KR100591291B1 - Backflow preventer - Google Patents
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Abstract
본 발명은 역류 방지기에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 유체가 흐르는 배관(配管) 시스템에 설치되어 역류로 인하여 유입된 유체를 신속하게 외부로 배출하고, 이물질로 인하여 릴리프 밸브의 개폐 작용이 불완전하게 이루어지는 것을 방지하며, 배관 시스템 내부를 흐르는 유체에 따라 마개 부재와 릴리프 밸브 중 어느 하나를 선택하여 설치할 수 있는 역류 방지기에 관한 것이다. 이를 위해 본 발명인 역류 방지기는, 유입구와 유출구를 연결하는 중공의 유로가 형성되며, 유입구와 유출구 사이에 배출구가 형성된 케이스; 유입구와 배출구 사이에 설치되어 유로를 선택적으로 개폐함으로써 유체의 역류를 방지하는 제1 체크 밸브; 및 배출구와 유출구 사이에 설치되어 유로를 선택적으로 개폐함으로써 유체의 역류를 방지하는 제2 체크 밸브;를 포함하고, 케이스에는 배출구를 밀폐하는 마개 부재 또는 제1,2 체크 밸브 사이로 유입된 유체를 배출구를 통하여 선택적으로 배출하는 릴리프 밸브 중 어느 하나가 설치될 수 있다.The present invention relates to a backflow preventer, and more particularly, is installed in a pipe system in which fluid flows, and quickly discharges the fluid introduced due to backflow to the outside, and the opening and closing action of the relief valve is incomplete due to foreign matter. And a backflow preventer capable of selecting and installing any one of a plug member and a relief valve according to the fluid flowing in the piping system. To this end, the present invention has a backflow preventer, a hollow flow passage connecting the inlet and the outlet is formed, the case is formed between the inlet and the outlet outlet; A first check valve installed between the inlet and the outlet to selectively open and close the flow path to prevent backflow of the fluid; And a second check valve installed between the outlet port and the outlet port to selectively open and close the flow path to prevent backflow of the fluid, and the case includes a plug member for sealing the outlet port or a fluid introduced between the first and second check valves. One of the relief valve selectively discharged through may be installed.
밸브, 역류, 체크 밸브, 역압, 역사이펀Valve, Backflow, Check Valve, Back Pressure, Reverse Efund
Description
도 1은 종래 기술에 따른 다이아프램식 역류방지기를 보여주는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a diaphragm type backflow preventer according to the prior art.
도 2는 종래 기술에 따른 역류 방지장치를 보여주는 단면도로서, 통수 상태에서 작동하는 것을 나타낸 도면이다.Figure 2 is a cross-sectional view showing a non-return device according to the prior art, showing the operation in the water supply state.
도 3은 도 2의 역류 방지장치가 역압 또는 역사이펀 상태에서 작동하는 것을 보여주는 단면도이다.3 is a cross-sectional view showing that the backflow prevention device of FIG. 2 operates in a back pressure or a backfill state.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 역류 방지기를 나타낸 단면도로서, 배출구에 마개 부재가 설치된 것을 보여주는 도면이다.4 is a cross-sectional view showing a backflow preventer according to a preferred embodiment of the present invention, showing that the stopper member is installed in the outlet.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 역류 방지기를 나타낸 단면도로서, 제1,2 체크밸브 및 배출구에 설치된 릴리프 밸브가 통수 상태에서 작동하는 것을 보여주는 도면이다.FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a non-return checker according to a preferred embodiment of the present invention, in which the first and second check valves and the relief valve installed at the outlet are operated in a water flow state.
도 6은 도 5의 역류 방지기가 역압 또는 역사이펀 상태에서 작동하는 것을 보여주는 단면도이다.6 is a cross-sectional view showing that the backflow preventer of FIG. 5 operates in a back pressure or a reverse punch state.
도 7은 도 5의 A 부분의 상세 단면도이다.FIG. 7 is a detailed cross-sectional view of portion A of FIG. 5.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
10 : 다이아프램식 역류방지기 20 : 역류 방지장치10: diaphragm type backflow preventer 20: backflow preventer
30 : 케이스 50 : 마개 부재30: case 50: stopper member
60 : 릴리프 밸브 100, 200 : 역류 방지기60:
본 발명은 역류 방지기에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 유체가 흐르는 배관(配管) 시스템에 설치되어 역류로 인하여 유입된 유체를 신속하게 외부로 배출하고, 이물질로 인하여 릴리프 밸브의 개폐 작용이 불완전하게 이루어지는 것을 방지하며, 배관 시스템 내부를 흐르는 유체에 따라 마개 부재와 릴리프 밸브 중 어느 하나를 선택하여 설치할 수 있는 역류 방지기에 관한 것이다.The present invention relates to a backflow preventer, and more particularly, is installed in a pipe system in which fluid flows, and quickly discharges the fluid introduced due to backflow to the outside, and the opening and closing action of the relief valve is incomplete due to foreign matter. And a backflow preventer capable of selecting and installing any one of a plug member and a relief valve according to the fluid flowing in the piping system.
일반적으로, 급수 시스템에 있어서의 급수 방식은 수도 본관에서 급수관을 직접 연결하여 급수하는 직결 급수 방식과, 상수도 배수관으로부터 건물 내의 저수조를 통하지 않고 직접 급수전까지 급수하는 직결 직압 방식이 널리 이용되고 있다.In general, the water supply system in the water supply system has been widely used as a direct water supply system in which a water pipe is directly connected to a water supply pipe, and a direct pressure system in which water is supplied directly from a water supply drain pipe to a water supply without passing through a water tank in a building.
