KR102661230B1

KR102661230B1 - 더블디스크 버터플라이밸브

Info

Publication number: KR102661230B1
Application number: KR1020220043270A
Authority: KR
Inventors: 이병순
Original assignee: 이병순
Priority date: 2022-04-07
Filing date: 2022-04-07
Publication date: 2024-04-25
Also published as: KR20230144238A

Abstract

본 발명은 더블디스크 버터플라이밸브에 관한 것으로, 이웃한 두 배관(P) 사이를 연결하도록 배치되어 외체를 이루는 몸체부(3); 상기 배관(P)을 따라 흐르는 유체의 유동을 단속하되, 유체 입구(31) 측에 위치하는 제1 디스크(51)와 유체 출구(32) 측에 위치하는 제2 디스크(52)가 쌍을 이루어 형성된 디스크부(5); 밸브폐쇄 시 상기 제1 및 제2 디스크(51,52)와 각각 밀착되도록 상기 몸체부(3) 내주면 상의 대응하는 위치에 각각 돌출된 제1 및 제2 몸체시트(71,72)가 쌍을 이루어 형성된 몸체시트부(7);를 포함하여 이루어지며, 상기 제1 디스크(51)는 대응하는 상기 제1 몸체시트(71)와 밀접하도록 외주를 따라 배치된 제1 디스크시트(61)를, 상기 제2 디스크(52)는 대응하는 상기 제2 몸체시트(72)와 밀접하도록 외주를 따라 배치된 제2 디스크시트(62)를 각각 구비하되, 상기 제1 및 제2 디스크시트(61,62)는 강성 재질로 이루어진 것을 특징으로 하며, 따라서 밸브폐쇄 시 유체의 수압에 직접 노출되는 디스크와 밸브몸체 사이의 틈새를 통해 누설이 발생하더라도 그 뒤에 위치하면서 수압에 직접 노출되지 않는 다른 쪽 디스크가 몸체와 사이의 수밀을 유지하므로, 디스크부는 전체적으로 고압의 유체에 대해서도 안정적인 수밀성능을 발휘할 수 있게 된다.

Description

더블디스크 버터플라이밸브{Butterfly Valve Provided With Double Disks}

본 발명은 더블디스크 버터플라이밸브에 관한 것으로, 보다 상세하게는 밸브 내 유체 흐름을 단속하는 디스크부를 이중으로 배치된 디스크로 구현함으로써 밸브폐쇄 시 유체 밀봉 성능을 높이면서도 밸브개방 시 디스크부가 밸브 몸체와의 마찰 저항을 일으키지 않고 원활하게 회전할 수 있도록 한 더블디스크 버터플라이밸브에 관한 것이다.

일반적으로, 버터플라이밸브 특히 그 중에서도 더블디스크 버터플라이 밸브는 도 1에 도시된 더블 디스크 버터플라이밸브(공개특허 제10-2020-0083799호)에 개시된 바와 같이, 본체(110), 회전축(120), 그리고 제1 및 제2 디스크(130,140)를 포함하여 이루어지는 바, 제1 및 제2 디스크(130,140)에 의해 본체(110) 내의 관로를 폐쇄한 때, 제1 및 제2 디스크(130,140)의 디스크시트(131,141,132,142)가 본체(110) 내주면의 대응하는 고정시트(112,113,114,115)와 밀착됨으로써, 수밀을 이루도록 되어 있다.

그런데, 위와 같은 종래의 더블디스크 버터플라이 밸브(101)는 도시된 것처럼 폐쇄된 상태에서 도면 상 우측에서 유입되는 정방향 유동의 강한 수압이 걸릴 경우, 디스크시트(131)와 고정시트(112)의 정합면이 디스크(130) 회전방향(P)과 순응하는 방향으로 경사져 있으므로, 자체 탄력에 의해 쉽게 누설을 일으킨다. 또, 디스크시트(132)도 고정시트(113)와의 정합면 경사각도가 수평에 가깝기 때문에 디스크시트(131)와 고정시트(112)의 정합면보다는 덜 하지만 비교적 쉽게 누설을 일으킨다. 또, 디스크시트(141)와 고정시트(114) 그리고 디스크시트(1142)와 고정시트(115) 사이의 정합면도 위와 마찬가지로 정방향 유동의 강한 수압에 의해 쉽게 누설을 일으킨다. 따라서, 종래의 밸브(101)는 밸브폐쇄 시 정방향 유동의 강한 수압에 대한 디스크(130,140)의 수밀성능이 크게 저하되는 문제점이 있었다.

