KR101124554B1

KR101124554B1 - 안전 밸브장치

Info

Publication number: KR101124554B1
Application number: KR1020090107518A
Authority: KR
Inventors: 박경호
Original assignee: 박경호
Priority date: 2009-11-09
Filing date: 2009-11-09
Publication date: 2012-03-16
Also published as: KR20110050927A

Abstract

본 발명은 안전 밸브장치에 관한 것으로서, 통과홀에 의해 연통되는 유입로와 유출로가 내부에 형성되며, 유체가 유동하는 관로에 연결되는 연결체; 상기 연결체에 일단부가 삽입 설치되며, 내부에 상기 통과홀과 마주하도록 상하로 관통하는 승강로가 형성된 밸브몸체; 상하로 관통하는 이송로가 내부에 형성되고, 상기 승강로의 상부에 고정 설치되는 안내부재; 외주면이 상기 승강로의 하부 내주면과 접촉되게 상기 승강로 내부에 설치되어 상기 승강로를 따라 슬라이딩 이동 가능하게 구비되는 승강체; 상기 통과홀을 개폐하도록 상기 승강체의 하단에 설치되는 개폐부재; 및 하단이 상기 승강체에 결합되고, 하단부 외주면이 상기 이송로의 내주면과 접촉되게 상기 이송로 내부에 설치되어 상기 이송로를 따라 슬라이딩 이동 가능하게 구비되는 작동로드;를 포함하되, 상기 승강체가 슬라이딩 이동하여 상승한 경우에 상기 이송로의 하단을 밀폐하기 위한 제1밀폐부재가 상기 승강체의 상단과 상기 안내부재의 하단 중 어느 한 곳에 설치되고, 상기 승강체가 슬라이딩 이동하여 하강한 경우에 상기 이송로의 상단을 밀폐하기 위한 제2밀폐부재가 상기 작동로드와 상기 안내부재의 상단 중 어느 한 곳에 설치된다.

본 발명에 의하면, 통과홀의 개폐를 위해 승강체와 작동로드가 상승된 상태에서 이송로의 상측이 제2밀폐부재에 의해 밀폐되고, 하강된 상태에서 이송로의 하측이 제1밀폐부재에 의해 밀폐됨으로써, 이송로의 내주면과 작동로드의 외주면의 사이 공간을 통한 유체 누출이 완전히 차단될 수 있다.

그리고 이와 같은 제1ㆍ제2밀폐부재로 유체 누출이 차단되는 구조로 인해 승강체와 작동로드의 승강을 방해하는 저항력이 존재하지 않으므로, 코일체에 인가되는 전압이 낮은 경우에도 그 작동 신뢰성을 제고할 수 있다.

또한, 승강체에 대해 개폐부재가 승강 이송될 수 있게 구비되고, 개폐부재를 하강시켜 통과홀을 밀폐시키는 제1탄성부재와는 별도로 제2밀폐부재가 구비된 작동로드를 하강시키는 제2탄성부재가 설치됨으로써, 개폐부재, 승강체, 및 작동로드의 조립체 길이에 조립 오차가 발생하더라도 제2밀폐부재로 이송로의 상측을 안정적으로 밀폐할 수 있다.

그리고 상기 제1탄성부재로서 원추형 압축스프링으로 구비함으로써, 유사시나 점검시에는 강한 탄성력이 작용하여 승강체가 하강됨으로써, 밸브의 응답 속도를 향상시킬 수 있다.

뿐만 아니라, 이송로의 하측과 상측을 감싸는 제1ㆍ제2밀폐돌기가 돌출 구비되어 제1ㆍ제2밀폐부재에 각각 강하게 밀착됨으로써, 이송로의 하측과 상측에 대한 제1ㆍ제2밀폐부재의 밀폐성을 더욱 제고할 수 있다.

안전 밸브장치, 솔레노이드 밸브, 자동 차단, 점검

Description

안전 밸브장치 {Safety valve apparatus}

본 발명은 안전 밸브장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 코일체에 인가되는 전압의 낮은 경우에도 동작 신뢰성을 확보할 수 있고, 개방 및 폐쇄의 밸브 동작 여부 및 조립 오차의 발생 여부와 관계없이 유체 누출을 완벽하게 차단할 수 있고, 밸브의 폐쇄 동작의 응답 속도를 향상시킬 수 있는 안전 밸브장치에 관한 것이다.

일반적으로 안전 밸브장치는 평상시 유체 누출로 인한 사고나 화재 발생시 유체 누출로 인한 추가적인 사고 발생을 방지하기 위하여 자동으로 유체의 흐름이 차단될 수 있도록 작동하는 밸브장치이다.

이러한 안전 밸브장치는 가스 감지기나 화재 경보기에 의해 전송되는 신호에 의해 자동으로 작동하여 유체의 공급을 차단하게 되는데, 해당 신호에 의해 작동될 수 있도록 솔레노이드 밸브 방식이 주로 이용된다.

한편, 이러한 안전 밸브장치는 정전 시에도 솔레노이드에 공급되는 전류가 차단되면서 유체의 공급을 차단하게 되므로 이러한 경우에 사용자가 수동 조작을 가할 수 있도록 물리적으로 승강되는 작동로드가 돌출 구비된다. 사용자는 이 작동 로드를 수동으로 승강시킴으로써 유체 공급 및 차단을 수동을 구현할 수도 있다.

