KR101033502B1 - 밸브용 안전캡 - Google Patents

Abstract

본 발명은 허브의 파형 형상에 형성된 경사각을 달리한 밸브용 안전캡에 관한 것으로서, 더욱 상세히 설명하면 밸브를 개폐 작동할 때 일정 힘 이상의 토크가 작용하면 밸브대가 헛돌게 하여 밸브 구조 및 부속의 손상 또는 오작동을 방지하는 것은 물론 캡 내부에 삽입된 허브의 상ㆍ하부면에 파형 형상으로 반복되는 좌ㆍ우 경사각을 달리하여 닫힘 토크보다 열림 토크 때 더 큰 회전력을 얻을 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

밸브용 안전캡{The safety cap for valve}

본 발명은 과토크를 방지하는 밸브용 안전캡에 관한 것으로서, 더욱 상세히 설명하면 밸브를 작동할 때 일정 힘 이상의 토크가 작용하면 밸브대를 헛돌게 하여 밸브구조의 손상 또는 오작동을 방지하는 것은 물론 캡 내부에 삽입된 허브의 상ㆍ하부면에 파형 형상으로 반복되는 좌ㆍ우 경사각을 달리하여 닫힘 토크보다 열림 토크 때 더 큰 회전력을 얻어서 개폐할 수 있는 허브의 파형 형상에 형성된 경사각을 달리한 밸브용 안전캡에 관한 것이다.

일반적으로 수도용으로 사용되는 밸브 축 또는 밸브 조작기 축에는 유체의 공급량을 조절하기 위해 개폐밸브를 구비하고 있다.

이러한 밸브는 공급관을 연결하는 형태에서 유로를 개폐시켜주는 밸브가 설치되며, 대부분의 밸브는 밸브 축의 끝단에 끼움 설치되는 밸브대를 회전시킴으로써 개폐하는 구조로 이루어져 있다.

이때, 공급관을 서로 연결하는 경우에는 보통 지중에 매설되어 밸브가 위치하는 부분은 일정 박스의 형태의 공간을 형성하고, 내부에서는 밸브 조작축이 돌출되어 있어 밸브 조작을 위하여 공간부 상부의 뚜껑을 개방한 후 밸브대의 작동 손잡이를 돌려 개폐한다.

그러나, 종래의 밸브는 무리한 조작에 의해 밸브 조작기가 파손되어 헛돌거나 또는 완전한 밀폐가 이루어지지 않는 것으로 인해 이에 따라 밸브 교체 또는 보수에 따른 비용과 인력 낭비 및 배관을 매립할 때 별도의 밸브를 노출하기 위한 공간을 확보하여야하는 불편함이 있다.

따라서 밸브 축 또는 밸브 조작기 축에 부착된 밸브에 설정된 조작력 이상의 과부하로 인한 조작시 밸브 축과 캡이 자동으로 공회전하게 되어 무리한 조작력을 사전에 차단하여 밸브 조작기의 파손 및 동작불량을 방지하도록 본 출원인에 의해 선출원된 선등록된 특허 제0777003호 "밸브의 과토크 방지캡"을 발명한 바 있다.

상기 특허등록된 발명은 캡 몸체 내부에 상면과 하면에 파형 형상으로 반복되는 파형홈이 형성된 허브가 삽입되고, 상기 허브의 상부에는 하면에 파형홈이 형성된 상부링과 접시 스프링이 삽입되며, 허브의 하부에는 상면에 파형홈이 형성된 하부링과 오링과 커버가 순차적으로 삽입된 구성으로 이루어져 과토크를 방지한다.

그러나 수도용 밸브는 관로에 설치되어 닫힘 상태로 수압이 지속적으로 작용하여 시간이 경과하면 수압에 의해 밸브시트의 끼임 또는 밸브 디스크와 밸브대의 굽힘하중이 작용하여 닫힘 토크보다 열림 토크 때 크게 작용하여 밸브가 열리지 않게 되고 이로 인해 개폐작업시 무리한 힘을 가하게 되어 밸브 축, 감속기 등이 파손되는 문제점이 있다.

따라서 상기 밸브는 좌ㆍ우로 회전시 동일한 회전력이 요구되는 밸브에 적합하다.

