KR101127896B1 - 볼 밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디스크의 회전에 따라 유체의 흐름을 조절하는 볼 밸브에 관한 것으로, 유로가 형성되어 있는 밸브 하우징과, 상기 밸브 하우징 내에 장착되어 있고, 회전에 의하여 상기 유로를 차폐할 수 있는 밸브 볼과, 상기 밸브 하우징에 장착되며, 상기 밸브 볼의 외주면과 상기 밸브 하우징의 내주면 사이를 실링하도록 상기 밸브 볼과 접촉하도록 형성되는 실링 유닛 및 상기 밸브 볼의 외경이 축소 및 확장되도록 가변하는 구동 유닛을 포함함으로써 종래와 다른 형태로 개폐작동이 가능하고 실링 유닛의 마모를 방지할 수 있으며 제조가 쉬우면서도 조립이 간편하다.

Description

볼 밸브{BALL VALVE FOR WATERWORKS}

본 발명은 밸브 하우징 내부에 배치된 밸브 볼의 회전에 따라 유체의 흐름을 조절하는 볼 밸브에 관한 것이다.

일반적으로 밸브는 유체의 통로를 형성하는 파이프 등에 의해 형성되는 배관의 일 부분에 설치되어, 유체의 흐름을 정지시키기나 유체의 흐름이 유지되도록 조절할 수 있도록 하는 장치이다.

이러한 밸브 중 볼 밸브는 밸브 하우징의 내부에 설치된 밸브 볼의 회전에 따라 관로를 개폐하도록 구성된다. 구체적으로, 유체의 흐름을 정지시킨 상태에서 볼 밸브의 개폐 부재(밸브 볼)과 밸브 하우징 사이의 틈새로 유체가 새는 것을 막기 위하여, 수밀 장치(실링 유닛)가 위 틈새를 차단하도록 배치된다.

상기 실링 유닛은 초기에 설정된 압력으로 개폐 부재에 접촉된 채로 하우징에 설치된다. 그러나, 상기 실링 유닛은 볼 밸브의 반복적인 작동에 따라 밸브 볼과 마찰에 의해 마모된다.

실링 유닛이 빨리 마모되는 경우 이를 교체하기 위한 시간과 비용이 들며 볼 밸브의 신뢰성을 저해하는 요인이 되므로 실링 유닛의 마모를 줄일 수 있는 방안이 고려될 수 있다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 종래와 다른 형태로 개폐작동이 가능한 볼 밸브를 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 실링 유닛의 마모를 방지할 수 있고 동작 신뢰도가 우수한 볼 밸브를 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 제조가 쉬우면서도 조립이 간편한 밸브 볼을 구비하는 볼 밸브를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 특징에 따른 볼 밸브는, 유로가 형성되어 있는 밸브 하우징과, 상기 밸브 하우징 내에 장착되어 있고, 회전에 의하여 상기 유로를 차폐할 수 있는 밸브 볼과, 상기 밸브 하우징에 장착되며, 상기 밸브 볼의 외주면과 상기 밸브 하우징의 내주면 사이를 실링하도록 상기 밸브 볼과 접촉하도록 형성되는 실링 유닛 및 상기 밸브 볼의 외경이 축소 및 확장되도록 가변하는 구동 유닛을 포함한다.

상기 구동 유닛은, 상기 밸브 하우징을 기준으로 상기 밸브 볼의 회전축을 따라 직선 이동하면서 상기 외경을 축소시키고, 상기 밸브 볼이 상기 회전축을 따라 직선 이동하여 복원되면서 상기 외경이 복원되도록 함으로써 상기 밸브 볼의 외경을 가변할 수 있다.

상기 구동 유닛은, 상기 밸브 볼이 상기 회전축에 따른 직선 이동 후에 상기 유로를 개폐하도록 회전시키고, 상기 회전이 완료된 후에 상기 회전축에 따른 직선 이동으로 복원시킬 수 있다.

상기 밸브 볼은, 상기 구동 유닛에 구비되는 밸브축에 결합되어, 상기 밸브축의 길이 방향에 따라 직선 이동 및 회전이 가능한 본체부 및 상기 본체부의 회전축 중심을 향하여 이동 가능하게 상기 본체부에 연결되고 상기 실링 유닛과 접할 수 있는 기밀면을 가지는 이동부를 포함할 수 있다.

