되고 추가로 실 C5를 한정하기 위하여 밀봉 링(56a)을 포함한다. 후자 실은 스프링(26)을 포함하고 드레인(35)을 지나 대기로 통기된다. 따라서, 도 6 내지 8 구조에서 드레인 (35)은 도 1 내지 3구조에서 처럼 틀어 막히지 않는다.
피스톤(52)의 단 벽(55)은 축 방향 통로를 방해하지 않기 위하여 상기 밸브 심봉 (23)을 통과하여 축 방향 통로(36a)로부터 일정한 공간을 이룬다. 상기 공간(57)은 상기 장착 텝(53)사이의 공간(58) (도 6a, 7)을 지나 실 C1과 연통한다. 따라서, 상기 유입 압력은 축 방향 통로(50, 36a), 공간(57, 58)을 지나 실 C1에 적용된다. 도 1 내지 3 구조에서 처럼, 실 C1에서 생성된 압력은 실 C2에 적용되고, 힘은 상기 밸브를 개방하기 쉬운 밸브 부재(21)에 대항하여 유입 압력에 의해 생산된 힘에 반대되므로써 상기 밸브는 폐쇄하기 쉬운 두 개의 실에서 생성된다. 도 1 내지 3 구조로부터 구별되는 것 처럼, 실 C1내에 생성된 상기 폐쇄력은 피스톤(52)의 외부 횡단면에 의해 감소된다(실 C5가 대기로 통기된다.). 상기 폐쇄력은 제어 압력이 제어구 CP2를 지나 적용될 때 실 C3 및 C4에서 생성된 개방력에 의해 반대된다.
도 6 내지 8에서 설명된 상기 제어 밸브가 물 공급 파이프에 연결될 때, 상기 유입압력은 밸브 부재(21)의 흐름 반대 방향면에 적용되고, 밸브를 개방하기 쉬운 힘을 생성한다. 그러나, 상기 유입 압력은 실 C1에 대한 통로(50, 36a), 실 C2에 대한 통로(36b)를 지나 적용되고, 둘다 밸브를 폐쇄하기 쉬운 힘을 생성한다. 상기 힘과 함께 후자의 힘은 표면(28a)에 대항하여 흐름 방향 압력( 밸브가 폐쇄되지 않을 때)에 의해 생성되고, 상기 힘은 스프링(26)에 의해 생성되고, 상기 밸브가 도 6에서 설명된 것 처럼 보통 폐쇄 상태이도록 상기 개방력 보다 충분히 크다.
도 6 내지 8의 밸브가 개방될 때, 제어 압력 (유입 압력)은 제어구 CP2에 적용된다. 상기 제어 압력은 두 개의 실 C3와 C4 (후자는 슬롯(40) 및 홀(51)을 지남)에 적용되고, 밸브 부재(21)의 흐름 반대 방향면에 대항하여 유입 압력에 의해 적용된 개방력과 함께 도 8에서 설명된 것 처럼 그의 개방 상태에 대하여 상기 밸브 어셈블리를 이동하기에 충분하다. 상기 압력이 제어구 CP2로부터 제거될 때, 상기 밸브는 보통 폐쇄 상태로 되돌아온다.
모든 다른면에서, 도 6 내지 8에서 설명된 상기 제어 밸브는 구축되고 상기에 기술된 것 처럼 실질적으로 같은 방법으로 작동한다.
도 9 및 도 10은 도 6 내지 8에 대하여 유사한 보통 폐쇄 밸브 구조를 설명한다. 그러나, 이 경우에서, 밸브 부재(21) 및 그의 밸브 심봉(23)을 통과하는 상기 축 방향 통로(50)는 상기 밸브 심봉(23)의 흐름 방향단과 상기 후방 캡(27)사이에 실 C5에 대한 축 방향 통로(36a)를 지나 연장한다. 도 6 내지 8의 구조에서 실 C5는 대기로 통기되고, 도 9 및 10의 구조에서 실 C5는 그렇게 통기되지 않지만, 밸브 심봉(23)의 흐름 방향단의 외부 표면과 상기 후방 캡(27)내 공동(61)의 내부 표면사이에 밀봉 링(60)에 의해 밀봉된다. 따라서, 상기 구조에서, 드레인(35) (도 8)는 틀어 막혀지지만, 제어구 CP1 (도 1)은 대기로 통기된다.
또한, 밸브 덮게(28)의 외부 표면은 밀봉 링(62)을 이행하고, 상기 밸브 덮게에 대한 환형 홈(29)과 함께 형성된 하우징 부분품(12)의 표면은 복수개의 축 방향으로 연장한 슬롯(63)과 함께 형성되고, 그것에 의해, 실 C6 및 C2사이에 연통을 성립한다.
도 9 및 도 10의 구조에서, 상기 유입 압력은 실 C5, C2 및 C6내 유입 압력에 의해 생성된 상기 폐쇄력의 합계에 의해 실질적으로 균형을 이룬 개방력을 생성하는 밸브 부재(21)의 흐름 반대 방향면에 적용된다. 상기 폐쇄력은 스프링(26)에 의해 생성되고, 따라서, 그의 보통 폐쇄 상태에 대하여 상기 밸브 어셈블리를 이동하기에 충분하다.
상기 밸브의 개방이 바람직할 때, 제어 압력은 제어구 CP2 (도 8)에 적용되고, 이것은 보통 유입 압력이다. 압력이 제어구 CP2에 적용될 때, 개방력은 실 C3 및 C4에서 생성되고, 밸브 부재(21)의 흐름 반대 방향면에 대항하여 상기 유입 압력에 의해 생성된 상기 개방력이 더해질 때, 상기 밸브를 개방하기에 충분하다.
도 11은 상기 출구 결합관(13)의 원뿔형 안착대(19)에 체결할 수 있는 상기 밸브 부재(21) 및 그의 환형 탄성 밀봉부(22)에 대하여 상기에 기술된 제어 밸브들중 어떠한 것이 사용될 지라도 바람직한 구조를 설명한다. 도 11a는 최초 폐쇄 위치에서 상기 환형 탄성 밀봉을 설명하고; 도 11b는 최종 폐쇄 위치에서 상기 환형 탄성 밀봉을 설명하고; 도 11c는 밸브 부재에 채터링 현상을 실질상 제거하는 방법을 도시학적으로 설명한다.
