KR20070026232A - 유량제어밸브 - Google Patents

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KR20070026232A
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에스엠씨 가부시키 가이샤
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Abstract

지지실린더(66)가 유량제어밸브(10)의 고정실린더(34)와 외주면에 형성된 나사부(33)에 의해 나사결합된다. 축방향으로 팽창 및 수축하는 펜스커버(52)가 상기 고정실린더(34)와 상기 지지실린더(66)에 의해 지지되는 부동로드(38) 사이에 설치된다. 상부시일부재(48)가 상기 부동로드(38)에 밸브플러그(40)에 대해 그 상측으로 설치된다. 하부시일부재(50)가 상기 밸브플러그(40)에 대해 그 하측에 설치된다. 상기 상부시일부재(48)와 상기 하부시일부재(50)가 실질적으로 동일한 직경을 가진다. 상기 부동로드(38)는 상기 스테핑모터(12)의 가세작용 하에 변위된다. 유체의 유량은 밸브자리(30)에 대한 상기 밸브플러그(40)의 거리에 따라 조절된다.
유량제어밸브

Description

유량제어밸브{FLOW RATE CONTROL VALVE}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유량제어밸브의 전체적인 구성을 도시하는 개략적인 길이방향 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 상기 유량제어밸브의 주요요소를 도시한 확대된 길이방향 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 상기 유량제어밸브에 사용된 펜스커버를 도시한 사시도이다.
도 4는 도 2에 도시된 상기 유량제어밸브의 유지실린더가 하부스토퍼부에 의해 베이스자리의 하부지지부에 의해 고정되어 잠김상태를 주요요소를 도시하여 나타내는 사시도이다.
도 5는 도 2에 도시된 상기 유량제어밸브가 개방된 상태를 주요요소를 도시한 확대된 길이방향 단면도이다.
도 6은 도 2에 도시된 상기 유량제어밸브의 밸브플러그가 완전개방된 상태를 주요요소를 도시한 확대된 길이방향 단면도이다.
본 발명은 구동원의 구동작용 하에 축방향으로 밸브플러그를 변위하는 것에 의해 유로를 통해 흐르는 유체의 유량을 조절할 수 있는 유량제어밸브에 관한 것이다.
현재까지 유량제어밸브에 다음과 같은 구성이 적용되어 왔다. 특히, 내주면 상에 형성된 나선부를 가지는 내부실린더가 밸브하우징 내에서 회전가능하게 설치된다. 일단부에 고정된 밸브플러그와 외주면에 위치되는 나사부를 가지는 밸브샤프트가 상기 내부실린더 내에 삽입된다. 상기 내부실린더와 상기 밸브샤프트의 나사부는 상호 나사결합된다.
이런 배치에서, 상기 내부실린더 및 상기 밸브샤프트의 나사부가 서로 나사결합된 상태에서 상기 내부실린더는 스테핑 모터에 의해 회전되고, 상기 밸브샤프트의 회전은 금지된다. 상기 밸브샤프트는 축방향으로 이동되고, 이로 인해 상기 밸브플러그의 개폐를 조절하여, 상기 유체의 유량을 제어하게 된다. 상술한 종래기술의 일예가 예를 들어 일본공개실용 57-54636에 공지되어 있다.
상술한 유량제어밸브의 경우에, 상기 나사부의 마멸을 피하기 위해 미리 상기 내부실린더와 상기 밸브샤프트의 나사부에 그리스와 같은 윤활제가 도포된다. 그러나, 예를 들어 상기 밸브를 통해 순수한 물이 유체로써 흐를 때, 상기 내부실린더 내에 상기 나사부가 존재하기 때문에, 상기 윤활제에 의해 이러한 순수한 물 이 오염되는 문제점이 있다.
순수한 물과 같은 액체는 상기 유량제어밸브의 밸브챔버 내를 흐를 때, 상기 밸브플러그의 일방향으로 고수압이 가세된다. 따라서, 상기 밸브샤프트의 나사부의 일방향으로 상기 수압이 작용하여, 상기 밸브샤프트의 나사부와 상기 내부실린더의 나사부 사이의 마찰력이 증가한다. 결과적으로, 높은 회전토크가 상기 내부실린더를 회전시키게 되어, 상기 밸브샤프트와 상기 내부실린더의 나사부에 마멸이 일어나게 된다. 그러므로, 상기 유량제어밸브의 수명이 짧아지게 된다.
