KR102216171B1 - 가변시트형 버터플라이밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 간단한 구조에 의해 시트를 가동 가능하게 구비하여 밸브의 닫힘과정에서의 밀폐력을 증대시킬 수 있도록 된 가변시트형 버터플라이밸브에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 유로의 일측 내주면을 따라 원형을 이루는 밸브시트(32)가 구비된 밸브바디(31)와, 상기 밸브시트(32)에 접촉되거나 이격되도록 상기 밸브바디(31) 상에 내장되어 유로를 개폐하도록 된 밸브디스크(33)를 포함한 버터플라이밸브에 있어서; 상기 밸브바디(31)에는 상기 밸브시트(32)에 대응되어 상기 밸브디스크(33)의 반경방향으로 연장된 수직면(38)과, 상기 수직면(38)으로부터 직교방향으로 연장된 수평면(39)을 갖는 시트안착부(37)가 형성되며; 상기 밸브시트(32)는 상기 밸브바디(31)와는 별체로 구비되어 상기 시트안착부(37) 상에 결합되는 링형태로 구비되되; 상기 시트안착부(37)의 일측에 나사체결된 상태로 상기 수직면(38)의 일측에 밀착된 상태로 고정 설치되는 고정시트부(40)와; 상기 고정시트부(40)에 대향되어 상기 수직면(38)의 타측에 설치되는 스프링(51)에 의해 일면이 탄지된 상태로 상기 밸브디스크(33)의 개폐방향을 따라 가동되는 가변시트부(50)로 구성된 가변시트형 버터플라이밸브가 제공된다.

Description

가변시트형 버터플라이밸브{Movable seat type butterfly valve}

본 발명은 가변시트형 버터플라이밸브에 관한 것으로, 보다 상세하게는 간단한 구조에 의해 시트를 이동 가능하게 구비하여 밸브의 닫힘과정에서의 밀폐력을 증대시킬 수 있도록 된 가변시트형 버터플라이밸브에 관한 것이다.

일반적으로 버터플라이밸브는 밸브바디의 내부에 원형판 형태의 밸브디스크가 내장되어 유로를 개폐하도록 된 것으로, 이는 스템에 의한 디스크의 개폐작동이 간단하여 저압이나 고온 고압의 유체에 관계없이 물이나 증기 또는 가스 등을 이송하는 데에 널리 사용되는 것인데, 이러한 종래의 버터플라이밸브를 도시된 도면에 의해 간략하게 설명하면 다음과 같다.

도 1에 도시된 바와 같이, 통상의 버터플라이밸브(10)는 밸브바디(11)의 내부에 원형단면의 밸브디스크(12)가 설치되어 스템(S)에 의해 회전됨에 따라 유로를 개폐하도록 구비되고, 밸브바디(11)에는 밸브디스크(12)의 개폐시에 디스크의 둘레면이 접촉되어 기밀을 유지하기 위한 밸브시트(13)가 형성된 것이다.

이러한 버터플라이밸브(10)는 밸브의 닫힘상태를 견고하게 유지하기 위한 기밀작동과 밸브디스크(12)의 원활한 개폐작동을 위해 밸브시트(13)나 밸브디스크(12)의 형상 또는 재질 등을 특정하게 제작하거나 밸브바디(11)의 관중심이나 밸브디스크(12) 또는 스템(S)의 축중심 등을 편심되게 설정하여 제작하게 된다.

예를 들면, 상기 밸브디스크(12) 또는 밸브시트(13)의 둘레면 상에는 메탈로 된 고리형태의 탄성링(15)이 장착되어 탄성가압에 의한 기밀력을 높이는 것이고, 통상의 버터플라이밸브(10)의 편심구조는 밸브디스크(12)의 직경중심과 밸브바디(11)의 관로중심이 어긋난 1차편심(X)과, 스템(S)의 축중심과 밸브시트(13)의 중심이 어긋난 2차편심(Y) 및 밸브디스크(12)와 밸브시트(13)가 접촉되는 양단면의 연장선과 밸브바디(11)의 관중심의 연장선이 어긋난 3차편심(Z)으로 된 3중의 편심구조로 이루어진 것이다.

