KR920002015B1 - 유체 유동감지기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

유체 유동감지기

제1도는 본 발명의 제1실시예에 따르는 유체 유동감지기의 전체 수직단면도.

제2도는 제1도의 2-2를 따라 자른 제1도의 측정챔바의 단면도로써 측정챔바와 조합된 감지장치를 도식적으로 보인 도면.

제3도는 본 발명의 제2실시예를 따르는 유체유동 감지기의 전체 수직단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호와 설명

1 : 하우징 2, 31 : 유체입구

3, 32 : 유체출구 4 : 측정챔바

5 : 제1단부 6 : 제2단부

7, 8 : 도관 9 : 완충챔바

10 : 볼(ball) 11, 12 : 포트(port)

13, 14 : 도관 15 : 밸브

16, 23 : 챔바 17, 18 : 벨브시이트

19 : 밸브볼(valve ball) 20, 24 : 입구포트

21, 22, 25 : 출구포트 26 : 도관

27 : 관전다이오드 28 : 광선

30 : 하우징 33 : 측정챔바

34 : 제1밸브챔바 35 : 제2밸브챔바

36 : 완충챔바 37, 38, 40, 41 : 포트

39 : 자유선회 밸브 챔바볼 42, 43 : 통로

44, 45 : 입구포트 46, 47 : 밸브시이트

48, 49 : 출구포트 50 : 제2자유-회전볼

51, 52 : 통로 53, 54 : 입구포트

55 : 자유-선회 밸브볼 56, 57 : 출구포트

58, 59 : 통로 60 : 출구챔바

70, 74, 118 : 제2위치 71, 73, 117 : 제1위치

106, 147 : 제1방향 105, 146 : 제2방향

본 발명은 유량계, 특히 점도가 크게 변화하는 액체의 흐름을 측정할 수 있는 장치에 관한 것이다.

많은 종류의 유량계 혹은 유량감지기가 공지되어 있다. 예를 들면 측정에 차압 혹은 면적차이를 이용하는 유량계, 체적측정장치, 질량 유동측정계 및 회전형 장치가 있다. 미국특허 제2,518,149호 및 제3,805,609호는 회전형 유량계를 보여주고 있으며 이 형식에서는 유체의 소용돌이 흐름이 이 소용돌이 흐름통로내의 회전체를 회전시키고 이 회전체의 회전에 의해 유속이 측정되도록 되어 있다.

차압식 및 면적식의 장치와 마찬가지로 회전식 유량계는 이들이 이의 작동중에 방향력(directional force)에 의존하기 때문에 일반적으로 점도변화에 매우 민감하지 못하다. 이들 방향력은 점도변화에 급격히 변화한다. 채적식 측정장치는 일반적으로 정교한 실린더에 의존하고 통상 연속흐름으로 측정할 수 없다. 이들은 제조가격이 높고 유지관리비용이 높다. 질량 유동측정계는 매우 고가이고, 일반적으로 큰점도 변화를 취급하지 못한다.

본 발명의 목적은 비교적 측정정도가 높고 큰폭의 점도에 걸쳐 액체의 유동량을 측정할 수 있는 유체유동감지기를 구비하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 저압조건하에서도 정밀도가 유지되는 유량계를 구비하는데 있다.

본 발명의 또다른 목적은 비교적 저가로 제조될 수 있는 그런 감지기를 구비하는데에도 있다.

본 발명에 따르면 유체의 유동체적을 측정하기 위한 유체유동감지기가 구비되는데, 이는 유체입구와 유체출구를 가지는 하우징과 양단부에서 유체입구와 유체출구 양측에 연결된 하우징내의 측정챔바, 챔바의 양단부 사이에서 가동될 수 있고 챔바내에 있는 통상적인 볼인 하나의 부재와 챔바를 통과하여 흐르는 조절유체를 제어하기 위한 밸브장치를 포함하고 있다. 밸브장치는 챔바의 제1단부가 출구로부터 잘려나가 챔바의 상기 단부에서의 유체가 가동부재에 제1방향으로 작용하여 이를 반대방향으로 미는 제1위치와, 챔바의 제2단부가 출구로부터 잘려나가 유체가 반대방향으로 작용하여 가동부재를 다시 챔바의 제1단부로 미는 제2위치 사이에서 가동된다. 밸브는 가동부재의 운도에 반응하여 가동부재가 챔바의 제1단부로 움직일때 밸브가 제1위치로 이동되고 가동부재가 챔바의 제2단부로 움직일 때 밸브는 제2위치로 움직인다.

따라서 가동부재는 측정챔바의 한단부에서 다른 단부로 유체속도에 비레하여 진동하게 된다. 따라서 유체속도는 볼부재의 진동속도를 계수함에 의해 측정될 수 있다. 이는 측정챔바에 인접하게 장착된 적당한 감지기구에 의해 실시될 수 있다. 예를 들면 포트-셀 혹은 광전-다이오드 같은 감광장치가 배열되어 챔바를 횡단하도록 배열된 광선의 차단을 감지하게 되는 것도 가능하다. 선택적으로 자기적 혹은 가변 자기저항 픽업 혹은 반사성감지기(reflective sensor)가 사용될 수도 있다.

감지기는 언제나 유체출구로부터 잘려진 챔바의 한단부로 흐르는 유체의 체적에 의해 가동부재가 그의 챔바를 가로질러 움직이도록 강요되기 때문에 큰 범위의 점도에 걸쳐 작동되게 된다. 그러므로 점도가 변화함에 따른 어떤 힘에도 영향을 받지 않는다.

감지기가 큰폭의 점도범위에 걸쳐 작동하기 때문에 본 발명의 감지기는 식품공업에서 사용되는 시럽 같은 액체의 흐름을 음료; 아이스크림 및 밀크쉐이크등을 분배하는 기계에서 측정하기에 특히 유용하다. 감지기는 초콜렛시럽과 같이 예정된 범위내의 액체에 현탁된 고체입자를 통과시킬 정도로 칫수가 정해질 수 있다. 식품공업에서는 혼합될 액체 혹은 유체량이 정밀하게 첨가되어 비용을 조정함이 극히 중요하다. 따라서 이 발명의 감지기는 차단밸브와 조합되어 유체의 정밀한 반복공급을 하는데도 사용될 수 있다.

