KR102079306B1 - 삽입형 실링 구조를 갖는 파이로 밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 삽입형 실링 구조를 갖는 파이로 밸브에 관한 것으로, 이를 위해 길이방향으로 내부공간부가 형성되고, 상단에는 마개가 결합된 밸브바디;와, 상기 밸브바디의 상부 일측면 또는 양측면에 삽입되어 내부공간부에 폭압을 발생시키는 화약이 충전된 카트리지를 갖는 착화기;와, 상기 밸브바디의 하부 일측에 결합되는 제1배관커넥터;와, 상기 밸브바디의 하부 타측에 결합되고, 밸브바디의 내부공간부를 가로질러 상기 제1배관커넥터에 삽입되는 연결관을 갖는 제2배관커넥터;와, 상기 밸브바디의 내부공간부에 내장되고 화약의 폭압에 의해 하강하여 제1,2배관커넥터를 동시 실링하는 피스톤;을 포함하여 이루어지되, 상기 연결관은 밸브바디의 내부공간부 영역에 배치된 파단관을 매개로 제2배관커넥터에서 연장되고, 상기 파단관은 파단이 용이하도록 연결관과 제2배관커넥터의 연결부위에 노치(notch)가 더 형성되고, 상기 피스톤은 1차로 전달되는 폭압에 의해 하강하여 파단관을 파단시키고, 동시에 2차로 전달되는 폭압에 의해 개방된 제1,2배관커넥터를 삽입에 의해 실링하는 실링작동부가 내장되는 것을 특징으로 한다.

Description

삽입형 실링 구조를 갖는 파이로 밸브{PYRO VALVE HAVING AN INSERTION-TYPE SEALING STRUCTURE}

본 발명은 밸브 작동전 열려있던 유로를 밸브 작동시 실링 폐쇄하는 normally open 타입의 삽입형 실링 구조를 갖는 파이로 밸브에 관한 것으로, 보다 상세하게는 1차로 전달되는 폭압에 의해 하강하는 피스톤은 제1,2배관커넥터를 연결하는 파단관을 파단시키고, 순차적으로 피스톤에 내장된 실링작동부는 2차로 전달되는 폭압에 의해 개방된 제1,2배관커넥터를 삽입에 의해 실링될 수 있도록 한 삽입형 실링 구조를 갖는 파이로 밸브에 관한 것이다.

파이로 밸브는 소량의 화약이 연소되면서 방출하는 가스 압력을 이용하여 유로 개폐 작동을 하며, 크게 normally open 타입과 normally closed 타입이 있다.

normally open 타입은 밸브 작동전 열려있던 유로를 밸브 작동시 닫으며, normally closed 타입(대한민국 등록특허 제1386632호)은 작동전 닫혀 있던 유로를 작동시 열어 준다.

파이로밸브는 화약을 이용하므로 전기식 밸브와 달리 구조가 간단하고 작고 가벼운 장점이 있어, 항공, 우주 및 군사분야로 널리 사용된다.

그러나 1회용이므로 파이로밸브는 매우 높은 작동 신뢰도를 가져야 하며, 적용체계 특성상 고압의 공압과 같은 악조건에서도 기밀을 유지해야 한다.

종래의 normally open 타입 파이로밸브는 같은 재질의 금속 대 금속 억지끼움 방식으로 유로를 폐쇄하므로 억지끼움만으로는 액체나 기체를 를 완벽하게 기밀할 수 없으므로 기밀 유지가 어려운 문제점이 있었다

또한, 새로운 형태의 파이로 밸브를 개발하여, 적용하기 위해서는 신뢰성 보장을 위해 수많은 시험과 개발단계를 거쳐야 하는 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허 제1386632호

본 발명의 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 제1목적은, 폭압에 의해 하강하는 피스톤이 파단관을 파단시켜 분리시킴과 동시에 피스톤의 외부로 돌출되는 실링부에 의해 개방된 제1,2배관커넥터를 실링할 수 있도록 한 삽입형 실링 구조를 갖는 파이로 밸브를 제공하는데 있다.

