KR102616170B1

KR102616170B1 - 체크 밸브

Info

Publication number: KR102616170B1
Application number: KR1020230064977A
Authority: KR
Inventors: 임병주
Original assignee: 주식회사 이앤아이비
Priority date: 2023-05-19
Filing date: 2023-05-19
Publication date: 2023-12-20

Abstract

본 발명은 체크 밸브에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 종래의 구조에 비하여 개선된 역류 방지를 위한 정밀한 실링 특성, 작업 편의성을 위한 외관 디자인 특성 및 진공에 의한 변형 방지형 콘 타입 디스크와 본체의 풀림과 임의 분해 방지를 위한 스테디 락(steady lock)의 특징을 부여하여 각 부품의 기능이 잘 조화되도록 설계함으로써 종래의 제품에 비하여 기능성과 실용성을 제공함으로써 더 효율적으로 이용될 수 있는 체크 밸브에 관한 것이다. 본 발명에 따른 체크 밸브에 의하면, 외관의 형태가 6각과 12각으로 나뉘어 있으므로 작업시 스패너와 같은 툴로 고정하여 배관 장착을 용이하게 수행할 수 있고, 삼각형상의 디스크의 안착 부위는 제1 본체와 디스크의 접촉 각도를 상이하게 하여 면 접촉이 아니고 선 접촉이 이루어지도록 설계하고, 디스크의 형상을 유체 마찰을 최소화하고 진공에 의한 변형을 방지하기 위하여 콘 형태로 설계하는 한편, 기존의 제품에 비하여 두껍게 설계하여 디스크의 한쪽 쏠림이나 뒤틀림이 발생할 가능성을 없앴으며, 디스크의 중심부의 홀의 외측에 형성된 홀들의 전체 면적(밑금친 부분)을 상기 제1 본체의 내경 및 제2 본체의 내경 보다 1.5~1.7배로 설계하여 유속 저항을 줄였으며, PTFE 코일 스프링의 내경은 상기 제1 본체의 내경 및 제2 본체의 내경 보다 1.5~1.7배의 면적을 갖도록 하여 유체의 통과를 원할하게 하였으며, 스테디 락의 구조를 도입하여 체크 밸브의 역회전 방지의 안전성을 확보할 수 있다는 다양한 이점을 제공한다.

Description

체크 밸브{Check valve}

본 발명은 체크 밸브에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 종래의 구조에 비하여 개선된 역류 방지를 위한 정밀한 실링 특성, 작업 편의성을 위한 외관 디자인 특성 및 진공에 의한 변형 방지형 콘 타입 디스크와 본체의 풀림과 임의 분해 방지를 위한 스테디 락(steady lock)의 특징을 부여하여 각 부품의 기능이 잘 조화되도록 설계함으로써 종래의 제품에 비하여 기능성과 실용성을 제공함으로써 더 효율적으로 이용될 수 있는 체크 밸브에 관한 것이다.

일반적으로 체크 밸브(Check Valve)는 Non Return Valve, Back Flow Preventer, Reflux Valve로도 불리우며, 배관에 설치되어 유체가 한 쪽 방향으로만 흐르도록 하는 밸브로서, 배관 내의 유체 흐름에 의해 작동되므로 일체의 외부 동력을 필요로 하지 않으면서도 제어 밸브로서 유용하게 사용됨으로써 케미컬(Chemical)의 역류에 의한 영향을 받는 장치(주로, 유량계, 펌프, 컨트롤 밸브 등)를 보호한다.

또한, 수충격(Water Hammer)과 관련된 압력을 차단하는 역할을 수행하여 유체의 역류 현상을 차단하여 공급장비 내로의 과압 유발을 차단하고, 장비 Shut-down시 Chemical 배관라인 상에서의 중력에 의한 자연 역류를 방지한다.

배관내에 잔류하고 있는 유체가 역류하게 되면, 유체가 잔류하고 있었던 배관 구간에서는 진공이 발생하는데, 체크 밸브는 이를 차단함과 동시에 진공 발생 요건을 억제하는 역할을 한다.

역류에 의한 공급장치측 압력 상승 방지(이를 충족하는 조건은 역압이 정압측보다 큰 경우에 해당함), 범람을 방지(이 역시 역류 현상이나, 유체 역류에 대한 예방적 조치일뿐 일반적인 밸브류와 같이 유체 차단, 격리(isolate)의 역할은 아니다)한다.

체크 밸브에 대한 기술로서는 대한민국 등록번호 제20-0416476호(2006년05월09일)호에 일측 말단에 형성되어 유체가 유입되는 인입구와, 타측 말단에 형성되어 유체가 배출되는 배출구와, 중앙에 길이방향으로 형성된 유체유도로를 가지는 본체; 상기 본체 내부 중앙에 고정되는 도넛형상의 시트; 상기 시트와 맞닿게 설치되는 리테이너; 상기 시트의 인입구 쪽 면에 고정되는 필터; 상기 시트의 구멍 내에 설치되어 유체 흐름의 세기에 따라 개폐되는 마그네틱 판; 및 상기 마그네틱 판에 결합되어 마그네틱판과 함께 동작하는 시트플레이트를 포함하여 이루어지는 체크 밸브가 개시되어 있다.

