KR200404834Y1 - 감압밸브 - Google Patents

Abstract

본 고안은 감압밸브에 관한 것으로, 하나의 시스템에서 밸브를 교환할 필요가 없이 출구압력을 가변적으로 조절할 수 있어 비용의 절감 및 생산성의 향상은 물론, 작업성을 개선할 수 있게 될 뿐 아니라, 원하는 출구압력을 정확하게 얻을 수 있도록 한 것이다.

이의 실현을 위하여 본 고안에서는, 노브 작동을 통해 스프링력을 조절하여 설정된 압력으로 출구압력의 감압이 이루어지도록 하는 감압밸브에 있어서, 일측에는 유체유입포트와 드레인포트가 형성되고 타측에는 유체배출포트가 형성된 밸브바디와, 상기 밸브바디의 유체유입포트 및 드레인포트와 유체배출포트 사이에 유로가 연통되는 감압실이 형성되며 상기 밸브바디와 결합되는 커버체와, 상기 커버체 내의 감압실에 설치되어 설정된 유체 압력에 대응되는 유로를 형성하는 스풀과, 상기 커버체에 결합되며 스프링력 조절에 의한 시트의 개폐작용을 통해 유체배출포트의 압력을 조절하는 압력조절부를 포함하여 이루어진다.

따라서, 본 고안은 감압실에서 유체 드레인량을 조절하여 유체배출포트를 통해 얻어지는 유체압력을 임의로 조절할 수 있게 되며, 포펫과 시트사이에서 유체가 균일하게 흐르게 하여 정확한 출구압력을 얻을 수 있다.

Description

감압밸브{Pressure reducing valve}

본 고안은 감압밸브에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 노브의 작동을 통해 스프링력을 조절하여 원하는 유체의 배출압력을 얻을 수 있는 감압밸브에 관한 것이다.

일반적으로 감압밸브는 설정압 이상의 유체를 탱크로 배출시켜 감압이 이루어지도록 하되, 릴리프 밸브와는 달리 작용 중 항상 일정량의 유체를 드레인되도록 하는 밸브로서, 철도차량이나 일반 차량의 제동장치, 유압클러치 등에 많이 적용되고 있다.

종래의 감압밸브로는 국제특허출원의 출원공개공보 특1988-7000196호에 개시된 것으로, 격벽으로 입구실과 출구실이 격리된 밸브케이싱이 구비되고, 상기 격벽의 일측에서 다른 일측으로 관통되는 밸브구를 갖춘 밸브시트, 밸브시트를 향해 탄성적으로 강제되는 밸브요소, 유체의 출구압력에 감응하여 밸브요소의 작동을 제어하는 제어장치 등을 구비하게 된 것으로 유체의 출구압력이 인가될 압력실이 조성됨은 물론, 유체압력의 정압성분만을 압력실에 전달하도록 된 압력전달 통로가 형성되어 있다.

또한, 실용신안공보 실1990-0010608호에 개시된 감압밸브는, 몸체 내부에 내설되는 공급밸브, 부쉬에 피스톤 샤프트가 접동할 수 있게 이루어진 압축공기 공급부, 스프링을 갖춘 스프링실, 상하 스프링 지지부재, 조정스크류, 공기 압력조절부로 이루어진 감압 밸브에 관한 것으로, 피스톤 샤프트 상, 하 작동시 밀폐력이 작용되도록 피스톤 샤프트의 패킹피스톤, 시일 및 부싱 등을 구비하며, 시일홈의 상면과 패킹 피스톤의 외주상면 사이에 다수의 유통공을 마련하여 된 것이다.

그리고, 공개실용신안공보 제93-5092호에 개시된 감압밸브는, 밸브몸체의 물유통로에 차단벽이 형성된 작동구를 입설하고, 밸브몸체에 결합된 캡 내부에 스프링를 삽입하여 작동구 상단에 결합된 차단판을 스프링의 압력이 작용되도록 이루어진 것이다.

