KR102015101B1

KR102015101B1 - 단계적 압점지지를 이용한 저토크 지수형 부단수 밸브

Info

Publication number: KR102015101B1
Application number: KR1020190013151A
Authority: KR
Inventors: 김제현; 홍현배; 구동률
Original assignee: 김제현
Priority date: 2019-01-31
Filing date: 2019-01-31
Publication date: 2019-08-27
Also published as: WO2020159023A1; EP3919787A4; AU2019427962A1; NZ778570A; EP3919787A1; AU2019427962B2

Abstract

본 발명은 단계적 압점지지를 이용한 저토크 지수형 부단수 밸브에 관한 것이다.
구체적으로는, 관 교체 또는 보수시 단수없이 공사를 시행할 수 있도록 하는 부단수 차단공법에 사용되는 부단수 차단공법용 부단수 밸브와, 이 부단수 밸브에 사용되는 저토크 지수를 위한 디스크에 관한 것이다.
일반적으로, 관 내에는 시간이 지남에 따라 내벽에 이물질이 발생될 수밖에 없고, 뿐만 아니라 관로보수 등의 작업 중 부득이하게 이물질이 발생되기도 한다. 이러한 이물질들은 관에 인가된 외충격이나 유체의 흐름 등으로 인해 관 내를 부유하다가 중력으로 인해 관 내 하부에 많이 누적되게 되는데, 이에 따라 관 내에 안착되는 밸브 디스크의 지수 성능이 저하되고, 디스트의 안착 후 시간이 경과됨에 따른 성능 저하는 더 심해진다. 특히, 디스크의 지수면을 밸브의 본체로 사용하던 기존 밸브의 설치방식과 다르게 본 발명과 같이 관의 내벽을 지수면으로 사용하는 부단수 밸브의 경우에는, 이물질에 따른 지수 성능의 저하에 대한 문제점이 더 심각한 실정이다.
반면, 본 발명에 의한 디스크는, 관 내측에 닿아 유로를 차단할 때, 최초 2개 점이 관 내측면에 맞닿아 지지되다가 압력에 의해 지지되었던 2개의 점이 외측으로 쓸어내리면서 최종적으로 면 접촉 지지됨으로써, 관 내측면에 형성되어 있던 이물질을 제거하면서 지지되어 지지력 및 기밀성을 향상시키고, 면 접촉 지지후 중심에서 돌출지지함으로써 기밀성을 더욱 향상시킬 수 있다.
이에 따라, 본 발명에 따른 다단형 디스크는, 관의 저면에 닿는 시점부터 보조홈부(24a)와 쓸림홈부(12a)의 구성이 상호 작용함에 따라, 좌우로 분산되는 힘을 이용해 지수에 방해되는 이물질을 쓸어내며 지수할 수 있음은 물론, 종래 디스크보다 지수에 필요한 힘이 절감되어 보다 적은 토크를 이용해 지수할 수 있어서 저토크 지수형 디스크를 제공할 수 있음은 물론, 이물질에 의한 지수 성능 저하에 대한 문제점을 해결할 수 있는, 효과를 가질 수 있게 된다.

Description

단계적 압점지지를 이용한 저토크 지수형 부단수 밸브{LOW-TORQUE COAKING FLUID-CROSSING VALVE USING A MULTI STAGE PRESSURE POINT SUPPORT}

본 발명은 단계적 압점지지를 이용한 저토크 지수형 부단수 밸브에 관한 것이다.

구체적으로는, 관 교체 또는 보수시 단수없이 공사를 시행할 수 있도록 하는 부단수 차단공법에 사용되는 부단수 차단공법용 부단수 밸브와, 이 부단수 밸브에 사용되는 저토크 지수를 위한 디스크에 관한 것이다.

일반적으로, 관 내에는 시간이 지남에 따라 내벽에 이물질이 발생될 수밖에 없고, 뿐만 아니라 관로보수 등의 작업 중 부득이하게 이물질이 발생되기도 한다. 이러한 이물질들은 관에 인가된 외충격이나 유체의 흐름 등으로 인해 관 내를 부유하다가 중력으로 인해 관 내 하부에 많이 누적되게 되는데, 이에 따라 관 내에 안착되는 밸브 디스크의 지수 성능이 저하되고, 디스트의 안착 후 시간이 경과됨에 따른 성능 저하는 더 심해진다. 특히, 디스크의 지수면을 밸브의 본체로 사용하던 기존 밸브의 설치방식과 다르게 본 발명과 같이 관의 내벽을 지수면으로 사용하는 부단수 밸브의 경우에는, 이물질에 따른 지수 성능의 저하에 대한 문제점이 더 심각한 실정이다.

반면, 본 발명에 의한 디스크는, 관 내측에 닿아 유로를 차단할 때, 최초 2개 점이 관 내측면에 맞닿아 지지되다가 압력에 의해 지지되었던 2개의 점이 외측으로 쓸어내리면서 최종적으로 면 접촉 지지됨으로써, 관 내측면에 형성되어 있던 이물질을 제거하면서 지지되어 지지력 및 기밀성을 향상시키고, 면 접촉 지지후 중심에서 돌출지지함으로써 기밀성을 더욱 향상시킬 수 있다.

