KR101926673B1 - 버터플라이밸브의 시트장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 긴밀한 수밀을 유지할 수 있는 버터플라이밸브의 시트장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 버터플라이밸브의 시트장치는 버터플라이밸브의 본체(A); 그 본체(A)의 관로 내주면에 장착되는 본체시트(A1); 상기 본체(A)의 관로 중간에 회전 가능하게 결합되어 관로를 개폐하는 디스크(B); 그 디스크(B)의 외면에 장착되고, 디스크(B)의 개폐시 본체시트(A1)와 접촉되어 수밀하는 디스크시트(B1);를 포함하고, 상기 본체시트(A1) 또는 디스크시트(B1) 또는 본체시트(A1)와 디스크시트(B1)의 중간 내부에 밀폐된 공간이 형성된 압력실(10); 그 압력실(10)에 다수 개 삽입되는 작동볼(30); 그 압력실(10)에 채워지는 작동유체(20);를 포함하며, 상기 작동볼(30)은 디스크(B)의 폐쇄시 편심압력에 따라 압력이 높은 쪽에서 낮은 쪽으로 이동하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

버터플라이밸브의 시트장치{Sheet device of butterfly valve}

본 발명은 긴밀한 수밀을 유지할 수 있는 버터플라이밸브의 시트장치에 관한 것이다.

도1과 같이 버터플라이밸브는 본체(A); 그 본체(A)의 관로 내주면에 장착되는 본체시트(A1); 상기 본체(A)의 관로 중간에 회전 가능하게 결합되어 관로를 개폐하는 디스크(B); 그 디스크(B)의 외면에 장착되고, 디스크(B)의 개폐시 본체시트(A1)와 접촉되어 수밀하는 디스크시트(B1);로 이루어진 것이 대부분이다.

이러한 버터플라이밸브는 원형의 관로 내부에 원판형 디스크가 회전하면서 관로를 개폐하는 밸브로서, 타 밸브에 비해 구조가 간단하며, 연결공간이 좁고, 가격이 저렴한 장점이 있다.

그러나 버터플라이밸브는 디스크의 회전에 의해 수밀하는 방식으로 이루어지기 때문에 관로보다 디스크의 크기를 확장하여 수직, 수평, 회전에 의해 전면적으로 관로를 밀폐시키는 타 밸브에 비해 수밀능력이 떨어지는 문제점이 있었다.

특히 버터플라이밸브는 관로의 중앙에 디스크를 회전중심을 정확하게 일치시키는 것이 어려워 관로의 내주면과 디스크의 외주면에 밸브시트를 부가하더라도 폐쇄시 관로와 디스크의 접촉 면이 정확하게 일치하지 않게 되어 편심 압력이 작용하는 문제점이 있었고, 그 편심 압력으로 인해 압력이 낮은 쪽에 누수가 발생하는 문제점이 있었으며, 압력이 높은 쪽에는 낮은 쪽에 비해 시트의 마모가 더 빨라지는 문제점이 있었다.

참고로, 하기의 선행기술문헌은 특허정보넷 키프리스를 통해 "버터플라이밸브"를 키워드로 하여 검색된 최근의 선행기술문헌 5건을 등재한 것으로, 하기의 선행기술문헌을 참고하여 본 발명에 관한 기술분야와 배경기술 및 그 발전상태를 파악할 수 있을 것이다.

공개/등록공보: 1018103720000, 1017684270000, 2004857570000, 1020170052855, 1018113370000.

본 발명은 버터플라이밸브를 구성함에 있어, 편심 압력에 대응할 수 있는 시트장치를 갖춘 버터플라이밸브를 제공하려는 데 기술적 과제를 두고 이를 해결하고자 함에 본 발명의 목적이 있다.

본 발명은 상술한 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 버터플라이밸브 본체의 내주면 시트와 접촉되는 디스크의 외주면에 시트를 구성하되, 그 시트의 내부 중간에 밀폐된 압력실을 구성하고, 그 압력실에 다수의 작동볼을 넣고, 작동유체를 채움으로써, 편심 압력에 따라 작동볼이 압력이 높은 쪽에서 압력이 낮은 쪽으로 이동하여 낮은 쪽은 압력을 작동볼로 지지하여 상승할 수 있게 하는 수단을 제안한다.

