KR20210106533A

KR20210106533A - 포펫 밸브

Info

Publication number: KR20210106533A
Application number: KR1020217022983A
Authority: KR
Inventors: 라이너 슐츠
Original assignee: 부르크하르트 콤프레션 아게
Priority date: 2018-12-21
Filing date: 2019-12-23
Publication date: 2021-08-30
Also published as: JP2022515174A; EP3899277A1; WO2020128109A1; US20220065358A1; CN113474555B; CN113474555A; EP3899277B1

Abstract

포펫 밸브(1)는, 복수의 통로 채널(2a)을 갖는 밸브 본체(2), 복수의 폐쇄 요소(4), 복수의 안내 수단(6), 및 캣처(catcher)(3)를 포함하고, 각 통로 채널(2a)은 밸브 시트(7)에 개방되어 있으며, 폐쇄 요소(4)가 행정 방향(H)으로 움직일 수 있도록 각 안내 수단(6)에 장착되며, 각각의 폐쇄 요소(4)는 행정 방향(H)으로 반대편에 있는 각 밸브 시트(7)와 관련되어 있고, 그래서 각 밸브 시트(7)는 각각 관련된 폐쇄 요소(4)에 의해 폐쇄될 수 있으며, 안내 수단(6)은 캣처(3)에 연결되며, 각 안내 수단(6)은 행정 방향(H)으로 연장되어 있는 내부 공동부(6d)를 갖는 안내부(6a), 및 베어링 표면(6e)을 포함하는 지지부(6b)를 포함하고, 스프링(5)이 안내부(6a)의 내부 공동부(6d)에서 연장되어 있고 또한 베어링 표면(6e)과 폐쇄 요소(4) 사이에 클램핑되며, 각 안내 수단(6)은 밸브 시트(7) 쪽으로 향하는 제 1 스탑 표면(6f)을 가지며, 각 폐쇄 요소(4)는 제 1 스탑 표면(6f) 쪽으로 향하는 제 2 스탑 표면(4e)을 가지며, 제 1 및 제 2 스탑 표면(6f, 4e)은, 행정 방향(H)으로 폐쇄 요소(4)의 최대 행정을 제한하도록 상호 협력하도록 배치되어 있다.

Description

포펫 밸브

본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 포펫 밸브에 관한 것이다.

US4489752에는 피스톤 압축기용 포펫 밸브가 개시되어 있다. 이 포펫 밸브는 비교적 높은 마모 및 비교적 높은 유동 저항을 보인다. 추가로, 그 밸브는 개폐시에 비교적 완만하게 거동한다. 추가로, 포펫 밸브의 제조 비용과 유지 보수 비용 둘 모두는 비교적 높다. 따라서, 더 효율적이고, 덜 비싸며, 유지 보수가 더 낮고 그리고/또는 관리하기가 더 쉬운 포펫 밸브가 필요하다.

본 발명의 목적은 경제적으로 더 유리한 피스톤 압축기용 포펫 밸브를 제공하는 것이다.

이 목적은 청구항 1의 특징적 사항을 갖는 포펫 밸브로 달성된다. 종속 청구항 2 내지 25는 본 발명의 추가의 유리한 실시 형태에 대한 것이다.

위의 목적은 특히 포펫 밸브로 달성되며, 이 밸브는, 복수의 통로 채널을 갖는 밸브 본체, 복수의 폐쇄 요소, 복수의 안내 수단, 및 캣처(catcher)를 포함하고, 각 통로 채널은 밸브 시트에 개방되어 있으며, 각 안내 수단에는 각 경우 폐쇄 요소가 행정 방향으로 움직일 수 있도록 장착되며, 각 경우에 폐쇄 요소는 행정 방향으로 반대편에 있는 각 밸브 시트에 할당되어 있고, 그래서 각 밸브 시트는 각각 할당된 폐쇄 요소에 의해 폐쇄될 수 있으며, 안내 수단은 캣처에 연결되며, 각 안내 수단은 행정 방향으로 연장되어 있는 내부 공동부를 갖는 안내부, 및 베어링 표면을 포함하는 지지부를 포함하고, 스프링은 안내부의 내부 공동부에서 연장되어 있고, 또한 베어링 표면과 폐쇄 요소 사이에 클램핑되며, 각 안내 수단은 밸브 시트 쪽으로 향하는 제 1 스탑 표면을 가지며, 각 폐쇄 요소는 제 1 스탑 표면 쪽으로 향하는 제 2 스탑 표면을 가지며, 제 1 및 제 2 스탑 표면은, 행정 방향으로 폐쇄 요소의 최대 행정을 제한하도록 상호 협력하도록 배치되어 있다.

위의 목적은 특히 포펫 밸브로 더 달성되며, 이 밸브는, 복수의 통로 채널을 갖는 밸브 본체, 복수의 폐쇄 요소, 복수의 안내 수단, 및 캣처를 포함하고, 각 통로 채널은 밸브 시트에 개방되어 있으며, 각 안내 수단에는 각 경우 폐쇄 요소가 행정 방향으로 움직일 수 있도록 장착되며, 각각의 폐쇄 요소가 행정 방향으로 반대편에 있는 각 밸브 시트와 관련되어 있고, 그래서 각 밸브 시트는 각각 관련된 폐쇄 요소에 의해 폐쇄될 수 있으며, 각 안내 수단은, 행정 방향으로 연속적으로 안내부, 지지부 및 체결부를 포함하며, 각 안내 수단은 체결부를 통해 캣처에 연결되며, 안내부는 행정 방향으로 연장되어 있는 내부 공동부를 포함하고, 지지부는 베어링 표면을 포함하고, 안내부의 내부 공동부에서 연장되어 있는 스프링이 베어링 표면과 폐쇄 요소 사이에 클램핑되며, 안내 수단은 행정 방향으로 연장되어 있는 단일 안내부를 포함하고, 각 안내 수단은 밸브 시트 쪽으로 향하는 제 1 스탑 표면을 가지며, 각 폐쇄 요소는 제 1 스탑 표면 쪽으로 향하는 제 2 스탑 표면을 가지며, 제 1 및 제 2 스탑 표면은, 행정 방향으로 폐쇄 요소의 최대 행정을 제한하도록 상호 협력하도록 배치되어 있고, 체결부는 행정 방향의 양 방향으로 작용하는 캣처에 대한 포지티브 연결을 형성한다. 포지티브 연결은, 적어도 2개의 연결 파트너의 상호 잠금(interlocking)으로 형성되는 연결을 의미하는 것으로 이해된다. 결과적으로, 연결 파트너들은 차단되는 힘 전달이 없어도 또는 그 힘 전달이 있는 경우에도 분리될 수 없다.

