KR100947498B1 - 고온 분철 가스제어용 사이클론 밸브 - Google Patents

고온 분철 가스제어용 사이클론 밸브 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고온 분철 가스제어용 사이클론 밸브에 관한 것으로, 고온 분철 저장탱크에서 고온 분철 가스의 유체 흐름을 차단할 때 밸브 디스크의 팽창을 이용하여 밸브 디스크가 내화층에 밀착되게 함으로써 고온 분철 가스의 누설을 방지하고, 사이클로이드 형태의 질소 주입구를 밸브 몸체와 결합된 밸브 스템 부위에 설치하여 질소가스를 고압강제주입장치에 의해 질소 주입구의 내부로 고속 회전 주입시켜 고온의 미분철이 고착되지 않도록 하여 밸브 스템의 회전을 원활하게 하며, 고온 분철 가스제어용 사이클론 밸브의 몸체 내부에 단열층 및 내화층을 적층 시공함으써 고온의 미분철이 함유된 고온 가스로 인하여 밸브 몸체의 외부로 고온 가스의 열이 방열되어 작업자의 인체에 악영향을 주는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 고온 분철 가스제어용 사이클론 밸브를 제공한다.
분철, 가스제어, 사이클론, 밸브, 디스크, 단열층, 내화층

Description

고온 분철 가스제어용 사이클론 밸브{The Cyclone valve for controlling high-temperature differential steel gas}
본 발명은 고온 분철 가스제어용 사이클론 밸브에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고온성 분철이 다량 함유된 고온 가스 유체의 흐름을 조절하는 사이클론 밸브에 고온성 분철 고온 가스 유체가 유입되었을 때 밸브 디스크 자체의 고온 팽창에 의한 밀폐력을 더욱 증가시키고 밸브가 미분철에 의해 고착되어 밸브 디스크가 작동되지 않는 상태를 방지함은 물론 장시간 사이클론 밸브를 사용할 때 밸브 디스크가 고온 분철 가스에 의해 마모되고 고온 팽창으로 고착되는 것을 방지할 수 있는 고온 분철 가스제어용 사이클론 밸브에 관한 것이다.
일반적으로 고온의 분철을 저장하는 장치에서 고온 분철 저장탱크에는 각 저장탱크의 균등한 압력을 유지하기 위해 고온성 분철이 다량 함유된 고온 가스 유체의 흐름을 차단 조절하기 위한 사이클론 밸브가 설치되어 있으나, 이러한 사이클론 밸브는 철광석의 미분철이 함유된 고온 가스의 유체 흐름을 효과적으로 차단하지 못하여 고온 가스의 차단 과정에서 고온 분철 가스가 누설되는 문제가 종종 있으며, 고온의 미분철이 고압가스와 동반하여 회전하는 밸브 스템 사이로 유입되어 고형화된 후 밸브 몸체에 고착되므로 밸브 스템의 회전을 방해하게 되어 사이클론 밸브의 밸브 디스크 작동이 원활하지 못하게 되는 문제점이 있다.
또한, 사이클론 밸브 내부로 흐르는 고온의 미분철이 함유된 고온 가스로 인하여 밸브 몸체의 외부로는 고온의 열이 방열되므로 이러한 고온의 방열로 인해 작업자의 인체에 악영향을 주게 되므로 작업 능률이 향상되지 못하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 감안하여 창안한 것으로서, 고온 분철 가스로 인해 고온 팽창된 밸브 디스크를 밸브 몸체 내에 타설 시공된 내화층에 밀착시켜 고온 분철 가스의 누설을 억제하고, 고온의 미분철이 고압가스와 동반하여 회전하는 밸브 스템과 밸브 몸체 사이에 유입되어 고형화된 후 고착되어 밸브의 회전을 방해하지 않도록 사이클로이드 형태의 질소 주입구를 밸브 몸체에 결합된 밸브 스템 부위에 설치하여 질소가스를 고압의 강제주입장치에 의해 질소 주입구의 내부로 고속 회전 주입시켜 고압의 고온성 미분철이 고착되지 않도록 하며, 고온의 미분철이 함유된 고온 가스로 인하여 밸브의 외부로 고온의 열이 방열되어 작업자의 인체에 악영향을 주는 것을 방지하도록 한 고온 분철 가스제어용 사이클론 밸브를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 밸브 몸체와, 실린더 구동장치에 의해 작동되는 밸브 스템에 연결되어 회전하는 밸브 디스크와, 상기 밸브 몸체의 내부에 형성된 단열층과, 상기 밸브 스템의 안쪽에 형성된 사이클로이드 형태의 질소 주입구와, 고온 분철 가스가 밸브 몸체로 유입되지 않도록 하는 트러스트 링이 구비된 고온 분철 가스제어용 사이클론 밸브에 있어서,
상기 단열층에는 부정형의 내화물인 캐스타블 내화물로 된 내화층을 적층하여 형성하되, 단열층과 내화층 간에는 이탈을 방지하고 열팽창을 흡수하기 위해 "Y"형 기초볼트와 "I"형 기초볼트가 결합된 앵커가 설치되며, 상기 내화층에는 팽창에 의해 이탈 및 박리되는 것을 방지하기 위해 그 중간부에 "Z"형의 이격판이 설치된 것을 특징으로 하는 고온 분철 가스제어용 사이클론 밸브를 제공한다.
