KR100363229B1 - 복합 기능 안전밸브 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 일정 규모 이상의 지진발생 및 관로의 파열로 인한 급격한 압력 변화 등을 감지하여 관로를 자동으로 차단하여 그로 인한 2차 사고를 예방 할 수 있는 복합 기능 안전밸브에 관한 것이다.
종래에는 지진발생 시에만 작동하는 하나의 기능만을 갖는 밸브가 채용되거나 외부의 전원 또는 내부 전원(전지)에 의한 방법(전기작동 센서)에 의한 감지와 차단(솔레노이드)이 이루어지게 됨에 따라 하나의 기능만으로 차단되므로 관로 파열로 인한 사고 시 작동하지 못하거나 외부전원 및 내부 전원의 이상으로 인하여 작동이 되지 않는 등, 대형 안전 사고의 위험에 노출되는 것을 해결하기 위하여 유체가 흐르는 유입구(11) 및 유출구(12)와 밸브디스크(30)가 밀착되어 유로를 차단시킬 수 있는 밸브시트(13)로 구성된 본체(10)와 지진을 감지하는 지진감지장치(40) , 유입구(11) 및 유출구(12)의 압력 변화를 감지하는 차압감지장치(50)로 구성되어있고, 지진감지장치(40)와 차압감지장치(50)에서 감지되어 유체를 차단 시켜야될 조건(지진의 세기 나 차압의 설정치)을 충족했을 때 그것을 전달하여 밸브디스크(30)를 작동시켜 주는 레버기구(60) 및 회전 캠(70), 회전링크(80)를 포함하는 복합 기능 안전밸브가 제공된다.
따라서, 일정 규모 이상의 지진이나 진동의 발생 시 관로가 차단되어 안전 사고의 발생이 미연에 방지되고, 2차측 관로의 파손이나 가스 기기 등의 파손으로 인한 차압의 발생 시에도 관로가 차단됨은 물론 1차측 관로의 파열이나 누설로 인하여 압력이 설정 압력 이하로 공급될 경우에도 관로가 차단되므로 역류가 방지되어 안전 사고의 발생이 방지되며, 전원이 인가되지 않고 작동이 이루어짐으로써 외부전기 선로 이상이나 내부 전지의 이상 등으로 인한 오작동의 발생이 전혀 없게 된다.

Description

복합 기능 안전밸브{Safty-valve having multi-function}
본 발명은 복합 기능 안전밸브에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하나의 장치에 의해 지진 감지, 과류에 의한 차압 등의 압력 변화에 대응하여 자동적으로 관로가 차단되는 복합 기능 안전밸브에 관한 것이다.
일반적으로 액체 또는 기체 등의 유체가 유동되는 관로에는 지진이나 외부로부터의 급격한 진동 등에 작동하는 지진밸브가 설치되고 있으며, 관로내의 급격한 압력의 상승이 발생하였을 경우 그 압력을 일정하게 유지시켜주는 밸브, 예컨대 안전 밸브(릴리이프 밸브) 등이 설치되며, 이러한 밸브는 하나의 기능, 즉 지진에는 작동하나 관로의 파열등으로 인한 압력의 급격한 변화에는 관로를 차단하지 못하며, 관로의 급격한 압력 상승 시 설정압력수준이 될때까지 외부로 유체를 방출하여 압력을 유지시켜주는 역할을 하지만 관로의 파열로 인한 급격한 압력저하 시에는 관로를 차단하여 유체의 누출을 막을 수 있는 역할을 하지 못하므로 그로 인한 2차대형 안전 사고의 위험이 내재되어 있다.
따라서, 본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점들을 해결 하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 관로의 파열로 인한 유체 압력의 급격한 변화는 물론 일정규모 이상의 지진이나 진동 등에도 관로가 자동적으로 차단되도록 하여 안전 사고의 발생을 미연에 방지함과 동시에 작동이 확실하게 이루어지는 복합 기능 안전밸브를 제공하는데 있다.
도 1은 본 발명에 의한 복합 기능 안전밸브를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명에 의한 복합 기능 안전밸브를 나타내는 전체 단면도이다.
도 3은 본 발명에 의한 복합 기능 안전밸브의 작동 상태를 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명에 의한 복합 기능 안전밸브를 나타내는 부분 횡단면도이다.
도 5는 본 발명에 의한 복합 기능 안전밸브를 나타내는 부분 종단면도이다.
