KR100584774B1 - 공기압력 조절밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기압력 조절밸브에 관한 것으로서,

내부에 가압공기 통로(5)와, 상기 가압공기 통로(5)와 연통되어 있는 가압 공간부(10)가 형성되어 있는 밸브 몸체(1)와; 상기 밸브 몸체(1)에 각각 별도로 형성된 제1개구부(21) 및 제2개구부(22)와; 상기 제1개구부(21)에 착탈이 자유롭게 결합되는 제1마개(2)와; 상기 제1마개(2)의 내면에 설치된 제1스프링(4)과; 상기 제1스프링(4)에 그 축방향으로 대항되게 설치되는 동시에, 가압공기 통로(5)를 개폐하도록 상기 밸브 몸체(1)와 미끄럼이 자유롭게 설치된 스풀(6)과; 상기 밸브 몸체(1)의 가압 공간부(10)에 수용되고, 내부에는 가압 공간부(10)와 외기(外氣)(50)에 연통되는 벤트홀(7)이 형성되어 있는 벨로즈 조립체(8);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하므로,

입구 압력조건의 변화에 무관하게 출구의 압력이 일정하게 유지되고, 시스템 가압공기 라인상에서 시스템의 가압이 자체적으로 이루어지므로, 운용상의 안정성이 있으며 신뢰도가 높다는 장점이 있다.

밸브, 공기, 압력, 벨로즈, 스프링, 스풀

Description

공기압력 조절밸브{A Valve for Controlling Air Pressure}

도 1은, 본 발명에 따른 공기압력 조절밸브의 단면도이다.

도 2는, 본 발명에 따른 공기압력 조절밸브의 작동 상태도로서, (a)는 압력공급시, (b)는 압력차단시의 도면이다.

※ 주요 도면부호의 설명

1... 밸브 몸체

2... 제1마개

3... 제2마개

4... 제1스프링

5... 가압공기 통로

6... 스풀(Spool)

7... 벤트홀(Vent Hole)

8... 벨로즈 조립체

9... 제2스프링

10... 가압 공간부

11... 벤트홀

13... 벨로즈(bellows)

14... 벨로즈 지지부

21... 제1개구부

22... 제2개구부

31... 파일롯 홀(Pilot Hole)

50... 외기(外氣)

본 발명은 공기압력 조절밸브에 관한 것으로서, 특히 입구 압력조건의 변화에 무관하게 출구 압력을 일정하게 유지할 수 있는 공기압력 조절밸브에 관한 것이다.

현재, 시스템 내부의 공기 압력을 조절하는 장치는 여러분야에서 사용되고 있다. 이는, 안전상의 이유 및 효율적인 운전을 위해 불가피한 것이며, 그 대표적인 것으로서, 다이아프램(Diaphragm)을 이용하는 방식과 피스톤을 이용하는 방식이 있다.

다이아프램을 이용하는 밸브는, 압력이 설정치를 벗어날 때, 다이아프램이 탄성적으로 수축/팽창하도록 하여 통로를 개폐함으로써 압력을 일정하게 유지하는 장치이다. 그러나, 다이아프램의 재질상, 장기적으로 사용될 경우 부식으로 인해 다이아프램이 손상될 수 있는 단점이 있다.

