CN111954774B - 高压气体用开闭阀 - Google Patents

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Abstract

本发明的高压气体用开闭阀，包括：阀门本体，所述阀门本体形成有贯通下部的流路、从所述流路一侧向上部分歧延长且上面开放的开闭路；阀体，所述阀体为纵向长的杆形状，下部***配置于所述开闭路内部，且在上部外周面一侧形成有第一螺纹；及手柄，所述手柄为内部中空、上面封闭的筒形，以在内部容纳所述阀体上部的状态安放于所述阀门主体上面，且在内周面形成有与所述第一螺纹对应的第二螺纹；阀盖，所述阀盖固定结合得使所述阀门主体的上面与所述手柄的下面以相接状态贴紧；所述阀体包括贯通中心轴的压力分散孔而以便与所述流路连通，使所述手柄的内部与所述流路的气体压维持平衡状态。

Description

高压气体用开闭阀
技术领域
本发明涉及一种高压气体用开闭阀，所述高压气体用开闭阀安装于高压气体容纳体的一侧，即安装于高压气体设备的气体管线的分歧点或容纳高压气体的容器的入口等，借助于外力而驱动，调节气体的开闭，其特征在于，配备从根本上抵消因开闭阀的两侧压力差异而发生的力的结构，从而使得以较小力便能够使开闭阀轻松运转。
背景技术
高压气体作为施加高压力而压缩的气体，根据高压气体安全管理法，是常温下的计示压力达到10kgf/cm2以上的压缩气体，是指当前该压力为10kgf/cm2以上或35℃温度下压力达到10kgf/cm2以上的压缩气体。所述高压气体容纳于高压气体设备的气体管线、高压气体容器等，在现代产业的多样领域广泛应用。
一般安装有用于将高压气体容纳体中，即所述气体管线或高压气体容器等中容纳的高压气体根据需要而向外部开闭的阀门。所述阀门在对高压气体容纳体一侧，即气体管线的分歧点或高压气体容器的上端颈环(Neck-ring)部位等进行密闭并结合的状态下，结合的部位同时受到容纳体内侧的高压与外侧的低压，因压力差异而向一侧方向产生力，压迫所述阀门。在此状态下，为了打开所述高压气体容纳体一侧而需施加于所述阀门的外力的大小因上述压力差异而变得非常大。因此，不仅所述阀门的开闭运转费力，而且在此过程中，所述阀门与所述容纳体的结合部位容易发生磨损，存在寿命缩短的问题。
换言之，以往的作用方式是，在形成有高压气体流路的阀门本体以连结方式固定安装于高压气体容纳体一侧的状态下，旋转操作开闭用手柄，使下部***配置于流路的阀体升降，从而使高压气体开闭。此时，高压气体容纳体的内部压力直接作用于与所述阀门的结合部位，当阀门开放时，使手柄旋转运转所需的扭矩(torque)增加，操作者难以轻松打开阀门。
为了解决这种问题，韩国注册实用新型第20-0233081号“灭火药剂容器用开闭阀”中公开了一种涉及灭火药剂容器用开闭阀的技术，所述灭火药剂容器用开闭阀在安装于阀门本体内部的开闭边和插塞上形成“T”形槽部，在进行升降引起的开闭运转时，使与阀门本体内周面的摩擦面积最小化，可以迅速、顺畅地运转，但实质上，高压容器内的高压作用于阀门内，打开阀门时，为了操作手柄而需要较大的力的问题未得到解决。
另外，韩国授权专利第10-1748115号“高压气体用开闭阀”公开一种推杆连结型的竖直式开闭阀，结构为将弹簧***于在推杆型柄的外径面与阀门本体的内径面之间形成的封闭型圆筒空间，当关闭竖直式开闭阀而切断气体流入流出时，握住推杆型柄，将弹簧竖直向下按压后，如果向右或向左旋转，则在阀门锁定的同时，由于X型双唇环的密封作用而切断气体的流入流出，相反，当要打开阀门时，如果将推杆型柄向左或向右旋转，则推杆型柄借助于被压缩弹簧的弹性复原力而自动移动到原位，阀门打开；由于X型双唇环，轴向的气体流出阻断性优秀，密封耐久安全性高，容易借助于弹簧进行开闭运转，与借助于螺丝而锁定的方式相比，连结过程发生的磨损颗粒不会流入密封部而成为气体泄漏的原因，另外，由于为推杆型，极大缩短开闭运转所需的时间，操作性优秀。
