KR930007950B1 - 급속 작동밸브 - Google Patents

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하모리 아틸라
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Abstract

내용 없음.

Description

[발명의 명칭]
급속 작동밸브
[도면의 간단한 설명]
제 1 도는 본 발명에 의한 가능성 실시예의 단면도를 주로 나타낸 도면.
제 2 도는 본 발명에 의한 다른 바람직한 실시예의 단면도.
[발명의 상세한 설명]
[발명의 분야]
본 발명은 약 90°로 회전함으로서 개폐되는 액체 또는 기체의 매개 수송관용 급속 작동 밸브에 관한 것이다.
[발명의 배경]
밸브의 공지된 잇점에 급속 작동이 보충된 급속 작동 밸브가 있다. 그러한 밸브는 예를들어 헝가리 특허 제 159 431호에 기술되어 있는 보올 피봇(ball pivot)과 밸브로 조합된 밸브이다. 여기에서는 빈틈없는 밀폐의 기본 조건인 시이팅(seating)후의 밸브 본체의 탄성 조임은 매체-압력에 의해 수행된다. 헝가리 특허제 156 529호에 의하면 일정한 각도에서 보올내로 가압함으로서 밸브 본체는 밸브 시이트의 중심선과 동일한 방향으로 이동되며, 이와 동일한 이동이 헝가리 특허 제 128-158에서는 캠축을 이용하여, 또 헝가리 특허 제 117086호에서는 편심축을 이용하여 수행되고 있다. 헝가리 특허 제 174 241호는 차입쇄정(bayonet locking)의 원리로 작동하는 특수한 밸브를 소개하고 있다. 헝가리 특허 제 166 856호의 명세서에서는 플랫으로서 회전하는 밸브와 유압 보조 에너지로 작동하는 장치가 서술되어 있다.
헝가리 특허 제 159 431호의 명세서에 서술된 구형(spherical)밸브는 가압 매체의 빈틈없는 밀폐, 또는 유동 방향이 설계된 것과는 반대 방향인 곳의 밀폐에는 적합하지 않기 때문에 오직 특수한 경우에만 사용될 수 있다. 헝가리 특허 제 156 529호, 제 128 158호 및 제 117 086호의 명세서에 서술된 밸브는 충분한 조임을 보장하지만 그들의 공통된 단점은 밸브 본체가 밸브 시이트의 중심선과 동일한 방향으로, 또한 비교적 작은 범위로만 상승되므로 밸브의 유동 저항이 높다. 한편, 헝가리 특허 제 174 214호에 의한 장치는 밸브본체를 축방향으로 충분한 범위까지 상승시키지만 축방향 회전 운동으로 인하여 그의 조립과 취급이 난이하다. 헝가리 특허 제 166 856호에 의한 장치는-플랫형 작동의 결과로서- 밸브 본체를 유로로부터 완전히 제거하지만, 보조 에너지의 사용 및 고장의 용이성을 수반한 복잡한 구조가 그의 단점이다.
[발명의 개요]
본 발명은 1회의 회전으로 걔폐되며, 밀폐위치에서는 탄성 밸브 본체의 안전한 조임을 위한 적절한 기계적 전동을 갖고 개방위치에서는 밸브 본체를 유동방향으로부터 완전히 제거할 수 있으며, 이 모든 특징이 보조 에너지를 필요로 하지 않은 채로 간단하고 안전한 장치로 실현되는 그런 밸브의 실현에 목적을 두고 있다.
본 발명은 밸브 본체가 플랫으로서 끼워지는, 즉 밸브의 아암, 또는 밸브 시이트의 중심선 밖에서 중심선에 수직한 축 주위로 회전되는 그와 유사한 구조체에 고정되는 급속 작동 밸브에 목적을 두고 있다. 상기 밸브는, 상기 축의 중심선에 평행하여 그것과 적절한 거리를 두고 배치된 중심선을 갖는 보조축을 포함하고 있다. 작동아암 또는 원판 또는 그의 유사한 강체가 보조축으로부터 일정한 거리에 중심선이 있는 가압체, 즉 로울러(예컨대 축방향 보올 베어링)가 끼워 맞춰진채 보조축 주위를 회전한다. 로울러는 밸브 아암 또는 밸브 아암과 강체 접촉되어 있는 보조아암의 직선 또는 거의 직선의 가동면에 의하여 지지되며 그 결과 밸브 본체가 완전히 조여질때 로울러와 접촉한 가동면은 로울러 및 보조축의 중심선과 교차하는 직선에 수직이 된다. 즉, 사점위치(dead center position)가 일어난다. 이런 구조의 결과로서, 밸브 본체가 완전히 조여진 위치에서는 작동아암이 약간 회전하여도 밸브 아암은 그에 훨씬 못미치게 약간만 변위되는데 이것을 힘의 균형으로 보여지며 이 때문에 매우 높은 힘의 진동이 사점위치 부근에서 조성된다. 이것은 손에 의해 용이하게 되는 안전한 밀폐를 위해 필요한 높은 탄성 조임력을 작동 아암상에 발생하는 작은 모멘트를 통하여 발생될 수 있다.