또한, 대한민국 공개번호 제10-2015-0145811호(2015년12월31일)에는 결합형 스팀체크밸브가 개시되어 있는데, 이는 압력이 작용하는 고압챔버 측에 연결되는 제1밸브몸체와, 제1밸브몸체와 결합되는 제2밸브몸체와, 제1 및 제2밸브몸체 사이에 개재되는 소결구조를 가지는 필터, 및 필터와 제1밸브몸체 사이에 설치되는 밸브 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그러나, 이와 같은 종래의 체크 밸브는 여전히 효율성에 있어서 문제점들을 포함하고 있으므로 이러한 점들은 개선될 필요가 있다.

대한민국 등록번호 제20-0416476호(2006년05월09일) 대한민국 등록특허 제10-1887676호(2018년08월06일)

본 발명자는 위와 같은 종래의 기술에 따른 체크 밸브에 수반된 문제점들을 개선하고, 아울러 기능성과 효율성을 가진 체크 밸브 구조를 개발하기 위하여 예의 연구한 결과, 후술하는 바와 같이 체크 밸브의 부속들을 조화롭게 설계함으로써 종래의 문제점들이 효율적으로 해소되고 기능성 및 내구성이 더욱 강화될 수 있음을 발견하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 목적은 개선된 기능성 및 효율성이 증대된 체크 밸브를 제공하는 것에 있다.

위와 같은 본 발명의 목적은

유체가 흐르는 유로상에 설치되어 유체의 역류에 의한 영향을 받는 장치를 보호하는 체크 밸브로써,

외측에 나사산(113)이 형성되어 플레어 쓰레드 너트(800)와 회전 결합되고, 내부에 유체가 흐르는 공간이 형성되고 입구(111)와 출구(128)가 구비되며, 후방부의 외주면에 숫나사산(120)이 형성된 원통형의 제1 본체(100);

외측에 나사산(213)이 형성되어 플레어 쓰레드 너트(800)와 회전 결합되고, 내부에 유체가 흐르는 공간이 형성되고 입구(227)와 출구(211)가 구비되며, 전방부의 내주면에 상기 숫나사산(120)에 대응하는 암나사산(219)이 형성되어 상기 제1 본체(100)와 회전 결합에 의해 기밀 결합되는 제2 본체(200);

경사부(320)의 일 외주면이 상기 출구(128)측의 경사부(127)의 모서리에 선 접촉되어 걸치도록 배치되어 수압 또는 코일 스프링(500)의 압력에 의해 상기 출구(128)를 열거나 닫는 디스크(300);

상기 디스크(300)의 후방부에 형성된 걸림턱(380)에 끼움 결합되는 원반형의 디스크 홀더(400);

전방부는 상기 디스크 홀더(400)와 접하고 후방부는 상기 제2 본체(200)의 입구(227) 측 내벽(225)에 접하여 배치되는 PTFE 코일 스프링(500);

링 형상으로 이루어지고, 상기 제1 본체(100)의 외벽(117)과 상기 제2 본체(200)의 외벽(217) 사이의 공간에 안착되어 밸브의 역회전을 방지하는 스테디 락(600);

상기 제1 본체(100)의 미세돌출부(116)와 상기 제2 본체(200)의 미세돌출부(216)의 상부 및 상기 스테디 락(600)의 외부에 부착되는 미세 실링용 라벨(700); 및

상기 제1 본체(100) 및 제2 본체(200)의 외측에서 나사산에 회전 결합되는 플레어 쓰레드 너트(800);가 일체로 결합되어 이루어진 것을 특징으로 하는 체크 밸브에 의해 달성될 수 있다.

본 발명에 따른 체크 밸브에 의하면, 외관의 형태가 6각과 12각으로 나뉘어 있으므로 작업시 스패너와 같은 툴로 고정하여 배관 장착을 용이하게 수행할 수 있고, 삼각형상의 디스크의 안착 부위는 제1 본체와 디스크의 접촉 각도를 상이하게 하여 면 접촉이 아니고 선 접촉이 이루어지도록 설계하고, 디스크의 형상을 유체 마찰을 최소화하고 진공에 의한 변형을 방지하기 위하여 콘 형태로 설계하는 한편, 기존의 제품에 비하여 두껍게 설계하여 디스크의 한쪽 쏠림이나 뒤틀림이 발생할 가능성을 없앴으며, 디스크의 중심부의 홀의 외측에 형성된 홀들의 전체 면적(밑금친 부분)을 상기 제1 본체의 내경 및 제2 본체의 내경 보다 1.5~1.7배로 설계하여 유속 저항을 줄였으며, PTFE 코일 스프링의 내경은 상기 제1 본체의 내경 및 제2 본체의 내경 보다 1.5~1.7배의 면적을 갖도록 하여 유체의 통과를 원할하게 하였으며, 스테디 락의 구조를 도입하여 체크 밸브의 역회전 방지의 안전성을 확보할 수 있다는 다양한 이점을 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 체크 밸브의 구조를 설명하는 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 체크 밸브의 전개도이다.
도 3은 본 발명에 따른 체크 밸브의 구조를 설명하는 정면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 체크 밸브의 단면 설명도이다.
도 5는 도 3의 A-A 단면도이다.
도 6은 도 5의 단면 전개도이다.
도 7은 본체의 결합을 설명하는 단면도이다.
도 8은 디스크의 설명도이다.
도 9는 디스크의 단면 설명도이다.
도 10은 디스크 홀더의 설명도이다.
도 11은 스테디락의 설명도이다.
도 12는 본 발명의 추가의 실시형태에 따른 체크 밸브의 전개도이다.
도 13은 본 발명의 추가의 실시형태에 따른 체크 밸브의 정면도이다.
도 14는 본 발명의 추가의 실시형태에 따른 체크 밸브의 C-C 단면도이다.
도 15는 본 발명의 추가의 실시형태에 따른 체크 밸브의 뷰릿형 디스크의 설명도이다.
도 16은 본 발명의 추가의 실시형태에 따른 체크 밸브의 뷰릿 홀더의 설명도이다.
도 17은 본 발명에 따른 체크 밸브의 작동을 설명하는 도면이다.
도 18은 본 발명의 제품과 타사의 비교 제품의 유량 변화 추이를 비교한 표이다.
도 19는 본 발명 제품의 기밀 평가 시험 결과를 나타내는 표이다.

