KR100962263B1 - 내구성이 강화된 감압밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 감압밸브에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배관에 설치되어 설정된 압력으로 일정하게 유체가 유동되도록 유체의 압력을 감압하는 밸브로서, 감압밸브를 구성하는 부품의 내구성을 향상시켜 밸브의 수명이 연장되도록 개선된 감압밸브에 관한 것이다.

본 발명은 배관상에 설치되어 유입되는 유체를 갑압하여 적정한 토출압력이 배출되도록 유통공이 형성된 밸브몸체 내에서 상하로 이동되면서 유체의 압력을 조절하는 피스톤을 포함하여 구성된 감압밸브에 있어서, 상기 피스톤은 피스톤헤드와 상기 밸브몸체의 유통공을 개폐시키는 디스크와 상기 디스크가 결합되는 스템을 포함하여 구성되며, 상기 밸브몸체에는 상기 피스톤헤드가 접촉되어 상하이동하도록 가이드하는 링케이지(Ring cage)가 장착된 것을 특징으로 하는 내구성이 강화된 감압밸브를 제공한다.

본 발명을 통해, 감압밸브의 밸브몸체와 피스톤의 직접적인 접촉에 의해 상기 부품들의 마모를 방지할 수 있도록 링케이지를 매개수단으로 밸브몸체 내부에 장착하여, 밸브몸체와 피스톤의 내구성을 향상시켜 결국 수명이 반영구적으로 연장되는 감압밸브를 구성할 수 있다.

감압밸브, 링케이지, 피스톤, 안착턱

Description

내구성이 강화된 감압밸브{Pressure Reducing Valve with strongly reinforced structure}

본 발명은 감압밸브에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배관에 설치되어 설정된 압력으로 일정하게 유체가 유동되도록 유체의 압력을 감압하는 밸브로서, 감압밸브를 구성하는 부품의 내구성을 향상시켜 밸브의 수명이 연장되도록 개선된 감압밸브에 관한 것이다.

본 발명은 건축설비 및 산업설비의 배관상에 일정한 압력으로 유체가 유동되도록 감압밸브가 설치된다.

도 1은 종래기술에 의한 감압밸브의 내부단면도로서, 도시된 바와 같이 유체가 유입되는 유입구와 유체가 배출되는 배출구가 형성되고 이 유입구와 배출구의 대략 중앙부에는 유통공(14)을 갖는 격벽(12)이 형성된 밸브몸체(10)와, 상기 밸브몸체(10)의 상측부에 결합되는 상부커버체(20)와 상기 밸브몸체(10)의 내측면과 접촉하는 피스톤헤드(32)와 상기 밸브몸체(10)의 유통공(14)을 개폐시키는 디스크(34)와 상기 디스크(34)가 결합되는 스템(36)을 포함하여 슬라이드 되도록 구성된 피스톤(30)을 갖는다.

또한, 상기 밸브몸체(10)의 배출측(2차측) 공간 내부에 작용되는 유압에 의해 상방으로 이동되는 다이어프램(40)과, 상기 다이어프램(40)의 상면측에 해당되는 상부커버체(20)의 내부에 설치되어 다이어프램(40)과 결합되는 피스톤(30)의 스템(36)을 하방으로 가압하는 압력조절스프링(50)과 상기 압력조절스프링(50)의 상부에 가압력을 인가시키도록 상기 상부커버체(20) 내부에 설치되는 압력조정볼트(60)가 포함되어 구성된다.

그러나, 상기와 같은 종래의 감압밸브는 피스톤(30)의 상부인 피스톤헤드(32)가 밸브몸체(10)의 내부측면과 면접촉하면서 이동하는데, 일반적으로 밸브몸체(10)의 재질은 동으로 형성되며, 피스톤(30)은 스텐레스재질로 형성이 되는데, 반복적으로 상하 이동되는 경우 상기의 두 금속요소가 접촉하면서 마찰에 의해 밸브몸체(10) 및 피스톤(30)에 마모가 심각해지고, 또한 서로 다른 금속재질에 유체가 유입되는 경우 이종 금속간의 접촉으로 인하여 녹이 발생하여 밸브몸체(10)와 피스톤(30)의 수명이 짧아지게 되는 문제점이 있다.

