KR20070119069A

KR20070119069A - 유동 분배 밸브 코어, 유동 분배 밸브 및 밸브 모듈구성요소

Info

Publication number: KR20070119069A
Application number: KR1020077025430A
Authority: KR
Inventors: 요한 판 벡; 카르스텐 렌트퍼 한센
Original assignee: 댄포스 아/에스
Priority date: 2005-05-02
Filing date: 2006-04-27
Publication date: 2007-12-18
Also published as: WO2006116999A1; DE102005020857B4; DE102005020857A1; JP2008540940A

Abstract

유동 분배 밸브 코어 (2) 및 유동 분배 밸브 (1) 가 개시되며, 이때 상기 유동 분배 밸브 코어 (2) 는 메인 유동영역 (5) 을 갖는 메인 개구 및 슬리브 영역 (7) 을 구비하고, 상기 유동 분배 밸브 코어 (2) 는 움직일 수 있게 상기 유동 분배 밸브 (1) 의 밸브 튜브 (3) 안에 배치된다. 유체유동을 간단한 수단을 갖고 임의의 분배비율 및 부분유동으로 분배하고자 한다. 이를 위해, 유동 분배 밸브 코어 (2) 의 슬리브 영역 (7) 은 적어도 제 1 분기유동영역 (12) 을 갖는 제 1 분기개구 (8) 및 제 2 분기유동영역 (13) 을 갖는 제 2 분기개구 (9) 를 구비하며, 이때 상기 분기유동영역들 (12, 13) 은 메인 유동영역 (5) 과 유동 패스를 통해 연결되어 있다. 유동 분배 밸브 (1) 는 밸브 튜브 (3) 를 구비하며, 상기 밸브 튜브는 적어도 제 1 밸브유동영역 (17) 을 갖는 제 1 밸브개구 (16) 및 제 2 밸브유동영역 (19) 을 갖는 제 1 밸브개구 (18) 를 구비하고, 유동 분배 밸브 코어 (2) 는 밸브 튜브 (3) 의 축방향으로 움직일 수 있다.

Description

유동 분배 밸브 코어, 유동 분배 밸브 및 밸브 모듈 구성요소 {FLOW DISTRIBUTION VALVE CORE, FLOW DISTRIBUTION VALVE AND VALVE MODULE COMPONENT}

본 발명은 메인 유동영역 (main flow area) 을 갖는 메인 개구 (main opening) 및 슬리브 영역 (sleeve area) 을 구비한 유동 분배 밸브 코어에 관한 것이다. 게다가 본 발명은 유동 분배 밸브 코어 및 밸브 튜브를 갖는 유동 분배 밸브에 관한 것으로, 상기 유동 분배 밸브 코어는 움직일 수 있게 상기 밸브 튜브 안에 배치된다. 본 발명은 또한 모듈적인 (modular) 유동 분배 밸브를 위한 밸브 모듈 구성요소에 관한 것으로, 상기 모듈적인 유동 분배 밸브는 밸브 모듈 하우징 안에 밸브 모듈 코어를 구비한다.

유체 배치에서는 여러 명의 사용자에게 유체를 공급하기 위해 공동의 공급라인을 자주 이용한다. 그러므로 유체유동 (fluid flow) 은 가능한 한 사전 결정된 비율로 분배된다. 유동분배가 야기된다. 상기 유동분배를 위해 여러 가능성이 공지되어 있다. 가장 빈번하게는, 2 개의 부분유동 (partial flows) 을 만들어내는 유동 분배 밸브를 사용한다. 상기 유동 분배 밸브는 흘러드는 체적유동을 스로틀 원칙에 따라 2 개의 사전 결정된 부분유동으로 나눈다. 이 경우 상기 유동 분배 밸브는 제어 피스톤을 구비하며, 상기 제어 피스톤은 압력유지밸브 처럼 작용한다. 그러나 부분 정확성은 단지 대략 ± 3 내지 5 % 이다.

그 밖의 가능성은 회전 유동 분배기의 사용인데, 상기 회전 유동 분배기는 유동 분배 밸브보다 높은 정확성을 갖고 작동하며, 2 개보다 많은 부분유동을 위해서도 적합하다. 회전 유동 분배기는 하이드로 펌프의 운반 유동을 2 개의 또는 2 개보다 많은, 동일한 또는 동일하지 않은 부분유동으로 분배한다. 상기 회전 유동 분배기는 예컨대 톱니휠 또는 피스톤으로서 상응하는 수량의 변위 유닛을 구비하며, 상기 톱니휠 또는 피스톤의 샤프트들은 강성적으로 서로 연결된다. 유동 분배 밸브에 비해 회전 유동 분배기는 원칙에 따른 스로틀 손실 없이 작동하며 부분유동이 크기가 매우 상이할 수 있다는 장점을 갖는다. 또한, 대략 1 내지 1.5 % 의 누출손실에서, 보다 높은 정확성이 달성된다. 하지만 회전 유동 분배기의 단점은 비용이 많이 드는 제조방식이다.

본 발명의 목적은, 간단한 수단을 갖고 임의의 분배비율 및 부분유동 (partial flows) 으로 유체유동을 분배하는 것이다.

상기 목적은, 전술된 유형의 유동 분배 밸브 코어 (flow distribution valve core) 에서, 슬리브 영역이 적어도 제 1 분기유동영역 (brach flow area) 을 갖는 제 1 분기개구 (branch opening) 및 제 2 분기유동영역을 갖는 제 2 분기개구를 구비하며, 이때 상기 분기유동영역들은 유동 패스 (flow path) 를 통해 메인 유동영역 (main flow area) 과 연결되어 있음으로써 달성된다.