이와 같은 작동로드는 점검자에 의해 정상 작동 여부를 시험하기 위해서도 사용되며, 유체 공급의 실제 차단 여부를 확인하기 위해 구비되는 별도의 스위치부를 조작하는 역할도 하게 된다. 즉, 작동로드의 상측에 해당 스위치부가 구비되어 승강하는 작동로드에 의해 가압 또는 해제됨으로써 그 동작 여부가 스위치부에 의해 확인되는 것이다.

도 1 및 도 2는 이러한 종래의 안전 밸브장치를 도시한 단면도이다.

종래의 안전 밸브장치는, 통과홀(13)에 의해 연통되는 유입로(11)와 유출로(12)가 형성된 몸체(10), 몸체(10)의 승강로(14)에서 승강되는 승강체(20), 승강체(20) 하단에 고정 결합되어 통과홀(13)을 개폐하는 개폐부재(30), 승강로(14)에 고정된 안내부재(40)의 이송로(41)에 설치되어 승강체(20)와 결합된 작동로드(50), 영구자석(61)과의 상호작용으로 승강체(20)가 상승하여 통과홀(13)이 개방될 수 있도록 승강체(20)에 자성을 형성하는 코일체(60), 코일체(60)의 외주부를 감싸 보호하는 커버체(70), 및 코일체(60)에 의해 상승된 개폐부재(30)를 하강시켜 통과홀(13)을 폐쇄하는 탄성부재(80)로 구성된다.

도 1은 유체가 공급될 수 있도록 통과홀(13)이 개방된 상태를 도시한 것으로서, 코일체(60)에 전류가 공급되어 승강체(20)에 자성이 형성되고, 영구자석(61)과의 상호작용으로 인력이 발생함으로써, 승강체(20), 개폐부재(30) 및 작동로드(50)가 상승하여 통과홀(13)이 개방된다. 이에 따라, 유체는 유입로(11)로 유입되어 통과홀(13)을 통과한 후 유출로(12)로 유출 공급된다.

이때, 유체의 일부가 이송로(14)와 승강체(20)의 사이 공간을 따라 일부 이송될 수 있으나, 작동로드(50)에 설치된 고무재질의 다이어프램(51)에 의해 밀폐되어, 유체가 외부로 누출되는 것이 방지된다.

그리고 도 2에 도시된 바와 같이, 코일체(60)에 전류 공급이 차단되면서 탄성부재(80)에 의해 승강체(20), 개폐부재(30) 및 작동로드(50)가 하강하여 통과홀(13)이 폐쇄되면, 유체가 통과홀(13)을 통과하지 못하게 되고, 이때 작동로드(50)의 다이어프램(51)도 함께 하강하면서 여전히 밀폐 상태를 유지함으로써 유체의 누출이 방지된다.

그러나 이처럼 다이어프램(51)이 승강하면서 그 측면에 인가되는 마찰력에 의해 작동로드(50)의 승강방향과 반대방향으로 저항력이 형성될 뿐만 아니라, 다이어프램(51)에는 유체의 압력이 항상 인가된다.

따라서 종래의 안전 밸브장치는, 코일체(60)에 인가되는 전압이 불안정하여 낮은 경우, 이러한 저항력 및 유체의 압력으로 인해 승강체(20)가 승강 구동되지 못함으로써 동작하지 않는 저전압 동작불량이 다수 발생하는 큰 문제점이 있다.

또한, 다이어프램(51)이 반복적으로 승강됨에 따라 그 측면에 인가되는 마찰력으로 외주부가 손상됨으로써 유체가 뉴출될 수 있는 단점도 있다.

뿐만 아니라, 다이어프램(51)에 인가되는 저항력과 유체의 압력으로 인해 승강체(20)와 개폐부재(30)의 승강 속도가 둔화되어 밸브 응답 속도가 저하되는 문제점도 있다.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 승강체, 개폐부재 및 작동로드의 승강 구동에 대한 저항력이 발생하지 않는 구조를 가지며, 조립 오차의 발생 여부와 관계없이 작동로드가 승강되는 공간인 이송로의 상ㆍ하측을 완전히 밀폐시킬 수 있고, 폐쇄시의 밸브 응답 속도가 향상되도록 신속하게 작동될 수 있는 안전 밸브장치를 제공하고자 한다.

상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 한 실시예에 따른 안전 밸브장치는, 통과홀에 의해 연통되는 유입로와 유출로가 내부에 형성되며, 유체가 유동하는 관로에 연결되는 연결체; 상기 연결체에 일단부가 삽입 설치되며, 내부에 상기 통과홀과 마주하도록 상하로 관통하는 승강로가 형성된 밸브몸체; 상하로 관통하는 이송로가 내부에 형성되고, 상기 승강로의 상부에 고정 설치되는 안내부재; 외주면이 상기 승강로의 하부 내주면과 접촉되게 상기 승강로 내부에 설치되어 상기 승강로를 따라 슬라이딩 이동 가능하게 구비되는 승강체; 상기 통과홀을 개폐하도록 상기 승강체의 하단에 설치되는 개폐부재; 및 하단이 상기 승강체에 결합되고, 하단부 외주면이 상기 이송로의 내주면과 접촉되게 상기 이송로 내부에 설치되어 상기 이송로를 따라 슬라이딩 이동 가능하게 구비되는 작동로드;를 포함하되, 상기 승강체가 슬라이딩 이동하여 상승한 경우에 상기 이송로의 하단을 밀폐하기 위한 제1밀폐부재가 상기 승강체의 상단과 상기 안내부재의 하단 중 어느 한 곳에 설치되고, 상기 승강체가 슬라이딩 이동하여 하강한 경우에 상기 이송로의 상단을 밀폐하기 위한 제2밀폐부재가 상기 작동로드와 상기 안내부재의 상단 중 어느 한 곳에 설치된다.

