KR200400543Y1 - 고온 고압 분사 총의 유체 개폐 밸브 실링 구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 고온 고압이 작용하는 분사 총의 유체 개폐 밸브에 관한 것으로서 보다 상세하게는 고온 고압 하에서 유체를 개폐할 때 밸브의 실링을 완전하게 형성하도록 2중 실링을 이루어 유체의 누출을 확실하게 방지하며 사용 수명이 대폭 증대되는 고온 고압 분사 총의 유체 개폐 밸브 실링 구조에 관한 것이다.

본 고안은 유체 경로를 개폐하는 볼과 볼이 접하는 시트부의 접면을 2중으로 선 접촉되면서 완전한 실링을 이룰 수 있도록 이루어 유체 누출이 확고하게 방지되며 장기간 사용하더라도 고장 및 수리 수요가 적어 경제성이 극대화되고, 볼과 볼의 접면을 가공함에 있어 완전함에 가까운 구면의 형성과 동일하게 대응하는 만곡면의 정밀 가공에 노력을 절감할 수 있어 제조가 간편한 실링 구조를 제공하고자, 고온 고압 분사 총의 유체 개폐 밸브의 몸체 내에 구성하는 유로 개폐 볼(22), 상기 볼(22)과 접하여 기밀을 유지하는 볼 밸브 시트부(3)는 고압에 대응하여 주 실링을 이루는 금속재의 주 시트(1)와, 상기 주 시트(1)와 볼의 완충을 이루는 동시에 보조 실링을 이루는 내열 수지재의 보조 시트(2)를 중첩 형성하여 상기 볼의 구면과 상기 주, 보조 시트의 모서리가 접하여 선 접촉을 유지하면서 주, 보조 시트(1, 2)의 2중 실링을 이루어 고압 환경하에서도 기밀이 완벽하도록 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

고온 고압 분사 총의 유체 개폐 밸브 실링 구조{Fluid open and shut valve sealing structure of a high temperature high pressure injection gun}

본 고안은 고온 고압이 작용하는 분사 총의 유체 개폐 밸브에 관한 것으로서 보다 상세하게는 고온 고압 하에서 유체를 개폐할 때 밸브의 실링을 완전하게 형성하도록 2중 실링을 이루어 유체의 누출을 확실하게 방지하며 사용 수명이 대폭 증대되는 고온 고압 분사 총의 유체 개폐 밸브 실링 구조에 관한 것이다.

일반적으로 특정의 유체를 노즐을 통해 고압 분사하는 경우에는 단순히 저압의 유체를 관로에 흐르게 하면서 개폐하는 경우에 비해 개폐를 실질적으로 이루는 밸브를 중심으로 볼 때 밸브의 기밀성이 한 층 더 요구된다.

이는 유로에 고압이 작용하므로 밸브의 실링 기능이 견고하고 완전하여야 한다는 점에 기초하며 여기에 더하여 고온의 유체를 개폐하여야 하는 경우에는 더욱 그러하다.

상기 고온 고압의 유체가 작용하는 분사 총에는 흔히 사용되는 세척용 분사 총이 그 대표적인 케이스이며 이 경우에는 고온의 스팀을 고압으로 이송시켜 노즐에서 강하게 분사하여 다양한 물체를 세척하는데 주로 이용되고 있음을 알 수 있다.

예를 들어 자동차 세차용 고압 분사 총이 그 중 하나로 인식될 수 있다.

도 1에 상기 공지된 고온 고압 분사 총이 개략적으로 도시되어 있다.

즉, 공지의 분사 총은 손잡이 몸체(10) 내에 유로를 형성하고 유로를 개폐하는 밸브(20)를 유로 중간에 형성하며, 밸브(20)는 유로를 실질적으로 개폐하는 볼(22)과, 볼(22)을 가압하여 폐쇄 력을 제공하는 스프링(26)과, 스프링(26) 탄성을 받는 상기 볼(22)의 선단을 밀어 유로를 개방하는 로드(24)로 이루어지고, 상기 손잡이 몸체(10)의 한쪽에는 손잡이 몸체에 힌지 결합한 레버(12)와 레버의 가압으로 상기 로드(24)가 볼(22)을 개방하도록 이루어지며, 유로의 일단에 유체 입구 커플링(16)과 반대쪽 타단에 유체 출구 커플링(18)을 형성하여 이루어진다.

상기 커플링(16)에는 고온 고압의 유체 호스가 연결되며, 커플링(18)에는 노즐을 갖는 파이프를 결합하여 분사 총을 이루는 것이다.

여기서 종래 기술에 따른 고온 고압 분사 총의 유체 개폐 밸브 실링 구조를 살펴보면 도 2에 도시한 바와 같이 이루어져 있다.

밸브(20)는 밸브 몸체 내에 유체 유출입 통로를 마련하고 상기 통로를 개폐하도록 볼(22)을 스프링(26) 탄지하여 구성하고 볼(22)과 접하여 기밀을 유지하는 시트부(30)는 중앙에 통공(32)을 마련하고 바깥둘레에 요홈을 형성하여 O-링(34)을 끼워 형성하며 상기 통공(32)과 볼(22)이 접하는 접면은 볼(22)의 구면을 따라 일치하도록 만곡면을 형성하여 이루며 통공을 관통하는 로드(24)를 볼의 표면에 근접하여 이루어지는 것이다.