본 발명에 의하면, 고온 분철 가스의 유체 흐름을 차단할 때 밸브 디스크가 내화층에 밀착되므로 고온 분철 가스의 누설을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 사이클로이드 형태의 질소 주입구에 고압의 질소가스를 주입시켜 고온의 미분철이 고착되지 않게 하므로 밸브 스템의 회전을 원활하게 할 수 있으며, 밸브의 몸체 내부에 단열층 및 내화층을 적층 시공함으로써 고온의 미분철이 함유된 고온 가스의 열이 외부로 방열되는 것을 차단함으로써 작업자의 인체에 악영향을 주는 것을 방지하게 되고, 단열층과 내화층은 앵커에 의해 이탈 및 박리가 방지되므로 밸브의 수명이 연장되는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고온 분철 가스제어용 사이클론 밸브의 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 고온 분철 가스제어용 사이클론 밸브의 결합 구조를 설명하기 위한 도면이며, 도 3은 본 발명에 따른 고온 분철 가스제어용 사이클론 밸브의 결합 상태의 부분 단면도이다.
첨부된 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 고온 분철 가스제어용 사이클론 밸브는 밸브 몸체(1)와, 밸브 디스크(5)와, 실린더(40)와, 상기 실린더(40) 구동장치의 구동력을 상기 밸브 디스크(5)에 전달하는 밸브 스템(2-1, 2-2)과, 상기 밸브 몸체(1)에 순차로 적층하여 형성되어 있는 단열층(3) 및 내화층(4)과, 상기 밸브 몸체(1)를 브라켓(24, 30)에 고정 설치하기 위한 그랜드 패킹(6-1, 6-2), 스터드 볼트(11-1, 11-2), 랜턴 링(14-1, 14-2), 패킹 그랜드(15-1, 15-2) 및 패킹 플랜지(16-1, 16-2)와, 밸브 몸체(1)에 내재하여 밸브 스템(2-1, 2-2)에 연결된 밸브 디스크(5)의 온/오프 동작을 원활하게 하며 고온 분철 가스가 밸브 몸체(1)로 유입되지 않게 하는 트러스트 링(12-1, 12-2) 및 스템 부쉬(13-1, 13-2)와, 상기 스템 부쉬(13-1, 13-2)에 질소를 강제 주입시키기 위한 질소 주입구(19-1, 19-2)와, 밸브 디스크(5)의 설치 위치를 조정하기 위한 하부 조절 키트(22)와, 상기 밸브 몸체(1)에 적층 형성된 단열층(3) 및 내화층(4)의 이탈 및 박리를 방지하기 위해 밸브 몸체(1)에 부착된 "I"형 기초볼트(25-2)에 "Y"형 기초볼트(25-1)가 결합되어 있는 앵커(25)와, 상기 밸브 스템(2-1, 2-2)과 밸브 디스크(5)를 서로 연결 결합시키기 위한 잠금 핀(26) 및 조인트(27)와, 상기 내화층(4)의 팽창에 의해 이탈 및 박리되는 현상을 방지하기 위하여 내화층(4)의 중간부에 설치한 "Z"형의 이격판(28) 및 사이클론 밸브를 정비할 때 밸브의 운반시 이용되는 후크(41)를 포함하여 이루어진다.
본 발명에서, 밸브 몸체(1) 내에 적층되는 단열층(3)은 단열될 수 있도록 부정형의 내화물인 캐스타블(castable) 내화물로 형성되는 것이며, 내화층(4)도 부정형의 내화물인 캐스타블(castable) 내화물을 사용하여 형성되어지며, 미설명부호 18은 브라켓(24)를 결합시키는 볼트이다.
