KR200204737Y1 - 내장형 솔레노이드로 개폐되는 전기밸브 - Google Patents

Abstract

본 고안은 내장된 솔레노이드 밸브를 이용하여 유로를 개폐할 수 있는 전기밸브에 관한 것으로, 유입구와 유출구가 양측에 형성된 전기밸브의 몸체 내부에 방폭형 솔레노이드를 기밀(또는 수밀)유지되게 설치하여 안전성을 유지하고, 밸브 작동체 외면에 스프링을 결합하여 솔레노이드의 개방작용과 스프링의 폐쇄작용에 의해 밸브가 개폐되도록 하고, 상기 몸체와 솔레노이드 사이에 유체가 지나가는 복수 개의 유공을 형성하고, 밸브 작동체에 피니언을 형성하고 상기 피니언에 치합되는 랙기어의 축봉은 몸체 바깥으로 돌출시킨 다음 걸림수단과 손잡이를 갖는 탄지편을 고정하여 밸브를 수동으로 개폐시킬 수 있도록 하고, 또한 몸체 부분에 개폐표시를 하여 탄지편의 이동상태에 따라 밸브의 개폐상태를 육안으로 쉽게 확인할 수 있도록 하고, 전체구성을 간략화시켜 부피와 무게를 줄이고 외관을 미려하게 디자인할 수 있도록 한 것이다.

Description

내장형 솔레노이드로 개폐되는 전기밸브{Electric valve opened and shut interior solenoid}

본 고안은 내장된 솔레노이드 밸브를 이용하여 유로를 개폐할 수 있는 전기밸브에 관한 것으로, 상세하게는 유입구와 유출구가 양측에 형성된 전기밸브의 몸체 내부에 방폭형 솔레노이드를 기밀(또는 수밀)유지되게 설치하여 안전성을 유지하고, 밸브 작동체 외면에 스프링을 결합하여 솔레노이드의 개방작용과 스프링의 폐쇄작용에 의해 밸브가 개폐되도록 하고, 상기 몸체와 솔레노이드 사이에 유체가 지나가는 복수 개의 유공을 형성하고, 밸브 작동체에 피니언을 형성하고 상기 피니언에 치합되는 랙기어의 축봉은 몸체 바깥으로 돌출시킨 다음 걸림수단과 손잡이를 갖는 탄지편을 고정하여 밸브를 수동으로 개폐시킬 수 있도록 하고, 또한 몸체 부분에 개폐표시를 하여 탄지편의 이동상태에 따라 밸브의 개폐상태를 육안으로 쉽게 확인할 수 있도록 하고, 전체구성을 간략화시켜 부피와 무게를 줄이고 외관을 미려하게 디자인할 수 있도록 한 것이다.

종래에도 가스(gas)와 같은 기체 및 액체와 같은 류의 각종 유체가 공급되는 공급원이나 이들 유체가 흐르는 공급관의 중간에 개ㆍ폐밸브를 설치하여 유체의 유출이 감지되거나 또는 화재가 감지되는 경우 상기 개ㆍ폐밸브가 유체의 유로(流路)를 폐쇄(차단)하도록 함으로써 각종 유체의 유출(流出)에 따른 손실이나 대형사고를 방지하도록 하고 있다.

한편, 종래에 사용된 유체제어용 밸브를 살펴보면 바깥으로 노출 설치되는 전자밸브와, 전자밸브를 작동시키는 구동장치가 일체형으로 구성되어 있으므로 고장이 잦을 뿐 아니라 전자밸브와 구동장치의 분해ㆍ조립이 어려운 편이어서 일부 부품에 고장이 발생하더라도 밸브 전체를 교환해야 하는 문제점이 있었다.

즉, 유체의 유출이나 누설을 방지하기 위하여 전자밸브의 작동부에 사용되는 고무패킹이 빈번한 사용과 마모에 의해 수명이 비교적 짧을 뿐 아니라, 마모된 고무패킹 때문에 전자밸브와 그 구동장치를 통체로 교환해야 하므로 자원낭비 요인이 있었다.

