KR200432773Y1 - 소프트메탈 양면 실링 제수변 - Google Patents

소프트메탈 양면 실링 제수변 Download PDF

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KR200432773Y1
KR200432773Y1 KR2020060026544U KR20060026544U KR200432773Y1 KR 200432773 Y1 KR200432773 Y1 KR 200432773Y1 KR 2020060026544 U KR2020060026544 U KR 2020060026544U KR 20060026544 U KR20060026544 U KR 20060026544U KR 200432773 Y1 KR200432773 Y1 KR 200432773Y1
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Abstract

본 고안은 소프트메탈 양면 실링 제수변에 관한 것이다.
이러한 본 고안은, 밸브시트와 이 밸브시트의 양측으로 연결된 유입관 및 배출관이 구비된 바디와, 상기 밸브시트를 개폐시키도록 양면으로 실링면이 형성되어 바디에 상하로 이동가능하게 설치된 디스크밸브와, 상기 디스크밸브에 밸브스템으로 연결되어 디스크밸브를 상하로 작동시키는 핸들휠과, 상기 밸브스템의 작동을 안내하도록 바디의 상부에 결합되는 보닛으로 구성된 소프트메탈 양면 실링 제수변에 있어서, 상기 유입관 측의 밸브시트를 실링하는 디스크밸브의 제1실링면에는, 유입되는 유체의 압력을 분산시키면서, 실링면과 밸브시트 사이에 형성된 간극으로 스며드는 유체의 반발력에 의해 디스크밸브가 개방되게 양력이 작용하도록, 직경을 달리하는 하나 이상의 압력분산환홈이 형성된 것이다.
따라서, 본 고안은 관로 내부를 따라 흐르는 유체의 압력을 분산시켜 제수변의 개폐를 용이하게 할 수 있는 장점이 있다.
제수변, 소프트메탈, 밸브시트, 디스크밸브, 실링면.

Description

소프트메탈 양면 실링 제수변{GATE VALVE}
도 1 은 종래의 제수변을 나타낸 단면도.
도 2 은 본 고안의 실시예에 의한 단면도.
도 3 은 본 고안의 실시예에 의한 디스크밸브를 나타낸 정면도.
도 4a 내지 도 4e는 본 고안의 실시예에 의한 작동도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 바디 110 : 밸브시트
120 : 유입관 130 : 배출관
200 : 디스크밸브 210 : 제1실링면
220 : 압력분산환홈 230 : 제2실링면
240 : 와류방지환홈 300 : 핸들휠
310 : 밸브스템 400 : 보닛
본 고안은 소프트메탈 양면 실링 제수변에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 관로 내부를 따라 흐르는 유체의 압력을 분산시켜 제수변의 개폐를 용이하게 하며, 제수변의 개방시 와류되는 유체의 흐름으로 발생되는 캐비테이션을 방지하여 작동의 안정성을 기대할 수 있는 소프트메탈 양면 실링 제수변에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 제수변은 상수관 따위의 관로에 설치되어 관로를 따라 흐르는 유체의 유량을 조절하거나 제어하게 된다.
첨부된 도 1은 종래의 제수변을 나타낸 단면도로서, 이러한 제수변은 웨지형의 밸브시트(11)가 구비되어 양측 관로를 연결하는 바디(10)와, 상기 밸브시트(11)의 개폐를 단속하는 디스크밸브(20)와, 상기 디스크밸브(20)에 밸브스템(31)으로 연결되어 디스크밸브(20)의 개폐를 제어하는 핸들휠(30)과, 상기 밸브스템(31)의 작동을 안내하도록 바디(10)의 상부에 결합되는 보닛(40)으로 구성된다.
상기 밸브스템(31)의 외주연에는 수나사가 구비되고, 상기 디스크밸브(20)의 상부에는 밸브스템(31)의 수나사에 나사결합되도록 너트부재(21)가 구비된다.
