KR20210112895A - Ball valve with check vavle function - Google Patents

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KR20210112895A
KR20210112895A KR1020200028514A KR20200028514A KR20210112895A KR 20210112895 A KR20210112895 A KR 20210112895A KR 1020200028514 A KR1020200028514 A KR 1020200028514A KR 20200028514 A KR20200028514 A KR 20200028514A KR 20210112895 A KR20210112895 A KR 20210112895A
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ball valve
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KR1020200028514A
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안경화
김지웅
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삼성중공업 주식회사
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Abstract

Disclosed is a ball valve with a check valve function. According to one aspect of the present invention, the ball valve with a check valve function comprises: a body having an inlet, an outlet, and a flow passage connecting the inlet and the outlet; a ball disposed in the flow passage and having a through-hole and a rotating shaft disposed inside the through-hole; a stem penetrating the body to be coupled to the ball; and a pair of disks coupled to be rotatable to the rotating shaft to open and close the through-hole. A protrusion supporting a first surface of the pair of disks closing the through-hole is formed on an inner circumferential surface of the ball.

Description

체크 밸브 기능이 구비된 볼 밸브{BALL VALVE WITH CHECK VAVLE FUNCTION}BALL VALVE WITH CHECK VAVLE FUNCTION

본 발명은 체크 밸브 기능이 구비된 볼 밸브에 관한 것이다.The present invention relates to a ball valve with a check valve function.

볼 밸브는 개폐 밸브의 일종으로 완전 개방 시 유체 저항이 작은 장점을 가지고 있다.A ball valve is a type of on-off valve and has the advantage of low fluid resistance when fully opened.

또한, 탱크 전단 등에는 볼 밸브 외에 역류 방지를 위한 체크 밸브가 추가 설치되는 것이 일반적이다.In addition, it is common to additionally install a check valve for preventing backflow in addition to the ball valve at the front end of the tank.

이 경우, 볼 밸브와 체크 밸브는 관로를 따라 차례로 배치되는데, 그로 인해 상당한 설치 공간을 확보하여야 하는 문제뿐만 아니라, 2개 밸브의 설치 및 유지보수로 인해 비용이 증가하는 문제가 있었다.In this case, the ball valve and the check valve are sequentially arranged along the pipe line, and thereby, there is a problem in that a considerable installation space must be secured, as well as an increase in cost due to the installation and maintenance of the two valves.

종래 이러한 문제를 해결하기 위해 체크 밸브 기능이 구비된 볼 밸브가 개발되었다.In order to solve this problem in the prior art, a ball valve having a check valve function has been developed.

하지만, 종래 체크 밸브 기능이 구비된 볼 밸브는 그 구조가 복잡하여 고장이 잦을 수 있고, 밸브 제작 등에 많은 비용이 소요되는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 볼 밸브 내에서 체크 밸브 기능을 수행하는 체크 밸브 구조체가 볼 밸브의 유로 면적을 감소시켜 볼 밸브 본연의 장점을 약화시키는 문제도 발생할 수 있다.However, the conventional ball valve having a check valve function has a complicated structure, which may cause frequent failures, and may cause a problem in that a large amount of cost is required to manufacture the valve. In addition, a check valve structure that performs a check valve function in the ball valve may reduce the flow passage area of the ball valve, thereby weakening the inherent merit of the ball valve.

대한민국 등록특허공보 제10-0901543호(2009.06.08, 이중기밀부재가 구비된 체크-인 볼 밸브)Republic of Korea Patent Publication No. 10-0901543 (June 8, 2009, check-in ball valve with double airtight member)

본 발명의 실시 예는 개폐 기능 및 역류 방지 기능을 동시에 구비하되 유로 면적 감소를 최소화한 체크 밸브 기능이 구비된 볼 밸브를 제공한다.An embodiment of the present invention provides a ball valve equipped with a check valve function that has an opening/closing function and a backflow prevention function at the same time, but minimizing a reduction in flow path area.

