KR20170056314A - 게이트 밸브용 디스크 및 이를 구비한 게이트 밸브 - Google Patents

게이트 밸브용 디스크 및 이를 구비한 게이트 밸브 Download PDF

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Abstract

본 발명은 핸들에 의해 상하로 이동하면서 밸브본체의 유로를 개폐하며, 유체의 압력을 효과적으로 흡수하여 파손을 방지하고 수명을 증대시킬 수 있도록 한 게이트 밸브용 디스크 및 이를 구비한 게이트 밸브에 관한 것으로, 본 발명에 따른 게이트 밸브용 디스크는, 유체가 유동하는 유로가 형성된 밸브본체의 상단부를 관통하여 설치된 구동축에 연결되어, 구동축에 의해 밸브본체의 유로에 대해 수직한 방향으로 승강 운동하는 원반형의 디스크본체와; 상기 디스크본체의 전방부에 일정 거리 이격되어 유체의 압력에 의해 디스크본체에 대해 전후방향으로 이동 가능하게 설치된 원반형의 가동디스크와; 상기 디스크본체와 가동디스크 사이에 설치되어 디스크본체에 대해 가동디스크를 탄력적으로 지탱하면서 가동디스크에 가해지는 압력을 흡수하는 쿠션부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

게이트 밸브용 디스크 및 이를 구비한 게이트 밸브{Disk for Gate Valve And Gate Valve Having the Same}
본 발명은 게이트 밸브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 핸들에 의해 상하로 이동하면서 밸브본체의 유로를 개폐하며, 유체의 압력을 효과적으로 흡수하여 파손을 방지하고 수명을 증대시킬 수 있도록 한 게이트 밸브용 디스크 및 이를 구비한 게이트 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 조절하는 목적으로 사용되는 글로브 밸브(globe valve)가 있다. 여기서 게이트 밸브는 디스크가 유체의 통로를 수직으로 막아서 개폐하고 유체의 흐름이 일직선 위에 있도록 하고, 글로브 밸브는 공모양의 몸체에 유입구와 유출구의 중심선이 일직선 위에 있고 유체의 흐름이 S자 모양으로 되도록 한다.
본 발명에서 다루고자 하는 게이트 밸브(gate valve)는 수동식 밸브로서, 유체가 유동하는 밸브본체와, 상기 밸브본체의 유로를 개폐하는 디스크 및 디스크의 상하방향 이동을 위한 구성 부품들이 설치되는 게이트하우징으로 이루어져 있으며, 핸들의 조작에 의해 디스크가 게이트하우징 내부에서 승·하강되면서 유체의 흐름을 조절 및 차단하게 되는 것이다.
이러한 게이트 밸브의 디스크는 밸브본체의 유로 폐쇄할 때 유체의 압력에 의해 밸브본체의 디스크시트에 의해 지지되면서 유체의 압력을 견디게 되는데, 이 때 유체의 압력의 클 경우 디스크가 파손되는 현상이 종종 발생한다.
이에 종래에는 디스크의 두께를 두껍게 하여 강도를 증대시키는 방식으로 유체의 압력에 의한 디스크 손상을 방지하고 있으나, 이 경우 디스크의 무게가 많이 나가 개폐시 많은 힘이 소요되고, 디스크의 재료가 많이 소요되어 비용 증가 등의 문제가 발생하게 된다.
공개특허 제2002-0016237호(2002.03.04. 공개) 등록특허 제10-1287910호(2013.07.15. 등록) 등록실용 제20-0405508호(2006.01.02. 등록)
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 디스크의 두께를 얇게 하여 경량화시키면서도 유체의 압력을 효과적으로 분산하여 지탱할 수 있고, 유체의 압력을 흡수하여 높은 유체의 압력에 의한 파손이나 손상을 방지하고 수명을 증대시킬 수 있는 게이트 밸브용 디스크 및 이를 구비한 게이트 밸브를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 게이트 밸브용 디스크는, 유체가 유동하는 유로가 형성된 밸브본체의 상단부를 관통하여 설치된 구동축에 연결되어, 구동축에 의해 밸브본체의 유로에 대해 수직한 방향으로 승강 운동하는 원반형의 디스크본체와; 상기 디스크본체의 전방부에 일정 거리 이격되어 유체의 압력에 의해 디스크본체에 대해 전후방향으로 이동 가능하게 설치된 원반형의 가동디스크와; 상기 디스크본체와 가동디스크 사이에 설치되어 디스크본체에 대해 가동디스크를 탄력적으로 지탱하면서 가동디스크에 가해지는 압력을 흡수하는 쿠션부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 본 발명의 게이트 밸브는, 유체가 유동하는 유로가 형성된 밸브본체와; 상기 밸브본체의 상단부와 연통되는 게이트하우징과; 상기 게이트하우징 내부에 설치되는 구동축과; 상기 밸브본체와 게이트하우징이 연통되는 부분에 설치되며, 상기 구동축의 하단부와 연결되어 구동축에 의해 밸브본체와 게이트하우징 내부로 승강 운동하면서 상기 밸브본체의 유로를 개폐하는 본 발명의 디스크를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 밸브본체의 유로를 개폐하는 디스크가 디스크본체와 이 디스크본체에 대해 이동 가능한 가동디스크로 분할되어 구성되고, 디스크본체와 가동디스크 사이에 가동디스크를 탄력적으로 지탱하는 쿠션부재가 설치되어 가동디스크 및 쿠션부재가 유체의 압력을 흡수하면서 후방으로 이동할 수 있다. 따라서 배관 내부를 유동하는 유체의 압력이 크더라도 디스크가 손상되지 않으며, 디스크의 수명을 대폭 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 게이트 밸브를 나타낸 단면도이다.
