KR102228263B1 - 수 충격 완화 체크밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 시트부를 구비하고, 펌프의 동작에 의해 유체를 제공받아서 배출하도록 이루어지는 밸브 바디; 상기 밸브 바디의 내부에 일 방향으로 배치되도록 설치되는 축; 및 상기 축의 배치 방향으로 이동 가능하도록 상기 축에 설치되고, 펌프의 펌핑력에 의한 상기 유체로부터 전달되는 압력에 의해 상기 시트부에 이격되도록 이동되고, 상기 펌핑력의 공급이 중단된 상태에서 자중에 의해 이동되어 밀봉 가능하도록 상기 시트부에 접촉되는 밸브 디스크를 포함하는 수 충격 완화 체크 밸브를 제공한다.

Description

수 충격 완화 체크밸브{Check Valve for Relieving water shock}

본 발명은, 체크밸브에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 수평으로 작용하는 수충격을 수직으로 유도하여 수충격을 완화하는 수 충격 완화 체크밸브에 관한 것이다.

체크 밸브는, 유체를 한쪽 방향으로만 흐르게 하고 반대 방향으로는 흐르지 못하도록 하는 밸브로서, 급배수관 또는 냉매관 등에 많이 사용되고 있다.

체크 밸브는, 스윙형 체크 밸브와 리프트형 체크 밸브가 있으며, 리프트형은 확실히 폐쇄 작용을 하지만 수평관에서만 이용되고 입형관에는 이용되지 않는다.

리프트형 체크 밸브는, 밸브가 상하로 움직여 개폐되는데, 입구 측 압력이 출구 측보다 높은 경우는 밸브가 밀어 올려지며 열려서 유체가 흐르게 되고, 출구 측 압력이 높은 경우는 압력차로 인해 닫혀진다.

한편, 체크 밸브 내에서 액체 또는 기체 운반 펌프의 운전이 멈춰지면 수격(Water Hammer)이 작용하여 배관이 파손되거나 연결된 기기의 조작 이상 반응이 일어날 수 있다.

수격은, 관로 내에서 흐르고 있는 물을 관 끝의 밸브에서 갑자기 멈추었을 때 유체 속도의 급격한 저하에 의해 물의 운동 에너지가 압력 에너지로 바뀌어서 생기는 충격이며, 이 압력은 관로 내를 지나가서 다시 밸브의 위치로 되돌아간다.

수평으로 작용하는 수 충격을 수직으로 유도하여 수 충격을 완화하는 체크 밸브가 요구된다.

본 발명의 목적은, 수평으로 작용하는 수 충격을 수직으로 유도하여 수 충격을 완화하는 수 충격 완화 체크밸브를 제공하는 것이다.

상기의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 수 충격 완화 체크 밸브는 시트부를 구비하고, 펌프의 동작에 의해 유체를 제공받아서 배출하도록 이루어지는 밸브 바디; 상기 밸브 바디의 내부에 일 방향으로 배치되도록 설치되는 축; 및 상기 축의 배치 방향으로 이동 가능하도록 상기 축에 설치되고, 펌프의 펌핑력에 의한 상기 유체로부터 전달되는 압력에 의해 상기 시트부에 이격되도록 이동되고, 상기 펌핑력의 공급이 중단된 상태에서 자중에 의해 이동되어 밀봉 가능하도록 상기 시트부에 접촉되는 밸브 디스크를 포함한다.

본 발명과 관련된 일 예에 의하면, 상기 밸브 디스크는, 펌핑력이 제공되지 않는 상태에서 밀봉 가능하도록 상기 시트부에 접촉되고, 펌핑력이 제공되는 상태에서 상기 시트부에 이격되는 디스크 판; 및 상기 디스크 판에 상부를 향해 형성되고, 상기 축을 수용할 수 있는 공간을 구비하는 축 수용부를 포함한다.

상기 축 수용부는 상기 디스크 판에서 상부를 향해 볼록한 형상으로 형성되는데, 상기 축 수용부는 내부에 상기 축과 간섭이 일어나지 않도록 상기 축을 수용할 수 있는 공간을 구비할 수 있다.

