KR20040037966A - 체크 밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 헌팅이나 채터링을 방지할 수 있으며, 조립 및 분해가 간편하여 제조 및 유지 보수 작업을 용이하게 할 수 있는 체크 밸브에 관한 것으로,

본 발명에 따른 체크 밸브는, 원통형의 본체와; 링 형상으로 형성되어 일측면에 원주 방향을 따라 밸브 시트가 형성되어 있으며, 상기 본체의 일단부에 결합되는 밸브시트 부재와; 링 형상의 몸체부와, 일단이 개구되어 있고 타단은 폐쇄되어 있는 컵 형상으로 형성되어 있으며 폐쇄 단부에는 소경의 유체 통과공이 형성되어 있는 가이드부와, 상기 가이브부의 폐쇄 단부와 상기 몸체부를 연결함과 동시에 각각의 사이로 유체의 유동 통로를 제공하는 복수의 연결 다리를 구비하며, 상기 몸체부가 상기 본체의 타단부에 결합됨으로서 상기 가이드부 및 상기 연결 다리가 상기 본체의 내부에 배치되는 밸브가이드 부재와; 일단이 개구되어 있고 타단은 폐쇄되어 있는 컵 형상으로 형성되어, 상기 밸브 가이드 부재의 가이드부에 슬라이드 가능하게 삽입됨으로서 밸브 가이드 부재와의 사이에 완충 공간을 형성하는 밸브체와; 상기 밸브 가이드 부재와 상기 밸브체 사이의 완충 공간에 배치되어 상기 밸브체에 대해 상기 밸브시트 부재측으로 탄성력을 가하는 스프링;을 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

체크 밸브{Check Valve}

본 발명은 체크 밸브에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 헌팅이나 채터링을 방지할 수 있으며, 조립 및 분해가 간편하여 제조 및 유지 보수 작업을 용이하게 할 수 있는 체크 밸브에 관한 것이다.

체크 밸브는 유체가 한 방향으로만 흐르고 반대 방향으로는 흐르지 못하도록 하는 밸브로, 유압 회로나 냉동 사이클용 배관 등에 유체의 역류를 방지하기 위해 설치된다.

도 1은 원판형의 밸브체가 스프링에 의해 바이어스(bias) 되어 있는 일반적인 체크 밸브의 일례를 나타내는 단면도로, 원통형 본체(110)의 내부에 밸브체(120)가 스프링(140)에 의해 탄성 지지되어 있어 유체의 흐름 방향에 따라 유로를 폐쇄 또는 개방하게 된다.

밸브체(120)는 원판형으로 형성되어 있으며, 중앙부에 형성되어 있는 안내공(121)이 밸브 지지구(130)의 안내축(132)에 좌우 유동가능하게 삽입된 상태로 그 일측면이 스프링(140)에 의해 지지되어 있어서, 스프링(140)의 탄성력에 의해 본체(110)에 형성되어 있는 밸브 시트(111)에 밀착된 상태로 결합되는 바, 밸브 시트(111)와의 밀착부에는 유로의 폐쇄 작용을 보다 확실히 하기 위해 탄성링(122)이 압입 설치되어 있다.

밸브 지지구(130)는, 스프링(140)의 일단부를 지지하는 몸체(131)와 몸체(131)의 중앙부로 부터 일체로 연장되어 밸브체(120)를 안내하는 안내축(132)으로 구성되어 있으며, 몸체(131)에는 다수의 유체 통과공(131a)이 형성되어 있고, 본체(110)의 내주에 형성되어 있는 지지턱(112)과 리테이너 홈(113) 사이에 리테이너(150)에 의해 견고하게 고정된다.

