KR100604403B1

KR100604403B1 - 볼형 체크밸브

Info

Publication number: KR100604403B1
Application number: KR1020017000362A
Authority: KR
Inventors: 오우치기요시; 사토마사루
Original assignee: 에바라 기덴 가부시키가이샤
Priority date: 1998-07-10
Filing date: 1999-06-30
Publication date: 2006-07-25
Also published as: JP4460774B2; CN1329705A; US6510869B1; WO2000003168A1; AU4394899A; KR20010074690A; CN1223779C

Abstract

본 발명은 볼실로부터 토출측 유로와 통하는 유로면적을 확대시킬 수 있고, 또한 가로 놓기에 사용하여도 볼의 밸브시이트면에 대한 밀착성이 좋아지게 한 볼형 체크밸브를 제공하는 것이다. 밸브박스(1)의 내부에 설치한 볼실(2)내에 볼(3)을 이동 자유롭게 수납된 볼형 체크밸브에 있어서, 볼실(2)을 구획하는 둘레벽(l0)에 볼실의 내부를 향하여 돌출하여 볼(3)을 안내하는 2개 이상의 레일형상 돌출줄부(13)를 설치하였다. 또 밸브박스(1)의 유입측 및 토출측에 밸브박스(1)와 별체로 구성한 밸브시이트(20a, 20b)를 각각 장착하였다.

Description

볼형 체크밸브{BALL CHECK VALVE}

본 발명은 오수처리관련 장치 등에 사용하기에 적합한 볼형 체크밸브에 관한 것이다.

예를 들어 오수처리관련 장치 등에 사용되는 종래의 일반적인 볼형 체크밸브의 구성을 도 1 및 도 2에 나타낸다. 상기 도면에 나타내는 바와 같이, 밸브박스 (1)의 내부에 설치된 볼실(2)의 내부에 볼(3)이 이동 자유롭게 수납되어 있고, 덮개(4)가 O 링(5)을 개재하여 밸브박스(1)에 볼(6)에 의해 수밀적으로 부착되어 있다. 밸브박스(1)에는 유입구(7)와 토출구(8)가 외부로 개구하여 설치되고, 내부에 밸브시이트면(9) 및 볼가이드부(10)가 형성되어 있다. 이 볼가이드부(10)는 상기 토출구(8)와 통하는 토출측 유로(11)로 개구하도록 상기 볼실(2)을 구획하는 둘레벽에 설치된 개구부(12)를 따라 형성되어 있다. 유체는 화살표(I)로부터 밸브박스(1)의 내부로 유입하고, 화살표(O)로부터 외부로 배출된다.

펌프가 운전되어 유입구(7)에 압력이 가해지면, 볼(3)은 밸브시이트면(9)으로부터 떨어져 볼가이드부(10)를 따라 볼실(2)내를 화살표(m)의 방향으로 이동한다. 그리고 펌프가 정지한 경우에 볼(3)은 스스로의 무게에 의해 밸브시이트면(9)으로 낙하하여 역류를 방지한다.

그러나 상기 종래의 볼형 체크밸브에 있어서는 볼(3)이 볼가이드부(10)를 따라 이동할 때 도 2에 나타내는 바와 같이 그 일부가 토출측 유로(11)를 먹어 들어 가는 형태가 되고, 볼실(2)로부터 토출측 유로(11)와 통하는 유로면적이 작아져 유체저항이 증가한다. 또 이 볼형 체크밸브를 90도 회전시켜 덮개(4)를 위로 하는 가로 놓기로 사용한 경우에, 볼(3)이 유체의 힘을 받아 이 유체의 흐름과 평행한 방향과 수직한 방향으로 자유롭게 회전할 수 있기 때문에, 볼(3)이 밸브시이트면(9)에 고정되었을 때에 볼(3)이 밸브시이트면(9)상을 원주방향으로 용이하게 회전하여 볼(3)의 밸브시이트면(9)에 대한 밀착성이 나빠진다는 문제가 있었다.