상기 밸브 볼의 상기 본체부 외측에는 상기 밸브축의 길이 방향을 기준으로 경사지게 형성된 접촉면이 형성되고, 상기 이동부는 상기 접촉면에 슬라이딩 가능하게 결합될 수 있다.

상기 밸브 볼은, 상기 본체부와 상기 이동부는 결합부를 개재하여 면접하고, 상기 결합부는 상기 접촉면에서 상기 이동부가 상기 밸브축에 대하여 자유로운 슬라이딩 이동을 허용하면서, 상기 이동부가 상기 본체부에서 이격되는 것을 방지할 수 있다.

상기 결합부는, 상기 접촉면과 상기 접촉면에 접하는 이동부의 면 중 어느 하나의 면에 형성되는 더브테일 홈과, 나머지 면에 형성되는 더브테일일 수 있다.

상기 접촉면에는 돌기편이 돌출되어 있고, 상기 이동부에는 상기 돌기편에 결합되는 슬라이딩 홈이 형성되어 있으며, 상기 슬라이딩 홈에는 상기 돌기편이 걸려 상기 본체부의 직선 이동 거리를 제한하는 스톱퍼턱이 더 형성될 수 있다.

본 발명의 일 특징에 따른 볼 밸브는, 유로가 형성되어 있는 밸브 하우징의 내부에 장착되어 있고, 회전에 따라 상기 유로를 개폐하는 밸브 볼과, 상기 밸브 볼에 결합되는 밸브축을 포함하는 볼밸브에서, 상기 밸브 볼은, 상기 밸브축에 결합되어 있으며, 쐐기 형상인 본체부 및 상기 유로의 내부와 기밀되게 접하면서 상기 본체부의 외측면에 슬라이딩 가능하게 결합되어 있는 이동부들을 포함하고, 각 상기 이동부는 상기 본체부가 상기 밸브축의 길이방향으로 직선 이동함에 따라 상기 본체부의 경사면에서 슬라이딩되어 상기 밸브 볼의 외경을 축소 또는 확대시킬 수 있다.

상기 볼 밸브는, 상기 밸브축에 연결되어 상기 밸브축을 회전시키거나, 회전축을 따라 직선 이동시키는 구동 유닛이 더 포함되고, 상기 구동체는 직선운동을 변환하여, 상기 밸브축을 상기 본체부가 상기 유로에서 이탈되는 방향으로 직선 이동하는 제1 작동, 상기 밸브 볼을 1/4 회전시키는 제2 작동 및 상기 밸브축을 상기 본체부가 상기 유로에 삽입되는 방향으로 직선 이동하는 제 3작동이 순차적으로 이루어지게 할 수 있다.

상기 구동 유닛은, 상기 본체부를 회전시키는 제1 구동부와, 상기 본체부를 직선 이동시키는 제2 구동부를 포함할 수 있다.

본 발명의 볼 밸브에 따르면 종래와 다른 형태로 개폐작동이 가능하고 실링 유닛의 마모를 방지할 수 있으며 제조가 쉬우면서도 조립이 간편하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 볼 밸브의 사시도.
도 2는 도 1의 라인 I-I을 따라 취한 단면도.
도 3은 도 2의 라인 Ⅱ-Ⅱ를 따라 취한 단면도.
도 4는 도 1에 구동 유닛이 결합된 볼 밸브의 정면도
도 5는 도 4의 단면도.
도 6 및 도 7은 도 4의 라인 Ⅲ-Ⅲ을 절취한 단면에서 캠레버의 동작을 나타내는 작동도.
도 8 내지 도 11은 도 4의 라인 Ⅳ-Ⅳ을 절취한 단면에서 회동레버의 동작을 나타내는 작동도.

상술한 본 발명의 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 볼 밸브에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일?유사한 구성에 대해서는 동일?유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 볼 밸브의 사시도이다.