또한, 이 밸브(101)는 디스크시트(141)와 고정시트(114) 그리고 디스크시트(1142)와 고정시트(115) 사이의 정합면이 수평에 가깝게 경사져 있으므로, 도면 상 우측에서 작용하는 역방향 유동의 강한 수압에 대하여도 안정적인 수밀성능을 확보할 수 없는 문제점도 있었다.

공개특허 제10-2020-0083799호

본 발명은 위와 같은 종래의 더블디스크 버터플라이밸브가 가지고 있는 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 한 쌍의 디스크를 유체 유동방향으로 나란히 배치하여 디스크부로 밸브의 수밀성능을 향상시킴에 있어, 밸브폐쇄 시 몸체시트와 디스크시트의 접촉에 의해 발생하는 정합면들의 경사각도를 최적화함으로써 디스크부의 수밀성능을 극대화시키는 데 그 목적이 있다.

또한, 위와 같이 정합면들의 경사각도를 최적화하여 수밀성능을 극대화시키는 동시에, 이로 인해 디스크부의 회전이 방해 받지 않도록 함으로써 디스크부의 개폐성능을 안정적으로 유지하는 데 다른 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 이웃한 두 배관 사이를 연결하도록 배치되어 외체를 이루는 몸체부; 상기 몸체부 내에 회전 가능하게 장착되어, 상기 배관을 따라 흐르는 유체의 유동을 단속하되, 유체 입구 측에 위치하는 제1 디스크와 유체 출구 측에 위치하는 제2 디스크가 쌍을 이루어 형성된 디스크부; 밸브폐쇄 시 상기 제1 및 제2 디스크와 각각 밀착되도록 상기 몸체부 내주면 상의 대응하는 위치에 각각 돌출된 제1 및 제2 몸체시트가 쌍을 이루어 형성된 몸체시트부;를 포함하여 이루어지며, 상기 제1 디스크는 대응하는 상기 제1 몸체시트와 밀접하도록 외주를 따라 배치된 제1 디스크시트를, 상기 제2 디스크는 대응하는 상기 제2 몸체시트와 밀접하도록 외주를 따라 배치된 제2 디스크시트를 각각 구비하되, 상기 제1 및 제2 디스크시트는 강성 재질로 이루어진 더블디스크 버터플라이밸브를 제공한다.

또한, 상기 제1 및 제2 디스크시트는 금속 재질로 이루어진 것이 바람직하다.

또한, 시계방향과 반시계방향 중 어느 한 방향을 정회전이라 하고 다른 하나를 역회전이라고 할 때, 밸브개방 시 정회전하되 유체유동과 순행하는 제1 디스크의 반원부분을 제1 순방향 반원부, 역행하는 제1 디스크의 반원부분을 제1 역방향 반원부, 순행하는 제2 디스크의 반원부분을 제2 순방향 반원부, 그리고 역행하는 제2 디스크의 반원부분을 제2 역방향 반원부라고 하면, 상기 제1 디스크시트는, 상기 제1 순방향 반원부에 대응하는 제1 순방향 디스크편; 및 상기 제1 역방향 반원부에 대응하는 제1 역방향 디스크편;으로 이루어지며. 상기 제1 몸체시트는, 밸브폐쇄 시 상기 제1 순방향 디스크편과 정합되는 제1 순방향 몸체편; 및 밸브폐쇄 시 상기 제1 역방향 디스크편과 정합되는 제1 역방향 몸체편;으로 이루어지고, 상기 제2 디스크시트는, 상기 제2 순방향 반원부에 대응하는 제2 순방향 디스크편; 및 상기 제2 역방향 반원부에 대응하는 제2 역방향 디스크편;으로 이루어지며, 상기 제2 몸체시트는, 밸브폐쇄 시 상기 제2 순방향 디스크편과 정합되는 제2 순방향 몸체편; 및 밸브폐쇄 시 상기 제2 역방향 디스크편과 정합되는 제2 역방향 몸체편;으로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1 순방향 디스크편과 상기 제1 순방향 몸체편의 정합면을 제1 순방향 정합면, 상기 제1 역방향 디스크편과 상기 제1 역방향 몸체편의 정합면을 제1 역방향 정합면, 상기 제2 순방향 디스크편과 상기 제2 순방향 몸체편의 정합면을 제2 순방향 정합면, 그리고 상기 제2 역방향 디스크편과 상기 제2 역방향 몸체편의 정합면을 제2 역방향 정합면이라고 하면, 상기 제1 정합면 중 어느 한 면이 수평에 대해 이루는 예각의 경사각도는 0도보다 크고 90도보다 작거나 같으며, 다른 한 면이 수평에 대해 이루는 예각의 경사각도는 0도보다 크고 다른 한 면의 내측 꼭지점에서의 회전접선이 수평에 대해 이루는 마찰각도보다 작으며, 상기 제2 정합면 중 상기 제1 정합면의 어느 한 면과 대각 위치에 있는 면이 수평에 대해 이루는 예각의 경사각도는 0도보다 크고 90도보다 작거나 같으며, 다른 한 면이 수평에 대해 이루는 예각의 경사각도는 0도보다 크고 다른 한 면의 내측 꼭지점에서의 회전접선이 수평에 대해 이루는 마찰각도보다 작은 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1 정합면과 상기 제2 정합면은 회전중심에 대해 점대칭을 이루며 배치되는 것이 바람직하다.

