KR101537266B1 - 교체 가능한 시트 조립체를 갖는 고압 다이어프램 밸브 - Google Patents

Abstract

마운팅 링(34) 및 합성 시트 링(36)을 포함하는 교체 가능한 시트 조립체(32)를 포함하는 고압 다이어프램 가스 밸브는, 마운팅 링(34)의 중앙 시트 홀에 끼워진다. 노즐(60)은 밀봉된 방식으로 상기 합성 시트 링(36)의 중앙 통과 홀(38)로 관통된다. 제 1가스 포트(28)는 상기 노즐(60)의 앞면(62)에 배치된다. 제 2가스 포트는 밸브 바디(12)에 결합된 가스 포집 링 채널(30)에 의해 형성되고, 상기 노즐(60)의 노즐 쇼울더 표면(64,64,64")을 둘러싸는 동시에 자신도 상기 밸브 바디(12)의 외부 쇼울더 표면(102,102')에 의해 둘러싸진다. 상기 마운팅 링(34)은 주변 가스 통로(86)가 상기 링 채널(30) 안으로 개방되도록 상기 외부 쇼울더 표면(102) 위에 외부 링 플랜지(84) 및 상기 노즐 쇼울더 표면(64) 위의 내부 링 플랜지(82)로 지지된다.

Description

교체 가능한 시트 조립체를 갖는 고압 다이어프램 밸브{HIGH PRESSURE DIAPHRAGM VALVE WITH EXCHANGEABLE SEAT ASSEMBLY}

본 발명은 일반적으로 교체 가능한 시트 조립체를 갖는 고압 다이어프램 밸브(다이어프램 밸브)에 관한 것이다.

교체 가능한 시트 조립체를 갖는 고압 다이어프램 밸브는 실린더 밸브 또는 유독성, 부식성, 높은 산화성, 높은 가연성 고압 가스 뿐만 아니라 고압의 불활성 가스들을 위한 차단 밸브로서 사용된다. 상기 밸브는 이러한 고압 가스들에 대한 저항성 및 훌륭한 가스 밀폐성을 보여준다.

이와 같이 교체 가능한 시트 조립체를 갖는 고압 다이어프램 밸브는 US-A-5,215,286 등에 개시되어 있다. 그것은 일반적으로 원통형 형상의 밸브 챔버를 갖는 밸브 바디를 포함한다. 이 밸브 챔버는 한쪽 끝에 중앙 가스 주입 포트 및 측변 가스 배출 포트를 갖는 평평한 바닥 표면을 가진다. 탄력적인 다층 다이어프램은 상기 밸브 챔버의 반대쪽 끝단을 밀봉한다. 시트 조립체는 금속 마운팅 링 및 합성 시트 링을 포함하고, 상기 밸브 챔버에 탈착가능하도록 부착된다.

상기 마운팅 링은 중앙에 원통형 시트 홀, 외부 링 플랜지 및 상기 시트 홀과 상기 외부 링 플랜지 사이에 배치된 개구들을 통과하는 복수의 주변을 둘러싸는 공간을 가진다. 상기 합성 시트 링은 상기 마운팅 링의 상기 중앙 시트 홀에 부착되고, 그것은 푸트 끝단에서 링 플랜지 및 중앙 통과 홀을 갖는 원통형 바디이다.

상기 링 플랜지를 갖는 상기 푸트 끝단은 상기 마운팅 링에 의해 상기 중앙 가스 주입 포트 주위의 평평한 바닥 표면 위로 가압되는 시트 링 푸트 표면을 형성하고, 상기 마운팅 링의 내부 플랜지는 상기 합성 시트 링의 상기 링 플랜지 위에 놓여지며, 후자를 압축한다. 상기 합성 시트 링의 다른 끝단은 상기 밸브 챔버에 깔때기-형상의 시트 표면을 형성한다.

얇은벽을 갖는 딱딱한 금속 슬리브는 상기 시트 링의 안으로 단단히 수납되고, 상기 밸브 챔버의 바닥 표면 위의 일단에 놓여지며, 상기 깔대기-형상의 시트 표면은 상기 금속 슬리브의 타단 넘어로 돌출된다. 상기 마운팅 링 및 딱딱한 금속 슬리브는, 상기 시트 표면이 상기 다이어프램에 의해 결합될 때 방사상 변형 및 축방향 굴절을 방지하기 위해, 상기 시트 링의 내부 및 외부 주위 가까이에서 결합된다.

슬리브 또는 덮개 부재의 도움으로, 상기 다이어프램의 상기 외부 림은 상기 마운팅 링의 상기 외부 링 플랜지 위에서 상부로 연장되는 밀봉 비드 주변에 클램프로 조여지며, 상기 마운팅 링의 상기 외부 링 플랜지는 상기 밸브 챔버의 바닥 표면 위에서 하부로 연장되는 밀봉 비드와 동시에 가압된다.

상기 밸브 챔버의 평평한 바닥 표면과 상기 마운팅 링 사이는 상기 합성 시트 링의 상기 링 플랜지 및 상기 마운팅 링의 하부로 연장되는 밀봉 비드에 의해 방사형으로 경계가 정해지는 환형 가스 포집 공간을 형성한다.

상기 밸브가 개방될 때, 가스는 상기 중앙 가스 주입 포트를 통하여 유동되고, 상기 금속 슬리브를 통하여 상기 시트 링을 통과하고, 상기 시트 링의 상기 시트 표면 넘어로 유동하며, 결과적으로 상기 측면 배출 포트 안으로 유입되기 위해, 상기 마운팅 링의 통과 개구를 통하여 상기 환형 가스 포집 공간으로 유입된다.

작동 수단은 작동기 버튼 및 누름 봉을 포함하고, 상기 밸브를 폐쇄하기 위해, 선택적으로 상기 시트 표면과 결합되는 상기 다이어프램의 방향을 바꿀 수 있도록 한다.

US-A-5-5,215,286에 개시된 상기 밸브는 그러나 다수의 결점을 가지고 있다고 말할 수 있다. 예를 들어, 얇으면서 딱딱한 금속 슬리브를 합성 시트 링의 통과 홀 안으로 설치하는 것은, 특히 상기 시트 조립체의 자동 제조 공정의 환경하에서, 매우 쉽지않은 것으로 평가될 수 있다.

게다가, 만약 높은 속도의 가스 흐름이 상기 중앙 가스 주입 포트를 통과한다면, 상기 합성 시트 링에 잘 고정되지 않은 금속 슬리브는, 상기 밸브가 폐쇄되거나 또는 상기 밸브 챔버 안으로 배출될 때, 상기 합성 시트 링 또는 상기 다이어프램에 손상을 가할 수도 있다.

또한, 종래 기술에 따른 밸브의 가스 밀폐성은 매우 높은 압력하에서 상기 중앙 가스 주입 포트 주위 바닥 표면 및 상기 시트 링의 상기 푸트 표면 사이에서 얻어진 가스 밀폐성에 크게 의존하는 것으로 평가될 수 있다.

