KR20180091124A - 다이어프램 밸브 - Google Patents

Abstract

유량의 증가가 가능하며, 더구나, 변동을 억제할 수 있는 다이어프램 밸브를 제공한다. 다이어프램 밸브(1)에 있어서, 유체 유입 통로(2a)로 유입된 유체가, 시트 홀더(5)에 마련된 관통 구멍(22a)을 통해 유체 유출 통로(2b)에 이르도록 이루어진다. 보디(2)의 오목부(2c)의 바닥면(13) 중에서, 시트(4)를 수취하는 시트 수취면(13a)과, 시트 홀더(5)를 수취하는 시트 홀더 수취면(13b)은, 동일 평면으로 형성된다. 보디(2)의 오목부(2c)의 바닥면에, 시트 홀더(5)에 마련된 관통 구멍(22a)을 바라보는 환형의 홈(14)이 형성된다.

Description

다이어프램 밸브{DIAPHRAGM VALVE}

본 발명은 다이어프램 밸브에 관한 것으로, 특히, 시트가 착탈 가능하게 시트 홀더에 유지되는 다이어프램 밸브에 관한 것이다.

다이어프램 밸브로서, 유체 유입 통로, 유체 유출 통로 및 상향으로 개구된 오목부가 마련된 보디와, 보디에 형성된 유체 유입 통로의 주연에 착탈 가능하게 배치된 시트와, 보디에 착탈 가능하게 배치되어 시트를 유지하는 시트 홀더와, 시트에 압박·이격됨으로써 유체 통로의 개폐를 행하는 다이어프램과, 다이어프램의 중앙부를 압박하는 다이어프램 누름부를 상하 이동시키는 상하 이동 수단을 구비하는 것이 알려져 있다(특허문헌 1 등).

시트 홀더에는, 유체 유출 통로에 통하는 복수의 관통 구멍이 형성되고, 다이어프램이 시트로부터 떨어진 개방 상태에서는, 유체 유입 통로로 유입된 유체는, 다이어프램과 시트 사이에 생긴 공간으로 유입되어, 유체 유출 통로에 연통되는 시트 홀더의 관통 구멍을 통해 유체 유출 통로에 이르도록 이루어져 있다.

특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2013-117269호 공보

상기 종래의 다이어프램 밸브에서는, 유량을 증가시키기 위해서는, 유체 유입 통로, 시트 홀더의 관통 구멍 및 유체 유출 통로의 직경을 크게 하는 것이 생각되지만, 보디의 형상을 크게 하는 일없이, 통로 직경 및 관통 구멍 직경을 크게 하는 것은 곤란하며, 시트 홀더를 사용하는 다이어프램 밸브에 있어서의 유량의 증가가 과제로 되어 있다. 또한, 유량을 증가시키는 사양으로 하면, 제조된 제품(각 다이어프램 밸브)별로 변동이 커지는 경향이 있어, 변동을 억제하는 것도 과제로 되어 있다.

본 발명의 목적은, 유량의 증가가 가능하며, 더구나, 변동을 억제할 수 있는 다이어프램 밸브를 제공하는 데 있다.

본 발명에 따른 다이어프램 밸브는, 유체 유입 통로, 유체 유출 통로 및 상향으로 개구된 오목부가 마련된 보디와, 보디에 형성된 유체 유입 통로의 주연에 착탈 가능하게 배치되는 시트와, 보디에 착탈 가능하게 배치되어 시트를 유지하는 시트 홀더와, 시트에 압박·이격됨으로써 유체 통로의 개폐를 행하는 다이어프램을 구비하고, 유체 유입 통로로 유입된 유체가, 시트 홀더에 마련된 관통 구멍을 통해 유체 유출 통로에 이르도록 이루어지는 다이어프램 밸브에 있어서, 보디의 오목부의 바닥면에, 시트를 수취하는 시트 수취면과 시트 홀더를 수취하는 시트 홀더 수취면이 형성되며, 보디의 오목부의 바닥면에, 시트 홀더에 마련된 상기 관통 구멍을 바라보는 환형의 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 것이다.