상기 직결 급수 방식과 직결 직압 방식에서는 물이 급수관 또는 급수전까지 직접 공급되기 때문에 역류를 방지하는 것이 중요하다. 유체의 역류를 방지하는 통상적인 수단으로서는 유체를 한 방향으로만 흐르게 하고 역류시에는 밸브가 자동적으로 닫히는 체크 밸브가 사용된다.In the direct water supply method and the direct pressure method, it is important to prevent backflow because water is directly supplied to the water supply pipe or the water supply line. As a conventional means of preventing the backflow of the fluid, a check valve is used in which the fluid flows in only one direction and the valve is automatically closed during the backflow.
상기 체크 밸브는 유체가 관로 내부를 정상적으로 흐르는 경우인 통수 상태나 정상적인 정지상태에서는 역류를 차단하는 데 별다른 어려움이 없으나, 역압, 역사이펀에 의하여 발생하는 역류를 방지하는 데는 한계가 있었다. 이를 해결하기 위하여 이중 체크 밸브(double check valve)가 개발되었으나, 밸브 시트에 이물질이 끼이거나 밸브 자체의 손상으로 밸브가 완전히 닫히지 않아서 누수될 가능성이 있어 역류방지 수단으로써 매우 불완전하다.The check valve has no difficulty in blocking back flow in a water supply state or a normal stop state in which a fluid flows normally inside a pipeline, but there is a limit in preventing a back flow caused by a back pressure and a backfill. In order to solve this problem, a double check valve has been developed. However, foreign matter is caught in the valve seat or the valve itself is not completely closed due to damage to the valve itself.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 도 1에서 도시된 다이아프램식 역류방지기(10)가 제시되었다. 상기 다이아프램식 역류방지기(10)는 유로(12a)(12b)(12c)의 상ㆍ하류에 독자적으로 작동하도록 설치된 리프트식 제1 체크밸브(13) 및 제2 체크밸브(14)와, 제1,2 체크밸브(13)(14) 사이에 설치된 압력조정기구(16)를 포함한다. 상기 압력조정기구(16)는 바이패스 유로(16a), 다이아프램(16b) 및, 릴리프 밸브(17)를 포함한다.In order to solve this problem, the diaphragm
상기 릴리프 밸브(17)는, 다이아프램(16b)을 관통하도록 설치되어 일단은 디스크(17a)와 연결되고 타단은 공기실(16c)에 설치된 봉 부재(17b)와, 배출구(16d)를 개폐하는 디스크(17a) 및, 상기 디스크(17a)에 설치된 스프링(17c)을 포함한다. 상기 공기실(16c)은 릴리프 밸브(17)가 급격히 개방되는 것을 방지하기 위하여 설치된다.The
즉, 릴리프 밸브(17)는 상류측(12a)의 압력(Pa)과, 중간실(12b)의 압력(Pb)과, 스프링(17c)의 탄성력 및, 릴리프 밸브(17)의 중량에 따라 상하로 이동하며 선택적으로 배출구(16d)를 개폐한다.That is, the
그러나, 상기 봉 부재(17b)가 위로 이동하여 배출구(16d)를 개방되는 경우에는 공기실(16c)의 압력이 증가하여 배출구(16d)를 밀폐하는 방향으로 작용한다. 또 한, 봉 부재(17b)가 아래로 이동하여 배출구(16d)를 밀폐하는 경우에는 공기실(16c)의 압력이 감소하여 배출구(16d)를 개방하는 방향으로 작용한다. 이러한 공기실(16c) 압력의 작용으로 인하여 릴리프 밸브(17)의 반응 속도가 느려진다는 문제점이 있다. 또한, 배출구(16d)의 밀폐와 개방이 반복되는 체터링(chattering) 현상이 발생하기도 한다.However, when the
아울러, 상기 다이아프램식 역류방지기(10)는 봉 부재(17b)가 유로 상에 설치되기 때문에 유체의 흐름이 원활하지 못하고 와류가 발생할 가능성이 크다. 즉, 유체의 압력 손실이 크게 발생한다는 문제점이 있다.In addition, since the
상기 제1 체크밸브(13)는 상류측(12a)과 중간실(12b)의 차압(Pa-Pb)이 소정치 이하인 경우에는 유로를 밀폐하고, 소정치를 초과하는 경우에는 개방된다.The
한편, 한국 상수도 협회의 기준은 상기 차압(Pa-Pb)이 소정치(0.14kgf/㎠) 이하인 경우에만 릴리프 밸브(17)가 개방되어 중간실(12b)의 유체를 외부로 배출하도록 요구하고 있다. 그러나, 다이아프램식 역류방지기(10)는 구조상의 문제점으로 인하여 소정치(0.14kgf/㎠) 이상의 차압에서 릴리프 밸브(17)가 열리고, 릴리프 밸브(17)가 열림에 따라 상기 차압이 소정치(0.14kgf/㎠)를 유지하도록 한다. 따라서, 정상적인 통수상태 즉, 상류측(12a)과 중간실(12b)의 차압이 소정치(0.14kgf/㎠)를 초과하는 경우에도 릴리프 밸브(17)가 개방되어 유체가 외부로 배출되는 문제점이 있다.Meanwhile, the Korean Water Supply Association requires that the
이러한 문제점들을 해결하기 위해서 배관 내부에 설치된 내통체(內筒體)가 유체의 흐름 방향에 따라 슬라이딩을 하며 밸브 구멍을 개폐하는 역류 방지장치가 제안되었다. 상기 역류 방지장치는 대한민국 공개특허공보 제2001-0014725호에 개시되어 있다.In order to solve these problems, a backflow prevention device has been proposed in which an inner cylinder installed inside a pipe slides along a flow direction of a fluid and opens and closes a valve hole. The backflow prevention device is disclosed in Korean Unexamined Patent Publication No. 2001-0014725.
