KR101767522B1 - 회전형 나이프 게이트 밸브 - Google Patents

회전형 나이프 게이트 밸브 Download PDF

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Abstract

본 발명은 곡면 판형의 나이프 게이트가 밸브본체 내에서 회전 운동하면서 유로를 개폐할 수 있도록 하여 밸브의 전체 크기를 줄여 공간적 제약을 최소화할 수 있도록 한 회전형 나이프 게이트 밸브에 관한 것으로, 본 발명에 따른 회전형 나이프 게이트 밸브는, 전방부 및 후방부 각각에 유체가 유입되는 유입구 및 유체가 배출되는 배출구가 형성되고, 유입구 및 배출구 사이에 원통형의 밸브챔버가 유입구 및 배출구와 연통되게 형성되어 있는 밸브본체와; 상기 밸브본체의 밸브챔버 내부에 회전 가능하게 설치되며, 측면부 일측에 상기 유입구와 연통되는 밸브홀이 개방되게 형성되어 있는 곡면 판형의 나이프 게이트와; 상기 나이프 게이트를 일정 각도씩 왕복 회전시키는 회전수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

회전형 나이프 게이트 밸브{Rotary Type Knife Gate Valve}
본 발명은 밸브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 곡면 판형(예를 들어 반원형 판)의 나이프 게이트가 회전 운동하면서 밸브본체의 유로를 개폐할 수 있도록 된 회전형 나이프 게이트 밸브에 관한 것이다.
일반적으로, 밸브는 파이프를 이용하여 유체를 이송하거나 공급함에 있어 유체의 흐름을 조절 및 차단하기 위해 사용되는 것으로서, 다양한 형태로 제작되어 사용된다. 그 중에서 나이프 게이트 밸브는 고점성유체를 통제하거나 펄프, 시멘트, 슬러지와 같은 분체등을 이송 및 차단하는데 사용되고 있다. 나이프 게이트 밸브는 게이트의 날끝이 칼날 모양으로 형성되어 폐쇄 시에 유체를 절단하면서 닫도록 구성된다.
통상 나이프 게이트 밸브란 칼날 단부를 가진 차단판인 나이프 게이트가 유압실린더나 공압실린더, 또는 모터의 작동에 의하여 하강하여 밸브본체의 하단부에 형성되어 있는 게이트홈에 안착됨으로써 밸브본체의 유로를 차단하게 된다.
그런데, 이러한 종래의 나이프 게이트 밸브는 밸브본체의 유로 크기(관 직경)에 비해 나이프 게이트의 전체 크기가 커서 밸브의 크기가 커져 설치 공간이 제한적이고, 게이트홈에 이물질이 남기 쉬우며, 개방시 게이트홈에서의 와류로 인해 유량 손실이 발생하는 등의 문제가 있다.
등록특허 제10-1415215호(2014.06.27. 등록) 등록실용신안 제20-0387304호(2005.06.08. 등록)
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 나이프 게이트의 형태를 곡면 판형(예를 들어 반원형 판)으로 구성하고 나이프 게이트가 회전 운동하면서 유로를 개폐할 수 있도록 하여 밸브의 전체 크기를 줄여 공간적 제약을 최소화하고, 유로 내에 이물질의 잔류를 없애고, 와류 현상을 최소화하여 유동 효율을 향상시킬 수 있는 회전형 나이프 게이트 밸브를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 회전형 나이프 게이트 밸브는, 전방부 및 후방부 각각에 유체가 유입되는 유입구 및 유체가 배출되는 배출구가 형성되고, 유입구 및 배출구 사이에 원통형의 밸브챔버가 유입구 및 배출구와 연통되게 형성되어 있는 밸브본체와; 상기 밸브본체의 밸브챔버 내부에 회전 가능하게 설치되며, 측면부 일측에 상기 유입구와 연통되는 밸브홀이 개방되게 형성되어 있는 곡면 판형의 나이프 게이트와; 상기 나이프 게이트를 일정 각도씩 왕복 회전시키는 회전수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 곡면형(예를 들어 반원형)의 나이프 게이트가 밸브본체 내에서 회전 운동하면서 유로를 개폐하므로 밸브의 전체 크기를 줄여 공간적 제약을 최소화하고, 유로 내에 이물질의 잔류를 없앨 수 있으며, 와류 현상을 최소화하여 유동 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전형 나이프 게이트 밸브의 유로가 폐쇄된 상태를 나타낸 위에서 본 횡단면도이다.
