KR101157464B1 - 급속공기밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 대용량의 관로 내 공기를 단시간 내에 확실히 배기시켜주고 보다 효과적으로 스피드하게 처리할 수 있는 급속공기밸브에 관한 것으로서, 특히 대공기 시트의 패킹의 변형을 보정하여 누수를 확실히 차단할 수 있는 급속공기밸브에 관한 것이다.

Description

급속공기밸브{high speed air valve}

본 발명은 대용량의 관로 내 공기를 단시간 내에 확실히 배기시켜주고 보다 효과적으로 스피드하게 처리할 수 있는 급속공기밸브에 관한 것으로서, 특히 대공기 시트의 패킹의 변형을 보정하여 누수를 확실히 차단할 수 있는 급속공기밸브에 관한 것이다.

일반적으로 송수관 또는 상하수도관 등의 유체관 내부에는 유체 또는 외부로부터 유입에 의해 공기가 발생하게 되며, 이러한 공기는 송수관 또는 상하수도관 내의 유체 이동시 유체의 흐름을 방해하게 된다. 이에 따라 유체관에는 이를 제거 또는 외부로 배출시킬 수 있도록 급속공기밸브가 적용되고 있고, 상기한 급속공기밸브는 유체관 내의 공기를 단시간에 빠르게 배출시킬 수 있는 구조를 취하고 있다.

예를 들어, 종래의 급속공기밸브는 송수관 등에 적용되어 내부에 존재하는 공기를 배출시키고자 하는 것으로, 도 1에 도시한 바와 같이 밸브몸체(10), 상기 밸브몸체(10)에 삽입되며 외측 둘레면 상측에 복수개의 흡배기홀(22)이 형성되고 하측 융기부 중심에 유입홀(24)이 형성되는 플로트 가이드(20), 상기 플로트 가이드(20)의 내측에 제공되어 상하 이동되는 플로트 볼(30), 상기 플로트 가이드(20) 내에서 상기 플로트 볼(30)의 상측에 위치되며 소공기 시트(45)가 형성된 플로트 밸브(40), 상기 플로트 가이드(20)를 잡아주며 대공기 시트(55)를 갖는 미들 커버(50), 상기 밸브몸체(10)에 삽입되는 상기 각 부품을 커버하여 고정되며 외측에 공기배출구를 갖는 엔드 커버(60) 및 상기 플로트 가이드(20)와 미들 커버(50)에 제공되어 기밀을 유지하는 패킹(70)을 포함하여 구성한다.

상기한 급속공기밸브는, 유체의 이동시 송수관 내의 공기가 급속공기밸브를 통해 외부로 배출되게 된다. 이때, 물의 압력에 의해 이동되는 공기가 밸브몸체(10) 내로 유입되면 유입홀(24)과 흡배기홀(22)을 통하게 되는데, 흡배기홀(22)을 통한 공기가 플로트 밸브(40)의 소공기 시트(45)를 통해 외부로 배출되게 된다. 이후 공기의 압력이 해소되면 물이 상기 밸브몸체(10) 내로 유입되게 되고 유입되는 물이 상기 유입홀(24)을 통해 플로트 볼(30)을 밀어올리면 플로트 밸브(40)도 같이 올라가면서 상기 플로트 밸브(40)가 상기 플로트 가이드(20)의 패킹(70)에 가압됨으로써, 대공기시트(55)를 막아 물의 외부 배출을 방지하게 된다.

플로트 밸브(40)가 대공기 시트(55)를 막고 있는 경우 잔류 공기가 있는 경우 소공기 시트(45)를 통해 배출시킨다.

이처럼, 공기가 배출된 후에는 플로트 밸브(40)의 시트가 대공기 시트(55)의 패킹(70)을 큰 압력으로 밀어올리고 있기 때문에, 도 2와 같이 시트의 눌린 자국이 생기게 된다.

이 눌린 자국은 플로트 밸브(40)가 정확히 상하 운동(실선화살표)하면서 맞물리면 괜찮지만, 플로트 밸브(40)가 플로트 가이드(20) 내에서 좌우로 간극이 있기 때문에, 물의 압력(아래에서 위로 향하는 압력)이 일정하지 않은 경우 도 2와 같이 약간 기울어진 상태(점선 화살표)의 플로트 밸브(40)가 눌린 자국에 가해질 수 있다.

