KR101106062B1 - 정밀한 유량 제어가 가능한 볼밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 볼 밸브에 관한 것으로, 제1유로와 제2유로를 선택적으로 개방시키거나 폐쇄하기 위하여, 밸브 챔버 내의 밸브 부재를 회전시키도록 밸브 부재와 일체로 결합된 스템을 회전시키는 과정에서, 스템의 회전범위를 제한하는 스토퍼를 글랜드 플랜지의 상면에서 회전하는 판형상으로 형성하여 설치함에 있어서, 스토퍼가 상기 글랜드 플랜지의 스템의 길이 방향으로 들뜨지 않도록 글랜드 플랜지에 들뜸방지부재를 형성함으로써, 스토퍼에 의해 회전이 제한되는 위치에까지 밸브 부재를 회전시켰더라도, 볼 밸브의 스토퍼의 들뜸 현상에 의해 연결하고자 하는 유로와 밸브 부재의 연통 유로의 정렬이 매번 달라져, 밸브를 통과하는 단위 시간당 유량이 변동될 뿐만 아니라, 완전 개방 상태에서 밸브에서의 유동 저항이 발생되는 것을 근본적으로 해결하여 정밀한 유량 제어를 가능하게 하는 볼 밸브를 제공한다.

볼 밸브, 개폐 정확도, 스토퍼, 들뜸 방지 부재, 밸브 부재, 정렬, 유동 저항, 유량

Description

정밀한 유량 제어가 가능한 볼밸브 {BALL VALVE CAPABLE OF PRECISELY CONTROLLING QUANTITY OF FLUID FLOW}

본 발명은 정밀 유량 제어가 가능한 볼밸브에 관한 것으로, 보다 상세하게는 제1유로와 제2유로를 연결하는 볼 밸브를 개폐하는 데 있어서 개방 상태에서의 밸브 부재의 연통 유로가 연결하고자 하는 제1유로 및 제2유로와 개방할 때마다 일정하게 정렬되도록 함으로써 밸브를 통과하는 단위 시간당 유량을 정확하게 제어할 수 있고, 밸브의 완전 개방 상태에서 밸브를 통과하는 유체의 유동 저항을 최소화할 수 있는 볼 밸브에 관한 것이다.

일반적으로 밸브는 2개 이상의 배관에 연결되어 배관에 연결되는 유로를 선택적으로 개폐하는 것에 의하여 유체의 흐름을 제어하는 수단으로 널리 사용되고 있다.

이와 같은 밸브는 유로를 개폐하기 위하여 밸브 몸체 내부에 2개 이상의 유로와 연통되는 밸브 챔버 내에 밸브 부재가 회전하게 설치되어, 밸브 부재의 회전에 의하여 유로를 선택적으로 개폐하도록 작동한다.

밸브 부재의 형태에 따라, 밸브는, 판형상의 밸브 부재로 유로를 개폐하는 버터플라이 밸브와, 구면을 갖는 형상의 밸브 부재로 유로를 개폐하는 볼 밸브 또는 세미 볼 밸브 등으로 나뉜다. 종래에는 쉽고 저렴하게 제조할 수 있는 버터플라이 밸브가 널리 사용되었으나, 최근에는 씰링 효과가 높은 볼 밸브 또는 세미 볼 밸브가 널리 사용되는 추세에 있다. 여기서, 볼 밸브는 밸브 부재의 형상이 구형으로 형성된 것이고, 세미 볼 밸브는 밸브 부재의 형상이 반구형으로 형성된 밸브를 말한다.

볼 밸브는 중앙을 관통하는 유로가 형성된 구형 볼이 밸브 부재로서 밸브 몸체의 밸브 챔버 내에 설치되어, 개방 상태에서는 볼에 형성된 연통 유로를 통해 유로를 서로 연통시키고, 폐쇄 상태에서는 볼이 개방 상태로부터 회전하여 볼의 구면(30b)으로 유로를 막아 차단시키도록 구성된다. 이 때, 폐쇄 상태에서 밀봉 성능을 향상시키기 위하여, 밸브 부재의 주변에 시트가 설치되고, 시트와 밸브 부재의 사이에는 나일론으로 형성되는 밀봉링이 개재된다.

