KR102032458B1 - 배관내의 유체를 이용한 감압밸브의 제어장치 - Google Patents

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울트라밸브 주식회사
김병문
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Abstract

본 발명은, 본넷(110), 제1유입구(121) 및 제1배출구(122)가 구비되어 상측 부위가 본넷(110)의 하측 부위와 결합되는 바디(120), 상측 부위는 제1다이아프램(130)의 중앙 부위를 관통 삽입하며 하측 부위에는 제1디스크(141)가 마련되는 제1스템(140) 및 제1, 2유로(124, 125) 상호 간을 개폐하는 승하강시트(150)를 포함하는 제1파일럿밸브(100); 상판(210), 제1, 2관통공(221, 222)이 형성되어 상판(210)과 결합되는 하판(220), 상, 하판(210, 220) 사이에 형성되는 제1챔버(213)를 상하로 구획하는 제2다이아프램(230), 제2스템(240) 및 제2스프링(250)을 포함하는 제2파일럿밸브(200); 일단 부위는 메인챔버(16)와 연결되고 타단 부위는 제1유입구(121)와 연결되는 제1유입관(310), 일단 부위는 제1배출구(122)와 연결되고 타단 부위는 메인배출구(12)와 연결되는 제1배출관(320), 파일럿감압밸브(331) 및 제1솔레노이드밸브(332) 각각이 마련되되 일단 부위는 메인유입구(11)와 연결되고 타단 부위는 제1관통공(221)과 연결되는 제2유입관(330), 제2솔레노이드밸브(341)가 마련되며 일단 부위는 제2관통공(222)과 연결되는 제2배출관(340);를 포함하는 배관내의 유체를 이용한 감압밸브의 제어장치를 제공한다.

Description

배관내의 유체를 이용한 감압밸브의 제어장치{Apparatus for controlling of reducing valve using fluid in pipe}
본 발명은 감압밸브의 제어장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 펌프 등과 같은 별도의 설비가 없더라도 감압밸브와 연결된 배관 내부의 유체를 제1, 2파일럿밸브와 직접 연결하고 이들 각 파일럿밸브를 선택적으로 작동시켜 감압밸브의 배출구측 수압을 일정 압력 이하로 유지할 수 있는 감압밸브의 제어장치에 관한 것이다.
수돗물과 같은 유체를 대량으로 소비하는 장소에의 급배수는 마찰손실이 가장 크고 공급 압력이 최대로 되는 최고 수요 시간대에 최소한의 수압이 유지될 수 있도록 설계된다. 이로 인해, 수요가 최소화하는 심야 시간대에는 필요 이상의 과다한 수압이 작용하여 관로가 파손되어 누수량이 증대되는 등의 문제가 있었다.
이러한 현상을 해결하기 위해 관련 업계에서는 도 6과 같이 감압밸브(20)에 적어도 하나 이상의 파일럿밸브(30)를 매개하여, 물 수요가 증가하는 낮 시간에는 감압밸브(20)의 배출구(D) 부위의 압력을 증가시키고, 물 수요가 감소하는 심야에는 감압밸브(20)의 배출구(D) 부위 압력을 감소시키는 방식을 주로 사용하고 있다.
제어장치에 있어 파일럿밸브의 작동은 대개의 경우 공압을 이용하여 이루어지고 있는데, 이를 위해서는 펌프, 압축기, 실린더 등과 같은 복잡한 장치가 필요하다. 파일럿밸브의 작동을 위한 별도의 장치가 필요하다는 것은 설치비용을 증가시킬 뿐 아니라, 장치 작동을 위한 별도의 전원 공급 설비가 추가로 설치되어야 한다는 점에서 장비 운영 및 관리면에서 매우 비효율적이다.
한편, 감압밸브에 있어 배출구의 수압은 감압밸브 설치 당시에 미리 셋팅된 값 이하로 일정하게 유지될 필요가 있는데, 감압밸브가 장시간 작동하다 보면 기계 장치의 특성상 감압밸브의 배출구 수압은 당초 설정된 값을 자연스럽게 초과하게 된다. 때문에, 배관의 파손에 따른 누수를 방지하기 위해서는 세밀하고도 반복적인 점검이 필수적으로 이루어져 하는바, 이 또한 관리 및 운용면에서 매우 불리하다.