이와 같이 구성되는 체크 밸브에 의하면, 스프링의 바이어스 방향 반대측으로부터 유체가 유입되는 경우 즉, 도 1의 좌측으로부터 유체가 유입되는 경우에는, 밸브 시트(111)에 밀착되어 유로를 폐쇄하고 있던 밸브체(120)가 유체의 압력에 의해 스프링(140)을 압축하며 밸브 시트로부터 이격됨으로서 유로가 개방되고, 유입된 유체는 밸브 지지구의 몸체(131)에 형성되어 있는 유체 통과공(131a)을 통해 배출되며, 도 2의 우측으로부터 유체가 유입되는 경우 즉, 역방향 흐름에 대해서는, 밸브체(120)를 밸브 시트(111) 방향으로 밀어 붙이는 방향으로 유체의 압력이 작용하게 되며, 스프링의 탄성력에 유체의 압력이 부가되어 밸브체(120)가 밸브 시트(111)에 긴밀하게 밀착되므로 역방향의 유체 흐름이 저지된다.

그런데, 상기한 바와 같은 종래의 체크 밸브는, 유체의 압력이 변동됨에 따라 밸브체가 빠르게 진동하는 소위 헌팅(hunting) 현상이 발생하고, 유체의 압력이 밸브체가 열기기 시작하는 압력 즉, 크래킹(cracking) 압력 부근일 때는 밸브체가 밸브 시트를 반복적으로 두드리는 미세 진동인 채터링(chattering) 현상이 발생할 뿐만 아니라, 체크 밸브가 압축기 토출측에 설치되어 있는 상태에서 압축기가 정지하는 경우 등과 같이 유체의 흐름이 정방향에서 역방향으로 급격히 전환되는 경우, 스프링의 탄성력 및 유체의 압력에 의해 밸브체가 밸브 시트를 강하게 타격하며 닫히게 되므로, 배관 계통의 소음 발생원이 될 뿐만 아니라 밸브 폐쇄시의 충격력에의해 밸브체나 탄성링 또는밸브 시트가 파손되어 밸브의 수명이 짧아지고, 유지 보수비가 증대한다는 문제점이 있었다.

또한, 밸브 시트가 본체 내부에 일체로 가공되고, 밸브 지지구가 본체 내부에 리테이너에 의해 고정되어야 하므로, 그 가공 및 조립, 분해 작업이 용이하지 않아 원가 상승의 요인이 되어 왔으며, 밸브 시트에 문제가 발생하는 경우 밸브 전체를 교환해야 하고, 밸브체나 탄성링 또는 스프링의 교환 작업에 시간이 많이 소요되는 등 유지 보수가 곤란하다는 문제점이 있었다.

또한, 유입된 유체가, 밸브 지지구의 몸체를 관통하여 형성되어 있는 유체 통과공을 통해 배출되므로, 제한된 유체 통과공의 면적으로 인해 통과 유체의 압력 손실이 크다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 체크 밸브의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 유체의 압력이나 유량에 미세한 변동이 있는 경우에도 헌팅이나 채터링 현상이 발생하지 않으며, 밸브의 폐쇄시 밸브체와 밸브 시트 사이의 충격력을 최소화시킬 수 있는 체크 밸브를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 조립 및 분해가 간편하며, 제조 및 유지 보수 작업을 용이하게 할 수 있는 체크밸브를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 통과 유체의 압력 손실을 최소화 시킬 수 있는 체크 밸브를 제공하는데 있다.

도 1은 종래 일반적인 체크 밸브의 일례를 나타내는 단면도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 체크 밸브의 분해 사시도.

도 3은 본 발명의 일 실시에에 따른 체크 밸브의 조립 상태 단면도.

도 4는 엠보싱 돌출부의 상세도.

