KR20190006961A - 버터플라이 밸브 디스크 장치 - Google Patents

버터플라이 밸브 디스크 장치 Download PDF

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KR20190006961A
KR20190006961A KR1020187032628A KR20187032628A KR20190006961A KR 20190006961 A KR20190006961 A KR 20190006961A KR 1020187032628 A KR1020187032628 A KR 1020187032628A KR 20187032628 A KR20187032628 A KR 20187032628A KR 20190006961 A KR20190006961 A KR 20190006961A
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sealing
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페르 비그렌
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플로우멕스 아베
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Abstract

본 발명은 밸브 바디(104)의 개방위치와 폐쇄위치 간에 회전가능하게 이동될 수 있도록 배열되고, 상기 밸브 디스크의 외주에 배치된 원주방향으로 배열된 오목부(306)를 포함하는 밸브 디스크(106); 상기 밸브 디스크의 상기 원주방향으로 배열된 오목부 내에 배치되고 상기 밸브 디스크가 폐쇄위치에 배열될 때 상기 밸브 바디의 내부면에 대해 반경방향 씰을 제공하도록 구성된 씰링(108); 및 씰링의 제 2 면(312)과 원주방향으로 배열된 오목부의 제 2 면(310) 사이에 씰을 제공하기 위해 원주방향으로 배열된 오목부의 제 1 면(308)과 씰링의 제 1 면(304) 사이에 배열된 탄성부재(110)를 포함하는 버터플라이 밸브 디스크 장치(102)에 관한 것이다.

Description

버터플라이 밸브 디스크 장치
본 발명은 버터플라이 밸브 디스크 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 밸브 디스크와 씰링 사이에 배열된 탄성부재를 포함하는 버터플라이 밸브 디스크 장치에 관한 것이다. 본 발명은 또한 이러한 버터플라이 밸브 디스크 장치를 포함하는 버터플라이 밸브에 관한 것이다.
버터플라이 밸브는 대형 화물선, 제약 산업, 화학 산업 및 식품 산업 등과 같은 다양한 응용 분야에서 사용된다. 버터플라이 밸브의 목적은 매질 또는 흐름이 특정 공정 내에서 밸브를 통과하는 것을 제어 가능하게 방지하는 데 있다. 특정 타입의 매질 또는 흐름은 물론 용도의 적용에 따르나, 예를 들어, 다양한 종류의 액체 또는 기체일 수 있다.
버터플라이 밸브는 일반적으로 샤프트에 의해 밸브 바디에 연결된 원형모양의 밸브 디스크를 포함한다. 따라서, 샤프트와 밸브 디스크는 서로 연결되어 밸브 바디에 설치된다. 샤프트를 회전시킴으로써, 밸브 디스크는 액체 또는 기체가 버터플라이 밸브를 통과하는 것을 허용하는 개방상태에 위치될 수 있고, 액체 또는 기체가 버터플라이 밸브를 통과하는 방지하는 폐쇄상태에 위치될 수 있다. 밸브 디스크가 폐쇄상태에 위치될 때 액체 또는 기체가 버터플라이 밸브를 통과하는 것을 더 방지하기 위해, 원주방향으로 배열된 씰링이 밸브 디스크의 외주 주위에 종종 위치된다. 이로써, 밸브 디스크와 밸브 바디 사이에 반경방향 씰이 제공된다.
버터플라이 밸브의 예가 EP 2 515 014에 제시되어 있다. EP 2 515 014의 버터플라이 밸브는 샤프트 및 씰링을 수용하기 위한 개구를 갖는 디스크 부재를 포함한다. 버터플라이 밸브는 디스크 부재의 하부에서 볼트 및 너트에 의해 씰링을 디스크 부재에 연결시키는 리테이너를 더 포함한다.
EP 2 515 014의 버터플라이 밸브는 종래 기술과 관련하여 밸브 디스크에 대한 씰의 개선된 고정을 제공할 수 있으나, 예를 들어 개선된 씰링 및 사용되는 구성부품들의 개수를 줄이는 면에서 더 개선될 여지가 여전히 있다.
본 발명의 목적은 종래 기술의 단점을 적어도 부분적으로 극복한 버터플라이 밸브 장치를 제공하는 것이다. 이는 청구항 1에 따른 버터플라이 밸브 디스크 장치에 의해 달성된다.
