KR102329533B1 - 체크밸브 구조 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 밀폐부재가 쿼드링 형상으로 이루어져 각 모서리마다 돌출부가 형성되므로 꼬임을 방지함과 동시에 개폐부재와의 접촉면적을 늘려 밀폐력을 향상시키고, 밀폐부재와 내측몸체 사이에 홀더가 장착되어 밀폐부재를 고정함과 동시에 외측몸체의 내측으로 밀착되어 2중의 실링구조를 가지므로 제품의 내구성 및 안정성을 증대시키며, 외측몸체와 내측몸체의 외측 단부에 회전 및 이탈방지부가 결합되어 외측몸체와 내측몸체가 서로 회전하지 않도록 하는 체크밸브 구조에 관한 것이다.

Description

체크밸브 구조{Structure of check valve}
본 발명은 체크밸브 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 밀폐부재가 쿼드링 형상으로 이루어져 각 모서리마다 돌출부가 형성되므로 꼬임을 방지함과 동시에 개폐부재와의 접촉면적을 늘려 밀폐력을 향상시키고, 밀폐부재와 내측몸체 사이에 홀더가 장착되어 밀폐부재를 고정함과 동시에 외측몸체의 내측으로 밀착되어 2중의 실링구조를 가지므로 제품의 내구성 및 안정성을 증대시키며, 외측몸체와 내측몸체의 외측 단부에 회전 및 이탈방지부가 결합되어 외측몸체와 내측몸체가 서로 회전하지 않도록 하는 체크밸브 구조에 관한 것이다.
일반적으로 체크밸브는 물이나 오일과 같은 액체 또는 가스나 공기와 같은 기체 등의 유체를 한쪽 방향으로만 흐르게 하는 동시에 역류를 방지하는 기능을 갖는 밸브이다.
이러한 체크밸브는 다양한 종류의 유압기구에 적용되어 사용되고 있으며, 특히 전술한 바와 같은 유체들이 흐르는 파이프 또는 호스를 연결하는 피팅커넥터(Fitting Connector)와 함께 체결되어 사용되고 있다.
상기 체크밸브(1)는 외체(10)와 내체(20)가 나사결합되어 고정되며, 상기 외체(10)와 내체(20) 사이에는 실링재(30)가 각각 장착되어 누수를 방지하게 되며, 상기 외체(10)의 내부에는 개폐구(40)가 장착되고, 상기 개폐구(40) 내측에는 스프링(50)이 장착되는 구성이다.
그러나, 상기와 같은 체크밸브(1)는 스프링(50)의 작동시 개폐구(40)가 유로를 폐쇄할 때 미세하게 흔들리는 현상이 발생하므로 밀폐력이 불안정하고, 유로를 단속하기 위해 개폐구(40)가 반복작동하게 되면 오링 형상의 실링재(30)가 꼬이면서 이탈되는 현상이 발생하므로 제품의 내구성이 떨어지는 단점이 있는 것이다.
최근에는 이러한 문제점을 개선하기 위하여 대한민국 특허등록 제10-1130945호로 체크밸브장치가 등록된 바 있다.
상기 선등록된 발명은 밸브몸체에 캡부재를 고정할 때 밸브몸체 내부에 고무링을 장착한 후 고정하게 되므로 고무링이 심하게 변형되어 밀폐력이 떨어지게 될 뿐 아니라 고무링의 마모가 상당이 커 구조가 불안정한 문제점이 있는 것이다.
또한, 외체와 내체는 고무링에 의해서만 기밀을 유지하게 되므로 누수방지에 대한 내부구조가 취약한 문제점이 있는 것이다.
대한민국 특허등록 제10-1130945호(2012.03.20. 등록)
이에 상술한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 밀폐부재가 쿼드링 형상으로 이루어져 각 모서리마다 돌출부가 형성되므로 꼬임을 방지함과 동시에 개폐부재와의 접촉면적을 늘려 밀폐력을 향상시키는 체크밸브 구조를 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 밀폐부재와 내측몸체 사이에 홀더가 장착되어 밀폐부재를 고정함과 동시에 외측몸체의 내측으로 밀착되어 2중의 실링구조를 가지므로 제품의 내구성 및 안정성을 증대시키는 체크밸브 구조를 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 외측몸체와 내측몸체의 외측 단부에 회전 및 이탈방지부가 결합되어 외측몸체와 내측몸체가 서로 회전하지 않도록 하는 체크밸브 구조를 제공함에 있다.
