KR20130012542A - Valve gear - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 메인 밸브의 슬라이드 이동에 의해 유체(流體)의 유출입(流出入)을 제어하는 밸브 장치에 관한 것이다. TECHNICAL FIELD This invention relates to the valve apparatus which controls the inflow and outflow of a fluid by the slide movement of a main valve.
예를 들면, 액화 석유 가스(이하, LPG라고 함)나 디메틸에테르(이하, DME라고 함) 등의 액화 가스 연료를 저류(貯留)하는 연료 탱크에는, 과충전 방지 장치나 연료 공급 장치 등이 설치되어 있다.For example, a fuel tank for storing liquefied gas fuel such as liquefied petroleum gas (hereinafter referred to as LPG) or dimethyl ether (hereinafter referred to as DME) is provided with an overcharge preventing device or a fuel supply device. have.
상기한 과충전 방지 장치나 연료 공급 장치에 적용되는 밸브 장치로서는, 예를 들면, 특허 문헌 1과 같이, 전자 밸브를 작동 제어함으로써, 메인 밸브에 그 슬라이드 이동 방향 양측으로부터 작용하는 힘의 밸런스를 변화시켜 메인 밸브를 슬라이드 이동시키고, 이에 따라 연료 탱크 내의 연료를 상기 연료 탱크 밖으로 공급 가능한 상태와 공급 불가능한 상태로 변환 가능하게 하는 것이 제안되어 있다.As the valve device applied to the overcharge preventing device and the fuel supply device described above, for example, as in
상기한 과충전 방지 장치나 연료 공급 장치 등의 밸브 장치는, 메인 밸브의 슬라이드 이동에 의해 원하는 작용을 행하는 것이므로, 작동 밸브나 전자 밸브의 작동에 따라 메인 밸브가 원활하게 슬라이드 이동하는 것이 필요하다. 그러므로, 메인 밸브에는, 작동 밸브나 전자 밸브의 작동에 대하여 반응성이 양호하고 원활하게 슬라이드 이동 가능하도록, 경량인 수지제의 것이 적용되고 있다. 그러나, 메인 밸브는 유체에 노출되므로, 수지제의 메인 밸브의 경우에는, 사용되는 유체에 의해 팽윤(澎潤)이나 수축 등의 치수 변화가 생기기 쉽고, 이에 따라 메인 밸브의 슬라이드 이동성의 저하가 염려된다. 예를 들면, 수지제의 메인 밸브를 배치한 과충전 방지 장치나 연료 공급 장치를 구비한 연료 탱크에 상기한 DME 연료를 저류하는 경우에는, 상기 DME 연료에 노출되어 메인 밸브가 팽윤되어 치수 변화가 생기고, 상기한 슬라이드 이동성의 저하가 생기기 쉽다. 이에 따라 유체의 유출입을 제어하는 밸브 장치로서의 기능이 저하되어 버린다.Since the valve device such as the overcharge preventing device or the fuel supply device performs a desired action by the slide movement of the main valve, the main valve needs to slide smoothly in accordance with the operation of the operation valve and the solenoid valve. Therefore, a lightweight resin is applied to the main valve so as to be responsive to the operation of the operation valve and the solenoid valve and to be able to slide smoothly. However, since the main valve is exposed to the fluid, in the case of the resin main valve, a change in dimensions such as swelling or shrinkage is likely to occur due to the fluid used, which may cause a decrease in the slide mobility of the main valve. do. For example, when the above-mentioned DME fuel is stored in a fuel tank provided with an overcharge preventing device or a fuel supply device in which a resin main valve is disposed, the main valve is swollen by being exposed to the DME fuel, and a dimensional change occurs. It is easy to produce said slide mobility fall. As a result, the function as a valve device for controlling the inflow and outflow of the fluid is deteriorated.
본 발명은, 사용하는 유체에 의해 발생하는 치수 변화에 따른 메인 밸브의 슬라이드 이동성의 저하를 억제하여, 유체의 유출입을 제어하는 기능을 더욱 적절하게 발휘할 수 있는 밸브 장치를 제공하는 것이다.The present invention provides a valve device capable of more appropriately exhibiting a function of controlling the inflow and outflow of a fluid by suppressing a drop in the slide mobility of the main valve caused by the dimensional change caused by the fluid to be used.
본 발명의 밸브 장치는, 내부 공역(空域)을 가지는 통형의 실린더와, 상기 실린더의 내부 공역에서 슬라이드 이동 가능하게 배치되어 상기 내부 공역을 제1 공역과 제2 공역으로 나누는 플레이트형의 메인 밸브로서, 실린더의 내측 벽면과의 간극(間隙)을 통하여 상기 제1 공역과 상기 제2 공역을 연통하도록 설치된 메인 밸브와, 상기 메인 밸브의 슬라이드 이동 방향을 따라 상기 제1 공역으로부터 상기 제2 공역을 향해 상기 메인 밸브를 가압하는 가압 수단과, 제2 공역에 접속되어 상기 제2 공역과 연통되는 제1 유로(流路)와, 상기 제2 공역에 접속되어 상기 제2 공역과 연통되는 제2 유로와, 상기 제2 공역 측으로 슬라이드 이동하는 상기 메인 밸브가 맞닿는 것에 의해 이 접촉 위치보다 제2 공역 측으로 메인 밸브가 슬라이드 이동하지 않도록 설치된 밸브 시트 부재로서, 상기 메인 밸브가 상기 밸브 시트 부재와 맞닿은 상태에서 상기 제1 유로와 제2 유로와의 사이에서 유체를 유출입 불가능하게 하도록 구성되고, 또한 상기 제2 유로와 상기 제1 공역과의 사이에서 상기 메인 밸브와 상기 실린더의 내측 벽면과의 간극을 통하여 유체를 유출입 불가능하게 하도록 구성되며, 또한 상기 메인 밸브가 상기 밸브 시트 부재와 맞닿은 상태에서 상기 제1 유로와 상기 제1 공역과의 사이에서 상기 메인 밸브와 상기 실린더의 내측 벽면과의 간극을 통하여 유체를 유출입 가능하도록 구성되며, 상기 메인 밸브가 상기 밸브 시트 부재와 이격(離隔)된 상태에서 상기 제1 유로와 상기 제2 유로와의 사이에서 유체를 유출입 가능하도록 구성된 밸브 시트 부재와, 상기 제1 공역에 접속되어 상기 제1 공역과 연통되는 제3 유로와, 상기 제3 유로를, 유체를 유출입 가능한 상태와 유출입 불가능한 상태로 변환하는 작동 밸브를 구비한 밸브 장치로서, 상기 메인 밸브는, 상기 실린더의 내측 벽면과 대향하는 슬라이드 이동면에 형성된 홈과, 상기 홈과 실린더의 내측 벽면과의 사이에 개재된 수지제의 환형(環形) 링으로서 바이어스 커팅(bias cutting)되고, 또한 바이어스 커팅된 면이 서로 대향하도록 배치된 환형 링을 구비하고, 환형 링과 홈과의 간극을 통하여 제1 공역과 제2 공역과의 사이에서 유체를 유출입 가능하도록 설치된 것임을 특징으로 한다.The valve device of the present invention is a cylindrical cylinder having an internal air space and a plate-shaped main valve which is arranged to be slidably movable in the internal air space of the cylinder and divides the internal air space into a first air space and a second air space. A main valve installed to communicate the first air space and the second air space through a gap with an inner wall surface of the cylinder, and the first air space from the first air space to the second air space along the slide movement direction of the main valve; Pressurizing means for pressurizing the main valve, a first flow path connected to a second air space and communicating with the second air space, a second flow path connected to the second air space and communicating with the second air space; And the valve provided so