KR20100072252A

KR20100072252A - 역흡입 밸브 시스템 및 그 폐쇄밸브 동작제어방법

Info

Publication number: KR20100072252A
Application number: KR1020107008089A
Authority: KR
Inventors: 아쓰시 이노우에
Original assignee: 사파스고교 가부시키가이샤
Priority date: 2007-10-17
Filing date: 2008-10-10
Publication date: 2010-06-30
Also published as: US8720850B2; KR101506485B1; JP2009095775A; EP2213381A4; EP2213381A1; EP2213381B1; WO2009051070A1; JP5301805B2; US20100207048A1

Abstract

역흡입 기능의 문제를 해소한 역흡입 밸브 시스템을 제공한다. 제 1 공기압 액츄에이터에 의해 개폐동작하는 개폐밸브가 폐쇄동작에 연동하는 다이어프램에 의해 액적의 발생을 방지하는 역흡입 기능을 구비하고 있는 일체형 역흡입 밸브(SV)와, 일체형 역흡입 밸브(SV)의 동작 불량 대책으로서 상류측에 인접하여 설치되고, 제 2 공기압 액츄에이터에 의해 개폐동작하는 보호개폐밸브(3)를 구비하여 이루어지는 역흡입 시스템에 있어서, 일체형 역흡입 밸브(SV)의 완전폐쇄조작 시에, 일체형 역흡입 밸브(SV)가 완전폐쇄되는 것보다 빨리 보호개폐밸브(3)의 완전폐쇄동작을 완료시키는 개폐제어부가 설치되어 있다.

Description

역흡입 밸브 시스템 및 그 폐쇄밸브 동작제어방법{SUCK BACK VALVE SYSTEM AND ITS VALVE CLOSING OPERATION CONTROL METHOD}

본 발명은 역흡입 밸브 시스템(suck back valve system) 및 그 폐쇄밸브 동작제어방법에 관한 것이다.

종래부터, 예를 들면, 약액 등의 액체를 취급하는 배관계통에 설치되는 개폐밸브에 있어서는, 완전폐쇄조작(全閉操作) 시에 발생하는 액적(liquid-dripping, 유체가 새어 나오는 것)을 방지하기 위해, 별개의 역흡입 전용 밸브를 병설하고 있다. 이와 같은 역흡입 전용밸브는 개폐밸브의 폐쇄동작에 동기(同期)하여 작동하는 것이고, 역흡입실의 공간 용적을 늘리는 방향으로 다이어프램을 동작시킴으로써 출구측의 액체를 역흡입실 측으로 흡인하여 액적의 발생을 방지할 수가 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).

또, 상술한 개폐밸브 및 역흡입 밸브는 별개이기 때문에, 장치 전체의 설치 스페이스 저감이나 액츄에이터를 동기시키는 문제 등을 해소하는 것 등을 목적으로 하여, 양자를 일체화한 구성의 일체형 역흡입 밸브가 본 출원인에 의해 제안되어 있다.

한편, 일체형 역흡입 밸브에 동작 불량이 발생하였을 경우의 보호대책으로서 일체형 역흡입 밸브의 상류측에 보호 개폐밸브를 설치하는 경우가 있다. 이와 같이, 일체형 역흡입 밸브와 보호 개폐밸브를 병설하여 구성되는 역흡입 밸브 시스템에 있어서는, 만일 일체형 역흡입 밸브가 닫히지 않는(동작하지 않는) 경우의 유체 유출량을 최소한으로 억제하기 위해, 일체형 역흡입 밸브의 동작 불량 대책으로서 설치되는 보호 개폐밸브를 가능한 한 일체형 역흡입 밸브에 가까운 위치에서 시간지연(time-lag)을 최소한으로 하여 동작시키는 것이 바람직하다.

특허문헌 1 : 일본국특허공개 제2002-316085호 공보

그런데, 상술한 역흡입 시스템에서는 보호 개폐밸브를 일체형 역흡입 밸브에 가까운 상류 위치에서 대략 동시에 닫으면, 워터 해머(water hammer, 수격작용)의 영향에 의해 일체형 역흡입 밸브에서 액적이 발생하는 경우가 있다. 즉, 일체형 개폐밸브의 상류측에 보호 개폐밸브를 설치함으로써, 일체형 역흡입 밸브의 역흡입 기능에 문제가 발생한다는 것을 알 수 있다.