이에 따라, 본 발명에 따른 다단형 디스크는, 관의 저면에 닿는 시점부터 보조홈부(24a)와 쓸림홈부(12a)의 구성이 상호 작용함에 따라, 좌우로 분산되는 힘을 이용해 지수에 방해되는 이물질을 쓸어내며 지수할 수 있음은 물론, 종래 디스크보다 지수에 필요한 힘이 절감되어 보다 적은 토크를 이용해 지수할 수 있어서 저토크 지수형 디스크를 제공할 수 있음은 물론, 이물질에 의한 지수 성능 저하에 대한 문제점을 해결할 수 있는, 효과를 가질 수 있게 된다.

일반적으로 사람이 거주하는 주거지에는 도시가스를 공급하기 위한 가스관과, 식수 및 하수를 처리하기 위한 상하수도관 등이 거미줄처럼 배관되어 있다. 더욱이, 최근에는 도시가스의 사용이 급증함에 따라 이러한 배관이 더욱 늘어나고 있는 추세이다. 그외에도, 공업용수나 화공물질 등을 공급하기 위한 다양한 관로가 각종 공장에 설치되기도 한다.

이러한 관로를 유체 공급의 단절이 없이 보수하기 위해 차단밸브를 설치하기 위해서는 기설관의 유체를 차단하고 분기된 관을 통해 유체를 흘러가게 하거나 기 설치된 관의 유체를 차단하지 않고도 차단밸브를 설치할 수 있는 부단수 밸브 삽입공법을 실시하게 된다.

이러한 종래의 부단수 밸브 삽입공법은 대한민국 특허출원번호 제10-1998-0045477호에서와 같이 관로를 천공하여 구멍을 형성한 후 절삭공구를 천공한 구멍에 배치한 상태에서 천공장치를 일정각도로 좌, 우로 이동(회전)시켜, 절삭공구에 의해 구멍을 장공형태의 원주방향 체결홀로 형성하게 되고, 이후 천공장치를 분리한 다음 천공홀에 밸브장치를 설치함으로써 관로에 밸브를 설치하는 공정을 마치게 된다.

그러나, 종래의 부단수 밸브 삽입공법으로 기존의 천공장치를 이용해 관로에 구멍을 뚫은 후 좌, 우로 일정각도로 기울이는 과정에서 천공장치의 높이가 높기 때문에 기 설치된 다른 관로 및 구조물에 천공장치가 걸려 장공형태의 원주 방향 천공홀을 원활하게 형성시키기 어려운 문제점이 있으며, 천공기 설치 시 일정 높이가 확보되지 않아 천공기를 설치할 수 없는 경우도 존재한다.

이러한 문제로 인해 기 설치된 다른 관로나 구조물이 주변에 있는 경우에는 천공장치를 회동시키기 위해 걸림되는 관로나 구조물 및 지반을 철거하거나 재차 굴착한 후 천공장치를 회전시켜야 하는 불편한 문제점이 상존하며, 만약 그러한 추가적인 작업이 어려울 경우에는 부단수 밸브 삽입을 위한 천공 작업이 불가능하므로 실제 이러한 현장에서는 천공 작업이 이루어지지 않고 있는 실정이다.

본 출원인은 상술된 부단수 공법에 대하여, 등록특허공보 제10-1839729호에는 부단수 밸브 시공용 천공 장치 및 이를 이용한 밸브의 설치 시공 방법을 출원하여 권리로 확보한 바 있다.

이상과 같이, 적용되는 부단수 공법에 대해서 근래에는 사용되는 밸브의 형상에 대한 연구가 지속되고 있다.

관련된 기술로서, 등록특허공보 제10-1067247호의 부단수 밸브용 밸브디스크(선행기술 1)와, 등록특허공보 제10-1577777호의 디스크 확장형 부단수 밸브(선행기술 2)와, 등록특허공보 제10-1157077호의 부단수 밸브 시공 장치(선행기술 3)가 기재되어 있다.

선행기술 1은, 부단수 밸브 설치를 위하여 동구경 천공을 하였을 때, 본관의 좌,우에 공간이 형성되어 완벽한 지수가 이루어 지지 않고 있어 이 부분을 해결하기 위하여 디스크가 수직방향으로 하강하여 디스크 확장핀의 하부가 압력을 받을 때 디스크 몸체에 형성된 원형 곡선을 따라 좌,우 수평으로 회전 하며 팽창하게 되며 동시에 외면을 감싸고 있는 디스크 고무도 함께 팽창하여 완벽한 지수를 이루게 되는 것을 기재하고 있다.

이러한 상기 기술은, 부단수 밸브의 밸브몸 상부에서 승/하강 가능한 상태로 슬라이드 결합되는 승강가이드부와, 상기 승강가이드부의 하부에 설치되어 상수도관 등의 파이프 내부 유로를 직접 개폐하도록 된 디스크부로 이루어진 부단수 밸브용 밸브디스크로서, 상기 디스크부는 신축 가능한 중공부를 갖는 튜브형상으로 제작되되, 파이프의 횡단면을 기준으로 바라 보았을 때, 파이프 하부 내면에 맞닿는 하부가압면과, 상기 하부가압면의 압축력에 연동하여 수평방향으로 체적변형이 이루어지는 팽창변으로 형성되도록 구성된다.

