KR102443957B1 - 밸브 작동 어댑터 - Google Patents

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Abstract

밸브의 핸들에 맞물리도록 장착되고 모터의 회전력을 이용하여 밸브를 개폐하는 밸브 작동 어댑터에 관한 것으로서, 상하 방향으로 밸브의 스템(축)이 통과하는 제1스템통과공(110)이 형성되며, 내부에 빈 공간이 마련된 메인케이스(100); 메인케이스(100)의 내부 공간 일측 주변부에 설치되며, 모터의 회전축으로부터 동력을 전달받아 회전하는 제1기어(200); 메인케이스(100)의 내부 공간 중앙부에 설치되며, 제1기어(200)와 맞물려 회전하는 제2기어(300); 제2기어(300)의 하부면에 결합되어 제2기어와 함께 회전하며, 메인케이스(100)의 외부로 하부면이 노출되는 핑거플레이트(400); 핑거플레이트(400)의 하부면에서 하향 돌출되도록 결합되어 밸브의 핸들에 맞물리는 다수의 핑거(500); 메인케이스(100)의 상부면에 결합되며, 내부에 빈 공간이 마련된 센터가이드케이스(600); 센터가이드케이스(600)의 내부 공간 가장자리를 따라 미리 설정된 각도 범위 내에서 회전 가능하게 설치되며, 다수의 곡선가이드(710)가 미리 설정된 간격으로 구비된 로터(700); 및, "T" 또는 "Y" 형상의 부재로서 제1단부는 센터가이드케이스(600)의 내부 공간에 상하 방향으로 설치되는 핀에 회전 가능하게 결합되며, 제2단부는 로터(700)의 곡선가이드(710)에 맞물리도록 결합되며, 제3단부에는 밸브의 스템(축)에 맞닿아 회전하는 가이드롤러(810)가 구비되는 다수의 스윙플랩(800);을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

밸브 작동 어댑터{Valve Actuating Adapter}
본 발명은 밸브의 핸들에 맞물리도록 장착되고 모터의 회전력을 이용하여 밸브를 개폐하는 밸브 작동 어댑터에 관한 것으로서, 회전력의 중심축과 밸브의 핸들 중심축이 일치하도록 쉽게 셋팅할 수 있고, 과도한 토크가 발생할 경우 슬립이 발생되어 장치의 손상을 방지할 수 있는 것을 특징으로 한다.
일반적으로, 선박, 발전소, 각종 공장 등 산업현장에서는 다수의 배관이 구비되고, 다수의 배관에는 유체나 가스의 이송을 제어하기 위한 수많은 밸브들이 구비된다.
이러한 밸브들은 모터와 같은 동력 장치가 미리 장착되어 자동으로 개폐되는 밸브와 별도의 동력 장치가 내장되지 않고 외부로 노출된 핸들(노브)을 개별적으로 돌려 개폐하는 밸브가 있는데, 사용자의 수동 조작이 필요한 밸브들의 경우 밸브의 규격에 따라 상당한 힘이 소요되어 작업자의 피로도를 가중시키고, 특히 장기 사용에 따른 기능 저하(외부로 노출된 상태로 장기간 운용됨에 따른 오염이나 손상, 또는 내부 유체나 가스 등에 포함된 오염물질의 누적이나 고착화에 따른 기능 저하) 또는 노후화가 발생할 경우에는 밸브의 수동 조작에 더욱 큰 힘이 필요하여 수동 조작만으로는 밸브의 개폐가 극히 어렵게 된다.
이러한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 작업자의 힘을 덜 수 있는 밸브 액츄에이터나 어댑터 등이 개발되었는데, 도1에 도시된 것처럼 수동으로 조작하는 과정에서 지렛대의 원리를 이용하여 작업자의 힘을 덜 수 있는 대형 밸브의 핸들조작공구(공개특허 제10-2017-0056882호)가 있고, 도2에 도시된 것처럼 회전구동모터(430)의 동력을 이용하여 작업자의 조작 편리성을 도모한 밸브 개폐용 밸브핸들 조작장치(공개특허 제10-2020-0110945호)가 있다.
이러한 종래 기술 가운데 지렛대의 원리를 이용한 대형 밸브의 핸들조작공구는 작업자의 힘을 덜 수 있다는 점과 구조가 간단하다는 장점이 있으나 여전히 작업자의 근력을 요구한다는 단점이 있어 밸브의 규격이나 노후화 정도에 따라서는 밸브 조작이 불가능한 경우가 자주 발생하게 된다는 단점도 있다.
회전구동모터(430)의 동력을 이용하는 경우는 작업자의 작업자의 피로도를 획기적으로 저감시킬 수 있고, 밸브의 규격에 맞게 모터를 선정하면 누구나 손쉽게 개폐 작동이 가능할 수 있으나 모터의 회전력 중심축과 밸브의 중심축을 정확하게 일치시키기 어려워 파워손실이 발생될 수 있고, 모터에 의하여 과도한 토크가 전달될 경우 이를 방지할 수 있는 안전장치가 없다는 문제점이 있다.
따라서, 모터의 동력을 전달하는 과정에서 파워손실을 최소화함과 동시에 과도한 토크가 밸브로 전달되어 밸브가 손상되는 문제점을 해결할 수 있는 새로운 구조의 밸브 작동 어댑터의 개발이 필요한 실정이다.
