KR20150004364U - 앵글 밸브 - Google Patents

Abstract

배관의 방향을 전환하는 곳에 설치하여 유체가 흐르는 배관을 개폐하는 앵글 밸브에 관한 것이다. 특히 스핀들 전체를 몸통 내관에 수용할 수 있도록 하고 내관의 끝단을 자기 살을 압착하여 내향하는 턱으로 하여 스핀들이 이탈되거나 해체하지 못하도록 하여 밸브의 부품 자체 또는 크기를 줄일 수 있도록 하여 원가절감과 체적 감소를 획기적으로 이룰 수 있는 구조의 앵글 밸브에 관한 것이다.

Description

앵글 밸브 {an angle valve}

배관에 설치하여 유체의 흐름을 차단하고 개방하는 밸브는 개폐 장치의 종류에 따라 볼, 스크류 스핀들, 버터 플라이 등으로 다양하게 구분되며 배관의 유체 전달의 방향에 따라 일자 또는 방향 전환하는 밸브로 구분된다.

볼과 버터 플라이 밸브는 대체로 직선 방향의 배관을 개폐하는 곳에 사용되는 일자 밸브이며 반면에 방향을 전환하는 배관에 사용하는 밸브는 밸브의 몸통에 유로의 방향을 전환하기 위하여 인입구와 배출구의 방향을 전환하는 몸통을 가진 밸브로 앵글 밸브라 칭한다.

본 고안은 이러한 앵글 밸브 중에서 대체로 스크류 회전하는 스핀들의 직선 이동에 의하여 개폐 기능을 하는 앵글 밸브에 관한 것이다.

이러한 앵글 밸브는 "ㅗ"형의 3 방향의 가지관을 가지고 스핀들 나사와 결합하는 나사를 몸통의 스핀들 삽입용 가지관의 내주면에 형성하고 스핀들의 체적과 패킹 부재와 패킹 디스크로 이루어진 개폐 장치가 점유로 삭감된 공간에 충분한 유량을 공급할 수 있도록 체적을 크게 형성한 몸통(1)에 개폐면(22)을 형성하는 패킹 그리고 패킹 디스크 부재를 설치한 스핀들을 몸통 내관에 내장하고 외부에 설치하는 개폐 손잡이(3)를 너트로 고정하여 손잡이의 작동으로 스핀들이 직선 운동을 하며 밸브를 개폐하도록 구성되고 외부로 연장되어 노출되는 스핀들은 커버 패킹(5)으로 기밀을 확보하도록 하고 스핀들의 이탈방지와 커버 패킹에 대한 기밀을 위한 압박을 위하여 캡 너트(4)를 몸통결합하여 이루는 것이 종래의 앵글밸브의 전형적인 구조이다.

이렇게 형성된 앵글 밸브는 외부의 손잡이를 회전하게 되면 손잡이와 결합된 스핀들이 회전하며 몸통 내관에 형성된 나사에 의하여 스핀들관 손잡이 그리고 패킹부재와 패킹 디스크가 인입구에 왕복을 하여 인입구를 개폐하게 되며 밸브가 개방되면 몸통 내관에 인입한 유체는 방향을 전환하여 배출구로 유체를 전달하는 것이 앵글 밸브의 작동한다.

그러나 이러한 앵글 밸브는 극히 간헐적으로 사용되는 밸브의 구조로는 지나치게 몸통의 체적이 비대하고 낭비적인 부품을 포함하는 구조이며 특히 압력계와 같이 미세한 유량의 공급에 적용하기에는 더욱 낭비적인 구조이다.

유체가 흐르거나 압력이 가동 중인 배관을 정지하거나 유량을 줄이기 위하여 사용하는 앵글밸브의 목적과 용도를 고려하면 배관에 연결되는 장치 즉, 수전구나 압력계 등을 교체하는 주기가 길고 이들 종래의 앵글 밸브의 사용 목적과 역할이 보조적인 기능에 않는 것을 고려하여야 한다. 따라서 이러한 용도의 앵글밸브는 목적에 맞도록 기능과 구조를 최대한 단순화하고 경제적으로 공급할 수 있는 앵글 밸브를 이루려는 것이다.

