KR20130087514A - 유체 프로포셔너용 유체 순환 밸브 조립체 - Google Patents

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Abstract

유체 순환 밸브 조립체는 밸브 본체 그리고 제 1 및 제 2 압력 제거 밸브들을 포함한다. 밸브 본체는 유체 펌프들의 출력을 수용하는 두 개의 입구들, 상기 두 개의 입구들로부터 상기 밸브 본체의 외측으로 유체를 각각 지향시키는 두 개의 출구들, 그리고 상기 두 개의 출구들로부터 상기 밸브 본체의 외측으로 유체를 각각 지향시키는 두 개의 과압 출구들을 포함한다. 상기 제 1 및 제 2 압력 제거 밸브들은 두 개의 입구들, 두 개의 출구들 및 두 개의 과압 출구들과 각각 교차한다. 각각의 압력 제거 밸브는 과압 조건에서 과압 출구로 입구를 개방하도록 구성되는 스프링 작동식 과압 밸브, 그리고 과압 밸브의 작동에 영향을 미치지 않는 동안에 입구를 출구에 유동적으로 연결하도록 구성되는 제 1 위치와 과압 밸브를 작동시키는 동안에 입구를 과압 출구에 유동적으로 연결하는 제 2 위치를 갖는 수동 작동 밸브를 포함한다.

Description

유체 프로포셔너용 유체 순환 밸브 조립체 {FLUID CIRCULATION VALVE ASSEMBLY FOR FLUID PROPORTIONER}
본 발명은 일반적으로 복수 성분의 스프레이 시스템에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 두 개 이상의 펌프를 갖는 유체 프로포셔너들을 왕복운동시키기 위한 압력 제거 시스템들에 관한 것이다.
유체 프로포셔너들은 별도의 불활성 유체 성분들을 수용하고, 이들 성분들을 예정된 비율로 혼합하며, 그 후 이들 성분들을 활성화된 화합물로서 분배하는 분배 시스템들을 포함한다. 예를 들어, 각각 불활성인 수지 성분과 활성화 재료의 혼합 후에 고화시키는 유체 프로포셔너들이 에폭시들과 폴리우레탄들을 분배하는데 사용된다. 그러나, 혼합 후에 즉각적인 화학 반응이 시작되어 혼합물의 교차-결합, 경화, 및 고화를 초래하게 된다. 그러므로, 두 개의 성분들이 가능한 한 오랫동안 격리된 상태로 유지될 수 있도록 두 개의 성분들은 프로포셔너 내측에서 별도로 순환된다. 매니폴드는 각각의 성분이 별도로 펌프된 후에 각각의 성분을 수용하고 그 성분들을 혼합하여 그 혼합물이 매니폴드에 연결된 스프레이기로부터 분배될 수 있게 한다.
통상적인 유체 프로포셔너는 별도의 유체 호퍼들로부터의 유체에 개별적으로 흡인되고 가압된 유체를 혼합 매니폴드로 펌프하는 한 쌍의 정 변위(positive displacement) 펌프들을 포함한다. 상기 펌프들은 왕복운동 구동 샤프트를 갖는 공통 모터, 통상 에어 모터 또는 유압 모터에 의해 동시에 구동된다. 그러나, 대부분 두 개의 성분인 에폭시와 폴리우레탄들은 그 성분들에 대한 1:1 비율로 구성되지 않는다. 통상적으로, 제 1 주성분은 제 2 주성분보다 보다 높은 농도로 요구된다. 그와 같은 경우에, 하나의 펌프는 다른 하나의 펌프보다 더 크게 변위될 것이 요구된다. 그 성분들은 혼합을 위해 펌프들로부터 혼합 매니폴드로 순환된다. 추가로, 각각의 유체가 혼합됨이 없이 그의 펌프에 의해 독립적으로 순환됨으로써스프레이 공정의 혼합 부분과 경화 부분이 펌핑 부분과 가압 부분과 격리될 수 있도록 상기 펌프들과 혼합 매니폴드 사이에는 유체 매니폴드가 위치된다.
유체들이 고압 하에서 순환되기 때문에, 프로포셔너 시스템 전반에 압력 제거 밸브들을 제공하는 것이 또한 바람직하다. 특히, 유체 라인들 중에 하나가 막히거나, 또는 호퍼들 중에 하나에서 유체가 흘러나오게 되면, 작동하는 다른 펌프가 구동 모터의 충분한 힘을 취하게 되어 과압 상태가 된다. 예를 들어, 4:1 혼합비 프로포셔너가 4,000 psi(~27.6 MPa)에서 스프레이하고 주성분 펌프가 유체를 흘리게 되면, 주성분 펌프는 정상 작동 압력을 4배로, 또는 16,000 psi(~110.3 MPa)로 확대할 것이다. 초과 압력들은 부품들의 고장 및 불안전한 상태를 방지하기 위해서 배기될 필요가 있다.
통상적인 프로포셔너들은 영구적으로 밀봉되어 있으나, 과압 상태들이 발생할 때 찢기거나 폭발됨으로써 개방되는 파열 디스크들을 포함한다. 파열 디스크들은 단지 한 번만 사용될 수 있으며 2차 시스템 또는 백-업 시스템으로서 사용된다. 일단 파괴 디스크가 깨지면, 프로포셔너는 디스크가 교체될 때까지 작동을 중단해야 한다. 또한, 과압 제거 밸브들은 1차 제거 시스템으로서 사용된다. 제거 밸브들은 스프링 장전되며 특정 과압에서 개방되도록 설정된다. 제거 밸브들은 호퍼들로 다시 배수하거나 배수 라인들을 통해 배수될 수 있다. 이상적으로, 제거 밸브들은 빈번하게 사용되지 않는다. 그와 같이, 제거 밸브들 및 라인들은 이전 사용으로 건조 및 결정화된 유체의 축적에 의해 막히게 되는 경향을 가진다. 이는 제거 밸브들이 훨씬 더 높은 압력에서 개방되게 하거나 극한의 경우에는 전혀 개방되지 않게 된다. 그와 같이, 더욱 신뢰성 있고 재사용가능한 제거 밸브 시스템을 갖는 프로포셔너들을 제공할 필요가 있다.
