KR101356119B1

KR101356119B1 - 헌팅 완화 감압밸브

Info

Publication number: KR101356119B1
Application number: KR1020120017747A
Authority: KR
Inventors: 정태희
Original assignee: (주) 삼진정밀
Priority date: 2012-02-22
Filing date: 2012-02-22
Publication date: 2014-01-29
Anticipated expiration: 2032-02-22
Also published as: KR20130096363A

Abstract

본 발명은 배관에 발생하는 수충압을 제거하거나 낮추도록 하는 감압밸브 장치에 관한 것으로, 상세하게는 압력의 차이에 의하여 유로를 개폐시키도록 이루어진 다이어프램 조립체가 설치되어 메인밸브의 저압측에 설치되는 제2 배관라인(P2) 상에 공기를 이용한 댐퍼(완충) 역할을 하는 댐퍼용 에어탱크를 설치하여 배관에 발생하는 수충압의 제거 및 낮출 수 있도록 이루어진 헌팅 완화 감압밸브에 관한 것이다.

Description

헌팅 완화 감압밸브{Hunting pressure relief valve}

본 발명은 배관에 발생하는 수충압을 제거하거나 낮추도록 하는 헌팅 완화 감압밸브에 관한 것으로, 상세하게는 압력의 차이에 의하여 유로를 개폐시키도록 이루어진 다이어프램 조립체가 설치되어 메인밸브의 저압측에 설치되는 제2 배관라인(P2) 상에 공기를 이용한 댐퍼(완충) 역할을 하는 댐퍼용 에어탱크(챔버)를 설치하여 배관에 발생하는 수충압의 제거 및 낮출 수 있도록 이루어진 헌팅 완화 감압밸브에 관한 것이다.

일반적으로 상하수도는 상당히 큰 수압으로 관경이 큰 도수, 송수 및 배수관로를 통해 대량의 유체를 송수하며, 송수관로의 형상은 평지뿐만 아니라 지형에 따라 하부에 위치한 양수장으로부터 관로의 형상이 급격히 상승하여 경사진 구배 형태로 고도가 높은 장소의 배수지, 고지 양수장 등으로 물을 송수하게 된다.

또한 아파트, 병원 등과 같은 빌딩시스템에서는 지하저수조에서 펌핑하여 고가수조로 물을 송수한 후 자연낙하방식을 이용하여 고가수조에서 각 가정으로 물을 공급하는 방식과 지하저수조에서 펌핑하여 직접 고도가 높은 각 가정으로 연결하는 직결급수 방식으로 물을 공급하게 된다.

이와 같이 경사진 형태의 송수관로 및 수직 상승하는 송수관로에서는 펌프 정지시 또는 정전시 펌프 앞단에 역류를 방지하기 위한 체크밸브가 급격하게 차단되어 송수관 내부에 존재하는 유체의 유속이 급속하게 변화함에 따라 관내의 압력이 상승 또는 하강하는 서징현상이 발생하게 된다.

또한, 역류로 인해 발생하는 수충격으로 펌프장 상류측 배관의 압력이 비정상적으로 상승하게 되며, 집중되는 서징현상으로 인하여 펌프, 체크밸브, 배관 및 부대시설 등이 파손되어 펌프장 침수사고, 도로파손 및 인명피해까지도 초래하게 되므로, 이로 인해 상수시설 복구비용뿐 아니라 유지관리비용도 불필요하게 반복적으로 사용되어야 하는 문제점이 있다.

따라서, 이를 해결하기 위하여 체크밸브 후단에 릴리프밸브 또는 서지탱크를 설치하거나, 체크밸브와 릴리프밸브가 일체형으로 된 제어밸브 등을 설치하여 역류로 인해 발생하는 수충격을 완화시키고 있는 실정이다.

그러나, 펌프의 토출측에 체크밸브를 설치하였을 경우에는 펌프의 정지시 또는 정전시에는 상기 체크밸브가 순간적으로 차단됨으로써 역류에 의한 수충격이 발생되어 체크밸브뿐만 아니라 체크밸브 후단의 배관 및 부대시설 등이 파손될 문제점을 가진다.

