KR101856428B1 - 고무붙이 버터플라이 밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고무붙이 버터플라이 밸브에 관한 것이다.
발명의 고무붙이 버터플라이 밸브는, 밸브몸체(1)의 내주벽에 고무시트(2)가 장착되고, 이에 밀착 회전하는 디스크(3)의 스템(4)이 고무시트(2)의 축공(5) 및 밸브몸체(1)의 축수홈(6)에 끼워진 고무붙이 버터플라이 밸브에 있어서, 상기 고무시트(2)는 내주면 벽면에 중앙을 향해 내경이 작아지는 형태로 경사진 경사부(10)가 양측에 형성되어 있고, 상기 양측 경사부(10)의 사이에는 단면상에서 일정 곡률을 가진 채 오목한 형태를 갖는 오목라운드부(20,20c,20d)가 형성되어 있으며, 상기 디스크(3)는 외주면이 단면상에서 일정 곡률을 가진 채 볼록한 형태를 갖는 볼록라운드부(30,30a)가 형성되어 있으며, 상기 볼록라운드부(30,30a)는 오목라운드부(20,20c,20d)에 대해 일정한 곡률비로 이루어져 있고, 상기 볼록라운드부(30)의 곡률은 상기 디스크(3)의 평면상 곡률(30a)과 동일하게 이루어져 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의해, 고무시트와 디스크가 닫히는 면을 라운드 형태로 형성함으로써 서로 닫히는 면의 표면적을 증대시켜 밀폐력이 우수할 뿐만 아니라, 개폐시 디스크가 고무를 누루는 정도가 작아져 개폐 동작이 부드럽고, 고무시트에 자국이 남지 않게 되고, 이처럼 개폐에 소요되는 힘이 덜 소요되도록 함으로써 레버가 작아도 작동이 부드러우며, 치수가 크더라도 기어박스가 필요 없이 작동 할 수 있게 되어 원가 절감 및 성능 개선이 탁월해지게 되며, 디스크가 열려 있을시에 디스크가 있는 고무시트 중심부의 치수가 넓어 이전의 밸브에 비해 압력 손실이 현저하게 줄어 들게 되고, 고무시트와 디스크의 가공이 모두 일정 곡률의 원형을 이루게 함으로써 스템 쪽으로의 누수가 없고 작동이 부드럽게 이루어질 수 있게 된다.

Description

고무붙이 버터플라이 밸브{rubber-seated butterfly valve}

본 발명은 고무붙이 버터플라이 밸브에 관한 것으로, 디스크의 개폐 동작시 고무시트를 누르는 힘을 최소화하면서 밀폐성이 우수하고, 적은 동력으로도 디스크 작동이 가능하도록 한, 고무붙이 버터플라이 밸브에 관한 것이다.

버터플라이 밸브는 둥근 몸체 내부에 원반형의 디스크가 축에 조립되어 밸브의 유로를 개폐하는 밸브로서, 다음과 같이 분류된다.

먼저, 연결방식에 따라 웨이퍼형, 플랜지형, 구루브형으로 구분된다.

웨이퍼형은 플랜지와 플랜지 사이에 삽입하는 형식으로 밸브 몸통에는 플랜지가 없다.

플랜지형은 보통의 플랜지식 밸브와 같이 플랜지가 붙어있는 것으로 고기능성 버터플라이밸브에 많이 적용한다.

구루브형은 구루브 쪼인트로 연결하여 사용한다. 다음에는, 시트의 재질에 따라 고무시트형, 메탈시트형으로 구분된다.

고무시트형은 보통 고무붙이시트형 버터플라이밸브라고 부르는 것으로 몸통의 내측이 고무링 형태로 되어 있어 가장 널리 사용되며 주로 저압에 사용된다.

메탈시트형은 몸통의 내측에 탄성이 있는 금속의 원형 시트를 가진 밸브로 주로 고기능성의 편심형 버터플라이밸브에 많이 사용되며, 고압에 주로 사용된다.

기타 실리콘고무시트, 불소수지(테프론)시트 등이 있다.

또한 스템이 디스크 중앙을 관통하여 하나의 스템으로 되어진 방식과 스템이 2개로 위 아래로 분리된 방식이 있다. 그밖의 분류로 구동 형식에 따라서는 레버식, 기어식, 실린더식, 모터식으로 구분되기도 하고, 스템 위치에 따라서는 동심형, 편심형으로 구분되기도 한다.

