KR20060016130A - 유성기어가 설치된 볼밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유체의 흐름을 제어하는 볼밸브에 있어서, 상기 볼밸브의 밸브몸통에 내설된 볼과 결합된 볼회전축의 일단이 밸브몸통을 관통하여 외부의 핸들과 결합되되, 상기 핸들 내부에는 다수개의 유성기어가 하부의 캐리어에 돌출형성된 고정축들에 각각 결합되고, 상기 캐리어의 중심부에는 체결구멍이 천공되어 볼회전축과 결합되며, 상기 유성기어와 치합되는 태양기어 또는 링기어가 핸들 내부에 일체로 결합되는 것을 특징으로 하는 유성기어가 설치된 볼밸브에 관한 것으로, 볼밸브의 핸들 내부에 유성기어를 설치함으로써 적은 힘으로 큰 토오크를 발생하여 대용량의 볼밸브의 개폐를 사람의 힘만으로도 용이하게 할 수 있는 효과가 있고, 볼밸브의 개폐장치가 녹 등이 발생하여 작동이 곤란하더라도 보다 용이하게 같은 힘을 가하더라도 종래의 볼밸브보다 큰 힘을 발생하여 볼밸브의 개폐가 가능하게 하는 효과가 있다.

볼밸브, 태양기어, 링기어, 유성기어, 캐리어, 볼

Description

유성기어가 설치된 볼밸브{omitted}

도 1은 본 발명의 유성기어가 설치된 볼밸브 분해 사시도

도 2는 내부에 태양기어가 결합된 상부 핸들의 저면 사시도

도 3은 캐리어의 저면 사시도

도 4는 하부 핸들의 사시도

도 5는 하부 핸들의 저면 사시도

도 6는 본 발명의 유성기어가 설치된 볼밸브의 또다른 실시예 분해 사시도

도 7은 내부에 링기어가 결합된 상부 핸들의 또다른 실시예 저면 사시도

도 8은 하부 핸들의 또다른 실시예 사시도

도 9는 하부 핸들의 또다른 실시예 저면 사시도

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 밸브몸통 2 : 볼

3 : 볼회전축 4, 4' : 상부 핸들

5, 5' : 하부 핸들 6 : 유성기어

7 : 캐이어 8 : 고정축

9 : 체결구멍 10 : 태양기어

11, 11' : 링기어 12 : 눈금

13 : 키홈 14 : 키

15 : 걸림턱 16 : 캐리어의 스토퍼

17 : 하부 핸들의 스토퍼 18 : 볼트관통공

19 : 볼트 20 : 부싱

21 : 볼회전축체결용 볼트 22 : 결합홈

23 : 볼트머리자리부

밸브는 가정이나 산업전반에 걸쳐 유체나 기체가 흐르는 관로상에는 유체나 기체의 흐름을 제어하기 위한 밸브가 필수적으로 설치된다. 이러한 밸브중의 하나로 볼밸브도 널리 사용되고 있는 것 중의 하나이다.

볼밸브는 각종의 유체나 기체의 흐름을 단속하기 위한 제어밸브의 일종으로서 플러그밸브, 버터플라이밸브 등이 개발되어 사용되고 있는 실정이며 볼밸브의 경우에는 그 구성의 신뢰성 및 작동의 간편성으로 널리 사용되고 있다.

이러한 볼밸브는 그 구조가 간단하고 값이 저렴하여, 수도관, 도시가스관 또는 냉동장치의 냉매관 및 액상의 연료, 액화의 가스 공급관에 주로 사용되어 일정한 유압이나 기압을 갖는 곳에서 압력이나 유량을 조절하는데 주로 쓰이고 있다.

일반적으로 볼밸브는 관로의 도중이나 용기에 설치하여 유체의 유량이나 압력을 제어하는 장치를 말한다.

상기와 같은 볼밸브의 경우 선형 유체흐름상에서 수직방향으로의 회동조작에 의하여 회동하는 유체제어개폐용의 개폐구(開閉毬)의 회동으로 유체의 흐름을 차단 또는 개방함으로서 유체제어를 수행하는 역할을 한다.