[선행기술문헌]
공개특허 제10-2017-0056882호
공개특허 제10-2020-0110945호
상기한 문제점을 해결하기 위하여 창작된 본 발명은 모터(일반적인 전기모터 및, 유압 또는 공압에 의하여 작동되는 유압모터와 공압모터를 포함)에 의하여 전달되는 회전력의 중심축과 밸브의 중심축을 정확하게 셋팅하여 동력 전달(회전력 전달) 과정에서 파워손실을 최소화시킬 수 있고, 모터의 회전력이 과도하게 밸브로 전달되지 않도록 하여 밸브의 손상을 방지할 수 있는 새로운 구조의 밸브 작동 어댑터를 제공함을 그 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 창작된 본 발명의 기술적 구성은 다음과 같다.
본 발명은 밸브의 핸들에 맞물리도록 장착되고 모터(일반적인 전기모터 및, 유압 또는 공압에 의하여 작동되는 유압모터와 공압모터를 포함)의 회전력을 이용하여 밸브를 개폐하는 밸브 작동 어댑터에 관한 것으로서, 상하 방향으로 밸브의 스템(축)이 통과하는 제1스템통과공(110)이 형성되며, 내부에 빈 공간이 마련된 메인케이스(100); 상기 메인케이스(100)의 내부 공간 일측 주변부에 설치되며, 모터의 회전축으로부터 동력을 전달받아 회전하는 제1기어(200); 상기 메인케이스(100)의 내부 공간 중앙부에 설치되며, 상기 제1기어(200)와 맞물려 회전하며, 상기 제1스템통과공(110)과 대응하는 위치에 밸브의 스템(축)이 통과하도록 제2스템통과공(310)이 중앙에 형성되는 제2기어(300); 상기 제2기어(300)의 하부면에 결합되어 상기 제2기어와 함께 회전하며, 상기 제2기어(300)의 하부면에 결합된 상태에서 상기 메인케이스(100)의 외부로 하부면이 노출되며, 상기 제2스템통과공(310)과 대응하는 위치에 밸브의 스템(축)이 통과하도록 제3스템통과공(410)이 중앙에 형성되는 핑거플레이트(400); 상기 핑거플레이트(400)의 하부면에서 하향 돌출되도록 결합되어 밸브의 핸들에 맞물리는 다수의 핑거(500); 상기 메인케이스(100)의 상부면에 결합되며, 상기 제1스템통과공(110)과 대응하는 위치에 밸브의 스템(축)이 통과하도록 제4스템통과공(610)이 중앙에 형성되며, 내부에 빈 공간이 마련된 센터가이드케이스(600); 상기 센터가이드케이스(600)의 내부 공간 가장자리를 따라 미리 설정된 각도 범위 내에서 회전 가능하게 설치되며, 곡선 형상으로 절개된 다수의 곡선가이드(710)가 미리 설정된 간격으로 구비된 로터(700); 및, "T" 또는 "Y" 형상의 부재로서 제1단부는 상기 센터가이드케이스(600)의 내부 공간에 상하 방향으로 설치되는 핀에 회전 가능하게 결합되며, 제2단부는 상기 로터(700)의 곡선가이드(710)에 맞물리도록 결합되며, 제3단부에는 밸브의 스템(축)에 맞닿아 회전하는 가이드롤러(810)가 구비되는 다수의 스윙플랩(800);을 포함하여 구성되고, 상기 로터(700)의 회전에 연동하여 상기 스윙플랩(800)이 제1단부를 회전축으로 회전하게 되며, 상기 로터(700)의 회전 방향에 따라 상기 가이드롤러(810)가 상기 제4스템통과공(610)의 중심축 방향으로 접근하여 밸브의 스템(축)에 맞닿아 밸브 개폐시 가이드 역할을 하거나, 중심축에서 멀어지는 것을 특징으로 한다.
아울러, 본 발명은 밸브의 핸들에 맞물리도록 장착되고 모터의 회전력을 이용하여 밸브를 개폐하는 밸브 작동 어댑터에 관한 것으로서, 상하 방향으로 밸브의 스템(축)이 통과하는 제1스템통과공(110)이 형성되며, 내부에 빈 공간이 마련된 메인케이스(100); 상기 메인케이스(100)의 내부 공간 일측에 설치되며, 모터의 회전축으로부터 동력을 전달받아 회전하는 제1기어(200); 상기 메인케이스(100)의 내부 공간 중앙부에 설치되며, 상기 제1기어(200)와 맞물려 회전하며, 상기 제1스템통과공(110)과 대응하는 위치에 밸브의 스템(축)이 통과하도록 제2스템통과공(310)이 중앙에 형성되는 제2기어(300); 상기 제2기어(300)의 하부면에 결합되어 상기 제2기어와 함께 회전하며, 상기 제2기어(300)의 하부면에 결합된 상태에서 상기 메인케이스(100)의 외부로 하부면이 노출되며, 상기 제2스템통과공(310)과 대응하는 위치에 밸브의 스템(축)이 통과하도록 제3스템통과공(410)이 중앙에 형성되는 핑거플레이트(400); 상기 핑거플레이트(400)의 하부면에서 하향 돌출되도록 결합되어 밸브의 핸들에 맞물리는 다수의 핑거(500); 상기 핑거플레이트(400)의 하부면에 결합되며, 상기 제3스템통과공(410)과 대응하는 위치에 밸브의 스템(축)이 통과하도록 제4스템통과공(610)이 중앙에 형성되며, 상기 핑거(500)와 대응하는 위치에 상기 핑거(500)가 통과하여 하부로 돌출되도록 구멍이 형성되며, 내부에 빈 공간이 마련된 센터가이드케이스(600); 상기 센터가이드케이스(600)의 내부 공간 가장자리를 따라 미리 설정된 각도 범위 내에서 회전 가능하게 설치되며, 곡선 형상으로 절개된 다수의 곡선가이드(710)가 미리 설정된 간격으로 구비된 로터(700); 및, "T" 또는 "Y" 형상의 부재로서 제1단부는 상기 센터가이드케이스(600)의 내부 공간에 상하 방향으로 설치되는 핀에 회전 가능하게 결합되며, 제2단부는 상기 로터(700)의 곡선가이드(710)에 맞물리도록 결합되며, 제3단부에는 밸브의 스템(축)에 맞닿아 회전하는 가이드롤러(810)가 구비되는 다수의 스윙플랩(800);을 포함하여 구성되고, 상기 로터(700)의 회전에 연동하여 상기 스윙플랩(800)이 제1단부를 회전축으로 회전하게 되며, 상기 로터(700)의 회전 방향에 따라 상기 가이드롤러(810)가 상기 제4스템통과공(610)의 중심축 방향으로 접근하여 밸브의 스템(축)에 맞닿아 밸브 개폐시 가이드 역할을 하거나, 중심축에서 멀어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 구성에 따른 기술적 효과는 다음과 같다.
