KR101364676B1 - Anti-cavitation Butterfly Balve - Google Patents

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Abstract

본 발명은 디스크가 저개도로 변화될 때 디스크를 통과하는 유체의 유속을 저하시켜 캐비테이션 현상을 방지할 수 있도록 한 버터플라이 밸브에 관한 것으로, 본 발명에 따른 버터플라이 밸브는, 유체가 유동하는 관로 내측에 회전축을 중심으로 회전 운동하면서 관로를 개폐하는 디스크와; 상기 디스크의 유체가 유입되는 방향을 향한 정면에 볼록한 돔(dome) 형태로 설치된 유속저감판과; 상기 유속저감판과 디스크의 정면 사이의 공간에 수용된 액상의 충전재를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다. The present invention relates to a butterfly valve which can prevent cavitation by lowering the flow rate of the fluid passing through the disk when the disk is changed to a low opening degree. A disk for opening and closing the pipe while rotating around the axis of rotation; A flow rate reduction plate installed in a convex dome shape in a front direction of the fluid in the disk; It characterized in that it comprises a liquid filler contained in the space between the flow rate reduction plate and the front of the disk.

Description

캐비테이션 방지 기능을 갖는 버터플라이 밸브{Anti-cavitation Butterfly Balve}Butterfly Valve with Anti-Cavitation Function {Anti-cavitation Butterfly Balve}

본 발명은 버터플라이 밸브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 디스크의 전방면에 캐비테이션을 방지하기 위한 구조체를 구성하여 디스크가 유로를 개방하기 위하여 저개도로 변화될 때 캐비테이션 현상을 억제할 수 있도록 한 버터플라이 밸브에 관한 것이다.
The present invention relates to a butterfly valve, and more particularly, to a structure for preventing cavitation on the front face of the disc, so that the cavitation phenomenon can be suppressed when the disc is changed to a low opening to open the flow path. Relates to a fly valve.

일반적으로 버터플라이 밸브는 원반형의 디스크를 회전시켜 유로를 개폐하는 구조로 이루어지는데, 주로 상수도, 하수도, 건물 등에 많이 사용된다. 이러한 버터플라이 밸브는 디스크가 닫힌 상태에서 열리기 시작할 경우에나 또는 비교적 적은 각도로 개방되어 유체의 흐름을 조절할 경우에 디스크 부분에서 유속이 급속히 증가하여 디스크 후면의 압력이 포화증기압 이하로 급격히 저하되고, 이에 따라 유체(물)내의 공기가 기포로 변하게 되는 캐비테이션(cavitation) 현상이 발생하게 된다. In general, the butterfly valve is made of a structure that opens and closes the flow path by rotating a disk-shaped disk, mainly used for water supply, sewage, buildings and the like. These butterfly valves rapidly increase the flow rate in the disc section when the disc starts to open in a closed state or when the disc is opened at a relatively small angle to control the flow of fluid, so that the pressure at the back of the disc drops rapidly below the saturated steam pressure. As a result, a cavitation phenomenon occurs in which air in the fluid (water) turns into bubbles.

이러한 캐비테이션 현상은 소음 및 진동을 발생시키고, 디스크 및 관로를 침식시키는 문제점을 발생시키게 된다. 이러한 캐비테이션 현상을 저감시키기 위해서는 밸브의 디스크가 저개도(底開度)로 변화될 때 디스크 면과 면접되는 유체의 유속 흐름이 분산되도록 유도하여 유속을 저하시키는 기술이 개발이 요구된다. This cavitation phenomenon generates noise and vibration, and causes a problem of eroding the disk and the pipeline. In order to reduce such a cavitation phenomenon, it is required to develop a technology that reduces the flow rate by inducing the flow rate of the fluid interviewed with the disk surface when the disk of the valve is changed to a low opening degree.

