KR102434360B1 - 볼밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 개폐볼을 이용하여 유로를 개폐하는 볼밸브에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 핸들에서 연결부를 결합부에 직각으로 연결하고, 핸들의 스템부를 바디의 보호대가 수용하여 보호하고, 사프트와 바디 수용벽의 틈새를 밀폐하는 패킹이 가압너트에 의해 가압력이 조절되는 볼밸브에 관한 것이다.
본 발명에 따른 볼밸브는 양측으로 배관이 연결되는 바디; 상기 바디 내부에서 회전하여 두 배관을 연결하는 유로를 개방 또는 폐쇄하는 개폐볼; 상기 바디를 관통하여 하부가 상기 개폐볼에 결합되는 샤프트; 상기 샤프트의 상부에 결합되는 핸들;을 포함하여 이루어지는 볼밸브에 있어서, 상기 핸들은 상기 샤프트에 결합되는 결합부와, 사용자가 파지하는 그립부와, 상기 결합부와 그립부를 연결하되 결합부와 90도(오차 5도 이내)의 각도를 이루는 연결부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

볼밸브{Ball valve}

본 발명은 개폐볼을 이용하여 유로를 개폐하는 볼밸브에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 핸들에서 연결부를 결합부에 직각으로 연결하고, 핸들의 스템부를 바디의 보호대가 수용하여 보호하고, 사프트와 바디 수용벽의 틈새를 밀폐하는 패킹이 가압너트에 의해 가압력이 조절되는 볼밸브에 관한 것이다.

일반적으로 유체의 흐름을 이어주거나 차단시키기 위하여 밸브를 사용한다. 이러한 밸브의 종류는 여러 종류가 있으며, 그 중의 하나가 볼밸브이다.

도1은 등록실용신안 제20-0167651호 "이경관 이음용 볼밸브"를 도시한 관한 것으로서, 양측으로 배관연결부(2)가 형성되는 바디(1)와, 상기 바디(1)에 내장되어서 유로를 개폐하는 개폐볼(3)과, 개폐볼(3)에 연결되는 샤프트(7)와, 샤프트를 회전시키는 핸들(8,9)을 포함하여 구성된다.

종래기술은 핸들에서 샤프트(7)에 연결되는 결합부(8)와 사용자가 파지하는 그립부(9)를 연결하는 연결부가 약 50도의 각도로 연결된다.

이처럼 연결부가 약50도 정도로 경사지게 되면, 연결부의 길이가 길어져서 자재의 낭비가 발생한다.

그리고 동절기에 동파방지를 위해 바디(1)를 감싸는 보온재가 핸들의 결합부(8)와 연결부에 접촉되어서, 보온재가 핸들의 회전을 방해한다.

볼밸브는 유체의 누수를 차단하기 위해 샤프트(7)와 이를 수용하는 바디(2)의 수용벽(13) 사이의 틈새를 밀폐하는 패킹을 사용하는데, 장기적인 반복 사용으로 패킹은 경화되고 마모되어서 누수가 발생한다.

본 발명은 이처럼 종래기술에 따른 볼밸브가 갖는 문제를 해결하기 위해 안출된 발명으로서, 핸들의 연결부를 결합부에 직각으로 연결하여 자재의 낭비를 방지하고, 바디에 핸들의 스템부를 수용하는 보호대를 형성하여서 동절기에 보온재가 핸들에 걸려 핸들의 회전이 방해받는 일이 발생되지 않도록 하고, 샤프트와 바디 수용벽의 틈새를 밀폐하는 패킹의 가압력을 가압너트가 조절하여 언제든 이들의 틈새를 긴밀히 밀폐하고, 상기 바디의 본체와 엔드캡 간의 틈새로 긴밀하게 밀폐할 수 있는 볼밸브를 제공함을 목적으로 한다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 볼밸브는

양측으로 배관이 연결되는 바디;

상기 바디 내부에서 회전하여 두 배관을 연결하는 유로를 개방 또는 폐쇄하는 개폐볼;

상기 바디를 관통하여 하부가 상기 개폐볼에 결합되는 샤프트;

