KR101986232B1

KR101986232B1 - 니들밸브의 유량제어장치

Info

Publication number: KR101986232B1
Application number: KR1020180135622A
Authority: KR
Inventors: 김화동
Original assignee: (주)씨디씨뉴매틱
Priority date: 2018-11-07
Filing date: 2018-11-07
Publication date: 2019-06-05

Abstract

본 발명의 니들밸브의 유량제어장치는, 중공된 밸브본체에 내주연에 나사결합되는 니들의 회전에 의해 상하 이동되는 변위에 따라 개폐되는 니들밸브의 개폐량을 회전수로 표시하도록 하여 유량을 제어하는 니들밸브의 유량제어장치에 있어서, 외주연에 표시창이 구비되고, 내측이 상기 밸브본체의 상부 외주연에 회전가능하게 결합되는 외측하우징과, 상부가 상기 외측하우징과 연결되어 연동되어 회전되고, 상기 외측하우징으로부터 내측으로 이격되며, 하부로 돌출되어 형성되고 상기 밸브본체 내측에 위치하며 상기 니들의 상부에 결합고정되는 니들결합부가 구비된 내측하우징으로 이루어지는 핸들; 상기 밸브본체의 내주연과 상기 내측하우징 외주연 사이에 구비되고, 상기 밸브본체에 회전가능하게 결합되되, 상기 니들의 축중심으로부터 일측으로 오프셋되도록 결합되며, 상기 핸들의 회전수를 표시하고 상기 표시창에 노출되는 표시부가 외주연에 구비되고, 내부가 중공된 다이얼 하우징; 상기 핸들의 내측하우징 외주연에 구비되는 외접기어부; 상기 다이얼 하우징의 내주연에 구비되며 적어도 2개의 치차가 상기 외접기어부가 각각 치합되어 상기 내측하우징의 내주연과 상기 다이얼 하우징의 외주연이 상시 접하도록 하는 내접기어부; 를 포함하여 이루어진다.

Description

니들밸브의 유량제어장치{Flow Control Apparatus for Needle Valve}

본 발명은 니들 밸브의 개폐를 위한 니들의 움직임에 따른 유로를 흐르는 유량의 흐름 정도를 표시할 수 있도록 하는 니들밸브의 유량제어장치에 관한 것이다.

일반적으로 니들밸브는 니들의 상하 이동에 의해 개폐되며, 니들의 개폐정도에 의해 유량을 제어하게 된다.

통상, 니들은 밸브본체에 나사결합되게 되며 회전에 의해 상하이동되는데, 개폐정도는 유량제어장치에 의해 제어되게 된다.

이러한 니들밸브의 유량을 제어하기 위한 유량제어장치의 일예로는 한국공개특허 제10-2015-0010990호(발명의 명칭: 유량제어장치)가 있으며, 이를 도 1 및 도 2에 도시하였다.

상기 유량제어장치(10)는 흐름 유로(40)에 대한 니들 밸브(42)의 변위를 조작하기 위한 유량 조절 표시 장치(12)가 제공되며, 유량 조절 표시 장치(12)는, 케이싱(16)과, 회전 조작에 의하여 니들 밸브(42)를 변위시키는 회전 전달 부재(110)와, 상기 회전 전달 부재(110)가 삽입되고 관통되는 홀(172)을 가지는 원형 링 형상으로 형성되는 회전 부재(114)로서, 상기 회전 부재(114)의 회전 중심이 상기 회전 전달 부재(110)가 삽입 위치에 대하여 오프셋되도록 상기 케이싱(16)에 배열되는 상기 회전 부재(114)를 포함하고, 회전 부재(114)는 유체의 유량 변화가 표시되는 표시부(174)를 포함한다.

