KR102277361B1

KR102277361B1 - 공동현상 방지기능을 가지는 버터플라이밸브

Info

Publication number: KR102277361B1
Application number: KR1020200050564A
Authority: KR
Inventors: 곽경민; 이중형; 백경렬
Original assignee: 주식회사 대정밸브
Priority date: 2020-04-27
Filing date: 2020-04-27
Publication date: 2021-07-14

Abstract

본 발명은 공동현상 방지기능을 가지는 버터플라이밸브에 관한 발명으로, 관로의 중심과 일치하는 중심부의 전, 후면을 외주부에 비해 유선형으로 돌출 형성하고 일 방향으로 회전하는 디스크바디(100)와, 디스크바디(100)의 중심과 동일 선상의 양측 외주부에 형성하여 디스크회전축을 결합하는 제1,2회전축부(200)와, 디스크바디(100)의 전면에서, 상기 제1,2회전축부(200)를 기준으로 일측에 구비하여 디스크바디(100)로 진행하는 유체를 제어하는 제1공동방지부(300)와, 디스크바디(100)의 후면에서, 상기 제1,2회전축부(200)를 기준으로 타측에서 상기 제1공동방지부(300)와 배치되는 위치에 구비하여 디스크바디(100)를 통과하는 유체를 제어하는 제2공동방지부(400)를 포함하여 구성함에 따라 밸브를 개방 시 차압에 의해 발생하는 공동현상의 발생을 방지하는 것이 특징이다.

Description

공동현상 방지기능을 가지는 버터플라이밸브{BUTTERFLY VALVE WITH CAVITATION PREVENTION FUNCTION}

본 발명은 공동현상 방지기능을 가지는 버터플라이밸브에 관한 발명으로, 더욱 상세하게는 버터플라이밸브를 개방 시 디스크의 전, 후측에서 발생하는 공동현상을 저감하도록 구성함으로써 밸브 및 배관의 손상, 소음 및 진동 발생과 같은 문제를 방지하도록 하는 버터플라이밸브에 관한 것이다.

일반적으로, 버터플라이밸브는 밸브 관내에 디스크를 유체의 흐름 방향에 직각하는 회전축을 중심으로 0 ~ 90도로 회전하여 개폐가 이루어지는 밸브이다. 게이트밸브나 볼밸브에 비해 구성이 간단하여 저압 및 고압의 유체의 흐름을 제어하는데 널리 이용된다.

버터플라이밸브의 개략적인 구성은 관로 상에 설치되는 밸브바디와, 밸브바디의 내주면을 따라서 구비하는 바디시트와, 밸브바디의 중공부에 회전 가능하게 설치되는 디스크와, 디스크의 외주면을 따라서 구비하는 디스크시트와, 밸브바디 및 디스크를 관통하여 설치하는 회전축을 포함하여 이루어진다.

통상적인 버터플라이밸브의 구성을 종래 공지된 기술을 참고하여 개략적으로 살펴보면, 한국등록실용신안 제 20 - 0326530 호에는 관로와 연결되는 개구부가 구비되며 그 내주면에 원주방향을 따라 환형으로 돌출된 밸브몸체시트가 구비된 밸브몸체와, 밸브몸체의 내부에 회전가능하게 장착되어 밸브몸체 양측이 개폐되도록 회전동작되는 밸브디스크와, 밸브디스크의 외주부에 결합되어 밸브의 차단 시에 밸브몸체시트에 밀착되는 실링부재를 포함하는 버터플라이 밸브를 구성한다.

한편, 고압 유체의 흐름을 제어하는 버터플라이밸브는 디스크를 회전하여 개방하는 시점에 디스크의 전, 후측에서 높은 차압이 발생하며, 상대적으로 압력이 낮은 디스크의 후측에서 유속이 급격하게 증가하여 기포가 발생하는 공동현상을 초래한다. 이후 유동 단면적이 확장되어 유속이 저감하고 압력이 상승하면 기포가 내파되면서 강한 충격파를 발생시키게 된다.

이와 같은 공동현상은 마모의 중요한 원인이 되는바, 개도의 주변부에 발생한 기포는 반복적인 내파를 야기하여 관체 또는 디스크의 금속 표면을 침식하고, 배관 내부에 소음 및 진동을 발생하는 등의 심각한 문제를 초래한다.