본 발명의 제 1 태양에 따르면, 밸브 바디의 개방위치와 폐쇄위치 간에 회전가능하게 이동될 수 있도록 배열되고, 밸브 디스크의 외주에 배치된 원주방향으로 배열된 오목부를 포함하는 밸브 디스크; 상기 밸브 디스크의 상기 원주방향으로 배열된 오목부 내에 배치되고 상기 밸브 디스크가 폐쇄위치에 배열될 때 상기 밸브 바디의 내부면에 대해 반경방향 씰을 제공하도록 구성된 씰링; 및 씰링의 제 2 면과 원주방향으로 배열된 오목부의 제 2 면 사이에 씰을 제공하기 위해 원주방향으로 배열된 오목부의 제 1 면과 씰링의 제 1 면 사이에 배열된 탄성부재를 포함하는 버터플라이 밸브 디스크 장치가 제공된다. 씰링은 상기 씰링의 반경방향 하부에 축방향으로 뻗어 있는 돌기부를 더 포함하고, 상기 돌기부는 씰링의 제 1 면으로부터 멀어지는 방향으로 제 1 면으로부터 뻗어 있고, 씰링의 축방향으로 뻗어 있는 돌기부의 상부면은 상기 밸브 디스크가 폐쇄위치에 배치될 때 상기 탄성부재의 반경방향 하부로부터 0이 아닌 거리에 배치되어 있다.
탄성부재는 하기에 그리고 명세에 전체에 걸쳐 씰링의 제 1 면에 압력을 제공하도록 적용된 부재로서 해석되어야 한다. 탄성부재는 원주방향으로 배열된 오목부의 제 1 면과 씰링의 제 1 면 사이에 가압되기 위한 탄성 특성을 가질 수 있다. 따라서, 씰링의 제 1 면 또는 씰링의 제 1 면의 적어도 일부가 탄성부재로부터의 연속적인 압력에 노출된다.
더욱이, 원주방향으로 배열된 오목부는 외부 반경방향 위치로부터 중심부를 향하는 방향으로 반경방향으로 뻗어 있고 밸브 디스크의 원주방향 둘레에 배치된 오목부로 이해해야 한다.
본 발명의 이점은 씰링과 밸브 디스크 사이에 연속적인 축방향 씰이 제공된다는 점이다. 특히, 밸브 디스크와 씰링의 표면 사이에 연속적인 축방향 씰이 제공된다. 따라서, 본 발명의 씰링은 밸브 디스크가 폐쇄위치에 배치된 경우 밸브 바디의 내부면에 대해 반경방향 씰뿐만 아니라 원주방향으로 배열된 오목부의 표면에 대해 축방향 씰을 제공한다.
축방향 씰은 밸브가 폐쇄위치에 배치될 때 밸브 디스크 장치에 대한 씰링 특성을 더 개선하므로 유용하다. 이는 버터플라이 밸브 디스크 장치의 임의의 주어진 위치에, 즉, 개방위치, 폐쇄위치 또는 그 사이의 어느 한 위치에 먼지 입자 등이 씰링의 제 2 면과 원주방향으로 배열된 오목부의 제 2 면 간의 씰링 영역으로 미끄러져 들어가는 것이 방지되므로 달성된다. 먼지 입자 등이 씰링의 제 2 면과 원주방향으로 배열된 오목부의 제 2 면 사이로 지향되는 것을 방지함으로써 씰링뿐만 아니라 밸브 디스크 모두의 동작 수명이 증가될 것이다. 씰링은 원주방향으로 배열된 오목부의 적어도 제 2 면에 대해 반경방향으로 미끄러지는 이동가능부이다. 따라서, 먼지 입자 등이 이 슬라이딩면에 있다면, 각각의 부분의 표면구조가 마모되고 결국 교체되어야 할 것이다. 이는 씰링의 제 2 면과 원주방향으로 배열된 오목부의 제 2 면 간에 연속적 씰을 제공하는 탄성부재에 의해 방지된다. 따라서, 밸브 디스크가 개방위치에 배열될 때 또한 버터플라이 밸브 디스크 장치의 이 부분에 먼지 입자 등이 제공되는 것이 방지된다.
더욱이, 기술된 탄성부재를 사용하는 것은 예를 들어 가령 연료가스 애플리케이션과 같은 저압 애플리케이션에 유리하다. 이러한 애플리케이션에서, 버터플라이 밸브 디스크 장치의 개폐 동안 발생한 씰링의 반경방향 외부면과 밸브 바디의 내부면 사이의 마찰력은 이러한 유체/기체에 의한 씰링에 가해진 축방향 압축력에 비해 비교적 높다. 따라서, 탄성부재는 유체/기체의 낮은 압력을 보상하여 씰링 상에 충분한 축방향 힘을 제공한다.
