KR102387847B1 - 유로를 개폐하는 버터플라이 밸브 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 유로를 개폐하는 버터플라이 밸브는, 유체가 이동되는 유로를 형성하는 본체유닛, 상기 본체유닛 내부에 구비되어 회전되면서 상기 유로를 개폐하는 개폐유닛 및 상기 본체유닛의 내측면과 상기 개폐유닛의 외주면에 각각 구비되고, 상기 개폐유닛이 회전되어 상기 유로를 폐쇄하면서 상기 본체유닛과 상기 개폐유닛 사이의 틈새로 유체가 이동되는 것을 방지하는 밀폐유닛을 포함하는 유로를 개폐하는 버터플라이 밸브를 제공한다.
Description
본 발명은 유로를 개폐하는 버터플라이 밸브에 관한 것으로서, 유체가 이동되는 유로를 회전방향에 따라 개폐하면서도, 틈새 사이로 유체가 흘러가는 것을 방지하기 위해 밀폐유닛을 구비하고, 수밀성을 확보하면서도 내구성을 유지할 수 있는 각도와 형상에 맞게 구비하여 수밀성 확보 및 내구성을 유지하는 유로를 개폐하는 버터플라이 밸브에 관한 것이다.
일반적으로 상하수도 혹은 유로를 개폐하도록 구비되는 관에는 회전되면서 유로를 폐쇄하도록 개폐가 관과 대응되는 형상을 가지는 밸브가 형성될 수 있다.
이와 같이 관과 대응되는 형상을 가지는 밸브는 유로를 회전되면서 유로를 폐쇄할 수 있고, 회전방향에 따라 유체가 이동되는 것을 제한하거나 유체가 밸브를 관을 따라 이동되도록 유로를 개방할 수도 있다.
하지만 이와 같은 밸브는 틈새 사이로 흘러나가는 유체를 방지하기 위해 관과 밸브 사이에 가스켓이 구비되며, 가스켓과 밸브 혹은 가스켓과 관이 맞닿아 유로를 효과적으로 폐쇄할 수 있다.
다만, 회전에 따라 지속적으로 가스켓이 마모되고, 이에 따라 수밀성이 확보되지 않을 수 있다는 단점이 있었다.
아울러 내구성을 확보하기 위해 얇게 만들면 수밀성이 확보되지 않고, 수밀성을 확보하기 위해 두껍게 만들면 마모에 의해 오히려 내구성이 낮아진다는 단점이 있을 수 있었다.
그렇기 때문에 유로를 효과적으로 개폐하면서도 수밀성과 내구성을 동시에 확보할 수 있는 다양한 방법들이 고안되고 있으며, 이를 극복할 수 있는 수단이 필요하다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로서, 유체가 이동되는 유로를 회전방향에 따라 개폐하면서도, 틈새 사이로 유체가 흘러가는 것을 방지하기 위해 밀폐유닛을 구비하고, 수밀성을 확보하면서도 내구성을 유지할 수 있는 각도와 형상에 맞게 구비하여 수밀성 확보 및 내구성을 유지하는 것을 과제로 한다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 유로를 개폐하는 버터플라이 밸브는, 유체가 이동되는 유로를 형성하는 본체유닛, 상기 본체유닛 내부에 구비되어 회전되면서 상기 유로를 개폐하는 개폐유닛 및 상기 본체유닛의 내측면과 상기 개폐유닛의 외주면에 각각 구비되고, 상기 개폐유닛이 회전되어 상기 유로를 폐쇄하면서 상기 본체유닛과 상기 개폐유닛 사이의 틈새로 유체가 이동되는 것을 방지하는 밀폐유닛을 포함한다.
여기서 상기 밀폐유닛은, 상기 본체유닛의 내측면을 따라 구비되는 제1 폐쇄부 및 상기 개폐유닛의 외주면을 따라 구비되고, 상기 개폐유닛의 회전에 따라 상기 제1 폐쇄부와 맞닿아 상기 틈새를 폐쇄하는 제2 폐쇄부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
아울러 상기 제1 폐쇄부는, 상기 개폐유닛의 회전에 따라 상기 제2 폐쇄부가 맞닿으며 상기 틈새가 폐쇄되도록 유체가 이동되는 방향을 따라 경사지도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2 폐쇄부는, 상기 제1 폐쇄부와 적어도 하나 이상의 점에서 맞닿도록 다수의 굴곡이 형성되고, 각각의 굴곡이 상기 제1 폐쇄부와 맞닿아 마모되는 것을 방지하기 위해 곡률반경을 가지도록 완만하게 형성되는 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 제2 폐쇄부는, 제1 곡률반경을 가지도록 상기 본체유닛을 향해 돌출되는 제1 굴곡부, 유로의 이동방향상에서 상기 제1 굴곡부보다 후방에 형성되고, 제2 곡률반경을 가지도록 상기 제1 굴곡부와 서로 다른 위치에서 상기 본체유닛을 향해 돌출되는 제2 굴곡부 및 상기 제1 굴곡부와 상기 제2 굴곡부 사이에서 제3 곡률반경을 가지며 상기 제1 굴곡부 및 상기 제2 굴곡부보다 함몰되게 형성되는 제3 굴곡부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서 상기 제2 폐쇄부는, 상기 제1 곡률반경 및 상기 제2 곡률반경이 서로 동일한 크기를 가지도록 상기 제1 굴곡부와 상기 제2 굴곡부가 상기 본체유닛을 향해 돌출되는 것을 특징으로 한다.