바람직하게는, 상기 시트부는 유체가 통과할 수 있는 통로를 구비하고, 상기 밸브 바디는, 상기 유체가 상기 통로를 통과하기 전에 수용되는 공간인 제1공간 및 상기 유체가 상기 통로를 통과한 후에 수용되는 공간인 제2공간을 구비한다.

본 발명과 관련된 다른 일 예에 의하면, 상기 밸브 바디에 전달되는 충격을 완화시키도록 상기 밸브 바디의 저면 및 지면 사이에는 완충부가 설치될 수 있다.

본 발명과 관련된 또 다른 일 예에 의하면, 상기 시트부는, 일 측 상부에서 타 측 하부를 따라서 2회 절곡된 형상으로 이루어지며, 상기 시트부의 일 측 상단 및 타 측 하단은, 각각 상기 밸브 바디의 내측의 상부 및 하부에 연결될 수 있다.

바람직하게는, 상기 밸브 바디의 내부의 하측에 상기 축의 일 단이 고정 설치되고, 상기 시트부에 축의 가운데 부근이 삽입될 수 있다.

본 발명의 수 충격 완화 체크밸브는 수평으로 작용하는 수 충격을 수직으로 유도하여 배관에 수평으로 작용하는 수 충격을 완화시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 수 충격 완화 체크밸브를 도시하는 단면도.
도 2a는 본 발명의 수 충격 완화 체크밸브의 측면도.
도 2b는 본 발명의 수 충격 완화 체크밸브의 평면도.
도 3은 본 발명의 밸브 바디를 절개하여 도시하는 절개 사시도.
도 4a는 도 1에서 밸브 디스크가 시트부에 접촉되는 상태를 도시하는 단면도.
도 4b는 도 1에서 밸브 디스크가 시트부에 접촉되는 상태를 절개하여 도시하는 절개 사시도.
도 5a는 도 1에서 밸브 디스크가 시트부로부터 이격되는 상태를 도시하는 단면도.
도 5b는 도 1에서 밸브 디스크가 시트부로부터 이격되는 상태를 절개하여 도시하는 절개 사시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 동일하거나 유사한 구성요소에는 동일, 유사한 도면 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 수 충격 완화 체크밸브(100)를 도시하는 단면도이고, 도 2a는 본 발명의 수 충격 완화 체크밸브(100)의 측면도이며, 도 2b는 본 발명의 수 충격 완화 체크밸브(100)의 평면도이다. 또한, 도 3은 본 발명의 밸브 바디(10)를 절개하여 도시하는 절개 사시도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 수 충격 완화 체크밸브(100)의 구조에 대하여 서술한다.

본 발명의 수 충격 완화 체크밸브(100)는, 밸브 바디(10), 축(20) 및 밸브 디스크(30)를 포함한다.

밸브 바디(10)는, 시트부(13)를 구비하며, 유체를 제공받아서 배출한다. 일례로, 밸브 바디(10)는, 펌프에 의해 발생된 동력에 의해 유체가 제공되고, 밸브 바디(10)에 제공된 유체는 밸브 바디(10)의 내부를 유동하며, 배출되도록 형성된다.

본 발명에서, 밸브 바디(10)에 제공되는 유체는 일례로, 물일 수 있다.

시트부(13)는 밸브 바디(10)의 내부에 구비된다. 또한, 시트부(13)는 유체가 통과할 수 있는 통로(13a)를 구비한다.

일례로, 도 1 및 도 3을 참조하면, 시트부(13)는, 좌측 상부에서 우측 하부를 따라서 2회 절곡된 형상으로 이루어지며, 시트부(13)의 좌측 상단 및 우측 하단은, 각각 밸브 바디(10)의 내측의 상부 및 하부에 연결되는데 반드시 이러한 구조에 한정되는 것은 아니다.

또한, 도 2b 및 도 3에는, 시트부(13)에 구비되어 있는 통로(13a)가 부채꼴 형상으로 4개로 형성되어 있는 예가 도시된다.

또한, 밸브 바디(10)에는 펌프의 동작에 의해 유체가 유입되는 유입구(15a) 및 유입된 유체가 유출되는 유출구(15b)가 구비된다.

도 1 및 도 3을 참조하면, 유입구(15a)를 통해서 유체가 유입되고, 유체는 시트부(13)의 통로(13a)를 지나서 유출구(15b)를 통해서 배출 가능한 밸브 바디(10)의 구조가 도시되어 있다.

