KR101108649B1

KR101108649B1 - 가압식 버터플라이밸브

Info

Publication number: KR101108649B1
Application number: KR1020110084101A
Authority: KR
Inventors: 정태희; 송근원; 지연화
Original assignee: (주) 삼진정밀
Priority date: 2011-08-23
Filing date: 2011-08-23
Publication date: 2012-01-31
Also published as: WO2013027897A1

Abstract

본 발명은 가압식 버터플라이밸브에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 디스크의 개폐가 직선-회전 구동되도록 형성됨으로써, 시트가 간섭되지 않아 종래의 시트가 눌려 회전되는 것이 방지되어 시트의 내구성과 밀폐성이 향상되고, 150bar 이상의 고압에 디스크의 개폐가 용이하게 사용할 수 있으므로 사용에 제약을 받지 않아 밸브의 효율성이 증가하는 특징이 있다.

Description

가압식 버터플라이밸브{Pressure-type Butterfly valve}

본 발명은 가압식 버터플라이밸브에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 디스크의 개폐가 직선-회전 구동되도록 형성됨으로써, 시트가 간섭되지 않아 종래의 시트가 눌려 회전되는 것이 방지되어 시트의 내구성과 밀폐성이 향상되고, 150bar 이상의 고압에 디스크의 개폐가 용이하게 사용할 수 있으므로 사용에 제약을 받지 않아 밸브의 효율성이 증가하는 가압식 버터플라이밸브에 관한 것이다.

일반적으로 버터플라이밸브는 관로에 연결되는 밸브 본체의 내부에 디스크가 회동축으로 회동가능하게 설치되고, 회동축이 연결된 구동장치에 의해 회동하여 관로를 개폐시키게 된다. 그리고 밸브 본체의 내주면과 디스크의 외주면에는 폐쇄될 때에 서로 압착되는 시트 또는 시일링장치가 구비되어 있다.

여기서, 상기 버터플라이 밸브는 디스크가 축에 의해 90도 회전운동함으로써 유체를 단속하는 장치로써, 상기 버터플라이 밸브는 바디 시트와 디스크 시트의 어느 한쪽 시트는 충분한 탄성이 있어야 밸브 작동이 가능하다.

따라서 바디나 디스크의 시트 중 한쪽 시트는 고무, 우레탄, 실리콘, 나일론, 테플론 등의 탄성소재가 사용된다. 그러나 이러한 탄성 소재들은 쉽게 마모되거나 고온이나 극저온, 화학약품이 함유된 유체 또는 유체 속의 이물질 등에 취약한 단점이 있다.

그리고, 상기 디스크가 개방시, 시트를 압박하면서 개방되고, 그렇게 계속적으로 밀폐-개방되면서 시트의 내구성이 저하되고, 그로 인해 상기 디스크의 밀폐시에 밀폐력이 떨어지는 문제점이 발생한다.

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

디스크의 개폐가 직선-회전 구동되도록 형성됨으로써, 시트가 간섭되지 않아 종래의 시트가 눌려 회전되는 것이 방지되어 시트의 내구성과 밀폐성이 향상되고, 150bar 이상의 고압에 디스크의 개폐가 용이하게 사용할 수 있으므로 사용에 제약을 받지 않아 밸브의 효율성이 증가하는 가압식 버터플라이밸브를 제공하는데 목적이 있다.

상기 목적을 달성하고자, 본 발명은 관과 관 사이에 연결되어 유체가 이송되도록 수평으로 관통홀이 형성되고, 상기 관통홀의 내주연에 유체의 흐름을 개폐하는 디스크가 지지되도록 단턱이 형성되며, 상기 관통홀과 수직방향으로 상,하부에 연통홀이 각각 형성되는 몸체와;

상기 몸체의 관통홀에 구비되어 수평회동으로 이송되는 유체의 흐름을 개폐하고, 상기 몸체의 단턱에 일단면이 밀접하게 접촉되도록 시트가 더 설치되며, 후면이 경사지게 형성되어 유체의 압력에 의해 단턱으로부터 이격되고, 상기 경사진 후면에 연결홈이 형성되는 디스크와;

상기 디스크의 연결홈에 연결되어 스템에 의해 상,하로 구동되고, 상기 디스크의 연결홈과 연결되는 일단면이 경사지게 형성되어 상측으로 구동시, 상기 디스크를 후방으로 이격시키고, 하측으로 구동시, 상기 디스크를 단턱에 압착시키는 커넥터와;

상기 커넥터에 수직으로 연결 관통되어 상,하부가 상기 몸체의 연통홀에 지지되고, 상기 커넥터를 상,하로 구동시키면서 디스크를 수평회동시키는 스템과;