본 발명의 수단에 따르면, 버터플라이밸브의 특성에 의해 발생할 수밖에 없는 종래의 편심 압력에 따른 누수지점을 본 발명의 작동볼이 찾아가서 매울 수 있으므로, 종래와 같은 누수를 방지할 수 있는 효과가 있음은 물론 종래와 같은 편심 압력에 따른 차등 마모를 작동볼의 유동성 이동에 의해 방지할 수 있는 효과가 있다. 또한, 시트의 마모에 따른 압력의 변화에 따라 작동볼이 유동적으로 이동하여 지지할 수 있으므로, 시트가 마모되더라도 그 시트를 더 사용할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 예시도
도 2는 도 1의 요부 확대도
도 3은 도 1의 요부 작동도
도 4 내지 도 9는 도 1의 또 다른 예시도 및 그 작동도

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 다만, 첨부된 도면은 요부에 관한 설명의 편의를 위해 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시될 수 있고, 설명에 사용되는 용어 및 명칭은 사전적인 의미가 아닌 구성의 형상이나 작용, 역할 등에 의해 함축적으로 정해질 수 있으며, 방향에 관한 설명은 최초로 제시된 도면으로부터 최초로 제시한 방향을 기준으로 결정되며, 위치에 관한 설명은 각 구성의 중간 또는 원의 중심을 기준으로 내외가 결정된다. 그리고 선등록된 공지기술 및 통상적 기술에 대한 구체적인 설명은 요지를 흐릴 수 있어 생략 또는 간단한 부호나 명칭으로 대체한다. 또한, 도면을 통해 식별할 수 있는 구성의 구체적인 구조, 형상, 모양, 배치, 크기, 등과, 도면을 통해 유추할 수 있는 구성의 작동 및 그에 따른 작용효과 등도 요지를 흐릴 수 있어 상세한 설명을 생략할 수 있고, 구성 간의 결합을 위해 적용되는 볼트, 용접부위, 구멍, 등은 요지를 흐릴 수 있어 도면에서 생략할 수 있으며, 구성의 모양을 특별하게 특정하지 않은 이상 그 평면의 모양은 원형 또는 사각형이고, 이럴 경우 평면도는 생략될 수 있다.

이하, 도1 내지 도2을 참조하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.

도시된 바와 같이, 본 발명은 버터플라이밸브의 본체(A); 그 본체(A)의 관로 내주면에 장착되는 본체시트(A1); 상기 본체(A)의 관로 중간에 회전 가능하게 결합되어 관로를 개폐하는 디스크(B); 그 디스크(B)의 외면에 장착되고, 디스크(B)의 개폐시 본체시트(A1)와 접촉되어 수밀하는 디스크시트(B1); 상기 디스크시트(B1)의 중간 내부에 공간이 형성되어 밀폐된 압력실(10); 그 압력실(10)의 내부에 삽입되는 작동볼(30); 그 압력실(10)에 채워지는 작동유체(20);로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기한 구성을 더 구체적으로 설명하면, 상기 압력실(10)은 시트의 외면으로부터 시트의 내부 중간에 공간을 갖도록 가공 또는 성형한 다음 그 공간의 개방된 부분을 마개(11)로 막아 밀봉하는 것으로 형성할 수 있고, 그 밀봉은 용접, 접착, 억지 끼움 등으로 달성할 수 있으며, 공간의 끝단은 작동볼(30)의 형태와 대응되는 단면으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 작동볼(30)은 구체형태로 이루어지며, 비중에 의해 가라앉거나, 부력에 의해 뜨지 않고, 수중에 정체될 수 있는 중성부력을 갖는 소재로 이루어지며, 크기는 압력실(10)보다 작고, 수는 압력실(10)의 공간을 따라 동심원상에 다수 개 삽입되되, 동심원상에서 상호 간에 밀착되지 않는 갯수로 삽입될 수 있다. 또한, 상기 작동유체(20)는 작동볼(30)의 미끄럼을 유도할 수 있는 오일류로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 디스크시트(B1)는 합성수지, 고무로 이루어질 수 있으며, 디스크(B)보다 연질의 금속으로 이루어질 수 있다.