이 다이어프램 밸브에 따르면, 보디의 오목부의 바닥면에 시트 수취면 및 시트 홀더 수취면이 형성되는데, 보디의 오목부의 바닥면에 환형의 홈이 형성되지 않은 것과 비교하여, 유량의 증가가 가능하며, 더구나, 변동을 억제할 수 있다.

다이어프램 밸브는, 상하 이동 수단이 개폐 핸들 등의 수동 밸브여도 좋고, 상하 이동 수단이 적절한 액추에이터로 된 자동 밸브여도 좋으며, 자동 밸브의 경우의 액추에이터는, 유체(공기)압에 의한 것이어도 좋고, 전자력에 의한 것이어도 좋다.

시트 홀더는, 공지의 것으로, 예컨대, 천공 원판형이며, 시트를 유지하는 내주연부와, 소정 간격으로 유체 유출 통로에 통하는 복수의 관통 구멍이 형성된 중간 환형부와, 다이어프램의 외주연부를 끼워 유지하는 외주연부로 이루어지는 것으로 된다.

시트 수취면과 시트 홀더 수취면이 동일 평면으로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 시트 수취면, 시트 홀더 수취면 및 홈의 바닥면 중, 홈의 바닥면이 가장 하측에 형성되는 것이 바람직하다.

다이어프램 밸브는, 시트 홀더를 유지하는 리테이너를 더 구비하는 것이 바람직하다. 리테이너는, 예컨대, 대략 원통형이며, 시트 홀더의 외주연부를 수취하는 내향 플랜지부를 갖는 것이지만, 시트 홀더가 리테이너로부터 탈락하지 않는 구조이면, 어떠한 플랜지부의 형상이어도 좋고, 내향의 플랜지부 대신에, 시트 홀더를 유지하는 돌기 형상을 갖는 구성이어도 좋다.

시트는, 장기간 사용한 경우에, 교환되는 것이 바람직하고, 시트 홀더를 유지하는 리테이너를 구비하기 때문에, 리테이너를 제거함으로써, 리테이너에 유지된 시트 홀더 및 이것에 유지된 시트를 제거할 수 있어, 시트의 교환을 용이하게 행할 수 있다.

시트는, 예컨대 합성 수지제이지만, 금속제여도 물론 좋다. 시트 홀더 및 리테이너는, 금속제인 것이 바람직하다.

다이어프램은, 예컨대, 니켈 합금 박판으로 이루어지는 것이며, 원형으로 잘라내어, 중앙부를 상방으로 팽출시킨 뒤집힌 접시 형태로 형성된다. 다이어프램은, 예컨대, 스테인리스강 박판으로 이루어지는 것이나, 스테인리스강 박판과 니켈·코발트 합금 박판의 적층체로 이루어지는 것이어도 좋고, 다이어프램의 재료는, 특별히 한정되는 것이 아니다. 또한, 다이어프램은, 1장이어도, 복수매를 중첩한 적층체여도 좋고, 사양이나 조건 등에 따라 자유롭게 선택할 수 있다.

본 발명의 다이어프램 밸브에 따르면, 보디의 오목부의 바닥면에, 시트를 수취하는 시트 수취면과 시트 홀더를 수취하는 시트 홀더 수취면이 형성되고, 보디의 오목부의 바닥면에, 시트 홀더에 마련된 상기 관통 구멍을 바라보는 환형의 홈이 형성됨으로써, 보디의 오목부의 바닥면에 시트 수취면 및 시트 홀더 수취면만이 형성되어, 보디의 오목부의 바닥면에 환형의 홈이 형성되지 않은 것에 비해서, 유량의 증가가 가능하며, 더구나, 변동을 억제할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 다이어프램 밸브의 1실시형태를 나타내는 종단면도이다.
도 2는 다이어프램 밸브를 구성하는 시트 홀더를 확대하여 나타내는 도면으로, (a)는 평면도이며, (b)는 종단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 다이어프램 밸브의 비교예가 되는 다이어프램 밸브를 나타내는 종단면도이다.