상기 유량제어장치의 회전부재(114)는 회전 전달 부재(110)가 삽입되는 위치에 대하여 오프셋되므로, 케이싱(16) 외측으로 돌출되게 설치되게 되는 문제점이 있다. 따라서, 부피가 커지게 되며 소형화되지 못하는 문제점이 있다. 아울러, 회전전달부재(110)에는 도 2에서와 같이, 니들밸브(42)가 한바퀴 회전되었을 때 표시링(114)을 회전시키기 위해 표시링(114)의 내접기어이(176)와 맞물리도록 반경 방향 외측으로 돌출된 기어 결합부(122)가 구비되나, 잦은 사용에 따라 기어결합부(122)가 마모 또는 파손이 발생되어 원활한 회전이 어려운 문제점이 있다. 아울러, 표시링(114)과 맞물려 표시링(114)이 회전된 상태를 유지하기 위한 지지부(164)를 별도로 구비하여야 하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 잦은 사용에도 마모발생을 줄여 원활한 회전이 가능하도록 하는 니들밸브의 유량제어장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 니들밸브의 회전수를 정확하게 표시할 수 있도록 하여 정확한 유량제어가 가능하도록 하는 니들밸브의 유량제어장치를 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 유량 제어 밸브는, 중공된 밸브본체(10)에 내주연에 나사결합되는 니들(20)의 회전에 의해 상하 이동되는 변위에 따라 개폐되는 니들밸브의 개폐량을 회전수로 표시하도록 하여 유량을 제어하는 니들밸브의 유량제어장치에 있어서, 외주연에 표시창(41)이 구비되고, 내측이 상기 밸브본체(10)의 상부 외주연에 회전가능하게 결합되는 외측하우징(40)과, 상부가 상기 외측하우징(40)과 연결되어 연동되어 회전되고, 상기 외측하우징(40)으로부터 내측으로 이격되며, 하부로 돌출되어 형성되고 상기 밸브본체(10) 내측에 위치하며 상기 니들(20)의 상부에 결합고정되는 니들결합부(51)가 구비된 내측하우징(50)으로 이루어지는 핸들(30); 상기 밸브본체(10)의 내주연과 상기 내측하우징(50) 외주연 사이에 구비되고, 상기 밸브본체(10)에 회전가능하게 결합되되, 상기 니들(20)의 축중심으로부터 일측으로 오프셋되도록 결합되며, 상기 핸들(30)의 회전수를 표시하고 상기 표시창(41)에 노출되는 표시부(61)가 외주연에 구비되고, 내부가 중공된 다이얼 하우징(60); 상기 핸들(30)의 내측하우징(50) 외주연에 구비되는 외접기어부(70); 상기 다이얼 하우징(60)의 내주연에 구비되며 적어도 2개의 치차가 상기 외접기어부(70)가 각각 치합되어 상기 내측하우징(50)의 외주연과 상기 다이얼 하우징(60)의 내주연이 상시 접하도록 하는 내접기어부(80); 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 외접기어부(70)의 잇수는 상기 내접기어부(80)의 개수보다 1 작으며, 각각의 상기 표시부(61) 사이의 원호거리는 상기 외접기어부(70)의 원주 피치와 동일한 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 외측하우징(40)에 형성된 상기 표시창(41)은 2개 또는 4개 형성되되 일정각도를 이루도록 방사형으로 형성되며, 각각의 상기 표시창(41)은 서로 높이가 다르게 형성되고, 상기 다이얼 하우징(60)에 구비된 표시부(61)는 상기 표시창(41)의 높이에 상응하도록 각각 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 니들밸브의 유량제어장치는 외접기어 및 내접기어를 활용하고 기어의 잇수 차이를 이용하여 서로 맞물린 상태를 유지하면서 회전되도록 하므로 종래의 하나로 된 기어결합부와는 달리 복수개의 치차가 결합된 상태로 다이얼 하우징을 회전시키게 되므로 잦은 사용에도 마모 또는 파손을 줄여 원활한 회전이 가능하며 수명을 연장할 수 있는 효과가 있다. 아울러, 니들밸브의 회전수 뿐만 아니라, 핸들의 회전각도를 용이하게 확인할 수 있도록 하여 정확한 유량제어가 가능한 장점이 있다.

도 1과 도 2는 종래의 유량 제어 장치를 나타낸 도면이다.
도 3과 도 4는 본 발명의 니들밸브의 유량제어장치를 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 니들밸브의 유량제어장치의 측면도이다.
도 6은 본 발명의 니들밸브의 유량제어장치의 분해사시도이다.
도 7은 본 발명의 니들밸브의 유량제어장치의 횡단면도이다.
도 8은 본 발명의 니들밸브의 유량제어장치의 종단면도이다.

이하, 본 발명의 니들밸브의 유량제어장치를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3과 도 4는 본 발명의 니들밸브의 유량제어장치를 나타낸 사시도이고, 도 5는 본 발명의 니들밸브의 유량제어장치의 측면도이며, 도 6은 본 발명의 니들밸브의 유량제어장치의 분해사시도이며, 도 7은 본 발명의 니들밸브의 유량제어장치의 횡단면도이며, 도 8은 본 발명의 니들밸브의 유량제어장치의 종단면도이다.