첫째, 회전력의 중심축과 밸브의 중심축을 정확하게 셋팅하여 동력 전달(회전력 전달) 과정에서 파워손실을 최소화시킬 수 있다.
다시 말하면, 로터(700)를 시계 방향으로 회전시키면 로터(700)의 곡선가이드(710)에 제2단부가 맞물려 있는 스윙플랩(800)이 로터(700)의 회전에 연동하여 제1단부를 회전축으로 시계 방향으로 회전하게 되며, 스윙플랩(800)의 제3단부에 구비된 가이드롤러(810)가 제4스템통과공(610)의 중심축 방향으로 접근하여 밸브의 스템(축)에 맞닿아 밸브 개폐시 가이드 역할을 하면서 밸브의 스템 중심축과 제2기어(300)의 회전축(모터에 의하여 전달되는 회전력의 중심축)이 일치하여 모터의 회전력이 밸브로 전달되는 과정에서 파워손실을 최소화할 수 있다.
둘째, 신속한 셋팅 및 안정적인 작업이 가능하다.
다시 말하면, 가이드롤러(810)가 밸브의 스템(축)에 맞닿을 때까지 조절핸들(900)을 조절핸들슬로트(620)를 따라 회전시키면 중심축을 일치하여 신속한 셋팅이 가능하고, 조절핸들(900)에 나사부(920)가 구비되어 로터(700)의 일측에 나사체결되는 방식으로 결합될 경우 중심축을 일치시키는 셋팅이 완료된 상태에서 조절핸들(900)을 제자리에서 돌려주면 나사체결 구조에 의하여 조절핸들(900)의 손잡이부(910) 내측 단부가 조절핸들슬로트(620) 주변의 센터가이드케이스(600) 외부면에 밀착되어 고정되면서 로터(700)의 움직임을 방지하게 되고, 조절핸들(900)의 슬라이드로드부(930)는 로터(700)의 일측에 슬라이딩 가능하게 삽입되는 구조로 결합될 경우 조절핸들(900)을 조절핸들슬로트(620)를 따라 이동시키면 조절핸들(900)의 손잡이부(910) 내측 단부가 안착홈(625)을 타고 넘어간 후 리턴스프링(940)의 작용으로 이웃하는 안착홈(625)에 안착되어 조절핸들(900)의 움직임이 자동적으로 방지될 수 있어 안정적으로 밸브의 개폐 조작이 가능하다.
셋째, 모터의 회전력이 과도하게 밸브로 전달되지 않도록 하여 밸브의 손상을 방지할 수 있다.
다시 말하면, 제1기어(200)를 회전시키는 과정에서 제2기어(300)를 통하여 미리 설정된 크기 이하의 부하가 전달될 경우 오버토크방지스프링(230)의 작용으로 토크조절로드부(210)의 요철(211)과 기어형성부(220)의 요철(221)이 서로 맞물리 상태를 유지하면서 동력이 전달되고, 미리 설정된 크기를 초과하는 부하가 전달될 경우 토크조절로드부(210)의 요철(211)이 기어형성부(220)의 요철(221)을 타고 넘은 후 오버토크방지스프링(230)의 작용으로 다시 맞물리는 과정이 반복되면서 과도한 토크가 밸브로 전달되는 것을 방지할 수 있다.
도1 및 도2는 종래기술을 도시한다.
도3은 본 발명의 구체적 실시예의 전체 구성을 도시하는 사시도로서, 제1기어(200)와 제2기어(300)의 회전축이 나란하게 수직 방향으로 배열되는 경우를 예시적으로 보여준다.
도4는 본 발명의 구체적 실시예의 단면 구조 및 센터가이드케이스(600) 내부의 평면 구조를 도시한다.
도5는 본 발명의 다른 구체적 실시예의 단면 구조 및 센터가이드케이스(600) 내부의 평면 구조를 도시한다.
도6은 센터가이드케이스(600) 외부로 돌출된 조절핸들(900)을 도시한다.
도7은 제1기어(200)와 제2기어(300)에 구비된 오버토크 방지를 위한 구조를 도시하는데, 제1기어(200)의 회전축은 수평 방향으로 배열되고, 제2기어(300)의 회전축은 수직 방향으로 배열되는 경우를 예시적으로 보여준다.
도8은 본 발명의 또 다른 구체적 실시예로서, 센터가이드케이스(600)가 핑거플레이트(400)의 하부에 결합되는 경우를 도시한다.
이하에서는 본 발명의 구체적 실시예를 첨부도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
본 발명은 밸브의 핸들에 맞물리도록 장착되고 모터(일반적인 전기모터 및, 유압 또는 공압에 의하여 작동되는 유압모터와 공압모터를 포함)의 회전력을 이용하여 밸브를 개폐하는 밸브 작동 어댑터에 관한 것이다.
