KR20050048088A

KR20050048088A - Arrester

Info

Publication number: KR20050048088A
Application number: KR1020030081919A
Authority: KR
Inventors: 서원기; 전민권
Original assignee: 서원기; 전민권
Priority date: 2003-11-18
Filing date: 2003-11-18
Publication date: 2005-05-24

Abstract

본 고안은 수도밸브를 개, 폐 할 시 수도관로에서 급격히 발생하는 압력의 변화를 (수압, 수격)을 흡수하는 장치에 관한 것으로 종래의 수격흡수기의 기능은 동등 상위하게 유지하면서 수압을 흡수하는 원리를 다르게 하여 종래의 수격흡수기의 피스톤방식 즉 마찰 면 접촉원리가 아닌 새로운 원리를 적용, 체적 가스 방식이나 코일 스프링이 방식의 압축 및 팽창되는 과정에서 마찰면 사이에서 발생될 수 있는 누수 현상을 원천적으로 막을 수 있는 새로운 방식을 제시하는 효과와 동시에 수격흡수기의 수명 또한 크게 연장할 수 있는 구조를 제공하는 것이다.The present invention relates to a device for absorbing (water pressure, water hammer) the sudden change in the pressure in the water pipe when opening and closing the water valve, the principle of absorbing water pressure while maintaining the same function of the conventional water hammer absorber. By applying a new principle, rather than the piston method of the conventional water hammer absorber, that is, the friction surface contact principle, the leakage phenomenon that can occur between the friction surface during the compression and expansion of the volume gas method or coil spring method Along with the effect of presenting a new way to prevent this, it also provides a structure that can greatly extend the life of the water hammer.

Description

Water hammer absorbers {Arrester}

본 고안은 수도밸브를 개, 폐 할 시 수도관로에서 급격히 발생하는 압력의 변화를(수압, 수격)을 흡수하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a device for absorbing a sudden change in pressure (water pressure, water hammer) generated in the water pipe when opening and closing the water valve.

일반적으로 수도관로는 상수원으로부터 비교적 직경이 큰 관로에 고압으로 물이 공급되고 분기관로를 거치면서 직경이 작아지고 최종단계의 가정에 공급될 때는 적당한 직경의 (보통 내경 12 mm) 관로를 통해 적당한 수압으로 공급되는 것이다.In general, water pipes are supplied with high pressure from a water source to a relatively large diameter pipeline, reduced in diameter as they pass through a branch pipeline, and supplied through a suitable diameter (usually an inner diameter of 12 mm) when supplied to the home of the final stage. It is supplied by hydraulic pressure.

이것은 일반적으로 물이 가정으로 공급되는 관로과정으로 누구나 알고 있는 것이지만, 가정으로 물이 공급되기 직전의 수도 밸브가 개, 폐시는 급격한 압력(수압)의 변화가 발생한다. 짧은 시간에 발생되는 압력(수압)의 변화이기에 크게 생각하지 않을 수 있지만 이런 압력의 변화가 지속적으로 이루어지면 관로가 파열되거나 균열이 생겨 누수가 발생하기도 한다. 이런 현상은 이론적으로도 계산 및 설명이 가능할 뿐 아니라, 실제로 일반가정에서 자세히 관찰만 하면 확인이 가능한 현상이다.In general, this is a pipeline process in which water is supplied to homes, but everyone knows, but when the water valve is opened and closed immediately before water is supplied to the home, a sudden change in pressure (water pressure) occurs. This may not be considered as a change in pressure (water pressure) occurring in a short time, but if this change is made continuously, the pipe may be ruptured or cracked, causing leakage. This phenomenon can theoretically be calculated and explained, and in fact, it is a phenomenon that can only be confirmed by observing closely in a general household.

이러한 압력의 변화를 흡수하여 적당한 압력으로 유지하는 장치들이 있는데, 용도 및 사용위치에 따라 여러 가지 이름으로 불리우며 광범위하게 사용되어지고 있으며 종류도 다양하며 이렇게 수압에 적당히 유지시키는 장치는 꼭 필요한 것이다.There is a device that absorbs such a change in pressure and maintains it at a proper pressure. It is called various names depending on the purpose and location of use, and it is widely used.

