KR101431552B1 - 코일을 이용한 버터플라이 밸브 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 코일을 이용한 버터플라이 밸브를 제공한다. 이와 같은 본 발명에 따른 코일을 이용한 버터플라이 밸브는 서로 접촉하여 관로를 폐쇄시키는 밸브디스크와 밸브바디 간 접촉력 증대를 도모하여 관로의 안정적인 폐쇄가 이루어질 수 있고, 밸브디스크에 설치되는 솔레노이드 코일 간 자기력의 상호작용에 의해 밸브디스크의 밸브바디에 대한 접촉력 증대가 도모되어 단순한 구성으로도 기능향상이 기대될 수 있도록 한다.
본 발명에 따른 코일을 이용한 버터플라이 밸브는 관로 상에 배치되는 원통형상의 밸브바디와; 액추에이터에 의해 구동되는 구동축에 결합되어 상기 밸브바디 내측에 배치되고, 상기 구동축에 의해 회전하면서 관로를 개폐시키게 되는 밸브디스크와; 상기 밸브디스크의 가장자리 부위에 배치되고, 전원을 공급받아 자기장을 형성시키는 제1코일체와; 상기 밸브디스크의 가장자리 부위 내측에서 상기 밸브디스크에 일체로 결합되고, 전원을 공급받아 자기장을 형성시키는 제2코일체와; 상기 제1코일체와 제2코일체로 전원을 공급하는 전원공급장치 및; 상기 액추에이터와 전원공급장치의 작동을 제어하는 컨트롤러를 포함하여, 상기 제1코일체와 제2코일체 간 자기력에 의해 생성되는 상기 제2코일체의 작동력이 상기 밸브디스크에 작용하면서 상기 관로를 폐쇄시키는 상기 밸브디스크의 밀폐력이 향상되도록 한다.

Description

코일을 이용한 버터플라이 밸브{Butterfly valve with coil}
본 발명은 코일을 이용한 버터플라이 밸브에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는 서로 접촉하여 관로를 폐쇄시키는 밸브디스크와 밸브바디 간 접촉력 증대를 도모하여 관로의 안정적인 폐쇄가 이루어질 수 있고, 밸브디스크에 설치되는 솔레노이드 코일 간 자기력의 상호작용에 의해 밸브디스크의 밸브바디에 대한 접촉력 증대가 도모되어 단순한 구성으로도 기능향상이 기대될 수 있는 코일을 이용한 버터플라이 밸브에 관한 것이다.
버터플라이 밸브는 밸브디스크의 회전에 따라 밸브디스크가 밸브바디 내주면에 밀착되면서 관로가 폐쇄되도록 하는 것으로, 밸브 폐쇄시 밸브디스크의 외주면이 밸브바디에 접촉되는 접촉력에 의해 기밀이 유지되도록 하는 구성이다.
그러나, 버터플라이 밸브는 밸브디스크와 밸브바디 간 접촉을 통해 기밀이 유지되도록 하는 구성임에 따라, 기밀유지에 어려움이 있었다. 또한, 밸브의 반복적인 개폐동작에 따른 접촉면의 마모에 의해 발생되는 기밀성의 저하에 대응하여 밸브디스크와 밸브바디 간 접촉력을 증대시키는 구조가 없어 관로가 버터플라이 밸브에 의해 폐쇄되더라도 유체가 유출되는 현상이 종종 발생하였다.
이와 같은 종래 버터플라이 밸브의 문제점을 개선하여 대한민국 등록실용신안공보 등록번호 제20-0140255호 "디스크 가압형 버터플라이 밸브"가 안출되었는데, 상기 "디스크 가압형 버터플라이 밸브"는 밸브폐쇄시에 밸브본체에 축설된 디스크를 캠에 의한 수평운동으로 밸브시이트에 긴밀히 압착시켜 완벽한 수밀유지로서 누수를 방지할 수 있도록 한 기술이다.
