KR101276417B1 - 버터플라이밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 버터플라이밸브에 관한 것으로, 내부에 개폐 유로가 형성되는 밸브보디(10); 디스크(20); 시트링(30); 및 디스크링(40)을 포함하여 구성되고, 상기 시트링(30) 및 상기 디스크링(40) 중 적어도 어느 하나는 측단면이 수직대칭 형상인 플렉시블링이고, 상기 플렉시블링을 지지하는 리테이너가 더 포함된다. 이에 따라 시트링 및 디스크링의 형상이 접촉되는 부분의 형상이 정밀하지 않아도 기밀성이 유지되고, 시트링 또는 디스크링 중 하나가 변형되어도 변형된 것만 교환하기 때문에 유지관리가 용이하다. 또한 밸브보디 및 디스크의 형태에 따라 플렉시블링의 형태도 유연하게 변형이 가능하다.

Description

버터플라이밸브 {BUTTERFLY VALVE}

본 발명은 버터플라이밸브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 밸브보디와 디스크 사이에 플렉시블링이 구비되는 버터플라이밸브에 관한 것이다.

일반적으로 버터플라이밸브는 원통형의 유로가 형성된 밸브가 존재하고, 그 밸브의 원판 중심선을 축으로 회전하는 원반형의 디스크가 설치되어 디스크가 회전함에 따라 유로를 개폐하게 된다. 이에 따라 유체의 유량을 조절할 수 있다. 특히 종래에는 디스크가 회전하는 중심축을 상하좌우 이동하여 설치하는 경우가 많은데 편심된 수에 따라 2편심 버터플라이밸브, 3편심 버터플라이밸브 등 다양한 종류가 알려져 있다.

2편심 버터플라이밸브는 유로를 막는 디스크에 디스크를 회전시키는 회전축이 일정거리를 두고 연결됨에 따라 형성되는 편심 이외에 디스크의 회전축이 디스크의 중심에서 편향되어 설치됨으로써 형성되는 편심이 추가된 형태이다. 따라서 회전축을 중심으로 유체에 의한 디스크가 받는 부분압력이 다르기 때문에 이를 활용하여 밸브의 긴밀성이 향상되는 밸브를 말한다. 3편심 버터플라이밸브는 앞서 설명한 2편심 버터플라이밸브에 디스크 양단의 다른 형상으로 인해 형성되는 편심이 추가된 것으로, 디스크 개폐의 견고함이 향상되고 개폐의 효율성을 높인 버터플라이밸브이다.

위와 같은 여러 편심 버터플라이밸브 중 종래의 3편심 버터플라이밸브가‘특허문헌 1’에 게재되어 있다. 종래의 3편심 버터플라이밸브는 도 1에 도시된 바와 같이 내부에 개폐 유로가 형성되는 밸브보디(1); 상기 유로를 선택적으로 개폐하는 디스크(2); 상기 디스크(2)의 외주연에 연결되는 디스크링(3); 및 상기 밸브보디(1)의 내주연에 연결되는 시트링(4)으로 구성된다. 이에 따라 상기 디스크(2)가 회전함에 따라 상기 밸브보디(1)를 선택적으로 개방하거나 폐쇄하여 유량의 흐름을 조절한다.

그러나 종래의 3편심 버터플라이밸브는 디스크링(3)의 경사각과 시트링(4)의 경사각이 일치해야 디스크링(3)과 시트링(4)이 긴밀하게 밀착되기 때문에 어느 하나가 변형되면 기밀성이 감소되어 누설이 되는 문제점이 있다. 또한 내부 유체의 급격한 온도 변화와 같은 영향으로 인해 디스크링(3) 또는 시트링(4)이 변형되어 교체가 필요할 경우, 밸브의 기밀을 위해 디스크링(3)과 시트링(4)을 모두 교체해야 하는 문제점이 있다.

KR 10-0752276 B (2007. 8. 20.)

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 밸브보디와 디스크 사이에 탄성적으로 변형이 되고 측단면이 수직대칭 형상인 플렉시블링이 구비되는 버터플라이밸브를 제공하는 것이다.

위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 버터플라이밸브는 내부에 유로가 형성되는 밸브보디; 회전축이 상기 밸브보디의 측면 수평중심부 상에 위치되어, 상기 회전축이 회전함에 따라 상기 밸브보디의 유로를 선택적으로 개폐하는 디스크; 상기 밸브보디 내주연에 연결되는 시트링; 및 상기 디스크의 외주연에 연결되며, 상기 시트링에 접촉되는 디스크링을 포함하여 구성되고, 상기 시트링 및 상기 디스크링 중 적어도 어느 하나는 측단면이 수직대칭 형상인 플렉시블링이고, 상기 플렉시블링을 지지하는 리테이너가 더 포함되는 것을 기술적 특징으로 한다.