본 발명은 고무붙이 버터플라이 밸브에 관한 것이다.

통상의 고무붙이시트형 버터플라이 밸브에서 고무시트와 디스크의 연결 구조는 뾰족한 단면 형태를 갖는 디스크와, 동일하게 일직선상 단면 형태를 갖는 고무시트로 이루어지되, 고무시트와 디스크가 직경 차이에 따른 억지 끼움 방식으로 연결된다.

만약 디스크와 고무시트의 접촉 면적을 키우기 위해 디스크를 평면으로 하였을 때 누수발생은 줄일 수 있으나 개폐가 어렵게 된다(도8a).

그리하여 디스크를 뾰족한 형태로 평면 고무시트를 많은 양을 누르게 하여 어느정도 누수를 줄일 수 있으나(도8b), 이는 디스크 구동시 레버를 돌릴 때 큰 토크를 필요로 하게 되며, 시간이 경과하면 디스크에 눌린 고무시트 면에 디스크자국이 깊게 생겨 누수가 발생하게 되고 이로 인해 교체비용이 증가하고, 교체주기가 짧아지는 문제점이 있다.

구체적으로, 종래의 고무붙이시트형 버터플라이 밸브는 디스크가 평면 고무시트의 유체통로 내에서 회전축을 기준으로 회전하기 때문에 고무시트와 디스크의 접촉면에서 축공 부분이 평면의 원을 이루면 디스크를 회전시켜 열릴때 디스크 볼록 부분(30b)이 축공 부분 좌우 고무시트에 걸려 돌릴수가 없고, 만약 열렸다 하여도 디스크 축공 부분이 고무시트와 디스크 부분이 뜨게 되어 디스크와 고무시트를 축공 부분은 도 7에 도시된 바와 같이 반듯한 평면(d)으로 만들어야 하며 그리하여 축공 부분으로의 누수를 막기 위해 억지 끼움으로 큰 접촉 마찰이 발생하고, 또한 도8b에 도시한 바와 같이, 접촉면적(30c)이 작아 누수 발생을 방지하기 위해 고무시트를 많은 양을 누름으로서 눌린자국 발생으로 실링력이 저하되어 밸브 성능과 수명을 단축시키게 되고, 접촉마찰 저항이 커지면 디스크의 개폐 토크가 커지게 되고, 디스크의 개폐토크가 커지게 되면 밸브 조작력이 커져 힘이 많이 드는 문제점이 있었다.

이러한 일자형 고무시트와 디스크 접촉 구조로 인한 문제점을 해소하기 위한 기술로, "버터플라이 밸브"(한국 공개특허공보 제10-2004-0000897호, 특허문헌 1)에는 고무시트의 단면 중앙에 디스크를 향해 돌출된 실링부가 형성되어 디스크의 개폐시 유체통로의 접촉면을 실링부로 한정되도록 하여 디스크와의 접촉 마찰을 감소시키려 한 사례가 공개되어 있다.

특허문헌 1의 경우 접촉 마찰을 줄일 수는 있으나, 고무시트의 평면상 형태가 원형을 이루지 못하고, 이로 인해 디스크가 유로를 차단하는 형태로 작동될 때 회전축이 연결되는 부분에서의 유체 누출이 이루어질 확률이 매우 높다.

더불어, 디스크가 유로를 차단시키는 작동을 할 때, 실링부에는 오히려 힘이 집중되어 실링부의 마모 가능성이 높아 고무시트의 교체 주기가 더 짧아지는 문제점이 있다.

이러한 문제를 해결하기 위한 기술로, "버터플라이 밸브의 고무시트 축공 보강구조"(한국 등록실용신안공보 제20-0202918 (2000.08.31)에서는 축공 주변에서의 밀폐 성능을 높이려는 시도가 있었는데, 이 기술의 경우 축공을 보강하는 패킹 수명이 짧고, 부품의 수가 증가하게 되므로 또다른 유지 관리의 필요성이 증가하는 불편함이 있었다.