본 발명은, 일면에 있어서,

상기 제1 본체(100)의 미세돌출부(116)와 상기 제2 본체(200)의 미세돌출부(216)의 상부 및 상기 스테디 락(600)의 외부에 부착되는 미세씰링용 라벨(700); 및

상기 제1 본체(100) 및 제2 본체(200)의 외측에서 나사산에 회전 결합되는 플레어 쓰레드 너트(800);가 일체로 결합되어 이루어진 것을 특징으로 하는 체크 밸브를 제공한다.

본 발명에 따른 체크 밸브는 외관의 형태가 6각과 12각으로 나뉘어 있으므로 작업시 스패너와 같은 툴로 고정하여 배관 장착을 용이하게 수행할 수 있고, 삼각형상의 디스크(300)의 안착 부위는 제1 본체(100)와 디스크의 접촉(경사) 각도를 상이하게 하여 면 접촉이 아니고 선 접촉이 이루어지도록 설계하고, 디스크의 형상을 유체 마찰을 최소화한 형태로 설계하는 한편, 기존의 제품에 비하여 두껍게 설계하여 디스크의 한쪽 쏠림이나 뒤틀림이 발생할 가능성을 없앴으며, 디스크(300)의 중심부의 홀(420)의 외측에 형성된 홀들(410)의 전체 면적(밑금친 부분)을 상기 제1 본체(100)의 내경(130) 및 제2 본체의 내경(230) 보다 1.5~1.7배로 설계하여 유속 저항을 줄였으며, PTFE 코일 스프링(500)의 내경은 상기 제1 본체(100)의 내경(130) 및 제2 본체의 내경(230) 보다 1.5~1.7배의 면적을 갖도록 하여 유체의 통과를 원할하게 하였으며, 스테디 락의 구조를 도입하여 체크 밸브의 역회전 방지의 안전성을 확보한 것에 기술적인 특징이 있다.

이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명에 따른 체크 밸브의 구조 및 작동 관계를 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.

또한, 본 발명에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 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.

덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결' 되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결' 되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결' 되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함' 한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.

본 명세서에서 “전방”은 편의상 유체가 이동되는 입구측을 지칭하고, “후방”은 그 반대 방향을 지칭한다. 따라서, 상대적으로 우측 너트(800) 쪽을 전방이라고 하고 좌측 너트(800) 쪽을 후방이라고 한다.

도 1은 본 발명에 따른 체크 밸브의 구조를 설명하는 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 체크 밸브의 전개도이며, 도 3은 본 발명에 따른 체크 밸브의 구조를 설명하는 정면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 체크 밸브의 단면 설명도이며, 도 5는 도 3의 A-A 단면도이고, 도 6은 도 5의 단면 전개도이며, 도 7은 본체의 결합을 설명하는 단면도이고, 도 8은 디스크의 설명도이며, 도 9는 디스크의 단면 설명도이고, 도 10은 디스크 홀더의 설명도이며, 도 11은 스테디락의 설명도이고, 도 12는 본 발명의 추가의 실시형태에 따른 체크 밸브의 전개도이며, 도 13은 본 발명의 추가의 실시형태에 따른 체크 밸브의 정면도이고, 도 14는 본 발명의 추가의 실시형태에 따른 체크 밸브의 C-C 단면도이며, 도 15는 본 발명의 추가의 실시형태에 따른 체크 밸브의 뷰릿형 디스크의 설명도이고, 도 16은 본 발명의 추가의 실시형태에 따른 체크 밸브의 뷰릿 홀더의 설명도이며, 도 17은 본 발명에 따른 체크 밸브의 작동을 설명하는 도면이고, 도 18은 본 발명의 제품과 타사의 비교 제품의 유량 변화 추이를 비교한 표이며, 도 19는 본 발명 제품의 기밀 평가 시험 결과를 나타내는 표이다.

본 발명의 일 실시형태에 따른 체크 밸브는 유체가 흐르는 유로 상에 설치되어 유체의 역류에 의한 영향을 받는 장치를 보호하는 체크 밸브로써, 수평 및 수직으로 설치될 수 있다.

