KR101878045B1 - 이중 실링 구조를 가지는 버터플라이 밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디스크에 정압 혹은 역압이 가해지더라도 높은 기밀성을 유지토록 한 이중 실링 구조를 가지는 버터플라이 밸브에 관한 것이다.
이를 구현하기 위한 본 발명은 유체를 흘려 보내는 관로 사이에 설치되며 내부에는 유로가 형성된 밸브 몸체와, 상기 밸브 몸체의 유로를 개폐시키는 디스크, 상기 디스크에 결합되며 상기 디스크를 회전 동작시키는 구동축, 상기 밸브몸체의 내주면에 결합되는 밸브몸체 시트 및 상기 디스크의 외주면에 결합되며 상기 밸브몸체 시트의 내주면부에 각각 접촉하며 기밀성을 유지시키는 고무시트 및 금속시트를 포함하여 구성한 이중 실링 구조를 가지는 버터플라이 밸브에 있어서, 상기 밸브몸체 시트는 상기 고무시트와 접촉하는 경사진 내주면부를 가지며 상기 밸브몸체에 고정 설치되는 밸브몸체 고정시트, 상기 밸브몸체 고정시트의 타면에 일정거리 떨어진 상태로 위치하며 상기 금속시트와 접촉하는 경사진 내주면부를 구비한 상태에서 상기 디스크에 전해지는 역압에 의해 밀려나며 상기 밸브몸체 고정시트의 타면에 접촉하도록 하여 상기 금속시트와의 계속된 밀착상태를 유지하는 밸브몸체 유동시트로 구성함을 특징으로 한다.

Description

이중 실링 구조를 가지는 버터플라이 밸브{butterfly valve}

본 발명은 이중실링 구조를 가지는 버터플라이 밸브에 관련되는 것으로서, 더욱 상세하게는 디스크에 정압 혹은 역압이 가해지더라도 높은 기밀성을 유지토록 한 이중 실링 구조를 가지는 버터플라이 밸브에 관한 것이다.

잘 알려진 바와 같이, 버터플라이 밸브는 일명 접형변이라고도 일컬어 지는 것으로서, 원판의 형상을 가진 디스크의 회동동작에 따라 밸브를 개폐시켜 유량을 조절할 수 있도록 고안된 밸브를 말한다.

상기한 버터플라이 밸브는 관로 사이에 설치되며 내부에는 유로가 형성된 밸브 몸체와, 구동원의 동력으로 회전하며 상기 디스크를 회동시키는 구동축 및 상기 구동축에 결합되며 상기 밸브 몸체의 유로를 개폐시키는 디스크를 포함하여 구성한다.

한편, 상기 밸브 몸체의 내주면에는 환형의 밸브몸체 시트가 돌출 형성되고, 상기 밸브몸체 시트에 인접하는 밸브디스크의 외주면에는 밸브몸체 시트에 밀착되는 실링부재가 장착되어 밸브의 차단시에 기밀이 유지되도록 구성하게 된다.

위와 같이 구성된 종래의 버터플라이 밸브에 있어서, 상기 실링부재는 주로 고무 등의 유연한 탄성소재로 제작되는데, 이러한 탄성 소재로 된 실링부재는 밸브몸체 시트와의 밀착성이 우수하여 밸브의 기밀성을 높게 할 수 있는 장점은 있으나, 그 강도면에 있어서는 매우 취약하여 잦은 개폐동작에 따른 밸브몸체 시트와의 마찰, 이송유체로부터의 충격 및 배관 내의 이물질 등에 의해 쉽게 파손되고 수명이 짧은 단점이 있었다.

또한, 강도면에서의 취약점 때문에 금속소재로 제작된 실링부재도 사용되고 있으나, 금속제 실링부재는 고무 등의 탄성 소재로 된 것에 비해 탄력 및 유연성이 떨어지고 경도가 높은 만큼 밸브몸체 시트와의 밀착성도 떨어질 수밖에 없어 밸브의 차단시에 기밀성이 나빠지는 문제점이 있었다.

상기한 문제점을 해결하기 위한 선행기술로는 대한민국 특허청 등록실용신안공보 등록번호 제 20-0365286 호(명칭: 버터플라이 밸브)(이하, 선행기술이라 칭함)가 게시된 바 있다.