그런데, 상기한 바와 같은 종래 감압밸브들은 출구압력을 가변적으로 조절할 수 있는 수단이 강구되어 있지 않거나, 출구압력의 미세한 조정만이 가능한 구조이기 때문에 하나의 시스템에서 다른 출구압력을 필요로 할 경우 밸브 자체를 교체시켜야만 한다는 문제점이 있었다.

또한, 등록특허공보 특0153562호에 개시된 감압밸브는, 노브에 의해 회전되는 제1스크류부재, 상기 제1스크류부재를 따라 상기 제1스크류부재의 회전에 의해 산출된 너트의 변위에 따라 스프링의 스프링력을 조정하기 위해 상기 제1스크류부재에 장착된 너트, 중앙축선을 따라 상기 제1스크류부재에 형성된 나사구멍내에 나사사박음된 제2스크류부재, 상기 제1스크류부재를 따라 상기 너트의 최대변위를 제한하기 위해 상기 제2스크류부재의 일단에 구비된 스톱퍼로 구성되어, 감압밸브 외부로부터 조작 가능한 노브를 조정하여 원하는 출구압력을 설정할 수 있게 한 것으로서, 압력조정을 위해 릴리프 밸브로 작용하는 스템의 팁과 제1, 2구멍의 접촉면의 면맞춤이 완전하지 않아 유체 누설을 초래하여 원하는 출구압력을 안정되게 얻을 수 없게 된다는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기한 바와 같은 종래 감압밸브들의 문제점을 일시에 해소하기 위한 것으로, 본 고안의 목적은 출구압력을 가변적으로 조절할 수 있어 하나의 시스템에서의 밸브 자체를 교환할 필요가 없고 따라서 비용의 절감 및 생산성의 향상은 물론, 작업성을 개선할 수 있게 될 뿐 아니라, 원하는 정확한 출구압력을 얻을 수 있을 수도 있게 되는 감압밸브를 제공하려는데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 노브 작동을 통해 스프링력을 조절하여 설정된 압력으로 출구압력의 감압이 이루어지도록 하는 감압밸브에 있어서, 일측에는 유체유입포트와 드레인포트가 형성되고 타측에는 유체배출포트가 형성된 밸브바디와, 상기 밸브바디의 유체유입포트 및 드레인포트와 유체배출포트 사이에 유로가 연통되는 감압실이 형성되어 상기 밸브바디와 결합되는 커버체와, 상기 커버체 내의 감압실에 설치되어 설정된 유체 압력에 대응되는 유로를 형성하는 스풀과, 상기 커버체에 결합되며 스프링력 조절에 의한 시트의 개폐작용을 통해 유체배출포트의 압력을 조절하는 압력조절부로 이루어지는 감압밸브를 제공한다.

그리고, 상기 밸브바디의 일측에는 감압이 이루어진 유압을 표시하는 압력게이지를 설치하는 게이지 포트가 구비된 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 스풀은 원주방향으로 직경이 다른 다수의 유통공이 2열로 형성되고, 중심부에는 유체가 통과하는 관통공이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 압력조절부는 상기 커버체 일측 단부에 결합되는 리테이너와, 상기 리테이너의 내측 단부에 삽입되고, 감압실에 위치되어 메인스프링에 의해 지지되는 시트와, 상기 시트와의 접촉에 의해 유체의 통로를 형성하는 포펫과, 상기 포펫에 탄성력을 부여하기 위해 리테이너의 외측 단부에 고정되는 스톱퍼에 노브의 회전에 의해 압력조절이 이루어지도록 조절스크류가 플런저를 축방향으로 이동시켜 플런저와 포펫 사이에서 탄력을 발하도록 구비되는 포펫스프링으로 이루어지지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 포펫은 선단부가 원추형이고, 포펫의 경도는 시트 경도의 1.5∼2배인 것을 특징으로 한다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 따라 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 고안에 따른 감압밸브의 구성을 나타내는 분해 단면도이고, 도 2는 본 고안에 따른 유체 배출포트를 통해 최소 유체압이 얻어지는 상태의 감압밸브를 나타내기 위한 결합 단면도이며, 도 3은 본 고안에 따른 유체 배출포트를 통해 최대 유체압이 얻어지는 상태의 감압밸브를 나타내기 위한 결합 단면도이다.

