KR101861175B1 - 버터플라이 밸브의 시트구조 - Google Patents

버터플라이 밸브의 시트구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 버터플라이 밸브의 시트구조에 관한 것으로, 밸브바디의 중공부 내주면을 따라 배치되는 바디시트 및 밸브디스크의 외주면을 따라 배치되고, 상기 바디시트에 접촉되며 정방향 유체의 흐름을 차단하는 밀폐수단을 포함하되, 상기 밀폐수단은 역방향 유체의 흐름 발생시에는 역방향 유체의 유압에 의해 팽창하며, 상기 바디시트에 접촉되어 역방향 유체의 흐름을 차단하도록 구성되며, 본 발명에 따르면, 정방향 유체 흐름뿐만 아니라, 시트 변형을 통해 역방향 유체 흐름도 효과적으로 제어할 수 있는 효과가 있다.

Description

버터플라이 밸브의 시트구조{Structure for a seat of butterfly valve}
본 발명은 버터플라이 밸브의 시트구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 정방향 유체 흐름뿐만 아니라, 시트 변형을 통해 역방향 유체 흐름도 효과적으로 제어할 수 있는 버터플라이 밸브의 시트구조에 관한 것이다.
버터플라이 밸브는 산업용수, 해수, 폐수, 화학물질 등의 각종 유체를 이송시키는 관로상에 배치되며, 별도의 구동장치 또는 핸들의 작동에 의해 관로의 유체의 흐름을 개폐하도록 제공된다.
이러한 버터플라이 밸브(1)는 일반적으로 도 1을 참고하면 별도의 구동장치 또는 핸들이 장착되는 연결브라켓(2)과, 상기 연결브라켓(2)의 하부에 배치되고 관로상에 볼트체결되며 연결되도록 원주방향으로 복수의 볼트체결홀(4)이 형성되고 중앙부에 중공부(5)가 형성된 밸브바디(3) 및 상기 중공부(5)에 샤프트(7)에 의해 연결되는 밸브 디스크(8)를 포함하여 구성될 수 있다. 그리고 샤프트(7)는 샤프트홀(6)에 삽입되고 별도의 구동장치 또는 핸들과 기어박스로 연결되며 상기 중공부(5) 내부에서 회전되도록 제공될 수 있다.
작업자가 별도의 구동장치를 구동하거나 또는 핸들을 작동하면 샤프트(7)가 회전하면서 밸브 디스크(8)를 개폐하게 되고, 이에 따라 유체의 흐름은 조절되게 된다.
도 2에는 이러한 밸브 디스크(8)의 외주면을 따라 배치된 종래의 버터플라이 밸브의 시트구조가 게시된다. 도 2의 부분단면도를 살펴보면, 밸브바디(3)의 내주면을 따라 환형으로 배치되는 바디시트(11)가 일방향으로 테이퍼지게 형성되고, 밸브 디스크(8)의 외주면을 따라 디스크시트(12)가 환형으로 배치되어 있다. 그리고 바디시트(11)와 디스크시트(12)는 서로 접하며, 유체의 누설을 방지하게 된다. 이러한 바디스트(11)와 디스크시트(12)는 통상 신축성이 있는 고무재질로 구성된다.
여기서 바디시트(11)는 밸브바디(3)의 중공부(5) 내주면의 표면에 고무용 접착제에 의해 접착되고, 디스크시트(12)는 밸브 디스크(8)의 외주면 표면에 고정용 블록(13)에 의해 고정되게 된다.
도 3를 참고하면, 디스크시트(12)와 바디시트(11)가 서로 접하며 유체의 누설을 차단하는 상태를 볼 수 있다. 그런데 버터플라이 밸브(1)에 역방향 유체의 흐름이 발생하면, 도 4에서와 같이, 바디시트(11)와 디스크시트(12)간에 들뜸 현상이 발생한다. 이는 역방향 유체의 유압이 밸브 디스크(8)의 가장자리를 밀어 테이퍼진 바디시트(11)에서 디스크시트(12)가 벌어진 것이다. 이 경우 들뜸 현상이 발생된 공간으로 역방향 유체의 누설이 발생되게 되고, 이는 버터플라이 밸브의 성능을 저하시키는 원인이 된다.
국내특허 공개번호: 10-2007-0109577
본 발명은 상기와 같이 종래기술의 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 정방향 유체 흐름뿐만 아니라, 시트 변형을 통해 역방향 유체 흐름도 효과적으로 제어할 수 있는 버터플라이 밸브를 제공하는 데에 있다.
