KR100800976B1 - 탑엔츄리형 메탈시트 볼밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 분체를 이송시키는 배관에 사용되며, 이송중인 분체가 볼과 몸체사이의 포켓에 쌓여서 밸브의 작동을 불가능하게 하는 것을 방지하기 위하여 탑엔츄리 구조를 가지면서 시트링와 실링을 내구성이 우수한 금속재질로 구성하여 교환주기 및 신뢰성을 향상시킨 볼밸브에 관한 것이다.

본 발명은 금속, 합성수지 또는 다양한 종류의 분체가 이송되는 배관에 채용되는 볼 밸브로 이송중인 분체가 볼과 몸체사이의 포켓에 쌓여서 밸브의 작동을 불가능하게 하는 것을 방지하기 위하여 탑엔츄리 구조로 설계 제작되며, 분체가 시트링 및 실링에 끼여서 쉽게 손상됨을 방지하기 위하여 표면을 특수 가공한 금속물질로 제작하고, 볼의 내구성을 증가시키기 위하여 표면의 경화 및 마찰력을 최소화할 수 있는 공정으로 제작하며, 볼과 상하부 스템을 일체로 형성하여 볼과 스템사이의 공차가 발생하지 않도록 구성하고, 상기 볼 작동 시 이송되는 분체가 누설되지 않도록 막아주는 시트링 및 시트리테이너와, 볼밸브의 작동 시 마찰력을 줄이기 위해 축의 상하부에 삽입된 베어링과, 상기 하부 베어링 위쪽에 위치하여 이송중인 분체의 하부 누설을 방지하는 스템 오링 등으로 구성되어 있다.

본 발명은 시트와 실링을 금속으로 하여 표면을 경화시켜 채용하여 볼 밸브의 안정적인 동작 및 신뢰성을 높이고, 판스프링을 누르는 힘을 조절하여 밸브 작동을 원활히 하고 스프링 하부의 시트리테이너 오링은 판스프링 공간으로 침투하는 유체를 차단하여 고장의 원인을 최소화하는 작용효과가 있다.

시트링 , 시트리테이너 , 분체, 탑엔츄리형

Description

탑엔츄리형 메탈시트 볼밸브{Top Entry Type Metal Seat Ball Valve Structure}

도1은 종래의 탑엔츄리형 소프트 시트 볼밸브의 개략도

도2는 본 발명에 따른 탑엔츄리형 볼밸브의 구조

도3은 도2의 주요구조부 상세도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

11; 몸체(Body) 12; 스템

13; 볼 14; 시트리테이너

15; 시트오링 16; 시트링

17; 스템오링 18; 와셔

19; 시트리테이너 오링 20; 바닥 베어링

22; 스프링

23; 스템과 결합되는 홈 24; 시트리테이너에 형성된 홈

25; 탑 베어링 26; 패킹

27; 탑 오링 28; 본 네트 오링

29; 그랜드 링

본 발명은 분체를 이송시키는 배관에 사용되며, 이송중인 분체가 볼과 몸체사이의 포켓에 쌓여서 밸브의 작동을 불가능하게 하는 것을 방지하기 위하여 탑엔츄리형 구조를 가지면서 시트링와 실링을 내구성이 우수한 금속재질로 구성하여 시트링와 실링을 금속으로 하여 표면을 경화시키고 상·하부에 베어링을 설치하여 마찰력을 줄임으로써 밸브의 조작을 용이하도록 하며, 판스프링을 누르는 힘을 조절하여 밸브 작동을 원활히 하고, 스프링 하부의 시트리테이너 오링을 삽입하여 판스프링 공간으로 침투하는 유체를 차단하여 고장의 원인을 최소화하여 교환주기 및 신뢰성을 향상시킨 볼 밸브에 관한 것이다.

