KR20140016937A - 밸브 카트리지를 가지는 배압 조절 밸브 - Google Patents

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제이슨 디. 클리포드
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테스콤 코포레이션
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Abstract

배압 조절 밸브는 유체 입구, 유체 출구, 및 중앙 보어를 가지는 밸브 몸체, 다이어프램과 작동적으로 연결되는 하중 스프링을 가지는 본네트 및 유체 입구와 유체 연통되는 챔버를 포함한다. 밸브 카트리지는 제1 부, 제2 부, 밸브 가이드, 및 유로를 포함하는 중앙 보어 내부에 끼워지는 크기의 하우징을 포함한다. 밸브 시트는 하우징에 배치되고, 밸브 플러그는 유동 허용 개방위치 및 유동 방지 폐쇄위치 사이에서 가동된다. 밸브 플러그는 밸브 가이드와 체결되고, 스프링은 개방위치를 향하여 밸브 플러그를 편향시킨다. 결착구는 하우징 제1 부에 인접하게 배치되고 밸브 플러그 일부와 체결되어 밸브 플러그를 하우징 내부로 보유시킨다.

Description

밸브 카트리지를 가지는 배압 조절 밸브{BACK PRESSURE REGULATING VALVE WITH VALVE CARTRIDGE}
본 발명은 배압 조절 밸브, 더욱 상세하게는, 밸브 하우징 내부에 장착되는 일체화 밸브 카트리지를 적용한 배압 조절 밸브에 관한 것이다.
유체 하류 압력 조절을 위하여 다양한 산업 및 주거 분야에서 압력 조절 밸브가 광범위하게 적용된다. 예를들면, 화학처리공장 또는 정유정제공장에서, 압력 조절 밸브는 시스템 내의 유체를 조작하여 요구량 증감 또는 기타 부하 외란을 보상하고, 따라서 원하는 범위 내로 유체 압력을 조절한다. 일반적으로, 하류 요구량이 증가하면, 압력 조절 밸브는 개방되어 더 많은 유체가 밸브를 통해 시스템 하류로 흐려보냄으로, 상대적으로 일정 하류 압력을 유지한다. 반대로, 하류 요구량이 감소하면, 압력 조절 밸브는 폐쇄되고 밸브를 통과하는 유량을 감소시켜, 재차 상대적으로 일정한 하류 압력을 유지한다.
한편, 배압 조절 밸브는 다른 원리로 작동된다. 상기 압력 조절기는 밸브 하류측 유체 압력을 조절하지만, 배압 조절기는 밸브 상류측 압력을 제어한다. 따라서, 배압 조절기는 입구 또는 상류측 압력이 설정점을 초과하면 개방된다.
일 예시적 양태에 의하면, 배압 조절 밸브는 유체 입구, 유체 출구, 및 유체 입구 및 유체 출구 사이에 배치되는 중앙 보어를 가지는 밸브 몸체, 밸브 몸체에 결합되고 다이어프램과 작동적으로 연결되는 하중 스프링을 가지는 본네트 및 밸브 몸체 중앙 보어에 배치되는 밸브 카트리지를 포함하고, 다이어프램은 밸브 몸체 일부와 함께 챔버를 형성하고, 챔버는 포트를 통하여 유체 입구와 연통된다. 밸브 카트리지는 중앙 보어 내부에 끼워지는 크기의 하우징을 포함하고 제1 부, 제2 부, 밸브 가이드, 챔버 및 유체 출구 사이 유체 연통되도록 배치되는 유로를 포함한다. 또한 밸브 카트리지는 유로를 따라 하우징 내에 제1 부 및 제2 부 사이에 배치되는 밸브 시트, 하우징 내에 배치되고 유로를 통해 유동이 허용되는 개방위치 및 유로를 통해 유동이 방지되는 폐쇄위치 사이로 이동되고, 밸브 가이드와 체결되는 일부를 포함하는 밸브 플러그, 밸브 플러그와 작동적으로 연결되고 개방위치를 향하여 밸브 플러그를 편향시키도록 구성되는 스프링, 및 하우징 제1 부에 인접하게 배치되고 밸브 플러그 일부와 체결되어 밸브 플러그를 하우징 내로 보유하는 결착구를 포함한다.
바람직한 하나 이상의 양태들에 의하면, 배압 조절기는 하나 이상의 다음과 같은 하기 상술되는 예시적 특징부를 단독 또는 임의의 조합으로 포함한다. 특히, 결착구는 하우징에 결합된 정지구에 인접되는플랜지를 가지는 캡을 포함하고, 밸브 시트는 유로에 장착되는 착탈식 시트 링으로 형성되며, 하우징에 착탈식 결합되고 시트 링을 고정하도록 배치되는 시트 링 결착구를 포함하고, 상기 정지구는 시트 링 결착구 상부에 의해 지지된다.
