KR20230152887A - 고압용 체크밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고압 유체의 흐름을 신뢰성 있게 제어할 수 있으며, 내구성이 향상될 수 있도록 이루어진 고압용 체크밸브에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 고압 유체를 이용하여 차단능력을 향상시킬 수 있도록 이루어진 확장형 날개가 구비된 실링(Seal ring)을 사용함으로써 차단(밀폐) 및 제어 능력에 대한 체크밸브의 신뢰성을 확보할 수 있도록 하였으며, 또한 그 구성을 간소화할 수 있도록 하였다.

Description

고압용 체크밸브{Check valve for high pressure}

본 발명은 유체의 흐름방향을 제어하는 체크밸브에 관한 것이다.

상세하게는 체크밸브의 구성을 간단히하여 고압상태에서도 내구성이 저하되는 현상을 방지하는 한편, 역류하는 고압의 유체를 이용하여 밀폐능력을 향상시킬 수 있도록 이루어진 고압용 체크밸브에 관한 것이다.

일반적으로 체크밸브는 널리 알려진 바와 같이 일정한(설정된) 압력에서 개방되어 유체가 흐를 수 있도록 하고, 그 압력 이하일 경우에는 차단되어 역류를 방지하면서도 유체의 흐름을 차단할 수 있도록 하는 기능을 수행하는 한편, 역방향으로 유체가 흐르지 않도록 차단하고자 하는 것이 주된 목적이다.

그 대표적인 구조를 도 1로 도시하였으며, 이의 작동을 도 2로 도시하였다.

이에 의하여 살펴보면, 밸브시트(110)에 스프링(120)의 탄력으로 접리되는 밸브 디스크(130)가 판상으로 된 것이므로, 인입 측의 유체 압력이 스프링(120)의 탄력보다 강하여 밸브 디스크(130)를 밀고 밸브시트(110) 사이를 통과하여 배출되도록 하고 있는 것이다. 그러므로, 이러한 구조에 의하면 도 2의 화살표로 보인 바와 같이 밸브 디스크(130)의 둘레면에 형성된 통공(150)으로 고압의 유체가 우회하면서 방향이 급격하게 변화되며, 스프링(120)을 지나 통과하는 과정과, 출구에서의 흐름간의 상호 간섭으로 부분적인 와류가 발생하며, 이에 따라 밸브 디스크(130)와 스프링(120)에 맥동이 발생하고, 그 결과 밸브 디스크(130)가 진동하면서 밸브 디스크(130)의 오링(140)이 이탈되거나 파열되기도 하는 것이다.

특허등록 제0954852호에서는 이러한 문제점을 해결하고자 하는 고압용 체크밸브가 제공되어 있다.

특허등록 제0954852호에 제공된 고압용 체크밸브는 소음이나 진동의 발생을 최소화하고 유로를 형성하는 요소들의 원활한 작동을 유도하며 이상 마모를 방지할 수 있도록 하기 위하여 본체(1)의 양측에 입구와 출구가 구비되어 있고, 압축스프링(4)에 의하여 탄력 설치된 프런저(5)가 밸브시트(7)와 접리되어 밸브를 개폐할 수 있도록 하되, 경사면(8)으로 된 링 형태의 밸브시트(7)가 고정되며, 밸브시트(7)의 경사면에 접리되는 경사면(8')을 갖는 프런저(5)와, 프런저(5)의 연장부에 결합되어 습동을 안내하며, 배출되는 유체를 출구로 안내하기 위한 프런저가이드(6)의 배출공 중심축이 유체의 진로와 일치되는 경사상으로 되도록 설치하여서 된 것이다.

상기 특허등록 제0954852호의 고압용 체크밸 및 특허등록 제1126755호의 고압용 체크밸브에 제공된 차단(밀폐)를 위하여 구비된 실링(Seal ring)은 오링(O-ring)을 사용함으로써 고압의 유체에서는 내구성이 좋지 못하고, 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있다.

(KR) 특허등록 제0954852호 (KR) 특허등록 제1126755호

이에 본 발명은 고압에서 쉽게 손상되어 실링의 내구성을 향상시키는 한편, 높은 고압에서도 신뢰성을 지닐 수 있도록 이루어진 고압용 체크밸브를 제공하고자 한다.

