KR101578181B1 - 배관의 안정성 향상을 위한 경사형 버터플라이 밸브 - Google Patents

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최호정
박근영
김효균
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주식회사현대밸브
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Abstract

본 발명은 배관의 안정성 향상을 위한 경사형 버터플라이 밸브에 관한 것으로 특히, 공지된 경사형 버터플라이 밸브에 있어서, 밸브 바디의 입구 측 공간부와 관통되는 유체 통과공과 연통되게 설치되어 버터플라이 밸브의 입구 측 유체 압력이 사용자가 임의로 세팅한 압력 이상일 경우 자동으로 열려 밸브 입구 측 관로 내 유체 일부를 어큐뮬레이터 측으로 바이패스시켜 주는 압력 회피용 안전변과; 대기압 제어용 체크 밸브를 구비하고 상기 압력 회피용 안전변의 출구와 바이패스 관로의 일단부 사이에 설치되어 통상시 본체 내부를 대기압으로 유지시켜 주다가 상기 압력 회피용 안전변이 개방되어 유체가 유입되면 유입된 유체의 압력을 감압시켜 줌과 동시에 대기압 제어용 체크 밸브를 닫아 외부로의 유체 유출은 방지해 주는 대기압 유지 및 감압용 어큐뮬레이터와; 상기 밸브 바디의 출구 측 공간부와 관통되는 유체 통과공과 상기 바이패스 관로의 타단부 사이에 설치되어 버터플라이 밸브의 출구 측 관로 내 유체가 바이패스 관로를 통해 대기압 유지 및 감압용 어큐뮬레이터 내로 역류되는 것은 차단하고, 상기 대기압 유지 및 감압용 어큐뮬레이터 내로 유입된 유체의 압력이 버터플라이 밸브의 출구 측 관로 내 유체 압력보다 클 경우에는 상기 대기압 유지 및 감압용 어큐뮬레이터 내로 유입된 유체가 버터플라이 밸브의 출구 측 관로 내로 바이패스시켜 주는 역류 방지용 체크밸브;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 높은 압력을 갖는 부하 측 관로 내 유체가 바이패스 관로를 통해 버터플라이 밸브의 입구 측 관로 내로 역류하는 것을 완벽히 방지할 수 있고, 또한 버터플라이 밸브의 입구와 펌프 사이에 설치되어 있는 배관 내 압력이 크게 상승하는 것을 방지할 수 있으므로 고압으로 인한 펌프 및 배관의 손상 또는 파손 등을 완벽히 방지할 수 있은 물론 배관의 안정성을 대폭 향상시킬 수 있어 경사형 버터플라이 밸브 자체의 상품성과 작동에 따른 신뢰도를 대폭 향상시킬 수 있다.

Description

배관의 안정성 향상을 위한 경사형 버터플라이 밸브{Butterfly valves inclined to improve stability of the pipe}
본 발명은 배관의 안정성 향상을 위한 경사형 버터플라이 밸브에 관한 것으로 보다 구체적으로는 경사형 디스크가 구비되어 있는 버터플라이 밸브의 입,출구에 설치되는 두 관로를 밸브를 우회하여 연결할 수 있도록 설치되는 바이패스 관로 상에 압력 회피용 안전변과 소정용적의 대기압 유지 및 감압용 어큐뮬레이터 및 역류 방지용 체크밸브 등을 설치하여 경사형 버터플라이 밸브의 입구 측 압력이 안전변에 의해 세팅된 압력 이상으로 상승하면 상기 안전변이 자동으로 열려 버터플라이 밸브의 입구 측 압력이 통상시 대기압 상태를 갖는 어큐뮬레이터 내로 유입되어 일부 감압된 다음 역류 방지용 체크밸브를 통해 버터플라이 밸브의 출구 측 배관으로 바이패스 되도록 하는 방식을 통해 버터플라이 밸브의 입,출구 측에 결합된 배관들의 안정성을 대폭 향상시킬 수 있도록 발명한 것이다.
일반적으로 볼 밸브, 버터플라이 밸브 등과 같은 회전식 밸브는 설치된 관로 양측의 압력차가 크게 되면 디스크 등과 같은 밸브체의 회전이 원활하게 이루어지지 못하는 현상이 발생하기 때문에, 이러한 밸브가 설치된 관로에는 밸브의 개폐 동작시에 밸브 양측의 관로를 연통시켜 압력차를 감소시킬 수 있도록 바이패스 관로가 설치된다.
도 1은 회전식 밸브 중에서도 특히 압력차에 의한 작동 성능의 저하가 심하게 발생되는 일반적인 버터플라이 밸브(100)가 설치된 관로를 도시한 것이다.
도시된 바와 같이, 종래의 버터플라이 밸브(100)는 양측의 관로(10, 10') 사이에 연결 설치된 밸브 바디(110)와, 이 밸브 바디(110)의 내부에 회전 가능하게 설치된 디스크(120)와, 상기 밸브 바디(110)의 일측에 장착되어 디스크(120)를 회전시키는 모터구동기구(도시하지 않음)로 구성되며, 상기 밸브 바디(110) 양측의 관로(10, 10')를 밸브를 우회하여 연결시키는 바이패스 관로(20)가 설치된다.
