KR20170026148A - 연결장치 - Google Patents

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Abstract

통형상의 하우징부(10)와, 플러그 장치와의 접촉에 의해 오픈 상태가 되는 밸브 바디부(20)와, 플러그 장치로부터 유입되는 비압축성 유체를 공급배관(300)으로 공급하는 신축 가능한 공급 유로(31)가 내부에 형성된 벨로우즈부(30)와, 하우징부(10)의 일단측에 삽입된 플러그 장치에 접촉 또는 이간되도록 이동 가능한 이동부(40)와, 이동부(40)를 플러그 장치로부터 이간시켜 벨로우즈부(30)을 수축시키는 방향의 부세력을 발생시키는 제1 압력실(P1)과, 공급 유로(31) 내의 비압축성 유체의 압력이 소정압력 이상이 될 경우에 공급 유로(31) 내의 비압축성 유체를 외부로 배출시키는 안전밸브를 포함하는 연결장치(100)를 제공한다.

Description

연결장치{Connection Apparatus}
본 발명은, 비압축성 유체를 공급하는 플러그 장치와 비압축성 유체를 공급처에 공급하는 공급 배관을 연결하는 연결장치에 관한 것이다.
종래에는 약액 등의 유체를 수송 트럭의 컨테이너와 저장탱크의 사이에서 이송할 때에 사용되는 유체이송용 커플링 장치가 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1참조).
특허문헌 1에 개시된 커플링 장치는, 플렉서블 튜브에 장착된 플러그가 삽입된 상태에서, 벨로우즈 홀더 및 이와 일체가 된 벨로우즈와 샤워링을 공기압에 의해 플러그를 향해 밀착하고, 플렉서블 튜브를 통해서 공급되는 유체를 벨로우즈 내로 이동시킨다. 송액 작업 종료 후에는, 벨로우즈 홀더 및 이와 일체가 된 벨로우즈와 샤워링이 공기압에 의해 원래의 위치로 되돌아가고, 플러그의 선단 개구부가 폐쇄된다.
특개평 8-296782호 공보
특허문헌 1에 개시되는 커플링 장치는, 송액(送液)작업 종료 후에, 벨로우즈 홀더 홀더와 하우징 구성부의 사이에 형성되는 공기실에 공기압을 공급하여 벨로우즈를 수축시켜, 플렉서블 튜브에서 벨로우즈 내로의 유체 공급을 차단하는 것이다.
그러나, 벨로우즈 내의 유체가 비압축성 유체이면서 벨로우즈 내의 유로에 연통 된 하류측의 유로가 폐쇄되어 있는 경우에는, 송액 작업 종료 후에 공기실에 공기압을 공급해도 벨로우즈가 수축되지 않고, 하류측의 유로 내의 유체의 압력(내압)이 상승된다. 공기실에 공급되는 공기압이 상승함에 따라 유로 내의 유체의 압력이 상승하면, 비교적 강도한 낮은 벨로우즈가 유체의 압력에 의해 변형된다. 그리고, 유체의 압력이 너무 높으면, 벨로우즈가 과도하게 변형되어 파단에 이르고, 유로 내의 유체가 외부로 유출된다.
본 발명은, 이러한 사정에 비추어 행해진 것이며, 비압축성 유체를 공급하는 플러그 장치와 비압축성 유체를 공급처로 공급하는 공급 배관을 연결하는 연결장치에 있어서, 공급 배관측이 폐쇄된 상태에서 벨로우즈부를 수축시키는 방향의 부세력을 발생시킨 경우에, 벨로우즈부가 파단(破?)되어 비압축성 유체가 외부로 유출되는 결함을 방지하는 것을 가능하게 한 연결장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 상기의 과제를 해결하기 위해 하기의 수단을 채용하였다.
본 발명의 일태양에 관한 연결장치는, 비압축성 유체를 공급하는 플러그 장치와 상기 비압축성 유체를 공급처로 공급하는 공급 배관을 연결하는 연결장치며, 일단측에 상기 플러그 장치가 삽입되는 동시에 타단측에 상기 공급 배관이 접속되는 통형상의 하우징부와, 상기 하우징부에 삽입된 상기 플러그 장치와의 접촉에 의해 상기 플러그 장치로부터 상기 하우징부로 상기 비압축성 유체가 유입되는 오픈 상태가 되는 밸브 바디부와, 상기 밸브 바디부의 하류측에 배치되는 동시에 상기 플러그 장치로부터 유입되는 상기 비압축성 유체를 상기 공급 배관으로 공급하는 신축 가능한 공급 유로가 내부에 형성된 벨로우즈부와, 상기 밸브 바디부 및 상기 벨로우즈부를 수용하는 동시에 상기 하우징부의 상기 일단측에 삽입된 상기 플러그 장치에 접촉 또는 이간되도록 상기 하우징부의 축선을 따라 이동 가능한 이동부와, 상기 이동부를 상기 플러그 장치로부터 이간시켜 상기 벨로우즈부를 수축시키는 방향의 부세력을 발생시키는 부세력 발생부와, 상기 공급 유로 내의 상기 비압축성 유체의 압력이 소정 압력 이상이 될 경우에 상기 공급 유로 내의 상기 비압축성 유체를 외부에 배출시키는 안전밸브를 포함한다.
본 발명의 일태양에 관한 연결장치에 의하면, 하우징부의 일단측에 플러그 장치가 삽입되어 밸브 바디부와 접촉하면, 밸브 바디부가 오픈 상태가 되어 하우징부로 비압축성 유체가 유입된다. 하우징부로 유입된 비압축성 유체는, 신축 가능한 공급 유로가 내부에 형성되는 벨로우즈부에서 하우징부의 타단측에 접속되는 공급 배관으로 공급된다. 밸브 바디부 및 벨로우즈부는, 이것들을 수용하는 이동부에 의해 하우징부의 축선을 따라 이동 가능하게 되어 있다.