상기 샤프트의 상부에 결합되는 핸들;을 포함하여 이루어지는 볼밸브에 있어서,

상기 핸들은 상기 샤프트에 결합되는 결합부와, 사용자가 파지하는 그립부와, 상기 결합부와 그립부를 연결하되 결합부와 90도(오차 5도 이내)의 각도를 이루는 연결부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 핸들은 상기 결합부의 단부에서 수직으로 연결되는 스템부를 더 포함하고,

상기 바디에는 상기 스템부를 내부에 수용하는 보호대가 돌출형성되는 것을 특징으로 하고,

상기 바디에는 상기 샤프트의 외주연을 감싸는 수용벽이 돌출형성되고,

상기 샤프트의 외주연에는 상기 수용벽과의 틈새를 밀폐하는 패킹이 끼움결합되고,

상기 수용벽에 승하강 가능하게 스크류결합되어서, 상기 패킹을 가압하는 가압너트를 포함하는 것을 특징으로 하고,

상기 바디는 각각 배관이 체결되는 배관체결부를 구비하고, 서로 조립결합되는 본체와 엔드캡을 포함하고,

상기 본체와 엔드캡의 접촉부위에는 이들의 틈새를 밀폐하는 가스켓이 구비되되,

상기 엔드캡에는 상기 가스켓이 끼움결합되는 끼움홈이 형성되고, 상기 끼움홈의 바닥면을 따라 일정 간격으로 배열되며 내측을 향해 직경이 좁아지게 오목한 테이퍼홈들이 형성되고,

상기 본체에는 상기 테이퍼홈들에 대응하게 배열되고, 상기 테이퍼홈에 상응하는 직경의 첨단부를 갖는 가압돌기들이 돌출형성되고,

상기 가스켓은 상기 끼움홈에 끼움결합되며 길이방향을 따라 연속된 ‘∞’자형으로 연결되는 탄성기밀부와, 상기 탄성기밀부의 길이방향을 따라 상기 가압돌기에 대응하게 배열되며 상기 테이퍼홈의 최소직경부에 상응하는 내경을 갖는 삽입공으로 구성되는 고리형구조로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 볼밸브는 핸들의 연결부를 결합부에서 직각으로 연결하여 자재낭비를 줄이고, 보호대가 핸들의 스탭과 결합부를 수용하여 동적기에 보온재가 핸들에 걸려 회전이 방해받는 상황을 방지하고, 샤프트와 바디 수용벽의 틈새를 밀폐하는 패킹이 가압너트에 의해 가압력이 조절됨으로써 장기간 사용에도 누수를 완벽하게 방지할 수 있고, 바디의 본체와 엔드캡 간의 틈새도 고리형구조의 가스켓을 사용해 긴밀하게 밀폐하는 볼밸브로서, 산업발전에 매우 유용한 발명이다.

도 1 은 종래기술에 따른 볼밸브의 구조도.
도 2 는 본 발명에 따른 볼밸브의 구조도.
도 3 은 본 발명에 따른 고리형구조의 가스켓을 요부로하는 도면.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 볼밸브에 대하여 보다 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 볼밸브에 관하여 보다 구체적으로 설명하기에 앞서,

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면에서 동일한 참조부호, 특히 십의 자리 및 일의 자리 수, 또는 십의 자리, 일의 자리 및 알파벳이 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 기능을 갖는 부재를 나타내고, 특별한 언급이 없을 경우 도면의 각 참조부호가 지칭하는 부재는 이러한 기준에 준하는 부재로 파악하면 된다.

또 각 도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께를 과장되게 크거나(또는 두껍게) 작게(또는 얇게) 표현하거나, 단순화하여 표현하고 있으나 이에 의하여 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 안 된다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도면에서 보는 바와 같이 본 발명에 따른 볼밸브는 바디(10), 개폐볼(20), 샤프트(30), 핸들(40)을 포함하여 이루어진다.

상기 바디(10)는 양측으로 유체가 흐르는 배관(P)이 연결되고, 내부에는 유체가 흐흐는 유로를 개폐하는 개폐볼(20)이 내장된다.

