KR101470309B1

KR101470309B1 - 신속개방이 가능한 밸브장치

Info

Publication number: KR101470309B1
Application number: KR1020140089726A
Authority: KR
Inventors: 김영만
Original assignee: 주식회사 프로세이브
Priority date: 2014-07-16
Filing date: 2014-07-16
Publication date: 2014-12-08

Abstract

본 발명의 목적은 관로에 수충격이 발생할 경우, 서지릴리프밸브의 개폐디스크를 비교적 신속히 개방하여 수충격에 의한 피해를 최소화할 수 있는 구조의 서리릴리프밸브와 그것이 설치되어 신속한 개방이 가능한 밸브장치를 제공하는 것이다. 이에 따라 본 발명은, 유체가 유입되는 유입구 및 그 유입된 유체가 배출되는 유출구와, 상기 유입구와 유출구를 연결하는 유로를 개폐시키는 개폐디스크와, 상기 개폐디스크의 중심부에 결합되어 상측으로 연장되는 스템과, 상기 개폐디스크의 상측에 설치되고 상기 스템과 결합된 다이어프램의 상승 및 하강작동으로 상기 개폐디스크의 개방 및 폐쇄동작을 각각 발생시키되 상기 다이어프램이 내부를 상측공간과 하측공간으로 구분하고 있는 다이어프램작동부를 포함하되, 상기 다이어프램작동부에는, 상기 다이어프램에 설치되는 상부자석과, 상기 다이어프램작동부의 내부에서 상기 하측공간의 저부에 고정되어 상기 상부자석과 마주하는 면이 같은 극성을 가지는 하부자석이 구비됨으로써, 상기 상측공간에 압축공기가 공급되어 상기 다이어프램의 하강시 상기 상부자석이 상기 하부자석에 접근하여 서로 척력을 받는 것을 특징으로 하는 서지릴리프밸브를 제공하다.

Description

신속개방이 가능한 밸브장치{Valve Operation System capable of fast opening}

본 발명은 신속개방이 가능한 밸브장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 배관의 압력이 소정의 설정 압력 이상으로 상승할 경우, 과잉된 압력을 배출하여 배관의 파손을 방지하도록 신속히 유로를 개방할 수 있는 서지릴리프밸브와 그것을 포함하여 신속한 수충격 해소가 가능한 밸브장치에 관한 것이다.

용수가 흐르는 관로의 밸브를 갑자기 닫거나 펌프를 정지하는 등 유속의 변화가 있는 경우, 유체가 가지고 있던 운동에너지가 압력에너지로 변화되어 전파된다.

그러한 압력파는 관로내를 계속 왕복하면서 수격작용을 일으키고, 펌프와 밸브 등의 파손 및 펌프, 구동장치에 기계적 사고를 유발하며, 파이프의 좌굴(Collapse)이 발생하기도 한다.

따라서, 업계에서는 그와 같은 수충격을 방지하기 위하여, 많은 연구개발이 이루어져 왔다.

도 1은 한국등록특허 제10-0481408호에 기재된 것으로서, 수충격을 방지하는 서지릴리프밸브가 포함된 밸브개폐장치를 도시하고 있다.

도 1을 참조하면, 수충격이 발생할 경우, 서지릴리프밸브(1)의 유입구측 압력증가는 제1보조유로(P1)을 통하여 감압 파일럿밸브(2)의 유입구로 전달된다. 그 결과 저압으로 설정된 상기 감압파일럿밸브(2)에 의해 그 유출구로의 유로가 폐쇄되어 유입된 유체는 제3보조유로(P3)로 배출되지 못하고 연결된 제2보조유로(P2)를 통하여 상당량이 배출된다.

상기 제2보조유로(P2)를 통해 유입되는 유체에 의해 차단밸브(4)의 상부 챔버(S1)가 가압되게 되므로 제7보조유로(P7)와 제8보조유로(P8) 사이는 차단된다.

한편, 고압으로 설정된 릴리프파일럿밸브(3)에는 더 높은 압력상승에 따라 증가된 압력이 그것의 유입구로 전달되므로 유출구로의 유로가 개방되어 상당량이 유출구와 연결된 제6보조유로(P6)를 통하여 서지릴리프밸브(1)의 유출구측 보조유출구(1b)와 연결된 제3보조유로(P3)로 배출된다.

따라서, 릴리프파일럿밸브(3)의 유입구를 통하여 유입되는 유체는 릴리프파일럿밸브(3)의 상부 챔버(S1)와 연결된 제5보조유로(P5)로 배출되지 못하게 되므로 릴리프파일럿밸브(3)의 상부 챔버(S1)의 압력은 감소하게 된다.