상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 버터플라이 밸브에 관한 것으로, 밸브바디의 중공부 내주면을 따라 배치되는 바디시트 및 밸브디스크의 외주면을 따라 배치되고, 상기 바디시트에 접촉되며 정방향 유체의 흐름을 차단하는 밀폐수단을 포함하되, 상기 밀폐수단은 역방향 유체의 흐름 발생시에는 역방향 유체의 유압에 의해 팽창하며, 상기 바디시트와의 물림량을 증가시켜 역방향 유체의 흐름을 차단하도록 구성될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 밀폐수단은, 상기 밸브디스크의 외주면을 따라 형성된 안착그루브에 배치되는 환형의 받침블록과 상기 받침블록에 안착되며, 유체의 역방향 흐름에 의한 유압에 의해 신축되는 환형의 디스크시트 및 상기 디스크시트를 상기 밸브디스크에 고정하도록, 상기 받침블록의 반대편에서 상기 디스크시트에 밀착되며 상기 밸브디스크에 체결되는 고정블록을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 밀폐수단은, 상기 디스크시트의 내측부에 형성되고, 역방향 흐름의 유체가 유입되는 시트홈부 및 상기 고정블록에 형성되고 상기 시트홈부와 연결되며, 역방향 흐름의 유체가 유입되는 유입홀을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 시트홈부와 상기 유입홀은 서로 일정각도를 이루며 배치될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 디스크시트의 외측부는 구 형상으로 라운딩되도록 구성될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 디스크시트의 내측부 양측은 환형의 제1,2 돌기부가 형성되되, 제1 돌기부는 상기 고정블록의 걸림턱부 내측으로 신장되어 상기 고정블록에 의해 지지되고, 제2 돌기부는 상기 받침블록과 상기 고정블록 사이에 밀접되게 배치되며 지지될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 제1,2 돌기부는 서로 일정각도를 이루며 형성되되, 상기 제2 돌기부의 단부에는 요철부가 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 밀폐수단은, 상기 밸브디스크의 외주면을 따라 형성된 안착그루브에 배치되며, 유체의 역방향 흐름에 의한 유압에 의해 신축되는 환형의 디스크시트 및 상기 디스크시트를 상기 밸브디스크에 고정하도록, 상기 안착그루브의 반대편에서 상기 디스크시트에 밀착되며 상기 밸브디스크에 체결되는 고정블록을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 밀폐수단은, 상기 디스크시트의 내측부에 형성되고, 역방향 흐름의 유체가 유입되는 시트홈부 및 상기 고정블록에 형성되고 상기 시트홈부와 연결되며, 역방향 흐름의 유체가 유입되는 유입홀을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 시트홈부와 상기 유입홀은 서로 일정각도를 이루며 배치될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 디스크시트의 외측부는 구형으로 라운딩될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 디스크시트의 내측부 양측은 제1,2 돌기부가 형성되되, 제1 돌기부는 상기 고정블록의 걸림턱부 내측으로 신장되어 상기 고정블록에 의해 지지되고, 제2 돌기부는 상기 안착그루브에 형성된 지지홈 내측으로 신장되어 상기 밸브디스크에 의해 지지될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 바디시트는 환형으로 구성되되, 내주면은 일방향으로 테이퍼질 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 바디시트의 내주면은 유체의 흐름방향을 기준으로 정방향에서 역방향으로 테이퍼질 수 있다.
본 발명에 따르면, 버터플라이 밸브의 디스크 외주면에 장착되는 디스크시트가 고무와 같은 탄성재질로 되어 있어, 역방향 유체의 흐름 발생시에는 역방향 유체의 유압에 의해 팽창하며 밸브바디의 중공부 내주면에 장착되는 바디시트와 더욱 밀접되어 역방향 유체의 흐름을 차단하게 된다.
이에 따라 본원발명의 시트구조는 종래 시트구조에 비해 디스크시트와 바디시트간의 물림량을 적게 할 수 있으며, 이는 디스크의 개폐간에 고무재질로 되어 있는 시트의 접촉 마모 또는 손상을 완화할 수 있게 된다.
또한, 디스트시트는 환형으로 구성되며 외측부는 라운딩되어 있어, 디스크 개폐간에 바디시트와의 마찰에 의한 접촉마모를 최소화할 수 있으며, 보다 부드러운 디스크 개폐를 가능하게 한다.
그리고, 디스크시트의 시트홈부와 디스크시트를 고정하는 고정블록의 유입홀간에, 예를 들어 90도와 같이 일정 각도를 이루도록 구성하여, 강한 역방향 유압을 보조적으로 완화해 줌으로써, 시트홈부에 강한 유압이 작용함으로 인한 디스크시트의 터짐, 뚫림 등의 손상을 방지할 수 있다.
이는 궁극적으로 버터플라이 밸브의 밀폐력을 향상시켜, 대형 유로 작업의 안정성 및 제품의 품질 향상에 기여하게 된다.