就上述现有技术而言，利用弹簧的弹性复原力抵消打开阀门时发生的扭矩，从而可以容易地开闭阀门，但结构复杂，最终无法从根本上抵消因压力差异而施加的力。
发明内容
本发明要解决的课题提供一种高压气体用开闭阀，使得高压气体的高压力不直接作用于借助外力而驱动的手柄，从而使操作时的扭矩最小化，以较小的外力便能够容易地开闭。
另外，使得防止随着开闭阀的旋转驱动而进行摩擦的高压气体容纳体与开闭阀间结合部位的磨损，即使长期反复使用时也可以保持优秀的密封耐久性，与此同时，延长开闭阀的寿命。
本发明目的不限于以上提及的目的，未提及的其他目的是本发明技术领域的技术人员可以从以下记载明确理解的。
为了解决上述课题，本发明的高压气体用开闭阀的特征在于，包括：阀门本体，所述阀门本体形成贯通下部的流路、从所述流路一侧向上部分歧延长且上面开放的开闭路；阀体，所述阀体为纵向长的杆形状，下部***配置于所述开闭路内部，且在上部外周面一侧形成有第一螺纹；及手柄，所述手柄为内部中空、上面封闭的筒形，以在内部容纳所述阀体上部的状态安放于所述阀门主体上面，且在内周面形成有与所述第一螺纹对应的第二螺纹；阀盖，所述阀盖固定结合得使所述阀门主体的上面与所述手柄的下面以相接状态贴紧；所述阀体包括贯通中心轴的压力分散孔而以便与所述流路连通，使所述手柄的内部与所述流路的气体压维持平衡状态。
另外，其特征在于，所述阀体还包括凸出部，所述凸出部从上部外周面朝向外侧沿水平方向凸出，且在凸出端面形成有与所述第二螺纹对应的所述第一螺纹。
而且，所述凸出部以所述阀体的水平面圆的中心为基准在相向的地点分别形成并构成一对。
另外，还配备有阀腔，所述阀腔为内部中空、上面封闭的筒形，以在内部容纳所述阀体的状态，上部容纳于所述手柄的内部，下部固定于所述开闭路上部，且形成有从侧壁一侧沿竖直方向长长地贯通而引导所述凸出部的移动路径的移动槽。
另外，还包括：第一密封件，所述第一密封件配备于所述开闭路的内周面与所述阀体外周面之间；第二密封件，所述第二密封件配备于所述阀门腔室的上部内周面与所述阀体的上部外周面之间。
最后，还包括在所述手柄的下面与所述阀门主体的上面之间形成的轴承。
根据如上所述构成的本发明，使得高压气体的高压力不直接作用于借助外力而驱动的手柄，从而使操作时的扭矩最小化，以较小的外力也能够容易地开闭，提供处置上的容易性。
另外，使得防止随着开闭阀的旋转驱动而进行摩擦的高压气体容纳体与开闭阀间结合部位的磨损，即使在长期反复使用时也能够保持优秀的密封耐久性，延长开闭阀的寿命。
附图说明
图1是本发明优选实施例的高压气体用开闭阀的立体剖面图。
图2是本发明优选实施例的高压气体用开闭阀的分解立体图。
图3是图示本发明优选实施例的高压气体用开闭阀的流路封闭状态的剖面图。
图4是图示本发明优选实施例的高压气体用开闭阀的流路开放状态的剖面图。
附图标记
10：阀门本体
11a：流入口
11b：吐出口
12：流路
14：开闭路
20：阀体
21：凸出部
22：第一螺纹
24：压力分散孔
30：把手
32：第二螺纹
34：错层部
40：阀腔
42：移动槽
50：阀盖
51：挂接片
60：第一密封件
70：第二密封件
80：轴承。
具体实施方式
参照下文中与附图一起详细说明的实施例，本发明的优点及特征以及实现它们的方法将会显而易见。但是，本发明并非限定于以下公开的实施例，可以以互不相同的多样形态体现，本实施例只提供用于使本发明的公开更完整，向本发明所属技术领域的技术人员完整地告知发明的范畴，本发明只由权利要求项的范畴所定义。
