KR102401330B1 - 더블 벨로우즈 밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 더블 벨로우즈 밸브에 관한 것으로, 밸브의 스템과 본체(밸브바디, 연장본넷 및 상부본넷) 사이의 누설 방지 안정성을 향상시키기 위하여, 인사이드 벨로우즈와 상기 인사이드 벨로우즈를 감싸는 아웃사이드 벨로우즈를 포함하는 2중 구조의 벨로우즈를 포함하는 더블 벨로우즈 밸브에 있어서, 상기 인사이드 벨로우즈는 상부본넷의 하부면에 상부 끝단이 고정되고 상기 스템에 하부 끝단이 고정되며, 상기 아웃사이드 벨로우즈는 연장본넷 내부공간 상부에 구비되는 아웃사이드 벨로우즈 상부링에 상부 끝단이 고정되고 상기 스템에 하부 끝단이 고정되는 구조를 가지는 더블 벨로우즈 밸브에 관한 것이다.

Description

더블 벨로우즈 밸브{DOUBLE BELLOWS VALVE}

본 발명은 더블 벨로우즈 밸브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 밸브의 스템(stem)과 본체(boby) 사이의 누설을 막기 위해 밸브의 스템과 본체 사이에 벨로우즈(Bellows)를 구비하는 벨로우즈 밸브에 있어서, 인사이드 벨로우즈와 아웃사이드 벨로우즈를 포함하는 2중 구조의 벨로우즈 구조를 통해 밸브의 누설 방지 안정성을 향상시킨 더블 벨로우즈 밸브에 관한 것이다.

벨로우즈 밸브는 벨로우즈 씰 벨브(Bellows seal valve)로도 불리우며, 밸브의 글랜드 패킹(Gland packing) 방식을 벨로우즈 방식으로 보완한 밸브이다.

보통 밸브는 밸브 스템(stem)과 바디(body) 사이의 누설을 막기 위하여 석면계, 그라파이트 또는 불소수지 소재의 글랜드 패킹을 사용하는데, 그랜드 너트를 이용하여 패킹의 마모 정도에 따라 수시로 너트를 조임 정도를 조절해야하는 등 지속적인 유지 관리가 필요한 번거로움이 있었다.

또한, 상기와 같이 그랜드 너트의 조임 정도를 관리하는 데 있어서, 너트를 과도하게 조이는 경우 그랜드 패킹도 함께 과도하게 조여지면서 밸브 내부 구성에 파손이 발생하는 문제가 발생할 우려가 있었고, 또는 너트의 조임이 부족할 경우 밸브 내부의 유체가 누설되는 문제가 있었다. 특히, 밸브를 통해 다루는 유체가 유독성 물질이거나 휘발성 물질인 경우 소량의 유체 누설도 심각한 위험을 초래하게 되는 문제가 있었다.

이와 같은 종래 그랜드 패킹을 사용하는 밸브의 문제를 해결하기 위하여 다양한 밸브 밀봉기술이 개발되어 왔으며, 이중 벨로우즈 방식을 사용하는 벨로우즈 밸브는 가장 밀봉성이 뛰어난 밸브 방식인 것으로 알려져 있다. 상기 벨로우즈는 금속 소재의 씰이기 때문에 고온, 고압 및 부식에 강하고, 특히 유체가 환경 및 인체에 악영향을 줄 수 있는 산성 가스에 많이 사용되며, 배관 유체의 성격에 따라 베로우즈의 재질을 선택하여 사용할 수 있으므로 극한 환경 및 고온 고압에 사용 가능하다.

참고로, 벨로우즈는 주름관이라는 뜻으로서, 벨로우즈에는 주름관이라는 이름에서도 알 수 있듯이 구불구불한 주름을 포함하여 구성되며, 이러한 주름들이 늘어나거나 줄어들면서 일종의 스프링 역할을 하여 전체 길이가 늘어나거나, 어느 한쪽으로 휘어질 수 있게 만들어져 있는 것이다.

일반적인 벨로우즈 밸브의 구조로서, 벨로우즈의 하부는 스템 또는 밸브 디스크(Disk)와 용접으로 결합되고, 벨로우즈의 상부는 밸브의 바디 또는 본넷(Bonnet)의 사이 또는 그랜드 패킹에 용접으로 결합되어 밸브 내부 유체의 누설 차단 신뢰성을 높이는 구조를 가진다.

이러한 장점에도 불구하고 종래의 일반적인 벨로우즈 밸브는 구조적인 문제로 인한 내압성이 다소 약하며, 장기간 사용시 벨로우즈의 파손에 따른 누설 위험이 있는 문제가 있어, 강한 내압 부하가 걸리는 관로에는 적용하는 데 한계가 있어서고, 장시간 사용으로 인한 벨로우즈의 피로파손시 유체의 누설을 막을 수단이 스템과 상부본넷 사이의 팩킹에만 의존해야 하므로 누설 방지 신뢰성이 다소 떨어지는 문제가 있었다.

