KR101358060B1

KR101358060B1 - 가동형 제수밸브

Info

Publication number: KR101358060B1
Application number: KR1020130078843A
Authority: KR
Inventors: 이동기
Original assignee: 서우실업 주식회사
Priority date: 2013-07-05
Filing date: 2013-07-05
Publication date: 2014-02-05

Abstract

본 발명은 제수밸브의 양측에 형성된 플랜지 사이의 거리를 조절하여 밸브의 설치 및 배관에 결합된 상태의 제수밸브 교체 작업을 용이하게 수행할 수 있는 가동형 제수밸브에 관한 것이다.

Description

가동형 제수밸브 {WATER CONTROL VALVE WITH VARIABLE FLANGE}

본 발명은 제수밸브에 관한 것으로, 자세하게는 제수밸브의 양측에 형성된 플랜지 사이의 거리 조절이 가능하여 밸브의 설치 및 배관에 결합된 상태의 제수밸브 교체 작업을 용이하게 수행할 수 있는 가동형 제수밸브에 관한 것이다.

일반적으로 유체의 흐름을 제어하기 위해 사용되는 밸브는 플랜지를 통해 배관에 결합하며, 이때 밸브와 배관에 각각 구비된 플랜지 사이에 가스켓을 삽입함으로 누수를 방지하게 된다.

도 1은 지중에 매설된 제수밸브의 모습을 나타낸 구조도로서, 일반적으로 제수밸브는 도 1에서와 같이 지중에 매설되며 외측으로 형성되는 밸브보호실(20)을 통해 제수밸브(10)의 조작 및 보수공간을 확보하게 된다.

이때 제수밸브(10)가 배관(30)과 체결된 상태에서 장기간의 사용으로 밸브(10)나 가스켓(50)이 노후로 인해 손상되거나 혹은 기타 요인에 의해 밸브(10)의 기능이 저하 또는 상실되어 새로운 제수밸브로 교체가 요구되는 경우, 각 플랜지(40)에 체결된 볼트와 너트를 풀어내고 충격을 주어 밸브(10)를 분리할 수 있으나 새로운 밸브를 설치시 배관(30)과 밸브(10)에 형성된 플랜지(40)의 면간 거리가 거의 일치하여 틈새가 거의 없어 신축성의 가스켓(50)을 삽입할 수 없거나 억지로 끼워넣더라도 가스켓(50)이 손상되어 누수가 발생하는 문제점이 있었다.

특히 시공단계에서 플랜지의 면간 거리를 정확히 계산하여 시공하더라도, 공차를 비롯하여 배관의 수축·팽창 등의 원인으로 인해 면간 거리가 좁아져 대규격의 배관의 밸브 설치에 곤란을 겪는 일이 많았다.

따라서, 기존에는 밸브 교체시 설치된 배관을 절단하여 틈새를 만든 후 각 플랜지 사이에 가스켓을 넣어 결합하고, 절단된 파이프를 거리에 맞게 다시 용접하는 방법을 사용하기도 했다.

하지만, 이와 같은 방법은 상당한 작업시간이 소요될 뿐 아니라 작업 중 인근에 수돗물을 공급하지 못하여 많은 불편을 줄 수밖에 없었으며, 특히 첨부된 도 1에서와 같이 밸브보호실(20)을 사용하여 매설된 제수밸브(10)의 경우 실질적으로 작업을 수행할 수 있는 공간이 나오지 않으므로 경우에 따라 굴착작업이 요구되어 더욱 작업이 어려워지는 경우도 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 밸브의 양측에 형성되는 플랜지 사이의 거리를 조절하여 제수밸브의 교체작업시 밸브 양측에 형성된 플랜지 사이의 거리를 조절하여 밸브의 원활한 분리 및 설치작업이 이루어질 수 있는 가동형 제수밸브를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 위해 본 발명은 내부에 유체가 흐르는 배관에 연결되어 개폐동작을 통해 유량을 제어하는 제수밸브에 있어서, 관로를 개폐하여 유량을 제어하되, 일측으로 배관과의 연결을 위한 플랜지부가 형성되고, 타측으로 외주면을 관통하는 관통공 및 내측에서 외측으로 상기 관통공에 관통삽입되는 체결볼트를 구비한 원통형의 제1연결관이 형성되는 밸브본체; 상기 제1연결관을 외측으로 덮어 감싸면서 제1연결관을 따라 슬라이드 이동가능하되 내주면을 따라 형성되는 패킹홈을 구비한 제2연결관과, 상기 제2연결관 타측으로 배관과의 연결을 위해 형성된 플랜지를 구비한 가변플랜지부; 상기 패킹홈에 삽입되어 제2연결관과 제1연결관 사이에서 밀폐기능을 수행하는 패킹부; 로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 제2연결관은 내측으로 상기 제1연결관 외측으로 돌출된 체결볼트를 감싸도록 슬라이드 이동방향으로 형성된 가이드홈을 더 포함하고, 상기 패킹부는 복수의 패킹으로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 체결볼트는 6각 렌치의 사용이 가능한 6각 홈이 형성된 헤드를 구비하며, 상기 제1연결관 내측으로 볼트 헤드가 돌출되지 않도록 길이 조절되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 패킹부는 고무재질의 패킹과, 수팽창패킹과, 유분을 함유한 편사로 이루어진 섬유재질의 패킹 중 선택되어 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명을 통해 밸브보호실을 통해 제수밸브가 지중에 매설되는 경우와 같이 작업공간이 매우 좁더라도 어렵지 않게 제수밸브 교체작업이 이루어질 수 있으며, 억지 끼움에 의한 가스켓이 손상되는 것을 방지하여 수밀성능이 보장된다.

