KR910008269B1 - 조절가능한 진공차단 충진밸브 - Google Patents

Abstract

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Description

조절가능한 진공차단 충진밸브

제1도는 본 발명에 따라 구성된 충진밸브의 부분절단 측면도.

제2도는 제1도의 2-2선을 따라 취한 다른 측면도.

제3도는 충진밸브의 승강기 조립체의 부분을 설명하는, 제2도의 3-3선을 따라 취한 확대 단면도.

제4도는 제2도의 4-4선을 따라 취한 충진밸브의 일부분과 헤드조립체의 단면도.

제5도는 제4도의 5-5선을 따라 취한 단면도.

제6도는 제4도의 6-6선을 따라 취한 단면도.

제7도는 제4도의 7-7선을 따라 취한 단면도.

제8도는 제4도의 8-8선을 따라 취한 단면도.

제9도는 제4도의 9-9선을 따라 취한 단면도.

제10도는 제5도의 10-10선을 따라 취한 절단 단면도.

제11도는 조립되기 전의 주밸브부재, 분배기, 및 뚜껑의 분해 투시도.

제12도는 몸체, 분배기, 시일, 진공차단 밸브부재 뚜껑의 조립되기 전의 분해 투시도.

제13도는 조립되기 전의 덮개와 다이아프램 조립체 및 다른 부품과 조립된 충진밸브의 몸체를 보이는 투시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20 : 충진밸브 26 : 승강기 조립체

28 : 헤드조립체 32 : 압력검출시스템

34 : 진공차단 밸브조립체 35 : 장착너트

36 : 연결너트 37 : 트러스터 와샤

40 : 가스켓 48 : 출구

53 : 다이아프램 100 : 몸체

200 : 승강기 204 : 하부플랜지

300 : 덮개 400 : 뚜껑

500 : 분배기

본 발명은 화장실 탱크나 그와 같은 탱크의 수준조절을 위한 충진밸브에 관한 것이다.

충진밸브는 탱크 또는 저장조에 있어서 소정의 액체의 소정수준을 유지하는 작용을 하고, 화장실 탱크 및 다른 탱크에 대하여 광범위하게 사용된다. 전형적인 충진밸브는 가압액체의 공급을 위해 연결되기에 접합하게 된 유입구, 탱크에 연결된 출구, 탱크로의 유량으로 조절하기 위한 밸브, 탱크에 있는 액체수준을 측정하기 위한 장치 및 검출된 액체수준이 소정수준이하로 될 때 밸브를 열기 위한 구조물을 포함한다.

종래에는, 많은 충진밸브가 플로우트(float)에 의해 제어되는 보올코크 밸브의 변형으로 되어있다. 본인의 미국특허 No.3,895,645와 4,180,096에 보올코크를 극복하는 장점을 갖고 콤팩트하고 저렴한 충진밸브가 발표되었다. 그 충진밸브들은 전체가 유체속에 잠기고 액체수준을 검출하기 위해 액체압력에 응답하는 다이아프램을 사용한다.

본인의 이미 발표된 특허의 장치는 그들의 목적을 달성하는데 충분하지만, 어떤 경우에는 대기 진공차단기가 유체통로에 포함되고 정상까지 완전히 잠기지 않는 충진밸브가 요구될 것이다.

따라서, 본 발명의 한 목적은 밸브 또는 그 부분이 액체수준 이상위치의 탱크에 장착되고 거기에 진공차단기 가능성이 마련되는 형식의 개선된 충진밸브를 제공하는 것이다.

수준위로 뻗은 보울코크와 다른 충진밸브들이 당면하는한 문제는 그런 밸브들이 사용될 탱크형태의 다양한 변형 때문이다. 탱크높이의 변화는 수준과 마찬가지로 충진밸브의 높이가 조정 가능하여 충진밸브가 서로 다른 탱크에 일반적인 적용을 가능하게 되는 것이 요구된다.

본 발명의 또다른 목적은 다양한 깊이의 공급되는 탱크에 신뢰성있고 쉽게 적용되는 충진 밸브를 제공하는 것이다.

위에 관련된 본인의 특허에 발표된 탱크의 수준을 검출하기 위해 사용되는 다이아프램에 의해서 제어되는 파이로트 밸브와 주밸브를 포함하는 신뢰성이 높고 효과가 큰 밸브시스템을 사용한다.

유체에 잠기지 않는 충진밸브에 이 밸브시스템을 조합하는 것이 요구된다. 따라서, 본 발명의 또다른 목적은 탱크의 수준에 따르는 압력감응 다이아프램을 제어하기 위해 아래방향으로 뻗은 저수(貯水)파이프를 포함하는 개선된 구조를 포함하는 충진밸브를 제공하는 것이다.

부분적으로 열려 작동되거나 불규칙적인 운동을 하려는 경향을 제거하기 위해 밸브의 개폐작동이 확실한 충진밸브의 작동이 요구된다. 본 발명의 또다른 목적은 열리는 수준의 범위와 닫히는 수준의 범위가 서로 떨어져 있기 때문에 안전한 동작이 성취되는 충진밸브를 제공하는 것이다.

본 발명의 중요한 목적은 과거에 사용되었던 충진밸브들의 단점을 극복하는 충진밸브를 제공하는 것이고, 간단하고 신뢰성 있고 정숙하게 작동되고 사용하기 쉽고 안전하게 작동하는 충진밸브를 제공하는 것이다.