그런데, 상기 밸브 바디(110)의 내경은 유량에 의해 결정되나 그 양측 개구부 간의 면간거리(d)는 밸브 전체의 크기를 줄이기 위하여 될 수 있는 한 짧게 제작된다.
따라서, 종래의 버터플라이 밸브(100)는 디스크(120)에 의해 구획되는 밸브 바디(110) 양측의 면적이 좁을 수밖에 없기 때문에, 바이패스 관로(20)를 밸브 바디(110)에 직접 연결 설치하지 못하고 밸브 바디(110) 양측에 연결된 관로(10, 10')에 연결 설치하였다.
이에 따라, 밸브를 설치하기 위해서는 별도의 바이패스 관로(20)를 제작하여 연결하는 작업이 필요하게 되어 밸브의 설치에 많은 시간, 인력 및 비용이 소요되고, 바이패스 관로(20)의 길이가 길어지게 되어 밸브의 설치 공간이 커지게 되며, 밸브의 수리 등을 위해 밸브를 관로(10, 10')로부터 분리 및 재설치할 경우에 바이패스관로(20)도 함께 분리 및 재설치해야 하므로, 유지관리가 불편한 문제점이 있었다.
한편, 이러한 문제점을 해결하기 위해 밸브 바디을 면간거리(d)가 긴 파이프형으로 제작하고, 이 밸브 바디에 직접 바이패스 관로를 설치한 버터플라이 밸브가 제시된 바 있다.
이러한 밸브는 바이패스 관로가 밸브 바디에 직접 구비되었으므로, 밸브의 설치작업 및 유지관리가 상대적으로 용이 해지는 장점은 있으나, 바이패스 관로의 길이는 전술한 종래의 밸브의 경우와 다를 바 없게 되어 밸브의 설치공간이 크게 되는 문제점은 여전하며, 밸브 바디의 길이가 길어지고 이 밸브 바디에 긴 바이패스 관로가 설치된 구조로 이루어져 밸브의 크기 및 무게가 커지는 문제점이 있었다.
따라서 종래 등록실용신안공보 20-0303550호로 제시된 "바이패스 기능이 구비된 버터플라이 밸브"에서는 도 2 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 적어도 양측에 관로(10, 10')가 연결되는 개구부가 구비된 밸브 바디(210)와, 이 밸브 바디(210)의 내부에 회전 가능하게 장착되어 밸브 바디(210) 내부를 개폐시키도록 회전 동작되는 디스크(220)와, 상기 밸브 바디(210)의 일측에 장착되어 디스크(220)를 회전동작시키는 구동수단(230)을 포함하는 버터플라이 밸브에 있어서, 상기 디스크(220)는 밸브 바디(210)의 반경 방향 수직단면(A-A')에 대하여 기울어지게 설치되어 밸브 바디(210)의 내부 양측을 각각 일측이 좁고 타측이 넓은 사다리꼴 단면형상을 가지는 두 개의 공간부(210a, 210b)로 구획하며, 상기 밸브 바디(210)의 둘레부에는 외주면을 따라 소정 각도 이격된 위치에 그 양단이 연결되어 상기 디스크(220)에 의해 구획된 두 개의 공간부(210a, 210b)를 서로 연통시키는 바이패스 관로(240, 240')가 설치되고, 이 바이패스 관로(240, 240')에는 바이패스 밸브(250)가 설치된 형태를 갖는다.
이와 같은 구성을 갖는 일명 "경사형 버터플라이 밸브"는 상기 디스크(220)의 외주면이 밸브 바디(210)의 시이트(212)에 밀착되어 밸브가 차단된 상태, 즉, 밸브 바디(210) 내부의 디스크(220) 일측의 유체 압력이 타측 보다 상대적으로 고압인 상태에서, 밸브 개방신호가 입력되면 먼저 상기 바이패스 밸브(250)가 개방되어 밸브 바디(210) 내부의 유체가 상기 바이패스 관로(240, 240')를 통해 고압 측으로부터 저압 측으로 이송된다.
이로 인해, 상기 디스크(220) 양측의 유체 압력차가 완화되면, 상기 모터구동기구(230)에 의해 구동축(232)에 장착된 디스크(220)가 용이하게 회전되어 밸브의 개방동작이 원활하게 이루어진다.
또한, 밸브의 차단 동작시에는 상기 모터구동기구(230)가 작동되어 디스크(220)가 그 외주면이 밸브 바디(210)의 시이트(212)에 밀착되도록 회전되고, 이와 같이 밸브 바디(210) 내부의 디스크(220) 양측이 디스크(220)에 의해 먼저 차단된 후에 상기 바이패스 밸브(250)가 작동되어 바이패스 관로(240, 240')가 차단됨에 따라, 밸브의 차단 동작시에도 상기 디스크(220)의 회전동작이 원활하게 이루어질 수 있다.
