KR101770787B1 - 양방향 스프링 개폐밸브 - Google Patents

양방향 스프링 개폐밸브 Download PDF

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Abstract

본 발명은 양방향 스프링 개폐밸브에 관한 것으로, 2종류의 가스를 사용하는 경우에 각각의 가스 흐름을 제어하기 위해 두 개의 밸브를 설치할 필요가 없으며 인력이나 동력을 소모하지 않고서도 스스로 원활하게 가스의 흐름을 제어할 수 있는 것이다.
이러한 본 발명은, 좌편과 우편에 각각 유체의 유입되는 제1유입관과 제2유입관이 연결되고, 상기 제1유입관과 제2유입관이 연결된 중간 지점에 유출관이 연결되며, 내부에는 챔버가 형성된 하우징과; 상기 하우징 내부에서 상기 제1유입관 및 제2유입관을 향하여 진퇴 가능하도록 설치되고 진출하는 정도에 따라 상기 제1유입관과 제2유입관으로부터 공급되는 유체의 양을 조절할 수 있도록 한 제1디스크 및 제2디스크와; 상기 제1디스크와 제2디스크 사이에서 양자 간을 연결하는 형태로 설치되어 상기 제1디스크와 제2디스크를 각각 상기 제1유입관 및 제2유입관을 향하여 밀어주는 스프링을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

Description

양방향 스프링 개폐밸브{DUPLEX SPRING OPEN AND SHUT VALVE}
본 발명은 개폐밸브에 관한 것으로, 특히 2종류의 가스를 사용하는 경우에 각각의 가스 흐름을 제어하기 위해 두 개의 밸브를 설치할 필요가 없으며 인력이나 동력을 소모하지 않고서도 능동적으로 가스의 흐름을 제어할 수 있도록 한 양방향 스프링 개폐밸브에 관한 것이다.
일반적으로 물이나 가스 또는 오일 등과 같은 각종 유체(流體)의 이송에 배관이나 호스가 사용되고 있으며, 이들 중간에 밸브를 설치하여 이동하고 있는 유체의 흐름을 차단하거나 유량을 조절하고 있다.
이같이 밸브를 필요로 하는 사용처는 다양한데 2종류의 가스를 사용하는 경우에는 통상적으로 각기 다른 이송용 배관을 마련하고 두 개의 밸브를 설치해야 하였다. 예컨대, 용접을 하는 경우에는 2종의 용접용 가스를 사용하는 경우가 빈번하여 이들 용접용 가스를 구분하여 이송하는 각각의 배관에 대하여 별도의 밸브를 설치할 필요가 있었다.
그러나 이처럼 2종의 용접용 가스를 제어하기 위해 서로 다른 두 개의 밸브를 설치하여 사용하는 경우에는 그 두 개의 밸브를 각각 관리해야 하는 불편함이 있었다. 즉, 2종류의 가스 중 하나를 사용하다가 다른 하나를 사용하고자 하는 경우 전자의 가스 밸브는 닫는 대신 후자의 가스 밸브는 열어주어야 하였으며 이를 위해서는 인력이나 별도의 동력이 소모되어야 하는 문제점이 있었다.
한국공개특허공보 제2011-0092765호(2011.08.18)
이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 2종류의 가스를 사용하는 경우에 각각의 가스 흐름을 제어하기 위해 두 개의 밸브를 설치할 필요가 없으며 인력이나 동력을 소모하지 않고서도 능동적으로 가스의 흐름을 제어할 수 있도록 한 양방향 스프링 개폐밸브를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 기술적 사상에 의한 양방향 스프링 개폐밸브는, 좌편과 우편에 각각 가스가 공급되는 제1유입관과 제2유입관이 연결되고, 상기 제1유입관과 제2유입관이 연결된 중간 지점에 유출관이 연결되며, 내부에는 챔버가 형성된 하우징과; 상기 하우징 내부에서 상기 제1유입관 및 제2유입관을 향하여 진퇴 가능하도록 설치되고 진출하는 정도에 따라 상기 제1유입관과 제2유입관으로부터 공급되는 유체의 양을 조절할 수 있도록 한 제1디스크 및 제2디스크와; 상기 제1디스크와 제2디스크 사이에서 양자 간을 연결하는 형태로 설치되어 상기 제1디스크와 제2디스크를 각각 상기 제1유입관 및 제2유입관을 향하여 밀어주는 스프링을 포함하는 것을 특징으로 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.
