KR100689244B1 - 카트리지 시트 및 이를 이용한 버터플라이 밸브 - Google Patents

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KR100689244B1
KR100689244B1 KR1020060090075A KR20060090075A KR100689244B1 KR 100689244 B1 KR100689244 B1 KR 100689244B1 KR 1020060090075 A KR1020060090075 A KR 1020060090075A KR 20060090075 A KR20060090075 A KR 20060090075A KR 100689244 B1 KR100689244 B1 KR 100689244B1
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김현철
정수일
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주식회사 가림환경기술
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Abstract

본 발명은 카트리지 시트 및 이를 이용한 버터플라이 밸브에 관한 것으로, 그 목적은 밸브몸체의 내부에 결합되는 카트리지 시트의 교체작업이 간편하게 이루어지도록 하기 위하여 카트리지 시트의 외부에 밸브몸체와의 접촉면적을 축소시킴과 아울러 내부로의 팽창력을 흡수하는 요홈을 형성하고, 상기 카트리지 시트 몸체 내부에 내부링 및 상기 내부링의 단부에 고정부재를 고정하며, 상기 고정부재에 착탈가능한 분리부재에 결합하여 밸브몸체에서 카트리지 시트를 분리하도록 하는 카트리지 시트 및 이를 이용한 버터플라이 밸브를 제공함에 있다. 본 발명의 카트리지 시트는, 밸브몸체의 내부와 접촉되는 외주면에 상기 밸브몸체와의 접촉면적을 축소시킴과 아울러 내부로의 팽창력을 흡수하기 위한 요홈(11)이 형성된 카트리지 시트 본체(10)와, 상기 카트리지 시트 본체(10)에 내장되고, 복수의 관통공(21)이 형성된 내부링(20)과, 상기 내부링(20)의 일측 단부에 적어도 하나 이상 고정되며, 상기 밸브몸체의 내부에서 상기 카트리지 시트 본체(10)를 분리시키도록 하는 분리부재(40)가 착탈가능하게 결합되는 고정부재(30)로 구성된 것이다.
본 발명의 카트리지 시트를 이용한 버터플라이 밸브는, 양측이 개방되어 유체가 유동가능하도록 유로가 형성된 밸브몸체(210)와, 상기 밸브몸체(210)의 내부에 결합되어지는 카트리지 시트(100)와, 상기 밸브몸체(210)와 회전축(221)으로 결합되고, 상기 카트리지 시트(100)와 외주면이 접촉되어 유체를 개통시키거나 차단시키는 디스크(220)을 포함하는 버터플라이 밸브에 있어서, 상기 카트리지 시 트(100)는, 밸브몸체(210)의 내부와 접촉되는 외주면에 상기 밸브몸체(210)와의 접촉면적을 축소시킴과 아울러 내부로의 팽창력을 흡수하기 위한 요홈(11)이 형성된 카트리지 시트 본체(10)와, 상기 카트리지 시트 본체(10)에 내장되고, 복수의 관통공(21)이 형성된 내부링(20)과, 상기 내부링(20)의 일측 단부에 적어도 하나 이상 고정되며, 상기 밸브몸체의 내부에서 상기 카트리지 시트 본체(10)를 분리시키도록 하는 분리부재(40)가 착탈가능하게 결합되는 고정부재(30)로 구성된 것이다.
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카트리지 시트, 카트리지 시트 본체, 내부링, 고정부재, 버터플라이 밸브, 밸브몸체, 디스크

Description

카트리지 시트 및 이를 이용한 버터플라이 밸브{Cartridge sheet and butterfly valve thereof}
도 1은 종래 버터플라이 밸브의 일 실시예를 나타낸 단면도.
도 2는 종래 버터플라이 밸브의 다른 실시예를 나타낸 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 카트리지 시트의 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 카트리지 시트의 단면도.
도 5는 도 4의 A - A선 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 카트리지 시트가 적용된 버터플라이 밸브의 분해사시도.
도 7은 본 발명에 따른 카트리지 시트가 적용된 버터플라이 밸브의 단면도.
도 8은 도 7의 B - B선 단면도.
도 9는 본 발명에 따른 버터플라이 밸브의 밸브몸체에서 카트리지 시트를 분리하는 과정을 나타낸 도면.
도 10은 본 발명에 따른 버터플라이 밸브의 다른 실시예를 나타낸 사시도.
도 11은 본 발명에 따른 버터플라이 밸브의 또 다른 실시예를 나타낸 사시도.