또한, 체크밸브 후단 배관의 바이패스라인에 릴리프밸브를 설치하였을 경우에 상기 릴리프밸브는 펌프 토출측 상승압력을 해소시킴으로써 배관시스템의 누수 및 파손을 방지하는 목적으로 사용되므로 펌프의 정지 등으로 인한 역류발생시에는 수충격이 일어난 후에 발생하는 상승압을 해소시켜 주는 역할을 수행할 뿐 수충압(격) 자체를 완화시키는 것이 아님으로써 수충압(격)을 방지할 수 있는 근본적인 해결책이라 할 수가 없다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 종래기술로 아래 첨부된 특허문헌 (KR) 등록특허 10-0481408호의 수충격방지용 제어밸브 시스템 등과 같은 다양한 기술들이 제공된 바와 있으며, 현재에도 지속적으로 수충압에 의한 문제점을 해결하고자 다양한 기술들을 개발중에 있다.

(KR) 특허등록 제481408호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로,

본 발명은 신뢰성을 확보하며, 구조적으로 간단하고, 수충압 발생시 동작시간이 빠르며, 발생하는 수충압(격)을 제거하거나 낮출 수 있도록 댐퍼용 에어탱크가 구비된 헌팅 완화 감압밸브를 제공하고자 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 발명된 본 발명인 헌팅 완화 감압밸브는, 배관에서 발생하는 수충압을 방지하도록 이루어진 감압밸브에 있어서, 배관과 연결되는 유입구와 유출구를 가지며, 다이어프램에 의해 상기 유입구와 보조유입구에 의해 연통되는 상부 챔버와, 하부 챔버로 상호 분리되고, 상기 상부 및 하부 챔버에 작용하는 압력의 차이에 따라 상기 유입구와 유출구 사이의 유로가 개폐되도록 다이어프램 조립체가 구비된 메인밸브와; 상기 메인밸브의 유입구 측에 형성된 보조 유입구와 제1 배관라인(P1)으로 연결되는 감압파일럿밸브와; 상기 제1 배관라인(P1) 상에 설치되어 유량을 조절하는 유량조절밸브와; 상기 제1 배관라인(P1) 또는 메인밸브의 유출구 측에 형성된 보조 유출구와 감압파일럿밸브를 연결하는 제2 배관라인(P2) 상에 적어도 어느 한 곳에 설치되어 완충작용을 하는 댐퍼용 에어탱크와; 상기 메인밸브의 상부 챔버 측과 감압파일럿밸브를 연결하는 제3 배관라인(P3)을 포함하여, 수충압 발생시 유체가 댐퍼용 에어탱크 내로 유입되도록 하여 수충압으로 제거 또는 낮추도록 함을 특징으로 한다.

상기 제1 배관라인 상에는 스트레이너를 더 포함하고, 상기 제1 배관라인(P1)와 제2 배관라인(P2)에는 유체의 차단하는 차단밸브가 각각 더 설치됨을 특징으로 한다.

상기 댐퍼용 에어탱크(챔버)는 제2 배관라인(P2) 상에 설치되는 것이 바람직하다.

상기와 같이 이루어진 본 발명인 헌팅 완화 감압밸브는, 댐퍼용 에어탱크(챔버)가 구비됨으로써 배관 상에 수충압 발생시 유체가 댐퍼용 에어탱크에 유입되어 댐퍼용 에어탱크 내의 내부공기가 압축되어 발생한 수충압을 완충작용을 하는 동시에 제거할 수 있으며, 응답속도가 빠르고, 내구성이 좋은 장점을 가진다.

더욱이, 댐퍼용 에어탱크는 구조가 간단하고, 설치가 용이하며, 다이어프램 조립체가 구비된 메인밸브와 연계되어 수충압 발생시 대처 능력이 우수하며, 구조적으로 미작동에 대한 문제점을 가지지 않음으로써 미작동으로 인한 신뢰성 저하를 해소하는 동시에 미작동으로 인한 파손을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예를 도시한 헌팅 완화 감압밸브에 대한 개략도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예를 도시한 헌팅 완화 감압밸브에 대한 구성 개략도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예를 도시한 헌팅 완화 감압밸브의 메인밸브의 단면 개략도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예를 도시한 헌팅 완화 감압밸브의 에어탱크의 단면 개략도.

첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하도록 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명은 유체가 흐르는 배관에 발생하는 수충압(격)에 의한 서징현상으로 발생하는 각종 밸브 및 배관 등이 파손되는 것을 방지하기 위한 헌팅 완화 감압밸브(시스템)에 관한 것이다.

