KR200338578Y1 - 밸브 구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 밸브 구조에 관한 것으로, 보다 자세하게는 밸브의 통로 역할을 하는 통공을 중심으로 대각선 방향에 대해 대칭으로 형성되는 가이드판에 축이 최소의 접촉으로 지지되어 수압을 견딜수 있고, 상하 이동에 대한 구동성이 향상되며, 이물질이 축 주위에 부착되는 것을 방지하는 특징이 있다.

또한, 주름형상의 패킹에 의해 축이 상하 이동하더라도 길이만 가변하여 누수를 방지할 수 있고, 그에 따라 마모를 현저히 저감시켜주는 것을 특징으로 한다.

Description

밸브 구조{VALVE STRUCTURE}

본 고안은 밸브의 통로 역할을 하는 통공을 중심으로 대각선 방향에 대해 대칭으로 형성되는 가이드판에 축이 최소의 접촉으로 지지되어 수압을 견딜수 있고,상하 이동에 대한 구동성이 향상되며, 이물질이 축 주위에 부착되는 것을 방지하는 특징으로 하는 밸브 구조에 관한 것이다.

일반적으로 밸브(valve)는 관속을 흐르는 기체 또는 액체의 유입, 유출 및 이를 조절하는 장치 또는 부품을 일컫는데, 솔레노이드와 같은 전자적인 구동체 또는 수도꼭지와 같은 기계적인 구동체에 의해 축이 상하로 이동하면서 관을 개폐하게 되어 관 속을 흐르는 기체나 액체의 흐름을 제어하게 된다.

이러한 밸브는 그 모양이나 작동방식에 따라 종류를 달리하여 보일러의 난방수를 조절하기 위해 사용된다.

그러나, 보일러는 난방수를 사용자가 수시로 교체할 수 없어서 난방수의 오염도가 심해질 뿐만 아니라 철가루나 모래와 같은 이물질이 혼합되어 있기 때문에 기존의 밸브에서는 다음과 같은 문제점이 발생하였다.

디스크 회전방식의 밸브는 유체가 통과 하는 개폐구가 작고, 유체가 직각으로 꺾어져 흐르기 때문에 철가루나 돌 모래 등의 이물질이 통과하기가 어렵고, 결과적으로 밸브가 자주 막히게 된다.

게이트가 상하 왕복하는 방식의 밸브는 축이 통과하는 가이드가 축의 외주면을 감싸고 있기 때문에 홀더에 모래 등 이물질이 쌓이면 축이 원활하게 작동하지 않게 된다.

볼 회전 방식의 밸브는 여름철 장시간 보일러를 미사용 하거나 특정방을 사용하지 않는 경우, 혼탁한 난방수에 의해 볼 표면에 고착현상이 심화되어 잦은 고장이 발생하게 된다.

또한, 수압이 높은 곳이나 잦은 난방온도 조절이 이루어질 경우 회전부위에 설치되는 오일링의 마모가 심하여 누수가 일어나게 된다.

이에 본 고안은 상기와 같은 문제점들을 해소하기 위해 안출된 것으로써, 본 고안은 높은 수압을 견딜 수 있고, 유체가 직선으로 흐르게 할 뿐만 아니라, 이물질이 관 내부에 부착되지 않도록 하는 밸브를 목적으로 한다.

또한, 본 고안은 축의 기밀을 유지하는 패킹의 형상을 다수의 주름으로 구성하고, 장착홀의 하단에 형성되는 지지판에 패킹의 상부가 걸려 압착되게 함으로써, 축이 상하 운동하더라도 부하가 생기지 않을 뿐만 아니라 밀착된 패킹이 마모 없이 누수를 차단할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 고안에 따른 밸브가 폐쇄된 상태를 나타내는 측단면도.

도 2는 도 1의 밸브가 개방된 상태를 나타내는 측단면도.

도 3은 본 고안에 따른 가이드판을 나타내는 사시도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

11 : 케이스 13 : 가이드홀

21 : 상부축 31 : 하부축

41 : 개폐패킹 51 : 가이드판

61 : 주름패킹

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은 구동부 및 복원부에 의해 축이 상하 이동하면서 유체의 흐름을 제어하는 밸브 구조에 있어서,

상기 복원부가 장착되기 위한 장착홀이 형성되고, 상기 구동부 및 복원부에 의해 상하 이동하는 상부축을 안내하는 가이드홀이 형성되는 케이스와; 상기 상부축의 하단과 결합하는 하부축과; 상기 축 외주면에 결합하여 밸브를 개폐하는 개폐패킹과; 상기 개폐패킹이 관통하는 통공을 기준으로 대각선 방향에 축을 지지 및 안내하기 위해 케이스에 고정되는 가이드판을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 밸브 구조를 제공한다.