그 결과 상기 서지릴리프밸브(1)의 유입구와 유출구 사이의 유로는 개폐디스크의 상승으로 개방되어 주배관의 과잉된 압력을 배출함으로써 배관의 파손 등을 방지할 수가 있다.

그러나, 상기와 같은 종래 수충격 방지용 밸브개폐장치의 경우, 파일럿 배관이 복잡하게 연결되고 복수의 밸브들이 동작하는 각각의 동작시간이 순차적으로 필요하게 되므로 수충격의 발생시점과 서지릴리프밸브(1)에서 개폐디스크의 개방동작시점 사이의 시간차를 줄이기 어려운 문제가 있다.

따라서, 급속히 전달되는 수충격을 적기에 해소하도록 개폐디스크를 보다 신속히 상승시키는 구성으로 개선할 필요가 있다.

본 발명은 상기와 같은 관점에서 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 관로에 수충격이 발생할 경우, 서지릴리프밸브의 개폐디스크를 비교적 신속히 개방하여 수충격에 의한 피해를 최소화할 수 있는 구조의 서리릴리프밸브와 그것이 설치되어 신속한 개방이 가능한 밸브장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 유체가 유입되는 유입구 및 그 유입된 유체가 배출되는 유출구와, 상기 유입구와 유출구를 연결하는 유로를 개폐시키는 개폐디스크와, 상기 개폐디스크의 중심부에 결합되어 상측으로 연장되는 스템과, 상기 개폐디스크의 상측에 설치되고 상기 스템과 결합된 다이어프램의 상승 및 하강작동으로 상기 개폐디스크의 개방 및 폐쇄동작을 각각 발생시키되 상기 다이어프램이 내부를 상측공간과 하측공간으로 구분하고 있는 다이어프램작동부를 포함하되, 상기 다이어프램작동부에는, 상기 다이어프램에 설치되는 상부자석과, 상기 다이어프램작동부의 내부에서 상기 하측공간의 저부에 고정되어 상기 상부자석과 마주하는 면이 같은 극성을 가지는 하부자석이 구비됨으로써, 상기 상측공간에 압축공기가 공급되어 상기 다이어프램의 하강시 상기 상부자석이 상기 하부자석에 접근하여 서로 척력을 받는 것을 특징으로 하는 서지릴리프밸브를 제공하다.

또한, 본 발명의 서지릴리프밸브에서 상기 상부자석과 상기 하부자석은, 상기 스템을 중심으로 하여 서로 동일한 직경을 가지는 환형의 형상으로 각각 설치된 것을 다른 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 서지릴리프밸브는 상기 유입구와 상기 유출구를 연통시키는 관통공이 중심에 설치된 환형의 밀폐시트가 상기 유입구와 상기 유출구 사이에 설치되고, 상기 밀폐시트의 상면에 상기 개폐디스크가 밀착하여 상기 관통공을 차단시킴으로써 상기 유입구와 상기 유출구를 연결하는 유로를 폐쇄시키되, 상기 개폐디스크는 상기 관통공보다 큰 직경을 가진 상부디스크와, 상기 밀폐시트의 상면에 밀착하도록 상기 상부디스크의 하면에 설치된 패킹과, 상기 관통공보다 작은 직경으로 형성되고 상기 상부디스크의 하면과 상기 패킹에 밀착되어 상기 패킹이 상기 상부디스크와의 사이에서 물림되도록 하는 하부디스크를 포함하는 것을 또 다른 특징으로 하다.

