KR101270209B1 - 양방향지수 편심 구조 버터플라이 밸브 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 양방향지수 편심 구조 버터플라이 밸브에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 밸브 몸체의 내주연에 형성되는 단턱에 결합되고, 내주연의 원주 방향으로 경사가 변하며 형성되는 바디 시트와 밸브 디스크의 외주연에 결합되고, 외주연이 상기 밸브 디스크의 외주연보다 돌출되어 돌출부가 형성되며, 상기 돌출부에 다수 개의 결합홈이 형성되고, 외주연이 상기 바디 시트의 내주연과 상응되게 형성 및 접촉되어 상기 바디 시트의 내주연에 의해 상기 밸브 디스크의 회전각이 제한되는 디스크 시트와 상기 바디 시트와 상기 디스크 시트 상호 간 접촉부위의 기밀성과 수밀성을 유지시키기 위해 상기 결합홈에 결합되고, 상기 밸브 디스크의 외주연이 원주 방향으로 경사가 변화함에 따라 각각의 직경이 상이하게 형성되는 다수 개의 오링으로 형성된다. 본 발명의 양방향지수 편심 구조 버터플라이 밸브는 버터플라이 밸브의 바디 시트와 디스크 시트의 접촉부에 오링을 결합함으로써, 기존의 버터플라이 밸브보다 기밀성과 수밀성을 향상시킬 수 있고, 양방향지수가 가능한 양방향지수 편심 구조 버터플라이 밸브에 관한 것이다.

Description

양방향지수 편심 구조 버터플라이 밸브{THE BIDIRECTIONAL INDEX ECCENTRIC STRUCTURE OF BUTTERFLY VALVE}
본 발명은 양방향지수 편심 구조 버터플라이 밸브에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 버터플라이 밸브의 바디 시트와 디스크 시트의 접촉부에 오링을 결합함으로써, 기존의 버터플라이 밸브보다 기밀성과 수밀성을 향상시킬 수 있고, 양방향지수가 가능한 양방향지수 편심 구조 버터플라이 밸브에 관한 것이다.
일반적으로, 버터플라이 밸브는 밸브 몸체 내부에 형성된 유로를 원반형상의 디스크에 의해 개폐하도록 된 밸브로, 대개 편심축에 의해 디스크를 회전시킴에 따라 유로를 개폐하도록 구비됨에 따라 개폐작동이 간단하여 저압의 유체뿐만 아니라 고온, 고압의 물이나 증기 또는 가스와 같은 유체를 공급하는 데에 널리 사용되는 것이다.
이러한 버터플라이 밸브는 밸브 몸체에 결합되는 밸브시트의 재질, 디스크의 형상 또는 편심축이 디스크에 결합되는 위치 등에 따라 다양한 종류와 형태로 나눠지는데, 대개 기밀유지와 개폐작동이 원활하게 이루어지도록 하기 위해 밸브 몸체의 관중심과 디스크 또는 편심축의 중심 등을 다중으로 편심되게 설정하는 것이 통상적이다.
이러한 종래의 다중 편심 구조의 버터플라이 밸브를 도시된 도면에 의해 설명하면 다음과 같다. 도 1에 도시된 바와 같이, 밸브 몸체(11)의 내부에 회전 가능하게 구비되어 밸브의 내부 통로를 개폐시키는 원형 단면 형상의 디스크(12)가 구비되고, 상기 밸브 몸체(11)에는 상기 디스크(12)의 개폐시에 디스크(12)의 외주연에 접촉되어 기밀을 유지시켜 주는 단턱(13)과 바디 시트(15)가 구비되며, 상기 디스크(12)의 일면에는 회전구동을 위한 편심축(14)이 결합되어 있다.
이러한 구성에 있어서, 상기 디스크(12)의 중심과 상기 밸브 몸체(11)의 관로 중심이 어긋난 1차 편심(X)이 형성되고, 상기 편심축(14)의 중심과 바디 시트(15)의 중심이 어긋난 2차 편심(Y)이 형성되며, 상기 디스크(12)와 바디 시트(15)가 상호 접촉되는 양단면의 연장선과 밸브 몸체(11)의 관중심의 연장선이 어긋난 3차 편심(Z)이 형성된 구조로 되어 있다.