상기와 같은 실정에 따라 본 발명은 밸브의 스템과 본체 사이에 인사이드 벨로우즈와 아웃사이드 벨로우즈를 포함하는 더블 벨로우즈 밸브를 구성하는 데 있어서, 벨로우즈 밸브 사이즈의 큰 변경없이도 2중 벨로우즈 구조가 밸브 내부에 구비될 수 있도록 함으로써, 밸브의 제조비용 및 제조의 난이도의 큰 증가 없이도, 밸브의 누설 안정성 및 수명을 향상시킬 수 있는 새로운 구조의 더블 벨로우즈 밸브를 제시하고자 한다.

다음으로 본 발명의 기술이 속하는 분야에 존재하는 선행기술에 대하여 간략하게 설명하고, 이어서 본 발명이 상기 선행기술에 비하여 차별적으로 이루고자 하는 기술적 사항에 대해 설명하도록 한다.

먼저, 한국등록특허공보 제10-0666601호(2007.01.09. 공고일)는 이중 벨로우즈실 액추에이터 고온 및 고징공용 밸브에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 유체 또는 기체를 제어하는 유로부와, 상기 유로부를 동작시키는 구동부를 벨로우즈 2개의 조합을 통하여 액추 에이터를 형성하고, 이로 인해 밸브의 내열성 및 기밀성을 증대시키고, 상기 유로부와 구동부 간의 간격을 줄여 전체적인 크기를 대폭 감소하여, 결과적으로 고온작업 환경 중 필요 위치에 직접 설치하여 사용되는 이중 벨로우즈실 액추에이터 고 온 및 고진공용 밸브에 관한 것으로, 상측에 구동부 및 하측에 유로부를 구비하는 상 하측 몸체와, 상기 상측 몸체의 상면 이 개구되어 내측으로 일정 폭과 깊이를 갖게 형성되는 홈부와, 상기 홈부의 중심측 하부면에서 일정 크기로 관통형성되어 하향길이를 갖는 관통홀과, 상기 홈부 상측에 고정되어 하측으로 일정 깊이 상하 유동되는 제 1 벨로우즈와, 상기 홈부의 저면에 고정되어 상기 관통홀 측으로 일정 깊이 내삽되며, 상하로 일정 폭 유동되는 제 2 벨로우즈와, 상기 제 1 벨로우즈 와 상측 끝단이 고정되며 상기 제 2 벨로우즈의 중심측을 관통하여 하향 길이를 갖고, 하측 끝단에 밀폐수단을 구비하는 로드와, 상기 하측 몸체의 상기 유로 간에 구비되어 일정 크기의 홀이 형성되는 시트와, 상기 상측 몸체의 상면을 덮는 일 정 크기의 커버와, 상기 커버와 상기 홈부에 각각 구비되는 공기인입홀 및 상기 커버와 상기 상 하측 몸체를 결합한 외주면 을 용접하여 밀봉시킨 2중 구조의 벨로우즈 밸브에 관한 기술이 기재되어 있다.

상기 선행기술문헌 한국등록특허공보 제10-0666601호는 2중 구조의 벨로우즈를 구비하여 유체 누설 방지 신뢰성을 높이는 기술이긴 하나, 스템의 길이방향으로 상부 벨로우즈실과 하부 벨로우즈실을 구비하고, 각각의 공간에 하나의 벨로우즈를 구비하는 방식을 사용하기 때문에 싱글 벨로우즈 밸브에 비해서는 유체 누설 안정성이 다소 향상될 수 있으나, 벨로우즈실을 두 개로 구비하였을 뿐 여전히 싱글 벨로우즈에서의 내압성 한계 문제를 포함하고 있으며, 또한 별도의 벨로우즈실을 상하로 구비함으로 인하여 밸브의 사이즈가 커지는 문제와, 제조 비용이 증가하는 문제가 있었다.

또한, 미국등록특허 제3315700호(1967.04.25. 등록일)는 관형 재킷 더블 벨로우즈 밸브에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 하나의 벨로우즈가 또 다른 벨로우즈를 감싸서 씰링하는 2중 겹 구조의 벨로우즈 밸브 구조를 포함하며, 2중 겹 구조의 벨로우즈 중 내부 벨로우즈는 상부본넷에 결합되고 내부 벨로우즈는 밸브바디 내에 구비되는 관형 재킷에 결합되는 구조를 가지는 더블 벨로우즈 밸브에 관한 기술이 기재되어 있다.

상기 선행기술문헌 미국등록특허 제3315700호는 2중 겹 구조의 벨로우즈를 구비하여 종래 싱글 벨로우즈가 가지는 내압성 한계를 극복한다는 점에서 본 발명과 일부 유사점이 있으나, 밸브바디 내에 구비되는 관형 재킷을 구비하는 등 밸브 구조가 복잡해져 제작의 어려움 및 비용이 증가하는 문제가 있으며, 더욱이 관형 재킷 구성으로 인한 밸브바디의 사이즈가 종래 싱글 벨로우즈 밸브보다 크게 증가하는 문제가 있었다.

