KR100384587B1 - 워터제트직기의 왕복펌프용 흡입토출밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 워터제트직기용 흡입토출밸브의 개량에 관한 것으로서, 특히 개폐변의 무게를 경량화하여 고속작동 및 내구성향상과 유체의 유동저항 및 공동현상 (cavitation)을 최소화하며, 개폐가 완벽하게 이루어질 수 있도로 한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 몸체(102)와 밸브시트(138)을 카프링(104)로 조립구성하되, 몸체(102)내저면에는 돌출관(114)이 구성된 지지홀더 (110)를 형성하고, 돌출관(114)상에는 합성수지로 된 접리부(134)와 경질의 금속받침부(128)로 된 개폐변(122)을 승강가능케 결합하고 개폐변(122)의 접리부(134)가 밸브시트(138)의 저면에 접리되게 하여서 된 것이다.

Description

워터제트직기의 왕복펌프용 흡입토출밸브{Valve for reciprocating pump of water jet loom}

본 발명은 워터제트직기의 왕복펌프용 흡입배출밸브의 개량에 관한 것으로서, 특히 펌프의 압력편차를 최소화함과 동시에, 고속작동에도 견디는 내구성 및 공동현상(cavitation)을 최소화하고, 펌프의 효율을 극대화 시킬 수 있는 구조로 한 것이다.

워터제트직기의 왕복펌프용 흡입토출밸브에 대하여는 본 발명의 출원인이 워터제트직기용 체크밸브로 여러건 선출한 것들이 있으며, 그 중 한예를 들면 실용신안등록출원제98-11977호 "유체의 분사공급을 위한 워터제트직기용 체크밸브"이다.

상기 선출원한 고안의 기술적 구성을 설명하면 도5에서와 같다.

즉 일정량의 유체를 일정한 방향으로 통과시키기 위한 체크밸브를 구성함에 있어서, 금속으로 구성된 하부몸체(6)의 내면 중앙에 봉체(26)와 머리부(48)로 구성된 개폐변(8)을 안치하되, 상기 머리부(48)의 중앙에는 유선형 돌출부(34)를 구성하고, 봉체(26)의 외면에는 곡면돌부를 구성하고, 상부몸체(4)내에 끼워지면서 개폐변(8)이 접리하는 밸브시트(10)의 유입공(36)상에는 곡면부(44)와 수직부(46)가 형성되게 하므로서, 수직부(46)와 개폐변(8)의 머리부(48)사이에 공간(50)이 형성되게 하여서 된 것이다.

따라서 상기한 구성의 체크밸브는 종래 체크밸브의 문제점인 유체의 밸브내 유입시 고속흐름부에 요철부가 위치하므로 유체의 공동현상이 발생하였으며, 통과유량을 많게 하기 위하여 개폐변의 접리부가 경사면이므로 승강거리를 더 길게 하여야 하므로 신속한 개폐작동에 장애가 된다.

또한 펌핑시 개폐변의 요동량이 많아 개폐시기의 불균일로 인해 펌핑압력이 편차가 생기는 등의 문제점이 있다.

또한 봉체(26)의 직경보다 나사공(12)의 직경이 작아 안내홈(14)에 유체의 출입이 월활치 못한 관계로 개폐변(8)의 고속작동에 영향을 주고 불규칙해지며, 하부몸체(6)의 제작과정에서 버(Burr)제거의 어려움이 있었다.

뿐만 아니라, 체크밸브(2)내에 장치되면서 유체를 통제시키기 위한 수단으로서 접촉부가 원추형으로 구성된 개폐변(8)이 승강하여 밸브시트(10)의 만곡진 원형요입공에 접촉되게 하므로서 유체의 출입이 통제되는 구성이다.

따라서 고속승강하는 운동에서 비중이 큰 금속으로 된 개폐변(8)은 승강에 어려움(고속회전에 부적합)이 있을뿐 아니라, 금속개폐변이 고속, 연속적으로 시트(10)를 강타하게 되므로 밸브시트(10)와 개폐변(8)의 접리부가 선접촉이므로 마모현상이 쉽게 일어나고, 그후 작동과정에서 개폐변(8)이 일측에 편중될 경우 유체의 완벽한 차단이 어려워 누수현상이 발생하게 되는 등의 문제점이 있는 것이었다.