플러그 장치로부터 공급 배관으로의 비압축성 유체의 공급을 정지할 경우, 부세력 발생부에 의해 이동부를 플러그 장치로부터 이간시키는 방향의 부세력을 발생시킨다. 이동부가 플러그 장치로부터 이간되면, 그에 따라 벨로우즈부가 수축된다. 이 때, 공급 배관측이 폐쇄된 상태가 되어 있는 경우에는, 부세력 발생부가 벨로우즈부를 수축시키는 방향의 부세력을 발생시켜도, 벨로우즈부가 수축되지 않고 내부의 공급 유로의 비압축성 유체의 압력(내압)이 상승한다.
본 발명의 일태양에 관한 연결장치에 의하면, 공급 유로 내의 비압축성 유체의 압력이 소정압력(예를 들면, 벨로우즈부가 내압에 의해 파단에 이르는 압력보다 낮은 압력) 이상이 될 경우에는, 안전밸브가 오픈 상태로 되어 공급 유로 내의 비압축성 유체가 외부로 배출된다. 그로 인해, 공급 유로 내의 비압축성 유체의 압력이 소정압력보다 커져 벨로우즈부가 파단되고, 비압축성 유체가 외부로 유출되는 결함이 방지된다.
이와 같이, 본 발명의 일태양에 관한 연결장치에 의하면, 비압축성 유체를 공급하는 플러그 장치와 비압축성 유체를 공급처에 공급하는 공급 배관을 연결하는 연결장치에 있어서, 공급 배관측이 폐쇄된 상태로 벨로우즈부를 수축시키는 방향의 부세력을 발생시킨 경우에, 벨로우즈부가 파단되어 비압축성 유체가 외부로 유출되는 결함을 방지하는 것이 가능해 진다.
본 발명의 일태양에 관한 연결장치에 있어서는, 상기 하우징부의 상기 타단측과 상기 공급 배관의 사이에 배치되는 동시에 상기 공급 유로로부터 상기 안전밸브로 상기 비압축성 유체를 공급하는 배출 유로가 내부에 형성된 배출 유로부재를 포함하고, 상기 배출 유로부재는, 상기 하우징부의 상기 타단측과 착탈 가능할 수도 있다.
이와 같이 하는 것으로, 벨로우즈부의 내부의 공급 유로의 압력이 소정압력 이상이 된 경우에 비압축성 유체를 외부로 배출하는 안전밸브가 미리 설치되어 있지 않은 연결장치에 대하여, 배출 유로 부재를 장착하고, 더욱 배출 유로 부재에 안전밸브를 장착하는 것에 의해, 벨로우즈부가 파단되어 비압축성 유체가 외부로 유출되는 결함을 방지하는 것이 가능해 진다.
본 발명의 일태양에 관한 연결장치에 있어서, 상기 이동부는, 상기 축선 주위로 연장되는 동시에 상기 하우징부의 내주면에 접촉하는 원환형 돌기부를 갖고, 상기 부세력 발생부는, 상기 원환형 돌기부의 상기 일단측의 측면과 상기 하우징부의 내주면의 사이에 형성되는 동시에 외부에서 조작 기체가 도입되는 제1 압력실인 구성일 수도 있다.
이와 같이 하는 것으로, 외부에서 조작 기체를 원환형 돌기부의 일단측의 측면과 하우징부의 내주면의 사이에 형성되는 제1 압력실로 도입한다고 하는 비교적 간이한 구조에 의해, 벨로우즈부를 수축시키는 방향의 부세력을 발생시킬 수 있다.
상기 구성의 연결장치에 있어서는, 상기 원환형 돌기부의 상기 타단측의 측면과 상기 하우징부의 내주면의 사이에 외부에서 조작 기체가 도입되는 제2 압력실이 형성되어 있고, 상기 제2 압력실은, 상기 이동부를 상기 플러그 장치에 접촉시켜 상기 벨로우즈부를 신장시키는 방향의 부세력을 발생시키는 것일 수 있다.
이와 같이 하는 것으로, 외부에서 조작 기체를 원환형 돌기부의 타단측의 측면과 하우징부의 내주면의 사이에 형성되는 제2 압력실에 도입한다고 하는 비교적 간이한 구조에 의해, 벨로우즈부를 신장시키는 방향의 부세력을 발생시킬 수 있다.
본 발명의 일태양에 관한 연결장치는, 상기 하우징부의 내부에 배치되는 동시에 상기 벨로우즈부의 외부로 유출되는 상기 비압축성 유체를 검출하는 검출부를 포함하는 것일 수 있다.
이와 같이 하는 것으로, 벨로우즈부가 파단되고, 혹은 다른 이유에 의해 벨로우즈부의 내부의 공급 유로에서 하우징부의 내부로 유출되는 비압축성 유체를 검출할 수 있다.
본 발명에 의하면, 비압축성 유체를 공급하는 플러그 장치와 비압축성 유체를 공급처에 공급하는 공급 배관을 연결하는 연결장치에 있어서, 공급 배관측이 폐쇄된 상태로 벨로우즈부를 수축시키는 방향의 부세력을 발생시킨 경우에, 벨로우즈부가 파단되어 비압축성 유체가 외부로 유출되는 결함을 방지하는 것을 가능하게 한 연결장치를 제공할 수 있다.
도1은, 제1 실시형태의 연결장치를 포함하는 유체공급 시스템을 도시한 개략구성 도이다.
도2는, 제1 실시형태의 연결장치를 도시한 부분 종단면도다.
도3은, 도2에 도시한 연결장치에 플러그 장치가 접속되지 않은 비접속 상태를 도시한 도이다.
도4는, 도2에 도시한 연결장치에 플러그 장치가 접속된 접속 상태를 도시한 도이다.
도5는, 도2에 도시한 바이패스 플랜지의 종단면도이다.
도6은, 도2에 도시한 바이패스 플랜지의 측면도이다.
도7은, 도1에 도시한 안전밸브의 부분 종단면도이다.
도8은, 제2실시형태의 연결장치를 도시한 부분 종단면도이다.
도9는, 도8에 도시한 안전밸브를 도시한 종단면도이다.
〔제1 실시형태〕
이하, 본 발명의 제1 실시형태의 연결장치(100)및 연결장치(100)를 포함하는 유체공급 시스템을 도면을 기초로 설명한다.