상기 안전 밸브장치에 있어서, 상기 승강체의 하단부는 소정의 두께를 갖는 플레이트 형상으로 이루어지고, 상기 개폐부재는, 그 상면에 형성된 홈부에 상기 승강체의 하단부가 삽입되게 상기 승강체에 설치되고, 상기 홈부의 입구에는 상기 승강체의 하단부가 상기 홈부에서 이탈되는 것을 방지하는 걸림돌기가 형성되며, 상기 홈부는 상기 승강체 하단부가 상기 홈부를 따라 왕복 이송될 수 있도록 상기 승강체 하단부의 두께보다 깊게 형성되어 상기 승강체에 대해 승강될 수 있게 구비될 수 있다.

상기 안전 밸브장치는, 상기 밸브몸체의 내부에 상기 승강로를 감싸도록 설치되어 상기 밸브몸체에 고정된 자성체와의 상호 작용으로 상기 승강체와 상기 작동로드를 상하로 구동시키는 코일체를 포함하는 구동부;를 더 포함할 수 있다.

상기 승강체와 상기 작동로드를 상하로 구동시키는 상기 구동부는, 상기 개폐부재와 상기 밸브몸체 사이에 설치되어 상기 개폐부재를 하방으로 가압하는 제1탄성부재;를 더 포함할 수 있다.

상기 구동부는, 상기 작동로드에 설치되어 상기 작동로드를 하방으로 가압하는 제2탄성부재;를 더 포함할 수 있다.

상기 제1탄성부재는, 원추형 압축스프링으로 이루어질 수 있다.

상기 안전 밸브장치는, 상기 제1밀폐부재와 밀착 또는 분리되도록 상기 이송로의 하측을 감싸는 형태의 제1밀폐돌기가 상기 승강체의 상단과 안내부재의 하단 중 다른 한 곳에 설치되고, 상기 제2밀폐부재와 밀착 또는 분리되도록 상기 이송로의 상측을 감싸는 형태의 제2밀폐돌기가 상기 작동로드와 상기 안내부재의 상단 중 다른 한 곳에 설치될 수 있다.

이러한 본 발명의 안전 밸브장치에 의하면, 통과홀의 개폐를 위해 승강체와 작동로드가 상승된 상태에서 이송로의 상측이 제2밀폐부재에 의해 밀폐되고, 하강된 상태에서 이송로의 하측이 제1밀폐부재에 의해 밀폐됨으로써 유체 누출이 차단되는 구조로 인해 승강체와 작동로드의 승강을 방해하는 저항력이 존재하지 않으므로, 코일체에 인가되는 전압이 낮아 승강체의 승강 구동력이 약한 경우에도 작동 신뢰성을 제고할 수 있다.

그리고 이와 같은 제1ㆍ제2밀폐부재로 유체 누출이 차단되는 구조로 인해 이송로의 내주면과 작동로드의 외주면의 사이 공간을 통한 유체 누출이 항상 완전히 차단될 수 있다.

이에 따라, 해당 유체가 인화성이 강한 LNG, LPG이거나 인체에 유해한 유체의 경우, 밸브 미작동이나 이들 유체의 누출로 인한 폭발 및 안전사고 발생을 방지할 수 있다.

특히, 개폐부재의 홈부에 승강체의 하단이 삽입된 형태로 개폐부재가 설치됨으로써 승강체에 대해 개폐부재가 승강 이송될 수 있게 구비되고, 개폐부재를 하강시켜 통과홀을 밀폐시키는 제1탄성부재와는 별도로 제2밀폐부재가 구비된 작동로드를 하강시켜 제2밀폐부재를 이송로의 상측에 밀착시키는 제2탄성부재가 설치됨으로써, 개폐부재, 승강체, 및 작동로드의 조립체 길이에 조립 오차가 발생하더라도 제2밀폐부재로 이송로의 상측을 안정적으로 밀폐할 수 있다.

따라서 개폐부재, 승강체 및 작동로드의 조립 오차로 인해 통과홀에 대한 폐 쇄 또는 이송로의 상측에 대한 밀폐가 불완전하게 이루어짐으로 인한 유체의 누출을 차단할 수 있다.

그리고 상기 제1탄성부재로서, 변위가 커짐에 따라 탄성력이 선형 증가 이상으로 상승되는 원추형 압축스프링으로 구비함으로써, 유사시나 점검시에는 강한 탄성력이 작용하여 승강체가 신속하게 하강됨으로써 통과홀을 견고하게 폐쇄할 수 있다. 즉, 밸브의 응답 속도가 향상될 수 있다.