도 1은 버터플라이 밸브의 정면도.
도 2는 도 1에 도시된 버터플라이 밸브의 상면도.
도 3은 도 2에 도시된 버터플라이 밸브에서 A 부분에 대한 부분단면도.
도 4는 역방형 유체 흐름의 유압에 의해 디스크시트가 밸브시트에서 떨어지며 유체의 누설이 발생되는 상태를 도시한 도면.
도 5는 본 발명인 버터플라이 밸브의 시트구조의 제1 실시예를 나타낸 단면도.
도 6은 도 5에 도시된 발명의 역방향 흐름 유체의 유압에 의한 작동상태를 나타낸 도면.
도 7은 본 발명인 버터플라이 밸브의 시트구조의 제2 실시예를 나타낸 단면도.
도 8은 도 7에 도시된 발명의 역방향 흐름 유체의 유압에 의한 작동상태를 나타낸 도면.
도 9는 본 발명의 유입홀과 시트홈부간의 연결구조를 나타낸 도면.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 버터플라이 밸브의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하도록 한다.
도 5는 본 발명인 버터플라이 밸브의 시트구조의 제1 실시예를 나타낸 단면도이고, 도 6은 도 5에 도시된 발명의 역방향 흐름 유체의 유압에 의한 작동상태를 나타낸 도면이다. 도 9는 본 발명의 유입홀과 시트홈부간의 연결구조를 나타낸 도면이다.
도 5 및 도 6를 참고하면, 본 발명인 버터플라이 밸브의 시트구조의 제1 실시예는 바디시트(220) 및 밀폐수단(500)을 포함하여 구성될 수 있다.
먼저 바디시트(220)는 밸브바디(200)의 중공부(210) 내주면을 따라 환형으로 배치될 수 있으며, 고무와 같은 탄성재질로 구현될 수 있다. 바디시트(220)는 고무용 접착제에 의해 스틸과 같은 금속재질로 이뤄진 밸브바디(200)의 중공부(210) 내주면에 접착되어 배치될 수 있다.
이러한 바디시트(220)의 내주면은 일방향을 테이퍼진 테이퍼부(221)로 구성될 수 있으며, 이때 바디시트(220)의 내주면이 테이퍼진 방향은 유체의 흐름방향을 기준으로 정방향에서 역방향으로 테이퍼지게 구성될 수 있다. 이는 정방향 유체의 유압에 의해 밸브디스크(300)가 자연스럽게 밀폐상태를 유지하도록 하기 위함이다. 즉 정방향 유체의 유압에 의해 밸브디스크(300)가 밀리면, 상기 밀폐수단(500)을 구성하는 디스크시트(520)가 바디시트(220)의 테이퍼진 부위에 더욱 접하게 되며, 물림량 증가로 유체의 누설을 방지하게 된다.
다음 밀폐수단(500)은 밸브디스크(300)의 외주면을 따라 배치되고, 바디시트(220)에 접촉되며 정방향 유체의 흐름을 차단하게 된다. 이러한 밀폐수단(500)은 역방향 유체의 흐름 발생시에는 역방향 유체의 유압에 의해 팽창하며, 바디시트(220)에 접촉되어 역방향 유체의 흐름을 차단하도록 구성될 수 있다. 이는 바디시트(220)와의 물림량을 증가시켜 역방향 유체의 흐름을 차단하게 된다.
본 발명의 제1 실시예에서는 상기 밀폐수단(500)은 받침블록(510), 디스크시트(520) 및 고정블록(530)을 포함하여 구성될 수 있다.
우선 받침블록(510)은 환형으로 구성될 수 있으며, 상기 밸브디스크(300)의 외주면을 따라 형성된 안착그루브(310)에 배치될 수 있다. 이러한 받침블록(510)은 상기 디스크시트(520)를 안정적으로 지지하기 위해 스틸과 같은 금속재질일 수 있다. 이 경우 도면으로 나타내지는 않았으나, 밸브디스크(300)상에 볼트와 같은 체결구에 의해 결합될 수 있다. 물론 이에 한정되는 것은 아니고, 받침블록(510)은 디스크시트(520)와 같은 고무재질로 이뤄질 수 있으며, 이때에는 고무용 접착제에 의해 밸브디스크(300)상에 접착될 수 있다.
상기 안착그루브(310)는 도 5를 참고하면, 밸브디스크(300)의 외주면을 따라 일부가 절삭 가공된 절단면을 형성하고 있으며, 상기 받침블록(510)은 이러한 상기 안착그루브(310)상에 배치되게 된다.
