KR100896089B1 - Double type valve apparatus for high-pressure container - Google Patents
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Abstract
본 발명은 내용적이 약 1000L(리터) 이상이 되는 실린더 형상의 몸통 내부에 압축천연가스(CNG)나 소화약제 등을 고압으로 저장하기 위한 고압용기의 밸브장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고압가스의 배출을 위하여 설치되는 개폐밸브의 수리나 유지보수 또는 개폐밸브의 교체시에 고압용기의 내부에 저장된 고압가스의 누설을 신속 정확하게 차단시키도록 하는 A/S밸브를 설치함으로서, 개폐밸브의 수리 및 유지보수와 그 교체작업을 보다 손쉽고 안전하게 수행토록 함과 동시에, 해당 작업시 발생하는 가스의 누설량을 거의 제로화시켜 고압용기의 경제적인 사용이 가능토록 하고, 고압용기의 내압증가에 따른 안전밸브로서의 과압배출구 내부에 2개의 파열디스크가 내장되도록 함으로서, 안전밸브로서의 파열디스크가 가스의 반복 충전이나 각종 충격 및 진동에 의한 피로하중의 누적 또는 재료결함 등으로 오작동됨에 따른 막대한 량의 가스누설과 이로 인한 사고의 위험성 및 경제적인 손실 또한 최소화시키도록 하며, 특히 이동식 튜브 트레일러에 사용되는 고압용기에 가장 최적으로 적용시킬 수 있도록 한 고압용기의 이중밸브장치에 관한 것이다.
이를 위하여, 본 발명은 실린더(Cylinder) 형상의 몸통 내부에 고압가스가 저장되는 대용량의 고압용기(10)가 구비되고, 상기 고압용기(10)의 상단 네크링(11)(Neck-ring)에는 가스배출통로(14)가 내부에 형성된 밸브바디(13)가 설치되며, 상기 밸브바디(13)에는 가스공급라인(18)을 통하여 고압가스를 선택적으로 배출시키기 위한 개폐밸브(17)와, 안전밸브로서 파열디스크(30)가 내장된 과압배출구(19)가 각각 연결 설치되는 것에 있어서, 상기 밸브바디(13)와 개폐밸브(17)의 사이에는 가스배출통로(14)와 연통되는 가스제어통로(16)가 내부에 형성된 세트볼트(15)가 설치되고, 상기 세트볼트(15)상에는 가스제어통로(16)를 선택적으로 개폐시키기 위한 A/S밸브(20)가 체결식으로 삽입 설치되며, 상기 A/S밸브(20)는 세트볼트(15)의 일측에 체결 설치되는 밸브커넥터(21)와, 핸들(22)의 회전에 의하여 상기 밸브커넥터(21)를 따라 나사식으로 이동하는 밸브스템(23)과, 상기 밸브스템(23)의 선단에 형성된 밸브핀(24)으로 이루어지고, 상기 가스제어통로(16)에는 핸들(22)의 회전에 따라 밸브핀(24)이 삽입 또는 이탈되는 밸브시트(25)가 고정 설치되고, 상기 밸브시트(25)에는 밸브핀(24)에 의하여 가스제어통로(16)가 개폐되도록 하는 구멍이 형성되며, 상기 과압배출구(19)의 내부에는 한 쌍의 파열디스크(30)가 스페이서링(31)에 의하여 일정한 간격을 두고 이격되도록 삽입 설치되는 것을 특징으로 한다.
고압용기, 밸브장치, 과압배출구, 파열디스크, 튜브 트레일러
The present invention relates to a valve device of a high pressure vessel for storing compressed natural gas (CNG) or a fire extinguishing agent at a high pressure in a cylindrical body having a volume of about 1000 L (liter) or more, and more specifically, a high pressure gas. Repair and maintenance of the on-off valve by installing an after-sales valve to quickly and accurately shut off the leakage of the high-pressure gas stored inside the high-pressure container during repair or maintenance of the on-off valve installed for the discharge of the valve. At the same time, the maintenance and replacement work can be performed more easily and safely, and the leakage of gas generated during the operation is almost zero, enabling economic use of the high pressure container, and the overpressure as a safety valve according to the increase in the internal pressure of the high pressure container. By rupturing the two rupture discs inside the outlet, the rupture discs as safety valves can be used for It also minimizes the enormous amount of gas leakage caused by malfunctions due to fatigue loads due to shock and vibration or material defects, and the risk and economic loss of accidents.It is most suitable for high pressure containers used in mobile tube trailers. The present invention relates to a double valve device of a high pressure container so that the present invention can be applied.
To this end, the present invention is provided with a large-capacity high-pressure container (10) in which a high-pressure gas is stored in the cylinder-shaped body, the upper neck ring (11) of the high-pressure container (10) (Neck-ring) A valve body 13 having a gas discharge passage 14 formed therein is installed, and the valve body 13 has an on / off valve 17 for selectively discharging high pressure gas through a gas supply line 18 and a safety valve. In each of the overpressure discharge openings 19 with the rupture disk 30 incorporated therein as a valve, a gas control passage communicating with the gas discharge passage 14 is provided between the valve body 13 and the on-off valve 17. A set bolt 15 having an inner portion 16 is installed, and an A / S valve 20 for selectively opening and closing the gas control passage 16 is inserted into the set bolt 15. The A / S valve 20 is a valve connector 21 is fastened and installed on one side of the set bolt 15, the handle 22 And a valve stem 23 which is screwed along the valve connector 21 by the rotation of the valve connector 21, and a valve pin 24 formed at the tip of the valve stem 23, wherein the gas control passage 16 The valve seat 25 is fixedly installed in the valve seat 24 is inserted or removed in accordance with the rotation of the handle 22, the gas seat passage 16 by the valve pin 24 in the valve seat (25) A hole is formed to be opened and closed, and the inside of the overpressure discharge port 19 is characterized in that a pair of rupture disk 30 is inserted to be spaced apart at regular intervals by a spacer ring 31.
