KR100595018B1 - 유체제어밸브의 복합제어 밸브바디 - Google Patents

Abstract

본 발명은 감압밸브, 정수위밸브, 정유량밸브, 차압조절밸브 등 유체를 제어하기 위한 각종 제어밸브와 선택적으로 결합하고, 또한 이러한 유량제어밸브들에 공통적으로 설치되는 바이패스 배관시스템 없이도 그 역할을 동일하게 수행하도록 하는 유체제어밸브의 복합제어 밸브바디에 관한 것이다.

이에 따른 본 발명은, 유입포트로부터 상부 흐름경로의 메인 유로와, 이와 연통하지 않는 하부 흐름경로인 바이패스 유로가 구획 형성되고, 상기 메인 유로와 바이패스 유로는 배출포트 근처에서 합쳐지는 통합유로를 가지며, 상부 일측에 유체제어밸브의 작동범위가 메인 유로 상에 포함되도록 다양한 유체제어밸브의 조립부를 갖는 밸브바디 케이스와; 상기 밸브바디 케이스의 하부 일측에 일정거리 수직이동이 가능하도록 직결되어, 메인 유로와 바이패스 유로의 각 시작포트를 선택적으로 개폐하는 이중구조밸브와; 상기 유체제어밸브 조립부와 마주하는 밸브바디 케이스의 하부에 일정거리 수직이동이 가능하도록 나사 결합되어, 메인 유로의 종료포트를 개폐하는 개폐밸브; 및 상기 메인 유로 상의 시작포트 근처에 설치되어 유체흐름 중에 발생하는 이물질을 여과하는 스트레이너;를 포함하여 구성된다.

유체제어, 메인유로, 바이패스, 스트레이너

Description

유체제어밸브의 복합제어 밸브바디{Complex control valve body for a fluid control valve}

도 1은 유체제어를 위한 밸브와 배관라인이 결합된 종래의 배관시스템도.

도 2는 본 발명에 따른 유체제어밸브의 복합제어 밸브바디를 도시한 측단면도 및 각 요부 확대도.

도 3은 본 발명에 따른 밸브바디에 다양한 유체제어밸브를 적용한 실시예를 도시한 것으로, 도 3a는 감압밸브, 도 3b는 정유량밸브, 도 3c는 정수위밸브, 도 3d는 차압조절밸브가 적용된 단면도.

도 4는 본 발명에서 유체의 메인 흐름을 보이기 위한 작동도.

도 5는 본 발명에서 유체의 바이패스 흐름을 보이기 위한 작동도.

도 6은 본 발명에서 유체의 플러싱(Flushing)흐름을 보이기 위한 작동도.

도 7은 본 발명에서 스트레이너의 분리상태를 보이기 위한 작동도.

***도면의 주요부분에 대한 부호의 설명***

10: 밸브바디 케이스, 11: 유입포트,

12: 배출포트, 13: 메인 유로,

13-1: 시작포트, 13-2: 종료포트,

14: 바이패스 유로, 14-1: 바이패스 포트,

15: 통합유로, 16: 상부 케이스 커버,

16-1: 볼밸브, 17, 18: 하부 케이스 커버,

17-1, 18-1: 가이드 부싱, 17-2. 18-2: 스페이서,

19: 유체제어밸브 조립부, 20: 이중구조밸브,

22: 바이패스 개폐밸브, 24: 메인유로 개폐밸브,

30: 종료포트 개폐밸브, 40: 스트레이너,

본 발명은 유체제어밸브의 복합제어 밸브바디에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 감압밸브, 정수위밸브, 정유량밸브, 차압조절밸브 등 유체를 제어하기 위한 각종 제어밸브와 선택적으로 결합하고, 또한 이러한 유량제어밸브들에 공통적으로 설치되는 배관시스템 없이도 그 역할을 동일하게 수행하도록 하는 유체제어밸브의 복합제어 밸브바디에 관한 것이다.

일반적으로 유체를 제어하기 위한 유체제어밸브는 다양하다.

나열하면 높은 1차측 압력을 필요로 하는 2차측 압력으로 감압시키는 감압밸브와, 배관시스템에서 압력의 변동에 상관없이 정확한 설계유량을 분배하는 정유량조절밸브와, 공급관과 환수관 사이에 설치되어 배관의 부하변동에 따른 차압을 일 정하게 유지하여 배관설비의 안정화를 유도하는 차압조절밸브, 또한 물탱크에 물을 공급하기 위해 배관라인 상에 설치되어 물탱크에 항상 일정수위가 유지되도록 제어함과 동시에 밸브의 닫히는 속도를 제어해 워터해머(Water Hammer)현상을 방지하는 정수위밸브 등이 있다.