본 발명은 상기의 사정을 감암하여 이루어진 것이며, 그 목적은 역흡입 기능의 문제점을 해소한 역흡입 밸브 시스템 및 그 폐쇄밸브 동작제어방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명은 상기의 과제를 해결하기 위해 아래와 같은 수단을 채용하였다.

본 발명의 역흡입 밸브 시스템은 제 1 공기압 액츄에이터에 의해 개폐동작하는 개폐밸브가 폐쇄동작에 연동하는 다이어프램에 의해 액적의 발생을 방지하는 역흡입 기능을 구비하고 있는 일체형 역흡입 밸브와, 상기 일체형 역흡입 밸브의 동작 불량 대책으로서 상류측에 인접하여 설치되고, 제 2 공기압 액츄에이터에 의해 개폐동작하는 보호 개폐밸브를 구비하여 이루어지는 역흡입 시스템으로, 상기 일체형 역흡입 밸브의 완전폐쇄조작(全閉操作) 시에 상기 일체형 역흡입 밸브가 완전폐쇄되는 것보다 빨리 상기 보호 개폐밸브의 완전폐쇄동작을 완료시키는 개폐제어부가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

이와 같은 역흡입 밸브 시스템에 의하면, 일체형 역흡입 밸브의 완전폐쇄조작 시에, 상기 일체형 역흡입 밸브가 완전폐쇄되는 것보다 빨리 상기 보호 개폐밸브의 완전폐쇄동작을 완료시키는 개폐제어부를 구비하고 있으므로, 보호 개폐밸브보다 늦게 완전폐쇄되는 일체형 역흡입 밸브에 의해 워터 해머가 발생하는 것을 방지할 수가 있다.

본 발명의 역흡입 시스템의 폐쇄밸브 동작제어방법은 제 1 공기압 액츄에이터에 의해 개폐동작하는 개폐밸브가 폐쇄동작에 연동하는 다이어프램에 의해 액적의 발생을 방지하는 역흡입 기능을 구비하고 있는 일체형 역흡입 밸브와, 상기 일체형 역흡입 밸브의 동작 불량 대책으로서 상류측에 인접하여 설치되고, 제 2 공기압 액츄에이터에 의해 개폐동작하는 보호 개폐밸브를 구비하여 이루어지는 역흡입 시스템의 폐쇄밸브 동작제어방법으로, 상기 일체형 역흡입 밸브의 완전폐쇄조작 시에 상기 일체형 역흡입 밸브가 완전폐쇄되는 것보다 빨리 상기 보호 개폐밸브의 완전폐쇄동작을 완료시키는 것을 특징으로 하는 것이다.

이와 같은 역흡입 밸브 시스템의 폐쇄밸브 동작제어방법에 의하면, 일체형 역흡입 밸브의 완전폐쇄조작 시에 일체형 역흡입 밸브가 완전폐쇄되는 것보다 빨리 보호 개폐밸브의 완전폐쇄동작을 완료시키도록 폐쇄밸브 동작을 제어하므로, 보호 개폐밸브보다 늦게 완전폐쇄되는 일체형 역흡입 밸브에 의해 워터 해머가 발생하는 것을 방지할 수가 있다.

상술한 본 발명에 의하면, 일체형 역흡입 밸브를 완전폐쇄조작할 때, 일체형 역흡입 밸브가 완전폐쇄되는 것보다 빨리 보호 개폐밸브의 완전폐쇄동작을 완료하도록 하였으므로, 보호 개폐밸브보다 늦게 완전폐쇄되는 일체형 역흡입 밸브에 의해 워터 해머가 발생하는 것을 방지하고, 이 워터 해머에 의해 발생하는 역흡입 기능의 문제를 해소할 수가 있다.

도 1은 본 발명의 역흡입 밸브 시스템 및 그 폐쇄밸브 동작제어방법의 일 실시형태로, 보호 개폐밸브 및 일체형 역흡입 밸브에 대해 폐쇄동작을 실시하는 경우의 타임 차트를 도시하고 있다.
도 2는 역흡입 시스템의 구성 예를 도시하는 도면이다.
도 3은 일체형 역흡입 밸브의 구성 예를 도시하는 도면으로, 개폐밸브가 완전개방(全開)의 상태를 도시하고 있다.
도 4는 일체형 역흡입 밸브의 구성 예를 도시하는 도면으로, 개폐밸브를 완전폐쇄로 하여 역흡입 기능이 동작하기 전의 상태를 도시하고 있다.
도 5는 일체형 역흡입 밸브의 구성 예를 도시하는 도면으로, 도 4의 상태로부터 역흡입 기능이 동작한 상태를 도시하고 있다.
도 6은 보호 개폐밸브 및 일체형 역흡입 밸브를 일체화한 구성 예를 도시하는 도면이다.