도3 및 도4에 도시된 본 발명의 구체적 실시예는 다음과 같은 구조로 이루어진다.
메인케이스(100)는 상하 방향으로 밸브의 스템(축)이 통과하는 제1스템통과공(110)이 형성되며, 내부에 빈 공간이 마련된다.
제1기어(200)는 이러한 메인케이스(100)의 내부 공간 일측 주변부에 설치되며, 모터의 회전축으로부터 동력을 전달받아 회전한다. 모터는 별도로 도시하지 않았는데, 제1기어(200)가 모터의 회전축에 직접 결합될 수도 있고, 감속기어부와 같은 별도의 동력전달 과정을 통하여 회전력을 전달받을 수도 있다.
제2기어(300)는 메인케이스(100)의 내부 공간 중앙부에 설치되는데, 이러한 제2기어(300)는 제1기어(200)와 맞물려 회전하게 된다.
제1기어(200)에서 제2기어(300)로 회전력이 전달되는 과정에서 기어비에 따른 변속도 이루어지게 되는데, 제1기어(200)의 회전축과 제2기어(300)의 회전축은 도3에 도시된 것처럼 나란하게 수직 방향으로 배열될 수도 있고, 도5 또는 도7에 도시된 것처럼 제1기어(200)의 회전축은 수평 방향으로 배열되고 제2기어(300)의 회전축은 수직 방향으로 배열될 수도 있다.
회전축이 나란하게 배열될 경우에는 평기어나 헬리컬 기어 방식으로 회전력이 전달될 수 있고, 회전축이 서로 직각을 이루도록 배열될 경우에는 웜기어 방식으로 회전력이 전달될 수 있다.
제2기어(300)의 중앙에는 제1스템통과공(110)과 대응하는 위치에 밸브의 스템(축)이 통과하도록 제2스템통과공(310)이 형성된다.
핑거플레이트(400)는 제2기어(300)의 하부면에 결합되어 제2기어와 함께 회전하며, 제2기어(300)의 하부면에 결합된 상태에서 메인케이스(100)의 외부로 하부면이 노출된다.
핑거플레이트(400)의 중앙에는 제2스템통과공(310)과 대응하는 위치에 밸브의 스템(축)이 통과하도록 제3스템통과공(410)이 형성된다.
핑거(500)는 핑거플레이트(400)의 하부면에서 하향 돌출되도록 결합되는데, 이러한 핑거(500)는 밸브의 핸들에 맞물려 회전력을 밸브의 핸들로 전달하여 밸브의 개폐가 이루어지도록 한다.
핑거(500)의 수량이나 돌출 길이, 배열 위치 등은 밸브의 핸들 형상에 대응하도록 적절히 선택할 수 있다.
센터가이드케이스(600)는 내부에 빈 공간이 마련되어 있으며 메인케이스(100)의 상부면에 결합되는데, 센터가이드케이스(600)의 중앙에는 제1스템통과공(110)과 대응하는 위치에 밸브의 스템(축)이 통과하도록 제4스템통과공(610)이 형성된다.
따라서, 밸브의 스템(축)은 핑거플레이트(400)의 제3스템통과공(410), 제2기어(300)의 제2스템통과공(310), 메인케이스(100)의 제1스템통과공(110) 및 센터가이드케이스(600)의 제4스템통과공(610)을 통과할 수 있게 되어 본 발명을 밸브의 핸들에 장착하여 사용하는 과정에서 밸브의 핸들 상부로 돌출되는 밸브 스템(축)과의 저촉이나 간섭을 방지할 수 있다.
로터(700)는 센터가이드케이스(600)의 내부 공간 가장자리를 따라 미리 설정된 각도 범위 내에서 회전 가능하게 설치되는데, 이러한 로터(700)에는 곡선 형상으로 절개된 다수의 곡선가이드(710)가 미리 설정된 간격으로 구비될 수 있다. 도4의 경우 3개의 곡선가이드(710)가 120도 간격으로 구비된 경우를 예시적으로 도시하는데, 반드시 3개로 한정되는 것은 아니며 필요에 따라 배치 간격이나 수량은 변경될 수 있다.
스윙플랩(800)은 "T" 또는 "Y" 형상의 부재로서 3개의 단부가 형성되는데, 제1단부는 센터가이드케이스(600)의 내부 공간에 상하 방향으로 설치되는 핀에 회전 가능하게 결합되며, 제2단부는 로터(700)의 곡선가이드(710)에 맞물리도록 결합된다.
스윙플랩(800)의 제3단부에는 밸브의 스템(축)에 맞닿아 회전하는 가이드롤러(810)가 구비된다.
이러한 가이드롤러(810)는 도4에서 확인할 수 있듯이 수평 방향으로 배치되는 회전축에 의하여 수직 방향으로 회전하도록 장착될 수도 있고, 도5에 도시된 것처럼 수직 방향으로 배치되는 회전축에 의하여 수평 방향으로 회전하도록 장착될 수도 있는데, 도4의 경우 밸브의 핸들을 돌리면 밸브의 스템(축)이 상하 방향으로 승하강하는 밸브에 사용하고, 도5의 경우는 밸브의 핸들을 돌려도 밸브의 스템(축)이 상하 방향으로 승하강하지 않는 밸브에 사용할 수 있다.
도4의 평면 구조에 도시된 로터(700)를 시계 방향으로 회전시키면 로터(700)의 곡선가이드(710)에 제2단부가 맞물려 있는 스윙플랩(800)이 로터(700)의 회전에 연동하여 제1단부를 회전축으로 시계 방향으로 회전하게 되며, 스윙플랩(800)의 제3단부에 구비된 가이드롤러(810)가 제4스템통과공(610)의 중심축 방향으로 접근하여 밸브의 스템(축)에 맞닿아 밸브 개폐시 가이드 역할을 하면서 밸브의 스템 중심축과 제2기어(300)의 회전축(모터에 의하여 전달되는 회전력의 중심축)이 일치하여 모터의 회전력이 밸브로 전달되는 과정에서 파워손실을 최소화할 수 있다.
