KR101602739B1 - Butterfly valve having quadruple eccentric structure - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고온, 고압 조건의 양방향 유체 흐름 조건하에서 우수한 기밀성을 유지할 수 있는 4중 편심구조의 버터플라이 밸브에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예는, 중공을 가진 밸브 바디 내부에 원추형 밸브 디스크가 밸브 샤프트에 의해 회전 가능하게 설치되는 버터플라이 밸브에 있어서, 상기 밸브 바디의 면간 중심선으로부터 상기 밸브 바디의 길이 방향 일측으로 이격하여 상기 밸브 바디의 내경면에 시트부가 돌출 형성되고, 상기 밸브 바디의 유로 중심선으로부터 상기 밸브 바디의 폭 방향 일측으로 이격하여 상기 밸브 샤프트가 설치되며, 상기 밸브 디스크는, 원추각의 기준 축선이 상기 면간 중심선과 상기 유로 중심선의 교점을 기준으로 상기 유로 중심선에 대하여 소정 각도 회전하고, 종단면상 중심선이 상기 면간 중심선에 대하여 소정 각도 회전하여 경사지게 설치되는 것을 특징으로 하는 4중 편심구조의 버터플라이 밸브를 제공한다.The present invention relates to a butterfly valve having a quadruple eccentric structure capable of maintaining excellent airtightness under a high-temperature and high-pressure bi-directional fluid flow condition, and an embodiment of the present invention is characterized in that a conical valve disk A butterfly valve rotatably installed by a valve shaft, wherein a seat portion is formed on an inner diameter surface of the valve body so as to protrude from one side of the valve body in the longitudinal direction of the valve body from the center line of the valve body, Wherein the valve disc is disposed such that the reference axis of the cone angle is rotated at a predetermined angle with respect to the flow path center line with reference to an intersection point of the inter-surface center line and the flow path center line from the center line, , And the longitudinal center line is set to a predetermined The butterfly valve of a quadruple eccentric structure is characterized in that the butterfly valve is installed at an angle and is inclined.
Description
본 발명은 배관에 설치되어 유량을 제어 또는 차단하는 버터플라이 밸브에 관한 것으로, 보다 상세하게는 4중 편심구조로서 고온, 고압 조건뿐만 아니라 양방향 유체 흐름 조건에서도 우수한 기밀을 유지할 수 있는 4중 편심구조의 버터플라이 밸브에 관한 것이다.
The present invention relates to a butterfly valve that is installed in a piping to control or shut off a flow rate. More specifically, the present invention relates to a butterfly valve having a quadruple eccentric structure capable of maintaining excellent airtightness under both high- Of the butterfly valve.
일반적으로 버터플라이 밸브는 배관에 연결되는 밸브 바디 내부에 밸브 디스크를 회전 가능하게 설치하고, 밸브 샤프트에 연결된 구동장치에 의해 밸브 디스크를 회전시킴으로써 유로를 개폐하는 구조의 밸브이다.Generally, a butterfly valve is a valve having a structure in which a valve disk is rotatably installed inside a valve body connected to a pipe, and a valve disk is rotated by a driving device connected to the valve shaft to open and close the flow path.
버터플라이 밸브는 크게 컨센트릭(concentric) 타입과 익센트릭(eccentric) 타입으로 분류할 수 있다.Butterfly valves can be broadly classified into concentric and eccentric types.
도 1은 일반적인 컨센트릭 타입 버터플라이 밸브의 단면을 도시한 것으로, 밸브의 실링면과 밸브 바디(1), 밸브 디스크(2) 및 밸브 샤프트(3)의 중심이 동일선상에 위치하도록 구성된다. 1 shows a cross section of a conventional concentric butterfly valve in which the sealing surface of the valve and the center of the
즉, 종단면상 밸브 샤프트(3)의 중심축을 중심으로 좌우 대칭이 되고, 밸브 바디(1)의 중심축을 중심으로 상하 대칭이 되도록 밸브 디스크(2)가 밸브 바디(1)에 동심형으로 설치되는 구조이다.That is, the
이와 같은 컨센트릭 타입 버터플라이 밸브는 저온, 저압의 용도에 가장 널리 사용되고 있으며, 저압에서 기밀성이 좋은 장점이 있다. Concentric type butterfly valves are widely used for low temperature and low pressure applications and have a good airtightness at low pressure.