더 나아가 본 발명의 제2목적은, 1차로 전달되는 폭압에 의해 하강하는 피스톤은 제1,2배관커넥터를 연결하는 파단관을 파단시키고, 순차적으로 피스톤에 내장된 실링작동부는 2차로 전달되는 폭압에 의해 개방된 제1,2배관커넥터를 삽입에 의해 실링될 수 있도록 한 삽입형 실링 구조를 갖는 파이로 밸브를 제공하는데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 특징에 따르면, 제1발명은, 삽입형 실링 구조를 갖는 파이로 밸브에 관한 것으로, 이를 위해 길이방향으로 내부공간부가 형성되고, 상단에는 마개가 결합된 밸브바디;와, 상기 밸브바디의 상부 일측면 또는 양측면에 삽입되어 내부공간부에 폭압을 발생시키는 화약이 충전된 카트리지를 갖는 착화기;와, 상기 밸브바디의 하부 일측에 결합되는 제1배관커넥터;와, 상기 밸브바디의 하부 타측에 결합되고, 밸브바디의 내부공간부를 가로질러 상기 제1배관커넥터에 삽입되는 연결관을 갖는 제2배관커넥터;와, 상기 밸브바디의 내부공간부에 내장되고 화약의 폭압에 의해 하강하여 제1,2배관커넥터를 동시 실링하는 피스톤;을 포함하여 이루어지되, 상기 연결관은 밸브바디의 내부공간부 영역에 배치된 파단관을 매개로 제2배관커넥터에서 연장되고, 상기 피스톤은 1차로 전달되는 폭압에 의해 하강하여 파단관을 파단시키고, 동시에 2차로 전달되는 폭압에 의해 개방된 제1,2배관커넥터를 삽입에 의해 실링하는 실링작동부가 내장되고, 상기 피스톤은 실링작동부가 설치될 수 있도록 상단면에서 내부로 수직하게 형성되는 수직홈과, 상기 수직홈과 상통되게 형성되는 한쌍의 수평홀을 더 포함하고, 상기 실링작동부는 폭압을 피스톤 보다 상대적으로 더 늦게 2차로 전달 받을 수 있도록 피스톤의 상단면 보다 더 낮게 수직홈에 삽입되는 이동샤프트와, 상기 각 수평홀에 삽입되어 이동샤프트의 하강에 의해 피스톤의 양측으로 돌출되어 제1,2배관커넥터에 삽입되는 실링부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

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제4발명은, 제1발명에서, 상기 이동샤프트는 실링부와 밀착되는 부위에 직경이 감소된 베르누이관 형태의 함몰부가 더 형성되고, 상기 각 실링부의 삽입단부에는 상기 함몰부에 점 접촉될 수 있도록 반구형태로 성형된 만곡부가 더 형성되며, 상기 각 실링부는 상기 이동샤프트가 하강하면 함몰부에서 이탈되는 만곡부가 직경이 넓어지는 피스톤의 둘레에 접촉되면서 피스톤의 외측으로 돌출되는 것을 특징으로 한다.

제5발명은, 제1발명에서, 상기 파단관은 파단이 용이하도록 연결관과 제2배관커넥터의 연결부위에 노치(notch)가 더 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 삽입형 실링 구조를 갖는 파이로 밸브에 따르면, 1차로 전달되는폭압에 의해 하강하는 피스톤이 파단관을 신속히 파단시키기 때문에 응답성이 매우 빠른 효과가 있다.

또한 1차로 전달되는 폭압에 의해 하강하는 피스톤은 내장된 실링작동부가 2차로 전달되는 폭압에 의해 제1,2배관커넥터의 내부로 삽입ㄷ 실링될 수 있도록 한 삽입형 실링 구조를 갖는 파이로 밸브를 제공하는데 있다.