상기 선행기술은 밸브디스크의 외주면을 따라 고무시트와 금속시트를 이중으로 설치하여 밸브몸체 시트와의 마찰에 따른 파손 및 마모는 금속시트가 보강토록 하고, 또한 밸믐몸체 시트와의 밀착성은 탄성력을 가지는 고무시트가 보강토록 함으로서 종래 단일 시트구조를 채택한 버터플라이 밸브의 문제점을 극복하는 작용효과를 가지게 된다.

그러나 종래 선행기술은 고무시트 및 금속시트와 접촉하는 밸브몸체 시트가 단순히 후방으로만 경사진 단면 구조로 성형됨에 따라 디스크로 정압이 전해질 때에는 상기 경사각도를 통해 고무시트 및 금속시트는 후방으로 밀리는 과정에서 밸브몸체 시트에 더욱 견고하게 밀착될 수 있으나, 반대로 디스크로 역압이 전해질 경우에는 고무시트 및 금속시트가 전방으로 밀리는 과정에서 밸브몸체 시트에서 떨어져 기밀성을 유지하지 못하는 경우가 발생하는 문제점이 있었다.

문헌 1: 대한민국 특허청 등록실용신안공보 등록번호 제 20-0365286 호

따라서, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 밸브몸체 시트를 밸브몸체 고정시트 및 밸브몸체 유동시트로 분리 구성한 상태에서 디스크로 역압이 전해지면 상기 유동방지 몸체시트가 한쪽으로 밀려나며 이동하도록 구성하여 금속시트와 밸브몸체 유동시트 간의 기밀성을 계속 유지시켜 누수를 방지토록 한 이중 실링 구조를 가지는 버터플라이 밸브를 제공함에 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 유체를 흘려 보내는 관로 사이에 설치되며 내부에는 유로가 형성된 밸브 몸체와, 상기 밸브 몸체의 유로를 개폐시키는 디스크, 상기 디스크에 결합되며 상기 디스크를 회전 동작시키는 구동축, 상기 밸브몸체의 내주면에 결합되는 밸브몸체 시트 및 상기 디스크의 외주면에 결합되며 상기 밸브몸체 시트의 내주면부에 각각 접촉하며 기밀성을 유지시키는 고무시트 및 금속시트를 포함하여 구성한 이중 실링 구조를 가지는 버터플라이 밸브에 있어서, 상기 밸브몸체 시트는 상기 고무시트와 접촉하는 경사진 내주면부를 가지며 상기 밸브몸체에 고정 설치되는 밸브몸체 고정시트, 상기 밸브몸체 고정시트의 타면에 일정거리 떨어진 상태로 위치하며 상기 금속시트와 접촉하는 경사진 내주면부를 구비한 상태에서 상기 디스크에 전해지는 역압에 의해 밀려나며 상기 밸브몸체 고정시트의 타면에 접촉하도록 하여 상기 금속시트와의 계속된 밀착상태를 유지하는 밸브몸체 유동시트로 구성함을 특징으로 한다.

상기 밸브몸체 고정시트 및 밸브몸체 유동시트와 상기 밸브몸체 사이에는 밀착링이 설치되며, 상기 밀착링의 타면에는 상기 밸브몸체 유동시트의 이탈을 방지하는 걸림턱이 돌출 형성되도록 구성함이 바람직하다.

본 발명은 밸브몸체 시트를 밸브몸체 고정시트 및 밸브몸체 유동시트로 분리 구성한 상태에서 디스크로 역압이 전해지면 상기 유동방지 몸체시트가 한쪽으로 밀려나며 이동하도록 구성하여 금속시트와 밸브몸체 유동시트 간의 기밀성을 계속 유지시켜 역압이 작용하더라도 누수를 미연에 방지할 수 있는 작용 효과를 가진다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 이중 실링 구조를 가지는 버터플라이 밸브의 구성을 도시한 정면도.
도 2는 도 1에서 도시하고 있는 이중 실링 구조를 가지는 편심 버터플라이 밸브의 단면을 도시한 도면.
도 3은 도 2의 주요 구성을 발췌하여 도시한 확대도.
도 4는 도 3의 입체도.
도 5는 역압 작용시의 밸브몸체 시트 동작상태도.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 후술 될 상세한 설명에서는 상술한 기술적 과제를 이루기 위해 본 발명에 있어 대표적인 실시 예를 제시할 것이다. 그리고 본 발명으로 제시될 수 있는 다른 실시 예들은 본 발명의 구성에서 설명으로 대체한다.

