KR101915671B1 - 역류방지형 버터플라이 밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디스크에 연결된 밸브 스템을 다중 축 구조로 구성하여 유로 내에서 역류가 발생할 경우 디스크가 자동으로 역방향으로 회전하여 유로를 폐쇄할 수 있도록 함으로써 추가적인 역류방지용 밸브를 설치하지 않고 자체적으로 역류를 방지할 수 있는 역류방지형 버터플라이 밸브에 관한 것으로, 본 발명에 따른 역류방지형 버터플라이 밸브는, 내부에 유체가 유동하는 유로가 형성되어 있는 밸브몸체와; 상기 밸브몸체에 연직방향으로 연장되게 설치되며, 하단부가 밸브몸체에 대해 회전 가능하게 설치되고, 상단부의 일측편에 가동돌기가 상측으로 돌출되게 형성되어 있는 디스크샤프트와; 상기 디스크샤프트에 고정되게 설치되어 디스크샤프트와 함께 회전하면서 상기 유로를 개폐하는 디스크와; 상기 디스크샤프트의 상부에 동축상으로 배치되어 상기 밸브몸체의 상단부에 고정되게 설치되며, 하단부 일측편에 상기 가동돌기의 일측면과 접촉하게 되는 스톱퍼돌기가 하측으로 돌출되게 형성되어 있는 중공관 형태의 고정샤프트와; 상기 고정샤프트의 중공부를 관통하여 고정샤프트에 대해 상대 이동 가능하게 설치되며, 상기 가동돌기를 사이에 두고 상기 스톱퍼돌기의 반대편에 위치하여 가동돌기의 다른 일측면에 접촉하게 되는 작동돌기가 반경방향 외측으로 돌출되게 형성되어 있는 스템샤프트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

역류방지형 버터플라이 밸브{Backflow Prevention Type Butterfly Balve}

본 발명은 버터플라이 밸브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 디스크를 개방 작동했을 때 유로 내에서 역류가 발생할 경우 디스크가 역방향으로 회전하여 유로를 폐쇄하여 역류를 방지할 수 있도록 한 역류방지형 버터플라이 밸브에 관한 것이다.

일반적으로 버터플라이 밸브는 원반형의 디스크를 회전시켜 유로를 개폐하는 구조로 이루어지는데, 주로 상수도, 하수도, 건물 등에 많이 사용된다. 이러한 버터플라이 밸브는 디스크와 연결되어 있는 밸브 스템(stem)을 회전시키면, 디스크가 회전축을 중심으로 일정 각도 범위로 회전하여 유로를 개폐한다.

그러나 일반적인 버터플라이 밸브는 유체의 흐름을 개방하거나 차단시킬 수만 있을 뿐 유체의 역류가 발생하면 이를 차단하는 기능이 없어서, 역류 발생시 과부하가 발생하여 배관과 연결된 기기들이 손상되는 문제가 발생한다.

이를 해결하기 위해서 종래에는 버터플라이 밸브의 전방 또는 후방에 별도의 체크밸브를 연결하여 유체가 역류하는 것을 방지하였다.

하지만 협소한 공간이나 배관의 길이가 짧은 곳에서는 버터플라이 밸브와 체크밸브 모두를 설치할 수 없는 문제가 발생하며, 추가적인 체크밸브의 설치로 인하여 설치 비용이 증가하고 유지관리가 어려운 문제가 발생한다.

