KR101938518B1 - 부단수 공법용 버터플라이 형식의 밸브 - Google Patents

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KR101938518B1
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송기용
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Abstract

부단수 공법용 버터플라이 형식의 밸브가 개시된다. 상기 부단수 공법용 버터플라이 형식의 밸브는 부단수 공법을 위해 미리 선정된 관로의 절단예정영역에서 관의 둘레를 감싸도록 설치되는 활정자관; 상기 활정자관 내부의 유체통로 내에 위치하여 상기 유체통로를 개폐하기 위한 플레이트 형태의 개폐디스크를 포함하는 디스크밸브; 및 상기 디스크밸브에 연결되고, 상기 유체통로를 개방시키기 위한 제1 방향 및 상기 유체통로를 밀폐시키기 위한 제2 방향으로 상기 개폐디스크가 회전하도록 상기 개폐디스크를 제어하는 밸브제어부를 포함하고, 상기 활정자관은 상기 디스크밸브가 결합되는 영역의 좌측 및 우측에 상기 관로의 절단예정영역을 우회하여 유체를 순환시키기는 임시배관을 연결하기 위해 상기 활정자관의 둘레를 관통하여 형성되는 배관연결부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

부단수 공법용 버터플라이 형식의 밸브{BUTTERFLY TYPE VALVE FOR NON WATER BLOCKAGE PIPING WORK METHOD}
본 발명은 부단수 공법용 밸브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 부단수 공법시 기존 관로의 내부에서 관로의 유체통로를 확실히 밀폐할 수 있는 부단수 공법용 버터플라이 형식의 밸브에 관한 것이다.
일반적으로 부단수 차단 공법에 적용되는 유체 차단장치(밸브)는 상수도관, 지역난방의 열배관, 송유관 및 가스관 등 다양한 관로에서 일부 구간을 차단하기 위한 수단으로 널리 이용되고 있는 장치로 통상 차단 헤드라 일컫는 소정의 차단 수단을 관로 내로 삽입하여 유체의 흐름을 차단한다.
도 1을 참조하여 상기 유체 차단장치가 이용되는 예를 설명하면, 종래 상수도관과 같은 관로의 교체 방법은 도 1의 (a)에 도시된 바와 같이 교체 작업 구간이 일부 구간임에도 불구하고 제수밸브 1과 제수밸브 2에 의해서만 교체 작업 구간의 제수가 가능하므로, 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이 교체 작업구간 이외에 전체 구간이 단수되는 문제점이 있다.
통상적으로 제수밸브의 간격이 1km 내지 3km이므로 단수지역이 상당히 넓게 발생하여 생활의 불편을 겪는 주민이 많아지는 문제점과 생업에 피해를 주는 문제점이 있다. 그리고 상기 제수밸브 1 또는 제수밸브 2가 노후로 인해 차수 성능이 불량하거나 작동이 불량할 경우 단수지역이 크게 확대되는 문제점이 있다.
또한, 단수 공법의 경우 관 내의 물을 퇴수 및 충수를 해야하기 때문에 작업시간이 상당히 소요되고 이는 단수시간의 증가로 연결되는 문제점이 있다.
이와 같은 문제점을 해결하는 부단수 차단공법은 도 2에 도시된 바와 같이 교체 작업 구간만의 차수를 위해 양측에 임시 제수밸브 역할을 하는 유체 차단장치를 설치하여 작업 구간을 확보한다.
즉, 상기 유체 차단장치는 제수밸브와 같은 역할을 하게 되고 이로써 상기 도 2에 도시된 바와 같이 교체 작업구간만 단수가 되고 타지역은 영향을 받지 않는다.
이와 같은 특징으로 인해 부단수 차단공법은 최소 구간만 단수가 되며, 종래 기 설치된 제수밸브와 무관하게 작업이 가능하여 관로의 교체작업 시간을 줄이는 효과가 있고, 종래 기존의 단수 공법이 갖고 있던 다양한 문제점을 해결한다.
도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 미국특허 제 3,948,282호에는 주관을 단수시키지 않는 상태에서 분기관 등을 연결하는 데 적용되는 부단수 공법이 도시되어 있다. 이를 참고하면, 상기 종래기술은 도 3a의 관로본관(1)을 밀폐케이스(800)로 둘러싼다. 이어서, 밀폐케이스(800)에 작업용 게이트밸브(801) 등을 부착한다.
그 다음, 주지의 공법에 따라 홀 톱(802)에 의해 관로본관(1)에 원형의 구멍(803)을 천공한다. 그리고 상기 구멍의 천공후, 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 천공한 원형의 구멍(803)에 끼워지는 밸브디스크(804)를 삽입한다.
그러나, 상기 종래의 부단수 공법에서는, 관로본관(1)의 일부 만을 천공한 후 상기 밸브디스크(804)를 삽입하여 단수시키는 과정에서, 상기 밸브디스크(804)는 상기 관로본관(1) 내면에 쌓인 스케일로 인해 상기 관로본관(1)의 내면에 완전히 밀착되지 못하는 문제가 있다.
또한, 상기 밀폐케이스(800)는 상기 관로본관(1)에 결합될 때 상기 밀폐케이스(800) 및 관로본관(1) 사이의 누수 방지를 위한 기밀부재가 결여되어서 완전한 누수를 방지하기 어려운 문제가 있다.
한편, 천공을 통해 관로 내부에 설치되는 기존의 부단수 공법용 밸브는 관로 내부를 유동하는 유체의 압력을 이기지 못하여 쉽게 파손되는 문제가 있었다.