도1에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태의 유체공급 시스템(1)은, 비압축성 유체를 공급하는 플러그 장치(200)와, 비압축성 유체를 공급처인 저장탱크(400)로 공급하는 공급배관(300)과, 플러그 장치(200)와 공급배관(300)을 연결하는 연결장치(100)와, 연결장치(100)로부터 배출되는 비압축성 유체 등을 일시적으로 저장하는 드레인 탱크(410)과, 유체공급 시스템(1)의 각부를 제어하는 제어부(600)을 포함한다.
한편, 본 실시형태에 있어서의 비압축성 유체란, 예를 들면, 반도체 제조장치에 사용되는 순수나 약액 등의 액체이다.
도1에 나타낸 바와 같이, 공급배관(300)의 유로 상에는, 공급배관(300)을 비압축성 유체가 유통하는 오픈 상태와 비압축성 유체가 유통하지 않는 클로즈 상태를 전환하는 개폐밸브(500)가 마련되어 있다.
또한, 공급배관(310)은 압축 공기를 압축 공기원(미도시)으로부터 공급하는 배관이며, 공급배관(310)의 유로 상에는, 개폐밸브(510)과 솔레노이드 밸브(530)가 마련되어 있다.
개폐밸브(510)는, 압축 공기원으로부터 공급되는 압축 공기를 솔레노이드 밸브(530)로 공급하는 오픈 상태와 압축 공기를 솔레노이드 밸브(530)로 공급하지 않는 클로즈 상태를 전환하는 밸브이다.
솔레노이드 밸브(530)는, 공급배관(310)으로부터 공급되는 압축 공기를 공급 배관(320)을 통해 급배기포트(80)에 공급할지, 공급 배관(330)을 통해 급배기 포트(81)에 공급할지를 전환하는 밸브이다.
개폐밸브(520)는, 순수공급원(미도시)으로부터 공급 배관(340)을 통해 공급되는 세정용의 순수를 세정액 공급포트(82)로 공급하는 오픈 상태와, 세정용 순수를 세정액 공급포트(82)로 공급하지 않는 클로즈 상태를 전환하는 밸브이다. 세정액 공급포트(82)에 공급된 순수는, 연결장치(100)의 내부의 세정에 사용된 후에, 세정액 배출포트(83)로부터 드레인 탱크(410)로 배출된다.
한편, 개폐밸브(500,510,520)의 개폐 상태는, 제어부(600)에 의해 전환될 수 있다. 또한, 솔레노이드 밸브(530)가 압축 공기를 급배기포트(80)와 급배기 포트(81) 중 어느 것에 공급할지는, 제어부(600)에 의해 전환될 수 있다.
연결장치(100)에는, 바이패스 플랜지(60)가 장착되어 있고, 안전밸브(50)에 접속되어 있다. 바이패스 플랜지(60) 및 안전밸브(50)는, 후술하는 바와 같이, 연결장치(100)의 내부를 유통하는 비압축성 유체의 압력이 소정 압력 이상이 될 경우에, 연결장치(100)의 내부의 비압축성 유체를 외부의 드레인 탱크(410)로 배출하기 위한 장치이다.
다음으로, 본 실시형태의 연결장치(100)의 구조에 대해서 보다 상세히 설명한다.
도2에 나타낸 바와 같이, 연결장치(100)는, 축선(X)을 따라 통형상으로 형성되는 하우징부(10)와, 플러그 장치(200)와의 접촉에 의해 플러그 장치(200)로부터 하우징부(10)로 비압축성 유체가 유입하는 오픈 상태가 되는 밸브 바디부(20)와, 하우징부(10)의 내부에 있어서 밸브 바디부(20)보다도 비압축성 유체의 유통 방향의 하류측에 배치되는 벨로우즈부(30)과, 플러그 장치(200)에 접촉 또는 이간되도록 축선(X)을 따라 이동 가능한 이동부(40)와, 이동부(40)를 플러그 장치(200)로부터 이간시키는 부세력을 발생시키는 제1 압력실(P1)(부세력 발생부)과, 바이패스 플랜지(60)(배출유로 부재)와, 안전밸브(50)(도1참조)를 포함한다.
하우징부(10)는, 축선(X)을 따른 연결장치(100)의 일단측의 유입구(100a)에 플러그 장치(200)가 삽입되고, 축선(X)을 따른 연결장치(100)의 타단측의 유출구(100b)에 공급배관(300)이 접속되고, 축선(X)을 따라 연장되는 통형상으로 형성되는 부재이다.
하우징부(10)는, 축선(X)을 따른 유입구(100a) 측으로부터 순서대로, 제1 하우징부(10a)와, 제2 하우징부(10b)와, 제3 하우징부(10c)와, 제4 하우징부(10d)를 포함한다.
또한, 제1 하우징부(10a)의 유입구(100a) 측에 프론트 커버(10e)가 배치되고, 제4 하우징부(10d)의 유출구(100b)측에 백 커버(10f)가 배치된다.
또한, 제1 하우징부(10a)와 제2 하우징부(10b)의 사이에는, 축선(X) 주위로 연장되는 원환형으로 형성되는 사이드 플랜지(10g)가 배치된다.
도2에 나타낸 바와 같이, 프론트 커버(10e)는, 축선(X) 주위의 복수의 개소에 있어서, 체결볼트(90)에 의해 제1 하우징부(10a)에 체결되어 있다. 또한, 제1 하우징부(10a)는, 축선(X) 주위의 복수의 개소에 있어서, 체결볼트(91)에 의해 사이드 플랜지(10g)에 체결되어 있다. 또한, 사이드 플랜지(10g)는, 축선(X) 주위의 복수의 개소에 있어서, 체결볼트(92)에 의해 샤프트(95)의 내주면에 형성된 암나사에 체결되어 있다. 또한, 백 커버(10f)는, 축선(X) 주위의 복수의 개소에 있어서, 체결볼트(93)에 의해 샤프트(95)의 내주면에 형성된 암나사에 체결되어 있다.
