KR20220129757A - 폴더형 디스크를 가지는 버터플라이 밸브 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폴더형 디스크를 가지는 버터플라이 밸브에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 회전축이 유체의 압력에 직접 노출되지 않도록 하여 회전 작동이 원활하고, 하나의 회전축에 디스크를 체결하여 폴더형으로 회전 작동되도록 하는 구조적 개선을 통해 구성을 간소화하면서도 개폐 작동 시 슬립 현상을 원천적으로 차단하여 시트의 마모 방지, 슬러지 및 이물질의 끼임 또는 디스크 시트와 바디시트의 끼임방지는 물론이고 나아가 역류 시에도 누설 염려가 없는 폴더형 디스크를 가지는 버터플라이 밸브에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 입구에 형성된 기둥으로 인해 회전축이 유체의 압력에 직접 노출되지 않도록 하여 회전 작동이 원활하고, 두 개의 디스크가 하나의 회전축에 체결되어서 폴더형으로 동시에 회전 작동되면서 유체통로를 개폐하도록 하는 구조적 개선을 통해 구성을 간소화하면서도 개폐 작동 시 슬립 현상을 원천적으로 차단하여 시트의 마모 방지, 슬러지 및 이물질의 끼임 또는 디스크 시트와 바디시트의 끼임방지는 물론이고 나아가 역류 시에 디스크는 더욱 밀착됨으로써 누설 염려가 없는 효과를 나타낸다.

Description

폴더형 디스크를 가지는 버터플라이 밸브{Fold Type Disk Butterfly Valve}
본 발명은 폴더형 디스크를 가지는 버터플라이 밸브에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 회전축이 유체의 압력에 직접 노출되지 않도록 하여 회전 작동이 원활하고, 하나의 회전축에 디스크를 체결하여 폴더형으로 회전 작동되도록 하는 구조적 개선을 통해 구성을 간소화하면서도 개폐 작동 시 슬립 현상을 원천적으로 차단하여 시트의 마모 방지, 슬러지 및 이물질의 끼임 또는 디스크 시트와 바디시트의 끼임방지는 물론이고 나아가 역류 시에도 누설 염려가 없는 폴더형 디스크를 가지는 버터플라이 밸브에 관한 것이다.
일반적으로, 버터플라이 밸브는 식수, 공업용수, 농업용수 및 소방용수를 포함한 각종 용수나 화학약품, 화공약품 등과 같은 화학물질을 공급하는 유체통로의 연결부에 설치되는 밸브로, 통상 원판 형상의 디스크를 회전시키는 방식으로 유체통로를 열고, 닫아 유량이나 유속을 조절하는데 사용되는 밸브이다.
이러한 버터플라이 밸브는 대한민국공개실용신안번호 제1995-0033728호(1995.12.18. 공개)로 공개되어 있다. 이러한 버터플라이 밸브는 회전축을 회전시키는 회전 작동에 의해 디스크가 회전되면서 유체의 흐름을 단속하게 되는데, 디스크와 바디시트가 상호 꽉 밀착되어 있는 상태에서 밸브를 열기 위해 디스크를 강제로 회전시키게 되면 상당한 동력이 필요로 하게 되고, 큰 마찰로 인해 시트의 마모를 초래하여 장시간 사용이 어렵거나 유지보수 비용이 많이 소요되며, 하수처리장등 슬러지나 이물질이 많은 관로에서의 끼임 또는 고온의 환경에 노출될 때 발생되는 시트의 팽창 또는 수축 현상으로 인해 디스크를 회전시키는 작동 자체가 어려운 불편함도 있었다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 회전축이 유체의 압력에 직접 노출되지 않도록 하여 회전 작동이 원활하고, 하나의 회전축에 디스크를 체결하여 폴더형으로 회전 작동되도록 하는 구조적 개선을 통해 구성을 간소화하면서도 개폐 작동 시 슬립 현상을 원천적으로 차단하여 시트의 마모 방지, 슬러지 및 이물질의 끼임 또는 디스크 시트와 바디시트의 끼임방지는 물론이고 나아가 역류 시에도 누설 염려가 없는 폴더형 디스크를 가지는 버터플라이 밸브를 제공하고자 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 유체가 유입되는 입구와 배출되는 배출구를 가지는 관통된 유체통로가 형성되고, 상기 유체통로의 내벽에는 그 형상을 따라 바디시트가 형성되며, 상기 바디시트를 상하로 연결하여 유체통로의 입구를 제1,2입구로 양분하는 기둥이 형성되고, 상하측에는 내부와 연통된 축공을 가진 상/하부결합부가 형성된 바디; 상기 바디의 상부 결합부를 통해 내부로 