KR101432424B1 - 압력빼기 릴리프 밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밸브바디와, 상기 밸브바디의 내부 공간에 상, 하 이동 가능하게 삽입되는 압력조정나사, 상기 압력조정나사와 스프링을 사이에 두고 위치하는 포핏, 상기 밸브바디의 하단에 조립되며 중앙으로 유입구가 형성된 시트를 포함하여 구성한 압력빼기 릴리프 밸브에 있어서, 상기 밸브바디의 외경에는 압력빼기너트가 더 포함되며, 상기 압력빼기너트는 그 하단 내경으로 암나사산을 형성하고, 상기 밸브바디의 상단 외경에는 상기 압력빼기너트의 암나사산과 나사식으로 체결되기 위한 수나사산을 형성하여 상기 압력빼기너트를 상기 밸브바디 외경에 상, 하 수직 이동 가능하게 체결하며, 상기 압력빼기너트의 중앙에는 내경을 따라 암나사산이 형성되어 있는 체결구멍이 형성되며, 상기 체결구멍에는 상기 밸브바디 상단으로 노출되어 있는 압력조정나사의 외경에 형성되어 있는 수나사산이 나사식으로 체결하되, 상기 압력빼기너트와 상기 밸브바디의 암, 수나사산의 피치 간격은 상기 압력빼기너트의 체결구멍과 상기 압력조정나사 간의 암, 수나사산의 피치 간격 보다 넓게 형성되도록 구성함을 특징으로 하는 압력빼기 릴리프 밸브를 제공한다.

Description

압력빼기 릴리프 밸브{relief valve}

본 발명은 압력빼기 릴리프 밸브에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 시스템 유압회로 내의 압력을 최대 허용 압력으로 조정하여 유압시스템을 보호하는 기존 기능과 함께 필요시 또는 비상상황시에 시스템 압력을 빠르게 최저압력까지 조정하는 기능과 최저로 조정된 압력을 별도의 압력계가 필요없이 조정 전 압력으로 복귀시키는 기능을 포함한 압력빼기 릴리프 밸브에 관한 것이다.

일반적으로 릴리프 밸브(relief valve)는 회로의 압력이 밸브의 설정 압력에 도달하면 유체(流體)의 일부 또는 전량을 배출시켜 회로 내의 압력을 설정 값 이하로 유지하는 압력제어밸브로서 1차 압력 설정용 밸브를 말한다.

첨부된 도 1은 종래 일반적인 압력빼기 릴리프 밸브의 구조를 도시한 도면이다.

도 1에서 도시하고 있는 바와 같이, 종래 압력빼기 릴리프 밸브는 밸브바디(110)와, 상기 밸브바디(110)의 저면에 체결되며 하단에는 유입구(120)가 형성되고 그 둘레면에는 적어도 하나 이상의 배유구(114)가 형성된 시트와, 상기 밸브바디(110)의 내부에 조립되며 상기 시트(118)의 배유구(114)를 폐쇄시킨 상태에서 상기 시트(118)의 유입구(120)를 통해 유입되는 유체의 압력으로 승강하며 배유구(114)를 개방시키는 포핏(122)과, 상기 포핏(122)의 승강 동작을 탄력적으로 지지하는 스프링(130), 상기 밸브바디(110)의 개방된 상단에 나사식으로 체결되며 상기 스프링(130)을 가압하여 압력을 조정하는 압력조정나사(132) 및 상기 압력조정나사(132)의 외경에 나사식으로 체결되며 상기 압력조정나사(132)의 풀림을 방지하는 잠금너트(150)를 포함한 구조를 가진다.

이러한 구조를 가진 압력빼기 릴리프 밸브는 압력조정나사(132)를 시계방향으로 회전시키면 압력조정나사(132)는 하강하면서 스프링(130)을 압축시키게 되는 데, 이때 압축된 스프링(130)은 원래의 힘으로 돌아가려는 힘을 가지게 된다.

압축된 스프링(130)의 힘은 유입구(120)에서의 압력에도 포핏(122)이 승강 동작하는 것을 막아준다.

