KR101705081B1

KR101705081B1 - 고압유체용 서지릴리프밸브

Info

Publication number: KR101705081B1
Application number: KR1020150121496A
Authority: KR
Inventors: 김영만; 안병훈; 진성운
Original assignee: 주식회사 프로세이브
Priority date: 2015-08-28
Filing date: 2015-08-28
Publication date: 2017-02-09

Abstract

본 발명의 목적은 오일 수송용 파이프라인에 설치되어 고압의 오일유동을 차단하거나 오일의 서지충격을 해소하도록 작동하기에 적합한 구조의 고압유체용 서지릴리프밸브를 제공하는 것이다. 이에 따라 본 발명에 따른 고압유체용 서지릴리프밸브는, 오일이 유입되는 유입구가 일측에 설치되고 내부공간을 통과한 오일이 유출되는 유출구가 타측에 설치된 밸브몸체과, 상기 밸브몸체 내부공간의 중심부에 위치하고 상기 밸브몸체에 복수의 제1브릿지에 의해 고정되며 상기 유입구를 향해 개방된 오목한 작동공간을 가지는 작동실린더바디와, 상기 작동공간에 삽입되는 환형의 드럼부와 상기 드럼부의 선단에 형성된 밀폐디스크부를 포함하여 상기 유입구를 폐쇄 및 개방시키기 위해 상기 유입구를 향해 전후진하는 밀폐작동부재와, 상기 유입구를 둘러싸도록 상기 밸브몸체의 내면에 배치된 외곽링부를 가지고 상기 밀폐디스크부의 둘레부분이 상기 외곽링부에 밀착함에 의해 상기 유입구를 폐쇄시키게 되는 밸브시트를 포함하되, 상기 작동공간에 압력가스가 출입할 수 있도록 상기 제1브릿지의 내에 형성되어 상기 작동공간에 연통되는 제1가스출입로를 더 포함함으로써, 상기 제1가스출입로를 통해 상기 작동공간에 유입된 압력가스가 상기 밀폐작동부재를 전진시켜 상기 유입구를 폐쇄하고, 상기 제1가스출입로를 통해 압력가스가 배출되어 상기 밀폐작동부재가 후진할 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

고압유체용 서지릴리프밸브{Surge Relief Valve for High Pressure Fluid}

본 발명은 고압유체용 서지릴리프밸브에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 원유 등 오일을 수송하는 파이프라인에 설치되어 파이프라인 내에서 발생하는 서지(Surge)충격을 해소하는 서지릴리프밸브와 관련된 것이다.

원유와 같은 오일수송용 파이프라인 등 고압유체를 수송하는 파이프라인에도 펌프의 작동중단 등의 이상상황에서 서지(Surge)충격이 파이프 내에 전달되어 설비, 부품의 파괴, 변형 등 손상을 가하는 문제가 발생한다.

따라서, 오일수송용 파이프라인에서도 비상시 서지충격(수충격)을 해소할 수 있는 서지릴리프밸브의 설치가 요구된다.

도 1 및 도 2는 종래 서지릴리프밸브의 구성을 도시하고 있다.

도 1은 다이어프램조립체를 이용하는 서지릴리프밸브로서, 메인 관(1)의 압력이 제어반에 설정된 설정압력 이상인 경우, 제어반의 제어에 의해 다이어프램 조립체(3)와 결합된 시트용 플레이트(2)가 상측으로 이동하고, 시트용 플레이트(2)가 관통홀을 개방한다. 이에 따라, 유체가 배출구(4)를 통해 외부로 유출되고, 메인 관(1)의 압력을 낮추어 서지충격을 해소할 수 있다.

도 2의 서지릴리프밸브는, 탄성스프링을 이용하여 서지충격을 해소하는 것으로서, 상측의 탄성스프링(7)로부터 탄성력을 받아 디스크부재(6)가 유입구(5)에 밀폐력을 가하고 있다.

주배관의 수충격이 유입구(5)를 통해 전달되면, 디스크부재(6)는 탄성스프링(7)을 밀어 올려 유입구(5)를 개방한다. 이에 따라, 유체가 배출구(8)를 통해 유출됨으로써 주배관의 수충격이 해소될 수 있다.

전술한 종래의 서지릴리프밸브를 살펴보면, 도 1의 다이어프램 조립체(3)를 이용하는 서지릴리프밸브는, 다이어프램 조립체(3)가 내부에 고무재질의 격막구조를 가지고 있고 비교적 저압에서 작동하는 것이 일반적이므로, 큰 압력에는 파손, 변형 등의 위험이 있는 바, 오일수송용 파이프라인과 같이 고압유체의 수송에 적용하기에 어려움이 있다.

또한, 도 2의 탄성스프링(7)을 이용하는 서지릴리프밸브의 경우에도, 유입구(5)를 막고 있는 디스크부재가 개방되기 위한 탄성스프링(7)의 개폐작동속도가 늦어 순간적인 서지충격의 신속한 해소에는 어려움이 있다.