게다가, 파일럿밸브의 작동을 위한 솔레노이드밸브가 대부분 메인 파일럿 라인에 연결된다는 점에서 전원 공급이 차단되거나 또는 솔레노이드밸브나 펌프 등에 이상이 발생하게 되면 감압밸브의 작동을 제어하는 것이 불가능한 문제가 있다.
대한민국 등록특허 제0841701호 대한민국 등록특허 제1138956호
본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 배관내의 유체를 이용하여 감압밸브의 배출구측 수압을 일정 압력 이하로 조절할 수 있음은 물론 전원이 차단되는 등의 비상 상황에서도 감압밸브를 적절하게 제어할 수 있는 장치를 제공함에 있다.
본 발명은 이러한 목적을 달성하기 위하여, 좌우 각각에는 메인유입구(11) 및 메인배출구(12)가 마련되며, 중앙 부위에는 메인스프링(14)에 매개되어 내부 유로를 개폐하는 메인디스크(13)가 마련되고, 상측 부위에는 메인챔버(16)의 압력 변화에 따라 승하강하는 메인다이어프램(15)이 마련되며, 일단 부위는 메인유입구(11)와 연통되며 타단 부위는 메인챔버(16)와 연통되는 우회배관(20)이 구비되는 감압밸브(10)의 제어장치로서, 하측 부위가 개구되되 상측 중앙 부위에는 조절스크류(111)가 관통 삽입되며 내부에는 제1스프링(112)이 위치하는 본넷(110), 상측 부위 및 하측 부위 각각이 개구되며 좌우 각각에는 제1유입구(121) 및 제1배출구(122)가 구비되고 내부에는 격벽(123)에 의해 구획되는 제1, 2유로(124, 125)가 마련되어 상측 부위가 본넷(110)의 하측 부위와 결합되는 바디(120), 본넷(110) 및 바디(120) 사이에 매개되는 제1다이아프램(130), 상측 부위는 제1다이아프램(130)의 중앙 부위를 관통 삽입하며 하측 부위에는 제1디스크(141)가 마련되는 제1스템(140), 상측 부위는 제1디스크(141) 하면과 대향하며 위치하되 격벽관통공(126)을 관통 삽입하여 제1, 2유로(124, 125) 상호 간을 개폐하는 승하강시트(150)를 포함하는 제1파일럿밸브(100); 원판 구조로 이루어지되 삽입공(211)이 형성되는 상측 중앙 부위가 바디(120)의 하측 부위에 결합되는 상판(210), 원판 구조로 이루어지되 상호 간에 일정 간격 이격되어 제1, 2관통공(221, 222)이 형성되어 모서리 부위가 상판(210)의 모서리 부위와 결합되는 하판(220), 상, 하판(210, 220) 사이에 형성되는 제1챔버(213)를 상하로 구획하는 제2다이아프램(230), 상측 부위는 상판(210)의 삽입공(211)을 관통 삽입하여 상단 부위가 승하강시트(150)의 하단 부위와 접하며 하측 부위는 하방으로 연장되는 제2스템(240), 하판(220)의 상면 중앙 부위에 형성되는 안치홈(223)에 안치되어 제2스템(240)의 하측 부위를 지지하는 제2스프링(250)을 포함하는 제2파일럿밸브(200); 일단 부위는 메인챔버(16)와 연결되고 타단 부위는 제1유입구(121)와 연결되는 제1유입관(310), 일단 부위는 제1배출구(122)와 연결되고 타단 부위는 메인배출구(12)와 연결되는 제1배출관(320), 파일럿감압밸브(331) 및 제1솔레노이드밸브(332) 각각이 마련되되 일단 부위는 메인유입구(11)와 연결되고 타단 부위는 제1관통공(221)과 연결되는 제2유입관(330), 제2솔레노이드밸브(341)가 마련되며 일단 부위는 제2관통공(222)과 연결되는 제2배출관(340);를 포함하여 이루어지는 것을 그 기술적 특징으로 한다.
상기 승하강시트(150)는, 상측 부위가 제1디스크(141) 하면과 대향하며 하측 부위는 격벽관통공(126)에 관통 삽입되는 제1승하강시트부(151)와 상측 부위 외면은 제1승하강시트부(151)의 하측 부위 내면과 나사치합되고 하단 부위는 상기 제2스템(240)의 상단 부위와 접하는 제2승하강시트부(152)로 이루어질 수 있다.