또한 조정된 압력 이상이 됐을 경우 스프링(130)의 힘이 압력에 비해 낮으므로 포핏(122)은 승강 동작하게 되고 이에 따라 유체가 배유구(114)로 나가게 되어 시스템의 압력을 설정압력보다 낮게 유지할 수 있게 된다.

한편, 종래기술의 압력빼기 릴리프 밸브는 비상상황 시 또는 시스템점검 시 시스템 압력을 낮추기 위하여 조정나사(132)를 반시계 방향으로 회전시켜 시스템 압력을 낮게 조정하여야 한다. 하지만, 릴리프 밸브의 특성상 미세하게 압력을 조정하여야 함으로 조정나사(132)의 나사 피치를 좁게 형성할 수 밖에 없다. 따라서 시스템 압력을 고압에서 저압으로 조정하기 위해서는 압력조정나사(132)를 많이 회전시켜야만 저압 형성이 가능하며, 비상상황시에는 잠금너트(150)를 반시계 방향으로 회전시켜서 조정나사(132)의 잠금을 해제한 후 조정나사(132)를 많이 회전시켜야 하므로 저압으로 변경하기 위해서 소요시간이 많이 걸린다.

그리고, 원래의 시스템 압력으로 재조정하기 위해서는 시스템 압력을 확인할 수 있는 압력계가 반드시 릴리프 밸브 근처에 있어야지만 압력을 확인하며 조정이 가능하다는 불편함이 있다.

선행기술 문헌

문헌 1: 대한민국특허청 등록실용신안공보 등록번호 제 20-0412969 호

따라서, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 시스템 유압회로 내의 압력을 최대 허용 압력으로 조정하여 유압시스템을 보호하는 기존 기능과 함께 필요시 또는 비상상황시에 시스템 압력을 빠르게 최저압력까지 조정할 수 있도록 한 압력빼기 릴리프 밸브를 제공함에 있다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 별도의 압력계를 사용할 필요없이 조정 전 최초의 설정된 압력으로 정확히 조정할 수 있도록 한 압력빼기 릴리프 밸브를 제공함에 있다.

상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 밸브바디와, 상기 밸브바디의 내부 공간에 상, 하 이동 가능하게 삽입되는 압력조정나사, 상기 압력조정나사와 스프링을 사이에 두고 위치하는 포핏, 상기 밸브바디의 하단에 조립되며 중앙으로 유입구가 형성된 시트를 포함하여 구성한 압력빼기 릴리프 밸브에 있어서, 상기 밸브바디의 외경에는 압력빼기너트가 더 포함되며, 상기 압력빼기너트는 그 하단 내경으로 암나사산을 형성하고, 상기 밸브바디의 상단 외경에는 상기 압력빼기너트의 암나사산과 나사식으로 체결되기 위한 수나사산을 형성하여 상기 압력빼기너트를 상기 밸브바디 외경에 상, 하 수직 이동 가능하게 체결하며, 상기 압력빼기너트의 중앙에는 내경을 따라 암나사산이 형성되어 있는 체결구멍이 형성되며, 상기 체결구멍에는 상기 밸브바디 상단으로 노출되어 있는 압력조정나사의 외경에 형성되어 있는 수나사산이 나사식으로 체결하되, 상기 압력빼기너트와 상기 밸브바디의 암, 수나사산의 피치 간격은 상기 압력빼기너트의 체결구멍과 상기 압력조정나사 간의 암, 수나사산의 피치 간격 보다 넓게 형성되도록 구성함을 특징으로 한다.

상기 포핏의 하단에는 홈이 형성되고, 상기 홈에는 상기 시트의 유입구 상단을 폐쇄시키는 볼이 끼워지도록 구성함이 바람직하다.

또는 상기 포핏의 하단에는 원뿔 형상의 돌기가 돌출 형성되고, 상기 돌기는 상기 시트의 유입구에 끼워지며 상기 유입구를 폐쇄시키도록 구성함이 바람직하다.

본 발명은 압력조정나사를 통해 압력을 정밀하게 조정할 수 있도록 하면서도 압력빼기너트를 통해 비상상황시에는 시스템 압력을 빠르게 최저압력까지 조정할 수 있도록 함으로서 신속하게 상황에 대처할 수 있는 효과를 구현한다.