다만, 밸브 디스크(2)가 기밀을 위한 러버시트(4)를 직접 누르면서 실링이 되므로 러버시트(4)의 손상율이 높고, 밸브 디스크(2)와 러버시트(4) 간의 마찰이 심해 빈번한 작동시 기밀성이 급격히 저하되는 문제점이 있다. 또한, 고온, 고압, 또는 초저온에서는 소재의 변형 때문에 기밀성을 유지하기 어려워, 사용이 제한적인 문제가 있다.However, since the
이에 반해, 익센트릭 타입 버터플라이 밸브는 밸브 디스크를 밸브 바디 내부의 중심으로부터 이격하여 편심 설치한 것으로, 전술한 컨센트릭 밸브에 비해 작동 토크가 적게 작용하며, 시트부의 손상율이 적은 장점이 있다.On the other hand, the centrifugal type butterfly valve has an advantage that the valve disc is disposed eccentrically apart from the center of the inside of the valve body, so that the operating torque is smaller and the damage rate of the seat portion is smaller than that of the above-
익센트릭 타입 버터플라이 밸브는 통상적으로 밸브 디스크의 편심 횟수에 따라 싱글 옵셋(single offset) 타입과, 더블 옵셋(double offset) 타입, 그리고 트리플 옵셀(triple offset) 타입으로 분류된다.An eccentric type butterfly valve is classified into a single offset type, a double offset type, and a triple offset type according to the number of eccentricity of a valve disk.
도 2는 한국공개특허 제10-2011-0024133(특허문헌 1)에 개시된 트리플 옵셋 타입 버터플라이 밸브의 구조를 도시한 단면도로서, 밸브 디스크(20)가 회전축인 밸브 샤프트(30)의 중심선인 B-B'선으로부터 소정거리("a") 이격하여 1차 편심되고, 밸브 샤프트(30)가 밸브의 유로 중심선인 A-A'선으로부터 소정거리("b") 이격하여 2차 편심되며, 밸브 디스크(20)와 밸브 바디(10)의 실링 접촉면 연장선이 서로 교차하는 교차점(T)을 꼭지점으로 하는 원뿔 형상의 기준 축선(C-C')이 유로 중심선 A-A'으로부터 회전 이격하여 3차 편심을 이루되, 교차점(T)이 밸브 디스크(20)의 직경 범위 내에 위치하도록 기준 축선(C-C')이 소정각도("α")만큼 회전하는 것을 특징으로 한다.FIG. 2 is a cross-sectional view showing the structure of a triple offset type butterfly valve disclosed in Korean Patent Laid-Open No. 10-2011-0024133 (Patent Document 1). The
그런데, 도 2에 도시된 트리플 옵셋 타입 버터플라이 밸브의 경우, 고온, 고압의 조건 하에서도 변형을 최소화하여 충분한 기밀성을 유지할 수 있는 장점이 있으나, 밸브 디스크(20)의 구조가 꼭지점(T)이 유로 내에 위치하는 원추 형상이 되어, 단방향의 유체 흐름 조건에만 기밀성이 보장되고, 양방향의 유체 흐름 조건에는 부합되지 않는 단점이 있다.The triple offset type butterfly valve shown in FIG. 2 has an advantage of minimizing deformation even under high temperature and high pressure conditions to maintain sufficient airtightness. However, since the structure of the
즉, 밸브 바디(10) 내 유체 흐름이 밸브 디스크(20)가 시트부(40) 방향으로 가압되는 방향(도면상 우측에서 좌측으로)인 경우에는 기밀성이 좋으나, 유체 흐름이 밸브 디스크(20)가 시트부(40)로부터 멀어지는 방향(도면상 좌측에서 우측으로)인 경우에는 기밀성이 떨어져서, 양방향 유체 흐름의 반복적인 압력을 지속적으로 견디기에는 부적합한 단점이 있다.
That is, when the fluid flow in the
본 발명은 상술한 바와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 일 실시예는, 고온, 고압 조건의 양방향 유체 흐름 조건하에서 우수한 기밀성을 유지할 수 있는 4중 편심구조의 버터플라이 밸브의 제공을 목적으로 한다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the problems as described above, and an embodiment of the present invention provides a butterfly valve of a quadruple eccentric structure capable of maintaining excellent airtightness under bidirectional fluid flow conditions under high temperature and high pressure conditions. .
