KR20170045898A - 중앙 개폐식 볼 밸브 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 복수의 반구형 개폐체가 양방향으로 왕복 회전 운동하면서 유로를 중앙에서부터 개폐하도록 하여, 유압 손실을 방지하고, 폐쇄 작동 후 개폐체 내부에 물이 잔류하는 현상을 방지하여 겨울철 동파를 방지할 수 있도록 한 중앙 개폐식 볼 밸브에 관한 것으로, 본 발명에 따른 중앙 개폐식 볼 밸브는, 일측에 유체가 유입되는 유입구가 형성되고 반대편 일측에 유체가 배출되는 배출구가 형성되어 있는 밸브 몸체와; 상기 밸브 몸체 내부에서 상기 유입구와 배출구 사이에 일축을 중심으로 회전 가능하게 설치되며, 서로 반대 방향으로 회전하면서 가장자리 부분이 맞접촉하거나 분리되면서 유로를 중앙에서부터 개폐하는 곡면판 형태로 된 2개의 개폐체와; 상기 2개의 개폐체가 서로 반대 방향으로 회전하도록 회전력을 전달하는 구동유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 볼 밸브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복수의 반구형 개폐체가 양방향으로 왕복 회전 운동하면서 유로를 개폐하며, 유로의 중앙에서부터 개방이 이루어질 있도록 한 중앙 개폐식 볼 밸브에 관한 것이다.
일반적으로 볼 밸브는 중앙에 관통구멍이 형성된 볼을 유로상에서 회전시켜 유로를 차단하거나 개방하는 개폐밸브의 일종으로, 저온 및 저압용은 볼이 닿는 시트링이 테프론 계열의 수지로 만들어지고, 고온 및 고압용에는 내열성이 강한 금속으로 만들어진 시트링을 사용하게 된다.
종래의 볼 밸브를 간단히 살펴보면 밸브 안에 구멍을 갖는 볼이 회전 가능하게 설치되고, 상기 볼에는 스템이 연결되며, 스템에는 핸들이 연결된다. 이와 같이 구성된 종래 볼 밸브의 유로 개폐 동작을 살펴보면 다음과 같다.
핸들을 회전시키면, 그 회전력이 스템을 통해 볼로 전달되어 볼이 90°회전되어 볼의 구멍(유로)이 밸브 몸체의 유로와 연통(연결)되어 밸브 몸체가 개방된다.
반대로 상기 볼이 반대방향으로 90°회전하여 볼의 구멍이 밸브 몸체의 유로와 연통하지 않으면 밸브 몸체가 폐쇄된다.
그런데 이러한 일반적인 볼 밸브는 폐쇄된 상태에서 볼의 구멍 내부에 물이 잔류하게 되는데, 겨울철에 볼 내부에 잔류하는 물이 얼게 되면 밸브가 동파되는 현상이 발생할 가능성이 높은 문제가 있다.
또한 기존의 볼 밸브는 한 쪽 방향에서부터 개방되는데, 이로 인해 유압 손실이 큰 문제도 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 복수의 반구형 개폐체가 양방향으로 왕복 회전 운동하면서 유로를 중앙에서부터 개폐하도록 하여, 유압 손실을 방지하고, 폐쇄 작동 후 개폐체 내부에 물이 잔류하는 현상을 방지하여 겨울철 동파를 방지할 수 있도록 한 중앙 개폐식 볼 밸브를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 중앙 개폐식 볼 밸브는, 일측에 유체가 유입되는 유입구가 형성되고 반대편 일측에 유체가 배출되는 배출구가 형성되어 있는 밸브 몸체와; 상기 밸브 몸체 내부에서 상기 유입구와 배출구 사이에 일축을 중심으로 회전 가능하게 설치되며, 서로 반대 방향으로 회전하면서 가장자리 부분이 맞접촉하거나 분리되면서 유로를 중앙에서부터 개폐하는 곡면판 형태로 된 2개의 개폐체와; 상기 2개의 개폐체가 서로 반대 방향으로 회전하도록 회전력을 전달하는 구동유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 곡면판 형태의 개폐체가 유로의 중앙에서 개폐되므로, 유로 개방시 와류 현상을 최소화할 수 있으며, 유압손실을 줄을 수 있는 효과가 있다.