또한, 본 발명인 고압용 체크밸브는 구성을 간단히 하여 밸브의 내구성을 향상 시킬 수 있도록 하며, 유지보수가 용이할 수 있도록 이루어질 수 있도록 하고자 한다.

또한, 본 발명인 고압용 체크밸브는 유체의 압력을 이용하여 밀폐능력을 향상시킬 수 있도록 이루어진 실링을 사용하도록 함으로써 실링의 내구성을 향상시키고 고압에서도 밀폐능력에 대한 신뢰성을 확보할 수 있도록 하고자 한다.

상기 목적을 달성하고자 이루어지는 본 발명은, 유체의 흐름을 제어하는 체크밸브에 있어서, 아웃포트와 연통하는 작동공간부를 가지는 밸브 몸체와; 상기 밸브 몸체와 결합되고 인포트와 연통하는 경사면으로 이루어진 밸브시트를 가지는 리테이너 몸체와; 상기 밸브 몸체와 리테이너 몸체 사이에 설치되며, 일부분이 작동공간부에 삽입되어 유체의 흐름을 제어하도록 하는 전방측에 실링(Seal ring)을 구비하고, 후방측에 스프링으로 탄성지지된 개폐용 슬라이더를 포함하되, 상기 실링은 아웃포트측으로부터 유입된 유체로 밸브시트 방향으로 벌어지는 확장형 날개를 가지는 고압용 체크밸브로 구성된다.

상기 개폐용 슬라이더 내에 형성된 유로 상에는 아웃포트측으로 유입되는 유체를 이용하여 밸브시트 방향으로 가압할 수 있도록 하는 밀음면의 구성을 가진다.

상기 개폐용 슬라이더는, 외주연에 실링 설치를 위한 실링홈이 형성된 선단부와; 상기 선단부의 후방으로 밀음면을 형성하도록 이루어진 개폐용 유로부를 가지되, 상기 개페용 유로부는, 작동공간부 내면과 함께 형성되는 제1 개폐유로와, 상기 제1 개폐유로와 연통되어 외측에서 내측 방향으로 안내하는 제2 개폐유로와, 상기 제2 개폐유로와 직교되게 형성된 제3 개폐유로를 포함하며, 상기 제2 개폐유로는 제3 개폐유로을 중심으로 다수개가 등간격으로 형성되는 구성을 가진다.

이와 같이 이루어진 본 발명인 고압용 체크밸브는 구성이 간단하여 내구성이 좋고, 조립이 용이하여 유지보수가 편리한 특징을 가진다.

또한, 본 발명인 고압용 체크밸브에 구비된 실링(Seal ring)은 아웃포트(Out Port) 측에서 유입되는 유체로 경사면으로 이루어진 밸브시트 방향으로 벌어지는 확장형 날개를 구비함으로써 압력이 높을 수록 더욱 더 차단(밀폐)능력을 향상시킬 수 있으며, 이로 인하여 고압에서도 신뢰성을 확보할 수 있을 것이며, 실링(Seal ring)의 내구성 또한 향상될 수 있을 것이다.

또한, 본 발명인 고압용 체크밸브에 구비된 개폐용 슬라이더에 형성된 유로상에 형성되는 밀음면에 의하여 역류되는 유체의 압력에 의하여 개폐용 슬라이더가 밸브시트 방향으로 가압할 수 있음으로써 고압에서의 차단(밀폐)능력을 향상시킬 수 있을 것이다.

도 1과 도 2는 종래의 체크밸브에 대한 개략도.
도 3은 종래기술인 특허등록 제0954852호에 나타난 고압용 체크밸브의 분리사시 개략도.
도 4는 본 발명의 실시 예를 나타낸 고압용 체크밸브 사시개략도.
도 5는 본 발명의 실시 예를 나타낸 고압용 체크밸브 분리사시개략도.
도 6은 본 발명의 실시 예를 나타낸 고압용 체크밸브 분리상태의 단면개략도.
도 7은 본 발명의 실시 예를 나타낸 고압용 체크밸브 조립상태의 단면개략도.
도 8은 본 발명의 실시 예를 나타낸 고압용 체크밸브의 열림(개방)상태인 단면개략도.
도 9는 본 발명의 실시 예를 나타낸 고압용 체크밸브의 유체의 역류시 차단(밀폐)상태인 단면개략도.
도 10은 본 발명의 실시 예를 나타낸 고압용 체크밸브의 주요부분에 대한 상세 단면개략도.
도 11은 도 10의 A-A선 단면도
도 12은 본 발명의 다른 실시 예를 나타낸 고압용 체크밸브의 밸브시트부분에 대한 개략도.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 될 것이며, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명은 고압 유체의 흐름을 신뢰성 있게 제어할 수 있으며, 내구성이 향상될 수 있도록 이루어진 고압용 체크밸브에 관한 것이다.