등록특허 제10-1550909호 공개실용신안 제20-2015-0000025호 공개특허 제10-2010-0049711호

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 디스크에 연결된 밸브 스템을 다중 축 구조로 구성하여 유로 내에서 역류가 발생할 경우 디스크가 역방향으로 회전하여 유로를 폐쇄할 수 있도록 함으로써 추가적인 역류방지용 밸브를 설치하지 않고 자체적으로 역류를 방지할 수 있는 역류방지형 버터플라이 밸브를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 한 형태에 따른 역류방지형 버터플라이 밸브는, 내부에 유체가 유동하는 유로가 형성되어 있는 밸브몸체와; 상기 밸브몸체에 연직방향으로 연장되게 설치되며, 하단부가 밸브몸체에 대해 회전 가능하게 설치되고, 상단부의 일측편에 가동돌기가 상측으로 돌출되게 형성되어 있는 디스크샤프트와; 상기 디스크샤프트에 고정되게 설치되어 디스크샤프트와 함께 회전하면서 상기 유로를 개폐하는 디스크와; 상기 디스크샤프트의 상부에 동축상으로 배치되어 상기 밸브몸체의 상단부에 고정되게 설치되며, 하단부 일측편에 상기 가동돌기의 일측면과 접촉하게 되는 스톱퍼돌기가 하측으로 돌출되게 형성되어 있는 중공관 형태의 고정샤프트와; 상기 고정샤프트의 중공부를 관통하여 고정샤프트에 대해 상대 이동 가능하게 설치되며, 상기 가동돌기를 사이에 두고 상기 스톱퍼돌기의 반대편에 위치하여 가동돌기의 다른 일측면에 접촉하게 되는 작동돌기가 반경방향 외측으로 돌출되게 형성되어 있는 스템샤프트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 한 형태에 따른 역류방지형 버터플라이 밸브는, 내부에 유체가 유동하는 유로가 형성되어 있는 밸브몸체와; 상기 밸브몸체에 연직방향으로 연장되게 설치되며, 하단부가 밸브몸체에 대해 회전 가능하게 설치되고, 상단부의 일측편에 가동돌기가 상측으로 돌출되게 형성되어 있는 디스크샤프트와; 상기 디스크샤프트에 고정되게 설치되어 디스크샤프트와 함께 회전하면서 상기 유로를 개폐하는 디스크와; 상기 밸브몸체의 상단부에 돌출되게 형성되어 상기 가동돌기의 일측면과 접촉하여 디스크샤프트의 회전각을 제한하는 스톱퍼돌기와; 상기 밸브몸체의 상단부를 관통하여 밸브몸체에 대해 상대 이동 가능하게 설치되며, 상기 가동돌기를 사이에 두고 상기 스톱퍼돌기의 반대편에 위치하여 가동돌기의 다른 일측면에 접촉하게 되는 작동돌기가 반경방향 외측으로 돌출되게 형성되어 있는 스템샤프트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 디스크와 연결되는 밸브 스템이 스템샤프트와 디스크샤프트로 분리되어 디스크샤프트가 스템샤프트에 대해 상대 이동이 가능하므로, 스템샤프트가 회전한 후 디스크샤프트가 유체의 압력이 가해지는 방향으로 이동할 수 있으며, 따라서 유로를 따라 유동하는 유체의 역류 발생 시 디스크의 후방면에 압력이 가해져 디스크가 다시 닫히는 방향으로 회전하여 유로가 폐쇄될 수 있게 된다.

따라서 간단한 구성으로 역류를 방지할 수 있으며, 역류 발생에 의한 제반 문제를 해결할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 역류방지형 버터플라이 밸브의 종단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 역류방지형 버터플라이 밸브의 주요 구성부를 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 주요 구성부의 분해 사시도이다.
도 4는 도 2에 도시된 주요 구성부가 유로를 폐쇄한 상태를 나타낸 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 유로 폐쇄 상태에서의 밸브의 횡단면도이다.
도 6은 도 2에 도시된 주요 구성부가 유로를 개방하고 있는 상태를 나타낸 사시도이다.
도 7은 도 6에 도시된 유로 개방 상태에서의 밸브의 횡단면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 역류방지형 버터플라이 주요 부분의 횡단면도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 역류방지형 버터플라이 밸브의 종단면도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 역류방지형 버터플라이 밸브의 횡단면도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 역류방지형 버터플라이 밸브의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 역류방지형 버터플라이 밸브는, 내부에 유체가 유동하는 유로(11)가 형성되어 있는 밸브몸체(10)와, 상기 밸브몸체(10)의 유로(11)에 연직방향으로 연장되게 설치되는 디스크샤프트(30)와, 상기 디스크샤프트(30)에 고정되게 설치되어 디스크샤프트(30)와 함께 회전하면서 상기 유로(11)를 개폐하는 디스크(20)와, 상기 디스크샤프트(30)의 상부에 동축상으로 배치되어 상기 밸브몸체(10)의 상단부에 고정되게 설치되는 고정샤프트(40)와, 상기 고정샤프트(40)의 중공부를 관통하여 고정샤프트(40)에 대해 상대 이동 가능하게 설치되는 스템샤프트(50)를 포함한 구성으로 이루어진다.

