KR20110115397A

KR20110115397A - 유량 조절 밸브

Info

Publication number: KR20110115397A
Application number: KR1020100034879A
Authority: KR
Inventors: 김성관; 송진한; 이용운
Original assignee: 김성관; 송진한
Priority date: 2010-04-15
Filing date: 2010-04-15
Publication date: 2011-10-21
Also published as: KR101253666B1

Abstract

본 발명에 의한 압력 조절 밸브는, 유입유로, 연결유로, 유입유로와 연결유로를 연결하는 제 1 오리피스, 연결유로와 연결되는 연결 챔버, 유출유로, 연결 챔버와 유출유로를 연결하는 제 2 오리피스, 유출유로와 연결되는 설치구멍을 갖는 밸브 몸체, 연결유로에 배치되는 제 1 밸브시트, 유출유로에 배치되는 제 2 밸브시트, 연결유로로 유입되는 유체를 연결 챔버로 안내하기 위한 통로를 갖고 밸브 몸체의 내부에 이동 가능하게 설치되는 슬리브, 슬리브에 대해 제 1 밸브시트와 멀어지는 방향으로 탄성력을 제공하는 슬리브 가압 스프링, 슬리브에 대해 제 1 밸브시트와 가까워지는 방향으로 외력을 가하기 위한 다이아프램, 제 2 밸브시트에 가까워지거나 제 2 밸브시트로부터 멀어질 수 있도록 설치구멍에 이동 가능하게 설치되는 스템, 스템에 대해 탄성력을 제공하기 위한 스템 가압 스프링을 포함한다. 본 발명에 의한 유량 조절 밸브는 슬리브와 스템을 이용하여 유체의 유량을 이중으로 조절할 수 있다.

Description

유량 조절 밸브{FLUID CONTROLLING VALVE}

본 발명은 유량 조절 밸브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유량 조절의 정밀도를 높이고 유체의 유량을 안정적으로 조절할 수 있는 유량 조절 밸브에 관한 것이다.

밸브는 배관 라인에 설치되어 다양한 유체의 유량을 제어하는데 사용된다. 밸브의 종류로는 볼 밸브, 글로브 밸브, 플러그 밸브, 게이트 밸브, 체크 밸브, 니들 밸브, 후로트 밸브 등이 있다.

볼 밸브(Ball Valve)는 밸브의 실린더 내에 내부가 관통된 볼이 삽입된 것으로, 핸들의 조작에 의해 볼이 회전함으로써 유로를 개폐하는 구조로 이루어진다. 글로브 밸브(Globe Valve)는 핸들의 작동에 의해 스핀들이 상하로 작동하여 시트가 노즐을 막아 유로를 차단하는 형식의 밸브이다.

플러그 밸브(Plug Valve)는 콕(Cock)과 같은 형태로 원추형의 플러그를 축 주위에서 90°회전시켜 유로를 개폐한다. 게이트 밸브(Gate Valve)는 핸들의 조작에 따라 유로의 직각방향에 설치된 밸브판이 시트를 폐쇄시켜 직선 운동을 하는 형태의 밸브이다. 이 밖에, 버터플라이 밸브(Butterfly Valve)는 원판상의 폐자(閉子)를 회전시킴에 따라 유로를 개폐하는 것으로, 유량을 가감할 수 있는 가장 간단한 구조의 밸브이다.

이러한 다양한 종류의 밸브는 대부분이 사용자의 수동 조작에 의해 그 개도량이 조절되지만, 자동 제어 난방 시스템과 같이 온수 등의 유체 공급량을 자동으로 조절할 필요가 있는 시스템에서는 개도량을 자동으로 조절할 수 있는 밸브가 요구된다. 자동 제어 난방 시스템의 경우 온수 공급 라인에 온수 공급 조절을 위한 온수조절 밸브가 설치되는데, 이 온수조절 밸브에는 밸브의 동작을 제어하기 위한 액츄에이터가 결합되어 그 개도량이 자동으로 조절될 수 있다.

