KR20050023327A - 재충전이 불가능한 압력용기용 밸브 - Google Patents

Abstract

압력용기용 밸브는 중앙통공과 노즐의 연결을 위한 포트를 갖는 밸브 하우징을 포함한다. 이 밸브는 단일방향 스텝형 밸브 하우징을 갖는다. 하우징내에는 상측부, 하측부 및 중간부분을 포함하는 중앙통공이 형성되어 있다. 하측부는 중간부분 보다 좁고 이 중간부분은 상측부 보다 좁다. 포트는 밸브에 노즐을 용이하게 연결하기 위하여 상기 하우징의 중간부분에 형성된다. 밸브는 하측단부에 키홈이 형성되어 있고 밸브 시이트의 상측부가 삽입되는 캐비티를 갖는 T-형 스템을 갖는다. 밸브 시이트는 밸브가 폐쇄될 때 주요 밸브 씨일을 제공한다. 밸브 시이트의 하측부는 밸브 하우징과 함께 주요 밸브 씨일을 제공할 수 있도록 구성된다. 밸브 시이트의 상측부는 잠금형 조립체를 제공할 수 있도록 T-스템과 결합하는 구조를 갖는다. T-스템과 밸브 시이트 조립체가 중앙통공에 배치되고 주요 밸브 씨일을 위하여 밸브 시이트를 배치할 수 있도록 결합된다. 차폐요소가 용기의 재충전을 방지하기 위하여 중앙통공의 하측부에 제공된다. 또한 O-링이 제공되어 밸브가 개방되었을 때 밸브 시이트와 밸브 하우징 사이를 밀폐한다.

Description

재충전이 불가능한 압력용기용 밸브 {VALVE FOR NON-REFILLABLE PRESSURIZED CONTAINER}

본 발명은 압력탱크 또는 예를 들어 압력가스병과 같은 기타 다른 압력용기용 밸브에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 재충전이 불가능한 "재충전불가형" 또는 "비회수형"의 상업적으로 입수가능한 용기이고 안전이나 기타 다른 이유에서 용기가 한번 사용된 후에는 다시 사용할 수 없게 되어 있는 압력용기에 사용되는 밸브에 관한 것이다. 이러한 용기용 밸브는 당해 기술분야에서는 압력용기용 "일회용" 밸브라 한다.

통상적으로 압력탱크 또는 기타 다른 압력용기는 주의깊은 제어조건하에 충전스테이션에서 충전되고 이들 용기를 이용하기 위한 다른 장소로 공급된다. 용기가 비었을 때 용기는 적당한 재사용을 위하여 충전센터로 회수되거나 일회용 용기의 경우 폐기를 위하여 회수된다. 그러나, 사용처에서 용기를 재충전하거나 주의를 크게 주지 않고 관리하는 조건하에서 이들 용기를 재충전할 수도 있다는 경제적인 유혹에 의하여 용기내에 불순물이 주입되거나 불량한 재충전이 이루어지며 심한 경우 손상을 입을 수도 있는 폭발이 일어날 수 있는 결과를 가져올 수 있다. 압력용기의 재사용은 안전과 같은 많은 이유에서 철저히 방지되는 것이 좋다.

소위 "재충전불가형 밸브"는 종래기술에서 잘 알려져 있다. 이러한 형태의 밸브의 예는 1985년 10월 1일자 미국특허 제4,543,980호(van der Sanden)에 기술된 형태의 밸브, 1986년 3월 4일자 미국특허 제4,573,611호(O'Connor)에 기술된 형태의 밸브와, 상기 언급된 특허문헌에 기술된 여러 종래기술의 밸브가 있다. 상기 언급된 두 특허문헌은 본 발명에서 참조된다.

미국특허 제4,543,980호(van der Sanden)에서는 일방형 볼 밸브가 압력용기에 사용되어 이들 용기가 오리피스를 통하여 충전되고 최초의 충전이 완료되었을 때에는 추가충전이 방지될 수 있게 되어 있다. 추가충전의 방지는 제한구역을 지나 최종위치에 도달하여 다시 제한구역을 통하여 복귀될 수 없게 되어 있는 볼에 의하여 수행된다. 볼이 최종위치에 있을 때, 이 볼은 밸브에 간단히 결합되어 추가충전을 차단할 것이다. 그러나, 미국특허 제4,543,980호(van der Sanden)에서 언급된 바와 같이, 볼 밸브를 이용하는 것은 약간 복잡하고 주의를 기울여 정밀가공하는 것을 요구한다.

미국특허 제3,985,332호(Walker)에는 압력용기용의 재충전불가형 안전밸브가 기술되어 있다. 이 밸브는 중앙통공을 갖는 하우징, 역시 중앙통공을 갖는 중공형 놉 유니트(hollow knob unit)와, 중앙통공을 가지며 하우징의 중앙통공내에서 활동가능하게 착설된 코어로 구성된다. 중공형 놉 유니트는 하우징의 외벽에 나선결합된다. 하우징의 중앙통공은 압력용기의 충전과 선택적인 방출을 위하여 포트와 압력용기 사이가 연통될 수 있도록 한다. 밀폐부재가 코어의 중앙통공의 하측단부에 활동가능하게 착설된다. 외측으로 탄지된 스프링이 놉 유니트가 완전히 풀리는 것을 방지하기 위하여 채널측을 향하여 삽입되어 있다. 압력용기를 재충전하는 것을 방지하기 위한 요소가 제공된다. 이러한 장치는 미국특허 제4,543,980호(van der Sanden)와 같이 복잡하고 제작비용이 많이 소요된다.

미국특허 제4,543,980호(van der Sanden)는 차폐요소를 갖는 압력용기를 보이고 있는 바, 이 차폐요소는 초기위치에 있을 때 이를 통하여 용기측으로 또는 용기로부터 유체가 이동할 수 있게 되어 있다. 미국특허 제4,543,980호(van der Sanden)에 따라서, 밸브와 차폐요소는 차폐요소가 용기의 내부로부터 가하여지는 압력하에 밸브가 유체의 방출을 허용하나 용기의 내부압력 보다 큰 외부압력에 노출되는 경우 이에 응답하여 자동적으로 폐쇄하는 위치로 역전불가능하게 이동될 수 있게 구성된다. 차폐요소는 이 차폐요소가 초기위치로부터 최종위치로 이동할 때 측방향 반경이 감소되는 적어도 하나의 방사상 연장암으로 구성된다. 그리고, 적어도 하나의 암이 차폐요소가 초기위치로 복귀하는 것을 방지하기 위하여 최종위치내로 확장된다.

미국특허 제4,543,980호(van der Sanden)에 의하여 교시된 재충전불가형 밸브는 비록 당시에 알려진 종래기술에 비하여 제조상의 잇점을 주기는 하나 그럼에도 불구하고 복잡하고 비교적 고가인 제조공정의 이용을 요구하며 또한 성능면에서 제약이 있다.

특히, 미국특허 제4,543,980호(van der Sanden)에 기술된 밸브 하우징은 정확한 기능을 발휘할 수 있도록 언더컷트 또는 "블라인드"가 형성되어야 한다. 예를 들어, 이 특허문헌의 도 1에서 부호 37로 보인 언더컷트(여기에서, 도 1에서는 보인 밸브의 중앙코어는 이것이 언더컷트 37의 직상부 보다는 이 언더컷트의 바로 아래에서 넓다)는 이 발명의 실시를 위한 조건으로서 복잡하고 밸브 하우징의 제조에 비용이 많이 소요되도록 한다. 더욱이, 차폐요소는 "방향성"을 갖는다. 즉, 이 차폐요소는 원활한 작동을 위하여 밸브를 제작하는 과정중에 정확한 방향에서 주의깊게 삽입되어야 한다.

아울러, 미국특허 제4,543,980호(van der Sanden)에 의하여 교시된 밸브에 있어서, 차폐요소는 이 차폐요소를 스템, 롯드 또는 기타 다른 밸브구성요소에 연결함으로서 그 초기위치에 고정되며(용기의 초기충전을 용이하게 하기 위하여), 또는 차폐요소의 작동이 그 정확한 배치를 위하여 활동형 롯드 등과 같은 다른 내부가동밸브구성요소의 정확한 작동에 의존한다. 이와 같은 단계는 밸브의 제조공정을 복잡하게 한다. 작동상으로, 이러한 조건은 다른 밸브구성요소와 연결되어 있거나 이에 의존하는 차폐요소가 밸브의 신뢰도를 나타내는 요인이 되므로 밸브의 신뢰도에 좋지 않은 영향을 주는 잠재적인 성능상의 제약을 줄 수 있다.

