KR100244538B1 - 역류방지수단이 부착된 전환밸브 - Google Patents

역류방지수단이 부착된 전환밸브 Download PDF

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Abstract

전환밸브의 밸브본체에, 립형 시일부재로 이루어지는 역류방지수단을 조립하는 것에 의해, 밸브구멍 내를 출력포트로부터 배출포트로 향하는 배기의 순방향의 흐름은 허용하지만, 이것과 반대방향으로 향하는 배기의 역류는 저지할 수 있도록 한다.

Description

역류방지수단이 부착된 전환밸브
본 발명은, 배기의 역류를 방지하기 위한 역류방지수단을 갖는 전환밸브에 관한 것이다.
도 9에 개략적인 구성을 나타내는 전환밸브(1)는, 압력유체의 공급포트(P), 출력포트(A,B), 배출포트(EA,EB)를 갖추고, 밸브본체(도면의 표시는 생략한다)의 이동에 의해서 출력포트(A,B)를, 공급포트(P)와 배출포트(EA,EB)로 전환하여 연통시키는 주지의 전환밸브이고, 출력포트(A,B)를, 작동기기의 한 예인 유체압실린더(2)의 포트(2a,2b)에 각각 연통시키고 있다.
상기한 전환밸브(1)는, 공통의 공급유로(5)와 배출유로(6a,6b)를 갖는 매니폴드베이스(4)에 복수개가 설치되고, 각 전환밸브(1)의 공급포트(P)와 배출포트(EA,EB)를 공통의 공급유로(5)와 배출유로(6a,6b)에 각각 연통시키고 있다.
매니폴드베이스(4)에 설치한 복수의 전환밸브(1)는 각 전환밸브마다 밸브본체에 의한 포트간의 전환상태가 다르기 때문에, 예를 들면 어떤 전환밸브의 출력포트(A)와 배출포트(EA)가 연통해서 배기를 배출유로(6a)로 배출하고 있을 때, 배출유로(6a)를 흐르는 다른 전환밸브의 배기가, 상기한 전환밸브의 배출포트(EA)로부터 출력포트(A)로 역류할 수 있다(점선화살표 참조).
상기한 배기의 전환밸브(1)로의 역류는, 작동기기의 오작동의 원인이 되므로, 오동작을 방지하기 위해서는 배기의 역류를 방지할 필요가 있다.
이 문제를 해결하는 것으로서, 전환밸브와 매니폴드베이스와의 사이에 설치한 가스킷에, 배기의 역류를 방지하는 역류방지밸브를 일체로 형성한 것이, 일본국 실개소 59-108872호 공보에 제안되어 있다.
이 기존의 제안된 것은, 상기한 가스킷에 의해 매니폴드베이스에서부터 전환밸브로 향하는 배기의 역류를 방지해서 작동기기의 오작동을 방지할 수 있다는 이점은 있지만, 역류방지밸브가 일체로 형성된 특수하고 값비싼 가스킷을 사용해야만 한다. 또한, 상술한 바와 같은 매니폴드베이스를 사용하지 않는 배관형식이 다른 전환밸브, 예를 들면, 밸브몸체에 상기한 공급유로 및 배출유로를 형성하고, 복수의 전환밸브를 직접 접합해서 사용하는 타입의 전환밸브에 있어서는, 상기한 가스킷을 사용해서 배기의 역류방지를 도모할 수 없다.
본 발명의 과제는, 전환밸브 자체에 역류방지기능을 갖게 하는 것에 의해, 특수구조를 갖고 있어 값비싼 가스킷을 사용하지 않아도, 또한 전환밸브의 배관형식에도 관계없이, 배출포트에서 출력포트로의 배기의 역류를 확실히 방지할 수 있도록 하는 것에 있다.
상기한 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 의하면, 유로를 전환하기 위한 밸브본체에 역류방지수단을 직접 조립한 전환밸브가 제공된다.
상기한 역류방지수단은, 앞이 넓은 형태로 경사하는 가소성 시일립을 갖춘 고리형상의 립형 시일부재로 형성할 수 있고, 이 시일부재가, 상기한 립을 배출포트쪽으로 향하게 함과 함께 상기한 립의 선단을 밸브구멍 내주면에 밀접시킨 상태에서 상기한 밸브본체에 부착가능하다.
