KR100387306B1 - 삼차 편심구조를 갖는 메탈시트형 버터플라이밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 삼차 편심구조를 갖는 메탈시트형 버터플라이밸브에 관한 것이다.

본 발명은 밸브디스크의 회전축인 밸브대를 기밀부인 시트가 개재되는 밸브 몸통 시트부의 중심선인 E-E′라인으로부터 “a ”만큼 일차 편심시킨 상태에서 배관 관로의 중심인 밸브 회전축(밸브대)의 중심선 D-D′라인으로부터 밸브몸통 시트부 직경의 중심선을 “f ”만큼 이차 편심시킨 편심구조를 갖고, 상기 밸브디스크와 밸브몸통 사이에는 이들을 긴밀하게 밀폐하는 밸브시트를 포함하는 버터플라이밸브에 있어서, 상기 밸브대가 이차 편심구조를 갖는 상태에서 밸브의 유로 중심선인A-A′라인과 몸통 시트부 중심선인 E-E′라인의 교점 “0 ”을 기준점으로 하여 원추형 밸브디스크의 기준축선 C-C′를 소정 각도만큼 회전시킨 다음 상기 기준축선을 “c ”만큼 축이동(C₁-C₁′)시켜 삼차 편심구조를 이루도록 하여서 달성된다.

이에 따라, 본 발명의 버터플라이밸브는 초저온, 고온 및 고압의 조건하에서 뿐만 아니라 양방향 유체흐름조건하에서도 우수한 기밀성을 유지할 수 있고, 특히 화재시에도 긴급차단기능을 수행할 수 있어 일반적인 게이트밸브 혹은 볼밸브를 획기적으로 대체할 수 있는 유용한 장점을 제공한다.

Description

삼차 편심구조를 갖는 메탈시트형 버터플라이밸브{METAL SEAT TYPE BUTTERFLY VALVE HAVING A TRIPLE OFFSET STRUCTURE}

본 발명은 배관과 연결되어 유량을 제어 또는 차단하는 버터플라이밸브에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상온에서 뿐만 아니라 초저온, 고온 및 고압 조건하의 양방향 유체흐름조건하에서도 우수한 기밀성을 유지할 수 있도록 한 삼차 편심구조를 갖는 메탈시트형 버터플라이밸브에 관한 것이다.

종래에는 도1과 같이, 밸브디스크(12)의 회전축인 밸브대(13)를 기밀부인 시트(14)가 개재되는 밸브몸통 시트부의 중심선인 E-E′라인으로부터 “a ”만큼 일차 편심시키는 동시에 밸브에 유로중심선인 A-A′라인으로부터 “b ”만큼 편심시킨 이차편심구조를 갖도록 하고, 밸브의 유로중심선 A-A′라인과 몸통 시트부 중심선 E-E′라인과의 교점을 기준으로 하여 원추형 밸브디스크의 기준축선 C-C′를 소정 각도만큼 회전시킨 다음 상기 기준축선을 “c ”만큼 축이동(C₁-C₁′)시켜 삼차 편심구조를 이루도록 구성되어 있는 바, 이와 같이 밸브디스크의 기준축선을 편심시켜서 되는 삼차 편심 구조는 배관 설치시 이차 축편심에 따른 볼트 체결상의 간섭이 발생하는 등의 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점이 해소된 더욱 개선된 삼차 편심구조를 갖는 메틸시트형 버터플라이밸브를 제공할 목적에서 창출된 것으로, 밸브디스크(12)의 회전축인 밸브대(13)를 기밀부인 시트가 개재되는 밸브몸통 시트부의 중심선E-E′라인으로부터 “a ”만큼 일차편심시킨 상태에서 기존 밸브에 있어서의 이차편심구조인 배관의 유로중심선인 A-A′라인으로부터 밸브대를 “b ”만큼 이차편심시키는 대신에 밸브의 회전축인 밸브대를 유로관로의 중심에 두고 밸브대 중심선인 D-D′라인으로부터 밸브몸통의 시트부를 “f ”만큼 편심을 부여함으로써 기존의 이차편심구조의 특징을 유지하고, 이를 토대로 다시 밸브의 유로중심선 A-A′라인과 밸브몸통 시트부 중심선 E-E′라인과의 교점 “0 ”을 기준점으로 하여 원추형 밸브디스크의 기준축선 C-C′라인을 소정 각도(α)만큼 회전시킨 다음 상기 기준축선 C-C′라인을 “c ”만큼 축이동(C₁-C₁′)시켜 삼차 편심구조를 이루도록 함으로써 기존의 밸브에서 밀폐시 발생되는 러빙현상에 따른 시트부의 마모를 보완하며, 회전축인 밸브대를 밸브몸통의 중심부에 위치시킴으로써 기존의 삼차 편심형 밸브에 있어서의 배관 설치시 볼트 체결상의 간섭을 없앨 수 있는 것등의 효과를 가진 새로운 형태의 삼중편심형 구조의 버터플라이밸브로서, 특히 시트(14)부를 금속재로 구성할 수 있게 함으로써 고온, 고압 및 초저온의 조건하에서도 변형을 최소화하여 충분한 기밀성을 유지할 수 있도록 도모하였다.

