KR20170066649A - 교번하는 시트 시스템을 가진 아마튜어 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 시트(6)가 배치되는 하우징(1)을 구비한 아마튜어에 관한 것이다. 차단 동체(3)는 요소(5)에 의하여 움직일 수 있다. 상기 요소(5)는 적어도 부분적으로 안내 슬리브(9)에 의하여 둘러싸인다. 상기 안내 슬리브(9)는 시트(6)와의 연결을 포함한다.

Description

교번하는 시트 시스템을 가진 아마튜어{Armature with an alternating seat system}
본 발명은 시트(seat)가 배치되는 하우징을 가진 아마튜어(armature)에 관한 것으로서, 유동을 조절하기 위한 요소에 의하여 차단 동체(shut-off body)가 변위 가능하도록 배치되는 아마튜어에 관한 것이다.
아마튜어들은 차단 부재(shut-off member) 또는 액튜에이터로서 지칭되기도 한다. 이들은 파이프 라인들을 차단 및 개방하는 역할을 하거나, 또는 유체 유동을 조절하는 역할을 한다. 차단 동체는 유동을 조절하기 위하여 들어올림 움직임에 의하여 유동 단면적을 차단 해제시킨다. 폐쇄 위치에서, 차단 동체는 시트를 폐쇄시키는데, 상기 시트는 종종 시트 링(seat ring)으로서 구현된다. 차단 동체는 요소에 의해 움직이고 다음에 대부분 링 형상인 유동 개구를 차단 해제시킨다. 밸브 스템 또는 스핀들(spindle)은 예를 들어 차단 동체를 변위시키기 위한 요소의 경우에 이용될 수 있다. 시트는 아마튜어의 하우징 안에 배치되고 시트에는 대부분 밀봉체가 제공된다.
유럽 특허 EP 0 177 397 B1 은 밸브 꼭지(valve faucet)를 설명한다. 꼭지의 축을 따라서 병진 움직임이 가능하도록 요소가 배치된다. 차단 동체는 상기 요소의 일 단부에 위치된다. 밸브 시트는 링 형상 부분에 의해 형성된다.
유럽 특허 EP 1 618 324 B1 은 하우징을 가진 아마튜어를 개시하는데, 상기 아마튜어는 전후로 움직일 수 있는 차단 동체를 구비하고, 전후의 움직임 동안 케이지(cage) 안에서 안내되고, 아마튜어에는 개구들이 제공된다.
독일 특허 DE 28 08 094 는 밸브 인서트를 가진 밸브를 도시하며, 여기에서 시트는 간단한 방식으로 교체될 수 있다.
독일 특허 DE 2 224 269 는 밸브 하우징에 대하여 밀봉되는 인서트 동체(insert body)를 가진 감압 밸브를 개시한다.
미국 특허 출원 US 2014/0264138 A1 은 인서트 동체를 가진 밸브를 개시하며, 여기에서 시트는 특수 공구를 이용하여 설치 가능하다.
개구들은 차단 동체의 개방 위치에서 유입 통로를 유출 통로와 소통되게 하는 역할을 한다. 아마튜어는 차단 동체의 폐쇄 위치에서 차단 동체와 상호 작용하도록 제공된 밸브 시트를 가진다. 더욱이, 아마튜어는 하우징의 일부에 지지부를 가진 카운터 시트(counter seat)를 포함한다. 시트와 카운터 시트 사이에 밀봉체가 감싸인다.
통상적인 아마튜어에서, 밸브 시트를 교체하는 것은 종종 매우 비싸고 시간 소모적이다. 대부분의 경우에, 특별한 공구들이 이를 수행하는데 필수적이다. 대부분 많은 수의 부품들 때문에 밸브 시트의 조립도 비싸고 시간 소모적이다. 더욱이, 통상적인 아마튜어들의 경우에, 조립하는 동안 오류가 발생하고 신뢰성 있는 밀봉이 보장되지 않는 실수의 위험성이 있다.