유체 프로포셔너용 유체 순환 밸브 조립체는 밸브 본체 및 제 2 압력 제거 밸브들을 포함한다. 상기 밸브 본체는 유체 펌프들의 출력을 수용하는 제 1 및 제 2 입구들, 상기 제 1 및 제 2 입구들로부터의 유체를 각각, 상기 본체 밸브 외측으로 지향시키는 제 1 및 제 2 출구들, 및 상기 제 1 및 제 2 입구들로부터의 유체를 각각, 상기 밸브 본체 외측으로 지향시키는 제 1 및 제 2 과압 출구들을 포함한다. 상기 제 1 및 제 2 압력 제거 밸브들은 제 1 및 제 2 입구들, 제 1 및 제 2 출구들 그리고 제 1 및 제 2 과압 출구들과 각각 교차한다. 각각의 압력 제거 밸브는 과압 상태에서 입구를 과압 출구에 개방하도록 구성되는 스프링 작동식 과압 밸브, 및 상기 과압 밸브의 작동에 영향을 끼치지 않는 동안 입구를 출구에 유동적으로 연결하도록 구성되는 제 1 위치와 과압 밸브를 작동시키는 동안 입구를 과압 출구에 유동적으로 연결하도록 구성되는 제 2 위치를 갖는 수동 작동식 밸브를 포함한다.
도 1은 유체 매니폴드 및 혼합 매니폴드를 포함하는 유체 제어 조립체를 갖는 이중 펌프 프로포셔너 시스템의 사시도이며,
도 2는 에어 모터를 한 쌍의 펌프들에 연결하는 타이 로드를 도시하는, 도 1의 이중 펌프 프로포셔너 시스템의 후면의 확대 사시도이며,
도 3은 에어 모터 및 펌프들을 장착 판에 연결하는 것을 도시하는, 도 1 및 도 2의 이중 펌프 프로포셔너 시스템의 분해 사시도이며,
도 4는 유체 매니폴드 및 혼합 매니폴드를 도시하는, 도 1의 유체 제어 조립체의 사시도이며,
도 5는 공통 작동 가능한 핸들에 의해 연결되는 압력 제거 밸브들을 도시하는, 도 4의 유체 매니폴드의 분해도이며,
도 6a은 폐쇄된 재순환 모드 위치에 작동 핸들을 갖는 도 5의 압력 제거 밸브들의 개략도이며,
도 6b는 개방된 스프레이 모드 위치에 작동 핸들을 갖는 도 5의 압력 제거 밸브들의 개략도이다.
도 1은 본 발명의 이중 펌프 프로포셔너 시스템(10)의 사시도이다. 프로포셔너 시스템(10)은 카트(12) 상에 장착되고 에어 모터(14), 유체 펌프들(16A 및 16B), 유체 매니폴드(18), 혼합 매니폴드(20) 및 유체 호퍼(22A 및 22B)를 포함한다. 에어 모터(14)는 펌프들(16A 및 16B)을 구동하여 출구(24)에 연결된 스프레이 건(도시않음)에 의해 분배되기 전에 호퍼들(22A 및 22B)로부터의 유체가 혼합 매니폴드(20)에서 혼합된다. 고압 공기는 공기 입구(26)에서 시스템(10)에 제공된다. 호스(도시않음)는 공기 입구(26)를 주 공기 제어부(28)로 연결하고 공기 제어부는 에어 모터(14)로 가압 공기를 공급하기 위한 스위치 또는 밸브를 포함한다. 에어 모터(14)는 장착판(31)을 이용하여 카트(12)의 플랫포옴(31)에 장착된다. 에어 모터(14)는 본 기술분야에서 알려진 바와 같이 임의의 종래의 에어 모터를 포함한다. 다른 실시예들에서, 유압 모터가 사용된다. 그러나, 왕복운동하는 샤프트를 가지는 어떠한 모터도 사용될 수 있다. 도 2 및 도 3을 참조하여 상세하게 설명된 바와 같이, 펌프들(16A 및 16B)은 에어 모터(14) 아래 지지되어 에어 모터(14)가 펌프들(16A 및 16B)을 작동시킬 수 있다. 에어 모터(14)의 작동은 호퍼들(22A 및 22B) 내의 유체가 펌프들(16A 및 16B) 각각 내로 흡입되어 유체 매니폴드(18)로 밀어내도록 한다. 펌프들(16A 및 16B)은 본 기술분야에서 알려진 바와 같이, 왕복운동하는 펌프 샤프트들을 가지는 종래의 정 변위 펌프들을 포함한다. 유체 매니폴드(18)는 혼합 매니폴드(20)로의 유체의 유동을 제어하여, 펌핑 후까지 유체 성분을 분리 상태로 유지한다. 혼합 매니폴드(20)는 유체를 출구(24)까지의 도중에서 유체들을 혼합한다. 유체 매니폴드(18)는 압력 게이지(33A 및 33B)를 포함하는데, 압력 게이지는 각각, 펌프들(16A 및 16B)에 의해 발생된 유체 압력의 표시를 제공한다.
