KR101645965B1 - 방폭형 피스톤 타입 고압 밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 에어 압력을 동력원으로 사용토록 하여 비교적 저렴하면서도 방폭 기능을 구현할 수 있으며, 더불어 동일한 크기에도 2배 이상의 동력을 발생시킬 수 있도록 한 방폭형 피스톤 타입 고압밸브를 제공한다.
이를 구현하기 위한 본 발명은 유로가 형성된 밸브바디와, 상기 밸브바디의 유로에 설치된 피스톤로드를 전, 후 이동시켜 유로를 개방시키는 구동부로 구성한 방폭형 피스톤 타입 고압밸브에 있어서, 상기 구동부는 내부에는 격판을 사이에 두고 제 1, 2챔버가 각각 구획 형성된 실린더, 상기 실린더의 제 1, 2챔버에 각각 설치되며 상기 제 1, 2챔버로 공급되는 에어의 압력에 따라 전, 후 왕복 이동하는 제 1, 2피스톤 및 상기 제 1, 2피스톤을 관통한 상태로 설치되며 상기 피스톤로드와 조인트로 연결 구성되어 상기 제 1, 2피스톤의 동작으로 상기 피스톤로드를 전, 후 왕복 이동시키는 샤프트로 구성한 것을 기술적 요지로 한다.

Description

방폭형 피스톤 타입 고압 밸브{High pressure valve for piston type}

본 발명은 방폭형 피스톤 타입 고압 밸브에 관련되는 것으로서, 더욱 상세하게는 더블 엑츄에이터 방식으로 실린더 내부 챔버를 2개의 제 1, 2챔버로 구획한 상태에서 각 챔버로 에어를 공급하여 각 챔버에 설치된 피스톤의 구동에 따라 밸브의 유로를 개폐시키는 피스톤로드의 힘을 배가시킬 수 있도록 하여 단일 엑츄에이터 방식에 비해 크기는 같으면서도 2배의 동력 증대 효과를 기대할 수 있도록 한 방폭형 피스톤 타입 고압 밸브에 관한 것이다.

일반적으로 솔비톨이란 백색의 분말로 청량한 단맛이 있으며, 일반적으로 약 70%의 수용액으로서 시판되고 있다. 솔비톨은 분자량이 182.18이며 포도당을 고압첨가, 환원시켜 얻어진다. 6개의 수산기(-OH)를 가진 당알코올로서 D-sorbitol 또는 D-glucitol이라고도 불리어지는데, 자연계에 광범위하게 존재하며 특히 과실류(1∼2%), 해조류(13%)에 다량 함유되어 있다. 솔비톨은 프랑스의 화학자 Jean-Baptiste Boussingault가 1872년 산딸기, 마가목의 열매로부터 추출하여 결정을 얻은 것이 최초이고, 그 어원은 마가목의 Sorbus Aucuparia에서 유래 되었다. 백색 무취의 투명한 용액으로서 청량감과 감미도가 있고 순수한 솔비톨은 물에 매우 잘 용해되고 온도가 올라감에 따라 증가한다. 또 솔비톨은 수분을 강하게 흡수하는 성질이 있으므로 습윤조정제 또는 보습제 이외에 가소제, 유연제 그리고 광택제로서도 작용하며 타첨가물보다 흡습속도가 느려 제품에 대해 비교적 수분의 흡수와 발산에 큰 영향을 주지 않아 제품의 신선도와 유연성을 유지하고, 건조, 균열, 중량손실을 방지하여 품질 및 저장성을 향상시켜 준다. 그외 단백질 변성방지 효과(protein protection effect), 킬레이트 효과(chelate effect), 효소와 곰팡이의 성장에 대한 세균발육 저지력을 가지고 있어 세균발육 저지력은 다른 분야의 용도에 사용될 수 있다. 그러나 솔비톨은 sorbic acid처럼 방부력은 갖지 않는다.

한편, 이러한 솔비톨은 통상 포도당을 고압의 펌프를 이용하여 반응조로 공급한 후, 환원시켜 제작되는 데, 이때 포도당을 반응조로 공급할 때, 다량의 수소가 함께 사용되어 진다.

