KR102570227B1 - 누출방지 수동밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 격벽으로 상하로 분리되는 하우징에 마그넷 세트를 구비하여 유체 누출을 방지할 수 있는 누출방지 수동밸브에 관한 것으로서, 내부 관로에 개폐부재가 구비되는 밸브본체부; 수동 핸들과, 상기 수동 핸들에 결합되어 회전하는 스템을 포함하는 밸브구동부; 상기 밸브본체부와 밸브구동부 사이에 배치되어 이들을 상호 연결 고정하되, 격벽을 통해 상하로 분리되는 한 쌍의 수용공간을 갖고, 상부측 수용공간에는 상기 스템에 일체로 형성되는 상부하우징이 회전 가능하게 구비되며, 하부측 수용공간에는 말단이 개폐부재에 고정된 토크전달축에 일체로 형성되는 하부하우징이 회전 가능하게 구비되는 브래킷부; 및 상기 상부하우징에 고정되는 상부마그넷과 상기 하부하우징에 고정되는 하부마그넷으로 이루어지되, 상기 상부마그넷과 하부마그넷은 상호 인력이 작용하도록 대향하는 마그넷부;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

누출방지 수동밸브{Leak-proof manual valve}

본 발명은 누출방지 수동밸브에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 격벽으로 상하로 분리되는 하우징에 마그넷 세트를 구비하여 유체 누출을 방지할 수 있는 누출방지 수동밸브에 관한 것이다.

수동밸브는 레버나 핸들을 통해 배관 내부를 흐르는 유체의 단속이나 방향 전환을 제어하는 데에 사용되는 장치로서, 주로 산업 현장에서 비상 상황에 대비하여 직접 밸브를 개폐하기 위하여 사용되며, 기능에 따라 볼 밸브, 버터플라이 밸브 등으로 나뉜다.

이 중, 볼 밸브는 밸브내 관로에 구비된 개폐볼이 스템을 매개로 레버나 핸들과 연결, 레버나 핸들이 제공하는 토크에 의해 개폐볼이 회전됨으로써 유체의 단속과 같은 밸브 기능을 수행하게 된다.

종래의 수동밸브는 도 1에 도시된 바와 같이, 핸들(1), 밸브바디(2) 및 고정플레이트(3)로 이루어진다.

상기 핸들(1)에는 스템(2')이 고정 결합되고, 상기 밸브바디(2)는 밸브본체(2a)와 밸브 플랜지(2b)로 이루어지되, 상기 밸브본체(2a)에는 스템(2')의 일단에 결합되는 볼(21a)이 구비되고, 상기 밸브 플랜지(2b)에는 그 내부에 유체 누출을 방지하기 위해 스템(2')의 외주면에 복수의 실링부재(2")가 구비되며, 상기 고정플레이트(3)는 핸들(1)과 스템(2')을 밸브바디(2)에 고정하기 위한 것이다.

이와 같이 종래의 수동밸브는 상기 실링부재(2")의 설치를 위하여 밸브바디(2)에 밸브 플랜지(2b)가 추가 형성되어 장치가 커지고, 볼(21a) 회전에 따른 반복적인 마찰로 인하여 실링부재(2")의 마모는 피할 수 없으므로 결국 누출이 발생하게 된다.

한편, 반도체 제조설비에서는 다양한 반응가스 처리용 배관이 구비되는데, 여기에 장착된 수동밸브의 누출사고는 반도체 제조설비에 심각한 손해를 발생시킬 수 있는 바, 누출을 근본적으로 차단할 수 있는 수동밸브가 절실히 요구된다.

KR 10-1579600 B1 KR 10-1467451 B1

본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 유체 누출을 근본적으로 차단할 수 있고 이를 위한 마그넷 세트의 응답지연 문제를 해소할 수 있는 누출방지 수동밸브를 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 누출방지 수동밸브는, 내부 관로에 개폐부재가 구비되는 밸브본체부; 수동 핸들과, 상기 수동 핸들에 결합되어 회전하는 스템을 포함하는 밸브구동부; 상기 밸브본체부와 밸브구동부 사이에 배치되어 이들을 상호 연결 고정하되, 격벽을 통해 상하로 분리되는 한 쌍의 수용공간을 갖고, 상부측 수용공간에는 상기 스템에 일체로 형성되는 상부하우징이 회전 가능하게 구비되며, 하부측 수용공간에는 말단이 개폐부재에 고정된 토크전달축에 일체로 형성되는 하부하우징이 회전 가능하게 구비되는 브래킷부; 및 상기 상부하우징에 고정되는 상부마그넷과 상기 하부하우징에 고정되는 하부마그넷으로 이루어지되, 상기 상부마그넷과 하부마그넷은 상호 인력이 작용하도록 대향하는 마그넷부;로 이루어진다.

