KR20110100817A - 밸브장치 - Google Patents

Abstract

각종 가스, 유체, 분말 등을 운송하는 관에 설치되어 내부 유체의 흐름을 차단 또는 유통시키는 밸브장치가 제공된다.
상기 본 발명의 밸브장치는 그 구성 일례로서, 구동원을 매개로 밸브의 개폐를 구현하는 개폐부재와 상기 개폐부재가 연동되는 수축-팽창형 또는 유동형 밸브시트를 구비하면서 관부재가 연결되는 밸브; 및, 상기 밸브시트의 팽창 또는 유동을 가능토록 밸브와 연계 배치되는 오일 공급부;를 포함하여 구성될 수 있다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 유체 밀폐성을 높이기 위하여 디스크 등과 밀착되는 밸브시트를 수축-팽창형 또는 유동형으로 구성하되, 특히 밸브 시트의 수축-팽창 또는 유동을 위한 오일 공급부를 밸브와 연계시키어 관을 통하여 흐르는 가스의 공기 누출에 따른 폭발 등의 안전사고 를 미연에 예방하고, 특히 밸브시트로의 오일 공급과 밸브 작동을 연동시키어 밸브장치의 가동성을 향상시키는 개선된 효과를 얻을 수 있다.

Description

밸브장치{Valve Device}

본 발명은 각종 가스, 유체, 분말 등을 운송하는 관에 설치되어 내부 유체의 흐름을 차단 또는 유통시키는 밸브장치에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 유체 밀폐성을 높이기 위하여 디스크 등과 밀착되는 밸브시트를 수축-팽창형 또는 유동형으로 구성하되, 특히 밸브 시트의 수축-팽창 또는 유동을 위한 오일 공급부를 밸브와 연계시키어 관을 통하여 흐르는 가스의 공기 누출에 따른 폭발 등의 안전사고를 미연에 예방하고, 특히 밸브시트로의 오일 공급과 밸브 작동을 연동시키어 밸브장치의 가동성을 향상시킨 밸브장치에 관한 것이다.

일반적으로 액체, 분말, 가스 등의 유체를 운송하는 유체 운송관 등에는 관의 내부를 흐르는 유체의 흐름을 차단 또는 유통시키기 위하여 관을 개방 또는 폐쇄시키는 데에 사용되는 관 개폐용 밸브는 통상적으로 알려져 있다.

이와 같은 유체 운송관의 개폐 밸브는 내부의 작동원 예를 들어, 관을 밀폐 또는 유통시키는 것을 구현하는 나이프, 디스크 또는 볼 등이 내장되는 형태에 따라, 게이트 밸브, 버터 플라이 밸브, 볼 밸브 등이 있다.

한편, 이와 같은 개폐 밸브는, 나이프. 디스크 또는 볼 등이 밀착되는 밸브시트를 포함하고, 따라서 상기 나이프 등이 밸브시트의 밀착된 상태를 유지하는 동안 운송관의 폐쇄가 이루어진다.

그런데, 유체 즉, 분말, 가스 또는 액체 등의 차단을 확실하게 하기 위해서는 나이프 등이 밸브시트에 매우 긴밀하게 밀착 유지되어야 한다.

한편, 이와 같은 밸브시트는 유체 운송관의 개폐에 따라, 나이프 등이 반복적으로 마찰되면서 쉽게 마모되고, 따라서 정기적으로 밸브시트를 교체하여도 마모된 밸브시트로 인하여, 관의 폐쇄시 유체의 차단이 완벽하게 이루어 지지 않는 문제가 발생될 수 있고, 특히 밸브시트의 마모에 따른 교체 등으로 설비 유지 비용이 증가하는 것이다.

그런데, 유체 운송관의 유체 성질에 따라, 이와 같은 마모된 밸브시트에 의한 유체의 차단불량은, 조업성격에 따라 인체에 유해한 유독가스의 대기 노출 등과 같은 안전사고로 이어질 수 있다.

따라서, 근래에는 밸브시트를 에어를 이용하여 수축-팽창형 또는 유동형으로 제작하여, 밸브시트의 마모를 줄이는 형태로 제공된다.

그러나, 지금까지는 통상 이와 같은 밸브시트의 수축-팽창 또는 유동을 위하여 고압의 에어를 이용하였는데, 예를 들어 밸브시트가 고정되는 시트링에 에어통로를 형성하고, 이를 통하여 공급되는 에어는 밸브시트를 팽창시키고, 에어의 공급압력이 제거되면, 탄성력을 갖는 밸브시트는 수축되거나, 또는 에어 공급방향에 따라 밸브시트 자체가 이동되면서, 디스크, 나이프 등의 이동시에는 수축되어 접촉에 의한 마모를 방지하고, 디스크, 나이프 등의 이동이 완료된 후의 관 폐쇄시에는 밸브시트를 팽창 또는 유동시키어 밀착을 긴밀하게 하여 관 폐쇄를 유지하는 것이다.

그러나, 이와 같은 밸브시트의 팽창이나 유동을 위하여 외부 공급되는 에어를 사용하는 경우, 밸브시트가 국부적으로 크랙이 발생되거나 과도하게 마모된 것을 방치하여 손상되는 경우, 특히 관 내부를 흐르는 유체의 성질 즉, 공기와 반응하는 가스 등의 경우, 에어의 밸브시트 누출로 폭발하는 대형 안전사고가 발생될 우려가 높다.