이때 고압으로 공급되는 포도당과 수소를 반응조로 공급시키는 수단으로는 방폭형 고압밸브를 예로 들 수 있다.

상기 방폭형 고압밸브는 수소 등 화기위험 물질을 다루는 생산 공정 등에 사용되는 것으로서 모터를 이용한 엑츄에이터 방식으로 위험 방지를 위해 방폭으로 제작할 경우 가격이 비싸며 내부 부품이 파손 또는 마모될 경우 교체가 되지 않거나 교체 비용이 높은 문제점과 함께 구동원인 모터의 경우 전기를 에너지원으로 사용함에 따라 사용과정에서 정전기 등의 쇼트가 발생할 경우 폭발 위험이 현저히 증가하는 문제점이 있다.

특히 종래 방폭형 고압밸브는 제한된 공간에 설치되는 특성상 필요에 따라 유로를 개폐시키는 모더의 동력을 증가시키기 위해서는 크기가 큰 대용량의 모터로 교체해야 하는 데, 이때 대용량의 모터가 장착되기 위한 공간이 부족하여 동력을 증가시키는 데 제한을 받는 문제점이 있다.

아울러 정전 등 전기를 사용할 수 없을 경우에는 모터의 구동이 정지되어 고압밸브를 사용할 수 없는 문제점이 있다.

문헌 1: 대한민국 특허청 공개특허공보 공개번호 제 10-2014-0048569 호

따라서, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 에어 압력을 동력원으로 사용토록 하여 비교적 저렴하면서도 방폭 기능을 구현할 수 있도록 한 방폭형 피스톤 타입 고압밸브를 제공함에 있다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 더블 엑츄에이터 방식으로 실린더 내부에 챔버를 2개로 구획하고, 각 챔버에 설치된 피스톤을 에어 압력으로 동시 구동시켜 밸브의 유로를 개폐시키는 피스톤로드의 힘을 배가시킬 수 있도록 하여 단일 엑츄에이터 방식에 비해 크기는 같으면서도 2배의 동력 증대 효과를 기대할 수 있도록 한 방폭형 피스톤 타입 고압 밸브를 제공함에 있다.

본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 수동조작 기능을 통해 정전 등의 유사시에 밸브를 수동으로 개방시킬 수 있도록 한 방폭형 피스톤 타입 고압 밸브를 제공함에 있다.

본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 각 구성품들의 분해 조립이 간편하게 구성되어 소모품의 교체를 간편하게 수행할 수 있도록 한 방폭형 피스톤 타입 고압 밸브를 제공함에 있다.

상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 유로가 형성된 밸브바디와, 상기 밸브바디의 유로에 설치된 피스톤로드를 전, 후 이동시켜 유로를 개방시키는 구동부로 구성한 방폭형 피스톤 타입 고압밸브에 있어서, 상기 구동부는 내부에는 격판을 사이에 두고 제 1, 2챔버가 각각 구획 형성된 실린더, 상기 실린더의 제 1, 2챔버에 각각 설치되며 상기 제 1, 2챔버로 공급되는 에어의 압력에 따라 전, 후 왕복 이동하는 제 1, 2피스톤 및 상기 제 1, 2피스톤을 관통한 상태로 설치되며 상기 피스톤로드와 조인트로 연결 구성되어 상기 제 1, 2피스톤의 동작으로 상기 피스톤로드를 전, 후 왕복 이동시키는 샤프트로 구성함을 특징으로 한다.

제 1항에 있어서, 상기 실린더의 후방에는 중앙으로 구멍이 관통 형성된 가이드대, 상기 가이드대의 구멍에 나사식으로 체결되며 끝단에 설치된 핸들의 동작으로 정, 역 회전하는 과정에서 상기 구멍의 나사산을 타고 전, 후 이동하며 상기 제 1챔버의 내부에 위치하는 상기 샤프트의 끝단을 밀어 전진 이동시키는 리드스크류로 구성한 수동조작수단이 더 설치되도록 구성함이 바람직하다.