자동 제어 난방 시스템의 경우 실내의 온도를 정확하고 신속하게 제어하기 위해서는 각 방으로 유입되는 온수의 유량을 정확하게 제어해야 하는데 이를 위해서는 온수의 유량을 정밀하게 조절할 수 있는 밸브가 요구된다. 자동 제어 난방 시스템 이외에도 유체의 유량을 정밀하게 조절할 수 있는 밸브가 다양한 유체 공급 시스템에 요구되고 있다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 안출된 것으로, 유량 조절의 정밀도를 높이고 유체의 유량을 안정적으로 조절할 수 있는 유량 조절 밸브를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 의한 압력 조절 밸브는, 유입유로, 연결유로, 상기 유입유로와 상기 연결유로를 연결하는 제 1 오리피스, 상기 연결유로와 연결되는 연결 챔버, 유출유로, 상기 연결 챔버와 상기 유출유로를 연결하는 제 2 오리피스, 상기 유출유로와 연결되는 설치구멍을 갖는 밸브 몸체, 상기 연결유로에 배치되는 제 1 밸브시트, 상기 제 2 오리피스가 마련되고 상기 유출유로에 배치되는 제 2 밸브시트, 상기 연결유로로 유입되는 유체를 상기 연결 챔버로 안내하기 위한 통로를 갖고 상기 밸브 몸체의 내부에 이동 가능하게 설치되는 슬리브, 상기 슬리브에 대해 상기 제 1 밸브시트와 멀어지는 방향으로 탄성력을 제공하는 슬리브 가압 스프링, 상기 슬리브에 결합되고 상기 유출유로의 압력이 상기 슬리브 가압 스프링의 탄성력보다 클 때 탄성 변형되어 상기 슬리브에 대해 상기 제 1 밸브시트와 가까워지는 방향으로 외력을 가하는 다이아프램, 상기 제 2 밸브시트에 가까워지거나 상기 제 2 밸브시트로부터 멀어질 수 있도록 상기 설치구멍에 이동 가능하게 설치되고 그 일단이 상기 밸브 몸체의 외부로 돌출되는 스템, 상기 스템에 대해 탄성력을 제공하기 위한 스템 가압 스프링을 포함한다.

본 발명의 일실시예에 의한 압력 조절 밸브는, 상기 연결유로와 상기 연결 챔버의 사이에 배치되고 상기 슬리브가 이동 가능하게 삽입되는 슬리브 지지 부싱을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 의한 압력 조절 밸브는, 상기 스템이 이동 가능하게 삽입되고 수나사산을 갖는 중공형의 가이드 플러그, 상기 가이드 플러그가 이동 가능하게 결합되고 상기 설치구멍에 결합되는 중공형의 지지 플러그, 상기 가이드 플러그와 나사 결합될 수 있도록 상기 가이드 플러그의 수나사산에 대응하는 암나사산을 구비하며 회전 시 상기 가이드 플러그를 이동시킬 수 있도록 상기 가이드 플러그와 상기 지지 플러그의 사이에 회전 가능하게 배치되는 거리 조절 부싱을 더 포함할 수 있다.

상기 지지 플러그는 비원형의 결합구멍을 갖고, 상기 가이드 플러그는 회전 운동이 억제되도록 상기 지지 플러그의 결합구멍에 삽입되는 비원형의 결합부를 구비할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 의한 압력 조절 밸브는, 상기 거리 조절 부싱과 함께 회전할 수 있도록 상기 거리 조절 부싱과 결합되며 공구가 결합될 수 있는 공구 결합부 및 회전 각도를 표시하기 위한 눈금을 갖는 인디케이터링을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 의한 압력 조절 밸브는, 상기 유입구를 통해 상기 밸브 몸체의 내부로 유입되는 유체 속에 함유된 이물질을 걸러내기 위해 다수의 구멍을 갖고 유입유로와 상기 제 1 오리피스의 사이에 배치되는 거름망을 더 포함할 수 있다.

상기 밸브 몸체는 상기 연결유로에 배치되는 보스부를 구비하고, 상기 제 1 밸브시트는 상기 보스부에 마련되는 결합홈에 결합될 수 있다.

본 발명에 의한 유량 조절 밸브는 슬리브와 스템을 이용하여 유체의 유량을 이중으로 조절할 수 있다. 따라서, 유체의 유량을 안정적으로 조절할 수 있고, 유량 조절의 정밀도를 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 유량 조절 밸브를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 유량 조절 밸브를 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 유량 조절 밸브를 나타낸 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 유량 조절 밸브의 제 1 유량 조절 유닛을 나타낸 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 유량 조절 밸브의 제 2 유량 조절 유닛을 나타낸 분해 사시도이다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 일실시예에 의한 유량 조절 밸브의 작용을 설명하기 위한 것이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 일실시예에 의한 유량 조절 밸브에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명을 설명함에 있어서, 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되거나 단순화되어 나타날 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들은 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