상기와 같은 문제를 인지하여 버터플라이밸브의 공동현상을 저감하기 위한 기술들이 제공되고 있는바, 예컨대 한국등록특허 제 10 - 1608419 호에는 버터플라이 밸브의 메인 디스크에 전,후면이 관통되도록 통공을 천공하되, 통공에는 보조 체크밸브를 더 설치하고, 일측의 축 내단부는 메인 디스크의 일측 후면에 고정시켜 모터의 회전에 부응하여 메인 디스크가 개폐될 수 있도록 회전축으로 설치하며, 타측의 축은 메인 디스크의 개폐시 고정축으로 밸브 바디에 고정하되, 고정축의 내단부에는 메인 디스크가 완전히 닫힐 때 보조 체크밸브가 자동으로 닫히도록 하는 보조 체크밸브 작동판을 설치하는 디스크 열림시 차압 저감기능을 갖는 버터플라이 밸브를 구성한다.

다른 예로서, 한국등록실용신안 제 20 - 0351903 호에는 버터플라이 밸브의 메인 디스크 중앙에 서브 디스크인 볼 밸브를 설치하고, 메인 디스크는 중공 형태의 메인 스템에 결합되어 회동되게 하고, 볼 밸브는 메인 스템의 중앙에 설치된 서브 스템에 결합되게 하며, 메인 스템은 구동기에 의해 회전되는 메인 스핀들의 회전력을 전달받아 회전되게 하여, 밸브를 닫아 줄 경우 메인 디스크가 완전히 닫힌 후 볼 밸브가 닫히도록 하고, 밸브를 열을 경우는 볼 밸브가 완전히 열린 후 메인 디스크가 열리도록 이루어지는 버터플라이 밸브의 서브 디스크 구동장치를 구성한다.

한국등록실용신안 제 20 - 0326530 호 (2003.09.19) 한국등록특허 제 10 - 1608419 호 (2016.04.04) 한국등록실용신안 제 20 - 0351903 호 (2004.06.04) 한국등록실용신안 제 20 - 0341452 호 (2004.02.11)

상기와 같은 종래 기술이 적용되는 차압 저감기능을 갖는 버터플라이 밸브는 메인 디스크에 형성된 통공에 보조 체크밸브를 설치하여 밸브의 전,후단 압력차를 완화시키는 형태로 이루어진다.

그러나, 상기 종래 기술의 버터플라이 밸브는 메인 디스크에 통공을 형성하여 보조 체크밸브를 설치하므로 체크밸브의 오작동에 의한 누수 가능성을 배제할 수 없으며, 메인 디스크의 개폐 작동에 상응하여 보조 체크밸브를 자동으로 작동하기 위한 작동판을 추가로 설치하는 등 부품 간의 결합 구조가 복잡하여 생산성 및 유지보수성이 낮은 문제점을 내포한다.

또한, 다른 종래 기술이 적용되는 버터플라이 밸브 서브 디스크 구동장치는 메인 디스크 중앙에 서브 디스크인 볼 밸브를 설치하고, 메인 디스크가 닫힌 후 볼 밸브가 닫히고, 밸브가 열린 후 메인 디스크가 열리도록 구성하여 메인 디스크의 양단에 걸리는 차압을 감소시키는 형태로 이루어진다.

그러나, 상기 종래 기술은 메인 스템에 결합하는 메인 디스크 중앙에 서브 스템 및 볼 밸브를 설치하고 구동기로 스핀들을 회전하도록 이루어지므로 볼 밸브의 오작동에 의한 누수 가능성을 배제할 수 없으며, 작동 메커니즘이 복잡하여 유지보수성이 낮은 단점을 내포한다.

이에 본 발명에서는 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서,

관로의 중심과 일치하는 중심부의 전, 후면을 외주부에 비해 유선형으로 돌출 형성하고 일 방향으로 회전하는 디스크바디(100)와,

상기 디스크바디(100)의 중심과 동일 선상의 양측 외주부에 형성하여 디스크회전축을 결합하는 제1,2회전축부(200)와,

상기 디스크바디(100)의 전면에서, 상기 제1,2회전축부(200)를 기준으로 일측에 구비하여 디스크바디(100)로 진행하는 유체를 제어하는 제1공동방지부(300)와,

상기 디스크바디(100)의 후면에서, 상기 제1,2회전축부(200)를 기준으로 타측에서 상기 제1공동방지부(300)와 배치되는 위치에 구비하여 디스크바디(100)를 통과하는 유체를 제어하는 제2공동방지부(400)를 포함하고,

상기 제1공동방지부(300) 및 제2공동방지부(400)는, 디스크바디(100)의 전, 후면 상에 일체로 형성하거나, 혹은 결합부를 구비하여 착탈 가능하도록 구성함으로써 밸브를 개방 시 단계적으로 압력강하를 유도하여 급격한 압력강하의 방지를 통한 공동현상의 발생을 저감할 수 있는 목적 달성이 가능하다.

