KR102030746B1 - 직동형 릴리프밸브 - Google Patents

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KR102030746B1
KR102030746B1 KR1020170157087A KR20170157087A KR102030746B1 KR 102030746 B1 KR102030746 B1 KR 102030746B1 KR 1020170157087 A KR1020170157087 A KR 1020170157087A KR 20170157087 A KR20170157087 A KR 20170157087A KR 102030746 B1 KR102030746 B1 KR 102030746B1
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Abstract

본 발명의 직동형 릴리프밸브는, 설정압력 이상의 유체를 배출시켜 압력상승을 방지하는 직동형 릴리프 밸브에 있어서, 제 1 중공부가 형성된 밸브 몸체; 상기 제 1 중공부 일측을 폐쇄하는 폐쇄부; 상기 밸브 몸체의 길이방향과 동일한 방향으로 유체가 유입되도록 길이방향으로 관통된 제 2 중공부가 형성되고 외주연 방향으로 유체가 배출되도록 제 1 유체배출공이 형성된 플러그; 직경이 점점 줄어드는 테이퍼부가 형성되며, 유체가 유입되도록 제 3 중공부가 형성되고, 상기 제 3 중공부와 연통되며 외주연 방향으로 유체가 배출되도록 제 2 유체배출공이 형성되며, 일측에는 연장부가 형성된 포핏; 상기 밸브 몸체의 제 1 중공부에 타측에 삽입되고, 상기 포핏의 연장부가 삽입안내되어 습동되도록 연장부 삽입공이 형성되며, 상기 제 2 유체배출공을 개폐하는 개폐부; 상기 폐쇄부로부터 상기 개폐부를 탄성가압하도록 탄지되고, 정상적인 유체 압력상태에서는 상기 연장부 삽입공 단부 내측이 상기 테이퍼부와 접하도록 하여 상기 제 2 유체배출공이 폐쇄된 상태를 유지하며, 유체 압력 상승시 유체의 압력에 의해 압축되어 상기 연장부 삽입공 단부 내측이 상기 테이퍼부로부터 이격되어 상기 제 2 유체배출공을 개방되도록 하는 압축스프링; 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

직동형 릴리프밸브{Direct Acting Relief Valve}
본 발명은 밸브의 세팅압력과 같은 상태에서 작동되도록 함으로써 작동지연시간을 줄이도록 하여 오작동되는 것을 방지하도록 하는 직동형 릴리프밸브에 관한 것이다.
일반적으로 직동형 릴리프밸브는 유체의 일정압력 이상이 되면 유체에 의해 포핏이 이동되어 유로를 개방함으로써 유압라인 상의 유체 압력을 줄이도록 하는 안전장치이다.
종래의 직동형 릴리프밸브의 대표적인 예를 도 1에 도시하였다.
도시된 바와 같이, 종래의 직동형 릴리프밸브는, 몸체(103)에 삽입되어 스프링(101)으로 탄지된 포핏(102)이 유체의 배출방향과 반대방향으로 설치되어 유로를 폐쇄하고 있으며, 유체의 압력이 스프링(101)의 탄성압력보다 높게 되면 스프링(101)이 압축되어 포핏(102)이 유체의 배출방향으로 이동되어 유로를 개방하도록 하여 유압라인 상의 유체 압력을 줄이도록 하고 있다.
하지만, 종래의 릴리프밸브는 스프링(101)으로 탄지된 포핏(102)이 열리는 세팅압력 이전부터 개방되기 시작하여 유체를 배출하기 사작하며, 세팅압력 이상으로 압력이 상승할 때까지 시간이 지연되게 되고, 결국 밸브가 완전개방될 때까지 걸리는 시간이 지연되게 된다. 이와 같이, 밸브 개방시간의 지연에 따른 작동지연이 되게 되면 오작동으로 오인되게 되며, 미리 유체가 빠짐으로 인해 배관 등을 통해 배출되는 유체배출량이 많아지게 된다. 이때, 유체배출시 배관과의 마찰열에 발생하게 되는데, 유체배출량이 많아지게 되면, 결국 배출된 유체가 모이는 유체탱크의 온도를 상승시키게 되는 문제점이 있다.
