KR101607145B1 - 비대칭형 다이어프램 밸브 - Google Patents

Abstract

비대칭형 다이어프램 밸브가 개시되어 있다. 본 발명은, 유체가 인입되는 입구부와 유체가 배출되는 출구부를 갖는 밸브바디; 및 핸들, 상기 핸들의 내부에 설치되는 구동스크류 및 상기 구동스크류의 정방향 또는 역방향 회전에 의해 밸브바디의 유로를 폐쇄 또는 개방시키기 위한 다이어프램을 갖는 구동부를 포함하는 비대칭형 다이어프램 밸브에 있어서,
상기 밸브바디의 바닥면에는 상기 구동부에 대향하는 위치에 상방으로 돌출되어 웨어가 형성되어 있고, 상기 웨어는 구동부를 기준으로 상기 밸브바디의 입구부쪽으로 편향되게 배치되어 형성되며,
상기 다이어프램은 상기 밸브바디 웨어의 편향된 위치에 대응되도록 비대칭형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

비대칭형 다이어프램 밸브{ASYMMETRIC DIAPHRAGM VALVE}

본 발명은 비대칭형 다이어프램 밸브에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 출구 쪽 압력 강하를 줄이고 유량의 선형성을 높일 수 있도록 한 비대칭형 다이어프램 밸브에 관한 것이다.

일반적으로 유량이 유동되는 직선 형태의 파이프 사이에 위치되어 그 유체의 유동을 허용 및 차단하는 다이어프램 밸브가 각종의 목적으로 산업체의 다양한 장소에서 사용되고 있다.

특히, 다이어프램 밸브는 웨어(weir)와 고무재질의 다이어프램에 의해 개폐되는 구조의 밸브이다.

도 1에 도시한 종래의 다이어프램 밸브는 일반적으로 배관과 배관사이에 설치되어 유체의 흐름을 조절하는 기능을 수행하기 위한 것이다. 이러한 다이어프램 밸브는 밸브의 본체 내부가 불포화 폴리에스테르 수지 조성물 등으로 코팅되어 있기 때문에 내열성 및 내약품성이 우수하고, 저수축성 등을 갖기 때문에 화학 공정의 배관에 적합한 것으로 알려져 있다. 여기서, 다이어프램 밸브는 원형의 핸들(130)에 축 결합된 다이어프램(120)에 의해 배관내를 흐르는 유체의 흐름을 단속 조절하는 기능을 수행한다. 상기 다이어프램(120)에 대응하는 밸브바디(110)의 중앙부에는 배관내부에서 상부로 돌출한 웨어(140)가 형성되어 있다.

즉, 상기 핸들(130)을 잠김방향으로 회전함에 따라 다이어프램(120)이 하방으로 밀려내려가서 상기 웨어(140)와 맞닿게 되어 유체의 흐름을 막게 된다. 반대로, 상기 핸들(130)을 열림방향으로 회전하면 다이어프램(120)이 상방으로 복귀하여 상기 웨어(140)로부터 이격됨으로써, 유체가 다시 흐를 수 있는 것이다.

이때, 기존 대칭형 다이어프램 밸브의 구조에서는 상기 다이어프램이 원형의 형상을 가지며, 상기 웨어(140)의 위치도 핸들(130) 작동부의 중앙부에 위치하게 된다.

이와 같은 종래의 다이어프램 밸브는 입출구의 형상이 동일하여 유로방향을 자유로이 전환할 수 있으나, 출구 쪽에서의 와류현상으로 인한 압력 강하가 심하게 나타나고 유량의 비선형이 크다는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 출구 쪽 압력 강하를 줄이고 유량의 선형성을 높일 수 있도록 한 비대칭형 다이어프램 밸브를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 출구 쪽의 와류 현상을 크게 줄일 수 있도록 한 비대칭형 다이어프램 밸브를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 비대칭형 다이어프램 밸브는,

유체가 인입되는 입구부와 유체가 배출되는 출구부를 갖는 밸브바디; 및 핸들, 상기 핸들의 내부에 설치되는 구동스크류 및 상기 구동스크류의 정방향 또는 역방향 회전에 의해 밸브바디의 유로를 폐쇄 또는 개방시키기 위한 다이어프램을 갖는 구동부를 포함하는 비대칭형 다이어프램 밸브에 있어서,