본 발명은 버터플라이밸브를 개방 시 디스크의 전, 후측에서 발생하는 공동현상을 방지하여 디스크의 침식 및 부식에 따른 손상을 최소화하고 소음 및 진동 발생을 저감하도록 하는 버터플라이밸브를 제공하는 효과가 있다.

특히, 본 발명은 종래 기술에 따른 차압 저감 버터플라이밸브에 비해 디스크의 구조적 차별화를 통해서 공동현상의 저감 기능을 도출하므로, 부품의 구성 및 작동 메커니즘을 간소화하여 밸브의 유지보수성을 향상하고 오작동 가능성을 배제하는 등 버터플라이밸브의 물리적, 기능적 성능을 증진하고 밸브의 수명을 연장하도록 하는 이점이 있다.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 1 실시 예에 따른 공동현상 방지기능을 가지는 버터플라이밸브의 정·배면 사시도와 평면도 및 측면도.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 2 실시 예에 따른 공동현상 방지기능을 가지는 버터플라이밸브의 정·배면 사시도와 평면도 및 측면도.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 3 실시 예에 따른 공동현상 방지기능을 가지는 버터플라이밸브의 정·배면 사시도와 평면도 및 측면도.
도 10 내지 도 12는 본 발명의 4 실시 예에 따른 공동현상 방지기능을 가지는 버터플라이밸브의 정·배면 사시도와 평면도 및 측면도.

이하, 본 발명의 공동현상 방지기능을 가지는 버터플라이밸브의 바람직한 실시 예에 따른 구성과 작용을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 하기의 설명에서 당해 기술분야의 통상의 기술자가 용이하게 구현할 수 있는 부분에 대한 구체적인 설명은 생략될 수 있다.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 1 실시 예에 따른 공동현상 방지기능을 가지는 버터플라이밸브의 정·배면 사시도와 평면도 및 측면도, 도 4 내지 도 6은 본 발명의 2 실시 예에 따른 공동현상 방지기능을 가지는 버터플라이밸브의 정·배면 사시도와 평면도 및 측면도, 도 7 내지 도 9는 본 발명의 3 실시 예에 따른 공동현상 방지기능을 가지는 버터플라이밸브의 정·배면 사시도와 평면도 및 측면도, 도 10 내지 도 12는 본 발명의 4 실시 예에 따른 공동현상 방지기능을 가지는 버터플라이밸브의 정·배면 사시도와 평면도 및 측면도를 도시한 것이다.

본 발명의 기술이 적용되는 공동현상 방지기능을 가지는 버터플라이밸브는 밸브를 개방 시 디스크의 전, 후측에서 발생하는 공동현상을 저감하기 위한 구성을 탑재하여 종래 기술의 버터플라이밸브에서 개도 주변에 공동현상의 빈번한 발생에 따른 밸브 및 배관의 손상, 소음 및 진동과 같은 문제를 방지하도록 하는 버터플라이밸브에 관한 것임을 주지한다.

이를 위한 본 발명의 공동현상 방지기능을 가지는 버터플라이밸브는 유체가 일 방향으로 진행하는 관로 상에 설치하여 일 방향의 회전 작동에 의해 개폐가 이루어지는 밸브로서, 디스크바디(100) 및 제1,2회전축부(200)와, 디스크바디(100)에 구비하는 제1공동방지부(300) 및 제2공동방지부(400)를 포함하여 구성하며 구체적으로는 하기와 같다.

상기 디스크바디(100)는 관로의 중심과 일치하는 중심부의 전, 후면을 외주부에 비해 유선형으로 돌출 형성하고 일 방향으로 회전하도록 구성한다.

상기 디스크바디(100)는 관로 상에 설치되는 밸브바디의 중공부에 회전 가능하게 설치되며 외주면을 따라서 디스크시트를 구비하여 기밀성을 도출하도록 이루어진다.

본 발명에 따른 버터플라이밸브의 디스크바디(100)는 전면에 구비하는 하기 제1공동방지부(300)가 후퇴하는 일 방향으로 제1,2회전축부(200)를 중심으로 0 ~ 90도 범위로 회전하여 밸브를 개폐하도록 구비한다. 상기 디스크바디(100)의 회전 방향은 유체의 진행 방향과 제1공동방지부(300) 및 제2공동방지부(400)의 사용 상태와 연계되는바, 이에 관해서는 후술한다.

상기 제1,2회전축부(200)는 상기 디스크바디(100)의 중심과 동일 선상의 양측 외주부에 형성하여 디스크회전축을 결합하도록 구성한다.

본 발명에 따른 버터플라이밸브는 관로와 밸브의 중심이 일치하도록 개폐하는 동심형 밸브로 이루어지는바, 상기 제1,2회전축부(200)는 상기 디스크바디(100)의 중심선상에 구비하며 후술하게 될 제1공동방지부(300) 및 제2공동방지부(400)가 상호 배치되는 위치에 구비되는 기준선을 형성한다.