도 2는 도 1의 게이트 밸브의 유로가 개방된 상태를 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 게이트 밸브용 디스크를 나타낸 단면도이다.
도 4는 도 3의 디스크의 정면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 게이트 밸브용 디스크를 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 게이트 밸브용 디스크를 나타낸 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 게이트 밸브용 디스크를 나타낸 단면도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 게이트 밸브용 디스크 및 이를 구비한 게이트 밸브의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 게이트 밸브는, 유체가 유동하는 유로(11)가 형성된 밸브본체(10)와, 상기 밸브본체(10)의 상단부와 연통되는 게이트하우징(20)과, 상기 게이트하우징(20) 내부에 회전 가능하게 설치되는 구동축(30)과, 상기 밸브본체(10) 내측에서 상기 구동축(30)의 하단부와 연결되어 구동축(30)의 회전 운동에 의해 밸브본체(10)와 게이트하우징(20) 내부로 승강 운동하면서 밸브본체(10)의 유로를 개폐하는 본 발명의 디스크(100)를 포함하여 구성된다.
상기 디스크(100)는 상기 구동축(30)의 하단부와 연결되는 원반형의 디스크본체(110)와, 상기 디스크본체(110)의 전방부에 디스크본체(110)에 대해 전후방향으로 이동 가능하게 설치되는 가동디스크(120)를 포함한다.
상기 구동축(30)의 상단부는 상기 게이트하우징(20)의 상단부를 관통하여 외부로 돌출되게 설치되고, 게이트하우징(20)의 상단부 외측으로 돌출된 구동축(30)의 상단부에는 사람이 손으로 잡고 돌릴 수 있도록 핸들(35)이 결합된다.
또한, 상기 구동축(30)의 하단부 외면에는 수나사산(31)이 형성되고, 상기 디스크(100)의 디스크본체(110)에는 상기 구동축(30) 하단부의 수나사산(31)이 삽입되면서 나선 결합되는 암나사산(113)이 형성된 축결합공(112)이 상하방향으로 연장되게 형성되어 있다. 상기 디스크(100)의 상단부는 상기 게이트하우징(20)의 하단부에 걸쳐져 회전 운동은 하지 못하게 되어 있다. 따라서, 상기 핸들(35)을 돌려서 구동축(30)을 회전시키면, 구동축(30) 하단의 수나사산(31)과 디스크본체(110)의 암나사산(113) 간의 작용에 의해 디스크(100)가 상하 방향으로 이동하게 된다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 디스크(100)는 상기 구동축(30)의 하단부에 연결되어 밸브본체(10)의 유로(11)에 대해 수직한 방향으로 승강 운동하는 원반형의 디스크본체(110)와, 상기 디스크본체(110)의 전방부에 일정 거리 이격되어 유체의 압력에 의해 디스크본체(110)에 대해 전후방향으로 이동 가능하게 설치된 원반형의 가동디스크(120)와, 상기 디스크본체(110)와 가동디스크(120) 사이에 설치되어 디스크본체(110)에 대해 가동디스크(120)를 탄력적으로 지탱하면서 가동디스크(120)에 가해지는 압력을 흡수하는 쿠션부재를 포함한 구성으로 이루어진다.
상기 디스크본체(110)와 가동디스크(120) 사이에는 일단이 상기 디스크본체(110)에 고정되고 타단이 상기 가동디스크(120)를 관통하도록 되어 상기 디스크본체(110)에 대한 가동디스크(120)의 전후방향 이동을 안내하는 가이드샤프트(140)가 수평하게 설치된다.