상기 상판(210)에는 제2다이아프램(230)의 작동시 공기 이동을 위한 통기홀(212)이 형성될 수 있다.
본 발명은 감압밸브 자체와 연결되는 배관 내부의 유체를 이용하여 배출구측 압력을 감압할 수 있도록 구성함으로써, 파일럿밸브 구동을 위한 별도의 설비가 필요 없다는 점에서 설비 구성이 간단할 뿐 아니라 장치의 효율적인 관리 및 운용이 가능한 장점이 있다.
또한, 본 발명은 배관 내부의 유체를 연결하여 제1, 2파일럿밸브를 동시에 작동하여 감압밸브를 제어할 수 있다는 점에서 매우 안정적인 감압이 가능함은 물론 전원이 차단되는 등의 비상 상황에서도 감압밸브의 정상적인 작동을 담보할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 감압밸브 제어장치의 개략적인 전체 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 감압밸브 제어장치에 있어 파일럿밸브 및 보조파일럿밸브의 개략적인 단면 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 감압밸브 제어장치에 있어 제2승하강시트부의 개략적인 사시 구성도.
도 4a 내지 도 4d 각각은 본 발명에 따른 감압밸브 제어장치의 개략적인 작동 구성도.
도 5a 내지 도 5d 각각은 도 4a 내지 도 4d 각각에 따른 제1, 2파일럿밸브의 개략적인 작동 구성도.
도 6은 종래 감압밸브 제어장치의 개략적인 일 구성도.
본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 살펴보면 다음과 같은데, 본 발명의 실시예를 상술함에 있어 본 발명의 기술적 특징과 직접적인 관련성이 없거나, 또는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 사항에 대해서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 감압밸브 제어장치의 개략적인 전체 구성도이며, 도 2는 본 발명에 따른 감압밸브 제어장치에 있어 파일럿밸브 및 보조파일럿밸브의 개략적인 단면 구성도이다. 각 도면에 개시된 것과 같이 본 발명은, 감압밸브(10) 및 우회배관(20), 제1파일럿밸브(100) 및 제2파일럿밸브(200), 그리고 복수 개의 유입관 및 배출관을 포함하여 이루어지는 특징이 있다. 이들 각각을 구체적으로 살펴본다.
감압밸브(10)는 좌측의 메인유입구(11)로 유입되는 수돗물의 수압을 P1 에서 P2로 감압시킨 다음 우측의 메인배출구(12)로 배출시키는 수단으로, 메인디스크(13), 메인다이아프램(15), 메인챔버(16)가 구비된다.
메인디스크(13)는 감압밸브(10)의 중앙 부위에 마련되며, 메인스프링(14)에 매개되어 내부 유로를 개폐한다. 메인다이어프램(15)은 감압밸브(10)의 상측 부위에 마련되며, 메인챔버(16)의 압력 변화에 따라 승하강한다.
우회배관(20)은 메인유입구(11)로 유입되는 수압 P1의 수돗물을 메인챔버(16)로 공급하는 수단으로, 그 일단 부위는 메인유입구(11)와 연통되며, 그 타단 부위는 메인챔버(16)와 연통된다. 도면부호 21, 22, 23, 24 각각은 볼밸브, 스트레이너, 체크밸브, 니들밸브이다.
제1파일럿밸브(100)는 감압밸브(10)가 연결되는 배관 내부의 유체를 이용하여 감압밸브(10)의 작동을 제어하는 제1수단으로, 본넷(110) 및 바디(120), 제1다이아프램(130), 제1스템(140) 및 승하강시트(150)를 포함하여 이루어지는 특징이 있다.
본넷(110)는 하측 부위가 개구되며, 상단 중앙 부위에는 조절스크류(111)가 관통 삽입되고, 그 내부에는 제1스프링(112)이 위치한다. 조절스크류(111)는 제1스프링(112)의 복원력 정도를 조절하는 수단이다. 제1스프링(112)의 복원력은 감압 정도(메인유입구 수압 P1에서 메인배출구 수압 P2)를 고려하여 임의 선택 가능하다.
