해저 밸브용 작동기
제1도는 상세도시를 위해 일부절단 도시한 본 발명의 작동기의 평면도. 제2도는 일부 절단 도시된 작동기의 정면도. 제3도는 제1도의 II 선에 의한 측면도. 제4도는 상세도시를 위해 상측에서 본 결합장치를 일부 절단하여 도시한 도면. 제5도는 작동기와 결합장치의 결합양태를 나타낸 도면이다. * 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 1 : 작동기 2 : 밸브 3 : 파이프 라인 4 : 결합장치 4a : 볼트 5 : 케이싱 6 : 공동샤프트 6a : 키이홈 7,8 : 돌리개 9 : 슬리브 11 : 기어 12 : 래크 13 : 부동피스톤 14 : 유압실린더 15 : 덕트 17 : 레버 18 : 제2실린더 19 : 벨리빌 디스크 20,21 : 돌기 22,31 : 소켓 23 : 링 24 : 구멍 25 : 스터드볼트 26 : 나비너트 27 : 안내로드 28,29 : 로프 30 : 파이럿 핀 32 : 스톱 33 : 리미터 나사 34 : 지시계
본 발명은 해저 밸브용 작동기(actuator)에 관한 것이다. 해저 파이프 라인 설비내의 밸브 구조체는, 통상은 볼(ball) 구성요소에 적합한 밸브 하우징과, 밸브를 열고 닫도록 직접 또는 원격 조정하는 장치인 분리된 작동기를 포함한다. 통상적인 작동기 시스템은 대부분이 유압식으로 피스톤을 가진 챔버내로 오일을 강제 주입시키는 유압펌프와 제어회로를 포함하고 있고, 상기 피스톤은 래크기어 구동기를 작동시키게 되고 이 구동기의 샤프트에 기어가 키이로써 연결되고 이 샤프트는 밸브의 샤프트에 차례대로 결합된다. 이러한 작동기는 주기적인 점검이 필요하고 이러한 점검은 물이없는 곳에서 실시되어야 하므로 이를 위하여는 작동기를 파이프 라인으로부터 분리시켜야 한다. 따라서 작동이 불량해지거나 고장이 발생한 경우가 아니더라도 작동기의 축과 밸브간의 결합은 작동기가 신속히 분리될 수 있게끔 된 것이어야 한다. 작동기와 밸브를 결합시키는 통상적인 방식, 특히 상기 요소들의 결합에는 시간이 현저하게 걸리고, 또 이러한 작업은 다수 반복적으로 수중 작업하에 이루어지므로 심연에서는, 잘 알려진 바와같이, 사람의 작업 능률이 현저히 저하된다. 더욱 상세히, 종래 시스템은 작동기 샤프트를 키이 맞춤된 밸브 샤프트에 결합하도록 되어 있어 두 요소를 용이하게 정렬시키기 위해서 프레임으로 만들어지고, 밸브에 볼트로 체결되며, 따라서 작동기는 밸브 샤프트로 안내된다. 결합을 효과적으로 하기 위해서, 다수의 볼트를 사용하여 각각 작동기와 밸브에 연루되어 있는 두개의 플랜지를 클램시키도록 조인다. 이러한 볼트 조임에 있어서는 작업완료에 시간을 요할 뿐만 아니라 다이버(diver)의 물리적 힘을 필요로 하는 것이며, 이 두요소에 따라 결과적으로 작동기에 대해 고유지비가 수반되는 것이다. 본 발명의 목적은 해저 작동기의 분리 및 장착에 요구되는 소요시간을 현저히 감소시키고 다이버의 작업이 더욱 용이하도록 작업자 에너지 요구량, 결정 또는 계산 및 심연에 따른 어려움등을 제거시키는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 작동기 또는 밸브를 분리시키지 않고 이들의 동작 효용을 간단히 점검할 수 있도록 하는 것이다. 본 발명 목적에 따라 실현된 해저 밸브 작동기는 밸브와 작동기 간에 위치해 있는 결합장치를 포함하는데 이 장치는 밸브에 견고하게 결합되어 있고, 밸브축이 안정하게 삽입될 수 있는 내부적으로 슬롯이 형성된 공동(hollow)샤프트를 제공하고 있다. 결합장치의 공동 샤프트는 축상 미끄럼 가능한 슬리브에 의해 제공된 정합용 돌기개(dog)와 맞물리는 다수의 돌리개를 제공하고 슬리브는 슬리브와 샤프트간 영구적 결합을 위해 공동샤프트의 돌리개에 대향하여 슬리의 돌리개가 일정하게 추진되도록 스프링 부하되어 있다. 슬리브는 두개의 래크와 맞물려 기어에 키이로 연결되어 있고 각각의 유압 피스톤에 의해 구동된다. 첨부한 도면에 의거 일예를 들어 본 발명을 상세히 설명한다. 본 발명에 따른 작동기는 제5도에서 패키지화된 유닛으로 도시되어 있고 그 전체는 참조부호 '1'로 표시되어 있으며, 파이프라인(3)을 따라 설치된 밸브(2)를 작동시키도록 수동 또는 원격 조정되는 모든 매개체를 포유하고 있다. 