KR20100133817A

KR20100133817A - 실링 압력 유지형 버터플라이 밸브

Info

Publication number: KR20100133817A
Application number: KR1020090052545A
Authority: KR
Inventors: 김만영
Original assignee: 서광공업 주식회사
Priority date: 2009-06-12
Filing date: 2009-06-12
Publication date: 2010-12-22
Also published as: KR101107551B1

Abstract

본 발명은 하우징과 디스크 유닛 사이의 실링을 위해 실링 수단이 하우징의 내부 공간을 유동하는 유체의 압력에 대응하여 디스크 유닛을 가압하며, 그 가압하는 힘이 유지되도록 구성되는 실링 압력 유지형 버터플라이 밸브를 제공한다.

Description

실링 압력 유지형 버터플라이 밸브{BUTTERFLY VALVE ENABLEING TO MAINTAIN SEALING PRESSRUE}

본 발명은 하우징과 그의 내부에 회전 가능하게 배치되는 디스크 유닛 사이의 실링을 위한 수단을 가지는 버터플라이 밸브에 관한 것이다.

일반적으로 버터플라이 밸브는 유체의 통로를 형성하는 파이프 등에 의해 형성되는 관로 등의 일 부분에 설치되어, 유체의 흐름을 정지시키기나 상기 흐름이 유지되도록 조절할 수 있도록 하는 장치이다.

상기 유체의 흐름을 정지시킨 상태에서 버터플라이 밸브의 개폐 부재(디스크)와 하우징 사이의 틈새로 유체가 새는 것을 막기 위하여, 수밀 장치(실링 유닛)가 위 틈새를 차단하도록 배치된다.

상기 실링 유닛은 초기에 설정된 압력으로 개폐 부재에 접촉된 채로 하우징에 설치된다. 그러나, 하우징 내부를 유동하는 유체의 압력에 따라서는 설정된 압력 이상의 압력으로 개폐 부재에 밀착될 필요가 있다. 또한, 가변적인 유체의 압력에도 불구하고 위 밀착의 정도가 일정하게 유지될 필요도 있다.

본 발명의 일 목적은 종래와 다른 형태로 디스크 유닛과 실링 유닛 사이의 접촉 압력이 조절되며 그 조절된 상태가 유지되게 하는 실링 압력 유지형 버터플라이 밸브를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 일 목적은 상기 접촉 압력이 하우징 내부를 유동하는 유체의 압력에 대응하여 조절되도록 하여 유체의 유동 압력에 보다 적합한 실링 환경을 제공하는 것이다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 실시예와 관련된 실링 압력 유지형 버터플라이 밸브는 하우징과, 디스크 유닛과, 실링 유닛과, 유지 유닛을 포함한다. 상기 하우징은 양단부가 개방된 내부 공간을 구비하는 중공체이다. 상기 디스크 유닛은 상기 내부 공간을 선택적으로 개폐하도록 상기 내부 공간에 회전 가능하게 설치된다. 상기 실링 유닛은 상기 디스크 유닛과 상기 하우징 사이를 실링 하도록 상기 하우징에 설치된다. 구체적으로, 상기 실링 유닛은 상기 내부 공간에서 유동하는 유체의 압력 변화에 따라 상기 디스크 유닛을 가압하는 힘이 달라지도록 구성된다. 상기 유지 유닛은 상기 디스크 유닛을 가압하기 위해 상기 실링 유닛이 형성하는 가압 공간 내에 상기 유체가 수용된 상태로 유지되게 하기 위하여 상기 하우징에 설치된다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 실링 유닛은, 상기 디스크 유닛과 접촉되 며 상기 가압 공간을 형성하는 접촉부와, 상기 하우징의 내부를 연장하도록 형성되어 상기 가압 공간이 상기 내부 공간과 연통되게 하는 연통 채널을 포함한다.

본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 상기 접촉부의 상기 디스크 유닛과 접촉되며 상기 가압 공간의 일 변을 한정하는 모서리는 상기 가압 공간의 다른 변을 한정하는 모서리 보다 얇은 두께를 가지도록 형성된다. 상기 접촉부는 상기 하우징의 내주면에 원주 방향을 따라 배치되도록 링 형태를 가질 수 있다.

