KR20180068142A

KR20180068142A - 버터플라이형 체크밸브

Info

Publication number: KR20180068142A
Application number: KR1020160169790A
Authority: KR
Inventors: 김시범; 전락원; 이재훈; 이근호; 황교식
Original assignee: 동아대학교 산학협력단
Priority date: 2016-12-13
Filing date: 2016-12-13
Publication date: 2018-06-21
Also published as: KR101915177B1

Abstract

본 발명은 탄성체의 탄성력에 의해 디스크가 지지되어 개폐 동작을 수행할 수 있도록 함으로써 구성을 단순화시키고 제작 비용을 절감할 수 있는 버터플라이형 체크밸브에 관한 것으로, 본 발명에 따른 버터플라이형 체크밸브는, 전방에 유체가 유입되는 유입구가 형성되고 후방에 유체가 배출되는 배출구가 형성되어 있는 유로를 구비한 밸브몸체와; 상기 밸브몸체의 유로 내에 수평한 회전축을 중심으로 회전하도록 설치되어 유로를 개폐하는 디스크와; 상기 밸브몸체에 대해 상기 디스크의 일측에 유체의 유동 방향의 반대 방향으로 탄성력을 가하는 탄성부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

버터플라이형 체크밸브{Butterfly Type Check Valve}

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.

그러나 이러한 종래의 버터플라이형 체크밸브는 유로를 폐쇄할 때 디스크가 무게추로 작용해야 하므로 디스크의 무게가 증가하게 되므로 디스크의 제작 비용이 많이 들고, 개폐 작동 시에 발생하는 디스크 충격을 방지하기 위한 구조가 추가되어야 하므로 그 구조가 복잡한 문제가 있다.

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

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 탄성체의 탄성력에 의해 디스크가 지지되어 개폐 동작을 수행할 수 있도록 함으로써 구성을 단순화시키고 제작 비용을 절감할 수 있는 버터플라이형 체크밸브를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 디스크의 축을 밸브몸체에 용이하게 장착 및 분리할 수 있는 버터플라이형 체크밸브를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 버터플라이형 체크밸브는, 전방에 유체가 유입되는 유입구가 형성되고 후방에 유체가 배출되는 배출구가 형성되어 있는 유로를 구비한 밸브몸체와; 상기 밸브몸체의 유로 내에 수평한 회전축을 중심으로 회전하도록 설치되어 유로를 개폐하는 디스크와; 상기 밸브몸체에 대해 상기 디스크의 일측에 유체의 유동 방향의 반대 방향으로 탄성력을 가하는 탄성부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 한 형태에 따르면, 상기 디스크의 회전축은, 일단부가 개방된 중공관 형태로 되어 상기 디스크의 중심부에 수평하게 설치되며 다른 일단부에 디스크의 가장자리 외측으로 돌출되어 유로의 일측면에 형성된 홈에 회전 가능하게 삽입되는 제1힌지부가 돌출되게 형성되어 있는 고정축과; 상기 고정축의 개방된 일단부를 통해 고정축에 삽입되어 고정축에 대해 축방향으로 이동 가능하게 설치되며, 일단부에 상기 제1힌지부의 반대편에서 유로의 다른 일측면에 형성된 홈에 회전 가능하게 삽입되는 제2힌지부가 상기 고정축의 일단부 외측으로 돌출되게 형성되어 있는 가동축과; 상기 고정축 내에 설치되어 상기 가동축에 고정축의 축방향 외측으로 탄성력을 가하는 스프링;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 디스크가 탄성부재에 의해 탄력적으로 지지되어 개폐 동작이 이루어지므로 디스크의 무게를 대폭 경감시킬 수 있으며, 전체 구조를 단순화시킬 수 있는 효과가 있다.

또한 디스크의 회전축을 고정축과 가동축의 이중 축 구조로 구성함으로써 디스크를 밸브몸체의 유로 내에 용이하게 장착하고 분리할 수 있는 효과도 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 버터플라이형 체크밸브를 나타낸 종단면도로, 유로가 폐쇄된 상태를 나타낸다.
도 2는 도 1에 도시된 버터플라이형 체크밸브를 나타낸 종단면도로, 유로가 개방된 상태를 나타낸다.
도 3은 도 1에 도시된 버터플라이형 체크밸브를 나타낸 횡단면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 버터플라이형 체크밸브의 디스크에 구성되는 회전축의 일 실시예를 나타낸 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 회전축의 작동례를 나타낸 횡단면도이다.
도 6 및 도 7은 도 4에 도시된 회전축의 작동례를 나타낸 횡단면도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 버터플라이형 체크밸브의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 버터플라이형 체크밸브는, 밸브몸체(10)와, 상기 밸브몸체(10)의 유로(11) 내에 수평한 회전축(30)을 중심으로 회전하도록 설치되어 유로(11)를 개폐하는 디스크(20)와, 상기 밸브몸체(10)에 대해 상기 디스크(20)의 일측에 유체의 유동 방향의 반대 방향으로 탄성력을 가하는 탄성부재(40)와, 상기 디스크(20)의 전방에서 유로(11)의 상부에 전방에서 후방으로 하향 경사지게 설치되는 가이드판(50)을 포함한 구성으로 이루어진다.

