KR100319556B1 - 체크밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유체의 역류를 차단하고 한 방향으로만 흐르게 하는 체크밸브(Check Valve)에 관한 것이다.

본 발명은 체크밸브의 케이싱을 상하 2개로 분리 형성하여 볼트로 체결하고, 이들 상하부케이싱의 중심에는 내열 및 내마모성이 뛰어난 가이드부싱을 삽입하며, 상하부케이싱에 내장되는 밸브체를 '+'자 형태로 형성하여 밸브시트에 안착시킴과 동시 그 상하단의 구동축을 상기 가이드부싱에 삽입하고, 상기 밸브체와 상부케이싱 사이에는 필요에 따라 원뿔형 코일스프링을 탄설하여서 된 것이다.

이와 같이 구성된 본 발명은 케이싱이 2개로 분리 형성되어 볼트로 체결되므로 가공 및 조립이 용이하여 제작원가를 절감할수 있다.

또한, 밸브체가 가이드부싱 및 원뿔형 코일스프링의 탄성력을 받으면서 승하강 또는 수평이동을 하므로써 힘이 고르게 분산되어 편마모가 방지되고 동작이 확실하며, 유체의 역류차단 효과가 뛰어나다.

그리고, 필요시 가이드부싱 및 밸브체 등의 부품교체를 용이하게 실시할수 있어 수명이 긴 장점이 있다.

Description

체크밸브{Check Valve}

본 발명은 유체의 역류를 차단하고 한 방향으로만 흐르게 하는 체크밸브(Check Valve)에 관한 것이다.

더욱 상세하게는, 체크밸브의 케이싱을 2개로 분리 형성하여 밸브가 가이드부싱의 안내를 받으면서 작동되도록 하므로써 밸브 및 밸브시트 사이의 힘이 고르게 분산되어 동작이 확실하고, 유체의 역류차단 효과가 뛰어나며, 부품교체가 용이하도록 한 체크밸브에 관한 것이다.

주지된 바와 같이 체크밸브는 한쪽으로만 유체의 흐름을 허용하고, 반대 방향으로는 흐름을 저지하여 유체의 역류를 차단함과 동시 한 방향으로만 흐르게 하는 밸브이다.

이러한 체크밸브는 건조된 공기를 필요로 하는 각종 자동화 설비, 반도체 생산라인, 계기의 생산라인 등으로 공급되는 고압 또는 저압공기 속의 수분을 제거시켜 주기 위한 제습장치나, 각종 유체(물, 기름, 화학약품, 가스 등)의 흐름을 일방향으로 단속하기 위한 각종 산업설비에 널리 이용되고 있다.

도 1 내지 도 5는 종래의 체크밸브를 도시한 것이다.

도 1은 종래 리프트(Lift) 방식의 체크밸브를 나타낸 정단면도로서, 케이싱(110) 내부에 구멍(121)을 갖는 격벽(120)을 형성하여 입구(111)와 출구(112)가 상기 구멍에 의해 연통되게 하고, 상기 구멍(121) 상단의밸브시트(122)에는 구동축(140)에 축설된 밸브체(130)를 안착시키며, 밸브체(130)에 고정된 구동축(140)의 상하단을 각각 케이싱의 가이드부(113,114)에 삽입한 것이다.

이와 같은 체크밸브는 입구(111)측으로 부터 공급되는 유체의 압력에 의해 밸브체(130)가 승하강하면서 구멍(121)으로 부터 착탈되어 유로를 개폐시키며, 구동축(140)은 밸브체의 승하강을 안내함과 동시 측방향으로의 틀어짐을 방지하게 된다.

그런데, 이 리프트 방식의 체크밸브는 케이싱과 그 내부의 격벽이 단일체로 형성되어 있기 때문에 부피가 크고 무거워서 취급이 불편하고, 구동축의 표면에 이물질이 접착될 경우 밸브체의 승하강에 지장을 초래하여 성능을 떨어뜨리며, 더욱이 구동축에 접착된 이물질이 장기간에 걸쳐 고착화 될 경우에는 밸브 자체의 신뢰성이 떨어져 새것으로 교체해 줘야만 하는 단점이 있었다.