본 도면을 참조하면, 볼 밸브의 밸브 하우징(100)는 대략적으로 원통형으로 형성된다. 원통형의 밸브 하우징(100)의 내부 공간(110, 도 2 참조)을 통해서는 유체가 유동할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 내부 공간(110)은 유체가 흐를 수 있는 유로를 형성하며, 밸브 하우징(100)의 양단부는 개방되어 유로가 끊기지 않고 연속적으로 연장되게 한다.

내부 공간(110)에는 위 유로를 개폐할 수 있는 밸브 볼(200)이 설치된다. 밸브 볼(200)은 밸브 하우징(100)에 회전 가능하게 장착되어 유로를 개폐하게 된다. 예를 들어, 밸브 볼(200)은 구동 유닛(400, 도 4 참조)에 연결되어, 구동 유닛(400)에 대한 조작에 의해 내부 공간(110)에서 회전하게 된다. 밸브 하우징(100)의 하부에는 평지 등에 거치할 때 밸브 하우징(100)을 지지하는 지지대가 설치될 수 있다.

도 2는 도 1의 라인 I-I을 따라 취한 단면도이며, 도 3은 도 2의 라인 Ⅱ-Ⅱ를 따라 취한 단면도이다.

본 도면들을 참조하면, 구동 유닛(400)의 회전축(밸브 볼(200)의 밸브축(240))은 밸브 볼(200)의 지지대(미도시)에 연결된다. 지지대에는, 앞서 설명한 바와 같이, 내부 공간(110)에서의 회전 상태에 따라 내부 공간(110)을 거치는 유로를 개폐하는 밸브 볼(200)이 연결된다. 밸브 볼(200)는 본 도면과 같이 유로를 닫거나(닫힌 상태, 도 2의 상태), 회전축을 중심으로 회전하면서 유로를 개방하게 된다(열린 상태). 유로를 완전 개방하기 위해 밸브 볼(200)은 현 상태에서 대략 90°를 회전하여야 한다.

실링 유닛(sealing unit 300)은 내부 공간(110)을 형성하는 몸체의 내주면에 배치되어, 밸브 볼(200)과 밸브 하우징(100)의 내주면 사이를 실링한다. 보다 구체적으로, 실링 유닛(300)은 밸브 볼(200)를 지지하는 채로 밸브 하우징(100)의 내주면 측에 결합된다. 이에 의해, 실링 유닛(300)은 닫힌 상태에서 밸브 하우징(100)과 밸브 볼(200) 사이의 틈새를 통해 유체가 새는 것을 막거나 완화한다.

도면을 참조하면 본 실시예에서 상기 밸브 볼(200)은 본체부(210)와 이동부(220)를 포함하여 이루어진다.

상기 본체부(210)는 구동 유닛(400)에 연결되는 밸브축(240)에 결합되고 상기 밸브축(240)의 길이 방향에 따라 직선 이동 및 회전이 가능하도록 이루어지고 상기 이동부(220)는 상기 본체부(210)의 회전축 중심을 향하여 이동 가능하게 상기 본체부(210)에 연결되고 상기 실링 유닛(300)과 접하는 기밀면을 가진다.

상세하게 설명하면 상기 밸브 볼(200)의 본체부(210)는 상기 밸브축(240)에 결합되어 있고 쐐기 형상으로 이루어지며, 상기 이동부(220)는 대략 돔 형태로 이루어지고 2개의 이동부(220)로 이루어진다.

또한 상기 본체부(210) 외측에는 상기 회전축의 길이 방향을 기준으로 경사지게 형성된 접촉면이 형성되고, 상기 이동부(220)는 상기 접촉면에 슬라이딩 가능하게 결합된다.

이 때 상기 이동부(220)는 외측 곡면의 양 단부가 상기 실링 유닛(300)과 기밀되게 접하게 되고 내측 경사면이 상기 본체부(210)의 접촉면과 접하여 슬라이딩 가능하도록 이루어진다.

상기와 같이 본체부(210)와 이동부(220)가 결함됨으로써, 각 상기 이동부(220)는 상기 본체부(210)가 상기 밸브축(240)의 길이방향으로 직선 이동함에 따라 상기 본체부(210)의 접촉면에서 슬라이딩되어 상기 밸브 볼(200)의 외경을 축소 또는 확대시킨다.

이 때 상기 본체부(210)와 상기 이동부(220)는 결합부를 개재하여 면접할 수 있다.

