KR101403994B1 - 감압 밸브 - Google Patents

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최병철
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Abstract

본 발명은 일단에 입수구가 구비되고, 타단에 출수구가 구비된 하우징; 상기 하우징의 내부에서 상기 출수구 측에 설치되고, 내부에 상기 입수구 및 상기 출수구와 연통되고, 상기 입수구를 통해 유입되는 유체에 의해 상기 하우징의 내부에서 수직방향으로 이동 가능한 이동 부재; 상기 하우징의 내부에서 상기 입수구 측에 설치되고, 상기 출수구와 연통된 유로를 구비한 고정 부재; 상기 하우징 내부에 설치되어 상기 이동 부재가 상기 출수구 방향으로 가압되도록 탄성력을 가하는 탄성 부재; 및 일단이 상기 하우징의 내부에 고정되고, 타단이 상기 이동 부재와 연결되어, 상기 입수구를 통해 유입된 유체가 상기 탄성 부재 측으로 유입되는 것을 방지하는 다이어프램을 포함하는 것을 특징으로 하는 감압 밸브에 관한 것으로서, 유체의 압력에 의해 이동 부재가 이동할 때, 다이어프램이 주변 부품들과 마찰이 발생하지 않도록 다이어프램을 설치하여, 다이어프램의 변형 또는 손상을 막아, 감압 성능의 저하를 방지할 수 있다.

Description

감압 밸브{Pressure reducing valve}
본 발명은 감압 밸브에 관한 것으로서, 유체의 압력에 의해 이동 부재가 이동할 때, 다이어프램이 주변 부품들과 마찰이 발생하지 않도록 다이어프램을 설치하여, 다이어프램의 변형 또는 손상을 막아, 감압 성능의 저하를 방지할 수 있는 감압 밸브에 관한 것이다.
일반적으로 고압의 유체를 직접 그 상태의 압력으로 사용하지 않고 구동기기가 필요로 하는 압력으로 감압하여 사용하게 되는데, 이처럼 압력을 제어하는 밸브를 압력 제어 밸브라고 한다.
이와 같은 압력을 제어하는 밸브 중 가장 일반적으로 사용하는 것이 고압의 유체를 감압하여 일정 압력으로 공급할 수 있도록 하는 감압 밸브이다. 감압 밸브는 입구측의 압력에 관계없이 출구측의 압력을 입구측 압력보다 낮은 압력으로 조절하는 밸브이다. 즉, 감압 밸브는 유체의 압력을 감압하여 출구측의 압력을 일정한 설정값이 되도록 조절함과 더불어, 입구측 압력의 변동이나 입구측 유체 사용량의 변동이 있어도 설정 압력의 변동이 최소화되도록 하는 역할을 한다.
도 1은 종래의 감압 밸브를 도시한 사시도이고, 도 2는 종래의 감압 밸브를 도시한 정면도이고, 도 3은 종래의 감압 밸브를 도시한 단면도이다. 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 하우징(10), 고정 부재(20), 이동 부재(30), 및 탄성 부재(40)를 포함한다.
하우징(10)은 일단에는 입수구(12)가 형성되고, 타단에는 출수구(11)가 형성된 원통 형상으로 이루어진다.
고정 부재(20)는 입수구(12)로부터 하우징(10)의 내측으로 연장된 부재로서, 하우징(10)의 내부에 고정 설치되고, 중심에는 입수구(12)와 연통된 유로(21)를 구비한다.
이동 부재(30)는 하우징(10)의 내부에서 출수구(11) 측에 설치되고, 입수구(12)를 통해 유입되는 유체의 압력에 의해 하우징(10) 내부에서 수직방향으로 왕복 이동한다. 구체적으로, 이동 부재(30)는 일단이 고정부(20)의 선단 외주연을 감싸고, 타단이 출수구(11)와 인접한 하우징(10)의 내벽과 접촉되어, 수직방향으로 이동 가능하게 설치된다.
탄성 부재(40)는 하우징(10)의 내부에서 이동 부재(30)와 고정 부재(20) 사이에 수직방향으로 출수구(11)를 향하여 탄성력을 가하도록 설치된다.