여기서, 상기 제1디스크와 제2디스크에는 각각 상기 제1유입관과 제2유입관을 향하고 있는 면에 반구형의 고무 패킹이 더 설치된 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 제1디스크와 제2디스크 사이에서 상기 스프링이 설치된 내부를 따라 가스쇼바(gas shock absorber)가 설치되어 상기 제1디스크와 제2디스크를 추가적으로 탄성지지하면서 진퇴동작을 안내하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 스프링은 제1디스크와 제2디스크에 접촉하는 제1스프링과 제2스프링으로 각각 양분되어 서로 다른 크기의 탄성력을 갖도록 차별화한 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 제1스프링과 제2스프링은 서로 다른 재질 또는 서로 다른 직경의 것으로 구비된 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 하우징의 하부는 챔버를 개방하여 내부에 설치된 디스크 및 스프링을 교체할 수 있도록 개폐식 커버로 이루어진 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 의한 양방향 스프링 개폐밸브는, 2종류의 가스를 사용하는 경우에 각각의 가스 흐름을 제어하기 위해 두 개의 밸브를 설치할 필요가 없으며 인력이나 동력을 소모하지 않고서도 능동적으로 가스의 흐름을 제어할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 양방향 스프링 개폐밸브의 구성을 설명하기 위한 단면도
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 양방향 스프링 개폐밸브의 하부구성을 설명하기 위한 참조단면도
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 의한 양방향 스프링 개폐밸브의 작용 및 동작을 설명하기 위한 일련의 참조도
도 5는 본 발명의 변형실시예에 의한 양방향 스프링 개폐밸브의 구성을 설명하기 위한 단면도
첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 의한 양방향 스프링 개폐밸브에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 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 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하거나, 개략적인 구성을 이해하기 위하여 실제보다 축소하여 도시한 것이다.
또한, 제1 및 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 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.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 양방향 스프링 개폐밸브의 구성을 설명하기 위한 단면도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 의한 양방향 스프링 개폐밸브의 하부구성을 설명하기 위한 참조단면도이다. 그리고 도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 의한 양방향 스프링 개폐밸브의 작용 및 동작을 설명하기 위한 일련의 참조도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 양방향 스프링 개폐밸브는 두 개의 유입관(P2,P3)과 하나의 유출관(P1)이 연결된 상태에서 스프링(123)의 탄성력을 받는 두 개의 디스크(121a,121b)가 가해지는 유체의 압력에 의해 진퇴하면서 서로 다른 종류의 유체의 흐름을 능동적으로 제어할 수 있도록 구성된다.
이로써, 용접 등 다양한 작업을 수행하는 현장 또는 시설에서 서로 다른 2종류의 유체를 사용하는 경우, 각각의 가스 흐름을 제어하기 위해 두 개의 밸브를 설치할 필요가 없고 유체 흐름에 대한 능동적인 제어가 이루어지므로 인력이나 별도의 동력을 소모하지 않아도 되는 것이다.
이하, 본 발명의 실시예에 의한 양방향 스프링 개폐밸브에 대해 구성요소들을 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예에 의한 양방향 스프링 개폐밸브는, 하우징(110)과, 제1디스크(121a) 및 제2디스크(121b)와, 스프링(123)과, 가스쇼바(124)를 포함하여 이루어진다.