본 발명의 일 측면에 따르면, 유입구, 배출구 및 상기 유입구와 상기 배출구를 연결하는 유로를 구비하는 몸체; 상기 유로에 배치되고, 관통 홀 및 상기 관통 홀 내에 배치되는 회전축을 구비하는 볼; 상기 몸체를 관통하여 상기 볼에 결합되는 스템; 및 상기 회전축에 각각 회전 가능하게 결합되어, 상기 관통 홀을 개폐하는 한 쌍의 디스크를 포함하고, 상기 볼의 내주면에는 상기 관통 홀을 폐쇄한 상기 한 쌍의 디스크의 제1 면을 지지하는 돌기가 형성되는 체크 밸브 기능이 구비된 볼 밸브가 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, a body having an inlet, an outlet, and a flow path connecting the inlet and the outlet; a ball disposed in the flow path, the ball having a through hole and a rotation shaft disposed in the through hole; a stem coupled to the ball through the body; and a pair of disks that are respectively rotatably coupled to the rotation shaft to open and close the through hole, and an inner circumferential surface of the ball has a projection supporting the first surface of the pair of disks closing the through hole. A ball valve with a check valve function to be formed may be provided.

상기 디스크는 반원형의 플레이트 형상을 포함할 수 있다.The disk may have a semi-circular plate shape.

상기 한 쌍의 디스크는 상기 관통 홀의 개폐 시에 서로 반대 방향으로 회전할 수 있다.The pair of disks may rotate in opposite directions when the through hole is opened and closed.

상기 한 쌍의 디스크의 제2 면은 상기 관통 홀의 개방 시에 서로 마주볼 수 있다.The second surfaces of the pair of disks may face each other when the through hole is opened.

상기 제2 면은 상기 회전축의 중심과 상기 제1 면 사이에 배치될 수 있다.The second surface may be disposed between the center of the rotation shaft and the first surface.

상기 회전축의 중심에서 상기 제2 면까지의 거리는 상기 회전축의 중심에서 상기 제1 면까지의 거리보다 짧을 수 있다.A distance from the center of the rotation shaft to the second surface may be shorter than a distance from the center of the rotation shaft to the first surface.

본 발명의 실시 예에 따르면, 볼의 회전에 따라 개폐 기능을 수행할 수 있고, 볼 내 배치된 한 쌍의 디스크에 의해 역류 방지 기능을 수행할 수도 있다. 특히, 유로 개방 시에 유로와 거의 평행하게 배치되는 한 쌍의 디스크에 의해 유로 면적 감소를 최소화할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, an opening/closing function may be performed according to the rotation of the ball, and a backflow preventing function may be performed by a pair of disks disposed in the ball. In particular, when the flow passage is opened, a reduction in the passage area can be minimized by the pair of disks arranged substantially parallel to the passage.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 체크 밸브 기능이 구비된 볼 밸브의 단면도이고,
도 2는 도 1의 볼의 정면도이고,
도 3 내지 도 5는 도 1의 볼 밸브의 다양한 작동 예를 설명하기 위한 도면이고,
도 6은 도 1의 볼 밸브의 변형 예이다.1 is a cross-sectional view of a ball valve having a check valve function according to an embodiment of the present invention;
Figure 2 is a front view of the ball of Figure 1,
3 to 5 are views for explaining various operating examples of the ball valve of FIG. 1,
6 is a modified example of the ball valve of FIG.

이하, 첨부된 도면을 참조하면 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 실시 예에서 사용되는 용어는, 명백히 다른 의미로 정의되어 있지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 단지 특정 실시 예를 설명하기 위한 것으로 볼 것이지 본 발명을 제한하고자 하는 의도가 있는 것은 아니다.Terms used in the embodiments of the present invention may be interpreted as meanings that can be generally understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains, unless clearly defined in other meanings. It will be seen that the embodiments are described, and are not intended to limit the present invention.

본 명세서에서, 단수형은 특별한 기재가 없는 한 복수형도 포함하는 것으로 볼 것이다.In the present specification, the singular will be considered to include the plural unless otherwise specified.