또 다른 이점은 축방향 씰이 씰링의 전체 원주방향에 걸쳐 제공된다는 것이다. 밸브 디스크는 상기 밸브 디스크에 연결된 샤프트의 회전에 의해 개폐된다. 따라서, 밸브 디스크의 폐쇄시, 씰링의 반경방향 면과 밸브 바디의 내부면 사이에 작용하는 마찰력은 샤프트의 각 측면 상에 반대방향의 분력을 가질 것이다. 따라서, 샤프트의 일측에서, 밸브 바디와 씰링 간의 마찰력은 상기 씰링을 밸브 디스크의 원주방향으로 배열된 오목부의 제 2 면을 향해 힘을 가하는 한편, 샤프트의 다른 측 상에 밸브 바디와 씰링 사이의 마찰력은 상기 씰링을 밸브 디스크의 원주방향으로 배열된 오목부의 제 2 면으로부터 멀어지게 힘을 가할 것이다. 따라서, 탄성부재가 충분한 축방향 씰을 제공하는 원주상으로 배열된 오목부의 제 2 면에 대해 씰링을 유리하게 밀어낸다. 탄성부재가 없으면, 이에 따라, 씰링이 제 2 면으로부터 멀리 밀려날 것이다. 일예로서, 씰링 상에 가해지는 축방향 압축력은 바람직하게는 씰링의 반경방향 외부면과 버터플라이 밸브 디스크 배열의 개폐 동안 발생하는 밸브 바디의 내부면 사이의 마찰력을 초과해야 한다 .
종래 기술의 관점에서의 또 다른 이점으로서, 상술한 밸브 디스크 장치는 적절하게 기능하기 위해 적은 개수의 구성요소를 포함하므로, 경제적으로 유리한 제품을 제공한다. 또한, 버터플라이 밸브 디스크 장치의 구조는 상기 버터플라이 밸브 디스크 장치가 밸브 바디로부터 제거된 후에 탄성부재 및 씰링이 버터플라이 밸브 디스크 장치로부터 제거될 필요가 있기 때문에 부품이 느슨해지는 위험을 줄인다. 더욱이, 탄성부재는 축방향 프리텐션(pretenstion) 식으로 씰링을 제공하고, 상기 씰링은 밸브 바디에 대해 반경방향 프리텐션을 제공할 것이다. 이로써, 씰링면의 개선된 진동 특성이 제공된다.
게다가, 탄성부재는 씰링용 리테이너의 기능을 갖는다. 상세하게, 밸브 디스크가 개방될 때, 즉 폐쇄위치로부터 개방위치로 향할 때, 씰링은 반경방향으로 팽창할 것이다. 충분한 팽창 후, 씰링의 축방향으로 뻗어 있는 돌기부의 상부면은 탄성부재의 반경방향 하부와 맞닿을, 즉, 접촉할 것이다. 따라서, 탄성부재의 반경방향 하부는 씰링의 팽창량을 제어한다. 또한, 축방향으로 뻗어 있는 돌기부의 상부면과 탄성부재의 반경방향 하부 간의 0이 아닌 거리로 인해 밸브 디스크가 폐쇄위치에 배치될 때 씰링의 충분한 팽창이 가능해 진다. 이에 따라, 씰링과 밸브 바디 사이에 충분한 반경방향 압축력이 제공될 수 있다. 따라서, 축방향으로 뻗어 있는 돌기부는 씰링의 제 1 면에 직각인 면의 방향으로 뻗는다. 다시 말하면, 축방향으로 뻗어 있는 돌기부는 밸브 디스크가 폐쇄위치에 배치될 때 흐름 방향을 향하는 방향으로 뻗는다.
일 실시예에 따르면, 탄성부재는 축방향 스프링일 수 있다.
축방향 스프링은 버터플라이 밸브 디스크 장치의 축방향으로 압축을 제공하는 스프링을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 축방향 스프링은 씰링의 제 1 면에 대해 충분한 압축력을 제공하도록 선택될 수 있으며, 이 압축력은 디스크가 개폐될 때 씰링의 반경방향 상부면과 밸브 바디의 내부면 사이에서 발생하는 마찰력을 초과해야 한다.
예시적인 실시예에 따르면, 탄성부재는 오목부의 원주방향 둘레로 뻗어 있는 연속적인 축방향 스프링일 수 있다. 이로써, 씰링의 제 1 면 상에 연속적인 압축력이 원주방향 주위로 제공되어, 제 2 면 전체 주위로 충분한 축방향 씰이 제공된다.
일 실시예에 따르면, 씰링의 제 1 및 제 2 면은 씰링의 각 측면 상에 배치 된 축방향 대향면일 수 있다.