예컨대, 제철공장에서는 조업 공정 중에 다양한 유해 가스 또는, 휘발성을 갖는 가스가 발생되는데, 이들 가스의 유통시 밸브시트에서 에어가 누출되면 폭발 같은 대형 안전사고가 발생되는 문제가 있었다.

이에 따라서, 본 발명의 출원인은 수축-팽창 또는 유동형의 밸브시트를 포함하는 밸브장치에서, 기존의 에어 대신에 가스에 혼합되어도 폭발되지 않는 오일을 사용하도록 하되, 특히 다양한 실시예를 구현하여 최적의 작동성을 제공하는 본 발명의 밸브장치를 제안하게 되었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로서 그 목적 측면은, 유체 밀폐성을 높이기 위하여 디스크 등과 밀착되는 밸브시트를 수축-팽창형 또는 유동형으로 구성하되, 특히 밸브 시트의 수축-팽창 또는 유동을 위한 오일 공급부를 밸브와 연계시키어 관을 통하여 흐르는 가스의 공기 누출에 따른 폭발 등의 안전사고 를 미연에 예방하고, 특히 밸브시트로의 오일 공급과 밸브 작동을 연동시키어 밸브장치의 가동성을 향상시킨 밸브장치를 제공하는 데에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 측면으로서 본 발명은, 구동원을 매개로 밸브의 개폐를 구현하는 개폐부재와 상기 개폐부재가 연동되는 수축-팽창형 또는 유동형 밸브시트를 구비하면서 관부재가 연결되는 밸브; 및,

상기 밸브시트의 팽창 또는 유동을 가능토록 밸브와 연계 배치되는 오일 공급부;

를 포함하여 구성된 밸브장치를 제공한다.

바람직하게는, 상기 오일 공급부는, 상기 밸브시트와 연계되어 밸브시트의 수축-팽창 또는 유동을 가능토록 제공되는 오일 공급실린더를 더 포함하는 것이다.

더 바람직하게는, 상기 오일 공급실린더는, 실린더 작동을 위한 제1 피스톤을 포함하는 에어 실과, 밸브시트의 오일 공급과 밸브시트에서의 오일 배출을 위한 제2 피스톤을 포함하는 오일 실중 적어도 오일 실을 더 포함하는 것이다.

또한, 상기 오일 공급실린더의 제1 피스톤 또는 제2 피스톤 중 어느 하나에는 수동조작수단이 더 연결되는 것이다.

그리고, 밸브측 구동원과 오일 공급부에 포함된 오일 공급실린더중 적어도 오일 공급실린더와 연계되어 작동을 제어하는 장치 제어유닛을 더 포함하는 것이다.

이때, 상기 장치 제어유닛은, 전기식 제어부, 기계식 제어부 및 액추에이터식 제어부 중 어느 하나로 구성될 수 있다.

바람직하게는, 상기 전기식 제어부는, 밸브측 구동원과 오일 공급실린더의 구동을 위한 에어 공급유닛과 연계되면서 상기 구동원과 오일 공급실린더 사이에 각각 연계된 솔레노이드 밸브; 및,

상기 솔레노이드 밸브와 연계되어 전기적으로 제어하는 제1 제어유닛;

을 포함하여 구성될 수 있다.

더 바람직하게는, 상기 기계식 제어부는, 밸브측 구동원과 오일 공급실린더의 구동을 위한 에어 공급유닛과 연계되면서, 상기 구동원과 오일 공급실린더 사이에 각각 연계되는 솔레노이드 밸브와 기계작동식 밸브;

상기 밸브의 구동축에 설치되면서 상기 기계작동식 밸브와 연계되는 작동레버; 및,

상기 솔레노이드 밸브와 연계되어 전기적으로 작동을 제어하는 제2 제어유닛;

을 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 상기 기계작동식 밸브는, 솔레노이드 밸브와 구동원사이에 연결되는 제1 라인에서 분기되면서 오일 공급실린더에 연계되는 제2 라인에 설치되고, 상기 제1 라인에는 체크밸브가 더 구비되며, 상기 구동원과 솔레노이드 밸브에 연결된 제3 라인에서 분기된 제4 라인이 오일 공급실린더에 연결되는 것이다.

바람직하게는, 상기 액추에어터식 제어부는, 밸브 구동원과 오일 공급실린더와 연계되는 전기 액추에이터; 및,

상기 전기 액추에이터들과 연계되어 전기적으로 제어 작동하는 제3 제어유닛;

을 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 밸브장치의 개폐부재는, 회전 구동되는 디스크, 볼, 수직 구동되는 나이프중 하나로 제공되고, 상기 밸브는, 밸브시트를 고정하면서 밸브에 구비되고 오일통로가 형성되는 시트링을 포함하는 것이다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 유체 밀폐성을 높이기 위하여 디스크 등과 밀착되는 밸브시트를 수축-팽창형 또는 유동형으로 구성하되, 특히 밸브 시트의 수축-팽창 또는 유동을 위한 오일 공급부를 밸브와 연계시키어 관을 통하여 흐르는 가스의 공기 누출에 따른 폭발 등의 안전사고를 미연에 예방 가능하게 하는 것이다.

특히, 본 발명은 밸브시트로의 오일 공급과 밸브 작동을 연동시키어 밸브장치의 가동성을 향상시킨 밸브장치를 제공하는 것이다.