그러나, 상기와 같은 "디스크 가압형 버터플라이 밸브"는 밸브디스크와 밸브바디 간 접촉력을 증대시키는 구조가 복잡한 문제점이 있어 이를 개선할 필요가 있었다.
대한민국 등록실용신안공보 등록번호 제20-0140255호 "디스크 가압형 버터플라이 밸브"
따라서 본 발명은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 개선하여, 밸브디스크에 설치되는 솔레노이드 코일 간 자기력의 상호작용에 의해 밸브디스크의 밸브바디에 대한 접촉력 증대가 도모되도록 함으로써 단순한 구성으로도 관로의 안정적인 폐쇄가 수행될 수 있고, 반복적인 밸브의 개폐동작으로 접촉면이 마모되더라도 이에 대응하여 밸브디스크와 밸브바디 간 접촉력을 증대시킬 수 있어 지속적으로 밸브 기능이 안정적으로 수행될 수 있는 새로운 형태의 코일을 이용한 버터플라이 밸브를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명은 관로 상에 배치되는 원통형상의 밸브바디와; 액추에이터에 의해 구동되는 구동축에 결합되어 상기 밸브바디 내측에 배치되고, 상기 구동축에 의해 회전하면서 관로를 개폐시키게 되는 밸브디스크와; 상기 밸브바디와 밸브디스크의 가장자리 부위 중에서 선택된 어느 하나에 배치되고, 전원을 공급받아 자기장을 형성시키는 제1코일체와; 상기 밸브디스크의 가장자리 부위 내측에서 상기 밸브디스크에 일체로 결합되고, 전원을 공급받아 자기장을 형성시키는 제2코일체와; 상기 제1코일체와 제2코일체로 전원을 공급하는 전원공급장치 및; 상기 액추에이터와 전원공급장치의 작동을 제어하는 컨트롤러를 포함하여, 상기 제1코일체와 제2코일체 간 자기력에 의해 생성되는 상기 제2코일체의 작동력이 상기 밸브디스크에 작용하면서 상기 관로를 폐쇄시키는 상기 밸브디스크의 밀폐력이 향상되도록 하는 코일을 이용한 버터플라이 밸브를 제공한다.
이와 같은 본 발명에 따른 코일을 이용한 버터플라이 밸브에서 상기 제1코일체와 제2코일체는 솔레노이드로 이루어지되, 상기 제1코일체와 제2코일체는 관로를 폐쇄시킨 밸브디스크와 밸브바디의 서로 대응하는 위치에 서로 마주보며 배치되어 서로 간 인력에 의해 밸브디스크의 밀폐력이 향상되도록 한다.
이와 같은 본 발명에 따른 코일을 이용한 버터플라이 밸브에서 상기 제1코일체는 상기 밸브디스크의 가장자리 둘레를 따라 권취되고, 전원을 공급받아 자기장을 형성시키고, 상기 제2코일체는 상기 제1코일체 내측에서 상기 밸브디스크에 일체로 결합되고, 전원을 공급받아 자기장을 형성시키되, 상기 밸브디스크는 가장자리 외주면을 따라 나선형상의 코일권취용 홈을 형성하여 상기 코일권취용 홈에 도선이 감기면서 제1코일체가 형성되도록 한다.
이와 같은 본 발명에 따른 코일을 이용한 버터플라이 밸브에서 상기 밸브디스크는 가장자리 외주면을 따라 밴드 형상의 패킹홈이 형성되어 상기 패킹홈에 디스크용 패킹이 끼움고정되도록 하되, 상기 코일권취용 홈은 상기 패킹홈 표면을 따라 형성되어 상기 디스크용 패킹에 의해 수밀될 수 있도록 한다.
이와 같은 본 발명에 따른 코일을 이용한 버터플라이 밸브에서 상기 제2코일체는 상기 제1코일체 내측에서 상기 밸브디스크에 일체로 편심되게 결합되어 자기장을 형성시키는 솔레노이드이되, 상기 솔레노이드는 상기 밸브디스크 표면방향에 수직인 방향으로 배치된다.
