KR100926402B1

KR100926402B1 - 수격현상 방지용 체크밸브

Info

Publication number: KR100926402B1
Application number: KR1020090014619A
Authority: KR
Inventors: 정명길; 정성권
Original assignee: 셔틀밸브(주)
Priority date: 2009-02-23
Filing date: 2009-02-23
Publication date: 2009-11-10
Also published as: WO2010095897A2; WO2010095897A3

Abstract

본 발명은 수격현상 방지용 체크밸브에 관한 것으로, 상세하게는 유체의 유출입이 이루어지는 유입구와 유출구가 형성된 제1하우징과, 일측이 상기 유출구와 결합되고 타측에는 걸림턱이 형성된 중공관 형상의 제2하우징과, 상기 제2하우징 내부에 설치되는 몸체와 상기 몸체 일측에 구비되어 상기 유출구를 개폐하는 디스크와 상기 디스크 가장자리에 형성되어 유체가 통과하는 토출공으로 구성되는 개폐변으로 이루어지는 체크밸브에 있어서, 상기 몸체 일측으로부터 삽입완충구가 연장 형성되고, 상기 제1하우징 내측 가장자리에는 상기 삽입완충구가 삽입되면서 충진된 유체에 의해 완충될 수 있는 제1완충홈이 형성되며, 상기 제2하우징 상에는 상기 몸체의 타측이 삽입되면서 충진된 유체에 의해 완충될 수 있는 제2완충홈이 형성되는 것을 특징으로 하며, 이에 의하여 급격한 유체의 흐름변화에 의해 개폐변이 급속도로 개폐되더라도 제1완충홈과 제2완충홈에 충진된 유체가 완충역할을 하기 때문에 개폐변과의 충격을 완화함으로써 수격현상을 현저하게 감소시킬 수 있다.

체크밸브, 수격, 개페변, 하우징, 디스크, 스프링, 완충홈, 완충턱

Description

수격현상 방지용 체크밸브{Check valve with decreased water hammering}

본 발명은 수격현상 방지용 체크밸브에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유체의 급격한 흐름이 변하는 경우 발생하는 수격현상을 완화하도록 완충홈을 구비한 수격현상 방지용 체크밸브에 관한 것이다.

체크밸브는 배관계통의 유체유동 상태에 따라 스스로 개폐가 가능한 밸브로서 역류를 방지하기 위해 일방향으로만 유체가 흐르도록 개폐되는 밸브이다.

그런데 종래 체크밸브는 유체가 한 방향으로만 흐르도록 함에 있어 단순히 역류를 방지하기 위한 목적으로 사용된 것이었기 때문에 관내를 흐르는 유체의 흐름 상태를 급변 시키면 개폐변이 급격하게 닫히게 되고, 이로 인해 관내에서 급격한 압력변화 현상(이하 '수격현상')이 발생하게 되어 소음의 발생은 물론 심한 경우 관이 충격을 받아 파손되는 문제점이 있었다.

도 1은 종래 체크밸브를 나타내는 단면도로서, (a)는 개폐변이 닫힌 경우, (b)는 개폐변이 열린 경우를 나타낸다.

유입구(1)로 유체가 공급되지 않으면 개폐변(2) 하측에 체류하는 유체압력에 의해 상기 개폐변(2)은 닫힌 상태가 되며, 상기 개폐변(2)에 결합된 디스크(3)가 유출구(4)를 밀폐한다.

만일, 유입구(1)를 통해 유체가 유입되어 상기 유출구(4)에 도달하여 상기 디스크(3)에 압력을 가하면 상기 개폐변(2)이 하강하다가 걸림턱(5)에 걸림으로써 (b)와 같은 상태가 되고 유체는 토출공(6)을 통해 흘러가게 된다. 여기서, 다시 유체공급이 중단되면 (a)의 상태로 복귀되어 유체는 역류하지 못하게 된다.

