KR100949300B1 - 본네트형 나이프 게이트 밸브 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유량조절 및 개폐가 요구되는 배관시스템에 사용되는 본네트형 나이프 게이트 밸브에 관한 것으로서, 본네트형 나이프 게이트 밸브를 구성하는 본네트와 요크의 결합부위를 변경하여 나이프 게이트의 승/하강 작동이나 유로실의 차단시 나이프 게이트와 로드 등을 타고 올라오는 유체의 누설을 차단하면서 공정 라인의 정지 없이 요크의 공간에 별도로 장착되는 기밀유지용 그랜드 브이 패킹을 손쉽게 교체할 수 있는 특징이 있다.
본네트형 나이프 게이트 밸브, 본네트, 나이프 게이트, 요크, 로드, 브이 패킹, 상/하부 부싱, 그랜드 브이 패킹, 그랜드 링, 그랜드, 중간 블록, 씨일.

Description

본네트형 나이프 게이트 밸브{BONNETED TYPE KNIFE GATE VALVE}
본 발명은 유량조절 및 개폐가 요구되는 배관시스템에 사용되는 본네트형 나이프 게이트 밸브에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 나이프 게이트의 승/하강 작동이나 유로실의 차단시 나이프 게이트와 로드 등을 타고 올라오는 유체의 누설을 차단하면서 공정 라인의 정지 없이 요크의 공간에 별도로 장착되는 기밀유지용 그랜드 브이 패킹을 손쉽게 교체할 수 있도록 한 본네트형 나이프 게이트 밸브에 관한 것이다.
일반적으로, 나이프 게이트 밸브는 분체, 제지 , 미세 분말 , 슬러지 등의 유량제어 및 이러한 배관시스템의 개폐를 위해 사용되는 밸브로서 MSS-SP-81 규격에 따르면 나이프 게이트 밸브의 누수율은 40cc/minㆍinch로 규정하고 있다.
이러한 상기 나이프 게이트 밸브는 한 방향 밸브와 양방향 밸브 등이 있으며, 특히 양방향 밸브는 기능적으로 기존의 한 방향 밸브와 같이 한 방향 흐름을 제어하는 기능 외에 반대방향에서 유입되는 유체를 제어하는데 사용된다.
그리고 상기 양방향 밸브의 기능은 러버시트 구조에 의해 달성되고 있으나, 현재 양방향 밸브에 통용되고 있는 러버시트는 첨부 도면 도 1에 도시된 바와 같이, 나이프게이트(11) 밸브몸체(10)의 유로실(13) 내측에 삽입홈(15)을 형성하여 러버시트(16)를 끼워져 나이프 게이트(11)가 밀착함에 의해 유체의 흐름을 제어하게 된다.
그러나 이러한 구조는 상기 나이프 게이트(11)가 하강하여 닫히는 마지막 시점의 협소공간에 고속의 유체가 통과함에 따라 러버시트(16)의 손상이 일어나거나, 또는 유체에 불순물이나 슬러지가 포함되어 있으며 러버시트(16)를 손상시켜 수명 및 기능의 유지가 저하되는 문제가 있다.
그리고 도시된 도 2는 상기와 같은 문제점을 극복한 본네트형 나이프 게이트 밸브를 나타낸 것으로서, 상기 본네트형 나이프 게이트 밸브는 밸브몸체(10)의 하부에 수평방향으로 유체가 통과하는 유로실(13)이 형성되고, 이와 수직으로 유체가 지나가는 유로실(13)을 개폐하는 나이프 게이트(11)가 조립되어 있고, 상기 밸브몸체(10) 상단에 내부로 공간부(21)를 갖는 본네트(20)가 볼트(17)에 의해 고정되며, 상기 본네트(20)의 상단으로 지지대(35)를 결합하여 상단에 에어실린더(40)을 고정하여 이루어진다.
그리고 상기 에어실린더(40)와 결합되는 피스톤(41)의 하단으로 로드(25)가 연결핀(26)에 의해 고정되고, 이 로드(25)의 하단에는 나이프 게이트(11)가 결합구성된다.
