KR101435782B1 - 양방향 체크밸브 - Google Patents

양방향 체크밸브 Download PDF

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KR101435782B1
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홍춘기
나은우
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주식회사 현대케피코
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Abstract

본 발명에서는 체크밸브의 양쪽 방향에서 유동하는 유체를 유체의 유압에 따라 제어할 수 있다.

Description

양방향 체크밸브{Both direction check valve}
본 발명은 양방향 체크밸브에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 양쪽방향에서 유동하는 유체를 제어하는 양방향 체크밸브에 관한 것이다.
일반적으로, 차량용 엔진에 연료를 공급하는 연료펌프에는 연소 실린더에 직접 연료를 분사하는 고압 연료펌프와, 연료라인 중의 분사포트에 분사하여 엔진의 흡입력으로 연료를 공급하는 저압 연료펌프로 구분할 수 있다.
고압 연료펌프는 디젤 엔진에 주로 사용되고, 저압 연료펌프는 포트 분사식 가솔린 엔진에 주로 사용되어 왔다.
그러나, 최근 엔진개발의 기술 동향은 디젤 엔진에서는 물론, 가솔린 엔진에서도 연비 및 출력 향상, 배출가스 저감 등에 우수한 성능을 나타내는 직접 분사식으로 기술전환이 이루어지고 있다.
특히, 현재 가솔린 엔진에 사용되어지는 MPI(Multi Port Injection) 엔진을 대신할 가솔린 직접분사식(GDI,Gasoline Direct Injection) 엔진의 연구 개발 및 실용화가 전 세계적으로 이루어지고 있다.
한편, 가솔린 직접 분사식 엔진에 있어서, 기존 포트 분사식 가솔린 엔진에 사용되는 저압 연료펌프를 사용하게 되면 연소 실린더내의 압력(약 8bar)이 저압 연료펌프의 연료 압송 압력(약3bar) 보다 높기 때문에 연료가 역류되므로 가솔린 직접 분사식 엔진에 연료를 직접 공급하기 위해서는 실린더내의 압력을 이길 수 있는 고압 연료펌프가 사용되고 있다.
그리고, 고압 연료펌프에는 체크밸브가 설치되는데 체크밸브는 한쪽 방향으로만 유체의 흐름을 허용하고, 반대 방향으로는 흐름을 저지하여 유체의 역류를 차단함으로써 한쪽 방향으로만 유체가 흐르게 하는 밸브이다.
상기 체크밸브는 등록특허공보 제10-0319556호에 나타나 있는 도 1에 도시된 바와 같이, 체크밸브의 케이싱을 출구(11)로 갖는 상부케이싱(10)과 입구(21) 및 밸브시트(22)를 갖는 하부케이싱(20)으로 분리 형성하여 볼트(30)로 체결하고, 상기 상하부케이싱(10,20)의 출입구(11,21)에는 지지리브(12,23)에 의해 지지되는 원통형의 가이드부(13,24)를 일체로 형성하여 가이드부싱(40,50)을 삽입한다.
그리고 상기 밸브시트(22)에 안착되는 밸브체(60)의 상하단에는 가이드부싱(40,50)에 끼워지는 구동축(61,62)을 형성한다.
따라서, 상기와 같이 구성된 종래의 체크밸브는 케이싱(10,20)이 2개로 분리 형성되어 볼트(30)로 체결됨으로써 가공 및 조립이 용이하였다.
상기와 같은 종래 체크밸브는 한쪽 방향의 유체 유동을 허용하는 작동상태를 갖게 되나, 냉동시스템의 냉매회로 구성시, 체크밸브가 사용된 회로에 있어서도 특수한 상황에서는 냉매의 역방향 흐름이 필요한 경우가 발생하게 된다.
그러나, 상기와 같은 종래 체크밸브 구조에서는 상기와 같이 조건부 양방향 흐름을 갖는 동작상태는 불가능하기 때문에 별도의 부품을 추가로 장착하거나, 별도의 관로를 설치해야 한다.