본 고안은 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 노브 작동을 통해 스프링력을 조절하여 설정된 압력으로 출구압력의 감압이 이루어지도록 하는 감압밸브에 관한 것으로, 유체가 유입되는 유체유입포트(8)와 유체가 유출되는 유체유출포트(10)를 구비한 밸브바디(2)와 압력실(20)이 형성된 커버체(4)와 설정된 유체압력에 따라 유체유입포트(8)와 유체유출포트(10)를 연통시키는 스풀(16)과 유체출구의 압력을 조절하는 압력조절부로 기본적인 구성을 이루고 있다.

상기 밸브바디(2)는 일측에 유체유입포트(8)와 드레인포트(12)가 형성되고 타측에는 유체배출포트(10)가 형성되어 서로 연통되는 유로를 갖고 있으며, 밸브바디(2)의 유체유입포트(8) 및 드레인포트(12)와 유체배출포트(10)는 감압실(20)을 통하여 연통되게 되며, 상기 밸브바디(12)에는 커버체(4)가 결합되는데 유체의 누설을 방지하기 위한 오링(41,42)이 개재되어 있다.

상기 밸브바디(2)의 일측면에는 감압이 이루어진 유압을 표시하는 압력게이지를 설치하기 위하여 유체배출포트(10)와 연통되는 게이지포트(14)가 더 구비되어 있다.

상기 커버체(4)는 상기 밸브바디(12)와 결합되는 부분에 감압실(20)이 형성되어 있고, 설정된 유체압력에 따라 유체유입포트(8)와 유체유출포트(10)를 연통시키는 유로를 형성하는 스풀(16)이 내재되어 있으며, 상기 스풀(16)은 시트(24)와의 사이에 지지되는 메인스프링(26)에 의해 탄성을 유지하고 있으며, 상기 시트(24)는 커버체(4)에 결합된 압력조절부의 리테이너(22) 선단에 삽입되어 있고, 포펫(28)이 시트(20)의 중앙에 형성된 관통공을 통하여 흐르는 유체를 드레인포트(12)로 흐르게 하는 밸브의 역할을 한다.

이 때, 상기 포펫(28)은 포펫스프링(32)에 의해 지지되고, 압력조절부의 외측에 결합되는 스톱퍼(38)에 체결되는 노브(34)가 달린 조절스크류(36)에 의해 플런저(30)를 축방향으로 이동시킴에 따라 탄성력을 발휘하게 된다.

그리고, 상기 스풀(16)의 외주면에는 직경이 다른 다수의 유통공(18,19)이 원주방향으로 2열로 형성되어 있고, 스풀(16)의 내측에는 유체입력포트(8)로부터 공급되는 유체가 통과하는 관통공(25)이 형성되어 있으며, 외주면에는 상기 관통공(25)과 인접한 부위에 형성된 유통공(18)의 직경이 밸브바디(2) 쪽으로 형성된 유통공(19)의 직경보다 크게 형성되어 있다.

상기 압력조절부의 구성을 구체적으로 설명하면, 상기 커버체(4) 일측 단부에는 리테이너(22)에 형성된 나사부(23)가 커버체(4)에 형성된 나사공(13)에 의해 결합되고, 상기 리테이너(22)가 커버체(4)의 내측에 삽입되는 일단부에는 감압실(20)에 삽입된 메인스프링(26)에 의해 스풀(16)을 지지되는 시트(24)가 안착되며, 상기 시트(24)와 접촉하여 유체유입포트(8)에서 공급되는 유체를 설정된 압력으로 공급하기 위해 설정된 압력 이상이 작용할 경우 상기 시트(24)에 형성된 관통공(25)을 통해 드레인포트(12)로 배출하는 통로를 형성하는 포펫(28)과, 설정된 압력에 대응하는 탄력을 발하도록 하기 위해 메인스프링(26)에 대응되는 탄성력을 포펫(28)에 작용하게 하는 포펫스프링(32)과, 상기 포펫스프링(32)을 지지하여 탄성력을 부여하기 위한 플런저(30)와 상기 플런저(30)가 포펫스프링(32)을 가압하기 위해 축방향으로의 위치 이동이 이루어지도록 하는 조절스크류(36)를 회전시키는 노브(34)가 형성되어 있고, 설정된 압력을 그대로 유지하기 위한 조절스크류(36)를 일정 위치에 고정시키는 로크너트(4)로 이루어져 있다.