상기한 구성을 갖는 본 발명의 전환밸브에 의하면, 밸브본체에 역류방지수단을 직접 조립하는 것에 의해, 특수하고 값비싼 가스킷을 사용하지 않고, 또한, 전환밸브가 직접배관형이나 또는 매니폴드 배관형 등과 같은 배관형식에도 관계없이, 배출포트로부터 출력포트로의 배기의 역류를 확실히 방지할 수가 있다.
그 밖에도, 시일에 방향성을 가지는 일반적인 립형 시일부재를 밸브본체에 부착하는 것에 의해, 전환밸브에 역류방지수단을 간단히 부착할 수 있다.
도 1은 본 발명에 관련된 전환밸브의 제1실시예의 종단면도.
도 2는 복수의 전환밸브를 매니폴드베이스 위에 설치한 상태를 나타내는 사시도.
도 3은 역류방지수단을 구성하는 시일부재의 일부 절단 사시도.
도 4는 배기의 배출상태를 나타내는 주요부의 종단면도.
도 5는 배기의 역류를 방지하는 상태를 나타내는 주요부의 종단면도.
도 6은 역류방지수단의 변형예의 단면도.
도 7은 본 발명에 따른 전환밸브의 제2실시예의 종단 정면도.
도 8은 도 7의 전환밸브 주요부 종단면도.
도 9는 공지된 전환밸브의 구성도.
도 1 내지 도 5는, 본 발명에 관련된 역류방지수단이 부착된 전환밸브의 제1실시예를 나타내는 것으로, 이 전환밸브(10)는, 주밸브부(11)와 파일럿밸브(12)를 갖추고, 도 2에 도시한 바와 같이, 매니폴드베이스(13)의 밸브설치면(13a)에 원하는 수(도시의 예에서는 5개)만큼 설치되어 있다.
상기한 주밸브부(11)는, 구형단면을 가지는 가늘고 긴 밸브본체(15)와, 그 축방향 한쪽면에 부착된 수동조작상자(16)와, 이 수동조작상자(16)의 단면에 부착된 파일럿밸브부(12)와, 밸브본체(15)의 축방향 다른쪽면에 설치된 엔드플레이트(17)를 갖추고 있다. 상기한 밸브본체(15)에는, 매니폴드베이스(13)로의 부착면에 개구하는 압력유체의 공급포트(P)와, 상기한 공급포트(P)의 양측에 개구하는 출력포트(A,B)와, 이들 출력포트(A,B)의 또다른 양측에 개구하는 배출포트(EA,EB)와, 이들 각 포트가 개구하는 밸브구멍(18)과, 공급포트(P)에 연통하는 파일럿통로(19)가 형성되어 있다.
상기한 밸브구멍(18)에는, 공급포트(P)와 출력포트(A,B)의 사이에 제1 및 제2밸브위치(21a,21b)가 형성됨과 함께, 출력포트(A,B)와 배출포트(EA,EB)의 사이에 제3 및 제4밸브위치(22a,22b)가 형성되고, 밸브구멍(18)내에는, 상기한 출력포트(A,B)를 공급포트(P)와 배출포트(EA,EB)로 전환해서 연통시키는 스풀식 밸브본체(20)가, 기밀하게 미끄럼운동할 수 있게 삽입되어 있다.
상기한 밸브본체(20)는, 관통공(23a)을 갖는 밸브봉(23)의 외주면에 복수의 주위홈을 형성하여, 이들 주위홈에, 제1, 제2밸브위치(21a,21b)를 개폐하는 제1, 제2시일부재(24a,24b)와, 제3, 제4밸브위치(22a,22)를 개폐하는 제3, 제4시일부재(25a,25b)와 밸브구멍(18)의 개구양단을 시일하는 시일부재(28,28)와, 밸브본체(20)의 이동을 안내하는 가이드(27,27)를 각각 부착하는 것에 의해 형성되어 있다. 그리고 상기한 밸브봉(23)에는, 이 밖에, 배출포트(EA,EB)로부터 출력포트(A,B)로의 배기의 역류를 방지하는 역류방지수단(26,26)이 설치되어 있다.