삽입되어 하부결합부 안착되되, 회전 가능한 상태로 설치되는 회전축; 및 상기 유체통로 내부에서 상기 회전축에 결합되어 제1,2입구를 각각 개폐하기 위한 제1디스크 및 제2디스크로 이루어지며, 상기 제1디스크는 회전축에 브라켓을 통해 고정 결합되고, 상기 제2디스크는 브라켓을 통해 회전 가능한 상태로 결합되어 있되, 상기 제1디스크는 회전축과 같은 방향으로 회전 작동되고, 상기 제2디스크는 동력전달부재를 매개로 회전축과 반대 방향으로 회전되도록 구성되어 하나의 회전축 상에 구비된 제1디스크와 제2디스크가 동시에 제1,2입구를 개폐하도록 구성된 디스크;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 기둥은 유입되는 유체의 압력을 덜 받도록 입구쪽으로 뾰족하게 형성되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 동력전달부재는 상기 회전축에 고정 결합되며 반달형상의 피니언기어부를 가지는 고정체; 및 상기 제2디스크에 구비되며 상기 피니언기어부에 맞물리도록 설치되는 래크기어를 포함하여 구성되어, 상기 회전축이 회전될 때 상기 고정체의 피니언기어부에 맞물린 래크기어로 인해 상기 제2디스크가 회전축과 반대 방향으로 회전 작동되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 제1,2디스크의 가장자리에는 각 시트가 구비되어서 상기 바디시트 및 기둥에 밀착되어 수밀성을 향상시키도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 입구에 형성된 기둥으로 인해 회전축이 유체의 압력에 직접 노출되지 않도록 하여 회전 작동이 원활하고, 두 개의 디스크가 하나의 회전축에 체결되어서 폴더형으로 동시에 회전 작동되면서 유체통로를 개폐하도록 하는 구조적 개선을 통해 구성을 간소화하면서도 개폐 작동 시 슬립 현상을 원천적으로 차단하여 시트의 마모 방지, 슬러지 및 이물질의 끼임 또는 디스크 시트와 바디시트의 끼임방지는 물론이고 나아가 역류 시에 디스크는 더욱 밀착됨으로써 누설 염려가 없는 효과를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 폴더형 디스크를 가지는 버터플라이 밸브를 보인 사시도.
도 2의 "가"는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 바디를 보인 종단면도이며, "나"는 횡단면도.
도 3의 "가"는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 디스크를 보인 사시도이며, "나"는 횡단면도.
도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 디스크와 회전축의 결합관계를 보인 사시도.
도 5의 "가" 및 "나"는 디스크의 회전 작동관계를 보인 횡단면도.
도 6의 "가"는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 버터플라이 밸브의 닫힌 상태를 도시한 개략적 횡단면도이고, "나"는 열린 상태를 도시한 개략적 횡단면도.
이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 폴더형 디스크를 가지는 버터플라이 밸브를 보다 상세히 설명하기로 한다.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해서 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 일실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 폴더형 디스크를 가지는 버터플라이 밸브를 보인 사시도이고, 도 2의 "가"는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 바디를 보인 종단면도이며, "나"는 횡단면도이고, 도 3의 "가"는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 디스크를 보인 사시도이며, "나"는 횡단면도이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 디스크와 회전축의 결합관계를 보인 사시도이며, 도 5의 "가" 및 "나"는 디스크의 회전 작동관계를 보인 횡단면도이다.