또한, 밸브몸체(10)와 피스톤(30)의 접촉시 마모로 인해 피스톤(30)의 상하 이동이 불규칙해지면서 강도가 약한 밸브몸체에 긁힘 현상이 발생하게 되면 밸브내의 압력이 6~7 kgf/cm² 범위 이상의 압력에서는 피스톤(30)의 상하이동이 제대로 이루어지지 않아 일정 수압을 유지할 수 없게 되므로, 결국 감압밸브 자체를 교체해 야 하는 문제점이 있었다.

또한, 감압밸브 내에 수격현상이 발생하는 경우 등에 있어서, 밸브몸체(10)의 격벽(12)에 피스톤(30)의 디스크(34)가 접촉하면서 유통공(14)이 차단되어 밸브가 닫히게 되는데, 이 경우에 상기 격벽(12)과 접촉되어 유체의 흐름을 차단하도록 디스크(24)에는 일반적으로 패킹이 내장된다.

그러나, 상기 패킹은 고무재질로서 동재질의 밸브몸체의 격벽(12)과 계속적으로 접촉하면서 개폐동작을 하는 경우 장시간 사용시에 쉽게 마모되어 밸브의 개폐동작이 정확하게 이루어지지 않게 되므로 일정 수압을 유지하여야 하는 감압밸브의 목적을 달성할 수 없다는 문제점이 있었다.

상기의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 밸브몸체와 피스톤의 직접적인 접촉을 통한 상기 부품들의 마모를 방지할 수 있는 매개수단을 더 구비하여, 구성부품의 내구성을 향상시킴으로써 수명이 연장되도록 구성된 감압밸브를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 상기 매개수단은 감압밸브 내부에 쉽게 장착이 가능하며, 감압밸브 내부에서 접촉마찰로 인해 마모가 발생되는 경우에는 교체가 용이하도록 구조 설계된 감압밸브를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 감압밸브의 부품들의 마모 발생이 적어 장시간 사용에도 설정된 일정압력으로 물을 공급할 수 있게 되므로, 감압밸브의 마모로 인한 설정치 이상의 압력으로 물이 공급되는 것을 차단할 수 있는 감압밸브를 제공함을 목적으로 한다.

또한, 감압밸브의 밸브몸체와 피스톤의 금속재질이 다른 경우에도 금속간의 접촉이 없어서 녹이 발생하지 않는 감압밸브를 제공함을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 배관상에 설치되어 유입되는 유체를 갑압하여 적정한 토출압력이 배출되도록 유통공이 형성된 밸브몸체 내에서 상하로 이동되면서 유체의 압력을 조절하는 피스톤을 포함하여 구성된 감압밸브에 있어서, 상기 피스톤은 피스톤헤드와 상기 밸브몸체의 유통공을 개폐시키는 디스크와 상기 디스크가 결합되는 스템을 포함하여 구성되며, 상기 밸브몸체에는 상기 피스톤헤드가 접촉되어 상하이동하도록 가이드하는 링케이지(Ring cage)가 장착된 것을 특징으로 하는 내구성이 강화된 감압밸브를 제공한다.

상기 피스톤의 디스크에는 패킹이 장착되며 상기 패킹과 상기 링케이지의 일단부가 접촉되면서 상기 유통공을 개폐하도록 구성할 수 있다.

상기 링케이지는 피스톤이 삽입되도록 관통형상으로 형성되며 상부 내측면에는 상기 피스톤헤드가 접촉되도록 가이드면이 형성되며, 외주면에는 다수의 가이드 리브를 형성하여 개방된 유로를 형성할 수 있다.

상기 링케이지의 상부 측면이 확경되고 상기 확경된 링케이지의 상부 측면부와 요철결합되도록 상기 밸브몸체에는 안착턱이 형성될 수 있다.