that the main valve does not slide to the second airspace side from the contact position by abutting the main valve that slides to the second airspace side. A seat member, wherein the main valve is configured to prevent flow of fluid between the first flow path and the second flow path while the main valve is in contact with the valve seat member, and between the second flow path and the first airspace. Wherein the fluid cannot flow in and out through a gap between the main valve and the inner wall surface of the cylinder, and between the first flow path and the first airspace while the main valve is in contact with the valve seat member. It is configured to flow in and out through the gap between the main valve and the inner wall surface of the cylinder, and between the first flow path and the second flow path in a state in which the main valve is spaced apart from the valve seat member. A valve seat member configured to allow fluid to flow in and out, and a third oil connected to the first air space and in communication with the first air space. And a valve provided with an actuating valve for converting the third flow path into a state in which the fluid can flow in and out, and wherein the main valve comprises: a groove formed in a slide moving surface facing the inner wall surface of the cylinder; An annular ring made of resin interposed between the groove and the inner wall surface of the cylinder, which is bias cut and has an annular ring arranged so that the bias cut faces face each other, and the annular ring and the groove It is characterized in that the fluid is installed so as to flow in and out between the first airspace and the second airspace through the gap.
이러한 구성의 밸브 장치에서는, 제1 공역 및 제2 공역의 유체압이나 가압 수단에 의한 가압력이라는 메인 밸브에 작용하는 힘의 밸런스가 변화함으로써, 메인 밸브가 실린더 내에서 슬라이드 이동하고, 제1 유로와 제2 유로와의 사이에서 유체의 유출입을 제어한다. 즉, 작동 밸브에 의해 제3 유로를 유체가 유출입 가능한 상태로 변환하면, 제1 공역 내에 발생하는 유체의 압력은 제3 유로를 통하여 실린더의 외부로 개방된다. 이 상태에서, 제1 유로의 내압과 제2 유로의 내압에 의해 메인 밸브에 작용하는 힘이 가압 수단의 가압력보다 커지면, 메인 밸브가 제1 공역 측으로 슬라이드 이동하고, 제2 공역을 통하여 제1 유로와 제2 유로와의 사이에서 유체가 유출입 가능해진다. 한편, 작동 밸브에 의해 제3 유로를 유체가 유출입 불가능한 상태로 변환하면, 메인 밸브와 상기 실린더의 내측 벽면과의 간극을 통하여 제1 공역의 내압과 제2 공역의 제1 유로측의 내압이 거의 같아진다. 이 상태에서, 제2 공역의 제2 유로측의 내압보다 제1 유로측의 내압이 높은 경우에는, 반드시 메인 밸브에는 제1 공역 측으로부터 제2 공역 측으로 작용하는 힘이 커지게 되므로, 메인 밸브가 제1 공역 측으로 슬라이드 이동하지 않고 밸브 시트 부재와 맞닿아, 고압의 제1 유로로부터 저압의 제2 유로로의 유체의 유출이 불가능해진다. 또한, 작동 밸브에 의해 제3 유로를 유체가 유출입 불가능한 상태에서, 제2 공역의 제1 유로측의 내압보다 제2 유로측의 내압이 높은 경우에는, 제1 유로의 내압과 제2 유로의 내압에 의해 메인 밸브에 작용하는 힘이 가압 수단의 가압력보다 크게 되면, 메인 밸브가 제1 공역 측으로 슬라이드 이동하고, 고압의 제2 유로로부터 저압의 제1 유로로의 유체의 유출이 가능해진다.In the valve apparatus of such a structure, the balance of the force acting on the main valve, such as the fluid pressure of the 1st airspace and the 2nd airspace, or the pressing force by a pressurizing means changes, and the main valve slides in a cylinder, and the 1st flow path and Outflow and inflow of the fluid is controlled between the second flow path. That is, when the third flow path is converted into a state in which the fluid can flow in and out by the operation valve, the pressure of the fluid generated in the first air space is opened to the outside of the cylinder through the third flow path. In this state, when the force acting on the main valve by the internal pressure of the first flow path and the internal pressure of the second flow path becomes larger than the pressing force of the pressurizing means, the main valve slides to the first airspace side and the first flow path through the second airspace. The fluid can flow in and out between the and the second flow path. On the other hand, when the third flow path is converted into a state in which the fluid cannot flow in and out by the operation valve, the internal pressure of the first air space and the internal pressure of the first flow path side of the second air space are almost reduced through the gap between the main valve and the inner wall surface of the cylinder. Become the same. In this state, when the internal pressure of the first flow path side is higher than the internal pressure of the second flow path side of the second airspace, the main valve is necessarily increased in force from the first airspace side to the second airspace side. In contact with the valve seat member without sliding to the first airspace side, the outflow of the fluid from the high pressure first flow path to the low pressure second flow path becomes impossible. Moreover, when the internal pressure of the 2nd flow path side is higher than the internal pressure of the 1st flow path side of a 2nd air space in the state which a fluid cannot flow in and out of a 3rd flow path by an operation valve, the internal pressure of a 1st flow path and the internal pressure of a 2nd flow path. When the force acting on the main valve becomes larger than the pressing force of the pressurizing means, the main valve slides to the first airspace side, and the fluid can flow out from the high pressure second flow path to the low pressure first flow path.
