KR101911719B1 - 자동 간극 보상 배관개폐밸브 - Google Patents

자동 간극 보상 배관개폐밸브 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 자동 간극 보상 배관개폐밸브는 내측에 유로가 형성되는 밸브 본체; 상기 밸브 본체의 내측에 회전 가능한 상태로 설치되고, 회전을 통하여 상기 밸브 본체의 유로를 선택적으로 개폐하는 개폐부; 상기 밸브 본체의 내측에 상기 밸브 본체의 축방향에 대한 수직방향을 따라 대향 배치되고, 내측을 향하여 상대운동을 수행하여 상기 밸브 본체에 수용된 상기 개폐부의 일면 및 타면에 접촉된 상태를 유지하는 간극 보상부; 및 상기 밸브 본체의 축방향을 따라 상기 밸브 본체의 일 측 및 타 측 둘레에 회전 가능한 상태로 설치되고, 배관과 결합되어 상기 밸브 본체와 상기 배관을 서로 연결하는 연결부;를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 회전체의 상측 및 하측에 회전체를 수직방향으로 가압하여 회전체와 가압부재 사이에 간극이 발생될 경우 자동적으로 간극을 보상하는 간극 보상부를 구비함으로써, 회전체와 가압부재 사이의 기밀성능을 향상시키고, 밸브의 사용수명을 연장하여 비용을 절감할 수 있음은 물론, 간극으로 인한 유체의 누수를 차단하여 안정적으로 복수개의 밸브 사이에 유로를 제공할 수 있다.

Description

자동 간극 보상 배관개폐밸브{AUTO CLEARANCE COMPENSATION ON-OFF VALVE}
본 발명은 자동 간극 보상 배관개폐밸브에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 한 쌍의 배관을 상호 연결하여 유체의 유로를 제공하고, 사용자의 조작을 통해 유로를 선택적으로 개폐하며, 자동적으로 간극을 보상할 수 있는 자동 간극 보상 배관개폐밸브에 관한 것이다.
밸브는 각종 배관에 사용되어 배관 내 유체의 유량이나 압력을 조절하거나, 유체의 유동을 제어하는 기계요소로서, 다양한 종류의 밸브가 배관 조건이나 배관 내 요구되는 기능에 따라 선택되어 사용된다.
대표적인 밸브의 한 종류로는 볼밸브(ball valve)가 있으며, 볼밸브는 서로 동일한 중심축 선의 위치에 배치된 복수개의 배관 사이에 설치되어 사용자의 조작을 통해 유량을 제어하는 구조로 형성된다.
더 자세하게는, 볼밸브는 내부에 유로가 형성되는 챔버와, 챔버의 내측에 수용되고 원형의 관통 구멍(hole)이 형성되는 볼(ball), 챔버 내에 수용되어 볼의 회전을 지지하고, 챔버와 볼 사이를 기밀하는 기밀부재, 및 볼에 결합되어 챔버의 외부로 노출되고 사용자의 조작을 통하여 볼을 회전시켜 볼의 관통 구멍을 유로에 선택적으로 일치기는 레버로 구성된다.
그러나, 상기와 같은 종래의 볼밸브는 장기적으로 사용 시 볼과 직접적으로 접촉되는 기밀부재에 마모가 발생되고, 이로 인해 볼과 기밀부재 간에 소정 크기 이상의 간극이 발생되어 간극으로 유체가 누수되는 문제점이 있었다.
또한, 종래에는 볼과 기밀부재 간에 간극이 발생될 경우, 밸브 전체를 새로 교체해야만 함에 따라, 설치에 불편함이 있고, 추가비용이 발생됨은 물론, 밸브를 장기간 사용할 수 없는 문제점이 있었다.
공개실용신안공보 제20-2017-0000903호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 유로를 개폐하는 회전체와, 회전체를 지지하여 회전체와 수용챔버 사이의 기밀을 유지하는 가압부재 사이에 간극이 발생될 경우, 자동적으로 간극을 보상할 수 있는 자동 간극 보상 배관개폐밸브를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 자동 간극 보상 배관개폐밸브는 내측에 유로가 형성되는 밸브 본체; 상기 밸브 본체의 내측에 회전 가능한 상태로 설치되고, 회전을 통하여 상기 밸브 본체의 유로를 선택적으로 개폐하는 개폐부; 상기 밸브 본체의 내측에 상기 밸브 본체의 축방향에 대한 수직방향을 따라 대향 배치되고, 내측을 향하여 상대운동을 수행하여 상기 밸브 본체에 수용된 상기 개폐부의 일면 및 타면에 접촉된 상태를 유지하는 간극 보상부; 및 상기 밸브 본체의 축방향을 따라 상기 밸브 본체의 일 측 및 타 측 둘레에 회전 가능한 상태로 설치되고, 배관과 결합되어 상기 밸브 본체와 상기 배관을 서로 연결하는 연결부;를 포함한다.