또한, 도 2a에는 밸브 바디(10)의 측면이 도시되는데, 원형의 유출구(15b)가 도시된다.

한편, 밸브 바디(10)는 제1공간(17a) 및 제2공간(17b)을 구비하는데, 제1공간(17a)은 도 1 및 도 3을 참조하면, 제1 및 제2공간(17a, 17b)은 시트부(13)에 의해 분리되도록 구비되는 예가 도시된다.

제1공간(17a)은 유체가 시트부(13)의 통로(13a)를 통과하기 전의 유입구(15a) 측의 공간이며, 제2공간(17b)은 유체가 시트부(13)의 통로(13a)를 통과한 후 유출구(15b) 측의 공간으로 이해될 수 있다.

밸브 바디(10)는 도 1 및 도 3에 도시되는 바와 같이, 유체가 하부에서 유입되어 시트부(13)의 통로(13a)를 통과하여 제2공간(17b)에서 수평으로 유출되는 2층의 구조로 이해될 수 있다.

축(20)은 밸브 바디(10)의 내부에 일 방향으로 연장되도록 설치된다.

도 1에는 밸브 바디(10)의 내부의 하측에 축(20)의 일 단이 고정 설치되어 있으며, 시트부(13)에 축(20)의 상단 및 하단 사이의 가운데 부근이 삽입되도록 설치되어 있으며, 또한, 축(20)이 지면에 대해 수직으로 설치되어 있는 예가 도시된다.

축(20)의 외주에는 후술하는 밸브 디스크(30)가 설치되는데, 축(20)의 외주는 밸브 디스크(30)가 상하로 작동될 수 있도록 매끄러운 구조로 형성되는 것이 바람직하다.

밸브 디스크(30)는 축(20)의 배치 방향으로, 이동 가능하도록 축(20)에 설치된다. 일례로, 도 1을 참조하면, 밸브 디스크(30)는 지면에 대해 수직 방향으로 이동 가능하도록 축(20)에 설치될 수 있다.

밸브 디스크(30)는 펌프의 동력에 의해 생성된 유체의 펌핑력에 의해 상방향으로 축(20)을 따라서 이동할 수 있으며, 축(20)의 타 단에는 설치된 이동 제한 부재(23)에 의해 이동을 제한되게 된다. 펌핑력의 공급이 계속되는 상태에서 밸브 디스크(30)는 이동 제한 부재(23)에 의해 이동이 제한되도록 상방향으로 최대 이동된 상태를 유지할 수 있으며, 이때 유체는 통로를 계속 통과하여 밸브 바디(10)의 유출구(15b)를 통해 배출되게 된다.

또한, 밸브 디스크(30)는 펌핑력의 공급이 중단된 상태에서 자중에 의해 축(20)을 따라서 하방향으로 이동하여 하단이 시트부(13)에 다시 접촉하게 된다. 밸브 디스크(30)는, 시트부(13)에 접촉된 상태에서는, 시트부(13)의 통로(13a)를 폐쇄하여 유체의 유동을 제한하게 한다.

밸브 디스크(30)는 디스크 판(31) 및 축 수용부(33)를 포함할 수 있다.

디스크 판(31)은, 펌핑력이 제공되지 않는 상태에서 시트부(13)에 접촉되도록 배치될 수 있다. 디스크 판(31)이 시트부(13)에 접촉되면, 시트부(13)의 통로(13a)는 디스크 판(31)에 의해 폐쇄되어, 제1공간(17a)에서 제2공간(17b)으로의 유체 이동이 제한되며, 제2공간(17b)에서 제1공간(17a)으로의 유체의 역류가 방지된다. 이를 위해, 시트부(13)의 통로(13a) 또는 디스크 판(31)의 하부에는 밀봉부재(미도시)가 설치되어, 통로(13a) 및 디스크 판(31) 사이에서 완전히 밀봉 가능하게 하는 것이 바람직하다. 밀봉부재는 일례로, 오링(O-ring)일 수 있다.

