KR20030086547A - 버터플라이 밸브 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건설현장이나 플랜트 등의 배관설비 등에 사용되는 버터플라이 밸브 및 이것을 제조하는 방법에 관한 것이다.

본 발명은 밸브 시트 제조시 시트 금형상에 밸브 몸체를 인서트 한 후 시트 원료를 주입하여 함께 프레스 가공하는 방법으로 밸브 몸체와 밸브 시트를 일체형으로 제조함으로써, 버터플라이 밸브의 전체적인 제조공정을 단축하여 제조원가를 획기적으로 줄일 수 있고, 또한 밸브 몸체 및 밸브 시트 일체형 구조를 제공하여 밸브 몸체와 밸브 시트 간의 견고한 결착력을 확보함으로써, 사용압력이 고압인 경우에도 밸브 시트의 밀림이나 구겨짐 현상을 최대한 억제할 수 있고, 이에 따라 플랜지와의 패킹부위에 대한 우수한 기밀성능을 발휘할 수 있으며, 또한 밸브 시트와 플랜지 간의 접촉부위를 평면으로 제조하여 설치시 밸브 시트와 플랜지가 일부 어긋나게 설치되는 경우에도 플랜지면에서의 기밀이 확실히 유지될 수 있도록 함으로써, 작은 부주의로 인한 누수발생의 우려를 없앨 수 있는 동시에 취급이 용이하여 시공시간을 줄일 수 있도록 한 버터플라이 밸브 및 그 제조방법을 제공한다.

Description

버터플라이 밸브 및 그 제조방법{Butterfly valve and manufacturing method thereof}

본 발명은 건설현장이나 플랜트 등의 배관설비 등에 사용되는 버터플라이 밸브와 이것을 제조하는 방법에 관한 것이다.

특히, 시트 금형상에 밸브 몸체를 인서트 한 후 시트 원료를 주입하여 프레스 가공하는 방법으로 밸브 몸체와 밸브 시트를 일체형으로 제조함으로써, 공정단축과 관련한 제조원가를 절감할 수 있고, 밸브 몸체와 밸브 시트 간의 견고한 결착력을 확보하여 고압조건에서도 기밀유지 등의 우수한 성능을 발휘할 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 건설현장이나 플랜트 등의 배관설비 등에 사용되는 버터플라이 밸브는 유체, 예를 들면 물, 기름, 가스 등이 흐르는 통로상에 설치되어 유체의 흐름을 개방 또는 폐쇄하는 기능을 한다.

이러한 버터플라이 밸브는 그 종류와 재질에 따라 각기 다른 용도와 특징을 갖는다.

1) 버터플라이 밸브는 설치 면적을 적게 차지하고 중량이 가벼워 정확한 배관 및 작업공정을 단축시킬 수 있으며, 이에 따라 최소의 비용으로 많은 작업효과를 올릴 수 있다.

2) 버터플라이 밸브의 시트는 특수구조로 되어 있어 다양한 재질을 선택하여 제작할 수 있기 때문에 어떠한 유체에도 사용이 가능하며, 내압성이 우수하여 설치 후 장기간 사용이 가능하다.

3) 버터플라이 밸브는 개폐 여부를 육안으로 확인할 수 있기 때문에 유사시 유체의 차단이 가능하며, 밸브의 작동 소요시간이 30초 이내로 단축되므로 긴급사태에 만전을 기할 수 있다.

4) 버터플라이 밸브는 시트가 가스켓 역할을 하므로 플랜지와 밸브 사이에 별도의 가스켓을 사용하지 않아도 된다.

5) 버터플라이 밸브는 몸체 외부로 관통하여 설치하므로 볼트나 너트의 수량을 줄일 수 있고, 이에 따라 일반 밸브에 비해 설치비가 1/2 정도 저렴하다.

6) 버터플라이 밸브는 면체를 90°만 회전시키면 완전 개폐가 되므로 수동 및 자동조작이 손쉽다.

7) 버터플라이 밸브는 구조가 간단하여 정기적인 점검이 불필요하며 모든 부품의 교환이 용이한 반면, 일반 밸브는 구조가 복잡하여 보수 점검이 어렵다.

8) 버터플라이 밸브는 일반 밸브에 비해 유량조절을 손쉽게 할 수 있다.