본 발명에 따른 포펫 밸브는, 폐쇄 요소는 더 이상 캣처를 직접 치지 않으며 그래서 폐쇄 요소의 마모 및 캣처의 마모가 감소되는 이점을 갖는다. 본 발명에 따른 포펫 밸브는 제 1 스탑 표면을 갖는 안내 수단 및 제 2 스탑 표면을 갖는 폐쇄 요소를 포함하며, 2개의 스탑 표면은 폐쇄 요소의 최대 행정을 제한하도록 서로에 적합하게 배치된다. 추가로, 이러한 설계의 결과, 포펫 밸브의 작동 동안에, 주로 안내 수단 및 폐쇄 요소는 마모를 받게 되며, 그리하여 안내 수단과 폐쇄 요소는 유리하게 간단한 방식으로 교체될 수 있다. 본 발명에 따른 포펫 밸브는, 그의 폐쇄 요소는 비교적 낮은 질량으로 설계될 수 있는 이점을 갖는다. 이로써, 폐쇄 요소의 제동 동안에 생기는 힘, 특히 밸브 본체에 작용하는 힘, 및 캣처에 작용하는 힘이 감소된다. 한편으로, 이들 감소된 힘의 결과로, 폐쇄 요소, 밸브 본체 및/또는 안내 수단의 마모가 더 작게 되며, 또한 바람직하게는, 밸브 본체 및/또는 캣처를 더 낮은 질량 및/또는 더 낮은 강성으로 설계할 수 있다. 따라서, 복수의 통로 개구를 갖는 밸브 본체 및/또는 캣처를 제공할 수 있고, 또한 포펫 밸브의 충분히 큰 강성 및/또는 장기적으로 신뢰적인 작동이 여전히 보장될 수 있다. 개별적인 폐쇄 요소가 밸브 본체의 각 통로 개구와 관련된다. 본 발명에 따른 포펫 밸브는, 복수의 통로 개구 및 폐쇄 요소를 가질 수 있다는 추가 이점을 갖는다. 일 유리한 실시 형태에서, 본 발명에 따른 포펫 밸브는 10 내지 50개의 통로 개구 및 동일한 수의 폐쇄 요소, 특히 바람직하게는 20 내지 40개의 통로 개구 또는 폐쇄 요소를 포함한다. 이 비교적 높은 수의 통로 개구와 폐쇄 요소는, 통로 개구 및 폐쇄 요소는 비교적 작은 직경을 갖는다는 이점을 가지며, 이로써 한편으로 폐쇄 요소의 질량이 감소되며 또한 다른 한편으로는 포펫 밸브를 통해 흐르는 유체 유동이 포펫 밸브의 면 위에 더 고르게 분포되며, 그래서 포펫 밸브의 유동 저항이 감소된다. 낮은 질량을 갖는 폐쇄 요소는, 가해지는 힘에 따라 매우 신속하게 반응하며 또한 행정 방향으로 움직이는 이점을 가지며, 그래서 본 발명에 따른 포펫 밸브는 폐쇄 요소의 짧은 반응 시간을 갖는다.

본 발명에 따른 포펫 밸브는 안내 수단을 포함하며, 각 안내 수단은, 캣처에 체결되거나 또는 캣처에 체결될 수 있어 행정 방향의 양 방향으로 작용하는 포지티브 연결을 형성하는 체결부를 갖는다. 이 포지티브 연결에 의해, 안내 수단이 캣처에 안정적으로 체결되는 것이 보장된다.

유리하게는, 캣처는 행정 방향으로 일정한 폭을 갖는다. 유리하게는, 캣처는 관형 재료로 이루어지며, 이는 바람직하게는 3 내지 6 mm, 특히 유리하게는 4 내지 5 mm의 두께를 갖는다. 특히 유리하게는, 캣처는 금속 시트로 이루어진다.

체결부는 유리하게는 스냅-인 연결 부분, 특히 유리하게는 분리 가능한 스냅-인 연결 부분으로 설계되며, 그래서 안내 수단은 캣처로부터 쉽게 분리될 수 있고 바람직하게 새로운 안내 수단으로 교체될 수 있다. 안내 수단 및 바람직하게는 또한 폐쇄 요소는 바람직하게는 스페어(spare) 부분으로 설계되며, 그래서 특정한 시간 기간 후에 그리고/또는 마모의 경우에 쉽게 교체될 수 있다.

본 발명에 따른 포펫 밸브는 각 통로에 대한 개별적인 관련된 폐쇄 요소 및 각 폐쇄 요소와 관련된 안내 수단을 포함하며, 이 안내 수단은 행정 방향으로 각각의 폐쇄 요소를 안내한다. 특히 유리한 실시 형태에서, 폐쇄 요소 및 안내 수단은 쉽게 교체 가능하고, 유리하게는 또한 개별적으로 교체 가능하며, 그래서 유지 보수 동안에 모든 폐쇄 요소 및/또는 모든 안내 수단이 쉽게 교체되거나 또는 유지 보수 동안에 기존의 마모에 따라 교체되어야 하는 그 폐쇄 요소 및/또는 안내 수단만 교체된다. 유리하게는, 안내 수단은 간단한 방식으로, 예컨대, 클립 연결 또는 스냅-인 연결을 통해 캣처에 분리 가능하게 연결되며, 그래서 안내 수단은 유지 보수 동안에 캣처로부터 분리되어 간단한 방식으로 교체될 수 있다.

