KR100236553B1 - 도관들을 자동 차단시키는 밀봉 스프링을 갖춘 방화 밸브 - Google Patents

도관들을 자동 차단시키는 밀봉 스프링을 갖춘 방화 밸브 Download PDF

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KR100236553B1
KR100236553B1 KR1019940700963A KR19940700963A KR100236553B1 KR 100236553 B1 KR100236553 B1 KR 100236553B1 KR 1019940700963 A KR1019940700963 A KR 1019940700963A KR 19940700963 A KR19940700963 A KR 19940700963A KR 100236553 B1 KR100236553 B1 KR 100236553B1
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슬쯔 클라우스
뢰그흐네르 헨닝
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래리 시. 코스케라
메르틱 막시트롤 게엠베하 운트 코. 카게
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Abstract

재생가능한 기밀 깔개를 가진 방화 밸브가 개시되며, 스프링이 고온 때문에 그의 힘을 잃더라도, 충격 또는 진동 하에서도 밸브가 폐쇄된 채로 유지된다. 이를 위해, 금속 폐쇄 몸체(11)가 적어도 밀봉 면에서 구형을 가지며 밸브가 폐쇄될 때 밸브 하우징(1)의 보어(21)와 약간 타이트한 끼워 맞춤 상태로 된다. 제1보어 (21)의 축방향으로 연정하는 제2보어(20)가 밸브의 개방 위치에서 폐쇄 몸체(11)의 방향으로 보어(21)의 상류에 배열된다. 제2보어 (20)와 폐쇄 몸체(11)는 헐거운 끼워맞춤 상태로 된다. 개방 위치에서 폐쇄 몸체(11)의 방향으로 경사진 안내부(19)가 폐쇄 몸체와 제2보어(20) 사이에 배치된다. 이 방화 밸브는 가스 접속구들의 상류에 설치되는 도관들, 특히 가스 도관들을 자동으로 차단시키는 차단 스프링을 가진다.

Description

도관들을 자동 차단시키는 밀봉 스프링을 갖춘 방화 밸브
제1도는 본 발명에 따른 방화 밸브의 개방 위치에서 제2도의 선 A-A을 따라 취한단면도.
제2도는 제1도의 선 B-B을 따라 취해진 평면도.
제3도는 제1도의 선 C-C을 따라 취해진 평면도.
제4도는 압축 스프링의 설치 중에 제1도의 선 C-C을 따라 취해진 평면도.
제5도는 본 발명에 따른 다른 방화 밸브의 개방 위치를 나타낸단면도.
제6도는 본 발명에 따른 또 다른 방화 밸브의 폐쇄 위치를 나타낸단면도.
제7도는 제5도의 선 D-D을 따라 취해진 평면도.
제8도는 제5도의 선 E-E을 따라 취해진 평면도.
제9도는 본 발명에 따른 또 다른 방화 밸브의 개방 위치를 나타낸단면도,
제10도는 본 발명에 따른 또 다른 방화 밸브의 개방 위치를 나타낸단면도, 및
제11도는 클립이 변경된 제5도의 선 E-E을 따라 취해진 평면도이다.
방화 밸브는 각단부에 연결부를 가진 관모양 하우징(1)을 포함한다. 그 연결부들은 일단부에 안쪽 나삿니를 가지며 타단부에 바깥쪽 나삿니를 가진다. 물론, 다른 연결부들도 사용될 수 있다. 흡입구(2) 역할을 하는 안쪽 나삿니의 죽방향 돌출부에서, 관모양 연장부(3)가 하우징(1)의 안쪽 나삿니에 연결된다. 압축 스프링의 기능을 가진 폐쇄 스프링(8)의 일단부는 흡입구(2) 및 연장부(3)에 의해 형성된 제1단(9)에 위치되어 그의 외경 그대로 돌출하거나 또는 스프링의 길이방향 축선에서 변형가능하다. 여기에서의 폐쇄 스프링의단부는 그의 길이가 스프링의 길이방향 축선을 따라 변형가능하여 한편으로는 폐쇄 스프링(8) (제4도)을 자유로운 조립체로 유지시키고 다른 한편으로는 폐쇄 스프링(8) (제3도)에 대해 안전한 지지부를 제공하는 둥글려진 장방향으로 되어있다. 폐쇄 스프링(8)의 타단부는 그의 표면 둘레에지지 홈(26)을 가진 금속 폐쇄 몸체(11)의 상부면에 의해 지지된다.