제2 하우징부(10b)와, 제3 하우징부(10c)와, 제4 하우징부(10d)는, 이것들의 내부의 축선(X) 주위의 복수의 개소에 형성되는 삽입홀에 샤프트(95)를 삽입하고, 사이드 플랜지(10g) 측에서 샤프트(95)의 일단에 체결볼트(92)를 체결하고, 백 커버(10f)측에서 샤프트(95)의 타단에 체결볼트(93)를 체결하는 것에 의해, 일체화 되어 있다.
이상과 같이, 제1 하우징부(10a)와 제2 하우징부(10b)와 제3 하우징부(10c)와 제4 하우징부(10d)는, 일체로 연결되고, 유입구(100a)로부터 유출구(100b)를 향해 비압축성 유체를 유통시키는 통형상의 유로를 내부에 형성한다.
밸브 바디부(20)는, 밸브 본체(20a)와, 스프링(20b)과, 스톱퍼(20c)을 포함한다. 밸브 본체(20a)에는, 유입구(100a)로부터 유입되어 밸브 본체(20a)의 외부에서 내부로 유입되는 비압축성 유체의 유입량을 규제하는 단면으로 볼 때 원형의 오리피스(20d)가 형성되어 있다. 오리피스(20d)는, 축선(X) 주위의 복수의 개소에, 균등한 간격을 두고 배치되어 있다.
밸브 본체(20a)의 외주면은 축선(X)을 따라 연장되는 원통형상으로 되어 있고, 후술하는 밸브바디 홀더(40b)의 내주면보다도 다소 작은 외경으로 되어 있다. 따라서, 밸브 본체(20a)는, 밸브바디 홀더(40b)의 내부 공간에 삽입된 상태에서, 축선(X)을 따라 이동 가능하게 되어 있다.
스톱퍼(20c)는, 축선(X) 주위로 연장되는 원환형으로 형성된 부재이며, 외주면에 형성된 수나사부를 밸브바디 홀더(40b)의 내주면에 형성된 암나사부에 체결하는 것에 의해, 밸브바디 홀더(40b)에 고정되어 있다.
스톱퍼(20c)는, 밸브 본체(20a)와의 사이에 축선(X)을 따라 연장되는 스프링(20b)을 유지하게 되어 있다. 밸브 본체(20a)는, 스프링(20b)이 신장하고자 하는 부세력에 의해 밸브바디 홀더(40b)의 내주면에 눌려지고, 밸브바디 홀더(40b)와의 사이에 축선(X) 주위로 연장되는 엔드레스 형상의 씰 영역을 형성한다.
도2에 도시한 상태에 있어서는, 밸브 본체(20a)에 장착되는 O링(20e)이 밸브바디 홀더(40b)의 내주면에 접촉되어 씰 영역을 형성하므로, 유입구(100a)와 유출구(100b)의 사이에서 비압축성 유체가 유통하지 않는 차단 상태가 된다.
벨로우즈부(30)는, 플러그 장치(200)로부터 유입되는 비압축성 유체를 공급배관(300)으로 공급하는 신축 가능한 공급 유로(31)가 내부에 형성된 부재이다.
벨로우즈부(30)는, 축선(X)을 따라 유입구(100a) 측에서 순서대로, 선단부(30a)와 벨로우즈 본체(30b)와 기단부(基端部)(30c)를 포함한다. 선단부(30a)와 벨로우즈 본체(30b)와 기단부(30c)는, 불소수지재료(예를 들면, PTFE)에 의해 일체로 형성된 부재로 되어 있다.
선단부(30a)는, 축선(X) 주위로 연장되는 원환형으로 형성된 부재이며, 외주면에 형성된 수나사부를 스톱퍼(20c)의 유출구(100b) 측의 내주면에 형성된 암나사부에 체결하는 것에 의해, 스톱퍼(20c)에 고정되어 있다.
기단부(基端部,30c)는, 축선(X) 주위로 연장되는 원통형상으로 형성된 부재이며, 백 커버(10f)와 제4 하우징부(10d)의 사이에 끼워진 상태로 유지된다.
벨로우즈 본체(30b)는, 축선(X)을 따라 신장 및 수축 가능한 주름상자 형상으로 되어 있다. 선단부(30a)는 스톱퍼(20c) 및 밸브바디 홀더(40b)와 함께 축선(X)을 따라 이동 가능하다. 한편, 기단부(30c)는, 하우징부(10)에 고정된 상태로 배치된다. 이와 같이, 선단부(30a)와 기단부(30c)의 축선(X) 방향의 간격은 이동부(40)의 위치에 의해 변동되나, 벨로우즈 본체(30b)가 벨로우즈 형상으로 되어 있다. 따라서, 벨로우즈부(30)의 내부에 형성되는 공급 유로(31)는, 축선(X)을 따라 신축 가능하다.
이동부(40)는, 축선(X)을 따라 통형상으로 형성되는 동시에 내부에 밸브 바디부(20) 및 벨로우즈부(30)를 수용하는 부재이다. 이동부(40)는, 축선(X)을 따라 유입구(100a) 측으로부터 순서대로, 밸브바디 홀더(40b)와 벨로우즈 홀더(40a)를 포함한다.
밸브바디 홀더(40b)의 유출구(100b)측의 외주면에는 수나사가 형성되고, 벨로우즈 홀더(40a)의 유입구(100a) 측의 내주면에는 암나사가 형성되어 있다. 밸브바디 홀더(40b)의 수나사와 벨로우즈 홀더(40a)의 암나사를 체결하는 것에 의해, 밸브바디 홀더(40b)와 벨로우즈 홀더(40a)가 일체화 되어 있다.
벨로우즈 홀더(40a)의 유입구(100a) 측의 단부의 외주부분에는, 축선(X)을 따라 연장되는 원환형으로 형성되는 원환형 돌기부(40c)가 형성되어 있다. 이 원환형 돌기부(40c)는, 제3 하우징부(10c)와 제4 하우징부(10d)의 사이에 형성되는 원통형상의 공간에, 이 공간을 제1 압력실(P1)과 제2 압력실(P2)로 구분되게 배치되어 있다. 원환형 돌기부(40c)는, O링(40d)를 통해서 제3 하우징부(10c)의 내주면에 접촉되어 있다.
