KR101398195B1 - 방식 전환 가능형 유체 이송제어용 개폐밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 방식 전환 가능형 유체 이송제어용 개폐밸브에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 몸체부(100)에 유입구(11)에 연결되는 제1 연결유로(51)와 상,하류측 챔버(35)(36)에 각각 연결되는 제2,3 연결유로(52)(52) 및 유로(13)에 연결되는 제4 연결로(54)를 외부로 관통 형성하여 상기 제1,2,3,4 연결유로(51)(52)(53)(54)를 연결 제어하여 개폐 작동하는 방식이나 상기 제2,3 연결유로(52)(53)에 유,공압을 공급하여 개폐 작동하는 방식 전환이 가능하여 사용 편리성 및 경제성이 우수하고, 설계 변경이나 형식 변경 등에 쉽게 대처할 수 있어 생산, 유통 및 설치 전단계에서 관리의 유연성을 우수하게 제공하는데 그 특징이 있다.

Description

방식 전환 가능형 유체 이송제어용 개폐밸브{Multi-Operation Mode Valve for Fluid Transportation}

본 발명은 유체 이송제어용 개폐밸브에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 몸체부에 제1,2,3,4 연결유로를 형성하는 간단한 구조에 의해 솔레노이드 밸브, 수동밸브나 유,공압 밸브 등 복수 구동 방식을 선택 적용할 수 있음은 물론 솔레노이드 밸브의 상시 열림형이나 상시 닫힘형, 유,공압 밸브의 복동형, 단동 개방형 또는 단동 폐쇄형 등을 선택 적용할 수 있어 사용 편리성 및 경제성이 우수하고, 설계 변경이나 형식 변경 등에 쉽게 대처할 수 있어 생산, 유통 및 설치 전단계에서 관리의 유연성이 우수한 방식 전환 가능형 유체 이송제어용 개폐밸브에 관한 것이다.

일반적으로 유체 등이 이송되는 배관에는 유체의 이송 흐름을 제어하는 유체 이송제어용 개폐밸브가 설치 사용된다.

이와 같은 유체 이송제어용 개폐밸브는 다양한 방식이 사용된다.

예를 들면 솔레노이드 밸브, 수동밸브나 유,공압 밸브 밸브와 같이 구동 방식이나 구동원에 따라 다양하게 분류되고, 이와 같은 다양한 방식의 개폐 밸브는 각 방식마다 밸브 구조를 상이하게 구성하고 있었다.

또한, 상기 솔레노이드 방식은 상시 닫힘형과 상시 열림형 등과 같이 밸브의 작동 형태에 따라서도 밸브 구조를 상이하게 구성하고 있었다.

이와 같이 종래에는 유체 이송제어용 개폐밸브가 구동방식, 구동원, 구동 형태 등에 따라 상이한 구조로 다양하게 분류되어 있기 때문에 개폐 밸브를 여러 형식에 범용적으로 사용할 수 없는 한계를 갖고 있었다.

즉, 설계 단계에서 부터 설치, 시공 단계까지 구체적으로 개폐 밸브의 방식과 형태를 채택하여 설계, 설치 및 시공하여야 하고, 설계 변경 등에 의해 개폐 밸브의 방식이 바뀌는 경우에 전혀 새로운 밸브로 교체하여야 하기 때문에 사용의 불편함은 물론 비 경제적인 문제점이 있었다.

뿐만 아니라 설계 변경, 형식 변경 등에 쉽게 대처할 수 없어 생산, 유통 및 설치 전단계에서 관리의 유연성을 갖을 수 없는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 유체 이송제어용 개폐밸브(특히 솔레노이드 밸브)의 경우에 밸브의 개폐 작동 여부를 전기적 작동 확인 이외에 기계적 작동 확인이 곤란하여 작동 신뢰성이 불안한 문제점이 있었다.

