KR100345244B1

KR100345244B1 - 원환체를 이용한 체크 밸브

Info

Publication number: KR100345244B1
Application number: KR1019990043565A
Authority: KR
Inventors: 고재현
Original assignee: 고재현
Priority date: 1999-10-08
Filing date: 1999-10-08
Publication date: 2002-07-19
Also published as: KR20010036528A

Abstract

본 발명은 압류의 흐름을 한 방향으로만 통과시키고 역방향의 흐름은 막는 체크 밸브의 일종으로 원환체로 제조된 밸브 부재를 이용하므로 써 종래 구, 포펫, 원판을 이용한 기술 보다 유량면적의 변화를 작게 하여 유량손실을 최소화함과 동시에 밸의 높이를 크게 줄이는 장점을 가지고 있다. 이러한 장점을 산업 전반에 걸쳐 널리 사용되고 있는 체크 밸브에 응용하고자 한다.

본 발명은 급수형, 배수형으로 나눌수 있는 데 그 공통의 구성은 원환체로 제조된 밸브 부재를 이용한 것으로 일차측(입구)에서 이차측(출구)으로 압류가 흐를 때는 이차측 항력과 원환체의 자중 또는 부력에 대항하여 일차측 항력이 원환체를 시이트에서 이격시켜 흐르게 되며, 역방향은 일차측 항력이 원환체를 시이트에 밀착시켜 역류를 방지한다. 특히 배수용은 특수 기능(이차측으로부터의 악취 및 벌래 침입을 방지)을 부여하기 위해 이차측에 컵을 설치하여 수막을 형성하였다.

본 발명은 구조가 간단하고 물 흐름을 자연스럽게 하므로 제조단가가 작고 고장이 잘나지 않는다. 또한 높이가 작아 관 결합 장치(소켓, 엘보 등)에 직접 설치 가능하다.

Description

원환체를 이용한 체크 밸브{Tours type check valve}

본 발명은 압류의 흐름을 한 방향으로만 통과시키고 역방향의 흐름은 막는 체크 밸브의 일종으로 급수형, 배수용, 공압용, 유압용 등에 사용되며 산업 전반에 걸쳐 널리 사용되고 있다.

종래 기술로는 구, 포펫, 원판으로 제조된 밸브 부재를 이용한 것으로 일차측 (입구)에서 이차측(출구)으로 압류가 흐를 때는 이차측 항력과 밸브 부재의 자중 또는 부력에 대항하여 일차측 항력이 밸브 부재를 시이트에서 이격시켜 흐르게 되며, 역방향은 일차측 항력이 밸브 부재를 시이트에 밀착시켜 역류를 방지한다.

본 발명은 원환체로 제조된 밸브 부재를 이용한 체크 밸브로써 종래 기술보다 유량면적의 변화를 작게 하여 유량손실을 최소화함과 동시에 밸의 높이를 크게 줄이는 장점을 가지고 있다.

한 예로 구와 원환체가 직경이 D인 관에 있을 때 높이를 구해 보자.(단, 동일유량면적 일 경우)

그러므로 원환체의 높이가 볼의 높이 보다 약 5 배 작다는 것을 알 수 있다.

따라서 원환체를 이용하면 밸브의 높이를 크게 줄일 수 있다.

위 예와 마찬가지로 포펫 및 원판을 이용한 것 보다 원환체를 사용하면 높이를 크게 줄일 수 있다.

이와 같은 장점을 산업 전반에 걸쳐 널리 사용되고 있는 체크 밸브에 응용하고자 한다.

이하, 다음의 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 보다 상세히 설명한다.

제 1 도는 본 발명에 따른 급수용 체크 밸브 제 1 구성의 종단면도.

제 2 도는 본 발명에 따른 급수용 체크 밸브 제 2 구성의 종단면도.

제 3 도는 본 발명에 따른 급수용 체크 밸브 제 3 구성의 종단면도.

제 4 도는 제 1 ,2 ,3 구성의 여과망의 평면도.

제 5 도는 제 1 ,2 ,3 구성의 시이트의 평면도.

제 6 도는 본 발명에 따른 배수용 체크 밸브 제 4 구성의 종단면도.

제 7 도는 배수용 체크 밸브 제 4 구성의 시이트의 평면도.

제 8 도는 배수용 체크 밸브 제 4 구성의 컵의 평면도.

제 9 도는 본 발명에 따른 배수용 체크 밸브 제 5 구성의 종단면도.

제 10 도는 제 5 구성의 시이트의 평면도.

제 11 도는 제 5 구성의 여과망의 평면도.

도 1 ,2 ,3 ,4 ,5 는 원환체를 이용한 급수용 체크 밸브의 구성의 예를 도시한다.