본 고안은 감압장치 즉 수격흡수기 관한 것으로The present invention relates to a decompression device, that is, a water hammer

종래의 감압장치 즉 수격흡수기 구조 및 자동구조에 설명하면 다음과 같다.Referring to the conventional decompression device, that is, the structure of the water hammer and the automatic structure as follows.

종래의 수격흡수기는 크게 2종류로 나누어지는데 코일 스프링식과 체적 가스식 으로 구분 할 수 있는데 먼저 코일 스프링 식을 설명하면, 도 1에서 도시하는 바와 같이 실용신안출원 제20-2003-0009699호에 소개된 방식이 기본적이라 할 수 있는데 기본적인 구조가 코일 스프링 방식을 가지고 있으며 수압을 코일 스프링의 탄성력에 의존하여 흡수하는 전형적인 방식으로 단순하면서 우수한 구조를 가지고 있어 현재에도 많은 현장에서 일반적으로 널리 사용되고 있다.Conventional water hammer absorbers are divided into two types, which can be divided into coil spring type and volume gas type. First, the coil spring type will be described. As shown in FIG. 1, the method introduced in Utility Model Application No. 20-2003-0009699 This basic can be said that the basic structure has a coil spring method and is a typical method of absorbing hydraulic pressure depending on the elastic force of the coil spring.

그러나 몇 가지 단점은 가지고 있다.But there are some disadvantages.

모든 물체는 서로 맞닿아 마찰이 생기면 경도가 약한 물체부터 마모가 이루어지면서 서로 맞닿는 정밀도가 낮아져 틈새가 생기게 된다. 간단한 예로 공압 실린더의 경우 서로 마찰이 이루어지는 물체가 경도 150 HV(경도의 단위)이상 되는 금속과 고무오링 사이에도 마모가 이루어져 계속 작동되는 실린더의 수명이 1년을 넘기지 경우만 보더라도 알 수 있듯이 실용신안출원 제20-2003-0009699호에 소개된 방식 또한 피스톤(11)과 오링(12)이 서로 마찰이 이루어지면서 작동하기에 일정기간 시간이 지나면서 마찰면에 틈이 생기면 스프링(10)이 있는 공간으로 물이 침투하게 되에 코일 스프링이 작동을 저해하게 될 수 있다. 즉 코일 스프링에 고유의 힘이 발휘되지 못하는 조건이 형성된다. 이것은 기체나 스프링은 체적량(부피의 단위)을 늘이거나 줄 일수 있지만 물은 체적량을 늘이거나 줄이지 못하기에 물이 스프링(10)이 있는 공간으로는 절대 침투되지 못하는 구조이어야 하는데, 이런 구조가 아닌 것이 단점이면 단점이라 할 수 있겠다.When all the objects are in contact with each other and friction occurs, wear is started from the objects with low hardness, and the precision of contact with each other is lowered, resulting in a gap. As a simple example, in the case of pneumatic cylinders, the friction between two metals with a hardness of 150 HV (hardness unit) and the rubber O-rings are also worn out. The method introduced in Application 20-2003-0009699 also includes a space in which the springs 10 are located when the piston 11 and the O-ring 12 are in friction with each other for a certain period of time. As water penetrates into the coil spring, it can interfere with the operation. That is, a condition in which an inherent force is not exerted on the coil spring is formed. This means that the gas or spring can increase or decrease the volume (unit of volume), but the water cannot penetrate into the space where the spring 10 is located because the water cannot increase or decrease the volume. If it is a disadvantage, it is a disadvantage.

다음으로 많이 사용되는 수격흡수기의 다른 하나는 체적 가스 방식을 채택한 것이 널리 사용되고 있는데 이 또한 실린더 방식의 피스톤(20)의 상하운동에 의해 수압을 흡수한다는 것이다. 도 4에서 도시한 바와 같이 스프링이 있어야 할 공간(19)에 질소가스를 충전하여 자연물리적인 원리를 이용하여 수압을 흡수하는 것인데, 여기서 간단히 물리적 원리와 가스충전 방식을 설명하면 다음과 같다.The other one of the water hammer absorbers that are widely used is to adopt the volume gas method is widely used, which also absorbs the hydraulic pressure by the vertical movement of the piston 20 of the cylinder type. As shown in Figure 4 is to fill the nitrogen gas in the space (19) to be a spring to absorb the water pressure using a natural physical principle, where the physical principle and gas charging method will be described as follows.

