KR101312291B1

KR101312291B1 - 플랩밸브의 개방유지구조를 갖는 게이트 펌프

Info

Publication number: KR101312291B1
Application number: KR1020130028892A
Authority: KR
Inventors: 이응수
Original assignee: (주)대진정공
Priority date: 2013-03-19
Filing date: 2013-03-19
Publication date: 2013-09-27

Abstract

본 발명은 플랩밸브의 개방유지 구조를 갖는 게이트 펌프에 관한 것으로, 그 목적은 펌프의 가동으로 인해 형성되는 배수압력에 의하여 플랩밸브가 배수구를 개방하도록 회전하는 경우, 플랩밸브의 닫힘 방향 회전을 물리적으로 구속하여 줌으로써 플랩밸브의 요동을 방지하고, 플랩밸브에 의한 저항을 감소시켜 펌프의 효율을 증대시킬 수 있는 플랩밸브의 개방유지구조를 갖는 게이트 펌프를 제공함에 있다. 이러한 목적 달성을 위한 본 발명은 수문에 형성된 배수구에 설치되며, 하류측 끝단에 힌지점을 중심으로 회전하면서 배수구의 유로를 개폐하는 플랩밸브를 구비하는 게이트 펌프에 있어서, 상기 플랩밸브와 일체형의 구조를 갖도록 플랩밸브의 상단부에 설치되며, 펌프 케이스에 회전 가능한 구조로 결합된 회전축; 상기 회전축에 설치된 래칫 휠; 배수구의 유로 개방을 위한 플랩밸브의 회전은 허용하고, 배수구의 유로 폐쇄를 위한 플랩밸브의 회전은 억제하도록 상기 래칫 휠과 결합되어 래칫 휠의 회전을 선택적으로 제한하는 래칫 폴을 구비하는 래칫블록; 및 게이트 펌프의 가동시 상기 래칫블록이 래칫 휠에 결합되고, 게이트 펌프의 정지시 래칫블록이 래칫 휠로부터 이격되도록 래칫블록을 이동시키는 작동모듈을 포함하는 플랩밸브의 개방유지구조를 갖는 게이트 펌프를 제공한다.

Description

플랩밸브의 개방유지구조를 갖는 게이트 펌프{Gate pump with holding structure for opening position of flap valve}

본 발명은 수문에 설치되는 게이트 펌프에 관한 것으로, 특히 펌프의 가동에 의한 내수의 배수과정에서 내수의 배수압력에 의해 개방이 이루어지는 플랩밸브가 펌프가 가동하는 기간동안 배수압력이 아닌 물리적인 구속에 의해 개방된 상태를 유지할 수 있도록 함으로써, 플랩밸브의 잦은 동작에 따른 플랩밸브의 손상을 방지하고, 유체의 송출압력 저하를 방지할 수 있도록 한 플랩밸브의 개방유지구조를 갖는 게이트 펌프에 관한 것이다.

일반적으로 수문은 물의 흐름을 막아 유량을 조절하고 내수의 수심이 일정 범위를 유지하도록 함으로써, 수자원의 활용가치를 높이고 수재(水災)의 발생을 예방하는 시설물로 상하수도, 도시하수처리장, 정수처리장, 농업용 관계수로, 하천과 접하는 관개용수로 등 다양한 장소에 설치되고 있다.

이러한 수문을 기준으로 하여 상류측을 내수, 하류측을 외수로 구분하게 되며, 기상상황에 따라 수로의 개방과 폐쇄를 반복하여 내수 및 외수의 수위를 적절하게 조정하게 된다.

한편, 집중호우나 장마 등으로 인하여 외수의 수위가 내수의 수위 보다 상승하는 경우, 수문은 수로를 폐쇄하여 외수의 역류를 방지하게 된다.

그러나, 외수의 역류를 방지하기 위하여 수문에 의해 수로가 폐쇄된 경우, 상류측으로부터 계속해서 유입되는 물에 의하여 내수의 수위가 상승하게 되며, 이로 인하여 상류측 주택이나 농경지의 피해가 야기될 수 있으므로, 내수의 적절한 배수가 요구된다.

이처럼 수문이 닫힌 상태에서 외수의 역류없이 상류측 내수를 하류측 외수로 배수할 수 있도록 하기 위하여 게이트 펌프가 사용되고 있다.

도 1은 종래 게이트 펌프의 설치구조를 보인 예시도를 도시하고 있다.