이러한 경우 플로트 밸브(40)가 패킹(70)과 선접촉 또는 접촉 불량으로 인해 내부에서 외부로 물이 누수 되거나 외부로부터 내부로 유체가 침입 될 수 있다.

또한, 눌린 자국은 패킹(70)의 수명을 현저히 줄이기 때문에 유지보수하는 측면에서 바람직하지 않다. 왜냐하면, 패킹(70)을 교환하기 위해서는 대용량 관로를 개폐하는 제수밸브(미도시)를 닫고 엔드 커버(60)와 미들 커버(50)를 열은 후에 패킹(70)을 교환하기 때문에, 제수밸브(미도시)를 폐쇄한 동안에는 통수(通水ㆍ물이 통하여 흐름) 할 수 없어 그 기능이 정지되는 기간만큼 손실을 초래한다.

본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 패킹의 손상에 따른 플로트 밸브의 패킹 시트면 누수나 내구성에 영향을 현저히 덜 받는 급속공기밸브를 제공함에 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 청구항 1에 기재된 급속공기밸브는,

밸브몸체, 상기 밸브몸체에 장착되며 외측 둘레면 흡배기홀이 형성되고 하측에 유입홀이 형성되는 플로트 가이드, 상기 플로트 가이드의 내측에 제공되어 상하 이동되며 상기 유입홀을 개폐하는 플로트 볼, 상기 플로트 가이드 내에서 상기 플로트 볼의 상측에 위치되는 플로트 밸브, 상기 플로트 가이드를 잡아주며 상기 플로트 밸브에 의해 개폐되는 대공기 시트를 갖는 미들 커버, 상기 미들 커버의 대공기 시트를 커버하면서 공기배출구를 갖는 엔드 커버를 포함하되,

상기 대공기 시트의 하면에는 패킹이 설치되고, 상기 대공기 시트에는 상기 패킹을 아래 방향으로 가압하는 가압부재가 장착되어 있다.

이 구성에 의하면, 패킹의 손상에 따른 플로트 밸브의 패킹 시트면을 가압부재가 가압하고 있기 때문에, 눌린 자국이 있더라도 플로트 밸브와의 접촉 성능을 높여 누수나 내구성에 영향을 현저히 덜 받는다.

본 발명의 청구항 2에 기재된 급속공기밸브는,

상기 대공기 시트의 하면에는 홈이 형성되고, 상기 패킹에는 상기 홈에 삽입되는 삽입돌기편이 형성되고, 상기 가압부재는 상기 홈에 삽입되는 스프링과, 상기 스프링과 상기 삽입돌기편 사이에 개재되는 가압판으로 구성되는 것이 바람직하다.

이 구성에 의하면, 삽입돌기편의 길이만큼 실링 효과가 더 높일 수 있고, 가압판에 의해 삽입돌기편에 균일한 압력을 가할 수 있다.

이상의 설명으로부터 명백하듯이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 급속공기밸브에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

패킹의 눌림 자국과 같은 손상에 따른 플로트 밸브의 패킹 시트면을 가압부재가 가압하고 있기 때문에, 눌린 자국이 있더라도 이를 보상하는 가압부재에 의해 플로트 밸브와의 접촉 성능을 높여 누수나 내구성에 영향을 현저히 덜 받아 유지보수 측면에서 우수하다.

또한, 대공기 시트의 하면에는 홈이 형성되고, 상기 패킹에는 상기 홈에 삽입되는 삽입돌기편이 형성되고, 가압부재는 상기 홈에 삽입되는 스프링과, 상기 스프링과 상기 삽입돌기편 개재되는 가압판으로 구성됨으로써, 삽입돌기편의 길이만큼 실링 효과를 더 높일 수 있고, 가압판에 의해 삽입돌기편에 균일한 압력을 가할 수 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 따라 설명하는데, 종래의 것과 동일한 부분에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하고 상세한 설명은 생략한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 급속공기밸브를 도시한 단면도이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 급속공기밸브는 밸브몸체(10), 밸브몸체(10)에 삽입되는 플로트 가이드(20), 플로트 가이드(20) 내에 설치되는 플로트 볼(30), 플로트 볼(30) 위에 놓이는 플로트 밸브(40), 밸브몸체(10)의 상단에 체결되는 미드 커버(150) 및 엔드 커버(60)를 포함하다.