본 발명의 더블디스크 버터플라이밸브에 따르면, 디스크부의 한 쌍의 디스크 중 밸브폐쇄 시 유체의 수압에 직접 노출되는 디스크의 디스크시트와 밸브몸체의 몸체시트 사이의 정합면에 생기는 틈새를 통해 누설이 발생하더라도 그 뒤에 위치하면서 수압에 직접 노출되지 않는 다른 쪽 디스크의 디스크시트와 몸체시트 사이의 정합면이 수밀을 유지하므로, 디스크부는 전체적으로 고압의 유체에 대해서도 안정적인 수밀성능을 발휘할 수 있게 된다.

또한, 위와 같은 이중 디스크 구조의 디스크부에 의해 고압 유체에 대한 밸브의 수밀성능을 극대화시키면서도, 밸브개방 시 상호 마찰을 일으키는 디스크시트와 몸체시트의 정합면 경사각도를 상호 마찰을 일으키지 않는 최적의 각도로 유지할 수 있으므로, 밸브의 안정적인 개폐성능도 확보할 수 있게 된다.

도 1은 종래의 더블디스크 버터플라이밸브의 종단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 더블디스크 버터플라이밸브의 종단면도.
도 3은 도 2의 측면도.
도 4는 도 2의 분해 사시도.
도 5는 도 2의 A 부분 확대도.
도 6은 제1 역방향 디스크시트의 상세도.
도 7은 제2 순방향 디스크시트의 상세도.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 더블디스크 버터플라이밸브를 첨부 도면을 참조로 상세히 설명한다.

본 발명의 더블디스크 버터플라이밸브는 도 2 내지 도 4에 도면부호 1로 도시된 바와 같이, 크게 몸체부(3), 디스크부(5), 및 몸체시트부(7)를 포함하여 이루어진다.

여기에서, 상기 몸체부(3)는 밸브(1)의 외부 몸체를 이루는 부분으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 유체가 흐르는 배관(P)과 배관(P) 사이에 설치되는 바, 배관(P)의 내경과 동일한 입출구(31,32) 내경을 가지면서 축방향 즉, 유동방향으로 연장되어 유통공(T)을 형성하는 원통형태로 이루어진다. 또한, 몸체부(3)는 도 2 내지 도 4에 도시된 것처럼, 외주면의 양단에 배관(P)과의 결합을 위한 플랜지(33)가 반경방향 외측으로 돌출된다.

상기 디스크부(5)는 몸체부(3)를 통과하는 유체의 유동을 실질적으로 단속하는 부분으로, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 몸체부(3) 유통공(T)의 반경방향 내측으로 배치된 회전축(53)에 의해 유통공(T) 상에 회전 가능하게 장착되는 바, 사용자의 조작 등 외력에 의해 회전축(53)을 중심으로 자전하여 유통공(T)을 개폐하며, 따라서 배관(P)을 따라 흐르는 유체의 유동을 단속한다.