이 때, 볼 밸브가 개방 상태로 위치한 경우에 밸브 부재인 볼에 형성된 연통 유로와 연결하고자 하는 2개의 유로가 정렬되는 정도가 매번 달라지면, 개방 정도에 따라 밸브를 통과하는 단위 시간당 유량이 달라지므로 정밀하게 유량을 제어하는 용도로서 밸브를 사용할 수 없는 치명적인 문제가 야기된다. 즉, 볼 밸브의 개방 정도를 조절하는 개폐 레버의 회전각과 밸브 부재의 회전각이 정확하게 일치하지 않으면, 개폐 레버가 일정한 회전각만큼 회전되더라도, 밸브 부재는 매번 조금씩 편차를 갖고 회전되어 밸브 부재의 연통 유로와 연결하고자 하는 유로와 연통되 는 단면이 달라지므로, 이와 같은 밸브에 의해서는 유량을 정확하게 제어하는 것이 불가능해진다.

이를 보다 구체적으로 살펴보면, 도1 내지 도6에 도시된 볼 밸브(1)는 연결하고자 하는 2개의 유로(10a,20a)의 사이의 밸브 챔버(15)에 연통 유로(30a)가 형성된 볼 형상의 밸브 부재(30)가 회전 가능하게 설치되고, 밸브 부재(30)의 상부의 직사각형 단면의 홈(31)에 직사각형 단면의 스템(40)의 일단이 삽입되고, 스템(40)의 타단은 고정 볼트(48)에 의해 스템(40)에 고정된 개폐 레버(80)와 함께 회전한다.

그리고, 도3에 도시된 바와 같이, 미리 정해진 밸브 부재(30)의 회전 범위의 상,하한 회전 위치에서 글랜드 플랜지(60)의 상면에 돌출 형성된 간섭벽(60x, 60y)과 접촉하여 간섭되도록 스토퍼(70)에는 상기 미리 정해진 회전 범위의 각도만큼 벌어져있는 회전제한면(70x,70y)이 형성된다. 이에 따라, 밸브 부재(30)는 회전제한면(70x,70y)이 간섭벽(60x, 60y)과 간섭되는 2개의 위치, 즉, 완전 개방 위치와 폐쇄 위치의 사이에서만 회전된다.

그리고, 2개의 유로(10a, 20a)를 연결하는 밸브 몸체(10,20)의 연결부는 씰링 부재(13)가 개재(介在)되며, 스템(40)을 감싸는 패킹 부재(50)가 설치되어, 밸브 챔버(15) 내부의 유체가 외부로 누설되는 것을 방지한다.

이와 같이, 볼 밸브의 밸브 부재(30)는 개폐 레버(80)와 함께 회전하며, 개폐 레버(80)는 스토퍼(70)에 의하여 정해진 각도만큼만 회전하므로 볼 밸브(1)의 밸브 부재(30)는 개폐 레버(80)와 완전히 동일한 각도만큼 회전하는 것으로 인식되 어 왔다. 그러나, 스토퍼(70)는 스템(40)의 타원형 단면에 끼워져 스템(40)과 함께 회전하면서 스템(40)의 회전 범위를 제한하는데, 스토퍼(70)의 구멍(70i)에 스템(40)이 삽입되기 위해서는 스토퍼(70)의 구멍(70i)과 스템(40)의 외면(40e)에는 약간의 틈새(e)가 존재하게 되고, 밸브 부재(30)를 회전시키기 위해 스템(40)이 회전할 때에 스토퍼(70)가 글랜드 플랜지(60)의 상면에 부착한 상태로만 회전하는 것이 아니라, 스템(40)의 회전 속도에 따라 스토퍼(70)가 도2에 도시된 바와 같이 각도(α)만큼 들뜨는 현상이 발생되기도 한다.

이 경우에는 도3의 스토퍼(70)의 평면도에서 보이는 회전각(θ)에 비하여 스토퍼(70)가 들뜨는 것에 의하여 스템(40)이 더 회전해야만 스토퍼(70)의 회전제한면(70x)이 글랜드 플랜지(60)의 간섭벽(60x)에 접촉하게 되므로, 사용자에 의해 밸브(1)의 개폐 레버(80)는 동일하게 회전되었더라도 실제로 밸브 부재(30)의 회전각이 이에 일치하지 않게 되어 밸브를 통과하는 단위시간당 유량이 매번 불일정해지고, 더욱이, 단위 시간당 유량을 알 수 없게 되는 문제점이 야기된다.