상기 게이트 펌프(20)는 수문을 통한 내수의 배수를 위하여 수문(10)에 형성된 배수구(11)에 설치되어 수문과 일체형의 구조를 가지며, 외수의 역류를 방지하기 위한 플랩밸브(21)가 하류측 끝단에 설치되어 있다.

이러한 게이트 펌프는 전동모터가 내장된 수중프로펠러펌프로 구성되며, 펌프의 가동으로 인한 내수의 유동으로 인하여 형성되는 수류에 의하여 플랩밸브에는 배수압력이 작용하게 되며, 이러한 배수압력에 의하여 플랩밸브가 상단부 힌지점(P)을 중심으로 회전함으로써 배수구가 개방되어 내수의 강제적인 배출이 이루어지게 된다.

그러나, 게이트 펌프의 가동으로 인해 형성되는 수류에 의하여 개방된 플랩밸브는 변화하는 외수의 수위 그리고 내수나 외수의 유동상태 변화에 따라 내/외면에 작용하는 압력이 지속적으로 변화되므로, 힌지점을 중심으로 정방향 회전과 역방향 회전을 반복하며 불안정한 상태를 유지하게 되며, 이러한 반복된 회전에 의하여 관련 부품이 쉽게 손상되는 문제점을 갖고 있다.

또한, 플랩밸브의 외측면에는 외수의 수위에 대응하는 큰 압력이 작용하게 되고, 플랩밸브는 게이트 펌프의 가동으로 인해 형성되는 배수압력에 의해 개방된 상태를 유지하게 되므로, 결과적으로 플랩밸브에 의하여 수류에 큰 저항이 발생되므로 불가피하게 압력이나 유량 손실이 발생되어 펌프의 효율이 저하되는 문제점을 갖고 있다.

대한민국 등록실용신안공보 20-0382030 (2005.04.18)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 펌프의 가동으로 인해 형성되는 배수압력에 의하여 플랩밸브가 배수구를 개방하도록 회전하는 경우, 플랩밸브의 닫힘 방향 회전을 물리적으로 구속하여 줌으로써 플랩밸브의 요동을 방지하고, 플랩밸브에 의한 저항을 감소시켜 펌프의 효율을 증대시킬 수 있는 플랩밸브의 개방유지구조를 갖는 게이트 펌프를 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 수문에 형성된 배수구에 설치되며, 하류측 끝단에 힌지점을 중심으로 회전하면서 배수구의 유로를 개폐하는 플랩밸브를 구비하는 게이트 펌프에 있어서, 상기 플랩밸브와 일체형의 구조를 갖도록 플랩밸브의 상단부에 설치되며, 펌프 케이스에 회전 가능한 구조로 결합된 회전축; 상기 회전축에 설치된 래칫 휠; 배수구의 유로 개방을 위한 플랩밸브의 회전은 허용하고, 배수구의 유로 폐쇄를 위한 플랩밸브의 회전은 억제하도록 상기 래칫 휠과 결합되어 래칫 휠의 회전을 선택적으로 제한하는 래칫 폴을 구비하는 래칫블록; 및 게이트 펌프의 가동시 상기 래칫블록이 래칫 휠에 결합되고, 게이트 펌프의 정지시 래칫블록이 래칫 휠로부터 이격되도록 래칫블록을 이동시키는 작동모듈을 포함하며, 상기 작동모듈은, 상기 래칫블록과 결합된 가동철심; 상기 가동철심을 에워싸도록 설치되며, 게이트 펌프의 가동을 위한 전기의 공급시 함께 전기를 공급받아 래칫블록이 래칫 휠에 결합되도록 가동철심을 이동시키는 솔레노이드 코일; 및 게이트 펌프의 정지를 위한 전기의 차단시 래칫블록이 래칫 휠로부터 이격되도록 가동철심을 원위치로 이동시키는 스프링으로 구성된 것을 특징으로 하는 플랩밸브의 개방유지구조를 갖는 게이트 펌프를 제공한다.