이러한 3중 편심 버터플라이 밸브는 1차편심(X)과 2차편심(Y)이 형성된 이중편심 구조에 비해, 디스크(12)의 개폐가 원활하고, 단방향지수에는 효과적으로 기밀효과를 높일 수 있는 장점이 있는 것이기는 하나, 양방향지수에는 취약한 단점을 가지고 있었다.
.
한국 공개특허공보(제10-2011-0098129호) 2011. 09. 01.
본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서,
버터플라이 밸브의 바디 시트와 디스크 시트의 접촉부에 오링을 결합함으로써, 기존의 버터플라이 밸브보다 기밀성과 수밀성을 향상시킬 수 있고, 양방향지수가 가능한 양방향지수 편심 구조 버터플라이 밸브에 관한 것이다.
상기 목적을 달성하고자, 본 발명은 내부에 유로가 형성되는 밸브 몸체, 상기 밸브 몸체에 회전 가능하게 결합되는 편심축 및 상기 편심축에 결합되어 상기 밸브 몸체의 유로를 개폐하는 밸브 디스크로 구성되는 양방향지수 편심 구조 버터플라이 밸브에 있어서,
상기 밸브 몸체의 내주연에 형성되는 단턱에 결합되고, 내주연 일부가 국부적으로 경사진 단면을 가지는 바디 시트와;
상기 밸브 디스크의 외주연에 결합되어 돌출되는 돌출부가 형성되고, 상기 돌출부에 다수 개의 결합홈이 형성되며, 외주연이 상기 바디 시트의 내주연과 대응되게 형성 및 접촉되어 상기 바디 시트의 경사진 내주연에 의해 상기 밸브 디스크의 회전각이 제한되는 디스크 시트와;
상기 바디 시트와 디스크 시트 상호 간 접촉부위의 기밀성과 수밀성을 유지시키기 위해 상기 결합홈에 결합되고, 상기 밸브 디스크의 직경을 따라 다수 개가 이격 형성되되, 상호간의 직경이 상이한 다수 개의 수밀부재;
을 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 양방향지수 편심 구조 버터플라이 밸브는 버터플라이 밸브의 바디 시트와 디스크 시트의 접촉부에 오링을 결합함으로써, 기존의 버터플라이 밸브보다 기밀성과 수밀성을 향상시킬 수 있고, 양방향지수가 가능한 효과가 있다.
도 1은 종래의 버터플라이 밸브를 나타내는 단면도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 양방향지수 편심 구조 버터플라이 밸브를 나타내는 단면도이며,
도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 양방향지수 편심 구조 버터플라이 밸브를 나타내는 단면도이다.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래와 같은 특징을 갖는다.
상기 목적을 달성하고자, 본 발명은 내부에 유로가 형성되는 밸브 몸체(210), 상기 밸브 몸체(210)에 회전 가능하게 결합되는 편심축(220) 및 상기 편심축(220)에 결합되어 상기 밸브 몸체(210)의 유로를 개폐하는 밸브 디스크(230)로 구성되는 양방향지수 편심 구조 버터플라이 밸브에 있어서,
상기 밸브 몸체(210)의 내주연에 형성되는 단턱(211)에 결합되고, 내주연 일부가 국부적으로 경사진 단면을 가지는 바디 시트(240)와;
상기 밸브 디스크(230)의 외주연에 결합되어 돌출되는 돌출부(251)가 형성되고, 상기 돌출부(251)에 다수 개의 결합홈(252)이 형성되며, 외주연이 상기 바디 시트(240)의 내주연과 대응되게 형성 및 접촉되어 상기 바디 시트(240)의 경사진 내주연에 의해 상기 밸브 디스크(230)의 회전각이 제한되는 디스크 시트(250)와;
상기 바디 시트(240)와 디스크 시트(250) 상호 간 접촉부위의 기밀성과 수밀성을 유지시키기 위해 상기 결합홈(252)에 결합되고, 상기 밸브 디스크(230)의 직경을 따라 다수 개가 이격 형성되되, 상호간의 직경이 상이한 다수 개의 수밀부재(260);
을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 특징을 갖는 본 발명은 그에 따른 바람직한 실시예를 통해 더욱 명확히 설명될 수 있을 것이다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 여러 실시예를 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명은 다른 실시예들로 구현되고 실시될 수 있고, 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 또, 장치 또는 요소 방향(예를 들어 "전(front)", "후(back)", "위(up)", "아래(down)", "상(top)", "하(bottom)", "좌(left)", "우(right)", "횡(lateral)")등과 같은 용어들에 관하여 본원에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되고, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다. 또한, "제 1(first)", 제 2(second)"와 같은 용어는 설명을 위해 본원 및 첨부 청구항들에 사용되고 상대적인 중요성 또는 취지를 나타내거나 의미하는 것으로 의도되지 않는다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 양방향지수 편심 구조 버터플라이 밸브를 나타내는 단면도이며, 도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 양방향지수 편심 구조 버터플라이 밸브를 나타내는 단면도이다. 이하, 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 양방향지수 편심 구조 버터플라이 밸브를 설명하고, 도 3을 참조하여 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 양방향지수 편심 구조 버터플라이 밸브를 설명하기로 한다.