상술한 결점들은 EP-A-1281898에 개시된 교체 가능한 시트 조립체를 가지고 부분적으로 극복될 수 있다. 이러한 종래 기술의 밸브에서, 상기 시트 링의 상기 금속 슬리브는 상기 밸브 바디 위에 직접적으로 형성되며 돌출된 얇은 림 부분에 의해 대체될 수 있다. 이러한 림 부분 및 상기 마운팅 링은 상기 합성 밸브 시트가 위치될 수 있도록 약간 함몰된 곳의 경계를 정의한다. 상기 밸브 챔버의 바닥 표면은 상기 시트 지지 표면을 둘러싸는 함몰된 채널 및 상기 림 부분을 둘러싸는 시트 지지 표면을 포함한다.

상기 마운팅 링의 일단은 상기 환형 바닥 표면 위에 지탱되는 곳의 상기 함몰된 채널 안으로 부착된다. 상기 함몰된 채널의 상기 환형 바닥 표면에 접하는 상기 마운팅 링의 상기 표면에 환형 함몰부는 가스 포집 공간으로서 제공된다. 상기 마운팅 링의 상기 내부 플랜지는 상기 합성 시트 링의 상기 링 플랜지 위에 놓여지고 상기 시트 지지 표면 위로 후자를 가압한다.

EP-A-1281898에 개시된 상기 밸브는 다음과 같은 결점을 갖는 것으로 지적될 수 있다.

첫째, 상기 합성 시트 링의 손상 없이도 요구되는 가스 밀폐성을 달성할 수 있도록 하기 위하여, 상기 마운팅 링, 상기 시트 링, 상기 시트 지지 표면 및 상기 밸브 바디의 상기 함몰된 채널을 위한 상대적으로 세밀한 제조 허용 오차가 고려되어야 한다.

둘째, 가스 포집 채널로서 제공되는 상기 마운팅 링의 낮은 표면에 환형 함몰부는, 실질적으로 상기 마운팅 링을 약하게 하며, 가스 밀폐성에 영향을 미치는 마운팅 링의 변형 및 전체 밸브의 파괴를 유발할 가능성을 야기할 수 있다.

셋째, 상기 시트 링의 상기 링 플랜지는, 상기 밸브가 과도하게 폐쇄 힘을 받을 때 상기 밸브의 조립과정 동안 쉽게 손상될 수 있다.

넷째, 상기 밸브가 폐쇄 힘을 과도하게 받을 때 상기 시트 링은 손상을 당할 위험이 매우 크다.

다섯째, 상기 밸브 시트의 디자인은 고압 산소하에서 단열 충격 테스트를 견디기 위해 실제로 적용되지 않는다.

본 발명이 해결하고자 하는 첫번째 기술적 과제는, 상기 밸브의 조립 동안 탈착가능한 시트 조립체의 손상 위험을 줄이고, 제조 과정이 보다 쉬운 탈착가능한 시트 조립체를 갖는 고압 다이어프램 가스 밸브를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 상기 밸브가 과도한 폐쇄 힘을 받을 때 손상 위험을 줄일 수 있는 탈착가능한 시트 조립체를 갖는 고압 다이어프램 가스 밸브를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 특히 보다 높은 가스 압력하에서, 보다 좋은 가스 밀폐성을 보장하는 탈착가능한 시트 조립체를 갖는 고압 다이어프램 가스 밸브를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 특히 고압 산소 환경에 매우 적합한 다이어프램 가스 밸브를 제공하는 것이다.

본 발명에 관련된 고압 다이어프램 가스 밸브는 일반적으로 밸브 바디, 교체 가능한 시트 조립체, 다이어프램 및 상기 시트 조립체의 시트 표면 위로 상기 다이어프램의 중앙 밀봉 표면을 가압할 수 있는 수단을 포함한다.

상기 밸브 바디는 제 1단 및 상기 제 1단으로부터 축방향으로 이격된 제 2단을 갖는, 일반적으로 원통형 형상의 밸브 챔버를 가진다.

노즐은 상기 제 1단으로부터 상기 밸브 챔버로 축방향으로 돌출되고, 제 1가스 포트는 이러한 노즐의 앞면에 배치되며, 제 2가스 포트는 상기 노즐의 측면으로 상기 제 1단에 배치된다.

시트 조립체는 마운팅 링 및 합성 시트 링을 포함하고, 상기 밸브 챔버의 제 1단에 탈착가능하도록 부착된다.

상기 마운팅 링은 중앙 시트 홀, 내부 플랜지, 내부에 적어도 하나의 주변 가스 통로를 갖는 메인 링 바디 및 외부 링 플랜지를 가진다.

상기 합성 시트 링은 상기 마운팅 링의 상기 중앙 시트 홀에 부착되고, 내부에 중앙 통과 홀을 가진다. 상기 시트 링의 앞면은 상기 제 1가스 포트 주위 상기 밸브 챔버에 시트 표면을 형성한다.

상기 노즐은 밀봉된 방식으로 상기 합성 시트 링의 상기 중앙 통과 홀로 관통되고, 상기 시트 표면의 반대측에서 상기 마운팅 링에 의해 상기 노즐 쇼울더 표면으로 가압되는 시트 링 푸트 표면을 가진다.

주변 밀봉 수단은 상기 마운팅 링의 상기 외부 링 플랜지를 따라 제공된다.

상기 다이어프램은 상기 밸브 챔버의 상기 제 2단을 밀봉하고, 상기 시트 조립체의 상기 주변 밀봉 수단과 밀봉되는 외부 림을 가진다.

본 발명의 제 1구체예에 따르면, 상기 제 2가스 포트는 상기 밸브 바디에 결합된 링 채널에 의해 형성되고, 상기 노즐 쇼울더 표면을 둘러싸는 동시에 자신도 상기 밸브 바디의 외부 쇼울더 표면에 의해 에위싸지고, 상기 마운팅 링은 상기 적어도 하나의 주변 가스 통로가 상기 링 채널 안으로 개방되도록 상기 노즐 쇼울더 표면 위의 내부 링 플랜지 및 상기 외부 쇼울더 표면 위의 외부 링 플랜지로 지지된다.

달리 말하자면, 상기 가스 포집 채널은 더 이상 상기 마운팅 링에 결합되지 않고, 상기 밸브 바디에 결합되며, 상기 마운팅 링은 이 채널을 연결하고, 후자의 외부 및 내부 경계 상의 외부 및 내부 플랜지와 지지된다.

이러한 변경은 많은 장점들을 가져올 수 있다. 예를 들어, 상기 밸브 바디 및 마운팅 링의 제작 및 조립이 보다 쉬워질 수 있고; 상기 밸브 바디에 상기 마운팅 링의 보다 낳은 설치가 달성될 수 있으며; 또한 보다 낳은 가스 밀폐성이 달성될 수 있고; 상기 밸브가 조립될 때 또는 과도한 폐쇄 힘을 받을 때 쉽게 변형되지 않을 수 있으며; 마지막으로, 보다 큰 단면 즉 큰 체적를 갖는 가스 포집 링 채널은 상기 마운팅 링의 약화 없이도 쉽게 제공될 수 있다.

이와 같이 상기 밸브 바디에서 상기 노즐의 바닥을 둘러싸는 큰 체적의 가스 포집 링 채널은 고압 산소하 환경의 단열 충격 데스트에서 상기 밸브의 동작에 긍정적인 영향을 갖도록 한다. 왜냐하면, 상기 노즐과 직접적인 접촉하에서 상기 노즐이 상기 합성 시트 링에 손상을 입힐 수 있는 범위에 과도하게 열을 가할 위험을 줄여주기 때문이다.