또한, 밸브의 제조원가가 높을 뿐 아니라 안전성에도 문제가 있었다. 즉, 전자 솔레노이드에 의해 핀이 드나들면서 유로를 개ㆍ폐하는 구성이기 때문에 기계적인 볼 밸브에 비하여 유로가 완전히 차단되지 않는 문제점이 있으며, 내열성이 낮은 고무패킹을 사용하게 되므로 사용할 수 있는 유체의 온도와 종류(범위)가 좁아 범용성이 떨어지며 설치 및 부착시 작업성이 나쁘고 수리(A/S)가 어려운 문제점이 있다.

또한, 볼 밸브의 경우 안전성이 높고 구조가 간단한 반면 응답속도가 떨어지고 별도의 구동장치를 설치해야 비로소 자동화가 가능한 등의 문제점이 있었다.

따라서, 본 고안은 전기밸브의 몸체 내부에 방폭형 솔레노이드를 기밀 또는 수밀유지되게 설치하여 안전성을 유지하고 몸체와 솔레노이드 사이에 유체가 지나가는 복수 개의 유공을 형성하고 밸브 작동체 외면에 스프링을 결합하여 솔레노이드의 개방작용과 스프링의 폐쇄작용에 의해 밸브의 개폐를 자동화 하도록 함을 목적으로 한다.

또한, 밸브 작동체 외면에 랙기어를 형성하고, 상기 랙기어와 치합되는 피니언의 축봉은 전기밸브의 몸체 바깥으로 돌출시킨 다음 걸림수단과 손잡이를 갖는 탄지편을 설치하여 전기밸브를 수동으로 개폐시킬 수 있도록 한다.

또한, 전기밸브의 몸체 부분에 밸브의 개폐상태에 따라 회동하는 탄지편으로 밸브의 개폐상태를 육안으로 쉽게 확인할 수 있도록 함을 목적으로 한다.

또한, 전체적인 구성을 간략화시켜 부피와 무게를 줄이고 외관을 미려하게 디자인할 수 있도록 함을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 유입구와 유출구가 양측에 형성된 전기밸브의 몸체 내부에 방폭형 솔레노이드를 기밀(또는 수밀)유지되게 설치하여 안전성을 유지하고, 밸브 작동체 외면에 스프링을 결합하여 솔레노이드의 개방작용과 스프링의 폐쇄작용에 의해 밸브가 개폐되도록 하고, 상기 몸체와 솔레노이드 사이에 유체가 지나가는 복수 개의 유공을 형성하고, 밸브 작동체에 피니언을 형성하고 상기 피니언에 치합되는 랙기어의 축봉은 몸체 바깥으로 돌출시킨 다음 걸림수단을 갖는 탄지편을 설치하여 밸브를 수동으로 개폐시킬 수 있도록 하고, 또한 밸브의 개폐에 따라 연동되는 탄지편을 이용하여 밸브의 개폐상태를 육안으로 쉽게 확인할 수 있도록 하고, 전체적인 구성을 간략화시켜 전기밸브의 부피와 무게를 줄이고 외관을 미려하게 디자인할 수 있도록 한 것이다.

도 1 : 본 고안 일 실시 예의 전기밸브 외관 사시도.

도 2 : 본 고안에서 일 실시 예로 제시한 밸브가 닫힌 상태의 단면 구성도.

도 3 : 본 고안에서 일 실시 예로 제시한 밸브가 열린 상태의 단면 구성도.

도 4 : 본 고안 일 실시 예의 전기밸브 측 단면도.

도 5 : 본 고안 일 실시 예의 전기밸브 평면도.

도 6 : 본 고안 일 실시 예의 전기밸브 배면도.

도 7, 도 8 : 본 고안 일 실시 예의 측면도.