또한 별도의 압력계를 사용할 필요없이 압력빼기너트와 밸브바디간의 접촉에 따른 압력빼기너트의 하강이 구속되는 것만으로도 최초의 설정된 최대 허용 압력으로 밸브의 압력을 정확히 조정할 수 있도록 하여 사용의 편리함을 도모할 수 있는 작용 효과를 구현하게 된다.

도 1은 종래 일반적인 압력빼기 릴리프 밸브의 구성을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 압력빼기 릴리프 밸브의 구성을 입체적으로 도시한 도면.
도 3은 도 1의 단면을 도시한 도면.
도 4a는 본 발명에 따른 포핏의 구조를 발췌하여 도시한 도면.
도 4b는 본 발명에 따른 포핏의 다른 실시 예를 도시한 도면.
도 5는 비상상황 발생시의 압력빼기너트의 동작상태를 도시한 도면.
도 6은 압력을 정밀하게 조정하기 위한 압력조정나사의 동작상태를 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 릴리프 밸브를 최대 시스템 허용 압력으로 조정된 상태를 도시한 도면.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 후술 될 상세한 설명에서는 상술한 기술적 과제를 이루기 위해 본 발명에 있어 대표적인 실시 예를 제시할 것이다. 그리고 본 발명으로 제시될 수 있는 다른 실시 예들은 본 발명의 구성에서 설명으로 대체한다.

본 발명에서는 밸브바디의 상단 외경에 압력빼기너트를 나사식으로 체결하고, 상기 압력빼기너트의 중앙에 압력조정나사가 관통하여 나사식으로 체결된 상태에서 잠금너트로 고정되도록 구성하되, 상기 압력빼기너트와 상기 밸브바디간의 암, 수나사산 피치 간격을 상기 압력빼기너트의 체결구멍과 압력조정나사간의 암, 수나사산 피치 간격 보다 넓게 형성하여 비상상황시에 시스템 압력을 빠르게 최저압력까지 조정할 수 있도록 함과 정밀한 압력 설정을 동시에 구현할 수 있도록 한다.

즉, 압력빼기너트와 상기 밸브바디간의 암, 수나사산 피치 간격을 넓게 형성할 경우, 상기 압력빼기너트를 조금만 회전시키더라도 압력조정나사를 빠르게 승강 동작시킬 수 있어 비상상황시에 시스템 압력을 최저압력으로 빠르게 조정할 수 있게 된다.

이와 반대로 시스템 압력을 정밀하게 조정하여야 할 때에는 압력빼기너트의 체결구멍과 상기 압력조정나사간의 암, 수나사산 피치 간격을 좁게 형성할 경우, 압력조정나사를 많이 회전시키더라도 압력조정나사는 늦게 하강 동작하게 됨으로서 보다 정밀한 압력 조정을 행할 수 있는 것이다.

특히, 본 발명은 압력빼기너트를 회전시켜 상기 압력빼기너트의 하단이 밸브바디의 상면에 접촉되고 나면 압력조정나사는 최초의 위치에 정 위치하게 되며, 따라서 별도의 압력계를 사용하지 않더라도 조정 전 최초의 설정된 압력으로 정확히 조정할 수 있도록 한 압력빼기 릴리프 밸브를 구현하고자 한다.

이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 기술하기로 한다.

첨부된 도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 압력빼기 릴리프 밸브의 구성을 입체적으로 도시한 도면이고, 도 3은 도 1의 단면을 도시한 도면이다.

도 1과 도 2에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명의 압력빼기 릴리프 밸브(100)는 밸브바디(10)와, 시트(18), 포핏(22), 스프링(30), 압력조정나사(32), 잠금너트(50) 및 압력빼기너트(40)를 포함하여 구성한다.

상기 밸브바디(10)는 압력빼기 릴리프 밸브의 외형을 구성하는 것으로서 원통체 형태로 상, 하단은 개방된 상태에서 중앙으로 공간이 형성되도록 구성한다.

