KR101957935B1 - 이중 디스크 타입 다이어프램 밸브 - Google Patents

이중 디스크 타입 다이어프램 밸브 Download PDF

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한승호
강효림
한재호
조상현
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동아대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 유로의 양측에서 2개의 디스크가 동시에 직선 왕복 운동하면서 신축성 소재의 다이어프램을 가압하거나 가압력을 해제하여 유로를 개폐함으로써 다이어프램의 변위를 축소할 수 있고, 신속한 개폐 응답성을 갖는 이중 디스크 타입 다이어프램 밸브에 관한 것으로, 본 발명에 따른 이중 디스크 타입 다이어프램 밸브는, 유체가 유동하는 통로가 형성되어 있는 밸브바디; 상기 밸브바디의 양측면에 상기 통로의 내외측으로 관통되게 형성되며, 서로 마주보게 배치되는 제1디스크작동공 및 제2디스크작동공; 상기 제1디스크작동공 내부에 직선 왕복 운동하도록 설치되어 제1디스크작동공의 내측 단부를 통해 출몰하는 제1디스크; 상기 제2디스크작동공 내부에 직선 왕복 운동하도록 설치되어 제2디스크작동공의 내측 단부를 통해 출몰하는 제2디스크; 상기 제1디스크와 제2디스크를 서로 반대 방향으로 동시에 이동시키는 디스크 구동유닛; 및, 상기 제1디스크작동공의 내측 단부에 설치되어, 상기 제1디스크작동공의 내측 단부를 통해 돌출하는 제1디스크에 의해 탄력적으로 변형되면서 상기 제2디스크작동공의 내측 단부를 통해 돌출되는 제2디스크의 내측 단부에 밀착되어 통로를 폐쇄하는 신축성 소재의 다이어프램;을 포함할 수 있다.

Description

이중 디스크 타입 다이어프램 밸브{Diaphragm Valve Having Dual Disk}
본 발명은 다이어프램 밸브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유로의 양측에서 2개의 디스크가 동시에 직선 왕복 운동하면서 신축성 소재의 다이어프램을 가압하거나 가압력을 해제하여 유로를 개폐하는 이중 디스크 타입 다이어프램 밸브에 관한 것이다.
일반적으로 유량이 유동되는 직선 형태의 파이프 사이에 위치되어 그 유체의 유동을 허용 및 차단하는 다이어프램 밸브가 각종의 목적으로 산업체의 다양한 장소에서 사용되고 있다.
특히, 다이어프램 밸브는 웨어(weir)와 고무재질의 다이어프램에 의해 개폐되는 구조의 밸브로서, 유체가 점액 상태이거나 유체 속에 고형물질 또는 덩어리 등이 들어 있는 유체를 제어하는데 적합한 밸브이다.
다이어프램밸브는 게이트 밸브와 유사하지만, 탄성력이 있는 신축성 소재의 다이어프램을 사용하고 있으므로 다이어프램의 수명에 따라 그 수명이 결정된다.
그런데 종래의 다이어프램밸브는 단일한 디스크를 직선 왕복 운동시켜 다이어프램을 가압하여 유로를 개폐하기 때문에 다이어프램의 변위가 커서 수명이 짧고, 디스크와 연결된 스템의 이동 거리가 길어서 밸브의 전체 크기를 증가시켜 설치에 제약이 따르거나 설치 및 분해가 어려운 문제가 있다.