상기 바디(10)는 본체(11)와, 상기 본체(11)에 조립결합되는 엔드캡(12)으로 구성된다. 상기 본체(11)와 엔드캡(12)에는 각각 배관(P)이 체결되는 배관체결부(13, 14)가 형성된다. 상기 본체(11)와 엔드캡(12)의 접촉부위에는 가스켓(15)이 개재되어서 이들의 틈새를 밀폐시킨다.

참고로, 배관(P)은 나사 타입, SU 타입, 세니터리 클램프 타입, 유니온 타입 등의 방식으로 바디(10)의 배관체결부(13, 14)에 체결될 수 있다.

상기 바디(10)의 본체(11) 상부에는 원통구조의 수용벽(16)이 돌출형성되고, 상기 수용벽(16) 내부에는 상기 샤프트(30)가 관통하여 수용된다.

상기 개폐볼(20)은 상기 바디(10) 내부에서 회전하여 유로를 개방 또는 폐쇄시킨다.

상기 개폐볼(20)과 상기 바디(10)의 내부 접촉부위에는 밀폐시트(25)가 이들의 틈새를 밀폐시킨다.

상기 개폐볼(20)에는 관통공(21)이 관통형성되어서, 개폐볼(20)의 회전양에 따라 관통공(21)이 양측의 배관체결부(13, 14)를 연결하여 유로를 개방하고나 차단하여 유로를 폐쇄한다.

상기 샤프트(30)는 상기 바디(10)의 수용벽(16)을 관통하여 수용되고, 하부는 상기 개폐볼(20)에 결합되고 상부에는 상기 핸들(40)이 너트(36)로 조임결합된다.

상기 샤프트(30)와 상기 바디(10)의 내부 사이에는 쓰러스트와셔(37)가 개재된다.

상기 샤프트(30)의 외주연에는 패킹(31)이 삽입되어서, 샤프트(30)와 상기 바디(10) 수용벽(16) 간의 틈새를 밀폐시킨다. 상기 바디(10) 수용벽(16)에는 상기 패킹(31)의 하부를 지지하는 돌부(17)가 돌출형성된다.

상기 패킹(31)은 장기간 사용시 밀폐력이 약해질 수 있다. 밀폐력이 약해지는 것을 방지하기 위해서 상기 샤프트(30)의 외주연으로 삽입관통되고, 상기 바디(10)의 수용벽(16)에 가압너트(33)가 승하가 가능하게 스크류결합된다. 상기 가압너트(33)가 하강 또는 승강하여 언제든지 상기 패킹(31)을 상부에서 가압하는 가압력을 조절함으로써 패킹(31)이 샤프트(30)와 수용벽(16) 사이의 틈새를 긴밀히 밀폐할 수 있도록 한다. 참고로, 상기 가압너트(33)는 상기 샤프트(30)의 외주연에 스크류결합되어서 승하강할 수도 있다.

상기 핸들(40)은 상기 샤프트(30)에 결합되고, 사용자의 조작에 의해 회전하여 상기 개폐볼(20)을 회전시킨다.

상기 핸들(40)은 상기 샤프트(30)에 결합되는 결합부(43)와, 사용자가 파지하는 그립부(41)와, 상기 결합부(43)와 그립부(41)를 연결하는 연결부(42)와, 상기 결합부(43)의 단부에서 하부로 수직절곡되어 연결되는 스템부(44)로 구성된다.

상기 연결부(42)는 오차범위 5도 이내에서 상기 결합부(43)와 90도의 각도를 이룬다. 90도를 이룸으로써 상기 연결부(42)는 최단길이로 상기 그립부(41)가 최대 높이에 배치될 수 있도록 하여서 사용자가 그립부(41)를 손으로 잡을 공간을 확보하고, 동절기에 바디(10)를 덮는 보온재(1)가 연결부(42)에 걸려서 핸들(40)의 회전을 방해하는 상황의 발생을 줄여준다.

상기 스템부(44)는 상기 바디(10)의 수용벽(16) 외부로 돌출형성된 스토퍼(미도시)에 막혀서 핸들(40)이 유로를 완전 개방하거나 완전 폐쇄시키는 위치까지 회전하고, 그 이상으로 과도하게 회전하지 않도록 한다.