따라서, 오일수송용 파이프라인과 같이 고압유체의 수송설비에서는 매우 높은 서지충격이 작용하여 장치의 파손이 발생할 우려가 높은 바, 보다 신속한 개폐작동이 가능한 서지릴리프밸브가 필요하다.

본 발명은 상기와 같은 관점에서 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 원유 수송용 파이프라인 등 고압유체의 수송라인에 설치되어 고압에 견딜 수 있는 구조이면서 보다 신속한 개폐작동이 가능한 서지릴리프밸브를 제공하는 것이다.

이에 따라 본 발명에 따른 고압유체용 서지릴리프밸브는, 오일이 유입되는 유입구가 일측에 설치되고 내부공간을 통과한 오일이 유출되는 유출구가 타측에 설치된 밸브몸체과, 상기 밸브몸체 내부공간의 중심부에 위치하고 상기 밸브몸체에 복수의 제1브릿지에 의해 고정되며 상기 유입구를 향해 개방된 오목한 작동공간을 가지는 작동실린더바디와, 상기 작동공간에 삽입되는 환형의 드럼부와 상기 드럼부의 선단에 형성된 밀폐디스크부를 포함하여 상기 유입구를 폐쇄 및 개방시키기 위해 상기 유입구를 향해 전후진하는 밀폐작동부재와, 상기 유입구를 둘러싸도록 상기 밸브몸체의 내면에 배치된 외곽링부를 가지고 상기 밀폐디스크부의 둘레부분이 상기 외곽링부에 밀착함에 의해 상기 유입구를 폐쇄시키게 되는 밸브시트를 포함하되, 상기 작동공간에 압력가스가 출입할 수 있도록 상기 제1브릿지의 내에 형성되어 상기 작동공간에 연통되는 제1가스출입로를 더 포함함으로써, 상기 제1가스출입로를 통해 상기 작동공간에 유입된 압력가스가 상기 밀폐작동부재를 전진시켜 상기 유입구를 폐쇄하고, 상기 제1가스출입로를 통해 압력가스가 배출되어 상기 밀폐작동부재가 후진할 수 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 밀폐작동부재의 중심축을 따라 상기 밀폐작동부재에 형성되는 부분으로서, 상기 밀폐디스크부에서 전방을 향해 돌출된 전방가이드로드와, 상기 드럼부의 내부에서 후방을 향해 돌출되는 후방가이드로드가 설치되고, 상기 밸브시트에 설치되는 것으로서 상기 유입구의 중심부에 배치되고 상기 외곽링부에 복수의 제2브릿지에 의해 고정되며 상기 전방가이드로드가 삽입되어 피스톤운동하는 전방가이드실린더와, 상기 작동실린더바디에 설치되는 것으로서 상기 작동공간의 중심부에 설치되고 상기 후방가이드로드가 삽입되어 피스톤운동하는 후방가이드실린더와, 상기 후방가이드실린더의 내부에 압력가스가 출입할 수 있도록 상기 제1브릿지 내에 형성되어 상기 후방가이드실린더의 내부와 연통되는 제2가스출입로와, 상기 전방가이드실린더의 내부에 압력가스가 출입할 수 있도록 상기 제2브릿지 내에 형성되어 상기 전방가이드실린더의 내부와 연통되는 제3가스출입로가 더 설치된 것을 다른 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 드럼부의 후단에는 상기 드럼부의 둘레를 따라 다수의 돌기가 설치되어 있고, 상기 드럼부의 후단이 부딪히는 상기 작동공간의 내면에는 상기 후방가이드실린더를 중심으로 상기 드럼부의 후단에 대응하는 환형의 탄성부재가 설치되어 드럼부의 충돌을 완충하며, 상기 후방가이드실린더의 내부에는 상기 후방가이드로드를 받쳐 후방으로의 충격을 완충하는 완충스프링이 설치된 것을 또 다른 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 작동공간의 원주면 중 그 내측의 원주면이 상기 유입구 측의 원주면보다 내경이 증가된 확경부가 존재하고, 상기 확경부에 상기 제1가스출입로가 연결되며, 상기 확경부에서 상기 제1가스출입로의 반대측 위치인 확경부의 저면에는 오일배출로가 상기 밸브몸체의 외부와 연통되도록 형성된 것을 또 다른 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 밀폐디스크부가 상기 드럼부의 선단에 일체로 형성된 받침디스크와, 상기 받침디스크에 적층되고 외측둘레가 상기 외곽링부에 밀착하는 패킹부재와, 상기 패킹부재를 고정시키도록 상기 패킹부재에 적층되어 상기 받침디스크에 결합된 패킹고정디스크를 포함하고, 상기 밀폐디스크부의 중심부에 중공부가 형성되어 상기 받침디스크에 고정된 상기 전방가이드로드가 상기 중공부에서 돌출된 상태로 설치되며, 상기 작동실린더바디의 후면에는 상기 작동실린더바디의 후면을 덮는 용기의 형상으로 상기 유출구를 향해 융기된 유동안내부재가 설치된 것을 또 다른 특징으로 한다.