상기 받침블록(510)은 밸브디스크(300)의 내측에 가깝게 배치되는 부분은 판형으로 형성되고, 밸브디스크(300)의 외측에 가깝게 배치되는 부분은 상기 디스크시트(520)를 지지하기 위해 돌출부(514)가 형성되고, 돌출부(514)의 중앙측에는 디스크시트(520)의 외측 형상에 대응하는 함몰부(515)가 형성될 수 있다.
다음 상기 디스크시트(520)는 상기 받침블록(510)에 안착되며, 유체의 역방향 흐름에 의한 유압에 의해 신축되도록 구성될 수 있다. 이러한 디스크시트(520)는 신축성이 있는 고무재질로 제공될 수 있으며, 밸브디스크(300)의 외주면상 배치된 받침블록(510)상에 안착되므로 역시 환형 형상일 수 있다.
그리고 상기 고정블록(530)은 상기 디스크시트(520)를 상기 밸브디스크(300)에 고정하도록, 상기 받침블록(510)의 반대편에서 상기 디스크시트(520)에 밀착되며 상기 밸브디스크(300)에 체결되도록 구성될 수 있다. 이러한 고정블록(530)은 디스크시트(520)를 단단히 고정하기 위해 스틸과 같은 금속재질로 구현될 수 있으며, 도 5를 참고하면, 밸브디스크(300)의 외주면에 볼트와 같은 체결구(533)에 의해 장착될 수 있다. 디스크시트(520)는 상기 받침블록(510)과 고정블록(530)에 의해 밸브디스크(300)의 외주면에 단단히 고정되게 된다.
한편, 상기 밀폐수단(500)은 시트홈부(521) 및 유입홀(531)을 더 포함할 수 있는데, 먼저 시트홈부(521)는 상기 디스크시트(520)의 내측부에 형성되고, 역방향 흐름의 유체가 유입되는 부위일 수 있다. 그리고 상기 유입홀(531)은 상기 고정블록(530)에 형성되고 상기 시트홈부(521)와 연결되며, 역방향 흐름의 유체가 유입되는 부위일 수 있다.
역방향 유체는 상기 유입홀(531)로 유입된 후 상기 시트홈부(521)로 유입되며, 상기 시트홈부(521)에 내압으로 작용하게 된다. 이때 상기 디스크시트(520)는 신축성 있는 탄성재질로 되어 있으므로, 유체가 시트홈부(521)로 유입되며 내압이 작용되면, 도 6에서와 같이 디스크시트(520)는 외측으로 팽창을 하게 된다.
여기서 상기 디스크시트(520)의 외측부는 둥근 형태의 라운딩부(522)가 형성되어 있으며, 이에 따라 디스크시트(520)의 팽창은 링 형상으로 이뤄지게 된다. 즉 디스크시트(520)의 외측부는 전체적으로 균일하게 외측방향을 팽창하므로, 팽창에 의한 바디시트(220)와의 물림량 형성은 환형의 디스크시트(520)의 원주방향을 따라 비교적 균일한 값을 가지게 된다.
종래에는 역방향 유체 흐름에 의한 유압에 의해 밸브디스크(300)가 밀리며, 도 4에서와 같이 디스크시트(520)와 바디시트(220)간의 들뜸 현상이 발생함으로 인해, 유체의 누설이 이뤄지는 것을 방지하기 위하여, 디스크시트(520)와 바디시트(220)간의 물림량을 비교적 크게 설정하였다.
그런데, 본원발명의 실시예에서는 역방향 유체의 유압으로 인해 디스크시트(520)가 자체적으로 팽창하게 되므로, 디스크시트(520)와 바디시트(220)간의 물림량을 종래보다 적게 설정할 수 있게 된다. 즉 디스크시트(520)의 팽창으로 물림량 설정값 차이를 보상할 수 있게 되므로, 종래보다 디스크시트(520)의 크기를 줄일 수 있고 있는 원가절감의 효과도 기대할 수 있다.
예를 들어 종래 밸브 규격에서 DN200~DN1000 제품의 경우에는 디스크시트(520)와 바디시트(220)의 물림량을 1.5mm 이하로 설정하고, DN1050 이상의 제품의 경우에는 디스크시트(520)와 바디시트(220)의 물림량을 2~2.5mm 범위로 설정하였다면, 본원발명의 실시예에서는 물림량을 적게 설정하더라도, 디스크시트(520)의 자체적인 팽창으로 그 물림량 차이의 보상이 가능하므로, 밸브 규격에서 DN200~DN1000 제품의 경우에는 디스크시트(520)와 바디시트(220)의 물림량을 1mm 이하로 설정이 가능하고, DN1050 이상의 제품의 경우에는 디스크시트(520)와 바디시트(220)의 물림량을 1.5mm 이하로도 설정이 가능하게 되는 것이다.
