JP2014508907A - 深水中で使われるバルブ - Google Patents
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Abstract
本発明は深水中で使われるバルブであって、一側から内部にガイドホールが形成され、前記ガイドホールの内周面にネジ部が形成される胴体部と、前記ガイドホールに沿って移動し、前記ネジ部にかみ合って回転するスクリューと、前記スクリューを回転させる回転部と、前記回転部に動力を供給して前記回転部を作動させる動力部と、前記回転部と前記動力部の間に備えられ、前記スクリューに連動する連動媒体によってリミットスイッチが作動して前記動力部を制御する制御部とからなり、深水中に浸かっているバルブの操作のために人が近付きにくいため、遠隔駆動装置を使うことになり、既存の遠隔駆動方式の場合、いずれも垂直に動くことによって誤作動の危険性を持っているが、スクリューダウン方式による正確性及び安全性が確保され、安全不感症から脱することができる。これにより、バルブの需要が増加して高い販売増加量が確保される。
Description
本発明は誤作動が発生しない深水中で使われるバルブに係り、造船においてバラストタンクのような深水中のタンクの内部に設置されるバルブで、スクリューダウン方式でバルブを開閉して危険を除去し、タンクの外部でバルブの正確な開閉を認知することによって正確性及び安全性を高めた、深水中で使われるバルブに関する。
一般に、船舶などの場合、従来のバルブが設置される区域において、タンクや海水のように深水中に設置される場合、人の接近が難しいため、遠隔操作器をバルブの上端に付着し、遠隔で油圧によってバルブを操作している。このような既存のリモートコントロール駆動器の方式は、図1のように、回転しながら上下運動して開閉するハンドル1及びゲートバルブ2を、中心軸のネジを除去して垂直に開閉するシリンダー3とともに付着することによって垂直上下運動方式に変えて供給している。しかし、このような運動方式の変更による駆動は異物による影響や駆動部の作動流体の漏洩による外部影響によるバルブの開閉がたびたび発生して相当な危険をもたらしている。
また、バルブの正確な開閉を確認する方法として、電気式リミットスイッチやポテンショメーターを設置して確認する方式と、バルブ駆動器に送る作動流体の圧力が一定圧力以上の場合、バルブの動作が終わったことを示すとか、作動流体の流量を検出してバルブ駆動器の作動に必要な全流量に対する現在通過した流量の比によってバルブの位置を推測する方式を使っている。
しかし、電気式リミットスイッチやポテンショメーターの場合、正確性には優れるが、深水中で使うことができる安全性及び水密性が落ち、作動流体圧力の確認及び流量の検出方式は水密性や安全性には優れるが、バルブ内の異物による止まりがあるとか、周囲温度の変化による流量の変動などの原因によって実際状態とは違って現在の位置を示すため、正確性が著しく落ちて、ややもすると深刻な状態をもたらすことができる。
本発明は前記の問題点を解決するためになされたもので、深水中で使うための安全性及び水密性が確保され、異物による止まりを確認することができ、周囲温度などの環境変化にも対処可能で誤作動が発生しない深水中で使われるバルブを提供することにある。
前述したような目的を達成するために、本発明は、深水中で使われるバルブであって、一側から内部にガイドホールが形成され、前記ガイドホールの内周面にネジ部が形成される胴体部と、前記ガイドホールに沿って移動し、前記ネジ部にかみ合って回転するスクリューと、前記スクリューを回転させる回転部と、前記回転部に動力を供給して前記回転部を作動させる動力部と、前記回転部と前記動力部の間に備えられ、前記スクリューに連動する連動媒体によってリミットスイッチが作動して前記動力部を制御する制御部とからなることを特徴とする。
そして、前記回転部は、前記動力部から動力を受けて作動するモーターと、前記モーターに連結されて回転して前記スクリューを回転させるベベルギアとからなることを特徴とする。
そして、前記制御部は、前記スクリューに連動する連動媒体と、第1リミットスイッチを備え、前記動力部から動力を受けて前記回転部に供給し、前記第1リミットスイッチの作動によって回転部への動力供給を遮断させる第1連結部材でなる第1制御部材と、第2リミットスイッチを備え、前記動力部から動力を受けて前記回転部に供給し、前記第2リミットスイッチの作動によって回転部への動力供給を遮断させる第2連結部材でなる第2制御部材と、前記第1連結部材または前記第2連結部材に遮断された動力を供給するように前記第1リミットスイッチまたは第2リミットスイッチを復元させるチェンジ部材とからなることを特徴とする。
