KR100768276B1

KR100768276B1 - 상수도용 선형캠을 이용한 댐핑실린더를 갖는 역지밸브

Info

Publication number: KR100768276B1
Application number: KR1020060126336A
Authority: KR
Inventors: 김영아
Original assignee: 주식회사 한국 종합엔지니어링
Priority date: 2006-12-12
Filing date: 2006-12-12
Publication date: 2007-10-17

Abstract

본 발명은 유체 유동로를 폐쇄하여 역류를 차단하는 디스크의 폐쇄속도를 다단으로 감속시킴으로서 충격 완화 효과를 크게 얻도록 하기 위한 상수도용 선형캠을 이용한 댐핑실린더를 갖는 역지밸브를 제공함에 있다. 이러한 본 발명은 역류를 차단하기 위해서 유체 유동로를 폐쇄하는 디스크의 폐쇄속도를, 단차부를 갖는 다수개의 선형캠들과 그 선형캠들의 단차부를 각각 타고 넘으면서 개폐되는 선형캠들과 동수의 솔밸브들을 이용하여 다단으로 감속시킴으로서 슬램현상을 막아 수충격의 방지 및 그를 크게 줄여 충격 완화 효과(damping effect)를 크게 얻도록 함으로서 밸브의 손상을 방지하여 장기간의 사용을 가능하게 한 것이다. 또한 선형캠들은 서로 단차부의 위치를 조정함으로서 디스크의 감속 포인트(damping point)를 임의로 조절할 수 있게 한 것이다.

체크밸브, 유압실린더, 슬램현상(slamming), 수충격량(water hammer)

Description

상수도용 선형캠을 이용한 댐핑실린더를 갖는 역지밸브{Check Valve Having Damping Cylinder Using Cam}

도1은 본 발명에 따른 상수도용 선형캠을 이용한 댐핑실린더를 갖는 역지밸브의 평면도,

도2는 도1의 측면도,

도3은 도1의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도,

도4는 본 발명에서 유압회로부만을 나타낸 회로도,

도5는 도4에서 선형캠들의 결합된 상태를 개략적으로 보인 평면도,

도6a∼도6c는 도4의 작동상태를 순차로 나타낸 도면들이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1:유체 유동로 11:밸브 몸체

13:유체 유입측 15:회전축

17:디스크 19:연결부재

100:유압회로부 110:유압실린더

113:로드 120a,120b:제1및 제2선형캠

123a,123b:제1및 제2단차부 131:주 유로

141,143:제1및 제2솔밸브 151,153,155:제1유량조절밸브

161:체크밸브 171:제2유량조절밸브

181:저유탱크

본 발명은 예컨대, 물과 같은 유체 유동로(파이프라인)의 중간에 설치되어 유체 유동에 에러가 발생했을 시 유체의 역류를 차단하는데 사용되는 역지밸브에 관한 것으로, 특히 역류를 차단하기 위해서 유체 유동로를 폐쇄하는 폐쇄속도를 선형캠을 이용하여 다단으로 감속시킴으로서 충격을 완화하여 밸브의 손상을 방지하도록 한 상수도용 선형캠을 이용한 댐핑실린더를 갖는 역지밸브에 관한 것이다.

일반적으로 예컨대, 물과 같은 유체 유동로의 중간에는 즉, 펌프장의 펌프 토출측에는 가동중 정전이나 기기의 고장 등과 같은 유체 유동에 에러가 발생했을 시 즉, 펌프의 정지시 유체의 역류를 차단하기 위해서 역지밸브(체크밸브)가 설치되어 있음이 주지된 사실이다. 역지밸브는 밸브 몸체의 내부 유체 유입측에 유체의 유동에 따라 회전하는 디스크를 장착하여, 유체 유동에 에러가 발생했을 시 역류 압력으로 열렸던 디스크를 닫아 유체 유입측을 폐쇄함으로서 역류를 차단하고 있다. 그러나 디스크의 닫힘 속도가 늦어 역류에 의해 닫히는 경우 그 차단속도가 너무 빠르기 때문에, 디스크에 슬램현상(slamming)을 발생시킴으로서 수충격량(water hammer)을 증대시켜 밸브 몸체와 부딪히는 충격으로 인해 디스크가 깨지거나 금(crack)이 가는 등으로 인하여 역지밸브의 파손은 물론 관로 및 펌프장 설비에 문제를 일으키는 원인이 되었다.