디스크 판(31)은 일례로, 원판의 형상으로 이루어질 수 있다. 또한, 디스크 판(31)에는 중앙에 축(20)이 삽입될 수 있도록 삽입공(31a)이 형성될 수 있다. 디스크 판(31)이 축(20)의 외주에서 접촉된 상태로 유체 펌핑압에 의해 이동 가능하도록, 축(20)의 외경 및 디스크 판(31)의 삽입공(31a)은, 적절한 공차를 유지하여야 한다.

도 1 및 2b을 참조하면, 디스크 판(31)은 원형의 판 형상으로 이루어진 예가 도시된다.

또한, 디스크 판(31)은 삽입공(31a)이 형성되는 중앙 부분은, 축(20)의 외주를 안정적으로 지지하도록 디스크 판(31)의 가장자리 부분보다 두껍도록 기 결정된 길이의 폭을 구비할 수 있다.

한편, 디스크 판(31)의 삽입공(31a)에는 베어링이 설치될 수 있는데, 디스크 판이 베어링을 통해서 축의 외주에 설치될 수도 있다(도 4b 및 도 5b 참조).

축 수용부(33)는 디스크 판(31)에서 상부를 향해 볼록한 형상으로 형성되는데, 축 수용부(33)는 내부에 축(20)과 간섭이 일어나지 않도록 축(20)을 수용할 수 있는 충분한 공간을 구비하는 것이 바람직하다.

밸브 디스크(30)는 납작한 형상의 디스크 판(31)과 디스크 판(31)에서 상부로 볼록한 형상의 축 수용부(33)에 의해 중절모 형태를 이룰 수 있다.

또한, 밸브 디스크(30)는, 펌프가 동작이 멈추었을 때 밸브 바디(10) 내에 작용하는 압력이 밀던 힘과 역류하는 힘이 수평을 이루기 전에 자중에 의해 밸브 바디(10)의 시트부(13)에 접촉하도록 기 결정된 무게를 가지는 것이 바람직하다.

완충부(40)는 밸브 바디(10)의 지지부재(18)와 지면(3) 사이에 설치되는데, 밸브 바디(10)에 전달되는 충격을 완화시킨다.

완충부(40)는 탄성력을 가지는 것이 바람직한데, 일례로, 완충부(40)는 스프링일 수 있다.

도 1 및 2a에는 밸브 바디(10)의 저면에 지지부재(18)가 설치되어 있으며, 지지부재(18) 및 지면(3) 사이에 완충부(40)가 설치되어 있는 예가 도시된다. 지지부재(18)는 도 2b를 참조하면, 밸브 바디(10)의 저면에 네 곳의 코너 부근에 설치될 수 있으며, 완충부(40)도 밸브 바디(10)의 저면에 네 곳의 코너 부근의 지지부재(18)와 지면 사이에 설치될 수 있다. 완충부(40)에 의해, 밸브 바디(10)에 수격이 가해지더라도 밸브 바디(10)에 전달되는 충격이 완화된다.

도 4a는 도 1에서 밸브 디스크(30)가 시트부(13)에 접촉되는 상태를 도시하는 단면도이고, 도 4b는 도 1에서 밸브 디스크(30)가 시트부(13)에 접촉되는 상태를 절개하여 도시하는 절개 사시도이다. 도 5a는 도 1에서 밸브 디스크(30)가 시트부(13)로부터 이격되는 상태를 도시하는 단면도이며, 도 5b는 도 1에서 밸브 디스크(30)가 시트부(13)로부터 이격되는 상태를 절개하여 도시하는 절개 사시도이다.

이하, 도 4a 내지 도 5b을 참조하여, 유체에 펌핑력이 작용하여 밸브 디스크(30)가 시트부(13)에 접촉되거나 이격되는 동작에 대하여 서술하기로 한다.

도 4a 및 4b에는, 밸브 디스크(30)가 시트부(13)에 접촉되어 있다.

유체에 펌핑력이 제공되지 않아 유체가 시트부(13)의 통로(13a)를 통과하지 않는 상태에서, 밸브 디스크(30)가 시트부(13)에 접촉됨으로써, 본 발명의 수 충격 완화 체크밸브(100)는 폐쇄 상태에 있다. 보다 구체적으로 밸브 디스크(30)의 디스크 판(31)은 시트부(13)의 통로(13a)를 밀봉하여 유체의 유동을 차단한다.