상기한 구성의 제조 및 조립을 설명하면, 먼저, 디스크시트(B1)를 가공하고, 그 디스크시트(B1)에 전면(수유의 방향)에 압력실(10)을 가공한 후, 압력실(10)에 다수의 작동볼(30)을 넣고, 그 압력실(10)을 밀봉한 다음, 디스크(B)기 시트의 일측으로부터 압력실(10)과 연통되는 구멍을 형성한 후, 그 구멍을 통해 작동유체(20)를 채운 다음, 그 구멍을 밀봉하는 방식으로 조립할 수 있고, 디스크(B)는 외주면의 외측면(수유의 반대면)에 장착홈을 형성한 다음, 상기 디스크시트(B1)를 장착홈의 전방으로 삽입한 후, 그 디스크시트(B1)의 후면에 받침블록(B2)을 디스크(B)와 관통체결하여 디스크시트(B1)를 고정 시킬 수 있다.

상기한 구성의 작동을 설명하면, 상기 디스크시트(B1)에 형성되는 압력실(10)은 공간에 의해 본체시트(A1)와 접촉시 그 접촉압력에 따라 신축되고, 그 신축에 의해 편심압력이 높은 쪽이 낮은 쪽보다 공간이 더 좁아지며, 그 공간이 넓은 쪽에서 좁아지는 쪽으로 압력이 이동하는 것에 의해 작동유체(20)의 흐름이 발생하며, 그 작동유체(20)의 흐름과 공간이 좁아지는 압박에 의해 작동볼(30)이 공간이 좁은 쪽에서 넓은 쪽으로 이동하게 되는 것에 의하여, 접촉압력이 높은 곳은 작동볼(30)이 배치되지 않고, 접촉압력이 낮은 곳에만 작동볼(30)이 몰리는 작동을 하게 된다.

예를 들어, 도3의 (a)와 같이, 압력실(10)의 공간에 작동볼(30)이 10개가 삽입되어 있다고 가정하고, 도3의 (b)와 같이, 디스크(B)의 폐쇄시 좌상부와 우하부에서 편심압력이 발생하였다고 가정하면, 도시된 바와 같이, 작동볼(30)은 우상부와 좌하부로 몰려 편심압력이 낮은 쪽을 지지하게 된다.

상기한 구성의 작동에 따른 작용을 설명하면, 상기 접촉압력이 낮은 곳에 몰리는 작동볼(30)은 접촉압력에 따른 공간의 신축시 그 공간은 작동볼(30)의 크기에 의해 공간이 작동볼(30) 이하의 크기로 좁혀지는 것을 방지하여 낮은 곳의 압력을 상승할 수 있게 하는 작용을 한다. 이때 작동유체(20)는 접촉압력에 의한 편심압력의 작용에 따른 유체의 이동으로 작동볼(30)의 이동을 유도하고, 작동볼(30)의 이동에 따른 미끄럼을 제공하며, 전체 공간을 지탱하여 일정의 압력이 유지되게 하는 작용을 한다.

상기한 작용에 따른 효과를 설명하면, 발명의 효과에 설명한 것과 같이, 버터플라이밸브의 특성에 의해 발생할 수밖에 없는 종래의 편심 압력에 따른 누수지점을 본 발명의 작동볼(30)이 찾아가서 매울 수 있으므로, 종래와 같은 누수를 방지할 수 있는 효과가 있음은 물론 종래와 같은 편심 압력에 따른 차등 마모를 작동볼(30)의 유동성 이동에 의해 방지할 수 있는 효과가 있다. 또한, 시트의 마모에 따른 압력의 변화에 따라 작동볼(30)이 유동적으로 이동하여 지지할 수 있으므로, 시트가 마모되더라도 그 시트를 더 사용할 수 있는 효과가 있다.

이하, 도4를 참조하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.

도시된 바와 같이, 본 발명은 상기 압력실(10), 작동볼(30), 작동유체(20)를 디스크시트(B1)에 구성하는 것 대신 본체시트(A1)에 구성할 수도 있다.

이렇게 하면, 본체시트(A1)는 디스크시트(B1)에 비해 고정되어 있고, 개방된 면에 장착되어 있으므로, 디스크시트(B1)에 비해 설치와 조립이 용이하고, 유지관리가 편리한 효과가 있다.

이하, 도5를 참조하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.

도시된 바와 같이, 본 발명은 상기 압력실(10), 작동볼(30), 작동유체(20)를 디스크시트(B1)와 본체시트(A1) 모두에 구성할 수도 있다.

이렇게 하면, 편심압력에 따른 작동의 원활성이 배가 되고, 그에 따른 기밀성이 더욱더 향상되는 효과가 있다.

이하, 도6을 참조하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.