주로, 위와 관련하여 그것들을 포함하는 본 발명의 장점과 목적은 신축자재한 승강기 조립체에 의해 소정의 수준위로 탱크에 선택된 높이에 위치되는 밸브 헤드조립체를 포함하는 충진밸브의 마련으로 달성된다. 승강기 조립체는 탱크의 벽에 고정된 자루부분을 갖고 입구부분과 출구부분을 포함하는 승강기를 포함한다.

유입 및 유출 유체통로는 밸브 헤드조립체로부터 아래방향으로 연장되고 승강기의 입구 및 출구부분에 관계하여 신축자재하게 조절될 수 있다. 승강기와 결합된 조절너트는 탱크내의 밸브조립체의 높이를 조절하고 소정의 액체수준을 동시에 조절하기 위해 유입 및 유출통로와 나사로 맞물려 있다.

밸브 헤드조립체의 주밸브는 배출실과 제어실로 분리하는 다이아프램의 제어로 유입 및 유출통로 사이의 통로를 개폐한다. 진공차단기실은 주밸브로부터 탱크내부까지 연장된 유출 유동통로에 배치된다. 진공차단기실은 주밸브와 통하는 제1배출구수단, 배출실과 통하는 제2배출구수단 및 유출 유동통로를 따라 하류와 통하는 간단하고 와샤 모양이고 고무 또는 플라스틱 등과 같은 탄성부재의 형태로 진공차단기 밸브는 주밸브가 닫혔을 때 제1배출구 수단과 주밸브가 열렸을 때 제2배출구 수단을 덮는다.

제어실과 통하는 저수파이프는 탱크안에서 아래로 연장되는 액체수준의 증가에 응답하여 다이아프램에 압력을 가한다. 다이아프램은 수평이 아니고 주밸브가 열렸을때 배출실은 유체공학적으로 부하를 가하기 위해 부분적으로 액체로 채워지고 그 결과로 주밸브를 닫는데 요구되는 액체수준이 높아진다. 배출실의 액체는 주밸브가 닫혔을 때 배출되며 주밸브에 응답하여 낮은 액체수준이 된다.

본 발명의 앞의 또다른 목적과 장점은 도면에서 설명되는 본 발명의 실시예의 상세한 설명으로부터 잘 이해될 것이다.

도면을 참조하여 본 발명의 사상에 따라 구성되고 참조번호(20)에 의해 전체를 지정한 충진밸브가 설명된다. 충진밸브(20)는 화장실의 물탱크와 같은 탱크의 벽(22)에 장착되고, 미리 지정된 수준으로 탱크내의 액체의 수준을 유지하도록 작동한다.

비록 충진밸브(20)가 탱크의 바닥벽(22)에 구멍(24)에, 설명한 바와 같이 장착되도록 되어 있지만 본 발명의 원리는 측벽입구와 같은 다른 형식의 내부배치를 갖는탱크에도 적용할 수 있다.

일반적으로 충진밸브(20)는 밸브 헤드조립체가 다른 높이의 탱크에 따라 높이거나 낮게 될 수 있는 28로 지정된 수단에 의해 26으로 지정된(제1도 내지 제4도) 승강기 조립체를 포함한다.

밸브 헤드조립체는 선택된 수준아래로 수준을 낮출 때 탱크에 물을 공급하기 위해 일반적으로 32로 지정된(제4도) 압력 검출 시스템에 응답하는 수준에 의해 제어되는 일반적으로 30으로 지정된(제4도) 주 및 제어 밸브 조립체를 포함한다.

일반적으로 34로 지정된(제4도) 진공차단 밸브조립체는 충진밸브(20)를 통하여 역류하는 것을 방지하고 대기 진공차단기를 마련하고, 또한 확실한 개폐방법으로 충진밸브(20)의 작동에, 아래의 기술하는 바와 같이 이바지한다.

충진밸브(20)의 주요소는 성형 플라스틱재료로 바람직하게 형성되고, 분리된 죔쇠 또는 그와 같은 것이 없이 즉시 조립되고 헤드조립체(28)의 다양한 작동부분을 형성한다. 이들 주요소는 승강기(200)에 관계되어 조절될 수 있는 몸체(100), 덮개(300), 뚜껑(400) 및 헤드조립체(28)를 형성하기 위해 몸체(100)의 상부와 조립되는 분배기(500)를 포함한다. 밸브구성품(100,200,300,400,500)의 각 요소는 각각 동일한 숫자(1,2,3,4,5)로 시작되는 3개의 숫자로 된 참조번호로 지정되었다.

승강기(200)(제1도 내지 제4도)는 탱크벽의 구멍(24)을 통하여 연장된 자루부분(202)로 포함한다. 자루는 승강기(200)를 지지하기 위한 장착너트(35), 트러스트 와샤(37)와 함게 작용하는 연결너트(36) 및 충진밸브(20)에 가압하에서 물 또는 다른 액체를 공급하는 통로(39)에 승강기 자루(202)를 연결하기 위한 시일(38)을 수납하기 위해 나사가 파져 있다. 승강기(200)의 하부플랜지(204)에 의해서 압축된 상태를 유지하는 가스켓(40)은 탱크벽(22)에 있는 구멍(24)의 누설을 방지한다.