한편, 다른 관점에서 본 발명은, 유체가 유입되는 유입구 및 그 유입된 유체가 배출되는 유출구와, 상기 유입구와 유출구를 연결하는 유로를 개폐시키는 개폐디스크와, 상기 개폐디스크의 중심부에 결합되어 상측으로 연장되는 스템과, 상기 개폐디스크의 상측에 설치되고 상기 스템과 결합된 다이어프램의 상승 및 하강작동으로 상기 개폐디스크의 개방 및 폐쇄동작을 각각 발생시키되 상기 다이어프램이 내부를 상측공간과 하측공간으로 구분하고 있는 다이어프램작동부를 포함하되, 상기 다이어프램작동부에는, 상기 다이어프램에 설치되는 상부자석과, 상기 다이어프램작동부의 내부에서 상기 하측공간의 저부에 고정되어 상기 상부자석과 마주하는 면이 같은 극성을 가지는 하부자석이 구비됨으로써, 상기 상측공간에 압축공기가 공급되어 상기 다이어프램의 하강시 상기 상부자석이 상기 하부자석에 접근하여 서로 척력을 받도록 구성한 서지릴리프밸브; 상기 서지릴리프밸브와 연결되는 외부의 관로에서 수충격의 발생여부를 감지하는 감지센서; 압축공기를 공급할 수 있도록 상기 상측공간에 연결된 상측공간연결유로; 압축공기를 공급할 수 있도록 상기 하측공간에 연결된 하측공간연결유로; 외부에서 압축공기가 공급되는 압축공기공급유로; 상기 압축공기공급유로에서 공급받은 압축공기를 상기 상측공간연결유로와 상기 하측공간연결유로 중 어느 한 쪽으로 선택적으로 공급하는 솔레노이드밸브; 및 상기 감지센서의 수충격 감지신호에 따라 상기 압축공기를 상기 하측공간연결유로로 공급하도록 상기 솔레노이드밸브의 작동을 제어하는 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 신속개방이 가능한 밸브장치를 제공한다.

또한, 본 발명의 신속개방이 가능한 밸브장치는, 상기 상측공간연결유로에 상기 솔레노이드밸브에서 상기 상측공간으로 유입되는 압축공기의 흐름을 허용하고, 그 역방향의 흐름에서는 그 흐름을 차단하여 대기 중으로 압축공기를 배출시키는 3방향체크밸브가 설치되되, 상기 상측공간연결유로는 각각 상기 솔레노이드밸브로부터 압축공기를 공급받고 상측공간의 압축공기를 대기 중으로 배출하는, 제1연결유로와 제2연결유로로 이루어지고, 상기 3방향체크밸브는 상기 제1연결유로와 상기 제2연결유로에 각각 설치되며, 상기 3방향체크밸브에서 대기중으로 배출되는 압축공기가 소음기를 통과하도록 상기 3방향체크밸브와 소음기가 연결설치된 것을 다른 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명의 신속개방이 가능한 밸브장치는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 본 발명은 관로에 수충격이 발생할 경우, 다이어프램작동부의 상부자석과 하부자석의 척력설정으로 인해 다이어프램이 신속히 상승할 수 있고, 이는 개폐디스크를 신속히 개방할 수 있는 것이므로, 종래기술인 다이어프램작동부에 유체의 유입으로 다이어프램을 상승시키는 경우보다 개폐디스크의 개방동작을 매우 빠르게 발생시킬 수 있다.

둘째, 본 발명은 다이어프램작동부의 상측공간에 연결된 상측공간연결유로에 3방체크밸브가 설치되어 상측공간의 공기를 대기중으로 배출될 수 있도록 구성함에 의해 서지릴리프밸브의 개폐디스크를 비교적 신속히 개방하여 수충격에 의한 피해를 최소화할 수 있다.

도 1은 종래 서지릴리프밸브가 포함된 밸브개폐장치의 일예에 대한 구성도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 서지릴리프밸브의 단면구성도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 신속개방이 가능한 밸브장치의 전체 구성도
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 서지릴리프밸브에 설치되는 상부자석과 하부자석의 사시도
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 서지릴리프밸브가 포함된 밸브개폐장치에서 개폐디스크가 유로를 폐쇄하는 작동에 대한 설명도
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 서지릴리프밸브가 포함된 밸브개폐장치에서 개폐디스크가 유로를 개방하는 작동에 대한 설명도
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 서지릴리프밸브에서 개폐디스크가 유로를 개방시킨 상태를 도시하는 작동설명도

본 발명의 실시예를 도면을 참고하여 보다 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 서지릴리프밸브의 단면구성도이다.

도 2를 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 서지릴리프밸브는, 유체가 유입되는 유입구(110) 및 그 유입된 유체가 배출되는 유출구(130)와, 상기 유입구(110)와 유출구(130)를 연결하는 유로를 개폐시키는 개폐디스크(200)와, 상기 개폐디스크(200)의 중심부에 결합되어 상측으로 연장되는 스템(250)과, 상기 개폐디스크(200)의 상측에 설치되고 상기 스템(250)과 결합된 다이어프램(550)의 상승 및 하강작동으로 상기 개폐디스크(200)의 개방 및 폐쇄동작을 각각 발생시키되 상기 다이어프램(550)이 내부를 상측공간(520)과 하측공간(510)으로 구분하고 있는 다이어프램작동부(500)를 포함한다.