상기와 같이 구성된 종래의 제수변의 작동관계를 살펴보면, 핸들휠을 회전시키면 너트부재에 나사결합된 밸브스템이 회전하면서 디스크밸브를 승강시켜 밸브시키를 개방하고, 핸들휠을 반대로 회전시키면 디스크밸브가 하강되면서 밸브시트를 폐쇄하게 된다.
그러나, 종래의 제수변은 관로를 흐르는 유체의 압력이 디스크밸브에 직각으로 작용하여, 밸브시트와 디스크밸브가 접촉하는 두 표면 사이에 발생되는 저항력 즉, 정지마찰계수의 수치가 상승됨에 따라 핸들휠을 회전시켜서 디스크밸브를 개방하는데 큰 힘이 소요되는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 제수변은 핸들휠을 회전시키면 디스크밸브가 승강되면서 밸브 시트가 개방되어 밸브시트의 아랫부분부터 유체가 통과되며, 이때 유체는 밸브시트를 통과하면서 와류되는데, 이러한 유체의 와류로 인해 바디와 관로에는 캐비테이션(Cavitation, 공동현상)이 발생되어 디스크밸브의 떨림현상에 의한 소음을 유발하면서 유체에 대한 흐름의 형태를 변화시켜 흐름효율을 급격히 감소시키는 문제점이 있었다.
본 고안의 목적은 상기에서와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 관로 내부를 따라 흐르는 유체의 압력을 분산시켜 제수변의 개폐를 용이하게 하며, 제수변의 개방시 와류되는 유체의 흐름으로 발생되는 캐비테이션을 방지하여 작동의 안정성을 기대할 수 있는 소프트메탈 양면 실링 제수변을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 고안은, 밸브시트와 이 밸브시트의 양측으로 연결된 유입관 및 배출관이 구비된 바디와, 상기 밸브시트를 개폐시키도록 양면으로 실링면이 형성되어 바디에 상하로 이동가능하게 설치된 디스크밸브와, 상기 디스크밸브에 밸브스템으로 연결되어 디스크밸브를 상하로 작동시키는 핸들휠과, 상기 밸브스템의 작동을 안내하도록 바디의 상부에 결합되는 보닛으로 구성된 소프트메탈 양면 실링 제수변에 있어서, 상기 유입관 측의 밸브시트를 실링하는 디스크밸브의 제1실링면에는, 유입되는 유체의 압력을 분산시키면서, 실링면과 밸브시트 사이에 형성된 간극으로 스며드는 유체의 반발력에 의해 디스크밸브가 개방되게 양력 이 작용하도록, 직경을 달리하는 하나 이상의 압력분산환홈이 형성하는 것이다.
또한, 상기 배출관 측의 밸브시트를 실링하는 디스크밸브의 제2실링면에는, 밸브시트를 통과하는 유체의 흐름을 분산시켜서 와류를 방지하도록 직경을 달리하는 와류방지환홈이 형성된다.
여기서, 상기 압력분산환홈 및 와류방지환홈은 연속곡률을 갖는 반원형의 단면으로 이루어지는 것이 바람직하다.
이하에서 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 첨부된 도 2은 본 고안의 실시예에 의한 단면도, 도 3은 본 고안의 실시예에 의한 디스크밸브를 나타낸 정면도, 도 4a 내지 도 4e는 본 고안의 실시예에 의한 작동도를 나타낸 것이다.