더하여, 본 발명은 수동조작수단도 구비하여, 에어 공급 중단 등의 라인 가동불량(응급)상태가 발생되어도 밸브의 오일을 매개로 한 안정적인 개폐를 유지시키는 등의 여러 우수한 효과를 제공하는 것이다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 밸브장치의 폐쇄 및 개방 상태의 전체 구성을 도시한 구성도이고,
도 3은 도 1의 본 발명 밸브장치의 장치 제어유닛을 전기식 제어부로 구성한 실시예를 도시한 구성도이며,
도 4 및 도 5는 도 1의 본 발명 밸브장치의 장치 제어유닛을 기계식 제어부로 구성하되 관 폐쇄 및 개방 상태의 다른 실시예를 도시한 구성도이고,
도 6은 도 1의 본 발명 밸브장치의 장치 제어유닛을 액추에이터식 제어부로 구성한 또 다른 실시예를 도시한 구성도이며,
도 7a 내지 도 7d는 본 발명 밸브장치의 여러 형태의 개폐부재와 밸브시트를 도시한 상세도이다.

이하, 첨부된 도면에 따라 본 발명을 상세하게 설명한다.

먼저, 도 1 및 도 2에서는 본 발명에 따른 밸브장치(1)의 전체 구성을 도시하고 있다.

즉, 도 1에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 밸브장치(1)는, 구동원(12)을 매개로 밸브의 개폐를 구현하는 개폐부재(14)와 상기 개폐부재(14)가 연동되는 수축-팽창형 또는 유동형 밸브시트(16)(다음의 도 7 참조)를 구비하면서 유체 특히, 공기 혼합시 폭발할 가능성이 있는 가스가 통과하는 관부재(2)와 연결되는 밸브(10)를 포함한다.

더하여, 본 발명의 밸브장치(1)는, 상기 밸브시트의 수축-팽창 또는 유동을 가능하게 하고, 특히 관부재(2)의 폐쇄시 개폐부재와의 밀착을 유지시키는 작동 오일(oil)을 밸브시트(16)에 공급하거나 또는 밸브시트에서 배출하도록 하는 오일 공급부(30)를 포함한다.

이때, 구체적으로 상기 밸브(10)의 개폐부재(14)는 도 7a 내지 도 7d에서와 같이, 라운드한 디스크(14a), 볼(14b), 플레이트 형태의 디스크(14c) 및, 수직 플레이트 형태의 나이프(14d) 등으로 구분될 수 있다. 몰론 본 실시예에서는 일예 일뿐 다른 형태의 개폐부재(14)가 사용될 수 있음은 물론이다.

또한, 본 발명의 이와 같은 개폐부재(14)는 그 형태에 따라서 밸브(10) (밸브 하우징)의 내측에서 회전하거나, 또는 수직 이동하여 밸브시트와의 밀착 또는 이격시 관부재(2)는 폐쇄 또는 개방 상태를 유지하게 되는 것이다.

더하여, 상기 개폐부재(14)에는 구동축(15)(도 7a,b,d와 같이 회동하는 디스크 또는 볼 등이 연결되는 회동축 또는 도 7c와 같이, 수직 수동되는 나이프 등이 연결되는 승강아암일 수 있다)이 연결되고, 상기 구동축(15)은 밸브(10)와 외부 구동원(12)과 연결한다.

따라서, 본 실시예에서는 회동되는 에어 액추에이터로 도시한 구동원(12)의 작동에 따라, 상기 구동축(15)은 회동되고, 일체로 개폐부재(14)의 디스크 등이 회동되면서 관부재(2) 특히, 가스관 등의 개폐가 구현되는 것이다.

이때, 도 1 및 도 2에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 밸브장치(1)에서 상기 구동원(12)은, 에어로서 작동되는 에어 액추에이터 또는, 도 6과 같이, 전기식 액추에이터(92) 또는, 별도의 도면으로 도시하지 않았지만, 수직 구동되는 나이프(도 7c의 14d)인 개폐부재(14)를 사용하는 경우, 수직 구동실린더 등이 제공될 수 있다.

또한, 이와 같은 구동원(12)의 작동으로 연계된 개폐부재(14)의 회동 또는 하강시 밀착되어 관 부재(2)의 폐쇄를 유지시키는 상기 밸브시트(16)는, 도 7a 내지 도 7d와 같이, 밸브(10)에 조립되는 시트링(18)을 통하여 고정되고, 이와 같은 시트링(18)에는, 도 7a 내지 도 7c의 밸브시트의 수축-팽창 또는 도 7d의 밸브시트의 유동을 가능하게 하는 오일(oil)의 공급과 필요시 배출을 가능하게 하는 오일통로(P)가 형성되어 있다.

한편, 도 7a 내지 도 7d에서 도시한 바와 같이, 밸브시트를 밸브(10)에 고정하는 시트링(18)은, 중앙 및 양측의 시트링(18a)(18b)(18c)들이 조립되어 제공될 수 있고, 중앙의 시트링의 전면과 밸브시트 사이 공간에 오일이 공급되어 밸브 시트의 팽창 또는 유동이 이루어 지게 된다.

물론, 도 7a 내지 도 7c와 같이, 수축-팽창형 밸브시트(16a)인 경우 오일의 공급 압력이 해제되면, 탄성력으로 수축되면서 오일이 배출되고, 도 7d의 경우에는 유동형 밸브시트(16b)가 공급되는 오일의 방향에 따라 시트링에서 유동되면서 개폐부재(14) 즉, 디스크(14a) 또는 볼(14b)등 과의 밀착이나 이격이 구현된다.

