KR20090033745A - 세그먼트의 분리가 용이한 개폐 밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유체가 흐르는 유입구 또는 유출구를 개폐하는 개폐 밸브로서, 상기 개페를 위해 회전하는 개폐 세그먼트가 회전축을 중심으로 편심된 형태를 가지며 상기 세그먼트를 상기 유체의 흐름 방향과 교차하는 방향으로 분리할 수 있도록 구성되는 세그먼트의 분리가 용이한 개폐 밸브를 제공한다.

Description

세그먼트의 분리가 용이한 개폐 밸브{OPENING AND CLOSING VALVE HAVING A EASILY DETACHABLE SEGMENT}

본 발명은 내부 공간에 회전 가능하게 배치되는 개폐 부재가 회전됨에 따라 유체의 유입구 또는 유출구를 폐쇄하여 유체의 흐름을 제어하는 개폐 밸브에 관한 것이다.

일반적으로 개폐 밸브는 유체의 통로를 형성하는 파이프 등의 일 부분에 설치되어, 유체의 유출을 조절할 수 있도록 하는 장치이다.

이를 위하여, 개폐 밸브의 내부 공간에는 회전 각도에 따라 유체가 유입되는 유입구 또는 유출되는 유출구를 폐쇄하거나 개방하는 개폐 부재로서 볼 등이 회전 가능하게 배치된다.

이러한 볼은 상기 유입구 등의 차단을 위하여 파이프 등의 직경에 비례하는 크기를 가져야 한다. 직경이 큰 파이프에서는 사이즈가 큰 볼이 사용되어야 하기에, 그로 인한 개폐 밸브 전체의 무게의 증가는 개폐 밸브의 설치나 수리 등에 어려움을 유발시키고 있다.

또한, 상기 폐쇄 상태에서 상기 볼과 하우징(볼이 설치되는 내부 공간을 구 비하는 부분) 사이를 실링하기 위한 실링 부재는 사용 수명 경과시에 교체되어야 한다.

이를 위하여, 볼이 하우징으로부터 분리되어야 하나, 파이프를 그 연장 방향으로 제거하고 하우징 역시 상기 연장 방향으로 제거하는 것은 파이프까지 해체해야하므로 상당한 비효율을 초래하게 된다.

나아가, 상기와 같은 분리 방식에 의하면, 하우징 내에 잔류하는 유체가 외부로 누출될 우려가 있다.

본 발명의 일 목적은 종래와 다른 형태의 개폐 밸브를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 일 목적은 유체의 흐름을 차단하는 기능을 달성하면서도 볼의 무게는 종래보다 줄일 수 있도록 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 일 목적은 볼의 분리 및 실링 부재의 교체를 용이하게 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기와 같이 용이한 분리로 인하여 개폐 밸브 자체를 이동시키기 않는 상태에서도 하우징 내부에 유체의 흐름을 방해하는 불필요한 물질을 용이하게 외부로 배출할 수 있게 하는 것이다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 실시예와 관련된 세그먼트 분리가 용이한 개폐 밸브는 하우징, 개폐 세그먼트, 실링 유닛 및 분리용 커버를 포함한다. 하우징은 내부 공간을 구비하며, 제1 라인을 따라 양단부에 유입구와 배출구가 각각 형성된다. 개폐 세그먼트는 상기 내부 공간에 상기 제1 라인과 교차하는 제2 라인을 축으로 회전 가능하게 배치된다. 또한, 개폐 세그먼트는 상기 제2 라인을 중심으로 어느 일 측으로 편심되게 돌출한 형태를 가지며, 상기 회전 시에 상기 유입구 또는 유출구를 선택적으로 폐쇄한다. 실링 유닛은 상기 폐쇄 상태에서 상기 하우징 및 개폐 세그먼트 사이를 실링하기 위하여, 상기 하우징 및 개폐 세그먼트 사이에 형성된다. 분리용 커버는 상기 개폐 세그먼트가 상기 제2 라인을 따라 상기 내부 공간으로부터 분리될 수 있게 하는 통로를 제공하도록, 상기 하우징의 상기 제2 라인을 따르는 방향의 일 지점에 착탈 가능하게 결합 된다.

