KR20050108514A - 공압식 액츄에이터를 이용한 나비밸브 개폐장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공압식 액츄에이터를 이용한 나비밸브 개폐장치에 대한 것으로, 발명의 주된 목적은 밸브축의 상단부분과 같이 회동하는 표시계를 내장하여 밸브의 개/폐 상태를 즉시 인식할 수 있도록 하는데 있으며, 특히 밸브축과 함께 회동하는 요크의 회동 범위를 한정하되, 개방 및 폐쇠 양쪽 모두 조절할 수 있도록 하는데 있으며, 아울러 밸브의 개방한계점 및 폐쇄한계점을 정밀하게 제어할 수 있도록 배려하며, 공압의 유실과 무관하게 하여 안정성을 높이고자 하는데 목적이 있는 것이다.

상기 목적하는 바를 이루기 위한 본 발명의 특징적인 구성수단은 밸브변(410)과, 이 밸브변에 수직방향으로 일체화된 밸브축(420)으로 이루어진 나비밸브(400), 그리고 상기 나비밸브(400)의 밸브축(420) 상단에 축착고정하되, 중앙에 장공(141)을 가지는 요크(140)와, 그 요크를 내장하는 하우징(110)과, 상기 하우징이 내부에서 가로지른 가이드 바(120), 상기 가이드 바에 꿰어진 채, 슬라이딩 할 수 있는 가이드 블럭(130)과, 이 가이드 블럭에서 상기 가이드 바와 교차하는 방향으로 축착된 관통핀(131)과, 이 관통핀에 끼워진 부싱(132)을 구비하여, 상기 부싱이 상기 요크(140)의 장공(141)에 결합되도록 한 작동기구 유니트(100), 그리고 상기한 작동기구 유니트(100)의 하우징(110)에 암나사부(111)를 형성한 후, 그 암나사를 통해 내부를 향해 전/후진 시킬 수 있는 개방각 조절 보울트(150) 및 상기한 작동기구 유니트(100)의 하우징(110)에 암나사부(111)를 형성한 후, 그 암나사를 통해 내부를 향해 전/후진 시킬 수 있는 폐쇄각 조절 보울트(160), 그리고 상기 작동기구 유니트(100)의 하우징(110) 외측에 고정된 실린더(220)와, 상기 실린더의 내부에서 피스톤 가이드바(250)를 따라 전/후진 할 수 있는 피스톤(210)과, 상기 피스톤에 일측 끝단이 연결되고, 그 타측 끝단이 상기한 가이드 블럭(130)에 연결된 피스톤 로드(240)로 이루어진 공압 액츄에이터(200)로 이루어지는 것이다.

Description

공압식 액츄에이터를 이용한 나비밸브 개폐장치 {ACTUATOR APPARATUS FOR BUTTERFLY VALVE}

본 발명은 공압식 액츄에이터를 이용한 나비밸브 개폐장치에 대한 것으로, 더 상세하게는 밸브의 개폐상태를 전, 후 좌, 우 및 상부 등 모든 방향에서 식별이 가능하도록 하고, 공압 액츄에이터의 작동 로드에 의해 회동운동하는 요크의 회동 범위를 정밀하게 조절할 수 있도록 하되, 공압의 누출 여부에 영향을 미치지 않는 위치에 설치하여 안전성을 높이도록 하는데 특징이 있는 것이다.

일반적으로 나비밸브는 밸브축에 형성된 원판형 밸브변과 이 밸브변의 회동으로써 관체의 내경을 개폐하도록 된 밸브를 말하며, 근래에는 밸브변의 개폐를 공압으로써 구동할 수 있는 공압식 액츄에이터를 이용하고 있는 실정이다.

이러한 종래의 나비밸브 개폐장치를 도 1에서 볼 수 있다.