미국특허 제4,573,611호(O'Connor)의 재충전불가형 밸브는 미국특허 제4,543,980호(van der Sanden)의 밸브와는 여러 관점에서 상이하다. 예를 들어, 미국특허 제4,573,611호(O'Connor)의 밸브는 주요 밸브 씨일을 해제하기 위하여 기계적인 힘 대신에 압력을 이용하며, 미국특허 제4,573,611호(O'Connor)는 차폐요소 등을 이용(요소가 두배이다)하는 밸브를 폐쇄할 때 주요 밸브 씨일을 구성하기 위한 동일한 요소를 이용한다. 그러나, 재충전불가형 밸브를 제조함에 있어서 예를 들어 사용된 밸브 하우징에 언더컷트가 구성되는 조건과 같은 본질적인 많은 동일한 문제점은 미국특허 제4,543,980호(van der Sanden)와 미국특허 제4,573,611호(O'Connor)에 공통적이며, 사용된 차폐요소가 "방향성"을 가짐으로서 밸브의 제조공정에서 밸브가 주의깊게 정확한 방향으로 삽입되어야 한다.

재충전불가형 밸브는 다음의 조건을 만족시켜야 한다. (a) 신뢰가능하고 재충전이 불가능한 밸브를 제조하기 위한 전용제조공정(사용된 상이한 하우징의 형태, 밸브작동을 위하여 요구된 상이한 구성요소 등 때문에)을 실행하여야 하는 현재의 실시방법 대신에 본질적으로 동일한 부품리스트, 공작기계 등을 이용하여 신뢰가능하고 재충전이 불가능한 밸브를 제조할 수 있도록 단일의 기본적인 밸브 디자인을 이용하는 이중목적의 제조공정의 필요성, (b) 양호한 씨일이 제공되는 한편 상기 언급된 알려진 밸브의 다른 문제점을 해결하기 위하여 기계적으로 작동되는 주요 밀폐기구(주요 밀폐기구를 개방하기 위하여 압력차이를 이용하는 밸브구조와는 상반됨)을 이용하는 밸브구조(신뢰가능하고 재충전이 불가능한 밸브구조)의 필요성, (c) 마모를 최소화하고 밸브의 수명을 연장시키며 씨일의 품질을 개선하기 위하여 밸브 하우징 내에서 주요 밀폐기구의 회전을 방지하는 밸브구조의 필요성, (d) 주요 밀폐기구와 밸브의 개폐를 제어하기 위한 수단이 제어기구(밸브의 개폐를 제어하기 위한 수단)가 작동치 않는 경우에도 밀폐기구가 용기의 유체내용물과 화학적으로 양립될 수 있도록 상이한 물질로 구성된 불연속 구성요소로 선택적으로 제조되는 밸브구조의 필요성과, (e) 상기 언급된 문제점을 모두 해결하고 상기 언급된 필요성에 부합하며 비교적 간단하고 저가이며 적정한 조건하에서 압력용기의 정상적인 충전이 이루어지고 사용치 않을 때 압력의 적절한 밀폐가 이루어지며 압력용기의 선택적인 방출이 허용되고, 본 발명에 의하여 예상된 재충전불가형 밸브의 경우에 용기의 부적절한 충전과 권한없는 충전을 효과적으로 방지할 수 있도록 하는 밸브구조의 필요성.

미국특허 제5,794,660호(Mohn)에는 내부에 자유직립형 차폐요소가 장설된 단일방향형의 스텝형 밸브 하우징을 포함하는 압력용기용 재충전불가형 밸브가 기술되어 있다. 차폐요소는 이 차폐요소가 최종위치로 이동되어 재충전불가형 밸브의 일방향 특성구조를 작동시킨 후에(이러한 작동은 용기의 초기충전후에 일어나도록 설계되어 있다) 상기 차폐요소가 초기위치로 복귀하는 것을 방지하기 위한 정지수단을 일체로 포함하는 역전가능한 대칭형의 체크(check)이다.

미국특허 제6,595,486호(De Fu Chen)에는 밸브 스템과 이 밸브스템내에 활동가능하게 삽입된 밸브 시이트를 포함하는 재충전불가형 밸브조립체를 기술하고 있다. 초기에 밸브 시이트는 밸브동체의 림 또는 돌출부상의 제1위치에 놓여 있다. 충전후에, 밸브 시이트는 밸브 스템의 작동으로 림 또는 돌출부를 지나 가압됨으로서 용기를 밀폐하고 재충전을 방지한다.

이와 같이, 상기 언급된 필요성을 만족시키면서도 제작이 비교적 간단하고 저렴한 새로운 구조의 밸브가 제공되는 것이 바람직한 것임을 알 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 한 실시형태에 따른 재충전불가형 밸브를 보인 것으로, 충전상태에 있음을 보인 부분단면도.

도 2는 폐쇄상태에서 사용을 위하여 준비된 도 1에서 보인 재충전불가형 밸브의 부분단면도.

도 3은 밸브가 부착된 용기의 내용물의 방출이 이루어질 수 있도록 개방된 상태에 있는 도 1에서 보인 재충전불가형 밸브의 부분단면도.

도 4는 승인된 용기의 초기충전후 재충전이 시도될 때 밸브의 상태를 보인 것으로, 도 1에서 보인 재충전불가형 밸브의 부분단면도.

도 5는 본 발명에 따른 재충전불가형 밸브의 T-스템 조립체의 한 실시형태를 보인 부분단면도.

도 6은 도 5에서 보인 T-스템 조립체를 90°회전시켜 보인 부분단면도.

도 7은 도 5의 7-7선 단면도.

도 8은 밸브 시이트의 단면을 보인 것으로 도 9의 8-8선 단면도.

도 9는 도 1과 도 5에서 보인 밸브 시이트의 정면도.

도 10은 도 1-도 4에서 보인 형태의 재충전불가형 밸브에 사용되는 본 발명의 한 실시형태에 따라 유용한 체크를 보인 사시도(도 10의 체크는 도 1-도 4에서 보인 체크와 동일한 형태이다).

도 11은 체크의 견고성을 향상시키고, 밸브 하우징에 삽입되었을 때 자유직립형으로서의 기능을 하도록 하는 체크의 능력을 향상시키며 체크의 부정결합방지특성을 향상시키기 위한 "크로스 바" 안정기를 이용하는 것이 특징인 본 발명의 다른 실시형태에 따른 유용한 체크의 사시도.

도 12는 체크의 견고성을 향상시키고, 밸브 하우징에 삽입되었을 때 자유질립형으로서의 기능을 하도록 하는 체크의 능력을 향상시키며 체크의 부정결합방지특성을 향상시키기 위한 "환상 링" 안정기를 이용하는 것이 특징인 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 유용한 체크의 사시도.

도 13은 본 발명의 밸브를 제조하는 제조공정도.

도 14는 도 1에서 보인 바와 같은 밸브에 유용한 T-스템의 실시형태를 보인 정면도.

도 15는 본 발명의 밸브에 유용한 밸브 시이트의 다른 실시형태를 보인 정면도.

도 16은 도 14의 T-스템과 도 15의 밸브 시이트의 조립체를 보인 부분 단면도.

본 발명은 (a) 양호한 씨일을 제공할 수 있도록 기계적으로 작동하는 주요 밀폐기구를 이용하고, (b) 마모를 최소화하여 밸브수명을 연장시킬 수 있으며 씨일의 품질을 개선하기 위하여 밸브 하우징 내에서 주요 밀폐기구의 회전을 감소시키고, (c) 주요 밀폐기구와 밸브의 개폐를 제어하기 위한 수단이 제어기구가 작동치 않는 경우에도 밀폐기구가 용기의 유체내용물과 화학적으로 양립될 수 있도록 상이한 물질로 구성된 불연속 구성요소와 선택적으로 결합되며, (d) 비교적 간단하고 저가이며 적정한 조건하에서 압력용기의 정상적인 충전이 이루어지고 사용치 않을 때 압력의 적절한 밀폐가 이루어지며 압력용기의 선택적인 방출이 허용되고, 본 발명에 의하여 예상된 재충전불가형 밸브의 경우에 용기의 부적절한 충전과 권한없는 충전을 효과적으로 방지할 수 있도록 하는 밸브의 구조를 제공한다.

