KR101964123B1

KR101964123B1 - 파일럿식 부스터 펌프 제어 밸브 시스템

Info

Publication number: KR101964123B1
Application number: KR1020180132765A
Authority: KR
Inventors: 조상현
Original assignee: 주식회사 바램; 조상현
Priority date: 2018-11-01
Filing date: 2018-11-01
Publication date: 2019-04-01

Abstract

본 발명의 파일럿식 부스터 펌프 제어 밸브 시스템은, 다이어프램에 의해 내부 공간이 상부 챔버와 하부 챔버로 상호 분리되도록 구비되는 복수개의 파일럿 밸브 및 솔레노이드 밸브를 포함하는 밸브 수단 및 보조유로를 통해, 유체의 이동경로를 제어할 수 있는 파일럿식 부스터 펌프 제어 밸브 시스템에 있어서, 유체가 공급되는 주배관로에 직렬로 연결되는 유입구와 유출구가 소정거리 이격되어 형성되되, 상기 유입구와 유출구 경로 사이에 유로의 개폐가 이루어지는 시트부가 형성되면서, 다이어프램에 의해 내부 공간이 상부 챔버와 하부 챔버로 상호 분리되도록 구비되는 메인 밸브와, 제 1 보조유로를 통해서 상기 메인 밸브의 유입구 인접측과 연결되고, 제 3 보조유로를 통해, 제 1 파일럿 밸브의 상부 챔버와 연결되며, 제 4 보조유로를 통해 제 2 파일럿 밸브의 상부 챔버와 연결되는 솔레노이드 밸브와, 제 2 보조유로를 통해 상기 메인 밸브의 유출구 인접측과 연결되고, 복수개의 유출입구가 형성된 유로형성챔버가 구비되는 제 1 파일럿 밸브 및 제 7 보조유로를 통해 상기 메인 밸브의 하부 챔버와 연결되고, 복수개의 유출입구가 하부 챔버에 형성되는 제 2 파일럿 밸브를 포함하며, 제 5 보조유로를 통해서 상기 제 2 보조유로와 상기 제 1 파일럿 밸브의 유로형성챔버를 연결하면서, 제 6 보조유로를 통해서 상기 제 5 보조유로와 상기 제 2 파일럿 밸브의 하부 챔버를 연결하고, 제 7 보조유로를 통해서 상기 제 2 파일럿 밸브의 하부 챔버와 상기 메인 밸브의 하부 챔버를 연결하며, 제 8 보조유로를 통해서, 상기 메인 밸브의 상부 챔버와 상기 제 1 파일럿 밸브의 유로형성챔버를 연결하고, 상기 솔레노이드 밸브에 인가되는 전기적 신호에 따라, 상기 제 1 보조유로에서 유입되는 유체를 차단시키고, 상기 제 3 보조유로에서 유입되는 유체를 통과시켜 외부로 배출하도록 구비되고, 상기 제 3 보조유로 및 제 4 보조유로를 통해, 제 1 파일럿 밸브의 상부 챔버와 제 2 파일럿 밸브의 상부 챔버로 유체가 유입되는 경우, 상기 제 7 보조유로를 통해, 상기 메인 밸브의 하부 챔버로 유체가 유입되고, 상기 메인 밸브의 시트부가 개방된 상태를 유지하며, 상기 제 3 보조유로 및 제 4 보조유로를 통해, 제 1 파일럿 밸브의 상부 챔버와 제 2 파일럿 밸브의 상부 챔버에서 유체가 유출되는 경우, 상기 제 8 보조유로를 통해 상기 메인 밸브의 상부 챔버로 유체가 유입되고, 상기 메인 밸브의 시트부가 폐쇄되도록 마련되는 것을 특징으로 한다.

Description

파일럿식 부스터 펌프 제어 밸브 시스템{A pilot type booster pump control valve system}

본 발명은 밸브 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 급수 관로에 사용되는 펌프 등을 제어함에 있어서, 펌프의 기동과 중지시 발생할 수 있는 관로내에서의 서지현상을 방지하고, 전원에 오작동이 발생할 경우 제어모드와 상관없이 밸브를 급속히 차단하여 역류를 방지할 수 있는 파일럿식 부스터 펌프 제어 밸브 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 급수 관로에 사용되는 다양한 배관 설비에 의해 공급되는 유체의 흐름을 신속하게 통제할 수 있도록 하여 상기 급수 관로 내에서의 역류를 방지하면서, 각종 펌프 기자재 및 배관의 파손을 방지하기 위해, 상기 펌프의 작동상태를 제어할 수 있는 펌프 제어 밸브 시스템의 구축이 필수적이다.

이때, 상기 펌프 제어 밸브 시스템에는 다이어프램형 밸브, 솔레노이드 밸브 등 다양한 밸브 수단이 사용되며, 유체의 유량 및 압력을 제어하기 위해 관로의 도중이나 용기에 설치된다.

특히, 다이어프램형 밸브는 압력의 변동에 따라 챔버실의 압력을 제어함으로써 다이어프램이 정밀하게 조절되며, 실링 부분의 압력을 분산시키고 다이어프램의 모양변화를 막아 다이어프램의 수명이 연장되는 장점을 보유하고 있어 다양하게 사용되고 있으며, 이러한 다이어프램을 이용한 펌프 제어 밸브 시스템과 관련된 선행기술에는 대한민국 특허청에 출원된 출원번호 제10-2010-0114037호, 제10-2004-0006891호 및 제 10-2004-0114112 등이 있다.

그러나, 상기 다이어프램형 밸브의 제어가 신속하게 이루어지지 못함에 따라, 고수위에서 저수위로 역류가 일어나게되는 문제점은 여전히 존재하였다.