도 1 내지 도 3에 도시된 것과 같이, 본 발명의 일실시예에 의한 유량 조절 밸브(10)는 내부에 유체가 유동할 수 있는 유로가 마련된 밸브 몸체(20), 밸브 몸체(20)의 내부를 통해 유동하는 유체의 유량을 조절하기 위한 제 1 유량 조절 유닛(50) 및 제 2 유량 조절 유닛(63)을 포함한다. 제 1 유량 조절 유닛(50)은 밸브 몸체(20) 내부의 유체의 압력에 의해 자동으로 작동하는 것으로 밸브 몸체(20)의 내부에 설치된다. 제 2 유량 조절 유닛(63)은 유량 조절 밸브(10)와 결합되는 액츄에이터(5)에 의해 작동될 수 있도록 일부분이 밸브 몸체(20)의 외부로 드러나도록 밸브 몸체(20)에 설치된다.

밸브 몸체(20)는 하부 하우징(21)과 상부 하우징(22)을 포함한다. 하부 하우징(21)은 유입구(24)가 마련된 유입부(24), 상부 하우징(22)과의 결합을 위한 제 1 하우징 결합부(25), 설치구멍(26a)이 형성된 설치부(26)를 갖는다. 하부 하우징(21)의 내부에는 유입구(24)와 연결되는 유입유로(27), 유입유로(27)에 연결되는 제 1 오리피스(28), 제 1 오리피스(28)와 연결되는 연결유로(29)가 마련된다. 제 1 하우징 결합부(25)에는 연결유로(29)와 연결되는 연결 챔버(47)의 하부 일부분을 형성하는 홈(25a)이 마련된다. 유입유로(27)를 따라 유동하는 유체는 제 1 오리피스(28)를 통해 연결유로(29) 쪽으로 그 유동 방향이 꺾인다. 한편, 연결유로(29), 연결 챔버(47) 및 후술할 제 2 오리피스(46)는 동일 선 상에 배치되어 연결유로(29)로 유입된 유체는 유동 방향을 바꾸지 않고 제 2 오리피스(46)까지 유동하게 된다.

유입유로(27)와 제 1 오리피스(28)의 사이에는 거름망(30)이 배치된다. 거름망(30)은 유입구(24)를 통해 밸브 몸체(20)의 내부로 유입되는 유체 속에 함유된 이물질을 걸러내기 위한 것으로 다수의 구멍(30a)을 갖는다. 거름망(30)은 설치구멍(26a)을 통해 하부 하우징(21)의 내부에 삽입된다. 설치구멍(26a)은 폐쇄용 플러그(31)에 의해 폐쇄된다. 폐쇄용 플러그(31)는 설치부(26)에 나사 결합될 수 있도록 설치부(26)의 내주면에 마련되는 암나사산(32)에 대응하는 수나사산(33)과 압력계, 온도계 등의 외부 기구를 결합하기 위한 결합구멍(31a)을 갖는다. 결합구멍(31a)은 외부 기구가 결합되지 않을 때 마개로 폐쇄될 수 있다.

도 2에 도시된 것과 같이, 하부 하우징(21)의 연결유로(29) 내부에는 결합홈(34a)을 갖는 보스부(34)가 마련되고, 이 보스부(34)에는 제 1 밸브시트(35)가 결합된다. 제 1 밸브시트(35)는 결합홈(34a)에 고정되는 고정부재(36)에 의해 보스부(34)에 결합된다. 제 1 밸브시트(35)의 구조는 도시된 구조로 한정되지 않고, 연결유로(29)를 따라 유동하는 유체의 유동 방향을 수직을 이루는 상면을 갖는 다양한 구조로 변경될 수 있다.

하부 하우징(21)의 제 1 하우징 결합부(25)에는 홈(25a)과 연결되는 제 1 분기유로(37)가 마련된다. 제 1 분기유로(37)는 후술할 상부 하우징(22)의 제 2 분기유로(48)와 연결되어 상부 하우징(22)에 마련되는 유출유로(45)의 유체를 연결 챔버(47)로 안내하는 역할을 한다. 하부 하우징(21)의 유입부(24)에는 파이프의 연결을 위한 파이프 연결부재(38)와 연결 부싱(39)이 결합된다.