그러나 종래의 본네트형 나이프 게이트 밸브는 상기 나이프 게이트가 유로실을 막고 있거나 승/하강시 유체가 나이프 게이트와 로드 따라서 이동하면서 유체가 누설되는 문제점이 있었다.
도시된 도 3을 참조로 상세히 설명하면, 상기 나이프 게이트(11)가 승/하강 작동을 하거나 상기 유로실(13)을 차단하게 되면 유체는 나이프 게이트(11)를 통해서 점차 높은 압력을 받게 되고 그때 유체는 상기 나이프 게이트(11)와 로드(25)를 따라 이동하면서 상기 본네트(20)의 상부에 장착되는 브이 패킹(50)에 접하게 된다. 이때, 유체의 압력이 증가하면 상기 브이 패킹(50)은 시간이 경과함에 따라 손상되어 유체가 누설되는 문제점이 있었다.
즉, 유체의 압력이 증가하면 상기 브이 패킹(50)은 시간이 경과 함에 따라 그랜드 조작에 의해 눌려지고 그리고 시간이 지나면 상기 브이 패킹(50)은 악성유체 또는 상하(개폐)운동을 하는 나이프 게이트(11) 작동상의 마찰에 의한 손상으로 결과적으로 유체가 누설되는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 본네트형 나이프 게이트 밸브는 상기와 같은 유체의 누설이나 마모에 따른 브이 패킹의 교체 작업시 공정 라인을 정지시키고 압력을 낮춘 후 교체해야 함으로써 교체 작업시간이 오래 걸릴 뿐만 아니라 그에 따른 경제적 손실이 따르는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본네트형 나이프 게이트 밸브를 구성하는 본네트와 요크의 결합부위를 변경하여 나이프 게이트의 승/하강 작동이나 유로실의 차단시 나이프 게이트와 로드 등을 타고 올라오는 유체의 누설을 차단하면서 공정 라인의 정지 없이 요크의 공간에 별도로 장착되는 기밀유지용 그랜드 브이 패킹을 손쉽게 교체할 수 있도록 한 본네트형 나이프 게이트 밸브를 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 하부에 수평방향으로 유체가 통과하는 유로실이 구비된 밸브 몸체가 형성되고, 상기 밸브 몸체의 수직 방향에는 유체가 통과하는 유로실을 개폐하는 나이프 게이트가 장착되며, 상기 밸브 몸체의 상단에는 나이프 게이트의 승/하강시 작동을 위한 공간부가 형성되는 본네트가 고정설치되고, 상기 본네트의 상단에는 에어실린더가 구비된 요크가 설치되며, 상기 에어실린더와 연결되는 피스톤의 하부에는 연결핀에 의해 로드와 체결되고 그 로드의 하단에는 나이프 게이트가 고정되어 상기 에어실린더의 작동에 따라 나이프 게이트를 승/하강시켜 유체의 흐름을 개방 또는 폐쇄하는 본네트형 나이프 게이트 밸브에 있어서 상기 로드가 관통하는 본네트의 상부 내주면으로 기밀유지를 위한 브이 패킹이 장착되면서 상, 하에는 상기 브이 패킹의 공간의 확보 및 형상의 변경 방지하기 위한 상/하부 부싱이 장착되는 장착홈을 더 형성하고, 상기 본네트와 볼트를 통해서 고정결합되고 상기 로드가 관통하는 요크의 공간에는 기밀유지를 위한 그랜드 브이 패킹이 장착홈에 장착되는 그랜드 링을 하부에 장착하면서 그 상부에는 본네트와 체결되는 볼트와 너트의 조임에 따라 하부에 장착되는 그랜드 링에 압력을 가해 그랜드 브이 패킹의 밀착력을 높이는 그랜드를 장착하며, 상기 본네트와 요크 사이에는 소정의 높이를 가지는 중간 블록을 장착하여 상기 브이 패킹과 그랜드 브이 패킹을 구분하고 더불어 상기 그랜드의 조임 작동에 따른 그랜드 링의 하부 이동시 이를 상면에 형성되는 수용홈이 수용하면서 하부에 형성되는 고정홈에는 상기 상부 부싱을 고정하도록 구성하여, 상기 나이프 게이트의 승/하강 작동이나 유로실의 차단시 나이프 게이트와 