따라서, 별도의 관로를 설치함으로써 제조비용의 증가와 함께 설치작업 공정이 증가하게 되고 이를 위한 구성이 복잡해지는 문제가 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 체크밸브를 통해 유동되는 유체가 양방향으로 유동될 수 있는 양방향 체크밸브를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 양방향 체크밸브는, 일단과 타단이 서로 관통 형성되고, 타단에 제1 관통공이 형성된 제1 하우징, 상기 제1 하우징의 일단 방향에 장착된 중공형상의 스토퍼, 상기 제1 하우징의 내부에서 일단 또는 타단 방향으로 이동가능하게 배치되고, 유체가 유동하는 오리피스가 관통 형성된 제1 밸브시트, 상기 제1 하우징의 타단과 상기 제1 밸브시트의 타면 사이에 배치되고, 상기 제1 밸브시트를 상기 스토퍼 방향으로 탄성 지지하여 상기 제1 밸브시트의 일면이 상기 스토퍼에 접하도록 하는 제1 탄성부재, 상기 스토퍼의 내부에 수용되고, 상기 제1 밸브시트의 일면에 결합되며, 내부와 외부를 연통시키는 제2 관통공이 형성된 제2 하우징, 상기 제2 하우징의 내부에서 일단 또는 타단 방향으로 이동가능하게 배치되는 제2 밸브시트, 및 상기 제2 하우징과 상기 제2 밸브시트 사이에 배치되고, 상기 제2 밸브시트를 상기 제1 밸브시트 방향으로 탄성 지지하여 상기 오리피스를 폐쇄하도록 하는 제2 탄성부재를 포함하여 이루어진다.
상기 제1 밸브시트는 상기 제1 하우징의 내경과 동일한 외경으로 형성되고, 상기 제1 하우징의 측면에는, 상기 제1 하우징의 일단으로부터 타단 방향으로 유동하는 유체의 유압에 의해 상기 제1 밸브시트가 상기 스토퍼와 이격되었을 때 상기 스토퍼의 내부와 상기 제1 하우징의 외부를 연통시키는 상기 제1 관통공이 관통 형성된다.
상기 제2 밸브시트는, 상기 제2 탄성부재에 의해 탄성 지지되고, 상기 제2 하우징의 내경과 동일한 외경으로 형성되어 일단 방향 및 타단 방향으로 이동하는 지지부 및 상기 제2 탄성부재가 배치된 반대방향인 상기 지지부의 타면에 장착되고, 유체 및 상기 제2 탄성부재에 의해 상기 오리피스를 개폐하는 볼을 포함하여 이루어지고, 상기 제2 하우징의 측면에는, 상기 제1 관통공 및 상기 오리피스 통해 유입된 유체가 상기 제2 하우징의 외부로 배출되도록 하는 상기 제2 관통공이 관통 형성된다.
상기 제1 밸브시트에서 상기 제2 관통공까지의 거리는 상기 지지부가 상기 제1 하우징의 일단 방향으로 최대 이동한 거리보다 짧다.
상기 제2 하우징은 상기 제1 밸브시트에 고정 결합되어 함께 이동한다.
상기 제1 탄성부재 및 제2 탄성부재의 탄성계수는 서로 상이하다.
본 발명에 의하면, 상기 제1 탄성부재에 의해 탄성 지지되는 상기 제1 밸브시트와 상기 제2 탄성부재에 의해 탄성 지지되는 상기 제2 밸브시트에 의해 상기 제1 하우징의 일단 방향 및 타단 방향 즉, 양방향으로부터 유동되는 유체를 용이하게 제어할 수 있다.
상기 제1 하우징은 상기 제1 밸브시트의 외경이 상기 제1 하우징의 내경과 맞닿음으로써, 유체 및 제1 탄성부재에 의해 일단 또는 타단 방향으로 이동할 때 상기 제1 밸브시트의 흔들림을 방지할 수 있고, 상기 제1 하우징의 측면에 제1 관통공이 관통 형성됨으로써, 상기 제1 하우징의 내면과 상기 제1 밸브시트 사이에서 유동하는 유체가 상기 제1 하우징의 외부로 용이하게 배출될 수 있다.
상기 제2 하우징은 상기 제2 밸브시트의 지지부 외경이 상기 제2 하우징의 내경과 맞닿음으로써, 유체 및 제2 탄성부재에 의해 일단 또는 타단 방향으로 이동할 때 상기 제2 밸브시트의 흔들림을 방지할 수 있고, 상기 볼이 상기 오리피스를 개폐하여 상기 오리피스를 통해 유동하는 유체를 제어할 수 있다.
또한, 상기 제2 하우징의 측면에서 상기 제2 밸브시트가 상기 제1 하우징의 일단 방향으로 최대한 이동한 거리보다 짧은 위치에 상기 제2 관통공이 관통 형성됨으로써, 상기 제2 밸브시트의 지지부가 상기 제2 관통공이 관통 형성된 위치까지 이동했을 때, 상기 제2 밸브시트의 지지부 외경과 상기 제2 하우징의 내경이 맞닿아 제2 하우징의 외부로 빠져나갈 수 없는 유체가 상기 제2 관통공을 통해 상기 제2 하우징의 외부로 용이하게 배출될 수 있다.