이러한 구성에 의해, 종래의 감압 밸브는 입수구(12)를 통해 유입되는 유체의 압력에 의해 이동 부재(30)가 이동될 때, 탄성 부재(40)의 탄성력에 의해 이동 부재(30)의 운동이 어느 정도 완충되고, 이에 따라 출수구(11)를 통해 유출되는 유체의 압력이 어느 정도 일정하게 유지된다.
한편, 종래의 감압 밸브는 이동 부재(30)의 일단과 고정 부재(20) 사이에 기밀을 유지하기 위한 오링(50)이 설치되고, 이동 부재(30)의 타단과 하우징(10) 사이에 역시 기밀을 유지하기 위한 오링(60)이 설치되어 있다. 여기서, 이동 부재(30)의 타단과 하우징(10) 사이에 기밀을 유지하기 위한 오링(60)은 입수구(12)를 통해 유입되는 유체와 접촉하게 되고, 감압 밸브의 장시간 사용시 유체에 포함된 불순물이 오링(60)에 고착되게 된다. 이에 따라, 오링(60)이 변형되는 등의 불량이 발생하게 된다.
이러한 오링 불량은 오링(60)과 하우징(10) 사이의 마찰력을 증가시키는 역할을 하고, 이 마찰력이 탄성 부재(40)의 탄성력보다 커지는 경우, 출수구(11) 측으로 이동된 이동 부재(30)가 다시 복귀할 수 없어, 감압 밸브의 감압 기능에 문제가 발생하게 된다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 유체의 압력에 의해 이동 부재가 이동할 때, 다이어프램이 주변 부품들과 마찰이 발생하지 않도록 다이어프램을 설치하여, 다이어프램의 변형 또는 손상을 막아, 감압 성능의 저하를 방지할 수 있는 감압 밸브를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 따르면, 일단에 입수구가 구비되고, 타단에 출수구가 구비된 하우징; 상기 하우징의 내부에서 상기 출수구 측에 설치되고, 내부에 상기 입수구 및 상기 출수구와 연통되고, 상기 입수구를 통해 유입되는 유체에 의해 상기 하우징의 내부에서 수직방향으로 이동 가능한 이동 부재; 상기 하우징의 내부에서 상기 입수구 측에 설치되고, 상기 입수구와 연통된 유로를 구비한 고정 부재; 상기 하우징 내부에 설치되어 상기 이동 부재가 상기 출수구 방향으로 가압되도록 탄성력을 가하는 탄성 부재; 및 일단이 상기 하우징의 내부에 고정되고, 타단이 상기 이동 부재와 연결되어, 상기 입수구를 통해 유입된 유체가 상기 탄성 부재 측으로 유입되는 것을 방지하는 다이어프램을 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 하우징은 상기 다이어프램의 일단이 수용되는 제1수용홈을 구비하고, 상기 다이어프램의 타단은 상기 이동 부재 측으로 연장된 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 이동 부재는 상기 다이어프램의 타단이 수용되는 제2수용홈을 구비한 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 하우징은 상기 제1수용홈의 외측에 상기 입수구를 향하여 연장된 제1단턱을 구비하고, 상기 이동 부재는 상기 제2수용홈의 외측에 상기 출수구를 향하여 연장된 제2단턱을 구비하며, 상기 다이어프램은 상기 제1수용홈, 제1단턱, 제2수용홈 및 제2단턱에 의해 지그재그 형태로 상기 하우징 내부에 설치된 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 하우징은 상기 출수구 및 상기 제1수용홈을 구비한 상부 하우징 및 상기 입수구를 구비한 하부 하우징을 포함하고, 상기 상부 하우징은 내주연 또는 외주연에 나사 체결부를 구비하고, 상기 하부 하우징은 외주연 또는 내주연에 상기 나사 체결부와 치합하는 나사 체결부를 구비한 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 이동 부재는 서로 체결되는 제1이동 부재 및 제2이동 부재를 포함하고, 상기 제1이동 부재 및 제2이동 부재 사이에는 상기 다이어프램의 타단이 수용되어 고정되는 상기 제2수용홈이 구비된 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 고정 부재는 상기 입수구로부터 상기 하우징의 내부를 향하여 상기 유로의 폭이 감소되도록 복수의 단턱을 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 유체의 압력에 의한 이동 부재의 이동시 다이어프램이 주변 부품들과 마찰을 일으키지 않기 때문에, 다이어프램이 변형 또는 손상되지 않아, 감압 밸브의 감압 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 다이어프램이 하우징 내부에서 지그재로 형태로 설치되어, 다이어프램과 주변 부품들과의 설치 면적이 증가됨으로써, 다이어프램을 견고하게 설치할 수 있다.