본 발명의 바람직한 일 실시예에 의하면, 중공을 가진 밸브 바디 내부에 원추형 밸브 디스크가 밸브 샤프트에 의해 회전 가능하게 설치되는 버터플라이 밸브에 있어서, 상기 밸브 바디의 면간 중심선으로부터 상기 밸브 바디의 길이 방향 일측으로 이격하여 상기 밸브 바디의 내경면에 시트부가 돌출 형성되고, 상기 밸브 바디의 유로 중심선으로부터 상기 밸브 바디의 폭 방향 일측으로 이격하여 상기 밸브 샤프트가 설치되며, 상기 밸브 디스크는, 원추각의 기준 축선이 상기 면간 중심선과 상기 유로 중심선의 교점을 기준으로 상기 유로 중심선에 대하여 소정 각도 회전하고, 종단면상 중심선이 상기 면간 중심선에 대하여 소정 각도 회전하여 경사지게 설치되는 것을 특징으로 하는 4중 편심구조의 버터플라이 밸브가 제공된다.According to a preferred embodiment of the present invention, there is provided a butterfly valve in which a conical valve disk is rotatably installed by a valve shaft in a valve body having a hollow, the butterfly valve comprising: And the valve disc is spaced apart from the center line of the valve body in the width direction of the valve body so that the valve disc is spaced apart from the reference axis of the cone angle, And the longitudinal center line is inclined at a predetermined angle with respect to the center line between the center and the center line. A valve is provided.
이때, 상기 시트부의 중심선이 상기 면간 중심선으로부터 "a"만큼 이격하여 1차 편심되고, 상기 밸브 샤프트의 중심이 상기 유로 중심선으로부터 "b"만큼 이격하여 2차 편심되며, 상기 밸브 디스크의 기준 축선이 상기 유로 중심선에 대하여 각도 "c"만큼 회전하여 3차 편심되고, 상기 밸브 디스크의 종단면상 중심선이 상기 면간 중심선에 대하여 각도 "d"만큼 회전하여 4차 편심되는 구조를 이룬다.At this time, the center line of the seat portion is firstly eccentrically separated from the center line between the centers by "a ", and the center of the valve shaft is secondarily eccentrically separated from the flow path center line by" b " Is rotated by an angle "c" with respect to the passage center line, and the longitudinal centerline of the valve disc is rotated by an angle "d"
이때, 상기 원추각의 꼭지점이 상기 밸브 바디의 유로 외측에 위치하게 된다.At this time, the vertex of the cone angle is located outside the flow path of the valve body.
즉, 종단면상 상기 밸브 디스크의 상단 연장선과 하단 연장선의 교차점이, 종단면상 상기 밸브 바디의 내경면을 연장하여 이루어지는 가상의 연장선의 외측에 위치한다.That is, the point of intersection of the upper extension line and the lower extension line of the valve disc on the end surface is located outside the imaginary extension line formed by extending the inner diameter surface of the valve body on the longitudinal plane.
이때, 상기 밸브 디스크의 상단 또는 하단과 상기 교차점을 연결하는 가상의 연장선이 상기 밸브 바디의 몸체를 지나지 않도록, 종단면상 상기 밸브 디스크의 중심선이, 밸브 바디의 일단 테두리 선에 근접 배치되는 것이 바람직하다.The center line of the valve disc on the end surface is disposed close to the one end edge line of the valve body so that an imaginary extension line connecting the upper or lower end of the valve disc and the intersection does not pass through the body of the valve body .
또한, 상기 밸브 디스크는 종단면상 상하 양단이 동일 방향으로 경사진 사변형을 이룬다.In addition, the valve disc has a quadrilateral shape in which the upper and lower ends on the longitudinal plane are inclined in the same direction.
이때, 상기 밸브 디스크는 종단면상 상단의 경사 각도와 하단의 경사 각도는 서로 상이한 것이 바람직하다.
At this time, it is preferable that the inclination angle of the upper end of the valve disc and the inclination angle of the lower end of the valve disc are different from each other.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 4중 편심구조의 버터플라이 밸브에 의하면, 밸브 디스크의 유동성과 기밀성을 확보하여, 양방향 유체 흐름에 대한 유량조절 및 차단 기능을 극대화할 수 있는 효과가 있다.According to the butterfly valve having the quadruple eccentric structure according to the preferred embodiment of the present invention, the fluidity and the airtightness of the valve disk are secured, thereby maximizing the flow control and shutoff function for the bidirectional fluid flow.