High Pressure Vessel, Valve Device, Overpressure Outlet, Burst Disc, Tube Trailer
Description
도 1은 본 발명에 의한 이중밸브장치가 설치되는 고압용기의 일부 측단면도.1 is a side cross-sectional view of a part of a high-pressure container in which the double valve device according to the present invention is installed.
도 2는 본 발명의 요부를 이루는 A/S밸브의 설치구조를 나타내는 부분확대 단면도.Figure 2 is a partially enlarged cross-sectional view showing the installation structure of the A / S valve forming the main portion of the present invention.
도 3은 본 발명의 또 다른 요부를 이루는 과압배출구의 구조를 나타내는 부분확대 단면도.Figure 3 is a partially enlarged cross-sectional view showing the structure of the overpressure discharge port forming another main portion of the present invention.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>
10 : 고압용기 11 : 네크링 12 : 용기고정플랜지10: high pressure container 11: neck ring 12: container fixing flange
13 : 밸브바디 13a,15a : 나사체결부 13b,21a : 너트부13
14 : 가스배출통로 15 : 세트볼트 15b : 밸브연결구14
16 : 가스제어통로 17 : 개폐밸브 17a,17b : 밸브죠인트16
18 : 가스공급라인 19 : 과압배출구 20 : A/S밸브18
21 : 밸브커넥터 22 : 핸들 23 : 밸브스템21: valve connector 22: handle 23: valve stem
24 : 밸브핀 25 : 밸브시트 26 : 나사결합부24: valve pin 25: valve seat 26: screw connection
27 : 밀폐링 28 : 백업링 29 : 어댑터27: sealing ring 28: backup ring 29: adapter
30 : 파열디스크 31 : 스페이서링 32 : 와셔30
33 : 방사너트33: Spinning Nut
본 발명은 내용적이 약 1000L(리터) 이상이 되는 실린더 형상의 몸통 내부에 압축천연가스(CNG)나 소화약제 등을 고압으로 저장하기 위한 고압용기의 밸브장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고압가스의 배출을 위하여 설치되는 개폐밸브의 수리나 유지보수 또는 개폐밸브의 교체시에 고압용기의 내부에 저장된 고압가스의 누설을 신속 정확하게 차단시키도록 하는 A/S밸브를 설치함으로서, 개폐밸브의 수리 및 유지보수와 그 교체작업을 보다 손쉽고 안전하게 수행토록 함과 동시에, 해당 작업시 발생하는 가스의 누설량을 거의 제로화시켜 고압용기의 경제적인 사용이 가능토록 하고, 고압용기의 내압증가에 따른 안전밸브로서의 과압배출구 내부에 2개의 파열디스크가 내장되도록 함으로서, 안전밸브로서의 파열디스크가 가스의 반복 충전이나 각종 충격 및 진동에 의한 피로하중의 누적 또는 재료결함 등으로 오작동됨에 따른 막대한 량의 가스누설과 이로 인한 사고의 위험성 및 경제적인 손실 또한 최소화시키도록 하며, 특히 이동식 튜브 트레일러에 사용되는 고압용기에 가장 최적으로 적용시킬 수 있도록 한 고압용기의 이중밸브장치에 관한 것이다.The present invention relates to a valve device of a high pressure vessel for storing compressed natural gas (CNG) or a fire extinguishing agent at a high pressure in a cylindrical body having a volume of about 1000 L (liter) or more, and more specifically, a high pressure gas. Repair and maintenance of the on-off valve by installing an after-sales valve to quickly and accurately shut off the leakage of the high-pressure gas stored inside the high-pressure container during repair or maintenance of the on-off valve installed for the discharge of the valve. At the same time, the maintenance and replacement work can be performed more easily and safely, and the leakage of gas generated during the operation is almost zero, enabling economic use of the high pressure container, and the overpressure as a safety valve according to the increase in the internal pressure of the high pressure container. By rupturing the two rupture discs inside the outlet, the rupture discs as safety valves can be used for It also minimizes the enormous amount of gas leakage caused by malfunctions due to fatigue loads due to shock and vibration or material defects, and the risk and economic loss of accidents.It is most suitable for high pressure containers used in mobile tube trailers. The present invention relates to a double valve device of a high pressure container so that the present invention can be applied.
일반적으로 압축천연가스(CNG: Compressed natural gas) 저장용기나 소화약제 등의 저장용기와 같이 기체 상태의 가스를 고압으로 저장시키기 위한 고압용기는 그 크기가 비교적 크게 되는 실린더 형상의 점보용기로 제조되며, 상기 고압용 기의 상단 네크링(Neck-ring) 부분에는 용기의 내부에 저장된 고압가스를 필요에 따라 선택적으로 배출시키기 위한 밸브기구가 설치되어 있다.Generally, high-pressure containers for storing gaseous gases at high pressure, such as compressed natural gas (CNG) storage containers or fire extinguishing agents, are made of jumbo-shaped jumbo containers that are relatively large in size. The upper necking portion of the high pressure vessel is provided with a valve mechanism for selectively discharging the high pressure gas stored in the interior of the container as needed.
상기와 같이 고압용기에 설치되는 밸브기구의 대표적인 예로는, 고압용기의 내부공간과 연통되는 가스배출통로가 형성된 밸브바디가 고압용기의 네크링 부분에 체결식으로 고정 설치된 상태에서, 상기 가스배출통로의 출구상에 개폐용 손잡이를 구비하는 개폐밸브(주로 볼밸브가 사용된다)가 주차단밸브로서 설치되며, 상기 밸브바디에는 화재 등에 의하여 고압용기의 내부압력이 일정 수준 이상으로 상승하게 되면, 파열디스크가 파열됨과 동시에 고압용기에 저장된 가스가 자동 배출되도록 하는 안전밸브로서의 과압배출구가 연결 설치되어 있다.Representative examples of the valve mechanism installed in the high pressure vessel as described above, the gas discharge passage in a state in which the valve body formed with a gas discharge passage communicating with the internal space of the high pressure vessel is fixedly installed on the necking portion of the high pressure vessel, An on / off valve (mainly a ball valve is used) provided with an opening / closing handle at the outlet of the valve is installed as a parking end valve, and the valve body ruptures when the internal pressure of the high pressure container rises above a certain level by a fire or the like. At the same time as the disk is ruptured, an overpressure outlet as a safety valve is installed to automatically discharge the gas stored in the high pressure container.