물질은 크게 상태에 따라 고체, 액체, 기체, 3가지로 구분하는데 고유의 질량을 가지고 있어서 체적을 줄이거나 늘일 수 없다. 즉 변형은 가능하나 기본적으로 고유의 체적량을 가지고 있다. 그러나 기체는 고체와 액체와는 달리 체적량을 늘이거나 줄 일 수 있는 물리적 성질을 가지고 있다. 즉 같은 부피라도 무게가 다를 수 있다는 설명과 같다. 기체에 흐름의 원리, 기압의 원리 등이 이 같은 맥락에서 모두 설명이 가능하다고 볼 수 것이다. 이 같은 물리적 원리로 이용하여 자동차타이어에 높은 압력의 공기를 주입 할 수 있는 방법의 설명이 가능하다.Substances can be classified into three types, solid, liquid, and gas, depending on the state. They have inherent mass and cannot decrease or increase their volume. In other words, the deformation is possible, but basically it has its own volume. However, gases, unlike solids and liquids, have physical properties that can increase or decrease their volume. In other words, the same volume may have different weight. The principle of flow in the gas and the principle of barometric pressure can all be explained in this context. Using this physical principle, it is possible to explain how to inject high pressure air into a car tire.

위의 설명에서와 같이 기체의 부피를 줄이면 압력이 생기는데 도 4에서 도시하는 제품이 나오는 과정은 도 2, 3 에서 보듯이 금속의 소성변형(영구변형)이란 물리적 원리를 이용하여 실린더(21)내부의 질소 가스의 압력을 유지할 수 있는 것이다.As described above, when the volume of gas is reduced, pressure is generated, but the product shown in FIG. 4 comes out of the cylinder 21 by using the physical principle of plastic deformation (permanent deformation) of metal as shown in FIGS. 2 and 3. It is possible to maintain the pressure of nitrogen gas.

도 2에서 도시하는 것은 일단(22)이 막인 실린더(21)에 스트롱파이프(23)를 통해 질소가스를 주입하는 것을 도시한 것이고2 shows the injection of nitrogen gas through the strong pipe 23 into the cylinder 21 having one end 22 membrane.

도 3에서 도시하는 것은 실린더(21)의 타단(27)으로 부터 오링이 부착된 피스톤(20)을 압력게이지가 부착된 파이프(24)를 이용하여 압력이 일정량 발생되는 위치(25) 까지 밀어 넣고 실린더(21)를 일정위치(26)까지 소성변형을 발생하는 로링가공 하면 피스톤(20)이 뒤로 밀리는 것을 방지하게 되에 도 4에서 도시하는 제품에 이르게 된다.3 shows that the piston 20 with the O-ring is pushed from the other end 27 of the cylinder 21 to the position 25 where a certain amount of pressure is generated by using the pipe 24 with the pressure gauge. Rolling the cylinder 21 to produce a plastic deformation up to a predetermined position 26 prevents the piston 20 from being pushed back, which leads to the product shown in FIG.

이렇듯 코일스프링방식이나, 체적 가스 방식이나 한결 같이 마찰이 발생되는 구조를 가지고 있다는 구조적 원리에서 벗어나지 못하는 단점을 가지고 있다는 것이다.As such, the coil spring method, the volume gas method, or the structural principle of having a friction-producing structure has a disadvantage that cannot be deviated from the structural principle.

본 고안의 목적은 종래의 수격흡수기의 기능은 동등 상위하게 유지하면서 수압을 흡수하는 원리를 다르게 하여 종래의 수격흡수기의 문제점으로 제기한 피스톤방식 즉 마찰 면 접촉원리가 아닌 새로운 원리를 적용, 체적 가스 방식이나 코일 스프링이 방식의 압축 및 팽창되는 과정에서 마찰면 사이에서 발생될 수 있는 누수 현상을 원천적으로 막을 수 있는 구조를 제공하는 것이다.The purpose of the present invention is to apply the new principle rather than the piston method, namely the friction surface contact principle, which raises the problems of the conventional water absorber by changing the principle of absorbing water pressure while maintaining the functions of the conventional water absorber equally. It is to provide a structure that can prevent the leakage phenomenon that may occur between the friction surface during the compression or expansion of the method or coil springs.

본 고안의 구성은 도 5에서 도시한 도면으로 다음과 같다.The configuration of the present invention is as shown in Figure 5 as follows.