도 2는 상기 역류 방지장치를 보여주는 단면도로서, 통수 상태에서 작동하는 것을 나타낸 도면이고, 도 3은 역압 또는 역사이펀 상태에서 작동하는 것을 보여주는 단면도이다.Figure 2 is a cross-sectional view showing the reverse flow prevention device, a view showing the operation in the water supply state, Figure 3 is a cross-sectional view showing the operation in the back pressure or a back-filled state.
도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 역류 방지장치(20)는 외상(外箱)(21)과, 외상(21)의 미끄럼 이동면(22)에 대하여 슬라이딩 가능하게 설치되어 밸브 구멍(23)을 선택적으로 개폐하는 내통체(內筒體)(24) 및, 유체의 흐름 방향에 따라 유로를 개폐하는 제1,2 체크 밸브(25)(26)를 포함한다.2 and 3, the
상기 유체가 정방향으로 흐르는 경우에는 제1,2 체크 밸브(25)(26)가 개방되고, 유입구(27a) 측의 압력이 중간실(27b)의 압력보다 크기 때문에 내통체(24)가 밸브 시트(21a)에 밀착되어 밸브 구멍(23)을 밀폐하게 된다.When the fluid flows in the forward direction, the first and
상기 유체가 역류하는 경우에는 제1,2 체크 밸브(25)(26)가 밀폐되고, 중간실(27b)의 압력이 유입구(27a)의 압력보다 크기 때문에 내통체(24)가 유입구(27a)쪽으로 슬라이딩을 하여 밸브 구멍(23)이 개방된다. 따라서, 유체의 역류로 인하여 중간실(27b)로 유입된 유체가 밸브 구멍(23)을 통하여 외부로 배출된다.When the fluid flows back, the first and
상기 역류 방지장치(20)는 공기실(도 1의 16c)의 압력 변화에 의한 체터링 현상을 방지할 수 있고, 역압 또는 역사이펀에 대한 반응 속도를 다이아프램식 역류방지기(10)에 비하여 빠르게 할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 봉 부재(도 1의 17b)와 같은 유체의 흐름을 방해하는 부재가 없으므로 유체의 압력 저하를 줄일 수 있다. 아울러, 유입구(27a) 쪽과 중간실(27b)의 차압이 소정치 이하인 경우에만 밸브 구멍(23)이 개방되기 때문에 유체의 손실을 방지할 수 있다.The
그러나, 상기 역류 방지장치(20)는 미끄럼 이동면(22)과 내통체(24) 사이에 이물질이 끼여들게 되면 내통체(24)의 슬라이딩이 원활하지 못하게 된다. 즉, 내통체(24)가 밸브 구멍(23)을 완전하게 개폐할 수 없게 되는 문제점이 발생할 수도 있다.However, the
또한, 역압 또는 역사이펀 현상이 발생하여 내통체(24)가 밸브 구멍(23)을 개방하기 위해서는 제1 체크 밸브(25)가 유입구(27a)쪽으로 슬라이딩하여 유로를 밀폐함과 동시에 내통체(24)가 유입구(27a)쪽으로 슬라이딩하여 밸브 구멍(23)을 개방하여야 한다. 이 때, 미끄럼 이동면(22)과 내통체(24) 사이에서 마찰이 발생하고, 밸브축(25a)(26a)과 밸브 가이드(25b)(26b) 사이에도 마찰이 발생한다. 즉, 두 곳에서의 마찰로 인하여 밸브 구멍(23)의 개방이 지연되어 유체의 배출이 신속하게 이루어지지 못한다. 이러한 점은 유체가 다시 정방향으로 흐르게 되어 밸브 구멍(23)이 밀폐되는 경우에도 나타난다.In addition, in order for the
한편, 배관 시스템 내부를 흐르는 유체에 따라 적절한 역류 방지기를 설치하는 것은 경제적으로 매우 중요한 문제이다. 즉, 음료수와 같이 비교적 위험성이 작은 유체가 흐르는 배관 시스템에서는 제1,2 체크밸브를 구비하는 단순한 역류 방지기를 채용하는 것이 릴리프 밸브와 제1,2 체크밸브를 함께 구비하는 고가(高價)의 역류 방지기를 채용하는 것보다 경제적으로 유리하다. 이에 비하여, 위험성이 큰 유해 물질이 흐르는 배관 시스템에서는 릴리프 밸브와 제1,2 체크밸브를 함께 구비하는 역류 방지기를 이용하여 역류된 유체를 확실하게 배출하는 것이 중요하다.On the other hand, it is economically very important to install a suitable backflow preventer depending on the fluid flowing inside the piping system. That is, in a piping system in which a relatively low-risk fluid, such as a beverage, flows, employing a simple backflow preventer having first and second check valves is an expensive backflow including both a relief valve and a first and second check valves. It is more economically advantageous than employing a preventer. On the other hand, it is important to reliably discharge the backflowed fluid by using a backflow preventer including a relief valve and a first and a second check valve in a piping system in which hazardous substances with a high risk flow.