그러나, 상기와 같은 종래의 일반적인 고압용기용 밸브장치는 고압용기로부터 고압가스를 선택적으로 배출시키기 위한 개폐밸브의 빈번한 작동 및 고압용기에 가해지는 각종 충격이나 진동 등으로 인하여 개폐밸브의 작동불량 또는 기밀누설과 같은 상황이 발생하게 될 경우, 고압용기에 저장된 가스의 누출을 방지하면서 개폐밸브의 수리나 유지보수 또는 교체와 같은 작업을 현장에서 즉시 행하기가 매우 어려운 문제점이 있었다.However, the conventional valve device for a high pressure vessel according to the related art is a defective operation or air tightness of the on / off valve due to frequent operation of the on / off valve for selectively discharging the high pressure gas from the high pressure vessel and various shocks or vibrations applied to the high pressure vessel. When a situation such as leakage occurs, it is very difficult to immediately perform operations such as repair, maintenance or replacement of the on / off valve while preventing leakage of gas stored in the high pressure container.
다시 말해서, 상기 개폐밸브가 고압용기에 저장된 가스의 주된 배출통로가 되므로, 개폐밸브의 수리나 유지보수 또는 그 교체 작업시에 개폐밸브의 개방 또는 분리와 같은 작업이 선행되어져야 하는 경우, 고압용기의 내부에 약 200 bar 정도의 압력으로 저장된 고압가스의 누설을 신속하고 정확하게 차단시킨 상태에서, 개폐밸브의 수리나 유지보수 또는 교체작업을 현장에서 손쉽고 안전하게 수행하기가 매우 까다롭게 된다는 것이다.In other words, since the on-off valve is the main discharge passage of the gas stored in the high-pressure container, when the operation such as opening or disconnecting the on-off valve should be preceded in the repair, maintenance or replacement of the on-off valve, the high-pressure container It is very difficult to easily and safely perform on-site repair, maintenance or replacement work of the on / off valve with the leakage of high pressure gas stored at a pressure of about 200 bar inside the valve quickly and accurately.
이로 인하여, 개폐밸브의 수리나 유지보수 및 그 교체시 고압용기에 저장된 고압가스를 대부분 방출시킨 상태에서 해당 작업을 수행한 다음, 고압용기의 내부에 가스를 다시 재충전시키는 방식이 주로 이루어짐에 따라, 개폐밸브의 수리나 유지보수 및 그 교체작업에 많은 시간과 비용이 소요되고, 가스방출에 따른 소음 및 안전사고의 위험성 또한 증가하게 될 뿐만 아니라, 고압용기의 사용에 따른 전체적인 경제성이 크게 저하되는 문제점이 있었다.For this reason, the repair or maintenance of the on-off valve and the replacement of the high-pressure gas stored in the high-pressure container in the state that most of the work is discharged, and then refill the gas inside the high-pressure container is mainly made, Repair and maintenance of the on-off valve takes a lot of time and money, and the risk of noise and safety accidents due to gas release not only increases, but also the overall economic efficiency of the use of a high-pressure container is greatly reduced. There was this.
또한, 종래의 일반적인 고압용기용 밸브장치의 과압배출구에는 1개의 파열디스크만이 설치되어 있는 바, 화재 등의 요인으로 인한 고압용기의 급격한 내압상승시 이 파열디스크가 파열됨과 동시에 고압용기에 저장된 가스가 방출됨으로서 고압용기 자체의 파손을 방지할 수는 있었으나, 가스의 반복 충전을 포함하여 고압용기에 가해지는 각종 충격 및 진동에 의한 피로하중의 누적 또는 파열디스크 자체의 재료결함 등으로 일정 수준 이하의 압력에서 파열디스크가 오작동될 경우에는, 고압용기에 저장된 막대한 량의 가스방출 및 이로 인한 사고의 위험성과 경제적인 손실이 매우 크게 되는 문제점이 있었다.In addition, only one burst disk is installed at the overpressure discharge port of a conventional valve device for a high pressure vessel. When a sudden increase in the internal pressure of the high pressure vessel due to a fire or the like occurs, the burst disk bursts and gas stored in the high pressure vessel. It was possible to prevent the breakage of the high pressure container itself by releasing it.However, due to the accumulation of fatigue load caused by various shocks and vibrations applied to the high pressure container including repeated filling of gas, or the material defect of the ruptured disk itself, When the ruptured disk malfunctions under pressure, there is a problem in that a huge amount of gas discharged in the high-pressure container and the resulting risks and economic losses are very large.
특히, 최근에 들어서는 가스연료를 사용하는 차량이나 화재발생지역의 위치에 상관없이 비상시에 언제 어디서든지 가스연료의 충전이나 소화약제의 공급을 원활하게 수행할 수 있도록, 내용적이 1000L(리터) 이상이 되는 대용량 고압가스용기 또는 대용량 소화약제용기 등을 트레일러 차량에 장착시킨 이동식 튜브 트레일러가 널리 보급되고 있다.In particular, more than 1000 liters (liters) of internal capacity are needed to smoothly fill gas fuel and supply fire extinguishing agents anytime and anywhere in an emergency regardless of the location of vehicles using fire fuel or the location of fire. A mobile tube trailer equipped with a large-capacity high-pressure gas container or a large-capacity extinguishing agent container on a trailer vehicle is widely used.
