KR100305139B1 - 오프셋관통덕트를구비한볼밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 관통덕트(9)와 끼워맞춤되어 있는 차단볼(8)과 이 볼과 유체유동덕트(2',3')사이에 개재된 밀봉링(14, 15)으로 구성되어 있는 타입의 유체 도관 밸브에 관한 것이며, 여기에서 볼(8)의 이 관통덕트(9)는 그 길이방향축선이 볼(8)의 회전축선에 대해 하류방향으로 오프셋된 상태로 위치하며 볼의 회전축선이 차단위치로 회전할 때 덕트(9)의 길이방향 축선과 볼(8)의 회전축선 사이의 상대거리는 밸브의 개방 또는 폐쇄중 어느 한 상태에서 하류구멍(9b)이 하류밀봉링(15)상으로 이동하기 전에 덕트(9)의 상류구멍(9a)이 항상 폐쇄되어 있도록 되어 있다.

Description

오프셋 관통덕트를 구비한 볼 밸브

제1도는 본 발명에 따른 밸브의 단면도.

제2(a)도, 제2(b)도 및 제2(c)도는 유체를 차단하는 볼의 다양한 회전상태를 나타내는 제1도 선II-II에 따른 단면도.

제3도는 본 발명에 따른 밸브에 의해 이루어진 유체 굴절의 예를 도시하는 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2', 3' : 유체유동덕트 8 : 차단 볼

9 : 관통덕트 9a,9b : 상류, 하류구멍

14, 15 : 밀봉링 101 : 길이 방향채널

본 발명의 목적은 유체를 차단, 전환, 방출 및 규제하는 볼을 구비하고 있는 타입의 밸브에 있으며, 여기에서 볼은 유체 차단위치로 회전할 때 하류방향으로 길이방향 축선이 변위되는 유체유동덕트와 끼워맞춤되어 있다.

공지된 바와 같이 소위 "볼" 밸브는 분배 또는 차단될 유체의 분배끝에 연결된 2 또는 그 이상의 덕트에 도달하는 원통형 공동을 갖는 밸브몸체와, 축방향 또는 가로방향 덕트가 구비되어 있고 이 원통형 공동내부에 설치되어 외부로부터의 작동이 가능하며 그리고 축방향 덕트를 유체의 통과를 위해 유체방향과 일렬로 또는 이와 반대로 유체의 차단을 위해 유체 방향과 직각으로 설정하도록 회전가능한 볼로 구성되어 있다.

이러한 밸브의 사용에 따른 주된 문제점은 볼을 둘러싸서, 2방향으로 분배측과 출구사이와 양출구와 외부를 향한 제어축사이 양쪽에 시일을 유지하도록 요구되어지는 밀봉링에서 집중적으로 나타난다.

이러한 밀봉링은 고정부분과 이동부분사이에서 압력을 받기 쉬우며 이러한 이유 때문에, 보수가 곤란한 틈새를 쉽게 발생시키는 어떤 마모도 일어나지 않아야 한다.

특히, 유체의 유동방향으로 볼의 상류 및 하류에 위치하는 밀봉링은 특히 볼의 폐쇄 및 개방작동과 관련하여 작동유체에 의한 침식작용을 받으며, 작동중 회전하는 볼의 축방향 덕트는 볼을 통한 유체의 유입을 제한하지만, 이를 완전히 막지는 못하며 따라서 유출채널이 계속 개방되어 있기 때문에 상류 및 하류 밀봉링상에 작용하는 난류의 발생과 함께 유체속도의 증가가 눈이 띄게 나타나며, 결국은 밀봉손실을 가져오는 밀봉링의 침식을 초래한다.

이러한 조건은 차단될 유체가 통상 포화증기의 경우에서와 같이 고온 고압으로 공급된다는 사실에 의해 보다 악화되며, 이러한 침식에 보다 노출되기 쉬우며 밸브 개방시 시일을 유지하도록 되어있는 하류 가스킷에 있어서 보다 명백한 사실이다.

그러므로 밀봉링 특히 유체 유동방향으로 볼의 하류에 위치하는 링이 상기 볼이 밸브를 개폐하도록 회전할 때 유체 작용을 받지 않으므로 밀봉손실을 초래하는 밀봉링의 마모를 방지하도록 되어 있는 그러한 볼 밸브를 구비하는데 특히 기술적 문제점이 따른다.