도 2를 참조하면, 상기 유입구(110)는 하측방향을 향해 형성되고 유출구(130)는 측방향을 향해 형성되며 유입구(110)와 유출구(130)를 연결하는 유로를 통해 수충격이 발생하는 유체가 배출되어 수충격을 해소한다.

유입구(110)와 유출구(130)를 연결하는 유로는 개폐디스크(200)가 덮어 폐쇄시킴으로써 수충격이 발생하지 않는 정상상태에서는 유입구(110)와 유출구(130)는 개폐디스크(200)에 의해 차단된다.

상기 유입구(110)의 상측에는 유입구(110)와 유출구(130)를 연통시키는 관통공(350)이 중심에 설치된 환형의 밀폐시트(300)가 유입구(110)와 유출구(130) 사이에 설치되고, 상기 밀폐시트(300)의 상면에 개폐디스크(200)가 밀착하여 관통공(350)을 차단시킴으로써 상기 유입구(110)와 유출구(130)를 연결하는 유로를 폐쇄시킨다.

상기 밀폐시트(300)는 그 외주면이 서지릴리프밸브(10)의 몸체에 밀착된 상태로 수평으로 고정됨으로써 중심의 관통공(350)이 유입구(110)와 유출구(130)를 연결하는 통로가 되고 있다.

상기 밀폐시트(300)의 상단인 시트면에는 개폐디스크(200)가 수평으로 밀착되어 밀폐상태를 형성한다.

상기 개폐디스크(200)는 상기 관통공(350)보다 큰 직경을 가진 상부디스크(210)와, 상기 밀폐시트(300)의 상면에 밀착하도록 상기 상부디스크(210)의 하면에 환형으로 설치된 패킹(220)과, 상기 관통공(350)보다 작은 직경으로 형성되고 상기 상부디스크(210)의 하면과 상기 패킹(220)에 밀착되어 상기 패킹(220)이 상기 상부디스크(210)와의 사이에서 물림되도록 하는 하부디스크(230)가 설치된다.

개폐디스크(200)에서 밀폐시트(300)의 시트면과 실질적으로 밀착되고 있는 패킹(220)은 장시간 사용에 따라 금속재인 상부디스크(210)와 분리될 수 있고 그 결합이 견고하지 않으므로, 하측에서 하부디스크(230)가 패킹(220)과 상부디스크(210)의 하면에 밀착되도록 결합되어 패킹(220)을 물어 지지하는 구조가 이루어진다. 이에 따라, 패킹(220)이 상부디스크(210)와 견고한 결합이 아니더라도 패킹(220)의 결합상태가 유지될 수 있다.

상기 스템(250)은 수평인 개폐디스크(200)의 중심부에 수직으로 결합됨으로서 개폐디스크(200)로부터 상측으로 연장되어 있다.

상기 스템(250)은 다이어프램작동부(500)를 관통하도록 설치되고 수직방향으로 상하운동함으로서 그것과 결합된 개폐디스크(200)가 유로를 개방 또는 폐쇄할 수 있다.

스템(250)을 중심으로 코일스프링(260)이 개폐디스크(200)를 하측방향으로 탄성력이 작용하도록 지지함으로써 별도의 외력이 없으면 개폐디스크(200)가 유로를 폐쇄한 상태로 유지된다.

스템(250)의 상단에는 리미트스위치(25)가 접촉하도록 설치되어 스템(250)의 상승여부를 감지하여 컨트롤러(30)으로 신호를 전송한다.

한편, 상기 다이어프램작동부(500)는 개폐디스크(200)의 상측에 설치되는 부분으로서, 상기 스템(250)과 결합된 다이어프램(550)의 상승 및 하강작동을 발생시켜 상기 개폐디스크(200)가 유로를 개방 및 폐쇄하도록 작동시킨다.

상기 다이어프램작동부(500)는 다이어프램(550)이 상측공간(520)과 하측공간(510)을 구분하고 있고, 압축공기가 상측공간(520)에 공급되면 스템(250)을 하강시켜 개폐디스크(200)가 유로를 폐쇄하도록 작동하고, 압축공기가 하측공간(510)에 공급되면 스템(250)을 상승시켜 개폐디스크(200)가 유로를 개방하도록 작동한다.

상기 상측공간(520)과 하측공간(510)에는 도 3과 같이, 압축공기가 공급되기 위한 상측공간연결유로(71)와 하측공간연결유로(72)가 각각 연결되고 그 연결을 위해 상측공간(520)과 하측공간(510)에 각각 상측공간연결공(540)과 하측공간연결공(530)이 형성된다.