이러한 유체제어밸브는 공통적인 배관설비시스템을 적용 받는다.

즉, 도 1에 도시된 바와 같이 1차측 배관(300a)에 흐름을 차단하는 1차측 스톱밸브(400)와 유체의 흐름상에 발생되는 미세 이물질을 걸러내기 위한 스트레이너(500)가 각각 설치되고, 2차측 배관(300b)에는 유체제어밸브(100)를 통해 배출되는 작동유체의 흐름을 차단하는 2차측 스톱밸브(600)가 구성되며, 스트레이너(500)에 걸러진 이물질 제거나 상기에서 열거한 유체제어밸브(100)의 수리 및 교환을 위해 주 배관(300a)(300b)을 스톱밸브(400)(600)를 통해 일시 차단함과 동시에 유체를 우회시키도록 바이패스 배관(700) 및 바이패스 밸브(710) 등을 필요로 한다.

그러나 유체제어를 위한 밸브장치, 즉 감압밸브, 정수위밸브, 정유량밸브, 차압조절밸브 등을 포함하는 각각의 배관시스템을 구성하기 위해서는 상기 스톱밸브, 바이패스 밸브 및 스트레이너와, 각 밸브간의 많은 연결배관(주배관, 바이패스 배관) 이 소요되기 때문에 이의 설치시 상기의 각 구성요소에 따른 자재비나 설치비용, 특히 용접비용이 상당할 뿐만 아니라 용접에 의한 이음매가 높은 압력에 의해 종종 망가져 잦은 수리보수를 요하고, 또한 설치공간을 많이 차지함은 물론 각종 밸브와 연결배관에 따른 중량이 커 이를 지탱할 수 있는 별도의 지지대 설치를 요하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기의 제반문제를 해결하기 위해 안출된 것으로 그 목적은, 감압밸브, 정수위밸브, 정유량밸브, 차압조절밸브 등 유체를 제어하기 위한 각종 제어밸브와 선택적으로 결합하여, 이러한 유량제어밸브들에 공통적으로 설치되는 배관시스템 없이도 그 작동유체의 흐름을 제어하는 역할을 동일하게 수행하도록 하는 유체제어밸브의 복합제어 밸브바디를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은,

유입포트로부터 상부 흐름경로의 메인 유로와, 이와 연통하지 않는 하부 흐름경로인 바이패스 유로가 구획 형성되고, 상기 메인 유로와 바이패스 유로는 배출포트 근처에서 합쳐지는 통합유로를 가지며, 상부 일측에 유체제어밸브의 작동범위가 메인 유로 상에 포함되도록 다양한 유체제어밸브의 조립부를 갖는 밸브바디 케이스와;

상기 밸브바디 케이스의 하부 일측에 일정거리 수직이동이 가능하도록 직결되어, 메인 유로와 바이패스 유로의 각 시작포트를 선택적으로 개폐하는 이중구조밸브와;

상기 유체제어밸브 조립부와 마주하는 밸브바디 케이스의 하부에 일정거리 수직이동이 가능하도록 나사 결합되어, 메인 유로의 종료포트를 개폐하는 종료포트 개폐밸브; 및

상기 메인 유로 상의 시작포트 근처에 설치되어 유체흐름 중에 발생하는 이물질을 여과하는 스트레이너;를 포함하여 이루어진 특징을 갖는다.

이하, 본 발명을 첨부한 도면과 함께 보다 상세하게 기술한다.

도 2는 본 발명에 따른 유체제어밸브의 복합제어 밸브바디를 도시한 측단면도 및 각 요부 확대도이다.

첨부도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 밸브바디를 이루기 위해 밸브바디 케이스(10)가 구비된다.

상기 밸브바디 케이스(10)는 기본적으로 1차측 배관(도시안됨)과 연결되는 유입포트(11)와 2차측 배관(도시안됨)과 연결되는 배출포트(12)를 갖는다.

또한 유입포트(11)로부터 들어오는 유체가 상기 배출포트(12)로 빠져나가기까지 후술하는 이중구조밸브(20)의 작동에 의해 선택적인 흐름경로가 형성되어질 수 있도록 상부 흐름경로의 메인 유로(13)와, 이와 연통하지 않는 하부 흐름경로인 바이패스 유로(14)를 갖는다.