下面参照附图，详细说明实施本发明所需的具体内容。与附图无关，相同的构件标记指称相同的构成要素，“及/或”包括提及的各个项目及一个以上的所有组合。
本说明书中使用的术语用于说明实施例，并非要限制本发明。在本说明书中，只要在语句中未特别提及，单数型也包括复数型。说明书中使用的“包括(comprises)”及/或“包括的(comprising)”，不排除在提及的构成要素之外存在或添加一个以上的其他构成要素。
如果没有不同的定义，本说明书中使用的所有术语(包括技术及科学术语)可以用作本发明所属技术领域的技术人员能够共同理解的意义。另外，一般使用的字典定义的术语，只要未明确地特别定义，不得过于或过度地解释。
下面参照附图，详细说明本发明的优选实施例。
图1是本发明优选实施例的高压气体用开闭阀的立体剖面图，图2是本发明优选实施例的高压气体用开闭阀的分解立体图。
如图1和图2所示，高压气体用开闭阀包括阀门本体10、阀体20、手柄30、阀腔40及阀盖50。
所述阀门主体10作为与气体管线的分歧点或高压气体容器的上端颈环(Neck-ring)部位连接的结构体，在所述阀门主体10下部形成有流路12，所述流路12沿横向贯通形成，配备得供所述高压气体流入内部，在所述流路12的一端及另一端分别相向地形成有流入口11a和吐出口11b。即，所述高压气体容纳体的高压气体通过所述流入口11a流入所述阀门主体10内侧，通过所述吐出口11b吐出到外侧。
另外，所述阀门主体10形成有开闭路14，所述开闭路14从所述流路12的一侧，优选地，从长度方向基准中央部位向上部分歧延长，且上面开放。所述开闭路14作为供所述阀体20的下部容纳的空间，从所述流路12分歧的部位随着所述阀体20的升降而开闭。
所述阀体20为纵向长的杆形状，下部***配置于所述开闭路14内部。此时，在所述阀体20的外周面一侧形成有第一螺纹22，所述第一螺纹22与在后述手柄30的内周面形成的第二螺纹32螺合，借助于使所述手柄30旋转运动的外力而升降，开闭所述流路12。所述第一螺纹22可以应用于阀体20的全体外周面，但优选地，只限定在外周面上部的既定部位形成，从而可以减小与所述手柄30内周面的结合面积，可以使因摩擦而发生的扭矩最小化。
为此，可以追加具备凸出部21，所述凸出部21从阀体20的上部外周面朝向外侧沿水平方向凸出，在凸出端面形成有所述第一螺纹22。即，所述凸出部21以在凸出端面形成的第一螺纹22为介质，实质性结合于后述手柄30。在所述阀体20上形成有所述凸出部21，因而可以使与所述手柄30的所述第二螺纹32的结合面积最小化，减小螺合运动时的摩擦阻抗。
此时，所述凸出部21可以采取沿上部外周面外周向水平方向扩张的环状形态、在外周线中两个以上地点向水平方向凸出的柱凸起形态等多样形状，最优选地，以凸起形状形成，且凸出地点以所述阀体20的水平面圆中心为基准在相向地点彼此对称地形成并构成一对。此时，施加于所述凸出部21的外力对称地分散而保持均衡，从而可以防止外力集中于特定部位而破损。
核心的是，所述阀体20包括供中心轴贯通的压力分散孔24而以便与所述流路12连通。由此，可以使所述流路12与后述手柄30的内部空间之间的压力保持平衡状态，关于其的详细作用将在后面与所述手柄30的详细说明一同记述。
另外，所述阀体20可以以直径从下部一侧向下端越来越小的方式形成。这是为了所述阀体20下部以圆锥形形成，在所述阀体20升降时，能够在所述流路12上随着直径变化而精密地调整所述流路12的开闭程度，但所述阀体20下部形状可以根据需要而以圆板形等替代，并非限定于此。