첨부된 도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 이중 실링 구조를 가지는 버터플라이 밸브의 구성을 입체적으로 도시한 도면이고, 도 2는 도 1에서 도시하고 있는 이중 실링 구조를 가지는 편심 버터플라이 밸브의 단면을 도시한 도면이며, 도 3은 도 2의 주요 구성을 발췌하여 도시한 확대도이다.

도 1 내지 도 3에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명의 이중 실링 구조를 가지는 버터플라이 밸브는 유체를 흘려 보내는 관로 사이에 설치되며 내부에는 유로(12)가 형성된 밸브 몸체(10)와, 상기 밸브 몸체(10)의 유로(12)를 개폐시키는 디스크(16) 그리고 상기 디스크(16)에 결합되며 상기 밸브 몸체(10) 외부에 설치되어 있는 구동원(미 도시 함)의 동력으로 회전하며 상기 디스크(16)를 구동시키는 구동축(14)을 포함하여 구성한다.

상기 디스크(16)와 밸브 몸체(10) 사이에는 유체의 누설됨을 방지하는 기밀수단(20)이 포함되어 설치된다.

상기 기밀수단(20)은 상기 디스크(16) 외주면 앞쪽에 끼워진 상태에서 상기 디스크(16)의 전면 둘레에 볼트(28) 체결되는 금속링(26)에 의해 압착 고정되는 고무시트(22)와, 상기 디스크(16)의 외주면 뒤쪽에 끼워진 상태에서 볼트(29) 체결되는 금속시트(24) 그리고 상기 밸브 몸체(10)의 내주면에 결합되며 상기 고무시트(22) 및 금속시트(24)가 접촉되어 지는 밸브몸체 시트(30)를 포함하여 구성한다.

상기한 구성을 가지는 기밀수단(20)은 이중구조의 고무시트(20) 및 금속시트(26)가 밸브몸체 시트(30)의 일측 내면 및 타측 내면에 각각 접촉한 상태로 기밀을 유지하게 됨으로서 탄성력은 뛰어난 대신 상대적으로 내마모성이 취약한 고무시트(20)가 밸브몸체 시트(30)와의 접촉에 따른 마찰로 마모되면 내마모성이 우수한 금속시트(26)가 마모됨 없이 밸브몸체 시트(30)와 계속적인 접촉을 이루게 됨으로서 마모로 인한 유체 누설을 방지할 수 있으며, 또한 내마모성은 우수하나 탄성이 취약한 금속시트(26)와 밸브몸체 시트(30) 간의 밀착성 저하는 탄성력이 뛰어난 고무시트(20)로 극복하게 됨으로서 종래 단일구조의 시트를 통한 기밀방식에 비하여 뛰어난 기밀성을 유지할 수 있게 된다.

한편, 상기 밸브몸체 시트(30)는 다시 두 개의 밸브몸체 고정시트(32) 및 밸브몸체 유동시트(34)로 나뉘어 구성하고, 상기 밸브몸체 고정 및 유동시트(32, 34)는 서로 떨어져 구성한 상태에서 상기 디스크(16)로 역압이 작용할 때, 상기 밸브몸체 유동시트(34)는 일측 방향으로 밀려나며(이동하며) 금속시트(24)와의 계속적인 밀착을 유지시켜 역압에 의한 누수 없이 높은 기밀성을 유지할 수 있도록 한다.

첨부된 도 3은 상기 밸브몸체 시트의 구조를 발췌하여 도시한 도면이고, 도 4는 도 3의 밸브몸체 시트 입체도이며, 도 5는 역압 작용시 밸브몸체 시트의 동작을 도시한 도면이다.