상기 밸브바디의 바닥면에는 상기 구동부에 대향하는 위치에 상방으로 돌출되어 웨어가 형성되어 있고, 상기 웨어는 구동부를 기준으로 상기 밸브바디의 입구부쪽으로 편향되게 배치되어 형성되며,

상기 다이어프램은 상기 밸브바디 웨어의 편향된 위치에 대응되도록 비대칭형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 다이어프램은 그 저면부에 밀폐용 돌부를 포함하고,

상기 밀폐용 돌부를 기준으로, 상기 밸브바디의 입구부쪽에 반구형부를 구비하고, 상기 밸브바디의 출구부쪽에 반타원형부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 구동부가 결합되어 위치하는 상기 밸브바디의 출구부쪽 내측 상단에는 모깍기부가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 종래의 입구 부분에서 압력구배가 커서 선형적 유량제어가 어려운 문제를 선형적 유량제어가 가능하게 전환할 수 있는 효과가 있다.

또한, 이를 통해서, 보다 안정적으로 유량을 제어할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 출구 쪽 압력 강하를 줄이고 유량의 선형성을 높일 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 종래의 다이어프램 밸브을 도시한 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 비대칭형 다이어프램 밸브에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 비대칭형 다이어프램 밸브는, 크게 밸브바디(10)와, 밸브의 개폐를 위한 구동부(50)를 포함한다.

상기 밸브바디(10)는 내부에 유체의 이동을 위한 유로가 형성되어 있으며, 유체가 인입되는 입구부(11)와 유체가 배출되는 출구부(13)를 구비한다. 또한, 상기 밸브바디(10)의 바닥면에는 상기 구동부(50)에 대향하는 위치에 상방으로 돌출되어 웨어(40)가 형성되어 있다.

이때, 본 발명에서는 상기 웨어(40)가 구동부(50)를 기준으로 상기 밸브바디(10)의 입구부(11)쪽으로 편향되게 배치되어 형성된다. 이와 같은 웨어(40)의 위치 변경은 본 발명에서 구현하고자 하는 비대칭형 다이어프램 밸브 구조에 있어서 매우 중요한 역할을 하게 된다.

또한, 구동부(50)가 결합되어 위치하는 상기 밸브바디(10)의 출구부(13) 쪽 내측 상단에는 모깍기부(15)가 형성되어 있다. 이와 같이 모깍기부(15)를 형성함으로써, 유량의 이동이 훨씬 원활해지는 것을 확인할 수 있다.

아울러, 상기 구동부(50)는 핸들(30), 상기 핸들(30)의 내부에 설치되는 구동스크류(53), 및 상기 구동스크류(53)의 정방향 또는 역방향 회전에 의해 밸브바디(10)의 유로를 폐쇄 또는 개방시키기 위한 다이어프램(20)을 포함한다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 다이어프램(20)은 상기 밸브바디(10)의 웨어(40)의 위치에 대응되도록 비대칭형상으로 형성될 수 있다.

즉, 다이어프램(20)은 그 저면부에 형성된 밀폐용 돌부(25)를 기준으로, 밸브바디(10)의 입구부(11)쪽에는 반구형부(21)로 구성되고, 밸브바디(10)의 출구부(13)쪽에는 반타원형부(23)로 구성된다.

이와 같은 구성을 통해서, 상기 구동부(50)의 정방향 작동에 의해 상기 다이어프램(20)이 하방으로 눌려지게 되면, 상기 다이어프램(20)의 밀폐용 돌부(25)가 상기 웨어(40)의 최상부와 접하면서 압착되어 밸브바디(10) 유로의 유량 이동을 제한하게 되는 것이다.

또한, 반대로 상기 구동부(50)의 역방향 작동에 의해 상기 다이어프램(20)이 상방 원위치로 복귀하게 되면, 상기 다이어프램(20)의 밀폐용 돌부(25)가 상기 웨어(40)의 최상부로부터 이격되면서 상기 밸브바디(10) 유로의 유량 이동을 원활하게 할 수 있는 것이다.

