KR200267751Y1 - 정유량제어밸브 - Google Patents

Abstract

본 고안은 유속의 흐름을 일정하게 하는 정유량제어밸브에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 외부도관으로부터 유체의 유입을 안내시키고, 유체의 역류를 방지시키는 역지변이 내삽된 유입도관과, 상기 유입도관에 안내되는 유체가 외부제어신호에 의해 구동되는 전자변에 의하여 온 오프 제어되는 차단챔버와, 상기 차단챔버에 의하여 제어된 유체가 인입되고 상기 유체의 압력에 의하여 제어되는 밸브플러그가 내삽된 압력챔버로 구성되는 정유량제어 밸브에 관한 것이다

이에 의하면, 본 고안을 특히 비데에 설치하여 사용할 경우 물의 역류가 없는 청결한 밸브가 제공되는 이점이 있다.

뿐만아니라 물탱크로 인입되는 유체는 일정유량을 가지도록 제어되어 물탱크에서 노즐을 통하여 분사되는 유체의 압력이 일정하게 유지되는 이점이 있다

Description

정유량제어밸브{ a constant flow control valve}

본 고안은 유속의 흐름을 일정하게 하는 정유량제어밸브에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 외부도관으로부터 유체의 유입을 안내시키고, 유체의 역류를 방지시키는 역지변이 내삽된 유입도관과, 상기 유입도관에 안내되는 유체가 외부제어신호에 의해 구동되는 전자변에 의하여 온 오프 제어되는 차단챔버와, 상기 차단챔버에 의하여 제어된 유체가 인입되고 상기 유체의 압력에 의하여 제어되는 밸브플러그가 내삽된 압력챔버로 구성되는 정유량제어 밸브에 관한 것이다.

일반적으로 밸브는 유체의 흐름이나 양을 제어하는 장치이다.

즉 밸브는 관로의 도중이나 용기에 설치하여, 유체의 유량·압력 등의 제어를 하는 장치로써, 목적에 따라 그 종류가 다양하다. 일반적으로 가장 널리 사용되고 있는 것은, 스톱밸브(글로브밸브 및 앵글밸브)·슬루스밸브·체크밸브·감압밸브 등이며 콕도 밸브의 일종이다.

한편 비데는 물이 이용되는 장치로써 용도의 특수성에 의하여 분사되는 물의 압력은 일정하여야 하며, 일단 비데 장치의 내부로 유입된 물은 다시 외부도관 (수도관)을 통하여 유출되지 말아야 한다.

왜냐하면 비데내부의 물이라 하여도 사용전에는 청결한 물이나 일단 비데에 인입된 이상, 비데용 용수라는 관념이 발생되기 때문이다.

따라서 비데에는 물을 제어시키는 밸브와 물의 역류를 방지시키는 역지변이 내설되나 밸브와 역지변이 함께 형성된 부품이 없는 문제점이 있다.

또한 비데내부로 유입되는 물은 통상 수도관과 연결된 물탱크가 유출경로를 제어시키는 제어변을 통과하여 분사노즐로 분사된다.

그런데 비데에서 분사되는 물은 세정을 위하여 항상 일정압력을 유지하여야 하는데 이를 위하여 상기 물탱크내에 저장되는 물의 압력이 일정하게 유지되도록 해야하는 문제점이 있다.

본 고안은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로써, 수도관과 물탱크의 사이에 삽입되어 물탱크내로 일정유압의 물이 유입되도록 유량을 제어시키고, 물탱크내의 물이 수도관으로 역류되는 것을 방지시키는 것을 목적으로 한다.

