KR20160146429A

KR20160146429A - 라쳇을 이용한 다회전 구동기

Info

Publication number: KR20160146429A
Application number: KR1020150083723A
Authority: KR
Inventors: 함광식
Original assignee: 함광식
Priority date: 2015-06-12
Filing date: 2015-06-12
Publication date: 2016-12-21
Also published as: KR101709000B1

Abstract

본 발명 라쳇을 이용한 다회전 구동기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 구동기용 실린더 양단을 통해 내부공간으로 유체가 유입되는 것으로, 상기 구동기용 실린더의 내부공간에는 양단에 구동기용 실린더의 내부공간의 단면적과 동일한 크기의 원판형 구동기용 실린더헤드가 형성되어 있는 구동기용 로드가 구동기용 실린더의 길이방향을 따라 장착되어 있으며, 상기 구동기용 로드의 중간부분에는 연결핀이 구동기용 로드의 측면으로 돌출형성되어 있고, 상기 연결핀은 암에 힌지결합되어 있되, 상기 암에는 밸브를 회동시키는 밸브연결사각축이 체결되어 있어 구동기용 실린더의 내부공간으로 유입되는 유체의 방향에 따라 암이 회전함에 따라 밸브연결사각축을 회동시켜 밸브의 회동를 제어하는 것이 특징인 라쳇을 이용한 다회전 구동기에 관한 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명 라쳇을 이용한 다회전 구동기는 기어물림으로 인해 밸브를 작동하는 구조가 아니기 때문에 기어의 파손에 따른 교체비용이 들지 않으며, 유체를 공급하여 밸브를 작동시키기 때문에 원거리에서도 밸브작동을 제어하는 것이 가능하다는 등의 현저한 효과가 있다.

Description

라쳇을 이용한 다회전 구동기{Multi turn actuator using ratchet for driving valve}

본 발명은 라쳇을 이용한 다회전 구동기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 글로브 혹은 게이트 밸브에 다회전 구동기를 부착하여 원격에서 유압 또는 공압으로 밸브를 여닫게 하는 라쳇을 이용한 다회전 구동기에 관한 것이다.

일반적으로, 글로브 혹은 게이트 밸브를 원격에서 조작하기 위해서 아래의 2가지 방법을 사용한다.

첫째로, 기존 Valve의 상부에 수직작동형 실린더 구동기를 장착한다.

이 경우 밸브가 열려 있을 경우는 문제가 없으나 글로브 밸브의 경우는 밸브가 닫혀 있을 때 구동부의 유압 혹은 공압이 손실되면 밸브 내의 유체의 힘으로 밸브가 열리게 되고, 게이트밸브의 경우 밸브가 열려 있을 때 디스크의 하중에 의해 밸브가 닫히게 된다.

따라서, 밸브의 오작동을 막기 위해 완벽하게 유압 혹은 공압의 손실을 막거나, 구동부에 유압 혹은 공압을 지속적으로 공급하여야 한다.

둘째로, 밸브 축에 피니언에 해당하는 기어를 설치하고 구동부의 실린더에 랙에 해당하는 기어를 장착하여 밸브 축을 다회전시키는 방식이다.

이 경우, 밸브의 회전수와 비례하여 구동기의 축이 길어짐에 따라 상당히 긴 구동기가 되어 사실상 설치가 불가능하고, 지정된 회전수만 회전하므로 진정한 다회전이 되지 않는다.

특히, 라쳇이 포함된 밸브관련 종래기술로는 공개특허공보 제2011-0115431호에 하우징에 형성되어 있는 유입로 및 출수로; 코일이 감겨있는 솔레노이드; 플런저의 상부에 위치하여 플런저가 상승되었을 때, 플런저의 래치를 행하는 영구 자석; 상기 영구 자석과 상기 플런저 사이에 위치하는 스프링; 상기 유입로에 연결된 유입구, 및 상기 출수로에 연결된 출수구가 형성되어 있는 지지체; 상기 지지체가 끼워져 있는 다이어프램 및 상기 코일로 인해 유도되는 자기력으로 인하여 상승 혹은 하강하여, 상기 출수구를 개폐하는 플런저를 구비하는 복수의 래치 밸브를 포함하며, 상기 복수의 래치 밸브는 직렬로 연결되어 있으며, 직렬로 연결된 상기 래치 밸브 중 두 번째 래치 밸브부터는 지지체와 플런저 사이의 공간부와 항상 연통하는 추가 출수로를 포함하여, 유입구로부터의 유량이 있는 경우, 항상 추가 출수로로 유출되는 유량 제어 장치가 공개되어 있다.

