KR100391235B1 - 무수격 역지 밸브 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 종래의 무수격 역지 밸브 장치에 있어서 아직 미달이었던 기술적 문제점을 근본적으로 해소하고, 간결하고 명쾌한 구조하에 소정 최대 유량시에 있어서는 밸브 저항 손실이 적고, 펌프로의 입력이 차단된 때 밸브 부재가 급격한 흐름의 상태 변화에도 용이하게 즉응할 수 있고 밸브 페쇄 운동의 지연이 없고, 유로내의 토출 방향 흐름이 관성을 잃고 정지하는 시점에서 밸브 부재가 밸브 시트에 거의 안착하고, 게다가 그 밸브 안착시에는 완만하게 안착하여 수격이나 충격음을 방지하는 합리적인 무수격 역지 밸브 장치를 얻도록 하는 것이다. 역지 밸브 장치에 있어서, 단엽 밸브 부재나 밸브 시트의 구조를 통과 유체의 운동에 추종하기 쉬운 구조로 한 다음에, 밸브 부재를 직선적 운동 전달 기구를 거쳐서 제동 장치에 연결하고, 밸브 부재의 밸브 폐쇄 운동 개시로부터 밸브 안착 직전까지의 사이는 밸브 폐쇄 운동의 감속 요인이 되는 제동이나 작동부 ·시일부의 마찰 등의 영향을 일절 배제할 수 있는 구조로 제동 장치와 운동 전달 기구를 구성함으로써 밸브 안착 직전으로부터 안착까지의 짧은 구간에 한정되어 소프트한 제동을 작용시켜서 밸브 안착시의 수격이나 충격음을 방지하는 구조로 구성했다. 또, 제동 개시 위치 조절부, 제동 장치의 바이패스 조절 밸브, 밸브 폐쇄력 압박 부재의 압박력 조절 등에 의해 밸브 안착 타이밍을 조정할 수 있는 구성으로 했다.

Description

무수격 역지 밸브 장치

송수 관로에 설치한 역지 밸브 장치가 펌프 정지시의 급격한 관내 유속의 변화에 추종할 수 없으며, 그 역류 과정에서 밸브 안착하면 그 순간에 밸브 하류측에서 수격 현상을 발생하고 중대 사고에 이르는 경우가 있다. 종래, 이와 같은 수격을 방지하는 역지 밸브 장치로서 예를 들면, 일본 특허 공보 소40-3654호 「무수격양수 장치」, 일본 특허 공보 소51-25930호 「무수격 양수 장치의 개량」, 일본 특허 공보 소63-60274호 「스윙형 무수격 역지 밸브 장치」등의 일련의 발명이 있으며 이하, 이들의 발명을 총칭적으로 「원발명」이라 호칭한다), 그들이 널리 활용되어 온 것은 잘 알려져 있는 바이지만, 본 발명은 이들 원발명의 무수격 역지 밸브 장치의 개량에 관한 것이다.

종래 기술인 원발명 무수격 역지 밸브 장치는 그 이전부터 일반화되어 있던수격 방지에 관한 대증 요법적인 기술 사상(역류 과정에서의 밸브 안착은 용인하고 그 쇼크를 완화하기 위해 제동 수단을 설치하여 밸브 부재의 동작을 완만하게 하거나 수격에 의한 상승 압력을 도피 ·완충시키는 자동 밸브 장치나 서지 탱크를 배치구비하는 등의 대증 요법적 수단)을 탈피한 보다 명쾌한 기술 사상에 기초로 한 것이었다. 즉, 펌프로의 입력이 차단된 때 관로 내의 토출 방향 흐름이 관성을 잃고 정지하는 시점에서 대략 밸브 안착하도록 밸브 부재 및 그 부근의 유로 형상을 구성시켜서 관내수의 역류 그 자체의 발생을 저지하고, 적극적으로 수격 발생의 요인을 차단하도록 근본적 개량이 실시되어 있는 것이 원발명 공보 명세서의 기재에서 용이하게 구할 수 있다.

도5에 예시한 원발명 무수격 역지 밸브 장치의 구조는 밸브 폐쇄 운동을 저해하는 요인을 가능한 한 삭감하도록 구성되어 있고(밸브 부재의 형상을 조정하고, 질량을 적게 하여 형상 저항과 관성 저항을 가능한 한 삭감하고 있다), 그 밸브 부재 자중에 의한 강하만으로 흐름의 감속에 즉응 ·추종하는 적정한 밸브 폐쇄 운동을 할 수 있고, 또 약간의 오차가 있으면, 무거운 추, 스프링 등의 밸브 폐쇄 압박력의 부가에 의해 그 보정을 행하여 대략 수격 방지의 목적이 달성되고 있었다.