그러나 이와 같은 구성은 디스크에 의해 밸브 바디 내에서 두 개로 구획된 공간부를 서로 연통시켜 주는 바이패스 관로 상에 단순히 바이패스 밸브를 설치한 구성으로, 디스크의 개방시 바이패스 밸브가 먼저 열려 유체가 바이패스 관로를 통해 고압 측으로부터 저압 측으로 원활히 이송되게 하고, 디스크의 차단시에는 디스크의 차단 후 바이패스 밸브가 나중에 닫혀 디스크의 회전동작이 원활히 이루어지는 구성에 불과하다.
또한, 상기와 같은 구성을 갖는 경사형 버터플라이 밸브의 경우 입,출구 측에 각각 설치되어 있는 관로 내의 유체 압력이 크게 발생할 경우 압력이 큰 쪽의 유체가 상기 바이패스 관로 및 바이패스 밸브를 통해 압력이 낮은 측으로 자동 바이패스된다.
따라서, 만약 버터플라이 밸브가 닫혀 있는 상태에서 버터플라이 밸브의 출구 측(즉, 부하 측) 압력이 펌프와 연결된 버터플라이 밸브의 입구 측 압력보다 클 경우 높은 압력을 갖는 부하 측 관로 내의 유체가 상기 바이패스 관로와 바이패스 밸브를 통해 버터플라이 밸브의 입구 측 관로 내로 역류되어 버터플라이 밸브의 입구와 펌프 사이에 설치되어 있는 배관 내 압력이 크게 상승하여 펌프 자체가 손상될 우려가 있음은 물론 심할 경우 펌프는 물론 배관이 파손되는 등의 안정성 문제가 발생할 수 있다.
또, 종래 등록실용신안공보 20-0303551호 "급배기 배기관이 구비된 버터플라이 밸브"에서는 바이패스 관로 상에 급속 배기변을 설치하여 경사형 버터플라이 밸브의 입,출구 측에 각각 설치되어 있는 관로 내의 유체 내에 공기가 포합되어 있을 경우 그 공기가 상기 바이패스 관로에 설치되어 있는 급속 배기변을 통해 외부로 배출할 수 있도록 되어 있다.
그러나 이와 같은 구성을 갖는 경사형 버터플라이 밸브 역시 밸브가 닫혀 있는 상태에서 버터플라이 밸브의 출구 측(즉, 부하 측) 압력이 펌프와 연결된 버터플라이 밸브의 입구 측 압력보다 클 경우 높은 압력을 갖는 부하 측 관로 내의 유체가 상기 바이패스 관로를 통해 버터플라이 밸브의 입구 측 관로 내로 역류되어 버터플라이 밸브의 입구와 펌프 사이에 설치되어 있는 배관 내 압력이 크게 상승하여 펌프 자체가 손상될 우려가 있음은 물론 심할 경우 펌프는 물론 배관이 파손되는 등의 안정성 문제가 발생할 수 있다.
대한민국 등록실용신안공보 20-0303550호(2003년 01월 27일) 대한민국 등록실용신안공보 20-0303551호(2003년 01월 27일) 대한민국 등록실용신안공보 20-0254684호(2001년 11월 07일) 대한민국 등록특허공보 10-049091호(2005년 05월 11일)
본 발명은 이와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 경사형 디스크가 구비되어 있는 버터플라이 밸브의 밸브 바디 입,출구 공간부를 연결하는 형태로 설치되는 바이패스 관로 상에 압력 회피용 안전변과 소정용적의 대기압 유지 및 감압용 어큐뮬레이터 및 역류 방지용 체크밸브 등을 설치하여, 디스크가 닫혀 있는 상태에서 경사형 버터플라이 밸브의 입구 측 압력이 안전변에 세팅되어 있는 압력 이상으로 상승할 경우 상기 안전변이 자동으로 열려 버터플라이 밸브의 입구 측 압력이 통상시 대기압 상태를 갖는 어큐뮬레이터 내로 유입되며 일부가 감압된 다음 역류 방지용 체크밸브를 통해 버터플라이 밸브의 출구 측 배관으로 바이패스 되도록 함으로써 높은 압력을 갖는 부하 측 관로 내 유체가 바이패스 관로를 통해 버터플라이 밸브의 입구 측 관로 내로 역류하는 것을 완벽히 방지할 수 있어 버터플라이 밸브의 입구와 펌프 사이에 설치되어 있는 배관 내 압력이 크게 상승하는 것을 방지할 수 있으므로 고압으로 인한 펌프 및 배관의 손상 또는 파손 등을 완벽히 방지할 수 있어 배관의 안정성을 대폭 향상시킬 수 있는 배관의 안정성 향상을 위한 경사형 버터플라이 밸브를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 입,출구에 관로가 연결되는 개구부가 구비된 밸브 바디와; 상기 밸브 바디의 내부에서 유체의 흐름을 단속할 수 있도록 회전 가능하게 설치되되, 반경 방향 수직단면에 