상기 노즐의 상기 앞면은 상기 시트 표면 근처 상기 다이어프램의 상기 중앙 밀봉 표면을 위한 접합 표면을 제공하기 위하여 보통은 상기 시트 표면에 대해 약간 함몰되어 있다. 변형가능한 상기 시트 표면 근처의 이러한 접합 표면은 과도한 변형 및 상기 밸브에 적용되는 과도하게 근접한 토크 하에서의 손상들에 대항하여 상기 다이어프램 및 상기 합성 시트 링을 보호한다. 이와 같은 환경하에서 EP-A-1281898에 개시된 얇은 림 부분은 상기 다이어프램의 기계적인 정지를 제공하기에는 너무 약하다고 할 수 있다. EP-A-1281898에 개시된 상기 얇은 림 부분은 심지어 상기 밸브에 적용되는 과도하게 근접한 토크하에서 상기 다이어프램에 손상을 입힐 위험이 있다.

상기 밸브의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 합성 시트 링은 원추형 외부 튜브 표면 및 내부 표면을 포함하는 튜브 모양의 바디이다.

상기 마운팅 링에 대응되는 상기 중앙 시트 홀은 상기 합성 시트 링을 가압하기 위하여 상기 원추형 외부 튜브 표면이 푸트 표면과 상기 노즐 쇼울더 표면 위로 결합되게 하고, 상기 원추형 외부 튜브 표면이 내부 튜브 표면과 외부 노즐 표면 위로 결합되게 하는 원추형 표면을 가진다.

상기 합성 시트 링 및 상기 마운팅 링 사이의 이러한 원추형 접합은 방사형과 축방향의 밀봉 힘의 조합에 의해 본질적으로 가스 밀폐성을 개선하는 결과를 낳는다. 그리고, 이러한 원추형 접합은 또한 상기 밸브가 과도한 폐쇄 힘을 받을 때 상기 합성 시트 링을 손상시킬 위험을 감소시켜준다.

만약에 상기 원추형 외부 튜브 표면이 상기 마운팅 링의 상기 중앙 시트 홀의 원뿔 꼭대기 각도 보다 약간 큰 원뿔 꼭대기 각도를 가진다면, 가스 밀폐성은 여전히 더욱 개선된다고 평가될 수 있다.

상기 마운팅 링의 상기 내부 링 플랜지는 상기 시트 링의 쇼울더 표면 위에 지탱될 수 있고, 이러한 내부 링 플랜지는 상기 노즐 쇼울더 표면 위로 후자를 가압하기 위해 상기 시트 링 위로 축방향의 힘을 적용한다.

그러나, 상기 합성 시트 링을 손상시키는 위험을 제거하고, 상기 밸브 바디에 있는 상기 마운팅 링의 설치를 개선하며, 고온의 가스들과의 접촉에 대항하는 상기 시트 링 바닥을 잘 보호하기 위하여, 상기 마운팅 링의 상기 내부 링 플랜지는 상기 노즐 쇼울더 표면 위에 직접적으로 지지되는 것이 바람직하다.

이러한 경우에 상기 시트 링의 상기 중앙 시트 홀에 상기 시트 링을 위한 원추형 접합을 제공하기 위해, 상기 시트 링의 푸트 끝단 위의 링 플랜지가 요구됨에 없이 상기 노즐 쇼울더 표면에 대항되는 상기 시트 링을 축방향으로 가압하는 것이 허용된다.

이러한 해결책을 만족시키기 위해, 상기 노즐 쇼울더 표면 위에 직접적으로 지탱되는 상기 마운팅 링의 상기 내부 링 플랜지는 유리하게 상기 노즐의 상기 외부 표면를 가지느 쐐기-형상의 환형 갭의 경계를 정의하고, 상기 합성 시트 링은 이러한 쐐기-형상의 환형 갭에 방사형 및 축방향으로 압축된다.

게다가 고온의 가스들과 접촉에 대항하는 상기 시트 링 바닥의 보호를 개선하기 위하여, 상기 노즐 쇼울더 표면은 유리하게는 상기 내부 링 플랜지를 위한 지지 표면을 형성하는 링-형상의 제 1쇼울더 표면 및 상기 시트 링 푸트 표면이 압착되는 것에 대항하는 링-형상의 제 2쇼울더 표면을 포함하는 계단 형상의 표면이고, 상기 링-형상의 제 2쇼울더 표면은 상기 링-형상의 제 1쇼울더 표면 보다 상기 노즐의 앞면에 더욱 가까이 위치한다.

상기 밸브의 바람직한 실시예에서, 상기 마운팅 링은, 내부에 몇개의 가스 통로를 갖는 메인 링 바디; 상기 합성 시트 링이 설치되는 내부 링 플랜지; 및 상기 주변 밀봉 수단들이 지지되는 외부 링 플랜지를 포함한다.

이 실시예에서, 상기 주변 밀봉 수단은 바람직하게는, 상기 외부 링 플랜지로부터 상기 밸브 챔버로 돌출되는 링-형상의 밀봉 비드; 및 상기 밀봉 비드 및 원통형 밸브 챔버 벽 표면 사이에 방사형으로 위치되는 주변 합성 밀봉 링을 포함하고, 상기 다이어프램의 상기 외부 림은 상기 링-형상의 밀봉 비드 및 상기 주변 합성 밀봉 링과 결합된다.

이 실시예에서는 상기 다이어프램 및 상기 마운팅 링 사이에 뿐만 아니라 상기 마운팅 링과 상기 밸브 챔버의 상기 외부 벽 사이에 훌륭한 밀봉을 제공하는 것으로 평가될 수 있다.

바람직한 실시예에서, 상기 노즐의 앞면은 상기 시트 표면에 대해 약간 함몰된다. 만약에 "s"가 상기 앞면 및 상기 시트 표면 사이의 축방향 거리이고 "t"가 상기 노즐의 방사형 벽 두께인 경우라면, s와 t 사이에는 다음과 같은 관계가 성립된다.

0,1 < s/t < 1.

그리고, 만약에 시트 표면이 환형 폭 "w"를 가지고, "t"가 상기 노즐의 방사형 벽 두께인 경우에, w와 t 사이에는 다음과 같은 관계가 성립된다.

0,8 < w/t < 1,1.

이러한 비율 w/t가 1에 근접하는 것은 고압 산소 환경하에서 단열 충격 테스트에 보다 잘 견뎌낼 수 있도록 도움이 된다고 평가될 수 있다.

본 발명에 따른 밸브는 높은 압력의 산소를 포함하는 고압의 유독 가스 또는 부식성 가스을 위한 차단 밸브로서 또는 가스 실린더 밸브로서 유리하게 사용될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예는 이하의 예시 도면들을 참조로 하여 기술될 것이나, 본 발명의 권리 범위를 이에 한정하는 것은 아니다.
도 1은 본 발명에 따른 밸브의 제 1실시예의 단면도이다.
도 2는 도 1의 단면도의 확대 상세도이다.
도 3은 도 1의 밸브를 통한 단면을 보여주는 사시도이다.
도 4는 도 2의 단면도의 확대 상세도이다.
도 5는 본 발명에 따른 밸브의 제 2실시예에서 시트 조립체의 단면도이다.
도 6은 도 5에 도시된 실시예의 사시도이다.

