KR101865567B1 - 회전축에 수밀구조를 갖춘 버터플라이 밸브 조립체 - Google Patents

회전축에 수밀구조를 갖춘 버터플라이 밸브 조립체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 회전축에 수밀구조를 갖춘 버터플라이 밸브 조립체에 관한 것으로서, 더 상세하게는 밸브의 회전축을 따라 유체가 엑츄에이터로 유입되는 것을 방지할 수 있는 회전축에 수밀구조를 갖춘 버터플라이 밸브 조립체에 관한 것이다.
본 발명에 따른 회전축에 수밀구조를 갖춘 버터플라이 밸브 조립체는 회전축 외부에 수밀커버를 설치하는 간단한 구성으로, 밸브의 회전축을 따라 유체가 엑츄에이터 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있다.

Description

회전축에 수밀구조를 갖춘 버터플라이 밸브 조립체 {Butterfly valve assembly with a watertight structure to the rotate shaft}
본 발명은 회전축에 수밀구조를 갖춘 버터플라이 밸브 조립체에 관한 것으로서, 더 상세하게는 밸브의 회전축을 따라 유체가 엑츄에이터로 유입되는 것을 방지할 수 있는 회전축에 수밀구조를 갖춘 버터플라이 밸브 조립체에 관한 것이다.
일반적으로, 버터플라이 밸브(butterfly valve)는 밸브 내 디스크 중심선을 축으로 디스크가 회전함에 따라 관로의 유량이 조정되는 밸브를 말한다. 개폐 작용이 간단하게 이루어지므로 작동이 빠르고, 저압뿐만 아니라 고압의 물이나 증기, 공기, 가스용에도 널리 이용된다.
일반적인 버터플라이 밸브는 밸브몸체 내에 회전축을 중심으로 회전가능하게 설치되는 디스크의 외주면과 밸브몸체 내부면이 서로 접촉되면서 수밀을 유지할 수 있는 구조를 지닌다.
대한민국 공개실용신안공보 제20-2011-0001907호에는 플랜지형 고성능 버터플라이밸브가 도시되어 있다.
대한민국 등록실용신안공보 제20-0188898호에는 플랜지형 버터플라이밸브의 실링장치가 도시되어 있다.
상기와 같은 버터플라이 밸브는 밸브몸체와 엑츄에이터가 플랜지로 연결됨으로써 밸브와 엑츄에이터가 결합되는 구조를 가지는데, 이 경우 회전축을 따라 유체가 엑츄에이터 측으로 유입되어 엑츄에이터를 손상시키는 문제점이 있다.
대한민국 공개실용신안공보 제20-2011-0001907호 : 플랜지형 고성능버터플라이밸브. 대한민국 등록실용신안공보 제20-0188898호 : 플랜지형 버터플라이밸브의 실링장치.
본 발명은 상기 기술적인 과제를 해결하기 위한 것으로, 버터플라이밸브의 회전축을 따라 유체가 엑츄에이터 측으로 유입되어 엑츄에이터를 손상시키는 것을 방지할 수 있는 회전축에 수밀구조를 갖춘 버터플라이 밸브 조립체를 제공함에 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 회전축에 수밀구조를 갖춘 버터플라이 밸브 조립체는 내부에 관로가 형성되는 밸브몸체와, 상기 밸브몸체 내부에서 회전가능하게 설치되는 회전축, 상기 밸브몸체의 상부에 형성되며 상기 회전축이 관통하는 회전축 관통구가 구비된 헤드부와, 상기 회전축과 결합하여 상기 밸브몸체의 관로를 개폐하는 디스크를 포함하는 밸브유닛;과 상기 회전축을 회전시키기 위한 엑츄에이터;와 상기 관로를 흐르는 유체가 상기 회전축 관통구와 상기 회전축 사이를 통해 상기 엑츄에이터 내부로 유입되는 것을 방지하기 위해 상기 회전축의 상부에 결합되는 수밀커버;를 구비한다.