또한, 배관길이의 수축이나 제작 공차로 인한 면간 거리의 오차 등 정상적인 상황에서도 밸브의 삽입이 매우 어려울 경우 손쉽게 면간 거리를 조절하여 밸브설치를 쉽게 할 수 있으며, 열팽창에 의해 배관길이가 확장됨에 따른 관의 휨 현상발생시 이에 대응하여 면간 거리를 줄임으로 배관의 손상을 방지할 수 있다.

도 1은 지중에 매설된 제수밸브의 모습을 나타낸 구조도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 외형을 나타낸 사시도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 내부 구조를 나타낸 분해 사시도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명 가동형 제수밸브의 구성을 자세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 외형을 나타낸 사시도, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 내부 구조를 나타낸 분해 사시도, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 단면도도서, 본 발명은 상수도 배관계통에 설치되어 개폐동작을 통해 유량을 제어하는 기존의 제수밸브와 유사한 구조로 이루어지되 관로의 개폐동작을 수행하는 배관본체(110)와, 면간 거리를 조절하기 위한 가변플랜지부(120)로 주요구성이 이루어지게 된다.

상기 밸브본체(110)는 통상 주철로 이루어지게 된다. 적용될 수 있는 밸브의 형식에는 개폐방식에 따라 게이트 밸브, 글로벌 밸브, 버터플라이 밸브 등이 가능하며, 실질적으로 본 발명은 밸브의 종류에 구애받지 않으나 대규격의 배관에서는 통상 게이트 밸브가 사용되므로 이하에서 설명되는 본 발명에서는 게이트 밸브 형식을 갖는 밸브본체(110)를 실시예로 설명한다.

유체의 이송계통에서 배관과 배관 또는 배관과 밸브의 연결은 플랜지를 통해 이루어지므로, 상기 밸브본체(110)의 일측에는 배관과의 연결을 위한 플랜지부(111)가 형성된다. 첨부된 도 2 내지 4를 통해 설명되는 본 발명의 바람직한 실시예에서 상기 플랜지부는 기존의 제수밸브와 동일하게 상기 밸브본체(110)에 일체로 고정형성된 플랜지로 이루어지고 있다.

또한, 상기 밸브본체(110)의 타측으로는 상기 가변플랜지부(120)의 설치를 위한 원통형의 제1연결관(112)이 형성되며, 상기 제1연결관(112)의 타단 측에는 내측과 외측을 관통하는 관통공(113)이 형성된다. 이때 상기 관통공(113)은 상기 가변플랜지부(120)의 정위치 조절을 위해 상기 제1연결관(112)의 중심을 기준으로 대칭을 이루는 위치에 복수로 구비되는 것이 바람직하며, 첨부된 도면에서는 상기 관통공(113)이 상기 제1연결관(112)의 중심을 기준으로 90도 간격으로 4개가 형성된 실시예를 도시하고 있다.