도1은 본 고안에 따른 정유량제어 밸브의 단면도

도2는 본 고안의 유입도관에 내설된 역지변의 분해사시도

도3은 본 고안의 밸브플러그 단면도

도4는 본 고안의 챔버중간벽 사시도

도5는 본 고안 내부의 유체 흐름도

도6는 본 고안 내부의 유체 흐름도

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

100 : 유입도관 110 : 역지변몸체

111 : 지지대 112: 지지관

120 : 지지막대 130 : 스프링

140 : 오링 200 : 차단챔버

250 : 전자변 300 : 압력챔버

310 : 하부압력챔버 311 : 중간통공

320 : 상부압력챔버 321 : 유출통공

330 : 밸브플러그 331 : 마개부

332 : 요홈 332-a : 오링

333 : 통공 334 : 돌기

335 : 나사산 335-a : 너트

340 : 차압챔버 350 : 챔버중간벽

351 : 유출공 360 : 압력스프링

370 : 압력챔버뚜껑 380 : 다이아프램

381 :하 고정판 382 : 상고정판

상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 외부도관으로부터 유체의 유입을 안내시키고 유체의 역류를 방지시키는 역지변이 내삽된 유입도관과, 상기 유입도관에 안내되는 유체가 외부제어신호에 의해 구동되는 전자변에 의하여 온 오프 제어되는차단챔버와, 상기 차단챔버에 의하여 제어된 유체가 인입되고 상기 유체의 압력에 의하여 제어되는 밸브플러그가 내삽된 압력챔버로 구성되는 정유량제어 밸브를 기술적 요지로 한다.

여기서 상기 역지변은 원통형 외벽 상측에 형성되고 십자형 지지대에 의하여 중앙부에 형성되는 지지관과, 오링이 외삽되는 요홈이 형성되고 요홈하측으로 테이퍼진 차단머리와, 상기 차단머리의 상측으로 길게 돌설되고 스프링이 외삽되며 단부는 절개된 외향플랜지로 형성되어 상기 지지관에 삽입결합되는 지지막대로 구성되는 것을 특징으로 하는 정유량제어 밸브로 되는 것이 바람직 하다.

그리고 상기 압력챔버는 중간통공에 의하여 차단챔버로부터 유체가 유입되는 하부압력챔버와, 상기 하부압력챔버에 내삽되는 원통컵모양의 차압실몸체와, 돌설된 외주변에 유체를 외부로 안내시키는 유출통공이 형성되고 중심부에 유출공이 형성되며 상기 하부압력챔버 외측으로 지지돌기가 형성된 챔버중간벽과, 상기 차압실몸체에 하측이 내삽되고 상기 챔버중간벽의 유출공에 상측이 관통되며, 상기 유출공으로부터 하측방향에 형성된 삿갓형으로 테이퍼진 마개부와, 마개부 하측 외주변에 형성된 요홈과, 상기 요홈에 외삽된 오링이 형성되고, 상기 유출공의 상측으로 관통되어 노출된 상측방향으로 상기 마개부의 상측에 관통형성된 통공과, 상기 통공의 상측에 환형돌설된 돌기와, 상기 돌기 상측에 형성된 나사산과, 상기 통공과 연결되어 하단측 저면까지 관통되는 내부관로로 구성된 밸브플러그와, 상기 밸브플러그의 상측에서 돌기와 지지돌기에 의해 지지되는 하 고정판과 너트에 의하여 압지되는 상 고정판에 의하여 밸브플러그와 결합되는 다이아프렘과, 상기 상 고정판에 하방향 탄성력을 제공하는 압력스프링과, 상기 다이아프렘의 외주변을 압지시키고 상기 압력스프링의 일측을 지지시키는 압력챔버 뚜껑으로 구성되는 압력반응실과, 상기 다이아프렘과 챔버중간벽 사이의 공간인 상부압력챔버와, 상기 차압실몸체와 상기 밸브플러그의 하단측 저면에 의하여 형성되며, 상기 내부관로에 의하여 상부압력챔버와 유로가 연결되는 차압챔버로 구성되는 것을 특징으로 하는 정유량제어 밸브로 되는 것이 바람직 하다.

이하 도면과 함께 본 고안의 상세한 설명을 하기로 한다.