밸브몸체(10)는 제수밸브(미도시)와 플랜지 이음되는 주물로 제작되는 것이 바람직하다.

플로트 가이드(20)는 밸브몸체(10)의 내주면에 형성된 안착턱에 안착되는 Ｕ자 형태의 컵 형태이며, 스테인레스강 재질이 바람직하다.

또한, 플로트 가이드(20)의 하면에는 유입홀(24)이 형성되고, 측면에는 복수개의 흡배기홀(22)이 형성되어 있다.

여기서, 플로트 가이드(20)의 유입홀(24)에는 플로트 볼(30)을 지지하며 그 중심에 안내홀이 형성된 고무재질의 볼받이편(190)이 끼워지는 것이 바람직하다. 이것은 플로트 가이드(20)와 플로트 볼(30)이 서로 금속재질로서 마찰 등에 의한 손상을 방지하고자 한다.

플로트 볼(30)도 공 형상의 스테인레스강 재질이 바람직하며, 제수밸브(미도 시)를 통해 밸브몸체(10) 내로 들어오는 유체(물+공기) 또는 물에 의해 플로트 가이드(20) 내에서 상승 또는 하강한다.

또한, 플로트 볼(30)의 상면에는 플로트 밸브(40)가 놓여있다. 플로트 밸브(40)는 합성수지 특히 FRP재질이 바람직하다.

특히 플로트 밸브(40)의 시트(41)는 적어도 흡배기홀(22)보다 같거나 높은 위치에 있지 않으면 된다.

또한, 밸브몸체(10)의 상단에는 대공기 시트(55)가 형성된 미들 커버(150) 및 공기배출구가 형성된 엔드 커버(60)가 볼트와 너트에 의해 체결된다.

또한, 대공기 시트(55)의 하면에는 링 형상의 패킹(170)이 배치된다. 이 패킹(170)은 플로트 가이드(20)의 상단과 플로트 밸브(40)의 시트(41)에 대해 실링하는 기능을 한다.

특히 본 발명의 실시예에서는 시트(41)가 가압하는 패킹 부분에 가압부재(180)가 장착되어 있다.

가압부재(180)는 대공기 시트(55)의 하면에 형성되는 홈(152)에 배치되는 스프링(182)과, 이 스프링(182)의 탄성력을 패킹(170)에 균일하게 작용시키는 고리 형상의 가압판(184)으로 구성되는 것이 바람직하다.

홈(152)의 대공기 시트(55)의 하면에 원둘레 형태로 형성되는 것이 바람직하고, 스프링(182)은 이 홈(152)의 원둘레를 따라 소정 간격마다 예컨대 90도 간격마다 설치되더라도 가압판(184)에 균일한 압력을 전달시킬 수 있다.

또한, 패킹(170)에는 홈(152)에 삽입되는 삽입돌출편(172)이 형성되는 것이, 삽입돌출편(172)의 높이만큼 누수나 침입의 지연효과가 있어 실링 효율을 더욱더 높이고, 가압부재(180)가 물과 닿는 차단효과를 주어 내구성을 향상시킬 수 있다.

이와 같이, 시트(41)의 눌린 자국은 가압부재(180)에 의해 밑으로 가압되어 눌린 깊이만큼 보정하는 효과가 있어 누수나 내구성을 현저히 향상시킬 수 있다.

이하 전술한 구성을 갖는 급속공기밸브의 배기/흡기작용을 설명한다.

먼저, 공기를 배출하는 배기작용을 살펴보면, 유체(물+공기)가 밸브몸체(10) 내로 유입되면, 유체는 유입홀(24)을 통해 플로트 볼(30)을 밀어올리지 못하고 흡배기홀(22)을 통해 플로트 가이드(20)로 유입되면서 공기는 대공기 시트(55)와 엔드 커버(60)의 공기배출구를 통해 빠져나간다.