시트 링 결착구는 캡을 활주 가능하게 수용할 수 있는 크기의 보어를 포함하고, 캡은 보어를 포함하고, 밸브 플러그는 캡 보어 내부로 연장되는 상부 스템부를 포함하고, 스프링은 캡 및 밸브 플러그에 결합되어 밸브 시트를 향하여 밸브 플러그를 편향시키도록 구성된다. 시트 링 결착구는 상부 개구를 포함하고 캡은 개구 내부로 연장되는 크기의 상부를 포함하고, 캡은 다이어프램 이동에 대하여 응답한다. 하우징은 제2단에 인접한 하부 보어를 포함하고, 하부 보어는 스프링을 수용하고 밸브 가이드를 형성하며, 밸브 플러그는 하부 보어 내로 연장되는 하부 스템부를 포함한다.
밸브 몸체 중앙 보어 및 하우징 외부는 나사 체결로 결합되고, 밸브 카트리지는 밸브 몸체 중앙 보어로부터, 바람직하게는 일부품으로 착탈되는 단일 일체 유닛을 형성한다. 조정기는 본네트에 의해 지지되고 하중 스프링에 조절 가능한 예비-하중을 인가하여, 배압 조절기는 원하는 설정점에서 또는 근처에서 작동된다.
다른 양태에 의하면, 배압 조절 밸브는 유체 입구, 유체 출구, 및 유체 입구 및 유체 출구 사이에 배치되는 중앙 보어를 가지는 밸브 몸체, 다이어프램 조립체, 및 밸브 몸체 중앙 보어에 배치되는 밸브 카트리지로 구성되고 다이어프램 일부는 밸브 몸체 일부와 함께 챔버를 형성하고, 챔버는 포트를 통하여 유체 입구와 유체 연통된다. 밸브 카트리지는 중앙 보어 내부에 착탈식으로 장착되고 챔버 및 유체 출구 사이 유체 연통되도록 배치되는 유로를 포함한 하우징, 유로를 따라 하우징에 배치되는 밸브 시트, 하우징에 배치되고 유로를 통해 유동을 허용하는 개방위치 및 밸브 시트에 대향하여 놓이고 유로를 통해 유동을 방지하는 폐쇄위치 사이에 이동되는 밸브 플러그, 밸브 플러그와 작동적으로 연결되고 개방위치를 향하여 밸브 플러그를 편향시키도록 구성되는 제1 스프링, 및 밸브 플러그와 작동적으로 연결되고 하우징에 결합되는 정지구와 체결되도록 배치되는 플랜지를 가지고 하우징 내 밸브 플러그를 보유하는 캡으로 구성된다.
바람직한 하나 이상의 추가적인 양태들에 의하면, 시트 결착구 링은 하우징에 밸브 시트를 고정시키도록 배치되고, 시트 결착구 링 일부는 정지구를 형성한다. 밸브 플러그는 상부 스템부을 포함하고, 캡은 시트 결착구 링에 활주 가능하게 배치되고, 캡은 상부 스템부를 수용할 수 있는 크기의 보어를 포함하고, 캡 및 밸브 플러그와 작동적으로 결합하여 밸브 시트를 향하여 밸브 플러그를 편향시키는 제2 스프링을 포함한다. 시트 링 결착구는 상부 개구를 포함하고 캡은 개구 내로 연장될 수 있는 크기의 상부를 포함하고, 캡은 다이어프램 이동에 응답하여 제2 스프링의 힘에 대항하여 이동한다.
하우징은 하부 보어를 포함하고 밸브 플러그는 보어 내로 연장되는 하부 스템부를 포함하고, 하부 스템부 및 하부 보어는 함께 밸브 가이드를 형성하고, 제1 스프링은 하부 보어 내에 배치된다. 밸브 몸체 중앙 보어 및 하우징 외부는 바람직하게는 나사 체결로 결합되고, 밸브 카트리지는 밸브 몸체 중앙 보어로부터 착탈되는 단일 일체 유닛을 형성한다. 하중 스프링은 밸브 본네트 내부에, 다이어프램에 대향하여 힘을 인가하도록 배치되고, 조정기는 하중 스프링에 조절 가능한 예비 하중을 인가하도록 구성된다.
다른 바람직한 양태에 의하면, 배압 조절 밸브 조립방법은 유체 입구, 유체 출구, 및 유체 입구 및 유체 출구 사이에 배치되는 중앙 보어를 가지는 밸브 몸체 선택 단계, 다이어프램 일부가 밸브 몸체 일부와 챔버를 형성하도록 구성되는 다이어프램 조립체 제공단계, 챔버 및 유체 입구 사이 유체 연통 제공 단계, 및 밸브 몸체 중앙 보어에 삽입될 수 있는 크기의 하우징을 가지는 밸브 카트리지 조립단계로 구성된다.
