KR102308783B1 - 콘 시트 체크 밸브 - Google Patents

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박명석
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Abstract

콘 시트 체크밸브에 관한 발명이다. 본 발명의 콘 시트 체크밸브는, 내벽 일측에 제1 나사부가 형성되고 내부 바닥 벽체에 공기 통공이 형성되는 밸브 바디(VALVE BODY); 상기 밸브 바디와 연통되게 배치되며, 내벽 일측에 제2 나사부가 형성되는 락 너트(LOCK NUT); 상기 밸브 바디와 상기 락 너트의 외측에서 상기 밸브 바디와 상기 락 너트를 고정하는 캡 너트(CAP NUT); 및 상기 밸브 바디와 상기 락 너트 사이에 신축 가능하게 탄성적으로 배치되며, 상기 밸브 바디에서 상기 락 너트 쪽으로 공기(air)가 공급될 때는 개방되고 공기의 공급이 정지되면 차단되는 탄성 재질로 제작되는 탄성 패킹(PACKING)을 포함한다.

Description

콘 시트 체크 밸브{Cone Seat Check Valve}
본 발명은, 콘 시트 체크 밸브에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는, 종전처럼 스프링(spring) 또는 힌지(hinge)가 적용되지 않는 구조로 되어 있어, 발생 소음 및 수리보수의 필요성이 없고, 미세 압력에서도 밸브가 열려 역류방지 기능을 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 밸브 입구측 공기통공 크기와 배열을 조절하여 유체흐름을 균일하게 공급할 수 있어서, 물/공기/가스/오일 등 유체 흐름의 역류 방지를 요하는 여러 장치에 널리 활용될 수 있는 콘 시트 체크밸브에 관한 것이다.
체크밸브(check valve)는 유체를 한쪽으로만 흐르게 하고 반대 방향으로는 흐르지 못하도록 하는 밸브이다.
이러한 체크밸브는 공압배관 뿐만 아니라 급배수관 또는 냉매관 등에 많이 사용되고 있다. 스윙형과 리프트형이 있으며, 리프트형은 확실히 폐쇄 작용을 하지만 수평관에서만 이용되고 입형관에는 이용되지 않는다.
체크밸브는 그 종류가 다양한데, 주로 도 1 및 도 2와 같은 구조를 갖는다. 이에 대해 살펴보면, 종래 체크밸브(1)는 냉매가 유입되는 냉매 유입구(2a)와 냉매가 배출되는 냉매 배출구(2b)가 각각 형성되는 밸브 하우징(2)과, 상기 밸브 하우징(2)의 내부를 왕복 운동하며 상기 냉매 유입구(2a)와 냉매 배출구(2b)를 개폐하는 밸브체(3)와, 상기 밸브하우징(2)의 개방된 단부를 덮는 커버(4)와, 상기 커버(4)와 밸브체(3) 사이에 개재되는 스프링(5)으로 구성된다.
이처럼 구성되는 체크밸브(1)는 여러 장치, 예컨대 압축기 등을 비롯한 여러 기계 장치에 설치될 수 있으며, 상기 스프링(5)의 작용으로 냉매의 역류를 방지한다. 즉 도 1처럼 스프링(5)이 압축될 때는 냉매의 흐름을 허용하고, 도 2처럼 스프링(5)이 팽창될 때는 유로(2d)를 막아 냉매의 역류를 방지한다.
앞서 기술한 것처럼 도 1 및 도 2와 같은 구조의 체크밸브가 가장 흔한 형태이지만, 도 3과 같은 형태도 공지된 바 있다. 도 3의 체크 밸브는 주로, 파이프 배관 등에 적용될 수 있다.
그런데, 이러한 종래의 체크밸브는 주로 냉매와 같은 유체의 흐름 단속용이라서 공기의 흐름을 차단하는 데에는 적합하지 않다.
물론, 도 1 내지 도 3과 유사한 형태로 공압용의 체크밸브를 사용한 예도 있으나, 그 대부분이 스프링 구조를 적용하고 있기 때문에 구조적으로 복잡하며, 또한 내구성 역시 떨어질 수밖에 없다는 점을 두루 고려해볼 때, 기존에 알려지지 않은 신개념의 콘 시트 체크밸브에 관한 기술 개발이 요구된다.
