KR20070068538A

KR20070068538A - 압력조절밸브

Info

Publication number: KR20070068538A
Application number: KR1020050130235A
Authority: KR
Inventors: 김상진
Original assignee: 두산인프라코어 주식회사
Priority date: 2005-12-27
Filing date: 2005-12-27
Publication date: 2007-07-02

Abstract

본 발명은 압력조절밸브에 관한 것으로, 밸브하우징(20) 내에 수용되어 리테이너(30)에 지지되며, 오일통과홀(42)이 형성되어 있는 외부플런저(40); 밸브하우징(20) 내에 수용되어, 외부플런저(40)를 탄력적으로 지지하는 외부스프링(50); 외부플런저(40) 내에 수용되며, 관통홀(62)이 형성되어 있는 내부플런저(60); 외부플런저(40) 및 내부플런저(60) 사이에 개재되어, 내부플런저(60)를 탄력적으로 지지하는 내부스프링(70)을 포함하여 구성된다. 이에 따라, 압력조절밸브의 개폐구조가 단순화됨은 물론이고 릴리프홀을 완전히 개방시킬 수 있어 압력제어능력을 향상시킬 수 있다.

밸브하우징, 리테이너, 플런저, 스프링

Description

압력조절밸브 {PRESSURE CONTROL VALVE}

도 1은 종래의 압력조절밸브 구조를 도시한 단면도,

도 2는 종래의 압력조절밸브의 오일의 유량에 따른 압력의 상관관계를 도시한 그래프,

도 3a, 3b, 3c는 본 발명에 따른 압력조절밸브의 구조 및 작동상태를 도시한 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 압력조절밸브의 오일의 유량에 따른 압력의 상관관계를 도시한 그래프이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

20 : 밸브하우징 22 : 릴리프홀

30 : 리테이너 40 : 외부플런저

42 : 오일통과홀 50 : 외부스프링

60 : 내부플런저 62 : 관통홀

70 : 스프링 80 : 오링

본 발명은 압력조절밸브에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 오일의 압력에 의해 개폐됨으로써 압력제어능력을 향상시킬 수 있는 압력조절밸브에 관한 것이다.

일반적으로, 직접 제어식 밸브는 작동을 시키는 유체가 릴리프되어 유출되는 유체이기도 한 밸브이며, 간접 제어식 밸브는 플런저를 작동시키는 압력의 오일과 플런저가 움직여 밸브가 개방되었을 때 릴리프홀을 통해 유출되는 오일이 다른 경우를 말한다.

직접 제어식 밸브는 구조가 간단할 뿐 아니라 그 적용이 용이하다는 장점이 있으나, 압력을 제어하는 능력이 상대적으로 떨어진다. 그리고 간접 제어식 밸브는 압력을 유지시키는 능력이 우수한 반면. 작동유와 오일을 달리 구성하기 위해 회로가 복잡해지는 단점이 있다.

종래의 압력조절밸브는 도 1에 도시된 바와 같이, 밸브하우징(1)의 내부에 수용되어 있는 플런저(2)는 스프링(3)에 의해 탄력적으로 지지되어 있는 상태를 유지하며, 밸브하우징(1)의 단부에는 플런저(2)가 외부로 이탈되지 않도록 리테이너(4)가 마련되어 있다.

이와 같은 구성에 의해, 플런저(2) 전방의 압력이 상승하여 플런저(2)의 전방에 작용하는 오일의 압력이 플런저(2)의 후방에 작용하는 스프링(3)의 힘보다 강해지면, 스프링(3)이 압축되면서 플런저(2)가 이동한다. 그리고 플런저(2)의 끝단 이 릴리프홀(5)과 만나기 시작하면 비로소 압력조절밸브가 개방되어 오일이 릴리프홀(5)을 통해 배출된다.

그러나 상기와 같은 직접 제어식 밸브는 오일의 압력이 높아지면 플런저(2)가 조금 더 유동하여 릴리프홀(5)의 개방면적이 늘어나 더 많은 오일이 배출되면서 압력이 높아지는 것을 억제하여야 하나, 실제로는 플런저(2)를 가압하는 오일의 압력이 높아져도 플런저(2)는 이에 상응하여 더 많이 움직이지 않는다는 문제점이 있다.

