KR100892959B1 - 이중 밀봉 구조를 갖는 글로브밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 글로브밸브의 이중 밀봉 구조에 관한 것으로, 고압에서 디스크가 흔들리거나 미세한 움직임도 없도록 디스크의 외경에 정밀 결합될 수 있는 내경을 갖는 안내구조를 제공함으로써, 디스크의 정확한 상하운동으로 시트와 디스크가 완벽하게 밀봉될 수 있다. 그리고 유압을 이용하여 밀봉할 수 있는 디스크를 구비하며, 유압이 높을수록 더욱 완벽한 밀봉이 이루어지는 구조의 글로브밸브를 제공한다.

밸브, 글로브밸브, 안전, 기밀, 수밀

Description

이중 밀봉 구조를 갖는 글로브밸브{Glove valve having duplex sealing structure}

도 1은 종래의 글로브밸브를 도시한 단면도이다.

도 2는 본 발명의 글로브밸브에서의 유체흐름을 도시한 단면도이다.

도 3a는 본 발명의 글로브밸브의 닫히는 단계를 도시한 단면도이다.

도 3b는 본 발명의 글로브밸브의 완전히 닫힌 상태와 유압이 발생되는 상태를 도시한 단면도이다.

도 4는 본 발명의 디스크와 시트를 도시한 사시도이다.

도 5는 본 발명에 따른 다른 실시예를 도시한 것이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

5: 디스크 6: 밸브몸체

8: 차단부 10: 시트

30: 디스크 31: 밀봉돌기

32: 밸런스 홈 33: 신축부재

14: 케이지(Cage) 15: 메탈오링

20: 제1지점 21: 제2지점

22: 제3지점 23: 제4지점

본 발명은 이중 밀봉 구조를 갖는 글로브밸브에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 이중으로 밀봉할 수 있는 글로브밸브에 관한 것이다.

일반적으로, 글로브밸브(Glove Valve)는 고압의 유체가 흐르는 배관에 차단용 밸브로 사용되는 것으로, 도 1의 종래 글로브밸브를 도시한 단면도에서, 밸브 내부에 차단용 시트(7)와 승강 운동을 하는 디스크(5)의 접촉으로 밸브를 개폐시키는 구조의 밸브이다.

그러나 밸브를 개폐시킬 때에 높은 유체의 압력에 의하여 디스크가 회전하거나 흔들리게 되고, 흔들리는 디스크는 시트와 불필요한 마찰을 겪게 된다. 그리고 오랜시간동안 밸브를 사용하다 보면 디스크와 스템(stem)의 조립부위에 유격이 커져 디스크의 흔들림이 심해지게 된다. 이때, 디스크의 센터가 틀어진 상태에서 밸브를 잠그면, 시트와 디스크 사이에 온전한 밀폐를 유지할 수 없게 된다.

아울러, 콘(cone) 형상의 디스크와 시트의 접촉은 선 접촉이므로 유로 상에 작은 이물질이라도 있으면 시트 부위에 치명적인 영향을 줄 수 있다.

또한, 일반적인 글로브밸브는 한쪽 방향으로만 유체가 흐르는 구조이므로 설치방향에 주의가 따르며, 시스템 설계에 제한을 받는 문제점이 있다.

위에 언급된 바와 같이, 본 발명은 종래기술의 근본적인 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로,

본 발명의 목적은 고온 및 고압에 사용되는 밸브로서 디스크가 좌우로 미세한 움직임도 없이 승강 운동을 하고, 디스크에는 신축성이 있는 재질의 부재를 사용하여 유압이 높을수록 완벽한 밀봉이 이루어지는 글로브밸브를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 상대적으로 큰 용량의 배관에 적용하기 위하여 신축성이 있는 재질의 부재를 디스크의 외주연에 구비하여 대용량의 배관에서도 완벽한 밀봉이 가능한 글로브밸브를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 입구와 출구가 형성된 밸브몸체와, 상기 밸브몸체의 내부에 형성된 차단벽과, 상기 차단벽에 결합된 시트에 형성되어 유체가 통과하는 구멍과, 상기 구멍의 상부에 승강으로 유체의 흐름을 개폐하는 디스크와, 상기 디스크의 상부에 결합된 구동축을 포함하는 글로브밸브에 있어서, 상기 디스크의 저면 중심부가 아래로 돌출된 곡선이고, 디스크의 저면 가장자리에는 중심부를 향하여 돌출된 밀봉돌기가 형성된 이중 밀봉 구조를 갖는 글로브밸브를 제공하는 데 있다.