이하, 본 발명의 역흡입 밸브 시스템 및 그 폐쇄밸브 동작제어방법의 일 실시형태를 도면에 의거하여 설명한다.

도 2에 도시하는 역흡입 시스템(1)은 유체로 약액이 흐르는 배관유로 등에 설치되어 있다. 이 역흡입 시스템(1)에서 약액이 흐르는 배관(2)에는 상류측으로부터 순서대로 보호개폐밸브(3) 및 일체형 역흡입 밸브(SV)가 설치되어 있다. 따라서, 일체형 역흡입 밸브(SV)를 완전폐쇄로 하였을 때, 일체형 역흡입 밸브(SV)의 하류측이 되는 배관(2)의 출구측 단부(2a)에서 액적이 발생되지 않도록 되어 있다.

보호개폐밸브(3)는 상부에 설치한 공기압 액츄에이터(3a)에 의해 동작하는 공기압 조작밸브이다. 이 보호개폐밸브(3)는 일체형 역흡입 밸브(SV)의 동작 불량 대책으로서, 즉, 일체형 역흡입 밸브(SV)가 완전히 닫히지 않을 경우 등의 안전대책으로서 상류측 근방에 인접하여 설치되어 있다.

공기압 액츄에이터(3a)는 에어 공급원(미도시)에 연결된 공기압 배관(4)에서 소정 압력으로 조정된 공기압을 피스톤에 공급받아서 동작하는 것이고, 공기압의 ON/OFF에 의해 밸브 본체를 개폐동작시킬 수가 있다.

공기압 배관(4)은 보호개폐밸브(3)의 공기압 액츄에이터(3a)에 연결되는 공기압 배관(4a)과, 후술하는 일체형 역흡입 밸브(SV)의 공기압 액츄에이터(30)에 연결되는 공기압 배관(4b)으로 분기(分岐)된다. 공기압 배관(4a,4b)에는 각각 전자밸브(5a,5b) 및 스피드 콘트롤러(6a,6b)가 설치되어 있다.

전자밸브(5a,5b)는 공기압 공급의 ON/OFF를 실시하는 개폐밸브이다. 이 경우의 전자밸브(5a,5b)는 공기압 공급을 OFF로 하였을 경우에 공기압 액츄에이터(3a,30)측의 공기압을 배기하기 위해 쓰리 웨이 밸브(three way valve)가 채용되고 있다.

스피드 콘트롤러(6a,6b)는 공기압 액츄에이터(3a,30)에 공급되는 공기압의 유량 조정 기능을 갖는 것이다. 따라서, 이 스피드 콘트롤러(6a,6b)의 설정을 바꿈으로써, 공기압 액츄에이터(3a,30)가 동작하는 타이밍, 즉, 보호개폐밸브(3) 및 일체형 역흡입 밸브(SV)가 개폐동작하는 타이밍을 조정할 수가 있다. 또한, 여기에서 사용하는 스피드 콘트롤러(6a,6b)는 미터 아웃형으로 한다.

제어부(7)는 전자밸브(5a,5b)의 개폐제어 등을 실시하는 것이다.

일체형 역흡입 밸브(SV)는, 예를 들면, 도 3 내지 도 5에 도시한 바와 같이 구성되어 있다.

도시한 역흡입 밸브(SV)는 약액 등의 액체가 흐르는 유로에 설치되고, 완전폐쇄시의 액적의 발생을 방지하는 역흡입 기능을 구비하고 있는 개폐밸브(10)와 개폐조작용의 액츄에이터(30)가 일체로 구성되어 있다. 즉, 역흡입 밸브(SV)는 액츄에이터 조작용의 공기압을 받는 액츄에이터(30)의 피스톤(31)과 개폐밸브(10)의 개폐조작을 실시하는 밸브체(11)가 축부(50)를 통하여 연결되고, 공기압에 의해 개폐동작을 실시하는 개폐밸브(10)가 역흡입 기능을 구비하게 된다.

또한, 도시한 역흡입 밸브(SV)에 있어서, 도 3은 개폐밸브(10)가 완전개방의 상태, 도 4는 개폐밸브(10)를 완전폐쇄로 하여 역흡입 기능이 동작하기 전의 상태, 도 5는 도 4 상태로부터 역흡입 기능이 동작한 상태를 나타내고 있다.