도 1은 종래의 감압 밸브를 도시한 사시도,
도 2는 종래의 감압 밸브를 도시한 정면도,
도 3은 종래의 감압 밸브를 도시한 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 감압 밸브를 도시한 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 감압 밸브를 도시한 정면도,
도 6은 본 발명에 따른 감압 밸브를 도시한 단면도,
도 7은 도 6의 주요부분을 확대 도시한 단면도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 감압 밸브의 바람직한 실시예를 설명한다. 참고로, 아래에서 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 구성요소를 지칭하는 용어들은 각각의 구성요소들의 기능을 고려하여 명명된 것이므로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 안 될 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 감압 밸브를 도시한 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 감압 밸브를 도시한 정면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 감압 밸브를 도시한 단면도이며, 도 7은 도 6의 주요부분을 확대 도시한 단면도이다. 도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 감압 밸브는 하우징(110), 이동 부재(120), 고정 부재(130), 탄성 부재(140) 및 다이어프램(150)을 포함하여 구성된다.
하우징(110)은 일단에 입수구(112)가 구비되고, 타단에 출수구(111)가 구비된 원통 형상으로 이루어진다. 그리고, 하우징(110)은 출수구(111)을 구비한 상부 하우징(110a)과 입수구(112)를 구비한 하부 하우징(110b)으로 이루어진다.
여기서, 상부 하우징(110a)은 그 내주연 단부에 나사 체결부(113)를 구비한다. 이와 마찬가지로, 하부 하우징(110b)은 그 외주연 단부에 상부 하우징(110a)의 나사 체결부(113)와 치합되는 나사 체결부(114)를 구비한다. 물론, 상부 하우징(110a)의 외주연 단부 및 하부 하우징(110b)의 내주연 단부에 나사 체결부가 구비될 수 있다.
이동 부재(120)는 하우징(110)의 내부에서 출수구(111) 측에 인접하게 설치된다. 즉, 이동 부재(120)는 상부 하우징(110a)에 인접하게 설치된다. 그리고, 이동 부재(120)는 입수구(112)를 통해 유입되는 유체의 압력에 의해 하우징(110)의 내부에서 수직방향으로 이동 가능하게 설치된다.
구체적으로, 이동 부재(120)는 중심에 출수구(111) 및 고정 부재(130)의 유로(131)와 연통되는 유로(121)를 구비하고, 내측이 고정 부재(130)에 밀착되고, 외측이 하우징(110)과 밀착되도록 형성된다.
여기서, 이동 부재(120)는 출수구(111)와 인접하게 설치되고 하단 외주연에 나사 체결부(122)를 구비한 제1이동 부재(120a) 및 고정 부재(130)와 인접하게 설치되고 상단 내주연에 나사 체결부(123)를 구비한 제2이동 부재(120b)로 이루어질 수 있고, 제1이동 부재(120a)와 제2이동 부재(120b)는 나사 체결부(122, 123)의 치합을 통해 결합된다.
그리고, 이동 부재(120)는 입수구(112)를 통해 유입된 유체의 압력에 의해 입수구(112) 측으로 수직 이동하게 되고, 유체의 압력이 제거되면 후술되는 탄성 부재(140)에 의해 다시 원위치로 복귀한다.
고정 부재(130)는 하우징(110)의 내부에서 입수구(112) 측에 인접하게 설치된다. 즉, 고정 부재(130)는 하부 하우징(110b) 측에 인접하게 설치된다. 그리고, 고정 부재(130)의 중심에는 입수구(112)와 연통된 유로(131)가 구비된다.
구체적으로, 고정 부재(130)는 입수구(112)가 연장된 방향과 반대방향으로 하우징(110)의 내부로 연장되고, 연장된 길이방향을 따라 서로 이격된 복수의 단턱(132)을 구비한다. 이 단턱들(132)에 의해, 입수구(112)로부터 하우징(110)의 내부를 향하는 유로(131)의 폭이 점점 감소하게 된다. 이러한 유로(131)의 폭 감소는 출수구(111) 측의 유체가 입수구(112) 방향으로 역류하는 현상을 어느 정도 방지하는 역할을 한다.