또한, 밸브 디스크와 시트부의 마찰에 따른 마모가 최소화됨으로써, 밸브의 내구성이 향상되는 효과가 있다.
In addition, wear due to friction between the valve disc and the seat portion is minimized, thereby improving the durability of the valve.
도 1은 일반적인 컨센트릭 타입 버터플라이 밸브의 단면도.
도 2는 종래의 트리플 옵셋 타입 버터플라이 밸브의 단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 4중 편심구조의 버터플라이 밸브 단면도.
도 4는 원추형 밸브 디스크의 가공 간섭을 보여주는 개략 단면도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 4중 편심구조의 버터플라이 밸브 단면도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 4중 편심구조의 버터플라이 밸브에 작용되는 압력과 힘, 면적과 모멘트를 나타낸 단면도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 is a cross-sectional view of a conventional concentric butterfly valve.
2 is a sectional view of a conventional triple offset type butterfly valve.
3 is a sectional view of a butterfly valve of a quadruple eccentric structure according to an embodiment of the present invention.
4 is a schematic sectional view showing the machining interference of the conical valve disk;
5 is a sectional view of a butterfly valve of a quadruple eccentric structure according to another embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view showing pressure, force, area and moment acting on a butterfly valve of a quadruple eccentric structure according to an embodiment of the present invention;
이하, 본 발명인 4중 편심구조의 버터플라이 밸브에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.Hereinafter, preferred embodiments of a butterfly valve having a quadruple eccentric structure according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In this process, the thicknesses of the lines and the sizes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.In addition, the terms described below are defined in consideration of the functions of the present invention, which may vary depending on the intention or custom of the user, the operator. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout this specification.
아울러, 아래의 실시예들은 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시예는 본 발명의 권리범위에 포함될 수 있다.
It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description of the present invention are exemplary and explanatory and are not to be construed as limiting the scope or spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims. Embodiments that include components replaceable as equivalents in the elements may be included within the scope of the present invention.
실시예Example
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 4중 편심구조의 버터플라이 밸브 단면도이다.3 is a cross-sectional view of a butterfly valve having a quadruple eccentric structure according to an embodiment of the present invention.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 4중 편심구조의 버터플라이 밸브(이하, '버터플라이 밸브')(100)는, 중공 형상의 밸브 바디(200)와, 밸브 바디(200) 내에서 밸브 샤프트(300)를 중심으로 회전하여 유체의 흐름 및 유량을 조절 또는 차단하는 밸브 디스크(400)를 포함한다.3, a butterfly valve (hereinafter, referred to as a 'butterfly valve') 100 having a quadruple eccentric structure according to an embodiment of the present invention includes a