또한, 디스크부(5)는 몸체부(3)의 유체 입구(31) 측에 위치하는 제1 디스크(51)와 유체 출구(32) 측에 위치하는 제2 디스크(52)가 쌍을 이루면서 일체로 연결되어 형성된다. 따라서, 제1 및 제2 디스크(51,52)는 도 2에 도시된 것처럼, 화살표(F)로 표시된 유체 유동방향으로 열을 지어 나란히 배치되며, 예컨대 디스크부(5)의 회전중심(O)을 중심으로 화살표(CC)로 표시된 반시계방향으로 회전하는 회전축(53)을 따라 반시계방향으로 동기하여 회전한다.

이와 같이, 각각의 디스크(51,52)는 회전축(53)의 축심과 이격되어 있으므로 편심 회전하게 되는 바, 밸브폐쇄 시 몸체시트부(7)와 정합되어 수밀을 이루도록 외주면을 따라 배치되는 디스크시트(61,62)를 각각 구비한다. 즉, 제1 디스크(51)는 대응하는 제1 몸체시트(71)와 밀접하도록 외주면을 따라 제1 디스크시트(61)가 배치되며, 제2 디스크(52)는 대응하는 제2 몸체시트(72)와 밀접하도록 외주면을 따라 제2 디스크시트(62)가 배치된다. 이때, 각각의 제1 및 제2 디스크시트(61,62)는 다양한 방식으로 각각의 디스크(51,52)에 일체로 형성되거나 도시된 것처럼 나사(55) 등의 체결수단에 의해 착탈 가능하게 체결된다. 특히, 본 발명의 밸브(1)에 채용되는 각각의 디스크시트(61,62)는 자체 탄성을 필요로 하지 않으므로, 별도의 탄성유지 장치를 필요로 하지 않을 뿐 아니라, 고강도의 금속이나 엔지니어링 플라스틱과 같이 강성이 높은 재질로 제작이 가능하다.

이때, 화살표(F) 방향의 유동을 정방향 유동(F)이라고 하고, 화살표(CC) 방향의 반시계방향 회전을 디스크부(5)의 정회전(CC)이라고 하면, 밸브개방 시 즉, 디스크부(5)의 정회전(CC) 시 유체의 정방향 유동(F)과 순행하는 즉, 유동(F)과 같은 방향으로 움직이는 제1 디스크(31)의 반원부분 즉, 도면 상 상반부를 제1 순방향 반원부(511)라고 한다. 또, 유체의 정방향 유동(F)과 역행하는 즉, 유동(F)과 반대 방향으로 움직이는 제1 디스크(31)의 반원부분 즉, 도면 상 하반부를 제1 역방향 반원부(512)라고 한다. 또, 유체의 정방향 유동(F)과 순행하는 제2 디스크(32)의 반원부분 즉, 도면 상 상반부를 제2 순방향 반원부(521)라고 하고, 유체의 정방향 유동(F)과 역행하는 제2 디스크(52)의 반원부분 즉, 도면 상 하반부를 제2 역방향 반원부(522)라고 한다.

따라서, 각각의 제1 및 제2 디스크시트(61,62)는 배치되는 제1 및 제2 디스크(51,52) 부위의 순행 또는 역행 여부에 맞추어 이분할되는 바, 제1 디스크시트(61)는 제1 순방향 디스크편(611)와 제1 역방향 디스크편(612)으로 이루어지고, 제2 디스크시트(62)는 제2 순방향 디스크편(621)와 제2 역방향 디스크편(622)으로 이루어진다. 이에 따라, 제1 순방향 디스크편(611)은 제1 순방향 반원부(511)의 외주면을 따라 배치되고, 제1 역방향 디스크편(612)은 제1 역방향 반원부(512)의 외주면을 따라 배치되며, 제2 순방향 디스크편(621)은 제2 순방향 반원부(521)의 외주면을 따라 배치되고, 제2 역방향 디스크편(622)은 제2 역방향 반원부(522)의 외주면을 따라 배치된다.

상기 몸체시트부(7)는 밸브폐쇄 상태에서 몸체부(3)와 디스크부(5) 사이 틈새의 수밀을 긴밀하게 유지하는 수단으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 밸브폐쇄 시 몸체부(3) 내주면 상의 디스크부(5)와 대응하는 위치에 배치되는 바, 디스크부(5)와 대응하도록 한 쌍의 제1 및 제2 몸체시트(71,72)로 이루어지며, 디스크부(5)와 마찬가지로 강도가 높은 금속 등의 재질로 이루어진다.