대한민국 등록실용신안 제0256367호(2001년 11월 22일 등록)에는 디스크의 정면 상측부에 다수개의 통공을 갖는 원호형 다공 압력감쇄판을 설치하고, 디스크의 배면 하측부에 다수개의 유로 유도판이 고정됨과 아울러 다수개의 통공을 가지는 활형 다공 압력감쇠판을 부착하여, 유체가 상기 압력감쇄판과 유로유도판을 통과하면서 확산(diffuse)되도록 하여 유체의 유속을 떨어뜨리고, 이로써 밸브 내의 수압이 포화증기압 이하로 떨어지지 않도록 조절하여 캐비테이션 현상을 방지할 수 있도록 한 버터플라이 밸브의 캐비테이션 방지장치가 개시되어 있다. Republic of Korea Utility Model Registration No.0256367 (registered on November 22, 2001) installs an arc-type porous pressure reducing plate having a plurality of holes in the upper part of the front of the disk, and a plurality of flow guide plates are fixed to the lower back of the disk. In addition, by attaching a porous porous pressure damping plate having a plurality of holes, the fluid is diffused while passing through the pressure damping plate and the flow path guide plate to reduce the flow rate of the fluid, so that the water pressure in the valve is less than the saturated steam pressure A cavitation prevention device of a butterfly valve is disclosed, which can be adjusted so as not to fall off, thereby preventing cavitation.

그러나, 상기한 선 등록고안은 디스크에 다수의 통공과 유로를 갖는 유로유도판과 압력감쇠판 등 비교적 복잡한 구조체를 별도로 설치해야 하므로 구조가 복잡하고, 제조공정이 복잡하여 실제 양산에는 많은 문제점을 가지고 있다.
However, the above-described preliminary registration proposal has to install a relatively complicated structure such as a flow guide plate and a pressure attenuating plate having a plurality of holes and flow paths on the disk separately. have.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 단순한 구성으로 이루어지며, 디스크가 저개도로 변화될 때 디스크를 통과하는 유체의 유속을 저하시켜 캐비테이션 현상을 방지할 수 있는 버터플라이 밸브를 제공함에 있다.
The present invention is to solve the above problems, the object of the present invention is made of a simple configuration, the butter that can prevent the cavitation phenomenon by reducing the flow rate of the fluid passing through the disk when the disk is changed to a low opening degree In providing a fly valve.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 버터플라이 밸브는, 유체가 유동하는 관로 내측에 회전축을 중심으로 회전 운동하면서 관로를 개폐하는 디스크와; 상기 디스크의 유체가 유입되는 방향을 향한 정면에 볼록한 돔(dome) 형태로 설치된 유속저감판을 포함하는 것을 특징으로 한다. Butterfly valve of the present invention for achieving the above object is a disk for opening and closing the pipeline while rotating around the rotation axis inside the pipeline through which the fluid flows; It characterized in that it comprises a flow rate reduction plate installed in the form of a convex dome (dome) in the front facing the direction of the fluid flow of the disk.

본 발명의 한 형태에 따르면, 본 발명의 버터플라이 밸브는 상기 유속저감판과 디스크의 정면 사이의 공간에 수용된 액상의 충전재를 더 포함한다.
According to one aspect of the invention, the butterfly valve of the present invention further comprises a liquid filler contained in a space between the flow rate reduction plate and the front face of the disk.