하우징은 챔버 및 유체 출구 사이 유체 연통이 허용되는 유로가 제공되고, 하우징은 유로를 따라 밸브 시트가 제공되고, 하우징에 밸브 플러그를 배치하고 밸브 플러그는 유로를 통해 유동이 허용되는 개방위치 및 유로를 통해 유동이 방지되는 밸브 시트에 대향하여 놓여진 폐쇄위치 사이로 이동되도록 구성되고, 밸브 플러그와 작동적으로 연결되고 개방위치를 향하여 밸브 플러그를 편향시키도록 구성되는 제1 스프링이 제공되고, 하우징 내에 밸브 플러그를 보유하도록 하우징에 결합된 상응 정지구와 체결되도록 배치되는 플랜지를 가지는 캡을 밸브 플러그와 결합된다.
추가적인 바람직한 양태에 의하면, 시트 결착구 링은 하우징에 밸브 시트를 고정시키도록 제공되고, 정지구는 시트 결착구 링 일부에 제공된다. 본 방법은 밸브 플러그에 상부 스템부를 제공하는 단계, 및 상부 스템부 및 캡 사이 활주 운동이 가능하도록상부 스템부를 캡 보어에 배치하는 단계, 및 밸브 플러그에 캡을 작동적으로 결합하고 밸브 시트를 향하여 밸브 플러그를 편향시키도록 구성되는 제2 스프링를 제공하는 단계를 더욱 포함한다. 또한, 본 방법은 개구 내로 연장되는 크기의 상부를 가지는 캡을 제공하는 단계, 및 다이어프램 동작에 응답하여 제2 스프링의 힘에 대하여 캡을 이동시키는 단계를 포함한다. 본 방법은 밸브 플러그에 하부 스템부을 제공하는 단계 및 밸브 가이드를 형성하기 위하여 하우징에 하부 스템부를 수용할 수 있는 크기의 하부 보어를 제공하는 단계, 및 하부 보어에 제1 스프링를 배치하는 단계를 더욱 포함한다.
도 1은 본 발명의 제1 개시 실시태양의 교시에 따라 조립된 배압 조절 카트리지를 포함한 배압 조절 밸브의 단면도이다.
도 2는 도 1 실시태양에서 사용되고 개방위치 밸브를 보이는 배압 조절기 카트리지의 부분확대단면도이다.
도 3은 폐쇄위치 밸브를 보이는 도 2 배압 조절기 카트리지의 부분확대단면도이다.
도 4는 본 발명의 제2 개시 실시태양의 교시에 따라 조립된 배압 조절 밸브의 단면도이다.
도 5는 도 1 배압 조절 밸브와 동일한 밸브 몸체를 이용하여 감압 조절 카트리지를 포함한 감압조절밸브의 단면도이다.
도면들을 참조하면, 도 1은 제1 개시 실시태양의 교시에 따라 조립되고 밸브 카트리지 (12)를 적용한 배압 조절 밸브 (10) (이하 “밸브 (10)”)를 도시한다. 밸브 (10)는 유체 입구 (16), 유체 출구 (18), 및 유체 입구 (16) 및 유체 출구 (18) 사이에 배치되는 중앙 보어 (20)를 가지는 밸브 몸체 (14)를 포함한다. 밸브 (10)는 밸브 몸체 (14)와 결합되고 다이어프램 (26)과 작동적으로 연결되는 하중 스프링 (24)을 가지는 본네트 (22)를 포함한다. 또한 당업자에게 알려진 바와 같이 다이어프램 플레이트가 제공된다. 다이어프램 (26)은 밸브 몸체 (14) 요홈부 (28)와 함께 챔버 (30)를 형성한다. 챔버 (30)는 포트 (32)를 통하여 유체 입구 (16)와 유체 연통하므로, 챔버 (30)는 밸브 (10) 상류 또는 유체 입구측 유체 압력에 노출된다.