그런데 이러한 종래의 버터플라이밸브(10)는 메탈로 된 탄성링(15)이 구비된 것이라 하더라도 밸브시트(13)의 위치가 고정 설치됨에 따라, 하나의 점형태로 접촉되는 컨택포인트에서 밸브디스크(12)와 탄성링(15)이 기밀됨으로 인해 반복적인 개폐과정에서의 컨택포인트 부분이 마모될 우려가 크고, 이러한 탄성링(15)의 변형과 마모로 인해 정상적인 유체의 흐름방향(정방향)에 대한 기밀성이 떨어짐과 동시에 유체의 흐름방향에 대한 역방향에서의 차압이 발생되는 경우에 일정 위치에 고정된 닫힘상태에 의해 밸브의 열림이 어려운 단점이 있는 것이다.

또한 종래의 삼중편심 구조로 된 버터플라이밸브(10)는 1차편심(X)과 2차편심(Y)이 형성된 이중편심 구조에 비해, 밸브디스크(12)의 개폐가 원활하면서도 기밀효과를 높일 수 있는 장점이 있는 것이기는 하나, 종래의 삼중편심 버터플라이밸브(10)의 경우에는 상기 밸브바디(11)에 형성된 밸브시트(13)의 형상이 양측 단면이 상호 다른 형상으로 형성됨에 따라 상기 밸브바디(11)나 밸브디스크(12)의 양단을 다른 단면형상으로 가공하여 제작함에 따른 제작상의 번거로움이 따르는 것이다.

한국 등록특허공보 제10-1167271호(2012. 07. 13)

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 간단한 구조에 의해 시트를 이동 가능하게 구비하여 밸브의 닫힘과정에서의 밀폐력을 증대시킴과 동시에 차압에 의한 열림억제를 용이하게 해소하도록 구비되고, 간단한 구조에 의해 다중편심 효과를 용이하게 달성할 수 있는 가변시트형 버터플라이밸브를 제공하는 것이다.

본 발명의 특징에 따르면, 유로의 일측 내주면을 따라 원형을 이루는 밸브시트(32)가 구비된 밸브바디(31)와, 상기 밸브시트(32)에 접촉되거나 이격되도록 상기 밸브바디(31) 상에 내장되어 유로를 개폐하도록 된 밸브디스크(33)를 포함한 버터플라이밸브에 있어서;

상기 밸브바디(31)에는

상기 밸브시트(32)에 대응되어 상기 밸브디스크(33)의 반경방향으로 연장된 수직면(38)과, 상기 수직면(38)으로부터 직교방향으로 연장된 수평면(39)을 갖는 시트안착부(37)가 형성되며;

상기 밸브시트(32)는

상기 밸브바디(31)와는 별체로 구비되어 상기 시트안착부(37) 상에 결합되는 링형태로 구비되되;

상기 시트안착부(37)의 일측에 나사체결된 상태로 상기 수직면(38)의 일측에 밀착된 상태로 고정 설치되는 고정시트부(40)와;

상기 고정시트부(40)에 대향되어 상기 수직면(38)의 타측에 설치되는 스프링(51)에 의해 일면이 탄지된 상태로 상기 밸브디스크(33)의 개폐방향을 따라 가동되는 가변시트부(50)로 구성된 것을 특징으로 하는 가변시트형 버터플라이밸브가 제공된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 밸브디스크(33) 상에는 개폐작동시에 상기 수직면(38)에 대향된 위치에서 상기 가변시트부(50)의 측벽에 접촉되는 가동지지편(70)이 구비된 것을 특징으로 하는 가변시트형 버터플라이밸브가 제공된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 밸브시트(32)의 둘레면에는 상기 수평면(39) 상에 밀착되어 기밀을 유지하도록 된 탄성패킹(60)이 결합되되, 상기 탄성패킹(60)에 의해서는 상기 가변시트부(50)가 상기 밸브디스크(33)의 반경방향으로 가변되도록 탄지하는 것을 특징으로 하는 가변시트형 버터플라이밸브가 제공된다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 밸브바디(31) 상에 결합되는 밸브시트(32) 중에 이동 가능한 가변시트부(50)가 형성됨에 따라, 밸브의 개폐작동시에 밸브디스크(33)에 접촉되는 컨택포인트를 하나의 점형태로 고정하는 것이 아니라 소정의 범위(R) 이내에서 컨택포인트를 조정 가능하여 마모나 변형 등에 따른 밀폐력의 저하를 방지할 수 있는 장점이 있다.

