KR101036820B1 - 캐비테이션 방지용 제수밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 캐비테이션 방지용 제수밸브에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다공판이 반달 형태로 상부면이 양측에서 중앙부의 중심점(C)으로 160도 각도(θ)로 절곡되고, 다수개의 다공판이 고정 스템에 상,하로 상호 대칭되게 엇갈려서 연결됨으로써, 디스크의 개방시, 빠른 유체의 유속에 발생되는 캐비테이션을 제어하여 제거할 수 있고, 상기 다공판을 간단한 구조에 의해 체결하여 제작과 설치가 용이하며, 디스크를 충분히 개방할 때에도 다공판이 몸체의 내측 상,하단부에 구비되어 많은 양의 유체의 유속에서 발생하는 캐비테이션을 완벽하게 제어하며, 유체의 흐름을 방해를 하지 않는 특징이 있다.

Description

캐비테이션 방지용 제수밸브{Cavitation Check for Sluice valve}

본 발명은 캐비테이션 방지용 제수밸브에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다공판이 반달 형태로 상부면이 양측에서 중앙부의 중심점(C)으로 160도 각도(θ)로 절곡되고, 다수개의 다공판이 고정 스템에 상,하로 상호 대칭되게 엇갈려서 연결됨으로써, 디스크의 개방시, 빠른 유체의 유속에 발생되는 캐비테이션을 제어하여 제거할 수 있고, 상기 다공판을 간단한 구조에 의해 체결하여 제작과 설치가 용이하며, 디스크를 충분히 개방할 때에도 다공판이 몸체의 내측 상,하단부에 구비되어 많은 양의 유체의 유속에서 발생하는 캐비테이션을 완벽하게 제어하며, 유체의 흐름을 방해를 하지 않는 캐비테이션 방지용 제수밸브에 관한 것이다.

고압으로 흐르는 유체는 디스크로 흐름을 단속하는 밸브에서 필연적으로 개도(開度) 영역을 달리하여 흐르게 되고, 특히 디스크가 닫힌 상태에서 열리기 시작할 때의 적은 개도 영역에서는 유속의 갑작스러운 증가로 인하여 밸브 내의 수압이 포화증기압보다 낮아지고, 이때, 유체가 증발하여 기체로 변하게 되어 기포가 발생하는 캐비테이션(cavitation) 현상이 발생하게 되며, 이 기포로 인하여 소음, 진동이 발생할 뿐 아니라, 디스크 및 본체가 침식되는 문제점이 발생한다.

이러한 캐비테이션이 발생하는 것을 방지하기 위해서는 밸브의 디스크 개방시 압력 손실이 발생할 수 있는 구조를 만들어 유체의 유속이 증가하지 못하도록 함으로써 증기압 이하로 압력이 떨어지는 것을 방지해 주어야만 한다.

따라서, 본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서,

다공판이 반달 형태로 상부면이 양측에서 중앙부의 중심점(C)으로 160도 각도(θ)로 절곡되고, 다수개의 다공판이 고정 스템에 상,하로 상호 대칭되게 엇갈려서 연결됨으로써, 디스크의 개방시, 빠른 유체의 유속에 발생되는 캐비테이션을 제어하여 제거할 수 있고, 상기 다공판을 간단한 구조에 의해 체결하여 제작과 설치가 용이하며, 디스크를 충분히 개방할 때에도 다공판이 몸체의 내측 상,하단부에 구비되어 많은 양의 유체의 유속에서 발생하는 캐비테이션을 완벽하게 제어하며, 유체의 흐름을 방해를 하지 않는 캐비테이션 방지용 제수밸브를 제공하는데 목적이 있다.

