KR20180064171A - 버터플라이형 스윙 체크밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유로와 연결된 실린더의 작용에 의해 디스크가 회전 운동하면서 밸브몸체의 유로를 개폐하도록 하여 개폐 속도를 늦추고 디스크의 충격 및 손상을 방지할 수 있도록 한 버터플라이형 스윙 체크밸브에 관한 것으로, 본 발명에 따른 버터플라이형 스윙 체크밸브는, 내부에 유체가 유동하는 유로가 형성되어 있는 밸브몸체와; 상기 밸브몸체의 유로 내에 수평한 회전축을 중심으로 상하로 회전하도록 설치되어 유로를 개폐하는 디스크와; 일단이 상기 디스크의 전방에서 상기 밸브몸체의 유로와 연통되어 유로를 통해 유동하는 유체가 유입되는 실린더몸체와, 상기 실린더몸체에 축방향으로 이동 가능하게 설치되어 실린더몸체 내로 유입되는 유체에 의해 신장되는 피스톤을 포함하는 실린더와; 상기 피스톤의 직선 운동을 상기 회전축의 회전 운동으로 전환하여 회전축 및 디스크를 회전시키는 연동유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

버터플라이형 스윙 체크밸브{Swing Check Valve of Butterfly Type}

본 발명은 체크밸브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유로와 연결된 실린더의 작용에 의해 디스크가 회전 운동하면서 밸브몸체의 유로를 개폐하도록 하여 개폐 속도를 늦추고 디스크의 충격 및 손상을 방지할 수 있도록 한 버터플라이형 스윙 체크밸브에 관한 것이다.

버터플라이형 체크밸브라 함은, 관로를 개폐하는 디스크가 버터플라이와 같이 원판 형태로 이루어지며, 상기 디스크를 회동시키는 회전축의 위치가 밸브몸체의 중심으로부터 상부로 편심되게 수평 형성된 것으로, 이는 관로를 통해 전달되는 유량의 압력이 회전축의 일 측에 구성된 추의 무게를 넘게 되면 디스크가 자동으로 회전하여 개방되고, 추의 무게보다 모자라면 자동폐쇄되도록 하여, 무동력으로 유량을 제어할 수 있음은 물론 역류를 자동으로 방지할 수 있도록 하는 밸브를 말한다.

그런데, 이러한 종래의 버터플라이형 체크밸브는 유로를 통해 유동하는 유체의 압력이 급격히 증가하거나 감소하게 되면 디스크가 급격히 개방되거나 폐쇄되면서 디스크가 밸브몸체에 강하게 부딪히게 되고, 이에 따라 큰 충격음이 발생하거나 심할 경우 디스크가 손상되는 경우가 발생하는 문제가 있다.

