KR200363646Y1 - 몸통 시트 볼형 메탈시트 버터플라이밸브 - Google Patents

Abstract

본 고안은 몸통시트 볼형 메탈시트 버터플라이밸브에 관한 것이다.

본 고안은 밸브 몸체의 내부에 고정된 몸체 시트 내주연부로 밸브 디스크의 외주연부가 맞닿아 결합되도록 구성하고, 상기 밸브 디스크가 밸브 몸체의 외측으로 결합된 감속부에 연결되어 개폐쇄가 되도록 구성된 메탈시트형 버터플라이 밸브에 있어서, 상기 몸체 시트는 출구측으로 경사각이 커지는 안착부가 일체로 형성되도록 하고, 상기 밸브 디스크는 링형태의 제 1걸림턱이 형성된 디스크 시트부재를 제 2걸림턱이 일체로 형성된 디스크 부재에 끼워 결합수단으로 고정되어지도록 구성하되, 상기 결합수단 사이에 간격유지 보정수단이 개재되도록 구성됨을 특징으로 한다.

따라서, 수압이 몸체 시트로 직접 전달되는 것을 방지하여 밸브 디스크의 파손을 막을 수 있도록 하고, 개방시 발생되는 과부하를 막아 오픈이 원활하게 이루어질 수 있도록 하고, 자연마모가 발생할 경우에도 기밀유지가 되도록 함으로써, 밸브의 신뢰성을 높일 수 있도록 한 것이다.

Description

몸통 시트 볼형 메탈시트 버터플라이밸브{TRUNK SEAT BALL STYLE METAL SEAT BUTTER FLY VALVE}

본 고안은 몸통시트 볼형 메탈시트 버터플라이밸브에 관한 것으로서, 특히 밸브 디스크의 외주연부에 결합된 디스크 시트부재가 스프링의 탄성력에 의해 축방향으로 미소간격 이동되어 밸브 몸체의 내주연부에 결합된 몸체 시트에 맞닿도록 구성함으로써, 유체의 압력이 몸체 시트로 직접 전달되는 것을 방지하여 밸브 디스크의 파손을 방지함과 동시에 밸브 개방시 발생되는 과부하를 막아 오픈이 원활하게 이루어질 수 있도록 하고, 아울러 사용하는 과정에서 자연마모가 발생할 경우, 기밀 유지가 되도록 하여 신뢰성을 높이며 역압에도 충분히 견딜 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 물, 기름, 및 가스 등의 유체가 이송되는 파이프에는 그 내부를 따라 이송되는 유체의 이송을 선택적으로 제어하기 위한 방안으로 밸브를 설치하여 사용하게 된다.

유체의 이송을 제어하기 위한 밸브는 여러종류의 밸브가 있으나, 본 고안에서는 설치공간을 가장 적게 확보하는 버터플라이 밸브를 예를 들어 설명하면 다음과 같다.

버터플라이 밸브는 도 6,7에 도시된 바와 같이, 밸브 몸체(1), 감속부(6),시트 몸체(7) 및 디스크 밸브(8)로 구성되어 있다.

여기에서, 상기 밸브 몸체(1)는 중공인 형태로 그 양측에는 미도시한 파이프 사이에 결합되는 플렌지(11)(11')가 일체로 형성되어 있다.

또한, 구동축(61)의 회전력이 원동기어(62), 종동기어(63), 워엄축(64) 및 섹터기어(65)를 통해 디스크 밸브(8)에 결합된 회전축(66)으로 전달되도록 하는 기능을 갖는 상기 감속부(6)가 밸브 몸체(1)의 앞쪽에 결합되어 있다.

또한, 상기 회전축(66)의 선단에는 감속부(6)의 외측으로 노출된 인디케이터(67)를 결합시켜 작업자 또는 관리자가 외부에서 디스크 밸브(8)의 위치를 알 수 있도록 구성되어 있다.

그리고 상기 워엄축(64)이 위치한 감속부(6)의 타측에는 상하부에 소정의 길이를 갖는 위치결정볼트(68)(68')가 결합되도록 구성되어져 섹터기어(65)의 회전량 또는 회전각을 제한하도록 구성되어 있다.