상기 밸브 본체는, 내측에 상기 개폐부 및 상기 간극 보상부가 배치되는 수용공간 및 상기 간극 보상부의 이동을 제한하는 단턱부가 형성되는 수용챔버; 및 상기 수용챔버의 축방향을 따라 상기 수용챔버의 양 단부에 각각 결합되고, 일 측에 상기 연결부가 걸려 지지되는 이동제한부재가 형성되는 연결포트;를 포함할 수 있다.
상기 개폐부는, 상기 수용챔버에 수용되어, 내측에 일 방향으로 관통된 관통공이 형성되고, 외면에 상기 관통공의 축방향에 대하여 수직되는 방향을 따라 미리 설정된 깊이로 함몰된 결합홈이 형성되는 구형의 회전체; 일 측은 상기 수용챔버의 내측에 배치되어 상기 회전체에 결합되고, 타 측은 상기 수용챔버의 외측에 노출된 상태로 배치되는 회전축; 및 상기 회전축의 타 측에 결합되어 상기 회전축에 시계 또는 반시계 방향으로 회전력을 전달하는 조작레버;를 포함할 수 있다.
상기 회전축은, 단부에 상기 결합홈과 결합 가능한 결합수단이 형성되어 상기 회전체에 결합되는 결합부; 상기 결합부를 내측에 수용하고 상기 조작레버의 회전 시 상기 조작레버와 함께 회전하여 상기 결합부에 회전력을 전달하는 회전몸체; 및 상기 회전몸체와 상기 결합부 사이에 배치되어 상기 회전몸체에 지지된 상태로 상기 결합부를 축방향으로 탄성적으로 지지하는 탄성지지부;를 포함할 수 있다.
상기 결합부는, 상기 회전몸체의 내측에 수용되고, 둘레를 따라 복수개의 지지면을 구비하는 다각기둥 형상의 결합몸체; 상기 결합몸체의 외측으로 노출된 상기 결합몸체의 일 측 단부로부터 축방향을 따라 미리 설정된 길이로 돌출되어 상기 결합홈에 대응되는 형상으로 형성되고, 상기 결합홈에 삽입되어 상기 결합몸체의 회전 시 상기 결합몸체와 함께 회전되어 상기 회전체에 회전력을 전달하는 결합핀; 및 상기 결합몸체의 타 측 둘레에 형성되어 상기 회전몸체의 내측에 배치되고, 상기 결합몸체의 이동 시 상기 회전몸체의 내면을 따라 이동 가능한 가이드부;를 포함할 수 있다.
상기 회전몸체의 내측에는 상기 결합몸체 및 상기 가이드부를 수용 가능한 수용공간 및 상기 가이드부의 외주면에 대응되는 형상으로 형성되어 상기 가이드부를 지지하고 상기 가이드부의 이동을 안내하는 가이드면이 형성되며, 상기 회전몸체의 단부에는 상기 회전몸체의 내면으로부터 내측을 향하여 미리 설정된 길이로 돌출되어 내측에 상기 결합몸체가 수용 가능한 회전지지공이 형성되고, 상기 가이드부의 축방향을 따라 상기 가이드부에 대향되는 위치에 배치되어 상기 가이드부의 이동을 제한하는 걸림턱이 형성되며, 상기 회전지지공이 형성된 상기 회전몸체의 내면은 상기 결합몸체의 외면에 대응되는 형상으로 형성될 수 있다.
상기 간극 보상부는, 상기 회전체의 외면에 대향 배치되는 일 측에 상기 회전체의 외면에 대응되는 형상으로 형성되어 상기 회전체의 외면을 지지하는 구형의 가압홈이 형성되고, 상기 수용챔버의 내면에 안착되는 타 측에 복수개의 가압지지홈이 형성되는 가압부재; 및 상기 복수개의 가압지지홈에 각각 수용되어 상기 가압부재와 상기 수용챔버 사이에 배치되고, 상기 수용챔버에 지지된 상태로 상기 가압부재를 상기 회전체 측을 향하여 탄성적으로 지지하는 탄성부재;를 포함할 수 있다.
상기 복수개의 가압지지홈은 상기 가압부재의 일 측 중심을 기준으로 원주방향을 따라 등간격으로 이격되어 상기 가압홈이 형성된 영역의 외측에 형성되고, 적어도 3개소 이상 형성될 수 있다.
상기 연결부는, 상기 연결포트의 일 측 둘레에 배치되어 상기 연결포트의 외면에 지지되고, 내주면에 상기 배관과 결합 가능한 체결수단이 형성되며, 단부에 내측을 향하여 미리 설정된 길이로 돌출되어 상기 이동제한부재에 대향 배치되는 걸림부재가 형성되는 결합몸체; 및 상기 결합몸체의 내주면에 지지되어 상기 이동제한부재와 상기 걸림부재 사이에 배치되고, 상기 결합몸체와 상기 배관의 결합 시 상기 걸림부재에 가압되어 상기 결합몸체와 상기 연결포트 사이의 간극으로 압입되는 기밀부재;를 포함할 수 있다.