또한, 볼 밸브가 완전 개방 상태로 위치한 경우에도 밸브 부재인 볼에 형성된 연통 유로와 연결하고자 하는 2개의 유로가 완전히 정렬되지 않음에 따라, 밸브 부재(30)의 모서리(30e)가 유체의 유동경로상에 간헐적으로 돌출됨에 따라, 밸브를 통과하는 유체에 유동 저항이 발생되어 유동에 난류가 발생되어 유체가 흐르는 것이 방해되어 이에 의해서도 밸브를 통과하는 유량이 불일정해지는 문제도 야기된다.

따라서, 제1유로와 제2유로를 연결하는 볼 밸브에 있어서 개방 상태에서 개 방할 때마다 매번 일정한 양만큼 신뢰성있게 회전하여 위치함에 따라, 밸브를 통과하는 유체의 단위 시간당 유량이 일정하게 제어될 수 있는 볼 밸브가 절실히 요구되고 있다.

한편, 상기 종래 기술에서 설명한 장치 등의 구성은 오로지 본 발명의 기술적 배경을 이해하기 위하여 기술한 것으로서, 본 발명의 기술 분야의 당업자에게 이미 알려진 선행 기술을 의미하는 것은 아니다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 제1유로와 제2유로를 연결하는 볼 밸브를 개폐하는 데 있어서 개방 상태에서의 밸브 부재의 연통 유로가 연결하고자 하는 제1유로 및 제2유로와 개방할 때마다 일정하게 정렬되도록 함으로써 밸브를 통과하는 단위 시간당 유량을 정확하게 제어할 수 있고, 밸브의 완전 개방 상태에서 밸브를 통과하는 유체의 유동 저항을 최소화할 수 있는 볼 밸브를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

즉, 본 발명은 사용자가 동일한 각도만큼 개폐 밸브 또는 스템을 회전시켜 밸브를 개방시킨 것으로 느끼더라도, 볼 밸브 자체의 오차에 의하여 밸브 부재가 매번 일정한 각도만큼 회전하지 않음에 따라, 연결하고자 하는 유로와 밸브 부재의 연통 유로의 정렬(alignment)의 정도가 매번 달라지게 되고, 이에 의하여 밸브의 개방 상태에서 밸브를 통과하는 단위 시간당 유량이 달라지는 문제점을 해결하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 연결하고자 하는 유로와 밸브 부재의 연통 유로가 일렬로 정렬하는 완전 개방 상태에서, 연결하고자 하는 유로와 밸브 부재의 연통 유로가 완전히 정렬되도록 하여, 밸브를 통과하는 유동에 난류의 발생량을 최소화하여 유동 저항을 최소화하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 밸브 챔버를 구비하고, 상기 밸브 챔버와 연통되는 제1유로와 제2유로를 구비한 밸브 몸체와; 상기 제1유로와 상기 제2유로를 서로 연통시키는 개방 위치와, 상기 제1유로와 상기 제2유로가 연통되지 않도록 막는 폐쇄 위치에 위치할 있도록 회전 가능하게 설치되고, 상기 제1유로와 상기 제2유로를 연결하는 연통 통로가 형성된 볼 형상으로 형성되어, 상기 폐쇄 위치에서는 상기 제1유로와 상기 제2유로 중 하나 이상의 유로를 상기 볼의 구면이 접촉하여 밀폐시키는 것에 의하여 상기 제1유로와 상기 제2유로를 폐쇄시키는 밸브 부재와; 상기 밸브 부재의 회전 중심축에 상기 밸브 부재에 회전력을 전달하도록 상기 밸브 부재에 고정된 스템과; 상기 밸브 몸체와 상기 스템 사이에 개재되어 상기 밸브 챔버를 밀봉하는 패킹 부재와; 상기 스템을 관통공에 끼운 상태로 상기 패킹부의 상부에 위치한 글랜드 플랜지와; 상기 스템을 중앙부에 형성된 끼움 구멍에 관통시킨 상태로 상기 스템과 함께 상기 글랜드 플랜지의 상면에서 회전하는 판형상으로 설치되고, 상기 스템이 미리 정해진 각도만큼 회전하면 회전제한면이 상기 글랜드 플랜지의 간섭면에 간섭되어 더 이상 회전하지 못하게 되는 것에 의해 상기 밸브 부재의 개폐를 위한 회전각을 제한하는 스토퍼와; 상기 스토퍼가 상기 글랜드 플랜지의 스템의 길이 방향으로 들뜨지 않도록 상기 글랜드 플랜지에 형성된 들뜸방지부재를; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 볼 밸브를 제공한다.