도 1을 참조로 하면, 본 발명의 버터플라이 밸브는 크게 바디(100), 회전축(200) 및 디스크(300)를 포함하여 구성된다.
먼저, 상기 바디(100)는 유체가 흐를 수 있도록 관통된 유체통로(110)를 가지되, 도 2에서 도시하는 바와 같이 상기 유체통로(110)는 유체가 유입되는 입구(112)와 배출되는 배출구(114)를 형성하며, 상기 유체통로(110)의 내벽에는 그 형상을 따라 내향 돌출된 바디시트(120)가 형성되며, 상기 바디시트(120)를 상하로 연결하여 유체통로(110)의 입구(112)를 제1,2입구(112a,112b)로 양분하는 기둥(130)이 형성되어 있고, 상하측에는 내부와 연통된 축공(142)을 가진 상부 및 하부결합부(140a,140b)가 형성되어 있는데, 상기 하부결합부(140b)에는 축공(142)을 밀폐하기 위한 덮개(144)가 구비되며 결합부분에는 미도시하고 있으나 패킹을 통해 실링됨은 당연하다. 그리고, 상기 바디(100)의 양측 가장자리에는 플랜지부가 형성되어서 관로와 연결될 수 있도록 하고 있는데, 이는 공지된 부분으로 별도의 상술은 생략하기로 한다.
한편, 상기 기둥(130)은 단순히 사각형 타입으로 형성될 수 있으나 유체가 유입되는 방향으로 끝부분을 뾰족하게 형성하게 되면 유체의 압력을 덜 받게 되는 장점이 있을 것이다.
다음으로, 상기 회전축(200)은 도 1 및 2에서 도시하는 바와 같이 상기 바디(100)의 상부 결합부(140a)를 통해 내부로 삽입되어 하부 결합부(140b)에 안치되어 회전 가능한 상태로 장착되어 있다. 만약, 유체가 유입되는 입구(112)를 전방으로 가정할 때 도 2의 "나"에서 도시하는 바와 같이 상기 회전축(200)은 기둥(130)의 후방에 위치하고 있어 유체통로(110) 내부로 유입되는 유체의 압력에 직접 맞닿지 않기 때문에 압력을 덜 받아 회전 작동이 편리함은 당연하다.
마지막으로, 상기 디스크(300)는 도 1에서 도시하는 바와 같이, 상기 유체통로(110) 내부에서 회전축(200)에 결합되어 제1,2입구(112a,112b)를 각각 개폐하기 위해 구비되는 것으로, 도 3에서 도시하는 바와 같이 제1디스크(310) 및 제2디스크(320)로 이루어지며, 상기 제1 및 제2디스크(310,320)에는 상기 회전축(200)에 축 결합될 브라켓(312,322)이 각각 구비되어 있는데, 도 4에서 도시하는 바와 같이 제1디스크(310)의 브라켓(312)은 고정핀(314)을 통해 회전축(200)에 고정 결합되어 회전축(200)을 회전시키면 같은 방향으로 회전되며, 이에 반해 제2디스크(320)의 브라켓(322)은 회전축(200)에 끼움 결합은 되나 고정되지 않아 회전축(200)이 회전되더라도 회전되지 않는 구성을 가진다.
한편, 상기 제2디스크(320)는 동력전달부재(330)를 통해 연결되어 회전축(200)의 회전방향과 반대 방향으로 회전되도록 구성된다. 이러한 상기 동력전달부재(330)는 도 3에서 도시하는 바와 같이 반달형상의 피니언기어부(334)가 형성된 고정체(332) 및 상기 제2디스크(320)에 구비되며 상기 피니언기어부(334)에 맞물리도록 설치되는 래크기어(336)를 포함하여 구성된다. 즉, 상기 고정체(332)는 도 4에서 도시하는 바와 같이 회전축(200) 상에 끼움되어 고정핀(314)를 매개로 고정 결합되어 회전축(200)과 같은 방향으로 회전되는데, 이때 상기 고정체(332)의 피니언기어부(334)에 맞물린 래크기어(336)의 이동으로 인해 상기 제2디스크(320)는 회전축(200)과 반대 방향으로 회전 작동되는 것이다.