이때, 밸브 바디(200)의 중공은 유체가 흐르는 유체 통로를 형성하며, 밸브 바디(200)의 내경면에는 밸브 디스크(400)의 테두리가 접촉하도록 원주 방향을 따라 소정 폭을 가진 시트부(211)가 돌출 형성된다.At this time, the hollow of the
밸브 바디(200)는 몸체(210) 내부에 원형 단면 형상의 중공(220)이 관통 형성된 형태이며, 밸브 디스크(400)는 전체적으로 원판 형태로서, 밸브 디스크(400)의 중앙부 일측에는 밸브 샤프트(300)가 관통 결합되도록 샤프트 결합부(410)가 돌출 형성된다.The
밸브 샤프트(300)는 밸브 바디(200)와 샤프트 결합부(410)를 관통하여 설치되며, 밸브 바디(200)의 외측으로 연장된 밸브 샤프트(300)의 일단이 구동장치(미도시)에 의해 회전함으로써, 밸브 샤프트(300)와 함께 밸브 디스크(400)가 일체로 회전하여 밸브 바디(200) 내부의 유로를 개폐하게 된다.The
본 발명의 일 실시예에 의하면, 밸브 디스크(400)가 밸브 바디(200) 내부에 4중 편심구조로 설치된다.According to an embodiment of the present invention, the
여기서, 밸브 디스크(400)의 샤프트 결합부(410)를 관통하도록 설치되는 밸브 샤프트(300)의 중심은 밸브 바디(200)의 면간 중심선(B-B') 상에 위치한다. The center of the
이때, 밸브 디스크(400)의 일측에 샤프트 결합부(410)가 돌출 형성됨에 따라, 밸브 디스크(400)는 밸브 바디(200)의 면간 중심선(B-B')으로부터 밸브 바디(200)의 길이 방향 일측(도면상 우측)으로 소정 간격 이격하여 1차 편심된다.At this time, since the
또한, 밸브 샤프트(300)는 그 중심이 밸브 바디(200)의 유로 중심선(A-A')으로부터 면간 중심선(B-B')을 따라 밸브 바디(200)의 폭 방향 일측(도면상 하측)으로 소정 간격 이격하여 설치되는데, 이에 따라 밸브 디스크(400)는 2차 편심된다.The center of the
밸브 디스크(400)는 테두리를 따라 경사면이 형성되며 전체적으로 원추 형상을 이룬다. 이때, 밸브 디스크(400)의 테두리 경사면으로부터 가상의 연장선을 그으면 교차점(C')에서 서로 만나게 되며, 밸브 디스크(400)의 테두리 경사면으로부터 연장된 연장선들과 이 교차점(C')은 원추각(e)을 이룬다. The
이때, 밸브 디스크(400)는 원추각(e)의 기준 축선(C-C')이 유로 중심선(A-A')과 면간 중심선(B-B')의 교점을 기준으로, 유로 중심선(A-A')에 대하여 소정 각도 회전하도록 설치되며, 이에 따라 밸브 디스크(400)는 3차 편심된다.At this time, the
아울러, 밸브 디스크(400)는 종단면상 중심선(D-D')이 면간 중심선(B-B')에 대하여 소정 각도 회전하여 경사지게 설치되며, 따라서 밸브 디스크(400)는 4차 편심된다.In addition, the
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 버터플라이 밸브(100)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 1차 편심에 의해 밸브 디스크(400)의 중심선(또는, 밸브 디스크의 테두리가 접촉하는 시트부의 중심선)(D-D')이 면간 중심선(B-B')으로부터 "a"만큼 이격하여 위치하게 된다.That is, the
또한, 2차 편심에 의해, 밸브 샤프트(300)의 중심이 유로 중심선(A-A')으로부터 면간 중심선(B-B')을 따라 "b"만큼 이격하여 위치하게 된다.By the secondary eccentricity, the center of the
또한, 3차 편심에 의해, 밸브 디스크(400) 테두리의 경사면이 이루는 원추각(e)의 기준 축선(C-C')이, 유로 중심선(A-A')과 면간 중심선(B-B')의 교점을 중심으로 각도 "c"만큼 회전하여 위치하게 된다.The reference axis line C-C 'of the cone angle e formed by the inclined surfaces of the rim of the
아울러, 4차 편심에 의해, 밸브 디스크(400)의 중심선(D-D')이 면간 중심선(B-B')에 대하여 각도 "d"만큼 회전하여 위치하게 된다.The center line D-D 'of the
이때, 기밀성 향상을 위해 고압 유체의 양방향 흐름에 대한 시트부(211)의 반력을 높이기 위해서는, 종단면상 밸브 디스크(400)와 시트부(211)의 접촉면을 포함하는 사변형(g-f-h-i)의 상하 양단이 동일 방향으로 경사지는 것이 바람직하다. At this time, in order to increase the reaction force of the