뿐만 아니라, 안내부재에는 이송로의 하측과 상측을 감싸도록 제1ㆍ제2밀폐돌기가 돌출 형성되어 제1ㆍ제2밀폐부재에 각각 강하게 밀착됨으로써, 이송로의 하측과 상측에 대한 제1ㆍ제2밀폐부재의 밀폐성을 더욱 제고할 수 있다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 그 범위가 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명에 따른 안전 밸브장치는, 평상시 유체 누출로 인한 사고나 화재 발생시 유체 누출로 인한 추가적인 사고 발생을 방지하기 위하여 자동으로 유체의 흐름이 차단될 수 있도록 작동하는 밸브로서, 수동 조작 및 점검이나 실제 작동 여부를 확인할 수 있도록 그 작동 여부에 따라 외부로 돌출된 작동로드가 승강하게 구비된 밸브장치이다.

이하, 첨부된 도 3 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따 른 안전 밸브장치의 구성 및 작용효과를 구체적으로 설명한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 안전 밸브장치는, 연결체(100), 밸브몸체(200), 승강체(300), 개폐부재(400), 안내부재(500), 작동로드(600), 커버체(700) 및 구동부(800)를 포함한다.

상기 연결체(100)는 유체가 유동하는 관로(미도시)에 설치되며, 유체가 유입되는 유입로(110)와 유체가 유출되는 유출로(120)가 내부에 형성되는데, 이 유입로(110)와 유출로(120)는 통과홀(130)에 의해 연통되게 구비된다.

상기 밸브몸체(200)는 제1몸체(210)와 제2몸체(220)가 결합되어 이루어지고, 안전 밸브장치의 몸체를 이룬다.

상기 제1몸체(210)는 연결체(100)에 통과홀(130)과 마주보게 형성된 고정홀(140)에 하단이 고정 결합되고 내부에 승강로(211)가 형성된 일종의 관 형상으로 이루어진다. 상기 고정홀(140)에는 오링(OR)이 구비되어 연결체(100)와 제1몸체(210)의 결합 부분으로 유체가 누출되는 것을 차단한다. 이처럼 상기 연결체(100)와 제1몸체(210)가 결합되어 이루어진 구조체는 그 단면의 골격이 개략적으로 '⊥' 형상을 이루게 된다.

상기 제2몸체(220)는 제1몸체(210)의 외주부를 감싸도록 구비되며, 그 내주면과 제1몸체(210)의 외주면 사이의 공간에 후술되는 구동부(800)의 코일체(810)가 설치된다. 그리고 상기 제2몸체(220) 내부의 상측에는 자성이 형성된 승강체(300)와 상호 작용을 일으킬 수 있는 영구 자석이나 스틸 재질 등으로 이루어진 자성체(811)가 구비된다.

상기 승강체(300)는 실린더 형상을 가지며, 승강로(211)를 따라 승강할 수 있도록 승강로(211) 내부에 설치되고, 코일체(810)에 인가되는 전류에 의해 자성을 가짐으로써 후술되는 자성체(811)와의 상호 작용으로 상승하게 된다.

상기 승강체(300)의 상면에는 작동로드(600)가 결합될 수 있도록 고정홈(310)이 형성되고, 이 고정홈(310)을 감싸도록 제1밀폐부재(320)가 구비된다. 이 제1밀폐부재(320)는 탄성을 갖는 소재로 이루어져 승강체(300)가 상승된 상태에서 후술되는 안내부재(500) 하면의 제1밀폐돌기(530)에 강하게 밀착됨으로써 승강로(211)의 내주면과 승강체(300)의 외주면 사이 공간으로 유입되는 유체가 안내부재(500)의 이송로(510)로 흘러들어가는 것을 차단하는 역할을 한다.

상기 승강체(300)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 하단부로 갈수록 그 직경이 감소하게 구비되는데, 그 하단부는 소정의 두께를 갖는 플레이트 형상을 갖는다. 이러한 승강체(300)의 하단부에는 개폐부재(400)에 설치된다.

상기 개폐부재(400)는 승강체(300)의 하단부에 설치되어 승강체(300)가 승강됨에 따라 함께 승강하면서 통과홀(130)을 폐쇄하거나 개방한다.

보다 구체적으로 설명하면, 상기 개폐부재(400)는 상ㆍ하면이 넓은 덮개 형상으로 이루어져 하강되면 통과홀(130)을 덮어 폐쇄하고, 상승하면 통과홀(130)을 개방하게 되는데, 개폐부재(400)는 그 상면 중심부에 홈부(410)가 형성되고, 승강체(300)의 하단부가 홈부(410)에 삽입되게 승강체(300)에 설치된다. 그리고 상기 홈부(410)의 입구에는 승강체(300)의 하단부가 홈부(410)에서 이탈되는 것을 방지하는 걸림돌기(420)가 형성된다.

여기서, 상기 홈부(410)는 승강체(300)의 하단부의 두께보다 깊게 형성됨으로써, 승강체(300)의 하단부가 걸림돌기(420)에 의해 홈부(410)에서 이탈됨이 방지된 상태로 홈부(410) 내부에서 소정의 높이만큼 왕복 이송될 수 있게 구비된다. 이에 따라, 승강체(300)에 대해 개폐부재(400)가 해당 높이만큼 승강 이송될 수 있다.

이와 같이, 개폐부재(400)가 승강체(300)에 대해 승강 이송될 수 있으므로, 개폐부재(400), 승강체(300) 및 작동로드(600)의 조립체의 길이에 조립 오차가 발생하더라도 후술되는 제2밀폐부재(620)가 이송로(510)의 상측을 밀폐시키는 역할을 온전히 수행할 수 있게 되는데, 이에 대해서는 작동로드(600)를 설명하면서 상세히 설명하기로 한다.

