KR0167642B1 - 정유량 밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유체 수송배관등에 1 차측 유로내의 유체압력에 관계없이 일정한 유량을 2 차측유로에 공급 및 배출할 수 있는 특히 음료수용 자판기, 정수기, 밥솥의 식수 공급용 및 기타 시험기 등에서 소량의 정유량을 유압의 변동에 상관 없이 공급시킬 수 있는 정유량 밸브에 관한 것으로, 유입구(10)를 통하여 유체가 유입되는 1 차측유로(90)와; 상기 1 차측유로(90)와 연결되어 통하도록 된 유로유통로(20)와; 상기 유로유통로(20)와 연결되어 통하도록 하여 유체를 유출시킬 수 있는 축류구멍(61)을 가지는 피스톤(60)과; 상기 피스톤(60)의 내주면에 장착되어 피스톤(60)의 내외부의 압력차에 따라 신축하는 조절스프링(70)과; 상기 피스톤(60)의 축류구멍(61)과 대응하게 장착된 니들(30)과; 유체가 상기 피스톤(60)의 축류구멍(61) 및 니들(30)을 통과하여 배출구로 배출되는 2 차측유로(50)로 이루워져 있다.

Description

정유량 밸브

제1도는, 본 발명의 정유량 밸브의 종단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20 : 유로유통로 30 : 니들

31 : 니들홀더 50 : 2 차측유로

60 : 피스톤 70 : 조절스프링

61 : 축류구멍 80 : 피스톤패킹

90 : 1 차측유로 100 : 밸브본체

200 : 뚜껑

본 발명은 유체 수송배관등에 1 차측 유로내의 유체압력에 관계없이 일정한 유량을 2 차측유로에 공급 및 배출할 수 있는 정유량 밸브에 관한 것으로, 특히 음료수용 자판기, 정수기, 밥솥의 식수 공급용 및 기타 시험기 등에서 소량의 정유량을 유압의 변동에 상관없이 공급시킬 수 있는 정유량 밸브에 관한 것이다.

종래의 정유량 밸브의 종류와 형식은 여러가지가 있으며, 그 중에서 예를들어 일본국 실개소 61-175678호(1986.11.1)에 개시되어 있는 정유량 밸브의 경우에는 교축밸브와 차압조정밸브를 조합을 하여, 교축밸브의 상,하류측의 압력차를 감지하여서, 이를 차압조정밸브에 의하여 개구부의 열림정도를 조절하므로서, 일정유량을 얻을 수 있도록 되어 있다.

또한, 일본국 특개소 58-170978호(1983.10.7)에 개시되어 있는 정유량 밸브에 있어서는, 밸브본체내의 상,하류측의 유로사이에 유량제어용 고무등의 탄성체를 장착하여, 이 탄성체의 중앙부에 구멍을 뚫어, 상,하류간의 압력차에 대응하여 중앙부의 구멍의 유효단면적이 변화하도록 하므로서, 일정유량을 얻을 수 있도록 하고 있다.

그러나, 상기의 정유량밸브들은 아래와 같은 문제점이 있다.

즉, 전자의 정유량밸브는 구조가 복잡하며, 상,하류측간의 압력차를 증폭하기 위하여 단면적이 큰 다이아프램을 사용하여야 하기 때문에, 밸브 몸체가 커야하고, 또한 다이아프램과 연관된 부품들이 정밀도를 유지하여야 함에 따라서, 제조원가의 상승으로 가격이 고가로 되는 문제가 있다.

또한, 후자의 정유량밸브는 탄성체로서 유체를 제어하기 때문에, 탄성체의 피로 또는, 노화가 쉽게되어 내구성이 저하되는 문제가 있다.

특히, 고압유체하에서 견디기 위해서는 탄성체의 두께 및 경도가 크고 높아야 하기 때문에, 정밀도 관리가 어려우며 두께 및 경도의 편차에 의하여 유량제어에 나쁜 영향을 미치게 된다.

이 때문에, 탄성체의 제조 과정상 고정밀도 관리가 필요하게 되며, 앞서 설명한 바와 같이 노화문제를 해결하기 위해서 제조원가가 높아지는 문제가 따르게 된다.

또한, 저압유체하에서는 상기 두께의 제약으로 인하여 일정한 유량을 얻는데 여려움이 있기 때문에, 전체적인 기능상의 문제가 발생이 된다.

특히, 분당 2000 CC 미만의 소유량이 필요한 경우에 고압유체하에서는 탄성체의 오리피스가 바늘구멍 만큼 작아져야 하기 때문에, 제조과정이 난이하여 일정유량의 변동 폭이 커지는 등 기술상의 난점이 있다.