도 3은 도 2의 라인 Ⅱ-Ⅱ를 따라 취한 단면도이다.

도면을 참조하면 상기 이동부(220)의 경사면에는 상하방으로 길게 홈(221)이 형성되고 상기 본체부(210)의 접촉면에는 상기 홈(221)과 대응되도록 상하방으로 길게 돌기편(211)이 형성되어 있다.

이 상태에서 상기 이동부(220)의 경사면이 상기 본체부(210)의 접촉면과 접함과 아울러 상기 이동부(220)의 홈(221)에 상기 본체부(210)의 돌기편(211)이 삽입되어 위치를 고정한다.

상술한 설명에서 이동부(220)의 경사면에 홈(221)이 형성되고 본체부(210)의 접촉면에 돌기편(211)이 형성되는 것으로 하였으나 상기 경사면에 돌기편(211)이 형성되고 상기 접촉면에 홈(221)이 형성되는 구성으로 할 수도 있다.

이 때 상기 홈(221)은 더브테일 홈(221)으로 이루어질 수 있고, 상기 돌기편(211)은 더브테일로 형성될 수 있다.

이 경우 상기 결합부는 더브테일 형태로 이루어지므로, 상기 접촉면에서 상기 이동부(220)가 상기 밸브축(240)에 대하여 자유로운 슬라이딩 이동을 허용하면서, 상기 이동부(220)가 상기 본체부(210)에서 이격되는 것을 방지한다.

상기 홈(221)의 상단부에는 스톱퍼턱(222)이 더 형성될 수 있다. 상기 스톱퍼턱(222)은 상기 돌기편(211)이 걸려 상기 본체부(210)의 직선 이동 거리를 제한한다.

상기 밸브 볼(200)은 구동 유닛(400)에 의해 구동된다. 상기 구동 유닛(400)은 상기 밸브축(240)에 결합되도록 이루어지고, 상기 밸브 볼(200)의 외경을 축소 또는 확장되도록 가변시킴과 아울러 상기 밸브 볼(200)을 회전시킨다

이 때 상기 구동 유닛(400)의 작동에 의해, 상기 밸브 하우징을 기준으로 상기 밸브 볼(200)이 회전축을 따라 직선 이동하면서 상기 밸브 볼(200)의 외경이 축소되고, 상기 밸브 볼(200)이 회전축을 따라 직선 이동하여 복원되면서 상기 밸브 볼(200)의 외경이 복원되며 이에 따라 상기 밸브 볼(200)의 외경이 가변된다.

또한 상기 구동 유닛(400)의 작동에 의해, 상기 밸브 볼(200)은 상기 회전축에 따른 직선 이동 후에 유로를 개폐하도록 회전하고, 회전이 완료된 후에 상기 회전축에 따른 직선 이동으로 복원된다.

상기와 같이 밸브 볼(200)의 외경을 축소하기 위해 밸브 볼(200)이 회전축을 따라 직선 이동하는 동작과, 유로를 개폐하도록 회전시키기 위해 밸브 볼(200)이 회전축을 중심으로 회전되는 동작은 각각 별도의 구동 유닛에 의해 구동할 수도 있고 하나의 구동 유닛에 의해 구현할 수도 있다.

이하에는 상기 2개의 동작을 하나의 구동 유닛에 의해 수행하는 것이 가능한 구동 유닛의 예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 4는 도 1에 구동 유닛이 결합된 볼 밸브의 정면도이고, 도 5는 단면도이다.

상기 볼 밸브에 장착되는 구동 유닛(400)은, 상기 밸브축(240)에 연결되어 상기 밸브축(240)을 회전시키거나, 밸브축(240)을 직선 이동시키는 역할을 한다.

한편 상기 구동 유닛(400)에 의해 밸브 볼(200)(구체적으로는 밸브 볼(200)의 본체부(210))을 승하강시키기 위해 밸브축(240)에는 나사부(241)가 형성된다. 이 때 상기 나사부(241)는 오른나사의 형태로 형성된 것으로 가정하여 설명하지만 이에 한정되는 것은 아니다.