そして、前記動力部は、油圧供給部材と、前記油圧供給部材に連結され、前記第1連結部材に油圧を供給する第1油圧供給管と、前記油圧供給部材に連結され、前記第2連結部材に油圧を供給する第2油圧供給管とからなることを特徴とする。
そして、前記第1連結部材または前記第2連結部材は、流路の狭い狭管と前記狭管に連通する流路の広い広管でなる油圧管と、前記狭管の流路を開放または閉鎖させる開閉具とからなり、前記第1油圧供給管または前記第2油圧供給管は2部分に分けられ、それぞれ前記狭管と前記広管に連通するように形成され、前記開閉具が狭管の流路を開口すれば、前記第1油圧供給管または前記第2油圧供給管に油圧が供給され、開閉具が狭管の流路を閉鎖すれば、前記第1油圧供給管または前記第2油圧供給管への油圧供給が遮断されることを特徴とする。
そして、前記開閉具は、前記狭管の流路よりは大きく、前記広管で移動するボールと、前記ボールの一側に形成され、前記狭管で作動するピストンと、前記ボールの他側に形成されるスプリングと、前記スプリングの末端に形成され、前記第1リミットスイッチまたは前記第2リミットスイッチの作動に応じて前記ピストンを作動させるプラグとからなることを特徴とする。
そして、前記指示部は、前記動力部の前端に形成されるゲージと、前記第1油圧供給管を指示する第1指示計と、前記第2油圧供給管を指示する第2指示計とからなることを特徴とする。
以上説明したように、深水中に浸かっているバルブの操作のために、人が近付き難いため、遠隔駆動装置を使うことになり、既存の遠隔駆動方式の場合、いずれも垂直に動くことによって誤作動の危険性を持っているが、スクリューダウン方式による正確性及び安全性が確保されて安全不感症から脱するようになる。
これにより、バルブの需要が増加して高い販売増加量が確保される。
以下、添付図面に基づき、誤作動が発生しない深水中で使われるバルブを説明する。
図2は本発明による誤作動が発生しない深水中で使われるバルブを示す概念図、図3は本発明による第1制御部材を示す概念図、図4は本発明による第2制御部材を示す概念図、図5は本発明によるゲージを示す斜視図、図6は本発明による第1指示計を示す概念図、図7は本発明による第2指示計を示す概念図である。
図2〜図7に示すように、本発明は、深水中で使われるバルブにおいて、一側から内部にガイドホール110が形成され、前記ガイドホール110の内周面にネジ部120が形成された胴体部100と、前記ガイドホール110に沿って移動し、前記ネジ部120にかみ合って回転するスクリュー200と、前記スクリュー200を回転させる回転部300と、前記回転部300に動力を供給して前記回転部300を作動させる動力部400と、前記回転部300と前記動力部400の間に備えられ、前記スクリュー200に連動する連動媒体510によってリミットスイッチが作動して前記動力部400を制御する制御部500と、前記制御部500及び胴体部100の状態に応じて現在の位置を指示する指示部900とからなる。
以下、それぞれの構成を詳細に説明する。
本発明による胴体部100は強度及び硬度の高い素材でなり、バラストに設置されるもので、バルブが開閉する部分である。
また、水や異物による腐食が発生しなく、深水中に設置されても水圧の変化が発生しない耐食性及び耐久性の高い素材を使うことが好ましい。
そして、前記胴体部100は内部にガイドホール110が形成される。ここで、前記ガイドホール110はバルブを開閉させるための前記スクリュー200が移動する空間である。前記スクリュー200が前記ガイドホール110に沿って移動するとき、バルブが開閉する。
特に、前記ガイドホール110は、内周面にネジ部120が形成され、前記スクリュー200と前記ネジ部120が互いに対応して結合される。
前記胴体部100は深水中で垂直に設置されることが一般的である。これにより、前記ガイドホール110も水面に対して垂直に形成される。
本発明によるスクリュー200は前記ガイドホール110に沿って移動し、前記ネジ部120にかみ合って上下に移動する。
