KR102180107B1 - 파이프라인의 서지충격을 해소할 수 있는 릴리프밸브 - Google Patents

파이프라인의 서지충격을 해소할 수 있는 릴리프밸브 Download PDF

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Abstract

본 발명은 파이프라인에 연결 설치하고, 작동유를 사용하지 않더라도 파이프라인에서 발생한 서지충격을 원활히 해소하도록 작동하는 릴리프밸브를 제공한다. 본 발명은, 개폐디스크를 전후진시키는 작동력을 발생시키는 디스크구동장치와, 유입구의 유체가 유입되어 유체압이 설정압 이상에서 유체를 디스크구동장치로 전달하는 컨트롤장치를 포함하되, 디스크구동장치는, 개폐디스크가 유출구를 폐쇄시키도록 가압력을 가하는 가압수단을 포함하고, 컨트롤장치로부터 유체의 전달시 유체압이 상기 가압력을 이기고 개폐디스크를 개방작동시킨다.

Description

파이프라인의 서지충격을 해소할 수 있는 릴리프밸브{RELIEF VALVE ENABLE OF RELIEVING SURGE PRESSURE OF PIPELINE}
본 발명은 파이프라인의 서지충격을 해소할 수 있는 릴리프밸브에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 파이프라인에서 발생한 서지충격의 전달 시, 컨트롤장치에 서지압이 전달되어 개폐디스크를 개방작동시킴으로써 서지충격을 해소할 수 있는 구조의 릴리프밸브에 관한 것이다.
송수관, 송유관 등 유체를 수송하는 파이프라인에서는 고장으로 인한 압송압력의 소실, 밸브의 급속 차단 등의 문제발생 시, 관내 압력이 갑자기 상승하는 서지충격이 발생한다.
이러한 서지충격은 고압의 압력파를 발생시켜 파이프라인과 연결된 구조물에 심각한 손상을 유발한다.
이러한 문제의 해소를 위해, 파이프라인의 내부 압력이 설정압 이상으로 상승하는 경우, 파이프라인의 유체를 외부로 방출함으로써 관로 내의 압력을 적정압력으로 유지시키는 릴리프밸브가 설치된다.
도 1은 그와 같은 릴리프밸브의 구성을 도시하는 것으로서, 한국특허등록번호 제10-1865037호에 개시된 것이다.
도 1을 참조하면, 파이프라인에서 서지충격이 발생시, 파이프라인과 연결설치된 릴리프밸브에 서지압이 전달되면, 순간적으로 상승하는 유입구(1)의 유체압에 의해 유입구(1)와 연결된 작동압발생장치(2)의 가동부재(2a)를 작동압실린더(2b)에서 타측공간 측으로 밀어내면서 작동유(3)를 가압한다.
이에 압력이 상승한 작동유는 작동압전달유로(4)를 통해 피스톤부재(5)에 압력을 가함으로서 피스톤부재(5)가 탄성수단(5a)을 압축시키면서 작동공간(6)의 내부로 이동한다.
이때, 피스톤부재(5)와 결합된 개폐부재(7)가 피스톤부재(5)와 함께 운동하면서 통로형성체(8b)에 대하여 슬라이딩이 이루어지고 개폐통로(8a) 및 유출구(8)를 신속히 개방한다.
이에 따라, 충격압이 발생한 유체가 순간적으로 유입구(1)에서 유출구(8)로 유동하여 외부로 배출됨으로서, 파이프라인의 서지충격을 해소할 수 있다..
전술한 종래 릴리프밸브의 경우, 서지압이 개폐부재(50)을 개방 작동시키기 위해 작동유(3)를 가진 작동압발생장치(2)를 설치하고 있다.
그러나, 작동유의 보충이 곤란한 장소이거나, 작동유에 의한 오염 등의 문제가 발생할 수 있는 바, 작동유를 사용하지 않고 원활한 서지충격의 해소가 가능한 릴리프밸브의 개발이 필요하다.
또한, 전술한 종래의 릴리프밸브의 경우, 파이프라인에 설치된 릴리프밸브가 개방작동하는 충격압의 기준을 외부에서 변경하는 것이 용이하게 이루어지는 구성이 부가될 필요도 있다.
