KR200310661Y1 - 안전 밸브 - Google Patents

Abstract

본 고안은, 구조가 간단하여 생산 원가를 낮출 수 있으면서, 밸브체의 정밀한 개폐 동작이 가능하도록 형성된 안전밸브에 관한 것으로,

본 고안의 안전 밸브에 의하면, 스프링의 탄성력이 밸브체의 중심에 집중하중으로 정확히 전달되고, 밸브체의 호형 안내면이 밸브 바디의 실린더부에 안내되는 상태에서 밸브체의 개방 및 폐쇄 작동이 이루어지므로, 편심 하중에 따른 밸브체의 비정상 작동 우려 없이 안정적이고 정밀한 개폐 동작이 가능하게 되며, 스프링 지지구를 밸브 바디에 형성되어 있는 조절 나사부에 나사 결합함으로서 스프링의 지지 및 바이어스력 조절을 동시에 수행하게 되며, 밸브체의 평탄면과 밸브 바디 사이의 공간 및 스프링 지지구에 형성되어 있는 배출구가 유체의 배출 통로를 형성하게 되므로, 구조가 간단하여 생산 원가를 낮출 수 있으며, 설정 압력 초과시 유체를 신속히 배출시켜 압력 용기나 관로의 압력을 정상 압력으로 신속히 복귀시킬 수 있게 된다.

Description

안전 밸브 {Safety Valve}

본 고안은 안전 밸브에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 구조가 간단하여 생산 원가를 낮출 수 있으면서, 밸브체의 정밀한 개폐 동작이 가능하도록 형성된 안전밸브에 관한 것이다.

안전 밸브는 압력 용기나 관로에 필요 이상의 과압이 걸리는 경우 유체의 일부를 외부로 배출시키거나 유체 저장탱크 등으로 바이패스 시킴으로서, 용기나 관로의 파손을 방지하고 안전을 확보하기 위해 사용되는 것으로, 일반적으로 도 1에 도시된 바와 같이, 평상시 원형 디스크 형상의 밸브체(102)가 바이어스 스프링(103)의 탄성력에 의해 유입구(101a)를 밀폐하고 있는 상태에서, 밸브체(102)에 작용하는 유체의 압력이 바이어스 스프링(103)에 의한 탄성력을 초과하게 되면 바이어스 스프링이 압축되면서 밸브체에 의해 폐쇄되어 있던 유입구(101a)가 개방되어 유체의 일부가 배출구(101b)를 통해 외부로 배출되거나 유체 저장탱크로 바이패스됨으로서 용기나 관로내 압력을 일정 압력 이내로 유지시키게 된다.

그러나, 종래의 안전 밸브에 따르면, 밸브체(102)가 바이어스 스프링(103)의 단부에 의해 직접 지지되어 있어서 바이어스 스프링의 탄성력이 밸브체와 스프링의 접촉면에 원형 링 형상으로 가해지게 되므로, 바이어스 스프링의 좌면에 높은 정밀도의 좌면 연삭을 실시하여 사용하더라도 스프링의 탄성력이 밸브체의 중심에 대해 편심으로 작용하기 쉬워 밸브체의 미세 회전에 의해 밸브가 비정상적으로 개방되는 등 밸브의 개방 압력을 정밀하게 관리하기 곤란하였으며, 밸브의 개방시 배출되는 유체의 이동 통로를 확보하기 위해 밸브체의 외경부(102a)가 밸브 바디(101)의 내벽으로부터 일정 거리 이격되어 설치되므로 밸브체(102)의 개폐 작동이 안정적 지지되지 못한다는 문제점이 있었다.

또한, 원통형 밸브 바디(101)의 일측 개구부에 캡(105)이 결합되고, 바이어스 스프링(103)의 일단부를 지지하는 스프링의 지지구(104)가 캡에 나사 결합되며, 배출구(101b)는 밸브 바디(101)의 측벽에 형성되는 등 그 구조가 복잡하여 원가 상승의 원인이 되어 왔다.

본 고안은 상기한 바와 같은 종래 안전밸브의 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 바이어스 스프링의 탄성력이 밸브체의 중심에 정확히 작용하도록 함으로서 편심하중에 따른 밸브의 비정상 작동을 방지할 수 있도록 한 안전 밸브를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 고안의 또 다른 목적은, 구조가 간단하여 생산 원가를 낮출 수 있으면서, 개폐 동작이 안정적으로 이루어 질 수 있는 안전밸브를 제공하는데 있다.

도 1은 종래의 일반적인 안전 밸브를 나타내는 종단면도.

도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 글로우브 밸브의 조립 상태 종단면도.