2차로 전달되는 폭압을 통해 피스톤의 양측으로 돌출되는 실링부가 제1,2배관커넥터의 내부로 삽입되기 때문에 실링의 신뢰성을 보다 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 삽입형 실링 구조를 갖는 파이로 밸브의 사시도,
도 2는 도 1의 단면구성도,
도 3은 도 2에서 발췌된 피스톤의 확대단면도,
도 4는 도 2에서 발췌된 제1,2배관커넥터의 확대단면도,
도 5 및 도 6은 도 2에 따른 삽입형 실링 구조를 갖는 파이로 밸브의 작동도이다.

이하의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.

오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprise)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는 데 있어 혼돈을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.

도 1은 본 발명에 따른 삽입형 실링 구조를 갖는 파이로 밸브의 사시도이고, 도 2는 도 1의 단면구성도이고, 도 3은 도 2에서 발췌된 피스톤의 확대단면도이고, 도 4는 도 2에서 발췌된 제1,2배관커넥터의 확대단면도이다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명은 밸브 작동전 열려있던 유로를 밸브 작동시 실링 폐쇄하는 normally open 타입으로, 1차로 전달되는 폭압에 의해 하강하는 피스톤은 제1,2배관커넥터를 연결하는 파단관을 파단시키고, 순차적으로 피스톤에 내장된 실링작동부는 2차로 전달되는 폭압에 의해 개방된 제1,2배관커넥터를 삽입에 의해 실링될 수 있도록 한 삽입형 실링 구조를 갖는 파이로 밸브(100)에 관한 것이다.

본 발명의 삽입형 실링 구조를 갖는 파이로 밸브(100)는 크게 5개 부분으로 구성되는데, 이는 밸브바디(10)와, 착화기(20)와, 제1,2배관커넥터(30,40)와, 피스톤(50) 및 실링작동부(60)로 구성된다.

상기 밸브바디(10)는 길이방향으로 내부공간부(11)가 형성되고, 상단에는 폭압이 역방향으로 누설되는 것을 방지하고, 더불어 피스톤(50)을 내장시키기 위한 마개(12)가 결합되어 구성된다.

상기 착화기(20)는 상기 밸브바디(10)의 상부 일측면 또는 양측면에 결합되고, 폭압을 발생시키는 화약이 충전된 카트리지(21)를 갖는 것으로, 전기적 신호에 의해 카트리지(21)에 충전된 화약을 폭발시키는 기능을 한다.

상기 제1배관커넥터(30)는 상기 밸브바디(10)의 하부 일측에 결합되고, 제2배관커넥터(40)는 상기 밸브바디(10)의 하부 타측에 결합된다.

이러한 제1,2배관커넥터(30,40)는 상호 간 수평선상에 배치되는 것으로, 상기 제2배관커넥터(40)는 상기 밸브바디(10)의 내부공간부(11)를 가로질러 상기 제1배관커넥터(30)에 삽입되는 연결관(41)을 갖는 구조이다.

따라서 상기 제1,2배관커넥터(30,40)는 연결관(41)을 통해 상호 간 연통되고, 다만 연결관(41)은 밸브바디(10)의 내부공간부(11) 영역에 배치된 파단관(411)을 매개로 제2배관커넥터(40)에서 연장되어 구성된다.

이 때 상기 파단관(411)은 외력에 의해 파단이 용이하도록 연결관(41)과 제2배관커넥터(40)의 연결부위에 노치(notch)(412)가 형성된다.

상기 피스톤(50)은 상기 밸브바디(10)의 내부공간부(11)에 내장되고 화약의 폭압에 의해 하강하여 제1,2배관커넥터(30,40)를 실링하는 기능을 한다.

이러한 피스톤(50)은 1차로 전달되는 폭압에 의해 하강하여 파단관(411)을 파단시키고, 동시에 2차로 전달되는 폭압에 의해 개방된 제1,2배관커넥터(30,40)를 삽입에 의해 실링하는 실링작동부(60)가 내장된다.