또한, 종래의 솔레노이드 방식 밸브는 밸브의 유량이 적은 이유로 인해 밸브의 특정 설치 자세에서 밸브 서징, 즉 밸브가 자력으로 개폐를 반복하는 진동 현상이 발생하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 종래 기술이 갖는 제반 문제점을 해결하고자 발명된 것으로서, 몸체부에 제1,2,3,4 연결유로를 형성하는 간단한 구조에 의해 솔레노이드 밸브, 수동밸브나 유,공압 밸브 등 복수 구동 방식을 선택 적용할 수 있음은 물론 솔레노이드 밸브의 상시 열림형이나 상시 닫힘형, 유,공압 밸브의 복동형, 단동 개방형 또는 단동 폐쇄형 등을 선택 적용할 수 있어 사용 편리성 및 경제성이 우수하고, 설계 변경이나 형식 변경 등에 쉽게 대처할 수 있어 생산, 유통 및 설치 전단계에서 관리의 유연성을 우수하게 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 몸체부의 유로에 연결되는 제4 연결유로에 유체의 일방향 배출 제어를 위한 체크밸브를 설치하여 밸브의 설치 자세와 상관없이 유로의 유량이 적어도 파일럿 챔버로 역류함에 의한 밸브 트림의 움직임이 방지되어 종래와 같은 밸브 서징, 즉 밸브가 닫히는 현상을 방지하여 사용 효율성을 더욱 우수하게 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 몸체부의 유입구에 연결되는 제1 연결유로에 유체의 공급을 조절하는 속도 조절밸브를 설치하여 밸브의 개폐 작동시 밸브 트림의 전후 이동에 따른 밸브의 개폐 속도를 제어하므로 수충격 현상을 최소화하는데 그 목적이 있다.

이러한 본 발명은 양측에 유입구와 유출구를 갖는 외부 몸체와 상기 외부 몸체 내부에 설치되고 외부 몸체와의 이격 간격에 의해 유로를 형성하는 내부 몸체를 갖는 몸체부를 전후로 분할하여 상호 결합 구성하고, 상기 내부 몸체는 유로를 향해 일측을 개방하고, 상기 내부 몸체의 내부에는 상기 개방된 부분을 향해 선단부가 돌출형성된 'ㄷ' 형태의 밸브 트림을 수평설치 하여, 상기 밸브 트림의 전,후방에 위치하는 상,하류측 챔버에 작용하는 압력에 의해 밸브 트림이 전,후 이동하면서, 상기 밸브 트림의 선단부가 유로에 위치하는 밸브 시트에 밀착 또는 이격하여 유로를 개폐 작동하되;
상기 몸체부에는 유입구에 연결되는 제1 연결유로와 상,하류측 챔버에 각각 연결되는 제2,3 연결유로 및 유로에 연결되는 제4 연결로를 외부로 관통 형성하여 상기 제1,2,3,4 연결유로를 연결 제어하여 개폐 작동하는 방식이나 상기 제2,3 연결유로에 유,공압을 공급하여 개폐 작동하는 방식을 선택하도록 함에 그 특징이 있다.

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본 발명 상기 제1 연결유로에는 제1 연결유로를 개폐 또는 개방 정도를 조절하여 밸브 트림의 전후 이동 속도를 제어하는 속도 조절밸브가 더 설치 구성됨에 그 특징이 있다.

본 발명 상기 제4 연결유로에는 유로의 유체가 역으로 유입됨을 방지하고 일방향 배출 제어하도록 체크밸브가 더 설치 구성됨에 그 특징이 있다.

본 발명 상기 밸브 트림의 전방이나 후방에는 밸브 트림을 개방 또는 폐쇄 방향으로 탄발 작동하는 킥 오프 스프링을 더 설치 구성함에 그 특징이 있다.

이러한 본 발명은 몸체부에 제1,2,3,4 연결유로를 형성하는 간단한 구조에 의해 솔레노이드 밸브, 수동밸브나 유,공압 밸브 등 복수 구동 방식을 선택 적용할 수 있음은 물론 솔레노이드 밸브의 상시 열림형이나 상시 닫힘형, 유,공압 밸브의 복동형, 단동 개방형 또는 단동 폐쇄형 등을 선택 적용할 수 있어 사용 편리성 및 경제성이 우수하고, 설계 변경이나 형식 변경 등에 쉽게 대처할 수 있어 생산, 유통 및 설치 전단계에서 관리의 유연성이 우수한 효과를 갖는 것이다.