본 발명은 상기와 같은 관점에서 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 파이프라인에 연결 설치하고, 작동유를 사용하지 않더라도 파이프라인에서 발생한 서지충격을 원활히 해소하도록 작동하는 릴리프밸브를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 파이프라인에 설치된 릴리프밸브가 작동하는 기준인 설정압을 외부에서 용이하게 세팅할 수 있는 릴리프밸브를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 릴리프밸브는, 내부통로의 일측과 타측에 각각 유체의 유입구와 유출구가 형성된 밸브하우징과, 상기 내부통로에 위치하고 브릿지에 의해 상기 밸브하우징에 고정되며 내부에 상기 유출구를 향해 개방된 작동공간을 가지는 내측바디와, 상기 작동공간에 삽입되어 전진 및 후진함에 의해 각각 상기 유출구를 폐쇄 및 개방시키는 개폐디스크와, 상기 내측바디 내부에 설치되어 상기 개폐디스크를 전후진시키는 작동력을 발생시키는 디스크구동장치와, 상기 유입구의 유체가 유입되어 유체압이 설정압 이상에서 상기 유체를 상기 디스크구동장치로 전달하는 컨트롤장치를 포함하되, 상기 디스크구동장치는, 상기 개폐디스크가 상기 유출구를 폐쇄시키도록 가압력을 가하는 가압수단을 포함하고, 상기 컨트롤장치로부터 상기 유체의 전달시 유체압이 상기 가압력을 이기고 상기 개폐디스크를 개방작동시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 릴리프밸브는, 상기 컨트롤장치로부터 상기 유체를 상기 디스크구동장치로 전달하는 유체공급라인이 설치되고, 상기 컨트롤장치가, 상기 유입구로부터 상기 유체가 유입되는 제1파일롯라인 및 제2파일롯라인과, 상기 제1파일롯라인과 상기 유체공급라인을 서로 연결 및 차단하도록 개폐동작하는 개폐밸브와, 상기 제2파일롯라인과 연결되어 상기 유체의 압력을 받는 다이아프램이 설치된 제어챔버와, 상기 다이아프램과 상기 개폐밸브를 서로 연결하는 연결체를 포함함으로써, 설정압 이상에서 상기 유체가 상기 다이아프램을 밀어내어 상기 연결체가 상기 개폐밸브를 개방하는 것을 다른 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 릴리프밸브는, 상기 디스크구동장치가, 내부의 구동공간이 상기 개폐디스크를 향해 개방되고 상기 내측바디에 고정된 구동실린더와, 상기 개폐디스크에 결합되어 함께 운동하고 상기 구동공간에 헤드가 끼워지는 구동피스톤과, 상기 유체공급라인과 연통되어 상기 개폐디스크의 후진방향으로 가압할 수 있도록 상기 유체를 상기 구동실린더의 외측 및 내측에서 상기 헤드에 전달하는 전달유로를 포함하고, 상기 가압수단은 상기 구동공간에 장착되어 상기 개폐디스크가 상기 유출구를 폐쇄시키는 방향으로 상기 구동피스톤에 탄성력을 가하는 가압스프링인 것을 또 다른 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 릴리프밸브는, 상기 개폐밸브가, 상기 제1파일롯라인이 연통되어 유체가 유입되는 유입포트와, 상기 유체공급라인과 연통되어 유체가 유출되는 유출포트를 포함하는 밸브챔버와, 상기 밸브챔버에 위치하고 상기 연결체가 결합되어 상기 연결체가 밀거나 당김에 의해 상기 유입포트의 단부를 막거나 개방하는 개폐블록을 포함하고, 상기 밸브챔버와 상기 제어챔버를 연결하여 상기 연결체가 운동하는 연결공이 구비되며, 상기 연결체와 결합되고 상기 제어챔버로부터 상기 연결공으로의 유체의 유입을 차단하는 차단체가 설치된 것을 또 다른 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 릴리프밸브는, 상기 개폐블록과 상기 차단체 사이의 위치에서 상기 연결공과 상기 유출구를 연통시키는 배출라인이 설치되고, 상기 유입포트를 개방하도록 상기 연결체가 상기 밸브챔버에서 상기 연결공이 유체공급라인과 연통되는 것을 또 다른 특징으로 한다.
