KR20000020920A

KR20000020920A - 버터플라이 밸브

Info

Publication number: KR20000020920A
Application number: KR1019980039736A
Authority: KR
Inventors: 이종철
Original assignee: 이종철
Priority date: 1998-09-24
Filing date: 1998-09-24
Publication date: 2000-04-15
Also published as: KR100287815B1; WO2000017550A1; AU5763799A

Abstract

본 발명은 밸브축을 회전시켜 밸브 디스크가 유체통로를 폐쇄시키게 되면 밸브축에 설치된 롤러핀이 밸브축에 설치된 기밀유지가동링을 축방향으로 이동시켜 밸브축이 삽입된 러버시트링의 관통공 부위를 압축시킴으로서 관통공이 유체의 고압력에도 밸브축을 밀착시켜 유체가 밸브 몸체의 중공홀을 통해 누출되는 것을 완전 차단하여 밸브축으로의 기밀성을 대폭 향상시키는 버터플라이 밸브를 제공하는 것으로, 내부에 어느 일방에서 타방으로 유체가 흐를 수 있도록 관통된 유체통로를 갖는 밸브 몸체와, 상기 밸브 몸체의 유체통로를 개방 또는 폐쇄하는 밸브 디스크와, 상기 밸브 디스크를 상기 밸브 몸체의 유체통로 내에서 회전시키는 밸브축과, 상기 밸브 디스크가 밸브 몸체의 유체통로 폐쇄시 상기 밸브 몸체와 밸브 디스크의 기밀을 유지시키는 러버시트링을 구비한 버터플라이 밸브에 있어서, 상기 밸브축이 설치되는 밸브 몸체의 중공홀을 통해 밸브축에 설치되어 축방향으로 직선운동 가능하게 설치되며, 그 상부 표면에는 서로 대향되는 테이퍼부에 의한 캠면이 형성되고, 그 하부 표면이 상기 러버시트링의 관통공 주위와 접촉되는 기밀유지가동링과, 상기 밸브축에 축방향과 직교되어 대향되게 복수로 설치되고 밸브축의 회전에 따라 함께 회전되며 상기 기밀유지가동링의 캠면에 위치되어 밸브축의 회전에 따라 기밀유지가동링을 직선운동시켜 상기 밸브 디스크의 폐쇄시 러버시트링의 밸브축 방향을 기밀하는 롤러핀으로 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

버터플라이 밸브

본 발명은 버터플라이 밸브에 관한 것으로, 특히 밸브 몸체를 통해 밸브축에 기밀유지가동링을 직선운동 가능하게 설치하고, 상기 밸브축에 기밀유지가동링을 직선운동시키는 롤러핀을 설치하여 버터플라이 밸브의 유로 폐쇄시(담힘시) 상기 롤러핀이 기밀유지가동링을 이동시켜 러버시트링의 관통공 주위를 밀착시킴으로써 밸브축 방향으로의 기밀을 유지할 수 있도록 하여서 소형의 밸브로도 고압의 수압(또는 유압)에도 월등히 기밀을 유지시킬 수 있도록 하는 버터플라이 밸브에 관한 것이다.

일반적으로 버터플라이 밸브는 유체, 예를 들면, 물, 기름 또는 가스 등이 유동되는 통로 상에 설치되어 유체의 유동을 개방 또는 폐쇄하는데 사용되고, 다른 밸브에 비하여 설치 공간을 적게 차지하게 되는 특징을 갖고 있다.

도 1은 종래 버터플라이 밸브를 부분 단면하여 사시도로 도시한 것이다.

도시된 바와 같이 버터플라이 밸브는, 내부에 어느 일방에서 타방으로 유체가 흐를 수 있도록 관통된 유체통로(11)를 갖는 밸브 몸체(10)와, 상기 밸브 몸체(10)의 유체통로(11)를 개방 또는 폐쇄하는 밸브 디스크(30)와, 상기 밸브 디스크(30)를 상기 밸브 몸체(10)의 유체통로(11) 내에서 회전시키는 밸브축(20)과, 상기 밸브 디스크(30)가 밸브 몸체(10)의 유체통로(11) 폐쇄시 상기 밸브 몸체(10)와 밸브 디스크(30)의 기밀을 유지시키는 러버시트링(40)이 주요 구성품을 이루고 있다.

그리고 상기 밸브 몸체(10)의 중공홀(12)을 통해 설치되는 밸브축(20)에는 축방향의 기밀을 유지하기 위해 패킹(21)과 부시(22)가 설치되어 구성된다.

한편 상기 밸브축(20)의 상단부는 수동 또는 자동으로 밸브축(20)을 회전시켜 밸브 디스크(30)를 개방 또는 폐쇄시킬 수 있도록 도시되지 않은 통상의 핸들(레버) 또는 작동유닛(구동수단)이 설치된다.