또한 본 발명은 밸브시트(32)의 가변작동을 위한 별도의 외부조정이나 셋팅을 위한 밸브를 분해하여 셋팅하는 작업 등을 배제하여 밸브디스크(33)의 개폐과정에서 자동적으로 이동 가능함에 따른 밸브의 조작이나 셋팅 등의 작업을 편리하게 행할 수 있는 장점이 있다.

또한 본 발명의 밸브시트(32)는 밸브바디(31) 상에 고정 설치되는 고정시트부(40)와 이 고정시트부(40)에 대향되어 스프링(51)에 의해 탄지된 상태로 가동되는 가변시트부(50)로 구성됨에 따라, 밸브시트(32)의 일점이 고정된 상태에서 타점이 가변되어 밸브디스크(33) 자체에 의한 디스크편심(N)이 형성되어 밀폐력 증대나 유연한 개폐작동 등이 가능한 장점이 있다.

또한 본 발명은 전술된 바와 같은 밸브시트(32)의 일점 고정과 타점 가변 구조에 의해 밸브디스크(33) 자체의 디스크편심(N)이 가능함에 따라, 통상의 2중편심 구조의 밸브에 적용되어 3중편심을 갖는 밸브의 효과를 달성할 수 있고, 이로 인해 간단한 구조에 의해서도 다중(3중)편심 효과를 용이하게 달성할 수 있는 장치를 제작할 수 있는 장점이 있다.

또한 본 발명은 밸브디스크(33) 상에 가동지지편(70)이 형성되어 밸브의 개폐작동시에 가변시트부(50)의 측벽에 접촉됨에 따라, 가변시트부(50)의 이동중에 상기 가동지지편(70)에 의해 지지되어 안정적인 이동이 가능할 뿐만 아니라 이동과정에서의 가변시트부(50)의 뒤틀림 등을 방지하여 장치의 손상이나 작동불량 등을 미연에 방지할 수 있는 장점이 있다.

또한 본 발명의 밸브시트(32)는 탄성패킹(60)에 의해 가변시트부(50)를 탄지하도록 구비됨에 따라, 본 발명의 가변시트부(50)는 밸브디스크(33)의 개폐방향과 반경방향으로 동시에 가변 가능하여 밸브디스크(33)의 밀폐력을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라 차압에 의한 열림억제 작동을 해소하여 밸브디스크(33)의 유연한 개폐작동이 가능한 장점이 있다.

도 1은 종래의 일례를 도시한 단면도
도 2는 본 발명의 일실시예를 도시한 단면도
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 구성의 일부를 도시한 분해 사시도
도 4는 도 3의 구성에 따른 결합상태를 도시한 단면도
도 5는 도 2의 A부분에 따른 확대 단면도
도 6은 도 5에 따른 분해 단면도
도 7은 도 2의 B부분에 따른 확대 단면도
도 8은 도 7에 따른 분해 단면도
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 작동상태를 도시한 단면도

상술한 본 발명의 목적, 특징들 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하, 첨부된 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.

도 2 내지 도 9는 본 발명의 바람직한 실시예를 도시한 것이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 버터플라이밸브(30)는 유로가 형성된 밸브바디(31) 내에 밸브시트(32)가 결합되고, 이 밸브시트(32)에 접촉 또는 이격되어 유로를 개폐하도록 된 밸브디스크(33)가 내장된 것으로, 상기 밸브디스크(33)는 원판의 일측에 축공이 형성되어 스템(S)에 의해 회전 가능하게 구비된 것이다.