상기 개폐부재(400)는 도 4에 도시된 바와 같이, 승강체(300)가 코일체(810)에 의해 자성을 가지면서 상승되면, 승강체(300)의 하단부가 걸림돌기(420)에 걸리면서 승강체(300)와 함께 상승하게 되고, 통과홀(130)은 개방되어 유체 공급이 이루어진다. 이때, 후술되는 구동부(800)의 제1탄성부재(820)는 개폐부재(400)에 의해 상측으로 가압되면서 압축된다.

한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 코일체(810)에 인가된 전류가 해제되면 승강체(300)가 자성을 잃으면서 승강체(300)를 상승시키는 힘이 사라지고, 이에 따라 제1탄성부재(820)의 탄성력이 작용하면서 개폐부재(400)가 하강되고, 통과홀(130)은 폐쇄되어 유체 공급이 차단되는 것이다.

상기 안내부재(500)는 승강체(300)가 승강함에 따라 그 하면이 승강체(300) 상면의 제1밀폐부재(320)와 밀착 또는 분리될 수 있도록 승강로(211) 내부에 고정 설치되고, 그 중심부에는 승강로(211)와 나란하게 상ㆍ하면이 관통되도록 이송로(510)가 형성된다. 이 이송로(510)는 작동로드(600)가 승강될 수 있도록 위치되는 통로이다.

상기 안내부재(500)의 상면에는 설치홈(520)이 형성되는데, 이 설치홈(520)은 작동로드(600)의 승강 구동을 안내하고, 후술되는 구동부(800)의 제2탄성부재(830)가 위치되는 공간을 제공한다.

상기 이송로(510)는 설치홈(520)의 바닥면에서 안내부재(500)의 하면까지 관통되게 형성되므로, 이송로(510)의 상측부와 하측부는 설치홈(520)의 바닥면 중심부와 안내부재(500)의 하면 중심부가 된다.

상기 안내부재(500)는 그 하면에 이송로(510)의 하측을 감싸며 탄성을 갖는 소재로 이루어진 제1밀폐돌기(530)가 형성되고, 설치홈(520)의 바닥면에는 이송로(510)의 상측을 감싸며 탄성을 갖는 소재로 이루어진 제2밀폐돌기(540)가 형성된다.

이러한 제1ㆍ제2밀폐돌기(530, 540)는 승강체(300)와 작동로드(600)의 승강에 따라 제1ㆍ제2밀폐부재(320, 620)와 각각 강하게 밀착됨으로써, 이송로(510)의 상측과 하측을 각각 안정적으로 밀폐시키게 된다.

상기 작동로드(600)는 막대 형상으로 구비되며, 그 하단부가 이송로(510)를 관통하여 승강체(300)의 고정홈(310)에 고정 결합되고, 그 상단부는 안내부재(500)의 상측 외부로 돌출된다. 상기 작동로드(600)의 상단부는 후술되는 커버체(700)의 관통홀(710)을 통해 안전 밸브장치의 외부로 돌출 구비됨으로써, 사용자에 의해 수동 조작되거나 별도의 스위치부와 접촉되게 된다.

즉, 상기 작동로드(600)는 유체가 공급되게 통과홀(130)이 개방되면 상승되고, 유체 공급이 차단되게 통과홀(130)이 폐쇄되면 하강됨으로써 유체 공급 여부를 물리적 승강으로 표시하는 표시 기능을 수행함과 동시에, 이에 반대로 외부의 조작에 의해 상승되면 유체가 공급되게 통과홀(130)이 개방되고 하강되면 유체 공급이 차단되게 통과홀(130)이 폐쇄되는 피조작부로서의 기능도 수행한다.

상기 작동로드(600)의 중심부에는 설치홈(520)의 내경에 대응되는 외경을 갖는 돌출부(610)가 형성되는데, 작동로드(600)가 승강될 때 이 돌출부(610)가 설치홈(520)에 의해 안내되면서 그 승강 구동이 안정될 수 있고, 작동로드(830)를 하강시키는 탄성력을 제공하는 제2탄성부재(830)가 작동로드(600)에 결합될 수 있도록 결합 영역을 제공한다.

상기 돌출부(610)의 하면에는 제2탄성부재(830)에 의해 작동로드(600)가 하강되면 제2밀폐돌기(540)에 밀착되어 이송로(510)의 상측을 밀폐할 수 있도록 제2밀폐부재(620)가 구비된다.

상기 작동로드(600)는 제1탄성부재(820)가 개폐부재(400)를 하강시키면 승강체(300)의 하단부가 걸림돌기(420)에 걸려 승강체(300)와 함께 하강하게 된다. 상기 제1탄성부재(820)는 개폐부재(400)가 통과홀(130)을 덮어 정지할 때까지 개폐부재(400)를 하강시키게 되는데, 개폐부재(400), 승강체(300) 및 작동로드(600)가 조립된 조립체의 길이가 조립 오차로 설계치와 상이하더라도 개폐부재(400)의 정지와 상관없이 도 6에 도시된 바와 같이, 제2밀폐부재(620)가 제2밀폐돌기(540)에 밀착될 때까지 제2탄성부재(830)가 작동로드(600)를 하강시킨다.

이때, 상기 작동로드(600)는 승강체(300)에 결합되어 있는데, 승강체(300)의 하단부가 개폐부재(400)의 홈부(410) 내에서 승강 이송될 수 있어 개폐부재(400)가 정지해 있더라도 승강체(300)와 작동로드(600)는 추가적으로 하강될 수 있는 것이다.