개폐밸브(10)의 기본구성은 밸브본체(케이싱)(12)에 유체입구(13) 및 유체출구(14)를 구비하고, 밸브본체(12)의 내부공간(15)에는 유체유로(16)를 개폐하는 밸브체(11)가 배치되어 있다. 유체유로(16)의 상부쪽에는 유체유로(16)를 통하여 내부공간(15)과 연통하는 역흡입실(17)이 형성되어 있다. 이 역흡입실(17)은 개폐밸브(10) 내에서 액체가 흐르는 유로(이하,「밸브 내 유로」라고 함)의 일부가 되고, 또한, 밸브체(11)에 연결된 축부(50)의 일부가 설치된 공간이다. 또, 이 역흡입실(17)은 후술하는 다이어프램(60)을 동작시킴으로써, 공간 용적을 늘려서 역흡입 기능을 발휘하는 공간이기도 하다.

또한, 유체입구(13)는 입구유로(13a)를 통하여 내부공간(15)과 연통하고, 유체출구(14)는 출구유로(14a)를 통하여 역흡입실(17)과 연통하고 있다.

상술한 밸브체(11)는 후술하는 액츄에이터(30)에 연동하여 피스톤(31) 및 축부(50)와 함께 내부공간(15) 내를 상하방향으로 동작하여, 개폐밸브(10) 내에 형성된 유체유로(16)를 개폐한다. 내부공간(15)의 상단부에는, 환언하면, 유체유로(16)의 입구부에는 시트부(18)가 설치되어 있다. 그리고, 이 개폐밸브(10)에서는 밸브체(11)가 상부쪽으로 동작하여 시트부(18)에 밀착하면 유체유로(16)가 닫히고, 밸브체(11)가 하부쪽으로 이동하여 시트부(18)로부터 이격하면 유체유로(16)가 열린다.

개폐밸브(10) 내에 형성된 밸브 내 유로는 개폐밸브(10) 내의 흐르는 방향으로부터 순서대로 유체입구(13), 입구유로(13a), 내부공간(15), 유체유로(16), 역흡입실(17), 출구유로(14a) 및 유체출구(14)로 배열되어 있다.

또, 도시한 개폐밸브(10)에서 도면 중의 부호 19는 기부(基部)(19a)가 밸브체(11)의 하부에 연결된 하부 다이어프램, 20은 기부(19a)를 윗방향으로 밀어올려주는 코일스프링, 21은 배기유로이다. 또한, 밸브체(11)의 하부를 좁혀서 소경(小徑)으로 하고 있으므로, 하부 다이어프램(19)을 소경화할 수가 있다.

액츄에이터(30)는 액츄에이터 본체(32)에 형성된 내부공간의 실린더부(33) 내에 피스톤(31)을 설치하고, 피스톤(31)에 의해 분할된 실린더부(33)의 어느 한 쪽에 공기압을 공급하여 개폐밸브(10)를 개폐조작하는 것이다. 도시한 구성 예에서는 액츄에이터 본체(32)에는 2개의 공기압 공급구(34,35)가 설치되고, 어느 한 쪽을 선택하여 사용할 수 있도록 되어 있다. 이 경우, 상부쪽에 배치된 공기압 공급구 (34)는 실린더부(33) 내를 축방향으로 슬라이딩하는 피스톤(31)의 상면측에 공기압을 공급하고, 하부쪽에 배치된 공기압 공급구(35)는 실린더부(33)을 축방향으로 슬라이딩하는 피스톤(31)의 하면측에 공기압을 공급하도록 되어 있다.

또한, 도시한 예에서는 상부쪽의 공기압 공급구(34)로부터 공기압이 공급되고, 하부쪽의 공기압 공급구(35)는 플러그(36)에 의해 닫혀져 있다.

상술한 피스톤(31)은 코일스프링(37)으로부터 윗방향(밸브체(11)가 폐쇄된 방향)으로 작용하는 힘을 항상 받고 있고, 따라서, 도시한 개폐밸브(10)는 공기압의 공급이 없는 상태에서 상시폐쇄의 상폐형이 된다. 즉, 밸브체(11)는 코일스프링(37)의 장력에 의해 상시폐쇄 상태에 있으나, 공기압 공급구(34)로부터 공기압을 공급하여 피스톤(31)을 아래방향으로 압압하면 코일스프링(20,37)의 장력을 극복해서 축부(50)를 통하여 연결된 밸브체(11)를 밀어내린다. 이 결과, 밸브체(11)는 시트부(18)로부터 이격하여 개방상태가 된다.