이러한 점을 고려하면, 상기 다이아프램식 역류방지기(10)와 역류 방지장치(20)는 제1,2 체크밸브(13)(14)(25)(26) 및, 중간실(12b)(27b)로 유입된 유체를 배출하기 위한 릴리프 밸브(17) 또는 내통체(24)를 함께 구비하기 때문에 역류된 유체를 외부로 배출하는 데에는 유리하지만 경제적으로는 불리하다는 문제점을 가지고 있다.In view of this point, the diaphragm
본 발명은 상기 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 역류로 인하여 제1,2 체크 밸브 사이로 유입된 유체를 신속하게 배출할 수 있는 역류 방지기를 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a backflow preventer capable of quickly discharging the fluid introduced between the first and second check valves due to the backflow.
본 발명의 다른 목적은 이물질로 인하여 릴리프 밸브의 개폐가 불완전하게 이루어지는 것을 방지할 수 있는 역류 방지기를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention to provide a backflow preventer that can prevent the incomplete opening and closing of the relief valve due to foreign matter.
본 발명의 또 다른 목적은 배관 시스템 내부를 흐르는 유체에 따라 제1,2 체크 밸브만을 구비하는 단순한 역류 방지기, 또는 릴리프 밸브와 제1,2 체크밸브를 함께 구비하는 역류 방지기로 적절하게 변형하여 사용할 수 있는 역류 방지기를 제공하는 데 있다.It is still another object of the present invention to properly modify and use a simple backflow preventer having only the first and second check valves or a backflow preventer having both the relief valve and the first and second check valves depending on the fluid flowing in the piping system. To provide a backflow preventer that can be.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 역류 방지기는, 유입구와 유출구를 연결하는 중공의 유로가 형성되며, 상기 유입구와 유출구 사이에 배출구가 형성 된 케이스; 상기 유입구와 상기 배출구 사이에 설치되어 상기 유로를 선택적으로 개폐함으로써 상기 유체의 역류를 방지하는 제1 체크 밸브; 및 상기 배출구와 상기 유출구 사이에 설치되어 상기 유로를 선택적으로 개폐함으로써 상기 유체의 역류를 방지하는 제2 체크 밸브;를 포함하고, 상기 케이스에는 상기 배출구를 밀폐하는 마개 부재 또는 상기 제1,2 체크 밸브 사이로 유입된 유체를 상기 배출구를 통하여 선택적으로 배출하는 릴리프 밸브 중 어느 하나가 설치될 수 있다.In order to achieve the above object, the backflow prevention device includes a case in which a hollow flow passage connecting the inlet and the outlet is formed, and the outlet is formed between the inlet and the outlet; A first check valve installed between the inlet and the outlet to selectively open and close the flow path to prevent backflow of the fluid; And a second check valve installed between the outlet port and the outlet port to selectively open and close the flow path to prevent backflow of the fluid, wherein the case includes a closure member or the first and second checks to seal the outlet port. Any one of the relief valve for selectively discharging the fluid introduced between the valves through the outlet can be installed.
바람직하게, 상기 릴리프 밸브는, 상기 배출구에 착탈 가능하게 설치되고, 그 측면에는 상기 유체를 외부로 배출하는 배출공이 형성된 밸브 몸체; 상기 밸브 몸체의 내부에 설치되며, 그 하면에는 소정 길이의 플런지가 돌출되어 형성되고, 상기 제1 체크 밸브와 유입구 사이의 공간인 제1 챔버의 압력과 상기 제1,2 체크 밸브 사이의 공간인 제2 챔버의 압력에 따라 상하 왕복이동을 하되, 아래 식 1이 만족되는 경우에는 아래로 이동하여 상기 배출공을 개방함으로써 상기 제2 챔버에 유입된 유체를 외부로 배출하는 디스크; 상기 디스크와 연결되도록 설치되어 상기 디스크를 하측으로 탄성 바이어스하는 탄성 부재; 및, 상기 밸브 몸체의 하단에 설치되고, 상기 플런지가 삽입되어 밀폐되도록 상기 플런지와 형합하는 형합홈이 형성되며, 상기 제1 챔버와 연통되는 연통구가 형성된 커버;를 포함하고, 상기 디스크는 상기 플런지가 상기 형합홈에 삽입된 채 상기 상하 왕복이동을 한다.Preferably, the relief valve, the valve body is detachably installed in the discharge port, the side of the valve body is formed with a discharge hole for discharging the fluid to the outside; It is installed inside the valve body, the lower surface of the plunge of a predetermined length is formed protruding, the space between the pressure of the first chamber and the first and second check valve space between the first check valve and the inlet A disk for vertically reciprocating according to the pressure of the second chamber, and discharging the fluid introduced into the second chamber to the outside by moving downward to open the discharge hole when Equation 1 is satisfied; An elastic member installed to be connected to the disk to elastically bias the disk downward; And a cover installed at a lower end of the valve body and having a mating groove formed therein to be coupled with the plunge such that the plunge is inserted and sealed, and having a communication hole communicating with the first chamber. The vertical reciprocating movement is performed while the plunge is inserted into the mating groove.
