KR100388246B1 - 버터플라이 밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밸브 디스크가 유체통로를 폐쇄시 시트 링과 밸브 디스크가 유체통로를 폐쇄시 밸브 디스크가 밸브축에서 이동하여 밸브 몸체에 설치된 메탈 시트 링과 밀착되게 하여 유체를 차단하고 동시에 밸브 디스크의 유체차단 동작시 밸브 디스크와 메탈 시트 링 간의 금속 마찰을 없애 밸브의 수명을 대폭 연장시킬 수 있도록 하는 버터플라이 밸브를 제공하는 것으로, 일방에서 타방으로 유체가 흐를 수 있도록 관통된 유체통로를 갖는 밸브 몸체에 기밀 및 회전 가능하게 설치된 밸브축을 매개로 설치되어 상기 유체통로를 개폐하는 밸브 디스크로서, 상기 밸브축을 상,하로 분리하고 각 단부에 각형축부를 형성하고, 상기 밸브 디스크의 일면에 수직방향으로 상기 밸브축을 연결하기 위한 상,하 연결블록을 일체로 형성하고 이 상,하 연결블록에 상기 각형축부가 삽입되어 각형축부에 대해 밸브 디스크가 미세이동이 가능하도록 미세공간을 갖는 각형홈을 형성하고, 상기 각형홈의 직각방향으로 홈을 형성하고, 이에 상기 각형축부가 각형홈에 반발력을 갖고 설치되게 하여 유체 압력에 의한 밸브 디스크의 진동을 소음을 차단하게 하는 탄성부재를 설치하고, 상기 밸브 디스크의 경사실링면과 밀착되어 기밀하는 메탈 시트 링을 상기 유체통로에 형성된 제1단턱을 통해 상기 밸브 디스크와 간극(틈새)을 갖고 이동 가능하게 설치하고, 상기 유체통로에 형성된 제2단턱을 통해 체결수단으로 고정 설치되어 상기 메탈 시트 링을 보지하고 동시에 기밀시키는 리테이너 링을 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.

Description

버터플라이 밸브{BUTTERFLY VALVE}

본 발명은 버터플라이 밸브에 관한 것으로, 특히 고온 고압에 사용되는 버터플라이 밸브에 있어 밸브 디스크를 미세 이동 가능하게 하여 완전한 실링 및 밸브 디스크와 밀착되는 메탈 시트 링의 마모를 방지할 수 있도록 하는 버터플라이 밸브에 관한 것이다.

일반적으로 버터플라이 밸브는 유체, 예를 들면, 물, 기름 또는 가스 등이 유동되는 통로 상에 설치되어 유체의 유동을 개방 또는 폐쇄하는데 사용되고, 다른 밸브에 비하여 설치 공간을 적게 차지하는 특징을 갖고 있다.

또한 고온 고압용으로 제작되는 버터플라이 밸브의 경우 시트 ??(seat ring)을 고무 또는 테프론 대신 메탈을 사용하고 있다.

이러한 메탈 시트 링의 경우에는 완전한 실링이 어려워 일정한 누출 (leakage)을 허용하고 있다.

도 1 및 도 2는 종래 고온 고압용 버터플라이 밸브를 도시하고 있다.

도시된 바와 같이 버터플라이 밸브는, 내부에 어느 일방에서 타방으로 유체가 흐를 수 있도록 관통된 유체통로(54)를 갖는 밸브 몸체(52)와, 상기 밸브 몸체(52)의 유체통로(54)를 개방 또는 폐쇄하는 밸브 디스크(56)와, 상기 밸브 디스크(56)에 키이(58)와 테이퍼 핀(60)으로 고정되어 상기 밸브 디스크(56)를 상기 밸브 몸체(52)의 유체통로(54) 내에서 개폐 회전시키는 밸브축(62)과, 상기 밸브 몸체(52) 및 밸브축(62)을 통해 조립되어 밸브축(62)의 회전 및 기밀을 유지시키는 트러스트 베어링 디바이스(64) 및 패킹(66)의 주요 구성품으로 이루어진다.

그리고 상기 밸브 디스크(56)의 실링구조는, 밸브 디스크(56)의 둘레에 형성된 홈에 가스켓(70)이 설치되고 이에 복수로 이루어진 메탈 시트 링(72)이 위치되고 리테이너(74)가 볼트(76)로 체결되어 구성된다.