도 1을 더욱 참조하면, 밸브 카트리지 (10)는 밸브 몸체 (14) 중앙 보어 (20)에 배치된다. 밸브 카트리지 (10)는 밸브 몸체 (14) 중앙 보어 (20) 내부에 끼워지는 크기의 하우징 (34)을 포함한다. 도시된 실시태양에서, 하우징 (34)은 수나사 (34a)를 포함하고, 밸브 몸체 (14) 중앙 보어 (20)는 암나사 (20a)를 포함한다. 하우징 (34)을 밸브 몸체 (14)에 결합시키는 기타 수단들도 적합할 수 있다. 하우징 (34)은 상부 또는 제1 부 (36) 및 하부 또는 제2 부 (38)를 포함한다. 하우징 (34)은 밸브 가이드 (40)를 더욱 포함한다. 하우징 (34)은 챔버 (30) 및 유체 출구 (18) 사이 유체 연통을 제공하도록 배치되는, 따라서 효과적으로 유체 입구 (16) 및 유체 출구 (18) 사이 유체 연통을 제공하는 유로 (42)를 포함한다. 밸브 시트 (44)는 유로 (42)를 따라 하우징 (34) 내에, 일반적으로 제1 부 (36) 및 제2 부 (38) 사이에 배치된다. 밸브 플러그 (46)는 하우징 (34) 내에 배치되고 밸브 시트 (44)와 체결될 수 있는 크기의 조절요소 (48)를 포함한다. 밸브 플러그 (46)는 (도 2에 도시된 바와 같이) 조절요소 (48)가 밸브 시트 (44)로부터 이격되는 개방위치 및, (도 3에 도시된 바와 같이) 조절요소 (48)가 밸브 시트 (44)에 대향하여 놓이는 폐쇄위치 사이를 이동한다. 따라서, 밸브 플러그 (46)가 도 2 개방위치에 있을 때, 밸브 (10)는 유체 입구 (16)로부터, 포트 (32)를 통해 챔버 (30)로, 밸브 시트 (44)를 지나 유로 (42)를 통해, 유체 출구 (18)로 유동을 허용한다. 유사하게, 밸브 플러그 (46)가 도 3 폐쇄위치에 있을 때, 밸브 시트 (44)에 대향하여 놓이는 조절요소 (48)에 의해 유동이 막히고, 따라서 유로 (42)는 차단된다.
도시된 실시태양에서, 밸브 플러그 (46) 하부 (50)는 밸브 가이드 (40)와 체결되고, 스프링 (52)은 밸브 플러그 (46)와 작동적으로 연결되며, 스프링 (52)은 도 2 개방위치를 향하여 밸브 플러그 (46)를 편향시키도록 구성된다. 밸브 카트리지 (12)는 하우징 (34) 제1 부 (36)에 인접하게 배치되는 결착구 (54)를 더욱 포함한다. 결착구 (54)는 밸브 플러그 (46) 상부 (55)와 체결되어 밸브 플러그 (46)를 하우징 (34) 내로 보유시킨다.
도 2 및 3을 참조하면, 도시된 실시태양에서 결착구 (54)는 환상 플랜지 (58)를 가지는 캡 (56) 형태이고, 환상 플랜지 (58)는 내향 연장 플랜지 (62)에 의해 형성되는 상응 정지구 (60)에 인접하도록 배치된다. 정지구 (60)는 하우징 (34)에 지지된다. 밸브 시트 (44)는 하우징 (34)에 의해 형성되는 장착 영역 (64)에 배치되고, 도시된 실시태양에서, 밸브 시트 (44)는 시트 링 결착구 (66)로 고정된다. 시트 링 결착구 (66)는 수나사 (66a)를 포함하고 하우징 (34) 상부 (36)에 형성된 암나사 (68a)를 가지는 보어 (68)에 나사 체결된다. 정지구 (60) 및 플랜지 (62)는, 도시된 실시태양에서, 시트 링 결착구 (66)의 일부이다. 더욱 상세하게는, 정지구 (60) 및 플랜지 (62)는 시트 링 결착구 (66) 상부 (70)에 의해 형성된다.
밸브 플러그 상부 (55)는 조절요소 (48)로부터 상향 연장되고, 하부 (50)는 조절요소 (48)로부터 하향 연장된다. 시트 링 결착구 (66)는 내부 보어 (72)를 가지고, 캡 (56) 환상 플랜지 (58)는 내부 보어 (72)에 활주 가능하게 수용되는 크기로 형성된다. 캡 (56)은 보어 (74)를 포함하고, 보어 (74)는 밸브 플러그 (46) 상부 (55)를 수용할 수 있는 크기이다. 스프링 (76)은 조절요소 (48) 및 캡 (56) 사이 공간 (78)에 배치된다. 도시된 실시태양에서, 스프링 (76)은 조절요소 (48) 상부 표면 (48a) 및 캡 (56) 플랜지 (58) 하부 표면 (58a)에 대향하여 지지된다. 따라서, 스프링 (76)은 밸브 플러그 (46)에 대하여 편향력을 인가하여 밸브 플러그 따라서 조절요소 (48)를 도 3 폐쇄위치로 압박한다.
시트 링 결착구 (66)는 개구 (80)를 포함하고, 이는 캡 (56)의 최소한 일부가 개구 (80)를 통해 연장되는 크기로 형성되고 (도 2 참고), 밸브 플러그 (46) 상부 (46a)는 캡 (56) 보어 (74) 내부로 활주 가능하다. 따라서, 다이어프램 (26)이 캡 (56)을 압박할 때, 밸브 시트 (44)에 대한 조절요소 (48) 힘은 스프링 (76) 힘에 의해 제어되어, 다이어프램/하중 스프링 조립체가 너무 큰 힘으로 조절요소 (48) 및/또는 밸브 시트 (44)을 손상시키는 것을 방지한다. 다이어프램 (26)에 대한 하중 스프링 (24)은 조정기 (77)에 의해 조절되며 (도 1), 당업자에게 알려진 바와 같이 이것으로 원하는 설정점에서 밸브 (10)를 개방한다.