프로포셔너 시스템(10)의 작동은 도 2 및 도 3을 참조하여 논의된다. 도 4를 참조하여 상세히 논의된 바와 같이, 유체 매니폴드(18) 및 혼합 매니폴드(20)는 함께 유체 제어 조립체(33)를 포함한다. 도 5를 참조하여 논의된 바와 같이, 유체 매니폴드(18)는 과압 제거를 동시에 제공하는 밸브들 및 프로포셔너 시스템(10)의 펌프(16A,16B)들을 위한 배수 밸브들을 포함한다. 유체 매니폴드(18)의 작동은 도 6A 및 도 6B를 참조하여 설명된다.
도 2는 도 1의 이중 펌프 프로포셔너 시스템의 후면의 확대 사시도이며 에어 모터(14)를 펌프들(16A 및 16B)에 연결하는 지지 타이 로드들(34A 내지 34D) 및 펌프 타이 로드들(36A 및 36B)을 보여준다. 도 2는 도 1에 도시된 시스템(10)의 전방에 대해 펌프들(16A 및 16B) 및 에어 모터(14)의 후면을 보여준다. 에어 모터(14)는 장착판(31)에 연결된다. 타이 로드들(34A 내지 34D)은 최상 단부들에서 판(31)에 연결되고 최하 단부들에서 펌프 하우징들(38A 및 38B)에 연결된다. 특히, 타이 로드들(34A, 34C 및 36A)은 펌프(16A)의 펌프 하우징(38A)을 장착 판(31)에 연결하고, 타이 로드들(34B, 34D 및 36B)은 펌프(16B)의 펌프 하우징(38B)을 장착판(31)에 연결한다. 하우징들(38A 및 38B)은 링크(40A)(도 3에 도시됨)와 함께 연결되는데, 링크는 타이 로드들(34A 및 34B)에 연결된다. 다른 링크(40B)(도 2 및 도 3)는 타이 로드들(34C 및 34D)에 결합된다. 링크들(40A 및 40B)은 상이한 펌프 하우징들에 결합되는 인접한 타이 로드들을 연결한다. 각각, 타이 로드들(36A 및 36B)의 최상 단부들은 장착판(31)에 연결되고 최하 단부들은 펌프 하우징들(38A 및 38B)에 연결된다. 타이 로드들(36A 및 36B)은 요크(42)를 통하여 연장한다. 부싱들(44A 및 44B)은 요크(42) 내에서 각각 타이 로드들(36A 및 36B)을 둘러싼다. 구동 샤프트(46)는 에어 모터(14)로부터 장착판(31)을 통하여 연장하여 요크(42)에 연결된다. 요크(42)는 또한 각각, 펌프들(16A 및 16B)의 펌프 샤프트들(48A 및 48B)에 연결된다. 펌프 샤프트(48A,48B)의 왕복운동은 도 1 및 도 4의 유체 제어 조립체(33)의 유체 매니폴드(18) 내측으로의 유체 유동을 생성한다.
구동 샤프트(46)는 요크(42)를 왕복 운동시키고, 요크는 각각 부싱들(44A 및 44B)의 도움으로 타이 로드들(36A 및 36B)을 따라 활주한다. 요크(42)는 펌프 샤프트들(48A 및 48B)을 왕복 운동시키고, 도 1을 참조하여 논의된 바와 같이, 펌프 샤프트는 펌프들(44A 및 44B)이 호퍼들(22A 및 22B)로부터 유체를 흡입하고 유체를 유체 매니폴드(18) 내로 밀어내도록 한다. 타이 로드들(34A 내지 34D) 및 타이 로드들(36A 및 36B)은 펌프 하우징들(38A 및 38B)을 에어 모터(14) 및 판(31)에 대해 정적인 상태로 유지한다. 요크(42) 및 피스톤 샤프트들(48A 및 48B)은 구동 샤프트(46)로부터의 동력 하에서 장착판(31)과 펌프 하우징들(38A 및 38B) 사이를 왕복 운동한다.
도 3은 도 1 및 도 2의 이중 펌프 프로포셔너 시스템(10)의 분해 사시도이다. 시스템(10)은 에어 모터(14) 및 펌프들(16A 및 16B)을 포함한다. 에어 모터(14)는 모터 타이 로드들(50A 내지 50C)을 이용하여 장착판(31)에 연결되고, 펌프(16A,16B)들은 지지 타이 로드(34A,34B)들 및 펌프 타이 로드(36A 및 36B)들을 이용하여 장착판(31)에 연결된다. 장착판(31)은 슬롯들(52A 내지 52C), 모터 개구(54), 보어들(56A 내지 56D) 및 보어들(58A 및 58B)을 포함한다. 조립될 때, 모터 타이 로드들(50A 내지 50C)은 슬롯들(52A 내지 52C) 내로 연장한다. 타이 로드들(34A 내지 34D)은 각각 보어들(56A 내지 56D)에 체결된다. 조립될 때, 펌프 타이 로드들(36A 및 36B)이 각각, 상단부에서 보어들(58A 및 58B)에 체결되고 하단부에서 요크(42)에 연결된다. 모터 샤프트(46)는 샤프트 보어(54) 내로 연장한다. 모터 샤프트(46)는 연장부(60) 및 커플러(61)를 포함한다. 연장부(60)는 요크(42)에 연결하기 위한 헤드(62)를 포함한다. 연장부(60)는 너트(64)를 포함하고 게이지(65)는 장착판(31)을 따라 올라타도록 연장부(60) 둘레에 끼워 맞춰진다. 조립될 때, 너트(64)는 요크(42)에 대해 연장부(60)(및 구동 샤프트(46))를 부동화하도록 게이지(65) 상에서 아래로 조여진다. 타이 로드들(36A 및 36D)은 조립될 때 보어들(58A 및 58B)로부터 아래로 요크(42)까지 연장한다. 