그리고, 이 밸브 장치에 있어서, 수지제의 메인 밸브는, 상기 메인 밸브의 슬라이드 이동면과 실린더의 내측 벽면과의 간극 및 환형 링과 홈과의 간극을 통하여, 제1 공역과 제2 공역과의 사이에서 유체를 유출입 가능하게 설치된다. 여기서, 환형 링은 바이어스 커팅되어 있으므로, 사용 유체에 의한 팽윤이나 수축 등이 생긴 경우라도, 주위 방향의 치수 변화를 억제할 수는 없지만 직경 방향의 치수 변화를 작게 할 수 있다. 이로써, 환형 링과 실린더의 내측 벽면과의 접촉에 따른 마찰력의 증대를 억제하여, 상기 메인 밸브의 슬라이드 이동성의 저하를 억제할 수 있다. 또한, 이 밸브 장치에서는, 메인 밸브의 환형 링과 홈과의 간극을 조정함으로써 제1 공역과 제2 공역 사이에서의 유체의 유출입의 정도가 조정되고, 또한 메인 밸브의 슬라이드 이동면과 실린더의 내측 벽면과의 간극을 유체의 유로로서 사용하고 있다. 이러한 것에 의해, 메인 밸브의 슬라이드 이동면과 실린더의 내측 벽면과의 간극을, 사용 유체에 의한 메인 밸브의 팽윤이나 수축 등에 대하여 여유를 가진 치수로 설정할 수 있으므로 메인 밸브의 슬라이드 이동면과 실린더의 내측 벽면과의 접촉에 따른 마찰력의 증대를 억제하여, 상기 메인 밸브의 슬라이드 이동성의 저하를 억제할 수 있다. 이상으로부터, 본 발명의 밸브 장치에 의하면, 메인 밸브의 슬라이드 이동성의 저하를 억제하여, 상기한 유체의 유출입을 제어하는 기능을 더욱 적절하게 발휘할 수 있다.In the valve device, the resin main valve is formed between the first air space and the second air space through a gap between the slide moving surface of the main valve and the inner wall surface of the cylinder, and a gap between the annular ring and the groove. It is installed to allow the fluid to flow in and out. Here, since the annular ring is bias cut, even if swelling or shrinkage due to the working fluid occurs, the dimensional change in the peripheral direction cannot be suppressed, but the dimensional change in the radial direction can be reduced. Thereby, increase of the frictional force by the contact of the annular ring and the inner wall surface of a cylinder can be suppressed, and the fall of the slide mobility of the said main valve can be suppressed. Moreover, in this valve apparatus, the degree of inflow and outflow of fluid between the first air space and the second air space is adjusted by adjusting the gap between the annular ring and the groove of the main valve, and the slide moving surface of the main valve and the inner wall surface of the cylinder. The clearance gap with is used as a fluid flow path. As a result, the gap between the slide moving surface of the main valve and the inner wall surface of the cylinder can be set to a dimension having a margin for swelling or contraction of the main valve due to the working fluid. The increase in the frictional force due to the contact of the can be suppressed, and the decrease in the slide mobility of the main valve can be suppressed. As mentioned above, according to the valve device of this invention, the fall of the slide mobility of a main valve can be suppressed, and the function which controls outflow and outflow of said fluid can be exhibited more appropriately.
전술한 본 발명의 밸브 장치에 있어서, 연료 탱크에 설치되는 밸브 장치로서, 제1 유로는 연료 탱크 내와 연통되도록 설치되고, 제2 유로는 엔진의 연료 펌프와 연통되도록 설치되고, 제3 유로는 제2 유로와 연통되도록 설치되고, 작동 밸브는 전자 밸브로서 구성되어 있는 것의 구성이 제안된다.In the valve device of the present invention described above, the valve device provided in the fuel tank, the first flow path is installed to communicate with the fuel tank, the second flow path is installed to communicate with the fuel pump of the engine, the third flow path is It is proposed that the configuration is provided so as to communicate with the second flow path, and the actuating valve is configured as a solenoid valve.
이러한 구성의 밸브 장치는, 전자 밸브인 작동 밸브를 작동 제어함으로써, 엔진의 연료 펌프로 공급되는 연료의 공급과 공급 정지로 전환할 수 있다.The valve device of such a structure can switch to supply and stop of supply of the fuel supplied to the fuel pump of an engine by operation control of the operation valve which is an electromagnetic valve.
본 발명의 밸브 장치는, 전술한 바와 같이, 작동 밸브에 의해 제3 유로를 유체가 유출입 가능한 상태와 유출입 불가능한 상태로 변환함으로써, 메인 밸브에 제1 공역 측으로부터 작용하는 힘과 제2 공역 측으로부터 작용하는 힘의 밸런스를 변화시켜, 상기 메인 밸브를 밸브 시트 부재에 접촉 또는 밸브 시트 부재로부터 이격되도록 실린더 내에서 슬라이드 이동시켜, 제1 유로와 제2 유로와의 사이에서 유체의 유출입을 제어하는 밸브 장치로서, 상기 메인 밸브는, 바이어스 커팅된 환형 링과 홈과의 간극 및 상기 메인 밸브의 슬라이드 이동면과 실린더의 내측 벽면과의 간극을 통하여, 제1 공역과 제2 공역과의 사이에서 유체를 유출입 가능하도록 설치된 것이다. 바이어스 커팅된 환형 링은, 사용 유체에 의한 팽윤이나 수축 등에 의해 발생하는 직경 방향의 치수 변화를 작게 할 수 있으므로, 상기 환형 링과 실린더의 내측 벽면과의 접촉에 따른 마찰력의 증대를 억제할 수 있다. 또한, 메인 밸브의 슬라이드 이동면과 실린더의 내측 벽면과의 간극을, 사용 유체에 의한 메인 밸브의 팽윤이나 수축 등에 대하여 여유를 가진 치수로 설정할 수 있으므로, 상기 메인 밸브의 슬라이드 이동면과 실린더의 내측 벽면과의 접촉에 따른 마찰력의 증대를 억제할 수 있다. 이러한 마찰력의 증대를 억제하는 작용에 의해, 메인 밸브의 슬라이드 이동성의 저하를 억제할 수 있어, 상기한 유체의 유출입을 제어하는 기능을 더욱 적절하게 발휘할 수 있다.As described above, the valve device of the present invention converts the third flow path into a state in which the fluid can flow in and out of the state by means of an actuating valve, so that the force acting on the main valve from the first airspace side and the second airspace side from the second airspace side. A valve for controlling the outflow and inflow of fluid between the first flow path and the second flow path by varying the balance of the acting force and sliding the main valve in contact with the valve seat member or away from the valve seat member. An apparatus, wherein the main valve flows in and out of a fluid between a first air space and a second air space through a gap between a bias cut annular ring and a groove and a gap between a slide moving surface of the main valve and an inner wall surface of a cylinder. It is installed to be possible. Since the annular ring bias-cut can reduce the dimensional change in the radial direction caused by swelling or shrinkage due to the working fluid, it is possible to suppress an increase in frictional force due to contact between the annular ring and the inner wall surface of the cylinder. . In addition, since the clearance between the slide moving surface of the main valve and the inner wall surface of the cylinder can be set to a dimension having a margin for swelling or contraction of the main valve by the working fluid, the slide moving surface of the main valve and the inner wall surface of the cylinder It is possible to suppress an increase in the frictional force due to contact with. By suppressing the increase in the frictional force, a decrease in the slide mobility of the main valve can be suppressed, and the function of controlling the inflow and outflow of the fluid can be more appropriately exhibited.