도 6은 본 발명에 의한 C부분을 나타내는 확대 단면도이다.
도 7은 본 발명에 의한 복합 기능 안전밸브의 밸브디스크의 작동상태도이다.
도 8은 본 발명에 의한 레버기구의 부품 구성도 이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10: 본체 11: 유입구
12: 유출구 13: 밸브 시트
20: 밸브 커버 21: 돌기
22: 베이스판 30: 밸브디스크
31: 패킹 32: 회전 아암
33: 걸림홈 34: 리셋축
35: 코일스프링 36: 리셋디스크
37: 압축코일 코일스프링 40: 지진 감지장치
41: 볼 받침대 42: 감지부재
43: 판스프링 44: 스틸 볼
50: 차압 감지장치 51: 유입구 압력 챔버
52: 유출구 압력 챔버 53: 다이아프램
54: 실린더 로드 60: 레버기구
61: 레버 62: 레버연결구
70: 회전 캠 80: 회전링크
82: 고정구 90: 차압 측정용 연결관
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 복합 기능 밸브는, 유체가 흐르는 단면적이 서로 다르게 구성하여 관로에 압력 변화가 발생하였을 경우 즉시 압력의 차이가 발생하도록 설계된 유입구(11) 및 유출구(12)와 밸브디스크(30)가 밀착되어 유로를 차단시킬 수 있는 밸브시트(13)로 구성된 본체(10)와, 상기 밸브시트(13)의 상측에 회전 가능한 힌지로 결합되어있는 회전 아암(32)과 그 회전 아암(32)에 부착되어있는 밸브디스크(30), 상기 본체(10)로 전달되는 지진을 감지하는 지진감지장치(40)와 상기 유입구(11)를 전진부와 연결되고 유출구(12)를 후진부에 연결하여 유입구(11) 및 유출구(12)의 압력 변화를 감지하는 차압감지장치(50)로 구성되어있고, 지진감지장치(40)와 차압감지장치(50)에서 감지되어 유체를 차단 시켜야될 조건(지진의 세기 나 차압 설정치)이 충족했을 때 그것을 전달하여주는 레버기구(60) 및 회전 캠(70)으로 구성되어 있어 지진이나 차압이 발생했을 때 지진감지장치(40) 및 차압감지장치(50)의 작동에 따라 밸브디스크(30)를 선택적으로 작동시켜 관로를 차단시키는 회전 링크(80)를 포함하는 복합 기능 밸브가 제공된다.
따라서, 일정 규모 이상의 지진이나 진동의 발생 시 관로가 차단되어 안전 사고의 발생이 미연에 방지되고, 2차측 관로의 파손이나 가스 기기 등의 파손으로 인한 차압의 발생 시에도 관로가 차단됨은 물론 1차측 관로의 파열이나 누설로 인하여 압력이 설정 압력 이하로 될 경우에도 관로가 차단되어 역류를 방지하도록 하여 유체의 누출로 인한 안전 사고의 발생이 방지되며, 별도의 전원 공급이 되지 않아도 작동이 이루어짐으로써 전기 선로 이상이나 전지의 전압 강하 등으로 인한 오작동의 발생이 전혀 없게 된다.
또한 본발명에 의한 지진이나 압력의 변화에 따른 관로 차단 이후 에도 간편하게 레셋축(34)을 움직여 기 작동된 밸브디스크(30)를 원위치로 복구할 수 있는 발명인 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 더욱 상세히 설명한다.
도 1 은 본 발명에 의한 복합 기능 안전밸브를 나타내는 전체 사시도 로서,상측의 밸브커버(20) 내에는 지진감지장치(40) 및 차압감지장치(50)가 형성되어 있고, 하측에는 밸브의 본체(10)가 형성되어 있다.
상기 본체(10)의 하측에는 일측에 유체가 유입되는 유입구(11)가 형성되어 있고, 그 반대측에는 유입된 유체가 배출되는 유출구(12)가 각각 형성되어 있다.
그리고, 상기 유입구(11)와 유출구(12)의 사이에는 밸브시트(13)가 형성되어 있고, 상기 밸브시트(13)의 상측에는 지진이나 진동의 발생 시 또는 유입구(11) 및 유출구(12)의 급격한 압력 변화 등에 상기 밸브시트(13)를 폐쇄시키는 밸브디스크(30)가 회전운동 가능케 결합되어 있다.