이는 궁극적으로 원가절감의 효과를 기대하게 하며, 동시에 디스크시트(520)와 바디시트(220)의 물림량을 감소시킨 것으로, 밸브디스크(300)의 개폐과정에서 디스크시트(520)와 바디시트(220)간의 접촉에 의한 마모, 손상 등을 완화할 수 있는 효과도 기대할 수 있게 된다.
이는 본원발명의 실시예에서는 평소에는 종래보다 비교적 적은 물림량으로 설정되어 있고, 역방향 유체 흐름 발생시에만 역방향 유압에 의해서만 필요적으로 디스크시트(520)가 팽창하여 바디시트(220)와의 물림량을 증가시키는 구조이기 때문에 발생되는 효과가 된다.
그리고 상기 유입홀(531)은 고정블록(530)상에 형성되는데, 상기 시트홈부(521)와 상기 유입홀(531)은 서로 일정각도를 이루며 배치될 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 시트홈부(521)와 유입홀(531)이 이루는 각도는 90도일 수 있다. 이 경우 역방향 유체의 과도한 유압에 의해 디스크시트(520)가 터짐 또는 손상되는 것을 방지할 수 있다.
즉 역방향 유체의 흐름에 평행하게 형성된 유입홀(531)을 따라 흐르는 유체는 시트홈부(521)로 유입될 때, 한번 그 흐름방향의 전환이 이뤄지므로, 시트홈부(521)는 유압을 직접적으로 받는 것이 아니라, 한번의 순화를 통해 간접적으로 받게 된다. 이는 디스크시트(520)의 사용수명을 연장할 수 있는 효과를 발휘한다.
물론 시트홈부(521)와 유입홀(531)의 형성 각도는 90도뿐만 아니라, 강한 역방향 흐름의 유체에 의한 유압을 순화시킬 수 있는 범위내에서 다른 각도도 고려될 수 있다.
여기서 도 9를 참고하면, 상기 시트홈부(521)와 상기 유입홀(531)간의 연결구조를 확인할 수 있다. 상기 유입홀(531)은 상기 고정블록(530)에 소정 간격을 두고 원주방향을 따라 복수개가 가공되어 배치될 수 있다. 그리고 상기 시트홈부(521)는 상기 디스크시트(520)의 원주방향을 따라 일체로 연결되어 형성될 수 있다.
상기 유입홀(531)을 통해 유입된 역방향 유체는 상기 시트홈부(521)의 내부에서 확산되며 원주방향을 따라 상기 시트홈부(521) 내부에 비교적 균일하게 채워지게 되고, 전체적으로 균일한 내압을 디스크시트(520)에 작용하게 된다. 이에 따라 360도 전 방향에서 디스크시트(520)는 바디시트(220) 방향으로 팽창하며 디스크시트(520)와 바디시트(220)간의 물림량을 증가시키게 된다. 이는 역방향 유체의 누설을 방지하게 된다.
다음 상기 디스크시트(520)의 내측부 양측은 환형의 제1,2 돌기부(523,524)가 형성되되, 제1 돌기부(523)는 상기 고정블록(530)의 걸림턱부(532) 내측으로 신장되어 상기 고정블록(530)에 의해 지지되고, 제2 돌기부(524)는 상기 받침블록(510)과 상기 고정블록(530) 사이에 밀접되게 배치되며 지지되도록 구성될 수 있다. 이때 상기 제1,2 돌기부(523,524)는 서로 일정각도를 이루며 형성되되, 상기 제2 돌기부(524)의 단부에는 요철부(525)가 형성될 수 있다.
다시 도 5를 참고하면, 상기 환형의 제1 돌기부(523)는 상기 고정블록(530)의 외측에 형성된 환형의 걸림턱부(532)에 끼워지도록 비교적 길이가 짧은 블록형상으로 구성되어 있는 것을 볼 수 있다. 그리고 상기 환형의 제2 돌기부(524)는 상기 제1 돌기부(523)와 서로 일정각도를 이루며 배치되고, 밸브디스크(300)의 내측을 향해 신장되어 배치된 것을 볼 수 있다. 이러한 제2 돌기부(524)의 단부에는 요철부(525)가 형성되어 있고, 상기 요철부(525)는 받침블록(510)과 고정블록(530) 사이에 배치되며, 디스크시트(520)가 보다 단단하게 결속되도록 하는 기능을 수행할 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 제1,2 돌기부(523,524)는 90도를 이루고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 디스크시크가 받침블록(510)과 고정블록(530) 사이에 비교적 단단히 고정될 수 있다면, 다른 각도로도 형성될 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에서는 상기와 같이, 디스크시트(520)의 시트홈부(521)로 유입되는 역방향 유체의 내압에 의해 디스크시트(520)가 팽창하여 바디시트(220)와의 물림량을 증가시켜, 역방향 유체에 의해 밸브디스크(300)가 밀려 디스크시트(520)와 바디시트(220)간의 물림량이 평소보다 감소되더라도, 그 감소량 차이를 충분히 보상하여 역방향 유체의 흐름을 효과적으로 차단할 수 있게 된다.