또한, 종래 대부분의 부단수 밸브는 밸브가 상승 및 하강하여 유체통로를 개폐하는 구조로 구성되었다. 이는, 밸브가 상승 및 하강 하여야 하는 공간을 확보하여야 하며, 이에 따라 부단부 밸브의 부피가 증가하는 문제가 있었다.
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 기존 관로의 일부만을 천공하지 않고 기존 관로의 일부를 완전 절단하여 밸브가 위치하는 공간이 충분히 확보되고, 관로의 직경보다 더 깊게 삽입될 수 있어서 관로의 유체통로를 확실히 밀폐할 수 있도록 한 부단수 공법용 버터플라이 형식의 밸브를 제공하는데 있다.
또한, 부단수 공법을 통해 관을 교체할 때 유체를 교체되는 관의 길이를 우회시켜서 순환되도록 하기 위한 유체우회경로를 간단하고 신속하게 구축할 수 있도록 한 부단수 밸브를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 부단수 공법용 버터플라이 형식의 밸브는 부단수 공법을 위해 미리 선정된 관로의 절단예정영역에서 관의 둘레를 감싸도록 설치되는 활정자관; 상기 활정자관 내부의 유체통로 내에 위치하여 상기 유체통로를 개폐하기 위한 플레이트 형태의 개폐디스크를 포함하는 디스크밸브; 및 상기 디스크밸브에 연결되고, 상기 유체통로를 개방시키기 위한 제1 방향 및 상기 유체통로를 밀폐시키기 위한 제2 방향으로 상기 개폐디스크가 회전하도록 상기 개폐디스크를 제어하는 밸브제어부를 포함하고, 상기 활정자관은 상기 디스크밸브가 결합되는 영역의 좌측 및 우측에 상기 관로의 절단예정영역을 우회하여 유체를 순환시키기는 임시배관을 연결하기 위해 상기 활정자관의 둘레를 관통하여 형성되는 배관연결부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 활정자관은 상기 유체통로에 소통되도록 관의 외면 일측으로부터 분기되는 분기부를 포함하고, 상기 디스크밸브는 상기 분기부로 삽입되어 상기 유체통로 내에 배치되고, 상기 밸브제어부는 상기 디스크밸브가 상기 분기부로 삽입되는 방향과 평행하게 배치되어 일부가 상기 분기부의 외측으로 노출될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 활정자관은 상기 분기부의 입구로부터 상기 유체통로 방향으로 연장되는 밸브결합홈을 포함하고, 상기 디스크밸브는, 상기 개폐디스크; 상기 개폐디스크를 수용하는 디스크수용부 및 상기 디스크수용부의 일측에 위치하여 상기 디스크수용부와 마주하며 상기 개폐디스크의 직경보다 작은 내경을 갖는 환형의 개폐구를 포함하고, 상기 분기부의 입구로부터 상기 밸브결합홈을 따라 상기 활정자관 내부로 삽입되는 밸브몸체부; 상기 분기부의 입구로부터 상기 디스크수용부에 관통되어 상기 개폐디스크와 연결되고, 상단부가 상기 분기부의 외측으로 위치하는 스탬을 포함하고, 밸브제어부는 상기 스탬의 상단부에 연결되어 상기 스탬 및 개폐디스크를 상기 제1 방향 및 제2 방향으로 회전시킨다.
일 실시예에서, 상기 밸브제어부는, 상기 스탬의 길이방향과 수직하도록 배치되는 핸들연결축; 및 상기 핸들연결축 및 스탬에 연결되어 상기 핸들연결축의 회전동력을 상기 스탬에 전달하여 상기 스탬 및 개폐디스크가 상기 제1 방향 및 제2 방향으로 회전되도록 하는 기어부를 포함할 수 있다.
삭제
일 실시예에서, 상기 밸브몸체부는 상기 디스크수용부의 위로 위치하고 상기 밸브몸체부가 상기 밸브결합홈을 따라 삽입되면 상기 분기부의 내면 둘레에 안착되어 상기 분기부의 입구를 밀폐하는 분기부밀폐부를 포함하고, 상기 분기부는 상기 분기부의 입구의 외면 둘레에 구비되는 플랜지연결부를 포함하고, 상기 소프트밸브는 상기 분기부밀폐부의 가장자리를 덮도록 상기 플랜지연결부에 결합되는 고리 형상의 고정플랜지를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 개폐디스크는 상기 환형의 개폐구에 접하는 면의 반대면에 구비되는 복수의 스탬연결부를 포함하고, 상기 스탬은 상기 복수의 스탬연결부에 결합되어 상기 개폐디스크와 결합될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 복수의 스탬연결부는 적어도 3개일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 기어부는 웜기어로 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 밸브몸체부는 상기 분기부밀폐부의 저면부에서 상기 디스크수용부를 사이에 두고 서로 대향되게 배치되는 한 쌍의 밀림방지부를 더 포함하고, 상기 한 쌍의 밀림방지부는 상기 분기부밀폐부의 저면부로부터 돌출되어, 상기 분기부밀폐부가 상기 분기부에 결합될 때 상기 분기부의 내면에 대응될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 버터플라이 형식의 밸브는 밸브위치정렬수단을 더 포함하고, 상기 밸브위치정렬수단은, 상기 밸브몸체부의 하단부로부터 돌출되며, 상기 스탬과 동축상에 배치되는 위치정렬돌출부; 및 상기 밸브결합홈의 하단부의 가운데에 위치하여 상기 밸브결합홈 아래로 돌출되게 형성되고, 상기 밸브몸체부가 상기 밸브결합홈에 삽입되면 상기 위치정렬돌출부와 결합하여 상기 위치정렬돌출부를 수용하는 위치정렬홈부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 부단수 공법용 버터플라이 형식의 밸브는 아래와 같은 이점이 있다.
