KR101620176B1 - 디스크 시트 밀착식 디스크형 버터플라이 밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 샤프트 캠이 형성된 샤프트를 디스크 보스의 샤프트 홀에 삽입시켜 고정핀으로 고정시킨 디스크와 상기 디스크의 외주면이 접촉되어 기밀시키는 바디 시트가 형성된 밸브 몸체로 구성되는 버터플라이 밸브에 있어서, 샤프트 홀이 원형 통공으로 형성된 디스크 보스와; 상기 디스크 보스의 샤프트 홀에 삽입되는 직경을 가진 원형 캠으로 형성되는 샤프트 캠으로 구성되며, 상기 샤프트와 디스크의 고정을 위하여 바디 시트에 디스크 시트를 조립시킬 때, 상기 샤프트 캠의 편심이 샤프트 중심축에서 x축으로 -a만큼 이격 형성되고, y축으로 -b만큼 이격 형성되어, 상기 샤프트를 회전시켜 상기 디스크 시트가 바디 시트 방향으로 직선 이동하여 바디 시트에 균등 접촉되면, 상기 디스크 보스와 샤프트 캠을 고정수단으로 고정하여 샤프트 중심축으로 디스크를 회전시켜 밸브를 밀폐시킬 때 디스크 기밀을 유지시키는 것을 특징으로 하는 디스크 시트 밀착식 디스크형 버터플라이 밸브로서, 상기 고정수단이 상기 디스크 보스에 대하여 샤프트 캠의 회전을 허락 또는 구속하는 선택적 구속 수단으로 형성되어 버터플라이 밸브의 조립 완성 후에도 상기 디스크 보스에 대하여 샤프트 캠이 회전되게 하여 상기 디스크 시트와 바디 시트의 균등 접촉 상태를 조정하여 재조립할 수 있는 것을 특징으로 하는 디스크 시트 밀착식 디스크형 버터플라이 밸브에 관한 것이다.
x축 : 샤프트를 z축으로 할 때, 디스크 면에 평행한 방향의 축
y축 : 샤프트를 z축으로 할 때, 디스크 면에 법선 방향의 축
a : 샤프트에 대한 디스크 회전으로 바디 시트와 디스크 시트가 비접촉하는 편심거리.
b : 디스크 회전시 y축 방향으로 디스크가 직선 이동할 거리
본 발명에 의하면, 디스크 시트의 마모로 인하여 디스크를 교환하여야 할 때에 디스크 시트를 쉽게 교환하면서도 버터 플라이 밸브의 조립 공정을 재반복할 필요없이 바디 시트와 디스크 시트를 기밀 고정시킬 수 있는 디스크 시트 밀착식 디스크형 버터플라이 밸브가 제공되는 이익이 있다.

Description

디스크 시트 밀착식 디스크형 버터플라이 밸브{Butterfly valve with disk seat sealing structure}

본 발명은 샤프트 캠이 형성된 샤프트를 디스크 보스의 샤프트 홀에 삽입시켜 고정핀으로 고정시킨 디스크와 상기 디스크의 외주면이 접촉되어 기밀시키는 바디 시트가 형성된 밸브 몸체로 구성되는 버터플라이 밸브에 있어서, 샤프트 홀이 원형 통공으로 형성된 디스크 보스와; 상기 디스크 보스의 샤프트 홀에 삽입되는 직경을 가진 원형 캠으로 형성되는 샤프트 캠으로 구성되며, 상기 샤프트와 디스크의 고정을 위하여 바디 시트에 디스크 시트를 조립시킬 때, 상기 샤프트 캠의 편심이 샤프트 중심축에서 x축으로 -a만큼 이격 형성되고, y축으로 -b만큼 이격 형성되어, 상기 샤프트를 회전시켜 상기 디스크 시트가 바디 시트 방향으로 직선 이동하여 바디 시트에 균등 접촉되면, 상기 디스크 보스와 샤프트 캠을 고정수단으로 고정하여 샤프트 중심축으로 디스크를 회전시켜 밸브를 밀폐시킬 때 디스크 기밀을 유지시키는 것을 특징으로 하는 디스크 시트 밀착식 디스크형 버터플라이 밸브로서, 상기 고정수단이 상기 디스크 보스에 대하여 샤프트 캠의 회전을 허락 또는 구속하는 선택적 구속 수단으로 형성되어 버터플라이 밸브의 조립 완성 후에도 상기 디스크 보스에 대하여 샤프트 캠이 회전되게 하여 상기 디스크 시트와 바디 시트의 균등 접촉 상태를 조정하여 재조립할 수 있는 것을 특징으로 하는 디스크 시트 밀착식 디스크형 버터플라이 밸브에 관한 것이다.

x축 : 샤프트를 z축으로 할 때, 디스크 면에 평행한 방향의 축

y축 : 샤프트를 z축으로 할 때, 디스크 면에 법선 방향의 축

a : 샤프트에 대한 디스크 회전으로 바디 시트와 디스크 시트가 비접촉하는 편심거리.

b : 디스크 회전시 y축 방향으로 디스크가 직선 이동할 거리

버터플라이 밸브는 배관에 결합된 밸브 몸체에 형성된 디스크를 회전시켜 관로를 흐르는 유체를 개폐시키는 밸브이다.

밸브 몸체의 상단에 구비된 기어박스에는 핸들이 결합되며, 상기 핸들은 디스크 중심선에 연결된 샤프트를 회전시킴으로써, 디스크 중심선을 축으로 디스크가 회전함에 따라 관로의 개폐가 실시된다.

버터플라이 밸브는 개폐 작용이 간단하게 이루어지고 작동이 빠르므로, 저압이나 고압, 고온의 물, 스팀, 공기, 가스 등의 유로 제어에 광범위하게 사용되고 있다.

종래의 금속 재질의 버터플라이 밸브는 밸브 몸체에 형성된 바디 시트에 디스크가 접촉되어 관로를 밀폐시킬 때, 기밀을 유지하기 위하여 바디 시트 또는 디스크에 테프론이나 내마모성이 우수한 금속으로 제작된 링 형태의 밀폐수단 이나 원형의 판 형태의 밀폐수단을 결합하여 사용하였다.

따라서, 밸브의 부품 수가 증가되어 제조단가가 비싸고, 상기 밀폐수단이 단 시간에 마모되는 경우 자주 교체를 하여야 하는 사용상의 문제점이 있었다.

이를 개선하기 위하여, 선등록 특허 10-0794739가 발명되었는데, 상기 선등록 특허는 상기와 같은 밀폐수단을 사용하지 않으면서 밸브의 기밀성을 유지하는 것을 목적으로 한 기술이었다.

이하, 도 5 내지 도 8을 참고하여 상기 선등록 특허에 관하여 살펴보기로 하며, 설명을 위하여 직선 운동의 방향을 샤프트를 z축으로 할 때, 디스크 면에 평행한 방향의 축을 x축, 샤프트를 z축으로 할 때, 디스크 면에 법선 방향의 축을 y축으로 정의한다.

상기 선등록 특허의 경우에는 디스크 보스에 형성된 샤프트 홀은 도 7에 도시된 바와 같이 타원으로 형성되며, 상기 샤프트 홀에는 캠이 형성된 샤프트가 삽입된다.

버터플라이 밸브의 조립시 상기 샤프트를 도 8과 같이 회전시켜 상기 캠이 디스크를 바디 시트 측으로 밀게 하여 기밀성을 확보한다.

그런데, 상기 선등록 특허의 경우에는 샤프트의 회전에 따른 상기 캠의 회전 동선을 살펴보면 도 6에 도시된 바와 같이 바디 시트만을 향하여 직선 운동이 형성되는 것이 아니라(즉, y축 방향의 직선 운동만 형성되는 것이 아니라), x축 이동도 같이 형성됨을 알 수 있다.

도 5와 도 6은 선등록 특허의 샤프트와 샤프트 캠 단면이 도시된 도면으로서, 샤프트의 회전에 따른 샤프트 캠의 변동 상태가 도시되어 있다.

도 5와 도 6에 도시된 바와 같이 선등록 특허에서는 2mm의 상승을 위해서는 약 54°의 회전량이 필요하며, x축으로의 이동이 발생된다.

선등록 특허에서는 이러한 x축으로의 이동이 디스크(20)에 영향을 주지 않도록 샤프트 홀(220)을 타원으로 형성시켜야 하였다.

한편, 샤프트 홀(220)을 타원으로 형성되더라도, 샤프트 캠축(100-a)의 이동은 x, y축 방향의 운동을 다 가짐으로 해서 디스크(20)는 원의 회전 방향과 같이 움직이게 된다.