도 7은 본 발명인 버터플라이 밸브의 시트구조의 제2 실시예를 나타낸 단면도이고, 도 8은 도 7에 도시된 발명의 역방향 흐름 유체의 유압에 의한 작동상태를 나타낸 도면이며, 도 9는 본 발명의 유입홀과 시트홈부간의 연결구조를 나타낸 도면이다.
도 7 및 도 8를 참고하면, 본 발명인 버터플라이 밸브의 시트구조의 제2 실시예는 바디시트(220) 및 밀폐수단(500)을 포함하여 구성될 수 있다.
먼저 바디시트(220)는 밸브바디(200)의 중공부(210) 내주면을 따라 환형으로 배치될 수 있으며, 고무와 같은 탄성재질로 구현될 수 있다. 바디시트(220)는 고무용 접착제에 의해 스틸과 같은 금속재질로 이뤄진 밸브바디(200)의 중공부(210) 내주면에 접착되어 배치될 수 있다.
이러한 바디시트(220)의 내주면은 일방향을 테이퍼지게 테이퍼부(221)가 형성되어 구성될 수 있으며, 이때 바디시트(220)가 테이퍼진 방향은 유체의 흐름방향을 기준으로 정방향에서 역방향으로 테이퍼지게 구성될 수 있다. 이는 정방향 유체의 유압에 의해 밸브디스크(300)가 자연스럽게 밀폐상태를 유지하도록 하기 위함이다. 즉 정방향 유체의 유압에 의해 밸브디스크(300)가 밀리면, 상기 밀폐수단(500)을 구성하는 디스크시트(520)가 바디시트(220)의 테이퍼진 부위에 더욱 접하게 되며, 물림량 증가로 유체의 누설을 방지하게 된다.
다음 밀폐수단(500)은 밸브디스크(300)의 외주면을 따라 배치되고, 바디시트(220)에 접촉되며 정방향 유체의 흐름을 차단하게 된다. 이러한 밀폐수단(500)은 역방향 유체의 흐름 발생시에는 역방향 유체의 유압에 의해 팽창하며, 바디시트(220)에 접촉되어 역방향 유체의 흐름을 차단하도록 구성될 수 있다. 이는 바디시트(220)와의 물림량을 증가시켜 역방향 유체의 흐름을 차단하게 된다.
본 발명의 제2 실시예에서는 상기 밀폐수단(500)은 디스크시트(520) 및 고정블록(530)을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 디스크시트(520)는 상기 밸브디스크(300)의 외주면을 따라 형성된 안착그루브(310)에 배치되며, 유체의 역방향 흐름에 의한 유압에 의해 신축되도록 구성될 수 있다. 이러한 디스크시트(520)는 신축성이 있는 고무재질로 제공될 수 있으며, 밸브디스크(300)의 외주면상 형성된 안착그루브(310)상에 배치되므로 역시 환형 형상일 수 있다.
그리고 상기 고정블록(530)은 상기 디스크시트(520)를 상기 밸브디스크(300)에 고정하도록, 상기 안착그루브(310)의 반대편에서 상기 디스크시트(520)에 밀착되며 상기 밸브디스크(300)에 체결되도록 구성될 수 있다. 이러한 고정블록(530)은 디스크시트(520)를 단단히 고정하기 위해 스틸과 같은 금속재질로 구현될 수 있으며, 도 7를 참고하면, 밸브디스크(300)의 외주면에 볼트와 같은 체결구(533)에 의해 장착될 수 있다. 디스크시트(520)는 상기 안착그루브(310)와 고정블록(530)에 의해 밸브디스크(300)의 외주면에 단단히 고정되게 된다. 이때 디스크시트(520)는 고정블록(530)에 우선 볼트(526)체결되어 결합되고, 디스크시트(520)와 고정블록(530)은 일체로 밸브디스크(300)에 볼트체결되어 결합될 수 있다.
한편, 상기 밀폐수단(500)은 시트홈부(521) 및 유입홀(531)을 더 포함할 수 있는데, 먼저 시트홈부(521)는 상기 디스크시트(520)의 내측부에 형성되고, 역방향 흐름의 유체가 유입되는 부위일 수 있다. 그리고 상기 유입홀(531)은 상기 고정블록(530)에 형성되고 상기 시트홈부(521)와 연결되며, 역방향 흐름의 유체가 유입되는 부위일 수 있다.