제1 압력실(P1)은, 원환형 돌기부(40c)의 유입구(100a)측(일단측)의 측면과 제3 하우징부(10c)의 내주면의 사이에 형성되는 공간이며, 제3 하우징부(10c)의 외주면에 형성되는 관통홀을 통해서 급배기포트(80)에 접속되어 있다.
또한, 제2 압력실(P2)은, 원환형 돌기부(40c)의 유출구(100b)측(타단측)의 측면과 제3 하우징부(10c)의 내주면의 사이에 형성되는 공간이며, 제3 하우징부(10c)의 외주면에 형성되는 것 외의 관통홀을 통해서 급배기 포트(81)에 접속되어 있다.
제1 압력실(P1)은, 공급 배관(320)을 통해서 압축 공기(조작 기체)가 공급되면, 원환형 돌기부(40c)를 축선(X)을 따라 유출구(100b)측으로 이동시키는 부세력이 발생한다. 이 부세력은, 벨로우즈부(30)의 벨로우즈 본체(30b)를 수축시키는 방향의 부세력이다.
도3에 나타낸 바와 같이, 제1 압력실(P1)이 발생시키는 부세력에 의해 제1 압력실(P1)이 확장되는 한편 제2 압력실(P2)이 수축하면, 이동부(40)가 유출구(100b)측으로 이동한다. 그로 인해, 유입구(100a)에 플러그 장치(200)가 삽입되어 있는 경우에는, 플러그 장치(200)로부터 이동부(40)가 이간된다.
제2 압력실(P2)은, 공급 배관(330)을 통해서 압축 공기(조작 기체)가 공급되면, 원환형 돌기부(40c)를 축선(X)을 따라 유입구(100a) 측으로 이동시키는 부세력이 발생한다. 이 부세력은, 벨로우즈부(30)의 벨로우즈 본체(30b)를 신장시키는 방향의 부세력이다.
도4에 나타낸 바와 같이, 제2 압력실(P2)이 발생시키는 부세력에 의해 제2 압력실(P2)이 확장되는 한편 제1 압력실(P1)이 수축하면, 이동부(40)가 유입구(100a) 측으로 이동한다. 그로 인해, 유입구(100a)에 플러그 장치(200)가 삽입되어 있는 경우에는, 이동부(40)가 플러그 장치(200)에 접촉한다.
도4에 나타낸 바와 같이 이동부(40)가 플러그 장치(200)에 접촉하면, 밸브 바디부(20)의 밸브 본체(20a)의 선단에 플러그 장치(200)의 밸브 바디부의 밸브 본체의 선단이 접촉되고, 밸브 본체(20a)가 이동부(40)의 내주면으로부터 이간된다. 이것에 의해, 플러그 장치(200)의 밸브 바디부에서 유입되는 비압축성 유체가 벨로우즈부(30)의 내부에 형성되는 공급 유로(31)로 유입되고, 공급배관(300)으로 공급된다.
다음으로, 연결장치(100)의 내부를 유통하는 비압축성 유체의 압력이 소정압력 이상이 될 경우에, 연결장치(100)의 내부의 비압축성 유체를 외부의 드레인 탱크(410)로 배출하는 구조에 대해서 설명한다.
도2에 도시한 바이패스 플랜지(60)는, 하우징부(10)의 유출구(100b)측과 공급배관(300)의 사이에 배치되는 원환판(円環板) 형상의 부재이며, 공급 유로(31)에서 안전밸브(50)로 비압축성 유체를 공급하는 배출 유로(60a)가 내부에 형성되어 있다. 배출 유로(60a)의 선단에는, 안전밸브(50)에 비압축성 유체를 인도하는 배관과 접속하는 너트(84)(도5참조)가 체결되어 있다.
바이패스 플랜지(60)는, 예를 들면, 불소수지재료 (예를 들면, PTFE)에 의해 형성된다.
도2에 나타낸 바와 같이, 너트(84)가 체결되는 배출 유로(60a)의 선단은, 백 커버(10f)의 경방향(축선(X)에 직교하는 방향)의 외연(外?)보다도 외측에 배치되어 있다. 또한, 배출 유로(60a)의 선단은, 후술하는 장착 플랜지(301)의 경방향의 외연보다도 외측에 배치되어 있다. 그로 인해, 너트(84)를 배출 유로(60a)에 장착할 때에, 그 주위에 백 커버(10f) 및 장착 플랜지(301)가 존재하지 않으므로, 너트(84)의 설치 작업을 용이하게 할 수 있다.
도5에 나타낸 바와 같이, 바이패스 플랜지(60)는, 축선(X)을 따라 연장되는 동시에 공급 유로(31)와 공급배관(300)을 연통시키는 연통유로(60b)가 내부에 형성되어 있다. 배출 유로(60a)는, 축선(X)에 직교하는 축선(Y)를 따라 연장되는 유로이다.
도6(도2에 도시한 바이패스 플랜지의 측면도)에 나타낸 바와 같이, 바이패스 플랜지(60)에는, 축선(X) 주위의 주방향의 복수의 개소에, 관통홀(60c)이 형성되어 있다. 도2에 나타낸 바와 같이, 관통홀(60c)에는, 체결볼트(94)가 삽입된다.
한편, 도5에 도시한 바이패스 플랜지(60)의 종단면도는, 도6에 도시한 바이패스 플랜지(60)의 A-A선 단면도로 되어 있다.
도5에 나타낸 바와 같이, 바이패스 플랜지(60)의 측면에 배치되는 공급배관(300)의 선단에는 플랜지부(300a)가 형성되어 있다. 또한, 플랜지부(300a)를 축선(X)을 따라 바이패스 플랜지(60)의 사이에 끼이도록, 축선(X)을 중심축으로 원환 형상으로 형성되는 장착 플랜지(301)가 배치되어 있다.
장착 플랜지(301)에는 관통홀(301a)이 형성되어 있고, 이 관통홀(301a)에 체결볼트(94)가 삽입되어 있다.