선행기술 2는, 디스크가 관로본관의 구멍을 통해 내부로 하강 투입되면, 디스크의 상하 방향의 가압력에 연동하여 좌우방향으로 폭이 확장되면서 관로본관 내부를 차단시킬 수 있도록 신축기능을 가져, 부단수 밸브의 관로본관에 대한 밀착상태를 좋게 하고 디스크의 관로본관에 대한 수밀성이 향상될 뿐만 아니라, 관로본관에 뚫려지는 구멍을 작게 형성시킬 수 있는 디스크 확장형 부단수 밸브에 관한 것이다.

선행기술 3은, 부단수 밸브 시공 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 부단수 밸브의 밸브디스크를 셀프 락 기능에 의하여 저토크 지수가 가능한 구조로 새롭게 개선하는 동시에 상수도관의 내경에 끼인 스케일을 용이하게 제거할 수 있도록 한 부단수 밸브 시공 장치에 관한 것으로서,

스테인레스 봉의 탄성 변형에 의한 셀프 락 기능을 이용하거나, 또는 수압에 따른 물을 튜브에서 수용하며 팽창하는 셀프 락 기능을 이용하여 상수도관을 완벽하게 지수하는 밸브시트와; 상수도관내에 끼인 스케일을 용이하게 제거하는 스케일 제거장치; 를 포함하는 구성을 통하여, 부단수 밸브의 밸브디스크가 상수도관의 내경면에 보다 완벽하게 밀착되어 보다 완전한 지수가 이루어질 수 있도록 한 부단수 밸브 시공 장치를 기재하고 있다.

그러나 본 출원인은 종래 디스크 밸브가 갖지 못하는 구성과 그에 따른 효과를 창출할 수 있는 새로운 형태의 디스크 밸브를 제안하고자 한다.

즉, 종래 디스크 밸브는 그 구조상 기본적으로 1개의 점으로 지지되어 유로를 차단하는 1점지지 구조를 갖고 있거나, 이를 기반으로 약간 변경된 구조를 채용할 뿐이다. 특히, 선행기술 1이 그렇다.

선행기술 2의 경우에는, 2점지지를 암시하도록 구성하고 있지만, 기본적으로 구성이 상이하고 그에 따른 작용관계가 상이함으로써 효과가 상이하다. 이러한 구조는 본 발명에 대비될 수 없다.

또한, 공통적으로 선행기술 2 및 선행기술 3은, 본 발명이 갖는 쓸어냄에 따라 기밀을 위해 관 내측면에 접촉되는 영역을 청소해 낼 수 있는 효과를 가질 수 없다.

등록특허공보 제10-1839729호(2018.03.16. 공고) 등록특허공보 제10-1067247호(2011.9.27. 공고) 등록특허공보 제10-1577777호(2015.12.15. 공고) 등록특허공보 제10-1157077호(2012.09.21. 공고)

본 발명의 목적은, 관 교체 또는 보수시 단수없이 공사를 시행할 수 있도록 하는 부단수 차단공법에 사용되는 다단형 디스크 밸브에 있어서,

관 교체 또는 보수시 단수없이 공사를 시행할 수 있도록 하는 부단수 차단공법에 사용되는 부단수 차단공법용 부단수 밸브와, 이 부단수 밸브에 사용되는 저토크 지수를 위한 디스크를 포함하되,

관 내측에 닿아 유로를 차단할 때, 최초 2개 점이 관 내측면에 맞닿아 지지되다가 압력에 의해 지지되었던 2개의 점이 외측으로 쓸어내리면서 최종적으로 면 접촉 지지됨으로써, 관 내측면에 형성되어 있던 이물질을 제거하면서 지지되어 지지력 및 기밀성을 향상시키고, 면 접촉 지지후 중심에서 돌출지지함으로써 기밀성을 더욱 향상시킬 수 있는, 단계적 압점지지를 이용한 저토크 지수형 부단수 밸브를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 상술된 목적을 달성하기 위하여관 내에 발생된 이물질이 관 내 하부에 누적됨에 따라 야기되는 문제인 지수 성능 저하의 문제를 개선할 수 있도록 구성된 디스크를 갖는, 단계적 압점지지를 이용한 저토크 지수형 부단수 밸브를 제공하는데 있다.

상술된 목적을 달성하기 위하여 안출된 것으로 본 발명에 따른 단계적 압점지지를 이용한 저토크 지수형 부단수 밸브는,

관(100)의 외경을 감싸며 장착되는 밸브 바디(110)와; 밸브 바디(110)의 상부쪽 반구형 바디(112)의 개방구(114)에 장착되어 관(100)의 외경면에 천공홀(102)을 가공하는 천공장치와; 상기 밸브 바디(110)의 상부쪽에 장착되어 다단형 디스크(200)를 압입시키는 본네트(130);를 포함하는 부단수 밸브에 있어서,

상기 부단수 밸브는,

관 내측면의 이물질을 제거하면서 면 접촉 지지하도록 구성된 쉽게 밀착되도록 구성됨으로써, 기존 디스크보다 지수에 필요한 힘이 덜 들어서 보다 적은 토크를 이용해 지수할 수 있는 저토크 지수형인 다단형 디스크(200)를 포함하되,