한편, 피스톤을 이용하는 밸브는, 압력의 변화에 따라 피스톤이 이동하면서 통로를 개폐하여 압력을 조절하는 장치이다. 그러나, 피스톤이 장기간 반복적으로 사용되면, 오링(O-ring)이 손상되어 압력이 누설되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 발명의 목적은 입구 압력조건의 변화와 무관하게 출구 압력을 일정하게 유지시킬 수 있고, 운전의 안정성 및 신뢰성을 높일 수 있는 공기압력 조절밸브를 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 공기압력 조절밸브는, 내부에 가압공기 통로와, 상기 가압공기 통로와 연통되어 있는 가압 공간부가 형성되어 있는 밸브 몸체와; 상기 밸브 몸체에 각각 별도로 형성된 제1개구부 및 제2개구부와; 상기 제1개구부에 착탈이 자유롭게 결합되는 제1마개와; 상기 제2개구부에 착탈이 자유롭게 결합되고 외부와 통하는 벤트홀이 구비되는 제2마개와; 상기 제1마개의 내면에 설치된 제1스프링과; 상기 제1스프링에 그 축방향으로 대항되게 설치되는 동시에, 가압공기 통로를 개폐하도록 상기 밸브 몸체와 미끄럼이 자유롭게 설치된 스풀과; 상기 밸브 몸체의 가압 공간부에 수용되고, 내부에는 가압 공간부와 외기에 연통되는 벤트홀이 형성되어 있는 벨로즈 조립체; 상기 벨로즈 조립체와 제2마개의 내면 사이에 설치된 제2스프링;을 포함하여 구성되고, 상기 제2마개는 제2스프링을 지지하여 상기 제2스프링에 걸리는 초기 장력을 제2마개의 변위를 이용하여 조절할 수 있도록 한다.

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한편, 상기 벨로즈 조립체는, 벨로즈 지지부와 이 벨로즈 지지부 둘레에 지지된 벨로즈로 구성될 수 있다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명한다.

도 1에 본 발명에 다른 공기압력 조절밸브의 구조가 도시되어 있다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 공기압력 조절밸브는, 크게 밸브 몸체(1), 제1스프링(4), 스풀(6), 벨로즈 조립체(8), 및 제2스프링(9)으로 구성된다. 그리고, 상기 밸브 몸체(1)의 상하부에는 각각 제1개구부(21)와, 방출부인 제2개구부(22)가 형성되어 있으며, 상기 제1개구부(21)와 제2개구부(22)에는 제1마개(2)와 제2마개(3)가 각각 착탈이 자유롭게 설치되어 있다. 여기서, 상기 제2마개(3), 또는 밸브 몸체(1)의 유출구인 제2개구부(22)에는 벤트홀(11)이 형성되어 있다.

먼저, 밸브 몸체(1)는, 그 내부에 가압공기 통로(5)와, 상기 가압공기 통로(5)와 연통되어 있는 가압 공간부(10)가 각각 형성되어 있다.

상기 제1마개(2)의 내면에는 제1스프링(4)이 설치되어 있고, 스풀(6)의 상부는 상기 제1스프링(4)과 가압공기 통로(5) 사이에 설치되어 있는 한편, 상기 스풀(6)의 하부는 상기 밸브 몸체(1)와 미끄럼이 자유롭게 설치되어 있다. 따라서, 압력 변화에 의해 상기 스풀(6)이 상하 이동함에 따라, 상기 스풀(6)의 상부가 가압공기 통로(5)를 개폐하는 것이 가능하다.

한편, 상기 밸브 몸체(1)의 가압 공간부(10)에는, 벨로즈 지지부(14)와, 이 벨로즈 지지부(14) 둘레에 지지된 벨로즈(13)로 구성된 벨로즈 조립체(8)가 수용되어 있다. 상기 벨로즈 지지부(14)의 내부 중앙에는 가압 공간부(10)와 밸브 몸체(1)의 외부와 연통되는 벤트홀(7)이 형성되어 있다.

그리고, 스풀(6)의 하단은 벨로즈 지지부(14)에 형성된 벤트홀(7)과 대향하고 있어, 압력의 변화에 따라 스풀(6)이 상하 이동하면서 상기 벤트홀(7)을 개폐하게 되어 있다.

더욱이, 상기 벨로즈(13)의 탄성력을 돕도록, 상기 벨로즈 지지부(14)와 제2마개(3)의 내면 사이에는 제2스프링(9)이 설치되어 있는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명에 따른 공기압력 조절밸브의 작용을 설명한다.

도 2(a)에는 밸브를 통해 압력이 공급되는 상태가 도시되어 있다.

