KR20190023526A - 실링 콘트롤 기능을 갖는 버터플라이 밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실링 콘트롤 기능을 갖는 버터플라이 밸브에 관한 것으로서, 관체형 구조를 갖는 밸브 바디와; 상기 밸브 바디 내에서 회전하면서 밸브의 개폐량을 조절하는 밸브 디스크와; 상기 밸브 디스크의 바깥쪽 둘레에 구비되어 상기 밸브 바디의 내주면에 접촉하면서 실링 기능을 수행하는 환형상의 디스크 시트와; 상기 밸브 디스크의 일측면 쪽에 조립되어 상기 디스크 시트를 밸브 디스크에 고정하는 환형 구조의 시트 그랜드와; 상기 밸브 디스크의 타측면 쪽에 구비되어 원주 방향으로 복수의 위치에서 상기 디스크 시트를 압착하여 누수 차단 조절 기능을 수행하는 실링 콘트롤 수단을 포함하여 구성됨으로써, 간단한 구조로 누수 발생시에 이를 해결할 수 있도록 하여, 밸브 수리의 편의성을 높이고, 경제성 및 신뢰성도 향상될 수 있는 효과를 제공한다.

Description

실링 콘트롤 기능을 갖는 버터플라이 밸브{Butterfly valve with sealing control function}

본 발명은 관로를 개폐하는 밸브에 관한 것으로서, 특히 밸브 바디 내에 구비된 밸브 디스크를 회전시켜 유량을 조절하는 버터플라이 밸브에 관한 것이다.

버터플라이 밸브는 원판의 형상을 가진 밸브 디스크의 회전 동작에 따라 밸브를 개폐시켜 유량을 조절할 수 있는 밸브이다.

이러한 버터플라이 밸브는 관로 상에 설치되며 내부에는 유로가 형성된 밸브 바디와, 구동원의 동력으로 구동축을 중심으로 회전하면서 밸브 바디의 유로를 개폐하는 밸브 디스크로 구성된다.

버터플라이 밸브는 밸브 차단시에 기밀을 유지할 수 있도록 밸브 바디의 내부면에는 바디 시트가 돌출되고, 밸브 디스크의 둘레에는 바디 시트에 밀착되는 디스크 시트가 구성된다.

여기서, 디스크 시트는 메탈, 고무 등의 소재로 이루어져 시트 그랜드에 의해 밸브 디스크의 둘레면에 장착되도록 구성되어 있다.

이러한 디스크 시트는 시간이 경과함에 따라 마모 등이 발생함에 따라 수밀 기능이 급격히 감소하게 된다. 이에 따라 디스크 시트 등을 수리하기 위해 배관을 분리하여 수리 또는 교체 작업 빈번하게 이루어지고, 이에 따른 유지 관리 비용도 과도하게 지출되는 등 경제성이 떨어지는 문제가 발생되고 있다.

이러한 문제 때문에 대한민국 등록특허 10-1126412호, 대한민국 등록실용 20-0334680호 등에 기재된 기술에서는 다중 디스크 시크 구조를 제안하고 있으나, 이러한 경우에는 수밀 기능을 어느 정도 연장할 수는 있으나, 전체적인 구조가 복잡해지고, 경제성도 떨어지는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허 10-1126412호 대한민국 등록실용 20-0334680호

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 디스크 시트를 압착하는 콘트롤 볼트 등을 이용하여 누수 문제를 해결할 수 있도록 구성함으로써 간단한 구조로 누수 발생시에 이를 해결할 수 있도록 하여, 밸브 수리의 편의성을 높이고, 경제성 및 신뢰성도 향상되도록 하는 실링 콘트롤 기능을 갖는 버터플라이 밸브를 제공하는 데 목적이 있다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 실링 콘트롤 기능을 갖는 버터플라이 밸브는, 관체형 구조를 갖는 밸브 바디와; 상기 밸브 바디 내에서 회전하면서 밸브의 개폐량을 조절하는 밸브 디스크와; 상기 밸브 디스크의 바깥쪽 둘레에 구비되어 상기 밸브 바디의 내주면에 접촉하면서 실링 기능을 수행하는 환형상의 디스크 시트와; 상기 밸브 디스크의 일측면 쪽에 조립되어 상기 디스크 시트를 밸브 디스크에 고정하는 환형 구조의 시트 그랜드와; 상기 밸브 디스크의 타측면 쪽에 구비되어 원주 방향으로 복수의 위치에서 상기 디스크 시트를 압착하여 누수 차단 조절 기능을 수행하는 실링 콘트롤 수단을 포함한 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 실링 콘트롤 수단은, 상기 밸브 디스크의 타측면 쪽에서 상기 디스크 시트 방향으로 관통된 콘트롤 나사홀과, 상기 콘트롤 나사홀에 체결되어 체결 정도에 따라 상기 디스크 시트를 압착하는 콘트롤 볼트를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

상기 콘트롤 볼트는 상기 디스크 시트를 압착하는 볼트의 끝단이 라운드형 구조를 갖도록 구성될 수 있다.