나비밸브(도시하지 않았음)의 밸브축(420) 상단에서 하우징(110)의 내부에 가이드 블럭(130)과 회동 요크(140)를 포함하는 작동기구 유니트(100)가 마련되고, 상기 작동기구 유니트(100)의 가이드 블럭(130)과 회동 요크(140)를 작동시키기 위한 공압 액츄에이터(200)가 마련된다.

즉, 상기한 작동기구 유니트(100)의 가이드 블럭(130)은 하우징(110)의 내부를 가로지른 가이드바(120)를 따라 이동할 수 있도록 꿰어져 있고, 그 가이드 블럭(130)의 상, 하면에는 관통핀(131)으로 결합된 부싱(132)이 있다.

그리고 부싱(132)들은 상기한 요크(140)의 상, 하단부에 마련된 장공(141) 내에 끼워져 있기 때문에 공압 액츄에이터(200)의 로드(240)가 전/후진 하는데 따라서 요크(140)가 나비밸브의 밸브축(420)과 함께 회동할 수 있게 되는 것이다.

상기한 공압 액츄에이터(200)는 그 로드(240)가 피스톤(210)의 중앙에 결합되어 있기 때문에 실린더(220)의 내부에서 피스톤(210)의 앞쪽으로 혹은 뒷쪽으로 공급되는 공압에 의해 로드(240)가 전/후진 하게 되는 것이다.

이때, 상기한 요크(140)의 회동은 나비밸브의 밸브변과 일체로 되어 있는 밸브축(420)을 회동시키게 되고, 밸브축(420)의 회동에 따라 밸브변의 유로를 개폐하게 되는 바, 그 개/폐시 개/폐시점을 정밀하게 관리할 필요가 있다.

그러나 앞서 설명한 바와 같은 종래의 장치에서는 밸브의 개방시점을 관리하기 위한 조절기구만이 있을 뿐 폐쇄시점을 관리하기 위한 조절기구가 없기 때문에 단점으로 지적된다.

또 한, 밸브의 개방시점을 관리하기 위한 종래의 구성은 도 1의 우측에서 보는 바와 같이 피스톤(210)의 반대쪽으로 연장된 로드(240)의 끝단이 닿는 부분에 부싱(132)을 개입시킨 채 캡너트(C)로써 조절할 수 있는 스톱볼트(T)를 구비한 것인데, 이는 내부의 공압이 전달되는 부분에 있기 때문에 공압의 누출이 예방되는 구조를 가져야 하고, 조작이 불편한 단점이 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 미비점 및 문제점을 해결 보완하기 위해 안출한 것으로, 발명의 주된 목적은 밸브축의 상단부분 같이 회동하는 표시계를 내장하여 밸브의 개/폐 상태를 즉시 인식할 수 있도록 하는데 있으며, 특히 밸브축과 함께 회동하는 요크의 회동 범위를 한정하되, 개방 및 폐쇠 양쪽 모두 조절할 수 있도록 하는데 있으며, 아울러 밸브의 개방한계점 및 폐쇄한계점을 정밀하게 제어할 수 있도록 배려하며, 공압의 유실과 무관하게 하여 안정성을 높이고자 하는데 목적이 있는 것이다.