따라서 본 발명의 목적은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 역류를 차단하기 위해서 유체 유동로를 폐쇄하는 디스크의 폐쇄속도를 선형캠을 이용하여 다단 즉, 단계적으로 감속시킴으로서 충격 완화 효과(damping effect)를 크게 얻도록 하기 위한 상수도용 선형캠을 이용한 댐핑실린더를 갖는 역지밸브를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 유체 유동로의 중간에 설치되어 유체를 관통시키는 밸브 몸체와, 그 밸브 몸체의 내부 유체 유입측에 상기 밸브 몸체의 내외부를 관통하는 회전축에 연결됨으로서 회전되게 설치되어 유체의 유동에 따라 상기 유입측을 개폐함으로서 역류를 차단하기 위한 디스크로 이루어진 밸브; 및 상기 밸브 몸체로부터 노출되는 상기 회전축에 연결되면서 상기 밸브 몸체에 장착되는 유압실린더와, 단차부를 갖고 상기 유압실린더의 로드에 고정 설치되되 그 단차부가 서로 어긋나게 옆으로 나란히 설치되는 2개이상의 선형캠들과, 상기 유압실린더의 주 유로와는 병렬로 연결되되 자신들은 서로 직결로 연결되면서 상기 선형캠들의 각 단차부를 타고 다닐 수 있도록 실장되는 상기 선형캠들과 동수(同數)의 솔밸브들을 구비하여, 상기 디스크가 상기 유입측을 폐쇄하는 동안 상기 유압실린더를 따라 선형운동하는 상기 선형캠들에 의해서 상기 솔밸브들을 순차로 폐쇄하여 상기 디스크의 폐쇄속도를 단계적으로 감속시킴으로서 상기 유입측과 의 충격을 완화하도록 한 유압회로부를 포함함을 특징으로 한다.

상기 선형캠들은 서로에 대하여 상기 단차부의 위치를 조절하기 위해서 상호 분리되게 결합되고, 상기 유압회로부는 상기 솔밸브들을 출입하는 오일량을 각각 조절하기 위해서 서로 병렬로 연결되는 제1유량조절밸브들을 더 포함함이 바람직하다.

또, 상기 주 유로에는 상기 유압실린더로부터 유출되는 오일을 상기 솔밸브들로 유도하기 위한 체크밸브가 더 연결되고, 상기 유압실린더의 신축시 로드에 의해서 남거나 모자라는 오일을 저장하거나 보충하기 위해서 제2유량조절밸브를 통해서 저유탱크가 더 연결됨이 바람직하다.

상기 목적 및 장점 그리고 다른 특징은 첨부 도면을 참조한 아래의 설명으로 부터 명백할 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도1은 본 발명에 따른 상수도용 선형캠을 이용한 댐핑실린더를 갖는 역지밸브의 평면도, 도2는 도1의 측면도, 도3은 도1의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도, 도4는 본 발명에서 유압회로부만을 나타낸 회로도, 도5는 도4에서 선형캠들의 결합된 상태를 개략적으로 보인 사시도, 도6a∼도6c는 도4의 작동상태를 순차로 나타낸 도면들이다.

도면에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 상수도용 선형캠을 이용한 댐핑실린더를 갖는 역지밸브는 유체 유동로(1)의 중간에 설치되어 유체를 관통시키는 밸브 몸체(11)와, 그 밸브 몸체(11)의 내부 유체 유입측(13)에 상기 밸브 몸체(11)의 내외부를 관통하는 회전축(15)에 연결됨으로서 회전되게 설치되어 유체의 유동에 따라 상기 유입측(13)을 개폐함으로서 역류를 차단하기 위한 디스크(17)로 이루어진 밸브(10)를 구비하고 있다. 상기 회전축(15)과 디스크(17)는 한 몸과 같이 회전한다. 상기 밸브(10)는 종래기술에서 밝힌 바와 같이 유체 유동에 에러가 발생했을 시 유체를 유동시키기 위해서 열렸던 상기 디스크(17)가 역류 압력을 받아 회전하여 상기 유입측(13)을 폐쇄함으로서 유체의 역류를 차단한다.

