KR101469212B1 - 유량에 따라 수압 조절이 이루어지는 감압 밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유량에 따라 수압 조절이 이루어지는 감압 밸브에 관한 것으로,
보다 상세하게는 수압이 지나치게 높은 지역의 배수구역이나, 급수구역내의 지반의 고저차가 심하여 낮은 지구로 배수되는 수압이 일정 이상으로 작용하는 지역, 또는 공급되는 수압의 차가 심한 구역 등의 관로 상에 설치되어 수충격에 의한 파손 및 서징현상을 방지하는 감압 밸브에 있어서, 저압측으로 배출되는 유량에 따라 수압이 자동으로 조절되도록 하는 감압 밸브에 관한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 유량에 따라 수압 조절이 이루어지는 감압 밸브는 보조 유입공이 구비된 유입구, 보조 유출공이 구비된 유출구, 상기 유입구와 상기 유출구를 연결하는 유로, 그리고 상기 유로의 상부에 구비되어 유로와 연통된 개구부를 갖는 본체와, 상기 개구부 상에 결합되며, 다이어프램을 통해 구획화된 상부 챔버와, 상기 개구부와 연통된 하부 챔버를 갖고, 상기 다이어프램과 연결되어 상기 상, 하부 챔버에 작용하는 유체의 압력의 차이에 의하여 상기 유로를 개폐하는 디스크 시트를 포함하는 다이어프램 조립체로 구성된 메인 밸브; 상기 보조 유입공과 상기 보조 유출공을 연결하는 제1, 제2배관라인 상에 설치되며, 상기 제1배관라인에서 분기된 제3배관라인을 통해 상기 상부 챔버와 연결되어, 상기 상, 하부 챔버로 유입되는 유체의 압력을 제어하여 상기 메인밸브의 유체 압력을 감압하는 감압 파일럿 밸브; 및 상기 본체 상부 외측에 설치되는 지지체와, 상기 지지체에 지지되며 상기 다이어프램 조립체의 샤프트와 연결된 승강로드와, 상기 승강로드 상에 높이 조절되도록 결합되어 상기 지지체와의 접촉에 의하여 상기 승강로드의 승하강 높이를 제한하여 상기 디스크 시트의 개도 범위를 조절하는 조절체를 포함하여 이루어지는 제한 유닛;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

유량에 따라 수압 조절이 이루어지는 감압 밸브{PRESSURE REDUCING VALVE}

본 발명은 유량에 따라 수압 조절이 이루어지는 감압 밸브에 관한 것으로,

보다 상세하게는 수압이 지나치게 높은 지역의 배수구역이나, 급수구역내의 지반의 고저차가 심하여 낮은 지구로 배수되는 수압이 일정 이상으로 작용하는 지역, 또는 공급되는 수압의 차가 심한 구역 등의 관로 상에 설치되어 수충격에 의한 파손 및 서징현상을 방지하는 감압 밸브에 있어서, 저압측으로 배출되는 유량에 따라 수압이 자동으로 조절되도록 하는 감압 밸브에 관한 것이다.

현재 전 세계적으로 경제 발전 속도와 인구의 증가에 따라 물 소비는 기하급수적으로 증가하게 되어 물부족 현상이 발생되고 있다.

따라서 물 소비 경향에 따라 용수 공급량을 조절함으로써 물자원을 절약하는 방법이 수자원 관리 정책의 핫 이슈(Hot issue)로 등장하고 있다.

구체적으로는 주간과 같이 사람의 활동량이 많은 시간대에는 용수 공급 시스템에서 고압으로 용수를 공급하여 물 수요를 충족시켜야 하지만, 야간과 같이 사람의 활동량이 적은 시간대에도 고압으로 용수를 공급한다면 공급과 소비의 불균형으로 인해 배관이나 각종 밸브에서 누수되는 물의 량이 증가하게 되므로 용수 공급 시스템에서 공급되는 수압을 감압시킬 필요가 있다.

또한, 용수 공급 시스템과 그 배관 계통에는 고압이 걸리게 되므로 시스템이나 부품에 대한 부하가 증가시켜 배관의 손상이나 파손의 위험성을 증가시키게 된다.

이에 따라 사용되는 유량에 맞춰 용수 공급의 수압 및 유량을 조절하는 감압 밸브가 사용되는데, 이러한 유량조절용 감압 밸브에는 수동으로 밸브의 개도를 조절하고, 그 조절 정도에 따라 유량을 조절하는 밸런싱 밸브, 밸브 내부에 오리피스가 내장되어 밸브 전후에 발생하는 차압을 스프링이 흡수하고 스프링의 움직임에 따라 오리피스의 개구면적이 변화하면서 항상 일정한 유량이 흐르도록 제어하는 정유량자동조절 밸브, 다이아프램을 이용하여 회로에 발생하는 부하변동을 감지하여 조절해 놓은 유량을 항상 일정하게 유지시켜주는 자동유량조절 밸브, 부하기기의 리턴배관에 설치하여 부하기기의 적정차압을 유지시켜 유량을 일정하게 유지하는 차압유량조절 밸브 등 사용목적 및 용도에 따라 그 종류가 다양하다.

이 중 통상적으로 사용되는 감압 밸브는 다이허프램을 이용한 것으로써 파일럿식 감압 밸브가 있는데, 이러한 파일럿식 감압 밸브는 압력 조절 나사를 조절하여 원하는 수압을 조절하게 되는데, 밸브의 유출구 측에서의 물 사용량에 관계없이 항상 설정된 압력으로만 감압시키는 기능을 가진다.

그러나 이러한 파일럿식 감압 밸브를 이용하는 경우에는 사용자가 물 사용량이 변화하는 시간대에 따라 작업자가 일일이 압력 조절 나사를 조절하여 감압 정도를 제어하여야 하는 불편함이 존재한다.

따라서 용량이 큰 감압 밸브와 용량이 작은 감압 밸브를 급수 시스템에 나란하게 병렬로 설치하고 이들 밸브의 설정 압력을 달리하여 주간에는 대용량의 감압밸브를 사용하고 야간에는 소용량의 감압 밸브를 사용함으로써 수압을 조절하는 방법이 제안되었으나, 시스템이 복잡하고 설치비가 많이 소요되며, 사용유량이 많을 때에는 저압으로, 사용 유량이 적을 때는 고압으로 공급하기 때문에 심야시간대와 같이 물 소모량이 거의 없을 때에는 배관시스템의 말단부에서 고압으로 인한 배관의 파손이 발생되거나 누수율이 증가한다는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 종래 기술로써, 대한민국 등록특허 제10-0540596호(2005.12.27.) "수압 제어 밸브 시스템"(이하 종래 기술이라 함.)이 있는데,

상기 종래 기술은 고압 및 저압 감압 밸브를 제어하는 별도의 콘트롤러를 설치하여 메인 밸브의 수압을 저압측, 즉 유출구 측의 유량에 따라 조절되도록 하는데, 이러한 기술은 설치비용이 비싸고, 콘트롤러 등에 미리 저장된 프로그램에 의해서 실제적 사용 유량의 변화에 상관없이 고압 또는 저압으로 유체를 공급하게 되므로, 시간 변화에 따른 유량 변화를 정확히 알지 못하면 유수율을 크게 개선할 수 없다는 사용상의 문제점이 있다.

또한 전자식 콘트롤러를 이용하는 경우 제어 밸브 시스템이 침수되거나 습기로 인하여 콘트롤러가 파손되는 경우가 많아서 사후 유지, 보수 관리에 많은 시간과 비용이 소요된다는 문제점이 있다.