미설명부호 43, 44, 45는 오링으로서, 43,44는 압력조절부가 커버체(4)에 결합될 때, 커버체(4)와 리테이너(22) 사이의 유체의 누설을 방지하기 위해 설치되는 것이고, 45는 플런저(30)의 누설을 방지하기 위해 설치되는 것이다.

또한, 상기 포펫(28)은 선단부가 시트(24)와 정확한 밀폐력이 형성되도록 하기 위하여 원추형으로 형성되어 있고, 시트(24)의 경도보다 1.5∼2배 큰 경도를 갖도록 함으로써 시트(24)와 포펫(28)의 접촉부가 코킹이 되도록 하여 드레인 되는 유체의 배출량이 정확하게 유지되도록 하고, 시트(24)의 관통공(25)을 폐쇄시에는 긴밀한 밀폐력을 가지도록 한 구조를 채택하고 있다. 포펫(28)의 경도가 시트(24)의 경도보다 1.5배 이하가 되면 코킹의 효과가 적고, 2배 이상이 되면 포펫(28)이 시트(24)의 접촉부에 손상을 주게되어 누설의 우려가 있다.

상기와 같이 이루어진 본 고안에 의한 감압밸브의 작용을 도 2 및 도 3을 참고하여 구체적으로 설명한다.

본 고안에 의한 감압밸브를 이용하여 소정의 압력을 얻기 위해서는 유압이 작용된 상태에서 압력조절부의 조절스크류(36)가 일체로 형성된 노브(34)를 회전시키면 리테이너(22)의 나사공(27)에 나사부(33)가 결합된 스톱퍼(38)에 의해 조절스크류(36)가 회전하여 플런저(30)를 축방향으로 이동시키게 되어 포펫스프링(32)이 설정하고자 하는 압력에 대응되는 탄성력을 유지하게 되는데, 이 탄성력은 밸브바디(2)에 설치된 압력게이지(미도시)에 의해 설정 압력을 확인하게 되며, 설정 압력대로 셋팅이 되면 사용중 압력이 변동되는 것을 방지하기 위해 로크너트(40)로 조절스크류(36)를 고정하여 이완을 방지한다.

이렇게 하여 감압밸브의 설정압력이 셋팅되면 유체유입포트(8)의 A지점에서 유입되는 유체는 감압실(20)에 내재되는 스풀(16)의 B지점에 형성된 유통공(18,19)을 통하여 설정된 압력 만큼의 유체가 유체유출포트(10)의 B점으로 흐르게 되는데 설정된 압력 이상의 유압이 작용하게 되면 유체가 스풀(16)의 B지점에서 관통공(17)과 시트(24)의 관통공(25)을 통하여 포펫(28)을 밀게되고, 이 때, 시트(24)는 설정된 소정의 압력을 초과하는 유체를 흘러보낼 수 있는 만큼의 간격을 형성하여 드레인포트(12)의 D지점으로 유체를 흘려보내게 됨으로써 감압작용이 이루어지게 된다.

시트(24)와 포펫(28) 사이에 유통로를 형성하기 위한 탄성력은 노브(34)의 회전에 의해 조절하게 되는데, 시트(25)와 접촉되는 포펫(28)의 반대편에 포펫스프링(32)이 탄성 지지되고, 이 포펫스프링(32)은 리테이너(22)의 내부에서 길이방향으로 이동하는 플런저(30)가 지지하게 되며, 이 플런저(30)는 리테이너(22)의 단부에 나사 고정되는 스톱퍼(38)를 관통하는 조절스크류(36)에 의해 플런저(30)를 가압함으로써 유체의 감압에 필요한 스프링력을 유지할 수 있게 된다.