대한민국특허청 출원번호 제10-2011-0023534호 대한민국특허청 출원번호 제10-2013-0096980호 대한민국특허청 출원번호 제10-2015-0097271호 대한민국특허청 출원번호 제10-2016-0021979호
본 발명의 목적은, 스프링(spring) 또는 힌지(hinge)가 적용되지 않는 구조로 되어 있어, 발생 소음 및 수리보수의 필요성이 없고, 미세 압력에서도 밸브가 열려 역류방지 기능을 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 밸브 입구측 공기통공 크기와 배열을 조절하여 유체흐름을 균일하게 공급할 수 있어서, 물/공기/가스/오일 등 유체 흐름의 역류 방지를 요하는 여러 장치에 널리 활용될 수 있는 콘 시트 체크밸브를 제공하는 것이다.
기 목적은, 내벽 일측에 제1 나사부가 형성되고 내부 바닥 벽체에 공기 통공이 형성되는 밸브 바디(VALVE BODY); 상기 밸브 바디와 연통되게 배치되며, 내벽 일측에 제2 나사부가 형성되는 락 너트(LOCK NUT); 상기 밸브 바디와 상기 락 너트의 외측에서 상기 밸브 바디와 상기 락 너트를 고정하는 캡 너트(CAP NUT); 및 상기 밸브 바디와 상기 락 너트 사이에 신축 가능하게 탄성적으로 배치되며, 상기 밸브 바디에서 상기 락 너트 쪽으로 공기(air)가 공급될 때는 개방되고 공기의 공급이 정지되면 차단되는 탄성 재질로 제작되는 탄성 패킹(PACKING)을 포함하는 것을 특징으로 하는 콘 시트 체크밸브에 의해 달성된다.
상기 탄성 패킹은, 단부가 상기 밸브 바디와 상기 락 너트 사이에 물리면서 배치되는 패킹 플레이트 및 상기 패킹 플레이트에 연결되되 내부가 빈 중공의 공기 공급홀을 형성하며, 단부로 갈수록 단면적과 두께 모두가 점진적으로 작아지게 고깔식으로 형성되는 고깔형 관부를 포함할 수 있다.
상기 탄성 패킹은 실리콘 재질로 유체의 특성에 의하여 실리콘고무, 불소고무, 합성고무, 천연고무 등의 소재로 제작되며, 상기 락 너트에는 상기 탄성 패킹의 패킹 플레이트가 부분적으로 자리 배치되어 고정되는 자리 배치용 단차부가 형성될 수 있다.
상기 밸브 바디는 상기 바닥 벽체의 중심부에서 상기 락 너트 쪽으로 돌출되게 형성되되 상기 탄성 패킹의 고깔형 관부의 내부를 통과해서 단부가 상기 고깔형 관부의 바깥쪽에 배치되는 패킹 지지부를 더 포함하며, 상기 공기 통공은 상기 패킹 지지부를 중심으로 해서 복수 개가 등각도 간격으로 배열되며, 상기 공기 통공은 상기 밸브 바디에서 상기 락 너트 쪽으로 갈수록 단면 직경이 넓어지게 형성될 수 있다.
일측이 상기 밸브 바디의 제1 나사부에 착탈 가능하게 나사 결합하되 공기가 유입되는 장소를 이루는 부싱(BUSHING); 및 일측이 상기 락 너트의 제2 나사부에 착탈 가능하게 나사 결합하되 공기가 배출되는 장소를 이루는 니플(NIPPLE)을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 스프링(spring) 또는 힌지(hinge)가 적용되지 않는 구조로 되어 있어, 발생 소음 및 수리보수의 필요성이 없고, 미세 압력에서도 밸브가 열려 역류방지 기능을 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 밸브 입구측 공기통공 크기와 배열을 조절하여 유체흐름을 균일하게 공급할 수 있어서, 물/공기/가스/오일 등 유체 흐름의 역류 방지를 요하는 여러 장치에 널리 활용될 수 있는 효과가 있다.
도 1 및 도 2는 종래 일 실시예에 따른 체크밸브의 동작 구조도이다.
도 3은 종래 다른 실시예에 따를 체크밸브의 구조도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 콘 시트 체크밸브의 단면 구조도이다.
도 5는 도 3의 평면도이다.
도 6은 도 4에 도시된 탄성 패킹의 확대도이다.
도 7은 도 6의 사시도이다.
도 8은 도 4의 콘 시트 체크밸브를 통해 공기가 공급되는 작용을 도시한 도면이다.