따라서, 제1 및 제2 몸체시트(71,72) 각각은 제1 및 제2 디스크시트(61,62)와 마찬가지로 제1 몸체시트(71)는 제1 순방향 몸체편(711)과 제1 역방향 몸체편(712)으로 이루어지고, 제2 몸체시트(72)는 제2 순방향 몸체편(721)과 제2 역방향 몸체편(722)으로 이루어진다. 따라서, 밸브폐쇄 시 제1 순방향 몸체편(711)은 제1 순방향 디스크편(611)과, 제1 역방향 몸체편(712)은 제1 역방향 디스크편(612)과, 제2 순방향 몸체편(721)은 제2 순방향 디스크편(621)과, 제2 역방향 몸체편(722)은 제1 역방향 디스크편(612)과 각각 정합된다.

이를 위해, 제1 순역방향 몸체편(711,712)은 제1 순역방향 반원부(511,512)에 대응하도록 또 제2 순역방향 몸체편(721,722)은 제2 순역방향 반원부(511,512)와 대응하도록 반환형으로 형성되는 바, 제1 순역방향 몸체편(711,712)과 제2 순역방향 몸체편(721,722) 두 쌍의 몸체편 중 적어도 어느 한 쪽 쌍은 몸체부(3) 내주면과 착탈 가능한 방식으로 결합되어야 한다. 이는 두 쌍이 모두 몸체부(3)와 일체로 되어 착탈이 불가하다면, 제1 및 제2 몸체시트(71,72) 사이에 디스크부(5)를 설치할 수 없기 때문이다. 이를 위해 본 실시예에서는 도 2에 도시된 것처럼, 제1 몸체시트(71)를 몸체부(3) 내주면에 착탈 가능하게 끼워 결합하고, 제2 몸체시트(72)는 몸체부(3) 내주면과 일체로 형성한다.

이와 같이, 밸브폐쇄 시 제1 디스크시트(61)는 제1 몸체시트(71)와 정합되고,제2 디스크시트(62)는 제2 몸체시트(72)와 정합되는 바, 제1 순방향 디스크편(611)과 제1 순방향 몸체편(711)의 정합면을 제1 순방향 정합면(F11), 제1 역방향 디스크편(612)과 제1 역방향 몸체편(712)의 정합면을 제1 역방향 정합면(F12), 제2 순방향 디스크편(621)과 제2 순방향 몸체편(721)의 정합면을 제2 순방향 정합면(F21), 제2 역방향 디스크편(622)과 제2 역방향 몸체편(722)의 정합면을 제2 역방향 정합면(F22)이라고 한다.

이때, 제1 정합면 즉, 제1 순역방향 정합면(F11,F12) 중 어느 한 면은 수평에 대해 이루는 예각의 경사각도가 0도보다 크고 90도보다 작거나 같도록 한다. 예컨대, 도 2 및 도 5에서와 같이 제1 순방향 정합면(F11)을 0도보다 크고 90도보다 작거나 같은 범위 내의 각도로 경사지게 한다. 다만, 제1 순방향 정합면(F11)은 디스크부(5)의 반시계방향(CC) 회전을 허용하는 방향으로 즉, 제1 디스크(51)의 내측 외경이 외측 외경보다 길게 되는 방향으로 즉, 입구(31)를 향한 외측으로 외경이 점차 줄어드는 방향으로 경사진다. 이와 반대로, 제1 디스크(51)의 내측 외경이 외측 외경보다 짧게 되는 방향 즉, 입구(31)를 향한 외측으로 외경이 점차 늘어나는 방향으로 제1 순방향 정합면(F11)이 경사지면 디스크부(5)는 반시계방향으로 회전이 불가하게 된다.

한편, 제1 정합면 즉, 제1 순역방향 정합면(F11,F12) 중 다른 한 면은 수평에 대해 이루는 예각의 경사각도가 0도보다는 크지만, 제1 디스크(51) 개방 시 제1 역방향 몸체편(712)이 제1 역방향 디스크편(612)의 회전을 방해하지 않는 마찰각도를 갖도록 한다. 즉, 예컨대, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 역방향 정합면(F12)이 수평에 대해 이루는 예각의 경사각도는 0도보다 크고, 디스크부(5)의 회전중심(O)을 중심으로 하고 제1 역방향 정합면(F12)의 내측 꼭지점(B)을 지나는 원에 대한 꼭지점(B)에서의 접선(L) 즉, 회전중심(O)을 중심으로 회전하는 꼭지점(B)의 회전접선(L)이 수평에 대해 이루는 마찰각도(α)보다 작도록 한다.