따라서, 본 발명의 밸브장치(1)는 다음에 상세하게 설명하는 오일 공급부(30)를 매개로, 밸브(10)로의 오일 공급을 제어하여, 수축-팽창형 밸브 시트(16a) 또는 유동형 밸브시트(16b)등의 밸브시트(16)의 수축-팽창 또는 유동을 가능하게 하는 것이다.

이때, 본 발명의 밸브장치(1)에서, 밸브시트의 수축-팽창이나 유동을 위하여 기존의 에어 대신에, 오일(oil)을 사용하는 이유는, 앞에서 설명한 바와 같이, 관부재(2)를 통하여 흐르는 유체가 제철소 등의 산업체에서 조업시 발생되는 가스인 경우, 밸브시트의 수축-팽창이나 유동시 오일 대신에 에어를 이용하는 경우, 벨브시트나 시트링 등을 통하여 에어가 가스에 혼합되는 경우, 폭발과 같은 대형 안전사고를 발생시키는 것을 미연에 방지하기 위한 것이다.

다음, 지금까지 설명한 본 발명의 밸브장치(1)의 기본 구성에 더하여, 본 발명의 상기 오일 공급부(30)는, 앞에서 설명한 밸브시트(16)와 연계되어, 도 7a 내지 도 7c와 같은 밸브시트의 수축-팽창 또는, 도 7d와 같은 밸브시트의 유동을 가능하게 하는 오일(oil)을 공급 또는 배출시키는 오일 공급실린더(32)를 포함한다.

이때, 상기 오일 공급실린더(32)는, 실린더 작동을 가능하게 하는 제1 피스톤(34)을 포함하는 에어 실(36)과, 밸브시트로의 오일 공급과 밸브시트로부터의 오일 배출을 가능하게 하는 제2 피스톤(38)을 포함하는 오일 실(40)의 2중 실린더 구조로 제공될 수 있다.

따라서, 도 1 및 도 2와 같이, 장치 제어유닛(C)의 작동에 따라서, 오일 공급실린더(32)의 오일 실(40)에 충진된 오일은, 에어 실(36)에 공급되는 에어의 제1 피스톤 공급방향에 따라, 제1 피스톤(34)이 상하 작동되고, 따라서, 상기 제1 피스톤과 연계된 오일 실(40)의 오일은 제2 피스톤(38)의 상하 작동에 따라, 오일의 밸브시트 공급 또는 배출이 이루어지는 것이다.

한편, 오일을 밸브시트로부터 배출하도록 제2 피스톤(38)이 오일 실(40)에서 상측으로 이동하면, 진공에 의하여 오일은 오일 공급실린더(32)의 오일 실(40)측으로 흡입되어 밸브시트(16)는, 팽창 상태에서 수축 상태로 되거나 유동되는 것이다.

따라서, 도 2와 같이, 구동원(12)의 작동으로 개폐부재(14)의 회동 또는 승강직전에, 밸브시트는 오일 배출로 수축되거나 유동되기 때문에, 밸브시트와 개폐부재 즉, 디스크, 볼 등의 마찰이 발생되지 않게 되고, 개폐부재의 회동이나 승강이 이루어 진 상태에서 밸브(10)의 폐쇄가 유지되는 경우 밸브시트의 팽창 또는 유동으로 개폐부재와의 밀착이 긴밀하게 유지되는 것이다.

따라서, 마찰에 의한 밸브시트의 마모 또는 손상이 효과적으로 방지되는 것이다.

이때, 바람직하게는, 한편, 도 1 및 도 2와 같이, 본 발명의 상기 오일 공급실린더(32)의 제1 또는 제2 피스톤에서는 응급 처리를 위하여 실린더 외부에서 조작되는 수동조작수단(42)이 더 연결될 수 있다.

즉, 본 발명의 오일 공급실린더(32)의 사용 중, 에어 공급이 중단되는 비상상태시에는, 밸브장치(1)의 관부재 개방 또는 폐쇄를 정상적으로 수행하기 위하여, 작업자는 상기 수동조작수단(42)을 회동시키면, 그 회전 방향에 따라 제2 피스톤(38)을 위로 상승시키거나 하강시키어 오일의 밸브시트 공급을 수동 구현할 수 있게 된다.

한편, 도 1 및 도 2와 같이, 오일 공급실린더(32)에 연계 설치되는 수동조작수단(42)은, 임시적인 수동 조작을 가능하게 하기 위한 것인데, 이와 같은 수동 조작수단(42)은, 도 1 및 도 2와 같이, 조작되는 핸들(42a)과 연결되고 오일 공급실린더(32)와 연계되는 케이싱(32a)에 형성된 나사부(S)와 치합되는 나사부(S)가 형성된 회동축(42b)과, 상기 회동축(42a)의 일단이 통과하되 분리 이탈이 방지되게 조립되며, 상기 오일 공급실린더(32)의 하측 피스톤(38)의 연결축(38a)이 연결되는 작동 박스체(42d)를 포함하고, 상기 작동박스체(42d)와 케이싱(32a) 사이에는 스프링(42c)이 설치되게 된다.

따라서, 도 1과 같이, 오일 공급실린더(32)에 정상적으로 에어공급이 중단되는 라인 가동불량(정지) 상태가 되면, 작업자는 상기 수동조작수단(42)의 핸들(42a)을 돌리고 그 회전 방향에 따라 회동축(42b)은 전진 또는 후진하게 된다.