이와는 달리, 상기 콘트롤 볼트는 상기 디스크 시트를 압착하는 볼트의 끝단이 평면 구조를 갖도록 구성될 수 있다.

상기 실링 콘트롤 수단은 복수 개가 상기 밸브 디스크의 원주 방향으로 균등 간격으로 설치되는 것이 바람직하다.

또한, 상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 실링 콘트롤 기능을 갖는 버터플라이 밸브는, 관체형 구조를 갖는 밸브 바디와; 상기 밸브 바디 내에서 회전하면서 밸브의 개폐량을 조절하는 밸브 디스크와; 상기 밸브 디스크의 바깥쪽 둘레에 구비되어 상기 밸브 바디의 내주면에 접촉하면서 실링 기능을 수행하는 환형상의 디스크 시트와; 상기 밸브 디스크에 형성되는 것으로, 원주 방향으로 복수의 위치에서 상기 디스크 시트 방향으로 관통되는 콘트롤 나사홀과; 상기 콘트롤 나사홀에 체결되고, 체결 정도에 따라 디스크 시트를 압착하여 누수 차단 조절 기능을 수행하는 콘트롤 볼트를 포함한 것을 특징으로 한다.

상기 콘트롤 볼트는 상기 디스크 시트에 접촉되는 끝단에 탄성을 갖는 추가 부재가 설치되어 구성될 수 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 주요한 과제 해결 수단들은, 아래에서 설명될 '발명의 실시를 위한 구체적인 내용', 또는 첨부된 '도면' 등의 예시를 통해 보다 구체적이고 명확하게 설명될 것이며, 이때 상기한 바와 같은 주요한 과제 해결 수단 외에도, 본 발명에 따른 다양한 과제 해결 수단들이 추가로 제시되어 설명될 것이다.

본 발명에 따른 실링 콘트롤 기능을 갖는 버터플라이 밸브는, 밸브 디스크의 원주 방향으로 복수의 위치에서 디스크 시트를 압착하여 기밀 상태를 조절할 수 있도록 구성되기 때문에 디스크 시트의 마모, 변형 등에 의해 누수가 발생하게 되면, 누수 발생 부분의 밸브 디스크를 압착 변형시켜 간편하게 기밀 성능을 유지할 수 있는 효과가 있다.

즉, 본 발명은, 실린 콘트롤 수단이 콘트롤 볼트로 구성된 경우에 디스크 시트 등을 분해하지 않고 콘트롤 볼트를 적절히 조이는 간단한 조작만으로, 디스크 시트의 마모, 변형 등에 의해 발생하는 누수 문제를 해결할 수 있고, 이에 따라 밸브 수리의 편의성이 높아지고, 밸브의 유지 및 수리에 대한 경제성 및 신뢰성도 향상될 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 실링 콘트롤 기능을 갖는 버터플라이 밸브가 도시된 단면 구성도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 실링 콘트롤 기능을 갖는 버터플라이 밸브가 도시된 주요부 상세도로서,
도 2는 콘트롤 볼트 체결 전 상태도,
도 3은 콘트롤 볼트 체결 된 상태도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 실링 콘트롤 기능을 갖는 버터플라이 밸브의 디스크 시트가 도시된 도면으로서, 콘트롤 볼트의 압착 위치를 보여주는 도면이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명에서 콘트롤 볼트의 여러 실시예를 보여주는 도면이다.
도 8 내지 도 11은 본 발명이 여러 종류의 디스크 시트에 적용된 상태를 보인 주요부 상세도이다.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 실링 콘트롤 기능을 갖는 버터플라이 밸브가 도시된 도면들로서, 도 1은 밸브 전체 단면 구성도, 도 2 및 도 3은 밸브의 주요부 상세도, 도 4는 콘트롤 볼트의 압착 위치를 보여주는 디스크 시트의 정면도이다.