따라서, 바디 시트(300)에 디스크(20)가 접촉되도록 회전하였을 경우에 양단에서 균등 접촉되는 것이 아니라, 도 8에 도시된 바와 같이 좌측은 부족접촉, 우측은 과접촉이 발생되며, 종래기술방식에서는 이러한 과, 부족 접촉 상태를 해소하기 위하여 디스크 시트(200)를 곡면으로 형성하였다.

생산 공정에서 선등록 특허의 샤프트 홀(220)의 타원 형성은 원형 통공보다 더 큰 노력과 시간, 비용이 드는 공정이므로 생산 단가를 상승시키고, 불량을 양산하는 요인이 된다.

또한, 조립 완성 후에도, 상기 디스크(20)는 도 8에 도시된 바와 같이 디스크 시트(200)와 바디 시트(300)가 접하는 순간에, 바디 시트(300)와 디스크 시트(200) 거리가 양측에서 다르게 형성되어 진다.

이는 디스크 양측의 기밀성이 서로 달라짐을 의미하며, 구조적으로 정밀한 완전 기밀성을 확보하기 불가능함을 의미한다.

즉, 디스크에 도 12와 같은 역압이 걸리게 되는 경우에, 선등록 특허는 도 15와 같이 좌측에는 역압에 대해 약한 내력이 형성되며, 우측에서는 역압에 대해 강한 내력이 형성되어짐을 의미한다.

그러나, 도면에 도시된 바와 같이 이러한 우측의 강한 역압 내력은 이미 디스크 스토퍼(310)에 의하여 형성되므로 쓸모가 없으며, 정작 강한 내력이 필요한 좌측에는 약한 역압 내력이 형성되어 누수 발생의 원인이 된다.

특히, 바디 시트(300)와 디스크 시트(200)가 직선과 곡선에 의한 접촉을 형성시키므로 결과적으로 선접촉이 형성되어 내압력이 약해지는 문제점이 있다.

상기한 문제점을 해결하기 위하여 본 출원인은 선출원 특허 10-2013-0166944을 발명하여 버터플라이 밸브의 조립 공정에서 바디 시트와 디스크 시트를 기밀 고정시키고, 버터플라이 밸브의 운전시 바디 시트와 디스크 시트의 기밀이 확보되어 관로의 정압과 역압에 강한 내력을 가지는 디스크 시트 밀착식 디스크형 버터플라이 밸브를 제공하였다.

그런데 상기 선출원 특허의 경우에는 버터 플라이 밸브의 조립 공정에서 바디 시트와 디스크 시트를 기밀 고정시키면, 샤프트와 디스크 보스가 고정되어 버리므로, 디스크 시트의 마모로 인하여 디스크를 교환하여야 할 때에는 디스크를 완전 분해하여 새로운 디스크를 교환하고 버터 플라이 밸브의 조립 공정을 다시 실시하여 바디 시트와 디스크 시트를 기밀 고정시켜야 하였다.

종래에도 디스크 시트가 형성된 가스켓을 교환 사용하고 있는 예가 있으나, 버터플라이 밸브의 사용 이후에는 밸브를 구동시키는 보스 등의 부품들이 마모나 사용에 의한 비틀림 등에 의하여 변형이 생기므로, 처음 조립상태와 같은 밀착 구조를 가지지 못하여 단순한 가스켓의 교환으로는 밸브의 기밀을 유지하기 힘든 문제점이 있었다.