상기 다단형 디스크(200)는,

고무부재(10) 및 주물부재(20)를 포함하여 구성되어,

관 내측면에 닿아 유로를 차단할 때, 최초 2개 점이 관 내측면에 맞닿아 지지되다가 압력에 의해 지지되었던 2개의 점이 외측으로 쓸어 밀리면서 최종적으로 면 접촉 지지됨으로써, 관 내측면에 형성되어 있던 이물질을 제거하여 관 내측면의 디스크 밸브와 접촉되는 영역을 청소할 수 있는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 고무부재(10)는,

관의 천공된 영역에 삽입되어 막음 기능을 하는 천공영역 막음부(11)와,

상기 막음부(11)의 하측으로 연장되되 막음부(11) 보다 좁은 폭을 갖도록 형성되어, 관 내측을 차단하는 내부영역 차단부(12)와,

상기 막음부(11)와 차단부(12)가 형성됨에 따라 이들 사이에 형성되되 상광하협의 경사를 갖도록 형성된 제1 단턱(11a)과,

상기 막음부(11)의 양 사이드에 상부방향으로 돌출되되 일면이 평면으로 구성되어 상기 본네트(130)의 내벽을 따라 가이드되는 가이드부(11b)와,

상기 막음부의 상측으로 연장된 기둥(13)과,

상기 기둥(13)의 상측에 위치된 브라켓(14)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 내부영역 차단부(12)는,

관의 내측 형상을 따라 만곡지도록 형성되되,

하면 전체와 측면 일측이 'V'자 형태로 오목하도록 형성된 쓸림홈부(12a)와,

상기 측면 중 쓸림홈부(12a)가 형성된 영역 외의 나머지 영역이 'v'자 형태로 볼록하게 돌출된 형상유지용 돌출부(12b)를 포함하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 주물부재(20)는,

본네트(130)의 스템(132)에 연결되는 브라켓(21)과,

상기 브라켓(21)의 하방으로 연장되는 기둥(22)과,

상기 기둥(22)의 하측에 형성되되, 상기 고무부재(10)의 천공영역 막음부(11)에 대응되는 형태를 갖되 크기가 작게 구성되어 천공영역 막음부(11)의 내부에 위치되는 막음부 뼈대(23)와,

상기 고무부재(10)의 제1 단턱(11a)의 내측에 위치되기 위해 단턱 형태로 형성된 제2 단턱(23a)과,

상기 고무부재(10)의 가이드부(11b)의 내측에 위치되기 위해 상기 막음부 뼈대(23)의 양 사이드에 상부방향으로 돌출되도록 형성된 제2 가이드부(23b)와,

상기 막음부 뼈대(23)의 하측에 형성되되, 상기 고무부재(10)의 내부영역 차단부(12)의 내부에 위치되는 차단부 뼈대(24)를 포함하되,

상기 차단부 뼈대(24)는 하면과 측면에 내측으로 오목하게 형성된 보조홈부(24a)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 내부영역 차단부(12)는,

측면 일측에 형상유지용 돌출부(12b)가 형성되되,

상기 형상유지용 돌출부(12b)는,

관의 내측면에 직접 맞닿아 유로를 차단하고,

디스크 밸브 사용 후 쓸림홈부(12a)가 원 형상으로 복구될 때, 쓸림홈부(12a)가 벌어지는 것을 방지하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 단계적 압점지지를 이용한 저토크 지수형 부단수 밸브에 의하면,

관 내측에 닿아 유로를 차단할 때, 최초 2개 점이 관 내측면에 맞닿아 지지되다가 압력에 의해 지지되었던 2개의 점이 외측으로 쓸어내리면서 최종적으로 면 접촉 지지됨으로써, 관 내측면에 형성되어 있던 이물질을 제거하면서 지지되어 지지력 및 기밀성을 향상시키고, 면 접촉 지지후 중심에서 돌출지지함으로써 기밀성을 더욱 향상시킬 수 있는, 종래 없던 구성과 효과를 갖는 단계적 압점지지를 이용한 저토크 지수형 부단수 밸브를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 디스크는, 관의 저면에 닿는 시점부터 보조홈부(24a)와 쓸림홈부(12a)의 구성이 상호 작용함에 따라, 종래 디스크보다 지수에 필요한 힘이 절감되어 보다 적은 토크를 이용해 지수할 수 있는 저토크 지수에 대한 효과를 가질 수 있게 된다.