본 발명의 일반적인 목적은, 밸브하우징을 통해 흐르는 유체의 오염을 막고, 나사부의 마멸을 피하며, 밸브플러그의 개폐작동이 낮은 토크에서 이루어질 수 있고 내구성이 향상된 유량제어밸브를 제공하는 데에 있다.
발명의 위에 언급된 그리고 다른 목적, 특징과 이점은 예시적인 목적으로 본 발명의 바람직한 실시예가 도시된 도면과 관련된 다음의 설명으로부터 명백해질 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 밸브홀(28)에 삽입되어 왕복운동이 가능한 부동로드(38)를 포함하고, 상기 밸브홀(28)은 유체유입포트(18) 및 유체배출포트(20)를 가지는 밸브하우징(26)에 형성되며, 상기 부동로드(38)에 설치되 는 밸브플러그(40)가 밸브자리(30)를 개폐하는 유량제어밸브(10)에 있어서,
상기 부동로드(38)가 삽입되고, 외주면에 형성된 나사부(33)를 가지는 고정실린더(34);
상기 고정실린더(34)의 상기 나사부(33)와 나사결합되는 나사부(64)를 내주면에 가지고, 회전변위에 의해 상기 고정실린더(34)에 대해 축방향으로 변위가능한 지지실린더(66);
상기 고정실린더(34)와 상기 부동로드(38) 사이에 설치되고, 축방향으로 팽창 및 수축이 가능한 커버부재(52);
상기 부동로드(38)의 일단 측부에 설치되는 제1압력지지부; 및
상기 부동로드(38)의 타단 측부에 설치되고, 상기 제1압력지지부와 동일한 압력지지면적을 가지는 제2압력지지부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 제1 및 제2 압력지지부는 상기 부동로드(38)에 설치되고, 상기 밸브플러그(40)를 향하도록 유도된 개구부(48a,50a)를 가지는 제1 및 제2 환상의 시일부재(48,50)를 가지는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 제1 및 제2 시일부재(48,50)는 상기 유체유입포트(18)와 상기 유체배출포트(20)의 사이에 형성된 밸브챔버(A)의 기밀을 유지하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 개구부(48a,50a)는 실질적으로 V형상의 단면으로 형성되고, 각각 상기 밸브플러그(40)를 향해 개방되는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 커버부재(52)는 고정부재(56)에 의해 상기 고정실린더(34)에 설치 되는 큰 직경을 가지는 일단과, 상기 부동로드(38)에 형성된 환상의 홈에 설치되는 작은 직경을 가지는 타단을 가져서, 상기 고정실린더(34)와 상기 부동로드(38) 사이에 기밀이 유지되는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 지지실린더(66)의 회전변위를 제한하는 스토퍼기구가 상기 지지실린더(66)가 상기 고정실린더(34)를 따라 축방향으로 변위될 때 생기는 최상점과 최저점에서 상기 지지실린더(66)에 위치하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 스토퍼기구는 상기 지지실린더(66)에 위치하는 스토퍼부(68)와, 상기 스토퍼부(68)와 대치하게 위치하여 상기 스토퍼부(68)에 고정되는 지지부(70)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 커버부재(52)와 상기 고정실린더(34)에 의해 형성된 공간(B)을 향해 개방된 일단과, 상기 밸브하우징(26)을 통해 외부와 연통되는 타단을 가지는 통로(59)가 상기 부동로드(38)에 형성되는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 제1시일부재(48), 상기 제2시일부재(50), 및 상기 부동로드(38)의 외주직경은 실질적으로 서로 동일한 것을 특징으로 한다.
또, 상기 밸브플러그(40)는 상기 밸브자리(30)를 향해 점차 축경되는 테이퍼면(40a)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
도 1에 도시된 유량제어밸브(10)는, 스테핑모터(12)와 같은 구동모터, 상기 스테핑모터(12)의 회전구동력에 의해 구동되는 주밸브몸체(14), 그리고 상기 스테핑모터(12)의 회전구동력을 상기 주밸브몸체(14)에 전달하는 구동력전달기구(16)를 포함한다.