또 다른 종래기술로는 등록특허공보 제0543067호에 밸브 보디가 대항하는 벽에 TC개구 및 PC개구가 각각 형성되고, 단일 샤프트에 연결된 TC측 밸브체 및 PC측 밸브체가 밸브 보디 내에 설치되고, 단일 샤프트의 조작에 의하여 TC측 밸브체가 TC개구를 닫거나, PC측 밸브체가 PC개구를 닫거나, 상기 양 밸브체가 상기 양 개구를 전개(全開)시켜서 물체를 통과가능하게 하거나 하는 게이트 밸브에 있어서, 단일 샤프트에 레버부재가 고정되고, 레버부재에 지지된 롤러와 캠부재의 캠홈(cam groove)이 맞물림상태로 유지되고, 캠부재를 지지하는 캠지지부재가 3위치 에어 실린더의 피스톤 로드(piston rod)에 연결되며, 레버부재와 캠지지부재의 사이에 스프링이 개재되어 장착되고, 피스톤 로드에는 제1, 제2, 제3의 3위치가 있고 또한 캠홈에는 A, B, C의 위치가 있으며, 피스톤 로드의 제1위치에서 양 밸브체가 전개(全開)위치에 위치하고, 피스톤 로드의 제1위치로부터 제2위치로의 이행에 의하여, 양 밸브체가 양 개구를 반개구(半開口)상태로 이룬 후에, 롤러가 캠홈의 A위치와의 맞물림에서 B위치와의 맞물림으로 변화하고, 이 변화에 의하여 PC측 밸브체가 PC개구를 닫으며, 피스톤 로드의 제2위치로부터 제3위치로의 이행에 의하여, 롤러가 캠홈의 B위치와의 맞물림에서 C위치와의 맞물림으로 변화하고, 이 변화에 의하여 TC측 밸브체가 TC개구를 닫는 것을 특징으로 하는 게이트 밸브 및 등록특허공보 제1261909호에 모터 하우징의 내부에 구동모터가 수용되고, 상기 구동모터의 구동축이 상기 모터 하우징의 외부로 돌출되며, 상기 구동축에 래칫기어가 결합하되, 상기 래칫기어의 일측에는 록킹수단이 구비되어, 상기 모터 하우징의 일측에 결합되는 작동수단에 의해 상기 록킹수단이 상기 래칫기어와 치합하며, 상기 모터 하우징의 일측에 함몰부가 형성되고, 상기 구동모터의 구동축이 상기 함몰부로 돌출되며, 상기 래칫기어는 상기 함몰부에 안착되는 것을 특징으로 하는 클러치 액츄에이터의 역회전 방지 구조가 등록공개되어 있다.

그러나 상기 열거한 종래기술의 경우 대부분 특히 수동으로 작동하는 펌프로 구동하였을 경우 유압 혹은 공압 공급 라인을 차단밸브로 잠궈 압력을 가두어 놓아야 하나 이때 온도 변화에 따른 유압의 팽창시 라인이 파손될 수도 있어 수동 펌프를 통한 작동은 불가능하다.

또한, 버터플라이 밸브나 볼밸브 같은 90도 회전형 밸브들은 스카치요크나 랙&피니언 방식등의 구동기를 이용하여 구동하나 밸브 구경이 클 경우 상당히 큰 구동기를 가져야 한다는 단점이 있었다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 기존의 수동 밸브용 나사에 의해 유체가 누수되어도 그 위치를 유지하게 하고, 또한 기본적인 랙과 피니언 기어방식 혹은 SCOTCH-YOKE 기어방식을 이용한 실린더 구동기 상에 흐름제어블록을 이용하여 지속적인 왕복운동을 하게 한 뒤, 이를 회전운동으로 바꾸어 라쳇을 통해 밸브를 여닫게 하는 것으로, 흡사 사람이 라쳇렌치를 이용하여 밸브를 여다는 것과 같은 형태로 제작한 밸브구동용 다회전 구동기 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명 라쳇을 이용한 다회전 구동기는 밸브구동용 실린더 몸체의 내부공간에는 밸브구동용 실린더 몸체의 길이방향을 따라 밸브구동용 실린더 로드가 장착되고, 상기 밸브구동용 실린더 로드의 양단에는 밸브구동용 실린더 피스톤이 장착되어, 밸브구동용 실린더 몸체의 양단에 형성된 유입공을 통해 밸브구동용 실린더 몸체의 내부공간으로 유체가 교번하여 유입됨에 따라 밸브구동용 실린더 로드는 실린더 몸체의 길이방향을 따라 직선왕복 운동하는 것으로, 상기 밸브구동용 실린더 로드의 측면에는 연결핀이 돌출형성되고, 상기 연결핀에는 밸브구동용 실린더 로드에 직교하는 암의 일단이 힌지결합되고, 상기 암의 타단은 구동밸브를 회동시키는 구동밸브연결 사각축이 체결되어 있어, 구동기용 실린더 몸체의 내부공간으로 유입되는 유체의 방향에 따라 암이 좌우방향으로 회전함으로써 밸브연결사각축을 회동시키게 되어 구동밸브를 개폐하는 것이 특징이다.

