KR101562515B1 - 밸브개폐장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 외기의 온도저하에 상관없이 장치의 작동이 원활하게 이루어질 수 있을 뿐만 아니라 특정한 설치장소에서도 부식 등의 손상을 방지할 수 있도록 된 밸브개폐장치에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 밸브(10)의 일측에 연결되는 링크체(20)와; 상기 링크체(20)에 연결되어 상기 밸브(10)를 개폐 구동하도록 된 실린더(30)로 이루어진 밸브개폐장치에 있어서; 상기 실린더(30)는 원통형상의 하우징(31)과; 상기 하우징(31)의 내벽면에 밀착된 상태로 직선적으로 왕복운동되는 피스톤헤드(41)와, 이 피스톤헤드(41)의 일면에 연장 형성되는 피스톤축(42)으로 구성된 피스톤(40)을 포함하여 이루어지며; 상기 하우징(31)은 상기 피스톤(40)이 내장되는 내부파이프(32)와; 상기 내부파이프(32)의 양단을 커버하도록 된 제1 및 제2 막음부재(33,34)와; 상기 내부파이프(32)에 비해 상대적으로 큰 직경으로 구비되어 상기 내부파이프(32)와의 사이에 공간이 형성되도록 구비되는 외부파이프(37)와; 상기 내부파이프(32)와 외부파이프(37) 사이에 충전되어 상기 내부파이프(32)를 감싸도록 된 단열재(38)를 포함하여 이루어진 밸브개폐장치가 제공된다.

Description

밸브개폐장치{Valve opening and shutting apparatus}

본 발명은 밸브개폐장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 외기의 온도저하에 상관없이 장치의 작동이 원활하게 이루어질 수 있을 뿐만 아니라 특정한 설치장소에서도 부식 등의 손상을 방지할 수 있도록 된 밸브개폐장치에 관한 것이다.

일반적으로 실린더는 에어나 작동유와 같은 유체의 압력에 의해 신축됨으로 인해 장치를 구동 또는 동력을 전달하거나 내부에 유출입되는 유체를 가압 또는 팽창시켜 동력을 발생시키도록 된 것이다.

일례로, 밸브에 장착되는 실린더는 밸브바디의 외부 일측에 위치되어 상기 밸브바디 내부에서 유로를 개폐하는 밸브체를 구동하도록 결합되는 것으로, 대개 통형상의 하우징 내에 에어와 같은 유체에 의해 작동되는 피스톤헤드와 이 피스톤헤드에 결합된 상태로 연장 형성된 피스톤축을 포함하여 이루어진 것이다.

이러한 실린더는 상기 피스톤축이 상기 밸브체에 연결되어 유체의 가압력에 의해 피스톤헤드가 하우징의 내벽면에 밀착된 상태로 왕복운동되는 과정에서 상기 밸브체의 개폐작동이 이루어지는 것으로, 대개 상기 피스톤헤드에는 상기 하우징의 내벽면에 기밀을 유지하도록 된 오링과 같은 패킹부재가 개재되게 된다.

그런데, 이와 같은 실린더는 관로 상에 구비되는 밸브의 특성상 밸브바디의 외부에 노출된 상태를 구비되는 것으로, 겨울철과 같이 외기의 온도가 현저히 낮은 경우에는 실린더의 하우징 내부가 얼어 상기 피스톤헤드(특히, 패킹부재)가 하우징의 내벽면에 고착되는 경우가 발생하게 되고, 이에 의해 장치의 작동이 어려울 뿐만 아니라 상기 패킹부재 등의 손상이 발생될 수 있는 문제점이 있는 것이다.

또한 선박이나 염분이 많은 장소에 설치되는 밸브의 경우에는 상기 실린더의 하우징이 염분 등에 의해 쉽게 부식될 우려가 있어 장치의 수명이 단축될 수 있는 문제점이 있는 것이다.

국내 공개특허공보(제10-2013-0017062호) 2013. 02. 19.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 간단한 구성에 따른 단열구조에 의해 외기의 온도저하에 상관없이 장치의 작동이 원활하게 이루어질 수 있을 뿐만 아니라 선박이나 염분이 많은 특정한 설치장소에서도 부식 등의 손상을 방지할 수 있도록 된 밸브개폐장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 특징에 따르면, 밸브(10)의 일측에 연결되는 링크체(20)와;

상기 링크체(20)에 연결되어 상기 밸브(10)를 개폐 구동하도록 된 실린더(30)로 이루어진 밸브개폐장치에 있어서;

상기 실린더(30)는 원통형상의 하우징(31)과;

