KR950002145B1 - 멀티 웨이 밸브 - Google Patents

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Abstract

내용없음.

Description

멀티 웨이 밸브
제1도는 본 발명에 따른 멀티 웨이 밸브의 단면도.
제2도는 멀티 웨이 밸브의 하측 케이스를 나타낸 평면도.
제3a도는 멀티 웨이 밸브의 케이스내에서 회전하도록 설치되는 상측 원판을 확대하여 나타낸 평면도.
제3b도는 멀티 웨이 밸브의 케이스내에 고정 설치되는 하측 원판을 확대하여 나타낸 평면도.
제4a, 4b도는 멀티 웨이 밸브의 동작 상태도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 멀티 웨이 밸브 12, 14 : 상,하 케이스
14a ∼14f : 출구 16 : 케이스
18 : 입구 26, 28 : 상,하측 원판
34a ∼34f : 관통구멍 38 : 장방형 구멍
40 : 고정판 46 : 축
48 : 스텝모터 52 : 하우징
본 발명은 멀티 웨이 밸브(Multi-Way Valve)에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 한개의 입구로 유입된 유체를 다수개의 출구중 어느 하나의 출구 또는 그 이상의 출구를 통해 선택적으로 유출시킬 수 있도록 한 멀티 웨이 밸브에 관한 것이다.
일반적으로 유체 순환용으로 사용되는 밸브는 관내부로 흐르는 유체를 차단하거나 통과시키는 역할을 하게 되고, 이를 수동 또는 자동으로 제어하도록 되어 있다. 이러한 밸브는 주로 2방향 또는 3방향으로 유체의 흐름을 제어하도록 되어 있고, 구조상 공간에 제약을 받기 때문에 3방향 이상으로 출구를 형성하는 것이 곤란하다. 따라서, 하나의 시스템에서 3방향 이상으로 유체의 흐름을 제어하기 위해서는 2방향 또는 3방향 밸브를 다수개 사용해야 하는 설계상의 번거로움이 있었고, 더욱이 이를 자동제어할 경우 상기 다수개의 밸브를 제어해야 하므로 밸브의 자동제어가 복잡해지고 제어가 용이치 않은 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 하나의 밸브가 유체의 흐름을 3방향 이상 제어할 수 있도록 함으로써 밸브의 설치수를 줄일 수 있어 보다 효율적인 멀티 웨이 밸브를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 밸브에 구비된 다수개의 출구중 어느 하나 또는 그 이상의 출구로 유체가 흐를 수 있도록 선택적으로 조절하는 것이 가능하게 함으로써 유체 순환 밸브를 사용하는 모든 분야에서 유체의 흐름을 다양하게 변화시킬 수 있어 기능을 향상시킬 수 있는 멀티 웨이 밸브를 제공하는데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 밀폐된 유체 저장실에 한개의 입구 및 동일중심의 원주방향으로 배열된 다수개의 출구를 갖는 케이스와, 상기 다수개의 출구에 각각 일치되도록 관통구멍이 동일 원주방향으로 다수개 배열되어 그 하면이 출구 측면에 밀착고정되는 하측 원판과, 상기 하측 원판의 상면에 회전 가능하도록 하면이 밀착되고 상기 다수개의 관통구멍중 하나 또는 그 이상의 관통구멍과 선택적으로 일치하는 장방형 구멍이 동일 원주방향으로 형성된 상측 원판과, 상기 상측 원판이 일축을 중심으로 회전되도록 하는 구동수단을 포함하는 멀티 웨이 밸브에 의해 달성될 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 멀티 웨이 밸브를 첨부도면에 의하여 상세하게 설명한다. 제1도는 본 발명에 따른 멀티 웨이 밸브의 일 실시예를 나타낸 것으로, 멀티 웨이 밸브(10)는 상,하의 케이스(12)(14)가 플랜지 이음되어 이루어지는 하나의 케이스(16)를 구비한다. 상기 케이스(16)는 원통형상으로 형성된 것으로, 상케이스(12)의 일측벽에 유체가 유입되는 입구(18)가 형성되고, 하케이스(14)의 상면에는 제2도에서와 같이 다수개의 출구(14a)∼ (14f)가 형성되어 있다. 상기 출구(14a)∼(14f)는 동일중심의 원주상에 배열 형성되고, 이들의 갯수와 배열 간격은 멀티 웨이 밸브(10)를 사용하는 기능에 따라 변경될 수 있다. 이를 본 발명의 실시예에서 한정하는 것은 아니지만 본 발명의 원리를 설명하기 위해 6개의 출구 (14a)∼ (14f)를 형성하였다. 예를들면, 제1의 출구(14a)에서 제2의 출구(14b)까지는 36°간격, 제2의 출구(14b)에서 제3의 출구(14c)까지는 72°간격, 제3의 출구(14c)에서 제4, 5 출구(14d)(14e)까지는 각각 36°간격, 제5의 출구(14e)에서 제6의 출구(14f)까지는 72°간격, 제6의 출구(14f)에서 제1의 출구(14a)까지는 108°간격으로 각각 배열 형성하였다.