전술한 본 발명에 따른 고압유체용 서지릴리프밸브는, 높은 압력에 의해 이송되는 오일 등 고압유체의 유동을 차단 및 배출할 수 있는 견고한 구조를 가지고, 서지충격을 해소하기 위한 작동이 신속히 이루어질 수 있으므로 오일 등 수송파이프라인 내부의 서지충격을 해소 또는 완화시키는 작용이 효과적이고 안정적으로 이루어진다.

특히, 본 발명의 고압유체용 서지릴리프밸브는 밀폐작동부재가 후방으로 밀려날 때, 서지충격이 큰 힘으로 밀어내게 되므로 밀폐작동부재가 작동공간의 후면에 부딪힐 수 있으나, 환형의 탄성부재가 설치되어 밀폐작동부재의 드럼부의 충돌을 완충하고 있으며, 후방가이드로드를 받치는 완충스프링이 밀폐작동부재가 후퇴하는 동안 저항하여 감속시킴으로써, 밀폐작동부재가 받는 강한 충격을 충분히 완충할 수 있다.

또한, 밀폐작동부재의 후퇴동작시에는 전방가이드로드와 후방가이드로드가 전방가이드실린더 및 후방가이드실린더 내에서 그 운동이 안내받고 있으므로, 정확한 후진작용을 할 수 있다. 이는, 오일 등의 수송압력이 매우 높고, 분기파이프라인으로 유동하는 유체에 난류 또는 와류가 발생하거나 제2브릿지를 지나면서 난류 또는 와류가 발생하여 밀폐작동부재에 진동 또는 편향력을 발생시킬 수 있는 바, 그러한 진동 또는 편향력의 발생에 대하여 밀폐작동부재의 정확한 운동을 가이드하고 각 구성의 손상을 방지할 수 있는 점에서 현저한 효과를 발휘한다.

또한, 작동실린더바디의 후면을 덮는 용기의 형상으로 유출구를 향해 융기된 유동안내부재가 제1브릿지 주위로 유동하여, 유출구로 유동하는 오일 등의 와류의 생성을 억제한다. 이에 따라, 강한 유동진동에 의해 밸브의 내구성 저하를 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 유체압력 또는 서치충격을 받는 방향과 작동실린더바디가 개폐하는 방향이 동일하게 설치된 구조이므로 그 방향들이 서로 어긋나거나 직교하는 구조에 비하여 고속응답이 가능하고, 다이아프램 방식과 같은 종래의 밸브와 비교하여 고압에 적합하다.

도 1은 종래 다이아프램을 이용한 서지릴리프밸브의 구성을 도시하는 단면구성도
도 2는 종래 스프링의 탄성력을 이용하는 서지릴리프밸브의 구성을 도시하는 단면구성도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 서지릴리프밸브가 포함된 오일수송파이프라인의 서치방지시스템
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 서지릴리프밸브의 외관사시도
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 서지릴리프밸브의 단면구성도
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 서지릴리프밸브에서 밸브몸체의 단면구성도
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 서지릴리프밸브에서 밀폐작동부재와 작동공간 내의 탄성부재의 구성을 도시하는 사시도
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 서지릴리프밸브에서 서지충격이 발생하여 밀폐작동부재가 개방되는 시점에서의 작용설명도
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 서지릴리프밸브에서 밀폐작동부재가 완전히 개방되어 고압의 오일을 배출시키는 상태에 대한 작용설명도

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 고압유체용 서지릴리프밸브가 포함된 오일수송파이프라인의 서치방지시스템을 도시하고 있다.

도 3을 참조하면, 오일수송파이프라인(100)에서 분기된 분기파이프라인 상에 서지릴리프밸브(10)가 설치되어 오일수송파이프라인(100)에서 발생한 서지(surge)충격을 해소하고 있다.

분기파이프라인에서 서지릴리프밸브의 전방에는 감지센서(610;압력센서)가 설치되어 서지충격을 감지하여 감지결과를 컨트롤러(600)로 전송한다. 컨트롤러(600)는 서지충격의 발생시, 서지릴리프밸브(10)를 개방하여 고압의 오일을 배출함으로써 오일수송파이프라인(100) 내부의 서지충격을 해소 또는 완화시킨다.

평상시, 서지릴리프밸브(10)는 제1가스유입라인(320)에 설치된 제1솔레노이드밸브(410)가 제1가스유입라인(320)을 통해 탱크의 압력가스를 서지릴리프밸브(10)로 유입시켜 서지릴리프밸브(10)를 폐쇄작동시킨다. 이때, 제2가스유입라인(330)은 배출밸브(510)와 연결되도록 제2솔레노이드밸브(420)가 전환되어 있다. 이에 따라, 분기파이프라인(200)을 통한 오일의 유동은 차단되어 오일의 유출을 방지한다.

