KR910006087Y1 - 전동 및 수동 겸용 밸브 액튜에이터 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

전동 및 수동 겸용 밸브 엑튜에이터

제 1 도는 본 고안에 의한 전동 및 수동 겸용 밸브 엑튜에이터의 구성을 보인 종단면도.

제 2 도는 동상의 A-A선 단면도.

제 3 도는 동상의 B-B선 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 본체 1' : 상부커버

1a : 하부벽 2 : 메인샤프트

3 : 스퍼어기어 3a : 외주면

4 : 수동웜 4a : 내치차부

4b : 축관부 5 : 전동웜기어

5a : 통공 5d : 지지편

6 : 헤리컬기어 6a : 내치차부

6b : 축관부 7 : 베어링

8 : 핸들 8b : 내주면

9, 10 : 베어링 11, 12 : 부시

13 : 키 14 : 니이들 베어링

15 : 유성기어축 16 : 유성기어

17 : 수동웜 18 : 전동웜

19 : 헤리컬기어 20 : 작은 스퍼어기어

17, 18', 19', 20' : 축 21 : 웜

23 : 웜기어

본 고안은 밸브 구동을 위한 엑튜에이터(actuator)에 관한 것으로, 특히 모터의 구동력으로 밸브를 자동 개폐함과 아울러 핸들로서 수동개폐할 수 있도록 하고, 정전으로 인하여 밸브를 수동으로 폐쇄한 상태에서 재통전될 때에는 모터가 구동됨에 따라 밸브가 즉시 개방되어 송배수가 신속하고 원할하게 이루어질 수 있도록 한 전동 및 수동 겸용 밸브 엑튜에이터에 관한 것이다.

일반적으로 버터플라이 밸브, 게이트 밸브 및 볼 밸브등의 각종 밸브를 전기적 구동력으로 개폐하기 위하여 사용되는 전동 엑튜에이터는 하우징 내부에 감속기구가 착설되어 전동모터의 회전력을 감속하고 그 감속된 구동력으로 밸브축을 회전시키어 밸브를 개폐하도록 되어 있으며, 또한 하우징 내부에 클러치 기구가 설치되어 필요한 경우에는 그 클러치 기구를 절환한 후 수동으로 밸브를 개폐할 수 있게 되어 있다.

그리고, 상기 전동 엑튜에이터가 설치된 송배수시설에 전력이 공급되어 송수 또는 배수가 행하여지고 있는 상태에서 필요에 따라 밸브를 전동으로 개폐하는 경우에는 작업자의 조작에 의해 구동되는 전동모터의 회전력을 엑튜에이터가 감속 전달하여 밸브축을 회전시킴으로써 밸브를 자동으로 개방 또는 폐쇄하며, 정전시에는 클러치 기구를 조작하여 전동모터의 동력전달부를 밸브축에서 분리시키고 수동구동력이 연결되도록 한후 밸브를 수동으로 개폐한다.

상기와 같은 종래의 전동 엑튜에이터는 정전후 재통전시 전동모터의 구동력이 그 전동 엑튜에이터에 연결되도록 클러치 기구를 평상 상태로 전환하여야 하나 작업자의 실수로 인하여 클러치기구를 전환하지 않았을 경우에는 전동모터가 작동하여도 밸브가 개방되지 않고 밸브가 폐쇄된 상태에서 송배수펌프등 각종 송배수 장치가 공운전되는 문제점 등이 있으며, 정상적인 송배수 작업을 기할 수 없게되는 결함이 유발되었다.

본 고안은 상기한 바와같은 종래의 결함을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 모터의 회전력으로 전동개폐수단의 전동웜 및 웜기어가 회전하여 밸브를 자동개폐함과 아울러 핸들의 회전력으로는 수동개폐수단의 수동웜 및 웜기어가 회전하여 밸브를 수동개폐할 수 있도록 하며, 전동개폐수단과 수동개폐수단이 항상 연결된 상태에서, 전력이 공급되면 전동개폐수단이 구동되어 밸브를 개폐하고 정전시 핸들을 조작하면 수동개폐수단이 구동되어 밸브를 개폐하며, 정전으로 밸브가 폐쇄된 상태에서 전력이 공급되어 모터가 회전하면 전동개폐수단과 구동되어 밸브가 개방되도록 함으로써 종래의 전동 엑튜에이터를 수동으로 작동하고자 하는 경우에 필이 요구되었던 클러치 기구를 제거하고 통전 및 정전시에 클러치 기구를 이용하여 전동기폐수단과 수동개폐수단을 절환시키는 번거로움을 해소할 수 있도록한 것인바, 이를 첨부한 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제 1 도 내지 제 3 도에서 1은 엑튜에이터 본체를 보인 거으로, 그 본체(1)의 중간부에는 내부가 비어있는 메인샤프트(2)가 회전가능하게 수직방향으로 설치되어 있으며, 메인샤프트(2)의 주위에는 그 메인 샤프트(2)의 축선을 기준으로 회전하는 스퍼어기어(3), 상측수동웜기어(4), 하측전동웜기어(5) 및 해리컬기어(6)가 상측으로 부터 차례로 설치되어 있다.