본 발명의 체크 밸브는 재질이 PFA, PTFE 또는 HDPE로 구성되고, 파이프 용접 타입과, 파인스레드, 페럴의 3가지 구조로도 발전할 수 있다.

본 발명에 따른 체크 밸브는 PFA, PTFE 등의 불소중합체로 형성된다. 특히, 너트(800)는 PFA 재질로 이루어지고, 스테디락은 HDPE로 이루어지며, 나머지 부속들은 PFA 또는 PTFE로 이루어질 수 있고, 가공 및 사출 타입이 혼용 가능하다.

본 발명의 체크밸브의 형태는 IN-LINE 형으로 Straight 형태이며, 외관의 형태는 6각과 12각으로 설계가 가능하므로 작업시 스패너와 같은 툴로 고정하여, 전용 툴이 아니더라도 배관 장착을 용이하게 수행할 수 있는 구조를 갖는다. 또한, 상하측의 각의 갯수 차이에 변화를 주어 조립 방향 혼선을 방지할 수 있다.

상기 체크 밸브는 크게 제1 본체(100), 제2 본체(200), 디스크(300), 디스크 홀더(400), 코일 스프링(500), 스테디 락(600), 라벨(700) 및 플레어 쓰레드 너트(800)가 유기적으로 결합되어 이루어진다.

상기 제1 본체(100)는 원통형으로 이루어지고, 일단부의 외측에 나사산(113)이 형성되어 플레어 쓰레드 너트(800)와 회전 결합되고, 내부에 유체가 흐르는 공간이 형성되며 입구(111)와 출구(128)가 구비되며, 타단부의 외주면에 숫나사산(120)이 형성된다.

좀 더 상세하게는 상기 제1 본체(100)의 외측은 전방에서 후방을 향하여 차례대로 중공형 유입구(111), 일정 길이로 편평한 전방 단부(112), 전방 단부(112)에 접하여 위치한 플레어 쓰레드 너트 체결용 숫나사산(113), 상기 숫나사산(113)이 끝나는 지점에서 일정 길이로 형성된 수직면(114), 상기 수직면(114)에 대해 직각으로 이루어지고 외주면이 6각 또는 12각으로 이루어진 손잡이부(115), 손잡이부(115)의 후단에서 돌출형성된 미세돌출부(116), 스테디락(600)의 안착 공간의 일부를 제공하는 외벽(117)과 수평부(118), 체크 밸브의 체결시 제2 본체(200)의 선단부(220)와 미세한 갭을 형성하는 수직부(119), 수직부(119)의 하단에서 일정거리로 이격되어 형성된 숫나사산(120), 숫나사산(120)의 단부에 형성된 후방돌출부(123)를 순차적으로 포함하여 이루어지고, 제1 본체(100))의 내측은 후방에서 전방을 향하여 차례대로 상기 후방돌출부(123) 하부의 경사부(124), 상기 숫나사산(120)의 하측에서 상기 미세돌출부(116)의 하측의 일 영역까지에 걸친 수평부(125), 수평부(125)의 단부에 일정 길이로 형성된 직벽(126), 상기 직벽(126)의 하단에서 내주면(129)의 일단부까지에 걸쳐 형성된 경사부(127), 및 상기 경사부(127)의 단부에서 상기 입구(111)까지의 전장 길이를 갖는 수평 내주면(129)을 순차적으로 포함하여 이루어진다. 여기서, 미설명 부호 121과 122는 후방 돌출부(123)의 수직 및 수평면을 형성한다.

상기 제1 본체(100)의 수평부(125)에 의해 형성된 하부(내부) 공간은 디스크(300) 일부, 디스크 홀더(400) 및 PTFE 코일 스프링(500)의 수용 공간을 제공한다.

여기서, 상기 제1 본체(100)의 경사부(127)의 경사 각도와 디스크(300)의 경사부(320)의 경사 각도를 차이나게 하여 디스크(300)가 상기 제1 본체(100)에 대하여 선 접촉이 이루어지게 설계하는 것이 바람직할 수 있다.

상기 제2 본체(200)도 마찬가지로 원통형으로 이루어지고, 일단부의 외측에 나사산(213)이 형성되어 플레어 쓰레드 너트(800)와 회전 결합되고, 내부에 유체가 흐르는 공간이 형성되고 입구(227)와 출구(211)가 구비되며, 타단부의 내주면에 상기 숫나사산(120)에 대응하는 암나사산(219)이 형성되어 상기 제1 본체(100)와 회전 결합에 의해 기밀 결합된다.

