KR100421714B1 - gear for abyssal acctuating valve with pressure equlizer - Google Patents
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Abstract
본 발명은 심해(深海) 구동밸브용 기어장치에 있어서, 통상의 버터플라이 밸브 또는 볼 밸브의 기어박스에 별도의 나사공을 형성하고, 이에 유체가 충전된 다이아프램에 의한 압력평형수단을 결합하므로서,The present invention is a gear device for a deep sea drive valve, by forming a separate screw hole in the gear box of a conventional butterfly valve or ball valve, by combining the pressure balancing means by a diaphragm filled with fluid ,
심해에서 발생되는 수압에 비례하여 다이아프램 내부의 유체가 기어박스 내부로 이동하려는 압력을 갖게 하므로서, 심해의 수압과 기어박스 내부의 압력이 동일하게 작용되게 하므로 고압의 외부수압이 기어박스의 내부로 전혀 미치지 않게 되어 완전한 수밀성을 유지하므로,The fluid inside the diaphragm has a pressure to move inside the gearbox in proportion to the water pressure generated in the deep sea, so that the pressure in the deep sea and the pressure inside the gearbox act the same. As it does not reach at all and maintains full water tightness,
심해의 바닷물이 기어박스내로 전혀 유입되지 않으므로 기어박스가 장착된 버터플라이 밸브의 사용이 가능하면서도, 내부에 충전된 유체에 의해 워엄기어 및 워엄휠의 회전을 보다 원활하게 한 효과가 있는 압력평형수단을 갖는 심해구동밸브용 기어장치에 관한 것이다.Deep seawater does not flow into the gearbox at all, so it is possible to use a butterfly valve equipped with a gearbox, while pressure balancing means that makes the rotation of the worm gear and worm wheel smoother by the fluid filled inside. It relates to a gear device for a deep sea driving valve having.
Description
본 발명은 심해(深海) 구동밸브용 기어장치에 있어서, 특히 그 버터플라이 밸브 및 볼 밸브의 기어박스에 유체가 충전된 별도의 압력평형수단을 장착하므로서, 심해의 유전 및 가스를 굴착하기 위한 시추관에 이를 결합사용하여 심해에서 발생하는 고압의 수압이 버터플라이 밸브의 기어박스에 전혀 미치지 않도록 하므로, 기어박스의 수밀성을 유지함은 물론 기어박스내의 워엄휠 및 워엄기어의 구동이 원활케 하는 압력평형수단을 갖는 심해구동밸브용 기어장치에 관한 것이다.The present invention is a drilling device for drilling deep oil fields and gas in a gear device for a deep sea drive valve, in particular by mounting a separate pressure balancing means filled with fluid in the gear box of the butterfly valve and the ball valve. It is used to connect the pipe so that the high pressure water pressure generated in the deep sea does not reach the gearbox of the butterfly valve at all, thus maintaining the watertightness of the gearbox as well as the pressure balance that makes the worm wheel and worm gear in the gearbox smooth. A gear device for a deep sea driving valve having means.
심해에서의 유전 및 가스를 개발 및 굴착하기 위한 굴착장치에는 대형의 시추관 등이 사용되는데, 이러한 대형의 시추관에는 그 시추관을 개폐하기 위한 각종 밸브가 결합되어 있는 것이다.A large drilling tube is used as an excavation device for developing and digging oil and gas in deep sea, and such a large drilling tube is combined with various valves for opening and closing the drilling tube.
이러한 밸브는 대부분 버터플라이 밸브 및 볼 밸브가 주로 사용되는 것이며, 특히 개폐속도가 신속하고 대형의 관체에 적합한 버터플라이 밸브 및 볼 밸브는 이러한 심해용 개폐밸브로서 널리 사용되는 것이다.Most of these valves are butterfly valves and ball valves. In particular, butterfly valves and ball valves that have a quick opening and closing speed and are suitable for large pipes are widely used as such deep-sea valves.