상기한 역류방지수단(26)은, 도 3에 상세히 도시한 바와 같은, 합성고무 등의 탄성소재로 이루어지는 고리형상의 립형 시일부재(26A)에 의해 형성되어 있다. 이 시일부재(26A)는, 밸브봉(23)의 주위홈에 감합시키기 위한 고리형상의 부착부(26a)와, 상기한 부착부(26a)의 한쪽 끝에서 다른쪽 끝으로 향하게 하여 앞이 넓은 형태로 경사하면서 뻗는 가소성 시일립(26b)을 갖춘, 대략 V자형의 단면형상을 갖는 것으로, 상기한 립(26b)을 배출포트(EA,EB)쪽으로 향함과 함께, 상기한 립(26b)의 선단을 밸브(18)의 내주면에 미끄럼운동시킨 상태에서, 상기한 밸브본체(20)에 있어서의 제3, 제4시일부재(25a,25b)의 내측의 위치에 부착되어 있다.
상기한 역류방지수단(26,26)은, 밸브본체(20)가 도 1의 상반부에 도시하는 전환위치에서, 제3시일부재(25a)가 제3밸브위치(22a)로부터 떨어져서 배출포트(EA)와 출력포트(A)가 연통했을 때, 또는, 밸브본체(20)가 도 1의 하반부에 도시하는 전환위치에서, 제4시일부재(25b)가 제4밸브위치(22b)로부터 떨어져서 배출포트(EB)와 출력포트(B)가 연통했을 때, 각각, 립(26b)의 선단이 제3밸브위치(22a) 또는 제4밸브위치(25b)에 접접한 상태를 유지하도록 되어 있다. 그리고, 출력포트(A 또는 B)로부터 배출포트(EA 또는 EB)로 향하는 배기의 순방향흐름에 대해서는, 립(26b)이 이 배기압으로 밀려서 열리는 것에 의해서 밸브위치(22a,22b)를 개방하고, 배출포트(EA 또는 EB)로부터 출력포트(A 또는 B)로 향하는 배기의 역방향흐름에 대해서는, 립(26b)이 배기압으로 밸브위치(22a 또는 22b)에 눌러 붙여지는 것에 의해 상기한 밸브위치를 폐쇄한다.
또한, 상기한 시일부재(26A)에는, 부착부(26a)의 내외 양측면에 복수의 절결홈(29a)이 방사상으로 잘라져서 설치됨과 함께, 립(26b)의 선단에도 복수의 절결홈(29b)이 방사상으로 잘라져서 설치되어 있다. 상기한 부착부(26a)의 절결홈(29a)은, 부착부(26a)를 밸브봉(23)의 주위홈 내에 감입했을 때 상기한 주위홈 내에 공기가 봉쇄되는 것을 방지하고, 상기한 공기로 시일부재(26A)가 떠오르는 것을 방지하기 위한 것이다. 한편, 립(26b)의 선단의 절결홈(29b)은, 상기한 립(26b)이 휘었을 때 부착부(26a)에 밀착해서 오목부(26c)내로 공기가 봉쇄되는 것을 방지하는 것이다.
상기한 수동조작상자(16)에는 제1피스톤실(31a)이 형성되고, 엔드플레이트(17)에는, 상기한 제1피스톤실로부터 소경의 제2피스톤실(31b)이 형성되어 있다. 이들 피스톤실에는 각각 제1피스톤(32a)과 제2피스톤(32b)이 기밀하게 미끄럼운동이 가능하게 삽입되어 있고, 제1피스톤실(31a)은 파일럿출력통로(34)에, 제2피스톤실(32b)은 파일럿통로(19)에, 각각 연통하고 있다.
또한, 파일럿밸브부(12)는, 파일럿공급포트, 파일럿출력포트 및 파일럿배기포트(포트는 모두 도면의 표시는 생략한다)를 갖추고, 솔레노이드(12a)의 여자와 그 해제에 의해, 파일럿출력포트를 파일럿공급포트와 파일럿배기포트로 전환해서 연통시키는, 주지의 상폐형(3) 포트전자(電磁)밸브로서 구성되어 있다.
그리고, 파일럿공급포트는 파일럿공급통로(33)에 의해서 파일럿통로(19)에, 파일럿출력포트는 파일럿출력통로(34)에 의해서 제1피스톤실(31a)에, 파일럿배기포트는 파일럿배기통로(35)에 의해 외부로, 각각 연통되어 있다.
또한, 상기한 수동조작상자(16)에는, 보통때는 스프링(36)의 부세력에 의해 위로 움직여서, 파일럿공급유로(33)와 파일럿출력통로(34)의 연통을 차단하고, 압압에 의해 이들 파일럿통로(33,34)를 연통시키는 수동조작부(37)가 삽입되어 있다.