또한, 미국등록특허 제8702057호(2012.08.30. 공개일)는 벨로우즈 씰 조립체 및 이를 포함하는 벨로우즈 밸브 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 벨로우즈 씰 조립체는 내부 벨로우즈, 외부 벨로우즈, 중공 상부 벨로우즈 시트, 제 1 중공 하부 벨로우즈 시트 및 제 2 중공 하부 벨로우즈 시트를 포함하며, 내부 벨로우즈의 한쪽 끝은 상단 벨로우즈 시트에 고정되고 다른 쪽 끝은 두 번째 하단 벨로우즈 시트에 고정되고, 외부 벨로우즈의 한쪽 끝은 상단 벨로우즈 시트에 고정되고 다른 쪽 끝은 첫 번째 하단 벨로우즈 시트에 고정되는 형태로 외부 벨로우즈는 내부 벨로우즈를 둘러싸고 있는 구조의 벨로우즈 씰 조립체에 관한 기술이 기재되어 있다.

그러나 상기 선행기술문헌 미국등록특허 제8702057호는 외부 벨로우즈가 내부 벨로우즈를 감싸는 구조를 포함하고 있으나, 이는 밸브의 안정성을 높이는 기술이 아닌 밸브 전체길이를 감소시키기 위한 기술일 뿐, 벨로우즈 하부에서는 외부 벨로우즈가 내부 벨로우즈를 완전히 감싸서 씰링하는 구조를 가지고 있지 않기 때문에 외부 벨로우즈 하부와 내부 벨로우즈 하부로 유체가 통과되기 때문에 종래 싱글 벨로우즈와 동일한 유체 누설 안정성을 가질 수 밖에 없는 한계가 있었다.

상기와 같은 실정에 따라 본 발명은 2중 구조의 벨로우즈 밸브는 구성하는 데 있어서, 종래 싱글 벨로우즈 밸브에서 큰 사이즈 증가 없이 안정적으로 2중 겹 구조의 벨로우즈를 포함할 수 있는 새로운 더블 벨로우즈 밸브에 관한 기술을 제시하고자 한다.

한국등록특허공보 제10-0666601호(2007.01.09. 공고일) 미국등록특허 제3315700호(1967.04.25. 등록일) 미국등록특허 제8702057호(2012.08.30. 공개일)

본 발명은 상기된 과제를 해결하기 위해 창작된 것으로, 본체를 구성하는 밸브바디, 연장본넷 및 상부본넷과 스템 사이의 누설을 막기 위해 밸브의 스템과 본체 사이에 벨로우즈를 구비하는 벨로우즈 밸브에 있어서, 밸브의 스템과 본체 사이에 인사이드 벨로우즈와 아웃사이드 벨로우즈를 포함하는 2중 구조의 벨로우즈를 구비하여, 밸브의 내압 성능을 높여, 밸브의 누설 안정성 및 수명을 향상시킬 수 있는 새로운 구조의 더블 벨로우즈 밸브를 제공하고자 하는 데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 2중 구조의 벨로우즈를 포함하는 더블 벨로우즈 밸브를 구성하는 데 있어서, 벨로우즈 밸브 사이즈의 큰 변경없이도 효율적으로 2중 벨로우즈 구조가 밸브 내부에 구비될 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 종래 싱글 벨로우즈 밸브의 일부 구성요소만 치환하여 더블 벨로우즈 밸브를 구성할 수 있도록 설계된 새로운 구조의 더블 벨로우즈 밸브를 제공하고자 하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 더블 벨로우즈 밸브는, 상부, 좌측 및 우측 방향으로 개방된 형태의 중앙관로(111)와, 상기 중앙관로(111)의 좌측 및 우측 방향에 형성되며, 상기 중앙관로(111)를 통하여 서로 연통되는 좌측관로(112) 및 우측관로(113)를 포함하는 밸브바디; 상기 밸브바디의 중앙관로(111)에서 상하 방향으로 이동하면서 상기 중앙관로(111)를 개폐하는 방식으로 상기 좌측관로(112)와 우측관로(113)가 연통되는 것을 개폐하는 디스크; 상기 디스크의 상부에 결합되어 상부방향으로 연장되며, 상하 방향으로 구동하는 스템; 상기 밸브바디의 중앙관로(111) 상부방향으로 상기 밸브바디와 밀폐되어 연장되며, 상기 스템과 소정의 간격으로 이격되어 상기 스템을 감싸는 내부공간이 형성되어 있는 연장본넷; 상기 연장본넷의 상부에 결합되어 상기 연장본넷의 내부공간의 상부면을 밀폐하고, 중심부에 상기 스템이 관통되어 위치할 수 있도록 관통홀이 형성되며, 상기 관통홀의 내부면과 상기 스템의 외부면 사이공간에 적어도 하나 이상의 씰을 포함하는 패킹수단이 구비되어 있는 상부본넷; 상기 상부본넷 상부 방향으로 관통되어 도출된 스템에 결합되어 상기 스템을 상하방향으로 구동시키는 스템 구동부; 상기 연장본넷의 내부공간의 상부에 고정되며, 상기 스템과 소정의 간격으로 이격되어 상기 스템을 감싸는 형태를 가지는 아웃사이드 벨로우즈 상부링; 상기 연장본넷의 내부면과 상기 스템 사이에 구비되고, 상기 아웃사이드 벨로우즈 상부링의 내측 방향에 위치한 상기 상부본넷의 하부면에 상부 끝단이 고정되고 상기 스템에 하부 끝단이 고정되며, 상기 스템의 상하 운동에 따라 함께 상하 방향으로 신축되는 인사이드 벨로우즈; 및 상기 연장본넷의 내부면과 상기 인사이드 벨로우즈 사이에 구비되고, 상기 아웃사이드 벨로우즈 상부링에 상부 끝단이 고정되고 상기 스템에 하부 끝단이 고정되며, 상기 스템의 상하 운동에 따라 함께 상하 방향으로 신축되는 아웃사이드 벨로우즈;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 일 실시예로서, 상기 아웃사이드 벨로우즈 상부링은, 상기 아웃사이드 벨로우즈 상부링 외면을 따라 수평방향으로 도출되어 있는 아웃사이드 벨로우즈 상부링 결합부;를 포함하며, 상기 아웃사이드 벨로우즈 상부링 결합부는, 상기 연장본넷의 상부면과 상기 상부본넷의 하부면의 사이에 결합 및 고정되는 것을 특징으로 한다.