도 5는 본 발명의 체크 밸브가 관로 중에 설치된 상태를 나타내는 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 본체20 : 밸브체

30 : 밸브가이드 부재 40 : 스프링

50 : 밸브시트 부재11 : 엠보싱 돌출부

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 체크 밸브는, 원통형의 본체와; 링 형상으로 형성되어 일측면에 원주 방향을 따라 밸브 시트가 형성되어 있으며, 상기 본체의 일단부에 결합되는 밸브시트 부재와; 링 형상의 몸체부와, 일단이 개구되어 있고 타단은 폐쇄되어 있는 컵 형상으로 형성되어 있으며 폐쇄 단부에는 소경의 유체 통과공이 형성되어 있는 가이드부와, 상기 가이브부의 폐쇄 단부와 상기 몸체부를 연결함과 동시에 각각의 사이로 유체의 유동 통로를 제공하는 복수의 연결 다리를 구비하며, 상기 몸체부가 상기 본체의 타단부에 결합됨으로서 상기 가이드부 및 상기 연결 다리가 상기 본체의 내부에 배치되는 밸브가이드 부재와; 일단이 개구되어 있고 타단은 폐쇄되어 있는 컵 형상으로 형성되어, 상기 밸브 가이드 부재의 가이드부에 슬라이드 가능하게 삽입됨으로서 밸브 가이드 부재와의 사이에 완충 공간을 형성하는 밸브체와; 상기 밸브 가이드 부재와 상기 밸브체 사이의 완충 공간에 배치되어 상기 밸브체에 대해 상기 밸브시트 부재측으로 탄성력을 가하는 스프링;을 구비하는 것을 특징으로 하는 바,

본 발명에 의하면, 밸브가 개방되는 경우에는 완충 공간 내부에 채워져 있던 유체가 소경의 유체 통과공을 통해 배출되면서 밸브체가 개방 방향으로 이동하게 되고, 밸브가 폐쇄되는 경우에는 밸브체가 폐쇄 방향으로 이동함에 따라 완충 공간의 부피가 커지면서 내부에 부압이 생기고 이어서 소경의 유체 통과공을 통해 유체가 완충 공간 내부로 유입되면서 밸브체가 폐쇄 방향으로 이동하게 되므로, 유체의 압력 변동에 따른 밸브체의 진동이 방지되며, 유체의 압력이 급격히 역방향으로 전환되는 경우에도 밸브체의 급격한 이동이 방지되므로 밸브체와 밸브 시트의 충격에의한 파손이나 소음을 방지할 수 있게 된다.

또한, 유체의 유동 통로가 밸브 가이드 부재의 연결 다리 사이에 반경 방향으로 밸브 가이드 부재의 직경에 관계없이 넓게 형성되어 있으므로, 통과 유체의 압력 손실을 최소화시킬 수 있게 된다.

밸브시트 부재나 밸브가이드 부재는 본체의 양단에 압입하거나 나사 결합 또는 용접 결합하는 것도 가능하나, 본체의 양단부에 엠보싱 돌출부 및 걸림턱을 형성하고, 본체에 결합되는 밸브시트 부재 및 밸브가이드 부재의 외주에는 엠보싱 돌출부가 통과할 수 있도록 결합홈을 형성하여, 결합홈과 엠보싱 돌출부가 일치하는 상태에서 각각의 부재를 상기 본체의 걸림턱에 걸리도록 밀어 넣은 후 회전시킴으로서 걸림턱과 엠보싱 돌출부 사이에 각각의 부재가 확실하게 고정될 수 있도록 하는 본 발명의 다른 특징에 의하면, 제조 원가를 절감함과 동시에 밸브시트 부재와 밸브 가이드 부재의 조립 및 분해 작업을 보다 간편하게 수행할 수 있게 된다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 본체의 양단부, 밸브시트 부재 및 밸브가이드 부재의 몸체부 각각에 원주 방향을 따라 단차부를 형성하여, 본체의 단차부와 본체의 양단에 결합되는 각 부재의 단차부 사이에 가스켓 설치홈이 형성되도록 함으로서, 밸브의 설치 작업을 용이하게 할 수 있게 된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 체크 밸브의 분해 사시도, 도 3은 그 조립 상태 단면도, 도 4는 엠보싱 돌출부의 상세도, 도 5는 본 발명의 체크 밸브가 관로 중에 설치된 상태를 각각 나타낸다.

본 발명의 체크 밸브는 크게, 본체(10), 밸브체(20), 밸브가이드 부재(30), 스프링(40) 및 밸브시트 부재(50)로 구성된다.

