KR100963117B1 - 버터플라이 밸브 - Google Patents

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KR100963117B1
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screw
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김만영
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서광공업 주식회사
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Abstract

본 발명은 배관들 사이에 설치되는 밸브 바디와, 상기 밸브 바디의 내부에 회전 가능하게 장착되며 상기 밸브 바디의 유로를 개폐하는 디스크, 및 상기 밸브 바디에 형성되며 상기 밸브 바디와 상기 배관의 플랜지를 체결하기 위한 체결부를 포함하고, 상기 체결부는 상기 밸브 바디의 반경 방향을 향해 돌출되게 형성되며, 상기 배관의 플랜지와의 나사 체결을 위한 나사홀을 구비하는 것을 특징으로 하는 버터플라이 밸브를 개시한다.

Description

버터플라이 밸브{BUTTERFLY VALVE}
본 발명은 밸브 바디 내부에 배치된 디스크의 회전에 따라 유체의 흐름을 조절하는 버터 플라이 밸브에 관한 것이다.
일반적으로 밸브는 유체의 통로를 형성하는 파이프 등에 의해 형성되는 배관의 일 부분에 설치되어, 유체의 흐름을 정지시키기나 유체의 흐름이 유지되도록 조절할 수 있도록 하는 장치이다.
이러한 밸브 중 버터플라이 밸브는 밸브 바디의 내부에 설치된 디스크의 회전에 따라 관로를 개폐하도록 구성된다. 버터 플라이 밸브는 일반적으로 배관들 사이에 설치되며, 볼트와 너트 등의 체결수단에 의해 배관들과 체결된다.
이러한 버터 플라이 밸브와 배관의 체결 구조로서, 버터 플라이 밸브의 플랜지와 배관의 플랜지를 볼트와 너트로 체결하는 방식, 볼트를 한 쪽 배관의 플랜지, 버터 플라이 밸브의 러그(Lug) 및 다른 쪽 배관의 플랜지에 관통시켜 너트로 체결하는 방식(러그 타입) 등이 있다.
이와 같은 체결 방식 뿐만 아니라, 버터플라이 밸브를 배관에 보다 간편하고 편리하게 체결할 수 있는 구조가 요구되고 있다.
본 발명은 배관에 보다 간편하고 편리하게 체결함과 아울러 제조 비용의 절감 또한 가능한 새로운 구조의 버터 플라이 밸브를 제공하기 위한 것이다.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명은 배관들 사이에 설치되는 밸브 바디와, 상기 밸브 바디의 내부에 회전 가능하게 장착되며 상기 밸브 바디의 유로를 개폐하는 디스크, 및 상기 밸브 바디에 형성되며 상기 밸브 바디와 상기 배관의 플랜지를 체결하기 위한 체결부를 포함하고, 상기 체결부는 상기 밸브 바디의 반경 방향을 향해 돌출되게 형성되며, 상기 배관의 플랜지와의 나사 체결을 위한 나사홀을 구비하는 것을 특징으로 하는 버터플라이 밸브를 개시한다.
상기 체결부는 상기 밸브 바디의 원주 방향을 따라 복수로 형성될 수 있으며. 상기 나사는 상기 배관의 플랜지에서 상기 체결부를 향하는 방향으로 체결될 수 있다.
상기 밸브 바디의 양단에는 제1 및 제2플랜지가 각각 형성되며, 상기 체결부는 상기 제1플랜지에서 돌출 형성된 제1체결부와, 상기 제2플랜지에서 돌출 형성된 제2체결부를 포함할 수 있다.
상기 밸브 바디의 외주면에는 상기 밸브 바디의 강성을 보강하는 적어도 하나의 보강 리브가 추가적으로 구비될 수 있다.
상기 밸브 바디와 디스크 사이에는 이들을 실링하기 위한 실링 유닛이 추가 적으로 구비될 수 있으며, 상기 실링 유닛은 상기 디스크의 외주면에 돌출 형성된 돌출부와, 상기 밸브바디의 내면에 장착되며 상기 돌출부와 접촉하는 메탈시트를 포함할 수 있다.