이와 같은 상기 밸브(10)의 회전축(15)에는 상기 디스크(17)의 폐쇄속도를 단계적으로 감속시키기 위한 유압회로부(100)가 설치되어 있다. 상기 유압회로부(100)는 상기 밸브 몸체(11)로부터 노출되는 상기 회전축(15)에 연결되면서 상기 밸브 몸체(11)에 장착되는 유압실린더(110)와, 경사면을 갖는 제1및 제2단차부(123a,123b)를 갖고 상기 유압실린더(110)의 로드(113)에 고정 설치되되 그 제1및 제2단차부(123a,123b)가 서로 어긋나게 옆으로 나란히 설치되는 제1및 제2선형캠들(120a,120b;도5 참조)과, 상기 유압실린더(110)의 주 유로(131)와는 병렬로 연결되되 자신들은 서로 일정 간격을 두고 직결로 연결되면서 상기 선형캠들(120a,120b)의 각 단차부(123a,123b))를 타고 다닐 수 있도록 실장되는 제1및 제2솔밸브들(141,143)을 포함한다.

이때 상기 유압실린더(110)는 그 로드(113)가 상기 축(15)상에 고정되는 연결부재(19)에 회전되게 설치됨으로서 상기 회전축(15)과 연결됨이 바람직하다. 상기 제1선형캠(120a)은 절곡부(125a)를 갖는 ㄱ자형상으로 이루어 그 절곡부(125a)가 상기 로드(113)에 고정됨으로서 상기 제1단차부(123a)가 상기 유압실린더(110) 와는 평행을 이루면서 상기 제2솔밸브(143)를 향하게 설치되고, 상기 제2선형캠(120b)은 상기 제2단차부(123b)가 상기 제1단차부(123a)보다 낮은 위치에 놓이게 옆으로 나란히 상기 제1선형캠(120a)에 결합됨으로서 상기 제1솔밸브(141)를 향하게 설치된다. 따라서 상기 제1및 제2선형캠들(120a,120b)은 상기 로드(113)와 한 몸으로 선형운동을 한다. 그리고 상기 제2솔밸브(143)가 상기 제1솔밸브(141)보다 상기 제1단차부(123a)에 먼저 닿게 상기 제1및 제2선형캠들(120a,120b)이 서로 어긋나게 설치됨으로서 먼저 폐쇄된다. 상기 주 유로(131)는 상기 유압실린더(110)가 신축시 발생하는 오일의 유동을 가이드하기 위한 주(主) 길이다.

또한 상기 유압회로부(100)는 상기 제1및 제2솔밸브들(141,143)을 출입하는 오일량을 각각 조절하기 위해서 상기 제1솔밸브(141)의 앞, 상기 제1및 제2솔밸브들(141,143)의 사이, 상기 제2솔밸브(143)의 뒤에서 서로 병렬로 연결되는 제1유량조절밸브들(151,153,155)을 포함하고, 또한 상기 유압실린더(110)로부터 유출되는 오일을 상기 제1및 제2솔밸브들(141,143)로 유도하기 위해서 상기 주 유로(131)에 연결되는 체크밸브(161)를 포함하고, 또한 상기 유압실린더(110)의 신축시 실린더실에 위치하는 로드(113)에 의해서 남거나 모자라는 오일을 저장하거나 보충하기 위해서 제2유량조절밸브(171)를 통해서 상기 주 유로(131)에 연결되는 저유탱크(181)를 포함한다. 상기 제1유량조절밸브들(151,153,155)은 그들(151,153,155)을 경유하는 오일량을 각각 조절함으로서 상기 유압실린더(110)의 신축속도를 빠르게 또는 느리게 조정하여 상기 디스크(17)의 회전속도를 조정한다. 상기 제2유량조절밸브(171)는 상기 주 유로(131)를 통하여 유동하는 상기 저유탱크(181)로부터의 오 일량을 조절한다.

따라서 도4에 도시된 바와 같이, 유체를 유동시키기 위해서 상기 디스크(17)가 상기 유입측(13)을 열면, 반시계방향으로 회전하는 상기 회전축(15)에 의해서 상기 유압실린더(110)가 신장된다. 그러면 상기 제1및 제2솔밸브들(141,143)이 상기 선형캠들(120a,120b)에서 상기 제1및 제2단차부(123a,123b)의 아랫단(127a, 127b)에 위치함으로서 모두 개방된 상태에 놓인다. 그 상태에서 유체 유동에 에러가 발생함에 따라 열렸던 상기 디스크(17)가 역류 압력을 받아 상기 유입측(13)을 폐쇄하면, 시계방향으로 회전하는 상기 회전축(15)에 의해서 신장되었던 상기 유압실린더(110)가 수축된다. 최초 수축할 때에는 상기 제1및 제2솔밸브들(141,143)이 모두 열려 있기 때문에, 상기 유압실린더(110)로부터 유출되는 오일이 상기 제1유량조절밸브들(151,153,155)을 모두 경유함으로서 유출량이 많아 상기 유압실린더(110)가 빠르게 수축됨으로서 상기 디스크(17)가 상기 유입측(13)을 빠르게 폐쇄한다.