그러나, 원발명의 무수격 역지 밸브 장치에 있어서도, 당업자로서 그 기본적 기술을 실시하는 데 있어서, 또 다음과 같은 기술적 과제에 부딪쳐 왔다.

(A) 예를 들면, 펌프 부근에 설치한 압력 탱크에 물을 주입하는 경우라든지 근접하여 설치한 복수 펌프에 의한 병렬 운전 중 갑자기 그 한대가 정지했을 경우등에 있어서는 역지 밸브 하류측의 관로가 짧기 때문에 펌프 급정지시에 이 관로내수주가 보유하는 관성 유동력은 작고, 그에 비하여 압력 탱크의 압력이나 병렬 운전 중의 인접 펌프의 토출 압력은 이 수주를 역류시키는 큰 힘으로서 작용하고, 역류로 바뀌는 시간을 현저하게 빠르게 하는 경우가 있다. 종래 원발명의 무수격 역지 밸브 장치에서는, 이와 같은 심한 흐름의 변화에 대해서는 아직 그 밸브 부재 자체의 형상에 의한 유동 저항이나 질량에 따른 관성 저항이 지나치게 크거나 하여 밸브 폐쇄 운동의 속도가 흐름의 감속 속도에 추종할 수 없는 경우가 있다.

(B) 한편, 이 흐름 감속으로의 밸브 부재의 추종 능력을 높이고 싶다고 해서, 단순히 밸브 폐쇄 압박력을 강하게 한 것만으로는 펌프 운전 중의 밸브 전체 개방시에는 밸브 저항 손실을 증가하게 되어 결점이 발생되고, 펌프 정지시에는 토출 유체의 관성 유동을 교축하는 결과가 되어 밸브 하류측의 부압을 조장하는 등의 폐해를 발생한다. 또, 흐름의 상태가 불안정한 송수 관로에 있어서는 정확한 밸브 폐쇄 압박력의 계산이 곤란하며 실제로는 시행착오와 실제 적용을 거쳐 밸브 폐쇄 압박 수단을 부착하게 되며, 제조상 불편할 뿐 아니라 송수 관로의 조건이 변하면 밸브 안착 타이밍의 어긋남이 발생하여 약간의 역류를 허용해 버려 충격이 발생하는 등의 문제가 남는다.

(C) 또, 상기 (A) (B)의 문제가 시행착오, 실제 적용 반복의 결과로서 해결되고, 밸브 부재가 흐름 감속의 속도에 완전하게 추종하는 상태가 얻어진 경우를 생각해도, 처음 운동하는 물체가 정지하고 있는 밸브 시트에 안착하기까지에는 어느 정도 충격음이 발생하는 것은 당연하며, 그것이 「수격」이 아닌 단순한 「안착음」이라 해도 정도에 따라서는 소위 「불쾌한 음」의 원인이 될 수 있으므로 해결해야 할 과제가 된다.

(D) 그리고, 이들 밸브 안착시의 충격을 완화하고 싶다고 해서 종래부터 일반적으로 이용되고 있는 소위「대쉬 포트 장치」를 단지 연결한 것만으로는 흐름의 감속에 즉응 ·추종하여 밸브 폐쇄 운동을 하려 하는 밸브 부재에 대해 브레이크로서 작용하고, 원발명 무수격 역지 밸브 장치의 본래의 이점을 잃을 우려가 있다. 대쉬 포트 장치의 제동 스피드에 단계를 두어 밸브 폐쇄 운동 초기의 밸브 부재 운동 속도를 빠르게 하는 등의 제안도 종래부터 이루어져 있기는 하지만, 그것도 역시 어느 정도 브레이크로서 작용하는 것임에 틀림없고, 또 관련 동작부나 시일부 등의 마찰 저항력도 브레이크로서 작용하는 것도 고려하면 밸브 안착 타이밍의 순간적인 차에 의해 수격이 발생하는지의 여부가 지배되는 현실에 대해서는 근본적인 해결책은 되지 못하고 있다. 또, 종래부터 일반적으로 이용되고 있는 밸브 부재 회전축과 레버를 거쳐서 대쉬 포트 장치로의 작용력 전달 방법에서는 밸브 부재 회전축 부근에 비틀림 모멘트 등의 큰 작용력이 집중하여 걸리므로 밸브 부재 회전축 주위의 강화 등 각종 설계적 배려를 필요로 하고, 본래의 기능을 다하는 밸브 부재보다도 그 주변 장치 쪽의 비대화한, 크기만 크고 복잡한 장치가 되는 결점을 갖는다. 또, 대쉬 포트 장치의 적용 방법으로서 도6에 예시한 일본 실용 신안 공보 소 28-12077의 방식도 종래부터 제안되고 있지만, 이것은 역류 발생을 용인한 상태로 그 충격을 서서히 완화한다는 대증 요법적 기술 사상에 속하는 것이며, 강력한 역류에 저항하기 위해 주 밸브와 보조 밸브라는 복엽 밸브 부재를 이용한 2단 동작으로 해야 하며, 원발명의 간결한 무수격 기술 사상과는 동떨어진 복잡하고 높은비용의 장치가 되는 결점을 갖는다.

