KR20020034263A

KR20020034263A - 콘트롤 체크밸브

Info

Publication number: KR20020034263A
Application number: KR1020000064367A
Authority: KR
Inventors: 이영범
Original assignee: 이영범
Priority date: 2000-10-31
Filing date: 2000-10-31
Publication date: 2002-05-09

Abstract

본 발명은 콘트롤 체크밸브에 관한 것으로, 펌프의 가동,긴급차단 및 정전시에 역류방지와 차단기능을 갖추어 수충압을 적절히 완화시키고, 밸브 폐쇄시 디스크의 폐쇄를 2단 또는 다단폐쇄운동에 의하여 폐쇄되도록 하여 슬램 및 플랩햄머와 수충격을 방지하여 펌프, 밸브 및 관로를 보호하도록 하며, 역류방지, 유량조절, 차단, 역류를 허용하는 바이패스 기능 등을 할수 있도록 함으로써, 경제적이고 유지 및 보수비용이 절감되도록 한 콘트롤 체크밸브를 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적달성을 위한 본 고안의 콘트롤 체크밸브는, 밸브 본체(10)에 밸브축(14)으로 축착된 디스크(12)와; 상기 밸브축(14)의 일단측에 고정되고, 일면에 축방향으로 돌출부(18)가 형성된 암(16)과; 상기 암(16)과 연동가능하게 결합되는 세그멘트 기어(20)와; 상기 세그멘트 기어(20)와 일단이 고정결합된 레버(28)의 단부측에 형성된 카운터 웨이트(26)와; 상기 카운터 웨이트(26)의 레버(28) 일측단과 힌지결합되어 유압작용에 의하여 상기 카운터 웨이터(26)를 업/다운 시키는 유압실린더(30);를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

콘트롤 체크밸브{CONTROL CHECK VALVE}

본 발명은 콘트롤 체크밸브에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 체크밸브의 폐쇄시, 디스크가 2단 또는 다단폐쇄운동에 의하여 슬램 및 수충격이 방지되도록 함으로써, 펌프와, 밸브, 관로 및 부대시설의 손상을 예방하여 유지 및 보수비용이 절감되도록 한 콘트롤 체크밸브에 관한 것이다.

일반적으로, 상하수도용 배관과 산업용 배관 등에는 펌프의 출구와 관로에 체크밸브를 설치하게 되는데, 이러한 체크밸브는 펌프의 가동 중에 순간정전과 전동기의 트립으로 인하여 갑자기 전동기의 구동력을 잃게 될 때, 펌프관로 내의 유속이 급격히 변화하여 송수유량이 역류하게 되는 것을 방지하는 기능을 담당하게 된다.

이러한 콘트롤 체크밸브는 상류단에서 하류단으로 보내는 송수유량이 적어지고 송수압력이 낮아지게 될 때, 하류단의 송수유량이 상류단으로 역류하는 것을 방지하는 기능을 담당하기도 한다.

그런데, 이러한 체크밸브는 폐쇄시간에 따라서 관로 내의 유속이 급격히 변화하며 압력도 크게 상승하거나 강하하게 되어 유체과도현상에 의하여 수격작용을 일으키게 된다.

여기서 관로 내의 갑작스런 유속변화로 압력파가 상류단과 하류단 사이를 왕복할 때 관로 내의 압력은 관로형상에 따라 물의 포화 증기압 이하로 떨어져 증기공동이 형성되며 결국 수주분리현상이 발생하기도 한다.

이때 관로내의 압력이 대기압보다 낮아지면 관로에 좌굴이 일어날 수 있으며, 증기공동으로 분리되었던 수주가 재결합 할 때, 높은 압력이 유발되어 관로가 파손될 염려도 있었다.

이와 같이 체크밸브의 폐쇄시간을 시스템에 적합하게 조절하지 못하여 발생한 수격작용에 의한 피해를 열거하면 다음과 같다.

먼저, 펌프의 동력이 갑자기 차단될 때, 체크밸브의 폐쇄시간이 지연되므로 송수유량의 역류로 인하여 펌프모터가 역회전되어 펌프 축 슬리브의 너트가 풀려 베어링 및 축 슬리브가 파손되고, 역회전이 가속되어 사고가 발생되며 또한, 역류가 증가할 때 체크밸브를 급속히 폐쇄하게 되면 플랩햄머에 의한 슬램이 발생하여 커다란 충격음과 동시에 관로 내의 압력이 순간적으로 상승하여 펌프, 밸브, 관로 및 부대시설이 파손되기도 한다.