그 밖에 상기 몸체부의 유로에 연결되는 제4 연결유로에 유체의 일방향 배출 제어를 위한 체크밸브를 설치하여 밸브의 설치 자세와 상관없이 유로의 유량이 적어도 파일럿 챔버로 역류함에 의한 밸브 트림의 움직임이 방지되어 종래와 같은 밸브 서징, 즉 밸브가 닫히는 현상을 방지하고, 상기 몸체부의 유입구에 연결되는 제1 연결유로에 유체의 공급을 조절하는 속도 조절밸브를 설치하여 밸브의 개폐 작동시 밸브 트림의 전후 이동에 따른 밸브의 개폐 속도를 제어하므로 수충격 현상을 최소화하는 등의 효과를 갖는 것이다.

도 1은 본 발명의 전체 사시도.
도 2는 본 발명 밸브 개방 상태의 정 단면도.
도 3은 본 발명 밸브 폐쇄 상태의 정 단면도.
도 4는 도 2의 분해 단면도.
도 5는 본 발명 체크밸브를 보여주는 요부 단면도.
도 6 내지 도 8은 본 발명 스템 샤프트의 다양한 구동 실시 예를 보여주는 요부 단면도.
도 9는 본 발명 밸브(유,공압 방식) 개방 상태의 정 단면도.
도 10은 본 발명 밸브(유,공압 방식) 폐쇄 상태의 정 단면도.

이하, 상기한 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 구체적으로 살펴보기로 한다.

본 발명 방식 전환 가능형 유체 이송 제어용 개폐밸브는 도 1 내지 도 5 및 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 양측에 유입구(11)와 유출구(12)를 갖는 외부 몸체(10)와 상기 외부 몸체 내부에 설치되고 외부 몸체와의 이격 간격에 의해 유로(13)를 형성하는 내부 몸체(20)를 갖는 몸체부(100)를 전후로 분할하여 상호 결합 구성하고,

상기 내부 몸체(20)는 유로(13)를 향해 일측을 개방하고, 상기 내부 몸체(20)의 내부에는 상기 개방된 부분을 향해 선단부(32)가 돌출형성된 'ㄷ' 형태의 밸브 트림(30)을 수평설치 하여, 상기 밸브 트림(30)의 전,후방에 위치하는 상,하류측 챔버(35)(36)에 작용하는 압력에 의해 밸브 트림(30)이 전,후 이동하면서, 상기 밸브 트림(30)의 선단부(32)가 유로(13)에 위치하는 밸브 시트(15)에 밀착 또는 이격하여 유로(13)를 개폐 작동하도록 이루어진다.

특히, 상기 몸체부(100)에는 유입구(11)에 연결되는 제1 연결유로(51)와 상,하류측 챔버(35)(36)에 각각 연결되는 제2,3 연결유로(52)(52) 및 유로(13)에 연결되는 제4 연결로(54)를 외부로 관통 형성하여 상기 제1,2,3,4 연결유로(51)(52)(53)(54)를 연결 제어하여 개폐 작동하는 방식이나 상기 제2,3 연결유로(52)(53)에 유,공압을 공급하여 개폐 작동하는 방식을 선택하도록 구성된다.

즉, 상기 제1,2,3,4 연결유로(51)(52)(53)(54)의 연결 제어를 통상의 조작기에 의해 행하되, 상기 조작기의 구동원에 따라 솔레노이드 방식과 수동 방식을 선택하게 되고, 상기 제2,3 연결유로(52)(53)에 유,공압을 공급하여 작동하는 유,공압 방식을 선택하게 되는 것이다.

또한, 상기 솔레노이드 방식과 수동방식은 제1,2 연결유로(51)(52)와 제3,4 연결유로(53)(54)를 연결하여 개방 작동하고, 상기 제1,3 연결유로(51)(53)와 제2,4 연결유로(52)(54)를 연결하여 폐쇄 작동하되, 조작기에 장착하는 방향에 따라 상시 닫힘형 또는 상시 열림형 방식을 선택하도록 구성된다.

