KR20010055303A - 토출밸브 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 토출밸브 조립체에 관한 것으로, 토출포트가 형성된 밸브 플레이트와 토출커버 사이에 안내부재를 고정시키고, 그 안내부재에 토출밸브를 미끄러지게 삽입시켜 구성함으로써 상기 토출밸브의 개폐시 그 토출밸브가 안내부재를 따라 항상 일정한 궤적을 갖고 왕복운동을 하게 되어 상기한 토출밸브가 토출포트를 정확하게 개폐시킬 수 있게 되는 것은 물론, 상기 토출포트도 토출밸브의 일부가 삽입되는 실링홈과 그 실링홈의 적당개소에 관통되는 토출공으로 구성함으로써 상기한 토출포트의 사체적이 현저하게 감소되는 효과가 있다.

Description

토출밸브 조립체{DISCHARGE VALVE ASSEMBLY}

본 발명은 토출밸브 조립체에 관한 것으로, 특히 수직 개폐식 토출밸브와 토출포트의 오정렬시 정위치로 보정할 수 있도록 하여 가스누설을 방지하는 토출밸브 조립체에 관한 것이다.

일반적으로 토출밸브 조립체는 실린더의 토출포트에 개폐 가능하게 장착되어 압축되는 가스의 토출시점을 관장하는 것으로, 상기 실린더의 상사점과 하사점 사이를 왕복운동하는 피스톤에 의해 유기적으로 작동하게 된다.

즉, 상기 토출밸브 조립체는 피스톤이 흡입행정을 위해 하사점으로 이동할 때에 닫힘상태로 전환되는 반면, 상기 피스톤이 토출행정을 위해 다시 상사점으로 이동할 때에 열림상태로 전환되는 일련의 작동을 반복 수행하게 된다.

이러한 토출밸브 조립체는 그 토출행정시 피스톤이 상사점에 도달하였다고 해도 실린더 체적이 "영(ZERO)"으로 감소되지 않는데, 이는 상기 피스톤과 토출밸브 조립체 사이에 충돌을 방지하는 미세간극이 구비되거나 또는 상기 피스톤이 상사점에 도달하더라도 토출포트의 체적이 그대로 남아 있기 때문이다.

이를 통상 "사체적(Dead Volume)"이라고 하는데, 이러한 사체적에는 토출압력을 갖는 가스가 그대로 잔존하였다가 흡입행정시 단열팽창을 하면서 흡입압력을 저하시켜 흡입가스의 손실을 발생시키게 된다.

이를 감안하여, 최근에는 이 사체적을 최소한을 줄이기 위한 방안들이 다양하게 모색되고 있는 실정이다. 그 중 하나가 국내특허 출원번호 제91-19464에 개시된 기술로서, 이는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같다.

즉, 종래의 토출밸브 조립체는 소정의 체적을 갖는 토출포트(11)가 구비되어 실린더(C)의 선단면에 장착되는 밸브 플레이트(10)와, 그 밸브 플레이트(10)의 토출포트(11)에 삽입식으로 개폐되는 토출밸브(20)와, 그 토출밸브(20)의 미끄럼운동을 안내함과 아울러 일정한 토출공간(S)을 구비하는 토출커버(30)와, 상기 토출밸브(20)와 토출커버(30) 사이에 개재되어 토출밸브(20)를 탄력적으로 지지하는 밸브스프링(40)으로 구성되어 있다.

상기 토출포트(11)는 토출밸브(20)의 직경보다 넓게 형성되어 토출가스의 유로를 이루는 토출홈부(11a) 및 그 토출홈부(11a)의 중앙에서 실린더(C)로 관통 형성되되 토출밸브(20)의 외주면과 원주방향으로 선접촉하도록 입구측으로 갈수록 좁아지게 만곡져 형성되는 토출공부(11b)로 이루어져 있다.