본 발명 라쳇을 이용한 다회전 구동기는 기어물림으로 인해 밸브를 작동하는 구조가 아니기 때문에 기어의 파손에 따른 교체비용이 들지 않으며, 유체를 공급하여 밸브를 작동시키기 때문에 원거리에서도 밸브작동을 제어하는 것이 가능하다는 등의 현저한 효과가 있다.

도 1은 본 발명 라쳇을 이용한 다회전 구동기의 전체개요도.
도 2는 본 발명 라쳇을 이용한 다회전 구동기의 오일공급블럭부분을 나타낸 일부분 개요도.
도 3은 본 발명 라쳇을 이용한 다회전 구동기의 암(ARM)부분을 나타낸 일부분 개요도.
도 4는 본 발명 라쳇을 이용한 다회전 구동기의 레버제어용 실린더부분을 나타낸 일부분 개요도.
도 5 내지 도 8은 본 발명 라쳇을 이용한 다회전 구동기의 동작상태도.
도 9는 본 발명 라쳇을 이용한 다회전 구동기가 적용된 밸브개요도.

밸브구동용 실린더 몸체(11)의 내부공간에는 밸브구동용 실린더 몸체(11)의 길이방향을 따라 밸브구동용 실린더 로드(13)가 장착되고, 상기 밸브구동용 실린더 로드(13)의 양단에는 밸브구동용 실린더 피스톤(12)이 장착되어, 밸브구동용 실린더 몸체(11)의 양단에 형성된 유입공(11a)을 통해 밸브구동용 실린더 몸체(11)의 내부공간으로 유체가 번갈아 유입됨에 따라 밸브구동용 실린더 로드(13)는 실린더 몸체(11)의 길이방향을 따라 직선왕복 운동하는 것으로, 상기 밸브구동용 실린더 로드(13)의 측면에는 연결핀(14)이 돌출형성되고, 상기 연결핀(14)에는 밸브구동용 실린더 로드(13)에 직교하는 암(31)의 일단이 힌지결합되고, 상기 암(31)의 타단은 구동밸브(200)를 회동시키는 구동밸브연결 사각축(51)이 체결되어 있어, 구동기용 실린더 몸체(11)의 내부공간으로 유입되는 유체의 방향에 따라 암(31)이 좌우방향으로 회전함으로써 구동밸브연결 사각축(51)을 회동시키게 되어 구동밸브(200)를 개폐하는 것이 특징이다.

그리고 상기 암(31)과 구동밸브연결 사각축(51)은 라쳇기어(32) 물림으로 체결되어 있어, 상기 암(31)이 밸브구동용 실린더 로드(13)가 좌우왕복운동에 의해 회동하면서 라쳇렌치 역할을 하게 되어, 일방향으로만 구동밸브연결 사각축(51)에 동력이 전달되며, 반대방향으로는 동력이 전달되지 않고 헛도는 것이 특징이다.