상기와 같은 이동식 튜브 트레일러에 설치되는 대용량 고압용기의 경우는 트레일러 차량의 운행에 따른 각종 충격과 진동 등에 의하여 주차단밸브로서의 개폐밸브 및 파열디스크의 손상이 매우 빈번하게 발생하는 바, 위에서 설명되어진 바와 같은 방식으로 개폐밸브의 수리나 유지보수 및 교체 작업을 자주 행하거나 파열디스크의 잦은 오작동을 개선하지 못하게 되면, 고압용기의 사용 과정에서 막대한 경제적인 손실을 유발시키는 문제점이 발생하는 것이었다.In the case of a large-capacity high-pressure container installed in the mobile tube trailer as described above, the damage of the on-off valve and the rupture disk as the parking stop valve occurs very frequently due to various shocks and vibrations caused by the operation of the trailer vehicle. In the same way, frequent repair, maintenance, and replacement of valves or failure to improve frequent malfunctions of the ruptured discs would result in significant economic losses in the use of high-pressure containers.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명에 의한 고압용기용 이중밸브장치는 고압가스의 배출을 위하여 설치되는 개폐밸브의 수리나 유지보수 또는 개폐밸브의 교체시에 고압용기의 내부에 저장된 고압가스의 누설을 신속 정확하게 차단시키도록 하는 A/S밸브를 설치함으로서, 개폐밸브의 수리 및 유지보수와 그 교체작업을 보다 손쉽고 안전하게 수행토록 함과 동시에, 해당 작업시 발생하는 가스의 누설량을 거의 제로화시켜 고압용기의 경제적인 사용이 가능토록 하는 것을 제 1의 기술적 과제로 한다.The present invention has been made to solve the conventional problems as described above, the double valve device for a high pressure vessel according to the present invention at the time of repair or maintenance of the on-off valve installed for the discharge of high-pressure gas or replacement of the on-off valve By installing the A / S valve to quickly and accurately cut off the leakage of the high pressure gas stored inside the high pressure container, repair and maintenance of the on-off valve can be performed more easily and safely, and occur at the same time. The first technical problem is to make the leakage of gas to be almost zero so that economic use of the high pressure container is possible.
또한, 본 발명은 개폐밸브를 연결시키기 위하여 고압용기의 네크링에 체결되는 밸브바디의 가스배출통로 출구측에 상기 A/S밸브를 세트볼트와 함께 조립식으로 착탈 가능하게 설치한 다음, 이 세트볼트에 형성된 가스통로의 출구측에 상기 개폐밸브가 연결 설치되도록 함으로서, A/S밸브의 호환성을 보다 폭넓게 확보토록 함과 동시에 기제작된 고압용기의 구조적 변경을 최소화시키는 범위내에서 상기 A/S밸브를 각종 고압용기에 용이하게 적용시킬 수 있도록 하는 것을 제 2의 기술적 과제로 한다.In addition, the present invention is to install and detachably install the A / S valve with the set bolt on the gas discharge passage outlet side of the valve body is fastened to the neck ring of the high pressure container to connect the on-off valve, and then the set bolt The on / off valve is connected to the outlet side of the gas passage formed in the gas passage to ensure the compatibility of the A / S valve more widely and at the same time minimize the structural change of the pre-fabricated high pressure vessel. It is a second technical problem to be able to easily apply to various high-pressure containers.
마지막으로, 본 발명은 고압용기의 내압증가에 따른 안전밸브로서 밸브바디와 일체로 형성되는 과압배출구의 내부에 2개의 파열디스크가 내장되도록 함으로서, 안전밸브로서의 파열디스크가 가스의 반복 충전이나 각종 충격 및 진동에 의한 피로하중의 누적 또는 디스크 자체의 재료결함 등으로 오작동됨에 따른 막대한 량의 가스누설과 이로 인한 사고의 위험성 및 경제적인 손실 또한 최소화시킬 수 있도록 하며, 특히 내용적이 1000L(리터) 이상이 되는 이동식 튜브 트레일러에 사용되는 대용량 고압용기에 가장 최적으로 적용시킬 수 있는 밸브장치를 제공할 수 있도록 하는 것을 제 3의 기술적 과제로 한다.Finally, the present invention is to ensure that the two rupture disk as a safety valve in accordance with the increase in the internal pressure of the high-pressure container to be built in the overpressure discharge port integrally formed with the valve body, the rupture disk as a safety valve is repeated charging of gas or various impact And the huge amount of gas leakage caused by malfunction of fatigue load due to vibration or material defect of the disk itself, and the risk of accident and economic loss caused by this, can also be minimized. It is a third technical problem to provide a valve device that can be most optimally applied to a large-capacity high-pressure container used for a mobile tube trailer.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은, 실린더 형상의 몸통 내부에 고압가스가 저장되는 대용량의 고압용기가 구비되고, 상기 고압용기의 상단 네크링에는 가스배출통로가 내부에 형성된 밸브바디가 설치되며, 상기 밸브바디에는 가스공급라인을 통하여 고압가스를 선택적으로 배출시키기 위한 개폐밸브와, 안전밸브로서 파열디스크가 내장된 과압배출구가 각각 연결 설치되는 것에 있어서, 상기 밸브바디와 개폐밸브의 사이에는 가스배출통로와 연통되는 가스제어통로가 내부에 형성된 세트볼트가 설치되고, 상기 세트볼트상에는 가스제어통로를 선택적으로 개폐시키기 위한 A/S밸브가 체결식으로 삽입 설치되며, 상기 A/S밸브는 세트볼트의 일측에 체결 설치되는 밸브커넥터와, 핸들의 회전에 의하여 상기 밸브커넥터를 따라 나사식으로 이동하는 밸브스템과, 상기 밸브스템의 선단에 형성된 밸브핀으로 이루어지고, 상기 가스제어통로에는 핸들의 회전에 따라 밸브핀이 삽입 또는 이탈되는 밸브시트가 고정 설치되고, 상기 밸브시트에는 밸브핀에 의하여 가스제어통로가 개폐되도록 하는 구멍이 형성되며, 상기 과압배출구의 내부에는 한 쌍의 파열디스크가 스페이서링에 의하여 일정한 간격을 두고 이격되도록 삽입 설치되는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above technical problem, a large-capacity high-pressure container is provided with a high-pressure gas is stored in the cylinder-shaped body, the upper neck ring of the high-pressure container is provided with a valve body formed with a gas discharge passage therein The valve body is provided with an on-off valve for selectively discharging high pressure gas through a gas supply line, and an overpressure discharge port in which a rupture disk is incorporated as a safety valve, respectively, between the valve body and the on-off valve. A set bolt having a gas control passage communicating with the gas discharge passage is installed therein, and an A / S valve is inserted into the set bolt to selectively open and close the gas control passage, and the A / S valve is installed. The valve connector is fastened to one side of the set bolt, and screwed along the valve connector by the rotation of the handle It consists of a valve stem and a valve pin formed at the front end of the valve stem, the valve seat is fixed to the gas control passage in which the valve pin is inserted or removed in accordance with the rotation of the handle, the valve seat is attached to the valve pin A hole for opening and closing the gas control passage is formed, and a pair of ruptured disks are inserted to be spaced apart at regular intervals by a spacer ring.