각 폐쇄 요소는 관련된 안내 요소에 의해 행정 방향으로 움직일 수 있게 안내된다. 일 유리한 설계에서, 폐쇄 요소는 외부에서 안내 요소를 둘러싸고, 그래서 안내 요소는 행정 방향으로 폐쇄 요소 내부에 적어도 부분적으로 배치된다. 이 설계는, 예컨대, 오물 퇴적물이 안내 요소에 거의 형성되지 않는 이점을 가지며, 그 오물 퇴적물은 안내 요소를 통해 흐르는 유체의 오물 입자로 인해 생길 수 있다. 추가의 유리한 실시 형태에서, 안내 요소는 외부에서 폐쇄 요소를 둘러싸고, 그래서 폐쇄 요소는 행정 방향으로 안내 요소 내부에 적어도 부분적으로 배치된다. 이 실시 형태는, 예컨대, 폐쇄 요소는 플라스틱으로 만들어질 수 있다는 이점을 가지며, 플라스틱은, 바람직하게는, 밸브 본체 또는 밸브 시트를 칠 때 마모를 거의 일으키지 않도록 선택된다. 유리한 실시 형태에서, 포펫 밸브의 작동 동안에 폐쇄 요소가 밸브 시트 보다 훨씬 더 많이 마모되도록 밸브 시트와 폐쇄 요소의 재료 페어링(pairing)이 선택되며, 예컨대, 폐쇄 요소는 플라스틱으로 만들어지고 밸브 시트 또는 밸브 본체는 금속으로 만들어진다. 폐쇄 요소는 쉽게 또한 저렴하게 교체 가능하기 때문에, 이 실시 형태는 포펫 밸브의 장기적으로 신뢰적이고 저렴한 작동을 보장한다.

이하, 본 발명을 실시 형태의 예로 상세히 설명한다.

실시 형태를 설명하기 위해 사용되는 도면에서,
도 1a는 포펫 밸브의 제 1 실시 형태의 사시 종단면을 나타낸다.
도 2a는 도 1에 따른 포펫 밸브의 사시 저면도를 나타낸다.
도 3은 도 1에 따른 하지만 스프링이 없는 포펫 밸브의 상세도이다.
도 4는 도 3에 따른 하지만 폐쇄 요소와 밸브 본체가 없는 도이다.
도 5는 도 3에 따른 폐쇄 요소를 나타낸다.
도 6은 포펫 밸브의 제 2 실시 형태의 사시 종단면을 나타낸다.
도 7은 도 6에 따른 포펫 밸브의 사시 저면도를 나타낸다.
도 8은 도 6에 따른 포펫 밸브의 상세도이다.
도 9는 도 8에 따른 하지만 폐쇄 요소, 스프링 및 밸브 본체는 없는 도이다.
도 10은 도 8에 따른 폐쇄 요소를 나타낸다.
도 11은 도 6에 따른 포펫 밸브의 폐쇄 요소의 정면도이다.
원리적으로, 도면에서 동일한 부분에는 동일한 참조 번호가 주어져 있다.

도 1은 포펫 밸브(1)의 제 1 실시 형태의 사시 종단면을 나타낸다. 포펫 밸브(1)는 복수의 통로 채널(2a)을 갖는 밸브 본체(2)를 포함하고, 각 통로 채널은 밸브 시트(7)에 개방되어 있다. 밸브 시트(7)의 반대편에는, 행정 방향(H)으로 움직일 수 있는 각각의 폐쇄 요소(4)가 배치되며, 각 폐쇄 요소(4)는 폐쇄 헤드(4b)를 포함하며, 이 폐쇄 헤드(4b)는 밸브 시트(7)와 접촉할 때 각각의 밸브 시트(7) 또는 각각의 통로 채널(2a)를 밀봉한다. 폐쇄 요소(4) 각각은 안내 수단(6)을 통해 행정 방향(H)으로 움직일 수 있게 장착된다. 각 안내 수단(6)은 캣처(catcher)(3)에 연결되며, 이 캣처(3)는 스페이서(8) 및 너트(9a)를 갖는 체결 수단(9)을 통해 밸브 본체(2)에 단단히 연결되며, 그래서 캣처(3) 및 그래서 안내 수단(6)과 폐쇄 요소(4)는 밸브 본체(2)에 대한 규정된 위치에 배치되며, 즉 그래서, 폐쇄 요소(4)는 행정 방향(H)으로의 대응하는 운동에 의해 행정 방향(H)으로 반대편에 있는 각각의 밸브 시트(7)를 개방 또는 폐쇄할 수 있다. 밸브 시트(7)는 폐쇄 요소(4)로 개방 또는 폐쇄될 수 있다. 도시되어 있는 실시 형태의 예에서, 밸브 시트(7)는 환형 밸브 시트 부분(7a)을 포함하고, 이 시트 부분은 폐쇄 요소(4)가 폐쇄 동안에 밸브 시트 부분(7a)과 배타적으로 접촉하도록 배치 및 구성된다. 밸브 시트 부분(7a)은 바람직하게는 마모 부분으로 설계되며, 그래서, 특히 발생된 마모로 인해 교체가 요구되면, 밸브 시트(7)에 배치되는 밸브 시트 부분(7a)이 교체될 수 있다. 밸브 시트 부분(7a)은 바람직하게는 플라스틱, 예컨대, PTFE, PEEK, FFKM 또는 연질 금속 합금, 예컨대 구리 또는 인듐 합금으로 만들어진다. 폐쇄 요소(4)와 안내 수단(6)의 각 조합에 스프링(5)이 배치된다. 도 1에 나타나 있는 바와 같이, 이 스프링은 안내 수단(6) 내부에 배치되며, 밸브 본체(2)를 향하는 편향력을 폐쇄 요소(4)에 가하며, 그래서 폐쇄 요소(4)는 포펫 밸브(1)의 안착 상태에서 밸브 시트(7a) 또는 밸브 본체(2)와 접촉한다. 도 1은 개방 상태에 있는 포펫 밸브(1)를 나타내며, 개방 상태에서 유체는 밸브 본체(2)를 통해 위에서 아래로 흐르고, 그래서 폐쇄 요소(4)가 밸브 시트(7a)로부터 들리게 된다.