상기 토출밸브(20)는 전술한 토출포트(11)의 토출공부(11a)에 선접촉되는 개폐부(21)가 "U"자형 단면으로 형성되고, 그 개폐부(21)의 중앙부에는 후술할 토출커버(30)의 미끄럼 지지부(31)가 미끄러지게 삽입되는 안내홈부(22)가 길게 형성되어 있다.

상기 토출커버(30)는 그 내저면 중앙에 상기 토출밸브(20)의 안내홈부(22)에 미끄러지게 삽입되어 토출밸브(20)의 개폐부(21)가 직선으로 왕복운동을 하도록 안내하는 미끄럼 지지부(31)가 일체로 돌출 형성되어 있다.

상기 밸브스프링(40)은 압축코일 스프링으로 토출밸브(20)의 후단을 탄력적으로 지지하도록 토출커버(30)의 미끄럼 지지부(31)에 삽입되어 있다.

도면중 미설명 부호인 P는 피스톤이다.

상기와 같이 구성된 종래 토출밸브 조립체는 다음과 같이 동작된다.

즉, 상기 피스톤(P)이 상사점으로 이동하면서 실린더(C)에 채워져 있던 가스를 압축시키게 되면, 그 압축되는 가스는 어느 시점에 이르러 토출밸브(20)를 밀어내면서 토출포트(11)를 개방시키게 되고, 이 개방된 토출포트(11)를 통해 압축가스가 토출되면서 토출커버(30)의 토출공간(S)에 채워지게 된다.

이후, 상기 피스톤(P)이 다시 하사점으로 이동하게 되면, 상기 실린더(C)의 내부압력이 토출공간(S)의 내부압력에 비해 상대적으로 저압이 되어 토출밸브(20)가 밸브스프링(40)에 밀리면서 토출포트(11)를 폐쇄시키게 된다.

이때, 상기 토출밸브(20)의 개폐시 그 토출밸브(20)의 안내홈부(22)에 토출커버(30)의 미끄럼 지지부(31)가 미끄러지게 삽입되어 토출밸브(20)의 직선 왕복운동을 안정적으로 지지하도록 안내하는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래 토출밸브 조립체는 토출밸브(20)의 안내홈부(22)에 삽입되는 미끄럼 지지부(31)가 토출커버(30)에 일체로 형성되는 구조이므로, 상기 토출커버가(30) 밸브 플레이트(10)에 정확하게 조립되지 못하는 경우에는 상기한 토출밸브(20)의 개폐시 그 토출밸브(20)가 토출포트(11)의 토출공부(11b)에 긴밀하게 삽입되지 아니하고 중간에 걸친다거나 심하면 토출홈부(11a)에 비스듬하게 얹혀져 압축가스의 누설을 발생시키게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 토출밸브 조립체가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 상기 밸브 플레이트와 토출커버의 조립시 일정정도의 조립공차가 발생되더라도 그 토출밸브가 밸브 플레이트의 토출포트에 정확하게 삽입되어 압축가스의 누설을 미연에 방지할 수 있는 토출밸브 조립체를 제공하려는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 토출밸브 조립체의 일례를 보인 종단면도.

도 2는 종래 토출밸브 조립체를 분해하여 보인 사시도.

도 3은 종래 토출밸브 조립체의 오동작을 보인 종단면도.

도 4는 본 발명 토출밸브 조립체의 일례를 보인 종단면도.

도 5는 본 발명 토출밸브 조립체를 분해하여 보인 사시도.

도 6a 및 도 6b는 본 발명 토출밸브 조립체의 개폐동작을 보인 종단면도.