도 2 및 도 3에 도시된 것과 같이, 상부 하우징(22)은 유출구(40)가 마련된 유출부(41), 하부 하우징(21)과의 결합을 위한 제 2 하우징 결합부(42), 설치구멍(43a)이 형성된 설치부(43), 압력계나 온도계 등의 외부 기구의 결합을 위한 결합구멍(22a)을 갖는다. 결합구멍(22a)은 외부 기구가 결합되지 않을 때 마개 등으로 밀폐될 수 있다.

상부 하우징(22)의 내부에는 유출구(40), 유출구(40)와 연결되는 유출유로(45), 연결 챔버(47)와 연결되는 제 2 오리피스(46)가 마련된다. 제 2 오리피스(46)는 유출유로(45)와 연결된다. 상부 하우징(22)의 설치부(43)는 제 2 유량 조절 유닛(63)의 결합을 위한 것으로, 설치부(43)의 내주면에는 암나사산(44)이 마련된다. 상부 하우징(22)의 제 2 하우징 결합부(42)에는 연결 챔버(47)의 상부 일부분을 형성하는 홈(42a)이 마련된다.

하부 하우징(21)과 상부 하우징(22)이 결합될 때, 제 1 하우징 결합부(25)의 홈(25a)과 제 2 하우징 결합부(42)의 홈(42a)이 연결되어 연결 챔버(47)를 형성한다. 하부 하우징(21)과 상부 하우징(22)은 볼트 등의 결합부재를 통해 결합될 수 있다. 연결 챔버(47)는 후술할 제 1 유량 조절 유닛(50)의 다이아프램(55)이 설치되는 공간으로 다이아프램(55)에 의해 상부 챔버(47a)와 하부 챔버(47b)로 구획된다.

상부 챔버(47a)는 연결유로(29)와 제 2 오리피스(46)를 연결하고 하부 챔버(47b)는 하부 하우징(21)의 제 1 분기유로(37)와 유출유로(45)와 연결되도록 상부 하우징(22)에 마련되는 제 2 분기유로(48)를 통해 유출유로(45)와 연결된다. 연결 챔버(47)와 유출유로(45)의 사이에는 제 2 오리피스(46)가 마련된 제 2 밸브시트(49)가 마련된다.

도 2 내지 도 4에 도시된 것과 같이, 제 1 유량 조절 유닛(50)은 밸브 몸체(20)의 내부에 설치되어 유출유로(45)의 압력에 의해 자동으로 작동하여 유출유로(45)의 내부 압력이 일정 압력 이상으로 상승하는 것을 막는다. 제 1 유량 조절 유닛(50)은 연결유로(29)로 유입되는 유체를 연결 챔버(47)로 안내하기 위한 통로(51)를 갖는 슬리브(52), 슬리브(52)에 대해 제 1 밸브시트(35)와 멀어지는 방향으로 탄성력을 제공하기 위한 슬리브 가압 스프링(53), 슬리브(52)를 상하 이동 가능하게 지지하기 위해 하부 하우징(21)에 결합되는 슬리브 지지 부싱(54), 슬리브(52)에 제 1 밸브시트(35)와 가까워지는 방향으로 외력을 가하기 위한 다이아프램(55)을 포함한다.

슬리브 지지 부싱(54)은 연결유로(29) 둘레의 하부 하우징(21) 내부면에 마련된 암나사산(56)에 대응하는 수나사산(57)을 구비하여 하부 하우징(21)에 나사 결합된다. 슬리브(52)는 슬리브 지지 부싱(54)의 내부에 상하 이동 가능하게 결합된다. 슬리브(52)와 슬리브 지지 부싱(54)의 사이에는 오링(58)이 개재된다.

슬리브(52)의 상단부에는 슬리브 결합링(59) 및 스프링 지지링(60)이 결합된다. 슬리브 결합링(59)과 스프링 지지링(60)의 사이에는 다이아프램(55)이 개재되며, 다이아프램(55)은 슬리브(52)의 상단부에 결합된다. 다이아프램(55)은 슬리브(52)가 삽입되는 관통구멍(55a)을 갖고, 그 둘레가 제 1 하우징 결합부(25) 및 제 2 하우징 결합부(42)의 사이에 끼어 고정된다. 슬리브 가압 스프링(53)은 그 일단이 슬리브 지지 부싱(54) 내부의 걸림턱(61)에 지지되고 그 타단이 스프링 지지링(60)에 지지된다.