로드를 타고 올라오는 유체를 브이 패킹과 그랜드 브이 패킹으로 차단하면서 상기 그랜드 브이 패킹의 교체 작업시에는 공정 라인의 정지 없이 상기 본네트와 결합되는 그랜드를 제거 후 그랜드 링에 장착되어 있는 그랜드 브이 패킹을 간단히 교체할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 본네트형 나이프 게이트 밸브를 구성하는 본네트와 요크의 결합부위를 변경하여 나이프 게이트의 승/하강 작동이나 유로실의 차단시 나이프 게이트와 로드 등을 타고 올라오는 유체를 브이 패킹과 그랜드 브이 패킹을 통해서 차단할 수 있을 뿐만 아니라 공정 라인의 정지 없이 요크의 공간에 장착되는 그랜드 브이 패킹을 손쉽게 교체할 수 있어 작업효율의 증가 더불어 유지보수 비용 을 줄일 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 구성을 첨부된 도면을 참조로 설명하면, 도 4는 본 발명에 따른 본네트형 나이프 게이트 밸브를 나타낸 정단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 본네트형 나이프 게이트 밸브를 나타낸 측단면도이며, 도 6은 본 발명에 따른 요부의 구성을 나타낸 도면이고, 도 7은 본 발명에 따른 요부를 나타낸 부분확대 정단면도이며, 도 8은 본 발명에 따른 요부를 나타낸 부분확대 측단면도이다.
본 발명의 본네트형 나이프 게이트 밸브(100)는 하부에 수평방향으로 유체가 통과하는 유로실(212)이 구비된 밸브 몸체(210)와, 상기 밸브 몸체(210)의 수직 방향에 장착되고 유체가 통과하는 유로실(212)을 개폐하는 나이프 게이트(220)와, 상기 밸브 몸체(210)의 상단에 고정결합되고 나이프 게이트(220)의 승/하강시 작동을 위한 공간부(S)가 형성되는 본네트(230)와, 상기 본네트(230)의 상단에 설치되고 에어실린더(250)가 구비된 요크(240)와, 상기 에어실린더(250)와 연결되는 피스톤(252)의 하부에 연결핀(260)을 통해서 고정되고 하단에 고정결합되는 나이프 게이트(200)를 상기 에어실린더(250)의 작동에 따라 승/하강시켜 유체의 흐름을 개방 또는 로드(270)로 구성된다.
여기서, 본 발명의 특징이 되는 본네트(230)와 요크(240) 및 결합부위를 제외한 구성은 기존의 유사하므로 별도의 설명은 생략하기로 한다.
그리고 본 발명의 본네트형 나이프 게이트 밸브(100)는 본네트형 나이프 게이트 밸브를 구성하는 본네트(230)와 요크(240)의 결합부위를 도시된 도 3 내지 7과 같이 변경하여, 상기 나이프 게이트(220)의 승/하강 작동이나 유로실(212)의 차단시 나이프 게이트(220)와 로드(270) 등을 타고 올라오는 유체의 누설을 차단하면서 공정 라인의 정지 없이 요크(240)의 공간(242)에 별도로 장착되는 기밀유지용 그랜드 브이 패킹을 손쉽게 교체할 수 있도록 한 것이다.
이를 위해 상기 밸브 몸체(210)의 상단에 고정결합되고 나이프 게이트(220)의 승/하강시 작동을 위한 공간부(S)가 형성되는 본네트(230)는 상기 요크(240)와 결합되고 로드(270)가 중앙을 관통하는 내주면(232)을 장작홈(234)이 형성된다.
그리고 상기 장착홈(234)에는 기밀유지를 위한 브이 패킹(310)과 상기 브이 패킹(310)을 지지하면서 공간을 확보해주기 위한 상/하부 부싱(322, 324)이 장착된다.
즉, 상기 장착홈(234)에 장착되는 브이 패킹(310)은 형성의 변경과 부하에 따른 마모와 손실을 최소화하면서 장시간 사용이 가능하도록 상/하에 상부 부싱(322)과 하부 부싱(324)이 장착되는 것이다.
