KR100592827B1 - 직선 및 회전운동에 의한 수밀구조를 갖는 버터플라이 밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 버터플라이 밸브에 관한 것으로, 특히 핸들이 결합되는 내축봉과 그 내축봉의 외측에 삽입되는 외축봉으로 형성되고, 상기 내축봉과 외축봉의 선단에는 몸체 선단의 연결기어와 치합되는 부분기어 및 전체기어를 각각 형성하며, 상기 내축봉의 하단에 형성된 편심캠에 삽입되고 외축봉의 하단에 거치된 별도의 디스크를 결합 형성함으로서,

상기 핸들의 조작에 의해 상기한 디스크는 직선운동과 회전운동을 순차적으로 수행하면서 단계적으로 개폐되므로 그 밸브시트와 디스크의 슬립 마찰이 전혀 없어 디스크와 밸브시트의 손상이 극히 감소되어 수밀성이 장기간 보장되므로 그 밸브의 사용수명이 크게 연장되는 효과가 있는 직선 및 회전운동에 의한 수밀구조를 갖는 버터플라이 밸브에 대한 것이다.

버터플라이 밸브, 직선운동, 회전운동, 편심캠

Description

직선 및 회전운동에 의한 수밀구조를 갖는 버터플라이 밸브 {Butterfly valve having water tight structure by linear and rotation motion}

도 1은 종래 버터플라이 밸브의 단면설명도

도 2는 본 발명에 따른 버터플라이 밸브의 전체사시도

도 3은 본 발명에 따른 버터플라이 밸브의 전체단면도

도 4는 본 발명에 따른 버터플라이 밸브의 회전축부를 도시한 요부 분리사시도

도 5a 내지 도 5b는 본 발명에 따른 버터플라이 밸브의 회전축부 부분 단면도로서,

도 5a는 회전축과 디스크의 키홈부 단면도

도 5b는 회전축과 디스크의 편심캠부 단면도

도 6은 본 발명에 따른 버터플라이 밸브의 디스크 회전작동선도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 밸브본체 2 : 밸브시트

3 : 디스크 4 : 핸들

5 : 내축봉 5' : 부분기어

6 : 외축봉 6' : 전체기어

7 : 연결기어 8 : 편심캠

9 : 슬라이딩홈 10 : 장공

11 : 삽입구 12 : 가이드돌조

본 발명은 버터플라이 밸브에 관한 것으로, 특히 밸브시트에 착좌되는 디스크의 작동구조를 직선운동과 회전운동을 순차적으로 수행하도록 구조를 개선함으로서, 밸브시트와 디스크 간의 마모를 방지하여 수밀 효과를 가일층 향상시키면서도, 지속적으로 그 수밀성이 보장됨에 따라 버터플라이 밸브의 사용수명을 크게 연장시키는 효과가 있는 직선 및 회전운동에 의한 수밀구조를 갖는 버터플라이 밸브에 대한 것이다.

버터플라이 밸브(Butterfly Valve)는, 유체를 이송시키기 위한 관로상에 설치되는 것으로, 핸들의 회전에 따라 그 몸체 내측의 디스크가 회전하면서 상기한 관로를 차폐하거나 개방시켜 그 유체의 흐름을 제어하는 용도로 사용된다.

이러한 버터플라이 밸브는 일반적인 동심형(Concentric Type) 버터플라이 밸 브와 이중 편심형(Double eccentric type) 버터플라이 밸브로 구분되는 것으로서, 근자에 들어서는 디스크와 밸브시트의 마찰이 최소화된 이중 편심형 버터플라이 밸브가 주류를 이루고 있다.

