KR20060040565A - 파이롯트 밸브를 이용한 압력방출시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 각종 배관상에 유체의 과압을 배출하도록 설치하는 파이롯트 밸브를 이용한 압력방출시스템에 관한 것으로서, 전단에 설치되는 덤핑밸브의 개방 시 파이롯트 밸브의 오작동을 근본적으로 차단할 수 있도록 한 것이다.

즉, 본 발명은 솔레노이드밸브(21)와 공압용 파이롯트(22)에서 제공되는 공압으로 개폐되는 덤핑밸브(20)에 전단이 결합되는 메인밸브(2)와, 메인밸브(2)의 몸체(2a) 내측에 스프링(3)의 탄성력이 제공되도록 설치한 피스톤(4)과, 몸체(2a)와 피스톤(4)에 각각 면접촉 되도록 설치되어 유체를 단속하는 시트(5) 및 디스크(6)와, 피스톤(4) 내부에 형성된 압력실(7) 및 압력실(7)의 측벽에 형성된 오리피스(8)와, 압력실(7)에서 제공되는 과압을 배출하도록 설치되며 스프링(11)의 탄성력 또는 손잡이(12)의 회동에 의해 개폐되는 파이롯트 밸브(10)를 포함하는 파이롯트 밸브(10)를 이용한 압력배출시스템(1)에 있어서, 메인밸브(2)의 압력실(7)과 덤핑밸브(20)의 전단을 연결하는 보조관(30)과, 보조관(30)의 중도에 배관되는 공압밸브(31)와, 공압밸브(31)에 공압을 제공하도록 덤핑밸브(20)를 개폐하게 배관한 공압관(23)과 연결한 공압관(32)과, 공압밸브(31)에 일정시간동안 공압을 제공하도록 공압관(32)에 설치한 타임릴레이(33) 및 공압용 파이롯트(34)를 포함하는 것으로서, 설정압력 이상의 과압에서만 파이롯트 밸브(10)의 작동이 이루어지므로 작동안전성을 보장할 수 있고, 파이롯트 밸브(10)의 오작동에 의한 소음 문제를 일소할 수 있으며 기기의 수명도 대폭 연장할 수 있는 등 유지 관리에 따른 다수의 효과를 제공하는 것이다.

파이롯트 밸브를 이용한 압력배출시스템, 피스톤, 압력실, 보조관, 공압밸브

Description

파이롯트 밸브를 이용한 압력방출시스템{Pressure emission system using pilot valve}

도 1은 종래 파이롯트 밸브를 이용한 압력방출시스템의 단면도

도 2는 종래 파이롯트 밸브를 이용한 압력방출시스템의 사용상태 예시도

도 3은 본 발명이 적용된 파이롯트 밸브를 이용한 압력방출시스템 예시도

도 4a, 도 4b는 본 발명의 작동 전후 상태를 보인 단면도

■ 도면의 주요부분에 사용된 부호의 설명 ■

1:(파이롯트 밸브를 이용한) 압력배출시스템

2:메인밸브 2a:몸체

3:스프링 4:피스톤

5:시트 6:디스크

7:압력실 8:오리피스

10:파이롯트 밸브 11:스프링

12:손잡이 20:덤핑밸브

21:솔레노이드밸브 22:공압용 파이롯트

23:공압관 30:보조관

31:공압밸브 32:공압관

33:타임릴레이 34:공압용 파이롯트

본 발명은 각종 배관상에 유체의 과압을 배출하도록 설치하는 파이롯트 밸브를 이용한 압력방출시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전단에 설치되는 덤핑밸브의 개방 시 파이롯트 밸브의 오작동을 근본적으로 차단할 수 있도록 한 것이다.

가스나 스팀 등의 각종 유체를 이송하는 배관 상에는 배관시스템 및 압력용기 등을 보호할 목적으로 압력배출시스템이 설치된다.

일반적으로 사용되고 있는 밸브를 이용한 압력방출시스템은 스프링식과 파이롯트 작동식이 있으며, 설정된 압력을 초과하는 과압을 토출시켜 배관시스템 및 압력용기를 보호하는 시스템이다.