상기한 구성은 대각선 방향으로 축의 일부만을 안내하고 지지하는 가이드판에 상하부축이 지지되어 높은 수압에도 견딜 수 있고, 축과 가이드판의 면접촉 면적이 줄어들어 축의 상하이동이 원활하게 이루어지게 된다.

또한, 축이 상하 이동할 때, 축에 묻게 되는 이물질이 수압이나 유체에 의해 쉽게 이탈된다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

또한, 본 실시예는 본 고안의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 단지 예시로 제시된 것이며, 본 기술사상을 통해 구현되는 다양한 실시예가 있을 수 있다.

도 1은 본 고안에 따른 밸브가 폐쇄된 상태를 나타내는 측단면도이고, 도 2는 도 1의 밸브가 개방된 상태를 나타내는 측단면도이며, 도 3은 본 고안에 따른 가이드판을 나타내는 사시도이다.

도시한 바와 같이, 밸브의 케이스(11) 위에는 기계 또는 전자적인 수단에 의해 상부축(21)을 하방으로 밀어내는 구동부(1)가 형성된다.

그리고, 케이스(11)의 상단에는 상부축(21)이 관통하기 위한 관통홀(2)이 형성되고, 그 아래로는 상부축(21)의 일부 및 상부축(21)을 상방으로 밀어주는 복원부(100)가 장착되기 위한 장착홀(12)이 형성된다.

상기 복원부(100)는 상부축(21)의 외주면에 돌출 형성되는 압착판(22)이 스프링(102)을 가압하는 구성을 가지며, 이러한 스프링(102)은 지지판(103)을 매개로 걸쳐지도록 한다.

이때, 상기 지지판(103)의 상부는 스프링(102)을 지탱하고, 하부는 주름패킹(61)의 상부를 압착시켜 누수를 방지한다.

그리고, 상기 스프링(102)의 상하단과 접하는 부위, 구체적으로 압착판(22)의 저면 및 지지판(103)의 상면에는 스프링(102)이 안착되기 위한 안착홈(104)이 형성되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 안착홈(104)이 형성되면, 구동부(1)에 의해 스프링(102)이 압착되더라도 스프링(102)의 이탈이 방지될 뿐만 아니라 수직방향으로 일치되는 위치를 고수할 수 있어서 스프링(102)의 탄성력을 결집시켜준다.

한편, 상기 케이스(11)의 장착홀(12) 아래로는 상하 이동하는 상부축(21)을 안내하기 위한 가이드홀(13)이 형성된다.

그리고, 상기 상부축(21)의 하단에는 하부축(31)이 결합하고, 하부축(31)에는 개폐패킹(41)이 장착되며, 상기 개폐패킹(41)이 개폐하는 통공(52)을 갖는 가이드판(51)이 형성된다.

이때, 상기 상부축(21)의 하단으로 주름패킹(61)을 통과시킨 후 주름패킹(61)의 하단과 하부축(31) 상단 사이에 와셔를 넣고 결합시킨다.

이러한 상하부축은 하나가 일체로 형성될 수도 있고, 서로 분리되어 결합하는 방식도 가능하다.

이때, 상기 하부축(31)은 통공(52)보다 직경이 작으면서 끝단이 가이드판(51)에 밀착됨으로서, 축이 지지되는 형상이 바람직하다.

즉, 상기 하부축(31)은 상부축(21)의 하단과 결합하는 결합대(32)와, 상기결합대(32)에서 연장되고 통공(52)보다 직경이 작은 연결대(33)와, 상기 연결대(33)의 하단에 형성되어 통공(52) 아래에 있는 가이드판(51)을 지지하는 지지대(34)로 이루어진다.

이러한 연결대(33)는 도시되지는 않았지만, 통공(52)과 동일한 직경을 갖되 통공을 개방하기 위한 구멍이 형성되는 것도 가능하다.

이때, 도면에는 상기 하부축(31)의 결합대(32)가 개폐패킹(41)의 상단에 위치하는데, 상부축(21)과 결합하여 통공(52)을 막지 않으면서 하단이 가이드판(51)을 지지할 수 있는 구조이면, 그 위치에는 구애받지 않는다.

한편, 상기 가이드판(51)은 밸브의 통로 역할을 하는 통공(52)을 중심으로 하여 대각선 방향으로 대칭 되게 형성되도록 한다.