본 발명의 목적은 시트가 간단한 방식으로 교체될 수 있는 아마튜어를 제공하는 것이다. 또한, 시트의 조립은 용이하게 이루어지고 실수가 회피된다. 이러한 경우에, 아마튜어는 저렴한 제조 방법에 의해 구분되고 가능한 한 유지 관리가 적어져야 한다.
상기 목적은 청구항 제 1 항의 특징들을 가진 아마튜어에 의해 본 발명에 따라서 달성된다. 종속항들에는 바람직한 변형예들이 제공된다.
본 발명에 따르면, 차단 동체를 움직이는 요소가 적어도 부분적으로 안내 슬리브에 의해 둘러싸인다. 안내 슬리브는 시트에 대한 연결부를 포함한다. 이러한 경우에, 바람직스럽게는 불확실(non-positive) 잠금 연결부가 이루어진다. 특히 유리한 변형예의 경우에, 이것은 나사 연결부(threaded connection)이다.
안내 슬리브는 하우징의 보어 안으로 삽입되고 차단 동체를 움직이는 로드 유사 요소(rod-like element)를 둘러싼다. 안내 슬리브와 밸브 시트 사이의 본 발명에 따른 연결의 결과로서, 안내 슬리브는 보어의 밖으로 당겨질 수 있고, 밸브 시트도 동시에 보어의 밖으로 당겨진다. 시트가 삽입될 때, 우선 안내 슬리브와 밸브 시트 사이의 연결부가 생성되고 다음에 안내 슬리브는 밸브 시트와 함께 보어 안으로 함께 삽입된다.
차단 동체는 적어도 부분적으로 안내 슬리브에 배치된다. 이러한 경우에, 안내 슬리브는 유동을 위한 개구를 포함한다. 만약, 예를 들어 스핀들로서 구현되는 요소에 의하여 차단 동체가 밸브 시트 밖으로 움직이면, 유동 단면적이 차단 해제되고 그것을 통하여 유체가 유동하고 안내 슬리브에 있는 개구를 통해서 유출 채널로 통과된다. 본 발명의 유리한 변형예의 경우에, 안내 슬리브는 중간 부재와 소통된다. 중간 부재는 적어도 부분적으로 하우징의 밖에 배치된다. 이러한 경우에 중간 부재는 일부에 의하여 하우징 보어 안으로 돌출되며, 상기 보어 안에 안내 슬리브가 배치된다. 확실 잠금 연결부(positive locking connection)가 바람직스럽게는 안내 슬리브와 중간 부재 사이에 존재한다. 이를 위하여, 중간 부재는 만입부들을 포함하고 그 안에 안내 슬리브가 부분적으로 맞물린다. 이것은 구성 요소에 웹을 가압한 결과로서 구현될 수 있다.
안내 슬리브와 중간 부재 사이의 본 발명에 따른 연결부는 밀봉 요소의 삽입을 가능하게 한다. 또한, 중간 부재를 끌어당김으로써 하우징 밖으로 전체 트레인(train)을 제거할 수 있다. 안내 슬리브와 중간 부재 사이의 확실 잠금 연결은 추가적으로 회전 방지 보호를 보장한다. 중간 부재의 만입부들에 맞물린, 안내 파이프 안의 탭(tab)들은 회전 방지 보호(anti-rotation protection)를 보장한다. 이러한 경우에, 바람직스럽게는 오직 하나의 방위에서만 설치 가능하다. 이것은 결국 그 어떤 다른 구성 요소들 없이도 본 발명에 따라서 이루어지는 확실 잠금 연결부이고, 회전 방지 보호를 보장한다.