나사형 니들밸브는 중공된 밸브본체(10)의 내주연에 나사결합되는 니들(20)의 회전에 의해 상하 이동되는 변위에 따라 개폐되는 것으로 공지된 것이다. 밸브본체(10)에는 유체유입부(11)와 유체배출부(12)가 구비되며 유체유입부(11)와 유체배출부(12)는 직교되도록 설치되는 것이 통상적이다.

본 발명에 의한 니들밸브의 유량제어장치는, 니들밸브의 개폐량을 회전수로 표시하도록 하여 유량을 제어한다.

본 발명에 의한 니들밸브의 유량제어장치는, 핸들(30); 다이얼 하우징(60); 외접기어부(70); 내접기어부(80);를 포함하여 이루어진다.

상기 핸들(30)은 외측하우징(40)과 내측하우징(50)으로 이루어진다(도 8 참조).

상기 외측하우징(40)은 외주연에 표시창(41)이 구비되고(도 3, 도 4 및 도 5 참조), 내측이 상기 밸브본체(10)의 상부 외주연에 회전가능하게 결합되는 것으로 내부가 중공된 원통으로 된다.

상기 내측하우징(50)은, 상부가 상기 외측하우징(40)과 연결되어 연동되어 회전되고, 상기 외측하우징(40)으로부터 내측으로 이격되며, 하부로 돌출되어 형성된다. 또한, 상기 내측하우징(50)은, 상기 밸브본체(10) 내측에 위치하며 상기 니들(20)의 상부에 결합고정되는 니들결합부(51)가 구비된다(도 8 참조).

도 8에서와 같이, 상기 내측하우징(50)은 상기 외측하우징(40)의 상부가 서로 연결되므로, 상기 외측하우징(40)의 회전에 의해 상기 내측하우징(50)도 연동되어 회전되게 된다.

상기 다이얼 하우징(60)은, 도 7 및 도 8에서와 같이, 상기 밸브본체(10)의 내주연과 상기 내측하우징(50) 외주연 사이에 구비된다. 상기 다이얼 하우징(60)은, 상기 밸브본체(10)에 회전가능하게 결합되되, 상기 니들(20)의 축중심으로부터 일측으로 오프셋되도록 결합된다. 도 7에서는 상기 다이얼 하우징(60)이 니들(20)의 축중심으로부터 일측으로 오프셋되어 있음을 알 수 있다.

상기 다이얼 하우징(60)은 상기 니들(20)의 축중심으로부터 일측으로 오프셋되도록 결합되더라도 상기 다이얼 하우징(60)은, 도 6에서와 같이, 상기 밸브본체(10) 내부에 결합되어 구비되므로, 부피가 커지지는 않아 소형화할 수 있게 된다. 또한, 상기 다이얼 하우징(60)은, 상기 핸들(30)의 회전수를 표시하고 상기 표시창(41)에 노출되는 표시부(61)가 외주연에 구비되고, 내부가 중공된 원통으로 된다.

상기 표시부(61)는, 도 6에서와 같이, 일련된 숫자로 상기 핸들(30)의 회전수를 나타내는 것으로, 다수개로 표시되며 일정간격을 이루도록 표시된다. 각각의 상기 표시부(61)의 간격은 후술하기로 한다. 각각의 상기 표시부(61)의 간격은 상기 다이얼 하우징(60)이 원통으로 형성되므로 원호거리가 된다.

상기 외접기어부(70)는, 도 7에서와 같이, 상기 핸들(30)의 내측하우징(50) 외주연에 구비되며 방사형으로 돌출형성된다.

상기 내접기어부(80)는, 도 7에서와 같이, 상기 다이얼 하우징(60)의 내주연에 구비되며 방사형으로 요입형성되며, 적어도 2개의 치차가 상기 외접기어부(70)가 각각 치합되어 상기 내측하우징(50)의 내주연과 상기 다이얼 하우징(60)의 외주연이 상시 접하게 된다.

이와 같이, 하나의 치차에 의해 회전되는 종래의 유량제어장치와는 달리, 상기 외접기어부(70)와 상기 내접기어부(80)가 복수개의 치차가 서로 치합된 상태를 유지하여 상시 접한 상태가 되므로, 치차의 마모 또는 파손 발생을 줄일 수 있게 되어 수명을 연장할 수 있게 된다.

상기 외접기어부(70)의 잇수는 상기 내접기어부(80)의 잇수보다 1 작은 것이 바람직하다. 도 7에서는 외접기어부(70)의 잇수가 11개이고, 내접기어부(80)의 잇수는 12개인 것을 도시하였다.

