KR20070090702A - 전동 볼밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기어모터를 이용하여 볼밸브를 자동으로 개폐시킬 수 있으며, 수동조작 시 상기 기어모터와 연결된 구동기어 및 종동기어가 치합된 상태에서도 수동조절레버를 회전시키면 상기 기어모터와 관계없이 상기 볼밸브를 수동조절할 수 있도록 함으로써, 상기 수동조절레버를 눌러서 회전시켰던 종전의 방식에 비하여 좀더 편리하게 수동조작 할 수 있도록 한 전동 볼밸브에 관한 것이다.

이를 위하여 본 발명은 유로 개폐용 볼을 갖는 밸브몸체의 상측에 기어모터가 내장된 모터케이스가 구비되고, 상기 볼과 연결된 볼회전축이 상기 모터케이스 내부로 돌출된 상태에서 상기 기어모터의 구동기어와 치합된 종동기어를 상기 볼회전축과 연결시켜 상기 유로를 전동으로 개폐시키는 전동 볼밸브에 있어서, 상기 볼회전축과 연결되고 상기 종동기어를 관통하여 상기 모터케이스 외부로 돌출되는 연결축; 상기 연결축의 상단에 결합되는 수동조절레버; 그리고 상기 연결축의 외주면과 상기 종동기어의 내주면에 형성되어 상기 종동기어가 회전되는 동안 상기 연결축이 함께 회전되면서 상기 볼회전축을 통하여 상기 볼이 회전되도록 하고, 상기 수동조절레버를 돌려서 상기 연결축이 회전되는 동안 상기 종동기어는 정지되고 상기 볼회전축을 통하여 상기 볼이 회전되도록 하는 연결수단이 구비되도록 구성되어 있다.

연결수단, 걸림턱, 경사면, 걸림편

Description

전동 볼밸브{An electric motor ball valve}

도 1은 본 발명 한 실시예의 전동 볼밸브의 일부 분리 사시도

도 2는 본 발명 한 실시예의 전동 볼밸브의 연결수단의 저면 사시도

도 3은 본 발명 한 실시예의 전동 볼밸브의 결합상태 단면도

도 4는 도 3의 A - A선 단면도

<도면의 주요부분에 대한 부호설명>

10 : 밸브몸체 11 : 볼

12 : 볼회전축 13 : 모터케이스

14 : 기어모터 16 : 구동기어

17 : 종동기어 20 : 캠

21 : 돌기 22 : 리미트스위치

30 : 연결수단 31 : 연결축

32 : 걸림편 33 : 걸림턱

34 : 경사면 40 : 수동조절레버

본 발명은 기어모터를 이용하여 볼밸브를 자동으로 개폐하는 전동 볼밸브에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기어모터의 전동력이 구동 및 종동기어를 통하여 볼밸브로 전달되도록 하되 수동으로 볼밸브를 개폐시키고자 할 때 수동조절레버를 회전시키면 구동 및 종동기어가 치합된 상태에서도 볼밸브를 개폐시킬 수 있도록 하여 전동 및 수동 조작이 편리하도록 한 전동볼밸브에 관한 것이다.

일반적으로 볼밸브는 수동조작레버가 구비된 것이 대부분으로 이러한 밸브는 온수배관용 또는 직경이 작은 파이프의 개폐에 사용된다. 이러한 수동조작밸브를 자동으로 개폐하여 온수의 흐름을 필요에 따라 편리하게 제어하기 위한 발명들이 많이 제안된바 있다. 그 중에서 국내 실용신안공보 공개번호 제98-20262호에 솔레노이드를 이용한 자동개폐장치가 개시된 바 있다.

이는 밸브의 회전축을 솔레노이드와 연결시켜 솔레노이드의 직선운동이 회전운동으로 변하도록 하여 밸브를 개폐한 것이나, 솔레노이드는 그 특성상 직선운동이 빠르게 이루어지기 때문에 그 충격으로 밸브의 피로가 심해져 패킹이 마모되고 누수의 위험성이 있었다. 또한 솔레노이드는 빠르게 움직이기 때문에 동작소음이 심한 등의 단점이 있었다.

국내 특허 등록 제198098호에는 모터를 이용한 밸브가 개시된 바 있다. 이는 모터와 연결된 다수개의 기어들을 통해 밸브판이 회전되도록 구성된 것이나, 기어들이 밸브 내부에 내장되기 때문에 밸브를 제작하기 어려우며 또한 기어들이 고장 났을 때 이를 수리하기 위해 모터와 기어들을 분리하기 어려운 등의 단점이 있었다.

