KR101599117B1 - 다이어프램 밸브 및 다이어프램 밸브용 시트 홀더 유닛 - Google Patents

다이어프램 밸브 및 다이어프램 밸브용 시트 홀더 유닛 Download PDF

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미치오 야마지
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가부시키가이샤 후지킨
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Abstract

본 발명은 시트 교환을 용이하게 할 수 있는 다이어프램 밸브 및 다이어프램 밸브용 시트 홀더 유닛을 제공한다. 본 발명의 다이어프램 밸브(1)는, 시트 홀더(5)를 유지하는 리테이너(12)를 구비한다. 시트 홀더(5)는, 보디(2)에 착탈 가능하게 배치되어 시트(4)를 유지한다. 리테이너(12)는, 대략 원통형이며, 시트 홀더(5)의 외주연부를 받치는 내향 플랜지부(22)를 갖고, 시트 홀더(5)를 유지한 상태로 다이어프램 유지 부재(10, 11)에 착탈 가능하게 부착된다.

Description

다이어프램 밸브 및 다이어프램 밸브용 시트 홀더 유닛{DIAPHRAGM VALVE AND SEAT HOLDER UNIT FOR DIAPHRAGM VALVE}
본 발명은, 다이어프램 밸브 및 다이어프램 밸브용 시트 홀더 유닛에 관한 것이며, 특히 시트가 착탈 가능하게 되어 시트 홀더에 유지된 다이어프램 밸브 및 이러한 다이어프램 밸브에 사용되는 시트 홀더 유닛에 관한 것이다.
다이어프램 밸브로서, 유체 통로가 마련된 보디와, 보디에 형성된 유체 통로의 둘레 가장자리에 착탈 가능하게 배치된 시트와, 보디에 착탈 가능하게 배치되어 시트를 유지하는 시트 홀더와, 시트에 압박·이격됨으로써 유체 통로의 개폐를 행하는 다이어프램과, 다이어프램의 외주연부를 시트 홀더와의 사이에서 협지하는 다이어프램 유지 부재와, 다이어프램의 중앙부를 압박하는 다이어프램 프레서를 상하 이동시키는 상하 이동 수단을 구비하는 것이 알려져 있다(특허문헌 1 등).
상기 종래의 다이어프램 밸브에서는, 시트가 착탈 가능하게 되어 시트 홀더에 유지되어 있고, 시트가 손상된 경우에는, 이것만을 교환할 수 있게 되어 있다.
특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2003-42314호 공보
상기 종래의 것으로는, 시트 홀더가 소성(塑性) 변형되어, 이것을 제거할 수 없게 되면, 시트의 교환이 곤란해진다고 하는 문제가 있었다.
본 발명의 목적은, 시트 교환을 용이하게 할 수 있는 다이어프램 밸브 및 다이어프램 밸브용 시트 홀더 유닛을 제공하는 것에 있다.
본 발명에 의한 다이어프램 밸브는, 유체 통로가 마련된 보디와, 보디에 형성된 유체 통로의 둘레 가장자리에 배치된 시트와, 보디에 착탈 가능하게 배치되어 시트를 유지하는 시트 홀더와, 시트에 압박·이격됨으로써 유체 통로의 개폐를 행하는 다이어프램과, 다이어프램의 외주연부를 시트 홀더와의 사이에서 협지하는 다이어프램 유지 부재와, 다이어프램의 중앙부를 압박하는 다이어프램 프레서를 상하 이동시키는 상하 이동 수단을 구비하는 다이어프램 밸브로서, 시트 홀더를 유지하는 리테이너를 더 구비하고, 리테이너는, 시트 홀더를 유지한 상태로 다이어프램 유지 부재에 착탈 가능하게 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
다이어프램 밸브는, 상하 이동 수단이 개폐 핸들 등의 수동 밸브여도 좋고, 상하 이동 수단이 적절한 액추에이터로 된 자동 밸브여도 좋으며, 자동 밸브인 경우의 액추에이터는, 유체(공기)압에 의한 것이어도 좋고, 전자력에 의한 것이어도 좋다.