상기 제1,2회전축부(200)는 디스크바디(100)의 외주부에서 디스크회전축을 수용하도록 요입되는 홈의 형태로 형성하여 디스크회전축의 회전시 상기 디스크바디(100)가 일체로 회전 작동하도록 구비한다.

상기 제1공동방지부(300)는 상기 디스크바디(100)의 전면에서 상기 제1,2회전축부(200)를 기준으로 일측에 구비하여 디스크바디(100)로 진행하는 유체를 제어하도록 구성한다.

상기 제1공동방지부(300)는 디스크바디(100)가 개방되는 시점에 차압에 의해 디스크바디(100)의 전면과 개도 주변부에서 공동이 발생하는 것을 방지하기 위한 구성이다.

상기 제1공동방지부(300)는 본 발명의 버터플라이밸브를 일 방향으로 회전하여 개방시 상기 제1,2회전축부(200)를 회전축으로 회전하는 상기 디스크바디(100)의 전면이 후퇴하는 일측 상에 구비한다. 따라서, 상기 디스크바디(100)의 전면을 타고 개도로 진행하는 유체의 흐름을 제1공동방지부(300)가 제어하여 공동의 발생을 방지하도록 구성한다.

상기 제2공동방지부(400)는 상기 디스크바디(100)의 후면에서, 상기 제1,2회전축부(200)를 기준으로 타측에서 상기 제1공동방지부(300)와 배치되는 위치에 구비하여 디스크바디(100)를 통과하는 유체를 제어하도록 구성한다.

상기 제2공동방지부(400)는 디스크바디(100)가 개방되는 시점에 차압에 의해 디스크바디(100)의 후면과 개도 주변부에서 공동이 발생하는 것을 방지하기 위한 구성이다.

상기 제2공동방지부(400)는 본 발명의 버터플라이밸브를 일 방향으로 회전하여 개방시 상기 제1,2회전축부(200)를 회전축으로 회전하는 상기 디스크바디(100)의 후면이 전진하는 타측 상에 구비한다. 따라서, 개도를 통과하여 상기 디스크바디(100)의 후면을 타고 진행하는 유체의 흐름을 제2공동방지부(400)가 제어하여 공동의 발생을 방지하도록 구성한다.

본 발명에 따른 상기 제1공동방지부(300) 및 제2공동방지부(400)는 관로 및 유체의 종류 등 사용 환경에 따라서 상이한 구성으로 이루어지는 제1타입 내지 제4타입을 마련하여 디스크바디(100)의 전, 후면 상에 일체로 형성하거나, 혹은 결합부를 구비하여 착탈 가능하도록 구성한다.

도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 1 실시 예에 따른 제1타입의 제1공동방지부(300) 및 제2공동방지부(400)는 디스크바디(100) 상에 일체로 형성하는 제어블록(510) 및 간격홈(520)으로 구성한다.

상기 제어블록(510)은 디스크바디(100)의 전면 및 후면 중심부에서 외주부를 향하는 방향으로 높이와 폭을 점진적으로 증가하는 형태의 다수를 간격홈(520)과 교번하여 형성하도록 구비한다.

상기 제어블록(510) 및 간격홈(520)은 밸브의 개방 시 상기 디스크바디(100)의 전면을 향해 유체가 진행하여 후면으로 개도를 통과하는 과정에서 차압에 의해 유속이 급속도로 증가하여 기포가 형성되거나 유속이 감소하여 기포가 내파되는 것을 방지하기 위한 구성으로서 상기 제어블록(510) 및 간격홈(520)의 형성 방향에 따라서 유체의 흐름을 제어하도록 구성한다.

상기 다수의 제어블록(510)은 디스크바디(100)의 전면 및 후면 중심에서 외주부를 향해 확대되는 부채꼴 형상으로 배치하되 중심에서 양측 방향으로 측면부를 만곡하도록 구비하여 유체의 흐름이 제어되도록 마련한다.

상기 제어블록(510)의 외주연은 디스크바디(100)에 접하는 하부에서 상부로 갈 수록 중심부를 향해 경사지게 형성하여 상기 디스크바디(100)가 개방 시 개도 주변부에 제어블록(510)이 간섭되는 것을 방지하도록 구성한다.

한편, 상기 제1공동방지부(300)의 간격홈(520)은 디스크바디(100)의 전면 중심부에서 외주부를 향하는 방향으로 폭을 점진적으로 축소하는 형태로 구비한다.