상기 헤드부는 상기 엑츄에이터의 하부와 나사결합하는 플랜지부와, 상기 플랜지부의 하부에 형성되어 상기 밸브몸체와 상기 플랜지부를 연결하는 연장부와, 상기 연장부의 내부에서 회전축과 수밀커버가 결합할 수 있도록 형성되는 커버홀과, 상기 커버홀의 측면을 관통시켜 유입되는 유체를 배출하는 유체배출부를 구비한다.
상기 회전축은 상기 디스크와 결합하고 상부가 상기 회전축 관통구를 관통하는 몸체부와, 상기 몸체부 상부에 형성되어 상기 수밀커버와 결합되는 정육면체 형상의 제1 결합부를 구비한다.
상기 수밀커버는 상기 엑츄에이터 구동축에 결합되는 정육면체 형상의 제2결합부와, 상기 제2결합부 하부에 형성되어 상기 커버홀과 결합하며 내부에 상기 제1 결합부가 삽입되는 수밀부가 구비한다.
상기 수밀부를 상기 몸체부에 고정시키는 핀을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서 상기 수밀커버는 상기 엑츄에이터 구동축에 결합되며 내부에는 상기 제1결합부가 삽입되는 제1 결합공이 형성된 제2결합부와, 상기 제2결합부 하부에 형성되어 내부에 상기 몸체부가 삽입되는 제1 중공부가 형성된 수밀부와, 상기 수밀부 하부에 플랜지 형상으로 형성되어 상기 커버홀에 삽입되는 스커트부를 구비한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전축에 수밀구조를 갖춘 버터플라이 밸브 조립체의 사시도.
도 2는 본 발명에 제1 및 제2 실시 예에 따른 회전축에 수밀구조를 갖춘 버터플라이 밸브 조립체를 나타내 보인 분해 사시도.
도 3은 본 발명에 제1 및 제2 실시 예에 따른 회전축에 수밀구조를 갖춘 버터플라이 밸브 조립체의 부분 단면도.
도 4은 본 발명에 제3 실시 예에 따른 회전축에 수밀구조를 갖춘 버터플라이 밸브 조립체를 나타내 보인 분해 사시도.
도 5는 본 발명에 제3 실시 예에 따른 회전축에 수밀구조를 갖춘 버터플라이 밸브 조립체의 부분 단면도.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 버터플라이 밸브를 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 구동축에 수밀구조를 갖춘 버터플라이 밸브 조립체는 밸브유닛과 엑츄에이터가 결합되어 엑츄에이터에 의해 밸브의 개폐를 제어할 수 있는 것이다.
도 1 내지 도 3를 참조하면, 본 발명에 따른 구동축에 수밀구조를 갖춘 버터플라이 밸브 조립체(1)는 밸브유닛(100)과 엑츄에이터(200)와 수밀커버(300)를 구비한다.
밸브유닛(100)은 밸브몸체(110)와 회전축(120)과 헤드부(130)와 디스크(140)를 구비한다.
밸브몸체(110)는 내부에 관로가 형성되는 것으로서, 유체이송을 위한 관통홀(111)이 형성된다.
밸브몸체(110)는 관통홀(111)을 가로지르는 회전축(120)이 장착될 수 있도록 도면에는 도시되지 않았지만 밸브몸체(110)의 하부에 회전축(120)이 삽입되는 회전축 삽입홈(미도시)이 형성된다.
삽입홈(미도시)의 직경은 회전축(120)의 직경과 같거나 크게 형성된다.
회전축(120)의 회전이 용이하도록 회전축(120)과 밸브유닛(100)이 접하는 부분은 양호한 표면조도를 가지도록 제작하거나 베어링을 설치할 수도 있다.
밸브몸체(110)는 내부에 유체가 흐르는 관로가 형성되므로 부식성이 우수한 금속재질로 제조하는 것이 바람직하다.