「다이어프램 유지 부재」는, 보디에 고정되어 다이어프램의 외주연부를 시트 홀더와의 사이에서 협지하는 부재를 말하고, 예컨대 환형으로 형성된 다이어프램 유지링 및 이것을 보디에 고정하기 위한 부재로 이루어지는 것으로 되지만, 이것에 한정되는 것은 아니며, 예컨대 보디의 오목부에 하단부가 삽입되어 위쪽으로 연장되는 원통형 보닛이 다이어프램 유지 부재를 겸하는 것이어도 좋다.
리테이너는, 예컨대 대략 원통형이며, 시트 홀더의 외주연부를 받치는 내향 플랜지부를 갖는 것으로 되지만, 시트 홀더가 리테이너로부터 탈락하지 않는 구조이면, 어떠한 플랜지부의 형상이어도 좋고, 내향 플랜지부 대신에, 시트 홀더를 유지하는 돌기 형상을 갖는 구성이어도 좋다.
시트는, 장기간 사용한 경우에, 교환되는 것이 바람직하고, 본 발명의 다이어프램 밸브에서의 시트의 교환 시에는, 리테이너를 제거함으로써, 리테이너에 유지된 시트 홀더 및 이것에 유지된 시트를 제거할 수 있어, 시트의 교환(시트만을 교환하여도 좋고, 시트 홀더 및 시트 양자 모두를 교환할 수도 있다)을 용이하게 행할 수 있다. 시트 홀더는, 다이어프램의 외주연부를 협지하기 때문에, 소성 변형될 가능성이 있고, 이에 비하여, 리테이너는, 다이어프램 유지 부재에 착탈 가능하게 부착되어 있으면 좋기 때문에, 소성 변형될 가능성은 거의 없으며, 시트의 교환 용이성이 장기간에 걸쳐 유지된다.
시트는, 예컨대 합성 수지제로 되지만, 금속제여도 물론 좋다. 시트 홀더 및 리테이너는, 금속제인 것이 바람직하다.
다이어프램은, 예컨대 니켈 합금 박판으로 이루어지는 것으로 되고, 원형으로 잘라내어, 중앙부를 위쪽으로 팽출시킨 뒤집힌 접시형으로 형성된다. 다이어프램은, 예컨대 스테인리스강 박판으로 이루어지는 것이나, 스테인리스강 박판과 니켈·코발트 합금 박판의 적층체로 이루어지는 것으로 하여도 좋고, 다이어프램의 재료는, 특별히 한정되는 것이 아니다. 또한, 다이어프램은, 1장이어도, 복수매를 중첩한 적층체여도 좋고, 사양이나 조건 등에 따라 자유롭게 선택할 수 있다.
본 발명에 의한 다이어프램 밸브용 시트 홀더 유닛은, 보디에 형성된 유체 통로의 둘레 가장자리에 배치되는 시트를 유지하는 시트 홀더와, 시트 홀더를 유지하는 리테이너로 이루어지고, 다이어프램을 시트에 압박·이격시킴으로써 유체 통로의 개폐를 행하는 다이어프램 밸브에 사용되는 다이어프램 밸브용 시트 홀더 유닛으로서, 리테이너는, 대략 원통형이며, 시트 홀더의 외주연부를 받치는 내향 플랜지부를 갖고 있는 것으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
시트 홀더는, 공지의 것이며, 예컨대 다공 원판형으로, 시트를 유지하는 내주연부와, 소진 간격으로 유체 유출 통로에 통하는 복수의 관통 구멍이 형성된 중간 환형부와, 다이어프램의 외주연부를 협지하는 외주연부로 이루어지는 것으로 된다.