본 발명의 실시형태를, 이하 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 다이어프램 밸브의 1실시형태를 나타내고 있으며, 다이어프램 밸브(1)는, 유체 유입 통로(2a), 유체 유출 통로(2b) 및 상방을 향하여 개구된 오목부(2c)를 갖는 블록형 보디(2)와, 보디(2)의 오목부(2c) 상부에 하단부가 나사 결합되어 상방으로 연장되는 원통형 본네트(3)와, 유체 유입 통로(2a)의 주연에 마련된 환형의 시트(4)와, 보디(2) 내의 시트(4)의 외주에 마련되어 시트(4)를 유지하는 시트 홀더(5)와, 시트(4)에 압박 또는 이격되어 유체 통로(2a)를 개폐하는 다이어프램(6)과, 다이어프램(6)의 중앙부를 누르는 다이어프램 누름부(8)를 하단에 가지고, 본네트(3) 내에 상하 이동 가능하게 삽입되어 다이어프램 누름부(8)를 통해 다이어프램(6)을 시트(4)에 압박·이격시키는 스템(7)과, 스템(7)을 하방으로 편향시키는 압축 코일 스프링(편향 부재)(9)과, 본네트(3) 내주에 배치되어 스템(7)의 상하 이동을 안내하며 또한 스템(7)의 이동 범위를 규제하는 가이드통(10)과, 다이어프램(6)의 외주연부 상면과 가이드통(10)의 하단 사이에 배치되어 다이어프램(6)의 외주연부를 시트 홀더(5)의 외주연부와의 사이에 끼워 유지하는 다이어프램 유지 링(11)과, 시트 홀더(5)를 유지하여 가이드통(10)의 하단부 및 다이어프램 유지 링(11)에 착탈 가능하게 부착된 리테이너(12)와, 유체 통로(2a)를 개폐하기 위해 스템(7) 및 다이어프램 누름부(8)를 압축 공기로 상하 이동시키는 상하 이동 수단(도시 생략)을 구비한다.

가이드통(10)은, 두꺼운 두께 부(10a)와, 그 상방으로 연속하는 얇은 두께 부(10b)로 이루어진다. 두꺼운 두께 부(10a)의 내주는, 얇은 두께 부(10b)의 내주보다 직경이 크고, 두꺼운 두께 부(10a)의 내주에 의해, 스템(7)에 마련된 플랜지부의 외주를 안내하도록 되어 있다. 두꺼운 두께 부(10a)의 외주는, 얇은 두께 부(10b)의 외주보다 직경이 크고, 두꺼운 두께 부(10a)의 상면[두꺼운 두께 부(10a)와 얇은 두께 부(10b) 사이의 단차면]에 의해, 본네트(3)의 하단면을 수취한다. 따라서, 본네트(3)가 보디(2)에 나사 결합됨으로써, 가이드통(10)은, 다이어프램 유지 링(11)을 하방으로 압박한다. 이렇게 하여, 가이드통(10)은, 스템(7)을 안내하기 위해서뿐만 아니라, 다이어프램 유지 링(11)을 보디(2)에 고정하기 위한 부재로도 되어 있으며, 가이드통(10)과 다이어프램 유지 링(11)을 합한 것이 다이어프램(6)의 외주연부를 시트 홀더(5)와의 사이에 끼워 유지하는 다이어프램 유지 부재를 구성한다.

시트 홀더(5)는, 금속제이며 천공 원판형이고, 도 2에 자세히 나타내는 바와 같이, 시트(4)를 유지하고 중앙 관통 구멍(22b)이 형성된 내주연부(21)와, 소정 간격으로 유체 유출 통로(2b)에 통하는 복수의 관통 구멍(외측 관통 구멍; 22a)이 형성된 중간 환형부(22)와, 다이어프램(6)의 외주연부를 끼워 유지하는 외주연부(23)로 이루어진다. 내주연부(21)의 하면과 외주연부(23)의 하면은 동일 평면이며, 내주연부(21)의 상면과 외주연부(23)의 상면도 동일 평면이다. 시트(4)는, 하방으로부터 시트 홀더(5)에 감입된다.