본 발명이 해결하려는 과제는 수도관의 관로에 설치된 밸브를 개폐할 때 동일한 힘으로 조작하여도 닫힘 토크보다 열림 토크에 더 많은 회전력이 발생하여 무리한 힘을 가하지않고 용이하게 밸브를 개폐할 수 있는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 수단으로 본 발명은 캡 내부에 삽입된 허브의 상면과 하면에 반복되게 형성된 파형 형상의 좌ㆍ우 경사각을 달리하여, 닫힘 방향쪽 보다 열림 방향쪽 경사각을 더 크게 하여 캡 회전시 닫힘 방향 전달력보다 열림 방향 전달력을 높인 허브의 파형 형상 경사각을 달리한 밸브용 안전캡을 제공한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 과토크를 방지하는 밸브용 안전캡은 수도관에 설치된 밸브를 동일한 힘으로 개폐조작할 때 닫힘 토크보다 열림 토크에 더 많은 힘이 전달되어 수압 또는 밸브대의 굽힘 하중이 작용하여도 무리하지않고 밸브를 용이하게 개폐할 수 있어 작업자에게 편리성을 제공하는 효과가 있다.

또한, 밸브를 개폐작업할 때 무리한 힘을 주지않기 때문에 밸브 축, 감속기 등 내부 구조가 손상 또는 파손되는 것을 방지하여 밸브의 사용연한을 연장할 수 있도록 내구성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 닫힘 토크보다 열림 토크 때 더 많은 회전력을 요구하는 버터플라이 밸브와 반대로 열림 토크보다 닫힘 토크 때 더 많은 회전력이 요구되는 소프트실 제수밸브에 적합한 효과가 있다.

도 1은 본 발명 안전캡을 도시해 보인 분리 사시도.
도 2는 본 발명 안전캡을 도시해 보인 결합 사시도.
도 3은 본 발명 안전캡을 도시해 보인 결합 단면도.
도 4는 본 발명 안전캡에서 허브를 도시해 보인 사시도.
도 5는 본 발명 안전캡에서 허브와 상ㆍ하부링을 분리해 보인 정면도.
도 6은 본 발명 안전캡에서 허브와 상ㆍ하부링을 결합해 보인 정면도.
도 7a, b는 본 발명 허브의 경사각을 확대해 보인 정면도.

상기와 같은 목적 및 효과를 달성하기 위하여 본 발명은 이하 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명 안전캡을 도시해 보인 분리 사시도 이고, 도 2는 본 발명 안전캡을 도시해 보인 결합 사시도 이며, 도 3은 본 발명 안전캡을 도시해 보인 결합 단면도이다.

본 발명 캡(1)은 수도용으로 사용되는 관로에 유체의 공급량을 조절하기 위한 개폐밸브에 설치되는 것으로서, 중앙에는 회전을 함으로서 밸브를 개폐하는 밸브 조작축의 외단면에 상응하여 삽입고정되도록 하는 축 삽입홀(13)이 형성되며, 하단에 인접하여 외경이 축소된 오링 삽입홈(16)이 형성되고, 상부에 인접하여 링 형상의 돌출부(19)를 형성하되, 상기 돌출부(19)의 상면과 하면은 각각 반복 연속되는 파형홈(15)이 형성되며, 외주면에는 일정간격으로 고정홈(17)이 형성되는 허브(2)가 마련된다.

또한, 허브(2)의 상면과 하면에 형성된 파형홈(15)은 반복되게 형성된 좌ㆍ우측 경사각(14, 14')의 각도를 달리하여 형성한다.

상기 허브(2)의 돌출부(19) 상ㆍ하부에 밀착하되 허브(2)에 형성된 파형홈(15)과 대응하게 파형홈(15')이 형성된 상ㆍ하부링(3, 3')을 끼움 결합하고, 상기 상부링(3)의 상면에는 동일한 외경을 가지고 위치하며 중앙이 통공되어 상면으로 공회전을 방지하도록 적어도 하나 이상의 볼록한 접시 스프링(5)이 끼움 결합되고, 외경은 상기 돌출부(19)와 동일하고 내경은 돌출부(19)를 제외한 상기 허브(2)의 외경에 상응하며, 허브(2)의 오링 삽입홈(16)에 오링(9)이 삽입된다.

또한, 상부에는 작동 손잡이를 삽입하여 회전가능하도록 사각형의 단면을 가지고 돌출되는 손잡이 삽입부(10)와, 저면 중앙에는 상기 접시 스프링(5)과 상ㆍ하부링(3, 3') 및 오링(9)을 포함하는 허브(2)가 삽입되되 일정깊이 삽입 후 고정되도록 하는 걸림턱이 형성되는 허브 삽입홈(18)과, 상기 허브 삽입홈(18)의 입구부분에 내경이 확대되어 내주면에 나사산이 형성되는 고정턱(21)과, 삽입된 허브(2)의 돌출부(19) 외경이 위치하는 부분으로 외부에서 관통되어 내주면에 나사산이 형성되는 캡 몸체(11)로 허브(2)가 삽입된다.