"축방향 대향면"이라는 표현은 2개의 면이 서로 수직으로 한정된 것으로 해석되어서는 안된다. 반대로, 제 1 및 제 2 면은 서로에 대해 약간 경사지게 배치될 수 있다. 따라서, "축방향 대향면"이라는 용어는 오히려 면이 축방향에서 볼 때 씰링의 상이한 측면 상에 배열되는 것을 의미한다.
예시적인 실시예에 따르면, 씰링은 피스톤링의 제 1 단부에 원주방향으로 뻗어 있는 돌기부 및 피스톤링의 제 2 단부에 있는 그루브부를 포함하는 피스톤링일 수 있으며, 원주방향으로 뻗어 있는 돌기부는 그루브부에 배열될 수 있다. 이로써, 기밀(氣密) 피스톤링이 제공된다.
기밀 피스톤링은 기체 또는 임의의 다른 유동 매질이 씰링 조인트를 통해 축방향 및 반경방향으로 전달되는 것을 방지하는 씰링이다. 기밀 피스톤링의 이점은 원주방향으로 뻗어 있는 돌기부 및 그루브부의 치수가 씰링의 단부 사이의 원주방향, 반경방향 및 축방향 갭을 대략 제거하는 것으로, 그렇지 않으면 상기 갭에서 밸브 디스크가 폐쇄위치에 배치될 때 씰링을 통해 기체들이 전달될 수 있다
밀봉 요소로서의 피스톤링 및 특히 기밀 피스톤링의 사용은 밸브 디스크 장치의 큰 온도 과도현상을 허용한다. 피스톤링은 디스크 또는 밸브 바디에 달라 붙을 위험없이 효율적인 씰을 유지하기 위해 유연하고 모양에 맞게 채택될 수 있다. 피스톤링은 기밀하게 제조되므로, 조인트에서 증가된 누설 지역없이 큰 온도 증가를 견딜수 있도록 설계될 수 있다. 따라서, 밀봉 요소로 피스톤링을 사용하는 방안은 다양한 타입의 고성능 밸브에 사용되는 정밀 그라운드 원추형 금속 시트에 비해 온도 과도현상에 덜 민감하다. 또한, 고성능 밸브는 디스크와 시트 사이에 갇힌 먼지와 입자에 매우 민감하다. 입자가 갇혀 디스크나 시트에 움푹 들어가면, 밸브가 새기 시작한다. 디스크와 시트 사이의 축방향 압력은 일반적으로 고성능 밸브의 기밀성을 달성하기 위해 매우 높다. 다른 한편으로, 기밀 피스톤링을 사용하면, 작동 동안 작동 중에 밀봉면에 압력 수준을 낮게 또는 적절하게 유지할 수 있다.
물론, 가령 듀플렉스 링, 즉 기밀 조인트들이 없는 하나 이상의 피스톤링의 조합과 같은 다른 대안적인 기밀 피스톤링도 또한 고려될 수 있다. 이로써, 복수의 피스톤링이 서로 반경방향 및/또는 축방향으로 배치되고, 각각의 단부는 서로에 대해 상이한 원주방향 위치에 배치된다.
일 실시예에 따르면, 원주방향으로 배열된 오목부는 씰링을 향한 방향으로 뻗어 있는 돌기부를 포함할 수 있다. 이로써, 오목부의 돌기부는 씰링이 오목부에서 기울어지는 것을 방지되도록 씰링에 대한 지지체로서 작용할 수 있다. 특히, 원주방향으로 배열된 오목부의 돌기부와 결부한 씰링의 돌기부는 씰링이 기울어지는 것을 방지하기 위한 유리한 지지를 제공할 수 있다. 따라서, 씰링은 안정된 수직 위치에 제공될 수 있다. 오목부의 돌기부는 오목부로의 밸브 디스크의 돌기부로 이해되어야 한다.
본 발명의 제 2 태양에 따르면, 밸브 바디 및 상기 밸브 바디의 개방위치와 폐쇄위치 간에 회전가능하게 이동될 수 있고, 밸브 디스크의 외주에 배치된 원주방향으로 배열된 오목부를 포함하는 밸브 디스크; 상기 밸브 디스크의 상기 원주방향으로 배열된 오목부 내에 배치되고 상기 밸브 디스크가 폐쇄위치에 배열될 때 상기 밸브 바디의 내부면에 대해 반경방향 씰을 제공하도록 구성된 씰링; 및 씰링의 제 2 면과 원주방향으로 배열된 오목부의 제 2 면 사이에 씰을 제공하기 위해 원주방향으로 배열된 오목부의 제 1 면과 씰링의 제 1 면 사이에 배열된 탄성부재를 포함하는 버터플라이 밸브 디스크 장치를 구비하는 버터플라이 밸브가 제공된다.
