KR101172525B1

KR101172525B1 - 플로팅밸브

Info

Publication number: KR101172525B1
Application number: KR1020120044772A
Authority: KR
Inventors: 김시범; 이재훈
Original assignee: 동아대학교 산학협력단
Priority date: 2012-04-27
Filing date: 2012-04-27
Publication date: 2012-08-14

Abstract

본 발명은 탱크 내부에 채워지는 유체에 의해 부양되도록 구성되어, 탱크 내의 유체의 수위에 따라 공급배관을 개폐하는 플로팅밸브에 관한 것으로, 본 발명에 따른 플로팅밸브는, 탱크 내부에 유체를 공급하는 공급배관에 연결되며, 하단부에 직경이 줄어들었다가 다시 증가하는 오리피스부가 형성되어 있으며, 하부면 중앙에 작동홀이 관통되게 형성되고 상기 작동홀의 외측에 복수개의 배수홀이 관통되게 형성되어 있는 밸브몸체와; 상기 밸브몸체의 오리피스부 하측에 수용되어 오리피스부의 하단부를 개폐하는 볼과; 하단부에 유체가 자유롭게 출입하는 통수구가 형성되어 있으며, 탱크 내부에 수직하게 설치되는 관 형상의 가이드부재와; 상기 가이드부재 내부에 배치되어, 가이드부재 내측으로 유입된 유체에 의해 부유되는 플로터와; 상기 플로터의 상단부에 돌출되게 설치되어 상기 밸브몸체의 작동홀을 통해 출입하면서 볼을 상측으로 밀어올려 오리피스부를 폐쇄하는 볼가압부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

플로팅밸브{Floating Valve}

본 발명은 플로팅밸브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 탱크 내부에 채워지는 유체(예를 들어 물)에 의해 부양되도록 구성되어, 탱크 내의 유체의 수위에 따라 공급배관을 개폐하는 플로팅밸브에 관한 것이다.

일반적으로 사용되고 있는 플로팅 밸브 구조를 살펴보면, 배수관 내부의 상면에 러버씨트를 부착시킨 개폐구를 삽입시키고, 개폐구의 저부를 통하여 부구와 연결되는 작동간을 설치하여, 수조에 물이차서 부구가 상승함에 따라 작동간도 상승하여 개폐구를 밀어 올림으로써 배수관을 막아주게 하고, 수조에 물이 빠져 부구가 하강하면 개폐구도 하강하여 배수관을 열어주게 되어 수조에 물을 채울수 있도록 되어 있다.

그러나, 상기와 같은 부구는, 부구의 부력에 의존하여 개폐구를 상승시켜주도록 된 구성이기 때문에 배수관으로 나오려고 하는 수압이 매우 강할 경우에는 개폐구 및 부구를 지지하는 봉이 이 힘을 이기지 못하기 때문에 자연히 누수가 발생할 수 밖에 없게 된다.

또한, 심할 경우는 부구나 그 외부품들(특히 연결부)이 파손되는 문제가 발생하여 누수가 발생하게 되는 문제가 있다. 이와 더불어 밸브자체가 주물품인데다가 부구, 작동간 개폐구동을 서로 연동되도록 구성한 것이기 때문에 자연히 연결부문의 조립상태가 헐겁고 단정치 못하여, 부구가 수조내에서 물에 떠있다 하더라도 좌, 우방향으로 움직일 수 밖에 없었고, 이 또한 누수의 여러 요인중 하나로 작용하였다.

이러한 문제를 해결하기 위한 플로팅밸브로서 대한민국 등록특허 제10-0928278호(2009년 11월 17일 등록)에 부구의 작용을 하는 볼에 연결된 지지봉의 상단부가 밸브몸체에 상하방향으로 이동하도록 구성되어, 탱크 내에 채워지는 물에 의해 볼이 부유되면서 지지봉이 밸브몸체에 대해 실질적으로 수직방향으로 상하 이동하면서 밸브몸체를 개폐하도록 하여 지지봉의 변형에 따른 밸브판의 밀폐불량을 방지할 수 있는 플로팅밸브가 개시되어 있다.