상기 가이드판(51) 형상은 대각선으로 축을 지지하도록 해주며, 축이 상하방으로 이동시 접촉 면적을 줄여주어 원활한 작동이 가능하도록 해준다.

즉, 가이드판(51)은 축의 상하좌우 측을 지지하나 어느 한곳도 축의 전체면을 감싸지 않는 구조를 갖는다.

그리고, 개폐패킹(41)은 통공(52)을 개폐하여 밸브의 개폐를 조절하게 되는데, 상기 개폐패킹(41)의 상단에는 돌기(42)가 형성되고, 이러한 돌기(42)는 통공(52) 위에 형성되는 가이드판(51)에 걸쳐진다.

이러한 개폐패킹은 굳이 돌기가 형성되지 않더라도 상부에서 하부 방향으로 테이퍼(taper) 처리되어 동일한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 상기 개폐패킹(41)의 하단에는 밀착홈(43)이 형성되어 통공(52) 아래에 형성되는 가이드판(34)과 밀접할 수 있도록 한다.

그러나, 축과 가이드판의 접촉 면적을 최소화하기 위해, 대각선 방향으로 각각 형성되는 일부의 가이드판만이 축 부분과 면접촉 하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 가이드판(51)에 곡면(53)이 형성되게 하면, 유체의 와류로 이물질이 퇴적되는 것을 방지할 수 있게 된다.

한편, 주름패킹(61)은 다수의 주름으로 형성되어 상부축(21)의 외주면을 감싸 누수를 방지하는데, 주름 간격에 의해 그 길이가 팽창하거나 수축될 수 있다.

이러한 주름패킹(61)의 상단은 지지판(103)의 저면과 결합하며, 걸림턱(14)에 걸쳐짐으로서 고정되고, 하단은 개폐패킹(41)의 상단이나 하부축(31)의 상단에 고정되도록 한다.

또한, 다수의 주름에서 돌출된 부분은 가이드홀(13)에 밀착되고, 주름의 들어간 부분은 상부축(21)의 외주면에 고정되지 않은 상태로 일정거리 이격되도록 설치한다.

이때, 상기 주름패킹(61)의 결합시, 주름패킹(61)의 상하단면은 돌출된 형상을 갖도록 하고, 이에 대응되는 결합면은 돌출된 형상이 삽입되기 위한 홈을 갖도록 하여 결합력을 증대시켜 줌으로서, 수압으로 주름패킹이 결합된 상태에서 이탈되는 것을 방지할 뿐만 아니라 누수의 차단이 극대화된다.

상기와 같은 구조로 이루어진 본 고안의 작용 및 효과는 다음과 같다.

먼저 도 1과 같이 밸브가 폐쇄된 상태를 설명하겠다.

구동부(1)의 구동에 의해 상부축(21)이 하방으로 이동하면서, 압착판(22)이스프링(102)을 누르게 된다.

그리고, 상부축(21)이 하방으로 이동하면서 개폐패킹(41)이 하방으로 이동하여 가이드판(51)의 통공(52)을 폐쇄하게 되는데, 상기 개폐패킹(41)의 돌기(42) 및 밀착홈(43)이 가이드판(51)에 밀착됨으로서, 밸브의 폐쇄성을 향상시키며, 정확한 위치에서 통공(52)을 폐쇄하도록 해준다.

이때, 하부축(31)은 가이드판(51)의 상하측면에 의해 지지되고, 구동부(1)의 동력원에 의해 축이 고정됨으로서, 높은 수압에 대해 축이 지탱할 수 있도록 해 준다.

즉, 하부축(31)의 지지대(34)는 상부축(21)의 하강에 의해 아래로 이동하면서 통공(52) 아래에 형성되는 가이드판(51)에 지지되고, 결합대(32)는 통공(52) 위에 형성되는 가이드판(51)과 개폐패킹(41)을 매개로 지지된다.

이때, 상기 지지대(34)는 가이드판(51)의 하측면에 지지될 뿐만 아니라 가이드판(51)의 하측면에 이물질이 쌓이는 것을 막아주는 역할을 부수적으로 하게 된다.

또한, 상기 개폐패킹(41)의 하방 이동으로 주름패킹(61)은 주름이 조금씩 펴지면서 그 길이가 팽창되지만, 지지판(103)의 하단과 접합하여 유체의 누수를 방지하게 된다.

한편, 도 2와 같이 밸브가 개방된 상태를 설명하면 다음과 같다.

구동부(1)의 동력원이 해제되면, 상부축(21)은 스프링(102)의 탄성복원력에 의해 상방으로 이동하게 되는데, 이에 따라 개폐패킹(41)은 상승하면서 통공(52)을개방하게 된다.