이러한 기술적 문제점은 본 발명에 따른 유체도관용 밸브에 의해 해결되는데, 이 밸브는 관통덕트가 구비된 차단볼과 이 볼과 유체유동덕트 사이에 설치된 밀봉링으로 구성된 타입의 것이며, 여기에서 볼의 관통덕트는 그 길이방향 축선이 볼의 회전축선에 대해 하류방향으로 오프셋된 상태로 위치하며 볼의 회전축선이 차단위치로 회전할 때 덕트의 길이방향축선과 볼의 회전축선 사이의 상대거리는 밸브의 개방 또는 폐쇄중 어느 한 상태에서 하류구멍이 하류밀봉링상으로 이동하기 전에 덕트의 상류구멍이 항상 폐쇄되어 있도록 되어 있다.

실시의 바람직한 형태에 따르면 이 밸브는 서로 수직하게 위치하는 덕트의 길이방향축선과 볼의 회전축선을 가지고 있다.

실시의 또 다른 형태에 있어서 관통덕트는 평행한 축선을 갖는 서로 독립된 길이방향 채널로 세분화되어 있어 상류밀봉링을 통해 적어도 하나의 채널을 폐쇄시킴으로써 밸브를 통과하는 유동을 굴절시키도록 되어 있다.

또 다른 특징과 상세는 본 발명에 따른 밸브의 실시예의 첨부도면을 참조한 설명으로부터 명백해질 것이다.

제1도에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 밸브는 중앙몸체(1)와, 이 몸체(1)에 동축으로 위치하며 나사 또는 스터드(4 및 5)에 의하여 이 몸체에 연결되어 있는 2개의 플랜지붙이 부착부(2 및 3)로 구성되어 있다.

중앙몸체(1)는 축방향으로 위치하는 내부 원통형 공동(6)과 축선에 수직한 원통형 구멍(7)을 가지고 있다.

각각의 플랜지붙이 부착부(2 및 3)는 내부에 축방향 덕트(2' 및 3')를 가지고 있어 이들 부착부가 중앙몸체(1)에 끼워맞춤될때 내부 덕트(2' 및 3')가 중앙몸체(1)의 원통형 표면(6)과 동축상에 놓이도록 되어 있다.

원통형 표면(6) 내측과 덕트(2' 및 3')의 축선 내측에는 관통덕트(9)가 내부에 구비되어 있는 볼(8)이 설치되어 있다.

이러한 볼(8)은 전체가 12로 표시되어 있는 자동장치 또는 핸드레버(11)에 의해 외부에서의 작동이 가능한 축(10)을 통하여 회전할 수 있다.

볼(8)을 작동시키며 구멍(7) 내에 수용되어 있는 축(10)은 축선을 따라 위치해 있는 링등 공지된 타입의 시트(13)와 끼워맞춤되어 있으며, 더욱이 환형의 밀봉링(14 및 15)은 유체밀봉을 달성하기 위해 볼(8)의 연속구면과 덕트(2', 3') 사이에 개재되어 있다.

도면으로부터 알 수 있는 바와 같이 볼(8)을 관통해 있는 관통덕트(9)는 그 길이방향 축선이 이 볼의 중심을 관통하는 덕트(2' 및 3')의 길이방향 축선에 대하여 하반구(제2(a)도)를 향해 오프셋되어 있으며 제2(a)도, 제2(b)도 및 제2(c)도를 순차적으로 볼 때 명백히 알 수 있는 바와 같이 소정의 효과가 달성되며 따라서 볼(8)(제2(a)도)이 유체의 자유통과 위치로 회전할 때 덕트(9)는 덕트(2', 3') 축선의 아래쪽에 평행하게 위치하게 되어 소정 용량의 유동을 허용하지만 유체유동의 차단이 요구되어 덕트(2' 및 3')의 길이방향 축선에 수직한 볼(8)의 자체 축선에 대한 회전이 개시될 때(제2b도), 덕트(9)는 비스듬한 위치로 위치하게 되는데 즉 이 덕트의 상류구멍(9a)은 이미 상류 밀봉링(14)을 지나쳐 감과 동시에 하류구멍(9b)은 아직 하류밀봉링(15)에 도달하지 않은 상태로 위치하게 된다.