아울러 상기 제2 폐쇄부는, 상기 제1 곡률반경 및 상기 제2 곡률반경이 서로 다르도록 상기 제1 굴곡부 및 상기 제2 굴곡부가 상기 본체유닛을 향해 돌출되되, 상기 제1 폐쇄부와 대응되는 경사를 가지도록 상기 본체유닛을 향해 돌출되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2 폐쇄부는, 유체가 이동되는 방향상에서 전면에 위치되어 유체와 맞닿는 제1 면, 상기 제1 면과 대향되는 방향에서 상기 제1 면과 마주보는 제2 면이 형성되되, 상기 제1 면과 상기 제2 면이 서로 다른 길이를 가지도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
여기서 상기 제2 폐쇄부는, 상기 개폐유닛이 회전되면서 발생되는 유체에 대한 저항력을 감소시키기 위해 상기 제1 면과 상기 제1 굴곡부 사이에 경사면이 형성되는 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 제2 폐쇄부는, 상기 제1 면과 상기 경사면이 20 내지 40도의 경사를 가지도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 유로를 개폐하는 버터플라이 밸브는, 유체가 이동되는 유로를 회전방향에 따라 개폐하면서도, 틈새 사이로 유체가 흘러가는 것을 방지하기 위해 밀폐유닛을 구비하고, 수밀성을 확보하면서도 내구성을 유지할 수 있는 각도와 형상에 맞게 구비하여 수밀성 확보 및 내구성을 유지하는 효과가 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
아래에서 설명하는 본 출원의 바람직한 실시예의 상세한 설명뿐만 아니라 위에서 설명한 요약은 첨부된 도면과 관련해서 읽을 때에 더 잘 이해될 수 있을 것이다.
본 발명을 예시하기 위한 목적으로 도면에는 바람직한 실시예들이 도시되어 있다.
그러나, 본 출원은 도시된 정확한 배치와 수단에 한정되는 것이 아님을 이해해야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유로를 개폐하는 버터플라이 밸브의 전체적인 모습을 도시한 도면;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유로를 개폐하는 버터플라이 밸브의 AA' 단면을 도시한 도면;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유로를 개폐하는 버터플라이 밸브의 밀폐유닛을 도시한 도면;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유로를 개폐하는 버터플라이 밸브의 경사면의 각도를 설명하기 위해 도시한 도면;
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 유로를 개폐하는 버터플라이 밸브의 경사면의 각도에 따른 수밀성과 내구성의 연관관계를 설명하기 위해 도시한 도면;
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 유로를 개폐하는 버터플라이 밸브의 경사면의 각도에 따른 수밀성과 내구성에 대한 도표를 도시한 도면;
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 유로를 개폐하는 버터플라이 밸브의 개폐 상황을 설명하기 위해 도시한 도면;
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 유로를 개폐하는 버터플라이 밸브가 개방된 상태를 설명하기 위해 도시한 도면;
도 9는 본 발명의 변형예에 따른 유로를 개폐하는 버터플라이 밸브의 회전축이 편심되는 상황을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
본 발명을 예시하기 위한 목적으로 도면에는 바람직한 실시예들이 도시되어 있다.