또, 상기 포펫(28)은 상기 시트(24) 의 유체 통로를 용이하게 여닫을 수 있도록 전부가 원추형으로 이루어져 있고, 이 원추부와 시트(24)의 접촉부위의 밀폐력 향상을 위하여 양 접촉부가 코킹이 되도록 하기 위하여 포펫(28)의 경도가 시트(24)의 경도보다 1.5∼2배 큰 경도를 갖게 함으로써 경도가 큰 포펫(28)이 시트(24)에 접촉시 시트(24)의 접촉부에 포펫(28)의 형상에 대응되게 미세한 변형을 가져오게 하여 긴밀한 밀폐력이 작용되도록 한다.

한편, 상기한 플런저(30)는 상기 리테이너(22)의 외측 단부에 내재 상태로 체결되도록 구비되어지는 것이며, 이와 같은 플런저(30)와 포펫(28) 사이에서 탄력을 발하도록 구비되는 포펫스프링(32)에 의해 그 이동력을 포펫(28)에 전달하여 포펫(28)을 밀어주게 된다.

또한, 상기 플런저(30)는 상기한 바와 같은 노브(34)에 의해 회전되어 축방향으로 위치 이동되며, 이에 따라 포펫스프링(32)을 통하여 포펫(28)을 밀어주게 되며, 포펫(28)에 의한 시트(24)의 유체 통로를 여닫게 된다.

또 포펫(28)에 작용되는 힘은 메인스프링(26)을 통하여 스풀(16)에 전달되어 스풀(16)을 밀어주게 되며, 이와 같이 스풀(16)에 작용되는 힘과 감압실(20) 내부의 유체 압력 차이만큼 스풀(16)이 움직여 스풀(16)에 의한 유로의 전환이 이루어지게 되는 것이다.

본 감압밸브에 의해 최소의 압력이 작용하게 감압하기 위해서는, 도 2에서와 같이 노브(34)를 일 방향으로 돌려 플런저(30)로 하여금 리테이너(22)에서 최 후방 위치에 머무르도록 하면, 포펫(28)에 작용되는 포펫스프링(32)력이 그 만큼 작아지게 되어 감압실(20)에 작용되는 유체 압력에 의해 포펫(28)은 쉽게 밀려 포펫(28)과 시트(24) 사이의 유체 통로가 크게 열리게 된다.

따라서, 유체유입포트(8)에서 유입된 감압실(20)의 유체는 포펫(28)과 시트(24) 사이의 유체 통로를 통하여 드레인포트(12)로 그 만큼 많은 양이 드레인되게 되어 유체출구, 즉, 유체배출포트(10)를 통해 작용하는 유체 압력은 그 만큼 작아지게 된다.

또, 본 감압밸브에 의해 최대의 압력이 작용하게 감압하기 위해서는, 도 3에서와 같이 노브(34)를 최소의 압력이 작용하게 하기 위한 방향과는 반대 방향으로 돌려 플런저(30)로 하여금 리테이너(22)의 최 전방 위치에 머무르도록 하면, 포펫(28)에 작용되는 포펫스프링(32)력은 그 만큼 커지게 되어, 감압실(20)에 작용되는 유체 압력에 의해서 포펫(28)은 쉽게 밀리지 않게 되고, 포펫(28)과 시트(24) 사이의 유체 통로도 작게 열리게 된다.

따라서, 감압실(20)의 유체는 소량만 드레인되게 되어 유체배출포트(10)를 통해 드레인되며, 이때 유체배출포트(10)에서 얻어지는 유체 압력은 최대가 되는 것이다.

결국, 압력조절부에 설치된 노브(34)의 회전 정도를 최대에서 최소 사이에서 조절함에 따라 감압실(20)에서의 유체 드레인량을 조절하게 되고, 이에 따라 유체배출포트(10)를 통해 얻어지는 유체압력을 원하는 대로 조절할 수 있게 되는 것이다.