본 발명의 또 다른 일 측면에 따르면, 상기 유지 유닛은, 상기 연통 채널에 배치되며 양단부가 개방된 중공부가 형성된 베이스와, 상기 중공부의 일 단부에 탄성적으로 지지된 채로 배치되어 상기 중공부의 타 단부에서 상기 일 단부를 향하는 방향을 따르는 유동을 차단하는 차단 부재를 포함한다. 상기 베이스는 상기 하우징의 외부에서 내부를 향하는 방향으로 리세스된 결합홈에 수용되고, 상기 유지 유닛은 상기 베이스를 지지한 채로 상기 결합홈에 결합되는 결합 부재를 더 포함할 수 있다. 상기 결합 부재의 외부로 노출된 면에는 복수의 직선에 의해 한정된 다각형 형태로 리세스된 조작홈이 형성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 일 측면에 따르면, 상기 접촉부를 관통하여 상기 하우징에 나사 결합되는 체결 나사와, 상기 접촉부에 나사 결합되고 상기 하우징의 내면에는 일 단부가 지지되는지지 나사가 추가로 구비될 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 관련된 실링 압력 유지형 버터플라이 밸브는 하우징의 내부 공간을 개폐하는 디스크 유닛과 하우징 사이의 실링을 위한 실링 유닛이 위 내부 공간을 유동하는 유체의 압력에 대응하여 달라지는 힘으로 디스크 유닛을 가압하도록 구성되고 유지 유닛에 의해 위 가압 상태가 유지되도록 구성됨에 따라, 위 내부 공간에서의 유체의 유동 환경에 부합되는 가장 큰 힘으로 디스크 유닛에 대한 실링이 유지될 수 있게 한다.

이는 저압과 고압의 유체가 번갈아 가면서 유동하는 경우라도, 고압의 유체가 유동한 후라면 그에 맞는 수준의 실링 압력이 유지될 수 있게 한다. 그 결과로, 유동하는 유체의 압력을 이용한 실링이 되면서도 저압의 유체에 대해서도 고압의 유체에 대한 실링 조건을 적용할 수 있게 한다.

이하, 본 발명과 관련된 실링 압력 유지형 버터플라이 밸브에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 실링 압력 유지형 버터플라이 밸브의 측면도이다.

본 도면을 참조하면, 실링 압력 유지형 버터플라이 밸브의 하우징(100)은 대략적으로 원통형으로 형성된다. 원통형의 하우징(100)의 내부 공간(110, 도 2 참조)을 통해서는 유체가 유동할 수 있다. 내부 공간(110)의 양단부는 개방되어, 하우징(100)가 상기 양단부에 인접한 파이프들에 각각 결합 될 때 유로가 끊기지 않고 연속적으로 연장하게 한다.

내부 공간(110)에는 위 유로를 개폐할 수 있는 디스크(disk, 220)가 설치된다. 디스크(220)는 개폐기구(120)에 연결되어, 개폐기구(120)에 대한 조작에 의해 내부 공간(110)에서 회전하게 된다. 하우징(100)의 하부에는 평지 등에 거치할 때 하우징(100)를 지지하는 지지대(130)가 설치될 수 있다.

도 2는 도 1의 다른 측면을 보이며, 일부는 단면을 보인 측면도이다.

본 도면을 참조하면, 개폐기구(120)의 회전축(121)은 디스크 유닛(200)의 지지대(210)에 연결된다. 지지대(210)에는, 앞서 설명한 바와 같이, 내부 공간(110)에서의 회전 상태에 따라 내부 공간(110)을 거치는 유로를 개폐하는 디스크(220)가 연결된다. 디스크(220)는 본 도면과 같이 유로를 닫거나(닫힌 상태), 회전 방향(T)을 따라 회전하면서 유로를 개방하게 된다(열린 상태). 유로를 완전 개방하기 위해서라면, 디스크(220)가 현 상태에서 대략 90°를 회전 방향(T)을 따라 회전되게 하면 된다.

실링 유닛(sealing unit, 300)은 디스크(220)를 지지하는 채로 하우징(100)의 내면에 결합 된다. 이에 의해, 실링 유닛(300)은 닫힌 상태에서 하우징(100)과 디스크(220) 사이의 틈새를 통해 유체가 새는 것을 막거나 완화한다. 실링 유닛(300)은 하우징(100)의 내주면의 원주 방향을 따라서 링 형태로 연장하거나, 위 원주 상의 일 부분에 대해서만 형성될 수도 있다.

실링 유닛(300)과 관련되어, 하우징(100)에는 유지 유닛(400)이 설치된다. 유지 유닛(400)은 실링 유닛(300)이 디스크(220)를 지지하는 압력이 일정하게 유지되게 한다.