요크(42)는 샤프트 슬롯(66) 및 타이 로드 보어들(68A 및 68B)을 포함한다. 타이 로드들(36A 및 36D)은 각각 부싱(44A 및 44B) 및 보어(68A 및 68B)를 통과한다. 펌프 타이 로드들(36A 및 36B)은 각각 펌프 하우징들(38A 및 38B)에 연결된다. 예를 들면, 타이 로드(36A)는 너트(72A)를 이용하여 플랜지(70A)에 고정된다. 타이 로드(36B)는 너트(72)를 이용하여 플랜지(도시않음)에 유사하게 고정된다. 유사하게, 지지 타이 로드들(34A 내지 34D)은 장착판(31)으로부터 펌프 하우징들(38A 및 38B) 상에 위치된 태브들까지 하방으로 연장하며 너트(74A 내지 74D)로 고정된다. 예를 들면, 타이 로드들(34A 및 34B)은 각각 너트들(74A 및 74B)을 이용하여 태브 플랜지들(76A 및 76B)에 연결된다. 펌프 샤프트들(48A 및 48B)의 어댑터들(78A 및 78B)은 요크(42)의 하부 상의 커플러들에 결합된다. 구동 샤프트(46)의 왕복운동은 하우징(80) 내의 피스톤의 대향 측면들 내측으로의 가압 공기의 도입을 교대시킴으로써, 펌프 타이 로드(36A,36B) 및 펌프 샤프트(48A,48B) 상에 요크(42)가 올라타도록 하여 작동시킬 수 있다. 펌프 샤프트(48A,48B)는 각각 출구(49A,49B)로부터의 유체의 유출을 생성한다. 펌프 하우징(38A)은 또한, 펌프(16A)를 위한 실패 방지 과압 출구를 제공하는 파열 디스크(57a)를 포함한다. 통상적으로, 파열 디스크들은 모터로부터의 과압에 더욱 민감할 수 있는 소형 펌프에만 제공된다. 출구(49A,49B)느 유체 제어 조립체(33)에 유동적으로 연결된다.
도 4는 유체 매니폴드(18) 및 혼합 매니폴드(20)를 도시하는 도 1의 유체 제어 조립체(33)의 사시도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 유체 제어 조립체(33)는 프로포셔너(10)의 카트(12) 상에 장착된다. 다른 실시예들에서, 유체 제어 조립체(33)는 프로포셔너(10)의 원격 작동을 가능하게 하도록 카트(12)로부터 분리될 수 있다. 유체 매니폴드(18)는 제 1 압력 게이지(32A), 제 2 압력 게이지(32B), 밸브 본체(82), 제 1 배수 밸브(84A), 제 2 배수 밸브(84B), 제 1 밸브 레버(86A), 제 2 밸브 레버(86B), 핸들(88), 제 1 출구(90A), 제 2 출구(90B), 제 1 재순환 또는 과압 출구(92A), 제 2 재순환 또는 과압 출구(92B), 플러그(94A) 및 플러그(94B)(도 5)를 포함한다. 혼합 매니폴드(20)는 제 1 셧-오프 밸브(96A), 제 2 셧-오프 밸브(96B), 핸들(98), 매니폴드 본체(100), 솔벤트 세척 기구(102) 및 출구(104)를 포함한다.
유체 매니폴드(18)의 밸브 본체(82)는 블록을 포함하며, 이러한 블록을 통해서 다양한 유동로들이 배수 밸브(84A,84B)를 출구(90A,90B)들, 출구(92A,92B)들 및 플러그(94A,94B)들에 연결되도록 기계 가공된다. 밸브 본체(82)에는 펌프(16A,16B)(도 3)의 출구(49A,49B)로부터의 유체가 제공된다. 상기 유체는 배수 밸브(84A,84B)를 통해서 출구(90A,90B)로 순환된다. 레버(86A,86B)들은 재순환 모드 위치들과 스프레이 모드 위치들 사이에서 배수 밸브(84A,84B)를 토글(toggle) 고정한다. 핸들(88)은 밸브(84A,84B)들이 동일한 위치에서 동시에 스위칭될 수 있게 한다. 도 4에 도시된 바와 같이 핸들(88)이 상부 위치에 있는 경우에, 유체 매니폴드는 스프레이 모드에 있다. 핸들(88)이 하부 위치에 있는 경우에, 유체 매니폴드(18)는 재순환 모드에 있다. 압력 게이지(32A,32B)들은 각각, 펌프(16A,16B)들에 의해서 생성된 바와 같은, 밸브 본체(82) 내의 각각의 유체에 대한 압력을 표시한다. 출구(92A,92B)들은 밸브 본체(82)로부터 순환되는 유체를 수집하도록 유체 컨테이너에 연결된다. 출구(92A,92B)들은 혼합 매니폴드(20)의 셧-오프 밸브(96A,96B)에 각각 연결된다.
셧-오프 밸브(96A,96B)는 프로포셔너 시스템(10)의 출력 제어를 제공한다. 셧-오프 밸브(96A,96B)는 출구(104)에서 혼합 매니폴드 본체(100)를 빠져 나가는 단일의 혼합 유동으로 각각의 유동의 개별 유동들을 조합하는 혼합 매니폴드 본체(100)로 유체 입력들을 제공한다. 솔벤트 세척 기구(102)는 솔벤트가 혼합 매니폴드(20) 내측으로 도입되어 혼합 매니폴드를 세척함으로써 혼합된 유체 성분들이 완전히 굳어져 경화되기 이전에 이들 성분을 세정해낸다. 혼합 매니폴드 출구(104)는 스프레이 건 또는 임의의 적합한 스프레잉 장치에 연결되는 프로포셔너 출구(24)(도 1)에 연결된다.