前記スクリュー200は前記回転部300に連結され、回転部300の回転に連動して前記ガイドホール110に沿って移動し、スクリュー200が下方に移動するときにバルブが閉じ、スクリュー200が上方に移動するときにバルブが開かれる。
ここで、前記スクリュー200は前記ネジ部120にかみ合って回転するため、水圧や外部の条件によってスクリュー200が勝手に移動しない利点がある。
本発明による回転部300は前記スクリュー200を回転させる部材で、前記胴体部100の外側に形成される。
本発明において、前記回転部300は油圧モーター310を使い、外部から動力を受けて作動するようになる。
好ましくは、前記回転部300は、前記動力部400から動力を受けて作動するモーター310と、前記モーター310に連結されて回転し、前記スクリュー200を回転させるベベルギア320とからなることが好ましい。
本発明の実施例においては、動力源として油圧を使うので、前記モーター310としては油圧モーター310が使われる。
そして、前記ベベルギア320を使うので、前記モーター310から発生する回転力を使用者が適宜加減することができる。
本発明による動力部400は動力を前記回転部300に提供する部材で、地上に設置され、別途の連結管を介して回転部300に連結される。
本発明において、前記動力部400は油圧を提供するように構成される。一方、前記動力部400は公知技術の油圧ポンプ、オイルタンクなどから構成されるので、その詳細な説明は省略する。
本発明による制御部500は前記回転部300と前記動力部400の間に形成され、前記スクリュー200に連動する連動媒体510によってリミットスイッチが作動して前記動力部400を制御する。
これにより、前記動力部400から供給される動力が前記制御部500を介して前記回転部300に伝達され、制御部500によって回転部300が統制されるので、バルブの開閉を制御することができる。
すなわち、前記連動媒体510が前記スクリュー200に連動して上側に移動することによってバルブがまったく開かれれば、上側に位置するリミットスイッチをタッチすることによって動力を遮断して前記動力部400を制御し、反対に下側に移動してバルブが閉じても、下側に位置するリミットスイッチのタッチによって動力を遮断して動力部400を制御するように構成される。
ここで、動力部400から供給される油圧は一定に維持されるが、前記リミットスイッチへのタッチの前に油圧が上昇すれば、前記スクリュー200に異物が詰まったと思えば良く、即刻措置を取れば良い。
前述すれば、手動作動の際、前記動力部400の油圧は一定圧力(40bar)以上に上昇しなく、動力部の作動を止めれば自然圧(0bar)に戻る。
完全作動でリミットスイッチの動作によって動力が遮断されれば、高圧の80bar以上まで形成される。この際、動力部400の作動を止めてもリミットスイッチによって油圧が遮断されているので、自然圧に戻らないで既存の圧力を維持するようになる。
前記スクリュー200に異物が詰まるなどの異常状態の際には、動力部400が作動しても前記スクリュー200は作動しない状態で油圧モーター310のみが回転することによって作動負荷が増加し、動力部400の手動作動の際、正常状態の形成圧(40bar)以上の圧力が発生して(40〜80bar)、異常状態を感知することができるようになり、これにより、バルブを措置すれば良い。参考として、異物による異常状態の際には、80bar以上の圧力は発生しなく、動力部の手動作動を止めれば、再び自然圧0barに戻る。
本発明による指示部900は、ゲージ920、第1指示計930及び第2指示計940を含み、ゲージ920にはそれぞれの圧力(0〜40、40〜80、80〜120bar)に相応する現在状態を示す文句があり、第1指示計930及び第2指示計940は、完全作動の際、80bar以上で色を持つ球が突出するように作動することによって、バルブが開放であるかまたは閉鎖であるかを認知するようになる。
好ましくは、前記制御部500は、前記スクリュー200に連動する連動媒体510と、第1リミットスイッチ522を備え、前記動力部400から動力を受けて前記回転部300に供給し、前記第1リミットスイッチ522の作動によって回転部300への動力供給を遮断させる第1連結部材524及び遮断された動力を連結させる第1チェンジ部材912からなる第1制御部材520と、第2リミットスイッチ532を備え、前記動力部400から動力を受けて前記回転部300に供給し、前記第2リミットスイッチ532の作動によって回転部300への動力供給を遮断させる第2連結部材534からなる第2制御部材530と、前記第1連結部材524または前記第2連結部材534及び遮断された動力を連結させる第2チェンジ部材914からなる第2制御部材530とからなることが好ましい。