또한, 다이어프램작동부(500)에는, 다이어프램(550)에 설치되는 상부자석(630)과, 다이어프램작동부(500)의 하측공간의 저부에 고정되어 상기 상부자석(630)과 마주하는 면이 같은 극성을 가지는 하부자석(620)이 설치된다.

도 2 및 도 4를 참조하면, 상기 상부자석(630)과 하부자석(620)은, 스템(250)을 중심으로 하여 서로 동일한 직경을 가지는 환형의 형상으로 각각 설치된다.

상부자석(630)과 하부자석(620)은 자력을 증가시키기 위하여 다수개가 적층된 상태로 설치되며, 체결수단(621,631)에 의해 다이어프램(550)과 다이어프램작동부(500)의 하부에 체결됨으로써 상부자석(630)은 다이어프램(550)과 일체로 동작하고, 하부자석(620)은 다이어프램작동부(500)의 하부에 고정된 상태가 될 수 있다.

이에 따라, 다이어프램(550)의 하강시 상기 상부자석(630)이 하부자석(620)에 접근하는 과정에서 척력을 이기고 접근하게 되고, 그 척력은 다이어프램(550)의 상승력으로 전환될 수 있는 것으로서, 다이어프램(550)을 누르는 공기압이 제거되면 그 척력에 의해 축적되어 있던 상부자석(630)과 하부자석(620)의 반발력은 다이어프램(550)과 스템(250)을 신속히 밀어 올리는 상승력으로 작용한다.

이에 따라, 수충격의 발생시 개폐디스크(200)가 유로를 개방하는 상승작동이 짧은 시간에 이루어질 수 있으므로, 순간적으로 전달되는 수충격을 해소하는 작용이 적기에 이루어질 수 있다.

한편, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 신속개방이 가능한 밸브장치의 전체 구성을 도시하고 있다.

도 3을 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 신속개방이 가능한 밸브장치는, 전술한 서지릴리프밸브(10)와, 상기 서지릴리프밸브(10)와 연결되는 외부의 관로에서 수충격의 발생여부를 감지하는 감지센서(20)와, 압축공기를 공급할 수 있도록 서지릴리프밸브(10)에서 다이어프램(550)의 상측공간에 연결된 상측공간연결유로(71)와, 압축공기를 공급할 수 있도록 서지릴리프밸브(10)에서 다이어프램(550)의 하측공간에 연결된 하측공간연결유로(72)와, 외부에서 압축공기가 공급되는 압축공기공급유로(74)와, 상기 압축공기공급유로(74)에서 공급받은 압축공기를 상측공간연결유로(71)와 하측공간연결유로(72) 중 어느 한 쪽으로 선택적으로 공급하는 솔레노이드밸브(40), 및 상기 감지센서(20)의 수충격 감지신호에 따라 압축공기를 하측공간연결유로(72)로 공급하도록 솔레노이드밸브(40)의 작동을 제어하는 컨트롤러(30)를 포함한다.

상기 감지센서(20)는 서지릴리프밸브(10)와 연결되는 외부의 관로에서 수충격의 발생여부를 감지한다. 상기 감지센서(20)은 수충격시 압력을 감지하는 압력센서인 것이 바람직하고, 서지릴리프밸브(10)와 소정의 거리 떨어진 위치에서 관로내의 수충격발생을 감지함으로서 수충격이 서지릴리프밸브(10)에 도달하기 전에 감지하여 그 감지신호를 컨트롤러(30)로 전송한다.

압축공기공급유로(74)는 외부의 컴퓨레샤로부터 압축공기를 전달받는 유로로서 솔레노이드밸브(40)까지 연결되어 압축공기를 공급하고 있으며, 솔레노이드밸브(40)의 작동에 의해 압축공기공급유로(74)로부터 유입된 압축공기가 공급될 유로가 결정된다.

상기 솔레노이드밸브(40)는 컨트롤러(30)의 제어를 받아 압축공기공급유로(74)에서 공급받은 압축공기를 상측공간연결유로(71)와 하측공간연결유로(72) 중 어느 한 쪽으로 선택적으로 공급되도록 유로를 연결한다. 다만, 상기 솔레노이드밸브(40)는 전원이 차단된 상태에서는 압축공기를 상측공간연결유로(71)에 공급하도록 연결상태를 유지하는 것으로서, 상기 컨트롤러(30)의 제어신호가 발생하는 경우에만 전원이 온(ON)되어 압축공기를 하측공간연결유로(72)로 공급하도록 작동하고, 전원의 오프(OFF)시에는 압축공기를 상측공간연결유로(71)에 공급하는 연결상태를 유지하도록 설치된다.