본 발명의 다이어프램 밸브용 시트 홀더 유닛을 사용함으로써, 다이어프램 밸브에서의 시트의 교환 시에는, 리테이너를 제거함으로써, 리테이너에 유지된 시트 홀더 및 이것에 유지된 시트를 제거할 수 있어, 시트의 교환을 용이하게 행할 수 있다. 특히, 시트 홀더가 소성 변형된 경우, 리테이너가 없는 경우에는, 시트 홀더를 제거하기 어려워지지만, 시트 홀더를 리테이너째 제거하는 것에 의해, 이러한 문제가 해소된다.
리테이너의 둘레벽의 상단부에, 직경 방향으로 탄성 변형 가능한 굴곡부가 형성되어 있는 것이 바람직하다.
이와 같이 하면, 다이어프램 밸브용 시트 홀더 유닛의 다이어프램 밸브에의 부착이 용이해지고, 다이어프램 밸브로부터의 탈락을 확실하게 방지할 수 있다.
리테이너의 둘레벽은, 축방향으로 연장되는 복수의 슬릿이 마련됨으로써, 4개 이상의 원호부로 분할되어 있고, 상기 굴곡부는, 2개 이상의 원호부로 형성되어 있는 것이 바람직하다.
이와 같이 하면, 굴곡부의 탄성 변형이 커져, 부착 용이성 및 탈락 방지의 확실성을 보다 높일 수 있다.
또한, 본 명세서에서, 다이어프램의 축선 방향(탄성 변형 방향)을 상하 방향이라고 하지만, 이 방향은, 편의적인 것이며, 실제 부착에서는, 상하 방향이 수직 방향이 되는 것뿐만 아니라, 수평 방향이 되는 경우도 있다.
본 발명의 다이어프램 밸브에 의하면, 시트 홀더를 유지하는 리테이너를 더 구비하고, 리테이너는, 시트 홀더를 유지한 상태로 다이어프램 유지 부재에 착탈 가능하게 부착되어 있기 때문에, 시트의 교환 시에는, 리테이너를 제거함으로써, 리테이너에 유지된 시트 홀더 및 이것에 유지된 시트를 제거할 수 있어, 시트의 교환을 용이하게 행할 수 있다. 게다가, 다이어프램의 외주연부를 협지하기 때문에 소성 변형될 가능성이 있는 시트 홀더에 비하면, 리테이너가 소성 변형될 가능성은 거의 없고, 시트의 교환 용이성이 장기간에 걸쳐 유지된다. 또한, 리테이너를 사용하면, 리테이너에 의해, 고정되는 부재끼리의 축심이나 부재끼리의 위치 관계를 유지한 상태로 할 수 있기 때문에, 미세 조정 등을 필요로 하지 않고, 조립 작업이 가능해진다.
본 발명의 다이어프램 밸브용 시트 홀더 유닛에 의하면, 보디에 형성된 유체 통로의 둘레 가장자리에 배치되는 시트를 유지하는 시트 홀더와, 시트 홀더의 외주연부를 받치는 내향 플랜지부를 갖는 대략 원통형 리테이너에 의해 시트 홀더 유닛이 구성됨으로써, 시트의 교환 시에는, 시트 홀더 유닛을 제거함으로써, 리테이너에 유지된 시트 홀더 및 이것에 유지된 시트를 제거할 수 있어, 시트의 교환을 용이하게 행할 수 있다. 게다가, 다이어프램의 외주연부를 협지하기 때문에 소성 변형될 가능성이 있는 시트 홀더에 비하면, 리테이너가 소성 변형될 가능성은 거의 없고, 시트 홀더 유닛의 사용에 의해, 시트의 교환 용이성이 장기간에 걸쳐 유지된다.
도 1은 본 발명에 따른 다이어프램 밸브 및 다이어프램 밸브용 시트 홀더 유닛의 1 실시형태를 도시하는 종단면도이다.
도 2는 다이어프램 밸브용 시트 홀더 유닛을 구성하는 시트 홀더를 확대하여 도시한 도면으로, (a)는 평면도, (b)는 종단면도이다.