상기 스템의 상부와 핀으로 연결되어 상기 스템을 상,하 구동 및 수평회동시키는 외측 샤프트와;

상기 외측 샤프트의 내부에 일단부가 나사결합되어 상기 외측 샤프트를 상,하 구동 및 수평회동시키도록 회전되는 내측 샤프트와;

상기 외측 샤프트와 내측 샤프트의 외주연에 구비되고, 하측이 몸체의 상부 연통홀 측 상부면에 고정 설치되는 하우징과;

상기 하우징의 상부에 고정 설치되고, 상기 내측 샤프트의 상측과 연결되어 손잡이의 작동에 의해 내측 샤프트를 회전시키는 기어박스;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 가압식 버터플라이밸브에 관한 것이다.

이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 발명의 가압식 버터플라이밸브는 디스크의 개폐가 직선-회전 구동되도록 형성됨으로써, 시트가 간섭되지 않아 종래의 시트가 눌려 회전되는 것이 방지되어 시트의 내구성과 밀폐성이 향상되고, 150bar 이상의 고압에 디스크의 개폐가 용이하게 사용할 수 있으므로 사용에 제약을 받지 않아 밸브의 효율성이 증가하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 버터플라이밸브를 나타낸 정면도이고,
도 2는 도 1의 A-A부분을 나타낸 단면도이고,
도 3은 도 1의 B-B부분을 나타낸 단면도이고,
도 4 내지 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 버터플라이밸브의 작동을 나타낸 측면 단면도이다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래와 같은 특징을 갖는다.

본 발명은 관과 관 사이에 연결되어 유체가 이송되도록 수평으로 관통홀이 형성되고, 상기 관통홀의 내주연에 유체의 흐름을 개폐하는 디스크가 지지되도록 단턱이 형성되며, 상기 관통홀과 수직방향으로 상,하부에 연통홀이 각각 형성되는 몸체와;

상기 하우징의 상부에 고정 설치되고, 상기 내측 샤프트의 상측과 연결되어 손잡이의 작동에 의해 내측 샤프트를 회전시키는 기어박스;를 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 여러 실시예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명은 다른 실시예들로 구현되고 실시될 수 있고 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 또, 장치 또는 요소 방향(예를 들어 "전(front)", "후(back)", "위(up)", "아래(down)", "상(top)", "하(bottom)", "좌(left)", "우(right)", "횡(lateral)")등과 같은 용어들에 관하여 본원에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되고, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다. 또한, "제 1(first)", "제 2(second)"와 같은 용어는 설명을 위해 본원 및 첨부 청구항들에 사용되고 상대적인 중요성 또는 취지를 나타내거나 의미하는 것으로 의도되지 않는다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 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 1 내지 도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 가압식 버터플라이밸브(100)는 몸체(10)와, 디스크(20)와, 커넥터(30)와, 스템(40)과, 외측 샤프트(50)와, 내측 샤프트(60)와, 하우징(70)과, 기어박스(80)로 구성된다.

상기 몸체(10)는 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 양측에 유체를 이송시키는 관(미도시)이 각각 연결되어 내부를 통해 유체가 이송되도록 중앙부에 수평으로 관통홀(11)이 형성되고, 상기 관통홀(11)의 내주연에는 유체의 흐름을 개폐하는 디스크가 지지되도록 단턱(12)이 형성된다. 이때, 상기 몸체(10)의 양측부에는 관에 연결되기 위해 플랜지(14)가 각각 형성된다.

여기서, 상기 몸체(10)의 상,하부에는 몸체(10)의 중앙부를 수평으로 형성한 관통홀(11)과 상,하 수직방향으로 연통되도록 상,하부 연통홀(13)이 각각 형성되고, 상기 하부에 연통홀(13)의 끝단부에 볼트와 너트로 연결되도록 스템 커버(15)가 형성되며, 상기 상부의 연통홀(13) 끝단부에 하우징(70)과 연결되도록 플랜지(14)가 형성된다.

또한, 상기 상,하부에 연통홀(13)에는 각각 삽입된 상,하단 스템(40)과의 마찰에 파손되지 않도록 베어링(미도시)이 각각 구비된다.

상기 디스크(20)는 도 2 내지 도 6에 도시한 바와 같이, 원형 플레이트로 형성되어 몸체(10)의 관통홀(11)에 구비되어 수평으로 회동되어 관통홀(11)을 통해 이송되는 유체의 흐름을 개폐되고, 상기 디스크(20)는 몸체(10)의 단턱(12)에 밀접하게 접촉되고, 상기 단턱(12)과 접촉되는 디스크(20)의 일단면에는 단턱(12)과 밀접하게 접촉되도록 시트(21)가 더 설치된다. 이때, 상기 시트(21)는 탄력적인 재질로 형성된다.