한국 공개특허 제2016-0119244호(2016.10.12. 공개) 한국 등록특허 제1340251호(2013.12.04. 등록)
본 발명은 유로의 양측에서 2개의 디스크가 동시에 직선 왕복 운동하면서 신축성 소재의 다이어프램을 가압하거나 가압력을 해제하여 유로를 개폐함으로써 다이어프램의 변위를 축소할 수 있고, 이를 통해 다이어프램의 수명을 연장시킬 수 있고 신속한 개폐 응답성을 갖는 이중 디스크 타입 다이어프램 밸브를 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이중 디스크 타입 다이어프램 밸브는, 유체가 유동하는 통로가 형성되어 있는 밸브바디; 상기 밸브바디의 양측면에 상기 통로의 내외측으로 관통되게 형성되며, 서로 마주보게 배치되는 제1디스크작동공 및 제2디스크작동공; 상기 제1디스크작동공 내부에 직선 왕복 운동하도록 설치되어 제1디스크작동공의 내측 단부를 통해 출몰하는 제1디스크; 상기 제2디스크작동공 내부에 직선 왕복 운동하도록 설치되어 제2디스크작동공의 내측 단부를 통해 출몰하는 제2디스크; 상기 제1디스크와 제2디스크를 서로 반대 방향으로 동시에 이동시키는 디스크 구동유닛; 및, 상기 제1디스크작동공의 내측 단부에 설치되어, 상기 제1디스크작동공의 내측 단부를 통해 돌출하는 제1디스크에 의해 탄력적으로 변형되면서 상기 제2디스크작동공의 내측 단부를 통해 돌출되는 제2디스크의 내측 단부에 밀착되어 통로를 폐쇄하는 신축성 소재의 다이어프램;을 포함할 수 있다.
본 발명의 이중 디스크 타입 다이어프램 밸브는, 상기 제2디스크작동공의 내측 단부에 설치되어 제2디스크작동공의 내측 단부를 통해 돌출하는 제2디스크에 의해 가압되면서 탄력적으로 변형되면서 상기 다이어프램과 밀착되는 보조 다이어프램을 더 포함할 수 있다.
상기 제2디스크작동공은 상기 밸브바디의 통로 내측으로 돌출되게 형성된 웨어(weir)에 형성될 수 있다.
상기 제1디스크와 제2디스크의 내측 단부는 서로 대응하는 요철 형태를 가질 수 있다.
상기 디스크 구동유닛은, 상기 제1디스크의 외측 단부에 연결되는 'ㄷ'자형의 제1스템부재, 상기 제2디스크의 외측 단부에 연결되는 'ㄷ'자형의 제2스템부재, 상기 제1스템부재와 제2스템부재의 일단부 각각에 마련되어 서로 마주보는 제1래크기어 및 제2래크기어, 상기 제1래크기어와 제2래크기어 사이에서 제1래크기어 및 제2래크기어와 동시에 치합하도록 설치된 피니언기어, 및 상기 피니언기어를 회전시키는 회전부재를 포함할 수 있다.
상기 회전부재는 피니언기어의 중심에 연결되어 사용자의 조작에 의해 회전하는 핸들일 수 있다.
본 발명에 따르면, 유체가 유동하는 밸브바디의 통로의 양측에서 제1디스크 및 제2디스크가 서로 반대 방향으로 동시에 이동하면서 다이어프램과 보조 다이어프램을 가압하거나 가압력을 해제하여 통로를 폐쇄하거나 개방하게 된다.
