KR101903172B1

KR101903172B1 - 밸브

Info

Publication number: KR101903172B1
Application number: KR1020160085692A
Authority: KR
Inventors: 서정현; 정상근; 박광희; 김광훈; 이기원
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2016-07-06
Filing date: 2016-07-06
Publication date: 2018-10-02
Also published as: KR20180005788A

Abstract

밸브가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 밸브는 밸브를 열거나 닫을 때 핸들의 오 조작을 방지하기 위한 핸들 오 조작 방지유닛을 구비하고, 핸들 오 조작 방지유닛은 밸브의 열림 및 닫힘 상태를 선택하기 위해 열림 위치와 닫힘 위치 사이에서 회전할 수 있게 설치된 조작 스위치 및 조작 스위치의 이동에 연동하여 이동되되, 조작 스위치의 열림 위치 및 닫힘 위치에 각각 대응하는 핸들의 일 방향 회전만을 허용하는 래치 조립체를 포함한다.

Description

밸브{VALVE}

본 발명은 밸브에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 밸브 개폐 시 작업자의 오 조작을 방지할 수 있는 밸브에 관한 것이다.

일반적으로 산업현장에서 사용되고 있는 배관에는 유체 흐름을 차단하거나 개방하기 위한 밸브가 설치되어 작동 유체의 흐름을 조절한다.

이러한 밸브의 작동은 대부분 원거리에서 원격 조작에 의해 이루어지게 되며, 원격 조작이 불가능한 경우에는 현장에서 작업자에 의한 수동 조작에 의해 밸브의 개폐를 조절한다.

배관에는 안전사고 및 조업에 중대한 영향을 미치는 유체가 흐르고 있는 바 작업자의 개폐 오 조작 시에는 화상, 질식 등의 재해를 유발할 수 있고, 연결된 설비의 고장을 유발하게 되어 산업시설 전체 성능을 저하시키거나 조업을 중단시키는 사태를 초래하게 된다.

한국공개특허 제2006-0094320호(2006.08.29 공개)

본 발명의 실시 예들은 밸브의 개폐 시 작업자의 오 조작을 방지할 수 있는 밸브를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 핸들의 회전방향에 따라 유로를 개폐하는 밸브 스템을 갖는 밸브에 있어서, 상기 밸브를 열거나 닫을 때 상기 핸들의 오 조작을 방지하기 위한 핸들 오 조작 방지유닛을 포함하고, 상기 핸들 오 조작 방지유닛은 상기 밸브의 열림 및 닫힘 상태를 선택하기 위해 열림 위치와 닫힘 위치 사이에서 회전할 수 있게 설치된 조작 스위치 및 상기 조작 스위치의 이동에 연동하여 이동되되, 상기 조작 스위치의 열림 위치 및 닫힘 위치에 각각 대응하는 상기 핸들의 일 방향 회전만을 허용하는 래치 조립체를 포함하는 밸브가 제공될 수 있다.

또한 상기 래치 조립체는 상기 조작 스위치가 닫힘 위치에 위치될 때 상기 밸브가 열리는 방향으로 상기 핸들이 회전되는 것을 구속하고, 상기 조작 스위치가 열림 위치에 위치될 때 상기 밸브가 닫히는 방향으로 상기 핸들이 회전되는 것을 구속할 수 있다.

또한 상기 밸브 스템을 승강 이동시키기 위해 요크 바디 내측에 회전할 수 있게 지지되어 상기 밸브 스템과 나사 체결되는 요크 슬리브를 더 포함하고, 상기 래치 조립체는 상기 조작 스위치와 연동하여 상기 요크 슬리브의 외주면에 마련된 래치기어에 선택적으로 접촉함에 의해 상기 조작 스위치의 위치에 대응하여 상기 래치기어의 회전방향을 구속할 수 있다.

또한 상기 요크 바디 내측에는 상기 래치 조립체를 수용하는 래치 수용부가 마련될 수 있다.

또한 상기 래치 조립체는 상기 래치 수용부에 회전할 수 있게 설치되되 상기 조작 스위치와 연동하는 작동 캠과, 상기 래치기어의 회전방향을 구속하기 위해 상기 작동 캠의 양측에 이격 배치되며 각각 일단이 회전할 수 있게 지지되는 한 쌍의 걸쇠와, 상기 한 쌍의 걸쇠가 각각 상기 래치기어를 향해 가압되도록 상기 한 쌍의 걸쇠를 각각 탄력 지지하는 한 쌍의 래치 스프링을 포함한다.