또한, 일 실시예로서, 상기 연장본넷의 상부면과 상기 아웃사이드 벨로우즈 상부링 결합부의 하부면 사이에는 하부 가스켓이 구비되고, 상기 상부본넷의 하부면과 상기 아웃사이드 벨로우즈 상부링 결합부의 상부면 사이에는 상부 가스켓이 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 일 실시예로서, 상기 연장본넷의 내부공간에 위치하는 스템의 하단부는, 상기 아웃사이드 벨로우즈의 하부 끝단이 결합되는 아웃사이드 벨로우즈 결합부;가 상기 스템의 외주면을 따라 돌출되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 일 실시예로서, 상기 연장본넷의 내부공간에 위치하는 스템의 하단부는, 상기 인사이드 벨로우즈의 하부 끝단이 결합되는 인사이드 벨로우즈 결합부;가 상기 스템의 외주면을 따라 돌출되는 구조를 가지되, 상기 인사이드 벨로우즈 결합부는, 상기 아웃사이드 벨로우즈 결합부로부터 상부방향으로 소정의 간격을 가지고 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 일 실시예로서, 상기 스템 구동부는, 회전을 통해 스템을 상하부로 구동시키는 핸드휠;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 일 실시예로서, 상기 중앙관로(111)는, 상기 좌측관로(112)로 연통되는 개구부와 상기 우측관로(113)로 연통되는 개구부의 높이가 다르게 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 더블 벨로우즈 밸브는, 밸브의 스템과 본체 사이에 인사이드 벨로우즈와 아웃사이드 벨로우즈를 포함하는 2중 구조의 벨로우즈를 구비함으로써, 내압이 걸렸을 때 아웃사이드 벨로우즈에 의해 1차 씰링이 되어 압력이 유지되고, 아웃사이드 벨로우즈가 손상 또는 부식에 의해 누설이 발생하였을 때 인사이드 벨로우즈에 의해 2차로 씰링이됨으로써, 싱글 벨로우즈 밸브 보다 내압 성능, 누설 안정성 및 수명을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 2중 구조의 벨로우즈를 포함하는 더블 벨로우즈 밸브를 구성하는 데 있어서, 연장본넷의 내부공간 상부에 아웃사이드 벨로우즈 상부링을 구비하고, 여기에 아웃사이드 벨로우즈의 상부 끝단이 결합 및 고정되도록 설계함으로써, 아웃사이드 벨로우즈 설치를 위하여 연장본넷 구조 자체를 크게 변경 및 확장할 필요가 없어 벨로우즈 밸브 사이즈의 큰 변경없이도 효율적으로 2중 벨로우즈 구조가 밸브 내부에 구비될 수 있는 효과가 있다.

또한, 이에 더불어 본 발명은 종래 싱글 벨로우즈 밸브의 일부 구성요소만 치환하여 더블 벨로우즈 밸브를 구성할 수 있어 종래 싱글 벨로우즈 밸브와의 구성의 호환성을 가짐으로써, 밸브의 생산성을 높일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 더블 벨로우즈 밸브의 구조를 나타낸 예시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명에 따른 더블 벨로우즈 밸브의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다.