이 발명의 감지기는 유체의 흐름이 정확히 측정되어야 하는 다른 많은 분야에도 응용될 수 있다. 한예로 차량의 가솔린 유량을 측정하고 제어하는데에도 이 형태의 감지기가 유용할 것이다. 이 감지기는 그의 몸체를 통하여 유체를 연속으로 흐르게 하면서 유체흐름의 측정을 가능하게 한다.

본 발명의 한실시예에서 밸브조합은 제1위치에서 챔바의 제1단부가 출구로부터 차단되고 챔바의 제2단부는 입구로부터 차단되도록 배열되어 있고, 제2위치에서는 이와 반대이다. 따라서 조립체의 제1위치에서는 가동부재와 챔바의 제2단부 사이의 챔바내의 고정된 유체체적은 그 부재가 챔바의 제2단부로 움직임으로써 출구로 흐를 것이다. 밸브조립체가 그의 제2위치로 움직일때 가동부재가 챔바의 제1단부로 다시 밀리므로써 동일한 체적이 제1단부로부터 출구로 흐른다.

교대로, 차단밸브의 일부형상은 가동부재의 진동칫수를 게수하는 감지장치에 연결되어 일정한 체적이 공급된 후 유체가 차단되도록 하여도 좋다.

제1도와 제2도는 본 발명에 따른 유체 유동감지기의 제1실시예를 보여준다.

제1도에서 보여준 바와 같이 본 실시예의 감지기는 기본적으로 유체입구(2), 유체출구(3) 및 입구(2)와 출구(3) 사이의 원통형 측정챔바(4)를 가진 하우징을 포함하고 있다. 하우징은 측정될 유체에 내구성이 있는 적당한 재료이면 된다.

측정챔바(4)는 원통챔바이고 그의 마주보는 제1 및 제2단부(5)(6)에서 유체입구(2)에 각기 통로 혹은 도관(7)(8)과 완충챔바(9)를 통해 연결되었다. 제1도에서 도시된 바와 같은 볼(10) 혹은 원통형 플럭같은 가동부재가 측정챔바(4)에 위치되어 있다. 볼(10)은 측정챔바(4)의 직경보다 약간 작은 직경을 가지고 있어 비교적 작은량의 유체가 볼주위를 통해 챔바의 한 단부로부터 다른 단부로 누설되는 반면 볼은 자율로이 챔바내에서 움직일 수 있도록 되어 있다.

제1및 제2출구포트(11)(12)는 챔바(4)의 제1 및 제2단부(5)(6)에 각기 위치되어 있다. 도관(13)(14)각각은 밸브조립체(15)에 출구포트(11)(12)를 연결한다.

밸브조립체(15)는 그의 반대단부에서 마주보는 원호밸브시이트(17)(18)을 가지는 캡슐-형 챔바(16)을 포함하고 상기 밸브시이트 사이에서 가동될 수 있는 밸브가동부재 혹은 볼(19)를 포함한다. 제1밸브시이트(17)은 도관(13)에 연결되는 입구포트(20)과 유체출구(3)에 연결되는 챔바(23) 및 출구포트(22)를 포함하고 있다. 유사하게 제2밸브시이트는 도관(14)에 연결된 입구포트(24)와 도관(26)은 챔바(23)을 통해 유체출구(3)에 연결된 출구포트(25)를 가지고 있다. 출구포트(21)과 (25)는 입구포트(20)과 (24)보다 약간 작은 직경을 가지고 있다.

제1도에서 도시된 제1위치(17)에서 밸브볼(19)는 제1시이트(17)에 닿아 있어 입구포트(20)과 출구포트(21)을 밀봉하도록 도시되어 있다. 이는 효과적으로 측정챔바(4)의 제1단부를 유체출구로부터 차단한다. 동시에 밸브조립체의 입구포트(24)와 출구포트(25)가 열려있기 때문에 챔바(4)의 제2단부(6)가 포트(12), 도관(26) 및 챔바(23)을 통해 출구(3)에 연결된다. 제1도에서는 볼(10)이 측정챔바(4)의 두 단부의 중간위치에 있음이 도시되어 있다.

유체가 입구(2)로부터 도시된 위치에서 밸브볼(9)를 가진 감지기속으로 흐를때 도관(7)을 통해 챔바(4)의 좌측으로 또 도관(8)을 통해 챔바의 우측으로 흐르는 유체흐름이 있을 것이다. 챔바(4)의 좌측이 유체출구(3)으로부터 차단되었기 때문에 유체가 챔바(4)의 우측으로부터 밸브조립체(15)를 통하여 외부로 흐를 수 있지만 챔바의 좌측으로 흐르는 유체는 화살표(106)으로 표시된 것처럼 제1방향으로 볼(10)을 챔바를 가로질러 우측단부(6)에도 달할때까지 밀게될 것이다.

볼밸브(19)는 밸브챔바(16)내의 압력 R₁와 포트(20)(21)을 통해 볼(19)에 작용하는 압력 P₂의 차에 의해 볼(10)이 챔바(4)를 가로질러 움직일 동안 시이트(17)에 불어 있다. 이 압력차는 입구포트(24)에 비해 감축된 챔바(16)의 출구포트(25)의 오리피스 크기 때문이다. 따라서 유체는 유체가 흘러나가는 속도 보다더 빠른 속도로 챔바속으로 흐른다. 포트(25)는 저압 하향흐름은 도관(26)을 통해 챔바(23)에 반영되어 출구포트(23)으로의 흐름 때문에 압력강하를 낮춘다. 따라서 포트(21)에서의 압력은 챔바(23)에서의 압력강하에 일치하게 되고 압력차는 밸브볼(19)를 시이트(17)에 묶어두기에 충분하다.

