KR20180054299A

KR20180054299A - 자동 밸브 장치

Info

Publication number: KR20180054299A
Application number: KR1020160152093A
Authority: KR
Inventors: 김현우; 김진희
Original assignee: 김현우; 김진희
Priority date: 2016-11-15
Filing date: 2016-11-15
Publication date: 2018-05-24

Abstract

본 발명은 자동 밸브 장치를 개시한다. 개시된 자동 밸브 장치는, 내부에 개폐구가 회전가능하게 구비되며 개폐구의 설치를 위하여 분할 형성되는 내부관체와, 개폐구와 연결되도록 내부관체에 구비되며 개폐구를 회전시키는 개폐 연동부와, 개폐 연동부와 연결되도록 내부관체에 이동 가능하게 설치되는 피스톤부재를 포함하며 피스톤부재와 내부관체 및 개폐 연동부를 커버하고, 유압을 통해 피스톤부재의 직선왕복운동시켜 개폐 연동부를 작동시키는 개폐 작동부와, 개폐 작동부의 양측을 밀폐시키도록 내부관체의 양단부에 각각 결합되며 유체배관에 결합되는 배관 연결부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

자동 밸브 장치{AUTOMATIC VALVE APPARATUS}

본 발명은 자동 밸브 방치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유압에 의해 작동하는 개폐 작동부를 내부관체에 일체형으로 형성하여 외부구조를 단순화하고, 크기를 줄일 수 있도록 하는 자동 밸브 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 종래에도 가스(gas)와 같은 기체 및 액체와 같은 류의 각종 유체가 공급되는 공급원이나 이들 유체가 흐르는 공급관의 중간에 밸브를 설치하여 유체의 유출이 감지되거나 또는 화재가 감지되는 경우 밸브가 유체의 유로(流路)를 폐쇄(차단)하도록 함으로써 각종 유체의 유출(流出)에 따른 손실이나 대형사고를 방지하도록 하고 있다.

그런데, 이와 같은 종래의 유체제어용 밸브는 개폐를 자동으로 하기 위한 액추에이터나 모터 등이 외부로 노출되어 있어 외형 구조가 매우 복잡하고, 그 크기가 커지는 문제점이 있다.

한편, 국내 등록실용신안공보 제20-0204737호(등록일:2000.09.18)에는 "내장형 솔레노이드로 개폐되는 전기밸브"가 개시되어 있고, 국내 공개실용신안공보 제20-1999-0040001호(공개일:1999.11.25)에는 "전동밸브"가 개시되어 있다.

본 발명은 상기와 같은 필요성에 의해 창출된 것으로서, 유압에 의해 작동하는 개폐 작동부를 내부관체에 일체형으로 형성하여 외부구조를 단순화하고, 크기를 줄일 수 있는 자동 밸브 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 밸브 장치는, 내부에 개폐구가 회전가능하게 구비되며, 상기 개폐구의 설치를 위하여 분할 형성되는 내부관체와, 상기 개폐구와 연결되도록 상기 내부관체에 구비되며, 상기 개폐구를 회전시키는 개폐 연동부와, 상기 개폐 연동부와 연결되도록 상기 내부관체에 이동 가능하게 설치되는 피스톤부재를 포함하며, 상기 피스톤부재와 상기 내부관체 및 상기 개폐 연동부를 커버하고, 상기 피스톤부재의 직선왕복운동을 통해 상기 개폐 연동부를 작동시키는 개폐 작동부와, 상기 개폐 작동부의 양측을 밀폐시키도록 상기 내부관체의 양단부에 각각 결합되며, 유체배관에 결합되는 배관 연결부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 내부관체는, 외면에 상기 피스톤부재가 이동 가능하게 결합되며, 상기 배관 연결부 중 어느 하나의 상기 배관 연결부와 체결되는 제1관체와, 상기 개폐구를 고정하도록 상기 제1관체와 결합되며, 외면에 상기 피스톤부재가 이동가능하게 결합되고, 상기 배관 연결부 중 다른 하나의 상기 배관 연결부와 체결되는 제2관체를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 개폐 연동부는, 상기 개폐구와 결합되도록 상기 내부관체에 회전 가능하게 설치되는 회전축과, 상기 회전축에 결합되는 피니언과, 상기 피니언과 치합하며, 서로 반대 방향으로 이동하도록 상기 피스톤부재와 연결되는 복수의 랙기어를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 개폐 연동부는, 상기 개폐구의 중심을 기준으로 상하 대응되게 배치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 개폐 작동부는, 내면에 상기 피스톤부재가 이동 가능하게 지지되며, 양단부가 상기 배관 연결부에 의해 밀폐되고, 상기 피스톤부재가 직선왕복운동 하도록 내부로 압축공기가 선택적으로 유입 및 배출되는 외부밀폐관을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 배관 연결부는, 내면에 암나사부가 형성되어 상기 내부관체와 체결되는 관체체결부와, 상기 관체체결부에서 연장형성되며, 상기 내부관체와 상기 배관 연결부가 결합됨에 따라 상기 개폐 작동부를 밀폐시키는 밀폐플랜지와, 상기 관체체결부에서 연장형성되어 상기 유체배관에 결합되는 연결플랜지를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 자동 밸브 장치는 종래 발명과 달리 유압에 의해 작동하는 개폐 작동부를 내부관체에 일체형으로 형성하여 외부구조를 단순화하고, 크기를 줄일 수 있는 효과를 가진다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 밸브 장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 밸브 장치를 도시한를 도시한 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 밸브 장치를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 개폐구와 개폐 연동부를 도시한 요부확대도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 밸브 장치의 밀폐된 상태를 나타낸 평단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 밸브 장치의 개방된 상태를 나타낸 평단면도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 자동 밸브 장치의 바람직한 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 밸브 장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 밸브 장치를 도시한를 도시한 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 밸브 장치를 도시한 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 개폐구와 개폐 연동부를 도시한 요부확대도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 밸브 장치의 밀폐된 상태를 나타낸 평단면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 밸브 장치의 개방된 상태를 나타낸 평단면도이다.