또한, 공기압 공급구(34)의 공기압 공급을 정지하면, 피스톤(31)에 의한 아래방향의 압압력이 없어지므로, 밸브체(11)는 코일스프링(20,37)의 장력을 받아 시트부(18)에 밀착하는 폐쇄상태가 된다.

또, 상술한 액츄에이터(30)는 후술하는 역흡입 기능에 대해, 피스톤(31)측의 축부(50)의 축방향 동작량을 규제하는 역흡입량 조정수단을 구비하고 있다. 이 역흡입 정량 조정수단은 핸들(38)의 조작에 의해 축방향으로 이동하는 나사결합축(39)이고, 선단부(39a)가 실린더부(33) 내에 돌출하는 양의 조정을 가능하게 하는 것이다. 즉, 선단부(39a)가 실린더부(33) 내에 돌출하는 양을 늘리면, 피스톤(31)이 상승 가능해지는 범위(피스톤 스트로크)가 감소하므로, 후술하는 다이어프램(60)의 동작량(변형량)에 의해 결정되는 역흡입량(역흡입실(17)의 용적변화량)도 감소한다.

또한, 도면 중의 부호 40은 코일스프링 설치 스페이스이며, 개폐밸브(10)나 액츄에이터(30)의 동작방식(상폐나 상개)을 선택하여 변경하는 경우 등에 있어서 필요에 따라 사용된다.

이어서, 피스톤(31)과 밸브체(11)의 사이를 연결하고, 액츄에이터(30)의 동작에 의해 개폐밸브(10)의 밸브체(11)를 개폐시키는 부재인 축부(50)에 대해 설명한다.

이 축부(50)는 피스톤(31)의 하면측에 설치된 피스톤 축부(51)와, 밸브체(11)의 상부에 설치된 밸브체 축부(22)를 구비하고 있다. 피스톤 축부(51)에는 하면에서 하부쪽으로 돌출하도록 해서, 끼움축부(52)가 축 중심 위치에 나사결합되어 있다. 이 끼움축부(52)에는 하단면(52a)으로부터 축 중심 위치를 통과하여 축 측면에 연통하는 배기유로(53)가 설치되어 있다. 이 배기유로(53)는 후술하는 역흡입 기능을 순조롭게 동작시키기 위해, 끼움축부(52)에 의해 좁혀진 끼움부(54) 내의 공기를 대기로 유출시키는 유로가 된다. 또한, 배기유로(53)을 통하여 끼움부(54)의 외부에 유출된 공기는 액츄에이터 본체(32)에 설치한 관통홀(41)을 통하여 대기로 유출한다.

밸브체 축부(22)의 상면에는 다이어프램(60)의 기부(61)가 나사결합에 의해 연결되어 있다. 기부(61)에는 상술한 끼움축부(52)의 주위를 덮는 벨로즈(62)가 일체로 설치되고, 또한, 벨로즈(62)의 상단부는 끼움축부(52)에 결합된 상단기부(上端基部)(63a)가 설치되어 있다. 이 상단기부(63a)는 끼움축부(52)와 일체로 축방향으로 동작하도록 서로 요철에 의해 결합되어 있다.

그리고, 상단기부(63a)에는 수평방향으로 연장되는 다이어프램 본체(63)가 일체로 설치되어 있다. 또한, 다이어프램 본체(63)의 외주부에는 개폐밸브(10)와 액츄에이터(30)의 사이에 삽입되어 고정되는 외연부(64)가 설치되어 있다. 따라서, 다이어프램 본체(63)는 역흡입실(17)의 상부를 덮어서 액츄에이터(30) 측과의 사이를 분리하는 동시에, 다이어프램 본체(63)가 끼움축부(52)와 일체로 동작하도록 이루어져 있다.

또, 기부(61)의 상면 측에는 끼움축부(52)를 축방향으로 이동가능하게 하는 끼움부(54)가 벨로즈(62)의 안쪽에 형성되어 있다. 따라서, 끼움부(54)는 다이어프램(60)보다 액츄에이터(30)측에 설치되어 있고, 개폐밸브(10)의 내부를 흐르는 유체는 다이어프램(60)에 의해 액츄에이터(30)의 구동부로부터 완전하게 분리되어 있다. 즉, 다이어프램(60)은 개폐밸브(10)측의 역흡입실(17)과 액츄에이터(30)를 분리하도록 설치되어 있고, 액츄에이터(30)의 끼움축부(52)는 약액 등의 유체와 접촉하지 않는 영역에서 동작하도록 구성되어 있다.