상기 디스크바디(100)는 제1,2회전축부(200)를 중심으로 일 방향 회전에 의해 개폐되며 상기 제1공동방지부(300)는 디스크바디(100)의 전면이 후퇴하는 일측 상에 구비하는 바, 상기 제1공동방지부(300)의 간격홈(520)은 전면 중심부에서 외주부를 향하는 방향으로 폭을 축소하도록 형성하여 기포가 형성되는 것을 방지하도록 구성한다.

반대로, 상기 제2공동방지부(400)의 간격홈(520)은 디스크바디(100)의 후면 외주부에서 중심부를 향하는 방향으로 폭을 점진적으로 축소하는 형태로 구비한다.

상기 디스크바디(100)는 제1,2회전축부(200)를 중심으로 일 방향 회전에 의해 개폐되며 상기 제2공동방지부(400)는 디스크바디(100)의 후면이 전진하는 타측 상에 구비하는 바, 상기 제2공동방지부(400)의 간격홈(520)은 후면 외주부에서 중심부를 향하는 방향으로 폭을 축소하도록 형성하여 기포가 내파되는 것을 방지하도록 구성한다.

도 4 내지 도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 2 실시 예에 따른 제2타입의 제1공동방지부(300) 및 제2공동방지부(400)는 디스크바디(100)로부터 제1결합부(610)에 의해 착탈식으로 구비하는 제어패널(620) 및 간격패널(630)로 구성한다.

상기 제1결합부(610)는 디스크바디(100)의 전면 및 후면 중심부에 결합하는 판상으로 구비한다.

상기 제1공동방지부(300) 및 제2공동방지부(400)는 디스크바디(100)의 전면 및 후면에서 제1,2회전축부(200)를 기준으로 상호 배치되는 위치에 각각 구비하는 바, 각각의 제1결합부(610)를 디스크바디(100)의 중심부에 결합하여 장착하거나 탈거 가능하도록 구성한다.

상기 제어패널(620)은 제1결합부(610)에서 디스크바디(100)의 외주부를 향하는 방향으로 부채꼴 형상으로 연장 형성하되 외주연을 따라서 다수의 요철돌기(621)를 구비하도록 구성한다.

상기 간격패널(630)은 제1결합부(610)에서 디스크바디(100)의 외주부를 향하는 방향으로 부채꼴 형상으로 연장 형성하되 상기 요철돌기(621)의 요부에 외주연을 위치하도록 구성한다.

상기 제어패널(620) 및 간격패널(630)은 밸브의 개방 시 상기 디스크바디(100)의 전면을 향해 유체가 진행하여 후면으로 개도를 통과하는 과정에서 차압에 의해 유속이 급속도로 증가하여 기포가 형성되거나 유속이 감소하여 기포가 내파되는 것을 방지하기 위한 구성으로서 상기 제어패널(620) 및 간격패널(630)의 형성 방향을 따라서 유체의 흐름을 제어하도록 구성한다.

상기 제어패널(620)과 간격패널(630)은 다수를 상, 하 교번하여 적층 구비하되, 하층에 비해 상층에 위치하는 제어패널(620) 및 간격패널(630)의 외주연을 중심부에 가깝도록 형성한다.

즉, 상기 다수의 제어패널(620)은 각각의 외주연에 형성되는 요철돌기(621)가 하층에서 상층으로 갈 수록 경사지게 위치하도록 마련하여 상기 디스크바디(100)가 개방 시 개도 주변부에 간섭되는 것을 방지하며, 상기 다수의 간격패널(630)은 제어패널(620)의 요철돌기(621)의 요부에 외주연을 위치하므로 하층에서 상층으로 갈 수록 외주연이 경사진 위치에 구비된다.

또한, 상기 적층된 제어패널(620)의 요철돌기(621)는 상, 하 지그재그 방향에 위치하도록 구성한다.

상기 디스크바디(100)는 제1,2회전축부(200)를 중심으로 일 방향 회전에 의해 개폐되며 상기 제1공동방지부(300)는 디스크바디(100)의 전면이 후퇴하는 일측 상에 구비하는 바, 상기 제1공동방지부(300)의 적층된 제어패널(620)의 요철돌기(621)는 전면 중심부에서 외주부를 향하는 방향으로 경사지게 다단을 형성하며 지그재그로 구비하여 기포가 형성되는 것을 방지하도록 구성한다. 아울러, 상기 제2공동방지부(400)는 디스크바디(100)의 후면이 전진하는 타측 상에 구비하는 바, 상기 제2공동방지부(400)의 적층된 제어패널(620)의 요철돌기(621)는 후면 외주부에서 중심부를 향하는 방향으로 경사지게 다단을 형성하며 지그재그로 구비하여 기포가 내파되는 것을 방지하도록 구성한다.