도 5는 공통 작동 핸들(88)에 의해 연결되는 배수 밸브(84A,84B)를 도시하는 도 4의 유체 매니폴드(18)의 분해도이다. 유체 매니폴드(18)는 도 4에서 리스트된 대로 구성 요소들 이외에도 입구(91A,91B)들을 포함한다. 배수 밸브(84A)는 스프링(106A), 밸브 스템(108A) 및 밸브 헤드(110A)를 포함한다. 유사하게, 배수 밸브(84A)는 스프링(106B), 밸브 스템(108B) 및 밸브 헤드(110B)를 포함한다.
입구(91A,91B)는 밸브 본체(82)에 나사 연결되거나 이와는 달리 연결될 수 있는 피팅(112A,112B)을 포함한다. 추가로, 입구(91A,91B)는 각각, 펌프(16A,16B)들의 출구(49A,49B)들로부터의 호스들이 유체 매니폴드(18)에 연결될 수 있게 하는 피팅(114A,114B)들을 포함한다. 출구(49A,49B)는 밸브 본체(82)에 나사 연결되거나 이와는 달리 연결될 수 있는 피팅(116A,116B)들을 포함한다. 추가로, 출구(90A,90B)는 유체 매니폴드(18)의 출구(90A,90B)들을 각각, 혼합 매니폴드(20)의 셧-오프 밸브(96A,96B)들과 호스들에 의해 결합될 수 있게 하는 피팅(118A,118B)들을 포함한다. 재순환 출구(92A,92B)들은 밸브 본체(82)에 나사 연결 또는 이와는 달리 연결될 수 있는 피팅(120A,120B)들을 포함한다. 추가로, 재순환 출구(90A,90B)는 유체 매니폴드(18)의 출구(92A,92B)들을 각각, 프로포셔너 시스템(10)의 호퍼(22A,22B)(도 1)들과 호스들에 의해 결합될 수 있게 하는 피팅(122A,122B)들을 포함한다. 파열 디스크(57A)는 또한, 펌프(16A)의 하우징(38A) 내측에 나사 결합된다. 파열 디스크(57A)는 본 기술 분야에 공지된 대로, 펌프(16A)로부터 밸브 본체(82)로 공급되는 압력이 예정된 임계 값들을 초과할 때 터지는 막을 포함한다.
밸브(84A,84B)들은 밸브 헤드(110A,110B)에서 밸브 본체(82)에 연결된다. 밸브 헤드(110A,110B)들은 밸브 본체(82)의 보어들에 각각 나사 연결되거나 이와는 달리 연결된다. 예를 들어, 밸브 헤드(110A)의 목부(124)는 헤브(110A) 내부의 통로들이 보어(114) 내측으로 연장하도록 보어(126) 내측에 나사 연결된다. 밸브 헤드(110A,110B)들은 밸브(84A,84B) 내에서 각각, 밸브 스템(108A,108)에 결합된다. 스프링(106A,106B)들은 각각, 밸브 스템(108A,108B) 위로 활주한다. 레버(86A,86B)들은 스프링(106A,106B)을 압축시키도록 각각, 밸브 스템(108A,108B) 상에 위치되며 너트(116A,116B)에 의해 고정된다. 밸브(84A,84B)들 내부의 스프링(106A,106B)들과 캠들은 출구(92A,92B)들을 통한 유체 유동을 제어하도록 밸브 헤드(110A,110B)들의 축 방향 운동을 제어하는 반면에, 밸브 스템(108A,108)들 및 레버(86A,86B)들은 출구(90A,90B)들을 통한 유체 유동을 제어하도록 밸브 헤드(110A,110B)들의 축 방향 운동을 제어한다.
스프링(106A,106B)들은 밸브 헤드(110A,110B)들을, 각각, 입구(91A,91B)들로부터 출구(92A,92B)들로의 유동들을 차단하는 위치들로 편향시킨다. 밸브(84A,84B)들 내부의 압력들이 스프링(106A,106B)들의 스프링력을 초과하면, 출구(92A,92B)들은 개방될 것이다. 추가로, 레버(86A,86B)들은 스프링(106A,106B)들을 수동으로 압축시켜 출구(92A,92B)들을 개방시키기 위해 밸브(84A,84B)들 내부의 캠들을 조절하도록 회전될 수 있다. 레버(86A,86B)들의 작동 또한, 각각 출구(90A,90B)들로의 유체의 유동을 제어한다. 특히, 레버(86A,86B)들은 도 6a에 도시된 바와 같은 재순환 모드에 있을 때, 입구(91A,91B)를 출구(92A,92B)에 연결시키기 위해 헤드(110A,110B) 내에 포팅(porting)을 정렬시키도록 밸브 스템(108A,108B)들을 회전시킨다. 이와는 달리, 레버(86A,86B)들은 도 6b에 도시된 바와 같은 스프레이 모드에 있을 때, 입구(91A,91B)를 출구(90A,90B)에 연결시키기 위해 헤드(110A,110B) 내에 포팅(porting)을 정렬시키도록 밸브 스템(108A,108B)들을 회전시킨다.
도 6a는 폐쇄된 재순환 모드 위치에 있는 작동 핸들(88)을 갖는 도 5의 배수 밸브(84A,84B)들의 개략도이다. 도 6b는 개방된 스프레이 모드 위치에 있는 작동 핸들(88)을 갖는 도 5의 배수 밸브(84A,84B)들의 개략도이다. 도 6a 및 도 6b는 배수 밸브(84A,84B)들의 개략도들을 도시한다.