따라서, 정전 등에 의해서 파일럿밸브부(12)에 의한 주밸브부(11)의 구동이 불가능할 때는, 수동조작부(37)에 의해서 밸브본체(20)를 구동할 수 있다.
도 2에 도시한 바와 같이, 상기한 매니폴드베이스(13)는, 길이방향의 공급유로(39) 및 배출유로(40a,40b)와, 한쪽면에 개구하는 출력개구(41a,41b)를 갖추고, 이들 출력개구에, 튜브(도면의 표시는 생략한다)를 삽입하면 상기한 튜브를 계지하고, 릴리스푸시를 압압하면 튜브의 계지가 해제되어서 샘플을 뽑아낼 수 있는, 이른바 급속식 관이음새(42)가 설치되어 있다.
또한, 상기한 유로(39, 40a, 40b) 및 출력개구(41a,41b)는 모두 밸브설치면(13a)에 개구하고, 밸브설치면(13a)에 가스킷(43)을 올려놓고, 부착나사(44,44)에 의해서 전환밸브(10)를 부착하면, 전환밸브(10)의 각 포트가 각각 매니폴드베이스(13)의 대응하는 개구에 연통한다.
또한, 도시된 매니폴드베이스는, 전환밸브의 연설수에 대응하는 길이를 가지고 있지만, 각각이 전환밸브를 설치한 베이스를 복수개 연설할 수도 있다.
상기한 전환밸브(10)는, 솔레노이드(12a)의 여자가 해제되어 있을 때는, 제2피스톤실(31b)에 공급되어 있는 파일럿 유체압에 의해 제2피스톤(32b)과 밸브본체(20)가 도면에 있어서 왼쪽으로 움직여서, 공급포트(P)와 출력포트(B) 및 출력포트(A)와 배출포트(EA)가 연통하므로(도 1의 밸브본체(20)의 상반분 참조), 출력포트(B)로부터 압축공기가 출력된다.
솔레노이드(12a)를 여자하면, 파일럿출력포트로부터 제1피스톤실(31a)에 파일럿유체가 출력되므로, 제1, 제2피스톤간의 경차에 의해 제1피스톤(32a)과 밸브본체(20)가 도면에서의 오른쪽으로 움직여서, 공급포트(P)와 출력포트(A) 및 출력포트(B)와 배출포트(EB)가 연통하므로(도 1의 밸브본체(20)의 하반분 참조), 출력포트(A)로부터 압축공기가 출력된다.
또한, 파일럿밸브부(12)에 의한 밸브본체(20)의 구동을 할 수 없게 되었을 때는, 수동조작부(37)를 압압하면 밸브본체(20)가 도면에서의 오른쪽으로 움직이고, 수동조작부(37)의 압압을 해제하면 밸브본체(20)가 도면에서의 왼쪽으로 움직인다.
상기한 전환밸브(10)에 있어서, 출력포트(A 또는 B)에서 배출포트(EA 또는 EB)로 향해서 배기가 배출되고 있을 때는, 도 4에 한쪽의 역류방지수단(26)으로 대표적으로 도시한 바와 같이, 배기압에 의해 시일부재(26A)의 립(26b)이 밀려 열려져서 제3밸브위치(22a) 또는 제4밸브위치(22b)를 개방하므로, 배기는 자유롭게 유출할 수 있다. 한편, 매니폴드베이스(13)의 배출유로(40a 또는 40b)를 흐르는 배기가 전환밸브(10)의 배출포트(EA 또는 EB)로 역류하면, 도 5에 도시한 바와 같이, 이 역류배기압에 의해 시일부재(26A)의 립(26b)이 제3밸브위치(22a) 또는 제4밸브위치(22b)로 눌러 붙여지기 때문에, 배출포트(EA 또는 EB)와 출력포트(A 또는 B)의 사이는 차단된다. 이 결과, 전환밸브(10)에서의 배기의 역류는 확실히 방지되고, 배기의 역류에 의한 작동기기의 오작동을 없앨 수 있다.
도 6은 역류방지수단을 구성하는 립형 시일부재의 변형예를 도시하는 것으로, 상기한 시일부재(26A)가, 부착부(26a)의 폭을 넓게 하는 것에 의해서 그 단면형상을 V자형으로 하고 있는 것에 대해서, 이 시일부재(26B)는, 부착부(26a)의 폭을 좁게 해서, 이 부착부(26a)로부터 립(26b)을 경사방향으로 연출시켰을 뿐인 단순한 단면형상으로 하고 있는 점이 서로 다르다. 또한, 이 시일부재(26B)에 있어서도, 부착부(26a)에 시일부재(26B)의 부상을 방지하는 절결홈(29a)이 설치되어 있다.