본 발명 체크밸브 구조는, 내부에 유체가 흐를 수 있는 유로가 형성되고 일측 단부에는 수나사가 형성되며 타측 단부의 내측으로는 암나사가 형성되는 외측몸체; 내부에 유체가 흐를 수 있도록 유로가 형성되며 상기 외측몸체의 암나사에 나사체결되는 내측몸체; 상기 내측몸체의 일측 단부에 형성된 장착홈에 장착되어 외측몸체의 내측면에 밀착되는 실링부재; 상기 내측몸체의 장착되어 개폐부재의 선단부와 밀착되는 밀폐부재; 상기 밀폐부재와 내측몸체 사이에 결합되어 밀폐부재를 안정적으로 고정하면서 외측몸체의 내측면에 밀착되는 홀더; 상기 외측몸체의 유로에 장착되어 밀폐부재에 밀착되면서 유체의 흐름을 단속하며 스프링의 탄성에 의한 작동시 미세 흔들림을 방지하여 직진성을 확보하는 개폐부재; 상기 개폐부재의 내측에 장착되어 개폐부재를 탄력있게 작동시키는 스프링이 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 밀폐부재는 각 모서리마다 돌출부가 형성되는 쿼드링(Quad Ring) 형상으로 이루어져 꼬임현상을 방지함과 동시에 개폐부재와의 접촉면적을 늘려 밀폐력을 높이며, 퍼플루오로카본(FFKM) 재질로 형성되어 -40 ~ 320℃ 까지 대응이 가능한 것을 특징으로 한다.
상기 홀더는 테프론(Tefron) 재질로 형성되며, 일측 단부가 'ㄱ'자로 절곡형성되는 이탈방지부를 형성하여 밀폐부재의 일측 단부를 감싸 보호함과 동시에 내측몸체로부터 이탈을 방지하는 것을 특징으로 한다.
상기 외측몸체의 외측 단부에 제1 키홈이 형성되고, 상기 내측몸체의 외측 단부의 가장자리에 적어도 1개 이상 방사상으로 제1 키홈이 형성되고, 상기 제1 키홈과 제2 키홈에 결합되어 외측몸체와 내측몸체의 회전 및 이탈을 방지하도록 고정키가 형성되는 회전 및 이탈방지부가 더 구성된다.
본 발명 체크밸브 구조에 의하면, 밀폐부재가 쿼드링 형상으로 이루어져 각 모서리마다 돌출부가 형성되므로 꼬임을 방지함과 동시에 개폐부재와의 접촉면적을 늘려 밀폐력을 향상시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명 체크밸브 구조에 의하면, 밀폐부재와 내측몸체 사이에 홀더가 장착되어 밀폐부재를 고정함과 동시에 외측몸체의 내측으로 밀착되어 2중의 실링구조를 가지므로 제품의 내구성 및 안정성을 증대시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명 체크밸브 구조에 의하면, 외측몸체와 내측몸체의 외측 단부에 회전 및 이탈방지부가 결합되어 외측몸체와 내측몸체가 서로 회전하지 않도록 하는 효과가 있다.
도 1은 종래의 체크밸브를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명인 체크밸브의 분리사시도이다.
도 3은 본 발명인 체크밸브의 단면도이다.
도 4는 도 3의 'A'부의 확대 단면도이다.
도 5 내지 도 6은 본 발명인 체크밸브의 작동상태도이다.
도 7은 본 발명 체크밸브 구조의 유량값을 나타낸 실험데이터이다.
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 일 실시예를 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명인 체크밸브의 분리사시도이고, 도 3은 본 발명인 체크밸브의 단면도이다.
먼저, 본 발명 체크밸브 구조(100)는, 외측몸체(110), 내측몸체(120), 실링부재(130), 밀폐부재(140), 홀더(150), 개폐부재(160), 스프링(170)으로 구성된다.
상기 외측몸체(110)는 육각의 형상을 이루면서 내부에는 유체가 흐를 수 있도록 원형 단면의 유로(111)가 관통형성된다.
외측몸체(110)의 일측 단부에는 배관이 결합되는 수나사가 형성되며, 타측 단부의 내측으로는 내측몸체(120)가 체결되도록 암나사가 형성된다.
상기 내측몸체(120)는 외측몸체(110)에 나사체결되어 체크밸브의 기본적인 형상을 이루게 되며, 내부에는 유체가 흐를 수 있도록 원형 단면의 유로(121)가 관통형성된다.
상기 내측몸체의 양측 단부에는 수나사가 형성되어 일측의 수나사에는 배관이 결합되고, 타측의 수나사는 외측몸체(110)의 암나사에 나사체결된다.
상기 실링부재(130)는 고무재질의 원형 링이며, 외측몸체(110)와 밀착되는 내측몸체(120)의 일측 단부에 형성된 장착홈(131)에 장착되어 외측몸체(110)의 내측면에 밀착되면서 유체의 누수를 방지하게 된다.
또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 밀폐부재(140)는 내측몸체(120)의 유로(121)와 실링부재(130) 사이에 장착되어 개폐부재(160)와 밀착된다.