금속 폐쇄 몸체(11)는 밀봉 지역에서 구형을 이룬다. 그 폐쇄 몸체는 폐쇄 스프링(8)의 장력하에서 두 개의 볼 베어링들(27)과 온도 감지 요소(28)에 의해 형성된 세 개의 고정된 지점들에서 개방 위치에 배치된다. 하우징(1)내의 제2단(13)에 의해 지지되는 두 개의 볼 베어링들이 90°각도의 구멍을 형성하도록 서로 떨어져 있는 것이 바람직하다. 이 구멍과 대향하게 온도 감지 요소(28)가 하우징(1)의 안쪽 벽에 설치된다.
온도 감지 요소(28)는 컵 기부(16)에 의해 안쪽 벽(7)에 부착된 안쪽으로 개방된 컵(15)으로 구성된다. 반경방향 안쪽으로 개방된 컵(15)에, 납땜 펠릿(17)이 배치되며 같은 치수를 갖는 볼 베어링이 그 펠릿안으로 헐거운 끼워맞춤되어 컵 구멍으로 삽입된다. 납땜 펠릿(17)이 없다면 볼 베어링이 컵(15)내에 거의 완전하게 삽입되도록 세 개의 고정된 지점의 치수가 정해진다.
금속 폐쇄 몸체(11)에 대한 세 개의 고정된 지점들에 의해 형성된 지지부 내경은, 폐쇄 몸체(11)가 폐쇄 스프링의 힘으로써 세 개의 고정된 지점들 사이에서 결과적으로 확대된 구멍을 통해 눌려져서, 볼 베어링(18)을 컵(15)내에 보유시키도록 치수가 정해진다.
경사진 구형 안내부(19)가 제2단(13)을 폐쇄 몸체(11)의 폐쇄 방향으로 관모양 연장부(3) 연결시킨다. 그 안내부(19)는 보어(20)로 이어지며, 그 보어(20)는 폐쇄 몸체(11)와 대략 20mm 정도의 헐거운 끼워맞춤 상태로 되며, 그 보어(20)에 축방향으로 정렬된 다른 보어(21)가 연결된다. 그보어(21)는 폐쇄 몸체(11)와 대략 0.04mm 정도의 몰딩(moulding) 끼워 맞춤 상태를 유지한다. 그 다음에, 하주징(1)의 출구(22)가 설치된다.
제5도에 도시된 방화 밸브는 관모양 연장부(3)내에 U 자형의 구부러진 클립(4)을 가지며, 각각단부들(6)을 가진 클립의 두 개의 끝부분들(5)이 하우징(1)의 안쪽 벽(7)으로 탄력적으로 벌어져 있다. 클립(4)은 구부러진 시트 금속으로 만들어지며 그의 표면들은 유동 방향으로 놓여있는 하우징 축선 및 하우징(1)의 안쪽 벽(7)에 평행하게 연장되며 그 표면은 하우징의 안쪽 벽에 부분적으로 위치하게 된다. 그 클립(4)은 최소유동 저항을 발생시킨다. 하우징 (1)에 축방향으로 정렬된 폐쇄 스프링(8)을 클립(4)의 두 개의 끝부분들(5)상에 지지되며 클립(4)은 그 끝부분들을 통해 연장부(3)에 의해 형성된 제1단(9)에 대해 압착된다. 폐쇄 스프링(8)의 더 양호한 접속 및 중심조정을 위해, 끝부분들(5)이 각각 홈(10)을 가지는데 그 홈의 길이는 폐쇄 스프링(8)이 제 위치에 보유된 후, 클립(4)의 압축 및 하우징(1) 밖으로의 이탈이 발생되지 않도록 정해진다.