또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 기재된 경우, 해당 부분은 다른 구성요소를 더 포함할 수도 있다는 것을 의미한다.In addition, when a part is described as "including" a certain element, it means that the part may further include other elements.

또한, 어떤 구성요소 "상"으로 기재된 경우, 해당 구성요소의 위 또는 아래를 의미하고, 반드시 중력 방향을 기준으로 상측에 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.In addition, when a component is described as "up", it means above or below the component, and does not necessarily mean that it is located above the direction of gravity.

또한, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결" 또는 "결합"된다고 기재된 경우, 해당 구성요소가 다른 구성요소에 직접적으로 연결 또는 결합되는 경우뿐만 아니라, 해당 구성요소가 또 다른 구성요소를 통해 간접적으로 연결 또는 결합되는 경우도 포함할 수 있다.In addition, when it is described that a component is "connected" or "coupled" to another component, the component is not only directly connected or coupled to another component, but also indirectly through another component. It may include the case of being connected or combined with .

또한, 어떤 구성요소를 설명하는데 있어서 제1, 제2 등의 용어를 사용할 수 있지만, 이러한 용어는 해당 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되는 것은 아니다.In addition, although terms such as first, second, etc. may be used to describe a certain component, these terms are only for distinguishing the corresponding component from other components, and the essence or order of the corresponding component by the term Or the order is not limited.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 체크 밸브 기능이 구비된 볼 밸브의 단면도이고, 도 2는 도 1의 볼의 정면도이다.1 is a cross-sectional view of a ball valve having a check valve function according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a front view of the ball of FIG. 1 .

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 체크 밸브 기능이 구비된 볼 밸브(10)는 몸체(100), 볼(200), 스템(300) 및 한 쌍의 디스크 (410, 420)를 포함할 수 있고, 손잡이(500)를 더 포함할 수도 있다.1 and 2 , the ball valve 10 having a check valve function according to an embodiment of the present invention includes a body 100 , a ball 200 , a stem 300 and a pair of disks 410 . , 420 may be included, and may further include a handle 500 .

몸체(100)의 내부에는 유로(110)가 형성될 수 있고, 몸체(100)의 양단에는 유입구(120) 및 배출구(130)가 형성될 수 있다. 유로(110)는 유입구(120)와 배출구(130)를 연결할 수 있다.A flow path 110 may be formed inside the body 100 , and an inlet 120 and an outlet 130 may be formed at both ends of the body 100 . The flow path 110 may connect the inlet 120 and the outlet 130 .

유로(110)는 X 방향으로 연장되는 직선 유로일 수 있고, 유입구(120) 및 배출구(130)는 X 방향을 따라 서로 마주보게 배치될 수 있다. 유로(110)의 X 방향에 수직한 단면은 원형일 수 있다.The flow path 110 may be a straight flow path extending in the X direction, and the inlet 120 and the outlet 130 may be disposed to face each other along the X direction. A cross section perpendicular to the X direction of the flow path 110 may be circular.

유입구(120) 및 배출구(130)는 볼 밸브(10)가 결합되는 관로(미도시)에 연결될 수 있다.The inlet 120 and the outlet 130 may be connected to a conduit (not shown) to which the ball valve 10 is coupled.

몸체(100)의 내주면에는 삽입 홈(100a)이 원주 방향을 따라 연장되도록 형성될 수 있다.An insertion groove 100a may be formed on the inner circumferential surface of the body 100 to extend along the circumferential direction.

삽입 홈(100a)은 예를 들어 유로(110)의 중앙부에 배치될 수 있다.The insertion groove 100a may be disposed, for example, in the central portion of the flow path 110 .

삽입 홈(110a)에는 유로(110)의 직경보다 큰 외경을 가지는 볼(200)이 삽입될 수 있다.The ball 200 having an outer diameter greater than the diameter of the flow path 110 may be inserted into the insertion groove 110a.