나아가 상기 종래 기술은 고압 및 저압 감압 밸브를 별도로 채용하여 제작이 쉽지 않을 뿐만 아니라, 수압이 조절됨에 따라 유량을 최소, 최대 범위 내에서 일정하게 유지시키지 못하는 문제점이 있다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,

메인밸브의 유출구 측, 즉 소요되는 저압측 배관의 사용 유량의 변화에 따라 사용 유량이 많은 경우에는 고압으로, 사용 유량이 적은 경우에는 저압으로 공급 압력을 자동으로 변경할 수 있는 유량에 따라 수압 조절이 이루어지는 감압 밸브를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 전자식 콘트롤러 등을 필요로 하지 않으며 기계적인 제어를 통해서 수압 조절이 정밀하게 이루어지면서도 저렴한 비용으로 배관 시스템을 구축할 수 있고, 설치 후 유지, 보수 관리가 편리하며,

특히, 메인밸브의 개도 범위 조절을 제한하여, 사용 유량에 따라 수압이 조절될 때 최소 또는 최대 유량 및 수압이 소정 범위로 일정하게 유지되도록 함으로써, 유수율을 안정적으로 보장할 수 있도록 한 유량에 따라 수압 조절이 이루어지는 감압 밸브를 제공하는 것을 목적으로 한다.

나아가 본 발명은 저압측의 유량 감소로 인하여 수압이 증가되는 경우 또는 저압측의 유량 증가로 인하여 수압이 감소되는 경우 고압측의 수압이 상대적으로 감소 또는 증가됨에 따라 발생할 수 있는 수충격 해소할 수 있으며,

수충격을 해소하기 위하여 메인밸브가 작동되는 경우라도 일정 이상의 수압 및 유량을 보장함으로써, 안정적인 용수 공급이 가능하도록 하는 유량에 따라 수압 조절이 이루어지는 감압 밸브를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또 본 발명은 유량에 따른 수압 조절을 위하여 메인밸브의 디스크 시트가 승하강될 때 급격한 높이 변화로 인한 충격을 완충시킬 수 있도록 제한 유닛의 승하강 속도를 제한시켜 감압 밸브의 고장 및 파손을 방지할 수 있도록 하는 유량에 따라 수압 조절이 이루어지는 감압 밸브를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이어서 본 발명은 유량에 따른 수압 조절 시 해당 조절 수압에 따라 상기 제한 유닛의 승하강 속도 제한 범위를 탄력적으로 조절하여 사용할 수 있도록 하는 유량에 따라 수압 조절이 이루어지는 감압 밸브를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 유량에 따라 수압 조절이 이루어지는 감압 밸브는
보조 유입공이 구비된 유입구, 보조 유출공이 구비된 유출구, 상기 유입구와 상기 유출구를 연결하는 유로, 그리고 상기 유로의 상부에 구비되어 유로와 연통된 개구부를 갖는 본체와,
상기 개구부 상에 결합되며, 다이어프램을 통해 구획화된 상부 챔버와, 상기 개구부와 연통된 하부 챔버를 갖고, 상기 다이어프램과 연결되어 상기 상, 하부 챔버에 작용하는 유체의 압력의 차이에 의하여 상기 유로를 개폐하는 디스크 시트를 포함하는 다이어프램 조립체로 구성된 메인 밸브;
상기 보조 유입공과 상기 보조 유출공을 연결하는 제1, 제2배관라인 상에 설치되며, 상기 제1배관라인에서 분기된 제3배관라인을 통해 상기 상부 챔버와 연결되어, 상기 상, 하부 챔버로 유입되는 유체의 압력을 제어하여 상기 메인밸브의 유체 압력을 감압하는 감압 파일럿 밸브; 및
상기 본체 상부 외측에 설치되는 지지체와, 상기 지지체에 지지되며 상기 다이어프램 조립체의 샤프트와 연결된 승강로드와, 상기 승강로드 상에 높이 조절되도록 결합되어 상기 지지체와의 접촉에 의하여 상기 승강로드의 승하강 높이를 제한하여 상기 디스크 시트의 개도 범위를 조절하는 조절체를 포함하여 이루어지는 제한 유닛;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

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그리고 본 발명에 따른 유량에 따라 수압 조절이 이루어지는 감압 밸브에서 상기 제한 유닛은
상기 제한 유닛은

상기 지지체의 지지부 일측에 힌지 결합되어 회동하는 회동암과, 상기 회동암 상에서 높이 조절되도록 결합되며 상기 디스크 시트의 승하강 시 상기 조절체와 접촉하여 승하강 속도를 제한시킬 수 있는 가압부재를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 유량에 따라 수압 조절이 이루어지는 감압 밸브에서 상기 회동암은 상측 단부에 상기 지지체의 외측면에 접촉하여 스윙 각도를 제한하는 볼트부재가 구비되어, 너트를 통해 회동암에 결합되는 볼트부재의 길이가 조절됨으로써, 조절된 길이에 따라 상기 회동암의 스윙 각도가 조절, 제한되는 것을 특징으로 한다.

나아가 본 발명에 따른 유량에 따라 수압 조절이 이루어지는 감압 밸브에서 상기 회동암은 상기 지지부와의 힌지 결합부에 탄성 수단이 구비되어 상기 회동암에 외력이 가해지지 않은 상태에서는 지지체 방향으로 스윙된 상태가 강제됨에 따라, 상기 가압부재가 상기 지지체의 관통홈을 통과하여 상기 지지체 내부에 위치하도록 탄성, 지지되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 감압 밸브는 실제적인 사용 유량의 변화에 따라서(구체적으로는 주간 등과 같이 유체 사용량이 많을 때에는 고압으로, 야간, 심야 등과 같이 유체 사용량이 적은 경우에는 저압으로) 사용 유량을 감지하는 파일럿 밸브를 통해서 제한 유닛을 작동시킬 수 있으므로, 공급압력을 자동으로 전환하여 유수율을 극대화할 수 있다.

그리고 본 발명에 따른 감압 밸브는 사용 유량을 감지하는 파일럿 밸브를 통해서 제한 유닛을를 선택적으로 작동시킬 수 있으므로 수압 조절이 정밀하게 이루어지면서도 외부 전원이나 내장 밧데리를 이용하는 별도의 제어 장치를 필요로 하지 않기 때문에 저렴한 비용으로 배관 시스템을 구축할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 감압 밸브는 한번 설치되면 사용 유량에 따라 자동으로 공급압력을 변경할 수 있으므로 추가적인 조정이나 변경 없이 사용할 수 있고, 전자식 콘트롤러를 사용하지 않으므로 침수나 습기로 인하여 제어 밸브 시스템이 파손되는 문제를 해결할 수 있어 밸브 시스템의 설치 후 유지, 보수 관리에도 유리하다는 장점이 있다.

나아가 본 발명에 따른 감압 밸브는 사용 유량에 따른 수압 조절 시 디스크 시트의 승하강 속도를 제한시킬 수 있으므로 급격한 개도 범위 조절에 따른 충격을 완충시켜 감압 밸브의 파손 및 고장 발생을 최소화할 수 있다.

뿐만 아니라 본 발명에 따른 감압 밸브는 상기 디스크 시트의 승하강 속도를 제한할 때 속도가 제어되는 높이, 압력 등을 정밀하게 조절하여 사용할 수 있으므로 다양한 설치 장소에 따라 실제 사용 유량 등을 제반 조건에 맞춰 수압 조절을 할 수 있으므로 범용성 및 효용성이 뛰어나다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 감압 밸브의 개념도.
도 3은 본 발명에 따른 감압 밸브에서 감압 파일럿 밸브의 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 감압 밸브에서 제한 유닛의 단면도.
도 5 내지 도 8은 본 발명에 따른 감압 밸브의 샘플 사진도.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면에서 동일한 참조부호, 특히 십의 자리 및 일의 자리 수, 또는 십의 자리, 일의 자리 및 알파벳이 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 기능을 갖는 부재를 나타내고, 특별한 언급이 없을 경우 도면의 각 참조부호가 지칭하는 부재는 이러한 기준에 준하는 부재로 파악하면 된다.