도 2는 종래 스윙(Swing) 타잎의 체크밸브를 나타낸 정단면도로서, 케이싱(210) 내부에 구멍(221)을 갖는 격벽(220)을 경사지게 형성하여 입구(211)와 출구(212)가 상기 구멍에 의해 연통되게 하고, 구멍(221) 측면의 밸브시트(222)에는 밸브체(230)를 안착시키며, 상기 밸브체에 고정된 구동축(240)을 케이싱과 힌지핀(250)으로 연결한 것이다.

이 체크밸브는 밸브체(230)가 입구(211)측으로 부터 공급되는 유체의 압력 및 자중에 의해 힌지핀(250)을 중심으로 회동하면서 밸브시트(222)로 부터 착탈되어 구멍(221)을 개폐시키고, 구동축(240)은 밸브체의 회동을 안내하여 측방향으로의 틀어짐을 방지하게 된다.

그런데, 이와 같은 스윙 타잎의 체크밸브는 케이싱과 그 내부의 격벽이 단일체로 형성될 뿐만 아니라 케이싱 내부에는 밸브체의 회동에 필요한 공간이 확보되어야 하므로 이 엮시 부피가 크고 무거워서 취급이 불편한 단점이 있고, 구동축과 힌지핀 사이의 틀어짐이 발생할 경우 밸브체와 밸브시트 사이의 밀폐효과가 떨어져 성능을 저하시키는 원인이 되었던 것이다.

도 3은 종래 듀얼 플레이트(Dual Plate) 타잎의 체크밸브를 나타낸 것으로서, 도 3A는 정단면도이고, 도 3B는 도 3A의 A-A선 단면도이다.

이 체크밸브는 케이싱(310)의 입구(311,311')를 2개로 분리 형성하여 그 상단의 밸브시트(320,320')에 각각 웨이퍼(Wafer)가 되는 밸브체(330,330')를 안착시키고, 상기 양측의 밸브체를 텐션스프링(350)이 탄설된 힌지핀(340) 및 밸브체의 과도한 젖혀짐을 방지키 위한 스토퍼핀(360)으로 연결한 후 상기 텐션스프링의 양단을 각각 양측의 밸브체에 걸어서 고정시킨 것이다.

이 체크밸브는 입구(311,311')측으로 부터 공급되는 유체의 압력 및 텐션스프링(350)의 탄성력에 의해 양측의 밸브체(330,330')가 힌지핀(340)을 중심으로 회동하면서 밸브시트(320,320')로 부터 착탈되어 입구(311,311')를 개폐시키는 것이다.

그런데, 이와 같은 듀얼 플레이트 타잎의 체크밸브는 밸브체가 분할되어 있을 뿐만 아니라 개별적인 작동이 가능하므로 오작동을 일으킬 염려가 있고, 텐션스프링의 탄성력이 저하될 경우 밸브체의 동작이 원할치 못하거나 한 쪽만 작동하게되어 제품의 신뢰성이 떨어지며, 더욱이 이러한 체크밸브를 수평으로 설치하게 되면 양측의 밸브체에 작용하는 텐션스프링의 장력이 달라지게 되어 유체의 역류차단 효과가 감소되고, 제작원가가 비싼 문제점이 있었다.

또한, 텐션스프링이 힌지핀과 스토퍼핀 사이에 삽입되어 장시간 사용시 마찰에 의해 단락되므로써 작동을 못하는 경우도 많았다.

4는 종래 플레이트 스프링 타잎의 체크밸브로서, 도 4A는 정단면도이며, 도 4B는 문제점을 나타내기 위한 요부의 확대도이다.

이 체크밸브는 케이싱(410)의 입구(411)와 출구(412)를 수평으로 형성하여 입구측의 밸브시트(420)에 밸브체(430)를 안착시키고, 상기 밸브체에는 구동축(440)을 고정시켜 스프링(460)을 탄설하며, 출구측에는 가이드부싱(450)을 설치하여 여기에 상기 구동축(440)을 삽입한 것이다.