그러나, 본 출원은 도시된 정확한 배치와 수단에 한정되는 것이 아님을 이해해야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유로를 개폐하는 버터플라이 밸브의 전체적인 모습을 도시한 도면;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유로를 개폐하는 버터플라이 밸브의 AA' 단면을 도시한 도면;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유로를 개폐하는 버터플라이 밸브의 밀폐유닛을 도시한 도면;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유로를 개폐하는 버터플라이 밸브의 경사면의 각도를 설명하기 위해 도시한 도면;
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 유로를 개폐하는 버터플라이 밸브의 경사면의 각도에 따른 수밀성과 내구성의 연관관계를 설명하기 위해 도시한 도면;
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 유로를 개폐하는 버터플라이 밸브의 경사면의 각도에 따른 수밀성과 내구성에 대한 도표를 도시한 도면;
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 유로를 개폐하는 버터플라이 밸브의 개폐 상황을 설명하기 위해 도시한 도면;
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 유로를 개폐하는 버터플라이 밸브가 개방된 상태를 설명하기 위해 도시한 도면;
도 9는 본 발명의 변형예에 따른 유로를 개폐하는 버터플라이 밸브의 회전축이 편심되는 상황을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.
먼저 도 1 내지 도 3을 통해 본 발명의 일 실시예에 따른 유로를 개폐하는 버터플라이 밸브의 전반적인 구성에 대해서 설명할 수 있다.
구체적으로, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유로를 개폐하는 버터플라이 밸브의 전체적인 모습을 도시한 도면, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유로를 개폐하는 버터플라이 밸브의 AA' 단면을 도시한 도면, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유로를 개폐하는 버터플라이 밸브의 밀폐유닛을 도시한 도면이다.
먼저 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 유로를 개폐하는 버터플라이 밸브는 유체가 이동되는 유로를 형성하는 본체유닛(100), 회전되면서 상기 유로를 개폐하는 개폐유닛(200) 및 상기 본체유닛(100)의 내측면과 상기 개폐유닛(200)의 외주면을 따라 각각 구비되며, 상기 개폐유닛(200)이 회전되면서 서로 맞닿아 상기 본체유닛(100)과 상기 개폐유닛(200) 사이에 형성되는 틈새를 폐쇄하여 상기 틈새를 통해 유체가 이동되는 것을 방지하는 밀폐유닛(300)을 포함할 수 있다.
여기서 상기 본체유닛(100)은 일반적인 상하수도 관 사이에 구비되거나, 유체가 이동되는 것을 선택적으로 차단할 필요가 있는 관에는 어디에나 구비될 수 있도록 필요에 따라 다양한 직경을 가지는 유로를 형성할 수 있다.
아울러 상기 본체유닛(100)의 외주면을 따라 인접한 관과 연결될 수 있도록 별도의 연결부가 구비될 수 있고, 상기 개폐유닛(200)을 회전시키도록 별도의 구동부가 마련될 수 있다.
여기서 상기 본체유닛(100)에 형성되는 구동부는 회전방향에 따라 상기 개폐유닛(200)의 회전방향을 조절할 수 있다.
한편, 상기 개폐유닛(200)은 앞서 상술한 별도의 구동부를 통해 회전될 수 있고, 상기 본체유닛(100)의 내부에 마련될 수 있다.
또한, 상기 개폐유닛(200)은 도 2에 도시된 바와 같이 외주면을 따라 상기 밀폐유닛(300)이 결합될 수 있는 공간이 마련되고, 상기 유체가 이동되는 방향상에서 전면에 위치되는 방향에서 상기 밀폐유닛(300)이 결합되는 공간을 폐쇄하여 상기 밀폐유닛(300)을 고정시킬 수 있도록 결합부(220)가 구비될 수 있고, 상기 결합부(220)가 상기 밀폐유닛(300)과 맞닿은 상태에서 고정될 수 있도록 상기 결합부(220)를 관통하여 고정시키는 나사부(240) 및 상기 본체유닛(100)과 상기 개폐유닛(200)을 연결하되, 상기 개폐유닛(200)이 회전되는 축을 형성하는 회전축부(260)가 형성되어 있을 수 있다.
여기서 상기 결합부(220)는 도 2에서는 단면으로 도시된 상태이지만 상기 개폐유닛(200)의 외주면을 따라 상기 개폐유닛(200)과 대응되는 직경을 가지도록 형성될 수 있으며, 상기 밀폐유닛(300)의 삽입여부에 따라 상기 밀폐유닛(300)이 삽입되는 공간을 개폐할 수 있도록 상기 개폐유닛(200)에서 분리 가능하게 형성될 수 있다.
아울러 추후 상술할 도면을 통해 보다 상세하게 설명하도록 하겠지만, 일단부가 상기 밀폐유닛(300)에 형성되는 고정면(F3)과 대응되는 형상으로 형성되고, 타단부에는 상기 나사부(240)가 삽입될 수 있는 삽입공이 형성되어 있을 수 있다.