상기 하우징(110)은 좌편과 우편에 각각 가스가 공급되는 제1유입관(P2)과 제2유입관(P3)이 연결되고, 상기 제1유입관(P2)과 제2유입관(P3)이 연결된 중간 지점(도면에서는 상부 중간 지점)에 유출관(P1)이 연결된다. 그리고 상기 하우징(110) 내부에는 제1유입관(P2) 및 제2유입관(P3)을 개폐하는 제1디스크(121a) 및 제2디스크(121b)가 위치하는 챔버(111a)가 형성되는데 상기 챔버(111a)의 경우 제1디스크(121a) 및 제2디스크(121b)가 진퇴동작 가능하도록 충분한 공간으로 형성되어야 한다.
또한, 상기 하우징(110)의 하부는 도 2에 도시된 것처럼 개폐식 커버(112)로 이루어진다. 상기 개폐식 커버(112)는 하우징(110) 본체(111)에 대해 착탈 가능하도록 나사 결합되는 암나사(112a) 형성되고 상기 하우징(110) 본체(111)의 하부에는 이에 대응하는 수나사(111a)가 형성된다. 이처럼 상기 하우징(110)의 하부가 개폐식 커버(112)로 이루어지면 상기 하우징(110)의 챔버(111a)를 개방하여 내부에 설치된 디스크 및 스프링(123)을 점검하거나 교체하기 용이한 장점이 있다. 상기 개폐식 커버(112)는 하우징(110) 본체(111)에 대한 착탈을 위해 나사결합식 대신 볼트체결식으로 변경할 수도 있다. 이에 대해서는 차후에 도면과 함께 설명하기로 한다.
또한, 상기 하우징(110)에는 상기 제1디스크(121a)와 제2디스크(121b)가 진퇴할 때 상기 제1디스크(121a)와 제2디스크(121b)의 하단부를 슬라이딩 가능하도록 지지하는 가이드패널(113)이 구비되며, 상기 가이드패널(113)의 상면(113a)은 상기 제1디스크(121a)와 제2디스크(121b)의 하단부 외주면에 대응하도록 원호 형상의 곡면으로 형성된다. 상기 가이드패널(113)은 상기 개폐식 커버(112) 바로 위에 놓여진 형태로 설치된다. 이처럼 상기 가이드패널(113)이 구비되면 상기 제1디스크(121a)와 제2디스크(121b)의 진퇴동작이 원활하게 이루어질 수 있도록 지지할 수 있으며 상기 개폐식 커버(112)를 분리하여 챔버(111a)를 개방할 때 분리할 수 있으므로 하우징(110) 하부의 구성을 단순화하는데 도움이 된다.
상기 제1디스크(121a)와 제2디스크(121b)는 상기 하우징(110) 내부에서 상기 제1유입관(P2) 및 제2유입관(P3)을 향하여 진퇴 가능하도록 설치되고 그 사이에 설치된 코일형 압축 스프링(123)에 의해 탄성지지된다. 이처럼 상기 제1디스크(121a)와 제2디스크(121b)가 배향하는 방향으로 이격되어 설치되고 그 사이에 설치된 스프링(123)에 의해 탄성지지된 구성에 의하면 진출하는 정도에 따라 상기 제1유입관(P2)과 제2유입관(P3)으로부터 공급되는 유체의 양을 조절할 수 있게 된다. 즉, 상기 제1디스크(121a)와 제2디스크(121b)는 스프링(123)에 의해 밀리면서 각각 제1유입관(P2)과 제2유입관(P3)을 막아 유체가 하우징(110)의 챔버(111a)로 공급되는 것을 차단하고 있다가 상기 제1유입관(P2)과 제2유입관(P3) 중 적어도 어느 한 편의 유체가 일정 이상의 압력으로 작용한다면 해당 디스크가 스프링(123)의 탄성력에 반하여 뒤로 밀려 후퇴하면서 유체의 유입을 허용하게 된다. 