도 9는 도 4의 콘 시트 체크밸브를 통해 공기의 공급이 차단된 상태를 도시한 도면이다.
도 10은 본발명의 다른 실시례의 보조패킹, 압력편, 조절나사가 구성되는 콘 시트 체크밸브 설명도
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 쉽게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 콘 시트 체크밸브의 단면 구조도, 도 5는 도 3의 평면도, 도 6은 도 4에 도시된 탄성 패킹의 확대도, 도 7은 도 6의 사시도, 도 8은 도 4의 콘 시트 체크밸브를 통해 공기가 공급되는 작용을 도시한 도면, 도 9는 도 4의 콘 시트 체크밸브를 통해 공기의 공급이 차단된 상태를 도시한 도면이다.
이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 콘 시트 체크밸브(100)는 전술한 도 1 내지 도 3의 종전처럼 스프링(spring) 또는 힌지(hinge)가 적용되지 않는 구조로 되어 있어, 발생 소음 및 수리보수의 필요성이 없고, 미세 압력에서도 밸브가 열려 역류방지 기능을 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 밸브 입구측 공기통공 크기와 배열을 조절하여 유체흐름을 균일하게 공급할 수 있어서, 물/공기/가스/오일 등 유체 흐름의 역류 방지를 요하는 여러 장치에 널리 활용될 수 있다.
이러한 효과를 제공할 수 있는 본 실시예에 따른 콘 시트 체크밸브(100)는 밸브 바디(110, VALVE BODY), 락 너트(120, LOCK NUT), 캡 너트(130, CAP NUT), 탄성 패킹(140, PACKING), 부싱(150, BUSHING), 니플(160, NIPPLE)을 포함할 수 있다.
밸브 바디(110, VALVE BODY)는 콘 시트 체크밸브(100)의 메인 골격을 이루는 부분이다. 니플(160)을 제외한 나머지 구성들, 즉 락 너트(120), 캡 너트(130), 탄성 패킹(140) 및 부싱(150)이 밸브 바디(110)에 위치별로 탑재된다.
밸브 바디(110)의 내벽 일측에 제1 나사부(111)가 형성된다. 제1 나사부(111)는 부싱(150)이 결합하는 장소를 이룬다.
밸브 바디(110)의 내부 바닥 벽체(112)에 공기 통공(113)이 형성된다. 본 실시예에서 공기 통공(113)은 패킹 지지부(114)를 중심으로 해서 다시 말해, 밸브 바디(110)의 중심을 기준으로 복수 개가 등각도 간격으로 배열된다. 따라서, 균등한 공기 공급이 이루어질 수 있다.
이때, 공기 통공(113)은 밸브 바디(110)에서 락 너트(120) 쪽으로 갈수록 단면 직경이 넓어지게 형성된다. 이럴 경우, 공기의 원활한 흐름을 유도할 수 있다.
밸브 바디(110)에는 패킹 지지부(114)가 더 형성된다. 패킹 지지부(114)는 밸브 바디(110)의 내부 바닥을 이루는 바닥 벽체(112)의 중심부에서 락 너트(120) 쪽으로 돌출되게 형성되는 구조물이며, 후술할 탄성 패킹(140)의 고깔형 관부(142)의 내부 공기 공급홀(143)을 통과해서 단부가 고깔형 관부(142)의 바깥쪽에 배치된다.
패킹 지지부(114)가 고깔형 관부(142)의 공기 공급홀(143)을 통과해서 배치되는 형태라서 도 8처럼 공기가 공급되면 고깔형 관부(142)가 늘어나면서 패킹 지지부(114)와의 사이에 공기 공급홀(143)이 형성되어 공기의 공급이 이루어지며, 반대로 도 9처럼 공기의 공급이 차단되면 탄성 팽창되었던 고깔형 관부(142)가 수축되면서 공기 공급홀(143)을 막아 공기의 공급이 차단된다.
락 너트(120, LOCK NUT)는 밸브 바디(110)와 연통되게 배치되는 구조물이며, 밸브 바디(110)와 함께 탄성 패킹(140)을 지지한다.
락 너트(120)의 내벽 일측에 제2 나사부(121)가 형성된다. 제2 나사부(121)는 니플(160)이 결합하는 장소를 이룬다.