상기 밸브바디의 일측에는 상기 유로와 연결하여 통하는 유입구가 형성된 유입조인트슬리브가 나사식으로 체결되도록 구성함이 바람직하다.

상기 밸브바디의 유로와 상기 유입조인트슬리브 사이에는 중앙으로 상기 유로와 상기 유입조인트슬리브의 유입구를 서로 연결하는 연결구멍이 형성된 디스크가 삽입되며, 상기 디스크의 연결구멍으로 상기 피스톤로드가 끼워지며 상기 밸브바디의 유로를 개방 및 폐쇄 동작시키도록 구성함이 바람직하다.

본 발명은 다음과 같은 많은 작용 효과를 구현한다.

첫 번째로, 에어 압력을 동력원으로 사용토록 함으로서 전기 사용에 따른 스파크가 발생하지 않아 별도의 방폭 구조를 채택하지 않더라도 비교적 저렴하면서도 방폭 기능을 구현할 수 있는 효과를 가진다.

두 번째로, 더블 엑츄에이터 방식으로 실린더 내부에 복수개의 챔버를 구획한 상태에서 각 챔버에 피스톤을 각각 설치하여 구동시 상기 두 개의 피스톤이 동시 동작하며 피스톤로드를 이동시키도록 함으로서 단일 엑츄에이터 방식에 비해 크기는 같으면서도 2배의 동력 증대 효과를 기대할 수 있는 효과를 가진다.

세 번째로, 수동조작 기능을 통해 정전 등의 유사시에 밸브를 수동으로 폐쇄시킬 수 있는 효과를 가진다.

네 번째로, 각 구성품들의 분해 조립이 간편하게 구성되어 소모품의 교체를 일반인들도 간편하게 수행할 수 있는 효과를 가진다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 방폭형 피스톤 타입 고압밸브가 설치된 일 예를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 방폭형 피스톤 타입 고압밸브의 구성을 도시한 도면.
도 3은 도 2에서 도시하고 있는 방폭형 피스톤 타입 고압밸브의 동작상태를 도시한 도면.
도 4는 도 2에서 도시하고 있는 수동조작수단의 동작상태를 도시한 도면.

이하 본 발명의 바람직한 일 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.

첨부된 도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 방폭형 피스톤 타입 고압밸브가 설치된 일 예를 도시한 도면이다.

도 1에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명의 방폭형 피스톤 타입 고압밸브(100)는 솔비톨을 생산하는 산업시설에 사용되는 밸브를 대표하여 기술할 것이며, 구체적으로는 하나의 반응조에 2개의 방폭형 피스톤 타입 고압밸브를 설치하고, 상기 방폭형 피스톤 타입 고압밸브에는 다시 펌프의 구동으로 강제 펌핑되어 지는 포도당이 강제 공급되는 데 이 과정에서 화기 위험이 있는 다량의 수소가 함께 사용되어 진다.

상기 펌프의 구동으로 강제 공급된 포도당은 에어의 압력으로 동작하는 본 발명의 방폭형 피스톤 타입 고압밸브의 개방 동작에 따라 반응조로 공급된 후, 공급된 포도당을 고압첨가, 환원시켜 솔비톨을 생산하게 된다.

이하에서는 위에서 언급한 방폭형 피스톤 타입 고압밸브의 상세 구조에 대하여 첨부된 도면들을 참조하여 기술하기로 한다.

첨부된 도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 방폭형 피스톤 타입 고압밸브의 구성을 도시한 도면이다.

도 2에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명의 방폭형 피스톤 타입 고압밸브(100)는 크게 밸브부(10)와 구동부(30)로 나뉘어 구성한다.