도 3은 도 2의 일 부분(A)에 대한 확대 단면도이고, 도 4는 도 3의 접촉부(310)를 보인 사시도이다.

본 도면을 참조하면, 디스크(220)에는 그의 외주의 원주 방향을 따라 형성된 시트부(221)가 형성될 수 있다. 시트부(221)는 금속이나 고무 등으로 형성되며, 금속의 경우에는 용접 육성에 의해 디스크(220)에 일체화될 수 있다. 시트부(221)는 원형 궤적을 따라 회전하면서 실링 유닛(300)과 접촉하게 된다.

실링 유닛(300)은 내부 공간(110)을 유동하는 유체(F)의 압력에 의해 디스크(220)를 가압하는 힘이 달라지도록 구성된다. 이에 의하면, 실링 유닛(300)은, 유체(F)의 압력이 큰 경우에는 작은 경우보다 큰 힘으로 디스크(220)를 가압하거나 디스크(220)에 접촉하게 된다.

구체적으로, 실링 유닛(300)은 접촉부(310)와 연통 채널(320)을 포함할 수 있다.

접촉부(310)는 하우징(100)의 내주면의 원주 방향을 따라 배치되도록 원호형 또는 링 형태를 가질 수 있다. 접촉부(310)는 디스크(220)와 접촉되는 제1 영역과, 하우징(100)과 결합되는 제2 영역을 포함한다.

제1 영역의 선단부는 하우징(100)의 내주면에 대해 경사지게 형성된 경사부(312)를 이루나, 후단부는 하우징(100)의 내주면에 대해 대체로 평행한 평행부(313)를 이룰 수 있다. 디스크(220)는 평행부(313)보다는 경사부(312)에 대해서 기구적인 간섭이 적은 상태로 접촉하게 된다. 디스크(220)가 유체(F)의 압력에 밀려서 추가로 회전하게 되더라도, 평행부(313)에 대해 과도하게 압착되지 않은 상태로 상대 이동되면서 수밀이 유지되게 된다.

접촉부(310)와 하우징(100)의 내주면 사이에는 수밀링(315)이 배치되어 그들 사이의 수밀이 이루어지도록 한다. 도면상 우측의 수밀링(315)을 수용하는 접촉부(310)읠 일 부분은 하우징(100)의 경사진 부분과 만나게 된다. 이에 의해, 디스크(220)가 반대 방향으로 회전 시에 접촉부(310)가 그 방향으로 이끌려지는 것을 완화할 수 있게 된다.

제1 영역의 일 면이 리세스되어(recessed), 가압 공간(311)이 형성된다. 가압 공간(311)을 한정하는 일 모서리(314)[주로 경사부(312)와 평행부(313)에 의해 한정되는 모서리]는 가압 공간(311)을 한정하는 다른 모서리 보다 얇은 두께를 가진다. 위 일 모서리(314)는 디스크(220)에 탄성적으로 접촉되는 부분으로서, 얇은 두께에 의해 다른 부분보다 큰 탄성 변형량을 가질 수 있다.

접촉부(310)는 제2 영역을 관통하여 하우징(100)에 나사 결합되는 체결 나사(316)에 의해 하우징(100)에 결합 된다. 지지 나사(317)는 제2 영역에 나사 결합되나, 하우징(100)에는 일 단부가 지지될 뿐 하우징(100)과 나사 결합 되지는 않는다. 접촉부(310)와 디스크(220) 사이의 배치 관계는 체결 나사(316)와 지지 나사(317)의 상호 작용에 의해 조절될 수 있다.

구체적으로, 체결 나사(316)를 풀고서 지지 나사(317)를 조이면 접촉부(310)가 후진 방향[유체(F)의 흐름 방향]으로 이동하게 된다. 이는 지지 나사(317)와 접촉부(310)의 나사산{지지 나사(317)와 맞물리는 나사산}의 상호 작용에 기인한다. 지지 나사(317)를 풀고서 체결 나사(316)를 조이면, 접촉부(310)는 전진 방향[유체(F)의 흐름 방향에 반대되는 방향]으로 이동되어 디스크(220)와 보다 밀착하게 된다.