이와 같은 본 발명에 따른 코일을 이용한 버터플라이 밸브에서 상기 밸브디스크의 중심으로부터 양측으로 이격된 위치에 복수개의 솔레노이드가 대칭되게 배치된다.
이와 같은 본 발명에 따른 코일을 이용한 버터플라이 밸브에서 상기 제2코일체는 밸브디스크에 형성되어 개폐되는 장착구 내부에 착탈가능하게 장착된다.
이와 같은 본 발명에 따른 코일을 이용한 버터플라이 밸브에서 상기 전원공급장치는 상기 밸브디스크를 회전시키는 구동축 내부를 통과하는 전원선을 통해 상기 제1코일체와 제2코일체로 전원을 공급하게 된다.
본 발명에 의한 코일을 이용한 버터플라이 밸브에 의하면, 밸브디스크와 밸브바디 간 접촉력 증대가 밸브디스크에 설치되는 솔레노이드 코일 간 자기력의 상호작용에 의해 도모되어 구성의 단순화와 관로의 안정적인 폐쇄가 동시에 기대될 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 코일을 이용한 버터플라이 밸브의 설치상태를 보여주기 위한 도면;
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 코일을 이용한 버터플라이 밸브의 개폐동작을 보여주기 위한 도면;
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 코일을 이용한 버터플라이 밸브의 설치상태를 보여주기 위한 도면;
도 4와 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 코일을 이용한 버터플라이 밸브의 밸브디스크에 제1코일체와 제2코일체가 설치되는 구성을 보여주기 위한 도면;
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 코일을 이용한 버터플라이 밸브에서 전원공급장치가 밸브디스크를 회전시키는 구동축과 연결되는 구성을 보여주기 위한 도면;
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 코일을 이용한 버터플라이 밸브의 폐쇄 동작을 보여주기 위한 도면;
도 8은 밸브바디 시트와 디스크 시트가 구비된 본 발명의 다른 실시예에 따른 코일을 이용한 버터플라이 밸브의 구성을 보여주기 위한 도면이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면 도 1 내지 도 8에 의거하여 상세히 설명한다. 한편, 도면과 상세한 설명에서 일반적인 밸브, 버터플라이 밸브, 자기력, 코일체, 솔레노이드 등으로부터 이 분야의 종사자들이 용이하게 알 수 있는 구성 및 작용에 대한 도시 및 언급은 간략히 하거나 생략하였다. 특히 도면의 도시 및 상세한 설명에 있어서 본 발명의 기술적 특징과 직접적으로 연관되지 않는 요소의 구체적인 기술적 구성 및 작용에 대한 상세한 설명 및 도시는 생략하고, 본 발명과 관련되는 기술적 구성만을 간략하게 도시하거나 설명하였다.
본 발명의 실시예에 따른 코일을 이용한 버터플라이 밸브(100)는 밸브바디(10), 밸브디스크(20), 제1코일체(30), 제2코일체(40), 전원공급장치(70), 컨트롤러(80)를 구비한다.
밸브바디(10)는 원통 형상으로 이루어져 관로 상에 배치되는 것으로, 밸브디스크(20)가 회전가능하게 고정된다. 이를 위해 구동축(15)이 밸브바디(10)를 상하방향으로 관통하여 배치되어 밸브디스크(20)와 연결된다. 구동축(15)은 액추에이터와 연결되어 회전동작하게 된다. 여기서 본 발명의 실시예에 따른 밸브바디(10)는 도 1과 도 2에서와 같이 제1코일체(30)가 내부에 배치되는 제1코일체 장착단(12)을 형성하는데, 이와 같은 제1코일체 장착단(12)은 밸브바디(10) 상하측에 각각 서로 이격되어 한쌍이 배치된다.