도 7 내지 도 9에 도시한 바와 같이, 본 발명의 3 실시 예에 따른 제3타입의 제1공동방지부(300) 및 제2공동방지부(400)는 디스크바디(100)로부터 제2결합부(710)에 의해 착탈식으로 구비하는 베이스부(720) 및 제어핀(730)으로 구성한다.

상기 제2결합부(710)는 각각 디스크바디(100)의 전면 및 후면 중심부에 결합하는 판상으로 구비한다.

상기 제1공동방지부(300) 및 제2공동방지부(400)는 디스크바디(100)의 전면 및 후면에서 제1,2회전축부(200)를 기준으로 상호 배치되는 위치에 각각 구비하는 바, 각각의 제2결합부(710)를 디스크바디(100)의 중심부에 결합하여 장착하거나 탈거 가능하도록 구성한다.

상기 베이스부(720)는 제1결합부(610)에서 디스크바디(100)의 외주부를 향하는 방향으로 부채꼴 형상으로 연장 형성하여 구비한다.

상기 제어핀(730)은 상기 베이스부(720) 상에서 돌출 형성하되 다수를 호형으로 배치하여 구비한다.

상기 다수의 제어핀(730)은 베이스부(720) 상에서, 베이스부(720) 측을 향해 임의의 각도로 기울여진 방향으로 돌출하도록 형성하여 디스크바디(100)가 개방 시 개도 주변부에 제어핀(730)이 간섭되는 것을 방지하도록 구성한다.

상기 제어핀(730)은 베이스부(720)의 외주부를 향하는 방향으로 높이를 점진적으로 증가하는 다수의 열을 배치하되, 다수열의 제어핀(730)은 상호 지그재그 방향에 위치하도록 구성한다.

상기 디스크바디(100)는 제1,2회전축부(200)를 중심으로 일 방향 회전에 의해 개폐되며 상기 제1공동방지부(300)는 디스크바디(100)의 전면이 후퇴하는 일측 상에 구비하는 바, 상기 제1공동방지부(300)에 다수열을 구비하는 제어핀(730)은 전면 중심부에서 외주부를 향하는 방향으로 높이를 증가하며 지그재그로 구비하여 기포가 형성되는 것을 방지하도록 구성한다. 아울러, 상기 제2공동방지부(400)는 디스크바디(100)의 후면이 전진하는 타측 상에 구비하는 바, 상기 제2공동방지부(400)에 다수열을 구비하는 제어핀(730)은 후면 외주부에서 중심부를 향하는 방향으로 높이를 축소하며 지그재그로 구비하여 기포가 내파되는 것을 방지하도록 구성한다.

도 10 내지 도 12에 도시한 바와 같이, 본 발명의 4 실시 예에 따른 제4타입의 제1공동방지부(300) 및 제2공동방지부(400)는 디스크바디(100)로부터 제3결합부(810)에 의해 착탈식으로 구비하는 제어대(820) 및 간격부(830)로 구성한다.

상기 제3결합부(810)는 각각 디스크바디(100)의 전면 및 후면 중심부에 결합하는 판상으로 구비한다.

상기 제1공동방지부(300) 및 제2공동방지부(400)는 디스크바디(100)의 전면 및 후면에서 제1,2회전축부(200)를 기준으로 상호 배치되는 위치에 각각 구비하는 바, 각각의 제3결합부(810)를 디스크바디(100)의 중심부에 결합하여 장착하거나 탈거 가능하도록 구성한다.

상기 제어대(820)는 제3결합부(810)에서 외주부를 향하는 방향으로 연장 형성하되 높이를 점진적으로 증가하는 형태의 다수를 간격부(830)과 교번하여 형성하도록 구비한다.

상기 제어대(820) 및 간격부(830)는 밸브의 개방 시 상기 디스크바디(100)의 전면을 향해 유체가 진행하여 후면으로 개도를 통과하는 과정에서 차압에 의해 유속이 급속도로 증가하여 기포가 형성되거나 유속이 감소하여 기포가 내파되는 것을 방지하기 위한 구성으로서 상기 제어대(820) 및 간격부(830)의 형성 방향을 따라서 유체의 흐름을 제어하도록 구성한다.

상기 다수의 제어대(820)는 디스크바디(100)의 전면 및 후면 중심에서 외주부를 향해 확대되는 부채꼴 형상으로 배치하여 유체의 흐름을 제어하도록 마련한다.

상기 제어대(820)의 외주연은 하부에서 상부로 갈 수록 경사지게 형성하여 상기 디스크바디(100)가 개방 시 개도 주변부에 제어대(820)가 간섭되는 것을 방지하도록 구성한다.

상기 제어대(820)의 일측에는 소정의 지지대를 수평으로 형성하여 유체의 속도 및 압력으로부터 제어대(820)를 지지하도록 마련한다.