또 각 도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께를 과장되게 크거나(또는 두껍게) 작게(또는 얇게) 표현하거나, 단순화하여 표현하고 있으나 이에 의하여 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 안 된다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 명세서에서 기재한 ~제1~, ~제2~ 등은 서로 다른 구성 요소들임을 구분하기 위해서 지칭할 것일 뿐, 제조된 순서에 구애받지 않는 것이며, 발명의 상세한 설명과 청구범위에서 그 명칭이 일치하지 않을 수 있다.

본 발명에 따른 유량에 따라 수압 조절이 이루어지는 감압 밸브를 설명함에 있어 편의를 위하여 엄밀하지 않은 대략의 방향 기준을 도 1을 참고하여 특정하면, 중력이 작용하는 방향을 하측으로 하여, 보이는 방향 그대로 상하좌우를 정하고, 다른 도면과 관련된 발명의 상세한 설명 및 청구범위에서도 다른 특별한 언급이 없는 한 이 기준에 따라 방향을 특정하여 기술한다.

이하에서는 본 발명에 따른 유량에 따라 수압 조절이 이루어지는 감압 밸브를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

우선 도 1 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 감압 밸브는 유체가 흐르는 주 배관(미도시)에 병렬 형태로 설치되는 보조 배관(미도시) 등에 설치되는 것으로,

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 크게 고압측 주 배관과 연결되는 유체 유입구(111)와, 저압측 보조 배관과 연결되는 유출구(113) 및 상기 유입구(111)와 유출구(113)를 연결하는 유로(115)를 갖는 본체(110)와, 상기 본체(110) 내부에 설치되어 상기 유로를 개폐하는 다이어프램 조립체(120)로 구성된 메인 밸브(100);와, 상기 메인 밸브(100) 일측에 결합되어 상기 다이어프램 조립체를 작동시키기 위하여 상, 하부 챔버(S1)(S2)로 유입되는 유체의 압력을 제어하는 감압 파일럿 밸브(200); 및 상기 감압 파일럿 밸브(200)의 디스크 시트(223)의 개도 범위를 조절하는 제한 유닛;을 포함하여 이루어진다.

상기 메인 밸브(100)는 상측에 결합된 제1 다이어프램 조립체(120; 이하에서는 메인 밸브의 구성들과 후술하는 감압 파일럿 밸브와 동일한 명칭을 갖는 구성을 서로 구별하기 위하여 메인 밸브에 구비되는 구성을 제1, 감압 파일럿 밸브에 구비되는 구성을 제2로 지칭하고, 그 밖에 동일 명치에 관해선 순차적으로 번호를 붙여 지칭함.)가 고압측과 저압측 사이의 압력차에 따라 제1 유로(115)를 개폐시키거나 제1 유로(115)의 개폐량이 조절되도록 이루어진 것으로, 감압 파일럿 밸브(200)에 설정된 압력에 의하여 상기 제1 다이어프램 조립체(120)의 제1 디스크 시트(125)가 승하강이 이루어져 상기 제1 유로(115)를 개폐시키거나 제1 유로(115)의 개폐량이 조절된다.

상기 본체(110)는 일측에 고압측 주 배관과 연결되는 유입구(111)와, 타측에 저압측 보조 배관과 연결되는 유출구(113)가 구비되어 있으며, 상기 유입구(111)와 유출구(113) 사이에는 제1 시트링(115a)이 결합되어 제1 유로(115)가 형성된다.

또 상기 유입구(111) 및 상기 유출구(113) 각각의 측벽에는 보조 유입공(112)과 보조 유출공(114)이 구비되어 있으며, 상기 보조 유입공(112) 및 보조 유출공(114) 각각은 제1, 제2 배관라인(P2)(P1)(P2)을 통해 감압 파일럿 밸브(200)와 연결된다.

이때 도 1의 하측 원내 사시도에 도시된 좌, 우 측면도에 도시된 바와 같이, 상기 제1, 제2 배관라인(P2)(P1)(P2) 각각은 상기 보조 유입공(112)과, 상기 보조 유출공(114)에서 상기 유입구(111)와 상기 유출구(113) 내부를 향하여 돌출되도록 결합된다.

따라서 본 발명은 상기 제1 배관라인(P1)의 돌출부(P1a)의 형성 방향과 상기 유입구(111)에서 제1 유로(115)로 흐르는 유체의 방향이 서로 직교되는 방향으로 형성되므로, 유체에 포함된 이물질이 상기 보조 유입공(112)에 협착되는 것을 방지할 수 있고, 특히 상기 제1 배관라인(P1)이 본체(110)의 내주면보다 돌출 형성되므로 제1 배관라인(P1)으로는 유체만이 유입되어 이송될 뿐 이물질이 제1 배관라인(P1) 내로 유입되지 않기 때문에 이물질 협착에 의하여 제1 배관라인(P1)이 막히는 것을 방지할 수 있다.

또한 본 발명은 상기 제2 배관라인(P2) 역시 본체(110) 내부를 향해 돌출되면서 돌출부(P2b)의 형성방향과 상기 제1 유로(115)에서 유출구(113)로 흐르는 유체의 방향이 서로 직교되는 방향으로 형성되므로, 유체에 포함된 이물질이 보조 유출공(114)에 협착되는 것을 방지함과 동시에, 압력차에 의하여 유체가 제2 배관라인(P2)으로 일부 유입되는 경우라 하더라도 이물질은 유출구(113)에 의하여 배출되기 때문에 제2 배관라인(P2)이 막히는 것을 방지할 수 있다.

상기 본체(110) 상부에는 상기 제1 유로(115)에서 상기 유출구(113)로 이어지는 내부공간과 연통된 개구부가 구비되며 상기 개구부에 제1 다이어프램 조립체(120)가 결합된다.

상기 제1 다이어프램 조립체(120)는 상, 하부 커버 플레이트(121)(122)가 상호 결합되어 내부 챔버를 형성하는데, 상기 상, 하부 커버 플레이트(121)(122) 사이에 제1 다이어프램(123)이 결합되어 내부 챔버를 상, 하부 챔버(S1)(S2)로 각각 구획시킨다.

그리고 상기 하부 커버 플레이트(122)는 상기 제1 유로(115)를 기준으로 유출구(113) 방향 내부 공간과 연통된 연통공(122a)이 구비되어 저압측 유체의 압력에 따라 하부 챔버(S2)로 유체가 유입되거나 유출된다.

또 상기 제1 다이어프램(123) 상, 하면에는 제1 다이어프램 플레이트(123a)(123b)가 장착되며, 상기 제1 다이어프램 플레이트들 중앙에 제1 샤프트(124)가 결합, 지지되어 있으며, 상기 제1 샤프트의 하측 단부에는 상기 제1 유로(115)를 개폐시킬 수 있는 제1 디스크 시트(125)가 구비된다.

따라서 상기 상, 하부 챔버(S1)(S2)에 유입되는 유체의 압력 차이에 의하여 상기 제1 다이어프램(123)이 상하 방향으로 승하강됨에 따라 상기 제1 샤프트(124) 및 제1 디스크 시트(125) 역시 승하강을 하게 되고 이러한 제1 디스크 시트(125)가 상기 제1 유로(115)를 개폐하거나 개폐량을 조절함에 따라 유입구(111)에서 유출구(113)로 유동되는 유량 및 수압이 조절된다.

