KR200354108Y1 - 유로 절환 밸브 - Google Patents

Abstract

본 고안은 물 등의 액체를 다수개의 통로로 선택적으로 분배시키는 분배밸브로서 전기적인 신호에 따라 일정 각도씩 정회전 또는 역회전 하는 스테핑 모터에 의해 등속도로 회동하는 절환판과 절환판의 절환통공을 통과한 유체가 선택적으로 개방 되어, 유출공을 통하여 배출구로 배출되는 유로절환밸브로서 사출물 또는 가공작업 으로 만들어진 절환판과 변좌간의 밀착면에 의해 폐쇄된 유출공은 유로가 닫히고 절환판에 형성된 절환통공과 합치되어 개방된 유출공은 유로가 열리게 되므로, 분배판과 변좌간의 밀착면의 폐쇄성능을 향상시켜 폐쇄된 유출공을 통하여 누설되는 유체의 유량을 최소화 할 수 있고 상기 절환판과 변좌의 밀착면의 평탄도 및 조도를 개선하기위해 별도의 기계가공을 하지 않아도 되므로 생산성을 획기적으로 향상 시킬수 있다.

Description

유로 절환 밸브{Flow Switching Valve}

본 고안은 유체를 다수개의 유로로 분배 하여 공급하는 장치에 관한 것으로 종래에 실용신안 출원번호 제 20001-32745호로 출원된"비데용 유로전환장치(이하 분배장치라함)"가 제안되어져 있으며, 이 기술에 에 대하여 살펴 보기로 한다.

도 1은 종래의 분배장치의 사시도이고, 도 2는 종래의 분배장치의 단면도이고, 도 3은 종래의 분배장치 에서 회전체를 보인 도면이고, 도 4(a)(b)는 종래의 분배장치의 평면도 및 저면도이다.

종래의 분배장치의 구성은, 하측에 스테핑모터(100)의 회전축이 결합되고, 스프링(220)에 의해 탄지되는 원판형태의 지지판(230)에는 배출홈(235)이 형성 되어져 회전이 이루어지게 되는 회전체(200)와; 상기 조절판(230)의 상면에 밀착되어 조립되고 세로축으로 대칭을 이루면서 일측 으로부터 원을 그리면서 점차 폭이 넓어지게 형성되고, 타측단부 에는 상측으로 관통되는 메인홀(310)이 한 쌍이 형성되며, 상기 메인홀이 형성되는 반대측의 세로축 상에 상하로 관통되는 보조홀(310)이 구비되는 분배판(300)과 일측에 세정수의 공급부(410)가 구비되고 상기 메인홀(310) 및 보조홀(320)으로 부터 배출되는 세정수가 각각 분리되어 공급되도록 하는 배출구(420)가 구비되는 하우징(400)으로 구성되며, 상기 조절판(230)은, 상기 회전체(200)에 삽입되어 상하로 이동되어진다.

상기 회전체(200)는, 샤프트(210), 스프링(220) 및 조절판(230)으로 구분되며, 상기 샤프트(210)의 하측에 스테핑모터의 회전축이 고정되어진다.

그리고, 상측에는 조절판(230)이 체결되는 돌출기둥(211)이 플랜지면(212)의 중앙으로부터 형성되고 상기 플랜지면(212)에는 스프링의 하단부가 위치한다.

상기 스프링(220)의 타단부에는 상기 조절판(230)의 하부면에 닿아 상측으로 가압하는 힘이 발생되도록 한다.

상기 돌출기둥(211)의 하부에는 또 하나의 돌출된 스토퍼(213)가 구비되며, 이것은 상기 조절판(230)이 결합 되었을 때 샤프트(210)과 일체로 조절판(230)이 회전 할수 있도록 하며, 이를 위해 상기 조절판(230)의 하면 에는 스토퍼홈(236a)이 형성된다.

그리고, 상기 조절판(230)은, 돌출기둥(211)에 삽입되어 상하로 일정 변위가 발생하도록 구속되며, 이를 위해 상기 돌출기둥(211)의 상단부 에는 체결을 위한 돌기(214)가 구비된다.

상기 조절판(230)은, 편평한 판상의 부재로서 하측면의 중앙부에는 상기 스토퍼홈(236a)이 형성되는 원통형의 중공축이(236)이 구비되며 판상부의 한 개소에 쐐기형 으로 함몰되는 배출홈(235)이 형성된다.