유동 분배 밸브 코어는 유동 분배 밸브의 부품이며, 예컨대 메인 유동영역을 통해 제공되는 유체의 분배를 담당한다. 이때, 유체는 메인 유동영역을 통해 흐르며, 유동 분배 밸브 코어 안에 있는 분기개구들에 도달한다. 상기 분기개구들을 통해 유체는 유동 분배 밸브 코어 밖으로 나오며, 그리고 이로써 분배된다. 분배는 적어도 제 1 및 제 2 분기유동영역을 전제로 한다. 분기개구들은 부분유동에 대한 필요에 따라 임의의 수량으로 존재할 수 있다. 분기개구들의 수량은 가능한 부분유동들의 수량에 일치한다. 그러나 그 밖의 조치에 의해 분기개구들이 폐쇄될 수도 있으며, 따라서 다른 수량의 분기유동영역이 생긴다. 예컨대 유체 튜브 안으로 밀어 넣어지는 본 발명에 따른 밸브 코어는 임의의 형태를 구비할 수 있다. 예컨대, 상기 코어가 원통형, 구형, 타원형이거나 또는 각이 지는 것이 가능하다. 또한, 상기 코어는 하나의 피스 (piece) 뿐만 아니라 여러 피스로도 형성될 수 있다. 분기개구들의 크기의 선택에 의해, 이미 유체유동의 분배비율이 확정된다. 이러한 방식으로, 조정가능한 분배비율 및 임의의 수량의 부분유동을 갖고 유동 분배를 달성하는 것이 매우 쉽게 가능하다.

제 1 분기유동영역과 제 2 분기유동영역이 크기가 상이한 것이 특히 바람직하다. 분기유동영역들이 상이하면, 이를 통해 분배비율을 확정한다. 분기유동영역들은 예컨대 슬리브 영역 안에서의 보어 (bore) 를 통해 야기된다. 또한, 아직 그 밖의 분기유동영역들이 상이한 크기를 구비하는 것이 가능하다. 이와 같이, 열린 또는 닫힌 상태에 따라 유체유동에 영향을 주는 여러 개의 분배비율을 확정한다.

바람직하게는, 메인 유동영역은 유동 분배 밸브 코어의 정면 (front face) 에 배치된다. 예컨대, 상기 코어가 원통형이면, 정면이 존재한다. 상기 메인 유동영역을 통해 유체의 주요 부분이 흐른다. 그 밖의 메인 유동영역이 존재하지 않으면, 상기 메인 유동영역을 통해, 분배되지 않은 전체 유체유동이 흐른다. 메인 유동영역이 상기 정면에 놓여 있으면, 이는 유체의 유동을 위해 장점들을 갖는다. 가능한 한 소용돌이 및 유동 방해가 피해진다. 또한 기계적인 이유로 인해, 밸브 코어의 가장 큰 개구가 정면에 배치되는 것이 유리하다.

유동 분배 밸브 코어는 앤드 플레이트 (end plate) 를 구비하며, 상기 앤드 플레이트는 상기 유동 분배 밸브 코어를 정면에서 폐쇄한다. 앤드 플레이트는 한편으론 코어를 폐쇄하고 다른 한편으론 유체를 다른 방향으로 돌리는 간단한 수단이다. 유체는 예컨대 방사상 바깥으로 보내진다.

실용적인 방식으로 상기 앤드 플레이트는 직 4 각형이다. 직 4 각형의 앤드 플레이트는 동시에 코어의 고정부로서 쓰일 수 있다. 이러한 방식으로, 전체 코어는 회전에 대해 안전하게 되어 설치될 수 있다. 즉, 유체유동의 조정된 분배비율들은 의도치 않게 변할 수 없다.

실용적인 방식으로 상기 앤드 플레이트는 마킹 (marking) 을 구비하며, 상기 마킹은 상기 앤드 플레이트의 적어도 하나의 원주영역 (circumferential region) 에서 분기개구들의 열림 비율을 상기 원주영역에 할당한다. 마킹으로는 예컨대 낱말, 기호 또는 문자가 쓰일 수 있다. 또한, 새김눈 또는 보어 (bore) 가 마킹으로서 바람직하다. 앤드 플레이트에서의 마킹에 의해, 밸브 코어를 유동 분배 밸브 밖으로 꺼내지 않고 분배비율 또는 부분유동의 수량을 아는 것이 가능하다. 유동 분배 밸브를 위해 여러 개의 상이한 밸브 코어가 마련될 수도 있으며, 따라서 밸브 코어의 유형을 앤드 플레이트에서 알아볼 수 있다.

바람직하게는, 유동 분배 밸브 코어는 컨트롤 에지 (control edge) 를 구비한다. 컨트롤 에지는 예컨대 코어를 유동 분배 밸브 안에서 옮기기 위해 사용될 수 있으며, 따라서 상기 컨트롤 에지는 여러 가지 위치를 나타낸다. 이때, 컨트롤 에지는 밸브 코어의 그 밖의 몸체와는 다른 외경을 구비할 수 있다. 컨트롤 에지는 개구들을 구비하지 않은 영역을 개구들을 구비한 영역과 분리할 수 있다. 컨트롤 에지가 밸브 코어의 둘레에 뻗어 있는 것이 유리하다. 이러한 방식으로, 컨트롤 에지가 그 효과를 잃지 않으면서 코어는 원주방향으로도 회전될 수 있다.

바람직하게는, 유동 분배 밸브 코어는 가동장치 (actuating device) 를 구비한다. 가동장치를 수단으로 밸브 코어가 옮겨질 수 있다. 상기 가동장치가 밸브 코어를 회전적으로뿐만 아니라 병진적으로도 움직일 수 있는 것이 유리하다. 이를 위해, 유압식 장치, 전기 장치, 자기 장치 또는 이와 유사한 것과 같은 통례적인 수단이 사용될 수 있다. 즉, 상기 가동장치가 원격제어될 수 있음이 또한 가능하다. 그러면 코어의 작업위치 (working position) 는 유체장치의 그 밖의 장비들과 조화될 수 있다.

바람직하게는, 유동 분배 밸브 코어는 밸브 모듈 구성요소 안에 배치되며, 이때 상기 밸브 모듈 구성요소는 모듈적인 (modular) 유동 분배 밸브의 부품이다. 상기 밸브 모듈 구성요소는 유동 분배 밸브 코어를 수용하며, 따라서 상기 밸브 모듈 구성요소의 내부에는 유체가 흐를 수 있다. 유동 분배 밸브 코어의 간단한 제조방식을 통해 유동 분배 밸브 코어는 밸브 모듈 구성요소 안으로 밀어 넣어질 수 있으며, 그리고 예컨대 유동 분배 밸브 코어가 교환되어야 하면 쉽게 다시 제거될 수도 있다.