본 발명의 각 도면에 있어서, 구조물들의 사이즈나 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하거나 축소하여 도시한 것이고, 특징적 구성이 드러나도록 공지의 구성들은 생략하여 도시하였으므로 도면으로 한정하지는 아니한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 대한 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

또한, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명은 종래 싱글 벨로우즈 밸브에서 밸브사이즈의 큰 변화없이 밸브 내부 스템 주위에 아웃사이드 벨로우즈 및 인사이드 벨로우즈를 포함하는 2중 겹 구조의 벨로우즈를 구비한 더블 벨로우즈 밸브에 관한 것으로, 밸브에 내압이 걸렸을 때 아웃사이드 벨로우즈에서 의해 1차 씰링이 되어 압력이 유지되고, 아웃사이드 벨로우즈가 손상 및 부식에 의해 누설이 발생하였을 때 인사이드 벨로우즈에 의해 2차 씰링이 됨으로써, 종래 싱글 벨로우즈 밸브에 비해 내압 저항성, 누설 안정성 및 밸브의 수명이 크게 증가한 더블 벨로우즈 밸브에 관한 것이다.

또한, 본 발명에 따른 더블 벨로우즈 밸브는 종래 싱글 벨로우즈 밸브의 구성 일부를 동일한 사이즈로 사용할 수 있도록 함으로써, 밸브를 생산 및 사용하는 데 있어서 종래 싱글 벨로우즈 밸브와의 호환성을 가질 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 더블 벨로우즈 밸브에 대해 상세하게 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 더블 벨로우즈 밸브(100)의 구조를 나타낸 예시도로서, 도1의 (a)는 본 발명에 따른 더블 벨로우즈 밸브(100)에 있어서, 2중 겹 벨로우즈의 구조를 확인할 수 있도록 도시된 투시 사시도이다.

또한, 도1의 (b)는 본 발명에 따른 더블 벨로우즈 밸브(100)의 단면도로서, 중심선을 기준으로 좌측 도면은 밸브의 관로가 폐쇄되었을 경우를 도시한 단면도이고, 우측 도면은 밸브의 관로가 개방되었을 경우를 도시한 단면도이다.

도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 더블 벨로우즈 밸브(100)는, 밸브바디(110), 디스크(120), 스템(130), 연장본넷(140), 상부본넷(150), 스템 구동부(160), 아웃사이드 벨로우즈 상부링(170), 인사이드 벨로우즈(180) 및 아웃사이드 벨로우즈(190)를 포함하여 구성된다.

상기 밸브바디(110)는 상부, 좌측 및 우측 방향으로 개방된 형태의 중앙관로(111)와, 상기 중앙관로(111)의 좌측 및 우측 방향에 형성되며, 상기 중앙관로(111)를 통하여 서로 연통되는 좌측관로(112) 및 우측관로(113)를 포함한다.

상기 밸브바디(110)는 좌측관로(112)에서 우측관로(113) 방향 또는 우측관로(113)에서 좌측방향으로 유체가 이동되는 유체 이동하는 관로 구조를 가진다.

상기 밸브바디(110)의 중앙관로(111)는 상부방향에서 디스크(120)가 하강 또는 상승할 수 있도록 하는 공간이 구비되며, 디스크(120) 하강시 관로가 디스크(120)에 의해 밀폐되는 구조를 가진다.

또한, 상기 중앙관로(111)는 상기 좌측관로(112)로 연통되는 개구부와 상기 우측관로(113)로 연통되는 개구부의 높이가 다르게 형성되어 있는 구조를 가짐으로써, 디스크(120)에 의한 중앙관로(111) 밀폐시 좌우측 관로의 연결이 완전히 폐쇄될 수 있도록 한다.

상기 디스크(120)는 상기 밸브바디(110)의 중앙관로(111)에서 상하 방향으로 이동하면서 상기 중앙관로(111)를 개폐하는 방식으로 상기 좌측관로(112)와 우측관로(113)가 연통되는 것을 개폐한다.

즉, 디스크(120)가 하강하여 중앙관로(111)를 막게되면 밸브의 좌우측 관로는 연결은 차단되며, 디스크(120)가 상승하여 중앙관로(111)가 열리게 되면 밸브의 좌우측 관로가 연통되게 되는 것이다.

상기 스템(130)은 상기 디스크(120)의 상부에 결합되어 상부방향으로 연장되며, 상하 방향으로 구동한다.

상기 연장본넷(140)은 상기 밸브바디(110)의 중앙관로(111) 상부방향으로 상기 밸브바디(110)와 밀폐되어 연장되며, 상기 스템(130)과 소정의 간격으로 이격되어 상기 스템(130)을 감싸는 내부공간이 형성되어 있다.

즉, 상기 연장본넷(140)은 상하방향으로 구동하는 스템(130)의 외부를 밀폐하여 상기 중앙관로(111)로부터 유체가 밸브 외부로 배출되는 것을 막아주며 상기 스템(130)을 보호하며, 내주에 벨로우즈가 구비될 수 있는 내부공간이 구비되는 것이다.

상기 상부본넷(150)은 상기 연장본넷(140)의 상부에 결합되어 상기 연장본넷(140)의 내부공간의 상부면을 밀폐하는 것이다.