이렇게 성력화한 구조와 기능의 밸브를 위험 요소가 있으면 보다 안전하게 보호하고 불특정 일반인들의 접근과 사용을 방지하는 구조를 이루고 보다 안전한 사용처에는 밸브 보호 기능과 개폐 손잡이의 기능을 활용할 수 있도록 하여 종래의 밸브에서 외부로 노출된 개폐용 손잡이를 제거하고 스핀들의 이탈 방지와 밸브의 누수 차단을 위하여 설치한 커버 패킹(5)을 압착하는 캡 너트(4)를 제거하고 스핀들(2)의 길이를 단축하려는 것이다.

개폐 손잡이를 제거하기 위하여 스핀들의 끝단에 다각 홈이나 일자 등의 작동홈(23)을 형성하여 별도의 공구를 사용하도록 하여 해결하고, 종래의 앵글밸브에서 캡 너트가 수행한 스핀들 이탈 방지 기능을 본 고안에서는 스핀들용 가지관의 끝단을 압착으로 내향 턱을 이루어 스핀들이 이탈하는 것을 방지하도록 하는 스토퍼(7)를 형성하여 해결하려는 것이다.

그리고 캡 너트의 압착을 받아 기밀을 확보해주는 종래의 앵글 밸브는 커버 패킹을 사용하여 이를 캡 너트가 압착하여 스핀들 외주면에 기밀을 확보하도록 하였던 것을 본 고안은 몸통과 스핀들의 결합 나사에 의하여 일차적으로 수압을 걸린 후 오링용 홈을 형성하여 설치하는 오링(6)이 기밀을 해결하려는 것이다.

이와 같이 스토퍼를 밸브 몸통의 내주면에 형성하게 되어 스핀들과 몸통의 결합에 이물질이나 임의적 접근을 억제하기 위하여 도1의 A와 같이 스핀들 삽입구를 막는 마개로 보호할 수 있도록 하는 보호캡(8)을 설치할 수 있게 하고 더 나아가 유체가 저압이거나 또는 위험 요소가 없는 곳에서는 도1의 B와 같이 보호캡 내부에 스핀들의 작동홈(23)에 삽입하여 스핀들을 회전할 수 있도록 작동바(81)를 내장 형성하여 보호용 캡의 기능은 물론 보호캡을 밸브를 구동하는 개폐용 손잡이 기능을 하도록 하여 종래에는 외부에 노출되는 구조에 비하여 월등히 개선된 구조와 형상을 이루게 된다.

특히 몸통에 형성한 스토퍼에 의하여 이동 공간의 제약을 받는 스핀들의 이동 거리를 확보하게 위하여 밸브의 몸통의 체적을 늘리는 것을 방지하기 위하여 종래에 스핀들 삽입관에 형성한 나사부를 수평 인입구와 분기되는 분출구 그리고 스핀들 삽입구의 3구가 만나는 공간의 내주면에서 부터 내관나사(11)를 당겨 형성함으로서 스핀들 삽입관의 나사 부분의 점유폭을 줄여 몸통의 크기를 최소화하고 고압 배관에서는 스핀들의 전단을 연장하여 백 오링 홈을 형성하여 오링을 설치하면 밸브 차단 시 1차 차단을 이루어 스핀들 삽입구 측의 오링의 기밀 기능을 보완하여 해결하면 된다.

이렇게 스핀들을 짧게 하거나 몸통 내에 내장하는 구조를 이루게 되면 앵글 밸브의 스핀들 삽입구의 외주면에 종래의 앵글 밸브의 캡 너트를 설치한 자리에 저렴한 플라스틱 캡으로 스핀들 삽입구를 막아 스핀들 장치를 보호하는 보호 캡(8)을 설치로 해결할 수 있게 한다.

이렇게 하면 밸브 몸통의 체적을 대폭 줄이게 되고, 개폐용 손잡이, 캡 너트, 커버 패킹을 제거하게 되며, 손잡이 결합장치와 스핀들 결합홈 형성 공정을 줄일 수 있게 되며, 외부에 손잡이와 연결하기 위하여 연장하였던 스핀들을 짧게 형성할 수 있게 되어 획기적인 원가 절감을 이루게 한다.