이중 편심형 버터플라이 밸브는, 도 1의 도시와 같이 보편적으로 밸브몸체(100) 내주면에 장착되는 밸브시트(101)의 내주면이 평면 경사상으로 형성되어 있고, 이와 면접되는 디스크(102)의 외주면이 경사상으로 형성되어 있으며, 상기한 디스크(102)를 회전시키기 위한 샤프트(103)는 상기 디스크(102)의 중심으로부터 일정량 편심되어 있는 형태를 갖고 있는 것으로서,

상기한 샤프트(103)가 회전하면 그 편심량에 따라 상기한 디스크(102)가 타원을 따라 회전 개방 또는 밀폐되는 것으로서, 종래의 동심형 버터플라이 밸브와 비교할 때 그 밸브시트와의 마찰면이 크게 감소하는 효과를 얻을 수 있는 것이다.

그러나, 상기한 바와 같은 밸브시트와 디스크의 구조는, 밸브의 시트가 쉽게 마모되어 그 수밀성이 저하되므로 사용수명이 극히 짧은 문제점이 있는 것으로서,

특히, 디스크의 회전시 디스크와 밸브시트 간의 접촉을 완전히 피할 수는 없어 고무 등 탄성 재료로 된 밸브시트는 시트측의 탄성에 의해 마모량이 저감되어 사용이 가능한 반면, 밸브시트의 재질이 탄성이 전혀 없는 금속재인 경우에는 디스크의 회전시 디스크의 테두리와 밸브시트간의 슬립 마찰에 의해 쉽게 손상 또는 마모가 발생되어 그 사용수명이 극히 짧아지는 문제점이 있는 것이다.

본 발명은 전기한 바와 같은 문제점을 제거코자 안출된 것으로서, 핸들이 결합되는 내축봉과 그 내축봉의 외측에 삽입되는 외축봉으로 형성되고, 상기 내축봉과 외축봉의 선단에는 몸체 선단의 연결기어와 치합되는 부분기어 및 전체기어를 각각 형성하며, 상기 내축봉의 하단에 형성된 편심캠에 삽입되고 외축봉의 하단에 거치된 별도의 디스크를 결합 형성함으로서,

상기 핸들의 조작에 의해 상기한 디스크는 직선운동과 회전운동을 순차적으로 수행하면서 단계적으로 개폐되므로 그 밸브시트와 디스크의 슬립 마찰이 전혀 없어 디스크와 밸브시트의 손상이 극히 감소되어 수밀성이 장기간 보장되므로 그 밸브의 사용수명이 크게 연장되는 효과가 있는 직선 및 회전운동에 의한 수밀구조를 갖는 버터플라이 밸브를 제공함에 본 발명의 목적이 있는 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 버터플라이 밸브의 전체사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 버터플라이 밸브의 전체단면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 버터플라이 밸브의 회전축부를 도시한 요부 분리사시도이다.

밸브본체(1)의 내측에 형성된 밸브시트(2)에 디스크(3)가 위치하고, 상기 디스크(3)는 선단의 핸들(4)에 의한 내축봉(5)의 회전에 의해 밸브시트(2)가 개폐되게 하되,

상기한 내축봉(5)의 외측에는 별도의 외축봉(6)이 삽입되고, 상기 내축봉(5)과 외축봉(6)의 선단에는 각각 부분기어(5') 및 전체기어(6')가 성형되어 이들 기어와 치합된 별도의 연결기어(7)에 의해 내축봉(5)과 외축봉(6)이 동시 회전되게 하며,

상기 내축봉(5)의 하단에는 편심캠(8)이 형성되고, 상기 외축봉(6)의 하단에는 슬라이딩홈(9)이 각각 형성되어,

디스크(3)의 일측에 형성된 장공(10) 상의 삽입구(11) 내측으로 상기 편심캠(8)이 위치되게 하고, 그 상측의 절곡상 가이드돌조(12)는 상기 슬라이딩홈(9)에 삽입되어 구성되게 한 것이다.