이러한 제 1 유량 조절 유닛(50)은 유출유로(45)의 압력이 일정 압력 이상이 되면 다이아프램(55)이 탄성 변형하면서 슬리브(52)를 제 1 밸브시트(35)에 가까워지는 방향으로 민다. 이때, 슬리브(52)의 하단부와 제 1 밸브시트(35) 사이의 간격이 좁아져 연결유로(29)에서 슬리브(52)의 통로(51)로 유입되는 유체의 유동 저항이 커진다.

따라서, 슬리브(52)의 통로(51)로 유입되는 유체의 유량이 감소하게 된다. 유출유로(45)로 유입되는 유체의 유량이 감소하여 유출유로(45)의 압력이 일정 압력보다 작아지면, 슬리브 가압 스프링(53)이 탄성 복원되면서 슬리브(52)가 원래 위치로 이동하여 슬리브(52)의 하단부와 제 1 밸브시트(35) 사이의 간격이 다시 벌어진다.

이와 같이, 제 1 유량 조절 유닛(50)은 유출유로(45)의 압력 변화에 따라 슬리브(52)가 이동함으로써, 유출유로(45)로 유동하는 유체의 유량을 자동으로 조절하게 된다.

도 2, 도 3 및 도 5에 도시된 것과 같이, 제 2 유량 조절 유닛(63)은 액츄에이터(5)와 결합될 수 있도록 상부 하우징(22)의 설치부(43)에 설치된다. 제 2 유량 조절 유닛(63)은 제 2 오리피스(46)를 통한 유체의 유량을 조절하기 위한 것으로, 상부 일단이 액츄에이터(5)에 결합될 수 있도록 밸브 몸체(20)로부터 돌출되는 스템(64), 스템(64)에 탄성력을 제공하기 위한 스템 가압 스프링(65), 스템(64)을 슬라이드 이동 가능하게 지지하는 중공형의 가이드 플러그(66) 및 보조 가이드 플러그(67), 상부 하우징(22)의 설치구멍(43a)에 결합되어 가이드 플러그(66)를 이동 가능하게 지지하는 중공형의 지지 플러그(68), 가이드 플러그(66)와 지지 플러그(68)의 사이에 개재되는 거리 조절 부싱(69)을 포함한다.

스템(64)은 가이드 플러그(66)에 슬라이드 이동 가능하게 삽입되는 로드(71)와 로드(71)의 하단부에 결합되는 패킹(72)을 포함한다. 스템(64)은 밸브몸체(20)에 결합되는 액츄에이터(5)에 의해 움직이며, 제 2 밸브시트(49)와 가까워지거나 제 2 밸브시트(49)로부터 멀어짐으로써 제 2 오리피스(46)를 통한 유체의 유량을 조절한다. 스템(64)과 가이드 플러그(66)의 사이에는 유체의 누출을 방지하기 위한 오링(73)과 지지링(74)이 개재된다.

스템 가압 스프링(65)은 가이드 플러그(66)의 내부에 배치되는 제 1 스프링 지지링(75)과 스템(64)에 결합되는 제 2 스프링 지지링(76)의 사이에 위치한다. 스템 가압 스프링(65)은 스템(64)에 대해 제 2 밸브시트(49)로부터 멀어지는 방향으로 탄성력을 제공한다. 따라서, 액츄에이터(5)가 스템(64)을 제 2 밸브시트(49) 쪽으로 밀때 스템 가압 스프링(65)은 압축되어 탄성 변형되고, 액츄에이터(5)의 가압력이 제거되면 스템 가압 스프링(65)이 스템(64)을 원래 위치로 복귀시킨다.

도 2 및 도 5에 도시된 것과 같이, 가이드 플러그(66)는 지지 플러그(68)에 상하 이동 가능하게 결합되고, 가이드 플러그(66)와 지지 플러그(68)의 사이에는 유체의 누출을 방지하기 위한 오링(77)이 개재된다. 가이드 플러그(66)에는 보조 가이드 플러그(67)와의 나사 결합을 위한 암나사산(79) 및 거리 조절 부싱(69)과의 나사 결합을 위한 수나사산(80)이 마련된다. 가이드 플러그(66)의 하단부에는 비원형의 결합부(81)가 마련된다. 결합부(81)는 지지 플러그(68)에 마련되는 비원형의 결합구멍(85)에 대응하는 형상으로 이루어진다. 이들 비원형의 결합부(81)와 결합구멍(85)이 서로 형합됨으로써 가이드 플러그(66)는 상하 직선 이동은 가능하지만 회전 운동은 억제된다.