상기 상부본넷(150)의 중심부는 상기 스템(130)이 관통되어 위치할 수 있도록 관통홀이 형성되며, 상기 관통홀의 내부면과 상기 스템(130)의 외부면 사이의 공간에는 적어도 하나 이상의 씰을 포함하는 패킹수단이 구비된다.

상기 팩킹수단(151)은 아웃사이드 벨로우즈(190)와 인사이드 벨로우즈(180)에 모두 누설이 발생하였을 때, 유체가 스템(130)과 상부본넷(150) 사이의 관통홀 공간을 통해 밸브 외부로 누설되는 것을 방지하기 위한 것으로 1, 2차 씰링 역할을 수행하는 2중 겹 구조의 벨로우즈와 함께 3차 씰링 역할을 수행한다.

상기 스템 구동부(160)은 상기 상부본넷(150) 상부 방향으로 관통되어 도출된 스템(130)에 결합되어 상기 스템(130)을 상하방향으로 구동시키는 것으로, 상기 스템 구동부(160)는, 회전을 통해 스템(130)을 상하부로 구동시키는 핸드휠(161)을 포함한다.

상기 스템 구동부(160)은 스템(130)과 결합되는 구조에 있어서 상기 핸드휠(161)을 회전시켜 스템(130)을 상하방향으로 구동시키되, 스템(130)은 회전되지 않는 구조로 구성된다. 이는 아웃사이드 벨로우즈(190)와 인사이드 벨로우즈(180)가 스템(130)과 결합되어 있으므로 스템(130)이 회전하면 밸브의 개폐 시 벨로우즈에 비틀림이 발생하는 것을 방지하기 위함이며, 이와 같은 구조를 통하여 벨로우즈 수명을 단축되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 상기 아웃사이드 벨로우즈 상부링(170)은 상기 연장본넷(140)의 내부공간의 상부에 고정되는 것으로, 상기 스템(130)과 소정의 간격으로 이격되어 상기 스템(130)을 감싸는 형태를 가진다.

즉, 상기 아웃사이드 벨로우즈(190)는 연장본넷(140)의 내부공간의 상부에서 중앙 홀에 스템(130)이 관통되어 있는 형태를 가진다.

상기 인사이드 벨로우즈(180)는 상기 연장본넷(140)의 내부면과 상기 스템(130) 사이에 구비되고, 상기 아웃사이드 벨로우즈 상부링(170)의 내측 방향에 위치한 상기 상부본넷(150)의 하부면에 상부 끝단이 고정되고 상기 스템(130)에 하부 끝단이 고정되는 구조를 가진다.

이와 같은 구조를 통해 상기 인사이드 벨로우즈(180)는 상기 스템(130)의 상하 운동에 따라 함께 상하 방향으로 신축되며, 인사이드 벨로우즈(180) 외부에서 스템(130)으로 유체가 누설되는 것을 방지한다.

본 발명에 따른 더블 벨로우즈 밸브(100)는 상기 인사이드 벨로우즈(180)를 종래 사용되는 싱글 벨로우즈와 동일한 사이즈로 구성할 있고, 또한 인사이드 벨로우즈(180)가 결합되는 위치도 종래 싱글 벨로우즈와 동일하게 양 끝단이 상부본넷(150)과 스템(130)에 결합되는 구조를 사용함으로써 종래 싱글 벨로우즈 밸브와 부품 호환성을 가지도록 할 수 있다.

상기 아웃사이드 벨로우즈(190)는 상기 연장본넷(140)의 내부면과 상기 인사이드 벨로우즈(180) 사이에 구비되고, 상기 아웃사이드 벨로우즈 상부링(170)에 상부 끝단이 고정되고 상기 스템(130)에 하부 끝단이 고정되는 구조를 가진다.

한편, 상기 스템(130)은 상기와 같이 아웃사이드 벨로우즈(190) 및 인사이드 벨로우즈(180)의 하부 끝단이 고정되기 위한 결합부가 각각 형성된다.

더욱 상세하게는, 상기 연장본넷(140)의 내부공간에 위치하는 스템(130)의 하단부는, 상기 아웃사이드 벨로우즈(190)의 하부 끝단이 결합되는 아웃사이드 벨로우즈 결합부(131)이 상기 스템(130)의 외주면을 따라 돌출되어 있는 구조를 가지고 구비된다.

또한, 상기 연장본넷(140)의 내부공간에 위치하는 스템(130)의 하단부는, 상기 인사이드 벨로우즈(180)의 하부 끝단이 결합되는 인사이드 벨로우즈 결합부(132)가 상기 스템(130)의 외주면을 따라 돌출되는 구조를 가지되, 상기 인사이드 벨로우즈 결합부(132)는 상기 아웃사이드 벨로우즈 결합부(131)로부터 상부방향으로 소정의 간격을 가지고 구비되는 구조를 가진다.

이와 같은 구조를 통해 상기 아웃사이드 벨로우즈(190)는 상기 스템(130)의 상하 운동에 따라 함께 상하 방향으로 신축되면서, 상기 인사이드 벨로우즈(180)의 외부면을 완전히 밀폐하여 아웃사이드 벨로우즈(190) 외부에서 인사이드 벨로우즈(180)로 유체가 누설되는 것을 방지한다.