또한 스핀들 삽입구에 보호 캡을 덮을 수 있어 종래의 개폐용 손잡이를 채용한 앵글밸브의 완전 노출형과 차별화된 밸브의 구조를 이루게 됨은 물론 일반인 들의 임의적 접근을 일차 차단하여 예기치 않는 산업 재해와 고장을 방지하고 관리자가 미세하게 유량을 관리할 수 있고 필요하다면 보호용 캡을 개폐용 손잡이로 전용할 수 있을 뿐 아니라 저렴하고도 미관상 월등한 수지 재료로 제작할 수 있고 성형성이 우수한 사출성형으로 저렴하게 공급할 수 있는 장점을 가지게 된다.

도1은 본 고안의 대표도
도2는 본 고안의 또 다른 고안도
도3은 본 고안의 적용도
도4는 본 고안의 또 다른 고안 사시도
도4는 종래의 고안의 적용도

앵글밸브는 일반 배관과 결합하여 인입하는 배관의 유량을 조절하거나 개폐를 스핀들의 이동으로 이룰 수 있도록 하는 종래의 밸브 목적을 충실히 수행하고도 밸브의 몸통과 체적 그리고 부품의 절감을 이루고 임의적 조작을 방지하도록 구조를 이루어 간헐적이고 부수적으로 사용하는 밸브의 용도와 목적에 맞도록 하고 그럼에도 더욱 효율적인 밸브를 구성하려는 것이다.

본 고안의 앵글 밸브는 몸통을 중심으로 수평으로 연결된 일측은 결합 나사를 형성한 개폐구(12)를 이루는 가지관이 되고 다른 일측은 개폐구의 상대편에 스핀들을 삽입하는 스핀들 삽입구를 이루는 스핀들 가지관이 되며 수평관에서 분기한 분기관은 유체의 배출구를 이루는 배출 가지관으로 구분되어 3방향의 가지관이 하나로 모여 상호 내통하는 "ㅗ"형의 가지관으로 구성되는 종래의 앵글밸브의 구조에 기반한다.

그러나 본 고안의 스핀들(2)은 종래에 개폐용 손잡이와 연결하기 위하여 외부로 연장하는 기능을 제거하려는 것이다. 그리하여 밸브 몸통의 스핀들용 가지관에 스핀들이 완전히 삽입 설치될 수 있도록 하고 이 스핀들이 밸브 몸통의 내관으로 부터 이탈을 방지하기 위하여 스핀들용 가지관의 삽입구의 끝단을 압착하여 내향하는 날개를 형성하게 되면 스핀들 가지관의 내경이 축소되어 스핀들이 개방작동을 할 경우 축소된 가지관에서 스핀들의 외주면이 걸려 이탈이 방지되도록 하는 턱의 기능이 되어 스핀들이 이탈되지 않도록 하는 스토퍼(7)가 되는 것이다. 추가의 가공과 재료를 감수한다면 스핀들 가지관의 내경을 축소하는 방법으로는 내관에 스냅링을 삽입하거나 아니면 중앙에 홀을 형성한 연결 부품을 스핀들 가지관에 설치하는 방법도 있다. 이렇게 하면 종래의 앵글 밸브에서는 몸통의 외주면에 형성한 나사와 결합하여 스핀들이 빠지지 않도록 하였던 독립적이고 부피가 커 비싼 원가 부담이 큰 캡 너트(4)를 훌륭히 대체하고 본 고안의 장점인 보호캡을 사용할 수 있는 구조를 이루게 된다.

이렇게 본 고안과 같이 스핀들에 대한 이탈 방지턱으로 된 스토퍼를 형성하게 되면 몸통 내관에서 스핀들의 이동 거리가 제약을 받는 문제가 발생할 수 있다. 밸브를 작동하기 위하여는 적절한 스핀들의 이동거리를 확보할 수 있어야 하기 때문이다. 이를 해결하겠다고 종래의 스핀들용 가지관에 나사를 내는 방식을 택하게 되면 스핀들 가지관의 길이를 길게하여야 하는 데 이 방식은 밸브의 체적을 키워야 하는 낭비 구조가 되어 의미가 없다.