이상 (A) (B) (C) (D)에서 서술한 문제점은 복잡한 조건이 얽힌 것으로 사실상 이제까지 그 해소는 쉽지 않다고 여겨지고 있으며, 원발명 무수격 역지 밸브 장치에 있어서도, 아직 미달된 기술이었다. 본 발명은 이 미달된 기술적 문제점의 모두를 근본적으로 해소하고, 밸브 안착 타이밍의 어긋남도 적절히 보상할 수 있고, 가장 적절한 밸브 부재의 작동 상태를 얻을 수 있는, 간편하고 합리적인 구조로 구성하고, 설계 ·제작이 용이하고 경제성 높은 무수격 역지 밸브 장치를 얻는 것을 목적으로 한다.

<발명의 개시>

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 있어서는 흐름 감속에 즉응 ·추종하여 밸브 폐쇄 운동을 행한다는 원발명 무수격 역지 밸브 장치의 본래의 이점을 살리면서 밸브 부재의 밸브 시트로의 안착 직전으로부터 안착까지 짧은 구간에 한정되어 소프트한 제동을 거는 구조로 구성하고, 게다가 밸브 안착 타이밍에 관한 각종 조정을 간편하게 행할 수 있는 구조로 하여 획기적인 효과를 내는 것이다.

우선, 청구 범위 제1항에 관한 본 발명을 일 실시예를 도시한 도1을 기초로 하여 설명한다.

송수 펌프(도시는 생략)의 토출측 배관의 적소에 입구 관로(21) 및 출구 관로 (22)에 끼어 설치된 무수격 역지 밸브 장치의 밸브 상자(1)는 입구 유로(a)로부터 출구 유로(b)에 이르는 유로를 형성한다. 밸브 부재 회전축(5)을 거쳐서 밸브 부재(4)는 밸브 상자(1)에 결합 연결되고, 밸브 부재(4)는 유로(a → b) 방향에 대해 경사져서 설치된 밸브 시트(3)의 출구측을 향해 요동 가능하게 유지되어 있다.

밸브 부재(4)는 흐름 변화로의 추종성을 높이기 위해 흐름 저항이 적은 형상으로 하고, 가능한 한 관성 질량을 적게 하는 동시에, 그 전체로서의 중심이 밸브 부재 회전축(5) 보다도 하류측에 위치하고, 그 자중에 의해 밸브 폐쇄 방향으로의 작용력, 즉 밸브 폐쇄력을 만들어 내도록 형성되어 있다. 또, 이 밸브 폐쇄력의 크기는 밸브 전체 폐쇄시에 소정 최대 유량의 흐름으로부터 받는 밸브 개방 방향으로의 작용력, 즉 밸브 개방력의 크기에 걸맞도록 설정한다.

또, 밸브 부재(4)의 배면(하류측)에 있는 연결부(6)는 연결 부재(7 를 거쳐서 연결봉(9a)의 연결부(8)에 링크되어 있다. 이 링크 기구는 밸브 부재(4)가 밸브 시트(3)에 안착하기 직전의 시점으로부터 안착에 이르는 한정된 구간 이외는 아무런 운동을 전달하지 않는 구조로 되어 있다. 이 때문에, 밸브 부재(4)는 밸브 시트(3 에 안착하기 직전까지의 밸브 폐쇄 운동 중에는 일체 제동이나 마찰에 방해되는 일 없이, 자유롭게 운동할 수 있다. 또, 연결봉(9a)은 직선 운동 전달 기구로서의 9a→12→9b를 지나서 밸브 상자(1)의 상부에 있는 제동 장치(13)에 연결되어 있다. 그리고, 밸브 부재(4) 연결부(6)의 위치는 밸브 안착 직전으로부터 밸브 안착에 걸친 행정 중에, 가능한 한 연결봉(9a)의 축심선에 가깝도록 배려되어 있는 것으로 한다.