이때, 도 2와 같이, 상기 회동축(42b)이 전진하면 작동 박스체(42d)는 압축된 스프링이 탄성적으로 전개(복귀)하려는 힘을 받아 실린더 하측 피스톤의 연결축(38a)이 전진하여 피스톤(38)은 상승하고, 따라서 오일은 정상적으로 에어 공급이 차단되어도 오일 공급부(30)의 오일 공급 실린더(32)로 배출(밸브에서 배출)되게 된다.

반대로, 도 1과 같이, 핸들(42a)의 조작으로 회동축(42b)이 후진하면, 작동박스체(42d)를 강제적으로 당겨서 피스톤(38)을 강제로 하강시키고, 따라서 오일은 정상적으로 밸브로 공급되게 된다. 이때 스프링(42c)은 작동 박스체의 하강으로 다시 압축상태로 있게 된다.

한편, 도 1에서는 정상적인 에어 공급에 따른 오일 공급실린더(32)의 작동상태를 도시한 것인데, 정상적인 에어 공급시 피스톤이 하강하면 작동 박스체(42d)의 내측에서 회동축(42b)은 연결축(38a)과 이격되어 있어, 피스톤은 작동 박스체(42)의 길이만큼 하강하게 되어, 피스톤(38)의 하강은 가능하게 된다.

반대로, 피스톤(38)이 상승하면 도 2와 같이 작동 박스체(42a)만 이동하면서 피스톤 이동을 보상하게 된다.

한편, 별도의 도면으로 도시하지 않았지만, 도 1 및 도 2의 앞에서 설명한 본 발명의 수동조작수단(42)의 구조를 다르게 하는 것도 가능하다.

예를 들어, 도 1 및 도 2에서 도시한, 수동조작수단(42)의 스프링(42c)을 작동 박스체(42d)의 상측에 배치시키는 것도 가능한데, 라인 가동이 불량하여 오일 공급실린더(32)에 에어 공급이 중단되면, 상기 스프링(42c)을 압축하는 제2 피스톤의 연결축(38a)의 힘이 제거되면서, 스프링의 탄성력으로 작동 박스체(42d)는 하강하여 도 1과 같이 제2 피스톤(38)의 하강으로 오일은 밸브시트측으로 공급된다.

반대로, 핸들(42a)을 조작하여 회동축(40b)을 통하여 피스톤 연결축을 상승(전진)시키면, 제2 피스톤(38)은 상승하고 오일은 밸브에서 배출되게 되는 것이다.

따라서, 스프링의 작동박스체 연계 위치에 상관없이 본 발명의 수동조작수단(42)은 에어의 오일 공급실린더 공급이 중단되어도 오일의 밸브시트 공급이나, 이로부터 오일의 배출은 정상적으로 구현시키는 것이다.

결국, 본 발명의 밸브 장치는, 수동조작수단(42)을 더 포함하기 때문에, 오일 공급실린더(32)의 정상적인 가동을 위한 에어 공급이 차단되는 라인 가동 불량상태가 발생되어도, 밸브로의 오일 공급이나 배출을 수동 조작을 통하여 정상적으로 수행할 수 있도록 하고, 이에 따라 밸브의 정상적인 개폐 가동은 유지시키는 것이다.

다음, 도 1 및 도 2와 같이, 본 발명의 밸브장치(1)에서 장치 제어유닛(C)은 에어 액추에이터 즉, 구동원(12)에도 에어의 공급을 제어하는데, 예를 들어 에어 액추에이터와 같은 구동원(12)은, 구동원 하우징(미부호) 내부의 작동 피스톤(12a)이 양측에 설치되고, 이들의 전진 또는 후진시 중앙에 연결된 작동캠(12b)에 고정되는 회동축(12c)이, 앞에서 설명한 개폐부재(14)의 구동축(15)과 연결되어 있다.

따라서, 상기 구동원(12)인 에어 액추에이터의 피스톤 전,후진에 따라서, 밸브 구동축의 회전이 이루어진다. 물론, 수직 구동되는 도 7c의 나이프인 경우에는 에어 액추에이터 대신에 수직 구동실린더를 사용하면 된다.

한편, 본 발명의 밸브장치(1)에서는, 상기 장치 제어유닛(C)은 여러 형태의 제어부 즉, 도 3의 전기식 제어부(50), 도 4,5의 기계식 제어부(70) 및 도 6의 액추에이터식 제어부(90) 중 하나일 수 있다.

예를 들어, 도 3에서는, 도 1 및 도 2에서 도시한 장치 제어유닛(C)을, 전기식 제어부(50)로 구성한 것을 도시하고 있다.

즉, 도 1,2 및 도 3에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 전기식 제어부(50)는, 밸브측 구동원(12)과 오일 공급실린더(32)의 에어 실(36)에 에어를 공급하기 위한 에어 공급유닛(52)(예를 들어, 에어 컴푸레셔 등)과 상기 구동원과 오일 공급실린더 사이에 연계되는 솔레노이드 밸브(54a)(54b)들과 상기 솔레노이드 밸브들과 연계되는 제1 제어유닛(56)으로 구성될 수 있다.

그리고, 상기 각각의 솔레노이드 밸브들과 구동원(12) 및 오일 공급실린더(32)는 각각의 라인(ℓ1,2)들을 매개로 연결되고, 에어 공급유닛(52)은 각각의 솔레노이드 밸브들에 연결되어 있다.