본 발명에 따라서, 압력용기용 밸브는 중앙통공은 갖는 밸브 하우징, 상기 하우징에 형성되어 노즐의 연결이 용이하도록 하는 포트, 하측단부에 키홈이 형성되어 있고 이러한 키홈과 함께 사전에 결정된 형상의 캐비티를 갖는 T-형 스템과, 밸브가 폐쇄될 때 주요 밸브 씨일을 제공하는 밸브 시이트로 구성되고, 밸브 시이트가 상측부와 하측부를 가지며, 하측부는 밸브 하우징과 함께 주요 밸브 씨일을 제공할 수 있도록 구성되고, 상측부는 해체가 불가능한 잠금형 조립체를 제공할 수 있도록 T-스템과 결합하는 구조를 가지며, T-스템과 밸브 시이트가 하우징내에 배치되고 주요 밸브 씨일을 위하여 밸브 시이트를 배치할 수 있도록 결합된다. 또한 본 발명에 따른 재충전불가형 밸브는 중앙통공에 배치되는 차폐요소를 포함한다.

본 발명의 한 실시형태에 있어서, 압력용기용 밸브는 상측부, 하측부 및 중간부를 포함하고 상기 하측부는 상기 상측부 보다 협소한 상기 중간부 보다 더 협소한 중앙통공을 갖는 단일방향 스텝형의 밸브 하우징; 노즐의 용이한 연결이 이루어질 수 있도록 하는 상기 하우징의 중간부에 형성된 포트; 하측단부에 키홈이 형성되어 있고 이러한 키홈과 함께 사전에 결정된 형상의 캐비티를 갖는 T-스템; 밸브가 폐쇄될 때 주요 밸브 씨일을 제공하는 밸브 시이트로 구성되고, 밸브 시이트가 상측부와 하측부를 가지며, 하측부는 밸브 하우징과 함께 주요 밸브 씨일을 제공할 수 있도록 구성되고, 상측부는 해체가 불가능한 잠금형 조립체를 제공할 수 있도록 T-스템과 결합하기 위한 사전에 결정된 구조형상에 상응하는 구조를 가지며, T-스템과 밸브 시이트가 하우징내에 배치되고 주요 밸브 씨일을 위하여 밸브 시이트를 배치할 수 있도록 결합된다. 또한 본 발명에 따른 재충전불가형 밸브는 중앙통공의 하측부에 배치되는 차폐요소를 포함한다.

본 발명의 한 실시형태에 따른 압력용가용 재충전불가형 밸브는 초기위치를 점유할 수 있게 된 차폐요소를 포함하고, 이러한 초기위치에서 유체는 차폐요소를 통하여 용기내에 그리고 용기 밖으로 이동할 수 있으며, 또한 밸브와 차폐요소는 이 차폐요소가 밸브가 용기의 내부로부터 가하여지는 압력하에 유체의 방출을 허용하나 용기내의 압력 보다 큰 외부압력에 노출되는 경우 이에 응답하여 자동적으로 폐쇄될 수 있도록 하는 위치로 역전불가능하게 이동될 수 있도록 구성된다.

더욱이, 본 발명의 우선실시형태에 있어서는, 밸브는 이 밸브가 용기의 내부로부터 가하여지는 압력하에 유체의 방출을 허용하나 용기의 내부압력 보다 큰 외부압력에 노출되는 경우 이에 응답하여 자동적으로 폐쇄(최초 충전후)되는 위치로 차폐요소(체크)를 구동시키기 위한 기구로서 T-스템과 조합하여 사용되는 밸브 시이트(밸브의 주요밀폐기구임)로 구성된다. 환언컨데, 스템과 밸브 시이트의 조합은 차폐요소를 그 초기위치로부터 그 최종위치로 강제이동시키는데 이용되며, 이후에 밸브의 일방향 특성이 작용한다.

이와 같이, 압력용기용 재충전불가형 밸브는 초기위치를 점유하여 유체가 차폐요소를 통하여 용기의 내부로 그리고 이 용기로부터 이동할 수 있도록 하는 차폐요소로 구성되고, 밸브와 차폐요소는 이 차폐요소가 밸브가 용기의 내부로부터 가하여지는 압력하에 유체의 방출을 허용하나 용기내의 압력 보다 큰 외부압력에 노출되는 경우 이에 응답하여 자동적으로 폐쇄될 수 있도록 하는 최종위치로 역전불가능하게 이동될 수 있도록 구성되며, 차폐요소는 차폐요소가 초기위치로부터 최종위치로 이동할 때에 차폐요소가 초기위치로 복귀하는 것을 방지하기 위한 정지수단을 일체로 포함한다.

본 발명의 다른 실시형태에서, 재충전불가형 밸브는 자유직립형, 좋기로는 자유직립 및 역전형인 것이 특징은 체크를 포함하는 것으로 설명된다. 역전형 체크의 경우에 있어서, 체크의 역전형 양 단부는 동일한 형상을 갖는 것이 더욱 좋다.

본 발명의 한 우선실시형태에서, 재충전불가형 밸브는 (a) 단일방향 스템형 밸브 하우징과 (b) 자유직립형(설치된 후에)인 역전형의 대칭형 체크를 설치하기 위한 용이함의 이용으로 구성된다. 더욱이, 이러한 체크는 차폐요소가 초기위치로부터 최종위치로 이동할 때에 체크가 초기위치로 복귀하는 것을 방지하기 위하여 자동적으로 작동하는 가변형 정지수단과 일체로 결합되며, 또한 체크는 본질적으로 밸브조립과정중에 체크의 부정결합의 위험을 줄일 수 있도록 설계된다.

본 발명에 있어서, "가변형" 부재(차폐요소, 체크, 정지수단 등)는 개방부를 통하여 부재를 구동시키는데 요구되는 사전에 결정된 힘의 영향하에 형상이 변화되나 개방부를 통하여 부재의 조기가압을 방지하기 위하여 사전에 결정된 힘의 영향하에 있지 않을 때에는 비교적 견고하게 되어 있다. 이러한 부재는 부정결합을 방지하는 것에 부가하여 부재가 개방부를 통하여 구동되거나 그밖에 가압될 때 부재의 일부가 파열되는 것을 방지할 수 있도록 사전에 한정된 구조적인 강도를 갖는 것이 좋다.

본 발명의 실시형태들은 마모를 줄이고 밸브수명을 연장하며 씨일의 품질을 개선하기 위하여 밸브 하우징내에서 주요밀폐기구의 회전을 감소시키는 밸브구조를 제공하고, 주요밀폐기구와 밸브개폐제어수단가 선택적으로 서로 상이한 재질로 만들어진 별개의 구성요소로 구성되어 비록 제어기구(밸브개폐제어기구)는 용기의 유체내용물과 화학적으로 양립하지 않는다 하여도 밀폐기구가 용기의 유체내용물과 화학적으로 양립할 수 있도록 하는 밸브구조와, 비교적 간단하고 저렴하며 적절한 조건하에서 압력용기의 정상적인 충전이 이루어질 수 있도록 하고 사용하지 않는 동안에 압력의 적절한 밀폐가 이루어질 수 있도록 하며 압력용기의 선택적인 방출이 이루어지고 본 발명에 따른 재충전불가형 밸브의 경우에 있어서 용기의 부적절한 충전 및 권한없는 충전을 효과적으로 방지할 수 있도록 하는 밸브구조를 제공한다.

이와 같이, 본 발명의 우선실시형태는 재충전을 방지하는 밸브를 갖는 용기를 제공하는 바, 이 밸브는 상측부, 하측부 및 중간부를 포함하고 상기 하측부는 상기 상측부 보다 협소한 상기 중간부 보다 더 협소한 중앙통공을 갖는 단일방향 스텝형의 밸브 하우징; 노즐의 용이한 연결이 이루어질 수 있도록 하는 상기 하우징의 중간부에 형성된 포트; 하측단부에 키홈이 형성되어 있고 이러한 키홈과 함께 사전에 결정된 형상의 캐비티를 갖는 T-스템와; 밸브가 폐쇄될 때 주요 밸브 씨일을 제공하는 밸브 시이트로 구성되고, 밸브 시이트가 상측부와 하측부를 가지며, 하측부는 밸브 하우징과 함께 주요 밸브 씨일을 제공할 수 있도록 구성되고, 상측부는 해체가 불가능한 잠금형 조립체를 제공할 수 있도록 T-스템과 결합하기 위한 구조를 가지며, T-스템과 밸브 시이트가 하우징내에 배치되고 주요 밸브 씨일을 위하여 밸브 시이트를 배치할 수 있도록 결합된다.

따라서, 본 발명의 기본적인 단일 밸브구조는 필수적인 동일부품리스트, 공작기계 등을 이용하여 재충전이 가능하거나 재충전이 불가능한 밸브 모두를 제조하는데 사용되며, 이러한 구조는 미국특허 제5,794,660호에 기술된 단일방향 스텝형 밸브 하우징에 결합될 수 있다.