그리고 일반적인 볼밸브는 밸브몸체의 유체통로 상에 관통된 구멍을 갖는 구형의 볼이 내설되어 있고, 이 볼은 유체통로에 배치된 볼 지지링에 밀착됨과 동시에 작동레버에 연결되어 회전 조작이 가능하게 되어 있다.

따라서, 작동레버의 조작방향에 따라 볼이 실링 사이에서 회전운동하면서 유체통로를 개폐한다.

이러한 볼밸브는 각종 유체를 단속하는 볼밸브에 개폐 손잡이를 좌, 우로 회전시켜 유체를 개방 및 폐쇄한다.

따라서, 본 발명은 적은 힘으로 큰 토오크를 발생하여 대용량의 볼밸브의 개폐를 사람의 힘만으로도 용이하게 할 수 있고, 볼밸브의 개폐장치가 녹 등이 발생하여 작동이 곤란하더라도 보다 용이하게 같은 힘을 가하더라도 종래의 볼밸브보다 큰 힘을 발생하여 볼밸브의 개폐가 가능하게 하며, 또한 종래의 볼밸브보다도 더욱 정밀하게 개폐정도를 조절할 수 있는 볼밸브를 제공하고자 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 볼밸브를 제시된 도면을 참조하여 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 유성기어가 설치된 볼밸브 분해 사시도이고, 도 2는 내부 에 태양기어가 결합된 상부 핸들의 저면 사시도이고, 도 3은 캐리어의 저면 사시도이고, 도 4는 하부 핸들의 사시도이고, 도 5는 하부 핸들의 저면 사시도이다.

도 6는 본 발명의 유성기어가 설치된 볼밸브의 또다른 실시예 분해 사시도이고, 도 7은 내부에 링기어가 결합된 상부 핸들의 또다른 실시예 저면 사시도이고, 도 8은 하부 핸들의 또다른 실시예 사시도이고, 도 9는 하부 핸들의 또다른 실시예 저면 사시도이다.

본 발명은 유성기어가 설치된 볼밸브에 관한 것으로, 유체의 흐름을 제어하는 볼밸브에 있어서, 상기 볼밸브의 밸브몸통(1)에 내설된 볼(2)과 결합된 볼회전축(3)의 일단이 밸브몸통(1)을 관통하여 외부의 핸들과 결합되되, 상기 핸들 내부에는 다수개의 유성기어(6)가 하부의 캐리어(7)에 돌출형성된 고정축(8)들에 각각 결합되고, 상기 캐리어(7)의 중심부에는 체결구멍(9)이 형성되어 볼회전축(3)과 결합되며, 상기 유성기어(6)와 치합되는 태양기어(10) 또는 링기어(11')가 핸들 내부에 일체로 결합되는 것이 주요 특징이다.

상기와 같이 핸들 내부에 태양기어(10) 또는 링기어(11')를 핸들과 결합하여 다수개의 유성기어(6)를 회전시키면, 상기 다수개의 유성기어(6)는 자전과 동시에 공전하게 되고, 이 공전운동은 캐리어(7)의 회전운동 및 볼회전축을 매개로 결합된 볼의 회전운동으로 전달 되는 데, 이 때 유성기어의 치와 태양기어 또는 링기어의 치의 수에 따라 핸들의 회전속도(또는 회전각)에 캐리어의 회전속도(또는 회전각)의 다양한 감속비가 얻을 수 있으며, 이 감속비에 비례하여 볼을 회전시키는 데 필요한 힘의 크기가 작아지는 것은 당연하다.

또한 본 발명의 볼밸브에 있어서, 상기 핸들의 상부면에는 동심원상으로 눈금(12)이 새겨져서 핸들의 회전각도에 따라서 볼(2)의 회전각도를 알 수 있게 된다.

본 발명의 유성기어가 설치된 볼밸브는 핸들의 회전각도와 볼의 회전각도가 다르므로 볼의 회전각도를 알 수 있는 눈금(12)을 핸들의 상부면에 표시해두는 것이며, 이 눈금은 핸들 내부에 설치된 유성기어의 치와 태양기어 또는 링기어의 치의 수에 따른 감속비에 맞추어 새겨진다.