탄성 부재(140)는 하우징(110)의 내부에 설치되어 이동 부재(120)가 출수구(111) 방향으로 가압되도록 탄성력을 가한다.
구체적으로, 탄성 부재(140)는 일단이 제2이동 부재(120b)에 연결되고, 타단이 하부 하우징(110b)의 저면에 연결되도록 하우징(110)의 내부에 설치된 스프링이다. 이 탄성 부재(140)는 입수구(112)를 통해 유입되는 유체의 압력에 의해 이동 부재(120)가 입수구(112) 측으로 이동할 때, 이동 부재(120)를 지지하는 역할을 한다. 따라서, 탄성 부재(140)의 탄성력은 하우징(110)으로 유입되는 유체의 압력을 완충시키는 역할을 한다.
다이어프램(150)은 일단이 하우징(110)의 내부에 고정되고, 타단이 이동 부재(120)와 연결되어, 입수구(111)를 통해 유입된 유체가 탄성 부재(140)가 위치된 하부 하우징(110b) 측으로 유입되는 것을 방지한다. 즉, 다이어프램(150)은 상부 하우징(110a)과 하부 하우징(110b) 사이의 기밀 패킹 역할을 한다.
여기서, 다이어프램(150)의 일단이 하우징(110)에 고정되고, 타단이 이동 부재(120)에 연결되어 있기 때문에, 유입되는 유체의 압력에 의해 이동 부재(120)가 수직방향으로 왕복 이동하는 경우, 다이어프램(150)의 타단이 이동 부재(120)를 따라서 이동될 뿐, 다이어프램(150)과 하우징(110) 또는 이동 부재(120) 사이에는 이동 부재(120)의 이동에 따른 마찰이 발생하지 않는다.
따라서, 다이어프램(150)의 마찰에 따른 다이어프램(150)의 변형이 발생하지 않아, 장시간 사용에도 감압 밸브의 감압 성능이 저하되지 않는다.
또한, 본 발명에서는 종래의 기밀용 오링(도 3의 도면부호 50, 60 참조)을 대체하는 다이어프램(150)을 채용함으로써, 종래 기밀용 오링의 설치를 위한 복잡한 파팅 라인을 형성할 필요가 없다.
그리고, 종래의 기밀용 오링 구조에서는 하우징의 내부 표면을 매끄럽게 정밀 가공하여야만 기밀성이 확보될 수 있었지만, 본 발명에서는 다이어프램(150)에 의한 기밀 구조로 인해, 하우징의 내부 표면을 정밀 가공할 필요가 없다.
바람직하게는, 상부 하우징(110a)의 내부에는 상방으로 오목한 제1수용홈(115)이 구비된다. 제1수용홈(115)은 다이어프램(150)의 일단이 수용되는 부분으로서, 제1수용홈(115)은 상부 하우징(110a)과 하부 하우징(110b)이 결합될 때, 하부 하우징(110b)의 상단과 수직방향으로 일직선이 되는 부분에 구비된다.
이러한 배열에 따라, 제1수용홈(115)에 다이어프램(150)의 일단이 구비된 상태에서 상부 하우징(110a)과 하부 하우징(110b)이 결합되면, 제1수용홈(115)과 하부 하우징(110b)의 상단에 의해 다이어프램(150)이 제1수용홈(115)에 고정된다.
그리고, 다이어프램(150)의 타단은 이동 부재(120) 측으로 연장되어 이동 부재(120)와 연결된다. 여기서, 이동 부재(120)는 다이어프램(150)의 타단이 수용되는 제2수용홈(125)을 구비한다.
구체적으로, 제2수용홈(125)은 제1이동 부재(120a)와 제2이동 부재(120b)가 결합된 상태에서 이들 사이에 빈 공간으로 형성되어, 다이어프램(150)의 타단을 수용한다.
이러한 제1수용홈(115)과 제2수용홈(125)에 의해, 다이어프램(150)이 하우징(110) 내부에 설치되고, 입수구(112)를 통해 유입되는 유체의 압력에 의해 이동 부재(120)가 이동하면, 다이어프램(150)의 일단은 제1수용홈(115)에 고정된 상태를 유지하고, 다이어프램(150)의 타단은 제2수용홈(125)에 수용되어 이동 부재(120)의 이동을 따라 이동된다.