따라서 다이어프램과 보조 다이어프램의 변위를 줄일 수 있으며, 유로를 신속하게 개폐할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 디스크 타입 다이어프램 밸브의 개방 상태를 나타낸 정면에서 본 종단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 이중 디스크 타입 다이어프램 밸브의 폐쇄 상태를 나타낸 정면에서 본 종단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 이중 디스크 타입 다이어프램 밸브의 평면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 이중 디스크 타입 다이어프램 밸브의 개방 상태를 나타낸 측면에서 본 종단면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 이중 디스크 타입 다이어프램 밸브의 폐쇄 상태를 나타낸 측면에서 본 종단면도이다.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람직한 일 예에 불과할 뿐이며, 본 출원의 출원시점에 있어서 본 명세서의 실시예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 이중 디스크 타입 다이어프램 밸브를 후술된 실시예들에 따라 구체적으로 설명하도록 한다. 도면에서 동일한 부호는 동일한 구성 요소를 나타낸다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 디스크 타입 다이어프램 밸브는, 유체가 유동하는 통로가 형성되어 있는 밸브바디(10), 밸브바디(10)의 양측면에 관통되게 형성된 제1디스크작동공(13) 및 제2디스크작동공(14), 제1디스크작동공(13) 및 제2디스크작동공(14) 내부에 직선 왕복 운동하도록 설치된 제1디스크(31) 및 제2디스크(32), 제1디스크작동공(13)의 내측 단부와 제2디스크작동공(14)의 내측 단부에 각각 설치되어 제1디스크(31) 및 제2디스크(32)에 의해 가압되면서 탄력적으로 변형되면서 통로를 폐쇄하는 신축성 소재의 다이어프램(21) 및 보조 다이어프램(22), 제1디스크(31)와 제2디스크(32)를 서로 반대 방향으로 동시에 이동시키는 디스크 구동유닛 등을 포함한다.
밸브바디(10)는 일측 단부에 유체가 유입되는 유입구(11)가 개방되게 형성되고 반대편의 타측 단부에는 유체가 배출되는 배출구(12)가 개방되게 형성되어 있는 통로를 구비한다. 밸브바디(10)의 통로의 내주면에는 웨어(15)(weir)가 통로의 내측으로 돌출되게 형성되어 있다. 이러한 웨어(15)는 도면에 도시한 것과 같이 통로의 내측면 양측에 형성될 수도 있지만 통로의 내측면 일측에만 형성될 수도 있다.
제1디스크작동공(13) 및 제2디스크작동공(14)은 웨어(15)의 중심부에 밸브바디(10)를 관통하도록 형성된다. 제1디스크작동공(13) 및 제2디스크작동공(14)은 밸브바디(10)의 양측면에 서로 마주보게 배치된다. 즉, 제1디스크작동공(13) 및 제2디스크작동공(14)은 밸브바디(10)에 180°간격으로 배치된다.
제1디스크(31) 및 제2디스크(32)는 각각 제1디스크작동공(13) 및 제2디스크작동공(14) 내부에 직선 왕복 운동이 가능하게 설치되며, 각각 제1디스크작동공(13)의 내측 단부 및 제2디스크작동공(14)의 내측 단부를 통해 출몰하면서 다이어프램(21) 및 보조 다이어프램(22)을 가압하는 작용을 한다.
제1디스크(31)와 제2디스크(32)가 제1디스크작동공(13)의 내측 단부 및 제2디스크작동공(14)의 내측 단부를 통해 돌출하여 다이어프램(21) 및 보조 다이어프램(22)을 가압하여 통로를 폐쇄할 때 수밀성을 높이기 위하여 상기 제1디스크(31)와 제2디스크(32)의 내측 단부는 서로 대응하는 요철 형태를 가질 수 있다. 예를 들어 도면에 도시한 것과 같이 제1디스크(31)의 내측 단부는 볼록한 돔 형태를 갖는 돌출부(31a)이고, 제2디스크(32)의 내측 단부는 오목한 돔 형태를 갖는 홈부(32a)로 이루어질 수 있다.
다이어프램(21) 및 보조 다이어프램(22)은 각각 제1디스크작동공(13)의 내측 단부 및 제2디스크작동공(14)의 내측 단부에 설치되며, 테두리 부분이 제1디스크작동공(13)의 내측 단부 및 제2디스크작동공(14)의 내측 단부의 주변부에 고정되게 부착된다. 다이어프램(21) 및 보조 다이어프램(22)은 고무나 실리콘과 같이 신축성 및 탄력성이 있는 수지 재질의 막으로 이루어져, 제1디스크(31) 및 제2디스크(32)에 의해 가압되어 탄력적으로 변형되면서 서로 밀착되거나 이격되어 통로를 폐쇄 또는 개방한다.