도 9 : 본 고안 일 실시 예의 축봉 부분 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

(2)--전기밸브 (4)--몸체

(6)(10)(14)--나사부 (8)--유출구

(12)--유입구 (16)--마개

(18)--패킹 (20)--중공부

(22)--유공 (24)--지지체

(26)--내공간부 (28)--단턱부

(30)--솔레노이드 (32)(76)(78)--오링

(34)(70)--통공 (36)--걸림테

(38)--여자체 (40)--작동봉

(42)--스프링 (44)--밸브체

(46)--피스 (48)--후육부

(50)--밸브 (52)--랙기어

(54)--압접부 (56)--피스 삽입공

(58)--축봉 (60)--피니언

(62)--탄지편 (64)--손잡이

(66)--요입홈 (68)--표시등

(80)--체결부재(체결링)

도 1은 본 고안 전기밸브(2)의 외관 사시도이고, 도 2ㆍ도 3은 그 단면 구성도로, 전기밸브(2)의 몸체(4) 일측에 나사부(6)를 갖는 유출구(8)를 형성하고, 몸체(4)의 타측에 단턱부를 형성한 다음 그 외면에 나사부(10)를 형성하여 유입구 (12)와 나사부(14)가 형성된 마개(16)를 한 개 이상의 패킹(18)으로 체결하여 기밀 및 수밀을 유지하도록 한다.

또한, 중공부(20)가 형성되고 그 외면에 복수 개의 유공(22)이 형성된 지지체(24)를 도 4와 같이 몸체(4)의 내공간부(26)에 끼우되 복수 개의 유공(22)과 유입구(12) 및 유출구(8)가 서로 연결되게 설치하여 유체(流體)가 자연스럽게 흐를 수 있도록 하고, 단턱부(28)가 형성된 중공부(20)의 입구 부분에는 방폭형 솔레노이드(30)를 기밀과 수밀이 유지되게 한 개 이상의 오링(32)으로 끼워 설치한다,

솔레노이드(30)에 중앙에 형성되는 통공(34)의 선단부에는 연성자성체로 되고 걸림테(36)가 빙둘러 형성된 여자체(38)를 끼워 고정하고, 상기 통공(34)의 후단부에는 작동봉(40)을 헐겁게 끼워 솔레노이드(30)에 의해 여자체(38)가 여자(勵磁)되면 작동봉(40)이 상기 여자체(38)의 자력(磁力)에 의해 이동하여 흡착되도록 한다.

한편, 도 2ㆍ도 3과 같이 솔레노이드(30)의 바깥으로 노출된 작동봉(40)의 외면에 스프링(42)을 끼우고, 스프링(42)이 끼워진 상기 작동봉(40)의 후단에는 밸브체(44)를 접촉시킨 다음 피스(46)로 체결시켜 작동봉(40)과 밸브체(44)가 연동하도록하고, 밸브체(44)의 후단에는 후육부(48)를 형성한 다음 질기고 연하면서 내화학성 및 내열성을 갖는 밸브(50)를 결합시켜 밸브(50)가 후육부(48)를 이탈하거나 벗겨지지 않도록 한다.

또한, 밸브체(44)의 외면에는 랙기어(52)를 형성하되 그 외경이 작동봉(40)의 외경보다 다소 커지도록 형성하여 작동봉(40)의 외면에 결합된 스프링(42)이 걸림되게 함으로써 작동봉(40)이 여자(勵磁)되지 않는 경우 도 3과 같이 스프링(42)의 탄성력에 의해 밸브체(44)가 유출구(8)로 이동하면서 압접부(54)에 접촉하게 되므로 유로(流路)가 폐쇄되어 기밀 및 수밀이 유지된다.

상기에서 밸브체(44)의 외면에 형성되는 랙기어(52)는 밸브체(44)의 외면에 빙둘러 형성하여 밸브체(44) 및 작동봉(40)이 다소간 회전하더라도 피니언(60)의 작동이나 탄지편(62)의 작동에는 아무런 연향이 없도록 한다.

본 고안에서 (56)은 피스를 체결하기 위한 피스 삽입공이고, (72)는 솔레노이드로 동작전원을 공급하는 급전선이다.

중공부(20)에는 몸체(4)의 바깥으로 돌출되는 축봉(58)을 기밀 및 수밀이 유지되도록 설치하고, 중공부(20)에 위치하는 축봉(58)의 단부에는 랙기어(52)와 치합하는 피니언(60)을 끼워 고정하고, 몸체(4) 바깥으로 돌출된 축봉(58) 부분에는 손잡이(64)를 갖는 탄지편(62)을 고정하여 정전이나 필요에 의해 상기 손잡이(64)를 회전시키면 축봉(58)이 회전하도록 함으로써 본 고안의 전기밸브(2)를 수동으로 개폐시킬 수 있도록 한다.