바디(120)는 상측 부위 및 하측 부위 각각이 개구되며, 좌우 각각에는 제1유입구(121) 및 제1배출구(122)가 구비된다. 또한, 내부에는 격벽(123)에 의해 구획되는 제1, 2유로(124, 125)가 마련되며, 격벽(123) 중앙 부위에는 격벽관통공(126)이 형성된다. 바디(120)는 그 상측 부위가 본넷(110)의 하측 부위와 결합된다.
제1다이아프램(130)은 본넷(110) 및 바디(120) 사이에 매개된다. 제1다이아프램(130)은 고무와 같이 탄성 재질로 이루어질 수 있으며, 전체적인 형상은 원형 평판으로 이루어질 수 있다.
제1스템(140)은 그 상측 부위가 제1다이아프램(130)의 중앙 부위를 관통 삽입하여 결합된다. 이에 따라, 제1다이아프램(130)이 상하로 승하강하면 제1스템(140)도 함께 승하강한다. 제1스템(140)의 하측 부위에는 제1디스크(141)가 마련된다.
승하강시트(150)는 그 상측 부위가 제1디스크(141) 하면과 대향하며 위치하여, 격벽관통공(126)에 관통 삽입된 상태로 제1, 2유로(124, 125) 상호 간을 개폐한다. 이때, 승하강시트(150)는 제1승하강시트부(151) 및 제2승하강시트부(152)로 구성될 수도 있다.
제1승하강시트부(151)는 그 상측 부위가 제1디스크(141) 하면과 대향하며, 그 하측 부위는 격벽관통공(126)에 관통 삽입된다. 제2승하강시트부(152)는 그 상측 부위 외면이 제1승하강시트부(151)의 하측 부위 내면과 나사치합되고, 그 하단 부위는 후술할 제2파일럿밸브(200)의 제2스템(240)의 상단 부위와 접한다. 제2승하강시트부(152)는 도 3과 같이 좌우에서 유체가 유입되어 상측을 통해 빠져나가는 구조로 이루어질 수 있다.
승하강시트(150)가 제1승하강시트부(151) 및 제2승하강시트부(152)로 구성되는 경우, 제1승하강시트부(151)는 대한민국 등록특허 제1138956호와 같이 중공관 형상으로 이루어져 제1스템(140)과 결합되며, 제1스템(140)의 하면 모서리 부위를 따라 배치되는 가이드봉(142)을 통해 제1스템(140)이 승강할 때 함께 승강할 수 있다.
제1승하강시트부(151)가 제1스템(140)과 함께 승강하면, 제1승하강시트부(151)의 상단 부위가 제1디스크(141) 하면과 접하게 됨에 따라 제1, 2유로(124, 125)는 폐쇄된다. 이러한 제1승하강시트부(151)의 작동 구성은 대한민국 등록특허 제1138956호에 상세하게 개시되어 있는바 이에 대한 설명은 생략한다.
제2파일럿밸브(200)는 감압밸브(10)가 연결되는 배관 내부의 유체를 이용하여 감압밸브(10)의 작동을 제어하는 제2수단으로, 상, 하판(210, 220), 제2다이아프램(230), 제2스템(240), 제2스프링(250)을 포함하여 이루어지는 특징이 있다.
상판(210)은 원판 구조로 이루어지며, 삽입공(211)이 형성되는 상측 중앙 부위가 바디(120)의 하측 부위에 결합된다. 이때, 상판(210)에는 통기홀(212)이 형성될 수 있다. 통기홀(212)은 후술할 제2다이아프램(230)의 작동시 제2다이아프램(230)에 의해 구획된 제1챔버(213)의 상부 공간으로 공기가 유입되거나 또는 제1챔버(213)의 상부 공간에 충전된 공기가 배출되는 부분이다.
하판(220)은 상판(210)과 유사하게 원판 구조로 이루어지며, 모서리 부위가 상판(210)의 모서리 부위와 결합된다. 이에 따라, 상, 하판(210, 220) 사이에는 일정 크기의 제1챔버(213)가 형성된다. 하판(220)에는 상호 간에 일정 간격 이격되어 제1, 2관통공(221, 222)이 형성된다. 제1, 2관통공(221, 222) 각각은 유체가 유입되거나 배출되는 부분이다.
제2다이아프램(230)은 상, 하판(210, 220) 사이에 형성되는 제1챔버(213)를 상하로 구획한다. 제2다이아프램(230)에 의해 구획된 제1챔버(213) 상부 공간에는 외부 공기가 출입하며, 하부 공간에는 일정 압력을 가지는 유체가 출입한다.