바람직하게는 상기 링케이지는 합성수지재질로 형성될 수 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 배관상에 설치되어 유입되는 유체를 갑압하여 적정한 토출압력이 배출되도록 하는 감압밸브에 있어서, 유체가 유입되는 유입구와 유체가 배출되는 배출구가 형성되며 내부에 유통공이 형성된 밸브몸체; 상기 밸브몸체에 장착되며, 내측면에는 가이드면이 형성된 합성수지재질의 링케이지; 상기 밸브몸체의 상측부에 결합되는 상부커버체; 상기 밸브몸체의 배출측 공간 내부에 작용되는 유압에 의해 상방으로 이동되는 다이어프램; 상기 상부커버체에 설치되어 다이어프램을 하방으로 가압하는 압력조절스프링; 상기 압력조절스프링의 상부에 압력을 가하도록 상기 상부커버체에 설치되는 압력조정볼트; 및 상기 다이어프램과 결합되어 상기 링케이지의 내측면을 따라 상하로 이동되면서 상기 밸브몸체에 형성된 유통공을 개폐시키는 피스톤;으로 구성된 것을 특징으로 하는 내구성이 개선된 감압밸브를 제공한다.

상기 피스톤은 상기 링케이지의 내측면과 접촉되는 피스톤헤드와 상기 밸브몸체의 유통공을 개폐시키는 디스크와 상기 디스크가 결합되는 스템을 포함하여 구성되며, 상기 디스크에는 패킹이 장착되어 상기 패킹과 상기 링케이지의 일단부가 접촉되면서 유통공의 개폐가 이루어지도록 구성될 수 있다.

상기 링케이지는 피스톤이 삽입되도록 관통형상으로 형성되며 상부 내측면에는 상기 피스톤헤드가 접촉되도록 가이드면이 형성되며, 외주면에는 다수의 가이드 리브를 형성하여 개방된 유로를 형성할 수 있다.

상기 링케이지의 상부 측면부가 확경되고 상기 확경된 링케이지의 상부 측면부와 요철결합되도록 상기 밸브몸체에는 안착턱이 형성될 수 있다.

본 발명에 의해 다음과 같은 효과를 달성할 수 있다.

첫번째로, 본 발명은 밸브몸체와 피스톤의 직접적인 접촉에 의해 상기 부품들의 마모를 방지할 수 있도록 링케이지를 매개수단으로 밸브몸체 내부에 장착하여, 밸브몸체와 피스톤의 내구성을 향상시켜 결국 수명이 반영구적으로 연장되는 감압밸브를 구성할 수 있다.

두번째로, 링케이지가 밸브몸체의 내부에 쉽게 장착되어 고정되고, 링케이지가 감압밸브 내부에서 접촉마찰로 인해 마모가 발생되는 경우에 쉽게 교체가 가능 하도록 밸브몸체에는 링케이지의 상부 측면이 안착되는 안착턱을 구성함으로써, 링케이지의 장착 및 교체가 용이한 감압밸브를 구성할 수 있다.

셋째로, 디스크에 장착된 패킹과 링케이지가 접촉되므로, 패킹의 마모가 거의 발생하지 않아 종래의 감압밸브에 비해 장시간 사용함에도 설정된 압력으로 감압하는 감압밸브의 역할을 수행할 수 있다는 장점을 가진다.

넷째로, 장시간 사용에도 감압밸브의 설정압력이 거의 변동이 없고, 감압된 일정압력을 갖는 유량만이 수도배관을 통해 공급되므로, 안정적인 물의 흐름을 유지할 수 있으며 물 사용량을 줄여 비용절감을 꾀할 수 있는 효과를 가진다.

다섯째로, 합성수지 재질의 링케이지를 사용함으로써 감압밸브의 밸브몸체와 피스톤의 재질이 이종금속인 경우라도 금속간의 접촉이 없어서 장시간 사용에도 녹이 발생하는 것을 방지할 수 있다는 효과가 있다.