버터플라이 밸브는 분리된 관체를 연결하는 양측 플랜지를 갖는 몸체와, 몸체의 내부에 형성된 관체상의 시트 및 그 시트를 개폐하는 샤프트 및 디스크로 구성되어 있는 것이며, 전기한 디스크 및 샤프트의 회전은 통상적으로 몸체의 상부에 형성된 기어박스내의 워엄휠 및 워엄기어에 의해 회전시키는 것이다.The butterfly valve is composed of a body having both flanges connecting separate pipes, a tubular seat formed in the interior of the body, and a shaft and a disk for opening and closing the seat. It is rotated by the worm wheel and worm gear in the gear box formed on the upper part of the body.
그러나, 전기한 바와 같이 심해에 설치된 통상의 버터플라이 밸브 및 볼 밸브는 심해에서 발생하는 고압의 수압에 의해 기어박스 내부의 수밀성이 떨어져 수밀패킹 등이 손상되는 경우에는, 그 기어박스 내부로 염분을 포함한 바닷물이 유입되어 밸브의 부식 및 고장원인이 되므로, 전기한 바와 같은 기어박스를 갖는 버터플라이 밸브를 사용하지 못하고, 단순히 디스크 및 회전축만이 있는 버터플라이 밸브를 사용하여야 하므로, 이러한 밸브를 설치하기 위하여 불필요하게 배관장치 자체가 반드시 수면상부까지 도설되게 한 다음 이 배관 중간에 밸브를 설치한 다음 다시 수중으로 배관을 도설하는 번거로운 작업을 하고 있으며,However, as described above, the normal butterfly valve and the ball valve installed in the deep sea have a salt content inside the gearbox due to the high pressure of the deep water, and the watertight packing is damaged. Since the contained seawater flows in and causes corrosion and failure of the valve, it is not possible to use the butterfly valve with the gearbox as described above, but simply use a butterfly valve with only a disc and a rotating shaft. To do this, the piping system itself must be laid to the upper part of the water surface, then a valve is installed in the middle of the pipe, and then the pipe is laid underwater.
또다른 개폐방법으로, 심해의 수압에도 충분히 견디는 고가의 밸브 구동용 유압장치를 버터플라이 밸브 또는 볼 밸브에 장착하여, 그 유압장치에 의해 버터플라이 밸브를 개폐케 하고 있으나, 이는 고가의 유압장비를 필요로 하는 비경제적인 문제점이 있는 것이다.As another method of opening and closing, an expensive valve driving hydraulic system that sufficiently endures deep water pressure is mounted on a butterfly valve or a ball valve to open and close the butterfly valve by the hydraulic system. There is an uneconomic problem that needs to be done.
본 발명은 전기한 바와 같은 문제점을 제거코자 안출된 것으로서, 통상의 버터플라이 밸브 또는 볼 밸브의 기어박스에 별도의 나사공을 형성하고, 이에 유체가 충전된 다이아프램에 의한 압력평형수단을 결합하므로서,The present invention has been made to eliminate the problems described above, by forming a separate screw hole in the gear box of a conventional butterfly valve or ball valve, by combining the pressure balancing means by a diaphragm filled with fluid ,
심해에서 발생되는 수압에 비례하여 다이아프램 내부의 유체가 기어박스 내부로 이동하려는 압력을 갖게 하므로서, 심해의 수압과 기어박스 내부의 압력이 동일하게 작용되게 하므로 고압의 수압이 기어박스의 내부로 전혀 미치지 않게 되어 완전한 수밀성을 유지하므로,As the fluid inside the diaphragm has a pressure to move inside the gearbox in proportion to the water pressure generated in the deep sea, the water pressure in the deep sea and the pressure inside the gearbox are acted the same, so that the high pressure water pressure does not flow into the gearbox at all. As it does not reach and maintains complete water tightness,
심해의 바닷물이 기어박스내로 전혀 유입되지 않으므로 기어박스가 장착된 버터플라이 밸브의 사용이 가능하면서도, 내부에 충전된 유체에 의해 워엄기어 및 워엄휠의 회전을 보다 원활하게 한 효과가 있는 압력평형수단을 갖는 심해구동용 버터플라이 밸브를 제공함에 본 발명의 목적이 있는 것이다.Deep seawater does not flow into the gearbox at all, so it is possible to use a butterfly valve equipped with a gearbox, while pressure balancing means that makes the rotation of the worm gear and worm wheel smoother by the fluid filled inside. It is an object of the present invention to provide a butterfly valve for deep sea driving having a.