또한 상기 하부 커버 플레이트(122)와 상기 제1 디스크 시트(125) 사이에는 제1 스프링(126)이 개재되어 상기 제1 디스크 시트(125)가 하측 방향으로 탄성, 지지되도록 한다.

이때 상기 제1 디스크 시트(125)에는 외주면을 따라 상기 제1 유로(115)를 형성하는 제1 시트링(115a)의 내주면에 접촉하여 제1 디스크 시트의 승하강을 안내하는 복수의 안내편(125a)이 구비되어 있다.

상기 안내편(125a)은 상기 제1 디스크 시트(125)가 상승하여 상기 제1 유로(115)를 완전 개방한 상태에서도 상기 제1 시트링(115a)에 접촉된 상태가 유지되도록 소정 길이 이상을 갖도록 형성되어 제1 유로(115) 개방 시 유입구(111)에서 유출구(113) 방향 또는 유출구(113)에서 유입구(111) 방향으로 작용하는 수충격에 의하여 제1 디스크 시트(125) 또는 제1 샤프트(124)가 파손되거나 축이 틀어지는 것을 방지하여, 메인 밸브(100)의 제1 유로(115) 개폐 기능이 상실되는 것을 방지할 수 있다.

이어서 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 감압 파일럿 밸브(200)는 상기 메인 밸브(100) 일측에 결합되어 있는데, 보다 바람직하게는 상기 상부 커버 플레이트(121)에서 유입구(111) 방향 상면에 고정 브래킷(129)이 제1 다이어프램 조립체를 고정하는 볼트부재를 통해 결합되고, 상기 고정 브래킷에 상기 감압 파일럿 밸브(200)가 고정 설치되는 것이 보다 바람직하다.

상기 감압 파일럿 밸브(200)는 크게 몸체(210)와, 상기 몸체(210)에 결합되는 커버(217)와, 상기 몸체(210)와 커버(217) 사이에 결합되는 제2 다이어프램 조립체(220)로 구성된다.

먼저 상기 몸체(210)는 유입공(211) 및 유출공(212)이 구비되어 있고, 상기 유입공(211)과 상기 유출공(212) 사이의 제2 유로(215)를 형성하는 제2 시트링(215a)이 구비되고, 상기 제2 유로(215) 하부에 형성된 보조 스풀부(213)가 형성되며, 상기 보조 스풀부(213)와 상기 유입공(211)을 연결하는 연결관로(214)가 구비되고, 상기 유입공(211)에서 몸체 상측으로 관통 형성된 오리피스(216)를 포함하여 이루어진다.

상기 유입공(211)은 상기 메인 밸브(100)의 유입구(111)에 형성된 보조 유입공(112)과 제1 배관라인(P1)을 통해 상호 연결되고, 상기 유출공(212)은 상기 메인 밸브(100)의 유출구(113)에 형성된 보조 유출공(114)과 제2 배관라인(P2)을 통해 상호 연결된다.

또 상기 감압 파일럿 밸브(200)는 상기 제1 배관라인(P1) 상에서 분기된 제3 배관라인(P3)을 통해 상기 제1 다이어프램 조립체(120)의 상부 챔버(S1)와 상호 연결된다.

그리고 상기 유입공(211)에는 오리피스(216)가 몸체(210)와 커버(217) 사이의 내부 공간까지 관통 형성되어 있어 몸체(210) 상부에 결합되는 제2 다이어프램(221)이 형성하는 내부 챔버(S3)에 상기 유입공(211)을 통해 유입되는 유체의 압력이 전달된다.

상기 유입공(211)과 제어된 유체가 배출되는 유출공(212) 사이에는 제2 유로(215)를 형성하는 제2 시트링(215a)이 구비되고, 상기 제2 유로(215) 하부 공간에 마련되는 보조 스풀부(213)가 구비되어 상기 제2 유로(215)와 상기 보조 스풀부(213)는 상기 유입공(211)에서 유입된 유체가 유출공(212)으로 통과하는 경로가 되고, 유입공(211)을 통해 유입되는 유체의 압력에 따라 제2 다이어프램(221)에 의하여 상기 제2 유로(215)의 개폐가 이루어진다.

상기 몸체(210)의 상부에 결합되는 커버(217)는 내부 공간을 형성하게 되며, 이 내부 공간에 제2 다이어프램 조립체(220)가 결합된다.

상기 제2 다이어프램 조립체(220)는 상기 몸체(210)와 커버(217) 사이에 개재되는 제2 다이어프램(221)과, 상기 제2 다이어프램(221)의 상하면에 장착되는 제2 다이어프램 플레이트(221a)(221b)와, 상기 제2 다이어프램 플레이트(221a)(221b) 중앙에 제2 샤프트(222)가 결합, 지지되어 있으며, 상기 제2 샤프트(222)의 하측 단부에는 상기 제2 유로(215)를 개폐시킬 수 있는 제2 디스크 시트(223)가 구비된다.

그리고 상기 제2 다이어프램 조립체(220)는 상기 유입공(211)을 통해 상기 제2 다이어프램(221) 하면에 형성된 내부 챔버(S3)로 유입되는 유체의 압력과 후술하는 조절유닛(215)에 의하여 승하강이 제어됨에 따라 상기 제2 유로(215)의 개폐가 이루어진다.

상기 조절유닛(215)은 상기 커버(217) 상측에 구비된 조절 나사(225)의 회전에 의해 상하 이동이 되는 서포트 플레이트(226)와, 상기 서포트 플레이트(226)와 제2 다이어프램 플레이트(221a)(221b) 사이에 개재되는 제2 스프링(227)을 포함하여 이루어져, 상기 제2 다이어프램(221)이 상기 제2 스프링(227)에 의하여 하측 방향으로 탄성, 지지되어 상기 제2 유로(215)는 상기 제2 디스크 시트(223)에 의하여 개방된 상태가 유지된다.

즉, 상기 제2 디스크 시트(223)는 상기 보조 스풀부(213) 상에 배열되고, 상기 제2 스프링(227)에 의하여 탄성 지지되는 상기 서포트 플레이트(226)는 커버(217)에 있는 암나사부에 나사 결합되어 있는 조절 나사(225)에 의해 소정 거리로 상하 이동되므로, 상기 조절 나사(225)를 돌려 조이게 되면 상기 서포트 플레이트(226)와 상기 제2 다이어프램 플레이트(221a) 사이의 간격이 좁혀져 그만큼 상기 제2 스프링(227)의 탄성력이 강해지며, 반대로 상기 조절 나사(225)를 느슨하게 풀게 되면, 상기 서포트 플레이트(226)와 상기 제2 다이어프램 플레이트(221a)사이의 간격을 넓혀져 그만큼 상기 제2 스프링(227)의 탄성력은 약해지게 된다.

따라서 상기 감압 파일럿 밸브(200)의 조절유닛(215)을 통해 상기 제2 다이어프램 플레이트(221a)(221b), 즉 제2 다이어프램(221)을 하측 방향으로 가압하는 소정의 설정 압력을 부여하게 되면, 상기 유입공(211)을 통해 내부 챔버(S3)로 전달되는 압력이 상기 설정 압력보다 작을 경우 상기 제2 다이어프램(221)은 제2 스프링(227)에 의하여 하강된 상태가 유지되어 상기 제2 디스크 시트(223)가 상기 제2 유로(215)를 형성하는 제2 시트링(215a)에 접촉되지 않아 제2 유로(215)가 개방된 상태로 유지된다.

반대로 유입공(211)을 통해 내부 챔버(S3)로 유입되는 유체의 압력이 상기 조절유닛(215)의 설정 압력 이상이 될 경우 그 압력이 제2 다이어프램(221)의 하면에 전달되면서 제2 스프링(227)의 탄성력을 극복하게 되면 그 결과 제2 다이어프램(221)이 상향 이동을 하면서 상기 제2 디스크 시트(223)가 제2 시트링(215a)에 접촉하여 제 2 유로(115)를 폐쇄시킨다.