이와 같이 저토크 지수가 가능해짐에 따라 작업자가 밸브 조작을 위해 밸브대(손잡이, 도 8 및 도 9의 본네트(130) 중 스템(132) 외측으로 수직돌출된 구성)를 제어하는 힘이 적게 필요하여 밸브대의 파손을 방지할 수 있고, 소모되는 힘이 절감됨에 따라 관이 휘거나 파손될 우려도 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 디스크는, 종래 관 내 하부에 발생된 이물질로 하여금 야기되는 지수 성능의 저하에 대한 문제를 해결할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 단계적 압점지지를 이용한 저토크 지수형 부단수 밸브에서 다단형 디스크의 고무부재의 구성을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 단계적 압점지지를 이용한 저토크 지수형 부단수 밸브에서 다단형 디스크의 고무부재의 측면 구성을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 단계적 압점지지를 이용한 저토크 지수형 부단수 밸브에서 다단형 디스크의 주물부재의 구성을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 단계적 압점지지를 이용한 저토크 지수형 부단수 밸브에서 다단형 디스크의 고무부재와 주물부재가 결합된 것을 나타낸 것이다.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 단계적 압점지지를 이용한 저토크 지수형 부단수 밸브를 이용하여 다단형 디스크가 천공된 관에 삽입된 일예를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명에 따른 단계적 압점지지를 이용한 저토크 지수형 부단수 밸브의 다단형 디스크가 관에 삽입되어 관의 유로를 차단하는 순서를 나타낸 것이다.
도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 단계적 압점지지를 이용한 저토크 지수형 부단수 밸브의 구성을 나타낸 것이다.
도 10 내지 도 28은 본 발명에 따른 단계적 압점지지를 이용한 저토크 지수형 부단수 밸브의 설치의 일예를 나타낸 것이다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 사항은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 도면을 참조하여 설명하기에 앞서, 본 발명의 요지를 드러내기 위해서 필요하지 않은 사항 즉 통상의 지식을 가진 당업자가 자명하게 부가할 수 있는 공지 구성에 대해서는 도시하지 않거나, 구체적으로 기술하지 않았음을 밝혀둔다.

일반적으로, 관 내에는 시간이 지남에 따라 내벽에 이물질이 발생될 수밖에 없고, 뿐만 아니라 관로보수 등의 작업 중 부득이하게 이물질이 발생되기도 한다. 이러한 이물질들은 관에 인가된 외충격이나 유체의 흐름 등으로 인해 관 내를 부유하다가 중력으로 인해 관 내 하부에 많이 누적되게 되는데, 이에 따라 관 내에 안착되는 밸브 디스크의 지수 성능이 저하되고, 디스트의 안착 후 시간이 경과됨에 따른 성능 저하는 더 심해진다.

특히, 디스크의 지수면을 밸브의 본체로 사용하던 기존 밸브의 설치방식의 경우, 이물질 발생 등과 같은 기 설치관 내부의 상태를 고려하지 않아도 되었지만, 그와 다르게 본 발명과 같이 관의 내벽을 지수면으로 사용하는 부단수 밸브의 경우에는, 이물질에 따른 지수 성능의 저하에 대한 문제점이 심각한 실정이다.

상기와 같은 다단형 디스크에 의해 저토크만으로도 상수도관내의 물 흐름을 차단하는 지수가 쉽게 이루어질 수 있도록 한 점, 그리고 부단수 밸브의 시공 완료 전에 상수도관의 내경에 끼인 스케일을 제거하여 지수가 보다 면밀하게 이루어질 수 있도록 한 점에 주안점이 있다.

이를 위해, 본 발명의 부단수 밸브는, 관(100)의 내측면에 밀착되어 지지되는 과정에서 관 내측면의 이물질을 제거하면서 면 접촉 지지하도록 구성된 쉽게 밀착되도록 구성됨으로써, 기존 디스크보다 지수에 필요한 힘이 덜 들어서 보다 적은 토크를 이용해 지수할 수 있는 저토크 지수형 다단형 디스크(200)를 포함하도록 한다.

한편, 첨부한 도 8에서 보듯이 상기 부단수 밸브는 교체를 위한 관(100) 외경에 장착되는 밸브 바디(110)를 포함하는 바, 이 밸브 바디(110)는 관 외경을 감쌀 수 있는 한 쌍의 반구형 바디로 구비되고, 밸브 바디(110)를 구성하는 한 쌍의 반구형 바디 중 상부쪽 반구형 바디(112)의 상부면에는 관(100)의 외경이 노출되는 개방구(114)가 관통 형성되고, 또한 상부쪽 반구형 바디(112)내에는 수동 조작에 의하여 전후진하면서 개방구(114)를 개폐하는 보조밸브(116)가 내설된다.

이때, 반구형 바디(112)가 관(100)의 외경에 장착되기 전, 관(100)의 외경에 바디패킹(111)이 장착되도록 하는데, 다시 말해 관(100)과 반구형 바디 사이에 바디패킹(111)이 위치되도록 한다.

또한, 상기 밸브 바디(110)의 상부쪽 반구형 바디(112)의 개방구(114)에는 부단수 밸브 시공 장치의 또 다른 구성으로서 관(100)내에 다단형 디스크(200)를 압입시키기 위한 본네트(130)가 조립되는 바, 이 본네트(130) 내에 다단형 디스크(200)가 승하강 가능하게 내설된다.

이렇게 본네트(130)내에 내설된 다단형 디스크(200)는 저토크만으로도 관(100) 내에 용이하게 삽입되어 상수도관의 내경면에 접촉된다.

이러한 다단형 디스크(200)는, 압입 토크를 제공하기 위한 스템(132)과 연결되는 브라켓(21, 14)과, 브라켓(21, 14)의 저부에 일체로 형성되는 기둥(22, 13)이 다단형 디스크(200)의 주물부재(20)와 고무부재(10) 각각에 포함되도록 구성된다.

