KR100468565B1 - 볼밸브 차단용 전자식 타이머장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 종래의 선 출원하여 특허등록 제310503호 '타이머를부설한볼밸브장치' 기계식타이머의 구성부분 중 일부분을 이용하여 타이머핸들을 돌리면서 볼밸브를 개구시킴과 동시에 타이머 설정시간을 조작하고, 설정시간 후 별도의 전동모터가 필요없이 구동축(main shaft;52)에 감긴 태엽스프링(53)을 이용하여 볼밸브를 폐구시킴으로써 사용자에게 조작상의 편의를 제공하고, 제작비가 적으며, 적은 전류로 정확히 볼밸브를 제어할수 있도록 개선 발명된 볼밸브 차단용 전자식 타이머장치에 관한 것이다.

Description

볼밸브 차단용 전자식 타이머장치{The Digital Timer use of the valve}

본 발명은 볼밸브를 설정시간후 폐구시키고자 발명된 타이머장치에 관한 것으로서 특히 가스 및 유류와 화공약품등의 배관이나 시간제어가 필요한 각종 볼밸브류에 유효히 사용될 수 있도록 한 것이다.

이러한 볼밸브류에 시간제어를 하기위해 발명된 타이머장치로는 본 발명자에 의하여 출원되어 2001년 특허 등록한 제0310503호의 기계타이머의 일부 부품을 생략하고 디지탈로 전환하는 수단및 주변부품의 개선에 관한 것으로 사용자에게 조작상의 간편과 적은 전류로 정확히 볼밸브를 제어시키고자 하는 것이다.

도 1과 도 2는 위 특허를 설명하는 내부 구조도면으로서 90도의 피치가 제거된 구동축(main shaft;152)과 강제로 기어를 이탈시키는 타임정지레버(183)와 태엽스프링(153) 및 볼밸브를 90도의 각도로만 회전시키도록 발명된 두개의 걺턱을 형성한 볼클러치 상판(152b)과 볼클러치 하판(154), 그리고 한쪽으로만 회전시키는 편회전 유도기어조(155,156)와 몇 개의 중간기어, 그리고 구동축(main shaft;152)의 회전력을 저해하며 시간을 지연시키는 펠릿(159) 등으로 구성되어 설정시간이 지나면 볼밸브(140)를 급격히 폐구시키게 하였다.

그러나, 이러한 기계식 타이머는 구조의 복잡성은 물론 타이머의 시간제어가 부정확하며 소음문제가 발생하여 이러한 문제점을 해결할 필요성이 생겼다.

또한 국내 특허출원 제 10-2000-0010220호에 기재된 선원기술에서는 볼밸브자체에 미리 태엽스프링을 감은 특수볼밸브에만 사용될뿐만 아니라 볼밸브를 돌린 후 별도의 버튼으로 시간설정을 해야하는 번거러움이 있었다.

따라서 본 발명은 본인의 선 출원등록된 특허의 기계식타이머의 장치를 이용하면서도 일부 단점을 보완고자 한것으로 소음 및 시간오차의 주 원인이된 펠릿 (159)부분을 디지탈화 하여 볼밸브를 개구시킴과 동시에 시간설정이 가능하며, 어떠한 볼밸브에도 사용이 가능한 볼밸브 전용 전자식 타이머를 개발 제공하고자 한 것이다.

도 1은 종래의 본인이 출원한 타이머를 부설한 볼밸브장치의 내부 기어 조립관계를 나타낸 일부 절결 분해 사시도

도 2는 도 1의 그림중 피치제거부위를 갖는 구동축(main shaft;152)과 이에 연결된 구동축을 확대하여 도시한 분해사시도

도 3은 본 발명의 일실시 외관 사시도

도 4는 본 발명의 내부 중요부품의 구성을 도시한 분해도

도 5는 구동축(main shaft)과 종동축(intermission shaft)의 형태를 도시한 외관사시도

도 6은 종동축(intermission shaft;54)과 볼밸브의 결합형태를 도시한 분해도 (6<A>)와 조립도(<6B>)

도 7은 구동축(main shaft)의 구동에 의해 종속되어 간헐운동을 하는 종동축(intermission shaft)과 이에 연동되어 개폐되는 볼밸브의 작동상태를 도시한 작동도

도 8은 본발명의 작동에 따른 내부부품의 변화를 설명하고자 한 작동도로서,

도 <8>A는 초기상태인 타이머의 내부 상태를 도시한 내부 사시도

도 <8>B는 구동축(main shaft;52)를 시계방향으로 90도 회전시켰을때의 내부작동상태를 도시한 내부 사시도

도 <8>C는 타이머의 시간 설정 후 카운트다운을 하는 동안의 내부 사시도

도 <8>D는 설정시간이 끝난 직후 각 부품의 작동상태를 도시한 내부사시도

도 9는 도 8의 작동실시 예를 전자장치의 명령체계로 표시한 순서도

도 10은 도9의 순서에 따라 연동되어 작동되는 기계장치들의 구동 순서도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10, 20: 타이머 상하 케이스 13: 리셋버튼