상기 밸브몸체(10)는 전단부 및 후단부가 유체가 유동하는 배관에 연결되며, 내부에 유체가 유동하는 원형의 유로(11)가 전후방향으로 개방되게 형성되어 있다. 상기 유로(11)의 내주면에는 상기 디스크(20)의 외면과 연접하는 링 형태의 시트(11)가 설치된다.

상기 디스크(20)는 상기 유로(11)의 직경과 대응하는 크기의 원반형으로 이루어지며, 상기 디스크샤프트(30)에 고정되어 디스크샤프트(30)를 중심으로 회전하면서 밸브몸체(10)의 유로(11)를 개폐한다. 도면에 도시하지는 않았으나, 상기 디스크(20)의 외주면과 상기 시트(12) 사이에는 수밀 작용을 하도록 고무 또는 실리콘 재질로 된 오링(O-ring) 형태의 실링재(13)가 설치된다.

상기 디스크샤프트(30)는 상기 밸브몸체(10)를 상하방향으로 가로지르도록 설치되며, 상단부와 하단부가 밸브몸체(10)의 상단부와 하단부 각각에 회전이 자유롭게 설치된다. 상기 디스크(20)가 유체의 압력에 의해 원활하게 회전할 수 있도록 하기 위하여 상기 디스크샤프트(30)는 디스크(20)의 중심으로부터 일측으로 일정 거리 편심된 위치에 결합된다. 상기 디스크샤프트(30)의 상단부의 일측편에 가동돌기(31)가 상측으로 돌출되게 형성되어 있다. 상기 가동돌기(31)는 디스크샤프트(30)의 중심에서 일정 거리 편심된 위치에 형성되며, 위에서 보았을 때 원호 형태를 갖는다.

상기 고정샤프트(40)는 상기 밸브몸체(10)의 상단부에 고정되게 설치된다. 상기 고정샤프트(40)는 상하방향으로 연장된 중공부(42)가 형성되어 있는 중공관 형태를 가지며, 상기 중공부(42)에 상기 스템샤프트(50)가 회전이 자유롭게 삽입 설치된다. 상기 고정샤프트(40)의 하단부 일측편에는 상기 디스크샤프트(30)의 가동돌기(31)의 일측면과 접촉하게 되는 스톱퍼돌기(41)가 하측으로 돌출되게 형성되어 있다. 상기 스톱퍼돌기(41)는 상기 고정샤프트(40)의 중심으로부터 일정 거리 편심된 위치에 형성된다.

상기 스템샤프트(50)는 상기 고정샤프트(40)의 중공부(42)를 관통하여 고정샤프트(40)에 대해 상대 이동 가능하게 설치된다. 상기 스템샤프트(50)의 하단부에는 상기 가동돌기(31)를 사이에 두고 상기 스톱퍼돌기(41)의 반대편에 위치하여 가동돌기(31)의 다른 일측면에 접촉하게 되는 작동돌기(51)가 반경방향 외측으로 돌출되게 형성되어 있다. 또한 상기 스템샤프트(50)의 상단부에는 사람이 손으로 잡고 돌릴 수 있도록 핸들(55)이 설치된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 역류방지형 버터플라이 밸브는 다음과 같이 작동한다.