도 2는 도 1에 나타나 있는 포펫 밸브(1)의 저면 사시도를 나타낸다. 캣처(3)는 격자 노드(3a), 지주(3b), 및 틈(3c)을 포함하는 격자 구조물로 설계된다. 유리하게는, 도 2에 나타나 있는 바와 같이, 단일 안내 수단(6)이 각 격자 노드(3a)에 부착된다. 바람직한 실시 형태에서, 캣처(3)의 격자 구조물은 비교적 큰 면적의 틈(3c)을 가지며, 이 결과, 캣처(3)의 유동 저항이 낮게 된다. 캣처(3)는 스페이서(8) 및 체결 수단(9)을 통해 밸브 본체(2)에 대한 규정된 위치에서 또한 규정된 거리에 고정된다. 캣처(3)는 바람직하게는 금속 또는 플라스틱으로 만들어진다.

도 3은 단일 폐쇄 요소(4) 및 관련된 안내 수단(6)의 상세도를 나타내며, 또한 밸브 본체(2)의 관련된 통로(2a)를 나타낸다. 내부 공동부(6d)에 위치되어 있는 스프링(5)은 다른 요소들이 더 잘 보일 수 있도록 나타나 있지 않다. 도 3은 도 1과 동일한 부분을 나타내지 않는다.

밸브 본체(2)는 통로 채널(2a) 및 환형 밸브 시트 부분(7a)을 갖는 밸브 시트(7)를 포함한다. 폐쇄 요소(4)가 행정 방향(H)으로 움직일 수 있도록 각 안내 수단(6)에 장착된다. 각각의 폐쇄 요소(4)는 행정 방향(H)으로 반대편에 있는 각 밸브 시트(7)에 할당된다. 각 밸브 시트(7)는 각각의 관련된 폐쇄 요소(4)에 의해 폐쇄될 수 있고, 안내 수단(6)은 캣처(3)에 연결된다. 각 안내 수단(6)은 안내부(6a), 지지부(6b) 및 체결부(6c)를 포함한다. 안내부(6a)는 행정 방향(H)으로 연장되어 있는 내부 공동부(6d)를 포함한다. 지지부(6b)는 베어링 표면(6e)을 포함하고, 도 1에만 나타나 있는 스프링(5)은 안내부(6a)의 내부 공동부(6d)에서 연장되어 있고 베어링 표면(6e)과 폐쇄 요소(4)의 폐쇄 헤드(4b) 사이에 클램핑된다. 안내 수단(6)은 밸브 시트(7) 쪽으로 향하는 제 1 스탑 표면(6f)을 가지며, 그리고 폐쇄 요소(4)는 제 1 스탑 표면(6f) 쪽으로 향하는 제 2 스탑 표면(4e)을 갖는다. 제 1 및 제 2 스탑 표면(6f, 4e)은, 행정 방향(H)으로의 폐쇄 요소(4)의 최대 행정을 제한하도록 상호 협력하도록 배치된다. 행정 방향(H)으로의 폐쇄 요소(4)의 높이는, 폐쇄 요소(4)가 그의 스탑 표면(4e)으로 정상부에서만 안내 수단(6)을 치도록 선택되며, 그리하여 안내 부재(4c)는 폐쇄 요소(4)에 대해 가능한 어떤 위치에서도 캣처(3)와 직접 접촉하지 않으며, 그래서 폐쇄 요소(4)는 또한 캣처(3)를 치지 않는다. 이는 캣처(3)는 폐쇄 요소(4)에 의해 야기되는 마모를 받지 않거나 무시 가능한 마모만 받는다는 이점을 갖는다.

유리한 실시 형태에서, 도 1 및 3에 나타나 있는 바와 같은 폐쇄 요소(4)는 중공 원통형 안내 부재(4c) 및 폐쇄 헤드(4b)를 포함하고, 폐쇄 요소(4)는 단일체로 설계되며 바람직하게는 딥드로잉된(deep-drawn) 금속으로 이루어진다. 유리하게, 안내 수단(6)은, 원통형이고 외측으로 향하는 제 1 슬라이딩 표면(6g)을 갖는다. 안내 부재(4c)는, 원통형이고 내측으로 향하는 제 2 슬라이딩 표면(4a)을 갖는다. 폐쇄 요소(4)와 안내 수단(6)은, 제 1 슬라이딩 표면(6g) 및 제 2 슬라이딩 표면(4a)이 상호 슬라이딩 표면을 형성하게 동일하도록 설계되며, 폐쇄 요소(4)가 그 상호 슬라이딩 표면을 따라 장착되어 안내 수단(6)에 대해 행정 방향(H)으로 앞뒤로 슬라이딩할 수 있다.

폐쇄 요소(4)는 바람직하게는 단일체로 설계되며, 폐쇄 요소(4)는 폐쇄 헤드(4b) 및 이 폐쇄 헤드(4b)에 인접하여 행정 방향(H)으로 연장되어 있는 중공 원통형 안내부(4c)를 포함하고, 폐쇄 헤드(4b)는 밸브 시트(7)로부터 멀어지는 방향으로 향하는 측에서 제 2 스탑 표면(4e)을 포함한다. 안내부(6a)는 밸브 본체(2) 쪽으로 향하는 끝면을 가지며, 이 끝면은 제 1 스탑 표면(6f)을 형성한다.

도 4는 캣처(3)의 일부분 및 캣처(3)에 연결되어 있는 단일 안내 수단(6)을 상세히 나타낸다. 캣처(3)는 격자 노드(3a), 지주(3b), 및 격자 노드(3a)에 있는 개구(3d)를 포함하는 격자 구조물로 설계된다. 유리한 실시 형태에서, 안내 수단(6)은 체결부(6c)를 포함하고, 이 체결부에 의해 안내 수단(6)은 캣처(3)에 체결될 수 있고, 바람직하게는 다시 분리 가능하다.

유리한 실시 형태에서, 도 3 및 4에 나타나 있는 바와 같이, 체결부(6c)는 복수의 클립 또는 스냅-인 연결 부재(6h)를 포함하고, 각 연결 부재는 가시부를 가지며, 그래서 체결부(6c)는 격자 노드(3a)의 원형 개구(3d) 안으로 삽입될 수 있고, 가시부는 캣처(3)에 접촉하며, 그래서 안내 수단(6)은 캣처(3)에 단단히, 바람직하게는 해제 가능하게 연결된다.