도 3은 밸브 바디 내에 배치되는 부품의 분해 사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 밸브 바디 20 : 밸브체

30 : 바이어스 스프링 40 : 스프링 지지구

50 : 탄성력 전달부재 51 : 원추형 지지부

21a : 호형 안내홈 23 : 원추홈

상기의 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 안전 밸브는, 바이어스 스프링과; 원판형으로 형성되어 일측면에 상기 바이어스 스프링이 지지되며, 타측면에는 원추형 지지부가 형성되어 있는 탄성력 전달부재와; 다각기둥 형상으로 형성되어 외측의 각 모서리부에는 동일 원주상의 호형 안내면이 형성되어 있으며, 일측면에는 탄성체가 결합되고, 타측면에는 상기 탄성력 전달 부재가 삽입되는 안내홈이 형성되어 있으며, 상기 안내홈의 단부에는, 그 정점이 상기 호형 안내면을 이루는 원주의 중심축을 지나 상기 안내홈에 삽입된 탄성력 전달부재의 원추형 지지부 정점과 밀착되는 원추형홈이 형성되어 있는 밸브체와; 다수의 배출공이 형성되어 있는 원판형으로 형성되어 있으며, 그 외주에 수나사가 형성되어 있고, 그 일측에는 상기 바이어스 스프링의 일단부가 삽입되어 지지되는 스프링 지지홈이 원주방향으로 형성되어 있는 스프링 지지구와; 대략 원통형으로 형성되어, 그 내벽에, 유입구와, 상기 유입구보다 중심측으로 돌출되어 그 내측 단부에 상기 탄성링이 밀착되는 돌기부가 형성되어 있는 밸브 시트부와, 상기 밸브체의 호형 안내면 외주를 지지하는 실린더부와, 상기 실린더부보다 큰 직경을 갖는 밸브체 삽입부와, 상기 스프링 지지구가 나사 결합되는 조절 나사부가 순차적으로 형성되어 있는 밸브 바디;를 구비하는 것을 특징으로 하는 바,

스프링의 탄성력이 탄성력 전달부재의 원추형 지지부의 정점을 통해 밸브체의 원추형 지지홈 정점에 즉, 밸브체의 중심에 정확히 전달되고, 밸브체의 호형 안내면이 밸브 바디의 실린더부에 안내되는 상태에서 밸브체의 개방 및 폐쇄 작동이 이루어지므로, 편심 하중에 따른 밸브체의 비정상 작동 우려 없이 안정적이고 정밀한 개폐 동작이 가능하게 된다.

또한, 스프링 지지구를 밸브 바디에 형성되어 있는 조절 나사부에 나사 결합함으로서 스프링의 지지 및 바이어스력 조절을 동시에 수행하게 되며, 밸브체의 평탄면과 밸브 바디 사이의 공간 및 스프링 지지구에 형성되어 있는 배출구가 유체의 배출 통로를 형성하게 되므로, 구조가 간단하여 생산 원가를 낮출 수 있으며, 설정압력 초과시 유체를 신속히 배출시켜 압력 용기나 관로의 압력을 정상 압력으로 신속히 복귀시킬 수 있게 된다.

스프링 지지구의 배출공은, 스프링 지지홈 내측에는 비교적 큰 직경의 중앙 배출공을 형성하고, 스프링 지지홈 외측에는 원주 방향으로 다수의 외측 배출공을 형성하는 것이 바람직하며, 탄성력 전달부재의 스프링 지지면 중앙에 스프링의 내주면이 삽입되어 지지되는 스프링지지 돌기를 형성하여 스프링의 단부를 확실히 지지할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

이하, 본 고안에 따른 안전 밸브의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 안전 밸브의 조립 상태 종 단면도를, 도 3은 밸브 바디의 내부에 배치되는 각 부품의 분해 사시도를 각각 나타낸다.

본 고안에 따른 안전 밸브는, 밸브 바디(10)와, 밸브 바디의 유입구(11)를 개방 및 폐쇄하는 밸브체(20)와, 유입구에 일정치 이상의 유체 압력이 작용하는 경우에만 밸브체가 개방될 수 있도록 밸브체에 대해 유입구 방향으로 작용하는 일정한 탄성력을 부여하는 바이어스 스프링(30)과, 밸브체와 바이어스 스프링 사이에 개재되어 바이어스 스프링의 탄성력이 밸브체의 중심에 정확히 전달되도록 하는 탄성력 전달부재(50)와, 밸브 바디의 배출측에 나사 결합되어 바이어스 스프링을 지지함과 동시에 나사결합 위치에 따라 스프링의 압축 변위를 조절함으로서 개방 압력을 조절함과 동시에 유체의 배출 통로를 제공하는 스프링 지지구(40)를 구비한다.