서지충격의 발생시, 컨트롤러(600)는 제1솔레노이드밸브(410)를 전환하여 제1가스유입라인(320)을 통해 서지릴리프밸브(10) 내의 압력가스(질소가스 N2)가 배출밸브(510)에서 대기 중으로 방출되도록 유로가 연결된다. 이와 함께, 제2솔레노이드밸브(420)를 전환하여 제2가스유입라인(330)을 통해 탱크의 압력가스가 서지릴리프밸브(10)에 유입되어 서지릴리프밸브(10)의 개방작동을 보조한다. 이에 따라, 서지릴리프밸브(10)를 통해 오일을 배출함으로써 분기파이프라인(200)으로 전파되는 서지충격이 해소 또는 완화되고 연통되어 있는 오일수송파이프라인(100) 내부의 서지충격을 해소 또는 완화시킨다.

전술한 작동이 이루어지는 고압유체용 서지릴리프밸브(10)의 구체적인 구조를 후술한다.

본 발명의 실시예에 따른 고압유체용 서지릴리프밸브(10)는, 강한 압력을 가진 오일수송파이프라인(100)에 설치할 수 있도록 견고한 구조를 가지고, 강한 오일의 충격을 완충할 수 있으며, 서지충격의 해소작동이 신속히 이루어지는 구조를 가진다.

도 4 및 도 5를 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 고압유체용 서지릴리프밸브(10)는, 오일이 유입되는 유입구(21)가 일측에 설치되고 내부공간을 통과한 오일이 유출되는 유출구(22)가 타측에 설치된 밸브몸체(20)와, 상기 밸브몸체(20) 내부공간의 중심부에 위치하고 상기 밸브몸체(20)에 복수의 제1브릿지(31)에 의해 고정되며 상기 유입구(21)를 향해 개방된 오목한 작동공간(32)을 가지는 작동실린더바디(30)와, 상기 작동공간(32)에 삽입되는 환형의 드럼부(41)와 상기 드럼부(41)의 선단에 형성된 밀폐디스크부(43)를 포함하여 상기 유입구(21)를 폐쇄 및 개방시키기 위해 상기 유입구(21)를 향해 전후진하는 밀폐작동부재(40)와, 상기 유입구(21)를 둘러싸도록 상기 밸브몸체(20)의 내면에 배치된 외곽링부(51)를 가지고 상기 밀폐디스크부(43)의 둘레부분이 상기 외곽링부(51)에 밀착함에 의해 상기 유입구(21)를 폐쇄시키게 되는 밸브시트(50)를 포함한다.

상기 밸브몸체(20)는 도 6의 (a) 및 (b)와 같이, 유입구(21)와 유출구(22)를 통해 오일이 통과하도록 관통된 통형상을 이루는 것으로서, 유입구(21)와 유출구(22)를 연결하는 내부공간이 형성되어 있다.

상기 작동실린더바디(30)는 밸브몸체(20) 내부공간의 중심부에 위치하고 밀폐작동부재(40)가 피스톤운동할 수 있도록 밀폐작동부재(40)가 삽입되는 작동공간(32)이 형성되어 있다. 작동공간(32)은 유입구(21)를 향해 개방되어 있으므로 밀폐작동부재(40)는 작동공간(32)에 삽입된 상태에서 유입구(21)를 향해 전진 및 후퇴할 수 있다.

상기 작동실린더바디(30)는 밸브몸체(20)의 내부공간의 중심부에 위치하고 있고 작동실린더바디(30)의 주위로 오일이 유동하도록 밸브몸체(20)에 복수의 제1브릿지(31), 예컨대 2개의 제1브릿지(31)에 의해 고정된다.

상기 작동공간(32)은 오목하게 형성되어 밀폐작동부재(40)가 삽입되며, 제1가스출입로(61)로부터 유입되는 압력가스(N2)가 작동공간(32)에 차게되면 밀폐작동부재(40)를 전방으로 밀어낼 수 있다.

따라서, 상기 작동공간(32)에 압력가스가 출입할 수 있도록 제1가스출입로(61)가 형성되되, 제1가스출입로(61)는 제1브릿지(31)의 내에 형성되어 작동공간(32)에 연통되고 밸브몸체(20)의 외면까지 연결되어 있다.

상기 제1가스출입로(61)를 통해 작동공간(32)에 유입된 압력가스가 밀폐작동부재(40)를 전진시키면 유입구(21)를 폐쇄하고, 제1가스출입로(61)를 통해 압력가스가 배출되면 밀폐작동부재(40)가 후진할 수 있다.

상기 작동공간(32)의 내주면은 그 내측에서 상기 유입구(21) 측보다 내경이 증가된 확경부(32a)가 존재한다. 확경부(32a)는 약간의 내경이 증가되어 밀폐작동부재(40)의 드럼부(41)와 간격(b)이 형성되는 부분이다.

상기 확경부(32a)에 제1가스출입로(61)가 연결되어 연통되며, 확경부(32a)와 드럼부(41) 사이의 간격(b)을 통하여 밀폐작동부재(40)가 후퇴한 경우에도 제1가스출입로(61)로 압력가스가 출입할 수 있다.

