KR20170123549A

KR20170123549A - 내부 압력제어설비를 갖는 3방밸브

Info

Publication number: KR20170123549A
Application number: KR1020160053575A
Authority: KR
Inventors: 김재봉; 김재열; 엄태진; 장승환
Original assignee: 원광밸브주식회사
Priority date: 2016-04-29
Filing date: 2016-04-29
Publication date: 2017-11-08
Also published as: KR101815517B1

Abstract

본 발명에 따른 내부 압력제어설비를 갖는 3방밸브는 유체가 유입되는 2개의 유로(A,B)와, 상기 2개의 유로(A,B)에서 유입된 유체를 배출하는 1개의 유로(AB)를 형성하는 밸브바디(100); 상기 밸브바디(100) 내측에 장착되어, 상하이동하며 유체가 이동하는 유로를 개폐하는 디스크(200); 상기 디스크(200)가 상승했을 때 디스크(200)의 상부와 맞닿아 유체가 유입되는 하나의 유로(B)를 폐쇄하는 상부시트(300A); 상기 디스크(200)가 하강했을 때 디스크(200)의 하부와 맞닿아 유체가 유입되는 다른 유로(A)를 폐쇄하는 하부시트(300B); 상기 유로(A,B,AB)에 각각 장착되어 압력을 측정하는 압력센서(500); 상기 압력센서(500)의 신호를 종합하여 압력센서(500)간의 압력차가 설정값 이상일 경우, 디스크(200) 하부에 형성된 압력조절홀(400)을 개방하여 밸브(1)내의 압력을 조절하는 제어부(700,미도시); 로 구성되는 것을 특징으로 하고, 높은 압력차에 의하여 디스크의 개폐가 급격히 진행됨으로써 발생하는 디스크의 손상 및 파손을 방지하여 소음 및 진동을 감소시키고 디스크의 내구성을 향상시키는 효과를 제공한다.

Description

내부 압력제어설비를 갖는 3방밸브{3-Way Valve having a Internal Pressure Contolling Appartus}

본 발명은 유체의 흐름을 제어하는 3방밸브에 관한 것이며, 구체적으로 내부 압력제어설비를 갖는 3방밸브에 관한 것이다.

일반적으로, 유체의 전송 과정에서 그 대상의 유량 또는 유속을 제어하거나, 흐르는 방향을 제어하기 위해서 밸브를 사용하고 있다. 이때, 상술한 밸브는 제어방식에 따른 종류와 내부구조에 따른 종류로 구분되는데, 제어방식에 따른 종류로는 크게 기계적인 제어방식을 따르는 기계식 밸브와, 전기적인 제어방식을 따르는 전자식 밸브로 구분된다.

상술한 분류이외에 내부구조에 따른 종류의 구분으로는 단좌 밸브(single seated valve)와 복좌 밸브(double seated valve)로 크게 구분될 수 있다. 또한, 기능에 따른 분류로서 입출구가 각각 일대일(1 :1)로 매칭되는 2방 밸브와, 입출구가 이대일(2 : 1)로 매칭되는 3방 밸브로 구분된다.

이때, 상기 3방 밸브는 유입구가 2개이고 유출구가 1개로 형성되는 혼합형 밸브(mixing valve)와, 유입구가 1개이고 유출구가 2개로 형성되는 분배형 밸브(diverting valve)로 구분된다.

본 발명은 상기의 경우 중 3방 밸브에 관한 것이며,

종래의 3방밸브에 관한 기술로는 '한국공개특허공보 제10-1996-0065606호'에 개시된 밸브 하우징 내부에 제1 유입구와 유출구를 구분하는 제1 시트(seat)와, 제2 유입구와 유출구를 구분하는 제2 시트를 구비하고, 구동기에 의해 연직 상하향 운동하는 스템(stem)의 일단에 구비되어 있는 플러그(plug)로 상기 스템의 상하향운동에 의해 상기 제1 시트 또는 제2 시트를 선택적으로 개폐시킴으로써 유체의 흐름을 절환할 수 있도록 하는 3방 밸브(three way valve)에 있어서, 상기 플러그는 소정길이의 원통형으로 형성하되, 내주면의 중심에 상기 스템과 연결되는 연결구조와, 상하향 동작시 시트에 밀착되도록 외주면의 소정 위치에 형성된 디스크와, 상기 디스크가 형성된 위치에서 상하측에 유체의 흐름이 가능하도록 외주면과 내주면을 관통하도록 형성된 다수의 유체경로 관통홀들을 포함하여 이루어지고, 밸브 하우징 내부에는 상기 플러그의 상부에 실린더(cylinder)가 형성되며, 상기 실린더의 입구에는 상기 스템에 고정된 플레이트가 배치되어 챔버(chamber)를 형성하고, 상기 플러그의 연결구조와 상기 플레이트의 사이를 연결하는 스템은 중공된 원통체로 형성되어 유체가 상기 챔버로 유입될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 압력 보상형 3방 밸브에 관한 기술이 있고,