상기 스퍼어기어(3)는 본체(1)의 상부커버(1')에 고정된 베어링(7)에 지지되어 회전하도록 되어 있으며, 상부커버(1')의 상부로 돌출된 스피어기어(3)의 돌출부 외주면(3a)과 메인샤프트(2)의 상단부에 회전 가능하게 결합된 핸들(8)의 내주면(8b)는 키(13)박음으로 결합되어 있다.

상기 메이샤프트(2)는 본체(1)의 하부벽(1a)과 스퍼어기어(3)의 상부에 압입된 베어링(9) (10)에 지지되어 회전가능하게 되어 있고 스퍼어기어(3)와 메인샤프트(2)사이에는 부시(11)가 삽입됨과 아울러 하부벽(1a)에도 메인샤프트(2)를 지지하는 부시(12)가 삽입고정되어 있다.

상기 상측 수동웜기어(4)와 헤리컬기어(6)는 각각의 중간에 형성된 축관부(4b) (6b)로 메인샤프트(2)에 회전 가능하게 결합되고, 상기 헤리컬기어(6)는 메인샤프트(2)와 키(13)박음으로 결합되어 메인샤프트(2)와 함께 회전하도록 되어 있다.

상기 하측 전동 웜기어(5)는 그 내측부에 보스(5b)가 일체로 형성되고 보스(5b)의 상하단부에는 지지편(5d)이 각각 일체로 형성되어 있으며 상기 상측 수동웜기어(4)와 헤리컬기어(6)의 축관부(4b) (6b) 외측에 보스(5b)의 중간돌부(5c)가 접촉된 상태로 유착되고 니이들 베어링(14)을 개재하여 상측 전동웜기어(4)와 헤리컬기어(6)의 축판부(4b) (6b) 주위를 회전하게 되어 있다.

상기 하측전동웜기어(5)의 일측부에는 통공(5a) (제 3 도 참조)이 형성되고 보스(5b)의 상하부 일측에는 지지편(5d)이 돌출형성되고 그 상하지지편(5d)에는 유성기어 축(15)이 고정되고 그 축(15)에는 유성기어(16)가 축착되어 있다.

상기 상측 수동웜기어(4)와 헤리컬기어(6)의 내주면에는 상기 유성기어(16)와 맞물리는 내치차(4a) (6a)가 각각 형성되고, 헤리컬기어(6)의 내치차(6a)는 상측 수동웜기어(4)의 내치차(4a)보다 적어도 1개 이상 이빨수가 적게 형성되어 있다.

상기 상하측 웜기어(4) (5) 및 헤리컬기어(6)에는 수동웜(17), 전동웜(18) 및 지시계 작동용 헤리컬기어(19)가 각각 맞물리고, 그 웜(17) (18) 및 헤리컬기어(19)의 축(17') (18') (19')은 본체(1)에 메인샤프트(2)와 직교되는 방향으로 굴대 설치되어 있다.

또한, 상기 상부커버(1')의 일측부에는 작은 스퍼어기어(20)와 웜(21)이 상하에 고정된 축(20')의 상단부가 회전가능하게 결합되고 그 축(20')의 하단부는 본체(1)에서 돌출된 지지부(1b)에 고정된 부시(22)에 회전가능하게 결합되어 있으며, 상기 작은 스퍼어기어(20)는 큰 스퍼어기어(3)에 맞물리고 웜(21)은 상기 수동웜(17)의 축(17')에 고정된 중계 웜기어(23) (제 2 도)에 맞물려 있다.