한편 상기 밸브축(62)은 수동 또는 자동으로 회전시켜 밸브 디스크(56)를 개방 또는 폐쇄시킬 수 있도록 밸브축(62)의 상단부에 도시되지 않은 통상의 핸들(레버) 또는 작동유닛(구동수단)이 설치된다.

상기와 같이 구성된 종래의 버터플라이 밸브(50)는, 밸브 디스크(56)가 밸브 몸체(52) 내의 유체통로(54)의 직경방향에 대해서 90도로 회전된 상태에서는 유체의 흐름을 완전 개방시킨 상태가 된다.

즉, 밸브 디스크(56)가 유체통로(54)의 완전 개방상태에서는 유체의 통과유량이 최대가 된다.

상기와 같은 상태에서 도시되지 않은 작동유닛에 의해 밸브축(62)이 90도 회전하게 되면, 밸브 디스크(56)가 밸브 몸체(52)의 유체통로(54)를 완전히 폐쇄시키게 되어 버터플라이 밸브(50)를 통해 흐르던 유체의 흐름이 차단된다.

상기와 같이 구성된 종래의 버터플라이 밸브(50)에 있어 밸브 디스크(56)가 유체통로(54)를 차단시 밸브 디스크(56)에 설치된 메탈 시트 링(72)이 유체통로 (54)의 밀봉면(54a)에 밀착되어 실링이 이루어지게 되는 바, 상기 밀봉면(54a)과 메탈 시트 링(72)이 금속 대 금속으로 구성되어 있기 때문에 완전한 실링이 어려워 약간의 리키지를 허용하고 있으며, 상기 메탈 시트 링(72)이 밀봉면(54a)에 밀착시 메탈 시트 링(72)이 일정 거리를 밀면서 압착하게 되어 메탈 시트 링(72)의 마찰에 의한 마모가 발생하게 된다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 밸브 디스크가 유체통로를 폐쇄시 시트 링과 밸브 디스크가 유체통로를 폐쇄시 밸브 디스크가 밸브축에서 이동하여 밸브 몸체에 설치된 메탈 시트 링과 밀착되게 하여 유체를 차단하고 동시에 밸브 디스크의 유체차단 동작시 밸브 디스크와 메탈 시트 링 간의 금속 마찰을 없애 밸브의 수명을 대폭 연장시킬 수 있도록 하는 버터플라이 밸브를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

일방에서 타방으로 유체가 흐를 수 있도록 관통된 유체통로를 갖는 밸브 몸체에 기밀 및 회전 가능하게 설치된 밸브축을 매개로 설치되어 상기 유체통로를 개폐하는 밸브 디스크로서,

상기 밸브축을 상,하로 분리하고 각 단부에 각형축부를 형성하고,

상기 밸브 디스크의 일면에 수직방향으로 상기 밸브축을 연결하기 위한 상,하 연결블록을 일체로 형성하고 이 상,하 연결블록에 상기 각형축부가 삽입되어 각형축부에 대해 밸브 디스크가 미세이동이 가능하도록 미세공간을 갖는 각형홈을 형성하고,

상기 각형홈의 직각방향으로 홈을 형성하고, 이에 상기 각형축부가 각형홈에 반발력을 갖고 설치되게 하여 유체 압력에 의한 밸브 디스크의 진동을 소음을 차단하게 하는 탄성부재를 설치하고,

상기 밸브 디스크의 경사실링면과 밀착되어 기밀하는 메탈 시트 링을 상기 유체통로에 형성된 제1단턱을 통해 상기 밸브 디스크와 간극(틈새)을 갖고 이동 가능하게 설치하고,

상기 유체통로에 형성된 제2단턱을 통해 체결수단으로 고정 설치되어 상기 메탈 시트 링을 보지하고 동시에 기밀시키는 리테이너 링을 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.

상기 탄성부재는 스프링인 것을 특징으로 한다.

상기 시트 링에 밸브 몸체의 단턱을 통해 유출되는 유체의 역압방지를 위해 역류방지 시트 링을 더 설치한 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래 버터플라이 밸브의 단면도.

도 2는 도 1에 도시된 메탈 시트 ??의 사시도.

도 3은 본 발명의 버터플라이 밸브의 일부 분해 사시도.

도 4는 본 발명의 버터플라이 밸브의 사시도.

