KR102184760B1 - 버터플라이밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유체의 저온이 어퍼스템하우징으로 전도되는 것을 차단하여 결로현상을 배제할 수 있는 것은 물론, 장착대상체에 맞는 장착브라켓을 선택하여 밸브바디에 고정시켜 사용할 수 있도록 함으로서 장착의 용이성을 제공할 수 있도록 한 것으로서;
중앙에 유체가 통과할 수 있도록 제어홀을 형성한 밸브바디의 상,하측으로는 스템홀을 형성하여 돌출시키는 로어스템하우징 및 어퍼스템하우징과; 상기 로어 및 어퍼스템하우징에 디스크를 가지고 결합되는 스템과; 상기 밸브바디와 디스크 사이에 밸브시트를 결합하여 구성되는 버터플라이밸브에 있어서;
상기 어퍼스템하우징을 통하여 유체의 저온이 전달되어 외기와 반응하여 결로가 발생하는 것을 배제하기 위한 결로방지수단과;
상기 밸브바디의 상부에 장착대상체에 대응하여 체결할 수 있도록 밸브바디와 분리 구성되어 고정되는 장착브라켓을 포함하는 것이 특징이다.

Description

버터플라이밸브{BUTTERFLY VALVE}

본 발명은 버터플라이밸브에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 저온의 유체가 유통하는 과정에서 유체로 인하여 온도가 낮아진 스템하우징과 대기가 만나 응축수가 발생하게 되는 결로현상을 방지할 수 있도록 경로방지수단을 강구한 버터플라이밸브의 제공에 관한 것이다.

산업분야에서 액체 또는 기체 등과 같은 유체의 흐름을 제어하기 위한 용도로 사용되는 밸브는 다양한 종류가 개발되어 사용되고 있는 실정이며, 그 중 유체의 유량을 적절하게 제어할 수 있는 특징으로 인하여 대표적으로 버터플라이밸브가 많이 사용되고 있다.

상기와 같은 보편적인 버터플라이밸브(1)는 도 8에서와 같이, 어퍼바디와 로어바디 또는 프론트바디와 리어바디로 양분되거나 경량화를 위하여 알루미늄재질로 일체성형되는 밸브바디(2)를 구비하고, 상기 밸브바디(2)의 상,하측으로는 스템홀(3)을 형성한 로어스템하우징(4)과 어퍼스템하우징(5)을 돌출시킨다.

상기 로어 및 어퍼스템하우징(4,5)에는 원반형태의 디스크(6)를 가지는 스템(7)을 결합하고, 상기 밸브바디(2)와 디스크(6) 사이에는 링 형태의 밸브시트(8)를 결합하고, 상기 로어 및 어퍼스템하우징(4,5)과 스템(7)에는 유체의 누출을 방지하기 위한 기밀수단(9)을 강구하는 구성이다.

종래에도 여러 종류의 버터플라이밸브가 개발되어 사용되고 있으며 이를 특허문헌을 통하여 살펴보면 다음과 같다.

특허문헌 1은, 내부에 원통형상의 유체통로를 관통설치한 합성수지재료제의 밸브본체(1)와 그 밸브본체내에 회전 가능하게 축받이되고 상기한 유체통로를 개폐할 수 있는 원판형상의 밸브체(3)와, 밸브본체와 밸브체와의 사이에 끼워져서 폐쇄위치에 있는 밸브체와 밀접하여 상기한 유체통로를 폐쇄하는 탄성밀봉재제의 시이트링(2)으로 구성되고, 상기한 밸브본체의 직경방향의 대향위치에 상기한 밸브체를 축받이하는 밸브봉(19)을 삽입하는 밸브축구멍(6)(7)이 형성되어, 그 밸브축구멍에 정합하여 밸브본체(1)의 외주면으로부터 직경방행의 바깥쪽으로 뻗어있는 밸브축통(10)을 형성하고, 그 밸브축통에 상기한 밸브봉을 삽입하여 축받이한 버터플라이 밸브에 있어서,

a) 상기한 밸브본체(1)는, 상기한 유체통로와 교차하는 면으로 이루어진 하나 이상의 분할면을 따라서 분할된 복수의 분할체(1a)(1b)로서 구성되어 있으며, b) 각분할체(1a)(1b)분할면안을 원주방향으로 연속적으로 뻗어있는 접합면끼리가 직접 접합됨에 의하여 한 개의 밸브본체를 완성하여 다수의 내부중공부가 형성되고, c) 밸브본체의 내주면에 상기한 시이트링(2)이 장착되는 것을 특징으로 하고 있다.