또한, 상기 암(31)의 상면에는 레버제어용 실린더 몸체(41)가 설치되는 것으로, 상기 레버제어용 실린더 몸체(41)의 내부는 길이방향으로 공간이 분할되어 각각 분할된 공간에는 레버제어용 실린더 피스톤(42)과, 상기 레버제어용 실린더 피스톤(42)에 장착되어 레버제어용 실린더 몸체(41)의 내외부로 직선왕복운동하는 레버제어용 실린더 로드(44)와, 레버제어용 실린더 피스톤(42)의 하면과 레버제어용 실린더 몸체(41)의 내부 바닥면에 레버제어용 실린더 스프링(43)이 장착되어, 유체가 유입되는 쪽의 레버제어용 실린더 피스톤(42)이 운동하여 레버제어용 실린더 로드(44)가 외부로 돌출됨으로써 레버제어용 실린더 로드(44)의 외부측에 장착된 방향전환레버(34)를 회전시켜 구동밸브의 닫힘 또는 열림 방향을 선택하는 것이 특징이다.

이하, 본 발명 라쳇을 이용한 다회전 구동기를 첨부한 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명 라쳇을 이용한 다회전 구동기의 전체개요도, 도 2는 본 발명 라쳇을 이용한 다회전 구동기의 오일공급블럭부분을 나타낸 일부분 개요도, 도 3은 본 발명 라쳇을 이용한 다회전 구동기의 암(ARM)부분을 나타낸 일부분 개요도, 도 4는 본 발명 라쳇을 이용한 다회전 구동기의 레버제어용 실린더부분을 나타낸 일부분 개요도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명 다회전 구동기는 구동기 몸체 부분, 흐름제어블록 부분, 라쳇이 내장된 암(ARM)부분, 라쳇제어용 실린더 부분으로 구분된다.

우선 밸브구동용 실린더 몸체(11)의 내부에는 한 쌍의 밸브구동용 실린더 피스톤(12)과 상기 한 쌍의 밸브구도용 피스톤(12) 사이에 밸브구동용 실린더 로드(13)가 장착되고, 밸브구동용 실린더 몸체(11)의 양단에는 유체가 유입되는 유입공(11a)이 형성되어 있다.

그리고 상기 밸브구동용 실린더 로드(13)의 측면에 돌출형성된 연결핀(14)을 통해 암(31)을 회전시키게 되며, 상기 암(31)에는 구동밸브연결 사각축(51)이 체결되어 있어 구동밸브연결 사각축(51)을 통해 구동밸브(200)를 회전시키게 된다.

이는 일반적인 스카치요크 구동기 형태이다.

즉, 밸브구동용 실린더 몸체(11)의 내부공간에는 밸브구동용 실린더 몸체(11)의 길이방향을 따라 밸브구동용 실린더 로드(13)가 장착되고, 상기 밸브구동용 실린더 로드(13)의 양단에는 밸브구동용 실린더 피스톤(12)이 장착되어 있다.

그리고 상기 밸브구동용 실린더 몸체(11)의 양단에 형성된 유입공(11a)을 통해 밸브구동용 실린더 몸체(11)의 내부공간으로 유체가 교번하여 유입됨에 따라 밸브구동용 실린더 로드(13)는 실린더 몸체(11)의 길이방향을 따라 직선왕복 운동하게 된다.

한편, 상기 밸브구동용 실린더 로드(13)의 측면에는 연결핀(14)이 돌출형성되어 있고, 상기 연결핀(14)에는 밸브구동용 실린더 로드(13)에 직교하는 암(31)의 일단이 힌지결합되고, 상기 암(31)의 타단은 구동밸브(200)를 회동시키는 구동밸브연결 사각축(51)이 체결되어 있다.

따라서, 구동기용 실린더 몸체(11)의 내부공간으로 유입되는 유체의 방향에 따라 암(31)이 좌우방향으로 회전함으로써 구동밸브연결 사각축(51)을 회동시키게 되며, 상기 구동밸브연결 사각축(51)은 구동밸브(200)를 구동하도록 연결되어 있어 구동밸브(200)는 개폐되는 것이다.

이때, 구동기용 로드(13)는 구동기용 실린더 몸체(11)의 내부에서 직선운동하는 거리가 제한되어 있기 때문에 상기 암(31)이 한 번에 회전하는 회전각도도 제한되어 있기에, 큰 사이즈의 구동밸브(200)는 밸브연결 사각축(51)의 1회전에 의해 완전히 개폐되는 것이 실상 어렵기 때문에 밸브연결 사각축(51)은 다수회 회전되어야 한다.

이에, 밸브연결 사각축(51)에 구동력을 전달하고자 하는 반대방향으로 암(31)이 회전할 때에는 암(31)의 회전력이 구동밸브연결 사각축(51)에 전달되지 않도록 체결되어 있다.

