KR20100008405A - 체크밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 체크밸브에 대한 것으로서, 상세하게는 일방향으로만 유체를 흐르게 하는 체크밸브에 있어서, 유체가 유입되는 유입공과 유출되는 유출공이 형성된 중공관 형상의 제1하우징; 중공관 형상을 가지면서 일측이 상기 유출공에 결합되고, 타측 내주면에 단턱이 형성된 제2하우징; 원통형으로 이루어져 상기 제1하우징과 상기 단턱 사이에서 이동가능하고, 상측 중앙에 상기 유출공을 개폐하는 디스크가 구비되며 가장자리를 따라 유체가 통과하는 다수개의 토출공이 형성되고, 하측은 개구되어 상기 단턱에 걸리는 개폐변;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하며, 이에 의하여 본체에 부가적인 유로확보공간이 없어도 유체가 원활하게 배출될 수 있는 동시에 소형화가 가능하며, 스프링을 구비한 경우에도 스프링이 차지하는 공간이 불필요하므로 체크밸브의 소형화가 가능하며 스프링을 설치하는 별도의 구조가 필요 없어서 체크밸브 구조의 단순화가 가능하기 때문에 제조비용 절감 효과가 있어 경쟁력이 향상된다.

체크밸브, 하우징, 단턱, 개폐, 스프링, 토출, 실링, 디스크,

Description

체크밸브{Check valve}

본 발명은 체크밸브에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 관을 통해 흐르는 유체의 흐름을 개폐하는 밸브로서 일방향으로만 유체가 흐르게 하는 체크밸브에 관한 것이다.

일반적으로 체크밸브는 배관계통의 유체유동 상태에 따라 스스로 개폐가 가능한 밸브로서, 일방향으로만 유체 흐름을 허용하도록 구성된다.

도 1은 종래 체크밸브를 나타내는 단면도이다.

중공관 형상의 본체(1) 및 상기 본체(1)에 결합된 중공관 형상의 덮개(2)가 구비되고 상기 본체(1) 내부에는 상기 덮개(2)를 개폐하는 개폐변(3)이 내장된다.

개폐변(3)은 도시된 바와 같이 원기둥 형상을 이루며 상부 중앙에는 반구형의 볼(4)이 돌출되고 그 가장자리에는 유체가 통과할 수 있는 다수개의 통공(5)이 형성된다.

덮개(2) 상부에는 유체가 유입되는 입수공(2a)이 형성되고 본체(1) 하부 가장자리에는 유체가 배출되는 출수공(1a)이 형성되며 출수공(1a)에는 외부배관(8)이 연결된다.

이러한 구조로 이루어지기 때문에 압력을 가지고 입수공(2a)으로 들어온 유체가 개폐변(3)의 볼(4)을 가압하면 개폐변(3)은 하강하면서 걸리게 되며, 유입된 유체는 도 1(b)에 도시된 바와 같이 입수공(2a)과 볼(4) 사이에 형성된 틈을 통해 유입되어 통공(5)을 지나 상기 출수공(1a)에 연결된 배관(8)으로 배출된다. 반대로 배관(8)으로부터 역류하는 유체는 개폐변(3)을 상측으로 밀게 되며 이로 인해 도 1(a)와 같은 상태가 되어 유체는 입수공(2a)으로 역류하지 못한다.

특히 본체(1)에는 유로확보공간(e)이 마련되어져 있어서, 개폐변(3)이 내려온 상태에서 통로(5)가 배관(8)의 단부에 의해 차단되지 않아 유체가 원활하게 빠져나가게 한다.

도 2는 종래 체크밸브의 또 다른 예를 나타내는 단면도이다.

도 2에서 도시된 본체(1), 덮개(2), 개폐변(3), 볼(4), 통공(5)은 도 1에 도시된 바와 동일하고 더불어 개폐변(3) 하측에 다수개의 출수공(1a) 형성되고 중앙에 걸림턱(7)이 구비되어 개폐변(3)과 걸림턱(7) 사이에 스프링(6)이 결합됨으로써 개폐변(3)을 탄성지지한다. 또한 본체(1) 하단과 배관(8)은 연결된다.