연통 채널(320)은 드릴링(drilling) 등의 방법으로 하우징(100)의 내부를 연장하도록 형성되는 유체의 유동 통로이다. 연통 채널(320)의 일 단부는 하우징(100)의 내부 공간과 연통되고, 연통 채널(320)의 타 단부는 접촉부(310)의 가압 공간(311)과 연통 된다. 이에 의해, 내부 공간(110)을 유동하는 유체는 연통 채널(320)을 거쳐 가압 공간(311)으로 유동하여 접촉부(310)의 일 모서리(314)를 디스크(220)를 향해 가압하게 된다. 상기 모서리(314)가 디스크(220)를 가압하는 압력은 내부 공간(110)을 유동하는 유체의 압력에 따라 달라질 수 있다.

연통 채널(320)에는 가압 공간(311)에 수용된 유체의 압력을 유지하기 위한 유지 유닛(400)이 설치된다. 유지 유닛(400)에 의해 내부 공간(110)을 유동하는 유체의 상대적으로 높은 압력이 가압 공간(311) 내에서 유지될 수 있다. 그에 의해, 내부 공간(110)을 유동하는 유체의 압력이 낮아지더라도 위 모서리(314)가 디스크(220)을 가압하는 힘은 일정하게 유지되며, 유체의 압력이 높아지면 그 힘은 더욱 큰 힘으로 대체된다.

유지 유닛(400)은 베이스(410)와 차단 부재(420)를 포함한다. 베이스(410)는 하우징(100)의 외부와 연통되도록 리세스된 결합홈(440)에 삽입된다. 베이스(410)는 양단부가 개방된 중공부를 가지며, 위 중공부는 연통 채널(320)과 연통된다. 중공부의 일 단부는 타 단부 보다 작은 사이즈의 개구공을 가진다. 차단 부재(420)는 탄성체(425)에 의해 탄성적으로 지지된 채로 위 일 단부를 향해 편향된다. 위 타 단부에서 일 단부를 향하는 방향, 다시 말해서 가압 공간(311)에서 내부 공간(110)을 향하는 방향의 유동은 위 차단 부재(420)에 의해 차단된다.

베이스(410)는 결합부재(430)에 의해 결합홈(440)에 수용된 상태로 지지된다. 결합부재(430)는 하우징(100)의 외부에서 결합홈(440)에 삽입되어 결합홈(440)을 한정하는 부분에 형성된 나사산과 나사 결합 된다. 결합부재(430)의 외면에는 복수의 직선에 의해 한정된 다각형, 예를 들어 육각형 또는 팔각형 형태로 리세스된 조작홈(431)이 형성될 수 있다. 작업자는 위 조작홈(431)에 공구를 넣고서 결합부재(430)를 풀거나 조일 수 있게 된다.

유지 유닛(400)의 조립을 위해서는, 먼저 차단 부재(420) 및 탄성체(425)가 수용된 베이스(410)를 결합홈(440)에 삽입한다. 베이스(410)를 지지한 상태에서 결합부재(430)를 결합홈(440)에 삽입하여 나사 결합시킴으로써, 결합부재(430)가 베이스(410)를 지지하게 하면 된다. 분해는 위 조립과 반대의 순서로 이루어질 수 있다.

이와 같이 구성된 체크 밸브에 의하면, 내부 공간(110)에서 유동하는 유체(F)는 연통 채널(320)로 유입된다. 유체는 탄성체(425)의 힘을 이길 수 있는 압력을 가지는 경우에, 탄성체(425)에도 불구하고 차단 부재(420)를 가압 공간(311)을 향하는 방향으로 밀면서 가압 공간(311)을 향해 유동하게 된다. 가압 공간(311)으로 유동한 유체의 압력에 의해 경사부(312) 및 평행부(313)를 형성하는 모서리(314)는 디스크(220)에 밀착되게 된다.

내부 공간(110)을 유동하는 유체의 압력이 낮아지면, 가압 공간(311)에 수용된 유체의 압력에 의해 차단 부재(420)가 가압 공간(311)에서 멀어지는 방향으로 이동되어 연통 채널(320)이 폐쇄되게 한다. 내부 공간(110)에서 유체가 완전히 제 거된다고 하여도, 가압 공간(311)에는 앞서 수용된 유체가 유지 유닛(400)의 도움으로 그대로 존재하게 된다.

