WO2019189982A1

WO2019189982A1 - 다수의 출입구를 가지는 밸브 어셈블리

Info

Publication number: WO2019189982A1
Application number: PCT/KR2018/004613
Authority: WO
Inventors: 김용수
Original assignee: 현대강전 주식회사
Priority date: 2018-03-27
Filing date: 2018-04-20
Publication date: 2019-10-03
Also published as: KR101994923B1

Abstract

본 발명은 경사 방향에 따라서 일방향으로만 유체를 흐르게 제어할 수 있는 밸브 어셈블리를 제안한다. 본 발명 밸브어셈블리는, 내부와 외부를 연통시켜 양방향 흐름을 형성할 수 있고 대향하는 방향에 성형되는 한 쌍의 출입구를 포함하는 다수 쌍의 출입구(10A,10B,10C,10D)와, 상기 출입구 내측에 구비되어 출입구와 연통하는 통과공이 각각 성형된 다수의 격벽을 구비하는 밸브바디(10); 상기 밸브바디의 내부에서 격벽과 출입구 사이에 배치되고, 밸브바디의 경사 방향에 따라서 부력 또는 침강력에 의하여 상기 통과공 외측의 안착부에 각각 밀착되거나 이격됨으로써 유체의 흐름을 규제하는 다수의 체크롤러(2A,2B,2C,2D); 그리고 경사방향에 따라서 이동하는 일측의 체크롤러에 의하여, 통과공에 밀착된 타측의 체크롤러를 이격시키는 푸쉬핀(6A,6B)으로 구성된다.

Description

다수의 출입구를 가지는 밸브 어셈블리

본 발명은 다수의 출입구를 가지는 밸브 어셈블리에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다수의 출입구를 통하여 흐르는 유체의 방향이 밸브의 경사 방향에 따라서 정해지도록 구성되는 밸브 어셈블리에 관한 것이다.

일반적으로 밸브는 유체의 통로 중에 설치되어 유체의 흐름을 제어할 수 있도록 사용되는 것이다. 이러한 밸브를 열거나 닫는 것은 예를 들면 조작자가 수동으로 조작하는 것이 가장 기본적이라고 할 수 있다. 이러한 밸브의 개폐를 전기적 신호에 의하여 이루어질 수 있도록 구성되는 것도 다양한 종류가 알려져 있다.

이와 같이 조작자의 힘 또는 전기적 힘에 기초하여 개폐되는 밸브는 다양한 형태 및 구성으로 개발되어 있다. 그리고 이와 같은 외력에 기초하여 개폐되는 것이 아니라, 자체의 경사각도에 따라서 개폐되는 밸브 어셈블리가 한국 특허 등록 제10-1709667호에 의하여 제안된 바 있다. 그러나 이러한 밸브 어셈블리는 기능에 비하여 구성이 복잡할 수 있고, 밸브바디 내부의 압력에 의하여 정확한 동작에 문제가 생길 수 있는 단점이 있을 수 있다.

이와 같은 현실을 고려한 본 발명의 목적은, 밸브의 경사 방향에 따라서 일방향으로만 많은 양의 유체가 흐르도록 제어할 수 있는 밸브 어셈블리를 제공하는 것을 주된 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은, 밸브 바디의 내부에 있는 유체가 흐름 및 유체에 의한 압력 등에 의하여 영향을 받지 않고, 경사 방향에만 의존하여 정확하게 유체의 흐름 방향을 제어할 수 있는 밸브 어셈블리를 제공하는 것이다.

본 발명의 밸브 어셈블리는, 내부와 외부를 연통시켜 양방향 흐름을 형성할 수 있고 대향하는 방향에 성형되는 한 쌍의 출입구를 포함하는 다수 쌍의 출입구와, 상기 출입구 내측에 구비되어 출입구와 연통하는 통과공이 각각 성형된 다수의 격벽을 구비하는 밸브바디; 상기 밸브바디의 내부에서 격벽과 출입구 사이에 배치되고, 밸브바디의 경사 방향에 따라서 부력 또는 침강력에 의하여 상기 통과공 외측의 안착부에 각각 밀착되거나 이격됨으로써 유체의 흐름을 규제하는 다수의 체크롤러; 그리고 경사방향에 따라서 이동하는 일측의 체크롤러에 의하여, 통과공에 밀착된 타측의 체크롤러를 이격시키는 이격수단으로 구성된다.