관통 형성됨으로써, 상기 제2 하우징의 내면과 지지부 사이에서 유동하는 유체가 상기 제2 하우징의 외부로 용이하게 배출될 수 있다.
상기 지지부가 타단 방향으로부터 일단 방향으로 유동하는 유체의 유압에 의해 상기 제2 관통공이 관통 형성된 위치까지 이동하면 상기 제2 관통공을 통해 유체가 상기 제2 하우징의 외부로 배출됨으로써, 유체의 유압을 조절할 수 있다.
상기 제2 하우징과 제1 밸브시트가 고정 결합되어 상기 제2 하우징과 제1 밸브시트가 함께 움직임으로써, 유체가 일단 방향으로부터 타단 방향으로 유동할 때, 상기 제2 하우징과 제1 밸브시트 사이에 배치된 볼도 함께 움직여 상기 제2 하우징과 제1 밸브시트 사이에서 상기 볼이 자유롭게 움직이는 것을 방지할 수 있다.
상기 제1 밸브시트 및 제2 밸브시트를 각각 지지하는 상기 제1 탄성부재 및 제2 탄성부재는 상기 제1 탄성부재 및 제2 탄성부재의 탄성계수에 따라 상기 제1 밸브시트 및 제2 밸브시트를 개방할 수 있는 유체의 유압이 서로 다르게 적용됨으로써, 상기 제1 밸브시트 및 제2 밸브시트의 개방되는 정도를 서로 달리할 수 있다.
도 1은 종래의 일실시예에 따른 체크밸브를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 양방향 체크밸브를 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 2의 A-A'를 따라 절단한 단면도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 양방향 체크밸브의 작동상태를 나타낸 작동도이다.
본 발명에서는 제1 탄성부재에 의해 탄성 지지되는 제1 밸브시트와 제2 탄성부재에 의해 탄성 지지되는 제2 밸브시트에 의해 제1 하우징의 일단 방향 또는 타단 방향으로부터 유동되는 유체를 제어함으로써, 유체가 한쪽 방향으로만 유동하는 체크밸브에 별도의 부품이나 관로를 설치하여 발생되는 제조비용 및 설치작업 공정을 줄일 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 양방향 체크밸브를 나타낸 사시도, 도 3은 도 2의 A-A'를 따라 절단한 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면 본 발명의 일실시예에 따른 양방향 체크밸브(100)는, 몸체를 이루는 제1 하우징(110)과, 상기 제1 하우징(110)의 일단 방향에 장착되는 스토퍼(120)와, 상기 제1 하우징(110)의 내부에 수용되는 제1 밸브시트(130)와, 상기 제1 밸브시트(130)를 탄성 지지하는 제1 탄성부재(140)와, 상기 스토퍼(120)의 내부에 수용되는 제2 하우징(150)은, 상기 제2 하우징(150)의 내부에 수용되는 제2 밸브시트(160) 및 상기 제2 밸브시트(160)를 탄성 지지하는 제2 탄성부재(170)를 포함하여 이루어진다.
상기 제1 하우징(110)은 상기 제1 밸브시트(130) 및 상기 제1 탄성부재(140)를 수용하는 몸체로서, 일단과 타단이 서로 관통 형성되고, 상기 일단 방향에는 상기 스토퍼(120)가 장착되며, 타단 방향에는 제1 관통공(111)이 형성된다.
상기 제1 관통공(111)은 상기 제1 하우징(110)의 측면에 관통 형성되어 상기 스토퍼(120)의 내부와 상기 제1 하우징(110)의 외부를 연통시키는 것으로서, 상기 제1 하우징(110)의 일단으로부터 타단 방향으로 유동하는 유체가 상기 스토퍼(120)와 제1 밸브시트(130) 사이를 거쳐 상기 제1 관통공(111)을 통해 상기 제1 하우징(110)의 외부로 배출된다.
여기서, 상기 제1 관통공(111)의 갯수는 바람직하게는 상기 제1 하우징(110)의 측면에 적어도 2개 이상 관통 형성될 수 있으나, 유체가 상기 제1 하우징(110)의 외부로 배출될 수 있다면 1개만 형성됨도 가능하다.
상기 스토퍼(120)는 상기 제1 하우징(110)의 일단 방향에 장착되어 움직임이 고정되고, 바람직하게는 중공형상으로 형성되어 그 내부에 상기 제2 하우징(150)이 수용된다.
상기 스토퍼(120)의 일면은 유체가 유출 또는 유입되는 유출입구(121)가 관통 형성되고, 상기 스토퍼(120)의 타면은 상기 제1 밸브시트(130)의 일면과 접한다.