도 2에 도시한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 양방향지수 편심 구조버터플라이 밸브는 내부에 유로가 형성되는 밸브 몸체(210), 편심축(220), 밸브 디스크(230), 바디 시트(240), 디스크 시트(250) 및 수밀부재(260, 이하 오링)으로 구성되는데, 이러한 양방향지수 편심 구조 버터플라이 밸브는 상기 밸브 몸체(210) 내부에 형성된 유로를 상기 밸브 디스크(230)에 의해 개폐하도록 된 밸브로, 대개 상기 편심축(220)에 의해 상기 밸브 디스크(230)를 회전시킴에 따라 유로를 개폐하도록 구비됨에 따라 개폐작동이 간단하여 저압의 유체뿐만 아니라 고온, 고압의 물이나 증기 또는 가스와 같은 유체를 공급하는 데에 널리 사용된다.
다중 편심 구조의 버터플라이 밸브를 도시된 도면에 의해 설명하면 다음과 같다. 도 1에 도시된 바와 같이, 밸브 몸체(11)의 내부에 회전 가능하게 구비되어 밸브의 내부 통로를 개폐시키는 원형 단면 형상의 디스크(12)가 구비되고, 상기 밸브 몸체(11)에는 상기 디스크(12)의 개폐시에 디스크(12)의 외주연에 접촉되어 기밀을 유지시켜 주는 단턱(13)과 바디 시트(15)가 구비되며, 상기 디스크(12)의 일면에는 회전구동을 위한 편심축(14)이 결합되어 있다.
이러한 구성에 있어서, 상기 디스크(12)의 중심과 상기 밸브 몸체(11)의 관로 중심이 어긋난 1차 편심(X)이 형성되고, 상기 편심축(14)의 중심과 바디 시트(15)의 중심이 어긋난 2차 편심(Y)이 형성되며, 상기 디스크(12)와 바디 시트(15)가 상호 접촉되는 양단면의 연장선과 밸브 몸체(11)의 관중심의 연장선이 어긋난 3차 편심(Z)이 형성된 구조로 되어 있다.
상기 편심축(220)은 상기 밸브 몸체(210)에 회전 가능하게 결합되고, 상기 밸브 디스크(230)는 상기 편심축(220)에 결합되어 상기 밸브 몸체(210)의 유로를 개폐한다.
상기 바디 시트(240)는 상기 밸브 몸체(210)의 내주연에 형성되는 단턱(211)에 결합되고, 내주연의 원주 방향으로 경사가 변하며 형성된다. 이러한 바디 시트(240)는 탄성을 갖는 메탈재질로 이루어지는 것이나, 실시예에 따라 니켈을 주성분으로 하는 인코넬 합금을 사용하여 고온 고압에서 탄성 감소를 최소화함과 동시에 산화나 부식 등을 최소화하여 밸브시트의 수명을 연장함과 동시에 변형과 손상을 미연에 방지할 수 있다.