도 1 은 제 1 의 구성의 예로 급수관(1) 말단 부의 소켓(2) 속에 설치하여 역류 방지 및 여과 기능을 한다. 원환체(3)의 비중은 1 보다 큰 합성고무나 금속재료를 사용하며 역류발생시 일차측 항력과 원환체(3)의 부력에 대항하여 이차측 항력과 원환체(3)의 자중이 원환체(3)를 시이트(4)에 밀착시켜 역류를 방지한다. 또한 역방향은 이차측 항력과 원환체(3)의 자중에 대항하여 일차측 항력과 원환체(3)의 부력이 원환체(3)를 시이트(4)로부터 이격시켜 흐르게 된다. 이차측에는 여과망(5)을 설치하여 비교적 큰 오물이 침전하여 밸브를 막는 작용을 방지하고 프렌지(6) 연결 방식으로 여과망(5)을 볼트(7)로 체결함으로써 밸브의 막힘시 청소를 쉽게 한다.

도 2 은 제 2 의 구성의 예로 급수관(1) 중간 부의 소켓(2) 속에 설치하여 역류 방지 기능을 한다.

도 3 은 제 3 의 구성의 예로 급수관(1) 도입부의 소켓(2) 속에 설치하여 역류 방지 및 여과 기능을 한다. 여과망(5)은 일차측에 설치한다.

대표적으로 제 1 의 구성의 예를 직경 65mm인 관에 설치 할 수 있게 설계 해본다.

첫째,d ₁ , d ₂ , d ₃ , d ₄ , d ₅ , d ₆ 을 구한다.

t ₁ 과t ₂ 는 원환체(3)와 시이트(4)가 밀폐 될 때 두께가 없으면 밀폐 할 수 없으므로 적당량 1mm를 선택한다. 소켓(2)의 내경은d ₆=70mm, 급수관(1)의 내경은d ₅=65mm이다. 또한 시이트(4)내에서 원환체가 자유롭게 움직일 수 있게 원환체(3)의 외경d ₄=63mm로 한다. 그러므로d ₃ =d ₄-2t₂=61mm가 된다.

위 식으로부터d ₁ =d ₂ -2t₁ =d ₂-2-----①식

둘째, 원환체(3)가 상승했을 때 원환체(3)와 시이트(4) 사이를 지나기는 유량을 생각하여 높이를 결정한다.

셋째, 시이트(4)는 스테인레스를 사용하여 내식성과 강도를 겸하고 원환체는 비중이 1보다 큰 합성고무 중 인열강도, 내마모성, 내한성, 내노화성, 내산성, 내알카리성을 고려하여 선택한다. 또한 프렌지(6)와 여과망(5)은 주철을 사용하여 내식성과 적당한 강도를 겸비한다.

도 6 ,7 ,8 은 제 4 의 구성의 예로 배수관(8) 도입부의 엘보(9) 속에 설치하여 역류 방지, 여과 기능 및 악취와 벌래 침입을 방지한다. 원환체(10)의 비중은 1보다 작은 합성고무 사용하며 역류발생시 일차측 항력과 원환체(10)의 자중에 대항하여 이차측 항력과 원환체(10)의 부력이 파운데이션(11)에 앉아있는 원환체(10)를 시이트(12)에 밀착시켜 역류를 방지한다. 또한 역방향은 이차측 항력과 원환체(10)의 부력에 대항하여 일차측 항력과 원환체(10)의 자중이 원환체(10)를 시이트(12)로부터 이격시켜 흐르게 된다. 이차측에는 컵(13)을 설치하여 악취와 벌래 침입을 방지하고(수막을 형성하므로)이로 인한 컵속 침천물의 배출을 고려한다. 평상시에는 컵(13)의 하부를 막는 컵마개(l4)가 너트(15)로 일차측 스프링(16)과 결합되어 있어 그 탄성력으로 컵(13)과 컵마개(14)를 밀착시키므로 흐르지 않는다. 허나 컵속의 침전물로 물 흐름이 좋지 않으면 컵마개(14)와 스프링(16)을 함께 연동시키는 고무캡 (17)을 발 또는 손으로 눌러줌으로써 침전물을 배출시킬 수 있다. 또한 배수용 체크 밸브는 홍수 등 천재지변으로 이차측에 고압의 유체가 생성 될 수 있으므로 캡(l2)을 콘크리트못(18)으로 고정하여 누설이 없게 한다.

제 4 의 구성의 예를 직경 65mm인 관에 설치 할 수 있게 설계해본다.

첫째,d ₁ , d ₂ , d ₃ , d ₄ , d ₅ , d ₆ , d ₇ , d ₈ , d ₉ , d ₁₀ , d ₁₁을 구한다.

