KR20180003025U - 과압방지 밸브 - Google Patents

Abstract

몸통에 내장된 압력조절 스프링의 반발력으로 압력저장 용기에 연결된 인입구를 개폐하여 일정한 압력을 유지되는 과압방지 밸브에 관한 것으로,
특히 이러한 과압 방지 밸브를 알람 체크 밸브 내의 압력을 설정할 시에는 작동이 되지 않도록 하고 압력이 설정 된 후에는 과압방지 밸브의 기능을 회복할 수 있는 기능을 구비할 수 있는 과압방지 밸브에 관한 것이다.

Description

과압방지 밸브{AN OVER-PRESSURE RELIEF VALVE}

소방 스프링클러 공급 배관에 설치하는 알람 체크밸브는 클레프를 경계로 나뉘어지는 1차측과 2차측의 압력차이를 확인하고 이 차이의 균형을 이루도록 확인하기 위하여 압력계를 설치하며 이 압력계의 교체를 대비하여 압력계 설치 전 단계에 스핀들로 개폐가 이루어지는 앵글밸브를 설치한다.

또한 2차측에 과압이 걸리게 되면 이를 해소하기 위하여 알람 체크 밸브에 과압 방지 체크 밸브를 추가로 설치하여 과압을 해소하도록 하고 있다.

이렇게 사용되는 알람 체크밸브에 있어 알람밸브 내의 압력을 설정 시에는 과압방지 밸브는 작동하지 않고 알람 밸브 내의 압력을 설정 한 후에 밸브의 기능이 작동하는 과압방지 밸브의 구조 개선에 관한 것이다.

과압방지용 밸브는 설정된 일정한 압력(통상 8-12kgf/㎠)을 초과할 경우 고압의 압력이 배출구를 막고 있는 밸브 디스크의 후면을 받치고 있는 스프링를 밀어 배출 되도록 하는 밸브이다. 이러한 기능을 하는 구조는 몸통 인입구를 형성하고 내부에 스프링을 설치하여 스프링의 하부에는 패킹과 패킹을 지탱하는 디스크를 설치하고 상부에는 스프링의 상부가 삽입되는 홈을 연결구를 조립하여 개방되어 배출되도록 배출구를 형성하여 고압의 유체나 기체를 배출하고 내부의 압력이 저하되면 배출구를 패쇄하는 기능을 한다. 이러한 배출 유체나 기체는 외부로 분사하거나 배출구에 연결되는 연결관을 설치하여 사용한다.

이렇게 복잡한 구조를 이룬 과압방지 밸브는 알람 밸브의 압력을 설정하게 되면 정해진 압력에서 열려 알랍밸브의 압력을 설정하는 데 불편을 야기하게 된다. 따라서 본 고안은 알람 밸브 내의 압력을 설정할 시에는 밸브를 차단하고 압력을 설정한 후에는 과압의 압력에 반응하는 밸브를 이루고자 하는 것이다.

본 고안은 알람 밸브 내의 압력을 설정할 시에는 유체가 설정한 압력 수치에 이르면 과압의 유체를 자동 배출하여 적정 압력을 유지하도록 하는 압력조절 스프링(2)에 압력이 전달되지 않도록 하고 압력이 설정된 후에는 정상적으로 압력 조절 스프링이 작동할 수 있어야 한다.

그러므로 압력 설정 시에는 과압 방지 밸브는 작동이 되지 않고 압력을 측정할 수 있는 압력계만 작동하고 압력계의 내압을 설정한 후에는 압력계와 과압방지 밸브를 동시에 작동하는 밸브의 구조를 이루려는 것이다.

또한 압력 조절 스프링이 과압 시에는 더욱 압력을 받아 반발력이 더욱 발휘되고 평시에는 고압에 항시 반발력을 발휘하는 압력 조절 스프링은 고정링(3)에 상시 반발력이 전달되므로 이러한 반발력이 조절 나사체인 고정링에 직접 전달하는 마찰력을 최소와 하거나 중간 설치제로 흡수하여 고정링에 전달되지 않는 구조를 이루는 것이다.