도 11내에서 일반적으로 지시된 환형 탄성 밀봉부(22)는 상기 밸브 어셈블리의 폐쇄 상태에서 상기 원뿔형 밸브 안착대(19)를 체결하는 두꺼운 외주부(71)와 함께 형성된 원뿔형 덮게(70)를 포함한다. 상기 원뿔형 덮게(70)는 흐름 반대 방향 위의 상기 원뿔형 밸브 덮개와 접합 링(73)에 대항하여 상기 흐름 방향측 베어링 위의 상기 밸브 몸체(21b)사이에 볼트(72)에 의해 죄어진다.
상기 밸브 몸체(21b)의 흐름 반대 방향은 상기 탄성 밀봉부(22)의 두꺼운 환형 주부 (71)의 흐름 방향면을 수용하는 환형 슬롯(75)과 함께 형성된다. 슬롯(75)은 사다리꼴 횡단형이고, 원뿔형 밸브 부재(21)의 흐름 반대 방향면에 실질적으로 평행하게 바닥면(75a)에 형성되어 있고, 밸브 어셈블리(20)의 수직축에 실질상 평행한 측면(75b, 75c)에 반대된다.
부착 부재(77)는 슬롯(75)내부에 수용되고, 상기 슬롯의 형상을 보완한다. 또한, 이것은 상기 밀봉 링(22)의 두꺼운 환형 주부(71)의 흐름 방향내에 형성된 보완적인 비둘기 꼬리형 그루브(78) 내부에 수용된 환형 비둘기 꼬리형 리브(76)을 형성한다.
밀봉 링(22)의 두꺼운 외주부(71)의 흐름 반대 방향면은 끝이 가늘어진 두께의 외부 환형 부분품(79)을 형성하고, 상기 두께는 바같쪽 방향에서 감소한다. 환형 부분품(79)은 원뿔형 밸브 부재(21)의 흐름 반대 방향면에 대하여 둔각인 내부 환형벽(79a), 및 상기 원뿔형 밸브 부재(21)의 흐름 반대 방향면에 대하여 유사한 둔각인 외부 환형벽(79b)에 의해 한정된다. 환형 부분품(79)의 상기 외부면(79c)은 상기 원뿔형 밸브 안착대(19)와 접촉하여 밀봉 상태가 되고, 만곡 형상이다.
상기 밸브 덮게(21a)의 외부 단은 상기 탄성 밀봉부(22)의 면(79a)에서 끝나고 상기 면에 대하여 보완적인 형상이다. 상기 탄성 밀봉부(22)의 외부 환형 부분품(79)의 외부단은 면(79b)에 의해 한정되므로써, 보통 상기 밸브 몸체(21b)의 외부단에서 면(21c)로부터 일정한 간격을 이룬다.
상기 밸브 부재(21)가 상기 원뿔형 밸브 안착대(19)에 접근하므로써, 상기 탄성 밀봉부(22)의 면(79c)은 상기 원뿔형 안착대(19)를 첫째 체결하고(도 11a), 상기 탄성 밀봉부의 상기 부분품은 상기 밸브 부재(12)의 최종 폐쇄 위치(도 11b)내에서 밸브 몸체(21b)의 면(21c)에 대항하여 변형된다. 따라서, 도 11b에서 나타낸 것 처럼, 상기 탄성 밀봉부(22)의 면(79b)는 상기 밸브의 폐쇄 위치에서 원뿔형 안착대 (19)에 관계하여 확고한 밀봉을 만들기 위하여 밸브 몸체(21b)의 면(21c)에 대항하여 가압된다.
도 11에 도시된 바와 같은 밸브 밀봉 부(22)의 구조는, 특히 밸브를 통과하는 유체의 역 유동의 경우, 밸브 부재로부터 밀봉 부를 떼어 내고자 하는 매우 큰 힘에 대해서 밸브 밀봉 부(22)가 밸브 부재(21)에 단단하게 부착되어 있는 것을 알 수 있다. 또한, 도 11C에 도시된 바와 같이, 밸브 밀봉 부(22)의 외주 부는, 밸브가 약간 개방될 때, 상기 외주 부가 유동을 조절할 수 있도록 원뿔형 밸브 안착 대(19)에 대해서, 유동에 의해서 진동할 수 있도록, 충분히 탄력적이다. 상기 구조는, 밸브 부재가 그의 최종 폐쇄 위치에 도달함에 따라서 자려 진동 현상(自勵 振動 現象)을 실질적으로 제거한다는 것을 알 수 있다.
도 12 내지 도 14에 도시된 직렬형 제어 밸브는, 주 원통형 부분품(112), 역 흐름 방향 단 부에 있는 입구 결합 관(113) 및 흐름 방향 단 부에 있는 출구 결합 관(114)을 구비하고 있는, 일반적으로 110으로 표시된 하우징을 포함하고 있다. 두 개의 결합관(113, 114)들은 원뿔형 형상으로 형성되어 한 쌍의 나삿니가 형성된 결합 링(115, 116)에 의해서 주 원통형 부분품(112)에 고정되어 있다.
입구 결합 관(113)은 입구(117)를 포함하고 있고, 출구 결합 관(114)은 출구(118)를 포함하고 있다. 입구 결합 관(113)은, 입구(117)로부터 출구(118)로의 유체의 유동을 제어하기 위하여, 일반적으로 120으로 표시된, 밸브 부재와 함께 작용할 수 있는 원뿔형 밸브 안착 대(119)와 함께 내부 표면상에 형성되어 있다.
밸브 부재(120)는 유체 역학적으로 형성되어 있다. 그것은 원뿔형 밸브 안착 대(119)를 향하여 그리고 이탈하여 움직일 수 있는 그 외부 둘레에 밸브 커버(121) 및 탄성 환형 밀봉 부(122)를 포함하고 있다. 밸브 부재(120)는 밸브 커버(121)의 흐름 방향 면에 나사 결합으로 부착되어 있는 심봉(123)과 밸브 커버(121)의 흐름 방향에 있는 밸브 몸체(124)를 더 포함하고 있다. 밸브 몸체(124)는, 심봉(123)이 밸브 커버(121)에 나사 결합될 때, 탄성 환형 밀봉 부(122)가 밸브 커버(121)와 밸브 몸체(124)사이에 단단하게 고정될 수 있도록, 접촉 링(125)과 맞물릴 수 있다.
