KR101934040B1 - 체크밸브 - Google Patents

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신동민
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동아대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 밸브로 유입되는 유체의 압력에 의해 디스크 및 하우징에 가해지는 충격을 완화하는 디스크가 포함된 체크밸브에 관한 기술로서, 유체의 유입구 및 유출구가 서로 연통되어 내부에 챔버가 형성된 하우징과, 하우징의 챔버 벽에 일측이 힌지 결합되어 유입구로 유체가 유입되면 힌지를 중심으로 선회되는 디스크를 포함하고, 디스크는 힌지의 일단부에 결합되어 하우징 내의 관로를 개폐하는 원반형의 디스크바디와, 디스크바디의 전방면에 배치되어 관로 내의 유체를 흡수하여 팽창하는 흡수재와, 흡수재를 사이에 두고 디스크바디와 결합되고 일측에 유체가 유입되는 개구부가 형성된 가드플레이트를 포함한다.

Description

체크밸브 {Check Valve}
본 발명은 체크밸브에 관한 것으로, 더 상세하게는 밸브로 유입되는 유체의 압력에 의해 디스크 및 하우징에 가해지는 충격을 완화하는 디스크가 포함된 체크밸브에 관한 기술이다.
일반적으로 스윙식 체크밸브는 유체가 통과하는 배관에 설치되어 관로 내부에 흐르는 유체의 역류를 방지하고 한 쪽 방향으로만 흐르도록 함으로써 유체의 흐름을 단속하기 위해 고안된 것으로, 유체가 관로 내부에 정상적으로 흐르고 있을 경우에는 유체의 압력에 의해 개방되었다가 밸브 조작이나 펌프 작동에 의해 유체의 흐름이 중단될 경우 자동으로 닫히게 됨으로써 유체의 역류를 방지하게 된다.
이와 같이 스윙식 체크밸브는 유로를 개폐하는 디스크가 경첩식으로 부찰되어 입구측의 압력이 출구측의 압력보다 높을 때에만 디스크가 밀어 올려져 유체가 유동하고, 출구측 압력이 높아진 때에는 압력차에 의해, 그리고 양측의 압력이 동일하게 된 때에는 디스크 자체의 중량에 의해 자동으로 닫히게 된다.
그런데 체크밸브는 이러한 구조와 작동 때문에 관내에서 급격한 유체 유동이 발생하게 되면 디스크에 큰 충격이 가해지게 되고, 이로 인해 디스크와 밸브 몸체 내부에 손상이 가는 문제가 발생하게 된다.
또한, 체크밸브는 유량조절이 어려운 문제도 가지고 있다.
한국공개특허공보 10-2017-0112557
이에 본 발명은 상기와 같은 제반 사항을 고려하여 제안된 것으로, 밸브로 유입되는 유체의 압력에 의해 디스크 및 하우징에 가해지는 충격을 완화하는 디스크가 포함된 체크밸브를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 기술적 사상에 의한 체크밸브는 유체의 유입구 및 유출구가 서로 연통되어 내부에 챔버가 형성된 하우징과, 상기 하우징의 챔버 벽에 일측이 힌지 결합되어 상기 유입구로 유체가 유입되면 상기 힌지를 중심으로 선회되는 디스크를 포함하고, 상기 디스크는 상기 힌지의 일단부에 결합되어 상기 하우징 내의 관로를 개폐하는 원반형의 디스크바디와, 상기 디스크바디의 전방면에 배치되어 상기 관로 내의 유체를 흡수하여 팽창하는 흡수재와, 상기 흡수재를 사이에 두고 상기 디스크바디와 결합되고, 일측에 상기 유체가 유입되는 개구부가 형성된 가드플레이트를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 흡수재는 중앙이 관통된 도넛형이고, 상기 디스크는 상기 흡수재의 관통된 부위의 상기 디스크바디 및 상기 가드플레이트 사이에 배치되어 상기 가드플레이트가 상기 유체로부터 받는 충격을 완충하는 제1완충부재를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 개방 상태의 상기 디스크바디와 맞닿는 상기 하우징 내부에는 상기 디스크바디와의 충돌 충격을 완화하기 위한 제2완충부재가 설치된 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 디스크의 힌지에 결합되어 상기 힌지의 회전 각도를 한정하는 개방각제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 하우징의 외주면에는 상기 힌지까지 관통된 공극이 형성되고,
상기 개방각제어부는 상기 힌지의 상기 디스크가 연장된 방향과 대향되는 부위에 결합되는 걸림부재와, 상기 하우징의 공극에 삽입될 때 상기 걸림부재와 접촉되어 상기 힌지의 회전을 제한하게 되는 클립을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 체크밸브에 따르면 아래와 같은 효과가 있다.