밸브몸체(110)의 상부에는 헤드부(130)가 형성된다.
헤드부(130)는 플랜지부(131)와, 회전축 관통구와, 연장부(137)와, 커버홀(135)과 유체배출부(136)을 구비한다.
플랜지부(131)는 엑츄에이터(200)와 나사결합한다.
플랜지부(131)는 나사결합을 위한 제1 나사 결합공(133)을 다수 구비한다.
연장부(137)는 플랜지(131) 하부에 형성되어 밸브몸체(110)와 플랜지부(131)를 연결한다.
회전축 관통구는 플랜지부(131) 상부에서부터 관통홀(111)까지 뚫려있다.
커버홀(135)은 수밀커버(300)와 회전축(120)이 결합할 수 있도록 형성된다.
커버홀(135)의 형상은 수밀커버(300)의 하부 형상과 대응되게 형성되나 회전축(120)이 수밀커버(300)와 결합하여 회전할 때 간섭이 생기지 않게 여분의 공차를 가지도록 제작된다.
유체배출구(136)는 회전축 관통구와 회전축(120) 사이 틈(A)을 통해 유입된 유체를 배출한다.
유입배출구(136)는 커버홀(135)의 측면을 관통하여 형성된다.
회전축(120)은 제1결합부(121)와 몸체부(122)를 구비한다.
제1결합부(121)는 엑츄에이터(200)에서 발생되는 회전을 손실없이 몸체부(122)에 전달하여야 한다.
따라서, 제1결합부(121)는 엑츄에이터(200)에서 수밀커버(300)를 거쳐온 회전과 동일하게 회전축을 회전시키기 위하여 정육면체의 형상으로 결합한다.
이는 실시 예에 의해 한정되지 않고, 삼각, 오각, 별형상 등 다양한 결합부가 이용될 수 있다.
몸체부(122)는 제1결합부(121)의 하부에 형성된다.
몸체부(122)는 디스크(140)의 일측면에서 디스크(140)의 중심을 지나 타측면으로 관통하여 디스크(140)와 결합된다.
디스크(140)와 관통 결합된 몸체부(122)의 일측은 회전축 관통구를 관통한다.
타측은 회전축 삽입홈(미도시)에 삽입된다.
디스크(140)는 디스크(140)의 일측면에서 디스크(140)의 중심을 지나 타측면으로 관통하는 회전축 결합구(141)를 구비한다.
회전축 결합구(141)는 몸체부(122)가 관통하여 결합된다.
디스크(140)는 회전축(120)이 회전하는 각도에 따라 동일하게 회전하면서 관로를 개폐하여 유량을 조절한다.
디스크(140)가 관로를 닫게 될 때, 디스크(140)의 외주면이 밸브몸체의 내주면에 접촉된다.
디스크(140)는 유체가 흐르는 관로 내에 설치되므로 부식성이 우수한 금속재질로 제조하는 것이 바람직하다.
수밀커버(300)는 회전축 관통구와 회전축(120) 사이 틈(A)을 통해 유체가 엑츄에이터(200) 내부로 유입되는 것을 방지하기 위해 밸브유닛(100)과 엑츄에이터(200) 사이에 구비된다.
수밀커버(300)는 제2결합부(310)와 수밀부(320)를 구비한다.
수밀부(320)는 커버홀(135)에 삽입된다.
수밀부(320)의 외경은 회전축(120)이 회전할 때, 커버홀(135)과의 간섭이 생기지 않도록 커버홀(135)의 내경보다 작게 제작된다.
수밀부(320)는 제1결합공(323)과 제1중공부(324)가 형성된다.
제1결합공(323)은 제1결합부(121)와 결합될 수 있도록 제1결합부(121)와 대응되는 형상으로 구비된다.
제1중공부(324)는 제1결합공(323) 하부에 형성되며, 몸체부(122)와 결합될 수 있도록 몸체부(122)의 외경과 같은 크기로 제작된다.