또한 유로 폐쇄시 개폐체 내부에는 전혀 유체가 잔류하지 않으며, 밸브 몸체 내부에 잔류하는 유체 또한 최소화할 수 있으므로 겨울철의 극저온 환경에서 동파를 방지할 수 있는 효과도 있다.
그리고 개폐체의 회전각을 조절하여 유로의 개도를 조절할 수 있으므로 유량 조절이 용이한 효과도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 중앙 개폐식 볼 밸브의 사시도이다.
도 2는 도 1의 볼 밸브가 유로를 폐쇄한 상태를 나타낸 정면에서 본 도면이다.
도 3은 도 1의 볼 밸브가 유로를 절반 정도 개방한 상태를 나타낸 정면에서 본 도면이다.
도 4는 도 1의 볼 밸브가 유로를 개방한 상태를 나타낸 정면에서 본 도면이다.
도 5 및 도 6은 도 1의 볼 밸브의 횡단면도로, 도 5는 유로가 폐쇄된 상태이고, 도 6은 유로가 개방된 상태의 도면이다.
도 7은 도 1의 볼 밸브의 개폐체 및 구동유닛의 구성을 나타낸 분해 사시도이다.
도 8 및 도 9는 도 1의 볼 밸브의 개폐체 및 구동유닛을 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 볼 밸브가 유로를 폐쇄한 상태를 나타낸 정면에서 본 도면이다.
도 3은 도 1의 볼 밸브가 유로를 절반 정도 개방한 상태를 나타낸 정면에서 본 도면이다.
도 4는 도 1의 볼 밸브가 유로를 개방한 상태를 나타낸 정면에서 본 도면이다.
도 5 및 도 6은 도 1의 볼 밸브의 횡단면도로, 도 5는 유로가 폐쇄된 상태이고, 도 6은 유로가 개방된 상태의 도면이다.
도 7은 도 1의 볼 밸브의 개폐체 및 구동유닛의 구성을 나타낸 분해 사시도이다.
도 8 및 도 9는 도 1의 볼 밸브의 개폐체 및 구동유닛을 나타낸 사시도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 중앙 개폐식 볼 밸브의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 중앙 개폐식 볼 밸브는, 일측에 유체가 유입되는 유입구(11)가 형성되고 반대편 일측에 유체가 배출되는 배출구(12)가 형성되어 있는 밸브 몸체(10)와, 상기 밸브 몸체(10) 내부에서 상기 유입구(11)와 배출구(12) 사이에 일축을 중심으로 회전 가능하게 설치되는 곡면판 형태로 된 2개의 개폐체(20)와, 상기 2개의 개폐체(20)가 서로 반대 방향으로 회전하도록 회전력을 전달하는 구동유닛을 포함한 구성으로 이루어진다.
상기 밸브 몸체(10)는 유입구(11)와 배출구(12)가 일렬로 배치되고, 그 사이에 상기 개폐체(20)가 회전 가능하게 설치되는 밸브시트부(13)가 배치된다. 상기 밸브시트부(13)는 상기 개폐체(20)의 곡률과 대응하는 곡률을 갖는 원통형으로 이루지며, 밸브시트부(13)의 상단부와 하단부는 커버플레이트(14)에 의해 폐쇄되어 있다.
상기 각각의 개폐체(20)는 하나의 구를 1/4로 절단한 곡면판으로 이루어지며 서로 대칭 형태를 갖는다. 상기 개폐체(20) 들은 상단부 및 하단부가 상기 밸브 몸체(10)의 밸브시트부(13)에 힌지축(22) 및 구동축(33)을 중심으로 회전이 가능하게 설치되어, 상기 구동유닛에 의해 서로 반대 방향으로 회전하면서 가장자리 부분이 맞접촉하거나 분리되면서 유로를 중앙에서부터 개폐한다. 여기서 상기 개폐체(20)는 1/4 구 형태를 갖도록 되어 2개의 개폐체(20)가 서로 맞접촉하여 유로를 폐쇄할 때 2개의 개폐체(20)는 반구(1/2 구) 형태를 갖는다. 이 실시예에서 각각의 개폐체(20)는 1/4 구 형태를 갖지만, 밸브 몸체(10)의 형태 또는 유량에 따라 1/3 구 형태 등 다양한 곡면판 형태를 가질 수 있다.