이들 도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 실링 콘트롤 기능을 갖는 버터플라이 밸브는, 관체형 구조를 갖는 밸브 바디(10)와, 이 밸브 바디(10) 내에서 회전하면서 밸브를 개폐하는 밸브 디스크(20)와, 이 밸브 디스크(20)의 둘레에 장착되어 밸브 바디(10)의 내주면에 접촉하면서 실링 기능을 수행하는 환형상의 디스크 시트(30)와, 밸브 디스크(20)의 일측면 쪽에 구비되어 상기 디스크 시트(30)를 밸브 디스크(20)에 밀착시켜 고정하는 환형 구조의 시트 그랜드(40)와, 밸브 디스크(20)의 타측면 쪽에 구비되어 원주 방향으로 복수의 위치에서 상기 디스크 시트(30)를 압착하여 누수 차단 기능을 수행하는 실링 콘트롤 수단(50)을 포함하여 구성된다.

이와 같은 본 발명에 따른 버터플라이 밸브의 주요 구성 부분에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 밸브 바디(10)는 대략 원통구조로 이루어지고, 관로 사이에 설치되어 유체가 통과하는 구성 부분으로, 상기 밸브 디스크(20)가 회전하도록 지지함과 아울러 외부에는 밸브 디스크(20)를 회전시키는 밸브 조절장치 또는 밸브 구동장치 등이 설치될 수 있도록 구성된다.

이러한 밸브 바디(10)의 내주면에는 상기 밸브 디스크(20)가 접촉되는 바디 시트(15)가 구성될 수 있다. 바디 시트(15)는 밸브 바디(10)의 내주면의 돌출부 내면에 구성되는 것이 바람직하다.

다음, 상기 밸브 디스크(20)는 원판형 구조로 이루어져 상기 밸브 바디(10) 내에 회전 가능한 구조로 설치된다. 밸브 디스크(20)의 회전 작동 구조는 널리 공지되어 있으므로 도면 예시 및 구체적인 설명은 생략한다.

이러한 밸브 디스크(20)는 회전 위치(또는 각도)에 따라 밸브를 개폐하거나 유량을 조절할 수 있도록 구성된다.

특히, 밸브 디스크(20)의 둘레면 쪽에는 디스크 시트(30), 이를 고정하는 시트 그랜드(40), 누수 조절 기능을 하는 실링 콘트롤 수단(50) 등이 설치될 수 있도록 구성된다.

다음, 상기 디스크 시트(30)는 환형(또는 링) 구조로 이루어져 밸브 디스크(20)의 외주에 장착된 상태에서, 상기 밸브 바디(10)의 바디 시트(15)에 접촉하여 기밀이 유지되도록 하는 기능을 수행한다.

이러한 디스크 시트(30)는 다양한 종류가 사용될 수 있는데, 적용 가능한 디스크 시트(30)의 종류에 대해서는 도 8 내지 도 11을 참조하여 아래에서 설명한다.

다음, 상기 시트 그랜드(40)는 역시 환형 구조로 이루어져 상기 디스크 시트(30)를 밸브 디스크(20)에 밀착시켜 고정하는 구성 부분으로서, 그랜드 볼트(45) 등 체결 수단을 이용하여 밸브 디스크(20)에 조립되는 구성으로 이루어지는 것이 바람직하다.

다음, 상기 실링 콘트롤 수단(50)은 상기 디스크 시트(30)를 중심으로 상기 시트 그랜드(40)의 반대쪽에서 디스크 시트(30)를 가압하여 기밀성을 조절할 수 있도록 구성된다.

이러한 실링 콘트롤 수단(50)은 밸브 디스크(20)의 원주 방향으로 수 개소에 설치되어 디스크 시트(30)를 압착 변형시킴으로써 디스크 시트(30)가 마모될 경우에 기밀 상태를 조절할 수 있도록 이루어진다.

이를 위해, 실링 콘트롤 수단(50)은, 밸브 디스크(20)의 타측면 쪽에서 디스크 시트(30) 방향으로 관통된 콘트롤 나사홀(52)과, 이 콘트롤 나사홀(52)에 체결되어 체결 정도에 따라 상기 디스크 시트(30)를 압착하는 콘트롤 볼트(55)를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

또한, 콘트롤 나사홀(52)과 콘트롤 볼트(55)로 이루어진 실링 콘트롤 수단(50)은 복수 개가 밸브 디스크(20)의 원주 방향으로 균등 간격으로 설치되는 것이 바람직하다.

즉, 실링 콘트롤 수단(50)이 디스크 시트(30)의 여러 부분을 압착할 수 있도록 설치되는데, 도 4에서는 실링 콘트롤 수단(50)이 8군데 설치되어 디스크 시트(30)를 45도 간격으로 8개 부분을 압착할 수 있는 구조를 보여준다. 실링 콘트롤 수단(50)의 설치 위치 및 간격 설정은 실시 조건에 따라 적절하게 선택하여 구성할 수 있다.