본 발명의 우선실시형태는 상기 언급된 바와 같이 밸브구조와 체크설치공정을 단순화하기 위하여 차폐요소로소 역전형의 자유직립형 체크가 결합되는 재충전불가형 밸브구조를 제공한다. 재충전불가형 밸브는 역시 밸브구조와 체크설치공정을 단순화하기 위하여 대칭형의 역전형 체크를 갖는다.

자유직립형 체크는 요구된 밸브제조의 조립공정수를 최소화하여 요구된 밸브가공수를 최소화하고 밸브와 체크의 제조코스트 등을 낮춤으로서 밸브의 신뢰성을 향상시킨다. 스템, 롯드 또는 기타 중간밸브구성요소를 필요로 하지 않고 또는 적정한 위치선정을 위하여 활동형 롯드 등과 같은 기타 다른 가동형의 중간밸브구성요소의 작동에 의존하지 않는 차폐요소를 "자유직립형 차폐요소(또는 체크)라 하였다.

본 발명을 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명의 한 관점에 따른 형태의 재충전불가형 밸브가 도 1-도 4에서 설명될 것이다. 그리고 이어서 본 발명의 다른 관점에 따른 차폐요소의 여러 실시형태가 설명된다. 차폐요소의 실시형태들이 도 10-도 12에서 설명된다. 끝으로 도 13의 공정도를 참조하여 제조공정이 설명될 것이다.

상기 언급된 바와 같이, 도 1은 "충전위치"에 있는 본 발명의 제1관점에 따른 재충전불가형 밸브(밸브 100)의 단면을 보인 것이다. 충전위치에서, 밸브(100)는 용기(101)의 초기충전을 허용하며, 또한 도 1에서 보인 바와 같이 예를 들어 노즐(103)의 통로(포트)(102)를 통하여 유체공급원(도시하지 않았음)으로부터의 유체가 용기(101)로 주입될 수 있다.

통로(102)는 도 1에서 보인 바와 같이 밸브 하우징(105)의 중앙통공(104)을 통하여 용기(101)의 내부와 연통된다. 용기(101)내에 표시한 화살표는 도 1에서 유체유동방향이 용기(101)의 내부로 항하고 있음을 보이고 있다.

도 1에서 보인 동일한 체크인 도 10의 차폐요소(106)를 사시도로 보인 도면을 보면 전문가는 실질적인 유로는 통로(102)와 용기(101)의 내부 사이에 존재함을 알 것이다. 특히, 도 10에서, 예를 들어 베인(190)(190a)(체크동체 191의 일부로서 형성되어 있으며 이후 상세히 설명되는 바와 같이 밸브 하우징 105에 설치되었을 때 차폐요소 106이 중심에 배치되도록 사용된다)이 체크동체(191)에 형성된 요구(195)와 함께 유체가 중앙통공(104)과 용기(101)의 내부 사이로 유동할 수 있도록 하는 밸브 하우징(105)의 통로를 형성한다. 이러한 통로는 체크(106)(특히 도면의 설명을 간편히 하기 위하여 밸브 하우징 105에 설치되었을 때 체크 106의 단부에 형성된 밀폐부 194가 먼저 삽입되는 것으로 가정된다)가 하우징(105)의 시이트부(150)(150a)(도 4에 도시되어 있으며 이후 상세히 설명됨)에 안착되지 않는 한 개방된 상태에 놓인다.

실제로, 차폐요소(106)는 밸브(100)의 일방향특성이 작동되기 전에 용기(101)가 충전될 수 있도록 하고, 이후에는 재충전이 방지될 수 있도록 하며, 도시된 바와 같이, 그리고 모두 이후 상세히 설명되는 바와 같이, 역전가능하고 대칭형의 자유직립형(밸브 하우징 105)에 삽입되었을 때)이며 변형가능한 정지특성을 갖도록 구성된다. 이들 모든 특성은 도면을 참조하여 상세히 설명될 것이다.

밸브 하우징(105)의 중앙통공(104)은 도 1-도 4에서 보인 바와 같이 3개의 특징적인 부분, 즉 상측통공부(120), 중간통공부(121) 및 하측통공부(122)를 갖는다. 본 발명의 우선실시형태에 따라서, 밸브 하우징(105)은 이미 언급된 바와 같이 단일방향 스템형 밸브 하우징이다(즉, 이 밸브 하우징은 그 중앙통공에 각각 방사상으로 직경이 증가하거나 감소하는 부분으로서 둘 이상의 단턱부분을 포함한다).

밸브의 상측에서 하측으로 갈수록, 상측통공부(120)에서 통공의 반경은 중간통공부(121)의 반경 보다 크고, 중간통공부(121)의 반경이 하측통공부(122)의 반경 보다 큼을 알 수 있다. 이후 설명되는 이유에서, 이러한 구조는 밸브의 제작시에 유리한 것이다.

도 2는 용기(101)가 처음 유체로 충전되고 최초로 폐쇄된 후 사용될 준비가 되어 있는 폐쇄상태의 밸브(100)를 보인 것이다. 밸브(100)가 도 2에서 보인 폐쇄위치에 있을 때 유체는 유동되지 않는다.

도 3은 밸브(100)가 개방된 것을 보이고 있다. 용기(101)에서 보인 화살표는 도 3에서 유체의 방향이 용기(101)로부터 밸브 하우징(105)의 중앙통공(104)을 지나 실질적으로 노즐(103)을 통해 통로(102)의 외부로 향함을 나타내고 있다.

도 4는 "재충전불가" 위치, 즉, 차폐요소(체크)(106)가 중앙통공(104)의 하측위치에서 시이트(도 4에서 부호 150과 150a로 보임)에 접촉하여 용기(101)내로 유체가 유동하는 것을 방지하는 위치에 있는 밸브(100)를 보이고 있다. 도 4에서 보인 바와 같이 유체공급원이 노즐(103)의 통로(102)에 연결되어 있을 때에도 밸브(100)를 통하여 용기(101)측으로 유체가 유동하지 않는다.

이는 밸브(100)가 작동시 일방향 특성, 즉, 밸브(100)가 도 4에서 보인 재충전불가위치에 놓이는 것을 보이고 있다.

도 1-도 4에서 보인 바와 같이, 재충전불가형 밸브(100)는 1회충전용으로서 사용되는 예로 등 것과 같이 용기(101)와 같은 실린더에 부착된다. 전형적으로 이러한 밸브의 부착은 밸브의 제작공정중에 도 1의 영역(130)(130a)에서 용기(101)에 밸브 하우징(105)을 용접함으로서 수행되며 이러한 밸브제작공정은 이후 도 13을 참조하여 설명될 것이다.

도 1에서 보인 밸브(100)와 용기(101)의 조합은 전형적으로 도 1에서 보인 충전상태에서 충전권한을 갖는 사람에게 운반된다. 먼저 폐쇄되었을 때 재충전이 불가능한 특성이 작동된다. 최종사용자는 용기의 내용물을 배출하여 사용할 수는 있으나 재충전의 기회는 없다.

도 1에서 보인 바와 같은 예시적인 재충전불가형 밸브(100)는 다음의 주요구조로 구성된다: T-스템(160)(밸브 100의 개방과 폐쇄를 제어하는 수단); 이후 상세히 설명되는 바와 같은 이유에서 T-스템(160)과는 별도(상이한 재질로 구성되는 것이 좋음)로 제작되는 밸브 시이트(161)(주요 밸브 씨일을 구성하는 수단); 상기 언급된 모든(또는 적어도 일부) 바람직한 체크특성(역전형이고 대칭형이며 밸브 100에 삽입되었을 때 자유직립형 등)을 갖는 차폐요소(체크)(106); 모든 밸브구성요소를 감싸고 있으며 상기 언급된 바와 같이 용기(101)에 부착되는 단일방향 스템형 밸브 하우징(105); 밀폐수단(O-링 씨일 162와 같은 수단)과; 용기를 충전하여 사용할 수 있도록 하는 노즐(또는 포트)(103). 이들 모두는 도 1에 도시되어 있다.

T-스템(160)은 재충전불가형 밸브의 개방과 폐쇄를 제어한다.