도면에서 1"는 본체(1)의 주벽 일측부에 고정되는 본체커버를 보인 것이고, 24는 지지링, 25는 C링, 26은 스토퍼, 27은 키, 28은 볼트를 각각 보인 것이며, 29는 메이샤프트(2)의 캡, 30은 팩랭링을 각각 보인 것이다.

그리고, 31은 메인샤프트(2)의 하단부에 결합되는 사각부시를 보인 것이고, 32은 상기 사각부시(31)에 결합되는 밸브(33)의 축을 보인 것이다.

이하, 본 고안에 의한 전동 및 수동 겸용 엑튜에이터의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

송배수시설에 전력이 공급되어 송수 또는 배수가 행하여지고 있는 상태에서 필요에 따라 밸브(33)를 폐쇄하고자 하는 경우에는 본 고안의 엑튜에이터와 연결된 전동모터(도시하지 않음)을 가동시키면 그 전동모터의 회전력에 의하여 웜(18)이 회전하고 전동웜기어(5)가 회전하며 전동웜기어(5)가 회전함에 따라 지지편(5d)과 유성기어축(15)이 전동 웜기어(5)와 일체로 회전하게 된다.

이와 같이 유성기어 축(15)이 회전하면 그에 결합되어 있는 유성 기어(16)가 웜기어(5)와 함께 공전하면서 그 유성기어(16)는 수동웜기어(4)와 헤리컬기어(6)의 내치차부(4a) (6a)에 맞물려 있으므로 자전하고, 수동웜기어(4)와 헤리컬기어(6)는 치수가 1개이상 차이나도록 형성되어 있으므로, 유성기어(16)가 수동웜(17)에 맞물려 정지되어 있는 수동웜기어(4)의 내지차부(4a)를 1회 공전할때마다 헤리컬기어(6)가 감속회전하며, 이와같이 헤리컬기어(6)가 회전하면, 그와 키(13) 결합되어 있는 메인샤프트(2)가 베이링(9) (10)에 지지되어 회전하고 그 메인샤프트(2)의 하단 사각부시(31)에 결합되어 있는 버터플라이밸브등 소정의 밸브(33)의 축(32)이 함께 회전하여 밸브(33)가 폐쇄된다.

역으로 밸브(33)가 폐쇄된 상태에서 다시 개방하고자 하는 경우에는 상기 전동모터를 역회전 시킴에 따라 상기 작용의 역작용으로 밸브(33)가 개방된다.

한편, 밸브(33)가 개방되어 송배수가 행하여지고 있는 상태에서 정전이 되어 밸브(33)를 폐쇄하고자 하는 경우에는 전동모터가 정지함에 따라 전동웜(18)이 정지하여 전기적 동력으로는 밸브를 폐쇄할 수 없으므로 핸들(8)을 이용하여 수동으로 폐쇄하게 되는 바, 핸들(8)을 회전시키면 그와 키(13) 박음으로 결합된 스퍼어기어(3)가 회전됨에 따라 그에 맞물린 작은 스퍼어기어(20)가 회전함과 동시에 동일 축(20')에 고정된 웜(21)이 회전하여 중계 웜기어(23)가 회전하고 동일 축(17')에 고정된 수동웜(17)이 회전하며 이와같이 수동웜(17)이 회전함에 따라 그에 맞물린 수동웜기어(4)가 회전한다.

이때 전동웜기어(5)는 전동모터의 정지에 의하여 전동웜(18)이 정지됨에 따라 정지하고 있고 그 전동웜기어(5)와 함께 지지편(5d)과 유성기어축(15)이 정지하고 있으므로 상기 수동웜기어(4)의 회전에 의하여 그의 내치차부(4a)에 맞물린 유성기어(16)가 자전하면서 헤리컬기어(6)의 내치차부(6a)를 회전시키며, 헤리컬기어(6)가 회전함에 따라 그와 키(13)를 결하되어 있는 메인샤프트(2)가 회전하고 그의 하단 사각부시(31)에 결합된 밸브(33)의 회전축(32)이 회전하여 밸브(33)가 폐쇄된다.