제 2 태양의 효과 및 특징은 본 발명의 제 1 태양와 관련하여 상술한 바와 대체로 유사하다.
본 발명의 다른 특징 및 이점은 청구범위 및 하기의 명세서를 연구할 때 명백해질 것이다. 당업자는 본 발명의 다른 특징들이 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 하기에 기술된 것 이외의 다른 실시예를 만들기 위해 조합될 수 있음을 안다.
본 발명의 내용에 포함됨.
본 발명의 상기 목적 및 추가 목적, 특징 및 이점은 본 발명의 예시적인 실시예에 대한 하기의 예시적이고 비제한적인 상세한 설명을 통해 더 잘 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 버터플라이 밸브의 사시도이다.
도 2는 도 1의 버터플라이 밸브의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 폐쇄위치에 있는 밸브 디스크 장치의 반경방향 횡단면도이다.
본 발명의 예시적인 실시예가 도시된 첨부도면을 참조로 본 발명을 하기에 더 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 많은 상이한 형태로 구체화될 수 있으며, 본 명세서에 나타낸 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안되며; 오히려, 이들 실시예는 철저하고 완전하게 제공된다. 동일한 참조부호는 명세서 전체에 걸쳐 동일한 요소를 의미한다.
특히 도 1을 참고하면, 일실시예에 따른 버터플라이 밸브(100)가 제공되어 있다. 버터플라이 밸브(100)는 버터플라이 밸브 디스크 장치(102)와 밸브 바디(104)를 포함한다. 하기에 더 기술된 버터플라이 밸브 디스크 장치(102)는 밸브 디스크(106), 씰링(108) 및 탄성부재(110)를 포함한다. 더욱이, 버터플라이 밸브(100)는 밸브 디스크(106) 및 적절한 개폐 장치(미도시)에 연결된 샤프트(112)를 포함한다. 따라서, 밸브 디스크(106)는 샤프트(112)를 회전시킴으로써 밸브 바디(104)에 대해 개폐된다.
또한, 버터플라이 밸브 디스크 장치(102)는 액체 및 기체가 버터플라이 밸브(100)를 통과하도록 허용되는 개방위치와, 액체 및 기체가 통과하는 것을 방지하는 폐쇄위치 사이로 밸브 바디(104)에서 이동 가능하게 배열된다. 폐쇄위치에 있는 경우, 씰링(108)은 밸브 바디(104)의 내부면(114)에 대해 반경방향 씰을 제공한다. 또한, 탄성부재(110)는 씰링을 위한 축방향 밀봉을 제공하며, 이는 도 3의 설명과 관련하여 아래에서 더 상세히 설명할 것이다.
도 1의 밸브 디스크(100)와 관련 구성요소의 분해 사시도인 도 2를 참조하면, 도 2는 버터플라이 밸브 디스크 장치(102) 및 밸브 바디(104)를 보다 상세히 도시한다. 상술한 바와 같이, 버터플라이 밸브 디스크 장치(102)는 밸브 디스크(106), 씰링(108) 및 탄성부재(110)를 포함한다.
도 2에 도시된 씰링(108)의 상세한 부분을 특히 참조하면, 씰링(108)은 이 실시예에 따르면 기밀(氣密) 피스톤링(208)으로서 배열된다. 기밀 피스톤링(208)은 상기 피스톤링(208)의 제 1 단부(204)에서 원주방향으로 뻗어 있는 돌기부(202)를 포함한다. 원주방향으로 뻗어 있는 돌기부(202)는 그루브부(206)에 배치되고, 상기 그루브부(206)는 피스톤링(208)의 제 2 단부(210)에 배열된다. 원주방향에서 본 바와 같이 제 2 단부(210)의 횡단면은 반경방향에서 본 바와 같이 상부와 하부를 갖는 L자 형상으로 형성된다. L자 형상의 횡단면 하부는 피스톤링의 축방향 두께가 상기 L자 형상의 횡단면 상부의 축방향 두께보다 더 크다. 따라서, 그루브부(206)는 제 2 단부(210)에 직각인 표면으로부터 멀어지는 방향으로 제 2 단부(210)로부터 원주방향으로 뻗어 있다. 더욱이, 원주방향으로 뻗어 있는 돌기부(202)는 피스톤링(208)의 총 반경방향 높이(214)보다 작은 반경방향 높이(212)를 포함한다. 따라서, 그루브부(206)는 당연히 원주방향으로 뻗어 있는 돌기부(202)를 수용하기 위한 치수가 된다. 원주방향으로 뻗어 있는 돌기부(202)와 그루브부(206)에 의해, 기체 흐름(액체 뿐만 아니라 기체 모두)이 피스톤링을 통해 축방향뿐만 아니라 반경방향 모두로부터 흐르는 것이 방지된다. 씰링(108)의 상기 기하학적 속성에 의해, 축방향 및 반경방향 흐름 모두가 중첩 조인트를 통과하는 것이 방지된다. 버터플라이 밸브 디스크 장치(102)의 흐름 방향이 화살표(250)로 도 2에 도시되어있다. 따라서, 상술한 씰링은 흐름 방향(250)으로 기밀(氣密)된다. 씰링은 상기 씰링 상에 작용하는 매질 유도성 축방향 힘이 탄성부재에 의해 유도된 힘보다 클 때까지, 즉, 씰링(108)의 제 2 면(312)이 오목부의 제 2 면(310)과 접촉이 느슨해질 때까지 흐름 반대방향으로도 또한 기밀된다(도 3 참조).