제2스템(240)은 그 상측 부위가 상판(210)의 삽입공(211)을 관통 삽입하여 상단 부위가 승하강시트(150)의 하단 부위와 접하며, 그 하측 부위는 하방으로 연장된다. 제2스템(240)과 승하강시트(150) 상호 간은 일체형으로 연결되지 않고 분리된 상태를 이룬다.
제2스프링(250)은 하판(220)의 상면 중앙 부위에 형성되는 안치홈(223)에 안치되며, 제2스템(240)의 하측 부위를 지지한다. 제2다이아프램(230)은 제1챔버(213)의 하부 공간으로 유입되는 유체의 압력과 제2스프링(250)의 복원력에 따라 상하로 승하강한다.
제2파일럿밸브(200)는 감압밸브(10)의 작동을 제어하는 제2수단이기 때문에, 제2스프링(250)의 복원력은 제2파일럿밸브(200)의 압력 제어 범위 내에서 임의 선택 가능하다. 즉, 제1파일럿밸브(100)의 압력 제어 범위를 감안하여 결정하는 것이 바람직하다.
유입관은 제1, 2유입관(310, 330)으로 이루어진다. 제1유입관(310)은 그 일단 부위가 감압밸브(10)의 메인챔버(16)와 연결되고, 그 타단 부위는 제1파일럿밸브(100)의 제1유입구(121)와 연결된다. 제2유입관(330)은 그 일단 부위가 감압밸브(10)의 메인유입구(11)와 연결되고, 그 타단 부위는 제2파일럿밸브(200)의 제1관통공(221)과 연결된다.
배출관은 제1, 2배출관(320, 340)으로 이루어진다. 제1배출관(320)은 그 일단 부위가 제1파일럿밸브(100)의 제1배출구(122)와 연결되고, 그 타단 부위는 감압밸브(10)의 메인배출구(12)와 연결된다. 제2배출관(340)은 그 일단 부위가 제2파일럿밸브(200)의 제2관통공(222)과 연결되고, 그 타단 부위는 외부와 통기된다.
제2유입관(330)에는 파일럿감압밸브(331) 및 제1솔레노이드밸브(332)가 마련되며, 제2배출관(340)에는 제2솔레노이드밸브(341)가 마련된다. 파일럿감압밸브(331)는 압력을 감소시키는 수단이며, 제1, 2솔레노이드밸브(332, 341) 각각은 제2유입관(330) 및 제2배출관(340) 각각의 유로를 개폐하는 수단이다.
도면부호 321, 334, 351 각각은 볼밸브이며, 도면부호 335는 스트레이너이다. 그리고 도면부호 333은 압력트랜스미터이며, 도면부호 400은 제어보드이다. 도면부호 350은 제어장치의 설치시 작동 점검을 위한 드레인관으로 제1배출관(320)과 연결된다.
제1, 2유입관(310, 330) 각각은 도 1에서 알 수 있듯이, 감압밸브(10)의 메인유입구(11)를 통해 유입되는 유체 및 메인챔버(16)에 충전되는 유체를 제1파일럿밸브(100) 및 제2파일럿밸브(200) 각각으로 공급하는 배관이다. 즉, 본 발명은 감압밸브(10)와 연결된 배관 내부의 유체를 이용하여 감압밸브(10)의 작동을 제어하는 특징이 있는바, 유체가 물인 경우를 상정하여 본 발명의 개략적인 작동을 첨부된 도 4a 내지 도 5d 각각을 참조하여 살펴본다.
먼저, 감압밸브(10)와 연결된 배관 내부의 물을 제1파일럿밸브(100)와 연결하여 감압밸브(10)의 작동을 제어하는 구성으로서, 제1파일럿밸브(100)의 설정 압력 P(S1)가 감압밸브(10)의 메인배출구(12) 측의 압력 P2 보다 높은 경우이다.
감압밸브(10)의 메인유입구(11)로 압력 P1의 물이 유입되면, 도 4a와 같이 물의 일부가 우회배관(20)을 통해 감압밸브(10)의 메인챔버(16)로 유입되어 메인챔버(16) 공간을 채우게 되며(①), 메인챔버(16) 공간을 채우는 물중의 일부는 제1유입관(310)을 통해 제1파일럿밸브(100)의 제1유입구(121)로 유입된다(②).