본체(10)는 대략 원통형으로 형성되어 그 내부에 밸브가이드 부재(20), 밸브체(30), 스프링(40) 및 밸브시트 부재(50)가 배치됨과 동시에 유체의 통로를 제공하는 것으로, 양측 내벽에는 밸브시트 부재(50) 및 밸브가이드 부재의 몸체부(34)가 안착되는 걸림턱(12, 14)과 가스켓 설치홈을 형성하기 위한 단차부(13, 15)가 각각 형성되어 있으며, 걸림턱으로부터 소정거리 이격되어 엠보싱 돌출부(11)가 형성되어 있다.

엠보싱 돌출부(11)는, 도 4에도시되어 있는 바와 같이, 단차부(13, 15)의 끝부를 펀치나 기타 끝이 날카로운 도구로 타격 또는 프레싱함으로서 내측으로 소성 변형시켜 형성되는 것으로, 밸브시트 부재(50) 및 밸브가이드 부재의 몸체부(34)의 외주에는 엠보싱 돌출부가 통과할 수 있도록 하기 위한 결합홈(52, 35)이 각각 형성되어 있어서, 결합홈(52, 35)과 엠보싱 돌출부(11)가 일치하는 상태에서 밸브시트 부재(50)나 밸브가이드 부재(30)를 본체의 걸림턱(12, 14)에 걸릴 때까지 삽입한 후 회전시키면 걸림턱(12, 14)과 엠보싱 돌출부(11) 사이에 각각의 부재가 확실하게 고정된다.

밸브가이드 부재(30)는, 링 형상의 본체부(34)와, 일단부는 개구되어 있고 타단은 폐쇄되어 있는 컵 형상으로 형성되어 있는 가이드부(31)와, 가이브부의 폐쇄 단부(32)와 몸체부(34)를 연결함과 동시에 각각의 사이로 유체의 유동 통로를제공하는 복수의 연결 다리(33)가 일체로 형성되어 있는 것으로, 전술하였듯이 몸체부(34)를 본체의 걸림턱(14)과 엠보싱 돌출부(11)사이에 고정시킴으로서, 가이드부(31) 및 연결 다리(33)가 본체의 내부에 배치되며, 가이드부를 구성하는 폐쇄 단부(32)에는 후술하는 완충 공간으로 유체가 유입 및 배출되는 통로가 되는 소경의 유체 통과공(32a)이 형성되어 있다.

밸브체(20)는 밸브가이드 부재의 가이드부(31)와 마찬가지로 일단이 개구되어 있고 타단은 폐쇄되어 있는 컵 형상으로 형성되어 있으며, 가이드부(31)에 슬라이드 가능하게 삽입됨으로서 밸브 가이드 부재(30)와의 사이에 완충 공간을 형성하게 되는 바, 폐쇄 단부(22)의 내측 중앙에는 스프링(40)이 안착되는 스프링 시트(23)가 형성되어 있으며, 폐쇄 단부(22) 외측에는 탄성링(25)이 압입되는 탄성링 결합홈(24)이 원주 방향을 따라 형성되어 있다.

탄성링(25)은 밸브의 폐쇄 작동시 밸브 시트(51)와의 밀착도를 증진시켜 실링효과를 증진시키기 위한 것으로 일반적으로 테프론 재질로 제작되며, 밸브체와 밸브 시트의 접촉부에 별도의 탄성링을 설치하지 않고 금속과 금속 접촉 방식으로 하는 것도 물론 가능하다.

밸브체(20)와 밸브가이드 부재(30)에 의해 형성되는 완충 공간 내부에는 스프링(40)이 축방향으로 설치되는 바, 밸브가이드 부재(30)는 본체의 일정 위치에 고정되어 있으며, 밸브체(20)는 스프링(40)에 의해 밸브시트 부재(50) 방향으로 탄성력을 받으며 유체의 유동 방향에 따라 밸브가이드 부재의 가이드부(31)에 삽입된 상태로 슬라이드 운동하며 유로를 개방 또는 폐쇄하게 된다.