이는, 솔레노이드밸브(40)에 상용전원이 공급되지 않는 정전시에도 개폐디스크(200)가 유로를 폐쇄하는 상태를 유지하여 유입구(110)를 통해 관로의 유체가 흘러나오지 않도록 한다.

또한, 전원의 오프(OFF)시에 상기 하측공간연결유로(72)는 소음기(76)을 거쳐 대기와 연통되도록 연결하고 있다.

압축공기공급유로(74)에서 상기 체크밸브(55)의 상류측에는 필터레귤레이터(80)가 설치되어 공급되는 공기를 필터링한 후 압력을 조절하여 일정압력범위의 압축공기를 공급한다.

상기 상측공간연결유로(71)에는 솔레노이드밸브(40)에서 상기 상측공간(520)으로 유입되는 압축공기의 흐름을 허용하고, 그 역방향의 흐름에서는 그 흐름을 차단하여 대기 중으로 압축공기를 배출시키는 3방향체크밸브(61,63)가 설치된다. 그러한 3방향체크밸브(61,63)는 시판되는 제품 중 선택하여 설치할 수 있다.

또한, 상측공간연결유로(71)는 솔레노이드밸브(40)로부터 압축공기를 공급받고 상측공간(520)의 압축공기를 대기 중으로 배출하는 제1연결유로(71a)와 제2연결유로(71b)로 구분되어 이루어진다.

이는 개폐디스크(200)가 수충격시 유로를 신속히 개방할 수 있도록 상측공간(520)에서 압축공기가 신속히 대기 중으로 배출될 수 있도록 복수의 유로를 병렬로 형성하여 안전을 도모할 수 있다.

상기 3방향체크밸브(61,63)는 상기 제1연결유로(71a)와 제2연결유로(71b)에 각각 설치되며, 상기 3방향체크밸브(61,63)에서 대기 중으로 배출되는 압축공기가 소음기를 통과하도록 상기 3방향체크밸브(61,63)와 소음기(71,73)가 연결설치된다.

다음은 본 발명의 실시예에 따른 서지릴리프밸브와 그것이 포함된 신속개방이 가능한 밸브장치의 작용을 설명한다.

도 5를 참고하면, 수충격이 발생하지 않는 정상적인 작동상태에서, 솔레노이드밸브(40)는 압축공기공급유로(74)의 압축공기를 다이어프램작동부(500)의 상측공간(520)으로 유입시켜 개폐디스크(200)가 유로를 밀폐함으로써, 서지릴리프밸브(10)를 통해 관로의 유체가 누설되지 않도록 한다.

즉, 솔레노이드밸브(40)의 유로연결에 의해 압축공기공급유로(74)에서 공급된 압축공기는 상측공간연결유로(71)를 통해 상측공간(520)으로 유입되고 다이어프램(550)이 압축공기에 의해 하강하면 하측공간(510)의 공기는 하측공간연결유로(72)를 통해 솔레노이드밸브(40)와 그것에 연결된 소음기(76)을 거쳐 대기 중으로 배출될 수 있다.

이에 따라, 수충격이 발생하지 않는 정상적인 작동상태에서, 서지릴리프밸브(10)의 개폐디스크(200)는 유로를 막아 서지릴리프밸브(10)이 설치된 관로의 유체가 외부로 누설되는 것을 막고 있다.

한편, 수충격이 서지릴리프밸브(10)가 설치된 외부의 관로를 통하여 서지릴리프밸브(10)로 접근하면 관로에 설치된 감지센서(20)가 감지하여 수충격발생에 대한 감지신호를 컨트롤러(30)으로 전송한다.

컨트롤러(30)로 그 감지신호가 전송되면, 도 6과 같이, 컨트롤러(30)는 솔레노이드밸브(40)가 유로를 전환하도록 온(ON)되도록 제어하여 압축공기공급유로(74)의 압축공기를 다이어프램작동부(500)의 하측공간(510)으로 신속히 유입시킨다. 이에 따라, 도 7과 같이, 스템(250)과 개폐디스크(200)를 상승시켜 서지릴리프밸브(10)의 유입구(110)와 유출구(130)를 연결하는 유로를 신속히 개방한다.