본 발명자는 종래 이러한 문제점을 감안하여 볼밸브의 상부에 기어들이 조합된 기어모터를 설치하고 이 기어모터의 모터축과 볼밸브의 볼회전축을 캠으로 연결한 뒤 캠에 의해 제어되는 리미트스위치로 모터의 회전이 컨트롤되도록 함으로써, 구성이 간소화되고 또한 기어모터를 볼밸브에서 분리하기 편리함으로 고장수리를 신속하게 할 수 있는 전동 볼밸브를 출원하였으며 이는 실용신안등록 제196289호로 등록돼 있다.

그리고 본 발명자는 볼밸브가 기어모터에 의해 회전되면서 자동으로 개폐되도록 하고 또한 수동레버로 볼밸브를 수동으로 회전시킬 수 있도록 함으로써, 기어모터의 고장 시 볼밸브를 수동으로 간단하게 조작할 수 있는 전동 볼밸브를 실용등록 제216868호로 등록한 바 있다.

본 발명은 본 발명자의 실용등록 제216868호의 개선에 관한 것으로서, 본 발명의 목적은 기어모터를 이용하여 볼밸브를 자동으로 개폐시킬 수 있으며, 수동조작 시 상기 기어모터와 연결된 구동기어 및 종동기어가 치합된 상태에서도 수동조절레버를 회전시키면 상기 기어모터와 관계없이 상기 볼밸브를 수동조절할 수 있도록 함으로써, 상기 수동조절레버를 눌러서 회전시켰던 종전의 방식에 비하여 좀더 편리하게 수동조작 할 수 있도록 한 전동 볼밸브를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 유로 개폐용 볼을 갖는 밸브몸체의 상측에 기어모터가 내장된 모터케이스가 구비되고, 상기 볼과 연결된 볼회전축이 상기 모터케이스 내부로 돌출된 상태에서 상기 기어모터의 구동기어와 치합된 종동기어를 상기 볼회전축과 연결시켜 상기 유로를 전동으로 개폐시키는 전동 볼밸브에 있어서, 상기 볼회전축과 연결되고 상기 종동기어를 관통하여 상기 모터케이스 외부로 돌출되는 연결축; 상기 연결축의 상단에 결합되는 수동조절레버; 그리고 상기 연결축의 외주면과 상기 종동기어의 내주면에 형성되어 상기 종동기어가 회전되는 동안 상기 연결축이 함께 회전되면서 상기 볼회전축을 통하여 상기 볼이 회전되도록 하고, 상기 수동조절레버를 돌려서 상기 연결축이 회전되는 동안 상기 종동기어는 정지되고 상기 볼회전축을 통하여 상기 볼이 회전되도록 하는 연결수단이 구비되도록 구성되어 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명 한 실시예의 전동 볼밸브의 일부 분리 사시도 이고, 도 2는 본 발명 한 실시예의 전동 볼밸브의 연결수단의 저면 사시도 이며, 도 3은 본 발명 한 실시예의 전동 볼밸브의 결합상태 단면도 이다. 본 발명은 볼(11)에 의해 개폐되는 유로(10a)를 갖는 밸브몸체(10)가 구비되고, 상기 밸브몸체(10)는 기어모터(14)가 내장된 모터케이스(13)와 체결너트(18)를 통하여 결합된다.

상기 모터케이스(13) 내부에는 상기 기어모터(14)의 모터축(15)과 결합된 구동기어(16)가 구비되고 상기 구동기어(16)와 치합된 종동기어(17)가 구비되며, 상기 종동기어(17)는 연결수단(30)을 통하여 상기 볼(11)의 볼회전축(12)과 결합된다.

상기 연결수단(30)은 상기 볼회전축(12)의 상단과 결합되어 일체로 회전되는 연결축(31)이 구비되며, 상기 연결축(31)의 상단은 상기 종동기어(17)의 중앙을 관통하여 상기 모터케이스(13)의 상측으로 돌출되고 수동조절레버(40)와 결합된다. 그리고 상기 연결축(31)의 외주면에는 방사상으로 다수개의 걸림편(32)이 탄성적으로 구비되며, 상기 종동기어(17)의 내측에는 상기 걸림편(32)들이 걸리는 걸림턱(33) 및 경사면(34)이 톱니 형태로 연이어서 반복 형성된다. 상기 걸림편(32)은 상기 경사면(34)과 면접되고 그 끝단은 상기 걸림턱(33)에 걸린 상태로 상기 종동기어(17)의 내측에 내장된다.