탱크안에, 승강기(200)는 서로 평행하게 연장되고 일반적으로 원통형상인 입구섹션(206)과 출구섹션(208)을 포함한다. 입구섹션은 자루(202)를 경유하여 공급통로(39)와 통한다. 출구섹션(208)은 출구섹션(208)의 가장 낮은 부분에 있는 기본플랜지(204)에 인접한 유출구(210)를 경유하여 탱크의 내부와 통한다.

입구 및 출구섹션(206,208)은 탱크 바닥으로부터 상부로 서로 평행하게 연장된 가늘고 긴 관형태이다. 그들은 웨브(web)부분(212)의 바닥과 상부플랜지(214)에 의해 정상에서 함께 연결된다.

상부플랜지(214)는 일반적으로 출구섹션(208)정상에 사각형 구멍 또는 창을 형성한 U자 모양의 벽(216)과 결합된다. 구멍(218)은 승강기(200)의 양쪽에서 접근하기 쉽고 입구섹션(206)(제1도와 제4도)의 상부로 열린다.

몸체(100)는 일반적으로 상부가 열리고 컵모양(제12도)인 상부 헤드부분(102)를 포함한다. 승강기조립체(26)를 구성하는 유입 및 유출통로(104,106)는 승강기(200)를 따라 헤드부분(102)으로부터 내려간다. 통로(104,106)는 서로 평행하게 연장되어 있고 다수의 웨브(108)에 의해 헤드부분(102)과 각각의 서로에 결합된다.

본 발명의 실시예를 설명하는데 있어서, 유입 및 유출통로(104,106)는 수직으로 되게 하고 헤드부분(102)은 45。경사져 있다. 헤드조립체(28)와 헤드부분(102)의 경사진 방향은 아래에 더 자세히 설명하는 바와 같이 충진밸브(20)의 작동에 중요한 기능을 한다.

유입 및 유출통로(104,106)는 승강기의 입구 및 출구섹션(206,208)안에서 신축자재하게 되어 있다. 오링(O-ring)(41)은 입구섹션(206)의 내부에 대하여 유입통로(104)의 외부를 누설방지한다.

여과기(42)와 유동제한기(43)가 유입통로(104)의 끝에 장착되어 있다. 충진밸브(20)의 주밸브조립체(30)가 열릴 때 유체는 공급통로(39)로부터 입구섹션(206)을 통하여 유입통로(104)를 헤드조립체(28)쪽으로 흐른다. 헤드조립체(28)로부터, 유체는 유출통로(106)를 통하여 출구섹션(208)을 지나 출구(210)를 지나 탱크로 흐른다.

충진밸브(20)가 다양한 높이의 탱크에 설치될 것이고 본 발명에 따라서 충진밸브의 높이는 즉시 조정될 것이다. 승강기조립체(26)는 승강기(200)와 몸체(100)의 부품뿐 아니라 승강기(200)의 구멍(218)안에 위치한 조절너트(44)를 포함한다. 유입통로(104)와 유출통로(106)의 양쪽은 그 길이에 따라 충분한 길이로 연장된 톱니(110)의 형태인 나사구조를 포함한다. 톱니(110)는 조절너트(44)의 내부나사(44B)와 외부나사(44A)에 의해 맞물리는 랙기어의 구조를 형성하고, 나사(44A,44B)의 각각은 1바퀴보다 약간 작다.

몸체(100)는 제1도, 제2도 및 제4도에서 승강기(200)에 관계하여 그것의 가장 낮은 위치에 있는 것이 설명된다. 충진밸브(20)의 높이를 조절하기 위해 너트(44)는 구멍(218)의 열린쪽에서 끼워져 회전된다. 톱니(110)와 나사(44A,44B)의 맞물림은 승강기(200)에 대하여 몸체(100)가 원하는 높이로 승강하게 한다. 나사와 톱니의 맞물림과 오링(41)에 의해 발생하는 마찰력에 기인하여 몸체(100)는 조절된 임의 위치에 유지될 것이다.

몸체(100)의 높이는 충진밸브(20)가 유체압력을 받는 동안 조절될 수 있다. 만약 몸체(100)가 최상부 위치까지 올라가면 오링(41)은 압력제거(relief)구(213)를 지나 움직여서, 유입유체는 탱크의 내부로 직접 흐른다. 이것은 몸체(100)가 너무 높아져 승강기(200)로부터 강하게 돌출되게 하는 유입압력을 막는다.

몸체(100)와 승강기(200)의 상대적 위치의 조절은 충진밸브(20)의 전체높이를 변화시키고 탱크벽(22)위의 헤드조립체(28)의 높이를 결정한다. 탱크내에 있는 충진밸브(20)에 의해 유지되는 수준은 헤드조립체(28)의 위치에 관계하여 결정되고 헤드조립체(28)의 높이의 조절은 수준을 조절한다.

몸체(100)의 헤드위치(102)에 부가하여 충진밸브(20)의 헤드조립체(28)는 덮개(300), 뚜껑(400)과 분배기(500)를 포함한다.