도 1은 실시예 1의 밸브 장치(1)를 나타낸 설명도이다.
도 2는 메인 밸브(3)에 작용하는 힘의 상태를 나타낸 설명도이다.
도 3은 작동 밸브(13)를 개방하여 제1 유로(6)로부터 제2 유로(7)로 유체가 흐르고 있는 상태를 나타낸 설명도이다.
도 4는 제1유로(6)로부터 제2 유로(7)로 유체가 흐르고 있는 상태에서 작동 밸브(13)를 밸브를 폐쇄했을 때의 상태를 나타낸 설명도이다.
도 5는 작동 밸브(13)를 폐쇄하여 제1 유로(6)로부터 제2 유로(7)로 유체가 유출 불가능하게 된 상태를 나타낸 설명도이다.
도 6의 (A)는 팽윤되기 전의 환형 링(17), (B)는 팽윤된 후의 환형 링(17)을 설명하는 메인 밸브(3)의 측면도이다.
도 7은 실시예 2의 연료 공급 장치(21)로서, (A)는 종단면도, (B)는 횡단면도이다. FIG. 1: is explanatory drawing which showed the
2 is an explanatory diagram showing a state of a force acting on the
3 is an explanatory view showing a state in which fluid flows from the
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a state when the valve is closed with the actuating
5 is an explanatory view showing a state in which the fluid cannot flow out from the
6A is a side view of the
7 is a
[실시예 1]Example 1
실시예 1의 밸브 장치(1)는, 도 1과 같이, 원통형의 실린더(2)의 내부 공역에 플레이트형의 메인 밸브(3)가 슬라이드 이동 가능하게 배치되고, 상기 메인 밸브(3)에 의해 상기 내부 공역이 제1 공역(4)과 제2 공역(5)으로 나누어져 있다. 또한, 실린더(2)에는, 제2 공역(5)과 연통되는 관형의 제1 유로(6)와, 제2 공역(5)과 연통되는 관형의 제2 유로(7)와, 제1 공역(4)과 연통되는 관형의 제3 유로(8)가 각각 접속되어 있다. 또한, 실린더(2)의 제2 공역(5) 측에는, 상기 제2 공역(5) 측으로 슬라이드 이동하는 메인 밸브(3)가 맞닿는 밸브 시트 부재(9)가 형성되어 있고, 상기 밸브 시트 부재(9)에 의해 상기 제2 유로(7)의 출입구가 구성되어 있다. 이 밸브 시트 부재(9)에 메인 밸브(3)가 맞닿는 것에 의해, 이 접촉 위치보다 상기 메인 밸브(3)가 제2 공역(5) 측으로 슬라이드 이동할 수 없는 동시에 제2 유로(7)의 출입구를 폐쇄하여 상기 제2 유로(7)로의 유체의 유출입을 제한할 수 있다. 또한, 밸브 장치(1)에는, 제3 유로(8)를 유체가 유출입 가능한 개방 상태와 유출입 불가능한 폐쇄 상태로 변환 작동하는 작동 밸브(13)가 설치되어 있다.In the
상기한 메인 밸브(3)는, 원기둥형을 이루고, 수지 재료에 의해 형성되어 있다. 메인 밸브(3)는, 실린더(2)의 내부 공역에서 슬라이드 이동 가능한 치수로 설정되어 있다. 또한, 메인 밸브(3)의 슬라이드 이동면(3a)에는 홈(16)이 형성되어 있는 동시에, 상기 홈(16)과 실린더(2)의 내측 벽면(2a)과의 사이에 수지제의 환형 링(17)이 설치되어 있다. 이 환형 링(17)은, 바이어스 커팅되고 또한 바이어스 커팅된 면이 서로 대향하도록 배치되어 있다. 그리고, 메인 밸브(3)와 실린더(2)의 내측 벽면(2a)과의 간극이나 환형 링(17)과 홈(16)과의 간극이 제1 공역(4)과 제2 공역(5)과의 사이에서 유체를 유출입시키는 유로(11)로서 구성되며, 이 유로(11)는 메인 밸브(3)의 전체 주위에 걸쳐 형성되어 있다. 또한, 메인 밸브(3)는, 제1 공역(4) 내에 설치된 탄성 스프링(10)에 의해, 밸브 시트 부재(9) 측으로 가압되어 있다.The
이와 같이 하여 구성된 본 실시예 1의 밸브 장치(1)는, 제1 공역(4) 및 제2 공역(5)[제1 유로(6)와 제2 유로(7)]의 유체압이나 탄성 스프링(10)에 의한 가압력이라는 메인 밸브(3)에 작용하는 힘의 밸런스가 변화함으로써 메인 밸브(3)가 실린더(2) 내에서 슬라이드 이동하고, 제1 유로(6)와 제2 유로(7)와의 사이에서 유체의 유출입을 제어한다. 도 2에 메인 밸브(3)에 작용하는 힘의 상태를 나타낸다. 도 2 중, 실선의 화살표는 유체의 흐름을 나타내고, 탈색의 화살표는 메인 밸브(3)에 작용하는 힘을 나타내고 있다. 도 2와 같이, 메인 밸브(3)에는, 제1 유로(6)의 유체압에 의한 상방향의 힘, 제2 유로(7)의 유체압에 의한 상방향의 힘, 제1 공역(4)의 유체압에 의한 하방향의 힘, 탄성 스프링(10)에 의한 하방향의 힘이 작용한다.The