더 나아가 제적을 적게하고 손잡이를 제거하여도 작동을 조절할 수 있는 구조를 이루고자 한다.

이를 해결하기 위하여 압력 조절 스프링에 의한 디스크의 작동을 받는 밸브와 압력 조절 스프링에 조절 전단계의 유로를 차단하는 밸브를 설치하여 복합 밸브의 구조를 이루거나 패킹 디스크를 외부를 직접 눌러거나 해제하는 메카니즘을 반형한 구조를 이루어 해결하려 한다. 즉, 알람밸브의 내압을 설정 단계에서는 압력계만이 작동하는 밸브가 되도록 압력 조절 스프링에 연결되는 유로를 차단할 수 있는 밸브를 추가로 반영하여 해결하려 한다.

또한 압력 조절 스프링이 반발력에 의하여 발생하는 회전력이 나사 풀림으로 전가되는 영향력을 최소화하기 위하여 압력 조절 스프링과 압력 조절 나사체 사이에 작용하는 마찰력을 최소화하거나 회전력을 흡수할 수 있는 중간 장치를 설치하여 해결하려 한다.

더 나아가 구조의 단순화화 밸브의 손잡이의 기능을 가능하면 제거하여 드라이브나 혹은 각종의 렌치로 조정하는 구조를 이루려 한다.

이렇게 되면 알람 밸브의 압력을 설정할 시에는 압력 조절 스프링의 반발력에 의하여 작동하는 밸브는 기능을 멈추게 되고 알람 밸브 내의 압력을 설정한 후에는 과압 방지 밸브가 작동하게 되는 구조를 일체로 형성할 수 있게 되고 더우기 고스란히 전달되는 나사풀림 현상을 억제하여 과압방지 밸브의 기대하는 성능을 지속적으로 유지할 수 있게 된다.

또한 체적을 적게하고 손잡이를 제거하게 되면 원가 절감을 획기적으로 할 수 있게 되며 드라이브나 육각 렌치를 사용하게 되면 불특정 일반인이 기계를 작동하여 예기치 않게 발생하는 오 작동의 문제를 감소할 수 있다.

물론 굳이 손잡이가 요구되념 간단히 취부할 수 있는 구조로 다양한 적용성을 기대할 수 있다.

도1은 본 고안의 대표도
도2는 본 고안의 또 다른 고안도
도3은 본 고안의 또 다른 대표도.
도4는 본 고안의 또 다른 몸통 적용도.

과압 방지 장치는 배관의 내부에 발생하는 압력이 일정한 수준 이하에서 관리되도록 하기 위한 장치이다. 즉, 배관 내압이 일정 압력 이상 초과 발생 시 자동으로 밸브가 개방하는 장치이다. 이 장치는 일정한 압력 초과 시 압력 조절 스프링(3)이 수축이 되거나 늘어나도록 하는 기능으로 되어 있다. 이를 위하여 스프링을 중심으로 일측은 스프링을 고정하기 위하여 스프링 설치 하우징의 암나사와 결합하여 나사 조정으로 압력 조절 나사체로 된 고정 나사를 형성하고 내측에는 설치용 홈을 형성하여 볼 베어링이나 멈춤 스냅링으로 된 풀림 방지체(6)를 설치하여 이 위에 압력 조절 스프링을 설치하여 밸브 설치 하우징에 고정 설치하게 된다. 이때 고정링에 배출구(8)를 형성하고자 하면 고정링의 중앙에 홀을 형성하면 되고 압력 조절 스프링의 하우징의 측면에 배출구를 형성하고자 하면 배출구를 형성하도록 한다.

이들 배출구를 통하여 배출하는 유체를 배수관에 연결하고자 하면 배출구의 외주면에 결합나사를 형성하여 연결관과 결합하면 된다.