상기에서 밸브(50)를 수동으로 개방시키는 경우 스프링(42)의 탄성력에 의해 밸브(50)의 닫힘상태가 지속 유지되므로 손잡이(64)의 회전을 억제시키는 걸림수단을 필요로 한다. 따라서 본 고안에서는 탄지편(62)이 위치하는 몸체(4)의 외면에 도 1ㆍ도 5와 같이 상기 탄지편(62)이 들어가 걸림되는 요입홈(66)을 형성하여 정전이나 필요성에 의해 밸브(50)를 수동으로 개방시키고자 하는 경우 손잡이(64)를 잡고 누르라는 의미의 'P'(push)가 인쇄된 탄지편(62)을 시계방향으로 회전시켜 상기 요입홈(66)으로 밀어넣게 되면, 탄성력에 의해 상기 탄지편(62)의 끝 부분이 요입홈(66)으로 삽입되며, 이러한 상태에서 가압하였던 탄지편(62)을 놓게되면 스프링(42)의 탄성력이 축봉(58)과 탄지편(62)에 작용하더라도 요입홈(66)의 걸림작용에 의해 축봉(58)과 피니언(60)의 회전 및 밸브체(44)의 이동이 억제되므로 탄지편 (62)의 회전이 방지된다.

한편, 상기의 상태에서 밸브(50)를 닫고자 하는 경우 탄지편(62)을 시계방향으로 약간 회전시켰다가 놓게되면 요입홈(66)에 걸려있던 탄지편(62)이 상승하면서 원래위치로 복귀하여 걸림이 해제되므로 스프링(42)의 탄성작용에 의해 밸브체(44)가 유출구(8) 방향으로 이동하여 압접부(54)에 접하면서 밸브(50)가 닫힘상태로 된다.

상기에서 타지편을 수동이 아닌 솔레노이드(30)를 이용하여 조작할 수 도 있다. 예컨데 탄지편(62)이 요입홈(66)에 수동으로 걸림된 상태, 즉 도 2와 같이 밸브(50)가 열려있는 상태에서 솔레노이드(30)를 작동시키면 작동봉(40)과 밸브체 (44)가 유입구(12) 방향으로 이동하고, 따라서 축봉(58)과 탄지편(62)이 시계방향으로 회전하게 되므로 요입홈(66)에 걸림되어 있던 탄지편(62)의 끝부분이 요입홈 (66)을 벗어나면서 상승하여 걸림이 해제되며, 이러한 상태에서 솔레노이드(30)의 여자(勵磁)상태를 해제하면 도 3과 같이 스프링(42)의 작용에 의해 밸브(50)가 닫힘상태로 폐쇄된다.

한편, 상기 탄지편(62)의 일측 몸체(4) 부분에는 발광다이오드와 같은 저소비 전력형의 표시등(68)을 매입 설치하여 솔레노이드(30)와 같이 병렬로 연결되게 배선함으로써 솔레노이드(30)가 여자되는 기간동안 상기 표시등(68)이 점등하여 표시되므로 밸브(50)의 열림상태를 쉽게 확인할 수 있도록 한다.

또한, 정전 등에 의해 비록 밸브(50)가 열려 있더라도 상기 표시등(68)이 점등되지 않을 수 있으므로 도 5와 같이 탄지편(62)이 위치하는 몸체(4) 부분 표면에 '열림'표시와 '닫힘' 표시를 문자나 심벌향상으로 각인하여 끝이 뾰족한 탄지편 (62)이 상기 표시를 가르치도록 함으로써 밸브의 개폐 상태를 쉽게 알아볼 수 있도록 하고, 마개(16)에는 유체가 통과할 수 있는 복수 개의 통공(70)을 형성하도록 한다.

도 9는 본 고안에서 축봉(58)의 기밀 및 수밀을 유지하기 위한 단면도로, 피니언(60)이 결합된 축봉(58)을 몸체(4)와 지지체(24)에 형성된 통공을 통하여 끼운 다음 랙기어(52)에 치합하고 축봉(58)의 하단부는 몸체(4)에 형성한 축홈(74)에 미끄럼 결합하여 회전할 수 있도록 하고, 몸체(4)의 상부 부분에는 외주면과 내주면에 오링(76)(78)이 끼워진 체결부재(80)를 이용하여 축 설치하도록 함으로써 기밀과 수밀을 유지하도록 하고, 몸체(4)의 바깥으로 돌출된 축봉(58)의 단부에는 손잡이 (64)를 갖는 탄지편(62)을 고정한 것이다.