첫째, 미리 선정된 관로의 절단예정영역에서 관의 일부 영역이 완전히 절단되어 제거되고, 그 절단영역에 디스크밸브가 위치하여 절단된 관들 사이의 유체통로를 개폐디스크를 통해 개폐하는 구조를 가지므로 디스크밸브가 관로 내에 위치할 수 있는 충분한 공간이 확보되며, 부단수 공법에서 관로를 지나는 유체의 흐름을 일시적으로 차단하고자 할 때 디스크밸브가 활정자관 내에서 U자 형상의 밸브결합홈에 삽입되어 관의 직경보다 더 깊게 삽입되므로 유체통로를 확실히 밀폐할 수 있다. 따라서, 기존의 관로의 내면에 쌓인 스케일로 인해 관의 내면에 완전히 밀착하지 못하는 종래의 문제 없이 상기 유체통로를 완전히 차단할 수 있게 되는 이점이 있다.
둘째, 관의 유체통로를 개폐하기 위한 개폐디스크가 활정자관 내에서 회전하는 형태로 구비되므로 유체통로를 개폐하는 과정이 쉬워지고, 소프트밸브의 부피가 감소되는 이점이 있다.
셋째, 활정자관 상에 구비되는 배관연결부에 임시배관을 연결하면 부단수 공법을 통해 관을 교체할 때 유체를 교체되는 관의 길이를 우회시켜서 순환되도록 하기 위한 유체우회경로를 간단하고 신속하게 구축할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 종래의 단수공법을 설명하는 개념도이다.
도 2는 부단수 차단공법을 설명하는 개념도이다.
도 3a 및 도 3b는 종래의 부단수 공법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 부단수 공법용 버터플라이 형식의 밸브의 구성을 설명하기 위한 분리 사시도이다.
도 5a는 도 4에 도시된 디스크밸브의 정면도이다.
도 5b는 도 4에 도시된 디스크밸브의 저면 사시도이다.
도 5c는 도 4에 도시된 디스크밸브의 측면도이다.
도 6은 도 4에 도시된 고정플랜지의 저면 사시도이다.
도 7은 도 4의 결합 사시도이다.
도 8은 도 7의 저면 사시도이다.
도 9는 도 7의 정면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 부단수 공법용 버터플라이 형식의 밸브를 설치하는 과정의 순서를 나타낸 순서도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 부단수 공법용 버터플라이 형식의 밸브가 관로에 설치된 상태 및 임시배관이 연결된 상태를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 부단수 공법용 버터플라이 형식의 밸브의 다른 사용예를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 부단수 공법용 버터플라이 형식의 밸브에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 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 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 부단수 공법용 버터플라이 형식의 밸브 의 구성을 설명하기 위한 분리 사시도이고, 도 5a는 도 4에 도시된 디스크밸브의 정면도이고, 도 5b는 도 4에 도시된 디스크밸브의 저면 사시도이고, 도 5c는 도 4에 도시된 디스크밸브의 측면도이고, 도 6은 도 4에 도시된 고정플랜지의 저면 사시도이고, 도 7은 도 4의 결합 사시도이고, 도 8은 도 7의 저면 사시도이고, 도 9는 도 7의 정면도이다.
도 4 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 부단수 공법용 버터플라이 형식의 밸브는 활정자관(100), 디스크밸브(200), 밸브제어부(300) 및 고정플랜지(400)를 포함한다.
활정자관(100)은 부단수 공법을 위해 미리 선정된 관로의 절단예정영역에서 관(10)의 둘레를 감싸도록 설치된다. 일 예로, 활정자관(100)은 제1 활정자 부재(110) 및 제2 활정자 부재(120)를 포함할 수 있다.
제1 활정자 부재(110)는 관(10)의 일부를 감싸도록 구비될 수 있다. 일 예로, 제1 활정자 부재(110)는 반원의 단면 형상을 이루어 원통 형상의 관(10)의 일부를 감쌀 수 있다. 제1 활정자 부재(110)는 제1 관부(111) 및 제1 측방향 플랜지부(112)를 포함할 수 있다. 제1 관부(111)는 관(10)의 둘레의 일부를 감싸도록 반원 형상의 단면을 갖는 원통형 관 구조일 수 있다. 제1 측방향 플랜지부(112)는상기 제1 관부(111)의 길이방향의 양측에 구비될 수 있고, 제1 관부(111)의 원주 방향을 따라 연장되어 반원 형상으로 구비될 수 있다.
제2 활정자 부재(120)는 관(10)의 나머지를 감싸도록 구비될 수 있다. 일 예로, 제2 활정자 부재(120)는 제1 활정자 부재(110)의 반원에 대응하는 반원의 단면형상을 이루어 원통 형상의 관(10)의 나머지를 감쌀 수 있다. 제2 활정자 부재(120)는 제2 관부(121) 및 제2 측방향 플랜지부(122)를 포함할 수 있다. 제2 관부(121)는 관(10)의 둘레의 일부를 감싸도록 상기 제1 관부(111)의 반원 형상에 대응하는 반원 형상의 단면을 갖는 원통형 관 구조일 수 있다. 제2 측방향 플랜지부(122)는 상기 제2 관부(121)의 길이방향의 양측에 구비될 수 있고, 제2 관부(121)의 원주 방향을 따라 연장되어 반원 형상으로 구비될 수 있다.