하지만, 상기와 같은 종래의 플로팅밸브는 구조적으로 복잡하며, 수위가 높아짐에 따라 지지봉이 상승하면서 밸브몸체를 폐쇄할 때 지지봉 상단의 개폐유니트가 밸브몸체를 신속하게 폐쇄하지 못하여 수압에 의한 누수가 발생할 우려가 높다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 구조적으로 단순하고, 밸브몸체를 폐쇄할 때 밸브몸체를 신속하게 폐쇄할 수 있으며, 밸브몸체를 폐쇄한 후 확실한 수밀 작용을 할 수 있도록 한 플로팅밸브를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 플로팅밸브는, 탱크 내부에 유체를 공급하는 공급배관에 연결되며, 하단부에 직경이 줄어들었다가 다시 증가하는 오리피스부가 형성되어 있으며, 하부면 중앙에 작동홀이 관통되게 형성되고 상기 작동홀의 외측에 복수개의 배수홀이 관통되게 형성되어 있는 밸브몸체와; 상기 밸브몸체의 오리피스부 하측에 수용되어 오리피스부의 하단부를 개폐하는 볼과; 하단부에 유체가 자유롭게 출입하는 통수구가 형성되어 있으며, 탱크 내부에 수직하게 설치되는 관 형상의 가이드부재와; 상기 가이드부재 내부에 배치되어, 가이드부재 내측으로 유입된 유체에 의해 부유되는 플로터와; 상기 플로터의 상단부에 돌출되게 설치되어 상기 밸브몸체의 작동홀을 통해 출입하면서 볼을 상측으로 밀어올려 오리피스부를 폐쇄하는 볼가압부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 볼이 곡면으로 이루어져 있으므로 볼이 점차적으로 상승하면서 오리피스부를 폐쇄할 때 오리피스부를 통해 공급되는 물과의 저항이 최소화되면서 오리피스부를 폐쇄할 수 있다. 따라서, 신속하고 확실한 밸브 차단 작용이 이루어질 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플로팅밸브가 적용된 물탱크의 단면도이다.
도 2a 및 도 2b는 도 1의 플로팅밸브의 요부 단면도이다.
도 3은 도 1의 플로팅밸브의 횡단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 플로팅밸브를 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 플로팅밸브는 탱크(1) 내부에 유체(이 실시예에서 물)를 공급하는 공급배관(2)에 연결되는 밸브몸체(10)와, 상기 밸브몸체(10)의 하단부 내측에 수용되어 밸브몸체(10)를 개폐하는 볼(15)과, 탱크(1) 내부에 수직하게 설치되는 원통관 형상의 가이드부재(20)와, 상기 가이드부재(20) 내부에 가이드부재(20) 내측으로 유입된 유체에 의해 부유되도록 설치된 플로터(30)(floater)와, 상기 플로터(30)의 상단부에 돌출되게 설치되어 상기 밸브몸체(10) 내의 볼(15)을 상측으로 밀어올려 밸브몸체(10)를 폐쇄하는 볼가압부(40)와, 상기 플로터(30)의 상단부에서 상기 볼가압부(40)의 외측에 형성되어 볼가압부(40)가 볼(15)을 상측으로 가압할 때 상기 밸브몸체(10)의 하부면에 접촉하여 수밀 작용을 하게 되는 실링부(50)를 포함한 구성으로 이루어진다.

상기 밸브몸체(10)는 'L'자형으로 절곡된 중공관으로 이루어지며, 하단부에는 직경이 줄어들었다가 다시 증가하는 오리피스부(11)가 형성되어 있다. 그리고, 밸브몸체(10)의 하부면 중앙에는 출입홀(12)이 관통되게 형성되고, 상기 출입홀(12)의 외측에는 복수개의 배수홀(13)이 관통되게 형성되어 있다.

상기 볼(15)은 상기 밸브몸체(10) 내에서 상기 오리피스부(11)의 하측에 수용되어, 상기 볼가압부(40)에 의해 상승하여 오리피스부(11)의 하단부를 폐쇄한다. 상기 볼(15)은 오리피스부(11)의 내경보다 큰 직경을 갖는다. 상기 볼(15)은 플라스틱 또는 고무, 실리콘과 같은 수지 재질, 또는 스테인레스와 같은 금속으로 만들어질 수 있다.

