KR820001692B1 - 나비형 밸브의 시이트링 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

나비형 밸브의 시이트링

제1도는 나비형 밸브의 단면도(端面圖)

제2도는 본 발명에 의한 시이트링의 거의 반원주장(半圓周長)에 상당하는 부분의 전개도.

제3a 및 제3b도는 밸브판과 시이트링의 중고돌조(中高突條)와의 접촉관계를 표시하는 설명도.

제4도는 본 발명의 다른 실시에를 표시하는 제2도와 같은 전개도.

본 발명은 나비형 밸브의 시이트링에 관한 것이다. 배브체 내주면에 고무와 같은 탄성(彈性)재로부터 되는 시이트링을 장설(張設)하여 밸브를 폐쇄하였을 때에 밸브판의 주연부(周緣部)가 전기 시이트링 내면에 압접(壓接)하여 시일(seal) 작용을 완수하게 한 나비형 밸브에 있어서 밸브판을 개폐때문에 회동하는데 요하는 토오크를 가급적 작게 하기 위하여 시이트링 내면을 원주방향에 따라서 중고돌조상(中高突條狀)으로 형성해주고 밸브판이 회동하고 있을 때에는 그 주연을 그 회동 각도에 따라서 시이트링에 접촉하지 않은 부분이 존재할 수 있게하여 전패시에는 전기 중고돌조에 소정의 압력이 당접(當接)하게끔 구성한 것이 이미 여러가지 제안되어있다.

그러나 이러한 구성의 것도 전술한 바와 같은 중고의 돌조는 일반으로 전장에 달하여 폭이 일정하고 또 밸브판 주연과 시이트링의 접촉상태는 대략 환상 또 띠상(帶狀)의 면접촉으로 되기 때문에 충분히 밸브판 회동 토오크를 감소시킬 수가 없다.

이것은 제1도에 의하여 약술하면 동도는 밸브체(2)의 내부면에 시이트링(1)을 장설하여 이 시이트링의 원주방향 거의 전장에 걸쳐서 중고의 돌조(11)를 형성하고 있어 도시의 밸브폐쇄위치에 있어서 밸브판(3)의 외주연이 전기돌조(11)에 압접하여 시일을 하게끔 구성되어 있는 것으로 한다.

밸브판은 밸브측의 중심축선 C의 주위에 회동자재로 되어있어 지금 밸브판이 도시의 위치부터 90°회동하여 지면에 수직방향을 갖는 전개위치부터 도시의 전폐위치로 회동하는 경우를 생각하면 전개위치부터 밸브판이 폐쇄방향으로 회동하는 데 따라서 밸브판 주연은 밸브측에 가까운 부분부터 시이트링의 돌조에 들어박혀 도시 A점 근방에서는 밸브판에의 시이트링의 저항에 의하여 그것에 대향하는 회동토오크를 요하는 상태인데도 불구하고 B점 근방에서는 아직 닫혀 있지 않으므로 유체는 통과하고 있다. 더욱 밸브판이 회동해가고 B점에 있어서 시이트링과 소정의 압력이 당접하여 시일이 완전히 되었을 때에는 A점근방에 있어서는 필요이상으로 과잉으로 들어 박혀 있는 것이된다. 다시말하면 중심축선 C부터 가장 먼 B점에 있어서 소정의 압력이 당접될때까지는 B점이외에 있어서의 밸브판의 시이트링돌조에의 들어박힌 량은 이미 필요한 정도를 넘어있어 이만큼 회동 토오크를 증대시켜 구동기구 부분을 불필요하게 대형으로 하고 있는데 지나지 않은 것이된다.

유체실린더, 전기모우터등을 구동원으로 하여 밸브들을 개폐하는 경우에는 필요한 회동 토오크를 작게 하는 것이 구동 기구를 소형으로하여 작동을 확실히 하기 위하여 중요한 사항이기 때문에 일반으로 밸브판을 중고돌조에 균일하게 들어 박힘이 없이 제1도 b점에 있어서 소정의 압접상태가 얻어지는 정도로 하고 있지만 이래도 구동기구부에 여분인 부하를 보유시키는 결과로 되어 있는 것은 전술한 바와 같다.

본 발명은 이러한 공지나비형 밸브의 시이트링의 결점을 감안하여 완성된 것으로서 밸프판이 회동하는 경우 그 주연부가 시이트링의 중고돌조에 가능한한 일제히 당접하게끔 이 돌조를 구성하여 이것에 의하여 소요 회동토오크를 가급적으로 작게하여 따라서 구동기구를 소형으로 할수 있는 시이트링을 제공하는 것이다.

본 발명에 의한 시이트링은 전술한 바와 같은 의도를 달성하기 위하여 한쌍의 밸브측 관통공 S₁, S₂의사이에 존재하고 있는 시이트링의 중고돌조를 공지의 그것과 같이 전장에 달하여 동폭의 것으로 하지 않고 S₁, S₂의 중간부분 즉 밸브측 중심축선 부터 가장 먼 개소 B부터 중간부위 A를 거쳐서 밸브축용 관통공 S₁, S₂에 감에 따라서 폭이 차차 좁아지게 연한 곡선을 가지고 구성하는 것으로 한다.

