KR100824706B1 - 내진 밸브용 요오크 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 내진의 취약성을 완화할 수 있도록 충분한 강성구조를 가지며, 특히 엑츄에이터의 자체하중이 무겁고 무게중심이 높은 경우의 밸브에 있어서 무게중심으로 인한 작용 모멘트가 요오크에 크게 작용되더라고 이를 충분히 상쇄시킬 수 있도록 함은 물론, 횡지진으로 인한 모멘트에 대하여 충분한 강성구조를 가질 수 있도록 하는 내진 밸브용 요오크에 관한 것이다.

그리고 본 발명은, 밸브몸체와 엑츄에이터를 상호 연결하여 엑츄에이터를 지지하는 요오크에 있어서; 상기 요오크는, 원통형 측벽과, 원통형 측벽의 상부를 막으면서 구비되어 엑츄에이터에 연결되고 중앙에 구비되어 엑츄에이터의 로드가 관통되는 구멍과 구멍의 둘레에 형성되어 볼트를 통해 엑츄에이터에 고정되는 다수의 조립홀을 포함하는 상 원형 연결판, 및 상기 원통형 측벽의 하부를 막으면서 구비되어 밸브몸체가 연결수단을 통해 연결되는 하 원형 연결판으로 구성되고; 상기 원통형 측벽의 전,후방에는 밸브의 개도 위치를 파악하고 밸브의 스템과 엑츄에이터의 로드를 상호 연결할 수 있도록 정방형 또는 장방형으로 한 쌍의 개방부가 형성되어 원통형 측벽의 양측에 수직기둥을 구비한 내진 밸브용 요오크를 특징으로 한다.

또한 상기 전,후방 개방부의 상부인 원통형 측벽의 둘레에는, 원통형 측벽의 외경이 줄었다 다시 원통형 측벽의 외경과 일치되게 구비되어 횡지진에 대하여 완충작용을 하는 잘록한 형상부위가 더 형성됨을 특징으로 한다.

내진, 밸브, 요오크

Description

내진 밸브용 요오크{Yoke for earthquake-resistant valve}

도 1은 본 발명에 따른 일 실시예의 요오크가 장착된 밸브를 나타낸 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 일 실시예의 요오크를 나타낸 사시도.

도 3은 도 2의 A-A선 단면도.

도 4는 본 발명에 따른 다른 실시예의 요오크를 나타낸 단면도.

도 5는 종래 제1 실시예의 요오크가 밸브에 장착된 상태를 나타낸 단면도.

도 6은 종래 제1 실시예의 요오크를 나타낸 확대 사시도.

도 7은 종래 제2 실시예의 요오크를 나타낸 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 밸브몸체

11 : 본네트

111 : 나사부, 112 : 체결링, 113 : 핀

114 : 체결 플랜지, 115 : 조립홀

12 : 잘록한 형상부위

2 : 엑츄에이터

3 : 요오크

31 : 원통형 측벽

32 : 수직기둥

321 : 수직 보강리브

33 : 경사 보강리브

34 : 상 원형 연결판

341 : 구멍

35 : 하 원형 연결판

36 : 연결수단

361 : 구멍, 362 : 암나사부, 363 : 핀홀

364 : 구멍, 365 : 암나사홀

4 : 개방부

본 발명은 내진 밸브용 요크에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는 내진의 취약성을 완화하고 내진에 충분한 강성구조를 가질 수 있도록 하는 내진 밸브용 요오크에 관한 것이다.

일반적으로 밸브용 요오크(Yoke)라 함은, 밸브 몸체에 밸브를 개폐하는 엑츄에이터를 견고하게 고정하는 구조물로써 밸브의 부속품이다.

즉 상기 요오크는, 밸브의 개폐 작동을 위한 밸브 플러그와 연결된 스템에 기구적으로 연결되어 밸브 플러그를 작동시키는 엑츄에이터를 밸브 몸체에 고정하 는 것으로, 밸브의 개도(열림 정도 또는 닫힘과 열림)를 파악할 수 있음은 물론 스템과 엑츄에이터를 상호 연결할 수 있도록 공간을 확보할 수 있도록 구성된 구조물이다.