상기 밸브몸체(10)는 전방에 유체가 유입되는 유입구(12)가 형성되고 후방에 유체가 배출되는 배출구(13)가 형성되어 있는 원통형의 유로(11)를 구비한다. 상기 유로(11)의 양측면에는 상기 디스크(20)의 회전축(30)의 양단부가 회전 가능하게 삽입되는 2개의 홈(15)이 서로 대향되게 형성되어 있다.

상기 유로(11)의 상단부에는 상기 디스크(20)가 유로(11)를 폐쇄하는 위치에서 디스크(20)의 후방면 상단부와 접촉하면서 디스크(20)의 회전을 제한하는 스톱퍼돌기(60)가 하측으로 돌출되게 형성되어 있다.

상기 디스크(20)는 상기 유로(11)와 대응하는 크기를 갖는 원반형으로 이루어져, 상기 회전축(30)을 중심으로 회전하면서 유로(11)를 개폐한다.

상기 탄성부재(40)는 일단이 상기 가이드판(50)에 지지되고 타단이 상기 디스크(20)의 상부에 지지되어, 디스크(20)의 상단부에 후방으로 탄성력을 가한다. 이 실시예에서 상기 탄성부재(40)는 '>' 형태로 절곡된 판스프링으로 되어, 유체의 압력에 의해 디스크(20)가 회전함에 따라 절곡된 부분이 접혔다 펴지면서 디스크(20)에 탄성력을 가한다.

상기 가이드판(50)은 상기 디스크(20)의 전방부 상측에 경사지게 설치되어 상기 탄성부재(40)를 지지함과 더불어 유체를 디스크(20)의 하측으로 유도하여 디스크(20)의 하부에 유체의 압력이 집중되도록 함으로써 유체의 압력이 일정 압력 이상이 될 때 디스크(20)가 원활하게 회전하여 개방될 수 있도록 하는 작용을 한다.

상기 가이드판(50)은 상단이 상기 유로(11)의 상단부 내면에 연접하고 하단이 상기 디스크(20)의 전방면 중심부에 연접하도록 설치됨이 바람직하다.

한편, 상기 디스크(20)의 회전축(30)은 디스크(20)를 밸브몸체(10)에 용이하게 장착 및 분리할 수 있도록 이중 축 구조를 갖는다. 즉, 도 4 내지 도7에 도시한 것과 같이 상기 회전축(30)은 디스크(20)에 고정되는 고정축(31)과, 상기 고정축(31) 내에 축방향으로 이동 가능하게 설치되는 가동축(32)과, 상기 고정축(31) 내에서 상기 가동축(32)에 고정축(31)의 축방향 외측으로 탄성력을 가하는 스프링(33)을 포함한다.

상기 고정축(31)은 일단부가 개방된 중공관 형태로 되어 상기 디스크(20)의 중심부에 수평하게 설치된다. 상기 고정축(31)은 상기 디스크(20)에 일체로 형성되는 것이 바람직하나, 디스크(20)와 개별체로 제작된 후 디스크(20)에 고정되게 결합될 수도 있다. 상기 고정축(31)이 디스크(20)에 일체로 형성되는 경우, 고정축(31)은 디스크(20)의 중심부에 단순한 원통형의 홈 형태로 이루어질 수 있다.

상기 고정축(31)의 다른 일단부, 즉 폐쇄된 일단부에는 디스크(20)의 가장자리 외측으로 돌출되어 상기 유로(11)의 일측면에 형성된 홈(15)에 회전 가능하게 삽입되는 제1힌지부(31a)가 돌출되게 형성되어 있다.