본 발명에 따른 버터플라이밸브는 시트링 및 디스크링의 형상이 접촉되는 부분의 형상이 정밀하지 않아도 기밀성이 유지되고, 시트링 또는 디스크링 중 하나가 변형되어도 변형된 것만 교환하기 때문에 유지관리가 용이하다. 또한 밸브보디 및 디스크의 형태에 따라 플렉시블링의 형태도 유연하게 변형이 가능하다.

도 1은 종래의 3편심 버터플라이밸브
도 2는 본 발명에 따른 버터플라이밸브를 도시한 단면도
도 3은 본 발명에 따른 버터플라이밸브를 도시한 분해사시도
도 4는 본 발명에 따른 버터플라이밸브의 다른 형태를 도시한 단면도
도 5는 본 발명에 따른 버터플라이밸브의 다른 형태를 도시한 분해사시도
도 6은 본 발명에 따른 플렉시블링에 스프링이 설치된 상태를 도시한 단면도

아래에서는 본 발명에 따른 버터플라이밸브를 첨부된 도면을 통해 더욱 상세히 설명한다.

본 발명은 버터플라이밸브에 관한 것으로, 도 2는 본 발명에 따른 버터플라이밸브를 도시한 단면도, 도 3은 본 발명에 따른 버터플라이밸브를 도시한 분해사시도, 도 4는 본 발명에 따른 버터플라이밸브의 다른 형태를 도시한 단면도, 도 5는 본 발명에 따른 버터플라이밸브의 다른 형태를 도시한 분해사시도, 도 6은 본 발명에 따른 플렉시블링에 스프링이 설치된 상태를 도시한 단면도이다.

본 발명에 따른 버터플라이밸브는 내부에 유로가 형성되는 밸브보디(10); 회전축(22)이 밸브보디(10)의 측면 수직중심부 상(a)에 위치되어, 회전축(22)이 회전함에 따라 밸브보디(10)의 유로를 선택적으로 개폐하는 디스크(20); 밸브보디(10) 내주연에 연결되는 시트링(30); 및 디스크(20)의 외주연에 연결되며, 시트링(30)에 접촉되는 디스크링(40)을 포함하여 구성되고, 시트링(30) 및 디스크링(40) 중 적어도 어느 하나는 측단면이 수직대칭 형상인 플렉시블링이고, 플렉시블링을 지지하는 리테이너가 더 포함된다.

아래에서는 각 구성요소에 대하여 상세히 설명한다.

밸브보디(10)는 중공부가 형성되어 유로 역할을 한다. 또한 유로는 디스크(20)에 의해 개폐되어 유체의 이동을 선택적으로 제한할 수 있다.

디스크(20)는 밸브보디(10)의 중공부를 차단하는 부분이 원판 형상이고, 밸브보디(10)의 중공부를 개방하거나 폐쇄하는 역할을 한다. 디스크(20)는 일단면에 회전축(22)이 설치되고, 회전축(22)이 밸브보디(10)의 측면 수직중심부(a) 상에 위치되어 회전축(22)이 회전함에 따라 밸브보디(10)의 중공부를 선택적으로 개방하거나 폐쇄한다. 즉, 회전축(22)이 디스크(20)의 원판으로부터 거리를 두어 디스크(20)에 설치되고, 이에 따라 밸브보디(10)의 측면 수직중심부(a)와 디스크(20)의 외주연에 설치되는 디스크링(40)의 측면 수직중심부(a')가 어긋나 1차편심(X)이 형성된다.

1차편심(X)은 디스크(20)가 회전하여 밸브보디(10)가 개방될 때, 밸브의 개방량을 증가시켜주고 부품의 마모를 줄여주는데, 만약 회전축(22)이 디스크(20)의 원판에 직접 설치되면 회전축(22) 양 끝단 부분의 디스크(20)가 밸브보디(10)에 항상 접촉하고 있어 개방면적이 줄어들고, 디스크(20)의 지속적인 회전으로 인한 마찰로 인하여 밸브보디(10) 및 디스크(20)가 마모됨으로써 밸브의 기밀성이 떨어지는 문제가 생긴다.

또한 회전축(22)은 디스크(20)의 중심에서 벗어나 편향되어 설치될 수 있는데, 이에 따라 회전축(22)의 측면 수평중심부(b')가 밸브보디(10)의 측면 수평중심부(b)에 어긋나게 되어 2차편심(Y)이 형성된다.