'한국공개특허공보 제10-2016-0019133호'의 외주연에 관결합하는 플랜지가 형성되고, 그 중심으로 유입배출구가 형성되며, 상기 유입배출구의 직선유로상으로 연통되어 유입배출구 직경보다 확대되는 유량제어결합부가 일측으로 형성되고, 상기 유량제어결합부의 외주연을 따라 하우징 체결플랜지가 형성된 제1하우징 및; 제2하우징과; 좌우측에 상기 제1하우징과 제2하우징이 각각 대응되어 상기 하우징 체결플랜지를 통해 플랜지결합되도록 결합통공이 다수 관통형성되고, 중앙으로 관통된 유체흐름통공이 형성되며, 상기 결합통공과 유체흐름통공 사이 좌우측면에 기밀유지하기 위한 오링이 결합되는 오링홈이 형성되고, 상기 유체흐름통공 중심으로 유체의 흐름에 간섭 없도록 유량제어수단이 좌우왕복이동하면서 좌우측에 결합된 상기 제1하우징 및 제2하우징의 유입배출구를 개폐-차단, 차단-개폐, 양쪽개방으로 선택제어하며, 상기 유체흐름통공 하방향으로 직교되게 유량통공이 연통되고, 상기 유량통공 외주연을 따라 관 체결플랜지가 형성된 유량제어하우징과; 상기 제1하우징 및 제2하우징의 유입배출구에 각각 결합되고, 상기 유량제어수단의 좌우왕복이동에 의해 상기 유입배출구의 어느 한 측이 폐쇄되면 다른 한 측은 개방하거나 상기 유량제어수단이 상기 유량제어하우징의 좌우측에 대하여 정 중앙에 위치시 상기 유입배출구 양측이 개방시, 상기 유입배출구로 유체가 유입배출되는 것을 제어하도록 상기 유량제어수단이 밀착대응되는 경사면을 가진 패킹시트;가 형성된 것을 특징으로 하는 조립식 고압유량제어밸브에 관한 기술이 있으며,

'한국공개특허공보 제10-2009-0007949호'의 3방 밸브에 있어서, 유체 이동을 위한 입구와 복수의 출구를 갖는 밸브바디와, 상기 밸브바디를 유동하는 유체 흐름을 전환하기 위해 밸브바디 중앙에 장치되며 상기 입구와 복수의 출구와 연통되는 3방향으로 개방된 유로를 갖는 전환포트를 포함하며, 상기 전환포트는 열팽창에 따른 체적변화에 따라 상기 밸브바디 내에서 이동이 가능하게 장치되는 것을 특징으로 하는 고온유체용 3방 컨트롤 밸브와 같은 기술이 있으나, 상기 선행기술들은 내부 압력차에 의하여 유체가 일시적으로 과도하게 유입되어 디스크가 손상 또는 파손되는 문제점이 있었다.