아울러, 포핏(102)이 정확하게 직선이동을 하여야 밸브가 완전 폐쇄되나, 포핏이 스프링(101)에 의해 이동될 때 정확한 직선이동이 어려워 밸브의 완전폐쇄가 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 밸브의 세팅압력과 같은 상태에서 작동되도록 함으로써 작동지연시간을 줄이도록 하여 오작동되는 것을 방지하도록 하는 직동형 릴리프밸브를 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 직동형 릴리프밸브는, 설정압력 이상의 유체를 배출시켜 압력상승을 방지하는 직동형 릴리프 밸브에 있어서, 길이방향으로 관통된 제 1 중공부(11)가 형성된 밸브 몸체(10); 상기 밸브 몸체(10)의 상기 제 1 중공부(11) 일측에 나사 결합되어 상기 밸브 몸체(10)의 상기 제 1 중공부(11) 일측을 폐쇄하는 폐쇄부(20); 일측이 상기 밸브 몸체(10)의 상기 제 1 중공부(11) 타측에 나사 결합되고 상기 밸브 몸체(10)의 길이방향과 동일한 방향으로 유체가 유입되도록 길이방향으로 관통된 제 2 중공부(31)가 형성되고 외주연 방향으로 유체가 배출되도록 제 1 유체배출공(32)이 형성된 플러그(30); 타측에 상기 플러그(30)의 상기 제 2 중공부(31)의 타측에 삽입고정되는 삽입부(41)가 형성되고, 상기 삽입부(41) 전단 외주연에는 직경이 점점 줄어드는 테이퍼부(42)가 형성되며, 상기 삽입부(41)와 상기 테이퍼부(42) 내부에는 상기 밸브 몸체(10)의 길이방향과 동일한 방향으로 유체가 유입되도록 제 3 중공부(43)가 형성되고, 상기 테이퍼부(42)의 전단에는 상기 제 3 중공부(43)와 연통되며 외주연 방향으로 유체가 배출되도록 제 2 유체배출공(44)이 형성되며, 일측에는 상기 제 2 유체배출공(44)으로부터 상기 밸브 몸체(10)의 길이방향과 동일한 방향으로 연장된 연장부(45)가 형성된 포핏(40); 상기 밸브 몸체(10)의 제 1 중공부(11)에 타측에 삽입되고, 상기 포핏(40)의 연장부(45)가 삽입안내되어 습동되도록 연장부 삽입공(51)이 형성되며, 정상적인 유체 압력상태에서는 상기 연장부 삽입공(51) 단부 내측이 상기 테이퍼부(42)와 접하여 상기 제 2 유체배출공(44)을 폐쇄하며, 유체 압력 상승시 상기 연장부 삽입공(51) 단부 내측이 상기 테이퍼부(42)로부터 이격되어 상기 제 2 유체배출공(44)을 개방함으로써 상기 포핏(40)에 의해 유체를 배출하도록 하여 압력상승을 방지하도록 하는 개폐부(50); 상기 폐쇄부(20)로부터 상기 개폐부(50)를 탄성가압하도록 탄지되고, 정상적인 유체 압력상태에서는 상기 연장부 삽입공(51) 단부 내측이 상기 테이퍼부(42)와 접하도록 하여 상기 제 2 유체배출공(44)이 폐쇄된 상태를 유지하며, 유체 압력 상승시 유체의 압력에 의해 압축되어 상기 연장부 삽입공(51) 단부 내측이 상기 테이퍼부(42)로부터 이격되어 상기 제 2 유체배출공(44)을 개방되도록 하는 압축스프링(60); 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 폐쇄부(20)는 상기 압축스프링(60)의 일측에 삽입되는 압축스프링 삽입부(21)가 형성되고, 상기 개폐부(50)의 외주연에는 상기 압축스프링(60)의 타측 단부가 걸리도록 걸림턱(52)이 형성된 것을 특징으로 한다.