또 상기 종래의 볼형 체크밸브에 있어서는 내식성 등을 고려하여 상기 밸브박스(1)는 예를 들어 수지에 의한 일체성형으로 제작되어 있거나 또는 안 둘레면이 수지로 피복되어 있고, 볼실(2) 내부에 볼(3)을 삽입하여 탈출 불가능하게 유지하기 위하여 밸브박스(1)와 별체로 구성된 덮개(4)가 구비되어 있었다. 또 상기 볼 (3)은 일반적으로 구형상으로 금속제의 중심재(15)의 표면을 탄성체(16)로 일체로 덮음으로써 구성되어 있었다.

그러나 상기 종래의 볼형 체크밸브에 있어서는 밸브박스(1)의 내부에 밸브시이트면(9)이 형성되어 있기 때문에 유입구(7) 및 토출구(8)의 내경을 볼(3)의 바깥지름보다 크게 할 수 없고, 또한 토출측 유로(11) 및 이 토출측 유로(11)로 개구하는 개구부(12)의 개구면적을 토출구(8)보다 크게 하고자 하면 성형시의 금형의 빠짐이 문제가 되어 이것이 매우 곤란하였다.

이 때문에 토출측 유로(11) 및 이 토출측 유로(11)로 개구하는 개구부(12)의 개구면적에 일정한 제한이 있었다. 또한 이 개구부(12)에 볼(3)이 위치하면 이 볼(3)에 의해 개구부(12)의 일부가 폐쇄되어 개구면적이 더욱 감소하여 이물의 폐쇄가 일어나기 쉬워짐과 동시에 유체저항이 증대한다. 또 밸브시이트면(9)은 볼(3)의 충돌에 의해 다른 부분과 비교하여 마모가 발생하기 쉬우나, 이와 같이 밸브시이트면(9)에 마모가 발생하면 밸브박스(1) 전체를 교환할 필요가 있어 경제적이지 않았다.

또한 볼(3)의 표면을 덮고 있는 탄성체(16)가 박리하여 금속제의 중심재(15)가 외부로 노출되고, 이 중심재(15)가 물에 접하면 일반적으로 금속의 쪽이 주위의 수지보다 전기화학적으로 뒤떨어지기 때문에 이 중심재(15)가 선택적으로 부식되기 쉬워진다. 이 부식을 방지하기 위하여 부식되기 어려운 금속을 사용하면 볼(3)이 고가가 된다는 문제가 있었다.

본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 볼실로부터 토출측 유로와 통하는 유로면적을 확대시킬 수 있고, 또한 가로 놓기로 사용하여도 볼의 밸브시이트면에 대한 밀착성을 좋게 한 볼형 체크밸브를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또 본 발명은 볼실내에 수납한 볼의 크기에 구속되는 일 없이, 밸브박스내의 내부유로를 넓게 할 수 있고, 또 볼의 표면을 덮고 있는 탄성체가 박리하더라도 중심재의 선택적인 부식이 일어나지 않도록 한 볼형 체크밸브를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 볼형 체크밸브는 밸브박스의 내부에 설치한 볼실내에 볼을 이동자유롭게 수납한 볼형 체크밸브에 있어서, 상기 볼실을 구획하는 둘레벽에 볼실의 내부를 향하여 돌출하여 상기 볼을 안내하는 2개 이상의 레일형상 돌출줄부를 설치한 것을 특징으로 한다.

이에 의하여 볼이 볼실내를 이동할 때, 레일형상 돌출줄부에 안내되어 볼이 볼실 내부의 더욱 안쪽에 위치하고, 그 만큼 볼의 상하측으로 유로면적이 확대된다. 또한 이 볼형 체크밸브를 가로 놓기로 사용한 경우에, 볼의 유체의 흐름과 수직한 방향의 자유로운 회전이 레일형상 돌출줄부에 의해 저해되고 밸브시이트면상에서 볼이 밸브시이트면의 둘레방향으로 회전하는 것이 방지되어 밸브시이트면에 대한 볼의 밀착성이 좋아진다.

또 볼실내에 수납된 볼이 상기 볼실의 둘레벽과 상기 레일형상 돌출줄부에 접촉하였을 때에 이 볼의 중심점이 상기 레일형상 돌출줄부의 안쪽에 위치하도록 상기 레일형상 돌출줄부를 배치한 것을 특징으로 한다.