식 1Equation 1
P1-P2≤△P P 1 -P 2 ≤ △ P
단, P1 : 상기 제1 챔버의 압력However, P 1 : pressure of the first chamber
P2 : 상기 제2 챔버의 압력P 2 : pressure of the second chamber
△P : 소정 압력△ P : Predetermined pressure
더욱 바람직하게, 상기 역류 방지기는 디스크와 탄성 부재가 다음 식 2,3을 만족한다.More preferably, the backflow preventer has a disk and an elastic member satisfying the following expressions 2,3.
식 2Equation 2
d2 DiscU + d2 pl - d2 DiscD = 0d 2 DiscU + d 2 pl -d 2 DiscD = 0
식 3Expression 3
단, 상기 식 2, 3에서,However, in the formula 2, 3,
dDiscU : 상기 디스크의 상면 중 제2 챔버의 압력(P2)이 작용하는 부분의 직경d DiscU : diameter of the upper surface of the disk to which the pressure P 2 of the second chamber acts
dpl : 상기 플런지의 직경d pl : diameter of the plunge
dDiscD : 상기 디스크 하면의 직경d DiscD : diameter of the lower surface of the disc
F : 상기 탄성 부재의 탄성력F: elastic force of the elastic member
Ph : 상기 형합홈 내부의 압력P h : pressure inside the matching groove
W : 디스크의 중량W: weight of the disk
또한, 상기 형합홈은 외부와 연통되도록 형성되고, 상기 플런지에 작용하는 압력(Ph)은 대기압인 것이 바람직하다.In addition, the forming groove is formed to communicate with the outside, the pressure (P h ) acting on the plunge is preferably atmospheric pressure.
아울러, 상기 연통구는 소정의 연결관에 의하여 상기 제1 챔버와 연통되고, 상기 연결관의 양단 중 적어도 어느 하나 및, 상기 밸브 몸체의 상단에는 이물질의 유입을 방지하는 그물망이 설치된 것이 바람직하다.In addition, the communication port is in communication with the first chamber by a predetermined connection pipe, at least one of both ends of the connection pipe, and the upper end of the valve body is preferably provided with a mesh to prevent the inflow of foreign matter.
여기에서, 상기 마개 부재와 릴리프 밸브는 각각 상기 케이스에 착탈 가능하게 설치되는 것이 바람직하다.Here, it is preferable that the closure member and the relief valve are detachably attached to the case, respectively.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 역류 방지기를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Hereinafter, a backflow preventer according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms or words used in the specification and claims should not be construed as having a conventional or dictionary meaning, and the inventors should properly explain the concept of terms in order to best explain their own invention. Based on the principle that can be defined, it should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention. Therefore, the embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention and do not represent all of the technical idea of the present invention, various modifications that can be replaced at the time of the present application It should be understood that there may be equivalents and variations.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 역류 방지기를 나타내는 단면도로서, 배출구에 마개 부재가 설치된 것을 보여준다.Figure 4 is a cross-sectional view showing a backflow preventer according to a preferred embodiment of the present invention, showing that the plug member is installed in the outlet.
도 4를 참조하면, 상기 역류 방지기(100)는 케이스(30)와, 케이스(30)에 설 치되어 유체의 역류를 방지하는 제1,2 체크 밸브(42)(46) 및, 제1,2 체크 밸브(42)(46) 사이에 형성된 배출구(32)를 밀폐하는 마개 부재(50)를 구비한다.Referring to FIG. 4, the
상기 케이스(30)에는 중공의 유로(流路)가 형성된다. 유체는 유입구(33a)를 통하여 유입된 후 유로를 경유하여 유출구(33c)를 통하여 배출된다. 상기 유로는 제1,2 체크 밸브(42)(46)에 의하여 제1,2,3 챔버(34)(35)(36)로 각각 구획된다. 즉, 유입구(33a)와 제1 체크 밸브(42)사이의 유로는 제1 챔버(34)로 구획되고, 제1 체크 밸브(42)와 제2 체크 밸브(46) 사이의 유로는 제2 챔버(35)로 구획되며, 제2 체크 밸브(46)와 유출구(33c) 사이의 유로는 제3 챔버(36)로 구획된다.A hollow flow path is formed in the
상기 제2 챔버(35)에는 역류로 인하여 유입된 유체를 배출하는 배출구(32)가 형성된다. 바람직하게, 상기 배출구(32)는 제2 챔버(35)의 하면에 형성된다.The