따라서 상기 유입공(211)을 통해 전달되는 압력이 상기 조절유닛(215)의 설정 압력보다 낮을 경우 상기 제2 유로(215)가 개방된 상태가 유지되어 유입되는 유체의 상당량은 유출공(212)을 통과하여 제2 배관라인(P2)을 통해 메인 밸브(100)의 유출구(113)로 배출된다.

또 상기 유입공(211)을 통해 전달되는 압력이 상기 조절유닛(215)의 설정 압력보다 클 경우 상기 제2 유로(215)가 폐쇄되므로 결국 제1 배관라인(P1)에서 분기된 제3 배관라인(P3)을 통해 메인 밸브(100)의 상부 챔버(S1)로 유체의 상당량이 배출, 유입되게 된다.

한편 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명은 상기 조절유닛(215)의 제2 스프링(227)의 신축 조절을 통해 감압 파일럿 밸브(200)의 설정 압력이 조절되는데, 설정 압력을 매우 고압으로 설정할 필요가 있을 경우 제2 스프링(227)만을 통해 압력을 증가시키는 데 한계가 있으므로, 본 발명은 상기 조절유닛(224)에 매우 고압 설정이 용이하도록 하는 제3 스프링(228)을 도입하였다.

상기 제3 스프링(228)은 일단이 상기 서포트 플레이트(226)에 연결되고, 타단은 상기 제2 다이어프램 플레이트(221a)에 연결되지 않은 상태에서 상기 서포트 플레이트(226)의 승하강에 따라 제2 다이어프램 플레이트(221a)에 선택적으로 접촉되도록 구비된다.

따라서 조절유닛(224)을 통해 감압 파일럿 밸브(200)의 설정 압력을 조절할 때 상기 조절 나사(225)를 조이게 되면 처음에 상기 제2 스프링(227)만이 압축되어 제2 스프링(227)이 압축되는 간격만큼 탄성력이 강해져 상대적으로 저압으로 압력 설정을 할 수 있게 되고,

이 후 상기 조절 나사(225)를 계속 조이게 되면 상기 제2 스프링(227)이 압축되면서 서포트 플레이트(226)가 하강하면서 제3 스프링(228)의 타단이 제2 다이어프램 플레이트(221a)에 접촉하게 되고, 이 상태에서 조절 나사(225)를 계속 조이게 되면 서포트 플레이트(226)의 하강에 의하여 제2, 제3 스프링(227)(228)이 동시에 압축되어 종국적으로 제2, 제3 스프링(227)(228)의 탄성력이 더해짐에 따라 상대적으로 고압으로 압력을 설정할 수 있게 되는 것이다.

이는 매우 강한 탄성력을 갖는 제2 스프링(227) 하나만을 도입하는 경우,

상대적으로 저압 설정이 필요함에도 불구하고 조절 나사(225)를 조금만 조이게 되어도 서포트 플레이트(226)에 작용하는 탄성력이 강해져 감압 파일럿 밸브(200)의 압력 설정을 정확하게 할 수 없고,

또한 상대적으로 고압 설정이 필요할 때에는 매우 강한 탄성력을 갖는 제2 스프링(227)을 압축시키는 데 처음부터 매우 많은 힘을 필요로 하며, 제2 스프링(227) 하나만을 통해 고압 설정을 위한 탄성력을 확보하는데 한계가 있는 것에 기인한 구성이다.

이에 반하여 본 발명과 같이, 제2 스프링(227) 이외에 제2 다이어프램 플레이트(221a)와 선택적으로 접촉되는 제3 스프링(228)을 도입하게 되면,

상대적으로 저압 설정이 필요한 경우 제2 스프링(227)만의 탄성력만을 이용하여 압력 설정이 가능하므로, 조절 나사(225)를 쉽게 조이고 풀면서 원하는 설정 압력을 조절, 선택할 수 있고,

상대적으로 고압 설정이 필요한 경우 조절 나사(225)를 소정 길이 이상으로 조이게 된 다음에는 제2 스프링(227)의 탄성력에 제3 스프링(228)의 탄성력이 더해져 상대적으로 고압 설정에 더 유리하다.

특히, 본 발명은 제2, 제3 스프링(227)(228)을 통해 압력 설정 범위가 넓어짐에 따라 감압 밸브가 다양한 설정 압력을 갖는 배관 등에 설치되는 것을 감안하면, 효용성 측면에서 더욱 유리하다.

이어서 도 1, 도 2, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제1 배관라인(P1)과, 상기 감압 파일럿 밸브(200) 각각에는 압력계(M1)(M2)가 구비된다.

즉, 상기 제1 배관라인(P1) 상에 제1 압력계(M1)가 구비되어, 상기 메인 밸브(100)의 고압측으로 전달되는 유체 압력, 즉 상기 감압 파일럿 밸브(200)로 유입되는 유체의 압력을 실시간으로 감지하여 표시할 수 있고,

상기 감압 파일럿 밸브(200)에는 제2 압력계(M2)가 구비되어, 상기 감압 파일럿 밸브(200)를 통해 상기 메인 밸브(100)의 저압측으로 전달되는 감압된 유체의 압력을 실시간으로 감지하여 표시되도록 할 수 있다.

또한 상기 유입구(111), 유출구(113), 제1 배관라인(P1) 및 제2 배관라인(P2)에는 대기와 연통된 배출유로가 연결되고, 상기 배출유로에는 조절밸브(V1)가 구비되어 유입구(111), 유출구(113) 및 제1, 제2 배관라인(P2)(P1)(P2)의 유체를 외부로 분사시킴으로써, 각 부분의 압력을 전체적으로 제어하는 역할을 수행하게 된다.

또한 상기 제3 배관라인(P3) 상에는 차단밸브(V2)가 구비되어 차단밸브(V2)의 개도 범위를 조절하여 상부 챔버(S1)로 유입되는 유체의 압력을 수동으로 조절할 수 있도록 한다.

이어서 상기 제한 유닛(300)은 도 1, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 본체(110) 상부 외측에 설치되는 지지체(310)와, 상기 지지체(310)에 지지되며 상기 제1 다이어프램 조립체(120)의 제1 샤프트(124)와 연결된 승강로드(311)와, 상기 승강로드(311) 상에 높이 조절되도록 결합되어 상기 지지체(310)와의 접촉에 의하여 상기 승강로드(311)의 승하강 높이를 제한하여 상기 제1 디스크 시트(125)의 개도 범위를 조절하는 조절체(312)를 포함하여 이루어진다.

상기 지지체(310)는 메인 밸브의 본체(110) 상부, 즉 상기 제1 다이어프램 조립체(120)의 상부 커버 플레이트(121)에 고정 설치되며, 상기 승강로드(311)는 상기 상부 커버 플레이트(121)를 관통하여 본체(110) 내부의 제1 샤프트(124)와 연결되어 제1 샤프트(124)의 승하강, 즉 상기 제1 디스크 시트(125)의 승하강에 동반하여 승하강이 이루어진다.

상기 승강로드(311)와 상기 상부 커버 플레이트(121)와의 사이에는 수밀성을 보장하기 위한 패킹 부재 등이 구비되는 것이 바람직하다.

그리고 상기 승강로드(311)는 상기 지지체(310) 상, 하부에 너트(311b)로 고정된 베어링부재(311a)에 의하여 승하강에 따른 마찰력을 해소할 수 있도록 한다.

상기 조절체(312)는 상기 승강로드(311)에 관통하여 결합되어 승강로드(311)를 따라 결합 높이가 조절된 후 볼트부재(312a)를 조여 승강로드(311)에 접촉되도록 함으로써, 결합 위치를 고정시킬 수 있다.

