KR20050043080A - 밀폐성이 향상된 버터플라이 밸브 - Google Patents

Abstract

운송라인이나 저장호퍼의 수직관로등에 설치되어 라인이나 관로를 따라 흐르는 유체흐름을 제어하는 밀폐성이 향상된 버터플라이 밸브(BUTTERFLY VALVE)가 제공된다.

상기 밀폐성이 향상된 버터플라이 밸브는, 유체가 통과하는 밸브몸체;와, 상기 밸브몸체의 종방향으로 회전토록 설치된 회전축에 제공된 회전드럼; 및, 상기 밸브몸체의 내주면에 설치되고 회전드럼의 밀착시 유체흐름을 차단하는 밸브시트를 포함하고, 상기 회전드럼은 그 측부 드럼밀착단과 상기 밸브시트사이에 끼인 유체나 이물질의 유입을 가능하게 하는 공간을 형성하여 밸브시트와 밀착단사이에 끼이는 것을 방지시키는 공간형성수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 밸브시트와 이에 밀착하여 유체흐름을 차단하는 회전드럼의 밀착단사이에 유체내의 이물질이나 유체알갱이가 끼이는 것을 방지시키어 회전드럼과 밸브시트의 밀폐성을 향상시키는 것은 물론, 밸브시트의 손상 및 에어나 유체누수를 효과적으로 방지시키어 밸브 작동성 및 수명을 향상시키는 보다 개선된 효과를 얻을 수 있다.

Description

밀폐성이 향상된 버터플라이 밸브{A BUTTERFLY VALVE}

본 발명은 이물질이 포함된 폐수,배가스,분말(분말 알갱이)를 포함하는 레진원료, 시멘트 또는, 곡물등을 운송하는 운송라인이나 저장호퍼의 수직관로등에 설치되어 라인이나 관로를 따라 흐르는 유체흐름을 제어하는 버터플라이 밸브 (BUTTERFLY VALVE)에 관한 것이며, 보다 상세히는 버터플라이밸브에서 밸브시트와 이에 밀착하여 유체흐름을 차단하는 회전드럼의 밀착단사이에 유체내의 이물질이나 유체알갱이가 끼이는 것을 방지시키어 회전드럼과 밸브시트의 밀폐성을 향상시키는 것은 물론, 밸브시트의 손상 및 에어나 유체누수를 효과적으로 방지시키어 밸브 작동성 및 수명을 향상시킬 수 있도록 한 밀폐성이 향상된 버터플라이 밸브에 관한 것이다.

산업체에서 발생되는 폐수나, 제철공장에서 특히 발생되는 배가스 또는, 사출 성형제품의 레진원료, 시멘트 및, 쌀과 같은 곡물등(이하, '유체'라 한다)을 운송하는 대형 파이프라인의 운송라인과, 이들을 저장하는 저장호퍼의 수직관로등에는 유체흐름을 제어하기 위한 버터플라이 밸브(BUTTERFLY VALVE)가 설치되는데, 이와 같은 버터플라이 밸브는 도 1에서 개략적으로 도시하고 있다.

도 1에서 도시한 바와 같이, 회전축(110)과 연결된 회전드럼(120)이 밸브몸체(130)의 내주면을 따라 링형상으로 설치된 밸브시트(140)와 접촉함으로서, 유체 (150)들의 흐름이 차단되는데, 도 1에서는 다음에 설명하는 문제점의 이해를 돕기 위하여 유체를 곡물 알갱이로 표시하였다.

즉, 상기 회전축(110)이 기계적인 조작 또는 수동조작을 통하여 회전 작동되면, 일체로 회전드럼(120)이 회전하여 회전드럼(120)의 측부 밀착단(120a)이 밸브시트(140)와 밀착 또는 밀착되지 않음에 따라 유체(150)의 흐름이 차단 또는 진행되게 된다.