이때, 제1파일럿밸브(100)의 설정 압력 P(S1)가 메인배출구(12) 측에 압력 P2 보다 높은 상태이기 때문에, 도 5a와 같이 제1파일럿밸브(100)의 제1유입구(121)로 유입된 물은 승하강시트(150)를 통해 제1배출구(122)로 빠져 나간 다음 감압밸브(10)의 메인배출구(12)로 흘러나간다(③).
감압밸브(10)의 메인챔버(16)로 유입되는 수압 P1의 물이 제1파일럿밸브(100)를 통해 메인배출구(12)로 지속적으로 흘러 나가면, 메인디스크(14)의 하면에는 수압 P1이 작용하나 메인다이아프램(15)에 작용하는 압력이 감소함에 따라, 메인디스크(13)는 메인스프링(14)을 압축하며 감압밸브(10)의 내부 유로가 서서히 열리게 되고, 메인유입구(11)로 유입되는 물이 메인배출구(12)로 흘러나간다.
감압밸브(10)와 연결된 배관 내부의 물을 제1파일럿밸브(100)와 연결하여 감압밸브(10)의 작동을 제어하는 구성으로서, 제1파일럿밸브(100)의 설정 압력 P(S1)가 감압밸브(10)의 메인배출구(12) 측의 압력 P2 보다 낮은 경우이다.
수압 P1의 물이 메인배출구(12)로 흘러나감에 따라 메인배출구(12) 측의 압력이 증가하여 제1파일럿밸브(100)의 설정 압력 P(S1)보다 커지게 되면, 도 4b와 같이 감압밸브(10)의 메인배출구(12) 측의 물이 제1배출관(320)을 통해 제1파일럿밸브(100)의 제1배출구(122)로 역류하여 유입된다(④).
이때, 제1파일럿밸브(100)의 제1배출구(122)로 역류하여 유입된 물의 수압이 제1파일럿밸브(100)의 설정 압력 P(S1)보다 크기 때문에, 제1다이아프램(130)은 작용하는 물의 수압에 의해 제1스프링(112)을 압축하며 상승하면서 제1스템(140)을 승강시킨다. 제1스템(140)이 승강하면, 제1스템(140)과 연결되어 있는 승하강시트(150)가 승강하게 되고, 이에 따라 승하강시트(150)의 상단 부위가 제1디스크(141)와 접하면서 제1, 2유로(124, 125)는 도 5b와 같이 폐쇄된다.
제1, 2유로(124, 125)는 폐쇄되면, 도면과 같이 감압밸브(10)의 메인배출구(12) 측에서 제1파일럿밸브(100)의 제1배출구(122)로 유입되는 물(④), 그리고 감압밸브(10)의 메인챔버(16)에서 제1파일럿밸브(100)의 제1유입구(121)로 유입되는 물(②)은 제1파일럿밸브(100) 내부에서 정체된다.
제1유입관(310)을 통해 감압밸브(10)의 메인챔버(16) 공간에 채워지는 물이 빠져나가지 못하는 상태에서, 우회배관(20)을 통해 감압밸브(10)의 메인유입구(11) 측의 물(수압 P1)이 감압밸브(10)의 메인챔버(16) 공간에 채워지면, 메인챔버(16) 공간에 채워지는 물의 압력에 의해 메인디스크(14)가 서서히 하강하게 되어 감압밸브(10)는 차단된다.
다음으로, 감압밸브(10)와 연결된 배관 내부의 물을 제2파일럿밸브(200)와 연결하여 감압밸브(10)의 메인배출구(12) 측의 압력을 추가적으로 감압하거나 또는 감압된 상태를 일정 시간 동안 유지할 수 있는 구성을 살펴본다.
도 4a와 같이 제1파일럿밸브(100)의 제1, 2유로가 개방된 상태에서, 도 4c와 같이 감압밸브(10)의 메인유입구(11) 축의 물을 제2유입관(330)을 통해 우회시킨다(⑤). 제2유입관(330)을 통해 우회하는 물은 파일럿감압밸브(331)에 의해 수압이 P1에서 P3로 감압된다(⑥).