체결볼트(94)는, 장착 플랜지(301)의 관통홀(301a)과 바이패스 플랜지(60)의 관통홀(60c)에 삽입된 상태로 백 커버(10f)에 체결되어 있다.
바이패스 플랜지(60)는, 체결볼트(94)와 백 커버(10f)의 체결을 해제하는 것에 의해 하우징부(10)의 유출구(100b)측(타단측)로부터 분리될 수 있다.
이와 같이, 바이패스 플랜지(60)는, 하우징부(10)의 유출구(100b)측(타단측)에 대하여 착탈 가능하게 되어 있다.
도6에 도시한 바이패스 플랜지(60)의 배출 유로(60a)로 인도된 비압축성 유체는, 도7에 도시한 안전밸브(50)의 유입구(50a)로 인도된다.
도7에 도시한 안전밸브(50)는, 연결장치(100)의 공급 유로(31) 내의 비압축성 유체의 압력이 소정 압력 이상이 될 경우에 공급 유로(31) 내의 비압축성 유체를 외부로 배출시키는 장치이다.
여기에서, 플러그 장치(200)로부터 연결장치(100)로 인도되는 비압축성 유체의 압력이 0.3MPa일 경우에는, 예를 들면, 소정 압력으로 0.45MPa가 설정된다. 이 소정 압력은, 후술하는 스프링(56)에 의한 부세력을 적절히 조절하는 것에 의해 미리 설정되는 것으로 한다.
안전밸브(50)는, 유입구(50a)에서 유출구(50b)로 비압축성 유체를 인도하는 유로가 형성되는 바디(51)와, 바디(51)의 상방에 배치되는 바디(52)와, 바디(52)의 더욱 상방에 배치되는 바디(53)을 포함한다. 바디51, 바디52, 바디53은, 축선(A)을 따른 방향으로 연장되는 복수의 체결볼트(미도시)에 의해 연결되어 있다.
바디(51)에는, 축선(A)을 따라 상방으로 개구된 밸브 홀(51a)이 형성되어 있다. 밸브 홀(51a)의 상방에는, 벨로우즈 밸브(54)가 배치되어 있다. 벨로우즈 밸브(54)는, 밸브 홀(51a)에 대하여 축선(A)을 따라 접촉 또는 이간하는 밸브 바디부(54a)를 포함하고 있다.
밸브 바디부(54a)의 상면에 접촉하도록 연결부(55)가 배치되어 있다. 연결부(55)는, 상단 바디(53)에 접촉한 상태로 배치되는 스프링(56)으로부터 축선(A)을 따라 하방을 향한 부세력을 받는 부재이다.
한편, 여기에서는 안전밸브(50)에 벨로우즈 밸브(54)를 사용하는 것으로 하였으나, 벨로우즈 밸브 대신 다이아프램 밸브를 사용할 수도 있다.
연결부(55)가 스프링(56)으로부터 받는 축선(A)을 따라 하방을 향한 부세력은, 밸브 바디부(54a)의 상면에 전달된다. 밸브 바디부(54a)는, 밸브 홀(51a)을 폐쇄한 차단 상태에 있어서는, 바디(51)의 내부에 형성되는 유로에 존재하는 비압축성 유체에 의해 축선(A)을 따라 상방을 향한 압력을 받는다.
이와 같이, 밸브 바디부(54a)는, 축선(A)을 따라 하방을 향한 부세력을 스프링(56)으로부터 받는 동시에, 축선(A)을 따라 상방을 향한 부세력을 비압축성 유체로 받는다.
그로 인해, 밸브 바디부(54a)가 비압축성 유체로부터 받는 부세력이 스프링(56)으로부터 받는 부세력을 상회하면, 밸브 홀(51a)로부터 이간된다. 밸브 바디부(54a)가 밸브 홀(51a)로부터 이간되면, 유입구(50a)로부터 유입된 비압축성 유체가 유출구(50b)를 향해 유통하는 유통 상태가 된다. 유출구(50b)로부터 배출되는 비압축성 유체는, 도1에 도시한 드레인 탱크(410)로 인도된다.
이상 설명한 바이패스 플랜지(60)과 안전밸브(50)를 이용하는 것에 의해, 연결장치(100)의 내부를 유통하는 비압축성 유체의 압력이 소정 압력 이상이 될 경우에는, 연결장치(100)의 내부의 비압축성 유체가 안전밸브(50)를 경유하여 외부의 드레인 탱크(410)로 배출된다. 그로 인해, 벨로우즈부(30)에 과도한 압력이 가해져 벨로우즈 본체(30b)가 파단에 이르는 결함이 방지된다.
도2에 도시한 리크 센서(70)는, 하우징부(10)의 내부에 배치되는 동시에 벨로우즈부(30)의 외부로 유출되는 비압축성 유체를 검출하는 장치이다.
리크 센서(70)는, 제4 하우징부(10d)의 내주면과 벨로우즈부(30)의 기단부(30c)의 외주면의 사이의 공간에 비압축성 유체가 유출된 경우에, 비압축성 유체를 검출하여 제어부(600)로 검출 신호를 전달한다.
이상 설명한 본 실시형태의 연결장치(100)가 나타내는 작용 및 효과에 대해서 설명한다.
본 실시형태의 연결장치(100)에 의하면, 하우징부(10)의 유입구(100a) 측에 플러그 장치(200)가 삽입되어 밸브 바디부(20)와 접촉하면, 밸브 바디부(20)가 오픈 상태가 되어 하우징부(10)에 비압축성 유체가 유입된다. 하우징부(10)에 유입된 비압축성 유체는, 신축 가능한 공급 유로(31)가 내부에 형성되는 벨로우즈부(30)로부터 하우징부(10)의 유출구(100b)측에 접속되는 공급배관(300)에 공급된다. 밸브 바디부(20) 및 벨로우즈부(30)는, 이것들을 수용하는 이동부(40)에 의해 하우징부(10)의 축선(X)을 따라 이동 가능하게 되어 있다.