예를 들어, 상기 바디 시트(240)의 내주연의 일측은 상기 밸브 몸체(210)에서 0°C의 경사각을 가지고 있다면, 타측은 점점 경사가 커지고 상기 일측의 맞은편에서 최고 경사각을 형성하고, 이후로 점점 경사가 낮아져 상기 일측에서는 다시 0°C의 경사각을 형성하는 구조이다. 이러한 구조는 후술되는 디스크 시트(250)가 유로의 흐름에 의해 밀리는 것을 방지하기 위해 경사각을 형성하는 구조이다.
상기 디스크 시트(250)는 상기 밸브 디스크(230)의 외주연에 결합되고, 외주연이 상기 밸브 디스크(230)의 외주연보다 돌출되어 돌출부(251)가 형성되며, 상기 돌출부(251)에 다수 개의 결합홈(252)이 형성되고, 외주연이 상기 바디 시트(240)의 내주연과 상응되게 형성 및 접촉되어 상기 바디 시트(240)의 내주연에 의해 상기 밸브 디스크(230)의 회전각이 제한된다.
이러한 상기 디스크 시트(250)의 구조는 상기 밸브 디스크(230)가 상기 바디 시트(240)에 의해 회전각이 제한되어 단방향지수가 가능하도록 하는 구조이다. 이때, 상기 디스크 시트(250)는 탄성을 갖는 메탈재질로 이루어지는 것이나, 실시예에 따라 니켈을 주성분으로 하는 인코넬 합금을 사용하여 고온 고압에서 탄성 감소를 최소화함과 동시에 산화나 부식 등을 최소화하여 밸브시트의 수명을 연장함과 동시에 변형과 손상을 미연에 방지할 수 있다.
상기 오링(260)은 상기 바디 시트(240)와 상기 디스크 시트(250) 상호 간 접촉부위의 기밀성과 수밀성을 유지시키기 위해 상기 결합홈(252)에 결합되고, 상기 밸브 디스크(230)의 외주연이 원주 방향으로 경사가 변화함에 따라 각각의 직경이 상이하게 이격되어 형성된다.
이러한 상기 오링(260)의 구조는 상기 바디 시트(240)와 디스크 시트(250)의 구조에 의해 단방향지수가 가능한 구조에서 반대 방향으로 물이 흐를 경우 상기 디스크 시트(250)가 밀리게 되어 누수가 되는 것을 방지하기 위한 구조이다. 상기 밸브 몸체(210)에서 물이 반대 방향으로 흐를 경우 상기 디스크 시트(250)가 밀리게 되는데 이때, 상기 디스크 시트(250)의 결함홈(252)에 결합되어 있는 상기 오링(260)이 탄성적으로 확장되고, 이에 따라 누수가 방지되어 양방향지수가 가능하게 된다.
이러한 상기 오링(260)의 구조는 상기 결합홈(252)이 형성되는 상기 돌출부(251)가 상기 밸브 디스크(230)의 외주연이 원주 방향으로 경사가 변화하므로 링의 직경이 각각 다른 구조일 수 있다.
도 3은 상기 오링(260) 대신 결합링(310)을 사용한 구조이다. 도 3에 도시한 바와 같이 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 양방향지수 편심 구조버터플라이 밸브는 상기 도 2에 도시한 구조 중 상기 오링(260)을 제외한 구조와 동일하게 구성되고, 결합링(310)을 포함한다.
상기 결합링(310)은 상기 바디 시트(240)와 상기 디스크 시트(250) 상호간의 기밀성과 수밀성을 형성하기 위해 다수 개의 금속링(311)과 고무링(312)이 교번으로 결속되어 상기 결합홈(252)에 결합되고, 상기 디스크 시트(250)의 외주연이 원심 방향으로 경사가 변화함에 따라 상호간의 직경이 상이하게 형성된다. 이때, 상기 결합홈(252)은 도 2에 도시된 상기 디스크 시트(250)의 다수 개의 결합홈(252)과 다르게 도 3에 도시된 바와 같이 단일의 결합홈(252)으로 형상되어 상기 결합링(310)이 결합된다.
이러한 상기 결합링(310)의 구조는 상기 바디 시트(240)와 디스크 시트(250)의 구조에 의해 단방향지수가 가능한 구조에서 반대 방향으로 물이 흐를 경우 상기 디스크 시트(250)가 밀리게 되는데, 이때 발생하는 누수를 방지하기 위한 구조이다. 상기 디스크 시트(250)는 반대 방향에서 물이 흐를 경우 밀리게 되는데 이때, 상기 디스크 시트(250)의 결함홈(252)에 결합되어 있는 상기 결합링(310) 중 고무링(312)이 탄성적으로 확장되고, 이에 따라 누수가 방지되어 양방향지수가 가능하게 된다.