아울러, 도4에 도시된 로터(700)를 시계 반대방향으로 회전시키면, 가이드롤러(810)가 제4스템통과공(610)의 중심축에서 멀어지면서 초기 위치(도4에 도시된 상태)로 복귀하게 된다.
도5의 경우 도4와 가이드롤러(810)의 회전 방향만 다를 뿐 나머지 구성은 동일한데, 도4의 평면 구조는 스윙플랩(800)이 제4스템통과공(610)의 중심축에서 멀어진 상태를 도시하고, 도5의 평면 구조는 스윙플랩(800)이 제4스템통과공(610)의 중심축 방향으로 접근한 상태를 도시하고 있다.
여기서 스윙플랩(800)은 가이드롤러(810)가 밸브의 스템(축)에 맞닿을 때까지 회전하게 된다.
조절핸들(900)은 도4 내지 도6에 도시된 것처럼 로터(700)의 일측에 결합되어 센터가이드케이스(600)의 외부로 돌출되며 로터(700)를 회전시키는 손잡이 역할을 한다.
따라서, 센터가이드케이스(600)의 일측면을 따라 조절핸들(900)의 조절 범위만큼 절개되는 조절핸들슬로트(620)가 구비되어야 하며, 조절핸들(900)은 조절핸들슬로트(620)를 통과하여 외부로 돌출된다.
조절핸들(900)은 도4에 도시된 것처럼 손잡이부(910)와 나사부(920)로 구성될 수 있다.
손잡이부(910)는 센터가이드케이스(600)의 외부로 돌출되며, 조절핸들슬로트(620)의 틈새 간격보다 큰 직경을 가진다.
나사부(920)는 조절핸들슬로트(620)의 틈새 간격보다 작은 직경을 가지며, 손잡이부(910)의 내측 단부에서 연장되고 조절핸들슬로트(620)를 통과하여 센터가이드케이스(600) 내부로 삽입되는데, 나사부(920)의 외주면을 따라 나사산이 구비된다.
조절핸들(900)의 나사부(920)는 로터(700)의 일측에 나사체결되는 방식으로 결합되는데, 조절핸들(900)을 조절핸들슬로트(620)를 따라 곡선 방향으로 이동시켜 위치가 결정된 후(가이드롤러(810)가 밸브의 스템(축)에 맞닿을 때까지 회전시켜 중심축을 일치시키는 셋팅이 완료된 상태) 조절핸들(900)을 제자리에서 돌려주면 나사체결 구조에 의하여 조절핸들(900)의 손잡이부(910) 내측 단부가 조절핸들슬로트(620) 주변의 센터가이드케이스(600) 외부면에 밀착되어 고정되면서 로터(700)의 움직임을 방지하게 된다. 즉, 로터(700)의 위치 결정 후 의도하지 않은 움직임을 방지하는 기능이다.
이러한 조절핸들(900)은 도5에 도시된 것처럼 손잡이부(910), 슬라이드로드부(930) 및 리턴스프링(940)으로 구성될 수도 있다.
손잡이부(910)는 센터가이드케이스(600)의 외부로 돌출되며, 조절핸들슬로트(620)의 틈새 간격보다 큰 직경을 가진다.
슬라이드로드부(930)는 조절핸들슬로트(620)의 틈새 간격보다 작은 직경을 가지는데, 손잡이부(910)의 내측 단부에서 연장되고 조절핸들슬로트(620)를 통과하여 센터가이드케이스(600) 내부로 삽입된다. 이러한 슬라이드로드부(930)는 로터(700)의 일측에 슬라이딩 가능하게 삽입되는 구조로 결합된다.
리턴스프링(940)은 슬라이드로드부(930)와 로터(700)의 일측 사이에 장착되어 손잡이부(910)가 조절핸들슬로트(620) 주변의 센터가이드케이스(600) 외부면에 밀착되는 방향으로 탄성력을 제공한다.
아울러, 도6에서 확인할 수 있듯이 조절핸들슬로트(620) 주변을 따라 센터가이드케이스(600) 외부면에 일정한 간격으로 다수의 안착홈(625)이 구비되는데, 조절핸들(900)을 조절핸들슬로트(620)를 따라 이동시키면 조절핸들(900)의 손잡이부(910) 내측 단부가 안착홈(625)을 타고 넘어간 후 리턴스프링(940)의 작용으로 이웃하는 안착홈(625)에 안착된다.
따라서, 조절핸들(900)을 조절핸들슬로트(620)를 따라 곡선 방향으로 이동시켜 위치가 결정되면(가이드롤러(810)가 밸브의 스템(축)에 맞닿을 때까지 회전시켜 중심축을 일치시키는 셋팅이 완료된 상태) 리턴스프링(940)의 작용으로 조절핸들(900)의 움직임이 자동적으로 방지될 수 있다.
도7에는 오버토크 방지를 위한 구조가 도시되어 있는데, 제1기어(200)는 토크조절로드부(210), 기어형성부(220) 및 오버토크방지스프링(230)으로 구성된다.
토크조절로드부(210)의 일측 단면은 메인케이스(100) 외측으로 노출되어 모터의 회전축과 맞물리며, 타측 단면은 가장자리를 따라 산과 골이 반복되는 요철(211)이 형성된다.
기어형성부(220)는 토크조절로드부(210)와 슬라이딩 가능하게 결합되는데, 외주면을 따라 제2기어(300)와 맞물려 회전력을 전달하는 톱니 또는 나사산이 구비된다.