따라서 상기 조절체(312)의 높이를 조절하여 고정시키게 되면 상기 승강로드(311)가 상기 제1 디스크 시트(125)와 연동하여 승하강될 때 상기 조절체(312)가 상기 지지체(310)의 상, 하부에 접촉됨에 따라 제1 다이어프램 조립체(120)의 승하강 범위, 즉 제1 디스크 시트(125)의 개도 범위를 제한할 수 있다.

한편 상기 지지체(310)는 일측에 관통홈(313)이 길이 방향으로 구비되어 있으며, 관통홈(313)이 구비된 일측에 지지부(314)가 구비되고, 상기 지지부(314)에 회동암(320)이 힌지 결합되어 힌지 결합부(320a)를 축으로 회동암(320)이 지지체(310) 내외로 스윙 변위되도록 설치된다.

또 상기 회동암(320)은 길이 방향을 따라 관통 형성된 승강홈(321)이 구비되어 있고, 상기 승강홈(321)에 가압부재(324)가 결합되어 회동암(320) 상에서 가압부재(324)의 높이 조절이 가능하다.

상기 가압부재(324)는 상기 승강홈(321)에 삽입되어 너트(325)를 통해 높이 조절 후 고정되는 볼트부(326)와, 상기 볼트부의 타측, 즉 상기 지지체(310) 방향의 단부와 연결되는 축부(327)와, 상기 축부에 회전되도록 결합되는 가압롤러(328)로 구성된다.

따라서 상기 가압부재(324)의 높이를 조절하여 고정시키게 되면 상기 조절체(312)가 승하강될 때 상기 조절체(312)가 상기 가압롤러(328)와 접촉됨에 따라 승하강 속도가 줄어들게 되어 제1 디스크 시트(125)의 개도, 즉 상기 승강로드(311)의 승하강 시 조절체(312)가 빠른 속도로 승하강되면서 발생하는 충격을 완충시킬 수 있다.

즉, 상기 조절체(312)를 상기 승강로드(311) 상에서 상대적으로 낮은 높이에 고정시키면, 상기 제1 디스크 시트(125)의 개도 범위는 하강 높이가 상승 높이보다 상대적으로 작게 되고, 이에 따라 제1 디스크 시트(125)가 감압을 위하여 개방되는 경우 상기 조절체(312)의 상승 높이가 상대적으로 길어지게 되므로, 조절체(312)가 상승 후 지지체(310)의 상부에 접촉되는 충격이 발생하게 된다.

이때 상기 가압부재(324)를 상기 회동암(320) 상에서 상대적으로 높은 위치(상기 조절체(312)의 높이보다 상측)에 고정시키게 되면 조절체(312)가 상승되면서 상기 가압롤러(328)와 접촉하게 되고, 가압롤러(328)와 조절체(312)의 마찰력에 의하여 상승 속도가 줄어들어 종국적으로 조절체(312) 및 제1 디스크 시트(125)의 완충 기능이 구현되는 것이다.

특히 본 발명은 상기 가압부재(324)의 자체 높이를 조절할 수 있도록 함으로써, 높이가 고정된 조절체(312)와 가압부재(324)간의 높이차를 자유롭게 설정할 수 있으므로, 상기 제1 디스크 시트(125)가 소정 높이까지 급격히 상승하여 제1 유로(115)가 개방되어 메인밸브(100) 내의 유체가 소정의 압력으로 감압이 이루어진 후에 상기 조절체(312)와 상기 가압부재(324)의 접촉으로 인해 상승 속도가 줄어들어 완충 기능이 구현되도록 하는 것이다.

또 상기 조절체(312)와 가압부재(324)의 높이 설정을 상기한 설명과 반대로 고정되는 경우(즉, 조절체(312)가 상대적으로 높은 위치에 고정되고, 가압부재(324)가 상대적으로 낮은 위치에 고정되는 경우),

상기한 작동이 반대 방향으로 이루어지고, 따라서 상기 제1 디스크 시트(125)가 급격히 하강하여 제1 유로(115)가 폐쇄되어 메인밸브(100) 내의 유체가 소정의 압력으로 감압이 이루어진 후에 상기 조절체(312)와 상기 가압부재(324)의 접촉으로 인해 하강 속도가 줄어들어 완충 기능이 구현된다.

그리고 상기 회동암(320)은 상기 힌지 결합부(320a)에 탄성 수단(미도시)이 구비되어, 별도의 가압이 이루어지지 않는 한 상기 지지체(310) 방향으로 스윙된 상태가 강제되고, 이에 따라 상기 가압부재(324)가 상기 관통홈을 통과하여 상기 지지체(310) 내측을 향하도록, 즉 가압부재가 지지체 내부에 위치하도록 탄성, 지지된다.

또 상기 회동암(320)의 상측 단부에는 상기 지지체(310)에 접촉하여 회동암(320)의 스윙 각도를 제한하는 스토퍼(322)가 구비되어 있으며,

상기 스토퍼(322)는 볼트부재로(322a)써 너트(322b)를 통해 회동암(320)에 결합되는 길이가 조절됨으로써, 조절된 길이에 따라 상기 회동암(320)의 스윙 각도가 조절, 제한된다.

따라서 상기 스토퍼(322)를 통해 상기 회동암(320)의 스윙 각도를 조절하게 되면 상기 가압부재(324)와 상기 조절체(312) 간의 접촉 압력 및 접촉 위치를 조절할 수 있으므로 완충 기능을 정밀하게 조절하여 사용할 수 있다.

한편 상기 지지부(314)는 연결부(315)를 갖고 상기 연결부에는 배관라인(P1,P2,P3)을 구성하는 파이프들이 결합될 수 있는 암 니플(nipple; 316))이 구비되어 상기 배관라인의 고정부로 기능하고, 특히 상기 연결부를 통해 상기 감압 파일럿 밸브(200)의 고정 브래킷으로 활용할 수 있다.

이하에서는 도 1 및 도 2를 참고하여, 본 발명의 감압 밸브를 통한 유체의 감압 작동을 구체적으로 설명한다.

먼저 본 발명에서 상기 감압 파일럿 밸브(200)를 소정 압력 이상으로 설정한 후 메인 밸브(100)를 통해 고압측(주 배관)에서 저압측(보조 배관)으로 유체의 이송이 시작되면, 유체가 메인 밸브(100)에 최초로 유입된 상태에서 압력이 작으므로 제1 디스크 시트(125)가 제1 유로(115)를 폐쇄한 상태에서 유체는 제1 배관라인(P1)을 통해 감압 파일럿 밸브(200)로 유입되고, 이때 감압 파일럿 밸브(200)의 유입공(211)으로 전달되는 유체의 압력이 소정 압력에 도달하기 전까지는 제2 유로(215)가 개방되어 제1 배관라인(P1)의 유체 상당량은 유출공(212)을 통과하여 제2 배관라인(P2)을 통해 메인 밸브(100)의 유출구(113)로 배출된다.

이때 상술한 바와 같이, 제1 배관라인(P1)이 메인 밸브(100)의 본체(110) 내측을 향해 돌출되어 있기 때문에 유속 차로 인하여 이물질은 제1 배관라인(P1)으로 유입되지 않고 제1 유로(115)를 통과하여 배출되므로 제1 배관라인(P1) 또는 보조 유입공(112)에 이물질이 협착되어 막히는 것을 방지할 수 있다.

그리고 유체의 공급이 계속됨에 따라 압력이 증가하여 제1 스프링(126)의 탄성력 이상이 되면 제1 디스크 시트(125)가 제1 유로(115)를 개방하여 유체가 유출구(113)를 통해 배출되고, 동시에 유체의 일부는 연통공(122a)을 통해 메인 밸브(100)의 하부 챔버(S2)로 유입된다.