아울러, 다수개의 솔레노이드 밸브를 포함하는 출원번호 제 10-2004-0114112 호의 '부스터 펌프용 제어밸브 시스템' 의 경우에는 밸브 제어의 신속성을 향상시키는 것은 가능했으나, 상기 솔레노이드 밸브의 상시작동이 요구되어 솔레노이드 밸브의 잦은 교체를 필요로 하는 문제점이 여전히 존재하였으며, 정전시 별도의 전원공급 체계가 없으면 단수가 됨은 물론, 상기 다이어프램형 밸브의 제어가 신속하게 이루어지지 못함에 따라, 고수위에서 저수위로 역류가 일어나게되는 문제점 또한 여전히 존재하였다.

따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 다이어프램에 의해 상부 챔버와 하부 챔버로 내부 공간이 분리되는 메인 밸브 및 복수개의 파일럿 밸브와, 상기 메인 밸브 및 파일럿 밸브와 연결되도록 마련되되, 일시적인 전기 신호의 인가를 통해 작동되는 솔레노이드 밸브를 통해, 상기 솔레노이드 밸브를 상시 작동하지 않고도 배관 내의 유체 이동 경로를 변경할 수 있도록 함으로써, 장수명성을 보다 향상시킨 파일럿식 부스터 펌프 제어 밸브 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

아울러, 펌프의 작동상태를 제어하기 위한 파일럿식 부스터 펌프 제어 밸브 시스템의 구조를 단순화하여 작동 신뢰성 및 작동 응답 속도를 보다 향상시킬 수 있는 파일럿식 부스터 펌프 제어 밸브 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

그리고, 상기 파일럿식 부스터 펌프 제어 밸브 시스템은, 상기 제 1 보조유로, 제 2 보조유로, 제 5 보조유로 및 제 6 보조유로 중 선택된 어느 하나 이상의 보조유로 내에서 유동하는 유체의 유동 방향은 항상 동일하고, 상기 제 3 보조유로, 제 4 보조유로, 제 7 보조유로, 제 8 보조유로 중 선택된 어느 하나 이상의 보조유로 내에서 유동하는 유체의 유동 방향은 상기 솔레노이드 밸브에 인가되는 전기적 신호에 따라, 반대방향으로 변동되는 것을 특징으로 한다.

아울러, 다이어프램에 의해 내부 공간이 상부 챔버와 하부 챔버로 상호 분리되도록 구비되는 복수개의 파일럿 밸브 및 솔레노이드 밸브를 포함하는 밸브 수단 및 보조유로를 통해, 유체의 이동경로를 제어할 수 있는 파일럿식 부스터 펌프 제어 밸브 시스템에 있어서, 유체가 공급되는 주배관로에 직렬로 연결되는 유입구와 유출구가 소정거리 이격되어 형성되되, 상기 유입구와 유출구 경로 사이에 유로의 개폐가 이루어지는 시트부가 형성되면서, 다이어프램에 의해 내부 공간이 상부 챔버와 하부 챔버로 상호 분리되도록 구비되는 메인 밸브와, 상기 메인 밸브 및 복수개의 파일럿 밸브와 연결되도록 마련되는 솔레노이드 밸브와, 다이어프램에 의해 내부 공간이 상부 챔버와 하부 챔버로 분리되도록 구비되며, 상기 하부 챔버의 하단에 복수개의 유출입구가 형성되는 유로형성챔버가 마련되는 제 1 파일럿 밸브와, 다이어프램에 의해 내부 공간이 상부 챔버와 하부 챔버로 분리되도록 구비되며, 복수개의 유출입구가 하부 챔버에 형성되는 제 2 파일럿 밸브와, 상기 메인 밸브의 유입구 인접측과 상기 솔레노이드 밸브를 연결하는 제 1 보조유로와, 상기 메인 밸브의 유출구 인접측과 상기 제 1 파일럿 밸브의 하부 챔버를 연결하는 제 2 보조유로와, 상기 솔레노이드 밸브와 상기 제 1 파일럿 밸브의 상부 챔버를 연결하는 제 3 보조유로와, 상기 솔레노이드 밸브와 상기 제 2 파일럿 밸브의 상부 챔버를 연결하는 제 4 보조유로와, 상기 제 2 보조유로와 상기 제 1 파일럿 밸브의 유로형성챔버를 연결하는 제 5 보조유로와, 상기 제 5 보조유로와 상기 제 2 파일럿 밸브의 하부 챔버를 연결하는 제 6 보조유로와, 상기 제 2 파일럿 밸브의 하부 챔버와 상기 메인 밸브의 하부 챔버를 연결하는 제 7 보조유로와, 상기 메인 밸브의 상부 챔버와 상기 제 1 파일럿 밸브의 유로형성챔버를 연결하는 제 8 보조유로와, 상기 솔레노이드 밸브에 인가되는 전기적 신호에 따라, 상기 제 1 보조유로에서 유입되는 유체를 차단시키고, 상기 제 3 보조유로에서 유입되는 유체를 통과시켜 외부로 배출하도록 구비되고, 상기 제 3 보조유로 및 제 4 보조유로를 통해, 제 1 파일럿 밸브의 상부 챔버와 제 2 파일럿 밸브의 상부 챔버로 유체가 유입되는 경우, 상기 제 7 보조유로를 통해, 상기 메인 밸브의 하부 챔버로 유체가 유입되고, 상기 메인 밸브의 시트부가 개방된 상태를 유지하며, 상기 제 3 보조유로 및 제 4 보조유로를 통해, 제 1 파일럿 밸브의 상부 챔버와 제 2 파일럿 밸브의 상부 챔버에서 유체가 유출되는 경우, 상기 제 8 보조유로를 통해 상기 메인 밸브의 상부 챔버로 유체가 유입되고, 상기 메인 밸브의 시트부가 폐쇄되도록 마련되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 파일럿식 부스터 펌프 제어 밸브 시스템은, 상기 메인 밸브의 차단속도를 조절하기 위해 상기 제 7 보조유로에 구비되는 제 1 플로우 컨트롤러와, 상기 메인 밸브의 개방속도를 조절하기 위해 상기 제 8 보조유로에 구비되는 제 2 플로우 컨트롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