도 1-도 4에서 보인 밸브 시이트(161)는 밸브(100)가 폐쇄될 때 주요 밸브 씨일을 구성할 수 있게 되어 있다. 본 발명에 따라서, 도 5-도 9에서 보다 상세히 보인 바와 같이, 밸브 시이트(161)는 두 구성요소가 조립될 때 T-스템(16)에 잠금결합될 수 있게 되어 있다. 이를 위하여, T-스템(160)은 밸브 시이트의 상측부와 동일한 형상을 갖는 내측개방부(555)와, 밸브 시이트에 삽입될 수 있도록 외측으로 벌어지는 두개의 하측각부(550)(551)를 형성하는 슬로트 또는 키홈(560)을 갖는다.

밸브 시이트(161)는 T-스템(160)의 해당 개방부(555)에 삽입되어 결합되는 상측부와 밸브 하우징 내에서 주요 밸브 씨일을 구성하는 하측부를 갖는다. 밸브 시이트에 원통형 통공(565)이 형성되어 밸브 시이트의 상측부가 T-스템(160)의 키홈에 가압되어 삽입될 수 있도록 한다. 밸브 시이트의 상측부가 T-스템에 삽입되어 결합되었을 때, T-스템의 각부(550)(551)가 벌어졌다가 스프링 처럼 본래의 위치로 복귀함으로서 T-스템의 밸브 시이트에 고정결합된다. 또한 밸브 시이트는 T-스템으로의 삽입이 용이하도록 밸브 시이트의 통공(565)으로부터 외측으로 연장된 하나 이상의 슬로트를 가질 수 있다. 구성요소에 사용되는 재질의 탄성을 고려하여 다른 특수한 구성을 가질 수도 있다. 또한 통공(565)은 다른 단면형상을 가질 수 있다.

밸브 시이트의 다른 실시형태가 도 15에서 설명되며 T-스템이 도 14 및 도 16에 도시되어 있다. 상기 언급된 실시형태와 같이, T-스템(1600)과 밸브 시이트(1610)는 동일한 구조를 가짐으로서 T-스템이 밸브 시이트(1610)에 결합고정된다. T-스템(1600)은 이 T-스템을 통하여 내부통공(1601)이 연장되어 있다. 슬로트 또는 키홈(1602)이 형성되어 두개의 하측 각부(1603)(1604)가 구성되며 이들 각부가 외측으로 벌어져 밸브 시이트(1610)가 T-스템에 삽입될 수 있도록 한다. 내부통공(1610)의 상측부(1605)는 밸브 시이트(1610)의 상측부(1611)의 직경 보다 약간 큰 직경을 갖는다. 내부통공(1601)의 하측부(1606)는 상부의 직경 보다는 작으나 밸브 시이트의 상측부(1611)와 하측부(1613)를 연결하는 밸브 시이트의 원통형 연결부(1612)가 충분히 삽입될 수 있는 크기이다. 내부통공(1601)의 상측부(1605)와 하측부(1606)의 직경의 차이는 턱(1607)을 형성함으로서 이 턱이 밸브 시이트(1610)의 상측부(1611)에 결합되어 이를 T-스템(1600)측으로 고정한다. 밸브 시이트(1610)의 상측부(1611)는 T-스템(1600)의 상응하는 구조(즉, 턱 1607)에 결합되며 하측부(1613)가 주요 밸브 씨일을 구성한다.

비록 잠금형의 조립체를 구성토록 밸브 시이트가 T-스템에 결합되나, 밸브 시이트는 T-스템에 대하여 회전될 수 있게 되어 있어 T-스템이 밸브 시이트를 밀폐를 위한 위치로 회전될 때 이에 배압이 가하여지지 않고 밸브 시이트는 밸브 하우징을 밀폐하는 이 밸브 시이트와 O-링 사이의 마찰에 의하여 중앙통공내에서 회전되지 않는다. 이와 같이, 배압이 가하여짐이 없이 밸브 시이트를 배치하기 위하여 T-스템이 회전되는 동안에, 밸브 시이트는 회전운동없이 중심축선을 따라서 직선이동만 하게 된다.

본 발명의 기술분야에 전문가라면 노즐(103)의 위치 및 유로와 중앙통공(104)사이의 경계면 등에 따라서 동일한 목적을 위해 상부 및 하부의 밸브 시이트의 다른 형상이 채택될 수 있음을 알 수 있을 것이다. 도시된 형상의 밸브 시이트는 본 발명의 범위를 한정하기 위한 것은 아니며, 도 1-도 4에 도시된 밸브(100)의 하측부분을 위한 주요 밸브 씨일을 제공하고 도 5-도 6 및 도 16에서 보인 T-스템(160)과의 고정결합이 이루어질 수 있도록 하는데 적합한 밸브 시이트를 설명하기 위한 것이다. 이와 같이, 밸브 시이트와 T-스템의 구조는 밸브가 개방되었을 때 잠금형의 고정구조를 제공할 수 있도록 구성된다.

또한 밸브 시이트(161)(1610)는 밸브가 개방되었을 때 스템 씨일이 구성될 수 있도록 한다. 예를 들어(그리고 단순히 설명만을 위하여), O-링(162)이 밸브 시이트(161)(1610)에 의하여 고정되어 있음을 보이고 있으며 이는 도 1-도 4에서 각각 보인 바와 같이 스템 씨일이 구성될 수 있도록 하는데 이용된다(여기에서 O-링 씨일 162는 중앙통공 104의 중간부분 121의 내면에 대하여 밸브 시이트 161에 의해 고정되어 있음을 보이고 있다).

도 1에서 보인 본 발명의 실시형태에서, 모든 밸브 구성요소는 밸브 하우징(105)의 단부의 영구적인 절곡부(도 1에서 부호 165로 보임)에 의하여 밸브 하우징(105)의 내부에 수용된다. 밸브는 도 1에서 부호 166으로 보인 T-스템(160)의 핸들을 회전시킴으로서 개방되고 폐쇄된다. 도시된 바와 같이, T-스템(16)이 회전은 스크류 나선(170)을 통하여 밸브 하우징(105)내에서 축방향 운동으로 전환된다.

또한, 본 발명의 한 실시형태에 따라서, 밸브 시이트(161)와 T-스템(160)은 도 5-도 6에서 보인 바와 같이 탄력적인 강제결합(또한 다른 방식으로, 예를 들어, 도 16에서 보인 바와 같은 결합에 의하여)으로 결합된다. 이러한 결합(또는 본 발명 기술분야의 전문가에 의하여 고안될 수 있는 다른 방식의 결합)은 압력차이에 대하여서만 대항하여 밸브를 개방할 수 있도록 하는 기계적인 수단을 제공한다. 밸브 시이트와 (또한 다른 방식으로, 예를 들어, 도 16에서 보인 바와 같은 결합에 의하여)의 탄력적인 강제결합은 밸브 시이트의 상측부와 T-스템의 내측 개방부의 해당 잠금형 구조에 의하여 달성된다. 요구된 결과를 얻기 위한 다른 구조는 본 발명 기술분야의 전문가에 의하여 용이하게 구성될 수 있을 것이다.

상기 언급된 결합은 O-링 씨일(162)과 밸브 하우징(105) 사이의 마찰 보다는 작은 T-스템(160)와 밸브 시이트(161) 사이의 마찰을 제공할 수 있게 되어 잇다. 초기에, 용기의 충전전에 이는 중앙통공(104)내에서 밸브 시이트(161)의 회전을 방지한다. 본 발명 기술분야의 전문가라면 O-링 씨일의 제한적인 회전이 밸브(100)의 재밀폐력이 발휘될 수 있도록 하여 상기 언급된 스템 씨일의 밀폐성능을 개선한다. 그러나, 내부압력(충전후 용기로부터의 배압)이 이러한 씨일의 회전이 이루어질 수 있도록 한다.

용기(101)가 통로(포트)(102)를 통하여 충전되었을 때, 차폐요소, 즉 체크(106)는 중앙통공(104)의 하측부에 배치됨을 알 수 있을 것이다(도 1). 도시된 체크(106)는 대칭형으로서 어느 방향으로나 삽입이 가능하도록 함으로서 조립이 간단하도록 하며(즉, 이 체크가 역전형으로 되어 있다. 그러나, 본 발명은 체크가 다른 실시형태에서 대칭형 또는 역전형이어야 하는 것을 요구하지 않는다), 체크가 자유직립형이고(상기 언급된 바와 같다), 또한 체크는 가변형 부재(198)(이는 때때로 적어도 하나의 가변형 부재를 포함하는 정지수단으로 불리기도 한다)를 포함하는 것으로 도시되어 있다. 가변형부재(또는 정지수단)(198)은 본 발명의 우선실시형태에 따라서 용기(101)의 충전중에 발생되는 압력, 밸브를 조립할 때(도 1에서 보인 바와 같이 체크 106에 근접하여 밸브 시이트 161를 배치할 때) 가하여지는 압력과, 본 발명의 재충전불가형의 특성을 발휘할 수 있도록 적어도 부분적으로 개방부(199)를 통하여 용기(101)에 체크(106)를 강제로 삽입시킬 때 가하여지는 압력에 대항할 수 있도록 구성되어 있다. 이와 같이 가변형 부재(198)를 계획적으로 견고하게 함으로서 상기 언급된 압력들이 가하여질 때 파열이나 영구적인 변형이 일어나지 않는다.