또, 상기 포핏(40)의 제 3 중공부(43)와 제 2 유체배출공(44)이 연통되는 부위의 상기 연장부(45) 내측에는 상기 제 3 중공부(43)로 유입된 유체가 상기 제 2 유체배출공(44)으로 유도하기 위한 유도홈(46)이 형성된 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 직동형 릴리프밸브는 포핏이 고정된 상태에서 개폐부가 이동하여 밸브를 폐쇄시키게 됨으로써 밸브의 세팅압력과 같은 상태에서 개폐 작동되게 되므로 신속하게 압력상승을 방지할 수 있어 기기의 파손을 방지할 수 있게 된다. 또한, 유체가 미리 빠지지 않게 되고 배출되는 유체의 양이 종래의 릴리프밸브에 비해 적어지게 되므로 유체탱크의 온도가 상승하는 문제점을 개선할 수 있게 된다.
또, 이상압력 발생시 유체가 충돌하는 부위가 개폐부 내측에서 이루어지게 되므로 소음을 개선할 수 있게 되며, 포핏이 이동되지 않고 개폐부가 고정된 포핏에 의해 안내되어 이동되므로 정확한 직선이동으로 개폐부가 테이퍼부에 안착되게 되어 밸브의 완전 폐쇄가 가능한 효과가 있다.
도 1은 종래의 릴리프밸브를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 직동형 릴리프밸브를 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 직동형 릴리프밸브를 나타낸 분해사시도이다.
도 4와 도 5는 본 발명의 직동형 릴리프밸브의 작동상태를 나타낸 단면도이다.
이하, 본 발명의 직동형 릴리프밸브를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명의 직동형 릴리프밸브는 설정압력 이상의 유체를 배출시켜 압력상승을 방지하는 역할을 한다.
도 2는 본 발명의 직동형 릴리프밸브를 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 발명의 직동형 릴리프밸브를 나타낸 분해사시도이며, 도 4와 도 5는 본 발명의 직동형 릴리프밸브의 작동상태를 나타낸 단면도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 직동형 릴리프 밸브는, 밸브 몸체(10); 폐쇄부(20); 플러그(30); 포핏(40); 개폐부(50); 압축스프링(60); 을 포함하여 이루어진다.
상기 밸브 몸체(10)는 길이방향으로 관통된 제 1 중공부(11)가 형성된다. 상기 제 1 중공부(11)의 일측에는 상기 폐쇄부(20)가 나사결합되고, 상기 제 1 중공부(11)의 타측에는 상기 플러그(30)가 나사결합된다.
상기 폐쇄부(20)는 상기 밸브 몸체(10)의 상기 제 1 중공부(11) 일측에 나사 결합되어 상기 밸브 몸체(10)의 상기 제 1 중공부(11) 일측을 폐쇄하는 역할을 한다.
상기 폐쇄부(20)의 일측은 상기 밸브 몸체(10)의 상기 제 1 중공부(11) 일측에 나사 결합되고 상기 폐쇄부(20)의 타측부위에는 너트(22)가 결합되어 상기 폐쇄부(20)가 상기 밸브 몸체(10)로부터 분리되는 것을 방지하도록 한다.
상기 플러그(30)는 일측이 상기 밸브 몸체(10)의 상기 제 1 중공부(11) 타측에 나사 결합되고 상기 밸브 몸체(10)의 길이방향과 동일한 방향으로 유체가 유입되도록 길이방향으로 관통된 제 2 중공부(31)가 형성되며, 상기 제 2 중공부(31)와 연통되며 외주연 방향으로 유체가 배출되도록 제 1 유체배출공(32)이 형성된다.
상기 포핏(40)은 삽입부(41)와, 테이퍼부(42)와, 제 3 중공부(43), 제 2 유체배출공(44) 및 연장부(45)로 이루어진다.
상기 삽입부(41)는 상기 포핏(40)의 타측에 형성되며, 상기 플러그(30)의 상기 제 2 중공부(31)의 타측에 삽입되어 상기 플러그(30)에 고정된다.
