KR101139789B1 - 가변 디스크형 버터플라이 밸브 - Google Patents

가변 디스크형 버터플라이 밸브 Download PDF

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Abstract

본 발명은 디스크의 회전에 따라 유체의 흐름을 조절하는 버터플라이 밸브에 관한 것으로, 상기 버터플라이 밸브는, 양단부가 개방된 내부공간을 구비하는 몸체와, 상기 내부공간에 서로 마주보도록 배치되며 상기 내부공간을 개방한 상태와 막은 상태 사이에서 회전 가능하게 설치되어 상기 내부공간을 선택적으로 개폐하는 제1 및 제2 디스크와, 상기 몸체에 장착되며 상기 막은 상태에서 상기 제1 및 제2 디스크와 각각 접촉하도록 형성되는 제1 및 제2 실링 부재와, 상기 막은 상태에서 상기 제1 및 제2 디스크를 상기 제1 및 제2 실링 부재에 밀착되는 방향 또는 반대 방향으로 이동시키도록 형성되는 디스크 제어장치를 포함한다. 이를 통하여, 내구성 및 실링 성능이 우수한 버터플라이 밸브를 구현한다.

Description

가변 디스크형 버터플라이 밸브{BUTTERFLY VALVE HAVING MOVING DISC}
본 발명은 밸브의 내부에 배치된 디스크의 회전에 따라 유체의 흐름을 조절하는 버터플라이 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 버터플라이 밸브는 밸브 바디의 내부에 설치된 디스크의 회전에 따라 유로를 개폐하도록 구성된다. 구체적으로, 유체의 흐름을 정지시킨 상태에서 버터플라이 밸브의 개폐 부재(디스크)와 하우징 사이의 틈새로 유체가 새는 것을 막기 위하여, 수밀 장치(실링 부재)가 상기 틈새를 차단하도록 배치된다.
상기 실링 부재는 초기에 설정된 압력으로 개폐 부재에 접촉된 채로 하우징에 설치된다. 그러나, 디스크가 회전하는 과정에서 디스크와 실링 부재는 접촉하게 되며, 반복적인 접촉에 의해 디스크 또는 실링 부재에 마모가 발생하게 된다.
따라서, 이러한 접촉에 의한 간섭을 방지하기 위한 방안이 고려될 수 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 견고한 실링이 가능하면서, 유로 개폐시 디스크와 실링 부재 사이의 간섭 현상을 방지할 수 있는 버터플라이 밸브를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 간단한 구조이나 실링 조절이 가능하고 동작 신뢰도가 우수한 버터플라이 밸브를 제공하기 위한 것이다.
이와 같은 본 발명의 해결 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따르는 버터플라이 밸브는, 양단부가 개방된 내부공간을 구비하는 몸체와, 상기 내부공간에 서로 마주보도록 배치되며 상기 내부공간을 개방한 상태와 막은 상태 사이에서 회전 가능하게 설치되어 상기 내부공간을 선택적으로 개폐하는 제1 및 제2 디스크와, 상기 몸체에 장착되며 상기 막은 상태에서 상기 제1 및 제2 디스크와 각각 접촉하도록 형성되는 제1 및 제2 실링 부재와, 상기 막은 상태에서 상기 제1 및 제2 디스크를 상기 제1 및 제2 실링 부재에 밀착되는 방향 또는 반대 방향으로 이동시키도록 형성되는 디스크 제어장치를 포함한다.
본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 디스크 제어장치는 샤프트, 구동 모듈 및 운동변환 어셈블리를 포함한다. 상기 샤프트는 상기 제1 및 제2 디스크의 사이에 배치되고, 상기 구동 모듈은 상기 샤프트가 회전하도록 상기 샤프트에 동력을 공급한다. 상기 운동변환 어셈블리는 상기 제1 및 제2 디스크와 각각 연결되고, 상기 막은 상태에서 상기 샤프트의 회전을 상기 제1 및 제2 디스크의 직선 이동으로 변환하도록 형성된다.
상기 운동변환 어셈블리는 가이드 부재 및 가이드 레일을 포함한다. 상기 가이드 부재는 상기 샤프트의 회전에 따라 직선 이동할 수 있도록 상기 샤프트와 나사 연결되며, 상기 가이드 레일은 상기 제1 및 제2 디스크 중 적어도 하나에 배치되어, 상기 가이드 부재의 직선 이동을 가이드하도록 형성된다.