所述手柄30是以操作者施加的外力为基础进行旋转运动并引导所述阀体20升降的结构体，为内部中空、上面封闭的筒形，以在内部容纳所述阀体20上部的状态安放于阀门主体10的上面。即，以在内部分别容纳阀体20的上部及下部的状态，在上部配置有所述手柄30、在下部配置有所述阀门主体10。此时，在所述手柄30的内周面形成有与所述第一螺纹22对应的第二螺纹32，与所述阀体20的上部螺合。
这种所述手柄30借助于外力而以中心轴为基准进行旋转，通过第一螺纹22与所述第二螺纹32间的螺合来控制所述阀体20的升降运动。
追加地，所述手柄30为了增加与所述阀门主体10相接的下面面积，可以形成有沿下端外周向水平方向凸出扩张的错层部34。通过形成所述错层部34，所述手柄30与阀盖50稳定地结合，这将在后面与阀盖50的详细说明一同记述。
阀盖50用于在所述阀门主体10的上部使所述阀门主体10与所述手柄30贴紧结合，以便所述手柄30可以不发生竖直方向晃动地旋转，整体而言，以螺母或凸缘开关配备，在将所述手柄30的下部及所述阀门主体10的上部分别***于上部及下部内周面的状态下，与手柄30及所述阀门主体10结合成一体。
如果更详细地说明，所述阀门罩50为内部中空的螺母形状，且在上端形成有朝向内部折弯延长的挂接部51，以便挂接固定从所述手柄20下端向水平方向凸出延长的所述错层部34，在下部内周面形成有与在所述阀门主体10上部外周面形成的螺纹对应的螺纹，所述挂接部51以使所述错层部34挂接结合的状态，在下部与所述阀门主体10螺合，从而使得能够以所述手柄20的下面与所述阀门主体10的上面相接的状态贴紧固定。此时，为了使可能施加于以无上下方向空余空间的状态在内部进行旋转运动的所述手柄20的面接触所产生的摩擦最小化，错层部34上面与所述挂接部51的下面之间、所述错层部34下面与所述阀门主体10上面之间的材质可以以无摩擦材质形成，或者优选地，可以在相应部位形成有以机械方式抵消摩擦的轴承80。
图3是图示本发明优选实施例的高压气体用开闭阀的流路封闭状态的剖面图，图4是图示本发明优选实施例的高压气体用开闭阀的流路开放状态的剖面图。
如果参照图3和图4，说明包括上述构成的本发明高压气体用开闭阀的实施例，以所述阀体20下部***于所述开闭路14的状态打开或封闭流路12的流动，从而控制高压气体的开闭，为此，基本上随着所述手柄30的旋转运动，所述阀体20借助于在所述手柄30的内周面形成的第二螺纹32与在所述阀体20的凸出部21末端形成的所述第一螺纹22间的螺合而进行上下运动，从而实现驱动。
如果说明通过上述构成的结构性特征来体现作为本发明最核心解决方案的使施加于手柄30的扭矩最小化的原理，首先，配备一种使在流入口11a侧流路12向阀体20侧施加的压力通过所述压力分散孔24分散到手柄内部空间，因而高压不集中于阀体20的结构。此时，压力可以作用于手柄30，所述手柄30借助于阀盖50而处于与阀门本体10实现物理固定的状态，因而所述压力集中的部位实质上是阀盖50与所述手柄30及所述阀门主体10的结合部位。不过，相应结合部位应用能够以无上下晃动地贴紧固定的状态而使摩擦力最小化的材质或包括轴承80，抵消气体压产生的压力，使扭矩最小化。
虽然仅以上述构成，也能够解决本发明的目的，但为了在更高效地分散上述气体压的同时，防止所述阀体20空转，使手柄30的旋转运动效率最大化，本发明的高压气体用开闭阀可以追加包括阀腔40。
阀腔40为内部中空、上面封闭的筒形，在内部容纳所述阀体20，且形成移动槽，所述移动槽从侧壁一侧沿竖直方向长长地贯通，配备能够以***凸出部21的状态进行上下移动的空间；引导所述凸出部21的竖直方向移动路径，从而阻断阀体20的空转。另外，配备密闭分隔空间，所述密闭分隔空间的下部与所述开闭路14上部保持气密状态并连通地固定，且所述密闭分隔空间的上部容纳配置于所述手柄30内部，从而使从流路12施加的气体压不会分散到所述手柄30内部；从结构上阻断施加于所述手柄30的压力，飞跃性减小操作手柄30所需的力量。