볼(200)은 유로(110)에 배치될 수 있고, 유로(110)는 볼(200)의 회전 각도에 따라 개폐될 수 있다.The ball 200 may be disposed in the flow path 110 , and the flow path 110 may be opened and closed according to the rotation angle of the ball 200 .

이를 위해, 볼(200)은 볼(200)의 회전 각도에 따라 유로(110)에 연결되는 관통 홀(210)을 구비할 수 있다.To this end, the ball 200 may have a through hole 210 connected to the flow path 110 according to the rotation angle of the ball 200 .

관통 홀(210)의 직경은 유로(110)의 직경과 실질적으로 동일할 수 있다.The diameter of the through hole 210 may be substantially the same as the diameter of the flow path 110 .

볼(200)은 관통 홀(210) 내에 배치되는 회전축(220) 및 돌기(230)를 구비할 수 있다.The ball 200 may include a rotation shaft 220 and a protrusion 230 disposed in the through hole 210 .

회전축(220)에는 한 쌍의 디스크(410, 420)가 회전 가능하게 결합되어 관통 홀(210)을 개폐할 수 있다.A pair of disks 410 and 420 may be rotatably coupled to the rotation shaft 220 to open and close the through hole 210 .

회전축(220)은 볼(200)의 중심에서 볼(200)의 직경 방향으로 연장될 수 있고, 볼(200)과 일체로 형성될 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The rotating shaft 220 may extend in the radial direction of the ball 200 from the center of the ball 200 and may be formed integrally with the ball 200, but is not necessarily limited thereto.

돌기(230)는 볼(200)의 내주면에서 돌출되어 한 쌍의 디스크(410, 420)가 관통 홀(210)을 폐쇄할 수 있도록 한 쌍의 디스크(410, 420) 각각의 제1 면(410a, 420a)을 지지할 수 있다.The protrusion 230 protrudes from the inner circumferential surface of the ball 200 so that the pair of disks 410 and 420 close the through hole 210 so that the first surface 410a of each of the pair of disks 410 and 420 can be closed. , 420a) can be supported.

스템(300)은 몸체(100)를 관통하여 볼(200)에 결합될 수 있고, 볼(200)에 회전력을 전달할 수 있다.The stem 300 may pass through the body 100 and be coupled to the ball 200 , and may transmit a rotational force to the ball 200 .

한 쌍의 디스크 (410, 420), 즉 제1 디스크(410) 및 제2 디스크(420)는 회전축(220)에 회전 가능하게 결합되어 관통 홀(210)을 개폐할 수 있다.The pair of disks 410 and 420 , that is, the first disk 410 and the second disk 420 may be rotatably coupled to the rotation shaft 220 to open and close the through hole 210 .

제1 디스크(410) 및 제2 디스크(420)는 반원형의 플레이트 형상을 포함할 수 있다.The first disk 410 and the second disk 420 may include a semi-circular plate shape.

손잡이(500)는 스템(300)에 결합되어 사용자가 스템(300)을 회전시키는데 사용될 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 스템(300)에는 스텝 모터, 공압실린더, 유압실린더 등 기타 다양한 동력원이 결합될 수도 있다.The handle 500 may be coupled to the stem 300 and used by a user to rotate the stem 300 . However, the present invention is not necessarily limited thereto, and various other power sources such as a step motor, a pneumatic cylinder, and a hydraulic cylinder may be coupled to the stem 300 .

도 3 내지 도 5는 도 1의 볼 밸브의 다양한 작동 예를 설명하기 위한 도면이다.3 to 5 are views for explaining various operating examples of the ball valve of FIG. 1 .

도 3을 참조하면, 몸체(100)의 유로(110)와 볼(200)의 관통 홀(210)이 연결되지 않도록 볼(200)의 회전 각도를 조절하면, 유로(110)는 폐쇄될 수 있다.Referring to FIG. 3 , if the rotation angle of the ball 200 is adjusted so that the flow path 110 of the body 100 and the through hole 210 of the ball 200 are not connected, the flow path 110 may be closed. .