이러한 공정은 비단 상기 선출원 특허 뿐만 아니고 모든 디스크 시트의 마모로 인한 디스크 교환 공정에서 공통되는 부분으로서 버터 플라이 밸브의 유지 보수를 곤란하게 하는 기술적 문제를 발생시킨다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 디스크 시트의 마모로 인하여 디스크를 교환하여야 할 때에는 디스크 시트를 쉽게 교환하면서도 버터 플라이 밸브의 조립 공정을 재반복할 필요없이 바디 시트와 디스크 시트를 기밀 고정시킬 수 있는 디스크 시트 밀착식 디스크형 버터플라이 밸브를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 샤프트 캠이 형성된 샤프트를 디스크 보스의 샤프트 홀에 삽입시키고, 상기 샤프트를 디스크 보스에 결합시키는 샤프트 핀으로 고정시킨 디스크와; 상기 디스크의 외주면이 접촉되어 기밀시키는 바디 시트가; 형성된 밸브 몸체로 구성되는 버터플라이 밸브에 있어서, 샤프트 홀이 원형 통공으로 형성된 디스크 보스와; 상기 디스크 보스의 샤프트 홀에 삽입되는 직경을 가진 원형 캠으로 형성되는 샤프트 캠으로; 구성되고 상기 샤프트 핀이
상기 디스크 보스에 형성되는 장공과, 상기 샤프트 캠에 형성되는 너트 홀과, 상기 디스크 보스 외측에서 R 와셔를 끼우고 상기 장공을 관통하여 상기 너트 홀에 체결되는 샤프트 볼트로 형성되어,
상기 샤프트 볼트의 조임 상태로 상기 디스크 보스에 대하여 샤프트 캠의 회전을 허락 또는 구속시키도록 구성되어, 디스크 조립시 상기 샤프트와 디스크를 상기 샤프트 볼트로 고정하는 고정 위치를 정하기 위하여 바디 시트에 디스크 시트를 밀착시킬 때(이때는 상기 디스크 시트와 바디 시트 사이의 조립 공차가 발생함.), 상기 샤프트 캠의 편심이 샤프트 중심축에서 x축으로 -a만큼 이격 형성되고, y축으로 -b만큼 이격 형성되게 상기 샤프트를 디스크 보스에 삽입시킨 후, 상기 샤프트를 회전시켜, 상기 디스크 시트가 바디 시트 방향으로 직선 이동하여 조립 공차를 제거하면서 균등하게 기밀 접촉되면, 상기 샤프트 볼트를 조여 상기 디스크 보스와 샤프트 캠을 고정시키며, 조립 후, 사용에 의하여 상기 디스크 시트와 바디 시트의 마모로 상기 디스크 시트와 바디 시트 사이의 기밀이 유지되지 않으면,
상기 샤프트 볼트를 풀어 디스크 보스와 샤프트 캠의 조임을 푼 상태에서, 상기 샤프트를 샤프트 중심축으로 추가 회전시켜 상기 디스크 시트를 바디 시트 방향으로 추가 직선 이동시킴으로써 바디 시트에 균등 접촉되게 한 후, 상기 샤프트 볼트를 조여 상기 디스크 보스와 샤프트 캠을 재고정시킴으로써, 디스크 조립 후, 상기 샤프트 중심축으로 디스크를 회전시켜 밸브를 밀폐시킬 때, 상기 디스크 시트와 바디 시트가 조립 공차를 제거하면서 균등 기밀 접촉되며, 사용 마모로 밀폐 상태가 손상되면 상기 디스크 시트와 바디 시트의 균등 접촉 상태를 재조정할 수 있는 것을 특징으로 하는 디스크 시트 밀착식 디스크형 버터플라이 밸브로 되는 것이 바람직하다.
x축 : 샤프트를 z축으로 할 때, 디스크 면에 평행한 방향의 축
y축 : 샤프트를 z축으로 할 때, 디스크 면에 법선 방향의 축
a : 샤프트에 대한 디스크 회전으로 바디 시트와 디스크 시트가 비접촉하는 편심거리.
b : 디스크 회전시 y축 방향으로 디스크가 직선 이동할 거리
또한, 본 발명은 샤프트 캠이 형성된 샤프트를 디스크 보스의 샤프트 홀에 삽입시키고, 상기 샤프트를 디스크 보스에 결합시키는 샤프트 핀으로 고정시킨 디스크와; 상기 디스크의 외주면이 접촉되어 기밀시키는 바디 시트가; 형성된 밸브 몸체로 구성되는 버터플라이 밸브에 있어서, 상기 디스크의 디스크 원판 하면부에 형성되며 샤프트 홀이 원형 통공으로 형성된 디스크 보스와; 샤프트 캠이 상기 디스크 보스의 샤프트 홀에 삽입되는 직경을 가진 원형 캠으로 형성되는 샤프트와; 상기 디스크의 디스크 원판 상면부에서 상기 샤프트 캠과 동일 원심을 가지도록 형성된 상부 원호홈으로; 구성되고 상기 샤프트 핀이 상기 상부 원호홈에 원호를 따라 형성되며 샤프트 홀까지 관통되는 장공과, 상기 샤프트 캠에 형성되는 너트 홀과, 상기 상부 원호홈 외측에서 R 와셔를 끼우고 상기 장공을 관통하여 상기 너트 홀에 체결되는 샤프트 볼트로 형성되어, 상기 샤프트 볼트의 조임 상태로 상기 디스크 보스에 대하여 샤프트 캠의 회전을 허락 또는 구속시키도록 구성되어, 디스크 조립시 상기 샤프트와 디스크를 상기 샤프트 볼트로 고정하는 고정 위치를 정하기 위하여 바디 시트에 디스크 시트를 밀착시킬 때(이때는 상기 디스크 시트와 바디 시트 사이의 조립 공차가 발생함.), 상기 샤프트 캠의 편심이 샤프트 중심축에서 x축으로 -a만큼 이격 형성되고, y축으로 -b만큼 이격 형성되게 상기 샤프트를 디스크 보스에 삽입시킨 후, 상기 샤프트를 회전시켜, 상기 디스크 시트가 바디 시트 방향으로 직선 이동하여 조립 공차를 제거하면서 균등하게 기밀 접촉되면, 상기 샤프트 볼트를 조여 상기 디스크 보스와 샤프트 캠을 고정시키고, 조립 후, 사용에 의하여 상기 디스크 시트와 바디 시트의 마모로 상기 디스크 시트와 바디 시트 사이의 기밀이 유지되지 않으면, 상기 샤프트 볼트를 풀어 디스크 보스와 샤프트 캠의 조임을 푼 상태에서, 상기 샤프트를 샤프트 중심축으로 추가 회전시켜 상기 디스크 시트를 바디 시트 방향으로 추가 직선 이동시킴으로써 바디 시트에 균등 접촉되게 한 후, 상기 샤프트 볼트를 조여 상기 디스크 보스와 샤프트 캠을 재고정시킴으로써, 디스크 조립 후, 상기 샤프트 중심축으로 디스크를 회전시켜 밸브를 밀폐시킬 때, 상기 디스크 시트와 바디 시트가 조립 공차를 제거하면서 균등 기밀 접촉되며, 사용 마모로 밀폐 상태가 손상되면 상기 디스크 시트와 바디 시트의 균등 접촉 상태를 재조정할 수 있는 것을 특징으로 하는 디스크 시트 밀착식 디스크형 버터플라이 밸브를 기술적 요지로 한다.
x축 : 샤프트를 z축으로 할 때, 디스크 면에 평행한 방향의 축
y축 : 샤프트를 z축으로 할 때, 디스크 면에 법선 방향의 축
a : 샤프트에 대한 디스크 회전으로 바디 시트와 디스크 시트가 비접촉하는 편심거리.
b : 디스크 회전시 y축 방향으로 디스크가 직선 이동할 거리
또한, 본 발명은 샤프트 캠이 형성된 샤프트를 디스크 보스의 샤프트 홀에 삽입시키고, 상기 샤프트를 디스크 보스에 결합시키는 샤프트 핀으로 고정시킨 디스크와; 상기 디스크의 외주면이 접촉되어 기밀시키는 바디 시트가; 형성된 밸브 몸체로 구성되는 버터플라이 밸브에 있어서, 상기 디스크가 디스크 보스를 제거시키고 상면에는 상부 원호홈이 형성되고, 하면에는 상기 상부 원호홈과 동일 원심을 가지는 하부 원호홈이 형성된 디스크 원판으로 구성되며; 상기 샤프트는 샤프트 캠이 상기 상부 원호홈, 하부 원호홈과 동일 원심을 가지는 원형 캠으로 형성되면서 상기 하부 원호홈에 접촉되도록 직경이 확장되고, 상기 하부 원호홈에 비접촉되는 부분은 제거되며, 상기 샤프트핀은 상기 상부 원호홈에 원호를 따라 형성되며 하부 원호홈까지 관통되는 장공과, 상기 샤프트 캠에 형성되는 너트 홀과, 상기 상부 원호홈 외측에서 R 와셔를 끼우고 상기 장공을 관통하여 상기 너트 홀에 체결되는 샤프트 볼트로; 형성되어, 상기 샤프트 볼트의 조임 상태로 상기 디스크에 대하여 샤프트 캠의 회전을 허락 또는 구속시키도록 구성되어, 디스크 조립시 상기 샤프트와 디스크를 상기 샤프트 핀으로 고정하는 고정 위치를 정하기 위하여 바디 시트에 디스크 시트를 밀착시킬 때(이때는 상기 디스크 시트와 바디 시트 사이의 조립 공차가 발생함.), 상기 샤프트 캠의 편심이 샤프트 중심축에서 x축으로 -a만큼 이격 형성되고, y축으로 -b만큼 이격 형성되게 상기 샤프트를 상기 하부 원호홈에 접촉시킨 후, 상기 샤프트를 회전시켜, 상기 디스크 시트가 바디 시트 방향으로 직선 이동하여 조립 공차를 제거하면서 균등하게 기밀 접촉되면, 상기 샤프트 볼트를 조여 상기 디스크와 샤프트 캠을 고정시키며, 조립 후, 사용에 의하여 상기 디스크 시트와 바디 시트의 마모로 상기 디스크 시트와 바디 시트 사이의 기밀이 유지되지 않으면, 상기 샤프트 볼트를 풀어 디스크와 샤프트 캠의 조임을 푼 상태에서, 상기 샤프트를 샤프트 중심축으로 추가 회전시켜 상기 디스크 시트를 바디 시트 방향으로 추가 직선 이동시킴으로써 바디 시트에 균등 접촉되게 한 후, 상기 샤프트 볼트를 조여 상기 디스크 보스와 샤프트를 재고정시킴으로써, 디스크 조립 후, 상기 샤프트 중심축으로 디스크를 회전시켜 밸브를 밀폐시킬 때, 상기 디스크 시트와 바디 시트가 조립 공차를 제거하면서 균등 기밀 접촉되며, 사용 마모로 밀폐 상태가 손상되면 상기 디스크 시트와 바디 시트의 균등 접촉 상태를 재조정할 수 있는 것을 특징으로 하는 디스크 시트 밀착식 디스크형 버터플라이 밸브를 기술적 요지로 한다.
x축 : 샤프트를 z축으로 할 때, 디스크 면에 평행한 방향의 축
y축 : 샤프트를 z축으로 할 때, 디스크 면에 법선 방향의 축
a : 샤프트에 대한 디스크 회전으로 바디 시트와 디스크 시트가 비접촉하는 편심거리.
b : 디스크 회전시 y축 방향으로 디스크가 직선 이동할 거리
또한, 본 발명의 상기 디스크는 상기 샤프트 볼트에 의해 샤프트와 고정되어 균등 접촉 조립 상태를 형성시키는 디스크 원판과; 상기 디스크 원판의 상측에서 볼트로 체결되며, 외주변에 디스크 시트가 형성된 리테이너로 구성되어 버터플라이 밸브의 사용 중에 디스크 시트가 마모되면 새로운 리테이너로 교환하고, 상기 샤프트 볼트로 디스크 시트의 균등 밀착 상태를 재조정하여 사용할 수 있는 것을 특징으로 하는 디스크 시트 밀착식 디스크형 버터플라이 밸브로 되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 리테이너는 도넛형 원판에 디스크 시트를 형성시킨 리테이너 시트와; 상기 리테이너 시트 상측에 올려져 리테이너 시트와 함께 디스크 원판에 볼트 체결되는 리테이너 커버로 구성되는 것을 특징으로 하는 디스크 시트 밀착식 디스크형 버터플라이 밸브로 되는 것이 바람직하다.

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상기한 본 발명에 의하면, 디스크 시트의 마모로 인하여 디스크를 교환하여야 할 때에 디스크 시트를 쉽게 교환하면서도 버터 플라이 밸브의 조립 공정을 재반복할 필요없이 바디 시트와 디스크 시트를 기밀 고정시킬 수 있는 디스크 시트 밀착식 디스크형 버터플라이 밸브가 제공되는 이익이 있다.