이와 같은 종래 체크밸브의 경우, 유체의 흐름이 급격하게 변하면 상기 개폐변이 열릴때 하단부가 상기 걸림턱에 강하게 충돌하면서 큰 충격을 가한다. 마찬가지로, 상기 개폐변이 닫히면서 상단부가 상기 유출구에 충돌한다.

이러한 충격이 지속적으로 일어나면 밸브 내부에 파손이 일어 날 수도 있고 연결된 다른 배관에 영향을 주어 용접부위에 균열을 발생시킬 수 있으며 큰 소음을 유발하여 작업환경을 악화시키는 문제점이 있다. 결국, 체크밸브의 수명을 감소시켜 비용의 증가를 초래하고 안전사고의 위험이 상존하게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로 본 발명의 목적은 유체의 급격한 흐름 변화시 발생하는 수격현상을 최소화할 수 있도록 완충홈이 구비된 수격현상 방지용 체크밸브를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 유체의 유출입이 이루어지는 유입구와 유출구가 형성된 제1하우징과, 일측이 상기 유출구와 결합되고 타측에는 걸림턱이 형성된 중공관 형상의 제2하우징과, 상기 제2하우징 내부에 설치되는 몸체와 상기 몸체 일측에 구비되어 상기 유출구를 개폐하는 디스크와 상기 디스크 가장자리에 형성되어 유체가 통과하는 토출공으로 구성되는 개폐변으로 이루어지는 체크밸브에 있어서, 상기 몸체 일측으로부터 삽입완충구가 연장 형성되고, 상기 제1하우징 내측 가장자리에는 상기 삽입완충구가 삽입되면서 충진된 유체에 의해 완충될 수 있는 제1완충홈이 형성되며, 상기 제2하우징 상에는 상기 몸체의 타측이 삽입되면서 충진된 유체에 의해 완충될 수 있는 제2완충홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.

바람직한 것은, 상기 개폐변과 걸림턱 사이에는 상기 개폐변을 탄성지지하는 스프링이 게재되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 유체의 유출입이 이루어지는 유입구와 유출구가 형성된 제1하우징과, 일측이 상기 유출구와 결합되고 타측에는 걸림턱이 형성된 중공관 형상 의 제2하우징과, 상기 제2하우징 내부에 설치되는 몸체와 상기 몸체 일측에 구비되어 상기 유출구를 개폐하는 디스크와 상기 디스크 가장자리에 형성되어 유체가 통과하는 토출공으로 구성되는 개폐변으로 이루어지는 체크밸브에 있어서, 상기 제1하우징 내측 가장자리에는 제1완충턱이 형성되고 상기 제2하우징 상에는 제2완충턱이 형성되며, 상기 몸체 일측에는 단부가 내측으로 절곡되어 상기 제1완충턱에 안착될 수 있는 안착홈이 형성된 제1완충부가 형성되고, 상기 몸체의 타측에도 단부가 내측으로 절곡되어 상기 제2완충턱에 안착될 수 있는 안착홈이 형성된 제2완충부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 구성에 의한 본 발명의 효과는 급격한 유체의 흐름변화에 의해 개폐변이 급속도로 개폐되더라도 제2완충홈과 제1완충홈에 충진된 유체가 완충역할을 하기 때문에 개폐변과의 충격을 완화함으로써 수격현상을 현저하게 감소시킬 수 있다.

따라서, 수격현상으로 인한 체크밸브의 충격이나 소음이 줄어들어 환경의 개선이 이루어지고 체크밸브의 수명을 연장하여 비용을 크게 절감할 수 있다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시 예를 상세하게 설명하고자 한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 일실시 예를 나타내는 수격현상 방지용 체크밸브의 분해사시도, 도 3은 도 2에 도시된 본 발명의 분해단면도를 나타낸다.