메인 밸브의 유입구 측과 연결되는 솔레노이드 밸브를 구비하고, 상기 제 1 파일럿 밸브가 상기 메인 밸브의 유출구 인접측과 연결되도록 마련함으로써, 상기 유출구를 통해 유체의 유출이 필요한 경우, 메인 밸브의 개방 상태를 유지하도록 하며, 메인 밸브의 차단 상태가 요구될 경우에만 상기 솔레노이드 밸브를 작동시킴으로써 유체의 이동을 차단할 수 있도록 구축됨에 따라, 상기 솔레노이드 밸브를 상시 작동하지 않고도 유체의 흐름을 제어할 수 있도록 하여, 파일럿식 부스터 펌프 제어 밸브 시스템의 장수명성을 보다 향상시킬 수 있는 효과를 제공할 수 있다.

또한, 단일 솔레노이드 밸브를 사용함으로써, 파일럿식 부스터 펌프 제어 밸브 시스템의 구조를 단순화하여 작동 신뢰성 및 작동 응답 속도를 보다 향상시킬 수 있는 효과를 제공할 수 있다.

도 1 은 본 발명의 파일럿식 부스터 펌프 제어 밸브 시스템의 개략적인 구성을 도시한 구성도이다.
도 2 는 본 발명의 파일럿식 부스터 펌프 제어 밸브 시스템의 메인 밸브가 개방되어 주배관로 내의 유체의 흐름이 정상 진행 중인 상태의 유체 흐름을 도시한 유체 흐름도이다.
도 3 은 본 발명의 파일럿식 부스터 펌프 제어 밸브 시스템의 솔레노이드 밸브에 전기신호가 인가되어 주배관로 내의 유체의 흐름이 차단된 상태의 유체 흐름을 도시한 유체 흐름도이다.
도 4 는 본 발명의 파일럿식 부스터 펌프 제어 밸브 시스템의 주배관로 내의 유체 흐름이 차단된 이후, 솔레노이드 밸브에 추가적인 전기신호가 인가되지 않은 완전 정지 상태의 유체 흐름을 도시한 유체 흐름도이다.

이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.

또한, 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 예에 불과하므로, 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면에 한정되는 것은 아니다.

앞서 본 발명의 파일럿식 부스터 펌프 제어 밸브 시스템의 개략적인 구성을 도시한 구성도인 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 파일럿식 부스터 펌프 제어 밸브 시스템은 다이어프램에 의해 내부 공간이 상부 챔버와 하부 챔버로 상호 분리되도록 구비되는 복수개의 파일럿 밸브 및 솔레노이드 밸브를 포함하는 밸브 수단 및 보조유로를 통해, 유체의 이동경로를 제어할 수 있는 파일럿식 부스터 펌프 제어 밸브 시스템에 있어서, 메인 밸브(100), 솔레노이드 밸브(200), 제 1 파일럿 밸브(300), 제 2 파일럿 밸브(400) 및 복수의 보조유로(P1 내지 P8)를 포함한다.

먼저, 상기 메인 밸브(100)는 유체가 공급되는 주배관로에 직렬로 연결되며, 다이어프램(D1)에 의해 내부 공간이 상부 챔버(140)와 하부 챔버(150)로 상호 분리되도록 구비된다.

더욱 상세하게는, 상기 메인 밸브(100)는 상기 주배관로에 직렬로 연결되는 유입구(110) 및 유출구(120)가 소정거리 이격되어 형성되며, 상기 유입구(110)와 유출구(120) 사이에 유로의 개폐가 이루어질 수 있도록 형성되는 시트부(130)를 포함하며, 일단이 상기 다이어프램(D1)과 연결되되, 타단이 상기 시트부(130)를 폐쇄할 수 있도록 마련되는 디스크(160)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 시트부(130)의 개방 또는 폐쇄를 진행하기 위해, 상기 다이어프램(D1)의 상하 방향 이동이 요구되는데, 상기 메인 밸브(100)의 상부 챔버(140)에서 유체가 유출되어 상기 메인 밸브(100)의 다이어프램(D1)이 상방으로 이동하게 되면, 상기 시트부(130)와 디스크(160)가 상호 소정거리 이격될 수 있게 되고, 상호 이격되는 시트부(130)와 디스크(160)에 의해, 상기 유입구(110)와 유출구(120) 사이의 유로가 개방될 수 있게 된다.

그리고, 상기 메인 밸브(100)의 상부 챔버(140)로 유체가 유입되어 상기 메인 밸브(100)의 다이어프램(D1)이 하방으로 이동하는 경우, 상기 시트부(130)와 디스크(160) 간의 거리가 점차 좁혀지게 되는데, 상기 메인 밸브(100)의 상부 챔버(140)에 유체가 유입될수록 상기 시트부(130)와 디스크(160)는 밀착되며, 이에 따라, 상기 유입구(110)와 유출구(120)사이의 유로가 폐쇄될 수 있게 된다.

다음으로, 상기 솔레노이드 밸브(200)는 상기 메인 밸브(100)의 유입구(110) 인접측과 연결되면서, 동시에 상기 제 1 파일럿 밸브(300) 및 제 2 파일럿 밸브(400)와 연결되도록 구비된다.

여기서, 상기 솔레노이드 밸브(200)와 상기 메인 밸브(100)의 유입구(110) 인접측을 상호 연결하기 위해, 제 1 보조유로(P1)가 구비된다.

그리고, 상기 제 1 파일럿 밸브(300)는 상기 메인 밸브(100) 및 제 2 파일럿 밸브(400)와 연결되도록 구비된다.