그리고 실시 예에 의하면, 체크롤러는 유체에 대하여 부력을 가지고, 출입구는 밸브바디의 하단부에 형성되며, 통과공은 상단부에 형성되어 있다.

다른 실시 예에 의하면, 체크롤러는 유체에 대하여 침강력을 가지고, 출입구는 밸브바디의 상단부에 형성되며, 통과공은 하단부에 형성된다.

또 다른 실시 예 의하면, 밸브바디의 내부 상단 양측에 형성되어, 각각의 체크롤러가 들어갈 수 있는 오목부분을 더 포함하여 구성되고 있다.

또 다른 실시 예에 의하면, 밸브바디의 내부 하단 양측에 형성되어, 각각의 체크롤러가 들어갈 수 있는 오목부분을 더 포함하여 구성된다.

본 발명에서 이격수단에 대한 실시 예에 의하면, 서로 대향하는 통과공의 상하에 각각 형성되는 지지홈과, 상기 지지홈에 들어가서 슬라이딩 가능한 푸쉬핀으로 구성된다.

이상과 같은 본 발명의 밸브 어셈블리에 의하면 다음과 같은 작용 효과를 기대할 수 있다.

본 발명의 밸브 어셈블리는, 별도의 외부 동력을 필요로 하지 않고, 밸브 바디 자체의 경사 방향에 따라서 제1방향 또는 제2방향 중 어느 일 방향으로만 유체가 흐를 수 있도록 구성되고 있다. 그리고 본 발명에서는 유체가 출입하는 출입구를 다수로 구성함으로써, 많은 양의 유체를 신속하게 이동시키는 것이 가능하게 된다.

그리고 본 발명에 의한 밸브 어셈블리의 체크롤러는 밸브 바디의 내부통로에서 일어나는 유체의 흐름 또는 유체의 흐름에 의한 힘 등에 의한 영향을 받을 수 없도록 설계되어 있다. 예를 들면 밸브바디의 내부에 성형되는 오목부분에 들어감으로써, 밸브바디 내부의 유체 흐름의 영향을 받지 않고, 오직 경사 방향에 따라서 정확하게 동작할 수 있는 작용 효과를 기대할 수 있다.

더욱이 본 발명에서는 체크롤러 또는 체크볼의 부력 또는 침강력에 따라서, 출입구를 상단부분 또는 하단부분에 형성하고 있는데, 이러한 구성은, 보다 간단하면서도 체크롤러 또는 체크볼이 출입구를 막는 것을 방지할 수 있을 것으로 기대된다.

도 1은 본 발명 밸브 어셈블리의 횡단면도.

도 2는 도 1의 A-A선 단면도.

도 3은 본 발명의 제1실시 예에 의한 도 1의 M-M 및 N-N선 단면도.

도 4는 본 발명의 제2실시 예에 의한 도 1의 M-M 및 N-N선 단면도.

다음에는 도면에 도시한 실시 예에 기초하면서 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 살펴보기로 한다. 도 1은 본 발명 밸브어셈블리의 횡단면도이고, 도 2는 도 1의 A-A선 단면도이며, 도 3은 도 1의 M-M선 또는 N-N선 단면도이며 본 발명의 제1실시 예를 도시한 것이다.