앞 예와 동일하게 압력을 가지고 입수공(2a)으로 들어온 유체가 개폐변(3)의 볼(4)을 가압하면 스프링(6)은 압축되면서 개폐변(3)은 하강하게 되며, 유입된 유체는 도 2(b)에 도시된 바와 같이 상기 입수공(2a)과 볼(4) 사이에 형성된 틈을 통해 유입되어 통공(5)을 지나 출수공(1a)으로 배출된다. 반대로 입수공(2a)에서 유체가 유입되지 않으면 스프링(3)이 개폐변(3)을 상측으로 밀게 되며 이로 인해 도 2(a)와 같은 상태가 되어 유체는 입수공(2a)으로 역류하지 못한다.

그러나 이러한 구조는 몇 가지 문제점이 있다.

첫째, 도 1과 같은 구조에서 만일 유로확보공간(e)이 형성되어 있지 않으면 개폐변이 하강할 때 배관의 단부가 통공을 막아버리므로 유체가 원활하게 흐르도록 반드시 유로확보공간(e)이 확보되어야 한다. 이것은 체크밸브의 크기를 크게 하여 소형화를 저해한다.

둘째, 도 2와 같은 구조에서는 상기 개폐변 하부에 스프링이 결합되므로 개폐변 및 스프링의 높이를 모두 포함하여 설치할 수 있는 공간이 필요하므로 결국 본체의 크기가 커져 이 역시 체크밸브의 소형화를 저해한다.

셋째, 도 2에서 스프링은 걸림턱에 걸린 상태에 개폐변을 지지하므로 본체 하부에 걸림턱과 같이 스프링을 지지할 수 있는 별도의 구조가 필요하므로 체크밸브의 구조가 복잡해진다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로 본 발명의 목적은 개폐변 내부에 공간을 형성하여 본체에 별도의 유로확보공간이 없어도 유체가 원활하게 배출될 수 있는 동시에 소형화가 가능한 체크밸브를 제공하는 것이다.

다른 목적은 개폐변 내부 공간에 스프링이 삽입되도록 하여 개폐변과 스프링이 차지하는 공간을 최소로 줄이고 별도의 스프링 지지구조가 필요 없는 단순한 구조의 체크밸브를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 일방향으로만 유체를 흐르게 하는 체크밸브에 있어서, 유체가 유입되는 유입공과 유출되는 유출공이 형성된 중공관 형상의 제1하우징; 중공관 형상을 가지면서 일측이 상기 유출공에 결합되고, 타측 내주면에 단턱이 형성된 제2하우징; 원통형으로 이루어져 상기 제1하우징과 상기 단턱 사이에서 이동가능하고, 상측 중앙에 상기 유출공을 개폐하는 디스크가 구비되며 가장자리를 따라 유체가 통과하는 다수개의 토출공이 형성되고, 하측은 개구되어 상기 단턱에 걸리는 개폐변;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 개폐변과 단턱 사이에는 상기 개폐변을 탄성 지지하는 스프링이 게재되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 제1하우징과 디스크 사이에는 상기 제1하우징과 제2하우징을 기밀하는 실링부재가 더 게재되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 실링부재는 상기 유출공 상에 구비되며, 단면이 사각형인 링 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 실링부재는 상기 디스크 상에 구비되며, 원형판 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상술한 구성에 의한 본 발명의 효과는 개폐변 내부에 공간을 형성함으로써 본체에 부가적인 유로확보공간이 없어도 유체가 원활하게 배출될 수 있는 동시에 소형화가 가능하다.

또한 스프링을 구비한 경우에도 스프링이 차지하는 공간이 불필요하므로 체크밸브의 소형화가 가능하며 스프링을 설치하는 별도의 구조가 필요 없어서 체크밸브 구조의 단순화가 가능하기 때문에 제조비용 절감 효과가 있어 경쟁력이 향상된다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 일 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하고자 한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 체크밸브를 나타내는 분해 사시도, 도 4는 도 3에 도시된 본 발명의 단면을 나타내는 단면도로 (a)는 작동전, (b)는 작동후를 나타낸다.