볼(10)이 측정챔바(4)의 우측단부(6)에 도착했을 때 볼이 밸브조립체(15)에 챔바 출구단부를 연결하는 출구포트(12)를 닫는다. 따라서 도관(14)를 통해 밸브챔바(16)으로 흐르는 유체의 흐름은 차단되고 도관(13)내의 압력이 급속히 상승하여 밸브볼(19)를 시이트(17)로부터 제2밸브시이트(18)에 닿는 제2위치(118)로 멀어지게 만든다. 이점에서 측정챔바(4)의 제1단부(5)는 열린 포트(20)(21)을 통해 출구(3)으로 연결된다. 포트(24)(25)는 폐쇄되고 도관(14)내의 압력은 챔바의 단부(6)에서의 압력에 일치할때까지 증가한다. 이는 볼(10)을 다시 제1단부(5)로 제1방향(105)으로 챔바를 가로질러 밀게된다.

따라서 볼(10)과 밸브볼(19)는 그들의 각각의 챔바(4)와 (16)에서 유체흐름 속도에 비례하는 속도로 측부에서 측부로 교호 이동한다. 따라서 유체유동 속도는 볼(10)의 진동속도를 감지하는 적당한 장치에 의해 측정될 수 있다. 감지장치는 챔바(4)에 인접한 하우징(1)의 축부에 배열된 자기측정기 혹은 제2도에서 도시된 바와 같이 챔바(4)를 가로지르게 배향된 광선(28)이 광선을 거쳐 통과하는 볼(10)에 의해 차단됨을 탐지하도록 배열된 포트셀 혹은 광전 다이오드(27)을 포함하여도 좋다. 사용될 수 있는 다른 감지장치로 가변 자기저항 픽업 및 반사감지장치를 포함할 수 있다.

하우징(1)과 볼(10)(19)에는 감지기를 통해 지나갈 유체와 공존할 수 있는 모든 적당한 재료가 사용될 수 있다. 또한 볼(10)과 챔바(4)의 벽재료는 볼의 진동속도를 측정하는데 사용될 감지장치와 공존될 수 있어야 한다. 예를 들면 하우징은 금속, 플라스틱 혹은 에폭시로 만들어질 수 있고 볼(10)(19)는 금속, 플라스틱 혹은 테프론 재료로 만들어져도 좋다.

상기 설명된 감지기는 볼(10)과 측정챔바(4)의 적당한 크기로 큰폭의 점도범위의 유체흐름 속도를 측정하는데 사용될 수 있다. 볼(10)은 출구로부터 차단된 챔바의일측에로 흐르는 유체에 의해 챔바를 횡단하여 움직이도록 힘을 받고 따라서 볼이 움직이는 속도는 점도에 민감한 어떤 직접적인 힘에도 영향을 받지 않기 때문에 유체의 점도에 관계없이 비교적 정확하다.

볼(10)은 챔바(4)내에서 자유로이 움직이도록 칫수가 정해진다. 원통형 파이프 혹은 찬넬에서는 유체의 흐름때문에 볼이 챔바(4)의 벽에 거의 혹은 아주 접촉하는 일이 없을 것이다. 유체가 통로의 중심에서는 빨리 움직이지만 벽가까이에 있는 유체입자는 속도가 마찰력 때문에 늦추어져 벽가까이에서는 거의 움직이지 않게 된다. 따라서 챔바(4)의 벽에서는 유체가 움직이지 않는 유체의 경계층이 있게되고 유체의 흐름은 볼(10)의 중심에 작용하여 챔바의 벽으로부터 떨어져 있게하는 경향이 있게 된다.

상기에서 기술된 경계층 효과(boundry layer effect)때문에 볼(10)과 밸브볼(19)의 마모는 최소로 된다.

제3도는 본 발명에 따른 유체유동감지기의 제2실시예를 도시하고 있다.

제3도에 도시된 감지기는 기본적으로 유체입구(31), 유체출구(32), 측정챔바(33), 상기 유체입구(31)과 측정챔바(33)사이에 있는 제1밸브챔바(34) 및 상기 측정챔바(33)과 상기 유체출구(32)사이에 있는 제2밸브챔바(35)를 가진 하우징(30)을 포함하고 있다. 하우징의 재료는 측정될 유체와 공존할 수 있는 모든 적당한 재료로 만들어질 수 있다.

완충챔바(36)은 유체입구(31)와 제1밸브챔바(34) 사이에 위치되어 있다. 포트(37)와 (38)은 완충챔바(36)을 밸브챔바(34)의 대향단부에 연결한다. 자유-회전 밸브챔바볼 혹은 다른 가동부재(39)가 제1밸브챔바(34)내에 위치되고 제1과 제2위치(71과 70) 각각 사이에서 가동된다.

밸브챔바(34)의 양단부에서의 포트(40)(41)은 통로(42)(43)을 통하여 각기 측정챔바(33)의 양단부에 있는 입구포트(44)(45)에 각기 연결되었다. 측정챔바(33)은 일반적으로 원통형이고 양측부에 밸브시이트(46)(47)을 가지고 있고 여기에 입구포트(44)(45)와 출구포트(48)(49)가 각기 위치되어 있다. 제2자유-회전볼(50)이 측정챔바(33)내에 위치되어 밸브시이트(46)(47)사이에서 가동될 수 있게 되어있다.

출구포트(48)(49)는 통로(51)(52)를 통하여 각기 제2밸브챔바(35)의 양단부에 각기 있는 출구포트(53)(54)에 각기 연결되어 있다. 자유-회전밸브볼(55)는 제2밸브챔바(35)의 양단부에서 제1과 제2위치(73과 74) 각각 사이에서 가동될 수 있다. 밸브챔바의 양단부에서의 출구단부(56)(57)은 통로(58)(59)를 통하여 출구포트(32)에 연결된 출구챔바(60)에 각기 연결되어 있다.