여기서 상기 제1유입관(P2)과 제2유입관(P3)을 차단하고 있는 제1디스크(121a) 및 제2디스크(121b) 모두에 대하여 일정 이상의 유압이 작용한다면 상대적으로 높은 압력을 받고 있는 디스크는 유체의 유입을 허용하는 반면 상대적으로 낮은 압력을 받고 있는 디스크는 반대편 디스크에 작용하는 유체의 압력에 의해 밀리면서 담당하는 유입관의 유체 흐름을 차단하게 된다. 예컨대 도 3에서는 좌편에 연결된 제1유입관(P2)을 통해 유입되려는 유체의 압력이 그 반대편 제2유입관(P3)의 압력보다 커서 제1디스크(121a)와 제2디스크(121b) 모두 우편으로 밀리면서 제1유입관(P2)의 유체의 흐름은 개방하되 제2유입관(P3)의 유체의 흐름은 차단하고 있는 상태를 나타내고 있다. 반대로 도 4에서는 우편에 연결된 제2유입관(P3)을 통해 유입되려는 유체의 압력이 그 반대편 제1유입관(P2)의 압력보다 커서 제1디스크(121a)와 제2디스크(121b) 모두 좌편으로 밀리면서 제2유입관(P3)의 유체의 흐름은 개방하되 제1유입관(P2)의 유체의 흐름은 차단하고 있는 상태를 나타내고 있다.
이처럼 본 발명의 실시예에 의한 양방향 스프링 개폐밸브의 경우 스프링(123)에 의해 탄성지지되는 제1디스크(121a) 및 제2디스크(121b)가 각자 담당하는 제1유입관(P2)과 제2유입관(P3)을 통해 유입되려는 유체의 압력에 능동적으로 대응하여 유입되는 유체의 양을 조절하는 것이다.
또한, 상기 제1디스크(121a) 및 제2디스크(121b)에는 각각 담당하고 있는 제1유입관(P2)과 제2유입관(P3)을 향하고 있는 면에 반구형의 고무 패킹(122a,122b)이 설치된다. 이로써 유체의 유입을 안정적으로 차단할 수 있게 된다.
상기 스프링(123)은 도면에서 볼 수 있는 것처럼 제1디스크(121a)와 제2디스크(121b) 사이에서 양자 간을 연결하는 형태로 설치되어 상기 제1디스크(121a)와 제2디스크(121b)를 각각 담당하는 제1유입관(P2)과 제2유입관(P3)을 향하여 밀어주는 역할을 한다. 상기 스프링(123)은 위에서 언급한 것처럼 코일형 압축 스프링(123)으로 구비되는 것이 적당하다. 여기서 상기 스프링(123)은 제1디스크(121a)와 제2디스크(121b)에 접촉하는 제1스프링(123a)과 제2스프링(123b)으로 각각 양분되어 서로 다른 크기의 탄성력을 갖도록 차별화될 수 있다. 이를 위해 상기 제1스프링(123a)과 제2스프링(123b)은 서로 다른 재질 또는 서로 다른 직경의 것으로 구비되면 된다. 이처럼 상기 제1디스크(121a)와 제2디스크(121b)가 담당하는 제1유입관(P2) 및 제2유입관(P3)을 향해 진출하도록 탄성력을 제공하는 스프링(123)이 서로 다른 크기의 탄성력을 갖도록 양분된 형태로 구성되면 상기 제1유입관(P2)과 제2유입관(P3)으로부터 유입되는 유체의 초기 유압이 차이가 있는 경우에 밸런스를 맞추기 위해 유용하다.
상기 가스쇼바(124)(gas shock absorber)는 상기 스프링(123)에 더해 상기 제1디스크(121a)와 제2디스크(121b)를 추가적으로 탄성지지하면서 이들의 진퇴동작을 안내하는 역할을 한다. 이를 위해 상기 가스쇼바(124)는 상기 제1디스크(121a)와 제2디스크(121b) 사이에 설치된 스프링(123) 내부를 따라 상기 제1디스크(121a)와 제2디스크(121b)를 연결하는 형태로 설치된다. 상기 가스쇼바(124)는 내부에 가스가 수용된 실린더(124a)와 상기 실린더(124a)에 대해 진출 가능하게 결합되어 상기 실린더(124a)에 수용된 가스에 의해 탄성지지되는 아암(124b)으로 이루어진 일반적인 구성을 갖는다.