상기 밸브부(10)는 내부에 유로(12)가 형성된 밸브바디(11), 상기 밸브바디(11)의 일측에 나사(14a)식으로 분해 가능하게 체결되며 내부에는 상기 유로(12)와 연결하여 통하는 유입구(16)가 형성되어 펌프(70)의 구동으로 강제 펌핑된 포도당을 상기 밸브바디(11)의 유로(12)로 유입시키는 유입조인트슬리브(14), 상기 밸브바디(11)의 상면에 나사식으로 분해 가능하게 체결되며 내부에는 상기 유로(12)와 연결하여 통하며 상기 유로(12)로 유입된 포도당을 반응조(80)로 배출시키는 배출구(20)가 형성된 배출조인트슬리브(18), 상기 밸브바디(11)의 유로(12)와 상기 유입조인트슬리브(14)의 유입구(16) 사이에 조립되며 중앙으로는 상기 유로(12)와 상기 유입구(16)를 서로 연결하는 연결구멍(24)이 관통 형성된 디스크(22) 및 상기 밸브바디(11)의 유로(12)를 수평으로 관통한 상태로 설치되며 상기 구동부(30)의 구동에 따라 전, 후 왕복 이동하며 상기 디스크(22)의 연결구멍(24)을 개폐시켜 포도당의 유입을 제어하는 피스톤로드(26)를 포함하여 구성한다.

이때 상기 유입조인트슬리브(14)를 상기 밸브바디(11)의 일측에 나사(14a)식으로 체결 구성한 것은 사용과정에서 밸브바디(11)의 내부 구성품, 예를 들어 디스크(22)나 피스톤로드(26) 등을 새것으로 교체하고자 할 때, 상기 유입조인트슬리브(14)를 밸브바디(11)에서 분해하여 디스크(22) 및 피스톤로드(26)를 일반인들도 손 쉽게 교체할 수 있도록 하기 위함이다.

상기 구동부(30)는 상기 밸브부(10)의 후방에 설치되며 외부에서 공급되는 에어 압력을 동력원으로 하여 상기 밸브부의 유로에 삽입되어 있는 피스톤로드를 전, 후 왕복 이동시키는 수단이다.

상기 구동부(30)는 내부에는 격판(38)을 사이에 두고 제 1, 2챔버(34, 36)가 각각 구획 형성된 실린더(32), 상기 실린더(32)의 제 1, 2챔버(34, 36)에 각각 설치되며 상기 제 1, 2챔버(34, 36)로 공급되는 에어의 압력에 따라 전, 후 왕복 이동하는 제 1, 2피스톤(40, 42), 상기 제 1, 2피스톤(40, 42)을 관통한 상태로 설치되며 전술한 밸브부(10)의 피스톤로드(26)와 조인트(28)로 연결 구성되어 상기 제 1, 2피스톤(40, 42)의 동작으로 상기 피스톤로드(26)를 전, 후 왕복 이동시키는 샤프트(44)를 포함하여 구성한다.

상기 제 1, 2챔버(34, 36)가 형성된 실린더(32)의 외경에는 복수개의 제 1에어주입포트(46a, 46b)가 각각 설치된다. 상기 제 1에어주입포트(46a, 46b)는 상기 제 1, 2챔버(343, 36)에 각각 연결 설치되어 외부에서 공급되는 고압의 에어를 상기 제 1, 2챔버(34, 36)로 각각 동시 공급하여 제 1, 2피스톤(40, 42)을 전진 이동시키게 된다.

또한 상기 제 1, 2챔버(34, 36)가 형성된 실리더(32)의 외경에는 복수개의 제 2에어주입포트(48a, 48b)가 각각 설치된다. 상기 제 2에어주입포트(48a, 48b)는 상기 제 1, 2챔버(34, 36)에 각각 연결 설치되어 외부에서 공급되는 고압의 에어를 상기 제 1, 2챔버(34, 36)로 각각 동시 공급하여 전술한 제 1에어주입포트(46a, 46b)에서 공급되는 에어의 압력으로 전진 이동 동작한 상기 제 1, 2피스톤(40, 42)을 후진 이동시키게 된다.

즉, 본 발명은 밸브부(10)의 피스톤로드(26)를 동작시키기 위해 종래와 같이 전기를 이용한 모터가 아닌 에어 압력을 이용한 실린더 방식을 채택함으로서 별도의 방폭 기능을 구비할 필요없이 비교적 저렴하면서도 안전하게 방폭 기능을 구현할 수 있다.