상기 제1,2 체크 밸브(42)(46)는 유체의 흐름 방향에 따라 유로를 개폐하여 역류를 방지한다. 제1,2 체크 밸브(42)(46)는 유로 상에 설치된 시트링(42a)(46a)과, 시트링(42a)(46a)에 설치되어 유체의 흐름 방향에 따라 유로를 개폐하는 밸브 본체(42b)(46b) 및, 밸브 본체(42b)(46b)에 탄성력을 제공하는 탄성 수단(47)을 포함한다.The first and
도 4에서 점선으로 나타낸 제1,2 체크 밸브(42)(46)는 통수 상태에서 밸브 본체(42b)(46b)가 개방된 것을 나타낸다. 이러한 제1,2 체크 밸브(42)(46)는 통상적으로 널리 사용되는 것이므로 자세한 설명을 생략하기로 한다.The first and
상기 제1,2 체크 밸브(42)(46)는 제1,2 챔버(34)(35)의 압력(P1)(P2)이 다음 식을 만족하는 경우에 유로를 밀폐하도록 설계된다.The first and
단, P1 : 제1 챔버(34)의 압력However, P 1 : pressure of the
P2 : 제2 챔버(35)의 압력P 2 : pressure in the
△P : 소정 압력 ΔP: predetermined pressure
즉, 제1,2 챔버(34)(35)의 차압이 소정 압력(△P) 이하이거나, 제2 챔버(35)의 압력(P2)이 제1 챔버(34)의 압력(P1)보다 큰 경우에 유로가 밀폐된다. 여기에서, 탄성 수단(47)의 탄성력을 조절함으로써 제1,2 챔버(34)(35)의 차압이 소정 압력(△P) 이하인 경우에 유로가 밀폐되도록 한다.That is, the pressure (P 1) of the first and
상기 마개 부재(50)는 케이스(30)에 설치되어 배출구(32)를 밀폐한다. 마개 부재(50)는 후술하는 릴리프 밸브와 교체될 수 있도록 케이스(30)에 착탈 가능하게 설치된다. 바람직하게, 상기 마개 부재(50)의 내주면에는 나사산(미도시)이 형성되고, 케이스(30)에는 상기 나사산과 형합하는 나사산(미도시)이 형성된다. 즉, 상기 마개 부재(50)는 케이스(30)에 나사 결합된다.The
도 4는 배출구(32)에 마개 부재(50)가 설치된 것을 나타내고 있으나, 도 5에 나타난 바와 같이 릴리프 밸브(60)가 설치될 수도 있다. 즉, 배출구(32)에는 마개 부재(50)와 릴리프 밸브(60) 중 어느 하나가 설치된다. 음료수와 같이 비교적 위험성이 작은 유체가 흐르는 배관 시스템에서는 마개 부재(50)를 이용하여 배출구(32) 를 밀폐한 역류 방지기(100)를 채용하는 것이 릴리프 밸브(60)가 배출구(32)에 설치된 고가(高價)의 역류 방지기(200)를 채용하는 것보다 경제적으로 유리하다. 이에 비하여, 위험성이 큰 유해 물질이 흐르는 배관 시스템에서는 릴리프 밸브(60)를 이용하여 제2 챔버(35)에 유입된 유체를 확실하게 배출하는 것이 중요하다. 이러한 점은 전술(前述)한 바 있다.Although FIG. 4 shows that the
상기 릴리프 밸브(60)는, 배출구(32)에 설치된 밸브 몸체(62)와, 밸브 몸체(62)의 내부에 설치되어 상하로 왕복 이동을 하는 디스크(63)와, 디스크(63)에 탄성력을 제공하는 탄성 부재(64) 및, 밸브 몸체(62)의 하단에 설치된 커버(67)를 구비한다.The
상기 밸브 몸체(62)는 배출구(32)에 착탈 가능하게 설치된다. 밸브 몸체(62)에는 배출구(32)와 연통되는 중공부가 길이 방향으로 형성된다. 중공부에는 디스크(63)가 설치된다. 밸브 몸체(62)의 내부에는 중공부를 향하여 돌출된 턱(62a)이 형성되어 디스크(63)의 상향 이동시에 스토퍼 역할을 한다. 또한, 밸브 몸체(62)의 측면에는 제2 챔버(35)로 유입된 유체를 배출하는 배출공(62b)이 형성된다. 배출공(62b)은 디스크(63)가 아래로 이동한 경우에는 개방되고, 디스크(63)가 원 위치로 회복한 경우에는 디스크(63)에 의하여 밀폐되는 위치에 형성된다.The
바람직하게, 상기 밸브 몸체(62)의 상단에는 그물망(미도시)이 설치된다. 상기 그물망은 제2 챔버(35)로부터 이물질이 유입되는 것을 방지하여 디스크(63)의 상하 이동을 원활하게 한다.Preferably, a net (not shown) is installed at the upper end of the
상기 디스크(63)는 밸브 몸체(62)의 내부에 설치되어 제1,2 챔버(34)(35)의 압력(P1)(P2)에 따라 턱(62a)과 커버(67) 사이를 이동한다. 디스크(63)의 하면에는 커버(67)의 형합홈(67a)과 형합하는 플런지(63a)가 돌출되어 형성된다.The
상기 탄성 부재(64)는 그 일단이 디스크(63)와 연결되고 그 타단이 밸브 몸체(62)에 연결되도록 설치된다. 탄성 부재(64)는 디스크(63)를 하측으로 바이어스하는 탄성력을 제공한다.The
상기 커버(67)는 밸브 몸체(62)의 하단에 설치되고, 플런지(63a)와 형합하는 형합홈(67a) 및, 제1 챔버(34)와 연통되는 연통구(67b)를 포함한다.The
상기 형합홈(67a)은 플런지(63a)의 삽입으로 인하여 밀폐된다. 디스크(63)는 플런지(63a)가 형합홈(67a)에 삽입된 채로 상하 이동을 한다.The
바람직하게, 상기 형합홈(67a)은 외부와 연통되도록 형성된다. 이 경우에는 플런지(63a)의 하면에는 외부의 대기압(Patm)이 작용한다.Preferably, the matching
상기 연통구(67b)는 연결관(68)에 의하여 제1 챔버(34)와 연통된다. 연결관(68)에 의하여 제1 챔버(34)의 압력(P1)과 디스크(63) 하측의 압력이 서로 동일하게 된다. 바람직하게, 상기 연결관(68)의 양단 중 제1 챔버(34)와 연결되는 부분에는 그물망(미도시)이 설치된다. 그물망은 이물질(異物質)이 연결관(68)으로 유입되는 것을 방지하여 디스크(63)의 상하 이동을 원활하게 한다. 물론, 상기 그물망은 연통구(67b)에 설치될 수도 있다.The
이와 같이, 상기 역류 방지기(200)에는 공기실(도 1의 16c)이 구비되지 않고, 배출공(62b) 개방시에 디스크(63)와 밸브 몸체(62)와의 마찰만이 존재하므로 제2 챔버(35)로 유입된 유체를 신속하게 외부로 배출할 수 있다.As such, the
상기 릴리프 밸브(60)는 상기 수학식 1이 만족되는 경우에 배출공(62b)을 개방함으로써 제2 챔버(35)로 유입된 유체를 외부로 배출한다. 즉, 제2 챔버(35)의 압력(P2)이 작용하는 디스크(63) 상면의 면적과, 제1 챔버(34)의 압력(P1)이 작용하는 디스크(63) 하면의 면적 및, 탄성 부재(64)의 탄성력을 조절함으로써 상기 수학식 1이 만족되는 경우에 디스크(63)가 아래로 이동하여 배출공(62b)이 개방되도록 한다.When the
이러한 점을 더욱 구체적으로 설명하면 아래와 같다.If this is described in more detail as follows.