상기 하우징은 상기 개방상태의 개폐 세그먼트와 일정 간극을 갖도록 형성되어, 상기 개폐 세그먼트가 상기 폐쇄상태에서 개방상태로 회전되어 분리될 때 상기 개폐 세그먼트와 간섭되지 않게 한다.

나아가, 상기 하우징 또는 분리용 커버에는 벤트홀이 형성되어, 상기 내부 공간의 가스를 외부로 안내할 수 있다. 벤트홀에는 상기 가스의 배출을 조절하는 개폐 유닛이 형성된다.

또한, 상기 하우징의 적어도 일 부분에는 상기 내부 공간의 바닥에 쌓이는 잔류물을 외부로 안내하는 드레인홀이 형성될 수 있다. 상기 잔류물의 배출을 조절하는 개폐 유닛은 상기 드레인홀의 개폐를 위해 형성된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 관련된 세그먼트의 분리가 용이한 개폐 밸브는 회전축을 중심으로 일 측으로만 돌출되게 편심된 개폐 세그먼트를 채용함에 따라, 유체의 흐름을 차단하는 기능을 달성하면서도 개폐 세그먼트가 경량화되어 개폐 밸브 전체의 무게를 줄일 수 있게 한다.

분리용 커버가 유체의 흐름 방향과 교차되는 방향으로 하우징에 결합됨에 따라서는, 개폐 세그먼트의 분리 및 실링 유닛의 교체가 하우징이 파이프 등에 결합된 상태에서도 용이하게 이루어지게 한다.

벤트홀 및 드레인홀을 구비함에 따라서는, 위와 같이 하우징이 이동하지 않 는 상태에서도 하우징 내부에 유체의 흐름을 방해하는 불필요한 물질을 용이하게 외부로 배출할 수 있게 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 세그먼트의 분리가 용이한 개폐 밸브에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 개폐 밸브의 닫힌 상태를 나타낸 단면도이고, 도 2는 도 1의 유출구 측을 바라본 측면도이다.

본 발명에 따른 개폐 밸브는 하우징(10)과, 개폐 세그먼트(20)와, 실링 유닛(50) 및 분리용 커버(16)를 포함한다.

하우징(10)은 개폐 세그먼트(20)가 배치되는 내부공간을 구비한다. 하우징(10)의 제1 라인(L1)을 따르는 양단부에는 각각 유체가 통과하는 배관이 밀봉 가능하게 장착되는 유입구(12) 및 유출구(14)가 형성된다. 유입구(12) 및 유출구(14) 측에 연결되는 배관은 각각 볼트(40, 42) 등의 결합 수단에 의해 하우징(10)에 결합 된다. 제1 라인(L1)과 교차하는, 바람직하게는 수직한 제2 라인(L2) 방향으로는 개폐 세그먼트(20)를 회전 조작하기 위한 조작기구(30)가 연장한다.

개폐 세그먼트(20)는 제2 라인(L2)을 따라 배치되는 회전로드(32)를 축으로 회전 가능하게 상기 내부 공간에 배치된다. 개폐 세그먼트(20)의 디스크(22)는 유입구(12) 또는 유출구(14)를 차단하는 사이즈를 가지며, 디스크(22)에는 보강리브(26)가 돌출 형성된다. 개폐 세그먼트(20)와 회전로드(32)의 결합은 볼트(66) 등에 의해 이루어진다. 개폐 세그먼트(20)의 하측에는 힌지축(62)이 장착되고, 상기 힌지축(62)은 상기 하우징(10)의 하측 내면에 형성되는 힌지홈부(64)에 회전 가능하게 지지 된다. 개폐 세그먼트(20)에 대해서는 도 3을 참조하여 다음에 구체적으로 살펴본다.