좀 더 상세하게는 상기 제2 본체(200)의 외측은 후방에서 전방을 향하여 차례대로 중공형 유출구(211), 일정 길이로 편평한 후방 단부(212), 후방 단부(212)에 접하여 위치한 플레어 쓰레드 너트 체결용 숫나사산(213), 상기 숫나사산(213)이 끝나는 지점에서 일정 길이로 형성된 수직면(214), 상기 수직면(214)에 대해 직각으로 이루어지고, 외주면이 6각 또는 12각으로 이루어진 손잡이부(215), 손잡이부(215)의 전단(우측)에서 돌출형성된 미세돌출부(216), 스테디락(600)의 안착 공간의 일부를 제공하는 외벽(217)과 수평부(218), 체크 밸브의 체결시 제1 본체(100)의 수직부(119)와 미세한 갭을 형성하는 선단부(220)를 순차적으로 포함하여 이루어지고, 상기 제2 본체(200)의 내측은 전방에서 후방을 향하여 차례대로 선단부(220)의 하단에서 일정거리로 이격되어 형성된 암나사산(219), 암나사산(219)의 단부에 일정 거리(221)까지 형성된 후방함몰부(223), 상기 후방함몰부(223) 하부의 경사부(224), 경사부(224)의 단부에 일정 길이로 형성된 직벽(225), 상기 직벽(225)의 하단에서 내주면(229)의 (우측) 단부까지에 걸쳐 형성된 경사부(226) 및 상기 경사부(226)의 (우측) 단부에서 상기 출구(211)까지의 전장 길이를 갖는 수평 내주면(229)을 순차적으로 포함하여 이루어진다.

상기 제1 본체(100))의 미세돌출부(116)와 제2 본체(200)의 미세돌출부(216)는 라벨(700)의 부착 영역을 제공한다.

상기 제1 본체(100)의 손잡이부(115)와 상기 제2 본체(200)의 손잡이부(215)는 외관의 형태를 6각형 또는 12각형으로 하여 작업시 스패너와 같은 툴로 고정하여 배관 장착을 용이하게 수행할 수 있다.

상기 제1 본체(100)의 내경(130) 및 상기 제2 본체(200)의 내경(230)은 PFA 재질의 플레어 쓰레드 너트(800)의 내경과 동일한 것이 유량의 일정한 유지(유속)를 위해 바람직할 수 있다.

이에 더하여, 상기 제1 본체(100)의 단부 경사부(124)와 상기 제2 본체(200)의 내측 경사부(224)의 경사도는 25˚~ 35˚로 설정함으로써 제1 본체(100)와 제2 본체(200)의 체결시 확고한 기밀을 유지할 수 있다.

상기 제1 본체(100)와 상기 제2 본체(200)가 체결된 상태에서 상기 제1 본체(100)의 수직부(119)와 제2 본체(200)의 선단부(220)의 이격 간격(A)은 1.0~1.5 mm인 것이 바람직할 수 있다.

또한, 상기 제1 본체(100)의 외벽(117)과 후술하는 스테디락(600)의 우측 단부와의 이격 거리는 0.25~0.35 mm이며, 상기 제2 본체(200)의 외벽(217)과 스테디 락(600)의 좌측 단부와의 이격 거리는 0.8~1 mmm인 것이 더욱 바람직할 수 있다.

이와 같은 여유 공간은 스테디 락(600)의 조립이 용이한 것 등 다양한 이점을 제공한다.

상기 디스크(300)는 경사부(320)의 일 외주면이 상기 출구(128)측의 경사부(127)의 모서리에 선 접촉되어 걸치도록 형성되어 수압 또는 코일 스프링(500)의 압력에 의해 상기 출구(128)를 열거나 닫는 기능을 수행한다.

종래의 체크 밸브는 밸브내 정압쪽 유속이 흐를때 오픈 동작되고, 역류는 방지하는 역할로서 정방향 가압이 멈춘 후에도 열려진 상태이거나, 가압후 유체가 흘러야 함에도 닫혀있는 문제가 빈번하였다(Cock, 또는 Stick 현상이라 함). 양측 동일 압일 때, 역압쪽에 보정압을 추가하는 역할로 스프링이 들어가더라도 종래의 제품은 잦은 문제점이 발생되며 이는 DISC의 구조적 형상 문제로 보여진다. 따라서, 본 발명자들은 DISC의 형상을 유체 마찰을 최소화한 형태로 설계하였다.

상기 디스크(300)는 대략 쐐기 또는 팽이 형상이되, 전방부는 수직부(310)까지 경사부(320)가 형성된 절두 원추형이고, 순차적으로 경사부(320)의 후방에는 일정 폭의 테두리(330), 후방 모따기부(331), 후방 경사부(340), 디스크홀더(400)의 지지력을 제공하는 일정 폭의 지지벽(350), 디스크 홀더(400)의 중심홀(420)이 끼움 결합되어 고정되는 외주면을 갖는 원통형 결합축(370), 디스크 홀더(400)가 억지끼움되는 걸림턱(380), 및 디스크 홀더가 용이하게 끼움되는 경사면이 형성된 이탈 방지구(360)가 일체로 형성된다.

종래의 디스크는 경사부(320)가 구비되어 있지 않고, 유입구 측이 오목한 형태로 구성되어 디스크 휨변형이 발생할 뿐만 아니라, 흐름성이 불량하였으나, 본 발명의 디스크 구조에서는 이러한 문제점이 개선되고 유체 흐름성 또한 양호하다. 또한, 콘 타입으로 되어 있어서 진공에 의한 변형 방지가 가능하다.

상기 경사부(320)의 경사 각도는 상기 제1 본체(100)의 경사부(127)의 경사각도와 상이하게 설계되어 디스크(300)와 제1 본체(100)의 내측은 선 접촉이 되어 기밀성을 높일 수 있다.