도 1은 선출원 특허 10-2013-0166944(이하 '선출원 발명'으로 기재함)의 조립 전 조립 오차를 가진 단면 구조도
도 2는 선출원 발명의 샤프트와 캠축의 단면 구조도
도 3은 선출원 발명의 조립 후 단면 구조도
도 4는 선출원 발명의 샤프트 회전(22°)에 따른 캠축의 이동을 도시한 단면도
도 5는 종래기술방식의 샤프트 회전(22°)에 따른 캠축의 이동을 도시한 단면도.
도 6은 종래기술방식의 샤프트 회전(54°)에 따른 캠축의 이동을 도시한 단면도.
도 7은 종래기술방식의 조립 전 조립 오차를 가진 단면 구조도.
도 8은 종래기술방식의 조립 후 단면 구조도
도 9는 선출원 발명의 전체 조립 사시도
도 10은 선출원 발명의 캠축과 샤프트의 편심 거리를 정하기 위한 참고 단면도
도 11은 캠축을 중심으로 회전하는 디스크 참고 단면도
도 12는 디스크에 가해지는 역압 상태를 도시한 참고 단면도
도 13과 14는 선출원 발명의 디스크 조립 상태에 따른 역압 내력을 도시한 참고 단면도
도 15는 종래기술방식의 디스크 조립 상태에 따른 역압 내력을 도시한 참고 단면도
도 16은 본 발명의 디스크 단면 구조도
도 17은 본 발명의 분해 단면 구조도
도 18 내지 도 20은 본 발명의 디스크 조립 과정이 도시된 단면 구조도
도 21은 리테이너를 적용시킨 본 발명의 단면 구조도
도 22는 도 16의 또 다른 실시예에 대한 디스크 단면 구조도
도 23은 본 발명의 또 다른 실시예의 분해 단면 구조도
도 24와 도 25는 본 발명의 또 다른 실시예의 디스크 조립 과정이 도시된 단면 구조도
도 26은 리테이너를 적용시킨 본 발명의 단면 구조도
도 27은 본 발명이 또 다른 실시예의 분해 사시도

이하 도면을 참조하여 본 발명에 관하여 살펴보기로 하며, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 발명을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

본 발명은 디스크 시트 밀착식 디스크형 버터플라이 밸브에 관한 것으로서, 선출원 특허 10-2013-0166944 기술을 교환형 디스크 시트에 적용하기 위하여 개손한 기술이다.

따라서, 본 발명의 이해를 위해서는 상기 선출원 특허 10-2013-0166944(이하 '선출원 발명'으로 기재함)의 이해가 필요하므로 우선 이에 관한 설명을 하기로 한다.

도 1은 선출원 발명의 조립 전 조립 오차를 가진 단면 구조도이며, 도 2는 선출원 발명의 샤프트와 캠축의 단면 구조도이며, 도 3은 선출원 발명의 조립 후 단면 구조도이며, 도 4는 선출원 발명의 샤프트 회전(22°)에 따른 캠축의 이동을 도시한 단면도이며, 도 5는 종래기술방식의 샤프트 회전(22°)에 따른 캠축의 이동을 도시한 단면도이며, 도 6은 종래기술방식의 샤프트 회전(54°)에 따른 캠축의 이동을 도시한 단면도이며, 도 7은 종래기술방식의 조립 전 조립 오차를 가진 단면 구조도이며, 도 8은 종래기술방식의 조립 후 단면 구조도이며, 도 9는 선출원 발명의 전체 조립 사시도이며, 도 10은 선출원 발명의 캠축과 샤프트의 편심 거리를 정하기 위한 참고 단면도이며, 도 11은 캠축을 중심으로 회전하는 디스크 참고 단면도이며, 도 12는 디스크에 가해지는 역압 상태를 도시한 참고 단면도이며, 도 13과 14는 선출원 발명의 디스크 조립 상태에 따른 역압 내력을 도시한 참고 단면도이며, 도 15는 종래기술방식의 디스크 조립 상태에 따른 역압 내력을 도시한 참고 단면도이다.

도 9에 도시된 바와 같이 선출원 발명은 샤프트 캠(100)이 형성된 샤프트(10)와 디스크 보스(210)와 샤프트 홀(220)이 형성된 디스크(20)와 바디 시트(300)가 형성된 밸브 몸체(30)로 구성된다.

버터플라이 밸브에서 디스크를 바디 시트에 밀착시켜 기밀성이 확보된 밸브를 생산하기 위해서는, 먼저, 도 1과 같이 바디 시트(300)와 디스크 시트(200)가 조립 공차를 가지도록 조립한 후, 도 3과 같이 샤프트를 회전하여 바디 시트(300)와 디스크 시트(200)를 균등하게 밀착시키고, 도 8처럼 샤프트 핀(40)을 끼워 고정함으로써, 디스크와 바디 시트가 기밀 압착된 상태의 샤프트를 제작한다.

이하, 설명을 위하여 디스크와 바디 시트가 기밀 압착된 상태로 샤프트를 고정시키기 위하여 바디 시트(300)와 디스크 시트(200)가 조립 공차를 가지도록 조립시킨 도 1, 도 7의 상태를 '조립 준비상태'라 한다.

선출원 발명은 상기 디스크 보스(210)의 샤프트 홀(220)과 샤프트 캠(100)에 특징으로 가지는 것으로, 이에 의해 버터플라이 밸브의 조립 공정에서 바디 시트(300)와 디스크 시트(200)를 기밀 고정시키고, 버터플라이 밸브의 운전시 바디 시트(300)와 디스크 시트(200)의 기밀이 확보되어 관로의 정압과 역압에 강한 내력을 가지므로, 디스크 또는 바디 시트에 테프론이나 내마모성이 우수한 금속으로 제작된 링 또는 판 형태의 밀폐수단이 불필요한 디스크 시트 밀착식 디스크형 버터플라이 밸브를 제공한다.

도 1과 도 9에 도시된 바와 같이 상기 본 발명의 디스크 보스(210)에 형성된 샤프트 홀(220)은 샤프트(10)가 삽입되는 홀로서, 단면이 원으로 된 특징을 가진다.

도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 샤프트 캠(100)은 상기 디스크 보스(210)의 샤프트 홀(220)에 삽입되는 직경을 가진 원형 캠으로 형성된다.

즉, 선출원 발명에 의하면 상기 샤프트 캠(100)은 상기 디스크 보스(210)의 샤프트 홀에 슬립 가능하게 삽입되는 원형 단면을 가진다.

이는 상기 선등록 특허 10-0794739(도 7, 도 8)의 샤프트 홀(220-1)이 타원으로 형성되어 샤프트 캠(100)이 샤프트 홀(220-1)에서 여유 폭을 가지는 것과 차이가 있다.

선출원 발명의 샤프트 캠(100)이 가지는 또 다른 특징은 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 조립준비 상태에서 상기 샤프트 캠축(100-a)이 샤프트(10)에 대하여 가지는 편심이 상기 샤프트 중심축에서 x축으로 -a만큼, y축으로 -b만큼 이격되는 것이다.

x축 : 샤프트를 z축으로 할 때, 디스크 면에 평행한 방향의 축

y축 : 샤프트를 z축으로 할 때, 디스크 면에 법선 방향의 축

(스토퍼가 형성된 방향을 x축의 양의 방향, 디스크 면이 형성된 방향을 y축의 양의 방향으로 정함.)

a : 샤프트에 대한 디스크 회전으로 바디 시트와 디스크 시트가 비접촉하는 편심거리.

b : 디스크 회전시 바디 시트 방향으로 디스크가 직선 이동하는 거리

상기 b는 도 1과 같은 조립준비 상태에서 바디 시트와 디스크 시트가 이격된 조립공차(도 1의 예시에서는 1.03mm)를 해소하기 위하여 디스크가 상승 이동해야 할 거리(도 1의 예시에서는 2mm)이다.

상기 b는 디스크 크기나 설계시 설정한 조립 공차 등에 따라 정해진다.

상기 a는 도 11과 같이 캠축을 중심으로 바디 시트가 정상회전될 때를 기준으로 정해진다.

상기 도 11과 같이 캠축이 회전 중심이 되면. 바디 시트와 디스크 시트가 비접촉 상태로 회전 가능하다.

이때, 도 10에서 도시된 바와 같이 디스크 회전축(캠축)에 조금씩 편심을 주어 도 11과 같이 회전시키면서, 바디 시트와 디스크 시트가 비접촉하면서 회전되는 편심 거리 a 값을 찾는다.

이와 같이 a 값을 정하는 것은 디스크 설계에 있어서는 공지 기술에 속한다.

이하, 이와 같이 구성되는 선출원 발명이 형성하는 특징을 버터플라이 밸브의 조립 공정과 버터플라이 밸브의 운전시로 구분하여 바디 시트(300)와 디스크 시트(200)의 관계를 설명한다.

버터플라이 밸브의 조립 공정에서 디스크(20)를 바디 시트(300)에 밀착시킨 위치에서 샤프트(10)를 고정하기 위해서는, 먼저, 도 1과 같이 바디 시트(300)와 디스크 시트(200)가 조립 공차를 가지도록 조립한 후, 도 3과 같이 샤프트를 회전하여 바디 시트(300)와 디스크 시트(200)를 밀착시키고, 도 8처럼 샤프트 핀(40)을 끼워 고정한다.

