KR100414161B1 - 차압작동식 자동제어용 밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차압작동식 밸브에 관한 것으로써, 밸브몸체 내부에 수축과 팽창이 용이한 소재로 된 다이야프램을 중심으로 압력챔버와 유체차단부를 형성시켜 상기 압력챔버와 유체차단부의 압력평형력에 의한 유체의 흐름이 유체의 본류를 자동제어시키도록 하는 차압작동식 자동제어용 밸브에 관한 것이다.

이에 따라 상기 압력챔버의 압력을 제어시킴으로써 상기 밸브몸체를 흐르는 본류가 제어되는 이점이 있다.

Description

차압작동식 자동제어용 밸브{automatic valve controled by different pressure}

본 발명은 차압작동식 밸브에 관한 것으로써, 밸브몸체 내부에 수축과 팽창이 용이한 소재로 된 다이야프램을 중심으로 압력챔버와 유체차단부를 형성시켜 상기 압력챔버와 유체차단부의 압력평형력에 의한 유체의 흐름이 유체의 본류를 자동제어시키도록 하는 차압작동식 자동제어용 밸브에 관한 것이다.

일반적으로 종래 사용되고 있는 수위 제어용 차압밸브는 피스톤식 차압작동밸브가 있다.

도1은 종래기술에 의한 피스톤식 차압작동밸브가 도시된 것으로써, 도1a는 수조내의 수위가 만수위일 때의 수위제어용밸브의 내부단면도이고 도1b는 수조내의 수위가 저수위상태일 때의 수위제어용밸브의 내부 단면도가 도시된 것이다.

도1에서 도시된 바와 같이 상기 수위제어용밸브는 유입구(17)와 유출구(18)로 구분되는 밸브몸체(16)와, 밸브몸체(16)에 형성된 밸브시트(19)와, 상기 밸브시트(19)와 함께 유류를 개폐시키는 피스톤(20)과 상기 피스톤(20)의 움직임을 지지시키는 다이야프램(21)과 상기 다이야프램(21)의 상측공간인 압력챔버(22)로 구성된다.

상기 압력챔버(22)와 밸브몸체의 유입구(17) 사이에는 유체의 흐름이 안내되는 유체도관(25)이 형성되어 있고 상기 압력챔버(22)에는 압력제어마개(27)가 형성되어 있다.

도1a에서 밸브의 유입구(17)를 통하여 유류가 형성되면 유체의 압력에 의해 피스톤(20)이 위로 상승하게 되고 유체는 유입구(17)와 유출구(18)를 경로로 흐르게 된다.

수위가 만수위일때 전기적인 센서나 기계적 제어방식으로 상기 압력챔버(22)의 압력제어마개(27)가 폐쇄되면 유체도관(25)을 통한 유류의 흐름으로압력챔버(22) 내부의 압력이 높아져 압력챔버(22)와 밸브몸체(16)의 압력이 같아지게 된다.

이때 압력챔버에 결합된 피스톤(20)의 상면부는 면적이 넓고 밸브시트측 방향의 피스톤(20)은 면적이 좁아서, 같은 압력이 부가될 때 면적이 큰쪽의 힘이 더 크게 발생되어 이 힘이 피스톤(20)을 하강시키고, 피스톤(20)의 하강으로 피스톤(20) 하부의 디스크가 밸브시트를 막게되어 유류의 흐름이 차단된다.

수조내의 수위가 만수위를 이루면 상기 전기적센서 또는 기계식 제어방식으로 상기 압력챔버의 압력제어구멍이 개방된다.

이때 상기 압력챔버내의 기압은 낮아지게 되어 밸브몸체(16)의 유류에 의한 압력이 피스톤(20)을 상승시켜 밸브몸체(16)를 통한 유류의 흐름이 발생된다.