이때, 상기 하부 부싱(324)에는 기밀유지를 위한 씨일(700)이 더 장착되는데 이를 좀더 보충설명하면, 상기 로드(270)와 접촉하는 내면과 상기 본네트(230)와 접촉하는 저면에는 상기 브이 패킹(310)과 별도로 기밀유지를 위한 씨일(700)이 더 장착되는 것이다.
상기 본네트(230)와 결합되는 요크(240)의 공간(242)에 순차적으로 장착되는 그랜드 링(510)과 그랜드(520)는 상기 본네트(230)에 장착되는 브이 패킹(310)과 더불어 기밀유지를 위하여 장착되는데, 상기 그랜드 링(510)은 하부 내면(로드와 접촉하는 면)에 장착홈(512)이 형성되면서 상기 장착홈(512)에는 기밀유지를 위한 그랜드 브이 패킹(330)이 장착되고, 상기 그랜드 링(510)의 상부에 장착되는 그랜드(520)는 소정의 두께를 가지고 형성되고 외부 둘레에는 적어도 두 개 이상의 결합장착공(524)이 형성되면서 상기 결합장착공(524)에는 상기 본네트(230)와 체결되는 볼트(532)가 나사결합되고 그 상부에는 너트(534)가 결합된다.
즉, 상기 그랜드(520)는 본네트(230)와 결합되는 볼트(532)와 너트(534)의 조임에 따라 상기 그랜드 브이 패킹(330)이 구비된 그랜드 링(510)을 가압하게 되는 것이다.
이때, 상기 그랜드 링(510)과 그랜드(520)가 접촉하는 상면(514)과 하면(522)은 경사지게 형성되는데 이는 상기 그랜드 링(510)을 가압하는 그랜드(520)의 작동시 그랜드 브이 패킹(330)으로 부하가 전달되지 않고 힘의 분배를 위해서 경사지게 형성되는 것이다.
그리고 상기 그랜드(520)의 내주면에는 상/하 작동시 상기 로드(270)와 원활할 작동을 위한 동으로 제작된 링(526)이 별도로 더 장착될 수 있을 뿐만 아니라 상기 로드(270)와 접촉하는 그랜드 링(510)의 내면에는 그랜드 브이 패킹(330)과 별도로 기밀유지를 위하여 씨일(700)이 더 장착된다.
상기 본네트(230)와 요크(240) 사이에는 소정의 높이를 가지고 상기 브이 패킹(310)과 그랜드 브이 패킹(330)을 구분하기 위한 중간 블록(600)이 장착된다.
그리고 상기 중간 블록(600)의 상면에는 상기 그랜드(510)의 조임 작동에 따른 그랜드 링(520)의 하부 이동시 이를 수용하는 수용홈(610)이 형성되고 하부에는 상기 상부 부싱(322)을 고정하기 위한 고정홈(620)이 형성된다.
상기 중간 블록(600)에 좀더 보충설명하면, 상기 중간 블록(600)은 브이 패킹(310)과 그랜드 브이 패킹(330)을 구분하면서 상기 그랜드(510)의 조임 작동에 따른 그랜드 링(520)의 이동시 상기 수용홈(610)이 통로역할을 수행하면서 전달되는 힘이 상기 본네트(230)의 브이 패킹(310)에 전달되는 것을 차단하게 된다.
이때, 상기 중간 블록(600)은 사용하고자 하는 용도나 위치에 따라 다른 높이를 가지고 형성될 수 있을 뿐만 아니라, 상기 로드(270)와 접촉하는 내면에는 기밀유지를 위한 씨일(700)이 더 장착된다.
상기와 같이 구성되는 본네트형 나이프 게이트 밸브의 실시 예를 설명하면,
하부에 수평방향으로 유체가 통과하는 유로실(212)이 구비된 밸브 몸체(210)가 형성한 후 상기 밸브 몸체(210)의 수직 방향에는 유체가 통과하는 유로실(212)을 개폐하는 나이프 게이트(220)가 장착한다.