도1은 본 고안에 따른 정유량제어 밸브의 단면도이고, 도2는 본 고안의 유입도관(100)에 내설된 역지변(10)의 분해사시도이며, 도3은 본 고안의 밸브플러그(330) 단면도이며, 도4는 본 고안의 챔버중간벽(350) 사시도이며, 도5와 도6은 본 고안 내부의 유체 흐름도이다.

도1에서 도시된 바와 같이 본 고안은 크게 유입도관(100)과 차단챔버(340)와 압력챔버(300)로 구성된다.

본 고안의 유체의 흐름은 도5에 도시된 바와 같이 상기 유입도관(100)에 연결된 수도관(미도시)에서 유입되어 유입도관(100), 차단챔버(340), 압력챔버(300) 순으로 발생된다.

여기서 상기 유입도관(100)은 유체가 최초로 인입되는 곳이면서 최후로 유출되는 곳이다.

본 고안은 상기 유입도관(100)에 유체의 역류를 방지시키는 역지변(10)을 내삽시킴으로써, 특히 비데에 사용됨에 있어서 비데내로 유입된 물은 다시 유지되지않도록하여 관념상의 청결이 유지되도록 하였다.

도1과 도2에 도시된 바와 같이 상기 역지변(10)은 원통형 외벽 상측에 형성되고 십자형 지지대(11-a)에 의하여 중앙부에 형성되는 지지관(11-b)과, 오링(14)이 외삽되는 요홈이 형성되고 요홈하측으로 테이퍼진 차단머리(12)와 상기 차단머리(12)의 상측으로 길게 돌설되고 스프링(13)이 외삽되며 단부는 절개된 외향플랜지(15-a)로 형성되어 상기 지지관(11-b)에 삽입결합되는 지지막대(15)로 구성된다.

상기 지지막대(15)의 절개된 외향플랜지부(15-a)는 조립후 분리가 용이하지 않도록 하는 구조이다.

상기 역지변(10)은 유입도관(100)으로 유입되는 유체압력에 의하여 상기 스프링(13)이 압축되면 차단머리(12)가 유로를 개방시키고, 반대로 내부로부터 유체의 역류가 발생되면 스프링(12)의 인장에 의하여 유로가 차단된다.

도면상 표현된 상기 역지변(10)의 작용상태는 도1의 역지변(10) 상태가 차단상태이고 도5의 역지변(10) 상태가 개방상태이다.

상기 유입도관(100)의 내부에는 상기 역지변(10)의 테이퍼진 차단머리(12)가 유로를 효율적으로 차단시키도록 테이퍼진 유입통공이 형성되어 있는데, 상기 유입통공은 상기 차단머리(12)의 테이퍼진면과 만나는 부분(나)과 오링(14)과 만나는 부분(가)이 서로 각도를 달리하여 테이퍼진다.

즉, 테이퍼진 부분과 만나는 유입통공은 같은 경사면을 가지고, 오링과 만나는 부분은 경사가 급하게 이루어져 오링의 압축이 발생되게 하여 역류가 차단되도록 한다.

도1에서 상기 차단챔버(340)는 전기적 제어에 의하여 구동되는 전자변(250)에 의하여 유입도관(100)에서 압력챔버(300) 사이로 발생되는 유류가 온오프 제어되는 공간이다.

상기 차단챔버(340)의 전자변(250)은 솔레노이드방식으로 종래에 일반적으로 널리 사용되고 있으며 본고안의 요지가 아니므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도1에서 상기 압력챔버(300)는 크게 유체가 유입되는 하부압력챔버(300)와 유체가 유출되는 상부압력챔버(300)와 압력반응실과 차압챔버(340)로 구성된다.

상기 하부압력챔버(300)는 중간통공(311)에 의하여 차단챔버(340)로부터 유체가 유입되는 공간이며, 상기 압력반응실은 다이아프램(380)과 압력챔버뚜껑(370)에 의하여 형성되는 공간으로써, 압력스프링(360)이 내삽되어 하방향(다이아프램방향)으로 탄성력이 발생된다.