이와 같이, 역흡입 밸브(SV)는 개폐밸브(10)의 밸브 내 유로에 형성된 역흡입실(17)과 피스톤(11)을 동작시키는 액츄에이터(30)의 사이가 축부(50)에 연결되어 일체로 동작하는 다이어프램(60)에 의해 분리되어 있다. 또, 축부(50)는 밸브체 축부(22)에 의해 구성되는 밸브체 측 축부와 피스톤 축부(51) 및 끼움축부(52)에 의해 구성되는 피스톤 측 축부로 분할되며, 밸브 본체측 축부(22)와 일체로 연결된 다이어프램(60)의 기부(61)에는 피스톤 측 축부의 끼움축부(52)를 이동이 가능하도록 느슨하게 끼워 넣어서 축방향의 독립한 동작을 허용하고 있다.

따라서, 밸브체(11)의 폐쇄동작 시에는 축부(50)가 피스톤(31) 및 다이어프램(60)과 함께 밸브체(11)의 완전폐쇄위치까지 이동하는 폐쇄밸브 동작단계와, 피스톤측 축부의 피스톤 축부(51) 및 끼움축부(52)가 피스톤(31) 및 다이어프램(60)의 다이어프램 본체(61)와 함께 이동하여 역흡입실(17)의 공간용적을 늘리는 역흡입 동작단계의 2단계 동작을 실시하도록 되어 있다.

보다 구체적으로 설명하면, 도 3에 도시하는 완전개방상태에 있는 역흡입 밸브(SV)는 공기압 공급구(34)에 대한 공기압 공급을 정지함에 따라, 피스톤(31)에 의한 하향압압력이 없어지므로, 코일스프링(20,37)의 장력에 의해 밸브체(11)가 피스톤 및 축부(50)와 함께 밀어 올려진다. 이 결과, 개폐밸브(10)는 도 4에 도시한 바와 같이, 밸브체(11)가 시트부(18)에 밀착하여 유체유로(16)를 닫는 완전폐쇄상태가 되므로, 밸브체(11)의 폐쇄밸브 동작단계가 완료한다. 또한, 이 단계에서는 상술한 도 3의 완전개방상태와 마찬가지로, 끼움축부(52)의 하단면(52a)이 다이어프램(60)의 기부(61)에 밀착하고 있으므로, 역흡입 기능은 동작하고 있지 않다.

상술한 폐쇄밸브 동작단계가 완료한 후에는 밸브체(11)가 시트부(18)에 고정되어서 이 이상의 상승이 저지되기 때문에, 끼움축부(52)가 기부(60)로부터 이격하여 피스톤(31) 및 축부(50)와 함께 상승한다. 이 결과, 다이어프램 본체(63)의 상단기부(63a)가 끼움축부(52)와 함께 올라감으로써, 도 5에 도시한 바와 같이, 다이어프램 본체(63)가 변형하여 역흡입실(17)의 용적을 늘리게 된다. 그리고, 피스톤(31)이 액츄에이터 본체(32)의 상단부까지 돌아오면, 역흡입실(17) 내의 용적증가도 종료하고 역흡입 동작단계가 완료한다. 이와 같이 하여 역흡입실(17)의 용적이 늘어나면, 밸브체(11)가 닫혀서 분단된 개폐밸브(10)의 밸브 내 유로에서는 밸브체(11)보다 하류측에 남은 유체가 역흡입실(17) 측으로 흡인되기 때문에, 액적의 발생을 방지할 수 있게 된다.

또, 핸들(38)을 조작하여 나사결합축(39a)의 돌출량을 변화시키면, 피스톤(31)이 상승하여 복귀위치가 변화하므로, 끼움축부(52)의 스트로크량 및 다이어프램 본체(63)의 변형량도 변화한다. 따라서, 다이어프램 본체(17)가 변형함에 따라 증가하는 역흡입실(17)의 용적은 변화량(역흡입량)의 조정이 가능하게 된다.

이와 같이, 상술한 역흡입 밸브(SV)에 의하면, 개폐밸브(10)의 개폐조작 및 다이어프램(60)에 의한 역흡입 기능을 하나의 액츄에이터(30)에 의해 실시할 수 있게 된다. 즉, 개폐밸브(10)에 역흡입 기능을 구비한 역흡입 밸브(SV)이므로, 개폐밸브의 기능 및 역흡입 기능이 일체화한 역흡입 밸브(SV)에 의해 설치 스페이스의 저감이 가능해질 뿐만 아니라, 액츄에이터의 동기 문제도 해소된다.

