KR20170013728A

KR20170013728A - 셔터 슬라이드형 밸브

Info

Publication number: KR20170013728A
Application number: KR1020150106801A
Authority: KR
Inventors: 공준식; 김수홍; 이선빈; 정진우; 한승호
Original assignee: 동아대학교 산학협력단
Priority date: 2015-07-28
Filing date: 2015-07-28
Publication date: 2017-02-07
Also published as: KR101730082B1

Abstract

본 발명은 밸브 바디에 셔터가 슬라이딩 가능하게 배치되고, 밸브 바디의 외측에 셔터와 연결된 작동부재가 설치되어 작동부재의 선형 이동에 의해 셔터가 슬라이딩 운동하여 밸브 바디의 유로를 개폐할 수 있도록 한 셔터 슬라이드형 밸브에 관한 것으로, 본 발명의 한 형태에 따른 셔터 슬라이드형 밸브는, 유체가 유동하는 배관과 연통되는 밸브유로가 형성되어 있는 밸브 바디와; 상기 밸브 바디의 측면에 밸브 바디의 측면을 따라 슬라이딩하면서 회전하여 상기 밸브유로를 개폐하는 곡선형의 셔터와; 상기 밸브 바디의 상부면 또는 하부면 외측에 상기 셔터의 슬라이딩 방향과 대응하는 방향으로 선형 운동 가능하게 설치된 작동부재와; 상기 작동부재와 상기 셔터를 연결하며, 상기 작동부재의 선형 운동을 상기 셔터의 슬라이딩 운동으로 전환하는 연동수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

셔터 슬라이드형 밸브{Shutter Slide Type Valve}

본 발명은 밸브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 밸브 바디에 셔터가 슬라이딩 가능하게 배치되고, 밸브 바디의 외측에 셔터와 연결된 작동부재가 설치되어 작동부재의 선형 이동에 의해 셔터가 슬라이딩 운동하여 밸브 바디의 유로를 개폐할 수 있도록 한 셔터 슬라이드형 밸브에 관한 것이다.

밸브(valve)는 관 속을 흐르는 유체의 유량·유속·압력 등을 제어하는 장치로서 다양한 종류로 개발되어 사용되고 있다. 이와 같은 밸브중에서 유체의 차단을 주 목적으로 하여 사용되는 게이트 밸브(gate valve)와 주로 유체의 유량을 조절하는목적으로 사용되는 글로브 밸브(globe valve)가 있다.

상기 게이트 밸브는 밸브판을 일방향으로 슬라이드시켜 유로의 밸브 개폐 위치에 밸브판을 삽입하여 유로를 폐쇄하고, 밸브판을 반대 방향으로 슬라이드시켜 유로를 연결하여 개방시키는 구조를 갖는다.

그런데 기존의 게이트 밸브는 밸브판의 동선이 길기 때문에 유로를 개폐하는데 시간이 오래 걸리고, 유량 조절이 어려우며, 반 개폐 상태에서는 유체의 압력에 의한 심한 떨림이 발생하는 문제가 있다.

등록특허 제10-0801230호(2008.01.29. 등록) 등록특허 제10-0979688호(2010.08.27. 등록)