압력 조절 스프링의 하부에는 밸브의 개폐를 위하여 설치하는 패킹과 패킹이 유연하여 버팀력을 제공하도록 패킹 디스크(5)를 설치한다. 이 패킹 디스크는 상부에는 스프링에 삽입되도록 홈을 형성하거나 스프링 삽입봉(51)을 그리고 하부에는 패킹이 삽입 설치되도록 패킹 설치홈(52) 부재를 설치하여 스프링 작용에 의하여 밸브의 개폐가 이루어지도록 한다.

이때 형성하는 패킹 설치홈은 삽입홈으로 하고 패킹을 밀착 삽입할 수 있으며 또 다른 방식은 삽입하면 이탈이 어렵게 그림과 같이 고리 홈을 형성하여 사용할 수도 있다. 디스크의 외주면은 요철이나 다각을 형성하여 돌출부는 디스크가 스프링 하우징의 내주면과 접합하여 유격 없이 상하 이동이 가능 하도록 하여 스프링의 신축 작용을 직선 가이드 기능을 확보할 수 있게 하고 오목부는 밸브 개방 시 유체가 빠져나갈 틈새를 제공하여 유체가 스프링 하우징 내로 인입되어 배출구에 이르게 하는 통로를 개설하게 된다.

이 역시 유체가 빠져 나가도록 디스크의 외경을 작게하는 방법도 있고 디스크의 외측을 톱니로 형성할 수도 있다. 스프링 하우징의 과압 인입구(9)를 통하여 들어오는 유체가 스프링 하우징에 들여오는 구조는 스프링 관로의 내주면과 디스크와 패킹 사이에 홀이나 틈을 형성하거나 패킹 디스크에 홀을 형성하는 구조를 이루어야 과압의 유체가 인입되어 결국 상부 또는 측부에 형성하는 배출구(8)를 통하여 배수하게 된다.

이러한 과압방지 밸브에 있어 압력조절 스프링과 고정링의 설치홀에 볼 베어링이나 치아형 혹은 굴곡진 스냅링으로 이루어진 풀림방지체(6)를 삽입 설치하게 되면 압력 조절 스프링의 반발력이 고정링에 직접 회전 작용으로 전달되지 않고 이들 중간 장치에서 우선 흡수하여 고정링의 회전에 의한 풀림 작용이 억제되도록 하려한다. 즉, 볼 베어링은 압력 조절 스프링의 반발력을 다수의 볼의 점접촉으로 분산하여 고정링의 회전력을 선제적으로 흡수하게 되고 치형 스냅링은 치형의 가닥이 회전력을 흡수하고 굴곡진 스냅링은 비틀림 구조가 회전력을 흡수하여 결국 고정링의 회전에 의한 나사 풀림을 억제함으로서 과압 방지 밸브가 애초에 설정한 압력에서 최대한 작동되는 구조를 이루게 된다.

한편 이렇게 과압에 의하여 개폐하는 작동이 코일형 스프링에 의하여 과압 방지 장치 구조를 이루는 밸브는 대체로 압력 조절 스프링을 압박하는 압력 조절 장치를 나사를 형성하여 고정링을 밸브 몸통의 내측 나사와 결합 작용하도록 구조를 이룬다. 때로는 고정링과 밸브 몸통과 사이에 중간 단계의 고정링 설치용 리듀사 장치를 하여 이 리듀사가 압력 조절의 범위를 넓게 설치할 수 있도록 한다. 고정링의 작동력을 전달하기 위하여 고정링 중앙에 육각 홈을 형성하여 육각 렌치로 작동하고 직접 손잡이를 설치하여 수동으로 작동으로 밸브의 압력을 조정할 수 있도록 한다.

이와 같은 구조를 이룬 과압밸브 유지장치는 그 자체로 독립구조체로 형성하여 타 배관과 결합할 수 있으며 몸통을 측면으로 연장하여 엘보나 T 혹은 밸브의 일부를 구성하는 등 각종류의 연결장치를 몸통으로 할 수도 있다.