2차편심(Y)은 밸브보디(10)와 디스크(20)의 접촉을 최소화하는 역할을 하고, 디스크(20)의 회전축(22)이 디스크(20) 상에서 한쪽 방향으로 치우쳐 설치되기 때문에 회전축(22)을 기준으로 디스크(20) 양측의 면적 차이가 발생되며, 이에 따라 디스크(20) 상에서 상대적으로 더 넓은 면적이 유체의 압력을 강하게 받게 된다. 이때 상대적으로 더 넓은 면적은 도 2에 도시된 바와 같이 압력을 받는 방향의 반대쪽으로 회전되기 때문에 밸브보디(10)와 디스크(20) 사이의 기밀성이 높게 유지된다.

시트링(30)은 밸브보디(10)의 내주연에 연결되고, 디스크(20)가 밸브보디(10)의 중공부를 차단할 때 디스크링(40)과 접촉하여 밸브의 기밀을 유지하는 역할을 한다. 그리고 본 발명에서는 시트링(30)이 밸브보디(10)에 연결될 때 직접 연결되었지만 필요에 따라 시트링(30)이 밸브보디(10)에 안정적으로 지지되기 위해 시트링 리테이너(32)가 구비될 수 있다.

또한 시트링(30)은 회전축(22)을 중심으로 내주연의 일측에 경사가 단계적으로 형성될 수 있다. 즉, 회전축(22)에서 멀어질수록 경사가 형성되고, 회전축(22)의 양단에 가까워질수록 경사가 완만해지는 형태로, 도 4에 확대되어 도시된 바와 같이 시트링(30) 상부에는 경사가 형성되어 있는 반면 하부에는 경사가 형성되어 있지 않은 형태이다. 이에 따라 밸브보디(10) 유로 중심부의 연장선(c)과 시트링(30)의 양측 내주연의 연장선이 만나는 점(c')이 어긋나 3차편심(Z)이 형성되는데, 이와 관련한 사항은 후술한다.

디스크링(40)은 디스크(20)의 외주연에 연결되고, 디스크(20)가 밸브보디(10)의 중공부를 차단할 때 시트링(30)과 접촉하여 밸브의 기밀을 유지하는 역할을 한다. 디스크링(40)은 디스크(20)에 안정적으로 연결되기 위해 디스크링 리테이너(42)가 구비되는데, 필요에 따라 디스크링(40)은 디스크(20)에 직접적으로 연결될 수 있다.

또한 디스크링(40)은 회전축(22)을 중심으로 외주연의 일측에 경사가 단계적으로 형성되고 회전축(22)에 가까워질수록 경사가 완만해진다. 도 2에 확대되어 도시된 바와 같이 디스크링(40) 상부에는 경사가 형성되어 있는 반면 하부에는 경사가 형성되어 있지 않은 형태이다. 이에 따라 밸브보디(10) 유로 중심부의 연장선(c)과 디스크링(40)의 양측 외주연의 연장선이 만나는 점(c')이 어긋나 3차편심(Z)이 형성되는데, 이는 디스크(20)가 밸브보디(10)의 중공부를 개방하고 있다가 폐쇄하는 방향으로 회전하여 밸브보디(10)의 중공부를 완전히 닫기 직전 2편심 버터플라이밸브에서 발생되는 끼임현상을 개선한 것이다. 따라서 디스크(20)가 부드럽게 개폐작동을 하여 디스크(20)의 회전에 상대적으로 적은 동력이 요구된다. 참고로 기존의 2편심 버터플라이밸브는 시트링(30) 및 디스크링(40)에 경사가 없어 디스크(20)가 밸브보디(10)를 폐쇄할 때 면접촉이 되기 때문에 개폐시 끼임현상이 발생된다.

한편 시트링(30) 및 디스크링(40)의 내·외주면의 형상으로 인한 3차편심(Z)이 각각 형성되는 이유는 플렉시블링이 시트링(30) 및 디스크링(40)에 각각 적용되기 때문이다. 즉 시트링(30)에 플렉시블링이 적용된 경우에는 디스크링(40)의 외주면에 형성된 경사로 인해 3차편심(Z)이 형성되고, 디스크링(40)에 플렉시블링이 적용된 경우에는 시트링(30)의 내주면에 형성된 경사로 인해 3차편심(Z)이 형성된다.

플렉시블링은 원형으로 소정의 탄성력을 가지고, 측단면이 ∪형상으로 대칭성을 가지며, 시트링(30)과 디스크링(40) 중 어느 하나에 적용된다. 즉, 플렉시블링의 측단면이 수직대칭인 형상이므로 플렉시블링이 결합되는 대상의 형상이 정원형이 아니라 타원형과 같이 변형된 형태일 때에도 그에 맞게 변형이 가능하다. 만약 플렉시블링의 측단면이 수직비대칭일 경우 변형이 가해졌을 때 부분적으로 뒤틀림현상이 발생되어 밸브의 기밀성이 떨어지는 문제가 발생된다.

아래에서는 플렉시블링이 시트링(30) 및 디스크링(40)에 각각 적용된 상태에 대해 설명한다.