상기 확경부(32a)에서 제1가스출입로(61)의 반대측 위치인 확경부(32a)의 저면에는 오일배출로(64)가 밸브몸체(20)의 외부와 연통되도록 형성됨으로써, 작동공간(32)의 내부로 소량의 오일이 유입되더라도 마개를 열어 오일을 배출시킬 수 있다. 확경부(32a)의 저면에는 확경부(32a)에서 가장 낮은 위치이므로 오일이 모여 배출될 수 있다.

상기 밀폐작동부재(40)는 작동공간(32)에 삽입되어 유입구(21)를 폐쇄 및 개방시키기 위해 유입구(21)를 향해 전후진한다.

상기 밀폐작동부재(40)는 작동공간(32)에 삽입되는 환형의 드럼부(41)와 그 드럼부(41)의 선단에 형성된 밀폐디스크부(43)를 포함하며 밀폐디스크부(43)가 유입구(21)에 설치된 밸브시트(50)에 밀착함으로써 유입구(21)를 폐쇄시키게 된다.

환형의 드럼부(41)는 밀폐작동부재(40)의 후부를 형성하고 원통형상인 작동공간(32)의 내주면에 접촉하여 슬라이딩 되는 부분으로써, 드럼부(41)의 후단에는 상기 드럼부(41)의 둘레를 따라 다수의 돌기(41a)가 설치된다.

도 5 및 도 7을 참고하면, 상기 돌기(41a) 사이의 틈(41b)은 제1가스출입로(61)로 출입하는 압축가스가 드럼부(41)의 내부공간(41c)으로 자유롭게 출입할 수 있는 통로를 형성한다. 특히, 드럼부(41)가 후퇴하여 환형의 탄성부재(71)에 접촉한 상태에서는 상기 돌기(41a) 사이의 틈(41b)을 통해 압축가스가 드럼부(41)의 내부공간(41c)으로 출입할 수 있다.

상기 탄성부재(71)는 드럼부(41)의 후단이 부딪히는 작동공간(32)의 내면에 환형으로 설치됨으로써, 드럼부(41)가 충돌하더라도 충격을 완충할 수 있도록 한다.

탄성부재(71)는 후방가이드실린더(34)를 중심으로 상기 드럼부(41)의 후단에 대응하는 환형으로 설치되고, 탄성부재(71)를 작동공간(32)의 내면에 고정시키기 위하여 후방가이드실린더(34)를 중심으로 동심원으로 설치되되 탄성부재(71)보다 작은 외경의 환형고정디스크(72)가 설치된다.

상기 밀폐디스크부(43)는 상기 드럼부(41)의 선단에 일체로 형성된 받침디스크(43a)와, 상기 받침디스크(43a)에 적층되고 외측둘레가 상기 외곽링부(51)에 밀착하는 패킹부재(43b)와, 상기 패킹부재(43b)를 고정시키도록 패킹부재(43b)에 적층되어 상기 받침디스크(43a)에 결합된 패킹고정디스크(43c)를 포함한다.

상기 받침디스크(43a)와 상기 패킹고정디스크(43c)가 볼트에 의해 결합됨으로써 그 사이에서 압착되는 환형의 패킹부재(43b)가 고정될 수 있다. 패킹부재(43b)의 외주연에는 경사면이 둘레에 형성되고 패킹고정디스크(43c)는 그보다 작은 직경으로 형성됨으로써 패킹부재(43b)의 외주연에 형성된 경사면이 밸브시트(50)의 외곽링부(51)에 환형궤적을 따라 밀착하여 유입구(21)를 폐쇄한다.

상기 밸브시트(50)는 유입구(21)를 둘러싸도록 밸브몸체(20)의 내면에 배치된 외곽링부(51)를 가지고 상기 밀폐디스크부(43)의 둘레부분이 외곽링부(51)에 밀착함에 의해 유입구(21)가 폐쇄된다.

상기 외곽링부(51)는 밸브몸체(20)의 유입구(21)의 내주면에 밀착하여 고정되고 외곽링부(51)가 유입구(21)를 둘러쌈으로써 외곽링부(51)의 내측이 실질적인 유입구(21)가 된다.

한편, 도 5를 참고하면, 밀폐작동부재(40)의 중심축을 따라 밀폐작동부재(40)에 형성되는 부분으로서, 상기 밀폐디스크부(43)에서 전방을 향해 돌출된 전방가이드로드(45a)와, 상기 드럼부(41)의 내부에서 후방을 향해 돌출되는 후방가이드로드(45b)가 설치된다.

상기 전방가이드로드(45a)와 후방가이드로드(45b)는 각각 전방가이드실린더(54)와 후방가이드실린더(34)에 삽입되어 밀폐작동부재(40)의 전후운동이 정확한 방향으로 안내되고 운동과정에서 오일의 유동압 등의 영향으로 밀폐작동부재(40)가 요동하지 않도록 지지한다.