상기 가이드부재(20)는 상부면이 개방된 원통관 형태로 이루어지며, 개방된 상부면을 통해서 상기 밸브몸체(10)의 하단부가 삽입된다. 상기 가이드부재(20)의 하단부에는 가이드부재(20) 내외측으로 자유롭게 물이 유출될 수 있도록 하기 위한 통수구(22)가 형성되어 있다. 또한 상기 가이드부재(20)의 내주면에는 플로터(30)의 상하방향 이동을 안내하기 위한 복수개의 가이드레일부(21)가 상하방향으로 연장되게 형성되어 있다.

상기 플로터(30)는 속이 빈 통으로 이루어져, 상기 가이드부재(20) 내측에 채워지는 물에 의해 부양되어 상하로 이동한다. 상기 플로터(30)의 양측면부에는 상기 가이드레일부(21) 내측으로 삽입되어 안내되는 가이드돌기(31)가 돌출되게 형성되어 있다. 이와 같이 플로터(30)가 가이드레일부(21)에 의해 안내되면, 플로터(30)가 가이드부재(20) 내측에서 자세가 틀어지지 않고 똑바로 상승하게 되어, 볼가압부(40)가 밸브몸체(10) 하부의 출입홀(12) 내측으로 항상 정확하게 삽입될 수 있게 된다.

상기 볼가압부(40)는 상기 플로터(30)의 상부면 중앙에 상측으로 소정의 길이로 돌출되게 형성되어 밸브몸체(10) 하부면의 출입홀(12) 내측으로 삽입되면서 볼(15)을 상측으로 가압하는 작용을 한다. 상기 볼가압부(40)가 볼(15)을 가압할 때 볼(15)을 안정적으로 가압할 수 있도록 상기 볼가압부(40)의 상부면은 오목한 돔 형태의 곡면으로 형성됨이 바람직하다.

상기 실링부(50)는 상기 볼가압부(40)의 외측에서 소정의 높이로 돌출되게 형성되어, 상기 볼가압부(40)가 볼(15)을 가압할 때 밸브몸체(10)의 하부면에 밀착되면서 배수홀(13)들을 막아 수밀 기능을 보강하는 작용을 하게 된다.

상기 볼가압부(40)와 실링부(50)는 서로 다른 재질로 만들어질 수도 있지만, 고무나 실리콘 등의 동일한 재질로 만들어질 수 있다. 상기 볼가압부(40)가 고무와 같은 유연한 재질로 만들어지게 되면, 볼가압부(40)가 볼(15)을 가압할 때 볼가압부(40)가 미세하게 수축되면서 볼(15)을 탄력적으로 지탱하여 볼(15)이 오리피스부(11) 하부에 견고하게 밀착되는 이점이 얻어진다.

상기와 같이 구성된 플로팅밸브는 다음과 같이 작동한다.

탱크(1) 내의 물의 수위가 낮아진 상태에서 공급배관(2)을 통해 물이 공급되면, 공급배관(2)에 연결된 밸브몸체(10) 내로 물이 유입되고, 밸브몸체(10) 하단부의 배수홀(13)을 통해 탱크(1) 내로 물이 공급된다. 이 때, 밸브몸체(10) 하단부를 통해 공급된 물은 가이드부재(20) 내측으로 유입된 후, 가이드부재(20)의 통수구(22)를 통해서 유출되어 탱크(1) 내에 집수된다.

상기 가이드부재(20) 내부와 탱크(1) 내측으로 물이 공급되어 수위가 높아짐에 따라 플로터(30)가 가이드부재(20) 내측에서 가이드레일부(21)의 안내를 받아 상승하게 된다.