하우징(30)과 볼(39)(50)(55)는 측정된 유체와 공존할 수 있는 것이면 어떤 재료이든 좋다. 예를 들면 하우징이 금속, 플라스틱 혹은 에폭시로 만들어져도 좋고, 볼이 금속, 플라스틱 혹은 테프론 재료로 만들어져도 좋다.

볼(39)(50) 및 (55) 모두는 그들 각각의 챔바의 직경보다 약간 작은 직경을 가지고 있어 하나의 챔바로부터 다른 챔바로 볼주위를 통해 유체가 거의 누설되지 않으면서 자유로이 움직일 수 있도록 되어 있다. 볼은 하기에서 설명되는 바와 같이 그들 각각의 챔바의 입구포트와 출구포트를 밀폐하도록 칫수가 정해진다.

밸브볼(39)와 (55)가 제3도에서 도시된 바와 같은 위치에 있을 때 제1밸브챔바(34)의 출구포트(40)은 제2위치(70)에서 볼(39)에 의해 막히고 제2밸브챔바(35)의 입구포트 제2위치(74)에서는 밸브볼(55)에 의해 막힌다. 유체는 입구포트(31)로 들어가 완충챔바(36)을 통해 통로(37)(38)로 흐른다. 출구포트(40)이 막혀 있기 때문에 유체는 출구포트(41)과 통로(43)을 통해 측정챔바(33)의 우측단부로 입구포트(45)를 통해 흐른다.

측정챔바(33)의 우측으로 흘러들어간 유체는 출구(32)에서 입구포트(54)를 막고 있는 밸브볼(55)에 의해 막힌다. 따라서 유체는 볼(50)을 측정챔바(33)을 횡단하여 화살표(146)으로 표시된 제2방향으로 민다. 따라서 유체는 측정챔바(33)의 우측으로부터 힘을 받아 포트(48)을 나가고 통로(51), 입구포트(53), 제2밸브챔바(35), 출구포트(56) 및 통로(58)을 거쳐 유체출구(32)로 간다.

볼(50)이 챔바(33)의 좌측에 도착했을 때 볼이 포트(44)(48)을 막는다. 이때 압력이 챔바(33)과 통로(52)에서 상승하여 제2밸브챔바(35)의 밸브볼(55)를 포트(54) 및 (58)로부터 멀어지게 제1위치(73)에서 챔바(33)의 양단부로 밀어 볼이 포트(53)(56)을 막도록 한다.

통로(52), 결국 통로(43)이 지금 출구(32)로 열려있기 때문에 이 통로의 압력은 낮아진다. 볼(50)이 포트(44)와 (48)을 막았을때 도관(42)내의 압력은 상승하고 유체는 입구(31)로부터 제1밸브볼(39)에 작용하며 흐르고 따라서 통로(37)을 통해 이 볼이 제1밸브챔바를 가로질러 제1위치(71)에서 반대측 출구포트(41)을 막을때까지 힘을 가하게 될 것이다.

입구포트(44)를 통해 챔바(33)의 좌측단부에 유체가 들어감에 따라 볼(50)을 화살표(147)로 표시된 제1방향으로 그 챔바를 가로질러 챔바의 우측에서 포트(45)(49)를 막을때까지 미는 정반대의 과정이 일어난다. 이때 밸브볼(39)(55)은 상기와 같이 그들의 위치를 바꾸고 이 과정이 유체가 흐르는한 계속 반복된다.

측정챔바(33)내의 볼(50)은 챔바의 일단에서 타단으로 유체의 흐름속도에 비례하는 속도로 진동한다. 따라서 유체흐름속도가 제1실시예의 경우와 마찬가지로 볼(50)의 진동을 감지하는 기구에 의해 측정될 수 있다. 감지장치의 예로는 자기계측기 혹은 포토셀(photocell)배열 혹은 가변 자기저항 픽업장치를 포함할 수 있을 것이다.

제2실시예에서의 유동감지기가 제1실시예의 유동감지기보다 약간 복잡하기는 하지만 유체모두가 측정챔바를 통해 흐르기 때문에(밸브교대 시간을 제외하고) 진실로 확실한 치환형태의 측정을 할 수 있게 한다. 이는 피스톤형태의 유량측정장치가 할 수 없는 연속적이고 막힘이 없는 흐름을 구비하게 된다. 감지기는 매우 넓은 범위의 액체와 점도에 대해 매우 정확하게 유속을 측정하는데 사용될 수 있다.

양 실시예의 감지기는 유체속도를 연속적으로 측정하기 위해 유로통로에 위치될 수 있다. 이 감지기는 식품공업에서 음료, 아이스크림 및 밀크쉐이크를 분배하는 기계에 사용되는 시럽을 포함하는 넓은 범위의 점도에 걸친 유체에 사용될 수 있다. 이 감지기는 액체에 현수된 상당한 크기의 고체입자(예, 초콜렛시럽)을 통과시키게 된다. 또한 이 감지기는 차량에서 에너지 관리의 목적으로 가솔린 유량감지 및 제어를 위해 사용될 수도 있다. 이 감지기는 측정될 수 있는 유체의 범위가 넓게 칫수가 정해질 수 있고 비교적 저가이며 확실한 정밀도를 구비한다.

파이프내에서의 액체흐름 형태 때문에 그들 각 챔바의 벽에 거의 닿지 않는다. 따라서 감지기를 극히 작은 마멸계수를 가지게 되며, 볼이 테프론 재료로 만들어졌을 때는 더욱 작아진다.

이 감지기는 체적 흐름을 측정하기 때문에 그의 출구에서 차단밸브에 연결된 감지장치와 함께 사용되어 유체의 반복된 정밀체적을 구비하도록 할 수 있다.

예를 들면 이는 경비절약을 위해 정확히 제어되어야 하는 자동음료 및 아이스크림 분배기를 다루는 식품제조 분야에서 유용하다.