도 5는 도 3에 이미 상세히 나타나 있는 폐쇄 요소(4)를 나타낸다. 일 유리한 실시 형태에서, 안내 부재(4c)(제 2 슬라이딩 표면(4a)을 형성함)는 폐쇄 요소(4)의 전체 높이를 따라 연장되어 있다. 도 3 및 4에는, 스프링(5)(그 자체는 폐쇄 요소(4)를 위해 요구됨)이 나타나 있지 않다. 안내 수단(6)은 베어링 표면(6e)을 포함하고, 도 1에 나타나 있는 바와 같이, 스프링(5)의 한 단부가 그 베어링 표면에 안착되고, 스프링(5)의 다른 단부는 폐쇄 헤드(4b)의 내측면에, 바람직하게는 베어링 표면(4g)에 안착되며, 그리하여 편향력이 밸브 본체(2) 쪽으로 폐쇄 요소(4)에 작용한다.

유리하게, 폐쇄 요소(4)는 돌출 중심 맞춤 부분(4f)을 포함하고, 이 부분은 폐쇄 헤드(4b)에 대한 스프링(5)의 위치를 중심 맞춤시킨다. 폐쇄 요소(4)는 바람직하게는 설계에 있어 매우 가볍고, 예컨대, 1 내지 10 그램의 중량을 갖는다. 유리한 실시 형태에서, 폐쇄 요소(4)는 금속으로 만들어진다. 특히 유리하게는, 폐쇄 요소(4)는 딥드로잉으로 판금으로 제조되며, 판금은 바람직하게는 0.25 내지 1.5 mm의 두께를 갖는다. 금속 폐쇄 요소(4)는 바람직하게는 0.25 내지 1.5 mm의 벽 두께, 특히 바람직하게는 0.3 내지 1 mm의 벽 두께를 갖는다. 금속 폐쇄 요소(4)는 바람직하게는 5 내지 15 그램의 중량, 바람직하게는 8 내지 12 그램의 중량을 갖는다. 이러한 폐쇄 요소(4)는 극히 저렴한 비용으로 제조될 수 있다. 이러한 경량 폐쇄 요소(4)는 낮은 관성을 가지며, 그래서 매우 빨리 움직일 수 있다. 폐쇄 요소(4)는 플라스틱으로도 만들어질 수 있다. 폐쇄 요소는 바람직하게는 8 mm 내지 15 mm의 직경, 특히 10 mm 내지 12 mm의 직경을 갖는다. 제 1 스탑 표면(6f)은 행정 방향(H)에 대해 반경 방향으로 폭을 가지며, 이 폭은 바람직하게는 폐쇄 요소(4)의 벽 두께의 적어도 2배이다. 안내 수단은 바람직하게는 플라스틱으로 만들어진다.

도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 포펫 밸브(1)는 매우 간단한 방식으로 서비스될 수 있으며, 제 1 공정 단계에서 캣처(3)는 밸브 본체(2)로부터 분리되며, 그래서 캣처(3)와 그에 연결되는 안내 수단(6) 및 그의 폐쇄 요소(4)는 밸브 본체(2)로부터 제거될 수 있다. 그래서, 필요하다면, 밸브 시트 링(7a)은 간단한 방식으로 교체될 수 있다. 추가로, 필요하다면, 폐쇄 요소(4)는 간단한 방식으로 교체될 수 있다. 더욱이, 사전에, 필요하다면, 안내 수단(6) 중의 적어도 하나, 바람직하게는 모든 안내 수단(6)이 캣처(3)로부터 분리될 수 있고, 새로운 안내 수단(6)으로 교체된다. 그러므로, 스프링(5)이 안내 수단(6)의 내부 안으로 삽입되어 각각의 폐쇄 요소(4)를 대응하는 안내 수단(6) 위에서 미끄러뜨린다. 그래서, 밸브 본체(2)와 캣처(3)는 서로에 다시 단단히 연결될 수 있고, 그래서 본 발명에 따른 포펫 밸브(1)의 유지 보수가 이미 완료된다.

도 1 내지 5에 나타나 있는 예에서, 제 1 슬라이딩 표면(6g) 및 제 2 슬라이딩 표면(4a)은 원통형이다. 이들 두 슬라이딩 표면(6a, 4a)은 다른 형상을 가질 수 있고, 이는 행정 방향(H)의 슬라이딩 운동을 허용하도록 설계된다. 예컨대, 안내 수단(6) 및 폐쇄 수단(4)은 타원형, 삼각형, 정사각형 또는 다각형 단면을 가질 수 있고, 이는 행정 방향(H)의 슬라이딩 운동이 가능하도록 그러한 슬라이딩 표면(6a, 4a)을 형성한다.

한 가능한 실시 형태에서, 폐쇄 요소(4)는 폐쇄 요소(4)의 내부와 외부 사이에 유체 전달 연결을 이루기 위해 안내 부재(4c)의 영역에서 구멍을 가질 수 있다. 이러한 구성은, 적어도 일시적으로 유체 유동이 폐쇄 요소(4) 또는 안내 수단(6) 내부에 발생되어 퇴적된 오물을 제거할 수 있다는 이점을 갖는다.

도 6은 포펫 밸브(1)의 제 2 실시 형태를 사시 종단면으로 나타낸다. 도 1에 나타나 있는 포펫 밸브(1) 및 도 6에 나타나 있는 포펫 밸브(1)는, 특히, 폐쇄 요소(4)와 안내 수단(6)이 다르게 설계되어 있다는 점에서 다르다. 그 외에, 두 포펫 밸브는, 고작 밸브 시트(7)와 환형 밸브 시트 부분(7a)을 제외하고는, 본질적으로 동일하게 설계된다.

도 7은 도 6에 따른 포펫 밸브(1)의 저면도를 나타낸다. 캣처(3)는 스페이서 부분(8) 및 체결 부분(9)을 통해 밸브 본체(2)에 단단히 연결된다. 안내 수단(6)은 체결부(6c)를 통해 캣처(3)에 고정적으로 연결되며, 체결부는 리벳 연결 부분(6i)을 포함하는 리벳 연결부로 설계된다.