제1디스크(31) 및 제2디스크(32)는 디스크 구동유닛의 작동에 의해 제1디스크작동공(13) 및 제2디스크작동공(14) 내에서 서로 반대 방향으로 직선 왕복 운동한다. 이실시예에서 디스크 구동유닛은, 제1디스크(31)의 외측 단부에 연결되는 'ㄷ'자형의 제1스템부재(33), 제2디스크(32)의 외측 단부에 연결되는 'ㄷ'자형의 제2스템부재(34), 밸브바디(10)의 외부에 위치하는 제1스템부재(33)와 제2스템부재(34)의 일단부 각각에 마련되어 서로 마주보는 제1래크기어(42) 및 제2래크기어(43), 상기 제1래크기어(42)와 제2래크기어(43) 사이에서 제1래크기어(42) 및 제2래크기어(43)와 동시에 치합하도록 설치된 피니언기어(41), 및 상기 피니언기어(41)를 회전시키는 회전부재를 포함한다.
여기서 회전부재는 피니언기어(41)의 중심에 연결되어 사용자의 조작에 의해 회전하는 핸들(44)로 구성될 수 있다.
이와 같이 구성된 이중 디스크 타입 다이어프램 밸브는 다음과 같이 작동한다.
도 1에 도시한 것과 같이 밸브바디(10) 내의 통로가 개방된 상태에서 통로를 폐쇄하기 위하여 사용자가 핸들(44)을 손으로 잡고 일방향으로 돌리면, 핸들(44)의 중심축에 연결된 피니언기어(41)가 회전하게 되고, 피니언기어(41)와 맞물린 제1래크기어(42) 및 제2래크기어(43)가 서로 가까워지는 방향으로 이동하게 된다(도 5 참조).
이에 따라 제1디스크(31) 및 제2디스크(32)가 각각 제1디스크작동공(13) 및 제2디스크작동공(14) 내측에서 서로 가까워지는 방향, 즉 밸브바디(10)의 통로 내측을 향해 이동하여 제1디스크작동공(13) 및 제2디스크작동공(14) 내측 단부를 통해 돌출된다.
제1디스크(31) 및 제2디스크(32)가 제1디스크작동공(13) 및 제2디스크작동공(14) 내측 단부를 통해 돌출됨에 따라 다이어프램(21)과 보조 다이어프램(22)이 통로 내측으로 가압되어 탄력적으로 변형되면서 서로 밀착된다. 이 때 제1디스크(31) 및 제2디스크(32)의 내측 단부는 서로 상응하는 요철 형태를 가지므로 도 2에 도시한 것과 같이 제1디스크(31) 및 제2디스크(32)의 내측 단부에 의해 가압되는 다이어프램(21)과 보조 다이어프램(22)이 서로 맞물리면서 수밀되게 통로를 폐쇄한다.
도 2 및 도 5에 도시한 것과 같이 제1디스크(31) 및 제2디스크(32)가 밸브바디(10)의 통로 내측으로 이동하여 다이어프램(21)과 보조 다이어프램(22)을 가압하여 통로를 폐쇄한 상태에서, 사용자가 이전과는 반대 방향으로 핸들(44)을 돌리면 피니언기어(41)가 이전과는 반대 방향으로 회전하여 제1래크기어(42)와 제2래크기어(43)가 서로 멀어지는 방향으로 이동하게 되고, 제1디스크(31) 및 제2디스크(32)가 밸브바디(10)의 통로 외측 방향으로 직선 이동하여 다이어프램(21)과 보조 다이어프램(22)을 가압하는 힘이 제거된다. 이에 따라 다이어프램(21)과 보조 다이어프램(22)은 자체 탄성력에 의해 원상태로 복원되면서 통로를 개방하게 된다(도 1 및 도 4 참조).