위와 같은 다양한 형상의 과압방지 밸브에 있어서 알람 밸브 내의 압력을 조점할 때 압력계만 작동하고 과압 밸브가 작동되지 않도록 하는 것이 본 고안의 핵심적 구조이다. 위에 상설한 구조의 밸브를 그대로 활용할 시에는 고정링(3)의 중앙에 형성한 홀을 통하여 삽입하여 디스크의 후면을 누를 수 있도록 핀구조에 후단에 프렌지와 패킹이 겹쳐져 조임 너트로 압착 시 누설이 방지될 수 있도록 구조를 이룬 압박핀 체(7)을 설치하고 이 압박핀 체를 조임 너트(10)로 결합하여 디스크가 열리지 않도록 하는 구조를 이룬다. 물론 핀이 없이 패킹 만으로도 몸통 외부로 누수가 되지 않도록 할 수 있으나 핀에 의한 디스크를 압박하는 것이 보다 명확하고 몸통 내부의 잔여물을 남기지 않는 방법이 된다. 이러한 구조는 알람 밸브의 압력을 일정하게 설정한 후에는 해체하게 되면 과압방지 밸브가 된다. 위에 사용하는 조임 너트는 배출 연결관(13)에 설치한 조임 너트를 사용하거나 별도의 조임 너트를 사용하여 개폐를 해체와 결합으로 하는 또 하나의 밸브 기능을 이루게 된다.

또 다른 방법은 밸브의 구조를 변형하는 것이다. 즉, 도3과 같이 밸브 몸통에 전단계에 압력계의 유로와 알람 체크 밸브 측의 유로를 전진 배치하여 과압 방지 밸브 이전의 유로를 개폐가 가능하도록 밸브를 설치하는 방법이 있으며 몸통의 과압 방지 밸브의 오리피스(12) 유로에 직접 스핀들(11)이 직접 회전에 의한 입구를 막는 밸브 방법의 구조로 복합 밸브를 이루어 해결하는 방법이 있다. 물론 차단 방법에는 스크류에 의한 방식을 고집할 이유는 없이 볼밸브의 구조와 같이 볼을 설치하여도 무방하나 통상 중 고압의 밸브의 경우에는 스크류를 사용하는 것이 보다 추천할 구조인 것이다.

그리고 도5와 같이 알람 체크밸브 측과 결합하는 결합구의 유로와 압력계의 결합구의 유로의 개폐는 스핀들의 헤드로 하고 압력계의 유로와 과압방지 밸브의 오리피스 인입구의 이전의 유로 사이에는 스핀들 외주면에 형성한 홈에 설치하는 오링으로 한 칸막이 링(14)을 구비한 밸브를 이루어 1단계는 알람밸브의 유로를 개폐할 수 있게 하고 2단계는 알람 체크 밸브와 결합하는 유로와 압력계와 결합하는 유로의 개방과 패쇄를 단계적으로 하는 밸브의 구조를 이루는 방법이 있다.

몸통(1), 압력조절 스프링(2), 고정링(3), 패킹(4), 패킹 디스크(5), 풀림방지체(6), 압박핀 체(7), 배출구(8), 인입구(9), 조임너트(10), 스핀들(11), 오리피스(12), 배출연결관(13). 칸막이 링(14).

Claims (5)