이와 같은 체크밸브는 입구(411)측으로 부터 공급되는 유체압과 스프링(460)의 탄성력에 의해 밸브체(430)가 밸브시트(420)로 부터 착탈되어 유로를 개폐하며, 구동축과 가이드부싱은 밸브체의 수평이동을 안내하게 된다.

그런데, 이러한 플레이트 스프링 타잎의 체크밸브는 밸브체의 수평이동시 구동축과 가이드부싱이 슬라이딩 접촉을 하는 관계로 이를 장기간 동안 사용할 경우, 도 4B와 같이 구동축의 외경은 작아지고 가이드부싱의 내경은 점점 커지게 되어 밸브체가 'α'의 각도만큼 경사지게 되므로 밸브체와 밸브시트가 국부적으로 접촉하여 유체의 차단효과가 불확실 하므로 밸브의 성능저하와 함께 신뢰성을 떨어뜨리는 단점이 있었다.

도 5는 상기한 플레이트 스프링 타잎의 변형된 예로써, 도 5A는 정단면도이고, 도 5B는 문제점을 나타낸 요부의 확대도이다.

이 체크밸브는 케이싱(510)의 입구(511)와 출구(512)를 수평으로 형성하여 입구측의 밸브시트(520)에 밸브체(530)를 안착시키고, 출구측에 부착된 커버(540)와 밸브체(530) 사이에 스프링(550)을 탄설한 것이다.

이와 같은 체크밸브는 입구(511)측으로 부터 공급되는 유체압과 스프링(550)의 탄성력에 의해 밸브체(530)가 밸브시트(520)로 부터 착탈되어 유로를 개폐하게 된다.

그런데, 이러한 플레이트 스프링 타잎의 체크밸브는 밸브체의 수평이동시 상기 밸브체(530)와 케이싱(510)의 가이드부가 슬라이딩 접촉을 하는 관계로 장기간 동안 사용하게 되면, 도 5B와 같이 케이싱의 가이드부가 밸브체와 계속적으로 마찰을 일으키기 때문에 홈이 생겨 밸브체가 'α'의 각도만큼 기울어지게 되므로써 이 엮시 유체의 차단효과가 불확실하고, 밸브의 성능저하와 함께 신뢰성을 떨어뜨리는 문제점이 있었다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로 그 기술적인 과제는 체크밸브의 케이싱을 2개로 분리 형성하고, 그 내부의 밸브체가 유체압 및 원뿔형 코일스프링의 탄성력에 의해 가이드부싱의 안내를 받으면서 승하강되므록 하므로써 밸브체의 가압력이 고르게 분산되어 확실한 동작이 보장되며, 유체의 역류차단 효과 및 부품교체가 용이한 체크밸브를 제공함에 있다.

도 1은 종래 체크밸브의 정단면도

도 2는 종래 체크밸브의 정단면도

도 3A는 종래 체크밸브의 정단면도

도 3B는 도 3A의 평면도

도 4A는 종래 체크밸브의 정단면도

도 4B는 도 4A의 요부 확대도

도 5A는 종래 체크밸브의 정단면도

도 5B는 도 5A의 요부 확대도

도 6은 본 발명에 따른 체크밸브의 정단면도

도 7은 본 발명에 따른 체크밸브의 평면도

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 상부케이싱 11 : 출구

12 : 지지리브 13 : 가이드부

14 : 플랜지 15 : 스토퍼돌기

20 : 하부케이싱 21 : 입구

22 : 밸브시트 23 : 지지리브

24 : 가이드부 25 : 플랜지

30 : 볼트 40,50 : 가이드부싱

60 : 밸브체 61,62 : 구동축

70 : 원뿔형 코일스프링 80 : 가스켓

상기의 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 체크밸브의 케이싱을 상하 2개로 분리 형성하여 볼트로 체결하고, 이들 상하부케이싱의 중심에는 내열 및 내마모성이 뛰어난 가이드부싱을 삽입하며, 상하부케이싱에 내장되는 밸브체를 '+'자 형태로 형성하여 밸브시트에 안착시킴과 동시 그 상하단의 구동축을 상기 가이드부싱에 삽입하고, 상기 밸브체와 상부케이싱 사이에는 필요시 원뿔형 코일스프링을 탄설하여서 된 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 케이싱이 2개로 분리 형성되어 볼트로 체결되므로 가공 및 조립이 용이하여 제작원가를 절감할수 있다.