한편, 상기 벨로우즈는 밸브의 개폐시 스템(130)의 상하 운동 거리를 고려하여 길이가 결정되며, 벨로우즈의 최대 신장길이를 기준으로 본다면 스템(130)의 운동 거리의 수배의 길이가 되는 벨로우즈가 밸브에 부착되어야 바람직하다.

상기와 같이, 본 발명에 따른 더블 벨로우즈 밸브(100)는 1차로 아웃사이드 벨로우즈(190)에 의해 유체 누설에 대한 1차 씰링이 되고, 아웃사이드 벨로우즈(190)에 의해 내부에 밀폐되어 있는 인사이드 벨로우즈(180)에 의해 2차 씰링이 되며, 최종적으로 스템(130)과 상부본넷(150) 사이에 구비된 패킹수단에 의해 3차 씰링이 되는 구조를 가진다.

즉, 본 발명에 따른 더블 벨로우즈 밸브(100)에서 누설 차단은 스템(130)과 상부본넷(150) 사이의 팩킹과 함께 스템(130) 운동부에 2중 겹 구조의 벨로우즈를 포함하는 3중 구조로 되어 있어 유체의 누설 방지 안정성을 극대화시킬 수 있다.

본 발명에 따른 더블 벨로우즈 밸브(100)는 특히 2중 겹 구조의 벨로우즈를 구비함에도 불구하고 밸브 사이즈가 커지지 않도록 하기 위한 구성으로 아웃사이드 벨로우즈 상부링(170)을 포함한다.

상기 아웃사이드 벨로우즈 상부링(170)의 구조에 대하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

상기 아웃사이드 벨로우즈 상부링(170) 외면을 따라 수평방향으로 도출되어 있는 아웃사이드 벨로우즈 상부링 결합부(171)을 포함하며, 상기 아웃사이드 벨로우즈 상부링 결합부(171)은 상기 연장본넷(140)의 상부면과 상기 상부본넷(150)의 하부면의 사이에 결합 및 고정되는 구조를 가진다.

더욱 상세하게는, 상기 연장본넷(140)과 상기 상부본넷(150)은 상호 결합되는 결합면에 있어서, 상기 연장본넷(140)의 내부공간 방향의 결합면 일부에 상기 아웃사이드 벨로우즈 상부링 결합부(171)이 결합되는 상부링 결합홈이 형성되어 있다.

상기 아웃사이드 벨로우즈 상부링 결합부(171)은 상기 연장본넷(140)과 상기 상부본넷(150)의 결합면에 형성되어 있는 결합홈에 결합됨으로써, 상기 아웃사이드 벨로우즈 상부링(170)은 연장본넷(140)과 상부본넷(150) 사이의 결합시 본넷 간의 밀폐성능을 해치지 않으면서 최소 부피를 가지는 구조체로 상기 아웃사이드 벨로우즈(190)의 상부 끝단을 고정할 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 연장본넷(140)의 상부면과 상기 아웃사이드 벨로우즈 상부링 결합부(171)의 하부면 사이에는 하부 가스켓(172)이 구비되고, 상기 상부본넷(150)의 하부면과 상기 아웃사이드 벨로우즈 상부링 결합부(171)의 상부면 사이에는 상부 가스켓(173)이 구비되어 연장본넷(140)과 상부본넷(150) 간의 밀폐성능을 더욱 향상시킬 수 있도록 한다.

상기와 같이, 본 발명에 따른 더블 벨로우즈 밸브(100)는 아웃사이드 벨로우즈 상부링(170)을 상기 연장본넷(140) 및 상부본넷(150) 내측에 구비하는 것만으로 2중 겹 구조의 벨로우즈를 스템(130)에 구비할 수 있어, 밸브바디(110), 디스크(120), 상부본넷(150)의 팩킹수단(151), 인사이드 벨로우즈(180) 등은 종래 구성 그대로 사용하면서 본 발명에 따른 더블 벨로우즈 밸브(100)를 구성할 수 있으며, 연장본넷(140) 및 상부본넷(150)에 구성에 있어서도 기존 싱글 벨로우즈 밸브의 연장본넷(140) 및 상부본넷(150)에 상부링 결합홈 형성하는 것과 같은 간단한 가공만으로 본 발명에 따른 더블 벨로우즈 밸브(100)를 구성할 수 있는 효과를 가진다.