제동 장치(13)는 일반적인 것이며, 주머니형 실린더와, 그 실린더를 시일부를 거쳐서 미끄럼 가능하게 관통하는 연결봉(9b)에 장착된 피스톤과 피스톤 복귀 스프링을 주요 구성 부재로 하여 구성되고, 실린더와 피스톤 사이는 유체 예를 들면 오일이나 물)로 채워져 있으며, 피스톤의 이동에 수반하여 피스톤 전후 사이를 이동하는 유체가 실린더와 피스톤 간극을 통과할 때의 유동 저항이 제동 작용을 발생시킨다. 그리고, 제동 개시의 타이밍을 조정하기 위해 연결봉(9a)에는 제동 개시 위치 조절부(16)가 설치되고, 또 제동의 강도를 조정하기 위해 제동 장치(13)에는 바이패스 조절 밸브(18)가 달린 바이패스 통로(17)가 설치되어 있다.

또, 상기 제동 장치(13)를 밸브 상자(1) 내에 내장하여 더욱 간편한 구성으로 한 것이 도2에 도시되어 있다. 이 경우, 제동 장치 (13)의 실린더부에 연통 구멍을 적절히 설치하여 유로 a→b의 통과 유체를 그대로 제동 장치(13) 내의 작용 유체로서 이용할 수 있다. 그 밖에는 도1의 것과 마찬가지이므로 상세한 설명은 생략한다.

다음에, 청구 범위 제2항에 관한 본 발명을 일 실시예를 도시한 도3에 기초로 하여 설명한다.

이것은 밸브 부재(4), 밸브 시트(3) 및 그 주변의 유로 구조는 도1 내지 도2의 것과 동일한 것이며, 다른 것은 밸브 부재(4)와 제동 장치(13) 사이의 운동 전달 기구 및 제동 장치(13)의 구조이다. 즉, 본 실시예에 있어서는 밸브 부재(4) 는 유격 운동부(상기 링크 기구)를 갖지 않은 직결적인 연결에 의해 제동 장치 (13)에 연결되어 있으며, 이 때문에, 밸브 부재(4)가 밸브 시트(3)에 안착하기 직전까지의 밸브 폐쇄 운중 중에 제동 저항이나 작동부 ·시일부의 마찰 저항이 있으면, 바로 밸브 폐쇄 운동으로서 유해한 감속 요인이 되기 때문에 이들의 저항을 모두 배제 혹은 무해화하기 위한 수단을 강구한 것이다.

구체적으로는 우선, 제동 장치(13)에 대해 밸브 부재(4)가 밸브 시트(3)에 안착하기 직전까지의 밸브 폐쇄 운동에 대응하는 피스톤(15)의 스트로크 구간에 있어서는, 피스톤(15)이 아무런 유체 저항도 받지 않도록 이 구간은 실린더(14) 연결창에 의해 피스톤(15)을 외계(이 경우는 대기)로 노출하고, 또, 그것을 방해하지 않도록 실린더(14) 내의 작용 유체의 액면 레벨을 설정하는 동시에 제동 장치(13)와 운동 전달 기구의 작동부나 시일부에 발생하는 마찰 저항력을 상쇄 ·해소하기 위해 그들의 마찰 저항력을 상회하는 압박력을 갖는 밸브 폐쇄력 압박 부재 (19)에 의해 밸브 부재(4)를 밸브 폐쇄 방향으로 밀도록 한 것이다.

또, 상기 제동 장치(13)와 밸브 폐쇄력 압박 부재(19)를 밸브 상자(1) 내에 내장하여 더욱 간편한 구성으로 한 것이 도4에 도시되어 있다. 이 경우, 밸브 부재(4)가 밸브 시트(3)에 안착하기 직전까지의 밸브 폐쇄 운동에 대응하는 피스톤(15)의 스트로크 구간에 있어서는 피스톤(15)이 외계(이 경우는 밸브 상자(1)의 내부 전체)에 노출되어 있다. 또, 유로 a →b의 통과 유체를 그대로 제동 장치(13)의 작용 유체로서 이용하게 된다. 그 밖에는 도3의 것과 마찬가지이므로 상세한 설명은 생략한다.

다음에, 본 발명의 작용에 대해 설명한다.

상기 구성의 무수격 역지 밸브 장치에 있어서는 밸브 개방시에 있어서, 밸브 본체(4)가 그것을 감싸고 흐르는 흐름 중에 있어서, 밸브 개방력과 밸브 폐쇄력과의 균형하에 부양 상태에서 유지되어 있으므로 흐름이 급격히 감속하기 시작해도 거의 동시에 밸브 폐쇄 운동을 시작한다. 이 밸브 부재(4)의 밸브 폐쇄 운동 개시시로부터 밸브 시트(3)로의 안착 직전까지의 사이는 제동 장치(13)에 의한 제동이나 작동부 ·시일부의 마찰 저항이 밸브 부재(4)의 밸브 폐쇄 운동의 감속 요인이 되는 일은 거의 없다.