따라서, 움직임이 고정된 상기 스토퍼(120)는 그 타면에 상기 제1 밸브시트(130)의 일면이 서로 접함으로써, 상기 제1 밸브시트(130)가 상기 제1 하우징(110)의 타단으로부터 일단 방향으로 유동하는 유체에의해 상기 제1 하우징(110)의 일단 방향으로 이동할 때 상기 제1 하우징(110)의 일단 방향으로 이동하는 것을 제한한다.
상기 제1 밸브시트(130)는 상기 제1 하우징(110)의 내부에서 일단 방향 또는 타단 방향으로 이동가능하게 배치되고, 상기 제1 하우징(110)의 타단으로부터 일단 방향으로 유동하는 유체가 상기 스토퍼(120)가 배치된 방향으로 유동할 수 있도록 바람직하게는 상기 제1 밸브시트(130)의 중앙에 오리피스(131)가 형성된다.
그리고, 상기 제1 밸브시트(130)는 상기 제1 하우징(110)의 내경과 동일한 크기의 외경을 갖는다.
즉, 상기 제1 밸브시트(130)는 상기 제1 밸브시트(130)의 외주면이 상기 제1 하우징(110)의 내경과 맞닿음으로써, 상기 제1 하우징(110)의 내부에서 유체 및 상기 제1 탄성부재(140)에 의해 상기 제1 하우징(110)의 일단 또는 타단 방향으로 이동할 때 흔들림이 방지된다.
또한, 상기 제1 밸브시트(130)는 상기 제1 밸브시트(130)의 일면이 상기 스토퍼(120)의 타단과 접함으로써, 상기 제1 밸브시트(130)가 상기 제1 하우징(110)의 일단 방향으로 이동하는 것을 제한하는 효과도 있지만, 상기 스토퍼(120)의 타면과 상기 제1 밸브시트(130)의 일면이 서로 접함으로서, 상기 제1 하우징(110)의 일단으로부터 타단 방향으로 유동하는 유체의 압력이 상기 제1 밸브시트(130)를 탄성 지지하는 상기 제1 탄성부재(140)의 탄성계수보다 약하면 상기 스토퍼(120)의 타면과 상기 제1 밸브시트(130)의 일면이 서로 이격되지 않아 상기 스토퍼(120)의 타면과 상기 제1 밸브시트(130)의 일면 사이로 유체의 유동이 제한된다.
이와 반대로, 상기 제1 밸브시트(130)는 상기 제1 하우징(110)의 일단으로부터 타단 방향으로 유동하는 유체의 압력이 상기 제1 밸브시트(130)를 탄성 지지하는 상기 제1 탄성부재(140)의 탄성계수보다 강하면 상기 스토퍼(120)의 타면과 상기 제1 밸브시트(130)의 일면이 서로 이격되어 상기 스토퍼(120)의 타면과 상기 제1 밸브시트(130)의 일면 사이로 유체가 유동된다.
상기 제1 탄성부재(140)는 상기 제1 하우징(110)의 타단 방향과 상기 제1 밸브시트(130)의 타면 사이에 배치되고, 상기 제1 밸브시트(130)를 상기 스토퍼(120) 방향으로 탄성 지지하여 상기 제1 밸브시트(130)의 일면이 상기 스토퍼(120)의 타면에 접하도록 한다.
따라서, 상기 제1 탄성부재(140)의 탄성력에 의해 상기 제1 밸브시트(130)의 일면이 상기 스토퍼(120)의 타면에 접하게 되어 상기 스토퍼(120)의 내부가 밀폐됨으로써, 상기 제1 하우징(110)의 일단으로부터 타단 방향으로 유동하는 유체의 유동을 제한할 수 있다.
상기 제2 하우징(150)은 상기 스토퍼(120)의 내부에 수용되고, 상기 제2 밸브시트(160)를 수용한다.
또한, 상기 제2 하우징(150)의 제1 밸브시트 방향인 타면에는 상기 제1 밸브시트(130)의 일면이 결합되고, 타단 방향에는 제2 관통공(151)이 형성된다.
상기 제2 관통공(151)은 상기 제2 하우징(150)의 측면에 관통 형성되어 상기 제2 하우징(150)의 내부와 외부를 연통시키는 것으로서, 상기 제1 하우징(110)의 타단으로부터 일단 방향으로 유동하는 유체가 상기 제1 밸브시트(130)의 오리피스(131)를 거쳐 상기 제2 관통공(151)을 통해 상기 제2 하우징(150)의 외부로 배출된다.