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 유로의 개폐 시간을 단축할 수 있으며, 유량 조절이 용이하고, 유로의 중앙에서부터 개폐가 가능하여 유체의 흐름을 원활하게 하고 압력 손실을 방지할 수 있는 셔터 슬라이드형 밸브를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 한 형태에 따른 셔터 슬라이드형 밸브는, 유체가 유동하는 배관과 연통되는 밸브유로가 형성되어 있는 밸브 바디와; 상기 밸브 바디의 측면에 밸브 바디의 측면을 따라 슬라이딩하면서 회전하여 상기 밸브유로를 개폐하는 곡선형의 셔터와; 상기 밸브 바디의 상부면 또는 하부면 외측에 상기 셔터의 슬라이딩 방향과 대응하는 방향으로 선형 운동 가능하게 설치된 작동부재와; 상기 작동부재와 상기 셔터를 연결하며, 상기 작동부재의 선형 운동을 상기 셔터의 슬라이딩 운동으로 전환하는 연동수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 한 형태에 따른 셔터 슬라이드형 밸브는, 유체가 유동하는 배관과 연통되는 밸브유로가 형성되어 있는 밸브 바디와; 상기 밸브 바디의 양측면에 상기 밸브유로와 연통되게 형성되어 있는 2개의 곡선형의 셔터슬라이드홈과; 상기 각각의 셔터슬라이드홈 내측에 슬라이딩 가능하게 수용되어 셔터슬라이드홈을 따라 슬라이딩하여 상기 밸브유로를 개폐하는 2개의 곡선형의 셔터와; 상기 각각의 셔터의 상단부 또는 하단부에 상측 또는 하측으로 연장되게 형성된 연결핀과; 상기 밸브 바디의 상부면 또는 하부면 외측에 선형 운동 가능하게 설치되며, 상기 연결핀의 끝단부가 삽입되어 안내되는 곡선형의 핀가이드홈이 길이방향으로 형성되어 상기 밸브 바디에 대해 선형 운동하면서 셔터를 슬라이딩시키는 작동부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 밸브는 작동부재를 밸브 바디에 대해 선형 이동시키는 동작에 의해 곡면판 형태로 된 2개의 셔터가 동시에 셔터슬라이드홈을 따라 서로 가까워지거나 서로 멀어지는 방향으로 슬라이딩하여 밸브유로를 폐쇄 또는 개방하게 된다. 따라서 밸브의 개폐 동작이 작은 힘으로도 매우 용이하게 이루어질 수 있다.

또한 밸브유로의 중앙에서부터 개방이 진행되므로 유체의 유동 저항을 저감시킬 수 있으며, 작동부재의 이동 위치를 조절하여 셔터에 의한 밸브유로의 개도를 조절할 수 있으므로 유량을 용이하게 조절할 수 있는 이점도 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 셔터 슬라이드형 밸브의 사시도로서 유로가 개방된 상태를 나타낸다.
도 2는 도 1에 도시된 셔터 슬라이드형 밸브의 유로가 폐쇄된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 셔터 슬라이드형 밸브를 A방향에서 본 도면으로 유로가 절반 정도 개방된 상태이다.
도 4는 도 1에 도시된 셔터 슬라이드형 밸브의 유로가 개방된 상태를 나타낸 횡단면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 셔터 슬라이드형 밸브의 유로가 폐쇄된 상태를 나타낸 횡단면도이다.
도 6은 도 1에 도시된 셔터 슬라이드형 밸브의 일부 구성을 확대하여 나타낸 평면도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 셔터 슬라이드형 밸브의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 셔터 슬라이드형 밸브의 구성 및 작동을 나타낸다. 도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 셔터 슬라이드형 밸브는, 유체가 유동하는 배관과 연통되는 밸브유로(14)가 형성되어 있는 밸브 바디(10)와, 상기 밸브 바디(10)의 양측면에 밸브 바디(10)의 양측면을 따라 슬라이딩하면서 회전하여 상기 밸브유로(14)를 개폐하는 2개의 곡선형의 셔터(20)와, 상기 밸브 바디(10)의 상부면 외측에 상기 셔터(20)의 슬라이딩 방향과 대응하는 방향으로 선형 운동 가능하게 설치된 작동부재(30)와, 상기 작동부재(30)와 상기 셔터(20)를 연결하여 상기 작동부재(30)의 선형 운동을 상기 셔터(20)의 슬라이딩 운동으로 전환하는 연동수단을 포함한다.

상기 밸브 바디(10)는 본 발명에 따른 밸브의 몸체를 이루는 부분으로, 양단부에 유체가 유동하는 배관에 연결되는 2개의 연결부(11, 12)가 형성되고, 상기 2개의 연결부(11, 12) 사이에 밸브유로(14)와 셔터슬라이드홈(15)이 형성되어 있는 곡면형의 유로제어부(13)가 형성된 구조로 이루어진다. 이 실시예에서 상기 2개의 연결부(11, 12)는 서로 일직선 상으로 배치되지만 배관의 구조에 따라 서로 직교하는 방향으로 배치될 수도 있다.