또한 상기 출구(14a)∼(14f)는 하케이스(14)의 하부 동일지점에 일체로 형성된 엘보우(20a)∼(20f)에 의해 케이스(16)의 외부로 연장되어 있다. 상기와 같은 상,하 케이스(12)(14)는 상호 플랜지 이음되는 것에 의해 케이스(16) 내부에 유체 저장부(22)를 구비하게 되고, 상기 유체 저장부(22)의 시일링을 위해서 플랜지 이음부 사이에 패킹(24)이 개재된다.
한편, 상기 케이스(16)의 유체 저장실(22)에는 입구(18)로 유입된 유체를 다수개의 출구(14a)∼(14f)중 어느 하나 또는 그 이상의 출구를 통해 유출시키도록 된 상,하측 원판(26)(28)이 설치된다.
상기 하측 원판(28)은 하케이스(14)의 상면에 밀착 고정되는 것으로, 하케이스(14)의 중앙돌출부(30)에 하측원판(28)의 중앙구멍(28a)이 끼워지고, 하케이스(14) 상면에 일체로 돌출 형성된 복수의 조립돌기(30a)∼(30c)와 하측원판(28)에 형성된 조립구멍(32a)∼(32c)이 상호 결합되어 조립된다.
이때 상기 하케이스(14)와 하측 상판(28)의 오조립을 방지하기 위해 제2도 및 제3도 (b)에서와 같이 조립돌기(30a)∼(30c) 및 조립구멍(32a)∼(32c)의 형성위치를 임의 각도로 배열 형성하고, 직경도 각각 다르게 형성함으로써 각각 일치하는 직경의 돌기와 구멍이 결합되어야만 조립이 가능하여 하측 원판(28)은 항상 하케이스(14)의 정해진 위치에 조립될 수 있다. 또한, 상기 하측 원판(28)에는 하케이스(14)의 출구(14a)∼(14f)와 일치하도록 동일한 각도로 배열되고 동일한 크기를 갖는 관통구멍(34a)∼(34f)이 다수개 구비되어 있고, 상기 각각의 출구(14a)∼(14f)와 관통구멍(34a)∼(34f)을 일치시켜 하케이스(14)의 상면과 하측 원판(28)의 하면이 밀착되게 하며, 밀착되는 하케이스(14)와 하측 원판(28) 사이의 출구 및 관통구멍 주변은 기밀을 유지하기 위해 패킹(36)이 개재된다.
한편, 상측 원판(26)은 상기 하측 원판(28)상에 밀착되어 회전 가능하도록 설치되는 것으로, 중앙의 구멍(26a)이 하케이스(14)의 중앙돌출부(30)에 끼워져 조립된다. 상기 상측 원판(26)에는 상기 하측 원판(28)의 관통구멍(34a)∼(34f)에 선택적으로 일치될 수 있는 장방형 구멍(38)이 구비된다.
상기 장방형 구멍(38)은 출구(14a)∼ (14f) 및 관통구멍(34a)∼ (34f)의 형성위치와 동일한 중심의 원주방향으로 형성되고, 장방형 구멍(38)의 길이는 36°간격으로 배열된 하측 원판(28)의 관통구멍이 동시에 일치되는 길이로 형성된다. 상기 장방형 구멍(38)의 길이는 이에 한정되는 것은 아니고, 출구 및 관통구멍의 갯수와 배열간격에 따라 변경가능하다.