종래의 볼 형태의 개폐수단을 가지는 볼 밸브에 있어서 주로 이송되는 분체는 산호칼슘(CaO), 미분탄, 석탄석, 시멘트, 펄프 유지라인 뿐만 아니라 금속 분말 및 슬러지가 많이 끼는 분체의 이송에 주로 게이트 밸브 또는 플로팅 메탈시트 볼밸브를 사용하여 왔으나, 이러한 종류의 볼 밸브는 설계된 구조 및 사용된 시트링 및 실링 등의 재질의 특성상 밸브 케비티 내에 유체가 끼여 사용수명이 지극히 짧을 뿐 아니라 디스크의 이동으로 인한 누설이 발생하며, 안정성, 내구성 및 신뢰성이 크게 떨어지는 문제점이 있다.

또한 종래에 많이 사용된 분체의 이송 시에 사용된 플로팅(Floating)형 볼밸브는 볼이 출구 쪽으로 이동하여 출구 쪽에서만 실링이 일어나며 작동 시 포켓 내부로 이송되는 분체가 많이 흘러 들어가서 작동을 불가능하게 하여 수명 및 내구성이 떨어져 사용자의 비용이 증가하고 교환주기가 잦은 문제점이 있다.

본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 상기의 문제점을 인식하고 이를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 금속, 합성수지 또는 다양한 종류의 분체가 이송되는 배관에 채용되는 볼 밸브로 이송중인 분체가 볼과 몸체사이의 포켓에 쌓여서 밸브의 작동을 불가능하게 하는 것을 방지하기 위하여 탑엔츄리 구조로 설계 제작되며, 분체가 시트링 및 실링에 끼여서 쉽게 손상됨을 방지하기 위하여 표면을 특수 가공한 금속물질로 제작하고, 볼의 내구성을 증가시키기 위하여 표면의 경화 및 마찰력을 최소화할 수 있는 공정으로 제작하며, 볼과 상하부 스템을 일체로 형성하여 볼과 스템사이의 공차가 발생하지 않도록 구성하고, 상기 볼 작동 시 이송되는 분체가 누설되지 않게 막아주는 시트링과, 상기 시트링을 스프링의 탄성으로 조절하는 시트리테이너와, 볼 밸브의 작동 시 마찰력을 줄이기 위해 축의 상하부에 삽입된 베어링과, 상기 하부 베어링 위쪽에 위치하여 이송중인 분체의 하부 누설을 방지하는 스템 오링 및 상부 스템과 몸체 사이로 분체의 누설을 방지를 위해 설치한 탑 오링으로 구성함으로써 고장의 원인을 최소화하여 교환주기 및 신뢰성을 향상시킨 볼 밸브를 구현하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 분체가 이송 중에 시트링 또는 실링에 박혀서 사용하지 못하는 경우를 방지하기 위하여 볼, 시트링 및 실링들을 금속재질로 사용온도 및 유체의 종류에 따라 각각 경화처리 방법이 다르게 적용하여 제작하되, 경화처리 방법은 질화처리, 경질크롬도금, 니켈융사, 텅스텐 융사, 경화육성용접 등을 통하여 표면을 경화 처리하여 내구성을 향상시키고 원활한 작동이 이루어지도록 하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 시트리테이너를 밀어주는 나사의 조절하여 판스프링을 누르는 힘을 조절할 수 있어 밸브 작동을 원활히 하고 스프링 하부의 시트리테이너 오링은 판스프링 공간으로 침투하는 분체를 차단하여 스프링의 안정적인 동작을 유도하고, 스템과 볼을 일체형으로 제작함으로써 배관과 체결 시에 스트레스에 견디는 힘이 우수하며, 볼과 스템사이에 분체의 유입에 따른 오동작을 방지하며, 상하부 스템에 베어링을 삽입하여 볼밸브의 동작을 원활하게 하는데 있다.