이하, 명세서에 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 실시예를 더욱 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 글로브밸브에서 유체의 흐름을 도시한 단면도이고, 도 3a는 본 발명의 글로브밸브가 닫히는 단계를 도시한 단면도이며, 도 3b는 본 발명의 글로브밸브가 완전히 닫힌 상태와 유압이 발생되는 상태를 도시한 단면이고, 도 4는 본 발명의 디스크와 시트를 도시한 사시도이며, 도 5는 본 발명에 따른 다른 실시예를 도시한 것이다.

먼저, 도 2 내지 도 4에 의하면, 본 발명에 따른 글로브밸브는 밸브몸체(6), 디스크(30), 시트(10) 및 케이지(14)로 이루어진다.

이하, 상기 각각의 구성 요소들을 좀 더 상세하게 설명한다.

입구(2)와 출구(4)를 가지는 밸브몸체(6)가 형성되어 있고, 상기 밸브몸체(6)의 내부에는 차단벽(8)이 마련되어 있다. 여기에서, 차단벽(8)은 양쪽 끝단이 경사지게 몸체와 일체를 이루며, 차단벽(8)의 가운데 부분은 밸브와 수평을 이루는 형상이다.

그리고 상기 차단벽(8) 가운데 부분에 안착공(16)이 형성되어 있고, 안착공(16)에는 시트(10)가 안착되며, 시트(10)의 중앙에는 제1구멍(18)이 형성되어 있다. 제1구멍(18)은 종래의 구멍(9)보다 지름을 대략 1.5배 증가시켰다.

이로 인하여 디스크(30)의 작은 승강 운동으로도 종래의 유량 흐름 정도는 같거나 많아졌다.

상기 안착공(16)과 시트(10) 사이에는 시트가 안착될 수 있도록 단턱(19)이 형성되어 있다. 단턱(19)에는 누수방지를 위하여 메탈오링(15)이 구비되고, 메탈오링(15)이 끼워진 상태에서 안착공(16)과 시트(10)가 결합된다. 이때, 안착공(16)과 시트(10)는 나사 체결 또는 끼워 맞춤식으로 고정된다.

그리고 도 3a와 도 3b에서, 디스크(30)에는 신축성 있는 재질의 부재를 사용하여 립-시일(Lip-Seal) 구조가 적용되어 있으므로 고온 및 고압 조건에서도 완벽한 밀봉을 유지할 수 있다.

도 3a에서, 시트(10)의 상면은 계단 형상으로 되어 있어 밸브를 잠그면 디스크(30)가 하강하여 제1지점(20)과 제3지점(22)이 접촉되면서 1차적으로 밸브를 잠그는 역할을 하게 된다. 디스크(30)가 완전히 하강하면 제2지점(21)과 제4지점(23)이 접촉되면서 2차적으로 밸브를 잠그는 역할을 하게 된다.

도 3b에서, 제2지점(21)은 높은 유압이 발생할수록 유압이 밀봉돌기(31)를 시트(10) 쪽으로 강하게 밀어 압박하게 되므로 유체가 흐르지 않도록 완벽하게 밀봉할 수 있는 구조가 된다. 디스크(30)는 플렉시블(Flexible)한 재질로 이루어지므로 밀봉이 더욱 원활하게 이루어진다.

그리고 시트(10) 면은 경도와 인성이 높으며 내마모성이 우수한 크롬-코발트 계열의 경질합금으로 하드페이싱(Hard-facing)이거나 또는 시트(10) 몸체를 경질합금으로 제작할 수도 있다.