파일럿감압밸브(331)에 의한 감압의 정도는 일률적으로 결정할 일이 아니라, 감압밸브(10)의 메인배출구(12) 측에 요구되는 압력 P2, 그리고 제2스프링(250) 자체의 복원력 P(S2) 등을 종합적으로 고려하여 결정할 일이다. 여기에서, P(S2)는 P(S1)〉P(S2) 관계를 이루는 것이 바람직하다. 즉, 제2파일럿밸브는 제1파일럿밸브의 제어를 보조하는 구성으로 이루어진다.
파일럿감압밸브(331)에 의해 P3로 감압된 물은 제1관통공(221)을 통해 제2다이아프램(230) 하측의 제1챔버(213) 공간으로 유입된다. 물이 지속적으로 유입되어 제2다이아프램(230) 하측 공간을 채우게 되면, 제2다이아프램(230)에 수압이 작용하게 되고 이에 따라 제2스템(240)이 수직 방향으로 서서히 승강한다.
이때, 제2스템(240)이 수직 방향으로 승강함에 따라, 제1파일럿밸브(100)에 있어 승하강시트(150)의 상단 부위는 제1디스크(141) 하면 수직방향으로 서서히 승강하게 되고, 이에 따라 제1, 2유로(124, 125)는 서서히 폐쇄된다. 만일, 물이 제1관통공(221)을 통해 제2다이아프램(230) 하측의 제1챔버(213) 공간으로 지속적으로 유입되면 최종적으로 제1, 2유로(124, 125)는 도 5c 같이 완전히 폐쇄된다.
즉, 메인배출구(12) 측의 수압이 제1파일럿밸브(100)의 설정 압력 P(S1)보다 낮을 시에, 필요에 따라 제2파일럿밸브(200)를 작동시키게 되면 제2파일럿밸브(200)에 의한 추가 압력이 제1파일럿밸브(100)로 전달되어 제1파일럿밸브(100) 내부의 유로의 폐쇄 정도를 조절하거나 또는 유로를 완전히 폐쇄하는 것이 가능한 것이다.
이러한, 제2파일럿밸브(200)의 제어 기능은 메인배출구(12) 측의 수압이 제1파일럿밸브(100)의 설정 압력 P(S1)보다 높을 경우에도 적용될 수 있다. 즉, 제1, 2파일럿밸브(100, 200)를 순차적으로 함께 작동시키게 되면, 감압밸브(10)의 메인배출구(12) 측의 압력은 일정 범위 내에서 추가 감압이 가능함은 물론 감압된 상태를 일정 시간 유지하는 것이 가능하다.
이때, 압력트랜스미터(333)를 통해 제2챔버(213) 내부의 압력 상황을 적절하게 점검하고 이에 따라 제1솔레노이드밸브(332)의 개폐 정도를 적절하게 개폐하게 되면, 감압의 정도를 더욱 정밀하고 안정적으로 제어할 수 있음은 물론이다.
한편, 제어장치(400)의 작동과 연계되는 제2파일럿밸브(200)와 달리 제1파일럿밸브(100) 자체는 감압밸브(10)와 제1유입관(310) 및 제1배출관(320)이 단순히 배관으로 연결되어 있기 때문에, 제1파일럿밸브(100)는 정전과 같이 전원 공급이 중단되는 비상상태에서도 정상적이 작동이 가능한 특징이 있다.
제2파일럿밸브(200)에 의한 제어가 더 이상 필요하지 않은 경우에는, 도 4d와 같이 제1솔레노이드밸브(332)를 작동시켜 제2유입관(330)을 통한 제2파일럿밸브(200)로의 물 공급을 중단하고, 이와 동시에 제2솔레노이드밸브(341)를 작동시켜 제2배출관(340)의 타단 부위를 개방한다. 이에 따라, 제2챔버(213)에 채워져 있는 물은 도 5d와 같이 외부로 서서히 배출된다(⑦).
제2챔버(213)에 채워져 있는 물이 배출되면, 제2다이아프램(230)에 작용하던 수압이 해제됨에 따라 제2다이아프램(230)은 제2스프링(250)의 복원력에 따라 원위치로 복귀한다. 제2파일럿밸브(200)의 작동이 중지되면, 감압밸브(10)는 도 4a 및 도 4b와 같이 제1파일럿밸브(100)의 작동에 의해서만 제어되는 상태로 되돌아간다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들에 한정하여 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐이며, 본 발명은 이에 한정되지 않고 여러 다양한 방법으로 변경되어 실시될 수 있으며, 나아가 개시된 기술적 사상에 기초하여 별도의 기술적 특징이 부가되어 실시될 수 있음은 자명하다 할 것이다.