공기가 없는 물이 점차 유입되면, 플로트 볼(30)은 점차 상승하다가 플로트 밸브(40')의 시트(41)가 패킹(70)을 누른 상태로서 대공기 시트(55)와 소공기 시트(45)를 폐쇄한다.

플로트 볼(30)의 상승량은 공기를 함유한 물의 압력에 따라 밀어올리는 양에 차이가 있다. 즉 공기가 없는 물은 유입홀(24)로 유입되어 플로트 밸브(40')가 대공기 시트(55)와 소공기 시트(45)를 폐쇄하도록 플로트 볼(30')을 최대한 상승시키도록 설계되어 있다.

이런 상태에서 공기를 함유한 물이 다시 유입되면, 최대한 상승한 플로트 볼(30')은 공기량만큼 밑으로 누리는 작용에 의해 하강하게 되어 공기를 배출시킨다.

따라서, 유입되는 유체의 비중에 따라 플로트 볼은 하한의 볼(30) 및 플로트 밸브(40)의 위치~상한의 볼(30') 및 플로트 밸브(40')의 위치 사이에서 승하강하게 된다.

반대로 외부로부터 공기를 흡입하는 흡기작용은 배기작용과 반대로 행해진다.

즉, 먼저 소공기 시트(45)가 열리면서 흡입작용을 하면서 대공기 시트(55)가 열리면서 흡입이 완전히 행해진다.

배기작용은 대공기 시트(55)로 배기 되다가 막힌 후 소공기 시트(45)를 통해 잔류 공기를 배기하다고 막히면, 급속공기밸브는 잠근 상태이기 때문에 순수하게 관로로 액체를 유동시킨다.

흡기작용은 소공기 시트(45)가 열려 흡입되고, 그 다음 대공기 시트(55)가 열려 흡입되는 사이클을 이룬다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변경 또는 변형하여 실시할 수 있음은 해당기술분야의 당업자라면 자명하다 할 것이다.

본 발명은 밸브 이외의 실링을 위한 패킹에도 적용될 수 있다.

도 1은 종래의 급속공기밸브를 도시한 단면도.

도 2는 종래 패킹의 눌린 자국과 플로트 밸브의 작용점을 개략적으로 도시한 도.

도 3은 본 발명의 바람직한 급속공기밸브를 도시한 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 밸브몸체 20 : 플로트 가이드

22 : 흡배기홀 24 : 유입공

30 : 플로트 볼 40 : 플로트 밸브

45 : 소공기 시트 50,150 : 미드 커버

55 : 대공기 시트 60 : 엔드 커버

70,170 : 패킹 152 : 홈

172 : 삽입돌출편 180 : 가압부재

182 : 스프링 184 : 가압판

190 : 볼받이편

Claims (2)

1. 삭제
2. 밸브몸체,

   상기 밸브몸체에 장착되며 외측 둘레면 흡배기홀이 형성되고 하측에 유입홀이 형성되는 플로트 가이드,

   상기 플로트 가이드의 내측에 제공되어 상하 이동되며 상기 유입홀을 개폐하는 플로트 볼,

   상기 플로트 가이드 내에서 상기 플로트 볼의 상측에 위치되는 플로트 밸브,

   상기 플로트 가이드를 잡아주며 상기 플로트 밸브에 의해 개폐되는 대공기 시트를 갖는 미들 커버,

   상기 미들 커버의 대공기 시트를 커버하면서 공기배출구를 갖는 엔드 커버를 포함하되,

   상기 대공기 시트의 하면에는 패킹이 설치되고,

   상기 대공기 시트에는 상기 패킹을 아래 방향으로 가압하는 가압부재가 장착되되,

   상기 대공기 시트의 하면에는 홈이 형성되고,

   상기 패킹에는 상기 홈에 삽입되는 삽입돌기편이 형성되고,

   상기 가압부재는 상기 홈에 삽입되는 스프링과, 상기 스프링과 상기 삽입돌기편 사이에 개재되는 가압판으로 구성되는 급속공기밸브.

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