도 2는 도 1의 나이프 게이트 밸브의 유로가 개방된 상태를 나타낸 횡단면도이다.
도 3은 도 1의 나이프 게이트 밸브의 정면에서 본 종단면도이다.
도 4는 도 1의 나이프 게이트 밸브의 나이프 게이트를 나타낸 사시도이다.
도 5는 도 4의 나이프 게이트의 종단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 나이프 게이트 밸브의 나이프 게이트의 다른 실시예를 나타낸 사시도이다.
도 7은 도 6의 나이프 게이트의 종단면도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 회전형 나이프 게이트 밸브의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전형 나이프 게이트 밸브를 나타낸다. 먼저 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 회전형 나이프 게이트 밸브는, 유로가 형성되어 있는 밸브본체(10)와, 상기 밸브본체(10)의 내부에서 회전하면서 유로를 개폐하는 나이프 게이트(20) 및, 상기 나이프 게이트(20)를 일정 각도씩 양방향으로 왕복 회전시키는 회전수단을 포함한다.
상기 밸브본체(10)는 전방부 및 후방부 각각에 유체가 유입되는 유입구(11) 및 유체가 배출되는 배출구(12)가 서로 마주보게 일자형으로 형성되고, 유입구(11) 및 배출구(12) 사이에 원통형의 밸브챔버(13)가 상기 유입구(11) 및 배출구(12)와 연통되게 형성된 구조로 되어 있다. 상기 밸브본체(10)의 유입구(11) 및 배출구(12)는 각각 배관과 연결된다.
상기 밸브본체(10)의 밸브챔버(13) 후방에는 배출구(12)와 연통되는 부분에 상기 나이프 게이트(20)의 양단부와 접촉하면서 나이프 게이트(20)의 개폐 위치를 결정하는 2개의 스톱퍼(15)가 돌출되게 형성되어 있다.
상기 나이프 게이트(20)는 상기 밸브본체(10)의 밸브챔버(13) 내부에 회전 가능하게 설치되며, 측면부 일측에 상기 유입구(11)와 연통되는 밸브홀(21)이 개방되게 형성되어 있는 곡면 판형, 예를 들어 반원형 판형으로 이루어진다. 이 실시예에서 상기 나이프 게이트(20)는 밸브본체(10)에 상하방향으로 연직한 축을 중심으로 회전하도록 구성된다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 나이프 게이트(20)의 하부면은 개방되게 형성되지만, 상부면은 반원형 평판 형태의 마운트플레이트(23)에 의해 폐쇄된다. 상기 마운트플레이트(23)의 상부면에는 상기 회전수단과 결합되는 회전축부(24)가 상측으로 돌출되게 형성된다. 따라서 회전수단에 의해 회전축부(24)에 회전력이 전달되면, 나이프 게이트(20)는 상기 회전축부(24)를 중심으로 일정 각도로 양방향으로 왕복 회전 운동하게 된다.
상기 나이프 게이트(20)의 밸브홀(21)은 상기 유입구(11)와 연통되거나 밸브챔버(13)의 측면에 의해 폐쇄되는데, 밸브홀(21)의 크기는 유입구(11)의 크기와 거의 동일한 것이 바람직하다. 또한 상기 나이프 게이트(20)에는 상기 밸브홀(21)과 일정 거리 이격된 위치에 후방으로 오목한 홈(22)이 형성되며, 상기 홈(22)은 나이프 게이트(20)가 유입구(11)를 폐쇄할 때 유입구(11)와 대응하는 위치에 위치된다. 상기 홈(22)은 돔 형상으로 되어 유입구(11)를 폐쇄할 때 유체의 압력에 의한 진동 및 충격을 완화시키는 작용을 하여 밸브의 파손이나 손상을 방지하게 된다.