상기 밸브디스크(30)는 밸브시트(13)의 상측에 코일 스프링(35)에 의해 탄성력을 받도록 힌지 결합된 회전암(32)에 결합되어 있으며, 상기 코일 스프링(35)은 밸브디스크(30)가 밸브시트(13) 측으로 탄성력을 가하여 밀착되도록 한다.
그리고, 상기 밸브디스크(30)는 밸브시트(13)를 폐쇄시킬 때 유체가 유통되지 않도록 기밀을 유지하기 위하여 패킹(31)이 결합되어 있으며, 상기 회전암(32)의 선단에는 걸림홈(33)이 형성되어 있다.
한편, 상기 본체(10)의 상측, 즉 밸브디스크(30)의 상측에는 지진 등에 의한 진동을 감지하는 지진감지장치(40)가 밸브커버(20)내에 구비된다.
상기 지진감지장치(40)는 횡 방향으로 고정된 베이스판(22) 상에 설치되는데, 상기 베이스판(22)에는 중앙이 회전 가능케 지지된 레버기구(60)가 설치되어 있고, 상기 레버기구(60)의 일단에는 감지부재(42)가 힌지 결합되어 있으며, 상기 감지부재(42)의 하측에는 판 스프링(43)이 설치되어 있고, 상기 감지부재(42)는 일측이 개방된 볼 받침대(41) 내에 위치되어 있다.
상기 감지부재(42)의 상측에는 스틸 볼(44)이 안착되는데, 상기 스틸 볼(44)은 감지부재(42)에 하중을 전달하여 하측의 판 스프링(43)을 압축시킴으로써 안착된 상태를 유지하게 된다.
한편, 상기 레버기구(60)의 타측에는 복수 개의 링크(62)(83)가 힌지 결합되고, 상기 회전링크(80)는 베이스판(22)의 고정구(82)에 힌지 결합되며, 상기 레버기구(62)는 중앙이 고정된 회전 링크(40)의 일단에 힌지 결합되어 있다.
그리고, 상기 레버기구(60)의 회전 링크(80)에는 중앙이 회동 가능케 고정구(82)에 힌지 결합된 또 다른 레버(83)의 선단이 힌지 결합되며, 상기 회전 링크(80)의 타단에는 핀(80a)이 돌출되어 있고, 상기 핀(80a)은 상기 회전 아암(32)의 걸림홈(33)에 걸려져 선택적으로 이탈됨으로써 밸브 디스크(30)를 회전 밸브시트(13)에 밀착시켜 관로를 폐쇄시키게 된다.
상기 밸브디스크(30)에는 리셋디스크(36)와 압축코일스프링(37)이 평와셔와 볼트로 조립된 상태로 회전아암(32)에 결합되며 회전 아암(32)은 리셋축에 코일스프링(35)와 결합되어 조립된다.
상기 본체(10)의 밸브커버(20)에는 중간 블록이 형성되어 지진감지장치(40)의 스틸 볼이 이탈하지 않고 다시 제 위치로 돌아오도록 돌기(21)가 하측으로 돌출 형성되어 있다.
상기 밸브커버(20) 내의 다른 일측에는 차압 감지장치(50)가 형성되고, 차압감지장치(50)는 유출구(12)와 연결된 유출구 압력 챔버(52)와 유입구(11)와 연결된유입구 압력 챔버(51)가 구분 결합되어 형성되며, 그 내부에 다이어프램(53)에 결합된 실린더 로드(54)가 관통하여 결합 설치되고, 실린더 로드 선단은 회전 캠(70)과 힌지로 결합된다.
상기 실린더로드(54)에는 오링으로 유체의 누설을 방지하도록 하였다.
그리고, 상기 유입구(11)와 유입구 압력 챔버(51)는 압력이 전달되도록 연결관(90)으로 연결되며 본 밸브가 적용되는 관로의 사용압력(유출구(12)의 압력과 동일한 압력)에 따라 밸브의 작동 압력을 설정할 수 있는 압력 조절밸브(92)와 압력계(94)가 설치되고, 유출구(12)와 유출구 압력 챔버(52)는 압력이 전달되도록 연결관(91)으로 연결되며 유출구(12)의 압력을 측정할 수 있도록 압력계(93)가 설치된다.