또한, 상기 관통공(113)에는 암나사부가 형성되고, 상기 제1연결관(112)의 내측으로부터 삽입되어 외측으로 상기 관통공(113)을 관통하여 일부가 돌출되도록 체결볼트(114)가 구성된다. 상기 체결볼트(114)는 후술되는 제2연결관(122)의 슬라이드 이동시 회전을 방지하는 역할과 원하는 위치에서 상기 제2연결관(122)이 움직이지 않도록 고정하는 기능을 하게 된다.

또한, 상기 체결볼트(114)가 상기 제1연결관(112)의 내측으로부터 삽입되어 외측으로 상기 관통공(113)을 관통하여 일부가 돌출됨에 따라 상기 제1연결관(112) 내측의 유체 흐름을 방해하지 않도록 볼트 헤드(Bolt-head)가 없는 형태의 볼트를 사용하는 것이 바람직하며, 가급적 상기 제1연결관(112) 내측으로 볼트 헤드 측이 돌출되지 않도록 적절하게 길이를 조절하게 된다. 첨부된 도면에서는 볼트 헤드부에 6각 렌치의 사용이 가능한 6각 홈을 갖는 볼트가 도시되어 있다.

상기 가변플랜지부(120)는 상기 제1연결관(112)을 둘러싸며, 유체의 흐름 방향으로 슬라이드 이동되어 제수밸브의 면간 거리를 조절할 수 있도록 구성되며, 구체적으로 상기 제1연결관(112)의 외경에 대해 상대적으로 큰 내경을 갖도록 원통 형상으로 이루어져 상기 제1연결관(112)을 외측으로 덮어 감싸면서 상기 제1연결관(112)을 따라 슬라이드 이동되는 제2연결관(122)이 구비된다. 마찬가지로 상기 제2연결관(122)의 타측으로는 배관과의 연결을 위해 형성된 플랜지(121)가 형성된다.

이때, 상기 제2연결관(122)의 내측으로는 상기 제1연결관(112) 외측으로 돌출되는 체결볼트(114)의 일부를 감싸도록 제2연결관(122)의 슬라이드 방향으로 길게 형성되는 가이드홈(123)과, 상기 가이드홈(123)과 접촉하지 않도록 일측 방향으로 복수의 패킹(131)의 삽입을 위한 패킹홈(124)이 형성된다.

상기 패킹홈(124)은 상기 제1연결관(112)과 제2연결관(122) 사이의 누수를 방지하기 위하여 밀폐기능을 갖는 복수의 패킹(131)을 삽입하기 위한 구성으로, 수밀성능을 보장하면서도 상기 제2연결관(122)의 이동을 원활하게 할 수 있는 적절한 개수의 패킹(131)이 한 세트의 패킹부(130)를 형성하여 삽입되며 첨부된 도 3 내지 4에서는 3개의 패킹(131)이 패킹부(130)를 구성함에 따라 상기 패킹홈(124)도 3개가 구비된 모습을 나타내고 있다.

또한, 상기 가이드홈(123)이 상기 제1연결관(112) 외측으로 돌출되는 체결볼트(114)를 감싸며 슬라이드 이동방향으로 형성됨에 따라, 상기 제2연결관(122) 및 연결된 플랜지(121)가 슬라이드 이동시에도 회전하지 않고 유체의 흐름 방향에 따라 직선으로만 움직여 패킹의 불필요한 마모를 방지할 수 있으며, 상기 제2연결관(122)을 이동시켜 면간거리를 알맞게 조절한 상태에서 상기 체결볼트(114)를 잠그는 방향으로 돌려줌으로 상기 제2연결관(122)이 움직이지 않도록 고정할 수 있다.

이때 상기 패킹(131)은 최소 3개 이상을 구비하는 것이 바람직하며, 단면이 원형인 오링과 달리 그 단면이 사각형상으로 이루어지도록 하여 상기 패킹(131)의 상측과 하측이 각각 상기 패킹홈(124) 및 제1연결관(112)의 외측에 밀착되어 상기 제2연결관(122)이 원활히 슬라이드 이동이 이루어지도록 한다.

또한, 상기 패킹(131)을 고무재질의 U자형 패킹을 일괄적으로 사용할 수도 있으나, 패킹부(130)가 복수의 패킹(131)으로 구비됨에 따라 수팽창패킹과 유분을 함유한 편사로 이루어진 섬유재질패킹을 조합하여 패킹부를 구성하는 것이 더욱 바람직하다.