삭제

또한 본 발명은, 상기 래칫블록이, 상기 래칫 휠과 결합되어 래칫 휠의 회전을 억제하는 래칫 폴; 상기 래칫 폴을 지지하며, 작동모듈과 연결되어 작동모듈의 구동에 의하여 회전축에 근접하거나 멀어지도록 이동하며, 래칫 휠과 마주하는 측면만이 개방된 구조로 형성되어 래칫 휠과 래칫 폴의 결합시 래칫 휠을 내부에 수용하여 래칫 휠의 외부 노출을 줄이는 케이스로 구성된 플랩밸브의 개방유지구조를 갖는 게이트 펌프를 제공한다.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 의하면, 내수의 배수과정에서 플랩밸브가 닫힘 방향으로 회전하는 것을 물리적으로 구속하여 줌으로써, 플랩밸브의 요동을 방지할 수 있으며, 이를 통해 관련 부품의 손상을 방지하고, 플랩밸브에 의하여 내부 배수압력이 저하되는 것을 최소화함으로써 펌프의 효율을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1 은 종래 게이트 펌프의 설치구조를 보인 예시도,
도 2 는 본 발명에 따른 게이트 펌프의 구조를 보인 측면도,
도 3 은 도 2의 'A'부 상세도,
도 4 는 본 발명에 따른 플랩밸브의 설치 구조를 보인 정면도,
도 5 는 도 4의 'B'부 상세도,
도 6 은 본 발명에 따른 게이트 펌프의 플랩밸브가 개방된 상태를 보인 측면도,
도 7 은 래칫블록과 래칫 휠의 결합된 상태를 보인 정면도,
도 8 은 래칫블록과 래칫 휠의 결합에 의해 플랩밸브의 닫힘 방향 회전이 억제된 상태를 보인 측면도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

도 2는 본 발명에 따른 게이트 펌프의 구조를 보인 측면도를, 도 3은 도 2의 'A'부 상세도를, 도 4는 본 발명에 따른 플랩밸브의 설치 구조를 보인 정면도를, 도 5는 도 4의 'B'부 상세도를 도시하고 있다.

본 발명에 따른 게이트 펌프는 펌프의 가동에 의한 내수의 배수작업이 이루어질 때, 내수의 배수압력에 의해 개방되는 플랩밸브가 배수압력이 아닌 물리적인 구속에 의하여 개방된 상태를 유지할 수 있도록 한 특징을 갖고 있다.

한편, 게이트 펌프(20)는 수문(10)에 형성된 배수구(11)에 설치되며, 내수의 배수 작업시 발생되는 수압에 의해 개방되는 플랩밸브(21)가 하류측 끝단부에 구비된 것으로 구성된다.

이러한 게이트 펌프의 기본적인 구조는 종래의 게이트 펌프와 동일하므로, 이와 관련된 보다 구체적인 설명은 생략하도록 한다.

다만, 본 발명에 따른 게이트 펌프는 수압에 의해 개방되는 플랩밸브(21)가 닫히는 것을 물리적으로 구속하기 위한 회전축(110), 래칫 휠(120), 래칫블록(130), 작동모듈(140)을 더 포함하고 있다.

상기 회전축(110)은 플랩밸브(21)의 상단부에서 수평방향으로 연장된 구조를 갖도록 배치되며, 플랩밸브와 일체형의 구조를 갖도록 설치되어 플랩밸브(21)와 함께 회전하는 구조를 갖는다.

이러한 회전축(110)은 수문(10)의 배수구(11)와 연속된 유로를 형성하는 펌프 케이스(22)에 회전 가능한 구조로 결합된다.

상기 래칫 휠(120)은 외주면에 톱니형의 구조를 갖는 다수개의 이빨이 형성된 것으로 이루어지며, 회전축(110)의 일측단부에서 회전축(110)과 일체형의 구조를 갖도록 설치된다.

상기 래칫블록(130)은 래칫 휠(120)과 결합되거나 분리되도록 이동하면서 래칫 휠(120) 및 회전축(110)의 회전을 선택적으로 제한하는 것이다.

이러한 래칫블록(130)은 래칫 폴(131)과 케이스(132)로 구성된다.

상기 래칫 폴(131)은 래칫 휠(120)에 형성된 이빨과 결속되어 래칫 휠(120)의 일방향 회전을 허용하고, 상기 일방향과 반대되는 방향에 대한 회전은 억제하는 것이다. 이러한 래칫 휠(120)과 래칫 폴(131)의 원리나 구조는 이미 널리 사용되고 있는 바 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

상기 케이스(132)는 래칫 폴(131)을 지지하며, 작동모듈(140)과 연결되어 작동모듈(140)에 의해 이동하면서 래칫블록(130)과 래칫 휠(120)의 결합 및 분리가 이루어지도록 하는 것이다.

이러한 케이스(132)는 내부가 빈 원통형의 구조로써, 한쪽 측면(132b)은 폐쇄된 구조로 이루어지고, 래칫 휠(120)과 마주하는 측면(132a)은 개방된 구조를 갖도록 형성되며, 작동모듈(140)의 구동에 의하여 회전축(110)에 근접하거나 멀어지는 방향으로 이동하도록 작동모듈(140)과 연결된다.

