KR20200079912A - 버터플라이 밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 버터플라이 밸브에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유체의 흐름을 막는 버터플라이형 디스크의 구조를 개선하여, 디스크와 시트와의 보다 밀착된 구조를 도모하여 디스크의 움직임을 방지하고 이에 따라 디스크의 뒤트림을 방지하기 위한 버터플라이 밸브에 관한 것이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 버터플라이 밸브는 밸브의 스탬에 고정되어, 중심축을 기준으로 회전에 의해 유체의 흐름을 막거나 여는 원판형의 디스크와, 상기 밸브의 몸체 내에 설치되는 원통형의 밸브 시트를 포함하는 버터플라이 밸브로서, 상기 원판형의 디스크의 좌우 양쪽에는 외측으로 돌출된 돌출부가 형성되며, 상기 밸브 시트의 안쪽 내면에는 상기 디스크의 돌출부를 가이드하고 수용하는 요홈부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

버터플라이 밸브{butterfly valve}

본 발명은 버터플라이 밸브에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유체의 흐름을 막는 버터플라이형 디스크의 구조를 개선하여, 디스크와 시트와의 보다 밀착된 구조를 도모하여 디스크의 움직임을 방지하고 이에 따라 디스크의 뒤트림을 방지하기 위한 버터플라이 밸브에 관한 것이다.

버터플라이 밸브는 일명 "접이형 변이" 또는 "접형 변이"라고도 일컬어 지는 밸브로서, 원판의 형상을 가진 디스크의 회동동장에 따라 밸브를 개폐시켜 유량을 조절할 수 있는 밸브를 말한다.

버터플라이 밸브는 관로 사이에 설치되며, 내부에는 유로가 형성된 밸브 몸체와, 구동원의 동력으로 회전하며 디스크를 회동시키는 회동축 및 구동축에 결합되며 밸브 몸체의 유로를 개폐시키는 디스크를 포함한다.

일예로, 밸브 몸체의 내주면에는 환형의 밸브몸체 시트가 형성되고, 밸브몸체 시트에 인접하는 밸브 디스크의 외주면에는 밸브 몸체 시트에 밀착되는 실링부재가 장착되어 밸브의 밀폐시에 기밀이 유지도록 구성된 버터플라이 밸브가 개시된다. 이 경우, 실링부재는 주로 고무 등의 유연한 탄성소재가 사용된다. 그러나, 탄성소재의 실링부재를 사용하는 경우에는 밸브 몸체 시트와의 밀착성이 우수하여 밸브의 기밀성을 높일수 있다는 장점은 있으나, 그 강도면에서 매우 취약하여 작은 개폐동작에따른 밸브 몸체 시트와의 마찰, 이송유체로부터의 충격, 배관 내의 이물질 등에 의해 쉽게 파손되어 수명이 매우 짧다는 단점이 있다.

이러한 단점을 극복하기 위해서, 금속재 실링부재를 사용하는 경우도 있으나, 금속재 실링부부재는 탄력이나 유연성이 고무재 탄성소재에 비하여 떨어지고, 단단하기 때문에 밸브 몸체 시트와의 밀착성이 떨어져 밸브의 차단시에 기밀성이 나빠지는 문제가 있었다.

또한, 종래의 버터플라이 밸브는 밸브가 닫혔을 때 유체의 힘이 디스크에 지속적으로 인가되는 데, 이로 인해, 디스크가 흔들리거나 심한경우 디스크가 뒤틀릴 위험이 상존하는 문제가 있었다.

한국특허공보 제10-1109471호(2012. 01. 18 등록)

본 발명의 목적은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 디스크와 시트의 구조를 개선하여 디스크와 시트와의 보다 밀착된 구조를 도모하고, 밸브를 닫았을 때 유체의 힘에 의해서 디스크가 흔들리거나 뒤틀림은 방지할 수 있는 버터플라이 밸브를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 버터플라이 밸브는 밸브의 스탬에 고정되어, 중심축을 기준으로 회전에 의해 유체의 흐름을 막거나 여는 원판형의 디스크와, 상기 밸브의 몸체 내에 설치되는 원통형의 밸브 시트를 포함하는 버터플라이 밸브로서, 상기 원판형의 디스크의 좌우 양쪽에는 외측으로 돌출된 돌출부가 형성되며, 상기 밸브 시트의 안쪽 내면에는 상기 디스크의 돌출부를 가이드하고 수용하는 요홈부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시예에 따르면, 상기 돌출부는 사각형 단면 구조를 지니며, 상기 요홈부는 입구측은 사각형 형상이며, 단면이 반원호의 반쪽 형상을 가진다.

바람직한 실시예에 따르면, 상기 돌출부는 상기 디스크에 별도의 부재로서 결합되는 것이 아니라, 상기 디스크를 절삭가공하여 일체로 형성된다.