상기 단턱부에 설치되어 상기 간극 보상부의 접촉 유무를 감지하는 감지부;를 더 포함할 수 있다.
상기 감지부는, 상기 단턱부에 형성된 안착홈에 설치되어 압력을 감지하는 압력센서; 및 상기 안착홈에 수용되어 상기 압력센서에 접촉된 상태로 배치되고, 일면이 상기 간극 보상부에 대향 배치된 상기 단턱부의 표면보다 미리 설정된 길이만큼 외측으로 돌출된 상태로 배치되어, 상기 간극 보상부로부터 가해지는 압력을 상기 압력센서로 전달하는 탄성 가압체;를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 회전체의 상측 및 하측에 회전체를 수직방향으로 가압하여 회전체와 가압부재 사이에 간극이 발생될 경우 자동적으로 간극을 보상하는 간극 보상부를 구비함으로써, 회전체와 가압부재 사이의 기밀성능을 향상시키고, 밸브의 사용수명을 연장하여 비용을 절감할 수 있음은 물론, 간극으로 인한 유체의 누수를 차단하여 안정적으로 복수개의 밸브 사이에 유로를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자동 간극 보상 배관개폐밸브를 통해 복수개의 배관을 서로 연결한 상태를 개략적으로 나타낸 측단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자동 간극 보상 배관개폐밸브가 분해된 상태를 개략적으로 나타낸 측단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자동 간극 보상 배관개폐밸브의 회전축을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3의 IV-IV 선을 따라 절개한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 자동 간극 보상 배관개폐밸브의 마모 보상부를 평면에서 바라본 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 도 2의 "A"부분을 확대한 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 다양한 실시 예를 보다 상세하게 설명한다. 본 명세서에 기재된 실시 예는 다양하게 변형될 수 있다. 특정한 실시예가 도면에서 묘사되고 상세한 설명에서 자세하게 설명될 수 있다. 그러나, 첨부된 도면에 개시된 특정한 실시 예는 다양한 실시 예를 쉽게 이해하도록 하기 위한 것일 뿐이다. 따라서, 첨부된 도면에 개시된 특정 실시 예에 의해 기술적 사상이 제한되는 것은 아니며, 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 균등물 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성요소들은 상술한 용어에 의해 한정되지는 않는다. 상술한 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 명세서에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
한편, 본 명세서에서 사용되는 구성요소에 대한 "모듈" 또는 "부"는 적어도 하나의 기능 또는 동작을 수행한다. 그리고, "모듈" 또는 "부"는 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합에 의해 기능 또는 동작을 수행할 수 있다. 또한, 특정 하드웨어에서 수행되어야 하거나 적어도 하나의 프로세서에서 수행되는 "모듈" 또는 "부"를 제외한 복수의 "모듈들" 또는 복수의 "부들"은 적어도 하나의 모듈로 통합될 수도 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
그 밖에도, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그에 대한 상세한 설명은 축약하거나 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자동 간극 보상 배관개폐밸브를 통해 복수개의 배관을 서로 연결한 상태를 개략적으로 나타낸 측단면도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자동 간극 보상 배관개폐밸브가 분해된 상태를 개략적으로 나타낸 측단면도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자동 간극 보상 배관개폐밸브의 회전축을 개략적으로 나타낸 도면이다. 또한, 도 4는 도 3의 IV-IV 선을 따라 절개한 단면도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 자동 간극 보상 배관개폐밸브의 마모 보상부를 평면에서 바라본 상태를 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 6은 도 2의 "A"부분을 확대한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 자동 간극 보상 배관개폐밸브(1)(이하 '자동 간극 보상 배관개폐밸브(1)'라 함)는 한 쌍의 배관(2)을 상호 연결하여 유체의 유로를 제공하고, 사용자의 조작을 통해 유로를 선택적으로 개폐하며, 자동적으로 간극을 보상할 수 있는 자동 간극 보상 배관개폐밸브(1)에 관한 것으로서, 본 자동 간극 보상 배관개폐밸브(1)는 밸브 본체(10)를 포함한다.
밸브 본체(10)는 내측에 유로가 형성되고, 복수개의 부재가 서로 결합되어 하나의 분기된 관(pipe) 형태로 형성된다. 예컨대, 밸브 본체(10)는 'ㅗ'또는 'ㅜ'와 같은 형태로 형성될 수 있다.
더 자세하게는, 밸브 본체(10)는 후술할 개폐부(20)가 수용되는 수용챔버(11)와, 수용챔버(11)에 결합되어 수용챔버(11)와 함께 밸브 본체(10)의 유로를 형성하는 연결포트(12)를 포함할 수 있다.