다른 관점에서 본 발명에 따른 릴리프밸브는, 내부통로의 일측과 타측에 각각 유체의 유입구와 유출구가 형성된 밸브하우징과, 상기 내부통로에서 위치가 고정된 내측바디와, 상기 내측바디의 안내를 받아 전진 및 후진함에 의해 각각 상기 유출구를 폐쇄 및 개방시키는 개폐디스크와, 상기 내측바디 내부에 설치되어 상기 개폐디스크를 전후진시키는 작동력을 발생시키는 디스크구동장치와, 상기 유입구의 유체가 유입되어 유체압이 설정압 이상에서 상기 유체를 상기 디스크구동장치로 전달하는 컨트롤장치를 포함하되, 상기 디스크구동장치는, 상기 개폐디스크가 상기 유출구를 폐쇄시키도록 가압력을 가하는 가압수단을 포함하고, 상기 컨트롤장치로부터 상기 유체의 전달시 유체압이 상기 가압력을 이기고 상기 개폐디스크를 개방작동시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 릴리프밸브는, 전술한 발명들에서, 상기 컨트롤장치가 상기 밸브하우징의 외부에 설치되고, 상기 설정압을 조절하여 세팅할 수 있는 설정압조절수단을 포함한 것을 또 다른 특징으로 한다.
본 발명에 따른 릴리프밸브는, 유입구의 유체가 유입되어 유체압이 설정압 이상에서 유체를 디스크구동장치로 전달하는 컨트롤장치와, 컨트롤장치로부터 유체의 전달시 유체압이 가압력을 이기고 개폐디스크를 개방작동시키는 디스크구동장치를 포함함으로써, 작동유를 사용하지 않더라도 파이프라인에서 유동하는 유체를 직접 활용하여 파이프라인의 서지충격을 원활히 해소할 수 있다.
이에 따라, 작동유의 사용에 따른 보충의 문제, 누유 또는 폐기 시의 오염의 문제 등이 해소될 수 있다.
또한 볼 발명에 따른 릴리프밸브는, 컨트롤장치가 밸브하우징의 외부에 설치되고, 설정압을 조절하여 세팅할 수 있는 설정압조절수단을 포함함에 따라, 파이프라인에 설치된 릴리프밸브가 작동하는 기준인 설정압을 외부에서 용이하게 세팅할 수 있다.
이는 장기간 사용에 따라 설정압이 자연 변화하거나 서지충격에 대한 기준이 변경될 때, 설정압을 용이하게 다시 설정할 수 있도록 한다.
도 1은 종래 파이프라인의 서지충격을 해소하는 릴리프밸브의 구성을 도시하는 단면구성도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 릴리프밸브의 구성을 도시하는 단면구성도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 릴리프밸브에서 디스크구동장치의 구성을 보다 상세히 도시하는 단면구성도
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 릴리프밸브에서 컨트롤장치의 구성을 보다 상세히 도시하는 단면구성도
도 5의 (a) 및 (b)는 본 발명의 실시예에 따른 릴리프밸브가 서지충격을 받아 서지압이 컨트롤장치에 전달되는 작용을 설명하는 설명도
도 6의 (a) 및 (b)는 본 발명의 실시예에 따른 릴리프밸브에서 서지압이 컨트롤장치에 전달되어 개폐디스크가 유출구를 개방하는 작용을 설명하는 설명도
도 7의 (a) 및 (b)는 본 발명의 실시예에 따른 릴리프밸브에서 개폐디스크가 유출구를 개방하여 서지충격이 해소된 후, 개폐디스크가 유출구를 폐쇄하도록 복귀하는 작용을 설명하는 설명도
이하, 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 2를 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 릴리프밸브는, 내부통로(13)의 일측과 타측에 각각 유체의 유입구(11)와 유출구(12)가 형성된 밸브하우징(10)과, 상기 내부통로(13)에 위치하고 브릿지(31)에 의해 밸브하우징(10)에 고정되며 내부에 유출구(12)를 향해 개방된 작동공간(21)을 가지는 내측바디(20)와, 상기 작동공간(21)에 삽입되어 전진 및 후진함에 의해 각각 유출구(12)를 폐쇄 및 개방시키는 개폐디스크(40)와, 상기 내측바디(20) 내부에 설치되어 개폐디스크(40)를 전후진시키는 작동력을 발생시키는 디스크구동장치(50)와, 상기 유입구(11)의 유체가 유입되어 유체압이 설정압 이상에서 유체를 디스크구동장치(50)로 전달하는 컨트롤장치(60)를 포함한다.
상기 밸브하우징(10)은 유입구(11)와 유출구(12)를 통해 유체가 통과하도록 관통된 통형상을 이루는 것으로서, 유입구(11)와 유출구(12)를 연결하는 내부통로(13)가 형성되어 있다.
상기 내측바디(20)는 밸브하우징(10)의 내부통로(13)의 중심부에서 위치가 고정되고, 개폐디스크(40)를 안내하여 피스톤운동할 수 있도록 개폐디스크(40)가 삽입되는 작동공간(21)이 형성되어 있다. 작동공간(21)은 유출구(12)를 향해 개방되어 있으므로 개폐디스크(40)는 작동공간(21)에 삽입된 상태에서 유출구(12)를 향해 전진 및 후퇴할 수 있다.