상기 시트부(30)는 밸브(20) 몸체 내에 끼워 결합하면 O-링(34)이 몸체 내면과 밀착하여 기밀을 유지하도록 조립 구성되는 것이다.

그러나 이러한 종래 기술에 따르면 밸브(20)의 볼(22)은 스테인리스 스틸과 같은 강재로 이루어지고, 시트부(30) 역시 황동과 같은 강재로 이루어져 메탈과 메탈끼리 접면을 유지하므로 실링이 완전하지 못하다는 단점이 있다.

또한, 실링이 완전하지 못한 원인으로는 구조적으로 볼(22)의 구면이 완벽하게 정구면을 형성하도록 가공하는 것 자체가 불가능하고 동시에 볼과 접하는 시트부의 접면 역시 완전 구면에 대응하는 동일한 만곡면을 형성하는 것이 불가능하다는 점과, 개폐를 반복하면서 사용하는 것에 의해 고온 고압으로 밸브에 충격이 가해지면서 마모가 발생하고 특히 어느 일측에 편중된 마모가 초래되는 경우에는 상기 구면 유지가 더욱 불가능해져 기밀도가 현저하게 저하되는 문제가 발생한다.

상기 볼과 시트부 접면은 결과적으로는 넓은 면적의 면 접촉을 이룸으로

이러한 단점을 갖는 종래 유체 개폐 밸브 실링 구조를 적용한 예로서 고압 세척용 건을 살펴보면 밸브가 폐쇄된 비 사용시기에도 유체가 로드를 타고 외부로 누출되는 폐해가 있고 밸브가 취약하여 대개 2개월 이상 견디지 못하고 용도 폐기되는 사례가 잦은 실정이다.

본 고안은 상술한 바와 같은 종래 기술이 갖는 여러 문제점을 해소하고자 고안된 것으로서 다음과 같은 목적을 갖는다.

본 고안은 유체 경로를 개폐하는 볼과 볼이 접하는 시트부의 접면을 2중으로 선 접촉되면서 완전한 실링을 이룰 수 있도록 이루어 유체 누출이 확고하게 방지되며 장기간 사용하더라도 고장 및 수리 수요가 적어 경제성이 극대화되는 고온 고압 분사 총의 유체 개폐 밸브 실링 구조를 제공하는 것이다.

본 고안은 볼과 볼의 접면을 가공함에 있어 완전함에 가까운 구면의 형성과 동일하게 대응하는 만곡면의 정밀 가공에 노력을 절감할 수 있어 제조가 간편한 고온 고압 분사 총의 유체 개폐 밸브 실링 구조를 제공하는 것이다.

상기 목적을 구현하고자 이루어지는 본 고안은 고온 고압 분사 총의 유체 개폐 밸브의 몸체 내에 구성하는 유로 개폐 볼, 상기 볼과 접하여 기밀을 유지하는 볼 밸브 시트부는 고압에 대응하여 주 실링을 이루는 금속재의 주 시트와, 상기 주 시트와 볼의 완충을 이루는 동시에 보조 실링을 이루는 내열 수지재의 보조 시트를 중첩 형성하여 상기 볼의 구면과 상기 주, 보조 시트의 모서리가 접하여 선 접촉을 유지하면서 주, 보조 시트의 2중 실링을 이루어 고압 환경하에서도 기밀이 완벽하도록 이루어지는 것에 의한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 기술 구성에 대하여 상세하게 살펴보기로 한다.

본 고안은 도 3에 도시한 바와 같이 이루어진다.

고온 고압 분사 총의 유체 개폐 밸브(20)의 몸체 내에 구성하는 유로 개폐 볼(22), 상기 볼과 접하여 폐쇄 탄발력을 제공하는 스프링(26), 상기 볼(22)의 개방을 위해 볼의 선단을 밀어 시트부로부터 이격시키는 로드(24) 및 상기 볼과 접면을 유지하는 시트부를 포함하여 이루어지는 분사 총의 유체 개폐 밸브 실링 구조에 있어서, 시트부(3)는 고압에 대응하여 주 실링을 이루는 금속재의 주 시트(1)와, 상기 주 시트(1)와 볼(22)의 완충을 이루는 동시에 보조 실링을 이루는 내열 수지재의 보조 시트(2)를 중첩 형성하여 상기 볼(22)의 구면과 상기 주, 보조 시트(1, 2)의 모서리가 접하여 선 접촉을 유지하면서 주, 보조 시트(1, 2)의 2중 실링을 이루도록 구성한다.

상기 시트부(3)의 중심 통공(4)은 볼(22)의 구면과 각각 밀착하도록 지름이 상이하게 단차로 형성하여 이루어진다.

상술한 바와 같은 구성을 이루는 본 고안의 작용에 대하여 좀 더 구체적으로 살펴보기로 한다.