상기 목적은, 전술된 유형의 유동 분배 밸브에서, 밸브 튜브가 적어도 제 1 밸브유동영역 (valve flow area) 을 갖는 제 1 밸브개구 (valve opening) 및 제 2 밸브유동영역을 갖는 제 2 밸브개구를 구비하며, 유동 분배 밸브 코어는 밸브 튜브의 원주방향으로 움직일 수 있음으로써 달성된다.

밸브 튜브는 밸브 코어와 마찬가지로 적어도 2 개의 개구를 구비하며, 상기 개구들은 예컨대 밸브 튜브의 슬리브 영역에 배치된다. 여기에서 밸브 튜브란 원통형이 아니라 예컨대 직 4 각형 횡단면을 구비하는 다른 기하형상도 의미한다. 원주방향으로의 운동은, 이를 위해 밸브 튜브의 외부에서 그 밖의 장소 요구가 필요치 않다는 장점을 갖는다. 원주방향으로의 조절시 밸브 코어는 밸브 튜브의 내부에 배치되어 머문다. 밸브 튜브의 내부에서의 밸브 코어의 회전운동과 함께, 분기유동영역들은 밸브유동영역들과 일치될 수 있다. 예컨대 분기유동영역들과 밸브유동영역들이 원주방향으로 하나의 선 상에 배치되면, 원주방향으로 밸브 코어의 운동은 특히 유리하다. 그러면, 제 1 작업위치에서 제 1 및 제 2 분기개구와 제 1 및 제 2 밸브개구가 관류될 수 있다. 제 2 작업위치에서는 예컨대 제 1 분기유동영역이 제 2 밸브유동영역으로 덮인다. 그 밖의 유동영역들은 폐쇄된다. 이로써, 방출되는 유체유동이 줄었으며, 그리고 부분유동으로 감소하였다. 제 3 작업위치에서, 밸브 코어는 양 분기유동영역들 중 어느 것도 양 밸브유동영역들 중 어느 것과 일치하지 않도록 옮겨질 수 있다. 이로써, 유체유동은 중단된다. 여기에서 소개된 예는 물론 보다 큰 수량의 분기유동영역 및 밸브유동영역을 위해서도 이용될 수 있다. 분기유동영역의 수량과 밸브유동영역은 수량은 강제적으로 일치할 필요는 없다.

특히 바람직하게는, 유동 분배 밸브 코어는 밸브 튜브의 축방향으로 움직일 수 있다. 밸브 코어의 운동은 그 밖의 자유도 (degree of freedom) 를 구비한다. 이러한 방식으로, 작업위치들을 선택하는 데에 있어 더욱 유통성이 있다. 축방향으로의 밸브 코어의 이동을 원주방향으로의 이동과 조합하는 것도 가능하다. 이는 잇달아 일어날 수 있거나 또는 동시에 일어날 수 있다. 축방향 및 원주방향으로의 동시적인 조절시, 분기유동영역들은 나선형 트랙 상에서 안내된다.

바람직하게는, 유동 분배 밸브 코어는 연속적으로 움직일 수 있다. 튜브 코어의 연속적인 운동시, 열린 유동영역들과 닫힌 유동영역들 사이의 이행이 균등하게 된다. 급작스런 이행이 피해지며, 이는 그 밖의 이어진 구성요소들에 대해서도 바람직하고, 즉 예컨대 압력피크 (pressure peak) 가 감소한다.

유동 분배 밸브 코어가 밸브 튜브 안의 적어도 한 위치에서 록킹장치 (locking device) 로 록킹될 수 있음이 마련된다. 록킹장치를 수단으로 유동 분배 밸브의 신뢰성이 높아진다. 조절된 유동 분배비율은 상기 록킹장치가 가동될 때까지 유지된다. 즉, 밸브 코어의 내부에서의 예컨대 높은 압력들에 의한 밸브 코어의 우연한 조절이 피해진다.

밸브유동영역의 적어도 하나의 제한선이 분기유동영역의 적어도 하나의 제한선과 일치함이 마련된다. 상기 양 제한선들이 일치하면 누출의 위험이 적다. 그러므로 이 이외에, 조절된 분배비율의 정확성이 개선된다.

바람직하게는, 유동 분배 밸브는 모듈적인 유동 분배 밸브로서 형성되며, 상기 모듈적인 유동 분배 밸브는 적어도 제 1 및 제 2 밸브 모듈 구성요소를 구비하고, 이때 상기 제 1 밸브 모듈 구성요소는 제 1 밸브유동영역을 갖는 제 1 밸브개구를 구비하며, 상기 제 2 밸브 모듈 구성요소는 제 2 밸브유동영역을 갖는 제 2 밸브개구를 구비한다. 그러므로 밸브 모듈 구성요소들의 수량은 제공되는 밸브개구들의 수량을 확정한다. 밸브개구들의 수량은 간단한 방식으로 밸브 모듈 구성요소의 추가 또는 제거에 의해 변화될 수 있다. 이러한 방식으로 부분유동의 수량을 매우 쉽게 변화시킬 수 있다.

상기 목적은, 전술된 유형의 밸브 모듈 구성요소에서, 밸브 모듈 코어는 분기유동영역을 갖는 적어도 하나의 분기개구를 구비하며, 이때 상기 적어도 하나의 분기유동영역은 밸브 모듈 구성요소의 모듈 메인 유동영역과 연결되어 있고, 밸브 모듈 하우징은 밸브유동영역을 갖는 적어도 하나의 밸브개구를 구비하며, 상기 밸브유동영역은 적어도 하나의 분기유동영역과 연결될 수 있음으로써 달성된다.