그리고, 관로 내의 압력이 상승 및 강하가 주기적으로 반복됨으로 인하여 관로가 붕괴되거나 수주분리가 발생하여 관로가 파열되기도 한다. 또한, 관로 내의 주기적인 압력변동이 급격하게 일어나기 때문에 전동제어계통에서 압력제어를 정확히 하기 어렵고, 계측기가 손상을 입게 되기도 하며, 관로와 인접한 구조물이 파손되는 사례가 발생하기도 하였다.

이러한 종래의 체크밸브는 펌프토출측에 주로 설치되어 폐쇄시간을 적절히 조절하지 못하여 수격작용에 의한 여러 가지 사고가 발생하고 있으며, 단지 역류방지작용과 지수작용만을 하고 있는 실정이었다.

또한, 일반적인 스윙 체크밸브의 경우, 디스크에 대하여 밸브축이 상단에 위치하여 디스크 자중에 의한 폐쇄운동으로 손실헤드가 발생하여 동력비가 증가하고, 밸브의 폐쇄각도가 커서 슬램현상이 발생하기 쉬우며, 이로 인하여 수충격이 증가하게 된다. 또한 밸브의 폐쇄시 밸브시트에 디스크시트가 회전하면서 밀착 접촉되어 간섭과 마찰현상이 일어나 시팅토크가 증가하게 되며, 폐쇄시에는 상기 디스크 시트가 합성고무나 메탈시트로 되어 있는 바, 밸브시트에 밀착되어 꽉 끼이게 되어 잼밍현상 등이 일어나 디스크가 열리지 않거나 시트가 마모 또는 손상되는 경우가 있었다.

그리고, 이의 디스크시트와 밸브시트가 평면형상의 구조로 되어 수밀성이 부족하게 되고 장기간 사용시 시트부가 변형이 되어 안전성이 결여되고 잦은 교체로 인한 유지보수비용이 증가하는 단점이 있었다.

이에, 본 발병은 상기와 같은 제반 문제점들을 해소하기 위하여 안출된 것으로서, 밸브축의 일측에 유압실린더를 설치하여 체크밸브 폐쇄시 디스크의 폐쇄시간을 2단 또는 다단폐쇄운동에 의하여 폐쇄되도록 하여 슬램 및 플랩햄머와 수충격을 방지하고, 펌프의 가동,긴급차단 및 정전시에 역류를 방지하고, 수충압을 적절히 방지하여 펌프 및 관로를 보호하도록 하는 등, 역류방지, 유량조절, 차단, 역류를 허용하는 바이패스 기능 등 한 대로 여러기능을 할 수 있도록 하여 경제적이고 유지 및 보수비용이 절감된 콘트롤 체크밸브를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 콘트롤 체크밸브는, 밸브 몸체에 밸브축으로 축착된 디스크와; 상기 밸브축의 일단측에 고정되고, 일면에 축방향으로 돌출부가 형성된 암과; 상기 암과 연동가능하게 결합되는 세그멘트 기어와; 상기 세그멘트 기어와 일단이 고정결합된 레버의 단부측에 형성된 카운터 웨이트와; 상기 카운터 웨이트의 레버 일측단과 힌지결합되어 유압작용에 의하여 상기 카운터 웨이터를 업/다운 시키는 유압실린더;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 세그멘트 기어는 상기 암의 돌출부가 끼워지는 요홈이 형성된 디스크 세그멘트와; 상기 카운터 웨이트의 레버 단부측과 고정결합된 레버 세그멘트;로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또, 상기 밸브축에서 세그멘트 기어가 설치된 타단측에는 디스크의 닫힘시 수충격을 보다 효과적으로 감쇠시키기 위한 보조 유압실린더가 더 포함되어 이루어진 것을 특징으로 한다.

또, 상기 밸브 몸체의 축보스를 몸통내부로 연장하여 디스크보스부분과 거의밀착되게 하여 최대한 간격을 좁게 함으로써, 수충격과 충격하중이 작용하더라도 밸브축을 보호할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 한다.

또, 상기 세그멘트 기어를 이루는 디스크 세그멘트와, 레버 세그멘트가 일체로 이루어져서 유압실린더의 작용에 따라 연동되는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 보조 유압실린더의 피스톤 로드 단부에는 랙 기어부가 형성되고, 상기 밸브축의 타단부위에는 상기 랙 기어부와 맞물리기 위한 세그멘트 기어 및/또는 치차부가 형성되어서, 디스크의 닫힘에 따른 밸브축의 회전시 보조 유압실린더가 댐핑작용을 돕도록 구성된 것을 특징으로 한다.