이와같이 밸브(33)가 폐쇄된 상태에서 다시 통전되는 경우에는 전동모터에 전원이 인가됨에 따라 전동웜(18)이 회전하여 그의 구동력으로 전기한 작용과 같이 밸브(33)의 회전축(32)이 즉시 자동으로 회전하여 밸브(33)가 다시 개방된다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 고안의 전동 및 수동겸용 엑튜에이터는 통전시에는 핸들 및 수동웜이 정지한 상태에서 전동모터의 회전력에 의하여 전동웜 및 전동웜기어가 회전하면서 메인샤프트가 회전하여 밸브를 자동개폐하고, 정전시에는 전동모터 및 전동웜이 정지한 상태에서 핸들의 회전에 의하여 수동웜 및 수동웜기어가 회전하면서 메인샤프트가 회전하여 밸브를 수동 개폐하며 밸브가 수동으로 폐쇄된 상태에서 재통전되어 전동모터가 회전하면 밸브가 즉시 개방되게 되어 있으므로, 종래 동력 연결 및 차단용 클러치기구가 채용되는 엑튜에이터에 따르는 결합, 즉, 정전시 클리치 기구를 조작한 후 수동으로 개폐하고 정전후 재통전시에는 클러치를 수동개폐상태에서 자동개폐 상태로 필히 전환시켜야 하는 조작상의 번거로움이 해소되며, 또한 재통전시에 클러치를 전환조작하지 않게됨으로써 송배수가 행하여지지 않게되는 등의 결함이 해결된다.

결국, 상술한 바와 같이 본 고안은 각종 밸브를 별도의 클러치 기구를 사용함이 없이 전동 및 수동으로 개폐할 수 있으므로 밸브의 개폐작업이 매우 편리할 뿐아니라, 정전후 재통전시에는 클러치 기구를 조작하지 아니하여도 전동모터가 회전함에 따라 밸브가 자동으로 즉시 개방되어 송배수가 신속하게 행하여짐으로서 송배수 설비의 신뢰성을 향상하는 이점이 있다.

Claims (1)

1. 전동모터의 구동력을 전동웜(18)과 웜기어(5)로 감속하고 밸브축이 결합된 메인샤프트(2)를 저속회전시키어 밸브를 개폐하는 전동밸브 엑튜에이터에 있어서, 본체(1)의 중간부에 굴대설치되는 메인샤프트(2)의 주위에는 그의 축선을 기준으로 회전하는 스퍼어기어(3), 수동웜기어(4), 전동웜기어(5) 및 헤리컬기어(6)가 상측으로부터 차례로 설치되며, 본체(1)의 상부커버(1')에는 스퍼어기어(3)를 지시하는 베어링(7)이 고정됨과 아울러, 스퍼어기어(3)의 내측 및 본체 하부벽(1a)에는 메인샤프트(2)를 지지하는 상하측 베어링(10) (9) 및 부시(11) (12)가 각각 고정되고, 상부커버(1')의 상부로 돌출된 스퍼어기어(3)의 상측 외주면(3a)이 메인샤프트(2)의 상단부에 회동가능하게 결합된 핸들(8)의 내주면(8b)에 결하되며, 상기 메이샤프트(2)의 주위에는 수동웜기어(4)와 헤리컬기어(6)의 축관부(4b) (6b)가 유착되고 그 외측에는 전동웜기어(5)에 형성된 보스(5b)의 중간돌부(5C)가 회전가능하게 결합됨과 아울러 그 보스(5b)의 상, 하측부와 축판부(4b) (6b) 사이에는 니이들 베어링(14)이 삽입되며, 상기 전동웜기어(5)의 보스(5b)에서 돌출형성된 상하측 지지편(5d) 사이에는 통공(5a)을 가로질러 유성기어축(15)이 고정되고 그에 유성기어(16)가 축착되어 상기 수동웜기어(4)의 내치차부(4a)와 그보다 적어도 1개 이상 적은 치수를 가지는 헤리컬기어(6)의 내치차부(6a)에 맞물리는 한편, 상기 본체(1)의 일정부위에는 작은 스퍼어기어(20)와 웜(21)의 축(20')이 축착되어 작은 스퍼어기어(20)가 상기 스퍼어기어(3)에 맞물리고 상기 웜기어(4) (5) 및 헤리컬기어(6)에는 본체(1)에 축(17') (18') (19')으로 각각 축착되는 웜(17) (18) 및 해리컬기어(19)가 맞물리며 상기 웜축(17')에는 상기 웜(21)과 맞물리는 웜기어(23)가 고정되어 구성됨을 특징으로하는 전동 및 수동 겸용 밸브 엑튜에이터.