작동아암의 회전은 밸브 케이스 또는 보조아암에 고정된 구속부에 의해 제한된다. 이 구속부는 작동아암이 사점위치를 지난 뒤 미소각도를 초과 회전할 수 있도록 장차되어 있으며, 이에 따라 밸브 자기유지(seif-holding)의 밀폐위치가 형성된다.
바람직한 구조에서는 추가 가동면이 제 1 가동면과 대칭 또는 거의 대칭으로 배브 케이스 또는 보조아암상에 형성되어 있어서, 밸브가 개방될 때 로울러를 지지해 준다. 이 2개의 가동면은 홈의 2개의 양측부이다. 이런 구조에서 탄성 구속 요소가 밸브 아암과 밸브 케이스와의사이 또는 보조아암과 밸브 케이스와의 사이에 삽입되어 밸브의 개방위치에서 압축된다. 따라서 완전 개방 상태에서, 완전 밀폐상태와 유사한 사점위치 및 힘의 균형이 조성될 것이다. 작동아암이 사점을 지난 뒤 미소각도 만큼 초과 회전된 위치로 회전하는 것은 구속부에 의해 방지되며, 따라서 밸브의 개방위치는 밀폐위치에서와 유사하게 자기 유지된다. 개방 구속부는 또한 밸브 케이스 또는 밸브 아암 또는 보조아암에 고정된다.
다른 실시예에서는, 스프링, 가급적이면 나선형 스프링, 또는 가중기가 밸브 아암의 축에 연결되어 밸브 본체를 개방 방향으로 선회시킨다. 이 경우에 있어서는 제 2 가동면과, 개방상태에서 압축되는 탄성 구속요소를 필요로 하지 않으며, 밸브의 개방은 스프링 또는 가중기에 의해 결정되는 힘에 의해서만 가능하며, 이 힘은 밀폐에 대한 힘 보다 커야 한다.
전술한 실시예의 바람직한 변형에 있어서, 종래의 조정 가능한 구속부가 밸브 케이스상에 장착되어 개방 방향으로의 작동 아암의 운델을 제한하며, 따라서 개방위치의 조정를 다양한 범위에 걸쳐 허용한다.
이 밸브는 순조로운 전동을 통하여 밸브의 가공지된 잇점을 상승시켜 밸브를 관통하여 흐르는 매체의 양이 잘 조절된다.
다른 바람직한 실시예에 따르면, 밀폐시 로울러를 지지하는 가동면은 밸브 본체가 밸브 시이트에 대하여 지지될 때에 로울러와 접촉되는 면 요소가 밀폐방향으로 약간 기울어지도록 형성되어 있다. 즉, 이 면 부위는 약간 오목하다. 이것은 이 위치에서의 힘이 전동이 사점에 근접한 위치에서의 힘의 진동과 매우 유사하도록 하게 된다.
제 1 도는 앵글 밸브로 된 구조를 나타내고 있다. 관의 분기(1, 10)는 종래의 방법, 예를 들어 용접, 나사 또는 플랜지 접속, 일체로 된 주조 등에 의해 밸브 케이스(9)와 밀봉 접되어 있다. 금속재에 경화된 탄성 피복 편형 밸브(3)는 테이퍼진 밸브 시이트(2)에 자리잡고 있다. 밸브 시이트와 밸브 본체는 당연히 서로 다른종래의 구조물일 수 있다.
축(5)과 밸브 아암(4)은 밸브아암(4)이 축(5)의 중심선 주위로 자유롭게 회전할 수 있도록 서로 또는 밸브 케이스(9)에 끼워진다. 밸브 아암(4)의 중심선에 가공된 홈의 2 개의 양측부는 가동면(4a, 4b)을 형성한다. 울러(1)는 밀폐시에는 가동면(4a)에 의해 지지되며 개방시에는 가동면(4b)에 의해 지지된다. 홈의 밀폐단은 개방 및 밀폐위치에서 구속부(14)를 형성한다.