상기 2개의 개폐체(20)가 밸브 몸체(10)의 유로를 폐쇄했을 때 밸브 몸체(10) 내부에 잔류하는 유체의 양을 최소화하여 동계시 파손을 방지하기 위하여 상기 개폐체(20)는 밸브시트부(13) 중 유입구(11)와 연통된 부분을 폐쇄하는 것이 바람직하다.
상기 2개의 개폐체(20) 들이 서로 맞접촉하는 가장자리 부분에는 유체의 누출을 방지하기 위하여 고무 또는 실리콘 등을 된 유연한 수지 재질의 실링재(21)가 설치되는 것이 바람직하다.
상기 2개의 개폐체(20)를 서로 반대 방향으로 회전시키기 위한 구동유닛은, 상기 2개의 개폐체(20) 중 어느 하나의 상단부 및 하단부에 설치된 구동기어(31)와, 상기 2개의 개폐체(20) 중 다른 하나의 상단부 또는 하단부에 설치되어 상기 구동기어(31)와 치합하는 종동기어(32)와, 상기 구동기어(31)의 중심부에 고정되게 결합된 구동축(33) 및, 상기 구동축(33)의 상단부에 고정되게 설치되어 사람이 손으로 잡고 회전력을 가하는 핸들(34)을 포함한다.
따라서 사용자가 핸들(34)을 잡고 어느 한 방향으로 돌리면 구동축(33) 및 구동기어(31)가 회전하게 되고, 이와 맞물린 종동기어(32)가 구동기어(31)의 반대 방향으로 회전하게 되므로 2개의 개폐체(20)가 서로 반대 방향으로 회전하게 된다.
이 실시예에서는 상기 구동축(33)의 상단에 핸들(34)이 연결되어 사용자가 수동으로 밸브를 개폐하도록 구성되었지만, 이와 다르게 구동축(33)에 모터와 연결된 동력전달장치가 연결되어 모터에 의해 자동으로 개폐체(20)가 회전하면서 개폐 동작이 이루어질 수도 있을 것이다.
이와 같이 구성된 본 발명의 중앙 개폐식 볼 밸브는 다음과 같이 작동한다.
도 2 및 도 5에 도시된 것과 같이, 상기 밸브 몸체(10)의 유입구(11)와 배출구(12) 사이의 유로는 2개의 개폐체(20)의 가장자리 부분이 유로의 중앙(예를 들어 유입구와 연통된 부분의 중앙)에서 서로 맞접촉하면서 폐쇄된다.
이 상태에서 유로를 개방하고자 할 경우, 사용자가 핸들(34)을 잡고 일방향으로 회전시키면, 핸들(34)과 함께 구동축(33) 및 구동기어(31)가 회전하게 되고, 구동기어(31)와 맞물린 종동기어(32)가 구동기어(31)와 반대방향으로 회전하게 된다. 이에 따라 도 3, 도 4 및 도 6에 도시한 것과 같이 상기 2개의 개폐체(20)가 서로 반대 방향으로 회전하면서 유로의 중앙에서부터 개방이 진행된다.
개폐체(20)가 원하는 각도(예를 들어 90도 범위)로 회전하여 유로가 개방된 후 다시 유로를 폐쇄하고자 할 경우에는 핸들(34)을 이전과 반대 방향으로 회전시키거나 핸들(34) 이전과 동일한 방향으로 더욱 회전시켜 개폐체(20)가 서로에 대해 근접하는 방향으로 이동하도록 하여 개폐체(20)의 가장자리 부분이 서로 맞접촉하게 하면 유로가 폐쇄된다. 이 때, 개폐체(20)의 가장자리 부분은 유로의 중앙 부분에서 서로 맞접촉하게 된다.