상기한 바와 같이, 종래의 유로 절환밸브는 조절판(230)과 분배판(300)이 스프링(220)에 의해 탄지되어 조절판(230)의 상측면과 분배판(300)의 하측면이 맞닿아 밀착되어, 상기 조절판에 형성된 배출홈(235)과 일치되어진 메인홀 또는 보조홀로 유로가 형성되어 유체가 배출되고, 상기 배출홈(235)과 일치되지 않은 메인홀 또는 보조홀은 조절판(230)상측면에 의해 가압되어 밀폐 되므로 유로가 폐쇄된다.

따라서, 상기 조절판(230)의 상측면과 분배판(300)의 하측면의 밀폐특성을 개선하기 위하여 별도의 기계가공으로 연마를 하여 평면도 및 표면조도를 향상시키며 또한 상기 조절판(230)이 분배판(300)을 강하게 가압하여야 밀폐성능이 좋아지므로 스프링의 가압력이 상대적으로 큰 스프링이 적용 되었다.

상기 한바와 같이, 조절판 및 분배판을 연마등의 기계가공을 하므로 생산원가가 높아지는 한편, 스프링의 과다한 인가압력이 조절판과 분배판 사이에 인가되므로 인가 압력에 비례하는 마찰력이 조절판과 분배판 사이에 인가되어 조절판을 회전시키는 스테핑모터의 회전토크가 과다해 지므로 상대적으로 높은 전력이 소비되는 스테핑모터, 또는 감속기어가 내장된 스테핑모터를 구동원으로 적용해야 하므로 원가상승의 요인이 되며, 또한 과다한 마찰력으로 인하여 조절판 또는 분배판 사이의 마모가 빠르므로 수명이 짧다는 문제점이 있었다.

본 고안은 이러한 문제점을 개선하여 상대적으로 낮은 토크의 스테핑모터로 조절판을 유효하게 회전시키면서 조절판 및 분배판 의 밀폐면의 기계가공을 하지 않고 표면 밀폐에 의한 유체의 밀폐성능을 향상시키며, 원가를 획기적으로 저감하는데 목적이 있다.

도 1은 종래의 유로절환 밸브의 단면도 이고,

도 2는 종래의 유로 절환밸브의 주요부를 나타낸 분해사시도이고,

도 3은 본 고안에 따른 유로 절환밸브의 외관 사시도이고,

도 4는 본 고안에 따른 유로 절환밸브의 단면도이고,

도 5는 본 고안에 따른 유로 절환 밸브의 주요부의 상세단면도 이고,

도 6은 본 고안에 따른 유로 절환밸브의 변체부 분해 사시도 이다.

*도면의 주요부에 대한 부호의 설명*

80; 절환변 81; 중심통공

84; 가압통공 83; 제1절환통공

102; 제2절환통공 90; 변좌

100; 밀폐판 85; 가이드 돌기

103; 가이드 홈 92; 밀폐 리브

91a,91b,91c,91d; 유출공 92a,92b,92c,92d; 연통공

고 본 고안은 이러한 목적을 달성 하기위해 고안된 것으로서 첨부한 도면을 예로 들어서 상세히 설명한다. 먼저, 도 4는 본 고안의 전체단면을 나타낸 단면도로서 유체 인입구(10)가 구비된 원통형의 밸브하우징(60) 내에 다수 자극으로 형성된 원통형 마그넷로터(150) 가 설치되어 있고, 마그넷로터(150)에 정,역회전 자계를 스텝제어신호에 의해 인가 될 수 있도록 고정자(50) 및 코일(40) 등이 밸브하우징(60) 외곽에 삽입되어져 있다.

따라서, 상기 코일(40)에 스텝제어신호를 인가하면 마그넷로터에 회전자계를 인가하여 마그넷로터가 회전하며, 마그넷로터(150) 내부에 구비된 로터지지대(20)을 통하여 회전력을 절환변(80) 으로 전달하여 유체의 절환이 이루어 지도록 한것이다.

따라서 밸브의 유체 인입구 (10)를 통하여 유입된 유체는 밸브하우징(140) 내에 설치된 마그넷로터(150)의 내측에 원통형으로 형성된 로터지지대(20)와, 상기 마그넷로터 내측을 상하로 얇게 연결된 고정리브(151) 사이를 통하여 절환변으로 유입된다.

상기 절환변(80) 은 원판형상으로서 상측에 원통형의 샤프트 지지기둥이 형성되어 있으며 그 중앙에 샤프트(160)이 통과 되도록 중심통공이 형성되어 있으며, 상기 원판 하측면의 외주에는 다수개의 가이드돌기(85) 가 형성되어있다.