여기서, 상기 제 1 파일럿 밸브(300)는 상기 메인 밸브(100)의 구조와 유사하게, 다이어프램(D2)에 의해 내부 공간이 상부 챔버(310)와 하부 챔버(320)으로 분할되도록 구비되고, 상기 하부 챔버(320)의 하단에는 복수개의 유출입구가 형성된 유로형성챔버(330)가 마련된다.

이어서, 상기 제 1 파일럿 밸브(300)의 하부 챔버(320)와 상기 메인 밸브(100)의 유출구(120) 인접측과 연결될 수 있도록 하면서, 상기 메인 밸브(100)의 유출구(120) 측 압력을 센싱하기 위한 제 2 보조유로(P2)가 구비된다.

한편, 상기 제 1 보조유로(P1)와 제 2 보조유로(P2)를 연결하면서, 후술할 제 5 보조유로(P5)가 연결되는 셔틀밸브(500)가 구비될 수 있으며, 상기 셔틀밸브(500)를 통해, 상기 제 1 보조유로(P1)와 제 2 보조유로(P2)중 높은 압력을 보유한 보조유로 측으로 상기 셔틀밸브(500)의 개방이 진행될 수 있게 됨에 따라, 상기 셔틀밸브(500)에 연결된 제 5 보조유로(P5) 측을 향해, 상기 제 1 보조유로(P1)와 제 2 보조유로(P2) 중 높은 압력을 가지는 유체를 공급할 수 있게 된다.

예를 들면, 상기 제 1 보조유로(P1)의 유체 압력이 상기 제 2 보조유로(P2)의 유체압력보다 높은 경우, 상기 제 1 보조유로(P1)내의 유체가 상기 셔틀밸브(500)를 통해, 제 5 보조유로(P5)로 공급되며, 상기 제 2 보조유로(P2)의 유체 압력이 제 1 보조유로(P1)의 유체압력보다 높은 경우, 상기 제 2 보조유로(P2)내의 유체가 상기 셔틀밸브(500)를 통해 제5 보조유로(P5)로 공급된다.

다음으로, 상기 제 1 파일럿 밸브(300)와 상기 솔레노이드 밸브(200)를 연결하기 위해, 제 3 보조유로(P3)가 구비되고, 상기 제 2 파일럿 밸브(400)와 상기 솔레노이드 밸브(200)를 연결하기 위해, 제 4 보조유로(P4)가 구비된다.

특히, 상기 솔레노이드 밸브(200)에 전기 신호를 인가함으로써, 상기 메인 밸브(100)의 상부 챔버(140)로 유체를 유입시킬 수 있도록 하여, 상기 유입구(110)와 유출구(120) 사이를 유동하는 유체의 흐름을 차단할 수 있게 되는데, 이에 대해서는 후술할 도 2 및 도 3에서 보다 상세히 설명하도록 한다.

다음으로, 제 5 보조유로(P5)를 통해, 상기 제 1 파일럿 밸브(300)의 유로형성챔버(330)에 형성되는 복수개의 유출입구 중 어느 하나의 유출입구에 연결되며, 다른 하나의 유출입구에 후술할 제 8 보조유로(P8)가 연결될 수 있도록 구비된다.

그리고, 상기 제 2 파일럿 밸브(400)는 상기 제 1 파일럿 밸브의(300)의 구조와 유사하게, 다이어프램(D3)에 의해 내부 공간이 상부 챔버(410)와 하부 챔버(420)으로 분할되도록 구비되는 것으로, 상기 제 2 파일럿 밸브(400)의 하부 챔버(420)에도 복수개의 유출입구가 형성된다.

그리고, 제 6 보조유로(P6)는 상기 제 5 보조유로(P5)와 상기 제 2 파일럿 밸브(400)를 연결할 수 있도록 구비되는데, 보다 상세하게는, 상기 제 2 보조유로(P5)와 상기 제 2 파일럿 밸브(400)의 하부 챔버(420)에 형성되는 복수개의 유출입구 중 어느 하나의 유출입구를 상호 연결하기 위해 마련된다.

다음으로, 제 2 파일럿 밸브(400)와 상기 메인 밸브(100)를 연결하기 위해, 제 7 보조유로(P7)가 구비된다.

특히, 상기 제 7 보조유로(P7)는 상기 제 2 파일럿 밸브(400)의 하부 챔버(420)에 형성되는 복수개의 유출입구 중 다른 하나의 유출입구와 상기 메인 밸브(100)의 하부챔버(150)를 상호 연결하도록 구비되는 것으로, 상기 제 7 보조유로(P7)의 형성을 통해, 상기 메인 밸브(100)의 다이어프램(D1) 위치를 변동시킬 수 있다.

그리고, 다시 메인 밸브(100)와 상기 제 1 파일럿 밸브(300)을 상호 연결하기 위해 제 8 보조유로(P8)가 형성된다.

특히, 상기 제 8 보조유로(P8)는 상기 메인 밸브(100)의 상부챔버(140)와 상기 제 1 파일럿 밸브(300)의 유로형성챔버(330)를 연결하도록 마련되는 것으로, 더욱 상세하게는 상기 제 1 파일럿 밸브(300)의 유로형성챔버(330)에 형성되는 복수개의 유출입구 중 다른 하나의 유출입구와 상기 메인 밸브(100)의 상부챔버(140)를 상호 연결하기 위해 마련된다.

덧붙여, 본 발명의 파일럿식 부스터 펌프 제어 밸브 시스템은 상기 메인밸브(100)의 하부챔버(150)에 연결되는 제 7 보조유로(P7)에 마련되어, 상기 제 7 보조유로(P7)와 상기 하부챔버(150)사이에서 유동되는 유체의 양을 조절할 수 있도록 마련됨으로써, 상기 메인 밸브의 차단속도를 조절할 수 있도록 구비되는 제 1 플로우 컨트롤러(600a)를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 메인밸브(100)의 상부챔버(140)에 연결되는 상기 제 8 보조유로(P8)에 마련되어, 상기 제 8 보조유로(P8)와 상기 상부챔버(140)사이에서 유동되는 유체의 양을 조절할 수 있도록 마련됨으로써, 상기 메인 밸브의 개방속도를 조절할 수 있도록 구비되는 제 2 플로우 컨트롤러(600b)를 더 포함할 수 있다.