상기 디스크(300)의 전방 단부는 상기 제1 본체(100)의 출구(128)의 일정 영역까지 진출할 수 있다.

후방 경사부(340)는 와류 방지 및 흐름성을 향상시키기 위해 (수직면을 기준으로) 15˚ 이상의 경사가 형성되어 유체의 흐름성을 향상시키고 와류를 방지하며, 후방 경사부는 결합축(370)의 거리만큼 이격되어 걸림턱(380)이 형성되고, 그 후면은 경사면을 포함하는 이탈 방지구(360)가 일체로 형성된다.

이와 같은 디스크(300)의 형상은 유체 마찰을 최소화한 형태로 설계하는 한편, 종래 제품에 비하여 3배 이상의 비율적인 두께로 증가되게 설계하여 디스크의 한쪽 쏠림이나 뒤틀림이 발생할 가능성을 없앴으며, 디스크의 파열 가능성도 방지하였다.

또한, 디스크(300)는 와류발생과 유로 흐름 방해를 최소화하기 위하여 원뿔 또는 콘 형태로 이루어지고, 종래 제품보다 두껍게 설계되었으므로 디스크의 한쪽 쏠림이나 뒤틀림 등의 변형이 발생할 가능성이 없다.

상기 디스크 홀더(400)는 원반형으로 이루어지고 상기 디스크(300)의 후방부에 형성된 걸림턱(380)에 끼움 결합되어 스프링(500)을 지지한다.

디스크(300)와 스프링(500)의 경계부의 디스크 홀더(400)는 원형이며 필터 기능을 가지며, 유체통과를 원할하게 유지하며 큰 유량값을 유지할수 있도록 유체 통과 구간(410)을 종래의 것에 비하여 넓게 구성하였다

상기 디스크 홀더(400)는 중심부에 형성된 홀(420)이 디스크(300)의 걸림턱(380)에 끼움 결합되는 구조이며, 외주면(430)의 두께는 디스크(300)의 결합축(370)의 폭 보다 적으며, 중심부의 홀(420)의 외측에 형성된 홀들(410)의 전체 면적(밑금친 부분)은 상기 제1 본체(100)의 내경(130) 및 제2 본체의 내경(230) 보다 1.5~1.7배인 것이 유체의 자연스러운 흐름의 측면에서 바람직할 수 있다.

또한, PTFE 코일 스프링(500)은 전방부가 상기 디스크 홀더(400)와 접하고 후방부는 상기 제2 본체(200)의 입구(226) 측 내벽(225)에 접하여 배치된다.

상기 PTFE 코일 스프링(500)의 내경은 상기 제1 본체(100)의 내경(130) 및 제2 본체의 내경(230) 보다 1.5~1.7배의 직경을 갖는 것이 유량 확보의 측면에서 바람직할 수 있다.

본 발명에 따른 체크 밸브는 배관 장착시, 또는 너트 조임/풀림 작업시 본체의 역회전 풀림을 방지할 수 있도록 타이밴드 형태의 고정형 Lock 장치(steady lock)가 적용되어 있다.

종래의 제품은 본체측 리크가 빈번하여, 너트를 조이거나 풀 때 본체의 체결 방향과 일치하게 되면 풀림이 발생될 소지가 있으며, 본 발명자들은 강제적인 본체 풀림 방지장치인 스테디 락(steady lock)을 적용하여 완성품 조립된 이후 배관 작업시 풀림을 억제할 수 있도록 하였다.

이러한 스테디 락(600)은 링 형상으로 이루어지고, 상기 제1 본체(100)의 외벽(117)과 상기 제2 본체(200)의 외벽(217) 사이의 공간에 안착되며, 단방향성의 톱니 구조로 형성하여 배관 작업중 체결 조립 방향으로만 회전이 가능하게 하여 역방향으로의 풀림 및 분해가 방지되도록 설계되었다.

상기 스테디락(600)은 상단에 톱니식 회전부가 구비되고, 하단에는 고정부로 구성되어 조립 오류를 방지할 수 있고, V홈을 적용하여 부품 교체나 문제 발생시 절단 해체가 용이하도록 디자인되었다.

상기 스테디 락(600)의 외주면(640)의 폭은 상기 제1 본체(100)와 상기 제2 본체(200)가 체결된 상태에서 상기 제1 본체(100)의 수직부(119)와 제2 본체(200)의 외벽(217)의 이격 간격 보다 좁고, 내주면(620)의 일측은 복수의(도면의 실시예에서는 7개가 형성됨) 돌기(610)가 일정 간격으로 형성되며, 타측은 측면기준으로 한 점이 직각인 삼각형으로 이루어진 복수의 걸림돌기군(620, 도면의 예에서는 7개로 구성됨)이 일정 간격으로 밀집되어 형성되고, 상기 돌기(610)의 타측에는 걸림돌기군(620)의 형성되지 않는다. 따라서, 체결시에는 적은 힘으로도 체결이 되나 풀림은 동일한 힘으로는 가능하지 않게 되어, 효율적으로 역회전 방지 시스템이 작동할 수 있게 된다.

보호용(미세 씰링용) 라벨(700)은 상기 제1 본체(100)의 미세돌출부(116)와 상기 제2 본체(200)의 미세돌출부(216)의 상부 및 상기 스테디락(600)의 외부에 부착되어 이물질의 유입을 방지하고, 특히 임의의 조작을 방지하기 위하여 부착된다.