첫째, 본 발명의 디스크는 유입되는 유체를 흡수하는 흡수재가 포함되어 유입된 유체의 압력을 일시적으로 감소시킴으로 디스크가 보다 천천히 개방될 수 있게 하여 하우징, 힌지 및 디스크바디 등에 가해지는 충격이 완화되어 밸브의 손상을 예방할 수 있게 된다.
둘째, 흡수재의 선단에 가드플레이트가 결합되어 유입된 유체가 직접 흡수재에 접촉되는 것을 방지함에 따라, 흡수재가 손상되는 것을 방지할 수 있게 된다.
셋째, 완전 개방된 디스크가 맞닿게 되는 하우징의 내부에는 완충부재가 결합됨에 따라 디스크가 고속으로 개방되더라도 밸브가 손상되는 것을 방지할 수 있게 된다.
넷째, 개방각제어부로 디스크의 선회 각도 한계를 제어할 수 있음에 따라, 체크밸브를 통과하는 유체의 유량을 제어할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 체크밸브의 폐쇄상태의 측면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스크의 측면도 및 정면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 체크밸브가 개방각제어부에 의해 선회 각도가 제한되어 개방된 상태의 측면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 체크밸브의 완전 개방상태의 측면도.
첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 의한 체크밸브에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 체크밸브는 유체의 유입구(112) 및 유출구(114)가 서로 연통되어 내부에 챔버(113)가 형성된 하우징(110)과, 하우징(110)의 챔버(113) 벽에 일측이 힌지(115) 결합되어 유입구(112)로 유체가 유입되면 힌지(115)를 중심으로 선회되는 디스크(120)를 포함하고, 디스크(120)는 힌지(115)의 일단부에 결합되어 하우징(110) 내의 관로를 개폐하는 원반형의 디스크바디(127)와, 디스크바디(127)의 전방면에 배치되어 관로 내의 유체를 흡수하여 팽창하는 흡수재(125)와, 흡수재(125)를 사이에 두고 디스크바디(127)과 결합되고 일측에 유체가 유입되는 개구부(122)가 형성된 가드플레이트(121)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
디스크(120)는 하우징(110)의 내경과 대응되는 크기를 갖는 원반형으로 이루어진다. 디스크(120)는 하우징(110) 내부를 유동하는 유체의 압력에 의해 힌지(115)를 중심으로 선회하면서 하우징(110)의 내부를 개폐한다.
디스크(120)는 전방면에 배치된 흡수재(125)는 하우징(110)의 유입구(112) 방향에서 유체가 유입되면 유체를 흡수하는 것으로 순간 유압을 저감시켜 디스크(120)가 보다 천천히 선회하며 밸브가 개방되게 한다.
가드플레이트(121)는 흡수재(125)의 전방에 위치하여 흡수재(125)를 유입구(112) 방향에서 유입되는 유체의 충격이 직접 전달되지 않게 보호한다. 흡수재(125)로 유체가 제공되게 하는 가드플레이트(121)의 개구부(122)는 가드플레이트(121)의 가장자리에 형성되는 것이 바람직하다. 일반적으로, 관로 내에서 유속이 가장 빠른 영역은 관로의 중앙 영역이다. 흡수재(125)는 빠른 유속에 그대로 노출되면 ??어짐 등의 손상이 발생될 우려가 있는데, 흡수재(125) 선단에 가드플레이트(121)가 위치함에 따라, 흡수재(125)가 손상되는 것을 방지할 수 있게 된다.
도 2를 참조하면, 흡수재(125)는 정면 방향에서 보았을 때, 중앙이 관통된 도넛형으로 실시될 수 있다. 또한, 디스크(120)는 흡수재(125)의 관통된 부위의 디스크바디(127) 및 가드플레이트(121) 사이에 배치되어 가드플레이트(121)가 유체로부터 받는 충격을 완충하는 제1완충부재(124)를 더 포함한다. 제1완충부재(124)는 스프링 등이 될 수 있다. 유입구(112) 방향에서 유체가 유입될 때, 흡수재(125)보다 가드플레이트(121)가 먼저 유체와 맞닿게 된다. 만약 가드플레이트(121)가 유체로부터 받은 압력이 그대로 디스크바디(127)까지 전달되면 흡수재(125)에 의한 디스크(120)의 선회 속도 지연이 약화될 수 있다. 가드플레이트(121)와 디스크바디(127) 사이에 배치된 제1완충부재(124)는 가드플레이트(121)의 중앙에서 발생된 충격을 완충하므로 디스크바디(127)로 전달되는 충격을 저감시킴에 따라 디스크(120)의 선회 속도를 지연시킬 수 있게 한다.