상기 기어모터(14)의 회전으로 상기 종동기어(17)가 회전되면 상기 걸림턱(33)과 걸린 걸림편(32)을 통하여 상기 연결축(31)이 회전되고 상기 연결축(31)과 결합된 상기 볼회전축(12)을 통하여 상기 볼(11)이 한 방향으로 회전되면서 상기 유로(10a)가 개폐된다.

상기 볼회전축(12)의 외주면에는 90도 간격으로 상,하 엇갈리게 돌출된 다수개의 돌기(21)를 갖는 캠(20)이 인서트 사출 형태로 일체화되고 상기 캠(20)의 외주연에는 상기 돌기(21)들에 눌려 ON/OFF되면서 상기 기어모터(14)로 공급되는 전원을 제어하는 한쌍의 리미트스위치(22)가 적층 구비된다. 따라서 상기 기어모터(14)는 한 방향으로 90도 만큼씩 간헐 회전되면서 상기 유로(10a)를 개폐시킨다.

그리고 상기 캠(20)의 상단 내주면에 상기 연결축(31)의 하단이 끼워져 상기 볼회전축(12)과 연결되는 것으로서, 이들이 헛돌지 않도록 상기 캠(20)의 상단 내주면에 홈 형태의 요부(23)가 형성되고, 상기 연결축(31)의 하단에 돌기 형태의 철 부(35)가 각각 형성된다. 또한 상기 볼회전축(12)은 그 하단이 돌기형으로 형성되어 있으며, 상기 밸브몸체(10)의 상단에는 상기 볼(11)과 연결된 홈이 형성되어서 이들 돌기 및 홈이 끼워지면 상기 볼회전축(12)과 볼(11)이 조립식으로 연결되도록 구성된다.

이처럼 구성된 본 발명은 상기 모터케이스(13)가 상,하측으로 양분되는 구조로써, 상측이 뚜껑 역할을 한다. 따라서 조립할 때 상기 모터케이스(13)의 하측을 체결너트(18)로 상기 밸브몸체(10)에 결합시키되 상기 볼회전축(12)의 하단 돌기가 상기 볼(11)의 상단 홈에 끼워져 이들이 연결되도록 한 뒤, 상기 모터케이스(13) 내부로 돌출된 상기 볼회전축(12)의 상기 캠(20)에 연결축(31)을 조립하고, 상기 연결축(31)의 상측에 상기 종동기어(17)를 결합시킨다. 이때 상기 종동기어(17)의 내측 걸림턱(33)이 상기 연결축(31)의 외측 걸림편(32)에 걸리도록 조립한 뒤 구동기어(16) 및 기어모터(14)를 장착하고 상기 모터케이스(13)의 상측을 하측에 결합시켜 상기 부품들을 내장시키고, 상기 모터케이스(13)의 상측으로 돌출되는 상기 연결축(31)의 상단에 수동조절레버(40)를 결합시키면 조립 완료된다.

상기와 같이 조립된 본 발명 한 실시예의 전동 볼밸브의 자동 개폐는 다음과 같다.

기어모터(14)로 전원이 공급되면 이의 모터축(15)과 결합된 구동기어(16)를 통하여 종동기어(17)가 한방향으로 회전되고 상기 종동기어(17)의 내측 걸림턱(33)과 걸린 걸림편(32)을 통하여 상기 연결축(31)이 회전된다. 따라서 상기 연결축(31)과 결합된 볼회전축(12)을 통하여 상기 볼(11)이 한 방향으로 회전되며, 상 기 캠(20)의 외주면에 90도 간격으로 형성된 돌기(21)가 상기 리미트스위치(22)를 누르면 상기 기어모터(14)로 공급되는 전원이 차단되면서 상기 볼(11)이 90도 만큼 한 방향으로 회전되고, 다시 상기 기어모터(14)로 전원이 공급되면 위의 과정을 반복하면서 상기 볼(11)이 90도 만큼 한 방향으로 회전되면서 상기 유로(10a)가 개폐된다.

수동조작은 다음과 같이 이뤄진다.