본 고안에서 솔레노이드(30)의 급전선(72)은 밸브(50) 개방신호 또는 밸브 (50) 폐쇄신호가 출력되는 제어기에 접속시켜 사용하게되며, 솔레노이드(30)에 결합된 여자체(38)는 연성자성체를 사용하여 솔레노이드(30)가 여자되면 착자되면서 작동봉(40)을 잡아당길 수 있도록 하고, 반대로 솔레노이드(30)가 소자되면 여자체 (38)의 작용하였던 자력이 바로 제거되게 함으로써 작동봉(30)이 스프링(42)의 탄성력에 의해 유출구(8) 방향으로 신속히 이동하면서 밸브(50)가 닫힐 수 있도록 한다. 상기 여자체(38)는 걸림테(36)와 면접촉하는 마개(16)에 의해 그 유동이 방지된다.

한편, 필요에 의해 전기밸브(2)를 개방시키고자 하는 경우 제어기로 솔레노이드(30)로 전원을 공급하여 작동시키면 솔레노이드(30)의 전자력에 의해 여자체 (38)가 여자되면서 철금속인 작동봉(40)을 자력으로 잡아당기게 되므로 이에 결합된 밸브체(44)가 솔레노이드(30) 방향으로 이동하여 밸브(50)가 열리면서 유체가 이동하게 되고, 랙기어(52)에 치합된 피니언(60)이 시계방향으로 회전하게 되며, 피니언(60)의 회전에 따라 축봉(58)과 탄지편(62) 또한 시계방향으로 회전하게된다.

한편, 필요에 의해 밸브(50)를 닫고자 하는 경우 제어기로 솔레노이드(30)로 공급되는 동작전원을 차단하면 여자체(38)의 자력이 바로 제거되므로 스프링(42)의 탄성작용에 의해 밸브체(44)가 유출구(8) 방향으로 이동하면서 압접부(54)에 밀착되므로 밸브(50)가 닫히게 되고 유체의 흐름은 차단된다.

본 고안은 전기(電氣) 솔레노이드(30)를 이용하여 밸브(50)의 열림과 닫힘을 단속하므로 밸브(50)의 개ㆍ폐응답속도가 빠르며, 몸체(4)의 내부에 설치되는 솔레노이드(30)는 방폭형을 사용하고 다수의 오링(32)에 의해 유로(流路)와의 기밀 및 수밀이 유지되므로 안전성이 배가되어 유체의 누출이나 폭발의 위험성이 방지된다.

본 고안에서 손잡이(64)를 갖는 탄지편(62)과 피니언(60)이 고정되는 축봉 (58)과 피니언(60)이 치합되는 랙기어(52)에 의해 정전이나 제어기의 고장 또는 필요에 의해 본 고안의 전기밸브(2)를 수동으로 조작할 수 있다.

또한, 본 고안은 체결구조와 결합구조이므로 수리(A/S)가 쉬운 장점이 있으며, 밸브(50)의 개ㆍ폐상태에 따라 탄지편(62)의 회전위치가 닫힘표시 또는 열림표시 위치로 이동하게 되고 또한 표시등(68)이 점등 및 소등되므로 전기밸브(2)의 개방상태나 폐쇄상태를 육안으로 쉽게 확인할 수 있게된다.

이상과 같이 본 고안은 내장된 전기(電氣) 솔레노이드를 이용하여 밸브의 열림과 닫힘을 단속하므로 밸브의 개ㆍ폐응답속도가 빠를 뿐 아니라 솔레노이드가 내장되므로 전기밸브의 전체적인 구성이 비교적 간단하여 전체부피와 무게를 줄일 수 있으며 외관을 미려하게 디자인할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 고안은 밸브의 내부에 설치되는 솔레노이드는 방폭형을 사용하고 다수의 오링에 의해 유로(流路)와의 기밀 및 수밀이 유지되므로 안전성이 배가되어 폭발의 위험성이나 유출이 방지되고 수명이 연장되는 효과가 있다.