본 발명은 분체를 이송시키는 배관에 사용되며, 이송중인 분체가 볼과 몸체사이의 포켓에 쌓여서 밸브의 작동을 불가능하게 하는 것을 방지하기 위하여 탑엔츄리형 구조를 가지면서 시트링와 기타 실링을 내구성이 우수한 금속재질로 제조하여 표면을 경화시키고 상·하부에 베어링을 설치하여 마찰력을 줄임으로써 볼 밸브의 조작을 용이하도록 하며, 판스프링을 누르는 힘을 조절하여 시트 링과 볼 사이의 마찰력을 제어하여 볼밸브 작동을 원활히 하고, 스프링 하부의 시트리테이너 오링은 판스프링 공간으로 침투하는 유체를 차단하는 구성으로 고장의 원인을 최소화하여 교환주기 및 신뢰성을 향상시킨 볼 밸브에 관한 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예의 구성과 작용을 설명하며, 도면에 도시되고 설명되는 본 발명의 구성과 작용은 적어도 하나 이상의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 상기한 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구 성 및 작용이 제한되지는 않는다.

본 발명을 용이하게 이해하도록 하는 도면에 대하여 살펴본다. 도1은 종래의 탑엔츄리형 소프트 시트 볼밸브의 개략적인 구성도를 나타내며, 도2는 본 발명에 따른 볼밸브의 구조를 나타낸 것이다. 도3은 도2의 주요 구성도를 상세하게 나타낸 것이다.

본 발명은 금속, 합성수지 또는 다양한 종류의 분체가 이송되는 배관에 채용되는 볼 밸브의 구조에 관한 것으로, 이송중인 분체가 볼과 몸체사이의 포켓에 쌓여서 밸브의 작동을 불가능하게 하는 것을 방지하기 위하여 탑엔츄리구조로 설계 제작되며, 분체가 시트링 및 기타 실링에 끼여서 쉽게 손상됨을 방지하기 위하여 표면을 특수 가공한 금속물질로 제작하고, 볼의 내구성을 증가시키기 위하여 표면의 경화 및 마찰력을 최소화할 수 있는 공정으로 제작하며, 볼과 상하부 스템을 일체로 형성하여 볼과 스템사이의 공차가 발생하지 않도록 구성하고, 상기 볼밸브의 작동 시 이송되는 분체가 외부로 누설되지 않게 막아주는 시트링과, 상기 시트링을 스프링의 탄성으로 조절하는 시트리테이너와, 볼 밸브의 작동 시 마찰력을 줄이기 위해 축의 상하부에 삽입된 베어링과, 상기 하부 베어링 위쪽에 위치하여 이송중인 분체가 몸체와 하부 스템사이로 분체의 누설을 방지하는 스템 오링 및 상기 상부 베어링 아래쪽에 위치하여 이송중인 분체가 몸체와 상부 스템사이로 분체의 누설을 방지하는 탑 오링과, 상부 베어링의 하부 측에 위치하여 이송중인 분체가 볼의 상부로 누설되는 것을 방지할 수 있도록 탑 오링과, 시트리테이너와 몸체 사이로 분체의 누설을 방지하기 위해 설치한 시트 오링으로 구성되어 있다. 본 발명에 따른 실시 예를 살펴본다.

[실시 예]

본 발명에 따른 실시 예를 도면에 기초하여 살펴본다. 본 발명은 금속, 합성수지 또는 다양한 종류의 분체가 이송되는 배관에 채용되는 볼 밸브에 관한 것으로, 이송중인 분체가 볼과 몸체사이의 포켓에 쌓여서 밸브의 작동을 불가능하게 하는 것을 방지할 수 있는 탑엔츄리구조로 설계 제작되어 있다. 볼 밸브의 내부에는 이송중인 분체가 실리콘 또는 고무 재질로 제작된 시트링 및 기타 실링에 박혀서 부품이 쉽게 손상되어 분체가 누출되거나 작동하지 않음을 방지하기 위하여 소정의 강도를 가진 금속재질로 구성하되, 표면을 특수 경화처리하고 표면을 매끄럽게 가공 처리하여 제작하고, 볼(13)의 내구성을 증가시키기 위하여 표면의 경화 및 마찰력을 최소화할 수 있도록 설계 제작되어 있다. 경화처리방법은 질화처리, 경질크롬도금, 니켈융사, 텅스텐 융사, 경화육성용접 등을 통하여 경화시키고 표면은 마찰력을 줄이기 위하여 매끄럽게 처리하여 내구성을 증가시키고 안정적인 동작이 가능하도록 제작되어 있다.