그러므로, 밸브 모듈 하우징의 내부에서 공동의 유동 패스 (flow path) 를 제공하기 위해 여러 개의 밸브 모듈 구성요소를 서로 연결하는 것이 가능하다. 상기 유동 패스는 연합된 밸브 모듈 구성요소들의 밸브 모듈 코어들에 의해 형성된다. 이때, 여러 가지 밸브 모듈 구성요소들의 밸브 모듈 코어들은 상이한 분기유동영역들을 구비할 수 있으며, 따라서 간단한 방식으로 상이한 분배비율들이 제공된다.

특히 바람직하게는, 밸브 모듈 구성요소는 적어도 하나의 연결요소를 구비하며, 상기 연결요소는 밸브 모듈 코어에 배치되고, 이때 상기 연결요소와 함께 적어도 하나의 제 2 밸브 모듈 코어가 제 2 밸브 모듈 구성요소 안에서 가동될 수 있다. 인접한 밸브 모듈 구성요소들은 서로 연결된다. 이 경우, 밸브 모듈 코어는 그 밖의 기능을 맡는다. 모듈적인 유동 분배 밸브의 밸브 모듈 코어들 중 하나가 가동되면, 동시에 그 밖의 밸브 모듈 코어들이 함께 가동된다. 이는, 단지 하나의 조절장치와 함께 여러 개의 밸브 모듈 코어들이 가동될 수 있음으로써 개별 분기유동영역들의 트리거링을 쉽게 한다.

바람직하게는, 제 2 밸브 모듈 코어는 회전운동을 통해 가동될 수 있다. 이를 위해, 밸브 모듈 코어는 그 둘레에 예컨대 2 개의 연결요소를 구비하며, 상기 연결요소들은 인접한 밸브 모듈 코어의 리세스들과 맞물린다. 이 경우 상기 연결요소는 밸브 모듈 코어와 일체로 형성될 수 있고, 따라서 회전운동의 전달을 위한 그 밖의 구성요소들이 필요하지 않다.

이하, 본 발명을 도면을 참조로 바람직한 실시예들을 통해 설명한다.

도 1 은 유동 분배 밸브의 개략도,

도 2 는 유동 분배 밸브 코어,

도 3 은 앤드 플레이트의 형성예,

도 4 는 그 밖의 유동 분배 밸브 코어의 개략도,

도 5 는 도 4 에 따른 유동 분배 밸브 코어의 축방향으로의 단면,

도 6 은 이용예로서 가스 공급 모듈,

도 7 은 도 6 에 따른 가스 공급 모듈에서 모듈적인 유동 분배 밸브의 실시예,

도 8 은 도 7 에 따른 가스 공급 모듈의 측면도,

도 9 는 도 8 에 따른 가스 공급 모듈의 단면도,

도 10 은 밸브 모듈 구성요소,

도 11 은 도 10 에 따른 밸브 모듈 구성요소의 단면도이다.

도 1 은 유동 분배 밸브 코어 (flow distribution valve core, 2) 를 갖는 유동 분배 밸브 (flow distribution valve, 1) 를 보이고 있으며, 상기 유동 분배 밸브 코어는 하기에서 '밸브 코어 (2)' 로 명칭된다. 구성을 명확히 보이기 위해 밸브 코어 (2) 는 밸브 튜브 (valve tube, 3) 의 외부에서 보여지고 있으며, 상기 밸브 코어는 상기 밸브 튜브 (3) 안으로 축방향 (4) 으로 밀어 넣어질 수 있다. 밸브 코어 (2) 는 메인 유동영역 (main flow area, 5) 을 구비하며, 상기 메인 유동영역은 밸브 코어 (2) 의 정면 (front face, 6) 에 배치된다. 밸브 코어 (2) 의 슬리브 영역 (sleeve area, 7) 에는 분기개구 (branch opening, 8, 9, 10, 11) 가 배치된다. 제 1 분기개구 (8) 는 제 2 분기유동영역 (branch flow area, 13) 을 갖는 제 2 분기개구 (9) 보다 큰 분기유동영역 (12) 을 구비한다. 제 3 분기개구 (10) 와 제 4 분기개구 (11) 는 서로 축방향 (4) 으로 정렬되며, 제 1 분기개구 (8) 및 제 2 분기개구 (9) 에 마주하여 원주방향 (circumferential direction) 으로 배치된다. 밸브 코어 (2) 는 원통형이며, 따라서 아직 그 밖의 분기개구들이 원주방향에 배치될 수 있다. 밸브 코어 (2) 는 메인 유동영역 (5) 에 마주하여 놓인 정면에서 앤드 플레이트 (end plate, 14) 로 폐쇄된다.

밸브 튜브 (3) 를 통과하여 유체 (fluid, 15) 는 축방향 (4) 에서 흐른다. 밸브 튜브 (3) 는 그 둘레에 제 1 밸브유동영역 (valve flow area, 17) 을 갖는 제 1 밸브개구 (16) 및 제 2 밸브유동영역 (19) 을 갖는 제 2 밸브개구 (18) 를 구비하며, 이때 밸브유동영역 (17, 19) 은 원주방향으로 서로 배치되는 것이 아니라 축방향으로 배치된다. 밸브유동영역 (17, 19) 과 분기유동영역 (12, 13) 은 원형이며, 이때 제 1 밸브유동영역 (17) 의 크기 및 제한선은 분기유동영역 (12) 의 크기 및 제한선과 일치한다. 동일한 일치가 제 2 밸브유동영역 (19) 과 제 2 분기유동영역 (13) 에 대해 적용된다. 서로 부합하는 유동영역들 (17, 12 및 19, 13) 이 덮어지면, 유동 분배 밸브 (1) 에서는 예컨대 2:1 의 고정된 유동 분배비율이 세팅된다. 예컨대 유동 분배 밸브 코어 (2) 를 원주방향으로 움직이고, 따라서 제 3 분기개구 (10) 및 제 4 분기개구 (11) 가 제 1 밸브개구 (16) 및 제 2 밸브개구 (18) 와 겹쳐지면, 예컨대 3:4 와 같은 다른 분배비율이 가능하다. 제 1 밸브유동영역 (17) 및 제 2 밸브유동영역 (19) 을 통한 유동이 중단되어야 하면, 슬리브 영역 (7) 이 양 밸브유동영역 (17, 19) 을 덮는 작업위치 (working position) 로, 밸브 코어 (2) 를 움직인다. 밸브유동영역들 (17, 19) 중 하나만이 폐쇄되는 것도 가능하다. 마찬가지로, 예컨대 상이한 유체들을 밸브 튜브 (3) 의 내부에서 혼합하기 위해 유체 (15) 를 밸브유동영역들 (17, 19) 로부터 밸브 튜브 (3) 안으로 들어가도록 하는 것이 가능하다.