수용챔버(11)는 내측에 후술할 개폐부(20) 및 간극 보상부(30)가 배치될 수 있도록 개폐부(20) 및 간극 보상부(30)의 외형에 대응되는 수용공간이 형성되는 관 형태로 형성될 수 있다. 그리고, 수용챔버(11)의 내측에는 후술할 간극 보상부(30)의 이동 방향에 대향되는 위치에 형성되어 간극 보상부(30)의 이동을 제한하는 단턱부(111)가 형성될 수 있다. 여기서, 간극 보상부(30)의 이동을 제한한다는 것은 간극 발생 시 일 방향으로 이동되는 간극 보상부(30)의 외면을 지지하여 간극 보상부(30)가 설정 거리 이상 이동되는 것을 제한하는 것을 의미할 수 있다. 또한, 수용챔버(11)의 상측에는 개폐부(20)의 회전축(22)이 수용되는 수용관이 형성될 수 있고, 수용관의 외면에는 개폐부(20)의 회전 시 개폐부(20)의 외면에 접하여 개폐부(20)가 설정 각도 이상 회전되는 것을 제한하는 돌기 형태의 회전제한수단(미도시)이 더 형성될 수 있다. 또한, 수용챔버(11)의 일 측 및 타 측 내주면에는 후술할 연결포트(12)와 결합 가능한 체결수단이 형성될 수 있다. 예컨대, 체결수단은 나사산의 형태로 형성될 수 있다.
연결포트(12)는 수용챔버(11)와의 결합 시 수용챔버(11)의 수용공간과 연통되어 수용챔버(11)와 함께 유로를 형성하는 관 형태로 형성될 수 있다. 그리고, 연결포트(12)의 일 측 및 타 측 외주면에는 각각 체결수단이 형성되어, 수용챔버(11)의 축방향을 따라 수용챔버(11)의 양 단부에 각각 결합될 수 있다. 또한, 연결포트(12)의 일 측에는 후술할 연결부(40)가 축방향으로 이동하여 연결포트(12)의 외측으로 이탈되는 것을 제한할 수 있도록, 연결부(40)가 걸려 지지되는 이동제한부재(121)가 형성될 수 있다. 예컨대, 이동제한부재(121)는 연결포트(12)의 외면으로부터 반경방향으로 연장된 돌기형태로 형성될 수 있다.
또한, 본 자동 간극 보상 배관개폐밸브(1)는 개폐부(20)를 포함한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 개폐부(20)는 밸브 본체(10)의 내측에 회전 가능한 상태로 설치되고, 회전을 통하여 밸브 본체(10)의 유로를 선택적으로 개폐한다. 즉, 개폐부(20)는 밸브 본체(10)의 축방향에 대한 수직방향을 중심으로 시계 또는 반시계 방향으로 회전 가능하도록 밸브 본체(10)의 내측에 설치되어, 회전 시 밸브 본체(10)의 유로를 선택적으로 개폐한다.
개폐부(20)에 대하여 더 상세히 설명한다.
개폐부(20)는 회전체(21), 회전축(22) 및 조작레버(23)를 포함할 수 있다.
회전체(21)는 수용챔버(11)에 형성된 구형의 수용공간에 대응되는 구(球)형상으로 형성되어 수용챔버(11)의 내측에 수용될 수 있다. 그리고, 회전체(21)의 내측에는 일 방향으로 관통되어 연결포트(12)의 유로와 대응되는 크기의 관통공(21a)이 형성될 수 있다. 이에 따라, 회전체(21)는, 후술할 회전축(22)에 의해 회전체(21)의 관통공(21a)이 연결포트(12)의 유로와 연통되거나, 회전체(21)의 외주면이 연결포트(12)의 유로에 대응되는 위치에 배치되도록 회전됨으로써, 밸브 본체(10)의 유로를 선택적으로 개폐할 수 있다. 또한, 회전체(21)의 외면에는 관통공(21a)의 축방향에 대하여 수직되는 방향을 따라 미리 설정된 깊이로 함몰되어 회전축(22)의 단부와 결합 가능한 결합홈(21b)이 형성될 수 있다.
회전축(22)은 밸브 본체(10)에 회전 가능한 상태로 설치될 수 있다. 더 자세하게는, 회전축(22)의 일 측은 수용챔버(11)의 내측에 배치되어 회전체(21)에 결합되고, 타 측은 수용챔버(11)의 외측에 노출된 상태로 배치되어 후술할 조작레버(23)와 결합될 수 있다. 또한, 회전축(22)의 외면에는 패킹부재(미도시) 등이 설치되어 밸브 본체(10)와 회전축(22) 사이의 간극을 차단할 수 있으며, 회전축(22)의 상부에는 조작레버(23)를 회전축(22)에 고정시킬 수 있도록 복수개의 너트가 체결 될 수 있는 체결수단이 형성될 수 있다. 또한, 회전축(22)과 밸브 본체(10) 사이에는 회전축(22)의 축방향 하중을 지지하여 회전축(22)의 회전을 용이하게 할 수 있는 고리 형태의 지지수단(미도시) 등이 더 설치될 수 있다.