상기 목적을 달성하고자, 본 발명은 디스크의 상,하 이동에 따라 몸체를 흐르는 유체의 흐름을 단속하는 제수밸브에 있어서,

상기 몸체의 출구 측 플레이트에 탈부착되도록 가장자리에 고정홀이 형성된 고정부가 형성되고, 상기 유체가 이송되도록 중앙부에 중앙홀이 형성되며, 상기 중앙홀의 내주연에는 연결홀이 형성된 연결부가 원주방향으로 상호 이격되어 다수개가 형성되는 지지판과;

상기 지지판의 연결홀에 각각 결합되어 다공판을 지지하는 고정 스템과;

상기 고정 스템에 다수개가 상,하로 상호 대칭되게 엇갈려서 연결되고, 상기 디스크의 후면에 구비되어 디스크가 상측으로 이동시, 급속히 유입되는 유체를 제어하여 캐비테이션을 방지하도록 반달 형태로 형성되며, 상기 반달 형태의 상부면은 양측에서 중앙부의 중심점(C)으로 160도 각도(θ)로 절곡되며, 일부 유체가 관통하여 이송되도록 일단면에 다수개의 이송홀이 형성되는 다공판;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 캐비테이션 방지용 제수밸브에 관한 것이다.

이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 발명의 캐비테이션 방지용 제수밸브는 다공판이 반달 형태로 상부면이 양측에서 중앙부의 중심점(C)으로 160도 각도(θ)로 절곡되고, 다수개의 다공판이 고정 스템에 상,하로 상호 대칭되게 엇갈려서 연결됨으로써, 디스크의 개방시, 빠른 유체의 유속에 발생되는 캐비테이션을 제어하여 제거할 수 있고, 상기 다공판을 간단한 구조에 의해 체결하여 제작과 설치가 용이하며, 디스크를 충분히 개방할 때에도 다공판이 몸체의 내측 상,하단부에 구비되어 많은 양의 유체의 유속에서 발생하는 캐비테이션을 완벽하게 제어하며, 유체의 흐름을 방해를 하지 않는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 제수밸브를 나타낸 정면도이고,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 제수밸브를 나타낸 측면도이고,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 수밀캡이 장착된 디스크의 단면도이고,
도 4는 도 3의 C-C부분 단면도이고,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 캐비테이션 방지장치를 나타낸 사시도이고,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 다공판을 나타낸 정면도이다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래와 같은 특징을 갖는다.

본 발명은 디스크의 상,하 이동에 따라 몸체를 흐르는 유체의 흐름을 단속하는 제수밸브에 있어서,

상기 몸체의 출구 측 플레이트에 탈부착되도록 가장자리에 고정홀이 형성된 고정부가 형성되고, 상기 유체가 이송되도록 중앙부에 중앙홀이 형성되며, 상기 중앙홀의 내주연에는 연결홀이 형성된 연결부가 원주방향으로 상호 이격되어 다수개가 형성되는 지지판과;

상기 지지판의 연결홀에 각각 결합되어 다공판을 지지하는 고정 스템과;

상기 고정 스템에 다수개가 상,하로 상호 대칭되게 엇갈려서 연결되고, 상기 디스크의 후면에 구비되어 디스크가 상측으로 이동시, 급속히 유입되는 유체를 제어하여 캐비테이션을 방지하도록 반달 형태로 형성되며, 상기 반달 형태의 상부면은 양측에서 중앙부의 중심점(C)으로 160도 각도(θ)로 절곡되며, 일부 유체가 관통하여 이송되도록 일단면에 다수개의 이송홀이 형성되는 다공판;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 특징을 갖는 본 발명은 그에 따른 바람직한 실시예를 통해 더욱 명확히 설명될 수 있을 것이다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 제수밸브를 나타낸 정면도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 제수밸브를 나타낸 측면도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 수밀캡이 장착된 디스크의 단면도이고, 도 4는 도 3의 C-C부분 단면도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 캐비테이션 방지장치를 나타낸 사시도이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 다공판을 나타낸 정면도이다.

도 1 내지 도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 캐비테이션 방지용 제수밸브(10)는 플랜지(22)가 형성되어 유체이송관의 관로 상에 결합되는 몸체(20)와, 상기 몸체에 내장되는 디스크(30)와, 상기 디스크를 상하로 이동시키기 위한 스크류(40)와, 상기 제수밸브(10)의 배출구에 고정되어 캐비테이션 현상을 방지하는 캐비테이션 방지장치(미도시)로 구성된다.