한편, 본체의 양단에 고정되는 밸브시트 부재(50) ?? 밸브가이드 부재의 몸체부(34) 각각의 외측 단부에는 원주 방향을 따라 단차부(53, 36)가 형성되어 있어서, 전술한 본체의 단차부(13, 15)와 함께 가스켓 설치홈(61, 62)을 형성하게 되며, 도 5에 도시된 바와 같이, 가스켓 설치홈에 가스켓(72)을 설치한 후, 플렌지(73), 체결 볼트(75) 및 체결 너트(74)를 이용하여 유동 관로(71)를 결합함으로서, 밸브가이드 부재의 외주와 본체 사이의 틈새 및 밸브시트 부재의 외주와 본체 사이의 틈새를 통한 유체의 누출을 효과적으로 방지하며 체크 밸브를 설치할 수 있게 된다.

다시 말해, 밸브가이드 부재 및 밸브시트 부재를 본체의 단부에 용이하게 회전 방식으로 조립할 수 있음과 동시에, 관로중에 밸브를 설치하는 경우 각각의 부재와 본체에 의해 형성되는 가스켓 설치홈에 가스켓을 설치하는 간단한 작업으로 유체의 누출을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.

미설명 부호 75는 스프링 와셔를 나타낸다.

이하, 상기의 실시예와 같이 구성된 본 발명에 따른 체크 밸브의 작용 및 효과에 대해 도 3을 중심으로 설명하기로 한다.

먼저, 밸브체(20)가 도 3에 실선으로 도시된 상태, 즉, 스프링(40)의 탄성력에 의해 밸브가 폐쇄되어 있는 상태에서, 압축기 등이 작동하여 도면의 우측으로부터 유체가 유입되는 경우, 유입 유체의 압력에 의해 밸브체(20)가 스프링(40)을 압축하며 도면의 이점쇄선 위치로 이동하게 되며, 밸브체(20)가 이동하기 위해서는 완충 공간 내부에 채워져 있던 유체가 배출되어 밸브체의 이동을 위한 공간이 제공되어야 하나, 완충 공간 내부의 유체는 그 직경이 작은 유체 통과공(32a)을 통해서만 배출되므로 밸브체의 급격한 개방 운동이 방지된다.

밸브가 폐쇄되는 경우에는, 밸브체(20)가 폐쇄 방향으로 이동함에 따라 완충 공간의 체적이 커지면서 내부에 부압이 생기고 이어서 유체 통과공(32a)을 통해 유체가 완충 공간 내부로 유입되면서 밸브체가 폐쇄 방향으로 이동하게 되므로 밸브체의 급격한 페쇄 방향 운동이 방지된다.

즉, 소경의 유체 통과공(32a)을 통한 완충 공간으로부터의 유체의 배출 및 완충 공간으로의 유체의 유입 작용에 의해, 유체의 압력 변동에 따른 밸브체(20)의 정방향 또는 역방향의 급격한 변위가 방지되며, 따라서 유동 유체의 압력 변동에 의한 밸브체의 진동에 따른 헌팅이나 채터링 현상이 방지된다.

또한, 유체의 압력이 급격히 역방향으로 전환되는 경우에도 전술한 바와 같이 밸브체(20)의 급격한 역방향 이동이 방지되므로, 밸브체와 밸브 시트의 충돌에 의한 파손을 방지할 수 있게 된다.

한편, 밸브체(20)를 통과한 유체는, 도 3에 이점쇄선으로 도시되어 있는 바와 같이, 밸브가이드 부재(30)의 연결 다리와 연결 다리 사이에 반경 방향으로 길게 형성되어 있는 유동 통로를 통해 본체(10)의 외부로 배출되므로 통과 유체의 압력 손실을 최소화시킬 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 체크 밸브에 의하면, 유동 유체의 압력이나 유량에 미세한 변동이 있는 경우에도, 밸브가이드 부재 및 밸브체 사이의 완충 공간 및 유체 통과공을 통한 유체의 배출/유입 작용에 의해 밸브체의 급격한 운동이 방지되므로 헌팅이나 채터링 현상이 발생하지 않으며, 밸브의 폐쇄시 밸브체와 밸브 시트 사이의 충격력을 최소화 시킬수 있게 된다.