또한, 상기 결합부(220)는 상기 개폐유닛(200)의 외주면을 따라 길게 형성되는 것은 자명할 수 있고, 상기 나사부(240)가 삽입되는 삽입공은 상기 결합부(220)를 따라 다수개가 형성되고, 서로 기 설정된 간격을 가지고 이격되도록 형성되어 있을 수 있다.
아울러 상기 나사부(240)는 상기 결합부(220)의 길이방향을 따라 다수개가 형성되는 삽입공에 삽입되도록 삽입공과 대응되는 형상으로 형성될 수 있고, 삽입공에 삽입되어 상기 결합부(220)를 관통하여 상기 밀폐유닛(300)을 상기 개폐유닛(200)의 외주면에 고정시킬 수 있다.
한편, 상기 회전축부(260)는 상기 개폐유닛(200)과 상기 본체유닛(100)을 연결하도록 상기 본체유닛(100)의 직경과 대응되는 길이를 가지도록 형성될 수 있으며, 상기 개폐유닛(200)이 회전되는 회전축을 형성할 수 있다.
이에 따라 회전되는 상태에서 상기 밀폐유닛(300)의 마모를 최소화하면서도 상기 밀폐유닛(300)의 수밀성을 확보할 수 있는 효과가 있을 수 있다.
한편, 상기 밀폐유닛(300)은 상기 본체유닛(100)의 내측면을 따라 구비되는 제1 폐쇄부(320) 및 상기 유로가 폐쇄된 상태에서 상기 제1 폐쇄부(320)와 맞닿아 상기 틈새를 폐쇄하는 제2 폐쇄부(340)로 구성될 수 있다.
여기서 상기 제1 폐쇄부(320)는 도 2에 도시된 바와 같이 유체가 이동되는 방향을 따라 경사를 가지도록 형성될 수 있으며, 단면형상에서 서로 대응되는 위치의 점을 이은 직경이 유체가 이동되는 방향으로 점점 길어지도록 경사지게 형성될 수 있다.
이는 상기 개폐유닛(200)이 회전되면서 맞닿아 상기 틈새를 밀폐하면서도 마모되는 것을 최소화할 수 있으며, 보다 상세한 것은 추후 상술할 도면을 통해 자세하게 설명하도록 한다.
한편, 상기 제2 폐쇄부(340)는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 제1 폐쇄부(320)와 적어도 하나 이상의 점에서 맞닿아 상기 틈새를 밀폐하도록 다수의 굴곡을 형성할 수 있으며, 제1 곡률반경을 가지도록 상기 본체유닛(100)을 향해 돌출되는 제1 굴곡부(342), 상기 제1 굴곡부(342)와 서로 다른 위치에서 제2 곡률반경을 가지고 상기 본체유닛(100)을 향해 돌출되는 제2 굴곡부(344) 및 상기 제1 굴곡부(342)와 상기 제2 굴곡부(344) 사이에 제3 곡률반경을 가지고 형성되되, 상기 제1 굴곡부(342) 및 상기 제2 굴곡부(344)가 돌출되도록 상기 제1 굴곡부(342) 및 상기 제2 굴곡부(344)보다 함몰되게 형성되도록 상기 제3 곡률반경을 가지고 함몰되는 제3 굴곡부(346)가 형성될 수 있다.
아울러 상기 밀폐유닛(300)은 유체가 이동되는 방향상에서 전면에 위치되는 제1 면(F1)과 상기 제1 면(F1)과 마주보는 유체가 이동되는 방향상에서 후면에 위치되는 제2 면(F2)이 서로 다른 길이를 가지도록 형성되어 상기 제1 폐쇄부(320)의 경사와 대응되도록 형성될 수 있다.
이 때, 상기 제1 면(F1)과 상기 제2 면(F2)은 대략적으로 상기 제1 면(F1)의 길이보다 상기 제2 면(F2) 길이가 더 길도록 형성될 수 있으며, 상기 제1 면(F1)과 상기 제2 면(F2)의 비율은 약 5:13의 비율로 형성될 수 있다.
즉, 상기 제1 면(F1)의 길이가 5.4의 비율을 가지고 있는 경우, 상기 제2 면(F2)의 길이는 12.7의 비율을 가지도록 형성될 수 있는 것이다.
이는 유체가 접촉되어 유압이 작용되는 상기 제1 면(F1)의 면적이 상대적으로 유압이 작용하지 않는 상기 제2 면(F2)에 비해 면적이 작다는 것을 의미할 수 있으며, 이는 유압이 작용되는 면적이 감소되어 유압에 의해 상기 개폐유닛(200)의 외주면에서 이탈되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있을 수 있고, 상기 제2 면(F2)은 상기 개폐유닛(200)의 외주면과 접촉되기 때문에 상기 개폐유닛(200)에 의해 지지되는 면적이 넓어 작용되는 유압에 보다 효과적으로 견딜 수 있다는 장점이 있을 수 있는 것이다.