도 12는 도 11의 단면도.
(도면중 주요 부분에 대한 부호의 설명)
100: 카트리지 시트 10: 카트리지 시트 본체
11: 요홈 20: 내부링
21: 관통공 30: 고정부재
40: 분리부재 200: 버터플라이 밸브
210: 밸브몸체 220: 디스크
221: 회전축
본 발명은 카트리지 시트 및 이를 이용한 버터플라이 밸브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 밸브몸체의 내부에 결합되는 카트리지 시트의 교체작업이 간편하게 이루어지도록 하기 위하여 카트리지 시트의 외부에 밸브몸체와의 접촉면적을 축소시킴과 아울러 내부로의 팽창력을 흡수하기 위한 요홈을 형성하고, 상기 카트리지 시트 몸체 내부에 내부링 및 상기 내부링의 단부에 고정부재를 고정하며, 상기 고정부재에 착탈가능한 분리부재에 결합하여 밸브몸체에서 카트리지 시트를 분리하도록 하는 카트리지 시트 및 이를 이용한 버터플라이 밸브에 관한 것이다.
일반적으로 버터플라이 밸브는 유체, 예를 들면, 물, 기름 또는 가스 등이 유동되는 통로 상에 설치되어 유체를 차단하거나 개통되는데 사용되고, 다른 밸브에 비하여 설치 공간을 적게 차지하게 되는 특징을 갖고 있다.
상기의 버터플라이 밸브는 디스크가 회전되어 유체를 차단하거나 개통되도록 하는데, 이때 디스크와 밸브몸체의 내부가 마찰에 의해 마모가 발생되어 밸브의 내구성이 저하되는 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 종래의 기술중에 실용신안 등록번호 0249743호의 "폴리우레탄 코팅층이 형성된 제어밸브"가 있으며, 이를 도 1를 참조하여 살펴본다.
도시된 바와 같이 폴리우레탄 코팅층이 형성된 제어밸브는, 제어밸브(1)의 디스크(2)에 있어서 제어밸브(1) 내부면에 폴리우레탄 코팅층(3)(4)을 형성하되 디스크(2)의 양측면에도 각각 폴리우레탄 코팅층(5)(6)을 형성한 것이다.
상기와 같이 폴리우레탄 코팅층이 형성된 제어밸브는, 제어밸브(1)의 플렌지에 연결관(도시하지 않았음)을 연결하여 통상대로 디스크(2)를 작동하여 수돗물 등을 개폐하면 제어밸브(1)의 내부에 폴리우레탄 코팅층(3)(4)과 디스크(2)의 양측면에도 폴리우레탄 코팅층(5)(6)이 각각 형성되어 금속면과의 접촉을 완전히 차단하는 작용을 하므로 녹이 발생하지 않게 된다.
그러나, 종래의 폴리우레탄 코팅층이 형성된 제어밸브는, 밸브내부와 디스크가 폴리우레탄으로 코팅되어 내부식성은 좋은 반면, 코팅층의 마모시에는 밸브 전체를 교체해야 되는 문제점이 있다.
한편, 상기의 문제점을 해결하기 위한 기술로서, 등록실용신안 0220495호의 "내부에 보강링이 설치된 카트리지 시트를 갖는 버터플라이밸브"가 있으며, 이를 도 2를 참조하여 살펴본다.
도시된 바와 같이 내부에 보강링이 설치된 카트리지 시트를 갖는 버터플라이밸브는, 밸브보디(1)의 내주면에 링형의 카트리지 시트(5)를 설치하여 스템(stem, 2)과 연결된 디스크(3)가 회동하면서 디스크(3)의 외측단이 카트리지 시트(5) 내면과 선택적으로 밀접되도록 한 버터플라이 밸브(A)에 있어서, 상기 카트리지 시트(5)의 내부에는 보강링(6)을 내설하여서 되어 있다.
상기와 같이 구성된 종래의 버터플라이 밸브는 카트리지 시트(5) 내부에는 보강링(6)이 내장 설치되어 있어 디스크(3) 접촉면에 순간적으로 높은 압력이 걸리더라도 카트리지 시트(5)의 변형이 일어나지 않고 확실한 밀봉성을 유지할 수 있다.
그러나, 종래의 밸브는 밸브몸체의 내부와 카트리지 시트 외부가 전체로 밀착되어 카트리지 시트 교체 작업시 탈,부착이 어렵고, 온도변화가 높은 곳에는 카트리지 시트가 수축하거나, 상기 카트리지 시트와 밸브보디 사이에 수분 등이 침투되면, 접착력이 약해져 카트리지 시트가 분리될 위험이 많다.