도 1은 일반적인 버터플라이 밸브의 전체 구조를 보여주는 사시도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 버터플라이 밸브는 내부에 어느 한쪽으로 유체가 흐를 수 있도록 관통된 유체통로(10)를 갖는 밸브 몸체(11)와, 상기 밸브 몸체(11)의 유체통로(10)를 개방 또는 폐쇄하는 밸브 디스크(12)와, 상기 밸브 디스크(12)와 볼트로 체결되어 밸브 디스크(12)를 밸브 몸체(11)의 유체통로(10) 내에서 회전시켜주는 밸브 샤프트(13)와, 상기 유체통로(10)의 내경에 설치되어 밸브 디스크(12)가 유체통로(10) 폐쇄시 밸브 몸체(11)와 밸브 디스크(12)의 기밀을 유지시키는 밸브 시트(14)로 구성되어 있으며, 상기 밸브 샤프트(13)의 상단부에는수동 또는 자동으로 밸브 샤프트(13)를 회전시켜 밸브 디스크(12)를 개방 또는 폐쇄시킬 수 있는 통상의 핸들(미도시) 또는 작동유닛(미도시)이 설치된다.

따라서, 핸들이나 작동유닛의 조작에 의해 밸브 샤프트 및 밸브 디스크가 90°회전되면서 밸브 디스크가 유체통로의 직경방향과 나란하게 되거나, 또는 밸브 시트에 밀착되어 유체의 흐름을 개방 또는 차단시킬 수 있게 된다.

위와 같은 버터플라이 밸브는 밸브 몸체와 밸브 시트를 각각의 주조 및 프레스 공정을 통해 제조한 후 서로 조립하여 사용하게 되는데, 공정수가 많을 뿐만 아니라 별도의 조립작업을 수행해야 하는 등 전체적인 제조원가가 상승하는 단점이 있다.

또한, 고압용 버터플라이 밸브의 경우 사용압력이 상당히 높기 때문에 기밀성 확보가 중요한데, 기존에는, 도 2에 도시한 바와 같이, 밸브 몸체(11)와 밸브 시트(14)에는 각각 홈(16)과 돌기(17)를 만들어 이것들이 서로 걸려지게 하는 구조를 이용하여 고압에서 밸브 시트가 밀리는 현상을 억제하였으나, 이러한 돌기와 홈 간의 결합구조만으로는 밸브 시트(14)와 밸브 몸체(11) 간의 견고한 결착력을 유지하는데 미흡하고, 이로 인해 배관을 흐르는 유체의 압력에 의하여 밸브 시트(14)가 밀리거나 구겨지면서 플랜지와의 패킹부위에서 누수가 발생하는 단점이 있다.

또한, 밸브 디스크와 밸브 시트 간의 기밀성에 문제가 있기 때문에 전체적으로 링형태의 원형에 변형이 발생하게 되므로서, 밸브 디스크와의 마찰이 심해지면서 밸브 시트의 수명 단축과 함께 작동성이 크게 저하되는 문제가 있다.

또한, 기존 밸브 시트의 경우 바깥면으로 돌출되는 O-링 형상부(15)가 플랜지면과 접촉하면서 기밀을 높이는 역할을 했는데, 플랜지와의 체결시 주의하지 않으면 오히려 기밀에 부정적인 요소의 발생을 초래하게 되는 단점이 있다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 밸브 시트 제조시 시트 금형상에 밸브 몸체를 인서트 한 후 시트 원료를 주입하여 함께 프레스 가공하는 방법으로 밸브 몸체와 밸브 시트를 일체형으로 제조함으로써, 버터플라이 밸브의 전체적인 제조공정을 단축하여 제조원가를 획기적으로 줄일 수 있도록 한 버터플라이 밸브 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 밸브 몸체 및 밸브 시트 일체형 구조의 버터플라이 밸브를 제공하여 밸브 몸체와 밸브 시트 간의 견고한 결착력을 확보함으로써, 사용압력이 고압인 경우에도 밸브 시트의 밀림이나 구겨짐 현상을 최대한 억제할 수 있으며, 이에 따라 플랜지와의 패킹부위에 대한 우수한 기밀성능을 발휘할 수 있도록 하는데 있다.