KR 10-2004-0000897 (2004.01.07) KR 20-0202918 (2000.08.31)

본 발명의 고무붙이 버터플라이 밸브는 상기와 같은 종래 기술에서 발생하는 문제점을 해소하기 위한 것으로, 고무시트와 디스크가 닫히는 면을 라운드 형태로 형성함으로써 서로 닫히는 면의 표면적을 증대시켜 밀폐력이 우수할 뿐만 아니라, 개폐시 디스크가 고무를 누르는 정도가 작고 밸브디스크와 고무시트가 거의 비슷한 곡률을 이루게 되므로 인해 개폐 동작이 부드럽고, 고무시트에 자국이 남지 않게 하려는 것이다.

이처럼 개폐에 소요되는 힘이 덜 소요되도록 함으로써 레버가 작아도 작동이 부드러우며, 치수가 크더라도 기어박스가 필요 없이 레버로 작동할 수 있게 하려는 것이다.

또한, 디스크가 열려 있을시에 디스크가 있는 고무시트 중심부의 치수가 넓어 이전 버터플라이 밸브의 디스크 중앙부가 스템을 끼우기 위한 돌출로 인해 치명적인 결함인 압력 손실이 현저하게 줄어 들게 하려는 것이다.(도면9 참조)

더불어, 고무시트와 디스크의 가공이 모두 일정 곡률의 원형을 이루게 함으로써 스템 쪽으로의 누수가 없고 작동이 부드럽게 이루어질 수 있게 하려는 것이다.(도면4)

본 발명의 고무붙이 버터플라이 밸브는 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 밸브몸체(1)의 내주벽에 고무시트(2)가 장착되고, 이에 밀착 회전하는 디스크(3)의 스템(4)이 고무시트(2)의 축공(5) 및 밸브몸체(1)의 축수홈(6)에 끼워진 고무붙이 버터플라이 밸브에 있어서, 상기 고무시트(2)는 내주면 벽면이 중앙을 향해 내경이 작아지는 형태로 경사진 경사부(10)가 양측에 형성되어 있고, 상기 양측 경사부(10)의 사이에는 단면상에서 일정 곡률을 가진 채 오목한 형태를 갖는 오목라운드부(20,20c,20d)가 형성되어 있으며, 상기 디스크(3)는 외주면이 단면상에서 일정 곡률을 가진 채 볼록한 형태를 갖는 볼록라운드부(30)가 형성되어 있으며, 상기 볼록라운드부(30)는 오목라운드부(20,20c,20d)에 대해 일정한 곡률비로 이루어져 있게 되지만, 바람직하게는 오목라운드부(20,20c,20d)의 곡률에 비해 0.3 ~ 0.7mm 크게 이루어져 있고, 상기 디스크(3)의 측벽면의 라운드를 형성하는 상기 볼록라운드부(30)의 곡률은 상기 디스크(3)의 평면상의 곡률(30a)과 동일하게 이루어져 있는 것을 특징으로 한다.(도면 4)

상기한 구성에 있어서, 상기 고무시트(2)의 오목라운드부(20,20c,20d) 폭은 상기 디스크(3) 외주면의 두께보다 2 ~ 5 mm 크게 이루어져 있는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 고무시트(2)의 축공(5) 내주면에는 스템(4)에 밀착되는 밀착돌기(40)가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

더불어, 상기 밸브몸체(1)의 내주면에는 외측이 내측보다 두께가 두꺼운 쐐기 형태의 쐐기연결부(50)가 형성되어 있으며, 상기 고무시트는 외주면에 상기 쐐기연결부(50)의 형상에 대응되어 쐐기연결부(50)에 끼움 결합되는 끼움결합부(51)가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 디스크(3)의 볼록라운드부(30) 단부에는 경사지게 모따기 처리가 이루어진 디스크모따기경사부(60)가 형성되어 있고 고무시트(2)의 경사부(10)와 오목라운드부(20,20c,20d)가 만나는 부분에는 고무시트모따기경사부(70)가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의해, 고무시트와 디스크가 닫히는 면을 라운드 형태로 형성함으로써 서로 닫히는 면의 표면적을 증대시켜 밀폐력이 우수할 뿐만 아니라, 개폐시 디스크가 고무를 누르는 정도가 작아져 개폐 동작이 부드럽고, 고무시트에 자국이 남지 않게 된다.