전술한 바와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명의 기술이 적용된 공동현상 방지기능을 가지는 버터플라이밸브의 작동 상태를 개략적으로 살펴보면 다음과 같다. 이하의 설명은 본 발명에 대하여 바람직한 실시 예를 들어 설명하는 것이므로 본 발명은 하기 실시 예에 의해 한정되는 것이 아니며 본 발명의 범주를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 제공될 수 있음은 당연하다 할 것이다.

본 발명에 따른 공동현상 방지기능을 가지는 버터플라이밸브는 유체가 일 방향으로 진행하는 관로 상에 설치하는 밸브바디의 중공부에, 상기 디스크바디(100)를 제1,2회전축부(200)를 중심으로 일 방향으로 0 ~ 90도 범위로 회전하여 밸브의 개폐가 이루어지도록 마련하며, 상기 디스크바디(100)의 전면 및 후면에서 각각 상호 배치되는 위치에 구비하는 제1공동방지부(300) 및 제2공동방지부(400)의 구성에 따라서 1 내지 4 실시 예를 구성한다.

본 발명의 1 실시 예에 따른 버터플라이밸브의 작동 상태를 살펴보면, 도 3에 도시한 바와 같이 디스크바디(100)를 일 방향으로 회전하여 개도를 형성하면 상기 디스크바디(100)의 전면을 향해 진행하는 유체는 디스크바디(100)의 기울여진 방향을 따라서 상기 제1공동방지부(300)의 제어블록(510)에 의해 디스크바디(100)의 전면 중심부에서 외주부 방향으로 흐름이 제어되며 상기 제1공동방지부(300)의 간격홈(520)은 전면 중심부에서 외주부를 향하는 방향으로 폭을 축소하여 압력을 제어하여 기포가 형성되는 것을 방지하도록 작용한다.

또한, 디스크바디(100)의 개도를 유체가 통과하는 과정에서 디스크바디(100)의 기울여진 방향을 따라서 상기 제2공동방지부(400)의 제어블록(510)에 의해 디스크바디(100)의 후면 외주부에서 중심부 방향으로 흐름이 제어되며 상기 제2공동방지부(400)의 간격홈(520)은 후면 외주부에서 중심부를 향하는 방향으로 폭을 축소하여 압력을 제어하여 기포가 내파되는 것을 방지하도록 작용한다.

본 발명의 2 내지 4 실시 예에 따른 버터플라이밸브의 작동 상태 역시 도 6, 도 9, 및 도 12에 도시한 바와 같이 제1공동방지부(300) 및 제2공동방지부(400)에 의한 메커니즘에 의해 디스크바디(100) 및 개도 주변부에서 공동현상이 발생하는 것을 방지하는 작용이 이루어진다 할 것이다.

이상에서와 같은 본 발명에 따른 공동현상 방지기능을 가지는 버터플라이밸브는 버터플라이밸브를 개방 시 디스크의 전, 후측 차압에 의해 발생하는 공동현상을 방지하기 위한 구성을 탑재하여 디스크의 침식 및 부식에 따른 손상을 최소화하고 소음 및 진동 발생을 저감하도록 하는 버터플라이밸브를 제공하는 효과가 있다.

특히, 본 발명은 제1공동방지부(300) 및 제2공동방지부(400)에 의한 디스크바디(100)의 구조적 차별화를 통해 공동현상의 저감 기능을 도출하므로 종래 기술에 따른 차압 저감 기능을 가진 버터플라이밸브에 비해 부품의 구성 및 작동 메커니즘을 대폭 간소화하여 밸브의 유지보수성을 향상하고 오작동 가능성을 배제하는 등 버터플라이밸브의 물리적, 기능적 성능을 증진하고 밸브의 수명을 연장하도록 하는 등의 다양한 효과를 가진다.

100: 디스크바디
200: 제1,2회전축부
300: 제1공동방지부
400: 제2공동방지부
510: 제어블록
520: 간격홈
610: 제1결합부
620: 제어패널
621: 요철돌기
630: 간격패널
710: 제2결합부
720: 베이스부
730: 제어핀
810: 제3결합부
820: 제어대
821: 지지대
830: 간격부