제2결합부(310)는 엑츄에이터(200)에서 발생되는 회전을 손실없이 몸체부(122)에 전달하여야 한다.
따라서, 제2결합부(310)는 제1결합부(121)와 같은 형상으로 제작된다.
이는 실시 예에 의해 한정되지 않고, 삼각, 오각, 별형상 등 다양한 결합부가 이용될 수 있다.
엑츄에이터(200)는 디스크의 개폐를 조절한다.
엑츄에이터(200)는 외관을 형성하는 하우징(210)과 구동축(220)을 구비한다.
구동축(220)은 제2결합공(221)이 구비된다.
제2결합공(221)은 제2결합부(310)와 대응되는 형상으로 형성되며, 동력을 수밀커버(300)에 전달하기 위해 제2결합부(310)와 결합된다.
도면에는 도시되지 않았지만 하우징(210)의 내부의 구동부는 공압, 유압, 전동 등으로 구동축(220)을 회전시킨다.
구동축(220)의 회전으로 인하여 엑츄에이터(200)와 결합된 수밀커버(300)가 회전함과 동시에 회전축(120)도 회전하고, 회전축(120)에 결합된 디스크(140)도 회전된다.
하우징(210)의 하부에는 플랜지부(131)와 나사결합을 위한 제2 나사 결합공(211)을 다수 구비한다.
제2 실시 예는 실질적으로 핀(700)과 핀 관통구(710)와 핀 삽입부(720)를 제외한 모든 구성이 제1 실시예와 동일하다.
도 2와 도3을 참조하여 제2 실시 예에 따른 버터플라이 밸브를 더욱 상세하게 설명한다.
구동축에 수밀구조를 갖춘 버터플라이 밸브 조립체(1)는 엑츄에이터(200)에서 회전축(120)으로 동력전달을 용이하게 하기 위하여 수밀커버(300)와 회전축(120)을 고정시킬 수 있도록 핀(700)을 더 구비한다.
수밀커버(300)는 수밀부(320)의 측면에 핀 관통구(710)을 구비한다.
회전축(120)은 몸체부(122)의 측면에 핀 삽입구(720)을 구비한다.
핀(700)은 핀 관통구(710)를 관통하고 핀삽입구(720)에 삽입된다.
핀(700)은 삽입 후에 커버홀(135)와 간섭이 일어나면 수밀커버와 엑츄에이터가 결합되지 않을 수 있다.
따라서, 핀(700)의 길이는 핀(700) 삽입 후 핀 관통구(710)에서 돌출되지 않도록 선정한다.
수밀부(320)와 회전축(120)을 고정시키는 구조는 핀 결합에 한정되지 않고, 용접, 나사결합 등의 다양한 결합방법이 이용될 수 있다.
제3 실시 예는 실질적으로 수밀커버(300)를 제외한 모든 구성이 제1 실시예와 동일하다.
도 4와 도5를 참조하여 제3 실시 예에 따른 버터플라이 밸브를 더욱 상세하게 설명한다.
제3 실시 예에 따른 수밀커버(300)는 제2결합부(310)와 수밀부(320)와 스커트부(330)를 구비한다.
수밀부(320)는 내부에 제1중공부(324)가 형성된다.
제1중공부(324)는 수밀부(320)의 내부에 형성되며, 몸체부(122)와 결합될 수 있도록 몸체부(122)의 외경과 같은 크기로 제작된다.
제2결합부(310)는 엑츄에이터(200)에서 발생되는 회전을 손실없이 몸체부(122)에 전달하여야 한다.
따라서, 제2결합부는(310)는 제1결합부(121)와 같은 형상으로 형성된다.
이는 실시 예에 의해 한정되지 않고, 삼각, 오각, 별형상 등 다양한 결합부가 이용될 수 있다.
제2결합부(310)는 내부에 제1결합공(311)이 형성된다.