이상 상기에서 설명한 종래기술방식의 경우, 수위를 검출하기 위한 센서 및 수위에 의한 신호를 기계적 제어량으로 변환하는 전자밸브가 별개로 존재하고, 유량을 개폐하는 장치로서 피스톤(20)및 디스크가 별개로 존재하여야 하므로 수위용제어밸브의 제작에 있어서 고비용을 요구할 뿐만 아니라 피스톤(20)으로 인하여 밸브의 크기가 커져서 시공에 불편한 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 팽창과 수축이 용이한 다이야프램을 밸브몸체 내부에 결합시킴으로써, 압력챔버와 유류차단부가 형성되도록 하고, 상기 압력챔버에는 수조의 수위에 의해 제어되는 파이로트밸브를 결합시켜, 상기 파이로트밸브의 개폐에 의한 상기 압력챔버내의 압력변화가 상기 다이야프램이 팽창 또는 수축운동으로 변환되도록 하여, 상기 유류차단부에서 유체의 차단 및 개방이 발생되도록 하는 차압작동식 자동제어용밸브를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도1은 종래기술에 의한 피스톤식 차압작동밸브의 단면도

도2는 본 발명에 따른 차압작동식 자동제어용 밸브의 단면도

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

30 : 다이야프램 50 : 밸브몸체

53 : 유입구 54 : 유출구

55 : 볼록부 57 : 밸브카바

60 : 수로관 70 : 수로관밸브

71 : 제어레버 72 : 지지레버

73 : 부구 80 : 유체도관

100 : 압력챔버 200 : 유체차단부

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 차압작동식 자동제어용 밸브에 있어서; 유체의 본류가 안내되는 관으로서 내측하단 소정위치에 곡면으로 돌출형성된 볼록부에 의하여 유류의 흐름이 입류되는 유입부와 유류의 흐름이 출류되는 유출부로 구분되는 밸브몸체와; 상기 밸브몸체의 내측상단으로서 상기 볼록부의 반대측에 위치된 밸브카바와; 팽창과 수축이 용이한 소재로서, 상기 밸브카바와 상기 볼록부의 사이에 위치되어, 상기 밸브카바와는 밀폐공간을 형성시켜 압력챔버를 이루고, 상기 밸브몸체의 볼록부와는 유체본류를 개폐시키는 유체차단부를 이루는 다이야프램과; 상기 압력챔버와 상기 밸브몸체의 유입부 사이를 연결시켜 유류를 안내시키는 유체도관과; 상기 밸브카바의 소정위치에 형성되어 압력챔버내의 압력을 제어시키는 제어부를; 포함하여 구성되어 상기 제어부의 제어에 의하여 상기 압력챔버내의 압력이 변동되면, 상기 유체도관을 통한 유류의 흐름이 발생되고, 이로 인해 상기 다이야프램이 수축 또는 팽창되어 상기 유체차단부가 개방 또는 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 차압작동식 자동제어용 밸브를 기술적요지로 한다.

여기서 상기 밸브카바는 상기 밸브몸체와 착탈결합되는 차압작동식 자동제어용 밸브로 함이 바람직 하다.

또한, 상기 제어부는 상기 압력챔버내의 유체를 외부로 안내시키는 수로관과; 상기 수로관 내부의 소정위치에 형성되어 수위에 따라 개방 또는 폐쇄되는 파이로트밸브를; 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 차압작동식 자동제어용 밸브가 바람직하다.

그리고, 상기 파이로트밸브는 상기 수로관의 내측에 위치되어 유류를 선택적으로 개폐시키는 수로관밸브와; 상기 밸브몸체를 통하여 흐르는 유체가 수용되는 수조내에서 부력으로 지지되고 소정위치에 지지봉이 결합된 부구와; 일측은 상기 부구의 지지봉과 결합되고 타측 소정부분은 상기 수로관밸브와 결합된 제어레버와; 상기 제어레버와 평행하게 일측단은 상기 부구의 지지봉과 결합되고 타측단은 상기 수로관과 결합되어 상기 부구의 수직운동을 안내, 지지시키는 지지레버가; 포함되어 구성됨을 특징으로 하는 차압작동식 자동제어용밸브로 되는 것 역시 바람직하다.

이에 따라 상기 압력챔버의 압력을 제어시킴에 따라 상기 압력차단부와 상기 유체차단부와의 압력차에 의하여 상기 밸브몸체를 흐르는 본류가 제어되는 이점이 있다.

이하 첨부한 도면을 참고로하여 본 발명의 상세한 설명을 하기로 한다.

도2는 본 발명에 따른 차압작동식 자동제어용 밸브의 단면도로서, 도2a는 밸브가 잠긴상태가 도시된 것이고 도2b는 밸브가 열린상태가 도시된 것이다.