그리고 상기 유,공압 방식은 제2 연결유로(52)에 유,공압을 공급하여 개방 작동하고, 제3 연결유로(53)에 유,공압을 공급하여 폐쇄 작동하는 복동형과, 상기 밸브 트림(30)을 후방에서 탄발 작동하는 킥 오프 스프링(80)에 의해 폐쇄 상태에서 제2 연결유로(52)에 유,공압을 공급하여 개방 작동하는 단동 상시 닫힘형이나 상기 밸브 트림(30)을 전방에서 탄발 작동하는 킥 오프 스프링(80)에 의해 개방 상태에서 제3 연결유로(53)에 유,공압을 공급하여 폐쇄 작동하는 단동 상시 열림형 방식을 선택하도록 구성된다.

상기 밸브 개폐 방식 전원은 조작기 교체나 조작기의 장착 방향에 따라 전환 가능하게 구성되는 것이다.

그리고 상기 조작기는 통상의 조작기로서 직선형, 회전형 등을 선택 사용할 수 있는 것이다.

또한, 상기 제1 연결유로(51)에는 제1 연결유로를 개폐 또는 개방 정도를 조절하여 밸브 트림(30)의 전후 이동 속도를 제어하는 속도 조절밸브(70)가 더 설치 구성된다.

이때, 상기 속도 조절밸브(70)는 몸체부(100)에 나사 결합되는 볼트 형태로 나사 조절에 의해 전후 이동하면서 선단부가 제1 연결유로(51)의 중앙 연결 부위를 개폐 또는 개방 정도를 조절하도록 구성된다.

또한, 상기 제4 연결유로(54)에는 유로(13)의 유체가 역으로 유입됨을 방지하고 일방향 배출 제어하도록 체크밸브(60)가 더 설치 구성된다.

그 밖에 본 발명은 도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이 상기 몸체부(100) 중앙에 수직 설치되는 스템 샤프트(40)가 밸브 트림(30)의 전후 이동에 의해 연동하여 정,역 회전하도록 구성하므로 상기 스템 샤프트(40)의 정,역 회전 위치에 의해 밸브의 개폐 상태를 육안으로 확인하도록 구성하되, 도 6에서는 스템 샤프트(40) 하단의 슬롯홈(41)과 밸브 트림(30) 상부의 핀(31a) 결합 구조, 도 7에서는 스템 샤프트(40) 하단의 핀(42)과 밸브 트림(30) 상부의 슬롯홈(31b) 결합 구조, 도 8에서는 스템 샤프트(40) 하단의 피니언(43)과 밸브 트림(30) 상부의 렉(31c) 치합 구조에 의해 연동 작동하도록 구성된다.

미설명부호로서, 5는 내,외부 몸체를 연결하는 연결살, 16은 밸브 시트(15)를 고정하는 고정구를 각각 나타내는 것이다.

다음은 상기와 같이 구성되는 본 발명의 작동 및 작용에 대해 살펴보기로 한다.

본 발명은 솔레노이드 밸브, 수동밸브나 유,공압 밸브 등 복수 구동 방식으로 방식 전환 사용이 가능함은 물론 솔레노이드 밸브의 상시 열림형이나 상시 닫힘형, 유,공압 밸브의 복동형, 단동 개방형 또는 단동 폐쇄형 등의 방식 전환 사용이 가능한 것이다.

먼저, 도 1 내지 도 3에서와 같이 솔레노이드 방식 또는 수동 방식은 밸브를 폐쇄하고자 하는 경우에 조작기에 의해 상기 제1,3 연결유로(51)(53)와 제2,4 연결유로(52)(54)를 연결시킨다.

그러면, 몸체부(100)의 유입구(11) 측의 유체가 제1 연결유로(51)- 제3 연결유로(53)를 통해 밸브 트림(30) 후방의 하류측 챔버(36)에 공급됨과 함께, 상기 밸브 트림(30) 전방의 상류측 챔버(35) 내부의 유체가 제2 연결유로(52)- 제4 연결유로(54)를 통해 몸체부의 유로(13)로 배출되어 상기 밸브 트림(30) 후방에서 유체의 압력이 크게 작용하므로 밸브 트림(30)을 전진 이동시켜 상기 밸브 트림의 선단부(32)가 밸브 시트(15)에 밀착되어 유로(13)를 폐쇄 작동하게 되는 것이다.