상기 테이퍼부(42)는 상기 삽입부(41)의 전단 외주연에 형성되며 직경이 점점 줄어드는 형상으로 된다. 상기 테이퍼부(42)의 외주연에는 상기 개폐부(50)의 단부 내측이 접하여 상기 제 2 유체배출공(44)을 폐쇄시키게 된다.
상기 제 3 중공부(43)는 상기 삽입부(41)와 상기 테이퍼부(42) 내부에 상기 밸브 몸체(10)의 길이방향과 동일한 방향으로 유체가 유입되도록 일체로 형성된다.
상기 제 2 유체배출공(44)은 상기 테이퍼부(42)의 전단에 형성되며 상기 제 3 중공부(43)와 연통되며 외주연 방향으로 유체가 배출되도록 한다.
상기 연장부(45)는 상기 포핏(40)의 일측에 형성되며, 상기 제 2 유체배출공(44)으로부터 상기 밸브 몸체(10)의 길이방향과 동일한 방향으로 연장된다. 상기 연장부(45)는 후술할 상기 개폐부(50)에 삽입되어 상기 개폐부(50)의 이동을 안내하는 역할을 한다.
상기 개폐부(50)는 상기 밸브 몸체(10)의 제 1 중공부(11)에 타측에 삽입되고, 상기 개폐부(50)은 일측은 상기 포핏(40)의 연장부(45)가 삽입안내되어 습동되도록 하는 연장부 삽입공(51)이 형성되며, 상기 개폐부(50)의 타측은 폐쇄된 상태로 된다. 상기 개폐부(50)는 정상적인 유체 압력상태에서는 상기 연장부 삽입공(51) 단부 내측이 상기 테이퍼부(42)와 접하여 상기 제 2 유체배출공(44)을 폐쇄하며, 유체 압력 상승시 상기 연장부 삽입공(51) 단부 내측이 상기 테이퍼부(42)로부터 이격되어 상기 제 2 유체배출공(44)을 개방함으로써 상기 포핏(40)에 의해 유체를 배출하도록 하여 압력상승을 방지하도록 하는 역할을 한다. 상기 제 2 유체배출공(44)을 개폐하기 위한 상기 개폐부(50)의 이동은 압축스프링(60)에 의해 탄성이동된다.
상기 압축스프링(60)은 상기 폐쇄부(20)로부터 상기 개폐부(50)를 탄성가압하도록 탄지되고, 정상적인 유체 압력상태에서는 상기 연장부 삽입공(51) 단부 내측이 상기 테이퍼부(42)와 접하도록 하여 상기 제 2 유체배출공(44)이 폐쇄된 상태를 유지하며, 유체 압력 상승시 유체의 압력에 의해 압축되어 상기 연장부 삽입공(51) 단부 내측이 상기 테이퍼부(42)로부터 이격되어 상기 제 2 유체배출공(44)을 개방되도록 하는 역할을 수행하게 된다.
상기와 같은 구조로 된 본 발명의 직동형 릴리프밸브는 다음과 같이 작동되게 된다.
도 4는 유체가 배출되기 전의 상태를 나타낸 단면도이고 도 5는 유체가 배출되는 상태를 나타낸 단면도이다.
도 4에서와 같이, 상기 개폐부(50)가 상기 압축스프링(60)에 의해 탄지된 상태이므로 상기 개폐부(50)의 상기 연장부 삽입공(51) 단부 내측이 상기 포핏(40)의 상기 테이퍼부(42)와 접한 상태로 되어 상기 제 2 유체배출공(44)이 폐쇄된 상태를 유지하며, 유체가 상기 포핏(40)의 제 3 중공부(43)로 정상적인 유체의 압력상태로 유입되더라도 개폐부(50)가 이동되지 않고 유체의 배출이 이루어지지 않게 된다.
