KR101021901B1 - 이중 실링 구조를 가지는 버터플라이 밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밸브몸체의 유로 개폐수단인 디스크로 유체의 정압은 물론 역압이 가해지더라도 에어공급관으로 외부 공기를 주입하여 팽창된 고무시트가 밸브몸체 시트에 항상 밀착시킬 수 있도록 하여 기밀성을 유지할 수 있도록 한 이중 실링 구조를 가지는 버터플라이 밸브에 관한 것이다.
이를 구현하기 위한 본 발명은 밸브몸체의 유로를 개폐시키는 디스크의 외주면에는 고무시트 및 금속시트가 조립되고, 상기 밸브몸체의 내주면에는 상기 고무시트 및 금속시트와 접촉하며 기밀성을 유지시키는 밸브몸체 시트가 조립 구성되고, 상기 밸브몸체 시트의 내주면에는 상기 고무시트 및 금속시트가 접촉하기 위한 경사면부를 형성하여 구성한 이중 실링 구조를 가지는 버터플라이 밸브에 있어서, 상기 고무시트는 튜브 형태로 내부에는 공간이 형성되도록 구성하며 상기 고무시트의 공간으로는 에어공급관을 통해 공급되는 에어가 충진되도록 구성하여 상기 에어의 압력으로 상기 고무시트는 팽창하도록 구성함을 기술적 요지로 한다.

Description

이중 실링 구조를 가지는 버터플라이 밸브{A BUITERFLY VALVE}

본 발명은 이중 실링 구조를 가지는 버터플라이 밸브에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 밸브몸체의 유로 개폐수단인 디스크로 유체의 정압은 물론 역압이 가해지더라도 에어공급관으로 외부 공기를 주입하여 팽창된 고무시트가 밸브몸체 시트에 항상 밀착시킬 수 있도록 하여 기밀성을 유지할 수 있도록 한 이중 실링 구조를 가지는 버터플라이 밸브에 관한 것이다.

잘 알려진 바와 같이, 버터플라이 밸브는 일명 접형변이라고도 일컬어 지는 것으로서, 원판의 형상을 가진 디스크의 회동동작에 따라 밸브를 개폐시켜 유량을 조절할 수 있도록 고안된 밸브를 말한다.

상기한 버터플라이 밸브는 관로 사이에 설치되며 내부에는 유로가 형성된 밸브몸체와, 구동원의 동력으로 회전하며 상기 디스크를 회동시키는 구동축 및 상기 구동축에 결합되며 상기 밸브몸체의 유로를 개폐시키는 디스크를 포함하여 구성한다.

한편, 상기 밸브몸체의 내주면에는 환형의 밸브몸체 시트가 돌출 형성되고, 상기 밸브몸체 시트에 인접하는 밸브디스크의 외주면에는 밸브몸체 시트에 밀착되는 실링부재가 장착되어 밸브의 차단시에 기밀이 유지되도록 구성하게 된다.

위와 같이 구성된 종래의 버터플라이 밸브에 있어서, 상기 실링부재(125)는 주로 고무 등의 유연한 탄성소재로 제작되는데, 이러한 탄성 소재로 된 실링부재는 밸브몸체 시트와의 밀착성이 우수하여 밸브의 기밀성을 높게 할 수 있는 장점은 있으나, 그 강도면에 있어서는 매우 취약하여 잦은 개폐동작에 따른 밸브몸체 시트와의 마찰, 이송유체로부터의 충격 및 배관내의 이물질 등에 의해 쉽게 파손되고 수명이 짧은 단점이 있었다.

또한 이러한 강도면에서의 취약점 때문에 금속소재로 제작된 실링부재도 사 용되고 있으나, 금속제 실링부재는 고무등의 탄성 소재로 된 것에 비해 탄력 및 유연성이 떨어지고 경도가 높은 만큼 밸브몸체 시트와의 밀착성도 떨어질 수밖에 없어 밸브의 차단시에 기밀성이 나빠지는 문제점이 있었다.

상기한 문제점을 해결하기 위한 선행기술로는 대한민국 특허청 등록실용신안공보 등록번호 제 20-0365286 호(명칭: 버터플라이 밸브)(이하, 선행기술이라 칭함)가 게시된 바 있다.

상기 선행기술은 밸브디스크의 외주면을 따라 고무시트와 금속시트를 이중으로 설치하여 밸브몸체 시트와의 마찰에 따른 파손 및 마모는 금속시트가 보강토록 하고, 또한 밸믐몸체 시트와의 밀착성은 탄성력을 가지는 고무시트가 보강토록 함으로서 종래 단일 시트구조를 채택한 버터플라이 밸브의 문제점을 극복하는 작용효과를 가지게 된다.

