KR20030038606A

KR20030038606A - 선박용 수동식 원격밸브개폐장치

Info

Publication number: KR20030038606A
Application number: KR1020030024804A
Authority: KR
Inventors: 김만복
Original assignee: (유) 창성정밀
Priority date: 2003-04-18
Filing date: 2003-04-18
Publication date: 2003-05-16

Abstract

본 발명은 선박용 수동식 원격밸브개폐장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 선박내부의 배관에 설치되는 밸브와 밸브를 개폐시키는 액츄에이터와 액츄에이터에 유압라인으로 연결되는 수동식 유압펌프로 이루어지는 수동식 원격밸브개폐장치를 구성하되, 액츄에이터의 양방향 피스톤과 밸브축을 서로 연동시키게 되는 연동부재를 래크와 피니언으로 구성하므로써, 밸브의 개폐에 필요한 유압이 항상 균일하게 가해지도록 하여 수동식 유압펌프의 조작을 더욱 더 용이하게 할 뿐 아니라 양방향 피스톤의 행정거리를 감소시켜 액츄에이터의 부피를 대폭 축소시킬 수 있게 되므로 선박내의 좁은 공간에도 용이하게 설치할 수 있게 하며, 또한 수동식 유압펌프의 실린더블록에 형성된 실린더홀의 내주면과 실린더홀에 삽입되는 피스톤의 외주면사이의 조립간극을 0.01 내지 0.015mm로 형성하여 패킹없이 유압유의 유막만으로 밀폐되도록 구성하므로써, 종래의 수동식 유압펌프의 실린더홀과 피스톤사이에 삽입되는 패킹이 전혀 불필요하게 되어 내구성이 더욱 더 향상되도록 하는 선박용 수동식 원격밸브개폐장치에 관한 것이다.

Description

선박용 수동식 원격밸브개폐장치{Apparatus for opening and shutting valve remotely by hand for a ship}

일반적으로 선박용 수동식 원격밸브개폐장치는 선박내부에 설치된 각종 배관에 설치되어 있는 밸브까지 작업자가 직접 찾아 내려가서 조작할 필요없이 원격으로 수동개폐할 수 있도록 하는 것으로, 선박의 규모가 커짐에 따라 필수적으로 구비되어야 하는 장치이다.

종래의 선박용 수동식 원격밸브개폐장치는 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 선박내의 배관에 설치되는 밸브(1)와, 밸브(1)를 개폐시키는 액츄에이터(2)와, 액츄에이터(2)에 유압라인(28)(29)으로 연결되며 하부에 설치대(39)를 구비한 수동식 유압펌프(3)로 이루어지는데, 각 부분의 구성 및 작용을 개략적으로 설명하면 다음과 같다.

상기 밸브(1)는 통상적으로 사용되고 있는 버터플라이밸브나 볼밸브로서, 밸브몸체(11)의 내측에 밸브축(12)을 중심으로 회전되는 밸브개폐구(13)에 의해 유로를 개폐시키게 된다.

상기 액츄에이터(2)는 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 프레임(21)의 유압실린더부(22)(23)에 로드부(25)를 구비한 양방향 피스톤(24)이 삽입설치되며, 상기 양방향 피스톤(24)의 로드부(25)중앙과 상기 프레임(21)의 내부로 삽입되는 밸브축 (12)의 끝단부에는 각각 결합핀(41)과 암(40)으로 이루어진 연동부재(27)가 설치되어 서로 연동되도록 구성되는 것으로서, 수동식 유압펌프(3)로부터 유압라인(28) (29)을 통해 전달되는 유압에 의해 양방향 피스톤(24)이 좌우로 이동됨에 따라 암(40)에 연결된 밸브축(12)이 시계방향 또는 반시계방향으로 90도로 회전되어 밸브(1)를 개폐시키게 된다.

그리고, 상기 수동식 유압펌프(3)는 선박의 조타용으로 널리 사용되고 있는 통상의 수동식 유압펌프(또는 헬름 펌프(Helm pump)라고 불림)로서, 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 구동축(32)의 일단부에 설치된 조작핸들(31)을 좌우로 회전시킴에 따라 내부에 베어링(37)을 개재하여 설치된 실린더블록(33)이 회전하게 되고, 실린더블록(33)이 회전됨에 따라 실린더블록(33)에 형성된 다수의 실린더홀(33a)에 각각 코일스프링(34)을 개재하여 삽입되어 있는 피스톤(35)이 경사판(38)에 의해 상하로 왕복운동을 반복하게 되므로써 유압을 형성시키게 된다.