아울러 상기 밀폐유닛(300)은 상기 개폐유닛(200)의 외주면에 형성되는 상기 밀폐유닛(300)이 삽입되는 공간과 상기 밀폐유닛(300)을 고정시키도록 상기 개폐유닛(200)의 외주면에 결합되는 상기 결합부(220) 사이에 억지끼움되는 고정면(F3)이 형성될 수 있다.
여기서 상기 고정면(F3)은 상기 밀폐유닛(300)을 고정시키도록 상기 제1 면(F1)와 상기 제2 면(F2)이 위치된 방향으로 돌출되도록 형성되되, 상기 개폐유닛(200)의 외주면과 상기 결합부(220)가 형성하는 공간상에서 양단이 소정거리 이격되는 공간이 형성되도록 형성되어 상기 밀폐유닛(300)이 상기 개폐유닛(200)의 외주면과 상기 결합부(220)가 형성되는 공간상에 억지 끼움되면서 발생되는 균열을 방지할 수도 있다.
아울러 상기 밀폐유닛(300)의 내부에는 필요에 따라 변형 및 끼움이 용이하도록 중공이 형성되어 있을 수 있으며, 이는 제작자의 의도에 따라 다양하게 변경하여 형성할 수 있다.
한편, 앞서 상술한 상기 제1 굴곡부(342), 상기 제2 굴곡부(344) 및 상기 제3 굴곡부(346)에 대해 보다 상세하게 설명하자면, 상기 제1 굴곡부(342) 및 상기 제2 굴곡부(344)는 상기 본체유닛(100)을 향해 돌출되도록 형성되고, 상기 제3 굴곡부(346)는 상기 회전축부(260)를 향해 함몰되도록 형성될 수 있으며, 각각이 제1 곡률반경, 제2 곡률반경, 제3 곡률반경을 가지도록 형성될 수 있다.
여기서 상기 제1 굴곡부(342)와 상기 제2 굴곡부(344)는 서로 동일한 곡률반경을 가지고 형성되어 서로 동일한 길이만큼 상기 본체유닛(100)을 향해 돌출되도록 형성될 수 있고, 상기 제3 굴곡부(344)의 함몰되는 깊이 혹은 제3 곡률반경의 크기에 따라 상기 제1 굴곡부(342)와 상기 제2 굴곡부(344)가 완만하게 형성되거나 과도하게 돌출되도록 형성될 수 있다.
다만, 이와 같이 상기 제1 곡률반경과 상기 제2 곡률반경이 동일하도록 상기 제1 굴곡부(342)와 상기 제2 굴곡부(344)가 동일한 길이만큼 상기 본체유닛(100)으로 돌출되는 경우에는 상기 제1 폐쇄부(32O)의 경사에 대응되지 못해 수밀성이 확보되지 못할 수 있고, 수밀성을 확보하기 위해 돌출되는 길이를 길게 하더라도 상기 제1 폐쇄부(320)와 서로 강하게 맞닿으며 서로를 마모시키는 단점을 가질 수도 있다.
그렇기 때문에 상기 제1 곡률반경과 상기 제2 곡률반경이 서로 다르도록 상기 제1 굴곡부(342)와 상기 제2 굴곡부(344)가 돌출되되, 유체가 이동되는 방향상에 상기 제1 굴곡부(342)가 전면에 위치되고, 상기 제2 굴곡부(344)가 후면에 위치되는 상황에서 상기 제1 굴곡부(342)보다 상기 제2 굴곡부(344)가 돌출되는 길이가 길어 상기 제1 폐쇄부(320)의 경사에 대응되도록 형성될 수 있다.
이는 상기 제1 폐쇄부(320)와의 접촉을 최대한 유지하면서도 회전되면서 상기 제1 폐쇄부(320)와 상기 제2 폐쇄부(340)가 마모되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 상기 제1 면(F1)과 상기 제1 굴곡부(342) 사이에는 유체가 상기 제1 면(F1)에 작용하는 유압이 경감되면서도 상기 제1 폐쇄부(320)와 상기 제2 폐쇄부(340)가 회전방향에 따라 개폐되면서 부딪히거나 쓸려 마모되는 것을 방지하도록 경사면(348)이 형성될 수 있다.