또한, 본 발명의 누출방지 수동밸브는, 상기 마그넷부가 복수의 단위자석으로 이루어지되 극성이 교차하도록 상부마그넷을 구성하고 복수의 단위자석으로 이루어지되 극성이 교차하도록 하부마그넷을 구성하며, 상부마그넷과 하부마그넷의 대향하는 단위자석을 상호 인력이 작용하도록 배치한다.

또한, 본 발명의 누출방지 수동밸브는, 상기 상부마그넷이 일측방향으로 극성이 배치된 제1단위자석과, 상기 제1단위자석의 우측에 위치하되 극성이 제1단위자석의 극성을 시계방향으로 90°회전시킨 상태로 배치되는 제2단위자석과, 상기 제2단위자석의 우측에 위치하되 극성이 제2단위자석의 극성을 시계방향으로 90°회전시킨 상태로 배치되는 제3단위자석으로 이루어지는 막대 형상 마그넷으로 형성된다.

또한, 본 발명의 누출방지 수동밸브는, 상기 하부하우징에 하부마그넷 대신 강자성체 블록이 구비된다.

또한, 본 발명의 누출방지 수동밸브는, 상기 막대 형상 마그넷이 자기력선의 밀도가 높아지는 필드가 하부하우징 측을 향하도록 상부하우징에 고정된다.

본 발명의 누출방지 수동밸브에 의하면, 격벽에 의해 상하로 분리되는 하부브래킷 및 하부브래킷에 구비되는 하우징 세트와 마그넷 세트를 통해 유체 누출을 근본적으로 차단할 수 있으므로 본 발명에 따른 밸브의 안전성이 향상된다.

또한, 본 발명의 누출방지 수동밸브에 의하면, 복수의 자석 조합을 통해 마그넷 세트의 응답지연이 억제되므로 본 발명에 따른 밸브의 작동 신뢰도가 향상된다.

또한, 본 발명의 누출방지 수동밸브에 의하면, 기존의 스템에 결합된 다수의 실링부재가 필요없어 밸브장치를 컴팩트하게 구성할 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 수동밸브를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 누출방지 수동밸브를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 누출방지 수동밸브를 도시한 평면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 누출방지 수동밸브의 브래킷부를 확대 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 누출방지 수동밸브의 상부마그넷(a)과 하부마그넷(b)의 자성 배치 상태를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 누출방지 수동밸브의 마그넷부가 단위자석의 조합으로 이루어지는 경우 상부마그넷(a)과 하부마그넷(b)의 자성 배치 상태를 도시한 평면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 누출방지 수동밸브의 마그넷부가 단위자석의 조합으로 이루어지는 경우 응답지연을 억제하는 과정을 설명하기 위한 도면으로서, 초기 배치 상태(a)와 응답지연 발생시 상태(b)의 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 누출방지 수동밸브 마그넷부의 다른 실시예를 도시한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 더욱 상세하게 설명한다.

도 2, 도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명은 내부 관로(12)에 개폐부재(11)가 구비되는 밸브본체부(10), 상기 밸브본체부(10)의 상부에 배치되며 수동 핸들(21)과 스템(22)을 포함하는 밸브구동부(20), 밸브본체부(10)와 밸브구동부(20)를 상호 연결 고정하는 브래킷부(30) 및 상기 브래킷부(30)의 내부에 구비되는 마그넷부(40)로 이루어지며, 브래킷부(30)에 의해 상기 스템(22)과 개폐부재(11)가 분리된 상태에서 마그넷부(40)의 자력에 의해 스템(22)의 토크가 개폐부재(11)에 전달되어 유량제어가 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 상기 구성 요소들을 중심으로 본 발명의 구체적인 내용을 설명하면, 먼저 밸브본체부(10)는 그 중심에 다양한 형식의 관로(12)(예: 직관, 곡관, 3way관 등)가 형성될 수 있으며 관로(12) 일 지점에는 개폐부재(11)가 배치된다.

상기 개폐부재(11)로는 밸브 종류에 따라 볼이나 디스크 등이 사용되며, 개폐부재(11)의 상단에는 후술할 토크전달축(321)이 고정된다.