여기에서, 본 발명의 밸브시트(32)는 일단이 밸브바디(31) 상에 나사체결된 고정시트부(40)와 이 고정시트부에 대향되어 타단이 이동 가능한 가변시트부(50)를 형성하게 되는데, 이를 도 3과 도 4에 의해 설명하면 다음과 같다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명이 밸브시트(32)는 밸브바디(31)와는 별체로 된 링형태로 구비된 것으로, 이 밸브시트(32)는 단부가 고리형태로 절곡되어 밸브디스크(33) 상에 직접적으로 접촉되는 메탈 재질의 탄성링(34)과, 이 탄성링(34)을 양측에서 지지하도록 일정폭과 두께로 된 제1 지지링(35)과 제2 지지링(36)으로 구성되고, 이 탄성링(34)과 각 지지링(35,36)을 가스킷(G)이 개재된 상태로 볼트(20)에 의해 일체로 결합되는데, 이러한 밸브시트(32)는 전술된 구성에 한정되는 것이 아니라 밸브바디(31)와는 별도로 된 단일구성의 링체로 구비될 수도 있는 것이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 밸브시트(32)는 링의 일단을 밸브바디(31) 상에 고정하여 위치를 일정하게 유지한 상태에서 타단을 위치이동이 가능하도록 고정시트부(40)와 이에 대향된 가변시트부(50)가 형성된 일단 고정과 타단 가변의 구조인 것으로, 이러한 본 발명의 밸브시트(32)에 대한 세부적인 구성과 결합상태 등을 도 5 내지 도 8에 의해 설명하면 다음과 같다.

도 5와 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 밸브바디(31) 상에는 상기 고정시트부(40)를 안정적으로 안착시킬 수 있도록 된 시트안착부(37)가 형성되는데, 이 시트안착부(37)는 밸브디스크(33)의 반경방향으로 연장된 수직면(38)과 이 수직면(38)의 단부로부터 직교방향으로 연장된 수평면(39)이 형성된 것이고, 상기 고정시트부(40)는 일면이 상기 수직면(38)에 밀착된 상태에서 타면이 별도의 고정블록(41)에 의해 밀착된 상태로 고정되고, 상기 고정블록(41)은 대략 기역자 형태로 이루어져 볼트(20)에 의해 밸브바디(31)의 수평면(39)과 밸브시트(32)의 제2 지지링(36) 상에 동시에 고정될 수 있는 것이다.

한편 도 7과 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 가변시트부(50)는 밸브바디(31)의 수직면(38) 상에 장착된 스프링(51)에 의해 일면에 탄지된 상태로 일정 범위 이내에서 가동되는데, 이를 위해 상기 밸브바디(31)의 수평면(39) 상에는 가변시트부(50)에 대해 일정한 유격(D)을 형성하여 가변시트부(50)의 이동범위를 제한하도록 된 멈춤블록(52)이 볼트(20)에 의해 고정 설치된 것이다.

이러한 가변시트부(50)는 밸브디스크(33)의 개폐방향으로 가동되어 컨택포인트를 하나의 포인트가 아니라 일정 범위(R) 내의 다양한 포인트에서 이루어질 수 있도록 조정 가능함에 따라, 밸브디스크(33)의 반복적인 개폐과정에서의 마모나 변형 등에 의해 기밀력이 저하되는 것을 용이하게 해소할 수 있게 된다.

이와 같은 밸브시트(32) 상에는 둘레면을 따라 탄성패킹(60)이 결합되어 밸브바디(31)의 수평면(39)에 가압 밀착되는데, 이 탄성패킹(60)에 의해서는 가변시트부(50)의 단부를 탄성적으로 지지하여 밸브디스트(33)의 반경방향으로 가변되는 것을 탄성적으로 지지하여 전술된 가변시트부(50)가 밸브디스크(33)의 개폐방향으로 가동됨에 더하여 밸브디스크(33)와의 밀착력을 더욱 증대시킴과 동시에 차압에 의한 밸브디스크(33)의 열림억제에 대해서도 용이하게 대처 가능하여 밸브의 개폐작동이 부드러우면서도 원활하게 이루어질 수 있게 된다.