도 2 및 3을 더욱 참조하면, 밸브 플러그 (46) 하부 (50)는 하우징 (34)에 의해 형성되고 일반적으로 하우징 (34) 하부 (38)에 인접한 하부 보어 (82)로 연장된다. 도시된 실시태양에서, 보어 (82)는 블라인드 보어이다. 스프링 (52)은 보어 (82) 내에 배치되고 보어 (82) 바닥부 및 밸브 플러그 (46) 하부 (50)에 지지되는 받침대 (86)와 체결된다. 따라서, 스프링 (52)은 밸브 플러그 (46)가 밸브 시트 (44)로부터 멀어지도록 도 2 개방위치를 향하여 이동되는 방향으로 밸브 플러그 (46)에 편향력을 가한다.
추가로, 하부 보어 (82)는 밸브 가이드 (40)의 최소한 일부를 형성하는데 원조한다. 또한, 시트 링 결착구 (66) 보어 (72)에 배치되는 캡 (56)은, 보어 (74)에 배치되는 밸브 플러그 (46) 상부 (55)와 연결되어, 단독 또는 하부 보어 (82)와 조합하여 밸브 가이드 기능을 더욱 수행하도록 조력한다. 캡 (56) 및 시트 링 결착구 (66)는 챔버 (30)로부터 공간 (78)을 통해 밸브 시트/조절요소 조립체로 흐르도록 구성된다는 것을 당업자는 이해할 것이다.
작동에 있어서, 사용자는 전형적으로 조정기 (77)를 이용하여 하중 스프링 (24)에 대한 하중을 조절하여 밸브 (10)는 원하는 설정점에서 개폐된다. 챔버 (30)는 포트 (32)를 통해 밸브 (10) 상류 또는 유체 입구측 압력에 노출되므로, 챔버 (30) 압력에 의해 유발되는 다이어프램 (26)에 대한 상향력이 다이어프램 (26)에 대한 하중 스프링 (24)의 하향력을 극복할 때까지 밸브는 폐쇄위치에 있다. 챔버 (30) 압력이 설정점을 넘으면, 다이어프램 (26)이 상향 이동되고, 스프링 (84)은 밸브 플러그 (46)를 상향 이동시켜, 따라서 조절요소 (48)는 밸브 시트 (44)로부터 떨어져 도 2 개방위치로 이동된다.
밸브 (10)는 상류 압력강하가 원하는 설정점 아래로 낮아질 때까지 개방을 유지하고, 상기 지점에서 하중 스프링/다이어프램 조립체의 하향력이 챔버 (30) 내 유체 압력에 의한 상향력보다 더 크고, 밸브 플러그/조절요소는 도 3 폐쇄위치로 복귀된다.
도 4를 참조하면, 단순한 형태의 밸브 카트리지 (112)를 활용하는 조절밸브 (110)가 도시된다. 밸브 (110)는 바람직하게는 상기와 동일한 유체 입구 (16), 유체 출구 (18), 및 중앙 보어 (20)를 포함하는 밸브 몸체 (14)를 가진다. 추가로, 조절밸브 (110)는 동일한 본네트 (22), 하중 스프링 (24), 다이어프램 (26), 요홈부 (28), 챔버 (30), 및 포트 (32)를 포함한다. 도 4의 실시태양에서, 하우징 (134)은 중앙 유로 (142)를 포함한다. 다이어프램 (126) 하부 표면은 밸브 시트 (144)에 대향하여 직접 놓이므로, 다이어프램 (126)은 효과적으로 조절요소 (148)을 형성한다. 밸브 시트 (144)는 바람직하게는 다이어프램 (126) 및 밸브 시트 (144) 사이에 충분한 실링을 제공할 수 있는 적합한 재료로 형성된다. 시트는 o-링 (146)을 포함한다.
작동에 있어서, 밸브 (110)는 밸브 (10)와 동일한 기본 원리에 따라 작동한다. 특히, 챔버 (30)는 포트 (32)를 통하여 밸브 (10) 상류 또는 유체 입구측 압력에 노출되고, 챔버 (30) 압력에 의해 다이어프램 (126)에 가해지는 상향력이 다이어프램 (126)에 대한 하중 스프링 (24) 하향력을 극복할 때까지 밸브는 도 4 폐쇄위치를 유지한다. 챔버 (30) 압력이 설정점을 초과하면, 다이어프램 (126)은 상향 이동되어, 다이어프램 (126)/조절요소 (148)는 밸브 시트 (144)로부터 떨어져 개방위치로 이동하여, 챔버 (30) 및 중앙 유로 (142) 사이 유체 연통이 허용되고, 따라서 유체 입구 (16) 및 유체 출구 (18) 사이 유체 연통된다.