여기서 상기 경사면(348)은 상기 제1 면(F1)과 상기 제1 굴곡부(342) 사이에 형성되되, 상기 제1 굴곡부(342)와 상기 제2 굴곡부(344)의 단부가 이루는 경사가 상기 제1 폐쇄부(320)의 경사와 대응되도록 하여 마모를 감소하여 내구성을 확보할 수 있는 수준으로 상기 제1 면(F1)과 소정 각도(
)를 이루고 있을 수 있다.
이에 대한 설명은 보다 상세하게 설명하기 위해 추후 상술할 도면을 통해 보다 상세하게 설명할 수 있다.
한편, 상기 제1 면(F1)과 상기 고정면(F3), 상기 제2 면(F2)과 상기 고정면(F3)이 이어지는 부분은 소정각도를 이루도록 경사를 가질 수 있다.
즉, 상기 제1 면(F1)에서 돌출되는 상기 고정면(F3)의 부분이 경사를 가지면서도, 상기 제2 면(F2)에서 돌출되는 상기 고정면(F3)도 경사를 가지도록 형성될 수 있는 것이다.
앞서 상술한 구성을 바탕으로 본 발명의 일 실시예에 따른 유로를 개폐하는 버터플라이 밸브의 각도(
)에 따른 내구성과 수밀성을 비교하기 위해 도 4 내지 도 6 참조할 수 있다.
구체적으로, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유로를 개폐하는 버터플라이 밸브의 경사면의 각도를 설명하기 위해 도시한 도면, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 유로를 개폐하는 버터플라이 밸브의 경사면의 각도에 따른 수밀성과 내구성의 연관관계를 설명하기 위해 도시한 도면, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 유로를 개폐하는 버터플라이 밸브의 경사면의 각도에 따른 수밀성과 내구성에 대한 도표를 도시한 도면이다.
먼저 도 4에 도시된 바와 같이 상기 제1 면(F1)과 상기 제1 굴곡부(342) 사이에는 상기 각도(
)를 가지도록 상기 경사면(348)이 형성될 수 있으며, 상기 각도(
)에 따라서 상기 제1 굴곡부(342)의 위치와 상기 제1 폐쇄부(320)와 상기 제2 폐쇄부(340)가 맞닿는 정도가 달라지기 때문에 상기 각도(
)의 변화에 따른 적정량을 찾는 것이 중요할 수 있다.
아울러 상기 제2 면(F2)에는 상기 경사면(348)이 형성되지 않을 수 있고, 이는 상기 개폐유닛(200)의 외주면과의 접촉면적을 향상시켜 지지력을 유압에 의해 상기 밀폐유닛(300)이 이탈하지 않도록 고정력을 향상시키는 효과가 있을 수 있다.
앞서 상술한 바와 같이 상기 각도(
)에 따른 수밀성과 내구성의 변화를 확인하기 위해 도 5를 참조하면, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 각도(
)가 커짐에 따라 수밀성은 낮아지고, 내구성은 높아지는 것을 확인할 수 있다.
이는 대략적으로 생각해보더라도, 상기 각도(
)가 높아짐에 따라 상기 제1 굴곡부(342)와 상기 제1 폐쇄부(320)가 맞닿기가 힘들어지고, 이에 따라 빈 공간이 형성되기 때문에 수밀성이 빠른 속도로 0을 향해 수렴하게 되는 것이고, 반대로 상기 각도(
)가 높아짐에 따라 상기 제1 굴곡부(342)가 상기 제1 폐쇄부(320)에 가압되는 정도가 높아지기 때문에 상기 개폐유닛(200)의 회전에 따라 접촉되면서 마모가 발생될 수 있는 정도가 점점 증가하는 것이다.
이에 따라 상기 경사면(348)이 이루는 상기 각도(
)는 대략적으로 20 내지 40도를 유지는 것이 적절할 수 있으며, 수밀성의 그래프와 내구성의 그래프가 맞닿는 것은 대량 31도는 넘지 않으면서도, 30도는 넘는 각도가 될 수 있다.
구체적으로는 상기 각도(
)는 30.6도를 가지도록 상기 경사면(348)이 형성될 수 있으며, 이에 따라 수밀성을 확보하면서도 내구성을 확보하도록 마모되는 정도를 격감할 수 있는 효과가 있을 수 있다.
이를 보다 객관적으로 확인하기 위해 도 5의 그래프에 대한 결과값에 대한 내용을 도 6을 참조하여 확인할 수 있다.
이 때, 도 6에 도시된 바와 같이 수밀성과 내구성은 상기 각도(
)에 따라 다양하게 가변될 수 있으며, 내구성은 상기 각도(
)가 높아짐에 따라 높아지고, 마모성은 상기 각도(
)가 높아짐에 따라 낮아지며, 서로가 겹치는 부분은 도 5에 도시된 바와 같이 약 30.6도 정도가 될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 유로를 개폐하는 버터플라이 밸브의 작동상황을 설명하기 위해 도 7 및 도 8을 참조할 수 있다.