또, 상기 보조 유압실린더의 댐핑작용시 발생되는 에어레이션을 제거하기 위하여 상기 보조 유압실린더의 상부 일측에 에어 하이드로 컨버터가 설치된 것을 특징으로 한다.

또, 상기 디스크의 시트와, 이 시트와 밀착/해제되는 밸브의 시트가 테프론 또는 메탈시트의 내부에 그라파이트가 층을 이룬것과, 메탈재인 것을 특징으로 한다.

또, 상기 밸브축이 몸체의 중심선에서 C만큼 상측으로 편기된 위치에 축설되어 있고, 디스크의 중심이 몸체의 밸브축 중심선에서부터 l만큼 후미에 위치하며, 또한 몸체에 각도 β로 경사진 디스크가 설치되고 밸브 시트는 각도 α₁이 각도 α₂보다 큰 편심형으로 되어있는 각도 α의 원추형단면으로 형성되고, 디스크에 설치된 원추형의 시트가 서로 밀착되도록 기하학적으로 구성되어 있는 4차 편심형을 이루는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 밸브 몸체의 하측은 일직선으로 형성되고, 상측으로는 만곡형태나 사다리꼴로 형성되어서 몸체내부의 유로가 확장되어 그 내부의 체적이 증가된 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 콘트롤 체크밸브의 정면도.

도 2는 도 1에서 유압실린더 내부구조를 보인 종단면도.

도 3은 도 1에서 밸브축과 세그멘트 기어 및 카운터 웨이트의 결합관계를 도시한 단면도.

도 4는 도 3의 사시도.

도 5a 내지 도 5c는 유압실린더의 작용과 송수량의 유동에 따라 세그멘트 기어의 연동관계 및 디스크의 개도관계를 보인 작동상태도.

도 6은 본 발명에 따라 몸체에 대하여 밸브축 및 디스크의 설치관계를 나타낸 단면도.

도 7은 도 1에서 보조 유압실린더와 밸브축의 연결관계를 보인 작동상태도.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 밸브축과 세그멘트 기어 및 카운터 웨 결합관계를 도시한 사시도.

도 9a 내지 도 9b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 세그멘트 기어의 연동관및 디스크의 개도관계를 보인 작동상태도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 몸체 12 : 디스크

14 : 밸브축 16 : 암

18 : 돌출부 20 : 세그멘트 기어

22,22' : 디스크 세그멘트 24,24' : 레버 세그멘트

26 : 카운터 웨이트 28 : 레버

30 : 유압실린더 36 : 피스톤 로드

50 : 보조 유압실린더 56 : 랙 기어

60 : 에어 하이드로 컨버터

이하, 본 발명의 바람직한 일 실시예를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 콘트롤 체크밸브의 정면도이고, 도 2는 도 1의 유압실린더 내부구조를 보인 종단면도이며, 도 3 내지 도 4는 도 1에서 밸브축과, 세그멘트 기어 및 카운터 웨이트의 결합관계를 나타낸 단면도와 사시도이다.

도시된 바와 같이, 밸브 몸체(10)에 디스크(12)가 밸브축(14)으로 축착되어 있는데, 도 1에 확대도시된 단면도와 같이, 몸체(10)의 축 보스(14a)를 몸통내부로 연장하여 디스크 보스(11)부분과 거의 밀착되게 하여 최대한 간격을 좁게하여 밸브축(14)을 보호할 수 있도록 함으로써, 수충격과 어떠한 충격하중이 작용하더라도 그것을 방지하여 파손이 일어나지 않도록 하였다.

그리고, 상기 밸브축(14)의 일단에는 축방향으로 소정길이만큼 돌출부(18)가 형성된 암(16)이 키(15)로 고정·결합되어 있다.

그리고, 카운터 웨이트(26)의 레버(28)측 일단에는 세그멘트 기어(20)가 키(25)로 고정되어 있는데, 상기 세그멘트 기어(20)는 디스크 세그멘트(22)와 레버 세그멘트(24)로 분리되어 있고, 상기 레버 세그멘트(24)가 키(25)로 카운터웨이트(26)와 고정·결합되며, 디스크 세그멘트(22)는 요홈(23)이 형성되어 이 요홈(23)에 상기 암(16)의 돌출부(18)가 끼워져 고정되어 있다.

따라서, 디스크(12)의 회동에 따라 밸브축(14)이 회전하게 되면, 이 밸브축(14)과 키(15)로 고정된 암(16)이 동시에 회동하게 되고, 이에 따라 상기 암(16)의 돌출부(18)가 끼워져 고정된 디스크 세그멘트(22)가 회동되게 된다.