상기 밸브 (10)에서, 상류 압력강하가 원하는 설정점 아래에 있을 때까지 밸브 (110)는 개방을 유지하며, 이 지점에서 하중 스프링/다이어프램 조립체 하향력은 챔버 (30) 유체 압력에 의한 상향력보다 크고, 밸브 플러그/조절요소는 폐쇄위치로 회귀된다.
개시된 실시태양에 의하면, 밸브 카트리지 (12)는 예를들면, 하우징 (34), 밸브 플러그 (46), 결착구 (54), 및 카트리지와 연결된 기타 요소들을 포함한 단일 일체 유닛으로 밸브 몸체 (14)에서 제거될 수 있다. 밸브 카트리지 (12)에 대한 이러한 일체화 또는 모듈형 설계는 여러 잠재적 이점들을 제공한다. 예를들면, 표준화 밸브 몸체 (14)를 사용함으로써, 단일 유닛으로 배압 조절 밸브 카트리지 (14)를 제거하고 도 5의 감압 조절기에 도시된 유형의 감압 밸브 카트리지 (200)를 삽입할 수 있다. 몰론, 반대의 경우도 가능하고, 따라서 도 5 감압 조절기를 도 1 배압 조절 밸브로 쉽게 다시 전환시킬 수 있다. 도 1, 도 4, 또는 도 5에 도시된 바와 같이, 중앙 보어 (20) 하부는 도 1 카트리지 (12), 도 4 카트리지, 또는 도 5 카트리지의 하우징 (34) 하부 (38)를 수용할 수 있는 크기이다. 도 5 감압 조절기의 밸브 카트리지 (100)에 대한 추가적인 상세 사항들은 동시-계속 중이고 공동 양수된 미국특허출원번호12/496,868에 기재되고, 상기 문헌은 본원에 참조로 전체가 통합된다.
개시된 실시태양의 하나 이상의 양태들에 의하면, 밸브 몸체 내 표준화 카트리지 포트 내부에 맞춤되도록 설계되는 배압 카트리지로 인하여 감압 카트리지를 배압 카트리지로 간단히 교체함으로써 감압 조절기를 쉽게 배압 조절기로, 및 그 반대로 전환시킬 수 있다. 따라서, 단일 표준화 밸브 몸체는 어떠한 조절기에서도 사용될 수 있다. 동일한 밸브 몸체로부터 상이한 두 유형의 조절기를 제조할 수 있으면 제조 과정이 단순화되고 현장 보수도 더욱 용이하게 된다. 또한 본원에 기재된 실시태양은 밸브 시트를 보호할 수 있는 필터화 배압 카트리지를 이용할 수 있고, 더욱 고압 분야의 평형 밸브 설계에서도 적용될 수 있다. 본 발명은 다수의 유체 요건들에 대하여 규모를 확대 또는 축소할 수 있다.
본 발명을 구현하기 위한 본 발명자에게 알려진 최선의 방식 또는 방식들을 포함한 개시된 발명에 대한 바람직한 실시태양들이 본원에 개시된다. 다수의 실시태양들이 도시되고 설명되었지만, 당업자들은 다양한 실시태양들의 상세 사항들이 상호 배타적일 필요는 없다는 것을 이해할 것이다. 대신, 당업자들은, 본원의 교시를 독해한 후, 하나의 실시태양의 하나 이상의 특징부를 나머지 실시태양들의 하나 이상의 특징부와 조합할 수 있는 것이다. 또한, 도시된 실시태양들은 단지 예시적이고 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 아니된다는 것을 이해하여야 한다. 본원의 모든 방법은 달리 본원에 표기되거나 달리 문맥상 명백하지 않는 한 임의의 적합한 순서로 수행될 수 있다. 본원에 제공된 임의의 및 모든 실시예들, 또는 예시적 용어 (예를들면, “예컨대”)를 사용한 것은 단지 본 발명의 예시적 실시태양 또는 실시태양들의 양태들을 더욱 설명할 목적이고 본 발명의 범위를 한정할 의도는 아니다. 명세서의 어떠한 용어도 임의의 비-청구 요소를 본 발명의 구현에 필수적인 것으로 표기하는 것으로 해석되어서는 아니된다.