제4도에서 보는 바와같이, 충진밸브(20)가 조립되었을 때 분배기(500)는 뚜껑(400)에 의하여 몸체(100)의 컵모양의 헤드부분(102)에 포획된다. 주밸브 조립체(30)와 진공차단 밸브조립체(34)는 분배기(500)의 위에 뚜껑의 아래에 위치한다. 덮개(300)는 몸체 헤드부분(102)의 상부 개구부위에 부착되고 몸체 헤드부분(102) 및 뚜껑(400)과 작용하여 압력검출시스템(32)의 다이아프램 공간(52)을 마련한다.

분배기(500)는 헤드부분(102)안에 자리잡고 주밸브 조립체(30)로부터 진공차단 밸브조립체(34)로 유체의 유동을 위한 통로를 마련한다. 고리모양 상부벽(502)은 진공차단기실(45)의 바닥을 형성한다. 중앙의 허브(hub)같은 요소(504)가 상부벽(520)의 위로 연장되고 주밸브 조립체(30)의 밸브면(46)의 주위의 최외측을 형성한다.

몸체(100)은 유입통로(104)의 상부단에 의해서 형성되는 헤드부분(102)에서 원형 밸브시이트(seat)(114)를 형성한다. 시이트(114)는 몇 개의 주밸브 배출구(47)사이에 형성된 다수의 반경방향 외측으로 향한 벽(116)에 의하여 둘러싸진다. 시이트(114)와 벽(116)은 분배기(500)의 중앙 허브안에 수납되고 배출구(47)는 밸브면(46)에 배치되고 반경 외측방향으로 넓이가 증가한다.

주밸브 배출구(47)를 통하여 주밸브 조립체(30)로부터의 유동유체는 즉시 상부벽(502)(제4도와 제9도)아래에 배치된 분배기(500)의 내부영역에 도달한다. 분배기는 계속되는 외측벽(508)과 내부부분(506)과 외측벽(508)사이의 고리모양 영역을 일반적으로 네 개의 벽구조(510,512,514,516)에 의해 4등분 된다.

다음에 더 확실해지겠지만 벽구조(510)는 진공차단밸브조립체(34)로부터 배출구(48)를 마련한다. 벽구조(512)는 분배기 배출구의 쌍을 형성한다. 벽구조(514)는 분배기 유동통로의 두 개의 사분원 사이를 가르는 벽이다. 충진밸브에서 유동속도를 감소시키고 유압을 감소하기 위해 분배기는 각 사분원의 유동통로에 다수의 방해벽(516)을 포함한다.

방해벽(516)은 반대방향으로 교대로 사이에 끼워져 여러번 직각으로 방향을 바꾸는 유동통로 분절을 형성한다. 그것의 각각은 유동유체의 에너지를 소실시킨다. 직각으로 여러번 방향을 바꾸는 것의 효과는 충진밸브(20)를 통하여 흐르는 유동속도 및 유입압력을 감소시키면서 원하는 값으로 조절하는 것이다.

충진밸브(20)를 통하여 흐르는 유체방향의 다른 갑작스런 변화, 즉 예를들면 밸브면(46), 분배기 출구(512), 출구(48)등과 같은 것은 비슷한 효과를 갖는다. 유동제한기(43)는 충진밸브의 전체 유동특성의 조정을 돕기 위해 포함된다.

분배기를 지지하고 제위치에 있게 하기 위해 몸체의 헤드부분(102)은 상부로 향한 요부(凹部)의 열(120)을 갖는 기벽(118)을 포함한다(제4,7,8,10 및 제12도). 분배기(500)가 몸체(100)에 자리를 잡을 때 외측벽(508), 벽구조(510,512 및 514)와 방해벽(516)은 몸체 요부에 수납되어서 유체유동은 분배기 밑으로 흘러나가지 않는다. 몸체 헤드부분(102)은 분배기의 외측벽(508)이 그안에 꼭 맞고 미끄러질 수 있게 수납된 기벽(118)으로부터 상부로 연장된 원형 측벽(122)을 포함한다.

뚜껑(400)은 몸체(100)안에서 분배기(500)를 제자리에 있게 하고 배이오닛(boyonnet) 잠금구조로 몸체(100)에 부착된다. 시일(56)은 몸체(100)와 뚜껑(400)사이에 끼워진다. 뚜껑은 다수의 배이오닛 돌출부(404)가 반경방향으로 연장된 고리모양 외측벽(402)를 포함한다. 몸체(100)는 비슷한 수의 배이오닛 잠금돌출부(124)를 포함한다. 몸체에 뚜껑을 장착하기 위해, 뚜껑은 돌출부(124)와 대치한 돌출부(404)로 원형 측벽안에 삽입된다.

뚜껑은 잠기는 동작을 쉽게 하는 돌출부(404)상의 캠표면과 완전조립 위치로 돌출부(124)의 끝을 맞물린 돌출부(404)상의 정지면과 맞물리게 하는 위치로 제6도에 보는 바와 같이 회전된다.

제4도와 제7도에 나타난 바와 같이 뚜껑(400)은 몸체안의 제자리에 강하게 분배기(500)를 고정한다. 고리모양 벽(402)은 제12도에서 보는 바와 같이 분배기상의 원주상에 직립한 벽(518)을 맞물리는 부분을 포함한다. 더욱이, 뚜껑(400)은 분배기(500)의 중앙 허브(504)의 외주에 맞물리는 중앙의 허브같은 부분(406)을 포함한다.