밸브체(20)는 대략 사각기둥 형상으로 형성되어 외측의 각 모서리부에는, 도 3에 도시된 바와 같이, 동일 원주상의 호형 안내면(21a)이 형성되는 바, 호형 안내면(21a)은 밸브 바디의 실린더(13)의 내벽에 의해 안내되어 밸브체의 이동 동작이 원할하게 이루어질 수 있도록 하며 각각의 호형 안내부 사이의 평탄면(21b)과 실린더부(13) 내벽 사이의 공간부는 밸브 개방시 유체의 배출 통로를 형성하는 것으로, 각각의 호형 안내면이 실린더부의 안내면과 같은 원주를 이루고 있으므로 밸브체가 중심축을 중심으로 회전하더라도 실린더 내벽에 끼어 그 이동 동작이 저지될 염려가 없게 된다.

밸브체(20)의 일측면에는 밸브 시트부의 돌기부(12a)와 밀착되어 유체의 누출을 확실히 방지할 수 있도록 탄성체(27)가 결합되고, 타측면에는 탄성력 전달부재(50)가 삽입되어 안내되는 원형 안내홈(22)이 형성되어 있으며, 상기 안내홈의 단부에는, 그 정점이 호형 안내면(21a)을 이루는 원주의 중심축을 지나 안내홈에 삽입된 탄성력 전달부재의 원추형 지지부(51) 정점과 밀착되는 원추형홈(23)이 형성되어 있다.

본 실시예의 경우, 밸브체(20)의 일측에 원형 단면의 탄성체 설치부(24) 및 중앙에 나사공(26)이 형성된 설치홈(25)을 가공하고, 탄성체(27)는 설치홈(25)에 삽입되는 원형 링 형상으로 형성한 후, 플레인 와셔(27a) 및 스프링 와셔(27b)를 개재하여 결합 나사(27c)를 나사공(26)에 체결함으로서 탄성체를 결합한 예를 나타내고 있나, 밸브체에 별도의 원형 단면부를 가공하지 않아도 무방하며, 탄성체를 접착이나 압입 방식으로 결합하는 것도 가능하다.

탄성력 전달부재(50)은 대략 원판형으로 형성되어 밸브체의 안내홈(22)에 삽입됨으로서 바이어스 스프링의 탄성력을 밸브체에 전달하는 역할을 하게 되는바, 일측면에는 바이어스 스프링의 일단부가 지지되는 지지면(52) 및 스프링의 내주면이 삽입되어 지지되는 스프링 지지돌기(53)가 형성되어 있으며, 타측면에는 원추형 지지부(51)가 형성되어 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 탄성력 전달부재의 원추형 지지부(51)의 정점이 밸브체에 형성되어 있는 원추홈(23)의 정점과 밀착되어 있는 상태에서 스프링의 탄성력이 밸브체에 전달되므로, 탄성력 전달부재(50)의 일측에 분포하중으로 가해지는 탄성력의 합력이 밸브체의 중심에 집중 하중으로 가해지게 된다.

스프링 지지구(40)는 원판형으로 형성되어 그 외주에는 밸브 바디의 조절 나사부(15)에 결합되는 수나사(43)가 형성되어 있고, 그 일측에는 바이어스 스프링(30)의 일단부가 삽입되어 지지되는 스프링 지지홈(42)이 원주방향으로 형성되어 있으며, 스프링 지지홈 내측에 비교적 큰 직경의 중앙 배출공(41a)이 관통되어 있고, 스프링 지지홈 외측에 원주 방향으로 다수의 외측 배출공(41b)이 관통되어 있어서 유체의 배출통로를 제공하게 된다.

밸브 바디(10)는 대략 원통형으로 형성되어, 그 내부에 전술한 각 요소가 배치되게 되게 되는데, 그 내주에는, 유입구(11)와, 유입구보다 중심측으로 돌출되어 그 내측 단부에 탄성체(27)가 밀착되는 돌기부(12a)가 형성되어 있는 밸브 시트부(12)와, 밸브체의 호형 안내면(21a) 외주를 지지하는 실린더부(13)와, 상기 실린더부보다 큰 직경으로 형성되어 조립 작업시 밸브체의 삽입을 용이하게 해주는밸브체 삽입부(14)와, 스프링 지지구(40)가 나사 결합되는 조절 나사부(15)가 순차적으로 형성되어 있다.

안전 밸브를 통해 배출되는 과압 유체는 수증기 등과 같이 그대로 외부로 방출되는 경우도 있지만 많은 경우 관로를 통해 저장 탱크 등으로 리턴되게 된다.

본 실시예의 경우, 밸브 바디의 배출측 외주에 나사부(17)를 형성하여 관로를 연결할 수 있도록 하고 있은 바, 미설명 부호 18은 나사부(17)에 결합되는 암나사부(18a)가 형성되어 있는 관로 결합용 너트, 19는 패킹을 각각 나타낸다.