도면에 도시된 바와 같이 상기 밸브(10)는 200 bar 이상의 고압에서 유독성 또는 부식성 가스들을 포함하는 가스 실린더를 장착하기 위한 고압 다이어프램 차단 밸브이다. 그것은 상기 가스 실린더 안으로 나합되기 위한 소켓(14)을 갖는, 일반적으로 황동 또는 스테인레스 강철인 밸브 바디(12)를 포함한다. 이렇게 나합된 소켓(14)은 내부에 가스 주입 채널(16)을 가진다. 가스 배출 채널(18)은 상기 밸브 바디(12)의 측면 가지(19)에 배치된다. 상기 주입 채널(16) 및 상기 배출 채널(18) 모두는 상기 밸브 바디(12)의 밸브 챔버(20) 안으로 개구된다.

특히 도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 밸브 챔버(20)는 실질적으로 제 1단(도 2의 화살표 22 참조), 상기 제 1단(22)으로부터 축방향으로 이격된 제 2단(도 2의 화살표 24 참조) 및 원통형 밸브 챔버 벽 표면(26)을 갖는 원통형 챔버이다.

상기 가스 주입 채널(16)은 상기 밸브 챔버(20)의 제 1단(22) 중앙에 배치된 제 1가스 포트(28)를 형성한다. 상기 가스 배출 채널(18)은, 상기 제 1가스 포트(28) 및 상기 원통형 밸브 챔버 벽(26) 사이에서, 상기 밸브 챔버(20)의 상기 제 1단(22)에 환형의 제 2가스 포트를 형성하기 위해 상기 밸브 바디(12)에 결합된 가스 포집 링 채널(30)과 연결된다.

화살표 32는 상기 밸브 챔버(20)의 상기 제 1단(22)에 탈착가능하도록 부착된 시트 조립체를 광범위하게 지시한다. 이러한 탈착가능한 시트 조립체(32)는 중앙 시트 홀, 합성 시트 링(36) 및 주변 밀봉 수단(42)을 갖는 링 형상의 마운팅 링을 포함한다. 상기 합성 시트 링(36)은 내부에 중앙 통과 홀(38)을 가지고, 상기 밸브 챔버(20)에 시트 표면(40)을 형성하기 위해 상기 링 형상의 마운팅 링(34)의 상기 중앙 시트 홀에 설치된다. 상기 합성 시트 링(36)의 재질은 , 반드시 요구되지는 않으나 바람직하게는 폴리아미드(polyamides) 또는 폴리클로로트리플루오로에틸렌 (polychlorotrifluoroethylenes) 기를 갖는 열가소성 중합체이다. 상기 마운팅 링(34)은 일반적으로 예를 들어 스테인레스 강철 또는 황동 바디와 같은 딱딱한 금속 바디이다. 상기 주변 밀봉 구단은, 나중에 설명될 것이나, 상기 링 형상의 마운팅 링(34)의 외부 림을 따라 배치된다.

참조 번호 44는 상기 밸브 챔버(20)의 상기 제 2단(24)을 밀봉하는 탄력성 있는 다이어프램을 지시한다. 이 다이어프램(44), 반드시 필요하지는 않으나 바람직하게는, 샌드위치된 탄력적인 금속 박판(Sheet)들을 포함하는 다층 다이어프램이다. 그것은 상기 시트 표면(40)에 인접한 중앙 밀봉 표면(48) 및 상기 시트 조립체(32)의 주변 밀봉 수단(42)과 밀봉 결합된 외부 림(46)을 가진다.

이러한 밀봉 결합을 제공하기 위해, 슬리브(50)는, 상기 시트 조립체(32)의 상기 주변 밀봉 수단(42) 위로 상기 다이어프램(44)의 상기 외부 림(46)을 가압하기 위해, 상기 밸브 바디(12) 안으로 나합된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 작동기 버튼(52)은 상기 밸브 챔버(20)에 있는 시트 표면(40)의 중앙축과 축방향으로 정렬된 상기 슬리브(50)의 정면 캐비티(54) 안으로 설치된다. 이러한 작동기 버튼(52)은 상기 정면 캐비티(54) 안에 축방향으로 유도되며, 상기 다이어프램(44, 도 2 및 도 4 참조)의 뒷면과 접촉될 수 있는 앞면(56)을 가진다.

도 1로 다시 돌아가서, 상기 슬리브(50)에 나합되는 밸브 스템(58)은, 상기 시트 조립체(32)의 방향에서, 상기 작동기 버튼(52) 축방향으로 누를 수 있도록 한다. 이러한 작동에서, 처음에 상기 시트 조립체(32) 넘어로 연결되는 오목한 카로트 쉘(Calotte Shell)의 형상을 갖는 상기 다이어프램(44)은 탄력적으로 변형되고, 그것의 중앙 밀봉 표면(48)은, 결과적으로 상기 가스 배출 채널(18)으로부터 그리고 상기 밸브 챔버(20)로부터 상기 가스 주입 채널(16)이 밀봉되는 것에 의해, 상기 시트 조립체(32)의 상기 시트 표면(40) 위로 가압된다. 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 중앙 밀봉 표면(48)은 상기 시트 조립체(32)의 상기 시트 표면(40)에 접근하나 아직 접촉되지는 않았다.

상기 밸브 바디(12)는, 상기 밸브 챔버(20)의 상기 제 1단(22)에서, 상기 밸브 챔버(20) 안으로 축방향으로 돌출되는 노즐(60)을 가진다. 이러한 노즐(60)은 밀봉된 방식으로 상기 합성 시트 링(36)의 상기 중앙 통과 홀을 관통한다. 상기 가스 주입 채널(16)의 상기 제 1가스 포트(28)는 상기 노즐(60)의 앞면(62)에 배치된다. 이러한 앞면(62)은 상기 시트 표면(40)에 대해 약간 함몰된다.

상기 노즐(60)은 그것의 바닥에 노즐 쇼울더 표면(64)을 가지고, 상기 링 채널(30)에 의해 둘러싸진다. 상기 합성 시트 링(36)은, 그것의 시트 표면(40)의 축방향 반대편에서, 양쪽 표면들(64, 66) 사이에 밀봉 기능을 제공하기 위하여, 상기 마우팅 링(34)에 의해 상기 노즐 쇼울더 표면(64) 위로 가압되는 시트 링 푸트 표면(66)을 가진다.

보다 특별하게, 상기 합성 시트 링(36)은 외부 튜브 표면(70), 상기 관통 홀(38)의 경계를 정하는 내부 튜브 표면(72) 및 상기 시트 표면(40)을 형성하는 제 1단을 갖는 튜브 모양의 바디(68)를 포함한다. 상기 내부 튜브 표면(72)은 원통형 표면이고, 상기 노즐(60)의 원통형 외부 표면(92)과 밀봉 접촉되기 위해 고안된다. 상기 외부 튜브 표면(70)은 약 30°의 원뿔 꼭대기 각도를 갖는 원추형 표면이다. 상기 튜브 모양의 바디(68)의 반대편 제2단은 방사형으로 연장되는 링 형상의 시트 링 플랜지(74)가 장착되고, 그것의 위에 시트 링 플랜지 쇼울더 표면(76)을 가진다.