이하, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, described in detail with reference to the accompanying drawings, the present invention for achieving the above object is as follows.
도 1은 본 발명에 의한 이중밸브장치가 설치되는 고압용기의 일부 측단면도이고, 도 2는 본 발명의 요부를 이루는 A/S밸브의 설치구조를 나타내는 부분확대 단면도이며, 도 3은 본 발명의 또 다른 요부를 이루는 과압배출구의 구조를 나타내는 부분확대 단면도이다.Figure 1 is a partial side cross-sectional view of a high-pressure container is installed double valve device according to the present invention, Figure 2 is a partially enlarged cross-sectional view showing the installation structure of the A / S valve forming the main portion of the present invention, Figure 3 It is a partially enlarged sectional view which shows the structure of the overpressure discharge port which comprises another main part.
본 발명에 의한 이중밸브장치를 포함하는 고압용기의 전체적인 구성은 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 실린더(Cylinder) 형상의 몸통 내부에 고압가스가 저장되는 대용량의 고압용기(10)(도면상 용기의 상단부만이 도시되어 있음)가 구비되고, 상기 고압용기(10)의 상단 네크링(11)(Neck-ring) 즉, 용기(10) 상단의 좁은 목부위에는 각종 설비용 프레임이나 튜브 트레일러상에 고압용기(10)를 견고히 고정 설치하기 위한 용기고정플랜지(12)가 결합되어 있다.The overall configuration of the high-pressure container including a double valve device according to the present invention, as shown in Figure 1, a large-capacity high-pressure container (10) in which the high-pressure gas is stored in the cylinder-shaped body Of the upper neck of the high-pressure container 10 (Neck-ring), that is, the narrow neck of the upper part of the
상기 네크링(11)은 고압용기(10)의 내부에 저장된 고압가스의 1차적인 배출통로가 됨과 동시에 각종 밸브기구의 설치를 위한 베이스(Base)가 되는 것으로서, 상기 네크링(11)의 상단부에는 밸브기구의 설치를 위한 밸브바디(13)가 네크링(11)의 중앙부를 통하여 체결 설치되어 있으며, 상기 밸브바디(13)의 몸통 내부에는 고 압용기(10)에 저장된 고압가스의 배출을 위한 가스배출통로(14)가 관통 형성되어 있다.The
상기와 같이 밸브바디(13)의 내부에 형성되는 가스배출통로(14)는 주차단밸브로서 개폐밸브(17)측으로 통하는 통로와 안전밸브로서 파열디스크가 내장된 과압배출구(19)측으로 통하는 통로로 나뉘어지게 되며, 해당 통로의 출구측에 상기 개폐밸브(17) 및 과압배출구(19)가 각각 연결 설치되는 바, 본 발명의 제 1요부에 해당하는 A/S밸브(20)는 세트볼트(15)에 의하여 상기 밸브바디(13)와 개폐밸브(17)의 사이에 설치되는 것이다.As described above, the
본 발명의 제 1요부에 해당하는 상기 A/S밸브(20)는 도 1 및 도 2에 각각 도시되어 있는 바와 같이, 밸브바디(13)에 형성된 가스배출통로(14)와 연통되는 가스제어통로(16)가 내부에 형성된 세트볼트(15)와 함께 밸브바디(13)의 상단부에 체결 설치되며, 상기 A/S밸브(20)는 세트볼트(15)의 내부에 형성된 가스제어통로(16)를 필요에 따라 선택적으로 개폐시키는 기능을 수행하게 된다.The A /
상기와 같이 세트볼트(15)의 가스제어통로(16)를 선택적으로 개폐시킬 수 있도록, 상기 A/S밸브(20)는 세트볼트(15)의 일측에 체결 설치되는 밸브커넥터(21)와, 핸들(22)의 회전에 의하여 상기 밸브커넥터(21)의 내측면을 따라 나사식으로 회전 이동하는 밸브스템(23)(Valve stem)과, 상기 밸브스템(23)의 선단에 형성되어 가스제어통로(16)상에 가로지게 삽입 고정된 밸브시트(25)의 내부로 밀착되거나 또는 밸브시트(25)로부터 이탈되는 밸브핀(24)으로 이루어지게 된다.In order to selectively open and close the
이와 같은 A/S밸브(20)의 작동을 위하여, 상기 밸브커넥터(21)의 내주면을 따라서는 밸브스템(23)의 회전 이동을 위한 너트부(21a)가 형성되어 있고, 상기 밸브스템(23)의 몸체 외주면에는 밸브커넥터(21)의 너트부(21a)와 나사식으로 결합되는 나사결합부(26)가 형성되어 있으며, 밸브스템(23)의 후단부에는 A/S밸브(20)의 조작을 위한 상기 핸들(22)이 밸브스템(23)과 일체로 연결 고정되어 있다.In order to operate the A /
상기 밸브커넥터(21)는 세트볼트(15)의 일측에 나사식으로 체결 설치될 수도 있으나, 경우에 따라 누설방지용 팩킹을 개재시킨 상태로 세트볼트(15)와 끼움결합식으로 설치될 수도 있고, 세트볼트(15)에 삽입된 밸브커넥터(21)를 용접방식에 의하여 세트볼트(15)와 고정시킬 수도 있으며, 상기 밸브시트(25)의 경우도 이와 마찬가지로 세트볼트(15)의 몸통 내부에 체결식이나 끼움식 또는 접착식과 같은 다양한 방식으로 고정시킬 수 있다.The
또한, 상기 밸브시트(25)의 경우 도면상 도시되어 있지는 아니하지만 가스제어통로(16)와 접촉하는 밸브시트(25)의 몸체 상,하측 부분에 해당 통로(16)를 연통시키기 위한 구멍이 형성되는 것이며, 상기 밸브핀(24)과 밸브시트(25)는 핸들(22)의 회전조작에 의하여 보다 신속하고 확실한 밸브작동을 이루어낼 수 있도록 그 잠금 방향측으로 갈수록 외경 및 내경이 축소되는 원뿔대 형상으로 형성시키는 것이 바람직하다.In addition, in the case of the