이러한 제1 활정자 부재(110) 및 제2 활정자 부재(120)는 각각 관(10)의 일부를 감싸서 서로 대향되게 배치되어 결합수단에 의해 결합된다. 제1 활정자 부재(110) 및 제2 활정자 부재(120)를 결합하기 위한 상기 결합수단의 형태에는 특별한 제한은 없다. 일 예로, 상기 결합수단으로서 제1 관부(111) 및 제2 관부(121) 맞대어 용접하는 용접방식일 수 있다. 다른 예로, 도시하지는 않았지만, 상기 결합수단은 제1 활정자 부재(110) 및 제2 활정자 부재(120)의 더욱 용이한 결합을 위해, 제1 활정자 부재(110)는 상기 제1 관부(111)의 반경의 양측에 구비되고 상기 제1 관부(111)의 길이방향을 따라 선형으로 연장되는 추가의 플렌지부를 포함하고, 제2 활정자 부재(120)는 상기 제2 관부(121)의 반경의 양측에 구비되고 상기 제2 관부(121)의 길이방향을 따라 선형으로 연장되는 추가의 플렌지부를 포함하여, 볼트 및 너트의 결합에 의해 서로 조립하는 형태일 수 있다.
제1 활정자 부재(110) 및 제2 활정자 부재(120)가 결합되면 상기 제1 측방향 플랜지부(112) 및 상기 제2 측방향 플랜지부(122)는 단부가 서로 대응되어 관(10)의 둘레 전체를 감싸는 완전한 원형의 플랜지 구조로 배치된다. 또한 도시하지는 않았지만, 제1 측방향 플랜지부(112) 및 제2 측방향 플랜지부(122)는 관(10)의 둘레 전체를 감쌀 때 기밀을 유지하도록 패킹부재를 수용할 수 있으며, 상기 패킹부재의 고정을 위해 패킹고정용 플랜지가 결합될 수 있다.
한편, 활정자관(100)은 분기부(130) 및 밸브결합홈(140)을 더 포함할 수 있다. 분기부(130)는 활정자관(100) 내부의 유체통로(100a)에 소통되도록 활정자관(100)의 외면 일측으로부터 분기된다. 일 예로, 분기부(130)는 제2 활정자 부재(120)의 제2 관부(121)로부터 분기될 수 있다. 분기부(130)는 분기관부(131), 플랜지연결부(132), 확관부(133), 안착부(134)를 포함할 수 있다.
분기관부(131)는 제2 활정자 부재(120)의 제2 관부(121)의 외면으로부터 분기되어 돌출될 수 있다. 일 예로, 분기관부(131)는 원통 형상으로 분기되어 돌출될 수 있다.
확관부(133)는 상기 분기관부(131)보다 직경이 확장되도록 상기 분기관부(131)의 상단부로부터 연장된다.
플랜지연결부(132)는 상기 확관부(133)의 상단부에 연결된다. 플랜지연결부(132)는 원형 링 형상일 수 있고, 링의 상면 및 하면을 관통하는 제1 결합구멍(1421)을 포함할 수 있다.
안착부(134)는 상기 분기관부(131)의 내면 및 확관부(133)의 내면이 서로 단차지게 형성되어 상기 확관부(133) 내에 위치할 수 있다.
밸브결합홈(140)은 분기부(130)의 내면에 형성되되 분기부(130)의 입구로부터 활정자관(100)의 유체통로(100a) 방향으로 연장되며, 제1 활정자 부재(110) 내측의 분기부(130)에 대향하는 영역 및 제2 활정자 부재(120) 내측의 하부까지 형성될 수 있다. 즉, 밸브결합홈(140)은 U자 형상으로 형성되며, 활정자관(100)의 외면으로부터 돌출되게 형성된다.
또한, 활정자관(100)은 배관연결부(150)를 더 포함할 수 있다.
배관연결부(150)는 디스크밸브(200)가 결합되는 영역의 좌측 및 우측, 즉 분기부(130)의 좌측 및 우측에 부단수 공법이 적용되는 관로의 절단예정영역을 우회하여 유체를 순환시키기는 임시배관을 연결하기 위해 구비된다. 일 예로, 배관연결부(150)는 제1 활정자 부재(110)의 제1 관부(111) 상에 관통되는 개구(151) 및 상기 개구(151)를 개폐하는 마개(152)를 포함할 수 있다. 상기 마개(152)가 개구(151)에 결합되는 형태에는 특별한 제한은 없으며, 예를 들어, 나사 결합될 수 있다. 이러한 배관연결부(150)에 임시배관(20)을 연결하는 경우 마개(152)는 개구(151)로부터 분리된다.
디스크밸브(200)는 활정자관(100) 내부의 유체통로(100a) 내에 위치하여 유체통로(100a)를 개폐한다. 디스크밸브(200)는 밸브몸체부(210), 개폐디스크(220), 스탬(230), 밸브제어부(300) 및 누수방지패킹(250)을 포함한다.
밸브몸체부(210)는 분기부(130)의 입구로부터 밸브결합홈(140)을 따라 활정자관(100) 내부로 삽입되어 밸브결합홈(140)에 결합된다. 이때, 밸브몸체부(210)는 유체통로(100a)의 길이방향에 대향된다. 밸브몸체부(210)는 디스크수용부(211), 분기부밀폐부(212), 개폐구(213) 및 한 쌍의 밀림방지부(214)를 포함할 수 있다.