또한, 본 고안에서 손잡이를 갖는 탄지편과 랙기어이 고정되는 축봉과 랙기어이 치합되는 피니언에 의해 정전이나 제어기의 고장 또는 필요에 의해 본 고안의 전기밸브를 수동으로 조작할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 고안에서 밸브는 스프링의 탄성력에 의해 밸브의 닫힘상태가 지속적으로 유지되고 오작동 또한 방지되며 전기밸브를 수직이나 수평 상관없이 자유로이 설치할 수 있는 효과가 있다.

또한, 밸브의 개ㆍ폐상태에 따라 탄지편의 회전위치가 닫힘표시 또는 열림표시 위치로 이동하게 되고 또한 표시등이 점등 및 소등되므로 전기밸브의 개방상태나 폐쇄상태를 육안으로 쉽게 확인할 수 있는 등의 효과가 있는 매우 유용한 고안이다.

Claims (5)

1. 솔레노이드에 의해 개폐되는 전기밸브에 있어서, 전기밸브의 몸체 내부에 방폭형 솔레노이드를 기밀/수밀유지되게 설치하고, 몸체와 솔레노이드 사이의 지지체에 유체가 지나가는 복수 개의 유공을 형성하고, 밸브(작동)체 외면에 스프링을 결합하여 솔레노이드의 개방작용과 스프링의 폐쇄작용에 의해 밸브를 자동으로 개ㆍ폐할 수 있도록 함을 특징으로 하는 내장형 솔레노이드로 개폐되는 전기밸브.
2. 제 1 항에 있어서, 밸브(작동)체의 피니언에 치합되는 랙기어의 축봉은 전기밸브의 몸체 바깥으로 돌출시킨 다음 걸림수단과 손잡이를 갖는 탄지편을 설치하여 밸브의 개ㆍ폐를 수동으로 달성하도록 함을 특징으로 하는 내장형 솔레노이드로 개폐되는 전기밸브.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 끝이 뾰족한 탄지편이 지시하는 몸체 부분에 밸브의 개방상태와 폐쇄상태를 각각 표시하여 밸브의 개ㆍ폐상태를 육안으로 쉽게 확인할 수 있도록 함을 특징으로 하는 내장형 솔레노이드로 개폐되는 전기밸브.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 전기밸브(2)의 몸체(4) 일측에 나사부(6)를 갖는 유출구(8)를 형성하고, 몸체(4)의 타측에 단턱부 외면에 나사부(10)를 형성하여 유입구(12)와 나사부(14)가 형성된 마개(16)를 한 개 이상의 패킹(18)으로 체결하고, 중공부(20)와 유공(22)이 형성된 지지체(24)를 몸체(4)의 내공간부(26)에 끼어 유공(22)과 유출구(12) 및 유출구(8)를 서로 연결하고, 중공부(20)의 입구 부분에 방폭형 솔레노이드(30)를 오링(32)으로 끼워 설치하고, 솔레노이드(30)의 통공 (34)의 선단부에 여자체(38)를 끼워 고정하고, 통공(34)의 후단부에 작동봉(40)을 헐겁게 끼우고, 스프링(42)이 외면에 끼워진 작동봉(40)의 후단에 밸브체(44)를 체결하고, 밸브체(44)의 후육부(48)에 밸브(50)를 결합하고, 밸브체(44)의 외면에 스프링(42)이 걸림되는 랙기어(52)를 형성함을 특징으로 하는 내장형 솔레노이드로 개폐되는 전기밸브.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 오링(76)(78)과 체결부재(80)로 몸체(4)의 바깥으로 돌출되는 축봉(58)을 설치하고, 축봉(58)의 단부에 랙기어(52)와 치합되는 피니언(60)을 끼워 고정하고, 몸체(4) 바깥으로 돌출된 축봉(58) 부분에 손잡이(64)를 갖는 탄지편(62)을 고정하고, 탄지편(62)이 위치하는 몸체(4)의 외면에 상기 탄지편(62)이 들어가 걸림되는 요입홈(66)을 형성함을 특징으로 하는 내장형 솔레노이드로 개폐되는 전기밸브.