그리고 디스크(30)는 구동축(3)에 나사 체결되고, 시트(10)는 차단벽(8)에 나사 체결되어 있어, 유지보수가 쉽고 간편하게 교체할 수 있다.

본 발명에 따른 다른 실시예로서, 디스크(30)는 금속재질로 이루어지고, 디스크(30)의 저면 중심부가 아래로 돌출 형성되며, 디스크(30)의 외주연과 저면, 특히 디스크(30)의 저면 가장자리에 중심부를 향하여 돌출 형성된 밀봉돌기(31)가 신축부재(33), 예를 들어, 합성수지나 고무 등으로 구성되고, 대용량(50A 이상)의 배관에 설치되어 고온 및 고압의 운전조건에 안정적이고, 유연하고 신축적으로 시트(10)와 접촉하므로 완벽한 밀봉을 유지할 수 있다.

이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 작동을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 2에서, 글로브밸브가 열린 상태는 디스크(30)와 구동축(3)이 위로 상승한 상태이다. 이때, 유체는 시트(10)의 제1구멍(18)과 케이지(14)의 제2구멍(17)을 통하여 밸브몸체(6)를 따라 원활하게 흐르게 된다.

그리고 글로브밸브를 잠그면 구동축(3)으로부터 힘을 전달받은 디스크(30)는 케이지(14)의 내면을 따라 아래로 하강한다.

이때, 디스크(30) 하부에서는 유체의 배압이 발생되고, 밸런스 홈(32)으로 유체가 흘러들어가 디스크의 하부와 상부의 압력이 같거나 또는 비슷해져 쉽게 글로브밸브를 닫을 수 있다.

도 3a에서, 제1지점(20)과 제3지점(22)이 접촉되므로 유체를 차단시켜 1차적인 밀봉이 이루어진다. 또한, 도 3b에서, 디스크(30)가 완전히 하강된 상태에서는 제2지점(21)과 제4지점(23)이 접촉되어 2차적인 밀봉이 이루어진다. 유체의 압력이 강하게 형성될수록, 유체의 압력에 의해 밀봉돌기(31)의 제2지점(21)이 시트(10)의 제4지점(23)을 강하게 눌러 밸브를 완벽하게 밀봉시킴으로 유체의 흐름을 완전히 차단시키게 된다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 대체 변경과 수정이 가능할 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명의 글로브밸브는 유체의 흐름을 이중으로 차단하므로 디스크와 시트의 피로도가 줄일 수 있으며, 고압의 파이프에 사용할 경우에 유체의 압력을 이용하면 밀봉력이 더욱 높아진다. 그리고 글로브밸브의 고장이 발생하였을 때에 부품의 탈부착이 용이하여 유지보수가 편리한 효과가 있다.

그리고 본 발명의 글로브밸브는 양쪽 방향으로 유체의 흐름에 제약을 받지 않아 설치를 위한 작업이 용이하고, 설계를 위한 작업에 많은 이점이 있다.

Claims (2)

1. 입구(2)와 출구(4)가 형성된 밸브몸체(6)와, 상기 밸브몸체(6)의 내부에 형성된 차단벽(8)과, 상기 차단벽(8)에 결합된 시트(10)에 형성되어 유체가 통과하는 구멍(18)과, 상기 구멍(18)의 상부에 승강으로 유체의 흐름을 개폐하는 디스크(30)와, 상기 디스크(30)의 상부에 결합된 구동축(3)을 포함하는 글로브밸브에 있어서,

   상기 디스크(30)는 금속재질로 저면 중심부가 아래로 돌출된 곡선이고, 디스크(30)의 외주연과 저면 가장자리에 신축부재(33)가 일체로 구성되며, 상기 신축부재(33)의 저면 가장자리에는 저면 중심부를 향하여 돌출된 밀봉돌기(31)가 형성된 것을 특징으로 하는 이중 밀봉 구조를 갖는 글로브밸브.
2. 삭제

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