디스크수용부(211)는 활정자관(100)의 내경 이상의 직경을 갖는 원형의 내부공간이며, 개폐디스크(220)를 내측에 수용한다.
분기부밀폐부(212)는 디스크수용부(211)의 위로 위치하고, 밸브몸체부(210)가 밸브결합홈(140)을 따라 삽입되면 분기부(130)의 내면 둘레, 즉 분기부(130)의 안착부(134)에 안착되어 분기부(130)의 입구를 밀폐한다.
개폐구(213)는 디스크수용부(211)의 일측에 위치하여 디스크수용부(211)와 마주하며, 개폐디스크(220)의 직경보다 작은 내경을 갖는 환형 고리 형상으로 구비된다.
한 쌍의 밀림방지부(214)는 분기부밀폐부(212)의 저면부에서 디스크수용부(211)를 사이에 두고 서로 대향되게 배치되며, 분기부밀폐부(212)의 저면부로부터 돌출되게 연장된다. 각각의 밀림방지부(214)는 분기부(130)의 안착부(134)의 내경보다 작은 직경의 둘레를 갖고, 분기부밀폐부(212)가 분기부(130)에 결합될 때 분기부(130)의 안착부(134)보다 안쪽의 위치에서 분기관부(131)에 삽입되어 분기관부(131)의 내면에 대응된다.
한편, 상기 밸브몸체부(210)는 밸브결합홈(140) 내에 결합되어 볼트로 고정될 수 있다. 이를 위해, 제1 활정자 부재(110) 및 제2 활정자 부재(120)에 형성되는 밸브결합홈(140)의 측면부에는 볼트구멍(140a)이 형성되고, 상기 볼트구멍(140a)에 볼트가 결합될 수 있다.
개폐디스크(220)는 디스크수용부(211) 내에 수용되며, 디스크수용부(211)의 내경 이하이고 개폐구(213)의 환형 고리 형상의 내경보다 큰 직경을 갖도록 구비된다. 개폐디스크(220)는 디스크수용부(211) 내에서 스탬(230) 및 밸브제어부(300)에 의해 제1 방향으로 회전하여 개폐구(213)에 밀착된 상태로 유체통로(100a)를 밀폐하며, 제2 방향으로 회전하여 개폐구(213)로부터 이격된 상태로 유체통로(100a)를 개방한다.
또한 개폐디스크(220)는 복수의 스탬연결부(221)를 포함한다. 복수의 스탬연결부(221)는 스탬(230)과 연결되는 부분이다. 복수의 스탬연결부(221)는 개폐구(213)에 접하는 면의 반대면에 구비된다. 일 예로, 스탬연결부(221)는 3개일 수 있다.
스탬(230)은 분기부(130)의 입구로부터 분기부밀폐부(212) 및 디스크수용부(211)를 관통하여 디스크수용부(211) 내에 위치한 개폐디스크(220)와 연결되고, 상단부가 분기부(130)의 외측으로 위치한다. 이때, 스탬(230)은 개폐디스크(220)의 일면에 구비된 복수의 스탬연결부(221)에 결합되어 개폐디스크(220)와 연결된다.
밸브제어부(300)는 스탬(230)의 상단부에 연결되어 스탬(230) 및 개폐디스크(220)를 제1 방향 및 제2 방향으로 회전시킨다. 일 예로, 밸브제어부(300)는 핸들연결축(310) 및 기어부(320)를 포함할 수 있다.
핸들연결축(310)은 스탬(230)의 길이방향과 평행하게 배치되며, 일측 단부에 원형의 핸들을 결합하기 위한 사각 단면 형상을 갖는 결합부가 형성될 수 있다.
기어부(320)는 핸들연결축(310) 및 스탬(230)에 연결되고, 핸들연결축(310)의 회전동력을 스탬(230)에 전달하여 스탬(230) 및 개폐디스크(220)가 상기 제1 방향 및 제2 방향으로 회전되도록 한다. 기어부(320)는 웜기어로 구성될 수 있다. 웜기어는 스탬(230)이 회전될 때 스탬(230)의 회전 속도를 감속하여 개폐디스크(220)가 디스크수용부(211) 내의 개폐구(213)에 정확히 밀착될 수 있게 하고, 개폐디스크(220)가 열리거나 닫힌 상태에서 개폐디스크(220)가 쉽게 회전되지 않도록 한다.
누수방지패킹(250)은 밸브몸체부(210)의 테두리 형상에 대응하는 형상을 갖고, 밸브몸체부(210)가 밸브결합홈(140)에 결합될 때 밸브몸체부(210)의 테두리 부분 및 밸브결합홈(140)의 내면 사이에 개재된다.
고정플랜지(400)는 밸브몸체부(210)의 분기부밀폐부(212)의 가장자리를 덮도록 분기부(130)의 플랜지연결부(132)에 결합된다. 고정플랜지(400)는 링 형상으로 구비될 수 있고, 분기부밀폐부(212)의 가장자리를 수용하기 위한 플랜지수용홈(410) 및 링의 상면 및 하면을 관통하는 제2 결합구멍(411)을 포함할 수 있다. 제2 결합구멍(411)은 플랜지수용홈(410)을 관통하지 않는다.
이러한 고정플랜지(400)는 볼트(미도시) 및 너트(미도시)에 의해 플랜지연결부(132)에 결합될 수 있다. 즉, 볼트가 제1 결합구멍(132a) 및 제2 결합구멍(411)에 삽입되고 볼트의 끝단부에 너트가 결합되어서 고정플랜지(400)는 플랜지연결부(132)에 결합될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 부단수 공법용 소프트밸브는 밸브위치정렬수단(160)을 더 포함할 수 있다.