역방향 유체는 상기 유입홀(531)로 유입된 후 상기 시트홈부(521)로 유입되며, 상기 시트홈부(521)에 내압으로 작용하게 된다. 이때 상기 디스크시트(520)는 신축성 있는 탄성재질로 되어 있으므로, 유체가 시트홈부(521)로 유입되며 내압이 작용되면, 도 8에서와 같이 디스크시트(520)는 외측으로 팽창을 하게 된다.
여기서 상기 디스크시트(520)의 외측부는 둥근 형태의 가공된 라운딩부(522)가 형성되어 있으며, 이에 따라 디스크시트(520)의 팽창은 링 형상으로 이뤄지게 된다. 즉 디스크시트(520)의 외측부는 전체적으로 균일하게 외측방향을 팽창하므로, 팽창에 의한 바디시트(220)와의 물림량 형성은 환형의 디스크시트(520)의 원주방향을 따라 비교적 균일한 값을 가지게 된다.
종래에는 역방향 유체 흐름에 의한 유압에 의해 밸브디스크(300)가 밀리며, 도 4에서와 같이 디스크시트(520)와 바디시트(220)간의 들뜸 현상이 발생함으로 인해, 유체의 누설이 이뤄지는 것을 방지하기 위하여, 디스크시트(520)와 바디시트(220)간의 물림량을 비교적 크게 설정하였다.
그런데, 본원발명의 실시예에서는 역방향 유체의 유압으로 인해 디스크시트(520)가 자체적으로 팽창하게 되므로, 디스크시트(520)와 바디시트(220)간의 물림량을 종래보다 적게 설정할 수 있게 된다. 즉 디스크시트(520)의 팽창으로 물림량 설정값 차이를 보상할 수 있게 되므로, 종래보다 디스크시트(520)의 크기를 줄일 수 있고 있는 원가절감의 효과도 기대할 수 있다.
이는 또한 동시에 디스크시트(520)와 바디시트(220)의 물림량을 감소시키므로, 밸브디스크(300)의 개폐과정에서 디스크시트(520)와 바디시트(220)간의 접촉에 의한 마모, 손상 등을 완화할 수 있는 효과도 기대할 수 있게 된다.
그리고 상기 유입홀(531)은 고정블록(530)상에 형성되는데, 상기 시트홈부(521)와 상기 유입홀(531)은 서로 일정각도를 이루며 배치될 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 시트홈부(521)와 유입홀(531)이 이루는 각도는 90도일 수 있다. 이 경우 역방향 유체의 과도한 유압에 의해 디스크시트(520)가 터짐 또는 손상되는 것을 방지할 수 있다. 도 8에서 볼트(도 7 ; 526) 표시는 상기 유입홀(531) 및 시트홈부(521)간의 유체 흐름을 표현하기 위해 생략하였다.
즉 역방향 유체의 흐름에 평행하게 형성된 유입홀(531)을 따라 흐르는 유체는 시트홈부(521)로 유입될 때, 한번 그 흐름방향의 전환이 이뤄지므로, 시트홈부(521)는 유압을 직접적으로 받는 것이 아니라, 한번의 순화를 통해 간접적으로 받게 된다. 이는 디스크시트(520)의 사용수명을 연장할 수 있는 효과를 발휘한다.
물론 시트홈부(521)와 유입홀(531)의 형성 각도는 90도뿐만 아니라, 강한 역방향 흐름의 유체에 의한 유압을 순화시킬 수 있는 범위내에서 다른 각도도 고려될 수 있다.
여기서 도 9를 참고하면, 상기 시트홈부(521)와 상기 유입홀(531)간의 연결구조를 확인할 수 있다. 상기 유입홀(531)은 상기 고정블록(530)에 소정 간격을 두고 원주방향을 따라 복수개가 가공되어 배치될 수 있다. 그리고 상기 시트홈부(521)는 상기 디스크시트(520)의 원주방향을 따라 일체로 연결되어 형성될 수 있다.
상기 유입홀(531)을 통해 유입된 역방향 유체는 상기 시트홈부(521)의 내부에서 확산되며 원주방향을 따라 상기 시트홈부(521) 내부에 비교적 균일하게 채워지게 되고, 전체적으로 균일한 내압을 디스크시트(520)에 작용하게 된다. 이에 따라 360도 전 방향에서 디스크시트(520)는 바디시트(220) 방향으로 팽창하며 디스크시트(520)와 바디시트(220)간의 물림량을 증가시키게 된다. 이는 역방향 유체의 누설을 방지하게 된다.