한편, 상기 카운터 웨이트(26)의 레버(28) 일측은 힌지(미도시됨)에 의해 유압실린더(30)의 피스톤 로드(36) 단부와 결합되어 있다.

상기 유압실린더(30)는 도 2에 도시된 바와 같이, 실린더(32)와, 이 실린더(32)의 내부에 게재되어 유압에 의해 수직왕복운동하는 피스톤(34)과, 이 피스톤(34)에 일단측이 고정되고, 타단측은 카운터 웨이트(26)의 레버(28)와 힌지결합되는 피스톤 로드(36)를 포함하여 이루어져 있으며, 실린더(32)의 일측에 유량을 조절하는 유량 조절밸브(35)가 설치되어 있고, 몸체(10)에 대하여 하방향으로 설치되어 있다.

따라서, 상기 유압실린더(30)에 유압구동장치(미도시됨)로부터 유압유가 공급되어 유압이 작용함에 따라 피스톤(34)이 상승하게 되면, 카운터 웨이트(26)가 상승하게 되고, 이에 따라 상기 카운터 웨이트(26)의 레버(28) 단부측과 키(25)로 고정된 레버 세그멘트(24)가 연동하게 된다.

이상에서 설명한 디스크(12)와, 밸브축(14)과, 세그멘트 기어(20)와, 카운터 웨이트(26) 및 유압실린더(30)의 상호 작동관계를 도 5a 내지 도 5c를 참조로 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 5a는 유압실린더가 작용하지 않아서 디스크가 락킹상태에 있는 것을 도시한 것이고, 도 5b는 유압실린더가 작용하여 디스크가 열릴 수 있는 상태를 도시한 것이며, 도 5c는 디스크가 열린 상태를 도시한 것이다.

먼저, 상기와 같은 구조로 이루어진 콘트롤 체크밸브를 작동하고자 할 경우, 먼저 유압실린더(30)에 유압을 공급하여 카운트 웨이터(26)가 업(UP)되도록 한다. 즉, 유압실린더(30)가 작동되게 유압펌프(미도시됨)에 전기적 신호를 인가하여 오일탱크(미도시됨)의 압유가 유압실린더(30)내로 유입되게 함으로써, 피스톤(34)을 상승시키고, 이에 따라 피스톤 로드(36)를 수직방향으로 상승시킴으로써, 이 피스톤 로드(36)의 일단측이 힌지결합된 카운트 웨이터(26)의 레버(28)를 업(UP)시킨다.

따라서, 상기 카운터 웨이트(26)의 레버(28)와 키(25)로 고정결합된 레버 세그멘트(24)가 상기 카운터 웨이트(26)와 연동하여 도 5a의 위치에서 도 5b의 위치로 이동하게 되며, 이때 디스크(12)는 폐쇄상태를 유지하게 된다.

이와 같은 상태에서 펌프(미도시됨)를 가동하여 송수유량을 송수하게 되면, 송수에 의해 디스크(12)가 도 5c에 도시된 바와 같이, 수평방향으로 개방되며, 이때 디스크(12)의 회동에 따라 밸브축(14)이 회동되고, 이 밸브축(14)과 키(15)로 고정된 디스크 세그멘트(22)가 연동됨으로써, 도 5b의 위치에서 도 5c의 위치로 이동하게 된다.

따라서, 디스크(12)는 개방 상태를 유지하게 되므로써, 원활한 송수량의 유동이 가능하게 된다.

그런데, 유압실린더(30)에 의하여 레버 세그멘트(24)를 도 5a의 위치에서 도 5b의 위치로 이동시키지 않은 상태에서 펌프를 가동하게 되면, 상기 밸브축(14)과 연동되게 연결된 디스크 세그멘트(22)가 상기 레버 세그멘트(24)에 의하여 잠금되어 회동되지 않음으로써, 디스크(12)는 열리지 않게 된다.

따라서, 펌프를 가동하여 송수유량을 유동시켜 이 송수량의 수압으로 디스크(12)를 열기 위해서는 먼저, 유압실린더(30)를 이용하여 카운터 웨이트(26)를 업시킴으로써, 레버 세그멘트(24)의 잠금을 해제시켜야 한다.