본 발명은 크게 제1하우징(10), 제2하우징(20), 개폐변(30)으로 구성되는데, 중공관 형상의 제1하우징(10)과 제2하우징(20)이 결합하고 그 내부에 개폐변(30)이 설치되어 상기 개폐변(30)이 상기 제1하우징(10)을 개폐하는 구조로 이루어진다.

먼저, 상기 제1하우징(10)은 도시된 바와 같이 일측에 유체가 유입되는 유입구(12)와 타측에 유체가 나가는 유출구(14)가 형성된 중공관 구조를 가지며 상기 유입구(12) 내주면과 유출구(14) 외주면에 나사산이 형성되어 상기 유입구(12)는 외부 배관과 연결되고 상기 유출구(14)는 후술할 제2하우징(20)과 나사결합된다.

그리고 상기 제1하우징(10)의 내측 가장자리, 즉, 상기 유출구(14) 외측에는 후술하는 개폐변(30)의 삽입완충구(36)가 삽입될 수 있는 제1완충홈(16)이 형성된다. 상기 제1완충홈(16)은 일정한 깊이로 상기 유출구(14) 외측 가장자리를 따라 연속적인 환형으로 형성될 수도 있고, 또 다르게 복수개가 일정 간격으로 원을 그리면서 형성될 수도 있다.

이러한 상기 제1완충홈(16)에는 유체가 충진된 상태이며, 상기 개폐변(30)이 닫힐 때 상기 삽입완충구(36)가 삽입되면서 충진된 유체에 의해 완충될 수 있게 하는 기능을 한다.

다음으로 제2하우징(20)에 대해 설명한다.

상기 제2하우징(20)도 상기 제1하우징(10)과 유사하게 중공관 형상을 가지면서 일측 내주면에 나사산이 형성되어 상기 제1하우징(10)의 유출구(14) 측과 체결 되고 타측 내주면에도 나사산이 형성되어 외부 배관과 연결된다.

또한, 상기 제2하우징(20) 타측 내부에는 후술하는 개폐변(30)이 걸릴 수 있는 걸림턱(22)이 형성된다. 상기 걸림턱(22)은 상기 제2하우징(20) 내경보다 상대적으로 작은 내경을 가지도록 내주면으로부터 돌출되며 다수개가 구비될 수도 있고 혹은 내주면을 따라 연속적인 환형으로 형성되어도 무방하다.

그리고 상기 걸림턱(22) 상에는 상기 개폐변(30)의 단부가 삽입될 수 있는 제2완충홈(24)이 형성된다. 상기 제2완충홈(24)은 상기 걸림턱(22)을 따라 일정한 깊이로 연속적인 환형으로 형성된다.

이러한 상기 제2완충홈(24)에도 유체가 충진된 상태에서 상기 개폐변(30)이 열릴 때 상기 개폐변(30)의 단부가 삽입되면서 충진된 유체에 의해 완충된다.

참고적으로 상기 제2완충홈(24)의 폭은 삽입되는 상기 개폐변(30)의 단부 두께보다 상대적으로 큰 폭이 적절하다.

다음으로 개폐변(30)에 대해 설명하기로 한다.

상기 개폐변(30)은 상기 제1하우징(10)으로부터 제2하우징(20)으로 유입되는 유체의 흐름을 열고 닫아 체크밸브를 개폐하는 구성으로서, 원통형상의 몸체(31)로 이루어지면서 상기 제1하우징(10)과 제2하우징(20)의 내경보다 약간 작은 외경을 가지기 때문에 상기 제2하우징(20) 내부에서 왕복이동이 가능하다.

그리고 상기 몸체(31)의 일측에는 유체의 압력을 저항하는 동시에 상기 유출구(14)를 직접 개폐하는 원형판 형상의 디스크(32)가 결합되고 상기 디스크(32)의 외측에는 원호형상의 토출공(34)이 복수개 형성되어 있다. 또한, 상기 몸체(31)의 타측은 개구된 상태의 용기형상이며 개구된 부분이 상기 걸림턱(22)에 걸리게 설치된다.