이후, 펌프의 동작에 의해 유체에 펌핑력이 제공되게 되면, 유체는 유동하기 시작하고, 펌핑력에 의해 유동하는 유체의 압력에 의해 밸브 디스크(30)는 상방향으로 이동하게 된다.

도 5a에는, 펌핑력에 의한 유체의 압력에 의해 밸브 디스크(30)가 시트부(13)로부터 최대 이격되고, 디스크 판(31)의 상단이 이동 제한 부재(23)에 의해 상방향으로 더 이상 이동이 제한되는 예가 도시되는데, 이 상태에서, 유체는 펌핑력에 의해 제1공간(17a)에서 통로(13a)를 지나서 제2공간(17b)으로 유동하여 유출구(15b)를 통해 배출되게 된다. 유체의 유동 방향을 나타내는 화살표가 도 5a 및 도 5b에 도시되어 있다.

펌프의 동작이 중단되어, 밸브 바디(10) 내에 펌핑력이 더 이상 공급되지 않으면, 밸브 디스크(30)는 자중에 의해 축(20)을 따라서 하방향으로 이동하며, 시트부(13)에 다시 접촉되게 된다.

밸브 디스크(30)는 축(20)을 따라서 자중에 의해 천천히 하방향으로 이동하기에, 수 충격이 완화된다.

이상에서 설명한 수 충격 완화 체크밸브(100)는 위에서 설명된 실시예들의 구성과 방법에 한정되는 것이 아니라, 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

100:체크 밸브
3:지면
10:밸브 바디 13:시트부 13a:통로
15a:유입구 15b:유출구 17a:제1공간 17b:제2공간
18:지지부재
20:축 23:걸림부재
30:밸브 디스크 31:디스크 판
31a:삽입공 33:축 수용부
40:완충부

Claims (7)

1. 시트부를 구비하고, 펌프의 동작에 의해 유체를 제공받아서 배출하도록 이루어지는 밸브 바디;
   상기 밸브 바디의 내부에 일 방향으로 배치되도록 설치되는 축; 및
   상기 축의 배치 방향으로 이동 가능하도록 상기 축에 설치되고, 펌프의 펌핑력에 의한 상기 유체로부터 전달되는 압력에 의해 상기 시트부에 이격되도록 이동되고, 상기 펌핑력의 공급이 중단된 상태에서 자중에 의해 이동되어 밀봉 가능하도록 상기 시트부에 접촉되는 밸브 디스크를 포함하고,
   상기 밸브 디스크는,
   펌핑력이 제공되지 않는 상태에서 밀봉 가능하도록 상기 시트부에 접촉되고, 펌핑력이 제공되는 상태에서 상기 시트부에 이격되는 디스크 판; 및
   상기 디스크 판에 상부를 향해 형성되고, 상기 축을 수용할 수 있는 공간을 구비하는 축 수용부를 포함하고,
   상기 축 수용부는 상기 디스크 판에서 상부를 향해 볼록한 형상으로 형성되는데, 상기 축 수용부는 내부에 상기 축과 간섭이 일어나지 않도록 상기 축을 수용할 수 있는 공간을 구비하는 것을 특징으로 하는 수 충격 완화 체크 밸브.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 시트부는 유체가 통과할 수 있는 통로를 구비하고,
   상기 밸브 바디는, 상기 유체가 상기 통로를 통과하기 전에 수용되는 공간인 제1공간 및 상기 유체가 상기 통로를 통과한 후에 수용되는 공간인 제2공간을 구비하는 것을 특징으로 하는 수 충격 완화 체크 밸브.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 밸브 바디에 전달되는 충격을 완화시키도록 상기 밸브 바디의 저면 및 지면 사이에는 완충부가 설치되는 것을 특징으로 하는 수 충격 완화 체크 밸브.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 시트부는, 일 측 상부에서 타 측 하부를 따라서 2회 절곡된 형상으로 이루어지며, 상기 시트부의 일 측 상단 및 타 측 하단은, 각각 상기 밸브 바디의 내측의 상부 및 하부에 연결되는 것을 특징으로 하는 수 충격 완화 체크 밸브.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 밸브 바디의 내부의 하측에 상기 축의 일 단이 고정 설치되고, 상기 시트부에 축의 가운데 부근이 삽입되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 수 충격 완화 체크 밸브.

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