캡 너트(130, CAP NUT)는 밸브 바디(110)와 락 너트(120)의 외측에서 밸브 바디(110)와 락 너트(120)를 고정하는 역할을 한다. 캡 너트(130)를 조일 경우, 밸브 바디(110)와 락 너트(120) 사이에 배치되는 탄성 패킹(140)이 밸브 바디(110)와 락 너트(120) 사이에서 물림 결합하기 때문에, 탄성 패킹(140)의 자리이탈을 방지할 수 있다.
탄성 패킹(140, PACKING)은 밸브 바디(110)와 락 너트(120) 사이에 신축 가능하게 탄성적으로 배치되며, 밸브 바디(110)에서 락 너트(120) 쪽으로 공기(air)가 공급될 때는 개방되고 공기의 공급이 정지되면 차단되는 탄성 재질로 제작된다.
탄성 패킹(140)은 단부가 밸브 바디(110)와 락 너트(120) 사이에 물리면서 배치되는 패킹 플레이트(141)와, 패킹 플레이트(141)에 연결되되 내부가 빈 중공의 공기 공급홀(143)을 형성하며, 단부로 갈수록 단면적과 두께 모두가 점진적으로 작아지게 고깔식으로 형성되는 고깔형 관부(142)를 포함할 수 있다.
이러한 구조를 갖는 탄성 패킹(140)이 밸브 바디(110)와 락 너트(120) 사이에서 잘 물림 결합할 수 있도록 락 너트(120)에는 탄성 패킹(140)의 패킹 플레이트(141)가 부분적으로 자리 배치되어 고정되는 자리 배치용 단차부(122)가 형성된다.
부싱(150, BUSHING)은 일측이 밸브 바디(110)의 제1 나사부(111)에 착탈 가능하게 나사 결합하되 공기가 유입되는 장소를 이루는 부품이다.
그리고, 니플(160, NIPPLE)은 일측이 락 너트(120)의 제2 나사부(121)에 착탈 가능하게 나사 결합하되 공기가 배출되는 장소를 이루는 부품이다.
이하, 콘 시트 체크밸브(100)의 작용을 설명한다.
도 8처럼 공기(air)가 공급된다. 즉 공기가 부싱(150)의 내부로 공급되면, 공급되는 공기압에 의해 실리콘 탄성 재질의 탄성 패킹(140)이 늘어난다. 특히, 고깔형 관부(142)가 늘어나면서 패킹 지지부(114)와의 사이에 공기 공급홀(143)이 형성되게 한다.
이처럼 공기압에 의해 고깔형 관부(142)가 늘어나면서 패킹 지지부(114)와의 사이에 공기 공급홀(143)이 형성되면, 부싱(150)으로 공급된 공기는 밸브 바디(110)의 공기 통공(113)들을 통해 균등하게 공급된 후, 락 너트(120) 및 니플(160)을 통해 원하는 장소로 공급된다.
한편, 이러한 공기의 공급이 차단되면, 실리콘 탄성 재질의 탄성 패킹(140)을 늘리기 위해 가했던 힘이 사라지기 때문에, 도 9처럼 탄성 팽창되었던 고깔형 관부(142)가 수축되면서 공기 공급홀(143)을 막는다. 그러면, 공기의 공급이 차단됨과 동시에 니플(160) 쪽의 공기가 부싱(150) 쪽으로 역류하는 것을 방지할 수 있다.
이상 설명한 바와 같은 구조를 기반으로 작용을 하는 본 실시예에 따르면, 전술한 도 1 내지 도 3의 종전처럼 스프링(spring) 또는 힌지(hinge)가 적용되지 않는 구조로 되어 있어, 발생 소음 및 수리보수의 필요성이 없고, 미세 압력에서도 밸브가 열려 역류방지 기능을 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 밸브 입구측 공기통공 크기와 배열을 조절하여 유체흐름을 균일하게 공급할 수 있어서, 물/공기/가스/오일 등 유체 흐름의 역류 방지를 요하는 여러 장치에 널리 활용될 수 있게 된다.
그리고 도 10에 도시된 바와 같이, 본발명의 탄성패킹은 선단이 마모되거나 결함이 발생할 경우 역류방지를 위해 내벽 중간에 보조패킹을 형성할 수 있다. 보조 패킹의 선단은 패킹지지부에 닿게 되며, 탄성패킹이 결함이 있더라도 보조패킹에서 역류방지를 하게 된다. 상기 보조패킹은 선단이 하부로 향하게 경사가 형성되고 선단으로 갈수록 두께가 작아지게 하여 패킹의 역할을 확실히 하게 한다. 상기 보조패킹은 패킹제조시 일체로 성형할 수 있으나, 링형상의 몸체 내부쪽으로 보조패킹을 형성하여 몸체를 탄성패킹중간에 삽입하여, 곧 반지처럼 끼워서 설치할 수 있다. 이 경우 빠지지 않게 탄성패킹 중간에는 삽입홈이 고리모양으로 형성된다.