이러한 상태에서 유체의 압력이 상승하게 되어 상기 압축스프링(60)의 인장상태의 탄성력보다 큰 상태로 상기 포핏(40)의 제 3 중공부(43)로 유체의 유입되게 되면 상기 제 3 중공부(43)와 상기 제 2 유체배출공(44)이 연통되는 부위에서 유체의 충격을 1차적으로 흡수하게 되고, 1차 충격흡수 후에 상기 제 2 유체배출공(44)으로 유체가 이동되며, 상기 제 2 유체배출공(44)으로 유체가 이동 후에 상기 포핏(40)의 상기 테이퍼부(42) 부위로 유체가 이동되고 이동된 유체는 도 5에서와 같이 상기 개폐부(50)를 상기 테이퍼부(42)로부터 이격시키게 됨으로써, 상기 제 2 유체배출공(44)으로부터 유체의 배출이 일어나게 된다. 상기 제 2 유체배출공(44)으로부터 유체의 배출이 일어나게 되면 상기 플러그(30)의 제 1 유체배출공(32)으로 유체의 배출이 일어나게 되어 유체의 압력상승을 방지하게 된다.
상기 플러그(30)의 제 1 유체배출공(32)으로 배출된 유체는 유체탱크(미도시됨)로 이동된다.
이와 같이 본 발명은, 포핏이 이동되어 세팅압력 이전부터 개방되기 시작하여 유체를 배출하기 시작함으로써 밸브가 완전개방될 때까지 걸리는 작동지연시간을 갖는 종래의 릴리프밸브와는 달리, 상기 제 3 중공부(43)와 상기 제 2 유체배출공(44)이 연통되는 부위에서 유체가 모여 유압이 밸브 개방을 위한 유압의 상태로 상승하게 되어 유체의 배출이 일어나게 되므로, 세팅압력에 가까운 상태로 유체의 배출이 되게 되고 밸브가 완전개방될 때까지 걸리는 작동지연시간을 줄이게 됨으로써 오작동되는 것을 방지할 수 있게 된다. 또, 밸브의 세팅압력과 같은 상태에서 개폐 작동되게 되므로 신속하게 압력상승을 방지할 수 있어 기기의 파손을 방지할 수 있게 된다.
또한, 유체가 미리 빠지지 않게 되고 배출되는 유체의 양이 종래의 릴리프밸브에 비해 적어지게 되므로 유체탱크의 온도가 상승하는 문제점을 개선할 수 있게 된다.
아울러, 유체가 상기 포핏(40)의 상기 제 3 중공부(43)와 상기 제 2 유체배출공(44)이 연통되는 부위에서 유체의 충격을 1차적으로 흡수하게 되는데, 이 충격 흡수는 상기 개폐부(50)의 내측에서 이루어지게 되므로 소음을 방지할 수 있는 효과를 갖게 된다.
또한, 포핏이 이동되지 않고 개폐부가 고정된 포핏에 의해 안내되어 이동되므로 정확한 직선이동으로 개폐부가 테이퍼부에 안착되게 되어 밸브의 완전 폐쇄가 가능한 효과가 있다.
본 발명은 상기 압축스프링(60)이 상기 폐쇄부(20)와 상기 개폐부(50) 사이에 탄지되도록 하기 위해, 상기 폐쇄부(20)는 상기 압축스프링(60)의 일측에 삽입되는 압축스프링 삽입부(21)가 형성되고, 상기 개폐부(50)의 외주연에는 상기 압축스프링(60)의 타측 단부가 걸리도록 걸림턱(52)이 형성된 것이 바람직하다.
아울러, 본 발명은 상기 포핏(40)의 제 3 중공부(43)와 제 2 유체배출공(44)이 연통되는 부위의 상기 연장부(45) 내측에는 상기 제 3 중공부(43)로 유입된 유체가 상기 제 2 유체배출공(44)으로 유도하기 위한 유도홈(46)이 형성된 것이 바람직하다. 상기 유도홈(46)은 원추형상 또는 유선형으로 된 반구형상으로 되는 것이 바람직하다.