먼저 종래의 수격 흡수기의 외형은 비슷하게 유지되나, 그 내부의 구조에 있어서 그 방법과 수격흡수 방법은 다르게 형성된다.First, the appearance of the conventional water hammer absorber is similarly maintained, but the method and the water hammer absorption method are formed differently in the internal structure thereof.

먼저 큰 특징으로 종래의 피스톤 구조가 아니라, 특수재질의 충격흡수고무 구조로 이루어지는데 이를 설명하면 다음과 같다.First of all, it is not a conventional piston structure, but a special material made of a shock absorbing rubber structure.

충격흡수고무(31)는 그 형상이 파이프 형태로 목이 긴 고무마개 형상으로 이루어지는데, 특수고무 재질로서 내충격성 및 탄성이 우수하며 내마모성 또한 우수하다.The shock absorbing rubber 31 is formed in the shape of a pipe with a long rubber stopper in the shape of a pipe. As a special rubber material, it has excellent impact resistance and elasticity and excellent wear resistance.

충격흡수고무(31)의 외경으로 일단(32)이 원형으로 막히고 타단(33)은 원판형태의 걸림턱이 형성되어 외경이 기본체(41) 내부직경보다 5/100 의 오차범위 안에서 크게 형성되어 억지 끼움으로 되어 가스실(42)의 질소가스가 누기 되는 것을 막는 1차적인 역할을 하게 된다.One end 32 is circularly blocked by the outer diameter of the shock absorbing rubber 31 and the other end 33 is formed in the disk-shaped locking jaw is formed in the error range of 5/100 larger than the inner diameter of the base 41 inner diameter It becomes an interference fit and plays a primary role of preventing nitrogen gas from leaking in the gas chamber 42.

그리고 충격흡수고무(31)의 내경, 외경으로 0.25 mm의 홈이 동일한 간격으로 형성되어 충격흡수고무(31)의 특성을 최대한 발위 할 수 있도록 설계하였다. 이것은 자바라고무의 우수한 충격흡수 성능의 기본원리를 적용한 것인 동시에 수격흡수의 특별한 상황을 고려 각이 형성된 홈이 아닌 원형 홈으로 설계하였다.In addition, the grooves of 0.25 mm are formed at the same intervals as the inner diameter and the outer diameter of the shock absorbing rubber 31 to design the characteristics of the shock absorbing rubber 31 as much as possible. This is based on the basic principles of Java's excellent shock absorption performance, and is designed as a circular groove instead of an angled groove considering the special situation of water hammer absorption.

다음으로 가스실(42)의 공간은 체적공간을 줄이는 방법으로 질소가스를 충천하여 일정한 압력을 유지하도록 하였고,Next, the space of the gas chamber 42 was filled with nitrogen gas to maintain a constant pressure by reducing the volume space.

다음으로 내경고정 와셔(43)와 외경 고정와셔핀(44)를 도입, 서로 눌림현상를 유도하여 충격흡수고무(31)의 확실한 2차 고정을 하는 과 동시에 충격흡수고무의 늘어나는 스프링현상을 이용 확실한 2차 기밀을 하도록 하는 구조로 가스실(42)의 충전 압을 유지할 수 있도록 하였다. 여기서 종래와 방법과 크게 상이한 점을 발견할 수 있다Next, the inner diameter fixing washer 43 and the outer diameter fixing washer pin 44 were introduced to induce the crushing phenomenon, thereby making sure the secondary fixing of the shock absorbing rubber 31 and using the increasing spring phenomenon of the shock absorbing rubber. It was made to maintain the filling pressure of the gas chamber 42 in the structure which makes a difference airtight. Here, we can find a significant difference from the conventional method.

첫 째로 종래의 체적 가스 방식에서의 체적 압력 방식은 동일하나 압력흡수 방식은 다르다.First, the volumetric pressure method of the conventional volumetric gas method is the same, but the pressure absorption method is different.

즉 종래의 피스톤 방식이 아니라 고무의 탄성으로 수격을 흡수 하는 것이다.In other words, it is to absorb the water hammer by the elasticity of the rubber rather than the conventional piston method.

고무풍선의 물리적원리가 적용되었다고 이해한다면 코일 스프링방식도 쉽게 설명될 수 있다. Coil spring method can be easily explained if the physical principle of hot air balloon is applied.