실링 유닛(50)은 하우징(10)과 개폐 세그먼트(20) 사이에 설치되어, 개폐 세그먼트(20)가 유입구(12) 또는 유출구(14)를 차단한 폐쇄 상태가 보다 완벽하게 달성되게 한다. 실링 유닛(50)에 대해서는 도 4를 참조하여 다음에 구체적으로 살펴본다.

분리용 커버(16)는 제2 라인(L2)을 따르는 방향을 따라 하우징(10)에 볼트(44) 등에 의해 착탈 가능하게 결합 된다. 구체적으로 살펴보면, 상기 분리용 커버(16)는 하우징(10)의 상부에 형성되는 개구부(56)를 덮게 되며, 분리용 커버(16)와 하우징(10)이 상호 접촉되는 부위에는 시일링(58)이 장착되어 분리용 커버(16)와 하우징(10) 사이를 밀봉시킨다.

상기 분리용 커버(16)의 중앙에는 수직으로 관통되는 관통홀(60)이 형성되고, 상기 관통홀(60)에는 조작기구(30)의 회전로드(32)가 회전 가능하게 삽입된다. 분리용 커버(16)를 하우징(10)에서 분리한 경우에는 개폐 세그먼트(20) 및 그에 결합된 조작기구(30)를 제2 라인(L2)을 따라 분리할 수 있게 된다.

조작기구(30)는 분리용 커버(16)에 형성된 관통홀(60)에 회전 가능하게 삽입되고 그 하단이 개폐 세그먼트(20)의 상단에 체결되는 회전로드(32)와, 상기 회전로드(32)의 상단이 고정되고 상기 분리용 커버(16)의 상면에 체결되어 상기 회전로드(32)를 회전 운동시키는 운동 변환부(34)와, 상기 운동 변환부(34)의 끝부분에 장착되어 작업자가 회전시키는 손잡이(36)를 포함한다.

이러한 조작기구는 작업자가 손잡이(36)를 잡고 회전시키면 운동 변환부(34)에서 직각방향으로 회전방향을 변환시킨 후 회전로드(32)를 회전운동시킨다. 그러면, 회전로드(32)와 연결된 개폐 세그먼트(20)가 회전되면서 하우징(10)의 유입구(12) 또는 배출구(14)를 폐쇄하거나 개방하게 된다.

분리용 커버(16) 또는 그와 인접한 하우징(10)에는 벤트홀(71)이 형성될 수 있다. 벤트홀(71)은 하우징(10)의 내부 공간 중 분리용 커버(16)에 가까운 부분에 형성되는 에어 포켓(air pocket)의 가스를 외부로 배출시키기 위한 통로가 된다. 벤트홀(71)에 결합된 개폐 유닛(73)은, 예를 들어 체크 밸브로서 하우징(10) 내부에 일정 수준 이상의 고압 가스가 발생 시에 상기 가스가 외부로 배출되게 벤트홀(71)을 개방한다.

하우징(10)의 하부에는 드레인홀들(81 및 85)이 형성될 수 있다. 제1 드레인홀(81)은 개폐 세그먼트(20)가 장착되는 부분에 형성되고, 제2 드레인홀(85)은 유입구(12) 또는 유출구(14) 측에 형성될 수 있다. 드레인홀들(81 및 85)은 밸브 내의 유체 유동에 따른 잔유물이 퇴적되는 경우에, 그 퇴적물이 외부로 배출되는 통로가 될 수 있다. 이러한 드레인홀들(81 및 85)은 각각 개폐 유닛(82 또는 86)에 의해 개폐된다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 개폐 세그먼트(20)를 보인 사시도이다.

본 도면을 참조하면, 개폐 세그먼트(20)는 구를 대략 90도 각도로 잘라낸 듯한 형태의 몸체(20')를 가지며, 축부(21)를 중심으로 일 측으로만 편심되게 돌출한 형태를 가진다. 축부(21)는 회전로드(32) 및 힌지축(62, 도 1 참조)과 각각 결합되어 개폐 세그먼트(20)의 회전 중심축이 된다.