상기와 같은 상측 원판(26)은 구동수단에 의해 하측 원판(28) 상에서 회전되는 것으로, 상기 구동수단은 상측 원판(26)에 결합되는 고정판(40)을 구비하고, 상기 고정판(40)에는 제3도 (a)와 같이 복수개의 조립돌기(42a)∼(42c)가 구비되어 상측 원판(26)에 구비된 조립구멍(44a)∼(44c)에 결합됨으로써 조립된다.
이때 상측 원판(26)과 고정판(40)은 오조립을 방지하기 위해 상기 조립돌기(42a)∼(42c)와 조립구멍(44a)∼(44c)의 형성위치를 임의 각도로 배열 형성하고, 직경의 크기도 각각 다르게 형성함으로써 각각 일치하는 직경의 돌기와 구멍을 결합시켜야만 조립이 가능하여 고정판(40)과 상측 원판(26)은 항상 정위치에 조립될 수 있다.
또한 상기 고정판(40)의 중심에는 케이스(16)를 관통하는 축(46)의 일단이 고정되고, 상기 축(46)의 타단은 스텝모터(48)의 축(50)과 연결되며, 상기 축(46)과 케이스(16) 사이에는 축(46)을 지지함과 동시에 이들 사이의 시일링을 위한 하우징(52)이 설치된다. 한편, 상기 상,하측 원판(26)(28)의 접촉면은 아주 정밀한 다듬질 가공을 통해 높은 조도를 유지하고 있다.
따라서 상측 원판(26)의 자중에 의해 상,하측 원판(26)(28)이 밀착되지만 이들의 틈새는 거의 없어 이들 사이로 유제가 빠져나가지 못하게 되는 것이고, 이로써 상,하측 원판(26)(28) 사이는 자연히 시일링 상태가 된다. 또한 상기 상측 원판(26)은 스텝모터(48)에 의해 회전되는 것으로 스텝모터(48)의 부하를 줄이기 위해 통상의 다단 감속 기어(도시않음)를 스텝모터(48)의 축(50)과 고정판(40) 사이에 개재시키는 것이 바람직하다.
상기와 같은 상, 하측 원판(26)(28)은 산화 및 마모가 되지 않는 재질이면 좋고, 접촉면의 조도가 매우 중요하므로 접촉면의 높은 조도를 얻기 위해서는 세라믹재로 제조하는 것이 가장 바람직하나 플라스틱 또는 금속재로도 가능하다.
이와같은 본 발명이 작용을 제1도 및 제4도 (a)(b)를 참조하여 설명한다. 유체 공급수단, 예를들면 펌프등에 의해 유체가 밸브(10)의 입구(18)를 통해 유입되면, 상측 원판(26)의 장방형 구멍(38)이 제4도 (a)의 실선상태와 같이 하측 원판(28)의 제1관통구멍(34a)과 제6관통구멍(36f) 사이에 위치할 때에는 장방형 구멍(38)이 어느 출구와도 일치되지 않았기 때문에 유체는 유제 저장실(22)에 저장된 상태로 있게 된다. 상기와 같은 상태에서 상측 원판(26)의 회전 각도에 따라 제1의 출구(14a)와 제2의 출구(14b)중 어느 한쪽을 통하여 선택적으로 유체를 유출시킬 수도 있고, 제1 및 제2 출구(14a)(14b)로 동시에 유출시킬 수도 있다.
즉, 제4도 (a)에서와 같이 상측 원판(26)의 장방형 구멍(38)이 실선위치에서 36°회전하면 장방형 구멍(38)이 일측이 가상선(a) 상태와 같이 제1 관통구멍(34a)과 일치되므로 제1의 출구(14a)로만 유출되는 것이고, 장방형 구멍(38)이 실선위치에서 72°회전하면, 장방형 구멍(38)의 양측이 가상선(b)과 같이 제1 및 제3 관통구멍(34b)(34c)으로 동시에 일치되므로 제1 및 제2의 출구(14a)(14b)로 동시에 유출시킬 수 있다. 또한, 장방형 구멍(38)이 실선위치에서 108°회전하게 되면, 장방형 구멍(38)의 일측이 가상선(c)과 같이 제2 관통구멍(34b)에만 일치되므로 제2 출구(14b)로만 유출되는 것이다.