그 개방작동의 과정에서 다이어프램(550)에 결합된 상부자석(630)은 하부자석(620)과의 척력이 축적된 상태에서 다이어프램(550)을 밀어올리게 되는 바, 축적된 척력이 다이어프램(550)을 신속히 상승시키는 상승력으로 변환되어 개폐디스크(200)가 압축공기의 유입속도에 의존한 상승시간보다 더 짧은 시간에 상승함으로써, 유로의 신속한 개방이 가능하도록 한다.

다이어프램(550)의 상승에 따라 다이어프램작동부(500)의 상측공간(520)에 충진된 압축공기는 도 6과 같이, 상측공간연결유로(71)를 통해 소음기(65,66)을 거쳐 대기 중으로 배출된다. 즉, 상기 상측공간(520)의 압축공기는 다이어프램(550)의 상승과 함께 상측공간연결유로(71)로 유출된 후, 3방향체크밸브(61,63)에 의해 솔레노이드밸브(40) 측으로의 유동이 차단되고 소음기(65,66)를 통과하여 대기 중으로 강제 배출된다.

전술한 바와 같이, 본 실시예에 따른 신속작동이 가능한 밸브장치에는 다이어프램작동부(500)에 서로 척력이 작용하는 상부자석(630)과 하부자석(620)이 설치됨으로써, 압축공기의 유입에 의존하는 다이어프램(550) 및 개폐디스크(200)의 상승작동을 보다 신속히 할 수 있도록 보조하고 있는 바, 수충격의 발생시 적기에 유로를 개방하여 수충격의 해소가 가능하다.

또한, 다이어프램작동부(500)의 상측공간(520)에 연결된 상측공간연결유로(71)에 3방체크밸브(61,63)가 설치되어 상측공간(520)의 공기를 대기 중으로 배출될 수 있도록 구성한 것은, 다이어프램(550)의 상승에 방해가 되는 상측공간(520)의 공기를 대기 중으로 신속히 배출될 수 있도록 유로를 연결하는 것이므로, 서지릴리프밸브의 개폐디스크를 비교적 신속히 개방될 수 있도록 보조하는 구성인 것이다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 상기의 실시예는 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에 있는 일 실시예에 불과하며, 동업계의 통상의 기술자에 있어서는, 본 발명의 기술적인 사상 내에서 다른 변형된 실시가 가능함은 물론이다.

10 : 서지릴리프밸브 20 : 감지센서
30 : 컨트롤러 40 : 솔레노이드밸브
55 : 체크밸브 61,63 : 3방향체크밸브
65,66 : 소음기 71 : 상측공간연결유로
71a : 제1연결유로 71b : 제2연결유로
72 : 하측공간연결유로 74 : 압축공기공급유로
76 : 소음기 110 : 유입구
130 : 유출구 200 : 개폐디스크
210 : 상부디스크 220 : 패킹
230 : 하부디스크 250 : 스템
260 : 코일스프링 300 : 밀폐시트
350 : 관통공 500 : 다이어프램작동부
510 : 하측공간 520 : 상측공간
550 : 다이어프램 620 : 하부자석
621 : 체결수단 630 : 상부자석
631 : 체결수단