본 발명의 버터플라이 밸브는 관로를 개폐하는 디스크의 정면에 돔 형태로 유속저감판이 설치된 구조로 되어 있기 때문에 디스크의 저개도 개방시 유체가 유속저감판의 안내를 받으면서 유동하여 표면저항에 의해 유속이 저하되고, 이에 따라 유속의 급격한 증가가 억제되어 압력이 포화증기압 이하로 저하되면서 캐비테이션 현상이 발생하는 것이 방지될 수 있다.
The butterfly valve of the present invention has a structure in which a flow rate reducing plate is installed in a dome shape on the front of the disk for opening and closing the pipeline, so that the fluid flows under the guidance of the flow rate reducing plate when the disk is opened at a low opening, and thus the flow rate is reduced by surface resistance. It is lowered, thereby suppressing a sudden increase in the flow rate, it can be prevented that the cavitation phenomenon occurs while the pressure is lowered below the saturated steam pressure.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 버터플라이 밸브의 단면도로, 디스크가 저개도로 개방된 상태이다.
도 2는 도 1의 버터플라이 밸브의 단면도로, 디스크가 관로를 완전 폐쇄한 상태이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 버터플라이 밸브의 디스크의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 버터플라이 밸브의 디스크의 단면도이다. 1 is a cross-sectional view of a butterfly valve according to an embodiment of the present invention, in which the disc is open in a low opening.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the butterfly valve of FIG. 1, with the disc completely closed.
3 is a cross-sectional view of a disk of a butterfly valve according to another embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view of a disk of a butterfly valve according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 버터플라이 밸브의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the butterfly valve according to the present invention.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 버터플라이 밸브를 나타낸 것으로, 이 실시예의 버터플라이 밸브는 유체가 유동하는 관로(10)의 내측에 회전축(21)을 중심으로 회전 운동하면서 관로를 개폐하는 디스크(20)와, 상기 디스크(20)의 유체가 유입되는 방향을 향한 정면에 볼록한 돔(dome) 형태로 설치된 유속저감판(30)과, 상기 유속저감판(30)과 디스크(20)의 정면 사이의 공간에 채워지는 액상의 충전재(31)를 포함한 구성으로 이루어진다. 1 and 2 show a butterfly valve according to an embodiment of the present invention, the butterfly valve of this embodiment is a pipe line while rotating the movement around the axis of rotation (21) inside the pipeline 10 through which the fluid flows The disk 20 for opening and closing the flow rate, the flow rate reduction plate 30 provided in the form of a convex dome (front) in the front direction in which the fluid of the disk 20 flows, the flow rate reduction plate 30 and the disk ( It consists of a configuration including a liquid filler 31 is filled in the space between the front of the 20.

상기 디스크(20)는 원반형태를 가지며, 상기 관로(10)를 관통하여 설치된 회전축(21)에 결합되어 상기 회전축(21)의 회전에 의해 회전 운동하면서 관로(10)를 개폐한다. 상기 관로(10)의 내주면에는 상기 디스크(20)가 관로(10)를 폐쇄할 때 디스크(20)의 외주부에 밀착되면서 디스크(20)와 관로(10) 사이의 틈새를 통해 유체가 누출되는 것을 방지하기 위한 수밀용의 고무 실링재(12)가 설치된다.The disk 20 has a disk shape and is coupled to a rotating shaft 21 installed through the pipe 10 to open and close the pipe 10 while rotating by the rotation of the rotating shaft 21. When the disk 20 is in close contact with the outer circumference of the disk 20 when the disk 20 is closed on the inner circumferential surface of the conduit 10 is that the fluid leaks through the gap between the disk 20 and the conduit 10 A rubber sealing material 12 for watertightness for preventing is provided.

상기 유속저감판(30)은 마찰력과 탄력성이 우수한 고무 등의 수지 재질로 이루어질 수 있다. 상기 유속저감판(30)은 디스크(20)의 정면에 볼록한 돔 형태를 갖도록 되어 디스크(20)가 관로(10)를 개방한 초기의 저개도 구간에서 유체의 흐름을 안내하며 유속을 저감시키는 작용을 한다. 즉, 디스크(20)가 회전축(21)의 회전에 의해 회전할 때 유체가 유속저감판(30)에 의해 안내되면서 디스크(20)와 관로(10) 사이의 개방된 공간을 통해 유동하게 되는데, 이 때 유속저감판(30)의 표면저항에 의해 유체의 속도가 감소되게 된다. The flow rate reduction plate 30 may be made of a resin material such as rubber having excellent friction and elasticity. The flow rate reducing plate 30 has a convex dome shape in front of the disk 20 to guide the flow of the fluid in the initial low opening section when the disk 20 opens the conduit 10 to reduce the flow rate. Do it. That is, when the disk 20 is rotated by the rotation of the rotating shaft 21, the fluid is guided by the flow rate reduction plate 30 and flows through the open space between the disk 20 and the conduit 10, At this time, the speed of the fluid is reduced by the surface resistance of the flow rate reduction plate 30.