이에 의하여 볼이 한 방향으로 치우치면서 이동하여도 이 볼에 작용하는 힘으로 그 위치가 레일형상 돌출줄부에 안내되는 정상적인 위치로 자동적으로 보정되고 안정되어, 볼의 작동이 원활해진다.

또 본 발명의 볼형 체크밸브는 밸브박스의 내부에 설치한 볼실내에 볼을 이동자유롭게 수납한 볼형 체크밸브에 있어서, 상기 밸브박스의 유입측 및 토출측에 상기 밸브박스와 별체로 구성한 밸브시이트를 각각 장착한 것을 특징으로 한다.

이에 의하여 밸브박스의 유입측 및 토출측에 각각 장착한 밸브시이트로 밸브 박스의 내부에 수납되는 볼의 외경보다 작은 내경의 유입구 및 토출구를 형성하고, 또한 이 밸브시이트로 형성되는 유입구 및 토출구의 내경과 비교하여 밸브박스내의 내부유로를 넓게 할 수 있다.

또 본 발명의 볼형 체크밸브는 밸브박스의 내부에 설치한 볼실내에 볼을 이동자유롭게 수납한 볼형 체크밸브에 있어서, 상기 볼을 수지제의 중심재의 표면을 탄성체로 피복하여 구성한 것을 특징으로 한다.

이에 의하여 볼의 표면의 탄성체가 박리되어 수지제의 중심재가 물에 접하더라도 이 중심재는 주위의 수지와 동일한 정도의 전기화학적인 안정성이 얻어지기 때문에 중심재가 선택적으로 부식되는 것이 방지되고, 또한 저렴하게 제조할 수 있다.

도 1은 종래의 볼형 체크밸브를 나타내는 종단정면도,

도 2는 도 1의 B-B 선 단면도,

도 3은 본 발명의 제 1 실시예의 볼형 체크밸브를 나타내는 종단정면도,

도 4는 도 3의 A-A 선 단면도,

도 5는 도 4의 요부 확대도,

도 6은 본 발명의 제 2 실시예의 볼형 체크밸브를 나타내는 종단정면도,

도 7은 본 발명의 제 3 실시예의 볼형 체크밸브를 나타내는 종단정면도이다.

이하, 본 발명의 제 1 실시예의 볼형 체크밸브를 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명한다. 또한 상기 도 1 및 도 2에 나타내는 종래예와 동일부재에는 동일부호를 부착하여 설명한다.

이 실시형태의 볼형 체크밸브에는 내부에 설치한 볼실(2)에 볼(3)을 이동자유롭게 수납한 밸브박스(1)가 구비되고, 이 밸브박스(1)에 덮개(4)가 O 링(5)를 거쳐 볼트(6)에 의해 수밀적으로 부착되어 있다. 밸브박스(1)에는 유입구(7)와 토출구(8)가 외부로 개구하여 설치되고, 내부에 밸브시이트면(9)이 형성되어 있다.

상기 토출구(8)와 통하는 토출측 유로(11)로 개구하는 바와 같이 상기 볼실 (2)을 구획하는 둘레벽에는 개구부(12)가 설치되고, 이 개구부(12)를 사이에 둔 양측에 볼실(2)의 내부를 향하여 돌출하여 그 볼실(2)의 대략 전체 길이에 걸쳐 연장되는 한 쌍의 레일형상 돌출줄부(13)가 설치되어 있다.

이에 의하여 펌프가 운전되어 유입구(7)에 압력이 가해지면 볼(3)은 밸브시이트면(9)으로부터 떨어져 레일형상 돌출줄부(13)를 따라 볼실(2)내를 화살표(m)의 방향으로 이동한다. 그렇게 하면 유체는 화살표(I)로부터 밸브박스(1)의 내부로 유입하여 화살표(O)로부터 외부로 배출된다. 그리고 펌프가 정지한 경우에 볼(3)은 스스로의 무게에 의해 밸브시이트면(9)으로 낙하하여 역류가 방지된다.