본 발명은 이러한 종래의 제반 문제점을 시정하고자 워터제트직기에 장치하여 위사위입을 위한 분사수의 흡입토출밸브를 구성함에 있어서, 개폐변의 고속회전에도 무리없이 원활한 승강작동이 이루어지게 함과 동시에 편마모현상을 방지하고, 공동현상을 최소화하며, 또한 개폐변의 승강시 충격을 최소화할 수 있게 하여 내구성을 향상하되, 사용으로 인한 마모시에도 항상 완벽한 개폐작동을 하게 한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 승강작동하는 개폐변의 무게를 경량화하여 고속 승강운동에 무리가 없게 하고, 동시에 개폐변과 직접 접촉하는 밸브시트의 재질은 경질의 세라믹재질로 구성되게 하되, 개폐변과 밸브시트의 접촉을 평면적인 면접촉으로 구성하여 개폐변이 밸브시트에 연속적인 강타에도 접촉면에서의 단위면적당 압력을 낮추어 마모현상을 줄이므로서, 사용수명을 연장하고, 효율적인 유체의 유입과 차단이 이루어지게 하며, 또한 밸브의 제작이 용이하게 이루어질 수 있도록 한 것이다.

도 1 : 본 발명 밸브의 단면구성도.

도 2 : 본 발명 밸브의 단면구성도로서, 개폐변이 하강한 상태도.

도 3 : 본 발명 밸브의 분해사시도.

도 4 : 본 발명의 사용상태도.

도 5 : 종래 밸브의 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

(100)--흡입토출밸브 (102)--몸체

(104)--카프링 (106)--결합부

(108)--내향경사면 (109)--경사면

(110)--지지홀더 (112)--통공

(114)--돌출관 (116)--유출장공

(118)--요입부 (120)--걸림턱

(122)--개폐변 (124)--스프링

(126)--승강자루부 (128)--받침부

(130)--중공부 (132)--연결체

(134)--접리부 (136)--요입부

(138)--밸브시트 (140)--유입공

이하 본 발명의 실시예를 첨부도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

도1은 본 발명에서 제공하고자 하는 워터제트직기용 흡입토출밸브(100)의 단면구성도로서, 몸체(102)와 밸브시트(138)를 카프링(104)로 결합구성하되, 이들의 구성은 다음과 같다.

즉 몸체(102)내면 아랫쪽에 결합부(106)를 구성하고, 상부에는 내향경사면 (108)이 구성되어 있고, 결합부(106)에는 지지홀더(110)를 결합하되, 지지홀더 (110)상부 중앙에는 통공(112)이 뚫린 돌출관(114)을 돌출구성하고, 지지홀더(110)테두리에는 원호상으로 길게 구성된 유출장공(116)이 뚫려져 있고, 내면하단에는 내향요입된 요입부(118)를 구성하되, 요입부(118)하단에는 걸림턱(120)이 돌출구성되어 있으며, 상기 지지홀더(110)의 돌출관(114)에 구성된 통공(112)에는 개폐변 (122)이 승강가능케 설치되어 있고, 개폐변(122)과 지지홀더(110)사이에는 스프링 (124)이 탄력설치되어 있다.

상기 개폐변(122)의 구성은 다음과 같다.

즉 하단에 걸림턱(125)이 형성된 승강자루부(126)상에 경사면(109)이 형성된 받침부(128)를 구성하되, 승강자루부(126)내면에는 중공부(130)를 형성한다.

승강자루부(126)의 중공부(130)와 받침부(128) 상면에는 연결체(132)와 접리부(134)를 합성수지로 일체형으로 구성되게 하고, 상기 접리부(134)상면 중앙에는 요입부(136)가 구성되어 있어서, 마모시에도 개폐변(122)과 밸브시트(138)와의 확실한 면접촉을 유지하도록 한다.