상기 가동축(32)은 상기 고정축(31)의 개방된 일단부를 통해 고정축(31)에 삽입되어 고정축(31)에 대해 축방향으로 이동 가능하게 설치된다. 상기 가동축(32)의 일단부에는 상기 제1힌지부(31a)의 반대편에서 유로(11)의 다른 일측면에 형성된 홈(15)에 회전 가능하게 삽입되는 제2힌지부(32a)가 상기 고정축(31)의 일단부 외측으로 돌출되게 형성되어 있다.

상기 스프링(33)은 압축코일스프링이나 판스프링 등을 적용하여 구성할 수 있으며, 가동축(32)에 외력이 가해지지 않을 경우 가동축(32)의 제2힌지부(32a)가 고정축(31)의 일단부 외측으로 돌출된 상태를 유지할 수 있도록 가동축(32)에 탄성력을 가한다.

따라서, 디스크(20)를 밸브몸체(10)에 설치할 때에는 제1힌지부(31a)를 밸브몸체(10)의 일측 홈(15)에 삽입한 후 가동축(32) 끝단의 제2힌지부(32a)를 눌러서 고정축(31) 내측으로 인입되게 한 상태에서 디스크(20)를 밸브몸체(10)에 대해 이동시키면, 가동축(32)의 제2힌지부(32a)가 밸브몸체(10)의 내면에 밀착된 상태로 이동하다가 밸브몸체(10)의 다른 일측 홈(15)과 일치하는 위치에 도달하면 가동축(32)이 스프링(33)의 탄성력에 의해 외측으로 튀어나오게 되어 제2힌지부(32a)가 홈(15)에 삽입된다.

이와 반대로 디스크(20)를 밸브몸체(10)에서 분리하고자 할 경우에는 가동축(32)을 고정축(31)의 내측으로 밀어 넣으면 제2힌지부(32a)가 홈(15)에서 빠져 나와 자유로운 상태가 되고, 이어서 제1힌지부(31a)를 중심으로 디스크(20)를 약간 회전시켜 제2힌지부(32a)가 홈(15)에서 벗어나게 한 후 디스크(20)를 밸브몸체(10)에 대해 이동시키면 디스크(20)가 간단히 분리될 수 있게 된다.

이러한 디스크(20)의 장착 및 분리 작업시 가동축(32)을 고정축(31)에 대해 용이하게 이동시킬 수 있도록 하기 위하여 상기 고정축(31)의 개방된 일단부에 축방향으로 일정 길이로 절개된 절개홈(35)을 형성하고, 상기 가동축(32)에 상기 절개홈(35)을 통해 외측으로 돌출되도록 작동편(34)을 반경방향으로 돌출되게 형성한다. 따라서 작업자가 가동축(32)의 작동편(34)을 잡고 고정축(31)의 절개홈(35)을 따라 슬라이딩시키면, 가동축(32)이 고정축(31)에 대해 축방향으로 이동하게 된다.

또한 상기 가동축(32)이 고정축(31) 내에 삽입된 상태에서 가동축(32)이 고정축(31)에서 의도치 않게 분리되는 현상을 방지하기 위하여, 상기 고정축(31)의 개방된 일단부에 이탈방지돌기(36)를 반경 방향 내측으로 돌출되게 형성하고, 상기 가동축(32)의 일단부에 상기 이탈방지돌기(36)에 접촉하면서 걸리는 걸림돌기(37)를 반경방향 외측으로 돌출되게 형성할 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 버터플라이형 체크밸브는 다음과 같이 작동한다.

도 1에 도시된 것과 같이 디스크(20)의 상단부가 스톱퍼돌기(60)의 전방면에 밀착되어 디스크(20)가 유로를 완전 폐쇄한 상태에서 상기 가이드판(50)에 의해 디스크(20)의 전방면 하부로 안내되는 유체의 압력이 상기 탄성부재(40)의 탄성력보다 커지게 되면, 도 2에 도시한 것처럼 디스크(20)가 도면상 반시계방향으로 회전하여 유로(11)가 개방된다.

이 때, 탄성부재(40)는 수축 변형되면서 탄성력이 축적되고, 유체의 압력이 탄성력보다 작은 크기로 저감되면 디스크(20)가 탄성부재(40)의 탄성력에 의해 도면상 시계방향으로 회전하게 된다. 다시 도 1에 도시한 것과 같이 상기 디스크(20)의 상단부가 스톱퍼돌기(60)에 접촉하여 더 이상 회전하지 못하게 되면, 유로(11)가 디스크(20)에 의해 완전히 폐쇄되어 유체가 더 이상 배출되지 않게 된다.