상기 밀폐부재(140)는 사각 단면인 쿼드링(Quad Ring) 형상으로 이루어지고, 퍼플루오로카본(FFKM) 재질로 형성되어 -40 ~ 320℃ 까지 대응이 가능하며, 각 모서리에는 개폐부재(160)와 접촉시 탄력있게 변형되도록 돌출부(141)가 형성된다.
상기 홀더(150)는 테프론(Tefron) 재질로 형성되며, 밀폐부재(140)와 내측몸체(120) 사이에 장착되어 밀폐부재(140)를 안정적으로 고정함과 동시에 외측몸체(110)의 내측면에 밀착되어 실링부재(130)와 더불어 2중으로 실링하도록 구성되며, 상기 홀더(150)와 실링부재(130)는 지속적인 반복작동에도 변형에 대한 저항성을 가짐으로써 제품의 내구성을 충족하게 된다.
상기 홀더(150)는 일측 단부가 'ㄱ'자로 절곡형성되어 밀폐부재(140)의 이탈을 방지하는 이탈방지부(151)가 형성되어 있으며, 이탈방지부(151)의 내측 모서리부에는 밀폐부재(140)의 돌출부(141)를 수용할 수 있는 수용홈(152)이 형성된다.
또한, 상기 밀폐부재(140)의 돌출부(141)가 밀착되는 내측몸체(120)의 모서리부에는 상기 돌출부(141)를 수용하여 고정하도록 고정홈(153)이 더 구비될 수도 있다.
또한, 상기 개폐부재(160)는 외측몸체(110) 내부의 유로(111)에 장착되어 유체의 통과시에는 내측몸체(120)의 유로(121)를 개방하고, 유체의 흐름이 중단되면 스프링(170)의 탄성에 의해 복원되면서 유로(121)를 폐쇄하는 역할을 하게 된다.
상기 개폐부재(160)는 유로가 개방되어 유체가 흐르거나 스프링(170)의 탄력으로 복원될 때 미세한 흔들림을 방지하게 됨과 동시에 직진성을 확보하여 원활한 작동이 가능하게 된다.
상기 스프링(170)은 개폐부재(160)의 내측에 장착되며 일측 단부는 개폐부재(160)의 내측에 밀착되고 타측 단부는 외측몸체(110)의 내측면에 밀착되어 개폐부재(160)에 탄성을 부여하게 된다.
또한, 상기 외측몸체(110)와 내측몸체(120)의 외측 단부에는 외측몸체(110)와 내측몸체(120)가 서로 회전하지 않도록 하는 회전 및 이탈방지부(180)가 구성된다.
상기 회전 및 이탈방지부(180)는 외측몸체(110)의 외측 단부에 서로 마주보도록 2개의 제1 키홈(181)이 형성되고, 내측몸체(120)의 외측 단부의 가장자리에는 적어도 1개 이상의 제2 키홈(182)이 방사상으로 형성되며, 내측몸체(120)의 회전에 의해 제1 키홈(181)과 제2 키홈(182)이 서로 대응하도록 하여 하나의 공간이 형성되도록 구성되며, 상기 제1 키홈(181)과 제2 키홈(182)에는 고정키(183)가 결합된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명 체크밸브 구조(100)의 작동상태를 상세하게 설명한다.
먼저, 도 5 내지 도 6 에 도시된 바와 같이, 유체는 본 발명인 내측몸체(120)의 유로(121)를 통과한 후, 외측몸체(110)의 유로(111)를 통과하여 흐르게 된다.
유체가 배관을 통해 내측몸체(120)의 유로(121)로 흐르게 되면, 유체의 압력에 의해 개폐부재(160)를 가압하게 되며, 상기 유체의 가압력이 스프링(170)의 탄성보다 클 경우 개폐부재(160)는 스프링(170)을 압축시킴과 동시에 개폐부재(160)가 밀폐부재(140)에서 떨어지면서 내측몸체(120)의 유로(121)를 개방하여 외측몸체(110)의 유로(111)와 통하게 된다.
상기와 같이 유로(121)가 개방되면, 유체는 내측몸체(120)의 유로(121)와 외측몸체(110)의 유로(111)를 통과하여 배관을 통해 흐르게 된다.
또한, 유체의 흐름이 중단되면, 개폐부재(160) 내측에 장착된 스프링(170)의 탄성에 의해 복원되면서 개폐부재(160)의 선단부가 밀폐부재(140)의 돌출부(141)에 밀착되어 내측몸체(120)의 유로(121)를 폐쇄하게 된다.
이때, 상기 밀폐부재(140)의 돌출부(141)는 모서리부가 돌출된 형성이므로 개폐부재(160) 선단부의 경사면에 긴밀하게 밀착되므로 유체의 흐름을 안정적으로 단속할 수 있는 것이며, 유체의 흐름으로 인한 유로(121) 개방시에는 개폐부재(160)가 흔들리지 않고 직진성있게 이동하므로 유체가 안정적으로 흐를 수 있도록 하는 장점이 있는 것이다.