밸브디스크(20)는 구동축(15)에 결합되어 밸브바디(10) 내측에 배치되어 구동축(15)에 의해 회전하면서 관로를 개폐시키게 된다. 여기서 본 발명의 실시예에 따른 밸브디스크(20)는 도 1과 도 2에서와 같이 제2코일체(40)가 내부에 배치되는 장착구(60)를 형성하는데, 이와 같은 장착구(60)는 밸브바디(10)의 제1코일체 장착단(12)에 대응하여 밸브디스크(20) 중앙부 양측으로 서로 이격되어 한쌍이 배치된다.
제1코일체(30)는 밸브바디(10)에 배치되는 것으로, 전원을 공급받아 자기장을 형성시키게 된다. 이와 같은 제1코일체(30)는 밸브바디(10)의 제1코일체 장착단(12) 내부에 배치되어 밸브바디(10) 상하측에 각각 한쌍씩 배치된다.
제2코일체(40)는 밸브디스크(20)의 가장자리 부위 내측에서 밸브디스크(20)에 일체로 결합되는 것으로, 전원을 공급받아 자기장을 형성시키게 된다. 이와 같은 제2코일체(40)는 밸브디스크(20)의 장착구(60) 내부에 배치되어 밸브디스크(20) 중앙부 양측으로 서로 이격되어 한쌍이 배치된다.
여기서, 본 발명의 실시예에 따른 제1코일체(30)와 제2코일체(40)는 솔레노이드(32)(41)로 이루어진다. 그리고, 제1코일체(30)와 제2코일체(40)는 관로를 폐쇄시킨 밸브디스크(20)와 밸브바디(10)의 서로 대응하는 위치에서 서로 마주보며 배치된다. 이에 따라, 전원이 인가된 제1코일체(30)와 제2코일체(40)는 서로 간 인력에 의해 끌어당겨지게 된다. 여기서 제1코일체(30)는 밸브바디(10)에 고정된 상태임에 따라, 회전가능한 밸브디스크(20)에 배치되는 제2코일체(40)가 제1코일체(30)에 의해 끌어당겨지면서 밸브디스크(20)의 밀폐력을 향상시키게 된다.
전원공급장치(70)는 제1코일체(30)와 제2코일체(40)로 전원을 공급하는데, 이와 같은 전원공급장치(70)는 밸브디스크(20)를 회전시키는 구동축(15) 내부를 통과하는 전원선을 통해 제1코일체(30)와 제2코일체(40)로 전원을 공급하게 된다.
컨트롤러(80)는 액추에이터와 전원공급장치(70)의 작동을 제어한다. 이와 같은 컨트롤러(80)는 밸브디스크(20)의 관로 폐쇄 동작시 제1코일체(30)와 제2코일체(40)에 전원이 인가되도록 전원공급장치(70)의 작동을 제어하여 제1코일체(30)와 제2코일체(40) 간 자기력(인력)에 의해 생성되는 제2코일체(40)의 작동력이 밸브디스크(20)에 작용하면서 관로를 폐쇄시키는 밸브디스크(20)의 밀폐력이 향상되도록 하게 된다.
이와 달리 본 발명의 다른 실시예에 따른 코일을 이용한 버터플라이 밸브(100)는 도 3 내지 도 5에서와 같이 밸브디스크(20)의 가장자리 외주면을 따라 나선형상의 코일권취용 홈(21)을 형성하여 코일권취용 홈(21)에 도선이 감기면서 원형 코일체(31)인 제1코일체(30)가 형성되도록 한다. 또한, 밸브디스크(20)는 가장자리 외주면을 따라 밴드 형상의 패킹홈(22)이 형성되어 패킹홈(22)에 디스크용 패킹(50)이 끼움고정되도록 한다. 여기서 코일권취용 홈(21)이 패킹홈(22) 표면을 따라 형성됨에 따라, 코일권취용 홈(21)에 감긴 원형 코일체(31)가 디스크용 패킹(50)에 의해 수밀되게 된다. 패킹홈(22)에는 단턱(23)이 형성되어 디스크용 패킹(50)이 고정이 안정되고 원활하게 이루어지도록 한다.