본 발명에 따른 볼 밸브는 볼(13)과 스템(12)을 일체형으로 제작하여 볼(13)과 스템 연결부의 공차를 없애서 부드럽고 정확한 회전과 작동이 가능하도록 설계 제작되어 있다. 상기 볼과 스템을 일체형으로 압출 형성 제작하여 몸체(11)에 형성된 홈(23)에 삽입 체결되도록 구성하므로 볼밸브와 배관과의 체결 시에 분체의 이송 시 발생하는 스트레스에 견디는 힘이 강하고, 볼과 스템의 연결부를 제거하여 고온고압에서 발생할 수 있는 분체의 누설의 원인을 최소화할 수 있다.

상기 볼(13) 밸브의 작동 시 이송되는 분체가 외부로 누설되지 않도록 막아주는 시트링(16)이 볼(13)과 시트리테이너(14)사이에 위치하며, 상기 시트링(16) 상에는 이송되는 분체가 시트링(16)과 몸체(11)사이로 분체가 누출되는 것을 방지하기 위하여 시트오링(15)이 시트링(16) 상에 형성된 홈에 적어도 하나이상 설치되어 있다. 상기 볼밸브의 작동 시 마찰력을 줄이기 위해서 스템(12)의 상하부에는 다수의 베어링(20, 25)이 삽입 체결되어 있다. 상기 하부 베어링(20)의 상부 측에 위치하여 이송중인 분체가 볼(13)의 하부로 누설되는 것을 방지할 수 있도록 스템오링(17)이 하부 스템 상에 형성된 홈에 적어도 하나 이상 체결되어 있으며, 상기 상부 베어링(25)의 하부 측에 위치하여 이송중인 분체가 볼(13)의 상부로 누설되는 것을 방지할 수 있도록 탑 오링(27)이 상부 스템 상에 형성된 홈에 적어도 하나 이상 체결되어 있다.

본 발명은 이송중인 분체가 고무 및 합성수지 계열의 재질로 제작된 시트링(16) 또는 기타 실링에 박혀서 사용하지 못하는 경우를 방지하기 위하여 볼(13), 시트링(16) 및 기타 실링들을 금속재질로 구성하되, 볼밸브의 사용온도 및 유체의 종류에 따라 각각 표면을 경화처리 방법이 다르게 적용하여 설계 제작하는 것이 바람직하며, 상기 경화처리방법은 질화처리, 경질크롬도금, 니켈융사, 텅스텐 융사 및 경화육성용접 중에서 하나를 선택하여 적용하여 표면의 경도를 높이면서 표면을 매끄럽게 구성하여 마찰력을 감소시켜 내구성 및 신뢰성을 크게 향상시키는데 있다.

본 발명은 시트리테이너(14)의 외벽에 형성된 수나사와 몸체에 형성된 암나사가 서로 결합되는 구조이며 시트리테이너(14)를 회전시켜 밀어주거나 밖으로 빼내어 삽입정도를 달리하여 판스프링(22)을 누르는 힘을 조절할 수 있도록 설계 제작되어 있으며, 상기 시트리테이너(14)와 몸체에 형성된 암나사와 수나사를 이용하여 판스프링(22)을 누르는 힘을 조절하기 위하여 상기 시트리테이너(14)를 용이하게 회전할 수 있도록 시트리테이너의 외측에 형성된 홈(24)을 이용하여 시트리테이너(14)의 삽입 정도를 제어하여 볼밸브 작동이 원활하도록 조절할 수 있도록 구성되어 있다. 상기 시트리테이너(14) 상에 형성된 홈에 위치한 시트리테이너 오링(19)은 판스프링(22)이 위치한 공간으로 침투하는 분체를 차단하여 판스프링(22)의 안정적인 동작을 유도하도록 구성되어 있다. 상기 상하부 스템(12)과 볼(13)을 일체형으로 설계 제작하고 스템(12)의 상하부에 베어링(20, 25)을 다수 개 삽입하여 볼밸브가 원활하게 동작하도록 설계 제작되어 있다.