이와 같은 케이스(132)의 내부에 래칫 폴(131)이 힌지축(133)을 중심으로 회전하도록 결합되며, 케이스(132)의 내부에는 래칫 폴(131)을 탄력적으로 지지하여 래칫 폴(131)이 래칫 휠(120)에 맞물리도록 회전시키는 스프링(134)이 설치되어 있다.

상기 작동모듈(140)은 펌프 케이스(22)에 설치되어 게이트 펌프의 가동시 래칫블록(130)이 래칫 휠(120)에 결합되고, 게이트 펌프의 정지시 래칫블록(130)이 래칫 휠(120)로부터 이격되도록 래칫블록(130)을 이동시키는 것이다.

이러한 작동모듈(140)은 가동철심(141)과, 솔레노이드 코일(142)과, 스프링(143)으로 구성된다.

상기 가동철심(141)은 래칫블록(130)과 결합되어 래칫블록(130)과 함께 이동하도록 설치되며, 중앙부에는 외측으로 돌출되어 상기 스프링(143)이 지지되는 걸림턱(1411)이 형성되어 있다.

상기 솔레노이드 코일(142)은 가동철심(141)을 에워싸는 구조를 갖도록 설치되며, 게이트 펌프의 가동을 위한 전기의 공급시 함께 전기를 공급받아 자기장을 형성하게 되며, 이처럼 형성된 자기장에 의하여 가동철심(141)이 회전축(110)에 근접하는 방향으로 이동하여 래칫블록(130)과 래칫 휠(120)을 결합시키게 된다.

상기 스프링(143)은 솔레노이드 코일(142)로 공급되는 전기가 차단되는 경우, 가동철심(141)을 원래의 위치로 이동시키는 것이다. 이러한 스프링(143)은 가동철심(141)이 중심부를 관통하는 구조를 갖도록 배치되며, 일측단은 걸림턱(1411)에 지지되고, 타측단은 작동모듈(140)을 지지하기 위하여 게이트 펌프의 케이스(22)에 설치된 지지블록(144)에 지지된다.

상기와 같이 구성된 게이트 펌프에 의하여 내수가 하류측으로 배수되는 과정을 설명하도록 하며, 이를 통해 본 발명에 따른 게이트 펌프가 갖는 작용효과를 설명하도록 한다.

도 6은 본 발명에 따른 게이트 펌프의 플랩밸브가 개방된 상태를 보인 측면도를, 도 7은 래칫블록과 래칫 휠의 결합된 상태를 보인 정면도를, 도 8은 래칫블록과 래칫 휠의 결합에 의해 플랩밸브의 닫힘 방향 회전이 억제된 상태를 보인 측면도를 도시하고 있다.

게이트 펌프(20)로 전기가 공급되지 않는 경우, 작동모듈(140)의 솔레노이드 코일(142)로도 전기가 공급되지 않으므로, 래칫블록(130)은 래칫 휠(120)과 분리된 상태를 유지한다.(도 5 참조)

한편, 내수의 배수를 위하여 게이트 펌프를 가동하고자 게이트 펌프로 전기를 공급하게 되면, 작동모듈(140)의 솔레노이드 코일(142)에도 전기가 공급되어 솔레노이드 코일(142)의 주변에 자기장이 형성되며, 이처럼 형성된 자기장에 의하여 가동철심(141)이 이동하여 래칫블록(130)을 래칫 휠(120)에 결합시키게 된다.

이처럼 래칫블록(130)과 래칫 휠(120)의 결합이 이루어지게 되면, 래칫 휠(120)은 래칫블록(130)의 케이스(132)의 내부로 수용되므로, 결국 래칫 휠(120)의 외부 노출을 최소화하여 이물질에 의한 래칫 휠을 손상을 줄일 수 있는 이점이 있다.

한편, 게이트 펌프의 가동에 의하여 유동하는 내수의 압력에 의하여 플랩밸브(21)의 개방이 이루어지게 되며, 이처럼 플랩밸브(21)가 배수구를 개방하는 방향으로 회전하는 경우, 래칫 폴(131)은 래칫 휠(120)의 회전을 억제하지 않으므로 플랩밸브의 개방 방향(CCW) 회전은 자유롭게 이루어지게 된다.

반면, 내수의 유동 압력이 감소하거나 또는 외수의 압력이 증가하는 등 주변 상황의 변화로 인하여 플랩밸브(21)가 배수구를 폐쇄하는 방향으로 회전하려 할 때, 래칫 폴(131)은 래칫 휠(120)의 회전을 억제하여 플랩밸브가 닫힘 방향(CW)으로 회전하는 것을 방지하게 된다.