이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2a, 2b는 본 발명에 따른 감압밸브의 사시도와 절단사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 감압밸브의 내부단면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 감압밸브의 분해사시도이다.

도시된 바와 같이 본 발명에 의한 감압밸브는 밸브몸체(100), 상기 밸브몸체의 내부공간에 장착된 링케이지(200), 상기 밸브몸체의 상측부에 결합되는 상부커 버체(300), 상기 밸브몸체의 배출측 공간 내부에 작용되는 유압에 의해 상방으로 이동되는 다이어프램(400), 상기 상부커버체에 설치되어 다이어프램을 하방으로 가압하는 압력조절스프링(500), 상기 압력조절스프링의 상부에 압력을 가하도록 상기 상부커버체에 설치되는 압력조정볼트(600), 상기 다이어프램과 결합되어 상기 링케이지의 내측면을 따라 상하로 이동되면서 상기 밸브몸체에 형성된 유통공을 개폐시키는 피스톤(700)을 포함하여 구성된다.

도시된 압축링(800)은 압력조절볼트(600)에서 가해진 가압력을 압력조절스프링(500)에 전달하는 역할을 하며, 압축링(800)의 중앙부는 압력조절스프링의 내부에 삽입되도록 볼록한 형상을 갖도록 구성할 수 있다.

또한, 도시된 체결링(900)은 고무재질의 다이어프램(400)과 금속재질의 피스톤(700)의 결합을 용이하도록 합성수지나 금속재질로 형성되어 다이어프램의 내측면에 삽입되도록 구성할 수 있다. 또한, 상기 체결링(900)의 중앙부에는 상기 압력조절스프링(500)이 삽입되도록 볼록한 형상을 갖도록 구성할 수 있다.

상기의 체결링(900)은 다이어프램(400)과 피스톤(700)을 결합하여 압력조절스프링(500)에 가해진 압력을 다이어프램(400)에 전달하거나 다이어프램(400)에 가해지는 유체의 압력을 전달받아 압력조절스프링(500)이 압축되도록 함으로써 다이어프램(400)과 결합된 피스톤(700)이 상하이동되도록 한다.

또한, 도시된 바처럼 상기 상부커버체(300)와 다이어프램(400)의 결합력을 강화하고 누수를 방지하기 위해 오링(1000)이 장착될 수 있다.

상기 피스톤(700)은 상기 링케이지(200)의 내측면과 접촉되는 피스톤헤드(720)와 상기 밸브몸체(100)의 유통공을 개폐시키는 디스크(740)와 상기 디스크(740)가 결합되는 스템(760)을 포함하여 구성되며, 상기 디스크(740)에는 패킹(745)이 장착되어 상기 링케이지(200)의 일단부와 접촉되면서 밸브몸체의 유통공을 개폐하여 유체의 개폐가 이루어지도록 구성된다.

상기 피스톤헤드(720)에는 피스톤이 하부방향으로 이동범위를 한정하기 위하여 피스톤헤드(720)의 외주면에 너트(725)를 장착할 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 감압밸브에 장착되는 링케이지의 사시도이다. 도시된 바와 같이, 링케이지(200)는 피스톤(700)이 삽입되도록 내부가 관통된 형상을 가지며, 상부 내측면에는 상기 피스톤헤드(720)가 접촉되도록 가이드면(220)이 형성되며, 외주면에는 다수의 가이드 리브(240)를 형성하여 개방된 유로를 형성한다. 또한, 링케이지의 상부의 측면은 확경되어 돌출형상의 측면(260)이 형성된다.

또한, 상기 피스톤헤드(720)에 장착된 너트(725)가 삽입되는 챔버(270)를 형성하여 피스톤(700)의 상하이동을 보다 안정되게 가이드 하도록 링케이지(200)의 상부에는 돌출링(280)이 더 형성될 수 있다.

즉, 압력조절볼트(600)로 압력조절스프링(500)에 최대의 가압력을 가하는 경우에 피스톤헤드(720)에 장착된 너트(725)가 상기 돌출링(280)에 의해 안내되어 상기 챔버(270)에 완전히 삽입되게 된다.