상기 언급된 바와 같은 기능을 갖는 베인(체크 106의 일부로서 구성되고 체크가 밸브 하우징 105에서 중심이 맞추어지도록 하며 유로를 형성토록 하는 베인)은 베인(190)(190a)이다(도 10 및 도 1 참조).

도 2는 폐쇄상태에 있으며 사용될 수 있도록 준비된 밸브(100)를 보이고 있다. 밸브(100)의 초기폐쇄중에, 밸브 시이트(161)(상기 언급된 바와 같이 체크 106에 근접하는 초기폐쇄전에 배치됨)가 체크(106)의 상측부(도 2에서 체크부분 198으로 보임)에 접촉하게 되며 가변형부재(198)의 하측부분(도 2에서 192 및 192a로 보임)이 밸브 하우징(105)의 정지시이트(137)(도 1 및 도 2 참조)를 지나 개방부(199)를 통하여 용기(101)측으로 이동된다. 이는 본 발명 기술분야의 전문가에게 밸브의 재충전이 불가능한 특성을 명백히 알 수 있도록 할 것이다.

주요 밸브 씨일이 도 2에서 보인 접촉위치(132)에서 밸브 시이트(161)와 밸브 하우징(105)사이의 접촉에 의하여 이루어지고, 체크(106)가 용기(101)내의 유체로부터 배압을 받을 때 가변형 부재(198)의 일부분(도 2에서 후크형 부분 192 및 192a로 표시한 부분)이 각각 접촉부(133)(133a)에서 밸브 하우징(105)에 결합됨을 알 수 있다. 이러한 상황은 도 3에서 보인 바와 같이 밸브(100)가 개방될 때 나타나며, 실질적으로, 도 3에서, 밸브(100)가 개방될 때 가변형 부재(198)의 상기 언급된 후크형 부분(192)(192a)이 접촉부(133)(133a)에서 밸브 하우징(105)에 결합된다.

도 3은 밸브가 부착되는 용기의 내용물의 방출이 용이하도록 하는 개방위치에 있는 재충전불가형 밸브(100)를 보이고 있다. 용기(101)의 내용물의 방출은 T-스템(160)을 회전시켜(예를 들어 밸브 하우징 105에 스크류 나선 170이 형성되어 있는 경우 반시계방향으로 회전시켜) 상기 언급된 접촉위치(132)에서 밸브 시이트(161)와 밸브 하우징(105) 사이의 접촉을 해제시킴으로서 수행된다. 이때에(즉, 주요 밸브 씨일이 개방될 때), 체크(106)가 용기(101)로부터 내용물의 유동에 의하여 부상함으로서 이 체크(106)가 도 3에 관련하여 이미 언급된 바와 같이 밸브동체(105)측으로 이동되어 용기(101)의 내용물이 노즐(103)과 통로(102)를 토아여 방출될 수 있도록 한다.

도 4는 권한있는 자에 의한 용기(101)의 초기충전후 재충전이 시도될 때 밸브(100)가 작동되는 상태를 보이고 있다. 용기(101)에 대한 재충전시도는 체크(106)의 상기 언급된 밀폐부분(194)(도 10에서도 보임)이 중앙통공(104)의 하측부에 형성된 시이트(도 4에서 부호 150 및 150a로 보임)에 접촉함으로서 방지된다.

도 10-도 12는 체크(106)(도 5에서 보인 바와 같은)와 본 발명의 재충전불가형 밸브에 사용되는 체크의 다른 실시형태를 보이고 있다. 이러한 밸브의 또 다른 실시형태는 통상적인 지식을 가진 자이면 용이하게 설계할 수 있을 것이다.

도 10에서 보인 체크(106)에는 상기 언급된 바와 같이 체크(106)가 중심이 맞추어질 수 있도록 하고 유체의 유동을 위한 유로가 형성될 수 있도록 상기 언급된 바와 같이 체크동체(191)에 베인(190)(190a)과 요구(195)가 형성되어 있다. 도시된 바와 같이, 가변형 부재(198)는 후크형 부분(192)(192a)을 가지며 거꾸로 사용할 수도 있는 역전형이며 대칭형이다. 방사상 방향으로 연장된 가변형 부재((실질적으로 방사상으로 연장된 쌍의 암이 도 10에 도시되어 있다)와 같은 가변형 부재(198)는 도 10의 상부에 도시된 가변형 부재(186)와 동일하며, 체크(106)의 밀폐부(194)도 체크(106)의 밀폐부(187)와 동일하다.

가변형 부재(198)(또한 도 10에서 보인 가변형 부재 186)는 용기(101)의 충전중에 발생된 압력, 밸브를 조립할 때(도 1에서 보인 바와 같이 밸브 시이트 161를 체크 106에 근접하여 배치할 때) 가하여지는 압력과, 본 발명의 재충전불가특성이 나타날 수 있도록 체크(106)를 부분적으로 개방부(199)를 통하여 삽입할 때 가하여지는 압력에 영향을 받지 않게 되어 있다. 이와 같은 계획적인 견고성이 가변형 부재(198)에 부여됨으로서 상기 언급된 압력이 가하여질 때 파괴되지 않고 본질적으로 체크는 자유직립형의 구성요소로서 기능을 발휘하는 충분한 구조적 견고성을 갖게 되는 것이다(예를 들어, 상기 언급된 체크결합위치에 영구적으로 삽입될 수 있도록 용이하게 굽혀지거나 접히지 않게 되어 있다).

도 11은 본 발명에 이용할 수 있는 다른 형태의 체크(115)를 보이고 있다. 이 실시형태에서, 체크(115)의 견고성을 향상하고 밸브 하우징에 삽입되었을 때 자유직립형 구성요소로서의 기능을 가질 수 있도록 하며 체크(115)가 오결합되는 것을 방지하기 위한 특성을 가질 수 있도록 예를 들어 "크로스 바" 형태의 안정부(193)가 구비된 것을 보이고 있다.

요구된 견고성을 가지고 오결합을 방지할 수 있도록 이러한 안정부는 하나 이상이 구비되어 사용될 수 있다. 본 발명의 기술분야에 전문가라면 체크가 제조되는 물질(플라스틱, 엘라스토머 등)을 적절히 선택하고 가변형 부재의 크기 등을 변화시켜 다양한 정도의 견고성을 갖도록 할 수 있을 것이다.

도 12는 견고성을 높이고 자유직립형 구성요소로서의 기능을 가질 수 있도록 하며 체크가 오결합되는 것을 방지하기 위한 특성을 가질 수 있도록 예를 들어 "환상 링" 형태의 안정부(118)가 구비된 것을 보인 또 다른 형태의 체크(119)를 보이고 있다.

도 11에서 보인 체크(118)와 같이, 도 12에서 보인 체크(119)도 다양한 조건에 부합될 수 있도록 다른 형태의 안정요소(각 환상 일의 직경을 가로질러 연장되는 크로스 바와 같은)나 다양하게 선택될 수 있는 물질을 이용할 수 있다.

도 13은 본질적으로 동일한 밸브구조, 부품 및 공정단계로부터 재충전형 및 재충전불가형 밸브를 제조하는데 이용하기에 적합한 이중목적의 제조공정을 설명한다. 따라서, 재충전형 및 재충전불가형 밸브를 제조하는 단계는 재충전형 밸브에 블로킹 요소가 없다는 것을 제외하고는 동일하다.

제1단계 201은 상기 언급된 바와 같은 단일방향 스텝형 밸브 하우징을 제조하는 단계이다. 이 하우징은 상측부와 하측부 그리고 이들 사이의 중간부분을 포함하는 중앙통공을 포함한다.하측부는 중간부분 보다 좁고 이 중간부분은 상측부 보다 좁다. 이러한 하우징은 도 1-도 4에 도시되어 있으며 재충전형 및 재충전불가형 밸브를 제조하는데 사용될 수 있다.

밸브 하우징은 철금속, 비철금속, 플라스틱, 세라믹 등을 이용하여 제조될 수 있다. 특히 본 발명의 경우에 있어서는 밸브 하우징을 제조하는데 콜드 피니쉬드 1215 스틸(cold finished 1215 steel)이 사용된다.