도 3 내지 도 5에서 도시하고 있는 바와 같이, 밸브몸체 시트(30)는 링 형상의 밸브몸체 고정시트(32)와, 상기 밸브몸체 고정시트(32)의 타면에 밀착 가능하게 분리 구성되는 밸브몸체 유동시트(34) 그리고 상기 밸브몸체 고정시트(32) 및 밸브몸체 유동시트(34)의 외면에 밀착되며 상기 밸브 몸체(10)의 내주면에 고정 설치되는 밀착링(38)을 포함하여 구성한다.

상기 밸브몸체 고정시트(32)는 시트스크류(36)를 통하여 상기 밀착링(38)에 고정 설치되는 부재로서 원형의 링 형태를 가지며 그 내주면은 일면에서 타면으로 갈수록 점차적으로 상향으로 소정각도 경사지도록 구성한 상태에서 상기 경사진 내주면으로 전술한 디스크(16)의 외주면에 고정 설치되어 있는 고무시트(22)가 접촉하도록 한다.

상기 밸브몸체 유동시트(34)는 상기 밸브몸체 고정시트(32)의 타면에 일정거리 떨어진 상태로 위치하는 부재로서 상기 밸브몸체 고정시트(32)와 같이 원형의 링 형태를 가지며 그 내주면은 일면에서 타면으로 갈수록 점차적으로 상향으로 소정각도 경사지도록 구성한 상태에서 상기 경사진 내주면으로 전술한 디스크(16)의 외주면에 고정 설치되어 있는 금속시트(24)가 접촉하도록 한다.

또한 상기 밀착링(38)의 일면에는 걸림턱(40)이 돌출 형성되며, 상기 걸림턱(40)은 상기 밸브몸체 유동시트(34)가 밸브몸체(10)에서 이탈하지 않도록 걸림 고정시키게 된다.

상기와 같이 구성된 기밀수단(20)은 디스크(16)에 정압(도면상에서는 우측을 가리키는 화살표 방향으로의 수압)이 작용하여 디스크(16)가 구동축(14)을 기점으로 반시계 방향으로 회전하려 하면 고무시트(22)와 금속시트(24)는 각각 밸브몸체 고정시트(32)와 밸브몸체 유동시트(34)의 경사진 내주면부(32a, 34a)에 밀착된 상태에서 디스크(16)의 반시계 방향 회전력이 작용하여 밀려나려 할 때, 상기 밸브몸체 고정시트(32)와 밸브몸체 유동시트(34)가 가진 경사진 내주면부(32a, 34a)에 의해 고무시트(22)와 금속시트(24)는 각각 밸브몸체 고정시트(32)와 밸브몸체 유동시트(34)에서 떨어지지 않고 더 강한 압력으로 밀착됨에 따라 정압시의 유체 누설을 효과적으로 방지할 수 있다.

반대로, 도 5에서와 같이 디스크(16)에 역압(도면상에서는 좌측을 가리키는 화살표 방향으로의 수압)이 작용하여 디스크(16)가 구동축(14)을 기점으로 시계 방향으로 회전하려 하면 밸브몸체 고정시트(32)와 밸브몸체 유동시트(34)의 내주면부(32a,34a)가 가진 경사각에 의해 고무시트(22)와 금속시트(24)는 각각 밸브몸체 고정시트(32)와 밸브몸체 유동시트(34)의 내주면부(32a, 34a)에서 떨어지게 됨으로서 기밀성이 해제될 위험이 있다.

따라서, 본 발명은 밸브몸체 유동시트(34)를 밸브몸체 고정시트(32)에서 분리시켜 역압시, 상기 밸브몸체 유동시트(34)가 상기 금속시트(24)와 함께 역압이 전해지는 방향으로 밀려나며 이동하도록 구성함으로서 금속시트(24)와 밸브몸체 유동시트(34)의 계속된 밀착 상태를 보장할 수 있어 역압에 상관없이 지속적인 기밀성을 유지할 수 있게 된다.