도 1은 본 발명에 따른 버터플라이 밸브 및 기어장치의 전체단면도1 is an overall cross-sectional view of a butterfly valve and a gear device according to the present invention
도 2는 본 발명에 따른 버터플라이 밸브의 기어박스 및 압력평형수단의 분리사시도Figure 2 is an exploded perspective view of the gearbox and pressure balance means of the butterfly valve according to the present invention
도 3은 본 발명에 따른 버터플라이 밸브의 기어박스 및 압력평형수단의 측단면도로서, 압력평형수단의 작동상태도Figure 3 is a side cross-sectional view of the gear box and pressure balance means of the butterfly valve according to the present invention, the operation state of the pressure balance means
도 4는 본 발명에 따른 버터플라이 밸브의 기어박스 평면작동도Figure 4 is a gearbox plane operation of the butterfly valve according to the present invention
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
1,1' : 관체결합용 플랜지 2 : 기어박스결합용 플랜지1,1 ': Flange for pipe coupling 2: Flange for gear box coupling
3 : 몸체 4 : 샤프트3: body 4: shaft
5 : 디스크 6 : 시트5: disc 6: sheet
7 : 워엄휠 8 : 워웜기어7: Worm Wheel 8: War Worm Gear
9 : 덮개 10 : 기어박스9: cover 10: gearbox
11 : 나사공 12 : 다이아프램11: screw hole 12: diaphragm
13 : 결합관 14 : 유체13 coupling tube 14 fluid
20 : 핸들축 21 : 관체결합용 볼트20: handle shaft 21: pipe coupling bolt
22 : 가스켓 23 : 덮개결합용 볼트22 gasket 23 cover bolts
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described.
도 1은 본 발명에 따른 버터플라이 밸브의 결합상태를 도시한 전체단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 버터플라이 밸브의 기어박스 및 압력평형수단의 분리사시도이다.1 is an overall cross-sectional view showing a coupling state of a butterfly valve according to the present invention, Figure 2 is an exploded perspective view of the gear box and pressure balancing means of the butterfly valve according to the present invention.
또한, 본 고안의 구성 및 작용의 설명에서는 버터플라이 밸브를 기준으로 하여 구성의 설명 및 작용 설명을 한다.In addition, in the description of the configuration and operation of the present invention will be described and the operation of the configuration based on the butterfly valve.
각종 유체를 이송키 위한 관체 결합용 플랜지(1)(1')를 양측에 형성하고, 상부에는 덮개(9)를 갖는 기어박스(10)를 결합하기 위한 플랜지(2)가 형성된 몸체(3)의 내부에는, 샤프트(4)에 의해 회전되는 원반상의 디스크(5)가 착좌되는 시트(6)를 결합하여 원반상의 디스크(5)의 회전에 의해 디스크(5)가 시트(6)에 착좌 또는 이탈되게 하여 그 밸브가 개폐되게 하고, 전기한 기어박스(10)에는 상기 샤프트(4)를 회전키 위한 워엄휠(7) 및 워엄기어(8)가 내장된 통상의 버터플라이 밸브에 있어서,Body (3) formed with flanges (1) and (1 ') for pipe coupling for transporting various fluids, the flange (2) for coupling the gear box 10 having a cover (9) on the upper side In the interior, the disk 6 rotated by the shaft 4 engages the seat 6 on which the disk 6 is seated and the disk 5 seats on the seat 6 by the rotation of the disk 5. In the conventional butterfly valve with a worm wheel (7) and worm gear (8) built in the gear box (10) for turning the shaft (4) in the electric gear box (10),
전기한 기어박스(10)의 덮개(9) 일측에 나사공(11)을 형성하고, 그 나사공(11)에는 다이아프램(12)이 결합된 결합관(13)을 결합하되, 다이아프램(12)의 내부 및 결합관(13)의 내부는 물론 전기한 덮개(9)에 의해 밀폐된 기어박스(10) 내부에 유체(14)를 충전하여 구성한 것이다.The screw hole 11 is formed on one side of the cover 9 of the gear box 10, and the coupling hole 13 to which the diaphragm 12 is coupled is coupled to the screw hole 11, and the diaphragm ( The inside of the 12 and the inside of the coupling pipe 13 is configured by filling the fluid 14 inside the gearbox 10 sealed by the cover 9 as described above.