이처럼 개폐에 소요되는 힘이 덜 소요되도록 함으로써 레버의 길이가 짧고 작아도 작동이 부드러우며, 치수가 크더라도 기어박스가 필요 없이 작동할 수 있게 되어 원가 절감 및 성능 개선이 탁월해지게 된다.

또한, 디스크가 열려 있을시에 디스크가 있는 고무시트 중심부의 치수가 넓어 이전의 밸브의 디스크 중앙부 스템 부위의 돌출에 의한 고무붙이 버터플라이 밸브의 치명적인 결함인 압력 손실이 현저하게 줄어들게 된다.

더불어, 고무시트와 디스크의 가공이 모두 일정 곡률의 원형을 이루게 함으로써 스템쪽으로의 누수가 없고 작동이 부드럽게 이루어질 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 고무붙이 버터플라이 밸브를 나타낸 단면도.
도 2는 본 발명에서 디스크가 회동 전(닫힌 상태)의 볼록라운드부와 오목라운드부의 결합 상태를 나타낸 요부 단면도.
도 3은 도 2의 상태에서 디스크가 회동함에 따른 오목라운드부와 볼록라운드부의 접촉면 변화를 나타낸 단면도.
도 4는 본 발명에서 디스크와 고무시트 예를 나타낸 분해 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 고무시트의 형상을 나타낸 사시도.
도 6은 본 발명에 따른 고무시트의 또다른 형태를 나타낸 사시도.
도 7은 종래 버터플라이 밸브의 고무시트를 나타낸 사시도.
도 8은 종래 버터플라이 밸브의 고무시트 조립 예를 나타낸 단면도.
도 9는 본 발명에 따른 디스크가 열렸을 때 디스크 중간공간이 확대된 사시도.
도10은 본 발명에서 디스크와 고무시트의 조립 예를 나타낸 단면도.
도11은 본 발명의 고무붙이 버터플라이 밸브에서 스템이 하나로 되어진 단면도.

본 발명은 밸브몸체(1)의 내주벽에 고무시트(2)가 장착되고, 이에 밀착 회전하는 디스크(3)의 스템(4)이 고무시트(2)의 축공(5) 및 밸브몸체(1)의 축수홈(6)에 끼워진 고무붙이 버터플라이 밸브에 관한 것이다.

더불어, 이하 설명된 본 발명의 고무붙이 버터플라이 밸브의 각 부위 재질 및 치수는 아래 설명과 도면에 나타난 특징적 구조를 제외하고는 한국산업표준 KS B 2813에 따른다 할 것이다.

이하, 첨부된 도면을 통해 본 발명의 고무붙이 버터플라이 밸브의 주요 구성에 대해 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에서 설계 치수대로 결합된 상태를 나타낸 단면도이고, 도 2는 디스크가 유로를 차단한 상태에서 볼록라운드부와 오목라운드부의 체결 상태를 나타낸 것이며, 도 3은 도 2의 상태에서 디스크의 회동에 따라 고무시트 내부가 개방 전환될 때, 볼록라운드부와 오목라운드부의 접촉 부위의 변화를 나타낸 도면이며, 도 4는 본 발명에서 디스크와 고무시트의 상태를 나타낸 분해 단면도이고, 도 5와 도 6은 본 발명에서 고무시트를 나타낸 사시도이다.

본 발명에서 상기 고무시트(2)는 내주면 벽면이 종래와 같이 일자형 단면 형태를 취하는 것이 아니라, 도시된 바와 같이 내주면 벽면에 중앙을 향해 내경이 작아지는 형태로 경사진 경사부(10)가 양측에 형성되어 있다.

더불어, 상기 양측 경사부(10)의 사이에는 단면상에서 일정 곡률을 가진 채 오목한 형태를 갖는 오목라운드부(20)가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

경사부(10)는 고무시트(2)의 내부 공간이 점차 중앙 측으로 좁아지는 형태가 되도록 함으로써 디스크(3)가 열리고 닫히는 과정에서 고무시트(2) 내부측에서의 유체의 압력이 중앙 측으로 집중되도록 가이드해주는 역할을 하여 고무시트(2)의 경사부(10)가 면하는 테두리 측에서의 디스크(3)의 둘레 부분에서의 유체 저항을 최소화시켜 원할한 디스크(3) 회동이 이루어질 수 있게 해준다.