예컨대, 도 3에 도시된 실시예의 경우, 밸브 디스크(400) 상하 양단의 경사면(g-f, h-i)이 모두 도면상 아래쪽 방향으로 경사지고 있다. For example, in the embodiment shown in Fig. 3, the inclined surfaces g-f and h-i at the upper and lower ends of the
반면에, 도 2에 도시된 종래의 예는, 밸브 디스크(20) 상단의 경사면은 위쪽 방향으로 경사지고, 하단의 경사면은 아래쪽 방향으로 경사지게 형성되어 있다. 따라서, 유체의 흐름이 도면상 우측에서 좌측인 경우에는 밸브 디스크(20)의 테두리가 시트부(40) 방향으로 가압되어 기밀성이 좋으나, 그 반대 방향인 경우에는 기밀성이 떨어져 양방향 유체 흐름의 반복적인 압력을 지속적으로 견디기에는 미약하였다.On the other hand, in the conventional example shown in Fig. 2, the inclined surface at the upper end of the
그러나, 도 3에 도시된 본 발명의 경우, 유체의 흐름이 도면상 우측에서 좌측인 경우에는 밸브 디스크(400)의 하단 경사면(h-i))이 시트부(211) 방향으로 가압되고, 유체의 흐름이 도면상 좌측에서 우측인 경우에는 상단 경사면(g-f)이 시트부(211) 방향으로 가압되므로, 양방향 유체 흐름의 반복적인 압력을 지속적으로 견딜 수 있게 된다.However, in the case of the present invention shown in Fig. 3, when the flow of the fluid is from the right to the left in the drawing, the lower end slope hi of the
이를 위해서는, 원추형 밸브 디스크(400)에 대한 원추각(e)의 꼭지점이 밸브 바디(200)의 유로 외측에 위치해야 한다.For this purpose, the vertex of the cone angle e with respect to the
즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 종단면상 밸브 디스크(400) 상단 테두리의 경사면(g-f) 연장선과 하단 테두리의 경사면(h-i) 연장선의 교차점(C')이, 밸브 바디(200)의 내경면을 연장하여 이루어지는 가상의 연장선(l)의 외측에 위치해야 하는 것이다.3, the intersection C 'of the extension line of the upper end surface of the
또한, 고압 유체의 양방향 흐름에 대한 시트부(211)의 반력을 높이기 위해서는, 밸브 디스크(400)의 경사 각도(d) 및 원추각(e)을 최대화하는 것이 바람직한데, 가공 간섭없이 밸브 디스크(400)의 경사 각도(d) 및 원추각(e)을 최대화하기 위해서는, 밸브 디스크(400)의 테두리 일측이 밸브 바디(200)의 일단 테두리에 최대한 근접 배치되는 것이 바람직하다. 즉, 종단면상 밸브 디스크(400)(또는 시트부(211))의 중심선(D-D')이, 밸브 바디(200)의 일단 테두리 선(L-L')에 최대한 근접해야 한다.In order to increase the reaction force of the
도 4는 원추형 밸브 디스크의 가공 간섭을 보여주는 개략 단면도이며, 여기서 F-F'선은 시트부(211) 가공 시작면을 가리키고, G-G'선은 시트부(211) 가공 종료면을 가리킨다.4 is a schematic cross-sectional view showing the machining interference of the conical valve disk, in which the line F-F 'indicates the machining start surface of the
도 4에 도시된 바와 같이 시트부(211)의 중심선(D-D')이 밸브 바디(200)의 일단 테두리 선(L-L')으로부터 멀리 이격하여 면간 중심선(B-B') 가까이 위치하게 되는 경우, 밸브 바디(200) 내경면(H-H')이 원추 가공선(I-I')과 간섭되어, 가공 간섭량(H'-H"-I")이 발생하게 된다. The center line D-D 'of the
이 경우, 점선으로 도시된 바와 같이 밸브 바디(200)의 내경면(J-J') 및 외경면을 곡면으로 형성하여 가공 간섭을 회피하여야 하는데, 밸브 디스크(400)의 경사 각도(d) 및 원추각(e)이 커질수록 가공 간섭량(H'-H"-I")은 더 증가하게 되고, 이러한 가공 간섭을 회피하기 위한 내경면(J-J') 및 외경면의 곡률도 더 커져야 한다.In this case, as shown by the dotted line, the inner surface J-J 'and the outer diameter surface of the
그러나, 이러한 곡면 가공은 그 작업이 난이할 뿐만 아니라, 공수 증가에 따른 제작 비용 및 시간의 증가, 그리고 소재 낭비를 초래하여 생산성 저하의 한 요인이 된다.However, such a curved surface machining is not only difficult to work but also increases production cost and time due to an increase in airflow, and causes material waste, which is a factor of productivity deterioration.