보조 가이드 플러그(67)는 가이드 플러그(66)의 상단부에 나사 결합되어 스템(64)의 상단부를 슬라이드 이동 가능하게 지지한다. 보조 가이드 플러그(67)는 가이드 플러그(66)의 암나사산(79)에 대응하는 수나사산(82)과 스템(64)의 로드(71)가 삽입되는 관통구멍(67a)을 갖는다.

지지 플러그(68)는 밸브 몸체(20)의 설치부(43)에 결합되어 가이드 플러그(66)를 상하 이동 가능하게 지지한다. 지지 플러그(68)는 설치부(43)의 암나사산(44)에 대응하는 수나사산(83)을 구비하여 설치부(43)에 나사 결합된다. 지지 플러그(68)와 설치부(43)의 사이에는 유체의 누출을 방지하기 위한 오링(84)이 개재된다. 앞서 설명한 것과 같이, 지지 플러그(68)의 하단부에는 가이드 플러그(66)의 결합부(81)가 삽입되는 비원형의 결합구멍(85)이 마련된다. 지지 플러그(68)의 외주면에는 액츄에이터(5)를 고정하기 위한 수나사산(86)이 마련된다.

도 2 및 도 5에 도시된 것과 같이, 거리 조절 부싱(69)은 가이드 플러그(66)와 지지 플러그(68)의 사이에 회전 가능하게 개재된다. 거리 조절 부싱(69)은 가이드 플러그(66)의 수나사산(80)에 대응하는 암나사산(87)을 가지고 있어서 가이드 플러그(66)와 나사 결합된다. 거리 조절 부싱(69)은 지지 플러그(68)의 내부에서 회전 운동은 할 수 있지만 고정링(88)에 의해 상하 운동이 억제된다. 고정링(88)은 지지 플러그(68)의 내주면에 마련되는 고정홈(68a) 및 거리 조절 부싱(69)의 외주면에 마련되는 걸림홈(69a)에 삽입되어 거리 조절 부싱(69)의 상하 이동을 제한한다. 거리 조절 부싱(69)이 회전하면 이와 나사 결합된 가이드 플러그(66)가 상하 방향으로 이동하게 된다.

거리 조절 부싱(69)의 외주면에는 인디케이터링(90)과의 결합을 위한 톱니(89)가 마련된다. 인디케이터링(90)은 거리 조절 부싱(69)과 함께 회전할 수 있도록 거리 조절 부싱(69)과 결합되며, 그 내주면에는 거리 조절 부싱(69)의 톱니(89)에 대응하는 톱니(91)가 마련된다. 그리고 인디케이터링(90)의 상면에는 공구의 결합을 위한 홈 형태의 공구 결합부(90a)와 회전 각도를 표시하기 위한 눈금(90b)이 마련된다. 사용자가 인디케이터링(90)의 공구 결합부(90a)에 공구를 결합하고 인디케이터링(90)을 돌리면 거리 조절 부싱(69)이 회전하여 가이드 플러그(66)가 하강하거나 상승하게 된다. 인디케이터링(90)과 가이드 플러그(66) 사이의 틈새는 보조 가이드 플러그(67)를 덮는 커버(92)에 의해 막힌다

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 의한 유량 조절 밸브(10)의 작용에 대하여 설명한다.

도 6에 도시된 것과 같이, 유입구(24)을 통해 밸브 몸체(20)의 내부로 유입되는 유체는 유입유로(27)를 따라 유동하여 거름망(30)을 통과한 후 제 1 오리피스(28)를 통해 연결유로(29)로 유입된다. 연결유로(29)로 유입된 유체는 슬리브(52)의 제 1 밸브시트(35)와 슬리브(52)의 하단부 사이의 틈새를 통해 슬리브(52)의 통로(51)로 유입되고, 계속해서 연결 챔버(47)의 상부 챔버(47a) 및 제 2 오리피스(46)를 통과하여 유출유로(45)로 유입된다. 유출유로(45)로 유입된 유체는 대부분 유출구(40)를 통해 밸브 몸체(20)의 외부로 유출되고, 일부는 제 1 분기유로(37) 및 제 2 분기유로(48)를 따라 연결 챔버(47)의 하부 챔버(47b)로 유입된다.