상기 메인 유로(13)에는 고압의 유체가 들어오는 시작포트(13-1)와 저압의 유체가 나가는 종료포트(13-2)가 구성되고, 상기 바이패스 유로(14)에는 메인 유로(13)의 시작포트(13-1)와 수직방향으로 대향되도록 바이패스 포트(14-1)가 형성된다.

또한 상기 메인 유로(13)의 종료포트(13-2)를 빠져나가는 유체와 바이패스 유로(14)를 통한 유체가 공통적으로 배출포트(12)로 배출되는 통합유로(15)를 갖는다.

또한 상기 메인 유로(13)와 바이패스 유로(14)는 그 유로의 확정을 위해, 케이스(10)와 나사결합하고 플러싱(Flushing)을 위한 볼밸브(16-1)가 설치되는 상부 케이스 커버(16)와, 후술하는 이중구조밸브(20)와 개폐밸브(30)가 설치되는 제 1 및 제 2하부 케이스 커버(17)(18)가 볼팅된다.

한편, 상기 밸브바디 케이스(10)의 상부 일측에, 적용되는 유체제어밸브의 작동범위가 메인 유로(13) 상에 포함되도록 다양한 유체제어밸브의 조립부(19)를 갖는다.

한편, 도 2의 조립부(19)에 적용되는 유체제어밸브는 감압밸브로 한정하여 도시하였을 뿐 이외의 유체제어밸브의 적용시 그 조립부(19)의 형상변경만으로 동일한 역할을 수행할 수 있음은 자명하다.

또한 본 발명은, 상기 밸브바디 케이스(10)의 제 1하부 케이스 커버(17) 상에 일정거리 수직이동이 가능하도록 직결되어, 메인 유로(13)의 시작포트(13-1)와 바이패스 유로(14)의 바이패스 포트(14-1)를 선택적으로 개폐하는 이중구조밸브(20)를 갖는다.

구체적으로 상기 이중구조밸브(20)는 제 1하부 케이스 커버(17)와 밀폐상태로 유지되는 하부측의 가이드 부싱(17-1)과 상부측의 스페이서(17-2)의 개재에 의해 기립상태가 확정되는데,

상기 이중구조밸브(20)는 바이패스 포트(14-1)를 개폐하기 위해 스페이서(17-2)와 수직방향으로 나사 결합되는 바이패스 개폐밸브(22)와, 상기 바이패스 개폐밸브(22)의 내주연과 나사 결합되어 메인 유로(13)의 시작포트(13-1)를 개폐하는 메인 유로 개폐밸브(24)로 이루어진 이중나사결합구조인 밸브이다.

상기 바이패스 개폐밸브(22) 및 메인 유로 개폐밸브(24)는 각 하단에 개폐작동을 위한 회전조작핸들(22-1)(24-1)이 각각 구성된다.

또한 상기 이중구조밸브(20)의 바이패스 개폐밸브(22)는 상기와 같은 결합구성에 의해 유체의 바이패스 흐름시 바이패스 포트(14-1)의 개도(開度)를 조절하여 통합유로(15)를 통해 2차측으로 빠져나가는 적정유량의 흐름을 아울러 제공할 수 있다.

또한 본 발명은, 상기 유체제어밸브 조립부(19)와 마주하는 밸브바디 케이스(10)의 제 2하부 케이스 커버(18) 상에 일정거리 수직이동이 가능하도록 나사 결합되어, 메인 유로(13)의 종료포트(13-2)를 개폐하는 종료포트 개폐밸브(30)를 갖는다.

상기 종료포트 개폐밸브(30)의 설치는 이중구조밸브(20)와 마찬가지로 제 2하부 케이스 커버(18)와 밀폐상태로 유지되는 하부측의 가이드 부싱(18-1)과 상부측의 스페이서(18-2)의 개재에 의해 기립상태가 확정되는데, 메인 유로(13)의 종료포트(13-1)를 개폐하기 위해 스페이서(18-2)와 수직방향으로 나사 결합된다.

상기 종료포트 개폐밸브(30)의 하단에도 이중구조밸브(20)와 마찬가지로 개 폐작동을 위한 회전조작핸들(30-1)이 구성된다.