본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 그 목적은 밸브몸체의 내부에 결합되는 카트리지 시트의 교체작업이 간편하게 이루어지도록 하기 위하여 카트리지 시트의 외부에 밸브몸체와의 접촉면적을 축소시킴과 아울러 내부로의 팽창력을 흡수하기 위한 요홈을 형성하고, 상기 카트리지 시트 몸체 내부에 내부링 및 상기 내부링의 단부에 고정부재를 고정하며, 상기 고정부재에 착탈가능한 분리부재에 결합하여 밸브몸체에서 카트리지 시트를 분리하도록 하는 카 트리지 시트 및 이를 이용한 버터플라이 밸브를 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 밸브 개폐시 작동토오크를 작게하고, 밸브 폐쇄 후의 수밀성을 향상시키기 위하여 밸브몸체에 회전축으로 결합되는 디스크를 타원형으로 형성하여 유로와 직각이 되기 전에 유체를 차단하도록 하는 카트리지 시트를 이용한 버터플라이 밸브를 제공함에 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 카트리지 시트는, 밸브몸체의 내부와 접촉되는 외주면에 상기 밸브몸체와의 접촉면적을 축소시킴과 아울러 내부로의 팽창력을 흡수하기 요홈이 형성된 카트리지 시트 본체와, 상기 카트리지 시트 본체에 내장되고, 복수의 관통공이 형성된 내부링과, 상기 내부링의 일측 단부에 적어도 하나 이상 고정되며, 상기 밸브몸체의 내부에서 상기 카트리지 시트 본체를 분리시키도록 하는 분리부재가 착탈가능하게 결합되는 고정부재로 구성된 것이다.
또한, 본 발명의 카트리지 시트를 이용한 버터플라이 밸브는, 양측이 개방되어 유체가 유동가능하도록 유로가 형성된 밸브몸체와, 상기 밸브몸체의 내부에 결합되어지는 카트리지 시트와 상기 밸브몸체와 회전축으로 결합되고, 상기 카트리지 시트와 외주면이 접촉되어 유체를 개통시키거나 차단시키는 디스크을 포함하는 버터플라이 밸브에 있어서, 상기 카트리지 시트는, 밸브몸체의 내부와 접촉되는 외주면에 상기 밸브몸체와의 접촉면적을 축소시킴과 아울러 내부로의 팽창력을 흡수하기 위한 요홈이 형성된 카트리지 시트 본체와, 상기 카트리지 시트 본체에 내장되고, 복수의 관통공이 형성된 내부링과, 상기 내부링의 일측 단부에 적어도 하나 이 상 고정되며, 상기 밸브몸체의 내부에서 상기 카트리지 시트 본체를 분리시키도록 하는 분리부재가 착탈가능하게 결합되는 고정부재로 구성된 것이다.
또한, 상기 디스크는 타원형으로 이루어져 유로와 직각이 되기 전에 유체를 차단하도록 하는 것이다.
또한, 상기 밸브몸체 내부 및 카트리지 시트의 외주면은 경사지게 형성된 것이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 3 내지 도 5는 본 발명에 따른 카트리지 시트를 나타낸 도면이다.
도시한 바와 같이 카트리지 시트(100)는, 카트리지 시트 본체(10), 내부링(20) 및 고정부재(30)로 크게 구성되어 있다.
상기 카트리지 시트 본체(10)는 버터플라이의 밸브몸체의 내부와 접촉되는 외주면에 상기 밸브몸체와의 접촉면적을 축소시킴과 아울러 내부로의 팽창력을 흡수하기 위한 요홈(11)이 형성되어 있다.
또한, 상기 카트리지 시트 본체(10)는 폴리우레탄 등의 내구성 및 내열성이 우수한 재질로 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.
상기 내부링(20)은, 원통형상으로 이루어지고, 상기 카트리지 시트 본체(10)에 내장되며, 복수의 관통공(21)이 형성되는 것이다.
상기 고정부재(30)는, 상기 내부링(20)의 일측 단부에 적어도 하나 이상 고정되며, 상기 밸브몸체의 내부에서 상기 카트리지 시트 본체(10)를 분리시키도록 하는 분리부재(40)가 착탈가능하게 결합되는 것이다.