또한, 밸브체가 가이드부싱 및 원뿔형 코일스프링의 탄성력을 받으면서 승하강 또는 수평이동을 하므로 힘이 고르게 분산되어 편마모가 방지되고 동작이 확실하며, 유체의 역류차단 효과가 뛰어나다.

그리고, 필요시 가이드부싱 및 밸브체 등의 부품교체를 용이하게 실시할수 있어 수명이 긴 장점이 있다.

이하에서 본 발명을 첨부된 실시예의 도면에 의거 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 6은 본 발명에 따른 체크밸브의 정단면도이고, 도 7은 평면도를 나타낸 것이다.

도시한 바와 같이 본 발명은 유체가 흐르는 관로에 설치되어 역류를 차단하고 한 방향으로만 흐르게 하는 체크밸브를 형성함에 있어서,

상기 체크밸브의 케이싱을 출구(11)를 갖는 상부케이싱(10)과 입구(21) 및 밸브시트(22)를 갖는 하부케이싱(20)으로 분리 형성하여 볼트(30)로 체결하고, 상기 상하부케이싱(10,20)의 출입구(11,21)에는 지지리브(12,23)에 의해 지지되는 원통형의 가이드부(13,24)를 일체로 형성하여 가이드부싱(40,50)을 삽입하며, 상기 밸브시트(22)에 안착되는 밸브체(60)의 상하단에는 가이드부싱(40,50)에 끼워지는 구동축(61,62)을 형성하고, 상부케이싱(10)의 가이드부(13)와 밸브체(60) 사이에 필요시 원뿔형 코일스프링(70)을 탄설하여서 된 것이다.

상하부케이싱(10,20)의 가이드부(13,24)는 출구(11) 및 입구(21)의 중심에 형성되어 서로 동축상에 위치하며 몸체와 연결된 복수개의 지지리브(12,23)에 의해 지지된다.

상부케이싱(10)은 그 외측 주연에 구멍을 갖는 플랜지(14)가 형성되고, 하부케이싱(20)의 플랜지(25)에는 상기 구멍과 대응하는 위치에 나사공을 갖는 플랜지(25)가 형성되어 이들 플랜지가 볼트(30)로 체결되며, 체결시에는 기밀유지를 위하여 상하부케이싱 사이에 가스켓(80)이 설치된다.

상기 상부케이싱(10)의 내부 상단에는 밸브체(60)의 승하강 또는 수평이동시 그 이동량을 제한하기 위한 복수개의 스토퍼돌기(15)가 형성된다.

가이드부(13,24)에 끼워지는 가이드부싱(40,50)은 폴리에칠렌계의 수지를 원료로 하여 만든 특수 엔지니어링 플라스틱의 일종으로 열가소성 고성능 수지이다.

이 가이드부싱(40,50)은 내열 및 내마모성 등의 기계적 성질이 뛰어나고, 내열성, 내약품성, 내스팀성 등의 물리, 화학적 성질이 우수하다.

밸브시트(22)에 안착되는 밸브체(60)는 그 상하부에 구동축(61,62)을 갖는 '+'자 형태의 밸브로서, 상기 구동축(61,62)은 동축상에 형성되어 각각 가이드부싱에 삽입된다.

원뿔형 코일스프링(70)은 상부케이싱(10)의 가이드부(13)와 밸브체(60)의 상단 사이에 탄설되어 상기 밸브체에 탄성력을 가하게 된다.

가스켓(80)은 기밀유지를 위하여 상하부케이싱(10,20) 사이에 삽입 설치되며 이의 대용으로 O-링이나 기타 실링부재가 설치될수 잇다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 체크밸브가 도면과 같이 수직으로 설치된 상태에서 입구(21)측으로 부터 공급되는 유체의 압력이 밸브체(60)의 자중과 원뿔형 코일스프링(70)의 탄성력 보다 크게 되면, 밸브체(60)가 출구(11) 쪽으로 상승하면서 입구(21)가 열린다.