대하여 기울어지게 설치되어 밸브 바디의 내부 양측을 각각 일측이 좁고 타측이 넓은 사다리꼴 단면형상을 가지는 두 개의 공간부로 구획해 주는 디스크와; 상기 밸브 바디의 일측에 장착되어 디스크를 회전시키는 구동수단과; 상기 디스크에 의해 구획된 두 개의 공간부를 서로 연통시킬 수 있도록 상기 밸브 바디의 착탈 가능하게 설치되는 바이패스 관로로 구성된 경사형 버터플라이 밸브에 있어서, 상기 밸브 바디의 입구 측 공간부와 관통되는 유체 통과공과 연통되게 설치되어 버터플라이 밸브의 입구 측 유체 압력이 사용자가 임의로 세팅한 압력 이상일 경우 자동으로 열려 밸브 입구 측 관로 내 유체 일부를 어큐뮬레이터 측으로 바이패스시켜 주는 압력 회피용 안전변과; 대기압 제어용 체크 밸브를 구비하고 상기 압력 회피용 안전변의 출구와 바이패스 관로의 일단부 사이에 설치되어 통상시 본체 내부를 대기압으로 유지시켜 주다가 상기 압력 회피용 안전변이 개방되어 유체가 유입되면 유입된 유체의 압력을 감압시켜 줌과 동시에 대기압 제어용 체크 밸브를 닫아 외부로의 유체 유출은 방지해 주는 대기압 유지 및 감압용 어큐뮬레이터와; 상기 밸브 바디의 출구 측 공간부와 관통되는 유체 통과공과 상기 바이패스 관로의 타단부 사이에 설치되어 버터플라이 밸브의 출구 측 관로 내 유체가 바이패스 관로를 통해 대기압 유지 및 감압용 어큐뮬레이터 내로 역류되는 것은 차단하고, 상기 대기압 유지 및 감압용 어큐뮬레이터 내로 유입된 유체의 압력이 버터플라이 밸브의 출구 측 관로 내 유체 압력보다 클 경우에는 상기 대기압 유지 및 감압용 어큐뮬레이터 내로 유입된 유체가 버터플라이 밸브의 출구 측 관로 내로 바이패스시켜 주는 역류 방지용 체크밸브;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 배관의 안정성 향상을 위한 경사형 버터플라이 밸브에 의하면, 경사형 디스크가 구비되어 있는 버터플라이 밸브의 밸브 바디 입,출구 공간부를 연결하는 형태로 설치되는 바이패스 관로 상에 압력 회피용 안전변과 소정용적의 대기압 유지 및 감압용 어큐뮬레이터 및 역류 방지용 체크밸브 등을 설치하여, 디스크가 닫혀 있는 상태에서 경사형 버터플라이 밸브의 입구 측 압력이 안전변에 세팅되어 있는 압력 이상으로 상승할 경우 상기 안전변이 자동으로 열려 버터플라이 밸브의 입구 측 압력이 통상시 대기압 상태를 갖는 어큐뮬레이터 내로 유입되며 일부가 감압된 다음 역류 방지용 체크밸브를 통해 버터플라이 밸브의 출구 측 배관으로 바이패스 되도록 함으로써 높은 압력을 갖는 부하 측 관로 내 유체가 바이패스 관로를 통해 버터플라이 밸브의 입구 측 관로 내로 역류하는 것을 완벽히 방지할 수 있고, 또한 버터플라이 밸브의 입구와 펌프 사이에 설치되어 있는 배관 내 압력이 크게 상승하는 것을 방지할 수 있으므로 고압으로 인한 펌프 및 배관의 손상 또는 파손 등을 완벽히 방지할 수 있은 물론 배관의 안정성을 대폭 향상시킬 수 있어 경사형 버터플라이 밸브 자체의 상품성과 작동에 따른 신뢰도를 대폭 향상시킬 수 있는 등 매우 유용한 발명인 것이다.
도 1은 종래 바이패스 기능을 갖는 버터플러이 밸브의 단면도.
도 2는 종래 급속 배기변이 구비된 버터플러이 밸브의 사시도.
도 3은 종래 급속 배기변이 구비된 버터플러이 밸브의 단면도.
도 4는 본 발명이 적용된 경사형 버터플라이 밸브의 사시도.
도 5는 본 발명이 적용된 경사형 버터플라이 밸브의 정면도 및 일부 확대 단면도.
도 6은 본 발명이 적용된 경사형 버터플라이 밸브의 측 단면도.
도 7의 (a)(b) 및 도 8은 본 발명 중 대기압 유지 및 감압용 어큐뮬레이터에 구비된 대기압 제어용 체크 밸브에 대한 실시 예 및 작동상태를 보인 확대 단면도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
도 4는 본 발명이 적용된 경사형 버터플라이 밸브의 사시도를 나타낸 것이고, 도 5는 본 발명이 적용된 경사형 버터플라이 밸브의 정면도 및 일부 확대 단면도를 나타낸 것이며, 도 6은 본 발명이 적용된 경사형 버터플라이 밸브의 측 단면도를 나타낸 것이다.