특허문헌 2는, 어퍼바디와 로어바디로 양분되어 볼트로 분해 및 조립되는 밸브바디와; 상기 밸브바디의 상,하측에는 표면에 테프론을 부착한 디스크의 상,하측으로 돌출되는 스템을 결합할 수 있도록 형성하는 스템홀과; 상기 밸브바디의 내경면에는 디스크의 테프론과 연접되어 기밀과 더불어 화학적 내성을 유지하도록 결합하는 링형태의 밸브시트와; 상기 밸브시트는 형상을 유지하고 탄성을 가지면서 밸브바디와의 결합력을 높이도록 고무재질로 구비되는 시트바디와; 상기 시트바디의 외표면에 테프론을 부착하여 화학적 특성을 가지는 유체에 대응할 수 있도록 구성하는 테프론 라인더 버터플라이밸브에 있어서;

상기 밸브바디에 스템을 결합할 수 있도록 형성하는 스템홀과 스템의 외면을 통하여 유체가 상측으로 누출되는 것을 차단하기 위한 개선된 기밀구조를 제공하고; 상기 기밀구조는, 밸브바디에 형성되는 스템홀의 내부에 밸브바디에 결합되는 밸브시트의 시트바디와 연접될 수 있게 안착시키는 기밀링과; 상기 기밀링의 외측에 위치시켜 기밀링을 스템홀의 내측방향과 외측방향으로 가압하는 가압링과; 상기 가압링의 외측에 개재하여 스템방향으로의 유체누출을 최종차단하는 테프론링과; 상기 테프론링의 상측에 결합하여 테프론링과 가압링 및 기밀링을 가입시키는 가압스프링을 결합하여 어퍼바디 상단에 고정되어 패킹글랜드로 마감하는 것을 특징으로 하고 있다.

특허출원 제 10 - 2015 - 0057353 호 특허 제 10 - 1269692 - 0000 호

없슴.

상기와 같은 선행기술 중 특허문헌 1은 밸브본체 내주면에 디스크와 연접되는 시이트링을 장착하는 것에 관한 내용이고, 특허문헌 2는 밸브스템과 스템하우징 사이에 설치되어 유체의 누출을 방지하기 위한 기밀수단에 관한 내용으로 되어 있어 기본적인 구성에 대한 언급일 뿐 결로와는 연관성이 없는 내용이다.

버터플라이밸브의 바디가 경량화를 위하여 알루미늄재질로 성형되고, 제어하고자 하는 유체의 온도가 낮을 경우에는 그 유체의 온도 영향을 전달받아 밸브바디의 온도 또한 낮아지게 되고, 이러한 상태에서 외부에 노출되어 있을 경우 밸브바디에 비하여 상대적으로 높은 온도를 유지하는 대기와 접촉할 경우 응축수가 발생하는 결로현상이 일어나게 된다.

일반적인 결로현상이 있을 경우에는 유체의 흐름이나 제어에는 큰 영향을 미치지 않지만 버터플라이밸브가 설치된 위치에 결로로 인한 물방울이 낙하하여 수분을 제공하지 말아야하는 생산라인 등이 있을 경우에는 제품에 좋지 않은 영향을 미치는 것이 사실이다.

특히, 버터플라이밸브 본체의 경우에는 유체 흐름이나 제어에 영향을 미치지 않도록 하기 위하여 단열을 강구하기 때문에 본체에 결로 현상이 발생하는 것은 극히 이례적이라 할 수 있으나, 디스크 작동을 위한 스템을 수용하는 스템하우징은 외부로 노출되어 있는 상태에 있기 때문에 유체의 종류 등에 따라 결로현상이 발생하게 되는 문제로부터 자유롭지 못하게 된다.