도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 밸브바디(10)는 유체가 내부에서 외부로 또는 외부에서 내부로 이동할 수 있는 다수의 출입구(10A,10B,10C,10D)를 가지고 있다. 도시한 실시 예에서 이와 같은 출입구는 4개로 구성되는 것을 예시적으로 보이고 있으며, 각각의 출입구는 서로 대향하는 위치를 가지고 있다. 즉 다수의 출입구(10A,10B,10C,10D)가 일방향으로 설치되는 것이 아니라, 제1출입구(10A)와 제2출입구(10B)는 서로 대향하는 위치에 형성되고 제3출입구(10C)와 제4출입구(10D)도 서로 대향하는 위치에 배치되어 있음을 알 수 있다.

그리고 상술한 다수의 출입구(10A,10B,10C,10D)의 외측에는 각각 유체케이싱(A,B,C,D)가 연결되어 있어서, 밸브바디(10)의 내부에서 유체케이싱(A,B,C,D)으로 또는 그 반대 방향으로 유체가 흐를 수 있다. 즉 밸브바디(10)의 내부는 유체가 흐를 수 있는 유체 통로를 형성하고 있다.

상술한 각각의 출입구(10A,10B,10C,10D)의 내측에 대응하는 밸브바디(10)의 내부에는 유체가 흐를 수 있는 통과공(12A,12B,12C,12D)이 성형되어 있는 격벽(14A,14B,14C,14D)(이하의 설명에서 격벽을 전체적으로 칭하는 경우에는 약칭하여 '14'로 칭하기로 한다)이 각각 형성되어 있다. 따라서 출입구(10A,10B,10C,10D)를 통하는 유체는 상기 격벽의 통과공(12A,12B,12C,12D)(이하의 설명에서 통과공을 전체적으로 칭하는 경우에는 약칭하여 '12'로 칭하기로 한다)를 통해서만 밸브바디(10)의 내부로 들어가거나 내부에서 출입구 측으로 나올 수 있다. 그리고 도시한 실시 예에서 서로 인접하는 출입구에 대응하는 격벽은 일부(인접한 부분)이 일체로 형성되어 있음을 알 수 있다.

상술한 통과공(12)에 밀착되거나 이격되는 것에 의하여 유체의 흐름을 단속하기 위한 체크롤러(또는 체크볼)(2A,2B,2C,2D)(이하의 설명에서 체크롤러를 전체적으로 칭하는 경우에는 약칭하여 '2'로 칭하기로 한다)가 격벽과 출입구 사이에 배치되어 있다. 상기 체크롤러(2)가 격벽(14)의 안착부(16A,16B,16C,16D)(이하의 설명에서 안착부를 전체적으로 칭하는 경우에는 약칭하여 '16'로 칭하기로 한다)에 안착되면 통과공(12)은 막히게 되어, 외측에서 통과공(12)을 통하여 밸브바디(10)의 중앙통로(4)로 들어가는 것이 규제된다. 그리고 본 명세서에서 체크롤러(2A,2B,2C,2D)가 통과공(14)에 밀착되다는 것은 각각의 안착부(16)에 밀착된다는 것과 동일한 의미를 가지는 것으로 이해되어야 할 것이다.

여기서 밸브바디(10)의 중앙통로(4)에는 예를 들면 십자형으로 배열되는 한 쌍의 푸쉬핀(6A,6B)이 배치되어 있다. 이러한 푸쉬핀(6A,6B)은 격벽(14)의 통과공(12)에서 이격시키기 위한 것이고, 이러한 푸쉬핀의 동작은 이하에서 다시 자세하게 설명한다. 여기서 하나의 푸쉬핀(6A)을 예로 들어 설명하면, 서로 대향하는 통과공(12A,12B)의 내측으로 일정 간격만 들어갈 수 있는 정도로 직선 운동을 하도록 설치된다.