또한, 도 7의 (a)(b) 및 도 8은 본 발명 중 대기압 유지 및 감압용 어큐뮬레이터에 구비된 대기압 제어용 체크 밸브에 대한 실시 예 및 작동상태를 보인 확대 단면도를 나타낸 것이다.
이에 따르면 본 발명은,
입,출구에 관로(10)(10')가 연결되는 개구부가 구비된 밸브 바디(310)와; 상기 밸브 바디(310)의 내부에서 유체의 흐름을 단속할 수 있도록 회전 가능하게 설치되되, 반경 방향 수직단면(d)에 대하여 기울어지게 설치되어 밸브 바디(310)의 내부 양측을 각각 일측이 좁고 타측이 넓은 사다리꼴 단면형상을 가지는 두 개의 공간부(310a)(310b)로 구획해 주는 디스크(320)와; 상기 밸브 바디(310)의 일측에 장착되어 디스크(320)를 회전시키는 구동수단(330)과; 상기 디스크(320)에 의해 구획된 두 개의 공간부(310a)(310b)를 서로 연통시킬 수 있도록 상기 밸브 바디(310)의 외측에 착탈 가능하게 설치되는 바이패스 관로(340)로 구성된 경사형 버터플라이 밸브에 있어서,
상기 밸브 바디(310)의 입구 측 공간부(310b)와 관통되는 유체 통과공(312)과 연통되게 설치되어 버터플라이 밸브의 입구 측 유체 압력이 사용자가 임의로 세팅한 압력 이상일 경우 자동으로 열려 밸브 입구 측 관로(10') 내 유체 일부를 어큐뮬레이터(380) 측으로 바이패스시켜 주는 압력 회피용 안전변(360)과;
대기압 제어용 체크 밸브(370)를 구비하고 상기 압력 회피용 안전변(360)의 출구와 바이패스 관로(340)의 일단부 사이에 설치되어 통상시 본체 내부를 대기압으로 유지시켜 주다가 상기 압력 회피용 안전변(360)이 개방되어 밸브 입구 측의 유체가 유입되면 유입된 유체의 압력을 감압시켜 줌과 동시에 대기압 제어용 체크 밸브(370)를 닫아 외부로의 유체 유출을 방지해 주는 대기압 유지 및 감압용 어큐뮬레이터(380)와;
상기 밸브 바디(310)의 출구 측 공간부(310a)와 관통되는 유체 통과공(311)과 상기 바이패스 관로(340)의 타단부 사이에 설치되어 버터플라이 밸브의 출구 측 관로(10) 내 유체가 바이패스 관로(340)를 통해 대기압 유지 및 감압용 어큐뮬레이터(380) 내로 역류되는 것은 차단하고, 상기 대기압 유지 및 감압용 어큐뮬레이터(380) 내로 유입된 유체의 압력이 버터플라이 밸브의 출구 측 관로(10) 내 유체 압력보다 클 경우에는 상기 대기압 유지 및 감압용 어큐뮬레이터(380) 내로 유입된 유체가 버터플라이 밸브의 출구 측 관로(10) 내로 바이패스시켜 주는 역류 방지용 체크밸브(390);를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 구성된 본 발명의 배관의 안정성 향상을 위한 경사형 버터플라이 밸브에 대한 작용효과를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명은 도 4 내지 도 8에 도시한 바와 같이, 밸브 바디(310)와 경사형 디스크(320), 구동수단(330) 및 바이패스 관로(340)를 구비한 공지의 경사형 버터플라이 밸브에 있어서, 상기 밸브 바디(310)의 입,출구 측에 각각 형성된 공간부(310a)(310b)를 상호 연결시켜 주는 형태로 설치된 상기 바이패스 관로(340) 상에 압력 회피용 안전변(360)과 대기압 유지 및 감압용 어큐뮬레이터(380) 및 역류 방지용 체크밸브(390)를 부가 설치하여 높은 압력을 갖는 부하 측(즉, 출구 측) 관로(10) 내 유체가 바이패스 관로(340)를 통해 버터플라이 밸브의 입구 측 관로(10') 내로 역류하는 것을 완벽히 차단하여 관로의 안정성을 확보할 수 있도록 한 것을 주요기술 구성요소로 한다.
이때, 공지된 경사형 버터플라이 밸브의 구성요소 중 상기 밸브 바디(310)는 유체가 원활히 통과할 수 있도록 개구된 형태를 가짐은 물론 입,출구에는 볼트와 너트를 이용하여 각각 관로(10)(10')를 착탈 가능능하게 연결하기 위한 플랜지가 형성되도록 주물을 통해 제조된다.
뿐만 아니라, 상기 밸브 바디(310)의 주연부에는 디스크(320)의 두 구동축이 끼워지는 축공(도면 부호 생략함)을 포함하여 모터 등과 같은 구동수단(330)을 착탈 가능하게 결합하기 위한 플랜지(도면 부호 생략함) 및 유체가 바이패스 관로(340)를 통해 유통될 수 있도록 하는 유체 통과공(312)(311)이 입,출구 측에 각각 형성된 형태를 갖는다.