그러나, 이와 같은 종래의 버터플라이 밸브(100)에 있어서는, 도 1a에서 도시한 바와 같이, 유체(150)의 흐름을 차단하기 위하여 회전축(110)에 의하여 회전드럼(120)이 회전하여 단면으로 볼때 좌측의 드럼밀착단(120a)이 밸브시트 (140)에 밀착되는 순간, 도 1b에서 도시한 바와 같이 운송라인 이나 수직관로 (160)를 통하여 흐르는 유체중의 이물질 예를 들어, 폐수에 포함된 이물질, 배가스에 포함된 이물질, 사출 성형되는 레진원료, 시멘트에 포함된 분말(분말 알갱이) 또는, 곡물의 작은 알갱이(이하, '이물질' 이라 총칭한다)가 회전드럼 (120)의 밀착단(120a)과 밸브시트(140)사이에 끼이게 된다.

즉, 회전드럼(120)이 회전하여 그 밀착단(120a)이 밸브시트(140)에 접촉하는 순간, 유체가 곡물알갱이면 최초유체(150a)(이하, 최초는 회전드럼의 회전으로 밸브가 밀폐되는 경우 드럼밀착단과 밸브시트에 최초로 유입되는 것을 의미한다) 또는, 유체에 포함된 이물질(150a)이 끼이게 되고, 이와 같은 최초유체(150a)에 의하여 회전반경으로 원운동하는 회전드럼 밀착단(120a)과 밸브시트(140)사이에는 미세한 틈새가 발생된다.

그런데, 유체는 라인내에서 압력을 받기 때문에, 최초유체(또는 유체중의 이물질)(150a)은 빠지지 않고 후속유체나 이물질들이 드럼 밀착단(120a)과 밸브시트 (140)사이에 최초유체(150a)들에 의하여 발생된 틈새로 계속적으로 밀려들어 오면서 연속적으로 끼이게 된다.

따라서, 종래의 버터플라이 밸브(100)에 있어서는, 운송라인이나 수직관로 (160)를 통하여 흐르는 유체자체가 알갱이이거나 유체에 포함된 분말,조작, 분말알갱이등의 이물질(150a)이 밸브시트(140)와 회전드럼 밀착단(120a)사이에 끼이면서 발생된 틈새에 의하여 유체흐름이 완전하게 차단하지 못하고, 유체가 배가스인 경우에는 누수사고를 초래하고, 유체에 압력을 가하는 에어의 누수등이 발생되게 된다.

또한, 이물질(150a)이 끼인 상태에서 회전드럼(120)의 반복 회전시 밸브시트 (140)를 손상시키어 밸브자체의 밀폐성을 저하시키는 한편, 심한경우 밸브자체를 교체해야 하는 등의 여러 문제점들이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 여러 문제점들을 개선시키기 위하여 안출된 것으로서 그 목적은, 버터플라이밸브에서 밸브시트와 이에 밀착하여 유체흐름을 차단하는 회전드럼의 밀착단사이에 유체내의 이물질이나 유체알갱이가 끼이는 것을 방지시키어 회전드럼과 밸브시트의 밀폐성을 향상시키는 것은 물론, 밸브시트의 손상 및 에어나 유체누수를 효과적으로 방지시키어 밸브 작동성 및 수명을 향상시키는 밀폐성이 향상된 버터플라이 밸브를 제공하는 데에 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 기술적인 측면으로서 본 발명은,

유체가 통과하는 밸브몸체;

상기 밸브몸체의 종방향으로 회전토록 설치된 회전축에 제공된 회전드럼; 및

상기 밸브몸체의 내주면에 설치되고 회전드럼의 밀착시 유체흐름을 차단하는 밸브시트;