상기 유속저감판(30)이 얇은 박판으로 이루어지는 경우 상기 유속저감판(30)은 디스크(20)가 관로(10)를 완전히 폐쇄한 상태에서 관로(10)를 유동하는 유체의 압력에 의해 중앙부가 눌리면서 주변부가 튀어나와 관로(10)의 내주면에 접촉하여 밀착된다. 이 경우, 상기 유속저감판(30)은 디스크(20) 외주면의 실링재(12)와 함께 실링 작용을 하여 수밀성을 더욱 향상시킬 수 있는 이점도 제공할 수 있다. When the flow rate reduction plate 30 is made of a thin thin plate, the flow rate reduction plate 30 has a central portion due to the pressure of the fluid flowing through the conduit 10 in a state in which the disk 20 completely closes the conduit 10. While pressed, the peripheral portion sticks out and comes into contact with the inner circumferential surface of the conduit 10. In this case, the flow rate reducing plate 30 may also provide an advantage of further improving watertightness by performing a sealing action together with the sealing material 12 on the outer circumferential surface of the disk 20.

상기 유속저감판(30)의 저개도 개방시 유속 저감 효과를 증대시키기 위하여 유속저감판(30)의 표면에 복수개의 돌기 또는 홈이 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시한 것과 같이, 상기 유속저감판(30)의 표면에 복수개의 돌기(32)가 연속적으로 형성되되, 상기 돌기(32)가 유속저감판(30)의 중심부에서 반경방향 외측으로 가면서 계단식으로 연속적으로 형성된 형태를 가질 수 있다. 이와 같이 돌기(32)가 계단식으로 형성되면, 디스크(20)가 관로(10)를 개방하여 유체가 유속저감판(30)의 표면을 따라 흘러갈 때 상기 돌기(32)가 저항으로 작용함과 동시에 와류(vortex)를 형성하여 유속을 현저하게 저감시킬 수 있다. A plurality of protrusions or grooves may be formed on the surface of the flow rate reduction plate 30 in order to increase the flow rate reduction effect when the opening of the flow rate reduction plate 30 is low. For example, as shown in FIG. 3, a plurality of protrusions 32 are continuously formed on the surface of the flow rate reduction plate 30, and the protrusions 32 have a radius at the center of the flow rate reduction plate 30. It may have a form continuously formed stepwise while going outward in the direction. When the protrusions 32 are formed in this manner, the protrusions 32 act as a resistance when the disc 20 opens the conduit 10 so that the fluid flows along the surface of the flow rate reducing plate 30. At the same time, a vortex can be formed to significantly reduce the flow velocity.

한편, 상기 유속저감판(30)과 디스크(20)의 정면 사이의 공간에 수용된 액상의 충전재(31)는 유속저감판(30)이 유체의 압력에 의해 눌려지더라도 디스크(20)의 관로(10) 개방시 유속저감판(30)이 원래의 돔 형태로 복원될 수 있도록 하는 작용을 한다. 상기 충전재(31)는 유속저감판(30)과 디스크(20)의 정면 사이의 공간이 완전히 밀폐된 상태로 수용된다. 하지만, 도 4에 도시된 것과 같이 관로(10) 내의 유체가 자유롭게 유속저감판(30)과 디스크(20)의 정면 사이의 공간으로 유입 및 배출될 수 있도록 유속저감판(30)의 테두리 부분에 복수개의 통공(33)을 형성하여 관로(10) 내의 유체가 상기 통공(33)을 통해 유입되면서 충전재(31)의 작용을 하여 유속저감판(30)을 지탱하도록 할 수도 있을 것이다. On the other hand, the liquid filler 31 contained in the space between the flow rate reduction plate 30 and the front of the disk 20, even if the flow rate reduction plate 30 is pressed by the pressure of the fluid ( 10) When opening, the flow rate reduction plate 30 serves to restore the original dome shape. The filler 31 is accommodated in a state where the space between the flow rate reduction plate 30 and the front surface of the disk 20 is completely sealed. However, as shown in FIG. 4, the fluid in the conduit 10 may be freely introduced into and out of the space between the flow rate reduction plate 30 and the front surface of the disc 20. The plurality of through holes 33 may be formed to support the flow rate reducing plate 30 by acting as the filler 31 while the fluid in the conduit 10 flows through the through holes 33.