또한, 손잡이 삽입부(10)는 상면에서 수직 아래로 허브 삽입홈(18)에 인접한 부분까지 관통되어 허브 삽입홈(18)과 관통홀(20)로 연결되며, 상기 관통홀(20)에는 상기 밸브 조작축의 상면에 형성된 허브 삽입홀(18)에 삽입 고정되고, 상기 관통홀(20)에서 밸브 조작축과 고정하는 육각 구멍 붙이 볼트(7)가 장착되도록 한다.

또한, 손잡이 삽입부(10)의 상면 일부를 개폐할 수 있도록 뚜껑(6)이 형성되고, 상기 뚜껑(6)은 형광체로 형성하여 손잡이 삽입부(10)의 위치를 식별이 용이하도록 한다.

상기 허브(2)가 삽입된 캡 몸체(11)의 저면에는 내경이 허브(2)의 하단 외주면에 상응하여 삽입되고, 외경은 상기 캡 몸체(11)의 고정턱(21) 나사산에 상응하여 결합되는 고정 커버(4)가 삽입된다.

상기 캡 몸체(11)의 측면에 형성된 나사 홀(12)에 삽입되어 그 끝단이 상기 허브(2)의 고정홈(17)에 삽입 또는 이탈되도록 형성되는 무두 볼트(8)가 삽입되어 허브(2) 및 상ㆍ하부링(3, 3')이 제 기능을 못하고 헛돌 때 고정하여 밸브를 개폐할 수 있도록 한다.

도 4는 본 발명 안전캡에서 허브를 도시해 보인 사시도 이고, 도 5는 본 발명 안전캡에서 허브와 상ㆍ하부링을 분리해 보인 정면도이며, 도 6은 본 발명 안전캡에서 허브와 상ㆍ하부링을 결합해 보인 정면도이고, 도 7a, b는 본 발명 허브의 경사각을 확대해 보인 정면도이다.

상기 허브(2)의 파형홈(15)에 형성되어 반복되는 좌ㆍ우측 경사각(14, 14') 중 좌측 경사각(14)이 우측 경사각(15)보다 더 큰 경사각도를 형성한다.

또한, 허브(2)의 파형홈(15)과 한 쌍을 이루어 상부와 하부방향으로 삽입되어 상ㆍ하부링(3, 3')에도 대응하게 좌ㆍ우측 경사각(14, 14') 중 좌측 경사각(14)이 우측 경사각(14')보다 더 큰 경사각도를 형성하여 맞물리도록 구성함으로 인해 회전시 마찰 각이 커져 회전력을 극대화할 수 있다.

따라서 밸브를 닫고 열 때 동일한 힘으로 밸브를 조작하여도 밸브 내부 부속에 무리를 주지않고 원활하게 개폐할 수 있도록 한다.

즉, 허브(2)의 형성된 파형홈(15)에서 경사각이 더 큰 방향으로 회전을 하면 동일한 힘으로 더 큰 회전력을 얻을 수 있으며, 반대로 경사각이 작은 방향으로 회전을 할 때 적은 힘으로도 원활하게 회전을 할 수가 있다.

따라서 파형홈(15)의 좌ㆍ우측 경사각(14, 14')은 닫힘 방향보다 열림 방향의 경사각도가 더 커야하므로 인해 버터플라이밸브 밸브에 적합하고, 반대로 열 때보다 닫을 때 더 큰 회전력이 필요로 하는 소프트실 제수밸브에도 사용할 수 있다.

소프트실 제수밸브에 사용하기 위해서는 파형홈(15, 15')의 좌ㆍ우측 경사각(14, 14')을 열림 방향의 경사각도보다 닫힘 방향의 경사각도를 더 크게 형성하는 게 바람직하다.