개폐변(122)을 구성하는 받침부(128)와 승강자루부(126)는 금속으로 하되, 열처리를 하여 경질화되게 하므로서, 개폐변(122)이 지지홀더(110)의 통공(112)에 끼워진 상태에서 고속 반복하여 승강하도라도 쉽게 마모되어 유동되지 않게 하고, 동시에 지지홀더(110)와 개폐변(122)사이에 끼워지는 스프링(124)은 걸림턱(120) (125)에 각각 걸려 조립구성하게 된다.

카프링(104)내부에는 세라믹으로 된 밸브시트(138)를 결합하여 몸체(102)의 상단부와 접하게 하고, 밸브시트(138)중앙에는 유체가 유입될 수 있는 유입공(140)을 구성한다.

따라서 지지홀더(110)에 탄력설치된 개폐변(122)의 상부에 합성수지재인 접리부(134)가 세라믹으로 된 밸브시트(138)의 저면에 접리된다.

미 설명 부호 (150)은 공간부, (152)는 통로, (153)플런저, (154)는 왕복펌프, (155)물통, (156)은 노즐, (158)은 위사, (160)은 분리용 단턱이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 흡입토출밸브(100)를 워터제트직기의 왕복펌프 (154)에 도4와 같이 각각 장치하여 플런저(153)(Plunger)의 왕복운동에 의해 고압의 유체가 밸브를 통하여 일정한 방향으로 토출되게 하는 기능은 종래의 밸브와 같다.

그러나 본 발명의 흡입토출밸브(100)는 개폐변(122)의 승강이 경쾌하여 고속회전에도 무리가 없을뿐 아니라 개폐변(122)의 승강시 면접촉이되므로 충격이 크지 않게 되고, 또한 개폐변(122)은 일정양의 마모시에도 항상 유체의 완벽한 차단이 이루어지게 되며, 사용시간이 길어진다.

또한 개폐변(122)의 받침부(128)의 경사진 경사면(108)(109)은 밸브내로 유입된 유체의 와류현상을 최소화하고, 급격한 압력감소를 막아준다.

흡입토출밸브(100)를 통한 유체의 유입 및 토출은 개폐변(122)의 승강에 의해서 이루어지게 되며, 이때 개폐변(122)의 승강작동은 다음과 같이 이루어지게 된다.

왕복폄프(154)의 플런저(153)가 전후진 작동시 유체의 흡입력과 토출압력에 의해 개폐변(122)이 추종승강되게 하고, 동시에 개폐변(122)을 통하여 유체가 공간부(150)내로 유동되게 된다.

공간부(150)의 기능은 통로(152)를 통해 고속으로 유입된 유체가 공간부 (150)에 이르러 유속이 느려진 후 유출장공(116)을 통과하게되므로 공동현상과 유동저항을 줄여 펌프효율을 높여준다.

펌프압력차에 의해 개폐변(122)이 스프링(124)을 압축시키면서 하강하게 될 때에는 유체가 유동이 되며 개폐변(122)을 구성하는 받침부(128)저면이 지지홀더 (110)의 돌출관(114)상면에 접하여 더이상의 하강이 제어되므로 개폐변 (122)의 접리부(134)와 밸브시트(138)사이에 형성되는 통로(152)는 유동되는 유체의 량을 항상 일정하게 유지하게 한다.

통로(152)를 통한 유체의 유입이 완료되어 입구압력이 낮아지면 출구압력과 스프링(124)의 탄지력에 의해 개폐변(122)은 상승하여 개폐변(122)의 접리부(134)가 밸브시트(138)와 접하여 통로(152)를 차단하게 되므로 유체의 이동이 멈추게 된다.

이때 개폐변(122)을 구성하는 받침부(128)와 지지홀더(110)에 구성된 돌출관(114)은 열처리된 금속으로서 장기간 사용하게 되더라도 쉽게 마모되지 않게 되며, 또한 밸브시트(138)와 개폐변(122)의 접리부(134)는 평면적인 면접촉으로 이루어지게 되어 유체의 차단이 선 접촉에 비해 완벽하게 이루어지게 되고, 마모현상이 적어 밸브(100)를 통하여 흡입, 토출되는 유체의 량 및 압력은 항상 일정하게 유지된다.