도면중 미설명 부호 20은 핸들축, 21은 관체결합용 볼트, 22는 가스켓, 23은 덮개결합용 볼트이다.In the drawings, reference numeral 20 denotes a handle shaft, 21 denotes a pipe coupling bolt, 22 denotes a gasket, and 23 denotes a cover coupling bolt.
이상과 같은 구성에 의한 본 발명의 작용을 첨부도면에 의해 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the present invention by the above configuration in more detail by the accompanying drawings as follows.
본 발명에 따른 기어장치가 결합되는 버터플라이 밸브는 몸체(3) 양측의 관체 결합용 플랜지(1)(1')에 의해 분리된 관체를 관체결합용 볼트(21)에 의해 서로 연결하게 되는 것이며, 그 몸체(3)의 상부에 형성된 플랜지(2)에는 몸체(3) 내부의 디스크(5)를 회전시키기 위한 기어박스(10)가 결합되는 것이다.The butterfly valve to which the gear device according to the present invention is coupled is to connect the pipe bodies separated by the pipe coupling flanges (1) (1 ') on both sides of the body (3) by the pipe coupling bolts (21). To the flange 2 formed on the upper portion of the body 3, the gear box 10 for rotating the disk 5 inside the body 3 is coupled.
또한, 기어박스(10) 내에는 디스크(5)를 회전시키는 샤프트(4)와 결합된 워엄휠(7)이 내장되어 있으며, 그 워엄휠(7)을 회전시키기 위한 핸들축(20)을 갖는 워엄기어(8)가 전기한 워엄휠(7)과 치합되어 내장되어 있는 것이다.In addition, the gearbox 10 has a worm wheel 7 coupled with the shaft 4 for rotating the disk 5, and has a handle shaft 20 for rotating the worm wheel (7) The worm gear 8 is fitted with the worm wheel 7, which is electric.
이러한 기어박스(10)는 그 내부의 수밀성을 유지하기 위해 별도의 가스켓(22)과 덮개(9)를 이용하여 볼트(23)로 견고하게 고정하므로 기어박스(10)의 내부가 밀폐되게 하는 것이다.The gearbox 10 is to be firmly fixed by the bolt 23 using a separate gasket 22 and the cover 9 to maintain the watertightness therein so that the inside of the gearbox 10 is sealed. .
따라서, 이렇게 결합된 본 발명에 의한 버터플라이 밸브는 도 2 및 도 4의 도시와 같이 기어박스(10) 내의 워엄기어(8)와 일체로 형성된 핸들축(20)을 수중 다이버 또는 회전수단이 구비된 로봇에 의해 수중에서 그 핸들축(20)을 회전시키게 되면, 그 워엄기어(8)와 치합된 워엄휠(7)이 회전되면서 버터플라이 밸브를 개변 또는 폐변시키는 것이다.Accordingly, the butterfly valve according to the present invention coupled to the present invention is provided with an underwater diver or a rotating means having a handle shaft 20 integrally formed with the worm gear 8 in the gearbox 10 as shown in FIGS. 2 and 4. When the handle shaft 20 is rotated in the water by the robot, the worm wheel 7 engaged with the worm gear 8 rotates to open or close the butterfly valve.
또한, 전기한 기어박스(10)의 상부 덮개(9)에 형성된 나사공(11)에 결합관(13)에 의해 결합된 다이아프램(12)은 심해에서 작용하는 수압을 다이아프램(12)을 통해 기어박스(10) 내부의 유체를 가압하게 되는 것인데, 이를 보다 상세히 설명하면,In addition, the diaphragm 12 coupled to the threaded hole 11 formed in the upper cover 9 of the gearbox 10 by the coupling tube 13 receives the diaphragm 12 acting in the deep sea. It is to pressurize the fluid inside the gearbox 10 through, which will be described in more detail,
도 3의 도시와 같이 본 발명 기어장치가 장착된 버터플라이 밸브가 심해로 투입된 경우 심해에서 작용하는 수압이 신축성을 갖는 다이아프램(12)의 외표면으로 작용하게 되는 것이며, 다이아프램(12)의 외표면에서 작용하는 수압은 다이아프램(12) 및 기어박스(10) 내부에 충전된 유체(14)에 압력을 가하는 것이다.When the butterfly valve equipped with the present invention gear device is introduced into the deep sea as shown in FIG. 3, the hydraulic pressure acting in the deep sea acts as an outer surface of the elastic diaphragm 12. The hydraulic pressure acting on the outer surface is to pressurize the diaphragm 12 and the fluid 14 filled in the gearbox 10.