상기 나이프 게이트(20)는 이 실시예와 같이 평판이 후방으로 휘어진 반원형의 곡면으로 형성된 형태를 가질 수 있지만, 도 6 및 도 7에 도시한 것과 같이 측면부가 위에서 보았을 때 반원형으로 휘어짐과 동시에 상하방향으로 절단한 종단면 형태가 후방으로 오목하게 휘어진 반원형으로 된 곡면판으로 이루어질 수 있다. 이와 같이 나이프 게이트(20) 전체가 오목한 반원형의 곡면판 형태를 갖게 되면, 유체가 나이프 게이트(20)의 면에 부딪히면서 접선 방향으로 돌아나오게 되므로 유체의 압력에 의한 진동 및 충격을 더욱 완화시킬 수 있다.
상기 나이프 게이트(20)는 점성이 큰 유체를 차단할 때 작은 힘으로도 원활하게 회전할 수 있도록 양단부가 칼날 형태로 뾰족한 형태를 갖는 것이 바람직하다.
다시 도 3을 참조하면, 상기 나이프 게이트(20)를 회전시키기 위한 회전수단은, 상기 밸브본체(10)를 관통하여 회전 가능하게 설치되며 외부에서 가해지는 외력에 의해 회전하는 구동축(31)과, 상기 구동축(31)에 결합되어 회전하는 구동기어(32)와, 상기 구동기어(32)에 치합되어 회전하는 제1전달기어(33)와, 상기 제1전달기어(33)와 동축상으로 연결되어 제1전달기어(33)와 함께 회전하는 제2전달기어(34)와, 상기 제2전달기어(34)와 치합되어 제2전달기어(34)로부터 회전력을 전달받아 회전하며 중심부가 상기 회전축부(24)와 결합된 게이트축기어(35)와, 사람이 손으로 잡고 돌릴 수 있도록 상기 밸브본체(10)의 외부에서 상기 구동축(31)의 끝단에 결합되는 핸들(36)을 포함한다.
따라서, 사람이 밸브본체(10)의 외부에 마련된 핸들(36)을 손으로 잡고 돌리면, 핸들(36)과 결합된 구동축(31)이 회전하게 되고, 구동축(31)의 회전력은 구동기어(32)와 제1전달기어(33)와 제2전달기어(34)를 차례로 통해 게이트축기어(35)에 전달되어 나이프 게이트(20)가 회전축부(24)를 중심으로 회전 운동하게 된다.
이와 같이 구성된 본 발명의 회전형 나이프 게이트 밸브는 다음과 같이 작동한다.
도 1에 도시한 것과 같이 나이프 게이트(20)가 밸브본체(10)의 유입구(11)를 폐쇄한 상태에서 나이프 게이트(20)의 홈(22)은 유입구(11)와 마주보는 위치에서 유입구(11)를폐쇄한다.
이 상태에서 밸브를 개방하고자 할 경우, 사람이 손으로 핸들(36)을 잡고 돌리면, 구동축(31) 및 구동기어(32)가 회전하고, 회전력이 제1전달기어(33) 및 제2전달기어(34)를 통해 게이트축기어(35)에 전달되어 나이프 게이트(20)가 회전하게 된다.
도 2에 도시한 것과 같이, 상기 나이프 게이트(20)가 회전하여 밸브홀(21)이 유입구(11)와 일치하는 위치에 도달하면, 나이프 게이트(20)의 일측 단부가 배출구(12)의 인근에 형성된 스톱퍼(15)에 접촉하여 걸리면서 나이프 게이트(20)의 회전이 제한되고, 밸브본체(10)의 유로가 개방된다. 이에 따라 밸브본체(10)의 유입구(11)를 통해 유입된 유체가 배출구(12)를 통해 외부로 배출된다.