또한, 상기 고정부재(30)의 내부에는 암나사부(31)가 형성되고 상기 분리부재(40)의 일측단부에는 수나사부(41)가 형성되어져 있으며, 카트리지 시트 본체(10)를 밸브몸체의 내부에서 용이하게 인출하게 되는 것으로, 이에 대한 상세한 설명은 후술한다.
도 6 내지 도 8은 본 발명에 따른 카트리지 시트를 이용한 버터플라이 밸브의 일실시예를 나타낸 도면이다.
도시된 바와 같이 버터플라이 밸브는, 웨이프(Wafer) 형식의 버터플라이 밸브이다.
상기 웨이퍼 형식의 버터플라이 밸브(200)는, 양측이 개방되어 유체가 유동가능하도록 유로가 형성된 밸브몸체(210)와, 상기 밸브몸체(210)의 내부에 결합되어지는 카트리지 시트(100)와, 상기 밸브몸체(210)와 회전축(221)으로 결합되고, 상기 카트리지 시트(100)와 외주면이 접촉되어 유체를 개통시키거나 차단시키는 디스크(220)를 포함한다.
또한, 도면에는 도시하지 않았지만 상기 디스크(220)를 회전시켜 유체의 흐름을 제어하는 회전수단, 즉, 핸들, 구동모터 등이 밸브몸체(210)의 상측에 결합되어져 디스크(220)를 회전시키게 된다.
상기 카트리지 시트(100)는, 밸브몸체(210)의 내부와 접촉되는 외주면에 상기 밸브몸체(210)와의 접촉면적을 축소시키기 위한 요홈(11)이 형성된 카트리지 시트 본체(10)와, 상기 카트리지 시트 본체(10)에 내장되고, 복수의 관통공(21)이 형 성된 내부링(20)과, 상기 내부링(20)의 일측 단부에 적어도 하나 이상 고정되며, 상기 밸브몸체(210)의 내부에서 상기 카트리지 시트 본체(10)를 분리시키도록 하는 분리부재(40)가 착탈가능하게 결합되는 고정부재(30)로 구성된다.
즉, 밸브를 통과하는 유체의 온도에 의해 카트리지 시트(100)가 수축 또는 팽창하여도 상기 요홈(11)에 의해 카트리지 시트(100)가 분리되지 않으며, 장시간 사용후 카트리지 시트(100)를 교환시 착탈이 용이하게 이루어진다.
또한, 본 발명의 고정부재(30)의 내부에 형성된 암나사부(31)에 분리부재(40)의 일측에 형성된 수나사부(41)를 결합시킨 상태에서 분리부재(40)를 일측으로 당기게 되면 카트리지 시트 본체(10)가 밸브몸체(210)에서 분리되는 것이다.
또한, 상기 밸브몸체(210) 내부 및 카트리지 시트(100)의 외주면은 경사지게 형성되어 카트리지 시트(100)의 교환시 밸브몸체(210)에서 분리가 용이하게 이루어지도록 한다.(참고로 도 에서 D보다 d의 직경이 작게 이루어져 경사진 것을 표현하였음.)
또한, 상기 디스크(220)는 타원형으로 이루어져 유로와 직각이 되기 전에 유체를 차단하도록 하여 수밀성을 향상시키게 된다.
또한, 상기 디스크(220)의 외면에는 폴리우레탄으로 코팅하도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 카트리지 시트 및 이를 이용한 버터플라이 밸브는 웨이프 타입의 의 버터플라이 밸브는 물론이고, 도 10은 러그 타입의 버터플라이 밸브를 나타내며, 도 11 및 도 12는 플랜지 타입의 버터플라이 밸브를 나타내고 있다.
상기 플랜지 타입의 버터플라이 밸브에 적용된 카트리지 시트(10)는 도 12의 좌측 도면과 같이 고압의 유체의 압력에 의해 수밀성을 향상시키기 위해서 카트리지 시트(10)의 내주면에 돌출부(12)를 형성할 수 있고, 도 12의 우측 도면과 같이 디스크(220)를 경사지게 설치할 수도 있을 것이다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 카트리지 시트 및 이를 이용한 버터플라이 밸브는, 밸브몸체(210)의 내부에 카트리지 시트(100)를 결합하게 되며, 이때 상기 카트리지 시트(100)의 요홈(11)에 의해 밸브몸체(210)와 결합시 밸브몸체(210)와의 접촉면적을 축소시킴과 아울러 내부로의 팽창력을 흡수하게 된다.
그리고, 상기 밸브몸체(210)와 카트리지 시트(100)는 경사지게 형성되어 경사면을 따라 결합 및 분리가 용이하게 이루어지게 된다.