한편, 상기 밸브 몸체(1)의 내주연부인 내측 즉, 밸브 몸체(1)의 중심을 향해 소정 길이로 돌출됨과 동시에 일측면이 절단된 형태를 취하는 링형태를 갖는 걸림턱(12)이 형성되어 있고, 상기 걸림턱(12)의 내측면에는 상기 시트 몸체(7)가 결합되도록 구성되어 있다.

상기 디스크 밸브(8)는 밸브 몸체(1)의 내측으로 회전축(66)에 결합되어 감속부(6)와 같이 연동되어지도록 함으로써, 밸브 몸체(1)의 내부 공간을 선택적으로 개폐쇄시켜 그 내부를 통과하는 유체를 차단 하거나 통과 시키는 주된 기능을 갖는 것으로 소정의 두께를 갖는 원판형태로 이루어진 디스크 부재(31), 리테이너(32)및 디스크 부재(31)의 가장자리와 리테이너(32) 사이에 개재된 시트링(33)으로 구성된다.

상기 디스크 부재(31) 및 리테이너(32)는 가장자리에 시트링(33)의 일부가 삽입되는 역삼각형태의 홈(34)을 형성하여 미도시한 볼트 등으로 고정되도록 구성되어 있다.

상기 시트 몸체(7)는 속이 비어있는 링형태의 것으로 내주연부에 소정 경사각을 갖는 직선형태의 테이퍼(7a)를 형성하여 시트링(33)의 가장자리에 맞닿도록 구성되어 있고, 그 외주연부는 걸림턱(12)에 결합되어지도록 축심과 평행한 상태를 갖도록 구성되어 있다.

이와 같은 구성을 갖는 밸브는 우선, 폐쇄된 상태에서 미도시한 핸들을 구동축(61)의 선단에 끼워 회전시킴과 동시에 원동기어(62), 종동기어(63)가 연동되며, 상기 종동기어(63)에 결합된 워엄축(64)이 회전을 함으로써, 이와 맞물린 섹터기어(65)가 시계방향으로 회전을 시작하게 된다.

다음, 섹터기어(65)가 회전을 하게 됨과 동시에 그 중심에 결합된 회전축(66)이 회전하여 디스크 밸브(8)가 연동됨에 따라 걸림턱(12)에 걸려지도록 결합된 시트 몸체(2)로 부터 시트링(33)이 이격되어 틈이 발생하게 되며, 이때 발생된 틈으로 좌측에 있던 유체가 우측으로 조금씩 흐르게 된다.

다음, 섹터기어(65)의 회전량이 증가함에 따라 디스크 밸브(8)가 시트 몸체(2)로 부터 완전히 이격되어 개방됨으로써, 많은 량의 유체가 원활하게 흐를 수 있게 된다.

한편, 유체가 흐르는 상태에서 디스크 밸브(3)의 시트링(33)을 상기한 바와 같은 역동작을 통해 시트 몸체(7)에 밀착되도록 함과 동시에 내부 공간이 차단됨으로써, 유체의 흐름이 정지된다.

그러나, 밸브 몸체의 내부에서 디스크 밸브가 유로를 폐쇄시키고 있을 경우,유체의 압력이 밸브 디스크 및 시트링을 통해 몸체 시트로 직접 전달됨에 따라 오픈 초기에 몸체 시트와 시트링 사이에서 발생되는 마찰력의 증가로 인해 과부하가 발생하게 되어 오픈 동작이 원활하게 이루어지지 않으면서 몸체 시트 및 시트링의 일부가 파손되어 수명이 짧아지는 문제점이 있었다.

또한, 시트 몸체의 내주연부로 형성된 테이퍼에 시트링을 형성하는 가장자리 끝이 닿아 있는 형태로 있음으로써, 장기간 반복되는 개폐동작으로 인해 몸체 시트 및 시트링 사이에서 발생되는 자연 마모로 인해 틈이 형성되었을 경우, 발생된 틈을 보정하여 기밀을 유지시켜 줄 별도의 수단이 없음으로써, 유체가 빠져나가는 다른 문제점이 있었다.