밸브위치정렬수단(160)은 디스크밸브(200)가 활정자관(100)에 삽입될 때 분기부(130)의 중심부에 정확하고 안정적으로 위치되도록 한다. 이를 위해, 밸브위치정렬수단(160)은 위치정렬돌출부(161) 및 위치정렬홈부(162)를 포함할 수 있다.
위치정렬돌출부(161)는 밸브몸체부(210)의 하단부로부터 돌출되며, 디스크밸브(200)의 스탬(230)과 동축상에 배치될 수 있다.
위치정렬홈부(162)는 위치정렬돌출부(161)와 결합하여 디스크밸브(200)의 위치를 정렬시킨다. 이를 위해, 위치정렬홈부(162)는 활정자관(100)의 제2 활정자 부재(120)에 형성된 밸브결합홈(140)의 하단부의 가운데에 위치하고, 밸브결합홈(140) 아래로 돌출된다. 이러한 위치정렬홈부(140)는 디스크밸브(200)가 활정자관(100)의 내부로 삽입될 때 위치정렬돌출부(161)와 대향되며, 디스크밸브(200)의 밸브몸체부(210)가 밸브결합홈(140)에 완전히 삽입되면 위치정렬돌출부(161)와 결합되어 위치정렬돌출부(161)를 수용한다.
이하에서는 이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 부단수 공법용 버터플라이 형식의 밸브를 이용한 기존관의 천공방법 및 소프트밸브 설치방법을 도 10 및 도 11을 참조하여 순차적으로 설명한다. 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 부단수 공법용 버터플라이 형식의 밸브를 설치하는 과정의 순서를 나타낸 순서도이고, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 부단수 공법용 버터플라이 형식의 밸브가 관로에 설치된 상태 및 임시배관이 연결된 상태를 나타낸 도면이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 부단수 공법용 버터플라이 형식의 밸브 설치방법은, 미리 선정된 관로의 절단예정영역에서 관의 둘레를 감싸도록 한 쌍의 활정자관을 상기 절단예정영역 양측에 설치하는 단계(S110); 상기 각각의 활정자관의 분기부에 샌드위치 밸브를 설치하는 단계(S120); 상기 샌드위치 밸브의 위로 배치되게 상기 샌드위치 밸브에 천공기를 설치하는 단계(S130); 상기 천공기를 이용하여 각각의 활정자관의 분기부에 대향하는 상기 관의 일부 영역의 전체를 절단하는 단계(S140); 상기 샌드위치 밸브를 이용하여 각각의 활정자관의 분기부를 밀폐한 후 상기 천공기를 상기 샌드위치 밸브로부터 분리하여 제거하는 단계(S150); 디스크밸브를 상기 분기부에 삽입하는 단계(S160); 상기 샌드위치 밸브를 각각의 활정자관의 분기부로부터 분리하여 제거한 후 상기 디스크밸브를 각각의 활정자관의 분기부에 고정하는 단계(S170); 각각의 활정자관에 임시배관을 연결하여 유체를 상기 절단예정영역을 우회하여 순환시키는 단계(S180)를 포함할 수 있다.
상기 단계 S110에서는, 각각의 활정자관(100)의 제1 활정자 부재(110)를 관(10)의 하부 둘레를 감싸도록 설치하고, 상기 제1 활정자 부재(110)와 마주하도록 제2 활정자 부재(120)를 관(10)의 상부 둘레를 감싸서 설치한다. 이때, 제1 활정자 부재(110)의 제1 관부(111) 및 제2 활정자 부재(120)의 제2 관부(121)는 서로 대응되어 결합수단에 의해 결합된다.
상기 단계 S120에서 각각의 활정자관(100)의 분기부(130)에 설치되는 샌드위치밸브(미도시)는 통상의 게이트밸브와 같은 구조와 동작을 하는 것으로 개폐 동작에 따라 활정자관(100)의 개방부위, 즉 분기부(130)를 개폐한다. 이러한 샌드위치 밸브는 분기부(130)의 플랜지연결부(132)의 둘레에 결합될 수 있다.
상기 단계 S130에서 상기 천공기(미도시)는 상기 샌드위치 밸브에 결합되어 상기 샌드위치 밸브 위로 배치될 수 있다.
상기 단계 S140에서 상기 천공기의 커터(미도시)를 관(10)을 향해 하강시키면서 각각의 활정자관(100)의 분기부(130)에 대향하는 관(10)의 일부 영역의 전체를 절단한다. 즉, 관(10)의 일측만을 절단하는 것이 아니라 상기 커터가 상기 관(10)을 완전히 관통하도록 하여 각각의 활정자관(100)의 분기부(130)에 대응하는 관(10)의 일부 영역의 전체를 절단한다.
이에 의해, 관(10)은 절단된 세 개의 관(10)으로 분할되며, 활정자관(100)의 내부에는 절단되어 서로 이웃하는 두 관 사이에 절단영역이 위치하게 된다. 이와 같이 관(10)의 일부 영역이 완전히 절단된 후 상기 커터는 다시 상승하여 최초 위치로 복귀하게 된다.
상기 단계 S150에서는 상기 샌드위치 밸브의 누수차단밸브를 각각의 활정자관(100)의 분기부(130)를 향해 이동시켜서 상기 분기부(130)를 밀폐한 후 상기 천공기를 상기 샌드위치 밸브로부터 분리하여 제거한다.