또한, 상기 핸들 : 볼 의 회전각도의 비가 2 : 1, 3 : 1, 4 : 1, 6 : 1, 8 : 1, 12 : 1 중 어느 하나의 비로 감속되는 것이 바람직하다.

상기 핸들 : 볼 의 회전각도의 비가 2 : 1, 3 : 1, 4 : 1, 6 : 1, 8 : 1, 12 : 1 은 볼의 개폐범위인 1/4회전(즉 90˚)에 대하여 사용자가 쉽게 인지하여 편리하게 사용할 수 있는 핸들의 회전인 1/2회전, 3/4회전, 1회전, 1과 1/2회전, 2회전, 3회전을 대입한 값이다.

따라서 상기와 같이 핸들의 상부면에 동심원상으로 눈금(12)이 새겨져 있는 본 발명의 볼밸브는 종래의 볼밸브 보다도 더욱 정밀하게 개폐정도를 조절할 수 있다.

또한, 상기 유성기어(6)는 핸들 : 볼의 감속비가 3 : 1일 때 최대로 배치할 수 있는 수인 4개인 것이 바람직한데, 이는 유성기어의 수가 많을 수록 내구성이 증대되기 때문이다.

본 발명의 유성기어가 설치된 볼밸브의 실시예를 구체적으로 살펴보면 다음 과 같다.

제 1실시예 (도 1 내지 도 5 참조)

본 발명의 유성기어가 설치된 볼밸브는, 유체의 흐름을 제어하는 볼밸브에 있어서, 상기 볼밸브의 밸브몸통(1)에 내설된 볼(2)과 결합된 볼회전축(3)의 일단이 밸브몸통(1)을 관통하여 외부의 핸들과 결합되고, 상기 핸들 내부에는 다수개의 유성기어(6)가 하부의 캐리어(7)에 돌출형성된 고정축(8)들에 각각 결합되고, 상기 캐리어(7)의 중심부에는 체결구멍(9)이 형성되어 볼회전축(3)과 결합되며, 상기 유성기어(6)와 치합되는 태양기어(10) 또는 링기어(11)가 핸들 내부에 일체로 결합되되, 상기 핸들은 상하 두 부분으로 구성되고, 상부 핸들(4) 내부에는 태양기어(10)가 결합되고, 상기 태양기어(10) 주위에는 다수개의 유성기어(6)가 방사상으로 치합되며, 또한 하부 핸들(5)은 하단부에 형성된 키홈(13)이 밸브몸통(1)에 형성된 키(14)에 끼워지는 방식으로 회전 불가능하게 결합되고, 상부 핸들(4)은 하부 핸들(5)을 중심으로 자유롭게 회전이 가능하도록 상하부 핸들(4, 5)의 결합부위가 원형의 걸림턱(15)이나 스냅링(미도시)을 매개로 결합되는 것을 특징으로 하는 유성기어가 설치된 볼밸브이다.

제 2실시예 (도 6 내지 도 9 참조)

또다른 실시예인 본 발명의 유성기어가 설치된 볼밸브는, 유체의 흐름을 제어하는 볼밸브에 있어서, 상기 볼밸브의 밸브몸통(1)에 내설된 볼(2)과 결합된 볼회전축(3)의 일단이 밸브몸통(1)을 관통하여 외부의 핸들과 결합되고, 상기 핸들 내부에는 다수개의 유성기어(6)가 하부의 캐리어(7)에 돌출형성된 고정축(8)들에 각각 결합되고, 상기 캐리어(7)의 중심부에는 체결구멍(9)이 형성되어 볼회전축(3)과 결합되며, 상기 유성기어(6)와 치합되는 태양기어(10) 또는 링기어(11')가 핸들 내부에 일체로 결합되되, 상기 핸들은 상하 두 부분으로 구성되고, 상부 핸들(4') 내부에 링기어(11')가 결합되고, 상기 링기어(11')의 내부에 다수개의 유성기어(6)가 치합되며, 또한 하부 핸들(5)은 하단부에 형성된 키홈(13)이 밸브몸통(1)에 형성된 키(14)에 끼워지는 방식으로 회전 불가능하게 결합되고, 상부 핸들(4')은 하부 핸들(5')을 중심으로 자유롭게 회전이 가능하도록 상하부 핸들(4', 5')의 결합부위가 원형의 걸림턱(15)이나 스냅링(미도시)을 매개로 결합되는 것을 특징으로 하는 유성기어가 설치된 볼밸브이다.