따라서, 상기 제1 제어유닛(56)의 작동에 따라, 에어 공급유닛(52)이 연계되는 솔레노이드 밸브(54)를 통하여, 밸브시트의 수축-팽창 또는 밸브 시트 유동을 가능하게 하도록 구동원(12)과 오일 공급실린더(32)의 에어 공급이 제어된다.

예를 들어, 도 3에서, 제1 제어유닛(56)은, 구동원(12)측의 제1 솔레노이드 밸브(54a)와 오일 공급실린더(32)측의 제2 솔레노이드 밸브(54b)와 전기적으로 연계되고, 상기 제어유닛의 제어에 따라 솔레노이드 밸브들의 작동실이 제어되고, 이를 통하여 에어 공급유닛(52)에서 공급되는 에어는, 구동원(12)과 오일 공급실린더(32)의 에어 실(36)에 각각 공급된다.

따라서, 구동원(12)은 디스크 등의 개폐부재를 관부재(2)의 직경방향으로 회동 위치시키고, 오일 공급실린더(32)의 제1 피스톤(34)은 하강하여, 제2 피스톤(40)은 오일을 가압하여 밸브시트(16)측으로 오일을 공급하고, 이때 밸브시트(16)는 팽창하여 관부재(2)를 패쇄시키는 디스크 등의 개폐부재(14)와 밀착 유지되고, 이를 통하여 관 폐쇄가 긴밀하게 유지되게 된다.

한편, 도 2 및 도 3과 같이, 제1 제어유닛(56)의 작동으로 제1,2의 솔레노이드 밸브(54a)(54b)의 실이 바뀌면, 구동원(12)인 에어 액추에이터에는 내부 중앙측으로 에어가 공급되어 피스톤(12a) 들이 서로 멀어지게 되고, 따라서 도 2와 같이 구동축(15)은 적정 각도 만큼만 회동되어 디스크 등의 개폐부재(14)는 관부재(2)를 유통시키는 상태로 회동된다.

이때, 도 2 및 도 3과 같이, 제2 솔레노이드 밸브(54b)를 통하여 에어는 오일 공급실린더(32)의 에어 실의 제1 피스톤의 하측으로 공급되고, 제1 피스톤(34)은 상승하여, 일체로 제2 피스톤이 상승되고, 오일은 진공상태에 밸브시트에서 배출되어 도 2와 같이, 밸브시트(16)와 디스크 등의 개폐부재(14)사이는 이격된다.

한편, 상기 제1 제어유닛(56)의 구동원측 및 오일 공급실린더측 제1,2의 솔레노이드 밸브(54a)(54b)들의 전기적 작동제어에 따라 에어의 구동원 및 오일 공급실린더로의 공급 시점이 제어되지만, 도 3의 본 발명 밸브장치(1)의 경우 구동원(12)측과 오일 공급실린더(32)측의 솔레노이드 밸브(54a)(54b)들에 에어가 동시에 공급되어도, 구동원(12) 즉, 에어 액추에이터의 피스톤 구동을 위한 에어 소모량이 더 많기 때문에, 에어 실(36)의 공간이 더 적은 오일 공급실린더(32)의 작동이 더 빠르고, 따라서 도 2와 같이 밸브시트의 수축이 완료된 후에, 구동원의 작동에 따른 구동축의 작동이 수행되기 때문에, 개폐부재(14)와 밸브 시트(16)의 접촉이 발생되지 않기 때문에, 밸브시트의 마모가 발생되지 않는다.

다음, 도 4 및 도 5에서는 도 1의 본 발명의 장치 제어유닛(C)을 기계식 제어부(70)로 구성한 것을 도시하고 있다.

즉, 도 4에서 도시한 이와 같은 본 발명의 기계식 제어부(70)는, 밸브측 구동원(12)과 오일 공급실린더(32)의 구동을 위한 에어 공급유닛(72)과 상기 구동원과 오일 공급실린더 사이에 각각, 연계되는 각각의 솔레노이드 밸브(74)와 기계작동식 밸브(76)와, 상기 밸브(10)의 구동축(15)에 설치되고 상기 기계작동식 밸브(76)의 작동버튼(76a)을 (텃치하거나 눌러서) 작동시키는 작동레버(78) 및, 상기 솔레노이드 밸브와 연계되어 작동을 제어하는 제2 제어유닛(80)을 포함하여 구성되는 것이다,

따라서, 상기 제2 제어유닛(80)은 전기적으로 제어되는 구동원(12)측의 솔레노이드 밸브(74)를 제어 작동하고, 기계작동식 밸브(76)는, 상기 구동축(15)의 회전 또는 승강에 따라 위치가 바뀌는 작동레버(78)로 작동 제어되기 때문에, 본 실시예의 경우 고가의 솔레노이드 밸브 사용을 줄일 수 있고, 기계 접촉식으로 오일의 밸브시트 공급과 밸브시트에서의 배출이 제어되므로, 밸브장치(1)의 작동성이 더 확실하게 유지될 수 있도록 하는 이점을 제공할 것이다.

예를 들어, 도 4에서와 같이, 에어 공급유닛(72)을 통하여 공급되는 에어는, 제 1라인(L1)과 체크밸브(82)를 통하여 구동원(12)인 에어 액추에이터로 공급되고, 동시에 제1 라인에서 분기되는 제2 라인(L2)를 통하여 에어는 기계작동식 밸브(76)를 통하여 오일 공급실린더(32)의 에어 실(36)의 제1 피스톤(34)의 상측으로 에어가 공급된다.