상기와 같은 구성에 의한 본 발명 직선 및 회전운동에 의한 수밀구조를 갖는 버터플라이 밸브의 작용을 첨부도면에 의해 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도시와 같이 본 발명에 따른 버터플라이 밸브는, 종래의 밸브 개폐구조로부터 그 디스크(3)의 개폐작용을 개선하여 다스크(3)의 마모를 최소화함에 따라 밸브의 수밀효과를 극대화함은 물론 그 사용수명을 크게 연장시키는 것으로서,

상기한 디스크(3)는 종래와 같이 핸들(4)의 회전에 따라 단순 회전 개폐되는 것이 아니라, 부분기어(5')와 전체기어(6') 및 연결기어(7)와 조를 이루어 편심캠(8) 및 슬라이딩홈(9)에 의해 직선운동과 회전운동을 순차적으로 수행하면서 단계적인 작동을 하므로 그 밸브시트(2)와의 마찰면적이 최소화되는 것이다.

즉, 상기한 내축봉(5)의 외측에는 외축봉(6)이 삽입되어 있고, 상기 내축봉 (5)의 하단과 외축봉(6)의 하단에 각각 형성된 편심캠(8)과 슬라이딩홈(9)을 이용하여 별도의 디스크(3)가 삽입되어 있는 것으로서,

도 5a의 도시와 같이 상기한 디스크(3)의 일측면에 형성된 가이드돌조(12)는 상기 외축봉(6)의 하단에 형성된 슬라이딩홈(9)에 삽입되어 전,후 직선운동을 가능케 결합되어 있으며,

도 5b의 도시와 같이 상기한 디스크(3)의 일측면에 형성된 삽입구(11)는 그 내측의 장공(10)이 상기한 내축봉(5)의 편심캠(8)에 삽입되어 있는 형태를 갖고 있는 것이다.

따라서, 밸브본체(1)의 선단으로 노출되어진 핸들(4)을 반시계 방향으로 회전시키면 핸들(4)과 연결되어 있는 내축봉(5)과 부분기어(5'), 그리고 편심캠(8)이 동시에 회전을 하게 되고,

이로 인해서 상부 운동은 부분기어(5')가 90°회전 후 연결기어(7)와 치합되고 하부운동은 편심캠(8)이 디스크(3)의 삽입구(11)를 밀어 편심캠(8)의 편심량만큼 후진 직선운동을 하게 하여 디스크(3)를 밸브시트(2)로부터 이격시키게 된다.

이러한 직선운동이 종료됨과 동시에 핸들(4)의 연속적인 회전에 따라 부분기어(5')와 연결기어(7)가 서로 치합되면 서로 연결되어 있는 연결기어(7) 및 전체기어(6'), 외축봉(6)이 함께 회전하고, 외축봉(6)의 회전에 의해 디스크(3)가 타원 궤적으로 회전하게 되면서 그 밸브가 완전 개방되는 것이다.

또한, 반대로 밸브를 닫을 경우에는 핸들을 시계방향으로 돌리면 현재 맞물려있는 외축봉(6)의 회전에 의해서 디스크(3)가 90°회전하게 되고 이로 인해 부분 기어(5')가 맞물리면서 90°회전한 후, 연결기어(7)와 분리되면 디스크(3)의 회전은 동료되나 계속해서 핸들(4)이 회전됨에 따라 내축봉(5)에 연결되어 있는 편심캠(8)이 디스크(3)의 삽입구(11)를 밸브시트(2) 방향으로 전진 밀착시키므로 완벽한 수밀상태가 유지되는 것이다.

그러므로, 편심 위치에 있는 상기한 내축봉(5)의 회전에 의해 이와 결합된 디스크(3)가 편심 회전하게 되는 것이며, 상기한 디스크(3)의 상측은 가이드돌조(12)에 의해 외축봉(6) 하단의 슬라이딩홈(9)에 거치되어 있으므로 상기한 디스크(3)의 편심회전량만큼 상기한 디스크(3)는 그 슬라이딩홈(9)을 따라 슬립되어 직선운동을 하게 된다.