상기 하우징(31)의 내벽면에 밀착된 상태로 직선적으로 왕복운동되는 피스톤헤드(41)와, 이 피스톤헤드(41)의 일면에 연장 형성되는 피스톤축(42)으로 구성된 피스톤(40)을 포함하여 이루어지며;

상기 하우징(31)은 상기 피스톤(40)이 내장되는 내부파이프(32)와;

상기 내부파이프(32)의 양단을 커버하도록 된 제1 및 제2 막음부재(33,34)와;

상기 내부파이프(32)에 비해 상대적으로 큰 직경으로 구비되어 상기 내부파이프(32)와의 사이에 공간이 형성되도록 구비되는 외부파이프(37)와;

상기 내부파이프(32)와 외부파이프(37) 사이에 충전되어 상기 내부파이프(32)를 감싸도록 된 단열재(38)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 밸브개폐장치가 제공된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 제1 및 제2 막음부재(33,34)는 상기 내부파이프(32)의 직경에 비해 상대적으로 큰 단면적으로 형성된 상태에서 볼트축(39)에 의해 상호 조여지도록 결합되되, 상기 볼트축(39)은 다수가 상기 막음부재(33,34)의 둘레에 따라 체결된 상태에서 상기 내부파이프(32)와 외부파이프(37) 사이에 내장되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 밸브개폐장치가 제공된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 외부파이프(37)는 스테인레스 스틸을 포함한 내부식성 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 밸브개폐장치가 제공된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 내부파이프(32)에는 상기 피스톤헤드(41)의 일면을 탄성적으로 지지하도록 된 코일스프링(44)이 내장된 것을 특징으로 하는 밸브개폐장치가 제공된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 링크체(20)는 일정 각도로 절곡된 V자 형태로 이루어지되, 면상에 일직선상으로 연장된 장공(25)이 형성되어 상기 피스톤축(42)이 회동 및 슬라이드 가능하도록 결합되는 장변부(23)와, 상기 장변부(23)에 대해 둔각 형태로 절곡되어 단부에 상기 밸브(10)가 회동 가능하게 결합되는 단변부(24)로 이루어진 제1 링크체(21)와;

상기 제1 링크체(21)의 절곡부분에 일단이 회동 가능하게 결합되도록 일직선상으로 연장된 제2 링크체(22)로 이루어진 것을 특징으로 하는 밸브개폐장치가 제공된다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 피스톤(40)이 내장되는 내부파이프(32)의 외부를 감싸는 단열재(38)와 외부파이프(37)를 포함하여 이루어진 하우징(31)이 구비됨으로써, 단열재(38)와 외부파이프(37)를 포함한 단열구조에 의해 겨울철 등과 같이 외기의 온도가 현저히 낮은 경우에도 상기 내부파이프(32)에 내장된 피스톤(40)을 보호하여 장치의 작동을 원활하게 함과 동시에 손상을 방지할 수 있는 장점이 있다.

또한 본 발명은 하우징(31)의 막음부재(33,34)를 조이도록 결합되는 볼트축(39)이 상기 내부파이프(32)와 외부파이프(37) 사이에 내장되도록 구비됨으로써, 상기 볼트축(39)의 구성이 하우징(31)의 외부에 노출되는 것을 최소화하여 외관이 단순하면서도 컴팩트한 느낌을 제공할 수 있는 장점이 있다.

또한 본 발명은 외부파이프(37)의 구성이 스테인레스 스틸을 포함한 내부식성 재질로 이루어짐으로써, 선박이나 해안가와 같이 염분에 노출되기 쉬운 장소에 설치되는 경우에도 장치의 부식을 최소화할 수 있는 장점이 있다.

또한 본 발명은 상기 내부파이프(32)에 내장된 피스톤(40)의 피스톤헤드(41)를 탄성적으로 지지하도록 된 코일스프링(44)이 구비됨으로써, 에어에 의한 가압동작 이후에 피스톤(40)의 원상복귀와 같은 작동의 일부를 상기 코일스프링(44)에 의해 자체적으로 해결함으로 인해 외부에서 에어와 같은 유체의 공급을 최소화하여 장치에 부가되는 구성 또는 용량을 컴팩트하게 설정할 수 있는 장점이 있다.