상기 스템부(44)는 동절기에 상기 바디(10)를 덮는 보온재(1)에 걸려서 상기 핸들(40)의 회전을 방해하게 된다. 상기 스템부(44)가 보온재(1)에 걸리지 않도록 항기 바디(10)의 상부에는 상기 스템부(44)가 내부에 수용되도록 하는 보호대(18)가 돌출형성된다. 보온재(1)는 상기 보호대(18)의 외측에서 바디(10)를 덮어서 스템부(44)에 걸리지 않게 된다. 상기 보호대(18)는 상기 스템부(44)뿐만 아니라 상기 결합부(43)도 내부에 수용하여 결합부(43)도 보온재(1)에 걸리지 않도록 하는 것이 바람직하다.

도3에는 바디(10)의 본체(11)와 엔드캡(12)의 접촉부위의 결합구조와, 이들(11, 12)의 접촉부위를 밀폐하는 고리형구조의 가스켓(15)이 도시되어 있다.

도3에서 [A]는 가스켓(15)을 정면에서 바라보는 단면도, [B]와 [C]는 가스켓(15)을 측면에서 바라보는 단면도이다.

상기 엔드캡(12)에는 상기 본체(11)와의 접촉부위를 따라 상기 가스켓(15)이 끼움결합되는 끼움홈(121)과, 상기 끼움홈(121)의 길이방향을 따라 일정 간격으로 배열되며 상기 끼움홈(121)의 바닥면에서 오목하게 형성되되 바닥면의 내측을 향해 직경이 좁아지게 형성된 테이퍼홈(122)들이 형성된다.

상기 본체(11)에는 상기 엔드캡(12)과의 접촉부위를 따라 상기 테이퍼홈(122)들에 대응하게 배열되어 돌출되되 상기 테이퍼홈(122)에 상응하는 직경의 첨단부(112)를 갖는 가압돌기(111)들이 형성된다.

상기 가스켓(15)은 소정의 탄성력을 갖는 가요성 소재로 이루어지며, 상기 끼움홈(121)에 끼움 결합하되, 길이방향을 따라 연속된‘∞’자형으로 연결된 탄성기밀부(151)와, 상기 탄성기밀부(151)의 길이방향을 따라 상기 가압돌기(111)에 대응하게 배열되며 상기 테이퍼홈(122)의 최소직경부(d1)에 상응하는 내경을 갖는 삽입공(152)들로 구성되는 고리형구조를 갖는다.

상기 본체(11)와 엔드캡(12)이 서로 접하여 조립될 때, 상기 가압돌기(111)가 상기 삽입공(152)을 관통하여 상기 테이퍼홈(122)에 끼움 결합되면서 상기 삽입공(152)을 확장시켜, 상기 탄성기밀부(151)가 상기 끼움홈(121) 및 상기 가압돌기(111)들 사이에 밀착되어 기밀성을 확보한다.

상기 본체(11)와 엔드캡(12) 그리고 상기 가스켓(15)의 결합관계를 보다 구체적으로 설명하면 아래와 같다.

먼저, 상기 끼움홈(121)은 상기 엔드캡(12) 접면의 테두리를 따라 형성된다.

상기 테이퍼홈(122)은 내주면의 직경이 점감되게 테이퍼진 형태로써, 도면 기준으로 상광하협의 직경을 갖는 기둥 형상이다.

상기 가압돌기(111)는 상기 테이퍼홈(122)의 최대직경부(d2)의 내경과 동일한 외경을 갖도록 돌출된 몸체부의 일측 끝단부에 상기 테이퍼홈(122)의 직경에 상응하는 첨단부(112)가 연결되어 있다.

상기 고리형구조의 가스켓(15)은 링 형상의 탄성기밀부(151)가 길이방향으로 연결된 형태로써, 외력이 가해지지 않은 상태에서 상기 삽입공(152)이 상기 테이퍼홈(122)의 최소직경부(d1)에 상응하는 내경을 유지한다.