또한, 디스크바디(127)의 둘레에는 실링 효율 증대를 위해 전방으로 돌출되게 시트링(도시되지 않음)이 추가 결합될 수 있다.
또한, 디스크(120)가 폐쇄 상태일 때, 디스크(120)의 가장자리 둘레와 맞닿는 부위에는 실링 기능 향상과, 디스크(120)가 폐쇄 될 때 발생되는 충격 완화를 위해 탄성력을 가진 보조시트링(117)이 결합될 수 있다.
한편, 개방 상태의 디스크바디(127)과 맞닿는 하우징(110) 내부에는 디스크바디(127)의 충돌 충격을 완화하기 위한 제2완충부재(116)가 설치된다. 유입구(112) 방향에서 고압의 유체가 유입될 때, 흡수재(125)가 유체를 흡수하여 유압을 다소 저감시키더라도 여전히 디스크(120)의 선회 속도가 높으면 하우징(110)과의 충돌로 손상이 발생될 수 있다. 디스크(120)가 개방 상태일 때 하우징(110)과 맞닿는 위치에 제2완충부재(116)가 설치되면 디스크(120)가 충격으로 손상되는 것을 방지할 수 있게 된다. 제2완충부재(116)는 탄력이 있는 고무, 용수철 등이 적용될 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 체크밸브는 디스크(120)의 힌지(115)에 결합되어 힌지(115)의 회전 각도를 한정하는 개방각제어부를 더 포함할 수 있다. 개방각제어부가 디스크 힌지(115)의 회전 각도를 제한함에 따라, 디스크(120)는 개방 방향으로 선회되는 각도가 제한된다. 디스크(120)가 제한적으로 개방된 상태에서는 밸브를 정방향으로 통과할 수 있는 유체의 양이 제한됨에 따라 체크밸브로 유량을 제어할 수 있는 효과를 볼 수 있게 된다.
개방각제어부를 보다 상세히 설명하면, 먼저 하우징(110)의 외주면에는 힌지(115)까지 관통된 공극(119)이 형성된다. 디스크의 힌지(115)가 챔버(113)의 상부 벽에 결합된 것으로 실시될 경우, 공극(119)은 힌지(115)가 결합된 부위에 인접한 하우징(110)의 상부에 형성된다. 개방각제어부는 힌지(115)의 디스크(120)가 연장된 방향과 대향되는 부위에 결합되는 걸림부재(129)와, 하우징(110)의 공극(119)에 삽입될 때 걸림부재(129)와 접촉되어 힌지(115)의 회전을 제한하게 되는 클립(130)을 포함한다.
걸림부재(129)는 힌지(115)에서부터 돌출되는 형상을 가진다. 힌지(115)에 결합된 걸림부재(129)는 힌지(115)의 회전 시 함께 선회하게 된다. 디스크(120)와 걸림부재(129)는 동일 힌지(115)에 결합되어 선회하므로 선회되는 각도는 서로 일치한다. 하우징(110)에 형성된 공극(119)은 걸림부재(129)가 선회하는 방향을 따라 적어도 하나 이상 서로 이격되어 형성된다. 예를 들어, 디스크(120)가 폐쇄상태(0도)에서 30도까지만 회전되기를 원하면 공극(119)은 걸림부재(129)가 30도 선회된 위치를 향해 관통되어 형성된다. 상기 공극(119)에 클립(130)을 삽입하면 유입구(112)로 유체가 유입되어 디스크(120)가 선회될 때, 30도 선회 상태에서 걸림부재(129)가 클립(130)과 맞닿아 추가 선회가 제한되므로 디스크(120)도 최고 30도까지만 선회할 수 있게 된다.
이어서, 본 발명의 일 실시예에 따른 체크밸브의 사용예를 설명한다.
도 1을 참조하면, 먼저 이 실시예의 체크밸브를 관로시스템 상에 유체가 유입되는 방향으로 유입구(112)가 향하게 하여 결합한다.