심봉(123)은 밸브 커버(121)의 흐름 방향으로 연장되어 출구 결합 관(114)과 맞물려서 하우징(110)의 후방 벽을 구성하는 캡(127)내에 형성되어 있는 원통형 공동부(126)내에 수용되어 있다.
밸브 부재(120)는 밸브 몸체(124)와 일체로 형성되어 밸브 부재의 흐름 방향으로 연장되어 있는 원통형 덮개(128)를 더 포함하고 있다. 원통형 덮개(128)는 주 원통형 부분품(112)내에서 축 방향으로 형성되어 있는 원통형 슬롯(129)내에 수용되어 있다.
주 원통형 부분품(112)은 원통형 슬롯(129)의 역 흐름 방향 단 부에 있는 반경 방향으로 연장되어 있는 벽(130)을 포함하고 있다. 벽(130)은 밸브 심봉(123)을 수용할 수 있는 중앙 개구를 구비하여 형성되어 있다.
주 하우징 부분품(112)은 축 방향으로 연장되어 있는 통로(112b)(도 15)를 한정하기 위하여 서로로부터 원주 적으로 이격되어 있는 복수 개의 반경 방향으로 연장되어 있는 리브(112a)(도 13, 도 14)로 형성되어 있다. 캡(127)은 통로(127b)를 한정하기 위하여 서로 원주 적으로 이격되어 있는 복수 개의 반경 방향으로 연장되어 있는 삼각대 아암(127a)으로 유사하게 형성되어 있다. 캡(127)의 삼각대 아암(127a)들은, 밸브 부재(120)가 개방 위치 내에 있을 때, 하우징을 통과하는 축 방향 통로(112b) 및 캡을 통과하는 통로(127b)가 입구(117)로부터 출구(118)로의 유체 유동을 허여할 수 있도록 서로에 대해서 정렬되어 있다. 출구 결합 관(114)의 내부 표면은 원뿔형 형상이고, 삼각대 아암(127b)의 외부 표면은 127c로서 도시된 보조 원뿔 형상으로 형성되어 있는데, 이는 삼각대 아암이 출구(118)의 단지 역 흐름 방향으로 출구 결합 관(114)을 단단하게 결합하기 위한 것이다.
도시된 제어 밸브는 다음과 같은 밀봉 부를 포함하고 있다: 하우징(112), 그의 입구 결합 관(113) 및 출구 결합 관(114)사이의 각각의 밀봉 링(131, 132)들; 하우징 벽(130)과 밸브 심봉(123)사이의 밀봉 링(133); 캡(127)과 밸브 심봉(123)사이의 밀봉 링(134); 캡(127)과 하우징 부분품(112)사이의 밀봉 링(135); 및 밸브 덮개(128)의 외부 표면과 상기 밸브 덮개를 수용하는 슬롯(129)과 함께 형성되어 있는 하우징 부분품(112)의 대응 표면 사이의 밀봉 링(136).
상기 밀봉 부는 다음과 같은 실(室)들을 한정한다: (1) 밸브 심봉(123)의 흐름 방향 면(123a)과 캡(127)내에 형성되어 있는 원통형 공동부(126)의 벽 사이의 제어 실(C1); (2) 밸브 몸체(124)의 흐름 방향 면, 밸브 덮개(128)의 내부 면, 하우징 벽(130)의 역 흐름 방향 면 및 하우징 벽(130)과 밸브 몸체(124)사이의 밸브 심봉(123) 부분에 의해서 한정되어 밸브 덮개(128)에 의해서 에워싸여진 제어 실(C2); (3) 밸브 덮개(128)의 흐름 방향 면(128a) 및 하우징 부분품(112)내에 형성되어 있는 원통형 슬롯(129)의 벽들에 의해서 한정되어 있는 제어 실(C3); 및 (4) 하우징 부분품(112)의 내부 표면, 그의 반경 방향의 벽(130)의 흐름 방향 면, 그 캡(127)의 역 흐름 방향 면 및 벽(130)과 캡(127)사이의 밸브 심봉(123)의 외부 표면에 의해서 한정되어 있는 실(C4).
축 방향의 통로(140)는, 밸브 심봉의 흐름 방향에 있는 실(C1)로 이끌리는, 그 덮개(121), 밸브 몸체(124) 및 밸브 심봉(123)을 포함하고 있는, 밸브 부재(120)를 통해서 형성되어 있다. 따라서, 입구 압력은, 밸브 부재(20)를 그 폐쇄 위치로 움직이는 방향으로 제 1 힘을 생성하는 제어 실(C1)에 축 방향 통로를 통해서 가해진다.
반경 방향의 통로(141)는, 축 방향 통로(140)로부터 실(C2)로 인도되어 있는 밸브 심봉(123)을 통해서 형성되어 있다. 따라서, 축 방향 통로(140)를 통해서 실(C1)에 가해진 입구 압력은, 밸브 부재(120)를 그의 폐쇄 위치로 이동시키기 위하여 실(C1)내에서 생성되는 것과 동일한 방향으로 작용하는 제 2 힘을 생성하기 위하여, 실(C2)로 반경 방향의 통로(141)를 통해서 가해진다.
실(C3)은, 밸브 덮개(128)의 내부 면을 따라서 하우징 부분품(112)내에 형성되어 있는 복수 개의 종방향으로 연장된 슬롯(142)들에 의해서 실(C2)에 연결되어 있다. 따라서, 실(C2)에 가해지는 입구 압력은, 또한, 밸브 부재(120)를 그의 폐쇄 위치로 이동시키기 위하여, 실(C1, C2)내에서 생성되는 그것과 동일한 방향으로 작용하는, 제 3 힘을 생성하기 위하여 실(C3)에 슬롯(142)을 통해서 가해진다.
실(C4)은 주 하우징 부분품(112)내의 리브들 중 하나를 통해서 형성되어 있는 통기 공(143)을 통해서 대기와 통해 있다. 따라서, 그것은 밸브 부재에 가해지는 힘을 생성하지 않는다.
