KR100617438B1 - 리테이너가 구비된 파일럿 작동형 메인 밸브 - Google Patents

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강은석
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엠티에이치콘트롤밸브(주)
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Abstract

본 발명은 리테이너가 구비된 파일럿 작동형 메인 밸브에 관한 것으로서, 그 구성은, 내부에 제1공간부를 가지는 본체부와, 상기 본체부의 하부에 마련되어, 상기 제1공간부 내로 배치되며, 일단에 돌기가 형성된 노즐부를 포함하여 구성되는 바디부재; 상기 본체부의 상부에 장착되는 다이아프램 리테이너와, 상기 다이아프램 리테이너의 상부에 장착되되, 상기 다이아프램 리테이너와 소정의 간격을 두고 장착되어 제2공간부가 형성되도록 장착되는 커버와, 상기 제2공간부 내에 장착되되, 상기 다이아프램 리테이너와 소정의 간격을 두고 장착되어 제3공간부가 형성되도록 장착되는 다이아프램을 포함하여 구성되는 다이아프램부재; 상기 노즐부의 상부에 장착되어, 상기 노즐부의 유로개폐를 제어하는 디스크부와, 상기 디스크부와 상기 다이아프램을 연결하는 스핀들을 포함하여 구성되는 디스크부재;를 포함하되, 상기 디스크부는, 디스크 본체와, 상기 디스크 본체의 하면에 장착되는 필름과, 상기 디스크 본체의 하면 가장자리를 따라 마련되어, 상기 디스크 본체와 상기 노즐부 간의 간격을 유지하는 스토퍼와, 상기 디스크 본체의 중심부에 고정되어, 상면이 라운딩 처리되어 있는 센터부를 포함하여 구성되고, 상기 노즐부의 돌기는 상기 필름과 접촉하고, 상기 상기 스핀들의 하부는 상기 센터부와 대응되는 형상으로 구성되어, 상기 센터부와 결합하는 것을 특징으로 하며, 스토퍼에 의해 디스크 본체와 노즐부 간의 간격이 유지되므로 최대 하중이 작용하더라도 필름은 찢어지지 않고 안전하게 유지될 수 있고, 스핀들과 센터부가 서로 정확하게 결합되지 않더라도 라운딩 처리된 면에 의해 스핀들이 센터부의 중앙으로 가이드될 수 있으므로, 스핀들과 센터부는 정확하게 서로 결합할 수 있으며, 노즐부의 돌기는 메탈 재질이지만, 필름이 비메탈 재질로 구성되어, 메탈 가공시 오차가 발생하더라도 메탈과 필름의 접촉에 의해 오차의 커버가 가능하여, 기밀이 유지될 수 있고, 누수를 방지할 수 있으며, 메탈과 비메탈 간의 접촉으로 인해 충격이 흡수되어, 크랙의 발생을 방지할 수 있고, 노즐부의 돌기가 접촉하는 필름의 상부쪽에는 공간이 형성되어 있으므로 필름에 텐션이 작용하여 접촉부위의 손상을 방지할 수 있으며, 기밀유지를 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
파일럿 밸브, 메인 밸브, 바디부재, 다이아프램부재, 필름, 노즐부, 돌기, 리테이너

Description

리테이너가 구비된 파일럿 작동형 메인 밸브{Main valve having a pilot valve with retainer type}
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 리테이너가 구비된 파일럿 작동형 메인 밸브를 도시한 단면도.
도 2는 도 1의 A부분을 확대하여 도시한 단면도.
도 3은 도 1의 B부분을 확대하여 도시한 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 바디부재 11 : 본체부
11a : 제1공간부 13 : 노즐부
13a: 돌기 20 : 다이아프램부재
21 : 다이아프램 리테이너 23 : 커버
23a : 제2공간부 23b : 유입구
25 : 다이아프램 25a : 제3공간부
25b : 어퍼 플레이트 25c : 로어 플레이트
30 : 디스크부재 31 : 디스크부
31a : 디스크 본체 31b : 필름
31c : 스토퍼 31d : 센터부
31e : 필름커버 31f : 고정돌기
31g : 디스크 스페이서 33 : 스핀들
33a : 가이드 33b,33c : 홈
100 : 파일럿 밸브
본 발명은 리테이너가 구비된 파일럿 작동형 메인 밸브에 관한 것이다.