그리고 탄성패킹은 역류시 가압력이 외측에 작용하게, 탄성패킹 외주연에 압력편을 일체로 형성할 수 있다. 상기 압력편은 경사가 탄성패킹과는 반대로 형성되어 하부로 갈수록 지름이 크게 벌어지게 형성되어 상기 탄성패킹 외주면과 압력편이 결합된 부분에 역류시의 유체압력이 작용하고 상기 유체압력에 의해 탄성패킹이 더욱 확실하게 패킹지지부에 밀착하게 된다. 상기 압력편은 유체흐름방향과는 평행하게 설치하여 오히려 탄성패킹을 밀착력을 떨어지지 않게 하며, 상기 압력편의 형성각도는 사용압력과 관경에 따라 조절하여 적절하게 역류시 가압력이 작용하게 한다.
한편 자리 배치용 단차부에 설치되는 탄성패킹의 수평부 후방에는 홈이 형성되어 조절나사가 삽입되고 조절나사의 선단은 탄성패킹 수평부에 접착제에 의해 일체로 접착되어 있다. 홈에는 나선이 형성되어 있다. 그리고 락너트의 수평방향으로 외측에서 내측으로 구멍이 형성되어, 상기 탄성패킹이 느슨해지거나 마모될 경우 캡너트를 해체한 후, 상기 락너트의 구멍을 통해 드라이버로 조절나사를 뒤로 당기면, 반작용에 의해 탄성패킹 선단부가 패킹지지부에 밀착된다.
100 : 콘 시트 체크밸브 110 : 밸브 바디
111 : 제1 나사부 112 : 바닥 벽체
113 : 공기 통공 114 : 패킹 지지부
120 : 락 너트 121 : 제2 나사부
122 : 자리 배치용 단차부 130 : 캡 너트
140 : 탄성 패킹 141 : 패킹 플레이트
142 : 고깔형 관부 143 : 공기 공급홀
150 : 부싱 160 : 니플
1 : 보조 패킹 2 : 조절나사
3 : 압력편

Claims (1)

  1. 내벽 일측에 제1 나사부가 형성되고 내부 바닥 벽체에 공기 통공이 등간격으로 형성되는 밸브 바디(VALVE BODY);
    상기 밸브 바디와 연통되게 배치되며, 내벽 일측에 제2 나사부가 형성되는 락 너트(LOCK NUT);
    상기 밸브 바디와 상기 락 너트의 외측에서 상기 밸브 바디와 상기 락 너트를 고정하는 캡 너트(CAP NUT);
    상기 밸브 바디와 상기 락 너트 사이에 신축 가능하게 탄성적으로 배치되며, 상기 밸브 바디에서 상기 락 너트 쪽으로 공기(air)가 공급될 때는 개방되고 공기의 공급이 정지되면 차단되는 탄성 재질로 제작되는 탄성 패킹(PACKING);
    일측이 상기 밸브 바디의 제1 나사부에 착탈 가능하게 나사 결합하되 공기가 유입되는 장소를 이루는 부싱(BUSHING); 및
    일측이 상기 락 너트의 제2 나사부에 착탈 가능하게 나사 결합하되 공기가 배출되는 장소를 이루는 니플(NIPPLE)을 포함하는 콘 시트 체크밸브에 있어서,
    상기 탄성 패킹은,
    단부가 상기 밸브 바디와 상기 락 너트 사이에 물리면서 배치되는 패킹 플레이트; 및
    상기 패킹 플레이트에 연결되되 내부가 빈 중공의 공기 공급홀을 형성하며, 단부로 갈수록 단면적과 두께 모두가 점진적으로 작아지게 고깔식으로 형성되는 고깔형 관부를 포함하되, 상기 탄성 패킹 내측에는 보조 패킹이 설치되는 것을 특징으로 하는 콘 시트 체크밸브
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KR20160021979A (ko) 2014-08-18 2016-02-29 위드로봇 주식회사 통합 웨이퍼 측정 시스템 및 그 제공방법

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