오목라운드부(20)는 디스크(3)의 외주면이 끼워질 수 있는 형태를 제공하고, 밀폐성을 확보해주기 위해 형성되는 것인데, 이에 더하여 디스크(3)의 회동에 의해 개방 상태가 되어 있을 때, 경사부(10)에서 좁아진 내부 공간이 일시적으로 넓어진 상태가 되어 압력 손실을 저감시켜 주는 역할도 하게 된다.

도시된 도면은 2014년 개장된 KS B 2813의 고무붙이 버터플라이 밸브에서 호칭 지름 80mm 규격의 예를 나타낸 것으로, 고무시트(2)의 최소 내경 즉, 경사부(10)와 오목라운드부(20)가 만나는 지점에서의 내경이 80mm이고, 오목라운드부(20)의 중앙 지점에서의 내경은 83mm인 상태가 도시되어 있다.

더불어 고무시트(2)의 외측 모서리에는 도 4와 같이 라운드부(80)가 형성될 수 있다.

본 발명에서 디스크(3)는 종래와 같이 뾰족한 형태의 단면 형태를 취하는 것이 아니라, 도시된 바와 같이 외주면이 단면상에서 일정 곡률을 가진 채 볼록한 형태를 갖는 볼록라운드부(30)가 형성되어 있으며, 상기 볼록라운드부(30)는 오목라운드부(20)에 대해 일정한 곡률비로 이루어져 있게 되지만, 바람직하게는 오목라운드부(20)의 곡률에 비해 0.3 ~ 0.7mm 크게 이루어져 있는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 도 1에 도시된 디스크(3)는 측벽 중간 지점에서의 외경이 83.6mm 정도에 해당하여 오목라운드부(20) 중앙 지점 기준으로 0.6mm의 차이가 있다.

도 1에서 도면기호 b는 볼록라운드부(30)와 오목라운드부(20)의 설계상 수치 차이를 나타낸 것으로, 도 2와 같이 설치 상태에서는 서로 밀착되어 밀폐성을 발휘하게 된다.

이러한 곡률 차이는 도 2에 나타난 바와 같이 고무시트(2)가 디스크(3)와 접촉하는 면이 강제로 눌려진 형태가 되며 접촉면의 단면적이 넓어 밀폐력을 향상시키게 되는 효과를 갖는다.

더하여, 디스크(3)에 볼록라운드부(30)가 형성됨에 따라 디스크(3)의 회동시 밀폐력이 유지된 상태에서의 마찰 저항도 최소화시킬 수 있게 된다.

만일, 디스크(3) 벽면이 평평하게 되어 있을 경우해 접촉면적이 넓고 고르게 이루어지지 못해 디스크(3)와 접촉하는 고무시트(2)의 손상이 더 빨리 일어나게 된다.

한편, 만일 상기 곡률 차이보다 차이가 적을 경우에는 시간이 경과하여 고무시트(2)의 탄성 변화가 적어질 경우에 밀폐력이 저하될 수 있다.

또, 상기 곡률 차이보다 차이가 큰 경우에는 디스크(3) 회동에 소요되는 저항이 커져 큰 토크를 필요로 하게 되고, 고무시트(2)의 손상이 커지게 된다.

한편, 상기한 구성에서 상기 디스크(3)의 측벽면의 라운드를 형성하는 상기 볼록라운드부(30)의 곡률은 상기 디스크(3)의 평면상 곡률(30a)과 동일하게 이루어져 있는 것이 바람직하다.

즉, 상기 디스크(3)의 측벽면의 라운드를 형성하는 상기 볼록라운드부(30)의 곡률과 상기 디스크(3)의 평면상의 곡률(30a)이 모두 83.6mm로 동일하게 이루어지는 것이라 하겠다.

이는 디스크(3)가 닫힌 상태에서 스템(4) 회전에 따라 열린 상태로 변화할 때 고무시트(2)를 압박하고 있는 힘의 변화를 최소화시킬 수 있다.

즉, 볼록라운드부(30)가 오목라운드부(20)를 누루고 있는 힘의 변화는 최소화한 채 볼록라운드부(30)만 회동하게 되는 것으로, 디스크(3) 구동에 필요로 하는 힘의 크기를 최소화할 수 있게 되는 것이라 하겠다.