따라서, 공급이 이미 중지된 상태에서 덕트(9) 내에 있는 잔류유체의 유출은 여전히 개방된 채로 남아 있는 출구를 통하여 방출될 시간을 갖게되므로 비속도 및 모든 발생난류의 증가는 볼(8)(제2(c)도)의 추가 회전이 덕트(9)의 하류구멍(9b)을 하류링(15)에 대하여 이동시키기 전에 처리될 수 있도록 되어 있는데 이때 출구구멍은 하류링을 지나쳐 밸브의 완전폐쇄를 이루게되고, 덕트(9)를 유동방향에 대하여 가로지르는 위치로 이동시키며 또한 볼의 하류부분이 폐쇄위치로 회전한 상태로 이동시킨다.

비로소 실질적으로 중지된 마지막 회전 단계동안 이러한 링(15)과 접촉하게 되는 모든 잔류유체는 더 이상 침식 등의 원인이 되지 않는다.

밸브의 재개방 작동중에 볼(8)의 반대방향으로의 회전은 상류구멍(9a)이 상류링(14)을 지나치기 전에 따라서 압축유체가 덕트(9)에 공급되기 전에 하류링(15)에 대하여 덕트의 하류 구멍(9b)을 이동시켜 이에 따라 재개방 단계중에도 마찬가지로 하류밀봉링에 대한 압축유체의 작용을 방지하도록 되어 있는 것은 자명하므로 예시되어 있지 않다. 본 발명에 따른 밸브에 의하여 하류링(15)에 대한 작용을 일으키지 않으면서 유체를 굴절시키는 것도 또한 가능하다.

따라서, 제3도에 도시된 바와 같이 축선이 덕트(9)의 축선에 평행한 길이방향 채널(101)이 구비된 길이방향 배플(100)을 덕트(9) 내에 삽입할 수 있으며, 이 채널의 입구끝(101a)은 볼(8)을 약간 회전시켜 이 끝이 밀봉링(14)에 의해 폐쇄되도록 이동시킴으로써 서로 독립적으로 차단될 수 있으며, 이러한 방식으로 압축유체가 작용하여 바람직하지 못한 부식이 일어나는 하류링(15)에 의해 출구끝부분이 교대로 폐쇄되지 않고도 유체유동은 굴절된다.

본 발명의 보호범위로부터 벗어나는 일없이 본 발명에 따른 밸브의 구성에 다양한 변형이 도입될 수 있으며 특히, 덕트(9)의 형태, 부품 및 정확한 위치설정은 특정 응용상태에 요구되는 용량특성을 유지하면서 다른 방식으로 정해질 수도 있다.

Claims (2)

1. 차단 볼(8)을 통과하는 단일 통로이며 상류구멍과 하류구멍(9a, 9b)을 가진 관통 덕트(9)와 끼워맞춤된 상기 차단 볼(8); 상류 및 하류 유체유동덕트(2', 3'); 및 상기 볼(8)과 상기 유체유동덕트(2', 3') 사이에 개재된 밀봉링(14, 15); 으로 구성된 유체도관밸브에 있어서, 상기 관통덕트(9)의 길이방향 축선은 상기 볼(8)의 회전축선은 서로 수직으로 위치하고,

   상기 관통덕트(9)의 길이방향 축선은 상기 볼(8)의 회전축선에 대하여 하류방향에 오프셋되어 위치되고, 볼이 차단위치로 회전될 때 상기 관통덕트(9)의 길이방향축선과 볼(8)의 회전축선 사이의 상대적인 거리는 상기 볼(8)이 차단위치로 회전될 때 항상 상기 상류 구멍(9a)이 상기 하류구멍(9b)에 앞서 폐쇄되고 상기 볼(8)이 개방위치로 회전될 때 상기 하류구멍(9b)이 항상 상기 상류구멍(9a)에 앞서 개방되는 것을 특징으로 하는 유체도관밸브.
2. 제1항에 있어서, 상기 관통덕트(9)는 서로 독립적이며 평행한 축선을 갖는 길이 방향 채널(101)로 세분화되어 상류 밀봉링(14)을 통해 상기 채널(101)의 적어도 하나가 폐쇄됨에 의해 밸브를 통과하는 유동을 굴절시키는 것을 특징으로 하는 유체도관밸브.