기밀 피스톤링(208)의 다른 대안도 물론 착안될 수 있다. 예를 들어, 복수의 피스톤링이 반경방향 및/또는 축방향으로 나란히 배열될 수 있다. 이 배열에서, 복수의 피스톤링 각각에 대해 다른 원주방향 위치들에서 제 1 단부(204) 및 제 2 단부(210) 간의 거리(216)가 정해진다. 이로써, 복수의 피스톤링을 통한 반경방향 및 축방향 흐름을 방지하는 기밀 피스톤링 어셈블리가 배열된다. 이점적인 것은 흐름 매질 압력 레벨에 무관하게 기밀 피스톤링 어셈블리는 흐름방향(250)뿐만 아니라 도시된 흐름방향(250)에 반대방향으로 모두 기밀된다는 것이다.
따라서, 버터플라이 밸브 디스크 장치(102)가 개방위치에 배치될 때, 씰링(108), 즉 피스톤링(208)이 반경방향으로 팽창되어, 제 1 단부(204) 및 제 2 단부(210) 간의 거리(216)가 증가하게 되는 것을 알아야 한다. 버터플라이 밸브 디스크 장치(102)가 폐쇄위치에 배치될 때, 밸브 바디(104)의 내부면(114)은 제 1 단부(204) 및 제 2 단부(210) 간의 거리(216)를 줄이기 위해 씰링(108)에 대해 가압할 것이며, 상기 내부면(114)은 상기 버터플라이 밸브 디스크 장치(102)가 개방위치에 배치될 경우 씰링(108)의 외주에 비해 더 작은 외주를 갖는다.
폐쇄위치에 있는 버터플라이 밸브 디스크 장치(102)의 횡단면도인 도 3을 참조한다. 특히, 도 3은 밸브 디스크(106), 씰링(108), 탄성부재(110) 및 밸브 바디(104)의 부분을 도시한 것이다. 상기와 같이, 버터플라이 밸브 디스크 장치(102)는 밸브 바디(104)의 폐쇄위치에 배치되어 있다. 이로써, 씰링(108)의 반경방향 외부면(302)은 밸브 바디(104)의 내부면(114)에 대한 반경방향의 압력을 갖게 배치되어 그 사이에 씰을 제공한다.
밸브 디스크(106)는 상기 밸브 디스크(106)의 외주 둘레에 배열된 원주방향으로 배열된 오목부(306)를 포함한다. 밸브 디스크(106)의 원주방향으로 배열된 오목부(306)는 적어도 부분적으로 탄성부재(110)와 씰링(108)을 수용하도록 배열된다. 이로써, 탄성부재(110)와 씰링(108)은 원주방향으로 배열된 오목부(306)의 제 1 면(308) 및 제 2 면(310) 간의 축방향에 위치된다. 제 1 면(308) 및 제 2 면(310)은 서로 마주보는 면들로 배치되고, 일예에 따르면, 실질적으로 서로 평행일 수 있다.