스프링식의 작동원리는 설정된 압력으로 스프링을 조정하여 설정된 압력이 되면, 하부의 압력과 상부 스프링 힘이 평형을 이루다가 힘의 평형이 무너지면서 유체를 단속하고 있는 밸브디스크가 순간적으로 리프팅되면서 과압된 유체를 외부로 토출시켜 안정적 시스템으로 유지시킨다.

그리고 파이롯트 밸브를 이용한 압력방출시스템(1)은 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이 솔레노이드밸브(21)와 공압용 파이롯트(22)에 의해 제공되는 공압으로 개폐되는 덤핑밸브(20)에 전단이 결합되는 메인밸브(2)의 몸체(2a) 내측에 스프링(3)의 탄성력이 제공되도록 설치한 피스톤(4)과, 몸체(2a)와 피스톤(4)에 각각 면접촉 되도록 설치되어 유체를 단속하는 시트(5) 및 디스크(6)와, 피스톤(4) 내부에 형성된 압력실(7) 및 압력실(7)의 측벽에 형성된 오리피스(8)와, 피스톤(4) 내의 압력실(7)에서 제공되는 과압을 배출할 수 있도록 설치되며 스프링(11)의 탄성력 또는 손잡이(12)의 회동에 의해 개폐되는 파이롯트 밸브(10)를 포함하는 구성이다.

이러한 구성으로 이루어진 파이롯트 밸브(10)를 이용한 압력방출시스템(1)의 경우 파이롯트 밸브(10)에 설정된 압력에 도달하면, 파이롯트 밸브(10)가 개방되면서 메인밸브(2)를 구성하고 있는 피스톤(4) 후단의 압력실(7)에 내입되어 있는 과압 유체를 배출하여 내부압력을 떨어뜨리게 되므로 하부(디스크측)압력과의 압력평형이 무너지면서 피스톤(4)이 후퇴하여 메인밸브(2)가 작동되는 형식으로, 파이롯트 밸브(10)를 이용한 압력배출시스템(1)은 스프링식보다 설치공간이 적으며, 재복귀 압력의 편차를 최소화 할 수 있고, 또한 설정압력 이하일 때는 피스톤(4) 상하부에 동일한 압력이 작용하며, 피스톤(4) 상부면적(압력실)이 하부면적(디스크)보다 크므로 큰 힘으로 밀폐유지가 가능한 등의 여러 이점이 있다.

그러나 파이롯트 밸브(10)를 이용한 압력배출시스템(1)을 사용할 경우 메인밸브(2)의 전단부에 결합되고 공압용 파이롯트(22)에 의해 개폐되는 덤핑밸브(20) 가 열렸을 때 압력배출시스템(1)으로 갑작스럽게 공급되는 유체에 의해 설정 압력 이하에서 메인밸브(2)의 피스톤(4)이 작동하게 되는 오작동의 문제점이 있었다.

즉, 메인밸브(2)로 유체가 공급되면 유체의 일부가 오리피스(8)를 통해 압력실(7)로 공급되어 메인밸브(2)의 디스크(6) 쪽과 압력실(7) 쪽의 압력이 평행되게 되는데, 상기와 같이 유체가 갑자기 공급되면 오리피스(8)로 유체를 압력실(7)에 채우는 동안 디스크(6) 쪽의 압력이 순간적으로 높아져 스프링(3)에 의해 탄력 지지되어 있는 피스톤(4)을 후퇴시키게 되므로 유체가 배출되거나 또는 파이롯트 밸브(10)가 오작동 되므로, 파이롯트 밸브(10) 오작동으로 인한 소음 문제 및 각 구성부품의 마모로 인한 수명 단축 등의 여러 문제점이 있었는 바, 업계에서는 이를 해결할 수 있는 신규한 구성의 압력배출시스템(1)이 요구되고 있는 실정이다.

이에 본 발명자는 상기한 종래 파이롯트 밸브를 이용한 압력배출시스템이 갖는 제반 문제점을 일소하여 작동안전성을 보장하고, 사용수명을 대폭 연장할 수 있게 함에 발명의 기술적 과제를 두고 본 발명을 완성한 것이다.