Claims (20)

  1. 배압 조절 밸브에 있어서,
    유체 입구, 유체 출구, 및 유체 입구 및 유체 출구 사이에 배치되는 중앙 보어를 가지는 밸브 몸체;
    밸브 몸체에 결합되고 다이어프램과 작동적으로 연결되는 하중 스프링을 가지는 본네트; 및
    밸브 몸체 중앙 보어에 배치되는 밸브 카트리지로 구성되고, 다이어프램은 밸브 몸체 일부와 함께 챔버를 형성하고, 챔버는 포트를 통하여 유체 입구와 연통되고, 밸브 카트리지는,
    제1 부 (portion), 제2 부, 밸브 가이드, 챔버 및 유체 출구 사이 유체 연통되도록 배치되는 유로를 포함하는, 중앙 보어 내부에 끼워지는 크기의 하우징;
    유로를 따라 하우징 내에 제1 부 및 제2 부 사이에 배치되는 밸브 시트;
    하우징 내에 배치되고 유로를 통해 유동이 허용되는 개방위치 및 유로를 통해 유동이 방지되는 폐쇄위치 사이로 이동되고, 밸브 가이드와 체결되는 일부를 포함하는 밸브 플러그;
    밸브 플러그와 작동적으로 연결되고 개방위치를 향하여 밸브 플러그를 편향시키도록 구성되는 스프링; 및
    하우징 제1 부에 인접하게 배치되고 밸브 플러그 일부와 체결되어 밸브 플러그를 하우징 내로 보유하는 결착구를 포함하는, 배압 조절 밸브.
  2. 제1항에 있어서, 결착구는 하우징에 결합된 정지구에 인접되는플랜지를 가지는 캡을 포함하는, 배압 조절 밸브.
  3. 선행 항들 중 어느 하나의 항에 있어서, 밸브 시트는 유로에 장착되는 착탈식 시트 링으로 형성되며, 하우징에 착탈식 결합되고 시트 링을 고정하도록 배치되는 시트 링 결착구를 포함하고, 상기 정지구는 시트 링 결착구 상부에 의해 지지되는, 배압 조절 밸브.
  4. 선행 항들 중 어느 하나의 항에 있어서, 시트 링 결착구는 캡을 활주 가능하게 수용할 수 있는 크기의 보어를 포함하고, 캡은 보어를 포함하고, 밸브 플러그는 캡 보어 내부로 연장되는 상부 스템부를 포함하고, 스프링은 캡 및 밸브 플러그에 결합되어 밸브 시트를 향하여 밸브 플러그를 편향시키도록 구성되는, 배압 조절 밸브.
  5. 선행 항들 중 어느 하나의 항에 있어서, 시트 링 결착구는 상부 개구를 포함하고 캡은 개구 내부로 연장되는 크기의 상부를 포함하고, 캡은 다이어프램 이동에 대하여 응답하는, 배압 조절 밸브.
  6. 선행 항들 중 어느 하나의 항에 있어서, 하우징은 제2단에 인접한 하부 보어를 포함하고, 하부 보어는 스프링을 수용하고 밸브 가이드를 형성하며, 밸브 플러그는 하부 보어 내로 연장되는 하부 스템부를 포함하는, 배압 조절 밸브.
  7. 선행 항들 중 어느 하나의 항에 있어서, 밸브 몸체 중앙 보어 및 하우징 외부는 나사 체결로 결합되고, 밸브 카트리지는 밸브 몸체 중앙 보어로부터 착탈되는 단일 일체 유닛을 형성하는, 배압 조절 밸브.
  8. 선행 항들 중 어느 하나의 항에 있어서, 조정기는 본네트에 의해 지지되고 하중 스프링에 조절 가능한 예비-하중을 인가하도록 구성되는, 배압 조절 밸브.
  9. 배압 조절 밸브에 있어서,
    유체 입구, 유체 출구, 및 유체 입구 및 유체 출구 사이에 배치되는 중앙 보어를 가지는 밸브 몸체;
    다이어프램 조립체; 및
    밸브 몸체 중앙 보어에 배치되는 밸브 카트리지로 구성되고 다이어프램 일부는 밸브 몸체 일부와 함께 챔버를 형성하고, 챔버는 포트를 통하여 유체 입구와 유체 연통되며, 밸브 카트리지는,
    중앙 보어 내부에 착탈식으로 장착되고 챔버 및 유체 출구 사이 유체 연통되도록 배치되는 유로를 포함하는 하우징;
    유로를 따라 하우징에 배치되는 밸브 시트;
    하우징에 배치되고 유로를 통해 유동을 허용하는 개방위치 및 밸브 시트에 대향하여 놓이고 유로를 통해 유동을 방지하는 폐쇄위치 사이에 이동되는 밸브 플러그;
    밸브 플러그와 작동적으로 연결되고 개방위치를 향하여 밸브 플러그를 편향시키도록 구성되는 제1 스프링; 및
    밸브 플러그와 작동적으로 연결되고 하우징에 결합되는 정지구와 체결되도록 배치되는 플랜지를 가지고 하우징 내 밸브 플러그를 보유하는 캡으로 구성되는, 배압 조절 밸브.
  10. 제9항에 있어서, 시트 결착구 링은 하우징에 밸브 시트를 고정시키도록 배치되고, 시트 결착구 링 일부는 정지구를 형성하는, 배압 조절 밸브.