상기 몸체(20)는 관체의 양단부에 플랜지(22)가 형성되어 다른 유체이송관과 결합되고, 관체 중단에는 중공부를 갖는 안치부(21)가 상측으로 형성된다. 상기 안치부에는 관체의 연통시키기 위해 상측으로 이동된 디스크(30)가 안치되는 공간이며, 몸체의 관로상에서 상측으로 돌출된 길이는 최소한 디스크의 높이보다 크게 형성하여 유체의 관체를 개방할 시 디스크(30)에 의해 유체의 흐름이 방해되지 않도록 함이 바람직하다.

여기에서 상기 몸체(20)의 내부에 안치되는 디스크(30)는 스크류(40)의 회전에 의해 상하 이동되면서 관체를 단속 또는 개방시키는 것이다. 즉, 디스크(30)는 스크류에 의해 하부로 이동되어 관체의 유로를 막아 유체의 단속이 이루어지고, 이와반대로 상부로 이동되어 안치부(21) 내에 위치시킴으로써 유체를 흐르게 하는 것이다. 이러한 디스크(30)는 대개 일정두께를 갖는 원형판체로 형성되어 단속시 디스크의 외주면이 몸체의 관로에 밀착되어 밀폐시키는 것이다. 따라서 상기 디스크(30)는 유압에 의해 밀려나는 것을 방지하기 위해 디스크의 외주면과 접하는 몸체(20)의 양측면에 가이드홈을 형성하고, 상기 가이드홈과 대응되는 디스크(30)의 외주면에는 가이드대(31)를 형성하여, 상기 가이드대(31)가 가이드홈에 삽입되어 상하 슬라이딩되도록 함으로써 유압에 밀려나는 것을 방지하도록 한 것이다.

또한, 상기 스크류(40)는 외주면을 따라 걸림돌기(41)가 형성되어 외부로 회전력이 가해지면 동일한 위치상에서 축을 중심으로 회전만 이루어진다. 이러한 스크류(40)의 하부측에는 나사산이 형성되고, 상측에는 핸들을 결합할 수 있는 핸들결합부(42)가 형성되어 상기 핸들결합부에서 가해지는 회전력에 의해 스크류(40)가 회전하고, 상기 스크류에 나사결합되어 있는 디스크(30)는 상부 또는 하부로 하강되어 관체의 유체흐름을 개방시키거나, 단속이 이루어지는 것이다.

즉, 상기 안치부(21)의 상단은 스크류가 장착될 수 있도록 개구되고 중심방향으로 일정길이의 안치대(211)가 연장형성되어 있다.

한편, 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이 상기 스크류(40)의 회전에 의해 상하 이동되는 디스크(30)는 수압에 의해 밀리는 것을 방지하기 위해 양측면에 가이드대(31)가 돌출형성되고, 상기 가이드대와 접하는 몸체(20) 내주면에는 가이드홈(미도시)이 형성되며, 중심에는 스크류를 내설하기 위한 스크류삽입구(33)가 형성되고, 상기 스크류삽입구의 내주면에는 스크류의 외주면에 형성된 나사산과 대응되는 나사산이 형성된다.

이와 같은 구조에서 상기 디스크(30)는 수밀성을 향상시키기 위해 외면을 일정한 탄성으로 갖는 재질인 합성수지로 형성하게 되는데, 상기 합성수지는 금속재질보다 마모가 더 빨리 발생됨으로, 상기 가이드대(31)가 가이드홈에서 상하이동됨에 따라 접하는 가이드대의 마모가 급속하게 발생되게 된다.

따라서, 상기 마모가 발생되는 부분인 가이드대에 수밀캡(32)을 착탈가능하게 장착하여 마모에 의해 교체를 용이하게 하고, 보수비용을 절감시킨 것이다.