즉, 본 발명은, 정해진 각도만큼 밸브 부재를 회전시키고자 설치된 스토퍼가 오히려 끼움 구멍과 스템의 외면 사이의 틈새에 의하여 스템의 회전에 따라 글랜드 플랜지의 상면으로부터 매번 불일정한 양(α)만큼 들뜨게 되고, 이 들뜨는 정도가 커질수록 사용자가 스템을 회전시키기 위해 예정했던 각도보다 더 큰 각도만큼 밸브 부재는 회전하며, 이에 따라, 밸브 부재의 연통 통로는 연결하고자 하는 제1유로 및 제2유로와 정렬되는 상태가 매번 달라지게 되어, 밸브를 통과하는 단위 시간당 유체의 유량이 밸브의 개폐시마다 달라지는 문제점이 발생된다는 것을 새롭게 인식하여, 문제가 되는 스토퍼가 밸브 부재를 회전 구동하는 스템이 회전하는 동안에 글랜드 플랜지의 상면에 항상 들뜨지 않은 상태로 유지시키는 들뜸방지부재를 구비한 것을 기술적 요체로 삼고 있다.

이를 통해, 사용자가 스템을 통해 밸브 부재를 회전시키는 과정에서 스토퍼의 회전제한면이 글랜드 플랜지의 간섭면에 접촉할 때까지 회전시키면, 들뜸방지부재에 의하여 스토퍼가 글랜드 플랜지의 상면으로부터 들뜨는 현상이 억제되므로, 스토퍼의 형상에 의하여 미리 정해진 각도(즉, 스토퍼의 회전제한면 사이의 각도)만큼 만 정확하게 회전하여, 밸브 부재는 항상 미리 정해진 일정한 위치에서 멈추 게 되고, 이에 따라 연결하고자 하는 제1유로 및 제2유로와 밸브 부재의 연통 유로는 매번 정확하게 정렬되어, 밸브를 통과하는 유체의 단위 시간당 유량도 정확하게 제어할 수 있다.

또한, 본 발명은 밸브 부재의 회전을 정확하게 제어할 수 있으므로, 밸브 부재의 연통 통로가 연결하고자 하는 제1유로 및 제2유로에 대하여 정확하게 정렬시키는 것을 가능하게 하므로, 밸브의 완전 개방 상태에서 밸브를 통과하는 유체가 정렬 오류에 의해 발생되는 유동 저항을 최소화할 수 있다.

이 때, 상기 스토퍼의 회전제한면은 서로 90도의 각도를 이루는 2개의 면으로 형성되어, 2개의 회전제한면 중 하나는 글랜드 플랜지의 간섭면 중 하나와 접촉하여 밸브 부재가 완전개방위치에 고정될 수 있도록 하며, 2개의 회전제한면 중 다른 하나는 글랜드 플랜지의 간섭면 중 다른 하나와 접촉하여 밸브 부재가 폐쇄 상태에 고정될 수 있도록 한다. 이에 따라, 밸브 부재는 스토퍼와 함께 회전하는 스템에 의해 스토퍼의 회전제한면의 2개의 면의 사이각의 범위에서만 회전된다. 그리고, 스토퍼의 회전제한면을 90도로 한정함에 따라, 완전개방위치로부터 90도만큼 회전한 폐쇄 상태에서는 연결하고자 하는 제1유로 및 제2유로에 대하여 연통 통로가 수직으로 배열되어 제1유로와 제2유로를 안정적으로 연통되는 것을 막을 수 있는 장점도 얻어진다.

이 때, 상기 들뜸방지부재은 서로 이격되어 서로 마주보는 'ㄱ'자 단면을 포함하도록 상기 글랜드 플랜지에 형성되어 'ㄱ'자의 수평면의 아래쪽에 상기 스토퍼 가 위치하도록 함으로써, 스토퍼는 양측에 위치한 'ㄱ'자 형태의 들뜸방지부재에 의해 회전이 자유로우면서 글랜드 플랜지의 상면으로부터 들뜨는 것도 함께 방지할 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은, 스토퍼에 의해 회전이 제한되는 위치에까지 밸브 부재를 회전시켰더라도, 볼 밸브의 스토퍼의 들뜸 현상에 의해 연결하고자 하는 유로와 밸브 부재의 연통 유로의 정렬이 매번 달라져, 밸브를 통과하는 단위 시간당 유량이 변동될 뿐만 아니라, 완전 개방 상태에서 밸브에서의 유동 저항이 발생되는 것을 근본적으로 해결한 유리한 효과를 갖는다.