본 발명에 의한 시이트링은 강성재료부터 되는 밸브체 및 이것에 배치한 회동자재의 밸브판과 밸브판이 전폐위치에 있을 때에 상기 밸브체, 밸브판의 사이에 개재하여 시일작용을 이루게 한 시이트링을 구비한 나비형 밸브의 시이트링에 있어서 이 시이트링의 시일면에 밸브판의 회전축선 근처 위치부터 이 회전 축선으로 멀어짐에 따라 폭이 넓어지게 되게 환상 종고돌조를 형성하여되는 시이트링이다. 또 시이트링 주면에는 환상돌조가 형성되어 환상돌조의 표면이 시일면이 되게 구성되어 있는 나비형 밸브이다. 시이트링 주면에는 환상요소가 형성되어서 환상요소의 표면이 시일면이 되게 구성되어 있는 나비형 밸브이다. 주위방향에 간하여 회전축 선 간의 점에 있어서 가장 폭이 넓게 형성되어 있는 나비형 밸브이다. 시일면이 주위방향 윤곽의 적어도 일부는 3각함수로 규정되는 곡선을 가지고 있는 나비형 밸브이며 3각함수는 코사인인 나비형 밸브이며 이 중점부터 주위방향에 관하여 이중점과 회전축선의 근방과의 사이에서 시일면이 주위방향 윤곽은 3각 함수로 규정되는 곡선을 가지고 있는 나비형 밸브이고 3각 함수는 코사인인 나비형 밸브이다.

밸브판은 밸브축을 거쳐서 밸브체에 지지되어 있고 시이트링은 밸브축을 수용하는 구멍을 회전축선의 위치에서 가지고 있고 주위방향에 관하여 이 구멍간의 중점에 있어서 시일면은 가장 폭넓게 형성되어 있는 나비형 밸브이다. 시일면의 주위방향 윤곽의 적어도 일부는 3각 함수로 규정되는 곡선을 가지고 있는 나비형 밸브이고 3각 함수는 코싸인이고 이중점부터 주위방향에 관하여 이 중점과 구멍과의 사이의 제2의 중점까지에 있어서 시일면의 윤곽은 3각 함수로 규정되는 곡선을 가지고 3각함수는 코싸인인 나비형 밸브이다. 밸브체는 시이트링이 고착되고 밸브체와 시이트링과는 일체로 형성되어 있는 나비형 밸브이다.

제 2 도는 밸브축 관통공 S₁, S₂의 사이에 존재하는 한쌍의 시이트링 내면중의 하나를 전개하여 표시한 것이다. 따라서 제1도에 있어서의 b점은 제2도에 있어서의 S₁, S₂의 중점에 일치하는 것이 된다.

부호 11로 표시하는 시이트링의 중고돌조는 제2도에서 명백한 바와같이

점에 있어서 가장 넓고 이 부분부터좌우 밸브축관통공 S₁, S₂에 감에 따라서 폭이 좁게 형성되어 있다.

다음에 이 중고돌조를 한계로 하고 있는 곡선의 형상에 대하여 제3a 및 제3b도에 의하여 이것을 검토하면 제3도는 밸브판(3)을 제1도와 같은 방향에서 본 것으로 시이트링 상의 A점(밸브축 축선 c에 수직한 직선과 θ의 각도를 이룬것으로 한다)에 있어서의 회동 반경은 밸브판의 반경을

로 하면

cosθ가 된다. 이 밸브판이 개위치부터 폐방향으로 회동하여 시이트링의 돌조에 당접한 상태를 평면도에서 표시한 것이 제 3b 도에서 이때 밸브판을 포함한 평면(平面)은 이 밸브판이 유체의 흐름 방향으로 본 밸브의 중심축선에 직각인 면과 이르는 각도를, 이면과 중고돌조의 교선(交線)과 밸브판과 돌조의 당접 점간의 거리를 ℓ로 하면 A점에 있어서

ℓ＝

cos θ sin α＝(

sin α) COS θ가 되어 온 코사인 커이브가 된다.

즉 제2도에 있어서 중고돌조의 길이 방향 양측연을 한개로 하는 곡선은 코사인 커어브로 하는 것에 의하여 밸브판이 개폐 회동할 때에 시이트링 중고돌조에 대하여 거의 일제히 접촉하여 이것에 의하여 최소 회동 토오크를 얻을 수 있는 것을 알 수가 있다.

실제 문제로서는 밸브의 크기는 밸브판 외주연(外周緣)시일 부분의 형상, 시이트링의 중고돌조의 내방으로의 돌출량, 이 돌조의 단면 형상(원호상이냐, 삼각형이냐 또는 대형상(台型狀)이냐)등에 의하여 커어브 자체의 형상에는 각 밸브에 최적한 것을 부여하기 때문에 여러가지 형상의 것이 생각되어 경우에 따라서는 밸브축 관통공 S₁, S₂의 근방에 있어서의 중고돌조의 폭이 좁아져 시이트링 재료 자체의 강도, 내구성 혹은 성형용 금형(成型用金型)의 제작상의 문제가 생기는 가능성이 있다.