암(31)이 헛돌도록 암(31)과 구동밸브연결 사각축(51)은 라쳇기어(32) 물림으로 체결되도록 함으로써 상기 암(31)이 밸브구동용 실린더 로드(13)가 좌우왕복운동에 의해 회동하면서 라쳇렌치 역할을 하게 되어, 일방향으로만 구동밸브연결 사각축(51)에 동력이 전달되며, 반대방향으로는 동력이 전달되지 않는 것이다.

상기 라쳇렌치와 라쳇기어(32)의 구성 및 연결관계는 널리 공지된 관용의 수단이기에 상세한 설명은 생략한다.

또한, 상기 암(31)의 상면에는 레버제어용 실린더 몸체(41)가 설치되는 것으로, 상기 레버제어용 실린더 몸체(41)의 내부는 길이방향으로 공간이 분할되어 각각 분할된 공간에는 레버제어용 실린더 피스톤(42)과, 상기 레버제어용 실린더 피스톤(42)에 장착되어 레버제어용 실린더 몸체(41)의 내외부로 직선왕복운동하는 레버제어용 실린더 로드(44)와, 레버제어용 실린더 피스톤(42)의 하면과 레버제어용 실린더 몸체(41)의 내부 바닥면에 레버제어용 실린더 스프링(43)이 장착되어 있다.

이에, 유체가 유입되는 쪽의 레버제어용 실린더 피스톤(42)이 운동하여 레버제어용 실린더 로드(44)가 외부로 돌출됨으로써 레버제어용 실린더 로드(44)의 외부측에 장착된 방향전환레버(34)를 회전시켜 구동밸브의 닫힘 또는 열림 방향을 선택하게 된다.

즉, 암(31)의 상면에는 레버제어용 실린더 몸체(41)가 설치되는 것으로, 상기 레버제어용 실린더 몸체(41)의 내부는 길이방향으로 공간이 분할되어 각각 분할된 공간에는 레버제어용 실린더 피스톤(42)과, 상기 레버제어용 실린더 피스톤(42)에 장착되어 레버제어용 실린더 몸체(41)의 내외부로 직선왕복운동하는 레버제어용 실린더 로드(44)와, 레버제어용 실린더 피스톤(42)의 하면과 레버제어용 실린더 몸체(41)의 내부 바닥면에 레버제어용 실린더 스프링(43)이 장착되어 있다.

따라서, 유체가 유입되는 쪽은 레버제어용 실린더 피스톤(42)을 하부로 가압하게 되고, 레버제어용 실린더 피스톤(42)과 레버제어용 실린더 몸체(41) 사이에 장착된 레버제어용 스프링(43)은 압축되면서 레버제어용 실린더 로드(44)가 외부로 돌출되면서 레버제어용 실린더 몸체(41)의 하부에 장착되어 있는 방향전환레버(34)를 회전시켜 구동밸브(200)의 닫힘 또는 열림 방향을 선택하는 것이다.

특히, 상기 방향전환레버(34)는 레버제어용 실린더 몸체(41)의 하부에 장착된 것으로서, 삼각형 형상으로서 중심부가 암(31)의 상면에 힌지결합되어 있어, 상기 레버제어용 실린더 로드(44)가 하부로 돌출되면서 삼각형 형상의 방향전환레버(34)의 빗면을 밀게 되고, 레버제어용 실린더 로드(44)에 의해 방향전환레버(34)는 힌지를 중심축으로 하여 외부로 돌출되는 레버제어용 실린더 로드(44)의 반대방향으로 회전하게 된다.

또한, 상기 암(31)의 좌우 측에는 각각 밸브구동용 실린더 몸체(11)에 직교하도록 블록제어용 핀(21)이 장착되어 있다.

이에, 상기 암(31)이 밸브구동용 실린더 로드(13)의 직선왕복운동에 의해 암(31)이 좌우방향으로 회동함에 따라 암(31)의 좌우 측에 돌출형성된 날개편(31a)이 블록제어용 핀(21)을 상부로 밀어올리게 됨으로써 블록제어용 핀(21)의 상부에 장착되어 있는 방향전환밸브(25)를 구동시켜 유체의 흐름방향을 전환시키게 된다.

바람직하게는 상기 암(31)은 밸브구동용 실린더 몸체(11)의 내부에 장착되어 밸브구동용 실린더 로드(13)의 직선왕복 운동하는 것으로, 상기 암(31)의 좌우 측 상부에 각각 블록제어용 핀(21)의 하단부가 위치하도록 밸브구동용 실린더 몸체(11)의 측면으로 한 쌍의 삽입홀이 형성되어 있다.