시트에 대한 연결을 포함하는 밀봉 요소가 바람직스럽게는 시트상에 배치된다. 이러한 경우에, 이것이 바람직스럽게는 확실 잠금 연결이다. 이것은 예를 들어 언더컷(undercut)에 의해 구현될 수 있다. 그러한 언더컷은 밀봉 요소가 신뢰성 있게 밖으로 당겨질 수 있게 한다. 가압되지 않은 상태에서, 밀봉체는 상이한 형태를 포함할 수 있으며, 예를 들어 사각형 단면을 포함할 수 있는데, 이것은 처음에 언더컷을 채우지 않는다. 밀봉체는 오직 시트상으로 가압됨으로써만 그것의 형태를 변화시키도록 만들어진다.
밀봉체가 부착되었을 때, 그것은 밸브 시트상으로 미끄러진다. 결과적으로, 밀봉 요소는 그 어떤 추가적인 부분들 없이도 이용될 수 있다. 밀봉체는 부조(relief) 안으로 가압된다. 이러한 경우에, 부조의 다른 기하 형상도 생각해 볼 수 있다. 본 발명에 따르면, 추가적인 부분들 없이 제거가 이루어질 수 있다. 이러한 경우에 밀봉 요소의 전단력이 충분하다.
시트가 바람직스럽게는 밀봉 요소를 위한 요부를 포함한다.
종래 기술에 따른 통상적인 아마튜어들의 경우에, 밀봉체에 모따기가 이루어진다. 본 발명에 다른 아마튜어의 경우에, 밀봉체 둘레에 다른 요소가 필요하지 않다. 이것은 제조와 관련하여 상당한 장점을 의미한다.
본 발명의 다른 특징 및 장점들은 도면을 참조하여 예시적인 실시예에 대한 설명으로부터 이루어진다.
도 1 은 아마튜어의 일부를 통한 단면도를 도시한다.
도 2 는 밸브 시트의 영역에 대한 세부의 확대도이다.
도 3 은 중간 부재와 상호 작용할 때 안내 슬리브의 영역의 세부의 확대도를 도시한다.
도 4 는 안내 슬리브의 사시도를 도시한다.
도 5 는 중간 부재의 사시도를 도시한다.
도 1 은 하우징(1)을 포함하는 아마튜어(armature)의 상세한 단면도이다. 유체는 유입 유동 통로(2)를 통해 유동한다. 차단 동체(3)는 병진 움직임에 의해 변위되어 유동 단면적을 차단 해제시키는데, 상기 유동 단면적을 통하여 유체가 유동하고 유출 유동 통로로 통과된다. 예시적인 실시예에서, 차단 동체(3)는 실린더형 방식으로 구현된다.
차단 동체(3)의 병진 움직임은 로드 유사 요소(rod-like element, 5)에 의해 이루어지는데, 로드 유사 요소는 예시적인 실시예에서 스핀들(spindle)로서 설계된다. 로드 유사 요소(5)는 작동 구동부와 소통되며, 작동 구동부는 도 1 에 도시되지 않고 로드 유사 요소(5)를 수직 방향에서 위와 아래로 움직인다. 이것에 대한 대안으로서, 작동을 위하여 핸드 휘일(hand wheel)이 이용될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 차단 동체(3)는 로드 유사 요소(5)가 맞물리는 개구를 포함하며, 차단 동체(3)와 로드 유사 요소(5) 사이에 불확실(non-positive) 잠금 연결(locking connection)이 있다. 도시된 변형예의 대안으로서, 차단 동체(3)와 요소(5)가 하나의 부재로 구현되도록 차단 동체(3)와 로드 유사 요소(5)가 일체로 형성될 수도 있다.
시트(seat, 6)는 하우징(1)에 배치된다. 시트(seat, 6)는 링 형상 방식으로 구현되고 폐쇄 위치에서 차단 동체(3)와 상호 작용한다. 링 형상의 시트(6)와 하우징(1) 사이에 밀봉 요소(7)가 배치된다. 밀봉 요소(7)는 링 형상 방식으로 구현된다. 밀봉 요소(8)는 폐쇄 위치에서 차단 동체(3)와 시트(6) 사이의 밀봉을 보장한다.