더욱이, 하기에서 또한 축방향 스프링이라고도 하는 탄성부재(110)는 씰링(108)의 제 1 면(304)에 대해 축방향 압축력을 제공하도록 배열된다. 씰링(108)의 제 1 면(304)은 바람직하게는 씰링의 반경방향 및 원주방향으로 확장부를 갖는다. 이로써, 탄성부재(110)는 원주방향으로 배열된 오목부(306)의 제 1 면(308)과 씰링(108)의 제 1 면(304) 간에 압축력을 가진 채 배열된다. 탄성부재의 압축력은 바람직하게는 씰링을 적소에 유지시키기 위해 버터플라이 밸브 디스크 장치(102)의 개폐시 밸브 바디(104)의 내부면(114)과 씰링(108)의 외부면(302) 간에 발생한 마찰력을 초과해야 한다. 탄성부재(110)의 이 압축력은 씰링(108)의 제 2 면(312)과 원주방향으로 배열된 오목부(306)의 제 2 면(310) 간에 압축력을 제공할 것이다. 따라서, 씰링(108)의 제 2 면(312)과 원주방향으로 배열된 오목부(306)의 제 2 면(310) 간에 씰이 제공된다. 이는 입자들이 원주방향으로 배열된 오목부(306)의 제 2 면(310)뿐만 아니라 씰링(108)의 제 2 면(312)에 손상을 줄 수 있는 이 영역에 입자들이 접근하는 것이 방지되기 때문에 이점적이다. 따라서, 씰링(108)의 제 2 면(312)과 원주방향으로 배열된 오목부(306)의 제 2 면(310)은 서로 접촉해 배열되며, 접촉은 슬라이드식 접촉면으로 버터플라이 밸브 디스크 장치(102)의 개폐시 밸브 디스크(106)에 대한 씰링(108)의 반경방향 이동이 허용되는 것을 의미한다.
게다가, 탄성부재(110)는 밸브 디스크(106)의 외주부와 접촉해 배열된 상부(314)를 또한 포함한다. 상세하게, 탄성부재(110)의 상부(314)는 밸브 디스크(106)의 외주부에 대해 반경방향 하방 압축력을 제공하도록 배열된다. 이는 프리텐션(pretension)으로 탄성부재(110)의 상부(314)를 배열함으로써 달성된다. 반경방향 압축력은 탄성부재(110)와 밸브 디스크(106)의 외주부 사이에 개선된 밀봉을 제공한다. 또한, 탄성부재(110)는 후술된 반경방향 하부(316)를 포함한다.
도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 씰링(108)은 반경방향 하부에 축방향으로 뻗어 있는 돌기부(315)를 포함한다. 축방향으로 뻗어 있는 돌기부(315)는 씰링(108)의 제 1 면(304)으로부터 멀어지는 방향으로 제 1 면(304)으로부터 뻗어 있고, 상부의 실질적인 수평면(318)과 실질적인 수직 단부면(320)을 포함한다. 축방향으로 뻗어 있는 돌기부(315)는 제 1 면(304)에 직각인 면의 방향으로, 제 1 면(304)으로부터 뻗어 있다. 따라서, 밸브가 닫힌 경우, 상술한 흐름방향(250)을 향하는 방향으로, 상부면(318)은 바람직하게는 탄성부재(110)의 반경방향 하부(316)로부터 0이 아닌 거리에 배열된다. 이로써, 탄성부재(110)는 버터플라이 밸브 디스크(102)의 개방시 씰링(108)의 반경방향 확장에 대한 스톱(stop)으로서 기능할 수 있다. 더욱이, 돌기부(315)의 상부면(318)과 탄성부재(110)의 반경방향 하부(316) 간의 수직 거리는 또한 돌기부(315)의 수직 단부면(324)의 수직 거리보다 더 작을 수 있다. 따라서, 축방향으로 뻗어 있는 돌기부는 탄성부재(110) 아래에 반경방향으로 배열된다.
더욱이, 원주방향으로 배열된 오목부(306)는 상기 원주방향으로 배열된 오목부(306)의 제 1 면(308)에서 멀어지는 방향으로 그리고 씰링(108)을 향하는 방향으로 뻗어 있는 돌기부(322)를 포함한다. 돌기부(322)의 단부면(324)은 씰링(108)의 축방향으로 뻗어 있는 돌기부(322)의 실질적인 수직 단부면(320)과 접촉해 배열된다. 이 접촉은 또한 버터플라이 밸브 디스크 장치(102)의 개폐시 밸브 디스크(106)에 대한 씰링(108)의 반경방향 이동이 허용되는 것을 의미하는 슬라이드식 접촉면이다. 더욱이, 씰링(108)의 맞은편 축방향 측면 상에 배열된 2개의 슬라이드식 접촉면은 원주방향으로 배열된 오목부(306)에 씰링(108)의 안정성을 향상시킴에 따라 씰링(108)이 기울어지는 것을 방지하기 때문에 유리하다.