이와 같이 구성되어 있는 종래의 선박용 수동식 원격밸브개폐장치는 수동식 유압펌프(3)에 의해 형성된 유압이 유압라인(28)(29)을 통해 액츄에이터(2)의 유압실린더부(22)(23)로 각각 전달되어 양방향 피스톤(24)를 직선운동시키게 되면, 이 양방향 피스톤(24)의 이동에 따라 로드부(25)의 결합핀(41)에 접촉되는 암(40)이 결합된 밸브축(12)을 회전운동시키게 되므로써 밸브(1)를 개폐시킬 수 있게 되는 것이다.

그러나, 상기와 같은 종래의 선박용 수동식 원격밸브개폐장치에는 다음과 같은 몇가지 문제점을 내포하고 있었다.

첫째, 종래의 선박용 수동식 원격밸브개폐장치에 사용되고 있는 수동식 유압펌프(3)는 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 실린더블록(33)의 실린더홀(33a)에 삽입되는 피스톤(35)의 외주연에 합성고무재질의 패킹(42)이 끼워지게 되는데, 이러한 패킹(42)은 장기간의 사용으로 인하여 쉽게 마모되므로 수동식 유압펌프(3)의성능 및 내구성을 현저히 저하시키게 되는 문제점이 있었다.

둘째, 종래의 선박용 수동식 원격밸브개폐장치에 사용되고 있는 액츄에이터 (2)는 프레임(21)의 양측방에 설치된 유압실린더부(22)(23)의 내부에서 직선운동하게 되는 양방향 피스톤(24)이 결합핀(41)과 암(40)으로 된 연동부재(27)에 의해 밸브축(12)에 토크를 가하게 되는 과정에서 구조적으로 결합핀(41)과 암(40)의 접점에서 미끌림(slip)현상이 생겨 항상 유압손실이 발생하게 되는데, 그 손실되는 유압만큼 수동식 유압펌프(3)에 부하가 더 걸리게 되므로 조작이 힘들게 되는 문제점이 있었다.

셋째, 종래의 선박용 수동식 원격밸브개폐장치에 사용되고 있는 액츄에이터 (2)는 프레임(21)의 양측방에 길게 돌출된 유압실린더(22)(23)로 인하여 부피가 커서, 선박내부에 한정된 공간에는 설치가 곤란하게 되는 문제점이 있었다.

상기 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 선박용 수동식 원격밸브개폐장치의 액츄에이터에 삽입되는 양방향 피스톤과 밸브축을 서로 연동시키게 되는 연동부재를 래크와 피니언으로 구성하므로써, 밸브의 개폐에 필요한 유압이 항상 균일하게 가해지도록 하여 수동식 유압펌프의 조작을 더욱 더 용이하게 할 뿐 아니라 양방향 피스톤의 행정거리를 감소시켜 액츄에이터의 부피를 대폭 축소시킬 수 있게 되므로 선박내의 좁은 공간에도 용이하게 설치할 수 있게 하며, 또한 수동식 유압펌프의 실린더블록에 형성된 실린더홀의 내주면과 실린더홀에 삽입되는 피스톤의 외주면사이의 조립간극을 0.01 내지 0.015mm로 형성하여 패킹없이 유압유의 유막만으로 밀폐되도록 구성하므로써, 종래의 수동식 유압펌프의 실린더홀과 피스톤사이에 삽입되는 패킹이 전혀 불필요하게 되어 내구성을 더욱 더 향상시킬 수 있도록 하는 것을 기술적 과제로 한다.

도 1은 종래기술의 선박용 수동식 원격밸브개폐장치를 나타내는 사시도.

도 2는 종래기술의 수동식 원격밸브개폐장치에 사용되는 액츄에이터의 구성를 나타내는 평단면도.

도 3은 종래기술의 수동식 원격밸브개폐장치에 사용되는 수동식 유압펌프의 구성을 나타내는 정단면도.

도 4는 본 발명에 의한 선박용 수동식 원격밸브개폐장치를 나타내는 정면도.

도 5는 본 발명에 의한 선박용 수동식 원격밸브개폐장치에 사용되는 액츄에이터의 구성을 나타내는 평단면도.