30: 타이머핸들 40: 볼밸브 52: 구동축(main shaft)

52a, 52b: 간헐 보 52c: 고정 원

52d: 피치제거부 53: 태엽스프링

54: 종동축(intermission shaft) 54a, 54b: 간헐 홈

54c: 고정 호 55: 편회전유도기어

56: 편회전피니언 57: 감속기어

58: 조속기 59: 래칫

80: 전자타이머칩 81: 전원감지스위치

82: 펄스변환스위치 83: 리셋스위치

본 발명은 종래의 선 출원하여 특허등록된 기계식타이머의 구성부분 중 일부분을 이용하여 타이머핸들을 돌리면서 볼밸브를 개구시킴과 동시에 타이머 설정시간을 조작하고, 설정시간 후 별도의 전동모터가 필요없이 구동축(main shaft;52)에 감긴 태엽스프링(53)을 이용하여 볼밸브를 폐구시킴으로써 사용자에게 조작상의 편의를 제공하고, 제작비가 적으며, 적은 전류로 정확히 볼밸브를 제어할수 있도록 발명된 볼밸브차단용 전자식 타이머장치에 관한 것이다.

본 발명의 타이머타이머핸들(30)을 시계방향으로 90도 각도로 돌리면, 이에 연동되어 작동하는 주축(51)에 축 고정된 구동축(main shaft;52)은 태엽스프링 (53)을 압축하면서 동시에 볼밸브(40)의 핸들(41)에 연결된 종동축(intermission shaft;54)을 반 시계방향으로 돌리면서 볼밸브를 정확히 개구시키고, 타이머 핸들(30)을 90도 이상 돌리면 종동축(54)과 구동축(main shaft;52)의 연결이 끊어지면서 동시에 구동축(main shaft;52)의 피치제거부(52d)에 의하여 연결이 끊겨있던 편회전피니언(56)과 연결이 되면서 구동축(main shaft;52) 측면에 위치한 펄스변환스위치(82)가 구동축(main shaft;52)의 잇수를 계산하여 타이머의 작동시간을 설정하게된다.

설정시간이 지나면 전기적 신호에 의하여 리셋스위치(83)가 작동하여 감속기어(57)를 잡고하고 있던 래칫(59)을 풀어줌으로써 구동축(main shaft;52)에 압축되어 감겨있던 태엽스프링(53)이 급격히 풀리면서 구동축(main shaft;52)를 반 시계방향으로 회전시켜 이에 연동되어 간헐운동을하는 종동축(intermission shaft;54)과 볼밸브의 핸들(41)을 시계방향으로 돌려 볼밸브를 폐구시키게 된다.

참고로 본 발명의 구성과 각 부품의 역할을 종래에 선 출원한 특허와 용이하게 비교할 수 있도록 종래의 도면인 <도1>과 <도2>의 백단위 이하의 뒷번호와 현재 발명된 타이머와 상호연관된 구성장치의 번호를 일치시켰고, 그 예로 작동레버 (130)는 타이머핸들(30)로 명명하여 설명하고자 한다.

본 발명의 일실시 구성 및 작용을 첨부된 도면에 의하여 설명하면 도5 < C >는 종동축(intermission shaft;54)과 구동축(main shaft;52)의 형태를 도시한 그림으로 각 구조의 특징과 상호 기구간의 작용을 설명하면 다음과 같다.

시간설정을 하기위하여 타이머핸들(30)을 시계방향으로 90도 회전시키면 타이머핸들과 연동되어 움직이는 주축(51)에 축고정된 구동축(main shaft;52)이 회전하면서 태엽스프링(53)을 압축시킴과 동시에 도7의 그림과 같이 구동축(main shaft;52)에 형성된 두개의 간헐보(52a, 52b)가 종동축(intermission shaft;54)의 두개의 간헐홈(54a,54b)과 순차적으로 맞물리면서 종동축(intermission shaft;54)을 정확히 반시계 방향으로 90도 회전하게 된다.

이때, 도6 < B >와 같이 간헐기구의 하단홈(54d)에 끼워진 볼밸브의 핸들(41)은 종동축(intermission shaft;54)과 같이 반 시계방향으로 90도 회전하여볼밸브를 개구시킨다.