이와 같은 현상은 직접 제어식 밸브의 구조적 문제로서, 플런저(2)를 작동시키는 오일 자체가 릴리프홀(5)을 통해 빠른 속도로 배출되면서 릴리프홀(5) 주변의 압력을 떨어뜨리기 때문이다.

예컨대, 4bar에서 열리기 시작하는 압력조절밸브가 구비되어 있는 시스템에서 6bar로 오일의 압력을 높여도 플런저에 작용하는 평균압력은 4.7bar 정도 밖에 안 된다.

이는, 기 설명한 바와 같이 릴리프홀 주변에서 부압(- 압력)이 작용하여 플런저가 양력을 받기 때문이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 내부구조를 단순화시킴과 아울러 압력제어성능을 향상시킬 수 있는 압력조절밸브를 제공하고자 하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 적어도 하나의 릴리프홀이 형성되어 있는 밸브하우징; 상기 밸브하우징의 단부에 설치되는 리테이너를 포함하는 압력조절밸브에 있어서, 상기 밸브하우징 내에 수용되어 상기 리테이너에 지지되며, 오일통과홀이 형성되어 있는 외부플런저; 상기 밸브하우징 내에 수용되어, 상기 외부플런저를 탄력적으로 지지하는 외부스프링; 상기 외부플런저 내에 수용되며, 관통홀이 형성되어 있는 내부플런저; 상기 외부플런저 및 상기 내부플런저 사이에 개재되어, 상기 내부플런저를 탄력적으로 지지하는 내부스프링을 포함하여 구성되는 데 그 특징이 있다.

상기 외부플런저의 전·후방 압력차에 의해 상기 외부플런지 및 상기 내부플런지가 유동됨으로써 상기 릴리프홀이 개폐되는 것이 바람직하다.

상기 관통홀은‘L’형 구조를 가지는 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 3a 내지 도 3c에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 압력조절밸브는 밸브하우징(20); 밸브하우징(20)의 단부에 설치되는 리테이너(30); 밸브하우징(20) 내에 수용되어, 리테이너(30)에 지지되는 외부플런저(40); 밸브하우징(20) 내에 수용되는 외부스프링(50); 외부플런저(40) 내에 수용되는 내부플런저(60); 외부플런저 (40) 및 내부플런저(60) 사이에 개재되는 내부스프링(70)을 포함하여 구성된다.

밸브하우징(20)의 측부에는 일정 크기의 릴리프홀(22)이 형성되어 있으며, 단부에는 오일유입구(24)가 마련되어 있다. 오일유입구(24)는 리테이너(30)를 지지할 수 있도록 코깅처리되어 있다.

리테이너(30)는 외부플런저(40)가 외부로 이탈되는 것을 방지하는 역할을 수행한다.

외부플런저(40)의 측부에는 오일통과홀(42)이 형성되어 있다. 외부플런저(40)의 일단은 내부플런저(60)가 이탈되지 않도록 코킹처리되어 있고, 타단에는 개방홀(44)이 형성되어 있다.

외부스프링(50)은 외부플런지(40)의 전·후방 압력차에 의해 유동되도록 외부플런지(40)를 탄력적으로 지지하는 역할을 수행한다.

내부플런저(60)에는 관통홀(62)이 형성되며, 관통홀(62)의 입구는 오일유입구(24)와 대응되게 위치하며, 그 출구는 오일통과홀(42)과 대응되게 위치하고 있다.

내부플런지(60)에 형성되어 있는 관통홀(62)은 상하‘L’형 구조를 가지는 것이 바람직하며, 내부플런지(60)는 외부플런저(40) 내부에서만 유동되도록 되어 있다.

내부스프링(70)는 내부플런지(60)가 외부플런지(40)의 전·후방 압력차에 의해 유동되도록 내부플런지(60)를 탄력적으로 지지하는 역할을 수행한다.

한편, 미설명 도면부호 80은 오링을 도시한 것이다.