본 발명에 따른 고온 분철 가스제어용 사이클론 밸브는, 상기 실린더(40)의 구동장치에 의해 상,하부의 밸브 스템(2-1, 2-2)에 연결된 밸브 디스크(5)가 좌우로 회전하게 되며, 상기 밸브 디스크(5)에 의하여 고온의 분철이 함유된 가스를 개폐 및 제어하는 중에 고온의 가스에 접촉된 밸브 디스크(5)가 고온에 팽창하여 상기 밸브 몸체(1)의 내부에 적층 설치된 내화층(4)에 밀착되어지므로 고온 분철 가스가 밸브로부터 유출되지 않도록 하는 강한 누설 방지력을 갖게 된다.
또한, 본 발명의 사이클론 밸브는, 상기 밸브 디스크(5)와 연결된 밸브 스템(2-1, 2-2)과 상기 밸브 몸체(1) 사이에는 밸브 스템(2-1, 2-2)의 원활한 회전을 위하여 일정한 공간을 유지하고 있는데, 고온의 분철 가스가 관내를 흐르다가 밸브에 유입되어 지날 때, 이 공간으로 고온 분철 가스가 유입되어 흐름이 멈추게 되면 고온 분철 가스 중에 포함된 미분철이 고착되어 밸브 스템(2-1, 2-2)의 회전시 과다한 부하가 걸리거나 밸브 스템(2-1, 2-2)이 회전되지 않게 되므로 밸브 스템(2-1, 2-2)의 밀봉제 안쪽에는 사이클로이드 형태의 질소 주입구(19-1, 19-2)를 밸브 몸체(1)의 상,하부에 각각 형성하여 이 질소 주입구(19-1, 19-2)를 통해 고압의 질소를 강제주입시킬 수 있도록 하며, 고온의 분철 가스가 원천적으로 밸브의 몸체(1) 내부로 유입되지 못하도록 하는 트러스트 링(12-1, 12-2)을 갖추고 있다.
또한, 본 발명에서는 고온의 분철 가스가 밸브의 내부로 유입되어 흐를 때 내부의 고온 가스로 인하여 밸브 몸체(1)의 외부로 고온의 열이 방열되어 작업자의 인체에 화상이나 화재를 일으키기 쉬우므로 이를 위험 온도 이하로 관리하도록 내부의 단열층(3)에 내화층(4)을 밸브 몸체(1)의 내부에 순차로 적층하여 타설 시공하고, 이때 상기 내화층(4)의 팽창에 의한 이탈 및 박리 현상을 방지하기 위하여 내화층(4)의 중간부에는 도 3에서 보는 바와 같은 "Z" 형태의 이격판(28)을 설치하였으며, 단열층(3)과 내화층(4)에는 고온 분철 가스에 의한 열팽창으로 인하여 서로 이탈하는 것을 방지하기 위해 밸브 몸체(1)에 단열층(3)을 관통하는 "I"형 기초볼트(25-2)를 용접하여 부착하고, 이 "I"형 기초볼트(25-2)에 "Y"형 기초볼트(25-1)를 결합한 앵커(25)를 설치하여 단열층(3)과 내화층(4)의 적층 시공하여 단열층(3)과 내화층(4)이 서로 이탈하는 것을 방지하고 열팽창을 효과적으로 흡수하도록 한다.
또한, 상기 밸브 디스크(5)가 고온의 고속 이송 분철 가스에 노출되어 고온의 분철에 의하여 마모되는 것을 방지하기 위하여 상기 밸브 디스크(5)의 몸체 외측에는 고온의 분철 가스의 흐름을 안내하는 가이드(51)를 형성하여 고온의 분철 가스가 밸브 내부를 자연스럽게 통과하도록 되어 있다.
본 발명의 고온 분철 가스제어용 사이클론 밸브에 연결되는 배관의 내부에 있는 이물질들은 밸브 디스크(5)와 내화층(4)의 표면을 손상시킬 수 있으며, 사이클론 밸브의 셧-오프(shut-off) 작동을 방해하므로 고온 분철 가스의 누설을 발생시키게 된다. 따라서, 상기 밸브 몸체(1)의 내부에 이물질이 들어 있는지 확인하고 밸브 디스크(5)를 작동시키면서 상기 밸브 디스크(5)와 내화층(4)의 표면에 흠집이나 이물질이 있는지의 여부를 확인해야 하며, 사이클론 밸브의 설치시에는 상기 밸브 몸체(1)와 밸브 디스크(5) 및 내화층(4)의 상태를 감시하고 확인할 수 있도록 충분한 공간을 확보하고 유지하여야 한다.