여기서, 상기 디스크(20)의 후면은 도 2에서처럼, 경사지게 형성되어 커넥터(30)에 의해 단턱(12)으로부터 이격되고, 상기 경사진 후면에는 커넥터(30)가 연결되도록 연결홈(22)이 형성되며, 상기 연결홈(22)은 디스크(20)의 수직방향으로 관통 형성된다. 이때, 상기 디스크(20)가 단턱(12)으로부터 이격되는 현상은 이하에서 기술될 디스크 개폐방법에서 상세히 설명한다.

상기 커넥터(30)는 도 2와 도 3에 도시한 바와 같이, 디스크(20)의 연결홈(22)에 끼워져서 스템(40)에 의해 상,하로 구동되면서 상기 스템(40)과 동일하게 수평회동(회전)되어 디스크(20)를 수평회동시키고, 상기 디스크(20)의 연결홈(22)과 연결되는 일단면이 경사지게 형성되어 도 4 내지 도 6에서처럼, 상측으로 구동시, 상기 디스크(20)를 후방으로 이격시키고, 하측으로 구동시, 상기 디스크(20)를 단턱(12)에 압착시킨다. 이때, 상기 커넥터(30)의 작동에 따른 디스크(20)의 구동은 이하에서 기술될 디스크 개폐방법에서 상세히 설명한다.

여기서, 상기 커넥터(30)는 도 3에서처럼, 디스크(20)의 연결홈(22)에 연결되도록 일단면에 연결돌기(31)가 형성되고, 상기 연결돌기(31)는 도 2에서처럼, 디스크(20)의 연결홈(22)에 맞춰 경사지게 형성되며, 상기 스템(40)이 수직으로 관통되어 고정되도록 고정홀(32)이 수직으로 형성된다.

그리고, 상기 커넥터(30)의 고정홀(32)에 스템(40)이 관통되어 연결된 뒤, 도 3에서처럼, 핀, 볼트 등의 고정부재(미도시)가 커넥터(30)의 외부면과 스템(40)을 관통하여 끼워져서 스템(40)을 커넥터(30)와 일체로 고정한다.

상기 스템(40)은 도 2 및 도 4 내지 도 6에 도시한 바와 같이, 커넥터(30)의 고정홀에 수직으로 연결 관통되고, 상기 스템(40)의 상,하부가 상기 몸체(10)의 연통홀(13)에 지지되며, 상기 스템(40)은 커넥터(30)를 상,하로 구동시키면서 디스크(20)를 수평회동시킨다.

상기 하우징(70)은 도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 몸체(10)의 상부 연통홀(13)을 통해 돌출된 스템(40)과 후술 될 외측 샤프트(50) 및 내측 샤프트(60)의 외주연에 구비되면서 하측이 몸체(10)의 상부 연통홀(13) 측 상부면에 형성된 플랜지(71)에 고정 설치되고, 상측은 기어박스(80)와 연결되기 위해 하우징 커버(72)가 더 설치된다.

그리고, 상기 하우징(70)은 스템(40)과 외측 샤프트(50) 및 내측 샤프트(60)를 외부의 충격 등에 의해 발생되는 상황에 보호해주는 역할을 한다.

또한, 상기 하우징(70)의 내주연에는 후술될 외측 샤프트(50)의 압착볼(52)이 삽입되어 상,하 구동만 되도록 볼 가이드홈(미도시)이 형성되고, 상기 볼 가이드홈은 일정간격만 형성되는데, 이때, 상기 압착볼(52)이 후술될 내측 샤프트(60)의 스토퍼(61)에 도달하면 내측 샤프트(60)를 따라 회전되도록 압착볼(52)이 스토퍼(61)에 도달하기 전까지만 볼 가이드홈이 형성된다.

상기 외측 샤프트(50)는 도 2 및 도 4 내지 도 6에 도시한 바와 같이, 하우징(70)의 내부에 구비되어 스템(40)의 상부와 핀(51)으로 연결되는데, 상기 스템(40)의 상부 측이 외측 샤프트(50)의 하단부에 삽입되어 핀(51)으로 고정 연결되며, 그렇게 고정된 상기 스템(40)을 상,하 구동 및 수평회동시킨다.