관로시스템에 결합된 상태에서 체크밸브의 유출구(114) 방향으로 유체가 유입되면 유체의 유압에 의해 디스크(120)가 폐쇄 방향으로 선회된다. 폐쇄 방향으로 선회된 디스크(120)는 하우징(110) 내의 챔버(113)를 폐쇄하게 되고, 유출구(114) 방향에서 유입된 유체는 체크밸브를 통과할 수 없게 된다.
도 2를 참조하면, 체크밸브를 통과하는 유체의 유량 제어를 원할 경우, 디스크(120)의 선회 허용 각도에 대응되는 공극(119)에 클립(130)을 삽입한다. 이 때, 유입구(112)에서 유체가 유입되면 디스크(120)는 유체의 압력으로 선회하고, 디스크(120)와 함께 선회하는 걸림부재(129)는 클립(130)과 맞닿게 될 때 선회가 제한된다. 걸림부재(129)의 선회가 제한될 때, 디스크(120)의 선회도 정지된다.
특히, 유입구(112) 방향에서 유체가 유입될 때, 가드플레이트(121)에 형성된 개구부(122)를 통해 유체가 흡수재(125)로 흡수되어 유입된 유체의 압력이 일시적으로 저감되고, 이로써 디스크(120)가 보다 천천히 선회될 수 있게 된다.
도 3을 참조하면, 공극(119)에 클립(130)이 삽입되지 않은 상태일 때, 유입구(112)에서 유체가 유입되면 디스크(120)가 완전 개방된다. 완전 개방된 디스크(120)는 디스크바디(127)의 후면부가 하우징(110) 내의 챔버(113) 벽과 충돌하게 된다. 이 때, 디스크바디(127)과 하우징(110)이 충돌하는 부위에 제2완충부재(116)가 설치됨에 따라, 디스크(120) 및 하우징(110)에 가해지는 충격이 완화된다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상술된 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.
110 : 하우징 111 : 상부하우징
112 : 유입구 113 : 챔버
114 : 유출구 115 : 힌지
116 : 제2완충부재 117 : 보조시트링
119 : 공극 120 : 디스크
121 : 가드플레이트 122a, 122b : 개구부
123 : 가이드 124 : 제1완충부재
125 : 흡수재 127 : 디스크바디
129 : 걸림부재 130 : 클립

Claims (5)

  1. 유체의 유입구 및 유출구가 서로 연통되어 내부에 챔버가 형성된 하우징과;
    상기 하우징의 챔버 벽에 일측이 힌지 결합되어, 상기 유입구로 유체가 유입되면 상기 힌지를 중심으로 선회되는 디스크를 포함하고,
    상기 디스크는 상기 힌지의 일단부에 결합되어 상기 하우징 내의 관로를 개폐하는 원반형의 디스크바디와; 상기 디스크바디의 전방면에 배치되어, 상기 관로 내의 유체를 흡수하여 팽창하는 흡수재와; 상기 흡수재를 사이에 두고 상기 디스크바디와 결합되고, 일측에 상기 유체가 유입되는 개구부가 형성된 가드플레이트를 포함하며,
    상기 흡수재는 중앙이 관통된 도넛형이고,
    상기 디스크는 상기 흡수재의 관통된 부위의 상기 디스크바디 및 상기 가드플레이트 사이에 배치되어 상기 가드플레이트가 상기 유체로부터 받는 충격을 완충하는 제1완충부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 체크밸브.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    개방 상태의 상기 디스크바디와 맞닿는 상기 하우징 내부에는 상기 디스크바디와의 충돌 충격을 완화하기 위한 제2완충부재가 설치된 것을 특징으로 하는 체크밸브.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 디스크의 힌지에 결합되어 상기 힌지의 회전 각도를 한정하는 개방각제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 체크밸브.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 하우징의 외주면에는 상기 힌지까지 관통된 공극이 형성되고,
    상기 개방각제어부는 상기 힌지의 상기 디스크가 연장된 방향과 대향되는 부위에 결합되는 걸림부재와, 상기 하우징의 공극에 삽입될 때 상기 걸림부재와 접촉되어 상기 힌지의 회전을 제한하게 되는 클립을 포함하는 것을 특징으로 하는 체크밸브.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101476364B1 (ko) * 2013-12-10 2014-12-26 동아대학교 산학협력단 유량조절용 가변스토퍼를 구비한 스윙식 체크밸브
KR101674531B1 (ko) * 2015-07-23 2016-11-09 동아대학교 산학협력단 캐비테이션 방지 기능을 갖는 밸브 디스크 및 이를 구비한 버터플라이밸브

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