상기 제1 및 제2 디스크가 상기 가이드 부재의 이동 방향과 수직하게 이동되도록, 상기 가이드 레일은 상기 샤프트의 길이방향을 따라 경사지도록 형성된다.
상기 가이드 부재는 상기 샤프트의 길이 방향을 따라 서로 이격 배치되는 제1 및 제2 가이드 부재를 포함하며, 상기 제1 및 제2 가이드 부재는 각각 상기 샤프트에 왼나사 및 오른나사의 나사산을 이용하여 연결된다.
본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 디스크 제어장치는 상기 막은 상태에서 상기 제1 및 제2 디스크를 서로 멀어지거나 가까워지는 방향으로 이동시키도록 형성된다. 상기 제1 및 제2 실링 부재는 상기 제1 및 제2 디스크를 사이에 두고 서로 마주보도록 배치될 수 있다.
본 발명과 관련한 또 다른 일 예에 따르면, 상기 디스크 제어장치는 회전 어셈블리를 포함한다. 상기 회전 어셈블리는 상기 개방한 상태와 막은 상태 사이에서 상기 제1 및 제2 디스크를 함께 회전시키도록 형성된다.
상기 회전 어셈블리는 상기 개방한 상태와 막은 상태 사이에서 상기 샤프트의 회전을 상기 제1 및 제2 디스크에 전달하며, 상기 막은 상태에서 상기 샤프트의 회전이 전달되는 것을 멈출 수 있도록 형성된다.
상기 회전 어셈블리는, 회전 부재, 회전전달 모듈 및 연결 부재를 포함한다. 상기 회전 부재는 상기 샤프트를 수용하는 중공부분을 구비하며, 상기 회전전달 모듈은 상기 샤프트의 회전을 선택적으로 상기 회전 부재에 전달한다. 상기 연결 부재는 상기 회전 부재에 결합되며, 상기 제1 및 제2 디스크와 함께 회전하도록 상기 제1 및 제2 디스크에 각각 연결된다.
상기 샤프트에는 상기 회전 부재와 연동가능한 휠이 장착된다. 상기 회전전달 모듈은, 상기 휠과 회전 부재의 사이에서 회전력을 전달하거나 상기 회전력의 전달을 멈추도록 이루어지는 클러치를 포함하거나, 상기 샤프트의 회전에 의하여 상기 회전 부재를 선택적으로 당기도록 상기 휠과 상기 회전 부재의 사이를 연결하는 링크열을 포함한다.
상기 회전전달 모듈은 상기 개방한 상태와 막은 상태 사이에서 상기 링크열을 가이드하도록 형성되는 링크 가이드를 포함한다.
상기 회전 어셈블리는 스토퍼를 포함한다. 상기 스토퍼는 상기 제1 및 제2 디스크가 상기 개방한 상태에서 상기 막은 상태로 회전하면, 상기 회전 부재의 회전을 제한하도록 이루어진다.
또한, 본 발명은, 유로를 구비하는 몸체와, 상기 유로에 서로 마주보도록 배치되며 상기 유로를 개방한 상태와 막은 상태 사이에서 회전 가능하게 설치되어 상기 유로를 선택적으로 개폐하는 제1 및 제2 디스크와, 상기 몸체에 장착되며 상기 제1 디스크에 대응하도록 형성되는 제1 실링 부재와, 상기 제2 디스크에 대응하도록 형성되며 상기 제1 및 제2 디스크를 사이에 두고 상기 제1 디스크를 마주보도록 배치되는 제2 실링 부재, 및 상기 유로가 개폐되는 과정에서 상기 제1 디스크와 상기 제1 실링 부재의 간섭과 상기 제2 디스크와 상기 제2 실링 부재의 간섭을 방지하게 상기 제1 및 제2 디스크를 함께 회전시키거나 직선 이동시키도록 형성되는 디스크 제어장치를 포함하는 버터플라이 밸브를 개시한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 관련된 이동식 버터플라이 밸브는 유로 개폐시에 복수의 디스크가 직선 운동과 회전 운동을 순차적으로 함에 따라, 상기 복수의 디스크와 실링 부재의 접촉에 의한 마모 현상이 일어나는 것을 방지할 수 있다. 이를 통하여, 버터플라이 밸브에서 상기 복수의 디스크에 의한 견고한 실링이 구현됨과 동시에 내구성이 향상될 수 있다.