상기 버터 플라이 밸브는 상기 메탈시트의 위치를 조절하여 상기 메탈 시트의 눌림량을 조절하는 조절 유닛을 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 조절 유닛은 상기 밸브 바디와의 고정을 위한 제1고정부 및 상기 메탈시트와의 고정을 위한 제2고정부를 구비하는 고정 링과, 상기 제2고정부와 상기 메탈시트를 고정하기 위한 고정용 나사, 및 상기 제2고정부와 상기 메탈시트의 간격을 조절하기 위한 조절용 나사를 포함할 수 있다.
상기와 같은 구성의 본 발명에 의하면, 체결부에 나사홀을 형성시켜 별도의 체결 부품이 필요 없으며, 배관의 플랜지 쪽에서 체결나사의 체결이 이루어지므로, 밸브 바디와 배관들을 보다 편리하게 체결시킬 수 있다.
버터 플라이 밸브의 크기가 매우 큰 경우, 작업자가 너트 등의 부품을 잡고 있을 필요 없이 1인의 작업자가 체결나사만 체결하면 되므로, 작업 인원을 축소하고 작업성을 용이하게 할 수 있으며, 설치 비용을 절감할 수 있는 이점이 있다.
또한, 밸브 바디의 면간 거리를 최소화, 즉, 밸브 바디의 두께를 보다 슬림화함으로써 밸브 바디의 중량 감소를 통한 제조 비용의 절감이 가능하다.
아울러, 너트 등의 체결부품들이 배치되는 공간을 제거함으로써 필요시 밸브 바디의 두께를 증가시킬 수 있다.
또한, 체결나사가 밸브를 관통하는 러그 타입의 체결 방식에 비해 볼트의 길이를 짧게 할 수 있어 제조 비용을 절감할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명이 개시하는 보강 리브의 구조에 의해 밸브 바디의 중량 증가를 최소화하면서 밸브 바디의 강성을 확보할 수 있다. 아울러, 조절 유닛을 이용하여 메탈 시트의 눌림량을 간편하게 조절할 수 있는 이점이 있다.
이하, 본 발명과 관련된 버터플라이 밸브에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 버터플라이 밸브의 정면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 버터플라이 밸브의 개략적인 측단면도이다. 여기서, 도 2는 버터 플라이 밸브가 배관들 사이에 설치된 상태를 나타내고 있다.
도 1 및 2를 참조하면, 버터플라이 밸브는 배관들(101,102) 사이에 설치되는 밸브 바디(110)와, 밸브 바디(110)의 유로를 개폐하는 디스크(120)를 포함한다.
밸브 바디(110)는 대략적으로 원통형으로 형성된다. 한 쪽 배관(101, 이하, '제1배관')에서 유입된 유체는 원통형의 밸브 바디(110)의 내부 공간(111, 도 2 참조)을 통해서 다른 쪽 배관(102, 이하, '제2배관')까지 흐를 수 있다. 즉, 밸브 바디(110)의 내부 공간(111)은 유체가 흐를 수 있는 유로를 형성하며, 밸브 바디(110)의 양단부는 개방되어 유로가 끊기지 않고 연속적으로 연장되게 한다.
내부 공간(111)에는 위 유로를 개폐할 수 있는 디스크(disk, 120)가 설치된다. 디스크(120)는 밸브 바디(110)에 회전 가능하게 장착되어 유로를 개폐하게 된 다.
디스크(120)는 그 일면에 지지대(121)를 구비하며, 지지대(121)에는 개폐기구(미도시)와 연결된 샤프트(121)가 고정된다. 디스크(120)는 개폐기구에 대한 조작에 의해 내부 공간(111)에서 회전하게 된다.
디스크(120)는 도 2와 같이 유로를 닫거나(닫힌 상태), 회전 방향(T)을 따라 회전하면서 유로를 개방하게 된다(열린 상태). 유로를 완전 개방하기 위해서라면, 디스크(120)가 현 상태에서 대략 90°만큼 회전 방향(T)을 따라 회전되게 하면 된다.
도 3은 도 1 및 2에 도시된 밸브 바디의 사시도이다.
밸브 바디(110)에는 밸브 바디(110)와 배관들(101,102)과의 체결을 위한 체결부(130,140)가 형성된다. 체결부(130,140)는 배관들(101,102)에 각각 형성된 플랜지들(103,104)에 각각 체결된다.