토크조절로드부(210)와 결합되는 기어형성부(220)의 단면 가장자리에는 토크조절로드부(210)의 요철(211)에 대응하는 형태의 산과 골이 반복되는 요철(221)이 형성되어 토크조절로드부(210)의 요철(211)과 기어형성부(220)의 요철(221)이 서로 맞물리는 방식으로 결합된다.
오버토크방지스프링(230)은 토크조절로드부(210)에 장착되어 토크조절로드부(210)의 요철(211)과 기어형성부(220)의 요철(221)이 서로 결합된 상태를 유지하는 방향(서로를 향하여 밀어주는 방향)으로 탄성력을 제공한다.
제1기어(200)가 이와 같은 구조로 이루어지면, 제1기어(200)를 회전시키는 과정에서 제2기어(300)를 통하여 미리 설정된 크기 이하의 부하가 전달될 경우 오버토크방지스프링(230)의 작용으로 토크조절로드부(210)의 요철(211)과 기어형성부(220)의 요철(221)이 서로 맞물리 상태를 유지하면서 동력이 전달되고, 미리 설정된 크기를 초과하는 부하가 전달될 경우 토크조절로드부(210)의 요철(211)이 기어형성부(220)의 요철(221)을 타고 넘은 후 오버토크방지스프링(230)의 작용으로 다시 맞물리는 과정이 반복되면서 과도한 토크가 밸브로 전달되는 것을 방지할 수 있다.
도8의 경우 본 발명의 또 다른 구체적 실시예로서, 센터가이드케이스(600)가 핑거플레이트(400)의 하부에 결합되는 경우를 도시하는데, 센터가이드케이스(600)의 장착 위치가 변경된 것 이외에는 도5에 도시된 실시예와 거의 동일하며, 이를 간략하게 살펴보면 다음과 같다.
메인케이스(100)에는 상하 방향으로 밸브의 스템(축)이 통과하는 제1스템통과공(110)이 형성되며, 내부에 빈 공간이 마련된다.
제1기어(200)는 메인케이스(100)의 내부 공간 일측에 설치되며, 모터의 회전축으로부터 동력을 전달받아 회전하면서 회전력을 제2기어(300)로 전달한다.
제2기어(300)는 메인케이스(100)의 내부 공간 중앙부에 설치되며, 제1기어(200)와 맞물려 회전하며, 제1스템통과공(110)과 대응하는 위치에 밸브의 스템(축)이 통과하도록 제2스템통과공(310)이 중앙에 형성된다.
핑거플레이트(400)는 제2기어(300)의 하부면에 결합되어 제2기어(300)와 함께 회전하는데, 제2기어(300)의 하부면에 결합된 상태에서 메인케이스(100)의 외부로 핑거플레이트(400)의 하부면이 노출된다. 제2스템통과공(310)의 제2스템통과공(310)과 대응하는 위치에는 밸브의 스템(축)이 통과하도록 제3스템통과공(410)이 핑거플레이트(400)의 중앙에 형성된다.
이러한 핑거플레이트(400)의 하부면에는 다스의 핑거(500)가 하향 돌출되도록 결합되어 밸브의 핸들에 맞물리게 된다.
센터가이드케이스(600)는 내부에 빈 공간이 마련되며 핑거플레이트(400)의 하부면에 결합되는데, 핑거플레이트(400)의 제3스템통과공(410)과 대응하는 위치에 밸브의 스템(축)이 통과하도록 제4스템통과공(610)이 센터가이드케이스(600)의 중앙에 형성된다.
센터가이드케이스(600)에는 핑거(500)와 대응하는 위치에 핑거(500)가 통과하여 하부로 돌출되도록 구멍이 형성된다.
로터(700)는 센터가이드케이스(600)의 내부 공간 가장자리를 따라 미리 설정된 각도 범위 내에서 회전 가능하게 설치되는데, 로터(700)에는 곡선 형상으로 절개된 다수의 곡선가이드(710)가 미리 설정된 간격으로 구비된다.
스윙플랩(800)은 "T" 또는 "Y" 형상의 부재로서 제1단부는 센터가이드케이스(600)의 내부 공간에 상하 방향으로 설치되는 핀에 회전 가능하게 결합되며, 제2단부는 로터(700)의 곡선가이드(710)에 맞물리도록 결합되며, 제3단부에는 밸브의 스템(축)에 맞닿아 회전하는 가이드롤러(810)가 구비된다.
도8에 도시된 실시예의 경우에도 로터(700)의 회전에 연동하여 스윙플랩(800)이 제1단부를 회전축으로 회전하게 되며, 로터(700)의 회전 방향에 따라 가이드롤러(810)가 제4스템통과공(610)의 중심축 방향으로 접근하여 밸브의 스템(축)에 맞닿아 밸브 개폐시 가이드 역할을 하거나, 중심축에서 멀어지게 된다.
상기한 바와 같이 본 발명의 구체적 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하였으나 본 발명의 보호범위가 이러한 실시예로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양한 설계변경, 공지기술의 부가나 삭제, 단순한 수치한정 등의 경우에도 본 발명의 보호범위에 속함을 분명히 한다.