상기 수팽창패킹은 수팽창성의 고분자물질을 원료로 하는 패킹으로 물과 접촉하면 체적이 증가하여 수밀성능을 대폭적으로 향상시키는 특성이 있다. 이를 통해 가령 인접한 패킹을 통해 누수가 발생하더라도 상기 수팽창패킹이 물에 접촉함에 따라 체적 팽창이 이루어져 통해 2차적인 수밀성능을 구현할 수 있게 된다.

또한, 상기 유분을 함유한 편사로 이루어진 섬유재질패킹은 목면, 마, 석면, 합성수지로 이루어진 섬유 편사에 고무를 여러 층에 걸쳐 겹치게 한 후 오일, 흑연, 운모 등의 윤활제를 침투시킨 패킹이다. 본 발명에서 상기 제2연결관(122)은 제1연결관(112)을 따라 슬라이드 이동하게 되며, 특히 상기 제1연결관과 패킹(131)의 접촉면에서는 상기 제2연결관(122)의 슬라이드 이동에 따른 마찰이 발생하게 된다. 이때 상기 제1연결관(112)의 표면이 건조한 상태에서 마찰이 발생할 경우 상기 제1연결관(112)과 패킹(131)의 접촉면에서 발생하는 마찰열로 인해 패킹표면의 미세 손상이 발생하게 되며 이는 수밀성능을 저해하는 요인으로 작용한다. 이와 같은 문제를 대비하는 차원에서 상술한 유분을 함유한 편사로 이루어진 섬유재질패킹을 사용함으로 제2연결관(122)의 슬라이드 이동시 제1연결관(112)과의 마찰면에서 윤활성능이 구현됨으로 인해 패킹(P)의 손상을 방지하면서도 원활한 슬라이드 이동과 수밀성능을 동시에 보장할 수 있게 된다.

이때 상기 플랜지부(111)는 배관을 통해 유체가 흘러들어오는 방향에 위치하도록 하고, 상기 가변플랜지부(120)는 유체가 흘러나가는 방향에 위치하도록 하게 된다. 이는 만에 하나 상기 제1연결관(112)과 제2연결관(122) 사이를 통해 누수가 발생할 경우 제수밸브를 잠그는 것을 통해 최대한 신속하게 누수를 차단할 수 있도록 하고, 필요시 상기 패킹부를 교체함으로 비교적 어렵지않은 보수작업을 하기 위함이다.

또한, 상기 밸브본체(110)는 지하실이나 지중 매설 형태로 설치되므로 주변의 높은 습도로 인해 표면에 부식이 발생하는 경우가 많다. 이를 방지하기 위해 통상적인 방청 페인트 등을 통한 표면처리를 하더라도 페인트의 균열을 틈타 외부로부터 스며든 우수나 그랜드패킹으로부터 새어나온 물 또는 밸브교체작업시 발생한 물로 인해 시간이 지남에 따라 표면에 녹이 발생한다.

이때 노출된 상태의 상기 제1연결관(112)의 표면에 부식이 발생하는 경우 상기 제2연결관(122)이 원활하게 이동하지 못하도록 뿐만 아니라 표면의 거칠기로 인해 상기 패킹(P)이 손상되어 수밀성능을 저해할 우려가 매우 높으므로, 이를 방지하기 위해 바람직하게 상기 제1연결관(112)을 부식에 강한 스테인리스 재질로 구성하여, 상기 밸브본체(110)에 나사산 등을 이용한 끼움 결합 방식으로 체결할 수 있다.

즉 상기 밸브본체(110)의 일측에 상기 제1연결관(112)이 삽입되도록 암사나부를 형성하고, 스테인리스재질의 제1연결관(112)의 타측에 상기 밸브본체(110)의 암나사부에 대응하는 수나사부를 형성하여 상호 결합할 수 있다. 이를 통해 상기 가변플랜지부(120)의 위치 이동시 스테인리스 재질의 상기 제1연결관(112) 표면의 소제 작업만 수행함으로 원활한 슬라이드 이동이 이루어질 수 있으며, 표면부식 등으로 인한 패킹(P)의 손상을 원천적으로 방지하고 수밀성능을 보장할 수 있다.