도 6 및 도 7에서, 배출공(62b)을 개방하려는 하향력(下向力)과 배출공(62b)을 밀폐하려는 상향력(上向力)이 균형을 이루는 조건은 다음과 같다.6 and 7, the conditions under which the downward force to open the
ADiscUP2 + F + W = ADiscDP1 + APlPh .......................(ⅰ)A DiscU P 2 + F + W = A DiscD P 1 + A Pl P h ......... (ⅰ)
위 (i)식에서,In the formula (i) above,
ADiscU : 디스크(63) 상면 중 제2 챔버(35)의 압력(P2)이 작용하는 면적A DiscU : Area where the pressure P 2 of the
....................(ⅱ) ..... (ii)
dDiscU : 디스크(63) 상면 중 제2 챔버(35)의 압력(P2)이 작용하는 부분의 직경. 즉, 턱(62a) 부분의 내경d DiscU : Diameter of the upper surface of the
F : 탄성 부재(64)의 탄성력F: Elastic force of the
W : 디스크(63)의 중량W: weight of the
ADiscD : 제1 챔버(34)의 압력(P1)이 작용하는 면적A DiscD : Area in which the pressure P 1 of the
....................(ⅲ) .......... (ⅲ)
dDiscD : 디스크(63) 하면의 직경, dpl : 플런지(63a)의 직경d DiscD : Diameter of the lower surface of the
APl : 플런지(63a)의 직경 ....................(ⅳ)A Pl : Diameter of
Ph : 형합홈(67a) 내부의 압력P h : Pressure inside the
상기 형합홈(67a)의 압력(Ph)은 형합홈(67a)이 외부와 연통되어 있는 경우에는 대기압(Patm)이 된다.The pressure P h of the
위 (i)식에 (ii),(iii),(iv) 및 수학식 1을 대입하면,Substituting Eq. (Ii), (iii), (iv) and Equation 1 into Equation (i) above,
...................(ⅴ)......... (ⅴ)
이 된다.Becomes
이 때, 제1 챔버(34)의 압력(P1)의 변화에 관계없이 식(v)이 만족되기 위해서는 아래의 수학식 2,3이 만족되어야 한다.At this time, the following equations ( 2 ) and ( 3 ) must be satisfied in order for the expression (v) to be satisfied regardless of the change in the pressure P 1 of the
즉, 수학식 2, 3을 만족하는 디스크(63)와 탄성 부재(64)를 릴리프 밸브(60)에 설치하면, 제1 챔버(34)의 압력(P1)의 변화에 관계없이 제1,2 챔버(34)(35)의 차압이 △P 이하인 경우에 디스크(63)가 아래로 이동하여 배출공(62b)이 개방된다. 환언하면, 제1,2 챔버(34)(35)의 차압(P1-P2)이 △P 이하인 경우에는 제1,2 체크밸브(42)(46)가 밀폐됨과 동시에 배출공(62b)이 개방되어 제2 챔버(35)내의 유체가 외부로 배출된다. 따라서, 정상적인 통수 상태에서도 배출공(62b)이 개방되어 유체가 외부로 배출되는 문제점을 해결할 수 있다. 도 6 및 도 7에서 아래로 이동된 디스크(63)는 점선으로 나타내어진다.In other words, by installing the
이와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 역류 방지기(200)는 제1,2 체크밸브(42)(46) 및 릴리프 밸브(60)의 이중적인 안전 장치를 구비한다. 이로 인하여, 역류 발생시에 제1,2 체크 밸브(42)(46)가 정상적으로 작동하지 못하는 경우에도 배출공(62b)을 통하여 역류된 유체가 외부로 배출됨으로써 유체의 역류로 인한 위험이 방지될 수 있다. 도 6에서 점선으로 나타내어진 밸브 본체(42b)는 이물질의 부착으로 인하여 제1 체크 밸브(42)가 완전하게 밀폐되지 않은 것을 나타낸다.As such, the
바람직하게, 상기 수학식 1 및 3에서 △P는 0.14kgf/㎠이다. 이것은 한국상수도 협회의 기준을 만족시키기 위한 것이다. 즉, 제2 챔버(35)의 압력(P2)이 제1 챔버(34)의 압력(P1)보다 크거나, 제1,2 챔버(34)(35)의 차압(P1-P2)이 0.14kgf/㎠ 이하인 경우에는 제1,2 체크 밸브(42)(46)에 의하여 유로가 밀폐되고, 디스크(63)가 아래로 이동하여 배출공(62b)이 개방된다.Preferably, ΔP in Equations 1 and 3 is 0.14kgf / cm 2. This is to satisfy the standards of Korea Waterworks Association. That is, the pressure P 2 of the