도 3a는 압력조절밸브가 개방되지 않은 상태를 도시한 것으로, 외부플런저(40)의 전방에 작용하는 압력(P1)은 외부플런저(40)의 후방에 작용하는 압력(P2)보다 약간 높은 수준이다.

즉, 외부플런저(40)의 전방에 존재하고 있는 오일은 내부플런저(60)의 관통홀(62)을 따라 내부플런저(60) 및 외부플런저(40) 사이의 작은 틈새를 지나서 외부플런저(40)의 후방으로 이동하기 때문에 이 부분에서 발생하는 압력손실 만큼 외부플런저(40)의 후방 압력이 더 낮게 된다.

이 때, 외부플런저(40)의 전·후방 압력차로 인해 외부플런저(40)에 가해지는 힘이 외부스프링(50)이 외부플런저(40)를 미는 힘보다 크지 않으면 릴리프홀(22)은 개방되지 않는다.

한편, 외부스프링(40)은 매우 약한 탄성력을 가진 것이지만, 외부플런저(40)의 전·후방 압력차도 매우 낮기 때문에 설정된 일정 압력에 도달하기 전에는 릴리프홀(22)이 개방되지 않는다.

도 4b는 압력조절밸브가 개방되기 시작하는 상태를 도시한 것으로, 외부플런저(40) 전방에 작용하는 압력(P1)이 더 높아지면 외부플런저(40) 전·후방의 압력차도 그 만큼 높아지게 되어, 외부플런저(40)와 내부플런저(60)가 외부스프링(50) 및 내부스프링(70)을 서서히 압축시키면서 움직이게 된다.

그리고 외부플런저(40) 전방에 작용하는 압력(P1)이 설정된 압력까지 상승하게 되면, 외부플런저(40) 후방의 오일이 내부플런저(60)의 관통홀(62)을 통해 오일 통과홀(42)을 통과하여 릴리프홀(22)로 배출된다. 이렇게 되면, 외부플런저(40)의 후방에 작용하는 압력(P2)은 갑자기 대기압과 유사하게 낮아지고, 외부플런저(40) 전방에 작용하는 압력(P1)과 후방에 작용하는 압력(P2)의 차이는 매우 커지게 된다.

이에 따라, 외부플런저(40)가 스프링 상수가 매우 약한 외부스프링(50)을 압축시킴으로써 도 5c에서와 같이 릴리프홀(22)이 압력이 상승하는 만큼 충분히 개방된다.

상기와 같은 압력조절밸브의 개폐구조에 의해 오일의 유량에 따른 압력을 도 4와 같이 유지시킬 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 압력조절밸브의 개폐구조가 단순화됨은 물론이고 릴리프홀을 완전히 개방시킬 수 있어 압력제어능력을 향상시킬 수 있다.

그로 인해, 압력조절밸브의 기능성 및 사용성을 상대적으로 향상시킬 수 있다.

Claims

적어도 하나의 릴리프홀(22)이 형성되어 있는 밸브하우징(20); 상기 밸브하우징(20)의 단부에 설치되는 리테이너(30)를 포함하는 압력조절밸브에 있어서,

상기 밸브하우징(20) 내에 수용되어 상기 리테이너(30)에 지지되며, 오일통과홀(42)이 형성되어 있는 외부플런저(40);

상기 밸브하우징(20) 내에 수용되어, 상기 외부플런저(40)를 탄력적으로 지지하는 외부스프링(50);

상기 외부플런저(40) 내에 수용되며, 관통홀(62)이 형성되어 있는 내부플런저(60);

상기 외부플런저(40) 및 상기 내부플런저(60) 사이에 개재되어, 상기 내부플런저(60)를 탄력적으로 지지하는 내부스프링(70)을 포함하는 것을 특징으로 하는 압력조절밸브.
제1항에 있어서,

상기 외부플런저(40)의 전·후방 압력차에 의해 상기 외부플런지(40) 및 상기 내부플런지(60)가 유동됨으로써 상기 릴리프홀(22)이 개폐되는 것을 특징으로 하는 압력조절밸브.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 관통홀(62)은‘L’형 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 압력조절밸브.