만일 디스크(3)의 측벽면의 라운드를 형성하는 볼록라운드부(30)의 곡률이 디스크(3)의 평면상의 곡률(30a)과 다른 경우, 예를 들어 단면상에서 볼록라운드부(30)의 중앙 외경이 더 큰 형태, 즉, 보다 볼록한 형태를 취하는 경우에는 고무시트(2)의 오목라운드부(20) 중간 지점에서 이격된 외곽 지점에 가해지는 힘이 커지게 되고, 이는 곧 디스크를 회동시키는 데 소요되는 힘이 증가하게 된다.

반대로, 디스크(3)의 측벽면의 라운드를 형성하는 볼록라운드부(30)의 곡률이 디스크(3)의 평면상의 곡률(30a)보다 작은 상태를 이루게 되면 디스크(3)의 볼록라운드부(30) 중간 부위와 고무시트(2)의 오목라운드부(20) 중간 부위가 이격되거나, 밀착력이 저하되게 되는 바, 중간 부위에서의 밀폐력이 저하되는 문제점이 발생하게 된다.

즉, 디스크(3)의 측벽면의 라운드를 형성하는 볼록라운드부(30)의 곡률과 디스크(3)의 평면상의 곡률(30a)이 동일한 경우에 밀폐성이 우수함은 물론 개폐에 소요되는 토크를 최소화할 수 있게 되는 것이다.

한편, 본 발명에 고무시트(2)의 오목라운드부(20) 폭은 상기 디스크(3) 외주면의 두께보다 2 ~ 5 mm 크게 이루어져 있는 것이 바람직하다.

도 1과 3에서 도면기호 a는 오목라운드부의 단부와 디스크 외주면 사이의 거리를 나타낸 것으로 이 수치는 1 ~ 2.5mm 정도가 된다.

만일 오목라운드 폭과 디스크 외주면 두께가 동일한 크기로 이루어져 있을 경우에는 장시간 경과하여 고무시트(2)의 탄성이 저하되는 시점이 도래할 때, 밀폐력이 저하되는 문제점이 발생할 수 있다.

반면, 상기와 같이 고무시트(2)의 오목라운드부(20) 폭이 디스크(3) 외주면 두께보다 크게 이루어진 경우 고무시트(2)의 탄성이 저하되더라도 밀폐성을 제공해줄 수 있게 된다.

특히, 디스크(3)의 회동이 이루어지는 과정에서 밀폐성을 유지해주게 됨으로써 서로 접촉하고 있는 볼록라운드부(30)와 오목라운드부(20,20c)로의 유체 침투를 방지하게 되어 접촉면의 유체 침투로 인한 부작용을 방지할 수 있게 된다.

더불어, 도 5와 같이 오목라운드부(20c) 측면 부위가 좁은 형대로 형성될 수 있는데 이 경우 디스크가 닫힐 때 닫는 범위가 좁아 열림에서 닫힐 때까지 범위를 예민하게 유량을 조절할 때 사용할 수 있어 일반적으로 고무붙이 버터플라이 밸브에 있어서 가장 좋은 방법이며, 단순 ON/OFF 기능이 필요한 부분에는 도 6과 같이 오목라운드부(20d)가 넓어 닫히는 범위가 넓은 것이 좋다.

한편, 상기 고무시트(2)의 축공(5) 내주면에는 도시되어 있는 바와 같이 스템(4)에 밀착되는 밀착돌기(40)가 형성되어 있는 것이 바람직하다.

이러한 밀착돌기(40)의 형성은 최소 부분만 스템과 닿아 마찰력이 감소하여 작동이 부드럽고 또한 O-링 역할을 하여 유체가 밸브몸체(1)와 스템(4) 사이의 틈새로 유입되는 것을 방지하여 스템(4)의 내구성을 유지하고, 수명이 길어질 수 있고 스템을 타고 나오는 누수를 막을수 있다.

더불어, 상기 밸브몸체(1)의 내주면에는 외측이 내측보다 두께가 두꺼운 쐐기 형태의 쐐기연결부(50)가 형성되어 있으며, 상기 고무시트는 외주면에 상기 쐐기연결부(50)의 형상에 대응되어 쐐기연결부(50)에 끼움 결합되는 끼움결합부(51)가 형성되어 고무시트의 탄성 변형을 이용하여 끼움 결합하고, 고무시트의 이탈을 방지하도록 할 수 있다.