다음에, 밸브 장치(1)가, 제1 유로(6) 측으로부터 제2 유로(7) 측으로 흐르는 유체의 유출입을 제어하는 동작에 대하여 설명한다.Next, the operation | movement which the
도 3에, 작동 밸브(13)를 개방하여 제1 유로(6)로부터 제2 유로(7)로 유체가 흐르고 있는 상태를 나타낸다. 이 상태에서는, 제1 공역(4)이 제3 유로(8)를 통하여 개방되어 있으므로, 제1 공역(4)의 유체압과 탄성 스프링(10)에 의해 메인 밸브(3)에 작용하는 하방향의 힘에 비하여, 제1 유로(6)의 유체압과 제2 유로(7)의 유체압에 의해 메인 밸브(3)에 작용하는 상방향의 힘이 크게 되어 있다. 이로써, 메인 밸브(3)가 제1 공역(4) 측으로 슬라이드 이동하고, 유체가 제1 유로(6)로부터 제2 공역(5)을 통하여 제2 유로(7)로 흐른다.In FIG. 3, the state which the fluid flows from the
이어서, 이와 같이 제1 유로(6)로부터 제2 유로(7)로 유체가 흐르고 있는 상태에서 작동 밸브(13)를 밸브를 폐쇄했을 때 상태를 도 4에 나타낸다. 이 상태에서는, 작동 밸브(13)가 폐쇄된 것에 의해, 유로(11)를 통하여 제2 공역(5)으로부터 제1 공역(4)으로 유입된 유체에 의해 제1 공역(4)의 유체압이 상승하여, 상기 제1 공역(4)의 유체압과 제1 유로(6)의 유체압이 거의 같아진다. 또한, 유체의 하류측인 제2 유로(7)의 유체압은 제1 유로(6)의 유체압에 비하여 낮으므로, 제1 공역(4)의 유체압에 의해 메인 밸브(3)에 작용하는 하방향의 힘이, 제1 유로(6)와 제2 유로(7)와의 유체압에 의해 메인 밸브(3)에 작용하는 상방향의 힘에 비하여 커진다. 이로써, 메인 밸브(3)는, 하방향으로 작용하는 힘이 크게 되어 하방향으로 슬라이드 이동한다.Next, FIG. 4 shows a state when the valve is closed by the actuating
이와 같이 하여, 메인 밸브(3)가 하방향으로 슬라이드 이동하면, 메인 밸브(3)는 밸브 시트 부재(9)와 맞닿고, 제1 유로(6)로부터 제2 유로(7)로 유체가 유출 불가능해진다. 이와 같이, 작동 밸브(13)를 폐쇄하여 제1 유로(6)로부터 제2 유로(7)로 유체가 유출 불가능하게 된 상태를 도 5에 나타낸다. 이 상태에서는, 제1 유로(6)와 제1 공역(4)은 유로(11)를 통하여 유체의 유출입이 가능하므로, 제1 유로(6)의 유체압이 변화되어도 제1 공역(4)의 유체압과 제1 유로(6)의 유체압은 거의 같아진다. 따라서, 제2 유로(7)의 유체압이 제1 유로(6)의 유체압에 비하여 낮아지고 있는 한, 제1 유로(6)와 제2 유로(7)와의 유체압에 의해 메인 밸브(3)에 작용하는 상방향의 힘에 비하여, 제1 공역(4)의 유체압과 탄성 스프링(10)의 가압력에 의해 메인 밸브(3)에 작용하는 하방향의 힘이 항상 커진다. 이로써, 메인 밸브(3)가 밸브 시트 부재(9)와 맞닿은 상태가 계속되므로, 제1 유로(6)로부터 제2 유로(7)로 유체가 유출 불가능해진다.In this way, when the
이와 같이, 본 실시예 1의 밸브 장치(1)에 의하면, 작동 밸브(13)를 개폐하여 메인 밸브에 작용하는 힘의 밸런스를 변화시켜 메인 밸브(3)를 슬라이드 이동시킴으로써, 제1 유로(6)로부터 제2 유로(7)로 흐르는 유체의 유출입을 제어할 수 있다.As described above, according to the
이와 같은 밸브 장치(1)에서는, 메인 밸브(3)나 환형 링(17)이 유체에 노출된다. 여기서, 도 6의 (A)는 팽윤되기 전의 환형 링(17), (B)는 팽윤된 후의 환형 링(17)을 설명하는 메인 밸브(3)의 측면도이다. 환형 링(17)은, 슬라이드 이동 방향에 대하여 경사지도록 바이어스 커팅되어 주위 방향으로 절단된 것이다. 그러므로, 환형 링(17)은, 유체에 노출되는 것에 의해 팽윤된 경우에, 주위 방향의 치수 변화를 억제할 수는 없지만 직경 방향의 치수 변화를 작게 할 수는 있다. 이로써, 환형 링(17)과 실린더(2)의 내측 벽면(2a)과의 접촉에 따른 마찰력의 증대를 억제하여, 메인 밸브(3)의 슬라이드 이동성의 저하를 억제할 수 있다. 