도시된 바와 같이, 본 발명은 상기 압력실(10)에 삽입되는 작동볼(30)을 배제시킬 수 있다.

즉, 압력실(10)에 구성하고, 그 압력실(10)에 작동유체(20)를 채우는 것으로 완성할 수 있다.

이렇게 하면, 편심압력에 따라 압력이 낮은 곳의 지지력이 약해질 수 있으나, 작동유체(20)의 유동압력만으로도 상술한 작용효과가 달성 가능하므로, 관로의 직경이 작거나, 디스크(B)와 본체(A)의 결합력이 정밀하거나, 요구하는 수밀의 정밀성 또는 사용용도나 환경적인 조건에 따라 적용할 수 있으며, 이는 상술한 구성들에 비해 원가를 대폭 절감할 수 있는 효과가 있다.

이하, 도7을 참조하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.

도시되어 있지는 않지만, 본 발명은 상기 압력실(10)에 삽입되는 작동볼(30)과 작동유체(20)를 배제시킬 수 있다.

즉, 압력실(10)만 구성하는 것으로 완성할 수 있다.

이렇게 하면, 작동유체(20) 대신 압력실(10)의 밀폐된 공간의 공기로 편심압력에 따른 압력이 낮은 곳의 지지할 수 있으며, 이는 상술한 구성들에 비해 작동볼(30)과 작동유체(20)의 배제로 인해 제조의 편의성과 원가를 더욱더 절감할 수 있는 효과가 있다.

이하, 도8을 참조하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.

도시된 바와 같이, 본 발명은 상기 압력실(10)에 삽입되는 작동볼(30)과 작동유체(20)를 배제하는 대신 압력실(10)을 수유의 방향으로 개방하고, 그 개방부의 전면을 연통되게 할 수 있다.

이때, 연통은 압력실(10)의 전방에 해당하는 디스크(B)에 다수의 통공(B2)을 형성하거나, 장공을 형성하여 달성할 수 있다.

이렇게 하면, 디스크(B)의 폐쇄시 수유에 의해 관로에 압력이 상승하게 되고, 그 압력이 연통부를 통해 압력실(10)에 압력을 가압하게 되며, 그 가압에 의해 디스크시트(B1)가 신축되어 편심압력에 따른 압력이 낮은 곳을 확장하여 수밀을 유지할 수 있으며, 이는 상술한 구성들에 비해 원가를 대폭 절감할 수 있음은 물론 압력실(10)을 밀봉하지 않아도 되어 제조가 용이한 효과가 있다.

이하, 도9를 참조하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.

도시된 바와 같이, 본 발명은 상기 압력실(10)에 채워지는 작동유체(20)를 배제하는 대신 압력실(10)을 수유의 방향으로 개방하고, 그 개방부의 전면을 연통되게 하며, 압력실(10)의 내부 공간은 작동볼(30)이 후방이 밀릴 때 확장되는 형태로 구성할 수 있다.

즉, 압력실(10)의 공간은 작동볼(30)의 후방에 작동볼(30)의 외면으로부터 축소된 공간이 마련되며, 그 작동볼(30)은 축소된 공간의 전방의 공간에 작동볼(30)과 밀착된 상태로 되어 있다가 압력에 의해 작동볼(30)이 후방이 밀릴 때 그 축소공간이 확장되어 디스크시트(B1)의 외주면에 확장되는 형태로 구성될 수 있다.

이때, 압력실(10)은 작동볼(30)의 이탈을 방지할 수 있게 개방부에 마개(11)가 구비되며, 그 마개(11)와 압력실(10)의 전방에 해당하는 디스크(B)에 다수의 통공(12,B2)을 형성하거나, 장공을 형성하여 연통되게 달성할 수 있고, 작동볼(30)의 수는 볼베어링과 같이 작동볼(30)이 서로 밀착되는 형태로 배치될 수 있다.

이렇게 하면, 디스크(B)의 폐쇄시 수유에 의해 관로에 압력이 상승하게 되고, 그 압력이 연통부를 통해 작동볼(30)을 압력을 가압하게 되며, 그 가압에 의해 작동볼(30)이 후방으로 밀리면서 압력실(10)의 공간을 확장하고, 그 확장에 의해 디스크(B)가 신축되어 편심압력에 따른 압력이 낮은 곳을 확장하여 수밀을 유지할 수 있으며, 이는 상술한 구성들에 비해 압력실(10)에 작동유체(20)를 채우지 않아도 되어 제조가 용이하며, 원가를 절감되는 효과가 있다.