상기 상부압력챔버(300)와 하부압력챔버(300)의 사이에는 챔버중간벽(350)이 있으며, 상기 상부압력챔버(300)는 다이아프램(380)과 챔버중간벽(350) 사이의 공간이다.

도4는 상기 챔버중간벽(350)의 사시도이며, 상기 챔버중간벽(350)은 도4에 도시된 바와 같이 돌설된 외주변에 유체를 외부로 안내시키는 유출통공(321)이 형성되고 중심부에 유출공(351)이 형성되며 상기 하부압력챔버(300) 외측으로 지지돌기(352)가 형성되어 있다.

상기 하부압력챔버(300)에는 원통컵모양의 차압실몸체(345)가 내삽되어 하측이 밀폐되고, 상기 차압실몸체(345)에는 상기 챔버중간벽(350)의 유출공(351)에 관통되어 상부압력챔버(300)와 하부압력챔버(300) 및 압력반응실에 연결되는 밸브플러그가 내삽된다.

상기 차압챔버(340)는 상기 차압실몸체(345)와 상기 밸브플러그(330)의 하단측 저면에 의하여 형성되는 공간이며, 상기 밸브플러그(330)의 내부관로(336)에 의하여 상부압력챔버(300)와 유로가 연결된다.

도1과 도3과 함께 상기 밸브플러그(330)를 상설하면, 상기 차압실몸체(345)에 하측이 내삽되고 상기 챔버중간벽(350)의 유출공(351)에 상측이 관통되며, 상기 유출공(351)으로부터 하측방향에 형성된 삿갓형으로 테이퍼진 마개부(331)와, 마개부 하측 외주변에 형성된 요홈과, 상기 요홈에 외삽된 오링(332)이 형성되고, 상기 유출공(351)의 상측으로 관통되어 노출된 상측방향으로 상기 마개부(331)의 상측에 관통형성된 통공(333)과, 상기 통공(333)의 상측에 환형돌설된 돌기(334)와, 상기 돌기(334) 상측에 형성된 나사산(335)과, 상기 통공(333)과 연결되어 하단측 저면까지 관통되는 내부관로(336)로 구성된다.

여기서 특히 주목할 점은 상기 밸브플러그(330)의 통공(333)이 상부압력챔버(300)에 노출되어 내부관로(336)를 통하여 차압챔버(340)로 유로를 연결시키는 구조이다.

본 고안에 따른 정유량제어 밸브의 압력제어는 상기 압력챔버의 작용에 의하여 발생되는데 자세한 설명은 다음과 같다.

먼저 압력챔버내 유체의 일반경로는 도5에 도시된 바와 같이 차단챔버(340)를 통하여 하부압력챔버(300)로 인입되어 상기 밸브플러그(330)의 마개부(331) 외면과 챔버중간벽(350)의 유출공(351)이 형성시키는 유로를 통하여 상부압력챔버(300)로 흘러 유출통공(321)을 통하여 외부로 연결된다.

여기서 상기 상부압력챔버(300)에서 유체의 일부는 도6에 도시된 바와 같이 상기 밸브플러그(330)의 통공(333)과 내부관로(336)를 통하여 차압챔버(340)로 인입된다.

이때 차압챔버(340)로 인입되는 유체는 상기 도5의 일반경로상 상부압력챔버(300)의 유체 유속이 가지는 유압과 동일한 압력을 가진다.

왜냐하면 차압챔버(340)로 인입되는 유체가 상부압력챔버(300)로부터 인입되기 때문이다.

상기 차압챔버(340)내의 압력은 상기 밸브플러그(330)에 변위를 발생시킨다.

즉 상기 밸브플러그(330)는 차압챔버(340)의 압력이 강하면 상승하고, 약하면 하강된다.

따라서 상기 차압챔버(340)는 하부압력챔버(300)와 기밀을 유지하여 압력이 보존될 필요성이 있으므로 이를 위하여 상기 밸브플러그(330)에는 차압실몸체(345)에 내삽되는 하측부분에 형성된 요홈에 오링(332)이 외삽되어 있다.