이 실시예에서 상기 쿠션부재는 적어도 1개 이상의 스프링(131)으로 구성되지만, 도 5에 다른 실시예로 도시한 것과 같이 쿠션부재가 상부면 또는 하부면 또는 상부면과 하부면 모두에 유체가 통과하는 유체통과공(132a)이 형성되어 있으며 내부에 공기 또는 액체 등의 유체가 채워지는 주머니 형태로 된 탄력성 수지 재질의 포켓(132)으로 구성될 수도 있다. 상기 쿠션부재가 포켓(132)으로 이루어질 경우, 가동디스크(120)가 밸브본체(10)의 유로를 따라 유동하는 유체의 압력에 의해 눌려지게 되면 포켓(132) 내부의 유체가 유체통과공(132a)을 통해 외부로 빠져나가면서 가동디스크(120)가 후방으로 서서히 이동하여 압력을 흡수하게 되고, 유체의 압력이 줄어들게 되면 유체통과공(132a)을 통해 다시 포켓(132) 내부로 유체가 유입되면서 가동디스크(120)가 원상태로 복원된다. 상기 포켓(132)은 고무와 같은 탄력성이 있는 수지 재질로 만들어지기 때문에 가동디스크(120)에 가해지는 압력이 줄어들게 되면 포켓(132)이 원상태로 복원되는 힘을 받게 되며, 포켓(132)의 복원되면서 용적이 증가하게 되면 압력이 줄어들게 되어 유체통과공(132a) 내부로 자연스럽게 유체가 흘러들어오게 되는 것이다.
또한 도 6에 도시한 것과 같이, 상기 쿠션부재는 상기 디스크본체(110)에 설치되는 제1자석(133)과, 상기 가동디스크(120)에 상기 제1자석(133)과 마주보도록 설치되며 제1자석(133)과 동일한 극성을 갖도록 되어 제1자석(133)과의 사이에 척력을 발생시키는 제2자석(134)을 포함한 구성으로 이루어질 수도 있다.
이와 같이 본 발명의 게이트 밸브용 디스크(100)는 디스크본체(110)와 이 디스크본체(110)에 대해 이동 가능한 가동디스크(120)로 분할되어 구성되고, 디스크본체(110)와 가동디스크(120) 사이에 가동디스크(120)를 탄력적으로 지탱하는 쿠션부재가 설치되어 가동디스크(120)가 유체의 압력을 흡수하면서 후방으로 이동할 수 있다. 따라서 배관 내부를 유동하는 유체의 압력이 크더라도 디스크(100)가 손상되지 않게 된다.
한편 도 4에 도시한 것과 같이, 상기 디스크(100)의 가동디스크(120)는 가동디스크(120)는 중앙부의 두께가 주변부의 두께보다 작으며, 가동디스크(120)의 전방면은 후방으로 오목하게 형성된다. 이와 같이 가동디스크(120)의 전방면이 후방으로 오목한 홈 형태를 갖게 되면, 가동디스크(120)의 면에 부딪힌 유체가 중앙부로 집중되고, 압력이 분산되는 효과를 얻을 수 있다.
그리고 가동디스크(120)의 중앙부에서 표면적을 넓혀 압력 분산 효과를 증대시키기 위하여 상기 가동디스크(120)의 중앙부에는 오목한 홈 또는 볼록한 돌기 형태로 된 복수개의 제1요철부(122)가 원주방향을 따라 일정한 간격으로 배열되고, 상기 제1요철부(122)의 사이사이에는 제1요철부(122)보다 작은 크기의 홈 또는 돌기 형태로 된 복수개의 제2요철부(123)가 배치된다. 상기 제2요철부(123)는 중앙부로 유체가 유도될 때 제1요철부(122)에서 응력 집중 현상이 발생하는 것을 감소시키는 작용을 한다.
전술한 실시예들은 디스크본체(110)의 전방면에만 가동디스크(120)가 구성되어 디스크(100)의 전방(상류측)에서 후방(하류측)으로 향하는 유체의 압력만 흡수하도록 구성되었지만, 도 7에 도시한 것과 같이, 디스크본체(110)의 후방부에 가동디스크(120)와 동일한 형태의 보조 가동디스크(150)를 일정 거리 이격되게 설치하고, 디스크본체(110)와 보조 가동디스크(150) 사이에 디스크본체(110)에 대해 보조 가동디스크(150)를 탄력적으로 지탱하면서 보조 가동디스크(150)에 가해지는 압력을 흡수하는 보조 쿠션부재(160)를 추가로 구성하여, 밸브본체(10)의 후방에서 전방으로 작용하는 유체의 압력에 의해 보조 가동디스크(150)가 디스크본체(110)에 대해 전방으로 이동하면서 보조 쿠션부재(160)가 유체의 압력을 흡수하게 할 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 : 밸브본체 20 : 게이트하우징
30 : 구동축 31 : 수나사산
35 : 핸들 100 : 디스크
110 : 디스크본체 112 : 축결합공
120 : 가동디스크 122 : 제1요철부
123 : 제2요철부 131 : 스프링
132 : 포켓 132a : 유체통과공
133 : 제1자석 134 : 제2자석
140 : 가이드샤프트 150 : 보조 가동디스크
160 : 보조 쿠션부재

Claims (10)

  1. 유체가 유동하는 유로가 형성된 밸브본체의 상단부를 관통하여 설치된 구동축에 연결되어, 구동축에 의해 밸브본체의 유로에 대해 수직한 방향으로 승강 운동하는 원반형의 디스크본체(110)와;
    상기 디스크본체(110)의 전방부에 일정 거리 이격되어 유체의 압력에 의해 디스크본체(110)에 대해 전후방향으로 이동 가능하게 설치된 원반형의 가동디스크(120)와;
    상기 디스크본체(110)와 가동디스크(120) 사이에 설치되어 디스크본체(110)에 대해 가동디스크(120)를 탄력적으로 지탱하면서 가동디스크(120)에 가해지는 압력을 흡수하는 쿠션부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 게이트 밸브용 디스크.