전술한 것과 같이, 본 발명의 버터플라이 밸브는 관로(10)를 개폐하는 디스크(20)의 정면에 돔 형태로 유속저감판(30)이 설치된 구조로 이루어져, 디스크(20)의 저개도 개방시 유체가 유속저감판(30)의 안내를 받으면서 유동하여 표면저항에 의해 유속이 저하되고, 이에 따라 유속의 급격한 증가가 억제되어 압력이 포화증기압 이하로 저하되면서 캐비테이션 현상이 발생하는 것이 방지된다. As described above, the butterfly valve of the present invention has a structure in which a flow rate reduction plate 30 is installed in a dome shape in front of the disk 20 that opens and closes the conduit 10, when the low profile of the disk 20 is opened. The fluid flows while being guided by the flow rate reduction plate 30, and the flow rate is lowered by the surface resistance. Accordingly, the rapid increase in the flow rate is suppressed, and the pressure is lowered below the saturated steam pressure, thereby preventing the cavitation phenomenon from occurring.

이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 이라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the scope of the present invention.

10 : 관로 12 : 실링재
20 : 디스크 21 : 회전축
30 : 유속저감판 31 : 충전재
32 : 돌기 33 : 통공10: pipeline 12: sealing material
20: disc 21: rotation axis
30: flow rate reduction plate 31: filler
32: protrusion 33: through hole

Claims (6)

유체가 유동하는 관로(10) 내측에 회전축을 중심으로 회전 운동하면서 관로를 개폐하는 디스크(20)와;
상기 디스크(20)의 유체가 유입되는 방향을 향한 정면에 볼록한 돔(dome) 형태로 설치되며, 유체의 압력에 의해 변형 가능한 수지 재질의 유속저감판(30)과;
상기 유속저감판(30)과 디스크(20)의 정면 사이의 공간에 수용된 액상의 충전재(31)를 포함하는 것을 특징으로 하는 캐비테이션 방지 기능을 갖는 버터플라이 밸브.A disk 20 which opens and closes the conduit while rotating around the rotation axis inside the conduit 10 through which the fluid flows;
A flow rate reduction plate 30 made of a resin material which is installed in the form of a convex dome on the front side of the disk 20 in the direction in which the fluid flows and is deformable by the pressure of the fluid;
Butterfly valve having a cavitation prevention function, characterized in that it comprises a liquid filler (31) accommodated in the space between the flow rate reduction plate (30) and the front of the disk (20). 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 유속저감판(30)은 관로(10) 폐쇄시 유체의 압력에 의해 변형되면서 관로(10)의 내주면에 접촉하도록 된 것을 특징으로 하는 캐비테이션 방지 기능을 갖는 버터플라이 밸브.The butterfly valve having a cavitation prevention function according to claim 1, wherein the flow rate reducing plate (30) is in contact with the inner circumferential surface of the conduit (10) while being deformed by the pressure of the fluid when the conduit (10) is closed. 제1항에 있어서, 상기 유속저감판(30)에는 관로 내의 유체가 상기 유속저감판(30)과 디스크(20)의 정면 사이의 공간으로 자유롭게 유입 또는 유출될 수 있도록 복수개의 통공(33)이 형성된 것을 특징으로 하는 캐비테이션 방지 기능을 갖는 버터플라이 밸브.The flow rate reduction plate 30 has a plurality of through-holes 33 so that the fluid in the conduit can freely flow into or out of the space between the flow rate reduction plate 30 and the front of the disk 20. Butterfly valve having a cavitation prevention function, characterized in that formed. 제1항에 있어서, 상기 유속저감판(30)의 표면에 복수개의 돌기(32) 또는 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 캐비테이션 방지 기능을 갖는 버터플라이 밸브.The butterfly valve of claim 1, wherein a plurality of protrusions (32) or grooves are formed on a surface of the flow rate reduction plate (30). 제5항에 있어서, 상기 유속저감판(30)의 표면에 복수개의 돌기(32)가 유속저감판(30)의 중심부에서 반경방향 외측으로 가면서 계단식으로 연속적으로 형성된 것을 특징으로 하는 캐비테이션 방지 기능을 갖는 버터플라이 밸브.
The cavitation prevention function of claim 5, wherein a plurality of protrusions 32 are formed on the surface of the flow rate reduction plate 30 in a stepwise manner while radially outward from the center of the flow rate reduction plate 30. Having butterfly valve.
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