KR101961079B1 - 밸브 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 밸브바디와 스템 사이의 유격을 통해 유출되는 누액이 밸브 외부로 유출되거나 액츄에이터 내부로 유입되는 것을 억제하고 누액을 감지하는 밸브 시스템에 관한 것으로서, 유체가 통과하는 밸브유로 및 일단이 상기 밸브유로와 연결되는 스템홀이 구비되는 밸브본체, 및 상기 밸브본체의 상부에 일체로 형성되며 상기 스템홀과 연결되는 수용홈이 형성되는 밸브 플랜지로 이루어지는 밸브바디부; 상기 밸브 플랜지의 상면에 고정되는 액츄에이터 박스, 및 상기 액츄에이터 박스의 내부에 구비되는 스텝모터와 동력전달부가 포함되는 액츄에이터부; 상기 스템홀에 삽입 배치되는 스템본체, 및 상기 스템본체의 하부에 구비되는 개폐수단을 포함하는 스템부; 및 상기 스템홀과 상기 스템본체의 사이 공간에 구비되는 패킹, 및 상기 수용홈에 구비되는 누액 디텍터를 포함하는 누액 차단ㆍ감지부;로 이루어지고, 상기 누액 차단ㆍ감지부는 상기 수용홈(133)의 내부에 스펀지가 장착되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

밸브 시스템{Valve System}
본 발명은 밸브 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 밸브본체와 스템본체 사이의 유격을 통해 유출되는 누액이 밸브 외부로 유출되거나 액츄에이터 내부로 유입되는 것을 억제하고 누액을 감지할 수 있는 밸브 시스템에 관한 것이다.
도 1은 본 출원인이 출원하여 등록된 국내등록특허 제10-1879569호(공고일자: 2018.07.18.)에 소개되어 있는 누액 차단 밸브로서 그 기본 구성은 아래와 같다.
도 1에 도시되어 있는 바와 같이 상기 누액 차단 밸브는, 밸브바디부(10), 상기 밸브바디부(10)의 상부에 구비되는 액츄에이터부(20), 밸브바디부(10)와 액츄에이터부(20)의 내부에 구비되는 스템부(30) 및 밸브바디부(10)와 액츄에이터부(20)의 경계 부위에 구비되어 누액이 액츄에이터부(20)에 유입되거나 밸브 외부로 유출되는 것을 억제하고 누액을 감지하는 누액방지부(40)로 이루어진다.
여기서, 누액방지부(40)는 수직홀(11b)과 스템본체(31) 사이의 공간에 구비되는 패킹(41), 상기 수용홈(13a)에 구비되는 실링막(45) 및 누액센서(47)로 이루어지고, 상기 실링막(45)이 패킹(41)의 열화나 마모로 수용홈(13a)에 유입된 누액이 액츄에이터 박스(21)와 스템본체(31) 사이의 유격을 통해 액츄에이터 박스(21) 내부로 유입되는 것을 억제하게 된다.
또한, 실링막(45)이 액츄에이터 박스(21)와 스템본체(31) 사이의 유격를 밀봉하더라도, 수용홈(13a)에 누액이 유입된 상태에서 장시간 방치하게 되면 누액이 밸브 외부로 유출 또는 액츄에이터 박스(21) 내부로 유입될 수 있는바, 누액센서(47)는 수용홈(13a)에 고인 누액을 감지하여 상기와 같은 유출이나 유입이 발생하기 전에 필요한 조치가 취해지도록 한다.
그러나 본 출원인은 상기 누액 차단 밸브의 사용 과정에서 새로운 문제점을 발견하였는바, 패킹(41)과 실링막(45)의 내구성이 거의 동일하여 패킹(41)의 마모로 누액이 발생하면 실링막(45)을 통한 누액이 발생하였고, 밸브의 설치 상태에 따라 예를 들어, 도 2와 같이 누액 차단 밸브가 좌측으로 90°회전되어 설치된 상태에서는 누액이 센서에 도달하지 못하고 실링막(45)을 통해 외부로 유출되는 경우가 발생하였다.
등록특허공보 제10-1879569호(공고일자: 2018.07.18.)