또한 상기 래치 조립체는 상기 래치 수용부에 회전할 수 있게 설치되며 전면 좌우 양측에 좌측 톱니와 우측 톱니가 마련된 걸쇠몸체를 포함하고, 상기 걸쇠몸체는 상기 조작스위치의 축부에서 탄력 지지된 가압로드와 접촉되며 상기 조작 스위치의 회전방향에 따라 상기 좌측 톱니와 상기 우측 톱니 중 어느 하나가 선택적으로 상기 래치기어에 접촉함에 의해 상기 래치기어의 회전방향을 구속할 수 있다.

본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 유로를 개폐하는 밸브 스템을 갖는 밸브에 있어서, 상기 밸브를 열거나 닫을 때 상기 밸브 스템의 오 작동을 방지하기 위한 밸브 스템 오작동 방지유닛;을 포함하고, 상기 밸브 스템 오작동 방지유닛은, 상기 밸브의 열림 및 닫힘 상태를 선택하는 조작 스위치의 열림 위치 및 닫힘 위치에 각각 대응하는 상기 밸브 스템의 일 방향 회전만을 허용하는 래치 조립체를 포함하는 밸브가 제공될 수 있다.

본 발명의 실시 예들은 작업자가 수동으로 밸브 개폐 시 오판 및 착각으로 인한 잘못된 방향으로 조작을 하게 되는 것을 미연에 방지하여 설비 사고를 줄임과 동시에 안전 사고를 예방할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 밸브를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 밸브를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 조작 스위치를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 래치 조립체를 도시한 것이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 조작 스위치의 위치에 따른 래치 조립체의 동작 상태도이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 래치 조립체의 동작 상태도이다.

이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 밸브를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 밸브를 도시한 단면도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 조작 스위치를 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 래치 조립체를 도시한 것이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 의한 밸브(10)는 밸브 하우징(20), 밸브 커버(30), 밸브 스템(40), 요크 슬리브(50), 핸들(60) 및 핸들 오 조작 방지유닛(100)을 포함한다.

밸브 하우징(20) 내에는 유체가 이동하는 유로(21)가 형성되어 있고, 유로(21)는 밸브 스템(40)이 상하로 이동함에 따라 밸브 스템(40)의 하단에 연결된 디스크(41)가 밸브시트(23)와 접촉 또는 이격되어 열리거나 닫히게 된다.

밸브 커버(30)는 밸브 하우징(20)과 볼트(31)와 너트(32)를 사용하여 결합함에 의해 내압을 유지한다.

밸브시트(23)의 상부로는 밸브 스템(40)이 밸브 커버(30)를 관통하여 설치되고, 밸브 스템(40)과 밸브 커버(30) 사이에는 패킹(34)이 끼워짐에 의해 기밀을 유지한다.

패킹(34)은 패킹 플랜지(35)와 패킹 부싱(36)에 의해 가압된 상태로 밸브 커버(30) 내에 삽입되며, 패킹 플랜지(35)를 관통하는 패킹 볼트(37)에 너트(38)가 체결됨에 의해 패킹(34)의 면 압력을 유지시킨다.

밸브 스템(40)의 상단 외면에는 나사산(42)이 형성되고, 밸브 스템(40)은 밸브 커버(30)의 상측에 구비된 요크 바디(39)의 내측에 회전할 수 있게 결합된 요크 슬리브(50)와 나사 결합되게 된다.

요크 슬리브(50)는 요크 바디(39)의 내측에 회전할 수 있게 지지되고, 그 상단 외주에는 핸들(60)이 나사 결합되기 위한 나사산(51)이 마련된다.

핸들(60)은 요크 슬리브(50)의 나사산(51)에 나사 체결되어 결합되되, 핸들(60) 상부에 결합되는 너트(61)에 의해 견고히 고정되게 된다.

또한 핸들(60)과 너트(61) 사이 및 핸들(60)과 요크 슬리브(50) 사이에는 와셔(62)가 체결되어 핸들(60) 및 너트(61)의 체결력을 전달함과 아울러 핸들(60)의 풀림을 방지하게 된다.

핸들(60)을 회전시키면 요크 슬리브(50)는 요크 바디(39) 내에서 회전하게 되고, 요크 슬리브(50)의 회전방향에 따라 밸브 스템(40)은 상하로 이동함에 의해 유로(21)를 선택적으로 개폐하게 된다.

핸들 오 조작 방지유닛(100)은 요크 바디(39)의 일측에 설치되어, 밸브(10)의 열림 조작 또는 닫힘 조작에 따라 각각 요크 슬리브(50)의 회전방향을 선택적으로 제한시킨다.