또한, 상기 디스크(3)의 볼록라운드부(30) 단부에는 경사지게 모따기 처리가 이루어진 디스크모따기경사부(60)가 형성될 수 있다.

디스크모따기경사부(60)가 형성될 경우 고무시트(2)의 오목라운드부(20)의 양측 단부측 구체적으로 볼록라운드부(30)에 의해 눌리지 않는 부분과, 볼록라운드부(30)에 의해 눌리는 부분의 경계 지점에 가해지는 압축력의 급속한 변화를 방지하여 고무시트(2)의 수명을 가일층 연장시킬 수 있다.

더 나아가, 디스크(3)의 회전이 이루어지는 경우에도 디스크모따기경사부(60)의 경사진 형상에 의해 회전에 의해 접촉하면서 새로 눌리게 되는 부분 즉, 눌려있지 않다가 눌려지게 되는 오목라운드부(20)의 양측 단부측에 급작스런 눌림이 발생하지 않고 디스크모따기경사부(60)에 의해 완충 눌림이 이루어지게 되고 또한 고무시트모따기 경사부(70)에 의해 디스크(3) 회동시 가해지는 초기 토크를 강하게 하지 않아도 디스크(3)의 회동이 원활하게 이루어질 수 있게 된다.

이상 설명된 본 발명의 고무붙이 버터플라이 밸브의 작용에 대해 설명하기로 한다.

도 3에서 도면기호 20은 설계상의 오목라운드부를 나타낸 것이며, 도면기호 20a는 고무시트에 디스크가 설치된 상태에서의 오목라운드부의 변형된 예를 나타낸 것이며, 도면기호 20b는 디스크의 회동에 의해 고무시트 내부가 열리는 상태로 변환될 때 고무시트의 오목라운드부가 변형되는 부분을 나타낸 것이다.

먼저, 디스크(3)가 고무시트(2)의 내부 공간을 막고 있는 상태는 고무시트(2)의 오목라운드부(20)는 디스크(3)의 볼록라운드부(30)의 직경이 미세하게 큰 이유로 눌려져 있는 상태를 취하여 밀착된 상태를 이루기 때문에, 유체는 디스크(3)를 통과할 수 없는 상태이다.

이런 상태에서 기어박스나 레버를 회전시켜 이와 연결된 스템(4)이 회전하게 되면 디스크(3)가 스템(4)을 축으로 하여 회전하게 된다.

이때, 볼록라운드부(30)가 오목라운드부(20)를 누르고 있는 상태는 변화하지 않으며, 단지 오목라운드부(20)의 단부측만이 디스크모따기경사부(60)에 의해 먼저 눌리면서 변형되고, 이어 디스크(3)의 볼록라운드부(30) 중앙이 오목라운드부(20)와 경사부(10)의 연결 지점인 고무시트모따기경사부(70)을 누르는 형태로 변형되게 된다.

이 과정에서 디스크(3)의 회전시 고무시트(2)가 새롭게 힘을 받는 부분을 최소화할 수 있게 되므로 최소한의 토크만으로 디스크(3)를 회전시킬 수 있게 된다.

더불어, 디스크모따기경사부(60)와 고무시트모따기경사부(70)을 이용하여 한꺼번에 강한 토크를 주지 않아도 회동이 이루어지게 되므로 힘이 적게 드는 것은 물론 고무시트(2)의 손상도 최소화시킬 수 있게 된다.

더욱이 전술한 것처럼 상기 디스크(3)의 측벽면의 라운드를 형성하는 상기 볼록라운드부(30)의 곡률과 상기 디스크(3)의 평면상의 곡률(30a)이 동일 곡률을 이루게 되므로 고무시트(2)의 저항을 최소화할 수 있게 된다.

또한, 고무시트(2)와 스템(4) 사이에 형성된 밀착돌기(40)와, 쐐기연결부(50))와 끼움결합부(51)의 연결관계를 통해 토크가 발생하는 상태에서 고무시트(2)를 잡아주는 형태가 되어 디스크(3) 회전이 이루어지는 동안 고무시트(2)의 손상을 방지해주기도 한다.