본 고안은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 밸브시트(110)와 이 밸브시트(110)의 양측으로 연결된 유입관(120) 및 배출관(130)이 구비된 바디(100)와, 상기 밸브시트(110)를 개폐시키도록 양면으로 실링면(210)(230)이 형성되어 바디(100)에 상하로 이동가능하게 설치된 디스크밸브(200)와, 상기 디스크밸브(200)에 밸브스템(310)으로 연결되어 디스크밸브(200)를 상하로 작동시키는 핸들휠(300)과, 상기 밸브스템(310)의 작동을 안내하도록 바디(100)의 상부에 결합되는 보닛(400)으로 구성된 소프트메탈 양면 실링 제수변에 있어서, 상기 유입관(120) 측의 밸브시트(112)를 실링하는 디스크밸브(200)의 제1실링면(210)에는, 유입되는 유체의 압력을 분산시키면서, 제1실링면(210)과 밸브시트(112) 사이에 형성된 간극으 로 스며드는 유체의 반발력에 의해 디스크밸브(200)가 개방되게 양력이 작용하도록, 직경을 달리하는 하나 이상의 압력분산환홈(220)을 형성하는 것이다.
상기 바디(100)에는 도 2에 도시된 바와 같이, 중앙에 웨지형의 밸브시트(110)가 구비되고 이 밸브시트(110)의 양측에는 유체가 유입되는 유입관(120) 및 유체가 배출되는 배출관(130)이 일체로 구비되며, 바디(100)의 상부에는 밸브시트(110)에 연이어져 통하도록 가이드공간(140)이 형성되어 밸브스템(310)의 작동을 안내한다.
여기서, 상기 밸브시트(110)는 본 고안의 일 실시예를 나타내기 위해 도 2에서와 같이 웨지형으로 도시하였으나, 일직선형으로 이루어진 밸브시트(110)에 적용할 수 있음을 분명히 밝혀둔다.
그리고 유입관(120) 및 배출관(130) 각각의 외측단부에는 플랜지(122)(132)가 일체로 형성되어 관로에 볼트 및 너트로 결합된다.
상기 디스크밸브(200)는 상하로 이동하면서 밸브시트(110)를 개폐시키는 것으로, 이러한 디스크밸브(200)의 양면에는 도 2에 도시된 바와 같이 밸브시트(110)를 실링하도록 실링면이 형성되고, 이 실링면은 유입관(120) 측의 밸브시트(112)를 실링하는 제1실링면(210)과 배출관(130) 측의 밸브시트(114)를 실링하는 제2실링면(230)으로 구성된다. 또한, 디스크밸브(200)의 상부에는 너트부재(250)가 구비된다.
상기 제1실링면(210)에는 압력분산환홈(220)이 형성되는데, 이러한 압력분산환홈(220)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 연속곡률을 갖는 반원형의 단면으로 형성되어, 핸들휠(300)의 회전에 의해 상부로 이동하면서 개방되는 디스크밸브(200)에 작용하는 유체의 압력을 적절히 분산시키게 된다.
이같이 압력분산환홈(220)을 반원형으로 형성하는 이유는 가공이 용이할 뿐만 아니라, 유체의 압력이 반원형의 내부에서 균일하게 분산되기 때문이다. 즉, 유체의 압력은 도 4a에 도시된 화살표와 같이 반원형의 중앙에서부터 압력분산환홈(220)의 내면방향으로 동일한 거리로 분산되어 압력의 분산효율이 극대화되는 것이다.
그리고 상기 압력분산환홈(220)은 유입관(120) 측의 밸브시트(112)와 제1실링면(210) 사이로 스며드는 유체의 압력, 즉, 반발력에 의해 디스크밸브(200)가 수직방향으로 이동되는 양력을 제공하도록, 직경을 달리하는 하나 이상이 형성되는 것이 바람직한데, 이러한 압력분산환홈(220)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 세 개로 형성되는 것이 바람직하다.
예컨대, 도 4a에 도시된 바와 같이 유체의 압력이 제1압력분산환홈(221)에서 분산되면서 유입관(120) 측의 밸브시트(112)와 제1실링면(210) 사이에는 간극이 형성되고, 이 간극을 통해 제2·제3압력분산환홈(222)(223)으로 유체가 스며들면서 각 압력분산환홈(222)(223)에 압력을 분산시키며, 이같이 분산되는 유체의 압력은 밸브시트(112)와 제1실링면(210) 사이에서 반발력으로 작용하는데, 이 반발력은 웨지형의 밸브시트(112)에 의해 디스크밸브(200)를 수직방향으로 들어올리는 양력으로 작용하게 되는 것이다.