또한, 상기 밀폐부재(140)는 단면이 사각의 쿼드링(Quad Ring) 형상으로 이루어지므로 개폐부재(160)와 지속적으로 밀착 및 분리되더라도 밀폐부재(140)가 변형되거나 꼬이지 않도록 하여 제품의 내구성을 높일 수 있게 된다.
도 7은 상기와 같이 구성되는 본 발명 체크밸브 구조(100)와 종래의 체크밸브의 실험결과이고, 실험 기체는 N2 Gas이며, In Put은 1~4Bar이다.
실험 종류는 총 3가지로 실시하였는데, 체크밸브에 1~3Bar의 압력을 준 결과, 기존품(종래 체크밸브)의 유량값은 1Bar에서 38.8LPM이고, 본 발명인 체크밸브구조의 유량값은 47LPM으로 나타나 8.2LPMDL 차이가 났다.
한편, 3Bar의 압력을 준 결과, 기존품의 유량값은 65.5LPM이고, 본 발명인 체크밸브 구조의 유량값은 75.8LPM으로 나타나 10.3LPM 차이가 나타나 기존품에 비하여 유량이 증가한 것을 알 수 있다.
이상과 같이 본 발명은, 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 일실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 발명의 청구범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
100: 체크밸브 구조
110: 외측몸체
111: 유로
120: 내측몸체
121: 유로
130: 실링부재
140: 밀폐부재
141: 돌출부
150: 홀더
151: 이탈방지부
152: 수용홈
153: 고정홈
160: 개폐부재
170: 스프링
180: 회전 및 이탈방지부
181: 제1 키홈
182: 제2 키홈
183: 고정키

Claims (4)

  1. 내부에 유체가 흐를 수 있는 유로(111)가 형성되고 일측 단부에는 수나사가 형성되며 타측 단부의 내측으로는 암나사가 형성되는 외측몸체(110);
    내부에 유체가 흐를 수 있도록 유로(121)가 형성되며 상기 외측몸체(110)의 암나사에 나사체결되는 내측몸체(120);
    상기 내측몸체(120)의 일측 단부에 형성된 장착홈(131)에 장착되어 외측몸체(110)의 내측면에 밀착되는 실링부재(130);
    상기 내측몸체(120)의 유로(121)와 실링부재(130) 사이에 장착되어 개폐부재(160)의 선단부와 밀착되는 밀폐부재(140);
    상기 밀폐부재(140)와 내측몸체(120) 사이에 결합되어 밀폐부재(140)를 안정적으로 고정하면서 외측몸체(110)의 내측면에 밀착되는 홀더(150);
    상기 외측몸체(110)의 유로(111)에 장착되어 밀폐부재(140)에 밀착되면서 유체의 흐름을 단속하며 스프링(170)의 탄성에 의한 작동시 미세 흔들림을 방지하여 직진성을 확보하는 개폐부재(160);
    상기 개폐부재(160)의 내측에 장착되어 개폐부재(160)를 탄력있게 작동시키는 스프링(170);
    상기 외측몸체(110)의 외측 단부에 서로 마주보도록 2개의 제1 키홈(181)이 형성되고, 상기 내측몸체(120)의 외측 단부의 가장자리에 적어도 1개 이상 방사상으로 제2 키홈(182)이 형성되고, 상기 제1 키홈(181)과 제2 키홈(182)에 결합되어 외측몸체(110)와 내측몸체(120)의 회전 및 이탈을 방지하도록 고정키(183)가 형성되는 회전 및 이탈방지부(180)가 구성되며,
    상기 밀폐부재(140)는 각 모서리마다 돌출부(141)가 형성되는 쿼드링(Quad Ring) 형상으로 이루어져 꼬임현상을 방지함과 동시에 개폐부재(160)와의 접촉면적을 늘려 밀폐력을 높이며, 퍼플루오로카본(FFKM) 재질로 형성되어 -40 ~ 320℃ 까지 대응이 가능하고,
    상기 홀더(150)는 테프론(Tefron) 재질로 형성되며, 일측 단부가 'ㄱ'자로 절곡형성되어 밀폐부재(140)의 이탈을 방지하는 이탈방지부(151)를 형성하여 밀폐부재(140)의 일측 단부를 감싸 보호함과 동시에 내측몸체(120)로부터 이탈을 방지하며, 상기 이탈방지부(151)의 내측 모서리부에는 밀폐부재(140)의 돌출부(141)를 수용할 수 있는 수용홈(152)이 형성되고, 상기 내측몸체(120)의 모서리부에는 상기 돌출부(141)를 수용하여 고정하도록 고정홈(153)이 구비되는 것을 특징으로 하는 체크밸브.
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