KR 10-1996-0065606 A KR 10-2016-0019133 A KR 10-2009-0007949 A JP 15194254 A

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하는 것을 목적으로 하며, 구체적으로 높은 압력차에 의하여 디스크의 개폐가 급격히 진행됨으로써 발생하는 디스크의 손상 및 파손을 방지할 수 있도록 하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 내부 압력제어설비를 갖는 3방밸브는 유체가 유입되는 2개의 유로(A,B)와, 상기 2개의 유로(A,B)에서 유입된 유체를 배출하는 1개의 유로(AB)를 형성하는 밸브바디(100); 상기 밸브바디(100) 내측에 장착되어, 상하이동하며 유체가 이동하는 유로를 개폐하는 디스크(200); 상기 디스크(200)가 상승했을 때 디스크(200)의 상부와 맞닿아 유체가 유입되는 하나의 유로(B)를 폐쇄하는 상부시트(300A); 상기 디스크(200)가 하강했을 때 디스크(200)의 하부와 맞닿아 유체가 유입되는 다른 유로(A)를 폐쇄하는 하부시트(300B); 상기 유로(A,B,AB)에 각각 장착되어 압력을 측정하는 압력센서(500); 상기 압력센서(500)의 신호를 종합하여 압력센서(500)간의 압력차가 설정값 이상일 경우, 디스크(200) 하부에 형성된 압력조절홀(400)을 개방하여 밸브(1)내의 압력을 조절하는 제어부(700,미도시); 로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명은 높은 압력차에 의하여 디스크의 개폐가 급격히 진행됨으로써 발생하는 디스크의 손상 및 파손을 방지하여 소음 및 진동을 감소시키고 디스크의 내구성을 향상시키는 효과를 가진다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 3방밸브의 조립도이다;
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 3방밸브의 정면 및 측면 단면도이다;
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 3방밸브의 부분확대도이다;
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 3방밸브의 작동 예시도이다;

이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.

상술한 분류 이외에 내부구조에 따른 종류의 구분으로는 단좌 밸브(single seated valve)와 복좌 밸브(double seated valve)로 크게 구분될 수 있다. 또한, 기능에 따른 분류로서 입출구가 각각 일대일(1 :1)로 매칭되는 2방 밸브와, 입출구가 이대일(2 : 1)로 매칭되는 3방 밸브로 구분된다.

본 발명은 상기의 경우 중 3방 밸브에 관한 것이며, 종래의 3방 밸브는 내부 압력차에 의하여 유체가 일시적으로 과도하게 유입되어 디스크가 손상 또는 파손되는 문제가 있었다.

도 1 내지 도 3을 참고하면, 본 발명에 따른 내부 압력제어설비를 갖는 3방밸브의 첫번째 실시예로는 유체가 유입되는 2개의 유로(A,B)와, 상기 2개의 유로(A,B)에서 유입된 유체를 배출하는 1개의 유로(AB)를 형성하는 밸브바디(100); 상기 밸브바디(100) 내측에 장착되어, 상하이동하며 유체가 이동하는 유로를 개폐하는 디스크(200); 상기 디스크(200)가 상승했을 때 디스크(200)의 상부와 맞닿아 유체가 유입되는 하나의 유로(B)를 폐쇄하는 상부시트(300A); 상기 디스크(200)가 하강했을 때 디스크(200)의 하부와 맞닿아 유체가 유입되는 다른 유로(A)를 폐쇄하는 하부시트(300B); 상기 유로(A,B,AB)에 각각 장착되어 압력을 측정하는 압력센서(500); 상기 압력센서(500)의 신호를 종합하여 압력센서(500)간의 압력차가 설정값 이상일 경우, 디스크(200) 하부에 형성된 압력조절홀(400)을 개방하여 밸브(1)내의 압력을 조절하는 제어부(700,미도시); 로 구성되는 것을 특징으로 한다.

구체적으로 상기 밸브(1)는 유로(A,B,AB)의 유체의 종류나 잔량에 따라 내부 압력이 다양하게 바뀔 수 있다. 따라서 상기와 같은 압력센서(500)를 구비하여 수시로 압력을 체크하는 것이 바람직하고, 압력이 일정이상 되었을 때 유로(A,B,AB)가 개방될 경우 디스크(200)의 구동이 제어되기 힘들어 급격한 상승 또는 하강으로 파손될 우려가 있다.

따라서 압력이 일정수치 이상이 되었을 경우 압력조절홀(400)을 개방하여 압력을 일정값 이하로 유지하여 주는 것이 바람직하다.

상기 압력조절홀(400)은 카메라 조리개와 같은 형상으로 형성되어, 개폐면적 조절이 가능하여 압력 조절의 폭이 넓다.

본 발명의 두번째 실시예로는, 상기 제어부(700)는 스마트폰 또는 서버와 통신이 가능한 통신모듈이 구비되어, 밸브(1)의 개폐여부 및 정상작동여부를 스마트폰이나 서버에서 확인할 수 있으며, 필요에 따라 개폐를 임의로 제어하는 것도 가능하다.