상기한 바와 같은 본 고안에 의한 감압밸브는, 하나의 시스템에서 밸브 자체를 교환할 필요 없이 출구압력을 가변적으로 조절할 수 있어 비용의 절감 및 생산성의 향상은 물론, 작업성을 개선할 수 있게 될 뿐 아니라, 원하는 출구압력을 정확하게 얻을 수 있을 수 있는 유용한 효과를 제공한다.

즉, 노브의 회전 정도를 최대에서 최소 사이에서 조절함으로써, 감압실에서의 유체 드레인량을 조절하게 되고, 이러한 유체 드레인량의 조절로 인하여 유체배출포트를 통해 얻어지는 유체압력을 원하는 대로 조절할 수 있게 되는 것이다.

뿐만 아니라 본 고안은, 유체 드레인 여부를 결정하는 포펫과 시트사이에서의 밀폐력이 증대됨에 따라 포펫과 시트사이에서의 유체 누설이 방지됨으로써 원하는 출구압력을 얻을 수 있게 된다는 다른 효과도 제공한다.

도 1은 본 고안에 따른 감압밸브의 구성을 나타내는 분해 단면도.

도 2는 본 고안에 따른 유체 배출포트를 통해 최소 유체압이 얻어지는 상태의 감압밸브를 나타내기 위한 결합 단면도.

도 3은 본 고안에 따른 유체 배출포트를 통해 최대 유체압이 얻어지는 상태의 감압밸브를 나타내기 위한 결합 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

2: 밸브바디 4: 커버체

6: 스풀 8: 유체유입포트

10: 유체배출포트 12: 드레인포트

13,27: 나사공 14: 게이지포트

16: 스풀 17,25: 관통공

18,19: 유통공 20: 감압실

22: 리테이너 23,33: 나사부

24: 시트 26: 메인스프링

28: 포펫 30: 플런저

32: 포펫스프링 34: 노브

36: 조절스크류 38: 스톱퍼

40: 로크너트

Claims (6)

1. 노브 작동을 통해 스프링력을 조절하여 설정된 압력으로 출구압력의 감압이 이루어지도록 하는 감압밸브에 있어서,

   일측에는 유체유입포트와 드레인포트가 형성되고 타측에는 유체배출포트가 형성된 밸브바디와,

   상기 밸브바디의 유체유입포트 및 드레인포트와 유체배출포트 사이에 유로가 연통되는 감압실이 형성되어 상기 밸브바디와 결합되는 커버체와,

   상기 커버체 내의 감압실에 설치되어 설정된 유체 압력에 의해 유로를 형성하는 스풀과,

   상기 커버체에 결합되며 스프링력 조절에 의한 시트의 개폐작용을 통해 유체배출포트의 압력을 조절하는 압력조절부로 구성된 것을 특징으로 감압밸브.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 밸브바디의 일측에는 감압이 이루어진 유압을 표시하는 압력게이지를 설치하는 게이지 포트가 구비된 것을 특징으로 하는 감압밸브.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 스풀은 원주방향으로 직경이 다른 다수의 유통공이 2열로 형성되고, 중심부에는 유체가 통과하는 관통공이 형성된 것을 특징으로하는 감압밸브.
4. 제 1항 내지 제 3항중 어느 한 항에 있어서,

   상기 압력조절부는 상기 커버체 일측 단부에 결합되는 리테이너와,

   상기 리테이너의 내측 단부에 삽입되고, 감압실에 위치되어 메인스프링에 의해 지지되는 시트와,

   상기 시트와의 접촉에 의해 유체의 통로를 형성하는 포펫과,

   상기 포펫에 탄성력을 부여하기 위해 리테이너의 외측 단부에 고정되는 스톱퍼에 노브의 회전에 의해 압력조절이 이루어지도록 조절스크류가 플런저를 축방향으로 이동시켜 플런저와 포펫 사이에서 탄력을 발하도록 구비되는 포펫스프링으로 이루어지지는 것을 특징으로 한다.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 포펫은 선단부가 원추형인 것을 특징으로하는 감압밸브.
6. 제 5항에 있어서, 상기 포펫의 경도는 시트의 경도보다 1.5∼2배인 경도를 갖는 것을 특징으로 하는 감압밸브.