여기서, 상기 제2 관통공(151)의 갯수는 바람직하게는 상기 제2 하우징(150)의 측면에 적어도 2개 이상 관통 형성될 수 있으나, 유체가 상기 제2 하우징(150)의 외부로 배출될 수 있다면 1개만 형성됨도 가능하다.
그리고, 상기 제2 관통공(151)이 관통 형성된 위치는 상기 제2 밸브시트(160)가 상기 제1 밸브시트(130)의 일면으로부터 상기 제1 하우징(110)의 일단 방향으로 최대 이동한 거리보다 짧은 곳에 관통 형성된다.
상기 제2 밸브시트(160)는 상기 제2 하우징(150)의 내부에서 일단 방향 또는 타단 방향으로 이동가능하게 배치되고, 지지부(161) 및 볼(162)을 포함한다.
상기 지지부(161)는 상기 제2 탄성부재(170)에 의해 탄성 지지되고, 상기 제2 하우징(150)의 내경과 동일한 외경으로 형성되어 상기 제1 하우징(110)의 일단 방향 및 타단 방향으로 이동한다.
따라서, 상기 지지부(161)는 상기 지지부(161)의 외주면이 상기 제2 하우징(150)의 내경과 맞닿은 상태로 상기 제1 하우징(110)의 일단 방향 및 타단 방향으로 이동함으로써, 상기 제2 하우징(150)의 흔들림을 방지한다.
여기서, 상술한 바와 같이 상기 지지부(161)는 상기 제2 하우징(150)의 내경과 동일한 크기의 외경을 갖음으로써, 상기 지지부(161)와 상기 제1 밸브시트(130) 사이는 밀폐된 공간이 형성된다. 또한, 상기 제2 하우징(150)의 측면에서 상기 제2 밸브시트(160)가 상기 제1 하우징(110)의 일단 방향으로 최대한 이동한 거리보다 짧은 위치에 상기 제2 관통공(151)이 관통 형성된다.
따라서, 상기 제2 밸브시트(160)는 상기 지지부(161)와 상기 제1 밸브시트(130) 사이의 밀폐된 공간에서 상기 제1 하우징(110)의 타단으로부터 일단 방향으로 유동하는 유체의 유압에 의해 상기 제1 밸브시트(130)의 일면으로부터 제2 관통공(151)이 관통 형성된 위치까지 이동하면, 상기 제2 관통공(151)에 의해 상기 제2 하우징(150)의 내부와 외부가 서로 연통된다.
즉, 상기 제2 밸브시트(160)의 지지부(161) 외경과 상기 제2 하우징(150)의 내경이 서로 맞닿아 상기 지지부(161)와 상기 제1 밸브시트(130) 사이의 밀폐된 공간에서 상기 제2 하우징(150)의 외부로 배출될 수 없었던 유체는, 상기 제2 밸브시트(160)가 상기 제1 밸브시트(130)의 일면으로부터 제2 관통공(151)이 관통 형성된 위치까지 이동함으로써, 상기 제2 하우징(150)의 내부와 외부가 서로 연통되어 상기 제2 관통공(151)을 통해 상기 제2 하우징(150)의 외부로 배출된다.
상기 볼(162)은 상기 제2 탄성부재(170)가 배치된 반대방향인 상기 지지부(161)의 타면에 장착되고, 유체 및 상기 제2 탄성부재(170)에 의해 상기 오리피스(131)를 개폐한다.
상기 볼(162)은 상기 제1 밸브시트(130)의 오리피스(131)와 접함으로써, 상기 제1 하우징(110)의 타단으로부터 일단 방향으로 유동하는 유체의 압력이 상기 제2 탄성부재(170)의 탄성계수보다 약하면 상기 오리피스(131)를 폐쇄하여 유체의 유동을 제한한다.
이와 반대로, 상기 볼(162)은 상기 제1 하우징(110)의 타단으로부터 일단 방향으로 유동하는 유체의 압력이 상기 제2 탄성부재(170)의 탄성계수보다 강하면 상기 유체의 압력에의해 개방되어 유체를 상기 오리피스(131)를 통해 유동시킨다.
여기서, 상기 제2 하우징(150)은 상기 제1 밸브시트(130)와 고정 결합되는데, 상기 제1 밸브시트(130)가 유체의 유동방향에 따라 상기 제1 하우징(110)의 일단 방향 또는 타단 방향으로 이동할 때 상기 제2 하우징(150)도 함께 움직인다.