도 6은 본 발명에 따른 감압밸브를 구성하는 밸브몸체의 내부단면도로서, 도시된 바를 참조하면, 상기 밸브몸체(100)는 유체가 유입되는 유입구(120)와 유체가 배출되는 배출구(140)가 형성되며 내부에 유체가 흐를 수 있도록 유통공(160)이 형성된다.

상기 밸브몸체(100)의 내부에는 상기 링케이지(200)가 장착되는데, 이에 장착 결합력을 높이기 위해 밸브몸체(100)에는 돌출형성된 상기 링케이지 상부의 측면(260)이 요철결합되어 안착되는 안착턱(180)이 형성될 수 있다.

또한, 링케이지(200)의 외주면에는 밸브몸체(100)에 장착시에 결합력을 증대시키고, 유체의 기밀을 유지하기 위한 오링(290)이 장착될 수 있다.

이와 같이 구성된 밸브몸체(100)와 링케이지(200)의 결합방식은 매우 수월하하게 이루어 질뿐만 아니라 링케이지(200)의 마모시에 교체 또한 매우 용이하다는 특징을 갖고 있다.

또한, 밸브몸체(100)의 하단부에는 상하운동하는 피스톤의 스템(760)을 지지하도록 스템(760)이 삽입되는 스템홀(190)을 형성할 수 있다.

본 발명에 따른 감압밸브의 작동상태를 설명하면 다음과 같다. 도 7a 내지 도 7c는 본 발명에 따른 감압밸브의 작동상태도이다.

도 7a는 압력조정볼트를 최대로 조절하여 압력조절스프링(500)의 상부에 최대의 압력을 인가하도록 하여 설정압력을 특정압력으로 설정한 경우를 나타낸다. 도시된 바처럼, 압력조절스프링(500)이 압축되면서 피스톤헤드(720)의 너트(725)가 링케이지(200)의 돌출링(280)에 의해 형성된 챔버(270)에 완전히 삽입되어 안착된 상태를 나타내고 있으며, 유입구(120)로 유입된 유체는 설정된 압력에 따라 감압되어 배출구(140)로 배출되게 된다.

도 7b는 배출구측에서 설정된 압력보다 큰 압력이 작용되는 경우에 피스톤의 작동상태를 도시한 것으로서, 배출구측에서 설정된 압력보다 큰 압력이 작용되면 피스톤(700)의 저면인 디스크(740)에 압력이 작용되고 이에 따라 피스톤헤드(720)가 링케이지(200)의 가이드면(220)과 접촉하면서 이동하여 피스톤(700)이 상방으로 이동하면서 압력조절스프링(500)을 압축하게 된다.

자세하게 설명하면, 이와 같이 구성된 감압밸브는 밸브몸체(100)내의 유통공(160)이 개방된 상태에서 배출구(140)로 배출되는 유체의 2차측 압력이 설정된 압력조절스프링(500)의 압력보다 높을 경우 그 압력이 다이어프램(400)에 작용되고, 이에 따라 다이어프램(400)과 결합되어 있는 피스톤(700)이 상승되면서 그 하단에 결합된 디스크(740)가 유통공(160)의 개방정도를 조절하여 유량을 조절하게 되어 2차측으로 유동되는 유체의 압력이 일정하게 유지되도록 한다.

이 때, 상하운동을 하는 피스톤의 피스톤헤드(720)와 링케이지의 가이드면(220)이 면접촉되므로, 종래의 감압밸브와 같이 금속재질의 밸브몸체(100)와 피스톤헤드(720)가 직접 접촉함으로써 밸브몸체(100) 또는 피스톤헤드(720)의 마모를 야기시켜 감압밸브의 수명을 단축시켰던 단점을 극복할 수 있으며, 이종 금속재질사이에 유입되는 수분에 의해 녹이 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 금속재질의 피스톤헤드(720)보다 강도가 약한 합성수지재질의 링케이지(200)에 마모가 발생하는 경우 앞서 설명한 바처럼 단지 링케이지(200)만을 용이하게 교체가 가능하도록 감압밸브를 구성함으로써 감압밸브를 반영구적으로 사용할 수 있도록 한 것이다.