또한 본 발명은 둔각 형태로 절곡된 장변부(23)와 단변부(24)가 둔각 형태로 절곡된 제1 링크체(21)와 이 제1 링크체(21)의 절곡부분에 일직선으로 연장된 제2 링크체(22)가 연결됨으로써, 상기 피스톤축(42)의 직선운동을 밸브(10)의 회전운동의 변환하여 밸브(10)의 개폐동작이 이루어짐에 따라 상기 피스톤축(42)의 행정거리를 짧게 형성하면서도 강한 회전력에 의해 밸브(10)를 작동시켜 작동상의 편리함을 제공할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 설치상태를 도시한 사시도
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 구성을 도시한 단면도
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 구성을 도시한 분해 사시도
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 다른 구성을 도시한 작동 상태도

상술한 본 발명의 목적, 특징들 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하, 첨부된 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예를 도시한 것이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실린더(30)는 밸브(10)를 개폐하기 위한 것으로, 밸브바디(11)에 구비된 스템(12)에 연결되어 상기 스템(12)과 그에 연결된 밸브체(13)를 회전 구동하여 유로를 개폐하게 된다.

바람직하게는 본 발명의 실린더(30)는 상기 밸브바디(11)의 대향된 양측에 위치되어 구동 또는 종동되는 한 쌍으로 구비되고, 상기 각 실린더(30)는 하우징(31)에 내장되는 피스톤축(42)이 상기 스템(12)에 연결되도록 돌출 형성되며, 상기 스템(12)에는 편심된 위치에 상기 피스톤축(42)에 연결되도록 회동 가능한 링크체(20)가 결합된 것이다.

이러한 구성에 의해 상기 피스톤축(42)이 직선적으로 왕복운동함에 따라 상기 스템(12)이 좌우로 회전되어 밸브체의 개폐가 이루어지게 되는데, 이러한 본 발명의 세부적인 구성을 도 2와 도 3을 더하여 설명하면 다음과 같다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 하우징(31)은 원통형상으로 된 내부파이프(32)와, 이 내부파이프(32)의 양단부에 결합되는 제1 및 제2 막음부재(33,34)에 의해 커버되는데, 상기 각 막음부재(33,34)는 상기 내부파이프(32)의 직경에 비해 상대적으로 큰 직경으로 된 원판형태로 구비되어 상기 내부파이프(32)의 단면을 지지하게 되고, 일면에는 상기 내부파이프(32)의 각 단부에 삽입되도록 상기 내부파이프(32)의 내경에 상응하는 삽입돌기(35)가 형성되며, 상기 삽입돌기(35)에는 기밀을 유지하기 위한 오링(36)이 개재되게 된다.

또한 상기 내부파이프(32)의 외부에는 상대적으로 큰 직경으로 된 외부파이프(37)가 구비되어 상기 내부파이프(32)와의 사이에 공간을 형성하도록 구비되고, 상기 공간에는 스티로폼과 같은 단열재(38)가 충전되어 상기 내부파이프(32)를 감싸도록 구비되는데, 상기 외부파이프(37)는 대략적으로 상기 막음부재(33,34)에 대응되는 직경으로 형성되어 양단부가 상기 막음부재(33,34)의 측면에 용접 등에 의해 결합되며, 바람직하게는 상기 외부파이프(37)는 염분 등에 의해 부식을 방지할 수 있도록 스테인레스 스틸을 포함한 내부식성 재질로 이루어지게 된다.

한편, 상기 내부파이프(32)에는 전술된 바와 같이 밸브(10)에 연결되는 피스톤(40)이 내장되는데, 상기 피스톤(40)은 상기 내부파이프(32)의 내면을 따라 왕복운동되는 원형단면의 피스톤헤드(41)와 이 피스톤헤드(41)의 일면 중앙으로부터 일정 길이로 연장 형성된 피스톤축(42)을 포함하고, 상기 피스톤헤드(41)에는 상기 내부파이프(32)의 내면에 기밀을 유지하여 밀착되도록 패킹부재(43)가 구비되어 있다.

이러한 구성에 의해, 도시되지 않은 공급수단에 의해 에어 등의 유체를 공급하여 상기 피스톤헤드(41)를 가압하게 되면, 상기 피스톤헤드(41)가 내부파이프(32)를 내면을 따라 이동되면서 그에 결합된 피스톤축(42)이 밸브(10)를 개폐 가능하게 되는데, 본 발명에서는 전술된 바와 같은 외부파이프(37)와 단열재(38)의 구성에 의해 상기 내부파이프(32)를 감싼 상태로 구비됨에 따라 겨울철과 같이 외기가 현저히 낮은 경우에도 상기 내부파이프(32)의 내부가 외기에 의해 어는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 이로 인해 상기 피스톤헤드(41) 및 그에 결합된 패킹부재(43)가 내부파이프(32)의 내벽면에 얼어붙는 것을 방지하여 장치의 작동불량이나 손상을 예방할 수 있게 된다.