일반적으로, 안전밸브(Safety Valve)란 압력저장 탱크에 설치되어 탱크 내부의 압력을 설정압(규정압) 이하로 유지시켜 주는 안전용 장치이다. 만약 저장탱크의 내부 압력이 설정압 이상으로 상승할 경우, 과압(overpressure)인한 저장탱크의 균열 그리고 이와 관련된 주변 시스템 등에 영향을 주게 되며, 최악의 경우 폭발 등으로 인한 인명 피해가 있을 수 있어 장치의 역할이 중요하다.
이러한 종전의 안전밸브는 내부 구조가 간단하고 밸브 작동을 조절하는 스프링이 직접 유동부(디스크 부)에 하중(spring load)으로 작용함으로 1bar 이상의 설정압에서는 사용 가능하나, 미압의 설정압(0.01~1bar 미만)에서 작동하는 데는 기술적으로 어려움이 있다. 또한, 안전밸브의 성능을 결정짓는 디스크 부위와 시트 부위 사이의 기밀을 유지하는데 기술적 어려움이 많으며, 특히 -150℃ 이하의 초저온에서는 재질의 열 변형(수축) 등으로 기밀을 유지하는데 기술적인 한계가 있다. 이는 탱크 내의 에너지 손실을 초래하고 안전밸브가 장착된 탱크의 안전성에도 문 제가 된다.
특히, 안전밸브(파일럿 작동형 메인밸브)는 통상 LNG선 또는 LPG선의 저장탱크(Cargo Tank) 및 인슐레이션 스페이스(Insulation Space)에 장착되어, 장치 내부의 압력을 적절하게 유지시키기 위하여 많이 사용되며, 장치 내부의 압력이 설정압(예컨대, 저장탱크일 경우 25.0KpaG, 인슐레이션 스페이스일 경우 1.0KpaG) 이상 상승시 자동으로 작동하여 규정압 범위 이내의 압력 강하 후 신속히 기밀을 유지하도록 한다. 이러한 안전밸브의 구조를 살펴보면, 저장탱크에 장착되는 메인밸브와, 메인밸브의 상부에 설치되어 메인밸브의 작동을 보조하는 파일럿 밸브로 구성되며, 파일럿 밸브가 먼저 압력을 받아 작동하고 그 후 메인 밸브가 작동한다.
종래에 상기와 같은 기능과 구조를 가진 안전밸브는 설정압력에서 신속하고 정확하게 개폐되어야 하며, 설정압 이하에서는 누수(Leakage)가 발생하지 않아야 한다. 누수가 일어날 경우 메탈(metal) 재질로 된 디스크와 메탈(metal) 재질로 된 시트 부위의 손상이 주원인으로 이 경우 많은 에너지 손실이 발생한다.
따라서, 안전밸브의 메인밸브는 정확하게 작동이 이루어져야 하며, 정밀 치수와 정확한 공차가 요구되고 있는 실정이다. 또한, LNG나 LPG 가스와 같은 에너지 손실을 방지하기 위하여 기밀유지와 누수가 발생하지 않는 메인밸브의 개발이 지속적으로 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 스토퍼에 의해 디스크 본체와 노즐부 간의 간격이 유지되므로 최대 하중이 작용하더라도 필름은 찢어지지 않고 안전하게 유지될 수 있고, 스핀들과 센터부가 서로 정확하게 결합되지 않더라도 라운딩 처리된 면에 의해 스핀들이 센터부의 중앙으로 가이드될 수 있으므로, 스핀들과 센터부는 정확하게 서로 결합할 수 있으며, 노즐부의 돌기는 메탈 재질이지만, 필름이 비메탈 재질로 구성되어, 메탈 가공시 오차가 발생하더라도 메탈과 필름의 접촉에 의해 오차의 커버가 가능하여, 기밀이 유지될 수 있고, 누수를 방지할 수 있으며, 메탈과 비메탈 간의 접촉으로 인해 충격이 흡수되어, 크랙의 발생을 방지할 수 있고, 노즐부의 돌기가 접촉하는 필름의 상부쪽에는 공간이 형성되어 있으므로 필름에 텐션이 작용하여 접촉부위의 손상을 방지할 수 있으며, 기밀유지를 크게 향상시킬 수 있는 리테이너가 구비된 파일럿 작동형 메인 밸브를 제공하는 데 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 리테이너가 구비된 파일럿 작동형 메인 밸브는, 내부에 제1공간부를 가지는 본체부와, 상기 본체부의 하부에 