도 6a에 도시된 바와 같이, 배수 밸브(84A)는 유체 제어 밸브 헤드(130A) 및 과압 제거 밸브(132A)를 포함한다. 배수 밸브(84B)는 유체 제어 밸브 헤드(130B) 및 과압 제거 밸브(132B)를 포함한다. 펌프(16A)는 호퍼(22A)로부터 유체를 흡입하여 입구(91A)를 통해 배수 밸브(84A)로 가압 유체를 제공한다. 입구(91A)는 도 5에 도시된 바와 같이, 피팅(120A,122A)에 연결된다. 펌프(16B)는 호퍼(22B)로부터 유체를 흡입하여 입구(91B)를 통해 배수 밸브(84B)로 가압 유체를 제공한다. 입구(91B)는 도 5에 도시된 바와 같이, 피팅(120B,122B)에 연결된다.
헤드(130A)는 통행로(134A)가 입구(91A)를 과압 출구(92A)에 연결하도록 재순환 위치로 지향된다. 그와 같이 지향된 헤드(130A)는 과압 제거 밸브(132B)와 교차하여 유체가 과압 출구(92A)로 통행할 수 있게 한다. 특히, 헤드(130A)는 밸브(132A)를 폐쇄 상태로 정상적으로 유지하는 스프링력을 극복함으로써 과압 제거 밸브(132A)를 개방하는 캠을 포함한다. 헤드(130A)는 또한, 입구(91A)로부터 출구(90A)로의 유동을 폐쇄한다. 헤드(130B)는 유사한 방식으로 과압 제거 밸브(132B)에 작용한다. 본 발명의 다른 실시예들에서, 캠들은 밸브 스템(108A,108B)과 같은, 밸브(84A,84B)의 다른 부분들에 위치될 수 있다. 출구(92A,92B)들은 도 5에 도시된 피팅(120A,120B,122A,122B)들을 각각 포함한다.
그와 같은 구성에서, 유체는 혼합 매니폴드(20)로 보내지지 않는다. 유체 매니폴드(18)는 호퍼(22A,22B)로부터 유체 매니폴드(18)의 외측으로 유체를 순환시키도록 작동한다. 과압 출구(92A,92B)들은 재순환 모드에서 각각 호퍼(22A,22B)에 연결될 수 있다. 그와 같은 구성은 호퍼(22A,22B)로부터의 성분 재료로 펌프(16A,16B)를 채우는데 사용된다. 과압 출구(92A,92B)들은 펌프(16A,16B)들로부터 유체 매니폴드(18)를 통해 순환되는 유체를 포획하도록 다른 유체 컨테이너들, 캔들, 보틀들 등에 연결될 수 있다. 그와 같은 구성은 프로포셔너(10)를 통해 솔벤트를 순환시키기 위해 사용된다. 예를 들어, 클린 솔벤트는 호퍼(22A,22B) 내에 놓이고 펌프(16A,16B)들을 통해 순환되며, 여기서 이는 잔류 잔류를 수집하며 더러운 솔벤트는 별도의 유체 컨테이너들 내에 수집된다. 솔벤트는 솔벤트 세척 기구(102)(도 4)를 사용하여 혼합 매니폴드(20)를 세정하기 위해 독립적으로 사용된다.
도 6b에 도시된 바와 같이, 프로포셔너 시스템(10)은 스프레이 모드로 구성된다. 특히, 밸브 헤드(130A,130B)들은 통행로(134A,134B)가 입구(91A,91B)를 각각 출구(90A,90B)에 연결하도록 지향된다. 출구(90A,90B)는 도 5에 도시된 피팅(116A,116B,118A,118B)들을 각각 포함한다. 그와 같이, 펌프(16A,16B)들은 유체를 호퍼(22A,22B)들로부터 혼합 매니폴드(20)로 외측으로 지향시킨다. 그와 같은 구성에서, 유체 매니폴드는 펌프(16A,16B)로부터의 과압에 민감할 수 있다. 밸브 본체(82)에는 과압 조건들을 극복하기 위한 두 개의 독립 수단들이 제공된다. 첫째, 과압 제거 밸브(132A,132B)들이 입구(91A,91B)로부터 과압을 배출하도록 과압 출구(92A,92B)에 제공된다. 도 6b에 도시된 바와 같이 지향된 헤드(130A,130B)의 경우에, 배수 밸브(84A,84B)에 제공된 캠들이 각각, 과압 제거 밸브(132A,132B)들로부터 이격되어 핸들(88)에 의해 회전된다. 그와 같이, 과압 제거 밸브(132A,132B) 내의 스프링들은 과압 출구(92A,92B)들을 각각 폐쇄한다. 그러나, 밸브(132A,132B)들은 각각, 통로(134A,134B)를 경유하여 입구(91A,91B)를 통해 유동하는 가압 유체에 여전히 유동적으로 연결된다. 가압 유체가 스프링력을 극복하면, 밸브(132A,132B)들은 개방되어 과도하게 가압된 유체를 과압 출구(92A,92B)에 연결된 별도의 컨테이너로 배출한다. 과압 제거 밸브(132A,132B)들은 도 6a에 도시된 바와 같은 충전 모드에서 유체 매니폴드(18)의 작동에 의해 습윤 상태를 유지한다. 그와 같이, 밸브(132A,132B)들은 의도된 과압 조건에서 밸브들이 개방되도록 윤활된다. 그러나, 예기치 않은 몇몇 이유로 밸브(132A,132B)들이 의도된 대로 개방되지 않으면, 파열 디스크(57A)가 펌프(16A)에 제공된다. 파열 디스크(57A)는 본 기술 분야에 공지된 대로, 예정된 압력에서 고의적으로 파괴되도록 구성된다. 예정된 압력 미만에서, 파열 디스크(57A) 시일의 금속 막들은 가압 유체가 계속해서 출구(90A,90B)를 통해 유동할 수 있게 한다. 예정된 압력에서 또는 예정된 압력의 초과 압력에서 상기 막들은 펌프(16A)로부터 과도하게 가압된 유체를 배출하도록 찢어지거나 폭발될 것이다. 그러나 통상적으로, 유체는 포함되지 않는다. 추가로, 일단 파열되면 디스크는 교체되어야 한다. 그와 같이, 파열 디스크(57A)는 마지막 오류 방지 수단을 제공한다. 플러그(94A,94B)들은 유지 및 다른 목적들을 위해 밸브 본체 내부의 통로로의 접근을 제공한다.