이와 같이 구성되는 본 고안의 안전 밸브를 조립하는 경우, 밸브 바디(10)의 배출측을 통해 탄성체(27)가 조립되어 있는 상태의 밸브체(20), 탄성력 전달부재(50), 바이어스 스프링(30)을 순차적으로 삽입한 후, 바이어스 스프링을 압축하면서 스프링 지지구(40)를 조절 나사부(15)에 나사 결합하게 되는 데, 스프링 지지구(40)의 최종 결합 위치에 따라 스프링의 변위 즉, 밸브체에 작용하는 스프링의 탄성력이 결정되고, 그에 따라 유체의 배출 개시 압력이 결정된다.

본 실시예에 따른 스프링 지지구(40) 경우, 배출공에 삽입되는 다수의 바를 가진 결합 공구를 사용하여 밸브 바디에 대해 회전 시킴으로서 나사 결합시키게 되나, 스프링 지지구의 외측면에 원주 방향을 가로 질러 나사홈을 형성하거나, 중앙 배출공(41a)을 형성하지 않고 그 부분에 볼트머리형의 홈 또는 돌기부를 형성하게 되면 스프링 지지구의 조립 및 조절 작업을 일반 공구를 사용하여 용이하게 수행할 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같은 본 고안의 안전 밸브에 의하면, 스프링의 탄성력이 탄성력 전달부재의 원추형 지지부의 정점을 통해 밸브체의 원추형 지지홈 정점인 밸브체의 중심에 정확히 전달되고, 밸브체의 호형 안내면이 밸브 바디의 실린더부에 안내되는 상태에서 밸브체의 개방 및 폐쇄 작동이 이루어지므로, 편심 하중에 따른 밸브체의 비정상 작동 우려 없이 안정적이고 정밀한 개폐 동작이 가능하게 된다.

또한, 스프링 지지구를 밸브 바디에 형성되어 있는 조절 나사부에 나사 결합함으로서 스프링의 지지 및 바이어스력 조절을 동시에 수행하게 되며, 밸브체의 평탄면과 밸브 바디 사이의 공간 및 스프링 지지구에 형성되어 있는 배출구가 유체의 배출 통로를 형성하게 되므로, 구조가 간단하여 생산 원가를 낮출 수 있으며, 설정 압력 초과시 유체를 신속히 배출시켜 압력 용기나 관로의 압력을 정상 압력으로 신속히 복귀시킬 수 있게 된다.

Claims (3)

1. 바이어스 스프링과;

   원판형으로 형성되어 일측면에 상기 바이어스 스프링이 지지되며, 타측면에는 원추형 지지부가 형성되어 있는 탄성력 전달부재와;

   다각 기둥 형상으로 형성되어 외측의 각 모서리부에는 동일 원주상의 호형 안내면이 형성되어 있으며, 일측면에는 탄성체가 결합되고, 타측면에는 상기 탄성력 전달 부재가 삽입되는 안내홈이 형성되어 있으며, 상기 안내홈의 단부에는, 그 정점이 상기 호형 안내면을 이루는 원주의 중심축을 지나 상기 안내홈에 삽입된 탄성력 전달부재의 원추형 지지부 정점과 밀착되는 원추형홈이 형성되어 있는 밸브체와;

   다수의 배출공이 형성되어 있는 원판형으로 형성되어 있으며, 그 외주에 수나사가 형성되어 있고, 그 일측에는 상기 바이어스 스프링의 일단부가 삽입되어 지지되는 스프링 지지홈이 원주방향으로 형성되어 있는 스프링 지지구와;

   대략 원통형으로 형성되어, 그 내벽에, 유입구와, 상기 유입구보다 중심측으로 돌출되어 그 내측 단부에 상기 탄성링이 밀착되는 돌기부가 형성되어 있는 밸브 시트부와, 상기 밸브체의 호형 안내면 외주를 지지하는 실린더부와, 상기 실린더부보다 큰 직경을 갖는 밸브체 삽입부와, 상기 스프링 지지구가 나사 결합되는 조절 나사부가 순차적으로 형성되어 있는 밸브 바디;를 구비하는 것을 특징으로 하는 안전 밸브.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 스프링 지지구의 배출공은, 상기 스프링 지지홈 내측에 형성되는 한 개의 중앙 배출공과, 상기 스프링 지지홈 외측에 원주 방향으로 다수 형성되는 외측 배출공으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 안전 밸브.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 탄성력 전달부재의 스프링 지지면 중앙에는, 스프링의 내주면이 삽입되어 지지되는 스프링지지 돌기가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 안전 밸브 .