상기 단계 S160에서는 밸브몸체부(210)의 하단부가 분기부(130)의 내측으로 삽입되도록 상기 샌드위치 밸브의 위에서 디스크밸브(200)를 결합한다. 이때, 밸브몸체부(210)는 분기부(130)의 입구로부터 밸브결합홈(140)을 따라 활정자관(100) 내부로 삽입되어 밸브결합홈(140)에 결합되고, 이때 개폐디스크(220)는 유체통로(100a) 내에 위치하여 밸브몸체부(210)의 개폐구(213)에 밀착한 상태로 유체통로(100a)를 밀폐한다.
또한, 밸브몸체부(210)가 밸브결합홈(140)에 삽입될 때 한 쌍의 밀림방지부(214)는 분기부(10)의 안착부(134)보다 안쪽의 위치에서 분기관부(131)에 삽입되어 분기관부(131)의 내면에 대응되며, 밸브위치정렬수단(160)의 위치정렬돌출부(161)는 제2 활정자 부재(120)에 형성된 밸브결합홈(140)의 하단부에 형성된 위치정렬돌출부(162)에 삽입되어 위치정렬홈부(162)에 결합된다.
상기 단계 S170에서는 상기 샌드위치 밸브가 제거된 후 고정플랜지(310)를 밸브몸체부(210)의 분기부밀폐부(212)의 가장자리를 덮도록 플랜지연결부(132)상에 안착시키고, 볼트를 제1 결합구멍(132a) 및 제2 결합구멍(411)에 삽입하고 볼트에 너트를 결합하여 고정플랜지(400)를 플랜지연결부(132)에 고정하고, 이에 의해 디스크밸브(200) 및 활정자관(100)의 결합이 완료될 수 있다.
상기 단계 180에서는 도 11과 같이 각각의 활정자관(100)에 구비된 배관연결부(150)에 임시배관(20)을 연결한다. 임시배관(20)의 제1 단부는 어느 하나의 활정자관(100)의 배관연결부(150) 중 제거되지 않고 유지되는 관(10) 측에 위치하는 배관연결부(150)에 연결되고, 임시배관(20)의 제2 단부는 나머지 하나의 활정자관(100)의 배관연결부(150) 중 제거되지 않고 유지되는 관(10) 측에 위치하는 배관연결부(150)에 연결되어, 임시배관(20)은 각각의 활정자관(100) 사이에 연결된다. 이에 의해, 관(10)을 통과하는 유체가 절단예정영역을 우회하여 순환될 수 있다.
이러한 과정을 통해 절단예정영역에 위치한 관(10)을 향해 유체가 공급되는 것은 각각의 활정자관(100) 내에 결합된 디스크밸브(200)에 의해 차단되고, 이러한 상태에서 절단예정영역 내에 위치하여 보수가 필요한 관(10)을 제거한 후 새로운 관으로 교체하여 관(10)의 일부 길이를 보수할 수 있다.
관(10)의 교체가 완료된 후 디스크밸브(200)의 개폐디스크(220)를 밸브몸체부(210)의 개폐구(213)로부터 이격되게 제2 방향으로 회전시켜서 관(10) 전체가 소통되도록 하여 유체가 유체통로(100a)를 따라 이동할 수 있도록 한다.
이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 부단수 공법용 버터플라이 형식의 밸브에 의하면 다음과 같은 장점이 있다.
첫째, 미리 선정된 관로의 절단예정영역에서 관(10)의 일부 영역이 완전히 절단되어 제거되고, 그 절단영역에 디스크밸브(200)가 위치하여 절단된 관(10)들 사이의 유체통로를 개폐디스크(220)를 통해 개폐하는 구조를 가지므로 디스크밸브(200)가 관로 내에 위치할 수 있는 충분한 공간이 확보되며, 부단수 공법에서 관로를 지나는 유체의 흐름을 일시적으로 차단하고자 할 때 디스크밸브(200)가 활정자관(100) 내에서 U자 형상의 밸브결합홈(140)에 삽입되어 관(10)의 직경보다 더 깊게 삽입되므로 유체통로를 확실히 밀폐할 수 있다. 따라서, 기존의 관로의 내면에 쌓인 스케일로 인해 관의 내면에 완전히 밀착하지 못하는 종래의 문제 없이 상기 유체통로를 완전히 차단할 수 있게 되는 이점이 있다.
둘째, 관의 유체통로를 개폐하기 위한 개폐디스크(220)가 활정자관(100) 내에서 회전하는 형태로 구비되므로 유체통로를 개폐하는 과정이 쉬워지고, 소프트밸브의 부피가 감소되는 이점이 있다.
셋째, 활정자관(100) 상에 구비되는 배관연결부(150)에 임시배관(20)을 연결하면 부단수 공법을 통해 관을 교체할 때 유체를 교체되는 관의 길이를 우회시켜서 순환되도록 하기 위한 유체우회경로를 간단하고 신속하게 구축할 수 있는 이점이 있다.
넷째, 활정자관(100)에는 분기배관(20)을 연결할 수 있는 배관연결부(150)가 구비되므로 본 발명의 밸브의 설치와 동시에 활정자관(100)에 분기배관(20)을 즉시 설치할 수 있는 이점이 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 부단수 공법용 버터플라이 형식의 밸브의 다른 사용예를 나타내는 도면이다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 부단수 공법용 버터플라이 형식의 밸브는 도 12에 도시한 바와 같이, 기존 관로 상에 하나만 설치되고 활정자관(100)에 구비된 배관연결부(150)에 분기배관(20)을 연결하여 상기 분기배관(20)을 기존 관로로부터 분기되는 신규 관로로 이용하는 형태로의 사용도 가능하다.