플러그 장치(200)로부터 공급배관(300)에 비압축성 유체의 공급을 정지할 경우, 제1 압력실(P1)에 의해 이동부(40)를 플러그 장치(200)로부터 이간시키는 방향의 부세력을 발생시킨다. 이동부(40)가 플러그 장치(200)로부터 이간되면, 그에 따라 벨로우즈부(30)의 벨로우즈 본체(30b)가 수축된다. 이 때, 공급배관(300) 측이 폐쇄된 상태로 되어 있는 경우에는, 제1 압력실(P1)이 벨로우즈부(30)를 수축시키는 방향의 부세력을 발생시켜도, 벨로우즈부(30)가 수축하지 않고 내부의 공급 유로(31)의 비압축성 유체의 압력(내압)이 상승한다.
본 실시형태의 연결장치(100)에 의하면, 공급 유로(31)내의 비압축성 유체의 압력이 소정압력(예를 들면, 벨로우즈부(30)가 내압에 의해 파단에 이르는 압력 보다 낮은 압력) 이상이 되는 경우에는, 안전밸브(50)가 오픈 상태가 되어 공급 유로(31) 내의 비압축성 유체가 바이패스 플랜지(60)와 안전밸브(50)를 경유하여 드레인 탱크(410)로 배출된다. 그로 인해, 공급 유로(31) 내의 비압축성 유체의 압력이 소정압력보다 커져 벨로우즈부가 파단되고, 비압축성 유체가 유출되는 결함이 방지된다.
이와 같이, 본 실시형태의 연결장치(100)에 의하면, 비압축성 유체를 공급하는 플러그 장치(200)와 비압축성 유체를 공급처로 공급하는 공급배관(300)을 연결하는 연결장치(100)에 있어서, 공급배관(300) 측이 폐쇄된 상태에서 벨로우즈부(30)를 수축시키는 방향의 부세력을 발생시킨 경우에, 벨로우즈부(30)가 파단되어 비압축성 유체가 외부로 유출되는 결함을 방지하는 것이 가능해 진다.
본 실시형태의 연결장치(100)는, 하우징부(10)의 유출구(100b) 측과 공급배관(300)의 사이에 배치되는 동시에 공급 유로(31)로부터 안전밸브(50)로 비압축성 유체를 공급하는 배출 유로(60a)가 내부에 형성된 바이패스 플랜지(60)을 포함한다. 이 바이패스 플랜지(60)는, 하우징부(10)의 유출구(100b) 측과 착탈 가능하다.
이와 같이 하는 것으로, 벨로우즈부(30)의 내부의 공급 유로(31)의 압력이 소정 압력 이상이 된 경우에 비압축성 유체를 외부로 배출하는 안전밸브(50)가 미리 마련되지 않은 연결장치(100)에 대하여, 바이패스 플랜지(60)를 장착하고, 또한 바이패스 플랜지(60)에 안전밸브(50)를 장착하는 것에 의해, 벨로우즈부(30)가 파단되어 비압축성 유체가 외부로 유출되는 결함을 방지하는 것이 가능해 진다.
본 실시형태의 연결장치(100)의 이동부(40)는, 축선(X) 주위로 연장되는 동시에 하우징부(10)의 내주면에 접촉하는 원환형 돌기부(40c)를 갖는다. 또한, 제1 압력실(P1)은, 원환형 돌기부(40c)의 유입구(100a) 측의 측면과 하우징부(10)의 내주면의 사이에 형성되는 동시에 외부에서 압축 공기가 도입되는 공간이다.
이와 같이 하는 것으로, 외부에서 압축 공기를 원환형 돌기부(40c)의 유입구(100a)의 측면과 하우징부(10)의 내주면의 사이에 형성되는 제1 압력실(P1)로 도입한다고 하는 비교적 간이한 구조에 의해, 벨로우즈부(30)를 수축시키는 방향의 부세력을 발생시킬 수 있다.
또한, 본 실시형태의 연결장치(100)에 있어서는, 원환형 돌기부(40c)의 유출구(100b) 측의 측면과 하우징부(10)의 내주면의 사이에 외부에서 압축 공기가 도입되는 제2 압력실(P2)이 형성되어 있다. 이 제2 압력실(P2)은, 이동부(40)를 플러그 장치(200)에 접촉시켜 벨로우즈부(30)를 신장시키는 방향의 부세력을 발생시킨다.
이와 같이 하는 것으로, 외부에서 압축 공기를 원환형 돌기부(40c)의 유출구(100b) 측의 측면과 하우징부(10)의 내주면의 사이에 형성되는 제2 압력실(P2)에 도입한다고 하는 비교적 간이한 구조에 의해, 벨로우즈부(30)를 신장시키는 방향의 부세력을 발생시킬 수 있다.
본 실시형태의 연결장치(100)는, 하우징부(10)의 내부에 배치되는 동시에 벨로우즈부(30)의 외부로 유출되는 비압축성 유체를 검출하는 리크 센서(70)를 포함한다.
이와 같이 하는 것으로, 벨로우즈부(30)가 파단되거나 혹은 다른 이유에 의해 벨로우즈부(30)의 내부의 공급 유로(31)로부터 하우징부(10)의 내부로 유출되는 비압축성 유체를 검출하여 제어부(600)에 통지할 수 있다.
〔제2 실시형태〕
이하, 본 발명의 제2 실시형태의 연결장치(100’)를 도면을 기초로 설명한다.
본 실시형태의 연결장치(100’)는, 제1 실시형태의 연결장치(100)의 변형예이며, 이하에서 특별히 설명하는 경우를 제외하면, 제1 실시형태와 동일한 것으로 한다.
제1 실시형태의 연결장치(100)는, 하우징부(10)에 착탈 가능한 바이패스 플랜지(60)를 포함하고, 바이패스 플랜지(60)와 안전밸브(50)를 배관을 통해 연결한 것이었다.
그에 반해 본 실시형태의 연결장치(100’)는, 백 커버(10f’)와 벨로우즈부(30)의 기단부(30c)의 사이에 제5 하우징부(10h)를 배치하고, 제5 하우징부(10h)에 안전밸브(50’)을 장착한 것이다.