본 발명에서 해결하고자 하는 과제는, 누액의 밸브 외부 유출이나 액츄에이터 내부 유입을 억제하며, 누액이 액츄에이터나 외부로 유출되기 전에 누액을 보다 신속하고 효과적으로 감지할 수 있는 밸브 시스템을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 밸브 시스템은, 유체가 통과하는 밸브유로 및 일단이 상기 밸브유로와 연결되는 스템홀이 구비되는 밸브본체, 및 상기 밸브본체의 상부에 일체로 형성되며 상기 스템홀과 연결되는 수용홈이 형성되는 밸브 플랜지로 이루어지는 밸브바디부; 상기 밸브 플랜지의 상면에 고정되는 액츄에이터 박스, 및 상기 액츄에이터 박스의 내부에 구비되는 스텝모터와 동력전달부가 포함되는 액츄에이터부; 상기 스템홀에 삽입 배치되는 스템본체, 및 상기 스템본체의 하부에 구비되는 개폐수단을 포함하는 스템부; 및 상기 스템홀과 상기 스템본체의 사이 공간에 구비되는 패킹, 및 상기 수용홈에 구비되는 누액 디텍터를 포함하는 누액 차단ㆍ감지부;로 이루어지고, 상기 누액 차단ㆍ감지부는 상기 수용홈의 내부에 스펀지가 장착되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 밸브 시스템은, 상기 스펀지가 상기 스템본체가 그 내부로 통과되기 위한 통과홀과 상기 누액 디텍터가 안착되기 위한 안착홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 밸브 시스템은, 상기 통과홀에 상기 스템본체의 외주면과 상기 스펀지 사이에 가이드링이 구비되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 본 발명의 밸브 시스템은, 상기 가이드링에 다수의 통공이 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 밸브 시스템에 의하면, 누액이 밸브 외부로 유출되거나 액츄에이터 박스 내부로 유입되는 것이 억제되고 누액을 신속하고 효과적으로 감지할 수 있으므로 밸브 시스템의 안정성이 크게 향상된다.
도 1은 종래기술에 따른 누액 차단 밸브를 도시한 단면도.
도 2는 도 1의 누액 차단 밸브가 좌측으로 90°회전되어 설치된 상태를 도시한 단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브 시스템을 도시한 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브 시스템의 밸브바디부만을 분리 도시한 사시도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 밸브 시스템을 도시한 단면도.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 더욱 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브 시스템을 도시한 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브 시스템의 밸브바디부만을 분리 도시한 사시도이며, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 밸브 시스템을 도시한 단면도이다.
도 3, 도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 밸브 시스템은 밸브바디부(100), 밸브바디부(100)의 상부에 구비되는 액츄에이터부(200), 밸브바디부(100)와 액츄에이터부(200)의 내부에 구비되는 스템부(300) 및 누액이 액츄에이터부(200)로 유입되거나 밸브 외부로 유출되는 것을 차단하고 누액을 감지하는 누액 차단ㆍ감지부(400)를 포함하여 이루어진다.
먼저 밸브바디부(100)는 밸브본체(110)와 밸브 플랜지(130)로 이루어진다.
밸브본체(110)의 내부에는 수평방향으로 형성되고 유체가 통과하는 밸브유로(111) 및 수직방향으로 형성되고 일단이 상기 밸브유로(111)와 연결되는 스템홀(112)이 구비된다.
또한, 상기 스템홀(112)에 스템부(300)의 스템본체(310) 하부가 삽입되며, 밸브유로(111)와 스템홀(112)의 연결 부위에는 스템본체(310)의 하부에 형성된 개폐수단(330)이 배치되어 밸브유로(111)의 개폐량을 조절한다.
한편, 밸브 플랜지(130)는 밸브바디부(100)를 액츄에이터부(200)에 고정하기 위한 구성으로서, 그 내부에는 액츄에이터부(200)의 일측 및 스템홀(112)과 연결되고 후술하는 스펀지(430) 및 누액 디텍터(470)를 수용하기 위한 공간인 수용홈(133)이 형성된다.
밸브 플랜지(130)의 상면에는 환형실링(150)이 구비되어 밸브바디부(100)와 액츄에이터부(200)의 결합 부위의 밀봉성을 향상시킨다.