이때, 상기한 삽입구(11)의 장공(10)은 그 편심캠(8)이 편심 회전 및 슬라이딩됨에 따라 발생하는 편차를 보정하기 위한 여유공간으로 작용된다.

즉, 상기한 디스크(3)가 종래와 같이 단순 편심 회전을 하는 경우에는 그 밸브시트(2)와의 간섭이 발생하여 디스크(3)의 회전이 일어나지 않게 되므로, 그 편심량만큼을 직선운동으로 전환하여 결과적으로 직선운동과 회전운동을 순차적으로 수행하여 상기 밸브시트(2)와의 간섭없이 원활하게 회전 개방되는 것이다.

이때, 상기한 바와 같이 직선운동 및 회전운동을 순차적으로 수행하므로 상기한 디스크(3)는 밸브시트(2)로부터 단순 회전개방되는 것이 아니라 직선상으로 후퇴한 후 회전하므로 그 밸브시트(2)와의 슬립 마찰면적은 최소가 되는 것이다.

마찬가지로, 개방된 상태의 디스크(3)를 반대방향으로 회전시켜 폐변시키는 경우에도 종래와 같이 단순회전에 의한 밸브시트(2)의 마찰 폐변이 아니라, 회전운 동 및 직선운동을 단계적으로 수행하면서 그 밸브시트(2)와 폐변되므로 마찰슬립구간이 크게 축소되므로 이에 따른 마모율이 극히 저하되는 것이다.

상기한 바와 같은 직선운동 및 회전운동을 순차적으로 수행하며 개폐되는 디스크(3)는 도 6의 도시와 같은 개폐운동 궤도를 갖는 것으로서, 편심회전 및 그에 따른 슬라이딩작용에 의해 밸브시트(2)와의 슬립마찰이 크게 감소되는 것이다.

따라서, 상기한 바와 같은 운동방향에 의해 그 디스크(3)의 테두리나 밸브시트의 마모가 방지되므로 그 수밀효과가 지속적으로 유지됨은 물론 밸브시트의 마모가 거의 없어 그 사용수명 역시 크게 연장되는 것이다.

이상과 같은 본 발명 직선 및 회전운동에 의한 수밀구조를 갖는 버터플라이 밸브는, 핸들의 조작에 의해 상기한 디스크는 직선운동과 회전운동을 순차적으로 수행하면서 단계적으로 개폐되므로 그 밸브시트와 디스크의 슬립 마찰이 전혀 없어 디스크나 밸브시트의 손상이 극히 감소되어 수밀성이 장기간 보장되므로 그 밸브의 사용수명이 크게 연장되는 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

1. 밸브본체(1)의 내측에 형성된 밸브시트(2)에 디스크(3)가 위치하고, 상기 디스크(3)는 선단의 핸들(4)에 의한 내축봉(5)의 회전에 의해 밸브시트(2)가 개폐되게 한 공지의 버터플라이 밸브에 있어서,

   상기한 내축봉(5)의 외측에는 별도의 외축봉(6)이 삽입되고, 상기 내축봉(5)과 외축봉(6)의 선단에는 각각 부분기어(5') 및 전체기어(6')가 형성되어 이들 기어와 치합된 별도의 연결기어(7)에 의해 내축봉(5)과 외축봉(6)이 동시 회전되게 하며,

   상기 내축봉(5)의 하단에는 편심캠(8)이 형성되고, 상기 외축봉(6)의 하단에는 슬라이딩홈(9)이 각각 형성되어,

   디스크(3)의 일측에 형성된 장공(10) 상의 삽입구(11) 내측으로 상기 편심캠(8)이 위치되게 하고, 그 상측의 절곡상 가이드돌조(12)는 상기 슬라이딩홈(9)에 삽입되어 구성됨을 특징으로 하는 직선 및 회전운동에 의한 수밀구조를 갖는 버터플라이 밸브.

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