상기 목적하는 바를 이루기 위한 본 발명의 특징적인 구성수단은 밸브변과, 이 밸브변에 수직방향으로 일체화된 밸브축으로 이루어진 나비밸브, 그리고 상기 나비밸브의 밸브축 상단에 축착고정하되, 중앙에 장공을 가지는 요크와, 그 요크를 내장하는 하우징과, 상기 하우징이 내부에서 가로지른 가이드 바, 상기 가이드 바에 꿰어진 채, 슬라이딩 할 수 있는 가이드 블럭과, 이 가이드 블럭에서 상기 가이드 바와 교차하는 방향으로 축착된 관통핀과, 이 관통핀에 끼워진 부싱을 구비하여, 상기 부싱이 상기 요크의 장공에 결합되도록 한 작동기구 유니트, 그리고 상기한 작동기구 유니트의 하우징에 암나사부를 형성한 후, 그 암나사를 통해 내부를 향해 전/후진 시킬 수 있는 개방각 조절 보울트 및 상기한 작동기구 유니트의 하우징에 암나사부를 형성한 후, 그 암나사를 통해 내부를 향해 전/후진 시킬 수 있는 폐쇄각 조절 보울트, 그리고 상기 작동기구 유니트의 하우징 외측에 고정된 실린더와, 상기 실린더의 내부에서 피스톤 가이드바를 따라 전/후진 할 수 있는 피스톤과, 상기 피스톤에 일측 끝단이 연결되고, 그 타측 끝단이 상기한 가이드 블럭에 연결된 피스톤 로드로 이루어진 공압 액츄에이터로 이루어지는 것이다.

이때, 상기한 요크는 그 좌, 우 양측에 개방각 조절 보울트 및 폐쇄각 조절 보울트가 접촉하기에 용이하도록 반구형 융기부를 형성하는 것이 좋고, 또, 상기한 하우징은 개방각 조절 보울트 및 폐쇄각 조절 보울트를 나삽하기 위한 암나사부가 요크의 측면을 향할 수 있도록 임의의 경사각을 가진 빗변부로 형성하는 것이 바람직하다.

이하 본 발명의 전체적인 구성 및 작동을 첨부 도면에 따라 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 장치를 보인 정면도와 측면도이고, 도 3은 본 발명의 요부 평단면도이다.

상기 도면에서 보는 바와 같이 본 발명의 주요 구성 요소는 나비밸브(400)와, 작동기구 유니트(100)와, 공압 액츄에이터(200)이고, 추가로 안전작동기구(300)가 구비되는 것이다.

나비밸브(400)는 밸브변(410)과, 이 밸브변에 수직방향으로 일체화된 밸브축(420)으로 이루어지는 바, 통상적인 구성이다.

본 발명에서의 작동기구 유니트(100)는 상기 나비밸브(400)의 밸브축(420) 상단에 축착고정하되, 중앙에 장공(141)을 가지는 요크(140)와, 그 요크를 내장하는 하우징(110)과, 상기 하우징이 내부에서 가로지른 가이드 바(120), 상기 가이드 바에 꿰어진 채, 슬라이딩 할 수 있는 가이드 블럭(130)과, 이 가이드 블럭에서 상기 가이드 바와 교차하는 방향으로 축착된 관통핀(131)과, 이 관통핀에 끼워진 부싱(132)을 구비하여, 상기 부싱이 상기 요크(140)의 장공(141)에 결합되도록 하고, 여기에 개방각 조절 보울트(150) 및 폐쇄각 조절 보울트(160)를 구비하는 것이다.

즉, 개방각 조절 보울트(150)는 상기한 작동기구 유니트(100)의 하우징(110)에 암나사부(111)를 형성한 후, 그 암나사를 통해 내부를 향해 전/후진 시킬 수 있도록 하는 것이고, 폐쇄각 조절 보울트(160)는 역시 상기한 작동기구 유니트(100)의 하우징(110)에 암나사부(111)를 형성한 후, 그 암나사를 통해 내부를 향해 전/후진 시킬 수 있도록 하는 것이다.

특히, 상기한 요크(140)는 그 좌, 우 양측에 개방각 조절 보울트(150) 및 폐쇄각 조절 보울트(160)가 접촉하기에 용이하도록 반구형 융기부(142)를 형성한다.

또 한, 상기 하우징(110)은 상기 개방각 조절 보울트(150) 및 폐쇄각 조절 보울트(160)를 나삽하기 위한 암나사부(111)를 형성하되, 그 암나사부(111)가 상기 요크(140)의 좌, 우 양측면을 각각 향할 수 있도록 임의의 경사각(θ)을 가진 빗변부(112)로 형성하는 것이 좋다.