이하, 본 발명에서 제안한 구성의 응용을 설명을 하면 다음과 같다.

본 발명은 본 발명에서 추구하고자 하는 구성의 원리와 그 원리의 이해를 돕고자 본 발명의 구성과 그 구성에 포함되는 구체적인 구성요소를 도면화하고 그 도면을 기반으로 하여 설명을 한 것이며, 본 발명에 포함되는 구성 및 그 구체적인 구성요소는 추구하고자 하는 원리를 감안하여 구조, 형태, 모양, 배치, 방향, 수량이 결정되며 이를 필요에 따라 다양하게 변경할 수 있을 것이다. 본 발명에서 제시한 구성 및 그 구체적인 구성요소는 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자가 본 발명에서 얻고자 하는 효과와 그 효과로부터 더 나은 효과를 얻기 위해 어떠한 원리를 적용하는 것이 가장 바람직한 것인지를 예시한 것이다. 이에 따라서 본 발명은 상술한 구성들을 모두 포함하여 본 발명은 완성하는 것이 가장 바람직하나, 원가절감, 제조의 편의성, 환경조건 또는 필요에 따라 상기에서 설명한 구성 중 일부를 선택 또는 배제하여 완성할 수 있고, 하나 또는 일부의 구성을 따로 떼어내어 다른 구성과 병합하여 완성할 수도 있다. 그리고 상기에서 설명한 각 구성은 원리, 용도, 기능, 역할, 작용, 효과 등을 감안하여 이 기술분야가 아닌 다른 기술분야에 독립적으로 적용될 수도 있을 것이다. 이를 기반으로 하여 본 발명의 권리범위는 아래와 같이 본 발명의 청구항을 가능한 포괄하는 범위로 특정하여 권리범위가 넓은 순서대로 청구할 수 있을 것이다.

이상으로, 본 발명의 설명을 모두 마치며, 이 기술분야에 통상의 지식을 가진 기술자라면 상술한 구체적인 내용을 통해 본 발명에서 추구하고자 하는 요지를 충분히 파악할 수 있을 것으로 보이고, 도시는 되어 있지만 설명하지 않은 부분에 대한 작용효과는 도면을 통해 충분히 유추 가능할 것이다. 이에 통상의 기술자라면 본 발명에서 언급한 내용을 기반으로 이 기술분야의 다양하게 수정 및 변경하여 적용할 수 있을 것이며, 이로 인해 이 기술분야의 발전은 물론 사용상의 효율성을 더욱더 증대시킬 수 있을 것이다.

Claims (2)

1. 버터플라이밸브의 본체(A); 그 본체(A)의 관로 내주면에 장착되는 본체시트(A1); 상기 본체(A)의 관로 중간에 회전 가능하게 결합되어 관로를 개폐하는 디스크(B); 그 디스크(B)의 외면에 장착되고, 디스크(B)의 개폐시 본체시트(A1)와 접촉되어 수밀하는 디스크시트(B1);를 포함하고,
   상기 본체시트(A1) 또는 디스크시트(B1) 또는 본체시트(A1)와 디스크시트(B1)의 중간 내부에 밀폐된 공간이 형성된 압력실(10); 그 압력실(10)에 다수 개 삽입되는 작동볼(30); 그 압력실(10)에 채워지는 작동유체(20);로 이루어지고,
   상기 작동볼(30)은 구체형태로 이루어지며, 비중에 의해 가라앉거나, 부력에 의해 뜨지 않고, 수중에 정체될 수 있는 중성부력을 갖는 소재로 이루어지며, 크기는 압력실(10)보다 작고, 수는 압력실(10)의 공간을 따라 동심원상에 다수 개 삽입되되, 동심원상에서 상호 간에 밀착되지 않는 갯수로 삽입되며, 상기 작동유체(20)는 작동볼(30)의 미끄럼을 유도할 수 있는 오일류로 이루어지고,
   상기 작동볼(30)은 디스크(B)의 폐쇄시 편심압력에 따라 압력실(10)의 동심원상에서 압력이 높은 쪽에서 낮은 쪽으로 이동하여 낮은 쪽의 압력을 지지함으로써 누수를 방지하는 것을 특징으로 하는 버터플라이밸브의 시트장치.
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