Claims

관로의 중심과 일치하는 중심부의 전, 후면을 외주부에 비해 유선형으로 돌출 형성하고 일 방향으로 회전하는 디스크바디(100), 디스크바디(100)의 중심과 동일 선상의 양측 외주부에 형성하여 디스크회전축을 결합하는 제1,2회전축부(200), 디스크바디(100)의 전면에서 제1,2회전축부(200)를 기준으로 일측에 구비하여 디스크바디(100)로 진행하는 유체를 제어하는 제1공동방지부(300), 디스크바디(100)의 후면에서 제1,2회전축부(200)를 기준으로 타측에서 제1공동방지부(300)와 배치되는 위치에 구비하여 디스크바디(100)를 통과하는 유체를 제어하는 제2공동방지부(400)를 포함하는 공동현상 방지기능을 가지는 버터플라이밸브에 있어서,
상기 제1공동방지부(300) 및 제2공동방지부(400)는,
디스크바디(100)의 전, 후면 상에 일체로 형성하는 제1타입, 혹은 결합부를 구비하여 착탈 가능하도록 구비하는 제2타입 내지 제4타입 중 하나로 이루어지고,
상기 제1타입의 제1공동방지부(300) 및 제2공동방지부(400)는,
각각 디스크바디(100)의 전면 및 후면 중심부에서 외주부를 향하는 방향으로 높이와 폭을 점진적으로 증가하는 형태의 다수의 제어블록(510)을 간격홈(520)과 교번하여 형성하도록 구비하고,
상기 제2타입의 제1공동방지부(300) 및 제2공동방지부(400)는,
각각 디스크바디(100)의 전면 및 후면 중심부에 결합하는 판상의 제1결합부(610)와,
제1결합부(610)에서 디스크바디(100)의 외주부를 향하는 방향으로 부채꼴 형상으로 연장 형성하되 외주연을 따라서 다수의 요철돌기(621)를 구비하는 제어패널(620)과,
제1결합부(610)에서 디스크바디(100)의 외주부를 향하는 방향으로 부채꼴 형상으로 연장 형성하되 상기 요철돌기(621)의 요부에 외주연을 위치하는 간격패널(630)을 포함하여 구비하고,
상기 제3타입의 제1공동방지부(300) 및 제2공동방지부(400)는,
각각 디스크바디(100)의 전면 및 후면 중심부에 결합하는 판상의 제2결합부(710)와,
제1결합부(610)에서 디스크바디(100)의 외주부를 향하는 방향으로 부채꼴 형상으로 연장 형성하는 베이스부(720)와,
상기 베이스부(720) 상에서 돌출 형성하되 다수를 호형으로 배치하여 구비하는 제어핀(730)을 포함하여 구비하고,
상기 제4타입의 제1공동방지부(300) 및 제2공동방지부(400)는,
각각 디스크바디(100)의 전면 및 후면 중심부에 결합하는 판상의 제3결합부(810)와,
제3결합부(810)에서 외주부를 향하는 방향으로 연장 형성하되 높이를 점진적으로 증가하는 형태의 다수의 제어대(820)를 간격부(830)와 교번하여 형성하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 공동현상 방지기능을 가지는 버터플라이밸브.
제 1 항에 있어서,
상기 제1타입의 제1공동방지부(300) 및 제2공동방지부(400)는,
다수의 제어블록(510)은 부채꼴 형상으로 배치하되 중심에서 양측 방향으로 측면부를 만곡하도록 구비하고,
제1공동방지부(300)의 간격홈(520)은 디스크바디(100)의 전면 중심부에서 외주부를 향하는 방향으로 폭을 점진적으로 축소하는 형태로 구비하고,
제2공동방지부(400)의 간격홈(520)은 디스크바디(100)의 후면 외주부에서 중심부를 향하는 방향으로 폭을 점진적으로 축소하는 형태로 구비하는 것을 특징으로 하는 공동현상 방지기능을 가지는 버터플라이밸브.
제 1 항에 있어서,
상기 제2타입의 제1공동방지부(300) 및 제2공동방지부(400)는,
제어패널(620)과 간격패널(630)은 다수를 상, 하 교번하여 적층 구비하되, 하층에 비해 상층에 위치하는 제어패널(620) 및 간격패널(630)의 외주연을 중심부에 가깝도록 형성하고,
상기 적층된 제어패널(620)의 요철돌기(621)는 상, 하 지그재그 방향에 위치하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 공동현상 방지기능을 가지는 버터플라이밸브.
제 1 항에 있어서,
상기 제3타입의 제1공동방지부(300) 및 제2공동방지부(400)는,
제어핀(730)은 베이스부(720)의 외주부를 향하는 방향으로 높이를 점진적으로 증가하는 다수의 열을 배치하되, 다수열의 제어핀(730)은 상호 지그재그 방향에 위치하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 공동현상 방지기능을 가지는 버터플라이밸브.
제 1 항에 있어서,
상기 제4타입의 제1공동방지부(300) 및 제2공동방지부(400)는,
다수의 제어대(820)는 부채꼴 형상으로 배치하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 공동현상 방지기능을 가지는 버터플라이밸브.