구체적으로, 핸들 오 조작 방지유닛(100)은 밸브(10)의 열림 조작 시에는 밸브 스템(40)이 상승하여 유로(21)를 개방하는 방향으로만 핸들(60)이 회전할 수 있도록 허락하고, 밸브(10)의 닫힘 조작 시에는 밸브 스템(40)이 하강하여 유로(21)를 닫는 방향으로만 핸들(60)이 회전할 수 있도록 허락한다.

핸들 오 조작 방지유닛(100)은 요크 슬리브(50)의 외주면에 마련된 래치기어(110)와, 밸브(10)의 열림 및 닫힘 상태를 선택하는 조작 스위치(120)와, 조작 스위치(120)의 이동과 연동하여 래치기어(110)의 회전방향을 선택적으로 구속하는 래치 조립체(130)를 포함한다.

조작 스위치(120)는 요크 바디(39)의 내측에 마련된 래치 수용부(105)에 설치된 래치 조립체(130)를 작동시키기 위한 것으로서, 조작 스위치(120)가 열림 표시(OPEN) 방향으로 회전된 경우에는 래치 조립체(130)는 밸브(10)가 열리는 방향으로만 요크 슬리브(50)가 회전할 수 있도록 래치기어(110)의 회전을 구속하고, 조작 스위치(120)가 닫힘 표시(CLOSE) 방향으로 회전된 경우에는 래치 조립체(130)는 밸브(10)가 닫히는 방향으로만 요크 슬리브(50)가 회전할 수 있도록 래치기어(110)의 회전을 구속한다.

이러한 조작 스위치(120)는 래치 조립체(130)의 작동 캠(131)과 축 연결되는 원통 형상의 축부(121)와, 축부(121)에서 연장되어 요크 바디(39)의 외측으로 돌출된 레버부(122)를 포함한다.

레버부(122)는 요크 바디(39)에 절개 형성된 슬롯(123)을 통해 요크 바디(39) 외측으로 돌출되며, 사용자는 레버부(122)를 좌우로 회전시킴에 의해 레버부(122)를 잠금(CLOSE) 또는 열림(OPEN) 위치로 이동시킬 수 있다.

또한 레버부(122)가 잠금 또는 열림 위치에서 레버부(122)의 이동을 제한하는 스토퍼(미도시)가 레버부(122)의 하측에 마련될 수 있고, 스토퍼는 잠금 또는 열림 위치에서 슬롯(123) 내측에 마련된 걸림홈(124)에 걸림에 의해 레버부(122)의 이동을 구속할 수 있다.

래치 조립체(130)는 래치 수용부(105)에서 회전할 수 있게 설치되는 작동 캠(131)과, 작동 캠(131)의 양측에 배치되어 래치기어(110)의 회전을 구속하는 한 쌍의 걸쇠(132,133)와, 한 쌍의 걸쇠(132,133)를 각각 탄력 지지하는 한 쌍의 래치 스프링(134,135)을 포함한다.

작동 캠(131)은 조작 스위치(120)와 함께 회전할 수 있도록 마련되고, 조작 스위치(120)의 회전방향에 따라서 이웃하는 걸쇠(132,133) 중 하나와 접촉함에 의해 하나의 걸쇠를 래치기어(110)로부터 이격되게 한다.

이러한 작동 캠(131)은 부채꼴 형상으로 이루어질 수 있으며, 그 외주면에는 회전 시 걸쇠와 접촉 가능한 캠면(131a)이 배치된다.

한 쌍의 걸쇠(132,133)는 각각 일단이 축 결합되어 래치 수용부(105)에 회전할 수 있게 결합되고, 타단은 래치기어(110)의 기어이 사이에 삽입될 수 있도록 마련된다.

한 쌍의 래치 스프링(134,135)은 각각 한 쌍의 걸쇠(132,133)가 래치기어(110)와 접촉하는 방향으로 탄성력을 제공할 수 있도록 일단이 래치 수용부(105)의 일측에 지지되며 타단이 대응하는 걸쇠(132,133)에 지지되도록 마련될 수 있다.

이러한 구성을 통해, 작동 캠(131)의 캠면(131a)이 걸쇠(132,133)와 접촉하지 않는 중간 위치에 위치된 경우에는 한 쌍의 걸쇠(132,133)가 각각 한 쌍의 래치 스프링(134,135)의 탄성력에 의하여 래치기어(110)의 기어이 사이에 삽입되게 되므로 래치기어(110)의 회전을 구속하게 된다.