본 발명이 선호된 실시예를 참조로 하여 도시되고 기술되었지만 본 발명은 첨부된 청구범위에서 한정된 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 변형이 만들어질 수 있음이 이해될 것이다.

Claims (12)

1. 하나의 입구(2)와 하나의 출구(3)를 가지는 하나의 하우징(1)과 : 마주보는 제1(5) 및 제2(6)단부를 가지며 각 단부가 유체입구와 유체출구 양측에 연결되어 있는 하우징내의 하나의 측정챔바(4)와; 측정챔바내에서 챔바의 양단사이에서 가동될 수 있는 하나의 몸체(10)와; 제1 혹은 제2단부로부터 출구로 유체의 흐름을 선택적으로 제어하기 위한 출구 밸브수단(15)을 포함하여, 밸브수단은 밸브수단이 챔바의 제1단부(5)를 출구로부터 차단하여 챔바의 제1단부내의 유체가 제1방향(106)으로 챔바의 단부를 향하여 밀도록 위치된 제1위치(117)와, 밸브가 출구로부터 챔바의 제2단부(6)를 차단하여 챔바의 제2단부(6)의 유체가 몸체를 반대방향(105)으로 챔바의 제1방향을 향해 밀도록 위치된 제2위치(118) 사이에서 가동될 수 있고; 출구 밸브수단은 제1(117) 및 제2(118) 위치 사이에서 그의 반대측상의 압력변화에 의해 단독으로 움직이도록 형성되고 위치되어 측정챔바의 양단부로부터 유체교류 흐름이 나타나고 또 측정챔바내의 몸체의 움직임중에, 측정챔바의 각 제1(5) 혹은 제2(6)단부로부터 출구로의 선택적인 흐름에 의해 전개된 출구 밸브수단의 반대측 압력차에 의해 단독으로 제1(117) 및 제2(118)위치의 각 하나에 유지됨을 포함하는 유체의 유량측정을 위한 유체 유동감지기.
2. 하나의 유체입구(2)와 하나의 유체출구(3)를 가지는 하우징(1)과 : 마주보는 제1(5) 및 제2(6)단부를 가지고 각 단부가 유체입구 및 유체출구에 연결되어 있는 하우징내의 측정챔바(4)와; 챔바의 대향단부 사이에서 가동될 수 있는 측정챔바내의 하나의 몸체(10)와; 제1 혹은 제2단부로부터 출구로 유체의 흐름을 교대로 제어하는 출구 밸브수단(15)을 포함하여, 밸브수단은 밸브수단이 출구로부터 챔바의 제1단부(5)를 차단하여 챔바의 제1단부(5)내의 유체가 제1방향(106)으로 챔바의 단부(6)를 향하여 몸체를 밀도록 위치되는 제1위치(117)와, 밸브수단이 출구로부터 챔바의 제2단부(6)를 차단하여 반대방향(105)으로 챔바의 제1단부(5)를 향하여 몸체를 밀도록 하는 제2위치(118)사이에서 가동될 수 있고; 출구밸브수단은 측정챔바의 어느 한단부로부터의 교대 흐름으로 인한 그 반대측 압력변화만에 의해 제1(117) 및 제2(118)위치 사이에서 이동되고, 챔바내의 몸체의 이동중에 측정챔바의 각 제1혹은 제2단부로부터 출구로 흐르는 유체의 선택적 흐름에 의해 전개된 출구 밸브수단의 반대측 상의 압력변화만에 의해 제1 및 제2위치의 각 하나에 유지되도록 형성되고 위치되었으며, 여기서 출구밸브수단이; 하우징내에 측정챔바의 제1 및 제2단부와 유체출구 사이의 유로통로(13,14)에 연결된 하나의 공동(16)과; 측정챔바 제1단부(5)로부터의 유로통로(13)가 출구로부터 차단되고 전술한 측정챔바 제2단부로부터의 유로통로가 공동의 일부분을 통하여 출구로 통하는 제1위치(117)와, 측정챔바 제2단부(6)로부터의 유로통로(14)가 출구로부터 차단되고 제1단부(5)로부터의 유로통로(13)가 공동의 일부분을 통하여 출구로 통하는 전술한 제2위치(118) 사이에서 가동될 수 있는 하나의 출구밸브부재(19)를 포함하고; 출구밸브부재(19)는 몸체(10)가 측정챔바(4)의 한단부로부터 타단부로 움직일때 그의 어느 한축에 작용하는 유체 압력 변화만에 의해 공동(16)내로(속으로) 제1(117) 및 제2(118)위치 사이에서 움직이도록 배열되어 있고; 밸브공동은 제1입구 포트(20)와 제1출구포트(21)를 가지며, 제1입구포트(20)는 측정챔바의 제1단부(5)에 연결되어 있고 제1출구포트(21)는 유체출구(3)에 연결되어 있으며; 제2입구포트(24) 및 제2출구포트(25)를 가지며, 제2입구포트(24)는 측정챔바의 전술한 제2단부(6)에 연결되어 있고 제2출구포트(25)는 유체출구(3)에 연결되어 있으며; 출구밸브부재(19)는 제1위치(117)에서 제1입구(20)와 출구(21) 포트를 막고 제2위치(118)에서는 제2입구(24)와 출구(25)포트를 막으며; 제1 및 제2출구포트에서의 압력은 제1 및 제2입구포트에서의 압력보다 낮아 몸체(10)가 측정 챔바내에서 제1방향(106)으로 움직이는 동안 제2입구포트,공동의 일부분 및 제2출구포트를 포함하는 유로통로내를 흐르는 유체가 출구밸브부재(19)에 제1입구 및 출구포트에서 유체에 나타나는 압력보다 큰 압력을 나타내도록 하여, 제1위치(117)에서 출구밸브부재를 유지하게 하고, 몸체가 제2방향(105)으로 측정챔바내에서 움직이는 동안, 제1입구포트, 공동의 일부분 및 제1출구포트가 제2입구와 출구포트에서의 유체에 나타나는 압력보다 큰 압력이 출구밸브 부재에 나타나도록 하여 출구밸브부재를 제2위치(118)에 유지하도록 함을 포함하는 유체의 유량측정을 위한 유체 유동감지기.