도면을 참조하면 상기 구동 유닛(400)은, 상기 본체부(210)를 회전시키는 제1 구동부와, 상기 본체부(210)를 직선 이동시키는 제2 구동부 및 상기 제1 구동부와 상기 제2 구동부를 구동시키는 구동체(430)을 포함한다.

상기 구동 유닛(400)은 상기 제1 구동부와 상기 제2 구동부를 구동시키는 역할을 하고 직선왕복운동이 가능한 공압 실린더, 유압 실린더, 리니어 모터, 스크류 모터 등을 채용할 수 있다.

상기 구동 유닛(400)의 로드(450)에 연결되는 구동체(430)의 일단부에는 작동방향과 대략 수직한 방향으로 형성된 작동핀들(431, 432)이 결합되고 상기 로드(50)의 직선왕복운동에 의해 상기 제1 구동부와 상기 제2 구동부를 구동시킨다.

상기 제1 구동부는 밸브축(240)을 회전시키는 역할을 하고 캠레버(410)를 포함하여 이루어진다.

상기 캠레버(410)는 일단부에 단부가 절결되도록 이루어지고 밸브축(240)이 끼워지는 고정공이 형성되어 있다. 양 절결부에는 체결편이 돌출 형성되고 양 절결부를 관통하여 볼트(414)가 체결됨으로써 캠레버(410)가 밸브축(240)에 고정된다.

상기 캠레버(410)의 타단부에는 캠레버(410)의 일단으로부터 상기 고정공 방향으로 홈이 형성되고 상기 홈은 U자 모양으로 형성되는 회전 접촉면(412)과 상기 회전 접촉면(412)의 양쪽 선단부에서 대략 90도를 이루며 각각 연장되는 비회전 접촉면(411, 413))으로 이루어진다.

상기 회전 접촉면(412)과 상기 비회전 접촉면(412)은 구동체(430)의 일면에 수직한 방향으로 결합되는 캠핀(432)과 접촉하도록 이루어진다.

상기 캠핀(432)은 실린더의 직선운동에 따라 캠레버(410)의 제1 비회전 접촉면(411), 회전 접촉면(412), 제2 비회전 접촉면(413)과 차례로 접촉하게 되고 상기 제1, 제2 비회전 접촉면(411, 413)과 접촉하는 구간(A1, A3 도 6 참조)에서는 밸브축(240)의 회전운동이 일어나지 않고 상기 회전 접촉면(412)과 접촉하는 구간(A2 도 6 참조)에서는 밸브축(240)의 회전운동이 일어난다.

즉 결과적으로 제1 구동부는 구동체(430)가 레일(441, 442)을 따라 직선운동하는 일부의 구간에서 구동체(430)의 직선운동을 밸브축(240)의 회전운동으로 변환시킨다.

상기 제2 구동부는 상기 밸브축(240)을 승하강시키는 작동을 하고 구동너트(424)와, 회동레버(423) 및 연결레버(421)를 포함하여 이루어진다.

상기 구동너트(424)는 상기 밸브축(240)의 나사부(241)와 대응되는 위치에서 회전 가능하도록 상기 구동 유닛(400)에 결합된다. 이 때 상기 밸브축(240)의 나사부(241)는 상기 구동너트(424)의 내측에 나사결합된다.

상기 회동레버(423)는 구동너트(424)와 일체화되도록 고정되어 회동레버(423)의 회동에 따라 구동너트(424)가 회전하도록 이루어진다.

상기 연결레버(421)는 상기 구동체(430)과 상기 회동레버(423)에 각각 핀 결합되어 각 핀(422, 431)을 회동축으로 하여 회동 가능하게 이루어지고 상기 구동체(430)의 직선운동을 상기 회동레버(423)에 전달한다.

이에 따라 상기 회동레버(423)가 회동하여 회동레버(423)와 일체화된 구동너트(424)를 회전시키며 구동너트(424)와 나사결합되는 밸브축(240)이 나사운동에 의해 직선운동하도록 이루어진다.

즉 결과적으로 구동체(430)의 직선운동은 연결레버(421)와 회동레버(423)를 거쳐 구동너트(424)의 회전운동으로 변환되고 상기 구동너트(424)의 회전운동은 밸브축(240)의 직선운동으로 변환된다.