도2에서 도시된 바와 같이 본 발명은 크게 유체의 본류가 안내되는 밸브몸체(50)와, 상기 밸브몸체(50)의 일측에 결합된 밸브카바(57)와, 수축과 팽창이 용이한 소재로서 상기 밸브몸체의 내부에서 상기 밸브카바(57)와 밀폐공간을 형성하여 압력챔버(100)를 형성시키는 다이야프램(30)과, 상기 압력챔버(100)와 연결된 수로관(60)으로 구성되어 있다.

여기서 상기 밸브몸체(50)의 내측에는, 상기 밸브카바(57)의 반대측에 위치되어 상기 밸브몸체를 유류의 흐름이 입류되는 유입부(53)와 유류의 흐름이 출류되는 유출부(54)로 구분시키는 곡면돌출된 볼록부(55)가 형성되어 있다.

상기 볼록부(55)는 상기 다이야프램(30)과 함께 유체본류를 개방 또는 차단시키는 공간인 유체차단부(200)를 형성시킨다.

상기 압력챔버(100)와 상기 밸브몸체(50)의 유입부(53) 사이에는 유체의 흐름을 안내시키는 유체도관(80)이 형성되고, 상기 수로관(60)은 수조의 수위에 의하여 제어되는 파이로트밸브가 부착된다.

상기 파이로트밸브는 수조내의 수위가 감지되고 일측에 지지봉(75)이 결합된 부구(73)와, 상기 수로관(60)의 내측에 위치되어 수로관내의 유체흐름을 개방 또는 폐쇄시키는 수로관밸브(70)와, 일측은 상기 부구(73)의 지지봉(75)과 결합되고 타측은 소정무게의 추(74)가 형성된 지렛대로서 중심측 소정위치에서 상기 수로관밸브(70)와 결합된 제어레버(71)와, 상기 제어레버(71)와 평행으로 일측단은 상기 수로관(60)과 결합되고 타측단은 상기 부구(73)의 지지봉(75)과 결합되어 제어레버(71)의 수직운동을 안내, 지지시키는 지지레버(72)로 구성된다.

도2에서 도2a는 수조내의 수위가 만수위일 때 밸브가 잠긴 상태로서, 수위에 의하여 상기 파이로트밸브의 수로관밸브(70)가 상기 수로관(60)을 폐쇄시키면, 상기 압력챔버(100)내의 압력이 상기 다이야프램(30)을 팽창시켜, 상기유체차단부(200)에서 유체본류를 차단시키는 모습이 도시된 것이다.

여기서 수조내의 수위가 낮아지면 상기 부조는 수면을 따라 하강운동되어, 상기 부조에 결합된 제어레버(71)를 운동시킴으로써, 상기 파이로트밸브의 수로관밸브(70)를 개방시키게 된다.

이때 상기 지지레버(72)는 상기 제어레버(71)와 평행되게 결합됨으로써, 상기 부조의 직선수직운동을 안내시켜 수면의 정확한 위치에 의해 수로관밸브(70)가 개폐되도록 한다.

상기 파이로트밸브의 작용으로 수로관밸브(70)가 수로관(60)을 개방시키면 상기 압력챔버(100)내의 유체는 수로관(60)을 경로로 하여 흐르게 되고, 이로 인해 상기 압력챔버(100)내의 압력은 낮아지게 된다.

따라서 상기 다이야프램(30)의 팽창을 유지시키던 상기 압력챔버(100)내의 압력이 낮아짐으로써, 상기 다이야프램(30)은 수축되고, 이로 인해 상기 유체차단부(200)는 공간이 형성되어 상기 밸브몸체(50)의 유입부(53)와 유출부(54) 사이에 유체경로를 형성시킴에 따라, 유체의 본류가 발생되는 도2b와 같은 상태로 된다.

도2b에서 유체의 본류는 유출부(54)를 통하여 수조로 흐르게 되는데, 유체의 본류에 의하여 수조내의 수위가 만조위를 이루면 상기 파이로트밸브에 의하여 수로관밸브(70)는 수로관(60)을 폐쇄시키게 된다.

이에 의해 상기 밸브몸체(50)의 유입부(53)와 유체도관(80)과 압력챔버(100)와 수로관(60)을 경로로 흐르던 유체의 흐름이 차단되고, 상기 유체의 흐름은 압력챔버(100)내에서 정체되어 압력챔버(100)의 압력을 소정 상승시키게 된다.