그리고 몸체 시트 및 시트링의 접촉이 면접족이 아닌 점접촉의 형태를 가짐으로써, 역압력이 작용할 경우 쉽게 오픈이 되는 또 다른 문제점이 있었다.

본 고안은 이와 같은 문제점을 해소하기 위해 창출한 것으로서, 밸브 디스크의 외주연부에 결합된 디스크 시트부재가 스프링의 탄성력에 의해 축방향으로 미소간격 이동되어 밸브 몸체의 내주연부에 결합된 몸체 시트에 맞닿도록 구성함으로써, 유체의 압력이 몸체 시트로 직접 전달되는 것을 방지하여 밸브 디스크의 파손을 방지하고, 동시에 밸브 개방시 발생되는 과부하를 막아 오픈이 원활하게 이루어질 수 있도록 하고, 아울러 사용시 자연마모가 발생할 경우에도 기밀 유지가 되도록 하여 누수를 방지함과 동시에 역압에도 충분히 견딜 수 있는 몸통시트 볼형 메탈시트 버터플라이밸브를 제공하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은 밸브 몸체의 내부에 고정된 몸체 시트 내주연부로 밸브 디스크의 외주연부가 맞닿아 결합되도록 구성하고, 상기 밸브 디스크가 밸브 몸체의 외측으로 결합된 감속부에 연결되어 개폐쇄가 되도록 구성된 메탈시트형 버터플라이 밸브에 있어서, 상기 몸체 시트는 출구측으로 경사각이 커지는 안착부가 일체로 형성되도록 하고, 상기 밸브 디스크는 링형태의 제 1걸림턱이 형성된 디스크 시트부재를 제 2걸림턱이 일체로 형성된 디스크 부재에 끼워 결합수단으로 고정되어지도록 구성하되, 상기 결합수단 사이에 간격유지 보정수단이 개재되도록 구성됨을 특징하는 몸통시트 볼형 메탈시트 버터플라이밸브를 제공함에 그 목적이 달성된다.

도 1은 본 고안에 따른 버터플라이 밸브의 정면도.

도 2는 본 고안에 따른 버터플라이 밸브의 분해 사시도.

도 3a,3b는 본 고안에 따른 버터플라이 밸브의 개폐상태를 도시한 종단면도.

도 4a,4b는 본 고안에 따른 버터플라이 밸브의 요부 확대도.

도 5는 본 고안에 따른 버터플라이 밸브에 적용된 몸체 시트의 가공기를 개략적으로 도시한 구성도.

도 6은 종래 기술에 따른 버터플라이 밸브의 정면도.

도 7은 종래 기술에 따른 버터플라이 밸브의 작동상태를 도시한 요부 확대도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

1:밸브 몸체 2:몸체 시트

3:밸브 디스크 4:감속부

5:간격유지 보정수단 21:안착부

31:디스크 시트부재 32:디스크 부재

33,33':결합수단 34:O링

311:제 1걸림턱 321:제 2걸림턱

323:삽입홈

이하, 본 고안의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

본 고안에 따른 몸통시트 볼형 메탈시트 버터플라이밸브(A)는 도 1 내지 4a,4b에 도시된 바와 같이, 밸브 몸체(1), 몸체 시트(2), 밸브 디스크(3) 및 간격유지 보정수단(5)그리고 감속부(6)로 구성된다.

여기에서, 상기 밸브 몸체(1)는 중공의 원통형으로 양측에는 미도시한 이송 파이프에 연결되도록 하기 위한 플렌지(11)(11')가 형성되어 있고, 그 외측 하부에는 하중으로 인해 처짐현상을 방지하기 위한 지지대(12)가 일체로 구성되어 있다.

또한, 상기 밸브 몸체(1)의 앞쪽으로는 종래의 기술과 동일한 형태를 갖는 감속부(6)가 결합되도록 구성되어 있다.