도 1에서 본 발명의 샤프트 캠축(100-a)은 상기 샤프트(10)에 대하여 도 2에 도시된 바와 같이 x축으로 -a만큼, y축으로 -b만큼 이격된 편심값을 가진다.

이하, 도 4를 참고하여 샤프트(10) 회전과 샤프트 캠(100)의 회전 상태를 살펴보기로 한다.

도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 샤프트(10)를 회전시키면, 샤프트 캠(100)은 조립 공차 범위 내에서 y축 방향으로 직선 운동을 하게 된다.

도 1은 디스크 시트(200)를 바디 시트(300)에 밀착시키기 위하여 필요한 상승 거리를 2mm로 선정하여 예시적으로 도시한 것으로서, 이러한 경우에, 도 4에 도시된 바와 같이 샤프트(10)을 약 22°회전시키면 y축 방향으로만 2mm 상승하는 것을 알 수 있다.

이는 종래기술방식에 의할 경우에, 도 5와 도 6에 도시된 바와 같이 회전각과 이동거리의 차이를 가지는 것과 비교할 만하다.

도 5와 도 6은 종래기술방식의 샤프트(10)와 샤프트 캠(100) 단면이 도시된 도면으로서, 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명과 같은 22°회전량으로는 1mm 정도만 상승되어 충분한 상승거리를 확보하지 못하며, 도 6에 도시된 바와 같이 2mm의 상승을 위해서는 약 54°의 회전량이 필요하다.

그런데, 이러한 경우에는 도 6에 도시된 바와 같이 x축으로의 이동(노란색 범위)이 형성되어, 이러한 x축 이동이 디스크에 영향을 미치지 않게 하기 위하여 종래기술방식에서는 도 7과 도 8에 도시된 바와 같이 상기 샤프트 홀(220)을 타원으로 형성시켜야 하였다.

선출원 발명은 이와 같은 종래기술방식과 달리 x축의 이동이 없으므로 상기 샤프트 홀(220)을 원형으로 형성시킬 수 있으며, 따라서, 단지 드릴 공정만으로도 손쉽게 샤프트 홀(220)을 형성시킬 수 있으므로 타원 샤프트 홀(220)보다 제작 비용과 노력, 불량률의 발생을 크게 감소시킬 수 있다.

한편, 선출원 발명은 상기 샤프트 홀(220)이 원형으로 형성되므로 실제에 있어서는 도 4를 크게 확대하면 매우 미세하게 상기 회전 구간 내에서 좌측으로 x축의 이동이 발생되나(샤프트 캠의 이동 경로는 원호를 이루므로), 이러한 x축의 이동은 도 14에 도시된 바와 같이 디스크 좌측의 역압 지지력에 기여한다.

이는 오히려 스토퍼(310)가 없는 측으로 역압에 대한 지지력을 가중시키므로 미세하나마 역압에 더 강하게 지지하는 효과를 가져온다.

상기 샤프트 캠(100)은 디스크 보스(210)의 원형 샤프트 홀(220)에 슬립 가능한 상태로 삽입된 원형 단면을 가지므로, 상기 샤프트 캠(100)의 y축 방향 이동은 곧 도 3에 도시된 바와 같이 디스크(20) 전체를 y축 방향으로 밀어 올려, 도 1의 조립 공차(1.03mm)가 제거되게 한다.

이는, 선출원 발명에 따라 디스크(20)를 조립하면, 상기 샤프트(10) 회전시, 디스크 시트(200)가 바디 시트(300)에 접촉되는 순간에는 상기 디스크 시트(200)가 바디 시트(300) 방향으로(y축 방향으로) 직선 이동함을 의미한다.

따라서, 선출원 발명은 접촉 순간에는 직선 방향으로 디스크 시트(200)에 바디 시트(300)가 접촉하므로 회전 방향으로 접촉할 때와 달리 디스크 시트(200)가 바디 시트(300)에 동시 균등 접촉된다.

선출원 발명은 디스크 시트(200)가 바디 시트(300)에 균등 접촉된 상태에서 도 9에 도시된 바와 같이 상기 디스크 보스(210)와 샤프트(10)를 관통시키는 통공을 형성시키고, 상기 통공에 샤프트 핀(40)을 박아 넣어, 닫힌 상태에서 기밀성이 확보된 버터플라이 밸브를 조립하게 된다.

즉, 선출원 발명에 의하여 조립되는 버터플라이 밸브는 디스크 시트(200)가 바디 시트(300)에 전체적으로 균등하게 접촉되어 기밀성을 확보된 버터플라이 밸브가 제공되게 된다.

선출원 발명의 버터플라이 밸브의 운전시에는 상기 샤프트(10)의 회전에 의하여 디스크가 회전된다.

따라서, 상기 샤프트(10)를 회전시켜 디스크(20)를 닫을 때, 디스크 시트(200)가 바디 시트(300)에 접촉되는 순간에는 상기 디스크 시트(200)가 바디 시트(300) 방향으로 직선 이동하게 된다.

이는 선출원 발명에 의하면 버터플라이 밸브의 운전시에도 디스크 시트(200)가 바디 시트(300)에 접촉되는 구간에서는 디스크 시트(200)가 바디 시트(300) 방향으로 직선 이동하여 기밀이 유지됨을 의미한다.

이와 같은 디스크(20)의 순간적인 직선운동은 선출원 발명의 또 다른 특징을 형성시키는데, 본 발명의 디스크 시트(200)를 상기 바디 시트(300)에 내접하는 경사진 직선 단면으로 형성될 수 있게 한다.

상기 샤프트(10)를 회전시켜 디스크 시트(200)가 바디 시트(300)에 접촉되는 순간에서는 상기 디스크 시트(200)가 바디 시트(300) 방향으로 직선 이동하므로, 상기 바디 시트(300)와 디스크 시트(200)가 경사진 직선 단면으로 서로 내접하는 관계로 형성되면, 디스크 밀폐시 상기 디스크 시트(200)와 바디 시트(300)가 경사 직선 단면 전체에서 접촉되어 면접촉을 형성한다.

이는 종래기술방식이 직선과 곡선에 의지하는 선접촉이 되어 역압 내력이 약해지는 것과 비교할 만한 특징으로서, 선출원 발명에 의하면 디스크 시트(200)와 바디 시트(300)의 면접촉에 의하여 기밀이 확보됨은 물론 역압에 대한 내력이 강해지게 된다.

또한, 종래기술방식에서는 상기 디스크 시트(200)를 곡면으로 형성시켜야 하므로 작업 노력과 비용이 크고 불량 발생률이 증가되는 문제점을 가졌으나, 선출원 발명은 경사 직선 단면을 가지므로 원뿔형 경사와 거기에 접하는 경사각을 형성시키는 노력으로 충분하여 제작이 쉽고 노력과 비용이 적게 드는 이점이 있다.

이와 같이 구성되는 선출원 발명에 의하면, 디스크 시트와 바디 시트간의 기밀성을 확보할 수 있는 디스크 시트 밀착식 디스크형 버터플라이 밸브가 제공되게 된다.

한편, 디스크형 버터플라이 밸브의 경우에는 오랜 사용으로 디스크 시트의 마모가 발생되어 기밀성이 손상되게 된다.

종래에는 이러한 경우에 디스크 전체를 교체하여야 하였으며, 디스크 전체를 교체하면서 상기와 같은 디스크의 기밀성을 확보하는 조립 공정을 시행하게 된다.

이는 역설적으로 디스크 시트만을 교환하였을 때는 이미 이전 디스크에 대하여 샤프트캠이 조정되어 교환한 디스크 시트의 기밀성을 재확보하기 위해서는 다시 샤프트캠의 조정이 필요함을 의미한다.

그런데, 선출원 발명의 경우에는 샤프트캠의 위치를 정한 후 샤프트와 디스크 보스를 샤프트 핀으로 고정하여 버리므로, 새로운 디스크 시트에 대하여 다시 기밀성 확보를 하는 샤프트 캠의 조정이 불가능하였다.