특히, 본 발명은 더블 엑츄에이터 방식으로 실린더 내부를 두 개의 제 1, 2챔버(34, 36)로 각각 개별적으로 구비하고, 상기 제 1, 2챔버(34, 36)에는 다시 별도의 제 1, 2피스톤(40, 42)을 설치하여 상기 제 1, 2챔버(34, 36)로 에어를 각각 공급하면 두 개의 챔버에 설치되어 있는 제 1, 2피스톤(40, 42)이 동시 동작하며 피스톤로드(26)를 전, 후 이동시키도록 함으로서 단일 챔버 방식의 실린더에 비해 크기는 같으면서 2배의 동력 증대 효과를 기대할 수 있게 된다.

한편, 상기 실린더(32)의 후방에는 정전 등의 비상시 에어를 발생시키는 에어컴프레셔로 전원을 공급할 수 없을 때, 상기 샤프트(44)를 수동으로 전진 이동시켜 밸브바디(11)의 유로를 수동으로 폐쇄시킬 수 있도록 하는 수동조작수단(50)이 더 설치된다.

상기 수동조작수단(50)은 상기 실린더(32)의 후방에 설치되며 중앙에는 구멍(54)이 관통 형성된 가이드대(52), 상기 가이드대(52)의 구멍(54)에 나사식으로 체결된 상태로 설치되며 선단은 상기 실린더(32)의 내부 제 1챔버(34)에 위치하고 그 끝단은 핸들(58)이 장착되어, 상기 핸들(58)의 정, 역 회전 동작에 따라 상기 가이드대(52)의 구멍(54) 내주면에 형성된 나사산(54a)을 타고 전진 이동하며 상기 제 1챔버(34)에 위치하고 있는 샤프트(44)의 끝단을 밀어 상기 샤프트(44)를 전진 이동시키는 리드스크류(56)를 포함하여 구성한다.

상기한 수동조작수단(50)은 정전 등의 비상시 전기를 사용할 수 없을 때, 도 4에서와 같이 밸브바디(11)의 유로(12)를 개방시켜야 할 경우, 핸들(58)을 잡고 일방향으로 회전시키게 되면 리드스크류(56)는 회전과정에서 가이드대(52)의 구멍(54)에 형성된 나사산(54a)을 타고 전진 이동하며 상기 제 1챔버(34)에 위치하고 있는 샤프트(44)의 끝단을 밀어 상기 샤프트(44)와 조인트(28)로 연결 구성되어 있는 피스톤로드(8)를 전진 이동시켜 밸브바디(11) 내부의 유로(12)를 폐쇄시키게 되는 것이다.

이하, 본 발명에 따른 방폭형 피스톤 타입 고압 밸브의 동작을 첨부된 도 1 내지 도 4를 참조하여 기술하기로 한다.

먼저, 구동부(30)를 구동시켜 밸브부(10)를 구성하는 밸브바디(11)의 유로(12)를 개방시키고자 할 때에는 제 2에어주입포트(48a, 48b)를 통해 실린더(32)의 제 1, 2챔버(34, 36)로 에어를 공급하게 되면 상기 제 1, 2챔버(34, 36)에 설치되어 있는 제 1, 2피스톤(40, 42)은 상기 에어의 압력으로 각각 동시에 후진하며 샤프트(44)를 후진 이동시키게 되며, 이와 동시에 상기 샤프트(44)와 조인트(28)로 연결 구성되어 있는 피스톤로드(26)는 밸브바디(11)의 유로(12)와 유입조인트슬리브(14)의 유입구(16) 사이에 설치되어 있는 디스크(22)의 연결구멍(24)을 폐쇄시킨 상태에서 상기 샤프트(44)의 당김력으로 후진 이동하며 상기 디스크(22)의 연결구멍을 개방시켜 유입조인트슬리브(14)의 유입구(16)를 통해 포도당을 밸브바디(11)의 유로(12)로 유입시키게 되고, 이와 동시에 배출조인트슬리브(18)의 배출구(20)를 통해 반응조(80)로 배출되어 진다.