공정단계 202에서, 노즐의 연결을 위하여 단일방향 스템형 밸브 하우징의 중간에 포트가 가공된다.

단계 203에서는 중앙통공의 하측부가 용기의 내부와 연통될 수 있도록 용기에 밸브 하우징을 고정한다.

그리고, 단계 204에서, 밸브가 폐쇄될 때 주요 밸브 씨일이 이루어질 수 있도록 밸브와 밸브 시이트의 개폐를 제어하기 위한 수단이 제공된다. 잠금형의 유니트를 제공할 수 있도록 T-스템(160)/밸브 시이트(161) 조합이 함께 조립된다.

단계 204는 T-스템과 밸브 시이트를 위한 광범위한 재질중의 하나를 이용하여 수행될 수 있다. 구성요소(160)(161)를 위하여 특수한 형태의 재질을 이용하는 공정이나 이들 상호간의 협동이 이루어질 수 있도록 하는 메카니즘을 이용하는 것에 본 발명의 실제의 제조관점을 제한 할 필요는 없다. 그러나, 밸브 시이트를 제조하는데 전형적으로 비철금속, 플라스틱 및 엘라스토머가 사용되는 반면에, T-스템의 구조가 전형적으로 보다 견고하고 금속 또는 플라스틱 물질을 이용하여 구성되는 것이 요구된다. 재질의 주요조건은 요구된 구조적인 강도, 마모특성 및 이들이 접촉하는 유체와의 화학적인 양립성을 갖는 것이다.

단계 205는 밸브가 재충전불가형 밸브로서 사용되어야 하는 경우 밸브 하우징에 자유직립형 체크(역전형이고 대칭형이며 상기 언급된 바와 같은 가변형 부재 또는 본 발명의 상기 언급된 관점에 의하여 요구되는 적어도 다른 체크특성을 갖는 체크)로 구성되는 차폐요소를 삽입하는 단계이다. 삽입된 차폐요소는 용기에 근접한 밸브 하우징의 중앙통공의 하측부내에서 중심이 맞추어져 놓인다. 환언컨데, 예를 들어, 체크(106)의 가변형 부재(198)의 후크부분(192)(192a)이 중앙통공(104)의 하측부에서 시이트(도 4의 150 및 150a)에 접촉하여 안치된다.

단계 206에서, T-스템과 밸브 시이트 조립체가 밸브 하우징내에 설치된다. 도 1-도 4에서 보인 바와 같이, 단계 206의 수행후에 밸브 시이트 구성요소는 중앙통공의 중간부분(121)내에 배치되어야 한다.

끝으로, 단계 207에서, 모든 구성요소가 밸브 하우징내에 고정된다.

본 발명의 기술분야에 전문가라면 상기 언급된 모든 단계들이 재충전불가형 밸브가 요구되는 경우최종제조단계에서 차폐요소의 삽입을 요구하는 단계를 제외하고는 충전형 및 재충전불가형 밸브의 제조에 있어서 동일함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 밸브 하우징, 제어메카니즘, 밸브동체 등은 상기 언급된 공정의 최종조립단계(단계 206 및 207)를 실행하기 전에 미리 제조되고 차폐요소가 삽입된 상태(요구되는 경우)에서 비축될 수 있다.

상기 언급된 단계 205를 수행할 때, 예를 들어 사용된 여러 구성요소의 크기와 형상에 따라서 달라질 수 있으나 설치후에 체크에 근접하여 밸브 시이트가 배치될 수 있도록 하는데 요구되는 T-스템/밸브 시이트 조립체의 회전수를 조심스럽게 선택하는 것과 같이, 밸브의 재충전불가특성이 조기에 나타나는 것을 방지하기 위하여 상기 차폐요소가 용기측으로 이동되는 것이 방지되도록 사전에 결정된 방식으로 조심스럽게 설치되어야 한다.

본 발명이 우선실시형태를 포함하여 상세히 설명되었다. 그러나, 본 발명의 기술분야에 전문가라면 상기 교시한 바에 따라 본 발명의 범위내에서 수정과 변경을 가할 수 있을 것이다. 따라서, 첨부된 청구범위는 본 발명의 범위와 기술사상에 포함되는 이러한 모든 수정과 변경을 포함한다.

Claims (20)