한편, 도 4e를 참조하면, 상기 제2실링면(230)에는 와류방지환홈(240)이 형 성되는데, 이러한 와류방지환홈(240)은 연속곡률을 갖는 반원형의 단면으로 형성되어, 밸브시트(110)를 통과하면서 와류되는 유체를 분산시켜서 와류로 인한 디스크밸브(200)의 떨림현상을 미연에 방지하고 유체의 흐름을 좋게 된다.
이같이 와류방지환홈(240)을 반원형으로 형성하는 이유는 가공이 용이할 뿐만 아니라, 밸브시트(110)를 통과하는 유체의 흐름이 연속곡률을 갖는 반원형의 내면을 따라서 연속적으로 돌기 때문이다.
그리고 상기 와류방지환홈(240)은 제2실링면(230)으로 타고 들어가는 유체의 흐름을 분산시키도록, 직경을 달리하는 하나 이상이 형성되는 것이 바람직한데, 이러한 와류방지환홈(240)은 도 2 및 도 4e에 도시된 바와 같이 세 개로 형성되는 것이 바람직하다.
즉, 도 4e를 참조하면 밸브시트(110)를 통과하는 유체는 제2실링면(230)의 테두리를 따라서 배출관(130) 측으로 흐르면서 제3와류방지홈(243), 제2와류방지홈(242), 제1와류방지홈(241)에 순차적으로 타고 들어가 반원형의 연속곡률을 따라 돌면서 배출관(130) 측으로 배출됨에 따라 와류되지 않고 분산되어 일정한 유체의 흐름을 제공하는 것이다.
상기 핸들휠(300)에는 디스크밸브(200)의 너트부재(250)에 나사결합되는 밸브스템(310)이 구비되어, 핸들휠(30)의 회전에 따라 나사결합된 너트부재(250)와 디스크밸브(200)가 동시에 상하로 이동된다.
상기 보닛(400)은 바디(100)의 가이드공간(140)의 상부에 결합되어 밸브스템(310)의 작동을 안내하는 것으로, 이러한 보닛(400)의 상부에는 유체의 누출을 차단하도록 스터핑박스(500)가 장착된다.
이와 같이 구성된 본 고안의 전체적인 작동관계를 첨부된 도 4a 내지 도 4e에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 4a에서와 같이 제1압력분산환홈(221)이 유입관(120) 측의 밸브시트(112)에 노출되도록 핸들휠(300)을 회전시키면, 유입관(120)에서 흐르는 유체의 압력이 제1압력분산환홈(221)으로 분산되어 디스크밸브(200)를 개방하기 시작한다.
이어서, 제1압력분산환홈(221)에서 분산된 유체는 도 4b에서와 같이 유입관(120) 측의 밸브시트(112)와 제1실링면(210) 사이의 간극을 통해 제2압력분산환홈(222)으로 스며들면서 유체의 압력을 분산시키며, 이러한 유체의 압력은 밸브시트(112)와 제1실링면(210) 사이에서 양력으로 작용하여 도 4c에서와 같이 디스크밸브(200)가 수직방향으로 이동하면서 점차 개방된다.
다음으로, 제2압력분산환홈(222)에서 분산된 유체는 유입관(120) 측의 밸브시트(112)와 제1실링면(210) 사이의 간극을 통해 제3압력분산환홈(223)으로 스며들면서 유체의 압력을 분사시키며 이 유체의 압력 또한 밸브시트(112)와 제1실링면(210) 사이에서 양력으로 작용하여 도 4d에서와 같이 디스크밸브(220)가 수직방향으로 이동하면서 거의 개방된다.