마련되어, 상기 제1공간부 내로 배치되며, 일단에 돌기가 형성된 노즐부를 포함하여 구성되는 바디부재; 상기 본체부의 상부에 장착되는 다이아프램 리테이너와, 상기 다이아프램 리테이너의 상부에 장착되되, 상기 다이아프램 리테이너와 소정의 간격을 두고 장착되어 제2공간부가 형성되도록 장착되는 커버와, 상기 제2공간부 내에 장착되되, 상기 다이아프램 리테이너와 소정의 간격을 두고 장착되어 제3공간부가 형성되도록 장착되는 다이아프램을 포함하여 구성되는 다이아프램부재; 상기 노즐부의 상부에 장착되어, 상기 노즐부의 유로개폐를 제어하는 디스크부와, 상기 디스크 부와 상기 다이아프램을 연결하는 스핀들을 포함하여 구성되는 디스크부재;를 포함하되, 상기 디스크부는, 디스크 본체와, 상기 디스크 본체의 하면에 장착되는 필름과, 상기 디스크 본체의 하면 가장자리를 따라 마련되어, 상기 디스크 본체와 상기 노즐부 간의 간격을 유지하는 스토퍼와, 상기 디스크 본체의 중심부에 고정되어, 상면이 라운딩 처리되어 있는 센터부를 포함하여 구성되고, 상기 노즐부의 돌기는 상기 필름과 접촉하고, 상기 스핀들의 하부는 상기 센터부와 대응되는 형상으로 구성되어, 상기 센터부와 결합하는 것을 특징으로 한다.
상기에 있어서, 상기 노즐부의 돌기의 일단은 라운딩 처리된 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 바람직한 일실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 리테이너가 구비된 파일럿 작동형 메인 밸브를 도시한 단면도이고, 도 2는 도 1의 A부분을 확대하여 도시한 단면도이며, 도 3은 도 1의 B부분을 확대하여 도시한 단면도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 실시예의 리테이너가 구비된 파일럿 작동형 메인 밸브는, 바디부재(10)와 다이아프램부재(20)와 디스크부재(30)를 포함한다.
바디부재(10)는 본체부(11)와 노즐부(13)를 포함하여 구성된다.
본체부(11)는 내부에 제1공간부(11a)를 가진다.
노즐부(13)는 본체부(11)의 하부에 마련되어, 제1공간부(11a) 내로 배치되 며, 일단에 돌기(13a)가 형성되어 있다.
다이아프램부재(20)는 다이아프램 리테이너(21)와 커버(23)와 다이아프램(25)을 포함하여 구성된다.
다이아프램 리테이너(21)는 본체부(11)의 상부에 장착된다.
커버(23)는 다이아프램 리테이너(21)의 상부에 장착되되, 다이아프램 리테이너(21)와 소정의 간격을 두고 장착되어 제2공간부(23a)가 형성되도록 장착된다.
또한, 커버(23)의 상부에는 통상적인 파일럿 밸브(100)가 장착되며, 커버(23)의 상면에는 파일럿 밸브로부터 유체가 유입되는 유입구(23b)가 마련되어 있다.
본 명세서의 도면에서 파일럿 밸브(100)는 통상적인 종래의 파일럿 밸브로서, 개략적으로 도시하였음을 유의하기 바란다.
다이아프램(25)은 제2공간부(23a) 내에 장착되되, 다이아프램 리테이너(21)와 소정의 간격을 두고 장착되어 제3공간부(25a)가 형성되도록 장착된다.
다이아프램(25)은 어퍼 플레이트(25b)와 로어 플레이트(25c) 사이에 장착되어, 그 형태를 유지한다.
디스크부재(30)는 디스크부(31)와 스핀들(33)을 포함하여 구성된다.
디스크부(31)는 노즐부(13)의 상부에 장착되어, 노즐부(13)의 유로개폐를 제어한다.
스핀들(33)은 디스크부(31)와 다이아프램(25)을 연결한다.
즉, 스핀들(33)은, 그 일단은 제2공간부(23a)측으로 노출되고, 타단은 노즐 부(13)까지 연장되도록 배치되며, 다이아프램 리테이너(21)의 하부에는 스핀들(33)을 가이드 하는 가이드(33a)가 장착되어 있다.