이와 같이 본 발명에 따르면, 유체가 유동하는 밸브바디(10)의 통로의 양측에서 제1디스크(31) 및 제2디스크(32)가 서로 반대 방향으로 동시에 이동하면서 다이어프램(21)과 보조 다이어프램(22)을 가압하거나 가압력을 해제하여 통로를 폐쇄하거나 개방하게 된다. 따라서 다이어프램(21)과 보조 다이어프램(22)의 변위를 줄일 수 있으며, 유로를 신속하게 개폐할 수 있다.
이상에서 본 발명은 실시예를 참조하여 상세히 설명되었으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기에서 설명된 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 부가 및 변형이 가능할 것임은 당연하며, 이와 같은 변형된 실시 형태들 역시 아래에 첨부한 특허청구범위에 의하여 정하여지는 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
10 : 밸브바디 11 : 유입구
12 : 배출구 13 : 제1디스크작동공
14 : 제2디스크작동공 15 : 웨어(weir)
21 : 다이어프램 22 : 보조 다이어프램
31 : 제1디스크 32 : 제2디스크
33 : 제1스템부재 34 : 제2스템부재
41 : 피니언기어 42 : 제1래크기어
43 : 제2래크기어 44 : 핸들

Claims (8)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 유체가 유동하는 통로가 형성되어 있는 밸브바디(10);
    밸브바디(10)의 양측면에 상기 통로의 내외측으로 관통되게 형성되며, 서로 마주보게 배치되는 제1디스크작동공(13) 및 제2디스크작동공(14);
    상기 제1디스크작동공(13) 내부에 직선 왕복 운동하도록 설치되어 제1디스크작동공(13)의 내측 단부를 통해 출몰하는 제1디스크(31);
    상기 제2디스크작동공(14) 내부에 직선 왕복 운동하도록 설치되어 제2디스크작동공(14)의 내측 단부를 통해 출몰하는 제2디스크(32);
    상기 제1디스크작동공(13)의 내측 단부를 폐쇄하도록 설치되어, 상기 제1디스크작동공(13)의 내측 단부를 통해 돌출하는 제1디스크(31)에 의해 가압되면서 탄력적으로 변형되는 신축성 소재의 다이어프램(21);
    상기 제2디스크작동공(14)의 내측 단부를 폐쇄하도록 설치되어, 상기 제2디스크작동공(14)의 내측 단부를 통해 돌출하는 제2디스크(32)에 의해 가압되면서 탄력적으로 변형되는 보조 다이어프램(22);
    상기 제1디스크(31)의 외측 단부에 연결되는 'ㄷ'자형의 제1스템부재(33);
    상기 제2디스크(32)의 외측 단부에 연결되는 'ㄷ'자형의 제2스템부재(34);
    상기 제1스템부재(33)와 제2스템부재(34)의 일단부 각각에 마련되어 서로 마주보는 제1래크기어(42) 및 제2래크기어(43);
    상기 제1래크기어(42)와 제2래크기어(43) 사이에서 제1래크기어(42) 및 제2래크기어(43)와 동시에 치합하도록 설치된 피니언기어(41); 및,
    상기 피니언기어(41)의 중심에 연결되어 사용자의 조작에 의해 회전하면서 피니언기어(41)를 회전시키는 핸들(44);
    을 포함하며,
    상기 제2디스크작동공(14)은 상기 밸브바디(10)의 통로 내측으로 돌출되게 형성된 웨어(15)(weir)에 형성되고,
    상기 제1디스크와 제2디스크의 내측 단부는 서로 대응하는 요철 형태를 가지며,
    상기 제1디스크(31)가 제1디스크작동공(13)의 내측 단부를 통해 돌출되면서 다이어프램(21)을 탄성 변형시킴과 동시에 상기 제2디스크(32)가 제2디스크작동공(14)의 내측 단부를 통해 돌출되면서 보조 다이어프램(22)을 탄성 변형시켜 상기 다이어프램(21)과 보조 다이어프램(22)이 통로 내에서 서로 밀착되면서 통로를 폐쇄하도록 된 이중 디스크 타입 다이어프램 밸브.
  8. 삭제
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