도 2 는 축방향 (4) 에서 3 개의 분기개구를 구비하는 유동 분배 밸브 코어 (2) 의 실시형태를 보이고 있다. 도 2 에는 또한 컨트롤 에지 (control edge, 20) 가 보이고 있으며, 상기 컨트롤 에지들은 밸브 코어 (2) 의 원주방향으로 뻗어 있다. 상기 컨트롤 에지 (20) 는, 분기개구들이 배치되어 있는 영역과 분기개구들을 구비하지 않은 영역을 분리한다. 컨트롤 에지 (20) 에서, 밸브 코어 (2) 의 외경이 변한다. 분기개구들을 구비하지 않은 영역들에서, 밸브 코어 (2) 의 외경은 분기개구들을 구비하는 영역들에서보다 작다. 즉, 컨트롤 에지 (20) 는 밸브 코어 (2) 를 조절하기 위해 사용될 수 있다.

도 3 은 앤드 플레이트 (14) 의 상세도를 보이고 있다. 앤드 플레이트 (14) 는 여기에서 유동 분배 밸브 코어 (2) 의 외부에 있는 부품을 의미하며, 상기 부품은 밸브 코어 (2) 의 한 영역 또는 전체 정면을 폐쇄할 뿐만 아니라 밸브 코어 (2) 를 고정하는데에도 쓰일 수 있다. 그러므로, 상기 앤드 플레이트는 강제적으로 플레이트 모양으로 형성될 필요는 없다. 앤드 플레이트 (14) 는 마킹 (marking, 21) 을 구비하며, 상기 마킹들은 앤드 플레이트 (14) 의 둘레에 분배되어 있다. 상기 앤드 플레이트의 직 4 각형 형태로 인해 4 개의 영역이 제공되며, 상기 영역들은 각각 상이한 수량의 보어 (bore) 를 구비한다. 상기 보어들 은 마킹 (21) 으로서 쓰이며, 조정가능한 부분유동 (partial flows) 을 암시한다. 예컨대, 상기 앤드 플레이트의 한 면에 있는 오직 하나의 보어는, 축방향으로 서로 배치된 2 개의 존재하는 분기개구들에서 1:1 의 분배비율이 존재하는 것을 의미한다. 이에 상응하여, 2 개의 보어는 1:2 의 분배비율을 암시하며, 3 개의 보어는 1:3 의 분배비율을 암시하고, 4 개의 보어는 1:4 의 분배비율을 암시한다. 또한, 마킹 (21) 은, 축방향에서 존재하는 분기개구들의 수량을 암시할 수 있다. 이에 따르면, 3 개의 보어는, 축방향에서 3 개의 분기개구들이 서로 나란히 배치되어 있음을 알려준다. 밸브 코어 (2) 가 원주방향으로 비틀려지면, 예컨대 단지 2 개의 분기개구 또는 예컨대 4 개의 분기개구가 제공될 수 있다. 예컨대 핀들이 개별 보어와 맞물림으로써, 밸브 코어는 조절 후 보어의 도움으로 고정될 수 있다.

도 4 및 도 5 는 축방향으로 밸브 코어 (2) 의 그 밖의 실시형태를 보이고 있으며, 도 5 는 도 4 의 단면 그림이다. 밸브 코어 (2) 의 슬리브 영역 (7) 과 앤드 플레이트 (14) 가 일체로 실시된다. 상기 앤드 플레이트는 정 4 각형의 밑면을 가지며, 이때 상기 정 4 각형의 측면 길이는, 슬리브 영역 (7) 에서의 밸브 코어 (2) 의 가장 큰 외경보다 크다. 선택된 작업위치에 따라, 밸브 코어 (2) 가 축방향으로 상이한 수량의 분기개구들을 제공하는 실시예가 도시되어 있다. 도 4 및 도 5 에 도시되어 있는 밸브 코어 (2) 의 하부 제한선에는, 축방향 (4) 으로 3 개의 분기개구가 배치된다. 도시되어 있는 밸브 코어 (2) 가 90˚ 만큼 원주방향으로 도면 평면 밖으로 앞쪽으로 회전되면, 밸브 코어 (2) 의 하부 제한선 에는 제 1 분기개구 (8) 및 제 2 분기개구 (9) 가 제공된다. 상기 양 분기개구들 (8, 9) 은 도 5 의 단면도에서 알아볼 수 있다. 도시되어 있는 작업위치로부터 밸브 코어 (2) 가 90˚만큼 도면 평면 안으로 회전되면, 밸브 코어 (2) 의 하부 제한선에는 유출 영역이 제공되지 않으며, 이는 또한 도 4 로부터 슬리브 영역 (7) 을 근거로 알아볼 수 있다. 도 4 및 도 5 에서의 밸브 코어 (2) 는 적어도 3 개의 밸브유동영역을 구비하는 밸브 튜브 (3) 을 위해 마련된다. 이때, 분기개구의 분기유동영역의 크기는, 상기 분기유동영역과 상호 작용하는 밸브유동영역의 크기보다 작거나 또는 같다. 이러한 방식으로, 그 밖의 실링 (sealing) 이 필요하지 않다. 그러므로, 유체 (15) 의 체적유동 (volume flow) 은, 소속된 분기유동영역들을 갖는 분기개구들에 의해서만 제한된다. 유동 분배 밸브 (1) 의 구조방식을 간단하게 하기 위해서는, 분기개구들이 축방향으로뿐만 아니라 원주방향으로도 서로 정렬되는 것이 의미 있다. 이를 위해, 분기개구들의 중점들은 예컨대 축방향 (4) 으로 직선상에 놓인다. 원주방향으로의 분기개구들의 중점들은 마찬가지로 원주 상에서 둘레에 균일하게 분배되어 놓인다.