이에, 본 발명은 종래의 요오크를 개량한 것으로, 이하, 종래의 요오크를 살펴보면 다음과 같다.

도 5는 종래 제1 실시예의 요오크가 밸브에 장착된 상태를 나타낸 단면도이고, 도 6은 종래 제1 실시예의 요오크를 나타낸 확대 사시도이다.

따라서 종래 제1 실시예의 요오크는, 상,하부에 각각 수평상태로 구비되어 엑츄에이터와 밸브몸체에 각각 연결되는 상부 연결판(301)과 환형 고리(302)와, 상기 상부 연결판(301)과 환형 고리(302)의 양측에 대칭되게 구비되어 있는 "ㄷ"자 형태의 지지기둥(303)으로 구성된다.

즉 상기 상부 연결판(301)은, 중앙에 엑츄에이터(200)의 작동축인 로드가 관통되는 구멍이 형성되어 있고, 구멍의 둘레에는 다수의 볼트를 통해 엑츄에이터(200)를 고정하는 다수의 조립홀이 구비되어 있는 것이다.

또한 상기 환형 고리(302)는 밸브의 상부 커버에 해당되는 본네트가 취부되도록 환형의 형상으로 구성되는 것이다.

또 상기 각각의 지지기둥(303)은 상부 연결판(301)과 환형 고리(302)의 둘레에서 외측으로 돌출되는 상,하 수평대(304,305)와 상,하 수평대(304,304)의 돌출 단부를 수직으로 상호 연결하는 수직대(306)로 구성된다.

그리고 상기 양측에 대칭되게 구비된 "ㄷ"자 형태의 지지기둥(303)은, 상부 연결판(301)과 하부 연결링(302)에서 외측으로 돌출되는 상,하 수평대(304,305)와 상,하 수평대(304,305)의 돌출 단부를 수직으로 상호 연결하는 수직대(306)로 구성된다.

따라서, 상기와 같이 구성된 제1 실시예의 요오크는, 전,후방에 개방되어 있어 밸브의 스템과 엑츄에이터의 작동 로드의 연결 작업이 용이하고, 비교적 적은 원자재의 사용으로 요오크의 무게를 줄임으로써 널리 사용되고 있다.

그러나, 상기한 제1 실시예의 요오크는, 내진용 또는 내진 구조의 밸브에 있어서 밸브의 상부 또는 일부에 장착되는 엑츄에이터를 지지할 경우에는, "ㄷ"자 형태의 지지기둥의 연결부위가 힘을 가장 많이 받는 부위가 되며 상기 연결부위가 파단될 위험이 큰 문제점을 가지고 있었다.

왜내하면 밸브 또는 요오크에서 거리가 멀수록 지진에 의해 작용되는 엑츄에이터의 무게중심 모멘트가 커지게 됨으로써, 밸브 또는 요오크에서 거리가 제일 먼 "ㄷ"자 형태의 지지기둥의 연결부위가 힘을 가장 많이 받게 되는 것이다.

또한 지지기둥과 지지기둥의 상부 접합부 또는 연결부위는 취약하고, 엑츄에이터가 부착되는 상부 연결판과 밸브의 본네트가 결합되는 부위인 환형 고리는 접촉 면적이 작음으로써, 특히 횡지진에 대하여 상부 연결판과 환형 고리의 지지면에 하중이 집중되어 붕괴될 위험이 높은 문제점도 가지고 있었다.

즉, 상기와 같이 구성된 제1 실시예의 요오크를 사용할 경우에는, 일반적인 밸브에 있어 기능과 작동에는 문제가 없으나, 내진의 경우 위급한 경우에 있어 요오크가 파손됨으로써 밸브의 긴급차단 또는 밸브의 조정 기능이 상실되어 유체의 단속 또는 조절의 실패됨에 따라서 위험물질의 노출등의 안전사고가 발생되는 문제점을 가지고 있었다.