이와 같이 본 발명의 회전형 나이프 게이트 밸브는 곡면형(예를 들어 반원형)의 나이프 게이트(20)가 밸브본체(10) 내에서 회전 운동하면서 유로를 개폐하므로 밸브의 전체 크기를 줄여 공간적 제약을 최소화하고, 유로 내에 이물질의 잔류를 없앨 수 있으며, 와류 현상을 최소화하여 유동 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
이상에서 본 발명은 실시예를 참조하여 상세히 설명되었으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기에서 설명된 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 부가 및 변형이 가능할 것임은 당연하며, 이와 같은 변형된 실시 형태들 역시 아래에 첨부한 특허청구범위에 의하여 정하여지는 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
10 : 밸브본체 11 : 유입구
12 ; 배출구 13 : 밸브챔버
15 : 스톱퍼 20 : 나이프 게이트
21 : 밸브홀 22 : 홈
23 : 마운트플레이트 24 : 회전축부
31 : 구동축 32 : 구동기어
33 : 제1전달기어 34 : 제2전달기어
35 : 게이트축기어 36 : 핸들

Claims (8)

  1. 전방부 및 후방부 각각에 유체가 유입되는 유입구(11) 및 유체가 배출되는 배출구(12)가 형성되고, 유입구(11) 및 배출구(12) 사이에 원통형의 밸브챔버(13)가 유입구(11) 및 배출구(12)와 연통되게 형성되어 있는 밸브본체(10)와;
    측면부가 위에서 보았을 때 반원형으로 휘어지고 상하방향으로 절단한 종단면 형태가 후방으로 오목하게 휘어진 반원형의 곡면판으로 이루어져 상기 밸브본체(10)의 밸브챔버(13) 내부에 회전 가능하게 설치되며, 측면부 일측에 상기 유입구(11)와 연통되는 밸브홀(21)이 개방되게 형성되어 있는 나이프 게이트(20)와;
    상기 나이프 게이트(20)를 일정 각도씩 왕복 회전시키는 회전수단;
    을 포함하고,
    상기 나이프 게이트(20)의 상단부는 반원형 평판 형태의 마운트플레이트(23)에 의해 폐쇄되고, 상기 마운트플레이트(23)의 상부면은 상기 회전수단과 연결되어 회전력을 전달받으며,
    상기 밸브본체(10)의 밸브챔버(13) 후방에는 배출구(12)와 연통되는 부분에 상기 나이프 게이트(20)의 양단부와 접촉하면서 나이프 게이트(20)의 개폐 위치를 결정하는 2개의 스톱퍼(15)가 돌출되게 형성된 것을 특징으로 하는 회전형 나이프 게이트 밸브.
  2. 제1항에 있어서, 상기 회전수단은, 상기 밸브본체(10)를 관통하여 회전 가능하게 설치되며 외부에서 가해지는 외력에 의해 회전하는 구동축(31)과, 상기 구동축(31)에 결합되어 회전하는 구동기어(32)와, 상기 구동기어(32)에 치합되어 회전하는 제1전달기어(33)와, 상기 제1전달기어(33)와 동축상으로 연결되어 제1전달기어(33)와 함께 회전하는 제2전달기어(34)와, 상기 제2전달기어(34)와 치합되어 제2전달기어(34)로부터 회전력을 전달받아 회전하며 상기 나이프 게이트(20)와 결합된 게이트축기어(35)를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전형 나이프 게이트 밸브.
  3. 제2항에 있어서, 상기 회전수단은 사람이 손으로 잡고 돌릴 수 있도록 상기 밸브본체(10)의 외부에서 상기 구동축(31)의 끝단에 결합되는 핸들(36)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회전형 나이프 게이트 밸브.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, 상기 나이프 게이트(20)의 양단부는 칼날 형태로 뾰족한 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 회전형 나이프 게이트 밸브.
  7. 삭제
  8. 삭제
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