3. 제2항에 있어서, 측정챔바가 원통형 단면을 가지고 몸체는 단면보다 약간 작은 직경을 가진 볼(ball)(10)임을 포함하는 유체의 유량측정을 위한 유체 유동감지기.
4. 유체입구(2)와 유체출구(3)를 가진 하우징(1)과 : 대향된 제1(5) 및 제2(6)단부를 가지고 각 단부가 유체입구와 유체 출구 양측에 연결된 하우징내의 하나의 측정챔바(4)와; 챔바의 대향단부들 사이에서 가동가능한 측정챔바내의 하나의 몸체(10)와; 제1(5) 혹은 제2(6)단부로부터 출구를 향하여 흐르는 유체의 흐름을 선택적으로 제어하기 위한 출구밸브수단(15)들을 포함하고, 밸브수단은 밸브수단이 출구로부터 챔바의 제1단부(5)를 차단하여 챔바의 제1단부(5)의 유체가 몸체를 제1방향(106)으로 챔바의 제2단부(6)를 향하여 밀도록 위치된 제1위치(117)와 밸브수단이 출구로부터 챔바의 제2단부(6)를 차단하여 챔바의 제2단부(6)내의 유체가 몸체를 반대방향(105)으로 챔바의 제1단부(5)를 향하여 밀도록 위치된 제2위치(118) 사이에서 가동될 수 있으며; 출구밸브수단은 제1(117) 및 제2(118)위치 사이에서 측정챔바의 양측으로부터 흐르는 유체의 교대흐름으로 인한 수단의 반대측 압력변화만에 의해 이동되도록 형성되고 위치되었으며, 여기서 출구밸브수단은; 측정챔바의 제1 및 제2단부들과 유체출구(3) 사이의 유로통로(13,14)에 연결된 하우징내의 공동(16)과; 측정챔바 제1단부(5)로부터의 유로통로가 출구로부터 차단되고 측정챔바 제2단부(6)로부터의 유로통로(14)가 공동의 일부를 통하여 출구에 연결되는 제1위치(17)와 제2단부(6)로부터의 유로통로가 출구로부터 차단되고 제1단부(5)로 부터의 유로통로(13)가 공동의 일부를 통하여 출구로 연결되는 제2위치(118) 사이에서 가동될 수 있는 공동내의 출구밸브부재(19)를 포함하여; 출구밸브부재는 공동내에서 몸체가 측정챔바의 한 단부로부터 다른단부로 움직일때 그의 어느 일측에 작용하는 유체압의 변화만에 의해 제1(117) 및 제2(118)위치 사이로 움직이도록 배열되어 있고; 여기서, 밸브공동은 제1입구포트(20)와 제1출구포트(21)를 가지며; 제1입구포트(24)(2)는 측정챔바의 제1단부(5)에 연결되어 있고 제1출구포트(21)는 유체출구에 연결되어 있으며; 제2입구 포트와 제2출구포트(25)를 가지고 있으며, 제2입구포트(24)는 측정챔바의 제2단부(6)에 연결되어 있고, 제2출구포트(25)는 유체출구에 연결되어 있으며; 출구밸브부재는 제1위치(117)에서 제1입구(20)와 출구(21) 포트를 막고 제2위치(118)에서 제2입구(24)와 출구(25)포트를 막으며; 여기서 출구밸브 공동은 장방형(oblong)이고 원통형 단면을 가졌으며; 출구밸브 부재는 단면보다 약간 작은 직경을 가진 하나의 볼(ball)(19)임을 포함하는 유체의 유량측정을 위한 유체 유동감지기.
5. 유체입구(31)와 유체출구(32)를 가지는 하나의 하우징(30)과 : 대향된 제1(46)) 및 제2(47)단부를 가지며, 각 단부가 유체입구와 유체출구 양쪽다에 연결되어 있는 상기 하우징내의 하나의 측정챔바(33)와; 챔바의 대향단부들 사이에서 가동될 수 있는 측정챔바내의 하나의 몸체(50)와; 제1(46) 혹은 제2(47)단부로부터 출구를 향하여 흐르는 유체흐름을 교대로 제어하기 위한 출구밸브수단(35,55)들을 포함하며, 밸브수단은 밸브수단이 챔바의 제1단부(46)를 출구로부터 차단하여 챔바의 제1단부(46)내의 유체가 몸체(50)를 제1방향(147)으로 챔바의 제2단부(47)를 향하여 밀도록 하는 제1위치(73)와 밸브수단이 챔바의 제2단부(47)를 출구로부터 차단하여 챔바의 제2단부내의 유체가 전술한 몸체를 반대방향(146)으로 챔바의 제1단부(46)를 향하여 밀도록 하는 제2위치(74)사이에서 가동될 수 있고; 출구밸브수단은 제1(73) 및 제2(74) 위치 사이에서 측정챔바의 양단부로부터 흐르는 유체의 교대흐름으로 인한 그의 반대측 압력변화만에 의해 이동되고, 측정챔바내의 몸체의 이동중에, 측정챔바의 각 제1(46) 혹은 제2(47)단부로부터 출구로 흐르는 선택적인 흐름에 의해 나타나는 출구밸브수단의 반대측 상의 압력차에 의해서만 제1(73) 및 제2(74)위치중 각 하나에 유지되도록 형성되고 위치되어 있고, 또 입구로부터 측정챔바로 흐르는 유체흐름을 제어하기 위해 제1(71) 및 제2(70)위치 사이에서 가동될 수 있는 입구밸브수단(34,39)을 포함하고; 입구 및 출구밸브수단은 그들의 제1위치(71,73)에서 