따라서 본 발명의 실시 예를 설명하면 캡 내부에 삽입된 파형 형상의 파형홈(15)에는 상ㆍ하로 홈이 형성되어 좌ㆍ우측 경사각(14, 14')을 달리하여 반복되게 형성된 상태로 상부와 하부로 파형홈(15')이 형성된 상ㆍ하부 링(3, 3')이 삽입된 상태에서 상부 링(3)의 상면에는 접시 스프링(5)이 위치하고, 상기 접시 스프링(5)은 상부 링(3)을 가압 지지한 상태에서 조작축을 회전시키면, 상ㆍ하부 링(3, 3')이 회전하여 상ㆍ하부링(3, 3')의 파형홈(15, 15')과 맞물려있는 허브(2)를 회전시켜 손잡이 삽입부(10)와 연결된 조작축을 회전시켜 밸브를 개폐하고, 밸브의 개폐동작이 정지되어도 무리한 조작력이 가해지면 허브(2)의 파형홈(15)과, 상ㆍ하부링(3, 3')의 파형홈(15')이 접해지면서 좌ㆍ우측 경사각(14, 14')의 경사면을 타고 미끄러지면서 조작축의 수직방향으로 미는 힘이 작용하여 상부링(3)을 지지하는 접시 스프링(5)을 상부방향으로 밀어 파형 형상의 홈을 타고 넘어 공회전하게 되며, 설정 조작력이 이하일 때는 접시 스프링(5)의 지지력에 의해 허브(2)와 상ㆍ하부링(3, 3')의 파형홈이 밀착되어 회전력을 전달할 수 있도록 하고, 이때 파형홈(15)의 좌ㆍ우측 경사각이 다르기 때문에 경사각(14, 14')이 큰 방향으로 더 큰 회전력이 전달되는 것이다.

1: 캡 2: 허브
3, 3': 상ㆍ하부링 4: 고정커버
5: 접시 스프링 6: 뚜껑
7: 육각 구멍 붙이 볼트 8: 무두 볼트
9: 오링 10: 손잡이 삽입부
11: 캡 몸체 12: 나사 홀
13: 축 삽입홀 14, 14': 좌ㆍ우측 경사각
15, 15': 파형홈 16: 오링 삽입홈
17: 고정홈 18: 허브 삽입홈
19: 돌출부 20: 관통홀
21: 고정턱

Claims (7)

1. 상부에는 작동손잡이를 삽입하여 회전가능하도록 사각형의 단면을 가지고 돌출되는 손잡이 삽입부(10)와, 상기 손잡이 삽입부(10)의 하부에는 저면에서 내부 중앙으로 허브 삽입홈(18)이 형성된 캡 몸체(11)와;
   상기 허브 삽입홈(18) 중앙에는 밸브를 개폐하는 밸브 조작축의 외단면에 상응하여 삽입 고정되도록 하는 축 삽입홀(13)이 형성되며, 하단에 인접하여 외경이 축소된 오링 삽입홈(16)이 형성되고, 상부에 인접하여 링 형상의 돌출부(19)를 형성하되 상기 돌출부(19)의 상면과 하면은 각각 반복 연속되는 파형홈(15, 15')이 형성되고 외주면에는 일정간격으로 고정홈(17)이 형성되는 허브(2)와;
   상기 허브(2)의 상면에 동일한 외경을 가지고 위치하며 중앙이 통공되어 상면으로 볼록한 적어도 하나 이상의 접시 스프링(5)과;
   외경은 돌출부(19)와 외접한 다각형이고, 내경은 돌출부(19)를 제외한 상기 허브(2)의 외경에 상응하여, 상기 허브(2)의 상부 및 하부로 각각 삽입되어 상기 돌출부(19)에 밀착하되 파형홈(15)과 접하는 상ㆍ하부링(3, 3')과;
   상기 허브(2)의 오링 삽입홈(16)에 삽입되는 오링(9)과;
   내경은 상기 허브(2)의 하단 외주면에 상응하여 삽입되고 외경은 상기 캡 몸체(11)의 고정턱(21) 나사산에 상응하여 결합되는 고정커버(4)로 구성된 밸브용 안전캡에 있어서,
   상기 허브(2)의 상면과 하면에 형성된 파형홈(15)은 반복되게 형성된 좌ㆍ우측 경사각(14, 14')의 각도를 달리하여 형성된 것을 특징으로 하는 밸브용 안전캡.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 파형홈(15)의 좌ㆍ우측 경사각(14, 14')중 좌측 경사각(14)이 우측 경사각(14')보다 경사각도가 더 큰 것을 특징으로 하는 밸브용 안전캡.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 상ㆍ하부링(3, 3')에 형성된 파형홈(15')은 허브(2)에 형성된 파형홈(15)과 대응하게 좌ㆍ우측 경사각(14, 14')의 각도를 달리하여 형성된 것을 특징으로 하는 밸브용 안전캡.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 파형홈(15)의 좌ㆍ우측 경사각(14, 14')은 닫힘 방향보다 열림 방향의 경사각도가 더 큰 것을 특징으로 하는 밸브용 안전캡.
   
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