본 발명은 이를 개선하여 샤프트캠과 디스크 보스의 조정이 샤프트핀에 의한 영구 고정이 아닌 선택적인 고정이 되게 하여, 필요한 경우 언제든지 샤프트 캠의 재조정을 할 수 있는 디스크 시트 밀착식 디스크형 버터플라이 밸브를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이를 위하여 본 발명은, 상기 샤프트(10)를 회전시켜 상기 디스크 시트(200)가 바디 시트(300) 방향으로 직선 이동하여 바디 시트(300)에 균등 접촉되면, 도 9에 도시된 바와 같이 상기 디스크 보스(210)와 샤프트 캠(100)을 고정수단(도 9에서는 샤프트핀(40))으로 고정하여 샤프트 중심축으로 디스크를 회전시켜 밸브를 밀폐시킬 때 디스크 기밀을 유지시키는 상기 선출원 발명에서, 상기 고정수단(샤프트핀(40))이 상기 디스크 보스(210)에 대하여 샤프트 캠(100)의 회전을 허락 또는 구속하는 선택적 구속 수단으로 형성되어 버터플라이 밸브의 조립 완성 후에도 상기 디스크 보스(210)에 대하여 샤프트 캠이 회전되게 하여 상기 디스크 시트와 바디 시트의 균등 접촉 상태를 조정하여 재조립할 수 있는 디스크 시트 밀착식 디스크형 버터플라이 밸브를 제공한다.

이하의 도 16은 본 발명의 디스크 단면 구조도이며, 도 17은 본 발명의 분해 단면 구조도이며, 도 18 내지 도 20은 본 발명의 디스크 조립 과정이 도시된 단면 구조도이며, 도 21은 리테이너를 적용시킨 본 발명의 단면 구조도이며, 도 22는 도 16의 또 다른 실시예에 대한 디스크 단면 구조도이며, 도 23은 본 발명의 또 다른 실시예의 분해 단면 구조도이며, 도 24와 도 25는 본 발명의 또 다른 실시예의 디스크 조립 과정이 도시된 단면 구조도이며, 도 26은 리테이너를 적용시킨 본 발명의 단면 구조도이며, 도 27은 본 발명이 또 다른 실시예의 분해 사시도이다.

본 발명은 선출원 특허에서 디스크 보스(210)와 샤프트캠(100)을 고정하는 고정수단을 달리하는 특징으로 가진다.

선출원 특허에서 상기 고정수단은 상기 디스크 보스(210)와 샤프트캠(100)에 드릴로 관통공을 형성시키고 도 9에 도시된 바와 같이 샤프트핀(40)을 박아 상기 샤프트 캠(100)이 디스크 보스(210)에 영구 고정되었었다.

본 발명은 이와 달리 필요에 따라 고정수단을 풀어 상기 샤프트 캠(100)이 디스크 보스(210)에서 다시 회전될 수 있게 하여 바디 시트(300)와 디스크 시트(200) 부분의 밀착이 재조정될 수 있게 한다.

이를 위하여, 본 발명의 고정수단은 상기 샤프트캠(100)에 대하여 동심원으로 회전되게 하는 회전수단과 정해진 각에서 상기 샤프트캠(100)과 디스크 보스(210)가 고정되도록 구속하는 수단을 가진다.

본 발명에서는 이와 같이 필요에 따라 샤프트캠(100)을 디스크 보스(210)에 회전되게 하거나 구속되게 하는 의미에서 이를 선택적 구속 수단이라 한다.

상기 선택적 구속 수단은 기본적으로 도 16과 도 17에 도시된 바와 같이 상기 디스크 보스에서 샤프트 홀에 관통 형성되는 장공(20-h)과 상기 샤프트캠(100)에 형성되는 너트 홀(24-h)과 상기 디스크 보스(210) 외측에서 R와셔(23)를 끼우고 상기 장공(20-h)을 관통하여 상기 너트 홀(24-h)에 체결되는 샤프트 볼트(24)로 구성할 수 있다.

이와 같은 구성에 의하면 상기 샤프트 볼트(24)를 느슨하게 채운 상태에서, 상기 샤프트캠(100)은 상기 디스크 보스(210)에 회전되는 회전 수단으로 형성되므로, 도 19에 도시된 바와 같이 샤프트(10)를 회전시켜 도 20에 도시된 바와 같이 샤프트캠(100)이 디스크 시트(200)를 밀착시키는 조립점을 찾을 수 있다.

본 발명의 취지에서 샤프트캠(100)의 회전은 조립공차 이내에서 회전하므로 상기 샤프트 볼트(24)의 채움 상태도 조립공차 범위내에서 느슨하게 하여 샤프트캠(100)이 회전되게 한다.

이때, 도 20에 도시된 바와 같이 상기 샤프트 볼트(24)를 압착 체결하여 상기 샤프트캠(100)이 디스크 보스(210)에 구속되게 하면 샤프트(10) 조립이 완성되고, 샤프트(10) 회전으로 디스크 시트(200)가 바디 시트(300)에 밀착되는 디스크 버터플라이 밸브를 완성하게 된다.

본 발명의 이와 같은 선택적 구속 수단은 샤프트(10)를 디스크(20)에 고정시킨 조립 공정 이후에도 언제든지 상기 샤프트 볼트(24)를 풀어 디스크 시트(200)가 밀착되는 지점을 재조정할 수 있게 한다.

이때 본 발명에서 도 16 내지 도 20에 도시된 바와 같이 상기 디스크 보스(210) 외주면은 상기 R와셔(23)의 곡면부와 함께 상기 샤프트캠(100)과 동심원을 가지는 원호로 형성되어 샤프트캠(100) 원심에 대해 R와셔(23)와 샤프트 볼트(24)가 원활하게 회전될 수 있게 가이드 한다.

또한, 상기 디스크 보스(210)에 형성되는 장공(20-h)은 도 16에 도시된 바와 같이 디스크 보스(210)의 하단에 형성시키는 이외에, 도 22에 도시된 바와 같이 디스크 원판(230) 상면 측에 상기 샤프트캠(100)과 동심을 가지는 곡면이 형성된 상부 원호홈(20b-R)을 형성시키고, 상기 상부 원호홈(20b-R)에서 샤프트홀까지 관통 형성시켜도 된다.
(본 발명의 설명을 위하여 디스크(20)를 디스크 보스(210)와 디스크 원판(230)으로 구분하여 설명함.)

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이와 같이 디스크 보스(210)의 장공(20-h)을 상기 상부 원호홈(20b-R)에 형성시키는 개념을 확장하면 도 23과 도 24에 도시된 바와 같이 디스크 보스(210)를 제거한 구성이 가능하다.

도 23은 상기 샤프트캠(100)의 직경을 디스크 보스(210)의 직경만큼 확장시키고 디스크 보스(210)를 제거한 구조이다.
자세하게는 상기 디스크 원판(230) 상면에는 상부 원호홈(20b-R)이 형성되고, 하면에는 상기 상부 원호홈(20b-R)과 동일 원심을 가지는 하부 원호홈(20b-R2)이 형성된다.
이때, 상기 샤프트(10)의 샤프트 캠(100)은 상기 하부 원호홈(20b-R2)과 동일 원심을 가지는 원형 캠으로 형성되면서, 상기 하부 원호홈(20b-R2)에 접촉되도록 직경이 확장되며, 종전의 디스크 보스는 제거된다.

즉, 도 23에 도시된 바와 같이 상기 디스크 원판9230) 하면은 상기 디스크 보스(210)를 제거하고 상기 샤프트캠(100)과 동일 원심을 가지는 하부 원호 홈(20a-R2)을 형성시켜 디스크 원판(230) 하면이 샤프트캠(100)에 대하여 슬라이딩되도록 형성시키고, 디스크 원판(230) 상면은 상기 샤프트캠(100)과 동일 원심을 가지는 상부 원호 홈(20a-R1)을 형성시키고 상기 상부 원호 홈(20a-R1)에는 관통 장공(20-h)을 형성시킨다.

도 23에서 상기 하부 원호 홈(20a-R1)은 상기 선출원 발명의 샤프트 홀(100)의 반경이 디스크 원판(230) 내부까지 확장한 것에 해당되며, 샤프트캠(100a)은 상기 디스크 하부 원호홈(20a-R2)까지 반경이 연장된 크기를 가진 것이 된다.

도 23에 도시된 바와 같이 상기 샤프트캠(100a)은 선출원 발명과 같이 원형 단면을 구성할 필요없이 상기 디스크 하부 원호홈(20a-R2)에 접촉하는 부위만 원호로 형성시키면 밸브 내부 공간을 적게 차지하도록 설치할 수 있다.

이때, 상기 샤프트캠(100)에는 너트 홀(24-h)을 형성시키고, 상기 상부 원호 홈(20a-R1)에서 R와셔(23)를 끼우고 상기 장공(20-h)을 통하여 상기 너트 홀(24-h)에 샤프트 볼트를 체결시키면, 도 24과 도 25에 도시된 바와 같이 상기 샤프트 볼트(24)가 느슨하게 체결된 상태에서 상기 디스크 원판(230)에 대하여 샤프트캠(100)이 회전 가능하게 결합된다.