상기 내측바디(20)는 내측바디(20)의 주위의 내부통로(13)로 유체가 유동하도록 복수의 브릿지(31)에 의해 고정된다. 브릿지(31)의 내부에 유체공급라인(33)이 형성된다.
작동공간(21)은 오목하게 형성되고 개폐디스크(40)가 삽입되어 피스톤운동하게 되며, 디스크구동장치(50)에 의해 개폐디스크(40)가 전후방으로 이동할 수 있다.
상기 개폐디스크(40)는 작동공간(21)에 삽입되어 내측바디(20)의 안내를 받아 운동하는 것으로서, 유출구(12)를 폐쇄 및 개방시키기 위해 유입구(11)를 향해 전후진하며, 유출구(12)에 설치된 밸브시트(12b)에 밀착함으로써 유출구(12)의 폐쇄가 이루어진다.
내부통로(13)에서 내측바디(20)의 주위를 유동한 유체가 유출구(12)로 유동하기 위해 통과하도록 내측바디(20)의 후측에 설치되는 통로로서 개폐디스크(40)가 운동하는 방향에 수직인 방향을 향해 개방된 개폐통로(12a)가 형성된다.
개폐통로(12a)는 개폐디스크(40)가 전진 및 후진 운동시 폐쇄 및 개방되는 부분으로서, 개폐통로(12a)는 유출구(12)에 포함된다.
개폐디스크(40)가 유출구(12)를 폐쇄시키는 것은, 실질적으로 개폐통로(12a)를 폐쇄함으로써 유출구(12) 측으로의 유체이동을 차단한 상태이다.
이러한 작동을 위해 개폐디스크(40)는 전면머리부(41)에 이어서 원통몸체부(42)가 일체로 형성되어, 전면머리부(41)가 밸브시트(12b)에 밀착한 상태에서 원통몸체부(42)가 개폐통로(12a)를 가로지르면서 폐쇄한 상태가 된다.
이에 따라, 개폐디스크(40)가 유출구(12)를 폐쇄한 상태에서, 개폐디스크(40)에 작용하는 유체의 압력은 개폐디스크(40)의 원통몸체부(42)에 실제적으로 작용하게 되고, 원통몸체부(42)는 유체의 압력을 개폐디스크(40)의 전후진 방향에 수직으로 받고 있으므로, 유체의 압력이 개폐디스크(40)의 전후진 작동에 거의 영향을 미치지 않는다.
이는, 개폐디스크(40)가 평시 유출구(12)를 폐쇄한 상태로 유지하기 위해 작은 가압력으로도 폐쇄상태를 유지할 수 있음을 의미한다.
개폐디스크(40)의 전면머리부(41)에는 관통공(43)이 형성되어 작동공간(21)과 개폐디스크(40)의 내부가 유출구(12) 측으로 연통됨으로써, 개폐디스크(40)에 의해 작동공간(21)이 밀폐되지 않고 개폐디스크(40)의 전후진 작동이 원활히 이루어진다.
한편, 상기 디스크구동장치(50)는 내측바디(20)의 내부에 설치되어 개폐디스크(40)를 전후진시키는 구동력을 발생시키는 부분이다.
도 3을 참고하면, 디스크구동장치(50)는, 내부의 구동공간이 개폐디스크(40)를 향해 개방되고 내측바디(20)에 고정된 구동실린더(51)와, 상기 개폐디스크(40)에 결합되어 함께 운동하고 구동공간에 헤드(52a)가 끼워지는 구동피스톤(52)과, 상기 유체공급라인(33)과 연통되어 개폐디스크(40)가 후진방향으로 가압될 수 있도록 유체를 헤드(52a)에 전달하는 전달유로(53)와, 개폐디스크(40)가 유출구(12)를 폐쇄시키도록 가압력을 가하는 가압수단을 포함한다.
상기 구동실린더(51)는 원통형 용기형상을 가진 것으로서, 내부의 구동공간이 개폐디스크(40)를 향해 개방되도록 설치되고 구동피스톤(52)이 끼워져 피스톤운동하는 부분이다.
구동실린더(51)는 상기 브릿지(31)가 내측바디(20)의 내부까지 연장되어 브릿지(31)에 의해 작동공간(21)에서 위치가 고정된다.