이는, 출구압력이 설정압력보다 낮거나 같을 때 일어나는 작용으로서, 출구(미도시)와 연결된 파일롯 홀(31)을 통해 벨로즈 조립체(8)에 작용되는 압력이 낮으므로, 벨로즈 조립체(8)와 제2스프링(9)이 제1스프링(4)의 탄성력을 극복하여 상승하기 시작하고, 이와 동시에 스풀(6)을 위쪽으로 밀어낸다. 이에 따라, 상기 스풀(6)의 상부와 밸브 몸체(1)는 서로 분리되고, 가압 시스템(미도시)으로부터 가압공기 통로(5)를 통해 출구쪽으로 공기가 공급되어 가압이 이루어진다. 이 때, 상기 스풀(6)의 하단이 벨로즈 지지부(14)의 벤트홀(7)을 막게 되므로, 상기 벤트 홀(7)을 통한 공기 배출은 일어나지 않는다.

도 2(b)에는 밸브를 통해 압력이 차단되는 상태가 도시되어 있다.

이는, 출구압력이 설정압력보다 높을 때 일어나는 작용으로서, 출구(미도시)와 연결된 파일롯 홀(31)을 통해 유입된 압력이 벨로즈 조립체(8)에 작용하면, 이 압력은 벨로즈 조립체(8)와 제2스프링(9)의 탄성력을 이기고 하강을 시작한다. 이에 따라, 제1스프링(4)에 의해 스풀(6)이 밀려내려와 가압공기 통로(5)가 폐쇄된다. 더욱 큰 압력이 작용하면, 상기 벨로즈 조립체(8)가 하강하여, 상기 스풀(6)의 하단과 벨로즈 지지부(14)의 벤트홀(7)이 분리되면서, 과잉압력은 벤트홀(7)을 통해 외부로 방출된다.

상기한 바와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 입구 압력조건의 변화와 무관하게 출구의 압력이 일정하게 유지되고, 시스템 가압공기 라인상에서 시스템의 가압이 자체적으로 이루어지므로, 운용상의 안정성이 있으며 신뢰도가 높다는 장점이 있다.

Claims (4)

1. 내부에 가압공기 통로(5)와, 상기 가압공기 통로(5)와 연통되어 있는 가압 공간부(10)가 형성되어 있는 밸브 몸체(1)와;

   상기 밸브 몸체(1)에 각각 별도로 형성된 제1개구부(21) 및 제2개구부(22)와;

   상기 제1개구부(21)에 착탈이 자유롭게 결합되는 제1마개(2)와;

   상기 제2개구부(22)에 착탈이 자유롭게 결합되고 외부와 통하는 벤트홀(11)이 구비되는 제2마개(3)와;

   상기 제1마개(2)의 내면에 설치된 제1스프링(4)과;

   상기 제1스프링(4)에 그 축방향으로 대항되게 설치되는 동시에, 가압공기 통로(5)를 개폐하도록 상기 밸브 몸체(1)와 미끄럼이 자유롭게 설치된 스풀(Spool, 6)과;

   상기 밸브 몸체(1)의 가압 공간부(10)에 수용되고, 내부에는 가압 공간부(10)와 외기(外氣)(50)에 연통되는 벤트홀(Vent Hole, 7)이 형성되어 있는 벨로즈(Bellows) 조립체(8)와;

   상기 벨로즈 조립체(8)와 제2마개(3)의 내면 사이에 설치된 제2스프링(9);을 포함하여 구성되고,

   상기 제2마개(3)는 제2스프링(9)을 지지하여 상기 제2스프링(9)에 걸리는 초기 장력을 제2마개(3)의 변위를 이용하여 조절할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 공기압력 조절밸브.
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4. 제1항에 있어서,

   상기 벨로즈 조립체(8)는, 벨로즈 지지부(14)와, 이 벨로즈 지지부(14) 둘레에 지지된 벨로즈(13)로 구성되는 것을 특징으로 하는 공기압력 조절밸브.

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