도 1과 2를 참조하면, 본 발명인 헌팅 완화 감압밸브(시스템)(A)는 유체가 흐르는 주 배관에 병렬 형태로 설치되는 보조배관에 설치되는 것으로, 상기 보조 배관에 직렬로 설치되는 일측은 고압측(유입구)에 연결되고, 타측은 저압측(유출구)에 설치되어 압력의 차이에 따라 유체의 유로(130)가 개폐되도록 다이어프램 조립체(140)가 구비된 메인밸브(100)와, 상기 메인밸브(100)의 유입구(110) 측에 형성된 보조 유입구(110a)와 제1 배관라인(P1)으로 연결되는 감압파일럿밸브(200)와, 상기 제1 배관라인(P1) 상에 설치되어 유량을 조절하는 유량조절밸브(300)와, 이물질의 유입을 차단하기 위한 스트레이너(500)와, 상기 제1 배관라인(P1) 또는 메인밸브(100)의 유출구(120) 측에 형성된 보조 유출구(120a)와 감압파일럿밸브(200)를 연결하는 제2 배관라인(P2) 상에 적어도 어느 한 곳에 설치되어 완충작용을 하는 댐퍼용 에어탱크(400)와, 상기 메인밸브(100)의 상부 챔버(143a) 측과 감압파일럿밸브(200)를 연결하는 제3 배관라인(P3)과, 상기 제1 배관라인(P1)과 제2 배관라인(P2)에 각각 설치되어 유체의 이동을 차단하는 차단밸브(600)로 구성된다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 메인밸브(100)는 상측에 다이어프램 조립체(140)가 구비되어 고압측과 저압측 사이의 압력차에 따라 유로(130)를 개폐시키거나 유로(130)의 개폐량이 조절되도록 이루어진 것으로, 감압파일럿밸브(200)에 설정되는 압력에 의하여 메인밸브(100)는 상측에 구비된 다이어프램 조립체(140)가 작동하여 유로(130)를 개폐시키거나 유로(130)의 개폐량이 조절된다.

도 3을 참조하면, 이러한 상기 메인밸브(100)은 일측에 배관의 고압측에 연결되는 유입구(110)와, 타측으로 배관의 저압측에 연결되는 유출구(120)가 형성되고, 상기 유입구(110)와 유출구(120)에는 각각 보조 유입구(110a)와 보조 유출구(120a)가 형성된다.

상기 유입구(110)와 유출구(120) 사이에는 유로(130)가 형성되며, 상기 유로(130)는 다이어프램 조립체(140)에 의하여 개폐되어 유체의 흐름 및 양이 조절된다.

상기 다이어프램 조립체(140)는 연통공(141a)이 형성된 상부 커버 플레이트(141)와, 상기 상부 커버 플레이트(141)의 하측에 설치된 하부 커버 플레이트(142)와, 상기 상부 커버 플레이트(141)와 하부 커버 플레이트(142) 사이에 설치되어 상부챔버(143a)와 하부챔버(143b)를 구획하는 다이어프램(143)과, 상기 다이어프램(143)에 설치되어 유로(130)를 개폐시키는 디스크 시트(145)가 형성된 플런저(144)와, 상기 하부 커버 플레이트(142)와 디스크 시트(145) 사이에 설치되어 디스크 시트(145)에 압축력을 가하는 코일스프링으로 이루어진 탄성부재(146)로 구성된다.

이와 같이 이루어진 다이어프램 조립체(140)는 상부챔버(143a)에 유입된 압력 유체의 압력에 따라 플런저(144)가 상하(축 길이)방향으로 이동함으로써 디스크 시트(145)가 유로(130)를 개폐시키게 된다. 상기 상부챔버(143a)에 유입되는 압력 유체의 압력은 감압파일럿밸브(200)에 의하여 조절된다.

상기 감압파일럿밸브(200)는 메인밸브(100)의 다이어프램 조립체(140) 작동압력을 설정하는 것으로, 상부챔버(143a) 내의 압력 유체의 압력을 조절하여 다이어프램 조립체(140)가 작동하여 유로(130)를 개폐시키거나 개구된(열림) 양을 조절한다. 이러한 감압파일럿밸브(200)에 대하여 종래기술로 다양한 기술의 밸브가 제공되어 있으며, 특허문헌 등록특허 제481408호에도 상세하게 기재되어 있다.

상기 유량조절밸브(300)는 제1 배관라인(P1) 상에 설치되어 감압파일럿밸브(200) 측으로 공급되는 유체의 유량을 조절하는 것으로, 보통 니들 밸브가 사용된다.

상기 스트레이너(500)는 제1 배관라인(P1) 상에 설치되어 감압파일럿밸브(200) 측에 이물질이 공급되는 것을 방지하여, 이물질로 인하여 발생하는 문제점을 해결토록 한다.