상기 제 1실시예에 있어서, 상기 다수개의 유성기어(6)의 외부에는 링기어(11)가 치합되고, 상기 링기어(11)는 하부 핸들(5)에 결합되게 구성될 수 있으며, 또한 제 2실시예에 있어서도 상기 다수개의 유성기어의 중심부, 즉 캐리어의 중심부에 치합되게 태양기어를 설치하여 자전가능케 구성될 수 있으나, 이 때의 링기어 또는 태양기어는 실제로 핸들의 회전력을 볼에 전달하는 데 관여하는 것이 아니고 고속회전 시 유성기어의 일측을 지지하고 안내하는 역할을 하는 것으로, 본 발명의 핸들은 수동으로 저속회전되는 것이므로 생략할 수 있다.

또한, 상기 캐리어(7)와 하부 핸들(5, 5')에 각각 스토퍼(16, 17)가 구성되어, 상기 캐리어(7)의 회전각도가 90도 범위내에서만 회동되어 볼(2)이 개폐된다.

상기 캐리어에 구성된 스토퍼(16)는 캐리어 하부의 대칭위치에 형성된 2개의 돌출부이고, 상기 하부 핸들에 구성된 스토퍼(17)는 하부 핸들 내부의 대칭위치에 형성된 2개의 돌출부로서, 상기 돌출부들은 동일 평면상에 배치되게 구성되며, 상기 2개의 캐리어 돌출부(스토퍼)가 회동가능 하도록 캐리어 하부와 하부 핸들 내부 사이에 공간부가 구성된다. 이 때 상기 한 쌍의 캐리어 스토퍼(16)와 또다른 한쌍의 하부 핸들 스토퍼(17)가 이루는 중심각의 총합이 180˚가 되게 구성되어지면 상기 캐리어(7)의 회전각도가 90도 범위내에서만 회동되어진다. (도 3, 도 4, 도 8 참조)

또한 보다 긴밀한 부품간의 결합을 위하여, 상기 상부 핸들의 중심부에는 볼트관통공(18)과 볼트머리자리부(19)가 형성되고, 볼트(19)의 몸체는 상부 핸들(4)의 중심부에서부터 캐리어(7)를 관통하여 볼회전축(3)의 단부와 나사결합되는 것이 바람직하다.

상기 상부 핸들과 태양기어(10) 또는 링기어(11')는 일체로 성형되거나 억지결합 또는 키 등을 사용하여 결합하여 핸들에 가해진 외력이 정확히 전달될 수 있게 구성된다.

상기 고정축(8)은 캐리어(7)와 일체화하여 제작하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 볼체결축(3)은 단부에 형성된 키에 의하여 볼(2)에 형성된 결합홈(22) 및 캐리어에 형성된 체결구멍(9)과 헛돌지않도록 긴밀하게 결합된다.

따라서, 상기와 같이 볼밸브에 유성기어가 설치된 본 발명의 볼밸브는 보다 적은 힘으로 큰 토오크를 발생하여 대용량의 볼밸브의 개폐를 사람의 힘만으로도 용이하게 할 수 있는 효과가 있으며, 밸브의 개폐장치가 녹 등이 발생하여 작동이 곤란하더라도 보다 용이하게 같은 힘을 가하더라도 종래의 볼밸브보다 큰 힘을 발생하여 볼밸브의 개폐가 가능하다.