또한, 환형실링(150)은 누액이 발생하더라도 누액이 밸브 외부로 유출되는 것을 방지하는 역할도 하게 된다.
액츄에이터부(200)는 상기 밸브 플랜지(130)의 상부에 구비되는 액츄에이터 박스(210), 상기 액츄에이터 박스(210)의 내부에 구비되는 스텝모터(230), 동력전달부(250) 및 PCB커넥터(270)를 포함하여 이루어진다.
상기 동력전달부(250)는 복수의 기어조합으로 이루어져 스텝모터(230)로부터 인가받은 회전력을 증폭(감속)하여 이를 스템본체(310)에 전달하는 역할을 한다.
상기 PCB커넥터(270)는 외부에 마련된 컨트롤박스(또는 관제실)와의 통신 연결 및 외부 전원과의 연결을 위한 구성으로서, 스텝모터(230)와 컨트롤박스를 연결하여 모터의 기동이 제어되도록 하는 한편, 후술할 스템부(300)의 자기장 감지부(350)와 연결되어 자기장 감지부(350)가 측정한 스템본체(310)의 변위값을 컨트롤박스에 전달한다.
스템부(300)는 다단의 막대 형상으로 이루어지되 하부는 스템홀(112)에 삽입 배치되고 상부는 액츄에이터 박스(210)에 배치되는 스템본체(310), 스템본체(310)의 하부에 구비되는 개폐수단(330) 및 스템본체(310)의 상단과 액츄에이터 박스(210)의 내벽 지점에 구비되는 자기장 감지부(350)로 이루어진다.
스템본체(310)의 하부는 스템홀(112)에 회전 가능하게 구비되며, 상부는 동력전달부(250)의 종동측 기어에 고정되어 스텝모터(230)의 회전에 따라 0~90˚범위에서 회동하게 된다.
개폐수단(330)은 앞서 설명한 바와 같이 밸브바디부(100)가 볼 밸브나 버터플라이 밸브 등의 밸브 종류에 따라 해당 밸브 종류의 개폐수단이 형성되어 밸브유로(111)를 개폐하게 된다.
자기장 감지부(350)는 통상 자기장 센서가 채용되고, 스템본체(310)의 회동에 따른 자기장 변화값을 컨트롤박스에 전달하면, 이를 기초로 컨트롤박스는 스텝모터(230)를 제어하여 개폐수단(330)의 개폐량을 조절하게 된다.
누액 차단ㆍ감지부(400)는 스템홀(112)과 스템본체(310)의 사이 공간에 구비되는 패킹(430) 및 수용홈(133)에 구비되는 누액 디텍터(470)를 포함하여 이루어진다.
패킹(430)은 원통형의 탄성체로서 하부의 스템홀(112)과 스템본체(310) 유격사이로 유입되는 누액을 차단하는 기능을 수행하며, 스템본체(310)의 외측으로 개폐수단(330)의 상부와 스템본체(310)를 스템홀(112)에 고정하기 위해 구비되는 체결구(170)의 하부 사이에 배치된다.
다만, 패킹(430)을 통한 누액이 발생하면 누액이 밸브 외부로 유출되거나 액츄에이터 박스(21) 내부로 유입될 수 있고, 패킹(430)을 통한 누액은 먼저 수용홈(133) 측으로 새어 나오게 된다.
도 3 내지 5를 참조하면, 상기 수용홈(133)은 수용홈(13a)과 제2수용홈(13c)으로 분리되어 있는 도 1의 종래기술과 달리 하나의 단일 공간으로 이루어져 있고, 수용홈(133)의 내부에는 스펀지(450)가 장착되어 있으며, 수용홈(133)의 일측에 누액 디텍터(470)가 구비되어 있다.
스펀지(450)는 패킹(430)으로부터 유출되는 누액을 흡입하여 누액 디텍터(470)로 전달하기 위한 구성으로서, 스템본체(310)가 그 내부로 통과되기 위한 통과홀(451)과 누액 디텍터(470)가 안착되기 위한 안착홈(452)이 형성되고, 그 외부 형상은 수용홈(133)의 내부 공간에 맞게 제작되는 것이 바람직하다.