이 볼(3)이 볼실(2)내를 레일형상 돌출줄부(13)를 따라 이동할 때, 도 4에 나타내는 바와 같이 볼(3)은 레일형상 돌출줄부(13)에 의해 그 토출측 유로(11)측으로의 움직임이 규제되어 볼실(2) 내부의 더욱 안쪽, 즉 토출측 유로(11)로부터 떨어진 반토출측에 위치하고, 이에 의하여 그 만큼 볼(3)의 상하측에 공간이 생겨 유로면적이 확대된다. 또한 이 볼형 체크밸브를 가로 놓기로 사용한 경우에는 볼(3)의 유체의 흐름과 수직한 방향의 자유로운 회전이 레일형상 돌출줄부(13)에 접촉함으로서 저해된다. 이 때문에 볼(3)이 밸브시이트면(9)에 고정되었을 때에 볼(3)이 밸브시이트면(9)상을 원주방향으로 회전하는 것이 방지되어 볼(3)의 밸브시이트면(9)에 대한 밀착성이 좋아진다.

여기에 볼(3)이 볼실(2)의 내부를 한 방향으로 치우치면서 이동하여 그 볼실 (2)의 둘레벽과 한쪽의 레일형상 돌출줄부(13)에 접촉하였을 때, 이 볼(3)의 중심점(G)이 상기 레일형상 돌출줄부(13)의 안쪽에 위치하도록 상기 레일형상 돌출줄부(13)가 배치되어 있다.

즉, 도 5에 나타내는 바와 같이 볼실(2)의 중심선(O)으로부터 볼(3)의 볼실 (2)의 둘레벽과의 접촉점(S)까지의 거리를 X, 볼실(2)의 중심선(O)으로부터 볼(3)의 레일형상 돌출줄부(13)와의 접촉점(T)까지의 거리를 Y, 볼실(2)의 중심선(O)과 볼(3)의 중심점(G)의 거리를 Z 라 하였을 때, 상기 거리(X), 거리(Y), 거리(Z)는 이 순서로 작아지도록(X > Y > Z) 설정되어 있다.

이에 의하여 볼(3)이 볼실(2)의 둘레벽을 따라 이동하여 한쪽의 레일형상 돌출줄부(13)에 접촉하였을 때, 이 볼(3)의 중심점(G)에 작용하는 힘(F)이 볼(3)의 레일형상 돌출줄부(13)와의 접점(T)을 중심으로 한 상향의 모멘트(M)로서 작용하여 그 위치가 상기 한 쌍의 레일형상 돌출줄부(13) 사이의 정상적인 위치로 자동적으로 보정되고 안정되어 볼(3)의 작동이 원활해진다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 볼이 볼실내를 이동할 때, 볼은 레일형상 돌출줄부로 안내되어 상기 볼실 내부의 더욱 안쪽에 위치하고, 그 만큼 볼의 상하측으로 유로면적이 확대된다. 이에 의하여 이물의 통과성이 좋아져 유체저항도 저감된다. 또한 이 볼형 체크밸브를 가로 놓기로 사용한 경우에 볼의 유체의 흐름과 수직한 방향의 자유로운 회전이 레일형상 돌출줄부에 의해 저해되어 밸브시이트면상에서 볼이 밸브시이트면의 둘레방향으로 회전하는 것이 방지되고, 밸브시이트면에 대한 볼의 밀착성이 좋아져 밸브의 작동이 원활해진다.

또 볼실내에 수납된 볼이 유체의 흐름과 직교하는 방향으로 치우치면서 상기 볼실의 둘레벽을 따라 이동하여 상기 레일형상 돌출줄부에 접촉하였을 때에, 이 볼의 중심점이 상기 볼의 레일형상 돌출줄부와의 접촉점과 볼실의 중심선 사이에 위치하도록 함으로써, 볼을 정상적인 위치로 자동적으로 보정하여 안정시켜 볼을 원활하게 동작시킬 수 있다.

다음으로, 본 발명의 제 2 실시예의 볼형 체크밸브를 도 6을 참조하면서 설명한다. 이 볼형 체크밸브에는 내부에 설치한 볼실(2)에 볼(3)을 이동 자유롭게 수납한 밸브박스(1)가 구비되어 있다. 이 밸브박스(1)는 예를 들어 내식성이 뛰어난 수지에 의한 일체 성형으로 제작되어 있으나, 안 둘레면을 수지로 피복하도록 하여도 좋다.