도 3은 다이어프램 밸브용 시트 홀더 유닛을 구성하는 리테이너를 확대하여 도시하는 도면으로, (a)는 평면도, (b)는 종단면도이다.
본 발명의 실시형태를, 이하 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은, 본 발명에 의한 다이어프램 밸브의 1 실시형태를 도시하고 있고, 다이어프램 밸브(1)는, 유체 유입 통로(2a), 유체 유출 통로(2b) 및 위쪽을 향해 개구된 오목부(2c)를 갖는 블록형 보디(2)와, 보디(2)의 오목부(2c) 상부에 하단부가 나사 결합되어 위쪽으로 연장되는 원통형 보닛(3)과, 유체 유입 통로(2a)의 둘레 가장자리에 마련된 환형의 시트(4)와, 보디(2) 내의 시트(4)의 외주에 마련되어 시트(4)를 유지하는 시트 홀더(5)와, 시트(4)에 압박 또는 이격되어 유체 통로(2a)를 개폐하는 다이어프램(6)과, 다이어프램(6)의 중앙부를 누르는 다이어프램 프레서(8)를 하단에 가지며, 보닛(3) 내에 상하 이동 가능하게 삽입되어 다이어프램 프레서(8)를 통해 다이어프램(6)을 시트(4)에 압박·이격시키는 스템(7)과, 스템(7)을 아래쪽으로 압박하는 압축 코일 스프링(압박 부재)(9)과, 보닛(3) 내주에 배치되어 스템(7)의 상하 이동을 안내하고 스템(7)의 이동 범위를 규제하는 가이드통(10)과, 다이어프램(6)의 외주연부 상면과 가이드통(10)의 하단과의 사이에 배치되어 다이어프램(6)의 외주연부를 시트 홀더(5)의 외주연부와의 사이에서 협지하는 다이어프램 유지링(11)과, 스템(7) 및 다이어프램 프레서(8)를 유체 통로(2a)를 개폐하기 위해 압축 공기로 상하 이동시키는 상하 이동 수단(도시 생략)을 구비한다.
가이드통(10)은, 후육부(10a)와, 그 위쪽으로 연속되는 박육부(10b)로 이루어진다. 후육부(10a)의 내주는, 박육부(10b)의 내주보다 직경이 크고, 후육부(10a)의 내주에 의해, 스템(7)에 마련된 플랜지부(7a)의 외주를 안내하도록 되어 있다. 후육부(10a)의 외주는, 박육부(10b)의 외주보다 직경이 크고, 후육부(10a)의 상면[후육부(10a)와 박육부(10b) 사이의 단차면]에 의해, 보닛(3)의 하단면을 받고 있다. 따라서, 보닛(3)이 보디(2)에 나사 결합됨으로써, 가이드통(10)은, 다이어프램 유지링(11)을 아래쪽으로 압박한다. 이렇게 하여, 가이드통(10)은, 스템(7)을 안내하기 위해서뿐만 아니라, 다이어프램 유지링(11)을 보디(2)에 고정하기 위한 부재로도 되어 있고, 가이드통(10)과 다이어프램 유지링(11)을 맞춘 것이 다이어프램(6)의 외주연부를 시트 홀더(5)와의 사이에서 협지하는 다이어프램 유지 부재를 구성하고 있다.
상기 구성은, 기본적으로는, 공지의 구성이며, 본 발명에 따른 다이어프램 밸브(1)는, 상기 구성에 추가로, 시트 홀더(5)를 유지하고, 가이드통(10)의 하단부 및 다이어프램 유지링(11)(다이어프램 유지 부재)에 착탈 가능하게 부착된 리테이너(12)를 더 구비하고 있다.
시트 홀더(5) 및 리테이너(12)에 의해, 본 발명에 따른 다이어프램 밸브용 시트 홀더 유닛이 구성되어 있다.