또한, 통과홀(451)에는 스템본체(310)의 외주면과 스펀지(450) 사이에 별도의 가이드링(460)이 추가로 구비된다.
상기 가이드링(460)은 스템본체(310)가 회전할 때 스템본체(310)와 스펀지(450)가 상호 간섭하는 것을 방지하기 위한 구성이다.
또한, 가이드링(460)에는 다수의 통공(461)이 형성되어 있는바, 이는 누액이 다수의 통공(461)을 통하여 스펀지(450)로 용이하게 전달될 수 있도록 하기 위함이다.
누액 디텍터(470)는 수용홈(133)으로 유입되는 누액을 신속히 감지하여 이를 컨트롤박스 또는 별도로 마련된 경보기에 알림으로써, 누액이 밸브 외부로 유출되거나 액츄에이터 박스(210) 내부로 유입되기 전에 필요한 조치가 취해지도록 한다.
누액 디텍터(470)는 그 고정을 확실히 하기 위하여 볼트(B)를 이용하여 밸브 플랜지(130)에 고정될 수 있고, 또는 도 5에 도시된 바와 같이 액츄에이터 박스(210)에 고정될 수도 있다.
한편, 누액 디텍터(470)는 케이블이 밸브 플랜지(130)에 형성된 관통홀(135)을 통해 별도로 구비된 경보기에 직접 연결되는 방식으로 개시될 수 있고, 또는 도 5에 도시되어 있는 바와 같이 액츄에이터 박스(210)에 형성된 관통공(211)을 통해 박스 내부로 진입하여 PCB커넥터(270)에 연결되는 방식으로 개시될 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미치는 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능하다.
100: 밸브바디부
110: 밸브본체 111: 밸브유로
112: 스템홀 130: 밸브 플랜지
133: 수용홈 135: 관통홀
150: 환형실링 170: 체결구
200: 액츄에이터부
210: 액츄에이터 박스 211: 관통공
230: 스텝모터 250: 동력전달부
270: PCB커넥터
300: 스템부
310: 스템본체 330: 개폐수단
350: 자기장 감지부
400: 누액 차단ㆍ감지부
430: 패킹 450; 스펀지
451: 통과홀 452: 안착홈
460: 가이드링 461: 통공
470: 누액 디텍터

Claims (4)

  1. 유체가 통과하는 밸브유로(111) 및 일단이 상기 밸브유로(111)와 연결되는 스템홀(112)이 구비되는 밸브본체(110), 및 상기 밸브본체(110)의 상부에 일체로 형성되며 상기 스템홀(112)과 연결되는 수용홈(133)이 형성되는 밸브 플랜지(130)로 이루어지는 밸브바디부(100);
    상기 밸브 플랜지(130)의 상면에 고정되는 액츄에이터 박스(210), 및 상기 액츄에이터 박스(210)의 내부에 구비되는 스텝모터(230)와 동력전달부(250)가 포함되는 액츄에이터부(200);
    상기 스템홀(112)에 삽입 배치되는 스템본체(310), 및 상기 스템본체(310)의 하부에 구비되는 개폐수단(330)을 포함하는 스템부(300); 및
    상기 스템홀(112)과 상기 스템본체(310)의 사이 공간에 구비되는 패킹(430), 및 상기 수용홈(133)에 구비되는 누액 디텍터(470)를 포함하는 누액 차단ㆍ감지부(400);
    로 이루어지고,
    상기 누액 차단ㆍ감지부(400)는 상기 수용홈(133)의 내부에 스펀지(450)가 장착되며,
    상기 스펀지(450)는 상기 스템본체(310)가 그 내부로 통과되기 위한 통과홀(451)과 상기 누액 디텍터(470)가 안착되기 위한 안착홈(452)이 형성되고,
    상기 통과홀(451)에는 상기 스템본체(310)의 외주면과 상기 스펀지(450) 사이에 가이드링(460)이 구비되는 것을 특징으로 하는 밸브 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 가이드링(460)에는 다수의 통공(461)이 형성되는 것을 특징으로 하는 밸브 시스템.
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