다음에, 밸브 폐쇄 운동을 계속한 밸브 부재(4)가 밸브 시트(3)에 안착 직전까지 접근한 시점에서 비로소 제동 장치(13)에 의한 제동이 작용하고, 밸브 부재(4)는 밸브 시트(3)에 완만하게 수격이나 충격음 없이 안착한다. 또, 제동 장치(13)에 의한 제동 개시의 타이밍은 제동 개시 위치 조절부(16)에 의해 또, 제동의 강도는 바이패스 조절 밸브(18) 등에 의해 모두 간단히 조정 가능하다.

본 발명에 있어서는 밸브 부재 회전축(5)을 거치지 않고, 제동 장치(13)가 그 제동 작용력의 방향에 대략 부합해 밸브 부재(4)에 연결되므로 각 구성 부재에는 제동에 의한 비틀림 모멘트 등의 이상한 작용력이 걸리지 않으므로 밸브 부재 회전축(5) 부근은 원래, 전체적으로 구조가 간결하다. 또, 종래의 일반적인 「대쉬포트식 완폐쇄 역지 밸브」의 작동 원리(역류 압력에 저항하면서 밸브 폐쇄해 가는 와는 본질적으로 다르며, 밸브 부재(4)가 밸브 시트(3)에 안착 직전까지 접근한 시점, 즉 관로 내의 토출 방향 흐름이 정지에 접근하여 반전하느냐 마느냐 할 정도로 관성 유동력이 적어진 시점에서의 밸브 부재(4)의 미소한 작동 타이밍의 어긋남에 의해 일어날 수 있는 근소하면서도 초기의 역류를 막아 낼 정도의 소프트하고 보조적인 제동이므로 제동 장치(13)는 소형으로도 충분하다. 여기에, 본 발명의 실시예로서 도1 내지 도4에 도시한 구성에 의해 전술한 미달 과제를 명쾌하게, 게다가 경제적으로 해결할 수 있는 것이다.

본 발명은 유체 이송 관로에 설치되어 급히 펌프로의 입력이 차단된 경우에, 관내 유체의 역류에 의한 수격 발생을 안전하고 확실하게 방지하는 무수격 역지 밸브 장치에 관한 것이다. 또, 본 명세서 중 「수」란 말은 유체를 총칭적으로 대표하는 것으로 한다. 또, 「상류측」 「하류측」 「입구」 「출구」등의 말은 모두 정규의 흐름(역류는 아닌)을 기준으로 한 위치 방향을 나타낸 것으로 한다.

도1은 본 발명의 일 실시예의 종단면도이며, 제동 개시 시점의 상태를 도시한다.

도2는 본 발명의 다른 일 실시예의 종단면도이며, 밸브 전체 개방 부근의 상태를 도시한다.

도3은 본 발명의 다른 일 실시예의 종단면도이며, 제동 개시 시점의 상태를 도시한다.

도4는 본 발명의 다른 일 실시예의 종단면도이며, 밸브 전체 개방 부근의 상태를 도시한다.

도5는 종래 기술(원발명)의 무수격 역지 밸브 장치의 종단면도이다.

도6은 종래 기술의 역지 밸브의 종단면도이다.

<발명을 실시하기 위한 가장 양호한 형태>

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 무수격 역지 밸브 장치는 수격 방지에 현저한 작용 효과를 이루지만, 또, 본 발명의 요지에 따라 구조적 변화를 가하거나 종래 기술을 채용하여 실시상의 각종 요청에 응하는 것이 가능하다.

예를 들면, 도1 내지 도4에 예시한 구성에 있어서는 밸브 폐쇄 운동에의 저해 요인을 가능한 한 삭감(밸브 부재(4)의 형상을 정돈하고, 질량을 적게 하여 형상 저항과 관성 저항을 가능한 한 삭감)함으로써, 밸브 부재(4)의 자중에 의한 강하만으로도 소요 밸브 폐쇄 운동을 할 수 있고, 관내 흐름의 감속 속도에 동조하면서 대략 추종 지연이 없는 밸브 폐쇄의 성능을 발휘할 수 있지만, 더욱 엄격한 사양 조건, 예를 들면 역류 개시까지의 시간이 상당히 짧은 경우 등에 있어서는 그 밸브 폐쇄력의 강도를 자유로이 조정하기 위해 밸브 폐쇄력 압박 부재(무거운 추, 스프링 등)를 밸브 상자(1)와 밸브 부재(4) 사이에 개설하여 밸브 폐쇄력을 압박할 수도 있다(도시는 생략). 그리고, 이 경우, 밸브 폐쇄력 압박 부재를 연결하는 지지점의 관계 위치를 적절히 안배함으로써 밸브 완전 개방 부근에서는 소요 최소한의 밸브 폐쇄력으로서 작용시켜서 밸브 저항 손실을 적게 하고, 밸브 폐쇄 부근에서는 소요 최대한의 밸브 폐쇄력으로서 작용시키고, 더욱 바람직한 밸브 폐쇄 운동을 시키는 구성으로 하는 것이 가능하다. 또, 도3 내지 도4의 실시예에 있어서의 밸브 폐쇄력 압박 부재(19)는 전술한 바와 같이, 원래 작동부나 시일부의 마찰 저항력을 상쇄하기 위한 것이지만 이에 밸브 폐쇄력의 강도를 자유로이 압박하고 조정하는 기능을 부가하는 것도 당연히 가능하며, 도3에는 밸브 폐쇄 압박력을 압박력 조절부(20)에서 간단히 조정하는 방법도 예시했다.