먼저 시트링(30)에 플렉시블링이 적용되었을 경우, 플렉시블링이 밸브보디(10)의 내주연에 연결이 된다. 또한 도 2에 도시된 바와 같이 시트링 리테이너(32)가 더 구비되어 플렉시블링이 설치되는 공간이 일정하게 유지됨으로써 플렉시블링이 밸브보디(10)에 안정적으로 연결된다. 이때, 플렉시블링은 밸브보디(10)에 소정의 간격을 두고 설치되어 필요에 따라 유동적으로 슬라이딩된다. 이렇게 밸브보디(10)와 플렉시블링 사이에 간격을 두는 이유는 디스크(20)가 밸브보디(10)를 선택적으로 개폐하는 순간, 밸브의 편심구조 및 디스크(20)의 형상(예를 들면, 타원형)으로 인해 플렉시블링에 부분적으로 작용되는 압력이 달라지는데, 이때 플렉시블링이 밸브보디(10)와 플렉시블링 사이의 공간에서 유연하게 변형됨으로써 디스크(20)가 큰 마찰 없이 회전되기 때문이다.

다음으로 디스크링(40)에 플렉시블링이 적용되었을 경우, 플렉시블링이 디스크(20)의 외주연에 연결이 된다. 또한 도 4에 도시된 바와 같이 디스크링 리테이너(42)가 더 구비되어 플렉시블링이 설치되는 공간이 일정하게 유지됨으로써 플렉시블링이 디스크(20)에 안정적으로 연결된다. 앞에서 설명한 바와 마찬가지로 플렉시블링은 디스크(20)에 소정의 간격을 두고 설치되어 필요에 따라 유동적으로 슬라이딩 될 수 있도록 한다.

한편 플렉시블링은 측단면이 수직대칭형상으로 형성되어 유연하게 변형이 가능하다. 특히 디스크(20)가 단일판이 아닌 복수 개의 철판이 겹쳐진 형태일 경우 디스크(20)가 회전됨에 따라 형태변화가 수반될 수 있는데, 이때 플렉시블링의 형상으로 인하여 디스크(20)가 일부 변형되어도 플렉시블링이 뒤틀리는 현상 없이 유연하게 변형이 가능하여 밸브의 기밀이 유지된다.

스프링(50)은 플렉시블링의 내주면에 부가될 수 있는 구성요소로서, 도 6(a)에 도시된 바와 같이 시트링(30) 및 디스크링(40)에 플렉시블링이 각각 적용되었을 때 설치된다. 스프링(50)은 도 6(b)에 도시된 바와 같이 플렉시블링의 양단 사이에 위치하고, 플렉시블링의 내부에서 외부로 밀어주는 역할을 하여 플렉시블링의 형태를 일정하게 유지하는 역할을 한다.

10: 밸브보디 20: 디스크
22: 회전축 30: 시트링
32: 시트링 리테이너 40: 디스크링
42: 디스크링 리테이너 50: 스프링

Claims (7)

1. 내부에 유로가 형성되는 밸브보디(10);
   회전축(22)이 상기 밸브보디(10)의 측면 수직중심부(a) 상에 위치되어, 상기 회전축(22)이 회전함에 따라 상기 밸브보디(10)의 유로를 선택적으로 개폐하는 디스크(20);
   상기 밸브보디(10) 내주연에 연결되는 시트링(30) 및
   상기 디스크(20)의 외주연에 연결되며, 상기 시트링(30)에 접촉되는 디스크링(40)을 포함하여 구성되고,
   상기 시트링(30) 및 상기 디스크링(40) 중 어느 하나는 측단면이 수직대칭의 ∪형상인 플렉시블링이고, 다른 하나는 회전축(22)을 중심으로 내주연의 일측 또는 외주연의 일측에 경사가 형성되며, 상기 플렉시블링을 지지하는 리테이너가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 버터플라이밸브에 있어서,
   상기 플렉시블링은 상기 밸브보디(10) 내주연 또는 상기 디스크(20)의 외주연에 소정의 간격을 두고 설치되고, 상기 밸브보디(10)의 측면 수직중심부(a)와 상기 디스크링(40)의 측면 수직중심부(a')가 어긋나 1차편심(X)이 형성되며, 상기 밸브보디(10)의 측면 수평중심부(b)와 상기 회전축(22)의 측면 수평중심부(b')가 어긋나 2차편심(Y)이 형성되고, 상기 밸브보디(10)의 유로 중심부의 연장선(c)과 상기 시트링(30)의 양측 내주연 또는 상기 디스크링(40)의 양측 외주연의 연장선이 만나는 점(c')이 어긋나 3차편심(Z)이 형성되며,
   상기 플렉시블링의 내주면에 스프링(50)이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 버터플라이밸브.
   
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