도 7c는 배출구측에서 설정된 압력보다 큰 압력이 작용되면서 피스톤(700)의 디스크(740)에 의해 압력조절스프링(500)이 보다 압축되면서 밸브몸체(100)에 형성된 유통공(160)이 닫힌 순간의 상태를 도시한 것이다.

도시된 바처럼, 수격현상 등이 발생하여 배출구(140)로 배출되는 유체의 2차측 압력이 설정된 압력조절스프링(500)의 압력보다 매우 높을 경우 링케이지(200)의 일단부와 디스크의 패킹(745)이 접촉하면서 유통공(160)이 닫히게 되는 것이다.

이러한 경우 디스크의 패킹(160)은 합성수지재질의 링케이지(200)의 일단부와 접촉하면서 유통공(160)을 닫게 되는데, 이처럼 합성수지재질의 링케이지(200)와 동종의 합성수지재질의 패킹(745)이 접촉을 하도록 함으로써, 종래의 경우처럼 금속재질의 밸브몸체(100)의 격벽에 반복적으로 접촉되면서 강한 압력에 의해 쉽게 마모되면서 밸브의 개폐동작이 정확하게 이루어지지 않는 문제점을 개선할 수 있다.

상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 아래의 특허청 구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

도 1은 종래기술에 따른 감압밸브의 내부단면도를 나타낸다.

도 2a, 2b는 본 발명에 따른 감압밸브의 사시도와 절단사시도이다.

도 3은 본 발명에 따른 감압밸브의 내부단면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 감압밸브의 분해사시도이다.

도 5은 본 발명에 따른 감압밸브에 장착되는 링케이지의 사시도이다.

도 6는 본 발명에 따른 감압밸브를 구성하는 밸브몸체의 내부단면도이다.

도 7a 내지 도 7c는 본 발명에 따른 감압밸브의 작동상태도이다.

*도면의 주요부분에 사용된 기호의 설명

100: 밸브몸체 120: 유입구

140: 배출구 160: 유통공

180: 안착턱 190: 스템홀

200: 링케이지

220: 가이드면 240: 가이드 리브

300: 상부커버체 400: 다이어프램

500: 압력조절스프링 600: 압력조정볼트

700: 피스톤 720: 피스톤헤드

725: 너트 740: 디스크

745: 패킹 760: 스템

800: 압축링 900: 체결링

1000: 오링

Claims (9)

1. 배관상에 설치되어 유입되는 유체를 갑압하여 적정한 토출압력이 배출되도록 유통공이 형성된 밸브몸체 내에서 상하로 이동되면서 유체의 압력을 조절하는 피스톤을 포함하여 구성된 감압밸브에 있어서,

   상기 피스톤은 피스톤헤드와 상기 밸브몸체의 유통공을 개폐시키는 디스크와 상기 디스크가 결합되는 스템을 포함하여 구성되며,

   상기 밸브몸체에는 상기 피스톤헤드가 접촉되어 상하이동하도록 가이드하는 합성수지 재질의 링케이지가 장착되도록 안착턱이 형성되며,

   상기 합성수지재질의 링케이지의 상부 측면부가 확경되어 상기 안착턱에 요철결합되며, 상기 피스톤이 삽입되도록 관통형상으로 형성되며 상부 내측면에는 상기 피스톤헤드가 접촉되도록 가이드면이 형성되며, 외주면에는 다수의 가이드 리브를 형성하여 개방된 유로를 형성하며,

   상기 피스톤의 디스크에는 패킹이 장착되며 상기 패킹과 상기 합성수지재질의 링케이지의 일단부가 접촉되면서 상기 유통공을 개폐하도록 구성된 것을 특징으로 하는 내구성이 강화된 감압밸브.
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