본 고안의 고온 고압 분사 총의 유체 개폐 밸브 실링 구조는 스팀 유체를 고압으로 분사하는 분사 총에 매우 유용하게 작용한다.

유체 입구 커플링(16)을 통해 고온 고압의 유체가 유입되면 사용자는 레버(12)를 가압하여 로드(24)를 밀고 로드(24) 선단은 볼(22)을 밀어 폐쇄 상태의 유로를 개방 상태로 전환하게 한다.

이에 유체는 유체 출구 커플링(18)을 경유하여 미 도시된 통상의 분사 노즐을 통해 고압 분사를 이룬다.

고압 분사되던 유체를 차단하고자 하는 경우 잡아당기고 있던 레버(12)에 압력을 해제하면 스프링(26)의 탄성에 의해 볼(22)은 시트부(3) 측으로 이동하면서 로드(24)는 원위치하고 이때 볼(22)은 개방하고 있던 유로가 점차 폐쇄됨에 따라 유체 입구로부터 유입되던 유체압력에 따라 매우 급속하게 폐쇄 방향으로 이동하면서 상당한 밸브 폐쇄 충격이 발생 된다.

이때 본 고안은 도 4a와 같이 볼(22)의 구면이 1차적으로 보조시트(2)에 밀착을 이루면서 내열 수지재로 이루어진 통공(4) 내주연의 모서리부분(p1)과 접촉하면서 완충을 이루며 기밀 유지를 개시하며 지속적인 유체 압력과 스프링(26) 압력에 의해 볼(22)이 더 전진하면서 2차적으로 주시트(1)의 모서리부분(p2)에 가압 되면서 기밀을 유지하도록 작용한다.

상기 각 시트(1, 2)의 모서리 면과 접촉하는 볼(22)의 구면은 면 접촉이 아닌 원주만이 접촉하는 선 접촉을 이루게 되어 기밀성이 한 층 더 높아지는 이점이 있다.

따라서 오랜 기간 반복적으로 사용하더라도 밸브의 기밀성이 저하되지 아니하는 장점과 함께 중첩 구성한 주 시트(1)와 보조 시트(2)는 견고하며 보조 시트(2)의 바깥 둘레면은 밸브(20)의 안지름에 밀착되게 되어 별도의 O-링을 형성하지 아니하더라도 기밀을 유지할 수 있도록 작용한다.

이상에서 상세하게 살펴본 바와 같은 본 고안은 유체 경로를 개폐하는 볼과 볼이 접하는 시트부의 접면을 2중으로 선 접촉되면서 완전한 실링을 이루는 효과가 있고 유체 누출이 확고하게 방지되며 장기간 사용하더라도 고장 및 수리 수요가 적어 경제성이 극대화되는 효과가 있으며, 볼과 볼의 접면을 가공함에 있어 완전함에 가까운 구면의 형성과 동일하게 대응하는 만곡면의 정밀 가공에 노력을 절감할 수 있어 제조가 간편한 효과가 있고, 1차 보조 시트에서 완충 및 기밀 작용을 이루고 나서 2차 주 시트에서의 고압 기밀 작용을 이루는 것에 의해 밸브 시트에 가해지는 고압의 충격을 분산하는 등의 여러 실용적인 효과를 갖는 고안이다.

도 1은 공지된 고온 고압 분사 총의 개략적인 단면 구성도.

도 2는 종래 분사 총에 구성된 유체 개폐 밸브 발췌 확대 단면도.

도 3은 본 고안이 적용된 분사 총의 유체 개폐 밸브 발췌 구성도.

도 4a, b는 본 고안의 유체 개폐 밸브 작동 상태도.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

1: 주 시트 2: 보조 시트

3: 시트부 4: 통공

Claims (2)

1. 고온 고압 분사 총의 유체 개폐 밸브(20)의 몸체 내에 구성하는 유로 개폐 볼(22), 상기 볼과 접하여 폐쇄 탄발력을 제공하는 스프링(26), 상기 볼(22)의 개방을 위해 볼의 선단을 밀어 시트부로부터 이격시키는 로드(24) 및 상기 볼과 접면을 유지하는 시트부를 포함하여 이루어지는 분사 총의 유체 개폐 밸브 실링 구조에 있어서,

   시트부(3)는 고압에 대응하여 주 실링을 이루는 금속재의 주 시트(1)와,

   상기 주 시트(1)와 볼(22)의 완충을 이루는 동시에 보조 실링을 이루는 내열 수지재의 보조 시트(2)를 중첩 형성하여 이루고,

   상기 볼(22)의 구면과 상기 주, 보조 시트(1, 2)의 모서리가 접하여 선 접촉을 유지하면서 주, 보조 시트(1, 2)의 2중 실링을 이루도록 구성하는 것을 특징으로 하는 고온 고압 분사 총의 유체 개폐 밸브 실링 구조.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 시트부(3)의 주 시트(1)와 보조 시트(2)의 중심 통공(4)은 볼(22)의 구면과 각각 밀착하도록 지름이 상이하게 단차로 형성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고온 고압 분사 총의 유체 개폐 밸브 실링 구조.