상기 유량제어밸브(10)는 상기 주밸브몸체(14)에서, 유체(예를 들어, 순수한 물)가 도입되는 유입포트(유체도입포트)(18), 상기 주밸브몸체(14)에 의해 유량제어된 유체가 배출되는 배출포트(유체토출포트)(20), 내부에 흐르는 유체의 유량을 검출하는 상기 유입포트(18)에 배치되는 유량센서(22), 그리고 상기 유체의 온도를 검출하는 상기 유속센서(22)로부터 하류측에 상기 유입포트(18)에 배치되는 온도센서(24)를 더 포함한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 주밸브몸체(14)는 밸브하우징(26)을 포함한다. 상기 밸브하우징(26)에 밸브홀(28)이 형성되며, 상기 밸브홀(28)은 수직방향(화살표 X1,X2방향)으로 연장된다. 환상의 밸브자리(30)가 상기 밸브하우징(26)의 내벽면으로부터 돌출되어 상기 밸브홀(28)과 대면한다. 즉, 상기 밸브자리(30)는 상기 밸브홀(28)에 비해 반지름방향 내측으로 축경되는 비교적 작은 직경을 가진다.
상기 밸브홀(28)과 동축인 상기 밸브하우징(26)의 상부에 디스크형상의 베이스자리(32)가 고정된다. 상기 베이스자리(32) 내에 외주면에 나사부(33)가 형성된 원통상의 고정실린더(34)가 삽입된다. 상기 베이스자리(32)는 직립 지향으로 위치되며, 상기 고정실린더(34)에 의해 유지되는 볼(36)을 포함하는 라쳇기구에 의해 소정의 각(예를 들어 45°)으로 회전변위될 수 있다. 상기 고정실린더(34)의 상세한 부분은 아래 자세히 설명한다.
부동(浮動)로드(38)가 축방향(화살표 X1,X2방향)으로 변위가능하게 삽입되 면, 상기 부동로드(38)가 상기 밸브홀(28)과 상기 고정실린더(34) 내에서 위치결정되면서 상기 밸브홀(28)과 상기 고정실린더(34)를 관통한다. 상기 밸브자리(30)에 착좌될 수 있는 밸브플러그(40)는 상기 부동로드(38)에 설치된다. 상기 밸브플러그(40)는 대략 원뿔모양이고, 점진적으로 아래방향으로 감소되는 직경을 가지는 테이퍼면(40a)이 설치된다. 상기 부동로드(38)은 상부위치에서 하부위치까지 변위됨에 따라, 상기 밸브플러그(40)와 상기 밸브자리(30) 사이의 공간은 상기 테이퍼면(40a)에 의해 점차 줄어들고, 마침내 상기 테이퍼면(40a)은 상기 밸브자리(30)의 내주면에 밀착하게 된다.
상기 부동로드(38)에는 상기 밸브플러그(40)보다 상측에 위치되고, 소정의 거리로 상기 밸브플러그(40)로부터 이격된 상부압력지지부(44)가 설치된다. 또한, 상기 부동로드에는 상기 밸브플러그(40)보다 하측에 위치되고, 소정의 거리로 상기 밸브플러그(40)로부터 이격된 하부압력지지부(46)가 설치된다. 상기 상부압력지지부(44)와 상기 하부압력지지부(46)는 실질적으로 동일한 직경을 가진다.
환상의 상부시일부재(제1압력지지부)(48)가 상기 밸브홀(28)과 상기 부동로드(38) 사이에서 상기 상부압력지지부(44)에 설치되서, 상기 상부시일부재(48)가 한쌍의 플랜지(44a,44b) 사이에 위치된다. 한편, 환상의 하부시일부재(제2압력지지부)(50)가 상기 밸브홀(28)과 상기 부동로드(38) 사이에서 상기 하부압력지지부(46)에 설치되서, 상기 하부시일부재(50)는 한쌍의 플랜지(46a,46b) 사이에 위치된다.