그리고, 밸브바디에 장착공을 형성한 장착브라켓을 일체로 형성하고 있는 데, 장착위치, 설비의 종류, 유체의 종류 등에 따라 장착대상체의 체결홀의 규격과 위치가 미세하게 차이가 나기 때문에 이를 극복하기 위하여 장착공을 장공형태로 형성하거나 파단할 수 있는 형태로 구성하여 대응할 수 있도록 하고 있다.

그러나 실질적으로 장착하는 과정에서 장착공을 미세하게 파단시켜 변경하는 것이 쉽지 않고 대상체의 체결홀과 정확하게 일치하지 못하기 때문에 비정상적인 설치상태를 유지하게 되므로 버터플라이밸브의 수명을 단축시키는 것은 물론 고장의 원인이 되고 제어의 어려움이 따르는 등 여러 문제점들이 발생하고 있는 실정이다.

이에 본 발명에서는 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 중앙에 유체가 통과할 수 있도록 제어홀을 형성한 밸브바디(101)의 상,하측으로는 스템홀을 형성하여 돌출시키는 로어스템하우징(102) 및 어퍼스템하우징(103)과; 상기 로어 및 어퍼스템하우징(102,103)에 디스크(105)를 가지고 결합되는 스템(106)과; 상기 밸브바디(101)와 디스크(105) 사이에 밸브시트(107)를 결합하여 구성되는 버터플라이밸브(100)에 있어서;

상기 어퍼스템하우징(103)을 통하여 유체의 저온이 전달되어 외기와 반응하여 결로가 발생하는 것을 배제하기 위한 결로방지수단(110)과;

상기 밸브바디(101)의 상부에 장착대상체에 대응하여 체결할 수 있도록 밸브바디(101)와 분리 구성되어 고정되는 장착브라켓(130)을 포함하여;

유체의 저온이 어퍼스템하우징으로 전도되는 것을 차단하여 결로현상을 배제할 수 있는 것은 물론, 장착대상체에 맞는 장착브라켓을 선택하여 밸브바디에 고정시켜 사용할 수 있도록 함으로서 장착의 용이성을 제공할 수 있는 목적 달성이 가능하다.

본 발명은 밸브바디 상부로 돌출되어 대기중에 노출되는 스템하우징을 통하여 결로현상이 발생하는 것을 배제하여 버터플라이밸브의 내구성과 수명을 높이면서도 제어의 용이성을 제공하고 설치위치를 안전하고 쾌적하게 유지하여 생산라인에 악영향을 미치지 않게하는 효과를 가진다.

본 발명은 버터플라이밸브를 장착하기 위한 브라켓을 밸브바디와 별로로 형성하여 밸브바디에 장착할 수 있게 구성함으로서 장착대상체에 맞는 브라켓을 선택하여 고정시킴으로서 장착의 용이성을 제공할 수 있는 등 다양한 효과를 가지는 발명이다.

도 1은 본 발명의 기술이 적용된 버터플라이밸브의 밸브몸체를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 기술이 적용된 버터플라이밸브의 결로방지수단을 도시한 분해사시도.
도 3은 본 발명의 기술이 적용된 버터플라이밸브의 결로방지수단을 도시한 사시도.
도 4는 본 발명의 기술이 적용된 버터플라이밸브의 결로방지수단을 도시한 단면도.
도 5는 본 발명의 기술이 적용된 버터플라이밸브의 결로방지수단을 도시한 다른 예의 구성도.
도 6은 본 발명의 기술이 적용된 버터플라이밸브의 장착브라켓을 발췌한 사시도.
도 7은 본 발명의 기술이 적용된 장착브라켓을 버터플라이밸브에 체결한 상태의 사시도.
도 8은 일반적인 버터플라이밸브를 예시적으로 도시한 구성도.