따라서, 상기 제2 하우징(150)은 제1 밸브시트(130)가 고정 결합되어 상기 제2 하우징(150)은 제1 밸브시트(130)가 함께 움직임으로써, 유체가 상기 제1 하우징(110)의 일단으로부터 타단 방향으로 유동할 때, 상기 제2 하우징(150)은 제1 밸브시트(130) 사이에 배치된 볼(162)도 함께 움직여 상기 제2 하우징(150)은 제1 밸브시트(130) 사이에서 상기 볼(162)이 자유롭게 움직이는 것을 방지할 수 있다.
더욱 상세하게는, 상기 제1 밸브시트(130)와 상기 제2 하우징(150)이 서로 고정되어 있지 않은 경우, 상기 제1 하우징(110)의 일단으로부터 타단 방향으로 유동하는 유체에 의해 상기 제1 밸브시트(130)가 상기 제1 하우징(110)의 타단 방향으로 이동게 되면, 상기 제1 밸브시트(130)의 일면과 상기 제2 하우징(150)의 타면 사이에 공간이 넓어지면서 상기 볼(162)의 움직임이 자유로워짐으로써, 상기 볼(162)이 상기 제1 밸브시트(130)의 오리피스(131)로부터 벗어나게 된다.
그 후, 상기 제1 밸브시트(130)가 상기 제1 하우징(110)의 일단 방향으로 원상보귀 될 때, 상기 제1 하우징(110)의 타단으로부터 일단 방향으로 유동하는 유체의 유압이 상기 제2 탄성부재(170)의 탄성계수보다 작을 경우, 상기 제1 하우징(110)의 타단으로부터 일단 방향으로 유동하는 유체가 상기 볼(162)에 의해 상기 오리피스(131)가 폐쇄되어야 하는데 제자리에서 벗어난 상기 볼(162)에 의해 상기 오리피스(131)가 개방되어 유체가 계속 유동되는 불량이 발생된다.
이와 반대로, 상기 제1 하우징(110)의 타단으로부터 일단 방향으로 유동하는 유체에 의해 상기 제2 밸브시트(160)가 상기 제1 밸브시트(130)로부터 멀어지는 경우, 상기 볼(162)은 상기 제1 하우징(110)의 타단으로부터 일단 방향으로 유동하는 유체의 유압에 의해 가압됨으로써, 상기 볼(162)이 상기 제2 밸브시트(160)의 타면에 고정될 수 있다.
즉, 상기 제1 밸브시트 및 상기 제2 하우징(150)이 서로 고정 결합되어 함께 움직임으로써, 상기 제1 밸브시트(130)의 일면과 상기 제2 하우징(150)의 타면 사이에 배치된 볼(162)도 함께 움직임으로써, 상기 볼(162)이 자유롭게 움직이는 것을 방지한다.
상기 제2 탄성부재(170)는 상기 제2 하우징(150)의 일단 방향과 상기 제2 밸브시트(160)의 일면의 반대 방향 즉, 타면 사이에 배치되고, 상기 제2 밸브시트(160)를 상기 제1 밸브시트(130) 방향으로 탄성 지지하여 상기 제2 밸브시트(160)의 볼(162)이 상기 제1 밸브시트(130)의 오리피스(131)를 폐쇄하도록 한다.
따라서, 상기 제2 탄성부재(170)의 탄성력에 의해 상기 제2 밸브시트(160)의 볼(162)이 상기 제1 밸브시트(130)의 오리피스(131)를 폐쇄하여 상기 오리피스(131)의 내부가 밀폐됨으로써, 상기 제1 하우징(110)의 타단으로부터 일단 방향으로 유동하는 유체의 유동을 제한할 수 있다.
여기서, 상기 제1 밸브시트(130) 및 제2 밸브시트(160)를 각각 지지하는 상기 제1 탄성부재(140) 및 제2 탄성부재(170)의 탄성계수는 서로 상이하다.
즉, 상기 제1 탄성부재(140) 및 제2 탄성부재(170)의 탄성계수에 따라 상기 제1 밸브시트(130) 및 제2 밸브시트(160)를 개방할 수 있는 유체의 유압이 서로 다르게 적용됨으로써, 상기 제1 밸브시트(130) 및 제2 밸브시트(160)의 개방되는 정도를 서로 달리할 수 있는데, 바람직하게는 제1 탄성부재(140)의 탄성계수는 200~300Bar, 제2 탄성부재(170)의 탄성계수는 1~2Bar로써, 상기 제1 밸브시트(130)와 제2 밸브시트(160)에 가해지는 유체의 압력차에 따라 상기 제1 탄성부재(140)와 제2 탄성부재(170)가 압축 및 인장된다.
이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 양방향 체크밸브(100)의 작동관계를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 양방향 체크밸브(100)의 작동상태를 나타낸 작동도이다. 여기서 본 발명의 작동상태의 이해를 돕기 위해 도 3과 함께 참조된다.