상기 외접기어부(70)의 잇수는 상기 내접기어부(80)의 잇수보다 1 작게 하면, 상기 핸들(30)의 내측하우징(50)이 한바퀴 돌았을 때, 상기 내접기어부(80)의 개수가 한 개 더 작기 때문에 상기 다이얼 하우징(60)은 상기 외접기어부(70)의 치차 하나에 해당하는 만큼 덜 회전이 되게 되며, 상기 다이얼 하우징(60)이 덜 회전되는 구간에 해당하는 영역에 상기 핸들(30)의 회전수를 표시하는 표시부(61)가 표시되도록 하면 핸들(30)의 회전수를 정확하게 표시할 수 있게 된다.

만약에, 상기 외접기어부(70)의 잇수는 상기 내접기어부(80)의 잇수를 같게 하면 상기 핸들(30)이 한바퀴 돌았을 때 상기 다이얼 하우징(60)도 한바퀴를 돌게 되므로 표시부(61)는 같은 숫자의 회전수를 표시하게 된다. 이렇게 되면 회전수를 표시하지 못하게 되므로, 핸들(30)의 회전수를 표시할 수 없게 된다.

아울러, 각각의 상기 표시부(61) 사이의 간격(즉, 원호거리)는 상기 외접기어부(70)의 원주 피치(Circular Pitch)와 동일한 것이 바람직하다.

기어가 맞물릴 때 두 기어는 항상 두 개의 원을 그리며 맞물리게 되는데, 이를 피치원이라 한다. 외접기어부(70)의 피치원에서 피치원 상에 있는 기어 이의 시작점에서부터 다음 기어 이가 시작되는 지점까지의 거리를 원주피치라 한다.

본 발명의 각각의 상기 표시부(61) 사이의 간격(즉, 원호거리)는 상기 외접기어부(70)의 원주 피치와 동일하게 되면, 상기 외접기어부(70)의 잇수는 상기 내접기어부(80)의 잇수보다 1 작으므로, 상기 핸들(30)의 내측하우징(50)이 한바퀴 돌았을 때, 상기 다이얼 하우징(60)은 상기 외접기어부(70)의 치차 하나에 해당하는 만큼 덜 회전이 되게 되며, 이 상기 외접기어부(70)의 치차 하나에 해당하는 만큼의 거리, 즉, 외접기어부(70)의 원주피치에 해당하는 거리만큼의 간격으로 각각의 상기 표시부(61) 사이의 간격(즉, 원호거리)을 두게 되면 상기 핸들(30)의 회전수를 표시할 수 있게 되는 것이다.

상기 외측하우징(40)에 형성된 상기 표시창(41)은 2개 또는 4개 형성되되 일정각도를 이루도록 방사형으로 형성되며, 각각의 상기 표시창(41)은 서로 높이가 다르게 형성되도록 하고, 상기 다이얼 하우징(60)에 구비된 표시부(61)는 상기 표시창(41)의 높이에 상응하도록 각각 구비되는 것이 바람직하다. 도면에서는 표시창(41)이 2개인 것을 도시하였다.

이와 같이, 상기 외측하우징(40)에 형성된 상기 표시창(41)은 2개 또는 4개 형성되되 일정각도를 이루도록 방사형으로 형성되며, 각각의 상기 표시창(41)은 서로 높이가 다르게 형성되도록 하고, 상기 다이얼 하우징(60)에 구비된 표시부(61)는 상기 표시창(41)의 높이에 상응하도록 각각 구비되게 되면, 상기 핸들(30)의 회전각도를 용이하게 알 수 있게 된다.

상기 외측하우징(40)에 형성된 상기 표시창(41)은 2개인 경우에는 하나의 표시창(41)은 핸들(30)이 한바퀴가 회전될 때의 회전수를 나타내며, 나머지 표시창(41)은 반바퀴가 회전될 때의 회전수를 나타내며, 표시창(41)이 이루는 각도는 180도가 되도록 한다. 예를 들어, 핸들(30)을 5회전시켰을 때, 핸들(30)에 구비된 하나의 표시창(41)에 보이는 표시부(61)의 숫자는 5를 나타내도록 하고, 핸들(30)에 구비된 나머지 표시창(41)에 보이는 표시부(61)의 숫자가 표시되지 않도록 할 수 있다. 이러한 상태에서 반바퀴를 더 회전시키면, 핸들(30)에 구비된 하나의 표시창(41)에 보이는 표시부(61)의 숫자는 표시되지 않도록 하고, 핸들(30)에 구비된 나머지 표시창(41)에 보이는 표시부(61)의 숫자는 5를 나타내도록 한다. 이때, 하나의 표시창(41)에 근접하는 부위의 상기 외측하우징(40)에 시작점이나 한바퀴의 회전을 나타내는 별도의 표시부를 구비되어도 무방하고, 나머지 표시창(41)에 근접하는 부위의 상기 외측하우징(40)에 반바퀴의 회전을 나타내는 별도의 표시부를 구비되어도 무방하다. 이렇게 되면 사용자가 핸들(30)의 회전수 및 회전각도를 쉽게 확인할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