상기 마운팅 링(34)은 메인 링 바디(80), 내부 링 플랜지(82) 및 외부 링 플랜지(84)를 포함한다. 상기 메인 링 바디(80)는 상기 링 채널(30) 안으로 관통하고, 가스가 상기 내부 밸브 챔버(20)로부터 상기 가스 포집 링 채널(30)으로 유동될 수 있는 몇개의 가스 통로(86)를 가진다.

상기 합성 시트 링(36)은 상기 내부 링 플랜지(82) 안의 중앙 시트 홀에 설치되며, 이에 따라 원추형 외부 튜브 표면(70)은 상기 내부 링 플랜지(82)의 측면 원추형 표면(88)과 밀봉 접촉되고, 시트 링 플랜지 쇼울더 표면(76)은 상기 내부 링 플랜지(82)의 쇼울더 표면(90)과 밀봉 접촉된다.

도 2 및 도 4를 참조하면, 원추형 외부 튜브 표면(70)의 원래 상태가 도시되어 있으며, (즉, 합성 시트 링(36)이 상기 내부 링 플랜지(82)로 설치되기 전 및 상기 노즐(60)이 상기 합성 시트 링(36)으로 삽입되기 전) 이러한 외부 튜브 표면(70)의 원뿔 꼭대기 각도는 상기 내부 링 플랜지(82)의 상기 측면 원추형 표면(88)의 원뿔 꼭대기 각도 보다 약간 크다.

상기 원뿔 꼭대기 각도들의 이러한 차이는, 상기 노즐 쇼울더 표면(64) 근처에서, 특히 상기 합성 시트 링(36)의 상기 내부 튜브 표면(72) 사이에, 보다 높은 접촉 압력을 보장한다. 그러므로, 상기 합성 시트 링(36) 및 상기 밸브 바디(12) 사이에서의 고압 가스 누출에 대항하는 훌륭한 밀폐성이 달성된다.

도 2 또는 도 4를 참조하면, 상기 합성 시트 링(36)은 상기 노즐(60)의 상기 원통형 외부 표면(92)에 의해 내부로 방사형으로, 내부 링 플랜지(82)의 상기 측면 원추형 표면(88) 및 상기 링 채널(30) 안으로 관통되는 상기 마운팅 링(34)의 상기 메인 바디(80)에 의해 외부로 방사형으로, 그리고 상기 노즐 쇼울더 표면(64)에 의해 축방향으로 경계가 정해지는 시트 링 챔버 내에 갇혀진다.

상기 튜브 모양의 바디(68)의 제 1단은 이러한 시트 링 챔버로부터 돌출된다. 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 마운팅 링(34)의 상기 메인 바디(80)는 상기 링 채널(30)로 약간 관통되는 축방향 연장을 가질 수 있다. 이러한 축방향 연장은 먼저 상기 시트 링 플랜지(74)를 덮은 다음에 상기 링 채널(30)의 원통형 내부 벽 표면(96)과 함께 매우 좁은 환형 에어 갭(94)을 형성한다.

요약해보면, 상기 시트 표면(40) 자신을 제외하고는, 상기 합성 시트 링(36)의 모든 표면들은 개구된 밸브(10)을 통하여 유동되는 높은 속도의 가스 흐름과 직접적으로 접촉되는 것을 피하며 변형을 피할 수 있도록 잘 보호된다.

특히 도 4를 참조하면, 상기 노즐(60)은 상기 시트 표면(40)에 근접한 둥근 배출 에지(100)를 갖는 상대적으로 두꺼운 금속 보호 림(98)을 형성하는 것을 알 수 있다.

사실, 상기 노즐(60)의 앞면(62) 및 상기 시트 표면(40) 사이의 공간 "s"는 상기 제 1가스 포트(28)에서 (상기 밸브(10)에서, s/t ≒ 0,3) 상기 노즐(60)의 벽 두께 "t" 보다 작고; 상기 노즐(60)의 벽 두께 "t"는 상기 시트 표면(40)의 폭 "w"와 거의 동일하다.

상기 밸브(10)가 열릴 때, 이러한 금속 보호 림(98)은, 상기 합성 밀봉 표면(40)과 "급격한" 흐름의 직접적인 접촉이 크게 피해지는 것과 같은 방식으로, 상기 가스 주입 채널(16)으로부터 유출되는 높은 속도의 가스 흐름을 빗나가게 한다.

이러한 특징은, 상기 밸브(10)가 예를 들어 고압의 산소 환경에서 사용될 때, 즉 상기 시트 영역에 소위 단열 충격으로 불리우는 위험이 있을 때, 특히 중요하다고 평가될 수 있다.

고압 산소 환경하에서 단열 충격 테스트에 좋은 결과에 관련된 상기 밸브의 또 다른 중요한 특징은 상기 노즐(60)의 바닥에서 상기 노즐(60)을 둘러싸는 가스 포집 링 채널(30)이 관대한 치수로 제작된다는 것이다. (도 1 및 도 3 참조) 상기 노즐(60)의 바닥에서 이러한 큰 체적의 채널(30)은, 상기 합성 시트 링(36)과 접촉되는 상기 금속 표면들이 상기 합성 시트 링(36)을 손상하는 범위의 단열 충격 테스트에서 과열되는 위험을 줄이는 것에 의하여, 상기 노즐(60) 및 그것의 쇼울더 표면(64)의 실로 향상된 냉각을 보장한다.

도 2를 다시 참조하면, 상기 링 채널(30)을 둘러싸는 상기 마운팅 링(34)은 외부 링 플랜지(84)와 그것의 외부 쇼울더 표면(102)에 놓여진다는 것을 알 수 있다. 특히 링-형상의 밀봉 비드(104) 및 주변 합성 밀봉 링(106)을 포함하는, 이러한 외부 링 플랜지(84)는 상술한 주변 밀봉 수단(42)을 지지한다. 상기 링-형상의 밀봉 비드(104)는 상기 외부 링 플랜지(84)로부터 상기 밸브 챔버(20) 안으로 돌출된다. 상기 주변 합성 밀봉 링(106)은 상기 밀봉 비드(104) 및 상기 원통형 밸브 챔버 벽 표면(26) 사이에 방사형으로 위치된다. 상기 합성 시트 링(36)의 재질은, 반드시 요구되지는 않으나 바람직하게는 폴리아미드 (polyamides) 또는 폴리클로로트리플루오로에틸렌 (polychlorotrifluoroethylenes) 기를 갖는 열가소성 중합체이다.

상기 슬리브(50)는 상기 주변 합성 밀봉 링(106)이 축방향으로 압축되는 것에 의하여, 상기 다이어프램(44)의 상기 외부 림(46)을 상기 링-형상의 밀봉 비드(104) 위로 가압한다.

이러한 축방향 압축 때문에, 상기 합성 밀봉 링(106) 역시 밀봉 비드(104)에 대항되는 일면 및 상기 원통형 밸브 챔버 벽 표면(26)에 대항되는 반대면 위에 방사형으로 가압된다.