도 7은 본 발명 토출밸브 조립체의 변형예를 보인 종단면도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

110 : 밸브 플레이트 111 : 토출포트

111a : 실링홈 111b : 토출공

120 : 토출커버 130 : 안내부재

140 : 토출밸브 141 : 안내공

142 : 실링돌기 150,250 : 밸브스프링

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 적어도 하나 이상의 토출포트가 형성되어 실린더의 선단면에 장착되는 밸브 플레이트와, 그 밸브 플레이트의 외측면에 소정의 토출공간이 구비되어 체결되는 토출커버와, 상기 밸브 플레이트의 외측면과 토출커버의 내측면 사이에 세워져 그 양단이 고정되는 안내부재와, 그 안내부재에 미끄러지게 삽입되면서 상기 토출포트를 개폐시키는 토출밸브와, 그 토출밸브가 안내부재를 따라 왕복운동을 하도록 탄력적으로 지지하는 밸브스프링을 포함한 토출밸브 조립체가 제공된다.

이하, 본 발명에 의한 토출밸브 조립체를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명 토출밸브 조립체의 일례를 보인 종단면도이고, 도 5는 본 발명 토출밸브 조립체를 분해하여 보인 사시도이다.

이에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 토출밸브 조립체는 토출포트(111)가 형성되어 실린더(C)의 선단면에 장착되는 밸브 플레이트(110)와, 그 밸브 플레이트(110)와 함게 소정의 토출공간(S)이 구비되어 체결되는 토출커버(120)와,상기 밸브 플레이트(110)와 토출커버(120) 사이에 세워져 그 양단이 고정되는 안내부재(130)와, 그 안내부재(130)에 미끄러지게 삽입되는 토출밸브(140)와, 상기 토출밸브(140)의 배면에 장착되어 그 토출밸브(140)가 왕복운동을 하도록 탄력적으로 지지하는 밸브스프링(150)을 포함하여 구성된다.

상기 토출포트(111)는 밸브 플레이트(110)의 외측면(실린더의 선단면에 대향되는 면을 내측면이라고 함)에 형성되는 환형의 실링홈(111a) 및 그 실링홈(111a)의 적당개소에는 등간격으로 관통 형성되는 수개의 원호형 토출공(111b)으로 이루어진다.

상기 안내부재(130)는 봉형상으로 형성되어 그 일단이 밸브 플레이트(110)의 실링홈(111a) 중심에 고정되는 반면 그 타단은 토출커버(120)의 내측면 중앙에 일체로 고정되는 것으로, 본 발명의 안내부재를 실시함에 있어서는 본 실시예에서와 같이 상기 토출커버(120)에 일체로 연장 형성하여 그 타단이 밸브 플레이트(110)에 삽입 고정될 수도 있고, 이와는 반대로 상기 밸브 플레이트(110)에 일체로 연장 형성하여 그 타단이 토출커버(120)에 삽입 고정할 수도 있으며, 또한 상기 밸브 플레이트(110)와 토출밸브(120)와는 별개로 형성하여 각각 삽입 고정할 수도 있다.

상기 토출밸브(140)는 그 중앙에 안내부재(130)가 미끄러지게 삽입될 안내공(141)이 형성되고, 상기 밸브 플레이트(110)에 대향되는 면에는 그 밸브 플레이트(110)의 실링홈(111a)에 안착되면서 토출공(111b)을 개폐시키는 환상의 실링돌기(142)가 형성된다.

상기 밸브스프링(150)은 안내부재(130)에 외삽되어 토출밸브(140)의 배면과토출커버(120)의 내측면에 양단이 각각 지지되는 압축코일 스프링이거나, 또는 다른 실시예의 밸브스프링(250)은 도 7에 도시된 바와 같이 안내부재(130)에 관통되어 밸브 플레이트(110)와 토출커버(120) 사이에 양단이 각각 개재되어 고정되는 판스프링일 수도 있다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

도면중 미설명 부호인 G는 가스킷, P는 피스톤이다.

상기와 같이 구성되는 본 발명 토출밸브 조립체의 조립과정은 다음과 같다.

먼저, 상기 실린더(C)의 선단면에 밸브 플레이트(110)를 체결시키고, 이와 아울러 상기 토출커버(120)의 안내부재(130)에 밸브스프링(150) 및 토출밸브(140)를 삽입시킨 다음에 상기한 안내부재(130)가 밸브 플레이트(110)의 실링홈(111a) 중심에 배치되도록 고정시켜 그 토출밸브(140)의 실링돌기(142)가 밸브 플레이트(110)의 실링홈(111a)에 안착되도록 한다.