도 4 는 가스 공급 모듈을 보이고 있으며, 상기 가스 공급 모듈은 유동 분배 밸브 코어 (2) 를 갖는 본 발명에 따른 유동 분배 밸브 (1) 를 구비한다. 여기에서는, 진공 펌프 (23) 에 질소를 공급하는 가스 공급 모듈 (22) 에 관한 것이다. 진공 펌프는 내부에서의 진공 조건하에서 가스를 안내하지 않으며, 따라서 펌프의 내부에서의 오물 또는 존재하는 입자들이 계속 운송될 수 없다. 그러므로, 펌프 (23) 의 정화 및 세척을 위해 질소가 유체 (15) 로서 공급된다. 질소로 쇄도함은 펌프 (23) 를 정화하며, 진공 펌프의 수명을 연장하는 간단한 조치이다. 질소는 유입 개구 (24) 를 통해 가스 공급 모듈 (22) 안에 도달한다. 이 경우, 질소는 1.4 와 6.8 bar 사이의 과중 압력을 구비한다. 질소의 공급은 유입밸브 (25) 에 의해 제어된다. 압력제어밸브 (26) 의 도움으로 질소 압력은 대략 0.5 내지 1.5 bar 로 감소한다. 압력제어밸브 (26) 는 동시에, 통합된 역류방지밸브를 구비하며, 따라서 질소는 유입 개구 (24) 를 통해 질소 저장용기 안으로 되돌아 갈 수 없다.

압력제어밸브 (26) 뒤에서 질소유동은 분기점 (27) 에서 제 1 프라이머리 라인 (primary line, 28) 및 제 2 프라이머리 라인 (29) 으로 분기된다. 제 2 프라이머리 라인 (29) 은 스로틀 (throttle) 을 통해 펌프 (23) 의 구동장치 (30) 로 바로 이어진다. 제 1 프라이머리 라인 (28) 은 조리개의 형태로 제 1 유동변화 (31) 를 구비하며, 유동 분배 밸브 (1) 로 이어진다. 상기 유동 분배 밸브 (1) 는 도착하는 유체유동을 고정된 분배비율로 제 1 분기라인 (32) 및 제 2 분기라인 (33) 을 위해 분배한다. 분배비율은 유동 분배 밸브 (1) 의 작업위치의 선택에 의해 변화될 수 있다. 분기라인들 (32, 33) 은 펌프 (23) 의 여러 가지 장소들에 이어지거나 또는 상이한 펌프들에도 이어진다.

가스 공급 모듈 (22) 의 내부에서 2 개의 차압측정이 실행된다. 제 1 차압측정은 제 1 유동변화 (31) 에서 행해진다. 제 2 차압측정은 유동 분배 밸브 (1) 에서 실행된다. 이를 위해, 제 1 프라이머리 라인 (28) 에 평행하여 세컨더리 라인 (secondary line, 34) 이 배치되며, 상기 세컨더리 라인은 각각의 압력 측정을 위해 투포지션 밸브 (two-position valve) 의 형태로 차단장치 (35) 를 구비한다. 양 차단장치들 (35) 사이에 압력계 (36) 가 배치되며, 상기 압력계는 다시금 리미터 (limiter, 37) 를 통해 프라이머리 라인 (28) 과 연결되어 있다.

유동 분배 밸브 (1) 는 도 6 에서 원통형 유동 분배 밸브 코어 (2) 를 구비하며, 상기 유동 분배 밸브 코어는 유동 분배 밸브 (1) 의 원통형 밸브 튜브 (3) 안에 배치된다. 유동 분배 밸브 (1) 는 2 개의 밸브유동영역 (16, 17) 을 제공하며, 상기 밸브유동영역들은 각각 제 1 분기라인 (32) 또는 제 2 분기라인 (33) 에 배치된다. 이를 위해, 밸브 튜브 (3) 는 도 1 에도 암시된 바와 같이 각각의 밸브개구 (16, 18) 에 밸브 분기 튜브를 구비한다. 통틀어 유동 분배 밸브 (1) 는 4 개의 작업위치 (38, 39, 40, 41) 를 구비한다. 3 개의 제 1 작업위치들 (38, 39, 40) 은 그 분배비율에 있어 구별되며, 상기 분배비율은 제 1 분기개구 (8) 및 제 2 분기개구 (9) 의 분기유동영역들 (12, 13) 에 의해 사전 결정된다. 제 4 작업위치 (41) 에서 유동 분배 밸브 (1) 는 닫힘위치에 위치한다. 그러면 유체유동은 제 1 분기유동영역 (12) 에서뿐만 아니라 제 2 분기유동영역 (13) 에서도 중단된다. 이는 예컨대, 도 2 에 따르면 축방향에서 2 개의 컨트롤 에지 (20) 사이에, 분기개구들을 구비하지 않는 영역이 배치됨으로써 달성된다. 그러면 상기 영역은 유동 분배 밸브 (1) 의 차단 기능을 떠맡을 수 있다. 도 2 에 암시된 바와 같이 2 개의 이러한 영역이 유동 분배 밸브 (1) 에 존재하기 때문에, 차단 기능도 작업위치 (38) 로부터 작업위치 (39) 로의 이행시, 작업위치 (39) 로부터 작업위치 (40) 로의 이행시, 및 각각 그 반대에서, 중간상태로서 도 6 의 유동 분배 밸브에서 가능하다.