밸브 시트(3)에 대해서는 무수격 밸브 폐쇄를 행하게 하기 위한 중요한 요소로서 유로 a →b에 대해 경사져서 설치되어 있지만, 그 경사각은 사양 조건에 따라서 여러 가지로 설정 가능하다. 일반적인 조건하에 있어서는 본 밸브 장치가 수직형과 수평형 양쪽으로 사용할 수 있음을 고려에 도입하여 범용성을 갖게 하기 위해서는 유로 a →b의 주류선에 직교하는 평면에 대해 20도 내지 30도 경사각이 바람직하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

제동 장치(13)에 대해서도 각종 구조가 있다. 예를 들면, 도1의 실시예의 경우에 있어서는 종래부터 널리 사용되고 있는 일반적인 피스톤 ·실린더 형식의 제동 장치(13)를 도시하고 있지만 이 실시예의 경우에는 필요한 순간적인 제동 효과를 갖는 것이면 되고, 피스톤 ·실린더 형식에 한정될 필요가 없음은 자명하다. 도 2의 실시예의 경우에 있어서는 실린더에 연통 구멍을 설치하여 유로 a →b의 통과 유체를 제동 장치(13)의 작용 유체로서 유용한 것을 도시하고 있지만, 실린더를 밀봉형으로 하여 제동 장치(13)의 작용 유체를 별도 봉입해도 좋다. 도3의 실시예의 경우에 있어서는 제동시에 고압이 되는 제동 장치(13) 내의 유체가 연결봉 지지부(10)의 시일부(11)를 경유하여 밸브 상자(1) 내로 누설해 오는 것을 막는 방법도 예시했다. 즉, 원환 구멍형 실린더(14)와 원환형 피스톤(15) 형상으로 함으로써 제동 장치(13) 내의 고압 유체가 시일부(11)와는 관계없는 장소에서 보유되게 되므로 시일부(11)의 밀봉성에의 요구가 완화되고, 제작상 극히 양호하다. 또, 도시한 바와 같이 실린더(14)를 잘록한 형상으로 해 두면 밸브 부재(4)가 밸브 시트(3)에 안착하기 직전에 제동을 작용시키고 또 밸브 부재(4)가 안착하는 한 순간에 제동을 약하게 함으로써 밸브 안착 순간의 밸브 시트(3) 부근에서의 고속류에 의한 채터링을 회피하는 것도 가능해진다. 또, 도1 및 도3에 예시한 바와 같이, 제동 장치(13)를 밸브 상자 외부에 설치하거나 연결봉(9)을 9a, 9b로 분할하거나 하여 제작, 보수 점검을 용이하게 할 수 있는 한편, 도2 및 도4에 예시한 바와 같이 제동 장치(13)를 밸브 상자(1) 내에 내장하여 소형으로 할 수도 있다.

밸브 부재(4)와 제동 장치(13) 사이의 운동 전달 기구에 대해서는 도1에 예시한 바와 같이, 전동 부재(12)를 거쳐서 연속 접합하거나, 도4에 예시한 바와 같이, 제동 장치(13)가 제동 장치 지지축(13a)을 중심으로 요동할 수 있는 구조로 하여 연결 부재(7)를 생략할 수도 있다. 전술한 링크 구조에 대해서는 도1 내지 도2에는 연결 부재(7)에 설치한 절결부를 거쳐서 연결하는 방식을 예시하였지만, 이 방식에 한정될 필요는 없다. 결국, 밸브 부재(4)의 제동을 밸브 부재 전면에 걸쳐서 평균적으로(한쪽으로 치우치지 않도록)행하기 위해서는 도1 내지 도4에 예시한 바와 같이, 상기 운동 전달 기구와의 연결부(6)는 밸브 부재(4)의 토출측에 위치시켜서 밸브 폐쇄시에 밸브 부재(4)의 중앙 부근을 인장하는 형태로 제동하는 것이 바람직하다. 또, 쓰레기 넘침 방지 및 보수 점검 등 편리성 면에서 제동 장치(13)는 밸브 상자 덮개(2)에 가까운 위치(밸브 상자(1)의 상부)에 부설하는 것이 바람직하다.