또한, 상기 절환변(80) 의 절환판(87)에 설치되어 결합되는 밀폐판(100)이 구비되어 있으며, 상기 밀폐판(100) 하단에 다수개의 유출공(91)과 연통공(92)을 갖는 변좌(90)가 설치 되어있고, 연통공(92)의 외곽을 감싸는 원통 형상의 다수개의 연통관(93)이, 상기 변좌의 하단에 설치되는 밸브몸체(170)의 상부에 형성된 다수개의 삽입공(171)에 상호 압입되어 다수개의 유로가 구성된다.

도 5 및 도 6 는 각각 본 고안에 다른 유로절환밸브의 주요부에 대한 상세단면도와 작동원리를 도해한 도면으로서, 스텝신호에 의해 정,역 방향으로 일정 각도씩 회전하는 원통형의 마그넷로터(150)와, 상기 마그넷 로터를 지지하면서 중앙부에 축방향으로 샤프트(160)이 관통되도록 중앙통공이 형성되어 있고 다수개의 고정리브(152) 가 형성되어 있는 고정리브(152)가 부비 되어있다.

상기 고정리브(152)의 하단에는 가압스프링(70)이 구비되어 있고, 또한 상기 스프링(70)은 절환변(80)을 하측 방향으로 가압하여 변좌 쪽으로 가압하는 역할을 한다. 상기 절환변(80)은 원판형상의 구조로서 그 중앙에 일정 높이의 원기둥 형상의 보스가 형성 되어있고 그 중앙에 샤프트(160)가 통과되는 중심통공(81)이 형성되어 있으며 하부 원판부의 중심에서 일정거리 이격된 위치에 유체가 통과하는 제1 절환통공(83)이 원호 형상으로 형성 되어있다. 또한, 상기 제1절환통공(83)과 중심통공(81)과의 동일거리 위치에 직경이 작은 가압통공(84)가 다수개 형성 되어있으며 상기 가압통공(84) 및 제1절환통공(83)의 주위로 스프링 가이드(82)가 원호형상으로 돌출 되어있다. 또한 상기 절환변의 절환판(87) 하측에는 다수개의 가이드 돌기가 절환판(87) 외주면을 따라 형성되어 있으며 상기 절환판의 외주면 일측에는 한 쌍의 후크(86)가 상측방향으로 형성되어 상기 고정리브(152) 하단에 일정거리로 돌출되어 형성된 고정돌기(151)와 형합 되고 절환변(80)이 상기 마그넷로터(150)과 동일속도로 회전 하도록 하면서, 절환변이 마그넷로터와 일정거리 축방향으로 이동될 수 있도록 한다.

상기 절환변(80)의 하단에는 얇은 원판형상의 밀폐판(100)이 구비되어 있고, 밀폐판 에는 외주면을 따라 가이드 홈(103)이 형성 되어있어서 상기 절환변(80)의 하부에 형성된 가이드돌기(85)가 헐겁게 끼워 지도록 되어있고, 상기 절환변(80)에 형성된 제1절환통공(83)과 동일의 위치에 제1절환통공과 동일크기를 갖는 제2절환통공이 형성되어있으며, 중앙부에 샤프트(160)이 통과 할 수 있도록 증심통공이 형성 되어있다.

따라서 상기 밀폐판(100)은 절환변(80)의 하측면에 밀착되어 설치되며 밀폐판 외주면에 다수개로 일정각도의 간격으로 형성된 가이드홈이 절환변에 형성된 가이드돌기(85)에 맞물려 등속으로 회전운동 하며, 상기 가압스프링(70)에 의해 절환변(80)과 함께 변좌(90)측으로 탄지된다.

변좌(90)는 원판형상의 구조로서 상,하부에 각각 다수개로 형성된 유출공(91)과 연통공(92)이 형성되어 있으며 상기 유출공(91)의 외주부에 일정 높이로 돌출되어 동일 평면을 이루는 밀폐리브가 형성되어 있다. 또한 상기 유출공(91)이 상기, 제1절환통공(83)이 회전하면서 이루는 원과 동일한 직경위에 형성 되어있으므로 제1절환통공 및 제1절환통공이 회전함에따라 변좌(90)에 형성된 유출공(91a),(91b),(91c),(91d)의 위치에 순차적으로 동일평면상에 위치 하도록 되어 있게된다.