10 : 감압밸브 20 : 우회배관
100 : 제1파일럿밸브 200 : 제2파일럿밸브
310 : 제1유입관 320 : 제1배출관
330 : 제2유입관 340 : 제2배출관
400 : 제어보드

Claims (3)

  1. 좌우 각각에는 메인유입구(11) 및 메인배출구(12)가 마련되며, 중앙 부위에는 메인스프링(14)에 매개되어 내부 유로를 개폐하는 메인디스크(13)가 마련되고, 상측 부위에는 메인챔버(16)의 압력 변화에 따라 승하강하는 메인다이어프램(15)이 마련되며, 일단 부위는 메인유입구(11)와 연통되며 타단 부위는 메인챔버(16)와 연통되는 우회배관(20)이 구비되는 감압밸브(10)의 제어장치로서,
    하측 부위가 개구되되 상측 중앙 부위에는 조절스크류(111)가 관통 삽입되며 내부에는 제1스프링(112)이 위치하는 본넷(110), 상측 부위 및 하측 부위 각각이 개구되며 좌우 각각에는 제1유입구(121) 및 제1배출구(122)가 구비되고 내부에는 격벽(123)에 의해 구획되는 제1, 2유로(124, 125)가 마련되어 상측 부위가 본넷(110)의 하측 부위와 결합되는 바디(120), 본넷(110) 및 바디(120) 사이에 매개되는 제1다이아프램(130), 상측 부위는 제1다이아프램(130)의 중앙 부위를 관통 삽입하며 하측 부위에는 제1디스크(141)가 마련되는 제1스템(140), 상측 부위는 제1디스크(141) 하면과 대향하며 위치하되 격벽관통공(126)을 관통 삽입하여 제1, 2유로(124, 125) 상호 간을 개폐하는 승하강시트(150)를 포함하는 제1파일럿밸브(100);
    원판 구조로 이루어지되 삽입공(211)이 형성되는 상측 중앙 부위가 바디(120)의 하측 부위에 결합되는 상판(210), 원판 구조로 이루어지되 상호 간에 일정 간격 이격되어 제1, 2관통공(221, 222)이 형성되어 모서리 부위가 상판(210)의 모서리 부위와 결합되는 하판(220), 상, 하판(210, 220) 사이에 형성되는 제1챔버(213)를 상하로 구획하는 제2다이아프램(230), 상측 부위는 상판(210)의 삽입공(211)을 관통 삽입하여 상단 부위가 승하강시트(150)의 하단 부위와 접하며 하측 부위는 하방으로 연장되는 제2스템(240), 하판(220)의 상면 중앙 부위에 형성되는 안치홈(223)에 안치되어 제2스템(240)의 하측 부위를 지지하는 제2스프링(250)을 포함하는 제2파일럿밸브(200);
    일단 부위는 메인챔버(16)와 연결되고 타단 부위는 제1유입구(121)와 연결되는 제1유입관(310), 일단 부위는 제1배출구(122)와 연결되고 타단 부위는 메인배출구(12)와 연결되는 제1배출관(320), 파일럿감압밸브(331) 및 제1솔레노이드밸브(332) 각각이 마련되되 일단 부위는 메인유입구(11)와 연결되고 타단 부위는 제1관통공(221)과 연결되는 제2유입관(330), 제2솔레노이드밸브(341)가 마련되며 일단 부위는 제2관통공(222)과 연결되는 제2배출관(340);를
    포함하는 배관내의 유체를 이용한 감압밸브의 제어장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 승하강시트(150)는, 상측 부위가 제1디스크(141) 하면과 대향하며 하측 부위는 격벽관통공(126)에 관통 삽입되는 제1승하강시트부(151)와 상측 부위 외면은 제1승하강시트부(151)의 하측 부위 내면과 나사치합되고 하단 부위는 상기 제2스템(240)의 상단 부위와 접하는 제2승하강시트부(152)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 배관내의 유체를 이용한 감압밸브의 제어장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 상판(210)에는 제2다이아프램(230)의 작동시 공기 이동을 위한 통기홀(212)이 형성되는 것을 특징으로 하는 배관내의 유체를 이용한 감압밸브의 제어장치.
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