상기 구동피스톤(52)은 개폐디스크(40)의 중심부에 체결되어 개폐디스크(40)와 함께 운동하는 것으로서 구동피스톤(52)의 헤드(52a)가 구동공간에 끼워진 상태에서 가압수단의 가압력과 전달유로(53)에 의해 전달되는 유체의 유체압에 의해 운동한다.
상기 전달유로(53)는 브릿지(31)의 내부에 형성된 유체공급라인(33)과 연통되어, 개폐디스크(40)가 후진방향으로 가압될 수 있도록 유체를 헤드(52a)에 전달한다.
전달유로(53)는 유체공급라인(33)과 연결된 구동실린더(51)의 외면에서부터 구동실린더(51)의 전단부를 돌아 구동실린더(51)의 내면으로 연장되며 구동피스톤(52) 헤드(52a)까지 연장되는 통로를 의미한다.
상기 헤드(52a)를 기준으로 가압수단인 가압스프링(54)과 전달유로(53)가 양 측에 위치하면서, 탄성력 및 유체압의 상대적 힘의 크기에 따라 헤드(52a)의 운동방향이 결정된다.
상기 가압수단은 구동공간에 장착되어 개폐디스크(40)가 유출구(12)를 폐쇄시키는 방향으로 구동피스톤(52)에 탄성력을 가하는 가압스프링(54)이다. 상기 가압수단은 상기 가압스프링(54)을 대신하여 압력에 의해 구동피스톤(52)을 밀어내는 압축된 기체가 될 수도 있다.
상기 디스크구동장치(50)는, 컨트롤장치(60)로부터 유체의 전달시 유체압이 가압력을 이기고 개폐디스크(40)가 후진작동하도록 가압스프링(54)의 탄성력이 설정되어 있다.
한편, 상기 컨트롤장치(60)는 밸브하우징(10)의 외부에서 외면에 고정설치되는 부분으로서, 유입구(11)의 유체가 유입되어 유체압이 설정압 이상에서 유체를 디스크구동장치(50)로 전달한다.
도 2 및 도 4를 참고하면, 상기 컨트롤장치(60)로부터 유체를 디스크구동장치(50)로 전달하는 유체공급라인(33)이 설치되고, 상기 컨트롤장치(60)는, 유입구(11)로부터 유체가 유입되는 제1파일롯라인(62a) 및 제2파일롯라인(62b)과, 상기 제1파일롯라인(62a)과 유체공급라인(33)을 서로 연결 및 차단하도록 개폐동작하는 개폐밸브(63)와, 상기 제2파일롯라인(62b)과 연결되어 유체의 압력을 받는 다이아프램(66)이 설치된 제어챔버(64)와, 상기 다이아프램(66)과 개폐밸브(63)를 서로 연결하는 연결체(65)를 포함한다.
제1파일롯라인(62a) 및 제2파일롯라인(62b)은 유입구(11)로부터 밸브하우징(10)을 관통하여 분기됨으로써 유입구(11)의 유체가 유입되어 전달되는 유로이다.
제1파일롯라인(62a) 및 제2파일롯라인(62b)는 각각 독립적으로 유입구(11)로부터 설치될 수 있고 하나의 유로가 중간에서 분기되어 제1파일롯라인(62a) 및 제2파일롯라인(62b)으로 분리될 수 있다.
제1파일롯라인(62a)은 개폐밸브(63)와 연결되고, 제2파일롯라인(62b)은 제어챔버(64)와 연결된다.
상기 유체공급라인(33)은 개폐밸브(63)로부터 브릿지(31)의 내부를 통과하여 디스크구동장치(50)의 전달유로(53)까지 연결된다.
도 4를 참고하면, 상기 개폐밸브(63)는, 제1파일롯라인(62a)과 유체공급라인(33)을 서로 연결 및 차단하도록 개폐동작하는 부분으로서, 상기 제1파일롯라인(62a)이 연통되어 유체가 유입되는 유입포트(63b)와, 유체공급라인(33)과 연통되어 유체가 유출되는 유출포트(63c)를 포함하는 밸브챔버(63a)와, 상기 밸브챔버(63a)에 위치하고 연결체(65)가 결합되어 연결체(65)가 밀거나 당김에 의해 유입포트(63b)의 단부를 막거나 개방하는 개폐블록(63d)을 포함한다.
즉, 개폐밸브(63)는 다이아프램(66)에 연결된 연결체(65)가 다이아프램(66)의 운동을 개폐블록(63d)에 밀거나 당기는 방식으로 전달함으로써 개폐작동하는 것이다.