이러한 가변시트부(50)의 작동에 관련하여 상기 밸브디스크(33) 상에는 가변시트부(50)의 일측벽에 접촉되도록 대략 디귿자 형태로 된 가동지지편(70)이 돌출 형성된 것으로, 상기 가동지지편(70)은 밸브디스크(33)의 개폐작동시에 밸브바디(31)의 수직면(38)에 대향된 위치에서 가변시트부(50)의 타측벽에 접촉되어 가변시트부(50)가 전체적으로 안정되게 이동되도록 푸싱하게 되며, 상기 밸브시트(32)의 각 지지링(35,36)의 단부에는 밸브바디(31)의 수평면(39)과의 접촉을 최소화하여 안정적인 이동이 가능하도록 된 비접촉경사면(61)이 형성된 것이다.

또한 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 버터플라이밸브(30)는 가변시트부(50)가 일정 범위 이내에서 컨택포인트를 형성함에 따라, 상기 고정시트부(40)에 접촉되는 밸브디스크(33)의 컨택포인트가 고정된 상태에서 상기 가변시트부(50)와의 컨택포인트가 일정 범위 내에서 디스크편심(N)이 형성될 수 있는 것이다. 이는 통상의 2중편심 구조의 밸브에 적용하여 3중편심을 갖는 밸브와 같이 밀폐력이 우수하면서도 유연한 개폐작동이 가능한 밸브를 제공할 수 있고, 통상의 1차편심과 2차편심이 형성된 밸브에 3차편심을 위해 밸브디스크(33)의 양측단면을 상호 다른 경사면으로 가공할 필요가 없을 뿐만 아니라 그로 인해 제작상의 번거로움 해소할 수 있게 된다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.

30: 버터플라이밸브 31: 밸브바디
32: 밸브시트 33: 밸브디스크
34: 탄성링 35: 제1 지지링
36: 제2 지지링 37: 시트안착부
38: 수직면 38: 수평면
40: 고정시트부 41: 고정블록
50: 가변시트부 51: 스프링
52: 멈춤블록 60: 탄성패킹
61: 비접촉경사면 70: 가동지지편

Claims (3)

1. 유로의 일측 내주면을 따라 원형을 이루는 밸브시트(32)가 구비된 밸브바디(31)와, 상기 밸브시트(32)에 접촉되거나 이격되도록 상기 밸브바디(31) 상에 내장되어 유로를 개폐하도록 된 밸브디스크(33)를 포함한 버터플라이밸브에 있어서;
   상기 밸브바디(31)에는
   상기 밸브시트(32)에 대응되어 상기 밸브디스크(33)의 반경방향으로 연장된 수직면(38)과, 상기 수직면(38)으로부터 직교방향으로 연장된 수평면(39)을 갖는 시트안착부(37)가 형성되고;
   상기 밸브시트(32)는
   상기 밸브바디(31)와는 별체로 구비되어 상기 시트안착부(37) 상에 결합되는 링형태로 구비되되;
   상기 시트안착부(37)의 일측에 나사체결된 상태로 상기 수직면(38)의 일측에 밀착된 상태로 고정 설치되는 고정시트부(40)와;
   상기 고정시트부(40)에 대향되어 상기 수직면(38)의 타측에 설치되는 스프링(51)에 의해 일면이 탄지된 상태로 상기 밸브디스크(33)의 개폐방향을 따라 가동되는 가변시트부(50)로 구성되며;
   상기 밸브디스크(33) 상에는 개폐작동시에 상기 수직면(38)에 대향된 위치에서 상기 가변시트부(50)의 측벽에 접촉되는 가동지지편(70)이 구비된 것을 특징으로 하는 가변시트형 버터플라이밸브.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 밸브시트(32)의 둘레면에는 상기 수평면(39) 상에 밀착되어 기밀을 유지하도록 된 탄성패킹(60)이 결합되되, 상기 탄성패킹(60)에 의해서는 상기 가변시트부(50)가 상기 밸브디스크(33)의 반경방향으로 가변되도록 탄지하는 것을 특징으로 하는 가변시트형 버터플라이밸브.

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