ここで、前記連動媒体510は前記スクリュー200に上側に結合し、スクリュー200の上下移動に連動して動くようになる。
前記連動媒体510は棒状に形成され、前記第1制御部材520と前記第2制御部材530の間で動く。よって、前記連動媒体510は、前記スクリュー200が上側に移動する場合、前記第1制御部材520の下面に接触し、下側に移動する場合、前記第2制御部材530の上面に接触するようになる。
前記第1制御部材520は、第1リミットスイッチ522を備え、前記動力部400から動力を受けて前記回転部300に供給し、前記第1リミットスイッチ522の作動によって回転部300への動力供給を遮断させる第1連結部材524と、バルブの動作方向を変えるために方向転換レバー540を動作させた後、遮断された動力を逆方向にさらに供給することができるようにする第1チェンジ部材912とからなる。
前記第1連結部材524は、前記動力部400から動力(流体)を受けて前記回転部300の油圧モーター310に伝達するようになる。
前記第1リミットスイッチ522は前記第1連結部材524の下面に結合され、前記連動媒体510との接触によって、前記第1連結部材524が前記回転部300に動力(流体)を伝達することを遮断させるようになる。
そして、前記第1チェンジ部材912は、前記第1連結部材524に遮断された動力が供給されるように、前記第1リミットスイッチ522を復元させる。
前記第1チェンジ部材912は、前記第1リミットスイッチ522の作動によって前記第1連結部材524が前記回転部300への動力(流体)供給ができないようにした状態で、方向転換レバー540を動作させた後、遮断された動力を逆方向に再び供給するようにする。
前記第2制御部材530は、第2リミットスイッチ532を備え、前記動力部400から動力を受けて前記回転部300に供給し、前記第2リミットスイッチ532の作動によって回転部300への動力供給を遮断させる第2連結部材534と、バルブの動作方向を変えるために方向転換レバー540を動作させた後、遮断された動力を逆方向に再び供給することができるようにする第2チェンジ部材914とからなる。
前記第2連結部材534は、前記動力部400から動力(流体)を受けて前記回転部300の油圧モーター310に伝達するようになる。
前記第2リミットスイッチ532は前記第1連結部材524の下面に結合され、前記連動媒体510との接触によって、前記第2連結部材534が前記回転部300に動力(流体)を伝達することを遮断させるようになる。
そして、前記第2チェンジ部材914は、前記第2連結部材534に遮断された動力が供給されるように前記第2リミットスイッチ532を復元させる。
前記第2チェンジ部材914は、前記第2リミットスイッチ532が作動して、前記第1連結部材534が前記回転部300に動力(流体)を供給することができないようにした状態で、方向転換レバー540を動作させた後、遮断された動力を逆方向に再び供給するようにする。
前記第1チェンジ部材912及び第2チェンジ部材914について詳述すれば、バルブが閉じている場合には、前記スクリュー200が下側に位置し、前記第2連結部材534は前記回転部300に動力を供給することが遮断されており、前記第1連結部材524は動力を回転部300に供給することができる状態となっている。
したがって、動力が前記第1連結部材524に伝達されてから前記回転部300の油圧モーター310に伝達され、このような動力は、第2連結部材534が第2リミットスイッチ532によって遮断されているが、前記第2チェンジ部材914によって伝達及び循環されることで駆動される。また、このように伝達及び循環される動力によって前記回転部300の油圧モーター310に伝達されれば、前記スクリュー200が上昇する。
ここで、前記スクリュー200は前記ネジ部120に沿って回転しながら上方に上昇する。
この際、前記スクリュー200が上方に上昇すればバルブは開かれ、これに連動する連動媒体510が前記第1リミットスイッチ522をタッチすることによって、前記第1連結部材524が前記回転部300に動力を伝達することができないようにする。