한편, 도 7은 종래의 제2 실시예의 요오크를 나타낸 단면도로서, 밸브 몸체(100)와 엑츄에이터(200)의 사이를 등간격으로 지지할 수 있도록 구비된 4개의 수직기둥(501)으로 구성됨을 특징으로 한다.

즉 상기 각각의 수직기둥(501)은 상,하부가 엑츄에이터(200)와 밸브 몸체(100)의 상,하부에 볼트 또는 볼트축의 결합을 통해 밸브 몸체(100)에서 엑츄에이터(200)를 지지하는 것이다.

따라서, 상기와 같이 구성된 제2 실시예의 요오크(500)는, 사면이 개방되어 있어 밸브의 스템과 엑츄에이터의 로드가 결합되는 부위로의 접근이 용이하고 연결작업이 수월하며, 비교적 간단한 구조로 구성되는 장점을 가지는 것이다.

그러나, 상기 제2 실시예의 요오크는, 수직기둥의 상하면 접속 부위의 면적이 나사부를 제외하면 매우 작은 접촉면을 구성함으로써, 횡지진에 대해 나사부와 수직기둥이 만나는 부위에 모멘트가 작용하여 집중하중이 발생됨에 따라서 매우 취약한 문제점을 가지고 있었다.

또한 상기 제2 실시예의 요오크는 엑츄에이터의 하중이 크고 무게 중심이 높은 경우 일반적인 사용의 용도라 하더라도 엑츄에이터의 붕괴위험을 가지게 되는 문제점도 가지고 있었다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해서 발 명된 것으로, 내진의 취약성을 완화하고 내진에 충분한 강성구조를 갖는 내진 밸브용 요오크를 제공함을 목적으로 한다.

또한 엑츄에이터의 자체하중이 무겁고 무게중심이 높은 경우의 밸브에 있어서 무게중심으로 인한 작용 모멘트가 요오크에 크게 작용되더라고 이를 충분히 상쇄시킬 수 있도록 하는 내진 밸브용 요오크를 제공하는 목적도 있다.

특히 횡지진으로 인한 모멘트에 대하여 충분한 강성구조를 가질 수 있도록 하는 내진 밸브용 요오크를 제공하는 목적도 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 밸브몸체와 엑츄에이터를 상호 연결하여 엑츄에이터를 지지하는 요오크에 있어서; 상기 요오크는, 원통형 측벽과, 원통형 측벽의 상부를 막으면서 구비되어 엑츄에이터에 연결되고 중앙에 구비되어 엑츄에이터의 로드가 관통되는 구멍과 구멍의 둘레에 형성되어 볼트를 통해 엑츄에이터에 고정되는 다수의 조립홀을 포함하는 상 원형 연결판, 및 상기 원통형 측벽의 하부를 막으면서 구비되어 밸브몸체가 연결수단을 통해 연결되는 하 원형 연결판으로 구성되고; 상기 원통형 측벽의 전,후방에는 밸브의 개도 위치를 파악하고 밸브의 스템과 엑츄에이터의 로드를 상호 연결할 수 있도록 정방형 또는 장방형으로 한 쌍의 개방부가 형성되어 원통형 측벽의 양측에 수직기둥을 구비한 내진 밸브용 요오크를 특징으로 한다.

또한 상기 전,후방 개방부의 상부인 원통형 측벽의 둘레에는, 원통형 측벽의 외경이 줄었다 다시 원통형 측벽의 외경과 일치되게 구비되어 횡지진에 대하여 완 충작용을 하는 잘록한 형상부위가 더 형성됨을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 일 실시예의 요오크가 장착된 밸브를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 일 실시예의 요오크를 나타낸 사시도이며, 도 3은 도 2의 A-A선 단면도이다.