즉, 사용자가 동일한 각도만큼 개폐 밸브 또는 스템을 회전시켜 밸브를 개방시킨 것으로 느끼더라도, 볼 밸브 자체의 오차에 의하여 밸브 부재가 매번 일정한 각도만큼 회전하지 않음에 따라, 연결하고자 하는 유로와 밸브 부재의 연통 유로의 정렬(alignment)의 정도가 매번 달라지게 되고, 이에 의하여 밸브의 개방 상태에서 밸브를 통과하는 단위 시간당 유량이 달라지는 문제점을 해결할 수 있게 된다.

그리고, 본 발명은 연결하고자 하는 유로와 밸브 부재의 연통 유로가 일렬로 정렬하는 완전 개방 상태에서, 연결하고자 하는 유로와 밸브 부재의 연통 유로가 완전히 정렬되도록 일정하게 조절하는 것이 가능해지므로, 밸브를 통과하는 유동에 난류의 발생량을 최소화하여 유동 저항을 최소화하는 장점을 갖는다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 관하여 상세히 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 볼 밸브의 개방 상태의 구성을 도시한 사시도, 도8은 도7의 스템과 개폐 레버의 결합 관계를 도시한 분해 사시도, 도9는 도8의 절단선 Ⅸ-Ⅸ에 따른 단면도, 도10은 도7의 종단면도, 도11은 도7의 평면도, 도12는 도7의 횡단면도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 볼 밸브(100)는, 제1연결 배관과 연결되는 제1유로(110a)를 구비한 제1밸브몸체(110)와, 제2연결배관과 연결되는 제2유로(120a)를 구비하고 제1밸브몸체(110)와 밀봉 결합되는 제2밸브몸체(120)와, 제2밸브몸체(120)와 인접한 제1밸브몸체(110)의 내부에 형성된 밸브 챔버(110c)에서 제1유로(110a)와 제2유로(120a)를 선택적으로 개폐하는 연통 유로(130a)가 형성되어 회전 가능하게 설치되는 밸브 부재(130)와, 밸브 부재(130)를 회전시키도록 밸브 부재(130)의 상측에 형성된 직사각형 형태의 홈(131)에 끼워져 밸브 부재(130)를 회전시키는 스템(140)과, 밸브(100)를 통과하는 유체가 외부로 새어나오지 않도록 스템(140)이 노출되는 제1밸브몸체(110)의 플랜지(110b)의 내측에 밀봉 재질로 끼워진 패킹 부재(150)와, 패킹 부재(150)의 상측에 스템(140)이 관통하도록 설치된 글랜드 플랜지(160)와, 글랜드 플랜지(160)의 상면(160a)에서 스템(140)과 함께 회전하여 스템(140)의 회전 범위를 제한하는 스토퍼(170)와, 스토퍼(170)의 양측을 감싸도록 서로 이격된 'ㄱ'자 단면 형상으로 형성된 들뜸 방지 부재(169)와, 스템(140)의 상부와 체결 볼트(148)에 의해 고정되고 스템(140)을 회전시키는 개폐 레버(180)로 구성된다.

상기 제1밸브몸체(110)는 4개의 볼트 통과공(111)이 형성되어, 볼트 통과공(111)과 제1연결배관의 연결부를 함께 관통하는 볼트에 의해 제1연결배관과 연결된다. 그리고, 제1밸브몸체(110)는 제2밸브몸체(120)와 연결부(112,122)를 관통하는 볼트 체결로 연결 조립된다. 이 때, 제1밸브몸체(110)와 제2밸브 몸체(120) 사이에는 씰링 부재(113)가 개재되어, 제1밸브몸체(110)와 제2밸브 몸체(120) 사이를 통해 유체가 외부로 누설되지 않도록 한다.

상기 밸브 부재(130)는 제1유로(110a)와 제2유로(120a)의 내경의 크기로 연통 통로(130a)가 관통하는 볼 형상으로 형성되며, 상단에 직사각형의 끼움홈(131)이 형성되어, 홈(131)과 동일한 직사각형 단면으로 형성된 스템(140)의 하단(141)이 끼움홈(131)에 억지끼움으로 삽입됨으로써, 스템(140)의 회전과 일체로 회전한다.