축부(21)에서 가장 멀리 떨어진 부분에는 유입구(12) 또는 유출구(14)를 폐쇄하기 위하여 그들의 단면적과 유사한 단면적을 가지는 원판 형태의 디스크(22)가 형성된다. 디스크(22)의 주면에는 적어도 하나의 보강리브(26)가 돌출 형성되어, 디스크(22)가 유체의 압력에 의해 휘어지지 않게 한다. 축부(21)와 디스크(22) 사이의 공간은 유체가 통과할 수 있는 통로인 유체통로(22)가 된다.

개폐 세그먼트(20)가 편심되게 구성됨에 따라서는, 유입구(12) 또는 유출구(14)를 개폐하기 위한 요소{개폐 세그먼트(20)}의 중량을 저감할 수 있게 된다. 개폐 세그먼트(20)의 중량 감소는 개폐 밸브 전체적인 중량의 감소에 기여하게 되는 이점이 있다.

개폐 세그먼트(20)는 회전축을 중심으로 일 측으로 편심되나, 실링 유닛(50)은 유입구(12) 및 유출구(14, 도 1 참조) 측 모두에 설치될 수 있다. 이에 의하면, 유체의 흐름 방향에 따라, 개폐 세그먼트(20)가 유입구(12) 또는 유출구(14)를 밀폐하고 실링 유닛(50)은 상기 밀폐가 보다 완벽하게 이루어지게 할 수 있다. 이는 개폐 세그먼트(20)의 구조상 유체가 회전축 측에서 보강리브(26)가 돌출한 방향으로 흐르는 것이 디스크(22)의 안정성 및 실링의 성능 등에서 유리하기 때문이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 실링 유닛(50)을 보이기 위하여 도 1의 A부분을 확대 도시한 확대도이다.

도 4를 참조하면, 실링 유닛(50)은 제1 실링부(51) 및 제2 실링부(52)를 포 함한다. 제1 실링부(51)는 하우징(10)의 내부 공간 측에서 돌출 형성된 지지부(46)에 착탈 가능하게 장착된다. 제1 실링부(51)에 근접한 채로 지지부(46)에 장착된 스톱퍼(55)는 제1 실링부(51)가 장착 위치에서 이탈되지 않게 한다.

제2 실링부(52)는 개폐 세그먼트(20)의 디스크(22)의 외주를 따라 배치되어, 개폐 세그먼트(20)가 폐쇄상태로 회전된 경우에 제1 실링부(51)와 접촉하게 된다. 제2 실링부(52)는 제1 실링부(51)와는 상이한 재질을 가져서, 예를 들어 제1 및 제2 실링부(51 및 52) 중 하나가 금속이나 다른 하나는 고무, 실리콘 등이 된다. 제1 및 제2 실링부(51 및 52)가 모두 금속인 경우에는, 그들은 서로 상이한 경도를 가지는 것이 실링 효과를 높일 수 있게 한다.

제2 실링부(52)는 고정부(53)에 의해 디스크(22)에 장착된 상태를 유지하게 된다. 고정부(53)는 스크류(54) 등에 의해 디스크(22)에 체결된다. 고정부(53)와 디스크(22) 사이에는 빈 공간(S)이 형성되기에, 스크류(54)를 보다 조이게 되면 제2 실링부(52)의 단부는 더욱 돌출하여 제1 실링부(51)에 좀더 밀착하게 된다.

도 5는 본 발명에 따른 개폐 밸브가 열린 상태를 나타낸 단면도이다.

개폐 세그먼트(20)가 폐쇄상태(도 1, 2 참조)에서 대략 90 또는 270도 회전하게 되면, 개폐 세그먼트(20)의 유체통로부(24)는 유입구(12) 및 유출구(14)를 연통시키게 된다. 이러한 상태는 개방 상태로 칭해질 수 있고, 상기 개방상태에서 유체는 유입구(12) 측에서 유출구(14) 측으로 유동하게 된다.