뚜껑의 하면은 분배기(500)와 같이 작용하여 진공차단실(45)을 형성한다. 더욱이, 뚜껑의 중앙허브(406)는 주밸브 조립체(30)를 위한 밸브면(46)위의 실(49)을 형성한다. 뚜껑(400)과 분배기(500)가 몸체(100)와 조립될 때 진공차단밸브 부재(50)는 진공차단기실(45)에 끼워지고 주밸브부재(51)는 주밸브실(49)에 끼워진다. 진공차단밸브 부재(50)는 진공차단기실(45)안에 자유롭고 느슨하게 끼워진 고무 또는 다른 탄성체의 간단한 와샤모양의 몸체를 갖는다.

밸브부재(50)는 분배기 출구(512)와 같이 작용하여 충진밸브(20)를 통한 역류가능성을 저지하고 뚜껑에 있는 배출구(408)의 원주방향 열과 같이 작용하여 충진밸브(20)가 닫혔을 때 진공차단기실을 대기로 배출한다.

주밸브부재(51)는 뚜껑의 허브부분(406,504)과 분배기 사이에 강하게 끼워져 있다. 주밸브부재(51)의 중앙부분은 뚜껑의 허브부분(406)으로부터 아래방향으로 연장된 돌출부(410)주위를 미끄러져 움직일 수 있는 구멍을 포함한다. 돌출부(410)는 유입통로(104)로부터 주밸브실(49)로 흐르는 유동통로를 제한하기 위해 마련된 노치(412)(제11도)를 포함한다.

뚜껑(300)은 배이오닛 잠금열에 의해 몸체 헤드부분(102)에 부착된다. 덮개는 몸체(100)의 원주측벽(122) 주위에 고정된 스커트벽(304)를 갖는 상부벽(302)을 포함한다. 배이오닛 잠금돌출부(126)는 몸체(100)의 측벽으로부터 반경방향의 외측으로 연장되고 덮개의 스커트벽(304)으로부터 반경방향의 내부로 연장된 잠금돌출부(306)와 맞물린다. 몸체(100)상에 덮개를 장착하기 위해 덮개는 돌출부(306)으로부터 떨어져 있는 돌출부(126)와 함께 몸체 헤드부분(102)위를 덮고 위치한다. 덮개는 회전하여 배이오닛 잠금효과를 가져온다. 잠금돌출부(126)상의 캠표면은 잘 감겨지게 하고 정지표면은 완전 조립위치를 형성한다.

압력검출 시스템(32)은 뚜껑(400)위에 덮개(300)안에 형성된 다이아프램 공간(52)을 포함한다. 이 실은 덮개(300)와 몸체(100)사이에 유지된 다이아프램(53)에 의하여 하부 배출실(52A)과 상부 제어실(52B)로 분할된다.

다이아프램(53)은 덮개와 몸체사이에 누설방지되게 고정된 다이아프램(53)은 고무같은 적당히 유연하고 탄력있는 물질로 형성되고 딱딱한 디스크(disc)(54)가 제4도와 제13도에 설명하는 바와 같이 다이아프램 재료와 함게 디스크(54)에 있는 작은 구멍의 열을 채움에 의해서 같이 성형된다.

돌출부(308)는 덮개 상부벽(302)으로부터 아래로 돌출되고 다이아프램상의 불필요한 응력발생을 방지하기 위해서 다이아프램(53)의 상향운동을 제한한다. 다이아프램의 파이로트 밸브부분(53A)은 뚜껑(400)의 중앙 허브부분(406)을 관통하여 연장된 작은 통로에 의하여 주밸브실(49)로 배출실(52A)로부터 연장된 뚜껑의 파이로트 밸브시이트(414)와 같이 작용한다.

다이아프램 공간(52)의 하부배출실(52A)은 몸체(100)의 원형측벽(122)에 형성된 배출구(128)에 의해 수준 상부의 탱크의 내부로 자유롭게 배출된다. 덮개의 스커트벽(304)과 몸체의 측벽(122)사이의 틈새는 실(52a)의 자유로운 배출을 보장한다.

다이아프램 공간(52)의 상부제어실(52B)은 통로(310)에 의하여 덮개(300)의 하부로 연장된 저수파이프부분(312)의 내부와 통한다. 유체수준이 저수파이프의 하부단(314)상부로 높아질 때 제어실(52B)안에 갇힌 공기는 압력이 상승하고 파이로트 밸브시이트(414)에 향하여 파이로트 밸브부분(53A)을 닫게 하는 다이아프램에 힘을 가한다.

충진밸브(20)의 작동이 설명될 것이다. 충진밸브는 가압유체원과 서로 연결된 공급통로(39)와 함께 유체 저장탱크에 설치된다. 헤드조립체(28)의 상승한 탱크안에서 유지될 수준을 선택하고 수준의 높이를 유지하기 위해 위에서 기술한 바와 같이 조절너트(44)의 작동에 의하여 조절된다. 주밸브부재(51) 하부의 유입통로(104)의 내부는 연속적이며 직접적으로 압력유체와 통한다. 충진밸브(20)는 소정의 수준의 유지기능을 갖고 수준이 낮아졌을 때 재충진하는 기능을 갖는다.