본 발명은 상기의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 1 차측유로를 통해 유입된 유체가 2 차측유로와의 압력차에 의하여 피스톤 중심부의 구멍과 니들의 형상에 의하여 결정되는 측류부의 유효단면적의 크기를 조절하여 항상 일정한 유량을 2 차측유로에 공급하므로서, 특히 분당 2000 CC 미만의 소유량의 경우에도 유량의 편차를 줄이고 제작비도 저렴하게 할 수 있는 정유량 밸브를 제공하고자 한다.

본 발명은 유입구를 통하여 유체가 유입되는 1 차측유로와; 상기 1 차측유로와 연결되어 통하도록 된 유로유통로와; 상기 유로유통로와 연결되어 통하여 유체를 유출시킬 수 있는 축류구멍을 가지는 피스톤과; 상기 피스톤의 내주면에 장착되어 피스톤의 내외부의 압력차에 따라 신축하는 조절스프링과; 상기 피스톤의 축류구멍과 대응하게 장착된 니들과; 유체가 상기 피스톤의 축류구멍 및 니들을 통과하여 배출구로 배출되는 2 차측유로로 이루어짐을 특징으로 한다.

특히, 상기 피스톤에는 그 상부에서 격벽과의 사이에 탄성재질의 피스톤패킹이 형성되어, 피스톤과 격벽의 기밀을 유지하도록 되고, 상기 조절스프링은 탄성력을 가지는 코일스프링이며, 상기 축류구멍은 상기 니들이 삽입될 수 있는 칫수로 형성되어, 상기 니들은, 유통구멍을 가지는 니들홀더에 장착됨을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예를 첨부 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

밸브본체(100)는 캡형상의 뚜껑(200)이 체결수단(도시생략)에 의하여 서로 결합될 수 있도록 되어 있다.

밸브본체(100)는 유체가 유입될 수 있는 유입구(10)가 뚫려 있으며, 이 유입구(10)는 중앙의 중공부인 유로유통로(20)와 격벽(101)으로 구획된 1 차측유로(90)와 연결되어 통하도록 되어 있다.

상기 유로유통로(20)와 1 차측유로(90)의 윗쪽은 개구된 상태에서 상기 캡형상의 뚜껑(200)이 결합되어, 밸브본체의 격벽(101)상단과 뚜껑(200)의 안쪽이 간격틈이 형성되어서, 제1도에 나타낸 바와 같이 상기 1 차측유로(90)와 중앙의 유로유통로(20)가 서로 연결되어 통하도록 되어 있다.

또한, 상기 유로유통로(20)의 아래쪽의 단턱(102)에는 니들홀더(31)가 긴밀하게 고정되어 있다.

상기 니들홀더(31)는 유통구멍(32)이 관통되어 상기 유로유통로(20)의 유체를 밸브본체(100)의 배출구(40)와 연결되어 통하는 2 차측유로(50)로 유통시킬 수 있도록 되어 있다.

또한, 니들홀더(31)의 중앙에는 니들(30)이 압입 장착되어 있고, 또한 니들홀더(31)위에 도면과 같이 일정 탄성력을 가지는 조절스프링(70)이 장착될 수 있도록 되어 있다.

그리고, 상기 유로유통로(20)내에는 피스톤(60)이 상기 조절스프링(70)에 유지되어 긴밀하게 승강이동될 수 있도록 되어 있다.

상기 피스톤(60)의 중앙은 유체를 유통시킬 수 있는 축류구멍(61)이 뚫려져 있으며, 이 축류구멍(61)은 상기 니들(30)이 삽입될 수 있는 칫수로 형성되어 있다.

또한, 피스톤(60)의 위에는 탄성재질의 단면이 V 자 형상인 피스톤패킹(80)이 고정되어, 피스톤(60)과 유로유통로(20)의 내벽과의 기밀을 유지하여 상기 1 차측유로(90)를 통하여 유로유통로(20)로 유입되는 유체가 상기 피스톤(60)의 축류구멍(61)을 통하여만 상기 2 차측유로(50)로 배출될 수 있도록 되어 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.

유입구(10)측에서 유입된 유체는, 상류측인 1 차측유로(90)를 통하여 유로유통로(20)로 유입되어, 피스톤(60)의 중앙부에 뚫려있는 축류구멍(61)을 통과한 후, 유로유통로(20)의 아래쪽 니들홀더(31)의 유통구멍(32)에서 2 차측유로(50)를 통하여 배출구(40)로 배출되게 된다.

즉, 본 발명은 피스톤(60)의 축류구멍(61)을 기준하여 1 차측유로(90)와 2 차측유로(50)로 구분할 수 있다.

따라서, 상기 1 차측유로(90)와 2 차측유로(50)와의 압력차가 발생하게 되면, 피스톤(60)에 힘이 가해져서 조절스프링(70)의 신축에 의하여 힘의 평형이 되는 위치에 피스톤(60)이 정지하게 된다.