상기 유로제어부(13)는 양측면이 곡면으로 이루어지며, 이 양측면 각각에 상기 셔터슬라이드홈(15)이 곡선형으로 형성되고, 상기 셔터슬라이드홈(15) 사이에 상기 밸브유로(14)가 형성된다. 상기 밸브유로(14)는 상기 연결부(11, 12)와 연통되어 밸브유로(14)가 개방되면 밸브유로(14)를 통과한 유체가 연결부(11, 12)를 통해 배관(미도시)으로 유동하게 된다. 상기 밸브유로(14)의 중앙부에는 상기 셔터(20)의 일측 가장자리 부분이 접촉하는 밸브시트(16)가 상하방향으로 가로지르도록 설치된다. 상기 밸브유로(14)에 밸브시트(16)가 형성되지 않을 경우에는 2개의 셔터(20)의 서로 마주보는 가장자리 부분이 서로 맞접촉하면서 밸브유로(14)를 폐쇄하게 된다.

상기 셔터슬라이드홈(15)은 상기 유로제어부(13)의 측면과 대응하는 곡률을 갖는 곡선형으로 이루어지며, 상기 밸브유로(14) 쪽의 일단부가 개방되게 형성되어 밸브유로(14)와 연통된다. 상기 2개의 셔터슬라이드홈(15)은 상기 밸브유로(14)의 중앙을 기준으로 서로 대칭되게 형성된다.

도면에서 상기 유로제어부(13)의 상부면은 개방된 것으로 도시되었는데, 유로제어부(13)의 상부면은 완전히 폐쇄된 구조를 가질 수도 있지만, 이 실시예와 같이 유로제어부(13)의 상부면을 개방된 구조로 형성할 경우 상기 개방된 상부면에 뚜껑을 설치하여 유로제어부(13)의 내부를 보수하는 등의 목적 등으로 뚜껑을 열어 유로제어부(13)의 상부면을 개방시킬 수도 있을 것이다.

상기 각각의 셔터(20)는 상기 셔터슬라이드홈(15)과 대응하는 두께와 곡률을 갖는 곡선형의 판재로 되어 상기 셔터슬라이드홈(15) 내측에 슬라이딩 가능하게 수용된다. 상기 2개의 셔터(20)는 서로 동일한 크기와 형태로 이루어지며, 2개의 셔터(20)의 일단부는 상기 밸브유로(14)의 중앙부에서 서로 맞접촉하게 된다. 상기 2개의 셔터(20)의 일측 가장자리 부분과 상기 밸브시트(16)의 양측 가장자리 부분 사이에는 고무나 실리콘과 같은 유연한 수지 재질의 실링재(41)가 설치되어 밸브유로(14) 폐쇄시 수밀 작용을 하는 것이 바람직하다. 상기 실링재(41)는 밸브시트(16)의 양측 가장자리에 고정되는 것이 바람직하지만, 이와 다르게 셔터(20)의 가장자리 부분에 설치될 수도 있다.

또한 상기 밸브 바디(10)의 밸브유로(14)와 셔터슬라이드홈(15)이 연통되는 부분에는 셔터(20)의 면과 밀착되면서 유체의 누출을 방지하는 고무 또는 실리콘 등의 유연한 수지 재질의 가스켓(42)이 추가로 설치될 수 있다.

상기 작동부재(30)는 기다란 바아 형태로 되어 상기 밸브 바디(10)의 상부면에 선형 운동하도록 설치된다. 상기 작동부재(30)의 중앙부에는 사람이 손으로 잡고 작동부재(30)를 선형 운동시킬 수 있도록 손잡이(35)가 돌출되게 형성되어 있으나, 이와 다르게 작동부재(30)가 모터와 동력전달장치로 구성된 전동식 구동장치에 연결되어 전기력에 의해 자동으로 선형 운동하게 구성될 수도 있을 것이다.

