유동 물질을 위한 유동 제어 밸브

유동 물질을 위한 이송 장치에 있어서, 유동 물질은 수송 기체 또는 수송 액체와 같은 수송 유체를 사용하여 수송관을 통해 벌크 내로 이송된다. 수송 기체를 사용하는 공압 이송 장치의 특정 예로는 송풍관을 통해 용광로로 미세 입자 크기의 미분탄을 공급하기 위한 미분탄 공급 장치를 들 수 있다. 벌크 원료의 측량을 위해서, 수송 유체의 유량과 밸브를 통과하는 벌크 원료의 유량을 제어하기 위해 수송관 내에 밸브를 제공하는 것은 유동 물질 이송 분야에서 잘 알려져 있다. 미분탄 공급 장치에서 사용하는 가장 일반적인 유동 제어 밸브의 예로는 플러그 밸브(plug valve)를 들 수 있다. 종래의 플러그 밸브는 밸브 시트가 구비된 밸브 챔버를 포함하는 밸브 하우징 및 유로(flow passage)를 갖는 밸브 플러그를 포함한다. 상기 밸브 플러그는 밸브 시트의 정면에 있는 상기 밸브 챔버 내부에 배치되어 회전축을 중심으로 회전할 수 있다. 이러한 회전으로 상기 밸브 시트와 연관된 상기 밸브 플러그의 유로 위치를 설정함으로써 밸브를 통해 유동을 제어할 수 있게 된다. 밸브 시트와 밸브 플러그 사이의 밀봉 접촉은 어떠한 밸브에 있어서도 중요하다는 것은 자명한 것이다. 유동 제어 밸브가 수송 유체의 온도 및/또는 주변 온도를 조절하는 장치에서 사용되어 상기 밸브 자체의 온도가 주요한 변수로 작용하는 경우, 상기 플러그와 시트 사이의 밀봉 접촉은 문제가 될 수 있다. 실제로, 밸브 하우징과 밸브 플러그 및/또는 밸브 시트의 열팽창의 차이로 인하여, 온도 변화가 밸브의 누손을 발생시킬 수 있다. 이러한 문제는 예를 들어, 미분탄 공급시 발생할 수 있다. 이러한 경우, 밸브 플러그의 회전축의 수직한 방향으로 밸브 플러그와 밸브 시트를 각각에 대해 접선방향으로 편향시키는 스프링 부재를 가진 밸브를 제공하는 것은 플러그 밸브에 관하여 잘 알려진 것이다. 구현될 수 있는 첫 번째 구조에 있어서, 상기 시트(seat)는 플러그에 대해 스프링 편향된다. 본 발명과 관련된 구현될 수 있는 두 번째 구조에 있어서, 상기 플러그는 상기 시트에 대해 스프링 편향된다. 다수의 공지된 스프링 편향식 플러그 밸브에 있어서, 스프링 부재는 밸브 하우징의 가이딩 보어(guiding bore) 내에 배치되는 코일 스프링으로 구성되어 상기 플러그와 시트를 함께 편향시킨다. 이러한 타입의 스프링 편향식 플러그 밸브는 임의의 적용, 특히 고온 및 고압에서 작동하는 미분탄 공급 장치에 적용하는 경우에 완전한 유체-밀봉을 이룰 수 없다는 것을 알게 되었다. 또한, 유동 벌크 재료에 사용되는 수송 장치에 있어서, 상기 유동 벌크 재료의 흐름으로부터 발생된 미세 입자는 밸브 하우징 내부 및 코일 스프링의 가이딩 보어 내부의 공극에 누적된다. 따라서 코일 스프링은 임의의 지점에서 차단될 수 있다. 편향된 스프링이 방해를 받는 경우, 특히 온도 변화에 따라 유체-밀봉이 불충분하게 된다. 가스 밀봉이 필수 조건인 공압 이송 장치에 있어서 특히 문제가 된다. 상기와 같은 잠재적 방해의 또 다른 악영향은 밸브에 손상을 줄 수 있고, 상기 밸브를 구동하는 모터의 경우에는 밸브가 상기와 같은 방해를 받는 조건 하에서 작동시 모터 유닛에 손상을 줄 수 있다는 것이다.