상기 커버체(700)는 안내부재(500)의 상측을 감싸 보호하는 역할을 하며, 후술되는 구동부(800)의 제2탄성부재(830)가 구비될 수 있는 공간을 제공한다. 그리고 그 중심부에는 작동로드(600)가 외부로 돌출될 수 있도록 관통홀(710)이 형성된다.

상기 구동부(800)는 개폐부재(400), 승강체(300) 및 작동로드(600)를 승강시키는 힘을 제공한다. 상기 구동부(800)는 코일체(810), 제1탄성부재(820) 및 제2탄성부재(830)를 포함한다.

상기 코일체(810)는 다수개의 코일이 제1몸체(210)의 외주부를 감싸 형성되며, 전류가 인가됨에 따라 승강체(300)에 자성을 형성시켜, 승강체(300)가 자성체(811)와의 상호 작용으로 상승되게 한다. 즉, 상기 자성체(811)가 영구자석인 경우 승강체(300)의 상단부를 자성체(811)의 하단부와 다른 극을 띠게 자성을 유도하여 자성체(811)와 승강체(300) 간에 인력이 작용하도록 하여 승강체(300)를 상승시킨다.

상기 제1탄성부재(820)는 원추형 압축스프링으로 구비되고, 큰 직경을 갖는 일단이 제1몸체(210)에 접촉되고 작은 직경을 갖는 타단이 개폐부재(400)에 고정되게 설치된다. 이 제1탄성부재(820)는 승강체(300)의 상승에 따라 개폐부재(400)가 함께 상승하면 압축되었다가 승강체(300)의 상승력이 해제되면 그 탄성력으로 개폐부재(400)를 하강시켜 통과홀(130)을 폐쇄하게 한다.

상기 제1탄성부재(820)는 원추형 압축스프링으로 구비됨으로써, 압축되는 변형량에 의해 발생되는 탄성력이 선형 증가량 이상으로 증가한다. 따라서 일반적인 압축스프링에 비해 동일한 변형량에서 더 큰 탄성력을 가지므로 승강체(300)의 상승력이 해제되면 더 신속하게 개폐부재(400)를 하강시킨다. 즉, 유체 공급 차단에 있어 안전 밸브장치의 응답성을 향상시킨다.

상기 제2탄성부재(830)는 그 하단부는 작동로드(600)의 돌출부(610)에 고정되고 그 상단부는 제2커버체(700)에 접촉되게 설치된다. 따라서 작동로드(600)가 상승하면 압축되었다가 승강체(300)의 상승력이 해제되면 그 탄성력으로 작동로드(600)를 하강시켜 제2밀폐부재(620)를 이송로(510) 상측의 제2밀폐돌기(540)에 강하게 밀착시킨다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 구동부(800)는 코일체(810)와 제1ㆍ제2탄성부재(820, 830)로 구비되었으나, 이에 한정되지 않고 밸브장치의 구현 방식에 따른 다양한 구동 요소가 적용될 수 있다.

이하, 도 4 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 안전 밸브장치의 동작 및 사용 상태를 구체적으로 설명한다.

먼저, 도 4에 도시된 바와 같이, 유체 공급이 이루어지는 경우에는, 코일 체(810)에 전류가 인가되면서 승강체(300)에 자성이 형성되고, 승강체(300)와 자성체(811)의 상호 작용으로 승강체(300)와 자성체(811) 간에 인력이 발생하여 승강체(300)가 상승한다.

그러면 승강체(300) 하단부에 걸림돌기(420)가 걸리면서 개폐부재(400)가 상승하고, 이에 따라 제1탄성부재(820)는 압축된다. 또한, 승강체(300)에 결합된 작동로드(600)도 함께 상승하면서 제2탄성부재(830)도 압축된다.

이렇게 상기 승강체(300)가 상승하면 승강체(300) 상면의 제1밀폐부재(320)가 이송로(510) 하측의 제1밀폐돌기(530)에 강하게 밀착됨으로써, 이송로(510)의 하측은 완전히 밀폐된다.

그러므로 유입로(110)로 유입되어 통과홀(130)을 통과한 후 유출로(120)로 유출되는 유체 중 일부가 승강로(211)의 내주면과 승강체(300)의 외주면 사이 공간을 통해 유입되더라도 제1밀폐부재(320)와 제1밀폐돌기(530)에 의해 이송로(510) 하측이 밀폐되므로, 이송로(510)로 이동하지 못한다.

다음, 유체 공급이 차단되는 경우에는, 코일체(810)에 인가된 전류가 해제되면서 승강체(300)에 형성된 자성이 사라지고, 이에 따라 승강체(300)를 상승시킨 승강체(300)와 자성체(811) 간의 인력이 해제된다.

그러면 도 5에 도시된 바와 같이, 압축되었던 제1탄성부재(820)의 복원되려는 탄성력에 의해 개폐부재(400)가 하강하여 통과홀(130)을 덮는다. 이에 따라 유체가 통과홀(130)을 통과할 수 없으므로 그 공급이 차단된다.

그러나 이 상태는 아직 제2밀폐부재(620)가 제2밀폐돌기(540)에 완전히 밀착 되지 않아 이송로(510)의 상측과 하측이 개방됨으로써 유체가 이송로(510)를 통해 누출될 수도 있는 상태이다.