특히, 상기 밸브핀(24)과 밸브시트(25)는 밸브(20)의 잠금시점에서 핸들(22)의 조작에 따라 회전 마찰될 수 있으므로, 이러한 회전마찰력에 의하여 밸브시트(25)가 제자리에서 요동하지 않도록 세트볼트(15)의 내부에 견고하게 고정시키는 것이 바람직하며, 이를 위하여 도면상 상기 밸브시트(25)의 선단부에 사각 형상의 돌출부가 형성되어, 이 사각 형상의 돌출부가 세트볼트(15)의 내부에 형성된 사각홈으로 밀착 삽입되어 있다.In particular, the
또한, 상기 밸브핀(24)과 밸브시트(25)의 재질로는 윤활성 및 밀봉성이 우수한 동(銅)과 같은 금속재질이 될 수도 있고, 상기 밸브핀(24)은 금속 또는 단단한 플라스틱 재질이 되도록 함과 동시에 상기 밸브시트(25)는 탄력있는 고무나 합성수지 또는 유연한 플라스틱 등의 재질이 될 수도 있으나, 세트볼트(15)의 가스제어통로(16)에 대한 개폐작업을 효과적으로 수행할 수 있는 것이라면 이외에도 다른 여러 가지 재질을 사용할 수 있다.In addition, the
그리고, 상기 밸브핀(24)의 직후방에는 고압용기(10)에 저장된 고압가스가 A/S밸브(20)를 통하여 누출되는 것을 차단시킬 수 있도록 오링(O-ring)으로서의 밀폐링(27)이 백업링(28)(Back-up ring)과 함께 밸브스템(23)상에 개재되어 있으며, 상기 백업링(28)은 고압용기(10)에 저장된 가스의 압력에 의하여 밀폐링(27)이 밀리거나 찢기는 현상을 보완함으로서, A/S밸브(20)를 통한 가스누설을 보다 안전하게 차단시키는 역할을 하는 것이다.And, immediately after the
또한, 주차단밸브로서의 개폐밸브(17)는 도 1 및 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 세트볼트(15)의 일측(도면상 우측) 방향으로 체결되어 가스제어통로(16)의 출구 역할을 하는 밸브연결구(15b)와 밸브죠인트(17a)에 의하여 연결 설치되는 데, 위에서 설명되어진 바와 같이 상기 개폐밸브(17)는 핸들을 구비하는 볼밸브가 주로 사용되지만, 이외에도 다른 여러 가지 종류의 밸브가 사용될 수 있으며, 상기 밸브연결구(15b) 대신에 가스제어통로(16)의 출구 부분을 파이프 형태로 연장시켜 이 출구측 파이프에 상기 개폐밸브(17)가 직결되도록 할 수도 있다.In addition, the on-off
그리고, 상기 개폐밸브(17)의 출구측에는 액화천연가스나 소화약제 등을 요구하는 장소로 배출시키도록 하는 가스공급라인(18)이 밸브죠인트(17b)에 의하여 개폐밸브(17)와 연결 설치되는 데, 상기 가스공급라인(18)은 금속 재질의 배관, 바람직하게는 동관(銅管)이 될 수도 있고, 합성수지나 플라스틱 재질의 배관이 될 수도 있으며, 고압용 호스와 같이 유연성 있는 배관이 될 수도 있다.In addition, a
이와 더불어, 본 발명의 제 2요부에 해당하는 과압배출구(19)의 구조는 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 밸브바디(13)의 몸통을 관통하는 가스배출통로(14) 중 밸브바디(13)의 측면부에서 일정 길이만큼 외부로 연장되는 가스배출통로(14)의 출구 선단에 스페이서링(31)에 의하여 일정한 간격을 두고 이격되는 한 쌍의 파열디스크(30)가 위치하게 되며, 상기 한 쌍의 파열디스크(30)를 가스배출통로(14)의 출구측에 밀착 고정시키기 위한 어댑터(29)가 와셔(32)를 개재시킨 상태로 해당 가스배출통로(14)의 출구 외주면을 따라 체결 설치된다.In addition, the structure of the
상기 파열디스크(30)는 종래의 일반적인 고압용기용 밸브장치의 과압배출구에 설치되는 것과 마찬가지로 원판 형상을 가지는 얇은 금속막으로 형성되는 데, 국제규격인 AP520의 방출유량을 충족시킬 수 있도록 한 것으로서 주로 알루미늄판과 같은 금속판이 사용되지만, 파열디스크(30)의 가장 바람직한 실시예로는 피로하중에 강한 니켈-크롬판의 양면에 아세탈(폴리옥시메틸렌,Polyoxymethylene: 기계적 강도와 내유성 및 내마모성이 우수하고 반복하중에 강한 열가소성 수지)이 코팅 처리된 것을 들 수 있다.The
또한, 상기 어댑터(29)는 외부의 각종 요인으로부터 파열디스크(30)를 보다 안전하게 보호할 수 있도록 도면상 우측단에 위치하는 파열디스크(30)로부터 일정 길이만큼 연장 형성되어 개략 나사 소켓 형상을 가지게 되며, 상기 어댑터(29)의 선단에는 파열디스크(30)의 파열시 가스배출통로(14)를 통한 고압가스의 방출을 보조토록 하는 방사너트(33)가 체결 설치되어 있다.In addition, the
마지막으로, 본 발명에 의한 고압용기용 이중밸브장치에 있어, 도면부호 13a 및 15a로 표시된 나사체결부 이외에도 이중밸브장치를 구성함에 필요한 각종 부품의 연결부위에는 고압용기(10)에 저장된 고압가스의 누출을 방지할 수 있도록 미도시된 팩킹을 필요에 따라 추가적으로 개재시킬 수도 있고, 각 부품의 연결부위에 공지의 실링재나 코팅식 밀봉액 등을 적용시켜 각각의 연결부위가 충분한 기밀(氣密) 유지가 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.Lastly, in the dual valve device for a high pressure container according to the present invention, in addition to the screw fastening portions indicated by
이하, 상기와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명의 작용관계를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the working relationship of the present invention having the above configuration will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저, 고압용기(10)의 내부에 액화천연가스나 소화약제 등이 고압으로 충전되고 주차단밸브로서의 개폐밸브(17)가 정상적으로 작동될 경우, 상기 세트볼트(15)에 형성된 가스제어통로(16)가 A/S밸브(20)에 의하여 개방된 상태를 유지토록 함으로서, 밸브바디(13)의 가스배출통로(14)와 세트볼트(15)의 가스제어통로(16) 및 개폐밸브(17)를 거쳐 고압용기(10)에 저장된 가스의 선택적인 배출이 가능토록 하게 된다.First, when the liquefied natural gas or the extinguishing agent is charged to a high pressure inside the