이하 첨부되는 도면과 관련하여 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 구성과 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 기술이 적용된 버터플라이밸브의 밸브몸체를 도시한 사시도, 도 2는 본 발명의 기술이 적용된 버터플라이밸브의 결로방지수단을 도시한 분해사시도, 도 3은 본 발명의 기술이 적용된 버터플라이밸브의 결로방지수단을 도시한 사시도, 도 4는 본 발명의 기술이 적용된 버터플라이밸브의 결로방지수단을 도시한 단면도, 도 5는 본 발명의 기술이 적용된 버터플라이밸브의 결로방지수단을 도시한 다른 예의 구성도, 도 6은 본 발명의 기술이 적용된 버터플라이밸브의 장착브라켓을 발췌한 사시도, 도 7은 본 발명의 기술이 적용된 장착브라켓을 버터플라이밸브에 체결한 상태의 사시도로서 함께 설명한다.

통상적인 버터플라이밸브(100)는, 중앙에 유체가 통과할 수 있도록 제어홀을 형성하여 알루미늄재질로 성형되는 밸브바디(101)와, 상기 밸브바디(101)의 상,하측으로는 스템홀을 형성한 로어스템하우징(102)과 어퍼스템하우징(103)을 돌출시킨다.

상기 로어 및 어퍼스템하우징(102,103)에는 원반형태의 디스크(105)를 가지는 스템(106)을 결합하고, 상기 밸브바디(101)와 디스크(105) 사이에는 링 형태의 밸브시트(107)를 결합하여 구성된다.

본 발명에서는 제어되는 유체의 온도가 어퍼스템하우징(103)을 통하여 전달되어 외기와 반응하여 결로가 발생하는 것을 배제하기 위하여 결로방지수단(110)을 더 강구하고, 상기 밸브바디(101)의 상부에는 장착대상체와 체결하기 위한 장착브라켓(130)를 분리구비하여 장착대상체에 대응하여 체결할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

상기 결로방지수단(110)은, 어퍼스템하우징(103)의 중간부를 분리하여 밸브바디(101)에 일체로 형성되는 로어하우징(111)과 상기 로어하우징(111)과 분리 및 결합되는 어퍼하우징(112)으로 구성한다.

상기 로어 및 어퍼하우징(111,112)의 중도에는 밸브바디(101)를 통하여 유체의 저온이 어퍼하우징(112)으로 전도되는 것을 차단하기 위한 차단패드(115)를 개재하여 구성한다.

상기 차단패드(115)는 로어하우징(111)의 상면과 어퍼하우징(112)의 저면에 요입되게 형성하는 하패드홈(116)과 상패드홈(117)에 안착되도록 하고, 상기 차단패드(115)의 중심위치에는 수직방향으로 스템(106)이 경유할 수 있는 스템홀(118)을 형성하도록 한다.

상기 차단패드(115)의 스템홈(118) 위치와 상면 및 저면에는 유체의 누출을 방지하면서 저기온이 전도되는 것을 차단하기 위한 기밀홀(119)을 형성하고, 오링과 같은 기밀재(120)를 개재하도록 한다.

상기 로어하우징(111)과 어퍼하우징(112)의 상면과 하면에는 서로 결합할 수 있도록 나사공(121)과 체결공(122)을 형성한 하결합플랜지(123)와 상결합플랜지(124)를 형성하고, 상기 상,하결합플랜지(123,124)에는 상향 또는 하향 돌출되게 인너차단림(125)과 아웃차단림(126)을 형성하여 외부에서 차단패드(115)가 시각적으로 노출되지 않도록 한다.

상기 인너 및 아웃차단림(125,126))은 서로 이격시켜 차단패드(115)를 통하여 저기온이 서로 연통되는 것을 방지할 수 있도록 하는 것이 바람직하며, 상기 차단패드(115)는 연전달성이 밸브바디에 비하여 떨어지는 플라스틱, 실리콘, 고무 계통의 재질을 사용하는 것이 바람직하다.

부가하여 상기 차단패드(115)의 중도에는 하나 또는 하나 이상의 중공부(127)를 형성하여 공기층에 의하여 저기온의 전도력을 저하시킬 수 있도록 하여도 무방할 것이다.