이때, 상기 제1,2디스크(310,320)의 가장자리에는 시트(340)가 구비되어서 제1입구(112a) 및 제2입구(112b)를 형성하는 바디시트(120) 및 기둥(130)에 밀착되어 수밀성이 향상되도록 하는 것이 바람직하다. 상기 시트(340)는 금속 또는 일정한 탄성을 가진 고무재, 우레탄, 실리콘 및 테프론 등으로 형성될 수 있다.
즉, 이렇게 구성된 본 발명의 디스크(300)는 도 5의 "가" 및 "나"에서 도시하는 바와 같이, 회전축(200)을 시계 방향으로 회전시키게 되면 이에 브라켓(312)을 매개로 고정 결합되어 있는 제1디스크(310)는 같은 방향으로 회전될 것이고, 이와 동시에 회전축(200)에 브라켓(322)을 매개로 회전 가능한 상태로 결합되어 있는 제2디스크(320)는 회전축(200)에 고정 결합된 고정체(332)가 회전될 때 이에 맞물린 래크기어(336)의 이동으로 인해 회전축(200)과 반대 방향으로 회전됨을 알 수 있다.
도 6의 "가"는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 버터플라이 밸브의 닫힌 상태를 도시한 개략적 횡단면도이고, "나"는 열린 상태를 도시한 개략적 횡단면도이다.
먼저 "가"를 참조로 하면, 제1,2디스크(310,320)가 펼쳐진 상태로 바디(100)의 유체통로(110) 바디시트(120) 및 기둥(130)에 밀착되어서 제1입구(112a) 및 제2입구(112b)가 닫힌 상태이다. 이 상태에서, "나"와 같이 회전축(200)을 시계 방향으로 회전시키게 되면 제1디스크(310)는 회전축(200)과 같은 방향인 시계 방향으로, 제2디스크(320)는 동력전달부재(330)를 매개로 반시계 방향으로 동시에 회전되면서 제1입구(112a) 및 제2입구(112b)를 동시 개방함으로써 유체가 배출구(114) 쪽으로 흐를 수 있도록 한다. 그리고, 회전축(200)을 반시계 방향으로 회전시키게 되면 제1,2디스크(310,320)는 "가"와 같이 회전되어 유체통로(110)가 닫힌 상태로 되는 것이다.
한편, 상기 회전축(200)은 전술한 바와 같이 도면상 기둥(130)의 좌측에 위치하고 있어 유체의 압력을 직접 받지 않아 제1,2디스크(310,320)를 개폐하기 위한 회전 동작이 편리할 것이다. 또한, 기둥(130)도 입구(112) 방향으로 뾰족하게 형성됨으로써 유체 압력을 덜 받는 장점이 있을 것이다. 이때, 상기 회전축(200)의 회전은 작업자가 수작업으로 회전시킬 수도 있으나 미 도시 하고 있는 구동수단에 연결하여 자동으로 회전시킬 수 있도록 구성할 수도 있음은 너무나 자명하다.
무엇보다도, 하나의 회전축(200) 상에 폴더형 디스크를(310,320)를 장착하고, 하나의 회전축(200)을 회전시킬 때 폴더형 디스크를(300)가 동시에 회전되면서 유체통로(110)를 개폐하도록 하는 구조적 개선을 통해 간소화된 제품을 제공할 수 있다.
또한, 디스크(300)는 회전축(200)의 회전 방향에 따라 바디시트(120)에 밀착되었다가 떨어지는 작동으로써, 종래와 같이 콱 끼움되는 것이 아니라 수평선상에서 밀착되므로 시트(340)의 슬립 현상이 방지되어 마모를 현저히 줄일 수 있어 유지관리에 장점도 있고 시트의 마모 방지, 슬러지 및 이물질의 끼임 또는 디스크 시트와 바디시트의 끼임방지는 물론이고 유체의 역류시에 디스크(300)는 더 밀착됨으로써 누설의 염려가 없는 효과도 있다.