도 8은 단일 폐쇄 요소(4) 및 관련된 안내 수단(6)과 스프링(5)을 상세히 나타내고, 또한 밸브 본체(2)의 관련된 통로 채널(2a)을 나타낸다. 추가로, 도 8은 이것들이 도 6에 따른 포펫 밸브에 서로 어떻게 배치되어 있는지를 상세히 나타낸다. 도 8은 도 6에 나타나 있는 바와 동일한 단면도를 나타낸다. 밸브 본체(2)는 통로 채널(2a)을 포함하고, 그리하여, 이 실시 형태에서는 환형 밸브 시트 부분(7a)은 밸브 시트(7)에 배치되지 않는다. 행정 방향(H)으로 밸브 시트(7)의 반대편에는 폐쇄 요소(4)가 있고, 이는 행정 방향(H)으로 변위 가능하도록 안내 수단(6)에 장착된다. 폐쇄 요소(4)는 안내 수단(6)에 장착된다. 도 10에 나타나 있는 바와 같이, 폐쇄 요소(4)는 중공 원통형 안내 부재(4c) 및 폐쇄 헤드(4b)로 이루어지며, 폐쇄 헤드(4b)는 밸브 시트(7) 쪽에 있는 안내 부재(4c)에 의해 둘러싸이는 내부 공간을 폐쇄한다. 도 9에 나타나 있는 바와 같이, 안내 수단(6)은 안내부(6a), 지지부(6b) 및 체결부(6c)를 포함한다. 안내부(6a)는 중공 원통형이고, 원통형이고 내측으로 향하는 제 1 슬라이딩 표면(6g)을 갖는다. 안내부(4c)는, 원통형이고 외측으로 향하는 제 2 슬라이딩 표면(4a)을 갖는다. 도 8에 나타나 있는 바와 같이, 안내 부재(6)는 원주 방향으로 폐쇄 요소(4)를 둘러싸고, 폐쇄 요소(4)와 안내 수단(6)은, 제 1 슬라이딩 표면(6g)과 제 2 슬라이딩 표면(4a)이 상호 슬라이딩 표면을 형성하게 동일하도록 설계되어 있고, 폐쇄 요소(4)는 안내 수단(6)에 대해 행정 방향(H)으로 앞뒤로 움직일 수 있도록 상호 슬라이딩 표면을 따라 장착된다. 지지부(6b)는 제 1 스탑 표면(6f)을 형성한다. 폐쇄 요소(4)의 끝면은 제 2 스탑 표면(4e)을 형성한다. 제 1 및 제 2 스탑 표면(6f, 4e)은, 행정 방향(H)으로의 운동 중에 서로 만나 행정 방향(H)으로의 폐쇄 요소(4)의 행정을 제한하도록 서로 배치된다. 안내 수단(6)은 바람직하게는 금속, 바람직하게는 딥드로잉된 시트로 만들어진다. 안내 수단(6)이 금속으로 만들어지는 경우, 그 안내 수단은 바람직하게 0.25 mm 내지 1.5 mm의 벽 두께, 특히 바람직하게는 0.3 mm 내지 1 mm의 벽 두께를 갖는다. 안내 수단(6)은 체결부(6c)를 포함하고, 조립 전에 그 체결부는 예컨대 슬리브의 형태로 성형되고,그래서 체결부(6c)는 제 1 공정 단계에서 캣처(3) 안으로 삽입되며, 그런 다음에 제 2 공정 단계에서 위로 구부려지며, 그래서 도 8 및 9에 나타나 있는 바와 같이, 체결부(6c)는 일종의 리벳 이음부를 형성하게 되며, 이 이음부를 통해 안내 수단(6)이 캣처(3)에 체결된다. 베어링 표면(6e)은 제 1 스탑 표면(6f)을 형성한다. 스프링(5)은 제 1 스탑 표면(6f)과 폐쇄 헤드(4b)의 내면 사이에 클램핑된다.

금속 안내 수단(6)은 바람직하게는 0.25 mm 내지 1.5 mm의 벽 두께, 특히 유리하게는 0.3 mm 내지 1 mm의 벽 두께를 갖는다. 안내 수단은 유리하게는 8 mm 내지 15 mm의 직경, 특히 유리하게는 10 mm 내지 12 mm의 직경을 갖는다. 행정 방향(H)에 대해 반경 방향으로 있는 제 1 스탑 표면(6f)은 유리하게 안내 수단(6)의 벽 두께의 적어도 2배인 폭을 갖는다.

도 10에 나타나 있는 폐쇄 요소(4)는 바람직하게는 플라스틱으로 만들어지지만, 금속으로도 만들어질 수 있다.

밸브 본체(2)는 플라스틱 또는 금속으로 만들어질 수 있다. 폐쇄 요소(4)가 플라스틱으로 만들어지는 경우, 도 8에 나타나 있는 바와 같이, 환형 밸브 시트 부분(7a)은 없어도 되는데, 왜냐하면 그러한 폐쇄 요소(4)는 바람직하게는 밸브 시트(7)의 약간의 마모만 일으키기 때문이다. 그러나, 폐쇄 요소(4)는 또한 금속으로 만들어질 수 있다. 안내 수단(6)은 다양한 방식으로 캣처(3)에 연결될 수 있다. 안내 수단(6)은 또한 플라스틱으로 만들어질 수 있고, 예컨대, 도 3 및 4에 나타나 있는 바와 같이, 스냅-인 연결부(6h)를 갖는 부착부(6c)를 가질 수 있고, 그래서 안내 수단(6)은 클립 연결부(6c)를 통해 캣처(3)에 연결 가능하다.

도 11은 도 6에 따른 포펫 밸브(1)의 상면도를 나타내며, 밸브 본체(2)는 완전히 제거되어 있다. 포펫 밸브(1)는 31개의 안내 수단(6)이 배치되어 있는 캣처(3)를 포함하고, 밸브 본체(2) 쪽으로 정렬되어 있는 폐쇄 헤드(4a)를 갖는 폐쇄 요소(4)는 각 안내 수단(6)에 배치된다. 도 11에 나타나 있는 장치는 스페이서(8) 및 체결 수단(9)의 도움을 통해 밸브 본체(2)(나타나 있지 않음)에 단단히 그리고 바람직하게는 분리 가능하게 연결된다. 유리한 구성에서, 도 11에 나타나 있는 구성은, 필요하다면 스페이서(8) 및 체결 수단(9) 없이, 포펫 밸브(1)을 위한 미리 구성된 스페어(spare) 부분으로서 설계되며, 그래서, 이는 유지 보수 조치에 의해 다시 바람직하게는 새로운 것 만큼 양호한 포펫 밸브(1)를 얻기 위해 밸브 본체(2)에 연결되기만 하면 된다.

