KR101003540B1 - 밸브 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 배관라인에서 유체의 흐름을 ON/OFF 제어하는 밸브로서 실링기능을 강화한 밸브에 관한 것이다.
본 발명은 보디 내의 스템 주위에 단면이 다른 두 종류의 실 부재를 배치한 새로운 형태의 이중 실링방식을 구현함으로써, 고압 가스의 과압상승시 또는 온도 하강에 따른 수축시에도 실 부재 간의 밀착력을 이용하여 기밀을 확고하게 유지할 수 있는 등 우수한 실링효과를 기대할 수 있는 밸브를 제공한다.
볼 타입, 니들 타입, 스템 실, 이중 실링방식

Description

밸브{valves}
본 발명은 밸브에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배관라인에서 유체의 흐름을 ON/OFF 제어하는 밸브로서 실링기능을 강화한 투밸브에 관한 것이다.
일반적으로 밸브는 관로의 가운데 넣어서 관로를 막거나, 열어주거나, 양을 조절하거나 하는 역할을 한다.
보통 밸브는 대부분의 경우 투웨이 밸브이고, 투웨이란 유로가 2개라는 뜻이므로 인렛과 아웃렛을 갖는다.
예를 들면, 투웨이 밸브는 2방향 밸브이고, 즉 입력측 1개, 출력측 1개의 2방향을 말하며, 쓰리웨이 밸브는 3방향 밸브, 즉 3가지 방향으로 가는 밸브를 말한다. 본 발명은 투웨이 밸브는 물론이고 쓰리웨이 밸브에도 적용될 수 있다. 이하에서는 편의상 투웨이 밸브를 예를 들어 설명하기로 한다.
도 1은 종래의 볼 타입 투웨이 밸브를 나타내는 단면도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 상기 투웨이 밸브는 인렛(10)과 아웃렛(11)을 갖는 보디(12)와, 상기 인렛(10)과 아웃렛(11) 사이의 통로에 개재되어 유체를 단속 하는 볼(13)과, 상기 볼(13)의 동작을 위한 스템(14) 및 이를 조작하기 위한 핸들(15)과, 상기 스템(14) 주위의 기밀을 위한 스템 실(16) 등을 포함하는 형태로 이루어져 있다.
이때, 상기 스템 실(16)의 경우, 도 2에 도시한 바와 같이, 내측으로는 스템 외주면과 접하고 외측으로는 보디 내주면과 접하는 형태로 장착된다.
여기서, 미설명 부호 17은 스템 와셔이고, 18은 패킹 너트이다.
따라서, 사용자가 핸들(15)을 90°회전시키면 볼(13)의 자세도 90°전환되면서 유체 흐름의 ON/OFF 제어가 이루어질 수 있다.
그러나, 기존 투웨이 밸브의 경우 실링측면에서 다음과 같은 문제가 있다.
상기 스템 실이 평상시에는 자체의 적절한 탄성을 발휘하여 스템과 보디의 내외주면에 밀착되면서 본래의 역할을 수행할 수 있지만, 주로 탄성체나 합성고무 소재로 이루어진 스템 실의 특성상 고압가스의 과압 상승시 또는 온도 하강시(저온시) 수축되면서 금속 소재로 이루어진 접촉면과의 갭을 만들게 되고, 이로 인해 갭을 통한 유체의 누수가 진행되는 등 실링효과가 떨어지는 문제가 있다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 보디 내의 스템 주위에 단면이 다른 두 종류의 실 부재를 배치한 새로운 형태의 이중 실링방식을 구현함으로써, 고압가스의 과압 상승 또는 온도 하강에 따른 수축시에도 실 부재 간의 밀착력을 이용하여 기밀을 확고하게 유지할 수 있는 등 우수한 실링효과를 기대할 수 있는 밸브를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 밸브는 실링을 위한 실 부재를 포함하고, 상기 실 부재는 단면이 다른 두 종류의 실 부재, 예를 들면 원형 단면을 갖는 실 부재와 마름모꼴 단면을 갖는 실 부재를 연접 배치한 조합 형태로 이루어진 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 실 부재 조합체는 원형 단면의 실 부재를 상부에 배치하고 마름모꼴 단면의 실 부재를 하부에 배치하거나, 또는 원형 단면의 실 부재를 하부에 배치하고 마름모꼴 단면의 실 부재를 상부에 배치하거나, 또는 마름모꼴 단면의 실 부재를 사이에 두고 위아래에 원형 단면의 실 부재를 배치한 조합 형태가 바람직하다.