다음으로 작동원리는 다음과 같다.Next, the principle of operation is as follows.

도 5에서 도시하듯 화살표(51,52)의 방향으로 물이 흐름에 있어서 급격한 수압의 발생시 화살표(51) 방향으로 수압을 흡수하고 자연스럽게 화살표(52)로 물이 흐르게 하는 것인데 화살표(51) 방향으로 향한 물은 충격흡수고무(31)와 만나게 되고 이 때 충격흡수고무(31)의 고유한 물리적 성질이 1차로 수압을 흡수하고 2차로 가스실(42)에 충전된 질소가스의 압력으로 수압을 흡수하여 자연스럽게 화살표(52)로 물이 흐르게 하는 것이다.As shown in FIG. 5, when water flows in the direction of the arrows 51 and 52, the water absorbs the water pressure in the direction of the arrow 51 and the water naturally flows to the arrow 52 in the direction of the arrow 51. The facing water meets the shock absorbing rubber (31) and at this time, the inherent physical properties of the shock absorbing rubber (31) absorb water pressure firstly and secondly absorb water pressure by the pressure of nitrogen gas charged in the gas chamber (42). Naturally, water flows to the arrow 52.

이상에서의 설명에 의하면 본 고안의 방식은 종래의 문제가 되던 방식에서 완전이 탈피하여 새로운 방식을 제시하는 효과와 동시에 수격흡수기의 수명 또한 크게 연장할 수 있다.According to the above description, the method of the present invention can completely extend from the conventional problem method and propose a new method, and at the same time, the life of the water hammer absorber can be greatly extended.

이상에서의 같이 본 고안의 설명에 의하면 본 고안의 방식은 종래의 문제가 되던 피스톤 방식에서 완전이 탈피하여As described above, according to the description of the present invention, the method of the present invention completely escapes from the piston method, which has become a conventional problem.

새로운 방식을 제시하는 효과와 동시에 수격흡수기의 수명 또한 크게 연장할 수 있는 효과가 있다.At the same time, the life of the water hammer can be greatly extended.

도1은 종래의 코일 스프링식 수격흡수기의 단면사시도1 is a cross-sectional perspective view of a conventional coil spring type water hammer

도2은 종래의 가스식의 수격흡수기 제작과정 단면사시도Figure 2 is a cross-sectional perspective view of the manufacturing process of a conventional water hammer

도3은 종래의 가스식의 수격흡수기 제작과정 단면사시도Figure 3 is a cross-sectional perspective view of the manufacturing process of a conventional water hammer

도4은 종래의 가스식의 수격흡수기 완성 단면사시도Figure 4 is a cross-sectional perspective view of a conventional gas water hammer absorber

도5는 본 고안의 수격흡수기 완성 단면사시도5 is a cross-sectional perspective view of the water hammer absorber of the present invention

도면의 주요부분에 대한 설명Description of the main parts of the drawings

10 : 스프링10: spring

11, 20 : 피스톤11, 20: Piston

21 : 실린더21: cylinder

31 : 충격흡수고무31: shock absorbing rubber

41 : 기본체41: primitive

42 : 가스실42: gas chamber

43 : 와셔43: Washer

44 : 와셔핀44: washer pin

45 : 원형홈45: round groove

Claims

When opening and closing the water valve, the structure of the device (water hammer) absorbs the change of pressure (water pressure, water hammer) that occurs rapidly in the water pipe.

The shape of the shock absorbing rubber (31) is made of a rubber stopper shape with a long neck in the form of a pipe, and one end (32) is blocked in a circular shape by the outer diameter and the other end (33) is formed with a disk-shaped locking jaw.

The inner diameter fixing washer 43 and the outer diameter fixing washer pin 44 are positioned above and below each other of the shock absorbing rubber 31, and the shock absorbing rubber 31 is fixed and compressed.

Water hammer absorber, characterized in that the circular groove 45 for inserting the fixed slag at the bottom of the gas chamber 42 of the base body 41 is formed

In the operation structure of the water hammer absorber according to the description of the present invention

The gas chamber 42 is positioned at the top of the shock absorbing rubber 31 so that the elasticity of the rubber and the volume proportional elasticity are sequentially applied. The shock absorbing rubber 31 absorbs the shock of the hydraulic pressure in the gas chamber 42 secondarily. Water hammer with working structure