그러나, 실(C4)은 밸브 부재를 그의 개방 위치 또는 그의 폐쇄 위치로 작동시키기 위한 작동 기를 포함하고 있다. 도 12 내지 도 14에 도시된 예에서, 일반적으로 150으로 표시된, 작동 기는, 모터(150)가 회전될 때, 심봉(123) 및 밸브 부재(121)가, 모터의 회전 방향에 따라서, 개방 위치 또는 폐쇄 위치 중 하나로 이동될 수 있도록, 밸브 심봉(123)의 외부 표면상에 형성되어 있는 나삿니(152)와 일치하는 나삿니(151)와 함께 그의 내부 표면상에 형성되어 있는 전기 회전 모터의 형태이다.
도 12 내지 도 14에 도시된 밸브는 다음과 같이 작동한다: 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 밸브 부재가 그의 폐쇄 위치 내에 있다고 가정할 때, 입구 압력이 입구 관(117)에 가해질 때, 입구 압력은, 밸브 부재(120)의 역 흐름 방향 면의 표면적에 의해서 배가되는 입구 압력과 동일한 개구 힘을 생성할 것이다.
다른 한편으로, 입구 압력은 축 방향의 통로(140)를 통해서 제어 실(C1)에 가해지고, 반경 방향의 통로(141)를 통해서 제어 실(C2)에 가해지며, 슬롯(142)들을 통해서 제어 실(C3)에 가해진다. 따라서, 제 1 힘은 밸브 심봉(123)의 흐름 방향 면(123a)의 표면적에 의해서 배가된 입구 압력과 동일하게 제어 실(C1)내에서 생성될 것이다; 제 2 힘은 덮개(128)의 내부 표면 및 밸브 심봉(123)의 외부 표면에 의해서 한정되어 있는 표면적에 의해서 배가된 입구 압력과 동일하게 실(C2)에서 생성될 것이다; 그리고 제 3 힘은 덮개(128)의 흐름 방향 면(128a)의 표면적에 의해서 배가된 입구 압력과 동일하게 실(C3)에서 생성될 것이다. 도 13에 도시된 바와 같이, 예를 들면, 실(C1,C2,C3)내의 유효 면적들의 합은 밸브 부재(120)의 역 흐름 방향의 면에 있는 표면적과 실질적으로 동일한데, 이는 세 개의 제어 실들 내에서 생성되는 폐쇄 힘들이 밸브 부재(120)의 입구 면에서 생성되는 개방 힘과 실질적으로 동일하여서 균형을 이루기 위한 것이다.
따라서, 밸브는 작동 기(150)의 작동만에 의해서 개방 및 폐쇄될 것이다. 상기 힘들의 균형 때문에, 작동 기(150)의 작동은 밸브 부재(120)를 그의 폐쇄 위치(도 12, 도 13) 또는 그의 개방 위치(도 14, 도 15)중 하나로 이동시키는 상대적으로 적은 에너지를 필요로할 것이다.
도 16 및 도 17은 도 12 내지 도 15에 대해서 위에서 언급한 바와 같이 실질적으로 구성된 밸브를 도시하고 있고, 동일한 참조 번호들은 대응 부분들을 식별하기 위하여 사용되었다. 도 16 및 도 17에 도시되어 있는 밸브에 있어서의 주된 차이점은, 내부 전기 모터에 의해서 작동되는 것을 제외하고는, 밸브 하우징을 통해서 밸브 부재로 연장되어 있는 기구적 결합을 하고 있는 외부 전기 모터에 의해서 작동된다는 것이다.
따라서, 도 16 및 도 17에 도시된 바와 같이, 실(C4)내의 회전 구동 장치는 밸브 심봉(123)내에 형성되어 있는 외부 나삿니(162)와 일치하는 내부 나삿니(161)를 구비하고 있는 기어 유니트(160)로서 형성되어 있다. 기어(160)는 실(C4)내의 베벨 기어(164)와 맞물리는 베벨 치(163)가 번갈아 형성되어 하우징 부분품(112)을 통해서 연장되어 있는 구동 축(165)에 의해서 결합되어서 하우징의 외부 전기 모터(166)에 의해서 구동된다. 기어(160)는 기어(160)의 외부 표면과 하우징 부분품(112)의 대응 표면들 사이의 회전 베어링(167, 168)에 의해서 회전할 수 있도록 더 지지된다.
다른 모든 관점에 있어서, 도 16 및 도 17에 도시된 제어 밸브는 도 12 내지 도 15에 관해서 위에서 언급한 것과 같은 실질적으로 동일한 방식으로 구성되어 작동한다. 따라서, 위에서 언급한 바와 같이, 실(C1,C2 및 C3)에 가해지는 입구 압력은 밸브 부재(120)의 역 흐름 방향 면에 가해지는 입구 압력에 의해 생성되는 개방 힘을 균형 잡히게 하는 폐쇄 힘을 생성하는 동일한 방향으로 모두 작용하는데, 이는 밸브 부재를 그의 개방 위치 또는 폐쇄 위치 중 하나의 위치로 이동시키기 위하여 적은 에너지가 전기 모터(166)에 사용되기 위한 것이다.
비록, 본 발명은 몇몇 바람직한 실시 예에 대해서 기술되어 있지만, 그것들은 단지 예로서 설명되어 있고, 많은 변형 예들이 가능하다는 것을 알 수 있다. 예를 들면, 도 11에 도시된 밸브 밀봉 구조는 여기에서 기술된 직렬형 밸브 구조 중의 하나 뿐만 아니라 다른 밸브 구조들로 사용될 수 있다. 본 발명의 다른 많은 수정안 및 적용례들이 존재한다는 것은 자명한 사실이다.