도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 밸브 장치(100)는 유체배관(10)에서 이송하는 유체의 흐름을 선택적으로 차단하도록 유체배관(10) 상에 설치되며, 그 개폐가 공압에 의해 이루어진다.

이를 위하여 본 실시예에 따른 자동 밸브 장치(100)는 유체배관(10)과 연통하며 선택적으로 개폐되는 내부관체(110)와, 내부관체(110)를 개폐시키기 위한 개폐 연동부(120)와, 공압을 통해 개폐 연동부(120)를 작동시키기 위한 개폐 작동부(130)와, 유체배관(10)과의 연결을 위한 배관 연결부(140)를 포함한다. 이러한, 자동 밸브 장치(100)는 개폐 작동부(130)가 공압의 의해 작동하는 액추에이터 기능을 수행함에 따라 내부관체(110)를 개폐하기 위한 모터나 액추에이터 등과 같은 별도의 부품을 설치할 필요가 없게 된다.

즉, 본 실시예에 따른 자동 밸브 장치(100)는 액추에이터 기능을 하는 개폐 작동부(130)가 내부관체(110)의 외부에 일체형으로 구비되므로, 외부구조를 단순화할 수 있음은 물론 그 크기를 줄일 수 있게 된다.

내부관체(110)는 내부에 개폐구(111)가 회전가능하게 구비되며, 개폐구(111)의 용이한 설치를 위하여 분할 형성된다. 구체적으로, 내부관체(110)는 중앙부에 개폐구(111)가 위치하도록 상호 조립되는 제1관체(113) 및 제2관체(115)를 포함하며, 개폐 작동부(130)에 의해 커버된다.

개폐구(111)는 구 형태로 형성되며, 수직 중심선 상의 상단 및 하단에 개폐 연동부(120)가 결합되도록 결합홈(111a)이 각각 형성된다. 이러한, 개폐구(111)는 상단 및 하단에 결합되는 개폐 연동부(120)에 의해 개폐되므로, 보다 큰 압력으로 이송되는 유체를 개폐할 수 있게 된다.

제1관체(113)는 개폐 작동부(130)가 이동가능하게 설치되며, 배관 연결부(140)와 결합된다. 이러한 제2관체(115)는 내부에 개폐구(111)가 위치하며, 개폐 연동부(120)가 설치되는 제1개폐 가이드부(113a)와, 제1개폐 가이드부(113a)에서 연장 형성되며, 개폐 작동부(130)의 이동을 가이드하는 제1피스톤 가이드부(113b)와, 배관 연결부(140)가 결합되는 제1체결부(113c)를 포함한다.