또한, 본 발명은 밸브 시트와 플랜지 간의 접촉부위를 평면으로 제조하여 설치시 밸브 시트와 플랜지가 일부 어긋나게 설치되는 경우에도 플랜지면에서의 기밀이 확실히 유지될 수 있도록 함으로써, 작은 부주의로 인한 누수발생의 우려를 없앨 수 있는 동시에 취급이 용이하여 시공시간을 줄일 수 있도록 하는데 또 다른 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 버터플라이 밸브 제조방법은 밸브 몸체 제조공정 및 밸브 시트 제조공정을 포함하는 버터플라이 밸브 제조방법에 있어서, 상기 밸브 시트 제조를 위한 시트 금형 내에 미리 제조된 밸브 몸체를 인서트한 상태에서 시트 금형을 프레스상에 세팅하는 단계와, 밸브 몸체가 인서트되어 있는 시트 금형의 캐비티 내에 액상의 시트원료를 주입한 다음 프레스로 가압하는 단계와, 프레스 가압 후 프레스 내장형 열판을 이용하여 170∼190℃의 온도로 15∼25분간 가열하는 단계와, 가열 후 일정시간 냉각시키는 과정을 거쳐 일체형의 밸브 몸체 및 밸브 시트를 제조하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 시트 금형을 프레스상에 세팅하는 단계는 밸브 몸체를 시트 금형 내에 인서트하기 전 밸브 몸체의 시트 부착부위에 적어도 두차례 접착제를 도포하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 버터플라이 밸브는 밸브 몸체와 밸브 시트를 포함하는 버터플라이 밸브에 있어서, 상기 밸브 몸체와 밸브 시트는 프레스 가압 성형에 의해 기존의 조립형이 아닌 일체형의 구조로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 밸브 몸체와 밸브 시트의 일체형 구조는 시트 금형상의 밸브 몸체에 액상의 시트원료가 주입되어 프레스 가압을 통해 일체형으로 부착된 구조인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 밸브 시트의 양면 가장자리에 조성되는 플랜지 접촉면은 편평한 면으로 되어 있는 것을 특징으로 한다.

도 1은 일반적인 버터플라이 밸브의 전체적인 구조를 나타내는 사시도

도 2는 종래의 제조방법에 의해 제조된 시트 조립형 버터플라이 밸브의 요부 구조를 나타내는 단면도

도 3은 본 발명의 제조방법에 의해 제조된 시트 일체형 버터플라이 밸브의 요부 구조를 나타내는 단면도

도 4는 본 발명에 따른 버터플라이 밸브 제조공정을 나타내는 블럭도

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

10 : 유체통로 11 : 밸브 몸체

12 : 밸브 디스크 13 : 밸브 샤프트

14 : 밸브 시트 15 : O-링 형상부

16 : 홈 17 : 돌기

18 : 플랜지 접촉면

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명에 따른 버터플라이 밸브 제조공정을 나타내는 블럭도이다.

도 4에 도시한 바와 같이, 밸브 몸체의 경우에는 주조 등과 같은 기존의 제조공정을 통해 제조한 것을 그대로 이용한다.

준비과정으로서, 밸브 시트면 등에 대한 가공처리가 완료된 밸브 몸체의 밸브 시트면을 깨끗하게 세척하여 시트원료의 부착시 이물질로 인한 불량발생의 원인을 제거한다.

세척 후 밸브 몸체의 내경, 즉 밸브 시트가 부착될 시트면에 접착제, 예를 들면 ＃205 접착제를 도포한 다음 계속해서 ＃220 접착제를 도포하고, 접착제가 굳기 전에 밸브 몸체를 밸브 시트 제조용 시트 금형 내에 인서트 한다.

밸브 몸체의 인서트 후에는 시트 금형을 조립한다.

이렇게 인서트되는 밸브 몸체는 그 자체가 시트 금형의 일부가 되면서 시트 금형과 함께 소정의 캐비티, 예를 들면 밸브 시트의 형상을 성형하기 위한 캐비티를 만들 수 있다.

이때 사용하는 시트 금형은 한번 사용 후 폐기하는 것이 아니므로 밸브 몸체와 용이하게 조립 및 분리할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

밸브 몸체를 포함하면서 조립된 시트 금형을 프레스상에 세팅한다.

계속해서, 프레스상에 세팅된 시트 금형의 내부 캐비티, 시트 몸체의 밸브 시트면을 포함하여 그 주변에 조성되는 캐비티 내에 액상의 시트원료를 주입하고,소정의 압력으로 프레스 가압한다.

프레스 가압 후 프레스에 내장되어 있는 열판을 이용하여 170∼190℃의 온도, 바람직하게는 180℃의 온도로 가열하고, 이러한 상태를 15∼25분간, 바람직하게는 20분간 유지한다.

위와 같이 시트 금형이 충분히 가열되면 시트 금형을 프레스로부터 꺼낸 후 상온 또는 냉각수 등으로 일정시간 냉각시키는 과정을 거치면 밸브 몸체와 밸브 시트가 일체형으로 융착 제조되어 있는 제품을 얻을 수 있다.

후작업으로 사상작업을 통해 버어를 제거하는 작업을 수행하면 버터플라이 밸브를 제조하는 모든 공정을 완료할 수 있다.

위와 같은 제조방법을 이용하여 제조한 버터플라이 밸브는 도 3에서 보여주고 있다.

이렇게 본 발명의 제조방법으로 제조한 버터플라이 밸브는 일체형으로 이루어진 밸브 몸체와 밸브 시트 간의 견고한 결합구조에 의해 사용압력이 높은 고압용인 경우에도 시트의 변형이 발생하기 않게 되므로, 우수한 기밀성능을 발휘할 수 있으며, 디스크와의 마찰을 줄일 수 있어 수명 향상과 작동성 향상도 기대할 수 있다.