본 발명은 프로포셔너 시스템의 정상 작동 범위 내에서 압력 제거 밸브들의 습윤 상태를 유지하는 시스템을 제공한다. 예를 들어, 배수 밸브들은 압력 제거 밸브들을 통해 유체를 순환시킴으로써 프로포셔너 펌프들을 충전하도록 재순환 위치로 회전된다. 그와 같이, 압력 제거 밸브들은 공기에 대한 노출을 제한하고 건조 및 결정화된 성분 유체들의 형성을 방지하기 위해 윤활 상태를 유지한다. 그와 같이, 압력 제거 밸브들은 배수 밸브들이 스프레이 모드로 작동할 때 실제 과압 조건들을 발산할 필요가 있을 때 양호한 작동 조건으로 유지된다. 추가로, 배수 밸브들은 스프레이가 완료되었을 때 압력 방출을 제공하도록 수동으로 작동함으로써 압력 제거 밸브를 다시 습윤 상태로 유지한다. 따라서, 충전 또는 방출 모드에 있지 않을 때, 압력 제거 밸브들은 하나의 유체가 호퍼로부터 고갈될 때와 같이, 과압 상태에 있는 동안 밸브들이 반복적으로 개방되도록 습윤 상태로 있는다.
본 발명이 바람직한 실시예들을 참조로 설명되었지만, 본 기술 분야의 당업자들은 본 발명의 사상 및 범주로부터 이탈함이 없이 형태 및 세부 사항에서 변경이 이루어질 수 있다고 인식할 것이다.

Claims (20)

  1. 유체 프로포셔너용 유체 순환 밸브 조립체로서,
    유체 펌프들의 출력을 수용하는 제 1 및 제 2 입구들, 상기 제 1 및 제 2 입구들로부터 밸브 본체의 외측으로 유체를 각각 지향시키는 제 1 및 제 2 출구들, 및 상기 제 1 및 제 2 입구들로부터 밸브 본체의 외측으로 유체를 각각 지향시키는 제 1 및 제 2 과압 출구들을 포함하는 밸브 본체와,
    상기 제 1 입구, 제 1 출구 및 제 1 과압 출구와 교차하며, 과압 조건에서 상기 제 1 입구를 제 1 과압 출구로 개방하도록 구성되는 제 1 스프링 작동식 과압 밸브, 및 상기 제 1 과압 밸브의 작동에 영향을 미치지 않는 동안에 상기 제 1 입구를 상기 제 1 출구에 유동적으로 연결하도록 구성되는 제 1 위치와 상기 제 1 과압 밸브를 개방한 동안에 상기 제 1 입구를 상기 제 1 과압 출구에 유동적으로 연결하도록 구성되는 제 2 위치를 갖는 제 1 수동 작동 밸브를 포함하는 제 1 압력 제거 밸브, 및
    상기 제 2 입구, 제 2 출구 및 제 2 과압 출구와 교차하며, 과압 조건에서 상기 제 2 입구를 과압 출구로 개방하도록 구성되는 제 2 스프링 작동식 과압 밸브, 및 상기 제 2 과압 밸브의 작동에 영향을 미치지 않는 동안에 상기 제 2 입구를 상기 제 2 출구에 유동적으로 연결하도록 구성되는 제 1 위치와 상기 제 2 과압 밸브를 개방한 동안에 상기 제 2 입구를 상기 제 2 과압 출구에 유동적으로 연결하도록 구성되는 제 2 위치를 갖는 제 2 수동 작동 밸브를 포함하는 제 2 압력 제거 밸브를 포함하는,
    유체 프로포셔너용 유체 순환 밸브 조립체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 압력 제거 밸브들이 동시에 작동하도록 상기 제 1 및 제 2 압력 제거 밸브들을 연결하는 핸들을 더 포함하는,
    유체 프로포셔너용 유체 순환 밸브 조립체.
  3. 제 2 항에 있어서,
    각각의 수동 작동 밸브는,
    상기 밸브 본체 내측에 삽입되며, 상기 제 1 또는 제 2 입구로부터 유체 유동을 상기 제 1 또는 제 2 출구 및 상기 제 1 또는 제 2 과압 출구로 각각 교대로 지향시키는 통로들을 포함하는 밸브 헤드, 및
    상기 핸들에 연결된 제 1 단부 및 상기 밸브 헤드에 연결된 제 2 단부를 갖는 밸브 스템을 포함하는,
    유체 프로포셔너용 유체 순환 밸브 조립체.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 과압 제거 밸브들은 스프링 작동식 밸브들을 포함하는,
    유체 프로포셔너용 유체 순환 밸브 조립체.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 수동 작동 밸브들은 상기 스프링 작동식 과압 제거 밸브들의 스프링들을 작동시키는 캠을 포함하는,
    유체 프로포셔너용 유체 순환 밸브 조립체.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 출구들 내의 압력들을 나타내도록 상기 밸브 본체에 연결되는 제 1 및 제 2 압력 게이지들을 더 포함하는,
    유체 프로포셔너용 유체 순환 밸브 조립체.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 밸브 본체의 과압 출구들에 유동적으로 연결되는 제 1 및 제 2 유체 컨테이너들을 더 포함하는,
    유체 프로포셔너용 유체 순환 밸브 조립체.