이후, 도 6에 도시된 바와 같이, 제2탄성부재(830)의 복원되려는 탄성력에 의해 작동로드(600)가 추가적으로 하강함으로써, 제2밀폐부재(620)가 제2밀폐돌기(540)에 완전히 밀착되어 이송로(510)의 상측이 밀폐된다.

이때 작동로드(600)와 결합된 승강체(300)는 개폐부재(400)가 설치된 그 하단부가 홈부(410) 내부에서 승강 이송될 수 있으므로, 개폐부재(400)의 정지 상태와 상관없이 추가적으로 하강할 수 있어 개폐부재(400), 승강체(300) 및 작동로드(600)의 조립체에 조립 오차가 있다 하더라도 제2밀폐부재(620)가 제2밀폐돌기(540)에 완전히 밀착될 때까지 충분히 추가 하강할 수 있는 것이다.

이와 같이, 제2밀폐부재(620)가 제2밀폐돌기(540)에 강하게 밀착되어 이송로(510)의 상측이 밀폐되면 유체의 일부가 이송로(510)의 내주면과 작동로드(600)의 외주면 사이 공간을 통해 유입되더라도 이송로(510) 외부로 누출될 수 없으므로, 유체의 누출이 완전히 차단될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 제2탄성부재(830)는 일반적인 압축스프링으로 구비되었으나 이에 한정되지 않으며, 상기 제1ㆍ제2탄성부재(820, 830)는 압축스프링으로 구비되었으나, 승강체(300)를 하강시킬 수 있는 구성이면 족하고 이에 한정되는 것이 아님은 물론이다.

상술한 본 발명의 바람직한 실시예의 구조에서 알 수 있듯이, 승강체(300), 개폐부재(400) 및 작동로드(600)가 승강함에 있어, 그 승강 구동을 방해하는 저항 력이나 유체의 압력이 존재하지 않으므로 코일체(810)에 인가되는 전압이 낮은 경우 등과 같이 승강 구동력이 약한 경우에도 작동 신뢰성이 확보될 수 있다.

이하, 도 7을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 안전 밸브장치의 구성 및 작용효과를 구체적으로 설명한다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 안전 밸브장치는 제1ㆍ제2밀폐부재(320', 620') 및 제1ㆍ제2밀폐돌기(530', 540')의 구비 위치를 제외하고는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 안전 밸브장치와 그 구성, 동작 및 사용 상태가 유사하다. 따라서 이하, 본 발명의 다른 실시예에 따른 안전 밸브장치의 제1ㆍ제2밀폐부재(320', 620') 및 제1ㆍ제2밀폐돌기(530', 540')의 구비 위치를 중심으로 설명하고, 이 외의 구성요소에 대해서는 바람직한 실시예와 동일한 도면 부호를 사용하며 그 구성, 동작 및 사용 상태에 대한 자세한 설명은 생략한다.

상기 제1밀폐부재(320')는 안내부재(500')의 하면에 이송로(510)의 하측을 감싸도록 구비되고, 상기 제2밀폐부재(620')는 설치홈(520)의 바닥면에 이송로(510)의 상측을 감싸도록 구비된다.

이러한 제1밀폐부재(320')에 밀착 또는 분리되는 제1밀폐돌기(530')는 승강체(300')의 상면에 고정홈(310)을 감싸도록 형성되고, 제2밀폐부재(620')에 밀착 또는 분리되는 제2밀폐돌기(540')는 작동로드(600')의 돌출부(610') 하면에 형성된다.

즉, 본 발명의 다른 실시예에 따른 안전 밸브장치에 있어서, 제1밀폐부재(320')와 제1밀폐돌기(530'), 제2밀폐부재(620')와 제2밀폐돌기(540')는 바람직한 실시예의 경우와 서로 바뀐 위치에 각각 구비되는 것이다.

물론 이에 한정되지 않고 본 발명의 바람직한 실시예와 비교하여, 제1밀폐부재(320')와 제1밀폐돌기(530'), 제2밀폐부재(620')와 제2밀폐돌기(540') 중 어느 하나만 그 위치가 바뀌도록 구비될 수도 있음은 물론이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 안전 밸브장치에 의하면, 통과홀(130)의 개폐를 위해 승강체(300)와 작동로드(600)가 상승된 상태에서 이송로(510)의 상측이 제2밀폐부재(620)에 의해 밀폐되고, 하강된 상태에서 이송로(510)의 하측이 제1밀폐부재(320)에 의해 밀폐됨으로써, 이송로(510)의 내주면과 작동로드(600)의 외주면의 사이 공간을 통한 유체 누출이 완전히 차단될 수 있을 뿐만 아니라, 이러한 제1ㆍ제2밀폐부재(320, 620)로 유체 뉴출이 차단되는 구조로 인해 승강체(300)와 작동로드(600)의 승강을 방해하는 저항력이 존재하지 않으므로 코일체(810)에 인가되는 전압이 낮은 경우에도 작동 신뢰성을 제고할 수 있다.