상기 셔터(20)와 상기 작동부재(30) 사이에는 작동부재(30)의 선형 운동을 셔터(20)의 슬라이딩 운동으로 전환하는 연동수단이 구성되는데, 이 실시예에서 상기 연동수단은 상기 작동부재(30)에 형성된 곡선형의 핀가이드홈(31)과, 상기 셔터(20)의 상단부에 상기 작동부재(30) 쪽으로 연장되게 형성되어 상기 핀가이드홈(31)에 삽입되어 안내되는 원형봉 형태의 연결핀(21)을 포함한 구성으로 이루어진다.

따라서 작동부재(30)를 밸브 바디(10)에 대해 선형 운동시키면 상기 연결핀(21)의 끝단부가 작동부재(30)의 핀가이드홈(31)을 따라 이동하게 되고, 셔터(20)가 셔터슬라이드홈(15)을 따라 슬라이딩하게 된다.

상기 작동부재(30)의 선형 운동을 셔터(20)에 전달할 때 작은 힘으로도 셔터(20)를 원활하게 움직일 수 있도록 하게 하기 위하여, 도 6에 도시한 것과 같이 상기 핀가이드홈(31)의 내주연부에 기어 이(32)(teeth)가 형성되고, 상기 연결핀(21)의 끝단부에 상기 기어 이(32)와 치합되어 회전하는 기어(22)가 회전 가능하게 설치될 수 있다. 여기서 상기 기어(22)는 헬리컬 기어를 적용하는 것이 바람직하다.

또한 상기 기어(22)와 기어 이(32)를 적용하는 대신 상기 연결핀(21)의 끝단부에 상기 핀가이드홈(31)을 따라 구름 운동하는 롤러를 설치하여 작동부재(30)의 선형 운동이 연결핀(21)을 통해 셔터(20)에 원활하게 전달되게 할 수도 있을 것이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 밸브는 다음과 같이 작동한다.

도 4에 도시한 것과 같이 셔터(20)가 셔터슬라이드홈(15) 내측에 완전히 수용된 상태에서는 밸브 바디(10)의 밸브유로(14)가 완전히 개방되어 밸브유로(14)를 통해 유체가 소정의 압력으로 유동하게 된다. 이 때 작동부재(30)는 유로제어부(13)의 상부의 대략 중간 부분에 위치한다.

이 상태에서 밸브유로(14)를 폐쇄하고자 할 경우, 사용자가 작동부재(30)의 손잡이(35)를 잡고 작동부재(30)를 밸브 바디(10)의 후방으로 이동시키면, 연결핀(21)이 작동부재(30)의 핀가이드홈(31)을 따라 이동하게 되고, 이에 따라 2개의 셔터(20)가 셔터슬라이드홈(15)을 따라 동시에 슬라이딩하면서 밸브유로(14)를 점차적으로 폐쇄하게 된다.

상기 2개의 셔터(20)가 밸브유로(14)의 중앙부에 형성된 밸브시트(16)의 양측 가장자리 부분에 맞접촉하게 되면, 밸브유로(14)가 2개의 셔터(20)에 의해 완전히 폐쇄된다. 물론 밸브시트(16)가 없는 경우에는 2개의 셔터(20)의 서로 마주보는 가장자리 부분이 맞접촉하면서 밸브유로(14)를 폐쇄하게 된다.

그리고 이와 같이 2개의 셔터(20)에 의해 밸브유로(14)가 완전히 폐쇄된 상태에서 밸브를 개방하고자 할 경우, 사용자가 작동부재(30)의 손잡이(35)를 잡고 이전과는 반대 방향으로, 즉 밸브 바디(10)의 전방으로 작동부재(30)를 선형 이동시키면, 셔터(20)가 셔터슬라이드홈(15)을 따라 서로 멀어지는 방향으로 슬라이딩하면서 각각의 셔터슬라이드홈(15) 내측에 수용되고 밸브유로(14)는 개방된다.