상기 플로터(30)가 가이드부재(20)의 상부에 도달하게 되면, 플로터(30) 상단부의 볼가압부(40)가 밸브몸체(10)의 출입홀(12) 내측으로 삽입되면서 볼(15)을 상측으로 밀어올리게 된다. 이에 따라 상기 볼(15)이 오리피스부(11)의 하단부에 밀착되면서 오리피스부(11)를 차단하게 되고, 물 공급이 중단된다. 이 때, 상기 실링부(50)는 밸브몸체(10)의 하부면에 밀착되면서 배수홀(13)들을 폐쇄하여, 혹시 볼(15)과 오리피스부(11) 사이에 미세한 틈새가 있어 누수가 발생하더라도 물이 밸브몸체(10) 외부로 배출되지 않도록 하여 밸브몸체(10)가 완전히 폐쇄될 수 있게 된다.

한편, 탱크(1) 내의 물이 배출되어 물의 수위가 낮아지게 되면, 플로터(30)가 물의 수위 변화에 대응하여 하강하게 되고, 볼(15)을 지탱하는 힘이 제거되어 볼(15)이 낙하게 된다. 이에 따라, 오리피스부(11)가 개방되면서 밸브몸체(10)를 통해 물 공급이 재개된다.

이와 같이 본 발명의 플로팅밸브는 플로터(30)가 물의 수위 변화에 대응하여 부양되어 볼(15)을 상승시켜 오리피스부(11)를 막게 되는데, 볼(15)이 곡면으로 이루어져 있으므로 볼(15)이 점차적으로 상승할 때 오리피스부(11)를 통해 공급되는 물과의 저항이 최소화되면서 오리피스부(11)를 폐쇄할 수 있다. 따라서, 신속하고 확실한 밸브 차단 작용이 이루어지게 된다.

이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 이라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

1 : 탱크 2 : 공급배관
10 : 밸브몸체 11 : 오리피스부
12 : 출입홀 13 : 배수홀
15 : 볼 20 : 가이드부재
21 : 가이드레일부 22 : 통수구
30 : 플로터 31 : 가이드돌기
40 : 볼가압부 50 : 실링부

Claims

탱크(1) 내부에 유체를 공급하는 공급배관(2)에 연결되며, 하단부에 직경이 줄어들었다가 다시 증가하는 오리피스부(11)가 형성되어 있으며, 하부면 중앙에 출입홀(12)이 관통되게 형성되고 상기 출입홀(12)의 외측에 복수개의 배수홀(13)이 관통되게 형성되어 있는 밸브몸체(10)와;
상기 밸브몸체(10)의 오리피스부(11) 하측에 수용되어 오리피스부(11)의 하단부를 개폐하는 볼(15)과;
하단부에 유체가 자유롭게 출입하는 통수구(22)가 형성되어 있으며, 탱크(1) 내부에 수직하게 설치되는 관 형상의 가이드부재(20)와;
상기 가이드부재(20) 내부에 배치되어, 가이드부재(20) 내측으로 유입된 유체에 의해 부유되는 플로터(30)와;
상기 플로터(30)의 상단부에 돌출되게 설치되어 상기 밸브몸체(10)의 출입홀(12)을 통해 출입하면서 볼(15)을 상측으로 밀어올려 오리피스부(11)를 폐쇄하는 볼가압부(40)를 포함하는 것을 특징으로 하는 플로팅밸브.
제1항에 있어서, 상기 볼가압부(40)의 외측에 형성되어 볼가압부(40)가 볼(15)을 상측으로 가압할 때 상기 밸브몸체(10)의 하부면에 접촉하면서 배수홀(13)을 폐쇄하는 실링부(50)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플로팅밸브.
제2항에 있어서, 상기 볼가압부(40) 및 실링부(50)는 유연한 수지 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 플로팅밸브.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 플로터(30)의 외면에 가이드돌기(31)가 측방향으로 돌출되게 형성되고, 상기 가이드부재(20)의 내주면에 상기 가이드돌기(31)가 삽입되어 안내되는 가이드레일부(21)가 상하방향으로 연장되게 형성된 것을 특징으로 하는 플로팅밸브.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 볼가압부(40)의 상부면은 오목한 돔 형태의 곡면으로 이루어진 것을 특징으로 하는 플로팅밸브.