본 발명은 크게 제1하우징(10), 제2하우징(20), 개폐변(30)으로 구성되는데, 중공관 형상의 제1하우징(10)과 제2하우징(20)이 결합하고 그 내부에 개폐변(30)이 설치되며, 개폐변(30)이 제1하우징(10)을 개폐하는 구조로 이루어진다.

먼저 상기 제1하우징(10)은 도시된 바와 같이 일측에 유체가 유입되는 유입공(12)과 타측에 유체가 나가는 유출공(14)이 형성된 중공관 구조를 가지며 상기 유입공(12) 내주면과 유출공(14) 외주면에 나사산이 형성되어 상기 유입공(12)은 외부 배관과 연결되고 상기 유출공(14)은 후술할 제2하우징(20)과 나사 결합된다.

그리고 상기 유출공(14) 측 내주면을 따라 안착홈(14a)이 형성되는데, 상기 안착홈(14a)에는 이후 설명할 실링부재(50)가 삽입되거나 안착되게 된다.

따라서 바람직하게는 상기 안착홈(14a)이 형성될 공간을 확보하도록 상기 유출공(14) 측 내주면이 연속적으로 돌출되는 것이 좋을 것이다.

다음은 제2하우징(20)에 대해 설명한다.

상기 제2하우징(20)도 상기 제1하우징(10)과 유사하게 중공관 형상을 가지면서 일측 내주면에 나사산이 형성되어 상기 제1하우징(10)의 유출공(14) 부분과 결합되고 타측 내주면에도 나사산이 형성되어 외부 배관과 연결된다.

물론 상기 제1하우징(10)과 제2하우징(20)이 결합될 때 누수를 방지하도록 오링(60)이 삽입될 수 있다.

또한 상기 제2하우징(20) 타측 내부에 단턱(22)이 형성된다. 상기 단턱(22)은 상기 제2하우징(20) 내경보다 작은 내경을 가지도록 내주면으로부터 돌출되며 다수개 가 구비될 수 있고 혹은 내주면을 따라 연속적인 환형 형상으로 형성되어도 관계없다. 상기 단턱(22)은 후술할 개폐변(30) 또는 스프링(40)을 지지하고 동시에 외부로 이탈되지 않도록 걸리게 하는 기능을 한다.

다음으로 본 발명의 핵심에 해당하는 개폐변(30)에 대해 설명하기로 한다.

상기 개폐변(30)은 상기 제1하우징(10)으로부터 제2하우징(20)으로 유입되는 유체를 열고 닫아 유체의 흐름을 개폐하는 구성으로서, 원통형의 몸체(32)와 상기 몸체(32) 상부에 구비되는 디스크(34)로 이루어진다.

상기 몸체(32)는 원통 형상을 가지는 구조로서 하측이 개구되고 상측이 막혀 내부에 공간이 형성된 용기형상을 가지고 상기 제2하우징(20) 내에 설치되는데, 개구된 부분이 상기 제2하우징(20)의 단턱(22)을 향하도록 설치된다. 또한 상기 몸체(32)의 외경은 상기 제2하우징(20)의 내경보다 약간 작게 만들어져 상기 몸체(32)가 상기 제2하우징(20) 내에서 이동가능하다.

특히 상기 몸체(32) 내부에 공간이 형성되어 종래 유로의 원활한 흐름을 위해서 반드시 필요했던 유로확보공간(e) 기능을 담당하므로 상기 제2하우징(20)에 외부배관이 바로 연결되어도 유체의 흐름이 막히지 않게 된다. 즉 종래 추가적으로 필요했던 공간이 줄어들게 되어 체크밸브의 소형화가 가능하게 되는 것이다.

그리고 상기 몸체(32)의 개구된 부분의 반대 측, 다시 말해 상기 몸체(32) 상측 중앙에는 원형판 형상의 디스크(34)가 구비되고 가장자리를 따라서 원호 형상의 토출공(32a)이 형성되어 있다.

상기 디스크(34)는 상기 제1하우징(10)의 유출공(14)을 열거나 닫아 개폐하는 것으로, 상기 유출공(14)을 밀폐하도록 원형판 형상이 바람직하며 직경은 상기 유출공(14) 직경보다 크다.