구체적으로, 본 발명에 따른 단계적 압점지지를 이용한 저토크 지수형 부단수 밸브의 다단형 디스크(200)는 주요하게 고무부재(10) 및 주물부재(20)를 포함하여 구성된다.

이때, 상기 고무부재(10)와 주물부재(20)는 일체로 사출되어 생산되도록 한다.

먼저, 고무부재(10)에 대하여 첨부된 도면을 통해 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 단계적 압점지지를 이용한 저토크 지수형 부단수 밸브에서 다단형 디스크의 고무부재의 구성을 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명에 따른 단계적 압점지지를 이용한 저토크 지수형 부단수 밸브에서 다단형 디스크의 고무부재의 측면 구성을 나타낸 것이다.

첨부된 도면에 따른 고무부재(10)는,

상기 막음부(11)의 양 사이드에 상부방향으로 돌출되되 일면이 평면인 가이드부(11b)와,

상기 막음부의 상측으로 연장된 기둥(13)과,

상기 기둥(13)의 상측에 위치된 브라켓(14)을 포함하되,

상기 내부영역 차단부(12)는,

관의 내측 형상을 따라 만곡지도록 형성되고,

상기 측면 중 쓸림홈부(12a)가 형성된 영역 외의 나머지 영역이 'v'자 형태로 볼록하게 돌출된 형상유지용 돌출부(12b)를 포함하도록 구성된다.

이때, 상기 가이드부(11b)는, 후술되는 주물부재(20)가 고무부재(10)에 삽입된 상태로 사용되는 경우, 도 8 및 도 9를 통해 설명된 부단수 밸브를 이용해서 스템(132)에 연결된 상태로 상승 또는 하강할 때, 본네트(130) 내벽에 닿아 가이드될 수 있도록 하는 기능을 한다.

상기와 같은 구성에 의해 관 내측은 천공영역의 막음부(11)와 내부영역 차단부(12)를 통해 유로가 완전히 차단되도록 한다.

이러한 고무부재(10)는 후술될 주물부재(20)의 외측에 결합되어 사용되며, 상술된 바와 같이 고무부재(10)와 주물부재(20)는 일체로 사출되도록 한다.

상기 주물부재(20)는, 첨부된 도면의 도 3을 참조할 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 단계적 압점지지를 이용한 저토크 지수형 부단수 밸브에서 다단형 디스크의 주물부재의 구성을 나타낸 것이다.

첨부된 도면의 도 3에 따른 주물부재(20)는,

스템(132)에 연결되는 브라켓(21)과,

상기 브라켓(21)의 하방으로 연장되는 기둥(22)과,

상기 기둥(22)의 하측에 형성되되, 상기 고무부재(10)의 천공영역 막음부(11)와 동일한 형태를 갖되 크기가 작게 구성되어 천공영역 막음부(11)의 내부에 위치되는 막음부 뼈대(23)와,

상기 차단부 뼈대(24)는 하면과 측면에 내측으로 오목하게 형성된 보조홈부(24a)를 포함한다.

이때, 상기 막음부 뼈대(23)와 연결되는 차단부 뼈대(24)는 상기 제2 단턱(23a)에 의해 막음무 뼈대(23)보다 좁은 폭을 가질 수 있다.

또한, 차단부 뼈대(24)의 일측벽으로는 다수의 홈이 형성된 형태를 이룰 수 있는데, 이는 주물의 무게를 감소하는 한편, 재료를 절감하기 위한 구성으로서, 다양한 형태를 이룰 수 있다.

이때, 기둥(22)의 강도 보강을 위하여 기둥(22)의 외주변으로는 보강 브라켓(도면부호 미도시)이 형성될 수 있다.

또한, 상기 보조홈부(24a)는 오목하게 형성됨에 따라 상기 고무부재(10)의 쓸림홈부(12a)의 동작이 더욱 탄성력있게 되도록 돕는다.

이러한 고무부재(10)와 주물부재(20)의 결합형태는 첨부된 도면의 도 4를 참조할 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 단계적 압점지지를 이용한 저토크 지수형 부단수 밸브에서 다단형 디스크의 고무부재와 주물부재가 결합된 것을 나타낸 것이다.

또한, 첨부된 도면의 도 4와 같이 구성된 본 발명에 따른 단계적 압점지지를 이용한 저토크 지수형 부단수 밸브가 관의 천공 후 삽입되는 실시형태는 첨부된 도면의 도 5 및 도 6을 참조할 수 있다.

도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 단계적 압점지지를 이용한 저토크 지수형 부단수 밸브를 이용하여 다단형 디스크가 천공된 관에 삽입된 일예를 나타낸 것이다.

특히, 첨부된 도면의 도 6을 참조하면, 상술된 본 출원인의 권리와 같은 장치를 이용하여 관의 일측에 천공을 수행하고, 천공된 영역에 본 발명에 따른 디스크 밸브를 삽입할 수 있다.

다만, 첨부된 도면의 도 5나 도 6을 보면, 관을 초과하여 고무부재(10)가 도시되어 있으나, 실제 고무부재(10)는 밸브가 삽입되는 압력에 의해 첨부된 도면의도 7과 같이 형상변환이 이루어진다.