이상으로 본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참조하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술에 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 것을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

100 : 더블 벨로우즈 밸브
110 : 밸브바디
111 : 중앙관로(111)
112 : 좌측관로(112)
113 : 우측관로(113)
120 : 디스크
130 : 스템
131 : 아웃사이드 벨로우즈 결합부
132 : 인사이드 벨로우즈 결합부
140 : 연장본넷
150 : 상부본넷
151 : 팩킹수단
160 : 스템 구동부
161 : 핸드휠
170 : 아웃사이드 벨로우즈 상부링
171 : 아웃사이드 벨로우즈 상부링 결합부
172 : 하부 가스켓
173 : 상부 가스켓
180 : 인사이드 벨로우즈
190 : 아웃사이드 벨로우즈

Claims (7)

1. 상부, 좌측 및 우측 방향으로 개방된 형태의 중앙관로(111)와, 상기 중앙관로(111)의 좌측 및 우측 방향에 형성되며, 상기 중앙관로(111)를 통하여 서로 연통되는 좌측관로(112) 및 우측관로(113)을 포함하는 밸브바디(110);
   상기 밸브바디(110)의 중앙관로(111)에서 상하 방향으로 이동하면서 상기 중앙관로(111)을 개폐하는 방식으로 상기 좌측관로(112)와 우측관로(113)가 연통되는 것을 개폐하는 디스크(120);
   상기 디스크(120)의 상부에 결합되어 상부방향으로 연장되며, 상하 방향으로 구동하는 스템(130);
   상기 밸브바디(110)의 중앙관로(111) 상부방향으로 상기 밸브바디(110)와 밀폐되어 연장되며, 상기 스템(130)과 소정의 간격으로 이격되어 상기 스템(130)을 감싸는 내부공간이 형성되어 있는 연장본넷(140);
   상기 연장본넷(140)의 상부에 결합되어 상기 연장본넷(140)의 내부공간의 상부면을 밀폐하고, 중심부에 상기 스템(130)이 관통되어 위치할 수 있도록 관통홀이 형성되며, 상기 관통홀의 내부면과 상기 스템(130)의 외부면 사이공간에 적어도 하나 이상의 씰을 포함하는 패킹수단이 구비되어 있는 상부본넷(150);
   상기 상부본넷(150) 상부 방향으로 관통되어 도출된 스템(130)에 결합되어 상기 스템(130)을 상하방향으로 구동시키는 스템 구동부(160);
   상기 연장본넷(140)의 내부공간의 상부에 고정되며, 상기 스템(130)과 소정의 간격으로 이격되어 상기 스템(130)을 감싸는 형태를 가지는 아웃사이드 벨로우즈 상부링(170);
   상기 연장본넷(140)의 내부면과 상기 스템(130) 사이에 구비되고, 상기 아웃사이드 벨로우즈 상부링(170)의 내측 방향에 위치한 상기 상부본넷(150)의 하부면에 상부 끝단이 고정되고 상기 스템(130)에 하부 끝단이 고정되며, 상기 스템(130)의 상하 운동에 따라 함께 상하 방향으로 신축되는 인사이드 벨로우즈(180); 및
   상기 연장본넷(140)의 내부면과 상기 인사이드 벨로우즈(180) 사이에 구비되고, 상기 아웃사이드 벨로우즈 상부링(170)에 상부 끝단이 고정되고 상기 스템(130)에 하부 끝단이 고정되며, 상기 스템(130)의 상하 운동에 따라 함께 상하 방향으로 신축되는 아웃사이드 벨로우즈(190);를 포함하고,
   상기 연장본넷(140)의 내부공간에 위치하는 스템(130)의 하단부는,
   상기 인사이드 벨로우즈(180)의 하부 끝단이 결합되는 인사이드 벨로우즈 결합부(132);가 상기 스템(130)의 외주면을 따라 돌출되는 구조를 가지되,
   상기 인사이드 벨로우즈 결합부(132)는,
   상기 아웃사이드 벨로우즈 결합부(131)로부터 상부방향으로 소정의 간격을 가지고 구비되는 것을 특징으로 하는 더블 벨로우즈 밸브.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 아웃사이드 벨로우즈 상부링(170)은,
   상기 아웃사이드 벨로우즈 상부링(170) 외면을 따라 수평방향으로 도출되어 있는 아웃사이드 벨로우즈 상부링 결합부(171);를 포함하며,
   상기 아웃사이드 벨로우즈 상부링 결합부(171)는,
   상기 연장본넷(140)의 상부면과 상기 상부본넷(150)의 하부면의 사이에 결합 및 고정되는 것을 특징으로 하는 더블 벨로우즈 밸브.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 연장본넷(140)의 상부면과 상기 아웃사이드 벨로우즈 상부링 결합부(171)의 하부면 사이에는 하부 가스켓(172)이 구비되고,
   상기 상부본넷(150)의 하부면과 상기 아웃사이드 벨로우즈 상부링 결합부(171)의 상부면 사이에는 상부 가스켓(173)이 구비되는 것을 특징으로 하는 더블 벨로우즈 밸브.
   
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 스템 구동부(160)는,
   회전을 통해 스템(130)을 상하부로 구동시키는 핸드휠(161);을 포함하는 것을 특징으로 하는 더블 벨로우즈 밸브.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 중앙관로(111)는,
   상기 좌측관로(112)로 연통되는 개구부와 상기 우측관로(113)로 연통되는 개구부의 높이가 다르게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 더블 벨로우즈 밸브.

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