또한, 유로(11)를 흐르는 유체의 유출입의 정도는, 작동 밸브(13)를 개방 상태 또는 폐쇄 상태로 변환했을 때 메인 밸브(3)에 가해지는 유체압의 변화의 정도에 영향을 주기 때문에, 메인 밸브(3)의 슬라이드 이동성에 영향을 주게 된다. 여기서, 실시예 1의 밸브 장치(1)에서는, 유로(11)를 구성하는 간극 중, 메인 밸브(3)의 슬라이드 이동면(3a)과 실린더(2)의 내측 벽면(2a)과의 간극은 단순한 유로로서 사용되고, 메인 밸브(3)의 환형 링(17)과 홈(16)과의 간극은 유로(11)를 흐르는 유체의 유출입의 정도를 조정하기 위해 사용되는 것으로 하였다. 따라서, 메인 밸브(3)의 슬라이드 이동면(3a)과 실린더(2)의 내측 벽면(2a)과의 간극은, 메인 밸브(3)의 슬라이드 이동성에 대한 영향이 적어, 사용 유체에 의한 메인 밸브(3)의 팽윤이나 수축 등에 대하여 여유를 가진 치수로 설정된다. 이로써, 수지제의 메인 밸브(3)가 유체에 노출되는 것에 의해 팽윤된 경우에, 상기 메인 밸브(3)의 슬라이드 이동면(3a)과 실린더(2)의 내측 벽면(2a)과의 접촉에 따른 마찰력의 증대를 억제하여, 메인 밸브(3)의 슬라이드 이동성의 저하를 억제할 수 있다. 따라서, 본 실시예 1의 밸브 장치(1)에, 메인 밸브(3)의 슬라이드 이동성의 저하를 억제하여, 제1 유로(6)로부터 제2 유로(7)로 흐르는 유체의 유출입을 제어하는 기능을 더욱 적절하게 발휘할 수 있다.In such a
또한, 밸브 장치(1)에서는, 작동 밸브(13)를 폐쇄하여 메인 밸브(3)가 밸브 시트 부재(9)와 맞닿은 것에 의해 제1 유로(6)로부터 제2 유로(7)로 유체가 유출 불가능하게 되어 있는 상태에서 작동 밸브(13)를 개방했을 때, 메인 밸브(3)를 밸브 시트 부재(9)로부터 이격시키기 위해서는 탄성 스프링(10)의 가압력을 능가하는 힘을 제1 유로(6) 측으로부터 가할 필요가 있다. 이 때, 유로(11)가 넓을수록, 제1 유로(6) 측의 유체가 제1 공역(4) 측으로 유출되기 쉬우므로, 제1 유로(6) 측의 유체압이 저하되기 쉬워, 메인 밸브(3)를 밀어올리는 힘이 약해진다. 반대로, 유로(11)가 좁을수록, 제1 유로(6) 측의 유체가 제1 공역(4) 측으로 쉽게 유출되므로, 제1 유로(6) 측의 유체압이 쉽게 저하되지 않아, 메인 밸브(3)를 밀어올리는 힘이 약해지는 것을 억제할 수 있다. 즉, 유로(11)가 좁을수록, 메인 밸브(3)가 작동하기 쉬워진다. 단, 이러한 유로는, 좁아질수록 이물질이 쉽게 막히고, 이물질이 막힌 경우에는 밸브 장치로서의 기능이 저하되어 버린다. 그러나, 본 실시예 1의 밸브 장치(1)에서는, 유로(11)가 메인 밸브(3)의 전체 주위에 걸쳐 형성되어 있으므로, 메인 밸브(3) 대신에 메인 밸브의 1개소에 제1 공역(4)과 제2 공역(5)과의 사이에서 유체를 유출입시키는 유로로서 오리피스(orifice) 구멍을 형성한 구성에 비하여, 유체 내에 혼입된 이물질이 이러한 유로에 막히는 것에 의해 발생하는 밸브 장치의 기능 저하에 대하여 유리하다. 이것은, 유로(11)가 전체 주위에 걸쳐 이물질로 막힐 가능성보다, 1개소의 오리피스 구멍이 이물질로 막힐 가능성 쪽이 높을 것으로 생각되기 때문이다. 따라서, 실시예 1의 밸브 장치(1)에서는, 유로(11)를 비교적 좁게 할 수 있어, 작동 밸브(13)를 개방할 때, 메인 밸브(3)를 작동하기 쉽게 할 수 있고, 제1 유로(6)로부터 제2 유로(7)로 흐르는 유체의 유출입을 제어하는 기능을 더욱 적절하게 발휘할 수 있다. 또한, 메인 밸브(3)의 슬라이드 이동성에 영향이 생기기 쉬운 메인 밸브(3)와 실린더(2)의 내측 벽면(2a)과의 간극을 좁게 하지 않고, 메인 밸브(3)의 슬라이드 이동성에 영향이 쉽게 생기지 않는 환형 링(17)과 홈(16)과의 간극을 조절함으로써 유로(11)를 좁게 하기 때문에, 메인 밸브(3)의 슬라이드 이동성의 저하를 억제하면서 메인 밸브(3)를 작동하기 쉽게 할 수 있어, 제1 유로(6)로부터 제2 유로(7)로 흐르는 유체의 유출입을 제어하는 기능을 더욱 적절하게 발휘할 수 있다.In the
[실시예 2][Example 2]
실시예 2는, 전술한 실시예 1의 밸브 장치(1)와 동일한 밸브 장치로서의 구성을 구비한 연료 공급 장치(21)이다. 연료 공급 장치(21)는, 액화 가스 연료에 의해 구동하는 엔진을 동력으로 한 트랙 등의 차량에 설치되는 연료 탱크에 설치되고, 엔진으로 연료를 공급하기 위한 연료 펌프에 접속된다. 그리고, 연료 공급 장치(21)는, 연료 펌프로 공급하는 액화 가스 연료를 제어하기 위한 것이다. 여기서, 액화 가스 연료에는, 예를 들면, LPG(액화 석유 가스) 연료나 DME(디메틸에테르) 연료가 사용된다.