도 4를 참조하면, 몸체(100)의 유로(110)와 볼(200)의 관통 홀(210)이 연결 내지 일치되도록 볼(200)의 회전 각도를 조절하였지만, 역류 상황인 경우, 즉 유체가 배출구(130)에서 유입구(120)로 흐르는 경우에는, 한 쌍의 디스크(410, 420)가 관통 홀(210)을 폐쇄할 수 있다. 따라서, 유로(110)가 폐쇄되는 결과와 마찬가지가 될 수 있다.Referring to FIG. 4 , the rotation angle of the ball 200 was adjusted so that the flow path 110 of the body 100 and the through hole 210 of the ball 200 are connected or matched, but in a reverse flow situation, that is, the fluid When flowing from the outlet 130 to the inlet 120 , a pair of disks 410 and 420 may close the through hole 210 . Accordingly, it may be the same as the result of closing the flow path 110 .

도 5를 참조하면, 몸체(100)의 유로(110)와 볼(200)의 관통 홀(210)이 연결 내지 일치되도록 볼(200)의 회전 각도를 조절하고, 역류 상황이 아닌 경우, 즉 유체가 유입구(120)에서 배출구(130)로 흐르는 경우에는 한 쌍의 디스크(410, 420)가 서로 반대 방향으로 회전하여 관통 홀(210)을 개방할 수 있다. 따라서, 유로(110)가 개방될 수 있다.Referring to FIG. 5 , the rotation angle of the ball 200 is adjusted so that the flow path 110 of the body 100 and the through hole 210 of the ball 200 are connected or matched, and when the flow is not reversed, that is, the fluid When the inlet 120 flows from the outlet 130 , the pair of disks 410 and 420 may rotate in opposite directions to open the through hole 210 . Accordingly, the flow path 110 may be opened.

이때, 제1 디스크(410)의 제2 면(410b)과 제2 디스크(420)의 제2 면(420b)은 서로 마주보게 배치될 수 있다.In this case, the second surface 410b of the first disk 410 and the second surface 420b of the second disk 420 may be disposed to face each other.

특히, 도 3에 도시된 것처럼, 회전축(220)의 중심에서 제2 면(410b, 420b)까지의 수직 거리(D2)는 회전축(220)의 중심에서 제1 면(410a, 420a)까지의 수직 거리(D1)보다 짧을 수 있다. 따라서, 제1 디스크(410) 및 제2 디스크(420)는 관통 홀(210)의 개방 시에 최대한 근접하도록 회전할 수 있고, 그 결과 유로 면적의 감소를 최소화할 수 있다. 보다 바람직하게는, 제2 면(410b, 420b)은 회전축(220)의 중심과 제1 면(410a, 420a) 사이에 배치될 수 있다.In particular, as shown in FIG. 3 , the vertical distance D2 from the center of the rotation shaft 220 to the second surfaces 410b and 420b is perpendicular to the first surfaces 410a and 420a from the center of the rotation shaft 220 . It may be shorter than the distance D1. Accordingly, the first disk 410 and the second disk 420 may rotate to be as close to each other as possible when the through hole 210 is opened, and as a result, a reduction in the flow path area may be minimized. More preferably, the second surfaces 410b and 420b may be disposed between the center of the rotation shaft 220 and the first surfaces 410a and 420a.

도 6은 도 1의 볼 밸브의 변형 예이다.6 is a modified example of the ball valve of FIG.