이와 같이 구성된 본 발명에 의한 복합 기능 안전밸브는 유입구(11) 및 유출구(12)에 각각 관로가 접속된 후 액체 또는 기체 등의 유체가 흐르게 된다.
그리고, 유체가 흐르는 중에 지진이나 진동이 발생되면 스틸 볼(44)이 유동하게 되는데, 이때 상기 스틸 볼(44)이 감지부재(42)로부터 이탈하게 되면, 스프링(43)의 탄성력에 의해 상기 감지부재(42)가 상측으로 상승함과 동시에 레버(61)가 소정의 각도로 회전 운동하게 된다.
즉, 상기 레버(61)의 좌측이 상향하면 그 반대측은 하향하게 되는데, 이때 레버(61)의 작동에 의해 레버연결구(62)에 전달된 회전력은 회전링크(80)로 전달되어 상기 회전링크(80)가 소정의 각도로 회전되면 핀(80a)에 걸려져 있던 걸림홈(33)이 이탈됨으로써 회전 아암(32)은 자유로운 상태가 되고, 이에 따라 상기 회전 아암(32)에 설치된 코일 스프링(35)의 탄성력에 의해 밸브디스크(30)는 밸브시트(13)를 향하여 회전되어 그 밸브시트(13)와 긴밀하게 밀착된다.
상기 밸브시트(13)에 밀착된 밸브디스크(30)는 패킹(31)에 의해 기밀을 유지하게 됨으로써 유체의 흐름을 차단하게 되고, 이에 따라 지진이나 진동 등의 발생 시에 유체가 누출됨으로써 발생되는 가스나 유해 물질의 누출에 의한 제2의 안전 사고 발생을 방지하게 되는 것이다.
한편, 과류의 발생이나 1차측의 압력이 저하될 시의 작동과정을 설명하면 다음과 같다.
유출구(12) 측의 압력이 설정 압력 이하로 저하되면(과류로 인한 압력저하 시) 유출구 연결관(91)을 통하여 유출구 압력 챔버(52) 내로 즉시 그 압력이 전달된다. 이때 유입구 압력 챔버(51)의 압력이 유출구 압력 챔버(52)의 압력보다 높으므로 다이아프램(53)과 실린더로드(54)는 유출구 챔버(52)쪽으로 움직이게 되어 상기 실린더 로드(54) 선단에 결합된 회전 캠(70)을 반-시계방향으로 회전시키게 된다. 이때 회전 캠(70)의 회전각도가 설정각도를 초과하게 되면 레버연결구(62)를 밀게된다. 이때 레버연결구(62)의 작동에 의해 회전링크(80)로 전달되어 상기 회전링크(80)가 소정의 각도로 회전되면 핀(80a)에 걸려져 있던 걸림홈(33)이 이탈됨으로써 회전 아암(32)은 자유로운 상태가 되고, 이에 따라 상기 회전 아암(32)에 설치된 코일 스프링(35)의 탄성력에 의해 밸브디스크(30)는 밸브시트(13)를 향하여 회전되어 그 밸브시트(13)와 긴밀하게 밀착된다.
반대로 유입구(12)측(1차 측)의 압력이 규정 압력 이하로 저하되면 유입구연결관(90)을 통하여 유입구 압력 챔버(51) 내로 즉시 그 압력이 전달된다. 이때 유출구 압력 챔버(52)의 압력이 유입구 압력 챔버(51)의 압력보다 높으므로 다이아프램(53)과 실린더로드(54)는 유입구 챔버(51)쪽으로 움직이게 되어 상기 실린더 로드(54) 선단에 결합된 회전 캠(70)을 시계방향으로 회전시키게 된다. 이때 회전 캠(70)의 회전각도가 설정각도를 초과하게 되면 레버연결구(62)를 밀게 되고, 이때 레버연결구(62)의 작동에 의해 회전링크(80)로 전달되어 상기 회전링크(80)가 소정의 각도로 회전되면 핀(80a)에 걸려져 있던 걸림홈(33)이 이탈됨으로써 회전 아암(32)은 자유로운 상태가 되고, 이에 따라 상기 회전 아암(32)에 설치된 코일 스프링(35)의 탄성력에 의해 밸브디스크(30)는 밸브시트(13)를 향하여 회전되어 그 밸브시트(13)와 긴밀하게 밀착된다.