탱크안의 수준이 소정수준에 있을 때 주밸브부재(51)는 주밸브시이트(114)에 대항하여 닫히고, 유체가 주밸브배출구(47)를 통하여 흐르는 것을 저지한다. 돌출부(410)의 노치(412)에 따른 통로의 제한은 제어실(52B)안에 있는 갇히고 가납된 공기는 다이아프램(53)이 파이로트 밸브시이트(414)를 닫히게 작동하기 때문에 주밸브실(49)을 가압한다. 주밸브부재(51) 상부의 압력을 감소시키고, 주밸브부재(51)는 주밸브실(49)안의 가압된 상부영역이 주밸브시이트(114)에 의해 경계지워진 가압된 하부영역보다 크기 때문에 확실하게 닫힌 상태를 유지한다.

탱크안의 수준이 충분히 낮아졌을때 제어실안의 압력이 낮아지고 다이아프램(53)의 파이로트 밸브부분(53A)은 파이로트 밸브시이트(414)로부터 멀어진다. 이것은 주밸브실(49)안의 주밸브부재(51)는 밸브시이트(114)와 밸브면(46)으로부터 굴러 나가거나 벋겨져 나가는 동작으로 열린다. 결과로, 유체는 유입통로(104)로부터 밸브배출구(47)를 통하여 분배기의 중앙 내부영역(506)으로 흐른다.

분배기안에서, 유체는 방해벽(516)사이에서 분배기 유동통로의 4분원의 4개를 통하여 흐른다. 분배기(500)의 외주에 도착한 유체는 진공차단 밸브부재(50) 아래의 진공차단기실(45)안으로 상부로 흐르는 두 개의 분배기 배출구(512)에서 합쳐진다. 보통 밸브부재(50)는 제4도에 보인 위치에 실(chamber)안에 느슨하게 놓여 있어서 유입 및 유출통로(104,106)사이의 헤드조립체(28)를 통하여 흐르는 유체통로는 뚜껑의 배출구(408)와 몸체 배출구에 의해서 진공차단기실(45)에서 대기로 배출된다.

유체가 충진밸브(20)를 통하여 흐를 때 분배기 배출구(512)로부터 존재하는 유체의 힘은 진공차단기실(45)을 통하여 흐르는 유동을 제한하는 뚜껑배출구(408)쪽으로 진공차단 밸브부재(50)를 움직이게 한다.

이 유동은 진공차단 출구(48)를 통하여 유출통로(106)에 도달한다. 출구(48)는 유출통로(106)의 최상단에 의해서 형성되고 이 단(端)은 진공차단기실 쪽으로 약간 돌출한 부분을 포함하여 분배기(500)의 상부벽(502)의 약간 위로 진공차단 밸브부재(50)의 부분을 유지한다.

배출구(48)를 통하여 진공차단기실(45)을 떠난 유동은 승강기(200)의 배출섹션(208)과 유출통로(106)에 의해 충진밸브 출구(210)에 도달한다. 이 유동의 일부분은 유출통로(106)로부터 연장된 재충진통로(130)(제8도)를 통하여 전환된다. 충진밸브(20)가 화장실 물탱크에 사용될 때 재충진통로(130)는 재충진관(55)에 의해 변기를 재충진하기 위해 변기의 오버플로우 관(overflow pipe)과 통하고 변기의 매 수세(水洗)후 물을 채운다.

본 발명의 중요한 특성에 따라서 충진밸브(20)의 개폐작동은 탱크의 수준과 관계하여 서로 오프세트(offset)되어 있다. 이것은 밸브의 불안정한 개폐를 방지하는 잠금작용을 마련한다. 작용에 있어서 이 오프세트는 주밸브조립체(30)가 탱크를 재충진하기 위해 열릴 때 다이아프램(53)의 유체힘에 의해 매우 신뢰성있고 간단하고 자동적으로 성취된다.

유체가 충진밸브를 통하여 탱크로 흐를 때 유동의 일부분은 하부로 전환되고, 즉 다이아프램공간(52)의 배출실(52A)로 흐른다.

이 전환된 유체의 한 부분은 뚜껑의 돌출부에 있는 노치(412)와 파이로트 밸브시이트(414)를 통하여 실(52A)로 흐른다. 전환된 유동의 다른 부분을 허용하기 위하여, 뚜껑(400)은 배출구(408)(제4도 및 제11도)에 인접하여 하부로 연장된 돌출부(416)를 포함한다. 돌출부(416)는 배출구(408)가 완전히 닫히는 것을 저지하여 진공차단기실(45)을 통하여 흐르는 유체의 일부분은 밸브부재(50)를 지나서 다이아프램 배출실(52A)로 흐른다. 밸브부재(50)는 유연한 재료로 만들었기 때문에 이 유동성분은 자동적으로 보상되고 유입압력의 변화에도 불구하고 일정하게 유지되려 한다. 압력이 증가하면 밸브부재(50)는 배출구(408)에 더욱 확실하게 힘을 가한다. 역으로, 만약 압력이 감소하면 밸브부재(50)는 배출구(408)를 통과하는 흐름에 대한 제한이 자동적으로 감소된다.

다이아프램(53)은 수평이 아니고 탱크에 재충진되는 동안 실(52A)안의 수준은 다이아프램의 밑에 작용하는 소정의 압력으로 제어된다. 더욱이, 탱크의 재충진후에 실(52A)은 충분히 비워져서 다이아프램(53)에 작용하는 유체압력이 차단된다.