한편, 사용과정에서 정전 등의 비상시 밸브(100)를 폐쇄시켜야 할 경우에는 수동조작수단(50)인 핸들(58)을 잡고 일방향으로 회전시키게 되면 리드스크류(56)는 회전과정에서 가이드대(52)의 구멍(54)에 형성된 나사산을 타고 전진 이동하며 상기 제 1챔버(34)에 위치하고 있는 샤프트(44)의 끝단을 밀어 상기 샤프트(44)와 조인트(28)로 연결 구성되어 있는 피스톤로드(26)를 전진 이동시키게 되고, 이에 따라 피스톤로드(26)는 디스크(22)의 연결구멍(24)을 수동으로 폐쇄시킬 수 있게 된다.

10: 밸브부 11: 밸브바디
12: 유로 14: 유입조인트슬리브
16: 유입구 18: 배출조인트슬리브
20: 배출구 22: 디스크
24: 연결구멍 26: 피스톤로드
30: 구동부 32: 실린더
34: 제 1챔버 36: 제 2챔버
38: 격판 40: 제 1피스톤
42: 제 2피스톤 44: 샤프트
46a, 46b: 제 1에어주입포트 48a, 48b: 제 2에어주입포트
50: 수동조작수단 52: 가이드대
56: 리드스크류 70: 펌프
80: 반응조 100: 방폭형 피스톤 타입 고압 밸브

Claims (4)

1. 삭제
2. 유로(12)가 형성된 밸브바디(11)와, 상기 밸브바디(11)의 유로(12)에 설치된 피스톤로드(26)를 전, 후 이동시켜 유로(12)를 개방시키는 구동부(30)로 구성한 방폭형 피스톤 타입 고압밸브에 있어서,
   상기 구동부(30)는;
   내부에는 격판(38)을 사이에 두고 제 1, 2챔버(34, 36)가 각각 구획 형성된 실린더(32);
   상기 실린더(32)의 제 1, 2챔버(34, 36)에 각각 설치되며 상기 제 1, 2챔버(34, 36)로 공급되는 에어의 압력에 따라 전, 후 왕복 이동하는 제 1, 2피스톤(40, 42) 및 ;
   상기 제 1, 2피스톤(42, 44)을 관통한 상태로 설치되며 상기 피스톤로드(26)에 연결 구성되어 상기 제 1, 2피스톤(40, 42)의 동작으로 상기 피스톤로드(26)를 전, 후 왕복 이동시키는 샤프트(44);
   상기 구동부(30)의 후방에는;
   상기 실린더(32)의 후방에 설치되며 중앙으로 구멍(54)이 관통 형성된 가이드대(52);
   상기 가이드대(52)의 구멍(54)에 나사식으로 체결되며 끝단에 설치된 핸들(58)의 동작으로 정, 역 회전하는 과정에서 상기 구멍(54)의 나사산(54a)을 타고 전, 후 이동하며 상기 샤프트(44)를 밀어 전진 이동시키는 리드스크류(56)로 구성한 수동조작수단(50)이 더 설치됨을 특징으로 하는 방폭형 피스톤 타입 고압밸브.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 밸브바디(11)의 일측에는 상기 유로(12)와 연결하여 통하는 유입구(16)가 형성된 유입조인트슬리브(14)가 나사(14a)식으로 체결됨을 특징으로 하는 방폭형 피스톤 타입 고압밸브.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 밸브바디(11)의 유로(12)와 상기 유입조인트슬리브(14) 사이에는 중앙으로 상기 유로(12)와 상기 유입조인트슬리브(14)의 유입구(16)를 서로 연결하는 연결구멍(24)이 형성된 디스크(22)가 삽입되며, 상기 디스크(22)의 연결구멍(24)으로 상기 피스톤로드(26)가 끼워지며 상기 밸브바디(11)의 유로(12)를 개방 및 폐쇄 동작시키게 됨을 특징으로 하는 방폭형 피스톤 타입 고압밸브.
   

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