도6a에 도시된 바와 같이, 이후 상기 유압실린더(110)가 더 수축하면 그(110)를 따라 상기 제1및 제2선형캠들(120a,120b)이 하강하는데, 이때 상기 제2솔밸브(143)는 상기 제1솔밸브(141)보다 상기 제1단차부(123a)에 먼저 닿기 때문에 상기 제1단차부(123a)를 타고 넘어 윗단(129a)에 위치함으로서 폐쇄되고, 상기 제1솔밸브(141)는 아직까지 상기 제2선형캠(120b)의 아랫단(127b)에 위치함으로서 개방된 상태에 놓인다. 그러면 상기 유압실린더(110)로부터 유출되는 오일은 상기 제1유량조절밸브들(151,153)만을 경유함으로서 유출량이 감소되어 상기 유압실린 더(110)를 천천히 수축시킨다. 이 때문에 상기 디스크(17)가 상기 유입측(13)을 천천히 폐쇄한다.

도6b에 도시된 바와 같이, 이후 상기 유압실린더(110)가 더 수축하면 그(110)를 따라 상기 제1및 제2선형캠들(120a,120b)이 더 하강함으로서 아직까지 열려 있던 상기 제1솔밸브(141)가 상기 제2단차부(123b)를 타고 넘어 윗단(129b)에 위치함으로서 마져 폐쇄된다. 이때 상기 제2솔밸브(143)는 상기 제1단차부(123a)의 윗단(129a)에 계속 위치함으로서 폐쇄된 상태에 있다. 그러면 상기 유압실린더(110)로부터 유출되는 오일은 상기 제1유량조절밸브(151)만을 경유함으로서 유출량이 더 현저히 감소되어 상기 유압실린더(110)를 더 천천히 수축시킨다. 이 때문에 상기 디스크(17)가 상기 유입측(13)을 더 천천히 폐쇄한다.

도6b와 같은 상태 즉, 상기 제1및 제2솔밸브들(141,143)이 상기 제1및 제2단차부들(123a,123b)의 위단(129a,129b)에 위치함으로서 모두 폐쇄된 상태는 도6c에 도시된 바와 같이, 상기 유압실린더(110)가 완전히 수축될 때까지 지속된다. 상기 유압실린더(110)가 완전히 수축되는 동안 유출되는 오일은 상기 제1유량조절밸브(151)를 경유한다. 상기 유압실린더(110)가 완전히 수축되면, 상기 디스크(17)는 도6b의 상태에서 얻은 속도를 갖고 상기 유입측(13)을 완전히 폐쇄하여 유체의 역류를 차단한다.

이와 같이 상기 유압회로부(100)는 상기 디스크(17)가 상기 유입측(13)을 폐쇄하는 동안 상기 제1및 제2단차부(123a,123b)를 갖는 제1및 제2선형캠(120a,120b)을 이용하여 상기 제1및 제2솔밸브들(141,143)을 순차로 폐쇄함에 따라 상기 디스 크(17)의 폐쇄속도를 단계적으로 감속시킴으로서 슬램현상을 막아 수충격의 방지 및 그를 크게 줄일 수 있게 함으로서 상기 밸브(10)의 손상을 방지하여 장기간의 사용을 가능하게 한다.