유동 분배 밸브 (1) 는 록킹장치 (locking device, 42) 도 구비한다. 상기 록킹장치 (42) 는 예컨대 유동 분배 밸브 (1) 의 앤드 플레이트 (14) 와 상호 작용할 수 있다. 이를 위해 앤드 플레이트 (14) 는 회전적으로 고정되어 홀더 (holder) 안에 설치된다. 즉, 4 개의 모든 작업위치 (38 내지 41) 는 유동 분배 밸브 (1) 가 가동되기까지 신뢰성 있게 각각 유지될 수 있다. 이를 위해, 록킹장치 (42) 를 해제하며, 앤드 플레이트 (14) 를 상기 록킹장치 안에서 그 밖의 위치로 안내하여 움직이는 가동장치가 마련된다 (도시되어 있지 않음). 록킹장치 (42) 및 상기 가동장치의 가동은 원격제어로 (remote-controlled) 행해진다. 상기 원격제어를 통해, 고정적으로 미리 주어진 분배비율, 예컨대 제 1 작업위치를 위해 1:2, 제 2 작업위치를 위해 1:3, 제 3 작업위치를 위해 1:4 가 선택될 수 있다. 또한, 록킹장치 (42) 와 상기 가동장치가 유동 분배 밸브 코어 (2) 를 도 6 에 제안된 바와 같이 축방향에서뿐만 아니라 조절하는 것이 아니라 유동 분배 밸브 코어 (2) 의 원주방향으로도 조절하는 것이 가능하다. 이러한 방식으로 그 밖의 작업위치들이 제공되며, 따라서 유동 분배 밸브 (1) 는 광범위하게 이용될 수 있다.

도 7, 도 8 및 도 9 는 가스 공급 모듈 (22) 안에 배치된 모듈적인 (modular) 유동 분배 밸브 (43) 를 보이고 있다. 도 7 은 가스 공급 모듈 (22) 을 투시도로 보이고 있으며, 도 8 은 측면도로 보이고 있다. 도 9 에는 가스 공급 모듈 (22) 이 도 8 의 단면 (D-D) 에 따른 단면도로 도시되어 있다. 여기 에서 가스 공급 모듈 (22) 은 모듈적인 가스 공급 모듈 (22) 로서 형성된다. 이음 모듈 (44), 모듈적인 유동 분배 밸브 (43), 측정 이음 모듈 (45) 및 제어 모듈 (46) 과 같은 가스 공급 모듈 (22) 의 모듈요소들은 확정된 (defined) 이음 기하형상들을 구비하며, 상기 이음 기하형상들은 인접한 모듈요소들을 서로 연결하는 것을 가능하게 하고, 따라서 도 9 에 도시된 바와 같이 예컨대 유체 (15) 를 위한 공동의 유동 패스 (flow path, 47) 가 생긴다.

모듈적인 유동 분배 밸브 (43) 는 여기에서 통틀어 6 개의 밸브 모듈 구성요소 (48, 49, 50, 51, 52, 53) 을 구비하며, 이때 밸브 모듈 구성요소 (52) 는 동시에 제어 모듈 (46) 로서 형성된다.

도 10 및 도 11 은 밸브 모듈 구성요소들 (48 내지 53) 중 하나를 보이고 있는데, 여기에서는 제 2 밸브 모듈 구성요소 (49) 가 대표적으로 뽑혔다. 상기 제 2 밸브 모듈 구성요소 (49) 는 다른 밸브 모듈 구성요소들 (48, 50 내지 53) 과 마찬가지로 구성된다. 제 5 밸브 모듈 구성요소 (52) 는 인접된 밸브 모듈 구성요소들 (51, 53) 에 대해 동일한 이음 기하형상을 구비하며, 이때 밸브 모듈 구성요소 (52) 에는 추가의 기능이 갖춰진다. 도 11 에는 유동 패스 (47) 에 대해 수직으로 밸브 모듈 구성요소 (49) 의 단면이 도시되어 있다.

도 11 에서의 밸브 모듈 구성요소 (49) 는 밸브 모듈 하우징 (55) 안에 밸브 모듈 코어 (54) 를 구비한다. 밸브 모듈 코어 (54) 는 모듈 메인 유동영역 (56) 을 에워싸며, 상기 밸브 모듈 코어는 각기 하나의 유동영역을 갖는 통틀어 4 개의 분기개구 (8, 9, 10, 11) 를 구비하고, 상기 유동영역들 중 2 개는 도면부호 (12 및 13) 으로 표시되어 있다. 밸브 모듈 코어 (54) 는 원주방향으로 회전적으로 움직일 수 있으며, 따라서 한 작업위치에서 적어도 하나의 유동영역, 예컨대 도면부호 (12) 는 밸브개구 (16) 의 유동영역 (17) 과 상호 작용할 수 있다. 유체 (15) 가 상기 유동영역 (17) 을 관류하면, 상기 유체는 방출 가동부 (57), 노즐 (58) 을 통과하며, 그 후 밸브 모듈 구성요소 (49) 의 제 1 방출채널 (59) 안에 도달한다. 예컨대 제 1 방출채널에서 가스 공급 모듈 (22) 의 제 2 세컨더리 라인 (34) 이 제거되면, 방출 가동부 (57) 와 함께, 유체유동은 수동으로 또는 원격제어로 중단될 수 있다. 제 1 방출채널 (59) 과 마주하여 놓인 쪽에는 커버 플레이트 (60) 가 배치되며, 상기 커버 플레이트는 제 2 방출채널 (61) 을 폐쇄한다. 상기 커버 플레이트 (60) 는 제거될 수 있으며, 따라서 제 2 방출채널 (61) 은 예컨대 압력측정을 위한 측정위치로서 제공된다. 도 10 에는 2 개의 연결요소 (62) 가 도시되어 있으며, 상기 연결요소들은 밸브 모듈 코어 (54) 에 배치되고, 인접한 밸브 모듈 구성요소 (예컨대 50) 의 리세스들과 맞물린다. 이러한 방식으로, 밸브 모듈 구성요소들이 서로 연결요소 (62) 를 통해 각각 연결되면, 밸브 모듈 코어 (54) 의 회전운동에 의해, 인접된 밸브 모듈 구성요소 (48, 50 내지 53) 안에서 그 밖의 밸브 모듈 코어들 (54) 을 가동하는 것이 매우 쉽게 가능하다.