구체적으로, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 유로를 개폐하는 버터플라이 밸브의 개폐 상황을 설명하기 위해 도시한 도면, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 유로를 개폐하는 버터플라이 밸브가 개방된 상태를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
먼저 도 7에 도시된 바와 같이 상기 유로가 폐쇄된 상태에서 상기 유로를 개방하고자 하는 경우, 상기 개폐유닛(200)을 회전시킬 수 있다.
이 때, 상기 회전축부(260)는 상기 개폐유닛(200)이 회전되는 각도에 따라 유로를 개폐할 수 있으며, 유로가 폐쇄된 상태에서는 상기 제1 폐쇄부(320)와 상기 제2 폐쇄부(340)가 적어도 하나 이상의 점에서 접촉되어 유로를 폐쇄할 수 있다.
또한, 도 8에 도시된 바와 같이 상기 유로개 개방되면서 상기 제1 폐쇄부(320)와 상기 제2 폐쇄부(340)의 접촉이 떨어지면서 유체가 이동될 수 있는 유로를 개방하며, 완전히 개방된 상태에서 유로가 이동되도록 할 수 있다.
한편, 도 9를 참조하여 본 발명의 변형예에 따른 유로를 개폐하는 버터플라이 밸브에 대해서 설명할 수 있다.
구체적으로, 도 9은 본 발명의 변형예에 따른 유로를 개폐하는 버터플라이 밸브의 회전축이 편심되는 상황을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
먼저 도 9에 도시된 바와 같이 본 발명의 변형예에 따른 상기 개폐유닛(200)에 구비되는 상기 회전축부(260)는 편심되어 회전되어 상기 개폐유닛(200)이 일방향으로 편심된 상태로 회전될 수 있다.
즉, 상기 회전축부(260)가 편심되어 회전되기 때문에 일 방향으로 치우치도록 회전되면서 이동되고, 이동되는 방향은 상기 회전축부(260)의 길이방향과 수직한 상기 본체유닛(100)의 직경방향상에서 좌우측으로 이동되거나 유체가 이동되는 전후방향으로 이동될 수 있는 것이다.
이는 상기 회전축부(260)가 편심되어 회전되기 때문에 중심을 기준으로 회전될 때보다 일방향으로 치우친 상태에서 회전되기 때문에 발생되는 현상이며, 이에 따라 회전되는 방향상에서 상기 제1 폐쇄부(320)와 상기 제2 폐쇄부(340)의 쓸림 현상을 최소화하여 내구성을 향상시킬 수 있는 효과가 있을 수 있다.
즉, 상기 회전축부(260)가 편심되면서 치우치는 방향은 상기 제1 폐쇄부(320)와 상기 제2 폐쇄부(340)가 서로 맞닿는 각도에 따라 축이 결정될 수 있으며, 이는 상기 제1 폐쇄부(320)와 상기 제2 폐쇄부(340)가 서로를 가압하여 발생되는 마모를 방지하기 위함일 수 있다.
즉, 도 9에 도시된 바와 같이 상기 개폐유닛(200)을 회전시키면 상기 회전축부(260)는 도 9를 기준으로 좌측방향으로 편심되어 회전되고, 이는 상기 제2 폐쇄부(340)가 회전되는 방향의 접선방향과 유사한 좌측방향으로 치우친 상태로 회전될 수 있다.
이와 같이 상기 개폐유닛(200)이 회전되게 되면 회전축은 기존의 위치에서 벗어나 좌측으로 이동한 것처럼 보이게 되며, 상기 개폐유닛(200)의 전면은 상기 본체유닛(100)의 내측에서 좌측부에 접근하도록 회전될 수 있고, 이에 따라 단면형상 상에서 도 9를 기준으로 우측에 위치한 상기 제1 폐쇄부(320)와 상기 제2 폐쇄부(340)는 소정거리 이격되면서 회전되어 서로를 가압하지 않을 수 있고, 이에 따라 상기 밀폐유닛(300)의 마모를 최소화할 수 있다.
즉, 상기 유로가 완전히 개방된 상태에서 상기 개폐유닛(200)은 전면이 바라보는 방향의 상기 본체유닛(100)의 내측방향으로 상기 회전축부(260)가 편심된 상태로 있을 수 있으며, 상기 유로를 폐쇄하는 경우 상기 회전축부(260)가 원래의 위치로 돌아가며 상기 밀폐유닛(300)의 마모를 최소화하면서도 수밀성을 확보하도록 서로가 적어도 하나 이상의 점에서 접촉될 수 있다.