더욱 특별히, 유체는 다른 두길로 실(52A)로부터 흘러나간다. 배출구(408)와 파이로트 밸브시이트(414)를 통하여 흐르는 유체는 몸체 측벽(122)에서 배출구(128)의 수준에 도달할때 유체는 실(52A) 밖으로 비교적 제한을 받지 않고 넘쳐 흐른다. 결과적으로 배출구(128)의 상승은 실(52A)안의 대략 소정의 최대수준을 설치한다.

다이아프램 배출실(52A)로부터 배출구(128)을 통하여 넘쳐흐르는 유체는 불필요한 소음없이 탱크의 내부로 조용히 흐른다. 이 유체는 몸체 헤드부분(102)의 측벽(122)으로부터 반경방향의 외측으로 연장된 돌출부(132)로 내려간다.

이 돌출부에 도착한 유체는 몸체 측벽(122)과 덮개 스커트벽(304) 사이의 돌출부를 따라 저수파이프(312)(제6도)위의 영역으로 아래로 흐른다. 이 영역에서, 돌출부(132)는 존재하지 않고 유체는 저수관(314)에 의해서 및 돌출부(318)에 의해 부분적으로 형성된 표면(316)으로 내려간다. 그 표면(316)은 넘쳐흐르는 유체를 부드럽게 유체가 탱크의 바닥으로 층류상태를 유지하고 승강기의 유입섹션을 향하여 흐른다.

배출구(128)를 통하여 넘쳐흐름에 의해 실(52A)안에서 소정의 수준으로 유지되는 유체는 다이아프램(53)의 바닥영역의 소정부분을 가라 앉힌다. 이것은 다이아프램을 파이로트 밸브시이트(414)로부터 멀리 떨어져 유지하려고 하는 다이아프램에 소정의 힘을 가한다. 탱크안에서의 수준이 높아짐에 따라 제어실(52B)안에 갇힌 압력공기는 파이로트 밸브시이트(414)에 대항하여 다이아프램을 움직이게 한다. 실(52A)안의 유체압력은 만약 유체가 다이아프램(53)에 유체역학적 힘을 가하기 위해 실(52A)에 존재하지 않는 다면 밸브를 닫히게 할 수준보다 수준이 충분히 높아질때까지 파이로트 밸브시이트(414)가 닫히는 것을 방지한다.

파이로트 밸브시이트(414)가 다이아프램의 파이로트 밸브부분(53A)에 의하여 닫힐 때 압력은 주밸브실(49)안에서 증가하고 주밸브부재(51)가 밸브시이트(114)를 덮고 주밸브구멍(47)의 고리모양으로 배치된 열에 대항하여 확실하게 닫히게 하며 충진밸브(20)를 통하여 흐름을 종결짓는다. 밸브가 닫힌후에 유체는 배출실(52A)로부터 흘러서 다이아프램(53)에 가해지는 힘을 제거한다. 결과적으로, 파이로트 밸브시이트(414)의 열리게 하는 수준은 밸브를 닫히게 하는 수준에서 오프세트(offset)되어 있고 밸브를 닫히게 하는 수준보다 낮다.

충진밸브(20)의 재충진 작업후에 실(52A)을 비우기 위해, 실(52A)로부터 제한된 통로가 마련된다. 실안에 있는 유체는 실(52A)의 최하부 영역에 마련된 작은구멍(134)의 쌍을 통하여 제한된 방법으로 흐를 수 있다(제10도 및 제13도 참조).

부가적 유체는 아마도 뚜껑(400)의 배이오닛 잠금돌출부(404)와 몸체(100)의 배이오닛 잠금돌출부(124)사이에 마련된 틈새를 통하여 흐를 것이다. 제한된 유동의 결과로서, 실(52A)안의 유체는 밸브가 닫힌 후 짧은 시간동안 다이아프램(53) 아래로 흐른다. 다이아프램에 효과적으로 유체역학적 힘을 가하기 위해, 실(52A)로의 전환된 유동은 실(52A)로부터 제한된 유동량보다 클것이고, 배출구(128)를 통하여 제어된 오버플로우를 충분히 많게 할 것이다.

본 발명의 설명된 실시예의 상세예를 참조하여 설명됐지만 그런 상세예는 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니고 첨부된 특허청구의 범위에 의해서만 제한된다.

Claims (13)