  8. 제 7 항에 있어서,
    구동 샤프트를 갖는 모터와,
    상기 제 1 및 제 2 유체 컨테이너들 중의 하나에 연결되는 유체 입구, 상기 모터 구동 샤프트에 의해 구동되는 펌프 샤프트, 그리고 유체 출구를 각각 포함하는 제 1 및 제 2 정 변위 펌프들, 및
    혼합 매니폴드를 더 포함하며,
    상기 밸브 본체는, 상기 밸브 본체의 제 1 및 제 2 입구들이 상기 펌프 유체 출구들에 연결되고 상기 유체 본체의 출구들이 상기 혼합 매니폴드에 유동적으로 연결되도록 상기 제 1 및 제 2 펌프들과 상기 혼합 매니폴드 사이에 유동적으로 배치되는,
    유체 프로포셔너용 유체 순환 밸브 조립체.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 정 변위 펌프의 유체 출구에 연결되며 과압 조건에서 폭발되도록 구성되는 파열 디스크를 더 포함하며,
    상기 제 1 정 변위 펌프는 상기 정 변위 펌프보다 작은 용적 변위를 가지는,
    유체 프로포셔너용 유체 순환 밸브 조립체.
  10. 이중 펌프 유체 프로포셔너로서,
    구동 샤프트를 갖는 모터와,
    펌프 샤프트를 각각 갖는 제 1 및 제 2 정 변위 펌프들과,
    상기 제 1 및 제 2 펌프들을 상기 모터에 고정적으로 연결하는 제 1 및 제 2 타이 로드들과,
    상기 제 1 및 제 2 타이 로드들에 활주 가능하게 연결되며 상기 펌프 샤프트들과 구동 샤프트에 고정적으로 연결되는 펌프 요크와,
    상기 제 1 및 제 2 펌프들의 출력을 수용하는 혼합 매니폴드, 및
    상기 제 1 및 제 2 펌프들과 상기 혼합 매니폴드 사이에 연결되며, 상기 제 1 펌프의 유동을 상기 혼합 매니폴드에 교차시키는 제 1 유동 제어 밸브, 상기 제 2 펌프의 유동을 상기 혼합 매니폴드에 교차시키는 제 2 유동 제어 밸브, 상기 제 1 유동 제어 밸브에 고정적으로 연결되는 제 1 과압 제거 밸브, 및 상기 제 2 유동 제어 밸브에 고정적으로 연결되는 제 2 과압 제거 밸브를 포함하는 유체 매니폴드를 포함하는,
    이중 펌프 유체 프로포셔너.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 유체 매니폴드는,
    상기 제 1 및 제 2 펌프들의 출력을 수용하는 제 1 및 제 2 입구들, 유체 유동을 상기 혼합 매니폴드로 지향시키는 제 1 및 제 2 출구들, 및 제 1 및 제 2 과압 출구들을 포함하는 밸브 본체를 더 포함하며,
    상기 제 1 및 제 2 유동 제어 밸브들은 각각, 상기 제 1 및 제 2 입구들, 제 1 및 제 2 출구들 그리고 제 1 및 제 2 과압 출구들과 교차하며, 상기 제 1 및 제 2 과압 제거 밸브들은 각각, 상기 제 1 및 제 2 과압 출구들과 교차하는,
    이중 펌프 유체 프로포셔너.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 유동 제어 밸브들은 각각,
    입구로부터의 유체 유동을 출구 및 과압 출구로 교대로 지향시키도록 구성되는 밸브 헤드를 포함하는,
    이중 펌프 유체 프로포셔너.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 유동 제어 밸브들은 각각, 밸브 헤드에 연결되는 밸브 스템을 포함하며, 각각의 밸브 스템은 상기 제 1 및 제 2 압력 제거 밸브들이 동시에 작동되도록 핸들에 연결되는,
    이중 펌프 유체 프로포셔너.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 밸브 헤드가 입구를 출구에 연결할 때, 상기 과압 제거 밸브가 압력 작동되며, 그리고
    상기 밸브 헤드가 입구를 과압 출구에 연결할 때, 상기 밸브 헤드가 상기 과압 제거 밸브를 개방하는,
    이중 펌프 유체 프로포셔너.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 과압 제거 밸브는 과압을 통해서 자동으로 작동되는,
    이중 펌프 유체 프로포셔너.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 과압 제거 밸브들은 스프링 작동식인,
    이중 펌프 유체 프로포셔너.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 유동 제어 밸브들 내의 캠들이 상기 과압 제거 밸브들을 작동시키는,
    이중 펌프 유체 프로포셔너.
  18. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 또는 제 2 정 변위 펌프의 출구에 연결되며, 과압 조건에서 폭발하도록 구성되는 파열 디스크를 더 포함하는,
    이중 펌프 유체 프로포셔너.
  19. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 과압 출구들로부터 유체를 각각 수용하도록 구성되는 제 1 및 제 2 유체 컨테이너들을 더 포함하는,
    이중 펌프 유체 프로포셔너.
  20. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 펌프들의 입구들에 각각 연결되는 제 1 및 제 2 유체 호퍼들을 더 포함하며,
    상기 제 1 및 제 2 과압 출구들이 각각 상기 제 1 및 제 2 호퍼들로 배수되는,
    이중 펌프 유체 프로포셔너.
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