또한 본 발명은, 상기 메인 유로(13) 상의 시작포트(13-1) 근처에 플러싱을 위한 볼밸브(16-1)가 설치된 상부 케이스 커버(16)와 직결상태로 끼워져 유체흐름 중에 발생하는 이물질을 여과하는 스트레이너(40)를 갖는다.

상기 스트레이너(40)는 밸브바디 케이스(10)와 나사 결합하는 상부 케이스 커버(16)에 의해 세척을 위한 분리가 가능하다. 또한 스트레이너(40)는 운전중에 발생되는 이물질이 스트레이너(40)의 청소시 밸브바디 케이스(10) 내부로 떨어지는 것을 방지하기 위해 이물질 차단 플레이트(42)를 스트레이너(40)의 편심측단에 힌지 결합할 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 밸브바디에 다양한 유체제어밸브를 적용한 실시예를 도시한 것으로, 도 3a는 감압밸브, 도 3b는 정유량밸브, 도 3c는 정수위밸브, 도 3d는 차압조절밸브가 적용된 단면도이다.

상기 첨부도면은 본 발명의 밸브바디에 다양한 유체제어밸브의 설치예를 도시한 것으로서, 앞서 설명한 감압밸브(P)의 적용 외에 정유량밸브(Q), 정수위밸브(R), 차압조절밸브(S) 등 다양한 유체제어밸브를 수용할 수 있는 설치부(19)의 형상변경으로 밸브바디 케이스(10)와의 결합이 가능하다.

미설명부호 50a는 1차측(고압) 유체의 압력을 표시하는 압력게이지이고, 50b는 2차측(저압) 유체의 압력을 표시하기 위한 압력게이지이다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작동상태를 설명한다.

도 4는 본 발명에서 유체의 메인 흐름을 보이기 위한 작동도이고, 도 5는 본 발명에서 유체의 바이패스 흐름을 보이기 위한 작동도이며, 도 6은 본 발명에서 유체의 플러싱(Flushing)흐름을 보이기 위한 작동도이고, 도 7은 본 발명에서 유체의 모든 흐름을 차단하고 스트레이너의 분리상태를 보이기 위한 작동도이다.

도 4 내지 도 7은 유체제어밸브를 제외한 상태로 도시하였지만 상기 유체제어밸브가 설치된 것으로 가정하여 작동을 설명한다.

먼저 도 4에서, 이중구조 밸브(20)의 바이패스 개폐밸브(22)를 바이패스 포트(14-1)를 닫는 위치까지 회전조작핸들(22-1)을 회전 조작함과 동시에 상기 바이패스 개폐밸브(22)의 내주연과 나사 결합된 메인 유로 개폐밸브(24)를 메인 유로(13)의 시작포트(13-1)로부터 개방되도록 회전 조작한다.

연이어 개폐밸브(30)의 회전조작핸들(30-1)을 돌려 나사 결합된 상기 개폐밸브(30)로부터 메인 유로(13)의 종료포트(13-2)를 개방시킨 다음 장치의 운전을 개시하게 되면, 유체는 시작포트(13-1) ⇒ 메인 유로(13) ⇒ 종료포트(13-2) ⇒ 통합유로(15)를 따라 흐르면서 최종 배출포트(12)를 통해 배출되는 유체의 메인 흐름이 형성된다.

한편, 장치의 운전을 멈추지 않고서 스트레이너(40)의 세척이나 유체제어밸브의 보수를 위해 분해 및 조립시 정상의 적정압으로 감압된 유체를 2차측으로 바 이패스해야 할 필요가 있다.

도 5는 그 방안을 제시한 것으로서, 먼저 이중구조 밸브(20)의 바이패스 개폐밸브(22)를 회전조작핸들(22-1)로써 업(UP)시켜 상기 바이패스 개폐밸브(22)와 결합상태로 된 메인 유로 개폐밸브(24)가 시작포트(13-1)를 닫고(이 때의 바이패스 개폐밸브는 완전히 개방된 상태임), 동시에 종료포트(13-2)를 개폐하는 종료포트 개폐밸브(30)를 회전 조작하여 종료포트(13-2)를 닫는다.

이 후 완전 개방된 바이패스 개폐밸브(22)를 아랫방향으로 회전조작하면서 바이패스 포트(14-1)에 대한 개도(開度)를 2차측 배관에 설치된 압력게이지(50b)의 눈금을 보면서 정상압이 되도록 조절한다.