이러한 수밀캡(32)은 가이드홈과 접하여 슬라이딩되는 가이드대(31)의 전면을 커버할 수 있는 크기로 형성함이 바람직하며, 수밀캡(32)의 두께만큼 가이드대(31)의 두께를 축소하여 장착할 수 있다. 상기 장착수단으로는 다양한 방법이 사용될 수 있으며, 대표적으로는 돌기와 홈에 의한 결합방법을 적용할 수 있다.

도 5와 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 캐비테이션 방지장치(미도시)는 디스크(30)가 상측으로 이동시, 몸체(20)의 내부에 머물고 있던 유체가 디스크(30)의 하단부인 좁은 틈새로 급속히 빠져나오는데, 이때, 유입되는 유체의 와류현상(캐비테이션 현상)이 발생하고, 이 현상을 방지하도록 다공판(50)과, 지지판(60)과, 고정 스템(70)으로 구성된다.

상기 다공판(50)은 몸체(20)의 내부 출구 측 즉, 디스크(30)의 후면에 소정간격 이격되어 구비되어 다수개가 형성되고, 상기 디스크(30)가 상측으로 이동시, 급속히 유입되는 유체를 제어하여 종래에 발생되는 캐비테이션 현상을 방지한다.

이때, 상기 다공판(50)은 도 5를 참고하여, 다수개로 고정 스템(70)에 상호 이격되어 형성되는데, 상기 디스크(30)의 바로 후면에 구비되는 다공판(50)은 몸체(20)의 내측 하단부에 구비되고, 그 다음 다공판(50)은 몸체(20)의 내측 상단부에 구비되며, 그 다음 다공판(50)은 몸체(20)의 내측 하단부에 구비되고, 그 다음 다공판(50)은 몸체(20)의 내측 상단부에 구비되는 방식으로 디스크(30)가 완전 개방시에도 유체의 빠른 이송에 따라 발생하는 캐비테이션을 완벽하게 방지할 수 있다.

여기서, 상기 다공판(50)은 도 6을 참고하여, 디스크(30)가 상측으로 이동시, 몸체(20)의 하측부로 급속히 유입되는 유체만을 제어하도록 반호 형태로 형성되어 몸체(20)의 내부 하단부에 설치된다.

이때, 상기 다공판(50)의 호 부위는 하측으로 구비되고, 다공판(50)의 평면부는 상측으로 구비되는데, 상기 평면부는 도 6의 (a)에서처럼, 평면선상에서 중심점(C)을 기준으로 160도 각도(θ)로 절곡된다. 즉, 상기 평면부의 상측면 양끝단부가 상측으로 160도 각도로 경사지게 돌출 형성되는 "V" 형태의 형상이다. 이렇게, 상기 평면부의 각도가 160도일 때가 급속히 이송되는 유체를 제어할 수 있다.

그리고, 상기 다공판(50)의 평면부 각도(θ)가 도 6의 (b),(c)에서처럼 100도(a) 및 120도(b)로 평면 선상보다 내측으로 절곡 형성될 수 있는데, 하지만, 상기에서 기술된 다공판(50)은 다양한 실시예의 다공판(50) 중 160도로 절곡된 다공판(50)이 유입된 유체가 다공판(50)을 쉽게 넘어가지 않아 캐비테이션 현상을 원활하게 방지할 수 있다.

그리고, 상기 다공판(50)의 일단면에는 유체의 흐름을 막으면서 일부 유체가 다공판(50)을 관통하여 이송되도록 다수개의 이송홀(51)이 형성되고, 이런 식으로 유체에 의해 캐비테이션 발생을 제어할 수 있다.

또한, 상기 이송홀(51)은 다공판(50)의 호 가장자리에만 원주방향으로 이격되어 형성되고, 상기 이송홀(51)이 상호 직렬로 배치되어 형성된다.

상기 지지판(60)은 도 2와 도 5에 도시한 바와 같이, 몸체(20)의 배출구(23) 측 플랜지(22)에 볼트, 너트 등의 고정수단에 의해 고정되도록 상기 지지판(60)의 가장자리에 고정부(61)가 상호 이격되어 다수개가 형성되고, 상기 고정부(61)에는 고정수단이 결합될 고정홀(미도시)이 형성된다.