또한, 본 발명은 서로 마주보는 디스크들의 가이드 레일이 샤프트의 길이방향을 따라 경사지고 복수의 가이드 부재가 샤프트를 따라 서로 반대 방향으로 이동함에 의하여, 간단한 구조로 상기 서로 마주보는 디스크들의 직선 운동을 구현한다.
또한, 본 발명은 몸체의 내주면에 실링용 메탈 시트가 장착되므로, 온도가 증가함에 따라 실링 성능이 저하되는 비금속재의 탄성실링부재(오링 등)이 사용되지 않을 수 있다. 이를 통하여, 오링 등의 열변형에 의한 누수가 방지될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 버터플라이 밸브의 평면도.
도 2는 도 1의 버터플라이 밸브의 측단면도.
도 3은 도 2의 운동변환 어셈블리에 대한 확대도.
도 4a 및 도 4b는 각각 도 2의 회전 부재 및 휠의 확대도.
도 5a 및 도 5b는 각각 도 2의 회전 어셈블리의 동작도.
도 6은 도 2의 A 부분에 대한 확대 단면도.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따르는 버터플라이 밸브의 평면도.
도 8은 본 발명의 다른 일 실시예에 따르는 버터플라이 밸브의 측단면도.
도 9는 도 7의 회전 어셈블리의 동작도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이동식 버터플라이 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 버터플라이 밸브의 평면도이고, 도 2는 도 1의 버터플라이 밸브의 측단면도이다.
본 도면을 참조하면, 버터플라이 밸브의 몸체(110)는 관로 사이에 연결 가능한 구조를 가진다. 원통형 몸체(110)의 내부공간(111, 도 2 참조)을 통해서는 유체가 유동할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 내부공간(111)은 유체가 흐를 수 있는 유로를 형성하며, 밸브 몸체(110)의 양단부는 개방되어 유로가 끊기지 않고 연속적으로 연장되게 한다. 몸체(110)의 하부에는 평지 등에 거치할 때 몸체(110)를 지지하는 지지대가 설치될 수 있다.
내부공간(111)에는 위 유로를 개폐할 수 있는 디스크(disk, 120)가 설치된다. 디스크(120)는 밸브 몸체(110)에 회전 가능하게 장착되며, 상기 회전을 이용하여 유로를 개폐하게 된다.
디스크(120)는 도 2와 같이 유로를 닫은 상태(막은 상태)에서, 회전하면서 유로를 개방하게 된다(개방한 상태). 유로를 완전 개방하기 위해 디스크(120)는 도 2의 상태에서 대략 90°를 회전하여야 한다.
실링 부재(140)는 내부공간(111)을 형성하는 몸체(110)의 내주면에 장착되어, 디스크(120)와 몸체(110)의 내주면 사이를 실링한다. 보다 구체적으로, 실링 부재(140)는 상기 막은 상태에서 디스크(120)와 접촉된 채로 몸체(110)의 내주면 측에 배치된다. 이에 의해, 실링 부재(140)는 상기 막은 상태에서 몸체(110)와 디스크(120) 사이의 틈새를 통해 유체가 새는 것을 막거나 완화한다.
본 발명의 버터플라이 밸브는 디스크 제어장치(200)를 구비하며, 상기 디스크 제어장치(200)는 상기 막은 상태에서 상기 디스크(120)를 상기 실링 부재(140)에 밀착되는 방향 또는 반대 방향으로 이동시키도록 형성된다.
상기 디스크의 직선 및 회전이동 메커니즘을 통하여, 밸브 몸체(110)의 유로가 개폐되는 과정에서 디스크(120)와 실링 부재(140) 사이의 간섭이 방지될 수 있다.
이하, 상기 디스크의 직선 및 회전이동 메커니즘에 대하여 도 1 및 도 2와 함께 도 3 내지 도 5b를 참조하여 보다 상세히 설명한다. 도 3은 도 2의 운동변환 어셈블리에 대한 확대도.이며, 도 4a 및 도 4b는 각각 도 2의 회전 부재 및 휠의 확대도이고, 도 5a 및 도 5b는 각각 도 2의 회전 어셈블리의 동작도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 밸브 몸체(110)의 내부공간(111)에는 제1 및 제2 디스크(121, 122)가 서로 마주보도록 배치된다. 제1 및 제2 디스크(121, 122)는 상기 내부공간(111)을 개방한 상태와 막은 상태 사이에서 회전 가능하게 설치되어 상기 내부공간(111)을 선택적으로 개폐한다.