따라서, 심해의 수압이 다이아프램(12)에 의해 기어박스(10) 내부의 유체(14)로 전달되므로 외부 수압 및 기어박스(10) 내부의 유체압이 평형을 이루게되는 것이므로, 압력 평형에 의해 심해의 수압이 기어박스(10) 내부로 전혀 미치지 않는 것이다.Therefore, since the water pressure of the deep sea is transmitted to the fluid 14 inside the gearbox 10 by the diaphragm 12, the external water pressure and the fluid pressure inside the gearbox 10 are to be balanced, so that the pressure is balanced. Deep water pressure does not reach inside the gearbox 10 at all.
그러므로, 기어박스(10)의 수밀성이 보장되어 바닷물의 유입이 전혀 일어나지 않게 되는 것이며, 기어박스(10)가 수압의 영향을 전혀 받지 않게 되므로 심해에서도 자유롭게 기어박스(10)가 장착된 버터플라이 밸브의 사용이 가능한 것이다.Therefore, the watertightness of the gearbox 10 is ensured so that no inflow of sea water occurs, and the gearbox 10 is not affected by the water pressure at all, so that the butterfly valve equipped with the gearbox 10 is freely in the deep sea. Can be used.
또한, 전기한 다이아프램(12)에 의한 압력평형수단은 수압의 차에 따라 적절하게 작용되는 것으로, 수압이 낮을 경우에는 다이아프램(12)에 의한 전달 수압이 상대적으로 적은 것이며, 수압이 높은 경우에는 이와 비례하여 다이아프램(12)에 작용되는 수압이 커지게 되므로 기어박스(10) 내부의 압력이 상승하게 되는 것이므로, 어떠한 수압에서도 균일한 압력의 평형상태를 유지할 수 있는 것이다.In addition, the pressure equalization means by the diaphragm 12 mentioned above acts appropriately according to the difference of water pressure. When the water pressure is low, the transmission water pressure by the diaphragm 12 is relatively small, and when the water pressure is high. Since the pressure acting on the diaphragm 12 is increased in proportion to this, the pressure inside the gearbox 10 is increased, so that a uniform pressure can be maintained at any pressure.
이상과 같은 본 발명 압력평형수단을 갖는 심해구동밸브용 기어장치는, 심해에서 발생되는 수압에 비례하여 다이아프램 내부의 유체가 기어박스 내부로 이동하려는 압력을 갖게 하므로서, 심해의 수압과 기어박스 내부의 압력이 동일하게 작용되게 하므로 고압의 수압이 기어박스의 내부로 전혀 미치지 않게 되어 완전한 수밀성을 유지하므로,The deep sea driving valve gear device having the pressure equalizing means of the present invention as described above, the fluid in the diaphragm has a pressure to move into the gear box in proportion to the water pressure generated in the deep sea, the deep water pressure and the gear box inside Since the pressure of the same acts the same, the high pressure water pressure does not reach the inside of the gearbox at all, so as to maintain complete watertightness,
심해의 바닷물이 기어박스내로 전혀 유입되지 않으므로 기어박스가 장착된 버터플라이 밸브의 사용이 가능하면서도, 내부에 충전된 유체에 의해 워엄기어 및 워엄휠의 회전을 보다 원활하게 한 효과가 있는 것이다.Since deep sea water does not flow into the gearbox at all, it is possible to use a butterfly valve equipped with a gearbox, but the effect of smoothing the rotation of the worm gear and the worm wheel by the fluid filled therein.
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KR20030026609A (en) | 2003-04-03 |
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