또한, 상기 한 쌍의 삽입홀에 각각 블록제어용 핀(21)이 삽입되어 있되, 삽입홀의 일부 구간은 넓은 직경으로 형성되어 있으며, 넓은 직경의 구간에는 블록제어용 스프링(22)이 장착되어 있다.

그리고 상기 블록제어용 스프링(22)을 하부에서 지지하도록 블록제어용 핀(21)에는 지지편(도면부호 미도시)이 외부로 돌출형성되어 있다.

한편, 한 쌍의 블록제어용 핀(21)이 삽입장착되어 있는 사이의 구동밸브 실린더 몸체(11)의 외측에는 흐름제어블록(26) 구성 중 방향전환밸브(25)가 장착되어 있으며, 상기 방향전환밸브(25)의 양측면에는 방향전환밸브(25)를 동작시키는 스위치가 돌출형성되어 있다.

그리고 방향전환밸브(25)의 스위치가 위치한 구동밸브 실린더 몸체(11)에는 하단부가 힌지결합된 지지대(24)가 장착되어 있다.

따라서, 암(31)의 회전에 의해 암(31)의 날개편(31a)이 블록제어용 핀(21)을 상부로 돌출시키면 블록제어용 핀(21)의 상단부에 형성되어 있는 롤러(23)가 지지대(24)의 하면에 접촉하게 되고, 상기 지지대(24)는 힌지를 중심축으로 하여 상부로 회동하면서 방향전환밸브(25)에 돌출형성된 스위치를 누르게 되어 방향전환밸브(25)가 동작하게 되는 것이다.

흐름제어블록(26) 부분은 유체가 열림 혹은 닫힘의 라인을 통해 어느 쪽으로 오더라도 지속적으로 왕복운동이 가능하게끔 하는 역할을 하게 것으로, 유체가 열림 혹은 닫힘의 어느 한 방향에서 흐름제어블록(26)으로 유입되면 셔틀밸브(27)을 거쳐 방향전환밸브(25)를 통해 밸브구동용 실린더 몸체(11)의 양단에 형성된 유입공(11a)으로 들어가게 된다.

참고로, 셔틀밸브(27)는 두 개 이상의 입구와 한 개의 출구가 형성되어 있는 밸브를 가리키는 것으로, 최고 입력의 입구를 선택하는 기능을 가진 밸브를 가리킨다.

이때, 밸브구동용 실린더 몸체(11)의 내부에 장착된 밸브구동용 실린더 로드(13)가 좌측 혹은 우측으로 완전히 움직이면 암(31)이 양측면에 외부로 돌출된 날개편(31a)이 블록제어용 핀(21)을 상부로 누르게 되고 롤러(23)와 지지대(24)를 통해 방향전환밸브(25)를 작동시켜 유체 흐름을 반대방향으로 바꾸게 된다.

그리고 밸브구동용 실린더 몸체(11)로부터 나오는 유체는 방향전환밸브(25)을 거쳐 2개의 체크밸브(28)를 만나게 되고, 이때 유체가 유입되는 쪽의 체크밸브(28)는 유체의 압력으로 막혀 있어 비어 있는 쪽의 체크밸브(28)을 통해 빠져나가게 된다.

상술한 흐름제어블록(26)에 구성되는 셔틀밸브(27), 체크밸브(28), 방향전환밸브(25)는 관용의 장치이기에 내부 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

또한, 라쳇이 내장된 암부분으로, 암(31)의 상부에 방향전환레버(34)의 회전에 따라 두 개의 고정핀(33) 중 하나는 라쳇기어(32)로부터 이격되고, 다른 하나의 고정핀(33)은 레버용 스프링(35)에 의해 라쳇기어(32)에 물리게 된다.

따라서, 암(31)이 회전할 때 고정핀(33)이 물린 방향으로는 회전하게 되고 반대방향으로 암(31)이 회전할 때에는 헛돌게 되는 것으로 이는 라쳇렌치로 사람이 작동시키는 것과 동일한 형태이다.