상기 상부 및 하부시일부재(48,50)는 실질적으로 V형상의 단면을 가지고, 그 개구부(48a,50a)가 상기 밸브플러그(40)의 각 측부에 위치되도록 설치된다. 즉, 상기 상부 및 하부시일부재(48,50)는 상기 상부시일부재(48)의 개구부(48a)와 상기 하부시일부재(50)의 개구부(50a)가 서로 대치된다. 그러나, 상기 상부 및 하부시일부재(48,50)는 실질적으로 V형상의 단면으로 형성될 필요는 없다. 예를 들어 오링이 사용될 수 있다.
이런 경우, 상기 상부시일부재(48) 및 상기 하부시일부재(50)는 탄성이 우수한 동일한 고무재료로 구성된다. 상기 상부시일부재(48) 및 상기 하부시일부재(50)는 또한 동일한 형상을 가지며, 여기서 그 외주경은 상기 상부시일부재(48) 및 상기 하부시일부재(50)가 설치되는 상기 밸브홀(28)의 내주경과 동일하도록 형성된다. 그러므로, 상기 상부시일부재(48) 및 상기 하부시일부재(50)는 실질적으로 동일한 외주경을 가지지므로, 동일한 압력지지영역을 형성하게 된다. 상기 밸브홀(28)과, 상기 상부 및 하부시일부재(48,50) 사이에 형성되는 영역을, 이하에서는 '밸브챔버(공간) A'로 한다.
상기 유입포트(18)와 상기 배출포트(20)는 상기 밸브챔버(A)에서 연통된다. 상기 밸브플러그(40)가 상기 밸브자리(30)에 착좌할 때, 상기 입력포트(18)와 상기 출력포트(20) 사이의 연통이 폐쇄된다. 상기 밸브플러그(40)가 상기 밸브자리(30)로부터 이격되면, 상기 유입포트(18)와 상기 배출포트(20)는 서로 연통되게 된다.
예를 들어, 압력저항 고무재료로 형성된 원통형 펜스커버(커버부재)(52)가 상기 고정실린더(34) 내측에 위치한다. 상기 펜스커퍼(52)는 상기 고정실린더(34)와 상기 부동로드(38)에 대해 축방향(화살표 X1,X2방향)으로 팽창 및 수축할 수 있 도록 부착된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 펜스커버(52)는 대경원통부(52a)와, 상기 대경원통부(52a)에 비해 직경이 감소되고 상기 대경원통부(52a)와 인접하게 위치되는 소경원통부(52b)를 포함한다. 상기 펜스커버(52)는 곡면의 단면형상을 가지며, 상기 대경원통부(52a)와 상기 소경원통부(52b)는 동축으로 서로 일체로 형성된다. 반지름 외측방향으로 절곡된 플렌지부(52c)가 상기 대경원통부(52a)의 개방단부에 설치된다. 상기 소경원통부(52b)의 개방단부는 반지름 내측방향으로 절곡된 환상부(52d)를 포함한다.
상기 플랜지부(52c)는 상기 고정실린더(34)의 내벽에 반지름 내측방향으로 돌출된 환상의 돌기탭(54) 상에 위치한다. 상기 플랜지부(52c)는 환상의 고정부재(56)에 의해 상기 고정실린더(34)에 부착되어 개재되고, 상기 고정실린더(34)의 상단에 부착된다. 한편, 상기 환상부(52d)는 대략 중심부에 형성된 홀(57)에 의해 상기 부동로드(38)에 형성된 원주홈(58) 내에 설치된다.
워터벤트홀(59)가 상기 부동로드(38) 내에 형성된다. 상기 워터벤트홀(59)은 상기 부동로드(38)의 축방향(화살표 X1,X2방향)으로 연장된 제1통로(59a)와, 상기 제1통로(59a)의 단부에 연결되고 상기 부동로드(38)의 대략 중심부에 형성된 확장부(55) 내에서 상기 축에 대략 수직한 방향으로 연장되는 제2통로(59b)를 포함한다. 좀 더 상세하게는, 제1 및 제2 통로(59a,59b)는 상기 부동로드(38) 내에서 서로 연통한다. 상기 제1통로(59a)는 상기 부동로드(38)의 하단부까지 관통하고, 상기 제1통로(59a)는 외측에 개방된다. 또한, 상기 제2통로(52b)는 상기 확장부(55) 의 외주면까지 관통된다. 상기 워터벤트홀(59)를 통해 흐르는 유체가 토출되는 토출홀(65)가 상기 밸브하우징(26)의 바닥에 형성된다.