호울러 (11)는 공지된 방법, 예를 들어 수축실 접합핀(shrinkjointed pin)에 의해 작동아암(8)에 고정되어 있다. 작동아암(8)의 형상은 개방위치와 밀폐위치 사이에서의 밸브 아암(4) 및 밸브 본체(3)의 운동을 억제하지 않도록 되어 있다. 작동아암은 공지된 방법, 예를들어 슬롯 접합(siot joint)에 의해 축(7)과 강체 접속되어 있다. 축(7)은 밀봉상태에서 밸브 케이스(9)로부터 추출되며, 작동아암(6)이 강체 접속과 유사하게 축에 고정되어 있다. 상기의 밀봉식 추출은 스터핑 박스, 0릴 또는 기타의 공지된 방법일 수 있다.
도면은 밀폐사점 즉, 밸브 본체(3)가 가장 세게 조여진 상태를 보이고 있다. 이 사점으로부터 작동아암은 매우 작은 힘으로 어느 방향으로든지 이동될 수 있으며, 사점 이후로의 이동은 밸브 본체 (3)의 탄성변형에 의해 조력을 받는다. 따라서 작동 아암(8)을 화살표의 반대방향으로 이동시키게 되면, 로울러 (11)가 밀폐구속부(14)를 강하게 누르게 되며, 바로 이 위치가 자기 유지가 되는 것이다. 개방 위치에서는 밸브 본체 (3) 대신에, 밸브 아암(4)상에 장착된 탄성 구성 요소(12)가 밸브 케이스(9)에 대하여 압박되어서 밀폐와 유사하게 탄성 자기 유지하게 된다.
밸브는 작동아암(6)을 화살표의 반시계 방향으로 사점후로 조금씩 90°회전함으로써 개방되며, 그에 따라 밸브 아암(4)도 90° 회전하여 밸브 본체(3)가 유동방향에서 완전히 벗어난다.
제 2 도는 1 축의 중간 밸브의 구조를 나타내고 있다.
이 밸브에서, 축은 밀폐상태에서 밸브 케이스(9)로부터 추출되며, 밸브 케이스 내의 축 (7)의 구멍은 내부로 연장되지 않는다. 따라서, 축(7)상에 장착된 작동아암(8) 및 작동 암상에 고정된 로울러 그리고 강체 접속된 축(5)상에 장착된 보조아암(13)은 밸브 케이스(9)의 외부에 있다.
가동면(13a)은 밀페시에 로울러(11)를 지지하는 보조아암(13)상에 있다. 밸브 본체의 시이팅에 따른 작동아암의 위치는 도면에 나타낸 밀페의 사점위치로부터의 각도(A)에 있으며, 이 위치로부터 가동면(13a)이 밀폐방향으로 경사져 있기 때문에 밸브 본체의 조임이 시작될때 축(7)상에서의 회전 모멘트를 거의 요구하지 않는다. 밀폐 사점후의 누름은 밸브 케이스(9)에 고착된 구속부에 의해 제공된다.
본 구조에 있어서, 보조아암(13)은 밀폐시 요구되는 가동면(제 1 도의 가동면 14b)을 갖지 않으므로 축(5)은 나선형 스프링(19)에 의해 개방방향으로 하중을 받는다. 이 변형에에 있어서, 스프링 힘은 밸브를 개방하는데만 유용하기 때문에 밸브의 장착은 화살표(17)로 표시된 매체의 유동 방향으로만 바람직하다.
작동아암 대신에 6각단(16)이 축(7)의 단부상에 설치되어 그의 형상에 적합한 특수키로만 회전될 수 있게 되어 있다. 이 밸브는 비허가자에 의해 사용되는 것을 방지하는데 바람직하다.
어떤 경우에는 밸브의 개방위치를 여러가지 범위로 제한할 필요가 있다. 이런 점에 대해서는 본 발명에 의한 장치는 통상의 것보다 더욱 양호하며, 조정 가능한 구속부(15)가 작동아암(8)의 회전을 억제하기 때문에 더욱 정교한 조정을 제공한다. 이 경우 밸브의 밀폐위치 근처에서의 작동아암의 측정 가능한 회전을 위해서는 밸브가 매우작게 변위할 것이 요구된다. 조정 가능한 구속부는 종래의 어떠한 밸브라도 무방하다. 도면은 눈금이 있는 한쌍의 레일(18)과 이 한쌍의 레일에서 안내되는 간단한 스크류로 고착된 구속부(15)를 나타내고 있다.