Claims (10)

1. 유체의 흐름을 제어하는 볼밸브에 있어서, 상기 볼밸브의 밸브몸통(1)에 내설된 볼(2)과 결합된 볼회전축(3)의 일단이 밸브몸통(1)을 관통하여 외부의 핸들과 결합되되, 상기 핸들 내부에는 다수개의 유성기어(6)가 하부의 캐리어(7)에 돌출형성된 고정축(8)들에 각각 결합되고, 상기 캐리어(7)의 중심부에는 체결구멍(9)이 형성되어 볼회전축(3)과 결합되며, 상기 유성기어(6)와 치합되는 태양기어(10) 또는 링기어(11')가 핸들 내부에 일체로 결합되는 것을 특징으로 하는 유성기어가 설치된 볼밸브.
2. 제 1항에 있어서, 상기 핸들의 상부면에는 동심원상으로 눈금(12)이 새겨져서 핸들의 회전각도에 따라서 볼의 회전각도를 알 수 있게 된 것을 특징으로 하는 유성기어가 설치된 볼밸브.
3. 제 1항에 있어서, 핸들 : 볼 의 회전각도의 비가 2 : 1, 3 : 1, 4 : 1, 6 : 1, 8 : 1, 12 : 1 중 어느 하나의 비로 감속되는 것을 특징으로 하는 유성기어가 설치된 볼밸브.
4. 제 1항에 있어서, 상기 핸들은 상하 두 부분으로 구성되고, 상부 핸들(4) 내부에 태양기어(10)가 결합되고, 상기 태양기어(10) 주위에는 다수개의 유성기어(6) 가 방사상으로 치합되며, 또한 하부 핸들(5)은 하단부에 형성된 키홈(13)이 밸브몸통(1)에 형성된 키(14)에 끼워지는 방식으로 회전 불가능하게 결합되고, 상부 핸들(4)은 하부 핸들(5)을 중심으로 자유롭게 회전이 가능하도록 상하부 핸들(4, 5)의 결합부위가 원형의 걸림턱(15)이나 스냅링을 매개로 결합되는 것을 특징으로 하는 유성기어가 설치된 볼밸브.
5. 제 1항에 있어서, 상기 핸들은 상하 두 부분으로 구성되고, 상부 핸들(4') 내부에 링기어(11')가 결합되고, 상기 링기어(11')의 내부에 다수개의 유성기어(6)가 치합되며, 또한 하부 핸들(5')은 하단부에 형성된 키홈(13)이 밸브몸통에 형성된 키(14)에 끼워지는 방식으로 회전 불가능하게 결합되고, 상부 핸들(4')은 하부 핸들(5')을 중심으로 자유롭게 회전이 가능하도록 상하부 핸들(4', 5')의 결합부위가 원형의 걸림턱(15)이나 스냅링을 매개로 결합되는 것을 특징으로 하는 유성기어가 설치된 볼밸브.
6. 제 4항 또는 제 5항에 있어서, 상기 캐리어(7)와 하부 핸들에 각각 스토퍼가 구성되어, 상기 캐리어(7)의 회전각도가 90도 범위내에서만 회동되어 볼(2)이 개폐되는 것을 특징으로 하는 유성기어가 설치된 볼밸브.
7. 제 6항에 있어서, 상기 캐리어에 구성된 스토퍼(16)는 캐리어 하부의 대칭위치에 형성된 2개의 돌출부이고, 상기 하부 핸들에 구성된 스토퍼(17)는 하부 핸들 내부의 대칭위치에 형성된 2개의 돌출부로서, 상기 돌출부들은 동일 평면상에 배치되게 구성되며, 상기 2개의 캐리어 돌출부가 회동가능 하도록 캐리어(7) 하부와 하부 핸들(5, 5') 내부 사이에 공간부가 구성되는 것을 특징으로 하는 유성기어가 설치된 볼밸브.
8. 제 4항 또는 제 5항에 있어서, 상기 상부 핸들(4, 4')의 중심부에는 볼트관통공(18)과 볼트머리자리부(19)가 형성되고, 볼트(19)의 몸체는 상부 핸들 중심부에서부터 캐리어(7)를 관통하여 볼회전축(3)의 단부와 나사결합되는 것을 특징으로 유성기어가 설치된 볼밸브.
9. 제 4항에 있어서, 상기 다수개의 유성기어(6)의 외부에는 링기어(11)가 치합되고, 상기 링기어(11)는 하부 핸들(5)에 결합된 것을 특징으로 유성기어가 설치된 볼밸브.
10. 제 5항에 있어서, 상기 다수개의 유성기어의 중심부, 즉 캐리어의 중심부에 태양기어가 치합되어 자전가능케 설치된 것을 특징으로 유성기어가 설치된 볼밸브.

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