상기 전방가이드실린더(54)는 밸브시트(50)에 설치되고 전방가이드로드(45a)가 삽입되어 피스톤운동하는 부분으로서, 유입구(21)의 중심부에 배치된다. 이를 위해 전방가이드실린더(54)는 외곽링부(51)에 복수의 제2브릿지(52)에 의해 고정되며 복수의 제2브릿지(52) 사이사이로는 오일이 유동할 수 있다.

상기 후방가이드실린더(34)는 작동실린더바디(30)에 설치되는 것으로서 작동공간(32)의 내면의 중심부에서 유입구(21)를 향해 돌출되도록 설치되고, 후방가이드로드(45b)가 삽입되어 피스톤운동하는 부분이다.

후방가이드실린더(34)의 내부에는 후방가이드로드(45b)를 받쳐 후방으로의 충격을 완충하는 완충스프링(73)이 설치됨으로써, 상기 탄성부재(71)와 함께 밀폐작동부재(40)가 후방으로 갑자기 밀려 작동공간(32)의 내면에 충돌할 수 있는 충격을 완충한다.

상기 후방가이드실린더(34)와 전방가이드실린더(54)는 밀폐작동부재(40)의 지지 및 가이드작용뿐 아니라, 밀폐작동부재(40)의 전후진시 보다 신속히 이동할 수 있도록 압력가스가 출입하여 보조적인 작동력을 발생시킨다.

이를 위하여, 후방가이드실린더(34)의 내부에 압력가스가 출입할 수 있도록 제1브릿지(31) 내에 형성되어 후방가이드실린더(34)의 내부와 연통되는 제2가스출입로(62)가 설치된다.

또한, 전방가이드실린더(54)의 내부에 압력가스가 출입할 수 있도록 제2브릿지(52) 내에 형성되어 전방가이드실린더(54)의 내부와 연통되는 제3가스출입로(63)가 설치된다.

제2가스출입로(62)를 통해 압력가스가 유입되고 제3가스출입로(63)를 통해 압력가스가 배출되면, 밀폐작동부재(40)를 보다 빠르게 전진하도록 보조적인 작동력을 발생시키고, 제2가스출입로(62)를 통해 압력가스가 배출되면서 제3가스출입로(63)를 통해 압력가스가 유입되면, 밀폐작동부재(40)를 보다 빠르게 후진시켜 유입구(21)를 보다 신속히 개방시키는 보조적인 작동력이 발생할 수 있다.

상기 전방가이드로드(45a)와 후방가이드로드(45b)는 일체의 봉상으로 형성되는 것이 바람직하고, 그 중간부분에 원반결합부(45c)가 설치되어 받침디스크(43a)에 고정되도록 한다.

전방가이드로드(45a)가 전방으로 돌출될 수 있도록 상기 밀폐디스크부(43)의 중심부에 중공부(43d)가 형성되어 상기 받침디스크(43a)에 고정된 전방가이드로드(45a)가 상기 중공부(43d)를 통해 돌출된 상태로 설치될 수 있다.

밀폐디스크부(43)의 중심부에 형성되는 중공부(43d)는 전후방향으로 관통된 형상으로 형성되나, 일체화된 전방가이드로드(45a)와 후방가이드로드(45b)가 만나는 중간부에 형성된 원반결합부(45c)가 받침디스크(43a)에 밀착하여 고정됨으로써 중공부(43d)의 후단측은 밀폐되고 드럼부(41)의 내부공간(41c)과 차단될 수 있다.

한편, 상기 작동실린더바디(30)의 후면에는 작동실린더바디(30)의 후면을 덮는 용기의 형상으로 유출구(22)를 향해 융기된 유동안내부재(81)가 설치된다.

유동안내부재(81)는 유출구(22)를 향해 융기된 형상을 가짐으로써 제1브릿지(31) 주위로 유동하여 유출구(22)로 유동하는 오일에 와류의 생성을 억제한다. 높은 압력을 가진 오일유동이 와류를 발생시키는 경우에는 강한 진동에 의해 밸브의 내구성을 저하시키게 된다.

다음은 본 발명의 실시예에 따른 고압유체용 서지릴리프밸브(10)의 작동을 설명한다.

먼저, 도 3 및 도 5를 참조하면, 수격이 발생하지 않은 평시에는 감지센서(610)가 설정폭 이상의 압력의 변화를 감지하지 않으므로, 컨트롤러(600)는 고압유체용 서지릴리프밸브(10)의 폐쇄상태를 유지하여 오일수송파이프라인(100)에서 분기파이프라인(200)으로 오일의 누출이 발생하지 않도록 한다.

즉, 제1가스유입라인(320)을 통해 탱크의 압력가스(N2)가 서지릴리프밸브(10)로 유입되도록 제1솔레노이드밸브(410)의 유로연결을 제어하고, 제2가스유입라인(330)은 배출밸브(510)와 연결되도록 제2솔레노이드밸브(420)가 전환되어 있다.