상기 디스크(32)는 상기 유출구(14)보다 큰 직경을 가지기 때문에 상기 유출구(14)를 밀폐시킬 수 있으며, 재질은 금속, 수지, 고무 등이 적합한데, 기밀성이 뛰어난 고무가 바람직하다.

한편, 상기 토출공(34) 외측으로는 돌출된 형상의 삽입완충구(36)가 상기 몸체(31)로부터 연장형성된다. 상기 삽입완충구(36)는 앞에서 설명한 바와 같이 상기 제1완충홈(16)에 삽입되기 때문에 상기 제1완충홈(16)에 대응하는 형상을 가지되, 삽입 및 이탈이 용이하도록 헐겁게 구성된다. 따라서, 상기 제1완충홈(16)이 환형이면 상기 삽입완충구(36)도 그에 대응하는 연속적인 환형이며, 상기 제1완충홈(16)이 복수개가 일정간격으로 구비되면 상기 삽입완충구(36)도 같은 수가 같은 간격으로 돌출 형성될 수 있다.

부가적으로 본 발명은 스프링(40)이 더 게재될 수 있다. 상기 개폐변(30) 내부 다시 말해, 상기 디스크(32)와 상기 걸림턱(22) 사이에 배치되는데, 상기 스프링(40)은 외력에 의해 압축되었다가 외력이 제거되면 복원되는 코일 형상의 압축스프링이 적절하다.

상기 스프링(40)은 상기 걸림턱(22)에 의해 탄성지지되기 때문에 상기 개폐변(30)의 개폐를 원활하게 유도한다.

이하에서 본 발명의 작동상태를 설명하고자 한다.

도 4는 본 발명의 작동상태를 나타내는 작동상태도인데, (a)는 개폐변이 열린상태, (b)는 개폐변이 닫힌 상태를 나타낸다. 참고로, 체크밸브 내부의 회색부분은 유체를 나타내고, 점선 화살표는 유체의 흐름 방향을 의미한다.

(a)에서 상기 개폐변(30)이 열리면 유체가 상기 유입구(12)로부터 유입되어 상기 토출공(34)을 통과하여 상기 제2하우징(20)으로 배출된다.

이때, 상기 스프링(40)은 유체압력에 의해 압축된 상태이며, 상기 개폐변(30)의 단부는 상기 제2완충홈(24)에 삽입되는데, 종전과 달리 상기 개폐변(30)의 단부가 상기 걸림턱(22)에 직접 충돌하지 않고 상기 제2완충홈(24)에 채워져 있는 유체를 밀면서 삽입되기 때문에 유체가 일종의 완충역할을 하여 충격을 완화시킨다. 이것은 종전에 가장 문제되었던 수격현상을 현저하게 감소시키는 효과가 있다.

만일, (b)와 같이 유체의 공급을 갑자기 중단하거나 반대방향으로 유체가 흐르는 경우 상기 개폐변(30)은 역방향의 유체압력에 의해 닫히게 되어 유체는 흐르지 않게 된다.

이때, 상기 스프링(40)은 원상태로 복귀되고 상기 디스크(32)가 상기 유출구(14)를 밀폐하며 상기 개폐변(30)의 삽입완충구(36)는 상기 제1완충홈(16)에 삽입되는데, 앞에서와 마찬가지로 상기 삽입완충구(36)가 상기 제1완충홈(16)에 채워져 있는 유체를 밀면서 삽입되기 때문에 유체가 완충역할을 하여 충격을 완화한다.

좀더 설명하자면, 상기 삽입완충구(36)가 상기 제1완충홈(16)에 급속도로 삽입되는 순간 상기 제1완충홈(16)에 충진된 유체의 저항을 받으며, 동시에 충진된 유체가 상기 제1완충홈(16)과 삽입완충구(36) 사이의 틈을 통해 빠져나오면서 유체마찰에 의해 상기 삽입완충구(36)의 속도가 줄어들어 완충되는 것이다. 그래서 상기 디스크(32)가 상기 유출구(14)에 충돌하는 것을 완화시켜 수격현상이 현저하게 줄어든다.