Claims (48)

  1. 입구, 상기 입구의 흐름 방향에 있는 출구 및 상기 두 개의 입구와 출구 사이에 있는 밸브 안착 대를 구비하고 있는 하우징; 및
    상기 밸브 안착 대를 향하여 그리고 이탈하여 움직일 수 있고, 밸브 안착 대를 마주보고 있는 역 흐름 방향 면 및 출구를 마주 보고 있는 흐름 방향 면을 구비하고 있는 밸브 부재;
    밸브 부재에 고정되어 그 흐름 방향으로 연장되어 있는 밸브 심봉; 그 흐름 단 부에 있는 밸브 심봉에 의해서 이동되고 하우징의 제 1 표면과 함께 제 1 제어 실을 한정하는 흐름 방향 면을 구비하고 있는 피스톤 헤드; 상기 밸브 심봉에 고정되어 밸브 부재의 흐름 방향으로 연장되어 밸브 심봉을 에워싸지만 밸브 부재, 밸브 심봉 및 상기 하우징의 제 2 표면과 함께 제 2 제어 실을 한정하는 상기 피스톤 헤드에 못 미쳐서 끝을 이루는 원통형 덮개; 밸브 부재의 개방 상태에서 유체가 그것을 통과할 수 있도록 상기 하우징을 통과하는 유체 유동 통로; 상기 제 1 실내의 유체 압력이 그것과 밸브 부재를 상기 밸브 안착 대를 향하여 이동시키고자 하는 피스톤 헤드의 흐름 방향 면상에 작용하고, 상기 제 2 실내의 유체 압력이 밸브 부재의 역 흐름 방향 면에 작용하여 그것과 밸브 부재를 역시 상기 밸브 안착대로 이동시킬 수 있도록, 상기 제 1 제어 실 및 제 2 제어 실사이를 연통 시키는 상기 밸브 심봉을 통과하는 압력 제어 통로; 그 내측의 유체 압력이 상기 밸브 안착 대로부터 이탈되는 상기 밸브 부재의 개방 위치를 향하여 그것과 밸브 부재를 이동시키고자 하는 피스톤 헤드의 역 흐름 방향 면에 작용할 수 있도록, 제 3 제어 실을 한정하는 피스톤 헤드의 역 흐름 방향 면과 하우징의 제 3 표면; 및 상기 밸브 안착 대로부터 이탈되는 그것의 개방 위치를 향하여 밸브 부재를 이동시키기 위하여 그 내측에 있는 유체를 적용하기 위해서 상기 제 3 제어 실과 연통 하는 제어 구를 포함하여 상기 하우징내에 있는 밸브 어셈블리를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 직렬형 제어 밸브.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 밸브 부재, 그 원통형 덮개 및 하우징의 상기 제 2 표면과 함께 상기 제 2 제어 실을 한정하는 역 흐름 방향 부분품; 및
    피스톤 헤드의 흐름 방향 면 및 상기 하우징의 상기 제 3 표면과 함께 상기 제 3 제어 실을 한정하는 흐름 방향 부분품으로서, 상기 흐름 방향 부분품은 상기 환형 벽, 상기 역 흐름 방향 부분품의 인접 부분 및 상기 하우징의 제 4 표면 사이의 충격 완화 실을 한정하는 환형 벽을 생성하기 위하여 상기 역 흐름 방향 부분품보다 더 큰 외경을 가지고 있고, 상기 충격 완화 실은 밸브 심봉의 운동을 완화하는데 효과적이어서, 밸브 부재는 그의 폐쇄 위치를 향하는 흐름 방향 부분품을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 직렬형 제어 밸브.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 충격 완화 실은
    밸브 심봉의 외부 표면과 하우징사이의 밀봉 부 및
    제어 구를 통해서 충격 완화 실내의 유체를 통기시켜서 밸브 부재의 운동을 그의 폐쇄 위치로 완화시키기 위해서 상기 충격 완화 실을 상기 제어 구에 연결하는 밸브 심봉을 통과하는 소-직경 통기 공을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 직렬형 제어 밸브.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 소-직경 통기 공은
    상기 충격 완화 실로부터 상기 제어 구 방향으로만 유체 유동을 허여 하는 일방 통기 공인 것을 특징으로 하는 직렬형 제어 밸브.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 충격 완화 실의 상기 밀봉 부는 밸브 심봉의 상기 흐름 방향 부분품의 외부 표면상의 제 1 위치에 있는 밀봉 링에 의해서 한정되어 있고, 상기 외부 표면은 상기 제어 구로부터 상기 제 1 위치와 상기 제어구사이의 상기 밸브 심봉의 외부 표면상에 있는 제 2 위치로 안내하는 축 방향으로 연장되어 있는 통로로 형성되어 있음으로서, 충격 완화 실은 그의 폐쇄 위치를 향하는 그의 최종 운동 동안에만 밸브 부재를 완화시키는데 효과적인 것을 특징으로 하는 직렬형 제어 밸브.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 축 방향으로 연장되어 있는 통로는
    하우징의 제 3 표면과 상기 제 2 위치로부터 피스톤 헤드의 역 흐름 방향 면으로 축 방향으로 연장되어 있는 밸브 심봉의 흐름 방향 부분품의 외부 표면 사이에 형성되어 있는 복수 개의 홈들로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 직렬형 제어 밸브.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    피스톤 헤드 및 밸브 부재를 그의 폐쇄 위치를 향하여 가압하는 피스톤 헤드의 흐름 방향 면상에 작용하는 스프링을 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 직렬형 제어 밸브.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 스프링은 피스톤 헤드의 흐름 방향 면과 상기 출구에 있는 하우징의 제 5 표면과 맞물릴 수 있는 캡사이에 삽입되어 있고; 상기 캡은 상기 출구를 향하는 유체 유동을 위해서 그를 통과하는 복수 개의 유체 통로로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 직렬형 제어 밸브.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 밸브 어셈블리의 원통형 덮개는 상기 하우징내에서 축 방향으로 형성되어 있는 환형 홈내에서 운동할 수 있고, 상기 덮개의 내부 표면은 상기 제 2 제어 실을 한정하기 위하여 상기 하우징에 대해서 밀봉되어 있으며, 상기 덮개의 외부 표면은 밸브 부재의 개방 위치 내에서 상기 덮개와 하우징사이의 유체 유동을 허여 하는 하우징에 대해서 개봉되어 있는 것을 특징으로 하는 직렬형 제어 밸브.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 밸브 안착 대의 직경은
    상기 덮개의 외경보다 적지만 상기 덮개의 내경보다 큰 것을 특징으로 하는 직렬형 제어 밸브.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하우징을 통과하는 유체 유동 통로는
    상기 하우징내에 형성되어 있는 복수 개의 반경 방향으로 연장되어 있는 리브에 의해서 한정되어 있는 복수 개의 축 방향으로 연장되어 있는 통로들을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 직렬형 제어 밸브.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 밸브 부재는 밸브 부재의 역 흐름 방향 면에 가해지는 상기 입구에 있는 유체 압력에 의해서 정상적으로 그의 개방 위치 내에 있고, 상기 하우징은 상기 밸브 안착 대에 대해서 상기 밸브 부재를 그의 폐쇄 위치로 이동시키는 방향으로 그 내측의 유체 압력을 가하기 위한 상기 제 1 제어 실과 연통 되어 있는 또 다른 제어 구를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 직렬형 제어 밸브.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 밸브 부재 및 밸브 심봉은