따라서 상기 고리형구조의 가스켓(15)을 상기 끼움홈(121)에 끼운 상태에서 각 가압돌기(111)의 첨단부(112)를 삽입공(152)에 맞추어서 본체(11)와 엔드캡(12)을 맞대어 결합하면, 상호 가압으로 본체(11)와 엔드캡(12)이 서로 밀착됨에 따라 상기 가압돌기(111)가 상기 삽입공(152)을 관통하면서 상기 첨단부(112)가 상기 테이퍼홈(122)에 끼워져 결합되며, 이때 첨단부(112)에 끼워졌던 원형의 탄성기밀부(151)가 가압돌기(111)의 몸체부에 외삽됨에 따라 삽입공(152)이 확장되며, 이는 납작한 형태의 탄성기밀부(151)가 원형의 단면을 갖는 형태로 압착되면서 상기 끼움홈(121) 및 가압돌기(111)들 사이의 면에 밀착이 이루어져 기밀성을 확보하게 되며, 이러한 고리형구조의 가스켓(15)은 가압돌기(111)의 끼움 구조로 인해 끼움홈(121)에서 이탈되지 않게 된다.

이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 볼밸브에 대해 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 바디 11 : 본체
12 : 엔드캡 13, 14 : 배관체결부
15 : 가스켓 16 : 수용벽
17 : 돌부 18 : 보호대
20 : 개폐볼 21 : 관통공
30 : 샤프트 31 : 패킹
33 : 가압너트 36 : 너트
40 : 핸들 41 : 그립부
42 : 연결부 43 : 결합부
44 : 스템부

Claims (4)

1. 양측으로 배관이 연결되는 바디;
   상기 바디 내부에서 회전하여 두 배관을 연결하는 유로를 개방 또는 폐쇄하는 개폐볼;
   상기 바디를 관통하여 하부가 상기 개폐볼에 결합되는 샤프트;
   상기 샤프트의 상부에 결합되는 핸들;을 포함하여 이루어지는 볼밸브에 있어서,
   
   상기 핸들은 상기 샤프트에 결합되는 결합부와, 사용자가 파지하는 그립부와, 상기 결합부와 그립부를 연결하되 결합부와 90도(오차 5도 이내)의 각도를 이루는 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하고,
   
   상기 바디는 각각 배관이 체결되는 배관체결부를 구비하고, 서로 조립결합되는 본체와 엔드캡을 포함하고,
   상기 본체와 엔드캡의 접촉부위에는 이들의 틈새를 밀폐하는 가스켓이 구비되되,
   
   상기 엔드캡에는 상기 가스켓이 끼움결합되는 끼움홈이 형성되고, 상기 끼움홈의 바닥면을 따라 일정 간격으로 배열되며 내측을 향해 직경이 좁아지게 오목한 테이퍼홈들이 형성되고,
   상기 본체에는 상기 테이퍼홈들에 대응하게 배열되고, 상기 테이퍼홈에 상응하는 직경의 첨단부를 갖는 가압돌기들이 돌출형성되고,
   상기 가스켓은 상기 끼움홈에 끼움결합되며 길이방향을 따라 연속된 ‘∞’자형으로 연결되는 탄성기밀부와, 상기 탄성기밀부의 길이방향을 따라 상기 가압돌기에 대응하게 배열되며 상기 테이퍼홈의 최소직경부에 상응하는 내경을 갖는 삽입공으로 구성되는 고리형구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 볼밸브.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 핸들은 상기 결합부의 단부에서 수직으로 연결되는 스템부를 더 포함하고,
   상기 바디에는 상기 스템부를 내부에 수용하는 보호대가 돌출형성되는 것을 특징으로 하는 볼밸브.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 바디에는 상기 샤프트의 외주연을 감싸는 수용벽이 돌출형성되고,
   상기 샤프트의 외주연에는 상기 수용벽과의 틈새를 밀폐하는 패킹이 끼움결합되고,
   상기 수용벽에 승하강 가능하게 스크류결합되어서, 상기 패킹을 가압하는 가압너트를 포함하는 것을 특징으로 하는 볼밸브.
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