또, 상기 디스크(320)는 원판 형상을 갖게 성형된 것으로 상기 밸브 바디(310)의 내부에서 유체의 흐름을 단속할 수 있도록 한 쌍의 경사진 구동축을 중심으로 회전 가능하게 설치되되, 반경 방향 수직단면(d)에 대하여 기울어지게 설치되어 밸브 바디(310)의 내부 양측(즉, 입,출구 측)을 각각 일측이 좁고 타측이 넓은 사다리꼴 단면형상을 가지는 두 개의 공간부(310a)(310b)로 구획해 주는 기능을 한다.
또한, 상기 구동수단(330)은 모터를 포함하는 것으로 상기 밸브 바디(310)의 일측에 장착되어 도시 생략한 제어부의 출력신호에 부응하여 디스크(320)를 회전시켜 경사형 버터플라이 밸브 자체를 개폐시키는데 필요한 동력을 발생시켜 주는 기능을 수행한다.
또, 상기 바이패스 관로(340)는 상기 디스크(320)에 의해 밸브 바디(310) 내에서 구획된 두 개의 공간부(310a)(310b)를 서로 연통시킬 수 있도록 상기 밸브 바디(310)의 외측에 착탈 가능하게 설치되어 상기 밸브 바디(310)의 입,출구에 설치되는 관로(10)(10') 내의 유체를 상호 바이패스시켜 주는 기능을 수행한다.
한편, 본 발명에서는 상기와 같이 공지된 경사형 버터플라이 밸브의 구성요소 중 상기 밸브 바디(310)의 입구 측 공간부(310b)와 관통되는 유체 통과공(312)과 후술하는 대기압 유지 및 감압용 어큐뮬레이터(380) 사이에 사용자가 외부에서 스프링 압력 조절용 레버를 돌려 스프링의 탄성력을 조절하는 방식을 통해 작동 압력을 임의로 세팅할 수 있는 기능을 가진 압력 회피용 안전변(360)을 설치한 형태를 갖는다.
이와 같은 압력 회피용 안전변(360)은 상기 버터플라이 밸브의 밸브 바디(310) 입구 측의 유체 압력이 사용자가 임의로 세팅한 압력 이상(즉, 밸브 바디(310) 입구 측 관로(10')를 포함하여 펌프에 무리를 줄 수 있는 압력 이상)일 경우, 자동으로 열려 밸브 입구 측 관로(10') 내 유체 일부가 어큐뮬레이터(380) 측으로 바이패스되도록 하는 기능을 수행한다.
또, 상기 대기압 유지 및 감압용 어큐뮬레이터(380)는 본체(381)의 상부 등에 대기압 제어용 체크 밸브(370)를 구비하고 상기 압력 회피용 안전변(360)의 출구와 바이패스 관로(340)의 일단부 사이에 설치된 형태를 갖는다.
이와 같은 대기압 유지 및 감압용 어큐뮬레이터(380)는 상기 압력 회피용 안전변(360)이 작동하지 않는 통상시 상기 대기압 제어용 체크 밸브(370)가 도 7의 (a) 및 도 8과 같이 열린 상태를 갖게 되므로 본체(381) 내부 공간부가 대기압을 유지한다.
이와 같은 상태에서 상기 버터플라이 밸브의 밸브 바디(310) 입구 측의 유체 압력이 사용자가 임의로 세팅한 압력 이상으로 상승함으로 인해 상기 압력 회피용 안전변(360)이 개방되어 밸브 입구 측의 유체 일부가 본체(381) 내부 공간부로 유입되면, 유입된 유체의 압력을 본체(381) 내 공간부에서 감압시켜 역류 방지용 체크밸브(390) 측으로 보내줌과 동시에 대기압 제어용 체크 밸브(370)를 도 7의 (b)와 같이 닫아 본체(381) 내로 유입된 유체가 상기 대기압 제어용 체크 밸브(370)를 통해 외부로 유출되는 것을 방지해 주는 기능을 수행한다.
이때, 상기 대기압 제어용 체크 밸브(370)는 상기 대기압 유지 및 감압용 어큐뮬레이터(380)의 본체(381)에 성형한 대기압 유입공(382) 내에 착탈 가능하게 설치되는 소형 체크밸브로써 그 형태를 다양하게 제시할 수 있는데, 일 예로 도 7의 (a)(b)와 같이 가동판(371)과 캡(372) 및 코일 스프링(373)으로 구성할 수도 있고, 다른 예로 도 8과 같이 가동판(371)과 캡(372), 스냅 링(374) 및 코일 스프링(373)으로 구성할 수도 있다.