상기 몸체 시트(2)는 밸브 몸체(1)의 내주연부에 억지끼워맞춤의 형태로 결합되어 밸브 디스크(3)의 디스크 시트부재(31)와 밀착되도록 함으로써, 기밀유지를 시키는 주된 기능을 갖는 것으로 소정의 두께를 갖는 링형태로 그 내부연부는 출구측으로 경사각이 좁아지는 형태를 갖는 안착부(21)가 일체로 형성되어 있다.

상기 안착부(21)는 내면이 몸체 시트(2)의 중심으로 부터 일정한 반경 또는 곡률을 갖는 구의 형태를 갖도록 형성되어 있다.

상기 밸브 디스크(3)는 밸브 몸체(1)의 내부로 관통되는 형태를 갖는 회전축(66)에 결합되어 몸체 시트(2)의 내측면에 맞닿아 유로를 폐쇄시키거나, 그 내측면으로 부터 이격되어 유로를 개방시키는 기능을 갖는 것으로 디스크 시트부재(31) 와 디스크 부재(32) 및 각각의 디스크 시트부재(31) 및 디스크 부재(32) 사이에 개재된 간격유지 보정수단(5)으로 구성되어 있다.

상기 디스크 시트부재(31)는 소정의 두께를 갖는 원판의 테두리를 따라 형성된 것으로 외주면은 상기 몸체 시트(2)에 형성된 안착부(21)에 맞닿도록 소정의 경사각을 갖도록 형성되어 있고, 그 내주면은 폭의 절반을 나눈 부분에 직경이 상이하게 제공되는 제 1걸림턱(311)이 일체로 형성되어 있다.

또한, 상기 제 1걸림턱(311)의 내측 벽면에는 관통공(312)(312')이 일정한 간격으로 형성되어 있고, 상기 관통공(312)(312') 사이에는 소정의 직경 및 깊이를갖는 제 1가이드홈(51)이 일체로 형성되어 있다.

상기 디스크 부재(32)는 회전축(66)에 그 뒷면이 결합되도록 구성된 소정의 두께를 갖는 원판형태로 형성된 것으로 그 외주연부에는 O링(34)이 삽입되는 삽입홈(323)을 갖는 제 2걸림턱(321)이 일체로 형성되어 있고, 상기 제 2걸림턱(321)의 내측벽면에는 관통공(312)(312')에 중심이 일치하는 다수개의 너트공(322)(322')이 일체로 형성되어 있다.

상기 간격유지 보정수단(5)은 디스크 시트부재(31)의 제 1걸림턱(311) 및 디스크 부재(32)의 제 2걸림턱(321)에 삽입되어 밸브 몸체(1)의 내부에서 작용하는 압력이 밸브 디스크(3)로 직접 전달되는 것을 방지함과 동시에 디스크 시트부재(31) 및 몸체 시트(2) 사이에 자연 마모가 발생하였을 경우, 마모량 만큼 디스크 시트부재(31)를 바깥쪽으로 밀어 기밀을 유지시키는 기능을 갖도록 구성되어 있다.

이를 위해, 상기 간격유지 보정수단(5)은 디스크 시트부재(31)의 제 1걸림턱(311)에 형성된 각각의 관통공(312)(312') 사이에 제 1가이드홈(51)을 형성하고, 상기 디스크 부재(32)의 제 2걸림턱(321)에 형성된 각각의 너트공(322)(322') 사이에 제 2가이드홈(52)을 형성하여 제 1가이드홈(51)과 제 2가이드홈(52)의 중심이 일치되도록 구성되어 있다.

또한, 상기 제 1가이드홈(51) 및 제 2가이드홈(52)에 압축코일 스프링(53)이 끼워지도록 구성되어 있다.

이와 같이 구성된 버터플라이 밸브를 이용하여 밸브 몸체의 내부 유로를 오픈시키는 과정은 먼저, 감속부(6)의 구동축(61)에 미도시한 핸들을 끼워 회전시킴과 동시에 원동기어(62)에 맞물려 있는 종동기어(63)가 회전을 하게 됨에 따라 워엄축(64)이 회전을 하게 된다.