바람직한 실시예에 따르면, 상기 요홈부의 일측면에는 상기 디스크가 과회전하는 것을 방지하도록 상기 돌출부이 걸리게 하는 걸림턱이 형성된다.

이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명의 버터플라이 밸브는 밸브를 열고 닫을 때 디스크의 돌출부는 시트의 요홈부를 따라 가이드되고 중앙에 수용됨으로 안정적으로 밸브의 개폐가 가능하다. 이에 따라, 디스크의 좌우 양측의 돌출부로 인하여 디스크 움직임을 최대한 잡아주고, 유체에 의한 심한 충격으로 발생될 수 있는 뒤틀림 현상을 방지할 수 있다는 장점이 있다.

종래의 버터플라이 밸브는 밸브가 닫혔을 때 유체의 힘에 의해 디스크가 흔들리는 현상이 발생되나, 본 발명에서는 밸브가 닫혔을 때 디스크 양측의 돌출부가 시트의 요홈부 중앙에 삽입된 상태를 유지함으로 디스크의 흔들림을 방지하여 밸브의 신뢰성을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 버터플라이 밸브의 분리사시도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 버터플라이 밸브의 디스크와 시트와의 결합을 나타내는 단면도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 버터플라이 밸브의 작동원리를 설명하기 위한 단면도.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

아래 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 상세히 설명한다. 도면에 관계없이 동일한 부재번호는 동일한 구성요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.

비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도있음은 물론이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 버터플라이 밸브의 분리사시도이며, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 버터플라이 밸브의 디스크와 시트와의 결합을 나타내는 단면도이며, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 버터플라이 밸브의 작동원리를 설명하기 위한 단면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 버터플라이 밸브는 기본적으로 버터플라이밸브 몸체(10), 상기 버터플라이밸브 몸체내에 안치되는 원통형의 밸브 시트(20)와, 상기 원통형 밸브 시트 내에 삽입되어 중심축을 기준으로 회전에 의해 관로내에 흐르는 유체의 흐름을 막거나 여는 원판형의 디스크(30)를 포함한다.

먼저, 버터플라이밸브 몸체(10)는 버터플라이밸브 외형의 하우징으로서, 버터플라이밸브의 전체적인 형상을 잡는 부분이다. 몸체(10)는 일반적으로 도시된 바와 같이, 상부몸체와 하부몸체로 이루어져 있으며, 상부몸체와 하부몸체는 내부에 원통형의 밸브 시트를 삽입한 상태에서 좌우 양측의 체결볼트(40)을 이용하여 체결함으로써 완성된다. 상부몸체의 상부에는 원통관(12)이 일체로 형성되는 데, 상기 원통관(12)은 디스크(30)에 결합된 상부 스탬(34)이 통과한다. 즉, 상기 원통관은 상부 스탬을 보호하는 부분이다.

상부스탬의 회전에 의해서 버터플라이밸브의 디스크(30)가 회전하여 유체의 흐름을 막거나 개방하는 데, 상부 스탬(34)을 회전시키기 위한 장치 등은 도면에서 생략하였다. 상부스탬(34)을 회전시키는 방식은 전기식, 기계식 등 매우 다양하며, 그 구조 또한 매우 다양하다. 본 발명에 있어서, 상부스탬을 회전시키는 장치는 일반적인 종래 방식이 모두 적용가능하다.

몸체(10)의 내부에는 원통형의 밸브시트(20)이 설치된다. 밸브시트(20)는 회전가능한 디스크(30)를 내부에 위치시켜 디스크의 회전에 따라, 디스크가 밸브 시트 내부를 모두 막으면 유체의 흐름이 폐쇄하고, 디스크가 밸브 시트 내부를 개방하면 유체의 흐름이 개방된다.

원통형 밸브시트(20)의 상부 및 하부에는 디스크의 스탬이 통과하기 위한 관통공이 각각 형성된다.

본 발명에 있어, 밸브시트(20)의 좌우측 안쪽 내측면에는 요홈부(22)가 형성된다. 요홈부(22)는 상기 원판형 디스크(30)의 좌우측 양측에 외측으로 형성되는 돌출부(32)를 가이드하고 수용하는 부분이다.

원판형 디스크(30)은 관내를 흐르는 유체의 흐름을 막거나 열도록 원판형의 구조를 지니며, 상부에는 상부스탬(34)이, 하부측에는 하부 스탬(36)이 각각 형성되어, 밸브시트(20)의 상하부측에 형성된 관통공에 삽입된다. 원판형 디스크는 상부스탬과 하부스탬을 연결하는 축인 중심축을 기준으로 회전하여 유체의 흐름을 막는 부분이다.

본 발명에 있어서, 원판형 디스크(30)의 좌우측에는 외측으로 돌출부(32)가 형성된다. 원판형 디스크(30)의 돌출부(32)에 대응하도록 밸브시트(20)의 내측면에는 요홈부(22)가 좌우측 각각 형성된다.