상기한 두 실시 예에서 공통으로 사용되고 있는 구성요소 중 상기 가동판(371)은 상기 대기압 유입공(382)의 내경에 대응하여 정해진 지름을 갖도록 형성한 원판(371-1) 상면에는 스프링 안착홈(371-3)을 형성하고, 상기 원판(371-1)의 저면 중심점에 정해진 지름과 길이를 갖는 가이드 봉(371-2)을 일체로 돌출 형성한 구성을 갖고 상기 대기압 유입공(382) 내에 설치되어 상기 대기압 유입공(382)를 통해 대기압 유지 및 감압용 어큐뮬레이터(380)의 본체(381) 내로 유입되는 외부 공기의 단속은 물론, 상기 압력 회피용 안전변(360)의 작동으로 인해 본체(381) 내부로 코일 스프링(373)의 탄성력보다 강한 압력의 유체가 유입될 때 이 유체가 상기 대기압 유입공(382)을 통해 외부로 배출되지 않도록 단속하는 기능을 수행한다.
또, 상기 캡(372)은 두 실시에서 공통으로 상기 대기압 유입공(382)의 내경에 대응하여 외경을 갖도록 형성한 원형캡의 형상을 가짐은 물론 평판부 중앙에는 상기 가동판(371)의 가이드 봉(371-2)이 끼워질 수 있도록 하는 가이드 봉 통과공(372-1)이 형성되어 있고, 또 상기 가이드 봉 통과공(372-1) 주변에는 다수개의 공기 통과공(372-2)이 형성된 형태를 갖는다.
다만, 일 실시 예(도 7의 (a)(b) 참조)의 경우는 다른 실시 예(도 8)와 달리 상기 캡(372)을 상기 대기압 유입공(382) 내에 나사 결합을 통해 착탈 가능하게 결합하기 위하여, 상기 대기압 유입공(382) 내면에 나사산(382-1)을 형성함은 물론 상기 캡(372)의 외면에도 상기 대기압 유입공(382) 내면에 형성된 나사산(382-1)에 나사 결합되는 나사산(372-3)을 형성한 형태를 갖는다.
물론, 다른 실시 예의 경우는, 도 8과 같이 일측이 개구된 와셔 형태를 갖는 탄성형 링인 스냅 링(374)을 사용하여 상기 캡(372)이 상기 대기압 유입공(382)으로부터 이탈되는 것을 방지하는 구성을 가지므로, 캡(372)의 외면과 대기압 유입공(382) 내면에 나사산을 형성하지 않는 대신, 상기 대기압 유입공(382)의 내면 후방부에 링 안착홈(382-2)을 형성하여 캡(372)의 이탈을 방지하는 상기 스냅 링(374)을 링 안착홈(382-2)에 착탈 가능하도록 탄력적으로 설치할 수 있도록 하였다.
또한, 상기 코일 스프링(373)은 대기압 제어용 체크 밸브(370)에서 필요로 하는 세팅 압력에 대응하는 탄성력을 갖고, 상기 가동판(371)의 원판(371-1) 상면에 형성된 스프링 안착홈(371-3) 내에 삽입된 상태에서 상,하단부가 각각 상기 대기압 유입공(382) 내 천정면과 상기 가동판(371)의 원판(371-1) 상면에 형성된 스프링 안착홈(371-3)에 접촉되는 형태로 설치된다.
이와 같은 코일 스프링(373)은 통상시 대기압 제어용 체크 밸브(370)가 열린 상태를 유지하도록 가동판(373)에 탄성력을 발생시켜 상기 대기압 유입공(382)을 통해 외부 공기가 대기압 유지 및 감압용 어큐뮬레이터(380) 본체(381) 내로 유입되어 본체 내부에 대기압이 작용하도록 하고, 상기 압력 회피용 안전변(360)의 작동으로 인해 본체(381) 내부로 유입된 유체 압력이 자체의 탄성력보다 클 경우, 대기압 제어용 체크 밸브(370)가 닫히도록 하여(즉, 상기 가동판(371)의 원판(371-1)이 상기 대기압 유입공(382)을 막도록 하여) 본체(381) 내로 유입된 유체가 상기 대기압 유입공(382)을 통해 외부로 배출되지 않도록 한다.
한편, 상기 역류 방지용 체크밸브(390)는 상기 밸브 바디(310)의 출구 측 공간부(310a)와 관통되는 유체 통과공(311)과 상기 바이패스 관로(340)의 타단부 사이에 설치된다.
이와 같은 역류 방지용 체크밸브(390)는 도 5의 확대도와 같이 통상시 버터플라이 밸브의 출구 측 관로(10) 내 유체의 압력에 의해 닫힌 상태를 유지하며 버터플라이 밸브의 출구 측 관로(10) 내 유체가 바이패스 관로(340)를 통해 대기압 유지 및 감압용 어큐뮬레이터(380) 내로 역류하는 것은 차단한다.