이하에서는 상기 구동 유닛(400)의 작동에 대해 상세하게 설명한다.

도 6 및 도 7은 도 4의 라인 Ⅲ-Ⅲ을 절취한 단면에서 캠레버의 동작을 나타내는 작동도이고, 도 8 내지 도 11은 도 4의 라인 Ⅳ-Ⅳ을 절취한 단면에서 회동레버의 동작을 나타내는 작동도이다.

먼저 구동체(430)이 후진작동하면 제1 구동부에 의한 운동은 없는 상태에서 제2 구동부에 의한 운동에 의해 본체부(210)가 직선 이동된다.

제2 구동부의 작동은, 도 8의 초기 상태에서 작동부가 후진작동하면 회동레버(423)가 반시계방향으로 회전하고 이에 따라 회동레버(423)와 일체화되어 결합되는 구동너트(424)가 반시계방향으로 회전한다.

구동너트(424)가 반시계방향으로 회전함에 따라 이에 대응하는 밸브축(240)의 나사부(241)는 상대적으로 시계방향으로 회전하는 효과를 받으므로 밸브축(240)이 상부로 직선운동하게 되고 상기 밸브축(240)과 결합된 밸브 볼(200)의 본체부(210)가 상부로 들어올려진다. 이에 따라 실링 유닛(300)의 눌림이 완화되고, 나아가 떨어지게 된다.

참고적으로 이 때 제1 구동부의 캠레버(410)는 제1 구간(A1)에 위치하며 캠핀(432)이 제1 비회전 접촉면(412)과 접촉하는 상태이므로(도 6 참조) 밸브축(240)의 회전운동은 발생하지 않는다.

다음으로 도 9와 같이 구동체(430)의 후진작동이 더 진행되면 제2 구동부에 의한 구동너트(424)의 회전과 제1 구동부에 의한 밸브축(240)의 회전이 동시에 일어난다.

이 때 구동너트(424)의 회전과 밸브축(240)의 회전은 동시에 같은 방향(시계반대방향)으로 일어나므로 각 운동이 상쇄되어 구동너트(424)의 회전에 의한 밸브축(240)의 직선운동은 일어나지 않는 상태에서 밸브축(240)의 회전에 따라 밸브 볼(200)이 회전한다. 이에 따라 실링 유닛(300)으로부터 이동부(220)가 떨어진 상태에서 밸브 볼(200)이 회전한다.

참고적으로 이 때 제1 구동부의 캠레버(410)는 제2 구간(A2)에 위치하며 캠핀(432)이 회전 접촉면(412)과 접촉하는 상태이다.

다음으로 도 11과 같이 구동체(430)이 후진작동이 더 진행되면, 제1 구동부에 의한 운동은 없는 상태에서 제2 구동부에 의한 운동에 의해 본체부(210)가 직선 이동된다.

제2 구동부의 작동은, 도 10의 상태에서 작동부가 후진작동하면 회동레버(423)가 시계방향으로 회전하고 이에 따라 회동레버(423)와 일체화되어 결합되는 구동너트(424)가 시계방향으로 회전한다.

구동너트(424)가 시계방향으로 회전함에 따라 이에 대응하는 밸브축(240)의 나사부(241)는 상대적으로 반시계방향으로 회전하는 효과를 받으므로 밸브축(240)이 하부로 직선운동하게 되고 상기 밸브축(240)과 결합된 밸브 볼(200)의 본체부(210)가 하부로 내려간다. 이에 따라 실링 유닛(300)의 눌림이 이루어진다.

참고적으로 이 때 제1 구동부의 캠레버(410)는 제3 구간(A3)에 위치하며 캠핀(432)이 제2 비회전 접촉면(412)과 접촉하는 상태이므로(도 7 참조) 밸브축(240)의 회전운동은 발생하지 않는다.

상술한 작동에 따라 상기 구동 유닛(400)은 직선운동을 변환하여, 상기 밸브축(240)을 상기 본체부(210)가 상기 유로에서 이탈되는 방향으로 직선 이동하는 제1 작동과, 상기 밸브 볼(200)을 1/4 회전시키는 제2 작동 및 상기 밸브축(240)을 상기 본체부(210)가 상기 유로에 삽입되는 방향으로 직선 이동하는 제3 작동이 순차적으로 이루어지게 한다.