상기와 같은 제 1 플로우 컨트롤러(600a) 및 제 2 플로우 컨트롤러(600b)를 통해, 상기 메인밸브(100)의 차단속도와 개방속도를 조절할 수 있도록 함으로써, 본 발명의 파일럿식 부스터 펌프 제어 밸브 시스템의 작동 신뢰성을 보다 향상시킬수 있게 된다.

다음으로, 도 2 및 도 3 을 참조하여, 본 발명의 파일럿식 부스터 펌프 제어 밸브 시스템의 메인 밸브가 개방 또는 폐쇄시의 시스템 동작에 대해 보다 상세히 설명하도록 한다.

먼저, 도 2 는 본 발명의 파일럿식 부스터 펌프 제어 밸브 시스템의 메인 밸브가 개방되어 유체의 흐름이 정상 진행 중인 상태의 유체 흐름을 도시한 구성도이며, 도 3 은 본 발명의 파일럿식 부스터 펌프 제어 밸브 시스템의 메인 밸브가 폐쇄되어 유체의 흐름이 차단된 상태의 유체 흐름을 도시한 구성도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 메인 밸브(100)의 유입구(110) 측의 유체 압력이 유출구(120) 측의 유체 압력보다 높음에 따라 시트부(130)의 개방이 진행되어야 하는 경우, 메인 밸브(100)의 유입구(110) 인접측과 솔레노이드 밸브(200)를 연결하는 제 1 보조유로(P1)를 통해, 상기 메인 밸브(100)측에서 솔레노이드 밸브(200)측으로 유체가 유동하게 된다.

이때, 제 1 보조유로(P1)를 통해 유입된 유체는 상기 솔레노이드 밸브(200)와 제 1 파일럿 밸브(300)의 상부챔버(310)를 연결하기 위해 구비되는 제 3 보조유로(P3)와, 상기 제 3 보조유로(P3)와 제 2 파일럿 밸브(400)의 상부챔버(410)를 연결하기 위해 구비되는 제 4 보조유로(P4)를 향해 유동될 수 있도록 한다.

여기서, 상기 제 1 파일럿 밸브(300)의 상부챔버(310)에 유체를 유입시킴으로써, 후술할 제 5 보조유로(P5)를 통해 유입되는 유체는 차단하고, 제 8 보조유로(P8)로부터 유입되는 유체가 상기 제 1 파일럿 밸브(300)의 유로형성챔버(330)를 지나 외부로 배출될 수 있도록, 제 1 파일럿 밸브(300)의 다이어프램(D2)을 하강시킬 수 있도록 한다.

덧붙여, 도면에는 특별히 도시하지는 않았으나, 상기 제 8 보조유로(P8)로부터 유입되되, 상기 제 1 파일럿 밸브(300)의 유로형성챔버(330)를 지나 외부로 배출되는 유체를 수집하기 위한 별도의 수집 유로가 상기 제 1 파일럿 밸브(300)의 유로형성챔버(330)에 추가적으로 구비될 수 있다.

아울러, 상기 제 2 파일럿 밸브(400)의 상부챔버(410)에 유체를 유입시킴으로써, 후술할 제 6 보조유로(P6)에서 상기 제 2 파일럿 밸브(400)의 하부챔버(420)와 상기 메인 밸브(100)의 하부챔버(150)를 연결하는 제 7 보조유로(P7) 측으로 유체가 원활하게 유동될 수 있게 된다.

이에 따라, 상기 메인 밸브(100)의 하부챔버(150)내에 유입되는 유체의 양이 증가될 수록, 상기 메인 밸브(100)의 다이어프램(D1)은 상방을 향해 변형되며, 메인 밸브(100)의 시트부(130)와 디스크(160) 간의 이격 공간이 확대되어 개방된 상태를 유지하게 된다.

아울러, 상기 메인 밸브(100)의 상부챔버(140)와 상기 제 1 파일럿 밸브(300)의 하부챔버(320)를 연결하는 제 8 보조유로(P8)를 통해 상기 메인 밸브(100)의 상부챔버(140) 내에 잔여할 수 있는 유체가 상기 제 1 파일럿 밸브(300)의 유로형성챔버(330) 측으로 이동되며, 이때, 상술한 바와 같이 상기 제 8 보조유로(P8)로 부터 이송되는 유체는 상기 제 1 파일럿 밸브(300)의 유로형성챔버(330)를 거쳐 외부로 배출될 수 있도록 구비된다.

한편, 상기 메인 밸브(100)의 유출구(120) 인접 측과 제 1 파일럿 밸브(300)의 하부챔버(320)를 상호 연결하는 제 2 보조유로(P2)를 통해 상기 메인 밸브(100)의 유출구(120) 측으로부터 제 1 파일럿 밸브(300)의 하부챔버(320)측으로 유체가 이동될 수 있도록 구비된다.

이때, 상기 제 1 파일럿 밸브(300)의 하부챔버(320)측의 내부 압력이 상기 제 1 파일럿 밸브(300)의 상부챔버(310)측의 내부 압력보다 높은 경우, 상기 제 1 파일럿 밸브(300)의 다이어프램(D2)이 상방을 향해 상승되고, 상기 제 1 파일럿 밸브(300)의 상부챔버(310)측의 내부 압력이 하부챔버(320)측의 내부 압력보다 높은 경우, 상기 다이어프램(D2)이 하방을 향해 하강할 수 있도록 구비된다.