상기 댐퍼용 에어탱크(400)는 수충압 발생시 배관 내의 압력의 변화(상승)에 의하여 에어탱크(400)의 내부공간(410) 내로 압력의 유체가 유입되고, 내부공기가 압축되어 발생된 수충압을 제거하거나 크기를 낮추게 된다. 이러한 에어탱크(400)는 압력용기 형태로 형성되는 것으로 보통 구 또는 양측 단부가 반구형의 압력용기 형태로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 에어탱크(챔버)(400)는 제1 배관라인(P1) 또는 제2 배관라인(P2) 상에 적어도 어느 한 곳 이상에 설치될 수 있으며, 바람직하게는 제2 배관라인(P2) 상에 설치되는 것이 좋다.

상기 차단밸브(600)는 유체의 유입을 차단하기 위하여 설치되는 것으로 보통 볼 밸브를 사용하며, 제1 배관라인(P1)과 제2 배관라인(P2)에 각각의 차단밸브(610, 620)가 설치된다.

상기와 같이 이루어진 헌팅 완화 감압밸브(A)는, 감압파일럿밸브(200)에 설치되어 있는 조절나사를 이용하여 다이어프램 조립체(140)가 구비된 메인밸브(100)의 동작압력이 설정한다. 즉, 감압파일럿밸브(200)는 조절나사를 이용하여 제3 배관라인(P3)을 통하여 압력 유체를 다이어프램 조립체(140)의 상부챔버(143a)에 공급되는 압력 유체를 조절한다.

배관 상에 수충압(격)의 발생시 유체가 댐퍼용 에어탱크(400)에 유입됨으로써 수충압이 상쇄(제거)되거나 감쇄되며, 특히 작은 크기로 잦게 발생하는 수충압은 댐퍼용 에어탱크(400)에서 거의 상쇄되어 메인밸브(100)의 다이어프램 조립체(140)가 자주 작동하는 것을 방지할 수 있어 내구성을 가질 수 있을 것이다.

A : 헌팅 완화 감압밸브
100 : 메인 밸브 110 : 유입구
120 : 유출구 130 : 유로
140 : 다이어프램 조립체 141 : 상부 커버 플레이트
142 : 하부 커버 플레이트 143 : 다이어프램
143a : 상부 챔버 134b : 하부 챔버
144 : 플런저 145 : 디스크 시트
146 : 탄성부재
200 : 감압파일럿밸브 300 : 유량조절밸브
400 : 에어탱크 500 : 스트레이너
600, 610, 620 : 차단밸브

Claims

배관에서 설치되는 감압밸브에 있어서,
배관과 연결되는 유입구(110)와 유출구(120)를 가지며, 다이어프램(143)에 의해 상기 유입구(110)와 보조유입구(110a)에 의해 연통되는 상부 챔버(143a)와, 하부 챔버(143b)로 상호 분리되고, 상기 상부 및 하부 챔버(143a, 143b)에 작용하는 압력의 차이에 따라 상기 유입구(110)와 유출구(120) 사이의 유로(130)가 개폐되도록 다이어프램 조립체(140)가 구비된 메인밸브(100)와;
상기 메인밸브(100)의 유입구(110) 측에 형성된 보조 유입구(110a)와 제1 배관라인(P1)으로 연결되는 감압파일럿밸브(200)와;
상기 제1 배관라인(P1) 또는 메인밸브(100)의 유출구(120) 측에 형성된 보조 유출구(120a)와 감압파일럿밸브(200)를 연결하는 제2 배관라인(P2) 상에 적어도 어느 한 곳에 설치되어 완충작용을 하는 댐퍼용 에어탱크(400)와;
상기 메인밸브(100)의 상부 챔버(143a) 측과 감압파일럿밸브(200)를 연결하는 제3 배관라인(P3)을 포함하여,
수충압 발생시 유체가 댐퍼용 에어탱크(400) 내로 유입되도록 하여 수충압으로 제거 또는 낮추도록 하되, 상기 제1 배관라인(P1) 상에는 유량을 조절하기 위한 유량조절밸브(300)와, 이물질의 유입을 차단하기 위한 스트레이너(500)가 더 설치되며,
상기 제1 배관라인(P1)와 제2 배관라인(P2)에는 유체의 차단하는 차단밸브(610, 620)가 각각 더 설치되는 것을 특징으로 하는 헌팅 완화 감압밸브.
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