도면중 설명부호 13은 플랜지부이고, 14는 플랜지부(13)에 형성되어 이 플랜지부의 양측으로 배관재를 연결하기 위한 볼트공을 도시한 것이다.

상기와 같이 구성된 종래의 버터플라이 밸브는, 도 1에 도시된 바와 같이 밸브 디스크(30)가 밸브 몸체(10) 내의 유체통로(11)의 직경방향에 대해서 90도로 회전된 상태에서는 유체의 흐름을 완전 개방시킨 상태이다.

즉, 밸브 디스크(30)가 유체통로(11)의 완전 개방상태에서는 유체의 통과유량의 최대가 된다.

한편 상기와 같은 상태에서 도시되지 않은 작동유닛에 의해 밸브축(20)이 90도 회전하게 되면, 밸브 디스크(30)가 밸브 몸체(10)의 유체통로(11)를 완전히 폐쇄시키게 되어 버터플라이 밸브를 통해 흐르던 유체의 흐름은 차단되고 밸브 디스크(30)의 외주면이 러버시트링(40)의 내주면에 밀착된 상태가 된다.

한편 상기와 같이 밸브 디스크(30)가 러버시트링(40)에 밀착되어 유체의 흐름을 차단하게 됨에 따라 유체통로(11) 상에는 고압의 압력이 걸리게 되는 바, 그 압력에 의해 일부의 유체는 밸브축(20)이 관통된 러버시트링(40)의 관통공(41)을 통해 밸브몸체(10)의 중공홀(12)로 흐르게 되며, 이 중공홀(12)로 흐르던 유체는 이 중공홀(12)에 설치된 패킹(21)에 의해 차단되게 된다.

그런데 상기와 같이 밸브 디스크(30)에 의해 유체통로(11)를 폐쇄시켜 유체의 흐름을 차단시킬 때, 그 차단압력이 허용압력 이상으로 높은 압력이 걸리게 되면 관통공(41)을 통해 중공홀(12)로 흐르는 유체는 패킹(21)에 이르러 유출 문제를 일으키게 된다.

특히 밸브 디스크(30)의 반복되는 개방/폐쇄 동작에 따라 이와 함께 왕복 회전을 하는 밸브축(20)이 패킹(21)을 마모시킴으로써 상기와 같은 패킹(21)을 통한 유체 유출은 더욱 심각하게 되는 바, 특히 위험한 가스 등의 기밀을 제어하는 관로에 설치될 경우에는 가스유출로 인한 불의의 사고를 야기시키는 원인이 된다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 밸브축을 회전시켜 밸브 디스크가 유체통로를 폐쇄시키게 되면 밸브축에 설치된 롤러핀이 밸브축에 설치된 기밀유지가동링을 축방향으로 이동시켜 밸브축이 삽입된 러버시트링의 관통공 부위를 압축시킴으로서 관통공이 유체의 고압력에도 밸브축을 밀착시켜 유체가 밸브 몸체의 중공홀을 통해 누출되는 것을 완전 차단하여 밸브축으로의 기밀성을 대폭 향상시키는 버터플라이 밸브를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명은 내부에 어느 일방에서 타방으로 유체가 흐를 수 있도록 관통된 유체통로를 갖는 밸브 몸체와, 상기 밸브 몸체의 유체통로를 개방 또는 폐쇄하는 밸브 디스크와, 상기 밸브 디스크를 상기 밸브 몸체의 유체통로 내에서 회전시키는 밸브축과, 상기 밸브 디스크가 밸브 몸체의 유체통로 폐쇄시 상기 밸브 몸체와 밸브 디스크의 기밀을 유지시키는 러버시트링을 구비한 버터플라이 밸브에 있어서, 상기 밸브축이 설치되는 밸브 몸체의 중공홀을 통해 밸브축에 설치되어 축방향으로 직선운동 가능하게 설치되며, 그 상부 표면에는 서로 대향되는 테이퍼부에 의한 캠면이 형성되고, 그 하부 표면이 상기 러버시트링의 관통공 주위와 접촉되는 기밀유지가동링과, 상기 밸브축에 축방향과 직교되어 대향되게 복수로 설치되고 밸브축의 회전에 따라 함께 회전되며 상기 기밀유지가동링의 캠면에 위치되어 밸브축의 회전에 따라 기밀유지가동링을 직선운동시켜 상기 밸브 디스크의 폐쇄시 러버시트링의 밸브축 방향을 기밀하는 롤러핀으로 구성된 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래 버터플라이 밸브의 부분 단면된 사시도.

도 2는 본 발명의 버터플라이 밸브의 개방된 상태를 예시한 단면도.

도 3은 도 2의 요부사시도.