상술한 것과 같이 본 발명의 밸브는 작동부재(30)를 밸브 바디(10)에 대해 선형 이동시키는 동작에 의해 곡면판 형태로 된 2개의 셔터(20)가 동시에 셔터슬라이드홈(15)을 따라 서로 가까워지거나 서로 멀어지는 방향으로 슬라이딩하여 밸브유로(14)를 폐쇄 또는 개방하게 된다. 따라서 밸브의 개폐 동작이 작은 힘으로도 매우 용이하게 이루어질 수 있다.

또한 밸브유로(14)의 중앙에서부터 개방이 진행되므로 유체의 유동 저항을 저감시킬 수 있으며, 작동부재(30)의 이동 위치를 조절하여 셔터(20)에 의한 밸브유로(14)의 개도를 조절할 수 있으므로 유량을 용이하게 조절할 수 있는 이점도 있다. 즉, 기존의 게이트 밸브는 평판 형태로 된 하나의 게이트가 상하로 직선 운동하면서 밸브 유로를 개폐하도록 구성되어 있기 때문에 개도 조절이 어려워 유량 조절이 힘들지만, 본 발명의 밸브는 곡면판 형태로 된 2개의 셔터가 동시에 측방으로 슬라이딩하면서 밸브 유로를 개폐하므로 개도 조절이 매우 용이하다.

한편 전술한 실시예에서는 2개의 셔터(20)가 구성되어 밸브유로(14)를 개폐하도록 구성되었으나, 필요에 따라 1개의 셔터(20)만으로 밸브유로(14) 전체를 개방 또는 폐쇄할 수 있게 구성할 수도 있을 것이다.

이상에서 본 발명은 실시예를 참조하여 상세히 설명되었으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기에서 설명된 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 부가 및 변형이 가능할 것임은 당연하며, 이와 같은 변형된 실시 형태들 역시 아래에 첨부한 특허청구범위에 의하여 정하여지는 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.

10 : 밸브 바디 14 : 밸브 유로
15 : 셔터슬라이드홈 16 : 밸브시트
20 : 셔터 21 : 연결핀
22 : 기어 30 : 작동부재
31 : 핀가이드홈 32 : 기어 이(gear teeth)
41 : 실링재 42 : 가스켓