그리고 상기 밸브 몸체(210)의 상단에는 나이프 게이트(220)의 승/하강시 작동을 위한 공간부(S)가 형성되고 상기 요크(240)와 결합되고 로드(270)가 관통하는 내주면(232)으로 장착홈(234)이 형성되며 상기 장착홈(234)에는 기밀유지를 위한 브이 패킹(310)과 상기 브이 패킹(310)을 상, 하부에서 지지하는 상/하부 부싱(322, 324))이 장착되는 본네트(230)를 고정설치한다.
그리고 상기 본네트(230)의 상단에는 에어실린더(250)가 상부에 구비되고 상기 본네트(230)와 고정결합되는 공간(242)에 하부 내면에 형성되는 장착홈(512)으로 기밀유지를 위한 그랜드 브이 패킹(330)이 장착되는 그랜드 링(510)과 상기 그랜드 링(510)의 상부에 장착되고 상기 본네트(230)와 체결되는 볼트(532)와 너트(534)의 조임에 따라 하부에 장착되는 그랜드 링(510)에 압력을 가해 그랜드 브이 패킹(330)의 밀착력을 높이는 그랜드(520)가 순차적으로 장착되는 요크(240)를 장착한다.
이때, 상기 그랜드 링(510)과 그랜드(520)가 접촉하는 상면(514)과 하면(522)은 경사지게 형성되고 상기 로드(270)와 접촉하는 하부 부싱(324), 그랜드 링(510)의 내면에는 기밀유지를 위한 씨일(700)을 장착한다.
다음으로 상기 본네트(230)와 요크(240) 사이에는 소정의 높이를 가지고 동으로 제작되며 상기 그랜드(510)의 조임 작동에 따른 그랜드 링(520)의 하부 이동시 이를 수용하는 수용홈(610)이 상면에 형성되고 하부에는 상기 상부 부싱(322)을 고정하기 위한 고정홈(620)이 형성되는 중간 블록(600)을 장착한다.
이때, 상기 로드(270)와 접촉하는 내면에는 기밀유지를 위한 씨일(700)을 장착한다.
그리고 상기 에어실린더(250)와 연결되는 피스톤(252)의 하부에 연결핀(260)을 통해서 고정되고 하단에 고정결합되는 나이프 게이트(200)를 상기 에어실린더(250)의 작동에 따라 승/하강시켜 유체의 흐름을 개방 또는 로드(270)로 장착하면 본네트형 나이프 게이트 밸브(100)의 조립은 완료된다.
다음으로 상기와 같이 조립이 완료된 본네트형 나이프 게이트 밸브(100)는 유량조절 및 개폐가 요구되는 배관시스템에 장착되어 사용된다.
그리고 상기 배관시스템에 사용되는 본네트형 나이프 게이트 밸브(100)는 상기 에어실린더(250)의 작동에 따른 나이프 게이트(220)의 승/하강 작동이나 유로실(212)의 차단시 나이프 게이트(220)와 로드(270)를 타고 올라오는 유체는 브이 패킹(310), 그랜드 브이 패킹(330), 씨일(700)을 통해서 차단하게 되고 마모나 손실에 따른 상기 그랜드 브이 패킹(330)의 교체 작업시에는 공정 라인의 정지 없이 상기 본네트(230)와 결합되는 그랜드(520)의 제거 후 그랜드 링(510)에 장착되어 있는 그랜드 브이 패킹(330)을 간단히 교체하면 되는 것이다.
도 1은 종래의 나이프 게이트 밸브를 나타낸 부분확대 단면도.
도 2 및 3은 종래의 본네트형 나이프 게이트 밸브를 나타낸 단면도 및 부분확대 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 본네트형 나이프 게이트 밸브를 나타낸 정단면도.
도 5는 본 발명에 따른 본네트형 나이프 게이트 밸브를 나타낸 측단면도.
도 6은 본 발명에 따른 요부의 구성을 나타낸 도면.
도 7은 본 발명에 따른 요부를 나타낸 부분확대 정단면도.