다음으로, 도 3은 발명의 파일럿식 부스터 펌프 제어 밸브 시스템의 메인 밸브가 폐쇄된 상태에서 보조유로를 유동하는 유체 흐름을 도시한 구성도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 메인 밸브가 개방된 상태와 폐쇄된 상태에서의 상기 제 1 보조유로(P1), 제 2 보조유로(P2), 제 5 보조유로(P5) 및 제 6 보조유로(P6) 중 선택된 어느 하나 이상의 보조유로 내에서 유동하는 유체의 유동 방향은 항상 동일하다.

반면에, 상기 제 3 보조유로(P3), 제 4 보조유로(P4), 제 7 보조유로(P7), 제 8 보조유로(P8) 중 선택된 어느 하나 이상의 보조유로 내에서 유동하는 유체의 유동 방향은 상기 솔레노이드 밸브(200)에 인가되는 전기적 신호에 따라 반대방향으로 변동된다.

특히, 메인 밸브(100)의 유출구(120) 측의 유체 압력이 유입구(110) 측의 유체 압력보다 높음에 따라 시트부(130)의 폐쇄가 진행되어야 하는 경우, 상기 솔레노이드 밸브(200)에 전기적 신호를 인가하여, 상기 솔레노이드 밸브(200)를 통과하는 유체의 흐름 방향을 변경할 수 있다.

더욱 상세하게는, 상기 솔레노이드 밸브(200)에 적어도 하나의 유출구(210)와 복수의 유출입구(220a, 220b)를 마련하되, 상기 복수의 유출입구(220a, 220b)에는 제 1 보조유로(P1) 및 제 3 보조유로(P3)가 각각 연결되도록 구비된다.

특히, 상기 솔레노이드 밸브(200)에 전기적 신호가 인가되는 경우, 제 3 보조유로(P3) 내에서 유동하는 유체는 제 1 파일럿 밸브(300)의 상부챔버(310)에서 상기 솔레노이드 밸브(200)측을 향해 흐르며, 제 4 보조유로(P4) 내에서 유동하는 유체는, 제 2 파일럿 밸브(400)의 상부챔버(410)에서 상기 제 3 보조유로(P3)측을 향해 유동된다.

이에 따라, 상기 제 1 파일럿 밸브(300)의 상부챔버(310) 및 제 2 파일럿 밸브(400)의 상부챔버(410)내에 존재하는 유체의 양이 감소함에 따라, 상기 제 1 파일럿 밸브(300)의 다이어프램(D2)과 상기 제 2 파일럿 밸브(400)의 다이어프램(D3)이 상방을 향해 상승하게 된다.

한편, 메인 밸브(100)의 유출구 인접측과 상기 제 1 파일럿 밸브(300)의 하부챔버(320)를 연결하는 제 2 보조유로(P2)를 통해 상기 메인 밸브(100)의 유출구(120) 인접 측에서 상기 제 1 파일럿 밸브(300)의 하부챔버(320) 측으로 유체가 이동하게 됨으로써, 상기 제 1 파일럿 밸브(300)의 다이어프램(D2)이 상방을 향해 상승하게 된다.

이후, 상기 제 1 파일럿 밸브(300)의 다이어프램(D2)이 상방을 향해 상승함에 따라, 제 5 보조유로(P5)에서 상기 제 1 파일럿 밸브(300)의 하부챔버(320)로의 유체 유입이 가능해지게 된다.

이어서, 상기 제 5 보조유로(P5)에 의한 유체 유입에 의해, 상기 제 1 파일럿 밸브(300)의 하부챔버(320)와 상기 메인 밸브(100)의 상부챔버(140) 측으로 제 8 보조유로(P8)를 통해 유체가 이동된다.

그리고, 상기 메인 밸브(100)의 상부챔버(140)에 유체가 유입됨에 따라, 상기 메인 밸브(100)의 다이어프램(D1)이 하방을 향해 하강되고, 상기 다이어프램(D1)과 결합된 디스크(160)가 시트부(150)와 밀착하게 됨으로써, 상기 메인 밸브(100)의 유입구(110)와 유출구(120)사이에 형성되는 유로의 폐쇄가 진행된다.

한편, 제 7 보조유로(P7)를 통해, 유체가 상기 메인 밸브(100)의 하부챔버(150)측에서 상기 제 2 파일럿 밸브(400)의 하부챔버(420)측으로 이송된다.

여기서, 상기 제 7 보조유로(P7)를 통해 상기 제 2 파일럿 밸브(400)의 하부챔버(420)측으로 이송되는 유체와, 상기 제 6 보조유로(P6)를 통해 상기 제 2 파일럿 밸브(400)의 하부챔버(420)측으로 이송되는 유체는 별도의 유출구를 통해 외부로 배출될 수 있다.

도 4 는 본 발명의 파일럿식 부스터 펌프 제어 밸브 시스템의 주배관로 내의 유체 흐름이 차단된 이후, 솔레노이드 밸브에 추가적인 전기신호가 인가되지 않은 완전 정지 상태의 유체 흐름을 도시한 유체 흐름도이다.

본 발명의 파일럿식 부스터 펌프 제어 밸브 시스템의 상기 솔레노이드 밸브(200)에 전기신호가 인가됨에 따라 주배관로 내의 유체 흐름이 차단되도록 구축되며, 상기 파일럿식 부스터 펌프 제어 밸브 시스템과 연결될 수 있는 펌프의 작동이 완전 정지된다.

특히, 상기 펌프의 완전 정지 이후에는, 추가적인 전기신호가 상기 솔레노이드 밸브(200)에 인가되지 않게 되며, 동시에 상기 메인 밸브(100)의 유입구(110) 측에는 유체에 의한 압력이 더 이상 증가되지 않고, 유출구(120)측에는 주배관로의 잔압만 존재할 뿐, 유체에 의한 압력이 더 이상 증가되지 않는 상태를 유지하게 된다.