도 6은 본 발명에 의한 선박용 수동식 원격밸브개폐장치에 사용되는 수동식 유압펌프의 구성을 나타내는 정단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 밸브 11 : 밸브몸체 12 : 밸브축

13 : 밸브개폐구 2 : 액츄에이터 21 : 프레임

22, 23 : 유압실린더부 22a, 23a : 스트로크조절볼트

24 : 양방향 피스톤 25 : 로드부 25a : 래크(rack)

26 : 피니언 27 : 연동부재 28, 29 : 유압라인

3 : 수동식 유압펌프 31 : 조작핸들 32 : 구동축

33 : 실린더블록 33a : 실린더홀 34 : 코일스프링

35 : 피스톤 36, 37 : 베어링 38 : 경사판

39 : 설치대 C : 조립간극

이하, 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명을 도 4 내지 도 6을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명에 의한 선박용 수동식 원격밸브개폐장치를 나타내는 정면도이며, 도 5는 본 발명에 의한 선박용 수동식 원격밸브개폐장치에 사용되는 액츄에이터의 구성을 나타내는 평단면도이고, 도 6은 본 발명에 의한 선박용 수동식 원격밸브개폐장치에 사용되는 수동식 유압펌프의 구성을 나타내는 정단면도이다.

본 발명에 의한 선박용 수동식 원격밸브개폐장치의 구성에 있어서, 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 밸브몸체(11)의 내측에 밸브축(12)을 중심으로 회전되는 밸브개폐구(13)가 삽입설치되는 통상의 밸브(1)와, 상기 밸브몸체(11)의 상단부에 결합설치되는 프레임(21)의 양측방에 상기 밸브축(12)과 연동부재(27)에 의해 연결되는 양방향 피스톤(24)이 삽입되는 유압실린더부(22)(23)가 설치되는 액츄에이터 (2)와, 상기 액츄에이터(2)의 유압실린더부(22)(23)에 유압라인(28)(29)을 통해 각각 연결되고, 하부에 설치대(39)가 설치되며 핸들(31)에 연결된 구동축(32)의 회전에 의해 실린더블록(33)에 형성된 다수의 실린더홀(33a)에 각각 코일스프링(34)을 개재하여 삽입된 피스톤(35)이 경사판(38)에 의해 상하로 왕복운동하여 유압을 발생시키게 되는 통상의 수동식 유압펌프(3)로 이루어지는 구성은 종래의 선박용 수동식 원격밸브개폐장치의 구성과 동일한 것이다.

본 발명에 의한 선박용 수동식 원격밸브개폐장치의 특징부라고 할 수 있는 부분은, 도 5에 도시되어 있는 바와 같이 상기 액츄에이터(2)의 프레임(21)내부에 설치되어 양방향 피스톤(24)과 밸브축(12)을 연동시키게 되는 연동부재(27)가 양방향 피스톤(24)의 중앙부에 형성되는 래크(25a)와, 상기 밸브축(12)의 끝단부에 설치되는 피니언(26)으로 이루어지고, 도 6에 도시되어 있는 바와 같이 상기 수동식 유압펌프(3)의 실린더블록(33)에 형성된 실린더홀(33a)의 내주면과 실린더홀(33a)에 삽입되는 피스톤(35)의 외주면사이의 조립간극(C)이 0.01 내지 0.015mm로 형성되어 실린더홀(33a)과 피스톤(35)사이의 틈새가 유압유의 유막만으로 밀폐되도록 구성되는 것이다.

그리고, 상기 조립간극(C)을 0.01 내지 0.015mm로 한정한 이유는, 조립간극 (C)을 0.01mm보다 작게 할 경우 조립간극(C)내에 형성되는 유막의 두께가 너무 얇아 실린더홀(33a)과 피스톤(35)간에 마모가 생기게 되고, 조립간극(C)을 0.015mm보다 크게 할 경우 조립간극(C)내에 형성되는 유막의 두께보다 조립간극(C)이 더 커서 실린더홀(33a)과 피스톤(35)사이의 틈새가 유막만으로 완전히 밀폐되지 못하기 때문이다.

상기와 같이 구성되어 있는 본 발명에 의한 선박용 수동식 원격밸브개폐장치에 대한 작용관계를 특징부의 구성을 중심으로 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 선박용 수동식 원격밸브개폐장치의 액츄에이터(2)는 양방향 피스톤(24)과 밸브축(12)을 연동시키는 연동부재(27)가 래크(25a)와 피니언(26)으로 이루어져 수동식 유압펌프(3)의 작동에 의해 공급되는 유압에 의해 직선운동하는 양방향 피스톤(24)으로부터 래크(25a)와 피니언(26)의 안정된 기어접촉을 통하여 밸브축(12)에 항상 균일한 토크를 가할 수 있게 되므로써, 종래의 액츄에이터에 설치되는 결합핀과 암으로 된 연동부재에 비하여 유압손실이 거의 없이 효율적으로 동력을 전달할 수 있게 되어 항상 수동으로 작동시켜야 하는 수동식 유압펌프(3)를 종래보다 더욱 더 수월하게 조작할 수 있게 된다.