먼저, 도 3을 참조하면, 상기 양방향 체크밸브(100)는 상기 제1 하우징(110)의 일단 방향 또는 타단 방향으로부터 유체가 흐르기 전에 상기 제1 탄성부재(140)가 상기 제1 밸브시트(130)의 타면을 가압함으로써, 상기 스토퍼(120)의 타면과 상기 제1 밸브시트(130)의 일면은 서로 접하여져 있다.
아울러, 상기 제2 탄성부재(170)가 상기 제2 하우징(150)의 지지부(161)를 가압함으로써, 상기 제2 하우징(150)의 볼(162)이 상기 제1 밸브시트(130)의 오리피스(131)를 폐쇄한 상태를 유지한다.
따라서, 상기 양방향 체크밸브(100) 내부에는 유체가 유동하지 않는 상태이다.
이어서, 도 4를 참조하면, 유체가 상기 제1 하우징(110)의 일단으로부터 타단 방향으로 상기 제1 탄성부재(140)의 탄성계수보다 강한 유압으로 유동하면, 상기 제1 탄성부재(140)의 탄성에 의해 접해져 있던 상기 스토퍼(120)의 타면과 상기 제1 밸브시트(130)의 일면이 서로 이격된다.
따라서, 유체는 상기 스토퍼(120)의 타면과 상기 제1 밸브시트(130)의 일면 사이로 유동하여 상기 제1 하우징(110)의 측면에 관통 형성된 제1 관통공(111)을 통해 상기 제1 하우징(110)의 외부로 배출된다.
여기서, 상기 제2 하우징(150)은 상기 제1 밸브시트(130)와 서로 결합된 구조로 이루어짐으로써, 유체의 유압에 의해 상기 제1 밸브시트(130)가 움직일 때, 상기 제2 하우징(150)도 함께 움직인다.
따라서, 유체가 상기 제1 하우징(110)의 일단으로부터 타단 방향으로 유동할 때, 상기 제1 밸브시트(130)와 상기 제2 하우징(150)이 서로 이격되지 않아 상기 제2 하우징(150)의 지지부(161)에 장착되어 상기 제1 밸브시트(130)의 오리피스(131)와 접하는 볼(162)이 자유롭게 움직이지 않고 상기 오리피스(131)를 폐쇄한 상태로 상기 제2 하우징(150) 및 제1 밸브시트(130)와 함께 움직인다.
그리고, 상기 제1 밸브시트(130)가 상기 제1 하우징(110)의 일단 방향 또는 타단 방향으로 이동할 때, 상기 제1 밸브시트(130)의 외경은 상기 제1 하우징(110)의 내경과 서로 맞닿는 상태로 상기 제1 하우징(110)의 일단 방향 또는 타단 방향으로 이동함으로써, 상기 제1 밸브시트(130)의 흔들림이 방지된다.
이어서, 도 5를 참조하면, 유체가 상기 제1 하우징(110)의 타단으로부터 일단 방향으로 상기 제2 탄성부재(170)의 탄성계수보다 강한 유압으로 유동할 때 상기 제2 탄성부재(170)의 탄성과 상기 제2 하우징(150)의 볼(162)에 의해 패쇄되었던 상기 제1 밸브시트(130)의 오리피스(131)가 개방된다.
따라서, 상기 제2 하우징(150)의 지지부(161)는 상기 제2 탄성부재(170)의 탄성계수보다 강한 유체의 유압에 의해 상기 제2 하우징(150)의 측면에 형성된 상기 제2 관통공(151)까지 이동하게 되고, 유체는 상기 제2 관통공(151)을 통해 상기 제2 하우징(150)의 외부로 배출된다.
그리고, 상기 제2 밸브시트(160)가 상기 제2 하우징(150)의 일단 방향 또는 타단 방향으로 이동할 때, 상기 제2 밸브시트(160)의 외경은 상기 제2 하우징(150)의 내경과 서로 맞닿는 상태로 상기 제2 하우징(150)의 일단 방향 또는 타단 방향으로 이동함으로써, 상기 제2 밸브시트(160)의 흔들림이 방지된다.
여기서, 상기 제1 탄성부재(140)와 제2 탄성부재(170)의 탄성계수는 서로 상이하여, 상기 제1 하우징(110)의 일단 방향 또는 타단 방향으로 유동하는 유체의 유압을 조절할 수 있다.