바람직하게는 원판형 디스크(30)의 돌출부(32)는 도시된 바와 같이 사각형 단면 구조를 지니는 데, 이는 제작상의 편리함과, 요홈부와의 결합시 이격공간을 최소화하기 위해서이다.

바람직하게는 밸브시트(20)의 요홈부(22)는 도시된 바와 같이, 원판형 디스크(30)의 돌출부(32)의 사각형 단면 구조에 대응하도록, 입구측은 사각형 형상을 지니며, 단면은 반원호 형상의 반쪽 형상(

)을 지닌다. 즉, 원판형 디스크는 중심축을 기준으로 회전가능함으로, 회전시에

도시되지는 않았으나, 상기 요홈부(22)의 중심부에는 밀폐시 더이상 디스크(30)가 더이상 회전하지 못하도록 상기 원판형 디스크의 돌출부(32)가 걸리게 하는 걸림턱(24)이 형성된다.

원판형 디스크(30)는 90도 회전하여 완전개방 및 완전 폐쇄가 이루어짐으로, 완전폐쇄시에 더 이상 원판형 디스크(30)가 회전하지 못하도록, 원판형 디스크(30)의 돌출부(32)의 회전을 방지하는 걸림턱을 형성함으로써, 디스크(30)의 과회전을 방지하는 한편, 완전폐쇄시에 유체의 압력에 의해 디스크가 진동하는 현상을 방지하게 된다.

걸림턱(24)이 형성되는 위치는 요홈부의 정중앙에 위치하는 것이 아니라, 정중앙에서 일정거리 이격되어 위치하는 데, 이는 디스크의 완전밀폐시에 더이상 회전하지 않아야 함으로 디스크의 두께를 고려하여 정중앙에서 일정간격 이격된 위치에 형성되는 것이다. 양쪽의 요홈부에 형성되는 걸림턱(24)은 그 위치가 각 요홈부의 정중앙에서 서로 대칭되는 위치로 서로 상이한 데, 이는 걸림턱이 디스크의 완전밀폐시 더이상 회전하지 않도록 하는 역할을 하기 때문이다.

한편, 디스크의 좌우 양측에 형성되는 돌출부는 별도로의 부재로서 용접 등에 의해 결합되는 방식이 아니라, 상기 디스크를 절삭가공하여 일체로 형성되는 것이다. 만약, 돌출부가 디스크와는 다른 별도의 재료로 용접 등의 방식으로 결합된 경우에는 반복적인 디스크의 회전으로 인하여 디스크와 돌출부가 서로 떨어져 분리될 위험성이 있기 때문이다.

이와 같이, 본 발명의 버터플라이 밸브는 디스크의 좌우 양측에 형성된 돌출부가 밸브 시트에 형성된 요홈부에 의해 가이드되고 보호됨으로, 디스크 움직임을 최대한 잡아주고, 유체에 의한 심한 충격으로 발생될 수 있는 뒤틀림 현상을 방지하게 된다.

또한, 버터플라이 밸브가 닫혔을 때 유체의 힘에 의해 디스크가 흔들리는 현상이 발생되나, 본 발명에서는 밸브가 닫혔을 때 디스크 양측의 돌출부가 시트의 요홈부 중앙에 삽입된 상태를 유지함으로 디스크의 흔들림을 방지하여 밸브의 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 또한, 요홈부의 걸림턱에 의해서 디스크의 회전 방지 및 디스크의 진동을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.

이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해되어야 한다.

10: 몸체
12: 원통관
20: 밸브 시트
22: 요홈부
24: 걸림턱
30: 디스크
32: 돌출부
34: 상부 스탬
36: 하부 스탬
40: 체결볼트

Claims (4)

1. 밸브의 스탬에 고정되어, 중심축을 기준으로 회전에 의해 유체의 흐름을 막거나 여는 원판형의 디스크와, 상기 밸브의 몸체 내에 설치되는 원통형의 밸브 시트를 포함하는 버터플라이 밸브에 있어서,
   상기 원판형의 디스크의 좌우 양쪽에는 외측으로 돌출된 돌출부가 형성되며,
   상기 밸브 시트의 안쪽 내면에는 상기 디스크의 돌출부를 가이드하고 수용하는 요홈부가 형성되는 것을 특징으로 하는 버터플라이 밸브.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 돌출부는 사각형 단면 구조를 지니며,
   상기 요홈부는 입구측은 사각형 형상이며, 단면이 반원호의 반쪽 형상(

   

   )을 가지는 것을 특징으로 하는 버터플라이 밸브.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 요홈부의 일측면에는 상기 디스크가 과회전하는 것을 방지하도록 상기 돌출부이 걸리게 하는 걸림턱이 형성된 것을 특징으로 하는 버터플라이 밸브.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 돌출부는 상기 디스크에 별도의 부재로서 결합되는 것이 아니라, 상기 디스크를 절삭가공하여 일체로 형성되는 것을 특징으로 버터플라이 밸브.
   

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