이에 따라, 상기 유출구(120)측에서, 상기 유출구(120)와 연결된 제 2 보조밸브(P2)와, 상기 제 2 보조유로(P2)와 셔틀밸브(500)를 통해 연결되는 제 5 보조유로(P5) 측으로 유체가 이송되며, 상기 솔레노이드 밸브(200)측으로의 유체이동은 더 이상 진행되지 않게 된다.

이후, 상기 제 5 보조유로(P5)를 통해 이송되는 유체는 제 1 파일럿 밸브(300)를 거쳐, 상기 메인 밸브(100)의 상부 챔버(140)와 연결된 제 8 보조유로(P8) 측으로 유체가 이송됨에 따라, 상기 메인 밸브(100)의 다이어프램(D1)이 하강하게 됨으로써, 상기 메인 밸브(100)의 차단 상태를 지속적으로 유지할 수 있게 된다.

동시에, 상기 제 7 보조유로(P7)를 통해, 상기 제 2 파일럿 밸브(400)의 하부챔버(420) 측으로 유체가 이송될 수 있도록 하며, 상기 제 7 보조유로(P7)를 통해 이송된 유체가 최종적으로 외부로 유출된다.

이상과 같이 본 발명은 메인 밸브(100)의 유입구(110) 측과 연결되는 솔레노이드 밸브(200)를 구비하고, 상기 제 1 파일럿 밸브(300)가 상기 메인 밸브(100)의 유출구(120) 인접측과 연결되도록 마련함으로써, 상기 유출구(120)를 통해 유체의 유출이 필요한 경우, 메인 밸브(100)의 개방 상태를 유지하도록 하며, 메인 밸브(100)의 차단 상태가 요구될 경우에만 상기 솔레노이드 밸브(200)를 작동시킴으로써 유체의 이동을 차단할 수 있도록 구축됨에 따라, 상기 솔레노이드 밸브(200)를 상시 작동하지 않고도 유체의 흐름을 제어할 수 있도록 하여, 파일럿식 부스터 펌프 제어 밸브 시스템의 장수명성을 보다 향상시킬 수 있는 효과를 발현할 수 있는 파일럿식 부스터 펌프 제어 밸브 시스템을 제공하고자 한다.

또한, 단일 솔레노이드 밸브(200)를 사용함으로써, 본 발명의 파일럿식 부스터 펌프 제어 밸브 시스템의 구조를 단순화하여 작동 신뢰성 및 작동 응답 속도를 보다 향상시킬 수 있는 효과를 발현할 수 있는 파일럿식 부스터 펌프 제어 밸브 시스템을 제공하고자 한다.

100 : 메인 밸브
110 : 유입구
120 : 유출구
130 : 시트부
140 : 상부챔버
150 : 하부챔버
160 : 디스크
200 : 솔레노이드 밸브
210 : 유출구
220a : 유출입구
220b : 유출입구
300 : 제 1 파일럿 밸브
310 : 상부챔버(제 1 파일럿 밸브)
320 : 하부챔버(제 1 파일럿 밸브)
330 : 유로형성챔버
400 : 제 2 파일럿 밸브
410 : 상부챔버(제 2 파일럿 밸브)
420 : 하부챔버(제 2 파일럿 밸브)
500 : 셔틀밸브
600a : 제 1 플로우 컨트롤러
600b : 제 2 플로우 컨트롤러
D1, D2, D3 : 다이어프램
P1 : 제 1 보조유로
P2 : 제 2 보조유로
P3 : 제 3 보조유로
P4 : 제 4 보조유로
P5 : 제 5 보조유로
P6 : 제 6 보조유로
P7 : 제 7 보조유로
P8 : 제 8 보조유로

