KR920007769B1

KR920007769B1 - 감압밸브의 피스톤 억제구조

Info

Publication number: KR920007769B1
Application number: KR1019870011735A
Authority: KR
Inventors: 미쓰히로 고야마; 다따시 오이께; 다께시 요꼬야마
Original assignee: 가부시끼가이샤 티엘브이; 후지와라 가쓰지
Priority date: 1986-10-28
Filing date: 1987-10-22
Publication date: 1992-09-17
Also published as: DK550187A; PT85990B; EP0266007A2; EP0266007A3; AR243658A1; AU7974887A; PT85990A; DK550187D0; CA1288659C; KR880005386A; ZA878054B; ES2028055T3; JPS6372615U; DK167830B1; CN87214653U; GR3003500T3; NZ222152A; DE8714320U1; AU589045B2; EP0266007B1

Abstract

내용 없음.

Description

감압밸브의 피스톤 억제구조

제1도는 본 발명의 실시예를 도시하고 있는 감압밸브의 피스톤 부위에 대한 단면도.

제2도는 종래의 감압밸브의 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 감압밸브부 2 : 증기 분리기

3 : 드레인 밸브부 10 : 몸체

12 : 유입구 14 : 밸브구

5 : 주 밸브 시이트 16 : 유출구

17 : 피스톤봉 18 : 주 밸브 몸체

20 : 피스톤 22 : 실린더

24 : 1차압력통로 26 : 파일러트 밸브

34 : 2차압력 통로 101 : 상단표면

102 : 내벽표면 103, 104 : 피스톤링

105, 106 : 탄성부재 107 : 주변부위

X1, X2 : 간극

본 발명은 2차 유체압력을 일정한 설정압력으로 유지하기 위하여 증기 또는 압축공기용 배관계통상에 장착되는 감압밸브에 관한 것이며 보다 상세히는, 2차 압력을 감지함으로써 개폐되는 파일러트 밸브를 통하여 1차 유체 압력이 피스톤봉의 상부 표면상에 가압되고, 피스톤과 2차측에 통해 있는 피스톤의 표면과의 사이의 압력차에 따라 피스톤이 작동되어 피스톤에 연결되어 있는 주 밸브를 개폐하며, 여기에서 간극이 피스톤의 상단표면과 상기 상단표면의 대향몸체의 내벽표면과의 사이에 형성되는 형식의 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 종래의 파일러트식 감압밸브에 있어서, 피스톤(20)의 상단표면(101)과 몸체의 내벽표면(102)사이의 간극(X1)는 제2도에 도시되어 있는 바와 같이 10㎜정도로 유지된다.

제2도에 도시되어 있는 감압밸브는 감압밸브부(1), 증기분리기(2) 및 드레인 밸브부(3)로 구성되어 있다. 몸체(10)는 유입구(12), 밸브구(14 ; valve port) 및 유출구(16)을 구비하여 형성되어 있다. 유입구는 1차 고압유체원에 연결되며, 유출구는 2차 저압영역에 연결된다. 밸브구는 배르시이트부재에 의하여 형성된다.

주 밸브몸체(18)는 밸브구(14)를 형성하고 있는 밸브시이트(15)의 유입구쪽 끝부분위에 배치되어 있어서 주 밸브몸체(18)는 코일스프링에 의하여 탄성적으로 가압될 수 있다. 피스톤(20)은 실린더(22)안에 미끄럼 이동가능하게 배치되어 있으며, 피스톤 봉(17)은 주 밸브몸체(18)의 중심돌출봉(13)에 인접하여 밸브구(14)안에 배치되어 있다.

피스톤의 하부표면과 피스톤봉(17)은 반구형 표면에 실제로 연결되어 있다. 파일러트 밸브(26)는 유입구(12)와 피스톤(20)사이의 상부공간, 다시 말해서, 피스톤실과 통해 있는 1차 압력통로에 배치되어 있다. 다이어프램(28)는 그것의 외부 주위의 가장자리가 플랜지(30, 32)들 사이에 지지된 채로 장착되어 있다. 다이어프램(28)의 하부공간은 2차 압력통로(34)를 통하여 유출구(16)와 통해 있다.

파일러트 밸브(26)의 밸브스템(36)의 헤드 끝부분은 다이어프램(28)의 중앙 하부표면과 인접하여 배치되어 있으며, 압력을 설정하기 위한 압력설정스프링(40)은 스프링시이트(38)를 통하여 다이어프램(28)의 상부표면과 인접하여 배치되어 있다. 조절나사(44)는 나사죔에 의하여 몸체(10)상에 장착되어 있다.