따라서, 유체의 압력에 의해 이동 부재(120)가 이동될 때, 다이어프램(150)은 주변의 부품들과 마찰을 일으키지 않는다.
바람직하게는, 상부 하우징(110a)은 제1수용홈(115)의 외측에 입수구(112)를 향하여 연장된 제1단턱(116)을 구비하고, 제2이동 부재(120)는 제2수용홈(125)의 외측에 출수구(111)를 향하여 연장된 제2단턱(126)을 구비한다. 그리고, 제1단턱(116)과 제2단턱(126)은 제1수용홈(115)과 제2수용홈(125) 사이에 위치된다.
이와 같은 제1수용홈(115), 제1단턱(116), 제2수용홈(125), 제2단턱(126)의 배열에 의해, 도 7에 도시된 것처럼 다이어프램(150)은 지그재그 형태로 하우징(110)의 내부에 설치된다. 따라서, 다이어프램(150)과 이동 부재(120) 및 하우징(110)과의 접촉 면적 즉, 설치 면적이 증가되어, 다이어프램(150)을 견고하게 설치할 수 있다.
이상에서 설명된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 보여준 것에 불과하며, 본 발명의 보호 범위는 이하 특허청구범위에 의하여 해석되어야 마땅할 것이다. 또한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것인 바, 본 발명과 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110: 하우징 110a: 상부 하우징
110b: 하부 하우징 111: 출수구
112: 입수구 113, 114: 나사 체결부
115: 제1수용홈 116: 제1단턱
120: 이동 부재 120a: 제1이동 부재
120b: 제2이동 부재 121: 유로
122, 123: 나사 체결부 125: 제2수용홈
126: 제2단턱 130: 고정 부재
131: 유로 132: 단턱
140: 탄성 부재 150: 다이어프램

Claims (7)

  1. 일단에 입수구가 구비되고, 타단에 출수구가 구비된 하우징;
    상기 하우징의 내부에서 상기 출수구 측에 설치되고, 내부에 상기 입수구 및 상기 출수구와 연통되고, 상기 입수구를 통해 유입되는 유체에 의해 상기 하우징의 내부에서 수직방향으로 이동 가능한 이동 부재;
    상기 하우징의 내부에서 상기 입수구 측에 설치되고, 상기 출수구와 연통된 유로를 구비한 고정 부재;
    상기 하우징 내부에 설치되어 상기 이동 부재가 상기 출수구 방향으로 가압되도록 탄성력을 가하는 탄성 부재; 및
    일단이 상기 하우징의 내부에 고정되고, 타단이 상기 이동 부재와 연결되어, 상기 입수구를 통해 유입된 유체가 상기 탄성 부재 측으로 유입되는 것을 방지하는 다이어프램을 포함하고,
    상기 하우징은 상기 다이어프램의 일단이 수용되는 제1수용홈 및 출수구를 구비한 상부 하우징 및 상기 입수구를 구비한 하부 하우징을 포함하고, 상기 상부 하우징과 하부 하우징은 서로 나사 체결되어 상기 다이어프램의 일단이 상기 제1수용홈에 고정되고,
    상기 이동 부재는 서로 나사 체결되는 제1이동 부재 및 제2이동 부재를 포함하고, 상기 제1이동 부재 및 제2이동 부재 사이에는 상기 다이어프램의 타단이 수용되어 고정되는 제2수용홈이 구비되고, 상기 제1이동 부재와 제2이동 부재가 나사 체결되어 상기 제2수용홈에 상기 다이어프램의 타단이 고정되는 것을 특징으로 하는 감압밸브.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 제1수용홈의 외측에 상기 입수구를 향하여 연장된 제1단턱을 구비하고, 상기 이동 부재는 상기 제2수용홈의 외측에 상기 출수구를 향하여 연장된 제2단턱을 구비하며, 상기 다이어프램은 상기 제1수용홈, 제1단턱, 제2수용홈 및 제2단턱에 의해 지그재그 형태로 상기 하우징 내부에 설치된 것을 특징으로 하는 감압 밸브.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 고정 부재는 상기 입수구로부터 상기 하우징의 내부를 향하여 상기 유로의 폭이 감소되도록 복수의 단턱을 구비한 것을 특징으로 하는 감압 밸브.
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