차단 동체(3)를 움직이는 로드 유사 요소(5)는 안내 슬리브(9)에 의하여 둘러싸인다. 안내 슬리브(9)는 스페이서 슬리브(spacer sleeve)로서의 역할을 하고 중간 부재(10)와 소통된다. 밀봉 요소(11)는 하우징(1)과 중간 부재(10) 사이에 밀봉을 형성한다.
중간 부재(10)는 로드 유사 요소(5)가 변위 가능하게 배치된 내측 개구를 포함한다. 중간 부재(10)는 구성 요소(12)의 개구내에 맞물리는데, 이것은 예시적인 실시예에서 브래킷(bracket)으로서 구현된다. 중간 부재(10)는 그것의 상부 영역에서 너트(13)에 의하여 둘러싸인다. 디스크(14)는 브래킷으로서 구현된 구성 요소(12)와 너트(13) 사이에 배치된다.
스크류(15)는 너트(13)의 위에 배치된다.
도 2 는 밸브 시트(valve seat)의 영역에 대한 상세 확대도이다. 본 발명에 따르면, 안내 슬리브(9)는 시트(6)까지 연장되고 링 형상 시트(6)에 대한 연결을 포함한다. 이를 위하여, 안내 슬리브(9)에는 그것의 하부 영역에 내측 나선(interal thread)이 제공되어, 링 형상 시트(6)의 외측 나선에 맞물린다.
링 형상 시트(6)는 돌출부(16)를 포함한다. 돌출부(16)는 시트(6)의 원주를 따라서 연장된다. 더욱이, 링 형상 시트(6)는 요부(17)를 포함하며, 상기 요부는 링 형상 시트(6)의 원주를 따라서 홈(groove)으로서 연장된다. 상기 디자인의 결과로서, 시트(6)와 밀봉 요소(7) 사이에 확실 잠금 연결(positive locking connection)이 발생되며, 이것은 언더컷(undercut)으로서 구현된다.
밀봉 요소(7)를 부착할 때, 밀봉 요소(7)는 링 형상 시트(6)상으로 미끄러진다. 본 발명에 따르면, 밀봉 요소(7)는 추가적인 부분들 없이 이용될 수 있다. 밀봉 요소(7)는 스크류(15)에 의하여 부조(relief) 안으로 가압된다. 다른 기하 형상의 부조가 생각될 수 있다. 본 발명에 따른 디자인은 추가적인 부분들 없이 분해를 가능하게 한다. 밀봉 요소(7)의 전단력은 이를 위하여 충분하다. 가압되지 않은 상태에서, 밀봉 요소(7)는 사각형 단면을 가지고 언더컷(undercut)을 채우지 않는다. 밀봉 요소(7)는 그것이 시트(6) 위에 가압될 때까지 형상 변화되도록 강제되지 않는다.
도 3 은 안내 슬리브(8)의 상부 영역에 대한 확대 상세도이다. 본 발명에 따르면, 안내 슬리브(9)는 중간 부재(10)로의 연결을 포함한다. 이러한 경우에, 이것은 확실 잠금 연결이다. 중간 부재(10)에 있는 만입부 안으로 가압되는 탭(tab)들은 예시적인 실시예에서 안내 슬리브(9)에 구현된다. 중간 부재(10)는 이러한 목적을 위하여 요부(18)를 구비하는데, 상기 요부는 중간 부재(10)의 원주를 따라서 링 형상 방식의 홈(groove)으로서 연장된다. 또한, 중간 부재(10)는 돌출부(19)를 구비하며, 상기 돌출부는 원주를 따라서 링 형상 방식으로 연장된다.
안내 슬리브(9)와 중간 부재(10) 사이의 확실 잠금 연결은 웹(web)을 가압한 결과로서 구현된다. 안내 슬리브(9)와 시트(6) 사이의 불확실 잠금 연결(non-positive locking connection) 및 시트(6)와 밀봉 요소(7) 사이의 확실 잠금 연결(positive locking connection)의 조합으로, 중간 부재(10)를 당기는 결과로서 하우징(1) 밖으로 완전한 트레인(train)이 당겨질 수 있다.