또, 역흡입 동작을 실시하는 끼움부(54)에서는 역흡입 기능의 동작을 하는 축부(52)가 벨로즈(62)에 의해 분리되어서, 밸브 내 유로를 흐르는 유체와 접촉하지 않는 구성으로 되어 있으므로, 취급하는 약액 등의 액체가 끼움부에 고착하지 않는다. 따라서, 역흡입 기능의 동작불량이 발생하는 것을 방지하는 동시에, 신뢰성 높은 역흡입 밸브(SV)로 되어 있다.

이와 같이, 제 1 공기압 액츄에이터(30)에 의해 개폐동작하는 개폐밸브(10)가 폐쇄동작에 연동하는 다이어프램(60)에 의해 액적의 발생을 방지하는 역흡입 기능을 구비하고 있는 일체형 역흡입 밸브(SV)와, 이 일체형 역흡입 밸브(SV)의 동작 불량 대책으로서 상류측에 인접하여 설치되고, 제 2 공기압 액츄에이터(3a)에 의해 개폐동작하는 보호개폐밸브(3)를 구비하여 구성된 역흡입 밸브 시스템(1)은 일체형 역흡입 밸브(SV)의 완전폐쇄조작 시에 일체형 역흡입 밸브(SV)가 완전폐쇄되는 것보다 빨리 보호개폐밸브(3)의 완전폐쇄동작을 완료시키는 개폐제어부를 구비하고 있다.

이 경우의 개폐제어부는 전자밸브(5a,5b)를 동시에 개폐조작하는 제어부(CPU)(7)와, 공기압 액츄에이터(3a,30)에 공급되는 공기압의 유량 조정 기능을 갖는 스피드 콘트롤러(6a,6b)로 이루어진다. 따라서, 스피드 콘트롤러(6a,6b)를 서로 다른 설정으로 함에 따라서, 공기압 액츄에이터(3a,30)가 동작하는 타이밍, 즉, 보호개폐밸브(3) 및 일체형 역흡입 밸브(SV)가 개폐동작을 하는 타이밍을 조정할 수가 있다.

도 1은 역흡입 밸브 시스템(1)을 구성하는 보호개폐밸브(3) 및 일체형 역흡입 밸브(SV)에 대해, 폐쇄동작을 실시하는 경우의 타임 차트를 도시하고 있다.

이 도면에 의하면, 제어부(7)에 의해 전자밸브(5a,5b)의 개폐동작이 동시에 개시되면, 설정이 다른 스피드 콘트롤러(6a,6b)가 기능하여, 보호개폐밸브(3)를 시간Δt만큼 빨리 완전폐쇄한다. 즉, 전자밸브(5a,5b)를 닫아서 공기압 액츄에이터(3a,30)로부터 공기압을 배기하는 폐쇄동작을 실시하면, 공기압은 스피드 콘트롤러(6a,6b)를 통과하여 흐르므로, 보호개폐밸브(3)와 일체형 역흡입 밸브(SV)의 개폐밸브(10)의 사이에는 완전폐쇄동작이 완료하기까지에 시간적인 차이를 발생시키게 된다.

따라서, 일체형 역흡입 밸브(SV)의 완전폐쇄조작 시에, 개폐제어부에 의해 일체형 역흡입 밸브(SV)가 완전폐쇄되는 것보다 빨리 보호개폐밸브(3)의 완전폐쇄동작을 완료시킴으로써, 보호개폐밸브(3)보다 늦게 완전폐쇄되는 일체형 역흡입 밸브(SV)에 의해 워터 해머가 발생하는 것을 방지할 수가 있다. 즉, 일체형 역흡입 밸브(SV)의 개폐밸브(10)가 완전폐쇄되는 것보다 먼저 보호개폐밸브(3)가 완전폐쇄되어 있으므로, 개폐밸브(10)의 상류측에서는 이미 약액의 흐름이 차단된 상태가 되기 때문에, 개폐밸브(10)측에서 워터 해머가 발생할 일은 없다.

이와 같이 하여, 일체형 역흡입 밸브(SV)의 완전폐쇄조작 시에, 일체형 역흡입 밸브(SV)가 완전폐쇄되는 것보다 빨리 보호개폐밸브(3)의 완전폐쇄동작을 완료시키는 폐쇄밸브 동작제어방법에 의해 보호개폐밸브(3)보다 늦게 완전폐쇄되는 일체형 역흡입 밸브(SV)에 의한 워터 해머가 방지되면, 워터 해머의 영향을 받은 다이어프램(60)의 여분의 동작이 없어지기 때문에, 배관(2)의 출구측 단부(2a)로부터의 액적의 발생을 방지할 수 있다.