상기 기어모터(14)로 공급되는 전원이 차단된 상태에서 상기 수동조절레버(40)를 한 방향으로 회전시키면 도 4에서와 같이 상기 연결축(31)에 형성된 걸림편(32)이 상기 종동기어(17)의 내측에 형성된 경사면(34) 및 걸림턱(33)을 순차적으로 타고 넘으면서 회전된다. 상기 걸림편(32)은 탄성적으로 상기 연결축(31)의 외주면에 형성된 것이므로 상기 경사면(34) 및 걸림턱(33)을 타고 넘는 동안 탄성적으로 휨 변형되며, 상기 모터케이스(13)의 상면에 표시된 개폐위치만큼 상기 수동조절레버(40)를 90도 간격으로 회전시키면 상기 종동기어(17) 및 구동기어(16)가 치합된 상태에서도 이들 기어(16)(17)들을 회전시키지 않고 상기 유로(10a)를 개폐시킬 수 있다.

상기 기어(16)(17)들은 상기 기어모터(14)와 연결된 상태이므로 상기 종동기어(17)를 수동으로 강하게 회전시키지 않는 한 상기 기어모터(14)는 정지상태를 유지하게 된다. 상기 기어모터(14)는 큰 감속 구동력을 얻기 위하여 기어들이 조합된 상태로 구성돼 있으므로 상기 수동조절레버(40)를 회전시켜 상기 걸림편(32)이 상기 걸림턱(33) 및 경사면(34)을 타고 넘을 때 외력이 발생되더라도 그 힘으론 상기 기어모터(14)를 회전시킬 수 없는 것이므로 수동조작시 상기 기어(16)(17)들은 정지상태로 유지된다. 따라서 상기 수동조절레버(40)를 눌러서 회전시켰던 종전의 방식에 비해 수동조작이 훨씬 간편해진다.

이상에서와 같이 본 발명 따르면 구동기어와 종동기어가 치합된 상태에서 상기 수동조절레버를 회전시키면 상기 수동조절레버와 연결된 연결축의 걸림편이 상기 종동기어에 형성된 걸림턱 및 경사면을 타고 넘으면서 회전되므로 상기 구동기어 및 종동기어와 무관하게 상기 유로를 개폐시킬 수 있다.

그리고 본 발명은 상기 수동조절레버를 눌러서 회전시킬 필요 없이 단순히 회전시키면 상기 종동기어 내부의 걸림턱 및 경사면을 타고 넘으면서 상기 밸브몸체의 볼을 회전시키는 것이므로 종전의 눌러서 회전시키는 방식에 비하여 편리해진 등의 효과가 있다.

Claims (3)

1. 유로 개폐용 볼을 갖는 밸브몸체의 상측에 기어모터가 내장된 모터케이스가 구비되고, 상기 볼과 연결된 볼회전축이 상기 모터케이스 내부로 돌출된 상태에서 상기 기어모터의 구동기어와 치합된 종동기어를 상기 볼회전축과 연결시켜 상기 유로를 전동으로 개폐시키는 전동 볼밸브에 있어서,

   상기 볼회전축과 연결되고 상기 종동기어를 관통하여 상기 모터케이스 외부로 돌출되는 연결축;

   상기 연결축의 상단에 결합되는 수동조절레버; 그리고

   상기 연결축의 외주면과 상기 종동기어의 내주면에 형성되어 상기 종동기어가 회전되는 동안 상기 연결축이 함께 회전되면서 상기 볼회전축을 통하여 상기 볼이 회전되도록 하고, 상기 수동조절레버를 수동으로 돌려서 상기 연결축이 회전되는 동안 상기 종동기어는 정지되고 상기 볼회전축을 통하여 상기 볼이 회전되도록 하는 연결수단이 구비됨을 특징으로 하는 전동 볼밸브.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 연결수단은

   상기 종동기어의 내주면에 방사상으로 다수개의 걸림턱이 형성되고 상기 걸림턱들을 톱니 형태로 연결하는 다수개의 경사면이 구비되며,

   상기 걸림턱에 걸려 함께 회전되거나 또는 상기 걸림턱 및 상기 경사면을 타 고 넘으면서 회전될 수 있도록 상기 연결축의 외주면에 형성된 다수개의 탄성 걸림편으로 구성한 것을 특징으로 하는 전동 볼밸브.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 연결축의 외주면에 90도 간격으로 상,하 엇갈리게 배치된 다수개의 돌기를 갖는 캠이 구비되고,

   상기 돌기들에 눌려 온/오프되면서 상기 기어모터를 한 방향으로 90도 만큼 간헐 회전시켜 상기 밸브몸체의 유로를 개폐시키는 한쌍의 리미트스위치가 구비됨을 특징으로 하는 전동 볼밸브.

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