한편, 이와 같은 상태에서 순간정전과 전동기의 트립으로 인하여 갑자기 전동기의 구동력을 잃게 되면, 예설정되어 있는 전기적 콘트롤에 의해 유압실린더(30)내의 압유가 오일탱크(미도시됨)로 리턴되면서, 피스톤(34)과 피스톤 로드(36) 및 이와 연결된 카운터 웨이트(26)가 자체중량에 의해 하방향으로 이동하게 된다.

따라서, 상기 카운터 웨이트(26)의 레버(28)측 일단과 고정된 레버 세그멘트(24)가 디스크 세그멘트(22)를 밀면서 동시에 회동하여 도 5c의 위치에서 다시 도 5a의 위치로 이동하게 되며, 이에 따라 상기 디스크 세그멘트(22)와 암(16)으로 연결된 밸브축(14)과, 이 밸브축(14)으로 몸체(10)에 축착된 디스크(12)가 연동하여 닫히게 된다.

이때, 상기 유압실린더(30)내의 압유는 일정량이 일순간에 오일탱크로 빠져나가 디스크(12)가 어느 개도까지는 급속도로 닫히게 되는 바, 완전히 닫히기 이전에는 유압실린더(30)의 압유가 유량조절밸브(35)에 의해 서서히 오일탱크로 리턴되므로써, 상기 디스크(12)가 서서히 닫히게 되므로서, 2단 또는 다단계에 걸쳐 닫히게 된다.

상기와 같이 디스크(12)의 개폐에 따른 개도량을 나타내기 위한 지시계(27)가 도 1에 도시된 바와 같이, 밸브 몸체(10)의 일측에 설치되어 있다.

한편, 상기 디스크(12)의 시트(12a)와 밸브시트(13)는 종래에 합성수지나 고무재질로 이루어진 것이 대부분이어서, 송수유량에 함유된 슬러지, 이토 및 모래등에 쉽게 마모되고, 정수장 등에서는 염소와 불소의 영향으로 쉽게 경화되어 손상이 쉽게 이루어지는 문제가 있었는 바, 본 발명에서는 상기 디스크(12)의 시트(12a)와 밸브시트(13)를 메탈재이거나, 테프론 또는 메탈시트의 내부에 그라파이트가 층을 이룬 것을 적용하고, 이때 상기 밸브시트(13)는 관로의 면부위로부터 소정높이를 갖는 위치에 형성하였다.

도 6은 상기 몸체(10)에 대하여 밸브축(14) 및 디스크(12)의 설치관계를 도시한 단면도로서, 도시된 바와 같이, 밸브축(14)이 몸체(10)의 중심선에서 C만큼 상측으로 편기된 위치에 축설되어 있고, 디스크(12)의 중심이 몸체(10)의 밸브축(14) 중심선에서부터 l만큼 후미에 위치하며, 또한 몸체(10)에 각도 β로 경사진 디스크(12)가 설치되고 밸브 시트(13)는 각도 α₁이 각도 α₂보다 큰 편심형으로 되어있는 각도 α의 원추형단면으로 형성되고, 디스크(12)에 설치된 원추형의 시트(12a)가 서로 밀착되도록 기하학적으로 구성되어 있는 4차 편심형을 이룬다.

따라서, 위와 같이 4차 편심형을 이루는 체크밸브는 기하학적인 축을 중심으로 회전하는 디스크 시트(12a)가 원추형으로 각도가 경사지게 형성됨으로써, 밸브시트(13)와 탈착이 용이하며, 시트부(12a,13)의 마찰이 적어 시팅토크가 낮아 기동토크가 적어도 되며, 내구성이 우수하고 수밀성이 뛰어나 저온, 고온 및 고압에 사용이 가능하다.

또한, 상기 디스크(12)가 경사져 있어 개폐각도가 적으므로 폐쇄속도가 빠르며, 이로 인하여 역류방지와 차단효과를 증대시키고 때로는 역류허용을 제어하는 바이패스 기능을 갖추어 수리적으로 이상적인 구조를 갖추게 되는 바, 슬래밍과 플랩햄머를 방지할 수 있고, 이상현상에 의한 수충압도 방지할 수 있다.

또, 밸브축(14)이 편심이 되고, 디스크(12)가 유선형 구조로 되어 있으며, 몸체(10)내부의 유로가 확장되어 있어 유체의 유동특성을 향상시켜 손실헤드를 최소화하므로서 에너지 절감효과가 커서 경제적이며, 유지보수가 용이하게 된다.