실링 부재(140)는 링 형태로 이루어지며, 상기 제1 및 제2 디스크(121, 122)에 각각 대응되는 제1 및 제2 실링 부재(141, 142)를 포함한다. 상기 제1 및 제2 실링 부재(141, 142)는 상기 제1 및 제2 디스크(121, 122)를 사이에 두고 서로 마주보도록 배치된다. 즉, 막은 상태에서 제1 실링 부재(141)는 제1 디스크(121)를 마주보고, 제2 실링 부재(142)는 제2 디스크(122)를 마주보게 된다.
상기 제1 및 제2 디스크(121, 122)는 상기 디스크 제어장치(200)에 의하여 함께 회전하거나, 실링 부재(140)를 향하는 방향 또는 반대 방향으로 동시에 직선이동하게 된다. 디스크 제어장치(200)는 밸브의 유로가 개폐되는 과정에서 제1 디스크(121)와 제1 실링 부재(141)의 간섭과 제2 디스크(122)와 제2 실링 부재(142)의 간섭을 방지하게, 상기 제1 및 제2 디스크(121, 122)를 함께 회전시키거나 직선 이동시키도록 형성된다.
보다 구체적으로, 상기 디스크 제어장치(200)는, 상기 개방한 상태에서 막은 상태의 사이에서는 상기 제1 및 제2 디스크(121, 122)를 회전시키고, 상기 막은 상태에서는 상기 제1 및 제2 디스크(121, 122)를 서로 멀어지거나 가까워지는 방향으로 이동시키도록 형성된다.
도시에 의하면, 디스크 제어장치(200)는 샤프트(210), 구동 모듈(220), 운동변환 어셈블리(230) 및 회전 어셈블리(240)를 포함한다.
샤프트(210)는 제1 및 제2 디스크(121, 122)의 사이에 배치되며, 밸브 몸체(110)의 유로 방향과 교차하는 방향으로 배열된다. 상기 샤프트(210)의 회전력이 상기 제1 및 제2 디스크(121, 122)에 전달됨에 의하여 제1 및 제2 디스크(121, 122)가 회전하게 된다.
구동 모듈(220)은 샤프트(210)가 회전하도록 상기 샤프트(210)에 동력을 공급한다. 보다 구체적으로, 샤프트(210)의 단부에는 휠, 예를 들어 웜 휠(211)이 장착되며, 상기 웜 휠(211)에 대응되는 웜(212)의 회전이 웜 휠(211)을 거쳐서 상기 샤프트(210)에 전달된다.
디스크 제어장치(200)는 제1 및 제2 디스크(121, 122)가 개방한 상태에서 막은 상태로 회전하면, 상기 샤프트(210)의 회전을 이용하여 상기 제1 및 제2 디스크(121, 122)를 직선 이동시킨다. 이러한 동작은 운동변환 어셈블리(230) 및 회전 어셈블리(240)에 의하여 구현된다.
운동변환 어셈블리(230)는, 상기 제1 및 제2 디스크(121, 122)와 각각 연결되고, 상기 막은 상태에서 상기 샤프트(210)의 회전을 상기 제1 및 제2 디스크(121, 122)의 직선 이동으로 변환하도록 형성된다.
보다 구체적으로, 상기 운동변환 어셈블리(230)는 가이드 부재(231) 및 가이드 레일(232)을 포함한다.
가이드 부재(231)는 샤프트(210)의 회전에 따라 직선 이동할 수 있도록 상기 샤프트(210)와 나사 연결된다. 예를 들어, 가이드 부재(231)의 일면에는 나사홀이 형성되고, 상기 일면과 교차하는 측면에는 도브테일(dovetail, 231c)이 형성된다.
도시에 의하면, 상기 가이드 부재(231)는 샤프트(210)의 길이 방향을 따라 서로 이격 배치되는 제1 및 제2 가이드 부재(231a, 231b)를 포함한다. 제1 및 제2 가이드 부재(231a, 231b)는 각각 상기 샤프트(210)에 왼나사 및 오른나사의 나사산을 이용하여 연결된다. 즉, 제1 가이드 부재(231a)의 나사홀은 샤프트(210)와 왼나사 연결되면, 제2 가이드 부재(231b)의 나사홀은 샤프트(210)와 오른나사 연결되거나, 반대로 연결된다.
상기 구조에 의하면, 샤프트(210)가 회전하면 제1 및 제2 가이드 부재(231a, 231b)는 샤프트(210) 상에서 서로 멀어지거나 가까워지는 방향으로 이동하게 된다.