다이어프램(6)이 시트(4)로부터 떨어진 개방 상태에서는, 유체 유입 통로(2a)로 유입된 유체는, 다이어프램(6)과 시트(4) 사이에 생기는 공간으로 유입되어, 유체 유출 통로(2b)에 연통되는 시트 홀더(5)의 관통 구멍(22a)을 통해 유체 유출 통로(2b)에 이르도록 이루어진다.

시트(4)의 내주연부(21)의 하면과 외주연부(23)의 하면이 동일 평면인 것에 대응하여, 보디(2)의 오목부(2c)의 바닥면(13) 중 시트(4)를 수취하는 시트 수취면(13a)과 시트 홀더(5)를 수취하는 시트 홀더 수취면(13b)은, 동일 평면으로 형성된다.

보디(2)의 오목부(2c)의 바닥면(13)에는, 시트 홀더(5)에 마련된 관통 구멍(22a)을 바라보는 환형의 홈(14)이 형성된다. 도 2에 있어서, 이 환형의 홈(14)이 2점 쇄선으로 표시되어 있다.

또한, 내주연부(21)의 하면과 외주연부(23)의 하면은 동일 평면이 아니어도 좋고, 이것에 대응하는 시트 수취면(13a)과 시트 홀더 수취면(13b)도 동일 평면이 아니어도 좋다. 즉, 시트 수취면(13a)과 시트 홀더 수취면(13b) 및 홈(14)은 인접하게 되지만, 시트 홀더(5)의 관통 구멍(22a)의 하측에 홈(14)이 형성되면 좋고, 따라서, 시트 수취면(13a)과 시트 홀더 수취면(13b)과 홈(14)의 바닥면 중에서, 홈(14)의 바닥면이 가장 하측이 되도록, 시트 수취면(13a) 및 시트 홀더 수취면(13b)을, 홈(14)의 바닥면과 비교하여 높아지도록 형성하면 좋고, 그때, 시트 수취면(13a)과 시트 홀더 수취면(13b) 중 어느 것이 높아지는 구성이어도 좋다.

리테이너(12)는, 대략 원통형이며, 시트 홀더(5)의 외직경과 대략 같은 내직경을 가지며 가이드통(10)의 하단부 및 다이어프램 유지 링(11)의 외주에 감합되는 둘레벽(31)과, 둘레벽(31)의 하단부에 마련되어 시트 홀더(5)의 외주연부를 수취하는 내향 플랜지부(32)를 가지고 있다. 둘레벽(31)에는, 둘레벽(31)을 변형하기 쉽게 하기 위한 축 방향으로 연장되는 슬릿(도시 생략)이 4쌍 마련된다.

시트(4)는, 시트 홀더(5) 및 리테이너(12)로 이루어지는 다이어프램 밸브용 시트 홀더 유닛에 의해 유지되어, 보디(2) 내에 배치된다. 시트(4)는, 통상, 일정 기간 사용한 경우에 교환되도록 이루어져 있고, 시트(4)의 교환에 있어서는, 리테이너(12)를 제거함으로써, 시트 홀더(5) 및 이것에 유지된 시트(4)를 제거할 수 있다. 그리고, 시트(4)를 교환하고, 필요에 따라, 시트 홀더(5)도 교환하여, 시트 홀더(5) 및 리테이너(12)로 이루어지는 다이어프램 밸브용 시트 홀더 유닛에 시트(4)가 유지된 상태로, 보디(2) 내에 복귀된다. 이렇게 하여, 시트(4)의 교환을 용이하게 행할 수 있다. 리테이너(12)는, 소성 변형될 가능성이 거의 없기 때문에, 통상, 반복된 사용이 가능하고, 또한, 소성 변형하지 않음으로써, 시트(4)의 교환의 용이성이 장기간에 걸쳐 유지된다.