상기 외측하우징(40)에 형성된 상기 표시창(41)은 4개인 경우에는 하나의 표시창(41)은 핸들(30)이 한바퀴가 회전될 때의 회전수를 나타내며, 나머지 표시창(41)은 차례로 1/4바퀴씩 회전될 때의 회전수를 나타내고, 서로 인접한 표시창(41)이 이루는 각도는 90도가 되도록 한다.

이와 같이, 본 발명은 핸들(30)의 회전수 뿐만 아니라, 회전각도까지도 알 수 있게 됨으로써 정확한 유량제어를 할 수 있게 된다.

본 발명의 상기한 실시예에 한정하여 기술적 사상을 해석해서는 안된다. 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당업자의 수준에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 당업자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.

10: 밸브본체 20: 니들
30: 핸들 40: 외측하우징
41: 표시창 50: 내측하우징
51: 니들결합부 60: 다이얼 하우징
61: 표시부 70: 외접기어부
80: 내접기어부

Claims

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중공된 밸브본체(10)의 내주연에 나사결합되는 니들(20)의 회전에 의해 상하 이동되는 변위에 따라 개폐되는 니들밸브의 개폐량을 회전수로 표시하도록 하여 유량을 제어하는 니들밸브의 유량제어장치에 있어서,
외주연에 표시창(41)이 구비되고, 내측이 상기 밸브본체(10)의 상부 외주연에 회전가능하게 결합되는 외측하우징(40)과,
상부가 상기 외측하우징(40)과 연결되어 연동되어 회전되고, 상기 외측하우징(40)으로부터 내측으로 이격되며, 하부로 돌출되어 형성되고 상기 밸브본체(10) 내측에 위치하며 상기 니들(20)의 상부에 결합고정되는 니들결합부(51)가 구비된 내측하우징(50)으로 이루어지는 핸들(30);
상기 밸브본체(10)의 내주연과 상기 내측하우징(50) 외주연 사이에 구비되고, 상기 밸브본체(10)에 회전가능하게 결합되되, 상기 니들(20)의 축중심으로부터 일측으로 오프셋되도록 결합되며, 상기 핸들(30)의 회전수를 표시하고 상기 표시창(41)에 노출되는 표시부(61)가 외주연에 구비되고, 내부가 중공된 다이얼 하우징(60);
상기 핸들(30)의 내측하우징(50) 외주연에 구비되며, 방사형으로 돌출형성되는 외접기어부(70);
상기 다이얼 하우징(60)의 내주연에 구비되며, 방사형으로 요입형성되고, 적어도 2개의 치차가 상기 외접기어부(70)에 치합되어 상기 내측하우징(50)의 외주연과 상기 다이얼 하우징(60)의 내주연이 상시 접하도록 하는 내접기어부(80);를 포함하여 이루어지며,
상기 외접기어부(70)의 잇수는 상기 내접기어부(80)의 개수보다 1 작으며,
각각의 상기 표시부(61) 사이의 원호거리는 상기 외접기어부(70)의 원주 피치와 동일하며,
상기 외측하우징(40)에 형성된 상기 표시창(41)은 2개 형성되되 일정각도를 이루도록 방사형으로 형성되며, 각각의 상기 표시창(41)은 서로 높이가 다르게 형성되고, 하나의 표시창(41)은 핸들(30)이 한바퀴가 회전될 때의 회전수를 나타내고, 나머지 표시창(41)은 반바퀴가 회전될 때의 회전수를 나타내며, 표시창(41)이 이루는 각도는 180도가 되도록 하며,
하나의 표시창(41)에 근접하는 부위에 상기 외측하우징(40)에 시작점이나 한바퀴의 회전을 나타내는 별도의 표시부가 구비되고, 나머지 표시창(41)에 근접하는 부위에 상기 외측하우징(40)에 반바퀴의 회전을 나타내는 별도의 표시부가 구비되며,
상기 다이얼 하우징(60)에 구비된 표시부(61)는 상기 표시창(41)의 높이에 상응하도록 각각 구비되는 것을 특징으로 하는 니들밸브의 유량제어장치.