다른 형태의 클립이 제11도에 도시된다. 이 클립은 등간격으로 떨어진 세 개의 반경방향 아암들(33)을 가진 디스크(32)로 구성된다. 그 아암들은 조립중에 탄력적으로 변형됨으로써 외경이 줄었다가 연장부(3)에 도달된 후 재차 늘어나게 된다. 디스크(32)는 폐쇄 스프링(8)에 의해 하우징(1)에 형성된 제2단(13)에 대해 눌려진다. 가능한 한 유동단면을 크게 하도록, 디스크(32)가 축방향 구멍(31)을 추가로 구비하는데, 그 구멍은 폐쇄 스프링(8)의 방향으로 윗쪽으로 형성되어 그 폐쇄 스프링(8)에 대한 축방향 안내부 역할을 하는 통로의 형태를 가진다.
폐쇄 스프링(8)의 타단부는 폐쇄 몸체(11)를 형성하는 금속 볼들중 하나에 위치하며 그 폐쇄 몸체는 연장부(3) (제5도)의단부을 형성하는 제2단(13)에 의해 지지된 후프(12)상에 위치한다.
구부러진 시트 금속 재료로 만들어진 링형 후프(12)는 그의 표면들이 유동 방향으로 놓여있는 하우징 축선 및 하우징(1)의 안쪽 벽(7)에 평행하게 연장되며 최소 유동 저항을 발생시키도록 그 안쪽 벽에 부분적으로 걸쳐 있으며, 그의단부가 반경방향 안쪽으로 갈라져 있다. (제7 도) 제2단 (13)의 지지 면의 양단부들(14)의 갈라진 가장자리들 부분의 후프(12)가 노치(notch) 형태로 됨으로써 갈라진단부들(14)의 길이가 제조 기술에 의해 갈라진 위치가 변하더라도 아주 정확하게 유지될 수 있다면 유익할 것이다. 반경방향 바깥쪽으로 배향하는 양단부들(14)의 가장자리들이 각각 하우징(1)의 안쪽 벽(7)에 탄력적으로 눌려지는 한편으로, 후프(12)의 양단부들(14)은 폐쇄 몸체(11)에 의해 형성된 구형체를 수용하는 고정 지점을 형성한다.
후프(12)각이 대략 90°가 되도록 고정 지점들 사이의 간격을 선택하는 것이 바람직하다. 온도 감지 요소(28)가 후프(12)의 구멍과 대향하게 설치됨으로써 하우징(1)의 안쪽 벽(7)에 위치하는 컵 기부(16)가, 예컨대 후프(12)의 보어내로 눌려진다.
제9도에 도시된 다른 실시예에서, 폐쇄 몸체(11)를 구성하는 구형체는 제2단 (13)의 개방 위치에 배치되어 벽(7)에 설치된 온도 감지요소(28)에 의해 중심에서 벗어난 상태로 고정되어 있다. 그 온도 감지요소(28)에 의해 더 높은 행정을 실현하도록, 전술한 실시예에서의 볼 베어링(18)대신 볼트(29)가 이용된다.
제10도에 도시된 폐쇄 몸체(11)는 두 개의 스터드들(30)상에 위치하며 온도 감지 요소(28)는 볼트(29)로써 고정된다. 그 스터드들(30)은 제2도의 볼 베어링들(27)과 유사하게 배열되지만, 하우징(1) 바깥쪽으로 돌출한다. 또한, 온도 감지 요소(28)의 컵(15)이 하우징(1) 안으로 조여져 있으므로 교체하는데 문제가 없다.
모든 실시예에서, 폐쇄 스프링(8) 압력하에 폐쇄 몸체(11)는 온도 감지 요소(28)를 포함하는 세 개의 고정 지점들상에 배치되어 방화 밸브를 완전 개방시킨다. (제1도, 5도, 9도 및 10도) 하우징(1)의 온도, 즉 안쪽 벽(7)에 위치한 온도 감지 요소(28)의 온도가 상승되어 납땜부(17)의 용해점에 도달되면, 그 납땜부(17)에 삽입된 볼 베어링(18) 또는 볼트(29)가 컵(15) 안으로 압착되어 폐쇄 몸체(11)가 세 개의 고정 지점들 사이의 커다란 구멍을 통해 폐쇄 스프링(8)에 의해 밀려진다. 구형 안내부(19)가 폐쇄 몸체(11)를 시트 축선을 따라 중앙으로 인도한다.