상기 시트리테이너(14)와 시트링(16)사이에 삽입되는 스프링은 설치공간을 고려하여 판스프링(22)을 채용하는 것이 바람직하나, 일반 스프링을 채용할 수도 있다.

본 발명에 따른 볼 밸브에는 이송 중인 분체의 누출을 방지하기 위하여 패킹(26), 본 네트 오링(28) 및 그랜드 링(29) 등을 더 구비하고 있다.

본 발명에 따른 볼 밸브는 금속, 합성수지 또는 다양한 종류의 분체가 이송되는 배관에 채용되는 것으로 이송중인 분체가 볼과 몸체사이의 포켓에 쌓여서 밸브의 작동을 불가능하게 하는 것을 방지하기 위하여 탑엔츄리 구조로 설계 제작되며, 분체가 시트링 및 실링에 끼여서 부품이 쉽게 손상됨을 방지하기 위하여 표면을 특수 가공한 금속물질로 제작하고, 볼의 내구성을 증가시키기 위하여 표면의 경화 및 마찰력을 최소화할 수 있도록 제작하며, 볼과 상하부 스템을 일체로 형성하 여 볼과 스템사이의 공차가 발생하지 않도록 구성하고, 상기 볼 작동 시 이송되는 분체가 누설되지 않게 막아주는 시트링과, 상기 시트링을 밀어주는 힘을 스프링의 탄성으로 조절하는 시트리테이너와, 스프링 하부로 유입되는 유체를 차단하는 시트리테이너 오링과, 볼 밸브의 작동 시 마찰력을 줄이기 위해 축의 상하부에 삽입된 베어링과, 상기 하부 베어링(20) 위쪽에 위치하여 이송중인 분체의 하부 누설을 방지하는 시트오링 및 몸체 사이의 누설을 방지를 위해 설치한 스템 오링과, 상부 베어링(25)의 하부 측에 위치하여 이송중인 분체가 볼(13)의 상부로 누설되는 것을 방지할 수 있도록 탑 오링(27)으로 구성하여 볼 밸브의 내구성을 크게 증가시키고 볼 밸브의 안정적인 동작과 신뢰성을 향상시킨 볼 밸브를 구현함으로써 산업상 이용가능성이 매우 높다.

본 발명은 금속, 합성수지 또는 다양한 종류의 분체가 이송되는 배관에 채용되는 볼 밸브로 이송중인 분체가 볼과 몸체사이의 포켓에 쌓여서 밸브의 작동을 불가능하게 하는 것을 방지하기 위하여 탑엔츄리 구조로 설계 제작되며, 분체가 시트링 및 실링에 끼여서 쉽게 손상됨을 방지하기 위하여 표면을 특수 가공한 금속물질로 제작하고, 볼의 내구성을 증가시키기 위하여 표면의 경화 및 마찰력을 최소화할 수 있는 공정으로 제작하며, 볼과 상하부 스템을 일체로 형성하여 볼과 스템사이의 공차가 발생하지 않도록 구성하고, 상기 볼 작동 시 이송되는 분체가 누설되지 않게 막아주는 시트링과, 상기 시트링을 밀어주는 힘을 스프링의 탄성으로 조절하는 시트리테이너와, 스프링 하부로 유입되는 유체를 차단하는 시트리테이너 오링과, 볼 밸브의 작동 시 마찰력을 줄이기 위해 축의 상하부에 삽입된 베어링과, 상기 하부 베어링 위쪽에 위치하여 이송중인 분체의 하부 누설을 방지하는 스템 오링과, 상부 베어링(20)의 하부 측에 위치하여 이송중인 분체가 볼(13)의 상부로 누설되는 것을 방지할 수 있도록 탑 오링(17)으로 구성함으로써 고장의 원인을 최소화하여 교환주기 및 신뢰성을 향상시키는 작용효과가 있다.