등록특허 10-1608419 등록특허 10-1550909 등록특허 10-1404048

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 유로와 연결된 실린더의 작용에 의해 디스크가 회전 운동하면서 밸브몸체의 유로를 개폐하도록 하여 디스크의 개폐 속도를 늦춤으로써 유로 내의 유체 압력이 급격히 증가하거나 감소하더라도 디스크가 밸브몸체에 강하게 부딪혀 충격이 발생하는 현상을 방지하고, 디스크의 손상을 방지할 수 있는 버터플라이형 스윙 체크밸브를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 한 형태에 따른 버터플라이형 스윙 체크밸브는, 내부에 유체가 유동하는 유로가 형성되어 있는 밸브몸체와; 상기 밸브몸체의 유로 내에 수평한 회전축을 중심으로 상하로 회전하도록 설치되어 유로를 개폐하는 디스크와; 일단이 상기 디스크의 전방에서 상기 밸브몸체의 유로와 연통되어 유로를 통해 유동하는 유체가 유입되는 실린더몸체와, 상기 실린더몸체에 축방향으로 이동 가능하게 설치되어 실린더몸체 내로 유입되는 유체에 의해 신장되는 피스톤을 포함하는 실린더와; 상기 피스톤의 직선 운동을 상기 회전축의 회전 운동으로 전환하여 회전축 및 디스크를 회전시키는 연동유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 한 형태에 따른 버터플라이형 스윙 체크밸브는, 내부에 유체가 유동하는 유로가 형성되어 있는 밸브몸체와; 상기 밸브몸체의 유로 내에 수평한 회전축을 중심으로 상하로 회전하도록 설치되어 유로를 개폐하는 디스크와; 일단이 상기 디스크의 전방에서 상기 밸브몸체의 유로의 양측부와 각각 연통되어 유로를 통해 유동하는 유체가 유입되며 전방에서 후방으로 지면(地面)에 대해 상향 경사지게 설치되는 2개의 실린더몸체와, 상기 각각의 실린더몸체에 축방향으로 이동 가능하게 설치되어 실린더몸체 내로 유입되는 유체에 의해 신장되는 피스톤을 포함하는 2개의 실린더와; 상기 각각의 피스톤의 끝단에 설치되는 2개의 래크기어와; 상기 각각의 래크기어와 치합되어 래크기어의 직선 운동에 의해 회전하며 상기 회전축의 양측 단부에 고정되게 결합된 2개의 피니언기어와; 상기 각각의 래크기어의 직선 운동을 안내하는 2개의 가이드부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 실린더몸체 내측으로 유입되는 유체의 압력에 의해 피스톤이 신장되면서 디스크가 개방되고, 디스크가 폐쇄될 때에는 피스톤이 실린더몸체 내측의 유체를 밀어 내면서 수축되므로 개폐 속도가 늦추어지게 되고, 따라서 유체의 급격한 압력 증감에 따른 디스크의 급격한 회전을 방지할 수 있고, 디스크의 충격 및 손상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 버터플라이형 스윙 체크밸브의 종단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 버터플라이형 스윙 체크밸브의 횡단면도로, 유로가 닫힌 상태를 나타낸다.
도 3은 도 1에 도시된 버터플라이형 스윙 체크밸브의 횡단면도로, 유로가 열린 상태를 나타낸다.
도 4 및 도 5는 각각 도 1에 도시된 버터플라이형 스윙 체크밸브의 주요 부분을 나타낸 종단면도로, 도 4는 유로가 닫힌 상태이고, 도 5는 유로가 열린 상태이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 버터플라이형 스윙 체크밸브의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 버터플라이형 스윙 체크밸브는, 내부에 유체가 유동하는 유로(11)가 형성되어 있는 밸브몸체(10)와, 상기 밸브몸체(10)의 유로(11) 내에 수평한 회전축(21)을 중심으로 상하로 회전하도록 설치되어 유로(11)를 개폐하는 디스크(20)와, 상기 밸브몸체(10)의 양측에 연결되는 2개의 실린더(30)와, 상기 실린더(30)에 구비된 피스톤(32)의 직선 운동을 상기 회전 운동으로 전환하여 회전축(21) 및 디스크(20)를 회전시키는 연동유닛을 포함한다.

상기 밸브몸체(10)는 전단부와 후단부가 유체가 유동하는 배관에 연결되며, 내부에 유체가 유동하는 원형의 유로(11)가 전후방향으로 개방되게 형성되어 있다. 상기 유로(11)의 내주면에는 상기 디스크(20)의 외면과 연접하는 링 형태의 시트(12)가 설치되고, 상기 시트(12)에는 디스크(20)의 외면에 밀착되어 수밀작용을 하는 고무 또는 실리콘 재질의 실링재(미도시)(O-ring)가 설치된다.

상기 디스크(20)는 대략 원반형으로 이루어져 회전축(21)을 중심으로 회전하면서 유로(11)를 개폐한다.

상기 회전축(21)은 디스크(20)의 상측에 수평하게 설치되며, 양단부가 밸브몸체(10)의 내측면에 회전이 자유롭게 연결된다. 상기 회전축(21)의 중간부와 디스크(20) 사이에는 회전축(21)과 디스크(20)를 일체로 연결하는 연결블록(22)이 설치된다. 따라서, 회전축(21)이 회전하게 되면 회전축(21)과 함께 디스크(20)가 회전축(21)을 중심으로 상하로 회전하면서 유로(11)를 개폐하게 된다.

상기 실린더(30)는 원통형의 실린더몸체(31)와 상기 실린더몸체(31)에 축방향으로 직선 왕복 운동 가능하게 설치된 피스톤(32)으로 구성된다. 상기 실린더몸체(31)는 후단부가 디스크(20)의 전방에서 밸브몸체(10)의 양측에 연통되어 밸브몸체(10)의 유로(11)로 유동하는 유체가 유입된다. 상기 실린더몸체(31)의 전단부에는 피스톤(32)의 신축시 실린더몸체(31) 내로 공기가 자유롭게 드나들 수 있도록 통기공(33)이 형성되어 있다. 또한 상기 실린더몸체(31)는 전방에서 후방으로 지면(地面)에 대해 상향 경사지게 설치된다.

상기 피스톤(32)은 상기 실린더몸체(31)에 축방향으로 이동 가능하게 설치되어 실린더몸체(31) 내로 유입되는 유체에 의해 신장되고, 디스크(20)가 닫힘에 따라 실린더몸체(31) 내로 수축된다.