이 밸브박스(1)의 유입측에는 상기 밸브박스(1)와 별체로 구성된 밸브시이트 (20a)가 O 링(21a)을 거쳐 수밀적으로 장착되고, 이 밸브시트(20a)의 개구부가 유입구(7)가 되어, 이 유입구(7)와 반대측이 밸브시이트면(9)이 되도록 되어 있다. 한편, 밸브박스(1)의 토출측에도 상기와 동일한 구성의 밸브시이트(20b)가 O 링 (21b)을 거쳐 수밀적으로 장착되고, 이 개구부가 토출구(8)가 되도록 되어 있다.

또한 상기 밸브박스(1)의 내부에는 상기 토출구(8)와 통하는 토출측 유로 (11)가 형성되어 있음과 더불어, 상기 볼실(2)을 구획하는 둘레벽에는 상기 토출측유로(11)로 개구하는 개구부(12)가 설치되고, 이 개구부(12)를 따라 볼가이드부(10)가 설치되어 있다.

여기에 상기 밸브시이트(20a, 20b)의 내경은 상기 볼(3)의 외경보다 작게 설정되고, 이에 의하여 밸브박스(1)의 유입측 및 토출측에 각각 장착한 밸브시이트 (20a, 20b)에서 밸브박스(1)의 내부에 수납되는 볼(3)의 외경보다 작은 내경의 유입구(7) 및 토출구(8)가 형성되어 있다. 그리고 상기 토출측 유로(11) 및 이 토출측 유로(11)로 개구하는 개구부(12)의 개구면적은 이 밸브시이트(20a, 20b)에서 형성되는 유입구(7) 및 토출구(8)보다도 넓게 설정되어 있다.

이와 같이 구성함으로써, 볼(3)의 외경보다 작은 내경의 유입구(7) 및 토출구(8)를 가지는 볼형 체크밸브이더라도 토출측 유로(11) 및 이 토출측 유로(11)로 개구하는 개구부(12)의 개구면적을 토출구(8)보다 크게 한 밸브박스(1)를 성형시의 금형의 빠짐의 문제를 방지하여 성형성 좋게 제작할 수 있다. 또 밸브시이트면(9)은 볼(3)의 충돌에 의해 다른 부분과 비교하여 마모가 발생하기 쉬우나, 밸브박스 (1)와 별체로 구성한 밸브시이트(20a)에 밸브시이트면(9)을 설치함으로써, 밸브시이트면(9)에 마모가 발생하였을 때의 밸브시이트(20a)만의 교환이 가능하게 된다. 또한 밸브박스(1)의 유입측과 토출측에 동일형상의 밸브시이트(20a, 20b)를 설치함으로써 이들의 교환도 가능하게 된다.

이에 의하여 펌프가 운전되어 유입구(7)에 압력이 가해지면 볼(3)은 밸브시이트면(9)으로부터 떨어져 볼가이드부(10)를 따라 볼실(2)내를 화살표(m)의 방향으로 이동한다. 그렇게 하면 유체는 화살표(I)로부터 밸브박스(1)의 내부로 유입하고, 화살표(O)로부터 외부로 배출된다. 이 때 토출측 유로(11) 및 이 토출측 유로(11)로 개구하는 개구부(12)의 개구면적이 넓기 때문에 이 볼(3)에 의해 개구부(12)의 일부가 폐쇄되더라도 충분한 개구면적을 확보하여 이물에 의해 폐쇄되거나 유체저항이 증대하는 것이 방지된다. 그리고 펌프가 정지한 경우에 볼(3)은 스스로의 무게에 의해 밸브시이트면(9)으로 낙하하여 역류가 방지된다.

여기에 상기 볼(3)은 예를 들어 염화비닐 등의 수지제의 중심재(15)의 표면을 탄성체(16)로 피복하여 구성되어 있다. 이에 의하여 볼(3) 표면의 탄성체(16)가 박리하여 수지제의 중심재(15)가 물에 접하더라도 이 중심재(15)는 주위의 수지와 동일한 정도의 전기화학적인 안정성이 얻어지기 때문에 중심재(15)가 선택적으로 부식되는 것이 방지되고, 또한 볼(3)을 저렴하게 제조할 수 있다.