또한, 상기 실 부재 조합체의 경우 볼 타입의 밸브나 니들 타입의 밸브는 물론, 다양한 타입 및 여러 사양의 밸브에 적용할 수 있다.
본 발명에서 제공하는 밸브는 단면이 다른 두 종류의 실 부재, 예를 들면 원형 단면을 갖는 실 부재와 마름모꼴 단면을 갖는 실 부재를 조합한 실링구조를 채용함으로써, 실 부재 서로 간의 맞닿는 면, 즉 탄성체와 탄성체 간의 맞닿는 면이 발휘하는 긴밀한 밀폐구조를 항상 유지할 수 있고, 따라서 고압가스의 과압 상승시는 물론 온도 하강에 따른 수축시에도 우수한 실링효과를 얻을 수 있는 장점이 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 볼 타입 투웨이 밸브를 나타내는 단면도이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 유체의 출입을 위한 인렛(10)과 아웃렛(11)이 구비되어 있는 보디(12)의 내부에는 유체의 흐름을 단속하는 볼(13)이 설치되고, 윗쪽으로는 볼(13)과 결합되는 스템(14)이 설치되며, 상기 스템(14)의 상단부에는 사용자의 조작을 위한 핸들(15)이 결합된다.
또한, 상기 스템(14)의 외주면과 보디(12)의 내주면 사이에는 실 부재(19)가 개재되고, 이때의 실 부재(19)는 위아래의 스템 와셔(17) 및 패킹 너트(18)에 의해 지지된다.
이와 같이 구성되는 투웨이 밸브는 보통의 투웨이 밸브가 갖는 유체의 ON/OFF 제어기능, 조작방식 등을 포함할 수 있다.
예를 들면, 사용자가 핸들(15)을 90°회전시키면 볼(13)의 자세도 따라서 90°전환되면서 유체 흐름의 ON/OFF 제어가 이루어질 수 있다.
특히, 본 발명에서는 스템 주위의 실링 방식과 관련하여 이중으로 실링을 하는 방식을 제공한다.
이를 위하여, 상기 이중으로 실링하는 실 부재 조합체(19)는 단면이 다른 두 종류의 실 부재를 서로 밀착되면서 접하게 배치한 조합 형태로 이루어져 있다.
예를 들면, 상기 실 부재 조합체(19)는 원형 단면을 갖는 실 부재(19a)와 이와 밀착되게 접하는 면이 경사진 면을 갖는 단면 형상으로 바람직하게는 그 단면 형상이 마름모꼴 단면을 갖는 실 부재(19b)를 조합한 형태로 이루어져 있다.
여기서, 상기 실 부재(19a),(19b)는 합성고무 등과 같은 탄성체로서 전체적인 형상이 링 형상으로 되어 있으며, 스템(14)의 외주면과 보디(12)의 내주면 사이에 동심원상으로 개재되는 구조로 설치된다.
이러한 원형 단면의 실 부재(19a)와 마름모꼴 단면의 실 부재(19b)는 다양한 배치 형태로 조합되면서 효율적인 기밀작용을 발휘할 수 있다.
예를 들면, 원형 단면의 실 부재(19a)가 상부에 배치되고, 마름모꼴 단면의 실 부재(19b)는 하부에 배치되는 형태로 조합될 수 있으며, 이번에는 마름모꼴 단면의 실 부재(19b)가 상부에 배치되고, 원형 단면의 실 부재(19a)는 하부에 배치되는 형태로 조합될 수 있다.
이와 같은 배치 형태에서는 탄성체끼리 맞닿는 면(점이 아닌 구간)을 이용하여 긴밀한 밀착력을 나타내면서 실링기능을 발휘할 수 있다.
바람직한 실시예로서, 도 4에 도시한 바와 같이, 마름모꼴 단면의 실 부 재(19b)를 사이에 두고 원형 단면의 실 부재(19a)가 위아래에 배치되는 형태로 조합될 수 있다.
이 경우에는 탄성체끼리 맞닿는 면(C구간과 D구간)이 위아래 2곳에 조성되므로, 스템측 밀착부위 및 보디측 밀착부위를 모두 완벽하게 밀폐시킬 수 있다.