계속해서 본 발명의 변형실시예에 의한 양방향 스프링 개폐밸브에 대해 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 변형실시예에 의한 양방향 스프링 개폐밸브의 구성을 설명하기 위한 단면도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 변형실시예에 의한 양방향 스프링 개폐밸브는 제1스프링(123a)과 제2스프링(123b)의 직경을 달리하여 제1디스크(121a)와 제2디스크(121b)에 가해지는 탄성력의 크기를 차별화하는 한편, 하우징(110) 하부의 개폐식 커버(112)가 나사결합 대신 볼트(115) 및 너트(116)에 의해 하우징(110) 본체(111)에 체결되도록 한 것이다.
본 발명은 도면에는 구체적으로 도시되지 않았지만 공급되는 유체의 압력에 따라 제1유입관(P2)과 제2유입관(P3)의 크기와 이들의 개폐를 담당하고 있는 제1디스크(121a)와 제2디스크(121b)의 크기를 달리하여 밸런스를 맞추는 구성도 얼마든지 가능하다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.
110 : 하우징 111 : 하우징 본체
112 : 개폐식 커버 121a : 제1디스크
121b : 제2디스크 122a,122b : 고무패킹
123 : 스프링 124 : 가스쇼바

Claims (7)

  1. 좌편과 우편에 각각 유체가 공급되는 제1유입관과 제2유입관이 연결되고, 상기 제1유입관과 제2유입관이 연결된 중간 지점의 상측으로 유출관이 연결되며, 내부에는 챔버가 형성된 하우징과;
    상기 하우징 내부에서 상기 제1유입관 및 제2유입관을 향하여 진퇴 가능하도록 설치되고 진출하는 정도에 따라 상기 제1유입관과 제2유입관을 통해 유입되는 유체의 양을 조절할 수 있도록 한 제1디스크 및 제2디스크와;
    상기 제1디스크와 제2디스크 사이에서 양자 간을 연결하는 형태로 설치되어 상기 제1디스크와 제2디스크를 각각 상기 제1유입관 및 제2유입관을 향하여 밀어주는 스프링을 포함하며,
    상기 제1디스크와 제2디스크에는 각각 상기 제1유입관과 제2유입관을 향하고 있는 면에 반구형의 고무 패킹이 더 설치되며,
    상기 제1디스크와 제2디스크 사이에서 상기 스프링이 설치된 내부를 따라 가스쇼바(gas shock absorber)가 설치되어 상기 제1디스크와 제2디스크를 추가적으로 탄성지지하면서 상기 제1디스크 및 제2디스크의 진퇴동작을 안내하도록 하며,
    상기 스프링은 제1디스크와 제2디스크에 접촉하는 제1스프링과 제2스프링으로 각각 양분되어 서로 다른 크기의 탄성력을 갖도록 차별화하며,
    상기 하우징의 하부는 챔버를 개방하여 내부에 설치된 디스크 및 스프링을 교체할 수 있도록 개폐식 커버로 이루어지고, 상기 하우징에는 상기 제1디스크와 제2디스크가 진퇴할 때 상기 제1디스크와 제2디스크의 하단부를 슬라이딩 가능하게 지지하되 상기 제1디스크와 제2디스크의 하단부 외주면에 대응하도록 상면이 곡면으로 형성된 가이드패널이 상기 개폐식 커버 위에 놓여진 상태로 더 설치되는 것을 특징으로 하는 양방향 스프링 개폐밸브.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1스프링과 제2스프링은 서로 다른 재질 또는 서로 다른 직경의 것으로 구비된 것을 특징으로 하는 양방향 스프링 개폐밸브.
  6. 삭제
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