유속의 제어는 상기 밸브플러그(330)의 마개부(331) 외면과 챔버중간벽(350)의 유출공(351)이 형성시키는 유로(이하 제어통공이라 한다)에 의하여 결정되는데, 상기 제어통공은 마개부의 상하 위치변화에 의하여 면적이 가변된다.

왜냐하면 마개부(331)는 삿갓형으로 테이퍼져 밸브플러그(330)가 상승하면 제어통공이 좁게 형성되고 하강하면 넓게 형성되기 때문이다.

상기 제어통공의 가변량은 통과시키는 유류의 량을 제어시키고 이는 결과적으로 유속 또는 유압의 제어가 된다.

그런데 상기 밸브플러그(330)는 압력반응실의 압력스프링(360) 탄성력과 차압챔버(340)내의 압력이 평형상태에 이를 때까지 변위가 발생된다.

자세하게는 상기 압력반응실은 상기 밸브플러그(330)의 상측에서 돌기(334)와 지지돌기(352)에 의해 지지되는 하 고정판(382)과 너트(335-a)로 압지되는 상 고정판(381)에 의하여 밸브플러그(330)와 결합되는 다이아프램(380)에 의하여 상기 상부압력챔버(300)와 독립적인 압력이 형성되고, 상기 상 고정판(381)에는 압력스프링이 하방향 탄성력을 지속적으로 발생시키고 있다.

만일 유류의 흐름이 없다면(유압이 영이면) 상기 압력스프링(360)에 의하여 밸브플러그(330)는 하측으로 이동되고 상기 제어통공은 최대면적을 가지게 된다.

이때 제어통공의 최대면적은 챔버중간벽(350)의 지지돌기(352)에 의하여 하 고정판(382)이 저지됨에 의한 거리와 마개부의 테이퍼 경사에 의하여 결정된다.

다시 압력챔버의 작용에 관한 설명으로 돌아가서, 정상상태의 유체(원하는 정속유체)가 흐르면 유체의 압력은 앞서 설명한 바와 같이 차압챔버(340)에 전달되며, 상기 차압챔버내(340)의 유압과 상기 압력스프링(360)이 평형을 이루는 위치까지 밸브플러그(330)가 이동된다.

이때 밸브플러그(330)의 이동에 의하여 형성되는 제어통공의 면적이 정상상태 제어통공 면적이 된다.

만일 유체의 유속이 변화되면 상기 유속이 가지는 유압은 차압챔버(340)로 전달되어 압력스프링(360)과 새로운 평형이 이루어 질 때까지 밸브플러그(330)의 변위를 발생시키고 상기 밸브플러그(330)의 변위는 제어통공의 면적변위를 발생시켜 하부압력챔버(300)에서 상부압력챔버(300)로 흐르는 유체의 양을 변화시킨다.

한편 베르누이의 정리에 따르면, 유체의 흐름 내에서는 유속이 빠를수록 유압이 낮고, 유속이 느릴수록 유압이 높아지게 된다.

따라서 정상상태보다 유속이 빠른 유체가 상부압력챔버(300)로 인입되면 낮은 유압이 차압챔버로 전달되어 밸브플러그는 하강되고 제어통공의 면적은 넓어져 유속이 낮아지며, 정상상태보다 유속이 늦은 유체가 상부압력챔버(300)로 인입되면 높은 압력이 차압챔버(340)로 전달되어 밸브플러그(330)는 상승되어 제어통공의 면적이 좁아져 유속이 빨라진다.

이에 의해 상부압력챔버(300)로 인입되는 유류의 유속은 차압챔버(340)와 압력스프링(360)간의 평형운동을 발생시키고, 이에의해 제어통공의 면적이 가변되어 상부압력챔버(300)로 인입되는 유량은 일정하게 된다.