조절나사(44)가 왼쪽 또는 오른쪽으로 회전될 때에, 압력설정스프링(40)의 다이어프램(28)을 가압하는 탄력이 변화한다. 압력설정 스프링의 탄력을 기준치로서 이용하면, 다이어프램(28)은 그것의 하부표면상에 작용하는 2차 압력에 응답하여 휘어져서 밸브스템(36)을 변위시키고, 따라서 파일러트 밸브(26)는 개폐될 수 있다. 그 결과로서, 1차 유체압력은 피스톤실안으로 도입되어서, 피스톤(20)이 구동되고, 주 밸브몸체(18)는 변위되며, 유입구(12)의 유체는 밸브구(14)를 통하여 유출구 (16)안으로 흐른다. 이것은 자동적으로 작동되어서, 2차 유체압력이 내려가면 밸브구(14)는 열려지는 반면에, 그 압력이 올라가면 밸브구(14)는 닫혀진다.

밸브구(14)밑에는 원통형 다이어프램부재(46)가 장착되어 있으며, 고리모양 공간(48)은 다이어프램부재(46)와 그것을 둘러싸고 있는 몸체(10)사이에 형성되어 있는데 그것의 상부 부위는 원추형 간막이(50)를 통하여 유입구(12)와 통해 있는 반면에, 하부 부위는 드레인 밸브실(52)의 상부 부위와 통해 있다.

드레인 밸브실(52)의 상부 부위는 다이어프램 부재(46)의 중앙개구를 통하여 밸브구(14)와 통해 있다. 경사벽으로 형성되어 있는 소용돌이 날개(54; swril van)는 고리모양 공간(48)안에 배치되어 있다. 따라서, 유입구(12)의 유체는 소용돌이 날개(54)에 의하여 그것의 방향으로 향하고, 밸브구(14)가 유체로 하여금 고리모양 공간(48)을 통과하도록 열려지면 소용돌이치게 된다. 액체는 몸체의 내벽에 충돌하여 그 주위를 돌아 바깥으로 이동되어 드레인 밸브실(52)안으로 흘러내려가는 반면에, 가벼운 기체는 중앙부위내에서 소용돌이치고, 다이어프램부재(46)의 중앙개구에서 밸브구(14)쪽으로 통과하고, 유출구(16)쪽으로 빠져나간다.

드레인 밸브실(52)실은 드레인 구멍(56)에 통하는 드레인 밸브구(58)에 구비하여 형성되어 있다.

구형 밸브 부유체(60)는 부유체 덮개(62)로 덮혀서 그 안에서 변위 가능하게 수용되어 있다. 배기공(64)은 부유체 덮개(62)의 상부 부위에 형성되어 있다.

따라서, 밸브 부유체(60)는 드레인 밸브실(52)의 수위에 따라 상하로 이동하여 드레인밸브실(52)안에 고여 있는 물을 자동적으로 제거하기 위하여 드레인 밸브구(58)를 개폐시킨다.

상기 언급된 바와 같이 구성된 감압밸브에 있어서, 설정압력(2차압력)이 1차압력보다 더 낮을때에는 다시 말해서, 감소비율이 클 때에는, 현저한 채터링(chattering)현상이 발생한다. 이러한 감소비율은, 예를 들면 1차 압력이 10㎏/㎠이 2차압력 2㎏/㎠ 또는 그 이하로 감소되는 경우이다.

실험에 따르면, 제2도에 도시되어 있는 감압밸브에 있어서, 압력이 다이어프램(28)이 압력설정 스프링(40)에 의하여 가압되지 않는 상태로부터 가압되는 상태로 점차로 떨어질 때에, 파일러트 밸브(26)는 열리기 시작한다. 그러나 1차압력이 10㎏/㎠이고, 2차압력이 대기압일때의 경우에는, 그것은 시작시기에 있고, 1차 고압증기는 파일러트 밸브(26)을 통하여 피스톤(20)의 상부 공간안으로 신속하게 흘러들어거서, 밸브구(14)는 신속하게 열린다. 그때에, 밸브구의 2차측 부근의 부위는 순간적으로 고압으로 되고, 그러므로 파일러트 밸브가 열림과 동시에 밸브구가 신속하게 닫힌다. 그러나 2차 압력이 내려갔으므로, 유출구 부근의 압력이 순간적으로 낮아지고, 그러므로 파일러트 밸브는 신속하게 열린다. 이런 과정에서 반복적으로 수행되어 큰 진동과 소음이 발생한다.