그리고 라쳇 제어부분으로 암(31) 위에 장착되어 있고, 2개의 실린더를 내장한 형태의 레버 제어용 실린더로서 레버제어용 실린더 몸체(41) 내에 레버제어용 실린더 피스톤(42), 레버제어용 실린더 로드(44) 및 레버제어용 실린더 스프링(43)을 각각 2개씩 구비한 단동용 실린더로서 각각의 실린더는 열림 및 닫힘 유체가 플렉시블호스(45)를 통해 들어옴에 따라 작동하게 되고, 이때 유입된 쪽의 레버제어용 실린더 로드(44)피스톤이 라쳇의 방향전환레버(34)를 돌림으로써 밸브 방향을 선택하게 된다.

상기에 따라 전체적인 작동 순서를 나열해 보면, 도 5 내지 도 8은 본 발명 라쳇을 이용한 다회전 구동기의 동작상태도로서, 도 5와 도 6은 각각 밸브가 닫히는 경우의 동작상태를 나타낸 것이며, 도 7과 도 8은 밸브가 열리는 경우의 동작상태를 나타낸 것이다.

도 5에 도시된 바와 같이 닫힘관으로 들어온 유체는 플렉시블 호스(45)를 통해 닫힘용 레버제어용 실린더로 유입되고 레버제어용 실린더 로드(44)는 방향전환레버(34)를 닫힘으로 돌려 좌측의 고정핀(33)이 라쳇기어(32)에 물리게 함으로써 라쳇기어(32)와 밸브연결 사각축(51)을 시계방향으로만 돌게 만든다.

또한, 유체는 셔틀밸브(27)과 방향전환밸브(25)을 거쳐 좌측의 밸브구동용 실린더 피스톤(12)을 누르고 우측으로 직선운동하는 밸브구동용 실린더 로드(13)와 연결핀(14)은 암(31)을 반 시계방향으로 회전시키며 이때, 상기의 라쳇기어(32)는 밸브연결 사각축(51)을 돌리지 않고 헛돌게 된다.

이후, 도 6에 도시된 바와 같이 90도 회전한 암(31)은 우측의 블록제어용 핀(21)을 누르게 되고 우측롤러(23)와 지지대(24)를 거쳐 방향전환밸브(25)를 작동시켜 유체의 흐름을 반대 방향으로 바꾸게 된다.

즉, 우측의 밸브구동용 실린더 피스톤(12)을 누르고 좌측으로 직선운동하는 밸브구동용 실린더 로드(13)와 연결핀(14)은 암(31)을 시계방향으로 회전하게 하여 상기의 라쳇기어(32)를 통해 밸브연결 사각축(51)을 돌려 밸브를 닫는다.

시계방향으로 90도 회전한 암(31)은 다시 좌측의 블록제어용 핀(21)을 누르게 되고 좌측롤러(23)와 지지대(24)를 거쳐 방향전환밸브(25)를 작동시켜 유체의 흐름을 반대 방향으로 바꾸게 된다.

이후는 상기와 같이 반복하게 된다.

상기와 같이 도 5와 도 6을 반복하여 밸브 닫힘이 완료된 후, 열림관을 통해 유체가 유입되게 되면, 도 7과 같이 된다.

즉, 열림관으로 들어온 유체는 플렉시블 호스(45)를 통해 열림용 레버 제어용 실린더로 유입되고 피스톤(44)은 방향전환레버(34)를 열림으로 돌려 우측의 고정핀(33)이 라쳇기어(32)에 물리게 함으로써 라쳇기어(32)와 밸브 연결 사각축(51)을 반시계방향으로만 돌게 만든다.

또한, 유체는 셔틀밸브(27)와 방향전환밸브(25)를 거쳐 좌측의 밸브구동용 실린더 피스톤(12)를 누르고 우측으로 직선운동하는 구동기용 로드(13)와 연결핀(14)은 암(31)을 반 시계방향으로 회전시켜 상기의 라쳇기어(32)를 통해 밸브연결 사각축(51)을 돌려 밸브를 연다.

도 8에 도시된 바와 같이 90도 회전한 암(31)은 우측의 블록제어용 핀(21)을 누르게 되고 우측롤러(23)과 지지대(24)를 거쳐 방향전환밸브(25)를 작동시켜 유체의 흐름을 반대 방향으로 바꾸게 된다.

즉, 우측의 밸브구동용 실린더 피스톤(12)을 누르고 좌측으로 직선운동하는 밸브구동용 로드(13)와 연결핀(14)은 암(31)을 시계방향으로 회전시키게 되며 이때, 상기의 라쳇기어(32)는 밸브연결 사각축(51)을 돌리지 않고 헛돌게 된다.