즉, 도 4에서와 같이 디스크에 역압(도면상에서는 좌측을 가리키는 화살표 방향으로의 수압)이 작용하여 디스크(16)가 구동축(14)을 기점으로 시계 방향으로 회전하려 하면 고무시트(22)와 금속시트(24)는 각각 밸브몸체 고정시트(32)와 밸브몸체 유동시트(34)의 경사진 내주면부(32a, 34a)에 밀착된 상태에서 디스크(16)의 반시계 방향 회전력이 작용하여 역압이 전해지는 방향으로 밀려나게 되는 데, 이때 금속시트(24)에 밀착된 밸브몸체 유동시트(34)는 상기 역압의 진행 방향으로 밀려나며 밸브몸체 고정시트(32)의 타면에 접촉하게 되고, 이러한 밸브몸체 유동시트(34)의 밀림 이동에 의해 상기 밸브몸체 유동시트(34)의 경사진 내주면부(34a)에 밀착되어 있는 금속시트(24)는 상기 밸브몸체 유동시트(34)의 내주면부(34a)에서 떨어지지 않고 밀착된 상태를 유지한 상태로 반시계 방향으로 회전 이동하게 됨으로서 금속시트(24)와 밸브몸체 유동시트(34)의 계속된 밀착 상태를 보장할 수 있어 역압에 상관없이 지속적인 기밀성을 유지할 수 있는 것이다.

상기 밸브몸체 유동시트(34)의 외면에는 오링(35)을 설치하여 상기 밸브몸체 유동시트(34)와 상기 밀착링(38) 사이의 틈새를 기밀 처리토록 함이 바람직하다.

10: 밸브몸체 14: 구동축
16: 디스크 20: 기밀수단
22: 고무시트 24: 금속시트
30: 밸브몸체 시트 32: 밸브몸체 고정시트
34: 밸브몸체 유동시트 36: 시트스크류
38: 밀착링 40: 걸림턱

Claims (2)

1. 유체를 흘려 보내는 관로 사이에 설치되며 내부에는 유로(12)가 형성된 밸브 몸체(10)와, 상기 밸브 몸체(10)의 유로(12)를 개폐시키는 디스크(16), 상기 디스크에 결합되며 상기 디스크를 회전 동작시키는 구동축(14), 상기 밸브몸체(10)의 내주면에 결합되는 밸브몸체 시트(30) 및 상기 디스크(16)의 외주면에 결합되며 상기 밸브몸체 시트(30)의 내주면부에 각각 접촉하며 기밀성을 유지시키는 고무시트(22) 및 금속시트(24)를 포함하여 구성한 이중 실링 구조를 가지는 버터플라이 밸브에 있어서,
   상기 밸브몸체 시트(30)는;
   밸브몸체 고정시트(32)와, 상기 밸브몸체 고정시트(32)의 타면에 밀착 가능하게 분리 구성되는 밸브몸체 유동시트(34) 및 상기 밸브몸체 고정시트(32)와 밸브몸체 유동시트(34)의 외면에 각각 밀착되며 상기 밸브 몸체(10)의 내주면에 고정 설치되는 밀착링(38)으로 구성하며;
   상기 밸브몸체 고정시트(32)는;
   상기 밀착링(38)에 시트스크류(36)로 고정 설치되며 그 내주면(32a)은 일면에서 타면으로 갈수록 점차적으로 상향으로 소정각도 경사지도록 구성한 상태에서 상기 경사진 내주면(32a)에 상기 고무시트(22)가 접촉하도록 하며;
   상기 밸브몸체 유동시트(34)는;
   상기 밸브몸체 고정시트(32)의 타면에 일정거리 떨어진 상태로 위치하며 그 내주면(34a)은 일면에서 타면으로 갈수록 점차적으로 상향으로 소정각도 경사지도록 구성한 상태에서 상기 경사진 내주면(34a)에 상기 금속시트(24)가 접촉하도록 하며;
   상기 밸브몸체 유동시트(34)는 상기 디스크(16)에 전해지는 역압에 상기 금속시트(24)와 함께 역압이 전해지는 방향으로 밀려나도록 구성하여 상기 밸브몸체 고정시트(32)의 타면에 접촉하도록 하여 상기 금속시트(24)와의 계속된 밀착상태를 유지하도록 하며;
   상기 밀착링(38)의 타면에는 상기 밸브몸체 유동시트(34)의 이탈을 방지하는 걸림턱(40)이 돌출 형성됨을 특징으로 하는 이중 실링 구조를 가지는 버터플라이 밸브.
   
   
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