또한, 회전축(22)은 회전체(21)를 수직방향으로 가압하여 회전체(21)에 결합된 상태를 지속적으로 유지할 수 있는 구조로 형성될 수 있다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 회전축(22)은 결합부(221), 회전몸체(222) 및 탄성지지부(223)를 포함할 수 있다.
결합부(221)는 단부에 결합홈(21b)과 결합 가능한 결합수단이 형성되어 회전체(21)에 결합될 수 있다.
더 자세하게는, 결합부(221)는 결합몸체(221a), 결합핀(221b) 및 가이드부(221c)를 포함할 수 있다. 결합몸체(221a)는 후술할 회전몸체(222)의 내측에 수용되고, 둘레를 따라 복수개의 지지면을 구비하는 다각기둥 형상으로 형성될 수 있다. 결합핀(221b)은 결합몸체(221a)의 외측으로 노출된 결합몸체(221a)의 일 측 단부로부터 축방향을 따라 미리 설정된 길이로 돌출되어 결합홈(21b)에 대응되는 형상으로 형성될 수 있다. 그리고, 결합핀(221b)은 회전체(21)와의 결합 시 결합홈(21b)에 삽입되고, 결합몸체(221a)의 회전 시 결합몸체(221a)와 함께 회전되어 회전체(21)에 회전력을 전달할 수 있다. 가이드부(221c)는 결합몸체(221a)의 타 측 둘레에 형성되어 회전몸체(222)의 내측에 배치되고, 회전몸체(222)의 이동 시 회전몸체(222)의 내면을 따라 선형 이동할 수 있다.
회전몸체(222)는 결합부(221)를 내측에 수용하고, 후술할 조작레버(23)의 회전 시 조작레버(23)와 함께 회전하여 결합부(221)에 회전력을 전달할 수 있다. 여기서, 회전몸체(222)의 내측에는 결합몸체(221a) 및 가이드부(221c)를 수용 가능한 수용공간(222d)과, 가이드부(221c)의 외주면에 대응되는 형상으로 형성되어 가이드부(221c)를 지지하고, 가이드부(221c)의 이동을 안내하는 가이드면(222a)이 형성될 수 있다. 또한, 회전몸체(222)의 단부에는 회전몸체(222)의 내면으로부터 내측을 향하여 미리 설정된 길이로 돌출되어 내측에 결합몸체(221a)가 수용 가능한 회전지지공(222c)과, 가이드부(221c)의 축방향을 따라 가이드부(221c)에 대향되는 위치에 배치되어 가이드부(221c)의 이동을 제한하는 걸림턱(222b)이 형성될 수 있다. 이때, 회전지지공(222c)이 형성된 회전몸체(222)의 내면은 결합몸체(221a)의 외면에 대응되는 다면체 형상으로 형성될 수 있다.
탄성지지부(223)는 회전몸체(222)와 결합부(221) 사이에 배치되어 회전몸체(222)에 지지된 상태로 결합부(221)를 축방향으로 탄성적으로 지지할 수 있다. 여기서, 탄성지지부(223)의 양 단부가 안착되는 회전몸체(222)의 내면과 이에 대향하는 결합부(221)의 단면에는 탄성지지부(223)의 내측으로 삽입되어 탄성지지부(223)의 내면을 지지하고, 이를 통해 탄성지지부(223)의 이탈을 예방하는 지지구조물이 형성될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 조작레버(23)는 수용챔버(11)의 외측으로 노출된 회전축(22)의 타 측에 결합되고, 사용자의 조작 시 회전축(22)과 함께 시계 또는 반시계 방향으로 회전하여 회전축(22)에 회전력을 전달할 수 있다. 예컨대, 조작레버(23)의 내측에는 회전축(22)의 일부가 삽입되는 관통공이 형성될 수 있다. 그리고, 조작레버(23)는 소정의 각도로 절곡된 바(bar) 또는 노브(knob) 형태로 형성될 수 있다.
또한, 본 자동 간극 보상 배관개폐밸브(1)는 간극 보상부(30)를 포함한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 간극 보상부(30)는 밸브 본체(10)의 내측에 밸브 본체(10)의 축방향에 대한 수직방향을 따라 대향 배치되고, 개폐부(20)의 일면 및 타면에 접촉된 상태로 배치된다. 그리고, 간극 보상부(30)는 회전체(21)와의 접촉부위에 간극이 발생될 경우 수직방향으로 작용하는 탄성력에 의하여 개폐부(20)에 접촉된 상태로 내측을 향해 상대운동을 수행하여 간극을 보상한다. 이에 따라, 간극 보상부(30)는 밸브 본체(10)에 수용된 개폐부(20)의 일면 및 타면에 지속적으로 접촉된 상태를 유지한다.