즉, 본 발명은 고압 유체를 이용하여 차단능력을 향상시킬 수 있도록 이루어진 확장형 날개가 구비된 실링(Seal ring)을 사용함으로써 차단(밀폐) 및 제어 능력에 대한 체크밸브의 신뢰성을 확보할 수 있도록 하였으며, 또한 그 구성을 간소화할 수 있도록 하였다.

이하, 본 발명의 실시 예를 나타낸 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.

도 1 내지 도 4를 참조하면,

본 발명인 고압용 체크밸브는, 일측에 형성된 유체가 배출되는 아웃포트(Out port,10a)와 연통하는 작동공간부(12)를 가지는 밸브 몸체(10)와, 상기 밸브 몸체(10)와 결합되고 일측에 형성된 인포트(In port, 20a)와 연통하는 경사면으로 이루어진 밸브시트(23)를 가지는 리테이너 몸체(20)와, 상기 밸브 몸체(10)와 결합되는 리테이너 몸체(20) 사이에 설치되며, 일부분이 작동공간부(12)에 삽입되어 유체의 흐름을 제어하는 개폐용 슬라이더(30)와, 상기 개폐용 슬라이더(30)의 전방측에 설치되는 실링(Seal ring, 40)과, 상기 개폐용 슬라이더(30)의 후방측에 위치하여 전방측으로 압축할 수 있도록 탄성지지하는 스프링(50)의 구성을 포함한다.

상기 밸브 몸체(10)는 후방측에 위치한 아웃포트(10a)의 타측인 전방측(도면상 좌측)에는 리테이너 몸체(20)를 나사결합할 수 있도록 암나사로 이루어진 나사홈이 형성된 제1 나사결합부(11)가 형성되고, 상기 제1 나사결합부(11)와 연통하여 개폐용 슬라이더(30)의 일부분을 수용할 수 있는 작동공간부(12)와, 상기 작동공간부(12)와 아웃포트(Out port, 10a)는 연결유로(13)로 연통하며, 상기 작동공간부(12)의 후방(도면상 우측)에는 작동공간부(12)로 일부분이 삽입되는 개폐용 슬라이더(30)를 탄성지지하는 스프링(50)이 안착되는 스프링 안착부(14)가 형성되어 있다.

상기 리테이너 몸체(20)는 밸브 몸체(10)의 제1 나사결합부(11)에 나사결합되는 구성으로, 일측에 유체가 유입되는 인포트(In port, 20a)가 구비되고, 타측에는 상기 인포트(In port, 20a)와 연결유로(22)로 연통하는 경사면으로 이루어진 밸브시트(23)가 구비되고, 상기 밸브시트(23)가 형성된 일측의 외주연에는 제1 나사결합부(11)와 나사결합될 수 있도록 하기 위한 수나사로 이루어진 나사홈이 형성된 제2 나사결합부(21)가 형성되어 있다.

이러한 상기 리테이너 몸체(20)는 도 7과 같이 밸브 몸체(10)의 제1 나사결합부(11)에 나사결합되어 개폐용 슬라이더(30)의 일측인 선단부(31)을 가압하여 스프링(50)의 탄성력에 의하여 선단부(31)가 밸브시트(23) 방향으로 압력을 가할 수 있도록 한다. 이는 유체가 설정압력의 이하인 경우 스프링(50)의 탄성력에 의하여 차단된다.

상기 설정압력은 보통 밸브 몸체(10)와 리테이너 몸체(20) 결합시 리테이너 몸체(20)가 개폐용 슬라이더(30)의 일측인 선단부(31)를 가압하는 힘의 크기에 따라 설정된다.