제동 개시의 타이밍에 관한 조정에 대해서는 도1 내지 도4의 어느 경우에 있어서도, 제동 개시 위치 조절부(16)에서 간단히 행할 수 있다. 밸브 부재(4)의 밸브 시트(3)에 대한 개도가 어느 정도가 된 때에 제동을 개시시키느냐에 대해서는 본 밸브 장치의 설치 조건, 사양 조건에 따라서 다르며, 또 각 작동 부재의 신장률 등도 고려에 도입될 필요가 있지만, 일반적인 조건하에서는 밸브 부재(4)와 밸브 시트(3) 사이의 각도가 2도 내지 5도 범위내의 어느 시점에 제동 개시 타이밍을 설정하는 것이 바람직하다. 단, 이 각도에 한정되는 것은 아니다. 또, 제동 장치(13)의 제동의 강함에 관한 조정에 대해서는 도1 및 도3에 예시한 바이패스 조절 밸브(18)를 조작하는 방법이나, 도2 및 도4에 예시한 실린더에 조절용 작은 구멍을 설치하는 방법 외에도 피스톤의 구경을 변경하거나, 또 도1 및 도3에 예시한 제동 장치의 경우는 제동 장치(13) 내의 작용 유체를 점성이 다른 유체를 대신하는 방법도 있음은 물론이다. 이들의 조정에 의해 특이한 사양 조건, 예들 들면 송수 상황이 불안정하고 밸브 폐쇄력의 설정이 일률적으로는 곤란한 경우 등에 있어서도 밸브 안착 타이밍이 어긋날 때마다 대처할 수 있고, 간편하게 수격 방지의 완벽을 기할 수가 있다.

밸브 부재(4)에 대해서는 종래 기술을 채용한 각종 구조가 있을 수 있다. 도1 내지 도4에 예시한 것은 밸브 부재(4)를 밸브부(4a)와 아암부(4b)의 2절로 분할 ·연결하고, 그 연결부에 약간의 작용을 허용하는 형으로서 용이한 제작 수단에 의해 밸브 시트(3)의 밀착성을 얻는 것이지만 이 밖에, 소형 밸브 장치의 경우나 정밀한 제작 가공에 의해 밸브 시트(3)로의 밀착이 가능한 경우에는 밸브 부재(4)가 일체 일절의 구조라도 충분하다.

또, 본 발명의 기술 사상은 밸브 부재를 스윙형 이외의 방식(예를 들면 리프트형 등의 방식)이라 한 경우에도 적용할 수 있는 것은 물론이다. 또, 본 발명의 밸브 장치를 원발명 무수격 역지 밸브 장치와 조합시켜 사용하는 것도 물론 가능하며 예를 들면, 원발명 무수적 역지 밸브 장치를 주 밸브로서 설치하고, 본 발명의 밸브 장치를 바이패스 밸브로서 병설하는 등의 사용 방법도 고려된다. 그 밖에, 본 발명의 취지 범위 내에서 각종 설계 변경이 가능하며, 본 발명은 전술한 실시예에 한정되는 것은 아니다.

본 발명은 이상과 같이, 단엽 밸브 부재나 밸브 시트의 구조를 통과 유체의 운동에 추종하기 쉬운 구조로 한 다음에 밸브 부재를 직선적 운동 전달 기구를 거쳐서 제동 장치에 연결하고, 밸브 부재의 밸브 폐쇄 개시로부터 밸브 안착 직전까지의 사이는 밸브 폐쇄 운동의 감속 요인이 되는 제동이나 작동부 ·시일부의 마찰 등의 영향을 일절 배제할 수 있는 구조로 제동 장치와 운동 전달 기구를 구성함으로써 밸브 안착 직전으로부터 밸브 안착까지의 짧은 구간에 한정되어 소프트한 제동을 작용시키는 것이며, 간결하고 명쾌한 구조하에 종래의 무수격 역지 밸브 장치에 있어서의 미달 과제를 해결하고, 또 용이하고 경제적인 기술 수단을 갖고, 소정 최대 유량시에 있어서는 밸브 저항 손실이 적고, 급격한 흐름의 상태 변화에도 용이하게 즉응할 수 있고 밸브 폐쇄 운동의 지연이 없고, 게다가 밸브 안착시에는 완만하게 안착하여 수격이나 충격음을 방지하는 획기적인 무수격 역지 밸브 장치를 실현할 수 있는 것이다. 특히, 단엽 주 밸브임에도 불구하고 간편한 제동 장치를 이용하여 대구경 ·대형화에 대응하는 것도 용이하며, 작동 부재의 강도에 대한 요구도 심하지 않으므로 설계 ·제작상 편리하고 경제적이며, 또 안착 타이밍의 조정도 간단하고 설치 조정 ·보수 관리 등 광범위하게 걸쳐서 우수한 성과를 얻을 수 있고, 실시 효과의 현저함은 종래 기술과 비교하여 극히 큰 것이다.