가이드 레일(232)은 상기 제1 및 제2 디스크(121, 122) 중 적어도 하나에 배치되어, 상기 가이드 부재(231)의 직선 이동을 가이드하도록 형성된다. 예를 들어, 도 2 및 도 3과 같이, 제1 및 제2 디스크(121, 122)에는 각각 샤프트(210)를 수용하는 수용홈(123)이 형성되고, 상기 수용홈(123)의 양측에는 상기 도브테일(231c)에 대응하는 가이드 레일(232a, 232b)이 형성된다.
도시에 의하면, 제1 및 제2 디스크(121, 122)가 가이드 부재(231)의 이동 방향과 수직하게 이동되도록, 가이드 레일(232a, 232b)은 샤프트(210)의 길이방향을 따라 경사지도록 형성된다. 또한, 이에 대응되도록 도브테일(231c)의 외면도 경사면을 형성한다.
가이드 레일(232a, 232b)의 바닥 부분과 도브테일(231c)의 외면이 접촉한 상태에서 도브테일(231c)이 이동하면, 가이드 레일(232a, 232b)에는 가이드 부재(231)의 이동 방향과 수직한 방향으로 힘이 가해지며, 이를 통하여 제1 및 제2 디스크(121, 122)가 직선 운동하게 된다.
제1 및 제2 디스크(121, 122)가 서로 멀어지는 방향으로 이동하면, 막은 상태에서 실링 상태로 전환되며, 서로 가까워지는 방향으로 이동하면 그 반대가 된다. 여기서 실링 상태는 디스크(120)와 실링 부재가 밀착된 상태를 의미한다.
이와 같이, 서로 마주보는 디스크들의 가이드 레일이 샤프트의 길이방향을 따라 경사지고 복수의 가이드 부재가 샤프트를 따라 서로 반대 방향으로 이동하는 직선이동 메커니즘에 의하여, 복수의 디스크와 실링 부재의 접촉에 의한 마모 현상이 방지될 수 있다. 또한, 상기 메커니즘에 의하면, 디스크의 이동량 조절을 통하여 실링 부재와 디스크 사이의 실링 정도가 간단하게 조절될 수 있다.
이하, 도 2 내지 도 5b를 참조하여 회전 어셈블리(240)에 대하여 설명한다.
회전 어셈블리(240)는 디스크(120)가 유로를 개방한 상태와 막은 상태 사이에서 제1 및 제2 디스크(121, 122)를 함께 회전시키도록 형성된다. 보다 구체적으로, 회전 어셈블리(240)는 상기 개방한 상태와 막은 상태 사이에서 상기 샤프트(210)의 회전을 상기 제1 및 제2 디스크(121, 122)에 전달하며, 상기 막은 상태에서 상기 샤프트(210)의 회전이 전달되는 것을 멈출 수 있도록 형성된다. 즉, 또한, 회전 어셈블리(240)는 상기 직선이동 메커니즘이 동작될 때에, 샤프트(210)의 회전력이 디스크(120)에 전달되지 않도록 이루어진다.
도 2 내지 도 5b에 의하면, 상기 회전 어셈블리(240)는 회전 부재(241), 연결 부재(242) 및 회전전달 모듈(243)을 포함한다.
회전 부재(241)의 몸체에는 샤프트(210)를 수용하는 중공부분(241a)이 형성된다. 회전 부재(241)의 일단부에는 웜 휠(211)과 중첩배치되는 회전판(241b)이 형성된다.
또한, 회전 부재(241)의 타단부에는 연결 부재(242)가 결합된다. 연결 부재(242)는 샤프트(210)를 수용하며, 상기 제1 및 제2 디스크(121, 122)와 함께 회전하도록 상기 제1 및 제2 디스크(121, 122)에 각각 연결된다.
회전전달 모듈(243)은 샤프트(210)의 회전을 선택적으로 회전 부재(241)에 전달하도록 이루어진다.
도시에 의하면, 회전전달 모듈(243)은 클러치(244)를 포함한다. 클러치(244)는 웜 휠(211)과 회전 부재(241)의 사이에서 회전력을 전달하거나 상기 회전력의 전달을 멈추도록 이루어진다. 예를 들어, 클러치(244)는 사용자에 의하여 조작가능한 레버(244a)와, 상기 레버(242a)에 의하여 이동되며 상기 웜 휠(211)과 회전 부재(241)를 연결 또는 연결해제하는 핀(244b)을 구비한다. 웜 휠(211)과 회전 부재(241)에는 상기 핀(244b)이 삽입되는 핀 홀들(211c, 241c)이 각각 형성된다.