이어서, 제3 내지 제5의 출구(14c)(14d)는 제4도 (b)에서와 같이 장방형 구멍(38)이 가상선(d)(e)와 같은 상태로 회전하게 되면, 제3의 출구(14c) 또는 제5의 출구(14e)중 어느 한쪽으로만 유출시킬 수 있고, 가상선(f)(g)과 같은 상태로 회전시키면 제3 및 제4의 출구(14c)(14d) 또는 제3 및 제5의 출구(14d)(14e)로 동시에 유출시킬 수 있다.
또한 가상선(e) 상태에서 36°회전시켜 가상선(h) 상태가 되게 하면 제6의 출구(14f)로만 유체를 유출시킬 수 있게 되고, 이 상태에서 다시 72°회전시키면 제4도 (가)의 실선상태로 원위치되어 어떤 출구와도 일치하지 않게 되므로 유체는 흐르지 않게 된다. 따라서 스텝모터(48)를 제어하여 상측 원판(26)의 회전 각도만 조절하게 되면, 제1 내지 제6의 출구(14a)∼(14f)중 어느 하나의 출구로 유체를 유출시킬 수 있고, 또한 선택적으로 2개의 출구를 통하여 동시에 유출시킬 수도 있다.
본 발명은 상기 실시예에 한정하는 것은 아니고 출구의 배열위치과 갯수, 장방향 구멍의 길이, 스텝모터의 회전각도 제어등을 변경함으로써 여러 형태로 유체의 흐름을 제어할 수 있다.
이상에서와 같이 본 발명에 따른 멀티 웨이 밸브에 의하면 하나의 밸브로 3방향 이상으로 유체의 흐름을 제어할 수 있고, 다수개의 출구중 어느 하나 또는 그 이상의 출구를 선택하여 유체의 흐름을 다양하게 제어할 수 있으며 자동제어가 용이하여 유제의 흐름을 제어하기 위한 모든 분야에 적용할 수 있는 산업상 유용한 발명인 것이다.

Claims (6)

  1. 밀폐된 유체 저장실(22)에 한 개의 입구 및 동일중심의 원주방향으로 배열된 다수개의 출구를 갖는 케이스(16)와, 상기 다수개의 출구에 각각 일치되도록 관통구멍이 동일 원주방향으로 다수개 배열되어 그 하면이 출구 측면에 밀착고정되는 하측 원판(28)과, 상기 하측 원판(28)의 상면에 회전 가능하도록 하면이 밀착되고 상기 다수개의 관통구멍중 하나 또는 그 이상의 관통구멍과 선택적으로 일치하는 장방형 구멍이 동일 원주방향으로 형성된 상측 원판(26)과, 상기 상측 원판(26)이 일축을 중심으로 회전되도록 하는 구동수단을 포함하는 멀티 웨이 밸브.
  2. 제1항에 있어서, 상기 케이스(16)는 원통형의 상,하 케이스(12)(14)가 플랜지 이음되어 이루어지는 멀티 웨이 밸브.
  3. 제1항에 있어서, 상기 상,하측 원판(26)(28)은 세라믹재로 제조되는 멀티 웨이 밸브.
  4. 제1항에 있어서, 상기 구동수단은 상측 원판(26)에 고정되는 고정판(40)과, 케이스(16)를 관통하여 상기 고정판(40)에 일단이 고정되는 축(46)과, 상기 축(46)을 회전시키기 위한 스텝모터(48)와, 상기 축(46)과 케이스(16) 사이에 설치되어 축(46)을 지지함과 동시에 이들 사이를 시일링하기 위한 하우징(52)으로 이루어지는 멀티 웨이 밸브.
  5. 제4항에 있어서, 상기 상, 하측 원판(26)28)은 복수개의 조립구멍이 구비되어 고정판(40) 및 하케이스(14)의 조립돌기에 결합되어 조립되는 멀티 웨이 밸브.
  6. 제5항에 있어서, 상기 복수개의 조립구멍 및 조립돌기는 각각 다른 직경을 갖고 동일 원주방향에 임의 각도로 형성되는 멀티 웨이 밸브.
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