즉, 본 발명은 기본적으로 유체의 흐름조건에 제약을 받지 않아 양방향 흐름조건 및 고온, 고압 또는 초저온의 조건하에서도 우수한 기밀특성을 구유함과 동시에 운반 및 협소한 공간에서도 시공이 용이한 삼차 편심구조를 갖는 메탈시트형 버터플라이밸브를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 시트부를 밸브몸통 혹은 밸브디스크에 일체형으로 형성하거나, 일체형 금속시트링 형태로 제조하거나, 혹은 금속적층형 시트링을 포함하는 구성으로 형성함으로써 제조원가를 현저히 절감시킴과 동시에 기밀성은 극대화시킬 수 있도록한 삼차 편심구조를 갖는 메탈시트형 버터플라이밸브를 제공함에 있다.

도1은 종래 삼차 편심구조를 갖는 버터플라이밸브의 구성을 도시한 단면도,

도2는 본 발명에 따른 삼차 편심구조를 갖는 메탈시트형 버터플라이밸브의 구성을 도시한 단면도,

도3은 본 발명에 따른 삼차 편심구조를 갖는 메탈시트형 버터플라이밸브에 적용될 수 있는 시트링 형상의 한 예를 보인 도식적인 단면도,도4는 본 발명에 따른 버터플라이밸브와 종래 밸브와의 차이를 대비한 일부 단면도.

** 도면중 주요부분에 대한 부호의 설명 **

11 : 밸브몸통, 12 : 밸브디스크,

13 : 밸브대, 14 : 시트,

15 : 리테이너, 16 : 디스크시트링,

17 : 리테이닝볼트, 18 : 가스켓,

19 : 금속재박판, 20 : 기밀재.

상기 본 발명의 목적은 밸브디스크의 회전축인 밸브대를 기밀부인 시트가 개재되는 밸브몸통 시트부의 중심선으로부터 “a ”만큼 일차 편심시킨 상태에서 밸브의 회전축인 밸브대를 중심으로 밸브몸통의 시트부를 “f ”만큼 이차 편심시킨 편심구조를 갖고, 상기 밸브디스크와 밸브몸통 사이에는 이들을 긴밀하게 밀폐하는 밸브 시트를 포함하는 버터플라이밸브에 있어서, 상기 밸브대가 이차 편심구조를 갖는 상태에서 밸브의 유로중심선과 몸통중심선의 교점을 기준점으로 하여 원추형 밸브디스크의 기준축선을 소정 각도만큼 회전시킨 다음 상기 기준축선을 “c ”만큼 축이동시켜 삼차 편심구조를 이루도록 함에 의해 달성된다.

이하에서는, 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 첨부도면에 의거하여 보다 상세하게 설명한다.

도2는 본 발명에 따른 삼차 편심구조를 갖는 메탈시트형 버터플라이밸브의 시트부를 도시한 단면도이다.

도시된 바에 따르면, 밸브디스크(12)의 회전축인 밸브대(13)를 기밀부인 시트(14)가 개재되는 밸브몸통 시트부의 중심선인 E-E′라인으로부터 “a ”만큼 편심시켜 기존과 같이 일차 편심구조를 갖도록 한다.

이 상태에서 밸브의 회전축인 밸브대(13)의 중심선인 D-D′라인으로부터 밸브몸통의 시트부를 “f ”만큼 편심시켜 이차 편심구조를 이루도록 한다.

이어, 밸브의 유로 중심선 A-A′라인과 몸통 시트부 중심선 E-E′라인의 교점인 “0 ”점을 기준점으로 하여 원추형 밸브디스크(12)의 기준축선인 C-C′라인을 소정 각도(α)만큼 회전시킨다.

그런 후에, 상기 기준축선인 C-C′라인을 “c ”만큼 축이동(C₁-C₁′)시켜 편심시킴으로써 삼차 편심구조를 이루도록 한다.

이렇게 함으로써 상기 밸브디스크(12)는 쐐기형(WEDGE)을 이루도록 구성되며, 어느정도의 유격을 갖게 되므로 유체의 양방향 흐름조건에 대해서도 우수한 기밀을 유지한 채 사용가능하게 된다.

여기에서, 편심량 a,c 및 f는 밸브의 제작조건에 따라 그 비율이 달리 적용되어 지기 때문에 특정하는 것은 큰 의미가 없으며, 또한 밸브의 압력등급과 사이즈(크기)에 따라 적용규격이 API609, ASME B16,10 등과 같이 국제표준규격으로 정해져 있기 때문에 당 업계에 종사하는 통상의 지식을 가진 자라면 그 편심량을 특정하지 않아도 그 범위를 충분히 가늠할 수 있을 것이다.

도3은 본 발명에 따른 삼차 편심구조를 갖는 메탈시트형 버터플라이밸브에 적용될 수 있는 시트링 형상의 한 예를 보인 도식적인 단면도이다.