상기 밸브바디(10)의 상단 외경에는 수나사산(16)이 형성되며, 상기 밸브바디(10)의 수나사산(16)에는 압력빼기너트(40)의 내경에 형성되어 있는 암나사산(42)이 나사식으로 체결 구성된다.

또한 상기 밸브바디(10)의 하단 외경에는 적어도 하나 이상의 배유구(14)가 관통 형성되며, 상기 배유구(14)는 시트(18)의 유입구(20)를 통해 밸브바디(10)의 내부 공간(12)으로 유입된 유체를 배출하게 된다.

상기 시트(18)는 상기 밸브바디(10)의 개방된 하단에 끼워지며 상기 밸브바디(10)의 하단을 폐쇄시키는 것으로서, 그 중앙에는 유입구(20)가 관통 형성되며, 상기 유입구(20)는 외부에서 공급되는 유체를 상기 밸브바디(10)의 내부 공간(12)으로 유입시키게 된다.

상기 포핏(22)과 스프링(30) 그리고 압력조정나사(32)는 상기 밸브바디(10)의 내부 공간(12)에 순차적으로 삽입되며 시트(18)의 유입구(20)를 통해 밸브바디(10) 내부 공간(12)으로 유입되는 유체가 스프링(30)의 압력 이하로 유입되는 것을 차단시키는 기능을 수행한다.

상기 포핏(22)은 상기 밸브바디(10)의 내부 공간(12)에 삽입된 상태에서 상기 시트(18)의 상면에 위치하는 것으로서, 상기 포핏(22)은 압력조정나사(32)의 수직 이동 동작에 따른 스프링(30)의 압축력으로 상기 시트(18)의 유입구(20)를 막아주게 되는 데, 이때 상기 시트(18)의 유입구(20)로 유입되는 유체의 압력이 스프링(30)의 압축력 이상으로 작용할 경우, 상기 포핏(22)은 승강 동작하며 시트(18)의 유입구를 개방시키게 된다.

상기 포핏(22)이 시트(18)의 유입구(20)를 막아주는 실시 예로서는 도 3a에서와 같이 포핏(22)의 하단에 홈(24)을 형성하고, 상기 홈(24)에는 볼(26)을 끼워넣은 상태에서 상기 볼(26)이 상기 시트(18)의 상단 유입구(20)를 막아주도록 구성할 수 있다.

또한 도 3b에서와 같이 포핏(22)의 하단에 원뿔 형상의 돌기(28)를 돌출 형성하고, 상기 돌기(28)가 상기 시트(18)의 유입구(20)에 끼워지며 상기 유입구(20)를 막아주도록 구성할 수 있다.

상기 스프링(30)은 상기 포핏(22)의 상단에 접촉된 상태에서 압력조정나사(20)의 수직 이동 동작에 따라 압축력을 발생시켜 상기 포핏(22)을 눌러주게 된다.

상기 압력조정나사(32)는 상기 밸브바디(10)의 상단에 그 선단이 외부로 일부 노출된 상태에서 상기 밸브바디(10)의 내부 공간(12)에 삽입되는 것으로서 압력빼기너트(40)의 정, 역 회전 동작에 따른 수직 이동 동작에 따라 함께 상, 하 수직 이동하며 상기 스프링(30)을 선택적으로 가압하여 압축력을 발생시키게 된다.

상기 압력빼기너트(40)는 상기 압력조정나사를 상, 하 이동시켜 압력을 신속하게 조정할 목적으로 제공되는 수단으로서 원통체 형태로 하단 내경에는 밸브바디(10)의 상단 외경에 형성되어 있는 수나사산(16)에 나사식으로 체결되기 위한 암나사산(42)이 형성되어 정, 역회전 동작에 따라 상기 밸브바디(10)를 타고 상, 하 수직 이동 동작을 수행한다.

상기 압력빼기너트(40)의 중앙에는 내경을 따라 암나사산(46)이 형성되어 있는 체결구멍(44)이 형성되며, 상기 체결구멍(44)에는 상기 밸브바디(10) 상단으로 노출되어 있는 압력조정나사(32)의 외경에 형성되어 있는 수나사산(34)이 나사식으로 체결되어 진다.