또한, 상기 카트리지 시트(100)의 교환시에는 상기 카트리지 시트(100)의 형성된 고정부재(30)에 분리부재(40)를 결합한 상태에 일측으로 당기게 되면 경사면을 따라 용이하게 카트리지 시트(100)의 교환이 가능하다.
그리고, 상기 카트리지 시트(100)를 결합한 상태에서 카트리지 시트(100)의 내부에 디스크(220)를 결합하고, 상기 디스크(220)를 관통하여 회전축(221)을 결합하게 되면, 상기 회전축(221)의 상측에 회전수단을 설치하게 된다.
또한, 상기 디스크(220)는 타원형으로 이루어져 회전수단에 의해 유체를 차단하는 경우에 유로에 직각이 되기 전에 유체를 차단하게 됨므로 수밀성이 향상되는 것이다.
그리고, 상기 디스크(220)의 외면을 폴리우레탄으로 코팅하여 카트리지 시트 본체(10)와의 마모를 적게 함으로 내구성이 향상된다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명한 것이나, 당해 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자들에게는 다양한 변형 및 다른 실시예가 가능하다는 점이 이해될 것이다.
이상 상세히 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 카트리지 시트 및 이를 이용한 버터플라이 밸브는 카트리지 시트의 외부에 밸브몸체와의 접촉면적을 축소시키는 요홈을 형성하고, 상기 카트리지 시트 몸체 내부에 내부링 및 상기 내부링의 단부에 고정부재를 고정하며, 상기 고정부재에 착탈가능한 분리부재에 결합하여 밸브몸체에서 카트리지 시트를 분리하도록 함으로서, 밸브몸체의 내부에 결합되는 카트리지 시트의 교체작업이 간편하게 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 카트리지 시트를 이용한 버터플라이 밸브는, 밸브몸체에 회전축으로 결합되는 디스크를 타원형으로 형성하여 유로와 직각이 되기 전에 유체를 차단하도록 함으로서, 밸브 개폐시 작동토오크를 작게 하고, 밸브 폐쇄 후의 수밀성을 향상시킬 수 있다.

Claims (4)

  1. 밸브몸체의 내부와 접촉되는 외주면에 상기 밸브몸체와의 접촉면적을 축소시킴과 아울러 내부로의 팽창력을 흡수하기 위한 요홈(11)이 형성된 카트리지 시트 본체(10)와,
    상기 카트리지 시트 본체(10)에 내장되고, 복수의 관통공(21)이 형성된 내부링(20)과,
    상기 내부링(20)의 일측 단부에 적어도 하나 이상 고정되며, 상기 밸브몸체의 내부에서 상기 카트리지 시트 본체(10)를 분리시키도록 하는 분리부재(40)가 착탈가능하게 결합되는 고정부재(30)로 구성된 것을 특징으로 하는 카트리지 시트.
  2. 양측이 개방되어 유체가 유동가능하도록 유로가 형성된 밸브몸체(210)와,
    상기 밸브몸체(210)의 내부에 결합되어지는 카트리지 시트(100)와,
    상기 밸브몸체(210)와 회전축(221)으로 결합되고, 상기 카트리지 시트(100)와 외주면이 접촉되어 유체를 개통시키거나 차단시키는 디스크(220)을 포함하는 버터플라이 밸브에 있어서,
    상기 카트리지 시트(100)는, 밸브몸체(210)의 내부와 접촉되는 외주면에 상기 밸브몸체(210)와의 접촉면적을 축소시킴과 아울러 내부로의 팽창력을 흡수하기 위한 요홈(11)이 형성된 카트리지 시트 본체(10)와, 상기 카트리지 시트 본체(10)에 내장되고, 복수의 관통공(21)이 형성된 내부링(20)과, 상기 내부링(20)의 일측 단부에 적어도 하나 이상 고정되며, 상기 밸브몸체의 내부에서 상기 카트리지 시트 본체(10)를 분리시키도록 하는 분리부재(40)가 착탈가능하게 결합되는 고정부재(30)로 구성되어진 것을 특징으로 하는 카트리지 시트를 이용한 버터플라이 밸브.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 디스크(220)는 타원형으로 이루어져 유로와 직각이 되기 전에 유체를 차단하도록 하는 것을 특징으로 하는 카트리지 시트를 이용한 버터플라이 밸브.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 밸브몸체(210) 내부 및 카트리지 시트(100)의 외주면은 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 카트리지 시트를 이용한 버터플라이 밸브.
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