설정압 이상에서 상기 유체가 다이아프램(66)을 밀어내어 연결체(65)가 개폐밸브(63)를 개방시킨다.
상기 제어챔버(64)는 제2파일롯라인(62b)과 연결되어 제2파일롯라인(62b)에 의해 유입된 유체가 수용되는 공간이고, 다이아프램(66)이 설치되어 그 유체의 유체압에 의해 수축 또는 팽창하는 작동이 발생하는 부분이다.
상기 다이아프램(66)은 중심부에서 연결체(65)와 체결되어 다이아프램(66)의 밀림에 의한 수축 또는 팽창작동에 의해 연결체(65)를 운동시킨다.
다이아프램(66)의 밀림작동은 유체의 유체압에 의해 이루어지고, 다이아프램(66)의 팽창(복귀)작동은 다이아프램(66)을 밀고 있는 제어스프링(61a)에 의해 이루어지므로, 제어챔버(64)에서 다이아프램(66)이 밀려 수축되는 것은 제어챔버(64) 내의 유체압이 제어스프링(61a)의 탄성력을 이겨 밀어내는 것을 의미한다.
상기 제어스프링(61a)의 탄성력은 다이아프램(66)에 가해져 다이아프램(66)이 밀리는 설정압을 결정하는 것이므로, 제어스프링(61a)의 탄성력을 조절하여 설정압의 세팅이 가능하다.
이에 따라, 본 실시예에 상기 설정압을 조절하여 세팅할 수 있도록 설정압조절수단(61)이 설치되고, 설정압조절수단(61)은 다이아프램(66)에 복귀방향으로 탄성력을 가하는 제어스프링(61a)과, 제어스프링(61a)을 기준으로 다이아프램(66)의 반대측에 설치되어 제어스프링(61a)의 압축상태를 조절하여 세팅하는 조절구(61b,61c)를 포함한다.
조절구(61b,61c)는 제어스프링(61a)의 단부를 받치는 받침판(61b)과 받침판(61b)의 위치를 결정하는 조절볼트(61c)로 이루어진다. 조절볼트(61c)를 회전함으로써 받침판(61b)이 제어스프링(61a)을 더욱 압축한 상태로 세팅하여 상기 설정압을 높일 수 있다.
한편, 연결체(65)가 밸브챔버(63a)와 제어챔버(64)를 연결하기 위해, 밸브챔버(63a)와 제어챔버(64)를 연결하는 연결공(65b)이 설치되고, 그 연결공(65b)을 통해 연결체(65)가 배치됨으로서 연결체(65)가 밀거나 당기는 운동이 이루어질 수 있다.
또한, 제어챔버(64)로부터 연결공(65b)으로의 유체 유입을 차단하도록 차단체(65a)가 연결체(65)에 설치된다.
차단체(65a)는 연결체(65)와 결합되고 연결공(65b) 내에서 슬라이딩 운동하면서 제어챔버(64)로부터 연결공(65b)으로의 유체의 유입을 차단한다. 차단체(65a)의 외면에는 오링이 설치되어 연결공(65b)의 내주면과 접촉하여 수밀을 유지한다.
한편, 개폐밸브(63)에서 밸브챔버(63a)의 유입포트(63b)와 유출포트(63c)가 연통 시 개폐블록(63d)이 연결공(65b)을 차단하고, 개폐블록(63d)이 유입포트(63b)를 차단 시 유체공급라인(33)과 연결공(65b)을 연통시켜 유체공급라인(33)의 유체를 배출시킬 수 있다.
이를 위해, 개폐블록(63d)은 다이아프램(66) 및 연결체(65)의 당김에 의해 유입포트(63b)를 개방 시 연결공(65b)을 막아 차단하는 위치까지 이동한다. 즉, 다이아프램(66) 및 연결체(65)에 의해 작동하는 개폐블록(63d)의 스트로크는 유입포트(63b)와 연결공(65b)의 입구까지의 거리가 되는 것이다.
또한, 유체공급라인(33)과 연결공(65b)을 연통 시, 유체공급라인(33)의 유체를 배출시키기 위해 배출라인(67)이 설치된다.
배출라인(67)은 개폐블록(63d)과 차단체(65a) 사이의 위치에서 연결공(65b)과 유출구(12)를 연통시킨 것이고, 서지충격의 해소 후, 유체공급라인(33) 및 전달유로(53)에 잔류한 유체를 유출구(12)로 배출시켜, 개폐디스크(40)가 전진하도록 구동피스톤(52)이 복귀하는 과정에서 유체의 방해가 없도록 한다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 릴리프밸브의 작동과정을 순차적으로 상세히 설명한다.