다시 말해서, 고압용기(10)의 정상적인 사용이 가능한 경우에는 A/S밸브(20) 의 핸들(22)을 회전시켜 밸브스템(23)이 도 1 및 도 2에 도시된 상태에서 도면상 좌측 방향으로 회전 이동되도록 함으로서, 밸브스템(23) 선단의 밸브핀(24)이 밸브시트(25)로부터 이탈된 상태 즉, A/S밸브(20)에 의한 가스제어통로(16)의 개방상태를 유지토록 한다는 것이며, 고압가스의 배출 및 그 차단은 개폐밸브(17)에 의하여 이루어지도록 한다는 것이다.In other words, when normal use of the high-
상기와 같이 고압용기(10)를 정상적으로 사용하는 도중에 개폐밸브(17)의 빈번한 작동 및 고압용기(10)에 가해지는 각종 충격이나 진동 등으로 인하여 개폐밸브(17)의 작동불량 또는 기밀누설과 같은 상황이 발생함으로서 개폐밸브(17)의 수리나 유지보수 또는 그 교체 작업이 이루어져야 할 경우에는, 그 이전에 A/S밸브(20)의 핸들(22)을 회전시켜 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 밸브스템(23) 선단의 밸브핀(24)이 밸브시트(25)의 내측면과 견고하게 밀착된 상태 즉, A/S밸브(20)에 의한 가스제어통로(16)의 폐쇄상태로 밸브장치를 세팅하게 된다.As described above, due to frequent operation of the on-off
상기와 같이 A/S밸브(20)에 의하여 가스제어통로(16)를 폐쇄상태로 세팅하게 되면, 고압용기(10)의 내부에 저장된 고압가스가 밸브바디(13)의 가스배출통로(14)로부터 세트볼트(15)의 가스제어통로(16)를 거쳐 외부로 배출되지 못하는 상태가 되므로, 개폐밸브(17)의 수리나 유지보수 또는 그 교체 작업시 개폐밸브(17)의 개방 또는 분리와 같은 작업을 행하여야 하더라도, A/S밸브(20)의 조작에 의하여 고압용기(10)의 내부에 약 200 bar 정도의 압력으로 저장된 고압가스의 누설을 현장에서 신속하고 정확하게 차단시켜, 개폐밸브(17)의 수리나 유지보수 또는 교체작업을 현장에서 매우 손쉽고 안전하게 수행할 수 있게 된다는 것이다.When the
이로 인하여, 주차단밸브가 되는 개폐밸브(17)의 수리나 유지보수 및 그 교체시 고압용기(10)에 저장된 고압가스를 대부분 방출시킨 상태에서 해당 작업을 수행한 다음, 고압용기(10)의 내부에 가스를 다시 재충전시키도록 한 종래의 경우와 비교하여 개폐밸브(17)의 수리나 유지보수 및 그 교체작업에 소요되는 시간과 비용을 최대한으로 절감시킬 수 있게 되고, 가스방출에 따른 소음 및 안전사고의 위험성 또한 현저히 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 고압용기(10)의 사용에 따른 전체적인 경제성을 크게 향상시킬 수 있게 된다.For this reason, during the repair or maintenance of the on-off
이와 더불어, 고압용기(10)용 밸브장치의 과압배출구(19) 내부에 한 쌍의 파열디스크(30)를 설치함으로서, 가스의 반복 충전을 포함하여 고압용기(10)에 가해지는 각종 충격 및 진동에 의한 피로하중의 누적 또는 파열디스크(30) 자체의 재료결함 등으로 인하여 일정한 압력 이하에서 내측에 위치하는 파열디스크(30) 1개가 오작동될 경우라도 외측에 위치하는 나머지 1개의 파열디스크(30)에 의하여 고압가스의 무의미한 방출을 차단할 수 있게 된다.In addition, by installing a pair of
따라서, 파열디스크(30)의 오작동에 의하여 고압용기(10)에 저장된 막대한 량의 가스가 무의미하게 방출되는 현상 및 이로 인한 사고의 위험성과 경제적인 손실을 크게 줄일 수 있게 되며, 비록 2개의 파열디스크(30)가 설치된다 하더라도 파열디스크(30) 사이의 설치간격이 좁고 그 파열강도(파열압력) 또한 동일하기 때문에, 고압용기(10)의 파손이 우려되는 일정한 압력 이상이 되면 각각의 파열디스크(30)가 거의 동시에 내측으로부터 순차적으로 파열됨으로서, 파열디스크(30)의 고유 기능은 아무런 문제없이 달성될 수 있는 것이다.Therefore, due to the malfunction of the
특히, 본 발명에 의한 이중밸브장치는 트레일러 차량의 운행에 따른 각종 충격과 진동 등에 의하여 주차단밸브로서의 개폐밸브(17) 및 파열디스크(30)의 손상이 매우 빈번하게 발생하는 튜브 트레일러용 고압용기{내용적이 1000L(리터) 이상이 되는 대용량의 용기}에 최적으로 적용시킬 수 있는 것이며, 개폐밸브(17)가 연결되는 밸브바디(13)의 가스배출통로(14) 출구측에 상기 A/S밸브(20)를 세트볼트(15)와 함께 조립식으로 착탈 가능하게 설치한 다음, 이 세트볼트(15)에 형성된 가스제어통로(16)의 출구측에 상기 개폐밸브(17)가 연결 설치되도록 함으로서, A/S밸브(20)의 호환성을 보다 폭넓게 확보할 수 있게 됨과 동시에 기제작된 고압용기(10)의 구조적 변경을 최소화시키는 범위내에서 상기 A/S밸브(20)를 각종 고압용기(10)에 용이하게 적용시킬 수 있게 되는 것이다.In particular, the double valve device according to the present invention is a high-pressure container for a tube trailer in which damage to the on-off
상기와 같이 본 발명에 의한 고압용기용 이중밸브장치는, 주차단밸브가 되는 개폐밸브의 수리나 유지보수 또는 그 교체작업 이전에, A/S밸브의 조작에 의하여 고압용기의 내부에 약 200 bar 정도의 압력으로 저장된 고압가스의 누설을 현장에서 신속하고 정확하게 차단시킬 수 있도록 하는 효과가 있으며, 이로 인하여 개폐밸브의 수리나 유지보수 또는 교체작업을 현장에서 매우 손쉽고 안전하게 수행할 수 있도록 하는 효과가 있다.As described above, the double valve device for a high pressure container according to the present invention is about 200 bar inside the high pressure container by the operation of the A / S valve before repair, maintenance or replacement of the on / off valve serving as the parking end valve. It is effective to quickly and accurately cut off the leakage of high pressure gas stored at the pressure of the degree, which makes it very easy and safe to carry out repair, maintenance or replacement of the valve on site. .