그리고 조작 스위치(120)의 회전에 따라 작동 캠(131)이 어느 한 방향으로 회전하게 되면, 작동 캠(131)의 캠면(131a)이 어느 하나의 걸쇠와 접촉함에 따라 하나의 걸쇠를 래치기어(110)에서 이격되게 한다.

따라서 래치기어(110)는 다른 하나의 걸쇠에 의하여만 회전방향이 구속되어 래치기어(110)가 한 방향으로만 회전할 수 있게 된다.

구체적으로, 도 3 및 도 5와 같이, 조작 스위치(120)의 레버부(122)를 잠금(CLOSE) 위치로 회전시키게 되면 작동 캠(131)은 시계 방향의 회전을 구속하는 걸쇠(132)를 가압하여 래치기어(110)로부터 이격시킨다.

이때 작업자가 밸브(10)를 잠그기 위하여 핸들(60)을 시계 방향으로 회전시키면 요크 슬리브(50)의 시계 방향 회전에 의해 밸브 스템(40)은 하강하여 밸브(10)의 유로(21)를 닫게 되며, 작업자가 착오로 핸들(60)을 반시계 방향으로 회전시키게 되더라도 걸쇠(133)에 의한 구속에 의하여 핸들(60)의 회전은 이루어지지 않게 된다. 따라서 조작 스위치(120)가 잠금 위치에서는 밸브를 닫기 위한 방향으로의 회전만 가능하고, 밸브를 열기 위한 반시계 방향의 회전은 제한되게 된다.

이와 반대로, 도 3 및 도 6과 같이 작업자가 조작 스위치(120)의 레버부(122)를 열림 위치로 회전시키게 되면 작동 캠(131)은 반시계 방향의 회전을 구속하는 걸쇠(133)를 가압하여 래치기어(110)로부터 이격시킨다.

이때 작업자가 밸브(10)를 열기 위하여 핸들(60)을 반시계 방향으로 회전시키면 요크 슬리브(50)의 반시계 방향 회전에 의해 밸브 스템(40)은 상승하여 밸브(10)의 유로(21)를 열게 되며, 작업자가 착오로 핸들(60)을 시계 방향으로 회전시키게 되더라도 걸쇠(132)에 의한 구속에 의하여 핸들(60)의 회전은 이루어지지 않게 된다.

즉 작업자가 레버부(122)를 잠금 또는 열림 위치로 이동시킨 상태에서는 착오로 핸들(60)을 다른 방향으로 회전시키게 되더라도 핸들(60)의 작동이 이루어지지 않게 되므로 이로 인한 안전사고를 예방할 수 있으며, 누구나 쉽고 정확한 밸브 조작을 할 수 있게 된다.

이하에서는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 핸들 오 조작 방지유닛에 대하여 설명한다. 이하에서는 동일한 기능을 갖는 구성요소에 대하여는 동일한 도면번호를 부여하고 상세한 설명은 생략한다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 핸들 오 조작 방지유닛(100)은 래치기어(110)의 일 방향 회전을 구속하는 걸쇠는 래치 수용부(105)에서 틸팅 가능하게 설치되는 만곡 형상의 걸쇠몸체(140)를 구비한다.

걸쇠몸체(140)는 중앙의 축(141)을 기준으로 래치 수용부(105) 내에서 좌우로 틸팅할 수 있게 설치되고, 걸쇠몸체(140)의 전면 좌우 양측에는 걸쇠몸체(140)의 회전방향에 따라 래치기어(110)의 기어이 사이에 삽입될 수 있는 좌측 톱니(142)와 우측 톱니(143)가 마련된다.

걸쇠몸체(140)의 후면에는 조작 스위치(120)의 축부(127)에 구비된 가압로드(150)의 선단이 접촉하는 안내면(144,145,146)이 마련된다.

가압로드(150)는 조작 스위치(120)의 축부(127)에 형성된 로드 수용부(128)에 슬라이딩 이동할 수 있게 지지되며, 로드 수용부(128)에 수용된 탄성부재(151)에 의해 안내면(144,145,146)을 향해 가압되도록 탄력 지지된다.

안내면(144,145,146)은 직선안내면(144)과, 직선안내면(144)의 양측에 위치되는 두 경사안내면(145,146)으로 이루어지고, 조작 스위치(120)의 회전방향에 따라 가압로드(150)가 두 경사안내면(145,146) 중 어느 하나를 가압하여 걸쇠몸체(140)를 회전시킴에 의해 걸쇠몸체(140)의 전면에 구비된 두 톱니(142,143) 중 하나를 래치기어(110)의 기어이와 맞물릴 수 있게 한다.