이와 같이 본 발명의 볼 밸브는 곡면판 형태의 개폐체(20)가 유로의 중앙에서 개폐되므로, 유로 개방시 와류 현상을 최소화할 수 있으며, 유압손실을 줄을 수 있는 이점이 있다.
또한 유로 폐쇄시 개폐체(20) 내부에는 전혀 유체가 잔류하지 않으며, 밸브 몸체(10) 내부에 잔류하는 유체 또한 최소화할 수 있으므로 겨울철의 극저온 환경에서 동파를 방지할 수 있는 이점도 있다.
이와 더불어 개폐체(20)의 회전각을 조절하여 유로의 개도를 조절할 수 있으므로 유량 조절이 용이한 이점도 있다.
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 몸체
11 : 유입구
12 : 배출구 13 : 밸브시트부
14 : 커버플레이트 20 : 개폐체
21 : 실링재 22 : 힌지축
31 : 구동기어 32 : 종동기어
33 : 구동축 34 : 핸들
12 : 배출구 13 : 밸브시트부
14 : 커버플레이트 20 : 개폐체
21 : 실링재 22 : 힌지축
31 : 구동기어 32 : 종동기어
33 : 구동축 34 : 핸들
Claims (8)
- 일측에 유체가 유입되는 유입구(11)가 형성되고 반대편 일측에 유체가 배출되는 배출구(12)가 형성되어 있는 밸브 몸체(10)와;
상기 밸브 몸체(10) 내부에서 상기 유입구(11)와 배출구(12) 사이에 일축을 중심으로 회전 가능하게 설치되며, 서로 반대 방향으로 회전하면서 가장자리 부분이 맞접촉하거나 분리되면서 유로를 중앙에서부터 개폐하는 곡면판 형태로 된 2개의 개폐체(20)와;
상기 2개의 개폐체(20)가 서로 반대 방향으로 회전하도록 회전력을 전달하는 구동유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 중앙 개폐식 볼 밸브. - 제1항에 있어서, 상기 2개의 개폐체(20)가 서로 맞접촉할 때 개폐체(20)는 반구형을 이루는 것을 특징으로 하는 중앙 개폐식 볼 밸브.
- 제1항에 있어서, 상기 구동유닛은, 상기 2개의 개폐체(20) 중 어느 하나의 상단부 또는 하단부에 설치된 구동기어(31)와, 상기 2개의 개폐체(20) 중 다른 하나의 상단부 또는 하단부에 설치되어 상기 구동기어(31)와 치합하는 종동기어(32)와, 상기 구동기어(31)의 중심부에 고정되게 결합된 구동축(33)을 포함하는 것을 특징으로 하는 중앙 개폐식 볼 밸브.
- 제3항에 있어서, 상기 구동축(33)의 끝단부에 사람이 손으로 잡고 회전력을 가하는 핸들(34)이 고정되게 설치된 것을 특징으로 하는 중앙 개폐식 볼 밸브.
- 제3항에 있어서, 상기 구동기어(31) 및 종동기어(32)는 개폐체(20)의 상단부와 하단부 모두에 설치된 것을 특징으로 하는 중앙 개폐식 볼 밸브.
- 제1항에 있어서, 상기 2개의 개폐체(20)가 서로 맞접촉하는 가장자리 부분에 유체의 누출을 방지하기 위한 유연한 수지 재질의 실링재(21)가 설치된 것을 특징으로 하는 중앙 개폐식 볼 밸브.
- 제1항에 있어서, 상기 밸브 몸체(10)의 유입구(11)와 배출구(12) 사이에는 상기 개폐체(20)의 곡률과 대응하는 곡률을 갖는 원통형의 밸브시트부(13)가 형성된 것을 특징으로 하는 중앙 개폐식 볼 밸브.
- 제7항에 있어서, 상기 개폐체(20)가 밸브 몸체(10)의 유로를 폐쇄했을 때 개폐체(20)는 밸브시트부(13) 중 유입구(11)와 연통된 부분을 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 중앙 개폐식 볼 밸브.
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E902 | Notification of reason for refusal | ||
E90F | Notification of reason for final refusal | ||
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