도 8은 본 발명에 따른 요부를 나타낸 부분확대 측단면도.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
100 : 본네트형 나이프 게이트 밸브, 210 : 밸브 몸체,
220 : 나이프 게이트, 230 : 본네트,
240 : 요크, 250 : 에어실린더,
260 : 연결핀, 270 : 로드,
310 : 브이 패킹, 322 : 상부 부싱,
324 : 하부 부싱, 330 : 그랜드 브이 패킹,
400 : 볼트, 510 : 그랜드 링,
520 : 그랜드, 600 : 중간 블록,
610 : 수용홈, 620 : 고정홈,
700 : 씨일.

Claims (3)

  1. 하부에 수평방향으로 유체가 통과하는 유로실(212)이 구비된 밸브 몸체(210)가 형성되고, 상기 밸브 몸체(210)의 수직 방향에는 유체가 통과하는 유로실(212)을 개폐하는 나이프 게이트(220)가 장착되며, 상기 밸브 몸체(210)의 상단에는 나이프 게이트(220)의 승/하강시 작동을 위한 공간부(S)가 형성되는 본네트(230)가 고정설치되고, 상기 본네트(230)의 상단에는 에어실린더(250)가 구비된 요크(240)가 설치되며, 상기 에어실린더(250)와 연결되는 피스톤(252)의 하부에는 연결핀(260)에 의해 로드(270)와 체결되고 그 로드(270)의 하단에는 나이프 게이트(220)가 고정되어 상기 에어실린더(250)의 작동에 따라 나이프 게이트(220)를 승/하강시켜 유체의 흐름을 개방 또는 폐쇄하는 본네트형 나이프 게이트 밸브(100)에 있어서,
    상기 로드(270)가 관통하는 본네트(230)의 상부 내주면(232)으로 기밀유지를 위한 브이 패킹(310)이 장착되면서 상, 하에는 상기 브이 패킹(310)의 공간의 확보 및 형상의 변경 방지하기 위한 상/하부 부싱(232, 234)이 장착되는 장착홈(234)을 더 형성하고,
    상기 본네트(230)와 볼트(400)를 통해서 고정결합되고 상기 로드(270)가 관통하는 요크(240)의 공간(242)에는 기밀유지를 위한 그랜드 브이 패킹(330)이 장착홈(512)에 장착되는 그랜드 링(510)을 하부에 장착하면서 그 상부에는 본네트(230)와 체결되는 볼트(532)와 너트(534)의 조임에 따라 하부에 장착되는 그랜드 링(510)에 압력을 가해 그랜드 브이 패킹(330)의 밀착력을 높이는 그랜드(520)를 장착하며,
    상기 본네트(230)와 요크(240) 사이에는 소정의 높이를 가지는 중간 블록(600)을 장착하여 상기 브이 패킹(310)과 그랜드 브이 패킹(330)을 구분하고 더불어 상기 그랜드(510)의 조임 작동에 따른 그랜드 링(520)의 하부 이동시 이를 상면에 형성되는 수용홈(610)이 수용하면서 하부에 형성되는 고정홈(620)에는 상기 상부 부싱(322)을 고정하도록 구성하여,
    상기 나이프 게이트(220)의 승/하강 작동이나 유로실(212)의 차단시 나이프 게이트(220)와 로드(270)를 타고 올라오는 유체를 브이 패킹(310)과 그랜드 브이 패킹(330)으로 차단하면서 상기 그랜드 브이 패킹(330)의 교체 작업시에는 공정 라인의 정지 없이 상기 본네트(230)와 결합되는 그랜드(520)를 제거 후 그랜드 링(510)에 장착되어 있는 그랜드 브이 패킹(330)을 간단히 교체할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 본네트형 나이프 게이트 밸브.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 그랜드 링(510)과 그랜드(520)가 접촉하는 상면(514)과 하면(522)은 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 본네트형 나이프 게이트 밸브.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 로드(270)와 접촉하는 하부 부싱(324), 중간 블록(600), 그랜드 링(510)의 내면에는 기밀유지를 위한 씨일(700)이 더 장착되는 것을 특징으로 하는 본네트형 나이프 게이트 밸브.
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