상기 기술적 과제를 해결할 수단으로 본 발명에서는 메인밸브의 전단에 설치되어 있는 덤핑밸브를 작동하기 위해 사용하는 공압을 이용하여 덤핑밸브를 개방함과 동시에 메인밸브의 피스톤 내에 형성된 압력실과 덤핑밸브의 전단을 연결하는 보조관에 설치된 공압밸브를 개방하여 압력실 내부로 유체를 신속하게 공급함으로 해서 피스톤이 순간적으로 후퇴하여 발생하게 되는 파이롯트 밸브 오작동을 근본적 으로 차단할 수 있게 한 것이다.

도 3은 본 발명이 적용된 파이롯트 밸브를 이용한 압력방출시스템 예시도이고, 도 4a, 도 4b는 본 발명의 작동 전후 상태를 보인 단면도를 도시한 것으로서, 이하에서 본 발명의 구성을 설명한다. 단 종래와 동일부재에 대한 부호는 본 발명의 이해를 돕기 위해 동일부호를 사용한다.

본 발명은 솔레노이드밸브(21)와 공압용 파이롯트(22)에서 제공되는 공압으로 개폐되는 덤핑밸브(20)에 전단이 결합되는 메인밸브(2)와, 메인밸브(2)의 몸체(2a) 내측에 스프링(3)의 탄성력이 제공되도록 설치한 피스톤(4)과, 몸체(2a)와 피스톤(4)에 각각 면접촉 되도록 설치되어 유체를 단속하는 시트(5) 및 디스크(6)와, 피스톤(4) 내부에 형성된 압력실(7) 및 압력실(7)의 측벽에 형성된 오리피스(8)와, 피스톤(4) 내의 압력실(7)에 제공되는 과압 유체을 배출할 수 있도록 설치되며 스프링(11)의 탄성력 또는 손잡이(12)의 회동에 의해 개폐되는 파이롯트 밸브(10)를 포함하는 파이롯트 밸브(10)를 이용한 압력배출시스템(1)의 구성을 적극적으로 개량 발명한 것이다.

즉, 본 발명에서는 상기 메인밸브(2)의 압력실(7)에 형성된 주입구멍(30a)과 덤핑밸브(20)의 전단을 보조관(30)으로 연결하고, 보조관(30)의 중도에는 공압에 의해 제어되는 공압밸브(31)를 배관하되, 상기 공압밸브(31)는 덤핑밸브(20)를 개폐하도록 설치된 공압관(23)과 공압관(32)으로 연결하고, 상기 공압관(32)에는 타 임릴레이(33)와 공압용 파이롯트(34)를 설치하여 상기 덤핑밸브(20)를 제어하는 솔레노이드밸브(21)와 공압용 파이롯트(22)를 통해 제공되는 공압으로 타임릴레이(33)에 정해진 시간만큼 공압밸브(31)를 개방하여 압력실(7)로 유체를 신속하게 공급하도록 한 구성이다.

상기 보조관(30)의 중도에 설치되는 공압밸브(31)로는 실린더밸브, 볼밸브, 에어구동밸브, 에어모터구동밸브 등 다양한 밸브가 적용될 수 있다.

도면 중 미설명 부호 9는 유체를 이송하는 배관을 도시한 것이다.

이상과 같이 구성되는 본 발명 파이롯트 밸브(10)를 이용한 압력방출시스템(1)은 가스 및 스팀과 같은 각종 고압 유체를 공급하는 배관시스템에 적용하여 설정 압력보다 높은 압력 시에 압력을 방출하여 배관시스템의 파손 등을 예방할 수 있도록 한 것으로서, 이하에서 본 발명의 사용에 따른 작용 등을 설명한다.

본 발명을 도 3과 같이 설치한 상태에서 배관시스템 내의 압력이 상승하거나 덤핑밸브(20) 후단에 설치되는 각종 기계 등으로 유체를 이송코자 솔레노이드밸브(21)와 공압용 파이롯트(22)에서 제공되는 공압으로 덤핑밸브(20)를 개방하게 되는데, 본 발명은 덤핑밸브(20)의 전단과 메인밸브(2) 내의 압력실(7)이 보조관(30)으로 연결되고, 보조관(30)에는 공압관(23)(32)에서 제공되는 공압에 의해 개폐되는 공압밸브(31)가 설치되어 있는바, 덤핑밸브(20)를 개방하기 위해 제공되는 공압이 공압관(32)에 설치되어 있는 타임릴레이(33)와 공압용 파이롯트(34)를 경유하여 공압밸브(31)로 공급되어 타이릴레이(33)에 설정된 시간만큼 공압밸브(31)를 개방 하므로, 이때 보조관(30)을 통해 유체가 피스톤(4) 내부의 압력실(7)로 공급된다.