1. 외부의 결합 대상물과 결합하도록 나사를 형성한 2개 이상의 결합구를 두고 원통형의 내측 저면에는 오리피스 홀로 된 인입구를 개설하고 상부에는 결합 나사를 형성한 몸통과; 오리피스 홀 위에 설치하는 패킹 부재와 오리피스 홀과 패킹을 사이에 두고 설치되는 패킹 디스크와; 패킹 디스크 상부에 설치하는 스프링으로 된 압력 조절 스프링과; 중앙에는 배출과 압력을 조절하는 중앙홀을 형성하고 외주면은 나사를 형성하며 하부에는 홈을 형성한 고정링과; 고정링과 압력조절 스프링의 사이에 회전력을 감소시키도록 설치하는 풀림방지체 부재와; 몸통 상부 외주면에 조임 너트에 설치되는 배출 연결관으로 결합 구성되는 과압방지 밸브에 있어서,
   고정링 중앙 홀을 통하여 삽입되어 디스크의 후면을 압박하도록 하부를 핀구조로 하고 상부는 프렌지와 패킹이 겹쳐진 구조로 이루어진 압박핀 체와 압박핀체의 플렌지를 내장하고 몸통의 외측 나사와 결합하는 조임 너트로 구비되어 알람 체크밸브의 압력을 설정 시 차단 밸브를 구성하는 과압방지 밸브.
2. 제1항에 있어서,
   일측은 알람 체크 밸브 측과 결합하는 결합구로 하고 다른 일측은 압력계를 설치하는 결합구 부재를 설치하며 또 다른 일측은 스핀들에 의한 개폐가 이루어지는 밸브를 구비하는 과압방지 밸브.
3. 하부에는 외부의 결합 대상물과 결합하도록 나사를 형성한 1개 이상의 결합구를 형성하고, 상부에는 내 외주면에 결합나사를 두며, 원통형의 내측 저면에는 오리피스 홀로 된 인입구를 개설한 몸통과; 오리피스 홀 위에 설치하는 패킹 부재와 패킹 부재를 감싸고 후면에 설치되는 압력 조절 스프링의 압력을 전달받는 패킹 디스크와; 패킹 디스크 상부에 설치하는 스프링으로 된 압력 조절 스프링과; 중앙에는 홀을 형성한 중앙홀을 두고 외주면은 나사를 형성하며 하부에는 중앙 홀을 중심으로 둘레를 홈으로 형성한 고정링과; 고정링과 압력조절 스프링의 사이에 회전력을 감소시키는 풀림방지체 부재와; 몸통 상부 외주면에 조임 너트를 설치하도록 구성되는 과압방지 밸브에 있어서,
   알람 체크 밸브 측과 결합하는 결합구의 유로와 압력계 결합구 부재의 유로가 이루는 공동 유로와 과압방지 밸브의 유체가 들어오는 통로를 이루는 인입구 사이에 유로를 개폐하는 밸브를 설치하는 과압방지 밸브구조.
4. 제3항에 있어서,
   과압밸브의 몸통에 형성한 오리피스에 직접 유로를 개폐하는 스핀들을 회전하여 개폐하는 스크루로 밸브를 설치하는 과압방지 밸브.
5. 하부에는 외부의 결합 대상물과 결합하도록 나사를 형성한 1개 이상의 결합구를 형성하고, 상부에는 내 외주면에 결합나사를 두며, 원통형의 내측 저면에는 오리피스 홀로 된 인입구를 개설한 몸통과; 오리피스 홀 위에 설치하는 패킹 부재와 패킹 부재를 감싸고 후면에 설치되는 압력 조절 스프링의 압력을 전달받는 패킹 디스크와; 패킹 디스크 상부에 설치하는 스프링으로 된 압력 조절 스프링과; 중앙에는 홀을 형성한 중앙홀을 두고 외주면은 나사를 형성하며 하부에는 중앙 홀을 중심으로 둘레를 홈으로 형성한 고정링과; 고정링과 압력조절 스프링의 사이에 회전력을 감소시키는 풀림방지체 부재와; 몸통 상부 외주면에 조임 너트를 설치하도록 구성되는 과압방지 밸브에 있어서,
   알람 체크밸브 측 결합구의 유로에서 압력계의 유로는 스핀들의 헤드로 개폐하고 압력계의 유로에서 연장되어 과압방지 밸브의 오리피스 인입구에 이르는 유로 사이에는 스핀들 외주면에 설치한 오링으로 한 칸막이 링이 개폐하도록 하여 1,2단계로 순차적으로 작동하도록 하는 과압방지 밸브.
   

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