    상기 입구에 있는 유체 압력이 밸브 부재를 그의 폐쇄 위치로 정상적으로 이동시키기 위한 방향으로 피스톤 헤드에 역시 가해질 수 있도록 밸브 부재의 역 흐름 방향 면과 피스톤 헤드의 흐름 방향 면사이를 연통 시키는 그를 통과하는 축 방향 통로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 직렬형 제어 밸브.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 축 방향 통로는
    밸브 부재의 역 흐름 방향 면과 피스톤 헤드의 외부 부위의 흐름 방향 면사이를 연통 시키는 것을 특징으로 하는 직렬형 제어 밸브.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 축 방향 통로는
    밸브 부재의 역 흐름 방향 면과 피스톤 헤드의 중앙 부위의 흐름 방향 면사이를 연통 시키는 것을 특징으로 하는 직렬형 제어 밸브.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 밸브 안착 대는 흐름 방향으로 직경이 증가하는 원뿔 형상으로 형성되어 있고, 상기 밸브 부재는 또한 원뿔 형상이고 밸브 부재의 폐쇄 위치 내에 있는 상기 원뿔형 밸브 안착 대와 맞물릴 수 있는 환형 탄성 밀봉 부를 이동시키는 것을 특징으로 하는 직렬형 제어 밸브.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 밸브 부재는 역 흐름 방향의 밸브 덮개 및 흐름 방향 밸브 몸체를 포함하고 있고, 상기 환형 탄성 밀봉 부는 상기 원뿔형 밸브 덮개와 밸브 몸체 사이에 고정되어 있는 원뿔형 덮개를 포함하고 있으며, 상기 환형 탄성 밀봉 부는 상기 밸브 몸체의 외주 내에 형성되어 있는 환형 홈내에 수용되는 내부 부분품을 구비하고 있는 두꺼운 외주를 더 포함하고 있고, 외부 부분품은 상기 원뿔형 밸브 안착 대와의 맞물림 밀봉을 위해서 상기 원뿔형 밸브 덮개에 의해서 노출되어 있는 환형 면을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 직렬형 제어 밸브.
  18. 제 17 항에 있어서,
    밸브 몸체 내에 있는 상기 홈은
    환형 탄성 밀봉 부의 두꺼운 외주의 흐름 방향 면내에 형성되어 있는 비둘기 꼬리형 슬롯에 삽입되어 결합되는 비둘기 꼬리형 리브를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 직렬형 제어 밸브.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 밸브 몸체 내의 슬롯은 그의 외부 가장자리로부터 내향으로 이격되어 있고, 상기 비둘기 꼬리형 리브는 상기 밸브 몸체 내의 상기 슬롯내에 수용되어 있는 부착판내에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 직렬형 제어 밸브.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 슬롯은 상기 원뿔형 밸브 덮개의 역 흐름 방향 면에 실질적으로 평행한 바닥 면과 상기 밸브 어셈블리의 종방향 축에 실질적으로 평행한 대응 측면들을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 직렬형 제어 밸브.
  21. 제 17 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 환형 탄성 밀봉 부의 외부 환형 부분품은 그 외향으로 감소하는 테이퍼 두께로 형성되어 원뿔형 밸브 덮개의 역 흐름 방향 면에 둔각으로 있는 내부 벽과, 원뿔형 밸브 덮개의 역 흐름 방향 면에 적은 둔각으로 있는 외부 벽에 의해서 한정되어 있으며, 상기 원뿔형 밸브 덮개는 환형 탄성 밀봉 부의 내부 벽과 같은 보조 형상으로 끝이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 직렬형 제어 밸브.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 환형 탄성 밀봉 부의 상기 외부 부분품의 외부 단 부는 상기 밸브 몸체의 외부 단 부에 있는 외부 표면으로부터 정상적으로 이격되어 겹쳐 있지만 폐쇄 압력에 의해서 그와 함께 맞물림으로서 변형 가능한 것을 특징으로 하는 직렬형 제어 밸브.
  23. 입구, 상기 입구 흐름 방향의 출구 및 상기 입구와 출구 사이의 밸브 안착 대를 구비하고 있는 하우징; 및
    상기 하우징내에서 운동할 수 있는 밸브 어셈블리를 포함하고 있고,
    상기 밸브 어셈블리는 상기 밸브 안착 대를 향하여 그리고 이탈하여 운동할 수 있는 밸브 부재를 포함하고 있고; 상기 밸브 부재는 상기 밸브 안착 대와 마주보는 역 흐름 방향 면과 출구를 마주보는 흐름 방향 면을 구비하고 있으며; 상기 밸브 안착 대는 흐름 방향으로 직경이 증가하는 원뿔형 형상으로 형성되어 있고, 상기 밸브 부재는 상기 밸브 부재의 개방 위치 내에서 상기 원뿔형 밸브 안착 대와 맞물릴 수 있는 환형 탄성 밀봉 부를 이동시키고, 상기 밸브 부재는 역 흐름 방향의 원뿔형 밸브 덮개 및 보조 원뿔형 형상으로 형성되어 있는 흐름 방향 밸브 몸체를 포함하고 있으며; 상기 환형 탄성 밀봉 부는 상기 원뿔형 밸브 몸체와 밸브 몸체 사이에 고정되어 있는 원뿔형 덮개를 포함하고 있고, 상기 환형 탄성 밀봉 부는 상기 밸브 몸체의 외주 내에 형성되어 있는 환형 홈내에 수용되어 있는 내부 부분품을 구비하고 있는 두꺼운 외주 부를 더 포함하고 있으며; 상기 외부 부분품은 상기 원뿔형 밸브 안착 대와의 밀봉 맞물림을 위해서 상기 원뿔형 밸브 덮개에 의해서 노출되어 있는 환형 면을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 직렬형 제어 밸브.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 밸브 몸체 내의 상기 홈은
    상기 환형 탄성 밀봉 부의 두꺼운 외부 외주 부의 흐름 방향 면내에 형성되어 있는 비둘기 꼬리형 슬롯에 삽입되어 결합하는 비둘기 꼬리형 리브를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 직렬형 제어 밸브.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 밸브 몸체 내의 상기 슬롯은 상기 외부 가장자리로부터 내향으로 이격되어 있고, 상기 비둘기 꼬리형 리브는 상기 밸브 몸체 내의 상기 슬롯내로 수용되는 부착 판으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 직렬형 제어 밸브.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 슬롯은 상기 원뿔형 밸브 덮개의 역 흐름 방향 면에 실질적으로 평행한 바닥 면과 상기 밸브 어셈블리의 종 방향 축에 실질적으로 평행한 대응 측면들을 포함하고 있고 있는 것을 특징으로 하는 직렬형 제어 밸브.