한편, 몸체(10)의 내부에 디스크(12)와 디스크(12)를 축설하는 밸브축(14)이 몸체내부에 많은 공간을 차지하고 있어 입구를 통해 출구로 유체가 토출될 때 이러한 것을 때문에 몸체(10)내부의 체적이 축소되어 마찰저항과 손실헤드가 발생되어 성능의 저하를 초래하게 되는 바, 몸체(10)내부의 축소되는 통과면적을 보상하기 위하여 밸브 몸체(10)의 하측은 일직선으로 형성하고, 상측으로는 만곡형태나 사다리꼴로 몸체(10)내부의 유로를 확장시켜 내부의 체적을 넓혀 디스크와 축이 설치된 위치에서 발생하는 마찰저항과 손실을 최소화함으로써, 유체의 손실헤드를 최소화하여 유동특성을 최대한 증가시켰다.

즉, 밸브시트(13)와 디스크(12)의 시트(12a)를 경사진 구조로 일치되게 하여상기 디스크(12)의 스윙거리를 짧게 함으로서, 폐쇄속도를 빠르게 함과 아울러 플랩햄머에 의한 슬램현상으로 발생되는 수격현상을 줄일 수 있게 된다.

한편, 도 7은 도 1에서 보조 유압실린더와 밸브축의 연동관계를 도시한 작동상태도이다.

도시된 바와 같이, 상기 보조 유압실린더(50)는 디스크(12)의 닫힘시 유압실린더(30)와 더불어 양측에서 댐핑역할만을 담당하기 위한 것이므로, 상기 유압실린더(30) 보다 작은 크기로 형성할 수 있으며, 밸브 몸체(10)에 대하여 하방향으로 장착되어 있다.

이와 같이, 유압실린더(30)와 보조 유압실린더(50)를 몸체(10)에 대하여 하방향으로 설치한 것은, 보다 댐핑이 안정적으로 유지되어 슬램을 줄여 수충격을 방지하기 위함이다.

상기 보조 유압실린더(50)의 피스톤 로드(54) 타단측에는 일정길이만큼 랙 기어(56)가 형성되어 있다.

그리고, 도시하지는 않았지만, 보조 유압실린더(50)가 장착되는 밸브축(14)의 타단부위에도 세그멘트 기어를 장착하여, 디스크 세그멘트의 외주에 치차부를 형성하고, 이 치차부가 상기 피스톤 로드(54)의 랙 기어부(56)와 맞물려 디스크 닫힘시 연동하여 댐핑 역할을 담당토록 할 수 있다.

한편, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 밸브축(14)의 타단부위 외주전체에 걸쳐 치차부(60)를 형성하고 이 치차부가(60) 피스톤 로드(54)의 랙 기어부(56)와 맞물려 디스크(12) 닫힘시 연동하여 댐핑역할을 담당토록 할 수도 있다.

따라서, 상술한 바와 같이, 전동기가 구동력을 잃게 되어 역류발생시 디스크가 닫히게 될 때, 상기 유압실린더(30)와 더불어 보조 유압실린더(50)도 압유에 의한 댐핑역할을 담당하므로써, 밸브축(14)의 양단이 안정적으로 댐핑되는 바, 보다 안정되게 수충격을 방지하여 디스크 및 펌프 등의 손상을 예방할 수 있다.

즉, 상기 유압실린더(30)는 펌프의 가동전에 작동하여 유압에 의해 카운터 웨이트(26)를 들어올려야 하는 기능과, 디스크(12)의 닫힘시 댐핑역할을 병행하게 되나, 상기 보조 유압실린더(50)는 카운터 웨이트(26)를 들어올리지는 않고 다만 디스크(12)의 닫힘시 댐핑역할만을 하게 되는 바, 작은 크기로 형성하여 부가적으로 설치할 수 있으며, 필요에 따라 배제하여도 무방하다.

한편, 상기 디스크(12)의 닫힘시 보조 유압실린더(50)내의 유압유가 급속히 유출될 때, 에어레이션이 발생되어 상기 보조 유압실린더(50)의 제어가 불안정하게 될 우려가 있으며, 이에 따라 수충압 제어가 불가능하여 펌프 및 관로 관리에 있어 안정성이 결여되는 문제가 있는 바, 본 실시예에서는 도 1 또는 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 보조 유압실린더(50)의 상부측에 에어 하이드로 컨버터(60)를 설치하여 상기와 같은 문제를 해결하였다.

이와 같이, 보조 유압실린더(50)의 에어레이션 방지를 위하여 그 상부측에 설치된 에어 하이드로 컨버터(60)는 상기한 바와 같이 보조 유압실린더(50)의 일측에만 설치할 수도 있고, 상기 유압실린더(30)의 일측에 설치할 수도 있고, 유압실린더(30)와 보조 유압실린더(50)와 함께 디스크(12)의 닫힘시 댐핑역할 기능을 담당하게 되며, 그 댐핑의 단계를 표현하면 아래의 그래프와 같다.