결과적으로, 상기 합성 밀봉 링(106)은 상기 다이어프램(44) 및 상기 마운팅 링(24) 사이에 개선된 밀봉 기능을 제공할 뿐만 아니라, 상기 밸브 챔버 벽 표면(26) 및 상기 마운팅 링(34)의 상기 외부 링 플랜지(84) 사이에 부가적인 밀봉 기능을 제공한다.

상기 외부 쇼울더 표면(102)은 상기 마운팅 링(34)을 위한 일종의 축방향 정지면을 형성한다. 이러한 축방향 정지면은, 상기 외부 쇼울더 표면(102) 위로 견고하게 상기 마운팅 링(34)의 상기 외부 링 플랜지(84)을 가압할 때, 상기 마운팅 링(34)의 상기 내부 링 플랜지(82)가 상기 합성 시트 링 플랜지(74)를 약간 가압하도록 하기 위한 치수로 제작된다.

다시 도 2를 참조하면, 상기 마운팅 링(34)의 상기 내부 링 플랜지(82)는 제 1면에 놓여지는 앞면(108)을 가지고, 상기 노즐(60)의 상기 앞면(62)을 포함한다. 그리고, 상기 링-형상의 밀봉 비드(104)는 제 1면에 놓여지는 환형 크레스트 표면(110)을 가지고, 상기 시트 표면(40)을 포함하고; 상기 제 1면은, 상기 다이어프램(44)의 상기 중앙 밀봉 표면(48)이 상기 시트 조립체(32)의 상기 시트 표면(40) 위로 가압되는 방향에서 볼 때, 상기 제 2면의 뒤쪽에 위치된다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 밸브의 보다 구체화된 점 및 개선된 점이 도시되어 있다. 상기 합성 시트 링(36')은 시트 링 플랜지를 포함하지 않음을 알 수 있다. 그것은 상기 마운팅 링(34')의 상기 내부 링 플랜지(82')의 상기 측면 원추형 표면(88')을 갖는 원추형 접합을 형성하는 원추형 외부 튜브 표면(70')을 갖는 튜브 형상의 바디이다.

이전에 이미 설명된 바와 같이, 상기 외부 튜브 표면(70')의 원뿔 꼭대기 각도는 바람직하게는 상기 내부 링 플랜지(82')의 상기 측면 원추형 표면(88')의 원뿔 꼭대기 각도 보다 조금 크다.

도 2에 도시된 노즐 쇼울더 표면(64)의 등가물은, 상기 내부 링 플랜지(82')를 위한 시트를 형성하는, 링 형상의 제 1 쇼울더 표면(64') 및 상기 시트 링 푸트 표면(66')이 상기 마운팅 링(34')이 가압되는 것에 대항하는 링 형상의 제 2쇼울더 표면(64")을 포함하는, 도 5에 도시된 계단 형상의 표면(64',64")이다.

상기 시트 링 푸트 표면(66') 및 상기 링 형상의 제 2쇼울더 표면(64") 사이에 요구되는 접촉 압력은, 본 실시예에서는 단지, 상기 슬리브(50)가 상기 마운팅 링(34')을 상기 밸브 챔버(20) 안으로 가압할 때, 상기 마운팅 링(34')의 상기 중앙 시트 홀에 상기 시트 링(36')의 상기 원추형 접합에 의해 생성된다.

도 5을 참조하면, 상기 링 형상의 제 1쇼울더 표면(64') 위에 직접적으로 지탱되고, 노즐(60)과 함께 상기 합성 시트 링(36')이 방사형 및 축방향으로 압축되는 쐐기-형상의 환형 갭을 정의하는, 상기 마운팅 링(34')의 상기 내부 링 플랜지(82')를 볼 수 있다.

이러한 디자인은 상기 밸브를 상당히 개선시키는 것으로 평가될 수 있다. 예를 들어, 과도하게 압축되거나 손상을 입힐 수 있는 시트 링 플랜지(74)가 없고; 상기 밸브 챔버(20)에 있는 상기 마운팅 링(34')의 설치를 개선하며; 심지어 가스 밀폐성도 개선되고; 상기 시트 링 바닥은 단열 충격 테스트의 경우에 과열로부터 보다 훌륭히 보호된다.

상기 마운팅 링(34')의 상기 외부 링 플랜지(84')가 지탱하는, 상기 외부 쇼울더 표면(102')은 보다 깊은 환형 그루브(112)에 의해 상기 원통형 밸브 챔버 벽 표면(26)으로부터 분리된다. 상기 마운팅 링(34')의 상기 링 플랜지(84')는 그것의 외부 경계를 따라서 돌출 림(114)를 가지고, 상기 환형 그루브(112)에 수납된다.

일반적으로, 상기 돌출 림(114) 및 상기 환형 그루브(112)의 상기 바닥 표면 사이에는, 도 5에 도시된 바와 같이, 축방향으로 작은 간격이 있다.

그러나, 상기 슬리브(50)가 과도한 토크(torque)를 가지고 조여지면, 이러한 간격은 사라지고, 상기 돌출 림(114)은 결국, 상기 마운팅 링(34')을 지탱하는 상기 밸브 바디(12)의 상기 쇼울더 표면들(64',102') 및 상기 시트 조립체(32')의 과도한 변형들을 방지하는 것에 의해, 상기 환형 그루브(112)의 바닥 표면에 접하게 된다.

10: 밸브(valve)
12: 밸브 바디(valve body)
14: 스크류 소켓(screw socket)
16: 가스 주입 채널(gas inlet channel)
18: 가스 배출 채널(gas outlet channel)
19: 밸브 바디의 측면 가지(lateral branch of 12)
20: 밸브 챔버(20)
22: 밸브 챔버의 제 1단(first end of 20)
24: 밸브 챔버의 제 2단(second end of 20)
26: 원통형 밸브 챔버 벽 표면(cylindrical valve chamber wall surface )
28: 제 1가스 포트(first gas port )
30: 링 채널(ring channel)
32: 시트 조립체(seat assembly)
34,34': 마운팅 링(mounting ring)
36,36': 합성 시트 링(synthetic seat ring)
38: 중앙 통과 홀(central through hole in 36)
40: 시트 표면(seat surface)
42: 주변 밀봉 수단(peripheral sealing means on 34)
44: 다이어프램(diaphragm)
46: 다이어프램의 외부 림(outer rim of 44)
48: 다이어프램의 중앙 밀봉 표면(central sealing surface of 44)
50: 슬리브(sleeve)
52: 작동기 버튼(actuator button)
54: 슬리브의 정면 캐비티(frontal cavity of 50)
56: 작동기 버튼의 앞면(front face of 52)
58: 밸브 스템(valve stem)
60: 노즐(nozzle)
62: 노즐의 앞면(front face of 60)
64: 노즐 쇼울더 표면(nozzle shoulder surface)
64': 링-형상의 제 1쇼울더 표면(first ring-shaped shoulder surface)
64": 링-형상의 제 2쇼울더 표면(second ring-shaped shoulder surface)
66,66': 시트 링 푸트 표면(seat ring foot surface)
68: 튜브 모양의 바디(tubular body)
70,70': 외부 튜브 표면(outer tube surface)
72: 내부 튜브 표면(inner tube surface)
74: 시트 링 플랜지(seat ring flange)
76: 시트 링 플랜지 쇼울더 표면(seat ring flange shoulder surface)
80: 마운팅 링의 메인 바디(main body of 34)
82: 내부 링 플랜지(inner ring flange )
84,84': 외부 링 플랜지(outer ring flange)
86: 가스 통로(gas passages in 80)
88,88': 82의 측면 원추형 표면(lateral conical surface of 82)
90: 내부 링 플랜지의 쇼울더 표면(shoulder surface of 82)
92: 노즐의 원통형 외부 표면(cylindrical outer surface of 60)
94: 환형 에어 갭(annular air gap)
96: 링 채널의 원통형 내부 표면(cylindrical inner surface of 30)
98: 노즐의 보호 림(protecting rim of 60)
100: 제 1가스 포트의 배출 에지(outlet edge of 28)
102': 밸브 바디의 외부 쇼울더 표면(outer shoulder surface of 12)
104: 마운팅 링의 링-형상의 밀봉 비드(ring-shaped sealing bead of 34)
106: 주변 합성 밀봉 링(peripheral synthetic seal ring)
108: 내부 링 플랜지의 앞면(front face of 82)
110: 104의 환형 크레스트 표면(annular crest surface of 104)
112: 환형 그루브(annular groove)
114: 마운팅 링의 돌출 림(protruding rim of 34')