본 발명은 상술되고 도면에 도시된 실시예들에 국한되지 않는 것을 알아야 한다; 오히려, 당업자는 많은 변경 및 변형이 청구범위 내에서 이루어질 수 있음을 인식할 것이다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같은 2개의 기밀식 피스톤링이 사용될 수 있는데, 여기서 2개의 기밀 피스톤링은 서로 마주보게 배치되어 있다.

Claims (7)

  1. - 밸브 바디(104)의 개방위치와 폐쇄위치 간에 회전가능하게 이동될 수 있도록 배열되고, 밸브 디스크의 외주에 배치된 원주방향으로 배열된 오목부(306)를 포함하는 밸브 디스크(106);
    - 상기 밸브 디스크의 상기 원주방향으로 배열된 오목부 내에 배치되고 상기 밸브 디스크가 폐쇄위치에 배열될 때 상기 밸브 바디의 내부면(114)에 대해 반경방향 씰을 제공하도록 구성된 씰링(108); 및
    - 씰링(108)의 제 2 면(312)과 원주방향으로 배열된 오목부(306)의 제 2 면(310) 사이에 씰을 제공하기 위해 원주방향으로 배열된 오목부(306)의 제 1 면(308)과 씰링의 제 1 면(304) 사이에 배열된 탄성부재(110)를 포함하는, 버터플라이 밸브 디스크 장치(102)로서,
    씰링(108)은 상기 씰링(108)의 반경방향 하부에 축방향으로 뻗어 있는 돌기부(315)를 포함하고, 상기 돌기부(315)는 씰링(108)의 제 1 면(304)으로부터 멀어지는 방향으로 제 1 면(304)으로부터 뻗어 있고, 씰링의 축방향으로 뻗어 있는 돌기부(315)의 상부면(318)은 상기 밸브 디스크(106)가 폐쇄위치에 배치될 때 상기 탄성부재(110)의 반경방향 하부(316)로부터 0이 아닌 거리에 배치되는 것을 특징으로 하는 버터플라이 밸브 디스크 장치(102).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 탄성부재(110)는 축방향 스프링인 버터플라이 밸브 디스크 장치(102).
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 탄성부재(110)는 상기 오목부(306)의 원주방향 주위로 뻗어 있는 연속적인 축방향 스프링인 버터플라이 밸브 디스크 장치(102).
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    씰링(108)의 제 1 면(304) 및 제 2 면(312)은 씰링(108)의 각 측면 상에 배열된 축방향 대향면인 버터플라이 밸브 디스크 장치(102).
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    씰링(108)은 피스톤링의 제 1 단부(204)에서 원주방향으로 뻗어 있는 돌기부(202) 및 피스톤링의 제 2 단부(210)에서 그루브부(206)를 포함하는 피스톤링이고, 상기 원주방향으로 뻗어 있는 돌기부(202)는 상기 그루브부(206) 내에 배치되어 있는 버터플라이 밸브 디스크 장치(102).
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    원주방향으로 배열된 오목부(306)는 씰링(108)을 향하는 방향으로 뻗어 있는 돌기부(322)를 포함하는 버터플라이 밸브 디스크 장치(102).
  7. 밸브 바디(104); 및
    밸브 바디의 개방위치와 폐쇄위치 간에 회전가능하게 이동될 수 있고, 밸브 디스크의 외주에 배치된 원주방향으로 배열된 오목부(306)를 포함하는 밸브 디스크(106); 상기 밸브 디스크의 상기 원주방향으로 배열된 오목부(306) 내에 배치되고 상기 밸브 디스크가 폐쇄위치에 배열될 때 상기 밸브 바디의 내부면(114)에 대해 반경방향 씰을 제공하도록 구성된 씰링(108); 및 씰링(108)의 제 2 면(312)과 원주방향으로 배열된 오목부(306)의 제 2 면(310) 사이에 씰을 제공하기 위해 원주방향으로 배열된 오목부(306)의 제 1 면(308)과 씰링의 제 1 면(304) 사이에 배열된 탄성부재(110)를 포함하는 버터플라이 밸브 디스크 장치(102)를 구비하는 버터플라이 밸브(100)로서,
    씰링(108)은 상기 씰링(108)의 반경방향 하부에 축방향으로 뻗어 있는 돌기부(315)를 포함하고, 상기 돌기부(315)는 씰링(108)의 제 1 면(304)으로부터 멀어지는 방향으로 제 1 면(304)으로부터 뻗어 있으며, 씰링(108)의 축방향으로 뻗어 있는 돌기부(315)의 상부면(318)은 상기 밸브 디스크(106)가 폐쇄위치에 배치될 때 탄성부재(110)의 반경방향 하부(316)로부터 0이 아닌 거리에 배치되는 것을 특징으로 하는 버터플라이 밸브.
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