본 발명의 바람직한 다른 실시 예를 살펴보기로 한다.

도 5는 본 발명의 다른 실시 예의 작동상태를 나타내는 단면도이며, (a)는 개폐변이 열린상태, (b)는 개폐변이 닫힌상태를 나타낸다. 상술한 실시 예와 다른 부분을 위주로 설명한다.

상기 제1하우징(10)의 내측 가장자리 즉, 상기 유출구(14)의 외측 가장자리에는 단이 진 형상('ㄱ')의 제1완충턱(18)이 형성되는데, 상기 제1하우징(10) 내면으로부터 내측으로 돌출되어 형성되며, 바람직한 것은 내주면을 따라 연속적인 환형으로 형성된다.

그리고 상기 제2하우징(20)의 걸림턱(22) 상에도 상기 제1완충턱(18)과 유사한 형상의 제2완충턱(26)이 형성되며, 상기 제2하우징(20) 내면으로부터 내측으로 돌출되고 내주면을 따라 연속적인 환형으로 형성된다.

또한, 상기 개폐변(30)의 토출공(34) 외측에는 상기 삽입완충구(36)와 같이 돌출된 형상의 제1완충부(38)가 상기 몸체(31)로부터 연장 형성되되, 상기 제1완충부(38)의 단부가 내측으로 절곡되어 상기 제1완충턱(18)에 안착될 수 있는 안착홈(38a)을 형성한다.

상기 안착홈(38a)은 상기 제1완충턱(18)과 대응하는 형상을 가지며, 바람직한 것은 도시된 바와 같이 두번 절곡되어 'ㄴ'형상을 이루는 것이 좋다.

더불어, 상기 몸체(31)의 타측 단부에도 제2완충부(39)가 연장 형성되되, 상기 제2완충부(39)가 내측으로 절곡되어 상기 제2완충턱(26)에 안착될 수 있는 안착홈(39a)을 형성한다.

상기 제2완충부(39)의 안착홈(38a)은 상기 제2완충턱(26)과 대응하는 형상을 가지며, 바람직한 것은 도시된 바와 같이 두번 절곡되어 'ㄴ'형상을 이루는 것이 좋다.

상기와 같은 제1완충부(38)와 제2완충부(39)의 안착홈(38a)은 유체의 급격한 흐름 변화시 각각 상기 제1완충턱(18)과 제2완충턱(26)에 충돌하게 되는데, 앞 실시 예와 동일한 원리에 의해 완충되어진다.

즉, (b)에서와 같이 상기 제1완충부(38)의 안착홈(38a)과 상기 제1완충턱(18) 사이에 유체가 채워진 상태에서 상기 개폐변(30)이 닫히면 상기 제1완충부(38)가 급속도로 상기 제1완충턱(18)으로 근접하는데, 이때 유체가 밀려나면서 상기 제1완충부(38)의 속도를 감쇠시켜 완충한다.

반대로, (a)에서와 같이 상기 개폐변(30)이 열리면 상기 제2완충부(39)가 급속도로 상기 제2완충턱(26)을 향해 근접하는데, 이때도 그 사이에 있던 유체가 밀려나면서 상기 제2완충부(39)의 속도를 감쇠시켜 속도를 완하함으로써 완충하게 된다.

이상과 같이 본 발명은 개폐변이 삽입될 수 있는 완충홈이 형성되어 내부에 채워진 유체의 완충기능으로 인해 수격현상을 현저하게 감소시킬 수 있는 체크밸브를 기본적인 기술적 사상으로 하고 있음을 알 수 있다.

도 1은 종래 체크밸브를 나타내는 단면도.