그러면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 역류 방지기(100)(200)의 작동 과정을 설명하기로 한다. 상기 역류 방지기(100)(200)는 마개 부재(50)를 이용하여 배출구(32)를 밀폐함으로써 제1,2 체크 밸브(42)(46)만을 구비하는 역류 방지기(100)로 사용될 수 있고, 마개 부재(50) 대신에 릴리프 밸브(60)를 배출구(32)에 설치함으로써 제1,2 체크 밸브(42)(46)와 릴리프 밸브(60)를 모두 구비하는 역류 방지기(200)로 사용될 수도 있다.Then, the operation of the
먼저, 도 4에 나타난 바와 같이, 마개 부재(50)가 배출구(32)에 설치된 역류 방지기(100)를 설명한다.First, as shown in FIG. 4, the
상기 마개 부재(50)는 단순히 배출구(32)를 밀폐하는 작용을 한다. 따라서, P1-P2>△P 인 경우에는 제1,2 체크 밸브(42)(46)가 개방되어 유체가 유입구(33a)에서부터 유출구(33c)를 향하여 흐르고, 수학식 1이 만족되는 상태 즉, P1-P2≤△P 인 경우에는 제1,2 체크 밸브(42)(46)가 밀폐되어 유체의 역류가 차단된다.The
상기 역류 방지기(100)는 음료수와 같이 위험성이 작은 유체가 흐르는 배관 시스템에서 경제적으로 사용될 수 있다.The
이에 비하여, 도 5 내지 도 7에 나타난 바와 같이, 배출구(32)에 마개 부재(50) 대신 릴리프 밸브(60)가 설치된 역류 방지기(200)는 위험성이 큰 유체가 흐르는 배관 시스템에서 유체의 역류를 방지하는데 효과적으로 사용될 수 있다. 상기 역류 방지기(200)의 작동 과정을 설명하면 아래와 같다.On the contrary, as shown in FIGS. 5 to 7, the
먼저, P1-P2>△P 인 경우에는 제1,2 체크 밸브(42)(46)가 개방되어 유체가 유입구(33a)에서부터 유출구(33c)로 흐르고, 수학식 1이 만족되는 상태 즉,P1-P2≤△P 인 경우에는 제1,2 체크 밸브(42)(46)가 밀폐된다. 즉, 상기 역류 방지기(200)는 제1,2 챔버(34)(35)의 차압이 소정 압력(△P) 이하인 경우에만 릴리프 밸브(60)가 배출공(62b)을 개방하여 유체를 외부로 배출한다. 따라서, 정상적인 통수 상태에서 배출공(62b)이 개방되어 유체가 외부로 배출되는 문제점을 해결할 수 있다.First, when P 1 -P 2 > ΔP, the first and
P1-P2≤△P 인 경우에서, 밸브 본체(42b)(46b) 또는 시트링(42a)(46a)에 이물질이 부착되거나 밸브 본체(42b)(46b)의 축에 이물질이 끼여들게 되면, 제1,2 체크 밸브(42)(46)가 유로를 완전하게 밀폐할 수 없는 경우가 발생한다.In the case of P 1 -P 2 ≤ΔP, if foreign matter adheres to the
이 때, 릴리프 밸브(60)의 디스크(63)와 탄성 부재(64)가 수학식 2,3을 만족하도록 설계되면, P1-P2≤△P 인 경우에 P1의 변화에 관계없이 디스크(63)가 아래로 이동하여 배출공(62b)이 개방된다. 즉, 제2 챔버(35) 내부로 유입된 유체는 배출공(62b)을 통하여 외부로 배출된다.At this time, when designing the
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 역류 방지기는 다음과 같은 효과를 가진다.As described above, the backflow preventer according to the present invention has the following effects.
첫째, 역류로 인하여 제2 챔버로 유입된 유체를 신속하게 외부로 배출할 수 있다.First, the fluid flowing into the second chamber due to the backflow can be quickly discharged to the outside.
둘째, 이물질로 인하여 릴리프 밸브의 작용 즉, 배출공의 개폐가 불완전하게 이루어지는 것을 방지할 수 있다.Second, the foreign matter can prevent the operation of the relief valve, that is, incomplete opening and closing of the discharge hole.
셋째, 배관 시스템 내부를 흐르는 유체에 따라 마개 부재와 릴리프 밸브 중 어느 하나를 선택하여 설치함으로써 밸브 배관 시스템의 설치비용을 줄일 수 있다.Third, the installation cost of the valve piping system can be reduced by selecting and installing any one of the plug member and the relief valve according to the fluid flowing inside the piping system.
넷째, 제1 챔버와 제2 챔버의 차압이 소정치 이하인 경우에만 배출공이 개방되도록 하여 유체의 손실을 방지할 수 있다.Fourth, it is possible to prevent the loss of fluid by opening the discharge hole only when the pressure difference between the first chamber and the second chamber is less than or equal to a predetermined value.
Claims (6)
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