  2. 제1항에 있어서, 상기 디스크본체(110)와 가동디스크(120) 사이에서 수평하게 설치되며, 일단이 상기 디스크본체(110)에 고정되고 타단이 상기 가동디스크(120)를 관통하도록 되어 상기 디스크본체(110)에 대한 가동디스크(120)의 전후방향 이동을 안내하는 가이드샤프트(140)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 게이트 밸브용 디스크.
  3. 제1항에 있어서, 상기 쿠션부재는 적어도 1개 이상의 스프링(131)인 것을 특징으로 하는 게이트 밸브용 디스크.
  4. 제1항에 있어서, 상기 쿠션부재는 상부면 또는 하부면 또는 상부면과 하부면 모두에 유체가 통과하는 유체통과공이 형성되어 있으며 내부에 유체가 채워지는 주머니 형태로 된 탄력성 수지 재질의 포켓(132)인 것을 특징으로 하는 게이트 밸브용 디스크.
  5. 제1항에 있어서, 상기 쿠션부재는 상기 디스크본체(110)에 설치되는 제1자석(133)과, 상기 가동디스크(120)에 상기 제1자석(133)과 마주보도록 설치되며 제1자석(133)과 동일한 극성을 갖도록 되어 제1자석(133)과의 사이에 척력을 발생시키는 제2자석(134)을 포함하는 것을 특징으로 하는 게이트 밸브용 디스크.
  6. 제1항에 있어서, 상기 가동디스크(120)는 중앙부의 두께가 주변부의 두께보다 작으며, 가동디스크(120)의 전방면은 후방으로 오목하게 형성된 것을 특징으로 하는 게이트 밸브용 디스크.
  7. 제6항에 있어서, 상기 가동디스크(120)의 중앙부에는 오목한 홈 또는 볼록한 돌기 형태로 된 복수개의 제1요철부(122)가 원주방향을 따라 일정한 간격으로 배열되고, 상기 제1요철부(122)의 사이사이에는 제1요철부(122)보다 작은 크기의 홈 또는 돌기 형태로 된 복수개의 제2요철부(123)가 배치된 것을 특징으로 하는 게이트 밸브용 디스크.
  8. 제1항에 있어서, 상기 디스크본체(110)의 후방부에 일정 거리 이격되어 밸브본체의 후방에서 작용하는 유체의 압력에 의해 디스크본체(110)에 대해 전후방향으로 이동 가능하게 설치된 원반형의 보조 가동디스크(150)와; 상기 디스크본체(110)와 보조 가동디스크(150) 사이에 설치되어 디스크본체(110)에 대해 보조 가동디스크(150)를 탄력적으로 지탱하면서 보조 가동디스크(150)에 가해지는 압력을 흡수하는 보조 쿠션부재(160)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 게이트 밸브용 디스크.
  9. 유체가 유동하는 유로가 형성된 밸브본체(10)와;
    상기 밸브본체(10)의 상단부와 연통되는 게이트하우징(20)과;
    상기 게이트하우징(20) 내부에 설치되는 구동축(30)과;
    상기 밸브본체(10)와 게이트하우징(20)이 연통되는 부분에 설치되며, 상기 구동축(30)의 하단부와 연결되어 구동축(30)에 의해 밸브본체(10)와 게이트하우징(20) 내부로 승강 운동하면서 상기 밸브본체(10)의 유로를 개폐하는 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 디스크를 포함하는 것을 특징으로 하는 게이트 밸브.
  10. 제9항에 있어서, 상기 구동축(30)의 하단부 외면에 수나사산이 형성되고, 상기 디스크의 디스크본체(110)에 상기 구동축(30) 하단부의 수나사산이 삽입되면서 나선 결합되는 암나사산이 형성된 축결합공(112)이 상하방향으로 연장되게 형성된 것을 특징으로 하는 게이트 밸브.
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