상기 장착브라켓(130)은, 볼트 등과 같은 장착수단을 이용하여 견고하게 체결할 수 있도록 금속재질이면서 판상형태의 브라켓바디(131)를 밸브바디(101)와 별도로 형성하고, 상기 밸브바디(101)에는 장착홀(132)을 양측에 형성한다.

상기 장착홀(132) 사이의 브라켓바디(131)에는 체결공(133)을 형성하여 밸브바디(101)와 나사 또는 볼트와 같은 고정수단(134)을 이용하여 견고하게 고정시킬 수 있도록 한다.

상기 장착브라켓(130)은 규격이 다른 장착홀(132)을 형성한 것을 여러개 구비하여 장착대상체에 맞는 장착브라켓(130)을 선택하여 밸브바디(101)에 고정시켜 만듦으로서 장착대상체와의 장착력을 확보할 수 있도록 하는 것이 바람직할 것이다.

상기와 같은 본 발명의 기술이 적용된 버터플라이밸브(100)를 사용하는 과정에서 결로현상이 발생하지 않게되는 과정을 살펴보면 다음과 같다.

버터플라이밸브(100)가 유체라인에 설치되어 스템(106)의 상단부에 액츄에이터가 연결되어 스템(106)을 정,역회전시킴으로서 스템(106)에 고정된 디스크(105)가 밸브시트(107)와의 개방정도를 달리하여 유체의 흐름과 양 등을 제어할 수 있게 되는 것은 주지의 사실이다.

이와 같이 유체가 제어되는 과정에서 유체의 온도가 상온이 아닌 저온일 경우에는 밸브바디(101) 부분은 대체적으로 단열수단을 강구하게 되므로 어퍼스템하우징(103) 부위가 외부로 노출된 상태에 있게 되는 데, 이 어퍼스템하우징(103)으로 유체의 저온이 전달될 경우에는 상대적으로 높은 온도의 외기와 접촉하여 응축되어 결로현상이 발생하게 되는 원인이 된다.

이를 본 발명에서는 결로방지수단(110)에 의하여 방지되므로 결로로 발생한 물방울이나 수분이 버터플라이밸브(100)가 장착된 현장의 바닥이나 생산라인에 떨어지게 되는 것을 원천적으로 차단하여 생산차질의 우려를 배제할 수 있게 되는 것이다.

이를 살펴보면, 어퍼스템하우징(103)을 로어하우징(111)과 어퍼하우징(112)으로 분리하고, 로어 및 어퍼하우징(111,112) 사이에 열전도가 낮아 열차단성이 우수한재질의 차단패드(115)를 개재하고 있어 유체의 저온이 로어하우징(111)에서 차단되어 어퍼하우징(112)으로 전달되지 않게 되므로 가능하게 되는 것이다.

특히, 로어하우징(111)과 어퍼하우징(112)은 차단패드(115)를 고정하고 있으면서 서로 연결되지 않고 이격되어 있으므로 유체의 저온이 혹여 전달될 수 있는 통로를 원천 차단하게 되므로 더욱 열차단성을 높일 수 있게 되는 것이다.

또한 본 발명은, 버터플라이밸브(100)를 장착하기 위한 장착브라켓(130)을 일체로 형성하지 않고 다양한 규격의 장착홀(132)을 형성한 것으로 별도로 구비하여 선택하여 사용할 수 있도록 함으로서 장착대상체에 대응하여 쉽게 장착하는 것이 가능하게 된다.

이는, 장착브라켓(130)을 구성하는 브라켓바디(131)의 양측에 장착홀(132)을 형성하는 데, 이 장착홀(132)을 어떤 장작브라켓(130)에는 10mm직경의 장착홀(132)을 형성하고, 또 어떤 장착브라켓(130)에는 12mm 직경의 장착홀(132)을, 또 어떤 장착브라켓(130)에는 14mm직경의 장착홀(132)을 형성하는 형태로 장착홀(132)이 다른 여러개의 장착브라켓(130)을 구비하여 그 중 하나를 선택하여 밸브바디(101)에 고정하여 줌으로서 장착대상체에 맞게 버터플라이밸브(100)를 견고하게 장착하는 것이 가능하게 되는 것이다.