한편 상기 내부파이프(32)에는 상기 피스톤헤드(41)의 일면을 탄성적으로 지지하도록 된 코일스프링(44)이 구비될 수 있는데, 이 코일스프링(44)은 에어에 의해 상기 피스톤헤드(41)를 가압할 때에 상기 피스톤헤드(41)를 반대면에서 지지하여 상기 피스톤헤드(41)를 가압하는 압력이 해제될 때에 상기 피스톤헤드(41)를 포함한 피스톤(40)을 탄성적으로 원상복귀시키도록 된 것으로, 이는 피스톤(40)의 압축과 팽창(신축행정)을 모두 에어 등을 공급하는 수단에 의해 해결하는 것이 아니라 가압(압축)행정은 에어압에 의해 이루어지는 대신에 팽창(압축해제)행정은 코일스프링(44)의 탄성력에 의해 해결하여 유체를 공급하는 수단의 구성 또는 용량 등을 컴팩트하게 할 수 있게 된다.

또한 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제1 및 제2 막음부재(33,34)는 일정 길이로 연장된 다수의 볼트축(39)에 의해 상호 조여짐으로 인해 상기 내부파이프(32)에 고정 설치되는데, 이때에 상기 각 막음부재(33,34)는 상기 내부파이프(32)에 비해 상대적으로 큰 단면적으로 형성됨에 따라 상기 볼트축(39)을 상기 각 막음부재(33,34)의 둘레를 따라 체결하여 상기 내부파이프(32)와 외부파이프(37) 사이에 위치시킬 수 있으며, 이에 의해 상기 볼트축(39)이 상기 외부파이프(37)에 의해 은폐된 상태로 구비되어 외부로 노출되는 것을 최소화함에 따라 외관상 깔끔하면서도 염분 등에 노출되지 않아 부식을 방지할 수도 있게 된다.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 링크체(20)는 상기 실린더(30)의 피스톤축(42)과 밸브(10)의 스템(12) 사이에 연결되어 상기 피스톤축(42)의 직선왕복운동을 스템(12)의 회전운동으로 변환시켜 상기 밸브체(13)의 개폐작동이 이루어지도록 연결된 것으로, 상기 피스톤축(42)과 스템(12)이 연결되는 제1 링크체(21)와 이 제1 링크체(21)의 일측에 연결된 제2 링크체(22)로 이루어진 것이다.

보다 상세하게는, 상기 제1 링크체(21)는 둔각 형태로 절곡된 장변부(23)와 단변부(24)로 이루어지는데, 상기 장변부(23)에는 면상에 일정 길이로 연장된 장공(25)이 형성되고, 상기 장공(25)에는 상기 피스톤축(42)이 회동 가능하게 힌지결합된 상태로 슬라이드되도록 결합되고, 상기 단변부(24)의 단부에는 상기 스템(12)의 일측으로 돌출된 링크브라켓(14)이 회동 가능하게 결합되게 된다.

또한 상기 제2 링크체(22)는 상기 제1 링크체(21)의 절곡부분에 일단이 회동 가능하게 힌지결합되고, 타단이 도시되지 않은 밸브(10)의 일측에 회동 가능하게 결합되는데, 상기 제2 링크체(22)는 일직선상으로 연장되어 대략적으로 상기 제1 링크체(21)의 장변부(23)에 비해서는 짧고 상기 단변부(24)에 비해서는 긴 정도의 길이로 구비되어 있다.

이와 같은 링크체(20)의 구성에 따르면, 상기 피스톤축(42)의 작동이 정지된 상태에서 상기 밸브(10)의 스템(12)에 형성된 링크브라켓(14)의 위치를 작동의 기준점으로 가정하여 링크체(20)의 작동을 설명하면 다음과 같다.

상기 링크브라켓(14)의 회전각도가 0도인 기준점의 위치(밸브체(13)가 개방 또는 폐쇄된 상태)에서는 상기 제1 링크체(21)의 장변부(23)가 스템(12)의 중심에 대해 사선으로 위치된 상태에서 상기 장공(25)의 상단측에 상기 피스톤축(42)이 위치된 상태가 되고, 상기 제2 링크체(22)는 대략적으로 상기 단변부(24)의 연장선에 유사하게 위치되어 상기 장변부(23)와는 반대방향으로 사선으로 위치되게 된다.

이 상태에서 상기 피스톤축(42)이 직선방향으로 작동되면 상기 제1 링크체(21)의 장변부(23)가 장공(25)에 의해 슬라이드되면서 상기 피스톤축(42)의 작동방향으로 기립되고, 이에 의해 상기 단변부(24)에 연결된 링크브라켓(14) 및 스템(12)이 일정 각도로 회동되게 되며, 스템(12)이 대략 3O도 정도로 회전된 위치에서는 상기 장변부(23)와 링크브라켓(14)의 각도가 거의 나란하게 위치되고, 상기 피스톤축(42)이 장공(25)의 하단측에 위치되며, 상기 제2 링크체(22)는 상기 단변부(24)의 연장선에서 장변부(23)의 연장선 측으로 이동된 상태가 된다.