를 포함하고,

상기 회전드럼은, 그 측부 드럼밀착단과 상기 밸브시트사이에 끼인 유체나 이물질의 유입을 가능하게 하는 공간을 형성하여 밸브시트와 밀착단사이에 끼이는 것을 방지시키는 공간형성수단을 구비하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 버터플라이 밸브의 전체 구성을 도시한 분해 사시도이고, 도 3은 버터플리이 밸브를 도시한 정면도이며, 도 4는 버터플라이 밸브의 회전드럼을 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명과 종래 버터플라이 밸브의 작동을 비교 설명하기 위하여 도시한 도면이며, 도 6은 버터 플라이밸브의 작동상태를 단계별로 도시한 개략도이고, 도 7은 버터 플라이밸브의 다른예를 단계별로 도시한 개략도이며, 도 8은 축 중심형의 다른 버터플라이 밸브를 도시한 도면이고, 도 9의 (a) 및 (b)는 본 발명의 축 중심형 버터플라이 밸브의 작동상태를 도시한 요부도이다.

먼저, 도 2 내지 도 4에서는 본 발명인 버터플라이 밸브(1)를 도시하고 있는데, 이때 도면에서는 회전드럼(30)이 회전축(20)에 편심되게 연결된 편심형 버터플라이 밸브(1)를 도시하고 있다.

이때, 본 발명의 버터플라이 밸브(1)는, 크게 밸브몸체(10)와 회전드럼(30) 및 밸브시트(40)로 나누어 질 수 있고, 여기어 밸브시트를 고정하는 시트링(60)과 커버(70)가 제공된다.

즉, 상기 밸브몸체(10)는 하우징으로서 내측이 개구되어 이를 통하여 유체 예를 들어, 폐수나, 제철공장에서 특히 발생되는 배가스 또는 성형제품의 원료가 되는 분말이나 분말 알갱이 또는 조각들을 포함하는 레진원료, 시멘트 및, 쌀등의 곡물과 같은 다양한 종류의 유체(80)들이 통과하게 된다.

그리고, 도 2 및 도 3에서 도시한 바와 같이, 상기 밸브몸체(10)의 중앙을 통하여 도면에서 도시하지 않은 설비나 수동조작을 통하여 회전되는 회전축(20)이 장착되고, 실질적으로 유체의 흐름을 차단하는 원판형의 회전드럼(30)이 상기 회전축(20)에 편심되게 즉, 축을 중심선으로 하지 않고 도 4에서 도시한 바와 같이, 회전드럼(30)의 일측면에 부착된 부착구(32)를 통하여 편심되게 회전축(20)과 연결된다.

한편, 도 2 및 도 3에서 도시한 바와 같이, 상기 밸브몸체(10)의 개구된 내주면측에는 상기 회전드럼(30)의 회전시 그 측부의 드럼밀착단(30a)이 밀착되어 유체 (80)(도 5)의 흐름을 차단하는 밸브시트(40)가 장착되고, 이때 상기 밸브시트 (40)를 지지하는 시트링(60)과 이를 덮는 커버(70)가 각각 상기 밸브몸체(10)에 고정된다.

이때, 도 2 및 도 4에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 버터 플라이 밸브(1)에서 상기 회전드럼(30)은, 그 측부 드럼밀착단(30a)과 상기 밸브시트(40)사이에 끼인 이물질(80)의 유입을 통하여 제거하기 위한 공간(A)을 형성하는 공간형성수단 (50)을 구비하고 있다.

즉, 도 5에서 도시한 종래와 본 발명의 버터 플라이 밸브(100)(1)를 비교하여 상기 공간형성수단(50)을 보다 상세하게 살펴보면, 도 5a에서 도시하고 앞에서 설명한 바와 같이, 종래 버터플라이 밸브(100)에서는 회전드럼(120)이 회전축 (110)에 의하여 회전하여 그 측부 드럼밀착단 특히, 좌측 드럼밀착단(120a)이 밸브시트(140)와 밀착될 때, 최초유체 또는 유체중의 이물질(150a)이 끼이면 유체압력에 의하여 이탈되지 않고 후속의 유체(150)들이 연속적으로 유입하여 드럼밀착단 (120a)과 밸브시트(140)사이에 끼인다.