상기 패킹 부재(150)는 제1밸브 몸체(110)의 플랜지(110b)의 내부에서 회전하는 스템(140)과의 틈새를 통해 밸브(100)를 통과하는 유체가 외부로 누설되지 않도록 스템(140)의 외주면을 감싸도록 제1밸브몸체(110)의 플랜지(110b) 내부에 설치된다.

상기 글랜드 플랜지(160)는 패킹 부재(150)의 밀봉성을 보다 향상시키기 위 하여 패킹 부재(150)을 도10을 기준으로 하방으로 가압 설치되며, 도8에 도시된 바와 같이, 스템(140)이 중앙 관통구멍(161)을 관통하여 스템(140)의 회전에도 비회전 상태로 유지되도록 설치된다.

상기 들뜸방지부재(169)는 글랜드 플랜지(160)와 일체로 성형되어 글랜지 플랜지(160)의 상면(160a)에 서로 이격되어 마주보는 2개의 'ㄱ'자 단면으로 형성되어, 글랜드 플랜지(160)의 일부분을 형성한다. 이에 따라, 도8 또는 도10에 도시된 바와 같이, 들뜸방지부재(169)에 의해 양측부가 둘러싸인 스토퍼(170)는 들뜸방지부재(169)의 수평면의 아래쪽(170c)에 위치하여, 수평면과의 수직 방향으로의 간섭에 의하여 도면부호 170v로 표시된 방향으로 글랜드 플랜지(160)의 상면(160a)에서 들뜨는 것이 방지되는 상태로 글랜드 플랜지(160)에 의해 수용된다. 그리고, 들뜸방지부재(169)의 'ㄱ'자 단면의 수직면은 스토퍼(170)의 회전간섭면(170x, 170y)과 접촉하여 상호 간섭에 의해 스토퍼(170)의 회전을 제한하는 간섭벽(160x, 160y)을 형성한다.

상기 스토퍼(170)는 도8에 도시된 바와 같이 미리 정해진 각도만큼 회전하면 글랜드 플랜지(160)의 간섭벽(160x,160y)에 각각 접촉하는 회전제한면(170x, 170y)이 90도의 각을 이루도록 형성되고, 스템(140)의 상단(141) 단면 형상의 끼움 구멍(171)이 중앙부에는 형성되어 스템(140)을 관통시킨다.

이에 따라, 스템(140)은 스토퍼(170)의 제1회전제한면(170x)가 글랜드 플랜지(160)의 제1간섭벽(160x)과 접촉하는 위치에서부터 스토퍼의 제2회전제한면(170y)가 글랜드 플랜지(160)의 제2간섭벽(1607)과 접촉하는 위치에 이르는 90도 의 회전각만큼만 정확하게 회전할 수 있게 되며, 이 때, 스토퍼(170)가 들뜸방지부재(169)에 의하여 글랜드 플랜지(160)의 상면으로부터 들뜨는 것이 방지되므로, 스템(140)과 일체로 회전하는 밸브 부재(130)도 역시 스토퍼(170)의 회전 범위에 해당하는 90도의 회전 범위에서만 스템(140)의 회전에 따라 정확하게 회전된다.

상기 개폐 레버(180)는 도8 및 도9에 도시된 바와 같이 스템(140)의 상단면의 볼트공(142)에 볼트(148)를 체결하는 것에 의해 고정되고, 동시에 스템(140)의 상단 단면의 형상대로 형성되어 스템(140)과 일체로 회전한다. 이에 따라, 작업자는 개폐 레버(180)를 도면부호 180d로 표시된 방향으로 회전시켜, 볼 밸브(100)의 밸브 부재(130)를 회전시킬 수 있게 되고, 이에 따라 밸브(100)를 완전 개방, 부분개방 또는 폐쇄시킨다.

도면중 미설명 부호인 135는 볼 형상의 밸브 부재(130)의 회전을 지지하고 폐쇄 상태에서 밀봉성을 향상시키도록 설치된 시트이다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 볼 밸브(100)의 작동 원리를 상술한다.