간극 보상부(30)에 대하여 더 상세히 설명한다.
간극 보상부(30)는 가압부재(31) 및 탄성부재(32)를 포함할 수 있다.
가압부재(31)는 외력이 가해질 경우 외형의 변형이 가능할 수 있도록 러버(rubber) 또는 실리콘 등과 같은 탄성체 소재의 판형 구조로 형성될 수 있다. 그리고, 회전체(21)의 외면에 대향 배치되는 가압부재(31)의 일 측에는 회전체(21)의 외면에 대응되는 형상으로 형성되어 회전체(21)의 외면을 지지하는 구형의 가압홈(311)이 형성될 수 있다. 또한, 수용챔버(11)의 내면에 안착되는 가압부재(31)의 타 측에는 후술할 탄성부재(32)가 수용되는 복수개의 가압지지홈(312)이 형성될 수 있다.
여기서, 복수개의 가압지지홈(312)은 도 5에 도시된 바와 같이, 가압부재(31)의 일 측 중심을 기준으로 원주방향을 따라 등간격으로 이격되어 가압홈(311)이 형성된 영역(A1)의 외측영역(A2)에 형성될 수 있다. 그리고, 복수개의 가압지지홈(312)은 가압부재(31)에 균일하게 하중을 가할 수 있도록 가압부재(31)의 일 측 중심을 기준으로 원주방향을 따라 적어도 3개소 이상 형성될 수 있다.
도 2 및 도 5를 참조하면, 탄성부재(32)는 복수개의 가압지지홈(312)에 각각 수용되어 가압부재(31)와 수용챔버(11) 사이에 배치되고, 수용챔버(11)에 지지된 상태로 가압부재(31)를 회전체(21) 측을 향하여 탄성적으로 지지할 수 있다. 이를 통해, 가압부재(31)와 회전체(21) 사이에 간극이 발생될 경우, 가압부재(31)가 자동적으로 간극을 보상하여 가압부재(31)와 회전체(21) 사이의 기밀을 지속적으로 유지할 수 있다.
또한, 본 자동 간극 보상 배관개폐밸브(1)는 연결부(40)를 포함한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 연결부(40)는 밸브 본체(10)의 축방향을 따라 밸브 본체(10)에 구비된 각 연결포트(12)의 일 측 및 타 측 둘레에 회전 가능한 상태로 설치되고, 배관(2)과 결합되어 밸브 본체(10)와 배관(2)을 서로 연결한다.
그리고, 연결부(40)는 결합몸체(41) 및 기밀부재(42)를 포함할 수 있다.
결합몸체(41)는 연결포트(12)의 일 측 둘레에 배치되어 연결포트(12)의 외면에 지지될 수 있다. 그리고, 결합몸체(41)의 내주면에는 배관(2)의 외주면에 형성된 체결수단과 결합 가능한 또 다른 체결수단이 형성되고, 결합몸체(41)의 단부에는 내측을 향하여 미리 설정된 길이로 돌출되어 이동제한부재(121)에 대향 배치되는 걸림부재(411)가 형성될 수 있다.
기밀부재(42)는 결합몸체(41)의 내주면에 지지되어 이동제한부재(121)와 걸림부재(411) 사이에 배치될 수 있다. 그리고, 기밀부재(42)는 일 방향을 향하여 단면의 폭이 점차 좁아지는 웨지(wedge) 형상으로 형성될 수 있다. 따라서, 기밀부재(42)는 결합몸체(41)와 배관(2)의 결합 시, 걸림부재(411)에 가압되어 결합몸체(41)와 연결포트(12) 사이의 간극(clearance)으로 압입되어 결합몸체(41)와 연결포트(12) 사이의 기밀을 유지할 수 있다. 예컨대, 기밀부재(42)는 러버 또는 실리콘 등과 같이 외력이 가해질 경우 소정의 형태로 외형이 변형될 수 있는 탄성체 소재로 형성될 수 있다.
또한, 본 자동 간극 보상 배관개폐밸브(1)는 감지부(50)를 더 포함할 수 있다.
도 2 및 도 6을 참조하면, 감지부(50)는 수용챔버(11)의 단턱부(111)에 설치되어 간극 보상부(30)의 접촉 유무를 감지할 수 있다.