동 도면에서, '4'는 밸브(2)에 플랜지 장착되는 결합장치를 표시하고 있으며 다수의 볼트(4a)로 체결되어 있다. 제2도 내지 4도에 있어서, 결합장치(4)는 대체로 원통형상인 케이싱(5)을 포함하고 있는데 이 케이싱은 공동샤프트(6)에 밸브 샤프트(도시없이 통상적인 형상임)이 삽입되는 키이 홈(6a)을 제공하고 있다. 샤프트(6)에는 그 원주 둘레에 등간격으로 배열된 다수의 돌리개(7)가 구비되어 있고 작동기내에 위치한 슬리브(9)에 의해 제공된 대응하는 다수의 돌리개(8)에 맞물리도록 설계되어 있으며, 샤프트의 길이 방향축(10)을 따라 회전 및 이동될 수 있다, '11'은 유압실린더(14)의 부동 피스톤(13)에 의해 선형 이동되는 래크(12)와 기어 맞물림 접촉되고, 슬리브(9)에 키이로 연결되는 기어를 표시한다. 밸브를 개구시키는 것은 상기 유압실린더(14)이고 필요한 유액은 덕트(15)를 통해 공급되는데 이 덕트는 표시부호 '17'로 지시된 레버에 의해 작동되는 핸드 펌프(16)와 연결되어 있고, 배럴(barrel) 형상을 하고있다. 상기한 기어(11)는 제2의 실린더(18)의 래크와 기어 맞물림 되어 있고, 마찬가지로 밸브의 개-폐를 운영한다. 슬리브(9)는 한조의 돌리개(7),(8)가 맞물려 있는 상태에 놓이도록 벨리빌 디스크(belleville disc)(19)에 의해서 공동 샤프트(6)에 대향하여 탄성적으로 바이어스 된다. 연결기에는 작동기의 케이싱내의 각각의 소켓(22)내에 (이중 하나의 소켓(22)만이 제3도에 도시되어 있음) 위치하도록 설계된 두개의 돌기(20)(21)가 마련되어 있고, 이들 돌기(20),(21)는 토크 전달이 가능하도록 작동기와 연결기 케이싱을 서로 잠금 결합시키며, 단지 하나의 장착 위치를 위해 섹센부는 서로 같지 않다. '30'은 링(23)에 견고하게 결합되는 파이럿 핀을 나타내며, 공동 샤프트(6)에 차례대로 견고하게 결합되고 또한 슬리브(9)에 의해 제공된 소켓(31)내에 삽입 가능하여, 작동기와 결합기와의 정렬 위한 안내자가 된다. 작동기의 케이싱은 구멍(24)을 통해 두개가 제공되어 있고(이중 하나만이 제2도에 도시됨) 연결기의 케이싱내에서 나산산과 완전히 맞물리도록 관통하는 두개의 스터드 볼트(25)를 수용하고 나비너트(26)에 의해 장력을 받아, 연결기에 작동기를 클램프 시킨다. 스터드(25)를 수용하기 상기 구멍(24)은 수리 또는 분해 후에 작동기를 밸브(2)에 원위치 장착시키는 목적으로(제5도 참조)이용될 수 있다. 작업은 두개의 안내로드(27)를 사용하여 달성될 수 있다. 안내로드 각각은 두개의 구멍(24)을 통해 이어져 있는 한쌍의 로프(28)중 하나의 로프 끝에 구비되어 있고 수상의 선박에서 로프를 팽팽히하여, 작동기가 작업 위치로 하향안내되고 그 무게는 선박에 있는 인양장치의 로프(29)에 의해 경감되도록 한다. 작동기는 하향 안내시키는 이러한 방법을 채용하면 다이버의 중재없이 결합이 신속히 진행디고, 다이버는 단지 로프로 분리시키고 두개의 나비너트를 맞추면 된다. 케이싱이 클램프되어 있고, 돌리개가 서로 정렬되지 않은 상태에서 회전되어 서로 맞물릴 수 없는 경우, 작동기에 의해 밸브가 개폐될 때 곧 자동 보정되고, 일단 정렬이 되면 실제로 돌리개는 클럿치되어 벨리빌 디스크의 작용으로 맞물린 상태에 놓이게 된다. 공동 샤프트(6)는 '33'으로 표시된 고정나사와 접촉상태에 돌입되도록 고안된 스톱(32)를 이동시키고, 밸브 샤프트에 가능한 회전각도를 제한시키는 작용을 하며, 그 위치는 연결기를 해저에 두기전에 선택된다. 두조의 돌리개의 상대적 위치에 관계없이 작동기와 연결기가 연결될 수 있고 더우기 연결기에 스톱(32)과 리미터(limiter) 나사(32)를 제공함으로써, 하나의 작동기에 다른 밸브들을 장치할 수 있고 또는 조정없이 작동기를 다른 작동기로 대치할 수 있다. 본 발명의 장치에 의해서, 다이버는 어려움 없이 작동기를 연결기에 장치할 수 있을 뿐만아니라, 설치의 방해없이 작동기 및 밸브가 작동될 수 있는 효과가 있다. 더우기 슬리브와 공동샤프트는 특별한 공구를 사용하여 벨리빌 디스크에 압력을 가함으로써 분해될 수 있고 이때 작동기는 밸브를 회전시키지 않고 회전될 수 있으며, 돌리개의 위치는 시각적 조사에 적합한 지시계(34)로 확인될 수 있다. |