엘보(9)의 내경d ₁₁=75mm, 컵기둥(19)의 외경은d ₁=8mm 또한 컵(13)의 두께t ₁=2mm, 파운데이션(11)의 두께t ₂=1mm, 원환체(1O)와 파운데이션(11) 사이를 지나가는 오물이 사이에 끼지 않을 정도인t ₃=2mm, 원환체(1O)와 시이트(12)가 밀폐 될 때 두께가 없으면 밀폐 할 수 없으므로 적당량t ₄=t ₅=1mm로 선택한다.

최대 유량면적을 가질 조건과 t의 값을 대입한 식은 다음에 나오는 각각의 식이다.

위 식에서d ₁₀=69mm로 하면

⑥식에서d ₉=d ₁₀-4-69-4=65mm

다시 정리하면

d ₁=8mm,d ₂=22.3mm,d ₃=24.3mm,d ₄=30.5mm,d ₅=48mm,d ₆=52mm,d ₇=56mm,d ₈=58mm,d ₉=65mm,d ₁₀=69mm,d ₁₁=75mm

둘째, 시이트 빔(20)이 견딜 수 있는 이차측 수압을 구한다.(단, 시이트(12)의 재질은 폴리에스테르 수지로σ=0.7∼1.75kg/㎟,b=1mm,t=3mm,n=36개이다.(σ:인장강도, b : 빔의 폭, t : 빔의 두께, n : 빔의 수)

그러므로 이차측 수압 0.228kg/㎟까지 견딜 수 있다.

셋째, 콘크리트못(18)이 견딜 수 있는 2차측 수압을 구한다.

시멘트에 박힌 콘크리트못(18) 한 개가 견딜 수 있는 힘을 최소 100kg이라고 가정하고 4개를 설치하면 이차측 수압까지 견딜 수 있다.

넷째, 시이트(12) 및 컵(13), 컵마개(14), 너트(15)는 폴리에스테르에 유리섬유를 첨가하여 강도를 겸한다. 또한 원환체(10)는 비중이 1 보다 작은 합성고무 중 인열강도, 내마모성, 내한성, 내노화성, 내산성, 내알카리성을 고려하여 선택하고 패킹(21, 22)은 합성고무 중 밀폐성을 고려하여 선택한다.

다섯째, 파운데이션(11)는 프레스 가공을 하고, 원환체(10), 시이트(12), 컵 (13), 컵마개(14), 너트(15)는 사출성형을 한다.

도 9 , 10 , 11 은 제 5 의 구성의 예로 배수관(8) 도입부의 엘보(9) 속에 설치하여 역류 방지, 여과 기능을 한다. 원환체(10)의 비중은 1보다 작은 합성고무 사용하며 역류발생시 일차측 항력과 원환체(10)의 자중에 대항하여 이차측 항력과원환체(10)의 부력이 원환체(10)를 시이트(23)에 밀착시켜 역류를 방지한다. 또한 역방향은 이차측 항력과 원환체(10)의 부력에 대항하여 일차측 항력과 원환체(10)의 자중이 원환체(10)를 시이트(23)로부터 이격시켜 흐르게 된다. 일차측에는 분리형 여과망(24)을 설치하여 비교적 큰 오물도 쉽게 배출이 가능하게 한다.

제 5 의 구성의 예를 직경 65mm인 관에 설치 할 수 있게 설계해본다.

첫째,d ₁,d ₂,d ₃,d ₄,d ₅을 구한다.

t ₁과t ₂는 원환체(1O)와 시이트(23)가 밀폐 될 때 두께가 없으면 밀폐 할 수없으므로 적당량 1mm를 선택하고t ₃ 는 유체가 원환체(1O)와 엘보의 내경(25) 사이를 지나갈 때 오물이 사이에 끼지 않을 정도인 2.5mm로 한다. 엘보의 내경(25)은d ₅=75mm이다.

위 식으로d ₄=d ₅-2t ₃=75-2×2.5=70mm,

다시 정리하면

d ₁=43mm,d ₂=45mm,d ₃=68mm,d ₄=70mm,d ₅=75mm

둘째, 시이트 빔(26)이 견딜 수 있는 이차측 수압을 구한다.(단, 시이트(23)의 재질은 SUS 1로σ=55kg/㎟이상,b=6mm,t=1mm,n=2개이다.(σ: 인장강도, b : 빔의 폭, t : 빔의 두께, n : 빔의 수)

그러므로 이차측 수압 0.199kg/㎟까지 견딜 수 있다.

셋째, 콘크리트못(18)이 견딜 수 있는 2차측 수압을 구한다.