그리고, 본 발명의 다른 실시예에 따른 제1코일체(30)는 밸브디스크(20)의 가장자리 둘레를 따라 권취되는 원형 코일체(31)로 이루어진다. 이와 같은 제1코일체(30)는 전원을 공급받아 자기장을 형성시키게 된다.
제2코일체(40)는 제1코일체(30) 내측에서 밸브디스크(20)에 일체로 결합되는데 이와 같은 제2코일체(40)도 전원을 공급받아 자기장을 형성시키게 된다. 여기서 본 발명의 실시예에 따른 제2코일체(40)로는 제1코일체(30) 내측에서 밸브디스크(20)에 일체로 편심되게 결합되어 자기장을 형성시키는 솔레노이드(41)가 사용된다. 이와 같은 솔레노이드(41)는 도 5에서와 같이 밸브디스크(20) 표면방향에 수직인 방향으로 배치된다. 또한, 복수개의 솔레노이드(41)가 밸브디스크(20)의 중심으로부터 양측으로 이격된 위치에 대칭되게 배치되는데, 본 발명의 실시예에 따른 버터플라이 밸브(100)는 2개의 솔레노이드(41)가 밸브디스크(20) 중심으로부터 양측으로 이격된 위치에 대칭되게 배치되도록 한다. 이와 같은 제2코일체(40)는 밸브디스크(20)에 형성되어 개폐되는 장착구(60) 내부에 착탈가능하게 장착된다. 이를 위하여 제2코일체(40)는 밸브디스크(20)의 삽입홈(24)으로 삽입되어 장착구(60)에 장착되며, 삽입홈(24)은 장착구 패킹(61)에 의해 폐쇄되어 수밀된다.
전원공급장치(70)는 제1코일체(30)와 제2코일체(40)로 전원을 공급한다. 이와 같은 전원공급장치(70)는 도 6에서와 같이 밸브디스크(20)를 회전시키는 구동축(15) 내부를 통과하는 전원선을 통해 제1코일체(30)와 제2코일체(40)로 전원을 공급하게 된다.
컨트롤러(80)는 액추에이터와 전원공급장치(70)의 작동을 제어하는 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 컨트롤러(80)는 액추에이터에 의해 밸브디스크(20)가 회전하여 관로를 폐쇄시킬 시 전원공급장치(70)를 통해 제1코일체(30)와 제2코일체(40)로 전원을 인가하게 된다. 이를 통해 제1코일체(30)와 제2코일체(40)가 각각 자기력을 발생시키고, 제1코일체(30)와 제2코일체(40) 간 자기력에 의해 생성되는 제2코일체(40)의 작동력이 도 7에서와 같이 밸브디스크(20)에 작용하면서 관로를 폐쇄시키는 밸브디스크(20)의 밀폐력을 향상시키게 된다.
여기서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 코일을 이용한 버터플라이 밸브(100)는 도 8의 (a)와 (b)에서와 같이 밸브바디(10) 내주면과 밸브디스크(20) 외주면에 각각 밸브바디 시트(11)와 디스크 시트(90)가 구비되는 경우에도 적용되는데, 이 경우 제1코일체(30)를 패킹시키는 디스크용 패킹(50)은 디스크 시트(90) 내측에 배치된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 코일을 이용한 버터플라이 밸브(100)는 밸브디스크(20)에 설치되는 제1코일체(30)와 제2코일체(40) 간 자기력의 상호작용에 의해 밸브디스크(20)의 밸브바디(10)에 대한 접촉력 증대가 도모되는 단순한 구성으로도 관로의 안정적인 폐쇄가 수행될 수 있고, 반복적인 밸브 개폐동작으로 접촉면이 마모되더라도 이에 대응하여 밸브디스크(20)와 밸브바디(10) 간 접촉력을 제1코일체(30)와 제2코일체(40)로 인가되는 전력의 크기를 증대시킴으로써 증대시킬 수 있어 지속적으로 밸브 기능이 안정적으로 수행될 수 있게 된다.