  27. 제 23 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 환형 탄성 밀봉 부의 외부 환형 부분품은
    그 외향으로 감소하고, 원뿔형 밸브 덮개의 역 흐름 방향에 둔각으로 있는 내부 벽과 원뿔형 밸브 덮개의 역 흐름 방향 면에 작은 둔각으로 있는 외부 벽에 의해서 한정되어 있는 테이퍼 두께로 형성되어 있고, 상기 원뿔형 밸브 덮개는 환형 탄성 밀봉 부의 내부 벽과 같은, 보조 형상으로 끝이 형성되는 것을 특징으로 하는 직렬형 제어 밸브.
  28. 제 27 항에 있어서,
    환형 탄성 밀봉 부의 상기 외부 부분품의 외부 단 부는 상기 밸브 몸체의 외부 단 부에 있는 외부 표면으로부터 정상적으로 이격되어 덮혀있지만, 그와 함께 맞물리게 하는 폐쇄 압력에 의해서 변형 가능한 것을 특징으로 하는 직렬형 제어 밸브.
  29. 입구, 상기 입구 흐름 방향의 출구, 상기 입구와 출구 사이의 밸브 안착 대를 구비하고 있는 하우징;
    상기 밸브 안착 대에 대해서 개방 및 폐쇄 위치로 이동할 수 있고 밸브 안착 대를 마주보는 역 흐름 방향 면과 출구를 마주보는 흐름 방향 면을 구비하고 있는 밸브 부재;
    상기 입구에 있는 유체의 입구 압력이, 밸브 부재를 그의 폐쇄 위치로 이동시키고자 하는, 밸브 부재의 역 흐름 방향 면에 가해지는 상기 입구 압력에 의해서 생성되는, 밸브 부재를 그의 개방 위치로 이동시키고자 하는 개방 힘에 반대되는 폐쇄 힘을 생성하기 위하여 상기 제어 실 수단에 작용될 수 있도록, 그의 역 흐름 방향 면으로부터 그의 흐름 방향 면을 통해서 상기 밸브 부재를 통과하여 상기 제어 실 수단과 연통 하는 통로; 및
    그의 개방 및 폐쇄 위치로 상기 밸브 부재를 작동시키기 위한 작동 기를 포함하고 있고,
    상기 하우징은, 상기 밸브 부재의 흐름 방향 표면과 함께, 상기 밸브 부재 흐름 방향의 제어 실 수단을 한정하는 표면들을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 가압 유체의 유동을 제어하는 직렬형 제어 밸브.
  30. 제 29 항에 있어서,
    제어 부재 흐름 방향의 제어 실 수단의 흐름 방향 표면들은 밸브 부재의 역 흐름 방향 면의 면적과 실질적으로 동일한 전체 면적을 가지고 있는데, 이는, 입구 압력에 의해서 생성되는 상기 폐쇄 힘이 입구 압력에 의해서 생성되는 개방 힘과 균형을 이루기 위한 것임을 특징으로 하는 가압 유체의 유동을 제어하는 직렬형 제어 밸브.
  31. 제 29 항 또는 제 30 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 밸브 부재는, 밸브 부재의 폐쇄 위치 내에 있는 상기 밸브 안착 대와 맞물릴 수 있는 그 외주 둘레에 탄성 밀봉 부를 이동시키는 밸브 몸체와, 밸브 몸체의 흐름 방향 연장 부에 고정되어 있는 밸브 심봉을 포함하고 있고; 상기 제어 실 수단은, 하우징의 제 1 표면에 의해서 한정되어 있는 제 1 제어 실과 상기 밸브 심봉의 흐름 방향 표면을 포함하고 있으며; 상기 통로는 상기 밸브 몸체를 통과하여 형성되어 있는 축 방향 홀과, 상기 개방 힘에 반대되는 제 1 폐쇄 힘을 생성하기 위하여 상기 제 1 제어 실에 입구 압력을 가하기 위해서 상기 제 1 제어 실로 안내되는 밸브 심봉을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 가압 유체의 유동을 제어하는 직렬형 제어 밸브.
  32. 제 31 항에 있어서,
    상기 밸브 부재는, 상기 밸브 심봉에 고정되고 밸브 몸체의 흐름 방향으로 연장되어 에워싸고 있지만 밸브 심봉으로부터 소정 간격이 이격되어 있는 원통형 형상의 밸브 덮개를 더 포함하고 있고, 상기 제어 실 수단은 상기 하우징의 제 2 표면, 상기 밸브 덮개, 상기 밸브 덮개의 에워싼 부위 및 밸브 심봉과 밸브 덮개 사이의 밸브 몸체의 흐름 방향 면의 일부분에 의해서 한정되어 있는 제 2 제어 실을 포함하고 있으며, 상기 통로는 상기 밸브 심봉 상에 형성되어 상기 개방 힘에 반대되는 제 2 폐쇄 힘을 생성하기 위하여 상기 제 2 제어 실에 입구 압력을 가하기 위하여 상기 축 방향 홀로부터 상기 제 2 제어 실로 안내하는 반경 방향의 홀을 포함하고 있는 특징으로 하는 가압 유체의 유동을 제어하는 직렬형 제어 밸브.