그러나 종래 선행기술은 고무시트 및 금속시트와 접촉하는 밸브몸체 시트가 단순히 후방으로만 경사진 단면 구조로 성형됨에 따라 디스크로 정압이 전해질 때에는 상기 경사각도를 통해 고무시트 및 금속시트는 후방으로 밀리는 과정에서 밸브몸체 시트에 더욱 견고하게 밀착될 수 있으나, 반대로 디스크로 역압이 전해질 경우에는 고무시트 및 금속시트가 전방으로 밀리는 과정에서 밸브몸체 시트에서 떨어져 기밀성을 유지하지 못하는 경우가 발생하는 문제점이 있었다.

따라서, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 밸브 몸체의 유로 개폐수단인 디스크로 유체의 정압은 물론 역압이 가해지더라도 에어공급관으로 외부 공기를 주입하여 팽창된 고무시트가 밸브몸체 시트에 항상 밀착시킬 수 있도록 하여 기밀성을 유지할 수 있도록 한 이중 실링 구조를 가지는 버터플라이 밸브를 제공함에 있다.

본 발명은 밸브몸체의 유로를 개폐시키는 디스크의 외주면에는 고무시트 및 금속시트가 조립되고, 상기 밸브몸체의 내주면에는 상기 고무시트 및 금속시트와 접촉하며 기밀성을 유지시키는 밸브몸체 시트가 조립 구성되고, 상기 밸브몸체 시트의 내주면에는 상기 고무시트 및 금속시트가 접촉하기 위한 경사면을 형성하여 구성한 이중 실링 구조를 가지는 버터플라이 밸브에 있어서, 상기 고무시트(18)의 내부에 형성되고 공기압이 충진되기 위한 튜브형태의 공간부와, 상기 고무시트의 공간부와 에어공급관으로 연결되며 상기 공간부에 공기압을 공급하여 상기 고무시트를 팽창시키는 컴프레셔와, 상기 디스크의 흔들림 상태를 감지하는 센서와, 상기 센서로부터 입력되는 감지신호에 응답하여 상기 컴프레셔를 구동시키는 제어부를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 이중 실링 구조를 가지는 버터플라이 밸브는 밸브몸체 시트의 경사면으로 밀착된 고무시트가 밸브몸체의 유로 개폐수단인 디스크로 유체의 정압은 물론 역압이 가해지더라도 고무시트의 일측에 형성된 에어공급관으로 에어를 주입하여 팽창된 고무시트가 밸브몸체 시트에 밀착시킬 수 있도록 하여 기밀성을 유지할 수 있는 작용효과를 구현한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 제 1실시 예에 따른 이중 실링 구조를 가지는 버터플라이 밸브의 구성을 도시한 도면.
도 2는 도 1에서 지칭하고 있는 "A"부분 확대도.
도 3은 고무시트와 밸브몸체 시트 간의 사용상태를 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 바람직한 제 2실시 예에 따른 이중 실링 구조를 가지는 버터플라이 밸브의 구성을 도시한 도면.
도 5는 도 4에서 지칭하고 있는 "B"부분 확대도.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 후술 될 상세한 설명에서는 상술한 기술적 과제를 이루기 위해 본 발명에 있어 대표적인 실시 예를 제시할 것이다. 그리고 본 발명으로 제시될 수 있는 다른 실시 예들은 본 발명의 구성에서 설명으로 대체한다.
본 발명에서는 밸브몸체의 유로 개폐수단인 디스크로 유체의 정압은 물론 역압이 가해지더라도 에어공급관으로 외부 공기를 주입하여 팽창된 고무시트가 밸브몸체 시트에 항상 밀착시킬 수 있도록 하여 기밀성을 유지할 수 있도록 한 이중 실링 구조를 가지는 버터플라이 밸브를 구현함에 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.
{실시 예 1}
첨부된 도 1은 본 발명에 따른 이중 실링 구조를 가지는 버터플라이 밸브(100)의 구성을 도시한 도면이다.