상기 부동로드(38)가 상향으로 이동되면, 상기 제2통로(59b)는 상기 펜스커버(52), 상기 상부시일부재(48), 및 상기 부동로드(38)에 의해 형성되는 영역(B)와 대면하여 서로 연통할 수 있게 된다.
내주면에 형성된 나사부(64)를 가지는 지지실린더(66)가 상기 고정실린더(34)의 나사부(33)와 동축으로 나사결합된다. 좀더 상세하게는, 회전시 상기 지지실린더(66)은 상기 고정실린더(34)의 나사부(33)와 상기 지지실린더(66)의 나사부(64)가 서로 나사결합하기 때문에 수직방향(축방향)으로 이동된다.
환상의 메인기어(60)가 상기 지지실린더(66)의 상단부에서 상기 지지실린더(66)와 동축으로 위치된다. 상기 메인기어(60)의 중심에 형성되는 원형개구부(61)에 베어링(62)이 설치된다. 상기 베어링(62)의 내주측은 상기 부동로드(38)의 상단부에 설치된다. 그러므로, 상기 부동로드(38)은 상기 메인기어(60)의 내주부에서 상기 베어링(62)를 통해 회전가능하게 지지된다. 상기 메인기어(60)는 그 외주면을 따라 형성된 복수의 이빨(63)을 포함한다.
한편, 상기 지지실린더(66)의 하단부는 상기 베이스자리(32)와 대면하도록 위치된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 하측으로 돌출된 하부스토퍼부(68)가 상기 하단부에 형성된다. 상기 베이스자리(32)는 상기 지지실린더(66)을 향해 돌출되고, 회전방향으로 상기 하부스토퍼부(68)에 고정될 수 있는 하부지지부(70)을 포함한다.
상기 하부스토퍼부(68)는 최저위치에서 상기 지지실린더(66)가 상기 고정실린더(34)를 따라 수직아래방향(화살표 X1방향)으로 회전하면서 변위하면 상기 하부지지부(70)의 측면과 접하여 고정된다(도 4 참조). 특히, 상기 하부스토퍼부(68)과 상기 하부지지부(70)는 상기 지지실린더(66)의 회전변위를 조절하는데 사용된다. 그러므로, 상기 지지실린더(66)는 소정의 최저점 아래로 하향이동되는 것이 방지된다.
상기 구동력전달기구(16)는 상기 메인기어(60), 상기 메인기어(60)와 맞물리는 중간기어(80), 그리고, 상기 중간기어(80)와 맞물리는 구동기어(78)을 포함한다.
상기 중간기어(80)은 상기 큰 직경의 이빨(81)과 작은 직경의 이빨(83)을 모두 가진다. 상기 중간기어(80)는 대략 중심부에 삽입되는 회전축(82)에 의해 상기 밸브하우징(26)에 대해 회전가능하게 지지된다.
상기 구동기어(78)는 상기 스테핑모터(12)의 모터축(76)에 고정되고, 외주면을 따라 이빨(79)이 형성된다. 상기 이빨(79)은 상기 중간기어(80)의 큰 직경의 이빨(81)과 맞물린다. 한편, 중간기어(80)의 작은 직경의 이빨(83)은 상기 메인기어(60)의 상기 이빨(63)과 맞물린다.
상측으로 돌출된 상부스토퍼부(72)가 상기 메인기어(60)의 상면에 위치한다. 한편, 상기 스테핑모터(12)는 상기 지지실린더(66)의 최상점을 조절하기 위해 상기 메인기어(60)를 향해 연장되는 상부지지부(84)를 포함한다. 즉, 상기 지지실린더(66)이 상기 고정실린더(34)를 따라 수직아래방향(화살표 X2방향)으로 회전변위 되면, 상기 상부스토퍼부(72)는 최상점에서 상기 상부지지부(84)의 측면과의 접촉에 의해 고정된다. 따라서, 상기 지지실린더(66)의 회전변위는 상기 상부스토퍼부(72)와 상기 상부지지부(84)에 의해 조절된다. 이로 인해, 상기 지지실린더(66)는 상기 최상점에서 상측으로 이동되는 것이 방지된다.