  33. 제 32 항에 있어서,
    상기 밸브 덮개는 상기 하우징내에 축방향으로 형성되어 있는 원통형 홈내에 수용되고, 상기 제어 실 수단은, 상기 제 2 제어 실내의 입구 압력이 또한 상기 제 3 제어 실에 적용되어 상기 개방 힘에 반대되는 제 3 힘을 생성할 수 있도록, 상기 하우징의 제 3 표면 및 상기 제 2 제어 실과 연통 하는 상기 밸브 덮개의 흐름 방향 면에 의해서 한정되어 있는 제 3 제어 실을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 가압 유체의 유동을 제어하는 직렬형 제어 밸브.
  34. 제 33 항에 있어서,
    상기 유입 압력을 수용하고 있는 상기 제 1 제어 실, 제 2 제어 실 및 제 3 제어 실들 내의 흐름 방향 표면들의 총 면적은, 상기 제 1 폐쇄 힘, 제 2 폐쇄 힘 및 제 3 폐쇄 힘들의 합이 상기 개방 힘과 실질적으로 동일할 수 있도록 상기 유입 압력을 수용하는 상기 밸브 부재의 역 흐름 방향 면의 면적과 동일한 것을 특징으로 하는 가압 유체의 유동을 제어하는 직렬형 제어 밸브.
  35. 제 33 항 또는 제 34 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 3 제어 실을 한정하기 위하여 밸브 덮개의 외부 면과 하우징 홈들 사이에는 밀봉 링이 있고, 상기 제 3 제어 실과 상기 제 2 제어 실사이가 연통 시키는 상기 밸브 덮개의 내부 면과 하우징 홈들 사이에는 통로가 있는 것을 특징으로 하는 가압 유체의 유동을 제어하는 직렬형 제어 밸브.
  36. 제 35 항에 있어서,
    상기 후자 통로는 상기 밸브 덮개의 내부 면을 마주보고 있는 홈의 하우징 표면 내에 형성되어 있는 복수 개의 축방향으로 연장되어 원주 적으로 이격되어 있는 슬롯들을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 가압 유체의 유동을 제어하는 직렬형 제어 밸브.
  37. 제 31 항 내지 제 36 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 밸브 심봉의 흐름 방향 표면과 함께 상기 제 1 제어 실을 한정하고 있는 하우징의 상기 제 1 표면은, 밸브 심봉의 흐름 방향 단 부를 수용하기 위한 원통형 공동부 및 상기 아암들사이에 출구를 향하는 유동 통로들을 한정하고 있는 복수 개의 반경 방향으로 연장되어 있는 삼각대 아암들로 캡내에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 가압 유체의 유동을 제어하는 직렬형 제어 밸브.
  38. 제 37 항에 있어서,
    상기 캡은 분리된 부재이고, 그의 삼각대 아암들은, 상기 출구와 인접하여 하우징의 내부 표면과 함께 결합하는 상기 제 1 제어 실내의 입구 압력에 의해서 가압되는 것을 특징으로 하는 가압 유체의 유동을 제어하는 직렬형 제어 밸브.
  39. 제 38 항에 있어서,
    상기 출구와 인접하여 있는 하우징의 상기 내부 표면과 그와 함께 맞물릴 수 있는 상기 삼각대 아암의 외부 표면은 보조 원뿔형 형상인 것을 특징으로 하는 가압 유체의 유동을 제어하는 직렬형 제어 밸브.
  40. 제 38 항 또는 제 39 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하우징은
    상기 캡의 삼각대 아암과 정렬되어 있고 상기 밸브 부재가 그의 개방 위치 내에 있을 때 상기 입구로부터 상기 출구로 유체의 유동을 위한 축 방향 통로를 그와 함께 한정하는 복수 개의 반경 방향으로 연장되어 있는 리브들을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 가압 유체의 유동을 제어하는 직렬형 제어 밸브.
  41. 제 40 항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 캡과 상기 밸브 심봉의 흐름 방향 부분과 함께 제 4 실을 한정하고, 상기 제 4 실은 대기로 통기되어 있는 것을 특징으로 하는 가압 유체의 유동을 제어하는 직렬형 제어 밸브.
  42. 제 41 항에 있어서,
    상기 제 4 실은 하우징내의 상기 리브 들 중 하나를 통과하는 통기 공에 의해서 대기와 통기되는 것을 특징으로 하는 가압 유체의 유동을 제어하는 직렬형 제어 밸브.
  43. 제 41 항 또는 제 42 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하우징은
    밸브 심봉을 수용하여 상기 제 2 실 및 제 4 실들을 한정하는 그를 통하는 개구가 형성되어 있는 반경 방향의 벽을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 가압 유체의 유동을 제어하는 직렬형 제어 밸브.
  44. 제 41 항 내지 제 43 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 작동 기는 상기 제 4 실내에 위치되어 있는 구동 장치를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 가압 유체의 유동을 제어하는 직렬형 제어 밸브.
  45. 제 44 항에 있어서,
    상기 구동 장치는
    일 방향으로의 구동 장치의 회전이 그의 폐쇄 위치로 상기 밸브 부재를 이동시키고, 반대 방향으로의 구동 장치의 회전이 그의 개방 위치로 밸브 부재를 이동할 수 있도록, 밸브 심봉의 흐름 방향 부분 내에 형성되어 있는 나삿니와 일치하는 나삿니를 구비하고 있는 회전 구동 장치인 것을 특징으로 하는 가압 유체의 유동을 제어하는 직렬형 제어 밸브.
  46. 제 45 항에 있어서,
    상기 회전 구동 장치는 하우징의 상기 제 4 실내에 있는 전기 모터인 것을 특징으로 하는 가압 유체의 유동을 제어하는 직렬형 제어 밸브.
  47. 제 45 항에 있어서,
    상기 회전 구동 장치는 상기 하우징의 외측에서 하우징의 상기 제 4 실내에 있는 상기 회전 구동 장치에 기구 적으로 결합되어 있는 전기 모터인 것을 특징으로 하는 가압 유체의 유동을 제어하는 직렬형 제어 밸브.
  48. 제 29 항 내지 제 47 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 밸브 심봉 및 상기 밸브 부재는 보조 원뿔형 형상인 것을 특징으로 하는 가압 유체의 유동을 제어하는 직렬형 제어 밸브.
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