본 고안은 이를 해결하고자 몸통 내에 3방향의 가지관의 내관이 합치는 공간에서 부터 나사를 내어 해결하면 종래의 스핀들 가지관의 내관에 형성하였던 나사의 폭을 절감할 수 있고 이 절감된 부분을 민 나사부의 전환하면 민나사부가 이루는 이동 홈(14)을 늘릴 수 있게 되어 체적의 증대 없이 기능을 수행할 수 있게 된다. 이동홈을 이루는 민 나사부는 스핀들의 외주면 나사(21) 보다 크게 형성하여야 스핀들이 삽입되도록 되고 스핀들의 외주면의 오링 홈(24)에 설치되는 오링(6)의 이동 공간을 제공하며 기밀을 화보하는 구조를 이루게 된다.

이렇게 설치되는 오링이 몸통의 내관 나사와 스핀들의 외주면 나사의 결합이 상당한 유체의 압력을 줄인 후 기밀 기능을 하여 대부분의 경우 충분한 안정적인 기능을 수행하고 특히 고압의 경우에는 기밀 기능을 강화하기 위하여 추가의 오링 을 설치하는 오링 홈을 형성하여 더 많은 오링을 설치하는 방법을 취하거나 도3과 같이 스핀들의 전단을 연장하여 백 오링 홈(25)를 설치하여 인입 가지관의 삽입 후 오링을 설치하게 되면 고압을 일차적으로 감소 시키는 방법으로 기밀구조를 보강하도록 하면 된다.

그리고 스핀들의 끝단은 일자, 십자 혹은 다각홈 등의 조절용 작동홈(23)을 형성하게 되면 별도의 분리된 조절용 공구로 또는 본 고안의 보호 캡을 이용하여 스핀들을 개폐 작동하게 되어 종래의 개폐용 손잡이를 대체하게 된다.

본 고안은 이러한 기밀을 유지하는 오링(6)과 스핀들을 작동하는 작동홈과 같은 민감한 장치와 구조는 특별한 보호를 하여야 한다. 특히 이들 앵글 밸브가 다습하거나 불결하거나 오염되는 공간과 환경에 방치되는 장비이다. 더우기 아무나 접근되는 것을 억제하도록 하여야 한다. 따라서 프라스틱과 같은 저렴하고 미관이 우수한 덮개나 마개와 같은 보호 캡(8)을 몸통의 스핀들 설치용 가지관에 덮게 되면 미관상으로나 관리의 효율성을 제고하게 되며 더 나아가 보호캡에 도1의 B와 같이 스핀들을 작동할 수 있도록 작동홈에 삽입이 가능하도록 중앙바를 형성하게 되면 보호 캡은 밸브의 개폐용 손잡이 기능을 가지게 되어 본연의 보호 캡의 기능과 함께 밸브의 구동 장치의 기능을 복합 수행하게 된다.

종래의 앵글밸브가 개폐용 손잡이가 외부로 우뚝하게 돌출 되는 구조에 캡 너트의 비대한 구조와 부피로 인하여 아예 보호 캡을 사용할 수 없고 공간점유가 많아 도저히 적용하기 어려워던 보호 장치와 작동구조를 용이하게 해결한 뛰어난 개선과 진보성을 가지게 되는 것이다.

특히 이러한 구조를 압력계(9)를 설치하는 밸브에 적용하게 되면 유량의 통로를 작게하기 위하여 몸통 내관에서 접속구를 제외한 다른 내관의 구경 줄이게 되면 이 축소된 내관에 해당하는 부위의 줄이게 되어 몸통의 체적은 더욱 줄일 수 있게 된다. 또한 극단적인 구조를 위하여 유체가 인입하는 개폐구(12)와 유체가 배출되는 배출구(13)를 상호 절곡되는 내측으로 가능한 한 가까이 편중 배치하면 수평 가지관의 접속부와 개폐구 간에 그리고 수직 가지관의 접속부와 분출구 간에 편심을 이루고 수평 가지관과 수직 가지관의 각각의 원 중심이 이루는 각도 내에 개폐구와 분출구의 각각의 중심이 위치하도록 구성되어 결국 밸브의 체적을 보다 효과적으로 줄이게 되는 구조가 된다. 압력계(9) 등은 유량을 미세하게 조절하는 밸브에 사용하는 스핀들은 유량의 조절 폭을 크게 할 필요가 없어 그 조절을 위한 이동 폭을 작게할 수록 유리하기 때문이다.