상기한 압력빼기너트(40)는 비상상황시 시스템 압력을 최저압력으로 빠르게 낮춰줘야 할 때 사용하도록 하고, 상기 압력조정나사(32)는 시스템 압력을 정밀하게 조정하여야 할 때 사용토록 하는 데, 이는 상기 압력빼기너트(40)와 상기 밸브바디(10)간의 암, 수나사산(16, 42) 피치 간격(P1)을 넓게 형성하고, 상기 압력빼기너트(40)의 체결구멍(44)과 상기 압력조정나사(32)간의 암, 수나사산(34, 46) 피치 간격(P2)은 상기 압력빼기너트(40)와 상기 밸브바디(10)간의 암, 수나사산(16, 42) 피치 간격(P1)에 비해 상대적으로 좁게 형성함으로서 가능해진다.

즉, 압력빼기너트(40)와 상기 밸브바디(10)간의 암, 수나사산(16, 42) 피치 간격(P1)을 넓게 형성할 경우, 상기 압력빼기너트(40)를 조금만 회전시키더라도 압력조정나사(32)를 빠르게 승강 동작시킬 수 있어 비상상황시에 시스템 압력을 최저압력으로 빠르게 조정할 수 있게 된다.(도 5참조)

이와 반대로 시스템 압력을 정밀하게 조정하여야 할 때에는 압력빼기너트(40)의 체결구멍(44)과 상기 압력조정나사(32)간의 암, 수나사산(34, 46) 피치 간격(P2)을 좁게 형성할 경우, 압력조정나사(32)를 많이 회전시키더라도 압력조정나사(32)는 상, 하로 서서히 이동하게 됨으로서 보다 정밀한 압력 조정을 행할 수 있게 되는 것인 바, 이에 대한 상세한 설명은 하기의 동작 설명란에서 보다 더 상세하게 기술하기로 한다.(도 6참조)

특히, 본 발명은 상기 압력빼기너트(40)를 통해 별도의 압력계를 사용하지 않더라도 조정 전, 최대 시스템 허용 압력으로 정확히 조정할 수 있는 데, 이는 상기 압력빼기너트(40)를 하강시켜 상기 압력빼기너트(40)의 하단(40a)이 밸브바디(10)의 상단(10a)에 접촉시키고 나면 상기 압력빼기너트(40)는 더 이상 하강동작하지 않으며, 따라서 압력빼기너트(40)의 하단(40a)이 밸브바디(10)의 상단(10a)에 접촉할 때가 바로 조정 전, 최대 시스템 허용 압력에 해당함으로서 압력계를 사용할 필요가 없게 되는 것이다.(도 7참조)

상기 압력빼기너트(40)의 체결구멍(44) 상단으로 노출된 압력조정나사(32)의 선단에는 잠금너트(50)가 체결되도록 한다.

이하, 본 발명에 따른 압력빼기릴리프밸브의 동작을 첨부된 도 5 내지 도 7을 참조하여 기술하기로 한다.

먼저, 비상상황 발생시 시스템 압력을 최대한 빨리 최저압력으로 낮춰줘야 할 때에는 도 5에서와 같이 압력빼기너트(40)를 회전시키게 되면 상기 압력빼기너트(40)는 밸브바디(10)와의 암, 수나사산(16, 42)의 피치 간격(P2)이 넓게 형성된 관계로 상기 압력빼기너트(40)를 조금만 회전시키더라도 압력빼기너트(40)는 위로 빠르게 상승하게 되며, 이를 통해 상기 압력빼기너트(40)의 체결구멍(44)에 나사식으로 체결되어 있는 압력조정나사(32) 역시 빠르게 승강 동작하게 됨으로서 시트(18)의 유입구(20)를 막고 있는 포핏(22)에 가해지는 스프링(30)의 압축력을 빠르게 해지시킬 수 있어 시트(18)의 유입구(20)를 개방 동작시킬 수 있으며, 이를 통해 유체를 배유구를 통해 외부로 신속히 배출할 수 있다.