도 12를 참조하면,

상기 리테이너 몸체(20)는 경사면으로 이루어진 밸브시트(23) 부분을 교체할 수 있도록 형성될 수도 있다. 이는 밸브시트(23)의 손상시 유지보수가 용이하다.

즉, 상기 리테이너 몸체(20)의 일측에는 시트설치부(24)를 형성하고, 상기 밸브시트(23)는 시트설치부(24)에 삽입되는 밸브시트몸체(25)에 형성된다.

상기 개폐용 슬라이더(30)는 작동공간부(12)에 일부분이 삽입되어 스프링(50)으로 탄성지지되도록 설치되며, 밸브 몸체(10)에 나사 결합되는 리테이너 몸체(20)로 가압되어 고정된다.

이러한 상기 개폐용 슬라이더(30)는 외주연에 실링(Seal ring, 40) 설치를 위한 실링홈(32)이 형성된 선단부(31)와, 상기 선단부(31)의 후방으로 밀음면(34)을 형성하도록 이루어진 개폐용 유로부(33)와, 스프링(50)의 일부분이 삽입되는 스프링 안착부(35)의 구성을 포함한다.

상기 선단부(31)는 반구형상으로 형성되며, 밸브시트(23)에 위치한다.

상기 개페용 유로부(33)는, 작동공간부(12) 내면의 직경보다 작게 형성되어 작동공간부(12) 내면과 함께 형성되는 제1 개폐유로(33-1)와, 상기 제1 개폐유로(33-1)와 연통되어 외측에서 내측 방향으로 안내하는 제2 개폐유로(33-2)와, 상기 제2 개폐유로(33-2)와 직교되게 형성된 제3 개폐유로(33-3)를 포함한다.

상기 제2 개폐유로(33-2)는 제3 개폐유로(33-3)을 중심으로 다수개가 등간격(방사선 형태)으로 형성된다. 상기 제2 개폐유로(33-2)는 보통 2~6개가 형성되며, 바람직하게는 4개가 적당하다.

도 9 내지 도 11을 참조하면,

상기 제2 개폐유로(33-2)는 제3 개폐유로(33-3)와 직교방향으로 형성되어 밀음면(34)을 형성하게 된다.

상기 밀음면(34)은 유체가 아웃포트(Out port, 10a)로 유입되는 역방향 유입시, 유입된 유체에 의하여 개폐용 슬라이더(30)가 밸브시트(23) 방향으로 가압되도록 하여 차단(밀폐)능력을 향상시킬 수 있도록 한다.

상기 실링(Seal ring, 40)은 선단부(31)에 실링홈(32)에 설치되어 경사면으로 이루어진 밸브시트(23)에 접촉하여 유체를 차단(밀폐)시키는 구성으로, 보통 테프론 재질로 이루어진다.

이러한 상기 실링(Seal ring, 40)은 유체가 아웃포트(Out port, 10a)로 유입되는 역방향 유입시, 유입된 유체를 이용하여 차단(밀폐) 능력을 향상시킬 수 있도록 이루어진 것으로, 단면이 'U'자 형태로 형성되어 역방향으로 유입된 유체에 의하여 밸브시트(23) 방향으로 벌어지는 확장형 날개(41)와, 상기 확장형 날개(41)가 역방향으로 유입된 유체에 의하여 밸브시트(23) 방향으로 벌어질 수 있도록 유체가 유입되는 역류 유체유입홈(42)의 구성을 가진다.

도 9와 도 10을 참조하면,

상기 실링(Seal ring, 40)은 유체가 아웃포트(Out port, 10a)로 유입되는 역방향 유입시, 역류하는 유체는 제1 개폐유로(33-1)을 통하여 역류 유체유입홈(42)에 유입되고, 상기 역류 유체유입홈(42)에 유입된 역류 유체의 압력에 의하여 확장형 날개(41)는 밸브시트(23) 방향으로 벌어지게 되어 역류하는 유체를 차단시킨다.