또한, 밸브(1)가 복수개로 구비되는 장치에 있어서는 밸브(1)간 블루투스 통신이 가능하여 상호간의 개폐 여부를 파악함으로써 후속 밸브(1)의 개폐를 사전에 조작하는 것이 가능하다.

본 발명의 세번째 실시예로는 상기 상부시트(300A) 및 하부시트(300B)와 디스크(200)가 맞닿는 면에 완충제(600)를 장착하여, 내부 압력차로 인하여 디스크(200)가 급격한 상승 또는 하강할 때 충격을 감쇄함으로써 밸브(1) 작동시 소음 및 진동을 감소시키고 밸브(1)의 내구성을 향상시키는 것이 가능하다.

도 4에는 본 발명의 내부 압력제어설비를 갖는 3방밸브의 작동 예시도가 도시되어 있다.

구체적으로 도 4의 1번 도면에서는 디스크(200)가 최대한 상승되어, A 유로를 개방함으로써 A 유로에서 들어오는 유체가 전량 AB 유로를 통해 빠져나가도록 되는 상태이다.

도 4의 2번 및 3번 도면에서는 디스크(200)가 부분적으로 상승하여, A 유로와 B 유로를 일부 개방함으로써 A 유로에서 유입되는 유체와 B 유로에서 유입되는 유체가 AB 유로를 통해 빠져나가도록 되는 상태이다.

도 4의 4번 도면에서는 디스크(200)가 최대한 하강되어, B 유로만 개방함으로써 B 유로에서 유입되는 유체만 전량 AB 유로를 통해 빠져나가도록 되는 상태이다.

이상 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.

1 : 밸브
100 : 밸브바디
200 : 디스크
300A : 상부시트
300B : 하부시트
400 : 압력조절
500 : 압력센서
600 : 완충제
700 : 제어부

Claims

유체가 유입되는 2개의 유로(A,B)와, 상기 2개의 유로(A,B)에서 유입된 유체를 배출하는 1개의 유로(AB)를 형성하는 밸브바디(100);
상기 밸브바디(100) 내측에 장착되어, 상하이동하며 유체가 이동하는 유로를 개폐하는 디스크(200);
상기 디스크(200)가 상승했을 때 디스크(200)의 상부와 맞닿아 유체가 유입되는 하나의 유로(B)를 폐쇄하는 상부시트(300A);
상기 디스크(200)가 하강했을 때 디스크(200)의 하부와 맞닿아 유체가 유입되는 다른 유로(A)를 폐쇄하는 하부시트(300B);
상기 유로(A,B,AB)에 각각 장착되어 압력을 측정하는 압력센서(500);
상기 압력센서(500)의 신호를 종합하여 압력센서(500)간의 압력차가 설정값 이상일 경우, 디스크(200) 하부에 형성된 압력조절홀(400)을 개방하여 밸브(1)내의 압력을 조절하는 제어부(700,미도시); 로 구성되는 것을 특징으로 하는 내부 압력제어설비를 갖는 3방밸브.
제 1 항에 있어서,
상기 압력조절홀(400)은 카메라 조리개와 같은 형상으로 형성되어, 개폐면적 조절이 가능한 것을 특징으로 하는 내부 압력제어설비를 갖는 3방밸브.
제 1 항에 있어서,
상기 제어부(700)는 스마트폰 또는 서버와 통신이 가능한 통신모듈이 구비되어, 밸브(1)의 상태확인 및 작동제어를 스마트폰 또는 서버에서 할 수 있는 것을 특징으로 하는 내부 압력제어설비를 갖는 3방밸브.
제 3 항에 있어서,
상기 통신모듈은 상기 밸브(1)가 복수개로 구비될 때, 상기 밸브(1)간 블루투스 방식으로 통신이 가능한 것을 특징으로 하는 내부 압력제어설비를 갖는 3방밸브.
제 1 항에 있어서,
상기 상부시트(300A) 및 하부시트(300B)와 디스크(200)가 맞닿는 면에 완충제(600)를 장착하여 충격을 감쇄하는 것을 특징으로 하는 내부 압력제어설비를 갖는 3방밸브.