이에 본 발명의 요오크는, 밸브몸체(1)와 엑츄에이터(2)를 상호 연결하여 엑츄에이터(2)를 지지하는 요오크(3)에 있어서; 상기 요오크(3)는, 원통형 측벽(31)과, 원통형 측벽(31)의 상부를 막으면서 구비되어 엑츄에이터(2)에 연결되고 중앙에 구비되어 엑츄에이터(2)의 로드가 관통되는 구멍(341)과 구멍(341)의 둘레에 형성되어 볼트를 통해 엑츄에이터(2)에 고정되는 다수의 조립홀을 포함하는 상 원형 연결판(34), 및 상기 원통형 측벽(31)의 하부를 막으면서 구비되어 밸브몸체(1)가 연결수단(36)을 통해 연결되는 하 원형 연결판(35)으로 구성된다.

그리고 상기 원통형 측벽(31)의 전,후방에는 밸브의 개도 위치를 파악하고 밸브의 스템과 엑츄에이터(2)의 로드를 상호 연결할 수 있도록 한 쌍의 개방부(4)가 형성되어 원통형 측벽(31)의 양측에 수직기둥(32)을 구비하는 것이다.

아울러 상기 전,후방 개방부(4)의 상부인 원통형 측벽(31)의 둘레에는, 원통형 측벽(31)의 외경이 줄었다 다시 원통형 측벽(31)의 외경과 일치되게 구비되어 횡지진에 대하여 완충작용을 하는 잘록한 형상부위(12)가 더 형성되어 있는 것이다.

또한 상기 밸브몸체(1)는 상부에 구비되어 커버 역할을 하고 둘레에 나사부(111)가 형성된 본네트(11)를 포함하고, 상기 하 원형 연결판(35)에 구비된 연결수단(36)은, 하 원형 연결판(35)의 중앙에 구비되어 본네트(11)가 관통 체결되는 암나사부(362)가 구비된 구멍(361)과, 구멍(361)의 둘레 일측에 구비되어 상기 본네트(11)의 상부에 체결되는 체결링(112)의 풀림을 방지할 수 있도록 핀(113)이 끼워지는 핀홀(363)을 포함하는 것이다.

이를 좀더 구체적으로 설명하면, 상기 각각의 개방부(4)는 밸브의 개도 위치를 파악함은 물론 엑츄에이터(2)의 로드와 밸브 스템의 연결을 용이하게 할 수 있도록 구비되어 있는 것으로, 정방형 또는 장방형으로 형성되어 있는 것이다.

그리고 상기 개방부(4)가 원통형 측벽(31)의 전,후방에 형성되어 있음에 따라서, 전,후방 개방부(4)의 사이인 양측에 형성된 수직기둥(32)은 원호형이면서 내측이 넓고 외측이 좁은 사다리꼴의 단면 형상으로 형성되어 있는 것이다. 즉 상기 원통형 측벽(31)은 상 원형 연결판(34)의 하부 양측과 하 원형 연결판(35)의 상부 양측에 일체로 견고하게 세워지는 수직기둥(32)을 포함하는 것이다.

또한 상기 각각의 수직기둥(32)의 외측에는 외측으로 돌출되는 사다리꼴형의 단면을 가지는 수직 보강리브(321)가 더 구비되어 있는 것이다. 즉 상기 수직 보강리브(321)는 수직기둥(32)에서 외부로 돌출 구비되는 것으로 수직기둥(32)의 제작시 일체로 구성하는 것이다.

또, 상기 각각의 수직기둥(32)의 내측 하부와 하 원형 연결판(35)의 사이에는 경사 보강리브(33)가 더 구비되어 있는 것이다. 즉 상기 경사 보강리브(33)는 수직기둥(32)의 내측 하부와 하 원형 연결판(35)을 상호 연결하는 사각형 형상의 격판으로 구성되는 것이다. 그리고 상기 경사 보강리브(33)는 요오크(3)의 제작시 일체로 구비함으로써 수직기둥(32)의 보강력을 최대로 향상시킬 수 있는 것이다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명의 작용관계를 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 먼저 본 발명에 따른 요오크를 장착할 경우에는, 하 원형 연결판(35)의 중앙에 구비된 구멍(361)에 밸브 몸체(1)의 상부에 위치된 본네트(11)를 체결하여 연결하고, 상 원형 연결판(34)의 상부에 엑츄에이터(2)를 볼트의 체결을 통해 고정한 다음 상기 엑츄에이터(2)의 작동로드와 밸브 스템을 상호 연결함으로써 요오크(3)를 밸브에 장착하는 것이다.