밸브구동부(20)는 개폐부재(11)에 토크를 제공하는 구성으로서, 수동 핸들(21)과, 수동 핸들(21)에 결합되어 회전하는 스템(22)을 포함한다.

그리고 상기 밸브구동부(20)는 브래킷부(30)와의 결합을 위하여 고정 플레이트(23)가 구성되고, 상기 고정 플레이트(23)는 고정 볼트(B)를 통해 브래킷부(30)와 결합된다.

또한, 상기 고정 플레이트(23)에는 수동 핸들(21)의 회전 범위를 제한하기 위한 한 쌍의 스토퍼 볼트(24)가 구비되며, 상기 스토퍼 볼트(24)의 어느 하나는 수동 핸들(21)의 일측면에 접촉되고 다른 하나는 수동 핸들(21)의 타측면에 접촉되도록 서로 이격되어 배치된다.

브래킷부(30)는 밸브본체부(10)와 밸브구동부(20) 사이에 배치되어 이들을 상호 연결 고정하는 구성으로서, 그 내부에 마그넷부(40)가 배치된다.

또한, 상기 브래킷부(30)는 도 4에 도시된 바와 같이 격벽(e)을 통해 상하로 분리되는 한 쌍의 수용공간(S, S')을 갖는데, 각 수용공간(S, S')에는 상부하우징(31)과 하부하우징(32)이 회전 가능하게 배치된다.

그리고 각 하우징(31, 32)에는 환형의 수용홈이 형성되고 여기에 후술할 상부마그넷(41)과 하부마그넷(42)이 각각 삽입 고정된다.

또한, 상기 격벽(e)의 중심에는 한 쌍의 돌출단(r)이 상하로 형성되는데 각 돌출단(r)에는 상부하우징(31)과 하부하우징(32)의 원할한 회전을 위해 베어링부재(b)가 구비된다.

한편, 상부하우징(31)은 스템(22)에 일체로 형성되고, 하부하우징(32)은 토크전달축(321)에 일체로 형성되며, 하부하우징(32)의 토크전달축(321)은 밸브본체부(10)에 회전 가능하게 고정되고 그 말단이 개폐부재(11)에 고정된다.

마그넷부(40)는 스템(22)의 토크를 개폐부재(11)에 전달하는 구성으로서, 앞서 언급한 바와 같이 하우징(31, 32)의 수용홈에 각각 삽입 고정되는 상부마그넷(41)과 하부마그넷(42)으로 이루어지며, 상기 상부마그넷(41)과 하부마그넷(42)은 환형으로 구비되되 도 4에 도시된 바와 같이 상호 인력이 작용하도록 배치된다.

따라서, 스템(22)의 회전으로 상부하우징(31)이 회전하면 상부마그넷(41)이 함께 회전하게 되고, 상부마그넷(41)의 인력에 의해 하부마그넷(42)이 회전하면 연동하여 하부하우징(32)과 개폐부재(11)가 회전하게 된다.

이때, 상부마그넷(41)과 하부마그넷(42)은 격벽(e)에 의해 상호 분리된 상태이므로, 밸브본체부(10)에 삽입되는 토크전달축(321) 부위를 통해 하부측 수용공간(S')에 유체가 누출되더라도, 누출된 유체는 하부측 수용공간(S')에만 머물게 됨으로써 유체가 밸브 밖으로 누출되는 사고가 원천적으로 차단된다.

이때, 상기 브래킷부(30)와 밸브본체부(10)의 접촉 부위는 도 2에 도시된 바와 같이 개스킷(g)을 통해 하부측 수용공간(S')을 밀봉하게 되는데, 상기 개스킷(g)은 도 1에 도시된 종래 수동밸브의 스템(2')을 감싸는 실링부재(2")와 달리 회전체와 접촉하지 않는 실링부재인 바, 반영구적으로 밀봉성을 유지할 수 있다.

다만, 하부마그넷(42)이 자력에 의해 회전되는 특성상 하부마그넷(42)의 회전 개시가 상부마그넷(41)보다 늦어질 수 있으며(이하 ‘응답지연’이라 한다) 특히 개폐부재(11)에 과부하가 걸리면 응답지연이 증가하여 정밀 유량제어가 곤란해질 수 있다.

이에, 본 발명에서는 도 6에 도시된 바와 같이 복수의 단위자석(43)으로 이루어지되 극성이 교차하도록 상부마그넷(41)을 구성하고 복수의 단위자석(43)으로 이루어지되 극성이 교차하도록 하부마그넷(42)을 구성하되, 상부마그넷(41)과 하부마그넷(42)의 대향하는 단위자석(43)을 상호 인력이 작용하도록 배치하면 응답지연을 억제할 수 있다.