연료 공급 장치(21)에는, 도 7과 같이, 장치 본체(20)에, 실린더(22), 제1 유로(26), 제2 유로(27), 제3 유로(28)가 형성되어 있다. 그리고, 제1 유로(26)가 연료 탱크 내와 연통되고, 제2 유로(27)가 연료 펌프에 접속되어 있다. 실린더(22)의 내부 공역에는, 메인 밸브(23)가 슬라이드 이동 가능하게 배치되어 있고, 상기 메인 밸브(23)에 의해 제1 공역(24)과 제2 공역(25)을 나누고 있다. 제2 공역(25)에는 제1 유로(26)와 제2 유로(27)가 연통되어 있고, 제2 유로(27)가 접속되는 개구 에지에 밸브 시트 부재(29)가 제2 공역(25) 내로 돌출하도록 형성되어 있다. 또한, 제3 유로(28)는, 제1 공역(24)과 제2 유로(27)를 연통하도록 형성되어 있다. 그리고, 연료 공급 장치(21)는, 제3 유로(28)를 액화 가스 연료가 유출입 가능한 개방 상태와 유출입 불가능한 폐쇄 상태로 변환하는 작동 밸브로서의 전자 밸브(33)를 구비하고, 또한 상기 전자 밸브(33)를 작동 제어하기 위한 제어 장치(39)를 구비하고 있다. 또한, 제1 공역(24) 내에는 탄성 스프링(30)이 설치되어 있고, 상기 탄성 스프링(30)에 의해 메인 밸브(23)가 제2 공역(25) 측으로 가압되어 있다. 메인 밸브(23)는, 실시예 1과 마찬가지로, 수지 재료에 의해 형성된 원기둥형을 이루고, 메인 밸브(23)의 외주면인 슬라이드 이동면에는 홈(36)과 바이어스 커팅된 수지제의 환형 링(37, 37)을 구비한다. 그리고, 메인 밸브(23)와 실린더(22)의 내측 벽면과의 간극이나, 홈(36)과 환형 링(37, 37)과의 간극을 통하여 제1 공역(24)과 제2 공역(25)과의 사이에서 액화 가스 연료를 유출입 가능하게 하고 있다. 여기서, 본 실시예 2에서는, 2개의 환형 링(37, 37)을 메인 밸브(23)의 슬라이드 이동 방향을 따라 배열하여 설치하고 있다.In the
이 연료 공급 장치(21)는, 제어 장치(39)에 의해 전자 밸브(33)를 개폐 작동 제어함으로써, 전술한 실시예 1과 마찬가지로, 액화 가스 연료를 제1 유로(26)로부터 제2 유로(27)로의 유출입을 제어하는 동작을 행한다. 즉, 전자 밸브(33)를 밸브를 개방한 상태에서는, 메인 밸브(23)에 작용하는 힘의 밸런스에 의해 상기 메인 밸브(23)와 밸브 시트 부재(29)가 이격되어, 상기 연료 펌프의 구동에 의해 연료 탱크 내의 액화 가스 연료가 제1 유로(26)로부터 제2 유로(27)로 흐른다. 한편, 전자 밸브(33)를 폐쇄한 상태에서는, 제1 공역(24)과 제1 유로(26)와의 유체압이 거의 같아지는 동시에 연료 펌프의 구동에 의해 제2 유로(27)의 내압이 제1 유로(26)의 내압보다 낮아지게 되므로, 메인 밸브(23)가 제2 공역(25) 측으로 슬라이드 이동하여 밸브 시트 부재(29)와 맞닿는다. 이로써, 제1 유로(26)로부터 제2 유로(27)로의 액화 가스 연료가 유출 불가능해진다.The
본 실시예 2의 연료 공급 장치(21)는, 전술한 실시예 1과 마찬가지로, 메인 밸브(23)에 바이어스 커팅된 환형 링(37, 37)을 구비하고 있으므로, 환형 링(37, 37)이 액화 가스 연료에 노출되는 것에 의해 팽윤이나 수축 등이 생긴 경우에, 주위 방향의 치수 변화를 억제할 수는 없지만 직경 방향의 치수 변화를 작게 할 수는 있다. 이로써, 환형 링(37, 37)과 실린더(22)와의 마찰력의 증대를 억제하여, 메인 밸브(23)의 슬라이드 이동성의 저하를 억제할 수 있다. 또한, 메인 밸브(23)와 실린더(22)와의 간극이나 메인 밸브(23)의 환형 링(37, 37)과 홈(36)과의 간극에 의해 제1 공역(24)과 제2 유로(27)와의 사이에서 유체를 유출입하는 유로(31)가 구성되며, 메인 밸브(23)와 실린더(22)와의 간극이 단순한 유로로서 사용되고, 또한 환형 링(37, 37)과 홈(36)과의 간극이 유체의 유출입의 정도를 조정하기 위해 사용된다. 이로써, 메인 밸브(23)와 실린더(22)와의 간극을, 액화 가스 연료에 의한 메인 밸브(23)의 팽윤이나 수축 등에 대하여 여유를 가진 치수로 설정할 수 있으므로, 수지제의 메인 밸브(23)가 팽윤이나 수축 등이 생긴 경우에, 메인 밸브(23)와 실린더(22)와의 마찰력의 증대를 억제하여, 메인 밸브(23)의 슬라이드 이동성의 저하를 억제할 수 있다. 이상으로부터, 본 실시예 2의 연료 공급 장치(21)의 밸브 장치에 의하면, 액화 가스 연료의 유출입을 제어하는 기능을 더욱 적절하게 발휘할 수 있다.Since the
또한, 본 실시예 2의 연료 공급 장치(21)는, 전술한 실시예 1과 마찬가지로, 유로(31)가 전체 주위에 걸쳐 형성되어 있으므로, 액화 가스 연료 내에 혼입된 이물질이 유로(31)의 전체 주위에 걸쳐 막힐 가능성이 낮은 것으로 생각된다. 이로써, 본 실시예 2의 연료 공급 장치(21)는, 메인 밸브에 오리피스 구멍을 구비한 구성에 비하여, 이물질이 막히는 것에 의해 발생하는 밸브 장치의 기능 저하에 대하여 유리하고, 이에 따라 유로(31)를 좁게 할 수도 있다. 한편, 전술한 실시예 1과 마찬가지로, 유로(31)가 좁을수록 메인 밸브(23)가 작동하기 쉬워진다. In addition, in the
그리고, 본 실시예 2의 구성은, 상기한 오리피스 구멍을 구비한 구성에 비하여, 메인 밸브(23)를 작동하기 쉽게 할 수 있다.And the structure of this
전술한 실시예 1, 실시예 2의 구성에 있어서, 각각의 탄성 스프링(10, 30)에 의해 본 발명에 관한 가압 수단이 구성되어 있다.In the structure of Example 1, Example 2 mentioned above, the pressurizing means which concerns on this invention is comprised by each
또한, 전술한 실시예 1의 밸브 장치(1)를, 실시예 2와 동일한 연료 탱크에 설치되어 액화 가스 연료가 연료 탱크 내에 소정량 이상 충전되는 것을 방지하기 위한 과충전 방지 장치에 적용할 수도 있다.The
본 발명은, 전술한 실시예에 한정되지 않고, 실시예 이외의 구성에 대해도 본 발명의 취지의 범위 내에서 적절하게 실시 가능하다.This invention is not limited to the above-mentioned embodiment, It is possible to implement suitably within the scope of the meaning of this invention also about the structure other than an Example.