이것은 피스톤(20)이 주밸브몸체(18)의 신속한 열림으로써 2차측으로 흐르는 고압유체의 분출유동에 의하여 위쪽으로 가압되고, 피스톤(20)의 상단표면과 마주선 몸체의 내벽표면에 충격적으로 충돌하며, 하향 이동할 때에는, 피스톤봉(17)이 다시 주 밸브몸체(18)위에 충돌하는 사실에 기인한다.

그 결과로서, 문제점들, 이를테면 피스톤(20)의 상단표면의 변형, 피스톤봉(17)의 휨 및 파손, 그리고 주밸브몸체(18) 및 주밸브시이트(15)의 밸브시이트표면의 손상이 발생한다.

그러므로, 본 발명의 기술적 과제는 채터링이 발생하더라도 진동을 감소시키고, 피스톤 주변의 가동부재들에 주는 손상을 최소화하는 것이다.

앞서 언급된 기술적 과제를 해결하기 위하여 채택된 본 발명이 기술적 장치는 주 밸브몸체와 주 밸브 시이트가 2차 압을 감지하여 작동될 수 있는 파일러트 밸브를 통하여 피스톤의 작동압력을 조절함으로써 개폐 작동되는 파일러트식의 감압밸브에서, 주 밸브몸체가 주 밸브시이트와 접촉하는 상태에서, 피스톤의 상단표면과 상기 표면과 마주선 몸체의 내벽표면사이의 간극이 제로(zero)또는 제로에 근접하게 맞춰져 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

현저한 진동이 채터링 현상에 기인하여 피스톤 부위에 발생한다 하더라도, 피스톤의 가능한 이동량이 매우 작기 때문에 그것의 충격력은 작다. 부언하면, 피스톤의 이동량이 하향 이동할때에 더욱 작기 때문에, 그러므로, 운동에너지가 작고, 주 밸브몸체에 가해지는 충격력은 또한 매우 작다.

앞서 언급된 기술적 장치의 특정 예를 도시하고 있는 실시예는 이하에 기술된 것이다. (제1도 참고).

제1도에 도시되어 있는 것과 동일한 부재는 제2도의 것과 동일한 부재 부호로 표시되어 있고 감압밸브의 상세한 사항을 기술하지 않을 것이다.

제1도는 밸브구(14)가 닫혀 있는 상태를 도시하고 있다. 피스톤의 상단표면(101)과 몸체의 내벽표면(102)사이의 간극(X2)은 제2도에 도시된 바와 같이 매우 작다.

실제의 구성에서는, 간극은 가공공차를 고려하여 약 0.5㎜로 맞춰져 있다. 가장 바람직하게는, 간극은 물론 제로에 가까운 것이다.

고리모양 홈은 피스톤(20)의 원주벽에 제공되어 있으며, 불소수지로 만든 피스톤링(103,104)이 배치되어 있다. 탄성부재(105,106)는 내측으로부터 외측으로 확장되어 미끄럼 이동성과 실린더(22)에 대한 기밀성을 강화한다.

종래 기술의 경우에는, 간극(X2)이 크기 때문에, 피스톤이 몸체의 내벽표면(102)에 충돌하는 충격력이 커서, 피스톤의 상단표면의 주벽부위(107)가 피스톤링(103)을 압축하도록 아래쪽으로 변형되고, 그래서 기밀성과 미끄럼 이동성을 저하시킨다. 그러나, 본 적용에 따르면, 간극(X2)이 작기 때문에, 앞서 언급된 현상이 발생하지 않고, 원활한 기능이 오랜기간 동안 계속되는 것을 기대할 수 있다.

따라서, 채터링이 발생한다 하더라도, 진동 소음이 작아서, 피스톤봉 및 피스톤의 상단표면을 손상함이 없이 조용한 작동상태가 유지될 수 있다. 부언하면, 밸브시이트 표면이 손상되지 않으므로, 감압 밸브의 독특한 특성들, 이를테면 압력특성, 차단지원(shutoff boosting) 및 기타 성질들이 개량된다.

Claims

2차 압력을 감지하여 작동될 수 있는 파일러트 밸브를 통하여 피스톤의 작동압력을 조절함으로써 개폐작동되는 주 밸브시이트가 있는 파일러트식의 감압밸브에 있어서, 주밸브몸체가 주밸브시이트와 접촉해 있는 상태에서, 피스톤의 상단표면과 상기 표면과 마주선 몸체의 내벽표면사이의 간극은 제로(zero)이거나 제로에 근접하여 맞춰져 있는 특징으로 하는 감압밸브의 피스톤 억제 구조.
제1항에 있어서, 피스톤의 상단표면과 상기표면과 마주선 몸체의 내벽표면 사이의 간극은 0내지 1㎜로 맞춰 져 있는 것을 특징으로 하는 감압밸브의 피스톤 억제 구조.