계속해서, 도 4e에서와 같이 개방된 밸브시트(110)를 통과하는 유체는 디스크밸브(200)의 테두리와 제2실링면(230)을 따라 흐르면서 제3와류방지환홈(243), 제2와류방지환홈(242), 제1와류방지환홈(241)을 순차적으로 타고 들어가 각각의 와류방지환홈(243)(242)(241)의 연속곡률을 따라 돌아서 배출관(130) 측으로 배출된 다. 이때, 각 와류방지환홈(243)(242)(241)을 따라 도는 유체는 그 흐름이 분산되어 와류되는 종래의 유체흐름과는 다른 안정적인 유체의 흐름을 제공하게 된다.
따라서, 본 고안은 밸브시트(110)와 디스크밸브(200) 사이에 작용하는 정지마찰계수를 감소시키도록 유체의 압력을 압력분산환홈(220)으로 분산시켜, 작은 힘으로도 디스크밸브(200)를 개방하게 된다. 이러한 유체의 압력이 분산되는 것은 디스크밸브(200)가 개방된 상태에서도 동일하게 작용함은 자명하다.
또한, 본 고안은 밸브시트(110)를 통과하면서 와류되는 유체의 흐름을 디스크밸브(200)의 와류방지환홈(240)에서 안정적인 흐름으로 유도하여, 캐비테이션 발생에 따른 디스크밸브(200)의 떨림을 감소하고 소음을 차단하며 작동의 안정성을 향상시키게 된다.
이상의 설명은 하나의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하며, 본 고안은 상술한 실시예에 한정되지 않고 첨부된 청구범위 내에서 다양하게 변형하여 실시 할 수 있다.
예를 들어, 본 고안의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성요소의 형성 및 구조는 변형하여 실시할 수 있다.
이상에서 상술한 바와 같이, 본 고안은 관로를 따라 흐르는 유체의 압력에 의해 밸브시트와 디스크밸브 사이에 작용하는 정지마찰계수를 감소시키면서 흐르는 유체의 양력을 유도하여 사용자가 작은 힘으로도 부드럽게 제수변의 개폐를 제어할 수 있는 매우 유용한 고안이다.
또한, 본 고안은 밸브시트를 통과하는 유체의 흐름을 안정적으로 유도하여 유체의 개폐시 발생되는 디스크밸브의 떨림현상 및 소음을 감소시키는 동시에 제수변의 작동에 따른 안정성과 신뢰성을 제공할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 밸브시트와 이 밸브시트의 양측으로 연결된 유입관 및 배출관이 구비된 바디와, 상기 밸브시트를 개폐시키도록 양면으로 실링면이 형성되어 바디에 상하로 이동가능하게 설치된 디스크밸브와, 상기 디스크밸브에 밸브스템으로 연결되어 디스크밸브를 상하로 작동시키는 핸들휠과, 상기 밸브스템의 작동을 안내하도록 바디의 상부에 결합되는 보닛으로 구성된 소프트메탈 양면 실링 제수변에 있어서,
    상기 유입관 측의 밸브시트를 실링하는 디스크밸브의 제1실링면에는, 유입관으로부터 유입되는 유체의 압력을 분산시키면서, 실링면과 밸브시트 사이에 형성된 간극으로 스며드는 유체의 반발력에 의해 디스크밸브가 개방되게 양력이 작용하도록, 직경을 달리하는 하나 이상의 압력분산환홈이 형성된 것을 특징으로 소프트메탈 양면 실링 제수변.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 압력분산환홈은 연속곡률을 갖는 반원형의 단면으로 이루어진 것을 특징으로 하는 소프트메탈 양면 실링 제수변.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 배출관 측의 밸브시트를 실링하는 디스크밸브의 제2실링면에는, 밸브시트를 통과하는 유체의 흐름을 분산시켜서 와류를 방지하도록 직경을 달리하는 와류 방지환홈이 형성된 것을 특징으로 하는 소프트메탈 양면 실링 제수변.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 와류방지환홈은 연속곡률을 갖는 반원형의 단면으로 이루어진 것을 특징으로 하는 소프트메탈 양면 실링 제수변.
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