디스크부(31)의 구성을 상세히 살펴보면, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 디스크부(31)는 디스크 본체(31a)와 필름(31b)과 스토퍼(31c)와 센터부(31d)를 포함하는 것이 바람직하다.
필름(31b)은 디스크 본체(31a)의 하면에 장착되며, 그 재질은 테플론(teflon) 재질로 구성되는 것이 바람직하다.
필름(31b)의 하면에는 필름커버(31e)가 장착되어 있다.
또한, 필름(31b)의 상면에는 디스크 스페이서(31g)가 장착되어 있어, 필름(31b)은 디스크 본체(31a)와 소정의 간격을 두고 장착될 수 있다.
스토퍼(31c)는 디스크 본체(31a)의 하면 가장자리를 따라 마련되어, 디스크 본체(31a)와 노즐부(13) 간의 간격을 유지한다.
이렇게, 스토퍼(31c)가 마련되어 있어, 스핀들(33)의 상하 이동시 하중이 많이 작용하여 디스크 본체(31a)에 하중이 많이 가해질 경우 필름(31b)이 노즐부(13)의 돌기(13a)에 의해 찢어질 염려가 있으나, 스토퍼(31c)에 의해 디스크 본체(31a)와 노즐부(13) 간의 간격이 유지되므로 최대 하중이 작용하더라도 필름(31b)은 찢어지지 않고 안전하게 유지될 수 있다.
센터부(31d)는 디스크 본체(31a)의 중심부에 고정되어, 상면이 라운딩 처리되어 있다.
센터부(31d)의 상면에는 고정돌기(31f)가 마련되어 있다.
스핀들(33)은 센터부(31d)와 대응되는 형상으로 구성되어, 센터부(31d)와 결합한다.
즉, 스핀들(33)의 하부에는 센터부(31d)의 라운딩된 면과 대응하도록 라운딩된 홈(33b)이 형성되어 있으며, 고정돌기(31f)와 결합하도록 고정돌기(31f)와 대응되는 홈(33c)이 각각 형성되어 있어, 스핀들(33)과 센터부(31d)가 서로 정확하게 결합되지 않더라도 라운딩 처리된 면에 의해 스핀들(33)이 센터부(31d)의 중앙으로 가이드될 수 있어, 스핀들(33)과 센터부(31d)는 서로 정확하게 결합할 수 있다.
이렇게 정확하게 스핀들(33)과 센터부(31d)가 결합되면, 하중이 골고루 작용하므로 기밀이 유지될 수 있다.
한편, 노즐부(13)의 돌기(13a)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 필름(31b)과 접촉한다.
이렇게, 노즐부(13)의 돌기(13a)는 메탈(metal) 재질이지만, 필름(31b)은 테프론 재질(비메탈)로 구성되어 서로 접촉함으로써, 메탈 가공시 오차가 발생하더라도 메탈과 필름(31b)의 접촉에 의해 오차의 커버가 가능하여, 기밀이 유지될 수 있고, 누수를 방지할 수 있다.
나아가, 메탈과 비메탈 간의 접촉으로 인해 충격이 흡수되어, 크랙(crack)의 발생을 방지할 수 있다.
또한, 노즐부(13)의 돌기(13a)가 접촉하는 필름(31b)의 상부쪽에는 공간이 형성되어 있으므로 필름(31b)에 텐션이 작용하여 접촉부위의 손상을 방지할 수 있으며, 기밀유지를 크게 향상시킬 수 있다.
여기에서, 노즐부(13)의 돌기(13a)의 일단은 라운딩 처리되는 것이 바람직하다.
이렇게, 노즐부(13) 돌기(13a)의 일단이 라운딩 처리되면, 노즐부(13)의 돌기(13a)와 필름(31b)이 점접촉하여 접촉하는 면의 면적이 작아져 기밀이 유지될 수 있으며, 돌기(13a)의 끝부분이 날카로울 경우 필름(31b)이 찢어질 경우를 대비할 수 있다.
상기와 같이, 다이아프램 리테이너(21)가 구비된 리테이너가 구비된 파일럿 작동형 메인 밸브의 경우 다이아프램 리테이너(21)에 의해 다이아프램의 팽창을 막아주므로 0.05bar 내지 2.5bar의 고압에서도 사용이 가능하다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 리테이너가 구비된 파일럿 작동형 메인 밸브에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 디스크 본체의 하면 가장자리를 따라 스토퍼가 마련됨으로써, 스토퍼에 의해 디스크 본체와 노즐부 간의 간격이 유지되므로 최대 하중이 작용하더라도 필름은 찢어지지 않고 안전하게 유지될 수 있다.