도 5는 도 3에 도시된 밸브 디스크의 배면 사시도.

도 6a, 도 6b는 본 발명의 버터플라이 밸브의 작용상태도.

도 7은 본 발명의 시트 링의 변형 예시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 버터플라이 밸브 12 : 밸브 몸체

14 : 유체통로 14a : 제1단턱

14b : 제2단턱 16 : 밸브축

16a : 각형축부 18 : 밸브 디스크

20 : 연결블록 22 : 스프링

26 : 메탈 시트 링 28 : 리테이너 링

이하에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거 상세히 설명하기로 한다.

도 3 내지 도 6b에 도시된 바와 같이 도면부호 10은 본 발명의 고온 고압형 버터플라이 밸브 전체를 도시한 것이다.

도면부호 12는 밸브 몸체를 도시한 것으로, 상기 밸브 몸체(12)에는 유체가 일방에서 타방으로 흐를 수 있도록 관통 구멍 형태의 유체통로(14)가 형성된다.

상기 밸브 몸체(12)에는 밸브축(16)이 유체통로(14)의 중앙을 수직으로 하여 상,하 분리되어 설치되고 상기 밸브축(16)은 밸브 몸체(12)에서 기밀 및 회전 가능하게 설치되며, 상기 밸브축(16)의 유체통로(14)로 노출되는 부분에 각형축부(16a)가 가공되어 구성된다.

도면부호 18은 밸브 디스크로서, 이 밸브 디스크(18)의 일면에 수직방향으로 상기 밸브축(16)을 연결하기 위한 상,하 연결블록(20)이 일체로 형성되고, 이 상,하 연결블록(20)에는 상기 각형축부(16a)가 삽입되어 각형축부(16a)에 대해 밸브 디스크(18)가 미세이동이 가능하도록 미세공간(S)을 갖는 각형홈(20a)이 형성된다.

그리고 상기 각형홈(20a)에는 직각방향으로 홈(20b)이 형성되고, 이 홈(20b)에 상기 각형축부(16a)가 각형홈(20a)에 반발력을 갖고 설치되게 하여 유체 압력 등에 의한 밸브 디스크(18)의 진동 및 소음을 차단하는 탄성부재로서 스프링(22)이 설치된다.

도면부호 26은 메탈 시트 링을 도시한 것으로, 상기 메탈 시트 링(26)은 밸브 디스크(18)의 둘레에 형성된 경사실링면(18a)과 대응하는 경사실링면(26a)이 형성되어 상기 밸브 몸체(12)의 유체통로(14)에 형성된 제1단턱(14a)을 통해 상기 밸브 디스크(18)와 간극(틈새)를 갖고 이동 가능하게 설치되며, 유체통로(14)에 형성된 제2단턱(14b)을 통해 설치된 리테이너 링(28)에 의해 보지된다.

상기 레테이너 링(28)에는 일정 간격으로 볼트공(28a)이 천공되고, 이와 대응하여 제2단턱(14b)에 나사공(14c)이 형성되어 볼트(30)의 체결수단으로 설치 고정된다.

이에 따라 상기 메탈 시트 링(26)은 제2단턱(14b)에 볼트(30)로 고정된 리테이너 ??(28)과 약 0.2㎜ 이하의 간격을 갖고 이동 가능하게 설치된다.

도면중 설명부호 36은 밸브축(16)을 조절하는 통상의 조절안내판을 도시한 것이고, 38은 볼트를 도시한 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

밸브축(16)을 수동 또는 자동으로 조작하여 회전시킴에 따라 밸브 디스크(18)가 열리게 되며, 상기 밸브 디스크(18)가 밸브 몸체(12) 내의 유체통로 (14)의 직경방향에 대해서 90도로 회전된 상태가 유체의 흐름을 완전 개방시켜 유체의 통과 유량이 최대가 된다.

상기와 같은 밸브 디스크(18)의 열림 상태에서는 스프링(22)의 반발력에 의하여 밸브 디스크(18)가 지지되어 미세공간(S)에서 발생될 수 있는 각형축부(16a)와의 마찰에 의한 밸브 디스크(18)의 진동을 차단하여 소음 등을 방지하게 된다.

상기와 같은 상태에서 도 6a와 같이 밸브축(16)을 90도 회전시키게 되면, 밸브 디스크(18)가 밸브 몸체(12)의 유체통로(14)를 폐쇄시킴에 따라 밸브 디스크(18)에 유체흐름방향으로 고압의 유체압력이 걸리게 된다.