Claims

유체가 유동하는 배관과 연통되는 밸브유로(14)가 형성되어 있는 밸브 바디(10)와;
상기 밸브 바디(10)의 측면에 밸브 바디(10)의 측면을 따라 슬라이딩하면서 회전하여 상기 밸브유로(14)를 개폐하는 곡선형의 셔터(20)와;
상기 밸브 바디(10)의 상부면 또는 하부면 외측에 상기 셔터(20)의 슬라이딩 방향과 대응하는 방향으로 선형 운동 가능하게 설치된 작동부재(30)와;
상기 작동부재(30)와 상기 셔터(20)를 연결하며, 상기 작동부재(30)의 선형 운동을 상기 셔터(20)의 슬라이딩 운동으로 전환하는 연동수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 셔터 슬라이드형 밸브.
제1항에 있어서, 상기 밸브 바디(10)의 측면에 상기 밸브유로(14)와 연통되는 곡선형의 셔터슬라이드홈(15)이 형성되고, 상기 셔터슬라이드홈(15) 내측에 상기 셔터(20)가 슬라이딩 가능하게 수용된 것을 특징으로 하는 셔터 슬라이드형 밸브.
제1항에 있어서, 상기 연동수단은, 상기 작동부재(30)에 형성된 곡선형의 핀가이드홈(31)과, 상기 셔터(20)의 상단부 또는 하단부에 상기 작동부재(30) 쪽으로 연장되게 형성되어 상기 핀가이드홈(31)에 삽입되어 안내되는 연결핀(21)을 포함하는 것을 특징으로 하는 셔터 슬라이드형 밸브.
제3항에 있어서, 상기 핀가이드홈(31)의 내주연부에 기어 이(teeth)가 형성되고, 상기 연결핀(21)의 끝단부에 상기 기어 이와 치합되어 회전하는 기어(22)가 회전 가능하게 설치된 것을 특징으로 하는 셔터 슬라이드형 밸브.
제3항에 있어서, 상기 연결핀(21)의 끝단부에 상기 핀가이드홈(31)을 따라 구름 운동하는 롤러가 설치된 것을 특징으로 하는 셔터 슬라이드형 밸브.
제2항에 있어서, 상기 셔터슬라이드홈(15)은 상기 밸브 바디(10)의 양측면에 각각 형성되고, 상기 셔터(20)는 2개가 상기 각각의 셔터슬라이드홈(15) 내측에 삽입되어 2개의 셔터(20)가 작동부재(30)에 의해 서로 가까워지는 방향으로 이동하거나 서로 멀어지는 방향으로 이동하여 밸브유로(14)를 개폐하는 것을 특징으로 하는 셔터 슬라이드형 밸브.
제6항에 있어서, 상기 밸브유로(14)의 중앙부에 상기 2개의 셔터(20)의 일측 가장자리 부분과 맞접촉하여 밸브유로(14)를 폐쇄하는 밸브시트(16)가 상하방향으로 연장되게 형성된 것을 특징으로 하는 셔터 슬라이드형 밸브.
제7항에 있어서, 상기 2개의 셔터(20)의 일측 가장자리 부분과 상기 밸브시트(16)의 양측 가장자리 부분 사이에는 유연한 수지 재질의 실링재(41)가 설치된 것을 특징으로 하는 셔터 슬라이드형 밸브.
제2항에 있어서, 상기 밸브 바디(10)의 밸브유로(14)와 셔터슬라이드홈(15)이 연통되는 부분에는 셔터(20)의 면과 밀착되면서 유체의 누출을 방지하는 유연한 수지 재질의 가스켓(42)이 설치된 것을 특징으로 하는 셔터 슬라이드형 밸브.
제1항에 있어서, 상기 작동부재(30)는 사람이 손으로 잡을 수 있는 손잡이(35)를 구비한 것을 특징으로 하는 셔터 슬라이드형 밸브.
제2항에 있어서, 상기 밸브 바디(10)는 양단부에 유체가 유동하는 배관에 연결되는 2개의 연결부(11, 12)가 형성되고, 상기 2개의 연결부(11, 12) 사이에 상기 밸브유로(14)와 셔터슬라이드홈(15)이 형성되어 있는 곡면형의 유로제어부(13)가 형성된 구조로 된 것을 특징으로 하는 셔터 슬라이드형 밸브.
유체가 유동하는 배관과 연통되는 밸브유로(14)가 형성되어 있는 밸브 바디(10)와;
상기 밸브 바디(10)의 양측면에 상기 밸브유로(14)와 연통되게 형성되어 있는 2개의 곡선형의 셔터슬라이드홈(15)과;
상기 각각의 셔터슬라이드홈(15) 내측에 슬라이딩 가능하게 수용되어 셔터슬라이드홈(15)을 따라 슬라이딩하여 상기 밸브유로(14)를 개폐하는 2개의 곡선형의 셔터(20)와;
상기 각각의 셔터(20)의 상단부 또는 하단부에 상측 또는 하측으로 연장되게 형성된 연결핀(21)과;
상기 밸브 바디(10)의 상부면 또는 하부면 외측에 선형 운동 가능하게 설치되며, 상기 연결핀(21)의 끝단부가 삽입되어 안내되는 곡선형의 핀가이드홈(31)이 길이방향으로 형성되어 상기 밸브 바디(10)에 대해 선형 운동하면서 셔터(20)를 슬라이딩시키는 작동부재(30)를 포함하는 것을 특징으로 하는 셔터 슬라이드형 밸브.
제12항에 있어서, 상기 밸브 바디(10)는 양단부에 유체가 유동하는 배관에 연결되는 2개의 연결부(11, 12)가 형성되고, 상기 2개의 연결부(11, 12) 사이에 상기 밸브유로(14)와 셔터슬라이드홈(15)이 형성되어 있는 곡면형의 유로제어부(13)가 형성된 구조로 된 것을 특징으로 하는 셔터 슬라이드형 밸브.