이와 같이 작용하는 상기 실링(Seal ring, 40)은, 역류하는 유체의 압력이 높을 경우, 역류 유체의 압력에 의하여 확장형 날개(41)가 밸브시트(23) 방향으로 벌어지는 힘이 강하게 되어 차단능력을 상승시키게 된다.

이와 같은 상기 실링(Seal ring, 40)은 손상되는 현상이 적고, 손상된 경우에도 차단능력이 저하되지 않는 특징을 가짐으로써 차단능력에 대한 신뢰성을 확보할 수 있다.

이와 같이 이루어진 본 발명인 고압용 체크밸브는, 도 7과 같이 개폐용 슬라이더(30)가 스프링(50)의 탄성력에 의하여 밸브시트(23) 방향으로 가압하고 있어 소정(설정) 압력 이하에서는 유체가 흐르지 않는다.

도 8과 같이 소정(설정) 압력 이상으로 유체가 인포트(In port, 20a)을 통하여 유입되면, 개폐용 슬라이더(30)가 후방(도면상 우측)으로 이동하여 유로가 개방된다.

도 9와 같이 아웃포트(Out port, 10a)로 유입되는 역방향 유입시, 역류하는 유체는 제3 개폐유로(33-3)를 통하여 제2 개폐유로(33-2)로 안내되며, 이때 역류 유체는 밀음면(34)을 가압하게 되어 차단능력을 향상시키게 된다.

또한, 역류하는 유체는 제1 개폐유로(33-1)를 통하여 역류 유체유입홈(42)에 유입되고, 상기 역류 유체유입홈(42)에 유입된 역류 유체의 압력에 의하여 확장형 날개(41)는 밸브시트(23) 방향으로 벌어지게 되어 역류하는 유체를 차단하게 된다.

10 : 밸브 몸체 10a : 아웃포트
12 :작동공간부
20 : 리테이너 몸체 20a : 인포트
23 : 밸브시트
30 : 개폐용 슬라이더 31 : 선단부
32 : 실링홈 33 : 개폐용 유로부
34 : 밀음면
40 : 실링 41 : 확장형 날개
42 : 역류 유체유입홈
50 : 스프링

Claims (3)

1. 유체의 흐름을 제어하는 체크밸브에 있어서,
   아웃포트(10a)와 연통하는 작동공간부(12)를 가지는 밸브 몸체(10)와;
   상기 밸브 몸체(10)와 결합되고 인포트(20a)와 연통하는 경사면으로 이루어진 밸브시트(23)를 가지는 리테이너 몸체(20)와;
   상기 밸브 몸체(10)와 리테이너 몸체(20) 사이에 설치되며, 일부분이 작동공간부(12)에 삽입되어 유체의 흐름을 제어하도록 하는 전방측에 실링(40)을 구비하고, 후방측에 스프링(50)으로 탄성지지된 개폐용 슬라이더(30)를 포함하되,
   상기 실링(40)은 아웃포트(10a)측으로부터 유입된 유체로 밸브시트(23) 방향으로 벌어지는 확장형 날개(41)를 가짐을 특징으로 하는 고압용 체크밸브.
2. 제1항에 있어서,
   상기 개폐용 슬라이더(30) 내에 형성된 유로 상에는 아웃포트(20a)측으로 유입되는 유체를 이용하여 밸브시트(23) 방향으로 가압할 수 있도록 하는 밀음면(34)을 가짐을 특징으로 하는 고압용 체크밸브.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 개폐용 슬라이더(30)는,
   외주연에 실링(40) 설치를 위한 실링홈(32)이 형성된 선단부(31)와;
   상기 선단부(31)의 후방으로 밀음면(34)을 형성하도록 이루어진 개폐용 유로부(33)를 가지되,
   상기 개페용 유로부(33)는, 작동공간부(12) 내면과 함께 형성되는 제1 개폐유로(33-1)와, 상기 제1 개폐유로(33-1)와 연통되어 외측에서 내측 방향으로 안내하는 제2 개폐유로(33-2)와, 상기 제2 개폐유로(33-2)와 직교되게 형성된 제3 개폐유로(33-3)를 포함하며,
   상기 제2 개폐유로(33-2)는 제3 개폐유로(33-3)을 중심으로 다수개가 등간격으로 형성됨을 특징으로 하는 고압용 체크밸브.
   

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