더 자세하게는, 감지부(50)는 단턱부(111)에 형성된 안착홈(111a)에 설치되어 압력을 감지하는 압력센서(51)와, 간극 보상부(30)로부터 가해지는 압력을 압력센서(51)에 전달하는 탄성 가압체(52)로 구성되어, 간극 보상부(30)의 접촉 유무를 감지할 수 있다. 여기서, 탄성 가압체(52)는 안착홈(111a)에 수용되어 압력센서(51)에 접촉된 상태로 배치되고, 일면이 간극 보상부(30)에 대향 배치된 단턱부(111)의 표면보다 미리 설정된 길이만큼 외측으로 돌출된 상태로 배치될 수 있다.
즉, 간극 보상부(30)의 가압부재(31)가 마모로 인하여 탄성 가압체(52)의 돌출된 일면에 접촉되어 탄성 가압체(52)에 소정의 압력을 가하게 되면, 탄성 가압체(52)는 가압부재(31)로부터 가해지는 압력을 압력센서(51)로 전달하게 되고, 이를 통해 압력센서(51)에는 신호가 발생된다. 이에 따라, 외부에서 압력센서(51)와 전기적으로 연결된 제어장치(미도시)에는 압력센서(51)로부터 전달된 신호가 표시되고, 이를 통해 작업자는 가압부재(31)의 마모정도를 파악하고, 가압부재(31)의 교체시기를 판단하게 된다.
이처럼 본 발명의 실시예에 따르면, 회전체(21)의 상측 및 하측에 회전체(21)를 수직방향으로 가압하여 회전체(21)와 가압부재(31) 사이에 간극이 발생될 경우 자동적으로 간극을 보상하는 간극 보상부(30)를 구비함으로써, 회전체(21)와 가압부재(31) 사이의 기밀성능을 향상시키고, 밸브의 사용수명을 연장하여 비용을 절감할 수 있음은 물론, 간극으로 인한 유체의 누수를 차단하여 안정적으로 복수개의 밸브 사이에 유로를 제공할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안 될 것이다.
1. 자동 간극 보상 배관개폐밸브
10. 밸브 본체
11. 수용챔버
111. 단턱부 111a. 안착홈
12. 연결포트
121. 이동제한부재
20. 개폐부
21. 회전체
21a. 관통공 21b. 결합홈
22. 회전축
221. 결합부
221a. 결합몸체
221b. 결합핀
221c. 가이드부
222. 회전몸체
222a. 가이드면
222b. 걸림턱
222c. 회전지지공
222d. 수용공간
223. 탄성지지부
23. 조작레버
30. 간극 보상부
31. 가압부재
311. 가압홈
312. 가압지지홈
32. 탄성부재
40. 연결부
41. 결합몸체
411. 걸림부재
42. 기밀부재
50. 감지부
51. 압력센서
52. 탄성 가압체
2. 배관

Claims (11)

  1. 내측에 유로가 형성되는 밸브 본체;
    상기 밸브 본체의 내측에 회전 가능한 상태로 설치되고, 회전을 통하여 상기 밸브 본체의 유로를 선택적으로 개폐하는 개폐부;
    상기 밸브 본체의 내측에 상기 밸브 본체의 축방향에 대한 수직방향을 따라 대향 배치되고, 내측을 향하여 상대운동을 수행하여 상기 밸브 본체에 수용된 상기 개폐부의 일면 및 타면에 접촉된 상태를 유지하는 간극 보상부; 및
    상기 밸브 본체의 축방향을 따라 상기 밸브 본체의 일 측 및 타 측 둘레에 회전 가능한 상태로 설치되고, 배관과 결합되어 상기 밸브 본체와 상기 배관을 서로 연결하는 연결부;를 포함하되,
    상기 밸브 본체는,
    내측에 상기 개폐부 및 상기 간극 보상부가 배치되는 수용공간 및 상기 간극 보상부의 이동을 제한하는 단턱부가 형성되는 수용챔버; 및
    상기 수용챔버의 축방향을 따라 상기 수용챔버의 양 단부에 각각 결합되고, 일 측에 상기 연결부가 걸려 지지되는 이동제한부재가 형성되는 연결포트;를 포함하고,
    상기 개폐부는,
    상기 수용챔버에 수용되어, 내측에 일 방향으로 관통된 관통공이 형성되고, 외면에 상기 관통공의 축방향에 대하여 수직되는 방향을 따라 미리 설정된 깊이로 함몰된 결합홈이 형성되는 구형의 회전체;
    일 측은 상기 수용챔버의 내측에 배치되어 상기 회전체에 결합되고, 타 측은 상기 수용챔버의 외측에 노출된 상태로 배치되는 회전축; 및
    상기 회전축의 타 측에 결합되어 상기 회전축에 시계 또는 반시계 방향으로 회전력을 전달하는 조작레버;를 포함하며,
    상기 회전축은,
    단부에 상기 결합홈과 결합 가능한 결합수단이 형성되어 상기 회전체에 결합되는 결합부;
    상기 결합부를 내측에 수용하고 상기 조작레버의 회전 시 상기 조작레버와 함께 회전하여 상기 결합부에 회전력을 전달하는 회전몸체; 및