이때, 기계작동식 밸브(76)는, 작동버튼(76a)이 밸브(10)의 회동축(15)에 설치된 작동레버(78)가 구동원 작동에 따른 회동축의 회동시 텃치되거나 누르게 된다.

따라서, 개폐부재(14)인 디스크의 회동이 완료되면, 기계작동식 밸브(76)와 제2 라인(L2)을 통하여 에어는 오일 공급실린더(32)의 에어 실의 제1 피스톤 상측에 공급되고, 제 1,2 피스톤은 하강하고, 오일은 밸브시트(16)에 공급되고, 밸브시트는 팽창되어 도 4와 같이 디스크 등의 개폐부재(14)와 밀착된 상태를 유지하게 된다.(세부 도면은 도 3 참조)

다음, 도 5에서 도시한 바와 같이, 제2 제어유닛(80)에서 솔레노이드 밸브(74)를 작동시키어 반대측 실로 작동되는 경우, 에어 공급유닛(72)에서 공급되는 에어는 L3 라인과 L3라인에서 분기되는 L4 라인을 통하여 각각 구동원(12)인 에어 액추에이터와 오일 공급실린더(32)의 에어 실(36)의 제1 피스톤(34) 하측에 공급된다

이때, 도 5와 같이, 구동원(12)인 액추에이터의 양측 피스톤(12a)의 중앙으로 에어가 공급되면서 피스톤이 서로 멀어지는 방향으로 이동하고, 이에 따라 밸브(10)측의 구동축(15)은 도 4와는 반대방향으로 회동되어 작동레버(78)는 기계작동식 밸브(76)의 버튼(76a)과 분리되고, 기계작동식 밸브(76)의 버튼 반대측 스프링의 탄성력으로 실이 변경되어, 오일 공급 실린더(32)의 제 1 피스톤 상측 에어는 배출되고, 제1 피스톤과 제2 피스톤은 상승되어 오일은 밸브시트에서 배출되고, 오일 실(40)로 흡입되며, 밸브시트는 수축된다.

한편, 구동원인 에어 액추에이터의 중앙으로 에어가 공급되어 액추에이터가 구동되기 위하여는 오일 공급실린더(32)의 에어 실(36)에 채워지는 에어량 보다 더 많기 때문에, 오일 공급실린더(32)의 제1 피스톤(34)은 먼저 상승되고, 이를 통하여 제2 피스톤의 상승으로 오일은 밸브시트에서 배출되어 밸브시트가 도 2와 같이, 디스크인 개폐부재(14)와 이격되고, 그 다음 구동원(12)인 에어 액추에이터의 작동으로 회동축(15)이 회전하게 된다.

이때, 회동축의 회전이 시작되는 순간, 앞에서 설명한 바와 같이, 기계작동식 밸브(76)의 실이 바뀌게 된다.

한편, 도 4 및 도 5에서, 체크밸브(82)는 구동원(12)인 액추에이터의 작동시 내부 피스톤의 작동에 따라 배출되는 에어의 급속 배출을 가능하게 한다.

따라서, 도 4 및 도 5의 본 발명의 밸브장치(1)는, 도 3의 2개의 솔레노이드 밸브 대신에, 하나의 솔레노이드 밸브와 기계작동식 밸브를 사용하기 때문에, 고가의 솔레노이드 밸브의 사용수를 줄일 수 있고, 특히 밸브(10)측의 회동축(15)에 설치된 작동레버(78)와의 접촉 유무에 따라 기계식 밸브(76)가 작동되기 때문에, 그 만큼 오작동 가능성도 줄어드는 것이다.

다음, 도 6에서는 본 발명 밸브장치(1)의 또 다른 실시예를 도시하고 있다.

즉, 도 6은 상기 액추에어터식 제어부(90)를 포함하는 밸브장치(1)를 도시하고 있는데, 이와 같은 액추에이터식 제어부(90)는, 밸브 구동원(12)과 오일 공급실린더(32)의 구동원인 전기 액추에이터(92)(94) 및, 상기 전기 액추에이터들과 연계되어 제어 작동하는 제3 제어유닛(96)을 포함하여 구성되는 것이다.

따라서, 도 6의 경우 제3 제어유닛(96)은, 밸브(10)의 구동축(15)이 연결되는 축 결합부(92a)를 갖는 회동형의 전기 액추에이터(92)와, 오일 공급실린더(32)의 오일 실(40)측의 제2 피스톤(38)과 연결되는 수직 구동형의 전기 액추에이터(94)의 작동을 전기적으로 제어하여, 오일의 밸브시트 공급 및 배출을 제어하는 것이다.

이 경우, 앞에서 설명한 바와 같이, 제어유닛(96)은 개폐부재(14)인 디스크 등의 회동(작동) 전에 밸브시트를 수축시키고, 관 부재(2)의 폐쇄시에는 밸브시트를 팽창 또는 유동시키어 개폐부재와의 밀착을 유지시키도록, 상기 각각의 전기 액추에이터(92)(94)를 제어 작동시키는 것이다.

즉, 도 6의 경우에는, 도 1 내지 도 5의 본 발명 밸브장치(1)와는 다르게, 밸브 구동과 오일 공급실린더의 작동을 위하여 에어를 사용하지 않고, 여러 솔레노이드 밸브 등을 사용하지 않기 때문에, 산업체에서 에어 공급라인의 오작동이나 공급중단이 발생되어도 밸브장치(1)의 가동은 정상적으로 이루어지는 것이다.