위의 그래프에서 나타나듯이 유압실린더(30)와, 보조 유압실린더(50)에 에어 하이드로 컨커버(60)를 연결시켜 주는 배관에 취부되어 있는 니들 밸브(51)를 조절함에 따라 A-B-C 또는 A-B-B'-C의 단계로 다단폐쇄가 이루어진다.

한편, 도 8은 본 발명에 따른 콘트롤 체크밸브의 다른 실시예를 도시한 것으로서, 디스크 세그멘트와, 레버 세그멘트가 일체인 경우를 도시한 사시도이고, 도 8a는 유압실린더가 작용하지 않아서 디스크가 닫힌 상태를 도시한 것이며, 도 8b는 유압실린더가 작용하여 디스크가 열린 상태를 도시한 것이다.

이 실시예를 설명함에 있어서 앞선 실시예와 동일한 부분에 대하여는 동일부호를 부여하여 설명하고, 그 반복되는 설명은 생략하여 설명하기로 한다.

도시된 바와 같이, 세그멘트 기어(20)를 이루는 것으로, 밸브축(14)과 키(15)로 고정된 암(16)의 돌출부(18)가 끼워져 연동되는 디스크 세그멘트부(22')와, 카운터 웨이트(26)의 레버(28) 단부측과 키(25)로 고정된 레버 세그멘트부(24')가 일체로 형성되어 있다.

이와 같이, 디스크 세그멘트부(22')와, 레버 세그멘트부(24')가 일체로 이루어진 콘트롤 체크밸브를 작동시키고자 할 경우, 앞선 실시예와 마찬가지로 먼저 유압실린더(30)에 유압을 공급하여 카운터 웨이트(26)가 업(UP)되도록 한다.

이때, 상기 카운터 웨이트(26)의 레버(28)와 키(25)로 고정결합된 레버 세크멘트부(24')가 도 9a의 위치에서 도 9b의 위치로 이동하게 되는데, 상기 디스크 세그멘트부(22')가 레버 세그멘트부(24')와 일체로 형성되어 있음으로, 상기 디스크 세그멘트부(22') 또한 레버 세그멘트부(24')와 연동하여 회동됨으로써, 이 디스크 세그멘트부(22')와 연동가능하게 연결된 암(16)과, 이 암(16)과 키(15)로 연결된 밸브축(14)이 회동하게 되는 바, 디스크(12)가 열리게 된다.

이와 같은 상태에서 펌프를 가동시켜 송수량을 토출시키면, 송수압은 미리 열려진 디스크(12)를 통과하여 원활한 유동이 이루어지게 된다.

이때, 상기 유압실린더(30)를 조작하여 디스크(12)의 개도를 조절하여 송수유량을 조절할 수도 있다.

한편, 이와 같은 상태에서 순간정전과 전동기의 트립으로 인하여 갑자기 전동기의 구동력을 잃게 되면, 유압실린더(30)내의 유압유가 오일탱크로 리턴되면서, 피스톤(34)과 피스톤 로드(36) 및 이와 연결된 카운터 웨이트(26)가 자기중량에 의해 하방향으로 이동하게 되며, 이 디스크(12)의 닫힘 및 댐핑구조는 앞선 실시예와 동일하다.

한편, 상술하였지만 앞선 두 가지 실시예에 적용된 보조 유압실린더(30)는 단순히 디스크(12)의 닫힘 시 급격한 닫힘에 따른 디스크 손상 및 밸브 몸체의 손상을 보조적으로 예방하기 위한 것이므로, 상기 보조 유압실린더 및 이 보조 유압실린더를 밸브축과 연결하기 위한 치차부 구조 또는 세그멘트 구조를 배제할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 콘트롤 체크밸브는, 밸브축의 양단에 대시포트 역할을 하는 유압실린더 및 에어 하이드로 컨버터가 설치되어서 순간정전 등으로 인한 역류발생시 디스크가 2단 또는 다단계로 닫히게 되어 역류차단에 따른 수충격을 감소시킴으로써, 밸브 자체와 펌프의 손상이 방지됨과 아울러, 역류방지 와, 유량조절, 차단 기능, 바이패스 기능, 역류흐름을 제어하는 기능 등을 동시에 수행하는 체크밸브가 제공되어 유지보수가 쉽고, 제작원가가 절감되는 효과가 있으며, 펌프장의 설치공간을 최소화할 수 있으므로 건축물의 부지면적이 적어 공사비를 절감할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 기재된 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims

펌프의 출구측에 설치되어 송수유량의 역류를 방지하고, 차단시키는 콘트롤 체크밸브에 있어서,

밸브 몸체(10)에 밸브축(14)으로 축착된 디스크(12)와; 상기 밸브축(14)의 일단측에 고정되고, 일면에 축방향으로 돌출부(18)가 형성된 암(16)과; 상기 암(16)과 연동가능하게 결합되는 세그멘트 기어(20)와; 상기 세그멘트 기어(20)와 일단이 고정결합된 레버(28)의 단부측에 형성된 카운터 웨이트(26)와; 상기 카운터 웨이트(26)의 레버(28) 일측단과 힌지결합되어 유압작용에 의하여 상기 카운터 웨이터(26)를 업/다운 시키는 유압실린더(30);를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 콘트롤 체크밸브.
제 1항에 있어서,

상기 세그멘트 기어(24)는 상기 암(16)의 돌출부(18)가 끼워지는 요홈(23)이 형성된 디스크 세그멘트(22)와; 상기 카운터 웨이트(26)의 레버(28) 단부측과 고정결합된 레버 세그멘트(24);로 이루어진 것을 특징으로 하는 콘트롤 체크밸브.
제 1항에 있어서,

상기 밸브축(14)에서 세그멘트 기어(24)가 설치된 타단측에는 디스크(12)의 닫힘시 수충격을 보다 효과적으로 감쇠시키기 위한 보조 유압실린더(50)가 더 포함되어 이루어진 것을 특징으로 하는 콘트롤 체크밸브.
제 1항에 있어서,

상기 밸브 몸체(10)의 축보스(14a)를 몸통내부로 연장하여 디스크보스(11)부분과 거의 밀착되게 하여 최대한 간격을 좁게 함으로써, 수충격과 충격하중이 작용하더라도 밸브축(14)을 보호할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 콘트롤 체크밸브.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 세그멘트 기어(20)를 이루는 디스크 세그멘트(22')와, 레버 세그멘트(24')가 일체로 이루어져서 유압실린더(30)의 작용에 따라 연동되는 것을 특징으로 하는 콘트롤 체크밸브.
제 1항 또는 제 3항에 있어서, 상기 보조 유압실린더(50)의 피스톤 로드(54) 단부에는 랙 기어부(56)가 형성되고, 상기 밸브축(14)의 타단부위에는 상기 랙 기어부(56)와 맞물리기 위한 세그멘트 기어 및/또는 치차부(60)가 형성되어서, 디스크(12)의 닫힘에 따른 밸브축(14)의 회전시 보조 유압실린더(50)가 댐핑작용을 돕도록 구성된 것을 특징으로 하는 콘트롤 체크밸브.
제 3항에 있어서,

상기 보조 유압실린더(50)의 댐핑작용시 발생되는 에어레이션을 제거하기 위하여 상기 보조 유압실린더(50)의 상부 일측에 에어 하이드로 컨버터(60)가 설치된 것을 특징으로 하는 콘트롤 체크밸브.
제 1항에 있어서,

상기 디스크(12)의 시트(12a)와, 이 시트(12a)와 밀착/해제되는 밸브의 시트(12a)가 테프론 또는 메탈시트의 내부에 그라파이트가 층을 이룬것과, 메탈재인 것을 특징으로 하는 콘트롤 체크밸브.
제 1항에 있어서,

상기 밸브축(14)이 몸체(10)의 중심선에서 C만큼 상측으로 편기된 위치에 축설되어 있고, 디스크(12)의 중심이 몸체(10)의 밸브축(14) 중심선에서부터 l만큼 후미에 위치하며, 또한 몸체(10)에 각도 β로 경사진 디스크(12)가 설치되고 밸브 시트(13)는 각도 α₁이 각도 α₂보다 큰 편심형으로 되어있는 각도 α의 원추형단면으로 형성되고, 디스크(12)에 설치된 원추형의 시트(12a)가 서로 밀착되도록 기하학적으로 구성되어 있는 4차 편심형을 이루는 것을 특징으로 하는 콘트롤 체크밸브.
제 1항에 있어서,

상기 밸브 몸체(10)의 하측은 일직선으로 형성되고, 상측으로는 만곡형태나 사다리꼴로 형성되어서 몸체(10)내부의 유로가 확장되어 그 내부의 체적이 증가된 것을 특징으로 하는 콘트롤 체크밸브.