ここで、また前記バルブを閉めようとする場合、方向転換レバー540によって動力の循環を逆方向にし、このような動力は前記第1チェンジ部材912によって動力の流れを復元させ、前記第2連結部材534が前記回転部300に動力を伝達するようにする。
好ましくは、前記動力部400は、油圧供給部材410と、前記油圧供給部材410に連結され、前記第1連結部材524に油圧を供給する第1油圧供給管420と、前記油圧供給部材410に連結され、前記第2連結部材534に油圧を供給する第2油圧供給管430とからなることが好ましい。
したがって、前記油圧供給部材410は、前述したように、油圧ポンプ、オイルタンク、圧力ゲージなどから構成され、二つの第1油圧供給管420及び第2油圧供給管430に油圧が供給されるようにする。
ここで、前記第1油圧供給管420は前記第1連結部材524に油圧を供給し、前記第2油圧供給管430は第2連結部材534に油圧を供給するようになる。
好ましくは、前記指示部900は、動力部400の出口及び方向転換レバー540の前端に連設されるゲージ920と、方向転換レバー540の後端において第1油圧供給管420及び第2油圧供給管430に連設される第1指示計930及び第2指示計940とからなることが好ましい。
この際、ゲージ920は、動力部400から吐き出される油圧によってバルブの現在状態を示す文句、つまり0から40barまでは正常状態、40から80barまでは異常状態、80から120barまでは完全作動状態を示す文句を持つことが好ましい。
第1指示計930は、第1油圧供給管420に連結され、動力部400の吐出圧を受ける第1シリンダー937と、吐出圧によって作動する第1シリンダーヘッド935と、第1シリンダーヘッド935と第1シリンダー937によって密閉し、第1シリンダーヘッド935の作動によって自然圧の空気を圧縮して空圧を形成し、このような空圧によって球の形態が突出することによって変色する第1表示部931と、第1油圧供給管420の圧力が低くなるとき、第1シリンダーヘッド935を元の位置に戻すための第1スプリング934とからなることが好ましい。一方、前記第1表示部931は公知技術の空圧用表示器で構成されるので、その詳細な説明は省略する。
第2指示計940は、第2油圧供給管430に連結され、動力部400の吐出圧を受ける第2シリンダー947と、吐出圧によって作動する第2シリンダーヘッド945と、第2シリンダーヘッド945と第2シリンダー947によって密閉し、第2シリンダーヘッド945の作動によって自然圧の空気を圧縮して空圧を形成し、このような空圧によって球の形態が突出することによって変色する第2表示部941と、第2油圧供給管430の圧力が低くなるとき、第2シリンダーヘッド945を元の位置に戻すための第2スプリング944とからなることが好ましい。一方、前記第2表示部941は公知技術の空圧用表示器で構成されるので、その詳細な説明は省略する。
第1油圧供給管420に連結された第1シリンダー937は、動力部400の吐出圧が増加するにつれて第1シリンダーヘッド935を作動させ、第1シリンダーヘッド935の作動によって密閉した第1シリンダー937内の空間は空圧が高くなる。動力部400の吐出圧がバルブの完全開放を示す80barに至ったとき、密閉空間は空圧が2barを形成し、これにより第1表示部931が動作するようにすることによって完全開放が易しく分かるようにする。方向転換レバー540の作動によって第1油圧供給管420の圧力が減少する場合、第1スプリング934の作動及び圧縮空気の反動によって第1シリンダーヘッド935は元の位置に復帰し、これにより密閉空間は自然圧に戻り、第1表示部931の球も元の色に戻る。
第2油圧供給管430に連結された第2シリンダー947は、動力部400の吐出圧が高くなるにつれて第2シリンダーヘッド945を作動させ、第2シリンダーヘッド945の作動によって密閉した第2シリンダー947内の空間は空圧が高くなる。動力部400の吐出圧がバルブの完全開放を示す80barに至ったとき、密閉空間は空圧が2barを形成し、これにより第2表示部941が動作するようにすることで完全開放が易しく分かるようにする。方向転換レバー540の作動によって第2油圧供給管430の圧力が減少する場合、第2スプリング944の作動及び圧縮空気の反動によって第2シリンダーヘッド945は元の位置に復帰し、これにより密閉空間は自然圧に戻り、第2表示部941の球も元の色に戻る。