도 1에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명의 이중 실링 구조를 가지는 버터플라이 밸브(100)는 유체를 흘려 보내는 관로 사이에 설치되며 내부에는 유로가 형성된 밸브몸체(10)와, 상기 밸브몸체(10)의 유로를 개폐시키는 디스크(12), 그리고 상기 디스크(12)에 결합되며 상기 밸브몸체(10) 외부에 설치되어 있는 구동수단(14)의 동력으로 회전하는 것을 포함하여 구성한다.
한편, 상기 디스크(12)와 밸브몸체(10) 사이에는 유체의 누설됨을 방지하는 기밀수단이 더 포함되어 설치된다.
첨부된 도 2에서 도시하고 있는 바와 같이, 기밀수단은 상기 디스크(12)의 외주면 앞쪽에 끼워진 상태에서 상기 디스크(12)의 전면 둘레에 볼트 체결되는 금속링(16)에 의해 압착 고정되는 고무시트(18)와, 상기 디스크(12)의 외주면 뒤쪽에 끼워진 상태에서 볼트 체결되는 금속시트(20) 그리고 상기 밸브몸체(10)의 내주면에 결합되며 상기 고무시트(18) 및 금속시트(20)가 접촉되는 밸브몸체 시트(22)를 포함하여 구성한다.
상기한 구성을 가지는 기밀수단은 이중구조의 고무시트(18) 및 금속시트(20)가 밸브몸체 시트(22)의 내면에 각각 접촉한 상태로 기밀을 유지하게 됨으로써 탄성력은 뛰어난 대신 상대적으로 내마모성이 취약한 고무시트(18)가 밸브몸체 시트(22)와의 접촉에 따른 마찰로 마모되면 내마모성이 우수한 금속시트(20)가 마모됨 없이 밸브몸체 시트(22)와 계속적인 접촉을 이루게 됨으로써 마모로 인한 유체 누설을 방지할 수 있으며, 또한 내마모성은 우수하나 탄성이 금속시트(20)와 밸브몸체 시트(22)간의 밀착성 저하는 탄성력이 뛰어난 고무시트(18)로 극복하게 됨으로써 종래 단일구조의 시트를 통한 기밀방식에 비하여 뛰어난 기밀성을 유지할 수 있게 된다.
한편, 상기 밸브몸체 시트(22)는 그 내주면이 앞쪽에서 뒤쪽으로 갈수록 그 직경이 작아지도록 전체적으로 경사지게 경사면(24)을 형성하도록 하고, 상기 경사면(24)에 전술한 고무시트(18) 및 금속시트(20)가 접촉하도록 구성한다.
그러나 상기와 같이 경사면(24)에 고무시트(18)와 금속시트(20)가 접촉하도록 구성할 경우에는 디스크(12)로 유체의 정압(도 1에서 화살표(가)방향)이 걸릴 경우, 상기 경사면(24)이 가지는 경사각도를 통해 고무시트(18)와 금속시트(20)는 더욱 견밀하게 밀착되며 기밀성을 높여 유체의 누설을 방지할 수 있으나, 반대로 유체에 역압(도 1에서 화살표(나)방향)이 걸릴 경우에는 경사면(24)의 경사각도에 의해 고무시트(18)와 금속시트(20)가 밸브몸체 시트(22)에서 떨어지게 됨으로써 기밀성을 유지할 수 없게 되는 바, 본 발명은 상기 고무시트(18)를 튜브 형태로 내부에 공기가 충진될 수 있는 공간부(P)가 형성되도록 제작하여 도 3에서와 같이 유체의 역압이 걸릴 경우, 상기 고무시트(18)의 내부 공간부(P)로 충진되는 공기압으로 고무시트(18)가 팽창하도록 함으로서 고무시트(18)를 밸브몸체 시트(22)의 경사면(24)에 계속적으로 접촉될 수 있도록 하여 기밀성을 유지할 수 있도록 함에 특징을 가진다.
상기 고무시트(18)에는 에어공급관(26)의 일단을 연결 구성하고, 상기 에어공급관(26)의 타단은 밸브몸체(10) 외부에 설치되어 있는 컴프레셔에 연결 구성하여 제어부의 신호에 따라 상기 컴프레셔가 구동하면, 공기를 상기 고무시트(18)의 내부 공간부(P)로 공급하여 고무시트(18)를 팽창시키게 된다. 이러한 공기의 공급에 따른 동작은 역압 발생시 디스크(12)의 흔들림을 감지하는 센서가 제어부로 감지신호를 출력하면 상기 제어부가 컴프레셔를 동작시키도록 하는 자동화방식을 채택함이 가장 바람직할 것이다.