반대로, 제2 정합면 즉, 제2 순역방향 정합면(F21,F22) 중 어느 한 면은 수평에 대해 이루는 예각의 경사각도가 0도보다 크고 90도보다 작거나 같도록 한다. 예컨대, 도 2 및 도 5에서 제2 역방향 정합면(F22)을 0도보다 크고 90도보다 작거나 같은 범위 내의 각도로 경사지게 한다. 이때, 제2 역방향 정합면(F22)은 디스크부(5)의 반시계방향(CC) 회전을 허용하는 방향으로 즉, 제2 디스크(52)의 내측 외경이 외측 외경보다 길게 되는 방향 즉, 출구(32)를 향한 외측으로 외경이 점차 줄어드는 방향으로 경사진다.

또한, 제2 정합면(F21,F22) 중 다른 한 면은 수평에 대해 이루는 예각의 경사각도가 0도보다는 크지만, 제2 디스크(52) 개방 시 제2 순방향 몸체편(721)이 제2 순방향 디스크편(621)의 회전을 방해하지 않는 마찰각도를 갖도록 한다. 즉, 예컨대, 도 7에 도시된 바와 같이, 제2 순방향 정합면(F21)이 수평에 대해 이루는 예각의 경사각도는 0도보다 크고, 디스크부(5)의 회전중심(O)을 중심으로 하고 제2 순방향 정합면(F21)의 내측 꼭지점(C)을 지나는 원에 대한 꼭지점(C)에서의 접선(L) 즉, 회전중심(O)을 중심으로 회전하는 꼭지점(C)의 회전접선(L)이 수평에 대해 이루는 마찰각도(α)보다 작도록 한다.

이때, 제1 정합면(F11,F12)과 제2 정합면(F21,F22)은 예컨대 도 2에 도시된 것처럼, 회전중심(O)에 대해 점대칭을 이루며 배치되도록 할 수도 있다. 즉, 제1 순방향 정합면(F11)과 대각선 방향에 있는 제2 역방향 정합면(F22)의 경사각도를 동일하게, 제1 역방향 정합면(F12)과 대각선 방향에 있는 제2 순방향 정합면(F21)의 경사각도를 동일하게 구성할 수 있다. 이에 따라, 디스크시트(61,62)나 몸체시트(71,72)는 그 형태에 따라 두 종류로 충분하게 된다.

이제, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 더블디스크 버터플라이밸브(1)의 작용을 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 버터플라이밸브(1)에 의하면, 도 2에 도시된 밸브폐쇄 상태에서 정방향 유동(F)은 물론 역방향 유동(F′)에 대해서도 수밀을 유지할 수 있게 된다. 그러면서도, 수밀을 가능하게 하는 4 개의 정합면(F11,F12,F21,F22)은 밸브(1)의 개방을 즉, 디스크부(5)의 회전을 방해하지 않는다.

다시 말해, 제1 순방향 정합면(F11)은 디스크부(5)의 반시계 방향 개방을 허용하도록 외측으로 좁아지게 테이퍼져 있어 자체 탄력을 갖는 제1 순방향 디스크편(611)의 변형으로 인해 반시계 방향(CC)으로의 회전이 용이하므로, 밸브폐쇄 상태에서 강하게 작용하는 정방향 유동(F)에 대해서 완전한 수밀을 기할 수 없게 된다. 그러나 정방향 유동(F)이 제1 순방향 정합면(F11)의 틈새를 통과한다고 해도, 제2 순방향 디스크편(621)이 쐐기작용을 통해 제2 순방향 몸체편(721)에 밀착되도록 외측으로 좁아지게 테이퍼져 있는 제2 순방향 정합면(F21)을 통과하지 못하므로, 결과적으로 수밀을 이루게 된다. 다만, 제2 순방향 정합면(F21)은 위와 같이 수밀을 위해 출구(32)를 향한 외측으로 좁아지게 테이퍼져 있지만, 밸브개방을 허용하도록 도 7에 도시된 것처럼 경사각도를 마찰각도(α)보다 작도록 한다. 이는 제2 순방향 정합면(F21)의 경사각도가 예컨대 점선(D)과 같이 마찰각도(α)보다 크다면, 제2 순방향 디스크편(621)이 제2 순방향 몸체편(721)에 걸려 회전할 수 없기 때문이다.