본 발명에 따른 포펫 밸브(1)는 복수의 통로 채널(2a) 및 복수의 폐쇄 요소(4)를 비용 효과적으로 구비할 수 있다. 일 유리한 실시 형태에서, 포펫 밸브(1)는 직경을 따라 3 내지 12개의 통로 채널(2a) 및 폐쇄 요소(4), 특히 유리하게는 4 내지 7개의 통로 채널(2a)과 폐쇄 요소(4)를 포함한다. 도 11에서, 5개의 폐쇄 요소(4)가 직경을 따라 방향(A)으로 배치되며, 그래서 밸브 본체(2)(나타나 있지 않음)는 또한 5개의 통로 채널(2a)을 갖는다. 도 11은 32개의 폐쇄 요소(4)를 갖는 구성을 나타낸다. 일 유리한 실시 형태에서, 본 발명에 따른 포펫 밸브(1)는 14 내지 45개의 폐쇄 요소(4) 및 동일한 수의 통로 채널(2a)을 갖는다.

도 1 및 6에 나타나 있는 포펫 밸브(1)의 실시 형태는, 안내 수단(6)이 캣처(3)에 연결될 수 있고 또한 안내 수단(6)이 유리하게 그 캣처(3)로부터 다시 분리될 수 있는 실시 형태를 나타낸다. 추가의 유리한 실시 형태에서, 안내 수단(6)은 캣처(3)의 일부분을 형성하고, 그래서 안내 수단(6)은 캣처(3)에 단단히 그리고 분리 불가능하게 연결된다. 이러한 실시 형태는, 유지 보수 동안에 캣처(3)를 교체함으로써 모든 안내 수단(6)이 동시에 교체될 수 있다는 이점을 갖는다. 추가의 유리한 실시 형태에서, 캣처(3)와 모든 관련된 안내 수단(6), 폐쇄 요소(4) 및 스프링(5)을 포함하는 스페어 부분이 제공된다. 한 가능한 실시 형태에서, 이 스페어 부분은, 개별 부품은 여전히 조립되어야 하는 키트로서 설계된다. 특히 유리한 실시 형태에서, 이 스페어 부분은 이미 사전에 조립되며, 그래서 포펫 밸브(1)의 유지 보수를 위해서는 캣처(3)만 밸브 본체(2)로부터 분리되면 되고 또한 캣처(3) 및 관련된 안내 수단(6), 폐쇄 요소(4) 및 스프링(5)을 포함하는 사전 조립된 스페어 부분이 밸브 본체(2)에 부착되어야 한다. 이 스페어 부분에서, 안내 수단(6)은 캣처(3)의 일부분일 수 있다. 다른 가능한 실시 형태에서, 도 1 내지 4에 나타나 있는 바와 같이, 이 스페어 부분에서 안내 수단(6)은 캣처(3)에 분리 가능하게 연결될 수 있다.

도 1 내지 5에 나타나 있는 폐쇄 요소(4)는 8 내지 14 mm의 외경, 특히 바람직하게는 10 mm 내지 12 mm의 외경을 갖는다. 도 6 내지 10에 나타나 있는 안내 수단(6)은 바람직하게는 8 내지 14 mm의 내경, 특히 유리하게는 10 mm 내지 12 mm의 내경을 갖는다. 유리하게는, 각 경우에 포펫 밸브(1)에 배치되는 모든 폐쇄 요소(4) 및/또는 안내 수단(6)은 동일하게 설계된다.