측정챔바의 제1단부(46)가 출구(32)로부터 차단되고 측정챔바의 제2단부(47)가 입구(31)로부터 차단 그들의 제2위치(70,74)에서 이와 반대로 되도록 배열되어; 제1위치(71, 73)에서는 유체가 측정챔바의 제1단부(46)로 흐르고 또 측정챔바의 제2단부(47)로부터 출구(32)로 흐르며, 제2위치(70,74)에서는 유체가 측정챔바에서 반대방향으로 흘러 몸체(50)를 챔바의 제1단부(46)로 밀고 유체가 제1단부(46)로부터 출구(32)로 흐르며, 또 출구밸브수단은 하우징내(30)의 제1공동(35)내에서 제1단부(46)가 출구로부터 차단되고 제2단부(47)가 출구에 연결되는 제1위치(73)와, 제2단부(47)가 출구로부터 차단되고 제1단부(46)가 출구에 연결되는 제2위치(74)사이에서 가동될 수 있도록 되어 있는 출구밸브부재(55)를 구성하고; 출구밸브부재(55)는 공동(35)내에서 가동몸체(50)가 측정챔바의 한단부로부터 타단부로 움직일때 그에 작용하는 유체 압력의 변화의 결과로 그의 두 위치(73,74)사이에서 움직이도록 배열되어 있고; 입구밸브수단은 측정챔바의 제1 및 제2단부와 유체입구 사이의 유로통로에 연결된 하우징내(30)의 하나의 제2공동(34)과; 측정챔바의 제2단부(47)가 입구(31)로부터 차단되고 제1단부(46)가 입구에 연결되는 제1위치(71)와, 측정챔바의 제1단부(46)가 입구(31)로부터 차단되고 제2단부(47)가 입구에 연결되는 제2위치(70)사이에서 제2공동(34)내에서 움직이는 입구밸브부재(39)를 구성하고; 입구밸브부재는 가동몸체가 측정챔바의 한단부로부터 타단부로 움직일때 그에 작용하는 유체압의 변화의 결과로써 그의 두위치(70,71)사이에서 움직이도록 배열됨을 포함하는 유체의 유량측정을 위한 유체 유동감지기.
6. 하나의 길죽한 측정챔바(4)가 그속에서 가동될 수 있는 볼부재(ball member)(10)를 가지며 입구로부터의 유체는 측정챔바의 양단부와 통하고; 4개의 포트형 출구제어밸브(15)가 출구밸브부재(19)를 내장하는 공동(16)을 가지며, 출구밸브부재는 공동내에서 그속의 각 제1(117) 및 제2(118)단부위치 사이에서 가동될수 있고 출구 밸브부재는 제1단부위치(117)에 있을 때 4개의 포트중에 제1쌍(20,21)을 차단하고 제2위치(118)에 있을 때는 4개의 포트중 제2쌍(24,25)을 차단하며, 포트의 제1 및 제2쌍의 각 하나와 출구밸브부재의 각 하나 혹은 타측상의 밸브공동의 조합된 부분을 통하여 출구로 연결되고 출구에서의 압력은 입구에서의 압력보다 낮아 포트들의 쌍들중 차단되지 않은 쌍과 밸브공동중 조합된 부분을 통하여 흐르는 유체에 의해 출구밸브부재상에 미치는 정미압력(net pressure)이 출구밸브부재에 의해 차단된 포트들의 쌍을 통하여 밸브부재상에 미치는 정미압력보다 크도록 되어 있는 측정챔바의 각각의 단부; 여기서 출구밸브부재는 제1(117) 혹은 제2(118)단부 위치에 잡혀 있는 한편 볼부재는 측정챔바내에서 출구밸브를 거침으로 인한 압력차에 의해서만 이동되고; 측정챔바 볼부재가 측정챔바의 어느 일측단부에 도착하였을 때 밸브를 거침으로 인한 압력차에 의해 제1(117) 및 제2(118)단부 위치중 타측으로 이동하도록 밀리게되는 출구밸브부재를 구성하는 입구(2)와 출구(3)사이의 유체의 유량측정을 위한 유체유동감지기.
7. 제6항에 있어서, 입구가 중간제어밸브없이 측정챔바의 양단부에 직접 연결되어, 볼부재가 측정챔바내에서 움직임에 따라 유체가 측정챔바의 단부로부터 차단되지 않은 양통로로 흐르고 이를 향하여 볼부재가 이동하고 또 입구로부터 직접 흐름을 포함하는 유체 유동 감지기.
8. 제6항에 있어서, 입구가 하나의 입구 이송밸브를 통하여 측정챔바의 단부들중 어느 하나로 교대로 연결되고, 입구 이송밸브(34,39)는 측정챔바(33)내의 볼부재(50)의 이동으로 인하여 그를 거치는 압력차에 반응하여서만이 작동됨을 포함하는 유체 유동 감지기.
9. 길죽한 측정챔바(33)가 그곳에서 이동가능한 하나의 몸체(50)를 가지고 있고, 입구는 측정챔바의 양단부(46,47)에 연결되었으며, 측정챔바의 하나(46)와 타단부(47)를 출구(32)에 선택적으로 연결하기 위한 출구밸브수단(35,55)을 포함하며, 출구밸브수단이; 하나의 밸브챔바(35)와, 밸브챔바내의 제1(73)과 제2(74)위치 사이에서 이동될 수 있는 하나의 밸브부재(55)와, 밸브챔바의 한단부(46)에 있고, 밸브챔바의 단부로부터 출구로 흐르는 유체흐름이 출구밸브부재(55)가 제1위치(73)에 있을때 제1입구포트(53), 밸브챔바의 부분을 통해 밸브부재 및 제1출구포트(56)의 일측으로 이어지게 된 제1입구포트(53) 및 제1출구포트(56)와; 밸브챔바의 타단부(47)에 있고, 측정챔바의 타단으로부터 출구로 흐르는 유체흐름은 출구밸브부재가 제2위치(74)에 