체결부(130,140)는 밸브 바디(110)의 반경 방향으로 돌출 형성된다. 체결부(130,140)는 도 3에 도시된 바와 같이 대략적으로 반원 형태의 단면을 가질 수 있다. 체결부(130, 140)는 밸브 바디(110)의 원주 방향을 따라 복수로 형성될 수 있으며, 원주 방향을 따르는 체결부(130,140)들 사이의 간격은 등간격을 이룰 수 있다.
체결부(130,140)는 배관(101,102)의 플랜지(103,104)와의 나사 체결을 위한 나사홀(131,141)을 구비한다. 체결부(130,140)는 배관(101,102)의 플랜지(103,104)와 마주한 상태에서 체결나사(135,145)에 의해 체결된다.
밸브 바디(110)의 양단에는 제1플랜지(161)와 제2플랜지(162)가 형성된다. 제1 및 제2플랜지(161,162)는 밸브 바디(110)의 외주면에서 일정 높이만큼 돌출 형성된다. 체결부(130,140)는 제1플랜지(161)에서 돌출 형성된 제1체결부(130)와, 제2플랜지(162)에서 돌출 형성된 제2체결부(140)를 포함할 수 있다. 제1체결부(130)는 제1배관(101)의 플랜지(103)에 체결되고, 제2체결부(140)는 제2배관(102)의 플랜지(104)에 체결된다.
도 4는 도 2의 A 부분을 확대한 확대 단면도이다. 도 4는 제1체결부(130)와 제1배관(101)의 플랜지(103)가 체결되는 구성을 나타내고 있다.
제1배관(101)의 플랜지(103)에는 삽입홀(108)이 형성되며, 제1체결부(130)에는 나사홀(131)이 형성되어 있다.
체결나사(135)는 플랜지(103)에서 제1체결부(130)를 향하는 방향으로 체결된다. 즉, 체결나사(135)는 플랜지(103)에 형성된 삽입홀(108)을 관통하여 제1체결부(130)의 나사홀(131)에 체결된다. 체결나사(135)의 헤드(135a)는 플랜지(103)의 외면에 의해 지지된다.
제2체결부(140)와 제2배관(102)의 플랜지(104)가 체결되는 구성 또한 상기의 구성과 동일한 구성을 가지므로, 이에 대한 설명은 앞선 설명에 갈음하기로 한다.
상기와 같은 구성에 의하면, 체결부(130,140)에 나사홀(131,141)을 형성시킴으로써, 너트 등과 같은 체결을 위한 별도의 체결부품이 필요 없다. 또한, 배관(101,102)의 플랜지(103,104) 쪽에서 체결나사(135,145)를 체결하므로, 밸브 바디(110)와 배관들(101,102)을 보다 편리하게 체결시킬 수 있다. 버터 플라이 밸브 의 크기가 매우 큰 경우, 작업자가 너트 등의 부품을 잡고 있을 필요 없이 1인의 작업자가 체결나사(135,145)만 체결하면 되므로, 작업 인원을 축소하고 작업성을 용이하게 할 수 있으며, 설치 비용을 절감할 수 있는 이점이 있다.
또한, 체결나사가 밸브를 관통하는 러그 타입의 체결 방식에 비해 볼트의 길이를 짧게 할 수 있어 제조 비용을 절감할 수 있는 이점이 있다.
아울러, 제1 플랜지(161)와 제2플랜지(162) 사이에 체결부품이 배치되는 공간을 별도로 형성시키지 않아도 되는 바, 밸브 바디(110)의 면간 거리(D, 도 2 참조)를 최소화할 수 있다. 이에 따라, 밸브 바디(110)의 중량 감소를 통한 제조 비용의 절감이 가능하게 된다.
아울러, 너트 등의 체결부품들의 배치 공간이 필요치 않음에 따라, 필요시 밸브 바디(110)의 두께(t)를 증가시킬 수 있다. 다시 말해, 요구되는 압력 조건에 따라, 밸브 바디의 전체 크기를 증가시키지 않고도 밸브 바디의 두께(t)를 증가시킬 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 밸브 바디(110)의 외주면에는 밸브 바디(110)의 강성을 보강하기 위한 적어도 하나의 보강 리브(150)가 추가적으로 구비될 수 있다. 보강 리브(150)는 밸브 바디(110)의 외주면에서 나사홀(131,141)의 근처에 해당하는 높이까지 돌출된 형태를 가질 수 있다(도 1 참조). 아울러, 보강 리브(150)는 체결부(130,140)와 마찬가지로 밸브 바디(110)의 원주 방향을 따라 복수로 형성될 수 있다.