제1개폐 가이드부(113a)는 결합홈(111a)과 정렬하도록 설치공(113d)이 상부 및 하부에 관통되게 형성되며, 외면에 설치공(113d)에 설치되는 개폐 연동부(120)를 가이드하기 위한 안착 가이드면(113e)이 형성된다. 또한, 제1개폐 가이드부(113a)에는 제2관체(115)를 결합하기 위한 제1플랜지(113f)가 돌출 형성된다.

제1피스톤 가이드부(113b)는 제1개폐 가이드부(113a)에서 단차지게 연장 형성되며, 개폐 작동부(130)의 피스톤부재(133)가 이동 가능하게 결합된다.

제1체결부(113c)는 제1피스톤 가이드부(113b)에 단차지게 연장 형성되며, 배관 연결부(140) 중 어느 하나의 배관 연결부(140)와 결합된다. 이때, 제1체결부(113c)는 배관 연결부(140)와 용이하게 조립되도록 외면에 수나사부가 형성된다.

제1관체(113)에 결합되어 유체가 흐르는 유로를 형성하는 제2관체(115)는 제2개폐 가이드부(115a)와, 제2피스톤 가이드부(115b)와, 제2체결부(115c)를 포함한다.

제2개폐 가이드부(115a)는 내부에 개폐구(111)가 위치하여 개폐구(111)에 의해 개폐된다. 또한, 제2개폐 가이드부(115a)에는 제1플랜지(113f)와 결합되는 제2플랜지(115d)가 돌출 형성된다.

제2피스톤 가이드부(115b)는 제2개폐 가이드부(115a)에서 단차지게 연장 형성되며, 개폐 작동부(130)의 피스톤부재(133)가 이동가능하게 결합된다.

제2체결부(115c)는 제2피스톤 가이드부(115b)에서 단차지게 연장 형성되며, 배관 연결부(140) 중 다른 하나의 배관 연결부(140)와 조립된다. 이때, 제2체결부(115c)는 배관 연결부(140)와 용이하게 조립되도록 외면에 수나사부가 형성된다.

이와 같은 본 실시예에 따른 내부관체(110)는 제1관체(113)와 제2관체(115)로 이루어지므로, 개폐구(111)를 용이하게 설치할 수 있음은 물론 개폐구(111)가 개폐 연동부(120)에 의해 안정되게 작동하게 된다.

개폐 연동부(120)는 개폐구(111)와 연결되도록 제1관체(113)의 설치공(113d)에 설치되며, 개폐 작동부(130)에 의해 연동 되면서 개폐구(111)를 정, 역으로 회전시키게 된다. 이를 위하여, 본 실시예에 따른 개폐 연동부(120)는 설치공(113d)에 회전가능하게 결합되는 회전축(121)과, 회전축(121)에 축결합되는 피니언(123)과, 피니언(123)에 치합되도록 개폐 작동부(130)와 연결되는 랙기어(125)를 포함한다.

본 실시예에서는 개폐 연동부(120)가 내부관체(110)의 상부 및 하부에 2개 배치되는 것이 도시되어 있지만, 사용자의 필요에 따라 개폐 연동부(120)를 1개만 설치할 수도 있다.

회전축(121)은 개폐구(111)의 결합홈(111a)에 삽입되는 결합리브(121a)가 일단부에 형성되고, 타단부에 피니언(123)에 축결합된다.

피니언(123)은 랙기어(125)의 직선왕복운동에 의해 회전하면서 회전축(121)을 회전시킨다.

랙기어(125)는 피니언(123)을 보다 원활하게 작동시킬 수 있도록 제1랙(125a)과 제2랙(125b)으로 이루어지며, 제1랙(125a)과 제2랙(125b)이 피니언(123)을 중심으로 대응되게 배치된다. 이러한, 랙기어(125)는 제1랙(125a)과 제2랙(125b)이 개폐 작동부(130)에 의해 서로 반대 방향으로 이동하면서 피니언(123)을 회전시키도록 제1랙(125a)과 제2랙(125b)이 개폐 작동부(130)와 결합된다. 이를 통해 피니언(123)을 보다 큰 토크로 회전시킬 수 있다.

본 실시예에서는 피니언(123)이 제1랙(125a)과 제2랙(125b)에 의해 작동하는 것을 예를 들어 설명하고 있지만, 제1랙(125a)과 제2랙(125b) 중 어느 하나만을 사용할 수도 있다.