특히 본 발명에서 사용되는 개폐변(122)을 구성함에 있어서, 지지홀더(110)의 돌출관(114)에 끼워져 직접 마찰하는 받침부(128)는 내마모를 위해 열처리된 경질의 금속으로 구성되어 있으나 나머지는 경량체인 합성수지로 구성되어 있어 개폐변(122)의 전체중량이 가벼워 고속승강에 무리가 없을 뿐아니라 고속승강운동에 따른 충격을 줄일 수 있게 되며, 세라믹으로 구성된 밸브시트(138)와 접하는 접리부(134)가 장시간 사용으로 마모되면 개폐변(122)자체만 교체하여 재사용할 수 있게 된다.

개폐변(122)의 접리부(134)중앙에 구성된 요입부(136)는 사용으로 인하여 마모되더라도 항상 접리부(134)가 평면을 유지하여 완벽한 유체의 차단을 유지할 수 있게 된다.

또한 지지홀더(110)에 구성된 통공(112)이 하단 내경(d2)이 지지홀더(110)에 끼워진 개폐변(122)의 승강자루부(126) 외경(d1)보다 크게 구성되어 있어 개폐변 (122)의 승강작동시 개폐변(122)의 하단에 위치하는 통공(112)내로 유체이동이 원활하게 이루어지게되므로 개폐변(122)의 고속작동에 장애가 되지 않는다.(d1d2)

뿐만 아니라 개폐변(122)의 승강자루부(126)와 안내부인 통공(112)은 밸브작동시 유체이동이 되지 않는 위치에 구성이므로 유체내의 이물질로 인해 개폐변 (122)의 고속승강운동에 장애가 되지 않게 하였다.

몸체(102)와 카프링(104)의 결합은 몸체(102)상단 결합부가 외향경사져 있고, 수지로 되어 탄성이 있는 링형태의 카프링(104)은 내향 경사져 있어 결합시 이들이 탄력적으로 결합되게 하므로서 한번 결합된 몸체(102)와 카프링(104)은 분리용 단턱(160)을 통하여 강제적으로 외력을 가하지 않는한 분리되지 않는다.

따라서 본 발명의 흡입토출밸브를 워터제트직기의 왕복펌프에 장치하여 사용케 하므로서, 비교적 경량체로 구성된 개폐변이 고속으로 승강운동하게 되더라도 무리가 없을뿐 아니라, 개폐변의 승강운동시 이물질영향을 적게 받으며, 유체차단을 위한 밸브시트와 개폐변의 접촉이 평면적인 면접촉으로 이루어지게 되므로 펌프효율을 높이며 전체구성이 총 유동저항 및 압력편차가 적고, 공동현상의 발생이 적어 관련부품의 수명이 길어지고 기포가 적은 양질의 분사수공급으로 제직시 확실한 위입을 기대할 수 있다.

Claims (1)

1. 몸체(102)와 밸브시트(138)가 카프링(104)으로 조립구성되고, 그 내면에 스프링(124)에 의해 탄력설치된 개폐변(122)이 승강하여 밸브시트(138)와 면접촉으로 접리케하므로서 일정량의 유체를 원하는 방향으로 유출되게 한 통상의 워터제트직기용 흡입토출밸브를 구성함에 있어서, 내향경사면(108)이 형성된 몸체(102)의 내저면에 결합부(106)를 요입구성하고, 상기 결합부(106)에 장공(116)과 돌출관(114)으로 구성된 지지홀더(110)를 결합하되, 상기 지지홀더(110)의 돌출관(114)에 구성된 통공(112)에, 경량의 합성수지로 구성되고 상면중앙에 요입부(136)가 형성된 접리부(134)가 위쪽에 구성되고, 경사면(109)이 형성된 경질의 금속받침부(128)가 아래쪽에 구성되게 한 개폐변(122)의 승강자루부(126)가 끼워져 조립구성되게 하여서 됨을 특징으로 하는 워터제트직기의 왕복펌프용 흡입토출밸브.