以上のように、バラストタンクに使われるバルブをスクリューダウン方式で開閉させることを基本的な技術的思想とする。これは例示的なものに過ぎなく、当該分野で通常の知識を持った者であればこれから多様な変形及び均等な実施例が可能であるという点が理解可能であり、本発明の真正な技術的保護範囲は添付の請求範囲によって決められなければならない。
100 胴体部
110 ガイドホール
120 ネジ部
200 スクリュー
300 回転部
400 動力部
410 油圧供給部材
420 第1油圧供給管
430 第2油圧供給管
540 方向転換レバー
500 制御部
510 連動媒体
520 第1制御部材
522 第1リミットスイッチ
524 第1連結部材
530 第2制御部材
532 第2リミットスイッチ
534 第2連結部材
900 指示部
912 第1チェンジ部材
914 第2チェンジ部材
930 第1指示計
935 第1シリンダーヘッド
940 第2指示計
945 第2シリンダーヘッド
110 ガイドホール
120 ネジ部
200 スクリュー
300 回転部
400 動力部
410 油圧供給部材
420 第1油圧供給管
430 第2油圧供給管
540 方向転換レバー
500 制御部
510 連動媒体
520 第1制御部材
522 第1リミットスイッチ
524 第1連結部材
530 第2制御部材
532 第2リミットスイッチ
534 第2連結部材
900 指示部
912 第1チェンジ部材
914 第2チェンジ部材
930 第1指示計
935 第1シリンダーヘッド
940 第2指示計
945 第2シリンダーヘッド
Claims (5)
- 深水中で使われるバルブにおいて、
一側から内部にガイドホール110が形成され、前記ガイドホール110の内周面にネジ部120が形成された胴体部100と;
前記ガイドホール110に沿って移動し、前記ネジ部120にかみ合って回転するスクリュー200と;
前記スクリュー200を回転させる回転部300と;
前記回転部300に動力を供給して前記回転部300を作動させる動力部400と;
前記回転部300と前記動力部400の間に備えられ、前記スクリュー200に連動する連動媒体510によってリミットスイッチが作動して前記動力部400を制御する制御部500と;
前記制御部500及び前記胴体部100の状態を指示する指示部900とを含んでなることを特徴とする、誤作動が発生しない深水中で使われるバルブ。 - 前記回転部300は、
前記動力部400から動力を受けて作動するモーター310と、前記モーター310に連結されて回転して前記スクリュー200を回転させるベベルギア320とを含んでなることを特徴とする、請求項1に記載の誤作動が発生しない深水中で使われるバルブ。 - 前記制御部500は、
前記スクリュー200に連動する連動媒体510と;
第1リミットスイッチ522を備え、前記動力部400から動力を受けて前記回転部300に供給し、前記第1リミットスイッチ522の作動によって回転部300への動力供給を遮断させる第1連結部材524と前記第1連結部材524に遮断された動力を供給するように逆流を可能にする第1チェンジ部材912とからなる第1制御部材520と;
第2リミットスイッチ532を備え、前記動力部400から動力を受けて前記回転部300に供給し、前記第2リミットスイッチ532の作動によって回転部300への動力供給を遮断させる第2連結部材534と前記第2連結部材534に遮断された動力を供給するように逆流を可能にする第2チェンジ部材914とからなる第2制御部材530とを含んでなることを特徴とする、請求項1に記載の誤作動が発生しない深水中で使われるバルブ。 - 前記動力部400は、
油圧供給部材410と、前記油圧供給部材410に連結され、前記第1連結部材524に油圧を供給する第1油圧供給管420と、前記油圧供給部材410に連結され、前記第2連結部材534に油圧を供給する第2油圧供給管430とを含んでなることを特徴とする、請求項3に記載の誤作動が発生しない深水中で使われるバルブ。 - 前記指示部900は、
前記動力部前端に形成されるゲージ920と、前記第1油圧供給管420を指示する第1指示計930と、前記第2油圧供給管430を指示する第2指示計940とを含んでなることを特徴とする、請求項4に記載の誤作動が発生しない深水中で使われるバルブ。
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