도 2는 본 발명의 바람직한 일실시 예를 나타내는 수격현상 방지용 체크밸브의 분해사시도.

도 3은 도 2에 도시된 본 발명의 분해단면도.

도 4는 본 발명의 작동상태를 나타내는 작동상태도.

도 5는 본 발명의 다른 실시 예의 작동상태를 나타내는 단면도.

<< 도면의 주요부분에 대한 설명 >>

10 : 제1하우징 12 : 유입구

14 : 유출구 16 : 제1완충홈

18 : 제1완충턱

20 : 제2하우징 22 : 걸림턱

24 : 제2완충홈 26 : 제2완충턱

30 : 개폐변 31 : 몸체

32 : 디스크 34 : 토출공

36 : 삽입완충구 38 : 제1완충부

38a : 안착홈 39 : 제2완충부

39a : 안착홈 40 : 스프링

Claims

유체의 유출입이 이루어지는 유입구(12)와 유출구(14)가 형성된 제1하우징(10)과, 일측이 상기 유출구(14)와 결합되고 타측에는 걸림턱(22)이 형성된 중공관 형상의 제2하우징(20)과, 상기 제2하우징(20) 내부에 설치되는 몸체(31)와 상기 몸체(31) 일측에 구비되어 상기 유출구(14)를 개폐하는 디스크(32)와 상기 디스크(32) 가장자리에 형성되어 유체가 통과하는 토출공(34)으로 구성되는 개폐변(30)으로 이루어지는 체크밸브에 있어서,

상기 몸체(31) 일측으로부터 삽입완충구(36)가 연장 형성되고,

상기 제1하우징(10) 내측 가장자리에는 상기 삽입완충구(36)가 삽입되면서 충진된 유체에 의해 완충될 수 있는 제1완충홈(16)이 형성되며,

상기 제2하우징(20)의 걸림턱(22) 상에는 상기 몸체(31)의 타측이 삽입되면서 충진된 유체에 의해 완충될 수 있는 제2완충홈(24)이 형성되는 것을 특징으로 하는 수격현상 방지용 체크밸브.
제 1 항에 있어서,

상기 개폐변(30)과 걸림턱(22) 사이에는 상기 개폐변(30)을 탄성지지하는 스프링(40)이 게재되는 것을 특징으로 하는 수격현상 방지용 체크밸브.
유체의 유출입이 이루어지는 유입구(12)와 유출구(14)가 형성된 제1하우 징(10)과, 일측이 상기 유출구(14)와 결합되고 타측에는 걸림턱(22)이 형성된 중공관 형상의 제2하우징(20)과, 상기 제2하우징(20) 내부에 설치되는 몸체(31)와 상기 몸체(31) 일측에 구비되어 상기 유출구(14)를 개폐하는 디스크(32)와 상기 디스크(32) 가장자리에 형성되어 유체가 통과하는 토출공(34)으로 구성되는 개폐변(30)으로 이루어지는 체크밸브에 있어서,

상기 제1하우징(10) 내측 가장자리에는 제1완충턱(18)이 형성되고 상기 제2하우징(20)의 걸림턱(22) 상에는 제2완충턱(26)이 형성되며,

상기 몸체(31) 일측에는 단부가 내측으로 절곡되어 상기 제1완충턱(18)에 안착될 수 있는 안착홈(38a)이 형성된 제1완충부(38)가 형성되고, 상기 몸체(31)의 타측에도 단부가 내측으로 절곡되어 상기 제2완충턱(26)에 안착될 수 있는 안착홈(39a)이 형성된 제2완충부(39)가 형성되는 것을 특징으로 하는 수격현상 방지용 체크밸브.
제 3 항에 있어서,

상기 개폐변(30)과 걸림턱(22) 사이에는 상기 개폐변(30)을 탄성지지하는 스프링(40)이 게재되는 것을 특징으로 하는 수격현상 방지용 체크밸브.