한편, 별도의 도면으로 도시하지는 않았지만, 본 발명의 도 4,5 또는 도 6의 밸브장치들은 복합적으로 관부재(2)에 구성하면, 에어 공급이 중단되는 응급 상황시 밸브장치의 개방 또는 폐쇄를 정상적으로 구동시키고, 정상적인 에어 공급시에는 전기 작동되는 전기 액추에이터 대신에, 전기 사용을 줄일 수 있는 도 4,5의 밸브 장치를 사용하는 복합 구성도 바람직할 것이다.

이때, 도 1 내지 도 6에서, 도면부호 V와 P.G는 각각 밸브와 압력 게이지를 나타낸다.

본 발명은 지금까지 특정한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한 도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.

1.... 밸브장치 10.... 밸브
12.... 구동원 14.... 개폐부재
15.... 구동축 16.... 밸브시트
18... 시트링 30.... 오일 공급부
32.... 실린더 34,38.... 피스톤
36,40.... 에어 및 오일 실 42.... 수동조작수단
50.... 전기식 제어부 52,72.... 에어 공급유닛
54,74.... 솔레노이드 밸브 56,80,96.... 제1 내지 제3 제어유닛
70.... 기계식 제어부 76.... 기계작동식 밸브
78.... 작동레버 90.... 액추에어터식 제어부
92,94.... 전기 액추에이터

Claims (11)

1. 구동원(12)을 매개로 밸브의 개폐를 구현하는 개폐부재(14)와 상기 개폐부재(14)가 연동되는 수축-팽창형 또는 유동형 밸브시트(16)를 구비하면서 관부재가 연결되는 밸브(10); 및,
   상기 밸브시트의 팽창 또는 유동을 가능토록 밸브(10)와 연계 배치되는 오일 공급부(30);
   을 포함하여 구성된 밸브장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 오일 공급부(30)는, 상기 밸브시트와 연계되어 밸브시트의 수축-팽창 또는 유동을 가능토록 제공되는 오일 공급실린더(32)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 오일 공급실린더(32)는, 실린더 작동을 위한 제1 피스톤(34)을 포함하는 에어 실(36)과, 밸브시트의 오일 공급과 밸브시트에서의 오일 배출을 위한 제2 피스톤(38)을 포함하는 오일 실(40)중 적어도 오일 실을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 오일 공급실린더(32)의 제1 피스톤 또는 제2 피스톤 중 어느 하나에는 수동조작수단(42)이 더 연계되는 것을 특징으로 하는 밸브장치.
5. 제1항 내지 제4항에 있어서,
   상기 밸브측 구동원(12)과 오일 공급부(30)에 포함된 오일 공급실린더(32)중 적어도 오일 공급실린더(32)와 연계되어 작동을 제어하는 장치 제어유닛(C)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 장치 제어유닛(C)은, 전기식 제어부(50), 기계식 제어부(70) 및 액추에이터식 제어부(90) 중 어느 하나 또는 이들이 복합적으로 구성된 것을 특징으로 하는 밸브장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 전기식 제어부(50)는,
   밸브측 구동원(12)과 오일 공급실린더(32)의 구동을 위한 에어 공급유닛(52)과 연계되면서 상기 구동원과 오일 공급실린더 사이에 각각 연계된 솔레노이드 밸브(54); 및,
   상기 솔레노이드 밸브(54)와 연계되어 전기적으로 제어하는 제1 제어유닛 (56);
   을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 밸브장치.
8. 제6항에 있어서,
   상기 기계식 제어부(70)는,
   밸브측 구동원(12)과 오일 공급실린더(32)의 구동을 위한 에어 공급유닛(72)과 연계되면서, 상기 구동원과 오일 공급실린더 사이에 각각 연계되는 솔레노이드 밸브(74)와 기계작동식 밸브(76);
   상기 밸브의 구동축(15)에 설치되면서 상기 기계작동식 밸브(76)와 연계되는 작동레버(78); 및,
   상기 솔레노이드 밸브와 연계되어 전기적으로 작동을 제어하는 제2 제어유닛(80);
   을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 밸브장치.
9. 제8항에 있어서,
   상기 기계작동식 밸브(76)는, 솔레노이드 밸브(74)와 구동원(12)사이에 연결되는 제1 라인(L1)에서 분기되면서 오일 공급실린더(32)에 연계되는 제2 라인(L2)에 설치되고, 상기 제1 라인(L1)에는 체크밸브(80)가 더 구비되며,
   상기 구동원(12)과 솔레노이드 밸브(74)에 연결된 제3 라인(L3)에서 분기된 제4 라인(L4)이 오일 공급실린더(32)에 연결되는 것을 특징으로 하는 밸브장치.
10. 제6항에 있어서,
    상기 액추에어터식 제어부(90)는,
    밸브 구동원과 오일 공급실린더(32)와 연계되는 전기 액추에이터(92)(94); 및,
    상기 전기 액추에이터들과 연계되어 전기적으로 제어 작동하는 제3 제어유닛(96);
    을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 밸브장치.
11. 제1항에 있어서,
    밸브에 구비되는 개폐부재(14)는, 회전 구동되는 디스크, 볼, 수직 구동되는 나이프중 하나로 제공되고, 상기 밸브는, 밸브시트를 고정하면서 밸브에 구비되고 오일통로(P)가 형성되는 시트링(18)을 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브장치.

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