이하, 도 5a 및 도 5b를 참조하여, 회전 부재(241), 샤프트(210) 및 웜 휠(211)의 연동관계에 대하여 보다 상세히 설명한다.
도 5a에 의하면, 먼저 개방된 상태에서 레버(242a, 도 1 참조)를 내리면 회전 부재(241)와 웜 휠(211)은 연결된다. 이 때에, 샤프트(210)가 회전하면 회전 부재(241) 및 연결 부재(242)가 회전하게 되며, 연결 부재(242)에 결합된 제1 및 제2 디스크(121, 122, 이상 도 2 참조)가 회전하게 된다.
제1 및 제2 디스크(121, 122)가 약 90도 정도 회전한 상태(막은 상태)에서, 레버(242a)를 올리면, 회전 부재(241)와 웜 휠(211)의 연결관계가 끊어지게 된다. 이 때에, 샤프트(210)가 회전하면 웜 휠(211)은 회전하나 회전 부재(241)는 정지하게 되며, 이를 통하여 제1 및 제2 디스크(121, 122)의 직선 이동 메커니즘이 동작하게 되며, 제1 및 제2 디스크(121, 122)는 막은 상태에서 실링 상태로 이동하게 된다.
도 5b에 의하면, 실링 상태, 막은 상태 및 개방된 상태로의 순차적인 변화는 샤프트의 회전을 반대로 하면서 도 5a에서 설명된 동작의 역순으로 진행될 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 회전 어셈블리(240)는 스토퍼(245)를 포함한다.
스토퍼(245)는 제1 및 제2 디스크(121, 122)가 개방한 상태에서 막은 상태로 회전하면, 상기 회전 부재(241)의 회전을 제한하도록 이루어진다. 예를 들어, 스토퍼(245)는 밸브 몸체(110)에 장착되며, 회전 부재(241)의 회전 반경내로 돌출되도록 이루어진다. 이 경우에, 스토퍼(245)가 웜 휠(211)의 회전을 제한하지 않도록 웜 휠(211)은 회전 부재(241)보다 작은 직경으로 이루어진다.
또한, 스토퍼(245)는 단부가 경사지도록 형성되며(뾰쪽하도록 형성되며), 상기 회전 부재(241)의 회전 중심을 향하여 이동가능하게 이루어진다. 이를 통하여, 회전 부재(241)의 정지 위치가 미세 조절될 수 있다.
이하, 실링 부재(140)의 상세 구조에 대하여 도 6을 참조하여 설명한다. 도 6은 도 2의 A 부분에 대한 확대 단면도이다.
도 6을 참조하면, 디스크(120)의 외주면에는 제1 시트부(124)가 돌출된다. 제1 시트부(124)는 디스크(120)의 원주방향을 따라 형성되며, 디스크(120)의 회전에 따라 실링 부재(140)과 접촉하거나 떨어지게 된다.
도시에 의하면, 몸체(110)의 내주면에는 제1 시트부(124)를 마주보는 위치에서 제2 시트부(125)가 돌출된다. 제2 시트부(125)는 몸체(110)의 원주방향을 따라 형성되며, 고정된 위치에서 실링 부재(140)과 접촉하도록 이루어진다.
제1 및 제2 시트부(124, 125)는 금속이나 고무 등으로 형성되며, 금속의 경우에는 디스크(220) 및 몸체(110)에 일체화될 수 있다. 보다 구체적인 예로서, 상기 제1 및 제2 시트부(124, 125)는 각각 메탈재질로 형성되어 육성 용접에 의하여 고정되는 메탈 시트가 될 수 있다.
본 도면을 참조하면, 실링 부재(140)은 실링 본체부(143)와, 제1 및 제2 접촉부(144, 145)를 포함한다.
실링 본체부(143)는 실링 유닛의 메인 바디를 형성하며, 예를 들어 메탈 재질로 이루어진다. 실링 본체부(143)는 몸체(110)의 내주면의 원주 방향을 따라 배치되도록 원호형 또는 링 형태를 가질 수 있다. 제1 및 제2 접촉부(144, 145)는 상기 원호형 또는 링 형태의 내주측 및 외주측에 각각 배치될 수 있다.