먼저, 서지충격이 발생하지 않는 평상시는 도 5와 같이, 가압수단인 가압스프링(54)의 탄성력에 의해 개폐디스크(40)가 전진하여 유출구(12)를 차단한다.
이 상태에서 개폐디스크(40)에는 전면머리부(41)가 밸브시트(12b)에 밀착하고 원통몸체부(42)가 개폐통로(12a)를 가로지르면서 폐쇄함으로써, 개폐디스크(40)에 작용하는 유체의 유체압은 개폐디스크(40)의 원통몸체부(42)에 실제적으로 작용하고, 개폐디스크(40)의 전후진 방향에 수직으로 유체압을 받고 있다.
이는 개폐디스크(40)가 유출구(12)를 폐쇄시 유체의 압력이 개폐디스크(40)의 전후진 작동에 거의 영향을 미치지 않으므로, 개폐디스크(40)가 평시 유출구(12)를 폐쇄한 상태로 유지하기 위해 비교적 작은 탄성력의 스프링의 사용이 가능해진다.
한편, 파이프라인으로부터 서지충격(서지압, 수충격)이 유입구(11)로 전달되면, 유입구(11)로 전달된 서지충격은 유출구(12) 측의 개폐통로(12a)를 통해 개폐디스크(40)의 원통몸체부(42)에 작용하므로 개폐디스크(40)를 직접 전후진시키지는 않는다.
그러나, 유체의 서지압이 제2파일롯라인(62b)을 통해 제어챔버(64)로 전달되면, 도 6와 같이, 제어챔버(64)에서 유체압이 갑자기 상승하면서 다이아프램(66)을 밀어내고 다이아프램(66)을 밀고 있던 제어스프링(61a)의 탄성력을 이기고 다이아프램(66)은 밀려난다.
이에 따라, 다이아프램(66)과 결합된 연결체(65)가 개폐블록(63d)을 이동시켜, 유입포트(63b)가 개방되고 밸브챔버(63a) 내에서 유입포트(63b)와 유출포트(63c)가 연통됨으로써, 제1파일롯라인(62a)을 통해 밸브챔버(63a)로 유입된 유체는 유체공급라인(33)을 통해 전달유로(53)로 유동한다.
전달유로(53)로 전달된 유체는 상승한 유체압에 의해 구동피스톤(52)의 헤드(52a)를 밀어 구동피스톤(52)이 가압수단의 가압력을 이기고 후퇴한다.
이에 따라, 개폐디스크(40)가 후진하면서 유출구(12) 및 유출구(12) 측의 개폐통로(12a)를 개방하여, 파이프라인의 유체가 유출구(12)를 통해 배출됨으로써 서지충격을 해소한다.
서지충격이 해소된 후, 제2파일롯라인(62b)으로 전달된 유체압이 하강하므로, 도 7과 같이, 제어스프링(61a)이 밀고 있는 다이아프램(66)은 원상태로 복원(팽창)되면서 연결체(65)가 개폐블록(63d)을 밀어 유입포트(63b)를 차단하고, 유체공급라인(33)과 연결공(65b)이 밸브챔버(63a) 내에서 연통된다.
이에 따라, 전달유로(53)와 유체공급라인(33)의 유체가 연결공(65b) 및 배출라인(67)을 따라 배출될 수 있고, 구동피스톤(52)도 가압수단인 가압스프링(54)의 가압력에 의해 원위치로 밀려나면서 복귀하며, 개폐디스크(40)는 유출구(12)를 다시 차단한다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 상기의 실시예는 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에 있는 일 실시예에 불과하며, 동업계의 통상의 기술자에 있어서는, 본 발명의 기술적인 사상 내에서 다른 변형된 실시가 가능함은 물론이다.