보다 상세하게, 실 부재 조합체(19)는 상하 마주보는 두 면이 서로 평행하게 경사진 마름모꼴 단면의 실 부재(19b)를 사이에 두고 상기 경사진 면의 위아래에 각각 원형 단면의 실 부재(19a)가 배치된다.
또한, 탄성체끼리 맞닿는 면이 위아래 2곳에 조성될 때, 2곳이 서로 반대쪽에 위치되면서 각각이 한쪽면만 집중적으로 밀폐시키는 실링의 분업화가 이루어지게 되므로, 즉 윗쪽 원형 단면의 실 부재(19a)와 마름모꼴 단면의 실 부재(19b)가 맞닿는 면은 스템측 밀착부위를 집중적으로 밀폐시키는 역할을 담당하고, 아래쪽 원형 단면의 실 부재(19a)와 마름모꼴 단면의 실 부재(19b)가 맞닿는 면은 보디측 밀착부위를 집중적으로 밀폐시키는 역할을 담당하므로, 실링효과를 좀더 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는 상기 실 부재가 주로 볼 타입 투웨이 밸브에 적용되어 실링효과는 나타내는 예에 대해서만 설명하였지만, 볼 타입 투웨이 밸브 이외의 밸브, 예를 들면 니들 타입 투웨이 밸브 등에도 적용되는 경우 동일한 실링효과를 얻을 수 있다.
따라서, 이와 같이 구성된 투웨이 밸브의 실 부재가 발휘하는 실링기능에 대해 살펴보면 다음과 같다.
도 4에 도시한 바와 같이, 상기 실 부재 조합체(19)는 스템(14)의 외주면과 보디(12)의 내주면 사이에 설치된다.
즉, 가운데 마름모꼴 단면의 실 부재(19b)가 설치되고, 이 실 부재(19b)의 윗쪽과 아래쪽에 원형 단면의 실 부재(19a)가 설치된다.
평상시에는 탄성체로 이루어진 각 실 부재의 자체 탄성을 이용하여 기밀역할을 수행한다.
한편, 고압가스의 과압 상승 또는 온도 하강에 따라 실 부재가 수축되는 경우, 실 부재 간의 탄성체끼리 맞닿는 면, 예를 들면 C구간과 D구간이 윗쪽과 아래쪽에 2곳 조성되고, 또 2곳이 서로 반대쪽에 위치되므로, 스템측 밀착부위와 보디측 밀착부위를 모두 완벽하게 밀폐시킬 수 있고, 결국 유체가 누수되는 문제를 완전히 배제할 수 있다.
즉, 탄성체가 수축되는 경우에도 탄성체 간의 밀착력을 이용하여 위아래 2곳에서 이중으로 밀폐를 시킬 수 있으므로, 유체가 누수되는 일은 없게 된다.
도 1은 종래의 볼 타입 투웨이 밸브를 나타내는 단면도
도 2는 도 1의 "A" 부 확대도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 볼 타입 투웨이 밸브를 나타내는 단면도
도 4는 도 3의 "B" 부 확대도
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 인렛 11 : 아웃렛
12 : 보디 13 : 볼
14 : 스템 15 : 핸들
16 : 스템 실 17 : 스템 와셔
18 : 패킹 너트 19 : 실 부재
19a : 원형 단면의 실 부재 19b : 마름모꼴 단면의 실 부재

Claims (5)

  1. 유체의 출입을 위한 인렛과 아웃렛이 구비되어 있는 보디의 내부에는 유체의 흐름을 단속하는 볼 및 스템과, 상기 스템의 외주면과 바디의 내주면에 접촉하는탄성 재질의 실 부재를 포함하는 밸브에 있어서,
    상기 실 부재는 단면이 다른 두 종류의 실 부재를 연접 배치한 조합체로 원형 단면을 갖는 실 부재와 이와 연접한 면이 경사진 면을 갖는 실 부재가 서로 조합된 것으로,
    상기 실 부재 조합체는 상하 마주보는 두 면이 서로 평행하게 경사진 마름모꼴 단면의 실 부재를 사이에 두고 상기 경사진 면의 위아래에 각각 원형 단면의 실 부재가 배치된 것을 특징으로 하는 밸브.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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