여기서, 상기 스템(40)과 외측 샤프트(50)의 상,하 구동 및 수평회동의 원리는 종래에 공지된 기술로써, 작동원리는 간략하게 기술하면, 상기 외측 샤프트(50)의 일단부에는 압착볼(52)이 결합되고, 상기 압착볼(52)이 하우징(70)의 내주연에 외측 샤프트(50) 사이에 압착되며, 그로 인해 도 5와 도 6에서처럼, 상기 내측 샤프트(60)의 회전에 의해 외측 샤프트(50)가 내측 샤프트(60)를 따라 상,하로 구동된다. 이때, 상기 압착볼(52)이 하우징(70)의 내부 홈에 압착됨으로써, 내측 샤프트(60)의 회전에 맞춰 외측 샤프트(50)는 회전되지 않고, 상기 내측 샤프트(60)를 따라 상,하 수직 구동된다.

상기 내측 샤프트(60)는 도 2 및 도 4 내지 도 6에 도시한 바와 같이, 외측 샤프트(50)의 내부에 일단부가 나사결합되어 상기 외측 샤프트(50)를 상,하 구동 및 수평회동시키도록 회전된다.

여기서, 상기 내측 샤프트(60)의 상부측은 기어박스(80)의 내부에 구비되고, 끝단부에 기어(미도시)가 연결되어 기어박스(80)의 손잡이(81)의 회전력이 전달되어 외측 샤프트(50)에 전달하는 것이다.

그리고, 상기 내측 샤프트(60)의 외측 일단부에는 도 2에서처럼, 내측 샤프트(60)에 의해 상측으로 구동되는 외측 샤프트(50)를 제지하기 위해서 스토퍼(61)가 더 설치되는데, 즉, 상기 스토퍼(61)에 외측 샤프트(50)가 접촉되면서 더 이상 상측으로 구동되지 못하고, 상기 스토퍼(61)에 의해 제지된 외측 샤프트(50)는 계속되는 내측 샤프트(60)의 회전에 따라 내측 샤프트(60)와 동일하게 회전되어 디스크(20)를 개방시킨다.

상기 기어박스(80)는 도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 하우징(70)의 상부에 형성된 하우징 커버(72)에 고정 설치되고, 상기 내측 샤프트(60)의 상측과 연결되어 발생된 회전력을 전달하는데, 이때, 상기 기어박스(80)의 일단부에는 회전력을 발생시킬 손잡이(81)가 수평으로 관통 형성되며, 상기 손잡이(81)의 끝단부에는 기어(미도시)가 형성되어 내측 샤프트(60)의 상측 기어와 맞물려 손잡이(81)를 통해 발생된 회전력이 전달되는 것이다.

이하에서는 상기에서 기술한 가입식 버터플라이밸브의 작동방법, 즉 디스크의 개폐방법에 대해 도면을 참고하여 설명한다.

도 4 내지 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 가입식 버터플라이밸브(100)의 작동방법(디스크(20)의 개폐방법 포함)에 대해 설명하면, 우선, 도 4는 평상시 디스크(20)가 밀폐된 상태를 나타낸 것으로 외측 샤프트(50)와 커넥터(30)가 최하측으로 구동된 상태이기 때문에 커넥터(30)에 의해 디스크(20)를 몸체(10)의 단턱(12)에 압착시켜 고압의 유체에도 디스크(20)와 단턱(12)사이에 틈새가 발생되지 않는다.

그리고, 도 5는 디스크(20)를 개방하기 위해 손잡이(81)를 작동시켜 외측 샤프트(50)와 커넥터(30)가 상측으로 구동되어 디스크(20)가 후방으로 직선운동된 상태를 나타낸 것으로 손잡이(81)를 일측 방향으로 회전시키면 회전력이 내측 샤프트(60)에 전달되고, 상기 내측 샤프트(60)와 연결된 외측 샤프트(50)에 회전력이 전달되는데, 이때, 일반적으로는 나사결합된 외측 샤프트(50)도 내측 샤프트(60)와 동일하게 회전되지만, 본 발명에서는 외측 샤프트(50)의 압착볼(52)이 하우징(70)의 볼 가이드홈(미도시)에 삽입 압착되면서 외측 샤프트(50)가 회전되는 것을 간섭하고, 그로 인해 외측 샤프트(50)는 회전되지 않고 내측 샤프트(60)를 따라 상,하로 구동되는 것이다.

이렇게, 상측으로 구동된 외측 샤프트(50)는 연결된 스템(40)도 동일하게 상측으로 구동시키면서 동시에 커넥터(30)도 상측으로 소정간격 구동시키고, 그러면서 상기 커넥터(30)와 디스크(20)가 경사지게 연결되어 있어 커넥터(30)가 상측으로 구동되면서 디스크(20)가 후방으로 직선운동할 수 있는 공간이 발생하는데, 이때, 유체의 압력에 의해 디스크(20)가 후방으로 구동되어 단턱(12)과 소정간격 이격된다.