안정적인 작동을 위해, 폐쇄 몸체(11)와 보어(21) 앞에 위치된 보어(20)와의 헐거운 끼워 맞춤이 아주 중요한다. 실제 사용시, 폐쇄시에, 폐쇄 몸체(11)가 밸브 시트에 대해 급작스럽게 이동되므로 그 몸체가 항상 최종 폐쇄 위치가 아닌 위치에서 시트에 충격을 가하게 된다.
대략 1000℃의 고온 부하 때문에, 방화 밸브의 밸브 시트 및 폐쇄 몸체(11)는 금속으로 형성된다. 종래의 방화 밸브들에서는, 폐쇄 위치의 정적인 스프링 압력으로 인해 발생되는 밀봉 면적의 변형이 발생되지 않는다. 그로 인해 전술한 바와 같이 불만족감 및 재생 불가능한 기밀 결과를 초래하는 것이다. 본 발명의 방화 밸브에서는, 보어(20)의 상부 가장자리(23)가 그러한 충격을 흡수한다. 또한, 폐쇄 몸체(11)는 하우징(1)보다 더 경질 재료로 구성되며 그 가장자리(23)만이 손상받을 뿐이다. 그러나, 그 가장자리(23)의 손상은 보어(21) (제6도)내의 폐쇄 몸체(11)의 최종 폐쇄 위치에 영향을 주지 않는다.
전술한 바와 같이, 폐쇄 몸체(11)와 보어(21)가 긴밀한 몰딩 끼워 맞춤을 형성하므로, 그 보어(21)의 상부 테두리(24)의 폐쇄 몸체(11)에 약간의 압력이 가해지더라도 자체 방어가 형성될 수 있다. 그러나, 운동 에너지로 인해 폐쇄 몸체(11)가 보어(21)안으로 압착된다.
폐쇄 몸체는 개방 위치에서 전술한 세 개의 고정 지점들 (제2도)을 통해 하우징(1)과 점 접촉될 뿐이지만, 화재시에는 항상 하우징(1)보다 차갑게 된다. 폐쇄 몸체(11)는 갑작스럽게 폐쇄된 후, 하우징(1)의 온도를 신속하게 인지하므로 몰딩 끼워맞춤 강도가 증가되어 더 이상 폐쇄 스프링(8)을 필요로 하지 않고 충격 및/또는 진동으로부터 고정되도록 실질적인 기밀 관계로 연결된다.
본 발명은 도관들, 특히 가스 도관들을 자동 차단시키는 밀봉 스프링을 가진 방화 밸브에 관한 것이다. 이러한 밸브들을 가스 접속구들, 가스 기구들 및 가스 계량기등의 상류의 배관부분에 이용된다. 그 밸브의 목적은 화재시에 전술한 가스 기구들의 온도들이 너무 높게되어 기밀성이 손상받기 전에 가스 공급을 차단시키기 위한 것이다.
종래의 밸브들의 폐쇄 몸체들은 원추형 또는 구형이다.
EP-OS 118 52 에 개시된 밸브에서는 제한 온도에 도달했을 때 원뿔체가 폐쇄위치에 고정되거나 또는 일 측면의 스프링과 타측면의 열적 형상기억 특성을 가진 합금에 의해 개방 위치에 고정되는데, 스프링을 폐쇄후 자체 기방이 불가능하게 형성된다.
이 밸브에서는 스프링이 고온에서 그의 강도를 잃으면, 안전한 밀봉이 보장되지 못하는단점이 있다.