따라서, 밸브 디스크(400)의 경사 각도(d) 및 원추각(e)을 가공 간섭없이 최대로 하기 위해서는, 전술한 바와 같이 종단면상 밸브 디스크(400)(또는 시트부(211))의 중심선(D-D')이, 밸브 바디(200)의 일단 테두리 선(L-L')에 최대한 근접하도록 설계해야 할 필요가 있는 것이다.Therefore, in order to maximize the inclination angle d and the cone angle e of the
한편, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 4중 편심구조의 버터플라이 밸브(100') 단면도이며, 밸브 디스크(400)와 시트부(211)가 메탈 시트(500)에 의해 접촉하는 구조이다. 5 is a cross-sectional view of a butterfly valve 100 'having a quadruple eccentric structure according to another embodiment of the present invention, in which the
이를 위해, 밸브 디스크(400)의 테두리 일측에는 디스크 리테이너 링(420)이 볼트 체결되고, 시트부(211)의 일측에는 바디 리테이너 링(212)이 볼트 체결된다. 밸브 디스크(400)와 디스크 리테이너 링(420) 사이, 시트부(211)와 바디 리테이너 링(212) 사이에는 각각 메탈 재질의 시트(500)가 서로 대향하도록 개재된다.To this end, a
이때, 밸브 디스크(400)와 시트부(211)의 어느 한쪽에만 메탈 시트(500)가 구비되는 것도 가능하다. 즉, 밸브 디스크(400)에만 메탈 시트(500)가 구비되거나, 시트부(211)에만 메탈 시트(500)가 구비될 수도 있다.At this time, it is also possible that the
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 4중 편심구조의 버터플라이 밸브에 작용되는 압력과 힘, 면적과 모멘트를 나타낸 단면도이다.6 is a cross-sectional view illustrating pressure, force, area, and moment acting on a butterfly valve having a quadruple eccentric structure according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 버터플라이 밸브(100)에 유체의 압력이 작용할 때, 유체의 흐름 방향에 따라 버터플라이 밸브(100)가 받는 압력의 크기가 달라지는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 6, when the pressure of the fluid acts on the
버터플라이 밸브(100)에 유체가 정방향 또는 역방향 흐름으로 작용할 때 발생하는 압력을 P라고 하면, 정방향 흐름(도면상 우측에서 좌측 방향)의 경우에는 본 발명의 일 실시예에 따른 4중 편심 구조에 의해 A1의 면적이 A2의 면적보다 넓고, r1이 r2보다 커서 회전반경도 커지게 되어, 모멘트 값은 M1 > M2의 결과가 나오게 된다.And the pressure generated when the fluid acts in the forward or backward flow on the
아울러, 역방향 흐름(도면상 좌측에서 우측 방향)의 경우에는 A4의 면적이 A3의 면적보다 넓고, r4가 r3보다 커서 회전반경도 커지므로, 모멘트 값은 M3 < M4의 결과가 나오게 된다.Further, in the case of the reverse flow (from the left to the right in the drawing), the area of A4 is larger than the area of A3, r4 is larger than r3, and the turning radius also becomes larger, so the result of the moment value is M3 < M4.
즉, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 유체의 정방향 흐름과 역방향 흐름에 따라 버터플라이 밸브(100)가 압력을 분산하여 받을 수 있게 되므로, 내구성이 향상되어 작동 수명이 연장되는 효과가 있는 것이다.
That is, according to the embodiment of the present invention, since the
100 : 버터플라이 밸브
200 : 밸브 바디
210 : 몸체
211 : 시트부
220 : 중공
300 : 밸브 샤프트
400 : 밸브 디스크
410 : 샤프트 결합부
500 : 메탈 시트100: Butterfly valve
200: Valve body
210: Body
211: seat portion
220: hollow
300: valve shaft
400: valve disc
410: shaft coupling portion
500: metal sheet
Claims (8)
상기 밸브 바디(200)의 면간 중심선(B-B')으로부터 상기 밸브 바디(200)의 길이 방향 일측으로 이격하여 상기 밸브 바디(200)의 내경면에 시트부(211)가 돌출 형성되고,
상기 밸브 바디(200)의 유로 중심선(A-A')으로부터 상기 밸브 바디(200)의 폭 방향 일측으로 이격하여 상기 밸브 샤프트(300)가 설치되며,
상기 밸브 디스크(400)는,
테두리의 경사면이 이루는 원추각(e)의 기준 축선(C-C')이 상기 유로 중심선(A-A')에 대하여 소정 각도 회전하고, 종단면상 중심선(D-D')이 상기 면간 중심선(B-B')에 대하여 소정 각도 회전하여 경사지게 설치되고,
상기 원추각(e)의 꼭지점(C-C')이 상기 밸브 바디(200)의 내경면의 연장선(l)을 기준으로 상기 밸브 바디(200)의 유로 외측에 위치되게 형성되고,
상기 원추각(e)은 예각의 범위 내에서 최대로 형성되고,
상기 밸브 디스크(400)의 중심선(D-D')과 상기 면간 중심선(B-B')이 이루는 경사 각도(d)는 예각의 범위 내에서 최대로 형성되고,
상기 밸브 디스크(400)의 중심선(D-D')이 상기 밸브 바디(200)의 일단 테두리 선(L-L')에 근접하게 형성되며,
종단면상 상기 밸브 디스크(400)의 하단 경사면으로부터 상기 원추각(e)의 꼭지점(C')으로 연장되는 연장선이 상기 밸브 바디(200)의 몸체(210)와 간섭되지 않게 형성되는 4중 편심구조의 버터플라이 밸브.