도 4는 본 발명의 버터플라이 밸브의 폐쇄된 상태를 예시한 단면도.

도 5는 도 4의 요부사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 밸브 몸체 11 : 유체통로

12 : 중공홀 20 : 밸브축

30 : 밸브 디스크 40 : 러버시트링

41 : 관통공 42 : 평탄면

50 : 기밀유지가동링 52 : 캠면

52a : 낮은면접촉부 52b : 높은면접촉부

54 : 표면 60 : 롤러핀

70 : 키

이하에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 설명에서 종래와 동일 또는 동등한 부분은 같은 도면부호로 표기하여 설명한다.

도 2는 본 발명의 버터플라이 밸브의 개방된 상태를 예시한 단면도이고, 도 3은 도 2의 요부사시도이며, 도 4는 본 발명의 버터플라이 밸브의 폐쇄된 상태를 예시한 단면도이고, 도 5는 도 4의 요부사시도를 도시한 것이다.

도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이 내부에 어느 일방에서 타방으로 유체가 흐를 수 있도록 관통된 유체통로(11)를 갖는 밸브 몸체(10)와, 상기 밸브 몸체(10)의 유체통로(11)를 개방 또는 폐쇄하는 밸브 디스크(30)와, 상기 밸브 디스크(30)를 상기 밸브 몸체(10)의 유체통로(11) 내에서 회전시키는 밸브축(20)과, 상기 밸브 디스크(30)가 밸브 몸체(10)의 유체통로(11) 폐쇄시 상기 밸브 몸체(10)와 밸브 디스크(30)의 기밀을 유지시키는 러버시트링(40)이 구성된다.

상기 밸브축(20)이 설치되는 밸브 몸체(10)의 중공홀(12)에는 기밀유지가동링(50)이 키(KEY)(70)로 설치되어 이 기밀유지가동링(50)은 중공홀(12)에서 직선운동 가능하게 설치되며, 이 기밀유지가동링(50)은 밸브축(20)에 삽입된다.

또한 기밀유지가동링(50)은 그 상부 표면에 서로 대향되는 테이퍼부에 의한 캠면(52)이 형성되는데, 이 캠면(52)은 높이 차이에 의한 낮은면접촉부(52a)와 높은면접촉부(52b)로 형성되며, 이 캠면(52)에는 밸브축(20)에 축방향과 직교되어 대향되게 복수로 고정된 롤러핀(60)이 설치된다.

그리고 상기 기밀유지가동링(50)의 하부 표면(54)은 상기 러버시트링(40)의 관통공(41) 주위와 접촉된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 버터플라이 밸브는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 밸브 디스크(30)가 밸브 몸체(10) 내의 유체통로(11)의 직경방향에 대해서 90도로 회전된 상태에서는 유체의 흐름을 완전 개방시킨 상태이다. 이와 같이 밸브 디스크(30)가 유체통로(11)의 완전 개방상태에서는 유체의 통과 유량이 최대가 된다.

이때 밸브축(20)에 설치된 복수의 롤러핀(60)은 캠면(52)의 낮은면접촉부(52a)에 위치되어 있는 상태에 놓이게 된다.

상기와 같은 상태에서 도시되지 않은 작동유닛에 의해 밸브축(20)이 90도 회전하게 되면, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 밸브 디스크(30)가 밸브 몸체(10)의 유체통로(11)를 완전히 폐쇄시키게 되어 버터플라이 밸브를 통해 흐르던 유체의 흐름은 차단되고 밸브 디스크(30)의 외주면이 러버시트링(40)의 내주면에 밀착된 상태가 된다.

상기와 같이 밸브축(20)이 회전하게 되면 이에 고정된 롤러핀(60)이 회전하게 되는 바, 이 롤러핀(60)이 캠면(52)의 테이퍼부를 따라 낮은면접촉부(52a)에서 높은면접촉부(52b)로 이동하게 되어 그 결과 캠면(52)의 높이 차이만큼 기밀유지가동링(50)은 중공홀(12)에서 직선운동(도 4, 5에서 보면 하방향 직선이동)을 하게 되어 러버시트링(40)의 관통공(41) 주위를 압축시켜 이 관통공(41)을 기밀시킴으로써 이 관통공(41)을 통하여 중공홀(12)로 흐르려고 하는 유체를 완전 차단시키게 된다.