한편, 도 5 내지 도 7은 본 발명에서 콘트롤 볼트(55)의 여러 실시예를 보여주는 도면이다.

실링 콘트롤 수단(50)을 구성하는 콘트롤 볼트(55)는 다양한 구조 및 형상을 갖도록 구성할 수 있는데, 도 5에서와 같이 볼트(56)의 끝단이 라운드형 구조(56a)를 갖도록 형성할 수 있고, 도 6에서와 같이 볼트(57)의 끝단을 평면 구조(57a)를 갖도록 구성할 수도 있다.

또한, 도 7에서와 같이 볼트(58)는 상기 디스크 시트(30)에 접촉되는 끝단에 고무재 등 탄성을 갖는 별도의 추가 부재(58a)를 설치하여 구성하는 것도 가능하다.

이러한 콘트롤 볼트(55)의 끝단 형상 및 구조는 디스크 시트(30)의 종류, 형상 등에 따라 적절하게 선택하여 구성할 수 있고, 도 5 내지 도 7에 예시한 형상 및 구조 이외에도 다양한 형상과 구조로 변형하여 구성하는 것도 가능하다.

또한, 도 5 및 도 6은 콘트롤 볼트(55)의 헤드 부분이 확장되지 않은 일자형 구조의 볼트 구조를 예시한 것이다. 이러한 일자형 구조의 콘트롤 볼트(55)는 콘트롤 나사홀(52)에 헤드 부분까지 삽입된 상태에서 공구를 이용하여 콘트롤 볼트(55)의 체결 깊이를 조절할 수 있다. 물론 헤드 부분은 도면에 예시된 바와 같이 공구 이용을 위해 '+'자 또는 '-'자형 등의 공구 결합홈이 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 도 7에서와 같이 콘트롤 볼트(55)의 헤드 부분(58b)을 확장한 구조로 구성하는 것도 가능하다. 이때에는 콘트롤 볼트(55)가 콘트롤 나사홀(52)에 체결된 상태에서 볼트(58)의 헤드 부분(58b)이 노출된 상태로 있게 된다. 이때 볼트의 헤드 부분(58b)은 앞서 설명한 '+'자 또는 '-'자형 등의 공구 결합홈을 형성하는 것도 가능하고, 통상의 볼트와 같이 육각 모양 등으로 구성하여 공구를 이용하여 회전시킬 수 있도록 구성하는 것도 가능하다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따른 실링 콘트롤 수단(50)은 여러 종류의 디스크 시트(30)의 기밀 조절에 적용이 가능하다.

도 8 내지 도 11은 본 발명이 여러 종류의 디스크 시트(30)에 적용된 상태를 보인 주요부 상세도이다.

도 8은 디스크 시트(30)가 라미네이티드 시트(31)로 구성된 경우, 도 9는 디스크 시트(30)가 테프론 시트(32)로 구성된 경우, 도 10은 디스크 시트(30)가 러버 시트(33)로 구성된 경우, 도 11은 디스크 시트(30)가 솔리드 메탈 시트(34)로 구성된 경우의 적용 상태를 각각 보여준다.

이외에도, 시트 그랜드(40)에 의해 밸브 디스크(20)에 장착되는 다른 여러 종류의 디스크 시트(30)의 기밀을 조절하는 데도 적용하여 이용할 수 있다.

상기한 바와 같은 실링 콘트롤 수단(50)을 이용한 디스크 시트(30)의 기밀 조절 작동에 대하여 설명한다.

버터플라이 밸브 초기 사용시에는 시트 그랜드(40)에 의해 고정된 디스크 시트(30)가 밸브 바디(10)의 바디 시트(15)에 밀착되면서 기밀을 유지하게 된다. 이때 콘트롤 볼트(55)는 콘트롤 나사홀(52)에 느슨한 체결 상태로 조립되는 것이 바람직하다.

하지만, 버터플라이 밸브를 장시간 사용할 경우에 디스크 시트(30)가 마모되거나 변형되어 바디 시트(15)에 완전히 밀착되지 못하는 부분이 발생되고, 이로 인하여 누수가 발생하게 된다.