개폐 연동부(120)의 작동을 의한 개폐 작동부(130)는 내부관체(110)와 개폐 연동부(120) 를 밀폐하여 액추에이터 기능을 수행할 수 있도록 내부로 내부관체(110)가 삽입되며, 양단부가 배관 연결부(140)를 통해 밀폐된다.

또한, 개폐 작동부(130)는 내부로 압축공기가 선택적으로 유입 및 배출되는 외부밀폐관(131)과, 랙기어(125)와 결합되도록 내부관체(110)와 외부밀폐관(131) 사이에 직선왕복운동 가능하게 결합되는 피스톤부재(133)를 포함한다.

이러한 개폐 작동부(130)는 외부밀폐관(131)으로 유입되는 압축공기에 의해 피스톤부재(133)가 직선왕복운동 함에 따라 랙기어(125)를 이동시키게 된다.

외부밀폐관(131)은 양단부가 배관 연결부에 의해 긴밀하게 밀폐되어 내부관체(110)와의 사이에 공기 유입을 위한 밀폐공간부를 형성하며, 압축공기라인과 연결된다.

피스톤부재(133)는 개폐 연동부(120)의 랙기어(125)와 연결되도록 외부밀폐관(131)의 밀폐공간부에 이동 가능하게 설치되며, 밀폐공간부로 유입 및 배출되는 압축공기에 의해 왕복운동하게 된다.

이러한 피스톤부재(133)는 제1랙(125a)과 결합되는 제1피스톤(133a)과, 제2랙(125b)과 결합되는 제2피스톤(133b)을 포함하며, 제1피스톤(133a) 및 제2피스톤(133b)이 외부밀폐관(131)의 내부로 유입되는 압축공기에 의해 직선왕복운동 하게 된다.

제1피스톤(133a)은 내면에 제1피스톤 가이드부(113b)가 삽입되어 실링되고, 외면이 외부밀폐관(131)의 내면에 접촉되어 실링된다. 즉, 제1피스톤(133a)은 내면 및 외면이 제1피스톤 가이드부(113b) 및 외부밀폐관(131)에 지지되어 왕복운동 하게 된다.

제2피스톤(133b)은 내면에 제2피스톤 가이드부(115b)가 삽입되어 실링되고, 외면이 외부밀폐관(131)의 내면에 접촉되어 실링된다. 이러한, 제2피스톤(133b)은 내면 및 외면이 제2피스톤 가이드부(115b) 및 외부밀폐관(131)에 지지되어 왕복운동 하게 된다.

배관 연결부(140)는 외부밀폐관(131)의 양측을 밀폐하도록 제1관체(113)의 제1체결부(113c) 및 제2관체(115)의 제2체결부(115c)에 각각 결합된다. 이러한 배관 연결부(140)는 볼트 및 너트를 통해 유체배관(10)의 플랜지에 각각 결합된다.

또한 배관 연결부(140)는 내부관체(110)와 체결되는 관체체결부(141)와, 외부밀폐관(131) 및 내부관체(110)를 밀폐하기 위한 밀폐플랜지(143)와, 유체배관)과 결합되는 연결플랜지(145)를 포함한다.

관체체결부(141)는 배관 연결부(140)를 제1체결부(113c) 및 제2체결부(115c)에 용이하게 결합할 수 있도록 내면에 암나사부가 형성된다. 이로 인하여 배관 연결부(140)의 설치를 용이하게 할 수 있음은 물론 유지보수시 자동 밸브 장치(100)를 용이하게 분해 및 조립할 수 있다.

밀폐플랜지(143)는 관체체결부(141)에서 연장 형성되며, 내측부가 제1관체 및 제2관체(115)에 밀착되고, 외측부가 외부밀폐관(131)의 단부에 밀착된다. 이를 통해 내부관체(110)와 외부밀폐관(131) 사이가 긴밀하게 밀폐된다.