따라서 제1절환통공(83)과 제2절환통공(102)이 유출공(91a)위에 위치할 경우 유체는 제1절환통공(83),제2절환통공(102) 및 유출공(91a)를 순차적으로 통과하여 연통공(92a) 및 밸브몸체 상단에 형성된 삽입공(171a)을 거쳐 출구(172a)로 토출된다. 이때, 유출공(91b),(91c) 및 (91d)은 상부에 형성된 각각의 밀폐리브(92)와 밀폐리브 상부에 밀착된 밀폐판(100)에 의하여 밀폐되며, 밀폐된 유출공(91b), (91c) 및(91d) 상부에 각각 형성된 다수개의 가압통공(84)을 통하여 밀폐판(100)으로 유체압이 작용하게 되므로 상기 밀폐된어진 유출공(91)에 해당 되는 밀폐리브(92)의 표면에는 가압스프링에 의한 가압력과 유체압에 비례하는 압력이 작용 하므로 밀폐효과를 획기적으로 향상 시킬수 있게된다.

상기 밀폐판(100)은 그 두께가 얇고 단단하며 탄성을 지닌 재질로서 보통의 필름이며, 밀폐된 유출공에 유체압이 작용되었을때 밀폐판의 형상이 탄성한계를 넘어 변형되지 않도록 그 두께 및 경도, 탄성율 등이 적절하게 고려되어 선정되어야 하며, 또한 변좌에 형성된 밀폐리브와 마찰이 이루어 지므로 내마모성 및 회전방향으로 회전력이 다수개의 가이드홈(103)에 인가되므로 가이드홈이 변형되지 않도록 가이드홈(103) 및 가이드돌기(85)수를 정해야 할 것이다,

상기 밀폐판(100)은 판상 또는 롤(ROLE)상의 필름(FILM)을 프레스 금형으로 대량 생산이 대량생산이 가능하므로 제조원가를 획기적으로 저감 시킬수 있을뿐더러 상기 절환변(80과 변좌(90) 사이의 밀폐면에 대한 별도의 평면연마 작업을 하지 않아도 우수한 유체 밀폐성능을 갖게되는 것이 본 고안의 특징이다.

도 5의 상세도 B 에 나타 내었듯이 밀폐판(100)이 유출공(91)을 폐쇄한 경우를 도해한 것으로서, 절환변(80)의 하측면과 밀폐리브(92)의 상부면에 굴곡이 형성되어져 있음을 나타내었고, 절환변(80)의 절환판(87)에 형성되어진 가압통공(84)을 통하여 유체압(화살표)이 밀폐판(100) 상단면에 작용하여 상기 밀폐리브(92) 상부면을 따라 밀착되므로 별도의 평면가공을 하지 않더라도 우수한 밀폐특성을 도모할수 있다.

원판형상의 절환변을 일정각도로 정,역회전 시켜 절환변에 형성된 절환통공을 통하여 다수개의 유출구에 유체를 선택적으로 배분하여 절환시키는 밸브에 적용되어 절환변과 변좌 사이의 평면연마작업을 하지 않고도 폐쇄된 유출구측으로의 누설을 최소화 하면서 상기 절환변을 회전시키는 회전력이 상대적으로 낮은 토크를 소요 되므로, 부품의 평면가공비용 및 구동 스테핑모터의 소형화에 따른 원가절감을 도모할 수 있다.

Claims (3)

1개의 제1절환통공(83) 및 다수개의 가압통공(84)을 가지는 원판형상의 절환변(80)과:

상기 절환변 하단에 밀착되고 제2절환통공(102)을 가지며 외주부에 다수개의 가이드홈(103)이 형성된 얇은 판상의 밀폐판(100)과;

상기 밀폐판 하단에 밀착 설치되어 다수개의 유출공이 형성된 변좌(90)로 이루어진 것을 특징으로 하는 유로절환밸브.

제 1항에 있어서,

상기 절환변(80)의 하부면의 외주부에 다수개의 가이드 돌기(85)가 밀폐판(100)외주부에 형성된 가이드홈(103)과 맞물려 회전하며, 상기 제1절환통공과 제2절환통공은 동일형상으로서 동일위치에 설치되는 것을 특징으로 하는 유로절환밸브

제 1항에 있어서,

상기 변좌(90)에 형성된 유출구(91)주위에 일정폭 및 일정높이의 밀폐리브(92)가 형성되어있는 것을 특징으로 하는 유로절환밸브.