본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다.
그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
F1: 제1 면
F2: 제2 면
F3: 끼움면
100: 본체유닛
200: 개폐유닛
220: 결합부
240: 나사부
260: 회전축부
300: 밀폐유닛
320: 제1 폐쇄부
340: 제2 폐쇄부
342: 제1 굴곡부
344: 제2 굴곡부
346: 제3 굴곡부
348: 경사면
Claims (10)
- 유체가 이동되는 유로를 형성하는 본체유닛;
상기 본체유닛 내부에 구비되어 회전되면서 상기 유로를 개폐하는 개폐유닛; 및
상기 본체유닛의 내측면과 상기 개폐유닛의 외주면에 각각 구비되고, 상기 개폐유닛이 회전되어 상기 유로를 폐쇄하면서 상기 본체유닛과 상기 개폐유닛 사이의 틈새로 유체가 이동되는 것을 방지하는 밀폐유닛을 포함하되,
상기 밀폐유닛은,
상기 본체유닛의 내측면을 따라 구비되는 제1 폐쇄부 및 상기 개폐유닛의 외주면을 따라 구비되고, 상기 개폐유닛의 회전에 따라 상기 제1 폐쇄부와 맞닿아 상기 틈새를 폐쇄하는 제2 폐쇄부를 포함하고,
상기 제2 폐쇄부는,
유체가 이동되는 방향상에서 전면에 위치되어 유체와 맞닿는 제1 면, 상기 제1 면과 대향되는 방향에서 상기 제1 면과 마주보는 제2 면이 형성되고, 상기 제1 폐쇄부와 적어도 하나 이상의 점에서 맞닿도록 제1 곡률반경을 가지며 상기 본체유닛을 향해 돌출되는 제1 굴곡부, 유로의 이동방향상에서 상기 제1 굴곡부보다 후방에 형성되고, 제2 곡률반경을 가지도록 상기 제1 굴곡부와 서로 다른 위치에서 상기 본체유닛을 향해 돌출되는 제2 굴곡부 및 상기 제1 굴곡부와 상기 제2 굴곡부 사이에서 제3 곡률반경을 가지며 상기 제1 굴곡부 및 상기 제2 굴곡부보다 함몰되게 형성되는 제3 굴곡부를 포함하며, 상기 개폐유닛이 회전되면서 발생되는 유체에 대한 저항력을 감소시키기 위해 상기 제1 면과 상기 제1 굴곡부 사이에 경사면이 형성되되,
상기 제1 면은,
유체와의 접촉면적을 감소시켜 유체의 저항력을 감소시키기 위해 상기 제2 면보다 상대적으로 짧게 형성되며, 상기 경사면이 20 내지 40도의 경사를 가지도록 형성되고,
상기 제2 면은,
상기 제2 폐쇄부가 상기 개폐유닛에 끼움결합된 상태에서 지지력을 향상시키기 위해 상기 제1 면보다 상대적으로 길게 형성되어 상기 제1 면과 상기 제2 면은 5:13의 비율의 길이를 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는
유로를 개폐하는 버터플라이 밸브.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 제1 폐쇄부는,
상기 개폐유닛의 회전에 따라 상기 제2 폐쇄부가 맞닿으며 상기 틈새가 폐쇄되도록 유체가 이동되는 방향을 따라 경사지도록 형성되는 것을 특징으로 하는,
유로를 개폐하는 버터플라이 밸브.
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 제2 폐쇄부는,
상기 제1 곡률반경 및 상기 제2 곡률반경이 서로 동일한 크기를 가지도록 상기 제1 굴곡부와 상기 제2 굴곡부가 상기 본체유닛을 향해 돌출되는 것을 특징으로 하는,
유로를 개폐하는 버터플라이 밸브.
- 제1항에 있어서,
상기 제2 폐쇄부는,
상기 제1 곡률반경 및 상기 제2 곡률반경이 서로 다르도록 상기 제1 굴곡부 및 상기 제2 굴곡부가 상기 본체유닛을 향해 돌출되되, 상기 제1 폐쇄부와 대응되는 경사를 가지도록 상기 본체유닛을 향해 돌출되는 것을 특징으로 하는,
유로를 개폐하는 버터플라이 밸브.
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| KR200273552Y1 (ko) * | 2002-01-28 | 2002-05-03 | 이병순 | 버터플라이밸브의 시이트장치 |
| JP2004169845A (ja) * | 2002-11-21 | 2004-06-17 | Kitz Corp | バルブのシート構造 |
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