상기 연동유닛은, 상기 피스톤(32)의 끝단에 설치되는 래크기어(41)와, 상기 래크기어(41)와 치합되어 래크기어(41)의 직선 운동에 의해 회전하며 상기 회전축(21)의 양단부에 고정되게 결합된 피니언기어(42)와, 상기 래크기어(41)의 직선 운동을 안내하는 가이드부재를 포함한다.

이 실시예에서 상기 가이드부재는 래크기어(41)의 측면에서 피스톤(32)의 이동 방향을 따라 연장되게 형성된 가이드홈(43)과, 밸브몸체(10)의 내측에 돌출되게 형성되며 상기 가이드홈(43) 내측으로 삽입되어 가이드홈(43)의 이동을 안내하는 가이드돌기(44)를 포함한다.

상기 실린더(30)와 연동유닛은 밸브몸체(10)의 일측에만 구성될 수도 있으나, 회전축(21) 및 디스크(20)에 회전력을 확실하게 전달하고, 좌우가 균형된 하중을 전달할 수 있도록 밸브몸체(10)의 양측에 2개가 배치되어 동시에 회전축(21)의 양단에 회전력을 전달하는 것이 바람직하다.

상기 실린더몸체(31)의 후단부와 밸브몸체(10)가 연결된 부분에는 밸브몸체(10)의 유로(11)를 통해 전방에서 후방으로 이동하는 유체를 실린더몸체(31) 내측으로 유도하여 실린더몸체(31) 내로 유체가 원활하게 유입될 수 있도록 하기 위한 유체가이드(35)가 유로 내측으로 연장되게 설치된다. 상기 유체가이드(35)는 원호 형상의 곡면판으로 되어 밸브몸체(10)를 따라 유동하는 유체를 실린더몸체(31)의 후단부 쪽으로 유도한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 버터플라이형 스윙 체크밸브는 다음과 같이 작동한다.

도 2 및 도 4에 도시한 것과 같이 디스크(20)가 유로를 폐쇄한 상태에서 순방향으로, 즉 전방에서 후방으로 유체가 유동하면 디스크(20)의 전방면에 후방으로 압력이 가해진다. 이 때, 도 3 및 도 5에 도시한 것과 같이 유체가 실린더몸체(31)의 후단부를 통해 실린더몸체(31) 내부로 유입되어 피스톤(32)을 밀어 올리면 피스톤(32)이 실린더몸체(31)의 축방향 후방으로 이동하게 된다.

상기 피스톤(32)이 전방에서 후방으로 상향 경사진 방향으로 직선 이동함에 따라 피스톤(32)의 외측 단부에 설치된 래크기어(41)가 피니언기어(42)를 회전시키게 되고, 피니언기어(42)와 결합되어 있는 회전축(21)이 도면상 반시계방향으로 회전하게 된다.

이에 따라 디스크(20)가 상향 회전하면서 유로(11)가 개방되어 전방에서 후방으로 이동하게 된다.

디스크(20)가 개방된 상태에서 역방향으로, 즉 후방에서 전방으로 유체가 흘러 디스크(20)의 후방면에 전방으로 압력이 작용하거나, 유체의 순방향 압력이 디스크(20)의 하중보다 작은 크기로 감소하게 되면, 디스크(20)의 자중 및/또는 유체의 압력에 의해 디스크(20)가 하측으로 회전하여 유로(11)를 폐쇄하게 된다(도 1 및 도 2 참조).

이 때, 회전축(21)에 결합된 피니언기어(42)가 도면상 시계방향으로 회전하게 되므로 피니언기어(42)와 치합되어 있는 래크기어(41)가 후방에서 전방으로 하향 경사진 방향으로 직선 이동하게 되고, 피스톤(32)이 실린더몸체(31) 내측으로 수축하게 된다.

이와 같이 실린더몸체(31) 내측으로 유입되는 유체의 압력에 의해 피스톤(32)이 신장되면서 디스크(20)가 개방되고, 디스크(20)가 폐쇄될 때에는 피스톤(32)이 실린더몸체(31) 내측의 유체를 밀어 내면서 수축되므로 개폐 속도가 늦추어지게 되고, 따라서 유체의 급격한 압력 증감에 따른 디스크(20)의 급격한 회전을 방지할 수 있고, 디스크(20)의 충격 및 손상을 방지할 수 있게 된다.