그리고 공압 액츄에이터(200)는 상기 작동기구 유니트(100)의 하우징(110) 외측에 고정된 실린더(220)와, 상기 실린더의 내부에서 피스톤 가이드바(250)를 따라 전/후진 할 수 있는 피스톤(210)과, 상기 피스톤에 일측 끝단이 연결되고, 그 타측 끝단이 상기한 가이드 블럭(130)에 연결된 피스톤 로드(240)로 구성한다.

한편, 상기한 작동기구 유니트(100)의 일측에는 도 3에서 보는 바와 같이 공압이 정상적으로 제공되지 못할 때 강제로 밸브를 폐쇄하기 위한 안전작동기구(300)가 마련된다.

이는 상기 하우징(110)에서 그 일측에 마련된 공압 액츄에이터(200)에 대하여 정 반대쪽에 마련되는 것으로서, 상기 하우징(110)에 고정되는 스프링 하우징(310)과, 그 내부에 내장된 채 그 후단이 상기 가이드 블럭(130)에 고정되고, 그 반대쪽 선단에 지지원판(330)이 고정된 스프링 로드(320)와, 상기한 스프링 하우징(310)의 내부에서 상기 지지원판(330) 사이에 탄설된 압축코일 스프링(340)으로 이루어 지며, 상기한 공압 액츄에이터(200)에 공압이 작용하지 않을 때, 상기한 압축코일 스프링(340)의 힘으로 가이드 블럭(130)을 끌어 당겨, 상기 요크(140)가 밸브 폐쇄쪽으로 강제 회동 하도록 하는 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 밸브개폐장치는 도 3에서 보는바와 같이 공압 액츄에이터(200) 내부에서 피스톤(210)의 후방쪽으로 공압이 제공될 때, 그 피스톤(210) 및 피스톤 로드(240)가 전진하여 요크(140)를 회동시키고, 반대로 공압 액츄에이터(200) 내부에서 피스톤(210)의 전방쪽으로 공압이 제공될 때, 그 피스톤(210) 및 피스톤 로드(240)가 후진하여 요크(140)를 반전시킨다.

따라서 상기 요크(140)와 연결되어 있는 나비밸브(400)의 밸브축(420)이 같이 회전하므로 밸브변(410)이 개폐되는 것이다.

이때, 상기와 같이 요크(140)를 회동시켰을 때, 밸브변(410)의 완전 개방를 점검한 후, 완전한 개방이 이루어지지 않을 경우, 본 발명의 개방각 조절 보울트(150)를 풀거나 조여서 정확히 셋팅되도록 한다.

반대로 상기와 같이 요크(140)를 반전시켰을 때, 밸브변(410)의 완전 밀폐를 점검한 후, 완전한 밀폐가 이루어지지 않을 경우, 본 발명의 폐쇄각 조절 보울트(160)를 풀거나 조여서 정확히 셋팅되도록 한다.

한편, 본 발명의 밸브개폐장치는 대형의 나비밸브에 주로 사용되는 바, 밸브의 크기가 큰 만큼 그 설치된 위치가 높으며, 이러한 이유로 밸브의 개폐상태를 표시하기 위해 요크(140)의 위에 마련하는 표식부(170)를 평면 상태의 표식부가 아니라 도 2에서 보는 바와 같이 반구형의 표식부(170)로 마련하였다. 따라서 전, 후, 좌, 우는 물론 사람의 키보다 높아 아래에서 위로 올려 보더라도 상기 표식부의 상측 일부가 보이기 때문에 모든 방향에서 식별이 가능하다.

위에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명은 밸브축의 상단부분에 반구형의 표식부를 마련하였기 때문에 다방면에서 식별이 가능한 장점이 있으며, 특히 밸브축과 함께 회동하는 요크의 회동 범위를 한정하되, 개방 및 폐쇄 양쪽 모두 조절할 수 있는 개방각 조절 보울트 및 폐쇄각 조절 보울트를 모두 공압과 관계없는 작동기구 유니트의 하우징에 구비하도록 하였기 때문에 밸브의 개방한계점 및 폐쇄한계점을 정밀하게 제어할 수 있으면서 공압의 유실과 무관하여 안정성이 높은 장점이 있다.