  11. 선행 항들 중 어느 하나의 항에 있어서, 밸브 플러그는 상부 스템부을 포함하고, 캡은 시트 결착구 링에 활주 가능하게 배치되고, 캡은 상부 스템부를 수용할 수 있는 크기의 보어를 포함하고, 캡 및 밸브 플러그와 작동적으로 결합하여 밸브 시트를 향하여 밸브 플러그를 편향시키는 제2 스프링을 포함하는, 배압 조절 밸브.
  12. 선행 항들 중 어느 하나의 항에 있어서, 시트 링 결착구는 상부 개구를 포함하고 캡은 개구 내로 연장될 수 있는 크기의 상부를 포함하고, 캡은 다이어프램 이동에 응답하여 제2 스프링의 힘에 대항하여 이동하는, 배압 조절 밸브.
  13. 선행 항들 중 어느 하나의 항에 있어서, 하우징은 하부 보어를 포함하고 밸브 플러그는 보어 내로 연장되는 하부 스템부를 포함하고, 하부 스템부 및 하부 보어는 함께 밸브 가이드를 형성하고, 제1 스프링은 하부 보어 내에 배치되는, 배압 조절 밸브.
  14. 선행 항들 중 어느 하나의 항에 있어서, 밸브 몸체 중앙 보어 및 하우징 외부는 바람직하게는 나사 체결로 결합되고, 밸브 카트리지는 밸브 몸체 중앙 보어로부터 착탈되는 단일 일체 유닛을 형성하는, 배압 조절 밸브.
  15. 선행 항들 중 어느 하나의 항에 있어서, 하중 스프링은 밸브 본네트 내부에, 다이어프램에 대하여 힘을 인가하도록 배치되고, 조정기는 하중 스프링에 조절 가능한 예비 하중을 인가하도록 구성되는, 배압 조절 밸브.
  16. 배압 조절 밸브 조립방법에 있어서,
    유체 입구, 유체 출구, 및 유체 입구 및 유체 출구 사이에 배치되는 중앙 보어를 가지는 밸브 몸체 선택 단계;
    다이어프램 일부가 밸브 몸체 일부와 챔버를 형성하고 챔버 및 유체 입구 사이 유체 연통을 제공도록 구성되는 다이어프램 조립체 제공 단계, 및
    밸브 몸체 중앙 보어에 [단일 유닛으로서] 삽입될 수 있는 크기의 하우징을 가지는 밸브 카트리지 조립단계로 구성되고,
    하우징은 챔버 및 유체 출구 사이 유체 연통이 허용되는 유로가 제공되고;
    하우징은 유로를 따라 밸브 시트가 제공되고;
    하우징에 밸브 플러그를 배치하고 밸브 플러그는 유로를 통해 유동이 허용되는 개방위치 및 유로를 통해 유동이 방지되는 밸브 시트에 대향하여 놓여진 폐쇄위치 사이로 이동되도록 배치되고;
    밸브 플러그와 작동적으로 연결되고 개방위치를 향하여 밸브 플러그를 편향시키도록 구성되는 제1 스프링이 제공되고,
    하우징 내에 밸브 플러그를 보유하도록 하우징에 결합된 상응 정지구와 체결되도록 배치되는 플랜지를 가지는 캡을 밸브 플러그와 결합하는, 배압 조절 밸브 조립방법.
  17. 제16항에 있어서, 시트 결착구 링은 하우징에 밸브 시트를 고정시키도록 제공되고, 정지구는 시트 결착구 링 일부에 제공되는, 배압 조절 밸브 조립방법.
  18. 선행 항들 중 어느 하나의 항에 있어서, 밸브 플러그에 상부 스템부를 제공하는 단계, 및 상부 스템부 및 캡 사이 활주 운동이 가능하도록상부 스템부를 캡 보어에 배치하는 단계, 및 밸브 플러그에 캡을 작동적으로 결합하고 밸브 시트를 향하여 밸브 플러그를 편향시키도록 구성되는 제2 스프링를 제공하는 단계를 더욱 포함하는, 배압 조절 밸브 조립방법.
  19. 선행 항들 중 어느 하나의 항에 있어서, 시트 링 결착구에 상부 개구를 제공하고 개구 내로 연장되는 크기의 상부를 가지는 캡을 제공하는 단계, 및 다이어프램 동작에 응답하여 제2 스프링의 힘에 대하여 캡을 이동시키는 단계를 포함하는, 배압 조절 밸브 조립방법.
  20. 선행 항들 중 어느 하나의 항에 있어서, 밸브 플러그에 하부 스템부을 제공하고 밸브 가이드를 형성하기 위하여 하우징에 하부 스템부를 수용할 수 있는 크기의 하부 보어를 제공하는 단계, 및 하부 보어에 제1 스프링를 배치하는 단계를 더욱 포함하는, 배압 조절 밸브 조립방법.
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