비록 고압의 유체에 의한 압력이 전달되어도 몸통 내주면 나사와 스핀들의 외주면 나사가 밀착되어 유체의 압력을 상당히 완화 시킬 수 있어 스핀들이 빠져 나가지 않게 되고 외부로 빠져 나가려는 압력을 완화하여 스핀들에 설치한 오링(6)에 별도의 압력을 가하는 장치를 결합하지 않아도 몸통 내주면의 민 나사부 밀착하여 충분히 기밀을 유지하는 구조가 된다.

이리하여 일측에 몸통의 개폐구(12)와 상호 작용하여 개폐하는 스핀들에 ㄱ개폐면(22)을 두고 중간의 몸통에 형성한 내관 나사(11)와 결합하도록 외주면에 나사를 형성한 스핀들의 외주면 나사(21)와 외주면에 오링 설치용 홈을 형성하여 오링(6)을 설치하고 끝단에 일자 혹은 십자 혹은 다각홈을 형성한 작동홈(23)으로 이루어진 스핀들(2)은 몸통의 내관 나사와 결합하여 몸통의 내관에 설치된 스핀들의작동홈은 외부의 전용 공구를 사용하여 회전으로 밸브를 개폐하거나 아예 보호 캡 내부에 스핀들 작동홈에 삽입하여 스핀들의 회전력을 전달할 수 있도록 작동바를 형성하여 스핀들 보호와 개폐용 손잡이 기능을 하는 보호 캡으로 밸브를 개폐하거나 조절하도록 기능 가지는 앵글 밸브를 이루게 된다.

몸통(1), 스핀들(2), 개폐용 손잡이(3), 스토퍼(7), 내관나사(11), 개폐구(12), 배출구(13), 개폐면(22), 작동홈(23).

Claims (5)

1. 삽입 내측은 몸통 개폐구와 접합하는 개폐면(22)으로, 중간은 외주면에 몸통 내관 나사와 결합하는 외주면 나사(21)와 오링 설치용 홈을 형성하고 오링을 설치하며, 외측 끝단은 일자 혹은 십자 혹은 다각 홈으로 이루어지는 작동홈(23)으로 구성되는 스핀들(2); 3방향의 가지관을 수평의 일측은 타 배관 접속부와 스핀들의 작동으로 개폐가 이루어지는 개폐구(12)로, 개폐구의 반대 측은 스핀들 삽입하는 스핀들 삽입구로 그리고 수직 측은 타 배관 접속부와 유체가 중앙 내관에서 분기하는 유체의 배출구로 구성하여 상호 내통하는 중앙 내관, 중앙 내관과 스핀들 가지관의 내측에 걸쳐 나사로 형성한 내관 나사, 스핀들 가지관의 내관 나사 외측에 스핀들 나사 외경 보다 큰 내경의 민나사부로 된 이동홈(14)으로 구성되는 몸통(1);으로 구성하여 몸통에 스핀들을 삽입한 스핀들 가지관의 끝단을 내향 돌출턱으로 된 스토퍼로 가지관의 내경을 축소하여 스핀들이 이탈되지 않도록 형성하고 스핀들 가지관의 삽입구를 보호캡(8) 부재로 막도록 구성된 앵글 밸브.
2. 제1항에 있어서,
   몸통의 스핀들 가지관의 끝단의 자기 살을 압착으로 내향 돌출턱을 형성한 스토퍼로 내경을 축소한 앵글 밸브.
3. 제1항과 제2항에 있어서,
   스핀들의 삽입 전단을 연장하여 백 오링 홈(25)을 형성하고 몸통의 유체 인입 가지관 내관으로 삽입한 후 오링을 설치하여 밸브 차단 시 유체의 압력을 1차 차단하도록 구성된 앵글 밸브.
4. 제1항 혹은 제2항 혹은 제3항에 있어서,
   스핀들 작동홈에 삽입하는 작동바를 내부 중앙에 형성하여 스핀들 보호와 개폐용 손잡이 기능을 하도록 형성된 보호 캡으로 구성된 앵글 밸브
5. 제1항 혹은 제2항 혹은 제3항에 있어서,
   스핀들 가지관의 외주면에 나사를 형성하여 내주면에 나사를 형성하고 커버 패킹을 삽입 설치한 보호 캡으로 결합하도록 구성된 앵글 밸브

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