이 시일부재(26B)에 의한 역류방지작용은, 상기한 시일부재(26A)에 의한 역류방지작용과 실질적으로 같으므로, 그 설명은 생략한다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 제2실시예를 나타내는 것으로, 이 제2실시예의 전환밸브(50)는, 밸브본체(51)에서의 제1, 제2시일부재(53a,53b)와, 제3, 제4시일부재(54a,54b)와, 역류방지수단(26,26)과의 부착위치가, 제1실시예의 밸브본체(20)와 상이하다.
그러나, 그 이외의 구성 및 역류방지수단(26,26)이 배기의 역류를 방지하는 작용은, 상기한 제1실시예의 전환밸브(10)와 실질적으로 같으므로, 주요 동일구성부분에 동일한 부호를 붙여서 상세한 설명은 생략한다.
그리고, 이 제2실시예의 역류방지수단(26)에는, 도 6에 도시하는 구조의 시일부재(26B)가 사용되고 있지만, 도 3에 도시하는 구조의 시일부재(26A)를 사용해도 물론 좋다.
또한, 본 발명의 전환밸브는, 도 1에 도시하는 싱글파일럿식 전환밸브(10)에 한정되는 것이 아니고, 도 2에 나타내는 바와 같이, 2개의 파일럿밸브부(12A,12B)를 갖는 더블파일럿식 전환밸브(10A)도 좋고, 혹은, 유체압구동의 파일럿밸브부를 갖는 전환밸브에 한하지 않고, 솔레노이드 등으로 밸브본체를 직접 구동하는 직동형 전환밸브로 할 수도 있다.
더욱이, 상기한 각 실시예에서는, 전환밸브의 밸브본체가 스풀식이지만, 포핏식 밸브본체도 좋고, 또한, 전환밸브는, 매니폴드베이스를 사용하지 않는 직접배관형의 전환밸브라도 좋다.
본 발명의 전환밸브에 의하면, 밸브본체에 역류방지수단을 직접 조립하는 것에 의해, 특수하고 값비싼 가스킷을 사용하는 일이 없고, 또한, 전환밸브가 직접배관형이나 또는 매니폴드배관형 등과 같은 배관형식에도 관계없이, 배출포트로부터 출력포트로의 배기의 역류를 확실히 방지할 수가 있다.
그 밖에도, 시일에 방향성을 가지는 일반적인 립형 시일부재를 밸브본체에 부착하는 것에 의해, 전환밸브에 역류방지수단을 간단히 부착할 수 있다.

Claims (2)

  1. 압력유체의 공급포트(P), 출력포트(A,B) 및 배출포트(EA,EB)와, 이들 포트가 개구하는 밸브구멍과, 상기한 밸브구멍에 이동가능하게 삽입된 밸브본체(20,51)를 갖추고, 상기 밸브본체(20,51)의 이동에 의해 상기 출력포트(A,B)를 공급포트(P)와 배출포트(EA,EB)로 전환해서 연통시키는 전환밸브(10)에 있어서, 상기한 밸브본체(20,51)의 외측둘레에, 출력포트(A,B)와 배출포트(EA,EB)와의 사이의 유로를 개폐하는 시일부재(25a,25b,54a,54b)와는 별도로, 그 시일부재(25a,25b,54a,54b)가 상기유로를 개방했을 때에 밸브구멍내(18)를 출력포트로부터 배출포트로 향하는 배기의 순방향흐름은 허용하지만, 이것과 반대방향으로 향하는 배기의 역류는 저지하는 역류방지수단(26,26)이 조립되어 있는 것을 특징으로 하는 역류방지수단이 부착된 전환밸브.
  2. 제1항에 있어서, 상기한 역류방지수단이, 앞이 넓은 형태로 경사하는 가용성 시일립을 갖춘 고리형상의 립형 시일부재로 이루어져 있어, 이 시일부재가, 상기한 립을 배출포트쪽으로 향하게 함과 상기한 립의 선단을 밸브구멍 내주면에 밀접시킨 상태에서 상기한 밸브본체에 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 역류방지수단이 부착된 전환밸브.
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