연결플랜지(145)는 밀폐플랜지(143)와 이격되도록 관체체결부(141)에서 연장형성되며, 볼트 및 너트를 통해 연결플랜지(145)에 결합된다. 이때, 연결플랜지(145)를 밀폐플랜지(143)와 이격되게 형성하는 것은 배관 연결부(140)를 유체배관(10)에 연결할 때 볼트 및 너트를 체결하기 위한 작업공간을 확보하기 위함이다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 밸브 장치(100)는 개폐 작동부(130)의 중앙부로 유압이 공급되어 제1피스톤(133a)과 제2피스톤(133b)이 밀폐플랜지(143)측으로 이동하게 되면 개폐구(111)에 의해 내부관체(110)가 개방된 상태를 유지한다.

이러한 상태에서 개폐 작동부(130)의 양측에서 유압이 공급되면 제1피스톤(133a)과 제2피스톤(133b)이 근접되는 방향으로 이동하게 되고, 제1랙(125a)과 제2랙(125b)이 제1피스톤(133a) 및 제2피스톤(133b)에 의해 함께 직선운동하면서 피니언(123)을 회전시킨다.

이때, 제1랙(125a)과 제2랙(125b)이 피니언(123)의 양측에서 동시에 이동함에 따라 피니언(123)이 보다 큰 힘으로 원활하게 회전하면서 개폐구(111)를 회전시켜 내부관체(110)를 밀폐시키게 된다.

이와 같이 개폐구(111)를 작동시키기 위한 액추에이터 기능을 내부관체(110)와 외부밀폐관(131) 사이에 일체로 구비시킬 수 있으므로, 외부구조를 단순화할 수 있음은 물론 그 크기를 줄일 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

10 : 유체배관 100 : 자동 밸브 장치
110 : 내부관체 111 : 개폐구
113 : 제1관체 115 : 제2관체
120 : 개폐 연동부 121 : 회전축
123 : 피니언 125 : 랙기어
130 : 개폐 작동부 131 : 외부밀폐관
133 : 피스톤부재 140 : 배관 연결부
141 : 관체체결부 143 : 밀폐플랜지
145 : 연결플랜지

Claims

내부에 개폐구가 회전가능하게 구비되며, 상기 개폐구의 설치를 위하여 분할 형성되는 내부관체;
상기 개폐구와 연결되도록 상기 내부관체에 구비되며, 상기 개폐구를 회전시키는 개폐 연동부;
상기 개폐 연동부와 연결되도록 상기 내부관체에 이동 가능하게 설치되는 피스톤부재를 포함하며, 상기 피스톤부재와 상기 내부관체 및 상기 개폐 연동부를 커버하고, 유압을 통해 상기 피스톤부재의 직선왕복운동시켜 상기 개폐 연동부를 작동시키는 개폐 작동부; 및
상기 개폐 작동부의 양측을 밀폐시키도록 상기 내부관체의 양단부에 각각 결합되며, 유체배관에 결합되는 배관 연결부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 밸브 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 내부관체는,
외면에 상기 피스톤부재가 이동 가능하게 결합되며, 상기 배관 연결부 중 어느 하나의 상기 배관 연결부와 체결되는 제1관체; 및
상기 개폐구를 고정하도록 상기 제1관체와 결합되며, 외면에 상기 피스톤부재가 이동가능하게 결합되고, 상기 배관 연결부 중 다른 하나의 상기 배관 연결부와 체결되는 제2관체;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 밸브 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 개폐 연동부는,
상기 개폐구와 결합되도록 상기 내부관체에 회전 가능하게 설치되는 회전축;
상기 회전축에 결합되는 피니언; 및
상기 피니언과 치합하며, 서로 반대 방향으로 이동하도록 상기 피스톤부재와 연결되는 복수의 랙기어;를 포함하며,
상기 개폐구의 중심을 기준으로 상하 대응되게 배치되는 것을 특징으로 하는 자동 밸브 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 개폐 작동부는, 내면에 상기 피스톤부재가 이동 가능하게 지지되며, 양단부가 상기 배관 연결부에 의해 밀폐되고, 상기 피스톤부재가 직선왕복운동 하도록 내부로 압축공기가 선택적으로 유입 및 배출되는 외부밀폐관;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 밸브 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 배관 연결부는,
내면에 암나사부가 형성되어 상기 내부관체와 체결되는 관체체결부;
상기 관체체결부에서 연장형성되며, 상기 내부관체와 상기 배관 연결부가 결합됨에 따라 상기 개폐 작동부를 밀폐시키는 밀폐플랜지; 및
상기 관체체결부에서 연장형성되어 상기 유체배관에 결합되는 연결플랜지;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 밸브 장치.