이와 같이 누수가 발생되면, 누수 발생 위치 등을 확인하여 콘트롤 볼트(55)를 적절한 체결 깊이로 조이게 되면, 콘트롤 볼트(55)의 끝단부가 디스크 시트(30)를 밀면서 압착하게 되고, 압착된 디스크 시트(30) 부분이 어느 정도 확장되면서 변형된다. 이렇게 변형 확장된 디스크 시트(30) 부분이 밸브 바디(10)의 바디 시트(15) 부분에 밀착되면서 기밀이 유지될 수 있게 된다.

따라서 본 발명은 상기와 같이 디스크 시트(30)가 마모 또는 변형되어 누수가 발생할 경우에, 누수 발생 부분에 위치하는 콘트롤 볼트(55)의 체결 깊이를 적절히 조절하여 누수 등의 문제를 간단하게 해결할 수 있다. 물론, 버터플라이 밸브 초기 이용시에도 콘트롤 볼트(55)의 체결 깊이를 적절하게 설정할 경우에 보다 신뢰성 있는 기밀 유지 기능을 장시간 확보하는 것도 가능하다.

상기한 바와 같은, 본 발명의 실시예들에서 설명한 기술적 사상들은 각각 독립적으로 실시될 수 있으며, 서로 조합되어 실시될 수 있다. 또한, 본 발명은 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 실시예를 통하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.

10 : 밸브 바디 15 : 바디 시트
20 : 밸브 디스크 30 : 디스크 시트
40 : 시트 그랜드 45 : 그랜드 볼트
50 : 실링 콘트롤 수단 52 : 콘트롤 나사홀
55, 56, 57, 58 : 콘트롤 볼트

Claims (7)

1. 관체형 구조를 갖는 밸브 바디와;
   상기 밸브 바디 내에서 회전하면서 밸브의 개폐량을 조절하는 밸브 디스크와;
   상기 밸브 디스크의 바깥쪽 둘레에 구비되어 상기 밸브 바디의 내주면에 접촉하면서 실링 기능을 수행하는 환형상의 디스크 시트와;
   상기 밸브 디스크의 일측면 쪽에 조립되어 상기 디스크 시트를 밸브 디스크에 고정하는 환형 구조의 시트 그랜드와;
   상기 밸브 디스크의 타측면 쪽에 구비되어 원주 방향으로 복수의 위치에서 상기 디스크 시트를 압착하여 누수 차단 조절 기능을 수행하는 실링 콘트롤 수단을 포함한 것을 특징으로 하는 실링 콘트롤 기능을 갖는 버터플라이 밸브.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 실링 콘트롤 수단은,
   상기 밸브 디스크의 타측면 쪽에서 상기 디스크 시트 방향으로 관통된 콘트롤 나사홀과,
   상기 콘트롤 나사홀에 체결되어 체결 정도에 따라 상기 디스크 시트를 압착하는 콘트롤 볼트를 포함한 것을 특징으로 하는 실링 콘트롤 기능을 갖는 버터플라이 밸브.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 콘트롤 볼트는 상기 디스크 시트를 압착하는 볼트의 끝단이 라운드형 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 실링 콘트롤 기능을 갖는 버터플라이 밸브.
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 콘트롤 볼트는 상기 디스크 시트를 압착하는 볼트의 끝단이 평면 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 실링 콘트롤 기능을 갖는 버터플라이 밸브.
5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 실링 콘트롤 수단은 복수 개가 상기 밸브 디스크의 원주 방향으로 균등 간격으로 설치된 것을 특징으로 하는 실링 콘트롤 기능을 갖는 버터플라이 밸브.
6. 관체형 구조를 갖는 밸브 바디와;
   상기 밸브 바디 내에서 회전하면서 밸브의 개폐량을 조절하는 밸브 디스크와;
   상기 밸브 디스크의 바깥쪽 둘레에 구비되어 상기 밸브 바디의 내주면에 접촉하면서 실링 기능을 수행하는 환형상의 디스크 시트와;
   상기 밸브 디스크에 형성되는 것으로, 원주 방향으로 복수의 위치에서 상기 디스크 시트 방향으로 관통되는 콘트롤 나사홀과;
   
   상기 콘트롤 나사홀에 체결되고, 체결 정도에 따라 디스크 시트를 압착하여 누수 차단 조절 기능을 수행하는 콘트롤 볼트를 포함한 것을 특징으로 하는 실링 콘트롤 기능을 갖는 버터플라이 밸브.
7. 청구항 2 또는 청구항 6에 있어서,
   상기 콘트롤 볼트는 상기 디스크 시트에 접촉되는 끝단에 탄성을 갖는 추가 부재가 설치된 것을 특징으로 하는 실링 콘트롤 기능을 갖는 버터플라이 밸브.

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