도 7은 본 발명에 따른 단계적 압점지지를 이용한 저토크 지수형 부단수 밸브의 다단형 디스크가 관에 삽입되어 관의 유로를 차단하는 순서를 나타낸 것이다.

첨부된 도면의 도 7과 같은 과정으로 차단이 이루어짐에 따라, 종래 디스크의 경우, 기능적인 요소 없이 순전히 아랫방향으로 힘을 가하기 때문에, 작업자가 디스크를 하강시키기 위해 밸브를 조작할 때 많은 힘이 필요하며, 밸브는 물론 관(100)에도 무리를 주게된다. 또한, 이러한 이유로 밸브 또는 스템(132) 등에 무리가 전해져 파손될 우려도 있고, 관(100)의 경우에는 휘거나 파손될 우려도 있다.

그러나, 본 발명에 따른 다단형 디스크(200)에 의하면, 관(100)의 저면에 닿는 시점부터 보조홈부(24a)와 쓸림홈부(12a)의 구성이 상호 작용함에 따라, 좌우로 분산되는 힘을 이용해 지수에 방해되는 이물질을 쓸어내며 지수하게 되고, 종래 디스크보다 지수에 필요한 힘이 절감되어 보다 적은 토크를 이용해 지수할 수 있는 효과를 가질 수 있게 된다.

즉, 고무부재(10)는 고무재질이기 때문에 압력에 따라 형상변환이 가능하고, 이때, 고무부재(10)의 쓸림홈부(12a)는 보조홈부(24a)의 형성에 의해 형성변환의 범위가 더욱 증가될 수 있는데,

이러한 쓸림홈부(12a)는 첨부된 도면의 도 7과 같이 이루어진다.

즉, 쓸림홈부(12a)는 압력에 의해 고무부재(10)가 눌림에 의해 역'v'자 형태의 홈이 평평하게 될 수 있는데, 이 과정에서 쓸림홈부(12a)의 벽은 관 내측면에 2개의 점으로 지지되는 2점지지를 수행하다가, 지지된 2개의 점이 관 내측면을 외측으로 쓸어 밀면서 면 접촉 지지되게 되는데,

이러한 쓸어 밀어내는 과정에서 유로의 지속적인 형성에 따라 관 내측면에 발생된 이물질이나 물이끼 등을 함께 쓸어 밀어서 면 접촉 지지되어 접촉되는 영역을 청소해주는 효과를 갖게되어 접촉의 밀착과 기밀성 향상을 도모할 수 있다.

뿐만 아니라, 첨부된 도면의 도 7의 마지막 공정이나, 도 2를 참조하면 상기 쓸림홈부(12a)의 일측에 돌출돌기(도면부호 미표시)가 형성됨에 따라, 면 접촉 지지될 때 상기 돌출돌기가 관의 내측면에 밀착되어 미끄러짐을 방지시켜 기밀성을 더욱 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.

또한, 상기 쓸림홈부(12a)의 양단부는 'v' 형상으로 모여지고, 모인 일측에 측홈(12a')이 형성되어 있는데(도 1 참조), 이러한 측홈(12a')은 쓸림홈부(12a)가 압력에 의해 벌어지는 것을 돕는 기능을 한다.

또한, 상기 고무부재(10)의 내부영역 차단부(12)는 상술된 바와 같이 측면 일측에 형상유지용 돌출부(12b)가 형성되는데, 이러한 형상유지용 돌출부(12b)는 관의 내측면에 직접 맞닿아 유로를 차단하는 기능을 하고, 아울러 디스크 밸브 사용 후 쓸림홈부(12a)가 원 형상으로 복구될 때, 쓸림홈부(12a)가 벌어지는 것을 방지하는 효과를 도모할 수 있다.

여기서, 상기한 구성으로 이루어진 본 발명의 부단수 밸브 시공 장치의 시공 과정을 설명하면 다음과 같다.

이는 첨부된 도면의 도 10 내지 도 28을 참조하도록 한다.

도 10 내지 도 28은 본 발명에 따른 단계적 압점지지를 이용한 저토크 지수형 부단수 밸브의 설치의 일예를 나타낸 것이다.

시공을 위해 관(100)에 테이핑 후, 가스켓(바디패킹(111))을 장착하도록 한다(도 10 내지 도 12).

이 후, 도 13과 같이 상하판(반구형 바디(112))을 장착하고, 도 14와 같이 회전장치를 상하판에 설치하여, 천공기를 도 15와 같이 설치하도록 한다.

그리고 도 16과 같이 보조밸브를 개방하여 절삭을 수행(도 17 참조)하도록 한다. 이러한 절삭은 도 18 및 도 19와 같이 좌, 우 방향으로 회전장치를 회전시키면서 수행하여 관(100)에 일정 길이의 홀이 천공되도록 한다(도 20 참조).

이후에 천공기를 원위치시켜 도 21과 같이 공구의 상승 후, 도 22와 같이 보조밸브를 폐쇄하도록 한다.

이 후, 도 23과 같이 천공기를 분리하고, 도 24와 같이 다단형 디스크(200)가 구비된 본네트(130)를 설치하여, 도 25 및 도 26과 같이 천공된 홀을 통해 다단형 디스크(200)가 관(100) 내부로 삽입되도록 한다.