Claims

유체가 유입되는 유입구(110) 및 그 유입된 유체가 배출되는 유출구(130)와,
상기 유입구(110)와 유출구(130)를 연결하는 유로를 개폐시키는 개폐디스크(200)와,
상기 개폐디스크(200)의 중심부에 결합되어 상측으로 연장되는 스템(250)과,
상기 개폐디스크(200)의 상측에 설치되고 상기 스템(250)과 결합된 다이어프램(550)의 상승 및 하강작동으로 상기 개폐디스크(200)의 개방 및 폐쇄동작을 각각 발생시키되 상기 다이어프램(550)이 내부를 상측공간(520)과 하측공간(510)으로 구분하고 있는 다이어프램작동부(500)를 포함하되,
상기 다이어프램작동부(500)에는,
상기 다이어프램(550)에 설치되는 상부자석(630)과, 상기 다이어프램작동부(500)의 내부에서 상기 하측공간의 저부에 고정되어 상기 상부자석(630)과 마주하는 면이 같은 극성을 가지는 하부자석(620)이 구비됨으로써,
상기 상측공간에 압축공기가 공급되어 상기 다이어프램의 하강시 상기 상부자석(630)이 상기 하부자석(620)에 접근하여 서로 척력을 받는 것을 특징으로 하는 서지릴리프밸브
제1항에 있어서,
상기 상부자석과 상기 하부자석은,
상기 스템(250)을 중심으로 하여 서로 동일한 직경을 가지는 환형의 형상으로 각각 설치된 것을 특징으로 하는 서지릴리프밸브
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 유입구(110)와 상기 유출구(130)를 연통시키는 관통공(350)이 중심에 설치된 환형의 밀폐시트(300)가 상기 유입구(110)와 상기 유출구(130) 사이에 설치되고,
상기 밀폐시트(300)의 상면에 상기 개폐디스크(200)가 밀착하여 상기 관통공(350)을 차단시킴으로써 상기 유입구(110)와 상기 유출구(130)를 연결하는 유로를 폐쇄시키되,
상기 개폐디스크(200)는
상기 관통공(350)보다 큰 직경을 가진 상부디스크(210)와,
상기 밀폐시트(300)의 상면에 밀착하도록 상기 상부디스크(210)의 하면에 설치된 패킹(220)과,
상기 관통공(350)보다 작은 직경으로 형성되고 상기 상부디스크(210)의 하면과 상기 패킹(220)에 밀착되어 상기 패킹(220)이 상기 상부디스크(210)와의 사이에서 물림되도록 하는 하부디스크(230)를 포함하는 것을 특징으로 하는 서지릴리프밸브
유체가 유입되는 유입구(110) 및 그 유입된 유체가 배출되는 유출구(130)와,
상기 유입구(110)와 유출구(130)를 연결하는 유로를 개폐시키는 개폐디스크(200)와,
상기 개폐디스크(200)의 중심부에 결합되어 상측으로 연장되는 스템(250)과,
상기 개폐디스크(200)의 상측에 설치되고 상기 스템(250)과 결합된 다이어프램(550)의 상승 및 하강작동으로 상기 개폐디스크(200)의 개방 및 폐쇄동작을 각각 발생시키되 상기 다이어프램(550)이 내부를 상측공간(520)과 하측공간(510)으로 구분하고 있는 다이어프램작동부(500)를 포함하되,
상기 다이어프램작동부(500)에는,
상기 다이어프램(550)에 설치되는 상부자석(630)과,
상기 다이어프램작동부(500)의 내부에서 상기 하측공간의 저부에 고정되어 상기 상부자석(630)과 마주하는 면이 같은 극성을 가지는 하부자석(620)이 구비됨으로써,
상기 상측공간에 압축공기가 공급되어 상기 다이어프램의 하강시 상기 상부자석(630)이 상기 하부자석(620)에 접근하여 서로 척력을 받도록 구성한 서지릴리프밸브(10);
상기 서지릴리프밸브(10)와 연결되는 외부의 관로에서 수충격의 발생여부를 감지하는 감지센서(20);
압축공기를 공급할 수 있도록 상기 상측공간(520)에 연결된 상측공간연결유로(71);
압축공기를 공급할 수 있도록 상기 하측공간(510)에 연결된 하측공간연결유로(72);
외부에서 압축공기가 공급되는 압축공기공급유로(74);
상기 압축공기공급유로(74)에서 공급받은 압축공기를 상기 상측공간연결유로(71)와 상기 하측공간연결유로(72) 중 어느 한 쪽으로 선택적으로 공급하는 솔레노이드밸브(40); 및
상기 감지센서(20)의 수충격 감지신호에 따라 상기 압축공기를 상기 하측공간연결유로(72)로 공급하도록 상기 솔레노이드밸브(40)의 작동을 제어하는 컨트롤러(30)를 포함하는 것을 특징으로 하는 신속개방이 가능한 밸브장치
제4항에 있어서,
상기 상측공간연결유로(71)에는
상기 솔레노이드밸브(40)에서 상기 상측공간(520)으로 유입되는 압축공기의 흐름을 허용하고, 그 역방향의 흐름에서는 그 흐름을 차단하여 대기 중으로 압축공기를 배출시키는 3방향체크밸브(61,63)가 설치되되,
상기 상측공간연결유로(71)는
각각 상기 솔레노이드밸브(40)로부터 압축공기를 공급받고 상측공간(520)의 압축공기를 대기 중으로 배출하는, 제1연결유로와 제2연결유로로 이루어지고,
상기 3방향체크밸브(61,63)는
상기 제1연결유로와 상기 제2연결유로에 각각 설치되며,
상기 3방향체크밸브(61,63)에서 대기중으로 배출되는 압축공기가 소음기(65,66)를 통과하도록 상기 3방향체크밸브(61,63)와 소음기(65,66)가 연결설치된 것을 특징으로 하는 신속개방이 가능한 밸브장치