100:메인케이스
110:제1스템통과공
200:제1기어
210:토크조절로드부
211:요철
220:기어형성부
221:요철
230:오버토크방지스프링
300:제2기어
310:제2스템통과공
400:핑거플레이트
410:제3스템통과공
500:핑거
600:센터가이드케이스
610:제4스템통과공
620:조절핸들슬로트
625:안착홈
700:로터
710:곡선가이드
800:스윙플랩
810:가이드롤러
900:조절핸들
910:손잡이부
920:나사부
930:슬라이드로드부
940:리턴스프링

Claims (6)

  1. 밸브의 핸들에 맞물리도록 장착되고 모터의 회전력을 이용하여 밸브를 개폐하는 밸브 작동 어댑터에 관한 것으로서,
    상하 방향으로 밸브의 스템(축)이 통과하는 제1스템통과공(110)이 형성되며, 내부에 빈 공간이 마련된 메인케이스(100);
    상기 메인케이스(100)의 내부 공간 일측 주변부에 설치되며, 모터의 회전축으로부터 동력을 전달받아 회전하는 제1기어(200);
    상기 메인케이스(100)의 내부 공간 중앙부에 설치되며, 상기 제1기어(200)와 맞물려 회전하며, 상기 제1스템통과공(110)과 대응하는 위치에 밸브의 스템(축)이 통과하도록 제2스템통과공(310)이 중앙에 형성되는 제2기어(300);
    상기 제2기어(300)의 하부면에 결합되어 상기 제2기어와 함께 회전하며, 상기 제2기어(300)의 하부면에 결합된 상태에서 상기 메인케이스(100)의 외부로 하부면이 노출되며, 상기 제2스템통과공(310)과 대응하는 위치에 밸브의 스템(축)이 통과하도록 제3스템통과공(410)이 중앙에 형성되는 핑거플레이트(400);
    상기 핑거플레이트(400)의 하부면에서 하향 돌출되도록 결합되어 밸브의 핸들에 맞물리는 다수의 핑거(500);
    상기 메인케이스(100)의 상부면에 결합되며, 상기 제1스템통과공(110)과 대응하는 위치에 밸브의 스템(축)이 통과하도록 제4스템통과공(610)이 중앙에 형성되며, 내부에 빈 공간이 마련된 센터가이드케이스(600);
    상기 센터가이드케이스(600)의 내부 공간 가장자리를 따라 미리 설정된 각도 범위 내에서 회전 가능하게 설치되며, 곡선 형상으로 절개된 다수의 곡선가이드(710)가 미리 설정된 간격으로 구비된 로터(700); 및,
    "T" 또는 "Y" 형상의 부재로서 제1단부는 상기 센터가이드케이스(600)의 내부 공간에 상하 방향으로 설치되는 핀에 회전 가능하게 결합되며, 제2단부는 상기 로터(700)의 곡선가이드(710)에 맞물리도록 결합되며, 제3단부에는 밸브의 스템(축)에 맞닿아 회전하는 가이드롤러(810)가 구비되는 다수의 스윙플랩(800);
    을 포함하여 구성되고,
    상기 로터(700)의 회전에 연동하여 상기 스윙플랩(800)이 제1단부를 회전축으로 회전하게 되며, 상기 로터(700)의 회전 방향에 따라 상기 가이드롤러(810)가 상기 제4스템통과공(610)의 중심축 방향으로 접근하여 밸브의 스템(축)에 맞닿아 밸브 개폐시 가이드 역할을 하거나, 중심축에서 멀어지는 것을 특징으로 하는 밸브 작동 어댑터.
  2. 밸브의 핸들에 맞물리도록 장착되고 모터의 회전력을 이용하여 밸브를 개폐하는 밸브 작동 어댑터에 관한 것으로서,
    상하 방향으로 밸브의 스템(축)이 통과하는 제1스템통과공(110)이 형성되며, 내부에 빈 공간이 마련된 메인케이스(100);
    상기 메인케이스(100)의 내부 공간 일측에 설치되며, 모터의 회전축으로부터 동력을 전달받아 회전하는 제1기어(200);
    상기 메인케이스(100)의 내부 공간 중앙부에 설치되며, 상기 제1기어(200)와 맞물려 회전하며, 상기 제1스템통과공(110)과 대응하는 위치에 밸브의 스템(축)이 통과하도록 제2스템통과공(310)이 중앙에 형성되는 제2기어(300);
    상기 제2기어(300)의 하부면에 결합되어 상기 제2기어(300)와 함께 회전하며, 상기 제2기어(300)의 하부면에 결합된 상태에서 상기 메인케이스(100)의 외부로 하부면이 노출되며, 상기 제2스템통과공(310)과 대응하는 위치에 밸브의 스템(축)이 통과하도록 제3스템통과공(410)이 중앙에 형성되는 핑거플레이트(400);
    상기 핑거플레이트(400)의 하부면에서 하향 돌출되도록 결합되어 밸브의 핸들에 맞물리는 다수의 핑거(500);
    상기 핑거플레이트(400)의 하부면에 결합되며, 상기 제3스템통과공(410)과 대응하는 위치에 밸브의 스템(축)이 통과하도록 제4스템통과공(610)이 중앙에 형성되며, 상기 핑거(500)와 대응하는 위치에 상기 핑거(500)가 통과하여 하부로 돌출되도록 구멍이 형성되며, 내부에 빈 공간이 마련된 센터가이드케이스(600);
    상기 센터가이드케이스(600)의 내부 공간 가장자리를 따라 미리 설정된 각도 범위 내에서 회전 가능하게 설치되며, 곡선 형상으로 절개된 다수의 곡선가이드(710)가 미리 설정된 간격으로 구비된 로터(700); 및,
    "T" 또는 "Y" 형상의 부재로서 제1단부는 상기 센터가이드케이스(600)의 내부 공간에 상하 방향으로 설치되는 핀에 회전 가능하게 결합되며, 제2단부는 상기 로터(700)의 곡선가이드(710)에 맞물리도록 결합되며, 제3단부에는 밸브의 스템(축)에 맞닿아 회전하는 가이드롤러(810)가 구비되는 다수의 스윙플랩(800);
    을 포함하여 구성되고,
    상기 로터(700)의 회전에 연동하여 상기 스윙플랩(800)이 제1단부를 회전축으로 회전하게 되며, 상기 로터(700)의 회전 방향에 따라 상기 가이드롤러(810)가 상기 제4스템통과공(610)의 중심축 방향으로 접근하여 밸브의 스템(축)에 맞닿아 밸브 개폐시 가이드 역할을 하거나, 중심축에서 멀어지는 것을 특징으로 하는 밸브 작동 어댑터.