플레어 쓰레드 너트(800)는 상기 제1 본체(100) 및 제2 본체(200)의 외측에서 나사산에 회전 결합된다.

본 발명의 추가의 실시형태에 따른 체크 밸브는 앞서 설명한 바의 제1 실시형태에 따른 체크 밸브와 동일한 구성 요소로 이루어지되, 상기 디스크(300), 디스크 홀더(400) 및 스프링(500) 대신에 뷰릿(bullet)형 디스크(900)와 스프링을 포함하지 않는 지지체(950)를 포함하여 이루어 진다.

본 발명의 추가의 실시형태에 따른 체크 밸브는 수직 전용으로써 종래의 볼타입 밸브의 경우, 유체흐름시 볼이 다방향성으로 이동하거나, 회전하는 등의 문제로 내부 표면과의 마찰을 일으켜 Particle 발생이나, 마모가 일어나는 현상이 있었으나, 본 발명에 따른 뷰릿(Bullet)형 밸브는 종래에 출시되고 있는 공(Ball) 타입의 문제점을 해소한 것이다.

따라서, 본 발명의 추가의 실시 형태에 따른 뷰릿형 디스크(900)는 총알 모양의 형상으로 디스크 역할을 수행하며, 유체 흐름에 따른 볼 회전으로 인한 파티클(분진) 발생 문제를 해소하고 이동 구간을 상/하로만 고정된 형태로 일정한 방향성을 갖도록 하였으며, 가압체(950)는 유체 흐름성을 방해하지 않토록 유체 이동 통로 구간을 4 Point로 구성하여 적용함으로써 와류나 정체가 없도록 설계한 구조이다.

따라서, 상기 디스크 타입과 뷰릿형의 선택은 배관 적용형태에 따라 적절히 선택할 수 있다.

상기 뷰릿형 디스크(900) 및 가압체(950)는 마찬가지로 제1 본체(100)의 내부 공간에 수용되며, 뷰릿형 디스크(900)의 선단부(910)는 출구(128)의 일정 공간내로 배치되고, 마찬가지로 경사부(920)는 상술한 바와 같이 선 접촉을 형성하도록 설계될 수 있다. 상기 경사부(920)의 후측은 원통형 바디(930)가 일체로 형성될 수 있다.

상기 가압체(950)는 원통형의 외관으로 형성될 수 있고, 중공형의 유입구(952)와 유출구(951)가 형성되고 유속이 균등하게 전개될 수 있도록 가장자리부가 러시안 룰렛 권총의 탄알집 형상으로 축소부(955)와 확장부(954)가 라운드지게 반복되는 구조이다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 체크 밸브는 도 17에 나타낸 바와 같이 특히, 디스크(300), 디스크 홀더(400) 및 스프링(500)의 영역에서 유체의 흐름이 원만하고 자연스러운 내부 유로 구조를 제공할 수 있다.

본 발명에 따른 체크 밸브는 후술하는 바와 같이 종래의 제품에 비하여, 압력 대비 유량 변화, 및 기밀평가 시험 결과의 측면에서 우수한 것이 확인된다.

도 18은 본 발명의 제품과 타사의 비교 제품의 유량 변화 추이를 비교한 표이다. 도면에서 청색은 본 발명 제품이고, 연녹색은 G사 제품이며, 연황색은 P사 제품이며, 회색은 F사 제품이다. 상기 그래프도에서 확인되는 바와 같이 본 발명에 따른 제품의 유량은 월등히 높은 것이 확인된다.

도 19는 본 발명 제품의 기밀 평가 시험 결과를 나타내는 표이다. 시험 절차는 다음과 같다. Open Pressure(Cracking Pressure)는 수직시험으로 0 Bar에서 시작해서 2초당 0.01 단위로 증분 레귤레이터를 천천히 열었을때 기포가 발생되는 시점을 측정하고, Back Pressure(Sealing Pressure)는 수평시험으로 4 bar에서 레귤레이터를 천천히 잠그면서 기포가 발생되는 시점을 측정하며, 압력이 하락되는 만큼 Disc를 압력으로 밀착시키는 힘이 떨어진다. Leak Pressure(Body)는 수평시험으로 7 bar가압 내압 테스트(정방향 Open 상태)를 한 것으로 5회 반복시험하고 그 결과를 도 19에 평균값으로 나타내었다.

그 결과 back pressure가 낮을 수록 역류 방지 성능이 뛰어난 것이 확인되었다.

이상 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 체크 밸브의 실시 형태에 대하여 자세히 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하고 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 범위는 오직 하기의 청구범위의 기재에 의하여 정하여지는 것임에 유의하여야 할 것이다.