도시한 실시 예에서 푸쉬핀(6A,6B)은 십자형상으로 서로 교차하는 한쌍으로 구성되는데, 이는 4개의 출입구에 대응하는 구성이다. 그리고 푸쉬핀(6A,6B)의 교차 부분에는 높이를 서로 축소함으로써, 전체적으로 부피(높이)를 제한하면서도 충분한 동작이 가능하도록 구성할 수 있을 것이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 통과공(12A)(다른 모든 통과공의 구성은 동일함)의 상하 부분을 형성하는 통과공 상부(2m) 및 통과공 하부(2n)에는 푸쉬핀(6A)이 끼워져 슬라이딩 가능한 지지홈(12Aa,12Ab)이 성형되어 있다. 그리고 하나의 푸쉬핀(6A)은 서로 대향하는 통과공(12A,12B)에 성형되는 지지홈에 단부가 각각 지지되고 있다. 따라서 상기 푸쉬핀(6A,6B)은 일정한 범위 내에서 직선 운동을 할 수 있도록 지지되고 있음을 알 수 있다. 통과공(12A)의 형상은, 그 안착부(16A)에 체크롤러(2A)가 밀착되면 유체가 흐르지 않도록 성형되어 있음은 상술한 바와 같다.

다음에는 도 3을 참고하면서 본 발명의 밸브어셈블리의 전체적인 동작에 대하여 살펴보기로 한다. 도 3은 본 발명의 제1실시 예에 의한 도 1의 M-M선 또는 N-N선 단면도이다. 본 실시 예는, 체크롤러(2A,2B)가 밸브바디(10) 내부에 있는 유체에 대하여 침강력을 가지는 것이다. 따라서 체크롤러(2A,2B)는 밸브바디(10)의 내부에서 저면에 위치하게 되고, 이를 고려하여 출입구(10A,10B)는 밸브바디(10)의 상부에 위치하도록 설계하고 있다.

그리고 제1격벽(14A)과 제2격벽(14B)이 제1출입구(10A) 및 제2출입구(10B)의 내측에 각각 형성되어 있다. 그리고 제1통과공(12A) 및 제2통과공(12B)도 하측에 성형되어 있어서, 제1체크롤러(2A) 및 제2체크롤러(2B)에 의하여 막히거나 개방될 수 있다. 또한 상기 제1격벽(14A) 및 제2격벽(14B)에 의하여 지지되고 있는 제1푸쉬핀(6A)이 설치되어 있음을 알 수 있다.

이와 같은 구성을 가지는 밸브 어셈블리가, 도 3에 도시한 바와 같이 우측이 높은 경사를 가지게 되면, 침강력에 의하여 제2체크롤러(2B)는 도면 상 좌측으로 이동하여, 밸브바디 부의 하단부에서 오목하게 성형된 오목부분(17B)으로 들어가고, 제1체크롤러(2A)는 제1격벽(14A)의 제1통과공(12A)의 안착부에 밀착된다. 오목부분(17B)으로 들어간 제2체크롤러(2B)는 제2출입구(10B)에서 제2통과공(12B)으로 흐르는 유체에 의한 영향을 받을 수 없거나 영향을 최소화할 수 있게 된다. 이러한 오목부분(17B)의 구성은 체크롤러(2)가 경사에 대해서 정확하게 반응하고, 내부의 유체 흐름에 의하여 통과공을 막지 않도록 하기 위한 것이다.

그리고 제1체크롤러(2A)가 제1통과공(12A)에 밀착되면, 제1체크롤러(2A)는 제1푸쉬핀(6A)을 도면상 좌측으로 밀게 된다. 따라서 제1푸쉬핀(6A)의 타단부는 제2격벽(14B)을 관통하여 도면상 좌측으로 이동하게 되고, 도 3은 가장 좌측으로 이동한 상태를 도시하고 있다. 이와 같이 제1푸쉬핀(6A)의 타단부(좌측단부)가 제2격벽(14B)를 넘어서게 되면, 제2체크롤러(2B)를 일정 구간 밀게 된다. 도 3에 도시한 바와 같이 경사지면 제2체크롤러(2B)는 좌측으로 이동하는 것이 정상이나, 예상치 못했던 이유로 제2통과공(12B)에서 이격되지 않는 경우를 고려하여, 제1푸쉬핀(6A)을 설치하고 있다.