如果更详细地说明，所述阀腔40如图所示，在将阀体20容纳于内部的状态下，在下部外周面形成有螺纹，与在所述阀门主体10的所述开闭路14上部内周面形成的螺纹螺合，以上面封闭的状态，上部容纳于所述手柄30的内部。如果说明随着追加配备所述阀腔40而作用于所述开闭阀的气体压的路径，因所述流路12中容纳的高压气体而产生的气体压，通过所述阀体20的压力分散孔24，分散到所述阀腔40上侧内部空间，压力施加于阀腔40。不过，所述阀腔40为与所述阀门主体10螺合的状态，因而压力最终集中于阀腔40下部外周面的螺纹与在阀门主体10的所述开闭路14上部内周面形成的螺纹间螺合部位，不向所述手柄30侧分散。由此，配备了不向所述阀体20及手柄30施加压力的结构，显著减小为了旋转手柄30而要求的外力的量。
此时，为了使气体压不流出到所述阀腔40外部而形成有第一、第二密封件60、70，所述第一密封件60配备于所述开闭路14的下部侧内周面(即，以形成有与所述阀腔40螺合的螺纹的部位为基准的下部)与所述阀体外周面之间，第二密封件70配备于所述阀腔40的上部侧内周面(即，以形成有所述移动槽的部位为基准的上部)与所述阀体20的上部外周面之间。
如果更详细说明所述阀腔40的移动槽42与所述阀体20的凸出部21间结合的作用，所述凸出部21以***于所述移动槽42的状态，借助于第一螺纹22与所述第二螺纹32而与所述手柄30结合，所述手柄30以中心轴为基准旋转，因而不发生空转的情形，只沿着所述移动槽42进行升降运动。由此，可以防止发生阀体20空转导致发生运转不良等问题。
以上参照附图，说明了本发明的实施例，但本发明所属技术领域的技术人员可以理解，本发明在不变更其技术思想或必需特征的情况下，可以以其他具体形态实施。因此，以上记述的实施例在所有方面应理解为只是示例而非限定。

Claims (6)

1.一种高压气体用开闭阀，其特征在于，包括：
阀门本体，所述阀门本体形成有贯通下部的流路、从所述流路一侧向上部分歧延长且上面开放的开闭路；
阀体，所述阀体为纵向长的杆形状，下部***配置于所述开闭路内部，且在上部外周面一侧形成有第一螺纹；及
手柄，所述手柄为内部中空、上面封闭的筒形，以在内部容纳所述阀体上部的状态安放于所述阀门主体上面，且在内周面形成有与所述第一螺纹对应的第二螺纹；
阀盖，所述阀盖固定结合得使所述阀门主体的上面与所述手柄的下面以相接状态贴紧；
所述阀体包括贯通中心轴的压力分散孔而以便与所述流路连通，使所述手柄的内部与所述流路的气体压维持平衡状态。
2.根据权利要求1所述的高压气体用开闭阀，其特征在于，
所述阀体还包括凸出部，
所述凸出部从上部外周面朝向外侧沿水平方向凸出，且在凸出端面形成有与所述第二螺纹对应的所述第一螺纹。
3.根据权利要求2所述的高压气体用开闭阀，其特征在于，
所述凸出部以所述阀体的水平面圆的中心为基准，在相向的地点分别形成并构成一对。
4.根据权利要求3所述的高压气体用开闭阀，其特征在于，
还配备有阀腔，所述阀腔为内部中空、上面封闭的筒形，以在内部容纳所述阀体的状态，上部容纳于所述手柄的内部，下部固定于所述开闭路上部，且形成有从侧壁一侧沿竖直方向长长地贯通而引导所述凸出部的移动路径的移动槽。
5.根据权利要求4所述的高压气体用开闭阀，其特征在于，还包括：
第一密封件，所述第一密封件配备于所述开闭路的内周面与所述阀体外周面之间；
第二密封件，所述第二密封件配备于阀门腔室的上部内周面与所述阀体的上部外周面之间。
6.根据权利要求1所述的高压气体用开闭阀，其特征在于，
还包括在所述手柄的下面与所述阀门主体的上面之间形成的轴承。
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