상술한 바와 같이, 상기 지지실린더(66)의 축방향으로의 변위량은 상기 하부스토퍼부(68), 상기 상부스토퍼부(72), 상기 하부지지부(70), 및 상기 상부지지부(84)에 의해 조절된다.
상기 스테핑모터(12)의 회전구동력은 상기 구동기어(78)으로부터 상기 중간기어(80) 및 상기 메인기어(60)에 전달되어, 상기 구동력 전달기구(16)를 이룬다. 상기 메인기어(60)에 연결된 상기 지지실린더(66)는 회전변위된다.
본 발명의 실시예에 따른 상기 유량제어밸브(10)는 기본적으로 상술한 바와 같이 구성된다. 다음으로, 그 작동, 기능, 및 효과를 설명한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 유량제어밸브(10)가 폐쇄되면, 상기 밸브플러그(40)는 긴밀하게 상기 밸브자리(30)에 착좌되고, 이로인해 상기 유입포트(18) 및 상기 배출포트(20)의 연통은 끊기게 된다.
밸브폐쇄상태로부터 상기 유량제어밸브(10)를 개방하기 위해서는 상기 스테핑모터(12)가 적용되는 전력하에 회전구동하고, 상기 회전구동력이 상기 스테핑모터(12)로부터 상기 구동력전달기구(16)에 전달된다. 따라서, 상기 구동기어(78), 상기 중간기어(80), 및 상기 메인기어(60)가 연속적으로 회전된다. 상기 메인기어(60)에 연결된 상기 지지실린더(66)는 회전하기 시작하여 상기 고정실린더(34)에 대해 수직위방향(화살표 X2방향)으로 변위를 일으키게 된다.
상기 부동로드(38)와 상기 밸브플러그(40)가 상기 지지실린더(66)의 상측이동에 따라 위로 움직이게 된다. 따라서, 상기 밸브플러그(40)는 상기 밸브자리(30)으로부터 이격되고, 상기 유입포트(18)는 상기 밸브플러그(40)와 상기 밸브자리(30) 사이의 갭을 경유하여 상기 배출포트(20)과 연통된다. 상기 유입포트(18)로 유입되는 유체, 예를 들어 순수한 물은 상기 밸브홀(28)을 통해 상기 배출포트(20)로부터 공급된다(도 5 참조)
또한, 상기 스테핑 모터(12)가 회전구동하여 상기 지지실린더(66)가 같은 방향으로 회전되면, 상기 밸브플러그(40)와 상기 밸브자리(30) 사이의 갭의 크기는 수직위방향(화살표 X2방향)으로 상기 밸브플러그(40)의 변위와 일치하여 상기 테이퍼면(40a)을 따라 점차적으로 증가된다. 따라서, 순수한 물의 보다 큰 양이 상기 갭을 경유하여 상기 배출포트(20)에 공급된다(도 6 참조). 상기 순수한 물의 유량은 상기 밸브플러그(40)에 의해 쉽게 조절되고, 여기서 상기 밸브플러그(40)는 상기 테이퍼면(40a)으로 형성된 단순한 형상을 가진다.
상기 지지실린더(66)가 또한 상측으로 이동하고, 상기 상부스토퍼부(72)가 상기 상부지지부(84)의 측면과 접하고 이로인해 고정될 때, 상기 지지실린더(66)의 회전변위는 조절된다. 이 위치가 상기 지지실린더(66)의 최상점이다. 특히, 이 위치에서 상기 지지실린더(66)는 불필요한 회전변위가 방지되고, 상기 지지실린더(66)의 회전은 정지된다. 그러므로, 상기 지지실린더(66)의 나사부(64)와 상기 고정실린더(34)의 나사부(33) 사이에 상기 지지실린더(66)에 회전부하에 의해 야기 될 수 있는 상호 파손이 방지된다. 또한, 하부스토퍼부(68)가 상기 하부지지부(70)에 의해 고정되고, 상기 지지실린더(66)의 회전변위가 상기 지지실린더(66)의 최저점에서 적절히 정지되고, 즉 이 지점에서 상기 밸브플러그(40)가 상기 밸브자리(30)에 착좌하여 폐쇄된다. 그러므로, 상기 지지실린더(66)의 나사부(64)와 상기 고정실린더(34)의 나사부(33)의 회전변위에 의해 야기될 수 있는 파손이 방지될 수 있다.