즉, 응답지연이 발생하면 도 7(b)에 도시된 바와 같이 대향하는 단위자석(43) 간에는 중첩구간(M)이 생성되는데, 각 중첩구간(M)은 동일 극성에 의한 척력이 발생함으로써 중첩구간(M)의 확장을 억제하여 응답지연을 최소화할 수 있게 된다.

여기서, 상부마그넷(41)과 하부마그넷(42)은 도 6과 같이 환형으로 배치되어 있으나, 설명의 편의를 위하여 도 7은 이를 직선 형태의 배치로 변경하여 도시한 것이다.

한편, 도 8(a)에 도시된 바와 같이 단위자석이 배치되는 경우에는 일측 필드(M₁)에는 자기력선의 밀도가 희박해지고 타측 필드(M₂)에는 자기력선의 밀도가 높아지게 된다.

이러한 자석의 배치 및 자계 특성을 이용하여 본 발명에서는 다른 실시예로서, 도 8(b)에 도시된 바와 같이 상부마그넷(41)이 일측방향으로 극성이 배치된 제1단위자석(44a)과 제1단위자석(44a)의 우측에 위치하되 극성이 제1단위자석(44a)의 극성을 시계방향으로 90°회전시킨 상태로 배치되는 제2단위자석(44b)과, 제2단위자석(44b)의 우측에 위치하되 극성이 제2단위자석(44b)의 극성을 시계방향으로 90°회전시킨 상태로 배치되는 제3단위자석(44c)으로 이루어지는 막대 형상 마그넷(44)으로 구비될 수 있다.

또한, 하부하우징(32)에는 하부마그넷(42) 대신 강자성체 블록(45)이 구비될 수 있다.

이때, 막대 형상 마그넷(44)은 자기력선의 밀도가 높아지는 필드(M₂)가 하부하우징(32) 측을 향하도록 상부하우징(31)에 고정된다.

이 실시예의 경우, 막대 형상 마그넷(44)의 타측 필드(M₂)에 형성된 강력한 자력에 의하여 강자성체 블록(45)과의 상호 결합력이 우수하여 응답지연을 억제할 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미치는 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능하다.

10: 밸브본체부
11: 개폐부재 12: 관로
20: 밸브구동부
21: 핸들 22: 스템
30: 브래킷부
31: 상부하우징 32: 하부하우징
321: 토크전달축
40: 마그넷부
41: 상부마그넷 42: 하부마그넷
43: 단위자석 44: 막대 형상 마그넷
45: 강자성체 블록

Claims (5)

1. 내부 관로(12)에 개폐부재(11)가 구비되는 밸브본체부(10);
   수동 핸들(21)과, 상기 수동 핸들(21)에 결합되어 회전하는 스템(22)을 포함하는 밸브구동부(20);
   상기 밸브본체부(10)와 밸브구동부(20) 사이에 배치되어 이들을 상호 연결 고정하되, 격벽(e)을 통해 상하로 분리되는 한 쌍의 수용공간(S, S')을 갖고, 상부측 수용공간(S)에는 상기 스템(22)에 일체로 형성되는 상부하우징(31)이 회전 가능하게 구비되며, 하부측 수용공간(S')에는 말단이 개폐부재(11)에 고정된 토크전달축(321)에 일체로 형성되는 하부하우징(32)이 회전 가능하게 구비되는 브래킷부(30); 및
   상기 상부하우징(31)에 고정되는 상부마그넷(41)을 포함하는 마그넷부(40);
   로 이루어지고,
   상기 상부마그넷(41)은
   일측방향으로 극성이 배치된 제1단위자석(44a)과, 상기 제1단위자석(44a)의 우측에 위치하되 극성이 제1단위자석(44a)의 극성을 시계방향으로 90°회전시킨 상태로 배치되는 제2단위자석(44b)과, 상기 제2단위자석(44b)의 우측에 위치하되 극성이 제2단위자석(44b)의 극성을 시계방향으로 90°회전시킨 상태로 배치되는 제3단위자석(44c)으로 이루어지는 막대 형상 마그넷(44)으로 형성되며,
   상기 하부하우징(32)에는 강자성체 블록(45)이 구비되고,
   상기 막대 형상 마그넷(44)은 자기력선의 밀도가 높아지는 필드(M₂)가 하부하우징(32) 측을 향하도록 상부하우징(31)에 고정되는 것을 특징으로 하는 누출방지 수동밸브.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제