또한, EP-OS 118 52 에서는 폐쇄 몸체가 구형인 밸브를 개시한다. 이 밸브에서는 밸브 갭을 관통하는 안내 봉이 가용성 몸체를 가진 구형체에 연결되며, 구형체는 압축 스프링에 의해 캡에 확고하게 고정된다. 가용성 몸체가 용해되자마자, 안내 봉이 캡 밖으로 빠져나오게 되어 구형체가 압축 스프링에 의해 폐쇄 방향으로 급격하게 이동될 수 있다.
또한, 이 밸브에서도 스프링이 고온으로 인해 그의 강도를 잃으면, 안전한 밀봉 상태가 보장될 수 없다는 결점이 있다. 게다가, 이 밸브는 필요한 기밀성을 얻기 위해서, 구형체 및 그의 시트가 구형 및 표면 재질에 정확하게 부합되어야 하는단점도 있다. 따라서, 생산단가가 아주 높게 되고 그 밸브의 기밀성이 재생 불가능하게 된다. 새로운 출원에서는, 구형체를 회전시키고 있는데, 특히, 양 부품들의 구형이 완전하지 못한 경우에 완전하게 다른 누출율이 발생되고 있다. 이런 이유로, 생산중에 실시되는 기밀성 시험에서도 원하는 바대로 성공되지 못하여, 매우 높은 누출율이 발생될 수 있다.
현재는 DE-OS 39 16 100 에 개시된 드로우 웨이(through-way) 밸브가 사용되는데, 이 밸브의 폐쇄 몸체는 유동 방향에 수직하게 이동되며, 만족스럽지 못하다. 그 밸브는 배관 부분에서 돌출하는 부분이 있게 된다. 구형을 사용할 때, 구형 밀봉면들의 양쪽 측면들을 함계 기계 가공할 필요가 없어서 생산비가 아주 고가로 된다.
이 밸브들의 가격이 비싸기 때문에 소망하는 바대로의 일반적인 사용이 어렵게 된다.
본 발명에서는 재상가능한 기밀성을 보장하는 타입의 밸브를 개발하려는 과제를 그 기초로 하고 있다. 아주 고온에서 탄성채가 강도를 잃더라도, 밸브는 충격 또는 진동하에 서로 폐쇄된 채로 유지된다. 또한, 이 밸브는 배관 부분에서 돌출하는 부품이 없다. 따라서, 본 발명의 밸브는 배관 시스템들에 직접 접속될 수 있다. 통상적인 조절판도 어려움없이 작동될 수 있다. 또한, 제조 비용도 가능한대로 저렴한다.
본 발명에 따르면, 특허정구범위 제1항에 기술된 특징들에 의해 문제가 해결된다. 그 결과인 본 발명의 장점은 폐쇄후에 또한 고온 및 진동으로 폐쇄 스프링들이 고장난 경우에도 밸브가 기밀성의 폐쇄 위치를 유지하고, 재상가능한 기밀 밀봉 상태가 보장된다는 것이다. 또한, 이밸브는 배관 부분에서 어떠한 부품도 돌출되지 않으므로 배관 시스템들에 직접 접속될 수 있고 통상적인 조절판이 어려움없이 사용될 수 있다.
여러 가지 유익한 설비들이 특허청구 범위 제2항 내지 9항에 기술된다. 간단한 설계를 이룩할 수 있고 생산 비용도 아주 저렴하다.
이하, 첨부 도면들을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

Claims (10)

  1. 밀봉 영역에서 구형을 이루고 폐쇄 방향으로의 폐쇄 스프링들(8)의 힘에 의해 개방 위치에 고정되며, 일측에서는 온도 감지 요소(28)에 의해 그리고 타 측면에서는 하우징에 의해 지지되는 금속 폐쇄 몸체(11)를 포함하며 화재로 인한 온도 상승시에 도관들, 특히 가스 도관들을 자동 차단시키는 방화 밸브에 있어서, 상기 금속 폐쇄 몸체(11)는 밸브의 폐쇄 위치에서 밸브 하우징(1)의 보어(21)와 약간 타이트한 끼워맞춤하게 되는 직경을 가지며, 상기 보어(21)의 축방향으로 연장하는 제2보어(20)는 밸브의 개방 위치 쪽으로 보어(21)의 상류에 배치되어 밑봉 요소와 헐거운 끼워 맞춤하게 되는 직경을 가지며, 개방 위치에서 폐쇄 몸체(11)의 방향으로 연정되는 넓어진 구형 안내부(19)와 연결됨으로써 상기 온도 감지 요소(28)가 하우징(1)의 안쪽 벽(7)에 부착되거나 또는 그 벽상에 위침함을 특징으로 하는 방화 밸브.