1. 압력용기용 밸브에 있어서, 이 밸브가 중앙통공은 갖는 밸브 하우징, 상기 하우징에 형성되어 노즐의 연결이 용이하도록 하는 포트, 하측단부에 키홈이 형성되어 있고 이러한 키홈과 함께 사전에 결정된 형상의 캐비티를 갖는 T-스템과, 밸브가 폐쇄될 때 주요 밸브 씨일을 제공하는 밸브 시이트로 구성되고, 밸브 시이트가 상측부와 하측부를 가지며, 하측부는 밸브 하우징과 함께 주요 밸브 씨일을 제공할 수 있도록 구성되고, 상측부는 잠금형 조립체를 제공할 수 있도록 T-스템과 결합하는 구조를 가지며, T-스템과 밸브 시이트가 하우징내에 배치되고 주요 밸브 씨일을 위하여 밸브 시이트를 배치할 수 있도록 결합됨을 특징으로 하는 압력용기용 밸브.
2. 제1항에 있어서, T-스템이 길이방향으로 연장된 내부통공을 가지고, 이 내부통공이 제1직경을 갖는 상측부와 제2직경을 갖는 하측부를 가지며, 제1직경이 제2직경 보다 커서 밸브 하우징내에 배치될 때 T-스템에 밸브 시이트가 고정될 수 있도록 밸브 시이트와 결합하기 위한 내측변부가 내부통공에 형성됨을 특징으로 하는 밸브.
3. 압력용기용 밸브에 있어서, 이 밸브가 상측부, 하측부 및 중간부를 포함하고 상기 하측부는 상기 상측부 보다 협소한 상기 중간부 보다 더 협소한 중앙통공을 갖는 단일방향 스텝형의 밸브 하우징; 노즐의 용이한 연결이 이루어질 수 있도록 상기 하우징의 중간부에 형성된 포트; 하측단부에 키홈이 형성되어 있고 이러한 키홈과 함께 사전에 결정된 형상의 캐비티를 갖는 T-스템; 밸브가 폐쇄될 때 주요 밸브 씨일을 제공하는 밸브 시이트로 구성되고, 밸브 시이트가 상측부와 하측부를 가지며, 하측부는 밸브 하우징과 함께 주요 밸브 씨일을 제공할 수 있도록 구성되고, 상측부는 잠금형 조립체를 제공할 수 있도록 T-스템과 결합하기 위한 구조를 가지며, T-스템과 밸브 시이트가 하우징내에 배치되고 주요 밸브 씨일을 구성하도록 밸브 시이트를 배치할 수 있도록 결합됨을 특징으로 하는 압력용기용 밸브.
4. 제3항에 있어서, 상기 중앙통공의 하측부에 차폐요소를 포함함을 특징으로 하는 밸브.
5. 제4항에 있어서, 차폐요소가 중앙통공의 하측부에서 자유직립형으로 배치되고 밸브가 용기의 내부로부터 가하여지는 압력하에 유체의 방출을 허용하는 밸브의 최종위치로 역전불가능하게 이동되나 차폐요소가 용기의 매부압력 보다 큰 외부압력에 응답하여 밸브를 자동적으로 폐쇄할 수 있도록 구성되고 배치됨을 특징으로 하는 밸브.
6. 제4항에 있어서, 차폐요소가 용기의 충전후 최종위치로 이동된 후에 중앙통공의 하측부의 자유직립위치로 차폐요소가 복귀하는 것을 방지하기 위한 정지수단을 일체로 포함하는 역전형의 체크로 구성됨을 특징으로 하는 밸브.
7. 제3항에 있어서, 밸브가 개방위치에 있을 때 밸브 시이트와 밸브 하우징 사이에 2차 씨일을 제공하는 O-링을 포함함을 특징으로 하는 밸브.
8. 제7항에 있어서, 밸브 시이트와 밸브 하우징 사이의 O-링에 의하여 제1마찰력이 가하여지고, 밸브가 폐쇄되거나 개방될 때 제1 마찰력이 밸브동체에서 밸브 시이트의 회전을 제함함을 특징으로 하는 밸브.
9. 제7항에 있어서, 밸브 시이트와 밸브 하우징 사이의 O-링에 의하여 제1마찰력이 가하여지고, 밸브 시이트에 배압이 가하여짐이 없이 밸브가 폐쇄되거나 개방될 때 제1 마찰력이 밸브동체에서 밸브 시이트의 회전을 제한함을 특징으로 하는 밸브.
10. 제3항에 있어서, T-스템이 길이방향으로 연장된 내부통공을 가지고, 이 내부통공이 제1직경을 갖는 상측부와 제2직경을 갖는 하측부를 가지며, 제1직경이 제2직경 보다 커서 밸브 하우징내에 배치될 때 T-스템에 밸브 시이트가 고정될 수 있도록 밸브 시이트와 결합하기 위한 내측변부가 내부통공에 형성됨을 특징으로 하는 밸브.
11. 압력용기용 밸브에 있어서, 이 밸브가 중앙통공은 갖는 밸브 하우징, 용기의 재충전을 방지하도록 하우징내에 배치된 차폐요소, 상기 하우징에 형성되어 노즐의 연결이 용이하도록 하는 포트, 하측단부에 키홈이 형성되어 있고 이러한 키홈과 함께 사전에 결정된 형상의 캐비티를 갖는 T-스템과, 밸브가 폐쇄될 때 주요 밸브 씨일을 제공하는 밸브 시이트로 구성되고, 밸브 시이트가 상측부와 하측부를 가지며, 하측부는 밸브 하우징과 함께 주요 밸브 씨일을 제공할 수 있도록 구성되고, 상측부는 잠금형 조립체를 제공할 수 있도록 T-스템과 결합하는 구조를 가지며, T-스템과 밸브 시이트가 하우징내에 배치되고 주요 밸브 씨일을 위하여 밸브 시이트를 배치할 수 있도록 결합됨을 특징으로 하는 압력용기용 밸브.
12. 압력용기용 밸브에 있어서, 이 밸브가 상측부, 하측부 및 중간부를 포함하고 상기 하측부는 상기 상측부 보다 협소한 상기 중간부 보다 더 협소한 중앙통공을 갖는 단일방향 스텝형의 밸브 하우징; 상기 중앙통공의 하측부에 배치된 차폐요소; 노즐의 용이한 연결이 이루어질 수 있도록 상기 하우징의 중간부에 형성된 포트; 하측단부에 키홈이 형성되어 있고 이러한 키홈과 함께 사전에 결정된 형상의 캐비티를 갖는 T-스템; 밸브가 폐쇄될 때 주요 밸브 씨일을 제공하는 밸브 시이트로 구성되고, 밸브 시이트가 상측부와 하측부를 가지며, 하측부는 밸브 하우징에 결합되는 주요 밸브 씨일을 제공할 수 있도록 구성되고, 상측부는 잠금형 조립체를 제공할 수 있도록 T-스템과 결합하기 위한 구조를 가지며, T-스템과 밸브 시이트가 하우징내에 배치되고 주요 밸브 씨일을 구성하도록 밸브 시이트를 배치할 수 있도록 결합됨을 특징으로 하는 압력용기용 밸브.
13. 제12항에 있어서, 밸브가 개방위치에 있을 때 밸브 시이트와 밸브 하우징 사이에 2차 씨일을 제공하는 O-링을 포함함을 특징으로 하는 밸브.
14. 제13항에 있어서, 밸브 시이트와 밸브 하우징 사이의 O-링에 의하여 제1마찰력이 가하여지고, 밸브가 폐쇄되거나 개방될 때 제1 마찰력이 밸브동체에서 밸브 시이트의 회전을 제함함을 특징으로 하는 밸브.
15. 제13항에 있어서, 밸브 시이트와 밸브 하우징 사이의 O-링에 의하여 제1마찰력이 가하여지고, 밸브 시이트에 용기로부터의 배압이 가하여짐이 없이 밸브가 폐쇄되거나 개방될 때 제1 마찰력이 밸브동체에서 밸브 시이트의 회전을 제한함을 특징으로 하는 밸브.
16. 제12항에 있어서, T-스템이 길이방향으로 연장된 내부통공을 가지고, 이 내부통공이 제1직경을 갖는 상측부와 제2직경을 갖는 하측부를 가지며, 제1직경이 제2직경 보다 커서 밸브 하우징내에 배치될 때 T-스템에 밸브 시이트가 고정될 수 있도록 밸브 시이트와 결합하기 위한 내측변부가 내부통공에 형성됨을 특징으로 하는 밸브.
17. 제12항에 있어서, 차폐요소가 중앙통공의 하측부에서 자유직립형으로 배치되고 밸브가 용기의 내부로부터 가하여지는 압력하에 유체의 방출을 허용하는 밸브의 최종위치로 역전불가능하게 이동되나 차폐요소가 용기의 매부압력 보다 큰 외부압력에 응답하여 밸브를 자동적으로 폐쇄할 수 있도록 구성되고 배치됨을 특징으로 하는 밸브.
18. 제12항에 있어서, 차폐요소가 용기의 충전후 최종위치로 이동된 후에 중앙통공의 하측부의 자유직립위치로 차폐요소가 복귀하는 것을 방지하기 위한 정지수단을 일체로 포함하는 역전형의 체크로 구성됨을 특징으로 하는 밸브.
19. 재충전불가형 압력용기에 압력유체를 충전하는 방법에 있어서, 이 방법이 중앙통공은 갖는 밸브 하우징, 용기의 재충전을 방지하도록 하우징내에 배치된 차폐요소, 상기 하우징에 형성되어 노즐의 연결이 용이하도록 하는 포트, 하측단부에 키홈이 형성되어 있고 이러한 키홈과 함께 사전에 결정된 형상의 캐비티를 갖는 T-스템과, 밸브가 폐쇄될 때 주요 밸브 씨일을 제공하는 밸브 시이트로 구성되고, 밸브 시이트가 상측부와 하측부를 가지며, 하측부는 밸브 하우징과 함께 주요 밸브 씨일을 제공할 수 있도록 구성되고, 상측부는 잠금형 조립체를 제공할 수 있도록 T-스템과 결합하는 구조를 가지며, T-스템과 밸브 시이트가 하우징내에 배치되고 주요 밸브 씨일을 위하여 밸브 시이트를 배치할 수 있도록 결합되는 밸브를 용기에 제공하는 단계; 유체를 용기에 충전하는 단계; 주요 씨일이 형성될 수 있도록 밸브 시이트를 이동시켜 밸브를 폐쇄하는 단계로 구성되고, 이로써 차폐요소가 제2위치로 이동될 수 있도록 하여 밸브가 개방되었을 때 유체가 용기로부터 유출되나 용기의 외부압력이 더 클 때에는 차폐요소가 용기측으로의 유동을 방지하여 재충전불가형의 용기가 구성될 수 있도록 함을 특징으로 하는 재충전불가형 압력용기의 압력유체충전방법.
20. 재충전불가형 압력용기에 압력유체를 충전하는 방법에 있어서, 이 방법이

    상측부, 하측부 및 중간부를 포함하고 상기 하측부는 상기 상측부 보다 협소한 상기 중간부 보다 더 협소한 중앙통공을 갖는 단일방향 스텝형의 밸브 하우징; 상기 중앙통공의 하측부에 배치된 차폐요소; 노즐의 용이한 연결이 이루어질 수 있도록 상기 하우징의 중간부에 형성된 포트; 하측단부에 키홈이 형성되어 있고 이러한 키홈과 함께 사전에 결정된 형상의 캐비티를 갖는 T-스템; 밸브가 폐쇄될 때 주요 밸브 씨일을 제공하는 밸브 시이트로 구성되고, 밸브 시이트가 상측부와 하측부를 가지며, 하측부는 밸브 하우징에 결합되는 주요 밸브 씨일을 제공할 수 있도록 구성되고, 상측부는 잠금형 조립체를 제공할 수 있도록 T-스템과 결합하기 위한 구조를 가지며, T-스템과 밸브 시이트가 하우징내에 배치되고 주요 밸브 씨일을 구성하도록 밸브 시이트를 배치할 수 있도록 결합되는 밸브를 용기에 제공하는 단계; 유체를 용기에 충전하는 단계; 주요 씨일이 형성될 수 있도록 밸브 시이트를 이동시켜 밸브를 폐쇄하는 단계로 구성되고, 이로써 차폐요소가 제2위치로 이동될 수 있도록 하여 밸브가 개방되었을 때 유체가 용기로부터 유출되나 용기의 외부압력이 더 클 때에는 차폐요소가 용기측으로의 유동을 방지하여 재충전불가형의 용기가 구성될 수 있도록 함을 특징으로 하는 재충전불가형 압력용기의 압력유체충전방법.