이때, 제1가스유입라인(320)을 통해 제1가스출입로(61)와 제2가스출입로(62)로 압력가스(N2)가 유입되어 밀폐작동부재(40)를 전방으로 밀어 유입구(21)를 폐쇄시킨다. 제2솔레노이드밸브(420)에 의해 제2가스유입라인(330)이 배출밸브(510)와 연결되도록 유로가 연결되어 있으므로, 전방가이드실린더(54) 내의 압력가스는 제3가스출입로(63)를 통해 배출된다.

한편, 오일수송파이프라인(100)에서 서지충격이 발생하면, 서지충격이 분기파이프라인(200)에도 전달되고, 고압유체용 서지릴리프밸브(10)의 전방에 배치되는 감지센서(610)가 먼저 그 상태를 감지한다.

감지센서(610)의 감지값이 컨트롤러(600)에 전달되면, 컨트롤시스템(600)은 제1솔레노이드밸브(410)와 제2솔레노이드밸브(420)를 전환하여 서지릴리프밸브(10)를 개방시킨다.

즉, 도 3 및 도 8을 참조하면, 제1가스유입라인(320)을 통해 탱크(310)의 압력가스가 서지릴리프밸브(10)에서 유출되고 제2가스유입라인(330)을 통해 압력가스가 유입된다.

이때, 제1가스유입라인(320)과 연결된 제1가스출입로(61)와 제2가스출입로(62)는 배출밸브(510)와 연결됨으로써 대기중으로 압력가스를 신속히 배출한다. 또한, 제2가스유입라인(330)은 탱크(310)의 압력가스를 공급받도록 제2솔레노이드밸브(420)가 전환되므로, 제3가스출입로(63)를 통해 압력가스가 전방가이드실린더(54) 내로 유입되어 전방가이드로드(45a)를 밀어내는 상태가 된다.

그 상태에서 서지충격이 밀폐작동부재(40)의 밀폐디스크부(43)에 전달되면, 밀폐작동부재(40)가 후방으로 신속히 밀려나면서 오일의 유출을 허용하고 오일압력을 해소한다.

밀폐작동부재(40)가 후방으로 밀려날 때, 서지충격이 큰 힘으로 밀어내게 되므로 밀폐작동부재(40)가 작동공간(32)의 후면에 부딪힐 수 있으나, 환형의 탄성부재(71)가 설치되어 밀폐작동부재(40)의 드럼부(41)의 충돌을 완충하고 있으며, 후방가이드로드(45b)를 받치는 완충스프링(73)이 밀폐작동부재(40)가 후퇴하는 동안 저항하여 감속시킨다.

밀폐작동부재(40)의 후퇴동작시에는 전방가이드로드(45a)와 후방가이드로드(45b)가 전방가이드실린더(54) 및 후방가이드실린더(34) 내에서 그 운동이 안내받고 있으므로, 정확한 후진작용을 할 수 있다.

특히, 오일의 수송압력이 매우 높고, 분기파이프라인(200)으로 유동하는 오일에 난류 또는 와류가 발생하거나 제2브릿지(52)를 지나면서 난류 또는 와류가 발생하여 밀폐작동부재(40)에 진동 또는 편향력을 발생시킬 수 있는 바, 그러한 진동 또는 편향력의 발생에도 불구하고 밀폐작동부재(40)의 정확한 운동을 가이드하여 각 구성의 손상을 방지할 수 있다.

또한, 작동실린더바디(30)의 후면을 덮는 용기의 형상으로 유출구(22)를 향해 융기된 유동안내부재(81)가 설치되어 있는 바, 제1브릿지(31) 주위로 유동하여 유출구(22)로 유동하는 오일에 와류의 생성을 억제함으로써, 강한 유동진동에 의해 밸브의 내구성 저하를 방지할 수 있다.

전술한 작용에 의해 서지릴리프밸브(10)를 통해 오일을 배출함으로써 분기파이프라인(200)으로 전파되는 서지충격이 해소 또는 완화되고 오일수송파이프라인(100) 내부의 서지충격을 해소 또는 완화시킨다.

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 ; 밸브몸체
21 ; 유입구 22 ; 유출구
30 ; 작동실린더바디 31 ; 제1브릿지
32 ; 작동공간 32a ; 확경부
34 ; 후방가이드실린더 40 ; 밀폐작동부재
41 ; 드럼부 41a ; 돌기
43 ; 밀폐디스크부 43a ; 받침디스크
43b ; 패킹부재 43c ; 패킹고정디스크
45a ; 전방가이드로드 45b ; 후방가이드로드
45c ; 원반결합부 50 ; 밸브시트
51 ; 외곽링부 52 ; 제2브릿지
54 ; 전방가이드실린더 61 ; 제1가스출입로
62 ; 제2가스출입로 63 ; 제3가스출입로
64 ; 오일배출로 71 ; 탄성부재
72 ; 환형고정디스크 100 ; 오일수송파이프라인
200 ; 분기파이프라인 320 ; 제1가스유입라인
330 ; 제2가스유입라인 410 ; 제1솔레노이드밸브
420 ; 제2솔레노이드밸브 510 ; 제1배출밸브
600 ; 컨트롤러 610 ; 압력센서
b ; 간격