다음, 상기 밸브 플레이트(110)의 외주연에 토출커버(120)의 외주연 사이에 가스킷(G)을 끼우고 체결시켜 토출밸브 조립체의 조립을 완성한다.

이렇게 조립된 토출밸브 조립체의 일반적인 동작은 다음과 같다.

즉, 도 6a에 도시된 바와 같이, 상기 피스톤(P)이 상사점으로 이동하면서 실린더(C)에 채워져 있던 가스를 압축시키게 되면, 그 압축되는 가스는 어느 시점에 이르러 토출밸브(140)를 밀어내면서 토출포트(111)를 개방시키게 되고, 이 개방된 토출포트(111)를 통해 압축가스가 토출되면서 토출커버(120)의 토출공간(S)에 채워지게 된다.

이후, 도 6b에 도시된 바와 같이, 상기 피스톤(P)이 다시 하사점으로 이동하게 되면, 상기 실린더(C)의 내부압력이 토출공간(S)의 내부압력에 비해 상대적으로 저압이 되어 토출밸브(140)가 밸브스프링(150)에 밀리면서 토출포트(111)를 폐쇄시키게 된다.

이때, 상기 토출밸브(140)의 개폐시 그 토출밸브(140)는 밸브 플레이트(110)와 토출커버(120) 사이에 고정된 안내부재(130)를 따라 미끄러지면서 직선으로 왕복운동을 하게 되어 토출밸브(140)의 직진성이 유지되면서 토출포트(111)를 안정적으로 여닫게 된다.

또한, 상기 토출밸브(140)가 토출포트(111)를 닫는 과정에서도 그 토출밸브(140)의 실링돌기(142)가 토출포트(111)의 실링홈(111a)에 삽입되어 토출공(111b)을 차단하게 되므로, 상기 토출포트(111)의 사체적이 현저하게 감소된다.

본 발명에 의한 토출밸브 조립체는, 토출포트가 형성된 밸브 플레이트와 토출커버 사이에 안내부재를 고정시키고, 그 안내부재에 토출밸브를 미끄러지게 삽입시켜 구성함으로써 상기 토출밸브의 개폐시 그 토출밸브가 안내부재를 따라 항상 일정한 궤적을 갖고 왕복운동을 하게 되어 상기한 토출밸브가 토출포트를 정확하게 개폐시킬 수 있게 되는 것은 물론, 상기 토출포트도 토출밸브의 일부가 삽입되는 실링홈과 그 실링홈의 적당개소에 관통되는 토출공으로 구성함으로써 상기한 토출포트의 사체적이 현저하게 감소되는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 적어도 하나 이상의 토출포트가 형성되어 실린더의 선단면에 장착되는 밸브 플레이트와, 그 밸브 플레이트의 외측면에 소정의 토출공간이 구비되어 체결되는 토출커버와, 상기 밸브 플레이트의 외측면과 토출커버의 내측면 사이에 세워져 그 양단이 고정되는 안내부재와, 그 안내부재에 미끄러지게 삽입되면서 상기 토출포트를 개폐시키는 토출밸브와, 그 토출밸브가 안내부재를 따라 왕복운동을 하도록 탄력적으로 지지하는 밸브스프링을 포함한 토출밸브 조립체.
2. 제1항에 있어서, 상기 토출포트는 토출밸브가 대향되는 밸브 플레이트의 외측면에 형성되는 환형의 실링홈과, 그 실링홈의 적당개소에 형성되어 토출밸브에 의해 개폐되는 토출공으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 토출밸브 조립체.
3. 제2항에 있어서, 상기 토출밸브는 밸브 플레이트의 실링홈에 안착되어 토출공을 개폐하도록 환상의 실링돌기가 형성되는 것을 특징으로 하는 토출밸브 조립체.