그리고, 하부축(31)은 밸브의 폐쇄시와 마찬가지로 가이드판(51)의 상하측면에 의해 지지됨으로서, 높은 수압에 대해 축이 지탱할 수 있도록 해 주는데, 가이드판(51)의 통공(52) 부위에는 통공보다 직경이 작거나 통공과 동일한 직경에 구멍이 형성되는 연결대(33)가 위치함으로써, 밸브의 개방이 가능하게 된다.

이때, 상기 개폐패킹(41)의 상방 이동으로 주름패킹(61)은 주름이 조금씩 접혀지면서 그 길이가 수축되지만, 지지판(103)의 하단과 접합하여 유체의 누수를 방지하게 된다.

상기한 밸브의 개폐과정에서 개폐패킹(41)의 외주면은 가이드판(51)과 테이퍼 형상을 띄게 함으로서, 최소의 면적으로 접촉을 하게 되어 축의 상하 왕복이 빈번하더라도 마찰 저항이 최소화되어 구동이 용이하게 될 뿐만 아니라 내구성도 향상시켜 준다.

또한, 가이드판(51)과 비접촉하는 개폐패킹(41)에 부착되는 불순물은 수압과 유체의 흐름에 의해 쉽게 이탈되어 진다.

한편, 가이드판(51)의 곡면(53) 부위는 유체가 와류를 형성하기 때문에 오염물이 퇴적되지 않게 되는데, 밸브의 내부에서 유체의 흐름이 있는 부분은 곡면을 형성하도록 하여 유속에 대한 저항손실을 최소화하는 것이 바람직하다.

상기한 바와 같이 본 고안에 따른 밸브 구조는 밸브 통로 역할을 하는 통공을 중심으로 대각선 방향에 대칭되어 형성되는 가이드판에 축이 지지되도록 하부축에 지지대를 구성함으로써, 높은 수압에도 견딜 수 있는 이점이 있다.

그리고, 가이드판과 축의 접촉면적이 줄어들어 상하운동에 대한 저항을 줄여주고, 축에 붙는 이물질은 수압과 유체의 흐름에 의해 이탈되는 효과가 있다.

특히, 축이 가이드판과 접촉하여 지지됨은 물론 퇴적물이 쌓이는 것을 방지하는 이점이 있다.

그리고, 다수의 주름으로 이루어진 주름패킹이 가이드홀을 밀폐하면서 축의 상하 이동에 따라 그 길이가 팽창하거나 수축되므로, 밀폐성이 향상되어 누수를 막고 마모를 줄여주어 패킹의 파손을 방지하는 이점이 있다.

Claims (6)

1. 구동부 및 복원부에 의해 축이 상하 이동하면서 유체의 흐름을 제어하는 밸브 구조에 있어서,

   상기 복원부가 장착되기 위한 장착홀이 형성되고, 상기 구동부 및 복원부에 의해 상하 이동하는 상부축을 안내하는 가이드홀이 형성되는 케이스와;

   상기 상부축의 하단과 결합하는 하부축과;

   상기 축 외주면에 결합하여 밸브를 개폐하는 개폐밸브와;

   상기 개폐밸브가 관통하는 통공을 기준으로 대각선 방향에 축을 지지 및 안내하기 위해 케이스에 고정되는 가이드판을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 밸브 구조.
2. 제 1항에 있어서, 상기 가이드판은 곡면이 형성됨으로서 유체의 와류로 이물질이 퇴적되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 밸브 구조.
3. 제 1항에 있어서, 상기 상부축의 상하 이동에 따라 길이가 가변하기 위해 다수의 주름이 형성되는 주름패킹이 가이드홀을 밀폐하는 것을 특징으로 하는 밸브 구조.
4. 제 1항에 있어서, 상기 복원부의 스프링 상하단과 접하는 부위에는 스프링이 안착되기 위한 안착홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 밸브 구조.
5. 제 1항에 있어서, 상기 하부축은 상부축의 하단과 결합하는 결합대와;

   상기 결합대에서 연장되고 통공보다 직경이 작아 통공을 개방하는 연결대와;

   상기 연결대의 하단에 형성되어 통공 아래에 있는 가이드판을 지지하는 지지대로 이루어지는 것을 특징으로 하는 밸브 구조.
6. 제 5항에 있어서, 상기 연결대는 통공과 동일한 직경을 갖되 통공을 개방하기 위한 구멍이 형성되는 것을 특징으로 하는 밸브 구조.