여기서 상기 피스톤(50)의 하단에는 파단관(411)의 국소적인 파손을 방지하면서, 노치(412)를 파괴하여 파단관(411)이 연결관(41)에서 원활히 분리할 수 있도록 파단관(411)의 둘레에 밀착되는 아치형태의 밀착부(미도시)가 더 형성될 수 있다.

한편 상기 피스톤(50)은 실링작동부(60)가 내장될 수 있도록 상단면에서 내부로 수직하게 형성되는 수직홈(51)과, 상기 수직홈(51)과 상통되게 형성되는 한쌍의 수평홀(52)을 더 포함하여 구성된다.

상기 실링작동부(60)는 이동샤프트(61)와, 한쌍의 실링부(62)로 구성되는 것으로, 상기 이동샤프트(61)는 폭압을 피스톤(50) 보다 상대적으로 더 늦게 2차로 전달 받을 수 있도록 피스톤(50)의 상단면 보다 더 낮게 수직홈(51)에 삽입된다.

그리고 상기 실링부(62)는 상기 각 수평홀(52)에 삽입되어 이동샤프트(61)의 하강에 의해 피스톤(50)의 양측으로 돌출되어 제1,2배관커넥터(30,40)를 삽입에 의해 실링할 수 있도록 구성된다.

상술된 실링작동부(60)는 1차로 전달되는 폭압에 의해 피스톤(50)이 파단관(411)을 파단시키면, 2차로 전달되는 폭압에 의해 하강하는 이동샤프트(61)가 실링부(62)를 연동시켜 피스톤(50)의 각 수평홀(52)로 실링부(62)가 돌출되도록 작동한다.

이렇게 피스톤(50)의 각 수평홀(52)로 돌출된 실링부(62)는 파단관(411)의 파단에 의해 개방된 제1,2배관커넥터(30,40)의 내부로 삽입됨으로써, 삽입형 실링 구조를 이룰 수 있는 구조가 마련된다.

한편 상기 이동샤프트(61)는 실링부(62)와 밀착되는 부위에 직경이 감소된 베르누이관 형태의 함몰부(611)가 더 형성된다. 그리고 상기 각 실링부(62)의 삽입단부에는 상기 함몰부(611)에 점 접촉될 수 있도록 반구형태로 성형된 만곡부(621)가 더 형성된다.

따라서 상기 각 실링부(62)는 상기 이동샤프트(61)가 하강하면 함몰부(611)에서 이탈되는 만곡부(621)가 직경이 넓어지는 이동샤프트(61)의 둘레에 접촉되면서 그 직경 차이 만큼 피스톤(50)의 외측으로 돌출될 수 있는 구조가 마련된다.

이하에서는 본 발명에 따른 삽입형 실링 구조를 갖는 파이로 밸브의 작동에 관하여 간단히 설명하기로 한다.

도 5 및 도 6은 도 2에 따른 삽입형 실링 구조를 갖는 파이로 밸브의 작동도이다.

먼저, 도 5와 같이, 착화기(20)의 전기적 신호에 의해 카트리지(21) 내의 화약이 폭발되면 밸브바디(10)의 내부로 폭압이 발생된다.

그러면 내부공간부(11)에 설치된 피스톤(50)은 1차로 전달되는 폭압에 의해 하강하고, 피스톤(50)이 하강함에 따라 상기 파단관(411)은 노치(412)에 의해 분리된다.

상기 피스톤(50)이 하강된 상태에서 이동샤프트(61)는 2차로 폭압을 전달받아 수직홈(51) 상에서 하강하게 된다.

도 6과 같이, 이동샤프트(61)가 하강하면 함몰부(611)에서 이탈되는 만곡부(621)가 직경이 넓어지는 이동샤프트(61)의 둘레에 접촉되면서 그 직경 차이 만큼 피스톤(50)의 외측으로 실링부(62)가 돌출된다.