이하, 본 발명에 따른 이중 실링 구조를 가지는 버터플라이 밸브(100)의 작용을 첨부된 도면들을 참조하여 기술하기로 한다.
먼저, 디스크(12)를 동작시켜 밸브몸체(10)의 유로를 폐쇄하게 되면 상기 디스크(12)의 외주면에 조립되어 있는 고무시트(18) 및 금속시트(20)는 상기 밸브몸체(10)의 내주면에 설치되어 있는 밸브몸체 시트(22)의 경사면에 접촉하며 기밀성을 유지시키게 된다.
한편, 상기와 같이 디스크(12)로 밸브몸체(10)의 유로를 폐쇄시킨 상태에서 상기 디스크(12)로 유체의 정압이 걸리게 되면 도 2에서와 같이 고무시트(18)와 금속시트(20)는 밸브몸체 시트(22)가 가지는 경사면(24)의 경사각도에 의해 더욱 견밀하게 밀착되며 기밀성을 유지하게 됨으로써 유체의 정압으로 인해 디스크(12)와 밸브몸체(10) 사이로 유체의 누설됨을 방지할 수 있다.
이와 반대로, 디스크(12)에 유체의 역압이 걸리게 되면 밸브몸체 시트(22)의 경사면(24)이 가지는 경사각도에 의해 고무시트(18)와 금속시트(20)가 밸브몸체 시트(22)에서 떨어지게 됨으로써 기밀성을 유지할 수 없게 되는 데, 이때에는 도 3에서와 같이 제어부의 신호로 컴프레셔가 구동하며 에어공급관(26)을 통해 상기 고무시트(18)의 내부 공간부(P)로 공기압을 충진시켜 고무시트(18)를 팽창시키도록 하여 고무시트(18)를 밸브몸체 시트(22)의 경사면(24)에 계속적으로 접촉시키게 됨으로서 기밀성을 유지할 수 있도록 하여 유체의 역압으로 인해 디스크(12)와 밸브몸체(10) 사이로 유체의 누설됨을 방지할 수 있게 된다.

{실시 예 2}
첨부된 도 4와 도 5는 본 발명의 제 2실시 예에 따른 이중 실링 구조를 가지는 버터플라이 밸브(200)를 도시한 도면들이다.
도 4와 도 5에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명의 제 2실시 예에 따른 이중 실링 구조를 가지는 버터플라이 밸브(200)는 전술한 제 1실시 예와 같이, 밸브몸체(10), 디스크(12), 고무시트(18), 금속시트(20), 밸브몸체 시트(22)로 구성하고, 또한 상기 고무시트(18)를 팽창성을 가지는 재질을 이용하여 튜브 형태로 내부에 공기가 충진될 수 있는 공간부(P)가 형성되도록 제작하되, 상기 고무시트(18)에 에어공급관(110)을 연결하지 않고, 상기 금속시트(20)에 에어유입구(110)를 관통 형성한 상태에서 상기 에어유입구(110)를 상기 고무시트(18)의 내부 공간(P)에 연결 구성하여 역압이 디스크(12)에 걸려질 때, 유로에 존재하는 공기가 상기 에어유입구(110)를 통해 고무시트 내부 공간부(P)로 유입되도록 함으로서 고무시트(18)를 팽창시켜 역압으로 인한 유체의 누설됨을 방지할 수 있도록 한다.

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10: 밸브몸체 12: 디스크
18: 고무시트 20: 금속시트
22: 밸브몸체 시트 24: 경사면
26: 에어공급관 110: 에어유입구

Claims (1)

1. 밸브몸체(10)의 유로를 개폐시키는 디스크(12)의 외주면에는 고무시트(18) 및 금속시트(20)가 조립되고, 상기 밸브몸체(10)의 내주면에는 상기 고무시트(18) 및 금속시트(20)와 접촉하며 기밀성을 유지시키는 밸브몸체 시트(22)가 조립 구성되고, 상기 밸브몸체 시트(22)의 내주면에는 상기 고무시트(18) 및 금속시트(20)가 접촉하기 위한 경사면(24)을 형성하여 구성한 이중 실링 구조를 가지는 버터플라이 밸브(100)에 있어서,
   상기 고무시트(18)의 내부에 형성되고, 공기압이 충진되기 위한 튜브형태의 공간부(P)와;
   상기 고무시트(18)의 공간부(P)와 에어공급관(26)으로 연결되며, 상기 공간부(P)에 공기압을 공급하여 상기 고무시트(18)를 팽창시키는 컴프레셔와;
   상기 디스크(12)의 흔들림 상태를 감지하는 센서와;
   상기 센서로부터 입력되는 감지신호에 응답하여 상기 컴프레셔를 구동시키는 제어부를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 이중 실링 구조를 가지는 버터플라이 밸브.

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