그리고 밸브를 개방하고자 하는 경우에 조작기에 의해 상기 제1,2 연결유로(51)(52)와 제3,4 연결유로(53)(54)를 연결시킨다.

그러면, 몸체부(100)의 유입구(11) 측의 유체가 제1 연결유로(51)- 제2 연결유로(52)를 통해 밸브 트림(30) 전방의 상류측 챔버(35)에 공급됨과 함께, 상기 밸브 트림(30) 후방의 하류측 챔버(36) 내부의 유체가 제3 연결유로(53)- 제4 연결유로(54)를 통해 몸체부의 유로(13)로 배출되어 상기 밸브 트림(30) 전방에서 유체의 압력이 크게 작용하므로 밸브 트림(30)을 후진 이동시켜 상기 밸브 트림의 선단부(32)가 밸브 시트(15)에서 이격되어 유로(13)를 개방 작동하게 되는 것이다.

이때, 상기 제4 연결유로(54)는 체크밸브(60)에 의해 밸브의 설치 자세와 상관없이 유로(13)의 유량이 적어도 상류측 챔버(35)로 역류함에 의한 밸브 트림(30)의 움직임이 방지되어 종래와 같은 밸브 서징을 방지하게 되는 것이다.

다음 도 9 및 도 10에서와 같이 유,공압 방식은 몸체부의 제1 연결유로(51)를 속도 조절밸브(60)에 의해 폐쇄하고, 제2,3 연결유로(52)(53)를 통상의 조작기에 연결시킨다.

이때, 상기 제2 연결유로(52)에 유,공압을 공급하여 개방하고 제3 연결유로(53)에 유,공압을 공급하여 개방하는 복동형이나, 상기 밸브 트림(30) 후방의 킥 오프 스프링(80)의 탄발 작동에 의해 밸브 트림을 폐쇄 상태에서 제2 연결유로(52)에 유,공압을 공급하여 개방하는 단동 상시 닫힘형 또는 상기 밸브 트림(30) 전방의 킥 오프 스프링(80)의 탄발 작동에 의해 밸브 트림을 개방 상태에서 제3 연결유로(53)에 유,공압을 공급하여 폐쇄하는 단동 상시 열림형을 선택하게 되는 것이다.

상기 복동형 방식을 중심으로 설명하면, 유,공압을 제2 연결유로(52)를 통해 상류측 챔버(35)로 공급하여 밸브 트림(30)을 후퇴시키므로 밸브 트림의 선단부(32)가 밸브 시트(15)에서 이격되어 유로(13)를 개방하게 되고, 상기 유,공압을 제3 연결유로(53)를 통해 하류측 챔버(36)로 공급하여 밸브 트림(30)을 전진 시키므로 밸브 트림의 선단부(32)가 밸브 시트(15)에 밀착되어 유로(13)를 폐쇄하게 되는 것이다.

따라서 본 발명은 몸체부에 형성된 제1,2,3,4 연결유로를 통상의 조작기에 의해 연결 제어하는 것에 의해 솔레노이드 밸브, 수동밸브나 유,공압 밸브 등 복수 구동 방식을 선택 적용할 수 있음은 물론 솔레노이드 밸브의 상시 열림형이나 상시 닫힘형, 유,공압 밸브의 복동형, 단동 개방형 또는 단동 폐쇄형 등을 선택 적용할 수 있는 것이다.

그 밖에 본 발명은 상기 제1 연결유로(51)에 속도 조절밸브(70)를 나사 방식으로 설치하여 상기 속도 조절밸브에 의해 제1 연결유로를 개폐 또는 개방 정도를 조절하므로 전술한 상,하류측 챔버(35)(36)에 공급되는 유체의 속도를 조절하여 밸브 트림(30)의 전후 이동에 의한 개폐 속도를 조절하게 되는 것이다.