이와 같이 구성되는 본 발명에서는 상기 샤프트 볼트(24)를 디스크 보스(210)와 샤프트캠(100)이 회전 가능한 상태 정도로만(종래 선출원 발명의 샤프트 홀과 샤프트 캠이 가지는 조립 공차 정도의 여유) 조임을 푼 상태에서, 상기 샤프트(10)를 회전시켜 상기 디스크 시트가 바디 시트 방향으로 직선 이동하여 바디 시트에 균등 접촉되게 한 후, 상기 샤프트 볼트(24)를 조여 디스크 원판(230)(또는 디스크 주 원판(230))과 샤프트캠(100)을 고정시킨다.

이에 따라, 조립 완성 후 샤프트 중심축으로 디스크를 회전시켜 밸브를 밀폐시킬 때 디스크 기밀을 유지시키는 디스크 시트 밀착식 디스크형 버터플라이 밸브가 완성된다.

다시 한번 강조하면, 이와 같이 구성되는 본 발명에 의하면 언제든지 필요에 따라 샤프트 볼트(24) 체결을 풀어 디스크 시트 접착면을 재조정 할 수 있는 이점이 있다.

디스크 시트(200)는 밸브에서 접촉과 압박이 발생되는 지점으로서, 지속적인 사용으로 마모되어 밸브의 수명을 결정짓는 부분이 된다.

따라서, 종래에는 디스크 시트(200)의 마모에 따라 밸브 수명이 종료되어 디스크 전체를 교체하여 처음부터 디스크에 샤프트를 조립하는 공정을 다시 하여 수리하였다.

종래에도 디스크 시트가 형성된 가스켓을 교환 사용하고 있는 예가 있으나, 버터플라이 밸브의 사용 이후에는 밸브를 구동시키는 보스 등의 부품들이 마모나 사용에 의한 비틀림 등에 의하여 변형이 생기므로, 처음 조립상태와 같은 밀착 구조를 가지지 못하므로 단순한 가스켓의 교환으로는 밸브의 기밀을 유지하기 힘들다.

본 발명은 이를 개선하여, 디스크형 버터플라이 밸브에서 디스크 시트의 수명이 종료되면 디스크 시트만을 교체 가능하도록 한다.

이를 위하여 본 발명의 디스크 원판(230)은 도 21, 도 22, 도 25, 도 26에 도시된 바와 같이 디스크 원판(230)에 리테이너(20-2)로 구분된다.

상기 디스크 원판(230)은 상기 샤프트(10)와 고정되어 균등 접촉 조립 상태를 형성시키는 디스크 부분을 의미하고, 상기 리테이너(20-2)는 외주면에 디스크 시트(200)가 형성된 원판으로 형성되어 상기 디스크 원판의 상측에서 샤프트 볼트(24)로 체결되는 시트 원판이다.

이와 같은 구성에 의한 본 발명은, 사용으로 디스크 시트(200)가 마모되면, 리테이너(20-20)를 새것으로 교환하고, 상기 샤프트 볼트(24)를 느슨하게 풀어 다시 디스크 시트와 바디 시트가 밀착 접촉하는 샤프트 조립점을 찾아 샤프트 볼트(24)를 압착 고정시켜 사용할 수 있다.

즉, 본 발명에 의하면, 버터 플라이 밸브의 디스크 시트가 손상되어도 밸브를 다시 재조립할 필요없이 샤프트 조립점만 재조정하여 수리할 수 있는 이점이 있다.

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상기 리테이너(20-20)는 도넛형 원판에 디스크 시트(200)를 형성시킨 리테이너 시트(20-2)와 상기 리테이너 시트(20-2) 상측에 올려져 리테이너(20-2)와 함께 디스크 원판에 샤프트 볼트 체결되는 리테이너 커버(20-3)로 구분하여 원가를 절감시킬 수 있다.

이상 본 발명의 설명을 위하여 도시된 도면은 본 발명이 구체화되는 하나의 실시예로서 도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 요지가 실현되기 위하여 다양한 형태의 조합이 가능함을 알 수 있다.

따라서 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

10 : 샤프트 10-a : 샤프트 중심축
20 : 디스크 20a : 디스크 보스를 제거한 디스크
20b-R : 디스크 원판에 형성시킨 상부 원호홈
20-2 : 리테이너 시트 20-3:리테이너 커버
20-20 : 리테이너
20a-R1 : 20a 디스크의 상부 원호홈
20a-R2 : 20a 디스크의 하부 원호홈
20-h : 장공 23 : R와셔
24 : 샤프트 볼트 24-h : 너트홀
30 : 밸브 몸체 40 : 샤프트 핀
100 : 샤프트 캠 100a : 캠 직경을 확장시킨 샤프트 캠
100-a : 샤프트 캠축 210 : 디스크 보스
220 : 샤프트 홀 220-1 : (종래기술방식의) 샤프트 홀
230 : 디스크 원판(디스크에서 디스크 보스가 형성되는 원판 부분)
300 : 바디 시트 310 : 스토퍼

Claims (5)

1. 샤프트 캠이 형성된 샤프트를 디스크 보스의 샤프트 홀에 삽입시키고, 상기 샤프트를 디스크 보스에 결합시키는 샤프트 핀으로 고정시킨 디스크와; 상기 디스크의 외주면이 접촉되어 기밀시키는 바디 시트가; 형성된 밸브 몸체로 구성되는 버터플라이 밸브에 있어서,
   샤프트 홀이 원형 통공으로 형성된 디스크 보스와;
   상기 디스크 보스의 샤프트 홀에 삽입되는 직경을 가진 원형 캠으로 형성되는 샤프트 캠으로; 구성되고
   상기 샤프트 핀이
   상기 디스크 보스에 형성되는 장공과,
   상기 샤프트 캠에 형성되는 너트 홀과,
   상기 디스크 보스 외측에서 R 와셔를 끼우고 상기 장공을 관통하여 상기 너트 홀에 체결되는 샤프트 볼트로 형성되어,
   상기 샤프트 볼트의 조임 상태로 상기 디스크 보스에 대하여 샤프트 캠의 회전을 허락 또는 구속시키도록 구성되어,
   디스크 조립시 상기 샤프트와 디스크를 상기 샤프트 볼트로 고정하는 고정 위치를 정하기 위하여 바디 시트에 디스크 시트를 밀착시킬 때(이때는 상기 디스크 시트와 바디 시트 사이의 조립 공차가 발생함.), 상기 샤프트 캠의 편심이 샤프트 중심축에서 x축으로 -a만큼 이격 형성되고, y축으로 -b만큼 이격 형성되게 상기 샤프트를 디스크 보스에 삽입시킨 후, 상기 샤프트를 회전시켜, 상기 디스크 시트가 바디 시트 방향으로 직선 이동하여 조립 공차를 제거하면서 균등하게 기밀 접촉되면, 상기 샤프트 볼트를 조여 상기 디스크 보스와 샤프트 캠을 고정시키며,
   조립 후, 사용에 의하여 상기 디스크 시트와 바디 시트의 마모로 상기 디스크 시트와 바디 시트 사이의 기밀이 유지되지 않으면,
   상기 샤프트 볼트를 풀어 디스크 보스와 샤프트 캠의 조임을 푼 상태에서, 상기 샤프트를 샤프트 중심축으로 추가 회전시켜 상기 디스크 시트를 바디 시트 방향으로 추가 직선 이동시킴으로써 바디 시트에 균등 접촉되게 한 후, 상기 샤프트 볼트를 조여 상기 디스크 보스와 샤프트 캠을 재고정시킴으로써,
   디스크 조립 후, 상기 샤프트 중심축으로 디스크를 회전시켜 밸브를 밀폐시킬 때, 상기 디스크 시트와 바디 시트가 조립 공차를 제거하면서 균등 기밀 접촉되며, 사용 마모로 밀폐 상태가 손상되면 상기 디스크 시트와 바디 시트의 균등 접촉 상태를 재조정할 수 있는 것을 특징으로 하는 디스크 시트 밀착식 디스크형 버터플라이 밸브.
   x축 : 샤프트를 z축으로 할 때, 디스크 면에 평행한 방향의 축
   y축 : 샤프트를 z축으로 할 때, 디스크 면에 법선 방향의 축
   a : 샤프트에 대한 디스크 회전으로 바디 시트와 디스크 시트가 비접촉하는 편심거리.
   b : 디스크 회전시 y축 방향으로 디스크가 직선 이동할 거리
   