Claims (15)

1. 밸브 바디(12), 시트 조립체(32,32'), 다이어프램(44) 및 가압 수단을 포함하고,
   상기 밸브 바디(12)는 밸브 챔버(20) 및 노즐(60)을 가지며,
   상기 밸브 챔버(20)는 제 1단(22) 및 상기 제 1단(22)으로부터 축방향으로 이격된 제 2단(24)을 가지고 일반적으로 원통형 형상이며, 상기 노즐(60)은 상기 제 1단(22)으로부터 상기 밸브 챔버(20) 내측으로 축방향으로 돌출되고, 제 1가스 포트(28)는 상기 노즐(60)의 앞면(62)에 배치되고 제 2가스 포트는 상기 노즐의 측면으로 상기 제 1단(22)에 배치되며,
   상기 시트 조립체(32,32')는 상기 밸브 챔버(20)의 상기 제 1단(22)에 탈착가능하도록 부착되고, 상기 시트 조립체(32,32')는 마운팅 링(34,34'), 합성 시트 링(36,36') 및 주변 밀봉 수단(42)을 포함하고,
   상기 마운팅 링(34,34')은 중앙 시트 홀, 내부 링 플랜지(82,82'), 내부에 적어도 하나의 가스 통로(86)를 갖는 메인 링 바디(80) 및 외부 링 플랜지(84,84')를 가지고,
   상기 합성 시트 링(36,36')은 상기 마운팅 링(34,34')의 상기 중앙 시트 홀에 부착되고, 상기 합성 시트 링(36,36')은 중앙 통과 홀 및 상기 제 1가스 포트(28) 주위의 상기 밸브 챔버(20)에 시트 표면(40)을 형성하는 앞면을 가지고, 상기 노즐(60)은 밀봉된 방식으로 상기 합성 시트 링(36)의 중앙 통과 홀(38)로 관통되고, 상기 시트 표면(40)의 반대측에서 상기 마운팅 링(34,34')에 의해 노즐 쇼울더 표면(64,64',64") 위로 가압되는 시트 링 푸트 표면(66,66')을 가지며,
   상기 주변 밀봉 수단(42)은 상기 마운팅 링(34)의 상기 외부 링 플랜지(84)를 따라 배치되고,
   상기 다이어프램(44)은 상기 밸브 챔버(20)의 상기 제 2단(24)을 밀봉하고, 상기 다이어프램(44)은 중앙 밀봉 표면(48) 및 상기 시트 조립체(32,32')의 상기 주변 밀봉 수단(42)과 밀봉 결합되는 외부 림(46)을 가지며,
   상기 가압 수단은 상기 시트 조립체(32)의 상기 시트 표면(40) 위로 상기 다이어프램(44)의 중앙 밀봉 표면(48)을 가압하되,
   상기 제 2가스 포트는 상기 밸브 바디에 결합된 가스 포집 링 채널(30)에 의해 형성되고, 상기 노즐 쇼울더 표면(64,64',64")을 둘러싸고, 자신도 상기 밸브 바디(12)의 외부 쇼울더 표면(102,102')에 의해 둘러싸이며,
   상기 마운팅 링(34,34')은 상기 적어도 하나의 가스 통로(86)가 상기 링 채널(30) 안으로 개방되도록 상기 노즐 쇼울더 표면(64,64',64") 위의 내부 링 플랜지(82,82') 및 상기 외부 쇼울더 표면(102,102') 위의 외부 링 플랜지(84,84')로 지지되는 것을 특징으로 하는 고압 다이어프램 가스 밸브.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 노즐(60)의 상기 앞면(62)은 상기 시트 표면(40) 근처의 상기 다이어프램(44)의 상기 중앙 밀봉 표면(48)이 정지될 수 있도록 상기 시트 표면(40)에 대해 함몰되는 것을 특징으로 하는 고압 다이어프램 가스 밸브.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 합성 시트 링(36,36')은 원추형 외부 튜브 표면(70,70') 및 내부 튜브 표면(72)을 포함하는 튜브 모양의 바디이고,
   상기 마운팅 링(34,34')의 상기 중앙 시트 홀은 원추형 표면(88,88')에 의해 경계가 정해지며, 상기 합성 시트 링(36,36')을 가압하기 위해, 상기 원추형 외부 튜브 표면(70,70')을 푸트 표면(66,66')과 상기 노즐 쇼울더 표면(64,64") 위로 결합하고, 상기 원추형 외부 튜브 표면(70, 70')을 내부 튜브 표면(72)과 외부 노즐 표면(92) 위로 결합하는 것을 특징으로 하는 고압 다이어프램 가스 밸브.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 원추형 외부 튜브 표면(70,70')은 상기 마운팅 링(34,34')의 상기 중앙 홀의 원뿔 꼭대기 각도 보다 큰 원뿔 꼭대기 각도를 갖는 것을 특징으로 하는 고압 다이어프램 가스 밸브.
   
5. 청구항 1항에 있어서,
   상기 주변 밀봉 수단(42)은, 상기 외부 링 플랜지(84,84')로부터 상기 밸브 챔버(20) 안으로 돌출되는 링-형상의 밀봉 비드 (104); 및
   상기 밀봉 비드(104)와 원통형 밸브 챔버 벽 표면(26) 사이에 방사형으로 위치된 주변 합성 밀봉 링(106)을 포함하고,
   상기 다이어프램(44)의 상기 외부 림(46)은 상기 링-형상의 밀봉 비드(104) 및 상기 주변 합성 밀봉 링(106)과 밀봉 결합되는 것을 특징으로 하는 고압 다이어프램 가스 밸브.
   
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 링-형상의 밀봉 비드(104) 및 상기 주변 합성 밀봉 링(106) 위로 상기 다이어프램(44)의 상기 외부 림(46)을 가압하기 위해 상기 밸브 바디(12) 안에 설치된 슬리브(50)을 포함하고,
   상기 시트 조립체(32)의 상기 시트 표면(40) 위로 상기 다이어프램(44)의 상기 중앙 밀봉 표면(48)을 가압하기 위한 상기 가압 수단은 상기 슬리브(50) 안에 설치되는 것을 특징으로 하는 고압 다이어프램 가스 밸브.
   