상술한 바와 같은, 본 발명의 실시예에 따른 코일을 이용한 버터플라이 밸브를 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
10 : 밸브바디 11 : 밸브바디 시트
12 : 제1코일체 장착단 15 : 구동축
20 : 밸브디스크 21 : 코일권취용 홈
22 : 패킹홈 23 : 단턱
24 : 삽입홈 30 : 제1코일체
31 : 원형 코일체 32 : 솔레노이드
40 : 제2코일체 41 : 솔레노이드
50 : 디스크용 패킹 60 : 장착구
61 : 장착구 패킹 70 : 전원공급장치
80 : 컨트롤러 90 : 디스크 시트
100 : 버터플라이 밸브

Claims (8)

  1. 버터플라이 밸브에 있어서,
    관로 상에 배치되는 원통형상의 밸브바디와;
    액추에이터에 의해 구동되는 구동축에 결합되어 상기 밸브바디 내측에 배치되고, 상기 구동축에 의해 회전하면서 관로를 개폐시키게 되는 밸브디스크와;
    상기 밸브바디와 밸브디스크의 가장자리 부위 중에서 선택된 어느 하나에 배치되고, 전원을 공급받아 자기장을 형성시키는 제1코일체와;
    상기 밸브디스크의 가장자리 부위 내측에서 상기 밸브디스크에 일체로 결합되고, 전원을 공급받아 자기장을 형성시키는 제2코일체와;
    상기 제1코일체와 제2코일체로 전원을 공급하는 전원공급장치 및;
    상기 액추에이터와 전원공급장치의 작동을 제어하는 컨트롤러를 포함하여,
    상기 제1코일체와 제2코일체 간 자기력에 의해 생성되는 상기 제2코일체의 작동력이 상기 밸브디스크에 작용하면서 상기 관로를 폐쇄시키는 상기 밸브디스크의 밀폐력이 향상되도록 하되,
    상기 제1코일체는 상기 밸브디스크의 가장자리 둘레를 따라 권취되고, 전원을 공급받아 자기장을 형성시키고,
    상기 제2코일체는 상기 제1코일체 내측에서 상기 밸브디스크에 일체로 결합되고, 전원을 공급받아 자기장을 형성시키되,
    상기 밸브디스크는 가장자리 외주면을 따라 나선형상의 코일권취용 홈을 형성하여 상기 코일권취용 홈에 도선이 감기면서 제1코일체가 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 코일을 이용한 버터플라이 밸브.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 밸브디스크는 가장자리 외주면을 따라 밴드 형상의 패킹홈이 형성되어 상기 패킹홈에 디스크용 패킹이 끼움고정되도록 하되,
    상기 코일권취용 홈은 상기 패킹홈 표면을 따라 형성되어 상기 디스크용 패킹에 의해 수밀될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 코일을 이용한 버터플라이 밸브.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제2코일체는 상기 제1코일체 내측에서 상기 밸브디스크에 일체로 편심되게 결합되어 자기장을 형성시키는 솔레노이드이되,
    상기 솔레노이드는 상기 밸브디스크 표면방향에 수직인 방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 코일을 이용한 버터플라이 밸브.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 밸브디스크의 중심으로부터 양측으로 이격된 위치에 복수개의 솔레노이드가 대칭되게 배치되는 것을 특징으로 하는 코일을 이용한 버터플라이 밸브.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제2코일체는 밸브디스크에 형성되어 개폐되는 장착구 내부에 착탈가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 코일을 이용한 버터플라이 밸브.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
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