도 3의 상태가 되면, 제1출입구(10A)에서 통과공(12A)을 통과하는 유체의 흐름을 만들어질 수 없는 상태가 되고, 제2출입구(10B)에서 제1통과공(12A)을 거쳐 제1출입구(10A)로 흐르는 유체의 흐름만이 만들어질 수 있는 상태이다. 따라서 이러한 상태에서 제2유체케이싱(B)에 힘(단순 외력 또는 유체를 펌핑하는 힘 등)을 가하게 되면, 제2유체케이싱(B) 내부의 유체는, 제2출입구(10B) - 제2통과공(12B) - 제1통과공(12A) - 제1출입구(10A)를 통하여 제1유체케이싱(A)의 내부로 이동하는 것이 가능하게 될 것이다.

위와 같은 실시 예는, 체크롤러(2) 또는 체크볼이 유체보다 비중이 높은 재질로 성형되어 밸브바디(10)의 내부에 있는 유체에 넣으면 가라앉는 것으로 구성되는 실시 예라고 할 수 있다. 그리고 상술한 바와 같이 도 1의 M-M 선 및 N-N 선 단면도는 실질적으로 균등하게 구성되고 있어서, 밸브바디(10)의 경사 방향에 대한 동작은 동일하다. 이상의 설명을 정리하면, 4개의 출입구 중에서 2개는 높은 위치를 가지고 2개는 낮은 위치를 가지도록 경사지게 되면, 낮은 곳의 출입구에서 높은 곳의 출입구로 유체가 흐를 수 있게 됨을 알 수 있다. 그리고 본 실시 예에서도, 각각의 출입구에 연결되는 유체케이싱(A,B,C,D)은 도시한 바와는 다른 형태로 다른 출입구(예를 들면 대향하고 있는 출입구)로 연결될 수 있음은 물론이다.

다음에는 도 4를 참고하면서 본 발명의 다른 실시 예에 대하여 살펴보기로 한다. 도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 해당하는 도 1의 M-M 선 및 N-N 선 단면도이다. 본 실시 예는 체크롤러(2A,2B)가 유체보다 밀도가 낮아서 부력을 가지는 재질로 성형되는 것에 구현된 것이다.

도 3의 실시 예와 차이점을 보면, 도 4에 도시한 바와 같이, 체크롤러(2A,2B)가 부력을 가지고 있기 때문에, 밸브바디(10)의 내부에서 오목부분(27A,27B)은 상단부에 형성되고, 출입구(20A,20B)는 하단부에 형성되고 있음을 알 수 있다. 그리고 격벽(24A,24B)의 통과공(22A,22B)도 상단 부분에 형성되어 있어서, 부력을 가지고 있는 체크롤러(2A,2B)가 밀착될 수 있다.

이러한 실시 예의 동작에 대하여 설명하면, 도 4에 도시한 바와 같이 좌측이 높은 경사를 가지게 되면, 부력에 의하여 제2체크롤러(2B)는 도면 상 좌측으로 이동하여, 밸브바디(10) 내부의 상단부에서 오목하게 성형된 오목부분(27B)으로 들어가고, 제1체크롤러(2A)는 제1격벽(24A)의 제1통과공(22A)의 안착부에 밀착된다. 오목부분(27B)으로 들어간 제2체크롤러(2B)는 제2출입구(20B)에서 제2통과공(22B)으로 흐르는 유체에 의한 영향을 받을 수 없거나 영향을 최소화할 수 있게 된다. 이러한 오목부분(27B)의 구성은 위에서 설명한 바와 같다.

그리고 제1체크롤러(2A)가 제1통과공(22A)에 밀착되면, 제1체크롤러(2A)는 제1푸쉬핀(6A)을 도면상 좌측으로 밀게 된다. 따라서 제1푸쉬핀(6A)의 타단부는 제2격벽(24B)의 관통하여 도면상 좌측으로 이동하게 된다. 이와 같이 제1푸쉬핀(6A)의 타단부(좌측단부)가 제2격벽(24B)를 넘어서게 되면, 제2체크롤러(2B)를 일정 구간 밀게 된다. 도 4에 도시한 바와 같이 경사지면 제2체크롤러(2B)는 좌측으로 이동하는 것이 정상이나, 예상치 못했던 이유로 제2통과공(22B)에서 이격되지 않는 경우를 고려하여, 제1푸쉬핀(6A)을 설치하고 있음은 상술한 바와 같다.