상기와 같은 볼 밸브는 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.

Claims (11)

1. 유로가 형성되어 있는 밸브 하우징;
   상기 밸브 하우징 내에 장착되어 있고, 회전에 의하여 상기 유로를 차폐할 수 있는 밸브 볼;
   상기 밸브 하우징에 장착되며, 상기 밸브 볼의 외주면과 상기 밸브 하우징의 내주면 사이를 실링하도록 상기 밸브 볼과 접촉하도록 형성되는 실링 유닛 및
   회전가능하게 형성되어 상기 밸브 볼과 연결되는 밸브 축을 구비하고, 상기 밸브 볼의 외경이 축소 및 확장되도록 가변하는 구동 유닛을 포함하고,
   상기 밸브 볼은
   상기 밸브축에 결합되어, 상기 밸브축의 길이 방향에 따라 직선 이동 및 회전이 가능한 본체부 및
   상기 밸브축의 중심을 향하여 이동 가능하게 상기 본체부에 연결되고 상기 실링 유닛과 접할 수 있는 기밀면을 가지는 이동부를 포함하고,
   상기 본체부 외측에는 상기 밸브축의 길이 방향을 기준으로 경사지게 형성된 접촉면이 형성되고, 상기 이동부는 상기 접촉면에 슬라이딩 가능하게 결합되는 볼 밸브.
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5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 본체부와 상기 이동부는 결합부를 개재하여 면접하고,
   상기 결합부는 상기 접촉면에서 상기 이동부가 상기 밸브축에 대하여 자유로운 슬라이딩 이동을 허용하면서, 상기 이동부가 상기 본체부에서 이격되는 것을 방지하는 볼 밸브.
7. 제6항에 있어서,
   상기 결합부는
   상기 접촉면과 상기 접촉면에 접하는 이동부의 면 중 어느 하나의 면에 형성되는 더브테일 홈과, 나머지 면에 형성되는 더브테일인 볼 밸브.
8. 제1항에 있어서,
   상기 접촉면에는 돌기편이 돌출되어 있고,
   상기 이동부에는 상기 돌기편에 결합되는 슬라이딩 홈이 형성되어 있으며,
   상기 슬라이딩 홈에는 상기 돌기편이 걸려 상기 본체부의 직선 이동 거리를 제한하는 스톱퍼턱이 더 형성되어 있는 볼 밸브.
9. 유로가 형성되어 있는 밸브 하우징의 내부에 장착되어 있고, 회전에 따라 상기 유로를 개폐하는 밸브 볼과, 상기 밸브 볼에 결합되는 밸브축을 포함하는 볼밸브에서,
   상기 밸브 볼은
   상기 밸브축에 결합되어 있으며, 쐐기 형상인 본체부 및
   상기 유로의 내부와 기밀되게 접하면서 상기 본체부의 외측면에 슬라이딩 가능하게 결합되어 있는 이동부들을 포함하고,
   각 상기 이동부는 상기 본체부가 상기 밸브축의 길이방향으로 직선 이동함에 따라 상기 본체부의 경사면에서 슬라이딩되어 상기 밸브 볼의 외경을 축소 또는 확대시키는 볼 밸브.
10. 제9항에 있어서,
    상기 밸브축에 연결되어 상기 밸브축을 회전시키거나, 상기 본체부를 상기 밸브축을 따라 직선 이동시키는 구동 유닛이 더 포함되고,
    상기 구동 유닛은 직선운동을 변환하여,
    상기 밸브축을 상기 본체부가 상기 유로에서 이탈되는 방향으로 직선 이동하는 제1 작동,
    상기 밸브 볼을 1/4 회전시키는 제2 작동 및
    상기 밸브축을 상기 본체부가 상기 유로에 삽입되는 방향으로 직선 이동하는 제 3작동이 순차적으로 이루어지게 하는 볼 밸브.
11. 제9항에 있어서,
    상기 구동 유닛은,
    상기 본체부를 회전시키는 제1 구동부와, 상기 본체부를 직선 이동시키는 제2 구동부를 포함하는 볼 밸브.

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