즉, 일체형 역흡입 밸브(SV)를 완전폐쇄조작할 때, 일체형 역흡입 밸브(SV)가 완전폐쇄되는 것보다 빨리 보호개폐밸브(3)의 완전폐쇄동작을 완료하도록 하였으므로, 보호개폐밸브(3)보다 늦게 완전폐쇄되는 일체형 역흡입 밸브(SV)에 의해 워터 해머가 발생하는 것을 방지하고, 이 워터 해머에 의해 액적을 발생시키는 역흡입 기능의 문제를 해소할 수가 있다.

그런데, 상술한 실시 형태에서는 역흡입 밸브 시스템(1)이 별개의 보호개폐밸브(3) 및 일체형 역흡입 밸브(SV)에 의해 구성되어 있으나, 예를 들면, 도 6에서 도시한 바와 같이, 양자를 일체화(유니트화)한 구성으로 하여 소형화하여도 좋다. 이 경우, 보호개폐밸브(3) 및 일체형 역흡입 밸브(SV)는 배관(2)에 해당하는 유로(70)가 형성된 공통 베이스(71)에 장착되어서 일체화되어 있다. 또한, 도면 중의 부호 3b는 보호개폐밸브(3)의 밸브체이다.

또한, 본 발명은 상술한 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 적절히 변경할 수가 있다.

1: 역흡입 밸브 시스템 3: 보호 개폐밸브
5a,5b: 전자밸브 6a,6b: 스피드 콘트롤러
10: 개폐밸브 11: 밸브체
12: 밸브본체 13: 유체입구
13a: 입구유로 14: 유체출구
14a: 출구유로 15: 내부공간
16: 유체유로 17: 역흡입실
18: 시트부 19: 하부 다이어프램
19a: 기부(基部) 20: 코일스프링
21: 배기유로 22: 밸브체 축부
30: 액츄에이터 31: 피스톤
32: 액츄에이터 본체 33: 실린더부
34,35: 공기압 공급구 36: 플러그
37: 코일스프링 38: 핸들
39: 나사결합축 39a: 선단부
40: 코일스프링 설치 스페이스 41: 관통홀
50: 축부 51: 피스톤 축부
52: 끼움축부 52a: 하단면
53: 배기 통로 54: 끼움부(loosely fitting portion)
60: 다이어프램 61: 기부
62: 벨로즈 63: 다이어프램 본체
64: 외연부 70: 유로
71: 공통 베이스

Claims

제 1 공기압 액츄에이터에 의해 개폐동작하는 개폐밸브가 폐쇄동작에 연동하는 다이어프램에 의해 액적(liquid dripping)의 발생을 방지하는 역흡입(suck back) 기능을 구비하고 있는 일체형 역흡입 밸브와, 상기 일체형 역흡입 밸브의 동작 불량 대책으로서 상류측에 인접하여 설치되고, 제 2 공기압 액츄에이터에 의해 개폐동작하는 보호 개폐밸브를 구비하여 이루어지는 역흡입 시스템에 있어서,
상기 일체형 역흡입 밸브의 완전폐쇄조작(全閉操作) 시에 상기 일체형 역흡입 밸브가 완전폐쇄되는 것보다 빨리 상기 보호 개폐밸브의 완전폐쇄동작을 완료시키는 개폐제어부가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 역흡입 밸브 시스템.
제 1 공기압 액츄에이터에 의해 개폐동작하는 개폐밸브가 폐쇄동작에 연동하는 다이어프램에 의해 액적의 발생을 방지하는 역흡입 기능을 구비하고 있는 일체형 역흡입 밸브와, 상기 일체형 역흡입 밸브의 동작 불량 대책으로서 상류측에 인접하여 설치되고, 제 2 공기압 액츄에이터에 의해 개폐동작하는 보호 개폐밸브를 구비하여 이루어지는 역흡입 시스템의 폐쇄밸브 동작제어방법에 있어서,
상기 일체형 역흡입 밸브의 완전폐쇄조작 시에 상기 일체형 역흡입 밸브가 완전폐쇄되는 것보다 빨리 상기 보호 개폐밸브의 완전폐쇄동작을 완료시키는 것을 특징으로 하는 역흡입 밸브 시스템의 폐쇄밸브 동작제어방법.