도8에 나타낸 바와 같이, 제5 하우징부(10h)는, 축선(X)을 따라 연장되는 원통형상의 부재이다. 제5 하우징부(10h)는, 백 커버(10f’)에 의해 벨로우즈부(30)의 기단부(30c)와의 사이에 고정되어 있다. 제5 하우징부(10h)의 내주면에는 관통홀이 형성되어 있고, 안전밸브(50’)에 비압축성 유체를 인도하게 되어 있다.
도9에 나타낸 바와 같이, 공급 유로(31)와 연통하는 유입구(50a’)로부터 유출구(50b’)로 비압축성 유체를 인도하는 유로가 내부에 형성되는 바디(51’)를 포함한다. 바디(51’)에는, 축선(B)을 따라 개구된 밸브 홀(51a’)이 형성되어 있다. 밸브 홀(51a’)의 하방에는 밸브 바디부(54’)가 배치되어 있다. 밸브 바디부(54’)는, 밸브 홀(51a’)에 대하여 축선(B)을 따라 접촉 또는 이간된다.
밸브 바디부(54’)는, 하단이 바디(51’)에 접촉한 상태로 배치되는 스프링(56’)으로부터 축선(B)을 따라 상방을 향한 부세력을 받는 부재이다.
밸브 바디부(54’)는, 밸브 홀(51a’)을 폐쇄한 차단 상태에 있어서는, 유입구(50a’)에 존재하는 비압축성 유체에 의해 축선(B)을 따라 하방을 향한 압력을 받는다.
이와 같이, 밸브 바디부(54’)는, 축선(B)을 따라 상방을 향한 부세력을 스프링(56’)로부터 받는 동시에, 축선(B)을 따라 하방을 향한 부세력을 비압축성 유체로부터 받는다.
그로 인해, 밸브 바디부(54’)가 비압축성 유체로부터 받는 부세력이 스프링(56’)로부터 받는 부세력을 상회하면, 밸브 홀(51a’)로부터 이간된다. 밸브 바디부(54’)가 밸브 홀(51a’)로부터 이간되면, 유입구(50a’)로부터 유입된 비압축성 유체가 유출구(50b’)를 향해서 유통하는 유통 상태가 된다. 유출구(50b’)로부터 배출되는 비압축성 유체는, 도1에 도시한 드레인 탱크(410)로 인도된다.
이상 설명한 제5 하우징부(10h)와 안전밸브(50’)를 이용하는 것에 의해, 연결장치(100’)의 내부를 유통하는 비압축성 유체의 압력이 소정압력 이상이 될 경우에는, 연결장치(100’)의 내부의 비압축성 유체가 안전밸브(50’)를 경유하여 외부의 드레인 탱크(410)로 배출된다. 그로 인해, 벨로우즈부(30)에 과도한 압력이 가해져 벨로우즈 본체(30b)가 파단에 이르는 결함이 방지된다.
또한, 본 실시형태의 연결장치(100’)는, 안전밸브(50’)가 제5 하우징부(10h)에 장착되어 있으므로, 장치를 간략화하면서 소형화할 수 있다.
그 외, 본 발명은 상술한 실시형태에 한정되지 않으며, 그 요지를 일탈하지 않는 범위 내에서 적절히 변경할 수 있다.

Claims (5)

  1. 비압축성 유체를 공급하는 플러그 장치와 상기 비압축성 유체를 공급처로 공급하는 공급 배관을 연결하는 연결장치로서,
    일단측에 상기 플러그 장치가 삽입되는 동시에 타단측에 상기 공급 배관이 접속되는 통형상의 하우징부와,
    상기 하우징부에 삽입된 상기 플러그 장치와의 접촉에 의해 상기 플러그 장치로부터 상기 하우징부로 상기 비압축성 유체가 유입되는 오픈 상태가 되는 밸브 바디부와,
    상기 밸브 바디부의 하류측에 배치되는 동시에 상기 플러그 장치로부터 유입되는 상기 비압축성 유체를 상기 공급 배관으로 공급하는 신축 가능한 공급 유로가 내부에 형성된 벨로우즈부와,
    상기 밸브 바디부 및 상기 벨로우즈부를 수용하는 동시에 상기 하우징부의 상기 일단측에 삽입된 상기 플러그 장치에 접촉 또는 이간되도록 상기 하우징부의 축선을 따라 이동 가능한 이동부와,
    상기 이동부를 상기 플러그 장치로부터 이간시켜 상기 벨로우즈부를 수축시키는 방향의 부세력을 발생시키는 부세력 발생부와,
    상기 공급 유로 내의 상기 비압축성 유체의 압력이 소정압력 이상이 될 경우에 상기 공급 유로 내의 상기 비압축성 유체를 외부로 배출시키는 안전밸브를 포함하는 연결장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 하우징부의 상기 타단측과 상기 공급 배관의 사이에 배치되는 동시에 상기 공급 유로로부터 상기 안전밸브로 상기 비압축성 유체를 공급하는 배출 유로가 내부에 형성된 배출 유로부재를 포함하고,
    상기 배출 유로부재는, 상기 하우징부의 상기 타단측과 착탈가능한 연결장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 이동부는, 상기 축선 주위로 연장되는 동시에 상기 하우징부의 내주면에 접촉하는 원환형 돌기부를 갖고.
    상기 부세력 발생부는, 상기 원환형 돌기부의 상기 일단측의 측면과 상기 하우징부의 내주면의 사이에 형성되는 동시에 외부에서 조작 기체가 도입되는 제1 압력실인 연결장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 원환형 돌기부의 상기 타단측의 측면과 상기 하우징부의 내주면의 사이에 외부에서 조작 기체가 도입되는 제2 압력실이 형성되어 있고,
    상기 제2 압력실은, 상기 이동부를 상기 플러그 장치에 접촉시켜 상기 벨로우즈부를 신장시키는 방향의 부세력을 발생시키는 연결장치.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 1항에 있어서,
    상기 하우징부의 내부에 배치되는 동시에 상기 벨로우즈부의 외부로 유출되는 상기 비압축성 유체를 검출하는 검출부를 포함하는 연결장치.
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