1. 유입통로; 상기 유입통로와 통하는 밸브시이트; 상기 밸브시이트를 개폐하기 위해 움직일 수 있는 주밸브부재; 탱크안의 액체의 수준에 응답하여 상기 밸브부재를 제어하기 위한 수단; 공간과, 상기 공간을 배출실과, 탱크안의 액체의 수준에 따라 제어실을 가압하는 제어실 수단으로 나누는 다이아프램을 포함하는 상기 제어수단; 상기 밸브시이트로부터 상기 탱크의 내부로 연장되고 진공차단기실을 포함하는 유출유동통로; 상기 밸브시이트와 통하는 상기 진공차단기실 안에 있는 제1배출구 수단; 상기 배출실과 통하는 상기 진공차단기실 안에 있는 제2배출구 수단; 상기 유출 유동통로를 따르는 하향흐름과 통하는 상기 진공차단기실 안에 있는 제3배출구 수단; 및 상기 주밸브부재가 닫힌 위치에 있을 때 상기 제1배출구수단을 덮고 상기 주밸브부재가 상기 열린 위치에 있을 때 상기 제2배출구 수단을 덮는 상기 진공차단기실 내의 진공차단기 및 상기 주밸브부재가 개방될 때 상기 주밸브부재의 폐쇄를 지연시키도록 액체를 상기 배출실로 유입시키는, 상기 진공차단기와 상기 배출실과의 사이의 제한유동경로; 의 조합으로 구성된 것을 특징으로 하는 액체 탱크용 유체 수준 제어밸브.
2. 제1항에 있어서, 진공차단기실은 경계면을 이루는 고리모양 상부 및 하부벽을 가진 고리모양이고, 상기 제1 및 제2배출구 수단은 상기 하부 및 상부벽에 각각 위치되어 있으며 상기 진공차단밸브는 중심축 주위의 단면이 일반적으로 균일한 와샤형상의 탄성체인 몸체인 것을 특징으로 하는 유체수준 제어밸브.
3. 제1항에 있어서, 상기 다이아프램은 수평이 아니며, 상기 제한 유동경로를 포함하는 수단은 상기 주밸브부재가 개방위치에 있을 때 액체로 상기 배출실을 부분적으로 충진시키는 것을 특징으로 하는 유체수준 제어밸브.
4. 제3항에 있어서, 상기 부분 충진수단은 상기 진공차단밸브가 상기 제2배출구 수단을 완전히 닫는 것을 방지하기 위하여 상기 진공 차단실내에 폐쇄수단을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 유체수준 제어밸브.
5. 제8항에 있어서, 상기 부분 충진수단은 상기 배출실의 하부로부터 떨어져 있는 비교적 제한되지 않은 제1배출수단과 상기 배출실의 하부에 있는 제한되는 제2배출 수단을 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 유체수준 제어벨브.
6. 제5항에 있어서, 상기 가압수단은 상기 제어실로부터 아래로 연장된 저수관을 상기 탱크내부에 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 유체수준 제어밸브.
7. 유입구 및 유출구 사이의 연결을 개폐하기 위한 밸브수단 및 유입구 및 유출구수단; 공간을 형성하는 수단; 상기 공간을 배출실과 제어실로 나누며 상기 공간에 장착된 다이아프램; 수평이 아닌 위치로 상기 공간에 장착되는 상기 다이아프램; 탱크내의 액체 수준에 응하여 상기 제어실내에 압력을 가하는 수단; 상기 제어실의 확장 및 수축에 각각 반응하여 상기 밸브수단을 개방 및 페쇄하기 위한 밸브작동수단; 상기 탱크의 충진동안 상기 제어실의 팽창을 지연하기 위한 수단; 및 상기 밸브수단이 열렸을 때 유체로 상기 배출실을 부분 충진하기 위한 수단을 포함하는 상기 지연수단; 으로 구성된, 탱크류 내의 유체수준 제어용 밸브.
8. 제7항에 있어서, 상기 배출실은 배출실의 바닥에 있는 제한된 배출구 및 배출실의 바닥으로부터 떨어져 있는 비교적 제한되지 않은 배출구를 포함하고 있으며, 상기 부분 충진수단은 상기 밸브 수단으로부터 상기 배출실로 연장된 유동통로를 포함하고 있으며, 상기 유동통로내의 제한수단은 제한된 배출구의 유동율보다 큰 유동율로 상기 배출실로 유체를 유입시키는 것을 특징으로 하는 탱크류 내의 유체수준 제어용 밸브.
9. 제8항에 있어서, 상기 제한수단은 유입 유체압력의 감소에 응하여 유동제한을 감소시키기 위한 유동조절 수단을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 탱크류 내의 유체수준 제어용 밸브.
10. 제7항에 있어서, 상기 압력공급 수단은 상기 제어실과 통하고 상기 탱크내에서 하향으로 연장된 저수파이프를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 탱크류 내의 유체수준 제어용 밸브.
11. 탱크내의 액체수준의 상승에 따라 다이아프램의 제1면에서 제어실에 증가하는 압력을 공급하는 단계; 다이아프램의 제2면에서 배출실을 배출시키는 단계; 다이아프램이 제어실에서 멀리 움직일 때 밸브를 닫는 단계; 다이아프램이 제어실 쪽으로 움직일 때 밸브를 여는 단계; 및 밸브가 개발될 때 대기압 보다 더 높은 압력을 다이아프램의 제2면에 대하여 일시적으로 가함으로써 밸브의 폐쇄를 지연시키는 단계로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는, 탱크 충진밸브를 제어하기 위한 방법.
12. 제11항에 있어서, 상기 일시적으로 압력을 가하는 단계가 다이아프램의 제2면에 있는 배출실로 유체를 공급하는 단계를 포함하는 경우에 있어서 경사진 다이아프램으로 수행되는 것을 특징으로 하는, 탱크 충진밸브를 제어하기 위한 방법.
13. 제12항에 있어서, 일시적으로 압력을 가하는 단계는 밸브가 열렸을 때 소정수준으로 배출실에서 수준을 유지하는 단계와, 밸브가 닫혔을 때 배출실로부터 유체를 비우는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 탱크 충진밸브를 제어하기 위한 방법.

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