다음, 워엄축(64)의 회전이 섹터기어(65)를 회동시킴과 동시에 도 3b에 도시된 바와 같이, 밸브 디스크(3)를 시계방향으로 회전시킴으로써, 디스크 시트부재(31)의 윗면이 몸체 시트(2)의 내주연부를 따라 미끄러지면서 이동하게 된다.

이때, 맞닿아 있는 부분이 구면의 형태를 갖도록 형성되어 있음으로써, 이동 초기에 유체의 압력에 의해 발생하는 몸체 시트(2) 및 밸브 디스크(3)의 회전 간섭이 없음으로써, 적은 핸들의 조작력 또는 토오크로도 이를 용이하게 작동시킬 수 있게 된다.

또한, 몸체 시트(2)의 내측면과 접촉되는 밸브 디스크(3)의 디스크 시트부재(31)가 면접촉이 이루어짐에 따라 평상시 및 작동 초기에도 일정한 기밀유지력을 얻을 수 있게 된다.

다음, 디스크 시트부재(31)의 외주면이 몸체 시트(2)의 내주면으로 부터 이격됨과 동시에 그 틈사이로 유체가 이동하게 되며, 간격유지수단(5)인 압축코일 스프링(53)의 탄성력에 의해 디스크 부재(32)로 부터 디스크 시트부재(31)가 최대로 이격된 상태, 즉 사이 간격이 벌어진 상태가 된다.

한편, 개방된 메탈시트형 버터플라이 밸브를 잠그는 과정은 구동축(61)에 결합된 미도시한 핸들을 역방향으로 회전시킴과 동시에 상기한 바와 같은 역동작을통해 오픈되어 있던 밸브 디스크(3)가 잠겨지게 된다.

이때 서로 분리되어 있던 디스크 시트부재(31)의 일측이 먼저 몸체 시트(2)의 일측에 접촉됨과 동시에 그 사이를 흐르고 있던 유체의 흐름이 차단되며, 제 1,2가이드홈(51)(52) 사이에 삽입된 압축코일 스프링(53)이 압축되면서 몸체 시트(2)의 내주면을 따라 미끄어지듯이 이동하면서 접촉며적이 넓어짐에 따라 기밀유지를 위한 차단력이 높아지게 된다.

다음, 밸브 디스크(3)가 몸체 시트(2)에 완전하게 닿아 있을 경우, 그 내부에서 작용하는 유체의 압력이 디스크 부재(32)를 통해 몸체 시트(2)로 전달되는 과정에서 간격유지수단(5)인 압축코일 스프링(53)을 경유하여 전달됨에 따라 작동 초기에 발생되는 압력으로 인한 과도한 마찰력 및 토오크를 줄여 원할한 작동이 이루어지게 된다.

또한, 반복되는 개폐과정에서 몸체 시트(2) 및 디스크 시트부재(31)의 표면이 자연마모가 되어 유격이 커졌을 경우, 간격유지 수단인 압축코일 스프링(53)의 탄성력에 의해 디스크 부재(32)로 부터 디스크 시트부재(31)가 항상 이격되는 형태를 취하게 됨에 따라 디스크 시트부재(31)의 외주연부가 몸체 시트(2)의 내주연부에 자연 밀착되어 기밀유지가 된다.

또한, 디스크 시트부재(31)의 외주연부가 몸체 시트(2)의 내주연부에 항상 밀착된 형태로 결합되어 있음으로써, 순간적인 역압이 걸릴 경우에도 충분히 견딜 수 있게된다.

한편, 상기 몸체 시트(2)의 내주연부를 형성하는 안착부(21)는 도 5에 도시된 바와 같은 별도의 몸체 시트 가공기(9)를 사용하게 되는데, 이러한 몸체 시트 가공기(9)는 미도시한 선반의 추축에 결합된 면판(91)의 척(921)에 보스 센터(13)를 갖는 밸브 몸체(1)가 고정되어 있으며, 그 내부로 가공하고자 하는 몸체 시트(2)가 결합되도록 구성되어 있다.