따라서, 상기 요오크(3)는 상 원형 연결판(34)과 하 원형 연결판(35)이 엑츄에이터(2)의 하중과 이에 대한 모멘트를 충분히 견딜 수 있도록 충분한 접촉면을 가지고 있음에 따라서, 집중하중을 분산할 수 있는 것이다. 즉 상,하 원형 연결판(34,35)의 두께를 통해 엑츄에이터(2)의 하중과 이에 대한 모멘트를 충분히 감당할 수 있는 것이다.

그리고 원통형 측부(31)의 상부 둘레에 형성된 잘록한 형상부위(12)는 횡지진 또는 편심하중으로 인하여 발생되는 엑츄에이터(2)에 의한 모멘트를 완충하는 것이다. 즉 상기 잘록한 형상부위(12)는 원통형 측벽(31)의 외경이 줄었다 다시 원통형 측벽(31)의 외경과 일치되게 구비되어 횡지진에 대하여 미세하게 유동됨으로써 횡지진 또는 편심하중으로 인한 엑츄에이터(2)에 의한 모멘트를 충분히 완충할 수 있는 것이다.

아울러 상기 전,후방에 구비된 개방부(106)는 엑츄에이터(2) 로드와 밸브 스템을 연결하는 부위의 작업공간을 확보함은 물론, 밸브의 개방위치 정보를 육안으로 식별하는데 용이한 것이다.

또한 원통형 측벽(31)의 양측에 구비되어 있는 수직기둥(32)은 수직기둥(32)의 외측면 부위에 면상의 각도가 요오크 중심부를 기준으로 중심부에서 나오는 중심선에 일치되는 내측이 넓고 외측이 좁은 사다리꼴형 단면으로 구성됨으로써, 전,후 개방부(4)를 관통하는 선상의 모멘트에 대하여 효율적인 강성구조를 갖는 것이다. 또한 수직기둥(32)의 외측에는 수직 보강리브(321)이 더 구비됨으로써 수직기둥(32)을 좀더 보강할 수 있는 것이다.

또 상기 수직기둥(32)과 하 원형 열결판(35)이 만나는 부분에 구비된 경사 보강리브(33)는 개방부를 관통하는 선상의 모멘트에 대해 발생하는 집중하중에 대항하는 효과가 있고, 주물에 의해 요오크를 제조하는데 있어 주물의 흐름 방향이 바뀌는 부분에 경사 보강리브(33)가 구비됨으로써 흐름 단면적으로 크게 함에 따라 주물의 흐름을 좋게 하여 주물품의 품질을 향상시킴은 물론, 강성을 좀더 향상시킬 수 있는 것이다.

한편, 도 4는 본 발명에 따른 다른 실시예의 요오크를 나타낸 단면도이다.

이에 본 발명에 따른 다른 실시예의 요오크는, 연결수단을 제외한 타 구성은 상기 일 실시예의 구성과 동일함을 전제한다.

따라서 상기 밸브몸체(1)는 상부에 구비되어 커버역할을 하고 둘레에는 다수의 조립홀(115)이 형성되어 있는 체결 플랜지(114)가 구비된 본네트(11)를 포함하 고; 상기 하 원형 연결판(35)에 구비된 연결수단(36)은, 하 원형 연결판(35)의 중앙에 구비되어 밸브 스템이 관통되는 구멍(364)과, 구멍(364)의 둘레에 볼트가 관통 체결될 수 있도록 상기 조립홀(115)과 상응되는 위치에 형성되어 있는 다수의 암나사홀(365)을 포함하는 것이다.