또한, 제1 역방향 정합면(F12)도 입구(31)를 향한 외측으로 좁아지게 테이퍼져 있으므로, 시계 방향으로의 회전이 용이하므로, 밸브폐쇄 상태에서 강하게 작용하는 정방향 유동(F)에 대해서 위에 언급한 것처럼 완전한 수밀을 기할 수 없게 된다. 그러나 정방향 유동(F)이 제1 역방향 정합면(F12)의 틈새를 통과한다고 해도, 제2 역방향 디스크편(622)이 쐐기작용을 통해 제2 역방향 몸체편(722)에 밀착되도록 외측으로 좁아지게 테이퍼져 있는 제2 순방향 정합면(F21)을 통과하지 못하므로, 결과적으은 수밀은 유지된다.

또한, 밸브(1)는 밸브폐쇄 시 역방향 유동(F′)에 의해 제2 디스크(52)에 작용하는 강한 수압에 대해서도, 정방향 유동(F) 때와 마찬가지로, 제2 정합면(F21,F22)을 통과한 유동이 제1 정합면(F11,F12)을 통과하지 못하도록 함으로써 완전한 수밀을 기할 수 있는 동시에, 밸브개방 시 상호 쐐기작용을 일으키지 않는 제2 역방향 디스크편(622)과 제2 역방향 몸체편(722)은 물론이고, 상호 쐐기작용을 일으키는 제2 순방향 디스크편(621)과 제2 순방향 몸체편(721)도 제2 순방향 정합면(F21)의 경사각도를 마찰각도(α)보다 작게 함으로써, 상호 저항을 일으키지 않고 상대 회전할 수 있도록 한다.

즉, 본 발명에 따른 버터플라이밸브(1)는 밸브폐쇄 상태에서 제1 디스크(51) 또는 제2 디스크(52)에 강한 수압이 작용한 때, 수압이 걸리는 제1 디스크(51) 또는 제2 디스크(52)와 몸체부(3) 사이에 누설이 발생하더라도, 반대 쪽의 제2 디스크(52) 또는 제1 디스크(51)가 몸체부(3)와 사이의 수밀을 유지하므로, 결과적으로 완전한 수밀을 이루게 된다. 그러면서도 수밀을 유지하기 위해 쐐기 형태로 배치한 제2 순방향 정합면(F21)과 제1 역방향 정합면(F12)의 경사각도를 저항을 일으키지 않도록 마찰각도(α)보다 작게 함으로써, 밸브개방 시 디스크부(5)를 저항없이 원활하게 회전시킬 수 있게 된다.

이상에서 본 발명의 구체적인 실시를 예로 들어 설명하였으나, 이들은 단지 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명의 보호 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.

1 : 밸브 3 : 몸체부
5 : 디스크부 7 : 몸체시트부
31 : 입구 32 : 출구
51 : 제1 디스크 52 : 제2 디스크
53 : 회전축 61 : 제1 디스크시트
62 : 제2 디스크시트 71 : 제1 몸체시트
72 : 제2 몸체시트 511 : 제1 순방향 반원부
512 : 제1 역방향 반원부 521 : 제2 순방향 반원부
522 : 제2 역방향 반원부 611 : 제1 순방향 디스크편
612 : 제1 역방향 디스크편 621 : 제2 순방향 디스크편
622 : 제2 역방향 디스크편 711 : 제1 순방향 몸체편
712 : 제1 역방향 몸체편 721 : 제2 순방향 몸체편
722 : 제2 역방향 몸체편 F : 정방향 유동
F′ : 역방향 유동 F11 : 제1 순방향 정합면
F12 : 제1 역방향 정합면 F21 : 제2 순방향 정합면
F22 : 제2 역방향 정합면 P : 배관
T : 유통공