또한, 선반의 미도시한 베드에는 선반 본체 핸들(921)에 의해 이송되는 선반본체공구대(92)가 결합되도록 구성되어 있고, 면판(91)의 중심과 일치하는 곳에는 R가공절삭핸들(934)에 연결된 감속기어(931)와 맞물린 워엄기어(932)에 의해 연동되는 워엄휠(933)을 갖는 절각가공부(93)가 회동 가능하게 결합되어 있다.

또한, 상기 절삭가공부(93)의 선단에는 절삭공구(94)가 결합되어 밸브 몸체(1)의 내면에 결합된 몸체 시트(2)의 내주면을 구형의 형태를 갖도록 절삭 가공할 수 있게 된다.

이와 같이 본 고안은 밸브 디스크의 외주연부에 결합된 디스크 시트가 스프링의 탄성력에 의해 축방향으로 미소간격 이동되어 밸브몸체의 내주연부에 결합된 몸체 시트에 맞닿아 있도록 구성함으로써, 유체의 압력이 몸체 시트로 직접 전달되는 것을 방지하여 밸브 디스크의 파손을 막아 그 수명을 연장하도록 하고, 동시에 밸브의 개방시 과부하가 발생되는 것을 방지하여 오픈이 원활하게 이루어질 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 장기간 개폐과정을 반복되는 과정에서 자연마모가 발생할 경우에도 스프링의 탄성력에 의해 디스크 시트부재가 몸체 시트에 항상 밀착되는 형태를 취함으로써, 누수를 방지함과 동시에 역압에도 충분히 견딜 수 있는 효과를 더 얻을 수 있다.

그리고, 안착부가 일정한 반경을 갖는 구의 형태로 형성되어 있음으로써, 밸브 디스크가 개폐쇄되는 초기에 유체의 압력에 의해 발생되는 마찰력을 줄여 감속부에 과부하가 걸리는 것을 막아 용이하게 작동시키며 그에 따른 동작의 신뢰성을 높일 수 있는 효가를 얻을 수 있게 된다.

Claims (3)

1. 밸브 몸체(1)의 내부에 고정된 몸체 시트(2) 내주연부로 밸브 디스크(3)의 외주연부가 맞닿아 결합되도록 구성하고, 상기 밸브 디스크(3)가 밸브 몸체(1)의 외측으로 결합된 감속부(6)에 연결되어 개폐쇄가 되도록 구성된 몸통시트 볼형 메탈시트 버터플라이밸브(A)에 있어서,

   상기 몸체 시트(2)는 출구측으로 경사각이 커지는 안착부(21)가 일체로 형성되도록 하고, 상기 밸브 디스크(3)는 링형태의 제 1걸림턱(311)이 형성된 디스크 시트부재(31)를 제 2걸림턱(321)이 일체로 형성된 디스크 부재(32)에 끼워 결합수단(33)(33')으로 고정되어지도록 구성하되, 상기 결합수단(33)(33') 사이에 간격유지 보정수단(5)이 개재되도록 구성됨을 특징으로 하는 몸통시트 볼형 메탈시트 버터플라이밸브.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 제 2걸림턱(321)은 O링(34)이 삽입될 수 있도록 삽입홈(323)이 형성되어지고, 상기 안착부(21)의 내주연부 및 디스크 부재(32)의 외주연부가 각각 동일한 중심을 갖는 구면형태로 구성됨을 특징으로 하는 몸통시트 볼형 메탈시트 버터플라이밸브.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 간격유지 보정수단(5)은 상기 디스크 시트부재(31)의 제 1걸림턱(311)에 형성된 각각의 관통공(312)(312') 사이에 제 1가이드홈(51)을 형성하고, 상기 디스크 부재(32)의 제 2걸림턱(321)에 형성된 각각의 너트공(322)(322') 사이에 제 2가이드홈(52)을 형성하여 제 1가이드홈(51)과 제 2가이드홈(52)이 일치되도록 구성하되, 상기 제 1가이드홈(51) 및 제 2가이드홈(52)에 압축코일스프링(53)이 끼워지도록 구성됨을 특징으로 하는 몸통시트 볼형 메탈시트 버터플라이밸브.