넷째, 시이트(23)는 스테인레스를 사용하여 내식성과 강도를 겸하고 여과망 (24)은 폴리에스테르 수지를 사용한다. 원환체(10)는 비중이 1 보다 작은 합성고무 중 인열강도, 내마모성, 내한성, 내노화성, 내산성, 내알카리성을 고려하여 선택한다.

다섯째, 시이트(23)는 프레스 가공을 하고 원환체(10)와 여과망(24)은 사출성형을 한다.

본 발명 구조가 간단하고 물 흐름을 자연스럽게 하므로 제조단가가 작고 고장이 잘나지 않는다. 또한 높이가 작아 관 결합 장치(소켓, 엘보 등)에 직접 설치 가능하므로 설치비를 줄일 수 있다. 특히 배수용은 체크 밸브가 높으면 설치비가 제품비보다 더 많을 수가 있으며 설치 또한 까다롭다. 그러나 본 발명은 엘보에 직접 장착이 가능하므로 기존 배관에 공사 없이 설치가 가능하다.

Claims

급수관(1) 말단 부의 소켓(2) 속에 설치하여 역류 방지 및 여과 기능을 하고, 원환체(3)는 비중이 1 보다 큰 합성고무나 금속재료를 사용하며, 역류발생시 일차측 항력과 원환체(3)의 부력에 대항하여 이차측 항력과 원환체(3)의 자중이 원환체(3)를 시이트(4)에 밀착시켜 역류를 방지하고, 역방향은 이차측 항력과 원환체 (3)의 자중에 대항하여 일차측 항력과 원환체(3)의 부력이 원환체(3)를 시이트(4)로부터 이격시켜 흐르게 되고, 이차측에는 여과망(5)을 설치하여 비교적 큰 오물이 침전하여 밸브를 막는 작용을 방지하고, 프렌지(6) 연결 방식으로 여과망(5)을 볼트 (7)로 체결함으로써 밸브의 막힘시 청소를 쉽게 하는 것을 특징으로 하는 체크 밸브.
제 1 항에 있어서, 급수관(1) 중간 부의 소켓(2) 속에 설치하여 역류 방지 기능을 하는 것을 특징으로 하는 체크 밸브.
제 1 항에 있어서, 급수관(1) 도입부의 소켓(2) 속에 설치하여 역류 방지 및 여과 기능을 하고, 여과망(5)은 일차측에 설치하는 것을 특징으로 하는 체크 밸브.
배수관(8) 도입부의 엘보(9) 속에 설치하여 역류 방지와 여과 기능 및 악취와 벌래 침입을 방지하고, 원환체(10)는 비중이 1보다 작은 합성고무나 중공플라스틱 사용하며, 역류발생시 일차측 항력과 원환체(10)의 자중에 대항하여 이차측 항력과 원환체(10)의 부력이 파운데이션(11)에 앉아있는 원환체(10)를 시이트(12)에 밀착시켜 역류를 방지하고, 또한 역방향은 이차측 항력과 원환체(10)의 부력에 대항하여 일차측 항력과 원환체(10)의 자중이 원환체(10)를 시이트(12)로부터 이격시켜 흐르게 되고, 이차측에는 컵(13)을 설치하여 악취와 벌래 침입을 방지하고, 이로 인한 컵속 침전물의 배출을 고려해야 하므로 평상시에는 컵(13)의 하부를 막는 컵마개 (14)가 너트(15)로 일차측 스프링(16)과 결합되어 있어 그 탄성력으로 컵(13)과 컵마개(14)를 밀착시키므로 흐르지 않으나 컵속의 침전물로 물 흐름이 좋지 않으면 컵마개(14)와 스프링(16)을 함께 연동시키는 고무캡(17)을 발 또는 손으로 눌러줌으로써 침전물을 배출시킬 수 있고, 배수용 체크 밸브는 홍수 등 천재지변으로 이차측에 고압의 유체가 생성 될 수 있으므로 캡(12)을 콘크리트못(18)으로 고정하여 누설이 없게 하는 것을 특징으로 하는 체크 밸브.
배수관(8) 도입부의 엘보(9) 속에 설치하여 역류 방지와 여과 기능을 하고, 원환체(10)는 비중이 1보다 작은 합성고무나 중공 플라스틱을 사용하며, 역류발생시 일차측 항력과 원환체(10)의 자중에 대항하여 이차측 항력과 원환체(10)의 부력이 원환체(10)를 시이트(23)에 밀착시켜 역류를 방지하고, 역방향은 이차측 항력과 원환체(10)의 부력에 대항하여 일차측 항력과 원환체(10)의 자중이 원환체(10)를 시이트(23)로부터 이격시켜 흐르게 되고, 일차측에는 분리형 여과망(24)을 설치하여 비교적 큰 오물도 쉽게 배출이 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 체크 밸브.