Claims

이웃한 두 배관(P) 사이를 연결하도록 배치되어 외체를 이루는 몸체부(3);
상기 몸체부(3) 내에 회전 가능하게 장착되어, 상기 배관(P)을 따라 흐르는 유체의 유동을 단속하되, 유체 입구(31) 측에 위치하는 제1 디스크(51)와 유체 출구(32) 측에 위치하는 제2 디스크(52)가 쌍을 이루어 형성된 디스크부(5);
밸브폐쇄 시 상기 제1 및 제2 디스크(51,52)와 각각 밀착되도록 상기 몸체부(3) 내주면 상의 대응하는 위치에 각각 돌출된 제1 및 제2 몸체시트(71,72)가 쌍을 이루어 형성된 몸체시트부(7);를 포함하여 이루어지며,
상기 제1 디스크(51)는 대응하는 상기 제1 몸체시트(71)와 밀접하도록 외주를 따라 배치된 제1 디스크시트(61)를, 상기 제2 디스크(52)는 대응하는 상기 제2 몸체시트(72)와 밀접하도록 외주를 따라 배치된 제2 디스크시트(62)를 각각 구비하되, 상기 제1 및 제2 디스크시트(61,62)는 강성 재질로 이루어지며,
시계방향과 반시계방향 중 어느 한 방향을 정회전이라 하고 다른 하나를 역회전이라고 할 때,
밸브개방 시 정회전하되 유체유동과 순행하는 제1 디스크(51)의 반원부분을 제1 순방향 반원부(511), 역행하는 제1 디스크(51)의 반원부분을 제1 역방향 반원부(512), 순행하는 제2 디스크(52)의 반원부분을 제2 순방향 반원부(521), 그리고 역행하는 제2 디스크(52)의 반원부분을 제2 역방향 반원부(522)라고 하면,
상기 제1 디스크시트(61)는,
상기 제1 순방향 반원부(511)에 대응하는 제1 순방향 디스크편(611); 및
상기 제1 역방향 반원부(512)에 대응하는 제1 역방향 디스크편(612);으로 이루어지며,
상기 제1 몸체시트(71)는,
밸브폐쇄 시 상기 제1 순방향 디스크편(611)과 정합되는 제1 순방향 몸체편(711); 및
밸브폐쇄 시 상기 제1 역방향 디스크편(612)과 정합되는 제1 역방향 몸체편(712);으로 이루어지고,
상기 제2 디스크시트(62)는,
상기 제2 순방향 반원부(521)에 대응하는 제2 순방향 디스크편(621); 및
상기 제2 역방향 반원부(522)에 대응하는 제2 역방향 디스크편(622);으로 이루어지며,
상기 제2 몸체시트(72)는,
밸브폐쇄 시 상기 제2 순방향 디스크편(621)과 정합되는 제2 순방향 몸체편(721); 및
밸브폐쇄 시 상기 제2 역방향 디스크편(622)과 정합되는 제2 역방향 몸체편(722);으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 더블디스크 버터플라이밸브.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 및 제2 디스크시트(61,62)는 금속 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 더블디스크 버터플라이밸브.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 제1 순방향 디스크편(611)과 상기 제1 순방향 몸체편(711)의 정합면을 제1 순방향 정합면(F11), 상기 제1 역방향 디스크편(612)과 상기 제1 역방향 몸체편(712)의 정합면을 제1 역방향 정합면(F12), 상기 제2 순방향 디스크편(621)과 상기 제2 순방향 몸체편(721)의 정합면을 제2 순방향 정합면(F21), 그리고 상기 제2 역방향 디스크편(622)과 상기 제2 역방향 몸체편(722)의 정합면을 제2 역방향 정합면(F22)이라고 하면,
상기 제1 정합면(F11,F12) 중 어느 한 면이 수평에 대해 이루는 예각의 경사각도는 0도보다 크고 90도보다 작거나 같으며, 다른 한 면이 수평에 대해 이루는 예각의 경사각도는 0도보다 크고 다른 한 면의 내측 꼭지점(B)에서의 회전접선(L)이 수평에 대해 이루는 마찰각도(α)보다 작으며,
상기 제2 정합면(F21,F22) 중 상기 제1 정합면(F11,F12)의 어느 한 면과 대각 위치에 있는 면이 수평에 대해 이루는 예각의 경사각도는 0도보다 크고 90도보다 작거나 같으며, 다른 한 면이 수평에 대해 이루는 예각의 경사각도는 0도보다 크고 다른 한 면의 내측 꼭지점(C)에서의 회전접선(L)이 수평에 대해 이루는 마찰각도(α)보다 작은 것을 특징으로 하는 더블디스크 버터플라이밸브.
청구항 4에 있어서,
상기 제1 정합면(F11,F12)과 상기 제2 정합면(F21,F22)은 회전중심에 대해 점대칭을 이루며 배치되는 것을 특징으로 하는 더블디스크 버터플라이밸브.