또한, 고온 분철 가스가 외부로 유출되거나 상기 밸브 디스크(5)의 움직임이 원활하지 않으면 질소 주입구(19-1, 19-2)를 통해 질소가스를 강제로 주입시켜 상기 밸브 몸체(1)에서 밸브 디스크(5)가 원활하게 작동하도록 하여야 하며, 트러스트 링(12-1, 12-2) 및 스템 부쉬(13-1, 13-2)에 적층되어 있는 더스트(dust)를 제거시킨다.
상기 하부 조절 키트(22)는 밸브 디스크(5)의 설치 위치를 조정하기 위한 것으로, 이를 이용하여 밸브 디스크(5)를 상하로 조절하여 유체의 이송로 확보와 내화층(4)과의 간격을 조정하게 된다.
사이클론 밸브에서 계속적으로 분철 가스가 유출되거나 밸브 디스크가 원활하게 작동되지 않을 때는 실린더(40)의 에어라인을 체크한 후에 스터드 볼트(11-1,11-2)를 풀고 밸브를 라인에서 해체한 후, 중량물을 움직일 수 있는 장비를 이용하여 정비할 수 있는 곳으로 이동시켜 교체작업을 하면 된다.
상기 밸브 디스크(5)가 손상된 경우에는 밸브 디스크(5)를 오프시킨 상태에서 잠금 핀(26)을 제거하고, 스터드 볼트(11-1, 11-2)와 하부 조절 키트(22)를 풀고 난 후 밸브 스템(2-1, 2-2)을 빼어 내고, 밸브 디스크(5)를 끌어올려 새 부품으로 교환하면 된다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것이며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 보호 범위는 본 발명에 기재된 청구청구범위에 의해서만 정해지는 것은 아니라고 할 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고온 분철 가스제어용 사이클론 밸브의 분해 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 고온 분철 가스제어용 사이클론 밸브의 결합 구조를 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 고온 분철 가스제어용 사이클론 밸브의 결합 상태의 부분 단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1 : 밸브 몸체 2-1, 2-1 : 밸브 스템
3 : 단열층 4 : 내화층
5 : 밸브 디스크 6-1, 6-2 : 그랜드 패킹
11-1. 11-2 : 스터드 볼트 12-1, 12-2 : 트러스트 링
13-1, 13-2 : 스템 부쉬 14-1, 14-2 : 랜턴 링
15-1, 15-2 : 패킹 그랜드 16-1, 16-2 : 패킹 플랜지
19-1, 19-2 : 질소 주입구 22 : 하부 조절 키트
24, 30 : 브라켓 25 : 앵커
25-1 : "Y"형 기초볼트 25-2 : "I"형 기초볼트
26 : 잠금핀 27 : 조인트
28 : 이격판 40 : 실린더
41 : 후크 51 : 가이드

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 밸브 몸체(1)와, 실린더 구동장치에 의해 작동되는 밸브 스템(2-1, 2-2)에 연결되어 회전하는 밸브 디스크(5)와, 상기 밸브 몸체(1)의 내부에 형성된 단열층(3)과, 상기 밸브 스템(2-1, 2-2)의 안쪽에 형성된 사이클로이드 형태의 질소 주입구(19-1, 19-2)와, 고온 분철 가스가 밸브 몸체(1)로 유입되지 않도록 하는 트러스트 링(12-1, 12-2)이 구비된 고온 분철 가스제어용 사이클론 밸브에 있어서,
    상기 단열층(3)에는 부정형의 내화물인 캐스타블 내화물로 된 내화층(4)을 적층하여 형성하되, 상기 단열층(3)과 내화층(4) 간에는 이탈을 방지하고 열팽창을 흡수하기 위해 "Y"형 기초볼트(25-1)와 "I"형 기초볼트(25-2)가 결합된 앵커(25)가 설치되며, 상기 내화층(4)에는 팽창에 의해 이탈 및 박리되는 것을 방지하기 위해 그 중간부에 "Z"형의 이격판(28)이 설치된 것을 특징으로 하는 고온 분철 가스제어용 사이클론 밸브.
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