또 다른 방식으로는 상기 제1연결관(112)을 상기 밸브본체(110)와 일체로 제작하되 제1연결관(112)의 외측 표면에 인산염 피막코팅층을 형성하는 방법을 들 수 있다. 즉 상기 제1연결관(112)을 망간이나 아연과 같은 금속의 제1인삼연수용액에 침지하는 파커라이징을 통해 피막을 형성하는 것으로, 생성된 인산염 피막은 두께 20미크론 정도로 매우 얇고 조직이 치밀하여 표면을 매끈하게 덮을 뿐만 아니라 방식효과가 높아 장시간 사용에도 패킹의 손상을 방지하고 수밀성능을 보장할 수 있게 된다.

상술한 본 발명을 통해 제수밸브의 밸브보호실 내부와 같이 작업공간이 비좁은 상황에서도 제수밸브 또는 가스켓의 교체작업이 다음과 같이 용이하게 이루어질 수 있다.

유체 유입 측 배관과 상기 플랜지부(111)를 결합한 볼트와 너트와, 유체 배출 측 배관과 상기 가변플랜지부(120)의 플랜지(121)를 결합한 볼트와 너트를 풀어내어 상기 밸브본체(110)와 가변플랜지부(120)를 분리한 상태에서, 상기 제2연결관 내측의 체결볼트(114)를 풀어 상기 가변플랜지부(120)를 이동시켜 면간거리를 조절한다.

이후 면간거리가 조절된 후에서는 상기 제2연결관(122) 내측의 체결볼트(114)를 조여 가변플랜지부(120)를 고정하게 되며, 미리 면간 거리를 좁힌 상태로 저항 없이 원활히 배관 상에 밸브의 설치기 이루어지게 되며, 면간 거리를 좁힘에 따라 발생한 플랜지 사이의 공간을 통해 손상 없이 원활하게 가스켓을 삽입할 수도 있게 된다. 또한, 제수밸브의 문제가 아닌 가스켓 손상에 의한 누수 발생시 동일한 방법으로 손상된 가스켓만을 원활하게 교체할 수 있다.

본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

10: 제수밸브 20: 밸브보호실
30: 배관 40: 플랜지
50: 가스켓 110: 밸브본체
111: 플랜지부 112: 제1연결관
113: 관통공 114: 체결볼트
120: 가변플랜지부 121: 플랜지
122: 제2연결관 123: 가이드홈
124: 패킹홈 130: 패킹부
131: 패킹

Claims

유체가 흐르는 배관에 연결되어 개폐동작을 통해 유량을 제어하는 제수밸브에 있어서,
관로를 개폐하여 유량을 제어하되, 일측으로 배관과의 연결을 위한 플랜지부(111)가 형성되고, 타측으로 외주면을 관통하는 관통공(113) 및 내측에서 외측으로 상기 관통공(113)에 관통삽입되는 체결볼트(114)를 구비한 원통형의 제1연결관(112)이 형성되는 밸브본체(110);
상기 제1연결관(112)을 외측으로 덮어 감싸면서 제1연결관(112)을 따라 슬라이드 이동가능하되 내주면을 따라 형성되는 패킹홈(124)을 구비한 제2연결관(122)과, 상기 제2연결관(122) 타측으로 배관과의 연결을 위해 형성된 플랜지(121)를 구비한 가변플랜지부(120);
상기 패킹홈(124)에 삽입되어 제2연결관(122)과 제1연결관(112) 사이에서 밀폐기능을 수행하는 패킹부(130);로 구성되되,
상기 제2연결관(122)은 내측으로 상기 제1연결관(112) 외측으로 돌출된 체결볼트(114)를 감싸도록 슬라이드 이동방향으로 형성된 가이드홈(123)을 더 포함하고,
상기 패킹부(130)는 복수의 패킹(131)으로 이루어지며,
상기 체결볼트(114)는 6각 렌치의 사용이 가능한 6각 홈이 형성된 헤드를 구비하며, 상기 제1연결관(112) 내측으로 볼트 헤드가 돌출되지 않도록 길이 조절되고,
상기 제1연결관(112)은 상기 밸브본체(110)와 일체로 제작하되, 상기 제1연결관(112)의 외측 표면에 인산염 피막코팅층을 형성하는 방식으로 형성되는 것을 특징으로 하는 가동형 제수밸브.
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제1항에 있어서,
상기 패킹부(130)는 고무재질의 패킹과, 수팽창패킹과, 유분을 함유한 편사로 이루어진 섬유재질의 패킹 중 선택되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 가동형 제수밸브.