이때, 원뿔형 코일스프링(70)은 압축되고, 유체의 압력이 아무리 강하더라도 밸브체(60)는 스토퍼돌기(15)에 닿을 때 까지만 개방되며, 그 이상은 열리지 않는다.

반대로, 유체의 압력이 약해지면, 밸브체(60)는 자중과 압축되었던 원뿔형 코일스프링(70)의 탄성력에 의해 원위치로 복귀하여 입구(21)를 차단하므로서 유체의 역류를 방지함과 함께 한 방향으로만 흐르게 한다.

상기 동작중, 체크밸브가 수평으로 설치된 상태에서는 밸브체(60)가 수평으로 이동하면서 개폐되며, 밸브체(60)의 승하강 또는 수평이동시에는 가이드부싱(40,50)에 끼워진 구동축(61,62)의 안내를 받으므로 측방향 또는 수직방향으로의 틀어짐이 방지되어 수직 또는 수평이동만 하게 된다.

또한, 사용중 가이드부싱(40,50)이 마모되면 새것으로 교체하면 된다.

본 발명의 체크밸브는 상기와 같은 동작이 반복되어 유체의 역류를 차단하고 한 방향으로만 흐르게 한다.

그리고, 수직방향으로 설치할 때는 원뿔형 코일스프링을 제거하여도 자중에 의하여 작동되므로, 만약의 경우 스프링의 단락에 의한 오작동 등의 문제점을 최소한으로 줄일수 있다.

이는 될 수 있으면 가장 간단한 구조이면서 확실한 동작을 하게 하는 밸브의 근본적인 취지에 부합되는 경우이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 체크밸브의 케이싱을 2개로 분리 형성하여 볼트로 체결하므로 가공 및 조립이 용이하여 제작원가의 절감에 기여할수 있다.

또한, 밸브체가 가이드부싱과 원뿔형 코일스프링의 안내 및 탄성력을 받으면서 승하강 또는 수평이동을 하므로 힘이 고르게 분산되어 편마모가 방지되고, 확실한 수직 및 수평동작이 이루어지므로 제품의 높은 신뢰성과 함께 안정된 동작으로 종래의 제품에 비하여 긴 수명이 보장되며, 유체의 역류차단 효과가 뛰어나다.

아울러, 필요시 가이드부싱 및 밸브체와 같은 부품교체가 용이하여 제품의 수명연장에 기여할수 있는 것이다.

Claims (4)

1. 유체가 흐르는 관로에 설치되어 역류를 차단하고 한 방향으로만 흐르게 하는 체크밸브를 형성함에 있어서,

   상기 체크밸브의 케이싱을 출구(11)를 갖는 상부케이싱(10)과 입구(21) 및 밸브시트(22)를 갖는 하부케이싱(20)으로 분리 형성하여 볼트(30)로 체결하고, 상기 상하부케이싱(10,20)의 출입구(11,21)에는 지지리브(12,23)에 의해 지지되는 원통형의 가이드부(13,24)를 일체로 형성하여 가이드부싱(40,50)을 삽입하며, 상기 밸브시트(22)에 안착되는 밸브체(60)의 상하단에는 가이드부싱(40,50)에 끼워지는 구동축(61,62)을 형성하여서 된 것을 특징으로 하는 체크밸브.
2. 제 1항에 있어서, 상기 상부케이싱(10)의 내부 상단에는 밸브체(60)의 승하강시 상승량을 제한하기 위한 복수개의 스토퍼돌기(15)가 형성된 것을 특징으로 하는 체크밸브.
3. 제 1항에 있어서, 상기 가이드부싱(40,50)은 열가소성 고성능 수지인 폴리에칠렌계의 수지를 원료로 하여 만든 특수 엔지니어링 플라스틱의 일종으로 열가소성 고성능 수지인 것을 특징으로 하는 체크밸브.
4. 제 1항에 있어서, 상기 상부케이싱(10)의 가이드부(13)와 밸브체(60) 사이에 원뿔형 코일스프링(70)을 탄설된 것을 특징으로 하는 체크밸브.