그리고 도 28과 같이 고정나사를 상하판에 체결하여 관(100)의 외면에 고정되도록 한다.

상기에서 도면을 이용하여 서술한 것은, 본 발명의 주요 사항만을 서술한 것으로, 그 기술적 범위 내에서 다양한 설계가 가능한 만큼, 본 발명이 도면의 구성에 한정되는 것이 아님은 자명하다.

10 : 고무부재
11 : 천공영역 막음부
11a : 제1 단턱
11b : 가이드부
12 : 내부영역 차단부
12a : 쓸림홈부
12b : 형상유지용 돌출부
20 : 주물부재
14, 21 : 브라켓
13, 22 : 기둥
23 : 막음부 뼈대
23a : 제2 단턱
23b : 제2 가이드부
24 : 차단부 뼈대
24a : 보조홈부

Claims

관(100)의 외경을 감싸며 장착되는 밸브 바디(110)와; 밸브 바디(110)의 상부쪽 반구형 바디(112)의 개방구(114)에 장착되어 관(100)의 외경면에 천공홀(102)을 가공하는 천공장치와; 상기 밸브 바디(110)의 상부쪽에 장착되어 다단형 디스크(200)를 압입시키는 본네트(130);를 포함하는 부단수 밸브에 있어서,
상기 부단수 밸브는,
관 내측면의 이물질을 제거하면서 면 접촉 지지하도록 구성되어 관 내측면에 밀착되도록 구성됨으로써, 기존 디스크보다 지수에 필요한 힘이 덜 들어서 보다 적은 토크를 이용해 지수할 수 있는 저토크 지수형인 다단형 디스크(200)를 포함하되,
상기 다단형 디스크(200)는,
고무부재(10) 및 주물부재(20)를 포함하여 구성되어,
관 내측면에 닿아 유로를 차단할 때, 최초 2개 점이 관 내측면에 맞닿아 지지되다가 압력에 의해 지지되었던 2개의 점이 외측으로 쓸어 밀리면서 최종적으로 면 접촉 지지됨으로써, 관 내측면에 형성되어 있던 이물질을 제거하여 관 내측면의 디스크 밸브와 접촉되는 영역을 청소할 수 있고,
(a) 상기 고무부재(10)는,
관의 천공된 영역에 삽입되어 막음 기능을 하는 천공영역 막음부(11)와,
상기 막음부(11)의 하측으로 연장되되 막음부(11) 보다 좁은 폭을 갖도록 형성되어, 관 내측을 차단하는 내부영역 차단부(12)와,
상기 막음부(11)와 차단부(12)가 형성됨에 따라 이들 사이에 형성되되 상광하협의 경사를 갖도록 형성된 제1 단턱(11a)과,
상기 막음부(11)의 양 사이드에 상부방향으로 돌출되되 일면이 평면으로 구성되어 상기 본네트(130)의 내벽을 따라 가이드되는 가이드부(11b)와,
상기 막음부의 상측으로 연장된 기둥(13)과,
상기 기둥(13)의 상측에 위치된 브라켓(14)을 포함하여 구성되되,
상기 내부영역 차단부(12)는,
관의 내측 형상을 따라 만곡지도록 형성되되,
하면 전체와 측면 일측이 'V'자 형태로 오목하도록 형성되되 양단부가 'v' 형상으로 모여지고 모인 일측에 측홈(12a')이 형성된 쓸림홈부(12a)와,
상기 측면 중 쓸림홈부(12a)가 형성된 영역 외의 나머지 영역이 'v'자 형태로 볼록하게 돌출된 형상유지용 돌출부(12b)를 포함하도록 구성되고,
상기 형상유지용 돌출부(12b)는, 관의 내측면에 직접 맞닿아 유로를 차단하고, 디스크 사용 후 쓸림홈부(12a)가 원래 형상으로 복구될 때, 쓸림홈부(12a)가 벌어지는 것을 방지하며,
(b) 상기 주물부재(20)는,
본네트(130)의 스템(132)에 연결되는 브라켓(21)과,
상기 브라켓(21)의 하방으로 연장되는 기둥(22)과,
상기 기둥(22)의 하측에 형성되되, 상기 고무부재(10)의 천공영역 막음부(11)와 동일한 형태를 갖되 크기가 작게 구성되어 천공영역 막음부(11)의 내부에 위치되는 막음부 뼈대(23)와,
상기 고무부재(10)의 제1 단턱(11a)의 내측에 위치되기 위해 단턱 형태로 형성된 제2 단턱(23a)과,
상기 고무부재(10)의 가이드부(11b)의 내측에 위치되기 위해 상기 막음부 뼈대(23)의 양 사이드에 상부방향으로 돌출되도록 형성된 제2 가이드부(23b)와,
상기 막음부 뼈대(23)의 하측에 형성되되, 상기 고무부재(10)의 내부영역 차단부(12)의 내부에 위치되는 차단부 뼈대(24)를 포함하되,
상기 차단부 뼈대(24)는 하면과 측면에 내측으로 오목하게 형성된 보조홈부(24a)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는, 단계적 압점지지를 이용한 저토크 지수형 부단수 밸브.
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