또한 상기 제1및 제2선형캠(120a,120b)은 서로 위치 조절가능하게 결합되어 있기 때문에, 상기 제1및 제2단차부(123a,123b)의 위치를 조정하여 시공현장에 맞춰 상기 디스크(17)의 감속 포인트(damping point)를 임의로 조절할 수 있다. 상기 제1및 제2선형캠(120a,120b)의 위치 조절은 예컨대, 어느 하나에는 다수개의 위치 조절공들을 뚫고 다른 하나에는 결합공을 뚫음으로서 그 결합공이 상기 위치 조절공들을 따라 이동하면서 어느 한 곳에 맞춰지면 볼트를 체결함으로서 상기 제1및 제2선형캠(120a,120b)의 위치 조절이 가능해진다. 따라서 예컨대, 상기 제2단차부(123b)를 상기 제1단차부(123a)에 대하여 도면보다 높거나 낮게 하면, 상기 디스크(17)의 최종 감속 포인트를 빠르게 또는 늦게 잡을 수 있기 때문에 시공현장에 맞춰 상기 디스크(17)의 감속 포인트(쿠션 포인트)를 임의로 조절할 수 있다.

한편, 서로 동수(同數)인 상기 선형캠들(120a,120b) 및 솔밸브들(141,143)의 갯수는 상기 디스크(17)의 감속 단계가 늘어날수록 증가하고, 상기 유압실린더(110)를 상기 회전축(15)에 어느 방향으로도 연결하여도 그 감속 과정은 상기 과정과 동일하기 때문에, 그 이유로 도면은 예시된 것임을 명백히 밝혀두는 바이다. 따라서 본 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면은 본 고안의 기술사상을 한정한 것이 아니라 단지 예시한 것으로 해석되어야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 역류를 차단하기 위해서 유체 유동로를 폐쇄하는 디스크의 폐쇄속도를, 단차부를 갖는 다수개의 선형캠들과 그 선형캠들의 단차부를 각각 타고 넘으면서 개폐되는 선형캠들과 동수인 솔밸브들을 이용하여 다단 즉, 단계적으로 감속시킴으로서 슬램현상을 막아 수충격의 방지 및 그를 크게 줄여 충격 완화 효과(damping effect)를 크게 얻도록 함으로서 밸브의 손상을 방지하여 장기간의 사용을 가능하게 한 효과가 있다. 또한 선형캠들은 서로 단차부의 위치를 조정함으로서 디스크의 감속 포인트(damping point)를 임의로 조절할 수 있게 한 효과가 있다.

Claims

유체 유동로의 중간에 설치되어 유체를 관통시키는 밸브 몸체와, 그 밸브 몸체의 내부 유체 유입측에 상기 밸브 몸체의 내외부를 관통하는 회전축에 연결됨으로서 회전되게 설치되어 유체의 유동에 따라 상기 유입측을 개폐함으로서 역류를 차단하기 위한 디스크로 이루어진 밸브; 및

상기 밸브 몸체로부터 노출되는 상기 회전축에 연결되면서 상기 밸브 몸체에 장착되는 유압실린더와, 단차부를 갖고 상기 유압실린더의 로드에 고정 설치되되 그 단차부가 서로 어긋나게 옆으로 나란히 설치되는 2개이상의 선형캠들과, 상기 유압실린더의 주 유로와는 병렬로 연결되되 자신들은 서로 직결로 연결되면서 상기 선형캠들의 각 단차부를 타고 다닐 수 있도록 실장되는 상기 선형캠들과 동수(同數)의 솔밸브들을 구비하여, 상기 디스크가 상기 유입측을 폐쇄하는 동안 상기 유압실린더를 따라 선형운동하는 상기 선형캠들에 의해서 상기 솔밸브들을 순차로 폐쇄하여 상기 디스크의 폐쇄속도를 단계적으로 감속시킴으로서 상기 유입측과의 충격을 완화하도록 한 유압회로부를 포함하는 상수도용 선형캠을 이용한 댐핑실린더를 갖는 역지밸브.
제1항에 있어서, 상기 선형캠들은 서로에 대하여 상기 단차부의 위치를 조절하기 위해서 상호 분리되게 결합되고, 상기 유압회로부는 상기 솔밸브들을 출입하는 오일량을 각각 조절하기 위해서 서로 병렬로 연결되는 제1유량조절밸브들을 더 포함함을 특징으로 하는 상수도용 선형캠을 이용한 댐핑실린더를 갖는 역지밸브.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 주 유로에는 상기 유압실린더로부터 유출되는 오일을 상기 솔밸브들로 유도하기 위한 체크밸브가 더 연결되고, 상기 유압실린더의 신축시 로드에 의해서 남거나 모자라는 오일을 저장하거나 보충하기 위해서 제2유량조절밸브를 통해서 저유탱크가 더 연결됨을 특징으로 하는 상수도용 선형캠을 이용한 댐핑실린더를 갖는 역지밸브.