본 발명의 또 다른 효과는 본체가 이송 중에 시트링 또는 실링에 박혀서 사용하지 못하는 경우를 방지하기 위하여 볼, 시트링 및 실링들을 금속재질로 사용온도 및 유체의 종류에 따라 각각 경화처리 방법이 다르게 적용하여 제작하되, 경화처리 방법은 질화처리, 경질크롬도금, 니켈융사, 텅스텐 융사, 경화육성용접 등을 통하여 상기 부품의 표면을 경화 처리하여 내구성을 향상시키고 볼 밸브의 원활한 작동이 이루어지도록 하는데 있다.

본 발명의 또 다른 효과는 시트리테이너를 밀어주는 나사의 조절 정도에 따라 판스프링을 누르는 힘을 조절할 수 있어 밸브 작동을 원활히 하고 스프링 하부의 시트리테이너 오링은 판스프링 공간으로 침투하는 분체를 차단하여 스프링의 안정적인 동작을 유도하고, 스템과 볼을 일체형으로 제작함으로써 배관과 체결 시에 스트레스에 견디는 힘이 우수하며, 볼과 스템사이에 분체의 유입에 따른 오동작을 방지하며, 상하부 스템에 베어링을 삽입하여 원활한 동작을 하도록 하는데 있다.

Claims (6)

1. 볼의 동작이 원활하게 이루어지도록 스템의 상하부에 탑 베어링 및 바닥 베어링이 설치되고 분체의 누설을 방지할 수 있는 탑엔츄리형 볼밸브에 있어서,

   분체의 흐름을 차단하거나 개방하여 주는 볼;

   상기 볼과 일체로 형성되어 볼이 정확하게 몸체의 정해진 위치에 위치하여 지탱될 수 있도록 구성된 스템;

   상기 분체가 볼의 작동 시에 몸체와 볼 사이로 누출되지 않게 막아주는 시트링;

   이송중인 분체가 외부로 누설되지 않도록 방지하기 위하여 시트링을 볼측으로 밀어주는 판스프링;

   상기 판스프링의 탄성력으로 상기 시트링을 밀어주는 시트리테이너;

   상기 시트리테이너에 형성된 홈에 삽입되어 탄성력을 전달하는 판스프링이 위치한 공간으로 분체가 유입되는 것을 방지하기 위한 시트리테이너 오링;

   상기 볼과 일체형으로 형성되며, 분체의 누출을 방지하기 위하여 스템의 하부에 설치된 스템오링;

   상기 볼과 일체형으로 형성되며, 분체의 누출을 방지하기 위하여 스템의 상부에 설치된 탑 오링;

   상기 시트링과 몸체사이로 분체가 누출되는 것을 방지하기 위한 시트오링;

   볼 밸브의 몸체에 형성된 암나사와 시트리테이너 외측에 형성된 수나사와 결합되어 시트리테이너를 회전시켜 시트리테이너를 볼 방향으로 밀어주거나 볼의 반대 방향으로 이동시켜 판스프링의 탄성을 조절하여 볼의 움직임을 제어하기 위하여 시트리테이너를 용이하게 회전시킬 수 있도록 시트리테이너의 외측에 형성된 홈; 및

   상기 볼과 시트링은 표면강도를 증가시키기 위한 표면을 질화처리, 경질크롬도금, 니켈융사, 텅스텐 융사 및 경화육성용접 중에서 어느 하나를 선택하여 표면을 처리하여 내구성을 증가시킴을 특징으로 하는 탑엔츄리형 메탈시트 볼밸브.
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