도 1은 종래의 장치를 보인 평단면도

도 2는 본 발명의 장치를 보인 정면도와 측면도

도 3은 본 발명의 요부 평단면도

도 4는 본 발명의 요크를 보인 사시도

<도면의 주요 부분에 대한 부호설명>

100 : 작동기구 유니트 110 : 하우징

111 : 암나사부 112 : 빗변부

120 : 가이드 바 130 : 가이드 블럭

131 : 관통핀 132 : 슬라이드 부싱

140 : 요크 141 : 장공

142 : 융기부 150 : 개방각 조절 보울트

160 : 폐쇄각 조절 보울트 170 : 표식부

200 : 공압 액츄에이터 210 : 피스톤

220 : 실린더 230 : 실링부재

240 : 피스톤 로드 250 : 피스톤 가이드바

300 : 안전작동기구 310 : 스프링 하우징

320 : 스프링 로드 330 : 지지원판

340 : 압축 코일스프링 400 : 나비밸브

410 : 밸브변 420 : 밸브축

Claims (3)

1. 밸브변(410)과, 이 밸브변에 수직방향으로 일체화된 밸브축(420)으로 이루어진 나비밸브(400);

   상기 나비밸브(400)의 밸브축(420) 상단에 축착고정하되, 중앙에 장공(141)을 가지는 요크(140)와, 그 요크를 내장하는 하우징(110)과, 상기 하우징이 내부에서 가로지른 가이드 바(120), 상기 가이드 바에 꿰어진 채, 슬라이딩 할 수 있는 가이드 블럭(130)과, 이 가이드 블럭에서 상기 가이드 바와 교차하는 방향으로 축착된 관통핀(131)과, 이 관통핀에 끼워진 부싱(132)을 구비하여, 상기 부싱이 상기 요크(140)의 장공(141)에 결합되도록 한 작동기구 유니트(100);

   상기한 작동기구 유니트(100)의 하우징(110)에 암나사부(111)를 형성한 후, 그 암나사를 통해 내부를 향해 전/후진 시킬 수 있는 개방각 조절 보울트(150);

   상기한 작동기구 유니트(100)의 하우징(110)에 암나사부(111)를 형성한 후, 그 암나사를 통해 내부를 향해 전/후진 시킬 수 있는 폐쇄각 조절 보울트(160);

   상기 작동기구 유니트(100)의 하우징(110) 외측에 고정된 실린더(220)와, 상기 실린더의 내부에서 피스톤 가이드바(250)를 따라 전/후진 할 수 있는 피스톤(210)과, 상기 피스톤에 일측 끝단이 연결되고, 그 타측 끝단이 상기한 가이드 블럭(130)에 연결된 피스톤 로드(240)로 이루어진 공압 액츄에이터(200)로 이루어진 것을 특징으로 하는 공압식 액츄에이터를 이용한 나비밸브 개폐장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기한 요크(140)는 그 좌, 우 양측에 개방각 조절 보울트(150) 및 폐쇄각 조절 보울트(160)가 접촉하기에 용이하도록 반구형 융기부(142)를 형성하여서 된 것을 특징으로 하는 공압식 액츄에이터를 이용한 나비밸브 개폐장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기한 하우징(110)은 개방각 조절 보울트(150) 및 폐쇄각 조절 보울트(160)를 나삽하기 위한 암나사부(111)가 요크(140)의 측면을 향할 수 있도록 임의의 경사각(θ)을 가진 빗변부(112)로 형성하여서 된 것을 특징으로 하는 공압식 액츄에이터를 이용한 나비밸브 개폐장치.