또한, 개폐부재(400)가 승강체(300)에 대해 승강 이송될 수 있게 구비되고 제1탄성부재(820)와는 별도로 작동로드(600)를 하강시켜 제2밀폐부재(620)를 이송로(510) 상측에 밀착시키는 제2탄성부재(830)가 설치됨으로써, 개폐부재(400), 승강체(300) 및 작동로드(600)의 조립체 길이에 조립 오차가 발생하더라도 이송로(510)의 상측을 안정적으로 밀폐할 수 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부되어 있는 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

도 1은 종래의 안전 밸브장치의 개방된 상태를 도시한 단면도,

도 2는 종래의 안전 밸브장치의 폐쇄된 상태를 도시한 단면도,

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 안전 밸브장치를 도시한 단면도,

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 안전 밸브장치에 있어서, 통과홀이 개방된 상태를 도시한 단면도,

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 안전 밸브장치에 있어서, 통과홀이 폐쇄된 상태를 도시한 단면도,

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 안전 밸브장치에 있어서, 작동로드가 제2탄성부재에 의해 추가적으로 하강되어 이송로 상측이 밀폐된 상태를 도시한 단면도,

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 안전 밸브장치를 도시한 단면도이다.

＊ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ＊

100 : 연결체 110 : 유입로

120 : 유출로 130 : 통과홀

140 : 고정홀 200 : 밸브몸체

210 : 제1몸체 211 : 승강로

220 : 제2몸체 300, 300' : 승강체

310 : 고정홈 320, 320' : 제1밀폐부재

400 : 개폐부재 410 : 홈부

420 : 걸림돌기 500, 500' : 안내부재

510 : 이송로 520 : 설치홈

530, 530' : 제1밀폐돌기 540, 540' : 제2밀폐돌기

600, 600' : 작동로드 610, 610' : 돌출부

620, 620' : 제2밀폐부재 700 : 커버체

710 : 관통홀 800 : 구동부

810 : 코일체 811 : 자성체

820 : 제1탄성부재 830 : 제2탄성부재

OR : 오링

Claims

통과홀에 의해 연통되는 유입로와 유출로가 내부에 형성되며, 유체가 유동하는 관로에 연결되는 연결체;

상기 연결체에 일단부가 삽입 설치되며, 내부에 상기 통과홀과 마주하도록 상하로 관통하는 승강로가 형성된 밸브몸체;

상하로 관통하는 이송로가 내부에 형성되고, 상기 승강로의 상부에 고정 설치되는 안내부재;

외주면이 상기 승강로의 하부 내주면과 접촉되게 상기 승강로 내부에 설치되어 상기 승강로를 따라 슬라이딩 이동 가능하게 구비되는 승강체;

상기 통과홀을 개폐하도록 상기 승강체의 하단에 설치되는 개폐부재; 및

하단이 상기 승강체에 결합되고, 하단부 외주면이 상기 이송로의 내주면과 접촉되게 상기 이송로 내부에 설치되어 상기 이송로를 따라 슬라이딩 이동 가능하게 구비되는 작동로드;를 포함하되,

상기 승강체가 슬라이딩 이동하여 상승한 경우에 상기 이송로의 하단을 밀폐하기 위한 제1밀폐부재가 상기 승강체의 상단과 상기 안내부재의 하단 중 어느 한 곳에 설치되고, 상기 승강체가 슬라이딩 이동하여 하강한 경우에 상기 이송로의 상단을 밀폐하기 위한 제2밀폐부재가 상기 작동로드와 상기 안내부재의 상단 중 어느 한 곳에 설치되는 것을 특징으로 하는 안전 밸브장치.
제1항에 있어서,

상기 승강체의 하단부는 소정의 두께를 갖는 플레이트 형상으로 이루어지고,

상기 개폐부재는,

그 상면에 형성된 홈부에 상기 승강체의 하단부가 삽입되게 상기 승강체에 설치되고, 상기 홈부의 입구에는 상기 승강체의 하단부가 상기 홈부에서 이탈되는 것을 방지하는 걸림돌기가 형성되며, 상기 홈부는 상기 승강체 하단부가 상기 홈부를 따라 왕복 이송될 수 있도록 상기 승강체 하단부의 두께보다 깊게 형성되어 상기 승강체에 대해 승강될 수 있게 구비되는 것을 특징으로 하는 안전 밸브장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 밸브몸체의 내부에 상기 승강로를 감싸도록 설치되어 상기 밸브몸체에 고정된 자성체와의 상호 작용으로 상기 승강체와 상기 작동로드를 상하로 구동시키는 코일체를 포함하는 구동부;

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안전 밸브장치.
제3항에 있어서,

상기 승강체와 상기 작동로드를 상하로 구동시키는 상기 구동부는,

상기 개폐부재와 상기 밸브몸체 사이에 설치되어 상기 개폐부재를 하방으로 가압하는 제1탄성부재;

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안전 밸브장치.
제4항에 있어서,

상기 구동부는,

상기 작동로드에 설치되어 상기 작동로드를 하방으로 가압하는 제2탄성부재;

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안전 밸브장치.
제4항에 있어서,

상기 제1탄성부재는,

원추형 압축스프링으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 안전 밸브장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 제1밀폐부재와 밀착 또는 분리되도록 상기 이송로의 하측을 감싸는 형태의 제1밀폐돌기가 상기 승강체의 상단과 안내부재의 하단 중 다른 한 곳에 설치되고, 상기 제2밀폐부재와 밀착 또는 분리되도록 상기 이송로의 상측을 감싸는 형태의 제2밀폐돌기가 상기 작동로드와 상기 안내부재의 상단 중 다른 한 곳에 설치되는 것을 특징으로 하는 안전 밸브장치.