또한 지진이나 차압의 발생에 따른 밸브디스크(30)가 관로를 차단 후 원위치로 다시 복귀시키고자 할 경우에는 리셋축(34)을 반-시계방향으로 회전시키면 회전아암(32)에 의해서 리셋디스크(36)가 유입구(11)쪽으로 이동하면서 관로가 열리게 되며, 이때 유체가 유출구(12)쪽으로 흘러 들어가 유입구(11)와 유출구(12)의 압력차이를 대등하게 하여 밸브디스크(30)에 작용하는 유체의 압력을 줄여주게 되므로 밸브시트(30)의 복귀가 쉽도록 해주는 구조로 되어있으며 복구가 완료되면 압축코일스프링(37)에 의해 리셋디스크(36)와 밸브디스크(30)는 서로 긴밀하게 밀착 되어 작동시 누설이 없도록 유지된다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 일정 규모 이상의 지진이나 진동의 발생시 관로가 차단되어 안전 사고의 발생이 미연에 방지되고, 2차측 관로의 파손이나 가스 기기 등의 파손으로 인한 과류의 발생 시에도 관로가 차단됨은 물론 1차측 관로의 파열이나 누설로 인하여 압력이 설정 압력 이하로 공급될 경우에도 관로가 차단되어 역류가 방지되므로 안전 사고의 발생이 방지되며, 전원이 인가되지 않고 작동이 이루어짐으로써 전기 선로 이상이나 전지의 전압 강하 등으로 인한 오작동의 발생이 전혀 없을 뿐만 아니라 손쉽게 밸브장치를 원 위치로 복구시킬 수 있는 등의 여러 가지 효과가 있다.

Claims (7)

  1. 유체가 흐르는 유입구(11) 및 유출구(12)를 가지고 밸브시트(13)가 형성된 밸브의 본체(10);
    상기 밸브시트(13)의 상측에 개폐 가능케 힌지로 결합된 회전 아암(32) 및 밸브디스크(30);
    상기 본체(10)로 전달되는 지진 등을 감지하는 지진감지 장치(40);
    상기 유입구(11) 및 유출구(12)의 압력 차이를 감지하여 작동되도록 한 차압감지 장치(50);
    상기 지진 감지장치(40) 및 차압감지장치(50)의 작동에 따라 밸브디스크(30)를 선택적으로 작동시켜 관로를 차단시키는 레버기구(60) 및 회전 링크(80)를 포함하는 복합 기능 안전밸브.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 지진감지장치(40)는 스프링(43)에 의해 지지된 감지부재(42)와, 상기 감지부재(42)의 외측에 설치된 볼 받침대(41)와, 상기 감지부재(42)의 상측에 안착된 스틸 볼(44)을 포함하고, 상기 감지부재(42)에는 레버(61),레버연결기구(62) 및 회전링크(80)로 힘을 전달하는 레버기구(60)가 결합된 것을 특징으로 하는 복합 기능 안전밸브.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 밸브본체(10)의 유입구(11) 및 유출구(12)연결관(90,91)에 의해서 차압감지 장치(50)와 연결되고, 상기 연결관(90,91)에는 압력계가 접속되며, 상기 연결관(90)에는 적용 관로의 압력에 따라 작동압력을 설정하는 압력 제어밸브(92)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 복합 기능 안전밸브.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 밸브디스크(30)는 코일 스프링(34)에 의해 탄성력을 받는 회전 아암(32)에 결합되고, 상기 회전 아암(32)에는 회전 링크(80)의 핀(80a)에 걸려지는 걸림홈(33)이 형성된 것을 특징으로 하는 복합 기능 안전밸브.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 차압감지장치(50)는 유입구(11) 및 유출구(12)의 압력차이에 따라 다이아프램(53)의 움직임으로 인하여 실린더로드(54)가 작동하여 회전캠(70)을 작동하게 되며, 상기 회전캠(70)이 레버기구(60)와 결합된 것을 특징으로 하는 복합 기능 안전밸브.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 본체(10)의 유입구(11)와 유출구(12)는 단면적을 서로 다르게 구성하여 유체의 압력이 서로 다르게 유지되는 것을 특징으로 하는 복합 기능 안전밸브.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 차단된 밸브디스크(30)의 복구 시 작동을 원할히 할수 있도록 리셋디스크(36) 및 압축코일스프링(37)이 구성된 것을 특징으로 하는 복합 기능 안전밸브.
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