전술한 내용은 후술할 발명의 특허청구범위를 보다 잘 이해할 수 있도록 본 발명의 특징과 기술적 장점을 다소 폭넓게 개설하였다. 본 발명의 특허청구범위를 구성하는 부가적인 특징과 장점들이 이하에서 상술될 것이다. 개시된 본 발명의 개념과 특정 실시예는 본 발명과 유사 목적을 수행하기 위한 다른 구조의 설계나 수정의 기본으로서 즉시 사용될 수 있음이 당해 기술분야의 숙련된 사람들에 의해 인식되어야 한다.
또한, 본 발명에서 개시된 발명의 개념과 실시예가 본 발명의 동일 목적을 수행하기 위하여 다른 구조로 수정하거나 설계하기 위한 기초로서 당해 기술분야의 숙련된 사람들에 의한 그와 같은 수정 또는 변경된 등가 구조는 특허청구범위에서 기술한 발명의 사상이나 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변화, 치환 및 변경이 가능하다.
100 : 바디 110 : 유체통로
112 : 입구 114 : 배출구
120 : 바디시트 130 : 기둥
140a : 상부결합부 140b : 하부결합부
142 : 축공 144 : 덮개
200 : 회전축 300 : 디스크
310 : 제1디스크 312 : 브라켓
314 : 고정핀 320 : 제2디스크
322 : 브라켓 330 : 동력전달부재
332 : 고정체 334 : 피니언기어부
336 : 래크기어 340 : 시트

Claims (4)

  1. 유체가 유입되는 입구와 배출되는 배출구를 가지는 관통된 유체통로가 형성되고, 상기 유체통로의 내벽에는 그 형상을 따라 바디시트가 형성되며, 상기 바디시트를 상하로 연결하여 유체통로의 입구를 제1,2입구로 양분하는 기둥이 형성되고, 상하측에는 내부와 연통된 축공을 가진 상/하부결합부가 형성된 바디;
    상기 바디의 상부 결합부를 통해 내부로 삽입되어 하부결합부 안착되되, 회전 가능한 상태로 설치되는 회전축; 및
    상기 유체통로 내부에서 상기 회전축에 결합되어 제1,2입구를 각각 개폐하기 위한 제1디스크 및 제2디스크로 이루어지며, 상기 제1디스크는 회전축에 브라켓을 통해 고정 결합되고, 상기 제2디스크는 브라켓을 통해 회전 가능한 상태로 결합되어 있되, 상기 제1디스크는 회전축과 같은 방향으로 회전 작동되고, 상기 제2디스크는 동력전달부재를 매개로 회전축과 반대 방향으로 회전되도록 구성되어 하나의 회전축 상에 구비된 제1디스크와 제2디스크가 동시에 제1,2입구를 개폐하도록 구성된 디스크;
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 폴더형 디스크를 가지는 버터플라이 밸브.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 기둥은 유입되는 유체의 압력을 덜 받도록 입구쪽으로 뾰족하게 형성되는 것을 특징으로 하는 폴더형 디스크를 가지는 버터플라이 밸브.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 동력전달부재는
    상기 회전축에 고정 결합되며 반달형상의 피니언기어부를 가지는 고정체; 및
    상기 제2디스크에 구비되며 상기 피니언기어부에 맞물리도록 설치되는 래크기어를 포함하여 구성되어,
    상기 회전축이 회전될 때 상기 고정체의 피니언기어부에 맞물린 래크기어로 인해 상기 제2디스크가 회전축과 반대 방향으로 회전 작동되는 것을 특징으로 하는 폴더형 디스크를 가지는 버터플라이 밸브.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제1,2디스크의 가장자리에는 각 시트가 구비되어서 상기 바디시트 및 기둥에 밀착되어 수밀성을 향상시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 폴더형 디스크를 가지는 버터플라이 밸브.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH08166072A (ja) * 1994-12-14 1996-06-25 Tomoe Gijutsu Kenkyusho:Kk デュアルプレート逆止め弁
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