보강 리브(150)는 제1체결부(130)과 제2체결부(140)의 사이에 형성될 수 있 으며, 보강 리브(150)는 제1리브(151)와 제2리브(152)를 포함할 수 있다.
제1리브(151)는 제1체결부(130)의 일단에서 제2체결부(140)까지 직선 방향으로 연장되는 형태를 가지며, 제2리브(152)는 제1체결부(130)의 타단에서 제2체결부(140)까지 직선 방향으로 연장되는 형태를 갖는다. 제1리브(151)와 제2리브(152)는 일정 간격 떨어지게 형성된다.
상기와 같은 보강 리브(150)의 구조에 의하면, 밸브 바디(110)의 중량 증가를 최소화하면서 밸브 바디(110)의 강성을 확보할 수 있다.
도 5는 도 2의 B 부분을 확대한 확대 단면도로서, 밸브 바디(110)와 디스크(120) 사이를 실링하기 위한 실링 유닛의 구성을 나타낸다.
실링 유닛은 밸브 바디(110)의 내면에 장착된 메탈시트(171)와, 디스크(120)에 형성된 돌출부(172)를 포함한다.
메탈시트(171)는 링 형태를 가질 수 있으며, 돌출부(172)는 메탈시트(171)와 접촉될 수 있도록 디스크(120)의 외주면을 따라 돌출 형성된다. 돌출부(172)는 제1 메탈시트(171)와 같이 금속 재질로 형성 가능하며, 디스크(120)의 외주면에 용접 육성을 통해 형성될 수 있다. 이와 달리, 링 형태의 금속 부재를 디스크(120)의 외주면에 부착하여 돌출부(172)를 형성하는 것도 가능하다.
돌출부(172)는 닫힌 상태에서 메탈시트(117)와 접촉하며, 이에 따라 밸브 바디(110)와 디스크(120) 사이가 실링될 수 있다.
메탈시트(171)는 탄성 변형 가능한 탄성 접촉부(171a)를 구비할 수 있으며, 돌출부(172)와의 접촉에 의해 눌러져 탄성 변형하게 된다. 탄성 접촉부(171a)에서 발생하는 탄성 복원력에 의해 메탈시트(171)와 돌출부의 탄성 접촉이 가능하게 된다. 탄성 접촉부(171a)는 열린 상태에서 닫힌 상태로의 전환시 돌출부(172)와 단계적인 접촉이 가능하도록 경사진 면을 가질 수 있다. 메탈시트(171)와 밸브 바디(110)의 사이에는 그들 사이의 틈새를 실링하기 위한 오-링(173)이 개재될 수 있다.
메탈시트(171)에는 메탈시트(171)의 눌림량을 조절하기 위한 조절 유닛이 연결될 수 있다. 조절 유닛은 메탈시트(171)의 위치를 조절함으로써 메탈시트(171)의 눌림량을 조절할 수 있다. 본 실시예와 관련된 조절 유닛은 고정 링(181), 고정용 나사(182), 및 조절용 나사(183)을 포함할 수 있다.
고정 링(181)은 밸브 바디(110)와의 고정을 위한 제1고정부(181a)와, 메탈시트(171)와의 고정을 위한 제2고정부(181b)를 구비한다. 제1고정부(181a)는 체결용 나사(184)에 의해 밸브 바디(110)에 체결된다.
고정용 나사(182)는 고정 링(181)의 제2고정부(181b)와 메탈시트(171)를 고정한다. 제2고정부(181b)에는 삽입홀(185)가 형성되며, 메탈시트(171)에는 나사홀(174)이 형성되어 있다. 고정용 나사(182)는 제2고정부(181b)의 삽입홀(185)을 관통하여 메탈시트(171)의 나사홀(174)에 체결된다.
조절용 나사(183)는 고정 링(181)의 제2고정부(181b)와 메탈시트(171)의 간격을 조절하기 위한 것이다. 조절용 나사(183)는 제2고정부(181b)의 나사홀(186)에 체결되며, 그 단부가 메탈시트(171)의 외면에 의해 지지된다.