상술한 바와 같이 양방향 체크밸브(100)는 상기 제1 밸브시트(130) 및 상기 제2 밸브시트(160)가 각각 상기 제1 탄성부재(140) 및 제2 탄성부재(170)에 의해 상기 제1 하우징(110)의 일단 방향 또는 타단 방향 즉, 양방향으로부터 유동하는 유체를 제어하고, 상기 제1 하우징(110) 및 상기 제2 하우징(150)에 각각 관통 형성된 상기 제1 관통공(111) 및 제2 관통공(151)을 통해 상기 제1 하우징(110)의 일단 방향 또는 타단 방향으로 유동하는 유체를 용이하게 배출시킬 수 있다.
또한, 상기 제1 밸브시트(130)와 상기 제2 하우징(150)이 서로 고정 결합되어 상기 제1 하우징(110)의 일단으로부터 타단 방향으로 유동하는 유체에 의해 상기 제1 밸브시트(130)가 상기 제1 하우징(110)의 타단 방향으로 움직일 때 상기 제2 하우징(150)도 함께 움직임으로써, 상기 제1 밸브시트(130)와 상기 제2 하우징(150) 사이에 배치된 볼(162)이 자유롭게 움직이는 것을 방지한다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
본 발명의 보호범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 양방향 체크밸브 110: 제1 하우징
111: 제1 관통공 120: 스토퍼
121: 유출입구 130: 제1 밸브시트
131: 오리피스 140: 제1 탄성부재
150: 제2 하우징 151: 제2 관통공
160: 제2 밸브시트 161: 지지부
162: 볼 170: 제2 탄성부재

Claims (6)

  1. 일단과 타단이 서로 관통 형성되고, 타단에 제1 관통공이 형성된 제1 하우징;
    상기 제1 하우징의 일단 방향에 장착된 중공형상의 스토퍼;
    상기 제1 하우징의 내부에서 일단 또는 타단 방향으로 이동가능하게 배치되고, 유체가 유동하는 오리피스가 관통 형성된 제1 밸브시트;
    상기 제1 하우징의 타단과 상기 제1 밸브시트의 타면 사이에 배치되고, 상기 제1 밸브시트를 상기 스토퍼 방향으로 탄성 지지하여 상기 제1 밸브시트의 일면이 상기 스토퍼에 접하도록 하는 제1 탄성부재;
    상기 스토퍼의 내부에 수용되고, 상기 제1 밸브시트의 일면에 결합되며, 내부와 외부를 연통시키는 제2 관통공이 형성된 제2 하우징;
    상기 제2 하우징의 내부에서 일단 또는 타단 방향으로 이동가능하게 배치되는 제2 밸브시트; 및
    상기 제2 하우징과 상기 제2 밸브시트 사이에 배치되고, 상기 제2 밸브시트를 상기 제1 밸브시트 방향으로 탄성 지지하여 상기 오리피스를 폐쇄하도록 하는 제2 탄성부재;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 양방향 체크밸브.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 밸브시트는 상기 제1 하우징의 내경과 동일한 외경으로 형성되고,
    상기 제1 하우징의 측면에는,
    상기 제1 하우징의 일단으로부터 타단 방향으로 유동하는 유체의 유압에 의해 상기 제1 밸브시트가 상기 스토퍼와 이격되었을 때 상기 스토퍼의 내부와 상기 제1 하우징의 외부를 연통시키는 상기 제1 관통공이 관통 형성되는 것을 특징으로 하는 양방향 체크밸브.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 밸브시트는,
    상기 제2 탄성부재에 의해 탄성 지지되고, 상기 제2 하우징의 내경과 동일한 외경으로 형성되어 일단 방향 및 타단 방향으로 이동하는 지지부; 및
    상기 제2 탄성부재가 배치된 반대방향인 상기 지지부의 타면에 장착되고, 유체 및 상기 제2 탄성부재에 의해 상기 오리피스를 개폐하는 볼;을 포함하여 이루어지고,
    상기 제2 하우징의 측면에는,
    상기 제1 관통공 및 상기 오리피스 통해 유입된 유체가 상기 제2 하우징의 외부로 배출되도록 하는 상기 제2 관통공이 관통 형성되는 것을 특징으로 하는 양방향 체크밸브.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제1 밸브시트에서 상기 제2 관통공까지의 거리는 상기 지지부가 상기 제1 하우징의 일단 방향으로 최대 이동한 거리보다 짧은 것을 특징으로 하는 양방향 체크밸브.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 하우징은 상기 제1 밸브시트에 고정 결합되어 함께 이동하는 것을 특징으로 하는 양방향 체크밸브.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 탄성부재 및 제2 탄성부재의 탄성계수는 서로 상이한 것을 특징으로 하는 양방향 체크밸브.
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