Claims

다이어프램에 의해 내부 공간이 상부 챔버와 하부 챔버로 상호 분리되도록 구비되는 복수개의 파일럿 밸브 및 솔레노이드 밸브를 포함하는 밸브 수단 및 보조유로를 통해, 유체의 이동경로를 제어할 수 있는 파일럿식 부스터 펌프 제어 밸브 시스템에 있어서,
유체가 공급되는 주배관로에 직렬로 연결되는 유입구와 유출구가 소정거리 이격되어 형성되되, 상기 유입구와 유출구 경로 사이에 유로의 개폐가 이루어지는 시트부가 형성되면서, 다이어프램에 의해 내부 공간이 상부 챔버와 하부 챔버로 상호 분리되도록 구비되는 메인 밸브;
제 1 보조유로를 통해서 상기 메인 밸브의 유입구 인접측과 연결되고, 제 3 보조유로를 통해, 제 1 파일럿 밸브의 상부 챔버와 연결되며, 제 4 보조유로를 통해 제 2 파일럿 밸브의 상부 챔버와 연결되는 솔레노이드 밸브;
제 2 보조유로를 통해 상기 메인 밸브의 유출구 인접측과 연결되고, 복수개의 유출입구가 형성된 유로형성챔버가 구비되는 제 1 파일럿 밸브; 및
제 7 보조유로를 통해 상기 메인 밸브의 하부 챔버와 연결되고, 복수개의 유출입구가 하부 챔버에 형성되는 제 2 파일럿 밸브; 를 포함하며
제 5 보조유로를 통해서 상기 제 2 보조유로와 상기 제 1 파일럿 밸브의 유로형성챔버를 연결하면서, 제 6 보조유로를 통해서 상기 제 5 보조유로와 상기 제 2 파일럿 밸브의 하부 챔버를 연결하고,
제 7 보조유로를 통해서 상기 제 2 파일럿 밸브의 하부 챔버와 상기 메인 밸브의 하부 챔버를 연결하며, 제 8 보조유로를 통해서, 상기 메인 밸브의 상부 챔버와 상기 제 1 파일럿 밸브의 유로형성챔버를 연결하고,
상기 솔레노이드 밸브에 인가되는 전기적 신호에 따라, 상기 제 1 보조유로에서 유입되는 유체를 차단시키고, 상기 제 3 보조유로에서 유입되는 유체를 통과시켜 외부로 배출하도록 구비되고,
상기 제 3 보조유로 및 제 4 보조유로를 통해, 제 1 파일럿 밸브의 상부 챔버와 제 2 파일럿 밸브의 상부 챔버로 유체가 유입되는 경우, 상기 제 7 보조유로를 통해, 상기 메인 밸브의 하부 챔버로 유체가 유입되고, 상기 메인 밸브의 시트부가 개방된 상태를 유지하며,
상기 제 3 보조유로 및 제 4 보조유로를 통해, 제 1 파일럿 밸브의 상부 챔버와 제 2 파일럿 밸브의 상부 챔버에서 유체가 유출되는 경우, 상기 제 8 보조유로를 통해 상기 메인 밸브의 상부 챔버로 유체가 유입되고, 상기 메인 밸브의 시트부가 폐쇄되도록 마련되는 것을 특징으로 하는 파일럿식 부스터 펌프 제어 밸브 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 파일럿식 부스터 펌프 제어 밸브 시스템은,
상기 제 1 보조유로, 제 2 보조유로, 제 5 보조유로 및 제 6 보조유로 중 선택된 어느 하나 이상의 보조유로 내에서 유동하는 유체의 유동 방향은 항상 동일하고,
상기 제 3 보조유로, 제 4 보조유로, 제 7 보조유로, 제 8 보조유로 중 선택된 어느 하나 이상의 보조유로 내에서 유동하는 유체의 유동 방향은 상기 솔레노이드 밸브에 인가되는 전기적 신호에 따라, 반대방향으로 변동되는 것을 특징으로 하는 파일럿식 부스터 펌프 제어 밸브 시스템.
다이어프램에 의해 내부 공간이 상부 챔버와 하부 챔버로 상호 분리되도록 구비되는 복수개의 파일럿 밸브 및 솔레노이드 밸브를 포함하는 밸브 수단 및 보조유로를 통해, 유체의 이동경로를 제어할 수 있는 파일럿식 부스터 펌프 제어 밸브 시스템에 있어서,
유체가 공급되는 주배관로에 직렬로 연결되는 유입구와 유출구가 소정거리 이격되어 형성되되, 상기 유입구와 유출구 경로 사이에 유로의 개폐가 이루어지는 시트부가 형성되면서, 다이어프램에 의해 내부 공간이 상부 챔버와 하부 챔버로 상호 분리되도록 구비되는 메인 밸브;
상기 메인 밸브 및 복수개의 파일럿 밸브와 연결되도록 마련되는 솔레노이드 밸브;
다이어프램에 의해 내부 공간이 상부 챔버와 하부 챔버로 분리되도록 구비되며, 상기 하부 챔버의 하단에 복수개의 유출입구가 형성되는 유로형성챔버가 구비되는 제 1 파일럿 밸브;
다이어프램에 의해 내부 공간이 상부 챔버와 하부 챔버로 분리되도록 구비되며, 복수개의 유출입구가 하부 챔버에 형성되는 제 2 파일럿 밸브;
상기 메인 밸브의 유입구 인접측과 상기 솔레노이드 밸브를 연결하는 제 1 보조유로;
상기 메인 밸브의 유출구 인접측과 상기 제 1 파일럿 밸브의 하부 챔버를 연결하는 제 2 보조유로;
상기 솔레노이드 밸브와 상기 제 1 파일럿 밸브의 상부 챔버를 연결하는 제 3 보조유로;
상기 솔레노이드 밸브와 상기 제 2 파일럿 밸브의 상부 챔버를 연결하는 제 4 보조유로;
상기 제 2 보조유로와 상기 제 1 파일럿 밸브의 유로형성챔버를 연결하는 제 5 보조유로;
상기 제 5 보조유로와 상기 제 2 파일럿 밸브의 하부 챔버를 연결하는 제 6 보조유로;
상기 제 2 파일럿 밸브의 하부 챔버와 상기 메인 밸브의 하부 챔버를 연결하는 제 7 보조유로;
상기 메인 밸브의 상부 챔버와 상기 제 1 파일럿 밸브의 유로형성챔버를 연결하는 제 8 보조유로;
상기 솔레노이드 밸브에 인가되는 전기적 신호에 따라, 상기 제 1 보조유로에서 유입되는 유체를 차단시키고, 상기 제 3 보조유로에서 유입되는 유체를 통과시켜 외부로 배출하도록 구비되고,
상기 제 3 보조유로 및 제 4 보조유로를 통해, 제 1 파일럿 밸브의 상부 챔버와 제 2 파일럿 밸브의 상부 챔버로 유체가 유입되는 경우, 상기 제 7 보조유로를 통해, 상기 메인 밸브의 하부 챔버로 유체가 유입되고, 상기 메인 밸브의 시트부가 개방된 상태를 유지하며,
상기 제 3 보조유로 및 제 4 보조유로를 통해, 제 1 파일럿 밸브의 상부 챔버와 제 2 파일럿 밸브의 상부 챔버에서 유체가 유출되는 경우, 상기 제 8 보조유로를 통해 상기 메인 밸브의 상부 챔버로 유체가 유입되고, 상기 메인 밸브의 시트부가 폐쇄되도록 마련되는 것을 특징으로 하는 파일럿식 부스터 펌프 제어 밸브 시스템
제 1항 또는 제 3항에 있어서,
상기 파일럿식 부스터 펌프 제어 밸브 시스템은,
상기 메인 밸브의 차단속도를 조절하기 위해 상기 제 7 보조유로에 구비되는 제 1 플로우 컨트롤러와, 상기 메인 밸브의 개방속도를 조절하기 위해 상기 제 8 보조유로에 구비되는 제 2 플로우 컨트롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파일럿식 부스터 펌프 제어 밸브 시스템.