둘째, 센터부의 상면은 라운딩 처리되어 있고, 스핀들의 하부는 센터부와 대응되는 형상으로 구성되어 센터부와 결합함으로써, 스핀들과 센터부가 서로 정확하게 결합되지 않더라도 라운딩 처리된 면에 의해 스핀들이 센터부의 중앙으로 가이드될 수 있으므로, 스핀들과 센터부는 정확하게 서로 결합할 수 있다.
이렇게 정확하게 스핀들과 센터부가 결합되면, 하중이 골고루 작용하므로 기밀이 유지될 수 있다.
셋째, 노즐부의 돌기는 메탈 재질이지만, 필름은 테프론 재질(비메탈)로 구성되어 서로 접촉함으로써, 메탈 가공시 오차가 발생하더라도 메탈과 필름의 접촉에 의해 오차의 커버가 가능하여, 기밀이 유지될 수 있고, 누수를 방지할 수 있다.
나아가, 메탈과 비메탈 간의 접촉으로 인해 충격이 흡수되어, 크랙(crack)의 발생을 방지할 수 있다.
또한, 노즐부의 돌기가 접촉하는 필름의 상부쪽에는 공간이 형성되어 있으므로 필름에 텐션이 작용하여 접촉부위의 손상을 방지할 수 있으며, 기밀유지를 크게 향상시킬 수 있다.
넷째, 노즐부 돌기의 일단이 라운딩 처리됨으로써, 노즐부의 돌기와 필름이 점접촉하여 접촉하는 면의 면적이 작아져 기밀이 유지될 수 있으며, 돌기의 끝부분이 날카로울 경우 필름이 찢어질 경우를 대비할 수 있다.

Claims (2)

  1. 내부에 제1공간부를 가지는 본체부와, 상기 본체부의 하부에 마련되어, 상기 제1공간부 내로 배치되며, 일단에 돌기가 형성된 노즐부를 포함하여 구성되는 바디부재;
    상기 본체부의 상부에 장착되는 다이아프램 리테이너와, 상기 다이아프램 리테이너의 상부에 장착되되, 상기 다이아프램 리테이너와 소정의 간격을 두고 장착되어 제2공간부가 형성되도록 장착되는 커버와, 상기 제2공간부 내에 장착되되, 상기 다이아프램 리테이너와 소정의 간격을 두고 장착되어 제3공간부가 형성되도록 장착되는 다이아프램을 포함하여 구성되는 다이아프램부재;
    상기 노즐부의 상부에 장착되어, 상기 노즐부의 유로개폐를 제어하는 디스크부와, 상기 디스크부와 상기 다이아프램을 연결하는 스핀들을 포함하여 구성되는 디스크부재;를 포함하되,
    상기 디스크부는, 디스크 본체와, 상기 디스크 본체의 하면에 장착되는 필름과, 상기 디스크 본체의 하면 가장자리를 따라 마련되어, 상기 디스크 본체와 상기 노즐부 간의 간격을 유지하는 스토퍼와, 상기 디스크 본체의 중심부에 고정되어, 상면이 라운딩 처리되어 있는 센터부를 포함하여 구성되고,
    상기 노즐부의 돌기는 상기 필름과 접촉하고,
    상기 스핀들의 하부는 상기 센터부와 대응되는 형상으로 구성되어, 상기 센터부와 결합하는 것을 특징으로 하는 리테이너가 구비된 파일럿 작동형 메인 밸브.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 노즐부의 돌기의 일단은 라운딩 처리된 것을 특징으로 하는 리테이너가 구비된 파일럿 작동형 메인 밸브.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101310258B1 (ko) * 2011-02-10 2013-09-23 주식회사 코밸 파일럿 구동식 릴리프밸브
KR101334957B1 (ko) * 2011-02-10 2013-11-29 주식회사 코밸 파일럿 구동식 릴리프밸브
KR101528531B1 (ko) * 2014-02-27 2015-06-15 소민철 복합 정유량 밸브
CN113028127A (zh) * 2021-05-31 2021-06-25 沈阳航天新光集团有限公司 非机械式气体减压器气腔容积可调结构

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