상기 다이어프램 밸브(1)의 유량을 유량 측정 장치로 측정한 결과를 표 1에 나타낸다. 표 1에 있어서, 비교예로 한 다이어프램 밸브를 도 3에 나타낸다. 도 3에 나타내는 다이어프램 밸브는, 도 1의 다이어프램 밸브(1)를 기준으로 하여, 보디(2)의 오목부(2c)의 바닥면(13)의 환형의 홈(14)이 없는 것이다. 또한, 유량 측정 장치는, 일정한 압력과 유량으로 샘플(이 경우는, 다이어프램 밸브)에 질소 가스를 공급함으로써, 샘플의 유량을 측정하는 것이며, 공지의 것이기 때문에, 그 상세한 설명은 생략한다. 표 1에는, 10개의 샘플의 각각의 값과 이들의 평균값 및 표준 편차를 나타내고 있다. 단위는, Nℓ/min 이다.

상기 유량 측정 결과에 따르면, 본 발명품[도 1에 나타낸 다이어프램 밸브(1)]은, 유량의 평균값이 13.29 Nℓ/min로서, 비교예의 유량의 평균값 11.02 Nℓ/min에 비해서 20％ 이상 증가했으며, 더구나, 그 변동(표준 편차)이, 1/7 미만으로 대폭 작아져 있다.

또한, 상기에 있어서, 다이어프램 밸브(1)로서, 리테이너(12)를 갖는 것을 나타내었지만, 다이어프램 밸브(1)는, 리테이너(12)를 갖지 않은 것이어도 물론 좋다.

다이어프램 밸브에 있어서는, 유량의 증가가 요구되고 있으며, 본 발명에 따르면, 변동을 억제하여, 유량을 증가시킬 수 있다. 따라서, 다이어프램 밸브의 성능 향상에 기여할 수 있다.

(1): 다이어프램 밸브, (2): 보디, (2a): 유체 유입 통로, (2b): 유체 유출 통로, (2c): 오목부, (4): 시트, (5): 시트 홀더, (6): 다이어프램, (13): 바닥면, (13a): 시트 수취면, (13b): 시트 홀더 수취면, (14): 환형의 홈

Claims (3)

1. 유체 유입 통로, 유체 유출 통로 및 상향으로 개구된 오목부가 마련된 보디와,
   보디에 형성된 유체 유입 통로의 주연에 착탈 가능하게 배치되는 시트와,
   보디에 착탈 가능하게 배치되어 시트를 유지하는 시트 홀더와,
   시트에 압박·이격됨으로써 유체 통로의 개폐를 행하는 다이어프램을 구비하고,
   상기 시트 홀더는 중앙 관통 구멍 및 상기 중앙 관통 구멍의 둘레에 배치되는 복수의 외측 관통 구멍을 가지며,
   상기 다이어프램이 상기 시트로부터 떨어진 개방 상태에서, 유체 유입 통로로 유입된 유체가 상기 시트 홀더의 상기 중앙 관통 구멍으로부터 상기 다이어프램과 상기 시트 사이에 발생한 공간에 유입하고, 상기 시트 홀더의 외측 관통 구멍을 통해 유체 유출 통로에 이르도록 이루어지는 다이어프램 밸브에 있어서,
   보디의 오목부의 바닥면에, 시트를 수취하는 시트 수취면과 시트 홀더를 수취하는 시트 홀더 수취면이 형성되며, 보디의 오목부의 바닥면에, 시트 홀더의 복수의 외측 관통 구멍을 바라보는 환형의 홈이 상기 복수의 외측 관통 구멍의 하측에 위치하도록 형성되고, 상기 시트 홀더의 상기 복수의 외측 관통 구멍을 통과한 유체는 상기 보디의 환형의 홈에 유입한 후에 상기 유체 유출 통로에 이르며,
   상기 환형의 홈의 직경 방향 폭은, 상기 외측 관통 구멍의 직경보다 큰 것을 특징으로 하는 다이어프램 밸브.
2. 제 1항에 있어서,
   시트 수취면과 시트 홀더 수취면이 동일 평면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 다이어프램 밸브.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   시트 수취면, 시트 홀더 수취면 및 홈의 바닥면 중, 홈의 바닥면이 가장 하측에 형성되는 것을 특징으로 하는 다이어프램 밸브.

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