  3. 제1항 또는 제2항에서,
    상기 로터(700)의 일측에 결합되어 상기 센터가이드케이스(600)의 외부로 돌출되며 상기 로터(700)를 회전시키는 손잡이 역할을 하는 조절핸들(900);
    이 더 포함되고,
    상기 센터가이드케이스(600)의 일측면을 따라 상기 조절핸들(900)의 조절 범위만큼 절개되는 조절핸들슬로트(620)가 구비되어 상기 조절핸들(900)은 상기 조절핸들슬로트(620)를 통과하여 외부로 돌출되는 것을 특징으로 하는 밸브 작동 어댑터.
  4. 제3항에서,
    상기 조절핸들(900)은,
    상기 센터가이드케이스(600)의 외부로 돌출되며, 상기 조절핸들슬로트(620)의 틈새 간격보다 큰 직경을 가지는 손잡이부(910); 및,
    상기 조절핸들슬로트(620)의 틈새 간격보다 작은 직경을 가지며, 상기 손잡이부(910)의 내측 단부에서 연장되어 상기 조절핸들슬로트(620)를 통과하여 상기 센터가이드케이스(600) 내부로 삽입되며, 외주면을 따라 나사산이 구비된 나사부(920);
    로 구성되며,
    상기 조절핸들(900)의 나사부(920)가 상기 로터(700)의 일측에 나사체결되는 방식으로 결합되어 상기 조절핸들(900)을 상기 조절핸들슬로트(620)를 따라 이동시켜 위치가 결정된 후 상기 조절핸들(900)을 제자리에서 돌려주면 나사체결 구조에 의하여 상기 조절핸들(900)의 손잡이부(910) 내측 단부가 상기 조절핸들슬로트(620) 주변의 상기 센터가이드케이스(600) 외부면에 밀착되어 고정되는 것을 특징으로 하는 밸브 작동 어댑터.
  5. 제3항에서,
    상기 조절핸들(900)은,
    상기 센터가이드케이스(600)의 외부로 돌출되며, 상기 조절핸들슬로트(620)의 틈새 간격보다 큰 직경을 가지는 손잡이부(910);
    상기 조절핸들슬로트(620)의 틈새 간격보다 작은 직경을 가지며, 상기 손잡이부(910)의 내측 단부에서 연장되어 상기 조절핸들슬로트(620)를 통과하여 상기 센터가이드케이스(600) 내부로 삽입되는 슬라이드로드부(930); 및,
    상기 슬라이드로드부(930)에 장착되어 상기 손잡이부(910)가 상기 조절핸들슬로트(620) 주변의 상기 센터가이드케이스(600) 외부면에 밀착되는 방향으로 탄성력을 제공하는 리턴스프링(940);
    으로 구성되며,
    상기 슬라이드로드부(930)는 상기 로터(700)의 일측에 슬라이딩 가능하게 삽입되는 방식으로 결합되며, 상기 조절핸들슬로트(620) 주변을 따라 상기 센터가이드케이스(600) 외부면에 일정한 간격으로 다수의 안착홈(625)이 구비되며, 상기 조절핸들(900)을 상기 조절핸들슬로트(620)를 따라 이동시키면 상기 조절핸들(900)의 손잡이부(910) 내측 단부가 상기 안착홈(625)을 타고 넘어간 후 상기 리턴스프링(940)의 작용으로 이웃하는 안착홈(625)에 안착되는 것을 특징으로 하는 밸브 작동 어댑터.
  6. 제3항에서,
    상기 제1기어(200)는,
    일측 단면은 상기 메인케이스(100) 외측으로 노출되어 모터의 회전축과 맞물리며, 타측 단면은 가장자리를 따라 산과 골이 반복되는 요철(211)이 형성된 토크조절로드부(210);
    상기 토크조절로드부(210)와 슬라이딩 가능하게 결합되며, 외주면을 따라 상기 제2기어(300)와 맞물리는 톱니 또는 나사산이 구비되며, 상기 토크조절로드부(210)와 결합되는 단면의 가장자리를 따라 상기 토크조절로드부(210)의 요철(211)에 대응하는 형태의 산과 골이 반복되는 요철(221)이 형성된 기어형성부(220); 및,
    상기 토크조절로드부(210)에 장착되어 상기 토크조절로드부(210)의 요철(211)과 상기 기어형성부(220)의 요철(221)이 서로 결합된 상태를 유지하는 방향으로 탄성력을 제공하는 오버토크방지스프링(230);
    으로 구성되고,
    상기 제1기어(200)를 회전시키는 과정에서 상기 제2기어(300)를 통하여 미리 설정된 크기 이하의 부하가 전달될 경우 상기 오버토크방지스프링(230)의 작용으로 상기 토크조절로드부(210)의 요철(211)과 상기 기어형성부(220)의 요철(221)이 서로 맞물리 상태를 유지하면서 동력이 전달되고, 미리 설정된 크기를 초과하는 부하가 전달될 경우 상기 토크조절로드부(210)의 요철(211)이 상기 기어형성부(220)의 요철(221)을 타고 넘은 후 상기 오버토크방지스프링(230)의 작용으로 다시 맞물리는 과정이 반복되는 것을 특징으로 하는 밸브 작동 어댑터.
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