A butterfly valve in which a conical valve disk (400) having an inclined surface along a rim is rotatably installed in a valve body (200) having a hollow (220) by a valve shaft (300)
A seat portion 211 is formed on the inner surface of the valve body 200 so as to protrude from the center line B-B 'of the valve body 200 in the longitudinal direction of the valve body 200,
The valve shaft 300 is installed to be spaced apart from the flow path center line A-A 'of the valve body 200 in the width direction of the valve body 200,
The valve disc (400)
The reference axis C-C 'of the cone angle e formed by the slope of the rim is rotated by a predetermined angle with respect to the flow path center line A-A', and the longitudinal center line D-D ' B-B '),
A vertex C-C 'of the cone angle e is formed outside the flow path of the valve body 200 with respect to an extension line 1 of the inner diameter surface of the valve body 200,
The cone angle (e) is maximally formed within an acute angle range,
The inclination angle d formed between the center line D-D 'of the valve disc 400 and the center line B-B' is maximized within an acute angle range,
The center line D-D 'of the valve disc 400 is formed close to the one-end edge line L-L' of the valve body 200,
And an extension line extending from a lower end slope of the valve disc 400 to a vertex C 'of the cone angle e on a vertical plane is formed so as not to interfere with the body 210 of the valve body 200. [ Butterfly valve.
상기 시트부(211)의 중심선(D-D')이 상기 면간 중심선(B-B')으로부터 "a"만큼 이격하여 1차 편심되고,
상기 밸브 샤프트(300)의 중심이 상기 유로 중심선(A-A')으로부터 "b"만큼 이격하여 2차 편심되며,
상기 밸브 디스크(400)의 기준 축선(C-C')이 상기 유로 중심선(A-A')에 대하여 각도 "c"만큼 회전하여 3차 편심되고,
상기 밸브 디스크(400)의 종단면상 중심선(D-D')이 상기 면간 중심선(B-B')에 대하여 각도 "d"만큼 회전하여 4차 편심되는 것을 특징으로 하는 4중 편심구조의 버터플라이 밸브.
The method according to claim 1,
The center line D-D 'of the seat portion 211 is firstly eccentrically spaced from the inter-surface center line B-B' by "a"
The center of the valve shaft 300 is secondarily eccentrically spaced from the flow-path center line A-A 'by "b"
The reference axis C-C 'of the valve disc 400 rotates by an angle "c " with respect to the flow path center line A-A'
Wherein the longitudinal center line D-D 'of the valve disc 400 is rotated by an angle "d" with respect to the center line B-B' to be quadratically decentered. valve.
상기 밸브 디스크(400)는 종단면상 상하 양단이 동일 방향으로 경사진 사변형(g-f-h-i)을 이루는 것을 특징으로 하는 4중 편심구조의 버터플라이 밸브.
The method according to claim 1,
Wherein the valve disc (400) has a quadrilateral eccentric structure in which the upper and lower ends of the valve disc (400) are inclined in the same direction.
상기 밸브 디스크(400)는 종단면상 상단(g-f)의 경사 각도와 하단(h-i)의 경사 각도가 서로 상이한 것을 특징으로 하는 4중 편심구조의 버터플라이 밸브.
The method of claim 6,
Wherein the valve disc (400) has a tilt angle of the upper end (gf) and a tilt angle of the lower end (hi) different from each other.
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