이처럼 본 발명에 따른 게이트 펌프는 게이트 펌프를 이용하여 내수를 하류측으로 배수하는 과정에서 플랩밸브(21)의 개방 상태를 물리적으로 유지시켜 줌으로써, 플랩밸브가 개방 방향과 닫힘 방향으로 반복적으로 회전하는 것을 방지할 수 있으며, 이를 통해 관련 부품의 손상을 방지할 수 있게 된다.

또한, 내수의 배수가 이루어지는 과정에서 플랩밸브의 닫힘 방향 회전을 물리적으로 구속하여 플랩밸브(21)에 의하여 내수의 배수 압력이 저하되는 것을 방지할 수 있게 된다.

한편, 내수의 배수작업 완료를 위해 게이트 펌프로 인가되는 전기를 차단하게 되면, 이와 함께 솔레노이드 코일(142)로 공급되는 전기도 차단되므로, 가동철심(141)은 스프링(143)의 탄성에 의하여 이동하여 원위치로 복귀하게 되며, 이러한 가동철심(141)의 이동으로 인하여 래칫블록(130)은 래칫 휠(120)로부터 분리된다.

이에 따라 플랩밸브의 닫힘 방향 회전을 억제하는 물리적 구조가 와해되므로, 플랩밸브는 자중 또는 외수의 압력에 의해 닫힘 방향으로 회전하며 배수구를 폐쇄하게 된다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 수문 11 : 배수구
20 : 게이트 펌프 21: 플랩밸브
22: 펌프 케이스 110: 회전축
120: 래칫 휠 130: 래칫블록
131: 래칫 폴 132: 케이스
140: 작동모듈 141: 가동철심
142: 솔레노이드 코일 143: 스프링

Claims

수문(10)에 형성된 배수구(11)에 설치되며, 하류측 끝단에 힌지점을 중심으로 회전하면서 배수구의 유로를 개폐하는 플랩밸브(21)를 구비하는 게이트 펌프에 있어서,
상기 플랩밸브(21)와 일체형의 구조를 갖도록 플랩밸브(21)의 상단부에 설치되며, 펌프 케이스(22)에 회전 가능한 구조로 결합된 회전축(110);
상기 회전축(110)에 설치된 래칫 휠(120);
배수구의 유로 개방을 위한 플랩밸브(21)의 회전은 허용하고, 배수구의 유로 폐쇄를 위한 플랩밸브(21)의 회전은 억제하도록 상기 래칫 휠(120)과 결합되어 래칫 휠(120)의 회전을 선택적으로 제한하는 래칫 폴(131)을 구비하는 래칫블록(130); 및
게이트 펌프의 가동시 상기 래칫블록(130)이 래칫 휠(120)에 결합되고, 게이트 펌프의 정지시 래칫블록(130)이 래칫 휠(120)로부터 이격되도록 래칫블록(130)을 이동시키는 작동모듈(140)을 포함하며,
상기 작동모듈(140)은,
상기 래칫블록(130)과 결합된 가동철심(141);
상기 가동철심(141)을 에워싸도록 설치되며, 게이트 펌프의 가동을 위한 전기의 공급시 함께 전기를 공급받아 래칫블록(130)이 래칫 휠(120)에 결합되도록 가동철심(141)을 이동시키는 솔레노이드 코일(142); 및
게이트 펌프의 정지를 위한 전기의 차단시 래칫블록(130)이 래칫 휠(120)로부터 이격되도록 가동철심(141)을 원위치로 이동시키는 스프링(143)으로 구성된 것을 특징으로 하는 플랩밸브의 개방유지구조를 갖는 게이트 펌프.
삭제
청구항 1에 있어서, 상기 래칫블록(130)은,
상기 래칫 휠(120)과 결합되어 래칫 휠(120)의 회전을 억제하는 래칫 폴(131);
상기 래칫 폴(131)을 지지하며, 작동모듈(140)과 연결되어 작동모듈(140)의 구동에 의하여 회전축(110)에 근접하거나 멀어지도록 이동하며, 래칫 휠(120)과 마주하는 측면(132a)만이 개방된 구조로 형성되어 래칫 휠(120)과 래칫 폴(131)의 결합시 래칫 휠(120)을 내부에 수용하여 래칫 휠(120)의 외부 노출을 줄이는 케이스(132)로 구성된 것을 특징으로 하는 플랩밸브의 개방유지구조를 갖는 게이트 펌프.