2. 샤프트 캠이 형성된 샤프트를 디스크 보스의 샤프트 홀에 삽입시키고, 상기 샤프트를 디스크 보스에 결합시키는 샤프트 핀으로 고정시킨 디스크와; 상기 디스크의 외주면이 접촉되어 기밀시키는 바디 시트가; 형성된 밸브 몸체로 구성되는 버터플라이 밸브에 있어서,
   상기 디스크의 디스크 원판 하면부에 형성되며 샤프트 홀이 원형 통공으로 형성된 디스크 보스와;
   샤프트 캠이 상기 디스크 보스의 샤프트 홀에 삽입되는 직경을 가진 원형 캠으로 형성되는 샤프트와;
   상기 디스크의 디스크 원판 상면부에서 상기 샤프트 캠과 동일 원심을 가지도록 형성된 상부 원호홈으로; 구성되고
   상기 샤프트 핀이
   상기 상부 원호홈에 원호를 따라 형성되며 샤프트 홀까지 관통되는 장공과,
   상기 샤프트 캠에 형성되는 너트 홀과,
   상기 상부 원호홈 외측에서 R 와셔를 끼우고 상기 장공을 관통하여 상기 너트 홀에 체결되는 샤프트 볼트로 형성되어, 상기 샤프트 볼트의 조임 상태로 상기 디스크 보스에 대하여 샤프트 캠의 회전을 허락 또는 구속시키도록 구성되어,
   디스크 조립시 상기 샤프트와 디스크를 상기 샤프트 볼트로 고정하는 고정 위치를 정하기 위하여 바디 시트에 디스크 시트를 밀착시킬 때(이때는 상기 디스크 시트와 바디 시트 사이의 조립 공차가 발생함.), 상기 샤프트 캠의 편심이 샤프트 중심축에서 x축으로 -a만큼 이격 형성되고, y축으로 -b만큼 이격 형성되게 상기 샤프트를 디스크 보스에 삽입시킨 후, 상기 샤프트를 회전시켜, 상기 디스크 시트가 바디 시트 방향으로 직선 이동하여 조립 공차를 제거하면서 균등하게 기밀 접촉되면, 상기 샤프트 볼트를 조여 상기 디스크 보스와 샤프트 캠을 고정시키고,
   조립 후, 사용에 의하여 상기 디스크 시트와 바디 시트의 마모로 상기 디스크 시트와 바디 시트 사이의 기밀이 유지되지 않으면,
   상기 샤프트 볼트를 풀어 디스크 보스와 샤프트 캠의 조임을 푼 상태에서, 상기 샤프트를 샤프트 중심축으로 추가 회전시켜 상기 디스크 시트를 바디 시트 방향으로 추가 직선 이동시킴으로써 바디 시트에 균등 접촉되게 한 후, 상기 샤프트 볼트를 조여 상기 디스크 보스와 샤프트 캠을 재고정시킴으로써,
   디스크 조립 후, 상기 샤프트 중심축으로 디스크를 회전시켜 밸브를 밀폐시킬 때, 상기 디스크 시트와 바디 시트가 조립 공차를 제거하면서 균등 기밀 접촉되며, 사용 마모로 밀폐 상태가 손상되면 상기 디스크 시트와 바디 시트의 균등 접촉 상태를 재조정할 수 있는 것을 특징으로 하는 디스크 시트 밀착식 디스크형 버터플라이 밸브.
   x축 : 샤프트를 z축으로 할 때, 디스크 면에 평행한 방향의 축
   y축 : 샤프트를 z축으로 할 때, 디스크 면에 법선 방향의 축
   a : 샤프트에 대한 디스크 회전으로 바디 시트와 디스크 시트가 비접촉하는 편심거리.
   b : 디스크 회전시 y축 방향으로 디스크가 직선 이동할 거리
   
3. 샤프트 캠이 형성된 샤프트를 디스크 보스의 샤프트 홀에 삽입시키고, 상기 샤프트를 디스크 보스에 결합시키는 샤프트 핀으로 고정시킨 디스크와; 상기 디스크의 외주면이 접촉되어 기밀시키는 바디 시트가; 형성된 밸브 몸체로 구성되는 버터플라이 밸브에 있어서,
   상기 디스크가 디스크 보스를 제거시키고 상면에는 상부 원호홈이 형성되고, 하면에는 상기 상부 원호홈과 동일 원심을 가지는 하부 원호홈이 형성된 디스크 원판으로 구성되며;
   상기 샤프트는 샤프트 캠이 상기 상부 원호홈, 하부 원호홈과 동일 원심을 가지는 원형 캠으로 형성되면서 상기 하부 원호홈에 접촉되도록 직경이 확장되고, 상기 하부 원호홈에 비접촉되는 부분은 제거되며,
   상기 샤프트핀은
   상기 상부 원호홈에 원호를 따라 형성되며 하부 원호홈까지 관통되는 장공과,
   상기 샤프트 캠에 형성되는 너트 홀과,
   상기 상부 원호홈 외측에서 R 와셔를 끼우고 상기 장공을 관통하여 상기 너트 홀에 체결되는 샤프트 볼트로;
   형성되어
   상기 샤프트 볼트의 조임 상태로 상기 디스크에 대하여 샤프트 캠의 회전을 허락 또는 구속시키도록 구성되어,
   
   디스크 조립시 상기 샤프트와 디스크를 상기 샤프트 핀으로 고정하는 고정 위치를 정하기 위하여 바디 시트에 디스크 시트를 밀착시킬 때(이때는 상기 디스크 시트와 바디 시트 사이의 조립 공차가 발생함.),
   상기 샤프트 캠의 편심이 샤프트 중심축에서 x축으로 -a만큼 이격 형성되고, y축으로 -b만큼 이격 형성되게 상기 샤프트를 상기 하부 원호홈에 접촉시킨 후, 상기 샤프트를 회전시켜, 상기 디스크 시트가 바디 시트 방향으로 직선 이동하여 조립 공차를 제거하면서 균등하게 기밀 접촉되면, 상기 샤프트 볼트를 조여 상기 디스크와 샤프트 캠을 고정시키며,
   조립 후, 사용에 의하여 상기 디스크 시트와 바디 시트의 마모로 상기 디스크 시트와 바디 시트 사이의 기밀이 유지되지 않으면,
   상기 샤프트 볼트를 풀어 디스크와 샤프트 캠의 조임을 푼 상태에서, 상기 샤프트를 샤프트 중심축으로 추가 회전시켜 상기 디스크 시트를 바디 시트 방향으로 추가 직선 이동시킴으로써 바디 시트에 균등 접촉되게 한 후, 상기 샤프트 볼트를 조여 상기 디스크 보스와 샤프트를 재고정시킴으로써,
   디스크 조립 후, 상기 샤프트 중심축으로 디스크를 회전시켜 밸브를 밀폐시킬 때, 상기 디스크 시트와 바디 시트가 조립 공차를 제거하면서 균등 기밀 접촉되며, 사용 마모로 밀폐 상태가 손상되면 상기 디스크 시트와 바디 시트의 균등 접촉 상태를 재조정할 수 있는 것을 특징으로 하는 디스크 시트 밀착식 디스크형 버터플라이 밸브.
   x축 : 샤프트를 z축으로 할 때, 디스크 면에 평행한 방향의 축
   y축 : 샤프트를 z축으로 할 때, 디스크 면에 법선 방향의 축
   a : 샤프트에 대한 디스크 회전으로 바디 시트와 디스크 시트가 비접촉하는 편심거리.
   b : 디스크 회전시 y축 방향으로 디스크가 직선 이동할 거리
   
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서 상기 디스크는
   상기 샤프트 볼트에 의해 샤프트와 고정되어 균등 접촉 조립 상태를 형성시키는 디스크 원판과;
   상기 디스크 원판의 상측에서 볼트로 체결되며, 외주변에 디스크 시트가 형성된 리테이너로 구성되어
   버터플라이 밸브의 사용 중에 디스크 시트가 마모되면 새로운 리테이너로 교환하고,
   상기 샤프트 볼트로 디스크 시트의 균등 밀착 상태를 재조정하여 사용할 수 있는 것을 특징으로 하는 디스크 시트 밀착식 디스크형 버터플라이 밸브.
   
5. 제4항에 있어서 상기 리테이너는
   도넛형 원판에 디스크 시트를 형성시킨 리테이너 시트와;
   상기 리테이너 시트 상측에 올려져 리테이너 시트와 함께 디스크 원판에 볼트 체결되는 리테이너 커버로
   구성되는 것을 특징으로 하는 디스크 시트 밀착식 디스크형 버터플라이 밸브.
   

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