따라서 고압측의 유체 압력이 감압 파일럿 밸브(200)의 설정 압력 이하인 상태에서는 하부 챔버(S2)에 작용하는 유체의 압력이 상부 챔버(S1)에 작용하는 압력 보다 크게 되어 제1 다이어프램(123)이 상승하면서 제1 디스크 시트(125)를 더욱 상승시켜 제1 유로(115)가 개방됨에 따라 유출구(113)를 통해 배출되는 유체의 압력이 적정 압력(저압)까지 상승되어 보조 배관으로 공급된다.

이 상태에서 고압측의 유체 압력 변화가 감압 파일럿 밸브(200)의 설정 압력보다 미세하게 크거나 작아지는 경우 감압 파일럿 밸브(200)로 유입되는 유체의 압력이 제2 다이어프램(221)에 작용하여 승하강되면서 제2 유로(215)를 개폐하거나 개도 범위가 조절되어 제1 배관라인(P1)을 통해 유입되는 유체가 제2 또는 제3 배관라인(P3)으로 선택적으로 유입, 유출된다.

이때 상술한 바와 같이, 제2 배관라인(P2)이 메인 밸브(100)의 본체(110) 내측을 향해 돌출되어 있기 때문에 제1 유로(115)를 통과하여 배출되는 유체에 포함된 이물질 역시 상기 제2 배관라인(P2) 또는 보조 유출공(114)에 협착되어 막히는 것을 방지할 수 있다.

또 이와 동시에 제1 유로(115)를 통과한 유체의 압력이 연통공(122a)을 통해 하부 챔버(S2)에도 작용되므로 상, 하부 챔버(S1)(S2)의 압력 균형 상태가 미세하게 조절되면서 유지되어 종국적으로 제1 다이어프램 조립체(120)의 제1 디스크 시트(125)는 제1 유로(115)를 개방한 상태에서 개도 범위가 자동으로 조절되므로 주 배관에서 정상적으로 송수가 이루어지는 경우 메인 밸브(100)를 통해 보조 배관으로 배출되는 유체의 공급 또한 정상적인 범위에서 조절되기 때문에 일정한 압력으로 유량 조절이 이루어져 불필요한 에너지 낭비 등을 줄일 수 있다.

그리고 유체의 사용 유량이 줄거나 이상 증상의 발생에 따라 주배관의 압력이 상승할 경우 유체의 압력 증가는 제1 배관라인(P1)을 통하여 감압 파일럿 밸브(200)의 유입공(211) 측으로 전달된다.

상기 감압 파일럿 밸브(200)는 고압측의 압력 상승에 따라 증가된 유체의 압력이 유입공(211)으로 전달되면서 제2 다이어프램(221)을 가압하여 제2 유로(215)가 폐쇄되고, 이에 따라 유체의 상당량이 제3 배관라인(P3)을 통해 메인 밸브(100)의 상부 챔버(S1)로 공급된다.

따라서 순간적으로 상부 챔버(S1)의 유체 압력이 하부 챔버(S2)의 유체 압력보다 크게 되고, 제1 다이어프램(123)은 하측 방향으로 가압되어 제1 샤프트(124)가 하강을 하게 되면서 제1 디스크 시트(125)가 제1 유로(115)를 순간적으로 폐쇄(제1 유로(115)의 개도 범위위가 좁아지거나 완전 폐쇄됨)시키게 되면, 적정 압력 이상으로 증가된 고압측의 유체가 좁아진 제1 유로(115)를 통과하면서 넓은 유출구(113)로 배출(제1 유로(115)의 개도 범위가 좁아진 상태)되거나, 제1 유로(115)에서 유출구(113)로 유체의 이송이 차단(제1 유로(115)가 완전 폐쇄된 상태)됨에 따라 저압측, 즉 유출구(113)와 연결된 보조 배관의 유체 압력이 감압되므로 급격한 압력 증가로 인한 수충격에 의한 보조 배관의 파손 등을 방지하고, 일정한 압력이 유지된 상태로 유체의 공급이 유지된다.

반대로 보조 배관을 통해 사용되는 유량이 증가되거나, 우발적인 정전 등에 의하여 주 배관에 연결된 펌프가 정지되는 경우와 같이 저압측의 유체 압력이 증가됨에 따라 고압측의 유체 압력이 적정 압력 이하로 저하될 경우 유입공(211)을 통해 전달되는 유체 압력 역시 감소하게 되고, 이에 따라 감압 파일럿 밸브(200)의 제2 유로(215)가 완전 개방되어 제2 배관라인(P2)을 통해 유체의 상당량이 배출되고, 동시에 감압 파일럿 밸브(200)를 통과하는 유체의 유속이 빨라지면서 상부 챔버(S1)의 유체 역시 제3 배관라인(P3)을 통해 감압 파일럿 밸브(200)로 배출되어 상부 챔버(S1)의 유체 압력 역시 순간적으로 낮아지게 된다.

동시에 고압측 유입구(111)의 유체 압력이 낮아지면서 순간적으로 저압측 유출구(113)의 유체 압력이 상대적으로 높게 되고, 이에 따라 연통공(122a)을 통해 하부 챔버(S2)에 작용하는 유체 압력 역시 상부 챔버(S1)에 작용하는 유체 압력에 대하여 순간적으로 크게 되고, 이에 따라 제1 다이어프램(123)은 상측 방향으로 가압되어 제1 다이어프램 조립체(120)는 상향 이동하게 되면서 제1 디스크 시트(125)가 제1 유로(115)를 순간적으로 개방하게 되어 상대적으로 증가된 저압측의 유체 압력이 순간적으로 개도되는 제1 유로(115)를 통해 배출, 해소되어 유체의 압력이 감압되므로 수충격에 의한 배관의 파손 등을 방지할 수 있다.

이때 저압측의 유체 압력이 증가되어 메인 밸브(100)의 제1 유로(115)가 완전 개방되더라도, 상기 제1 디스크 시트(125)의 안내편(125a)들은 제1 유로(115)를 형성하는 제1 시트링(115a)에 계속 접촉된 상태가 유지되므로,

수충격이 상기 제1 다이어프램 조립체(120), 보다 구체적으로는 제1 샤프트(124) 또는 제1 디스크 시트(125)에 작용되더라도 제1 샤프트(124)의 축 방향의 축 방향 또는 제1 디스크 시트(125)가 제1 샤프트(124)에 결합된 상태가 변형되어 틀어지는 것을 방지함으로써, 즉 메인 밸브(100)의 고장 또는 파손을 방지할 수 있게 된다.

이때 본 발명은 상기 제한 유닛(300)의 조절체(312) 높이를 조절하여, 상기 제1 디스크 시트(125)의 개도 범위를 제한 설정할 수 있다.

즉, 사용 유량이 줄어들어 저압측 압력이 증가되거나, 사용 유량이 증가되어 저압측 압력이 감소되는 경우, 상기한 작동에 따라 상기 제1 디스크 시트(125)가 승하강을 통해 감압이 이루어지는데,

이때 상기 조절체(312)를 상기 승강로드(311)의 소정 높이로 설정하여 고정시키면, 제1 디스크 시트(125)가 승하강되면서 승강로드(311)가 동반하여 승하강될 때 조절체(312)가 지지체(310)의 상, 하부에 접촉됨으로써, 제1 디스크 시트(125)의 승하강 범위를 제한하게 되고, 따라서 제1 디스크 시트(125)의 개폐에 의하여 감압이 이루어지더라도 제1 유로(115)는 최소(폐쇄 작동 시) 또는 최대(개방 작동 시) 개도 범위를 유지하게 되므로, 감압이 이루어지더라도 저압측으로 배출되는 유량이 일정 범위 내에서 제한되기 때문에 유체의 공급이 완전히 차단되거나, 유체가 과잉 공급되는 것을 방지할 수 있게 된다.