100: 제1 바디
200: 제2 바디
300: 디스크
400: 디스크 홀더
500: PTFE 코일 스프링
600: 스테디 락
700: 라벨
800: 플레어 쓰레드 너트
900: 뷰릿형 디스크
950: 가압체

Claims

유체가 흐르는 유로상에 설치되어 유체의 역류에 의한 영향을 받는 장치를 보호하는 체크 밸브로써,
외측에 나사산(113)이 형성되어 플레어 쓰레드 너트(800)와 회전 결합되고, 내부에 유체가 흐르는 공간이 형성되고 입구(111)와 출구(128)가 구비되며, 후방부의 외주면에 숫나사산(120)이 형성된 원통형의 제1 본체(100);
외측에 나사산(213)이 형성되어 플레어 쓰레드 너트(800)와 회전 결합되고, 내부에 유체가 흐르는 공간이 형성되고 입구(227)와 출구(211)가 구비되며, 전방부의 내주면에 상기 숫나사산(120)에 대응하는 암나사산(219)이 형성되어 상기 제1 본체(100)와 회전 결합에 의해 기밀 결합되는 제2 본체(200);
경사부(320)의 일 외주면이 상기 출구(128)측의 경사부(127)의 모서리에 선 접촉되어 걸치도록 배치되어 수압 또는 코일 스프링(500)의 압력에 의해 상기 출구(128)를 열거나 닫는 디스크(300);
상기 디스크(300)의 후방부에 형성된 걸림턱(380)에 끼움 결합되는 원반형의 디스크 홀더(400);
전방부는 상기 디스크 홀더(400)와 접하고 후방부는 상기 제2 본체(200)의 입구(227) 측 내벽(225)에 접하여 배치되는 PTFE 코일 스프링(500);
링 형상으로 이루어지고, 상기 제1 본체(100)의 외벽(117)과 상기 제2 본체(200)의 외벽(217) 사이의 공간에 안착되어 밸브의 역회전을 방지하는 스테디 락(600);
상기 제1 본체(100)의 미세돌출부(116)와 상기 제2 본체(200)의 미세돌출부(216)의 상부 및 상기 스테디 락(600)의 외부에 부착되는 미세실링용 라벨(700); 및
상기 제1 본체(100) 및 제2 본체(200)의 외측에서 나사산에 회전 결합되는 플레어 쓰레드 너트(800);가 일체로 결합되어 이루어진 것을 특징으로 하는 체크 밸브.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 본체(100)의 단부 경사부(124)와 상기 제2 본체(200)의 내측 경사부(224)의 경사도는 25˚~ 35˚이고, 상기 제1 본체(100)와 상기 제2 본체(200)가 체결된 상태에서 상기 제1 본체(100)의 수직부(119)와 제2 본체(200)의 선단부(220)의 이격 간격(A)은 1.0~1.5 mm이고, 상기 제1 본체(100)의 외벽(117)과 스테디락(600)의 우측 단부와의 이격 거리는 0.25~0.35 mm이며, 상기 제2 본체(200)의 외벽(217)과 스테디 락(600)의 좌측 단부와의 이격 거리는 0.8~1 mmm인 것을 특징을 하는 체크 밸브.
청구항 1에 있어서,
상기 디스크(300)는 쐐기 또는 팽이 형상이되, 전방부는 경사부(320)가 형성된 절두 원추형이고,
상기 경사부(320)의 경사 각도는 상기 제1 본체(100)의 경사부(127)의 경사각도와 상이하여 선 접촉이 되어 기밀성을 높이며,
후방부(340)는 와류 방지 및 흐름성을 향상시키기 위해 (수직면을 기준으로) 15˚ 이상의 경사부가 형성되어 유체의 흐름성을 향상시키고 와류를 방지하며, 후방부(340)의 단부에 지지벽(350)이 형성되고 결합축(370)의 거리만큼 이격되어 걸림턱(380)이 형성되고, 그 후면은 경사면(360)이 구비된 것을 특징으로 하는 체크 밸브.
청구항 1에 있어서,
상기 디스크 홀더(400)는 원반형의 형태이고, 중심부에 형성된 홀(420)은 디스크(300)의 걸림턱(380)에 끼움 결합되는 구조이며, 외주면(430)의 두께는 디스크(300)의 결합축(370)의 이격 거리 보다 적으며, 중심부의 홀(420)의 외측에 형성된 홀들(410)의 전체 면적은 상기 제1 본체(100)의 내경(130) 및 제2 본체의 내경(230) 보다 1.5~1.7배인 것을 특징으로 하는 체크 밸브.
청구항 1에 있어서,
상기 스프링(500)의 내경은 상기 제1 본체(100)의 내경(130) 및 제2 본체의 내경(230) 보다 1.6 배 이상의 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 체크 밸브.
청구항 1에 있어서,
상기 스테디 락(600)은 링 형상으로 이루어지되, 외주면(640)의 폭은 상기 제1 본체(100)와 상기 제2 본체(200)가 체결된 상태에서 상기 제1 본체(100)의 수직부(119)와 제2 본체(200)의 외벽(217)의 사이의 이격 간격 보다 좁고, 내주면(620)의 일측은 복수의 돌기(610)가 일정 간격으로 형성되며, 타측은 복수의 걸림돌기군(620)이 일정 간격으로 밀집되어 형성되고, 상기 돌기(610)의 타측에는 걸림돌기군(620)이 형성되지 않는 것을 특징으로 하는 체크 밸브.
청구항 1에 있어서,
상기 디스크(300), 디스크 홀더(400) 및 PTFE 코일 스프링(500) 대신에 뷰릿(bullet)형 디스크와 가압체(950)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 체크 밸브.