이때, 유체(150)는 운송라인내에서 압력을 받거나 수직관로에서 압력을 받기때문에, 손쉽게 최초유체나 이물질(150a)이 끼이면 연속적으로 틈새를 통하여 끼이게 된다.

즉, 폐수나 배가스에 포함된 이물질이나, 레진원료, 시멘트에 포함된 분말(분말 알갱이)나 곡물등의 이물질(150a)이 끼이면서 그 틈새를 통하여 압력을 주는 에어나 누수되거나 유체가 누수되게 되는 문제점이 발생되는 것이다.

그러나, 도 5b에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 버터 플라이 밸브(1)는 회전드럼(30)에 제공된 공간형성수단(50)에 의하여, 회전드럼(30)이 회전하여 드럼밀착단(30a)과 밸브시트(40)가 밀착될때, 최초유체나 유체내의 이물질(80a)은 상기 공간형성수단(50)의 공간(A)내에 유입되고, 이때 공간(A)내의 이물질(80a)은 공간형성수단(50)에 의하여 유체에 가해지는 압력이 전달되지 않아 보다 원활하게 이동하면서 동시에, 연속적으로 후속 이물질이 드럼밀착단(30a)과 밸브시트(40)사이에 끼이지 않게 되면서, 드럼의 회전시 원활하게 밸브시트(40)와 드럼밀착단(30a)사이에서 이동하여 상기 회전드럼(30)의 밀착단(30a)과 밸브시트(40)는 항상 긴밀하게 밀착되는 상태를 유지하게 되는 것이다.

이때, 상기와 같은 본 발명의 공간형성수단(50)은 도 4b에서 도시한 바와 같이, 상기 회전드럼(30)에 이물질(80)의 유입을 가능하게 하는 공간(A)을 형성하도록 부착되는 분리부착형 반원플레이트로 형성될 수 있는데, 상기 반원플레이트의 원주부분이 오목하게 파여있어 이를 통하여 상기 최초유체나 이물질(80a)이 유입되는 드럼주면사이의 공간(A)를 형성하는 것이다.

이때, 상기 공간형성수단(50)인 반원플레이트는 도면에서는 개략적으로 도시하였지만, 상기 회전드럼(30)에 용접작업으로 부착시키거나 또는 볼트를 이용하여 부착시키도록 하는 것이 가능할 것이다.

또는, 도 4a에서 도시한 바와 같이, 상기 공간형성수단(50)은 상기 회전드럼 (30)에 일체로 형성되면서 이물질의 유입을 가능하게 하는 공간(A)을 형성하는 일체형돌부로 구성될 수도 있는데, 이경우 회전드럼(30)을 주물로 제작하는 경우 가능할 것이고, 대형 파이프 라인과 같이 규격이 큰 버터 플라이 밸브에 적용될 수 있을 것이다.

그리고, 도 6에서 도시한 바와 같이, 축 편심형 버터플라이 밸브(1)의 경우 회전드럼(30)의 좌측 밀착단(30a)측에 본 발명의 공간형성수단(50)을 설치하여도 실질적으로 드럼 밀착단(30a)의 형태를 감안할 때, 주로 좌측 밀착단(30a)에서 이물질(80a)이 끼이기 때문에, 종래의 문제를 해결하지만, 도 7에서 도시한 바와 같이, 회전드럼(30)의 양측면에 양측 드럼밀착단(30a)(30b)측에 각각 공간형성수단 (50)을 반원플레이트로 부착하거나 일체형돌부로 설치하는 것도 가능할 것이다.

즉, 도 6에서 회전드럼(30)의 우측 밀착단은 회전되는 방향으로 그 후방에 압력이 가해지지 않기 때문에, 최초유체나 이물질(80a)이 우측의 드러밀착단과 밸스시트(40)사이에 끼이지 않지만, 도 7과 같이 양측에서 유체압력이 받는 유체 운송라인인 경우에는 회전드럼(30)의 양측 밀착단(30a)(30b)에 각각 공간형성수단 (50)을 설치하는 것이 바람직하고, 결국 양측에 공간형성수단(50)을 제공하면 밸브의 제작비용은 증가하지만 밸브 밀폐성은 보다 향상시킬 것이다.