또한, 밸브 시트의 밀림현상은 압력이 높아질수록 심해지는데, 위와 같은 일체형 구조의 적용으로 사용압력을 높일 수 있는 기능성 측면에서의 품질향상을 기대할 수 있다.

한편, 본 발명에서 제공하는 버터플라이 밸브는 설치시 일부 어긋나게 설치되어 있는 상태에서도 기밀성에는 전혀 문제를 나타내지 않는다.

도 3에 도시한 바와 같이, 밸브 시트(14)는 밸브 설치시 플랜지와의 기밀을 담당하는 부위로서 가스켓 역할을 한다.

기존 밸브 시트의 경우 플랜지와의 결합시 O-링 형상부(15)가 플랜지면과 접촉하면서 기밀을 높이는 역할을 하게 되는데, 도면에서 볼 수 있는 바와 같이 플랜지와의 체결시 부주의 등으로 약간 어긋나게 되면 오히려 기밀에 부정적인 요소의 발생을 초래하게 된다.

본 발명에서는 밸브 시트(14)의 플랜지 접촉면(18)을 편평면으로 구성함으로써, 플랜지와의 체결시 어느 정도 어긋나는 경우에도 들뜨지 않고 완전 밀착이 가능하여 우수한 기밀성을 확보할 수 있게 된다.

본 발명에서 제공하는 밸브 시트의 소재로는 N.B.R이나 EPDM을 사용하게 되며, 이러한 소재들은 재질의 특성상 뛰어난 탄성을 갖고 있기 때문에 위와 같이 편평면을 이용한 밀착구조만으로도 플랜지와의 기밀을 유지하는 전혀 문제가 없게 된다.

이상에서와 같이 본 발명은 밸브 몸체와 밸브 시트를 일체형으로 제조하는 방법과 이때의 버터플라이 밸브를 제공함으로써 다음과 같은 장점이 있다.

1) 밸브 몸체와 밸브 시트의 조립공정을 삭제할 수 있는 등 버터플라이 밸브의 전체적인 공정단축에 따른 제조원가를 대폭 절감할 수 있다.

2) 밸브 몸체와 밸브 시트 간의 견고한 결착력 확보로 우수한 기밀성능을 유지할 수 있는 동시에 사용압력과 수명을 향상시킬 수 있다.

3) 밸브 시트의 변형억제로 개폐시 작동성을 크게 향상시킬 수 있다.

4) 플랜지 체결부위에서의 누수현상, 밸브 디스크와 밸브 시트 사이에서의 누수현상을 완전히 없앨 수 있다.

5) 제품 불량발생을 현저히 줄일 수 있다.

Claims (5)

1. 밸브 몸체 제조공정 및 밸브 시트 제조공정을 포함하는 버터플라이 밸브 제조방법에 있어서,

   상기 밸브 시트 제조를 위한 시트 금형 내에 미리 제조된 밸브 몸체를 인서트한 상태에서 시트 금형을 프레스상에 세팅하는 단계와, 밸브 몸체가 인서트되어 있는 시트 금형의 캐비티 내에 액상의 시트원료를 주입한 다음 프레스로 가압하는 단계와, 프레스 가압 후 프레스 내장형 열판을 이용하여 170∼190℃의 온도로 15∼25분간 가열하는 단계와, 가열 후 일정시간 냉각시키는 과정을 거쳐 일체형의 밸브 몸체 및 밸브 시트를 제조하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 버터플라이 밸브 제조방법.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 시트 금형을 프레스상에 세팅하는 단계는 밸브 몸체를 시트 금형 내에 인서트하기 전 밸브 몸체의 시트 부착부위에 적어도 두차례 접착제를 도포하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 버터플라이 밸브 제조방법.
3. 밸브 몸체(11)와 밸브 시트(14)를 포함하는 버터플라이 밸브에 있어서,

   상기 밸브 몸체(11)와 밸브 시트(14)는 프레스 가압 성형에 의해 일체형의 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 버터플라이 밸브.
4. 청구항 3에 있어서, 상기 밸브 몸체(11)와 밸브 시트(14)의 일체형 구조는 시트 금형상의 밸브 몸체(11)에 액상의 시트원료가 주입되어 프레스 가압을 통해 일체형으로 부착된 구조인 것을 특징으로 하는 버터플라이 밸브.
5. 청구항 3 또는 4에 있어서, 상기 밸브 시트의 양면 가장자리에 조성되는 플랜지 접촉면(18)은 편평한 면으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 버터플라이 밸브.