  2. 제1항에 있어서, 밸브 개방 위치에서, 상기 폐쇄 몸체(11)는 하우징(1)에 제공된 제2단(13)에 의해 직접 지지되거나 또는 온도 감지 요소(28)와 함께 상기 폐쇄 몸체(11)의 원주 둘레에 균일하게 분포된 여러개의 볼베어링들 또는 로울러들을 통해 지지됨을 특징으로 하는 방화 밸브.
  3. 제1항에 있어서, 밸브 개방 위치에서, 상기 폐쇄 몸체(11)는 그의 원주 둘레에 균일하게 분포된 온도 감지 요소(28)와 함께, 하우징(1)의 안쪽 벽(7)에 설치되어 반경방향 안쪽으로 배열된 하나 또는 여러개의 볼트형 스터드들(30)에 의해 지지됨을 특징으로 하는 방화 밸브.
  4. 제1항에 있어서, 밸브 개방 위치에서, 상기 폐쇄 몸체(11)는 하우징(1)의 안쪽 벽(7)에 대해 눌려 있음과 동시에 하우징(1)의 제1단(9)에 위치한 링형 후프(12)의 세 개의 고정 지점들에 의해 지지되고, 상기 후프의 각단부(14)는 두 개의 고정 지점들을 형성하도록 반경방향 안쪽으로 각져 있는 한편 제3고정지점은 온도 감지 요소(28)에 의해 형성됨을 특징으로 하는 방화 밸브.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 온도 감지 요소(28)는 볼 베어링(18) 또는 볼트(29)가 삽입된 납땜 팰릿(17)을 포함하는 반경 방향 안쪽으로 개방된 컵(15)으로 구성됨을 특징으로 하는 방화 밸브.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폐쇄 몸체(11)와 대향하게 위치된 폐쇄 스프링(8)의단부는 하우징(1)의 안쪽 벽(7)쪽으로 벌려져 있는 클립(4)에 의해 지지되고 하우징(1)의 제2단(13)에 의해서도 지지되며, 상기 클립(4)이 완전하게 벌려질 때 스프링단부들과 결합되는 홈들(10)이 클립(4)에 배치됨을 특징으로 하는 방화 밸브.
  7. 제6항에 있어서, 상기 후프(12) 및/ 또는 클립(4)이 구부러진 판으로 구성되며 그이 표면들이 하우징(1)의 하우징 축선 또는 유동 방향에 평행함을 특징으로 하는 방화 밸브.
  8. 제6항에 있어서, 상기 클립(4)은 축방향 구멍(31)을 가진 디스크(32) 및 하우징(1)의 제2단(13)에 폐쇄 스프링(8)의 힘으로써 지지되어 등간격으로 떨어진 세 개 이상의 반경방향 아암들(33)로 구성되며 상기 축방향 구멍(31)이 폐쇄 스프링(8)의 방향으로 그 스프링(8)에 대한 축방향 안내부 역할을 하는 원형 플랜지(34)를 가지는 것을 특징으로 하는 방화 밸브.
  9. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폐쇄 몸체(11)에서 밀려지는 폐쇄 스프링(8)의단부가 그 몸체의 외경 넘어로 돌출하며 그의 외부의단(9) 또는 스프링의 길이 방향 축선의 변경가능한단부에 대해 지지됨을 특징으로 하는 방화 밸브.
  10. 제8항에 있어서, 상기 폐쇄 몸체(11)에서 전환된 폐쇄 스프링(8)의단부가 둥글려진 장방향 부분(25)을 형성하며 그 장방형 부분의 길이 축선이 상기 스프링의 길이 방향 축선을 따라 탄력적으로 변형가능함을 특징으로 하는 방화 밸브.
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