이와 같이 본 발명의 버터플라이형 체크밸브는 디스크(20)가 탄성부재(40)에 의해 탄력적으로 지지되어 개폐 동작이 이루어지므로 디스크(20)의 무게를 대폭 경감시킬 수 있으며, 전체 구조를 단순화시킬 수 있는 이점이 있다.

또한 디스크(20)의 회전축(30)을 고정축(31)과 가동축(32)의 이중 축 구조로 구성함으로써 디스크(20)를 밸브몸체(10)의 유로(11) 내에 용이하게 장착하고 분리할 수 있는 이점도 있다.

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 30 : 회전축
31 : 고정축 31a ; 제1힌지부
32 : 가동축 32a : 제2힌지부
33 : 스프링 34 : 작동편
35 : 절개홈 36 : 이탈방지돌기
37 : 걸림돌기 40 : 탄성부재
50 : 가이드판 60 : 스톱퍼돌기

Claims

전방에 유체가 유입되는 유입구(12)가 형성되고 후방에 유체가 배출되는 배출구(13)가 형성되어 있는 유로(11)를 구비한 밸브몸체(10)와;
상기 밸브몸체(10)의 유로(11) 내에 수평한 회전축(30)을 중심으로 회전하도록 설치되어 유로(11)를 개폐하는 디스크(20)와;
상기 밸브몸체(10)에 대해 상기 디스크(20)의 일측에 유체의 유동 방향의 반대 방향으로 탄성력을 가하는 탄성부재(40);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 버터플라이형 체크밸브.
제1항에 있어서, 상기 디스크(20)의 전방에서 유로(11)의 상부에 전방에서 후방으로 하향 경사지게 설치되는 가이드판(50)을 더 포함하며, 상기 탄성부재(40)는 일단이 상기 가이드판(50)에 지지되고 타단이 상기 디스크(20)의 상부에 지지되는 것을 특징으로 하는 버터플라이형 체크밸브.
제2항에 있어서, 상기 가이드판(50)은 상단이 상기 유로(11)의 상단부 내면에 연접하고 하단이 상기 디스크(20)의 전방면 중심부에 연접하는 것을 특징으로 하는 버터플라이형 체크밸브.
제2항에 있어서, 상기 탄성부재(40)는 '>' 형태로 절곡된 판스프링으로 된 것을 특징으로 하는 버터플라이형 체크밸브.
제1항에 있어서, 상기 유로(11)의 상단부에 돌출되게 형성되어, 상기 디스크(20)가 유로(11)를 폐쇄하는 위치에서 디스크(20)의 후방면 상단부와 접촉하면서 디스크(20)의 회전을 제한하는 스톱퍼돌기(60)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 버터플라이형 체크밸브.
제1항에 있어서, 상기 디스크(20)의 회전축(30)은,
일단부가 개방된 중공관 형태로 되어 상기 디스크(20)의 중심부에 수평하게 설치되며 다른 일단부에 디스크(20)의 가장자리 외측으로 돌출되어 유로(11)의 일측면에 형성된 홈(15)에 회전 가능하게 삽입되는 제1힌지부(31a)가 돌출되게 형성되어 있는 고정축(31)과;
상기 고정축(31)의 개방된 일단부를 통해 고정축(31)에 삽입되어 고정축(31)에 대해 축방향으로 이동 가능하게 설치되며, 일단부에 상기 제1힌지부(31a)의 반대편에서 유로(11)의 다른 일측면에 형성된 홈(15)에 회전 가능하게 삽입되는 제2힌지부(32a)가 상기 고정축(31)의 일단부 외측으로 돌출되게 형성되어 있는 가동축(32)과;
상기 고정축(31) 내에 설치되어 상기 가동축(32)에 고정축(31)의 축방향 외측으로 탄성력을 가하는 스프링(33);
을 포함하는 것을 특징으로 하는 버터플라이형 체크밸브.
제6항에 있어서, 상기 고정축(31)의 개방된 일단부에 축방향으로 일정 길이로 절개된 절개홈(35)이 형성되고, 상기 가동축(32)에 상기 절개홈(35)을 통해 외측으로 돌출되도록 작동편(34)이 반경방향으로 돌출되게 형성된 것을 특징으로 하는 버터플라이형 체크밸브.
제6항에 있어서, 상기 고정축(31)의 개방된 일단부에 이탈방지돌기(36)가 반경 방향 내측으로 돌출되게 형성되고, 상기 가동축(32)의 일단부에 상기 이탈방지돌기(36)에 접촉하면서 걸리는 걸림돌기(37)가 반경방향 외측으로 돌출되게 형성된 것을 특징으로 하는 버터플라이형 체크밸브.