조절용 나사(183)를 푼 상태에서 고정용 나사(182)를 조이면, 고정 링(181) 과 메탈시트(171)가 서로 가까워지는 방향으로 상대 이동하여 그 위치가 고정된다. 또한, 고정용 나사(182)를 푼 상태에서 조절용 나사(183)를 조이면, 고정 링(181)과 메탈시트(171)가 서로 멀어지는 방향으로 상대 이동하게 된다. 이 상태에서 고정용 나사(182)를 조이면 메탈시트(171)의 위치가 고정되게 된다. 이와 같이, 고정용 나사(182)와 조절용 나사(183)를 이용하여 메탈시트(171)의 위치를 조절함으로써, 탄성 접촉부(171a)의 눌림량을 조절할 수 있다.
이상에서 설명한 버터 플라이 밸브는 위에서 설명된 실시예들의 구성과 방법에 한정되는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 버터플라이 밸브의 정면도.
도 2는 도 1에 도시된 버터플라이 밸브의 개략적인 측단면도.
도 3은 도 1 및 2에 도시된 밸브 바디의 사시도.
도 4는 도 2의 A 부분을 확대한 확대 단면도.
도 5는 도 2의 B 부분을 확대한 확대 단면도.

Claims (9)

  1. 배관들 사이에 설치되는 밸브 바디;
    상기 밸브 바디의 내부에 회전 가능하게 장착되며, 상기 밸브 바디의 유로를 개폐하는 디스크; 및
    상기 밸브 바디에 형성되며, 상기 밸브 바디와 상기 배관의 플랜지를 체결하기 위한 체결부를 포함하고,
    상기 체결부는 상기 밸브 바디의 반경 방향을 향해 돌출되게 형성되며, 상기 배관의 플랜지와의 나사 체결을 위한 나사홀을 구비하며,
    상기 밸브 바디의 양단에는 제1 및 제2플랜지가 각각 형성되며,
    상기 체결부는 상기 제1플랜지에서 돌출 형성된 제1체결부와, 상기 제2플랜지에서 돌출 형성된 제2체결부를 포함하고,
    상기 밸브 바디의 외주면에는 상기 밸브 바디의 강성을 보강하는 적어도 하나의 보강 리브가 형성되는 것을 특징으로 하는 버터플라이 밸브.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 체결부는 상기 밸브 바디의 원주 방향을 따라 복수로 형성되는 것을 특징으로 하는 버터플라이 밸브.
  3. 제1항에 있어서, 상기 나사 체결은,
    나사가 상기 배관의 플랜지에서 상기 체결부를 향하는 방향으로 체결되며, 상기 플랜지에 형성된 삽입홀을 관통하여 상기 나사홀에 체결되도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 버터플라이 밸브.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, 상기 보강 리브는,
    상기 제1체결부에서 일단에서 상기 제2체결부까지 연장되는 제1리브; 및
    상기 제1리브로부터 일정 간격 떨어진 위치에 형성되며, 상기 제1체결부의 타단에서 상기 제2체결부까지 연장되는 제2리브를 포함하는 것을 특징으로 하는 버터플라이 밸브.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 밸브 바디와 디스크 사이를 실링하기 위한 실링 유닛을 더 포함하고,
    상기 실링 유닛은,
    상기 디스크의 외주면에 돌출 형성된 돌출부; 및
    상기 밸브바디의 내면에 장착되며, 상기 돌출부와 접촉하는 메탈시트를 포함 하는 것을 특징으로 하는 버터플라이 밸브.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 메탈시트의 위치를 조절하도록 구성되어 상기 메탈 시트의 눌림량을 조절하는 조절 유닛을 더 포함하고,
    상기 조절 유닛은,
    상기 밸브 바디와의 고정을 위한 제1고정부와, 상기 메탈시트와의 고정을 위한 제2고정부를 구비하는 고정 링;
    상기 제2고정부와 상기 메탈시트를 고정하기 위한 고정용 나사; 및
    상기 제2고정부와 상기 메탈시트의 간격을 조절하기 위한 조절용 나사를 포함하는 것을 특징으로 하는 버터플라이 밸브.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 조절용 나사는 상기 제2고정부에 형성된 나사홀에 체결되며, 상기 메탈시트의 외면과 접촉하는 것을 특징으로 하는 버터플라이 밸브.
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