상기와 같은 본 발명은 유체의 저온이 어퍼스템하우징으로 전도되는 것을 차단하여 결로현상을 배제할 수 있는 것은 물론, 장착대상체에 맞는 장착브라켓을 선택하여 밸브바디에 고정시켜 사용할 수 있도록 함으로서 장착의 용이성을 제공할 수 있는 등 다양한 장점을 가진다.

100; 버터플라이밸브 101; 밸브바디
103; 어퍼스템하우징 105; 디스크
110; 결로방지수단 111; 로어하우징
112; 어퍼하우징 115; 차단패드
116; 하패드홈 117; 상패드홈
120; 기밀재 125; 인너차단림
126; 아웃차단림 127; 중공부
120; 장착브라켓 131; 브라켓바디
132; 장착홀 133; 체결공

Claims (6)

1. 중앙에 유체가 통과할 수 있도록 제어홀을 형성한 밸브바디(101)의 상,하측으로는 스템홀을 형성하여 돌출시키는 로어스템하우징(102) 및 어퍼스템하우징(103)과; 상기 로어 및 어퍼스템하우징(102,103)에 디스크(105)를 가지고 결합되는 스템(106)과; 상기 밸브바디(101)와 디스크(105) 사이에 밸브시트(107)를 결합하여 구성되는 버터플라이밸브(100)에 있어서;
   상기 어퍼스템하우징(103)을 통하여 유체의 저온이 전달되어 외기와 반응하여 결로가 발생하는 것을 배제하기 위한 결로방지수단(110)을 더 구비하되;
   상기 결로방지수단(110)은, 어퍼스템하우징(103)의 중간부를 분리하여 밸브바디(101)에 일체로 형성되는 로어하우징(111)과;
   상기 로어하우징(111)과 분리 및 결합되는 어퍼하우징(112)과;
   상기 로어 및 어퍼하우징(111,112)의 중도에 밸브바디(101)를 통하여 유체의 저온이 어퍼하우징(112)으로 전도되는 것을 차단하도록 개재하는 차단패드(115)와;
   상기 로어하우징(111)의 상면과 어퍼하우징(112)의 저면에 차단패드(115)가 삽입될 수 있게 형성하는 하패드홈(116) 및 상패드홈(117)과;
   상기 차단패드(115)의 중심위치 수직방향으로 스템(106)이 경유할 수 있게 형성하는 스템홀(118)을 포함하는 것을 특징으로 하는 버터플라이밸브.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서;
   상기 차단패드(115)의 스템홈(118) 위치와 차단패드(115)의 상면 및 저면에 형성하는 기밀홀(119)에는 유체의 누출을 방지하면서 유체의 저온이 전도되는 것을 차단하기 기밀재(120)를 개재하는 것을 특징으로 하는 버터플라이밸브.
5. 제 1 항에 있어서;
   상기 로어하우징(111)과 어퍼하우징(112)의 상면과 하면에는 서로 결합할 수 있도록 나사공(121)과 체결공(122)을 형성한 하결합플랜지(123) 및 상결합플랜지(124)와;
   상기 상,하결합플랜지(123,124)에 상향 또는 하향 돌출되게 형성하여 차단패드(115)가 시각적으로 노출되지 않게하는 인너차단림(125) 및 아웃차단림(126)과;
   상기 인너 및 아웃차단림(125,126))은 차단패드(115)를 통하여 유체의 저온이 서로 연통되는 것을 방지할 수 있도록 서로 이격되게하는 것을 특징으로 하는 버터플라이밸브.
6. 제 1 항에 있어서;
   상기 차단패드(115)의 중도에는 공기층에 의하여 유체의 저온 전도력을 저하시킬 수 있도록 하나 또는 하나 이상의 중공부(127)를 형성하는 것을 특징으로 하는 버터플라이밸브.

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