도 6을 참조하면, 회전축(220)은 볼(200)이 아닌 스템(300)과 일체로 형성될 수도 있다. 이때, 회전축(220)의 직경은 스템(300)의 직경보다 작을 수 있다. 따라서, 스템(300)을 몸체(100) 및 볼(200)로부터 분리하면, 한 쌍의 디스크(410, 420)도 회전축(220)의 구속으로부터 벗어나 볼(200)로부터 분리될 수 있고, 그 결과 유지보수 및 부품 교체가 좀 더 수월해질 수 있다.Referring to FIG. 6 , the rotation shaft 220 may be formed integrally with the stem 300 instead of the ball 200 . In this case, the diameter of the rotation shaft 220 may be smaller than the diameter of the stem 300 . Therefore, when the stem 300 is separated from the body 100 and the ball 200, the pair of disks 410 and 420 can also be separated from the ball 200 by deviating from the restraint of the rotation shaft 220, and as a result, the stem 300 is separated from the ball 200. Maintenance and replacement of parts can be made easier.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 중심으로 설명하였으나, 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 청구범위에 기재된 본 발명의 기술사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 구성요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 실시 예를 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.In the above, the preferred embodiment of the present invention has been mainly described, but this is merely an example and does not limit the present invention. Those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can variously modify and change the embodiment by adding, changing, deleting or adding components within the scope that does not depart from the technical spirit of the present invention described in the claims. It will be possible, and this will also be said to be included within the scope of the present invention.

10: 볼 밸브 100: 몸체
100a: 삽입 홈 110: 유로
120: 유입구 130: 배출구
200: 볼 210: 관통 홀
220: 회전축 230: 돌기
300: 스템 410: 제1 디스크
410a: 제1 면 410b: 제2 면
420: 제2 디스크 420a: 제1 면
420b: 제2 면 500: 손잡이10: ball valve 100: body
100a: insertion groove 110: euro
120: inlet 130: outlet
200: ball 210: through hole
220: rotation shaft 230: protrusion
300: stem 410: first disk
410a: first side 410b: second side
420: second disk 420a: first side
420b: second side 500: handle

Claims (5)

유입구, 배출구 및 상기 유입구와 상기 배출구를 연결하는 유로를 구비하는 몸체;
상기 유로에 배치되고, 관통 홀 및 상기 관통 홀 내에 배치되는 회전축을 구비하는 볼;
상기 몸체를 관통하여 상기 볼에 결합되는 스템; 및
상기 회전축에 각각 회전 가능하게 결합되어, 상기 관통 홀을 개폐하는 반원형의 플레이트 형상인 한 쌍의 디스크를 포함하고,
상기 볼의 내주면에는 상기 관통 홀을 폐쇄한 상기 한 쌍의 디스크의 제1 면을 지지하는 돌기가 형성되는 체크 밸브 기능이 구비된 볼 밸브.a body having an inlet, an outlet, and a flow path connecting the inlet and the outlet;
a ball disposed in the flow path and having a through hole and a rotation shaft disposed in the through hole;
a stem coupled to the ball through the body; and
and a pair of disks rotatably coupled to the rotation shaft, each having a semicircular plate shape for opening and closing the through hole,
A ball valve having a check valve function in which a protrusion is formed on an inner circumferential surface of the ball to support the first surfaces of the pair of disks that close the through-holes. 제1항에 있어서,
상기 한 쌍의 디스크는 상기 관통 홀의 개폐 시에 서로 반대 방향으로 회전하는 체크 밸브 기능이 구비된 볼 밸브.According to claim 1,
The pair of disks are provided with a check valve function to rotate in opposite directions when the through-hole is opened and closed. 제2항에 있어서,
상기 한 쌍의 디스크의 제2 면은 상기 관통 홀의 개방 시에 서로 마주보는 체크 밸브 기능이 구비된 볼 밸브.3. The method of claim 2,
A ball valve having a check valve function in which second surfaces of the pair of disks face each other when the through-hole is opened. 제3항에 있어서,
상기 제2 면은 상기 회전축의 중심과 상기 제1 면 사이에 배치되는 체크 밸브 기능이 구비된 볼 밸브.4. The method of claim 3,
The second surface is a ball valve having a check valve function disposed between the center of the rotation shaft and the first surface. 제3항에 있어서,
상기 회전축의 중심에서 상기 제2 면까지의 거리는 상기 회전축의 중심에서 상기 제1 면까지의 거리보다 짧은 체크 밸브 기능이 구비된 볼 밸브.4. The method of claim 3,
The distance from the center of the rotation shaft to the second surface is shorter than the distance from the center of the rotation shaft to the first surface ball valve having a check valve function.
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