시트 홀더(5)는, 금속제이며 다공 원판형으로 되어 있고, 도 2에 상세하게 도시하는 바와 같이, 시트(4)를 유지하는 내주연부(21)와, 소정 간격으로 유체 유출 통로(2b)에 통하는 복수의 관통 구멍(22b)이 형성된 중간 환형부(22)와, 다이어프램(6)의 외주연부를 협지하는 외주연부(23)로 이루어진다. 시트(4)는, 아래쪽으로부터 시트 홀더(5)에 끼워져 있다.
도 3에 상세하게 도시하는 바와 같이, 리테이너(12)는, 대략 원통형이며, 시트(4)의 외경에 대략 같은 내경을 갖고 가이드통(10)의 하단부 및 다이어프램 유지링(11)(다이어프램 유지 부재)의 외주에 감합되는 둘레벽(31)과, 둘레벽(31)의 하단부에 마련되어 시트 홀더(5)의 외주연부를 받치는 내향 플랜지부(32)를 갖는다. 둘레벽(31)에는, 축방향으로 연장되는 슬릿(33)이 4쌍 형성되어 있고, 이것에 의해 둘레벽(31)이 4개의 대원호부(34)와 4개의 소원호부(35)로 분할되어 있다. 소원호부(35)의 상단부에, 대원호부(34)의 상단보다 위쪽에 위치하는 상단면을 가지며 직경 방향 안쪽으로 굴곡되어 있어 탄성 변형 가능한 굴곡부(36)가 형성되어 있다. 굴곡부(36)의 최소 내경은, 프리의 상태에서, 다이어프램 유지링(11)의 외경보다 작게 이루어져 있고, 이것에 의해 다이어프램 유지링(11)을 강하게 유지 가능하게 되어 있다.
또한, 굴곡부(36)는, 충분한 탄성 변형이 가능하고, 가이드통(10)의 하단부나 다이어프램 유지링(11)을 유지 가능하면, 대원호부(34)의 상단보다 위쪽에 위치하는 상단면을 갖고 있지 않아도 좋다. 내향 플랜지부(32)의 두께는, 시트 홀더(5)가 보닛(3) 등에 의해 보디(2)의 오목부(2c)의 바닥면에 압박될 때에, 시트 홀더(5)의 하단부가 오목부(2c)의 바닥면에 접촉할 수 있는 두께이면 좋다. 또한, 내향 플랜지부(32) 내에 시트 홀더(5)를 위쪽으로 압박하도록 탄성 부재를 마련하고(도시 생략), 리테이너(12)가 가이드통(10)의 하단부에 유지되어 있는 상태에서는 시트 홀더(5)의 하단부가 내향 플랜지부(32)로부터 돌출되지 않도록 하며, 보디(2)의 오목부(2c)에 고정될 때는, 상기 탄성 부재의 압박력에 대항하여 시트 홀더(5)가 압박되고, 내향 플랜지부(32)보다도 시트 홀더(5)의 하단부가 돌출되며, 오목부(2c)의 바닥면에 접촉하는 구조여도 좋다. 이렇게 함으로써, 시트 홀더(5)의 하단부가, 보디(2)에 고정할 때까지는 내향 플랜지부(32) 안에 유지되기 때문에, 시트 홀더(5)의 하단부에 흠이 생길 가능성을 적게 할 수 있고, 이 흠에 의해 시트(4)로부터 유체가 새는 것을 막을 수 있다. 또한, 리테이너(12)가 가이드통(10)의 하단부나 다이어프램 유지링(11)에 유지 가능하면 좋기 때문에, 리테이너(12)에 대원호부(34)와 굴곡부(36)를 마련하여 탄성 변형시키지 않아도, 예컨대 리테이너(12)를 슬릿이 없는 원통 형상, 또는 원통 형상에 슬릿을 형성하고, 가이드통(10)의 외주에는 테이퍼를 형성함으로써, 리테이너(12)를 가이드통(10)의 하단부에 유지시킬 수도 있다.