상기 유체통로부(24)의 끝단(24')과, 유입구(12) 및 배출구(14)에 인접한 실링 유닛(50)의 지지부(46) 사이는 일정 간격(T)이 형성된다. 개폐 세그먼트(20)가 하우징(10)의 상측에 형성된 개구부(56)를 통해 분리될 때, 개폐 세그먼트(20)와 하우징(10) 사이의 간섭은 상기 간격(T)에 의해 회피될 수 있다.

개폐 밸브의 사용기간이 길어짐에 따라 개폐 세그먼트(20)의 디스크(22)와 마찰되는 실링 유닛(50)을 교체하기 위해서는, 먼저 하우징(10)에서 개폐 세그먼트(20)를 분리해야 한다.

다음에서 볼밸브의 개폐 세그먼트(20)를 분리하는 과정을 설명한다.

먼저, 손잡이(36)를 돌려서 개폐 세그먼트(20)의 유체통로부(24)가 하우징(10)의 유입구(12)와 배출구(14)에 각각 연통된 상태 즉, 밸브가 개방 상태가 되게 한다.

분리용 커버(16)의 상면에 장착된 운동 변환부(34)를 분리용 커버(16)의 상면에서 분리한다. 회전로드(32)와 운동변환부(34)가 서로 분리된 상태로 분리용 커버(16)의 상면에서 운동 변환부(34)가 분리된다. 하우징(10)의 상면에 체결된 볼트(44)를 풀면 하우징(10)의 상면에서 분리용 커버(16)가 분리된다. 이때, 상기 회전로드(32)는 개폐 세그먼트(20)에 장착된 상태가 유지된다.

이러한 상태에서, 개폐 세그먼트(20)를 분리용 커버(16)가 장착되는 하우징(10)의 개구부(56)를 통해 외부로 빼낸다. 상기 개폐 세그먼트(20)의 유체통로부(24)과 하우징(10)의 내면 사이는 일정 간격(T)을 유지한 상태이기에, 개폐 세그먼트(20)가 하우징(10) 내부에서 간섭되는 부분이 없이 자연스럽게 하우징(10)의 개구부(56)를 통해 분리시킬 수 있게 된다.

하우징(10)의 상측에 체결된 분리용 커버(16)만 분리하면 개폐 세그먼트(20) 가 하우징(10)의 상측 방향으로 분리되기 때문에 밸브 전체를 해체할 필요가 없어 작업이 편리하게 이루어진다. 유입측 배관과 배출측 배관 내부의 압력을 낮춘 상태에서 위의 분리 과정이 이루어지면, 하우징(10) 내부에 유체가 채워진 상태를 유지할 수 있다. 그 결과로, 개폐 세그먼트(20)를 분리할 때 유체가 밖으로 새는 것을 방지할 수 있어 작업환경을 깨끗하게 유지할 수 있게 된다.

나아가, 배관의 압력을 낮춘 상태에서 드레인홀들(81 및 85)을 개방하면, 하우징(10) 내부의 잔류물을 제거할 수 있게 된다. 또한, 배관을 통해 유체가 흐르는 경우에는 벤트홀(71)을 개방하여 하우징(10) 내부에 의도하지 않게 발생되는 가스를 배출할 수 있게 된다.

상기와 같은 개폐 밸브는 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.

도 1은 본 발명에 따른 개폐 밸브의 닫힌 상태를 나타낸 단면도이고,

도 2는 도 1의 유출구 측을 바라본 측면도이며,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 개폐 세그먼트를 보인 사시도이고,

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 실링 유닛을 보이기 위하여 도 1의 A부분을 확대 도시한 확대도이고,

도 5는 본 발명에 따른 개폐 밸브가 열린 상태를 나타낸 단면도이다.