제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 부단수 공법을 위해 미리 선정된 관로의 절단예정영역에서 관의 둘레를 감싸도록 설치되는 활정자관;
    상기 활정자관 내부의 유체통로 내에 위치하여 상기 유체통로를 개폐하기 위한 플레이트 형태의 개폐디스크를 포함하는 디스크밸브; 및
    상기 디스크밸브에 연결되고, 상기 유체통로를 개방시키기 위한 제1 방향 및 상기 유체통로를 밀폐시키기 위한 제2 방향으로 상기 개폐디스크가 회전하도록 상기 개폐디스크를 제어하는 밸브제어부를 포함하고,
    상기 활정자관은 상기 디스크밸브가 결합되는 영역의 좌측 및 우측에 상기 관로의 절단예정영역을 우회하여 유체를 순환시키기는 임시배관을 연결하기 위해 상기 활정자관의 둘레를 관통하여 형성되는 배관연결부를 포함하고,
    상기 활정자관은 상기 유체통로에 소통되도록 관의 외면 일측으로부터 분기되는 분기부를 포함하고,
    상기 디스크밸브는 상기 분기부로 삽입되어 상기 유체통로 내에 배치되고,
    상기 밸브제어부는 상기 디스크밸브가 상기 분기부로 삽입되는 방향과 평행하게 배치되어 일부가 상기 분기부의 외측으로 노출되며,
    상기 활정자관은 상기 분기부의 입구로부터 상기 유체통로 방향으로 연장되는 밸브결합홈을 포함하고,
    상기 디스크밸브는,
    상기 개폐디스크;
    상기 개폐디스크를 수용하는 디스크수용부 및 상기 디스크수용부의 일측에 위치하여 상기 디스크수용부와 마주하며 상기 개폐디스크의 직경보다 작은 내경을 갖는 환형의 개폐구를 포함하고, 상기 분기부의 입구로부터 상기 밸브결합홈을 따라 상기 활정자관 내부로 삽입되는 밸브몸체부; 및
    상기 분기부의 입구로부터 상기 디스크수용부에 관통되어 상기 개폐디스크와 연결되고, 상단부가 상기 분기부의 외측으로 위치하는 스탬을 포함하고,
    상기 밸브제어부는 상기 스탬의 상단부에 연결되어 상기 스탬 및 개폐디스크를 상기 제1 방향 및 제2 방향으로 회전시키며,
    버터플라이 형식의 밸브는 밸브위치정렬수단을 더 포함하고,
    상기 밸브위치정렬수단은,
    상기 밸브몸체부의 하단부로부터 돌출되며, 상기 스탬과 동축상에 배치되는 위치정렬돌출부; 및
    상기 밸브결합홈의 하단부의 가운데에 위치하여 상기 밸브결합홈 아래로 돌출되게 형성되고, 상기 밸브몸체부가 상기 밸브결합홈에 삽입되면 상기 위치정렬돌출부와 결합하여 상기 위치정렬돌출부를 수용하는 위치정렬홈부를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    부단수 공법용 버터플라이 형식의 밸브.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 밸브제어부는,
    상기 스탬의 길이방향과 평행하게 배치되는 핸들연결축; 및
    상기 핸들연결축 및 스탬에 연결되어 상기 핸들연결축의 회전동력을 상기 스탬에 전달하여 상기 스탬 및 개폐디스크가 상기 제1 방향 및 제2 방향으로 회전되도록 하는 기어부를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    부단수 공법용 버터플라이 형식의 밸브.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 밸브몸체부는 상기 디스크수용부의 위로 위치하고 상기 밸브몸체부가 상기 밸브결합홈을 따라 삽입되면 상기 분기부의 내면 둘레에 안착되어 상기 분기부의 입구를 밀폐하는 분기부밀폐부를 포함하고,
    상기 분기부는 상기 분기부의 입구의 외면 둘레에 구비되는 플랜지연결부를 포함하고,
    상기 분기부밀폐부의 가장자리를 덮도록 상기 플랜지연결부에 결합되는 고리 형상의 고정플랜지를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    부단수 공법용 버터플라이 형식의 밸브.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 개폐디스크는 상기 환형의 개폐구에 접하는 면의 반대면에 구비되는 복수의 스탬연결부를 포함하고,
    상기 스탬은 상기 복수의 스탬연결부에 결합되어 상기 개폐디스크와 결합되는 것을 특징으로 하는,
    부단수 공법용 버터플라이 형식의 밸브.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 복수의 스탬연결부는 적어도 3개인 것을 특징으로 하는,
    부단수 공법용 버터플라이 형식의 밸브.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 기어부는 웜기어로 구성되는 것을 특징으로 하는,
    부단수 공법용 버터플라이 형식의 밸브.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 밸브몸체부는 상기 분기부밀폐부의 저면부에서 상기 디스크수용부를 사이에 두고 서로 대향되게 배치되는 한 쌍의 밀림방지부를 더 포함하고,
    상기 한 쌍의 밀림방지부는 상기 분기부밀폐부의 저면부로부터 돌출되어, 상기 분기부밀폐부가 상기 분기부에 결합될 때 상기 분기부의 내면에 대응되는 것을 특징으로 하는,
    부단수 공법용 버터플라이 형식의 밸브.
  10. 삭제
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