제1결합공(311)은 제1결합부(121)와 결합될 수 있도록 제1결합부(121)와 대응되는 형상으로 형성된다.
스커트부(330)는 회전축 관통구와 회전축(120) 사이 틈(A)을 통해 유입되는유체를 더 치밀하게 차단한다.
스커트부(330)는 수밀부(320)의 하부에 형성되며, 플랜지 형상으로 수밀부(320)의 외경보다 더 넓게 제작된다.
스커트부(330)는 커버홀(135)에 삽입된다.
스커트부(330)의 외경은 회전축(120)이 회전할 때, 커버홀(135)과의 간섭이 생기지 않도록 커버홀(135)의 내경보다 작게 제작된다.
수밀커버(300)는 기존의 제2결합공(221)을 재가공하지 않고 제2결합부(310)와 결합할 수 있도록 얇은 막형태로 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 구동축에 수밀커버를 갖는 버터플라이밸브는 도면에 도시된 일 예를 참조로 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불가하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다.
100 : 밸브유닛 120 : 회전축
140 : 디스크 200 : 엑츄에이터
300 : 수밀커버

Claims (6)

  1. 내부에 관로가 형성되는 밸브몸체와, 상기 밸브몸체 내부에서 회전가능하게 설치되는 회전축, 상기 밸브몸체의 상부에 형성되며 상기 회전축이 관통하는 회전축 관통구가 구비된 헤드부와, 상기 회전축과 결합하여 상기 밸브몸체의 관로를 개폐하는 디스크를 포함하는 밸브유닛;과
    상기 회전축을 회전시키기 위한 엑츄에이터;와
    상기 관로를 흐르는 유체가 상기 회전축 관통구와 상기 회전축 사이를 통해 상기 엑츄에이터 내부로 유입되는 것을 방지하기 위해 상기 회전축의 상부에 결합되는 수밀커버;를 구비하며,
    상기 헤드부는
    상기 엑츄에이터의 하부와 나사결합하는 플랜지부;와
    상기 플랜지부의 하부에 형성되어 상기 밸브몸체와 상기 플랜지부를 연결하는 연장부와, 상기 연장부의 내부에서 회전축과 수밀커버가 결합할 수 있도록 형성되는 커버홀과, 상기 커버홀의 측면을 관통시켜 유입되는 유체를 배출하는 유체배출부를 구비하는 것을 특징으로 하는 회전축에 수밀구조를 갖춘 버터플라이 밸브 조립체
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 회전축은 상기 디스크와 결합하고 상부가 상기 회전축 관통구를 관통하는 몸체부와, 상기 몸체부 상부에 형성되어 상기 수밀커버와 결합되는 정육면체 형상의 제1 결합부를 구비하는 것을 특징으로 하는 회전축에 수밀구조를 갖춘 버터플라이 밸브 조립체.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 수밀커버는 상기 엑츄에이터 구동축에 결합되는 정육면체 형상의 제2결합부와, 상기 제2결합부 하부에 형성되어 상기 커버홀과 결합하며 내부에 상기 제1 결합부가 삽입되는 수밀부가 구비되는 것을 특징으로 하는 회전축에 수밀구조를 갖춘 버터플라이 밸브 조립체.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 수밀부를 상기 몸체부에 고정시키는 핀을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 회전축에 수밀구조를 갖춘 버터플라이 밸브 조립체.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 수밀커버는 상기 엑츄에이터 구동축에 결합되며 내부에는 상기 제1결합부가 삽입되는 제1 결합공이 형성된 제2결합부와, 상기 제2결합부 하부에 형성되어 내부에 상기 몸체부가 삽입되는 제1 중공부가 형성된 수밀부와, 상기 수밀부 하부에 플랜지 형상으로 형성되어 상기 커버홀에 삽입되는 스커트부를 구비하는 것을 특징으로 하는 회전축에 수밀구조를 갖춘 버터플라이 밸브 조립체.
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