다시, 가압 공간(311)에 수용된 유체의 압력보다 높은 압력을 가진 유체가 연통 채널(320)로 유입되면, 차단 부재(420)가 가압 공간(311)을 향해 이동되면서 가압 공간(311)의 유체는 보다 높은 압력을 가진 유체와 섞이게 된다. 이를 통해, 디스크(220)는 접촉부(310)의 모서리(314)에 의해 보다 강하게 밀착된다. 이는 디스크(220)와 하우징(100)[접촉부(310)] 사이의 보다 높은 수준의 실링이 이루어질 수 있게 한다.

도 5는 도 3의 일 변형예를 보인 단면도이다.

본 도면을 참조하면, 앞선 실시예와 달리, 본 변형예에 따른 실링 유닛(300')의 연통 채널(320')은 디스크(220)의 반대 방향을 향해 연장되게 형성될 수 있다. 이는 도 3에서의 유체의 유동 방향과 반대 방향을 따라 유체가 유동할 경우에 채용될 수 있다.

나아가, 도 3의 연통 채널(320)과 본 도면의 연통 채널(320')이 하우징(100)의 원주 방향을 따라 교대로 배치되도록 구성하는 것도 가능하다.

상기와 같은 실링 압력 유지형 버터플라이 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 발명의 일 실시예에 따른 실링 압력 유지형 버터플라이 밸브의 측면도.

도 2는 도 1의 다른 측면을 보이며, 일부는 단면을 보인 측면도.

도 3은 도 2의 일 부분(A)에 대한 확대 단면도.

도 4는 도 3의 접촉부를 보인 사시도.

도 5는 도 3의 일 변형예를 보인 단면도.

Claims

양단부가 개방된 내부 공간을 구비하는 하우징;

상기 내부 공간에 회전 가능하게 설치되어, 상기 회전에 따라 상기 내부 공간을 선택적으로 개폐하는 디스크 유닛;

상기 디스크 유닛과 상기 하우징 사이를 실링 하도록 상기 하우징에 설치되고, 상기 내부 공간에서 유동하는 유체의 압력 변화에 따라 상기 디스크 유닛을 가압하는 힘이 달라지도록 구성되는 실링 유닛; 및

상기 하우징에 설치되어, 상기 디스크 유닛을 가압하기 위해 상기 실링 유닛이 형성하는 가압 공간 내에 상기 유체가 수용된 상태로 유지되게 하는 유지 유닛을 포함하는 실링 압력 유지형 버터플라이 밸브.
제1항에 있어서,

상기 실링 유닛은,

상기 디스크 유닛과 접촉되며, 상기 가압 공간을 형성하는 접촉부; 및

상기 하우징의 내부를 연장하도록 형성되어, 상기 가압 공간이 상기 내부 공간과 연통되게 하는 연통 채널을 포함하는 실링 압력 유지형 버터플라이 밸브.
제2항에 있어서,

상기 접촉부의 상기 디스크 유닛과 접촉되며 상기 가압 공간의 일 변을 한정 하는 모서리는 상기 가압 공간의 다른 변을 한정하는 모서리 보다 얇은 두께를 가지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 실링 압력 유지형 버터플라이 밸브.
제2항에 있어서,

상기 접촉부는 상기 하우징의 내주면에 원주 방향을 따라 배치되도록 링 형태를 이루는 것을 특징으로 하는 실링 압력 유지형 버터플라이 밸브.
제2항에 있어서,

상기 유지 유닛은,

상기 연통 채널에 배치되며, 양단부가 개방된 중공부가 형성된 베이스; 및

상기 중공부의 일 단부에 탄성적으로 지지된 채로 배치되어, 상기 중공부의 타 단부에서 상기 일 단부를 향하는 방향을 따르는 유동을 차단하는 차단 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 실링 압력 유지형 버터플라이 밸브.
제5항에 있어서,

상기 베이스는 상기 하우징의 외부에서 내부를 향하는 방향으로 리세스된 결합홈에 수용되고,

상기 유지 유닛은 상기 베이스를 지지한 채로 상기 결합홈에 결합되는 결합 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실링 압력 유지형 버터플라이 밸브.
제6항에 있어서,

상기 결합 부재의 외부로 노출된 면에는 복수의 직선에 의해 한정된 다각형 형태로 리세스된 조작홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 실링 압력 유지형 버터플라이 밸브.
제2항에 있어서,

상기 접촉부를 관통하여 상기 하우징에 나사 결합되는 체결 나사; 및

상기 접촉부에 나사 결합되고 상기 하우징의 내면에는 일 단부가 지지되는지지 나사를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실링 압력 유지형 버터플라이 밸브.