Claims (9)

1. 내부 공간을 구비하며, 제1 라인을 따라 양단부에 유입구와 배출구가 각각 형성되는 하우징;

   상기 내부 공간에 상기 제1 라인과 교차하는 제2 라인을 축으로 회전 가능하게 배치되고 상기 제2 라인을 중심으로 어느 일 측으로 편심되게 돌출한 형태를 가지며, 상기 회전 시에 상기 유입구 및 유출구 중 어느 하나를 선택적으로 폐쇄하는 개폐 세그먼트;

   상기 하우징 및 개폐 세그먼트 사이에 형성되어, 상기 폐쇄 상태에서 상기 하우징 및 개폐 세그먼트 사이를 실링하는 실링 유닛; 및

   상기 하우징의 상기 제2 라인을 따르는 방향의 일 지점에 착탈 가능하게 결합되어, 상기 개폐 세그먼트가 상기 제2 라인을 따라 상기 내부 공간으로부터 분리될 수 있게 하는 통로를 제공하는 분리용 커버를 포함하는 세그먼트의 분리가 용이한 개폐 밸브.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제1 라인과 제2 라인은 서로 수직하게 배치되는 것을 특징으로 하는 세그먼트의 분리가 용이한 개폐 밸브.
3. 제1항에 있어서,

   상기 하우징은, 상기 개폐 세그먼트가 상기 폐쇄상태에서 개방상태로 회전되어 분리될 때 상기 개폐 세그먼트와 간섭되지 않도록, 상기 개방상태의 개폐 세그먼트와 일정 간극을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 세그먼트의 분리가 용이한 개폐 밸브.
4. 제1항에 있어서,

   상기 개폐 세그먼트는,

   상기 제2 라인을 따라 연장하는 축부를 가지는 몸체;

   상기 몸체에서 상기 제2 라인으로부터 가장 멀리 떨어진 부분에 형성되며, 상기 유입구 또는 유출구를 차단하는 디스크; 및

   상기 디스크에 돌출 형성되어, 상기 디스크를 보강하는 적어도 하나의 보강 리브를 포함하는 것을 특징으로 하는 세그먼트의 분리가 용이한 개폐 밸브.
5. 제1항에 있어서,

   상기 실링 유닛은,

   상기 하우징의 내부 공간에 형성되는 지지부에 착탈 가능하게 장착되는 제1 실링부; 및

   상기 개폐 세그먼트에 착탈 가능하게 형성되며, 상기 폐쇄 상태에서 상기 제1 실링부와 접촉되는 제2 실링부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 세그먼트의 분리가 용이한 개폐 밸브.
6. 제5항에 있어서,

   상기 제1 및 제2 실링부는 각각 금속과 고무로 형성되거나, 경도가 상이한 금속들로 형성되는 것을 특징으로 하는 세그먼트의 분리가 용이한 개폐 밸브.
7. 제1항에 있어서,

   상기 분리용 커버는 하우징에 형성되는 개구부를 밀폐하도록 상기 하우징에 체결되고, 중앙에는 상기 개폐 세그먼트와 연결된 회전로드가 회전 가능하게 삽입되는 관통홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 세그먼트의 분리가 용이한 개폐 밸브.
8. 제1항에 있어서,

   상기 하우징 또는 분리용 커버에 형성되어, 상기 내부 공간의 가스를 외부로 안내하는 벤트홀; 및

   상기 벤트홀을 개폐하도록 형성되어, 상기 가스의 배출을 조절하는 개폐 유닛을 더 포함하는 세그먼트의 분리가 용이한 개폐 밸브.
9. 제1항에 있어서,

   상기 하우징의 적어도 일 부분에 형성되, 상기 내부 공간의 바닥에 쌓이는 잔류물을 외부로 안내하는 드레인홀; 및

   상기 드레인홀을 개폐하도록 형성되어, 상기 잔류물의 배출을 조절하는 개폐 유닛을 더 포함하는 세그먼트의 분리가 용이한 개폐 밸브.

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