그런 다음, 도 6은 디스크(20)를 완전히 개방하는 것으로 상기 도 5와 같은 상태에서, 손잡이(81)가 계속적으로 회전되면 외측 샤프트(50)가 내측 샤프트(60)의 스토퍼(61)까지 도달하는데, 상기 외측 샤프트(50)의 압착볼(52)은 하우징(70)의 볼 가이드홈에서 이탈됨으로써, 더 이상 외측 샤프트(50)의 회전을 간섭하지 않고, 그로 인해, 상기 외측 샤프트(50)는 내측 샤프트(60)와 동일하게 회전된다.

그러면, 상기 외측 샤프트(50)와 연결된 스템(40)도 회전되고, 상기 스템(40)과 연결된 커넥터(30)도 회전되며, 상기 커넥터(30)와 연결된 디스크(20)도 회전되는 것이다. 그래서 이렇게 디스크(20)가 완전 개방되고, 반대로 디스크(20)를 밀폐할 때는 상기의 과정이 반대로 작동되는 것이다.

10 : 몸체 11 : 관통홀
12 : 단턱 13 : 연통홀
14,71 : 플랜지 15 : 스템 커버
20 : 디스크 21 : 시트
22 : 연결홈 30 : 커넥터
31 : 연결돌기 32 : 고정홀
40 : 스템 50 : 외측 샤프트
51 : 핀 52 : 압착볼
60 : 내측 샤프트 61 : 스토퍼
70 : 하우징 72 : 하우징 커버
80 : 기어박스 81 : 손잡이
100 : 가압식 버터플라이밸브

Claims

관과 관 사이에 연결되어 유체가 이송되도록 수평으로 관통홀(11)이 형성되고, 상기 관통홀(11)의 내주연에 유체의 흐름을 개폐하는 디스크(20)가 지지되도록 단턱(12)이 형성되며, 상기 관통홀(11)과 수직방향으로 상,하부에 연통홀(13)이 각각 형성되는 몸체(10)와;
상기 몸체(10)의 관통홀(11)에 구비되어 수평회동으로 이송되는 유체의 흐름을 개폐하고, 상기 몸체(10)의 단턱(12)에 일단면이 밀접하게 접촉되도록 시트(21)가 더 설치되며, 후면이 경사지게 형성되어 유체의 압력에 의해 단턱(12)으로부터 이격되고, 상기 경사진 후면에 연결홈(22)이 형성되는 디스크(20)와;
상기 디스크(20)의 연결홈(22)에 연결되어 스템(40)에 의해 상,하로 구동되고, 상기 디스크(20)의 연결홈(22)과 연결되는 일단면이 경사지게 형성되어 상측으로 구동시, 상기 디스크(20)를 후방으로 이격시키고, 하측으로 구동시, 상기 디스크(20)를 단턱(12)에 압착시키는 커넥터(30)와;
상기 커넥터(30)에 수직으로 연결 관통되어 상,하부가 상기 몸체(10)의 연통홀(13)에 지지되고, 상기 커넥터(30)를 상,하로 구동시키면서 디스크(20)를 수평회동시키는 스템(40)과;
상기 스템(40)의 상부와 핀(51)으로 연결되어 상기 스템(40)을 상,하 구동 및 수평회동시키는 외측 샤프트(50)와;
상기 외측 샤프트(50)의 내부에 일단부가 나사결합되어 상기 외측 샤프트(50)를 상,하 구동 및 수평회동시키도록 회전되는 내측 샤프트(60)와;
상기 외측 샤프트(50)와 내측 샤프트(60)의 외주연에 구비되고, 하측이 몸체(10)의 상부 연통홀(13) 측 상부면에 고정 설치되는 하우징(70)과;
상기 하우징(70)의 상부에 고정 설치되고, 상기 내측 샤프트(60)의 상측과 연결되어 손잡이(81)의 작동에 의해 내측 샤프트(60)를 회전시키는 기어박스(80);
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 가압식 버터플라이밸브.
제 1항에 있어서,
상기 커넥터(30)는 디스크(20)의 연결홈(22)에 연결되도록 일단면에 연결돌기(31)가 형성되고, 상기 연결돌기(31)는 디스크(20)의 연결홈(22)에 맞춰 경사지게 형성되며, 상기 스템(40)이 수직으로 관통되어 고정되도록 고정홀(32)이 수직으로 형성되는 것을 특징으로 하는 가압식 버터플라이밸브.
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