그래서 밸브판 주연의 시이트링과의 당접부위에 있어서의 토오크의 영향을 검토한다.

제1도a 점에 있어서의 시이트링이 밸브판에 주는 단위장 길이의 마찰력을 f, 밸브판의 반경을 r로 하면 밸브축과 Ø가 되는 A점에 있어서의 미소길이에 대한 마찰력은 f.r△Ø가 되어 이것에 의한 밸브측의토오크는 r.sinØ×fr△Ø가 된다. 이것은 0°부터 Ø까지 적분하면 전토오크는 간단한 계산에 의하여 Tsα(1―COSØ)로 되는 것을 안다. 이에 의하여 T_B의 약간의 치에 대한 토오크비를 구하면,

Ø＝°토오크비 0 Ø＝30°토오크비 0.13 Ø＝45°토오크비 0.3

Ø＝60°토오크비 0.5 Ø＝90°토오크비 1이 된다.

이상의 수치는 제 1 도 좌반분에 표시하고 있다.

이러한 시설부터 명백한 바와 같이 동도, 밸브축 축선에 수직한 직선과 축선 C이 좌우 각 45°의 반경방향쇄선의 사이에 있어서 토오크의 70%를 부담하고 있는 것이 명백하다. 따라서 실용상의 관점에서 보면 전기의 축선에 수직인 직경 방향 직선부터 보아서 적어도 45°, 실제로는 60°이내에 상당하는 부분에 있어서의 시이트링 내면에 양측을 곡선상으로 한 전술의 제 2 도 도시와 같은 중고돌조를 형성하는 것에 의하여 실질적으로 소기의 목적을 달성할 수가 있다.

제4도는 이러한 구성을 가진 본 발명의 다른 실시예를 표시한 것으로서 밸브 S₁과 전술의 점 b, 밸브 S₂와 전술의 점B의 사이에 45°의 점 D₁, D₂(이들의 선분(선분線分) S₁, b, S₂b 의 중점이되는 것을 쉽게 이해될 것으로 생각한다)를 취하여 D₁, D₂간의 부분의 돌조를 상기 제1의 실시예에 있어서와 같은 곡선을 가지고 구성하여 다른 부분을 측면이 직선상(直線狀)의 폭이 좁은 직선상으로 구성한 것이다.

이와 같이 구성하는 것에 의하여 실질적으로는 전술의 제 1 실시예에 있어서의 시이트링의 중고돌조의 경우와 거의 같은 작용효과를 얻음과 동시에 양 밸브축 근방에 있어서의 돌조를 이론적인치보다도 가급적으로 폭을 넓게하여 시이트링의 이 부분에 있어서의 특성 열화를 피할 수가 있는 것이다.

또 이상 본 발명과, 밸브측이 시이트링을 관통하고 있는 소위 중심형 나비형 밸브의 그것에 대하여 설명하였지만 본 발명은 완전히 균일한 단면형상(斷面形狀)을 전주에 걸쳐서 보지하고 있는 시이트링을 구비한 편심형의 나비형 밸브에 대하여도 완전히 동일하게 적용할 수 있는 것은 쉽게 이해할 수 있을 것이다. 또 탄성시이트링을 밸브판 외주연에 부설한 형의 나비형 밸브에 있어서도 본 발명이 그 발명의 정신의 범위내에 있어서 이것을 적용할 수 있는 것도 또 용이하게 이해할 수 있는 것은 자명한 일이다.

본 발명은 대략 이상과 같은 구성을 구비하고 있으므로 본 발명에 의한 시이트링은 이것을 나비형 밸브로 배치하여 밸브판을 개폐 회동할 때에는 밸브판이 회동하여 시이트링에 이것에 당접할 때 밸브판주연은 거의 전주에 걸쳐서 대략 동시에 시이트링에 당접하기 때문에 소망최저의 접촉압력을 얻기 위한 밸브판 회동 토오크를 가급적으로 작게하는 것이 가능하게 된다. 이 때문에 시이트링에 대한 과다한 들어박힘이 없기 때문에 시이트링의 수명을 연장하는 것이 가능하며 밸브외에 구동기구를 소형으로 할 수가 있으므로 가격을 저하시킬수가 있다.

Claims (1)

1. 강성재료로부터 되는 밸브체 및 이것에 배치한 회전자재의 밸브판과 밸브판이 전폐위치에 있을 때에 전기 밸브체, 밸브판 사이에 개재하여 시일 작용을 하게끔한 시이트링을 구비한 공지의 나비형 밸브의 시이트링에 있어서, 이 시이트링의 시일면에 밸브판의 회전축선 근방 위치부터 이 회전축선에 멀어짐에 따라서 폭이 넓어지게끔 환상중고 돌조를 형성하여서 되는 나비형 밸브의 시이트링

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