또한, 상기 지지판(60)의 중앙홀 내주연에는 고정 스템(70)이 결합될 수 있도록 다수개의 연결홀(미도시)이 형성된 연결부(62)가 상호 이격되어 형성된다.

상기 고정 스템(70)은 도 1과 도 5에 도시한 바와 같이, 다공판(50)과 지지판(60)를 연결해주는 축으로써, 일측은 지지판(60)의 연결홀에 결합되고, 타측은 다공판(50)의 이송홀(51) 중 고정 스템(70)과 수평으로 위치되는 이송홀(51)에 결합되어 다공판(50)과 지지판(60)를 연결해준다.

10 : 제수밸브 20 : 몸체
30 : 디스크 40 : 스크류
50 : 다공판 60 : 지지판
70 : 고정 스템

Claims (3)

1. 디스크(30)의 상,하 이동에 따라 몸체(20)를 흐르는 유체의 흐름을 단속하는 제수밸브(10)에 있어서,
   상기 몸체(20)의 출구 측 플랜지(22)에 탈부착되도록 가장자리에 고정홀이 형성된 고정부(61)가 형성되고, 상기 유체가 이송되도록 중앙부에 중앙홀이 형성되며, 상기 중앙홀의 내주연에는 연결홀이 형성된 연결부(62)가 원주방향으로 상호 이격되어 다수개가 형성되는 지지판(60)과;
   상기 지지판(60)의 연결홀에 각각 결합되어 다공판(50)을 지지하는 고정 스템(70)과;
   상기 고정 스템(70)에 다수개가 상,하로 상호 대칭되게 엇갈려서 연결되고, 상기 디스크(30)의 후면에 구비되어 디스크(30)가 상측으로 이동시, 급속히 유입되는 유체를 제어하여 캐비테이션을 방지하도록 반달 형태로 형성되며, 상기 반달 형태의 상부면은 양측에서 중앙부의 중심점(C)으로 160도 각도(θ)로 절곡되며, 일부 유체가 관통하여 이송되도록 일단면에 다수개의 이송홀(51)이 형성되는 다공판(50);을 포함하여 구성되고,
   상기 다공판(50)은 다수개로 고정 스템(70)에 상호 이격되어 형성되되, 상기 디스크(30)의 바로 후면에 구비되는 다공판(50)은 몸체의 내측 하단부에 구비되고, 그 다음 다공판(50)은 몸체(20)의 내측 상단부에 구비되며, 그 다음 다공판(50)은 몸체(20)의 내측 하단부에 구비되고, 그 다음 다공판(50)은 몸체(20)의 내측 상단부에 구비되는 방식으로 디스크(30)가 완전 개방시에도 유체의 빠른 이송에 따라 발생하는 캐비테이션을 완벽하게 방지할 수 있는 것을 특징으로 하는 캐비테이션 방지용 제수밸브.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 제수밸브(10)는 관로 사이에 플랜지(22)가 형성된 몸체(20)가 결합되고, 상기 몸체 내에 설치되어 유체의 흐름을 개폐하도록 양측면에 가이드대(31)가 돌출된 디스크(30)가 스크류(40)에 의해 상,하 이동되며, 상기 가이드대(31)와 접하는 몸체 양측면에는 가이드홈이 형성되어 가이드대(31)가 내입되고, 상기 가이드대(31)에는 마모에 의한 파손방지와 밀폐성을 향상시키기 위해 수밀캡(32)이 더 장착되며, 상기 몸체(20)의 상부에는 상부로 이동된 디스크(30)가 내입되어 안치되는 안치부(21)가 형성되고, 상기 스크류(40)의 상부 일측에는 외주면을 따라 걸림돌기(41)가 돌출되는 것을 특징으로 하는 캐비테이션 방지용 제수밸브.
   
3. 삭제

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