밸브의 개폐는, 밀폐사점에서 이탈한 후의 개방이 나선형 스프링(19)에 의해 자동적으로 수행된다는 차이를 제외하고는 제 1 도에 도시된 실시예와 유사하다.
여러가지의 다른 구조상 변형이 상기의 2 변형예를 조합함으로써 형성될 수 있다. 따라서 예를 들어 좀더 바람직한 구조에 있어서는, 로울러(11)를 갖는 작동아암(8)과 보조아암(13)이-2개의 가동면이 형성된 제 1 도에 도시된 밸브케이스와 유사하게- 밸브케이스(9)외부에 설치되면 나선형 스프링(19)이 필요치 않을 수 있으며, 밸브는 매체의 유동 방향내에 설치될 수 있다.
본 발명에 의한 밸브는 확실히 간단하며, 고장을 일으킬 부품이 거의 없으며 작동이 빠르며, 밸브 본체가 개방시에 유동방향으로부터 완전히 제거될 수 있으며, 이와동시에 밀폐시에 비교적 작은 수동의 힘으로 완전한 밀폐에 요구되는 조임력을 위한 적절한 전동이 제공되는 것이 분명하다. 또 자기 유지되는 개방 또는 밀폐위치를 보장하며 더우기 여러 범위에 걸친 개방위치의 정교한 조정에 적절하다.

Claims (7)

  1. 밸브 본체(3) 및 플랫으로 구성되며, 밸브 본체가 밸브시이트(2)의 중심선 밖에 설치된 축 주위로 회전하는 밸브 아암(4)상에 장착된 급속 작동 밸브에 있어서, 가동면(4a 또는 13a)이 밸브 아암(4) 도는 동일 축상에 장착되는 보조 아암(13)또는 이와 유사한 강체 구조물상에 설치되어 작동 아암(8) 또는 디스크 또는 기타의 유사 구조부에 고정된 로울러 등의 가압 요소를 지지하여 주며, 작동 아암이 보조축(7)상에 장착되거나 또는 회전 중심으로 밸브 케이스(9)에 끼워져 밸브 아암(4) 또는 보조 아암(13)과의 동일 평면상에 로울러(11)를 갖도록 하며, 밸브 본체(3)가 최대로 조여진 사점위치에서 로울러(11)와 접촉되어 있는 가동면이 보조축(7) 및 로울러(11)를 연결하는 직선에 수직이거나 거의 수직인 것을 특징으로 하는 급속 작동밸브.
  2. 제 1 항에 있어서, 보조축(7) 주위로의 작동 아암(8)의 회전을 밀폐 사점후의 미소 각도까지도 제한하는 구속부(14)가 구비된 것을 특징으로 하는 급속 자동 밸브.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 밸브 아암(4) 또는 보조 아암(13)상에 가동면(4a 또는 13a)과 대칭 또는 거의 대칭하게 설치된 또 다른 가동면(4b)이 존재하여 밸브의 개방시에 로울러(11)를 지지하며, 로울러에 접촉하고 있는 가동면의 요소가 완전한 개방 사점위치에서 로울러(11) 및 보조축(7)을 연결하는 직선에 수직 또는 거의 수직인 것을 특징으로 하는 급속 자동 밸브.
  4. 제 3 항에 있어서, 밸브 아암(4) 또는 보조 아암(13)과 밸브 케이스(9)와의 사이에 설치되어 밸브의 개방 상태에서 압축되도로 된 탄성 구속 요소(12)를 가지며 또한 작동 아암(8)의 회전을 개방 사점위치 후의 미소 각도까지로 제한하는 구속부(14)가 구비된 것을 특징으로 하는 급속 작동 밸브
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 스프링, 될수 있으면 나선형 스프링, 또는 가중기가 밸브 아암의 축(5)에 연결된 것을 특징으로 하는 급속 작동 밸브.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 밀페위치에서 가동면(4a 또는 13a)이 로울러(11)와 접촉된 면 근처에서 약간 오목한 것을 특징으로 하는 급속 작동 밸브.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 밸브 케이스(9)에 고정된 궤도(18)와 이 궤도내의 이동 및 고정 가능한 구속부(15)를 구비하고 있어 작동 아암(8)을 개방 방향으로 이동하도록 하는 것을 특징으로 하는 급속 작동 밸브.
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