이러한 두개의 간헐보(54a,54b)와 두개의 간헐홈(54a,54b)을 갖는 간헐기구의 특징은 간헐기구장치의 소형화를 함과 동시에 볼밸브를 잠그는데 필요한 회전모멘트를 대폭 감소시킴으로써 별도의 복원스프링이나 복원장치가 없이도 통상적으로 사용되는 태엽스프링(53)만으로도 볼밸브를 충분히 잠글수 있도록 하는 특징이 있다.

이러한 특징을 갖는 본 장치의 작동상태를 도8의 내부사시도를 통해 알아보면 도8 <A>는 구동축(main shaft;52)이 회전되기 전의 타이머 내부의 초기상태를 도시한 것이며 도8 <B>는 구동축(main shaft;52)이 90도 만큼 시계방향으로 회전하면서 전원감지스위치(81)를 작동시켜 전자타이머를 활성화시키면서 동시에 펄스변환스위치(82)가 구동축(52)의 기어잇수를 감지하여 볼밸브차단시간을 계산하기 시작하는 상태를 나타낸 내부 사시도이며 이때 타이머의 시간표시창(14)은 0000을 표시하고 이때 타이머 핸들을 놓으면 구동축(main shaft;52)의 피치제거부(52d)에 의하여 편회전피니언(56)과 접촉이 되지않은 상태이므로 곧 바로 태엽이 풀리면서 볼밸브를 닫아버린다.

도8 <C> 는 구동축(main shaft;52)이 90도 이상 시계방향으로 회전된 상태의 내부 사시도이며 구동축(main shaft;52)의 피치제거부(52d)가 편회전피니언 (56)을 지나면서 두개의 기어가 서로 맞물림과 동시에 전자식타이머칩(80)이 가동되면서 설정된 기어잇수만큼 계산된 타이머가 카운트다운을 하게된다.

도8 <D>는 설정시간이 지난 후 리셋스위치(83)가 작동되어 감속기어(57)를잡고 있던 래칫(59)을 제거한 상태를 도시한 것으로 래칫(39)이 이동한 순간 구동축(main shaft;52)에 감겨있던 태엽스프링(53)이 급격히 풀리면서 구동축(main shaft;52)을 역회전 시켜 종동축(intermission shaft;54)에 연결된 볼밸브를 닫고 전원을 절전모드로 바꾸면서 최초의 타이머 초기상태로 되돌아 가게 되는데 이때 발생하는 급격한 태엽스프링의 복원력은 감속기어(57) 상단에 설치된 조속기(58)의 원심력에 의해 발생하는 마찰저항에 의하여 상당 부분 감속되어 볼밸브(40)가 부드럽게 닫히게 한다.

또한 타이머의 사용중 설정시간 전에 볼밸브를 폐구시키고자 할 때에나 절전시에도 도3의 타이머 상케이스(10)에 있는 리셋(13)버튼을 누르면 도4의 리셋 스위치 (83)와는 관계없이 레칫(59)을 감속기어(57)로부터 이탈하게 하여 볼밸브를 폐구시킴으로써 사용자에게 매우 편리하도록 하였다.

위와 같이 본 발명에 의하여 제작된 볼밸브차단용 전자식타이머장치는 기존 기계식타이머의 태엽스프링(53)만을 이용하여 볼밸브(40)를 폐구시키게 한 것으로 적은 전력량을 이용하여 볼밸브(40)를 제어할 수 있고 별도의 전동모타가 없어 저 단가에 제작이 가능함과 동시에 전자식 타이머의 장점인 정확한 시간제어를 할 수 있어 가정 및 산업현장에서 시간제어가 필요한 볼밸브장치에 널리 이용될 수 있다.

Claims (1)

1. 통상의 볼밸브(40)와 볼밸브핸들(41)에 축결합되는 타이머 상하케이스 (10,20)내에 피치제거부(52d)와 두개의 간헐보(52a,52b)를 형성한 구동축(main shaft;52)과 두개의 간헐 홈(54a,54b)을 형성하며 볼밸브(40)를 회전시키는 종동축 (intermission shaft;54)과 태엽스프링(53)의 복원속도를 감소시키는 조속기(58)와 설정시간동안 태엽스프링의 복원력을 가로막는 래칫(59)과 절전시에도 버튼을 누르면 래칫(59)이 회전되어 볼밸브(40)를 폐구시킬수 있도록 한 리셋버튼(13)과 구동축 (main shaft;52)의 회전각도를 감지하여 시간을 설정하도록 한 펄스변환스위치(82)의 조합으로 이루어지며 타이머 핸들을 돌리면서 볼밸브(40)를 개구시킴과 동시에 시간설정되며, 구동축(main shaft;52)에 감긴 태엽스프링(53)에 의해 볼밸브 (40)가 폐구되게 구성함을 특징으로 하는 볼밸브차단용 전자식 타이머장치.