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 : 밸브몸체 11 : 유로
20 : 디스크 21 : 회전축
30 : 실린더 31 : 실린더몸체
32 : 피스톤 33 : 통기공
35 : 유체가이드 41 : 래크기어
42 : 피니언기어 43 : 가이드홈
44 : 가이드돌기

Claims (9)

1. 내부에 유체가 유동하는 유로(11)가 형성되어 있는 밸브몸체(10)와;
   상기 밸브몸체(10)의 유로(11) 내에 수평한 회전축(21)을 중심으로 상하로 회전하도록 설치되어 유로(11)를 개폐하는 디스크(20)와;
   일단이 상기 디스크(20)의 전방에서 상기 밸브몸체(10)의 유로(11)와 연통되어 유로(11)를 통해 유동하는 유체가 유입되는 실린더몸체(31)와, 상기 실린더몸체(31)에 축방향으로 이동 가능하게 설치되어 실린더몸체(31) 내로 유입되는 유체에 의해 신장되는 피스톤(32)을 포함하는 실린더(30)와;
   상기 피스톤(32)의 직선 운동을 상기 회전축(21)의 회전 운동으로 전환하여 회전축(21) 및 디스크(20)를 회전시키는 연동유닛;
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 버터플라이형 스윙 체크밸브.
2. 제1항에 있어서, 상기 연동유닛은, 상기 피스톤(32)의 끝단에 설치되는 래크기어(41)와, 상기 래크기어(41)와 치합되어 래크기어(41)의 직선 운동에 의해 회전하며 상기 회전축(21)과 고정되게 결합된 피니언기어(42)를 포함하는 것을 특징으로 하는 버터플라이형 스윙 체크밸브.
3. 제2항에 있어서, 상기 래크기어(41)의 직선 운동을 안내하는 가이드부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 버터플라이형 스윙 체크밸브.
4. 제3항에 있어서, 상기 가이드부재는 래크기어(41)의 측면에서 피스톤(32)의 이동 방향을 따라 연장되게 형성된 가이드홈(43)과, 밸브몸체(10)의 내측에 돌출되게 형성되며 상기 가이드홈(43) 내측으로 삽입되어 가이드홈(43)의 이동을 안내하는 가이드돌기(44)를 포함하는 것을 특징으로 하는 버터플라이형 스윙 체크밸브.
5. 제1항에 있어서, 상기 실린더(30)와 연동유닛은 밸브몸체(10)의 양측에 2개가 배치되어 동시에 회전축(21)에 회전력을 전달하는 것을 특징으로 하는 버터플라이형 스윙 체크밸브.
6. 제1항에 있어서, 상기 실린더(30)는 전방에서 후방으로 지면(地面)에 대해 상향 경사지게 설치되는 것을 특징으로 하는 버터플라이형 스윙 체크밸브.
7. 제1항에 있어서, 상기 실린더몸체(31)와 밸브몸체(10)가 연결된 부분에는 밸브몸체(10)의 유로(11)를 통해 전방에서 후방으로 이동하는 유체를 실린더몸체(31) 내측으로 유도하기 위한 유체가이드(35)가 유로 내측으로 연장되게 설치된 것을 특징으로 하는 버터플라이형 스윙 체크밸브.
8. 내부에 유체가 유동하는 유로(11)가 형성되어 있는 밸브몸체(10)와;
   상기 밸브몸체(10)의 유로(11) 내에 수평한 회전축(21)을 중심으로 상하로 회전하도록 설치되어 유로(11)를 개폐하는 디스크(20)와;
   일단이 상기 디스크(20)의 전방에서 상기 밸브몸체(10)의 유로(11)의 양측부와 각각 연통되어 유로(11)를 통해 유동하는 유체가 유입되며 전방에서 후방으로 지면(地面)에 대해 상향 경사지게 설치되는 2개의 실린더몸체(31)와, 상기 각각의 실린더몸체(31)에 축방향으로 이동 가능하게 설치되어 실린더몸체(31) 내로 유입되는 유체에 의해 신장되는 피스톤(32)을 포함하는 2개의 실린더(30)와;
   상기 각각의 피스톤(32)의 끝단에 설치되는 2개의 래크기어(41)와;
   상기 각각의 래크기어(41)와 치합되어 래크기어(41)의 직선 운동에 의해 회전하며 상기 회전축(21)의 양측 단부에 고정되게 결합된 2개의 피니언기어(42)와;
   상기 각각의 래크기어(41)의 직선 운동을 안내하는 2개의 가이드부재;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 버터플라이형 스윙 체크밸브.
9. 제8항에 있어서, 상기 각각의 실린더몸체(31)와 밸브몸체(10)가 연결된 부분에는 밸브몸체(10)의 유로(11)를 통해 전방에서 후방으로 이동하는 유체를 실린더몸체(31) 내측으로 유도하기 위한 유체가이드(35)가 유로 내측으로 연장되게 설치된 것을 특징으로 하는 버터플라이형 스윙 체크밸브.
   

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