도 4 및 도 5에 도시된 것과 같이, 디스크(20)가 유로(11)를 폐쇄한 상태에서 상기 디스크샤프트(30)의 가동돌기(31)와 고정샤프트(40)의 스톱퍼돌기(41)와 스템샤프트(50)의 작동돌기(51)는 서로 밀착된 상태를 유지한다.

이 상태에서 유로를 개방하기 위하여 핸들(55)을 도면상 반시계방향으로 돌리면, 도 6 및 도 7에 도시된 것과 같이 핸들(55)과 연결된 스템샤프트(50)가 고정샤프트(40)에 대해 회전하게 되고, 이에 따라 작동돌기(51)가 가동돌기(31)와 이격되면서 가동돌기(31)가 움직일 수 있는 상태가 된다.

이 때 상기 유로(11)를 통해 유동하는 유체가 정방향으로 유동하면 디스크(20)의 전방면에 유체의 압력이 가해지게 되므로 디스크(20) 및 디스크샤프트(30)가 반시계 방향으로 회전하면서 유로가 개방된다. 상기 디스크(20)의 개방 각도는 디스크샤프트(30)의 가동돌기(31)가 스템샤프트(50)의 작동돌기(51)와 맞닿는 위치까지 개방된다.

반면에 이와 같이 유로(11)가 개방되었을 때 유로(11)에서 유체가 역류하게 되면 디스크(20)의 후방면에 압력이 가해지게 되므로 디스크(20)가 시계방향으로 회전하여 유로(11)를 폐쇄하게 된다. 따라서 역류가 방지하게 된다.

디스크(20)가 도면 상 반시계 방향으로 회전하여 유로(11)가 개방된 상태에서 다시 유로(11)를 닫고자 할 경우, 핸들(55)을 이전과는 반대인 시계 방향으로 회전시키면, 스템샤프트(50)의 작동돌기(51)가 디스크샤프트(30)의 가동돌기(31)를 시계 방향으로 밀게 되고, 이에 따라 디스크샤프트(30) 및 디스크(20)가 시계 방향으로 회전하게 된다.

상기 디스크샤프트(30)의 가동돌기(31)가 고정샤프트(40)의 스톱퍼돌기(41)에 맞닿게 되면, 디스크(20)가 유로(11)를 완전히 폐쇄하게 된다. 이 때, 가동돌기(31)는 스톱퍼돌기(41) 및 작동돌기(51) 사이에서 완전히 밀착되어 디스크(20)가 닫힌 상태를 유지하게 된다.

한편 상기와 같이 디스크샤프트(30) 및 스템샤프트(50)가 상대 회전하여 스톱퍼돌기(41)와 가동돌기(31) 및 작동돌기(51)가 서로 접촉할 때 충격과 소음이 발생하는 것을 방지하기 위하여, 도 8에 도시한 것과 같이 상기 스톱퍼돌기(41)와 가동돌기(31)와 작동돌기(51)가 서로 맞접촉하는 측면 중 적어도 1개 이상에 탄성력이 있는 재질의 완충패드(60)가 부착되는 것이 바람직하다.

또한, 전술한 실시예에서는 디스크(20)가 유로(11)의 폐쇄 위치에서 디스크샤프트(30)가 더 이상 회전하지 못하도록 회전각을 제한하는 스톱퍼돌기(41)가 중공관 형태의 고정샤프트(40)에 형성되었으나, 도 9에 다른 실시예로 도시한 것과 같이 고정샤프트(40)가 구성되지 않고 밸브몸체(10)의 상단부에 형성되는 삽입공(14) 내측에 스톱퍼돌기(41)가 돌출되게 형성되어, 디스크샤프트(30)의 가동돌기(31)와 접촉할 수도 있을 것이다.