즉, 본 고안은 유속의 흐름이 역지변(10)에 의하여 역류가 차단되고 압력챔버(300)에 의하여 유량은 일정하게 유지되는 정유량제어 밸브가 된다.

이상 설명한 본 고안에 의하면, 본 고안을 특히 비데에 설치하여 사용할 경우 물의 역류가 없는 청결한 밸브가 제공되는 이점이 있다.

뿐만아니라 물탱크로 인입되는 유체는 일정유량을 가지도록 제어되는 이점이 있다.

Claims (3)

1. 외부도관으로부터 유체의 유입을 안내시키고, 유체의 역류를 방지시키는 역지변(10)이 내삽된 유입도관(100)과;

   상기 유입도관(100)에 안내되는 유체가 외부제어신호에 의해 구동되는 전자변(250)에 의하여 온 오프 제어되는 차단챔버(340)와;

   상기 차단챔버(340)에 의하여 제어된 유체가 인입되고 상기 유체의 압력에 의하여 제어되는 밸브플러그(330)가 내삽된 압력챔버(300)로 구성되는 정유량제어 밸브.
2. 제1항에 있어서 상기 역지변(10)은

   원통관으로 상측에 십자형 지지대(11-a)에 의해 중앙부에 위치되는 지지관(11-b)이 형성된 역지변몸체(11)와;

   오링(14)이 외삽되는 요홈이 형성되고 요홈하측으로 테이퍼진 차단머리(12)와, 상기 차단머리(12)의 상측으로 길게 돌설되고 스프링(13)이 외삽되며 단부는 절개된 외향플랜지(15-a)로 형성되어 상기 지지관(11-b)에 삽입결합되는 지지막대(15)로 구성되는 것을 특징으로 하는 정유량제어 밸브.
3. 제1항에 있어서 상기 압력챔버(300)는

   중간통공(311)에 의하여 차단챔버(340)로부터 유체가 유입되는하부압력챔버(300)와;

   상기 하부압력챔버(300)에 내삽되는 원통컵모양의 차압실몸체(345)와;

   돌설된 외주변에 유체를 외부로 안내시키는 유출통공(321)이 형성되고 중심부에 유출공(351)이 형성되며 상기 하부압력챔버 외측으로 지지돌기(352)가 형성된 챔버중간벽(350)과;

   상기 차압실몸체(345)에 하측이 내삽되고 상기 챔버중간벽(350)의 유출공에 상측이 관통되며, 상기 유출공(351)부터 하측방향으로 삿갓형으로 테이퍼져 형성된 마개부(331)와, 마개부(331) 하측 외주변에 형성된 요홈과, 상기 요홈에 외삽된 오링과, 상기 마개부의 상측에 관통형성된 통공(333)과, 상기 통공(333)의 상측에 환형돌설된 돌기(334)와, 상기 돌기 상측에 형성된 나사산(335)과, 상기 통공(333)과 연결되어 하단측 저면까지 관통되는 내부관로(336)로 구성된 밸브플러그(330)와;

   상기 밸브플러그(330)의 상측에서 돌기(334)와 지지돌기(352)에 의해 지지되는 하 고정판(382)과 너트(335-a)에 압지되는 상 고정판(381)에 의하여 밸브플러그(330)와 결합되는 다이아프램(380)과, 상기 상 고정판(381)에 하방향 탄성력을 제공하는 압력스프링(360)과, 상기 다이아프램(380)의 외주변을 압지시키고 상기 압력스프링(360)의 일측을 지지시키는 압력챔버뚜껑(370)으로 구성되는 압력반응실과;

   상기 다이아프램(380)과 챔버중간벽(350) 사이의 공간인 상부압력챔버(300)와;

   상기 차압실몸체(345)와 상기 밸브플러그(330)의 하단측 저면에 의하여 형성되며, 상기 내부관로(336)에 의하여 상부압력챔버(300)와 유로가 연결되는 차압챔버(340)로 구성되는 것을 특징으로 하는 정유량제어 밸브.