1: 밸브 장치
2, 22: 실린더
2a: 내측 벽면
3, 23: 메인 밸브
3a: 슬라이드 이동면
4, 24: 제1 공역
5, 25: 제2 공역
6, 26: 제1 유로
7, 27: 제2 유로
8, 28: 제3 유로
9, 29: 밸브 시트 부재
10, 30: 탄성 스프링 가압 수단
11, 31: 유로
13: 작동 밸브
33: 전자 밸브(작동 밸브)1: valve device
2, 22: cylinder
2a: inner wall
3, 23: main valve
3a: slide moving surface
4, 24: First Airspace
5, 25: Second Airspace
6, 26: the first euro
7, 27: second euro
8, 28: third euro
9, 29: valve seat member
10, 30: elastic spring pressurizing means
11, 31: Euro
13: operated valve
33: solenoid valve (actuation valve)
Claims (2)
상기 실린더의 내부 공역에서 슬라이드 이동 가능하게 배치되어 상기 내부 공역을 제1 공역과 제2 공역으로 나누는 플레이트형의 메인 밸브로서, 상기 실린더의 내측 벽면과의 간극을 통하여 상기 제1 공역과 상기 제2 공역을 연통하도록 설치된 메인 밸브와,
상기 메인 밸브의 슬라이드 이동 방향을 따라 상기 제1 공역으로부터 상기 제2 공역을 향해 상기 메인 밸브를 가압하는 가압 수단과,
상기 제2 공역에 접속되어 상기 제2 공역과 연통되는 제1 유로와,
상기 제2 공역에 접속되어 상기 제2 공역과 연통되는 제2 유로와,
상기 제2 공역 측으로 슬라이드 이동하는 상기 메인 밸브가 맞닿는 것에 의해 상기 맞닿은 위치보다 제2 공역 측으로 메인 밸브가 슬라이드 이동하지 않도록 설치된 밸브 시트 부재로서, 상기 메인 밸브가 상기 밸브 시트 부재와 맞닿은 상태에서 상기 제1 유로와 제2 유로와의 사이에서 유체(流體)를 유출입(流出入) 불가능하게 하도록 구성되고, 또한 상기 제2 유로와 상기 제1 공역과의 사이에서 상기 메인 밸브와 상기 실린더의 내측 벽면과의 간극(間隙)을 통하여 상기 유체를 유출입 불가능하게 하도록 구성되며, 또한 상기 메인 밸브가 상기 밸브 시트 부재와 맞닿은 상태에서 상기 제1 유로와 상기 제1 공역과의 사이에서 상기 메인 밸브와 상기 실린더의 내측 벽면과의 간극을 통하여 상기 유체를 유출입 가능하도록 구성되며, 상기 메인 밸브가 상기 밸브 시트 부재와 이격(離隔)된 상태에서 상기 제1 유로와 상기 제2 유로와의 사이에서 상기 유체를 유출입 가능하도록 구성된 밸브 시트 부재와,
상기 제1 공역에 접속되어 상기 제1 공역과 연통되는 제3 유로와,
상기 제3 유로를, 상기 유체를 유출입 가능한 상태와 유출입 불가능한 상태로 변환하는 작동 밸브를 구비한 밸브 장치로서,
상기 메인 밸브는, 상기 실린더의 내측 벽면과 대향하는 슬라이드 이동면에 형성된 홈과 상기 홈과 실린더의 내측 벽면과의 사이에 개재된 수지제의 환형(環形) 링으로서 바이어스 커팅(bias cutting)되고 또한 상기 바이어스 커팅된 면이 서로 대향하도록 배치된 환형 링을 구비하고, 상기 환형 링과 상기 홈과의 간극을 통하여 상기 제1 공역과 상기 제2 공역과의 사이에서 상기 유체를 유출입 가능하도록 설치된, 밸브 장치.A cylindrical cylinder having an internal air space,
A plate-shaped main valve arranged to be slidably movable in the interior airspace of the cylinder to divide the interior airspace into a first airspace and a second airspace, wherein the first airspace and the second airspace are spaced apart from the inner wall surface of the cylinder; A main valve installed to communicate with airspace,
Pressurizing means for pressurizing the main valve from the first airspace to the second airspace along the slide movement direction of the main valve;
A first flow path connected to the second airspace and in communication with the second airspace;
A second flow path connected to the second airspace and in communication with the second airspace;
A valve seat member provided so that the main valve does not slide toward the second airspace side than the abutted position by abutting the main valve sliding to the second airspace side, wherein the main valve is in contact with the valve seat member. It is configured to prevent the fluid from flowing in and out between the first flow path and the second flow path, and between the second flow path and the first airspace, an inner wall surface of the main valve and the cylinder; The main valve and the cylinder are disposed between the first flow path and the first air space while the main valve is in contact with the valve seat member. It is configured to allow the fluid to flow in and out through the gap with the inner wall surface, the main valve is In the probe sheet member and the spacing (離 隔) state and the second configured to enable flow of said fluid between said second passage and one euros valve seat member,
A third flow path connected to the first airspace and in communication with the first airspace;
A valve device comprising an actuating valve for converting the third flow path into a state in which the fluid can flow in and out,
The main valve is bias cut as a resin annular ring interposed between the groove formed in the slide moving surface facing the inner wall surface of the cylinder and the groove and the inner wall surface of the cylinder. A valve device having an annular ring disposed so that the bias-cut faces face each other, and installed to allow the fluid to flow in and out between the first air space and the second air space through a gap between the annular ring and the groove. .
연료 탱크에 설치되는 밸브 장치로서,
상기 제1 유로는 상기 연료 탱크 내와 연통되도록 설치되고,
상기 제2 유로는 엔진의 연료 펌프와 연통되도록 설치되고,
상기 제3 유로는 상기 제2 유로와 연통되도록 설치되고,
상기 작동 밸브는 전자 밸브로서 구성되어 있는, 밸브 장치.
The method of claim 1,
A valve device installed in the fuel tank,
The first flow path is installed to communicate with the inside of the fuel tank,
The second flow path is installed to communicate with the fuel pump of the engine,
The third flow path is installed to communicate with the second flow path,
The actuating valve is configured as a solenoid valve.
Applications Claiming Priority (2)
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