상술한 것과 같은 본 발명에 따른 역류방지형 버터플라이 밸브는, 디스크(20)와 연결되는 밸브스템이 스템샤프트(50)와 디스크샤프트(30)로 분리되어 디스크샤프트(30)가 스템샤프트(50)에 대해 상대 이동이 가능하므로, 스템샤프트(50)가 회전한 후 디스크샤프트(30)가 유체의 압력이 가해지는 방향으로 이동할 수 있으며, 따라서 유로를 따라 유동하는 유체의 역류 발생 시 디스크(20)의 후방면에 압력이 가해져 디스크(20)가 다시 닫히는 방향으로 회전하여 유로(11)가 폐쇄될 수 있게 된다.

한편, 전술한 실시예에서 상기 디스크샤프트(30)는 상기 디스크(20)의 중심으로부터 일정 거리 편심된 위치에 결합되었지만, 이와 다르게 도 10에 도시한 것과 같이 디스크샤프트(30)는 상기 디스크(20)의 중심으로부터 일정 거리 편심된 위치에 결합될 수도 있을 것이다.

이상에서 본 발명은 실시예를 참조하여 상세히 설명되었으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기에서 설명된 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 부가 및 변형이 가능할 것임은 당연하며, 이와 같은 변형된 실시 형태들 역시 아래에 첨부한 특허청구범위에 의하여 정하여지는 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.

10 : 밸브몸체 11 : 유로
12 : 시트 13 : 실링재
20 : 디스크 30 : 디스크샤프트
31 : 가동돌기 40 : 고정샤프트
41 : 스톱퍼돌기 42 : 중공부
50 : 스템샤프트 51 : 작동돌기
60 : 완충패드

Claims (8)

1. 내부에 유체가 유동하는 유로(11)가 형성되어 있는 밸브몸체(10)와;
   상기 밸브몸체(10)에 연직방향으로 연장되게 설치되며, 하단부가 밸브몸체(10)에 대해 회전 가능하게 설치되고, 상단부의 일측편에 가동돌기(31)가 상측으로 돌출되게 형성되어 있는 디스크샤프트(30)와;
   상기 디스크샤프트(30)에 고정되게 설치되어 디스크샤프트(30)와 함께 회전하면서 상기 유로(11)를 개폐하는 디스크(20)와;
   상기 디스크샤프트(30)의 상부에 동축상으로 배치되어 상기 밸브몸체(10)의 상단부에 고정되게 설치되며, 하단부 일측편에 상기 가동돌기(31)의 일측면과 접촉하게 되는 스톱퍼돌기(41)가 하측으로 돌출되게 형성되어 있는 중공관 형태의 고정샤프트(40)와;
   상기 고정샤프트(40)의 중공부를 관통하여 고정샤프트(40)에 대해 상대 이동 가능하게 설치되며, 상기 가동돌기(31)를 사이에 두고 상기 스톱퍼돌기(41)의 반대편에 위치하여 가동돌기(31)의 다른 일측면에 접촉하게 되는 작동돌기(51)가 반경방향 외측으로 돌출되게 형성되어 있는 스템샤프트(50); 및,
   상기 스톱퍼돌기(41)와 가동돌기(31)와 작동돌기(51)가 서로 맞접촉하는 측면 중 적어도 1개 이상에 부착되는 탄성력이 있는 재질의 완충패드(60);
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 역류방지형 버터플라이 밸브.
2. 제1항에 있어서, 상기 스템샤프트(50)의 상단부에 사람이 손으로 잡고 돌릴 수 있도록 핸들(55)이 설치된 것을 특징으로 하는 역류방지형 버터플라이 밸브.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서, 상기 디스크샤프트(30)는 디스크(20)의 중심으로부터 일측으로 일정 거리 편심된 위치에 결합된 것을 특징으로 하는 역류방지형 버터플라이 밸브.
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제

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