이와 같이 유체가 밸브 몸체(20)의 내부를 통과하는 동안 유출유로(45)의 내부 압력이 일정 압력보다 커지면, 그 압력에 의해 슬리브 가압 스프링(53) 및 다이아프램(55)이 변형되면서 슬리브(52)가 하강하게 된다. 이때, 제 1 밸브시트(35)와 슬리브(52)의 하단부 사이의 틈새가 줄어들어 연결유로(29)에서 슬리브(52)의 통로(51)로 유입되는 유체의 유량이 감소한다. 이렇게 슬리브(52)를 통한 유체의 유량이 감소하면 유출유로(45) 쪽의 유량이 감소하여 유출유로(45)의 압력이 작아진다.

그리고 유출유로(45)의 압력이 일정 압력보다 작아지면, 슬리브 가압 스프링(53) 및 다이아프램(55)의 탄성 복원력에 의해 슬리브(52)는 원래 상태로 상승하고 슬리브(52)를 통하 유체의 유량은 다시 증가하게 된다. 이와 같이, 본 발명의 일실시예에 의한 유량 조절 밸브(10)는 제 1 유량 조절 유닛(50)의 작용으로 유출구(40) 쪽의 압력이 일정하게 유지될 수 있다. 여기에서, 일정 압력은 슬리브 가압 스프링(53)의 탄성력과 다이아프램(55)의 탄성력의 합력에 대응하는 압력이다.

도 7 및 도 8은 제 2 유량 조절 유닛(63)의 작용을 나타낸 것으로, 도 7에 도시된 것과 같이 액츄에이터(5)가 스템(64)을 제 2 밸브시트(49) 쪽으로 가압하면, 스템(64)의 패킹(72)이 제 2 밸브시트(49)에 접근하게 된다. 이때, 패킹(72)에 의해 제 2 오리피스(46)를 통해 유출유로(45)로 유동하는 유체의 유동 저항이 커져서 제 2 오리피스(46)를 통해 유출유로(45)로 유입되는 유체의 유량이 감소하게 된다. 그리고 액츄에이터(5)에 의한 외력이 제거되면 스템 가압 스프링(65)의 탄성 복원력에 의해 스템(64)은 원래 위치로 복귀하여 제 2 오리피스(46)를 통한 유체의 유량이 다시 증가하게 된다.

한편, 도 8에 도시된 것과 같이, 사용자가 인디케이터링(90)을 이용하여 거리 조절 부싱(69)을 한쪽 방향으로 돌리면, 가이드 플러그(66)와 거리 조절 부싱(69) 사이의 나사 운동에 의해 가이드 플러그(66)가 하부 방향으로 이동한다. 가이드 플러그(66)가 하강하면 이에 지지된 스템(64)도 함께 하강하므로 스템(64)의 세팅 높이가 낮아진다. 이때, 액츄에이터(5)의 작동과 상관없이 제 2 오리피스(46)를 통해 유출유로(45)로 유입되는 유체의 유량이 감소하게 된다. 반대로, 가이드 플러그(66)를 상부 방향으로 이동시키면 액츄에이터(5)의 작동과 상관없이 제 2 오리피스(46)를 통해 유출유로(45)로 유입되는 유체의 유량을 증가시킬 수 있다.

이와 같이, 인디케이터링(90)과 거리 조절 부싱(69)을 이용하여 스템(64)의 세팅 높이를 조절하면, 액츄에이터(5)의 유량 조절 범위를 변경하거나, 유량 조절을 위한 액츄에이터(5)의 작동 빈도를 줄일 수 있다.

상술한 것과 같이, 본 발명의 일실시예에 의한 유량 조절 밸브(10)는 제 1 유량 조절 유닛(50)을 통해 유출구(40) 쪽의 압력을 일정하게 유지할 수 있고, 제 2 유량 조절 유닛(63)을 통해 유량을 정밀하게 조절할 수 있다. 따라서, 유량의 조절이 용이하고 제품의 신뢰도를 높일 수 있다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 특허청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서, 이러한 개량 및 변경은 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