    상기 회전몸체와 상기 결합부 사이에 배치되어 상기 회전몸체에 지지된 상태로 상기 결합부를 축방향으로 탄성적으로 지지하는 탄성지지부;를 포함하는 자동 간극 보상 배관개폐밸브.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 결합부는,
    상기 회전몸체의 내측에 수용되고, 둘레를 따라 복수개의 지지면을 구비하는 다각기둥 형상의 결합몸체;
    상기 결합몸체의 외측으로 노출된 상기 결합몸체의 일 측 단부로부터 축방향을 따라 미리 설정된 길이로 돌출되어 상기 결합홈에 대응되는 형상으로 형성되고, 상기 결합홈에 삽입되어 상기 결합몸체의 회전 시 상기 결합몸체와 함께 회전되어 상기 회전체에 회전력을 전달하는 결합핀; 및
    상기 결합몸체의 타 측 둘레에 형성되어 상기 회전몸체의 내측에 배치되고, 상기 결합몸체의 이동 시 상기 회전몸체의 내면을 따라 이동 가능한 가이드부;
    를 포함하는 자동 간극 보상 배관개폐밸브.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 회전몸체의 내측에는 상기 결합몸체 및 상기 가이드부를 수용 가능한 수용공간 및 상기 가이드부의 외주면에 대응되는 형상으로 형성되어 상기 가이드부를 지지하고 상기 가이드부의 이동을 안내하는 가이드면이 형성되며,
    상기 회전몸체의 단부에는 상기 회전몸체의 내면으로부터 내측을 향하여 미리 설정된 길이로 돌출되어 내측에 상기 결합몸체가 수용 가능한 회전지지공이 형성되고, 상기 가이드부의 축방향을 따라 상기 가이드부에 대향되는 위치에 배치되어 상기 가이드부의 이동을 제한하는 걸림턱이 형성되며,
    상기 회전지지공이 형성된 상기 회전몸체의 내면은 상기 결합몸체의 외면에 대응되는 형상으로 형성되는 자동 간극 보상 배관개폐밸브.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 간극 보상부는,
    상기 회전체의 외면에 대향 배치되는 일 측에 상기 회전체의 외면에 대응되는 형상으로 형성되어 상기 회전체의 외면을 지지하는 구형의 가압홈이 형성되고, 상기 수용챔버의 내면에 안착되는 타 측에 복수개의 가압지지홈이 형성되는 가압부재; 및
    상기 복수개의 가압지지홈에 각각 수용되어 상기 가압부재와 상기 수용챔버 사이에 배치되고, 상기 수용챔버에 지지된 상태로 상기 가압부재를 상기 회전체 측을 향하여 탄성적으로 지지하는 탄성부재;
    를 포함하는 자동 간극 보상 배관개폐밸브.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 복수개의 가압지지홈은 상기 가압부재의 일 측 중심을 기준으로 원주방향을 따라 등간격으로 이격되어 상기 가압홈이 형성된 영역의 외측에 형성되고, 적어도 3개소 이상 형성되는 자동 간극 보상 배관개폐밸브.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 연결부는,
    상기 연결포트의 일 측 둘레에 배치되어 상기 연결포트의 외면에 지지되고, 내주면에 상기 배관과 결합 가능한 체결수단이 형성되며, 단부에 내측을 향하여 미리 설정된 길이로 돌출되어 상기 이동제한부재에 대향 배치되는 걸림부재가 형성되는 결합몸체; 및
    상기 결합몸체의 내주면에 지지되어 상기 이동제한부재와 상기 걸림부재 사이에 배치되고, 상기 결합몸체와 상기 배관의 결합 시 상기 걸림부재에 가압되어 상기 결합몸체와 상기 연결포트 사이의 간극으로 압입되는 기밀부재;
    를 포함하는 자동 간극 보상 배관개폐밸브.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 단턱부에 설치되어 상기 간극 보상부의 접촉 유무를 감지하는 감지부;를 더 포함하는 자동 간극 보상 배관개폐밸브.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 감지부는,
    상기 단턱부에 형성된 안착홈에 설치되어 압력을 감지하는 압력센서; 및
    상기 안착홈에 수용되어 상기 압력센서에 접촉된 상태로 배치되고, 일면이 상기 간극 보상부에 대향 배치된 상기 단턱부의 표면보다 미리 설정된 길이만큼 외측으로 돌출된 상태로 배치되어, 상기 간극 보상부로부터 가해지는 압력을 상기 압력센서로 전달하는 탄성 가압체;
    를 포함하는 자동 간극 보상 배관개폐밸브.
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CN113375059A (zh) * 2021-04-27 2021-09-10 王令军 一种防泄漏球阀
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