상기 유량제어밸브(10)의 경우, 상술한 바와 같이, 상기 유입포트(18)를 통해 도입되는 고압의 순수한 물 등이 상기 상부시일부재(48)에 의해 지지되고, 이로인해 상기 부동로드(38)가 상기 밸브플러그(40)가 착좌된 상태(밸브폐쇄상태)에서 수직방향(화살표 X2방향)으로 밀리게 된다. 그러나, 상기 밸브플러그(40)가 상기 밸브자리(30)로부터 이탈되어, 순수한 물이 상기 밸브챔버(A) 내로 흐르면, 이 때 상기 상부시일부재(48), 상기 하부시일부재(50), 및 상기 부동로드(38)가 실질적으로 동일한 최대외주직경을 가지므로, 상기 부동로드(38)에 수직상하방향(화살표 X1,X2방향)으로 작용하는 힘이 상호 상쇄되어 균형을 이루게 된다.
그러므로, 상기 고정실린더(34) 및 상기 지지실린더(66)의 상기 나사부(33,64)에 하중이 사라지고, 상기 나사부(33,64)에 가세된 마찰력이 완화된다. 그러므로, 마찰이 감소한다. 따라서, 상기 지지실린더(66)는 적은 회전토크에서 회전할 수 있게 된다.
상기 부동로드(38)가 상기 베어링(62)을 통해 상기 메인기어(60)에 의해 회전가능하게 지지된다. 그러므로, 상기 지지실린더(66)이 회전될 때에도, 상기 부동 로드(38) 자체는 회전없이 축방향(화살표 X1,X2방향)으로 상측으로 이동한다. 그러므로, 상기 밸브플러그(40)의 상측이동은 상기 밸브홀(28)에 대해 상기 상부 및 하부 시일부재(48,50)의 선형방향으로의 미끄럼저항을 받으면서 이루어진다. 그러므로, 상기 지지실린더(66)의 회전토크가 더욱 완화된다. 또한, 상기 상부 및 하부 시일부재(48,50)의 마멸이 감소된다. 그러므로, 상기 상부 및 하부 시일부재(48,50)의 내구성을 향상시킬 수 있다.
상기 고정실린더(34) 및 상기 지지실린더(66)의 상기 나사부(33,64)가 상기 고정실린더(34)의 외측에 위치되는 반면, 상기 펜스커버(52)가 상기 고정실린더(34)와 상기 부동로드(38) 사이에 존재한다. 그러므로, 상기 밸브챔버(A) 내로 흐르는 순수한 물과, 상기 고정실린더(34) 및 상기 지지실린더(66)의 상기 나사부(33,64)에 도포되는 그리스 등과 같은 윤활제 사이의 접촉을 피할 수 있다. 그러므로, 윤활제에 의해 야기될 수 있는 순수한 물의 오염을 막을 수 있다.
또한, 상기 펜스커버(52)의 설치에 의해 형성된 영역(B)가 외부와 차단된다. 그러므로, 상기 영역(B) 내로 침입하는 순수한 물 등이 상기 부동로드(38)의 워터벤트홀(59)을 통해 외부로 빠르게 토출된다. 특히, 상기 영역(B)로부터 상기 워터벤트홀(59)의 제2통로(59b) 내로 순수한 물이 흐르면, 상기 제2통로(59b)로부터 상기 제1통로에 유입되고, 상기 밸브하우징(26)의 상기 토출포트(65)를 통해 외부로 토출된다.
본 발명의 실시예의 상기 유량제어밸브는 순수한 물의 흐름을 제어하는데 적용되도록 기술되었다. 그러나, 본 발명은 순수한 물에 관련된 적용에 제한되지 않 는다. 본 발명은 어떠한 형태의 유체의 흐름을 제어하는데 적용될 수 있음은 물론이다.
본 발명의 어떤 바람직한 실시예가 도시되고 자세히 설명되었지만, 청구항의 범주에서 벗어나지 않는 한 다양한 변화와 수정이 가능하다는 것이 이해되어야 한다.