따라서 본네트(11)에 구비된 체결 플랜지(114)에 볼트의 체결을 통해 요오크(3)를 용이하게 장착할 수 있는 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명은, 지진의 발생시 내진력을 향상시킴으로써, 지진의 발생시 밸브의 작동 불능으로 인하여 발생되는 누수 또는 유독 물질 등의 누출 등의 안전사고를 사전에 예방할 수 있는 효과가 있다.

또한 엑츄에이터의 자체하중이 무겁고 무게중심이 높은 경우의 밸브에 대하여 충분한 지지력을 가질 수 있도록 하는 내진 밸브용 요오크를 제공하는 효과도 있다.

Claims (6)

1. 밸브몸체(1)와 엑츄에이터(2)를 상호 연결하여 엑츄에이터를 지지하는 요오크(3)에 있어서;

   상기 요오크(3)는, 원통형 측벽(31)과, 원통형 측벽(31)의 상부를 막으면서 구비되어 엑츄에이터(2)에 연결되고 중앙에 구비되어 엑츄에이터(2)의 로드가 관통되는 구멍(341)과 구멍의 둘레에 형성되어 볼트를 통해 엑츄에이터에 고정되는 다수의 조립홀을 포함하는 상 원형 연결판(34), 및 상기 원통형 측벽(31)의 하부를 막으면서 구비되어 밸브몸체(1)가 연결수단(36)을 통해 연결되는 하 원형 연결판(35)으로 구성되고;

   상기 원통형 측벽(31)의 전,후방에는 밸브의 개도 위치를 파악하고 밸브의 스템과 엑츄에이터(2)의 로드를 상호 연결할 수 있도록 정방형 또는 장방형으로 한 쌍의 개방부(4)가 형성되어 원통형 측벽(31)의 양측에 수직기둥(32)을 구비함을 특징으로 하는 내진 밸브용 요오크.
2. 제 1항에 있어서, 상기 전,후방 개방부(4)의 상부인 원통형 측벽의 둘레에는,

   원통형 측벽(31)의 외경이 줄었다 다시 원통형 측벽(31)의 외경과 일치되게 구비되어 횡지진에 대하여 완충작용을 하는 잘록한 형상부위(12)가 더 형성됨을 특징으로 하는 내진 밸브용 요오크.
3. 제 1항에 있어서, 상기 각각의 수직기둥(32)의 외측에는,

   외측으로 돌출되는 사다리꼴형의 단면을 가지는 수직 보강리브(321)가 더 구비됨을 특징으로 하는 내진 밸브용 요오크.
4. 제 1항에 있어서, 상기 각각의 수직기둥(32)의 내측 하부와 하 원형 연결판(35)의 사이에는 경사 보강리브(33)가 더 구비됨을 특징으로 하는 내진 밸브용 요오크.
5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밸브몸체(1)는 상부에 구비되어 커버 역할을 하고 둘레에 나사부가 형성된 본네트(11)를 포함하고,

   상기 하 원형 연결판(35)에 구비된 연결수단(36)은, 하 원형 연결판(35)의 중앙에 구비되어 본네트(11)가 관통 체결되는 암나사부(362)가 구비된 구멍(361)과, 구멍(361)의 둘레 일측에 구비되어 상기 본네트(11)의 상부에 체결되는 체결링(112)의 풀림을 방지할 수 있도록 핀(113)이 끼워지는 핀홀(363)을 포함함을 특징으로 하는 내진 밸브용 요오크.
6. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밸브몸체(1)는 상부에 구비되어 커버역할을 하고 둘레에는 다수의 조립홀(115)이 형성되어 있는 체결 플랜지(114)가 구비된 본네트(11)를 포함하고,

   상기 하 원형 연결판(35)에 구비된 연결수단(36)은, 하 원형 연결판(35)의 중앙에 구비되어 밸브 스템이 관통되는 구멍(364)과, 구멍(364)의 둘레에 볼트가 관통 체결될 수 있도록 상기 조립홀(115)과 상응되는 위치에 형성되어 있는 다수의 암나사홀(365)을 포함함을 특징으로 하는 내진 밸브용 요오크.

Images