따라서, 주차단밸브가 되는 개폐밸브의 수리나 유지보수 및 그 교체시 고압용기에 저장된 고압가스를 대부분 방출시킨 상태에서 해당 작업을 수행한 다음, 고압용기의 내부에 가스를 다시 재충전시키도록 한 종래의 경우와 비교하여 개폐밸브 의 수리나 유지보수 및 그 교체작업에 소요되는 시간과 비용을 최대한으로 절감시킬 수 있는 효과가 있고, 가스방출에 따른 소음 및 안전사고의 위험성 또한 현저히 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 고압용기의 사용에 따른 전체적인 경제성을 크게 향상시키도록 하는 효과가 있다.Therefore, when repairing or maintaining an on-off valve that becomes a parking stage valve and replacing it, the related work is performed in a state where most of the high-pressure gas stored in the high-pressure container is discharged, and then the gas is recharged inside the high-pressure container. Compared to the case, it is possible to reduce the time and cost required for repair, maintenance, and replacement of the on / off valve as much as possible, and also significantly reduce the risk of noise and safety accidents caused by gas release. Rather, there is an effect to greatly improve the overall economics of the use of the high-pressure container.
이와 더불어, 고압용기용 밸브장치의 과압배출구 내부에 한 쌍의 파열디스크를 설치함으로서, 각종 요인에 의하여 일정한 압력 이하에서 내측에 위치하는 파열디스크 1개가 오작동될 경우라도 외측에 위치하는 나머지 1개의 파열디스크가 고압가스의 무의미한 방출을 차단시키도록 하는 효과가 있으며, 이로 인하여 파열디스크의 오작동에 따라 고압용기에 저장된 막대한 량의 가스가 무의미하게 방출되는 현상 및 이로 인한 사고의 위험성과 경제적인 손실을 크게 줄일 수 있도록 하는 효과가 있다.In addition, by installing a pair of rupture disks in the overpressure discharge port of the valve device for a high-pressure container, even if one of the rupture disks located on the inside under a certain pressure malfunctions due to various factors, the remaining one rupture is located on the outside The disk has the effect of blocking the insignificant release of high pressure gas, and as a result, a huge amount of gas stored in the high pressure container is insignificantly released due to the malfunction of the ruptured disc, and the risk and economic loss of the accident are greatly increased. There is an effect that can be reduced.
특히, 트레일러 차량의 운행에 따른 각종 충격과 진동 등에 의하여 주차단밸브로서의 개폐밸브 및 파열디스크의 손상이 매우 빈번하게 발생하는 튜브 트레일러용 고압용기에 최적으로 적용시킬 수 있도록 하는 효과가 있으며, 개폐밸브가 연결되는 밸브바디의 가스배출통로 출구측에 A/S밸브를 세트볼트와 함께 조립식으로 착탈 가능하게 설치한 다음, 이 세트볼트의 가스제어통로 출구측에 개폐밸브가 연결 설치되도록 함으로서, A/S밸브의 호환성을 보다 폭넓게 확보토록 함과 동시에 기제작된 고압용기의 구조적 변경을 최소화시키는 범위내에서 상기 A/S밸브를 각종 고압용기에 용이하게 적용시킬 수 있도록 하는 효과가 있는 것이다.In particular, there is an effect that can be optimally applied to the high-pressure container for the tube trailer, the damage of the on-off valve and the bursting disk as the parking stage valve due to various shocks and vibrations due to the operation of the trailer vehicle, The A / S valve is installed detachably together with the set bolt on the gas discharge passage outlet side of the valve body to which the valve body is connected, and then the on / off valve is connected to the gas control passage outlet side of the set bolt. The A / S valve can be easily applied to various high pressure containers within the range of ensuring the compatibility of the S valve more widely and minimizing the structural change of the pre-fabricated high pressure container.
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