이처럼 본 발명에 따른 버터플라이 밸브는 서로 밀착되되 라운드 처리된 볼록라운드부(30)와 오목라운드부(20,20c,20d)의 형상으로 인해 밀착성이 우수한 것은 물론이고, 디스크(3)의 개폐 과정에서 고무시트를 누르는 정도가 작아 종래에 비해 훨씬 부드럽게 디스크(3)가 작동하게 되고, 고무시트를 적게 눌러 고무시트에 자국이 발생하지 않아 누수 발생도 최소화할 수 있게 된다.

이처럼 작은 토크만으로도 디스크 회동이 가능하기에 치수가 큰 규격에도 기어박스 없이도 수동 조작이 가능해져 원가 절감이 이루어질 수 있게 된다.

더 나아가, 디스크(3)의 개방 상태에서 고무시트(2) 중심부의 공간이 오목라운드부(20c,20d)에 의해 넓은 상태가 되어 기존의 밸브에 비해 압력 손실율이 줄어들게 된다 할 것이다.(도면9)

본 발명의 고무붙이 버터플라이 밸브는 기계 장치, 건축 설비, 물 처리 등의 일반 설비용 배관에 적용 가능하다 할 것이다.

1 : 밸브몸체 2 : 고무시트
3 : 디스크 4 : 스템
5 : 축공 6 : 축수홈
10 : 경사부 20, 20a, 20b,20c,20d : 오목라운드부
30 : 볼록라운드부 40 : 밀착돌기
50 : 쐐기연결부 51 : 끼움결합부
60 : 디스크 모따기경사부 70 : 고무시트모따기경사부
80 : 라운드부

Claims (5)

1. 밸브몸체(1)의 내주벽에 고무시트(2)가 장착되고, 상기 고무시트(2)에 밀착 회전하는 디스크(3)의 스템(4)이 고무시트(2)의 축공(5) 및 밸브몸체(1)의 축수홈(6)에 끼워진 고무붙이 버터플라이 밸브에 있어서,
   상기 고무시트(2)는 내주면 벽면에 중앙을 향해 내경이 작아지는 형태로 경사진 경사부(10)가 양측에 형성되어 있고, 상기 양측 경사부(10)의 사이에는 단면상에서 일정 곡률을 가진 채 오목한 형태를 갖는 오목라운드부(20,20c,20d)가 형성되어 있으며,
   상기 디스크(3)는 외주면이 단면상에서 일정 곡률을 가진 채 볼록한 형태를 갖는 볼록라운드부(30)가 형성되어 있으며, 상기 볼록라운드부(30)는 오목라운드부(20,20c,20d)에 대해 일정한 곡률비로 이루어져 있고,
   상기 디스크(3)의 측벽면의 라운드를 형성하는 상기 볼록라운드부(30)의 곡률은 상기 디스크(3)의 평면상의 곡률(30a)과 동일하게 이루어져 있는 것을 특징으로 하는,
   고무붙이 버터플라이 밸브.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 고무시트(2)의 오목라운드부(20,20c,20d) 폭은 상기 디스크(3) 외주면의 두께보다 2 ~ 5 mm 크게 이루어져 있으며, 오목라운드폭이 좁은 부분(20c)과 폭이 넓은 부분(20d)을 이루는 것을 특징으로 하는,
   고무붙이 버터플라이 밸브.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 고무시트(2)의 축공(5) 내주면에는 스템(4)에 밀착되는 밀착돌기(40)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는,
   고무붙이 버터플라이 밸브.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 밸브몸체(1)의 내주면에는 외측이 내측보다 두께가 두꺼운 쐐기 형태의 쐐기연결부(50)가 형성되어 있으며,
   상기 고무시트는 외주면에 상기 쐐기연결부(50)의 형상에 대응되어 쐐기연결부(50)에 끼움 결합되는 끼움결합부(51)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는,
   고무붙이 버터플라이 밸브.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 디스크(3)의 볼록라운드부(30) 단부에는 경사지게 모따기 처리가 이루어진 디스크모따기경사부(60)가 형성되어 있고, 고무시트(2)의 경사부(10)와 오목라운드부(20,20c,20d)가 만나는 부분에는 고무시트모따기경사부(70)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는,
   고무붙이 버터플라이 밸브.

Images