도 4의 상태에서, 제1출입구(20A)에서 통과공(22A)을 통과하는 유체의 흐름을 만들어질 수 없는 상태가 되고, 제2출입구(20B)에서 제1통과공(22A)을 거쳐 제1출입구(20A)로 흐르는 유체의 흐름만이 만들어질 수 있는 상태이다. 따라서 이러한 상태에서 제2유체케이싱(B)에 힘(단순 외력 또는 유체를 펌핑하는 힘 등)을 가하게 되면, 제2유체케이싱(B) 내부의 유체는, 제2출입구(20B) - 제2통과공(22B) - 제1통과공(22A) - 제1출입구(20A)를 통하여 제1유체케이싱(A)의 내부로 이동하는 것이 가능하게 될 것이다.

이러한 실시 예에서도 높은 위치에 있는 유체케이싱(B)에서 낮은 위치에 있는 유체케이싱(A)으로 유체가 흐를 수 있는 상태임을 알 수 있다. 여기서 제1유체케이싱(A)이 제2출입구(20B)와 연결되고, 제2유체케이싱(B)이 제1출입구(20A)와 연결되도록 구성되면, 낮은 위치에 있는 유체케이싱에서 높은 위치에 있는 유체케이싱으로 유체가 흐를 수 있게 될 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서 당업계의 통상의 기술자에게 있어서는 다른 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그리고 본 발명의 보호범위는 첨부한 특허청구의 범위에 기초하여 해석되어야 할 것임은 특허법의 규정 취지상 당연한 것이라고 생각된다.

Claims

내부와 외부를 연통시켜 양방향 흐름을 형성할 수 있고 대향하는 방향에 성형되는 한 쌍의 출입구를 포함하는 다수 쌍의 출입구와, 상기 출입구 내측에 구비되어 출입구와 연통하는 통과공이 각각 성형된 다수의 격벽을 구비하는 밸브바디;

상기 밸브바디의 내부에서 격벽과 출입구 사이에 배치되고, 밸브바디의 경사 방향에 따라서 부력 또는 침강력에 의하여 상기 통과공 외측의 안착부에 각각 밀착되거나 이격됨으로써 유체의 흐름을 규제하는 다수의 체크롤러; 그리고

경사방향에 따라서 이동하는 일측의 체크롤러에 의하여, 통과공에 밀착된 타측의 체크롤러를 이격시키는 이격수단으로 구성되는 밸브 어셈블리.
제 1 항에 있어서, 체크롤러는 유체에 대하여 부력을 가지고, 출입구는 밸브바디의 하단부에 형성되며, 통과공은 상단부에 형성되는 밸브 어셈블리.
제 1 항에 있어서, 체크롤러는 유체에 대하여 침강력을 가지고, 출입구는 밸브바디의 상단부에 형성되며, 통과공은 하단부에 형성되는 밸브 어셈블리.
제 2 항에 있어서, 밸브바디의 내부 상단 양측에 형성되어, 각각의 체크롤러가 들어갈 수 있는 오목부분을 더 포함하여 구성되는 밸브 어셈블리.
제 3 항에 있어서, 밸브바디의 내부 하단 양측에 형성되어, 각각의 체크롤러가 들어갈 수 있는 오목부분을 더 포함하여 구성되는 밸브 어셈블리.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 이격수단은, 서로 대향하는 통과공의 상하에 각각 형성되는 지지홈과, 상기 지지홈에 들어가서 슬라이딩 가능한 푸쉬핀으로 구성되는 밸브 어셈블리.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 출입구와 연결되고 유체를 내장하는 다수의 유체케이싱을 더 포함하여 구성되는 밸브 어셈블리.