이와 같이 밸브 디스크(18)에 유체 압력이 작용함에 따라 그 힘에 의해 스프링(24)이 압축되면서 도 6b와 같이 미세공간(S)만큼 밸브 디스크(18)가 이동하게 되는데, 이는 연결블록(20)에 형성된 각형홈(20a)이 각형축부(16a) 양면의 안내를 받으며 직진 이동을 하게 된다.

이에 따라 수평 이동된 밸브 디스크(18)는, 경사실링면(18a)이 메탈 시트 링(26)의 경사실링면(26a)에 밀착되면서 메탈 시트 링(26)의 실링면(26b)이 리테이너 링(28)의 실링면(28a)과 밀착이 이루어지게 되며, 밸브 디스크(18)에 고압의 유체압력이 계속 걸려 있는 상태가 유지됨에 따라 상기 밸브 디스크(18)와 메탈 시트 링(26) 및 리테이너 링(28)은 서로 밀착이 이루어지게 되어 거의 완전한 기밀이 이루어지게 된다.(도 6b 참조)

상기와 같이 밸브 디스크(18)가 열림 상태에서 밸브축(16)의 회전으로 닫힘상태로 전환될 때 밸브 디스크(18)의 경사실링면(18a)과 메탈 시트 링(26)의 경사실링면(26a)은 서로 마찰되지 않고 약간 이격된 상태에 있게 되어 밸브 디스크(18)의 개폐동작시 메탈 시트 링(26)의 마찰에 따른 마모를 방지하게 된다.

도 7은 본 발명의 시트 링의 변형 예시도를 도시한 것으로, 이는 시트 링(26)의 일측 면에 역류방지 시트 링(40)을 용접 등의 수단으로 일체로 형성하여 밸브 몸체(12)의 단턱을 통해 유출되는 유체의 역압을 방지하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 버터플라이 밸브에 의하면 밸브 디스크의 개폐시 메탈 시트 링의 마찰을 방지하게 되어 메탈 시트 링의 마모에 따른 수명을 대폭 연장시키게 되고, 동시에 밸브 디스크의 개폐시 이동되어 메탈 시트 ??과 밀착되는 구조를 가짐으로서 밸브 디스크가 메탈 시트 링과 리테이너 ??의 서로 긴밀한 압착이 이루어지게 되어 기밀성 더 높이게 되는 효과를 갖는다.

Claims (3)

1. 일방에서 타방으로 유체가 흐를 수 있도록 관통된 유체통로를 갖는 밸브 몸체에 기밀 및 회전 가능하게 설치된 밸브축을 매개로 설치되어 상기 유체통로를 개폐하는 밸브 디스크로서,

   상기 밸브축을 상,하로 분리하고 각 단부에 각형축부를 형성하고,

   상기 밸브 디스크의 일면에 수직방향으로 상기 밸브축을 연결하기 위한 상,하 연결블록을 일체로 형성하고 이 상,하 연결블록에 상기 각형축부가 삽입되어 각형축부에 대해 밸브 디스크가 미세이동이 가능하도록 미세공간을 갖는 각형홈을 형성하고,

   상기 각형홈의 직각방향으로 홈을 형성하고, 이에 상기 각형축부가 각형홈에 반발력을 갖고 설치되게 하여 유체 압력에 의한 밸브 디스크의 진동을 소음을 차단하게 하는 탄성부재를 설치하고,

   상기 밸브 디스크의 경사실링면과 밀착되어 기밀하는 메탈 시트 링을 상기 유체통로에 형성된 제1단턱을 통해 상기 밸브 디스크와 간극(틈새)을 갖고 이동 가능하게 설치하고,

   상기 유체통로에 형성된 제2단턱을 통해 체결수단으로 고정 설치되어 상기 메탈 시트 링을 보지하고 동시에 기밀시키는 리테이너 링을 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 버터플라이 밸브.
2. 제 1항에 있어서, 상기 탄성부재는 스프링인 것을 특징으로 하는 버터플라이 밸브.
3. 제 1항에 있어서, 상기 시트 링에 밸브 몸체의 단턱을 통해 유출되는 유체의 역압방지를 위해 역류방지 시트 링을 더 설치한 것을 특징으로 하는 버터플라이 밸브.