또한, 엠보싱 돌출부에 의해 밸브시트 부재 및 밸브가이드 부재를 회전 방식으로 간단하게 조립 및 분해할 수 있으며, 본체와 각 부재 사이의 틈새를 통한 유체의 누출은 그 틈새의 외측에 형성되는 가스켓 설치홈에 가스켓을 설치하는 것에 쉽게 방지할 수 있으므로 그 설치 및 유지 보수 작업을 용이하게 할 수 있게 된다.

또한, 밸브체를 통과한 후의 유체 통로가 밸브가이드 부재의 직경이나 밸브가이드 부재에 의해 지지되는 스프링의 직경에 관계없이 밸브가이드 부재의 연결 다리와 연결 다리 사이에 반경 방향으로 길게 형성되어 있으므로, 밸브를 통과하는 유체의 압력 손실을 최소화시킬 수 있게 된다.

Claims (3)

1. 원통형의 본체와;

   링 형상으로 형성되어 일측면에 원주 방향을 따라 밸브 시트가 형성되어 있으며, 상기 본체의 일단부에 결합되는 밸브시트 부재와;

   링 형상의 몸체부와, 일단이 개구되어 있고 타단은 폐쇄되어 있는 컵 형상으로 형성되어 있으며 폐쇄 단부에는 소경의 유체 통과공이 형성되어 있는 가이드부와, 상기 가이브부의 폐쇄 단부와 상기 몸체부를 연결함과 동시에 각각의 사이로 유체의 유동 통로를 제공하는 복수의 연결 다리를 구비하며, 상기 몸체부가 상기 본체의 타단부에 결합됨으로서 상기 가이드부 및 상기 연결 다리가 상기 본체의 내부에 배치되는 밸브가이드 부재와;

   일단이 개구되어 있고 타단은 폐쇄되어 있는 컵 형상으로 형성되어, 상기 밸브 가이드 부재의 가이드부에 슬라이드 가능하게 삽입됨으로서 밸브 가이드 부재와의 사이에 완충 공간을 형성하는 밸브체와;

   상기 밸브 가이드 부재와 상기 밸브체 사이의 완충 공간에 배치되어 상기 밸브체에 대해 상기 밸브시트 부재측으로 탄성력을 가하는 스프링;을 구비하는 것을 특징으로 하는 체크 밸브.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 본체의 단부에는 복수개의 엠보싱 돌출부가 형성되어 있고, 상기 본체의 내벽에는 상기 엠보싱 돌출부로부터 일정 거리 이격되게 상기 본체 밸브시트 부재와 밸브가이드 부재가 걸리는 걸림턱이 형성되어 있으며, 상기 밸브시트 부재 및 상기 밸브 가이드 부재의 몸체부 외주에는 상기 엠보싱 돌출부가 통과되는 결합홈이 각각의 엠보싱 돌출부에 대응되는 위치에 형성되어 있어서, 상기 결합홈과 상기 엠보싱 돌출부가 일치하는 상태에서 상기 각각의 부재를 상기 본체의 걸림턱

   에 걸리도록 밀어 넣은 후, 상기 각각의 부재를 회전시켜 상기 결합용 홈과 상기 엠보싱 돌출부를 어긋나게 함으로서 상기 각각의 부재를 상기 본체에 결합하는 것을 특징으로 하는 체크 밸브.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 본체의 양단부에는 원주 방향을 따라 내측으로 단차부가 형성되어 있으며, 상기 밸브시트 부재 및 상기 밸브가이드 부재의 몸체부 각각에는 원주 방향을 따라 외측으로 단차부가 형성되어 있어, 상기 본체의 단차부와 상기 각각의 부재의 단차부에 의해 가스켓 설치홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 체크 밸브.