Claims

포펫 밸브(1)로서, 복수의 통로 채널(2a)을 갖는 밸브 본체(2), 복수의 폐쇄 요소(4), 복수의 안내 수단(6), 및 캣처(catcher)(3)를 포함하고, 각 통로 채널(2a)은 밸브 시트(7)에 개방되어 있으며, 폐쇄 요소(4)가 행정 방향(H)으로 움직일 수 있도록 각 안내 수단(6)에 장착되며, 각각의 폐쇄 요소(4)는 행정 방향(H)으로 반대편에 있는 각 밸브 시트(7)와 관련되어 있고, 그래서 각 밸브 시트(7)는 각각 관련된 폐쇄 요소(4)에 의해 폐쇄될 수 있으며, 각 안내 수단(6)은 행정 방향(H)으로 연속적으로 안내부(6a), 지지부(6b) 및 체결부(6c)를 포함하며, 각 안내 수단(6)은 체결부(6c)를 통해 상기 캣처(3)에 연결되며, 안내부(6a)는 행정 방향(H)으로 연장되어 있는 내부 공동부(6d)를 포함하고, 상기 지지부(6b)는 베어링 표면(6e)을 포함하고, 스프링(5)이 안내부(6a)의 내부 공동부(6d)에서 연장되어 있고 또한 상기 지지 표면(6e)과 폐쇄 요소(4) 사이에 클램핑되며, 상기 안내 수단(6)은 행정 방향(H)으로 연장되어 있는 단일 안내부(6a)를 포함하고,
각 안내 수단(6)은 상기 밸브 시트(7) 쪽으로 향하는 제 1 스탑 표면(6f)을 가지며, 각 폐쇄 요소(4)는 상기 제 1 스탑 표면(6f) 쪽으로 향하는 제 2 스탑 표면(4e)을 가지며, 상기 제 1 및 제 2 스탑 표면(6f, 4e)은, 행정 방향(H)으로 폐쇄 요소(4)의 최대 행정을 제한하도록 상호 협력하도록 배치되어 있고, 체결부(6c)는 행정 방향(H)의 양 방향으로 작용하는 캣처(3)에 대한 포지티브 연결을 형성하는, 포펫 밸브.
제 1 항에 있어서,
상기 캣처(3)는 행정 방향(H)으로 일정한 폭을 갖는, 포펫 밸브.
제 2 항에 있어서,
상기 캣처(3)는 관형 재료로 만들어지는, 포펫 밸브.
제 3 항에 있어서,
상기 캣처(3)는 금속 시트로 이루어지는, 포펫 밸브.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 안내부(6a)는 중공 원통형으로 설계되어 있고 또한 행정 방향(H)으로 연장되어 있는 제 1 슬라이딩 표면(6g)을 가지며, 폐쇄 요소(4)는 행정 방향(H)으로 연장되어 있는 제 2 슬라이딩 표면(4a)을 가지며, 제 1 및 제 2 슬라이딩 표면(6g, 4a)은 서로 반대 방향으로 구성되어 있어, 각 폐쇄 요소(4)는 행정 방향(H)으로 제 1 및 제 2 슬라이딩 표면(6g, 4a)을 통해 관련 안내 수단(6)에 움직일 수 있게 장착되는, 포펫 밸브.
제 5 항에 있어서,
상기 안내부(6a)의 원통형 외부 표면은 상기 제 1 슬라이딩 표면(6g)을 형성하고, 상기 폐쇄 요소(4)는 중공 원통형 안내 부재(4c)를 포함하고, 이 안내 부재의 내부 표면은 상기 제 2 슬라이딩 표면(4a)을 형성하는, 포펫 밸브.
제 6 항에 있어서,
상기 폐쇄 요소(4)는 단일체로 설계되어 있고, 폐쇄 헤드(4b) 및 이 폐쇄 헤드(4b)에 인접하여 행정 방향(H)으로 연장되어 있는 중공 원통형 안내 부재(4c)를 포함하며, 폐쇄 헤드(4b)는 제 2 스탑 표면(4e)을 포함하는, 포펫 밸브.
제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
상기 안내부(6a)는 밸브 본체(2) 쪽으로 향하는 끝면을 가지며, 이 끝면은 상기 제 1 스탑 표면(6f)을 형성하는, 포펫 밸브.
제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 폐쇄 요소(4)는 금속, 특히 딥드로잉된(deep-drawn) 금속으로 만들어지는, 포펫 밸브.
제 9 항에 있어서,
상기 폐쇄 요소(4)는 0.25 mm 내지 1.5 mm의 벽 두께, 특히 0.3 mm 내지 1 mm의 벽 두께를 갖는, 포펫 밸브.
제 10 항에 있어서,
상기 폐쇄 요소(4)는 8 mm 내지 15 mm의 직경, 특히 10 mm 내지 12 mm의 직경을 갖는, 포펫 밸브.
제 10 항 또는 11 항에 있어서,
상기 제 1 스탑 표면(6f)은 상기 행정 방향(H)에 대해 반경 방향으로 폭을 가지며, 이 폭은 폐쇄 요소(4)의 벽 두께의 적어도 2배인, 포펫 밸브.
제 9 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 안내 수단(6)은 플라스틱으로 만들어지는, 포펫 밸브.
제 13 항에 있어서,
상기 체결부(6c)는 스냅-인 연결 부분(6h)을 포함하는, 포펫 밸브.
제 5 항에 있어서,
상기 안내부(6a)의 내부 표면은 상기 제 1 슬라이딩 표면(6g)을 형성하며, 상기 폐쇄 요소(4)는 중공 원통형 안내 부재(4c)를 포함하고, 이 안내 부재의 외부 표면은 상기 제 2 슬라이딩 표면(4a)을 형성하며, 그래서 상기 폐쇄 요소(4)는 적어도 부분적으로 행정 방향(H)으로 상기 안내 수단(6) 내부에 배치되는, 포펫 밸브.
제 12 항에 있어서,
상기 폐쇄 요소(4)는 단일체로 설계되며 또한 폐쇄 헤드(4b) 및 이 폐쇄 헤드(4b)에 인접하여 행정 방향(H)으로 연장되어 있는 중공 원통형 안내 부재(4c)를 포함하며, 상기 중공 원통형 안내 부재(4c)는 밸브 본체(2)로부터 멀어지는 방향으로 향하는 끝면을 가지며, 이 끝면은 제 2 스탑 표면(4e)을 포함하는, 포펫 밸브.
제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
상기 안내 수단(6)은, 상기 캣처(3)에서 시작하여 밸브 본체(2) 쪽으로 가면서, 먼저 지지부(6b) 및 다음에 안내부(6a)를 포함하고, 지지부(6b)는 상기 밸브 본체(2) 쪽으로 향하는 제 1 베어링 표면(6f)을 포함하는, 포펫 밸브.
제 12 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 안내 수단(6)은 금속, 특히 딥드로잉된 금속으로 만들어지는, 포펫 밸브.
제 18 항에 있어서,
상기 안내 수단(6)은 0.25 mm 내지 1.5 mm의 벽 두께, 특히 0.3 mm 내지 1 mm의 벽 두께를 갖는, 포펫 밸브.
제 19 항에 있어서,
상기 안내 수단(6)은 8 mm 내지 15 mm의 직경, 특히 10 mm 내지 12 mm의 직경을 갖는, 포펫 밸브.
제 19 항 또는 20 항에 있어서,
상기 제 1 스탑 표면(6f)은 상기 행정 방향(H)에 대해 반경 방향으로 폭을 가지며, 이 폭은 상기 안내 수단(6)의 벽 두께의 적어도 2배인, 포펫 밸브.
제 18 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 폐쇄 요소(4)는 플라스틱으로 만들어지는, 포펫 밸브.
제 22 항에 있어서,
상기 체결부(6c)는 리벳 연결 부분(6i)을 포함하는, 포펫 밸브.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 캣처(3)는, 격자 노드(3a) 및 이 격자 노드를 서로 연결하는 지주(3b)를 포함하는 평평한 격자 구조물로 설계되어 있고, 격자 노드(3a)는 상기 안내 수단(6)을 고정시키도록 설계되어 있는, 포펫 밸브.
제 1 항 내지 제 24 중 어느 한 항에 있어서,
상기 밸브 본체(2), 안내 수단(6)이 부착되어 있는 캣처(3), 복수의 폐쇄 요소(4) 및 스프링(5)을 포함하는 키트(kit)로 설계되어 있는 포펫 밸브.