또한 상기 피스톤축(42)의 작동이 지속되어 상기 스템(12)의 회전각도가 대략 45~50도 정도 일때에는 상기 피스톤축(42)과 장변부(23)가 거의 직교하도록 위치되고, 상기 스템(12)의 회전각도가 60도 정도 일때에는 상기 장변부(23)와 제2 링크체(22)가 거의 일직선상으로 위치됨과 동시에 상기 단변부(24)와 링크브라켓(14)이 거의 일직선상으로 위치되는데, 이러한 위치에서는 이전의 각도위치에 비해 상기 스템(12)의 움직임이 상대적으로 둔화되면서 회전속도나 각도의 조절이 미세하게 이루어지게 된다.

또한 이후에는 상기 피스톤축(42)의 작동방향에 대해 동일한 방향으로 상기 제2 링크체(22)가 작동되면서 상기 링크브라켓(14) 및 스템(12)의 회전운동에 가속하는 데에 도움을 주게 되며, 최종적으로 상기 스템(12)이 90도 정도 회전된 위치에서 장치의 작동이 정지되게 된다.

이러한 링크체(20)에 따르면, V자 형태로 절곡된 제1 링크체(21)와 일자형의 제2 링크체(22)의 조합에 의해 피스톤축(42)의 직선운동을 스템(12)의 회전운동으로 용이하게 전달하여 회전각도의 위치에 무관하게 장치의 작동이 원활할 뿐만 아니라 상기 피스톤축(42)의 행정거리을 최소화하면서도 각 링크체(21,22)에 의해 강한 회전력를 발휘하는 장치를 구현할 수 있게 된다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.

Claims (5)

1. 밸브(10)의 일측에 연결되는 링크체(20)와;
   상기 링크체(20)에 연결되어 상기 밸브(10)를 개폐 구동하도록 된 실린더(30)로 이루어진 밸브개폐장치에 있어서;
   상기 실린더(30)는 원통형상의 하우징(31)과;
   상기 하우징(31)의 내벽면에 밀착된 상태로 직선적으로 왕복운동되는 피스톤헤드(41)와, 이 피스톤헤드(41)의 일면에 연장 형성되는 피스톤축(42)으로 구성된 피스톤(40)을 포함하여 이루어지고;
   상기 하우징(31)은 상기 피스톤(40)이 내장되는 내부파이프(32)와;
   상기 내부파이프(32)의 양단을 커버하도록 된 제1 및 제2 막음부재(33,34)와;
   상기 내부파이프(32)에 비해 상대적으로 큰 직경으로 구비되어 상기 내부파이프(32)와의 사이에 공간이 형성되도록 구비되는 외부파이프(37)와;
   상기 내부파이프(32)와 외부파이프(37) 사이에 충전되어 상기 내부파이프(32)를 감싸도록 된 단열재(38)를 포함하여 이루어지며;
   상기 링크체(20)는 일정 각도로 절곡된 V자 형태로 이루어지되, 면상에 일직선상으로 연장된 장공(25)이 형성되어 상기 피스톤축(42)이 회동 및 슬라이드 가능하도록 결합되는 장변부(23)와, 상기 장변부(23)에 대해 둔각 형태로 절곡되어 단부에 상기 밸브(10)가 회동 가능하게 결합되는 단변부(24)로 이루어진 제1 링크체(21)와;
   상기 제1 링크체(21)의 절곡부분에 일단이 회동 가능하게 결합되도록 일직선상으로 연장된 제2 링크체(22)로 이루어진 것을 특징으로 하는 밸브개폐장치.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 막음부재(33,34)는 상기 내부파이프(32)의 직경에 비해 상대적으로 큰 단면적으로 형성된 상태에서 볼트축(39)에 의해 상호 조여지도록 결합되되, 상기 볼트축(39)은 다수가 상기 막음부재(33,34)의 둘레에 따라 체결된 상태에서 상기 내부파이프(32)와 외부파이프(37) 사이에 내장되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 밸브개폐장치.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 외부파이프(37)는 스테인레스 스틸을 포함한 내부식성 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 밸브개폐장치.
   
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 내부파이프(32)에는 상기 피스톤헤드(41)의 일면을 탄성적으로 지지하도록 된 코일스프링(44)이 내장된 것을 특징으로 하는 밸브개폐장치.
   
5. 삭제

Images