교번 시스템의 회전은 안내 슬리브(9)와 중간 부재(10) 사이의 확실 잠금 연결에 의하여 구현된다. 하나의 방위에서만 설치가 이루어질 수 있다. 특별한 공구의 도움 없이 교번 시트 시스템(alternating seat system)의 교환이 가장 짧은 시간에 가능하다. 통상적인 시스템들과는 대조적으로, 이러한 경우에 부품들이 클램핑되고 조립은 단순한 방식으로 그리고 더욱이 혼란 없는 방식(non-confusable manner)으로 설계된다.
안내 슬리브(9)와 중간 부재(10) 사이의 연결은 밀봉 요소(7)가 삽입될 수 있게 하고 밀봉 요소(7)가 제거될 수 있게 한다. 연결은 회전 방지 보호와 함께 구현된다.
도 4 는 안내 슬리브(9)의 상부 영역의 사시도를 도시한다. 본 발명에 따르면, 안내 슬리브(9)는 탭들을 포함한다.
도 5 는 중간 부재(10)의 사시도를 도시한다. 안내 슬리브(9)의 탭들은 중간 부재(10)의 만입부에 맞물림으로써 확실 잠금 연결이 발생된다.
도시되지 않은 본 발명의 대안의 변형예의 경우에, 시트(6) 및 안내 슬리브(9)는 서로 일체로 구현된다.
도시되지 않은 다른 변형예의 경우에, 시트(6), 안내 슬리브(9) 및 중간 부재(10)는 서로 일체로 구현된다.
1. 하우징 2. 유입 유동 통로
3. 차단 부재 5. 로드 유사 요소
6. 시트 7. 밀봉 요소

Claims (8)

  1. 시트(seat)가 배치되는 하우징(1)을 가지는 아마튜어(armature)로서, 차단 동체(3)는 유동을 조절하도록 요소(5)에 의해 변위될 수 있도록 배치되고,
    요소(5)는 시트(6)로의 연결을 포함하는 안내 슬리브(9)에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸이고, 시트(6)는 밀봉 요소(7)를 위한 요부(17)를 포함하고,
    시트(6)로의 확실 잠금 연결(positive locking connection)을 포함하는 밀봉 요소(7)는 시트(6)상에 배치되고, 상기 확실 잠금 연결은 언더컷(undercut)의 결과로서 구현되고, 상기 언더컷은 밀봉 요소가 제거될 수 있게 하고, 시트상으로 밀봉 요소를 가압하는 결과로서 밀봉 요소의 경우에 형태 변화가 발생될 수 있는 것을 특징으로 하는, 아마튜어.
  2. 제 1 항에 있어서,
    안내 슬리브(9)는 시트(6)로의 불확실 잠금 연결(non-positive locking connection)을 포함하고, 특히 나사 연결(thread connection)을 포함하는, 아마튜어.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    차단 동체(3)는 적어도 부분적으로 안내 슬리브(9)에 배치되는 것을 특징으로 하는, 아마튜어.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서,
    안내 슬리브(9)는 중간 부재(10)와 소통되는 것을 특징으로 하는, 아마튜어.
  5. 제 4 항에 있어서,
    중간 부재(10)는 적어도 부분적으로 하우징(1)의 외측에 배치되는 것을 특징으로 하는, 아마튜어.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    안내 슬리브(9)는 중간 부재(10)로의 확실 잠금 연결(positive locking connection)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 아마튜어.
  7. 제 6 항에 있어서,
    중간 부재(10)는 안내 슬리브(9)가 맞물리는 만입부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 아마튜어.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항중 어느 한 항에 있어서,
    안내 슬리브(9)는 유동에 대한 적어도 하나의 개구를 포함하는 것을 특징으로 하는, 아마튜어.
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