이후는 상기와 같이 반복하게 된다.

도 9는 본 발명 라쳇을 이용한 다회전 구동기가 적용된 밸브개요도이다.

도 9에 도시된 바와 같이 버터플라이밸브에 본 발명 라쳇을 이용한 다회전 구동기를 적용하여 원거리에서도 쉽게 작동을 제어할 수 있게 된다.

상기 버터플라이밸브는 하나의 실시 예로서 버터플라이밸브에만 국한해서 적용되는 것을 의미하지는 않는다.

100. 밸브구동기
11. 밸브구동용 실린더 몸체 12. 밸브구동용 실린더 피스톤
13. 밸브구동용 실린더 로드 14. 연결핀
21. 블록 제어용 핀 22. 블록 제어용 스프링
23. 롤러 24. 지지대
25. 방향전환밸브 26. 흐름제어블록
27. 셔틀밸브 28. 체크밸브
31. 암(ARM) 32. 라쳇기어
33. 레버 34. 방향전환레버
35. 레버용 스프링
41. 레버제어용 실린더 몸체 42. 레버제어용 실린더 피스톤
43. 레버제어용 실린더 스프링 44. 레버제어용 실린더 로드
51. 구동밸브연결 사각축
11a. 유입공 31a. 날개편

Claims

밸브구동용 실린더 몸체(11)의 내부공간에는 밸브구동용 실린더 몸체(11)의 길이방향을 따라 밸브구동용 실린더 로드(13)가 장착되고, 상기 밸브구동용 실린더 로드(13)의 양단에는 밸브구동용 실린더 피스톤(12)이 장착되어, 밸브구동용 실린더 몸체(11)의 양단에 형성된 유입공(11a)을 통해 밸브구동용 실린더 몸체(11)의 내부공간으로 유체가 교번하여 유입됨에 따라 밸브구동용 실린더 로드(13)는 실린더 몸체(11)의 길이방향을 따라 직선왕복 운동하는 것으로, 상기 밸브구동용 실린더 로드(13)의 측면에는 연결핀(14)이 돌출형성되고, 상기 연결핀(14)에는 밸브구동용 실린더 로드(13)에 직교하는 암(31)의 일단이 힌지결합되고, 상기 암(31)의 타단은 구동밸브(200)를 회동시키는 밸브연결사각축(51)이 체결되어 있어, 구동기용 실린더 몸체(11)의 내부공간으로 유입되는 유체의 방향에 따라 암(31)이 좌우방향으로 회전함으로써 밸브연결사각축(51)을 회동시키게 되어 구동밸브(200)를 개폐하는 것이 특징인 라쳇을 이용한 다회전 구동기.
제1항에 있어서,
상기 암(31)과 밸브연결사각축(51)은 라쳇기어(32) 물림으로 체결되어 있어, 상기 암(31)이 밸브구동용 실린더 로드(13)가 좌우왕복운동에 의해 회동하면서 라쳇렌치 역할을 하게 되어, 일방향으로만 밸브연결사각축(51)에 동력이 전달되며, 반대방향으로는 동력이 전달되지 않고 헛도는 것이 특징인 라쳇을 이용한 다회전 구동기.
제1항에 있어서,
상기 암(31)의 상면에는 레버제어용 실린더 몸체(41)가 설치되는 것으로, 상기 레버제어용 실린더 몸체(41)의 내부는 길이방향으로 공간이 분할되어 각각 분할된 공간에는 레버제어용 실린더 피스톤(42)과, 상기 레버제어용 실린더 피스톤(42)에 장착되어 레버제어용 실린더 몸체(41)의 내외부로 직선왕복운동하는 레버제어용 실린더 로드(44)와, 레버제어용 실린더 피스톤(42)의 하면과 레버제어용 실린더 몸체(41)의 내부 바닥면에 레버제어용 실린더 스프링(43)이 장착되어, 유체가 유입되는 쪽의 레버제어용 실린더 피스톤(42)이 운동하여 레버제어용 실린더 로드(44)가 외부로 돌출됨으로써 레버제어용 실린더 로드(44)의 외부측에 장착된 방향전환레버(34)를 회전시켜 구동밸브의 닫힘 또는 열림 방향을 선택하는 것이 특징인 라쳇을 이용한 다회전 구동기.