도시에 의하면, 제1 및 제2 접촉부(144, 145)는 유로의 중심선을 따라 경사지며, 상기 제1 및 제2 시트부(124, 125)와 각각 접촉하도록 형성된다. 제1 및 제2 접촉부(144, 145)는 서로 반대 방향으로 경사지도록 형성된다.
실링 부재(140)는 내부공간(110)을 유동하는 유체의 압력에 의해 디스크(120)를 가압하는 힘이 달라지도록 구성된다. 이에 의하면, 실링 부재(140)는, 유체의 압력이 큰 경우에는 작은 경우보다 큰 힘으로 디스크(220)를 가압하거나 디스크(220)에 접촉하게 된다.
예를 들어, 제1 및 제2 접촉부(144, 145)는 몸체의 내부공간을 흐르는 유체의 유압(P, 유체의 압력)에 의하여 제1 및 제2 시트부(124, 125)를 가압하는 방향으로 경사지도록 형성된다. 이를 통하여, 디스크(120)가 닫힌 상태에서 실링 부재(140)에 가해지는 유압에 의하여 제1 및 제2 접촉부(144, 145)는 쐐기와 같이 제1 및 제2 시트부(124, 125)의 사이에 보다 끼워지게 된다. 이를 통하여, 강한 유압이 걸리는 경우에 누수차단이 보다 강화되는 메커니즘이 구현된다.
또한, 실링 부재(140)는 고정부(150)에 이동가능하도록 장착된다. 고정부(150)는 밸브 몸체에 장착되며, 링 형태로 이루어진다. 고정부(150)의 조절나사(151)는 실링 부재(140)가 제1 및 제2 시트부(124, 125)에 접촉되는 량을 조절하도록 상기 고정부(150)를 관통하여 상기 실링 부재(140)에 체결된다. 상기 고정부(150)에는 상기 조절나사(151)가 관통하도록 관통홀(152)이 형성될 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따르는 버터플라이 밸브의 평면도이고, 도 8은 본 발명의 다른 일 실시예에 따르는 버터플라이 밸브의 측단면도이며, 도 9는 도 7의 회전 어셈블리의 동작도이다. 본 실시예에서는 앞선 실시예와 동일 또는 유사한 구성에 대해서는 동일?유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다.
본 도면들을 참조하면, 회전전달 모듈(343)은 샤프트(310)의 회전에 의하여 회전 부재(341)를 선택적으로 당기도록 웜 휠(311)과 회전 부재(341)의 사이를 연결하는 링크열(360)을 포함한다.
링크열(360)는, 예를 들어 복수의 링크들(361, 362)이 웜 휠(311)과 회전 부재(341)의 사이를 연결하도록 이루어진다.
제1 링크(361)는 일단이 웜 휠(311)의 회전 중심에 편심되는 위치에 회전가능하게 장착되며, 타단이 제2 링크(362)의 일단과 힌지 결합된다. 제2 링크(362)의 타단은 회전 부재(341)의 외주와 인접한 부분에 회전 가능하게 연결된다. 제1 링크(361)와 웜 휠(311)이 연결되는 부분(363)과 제2 링크(362)와 회전 부재(341)가 연결되는 부분(364)은 회전 부재(341)의 회전 방향을 따라 서로 이격된다.
도시에 따르면, 회전전달 모듈(343)은 링크 가이드(370)를 포함할 수 있다. 상기 링크 가이드(370)는 밸브 몸체(310) 또는 구동 모듈(320)에 장착될 수 있다. 링크 가이드(370)는 원호 형태로 이루어지며, 제1 및 제2 링크(361, 362)가 연결되는 부분(365)을 가이드하도록 배치된다. 또한, 링크 가이드(370)는 개방한 상태와 막은 상태 사이에서 링크열(360)을 가이드하는 길이로 형성된다.
따라서, 막은 상태에서 샤프트가 더 회전회면, 제1 및 제2 링크(361, 362)가 연결되는 부분(365)은 가이드를 벗어나게 되고, 연결되는 부분(365)을 중심으로제1 및 제2 링크(361, 362)가 서로 반대 방향으로 회전하게 된다. 제1 및 제2 링크(361, 362)가 서로 반대 방향으로 회전하면, 회전 부재(341)가 정지된 상태에서 웜 휠(311)은 회전할 수 있게 된다.