10; 밸브하우징 11; 유입구
12; 유출구 12a; 개폐통로
12b; 밸브시트 13; 내부통로
20; 내측바디 21; 작동공간
31; 브릿지 33; 유체공급라인
40; 개폐디스크 41; 전면머리부
42; 원통몸체부 43; 관통공
50; 디스크구동장치 51; 구동실린더
52; 구동피스톤 52a; 헤드
53; 전달유로 54; 가압스프링
60; 컨트롤장치 61; 설정압조절수단
61a; 제어스프링 61b,61c; 조절구
62a; 제1파일롯라인 62b; 제2파일롯라인
63; 개폐밸브 63a; 밸브챔버
63b; 유입포트 63c; 유출포트
63d; 개폐블록 64; 제어챔버
65; 연결체 65a; 차단체
65b; 연결공 66; 다이아프램
67; 배출라인

Claims (7)

  1. 내부통로(13)의 일측과 타측에 각각 유체의 유입구(11)와 유출구(12)가 형성된 밸브하우징(10)과,
    상기 내부통로(13)에 위치하고 상기 밸브하우징(10)에 고정되며 내부에 상기 유출구(12)를 향해 개방된 작동공간(21)을 가지는 내측바디(20)와,
    상기 작동공간(21)에 삽입되어 전진 및 후진함에 의해 각각 상기 유출구(12)를 폐쇄 및 개방시키는 개폐디스크(40)와,
    상기 내측바디(20) 내부에 설치되어 상기 개폐디스크(40)를 전후진시키는 작동력을 발생시키고 상기 개폐디스크(40)가 상기 유출구(12)를 폐쇄시키도록 가압력을 가하는 가압수단을 포함하는 디스크구동장치(50)와,
    상기 유입구(11)에서 유입된 유체가 설정압 이상일 때, 유체공급라인(33)을 통해 상기 유체를 상기 디스크구동장치(50)로 전달하여 상기 가압력을 이기고 상기 개폐디스크(40)를 개방작동시키도록 하는 컨트롤장치(60)를 포함하되,
    상기 컨트롤장치(60)는,
    상기 유입구(11)로부터 상기 유체가 유입되는 제1파일롯라인(62a) 및 제2파일롯라인(62b)과,
    상기 제1파일롯라인(62a)과 상기 유체공급라인(33)을 서로 연결 및 차단시키는 개폐밸브(63)와,
    상기 제2파일롯라인(62b)과 연결되어 상기 유체의 압력을 받는 다이아프램(66)이 설치된 제어챔버(64)와,
    상기 다이아프램(66)과 상기 개폐밸브(63)를 서로 연결하는 연결체(65)를 포함하고,
    상기 개폐밸브(63)는, 상기 제1파일롯라인(62a)이 연통되는 유입포트(63b)와, 상기 유체공급라인(33)과 연통되는 유출포트(63c)를 포함하는 밸브챔버(63a)와,
    상기 밸브챔버(63a)에 위치하고 상기 연결체(65)에 의해 상기 유입포트(63b)를 막거나 개방하는 개폐블록(63d)을 포함하고,
    상기 밸브챔버(63a)와 상기 제어챔버(64)를 연결하여 상기 연결체(65)가 운동할 수 있는 연결공(65b)과,
    상기 연결체(65)와 결합되고 상기 제어챔버(64)로부터 상기 연결공(65b)으로의 유체의 유입을 차단하는 차단체(65a)와,
    상기 개폐블록(63d)과 상기 차단체(65a) 사이의 위치에서 상기 연결공(65b)과 상기 유출구(12)를 연통시키는 배출라인(67)이 설치되고,
    상기 유입포트(63b)를 개방하도록 상기 연결체(65)가 상기 개폐블록(63d)을 당기는 경우 상기 개폐블록(63d)은 상기 연결공(65b)을 막아 차단하며, 상기 유입포트(63b)를 차단하도록 상기 연결체(65)가 상기 개폐블록(63d)을 미는 경우 상기 밸브챔버(63a)에서 상기 연결공(65b)이 유체공급라인(33)과 연통되는 것을 특징으로 하는 릴리프밸브
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 디스크구동장치(50)는
    내부의 구동공간이 상기 개폐디스크(40)를 향해 개방되고 상기 내측바디(20)에 고정된 구동실린더(51)와,
    상기 개폐디스크(40)에 결합되어 함께 운동하고 상기 구동공간에 끼워지는 헤드(52a)를 구비한 구동피스톤(52)과,
    상기 유체공급라인(33)과 연통되어 상기 개폐디스크(40)의 후진방향으로 가압할 수 있도록 상기 유체를 상기 구동실린더(51)의 외측 및 내측에서 상기 헤드(52a)에 전달하는 전달유로(53)를 포함하고,
    상기 가압수단은 상기 구동공간에 장착되어 상기 개폐디스크(40)가 상기 유출구(12)를 폐쇄시키는 방향으로 상기 구동피스톤(52)에 탄성력을 가하는 가압스프링(54)인 것을 특징으로 하는 릴리프밸브
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤장치(60)는 상기 밸브하우징(10)의 외부에 설치되고, 상기 설정압을 조절하여 세팅할 수 있는 설정압조절수단(61)을 포함한 것을 특징으로 하는 릴리프밸브
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