이와 같은 상태(즉, 역류 방지용 체크밸브(390)가 닫혀 있는 상태)에서 버터플라이 밸브의 입구 측 관로(10') 내 유체의 압력이 압력 회피용 안전변(360)의 세팅 압력보다 높아 상기 압력 회피용 안전변(360)이 열림으로 인해 상기 대기압 유지 및 감압용 어큐뮬레이터(380) 내로 유입된 유체의 압력이 버터플라이 밸브의 출구 측 관로(10) 내 유체 압력보다 클 경우에는 상기 역류 방지용 체크밸브(390)가 열려 상기 대기압 유지 및 감압용 어큐뮬레이터(380) 내로 유입된 유체가 바이패스 관로(340) 및 자체(즉, 역류 방지용 체크밸브(390))를 통해 버터플라이 밸브의 출구 측 관로(10) 내로 바이패스시켜 주게 된다.
상기와 같이 높은 압력을 갖는 버터플라이 밸브의 입구 측 관로(10') 내 유체의 일부를 압력 회피용 안전변(360)과 대기압 유지 및 감압용 어큐뮬레이터(380), 바이패스 관로(340) 및 역류 방지용 체크밸브(390)를 통해 버터플라이 밸브의 출구 측 관로(10) 내로 바이패스시켜 주게 되면, 버터플라이 밸브의 입구와 펌프 사이에 설치되어 있는 배관(10') 내 압력이 크게 상승하는 것을 방지할 수 있으므로 고압으로 인한 펌프 및 배관의 손상 또는 파손 등을 완벽히 방지할 수 있은 물론 배관의 안정성을 대폭 향상시킬 수 있어 경사형 버터플라이 밸브 자체의 상품성과 작동에 따른 신뢰도를 대폭 향상시킬 수 있는 것이다.
상술한 실시 예는 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만, 상기한 실시 예 및 특허청구범위에 기재된 내용만으로 한정하는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.
10, 10' : 관로
310 : 밸브 바디
310a, 310b : 공간부 311, 312 : 유체 통과공
320 : 디스크
330 : 구동수단
340 : 바이패스 관로
360 : 압력 회피용 안전변
370 : 대기압 제어용 체크 밸브
371 : 가동판 371-1 : 원판
371-2 : 가이드 봉 371-2 : 스프링 안착홈
372 : 캡 372-1 : 가이드 봉 통과공
372-2 : 공기 통과공 372-3 : 나사산
373 : 코일 스프링 374 : 스냅 링
380 : 대기압 유지 및 감압용 어큐뮬레이터
381 : 본체 382 : 대기압 유입공
382-1 : 나사산 382-2 : 링 안착홈
390 : 역류 방지용 체크밸브

Claims (1)

  1. 입,출구에 관로가 연결되는 개구부가 구비된 밸브 바디와; 상기 밸브 바디의 내부에서 유체의 흐름을 단속할 수 있도록 회전 가능하게 설치되되, 반경 방향 수직단면에 대하여 기울어지게 설치되어 밸브 바디의 내부 양측을 각각 일측이 좁고 타측이 넓은 사다리꼴 단면형상을 가지는 두 개의 공간부로 구획해 주는 디스크와; 상기 밸브 바디의 일측에 장착되어 디스크를 회전시키는 구동수단과; 상기 디스크에 의해 구획된 두 개의 공간부를 서로 연통시킬 수 있도록 상기 밸브 바디의 착탈 가능하게 설치되는 바이패스 관로로 구성된 경사형 버터플라이 밸브에 있어서,
    상기 밸브 바디의 입구 측 공간부와 관통되는 유체 통과공과 연통되게 설치되어 버터플라이 밸브의 입구 측 유체 압력이 사용자가 임의로 세팅한 압력 이상일 경우 자동으로 열려 밸브 입구 측 관로 내 유체 일부를 어큐뮬레이터 측으로 바이패스시켜 주는 압력 회피용 안전변과;
    대기압 제어용 체크 밸브를 구비하고 상기 압력 회피용 안전변의 출구와 바이패스 관로의 일단부 사이에 설치되어 통상시 본체 내부를 대기압으로 유지시켜 주다가 상기 압력 회피용 안전변이 개방되어 유체가 유입되면 유입된 유체의 압력을 감압시켜 줌과 동시에 대기압 제어용 체크 밸브를 닫아 외부로의 유체 유출은 방지해 주는 대기압 유지 및 감압용 어큐뮬레이터와;
    상기 밸브 바디의 출구 측 공간부와 관통되는 유체 통과공과 상기 바이패스 관로의 타단부 사이에 설치되어 버터플라이 밸브의 출구 측 관로 내 유체가 바이패스 관로를 통해 대기압 유지 및 감압용 어큐뮬레이터 내로 역류되는 것은 차단하고, 상기 대기압 유지 및 감압용 어큐뮬레이터 내로 유입된 유체의 압력이 버터플라이 밸브의 출구 측 관로 내 유체 압력보다 클 경우에는 상기 대기압 유지 및 감압용 어큐뮬레이터 내로 유입된 유체가 버터플라이 밸브의 출구 측 관로 내로 바이패스시켜 주는 역류 방지용 체크밸브;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배관의 안정성 향상을 위한 경사형 버터플라이 밸브.
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