Claims

오일이 유입되는 유입구(21)가 일측에 설치되고 내부공간을 통과한 오일이 유출되는 유출구(22)가 타측에 설치된 밸브몸체(20)와,
상기 밸브몸체(20)의 내부공간의 중심부에 위치하고 복수의 제1브릿지(31)에 의해 상기 밸브몸체(20)에 고정되며 상기 유입구(21)를 향해 개방된 오목한 작동공간(32)을 가지는 작동실린더바디(30)와,
상기 작동공간(32)에 삽입되는 환형의 드럼부(41)와 상기 드럼부(41)의 선단에 형성된 밀폐디스크부(43)를 포함하여 상기 유입구(21)를 폐쇄 및 개방시키기 위해 상기 유입구(21)를 향해 전후진하는 밀폐작동부재(40)와,
상기 유입구(21)를 둘러싸도록 상기 밸브몸체(20)의 내면에 배치된 외곽링부(51)를 가지고 상기 밀폐디스크부(43)가 상기 외곽링부(51)에 밀착함에 의해 상기 유입구(21)를 폐쇄시키게 되는 밸브시트(50)를 포함하되,
상기 작동공간(32)에 압력가스가 출입할 수 있도록 상기 제1브릿지(31)의 내에 형성되어 상기 작동공간(32)에 연통되는 제1가스출입로(61)를 더 포함함으로써,
상기 제1가스출입로(61)를 통해 상기 작동공간(32)에 유입된 압력가스가 상기 밀폐작동부재(40)를 전진시켜 상기 유입구(21)를 폐쇄하고, 상기 제1가스출입로(61)를 통해 압력가스가 배출되어 상기 밀폐작동부재(40)가 후진할 수 있으며,
상기 밀폐작동부재(40)의 중심축을 따라 상기 밀폐작동부재(40)에 형성되는 부분으로서, 상기 밀폐디스크부(43)에서 전방을 향해 돌출된 전방가이드로드(45a)와, 상기 드럼부(41)의 내부에서 후방을 향해 돌출되는 후방가이드로드(45b)가 설치되고,
상기 밸브시트(50)에 설치되는 것으로서 상기 유입구(21)의 중심부에 배치되고 상기 외곽링부(51)에 복수의 제2브릿지(52)에 의해 고정되며 상기 전방가이드로드(45a)가 삽입되어 피스톤운동하는 전방가이드실린더(54)와,
상기 작동실린더바디(30)에 설치되는 것으로서 상기 작동공간(32)의 중심부에 설치되고 상기 후방가이드로드(45b)가 삽입되어 피스톤운동하는 후방가이드실린더(34)와,
상기 후방가이드실린더(34)의 내부에 압력가스가 출입할 수 있도록 상기 제1브릿지(31) 내에 형성되어 상기 후방가이드실린더(34)의 내부와 연통되는 제2가스출입로(62)와,
상기 전방가이드실린더(54)의 내부에 압력가스가 출입할 수 있도록 상기 제2브릿지(52) 내에 형성되어 상기 전방가이드실린더(54)의 내부와 연통되는 제3가스출입로(63)가 더 설치된 것을 특징으로 하는 고압유체용 서지릴리프밸브
삭제
제1항에 있어서,
상기 드럼부(41)의 후단에는 상기 드럼부(41)의 둘레를 따라 다수의 돌기(41a)가 설치되어 있고,
상기 드럼부(41)의 후단이 부딪히는 상기 작동공간(32)의 내면에는 상기 후방가이드실린더(34)를 중심으로 상기 드럼부(41)의 후단에 대응하는 환형의 탄성부재(71)가 설치되어 드럼부(41)의 충돌을 완충하며,
상기 후방가이드실린더(34)의 내부에는 상기 후방가이드로드(45b)를 받쳐 후방으로의 충격을 완충하는 완충스프링(73)이 설치된 것을 특징으로 하는 고압유체용 서지릴리프밸브
삭제
제1항에 있어서,
상기 밀폐디스크부(43)는
상기 드럼부(41)의 선단에 일체로 형성된 받침디스크(43a)와,
상기 받침디스크(43a)에 적층되고 외측둘레가 상기 외곽링부(51)에 밀착하는 패킹부재(43b)와,
상기 패킹부재(43b)를 고정시키도록 상기 패킹부재(43b)에 적층되어 상기 받침디스크(43a)에 결합된 패킹고정디스크(43c)를 포함하고,
상기 밀폐디스크부(43)의 중심부에 중공부(43d)가 형성되어 상기 받침디스크(43a)에 고정된 상기 전방가이드로드(45a)가 상기 중공부를 통해 돌출된 상태로 설치되며,
상기 작동실린더바디(30)의 후면에는 상기 작동실린더바디(30)의 후면을 덮는 용기의 형상으로 상기 유출구(22)를 향해 융기된 유동안내부재(81)가 설치된 것을 특징으로 하는 고압유체용 서지릴리프밸브