또한, 상기와 같은 양방향지수 편심 구조 버터플라이 밸브의 바디 시트(240)는 상기 밸브 몸체(210)와의 접촉면 일측에 제1홈(241)을 형성하고, 상기 디스크 시트(250)는 상기 밸브 디스크(230)와의 접촉면 일측에 제2홈(253)을 형성하며, 다수 개의 탄성부재(270)가 결합되어 상기 제1홈(241)과 제2홈(253)에 상기 바디 시트(240)와 상기 디스크 시트(250)가 지지되어 누수를 방지할 수 있다.
또한, 상기와 같은 양방향지수 편심 구조 버터플라이 밸브의 상기 단턱(211)에 결합되는 상기 바디 시트(240)와 상기 밸브 디스크(230)의 외주연에 결합되는 상기 디스크 시트(250)는 다수 개의 결합부재(280)가 상호간 이격되어 결합될 수 있다.
상기와 같은 결합 방법을 통해 상기 양방향지수 편심 구조 버터플라이 밸브는 버터플라이 밸브의 상기 바디 시트(240)와 상기 디스크 시트(250)의 접촉부에 상기 오링(260)을 결합함으로써, 기존의 버터플라이 밸브보다 기밀성과 수밀성을 향상시킬 수 있고, 양방향지수가 가능한 효과가 있다.
11 : 종래의 밸브 몸체 12 : 종래의 디스크
13 : 종래의 단턱 14 : 종래의 편심축
15 : 종래의 바디 시트
210 : 밸브 몸체 211 : 단턱
220 : 편심축 230 : 밸브 디스크
240 : 바디 시트 241 : 제1홈
250 : 디스크 시트 251 : 돌출부
252 : 결합홈 253 : 제2홈
260 : 수밀부재 270 : 탄성부재
280 : 결합부재
310 : 결합링
311 : 금속링 312 : 고무링

Claims (3)

  1. 내부에 유로가 형성되는 밸브 몸체(210), 상기 밸브 몸체(210)에 회전 가능하게 결합되는 편심축(220) 및 상기 편심축(220)에 결합되어 상기 밸브 몸체(210)의 유로를 개폐하는 밸브 디스크(230)로 구성되는 양방향지수 편심 구조 버터플라이 밸브에 있어서,
    상기 밸브 몸체(210)의 내주연에 형성되는 단턱(211)에 결합되고, 내주연 일부가 국부적으로 경사진 단면을 가지는 바디 시트(240)와;
    상기 밸브 디스크(230)의 외주연에 결합되어 돌출되는 돌출부(251)가 형성되고, 상기 돌출부(251)에 다수 개의 결합홈(252)이 형성되며, 외주연이 상기 바디 시트(240)의 내주연과 대응되게 형성 및 접촉되어 상기 바디 시트(240)의 경사진 내주연에 의해 상기 밸브 디스크(230)의 회전각이 제한되는 디스크 시트(250)와;
    상기 바디 시트(240)와 디스크 시트(250) 상호 간 접촉부위의 기밀성과 수밀성을 유지시키기 위해 상기 결합홈(252)에 결합되고, 상기 밸브 디스크(230)의 직경을 따라 다수 개가 이격 형성되되, 상호간의 직경이 상이한 다수 개의 수밀부재(260);
    을 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 양방향지수 편심 구조 버터플라이 밸브.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 바디 시트(240)는 상기 밸브 몸체(210)와의 접촉면 일측에 제1홈(241)을 형성하고, 상기 디스크 시트(250)는 상기 밸브 디스크(230)와의 접촉면 일측에 제2홈(253)을 형성하며, 상기 제1홈(241)과 제2홈(253)에 상기 바디 시트(240)와 상기 디스크 시트(250)가 지지되어 누수를 방지하는 다수 개의 탄성부재(270)가 결합되는 것을 특징으로 하는 양방향지수 편심 구조 버터플라이 밸브.
  3. 삭제
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