이때, 유체는 1 차측유로(90)를 통하여 피스톤(60)의 중심부에 뚫려있는 축류구멍(61)과 니들(30)간의 통로면적이 적은 부위인 축류부를 통과하여 2 차측유로(50)를 거쳐 배출구(40)로 배출된다.

따라서, 상기 1 차측유로(90)의 압력이 상승하면, 피스톤(60)은 니들(30)쪽으로 접근을 하게 되며, 이때 피스톤(60)의 중심부의 축류구멍(61)의 크기와 테이퍼 형상으로된 니들(30)의 직경의 크기를 적절히 조절하여 이루어진 축류부의 유효단면적이 축소하게 되어 일정 유량을 송출하게 된다.

즉, 상기 1 차측유로(90)의 압력이 변화하게 되면 피스톤(60)의 위치가 조절스프링(70)의 하중과의 힘이 평행되는 지점에 위치하게 되고, 그때의 유체압력에 대응하는 피스톤(60)과 니들(30)간의 측류부의 유효단면적의 크기를 적절히 설계하면, 1 차측유로(90)의 유체압력에 관계없이 2 차측유로(50)에서 흘러 나오는 유량은 일정하게 된다.

특히, 앞서 설명한 종래의 정유량 밸브에 있어서는 대유량형이 많으며, 분당 2000 CC 미만의 소유량을 얻고자 하는 경우에는 유량의 편차가 많은 편이어서 이러한 편차를 줄이기 위해서는 각 부품위 정밀도가 높아야 하기 때문에 제조비용이 고가가 되기 쉽다.

본 발명은 분당 2000 CC 미만의 소유량인 경우에도 상기 문제를 해결하기 위하여 제1도의 피스톤(60)에 탄성체인 V 자형상의 피스톤패킹(80)을 장착하여 피스톤(60)의 외측과 유로유통로(20)의 내벽 사이로 흘러 나갈 수 있는 유체 누설을 방지하므로서, 얻고자 하는 유량이 오로지 피스톤(60)의 축류구멍(61)의 측류부에서 형성되는 유효단면적의 설계된 크기에 따라서 결정될 수 있도록 한 것이다.

또한, 피스톤패킹(80)을 장착 하므로서 생기는 또 하나의 장점은 본체(100)를 프라스틱 수지로 하여 성형을 할 경우, 수축으로 인한 진원도 및 칫수정밀도의 편차가 어느정도 발생하더라도 탄성체인 피스톤패킹(80)에서 충분히 누설을 방지 할 수 있기 때문에, 각 부품의 정밀도 관리가 크게 완화되어 제조비용을 저렴하게 할 수 있다.

또한, 축류부를 이루고 있는 니들(30)의 형상은 선단부위가 뾰족하고 길게 테이퍼진 형상으로 형성되어, 니들(30)이 관통하는 피스톤(60)의 축류구멍(61)의 길이를 비교적 길게 형성하므로서, 측류부에서의 유체의 속도를 빠르게 하고 피스톤(60)의 작동시 니들(30)의 외면과 부분적으로 슬라이딩이 되기 때문에, 유체중의 이물질이 유착이 잘 안되어, 이물질에 의한 유량의 정밀도 및 내구성을 향상시킬 수 있다.

이상과 같이, 본 발명의 정유량밸브는 1 차측유로를 통해 유입된 유체가 2 차측유로의 차압에 의하여 피스톤 중심부의 구멍과 니들의 형상에 의하여 결정되는 측류부의 유효단면적의 크기를 조절하여 항상 일정한 유량을 2 차측유로에 공급하므로, 특히 분당 2000 CC 미만의 소유량의 경우에도 유량의 편차를 줄이고 제작비도 저렴하게 할 수 있는 것이다.

Claims (3)

1. 유입구(10)를 통하여 유체가 유입되는 1 차측유로(90)와; 상기 1 차측유로(90)와 연결되어 통하도록 된 유로유통로(20)와; 상기 유로유통로(20)와 연결되어 통하여 유체를 유출시킬 수 있는 축류구멍(61)을 가지는 피스톤(60)과; 상기 피스톤(60)의 내주면에 장착되어 피스톤(60)의 내외부의 압력차에 따라 신축하는 조절스프링(70)과; 상기 피스톤(60)의 축류구멍(61)과 대응하게 장착된 니들(30)과; 유체가 상기 피스톤(60)의 축류구멍(61) 및 니들(30)을 통과하여 배출구로 배출되는 2 차측유로(50)로 이루어짐을 특징으로 하는 정유량 밸브.
2. 제1항에 있어서, 상기 축류구멍(61)은 상기 니들(30)이 삽입될 수 있는 칫수로 형성됨을 특징으로 하는 정유량 밸브.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 니들(30)은, 유통구멍(32)을 가지는 니들홀더(31)에 장착됨을 특징으로 하는 정유량 밸브.