Claims

메인 유동영역을 갖는 메인 개구 및 슬리브 영역을 구비한 유동 분배 밸브 코어에 있어서, 상기 슬리브 영역 (7) 은 적어도 제 1 분기유동영역 (12) 을 갖는 제 1 분기개구 (8) 및 제 2 분기유동영역 (13) 을 갖는 제 2 분기개구 (9) 를 구비하며, 이때 상기 분기유동영역들 (12, 13) 은 메인 유동영역 (5) 과 유동 패스를 통해 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 유동 분배 밸브 코어.
제 1 항에 있어서, 제 1 분기유동영역 (12) 과 제 2 분기유동영역 (13) 은 크기가 상이한 것을 특징으로 하는 유동 분배 밸브 코어.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 메인 유동영역 (5) 은 유동 분배 밸브 코어 (2) 의 정면 (6) 에 배치되는 것을 특징으로 하는 유동 분배 밸브 코어.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 유동 분배 밸브 코어 (2) 는 앤드 플레이트 (14) 를 구비하며, 상기 앤드 플레이트는 유동 분배 밸브 코어 (2) 를 정면에서 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 유동 분배 밸브 코어.
제 4 항에 있어서, 앤드 플레이트 (14) 는 직 4 각형인 것을 특징으로 하는 유동 분배 밸브 코어.
제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 앤드 플레이트는 마킹을 구비하며, 상기 마킹은 앤드 플레이트 (14) 의 적어도 하나의 원주영역에서 분기개구들 (8, 9) 의 열림 비율을 상기 원주영역에 할당하는 것을 특징으로 하는 유동 분배 밸브 코어.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 유동 분배 밸브 코어 (2) 는 컨트롤 에지 (20) 를 구비하는 것을 특징으로 하는 유동 분배 밸브 코어.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유동 분배 밸브 코어는 가동장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 유동 분배 밸브 코어.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 유동 분배 밸브 코어 (2) 는 밸브 모듈 구성요소 (48 내지 53) 안에 배치되며, 이때 상기 밸브 모듈 구성요소 (48 내지 53) 는 모듈적인 유동 분배 밸브 (43) 의 부품인 것을 특징으로 하는 유동 분배 밸브 코어.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 유동 분배 밸브 코어 및 밸브 튜브를 구비하며, 이때 상기 유동 분배 밸브 코어는 움직일 수 있게 상기 밸브 튜브 안에 배치된, 유동 분배 밸브에 있어서, 밸브 튜브 (3) 는 적어도 제 1 밸브유 동영역 (17) 을 갖는 제 1 밸브개구 (16) 및 제 2 밸브유동영역 (19) 을 갖는 제 2 밸브개구 (18) 를 구비하며, 유동 분배 밸브 코어 (2) 는 밸브 튜브 (3) 의 원주방향으로 움직일 수 있는 것을 특징으로 하는 유동 분배 밸브.
제 10 항에 있어서, 유동 분배 밸브 코어 (2) 는 밸브 튜브 (3) 의 축방향으로 움직일 수 있는 것을 특징으로 하는 유동 분배 밸브.
제 10 항 또는 제 11 항에 있어서, 유동 분배 밸브 코어 (2) 는 연속적으로 움직일 수 있는 것을 특징으로 하는 유동 분배 밸브.
제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 유동 분배 밸브 코어 (2) 는 밸브 튜브 (3) 안의 적어도 한 위치에서 록킹장치 (42) 로 록킹될 수 있는 것을 특징으로 하는 유동 분배 밸브.
제 10 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 밸브유동영역 (17, 18) 의 적어도 하나의 제한선은 분기유동영역 (8, 9) 의 적어도 하나의 제한선과 일치하는 것을 특징으로 하는 유동 분배 밸브.
제 10 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서, 유동 분배 밸브 (1) 는 모듈적인 유동 분배 밸브 (43) 로서 형성되며, 상기 모듈적인 유동 분배 밸브는 적어 도 제 1 (48 내지 53) 및 제 2 (48 내지 53) 밸브 모듈 구성요소를 구비하고, 이때 상기 제 1 밸브 모듈 구성요소 (48 내지 53) 는 제 1 밸브유동영역 (17) 을 갖는 제 1 밸브개구 (16) 를 구비하며, 상기 제 2 밸브 모듈 구성요소 (48 내지 53) 는 제 2 밸브유동영역 (19) 을 갖는 제 2 밸브개구 (18) 를 구비하는 것을 특징으로 하는 유동 분배 밸브.
밸브 모듈 하우징 안에 밸브 모듈 코어를 구비하는 모듈적인 유동 분배 밸브를 위한 밸브 모듈 구성요소에 있어서, 밸브 모듈 코어 (54) 는 분기유동영역 (12) 을 갖는 적어도 하나의 분기개구 (8) 를 구비하며, 이때 상기 적어도 하나의 분기유동영역 (12) 은 밸브 모듈 구성요소 (48 내지 53) 의 모듈 메인 유동영역 (56) 과 연결되어 있고, 상기 밸브 모듈 하우징 (55) 은 밸브유동영역 (17) 을 갖는 적어도 하나의 밸브개구 (16) 를 구비하며, 상기 밸브유동영역은 적어도 하나의 분기유동영역 (12) 과 연결될 수 있는 것을 특징으로 하는 밸브 모듈 구성요소.
제 16 항에 있어서, 밸브 모듈 구성요소 (48 내지 53) 는 밸브 모듈 코어 (54) 에 배치되는 적어도 하나의 연결요소 (62) 를 구비하며, 이때 상기 연결요소 (62) 와 함께 적어도 하나의 제 2 밸브 모듈 코어 (54) 가 제 2 밸브 모듈 구성요소 (48 내지 53) 안에서 가동될 수 있는 것을 특징으로 하는 밸브 모듈 구성요소.
제 17 항에 있어서, 제 2 밸브 모듈 코어 (54) 는 회전운동에 의해 가동될 수 있는 것을 특징으로 하는 밸브 모듈 구성요소.