그리고, 상기 액츄에이터(2)는 유압실린더(22)(23)의 끝단부에 각각 관통되게 체결되어 있는 스트로크조절볼트(22a)(23a)를 풀거나 조여 양방향 피스톤(24)의 행정거리(stroke)를 미세하게 조절할 수 있게 되므로써, 밸브(1)의 안정적인 밀폐성을 유지할 수 있도록 한다.

또한, 본 발명에 의한 액츄에이터(2)에 적용되는 래크(25a)와 피니언(26)으로 이루어진 연동부재(27)는 종래의 결합핀과 암으로 된 연동부재의 접점간의 미끌림(slip)현상에 의한 유압손실없이 효율적인 동력전달이 가능하게 되어 양방향 피스톤(24)의 행정거리(stroke)를 종래보다 단축시킬 수 있게 되므로써, 프레임(21)의 양측방에 돌출형성되는 유압실린더(22)(23)의 길이를 대폭 축소시킬 있게 되어 컴팩트한 액츄에이터(2)를 제조할 수 있게 되므로, 선박내의 한정된 설치공간에도 더욱 더 용이하게 설치할 수 있게 되는 것이다.

아울러, 본 발명에 의한 선박용 수동식 원격밸브개폐장치의 수동식 유압펌프는 실린더블록(33)에 형성된 실린더홀(33a)의 내주면과 실린더홀(33a)에 삽입되는 피스톤(35)의 외주면사이의 틈새가 패킹없이 유압유에 의해 형성되는 유막만으로완전히 밀폐되므로써, 종래의 수동식 유압펌프의 피스톤에 설치되던 합성고무재질로 된 패킹의 마모로 인한 고장이나 유압손실 등이 전혀 발생하지 않게 되므로 성능 및 내구성을 더욱 더 향상시킬 수 있게 되는 것이다.

상기와 같이 본 발명에 의한 선박용 수동식 원격밸브개폐장치는 액츄에이터의 양방향 피스톤과 밸브축을 연동시키는 연동부재를 래크와 피니언으로 구성하므로써 직선운동하는 양방향 피스톤과 회전운동하는 밸브축간의 동력전달이 보다 효율적으로 이루어지게 되어 액츄에이터를 구동시키기 위한 수동식 유압펌프의 조작이 종래보다 더욱 더 용이해지게 될 뿐 아니라 대폭 축소된 양방향 피스톤의 행정거리로 인하여 컴팩트한 액츄에이터를 제조할 수 있게 되므로 선박내의 한정된 설치공간에도 용이하게 설치할 수 있게 되는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의한 선박용 수동식 원격밸브개폐장치에 사용되는 수동식 유압펌프의 실린더블록에 형성된 실린더홀의 내주면과 실린더홀에 삽입되는 피스톤의 외주면사이의 틈새가 패킹없이 유압유의 유막만으로 완전히 밀폐되므로써, 종래의 수동식 유압펌프의 피스톤에 설치된 패킹의 마모로 인한 고장이나 유압손실이 전혀 발생하지 않게 되어 성능 및 내구성을 현저히 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims

밸브몸체(11)의 내측에 밸브축(12)을 중심으로 회전되는 밸브개폐구(13)가 삽입설치되는 통상의 밸브(1)와,

상기 밸브몸체(11)의 상단부에 결합설치되는 프레임(21)의 양측방에 상기 밸브축(12)과 연동부재(27)에 의해 연결되는 양방향 피스톤(24)이 삽입되는 유압실린더부(22)(23)가 설치되는 액츄에이터(2)와,

상기 액츄에이터(2)의 유압실린더부(22)(23)에 유압라인(28)(29)을 통해 각각 연결되고, 하부에 설치대(39)가 설치되며 조작핸들(31)에 연결된 구동축(32)의 회전에 의해 실린더블록(33)에 형성된 다수의 실린더홀(33a)에 각각 코일스프링 (34)을 개재하여 삽입된 피스톤(35)이 경사판(38)에 의해 상하로 왕복운동하여 유압을 발생시키게 되는 통상의 수동식 유압펌프(3)로 이루어지는 것에 있어서,

상기 액츄에이터(2)의 연동부재(27)는 양방향 피스톤(24)의 중앙부에 형성되는 래크(25a)와, 상기 밸브축(12)의 끝단부에 설치되어 상기 래크(25a)와 맞물려 구동하게 되는 피니언(26)으로 이루어지며,

상기 수동식 유압펌프(3)의 실린더블록(33)에 형성된 실린더홀(33a)의 내주면과 실린더홀(33a)에 삽입되는 피스톤(35)의 외주면사이의 조립간극(C)이 0.01 내지 0.015mm로 형성되어 실린더홀(33a)과 피스톤(35)사이의 틈새가 유압유의 유막만으로 밀폐되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 선박용 수동식 원격밸브개폐장치.