Claims (3)

1. 밸브 상자 내에서 요동 가능하게 피봇 지지된 밸브 부재가 펌프 작동시에는 밸브를 개방하여 유체를 토출시키고, 펌프 정지시에는 폐쇄하여 토출측 유체의 역류를 저지하는 역지 밸브 장치에 있어서, 밸브 시트(3)는 밸브 상자(1) 내 유로의 유선에 대해 경사져서 설치되고, 단엽 밸브 부재(4)는 항상 밸브 폐쇄 방향으로의 작용력을 보유하고 또 형상 저항, 관성 저항 모두 작게 형성되어 펌프로의 입력이 차단된 때 유체 토출 방향 흐름이 관성을 잃고 정지하는 시점에서 밸브 부재(4)가 밸브 시트(3)에 대략 안착하는 구조로 구성되는 동시에 밸브 상자(1)의 상부에는 제동 장치(13)가 부설되고, 밸브 부재(4)의 배면 즉 토출 측면의 부위는 밸브 부재(4)의 밸브 시트(3)로의 안착 직전의 시점으로부터 안착에 이르는 한정된 구간 이외는 아무런 운동을 전달하지 않는 링크 기구를 거쳐서 직선 운동 전달 기구에 연결되고, 상기 직선 운동 전달 기구는 제동 장치(13)에 연결됨으로써 밸브 부재(4)의 밸브 폐쇄 운동 행정 중에서 밸브 시트(3)로의 안착 직전 시점까지는 제동 장치(13)가 밸브 폐쇄 운동을 조금도 감속시키는 일이 없고, 밸브 시트(3)로의 안착 직전의 시점으로부터 안착에 이르는 한정된 구간만 제동 장치(13)에 의한 인장 제동이 작용하는 구조로 구성된 것을 특징으로 하는 무수격 역지 밸브 장치.
2. 밸브 상자 내에서 요동 가능하게 피봇 지지된 밸브 부재가 펌프 작동시에는 밸브를 개방하여 유체를 토출시키고, 펌프 정지시에는 폐쇄하여 토출측 유체의 역류를 저지하는 역지 밸브 장치에 있어서, 밸브 시트(3)는 밸브 상자(1) 내 유로의 유선에 대해 경사져서 설치되고, 단엽 밸브 부재(4)는 항상 밸브 폐쇄 방향으로의 작용력을 보유하고 또 형상 저항, 관성 저항 모두 작게 형성되어 펌프로의 입력이 차단된 때 유체 토출 방향 흐름이 관성을 잃고 정지하는 시점에서 밸브 부재(4)가 밸브 시트(3)에 대략 안착하는 구조로 구성되는 동시에, 밸브 상자(1)의 상부에는 제동 장치(13)가 부설되고, 밸브 부재(4)의 배면 즉 토출 측면의 부위는 직선 운동 전달 기구를 거쳐서 제동 장치(13)에 직결적으로 연결되고, 제동 장치(13)는 밸브 부재(4)의 밸브 시트(3)로의 안착 직전의 시점으로부터 안착에 이르는 한정된 구간이외는 아무런 제동이 작용하지 않는 구조로 구성되고, 밸브 부재(4)가 제동 장치(13) 주변의 작동부나 시일부의 마찰 저항력을 상회하는 압박력을 갖는 밸브 폐쇄력 압박 부재(19)에 의해 밸브 폐쇄 방향으로 압박됨으로써 밸브 부재(4)의 밸브 폐쇄 운동의 행정 중에서 밸브 시트(3)로의 안착 직전 시점까지는 제동 장치(13)가 밸브 폐쇄 운동을 전혀 감속시키는 일 없이 밸브 시트(3)로의 안착 직전 시점으로부터 안착에 이르는 한정된 구간만 제동 장치(13)에 의한 인장 제동이 작용하는 구조로 구성된 것을 특징으로 하는 무수격 역지 밸브 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제동 개시 위치 조절부(16), 및 제동 장치(13)의 바이패스 조절 밸브(18), 및 밸브 폐쇄력 압박 부재(19)의 압박력 조절부(20) 중 어느 쪽의 조절에 의해 밸브 부재(4)의 밸브 시트(3)로의 안착 타이밍이 조정되도록 구성된 것을 특징으로 하는 무수적 역지 밸브 장치.

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