이때 압력챔버(100)를 형성시키는 상기 다이야프램(30)은 수축과 팽창이 용이한 소재이므로, 상기 압력챔버(100)내에서 소정 상승된 압력에 의하여 소정팽창되고 상기 다이야프램(30)의 소정팽창은 상기 다이야프램(30)의 하단에 형성된 유체본류의 경로상에 위치된 유체차단부(200)를 소정축소시키게 된다.

여기서 상기 유체차단부(200)는 밸브몸체(50)에 형성된 볼록부(55)와 상기 다이야프램(30)이 형성시키는 공간으로서, 상기 유체의 본류가 통과되는 경로이므로, 상기 압력챔버(100)의 팽창에 의하여 유체차단부(200)가 축소되어 유체가 통과되는 면적이 좁아지면, 상기 유체차단부(200)에는 베르뉴이의 법칙에 의하여 압력이 발생되게 된다.

이 압력은 유체도관(80)을 통하여 이어진 상기 압력챔버(100) 내부의 압력과 불균형을 이루므로, 상기 불균형 압력을 해소시키기 위하여 상기 유체도관(80)을 통하여 유체의 흐름이 발생되는데 이 유체의 흐름에 의한 압력은 압력챔버(100)를 형성시키는 상기 다이야프램(30)의 팽창력으로 흡수되어 상기 압력챔버(100)의 팽창을 가속시킨다.

따라서 상기 압력챔버(100)의 팽창은 상기 유류차단부(200)의 압력을 더욱 상승시켜 상기 유체도관(80)을 통한 유류의 흐름이 지속되게 함으로써, 상기 압력챔버(100)의 팽창을 유지시키고, 이로 인해 상기 유류차단부(200)를 이루는 공간이 완전히 잠식되게 된다.

상기 유류차단부(200)를 이루는 공간의 잠식은 밸브몸체(50)를 경로로 하여 흐르는 유체의 본류를 차단시켜 도2a와 같은 상태로 되는 것이다.

이상 설명한 본 발명의 내용을 요약하면, 수조의 수위에 의하여 수로관밸브(70)가 개폐되고 상기 수로관밸브(70)의 개폐에 의하여 압력챔버(100)의 압력이 변화되고 상기 압력챔버(100)의 압력변화에 의하여 상기 다이야프램(30)이 수축 또는 팽창됨으로써, 상기 밸브몸체(50)의 개폐가 발생되는 것이다.

이상 설명한 본 발명에 따르면, 수위에 의해 자동제어되는 밸브가 별개의 피스톤이나 디스크 없이 밸브몸체(50)와 다이야프램(30) 및 밸브카바(57)에 의해 간단히 구성되므로 생산공정이 간편하고 제조원가를 절감할 수 있을 뿐만 아니라 밸브의 크기를 축소시켜 시공이 간편하고, 밸브의 유체차단율을 향상시키는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 차압작동식 자동제어용 밸브에 있어서;

   유체의 본류가 안내되는 관으로서 내측하단 소정위치에 곡면으로 돌출된 볼록부(55)가 형성되어 유류의 흐름이 입류되는 유입부(53)와 유류의 흐름이 출류되는 유출부(54)로 구분되는 밸브몸체(50)와;

   상기 밸브몸체에서 상기 볼록부의 반대측에 위치된 밸브카바(57)와;

   팽창과 수축이 용이한 소재로서, 상기 밸브카바(57)와 상기 볼록부(55)의 사이에 위치되고, 상기 밸브카바(57)와 밀폐공간을 형성시켜 압력챔버(100)를 이루고, 상기 밸브몸체(50)의 볼록부(55)와 유체본류를 개폐시키는 유체차단부(200)를 이루는 다이야프램(30)과;

   상기 압력챔버(100)와 상기 밸브몸체의 유입부(53) 사이를 연결시켜 유류를 안내시키는 유체도관(80)과;

   상기 밸브카바(57)의 소정위치에 형성되어 압력챔버(100)내의 압력을 제어시키는 제어부를; 포함하여 구성되어

   상기 제어부의 제어에 의하여 상기 압력챔버(100)내의 압력이 변동되면, 상기 유체도관(80)을 통한 유류의 흐름이 발생되고, 이로 인해 상기 다이야프램(30)이 수축 또는 팽창되어 상기 유체차단부(200)가 개방 또는 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 차압작동식 자동제어용 밸브.
2. 제1항에 있어서 상기 밸브카바(57)는

   상기 밸브몸체(50)와 착탈결합됨을 특징으로 하는 차압작동식 자동제어밸브.
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