즉, 밸브 트림(30)의 전후 이동에 따른 밸브의 개폐 속도를 조절하여 수 충격 현상을 최소화하게 되는 것이다.

또한, 본 발명은 밸브 트림(30)의 전후 이동에 의해 스템 샤프트(40)가 연동하여 정,역 회전하는 것에 의해 밸브의 개폐 상태를 육안으로 확인할 수 있는 것이다.

이때, 상기 밸브 트림(30)과 스템 샤프트(40)의 연동 작동은 도 6 내지 도 8에서와 같이 스템 샤프트(40) 하단의 슬롯홈(41)과 밸브 트림(30) 상부의 핀(31a) 결합 구조, 스템 샤프트(40) 하단의 핀(42)과 밸브 트림(30) 상부의 슬롯홈(31b) 결합 구조, 스템 샤프트(40) 하단의 피니언(43)과 밸브 트림(30) 상부의 렉(31c) 치합 구조 등 다양한 구조에 의해 연동 작동하게 되는 것이다.

10: 외부 몸체 11: 유입구
12: 유출구 20: 내부 몸체
13: 내부 유로 30: 밸브 트림
40: 스템 샤프트 100: 몸체부
15: 밸브 시트 51,52,53,54: 제1,2,3,4 연결유로
35,36: 상,하류측 챔버
60: 체크 밸브 70: 속도 조절밸브
80: 킥 오프 스프링

Claims (4)

1. 양측에 유입구(11)와 유출구(12)를 갖는 외부 몸체(10)와 상기 외부 몸체 내부에 설치되고 외부 몸체와의 이격 간격에 의해 유로(13)를 형성하는 내부 몸체(20)를 갖는 몸체부(100)를 전후로 분할하여 상호 결합 구성하고,
   상기 내부 몸체(20)는 유로(13)를 향해 일측을 개방하고, 상기 내부 몸체(20)의 내부에는 상기 개방된 부분을 향해 선단부(32)가 돌출형성된 'ㄷ' 형태의 밸브 트림(30)을 수평설치 하여, 상기 밸브 트림(30)의 전,후방에 위치하는 상,하류측 챔버(35)(36)에 작용하는 압력에 의해 밸브 트림(30)이 전,후 이동하면서, 상기 밸브 트림(30)의 선단부(32)가 유로(13)에 위치하는 밸브 시트(15)에 밀착 또는 이격하여 유로(13)를 개폐 작동하는 유체 이송제어용 개폐밸브에 있어서,
   상기 몸체부(100)에는 유입구(11)에 연결되는 제1 연결유로(51)와 상,하류측 챔버(35)(36)에 각각 연결되는 제2,3 연결유로(52)(52) 및 유로(13)에 연결되는 제4 연결로(54)를 외부로 관통 형성하여 상기 제1,2,3,4 연결유로(51)(52)(53)(54)를 연결 제어하여 개폐 작동하는 방식이나 상기 제2,3 연결유로(52)(53)에 유,공압을 공급하여 개폐 작동하는 방식을 선택하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 방식 전환 가능형 유체 이송제어용 개폐밸브.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 연결유로(51)에는 제1 연결유로를 개폐 또는 개방 정도를 조절하여 밸브 트림(30)의 전후 이동 속도를 제어하는 속도 조절밸브(70)가 더 설치 구성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 방식 전환 가능형 유체 이송제어용 개폐밸브.
3. 제2항에 있어서,
   상기 제4 연결유로(54)에는 유로(13)의 유체가 역으로 유입됨을 방지하고 일방향 배출 제어하도록 체크밸브(60)가 더 설치 구성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 방식 전환 가능형 유체 이송제어용 개폐밸브.
4. 제1항에 있어서,
   상기 밸브 트림(30)의 전방이나 후방에는 밸브 트림을 개방 또는 폐쇄 방향으로 탄발 작동하는 킥 오프 스프링(80)을 더 설치 구성하여 이루어진 것을 특징으로 하는 방식 전환 가능형 유체 이송제어용 개폐밸브.

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