또한 상기 조절체(312)의 설정 높이에 따라 상기 가압부재(324)를 상기 회동암(320) 상에서 높이를 조절하여 고정시키면, 조절체(312)가 승강로드(311)와 함께 승하강되면서 조절체(312)와 가압롤러(328)와의 접촉이 발생하게 되고, 마찰력에 의하여 상기 제1 디스크 시트(125)가 급격하게 승하강되면서 발생하는 충격을 완화시킬 수 있다.

나아가 본 발명은 상기 가압부재(324)의 높이 조절 기능뿐만 아니라, 스토퍼(322)를 통해 회동암(320)의 스윙 각도를 제한할 수 있으므로 가압부재(324)와 조절체(312)가 접촉되는 위치, 구간, 범위 등을 정밀하게 조절하여 사용할 수 있으므로, 감압 밸브가 설치되는 장소의 특성에 맞게 조절하여 사용할 수 있다.

즉, 본 발명은 상기 조절체(312), 가압부재(324), 스토퍼(322)를 통해 제1 디스크 시트(125)의 개도 범위를 조절하여 사용 유량에 따라 수압이 조절되면서, 동시에 제1 유로(115)의 개도 정도에 따른 유량 조절이 일정한 범위 내에서 이루어지므로, 감압 밸브로써 단순히 수압을 조절하는 기능에서 더 나아가 수압과 유량의 조절이 적절하게 이루어질 수 있는 것이다.

또한 본 별명의 감압 밸브는 상기 제1 배관라인(P1)과 감압 파일럿 밸브(200) 상에 각각의 압력계(M1)(M2)를 구비함으로써, 작업자 또는 사용자가 상기 각 압력계에 표시되는 압력을 참고하여 상기 감압 파일럿 밸브(200)의 조절유닛(224)의 설정압력을 조정하여 제2 유로(215)의 개폐 또는 개도 범위를 조절하거나, 또는 메인 밸브(100)의 상, 하부 챔버(S1)(S2)에 유입되는 유체 압력을 상기 조절밸브(V1) 및 차단밸브(V2)를 통해 수동으로 조절하여 제1 유로(115)의 개폐 또는 개도 범위를 조절함으로써, 본 발명의 감압 밸브를 통해 이송되는 유체의 압력이 정정 수준으로 유지되도록 할 수 있다.

이상으로 본 명세서에서 상기 메인 밸브(100) 및 감압 파일럿 밸브(200)가 완전 개방된 상태 및 완전 폐쇄된 상태를 대표하여 본 발명에 따른 감압 밸브의 작동을 설명하였으나, 이는 설명의 편의를 위한 것으로 상기 메인 밸브(100) 및 상기 감압 파일럿 밸브(200)의 본질은 제1, 제2 유로(215)를 적정 개도 범위로 조절하여 개방된 상태에서 유체의 압력 및 유량을 조절하고, 순간적인 압력 증가 또는 압력 감소 시 제1 유로(115)의 개방을 통해 감압이 이루어져 수충격에 의한 파손, 고장 등을 방지하기 위한 것에 있으므로 본 발명의 권리가 제한되어 해석되어서는 안 될 것이다.

이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 유량에 따라 수압 조절이 이루어지는 감압 밸브를 위주로 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능하고, 이러한 수정, 변경 및 치환은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

P1 : 제1 배관라인 P2 : 제2 배관라인
P3 : 제3 배관라인
S1 : 상부 챔버 S2 : 하부 챔버
S3 : 내부 챔버
100 : 메인 밸브 110 : 본체
111 : 유입구 112 : 보조 유입공
113 : 유출구 114 : 보조 유출공
115 : 제1 유로 115a : 제1 시트링
120 : 제1 다이어프램 조립체 121 : 상부 커버 플레이트
122 : 하부 커버 플레이트 123 : 제1 다이어프램
124 : 제1 샤프트 125 : 제1 디스크 시트
125a : 안내편 126 : 스프링
200 : 감압 파일럿 밸브 210 : 몸체
211 : 유입공 212 : 유출공
213 : 보조 스풀부 214 : 연결관로
215 : 제2 유로 215a : 제2 시트링
216 : 오리피스 217 : 커버
220 : 제2 다이어프램 조립체 221 : 제2 다이어프램
222 : 제2 샤프트 223 : 제2 디스크 시트
224 : 조절 유닛 225 : 조절 나사
226 : 서포트 플레이트 227 : 제2 스프링
228 : 제3 스프링
300 : 제한 유닛 310 : 지지체
311 : 승강로드 312 : 조절체
313 : 관통홈 314 : 지지부
315 : 연결부 316 : 니플
320 : 회동암 321 : 승강홈
322 : 스토퍼 324 : 가압부재
325 : 너트부 325 : 볼트부
327 : 축부 328 : 가압롤러

Claims (4)

1. 보조 유입공이 구비된 유입구, 보조 유출공이 구비된 유출구, 상기 유입구와 상기 유출구를 연결하는 유로, 그리고 상기 유로의 상부에 구비되어 유로와 연통된 개구부를 갖는 본체와,
   상기 개구부 상에 결합되며, 다이어프램을 통해 구획화된 상부 챔버와, 상기 개구부와 연통된 하부 챔버를 갖고, 상기 다이어프램과 연결되어 상기 상, 하부 챔버에 작용하는 유체의 압력의 차이에 의하여 상기 유로를 개폐하는 디스크 시트를 포함하는 다이어프램 조립체로 구성된 메인 밸브;
   상기 보조 유입공과 상기 보조 유출공을 연결하는 제1, 제2배관라인 상에 설치되며, 상기 제1배관라인에서 분기된 제3배관라인을 통해 상기 상부 챔버와 연결되어, 상기 상, 하부 챔버로 유입되는 유체의 압력을 제어하여 상기 메인 밸브의 유체 압력을 감압하는 감압 파일럿 밸브; 및
   상기 본체 상부 외측에 설치되는 지지체와, 상기 지지체에 지지되며 상기 다이어프램 조립체의 샤프트와 연결된 승강로드와, 상기 승강로드 상에 높이 조절되도록 결합되어 상기 지지체와의 접촉에 의하여 상기 승강로드의 승하강 높이를 제한하여 상기 디스크 시트의 개도 범위를 조절하는 조절체를 포함하여 이루어지는 제한 유닛;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 감압 밸브.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제한 유닛은
   상기 지지체의 지지부 일측에 힌지 결합되어 회동하는 회동암과, 상기 회동암 상에서 높이 조절되도록 결합되며 상기 디스크 시트의 승하강 시 상기 조절체와 접촉하여 승하강 속도를 제한시킬 수 있는 가압부재를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 감압 밸브.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 회동암은 상측 단부에 상기 지지체의 외측면에 접촉하여 스윙 각도를 제한하는 볼트부재가 구비되어, 너트를 통해 회동암에 결합되는 볼트부재의 길이가 조절됨으로써, 조절된 길이에 따라 상기 회동암의 스윙 각도가 조절, 제한되는 것을 특징으로 하는 감압 밸브.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
   상기 회동암은 상기 지지부와의 힌지 결합부에 탄성 수단이 구비되어 상기 회동암에 외력이 가해지지 않은 상태에서는 지지체 방향으로 스윙된 상태가 강제됨에 따라, 상기 가압부재가 상기 지지체의 관통홈을 통과하여 상기 지지체 내부에 위치하도록 탄성, 지지되는 것을 특징으로 하는 감압 밸브.

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