이후 도시되지 않은 작동유닛에 의해 밸브축(20)이 회전하여 밸브 디스크(30)가 밸브 몸체(10)의 유체통로(11)를 개방시키게 되면, 이에 고정된 롤러핀(60)이 함께 회전하여 이 롤러핀(60)이 캠면(52)의 테이퍼부를 따라 높은면접촉부(52b)에서 낮은면접촉부(52a)로 이동하게 되어 그 결과 캠면(52)의 높이 차이만큼 기밀유지가동링(50)은 중공홀(12)에서 직선운동(도 2, 3에서 보면 상방향 직선이동)을 하게 되어 압축되었던 러버시트링(40)의 관통공(41) 주위는 다시 복원되게 되며, 이때는 유체가 유체통로(11)를 통해 흐르는 상태이므로 관통공(41)을 통한 유체의 누출은 발생되지 않게 된다.

이와 같이 본 발명은 유체통로(11)를 폐쇄할 때만 기밀유지가동링(50)이 러버시트링(40)의 관통공(41) 주위를 밀착시킴으로서 고압력에 따라 유체가 밸브 몸체(10)의 중공홀(12)을 통하여 누출되는 것을 막을 수 있게 되는 것이다.

한편 상기에서 롤러핀(60)은 캠면(52)에서 움직일 때 구름운동을 하게 되므로 마찰계수를 줄이게 된다.

그리고 상기 기밀유지가동링(50)의 하부 표면(54)은 평탄면으로 이루어지고 이와 접촉되는 러버시트링(40)의 관통공(41) 주위도 평탄면(42)을 이루어 가밀유지가동링(50)이 러버시트링(40)의 관통공(41) 주위를 압축할 때 압축하중이 균일하게 분포되어 관통공(41)의 기밀을 더욱 향상시키게 된다.

또한 상기에서는 기밀유지가동링(50)을 중공홀(12)에 삽입하여 중공홀(12)에서 기밀유지가동홀(50)이 회전되지 않고 직선운동만을 가능하게 하기 위해 키(70)를 이용하고 있으나, 기밀유지가동홀(50) 자체 또는 중공홀(12)에 돌출된 형태의 키를 일체로 형성하여 기밀유지가동링(50)을 중공홀(12)에 조립할 수도 있는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 버터플라이 밸브에 의하면 밸브 몸체를 통해 밸브축에 기밀유지가동링을 직선운동 가능하게 설치하고, 상기 밸브축에 기밀유지가동링을 직선운동시키는 롤러핀을 설치하여 버터플라이 밸브의 유로 폐쇄시(담힘시) 상기 롤러핀이 기밀유지가동링을 이동시켜 러버시트링의 관통공 주위를 밀착시킴으로써 밸브축 방향으로의 기밀을 유지할 수 있도록 하여서 소형의 밸브로도 고압의 수압(또는 유압)에도 월등한 기밀을 유지시키는 효과를 갖는 것이다.

Claims

내부에 어느 일방에서 타방으로 유체가 흐를 수 있도록 관통된 유체통로(11)를 갖는 밸브 몸체(10)와,

상기 밸브 몸체(10)의 유체통로(11)를 개방 또는 폐쇄하는 밸브 디스크(30)와,

상기 밸브 디스크(30)를 상기 밸브 몸체(10)의 유체통로(11) 내에서 회전시키는 밸브축(20)과,

상기 밸브 디스크(30)가 밸브 몸체(10)의 유체통로(11) 폐쇄시 상기 밸브 몸체(10)와 밸브 디스크(30)의 기밀을 유지시키는 러버시트링(40)을 구비한 버터플라이 밸브에 있어서,

상기 밸브축(20)이 설치되는 밸브 몸체(10)의 중공홀(12)을 통해 밸브축(20)에 설치되어 축방향으로 직선운동 가능하게 설치되며, 그 상부 표면에는 서로 대향되는 테이퍼부에 의한 캠면(52)이 형성되고, 그 하부 표면(54)이 상기 러버시트링(40)의 관통공(41) 주위와 접촉되는 기밀유지가동링(50)과,

상기 밸브축(20)에 축방향과 직교되어 대향되게 복수로 설치되고 밸브축(20)의 회전에 따라 함께 회전되며 상기 기밀유지가동링(50)의 캠면(52)에 위치되어 밸브축(20)의 회전에 따라 기밀유지가동링(50)을 직선운동시켜 상기 밸브 디스크(30)의 폐쇄시 러버시트링(40)의 밸브축 방향을 기밀하는 롤러핀(60)으로 구성된 것을 특징으로 하는 버터플라이 밸브.
제 1항에 있어서, 상기 기밀유지가동링(50)의 하부 표면(54)은 평탄면으로 이루어지고 이와 접촉되는 러버시트링(40)의 관통공(41) 주위도 평탄면(42)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 버터플라이 밸브.
제 1항에 있어서, 상기 캠면(52)은 높이 차이에 의한 낮은면접촉부(52a)와, 이 낮은면접촉부(52a)로부터 테이퍼부로 연결되어 높은면접촉부(52b)로 이루어진 것을 특징으로 하는 버터플라이 밸브.