시트(4)는, 시트 홀더(5) 및 리테이너(12)로 이루어지는 다이어프램 밸브용 시트 홀더 유닛으로 유지되고, 보디(2) 내에 배치된다. 시트(4)는, 통상 일정 기간 사용한 경우에 교환되도록 이루어져 있고, 시트(4)의 교환 시에는, 리테이너(12)를 제거함으로써, 시트 홀더(5) 및 이것에 유지된 시트(4)를 제거할 수 있다. 그리고, 시트(4)를 교환하고, 필요에 따라, 시트 홀더(5)도 교환하며, 시트 홀더(5) 및 리테이너(12)로 이루어지는 다이어프램 밸브용 시트 홀더 유닛에 시트(4)가 유지된 상태로, 보디(2) 내에 복귀된다. 이렇게 하여, 시트(4)의 교환을 용이하게 행할 수 있다. 리테이너(12)는, 소성 변형될 가능성이 거의 없기 때문에, 통상적으로 반복적인 사용이 가능하고, 또한 소성 변형되지 않음으로써, 시트(4)의 교환 용이성이 장기간에 걸쳐 유지된다.
산업상 이용가능성
본 발명에 의하면, 시트 교환이 용이한 다이어프램 밸브를 제공할 수 있기 때문에, 유체 통로의 개폐를 위해 널리 이용되고 있는 다이어프램 밸브의 성능 향상에 기여할 수 있다.
1: 다이어프램 밸브 2: 보디
2a: 유체 유입 통로 2b: 유체 유출 통로
4: 시트 5: 시트 홀더
6: 다이어프램 8: 다이어프램 프레서
10: 가이드통(다이어프램 유지 부재)
11: 다이어프램 유지링(다이어프램 유지 부재)
12: 리테이너 31: 둘레벽
32: 내향 플랜지부 33: 슬릿
34: 대원호부 35: 소원호부
36: 굴곡부

Claims (4)

  1. 유체 통로가 마련된 보디와, 보디에 형성된 유체 통로의 둘레 가장자리에 배치된 시트와, 보디에 착탈 가능하게 배치되어 시트를 유지하는 시트 홀더와, 시트에 압박·이격됨으로써 유체 통로의 개폐를 행하는 다이어프램과, 다이어프램의 외주연부를 시트 홀더와의 사이에서 협지하는 다이어프램 유지 부재와, 다이어프램의 중앙부를 압박하는 다이어프램 프레서를 상하 이동시키는 상하 이동 수단과, 시트 홀더를 유지하여, 시트 홀더 유닛을 형성하는 리테이너를 구비하고,
    리테이너는, 시트 홀더를 유지한 상태로 다이어프램 유지 부재에 착탈 가능하게 부착되어 있고, 시트 홀더 유닛은, 다이어프램 유지 부재로부터 시트와 함께 취출 가능하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 다이어프램 밸브.
  2. 보디에 형성된 유체 통로의 둘레 가장자리에 배치되는 시트를 유지하는 시트 홀더와, 시트 홀더를 유지하는 리테이너를 포함하고, 다이어프램을 시트에 압박·이격시킴으로써 유체 통로의 개폐를 행하는 다이어프램 밸브에 사용되는 다이어프램 밸브용 시트 홀더 유닛으로서, 리테이너는, 원통형이며, 시트 홀더의 외주연부를 받치는 내향 플랜지부를 갖는 것으로 되어 있고, 시트 홀더 유닛은, 보디로부터 시트와 함께 취출 가능하게 되어있는 것을 특징으로 하는 다이어프램 밸브용 시트 홀더 유닛.
  3. 제2항에 있어서, 리테이너의 둘레벽의 상단부에, 직경 방향으로 탄성 변형 가능한 굴곡부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 다이어프램 밸브용 시트 홀더 유닛.
  4. 제3항에 있어서, 상기 리테이너의 둘레벽은, 축방향으로 연장되는 복수의 슬릿이 형성됨으로써, 2개 이상의 대원호부와 2개 이상의 소원호부로 분할되어 있고, 상기 굴곡부는, 상기 2개 이상의 소원호부에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 다이어프램 밸브용 시트 홀더 유닛.
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