이에 따라 조작 스위치(120)의 열림 또는 닫힘 위치에 따라 래치기어(110)는 열리거나 닫히는 어느 한 방향으로의 회전만이 허용되게 되므로 밸브의 개폐 시 작업자의 오 조작을 방지할 수 있게 된다.

한편 본 발명의 실시 예에서는 핸들의 오 조작을 방지하기 위한 핸들 오 조작 방지유닛의 예를 설명하나, 핸들 오 조작 방지유닛은 밸브 스템의 오 작동을 방지하기 위한 밸브 스템 오작동 방지유닛으로 구성될 수 있다.

즉 밸브 스템 오작동 방지유닛은 핸들(60)이 구비되지 않고 동력에 의해 밸브 스템(40)이 회전하게 되더라도 밸브의 열림 및 닫힘 상태를 선택하는 조작 스위치(120)의 열림 위치 및 닫힘 위치에 각각 대응하는 밸브 스템(40)의 일 방향 회전만을 허용하는 래치 조립체(130)로 구성될 수 있음은 물론이다.

이상에서는 특정의 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나 상기한 실시 예에만 한정되지 않으며 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.

10: 밸브, 20: 밸브 하우징,
30: 밸브 커버, 39: 요크 바디,
40: 밸브 스템, 50: 요크 슬리브,
60: 핸들, 100: 핸들 오 조작 방지유닛,
105: 래치 수용부, 110: 래치기어,
120: 조작 스위치, 130: 래치 조립체,
131: 작동 캠, 132,133: 걸쇠,
134,135: 래치스프링, 140: 걸쇠몸체,
142: 좌측 톱니, 143: 우측 톱니,
150: 가압로드.

Claims

핸들의 회전방향에 따라 유로를 개폐하는 밸브 스템을 갖는 밸브에 있어서,
상기 밸브를 열거나 닫을 때 상기 핸들의 오 조작을 방지하기 위한 핸들 오 조작 방지유닛;을 포함하고,
상기 핸들 오 조작 방지유닛은,
상기 밸브의 열림 및 닫힘 상태를 선택하기 위해 열림 위치와 닫힘 위치 사이에서 회전할 수 있게 설치된 조작 스위치; 및
상기 조작 스위치의 이동에 연동하여 이동되되, 상기 조작 스위치가 닫힘 위치에 위치될 때 상기 밸브가 열리는 방향으로 상기 핸들이 회전되는 것을 구속하고, 상기 조작 스위치가 열림 위치에 위치될 때 상기 밸브가 닫히는 방향으로 상기 핸들이 회전되는 것을 구속하는 래치 조립체;를 포함하는 밸브.
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제1항에 있어서,
상기 밸브 스템을 승강 이동시키기 위해 요크 바디 내측에 회전할 수 있게 지지되어 상기 밸브 스템과 나사 체결되는 요크 슬리브를 더 포함하고,
상기 래치 조립체는 상기 조작 스위치와 연동하여 상기 요크 슬리브의 외주면에 마련된 래치기어에 선택적으로 접촉함에 의해 상기 조작 스위치의 위치에 대응하여 상기 래치기어의 회전방향을 구속하는 밸브.
제3항에 있어서,
상기 요크 바디 내측에는 상기 래치 조립체를 수용하는 래치 수용부가 마련되는 밸브.
제4항에 있어서,
상기 래치 조립체는 상기 래치 수용부에 회전할 수 있게 설치되되 상기 조작 스위치와 연동하는 작동 캠과, 상기 래치기어의 회전방향을 구속하기 위해 상기 작동 캠의 양측에 이격 배치되며 각각 일단이 회전할 수 있게 지지되는 한 쌍의 걸쇠와, 상기 한 쌍의 걸쇠가 각각 상기 래치기어를 향해 가압되도록 상기 한 쌍의 걸쇠를 각각 탄력 지지하는 한 쌍의 래치 스프링을 포함하는 밸브.
제4항에 있어서,
상기 래치 조립체는 상기 래치 수용부에 회전할 수 있게 설치되며 전면 좌우 양측에 좌측 톱니와 우측 톱니가 마련된 걸쇠몸체를 포함하고,
상기 걸쇠몸체는 상기 조작 스위치의 축부에서 탄력 지지된 가압로드와 접촉되며 상기 조작 스위치의 회전방향에 따라 상기 좌측 톱니와 상기 우측 톱니 중 어느 하나가 선택적으로 상기 래치기어에 접촉함에 의해 상기 래치기어의 회전방향을 구속하는 밸브.
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