따라서, 본 발명의 편심형 버터플라이 밸브(1)인 경우, 상기 회전드럼(30)에 제공되는 상기 공간형성수단(50)은 상기 밸브 회전드럼(30)의 일측면 또는 양측면에 제공될 수 있다.

다음, 도 6 및 도 7을 토대로 본 발명의 버터플라이 밸브(1)에서 공간형성수단(50)의 작동을 단계적으로 살펴보면, 회전축(20)이 구동되어 일체로 회전드럼 (30)이 회전하면, 일측 또는 양측의 드럼밀착단(30a)(30b)과 밸브시트(40)사이에 끼이는 최초 이물질(80a)은 상기 공간형성수단(50)의 내측 공간(A)에 유입되고, 이때 상기 공간(A)내의 이물질 (80a)은 유체에 가해지는 압력을 받지 않기 때문에, 회전드럼(30)의 회전시 압착되지 않고 원활하게 회전드럼(30)의 회전방향으로 이동하게 된다.

따라서, 도 5b, 도 6 및, 도 7에서 도시한 바와 같이, 종래 이물질(150a)이 밸브시트(140)와 회전드럼(120)의 밀착단(120a)사이에 끼이는 것에 비하여, 본 발명의 버터 플라이 밸브(1)에서는 이물질이 회전드럼 밀착단(30a)과 밸브시트(40)사이에 끼이지 않게 되어 회전드럼에 의한 밸브 밀폐성이 항상 일정하게 유지되고, 밸브시트가 끼인 이물질에 의하여 마모 손상되는 것을 예방하여, 밸브의 잦은 교체를 예방하여 비용절감을 가능하게 하는 것이다.

다음, 도 8 및 도 9에서는 축 중심형 버터 플라이 밸브(1') 즉, 회전드럼 (30)의 중심을 통하여 회전축(20)이 관통 체결된 버터플라이밸브(1')인 경우를 도시하고 있는데, 도 8a에서 도시한 바와 같이, 종래 축 중심형 밸브(100')에서 회전드럼(120)의 밀착단(120a)과 밸브시트(140)사이에는 도면에서는 도시하지 않았지만 최초유체나 유체내 이물질(150a)이 끼일 수 있다.

한편, 도 8 및 도 9에서 도시한 축 중심형 버터 플라이 밸브(1')인 경우에도 도 6 및 도 7과 같이 회전드럼(20)의 일측 또는 양측 드럼밀착단(30a)(30b)측에 각각 하나의 또는 2개의 공간형성수단(50)을 제공하는 것이 가능하고, 이와 같은 축 중심형 버터플라이 밸브(1')의 공간형성수단(50)도 분리형으로 반원플레이트를 부착시키거나 회전드럼(30)과 일체로 주물 성형시킨다.

이때, 도 9에서 도시한 바와 같이, 축 중심형 버터플라이 밸브(1')인 경우에는 공간형성수단(50)의 단부부분(50a)이 드럼밀착단(30a)(30b)보다는 약간 짧게 형성시키어 공간형성수단(50)에 의한 밸브시트 마모를 없애도록 하는 것이 바람직하다.

이에 따라서, 본 발명의 버터 플라이 밸브에 의하면, 축 편심형 또는 축 중심형 버터플라이 밸브중 어느 것을 사용하든, 밸브시트와 회전드럼의 밀착단사이에 유체에 포함된 이물질이나 유체자체가 끼이는 문제를 해결하여 에어누수나 유체누수를 방지하여 밸브 작동성을 보다 안정적으로 유지시키면서 밸브의 수명도 연장시키는 것이다.