7. 청구항 5 또는 6에 있어서,
   상기 내부 링 플랜지(82,82')는 상기 노즐(60)의 상기 앞면(62)을 포함하는 제 1면에 위치하는 앞면(108)을 가지고,
   상기 링-형상의 밀봉 비드(104)는 상기 시트 표면(40)을 포함하는 제 2면에 위치하는 환형 크레스트(110)를 가지며,
   상기 다이어프램(44)의 상기 중앙 밀봉 표면(48)이 상기 시트 조립체(32)의 상기 시트 표면(40) 위로 가압되는 방향에서 볼 때, 상기 제 1면은 상기 제 2면의 뒤쪽에 위치하는 것을 특징으로 하는 고압 다이어프램 가스 밸브.
   
8. 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 밸브가 개방될 때, 상기 노즐(60)의 상기 앞면(62)은 상기 시트 표면(40)에 대해 함몰되고,
   s가 상기 앞면(62) 및 상기 시트 표면(40) 사이의 거리이며, 상기 노즐(60)은 제 1가스 포트에서 벽 두께 t를 가질 때, 0,1 < s/t < 1 인 것을 특징으로 하는 고압 다이어프램 가스 밸브.
   
9. 청구항 1 내지 5 중 한 항에 있어서,
   상기 노즐(60)은 제 1가스 포트에서 벽 두께 t를 가지고, 상기 시트 표면(40)은 환형 폭 w를 가질 때, 0,8 < w/t < 1,1인 것을 특징으로 하는 고압 다이어프램 가스 밸브.
   
10. 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 마운팅 링(34')의 상기 내부 링 플랜지(82')는 직접적으로 상기 노즐 쇼울더 표면(64') 위에 지탱되고, 상기 마운팅 링(34')의 중앙시트 홀에 상기 시트 링(36')을 위한 원추형 공간이 제공되는 것을 특징으로 하는 고압 다이어프램 가스 밸브.
    
11. 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 마운팅 링(34')의 상기 내부 링 플랜지(82')는 직접적으로 상기 노즐 쇼울더 표면(64')에 지탱되고, 상기 노즐(60)과 함께, 상기 합성 시트 링(36')이 압축되는 쐐기-형상의 환형 사이 공간(annular gap)을 형성하는 것을 특징으로 하는 고압 다이어프램 가스 밸브.
    
12. 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 노즐 쇼울더 표면은 상기 내부 링 플랜지(82')를 위한 지지 표면을 형성하는 링-형상의 제 1쇼울더 표면(64') 및 상기 시트 링 푸트 표면(66')이 압착되는 것에 대항하는 링-형상의 제 2쇼울더 표면(64")을 포함하는 계단 형상의 표면이고, 상기 링-형상의 제 2쇼울더 표면(64")은 상기 링-형상의 제 1쇼울더 표면(64') 보다 상기 노즐(60)의 앞면(62)에 더욱 가까이 위치하는 것을 특징으로 하는 고압 다이어프램 가스 밸브.
    
13. 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 외부 쇼울더 표면(102')은 환형 그루브(112)에 의해 밸브 챔버 벽 표면(26)으로부터 분리되고,
    상기 외부 링 플랜지(84')는 외부 경계를 따라 외부 돌출 림을 가지며, 상기 환형 그루브(112)에 수납되는 것을 특징으로 하는 고압 다이어프램 가스 밸브.
    
14. 밸브 바디(12), 시트 조립체(32), 다이어프램(44) 및 가압 수단을 포함하고,
    상기 밸브 바디(12)는 밸브 챔버(20) 및 노즐(60)을 가지며,
    상기 밸브 챔버(20)는 제 1단(22) 및 상기 제 1단(22)으로부터 축방향으로 이격된 제 2단(24)을 가지고 일반적으로 원통형 형상이며, 상기 노즐(60)은 상기 제 1단(22)으로부터 상기 밸브 챔버(20) 내측으로 축방향으로 돌출되고, 제 1가스 포트(28)는 상기 노즐(60)의 앞면(62)에 배치되고 제 2가스 포트는 상기 노즐의 측면으로 상기 제 1단(22)에 배치되며,
    상기 시트 조립체(32)는 상기 밸브 챔버(20)의 상기 제 1단(22)에 탈착가능하도록 부착되고, 상기 시트 조립체(32)는 마운팅 링(34'), 합성 시트 링(36') 및 주변 밀봉 수단(42)을 포함하고,
    상기 마운팅 링(34')은 중앙 시트 홀, 내부 링 플랜지(82, 82'), 내부에 가스 통로(86)를 갖는 메인 링 바디(80) 및 외부 링 플랜지(84)를 가지고,
    상기 합성 시트 링(36')은 상기 마운팅 링(34')의 상기 중앙 시트 홀에 부착되고, 상기 합성 시트 링(36')은 중앙 통과 홀 및 상기 제 1가스 포트(28) 주위의 상기 밸브 챔버(20)에 시트 표면(40)을 형성하는 앞면을 가지고, 상기 노즐(60)은 밀봉된 방식으로 상기 합성 시트 링(36')의 중앙 통과 홀(38)로 관통되고, 상기 시트 표면(40)의 반대측에서 상기 마운팅 링(34')에 의해 노즐 쇼울더 표면(64',64") 위로 가압되는 시트 링 푸트 표면(66)을 가지며,
    상기 주변 밀봉 수단(42)은 상기 마운팅 링(34')의 상기 외부 링 플랜지(84)를 따라 배치되고,
    상기 다이어프램(44)은 상기 밸브 챔버(20)의 상기 제 2단(24)을 밀봉하고, 상기 다이어프램(44)은 중앙 밀봉 표면(48) 및 상기 시트 조립체(32)의 상기 주변 밀봉 수단(42)과 밀봉되는 외부 림(46)을 가지며,
    상기 가압 수단은 상기 시트 조립체(32)의 상기 시트 표면(40) 위로 상기 다이어프램(44)의 중앙 밀봉 표면(48)을 가압하되,
    상기 내부 링 플랜지(82,82')는 직접적으로 상기 노즐 쇼울더 표면(64',64") 위에 지지되고, 상기 노즐(60)과 함께, 상기 합성 시트 링(36')이 축방향 및 방사형으로 압축되는 쐐기-형상의 환형 갭을 정의하는 것을 특징으로 하는 고압 다이어프램 가스 밸브.
    
15. 청구항 14에 있어서,
    상기 합성 시트 링(36')은 원추형 외부 튜브 표면(70,70') 및 내부 튜브 표면(72)을 포함하는 튜브 형상의 바디이고,
    상기 마운팅 링(34')의 상기 중앙 시트 홀은 원추형 표면(88,88')에 의해 경계가 정해지며, 상기 합성 시트 링(36')을 가압하기 위해, 상기 원추형 외부 튜브 표면(70,70')이 푸트 표면(66,66')과 상기 노즐 쇼울더 표면(64',64") 위로 결합되게 하고, 상기 원추형 외부 튜브 표면(70,70')이 내부 튜브 표면(72)과 외부 노즐 표면(92) 위로 결합되게 하는 것을 특징으로 하는 고압 다이어프램 가스 밸브.
    

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