상기 실링부(62)가 돌출되면 파단관(411)의 파단에 의해 개방된 제1,2배관커넥터(30,40)의 내부로 삽입되어 제1,2배관커넥터(30,40)를 폐쇄하게 되고, 이에 따라 누설의 염려가 없는 실링의 신뢰성을 확보할 수 있게 된다.

본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

10: 밸브바디 11: 내부공간부 12: 마개
20: 착화기 21: 카트리지
30: 제1배관커넥터
40: 제2배관커넥터 41: 연결관 411: 파단관
412: 노치
50: 피스톤 51: 수직홈 52: 수평홀
60: 실링작동부 61: 이동샤프트 611: 함몰부
62: 실링부 621: 만곡부
100: 실링이 향상된 파이로 밸브

Claims (5)

1. 길이방향으로 내부공간부(11)가 형성되고, 상단에는 마개(12)가 결합된 밸브바디(10);
   상기 밸브바디(10)의 상부 일측면 또는 양측면에 삽입되어 내부공간부(11)에 폭압을 발생시키는 화약이 충전된 카트리지(21)를 갖는 착화기(20);
   상기 밸브바디(10)의 하부 일측에 결합되는 제1배관커넥터(30);
   상기 밸브바디(10)의 하부 타측에 결합되고, 밸브바디(10)의 내부공간부(11)를 가로질러 상기 제1배관커넥터(30)에 삽입되는 연결관(41)을 갖는 제2배관커넥터(40);
   상기 밸브바디(10)의 내부공간부(11)에 내장되고 화약의 폭압에 의해 하강하여 제1,2배관커넥터(30,40)를 동시 실링하는 피스톤(50);을 포함하여 이루어지되,
   상기 연결관(41)은 밸브바디(10)의 내부공간부(11) 영역에 배치된 파단관(411)을 매개로 제2배관커넥터(40)에서 연장되고,
   상기 피스톤(50)은 1차로 전달되는 폭압에 의해 하강하여 파단관(411)을 파단시키고, 동시에 2차로 전달되는 폭압에 의해 개방된 제1,2배관커넥터(30,40)를 삽입에 의해 실링하는 실링작동부(60)가 내장되고,
   상기 피스톤(50)은 실링작동부(60)가 설치될 수 있도록 상단면에서 내부로 수직하게 형성되는 수직홈(51)과, 상기 수직홈(51)과 상통되게 형성되는 한쌍의 수평홀(52)을 더 포함하고,
   상기 실링작동부(60)는 폭압을 피스톤(50) 보다 상대적으로 더 늦게 2차로 전달 받을 수 있도록 피스톤(50)의 상단면 보다 더 낮게 수직홈(51)에 삽입되는 이동샤프트(61)와, 상기 각 수평홀(52)에 삽입되어 이동샤프트(61)의 하강에 의해 피스톤(50)의 양측으로 돌출되어 제1,2배관커넥터(30,40)에 삽입되는 실링부(62)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 삽입형 실링 구조를 갖는 파이로 밸브.
   
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4. 제1항에 있어서,
   상기 이동샤프트(61)는 실링부(62)와 밀착되는 부위에 직경이 감소된 베르누이관 형태의 함몰부(611)가 더 형성되고,
   상기 각 실링부(62)의 삽입단부에는 상기 함몰부(611)에 점 접촉될 수 있도록 반구형태로 성형된 만곡부(621)가 더 형성되며,
   상기 각 실링부(62)는 상기 이동샤프트(61)가 하강하면 함몰부(611)에서 이탈되는 만곡부(621)가 직경이 넓어지는 피스톤(50)의 둘레에 접촉되면서 피스톤(50)의 외측으로 돌출되는 것을 특징으로 하는 삽입형 실링 구조를 갖는 파이로 밸브.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 파단관(411)은 파단이 용이하도록 연결관(41)과 제2배관커넥터(40)의 연결부위에 노치(notch)(412)가 더 형성되는 것을 특징으로 하는 삽입형 실링 구조를 갖는 파이로 밸브.

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