이하, 본 발명에 따른 다이어프램 밸브의 구조 변경이나 위치 변경에 의한 개선 효과들을 해석 모델링을 통해 살펴보도록 한다.

도 5a 및 도 5b는 밸브를 100% 개방했을 경우 종래의 모델과 본 발명의 모델들의 유동의 유선을 나타낸 도면이다.

도 5a는 종래 모델에 대한 유동 현상으로서, 입구에서 다이어프램까지는 비교적 고르게 오다가 다이어프램을 통과한 후 와류가 생기면서 유동이 크게 복잡해진다. 그러나, 도 5b에 나타난 바와 같이, 본 발명의 모델에서는 다이어프램 이후의 유동도 거의 고르게 나타나고 있으며 와류의 형성도 크게 줄어든 상태를 볼 수 있다.

도 6a 및 도 6b는 밸브를 100% 개방했을 경우 종래의 모델과 본 발명의 모델들의 유동의 압력분포를 나타낸 도면이다.

도면에 도시된 바와 같이, 종래의 모델보다 본 발명의 비대칭 모델에 있어서, 웨어를 기준으로 좌측의 압력이 상당이 줄어든 상태를 볼 수 있다.

도 7은 종래의 대칭형 모델과 본 발명의 비대칭형 모델에서의 유량을 비교한 그래프이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 대칭형 모델의 유량이 비대칭형의 유량보다 약 5%정도 많아진 것을 확인할 수 있다. 그러나, 대칭형 모델은 개방구간에 따라서 비선형적인 그래프를 보임으로써, 유량의 흐름이 안정적이지 못하다는 것을 확인할 수 있다. 이에 반하여, 비대칭형 모델은 개방구간에 따라서 선형적인 그래프를 보임으로써, 유량의 흐름이 매우 안정적인 것을 알 수 있다.

도 8은 모깍이를 하지 않은 종래의 모델과 모깍이를 한 본 발명의 모델에 대하여 유량을 비교한 그래프이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따라 모깍이를 한 다이어프램 밸브는 종래의 밸브보다 약 10%정도의 유량 흐름이 좋은 것을 알 수 있다.

본 발명에서는 밸브바디 출구쪽 압력 강하를 줄이고 유량의 선형성을 높이는 것이 주된 특징으로서, 이를 위하여 웨어를 입구부쪽으로 가깝게 이동시키고, 다이어프램 형상을 웨어의 이동량과 일치하도록 반구형부와 반타원형부로 형성하며, 출구부쪽 유로 내부의 상단에 모깎이를 적용하는 것을 요점으로 하고 있다.

이상, 본 발명에 관하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변경, 응용될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 다음의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 밸브바디 11: 입구부
13: 출구부 15: 모깍이부
20: 다이어프램 21: 반구형부
23: 반타원형부 25: 밀폐형 돌부
30: 핸들 40: 웨어
50: 구동부 53: 구동스크류

Claims (3)

1. 유체가 인입되는 입구부와 유체가 배출되는 출구부를 갖는 밸브바디; 및 핸들, 상기 핸들의 내부에 설치되는 구동스크류 및 상기 구동스크류의 정방향 또는 역방향 회전에 의해 밸브바디의 유로를 폐쇄 또는 개방시키기 위한 다이어프램을 갖는 구동부를 포함하는 비대칭형 다이어프램 밸브에 있어서,
   상기 밸브바디의 바닥면에는 상기 구동부에 대향하는 위치에 상방으로 돌출되어 웨어가 형성되어 있고, 상기 웨어는 구동부를 기준으로 상기 밸브바디의 입구부쪽으로 편향되게 배치되어 형성되고, 상기 다이어프램은 상기 밸브바디 웨어의 편향된 위치에 대응되도록 비대칭형상으로 형성되며,
   상기 다이어프램은 그 저면부에 밀폐용 돌부를 포함하고,
   상기 밀폐용 돌부를 기준으로, 상기 밸브바디의 입구부쪽에 반구형부를 구비하고, 상기 밸브바디의 출구부쪽에 반타원형부를 구비하는 것을 특징으로 하는 비대칭형 다이어프램 밸브.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 구동부가 결합되어 위치하는 상기 밸브바디의 출구부쪽 내측 상단에는 모깍기부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 비대칭형 다이어프램 밸브.
   

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