또한 덤핑밸브(20)의 개방에 따라 유체는 메인밸브(2) 내부로 공급되어 종래와 같이 오리피스(8)를 통해 피스톤(4) 내부의 압력실(7)로 공급된다.

이때 덤핑밸브(20)로부터 제공되는 유체의 압력이 설정압력 이하일 때는 덤핑밸브(20) 후단에 설치되는 각종 기계 등으로 유체를 이송하게 되고, 유체의 압력이 설정압력 이상의 과압일 때는 파이롯트 밸브(20)가 개방되면서 압력실(7)의 압력을 낮아지게 되는데 이때 피스톤(4)이 후방으로 후퇴되어 메인밸브(2)를 개방하여 배관시스템 내의 높아진 압력을 낮추어 배관시스템을 보호하게 된다.

한편 상기 작동 후 덤핑밸브(20)가 닫히면 메인밸브(2) 및 압력실(7) 내의 유체는 후단에 설치되는 각종 기계 등으로 방출되어 작동대기 상태를 유지하게 된다.

이상과 같이 구성되는 본 발명의 파이롯트 밸브(10)를 이용한 압력방출시스템(1)은 메인밸브(2) 내의 피스톤(4)에 형성된 압력실(7)과 덤핑밸브(20) 전단을 보조관(30)으로 연결하고, 보조관(30)에 설치되는 공압밸브(31)를 덤핑밸브(20)를 개방하기 위해 제공하는 공압에 의해 일정시간 동안 개방되게 함으로 해서 압력실(7) 압력을 신속하게 상승시켜 파이롯트 밸브(10)의 오작동을 방지할 수 있게 한 것으로서, 본 발명을 각종 유체용 배관시스템에 적용할 경우 설정압력 이상의 과압에서만 파이롯트 밸브(10)의 작동이 이루어지므로 작동안전성을 보장할 수 있고, 파이롯트 밸브(10)의 오작동에 의한 소음 문제를 일소할 수 있으며 기기의 수명도 대폭 연장할 수 있는 등 유지 관리에 따른 다수의 효과를 제공하는 매우 유용한 발명이다.

Claims (2)

1. 솔레노이드밸브(21)와 공압용 파이롯트(22)에서 제공되는 공압으로 개폐되는 덤핑밸브(20)에 전단이 결합되는 메인밸브(2)와, 메인밸브(2)의 몸체(2a) 내측에 스프링(3)의 탄성력이 제공되도록 설치한 피스톤(4)과, 몸체(2a)와 피스톤(4)에 각각 면접촉 되도록 설치되어 유체를 단속하는 시트(5) 및 디스크(6)와, 피스톤(4) 내부에 형성된 압력실(7) 및 압력실(7)의 측벽에 형성된 오리피스(8)와, 압력실(7)에서 제공되는 과압을 배출하도록 설치되며 스프링(11)의 탄성력 또는 손잡이(12)의 회동에 의해 개폐되는 파이롯트 밸브(10)를 포함하는 파이롯트 밸브(10)를 이용한 압력배출시스템(1)에 있어서,

   상기 메인밸브(2)의 압력실(7)에 형성된 주입구멍(30a)과 덤핑밸브(20)의 전단을 연결하는 보조관(30)과,

   상기 보조관(30)의 중도에 배관되는 공압밸브(31)와,

   상기 공압밸브(31)에 공압을 제공하도록 덤핑밸브(20)를 개폐하게 배관한 공압관(23)과 연결한 공압관(32)과,

   상기 공압밸브(31)에 일정시간동안 공압을 제공하도록 공압관(32)에 설치한 타임릴레이(33) 및 공압용 파이롯트(34)를 포함하는 것을 특징으로 하는 파이롯트 밸브를 이용한 압력배출시스템.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 보조관(30)의 중도에 배관되는 공압밸브(31)는 실린더밸브, 볼밸브, 에어구동밸브, 에어모터구동밸브 중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 밸브는 파이롯트 밸브를 이용한 압력배출시스템.

Images