상기와 같은 이동식 버터플라이 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 (13)

  1. 양단부가 개방된 내부공간을 구비하는 몸체;
    상기 내부공간에 서로 마주보도록 배치되며, 상기 내부공간을 개방한 상태와 막은 상태 사이에서 회전 가능하게 설치되어 상기 내부공간을 선택적으로 개폐하는 제1 및 제2 디스크;
    상기 몸체에 장착되며, 상기 막은 상태에서 상기 제1 및 제2 디스크와 각각 접촉하도록 형성되는 제1 및 제2 실링 부재; 및
    상기 막은 상태에서 상기 제1 및 제2 디스크를 상기 제1 및 제2 실링 부재에 밀착되는 방향 또는 반대 방향으로 이동시키도록 형성되는 디스크 제어장치를 포함하고,
    상기 디스크 제어장치는,
    상기 제1 및 제2 디스크의 사이에 배치되는 샤프트;
    상기 샤프트가 회전하도록 상기 샤프트에 동력을 공급하는 구동 모듈; 및
    상기 제1 및 제2 디스크와 각각 연결되고, 상기 막은 상태에서 상기 샤프트의 회전을 상기 제1 및 제2 디스크의 직선 이동으로 변환하도록 형성되는 운동변환 어셈블리를 포함하며,
    상기 운동변환 어셈블리는,
    상기 샤프트의 회전에 따라 직선 이동할 수 있도록 상기 샤프트와 나사 연결되는 가이드 부재; 및
    상기 제1 및 제2 디스크 중 적어도 하나에 배치되어, 상기 가이드 부재의 직선 이동을 가이드하도록 형성되는 가이드 레일을 포함하는 버터플라이 밸브.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 디스크가 상기 가이드 부재의 이동 방향과 수직하게 이동되도록, 상기 가이드 레일은 상기 샤프트의 길이방향을 따라 경사지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 버터플라이 밸브.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 가이드 부재는 상기 샤프트의 길이 방향을 따라 서로 이격 배치되는 제1 및 제2 가이드 부재를 포함하며,
    상기 제1 및 제2 가이드 부재는 각각 상기 샤프트에 왼나사 및 오른나사의 나사산을 이용하여 연결되는 것을 특징으로 하는 버터플라이 밸브.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 디스크 제어장치는,
    상기 막은 상태에서 상기 제1 및 제2 디스크를 서로 멀어지거나 가까워지는 방향으로 이동시키도록 형성되는 것을 특징으로 하는 버터플라이 밸브.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 실링 부재는 상기 제1 및 제2 디스크를 사이에 두고 서로 마주보도록 배치되는 것을 특징으로 하는 버터플라이 밸브.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 디스크 제어장치는,
    상기 개방한 상태와 막은 상태 사이에서 상기 제1 및 제2 디스크를 함께 회전시키도록 형성되는 회전 어셈블리를 더 포함하는 버터플라이 밸브.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 디스크의 사이에는 동력에 의하여 회전하는 샤프트가 배치되고,
    상기 회전 어셈블리는,
    상기 개방한 상태와 막은 상태 사이에서 상기 샤프트의 회전을 상기 제1 및 제2 디스크에 전달하며, 상기 막은 상태에서 상기 샤프트의 회전이 전달되는 것을 멈출 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 하는 버터플라이 밸브.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 회전 어셈블리는,
    상기 샤프트를 수용하는 중공부분을 구비하는 회전 부재;
    상기 샤프트의 회전을 선택적으로 상기 회전 부재에 전달하는 회전전달 모듈; 및
    상기 회전 부재에 결합되며, 상기 제1 및 제2 디스크와 함께 회전하도록 상기 제1 및 제2 디스크에 각각 연결되는 연결 부재를 포함하는 버터플라이 밸브.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 샤프트에는 상기 회전 부재와 연동가능한 휠이 장착되며,
    상기 회전전달 모듈은,
    상기 휠과 회전 부재의 사이에서 회전력을 전달하거나 상기 회전력의 전달을 멈추도록 이루어지는 클러치를 포함하거나,
    상기 샤프트의 회전에 의하여 상기 회전 부재를 선택적으로 당기도록 상기 휠과 상기 회전 부재의 사이를 연결하는 링크열을 포함하는 버터플라이 밸브.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 회전전달 모듈은 상기 개방한 상태와 막은 상태 사이에서 상기 링크열을 가이드하도록 형성되는 링크 가이드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 버터플라이 밸브.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 회전 어셈블리는,
    상기 제1 및 제2 디스크가 상기 개방한 상태에서 상기 막은 상태로 회전하면, 상기 회전 부재의 회전을 제한하도록 이루어지는 스토퍼를 더 포함하는 버터플라이 밸브.
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