도 6은 1차측 배관 내부를 청소하기 위한 흐름을 도시한 것으로서, 상기와 같은 이중구조밸브(20)를 작동시켜 메인 유로(13)의 시작포트(13-1)는 개방되는 반면 바이패스 포트(14-1)를 닫도록 하고, 또한 종료포트 개폐밸브(30)를 그 종료포트(13-2)가 완전히 닫히는 방향으로 작동시킨 후 볼 밸브(16-1)를 열어 고압의 1차측 유체압을 외기로 강제배기시키면, 1차측 배관의 이물질이 외기로 빠져나가면서 자연적으로 세척이 이루어지게 된다.

도 7은 스트레이너의 세척 및 교환을 위해 밸브바디 케이스(10)와 나사 결합한 상부 케이스 커버(16)를 간단한 회전조작으로 분리시켜 스트레이너를 픽업하는 과정을 도시한 도면이다.

이와 같은 구성 및 작동상태를 갖는 본 발명을 적용하게 되면, 밸브바디 케이스 상에 메인유로와 바이패스 유로가 분기 형성되고, 상기 각 유로의 개폐력 및 개도력을 제어하는 밸브구성과 밸브바디 케이스 내부에 구성되는 스트레이너에 의해 종래의 유체배관라인에서 별도로 설치해야 하는 스톱밸브, 외장형 스트레이너 및 바이패스 밸브 등이 필요치 않게 되고, 또한 주 배관의 대폭감소와 바이패스 배관의 불필요에 의해 장치 및 배관 설치에 따른 시간이나 자재비용 및 인건비(특히 용접비용)가 종래에 비해 현저히 절감된다.

또한 본 발명을 적용하게 되면, 복합제어 밸브바디 하나로써 종래의 각종 밸브(스톱밸브, 바이패스 밸브)와 스트레이너의 역할을 모두 포함할 수 있기 때문에 배관에 연결되는 이음부분이 종래에 비해 대폭적으로 감소되어 보수 및 수리에 따른 대처가 정확, 신속하여 신뢰성이 있는 장치 구성이 구현된다.

또한 본 발명의 복합제어 밸브바디는 종래와 비교하여 밸브 및 배관의 중량 및 설치공간을 크게 줄일 수 있다.

Claims (4)

1. 유입포트로부터 상부 흐름경로의 메인 유로와, 이와 연통하지 않는 하부 흐름경로인 바이패스 유로가 구획 형성되고, 상기 메인 유로와 바이패스 유로는 배출포트 근처에서 합쳐지는 통합유로를 가지며, 상부 일측에 유체제어밸브의 작동범위가 메인 유로 상에 포함되도록 다양한 유체제어밸브의 조립부를 갖는 밸브바디 케이스와;

   상기 밸브바디 케이스의 하부 일측에 일정거리 수직이동이 가능하도록 직결되어, 메인 유로와 바이패스 유로의 각 시작포트를 선택적으로 개폐하는 이중구조밸브와;

   상기 유체제어밸브 조립부와 마주하는 밸브바디 케이스의 하부에 일정거리 수직이동이 가능하도록 나사 결합되어, 메인 유로의 종료포트를 개폐하는 개폐밸브; 및

   상기 메인 유로 상의 시작포트 근처에 설치되어 유체흐름 중에 발생하는 이물질을 여과하는 스트레이너;를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 유체제어밸브의 복합제어 밸브바디.
2. 제 1항에 있어서, 상기 이중구조밸브는

   바이패스 포트를 개폐하기 위해 밸브바디의 하부로부터 수직방향으로 나사 결합되는 바이패스 개폐밸브와,

   상기 바이패스 개폐밸브의 내주연과 나사 결합되어 메인 유로의 시작포트를 개폐하는 메인 유로 개폐밸브를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 유체제어밸브의 복합제어 밸브바디.
3. 제 2항에 있어서, 상기 이중구조밸브의 바이패스 개폐밸브는 유체의 바이패스 흐름시 바이패스 포트의 개도(開度)를 조절하여 2차측으로 적정유량의 흐름을 패스하도록 함을 특징으로 하는 유체제어밸브의 복합제어 밸브바디.
4. 제 1항에 있어서, 상기 유체제어밸브의 설치부에 적용 설치되는 유체제어밸브는 감압밸브 또는 정수위밸브 또는 정유량밸브 또는 차압조절밸브임을 특징으로 하는 유체제어밸브의 복합제어 밸브바디.

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