본 발명을 통하여, 밸브하우징을 통해 흐르는 유체의 오염을 막고, 나사부의 마멸을 피하며, 밸브플러그의 개폐작동이 낮은 토크에서 이루어질 수 있고 내구성이 향상된 유량제어밸브를 제공할 수 있다.

Claims (10)

  1. 밸브홀(28)에 삽입되어 왕복운동이 가능한 부동로드(38)를 포함하고, 상기 밸브홀(28)은 유체유입포트(18) 및 유체배출포트(20)를 가지는 밸브하우징(26)에 형성되며, 상기 부동로드(38)에 설치되는 밸브플러그(40)가 밸브자리(30)를 개폐하는 유량제어밸브(10)에 있어서,
    상기 부동로드(38)가 삽입되고, 외주면에 형성된 나사부(33)를 가지는 고정실린더(34);
    상기 고정실린더(34)의 상기 나사부(33)와 나사결합되는 나사부(64)를 내주면에 가지고, 회전변위에 의해 상기 고정실린더(34)에 대해 축방향으로 변위가능한 지지실린더(66);
    상기 고정실린더(34)와 상기 부동로드(38) 사이에 설치되고, 축방향으로 팽창 및 수축이 가능한 커버부재(52);
    상기 부동로드(38)의 일단 측부에 설치되는 제1압력지지부; 및
    상기 부동로드(38)의 타단 측부에 설치되고, 상기 제1압력지지부와 동일한 압력지지면적을 가지는 제2압력지지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유량제어밸브.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 압력지지부는 상기 부동로드(38)에 설치되 고, 상기 밸브플러그(40)를 향하도록 유도된 개구부(48a,50a)를 가지는 제1 및 제2 환상의 시일부재(48,50)를 가지는 것을 특징으로 하는 유량제어밸브.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1 및 제2 시일부재(48,50)는 상기 유체유입포트(18)와 상기 유체배출포트(20)의 사이에 형성된 밸브챔버(A)의 기밀을 유지하는 것을 특징으로 하는 유량제어밸브.
  4. 제3항에 있어서, 상기 개구부(48a,50a)는 실질적으로 V형상의 단면으로 형성되고, 각각 상기 밸브플러그(40)를 향해 개방되는 것을 특징으로 하는 유량제어밸브.
  5. 제1항에 있어서, 상기 커버부재(52)는 고정부재(56)에 의해 상기 고정실린더(34)에 설치되는 큰 직경을 가지는 일단과, 상기 부동로드(38)에 형성된 환상의 홈에 설치되는 작은 직경을 가지는 타단을 가져서, 상기 고정실린더(34)와 상기 부동로드(38) 사이에 기밀이 유지되는 것을 특징으로 하는 유량제어밸브.
  6. 제1항에 있어서, 상기 지지실린더(66)의 회전변위를 제한하는 스토퍼기구가 상기 지지실린더(66)가 상기 고정실린더(34)를 따라 축방향으로 변위될 때 생기는 최상점과 최저점에서 상기 지지실린더(66)에 위치하는 것을 특징으로 하는 유량제어밸브.
  7. 제6항에 있어서, 상기 스토퍼기구는 상기 지지실린더(66)에 위치하는 스토퍼부(68)와, 상기 스토퍼부(68)와 대치하게 위치하여 상기 스토퍼부(68)에 고정되는 지지부(70)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유량제어밸브.
  8. 제1항에 있어서, 상기 커버부재(52)와 상기 고정실린더(34)에 의해 형성된 공간(B)을 향해 개방된 일단과, 상기 밸브하우징(26)을 통해 외부와 연통되는 타단을 가지는 통로(59)가 상기 부동로드(38)에 형성되는 것을 특징으로 하는 유량제어밸브.
  9. 제3항에 있어서, 상기 제1시일부재(48), 상기 제2시일부재(50), 및 상기 부동로드(38)의 외주직경은 실질적으로 서로 동일한 것을 특징으로 하는 유량제어밸 브.
  10. 제1항에 있어서, 상기 밸브플러그(40)는 상기 밸브자리(30)를 향해 점차 축경되는 테이퍼면(40a)을 포함하는 것을 특징으로 하는 유량제어밸브.
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