10 : 유량 조절 밸브 20 : 밸브 몸체
21 : 하부 하우징 22 : 상부 하우징
23 : 유입구 25, 42 : 제 1, 2 하우징 결합부
27 : 유입유로 28, 46 : 제 1, 2 오리피스
29 : 연결유로 30 : 거름망
31 : 폐쇄용 플러그 35, 49 : 제 1, 2 밸브시트
37, 48 : 제 1, 2 분기유로 40 : 유출구
45 : 유출유로 47 : 연결 챔버
50, 63 : 제 1, 2 유량 조절 유닛 52 : 슬리브
53 : 슬리브 가압 스프링 54 : 슬리브 지지 부싱
55 : 다이아프램 59 : 슬리브 결합링
60 : 슬리브 지지링 64 : 스템
65 : 스템 가압 스프링 66 : 가이드 플러그
67 : 보조 가이드 플러그 68 : 지지 플러그
69 : 거리 조절 부싱 71 : 로드
72 : 패킹 88 : 고정링
90 : 인디케이터링 92 : 커버

Claims

유입유로, 연결유로, 상기 유입유로와 상기 연결유로를 연결하는 제 1 오리피스, 상기 연결유로와 연결되는 연결 챔버, 유출유로, 상기 연결 챔버와 상기 유출유로를 연결하는 제 2 오리피스 및 상기 유출유로와 연결되는 설치구멍을 갖는 밸브 몸체;
상기 연결유로에 배치되는 제 1 밸브시트;
상기 제 2 오리피스가 마련되고, 상기 유출유로에 배치되는 제 2 밸브시트;
상기 연결유로로 유입되는 유체를 상기 연결 챔버로 안내하기 위한 통로를 갖고, 상기 밸브 몸체의 내부에 이동 가능하게 설치되는 슬리브;
상기 슬리브에 대해 상기 제 1 밸브시트와 멀어지는 방향으로 탄성력을 제공하는 슬리브 가압 스프링;
상기 슬리브에 결합되고, 상기 유출유로의 압력이 상기 슬리브 가압 스프링의 탄성력보다 클 때 탄성 변형되어 상기 슬리브에 대해 상기 제 1 밸브시트와 가까워지는 방향으로 외력을 가하는 다이아프램;
상기 제 2 밸브시트에 가까워지거나 상기 제 2 밸브시트로부터 멀어질 수 있도록 상기 설치구멍에 이동 가능하게 설치되고, 그 일단이 상기 밸브 몸체의 외부로 돌출되는 스템; 및
상기 스템에 대해 탄성력을 제공하기 위한 스템 가압 스프링;을 포함하는 것을 특징으로 하는 유량 조절 밸브.
제 1 항에 있어서,
상기 연결유로와 상기 연결 챔버의 사이에 배치되고, 상기 슬리브가 이동 가능하게 삽입되는 슬리브 지지 부싱을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유량 조절 밸브.
제 1 항에 있어서,
상기 스템이 이동 가능하게 삽입되고, 수나사산을 갖는 중공형의 가이드 플러그;
상기 가이드 플러그가 이동 가능하게 결합되고, 상기 설치구멍에 결합되는 중공형의 지지 플러그; 및
상기 가이드 플러그와 나사 결합될 수 있도록 상기 가이드 플러그의 수나사산에 대응하는 암나사산을 구비하며, 회전 시 상기 가이드 플러그를 이동시킬 수 있도록 상기 가이드 플러그와 상기 지지 플러그의 사이에 회전 가능하게 배치되는 거리 조절 부싱;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유량 조절 밸브.
제 3 항에 있어서,
상기 지지 플러그는 비원형의 결합구멍을 갖고, 상기 가이드 플러그는 회전 운동이 억제되도록 상기 지지 플러그의 결합구멍에 삽입되는 비원형의 결합부를 갖는 것을 특징으로 하는 유량 조절 밸브.
제 3 항에 있어서,
상기 거리 조절 부싱과 함께 회전할 수 있도록 상기 거리 조절 부싱과 결합되며, 공구가 결합될 수 있는 공구 결합부 및 회전 각도를 표시하기 위한 눈금을 갖는 인디케이터링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유량 조절 밸브.
제 1 항에 있어서,
상기 유입구를 통해 상기 밸브 몸체의 내부로 유입되는 유체 속에 함유된 이물질을 걸러내기 위해 다수의 구멍을 갖고, 유입유로와 상기 제 1 오리피스의 사이에 배치되는 거름망을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유량 조절 밸브.
제 1 항에 있어서,
상기 밸브 몸체는 상기 연결유로에 배치되는 보스부를 구비하고, 상기 제 1 밸브시트는 상기 보스부에 마련되는 결합홈에 결합되는 것을 특징으로 하는 유량 조절 밸브.