상기 도면에 따르면, 밸브디스크(12)의 밸브대(13) 대향면에는 리테이너(15)가 부착되는 바, 상기 리테이너(15)는 리테이닝볼트(17)에 의해 밸브디스크(12)에 대해 고정된다.

그리고, 상기 리테이너(15)가 체결되는 부위에는 가스켓(18)이 개재된다.

상기 밸브디스크(12)의 둘레 중심부에는 디스크시트링(16)이 설치되는 바, 이 디스크시트링(16)은 밸브몸통쪽의 시트(14)와 접촉되면서 기밀이 충분하고 긴밀하게 유지되도록 하여 준다.

상기 디스크시트링(16)은 시트재인 금속을 일체형으로 형성한 일체형 금속시트링으로 형성될 수 있으며, 또한 금속재박판(19)을 기밀재(20)와 적층시켜(LAMINATE SHEET) 형성한 금속적층형 시트링으로 형성할 수도 있다.

이와 같은 시트부 구조를 갖도록 함으로써 삼차 편심구조에 기한 밸브디스크(12)의 유동시 몸통 시트(14)와 디스크시트링(16) 간의 러빙현상을 최소화함으로써 시트부의 마손(磨損)을 극소화시키고 작동토크를 최소화시킬 수 있게 된다.

아울러, 상기 시트부의 소재를 금속재로 사용함으로써 초저온, 고온 및 고압의 유체 조건에서 뿐만 아니라 화재 발생시에도 안정적인차단기능을 유지할 수 있어 발전소, 석유화학 및 가스산업 등의 각종 플랜트에 광범위하게 사용가능하다.부연하여 정리하자면, 도 4에서 극명하게 대비되듯이 종래 버터플라이밸브가 밸브의 유로중심선인 A-A′라인으로부터 “b ”만큼 편심시킨(도 1), 즉 밸브대가 고정된 축자체를 편심시킨 것에 반하여, 본 발명은 밸브의 회전축인 밸브대의 중심선 D-D′라인으로부터 밸브몸통의 시트부 직경의 중심선을 “f ”만큼 이차 편심시킨 편심구조(도 2), 즉 축은 그대로 두고 밸브대만을 편심시킨 구조인 것이다.따라서, 종래 버터플라이밸브는 축 자체가 편심되어 있으므로 외형이 변화되어 배관에 연결하고자 하는 볼트 등과의 간섭이 심해 밸브의 설치작업상 곤란성이 매우 큰 반면, 본 발명은 축은 그대로 두고 밸브대만 편심되게 되므로 외형은 그대로 유지되게 되어 볼트 체결시 간섭이 극소화되게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 삼차 편심구조를 갖는 메탈시트형 버터플라이밸브는 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 밸브디스크를 밸브의 유로 중심선과 시트부 중심선의 교점을 기준점으로 하여 원추형 밸브디스크의 기준축선을 소정 각도만큼 회전시킨 후 상기 기준축선을 소정 거리 축이동 편심시켜 삼차 편심구조를 갖도록 함으로써 밸브디스크의 기민한 운동성이 확보되어 양방향 유체흐름에 대한 차단기능을 구유하게 된 장점을 가진다.

둘째, 밸브의 회전축인 밸브대를 밸브몸통의 중심부에 위치하도록 함으로써 기존의 이,삼차 편심형 밸브에 있어서 배관 설치시 문제점으로 제기된 이차 축편심에 따른 볼트 체결상의 간섭으로부터 자유로와지는 장점을 가진다.

셋째, 시트부에서의 러빙현상에 의한 마손을 최소화하고 작동토크를 줄이며, 초저온, 고압, 고온에서도 용이하게 활용될 수 있는 장점을 제공한다.

넷째, 연질의 시트재를 사용하는 기존의 밸브와는 달리 금속재로 된 시트를 사용함으로써 변형이 최소화되고 특히 화재발생시에도 안정적인 차단기능을 유지할 수 있어 배관계통의 안전을 도모할 수 있으므로 일반적인 게이트밸브나 볼밸브를 효과적으로 대체할 수 있다는 장점을 제공한다.

Claims (1)

1. 삼차 편심구조를 갖는 메탈시트형 버터플라이밸브에 있어서,

   밸브디스크(12)의 회전축인 밸브대(13)를 기밀부인 시트(14)가 개재되는 밸브몸통 시트부의 중심선인 E-E′라인으로부터 “a ”만큼 일차 편심시킨 상태에서 밸브의 회전축인 밸브대의 중심선 D-D′라인으로부터 밸브몸통의 시트부 직경의 중심선을 “f ”만큼 이차 편심시킨 편심구조를 갖고, 이 상태에서 밸브의 시트 유로중심선인 A-A′과 밸브몸통 시트부 중심선인 E-E′라인의 교점인 “0 ” 점을 기준점으로 하여 원추형 밸브디스크(12)의 기준축선인 C-C′라인을 소정 각도(α)만큼 회전시킨 다음 상기 기준축선인 C-C′라인을 “c”만큼 축이동(C₁-C₁′)시켜 삼차 편심구조를 이루도록 한 것을 특징으로 하는 삼차 편심구조를 갖는 메탈시트형 버터플라이밸브.