한편, 시스템 압력을 정밀하게 조정하여야 할 때에는 도 6에서와 같이 압력조정나사(32)를 돌려주게 되면 상기 압력조정나사(32)와 압력빼기너트(40)의 체결구멍(44)간의 암, 수나사산(34, 46) 피치 간격(P2)이 좁게 형성된 관계로 압력조정나사(32)를 많이 회전시키더라도 상기 압력조정나사(32)는 상, 하로 서서히 이동하며 스프링(30)에 압축력을 증가 혹은 감소시키게 됨으로서 사용자가 원하는 압력으로 정밀하게 조정할 수 있게 된다.

또 한편으로, 본 발명의 릴리프 밸브(100)를 최대 시스템 허용 압력으로 정확히 조정하고자 할 때에는 도 7에서와 같이 압력빼기너트(40)를 하강시켜 상기 압력빼기너트(40)의 하단(40a)이 밸브바디(10)의 상단(10a)에 접촉되고 나면 압력조정나사(32)는 최초의 위치에 정 위치하게 되며, 따라서 별도의 압력계를 사용하지 않더라도 조정 전 최초의 설정된 압력으로 릴리프 밸브(100)의 압력을 자동으로 정확히 조정할 수 있게 되는 것이다.

10: 밸브바디 12: 공간
16: 수나사산 18: 시트
20: 유입구 22: 포핏
26: 볼 28: 돌기
30: 스프링 32: 압력조정나사
34: 수나사산 40: 압력빼기너트
42: 암나사산 44: 체결구멍
46: 암나사산 100: 압력빼기 릴리프 밸브

Claims (3)

1. 밸브바디(10)와, 상기 밸브바디(10)의 내부 공간(12)에 상, 하 이동 가능하게 삽입되는 압력조정나사(32), 상기 압력조정나사(32)의 아래에 스프링(30)을 사이에 두고 위치하며 상기 스프링(30)의 압축력을 전달받는 포핏(22), 상기 밸브바디(10)의 하단에 조립되며 중앙으로 유입구(20)가 형성된 시트(18)를 포함하여 구성한 압력빼기 릴리프 밸브에 있어서,
   상기 밸브바디(10)의 외경에는 압력빼기너트(40)가 체결되며;
   상기 압력빼기너트(40)는 그 하단 내경으로 암나사산(42)을 형성하고, 상기 밸브바디(10)의 상단 외경에는 상기 압력빼기너트(40)의 암나사산(42)과 나사식으로 체결되기 위한 수나사산(16)을 형성하여 상기 압력빼기너트(40)를 상기 밸브바디(10) 외경에 상, 하 수직 이동 가능하게 체결하며;
   상기 압력빼기너트(40)의 중앙에는 내경을 따라 암나사산(46)이 형성되어 있는 체결구멍(44)이 형성되며, 상기 체결구멍(44)에는 상기 압력조정나사(32)가 끼워진 상태에서 상기 압력조정나사(32) 외경에 형성되어 있는 수나사산(34)이 상기 체결구멍(44)의 암나사산(46)과 나사식으로 체결되도록 구성하되;
   상기 압력빼기너트(40)와 상기 밸브바디(10)의 암, 수나사산(42, 16)의 피치 간격(P1)은 상기 압력빼기너트(40)의 체결구멍(44)과 상기 압력조정나사(32) 간의 암, 수나사산(46, 34)의 피치 간격(P2) 보다 넓게 형성되도록 구성함을 특징으로 하는 압력빼기 릴리프 밸브.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 포핏(22)의 하단에는 홈(24)이 형성되고, 상기 홈(24)에는 상기 시트(18)의 유입구(20) 상단을 폐쇄시키는 볼(26)이 끼워짐을 특징으로 하는 압력빼기 릴리프 밸브.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 포핏(22)의 하단에는 원뿔 형상의 돌기(28)가 돌출 형성되고, 상기 돌기(28)는 상기 시트(18)의 유입구(20)에 끼워지며 상기 유입구(20)를 폐쇄시키게 됨을 특징으로 하는 압력빼기 릴리프 밸브.

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