도 7은 본 발명의 제 3 실시예의 볼형 체크밸브를 나타내는 것으로, 이 실시형태의 볼형 체크밸브는 상기 도 1에 나타내는 종래예와 마찬가지로 내부에 설치된 볼실(2)의 내부에 볼(3)을 이동자유롭게 수납한 밸브박스(1)에 덮개(4)을 O 링(5)을 거쳐 볼트(6)에 의해 수밀적으로 부착한 것이다. 또 이 실시예에 있어서는 도 3에 나타내는 실시예와 마찬가지로 볼가이드부(10)에 한 쌍의 레일형상 돌출줄부(13)를 설치하도록 하여도 좋다. 이에 의하여 볼의 이동이 더욱 안정화되고, 또한 볼이 볼실 내부의 안쪽에 위치하기 때문에 볼에 의한 개구부(12)의 폐쇄라는 문제를 방지할 수 있어 유로면적이 실질적으로 확대된다. 이 밸브박스(1)는 수지에 의한 일체 성형으로 제작되어 있거나, 또는 안 둘레면이 수지로 피복되어 있고, 다른 구성은 상기 제 1 실시예와 동일하다.

이 실시형태의 볼형 체크밸브에 의하면 체크밸브 본체를 배관으로부터 떼어내는 일 없이 덮개(4)를 떼어냄으로써 볼(3)의 교환을 행할 수 있고, 이에 의하여 볼(3)의 교환을 용이하고 신속하게 행할 수 있다.

이상, 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면 볼실내에 수납되는 볼의 크기에 구속되는 일 없이, 밸브박스내의 내부 유로를 넓게 할 수 있고, 이에 의하여 볼에 의한 유로면적의 감축의 영향을 작게 하여 이물의 통과를 쉽게 함과 동시에, 유체저항을 저감시킬 수 있다. 또한 밸브시이트면이 마모되었을 때에 밸브시이트만을 교환함으로써 이에 용이하게 대처할 수 있다.

또 볼 표면의 탄성체가 박리되어 중심재가 물에 접하더라도 이 중심재는 주위의 수지와 동일한 정도의 전기화학적인 안정성이 얻어지기 때문에 중심재가 선택적으로 부식되는 것이 방지된다. 또한 볼을 저렴하게 제조할 수 있다.

본 발명은 액류의 역류를 방지하는 간이한 구조의 체크밸브에 관한 것으로, 예를 들어 오수처리시설의 배관 등에 피처리액을 압송하는 펌프 등과 조합하여 널리 사용할 수 있다.

Claims

밸브박스의 내부에 설치한 유로와 동일방향으로부터 직각방향으로 만곡된 볼실 내에 볼을 이동 자유롭게 수납한 볼형 체크밸브에 있어서,

상기 볼실을 구획하는 둘레벽에 볼실의 내부를 향하여 돌출하여 상기 볼을 안내하는 1쌍의 레일형상 돌출줄부를 설치하고, 상기 볼실 내에 수납된 볼이 상기 볼실의 둘레벽과 상기 레일형상 돌출줄부에 접촉하였을 때에, 이 볼의 중심점이 상기 레일형상 돌출줄부의 안쪽에 위치하도록 상기 레일형상 돌출줄부를 배치한 것을 특징으로 하는 볼형 체크밸브.
삭제
제 1항에 있어서,

상기 밸브박스의 유입측 및 토출측에 상기 밸브박스와 별체로 구성한 밸브시이트를 각각 장착한 것을 특징으로 하는 볼형 체크밸브.
제 3항에 있어서,

상기 밸브시이트는 용이하게 교환 가능하도록 상기 밸브박스의 유입측 및 토출측에 장착한 것을 특징으로 하는 볼형 체크밸브.
제 3항에 있어서,

상기 밸브박스의 유입측으로부터 토출측에 이르는 유체유로의 지름을 상기 볼의 외경보다 크게 한 것을 특징으로 하는 볼형 체크밸브.
제 1항에 있어서,

상기 볼은, 수지제의 중심재의 표면을 탄성체로 피복하여 구성한 것을 특징으로 하는 볼형 체크밸브.