있을때 제2입구포트(54), 밸브챔바의 부분을 통하여 밸브챔바의 타측 및 제2출구포트(57)로 흐르도록된 제2입구포트(54), 제2출구포트(57)를 포함하고, 밸브부재(55)는 한 위치(73)에 있을 때 제1입구(53)와 출구(56)포트를 차단하고 다른 위치(74)에 있을때는 제2입구(54)와 출구(57)포트를 차단하며, 출구(32)에서의 압력은 입구(31)에서의 압력보다 낮아 몸체(50)가 측정챔바(33)내에서 이동하는 동안 출구밸브부재(55)가 입구와 출구포트의 각 차단된 쌍에서의 출구밸브부재상에 나타난 정미압력에 비해 입구와 출구포트의 각기 차단되지 않은 쌍을 통하여 흐르는 유체에 의해 출구밸브 부재상에 나타나는 더 높은 압력의 결과로 제1(73) 혹은 제2(74)위치에 유지되도록 되어 있고, 여기서, 측정챔바(33)내의 몸체(50)는 측정챔바의 한단부에 있을때 유체흐름을 상기 단부로부터 출구밸브수단을 통하여 막아 출구밸브부재에 가해지는 높은 압력의 작용을 끝내도록 하고, 이때 측정챔바의 타단으로부터의 유체압력은 제어밸브부재가 반대위치로 이동하게 하는 원인이 되어 측정챔바내의 몸체의 역이동의 원인이 되게함을 포함하는 입구(31)와 출구(32)사이의 유체의 유량측정을 위한 유체 유동감지기.
10. 제9항에 있어서, 측정챔바의 한단부(46)와 타단부에 입구(31)를 선택적으로 연결하기 위한 입구 밸브수단을 더 포함하고, 입구밸브수단(34,39)이 : 입구에 연결되는 하나의 입구밸브 공동(34)과, 밸브공동내의 제1과 제2위치 사이에서 가동될 수 있는 입구 밸브부재(39)와, 입구 밸브 공동의 한단부에서 측정챔바의 한단부(46)에 연결되는 제1포트(40)와, 입구밸브 공동의 타단부에서 전술한 챔바의 타단부(47)에 연결되는 제2포트(41)를 포함하고, 입구밸브부재는 제2위치(70)에 있을때 제1포트(40)를 막고 이시간중에 유체흐름이 입구로부터 측정챔바의 타단(47)에 연결되게 하며, 입구밸브부재가 전술한 제1위치(71)에 있을때는 다른 포트(41)를 막아 입구로부터 측정챔바의 한단부(46)로 유체흐름이 가능하도록 하고, 포트의 하나 혹은 다른것을 통하여 또 밸브공동의 조합된 부분을 통하여 흐르는 유체흐름은 몸체(50)가 측정챔바(33)내에서 움직이면서 한 위치 혹은 다른위치에 밸브부재를 거치는 유지시키고, 몸체(50)가 측정챔바의 단부에 도달함으로 인한 측정챔바 단부의 차단은 입구밸브부재를 압력을 일으켜 입구밸브부재가 제1및 제2위치중 다른쪽으로 바뀌게 하게됨을 포함하는 유체 유동감지기.
11. 유체의 흐름이 하나의 측정챔바내에서 왕복적으로 움직이는 하나의 부재에 의해 측정되고, 측정챔바의 교대 단부로 부터 감지기 출구로 흐르는 유체흐름의 선택이 출구 유로통로에 있는 하나의 이송밸브에 의해 제어되는 형식의 유체 유동감지기에 있어서, 개량점이, 출구 이송밸브(15)는 부재(10)가 완전히 이동하여 측정챔바(4)의 단부에 도착했을 때 유체흐름에 반응하여 나타나는 압력차에 반응하여서만 작동되고, 감지기의 입구(2)는 측정챔바의 양단부(5,6)와 직접 통하여, 감지기 출구(3)에 공급된 유체가 부분적으로 측정챔바(4)로부터 오고 부분적으로 입구(2)로부터 직접 오게됨을 특징으로 하는 유체의 유량측정을 위한 유체 유동감지기.
12. 하나의 길죽한 측정챔바(4)가 그속에 가동부재(10)를 가지고 있고, 입구(2)로부터의 유체가 측정챔바의 양단부(5,6)와 연결되어 있으며, 4개의 포트가 있는 출구 제어밸브(15)가 출구밸브부재(19)를 내장하는 하나의 공동(16)을 가지며, 출구밸브부재는 공동내에서 그속의 각 제1(117) 및 제2(118)단부위치 사이에서 가동될 수 있고, 출구밸브부재는 제1단부(117) 위치에 있을 때 제4포트중 제1(20)과 제2(21)를 차단하고 제2단부(118) 위치에 있을때 4포트중 제3(24)과 제4(25)를 차단하며, 측정챔바의 각 단부는 제1(20) 및 제3(24)포트 각각을 통하여 출구에 연결되고 제2(21)와 제4(25) 둘다는 출구에 연결되며, 출구(3)에서의 압력은 입구(2)에서의 압력보다 낮아, 출구밸브부재(19)가 포트들중 쌍의 하나를 계속 차단하는 동안 유체가 측정챔바의 한단부로부터 포트들중 차단되지 않은 쌍을 통하여 출구로흐르며, 이에 의해, 출구밸브부재가 제1(117) 혹은 제2(118)단부위치에 잡혀 있으며, 가동부재는 출구밸브를 거쳐 일어나는 압력차에 의해서만 측정챔바내에서 이동되고, 출구밸브부재는 측정챔바 가동부재가 측정챔바의 한단부 혹은 타단부에 도착했을 때 밸브부재를 거침으로 인한 압력차에 의해 제1(117) 및 제2(118) 단부 위치로 이송되도록 강요됨을 포함하는 하나의 입구와 하나의 출구 사이의 유체 흐름을 측정하기 위한 탐지기.

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