또 상기 토출공(32a)은 상기 디스크(34)가 열린 상태에서 상기 유출공(14)으 로부터 상기 제2하우징(20)으로 유입되는 유체가 통과하는 곳으로서 다수개가 관통되어 형성된다.

도 7은 본 발명의 개폐변의 다양한 실시 예를 나타내는 평면도인데, 도시된 바와 같이 상기 토출공(32a)은 원호, 원 등의 여러 가지 형상을 가질 수 있고 개수도 다양하게 결정될 수 있다.

참고로 앞서 설명한 상기 제1하우징(10), 제2하우징(20), 개폐변(30)의 재질은 일반적으로 밸브에 사용되는 금속이 적절하다.

한편, 본 발명의 체크밸브는 스프링이 더 게재될 수 있는데, 도 5는 본 발명의 바람직한 다른 실시 예에 따른 체크밸브를 나타내는 단면도로 (a)는 작동전, (b)는 작동후를 나타낸다.

상기 스프링(40)은 상기 몸체(32) 내부, 다시 말해 상기 유로확보공간(e)에 내설된다.

상기 스프링(40)은 일반적으로 외력에 의해 압축되었다가 외력이 제거되면 복원되는 코일 형상의 압축스프링이 적절한데, 이것은 상기 스프링(40)이 상기 몸체(32) 내부 공간에 삽입되고 그 일측이 상기 단턱(22)에 걸리면서 지지되기 때문이다. 즉, 상기 몸체(32)와 스프링(40)의 직경이 상기 단턱(22)이 이루는 직경보다 크기 때문에 상기 단턱(22)에 의해 지지되어 이탈하지 않는다.

이와 같이 상기 개폐변(30)은 내부에 유로확보공간(e)이 형성되어 상기 스프링(40)을 포함하도록 배치되기 때문에 종전과 달리 스프링(40)이 차지하는 공간이 필요없게 되어 상기 제2하우징(20)의 길이가 상대적으로 줄어든다. 따라서 소형화 가 가능하다.

또한 상기 스프링(40)은 상기 개폐변(30)이 걸리는 단턱(22)에 동시에 걸리므로 종전처럼 별도의 스프링 지지구조가 필요 없어서 밸브의 구조를 단순화할 수 있는 것이다.

또 바람직한 것은, 본 발명에서 상기 디스크(34)와 상기 유출공(14) 사이에 기밀을 유지하고 개폐시 충격을 줄여주는 실링부재(50)가 더 구비되는 것이 좋다.

상기 실링부재(50)는 고무재질을 가지고 링 형상을 가지는데 상기 유출공(14) 상에 고정되며 앞서 설명한 상기 안착홈(14a)에 삽입되어 고정되면 더욱 좋다.

상기 실링부재(50)의 단면은 다양할 수 있으나 사각형, 원형 등이 적당하다.

도 6은 본 발명의 실링부재의 다른 실시 예를 나타내는 단면도이다.

도 5에 도시된 실링부재(50)는 도 4, 도 5에 도시된 실링부재(50)와 달리 상기 디스크(34) 상에 결합되어 있다. 따라서 상기 디스크(34)의 직경와 동일한 직경을 가지고 원형판 형상으로 이루어져 상기 디스크(34)가 상기 유출공(14)을 밀폐할 때 상기 안착홈(14a)에 안착되면서 밀폐한다. 이 역시 고무재질로 이루어진다.

이하에서 도 4, 도 5를 참조하여 본 발명의 작동상태를 간단히 설명한다.

앞서 살펴보았던 도 4, 도 5의 각각 (a)에 도시된 상태는 작동전을 나타내는 것으로 유체가 흐르지 않을 때의 상태인데, 도 4의 경우 상기 유입공(12)으로 유체가 공급되지 않으면 상기 개폐변(30) 하측에 체류하는 유체의 압력에 의해 상기 개 폐변(30)이 닫혀 있는 상태가 된다.