이와 같이 본 발명인 버터플라이 밸브에 의하면, 회전축과 일체로 회전하면서 밸브시트와 접촉하여 유체의 흐름을 차단하는 회전드럼에 측방공간을 형성하는 공간형성수단을 제공하여 상기 공간을 통하여 밸브시트와 회전드럼사이에 끼인 유체가 회전드럼의 회전시 제거됨으로서, 밸브시트의 손상 및 유체누수를 효과적으로 방지시키어 밸브작동성 및 수명을 향상시키는 우수한 효과를 제공하는 데에 있다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알수 있음을 밝혀두고자 한다.

도 1의 (a) 및 (b)는 종래 버터플라이밸브와 그 사용시 발생되는 문제점을 도시한 개략도

도 2는 본 발명에 따른 버터플라이 밸브의 전체 구성을 도시한 분해 사시도

도 3은 본 발명인 버터플리이 밸브를 도시한 정면도

도 4는 본 발명인 버터플라이 밸브의 회전드럼을 도시한 것으로서,

(a)는 공간형성수단의 일체형 구조를 도시한 요부 사시도

(b)는 공간형성수단의 분리형 구조를 도시한 요부 사시도

도 5는 본 발명과 종래 버터플라이 밸브의 작동을 비교 설명하기 위하여 도시한 것으로서,

(a)는 종래 버터플라이 밸브의 작동상태를 도시한 작동상태도

(b)는 본 발명인 버터플라이 밸브의 작동상태를 도시한 작동상태도

도 6은 본 발명인 버터 플라이밸브의 작동상태를 단계별로 도시한 개략도

도 7은 본 발명인 버터 플라이밸브의 다른예를 단계별로 도시한 개략도

도 8은 축 중심형의 다른 버터플라이 밸브를 도시한 것으로서,

(a)는 종래의 밸브를 도시한 개략도

(b)는 본 발명의 밸브를 도시한 개략도

도 9의 (a) 및 (b)는 본 발명의 축 중심형 버터플라이 밸브의 작동상태를 도시한 요부도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1,1'..... 버터플라이 밸브 10.... 밸브몸체

20.... 회전축 30.... 회전드럼

30a,30b.... 드럼밀착단 40.... 밸브시트

50.... 공간형성수단 80.... 유체

80a.... 이물질(알갱이 유체)

Claims (5)

1. 유체가 통과하는 밸브몸체;

   상기 밸브몸체의 종방향으로 회전토록 설치된 회전축에 제공된 회전드럼; 및

   상기 밸브몸체의 내주면에 설치되고 회전드럼의 밀착시 유체흐름을 차단하는 밸브시트;

   를 포함하고,

   상기 회전드럼은, 그 측부 드럼밀착단과 상기 밸브시트사이에 끼인 유체나 이물질의 유입을 가능하게 하는 공간을 형성하여 밸브시트와 밀착단사이에 끼이는 것을 방지시키는 공간형성수단을 구비하여 구성된 밀폐성이 향상된 버터플라이 밸브
2. 제 1항에 있어서, 상기 공간형성수단은, 상기 회전드럼에 이물질의 유입을 가능하게 하는 공간을 형성하도록 부착되는 분리부착형 반원플레이트로 구성된 것을 특징으로 하는 버터플라이 밸브
3. 제 1항에 있어서, 상기 공간형성수단은, 상기 회전드럼에 일체로 형성되면서 이물질의 유입을 가능하게 하는 공간을 형성하는 일체형돌부로 구성된 것을 특징으로 하는 버터플라이 밸브
4. 제 1항에 있어서, 축 편심형 버터플라이 밸브로 구성되고,

   상기 공간형성수단은 상기 밸브 회전드럼의 적어도 일측면에 제공된 것을 특징으로 버터플라이 밸브
5. 제 1항에 있어서, 축 중심형 버터 플라이 밸브로 구성되고,

   상기 공간형성수단은 상기 밸브 회전드럼의 적어도 일측면에 제공된 것을 특징으로 하는 버터 플라이 밸브