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: 밸브 몸체 11: 제 1 중공부 20: 폐쇄부
21: 압축스프링 삽입부 30: 플러그 31: 제 2 중공부
32: 제 1 유체배출공 40: 포핏 41: 삽입부
42: 테이퍼부 43: 제 3 중공부 44: 제 2 유체배출공
45: 연장부 46: 유도홈 50: 개폐부
51: 연장부 삽입공 52: 걸림턱 60: 압축스프링

Claims (3)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 설정압력 이상의 유체를 배출시켜 압력상승을 방지하는 직동형 릴리프 밸브에 있어서,
    길이방향으로 관통된 제 1 중공부(11)가 형성된 밸브 몸체(10);
    상기 밸브 몸체(10)의 상기 제 1 중공부(11) 일측에 나사 결합되어 상기 밸브 몸체(10)의 상기 제 1 중공부(11) 일측을 폐쇄하는 폐쇄부(20);
    일측이 상기 밸브 몸체(10)의 상기 제 1 중공부(11) 타측에 나사 결합되고 상기 밸브 몸체(10)의 길이방향과 동일한 방향으로 유체가 유입되도록 길이방향으로 관통된 제 2 중공부(31)가 형성되고 상기 제 2 중공부(31)와 연통되며 외주연 방향으로 유체가 배출되도록 제 1 유체배출공(32)이 형성된 플러그(30);
    타측에는 상기 플러그(30)의 상기 제 2 중공부(31)의 타측에 삽입고정되는 삽입부(41)가 형성되고, 상기 삽입부(41) 전단 외주연에는 직경이 점점 줄어드는 테이퍼부(42)가 형성되며, 상기 삽입부(41)와 상기 테이퍼부(42) 내부에는 상기 밸브 몸체(10)의 길이방향과 동일한 방향으로 유체가 유입되도록 제 3 중공부(43)가 형성되고, 상기 테이퍼부(42)의 전단에는 상기 제 3 중공부(43)와 연통되며 외주연 방향으로 유체가 배출되도록 제 2 유체배출공(44)이 형성되며, 일측에는 상기 제 2 유체배출공(44)으로부터 상기 밸브 몸체(10)의 길이방향과 동일한 방향으로 연장된 연장부(45)가 형성된 포핏(40);
    상기 밸브 몸체(10)의 제 1 중공부(11)에 타측에 삽입되고, 상기 포핏(40)의 연장부(45)가 삽입안내되어 습동되도록 연장부 삽입공(51)이 형성되며, 정상적인 유체 압력상태에서는 상기 연장부 삽입공(51) 단부 내측이 상기 테이퍼부(42)와 접하여 상기 제 2 유체배출공(44)을 폐쇄하며, 유체 압력 상승시 상기 연장부 삽입공(51) 단부 내측이 상기 테이퍼부(42)로부터 이격되어 상기 제 2 유체배출공(44)을 개방함으로써 상기 포핏(40)에 의해 유체를 배출하도록 하여 압력상승을 방지하도록 하는 개폐부(50);
    상기 폐쇄부(20)로부터 상기 개폐부(50)를 탄성가압하도록 탄지되고, 정상적인 유체 압력상태에서는 상기 연장부 삽입공(51) 단부 내측이 상기 테이퍼부(42)와 접하도록 하여 상기 제 2 유체배출공(44)이 폐쇄된 상태를 유지하며, 유체 압력 상승시 유체의 압력에 의해 압축되어 상기 연장부 삽입공(51) 단부 내측이 상기 테이퍼부(42)로부터 이격되어 상기 제 2 유체배출공(44)을 개방되도록 하는 압축스프링(60);
    상기 폐쇄부(20)의 타측부위에 나사결합되어 상기 폐쇄부(20)가 상기 밸브 몸체(10)로부터 분리되는 것을 방지하는 너트(22);를 포함하여 이루어지며,
    상기 폐쇄부(20)는 상기 압축스프링(60)의 일측에 삽입되는 압축스프링 삽입부(21)가 형성되고,
    상기 개폐부(50)의 외주연에는 상기 압축스프링(60)의 타측 단부가 걸리도록 걸림턱(52)이 형성되며,
    상기 포핏(40)의 제 3 중공부(43)와 제 2 유체배출공(44)이 연통되는 부위의 상기 연장부(45) 내측에는 상기 제 3 중공부(43)로 유입된 유체가 상기 제 2 유체배출공(44)으로 유도하며, 유선형으로 된 반구형상의 유도홈(46)이 형성된 것을 특징으로 하는 직동형 릴리프밸브.
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