또 도 5의 경우 상기 스프링(40)이 상측으로 상기 개폐변(30)을 밀기 때문에 상기 디스크(34)가 상기 유출공(14)을 밀폐한다. 이때 상기 실링부재(50)가 유체의 기밀을 유지하므로 상기 제2하우징(20) 내에 대기하는 유체가 역류하여 상기 제1하우징(10) 측으로 흐르지 않게 된다.

만일 상기 제1하우징(10)의 유입공(12)으로 유체가 유입되어 상기 유출공(14)에 도달하여 상기 디스크(34)에 압력을 가하면 도 4의 경우 상기 개폐변(30)이 하강하여 (b)와 같은 상태가 되고 상기 실링부재(50)와 디스크(34) 사이에 틈이 형성되어 유체가 유입된다. 이렇게 유입된 유체는 상기 몸체에 형성된 다수개의 토출공(32a)을 통해 상기 제2하우징(20)으로 배출된다.

도 5의 경우에는 상기 스프링(40)이 압축되면서 상기 개폐변(30)은 하측으로 이동하고, 이로 인해 상기 실링부재(50)와 디스크(34) 사이에 틈이 형성되어 유체가 유입되며 상기 몸체에 형성된 다수개의 토출공(32a)을 통해 상기 제2하우징(20)으로 유입되어 흐르게 된다. 물론 유체의 공급이 중단되면 (a)의 상태로 회복된다.

이상과 같이 본 발명은 개폐변의 구조를 개선하여 별도의 유로확보공간 또는 스프링이 차지하는 공간이 불필요하고 별도의 스프링 지지구조가 필요 없는 체크밸브를 기본적인 기술적 사상으로 하고 있음을 알 수 있으며 상술한 설명과 도면에 도시된 것을 일 실시 예에 지나지 않으므로 본 발명의 진정한 범위는 청구범위에 의해 해석되어야 한다.

도 1은 종래 체크밸브의 예를 나타내는 단면도.

도 2는 종래 체크밸브의 또 다른 예를 나타내는 단면도.

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 체크밸브를 나타내는 분해 사시도.

도 4는 도 3에 도시된 본 발명의 단면을 나타내는 단면도.

도 5는 본 발명의 바람직한 다른 실시 예에 따른 체크밸브를 나타내는 단면도.

도 6은 본 발명의 실링부재의 다른 실시 예를 나타내는 단면도.

도 7은 본 발명의 개폐변의 다양한 실시 예를 나타내는 평면도.

<< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >>

10 : 제1하우징 12 : 유입공

14 : 유출공 14a : 안착홈

20 : 제2하우징 22 : 단턱

30 : 개폐변 32 : 몸체

32a : 토출공 34 : 디스크

40 : 스프링 50 : 실링부재

60 : 오링 e : 유로확보공간

Claims (5)

1. 일방향으로만 유체를 흐르게 하는 체크밸브에 있어서,

   유체가 유입되는 유입공(12)과 유출되는 유출공(14)이 형성된 중공관 형상의 제1하우징(10);

   일측이 상기 유출공(14)에 결합되고, 타측 내주면에 단턱(22)이 형성된 중공관 형상의 제2하우징(20);

   원통형으로 이루어져 상기 제1하우징(10)과 상기 단턱(22) 사이에서 유체압력에 의해 이동가능하고, 상측 중앙에 상기 유출공(14)을 개폐하는 디스크(34)와 상측 가장자리를 따라 유체가 통과하는 다수개의 토출공(32a)이 형성되며, 하측은 개구되어 상기 단턱(22)에 걸리는 개폐변(30);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 체크밸브.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 개폐변(30)과 단턱(22) 사이에는 상기 개폐변(30)을 탄성 지지하는 스프링(40)이 게재되는 것을 특징으로 하는 체크밸브.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 제1하우징(10)과 디스크(34) 사이에는 상기 제1하우징(10)과 제2하우징(20)을 기밀하는 실링부재(50)가 더 게재되는 것을 특징으로 하는 체크밸브.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 실링부재(50)는 상기 유출공(14) 상에 구비되며, 단면이 사각형인 링 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 체크밸브.
5. 제 3 항에 있어서,

   상기 실링부재(50)는 상기 디스크(34) 상에 구비되며, 원형판 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 체크밸브.

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