다음 상기 디스크시트(520)의 내측부 양측은 환형의 제1,2 돌기부(523,524)가 형성되되, 제1 돌기부(523)는 상기 고정블록(530)의 걸림턱부(532) 내측으로 신장되어 상기 고정블록(530)에 의해 지지되고, 제2 돌기부(524)는 상기 안착그루브(310)에 형성된 지지홈(311) 내측으로 신장되어 상기 밸브디스크(300)에 의해 지지되도록 구성될 수 있다. 이때 상기 제1,2 돌기부(523,524)는 서로 수평하게 형성된다.
다시 도 7를 참고하면, 상기 환형의 제1 돌기부(523)는 상기 고정블록(530)의 외측에 형성된 환형의 걸림턱부(532)에 끼워지도록 비교적 길이가 짧은 블록형상으로 구성되어 있는 것을 볼 수 있다. 그리고 상기 환형의 제2 돌기부(524)는 상기 제1 돌기부(523)와 서로 수평하게 배치되며, 밸브디스크(300)의 지지홈(311) 내측을 삽입되어 배치된 것을 볼 수 있다. 이러한 제1,2 돌기부(523,524)의 양측 지지 구조는 디스크시트(520)가 보다 단단하게 결속되도록 한다.
본 발명의 실시예에서는 제1,2 돌기부(523,524)는 수평하게 형성되어 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 디스크시트(520)가 지지홈(311)과 고정블록(530) 사이에 비교적 단단히 고정될 수 있다면, 다른 각도로도 형성될 수 있다.
본 발명의 제2 실시예에서는 상기와 같이, 디스크시트(520)의 시트홈부(521)로 유입되는 역방향 유체의 내압에 의해 디스크시트(520)가 팽창하여 바디시트(220)와의 물림량을 증가시켜, 역방향 유체에 의해 밸브디스크(300)가 밀려 디스크시트(520)와 바디시트(220)간의 물림량이 평소보다 감소되더라도, 그 감소량 차이를 충분히 보상하여 역방향 유체의 흐름을 효과적으로 차단할 수 있게 된다.
이상의 사항은 버터플라이 밸브의 특정한 실시예를 나타낸 것에 불과하다.
따라서 이하의 청구범위에 기재된 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양한 형태로 치환, 변형될 수 있음을 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 파악할 수 있다는 점을 밝혀 두고자 한다.

100:버터플라이 밸브의 시트구조
200:밸브바디 210:중공부
220:바디시트 221:테이퍼부
300:밸브디스크 310:안착그루브
311:지지홈 500:밀폐수단
510:받침블록 520:디스크시트
521:시트홈부 522:라운딩부
523:제1 돌기부 524:제2 돌기부
525:요철부 530:고정블록
531:유입홀 532:걸림턱부

Claims (14)

  1. 밸브바디의 중공부 내주면을 따라 배치되는 바디시트; 및
    밸브디스크의 외주면을 따라 배치되고, 상기 바디시트에 접촉되며 정방향 유체의 흐름을 차단하는 밀폐수단;을 포함하며,
    상기 밀폐수단은,
    상기 밸브디스크의 외주면을 따라 형성된 안착그루브에 배치되는 환형의 받침블록;
    상기 받침블록에 안착되며, 유체의 역방향 흐름에 의한 유압에 의해 신축되는 환형의 디스크시트;
    상기 디스크시트를 상기 밸브디스크에 고정하도록, 상기 받침블록의 반대편에서 상기 디스크시트에 밀착되며 상기 밸브디스크에 체결되는 고정블록;
    상기 디스크시트의 내측부에 형성되고, 역방향 흐름의 유체가 유입되는 시트홈부; 및
    상기 고정블록에 형성되고 상기 시트홈부와 연결되며, 역방향 흐름의 유체가 유입되는 유입홀;을 포함하며,
    상기 디스크시트의 내측부 양측은 환형의 제1,2 돌기부가 형성되되, 제1 돌기부는 상기 고정블록의 걸림턱부 내측으로 신장되어 상기 고정블록에 의해 지지되고, 제2 돌기부는 상기 받침블록과 상기 고정블록 사이에 밀접되게 배치되며 지지되고, 상기 제2 돌기부의 단부에는 요철부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 버터플라이 밸브의 시트구조.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 시트홈부와 상기 유입홀은 서로 일정각도를 이루며 배치되는 것을 특징으로 하는 버터플라이 밸브의 시트구조.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 디스크시트의 외측부는 구 형상으로 라운딩된 것을 특징으로 하는 버터플라이 밸브의 시트구조.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제1항에 있어서,
    상기 바디시트는 환형으로 구성되되, 내주면은 일방향으로 테이퍼진 것을 특징으로 하는 버터플라이 밸브의 시트구조.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 바디시트의 내주면은 유체의 흐름방향을 기준으로 정방향에서 역방향으로 테이퍼진 것을 특징으로 하는 버터플라이 밸브의 시트구조.

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