도11은 볼 밸브(100)가 완전 개방 상태인 경우를 도시한 것이다. 즉, 개폐 레버(180)를 도면부호 180d로 표시된 방향으로 회전시켜, 개폐 레버(180)에 의해 스템(140), 스토퍼(170) 및 밸브 부재(130)가 도면부호 170d로 표시된 방향으로 회전되어, 스토퍼(170)의 제1회전제한면(170x)이 글랜드 플랜지(160)의 제1간섭면(160x)에 접촉한 완전 개방 상태이다. 이 때에는, 제1유로(110a)와 제2유로(120a)에 대해 개폐 레버(180)가 평행하게 위치하며, 이 과정에서 스토퍼(170)가 들뜸방지부재(169)의 수평면에 의하여 글랜드 플랜지(160)의 상면(160a)으로부터 들뜨는 것이 방지되므로, 개폐 레버(180)를 회전시켜 개방시킬 때마다 밸브 부재(130)의 연통 유로(130a)는 제1유로(110a) 및 제2유로(120a)와 완전히 정렬된 상태로 항상 일정한 위치로 유지된다. 이에 따라, 종래의 완전 개방 상태에서 밸브 부재(130)의 모서리(30e)가 유체의 유로에 돌출되는 것에 의하여 유동 저항이 발생되던 문제가 발생되지 않는다.

그리고 도11의 개폐 레버(180)를 도면부호 180c로 표시된 방향으로 회전시켜, 개폐 레버(180)에 의해 스템(140), 스토퍼(170) 및 밸브 부재(130)가 도면부호 170c로 표시된 방향으로 회전되어, 스토퍼(170)의 제2회전제한면(170y)이 글랜드 플랜지(160)의 제2간섭면(160y)에 접촉한 폐쇄 상태이다. 이 때에는, 제1유로(110a)와 제2유로(120a)에 대해 개폐 레버(180)가 수직하게 위치하며, 이 과정에서도 스토퍼(170)가 들뜸방지부재(169)의 수평면에 의하여 글랜드 플랜지(160)의 상면(160a)으로부터 들뜨는 것이 방지되므로, 개폐 레버(180)를 회전시켜 폐쇄시키는 과정에서의 미리 정해진 일부 개방 상태에서 밸브 부재(130)의 연통 유로(130a)는 제1유로(110a) 및 제2유로(120a)에 대하여 미리 정해진 위치로 항상 일정하게 유지된다.

상기와 같이, 본 발명에 따른 볼 밸브(100)는 스템(140)과 함께 회전하는 스토퍼(170)가 들뜸방지부재(169)에 의하여 스토퍼(170)가 글랜드 플랜지(160)의 상 면(160a)으로부터 들뜨는 것이 방지되므로, 스토퍼(170)의 회전제한면(170x, 170y)이 각각 글랜드 플랜지(160)의 간섭면(160x, 160y)과 접촉하는 회전 범위 내에서, 스토퍼(170)의 저면이 글랜드 플랜지(160)의 상면에 밀착한 상태로 스템(140)과 일체로 회전하고, 이에 따라, 스템(140)은 스토퍼(170)의 회전 제한면(170x, 170y)이 이루는 미리 정해진 회전 범위(θ)에서만 스토퍼(170)와 함께 회전하여, 종래와 같이 스템(140)이 스토퍼(70)의 형상에 의해 미리 정해진 회전 범위를 초과하여 회전되어야 스토퍼(70)의 회전제한면(70x, 70y)이 글랜드 플랜지(60)의 간섭벽(60x, 60y)에 접촉하게 되는 것을 방지할 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 볼 밸브(100)는 스토퍼(170)의 형상에 의해 미리 정해진 범위(θ)만큼만 정확하게 스템(140)이 회전하게 되고, 스템(140)은 밸브 부재(130)와 일체로 회전하므로, 공장에서 출하 당시 세팅된 대로 제1유로(110a) 및 제2유로(120a)를 밸브 부재(130)의 연통 유로(130a)의 정렬 상태를 항상 일정하게 유지할 수 있으며, 동시에 밸브(100)의 완전 개방 상태에서는 공장에서 출하 당시 세팅된 대로 제1유로(110a) 및 제2유로(120a)에 대하여 밸브 부재(130)의 연통 유로(130a)가 완전히 일렬로 정렬되는 위치로 항상 위치시킬 수 있게 되므로, 밸브(100)를 통과하는 유체에 난류의 발생을 최대한으로 억제하여 유동 저항을 최소화할 수 있는 유리한 효과가 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구 범위에 기 재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.

도1은 종래의 볼 밸브의 개방 상태의 구성을 도시한 외관 사시도

도2는 도1의 종단면도

도3은 도1의 평면도

도4는 도1의 횡단면도

도5는 도1의 밸브 부재와 스템의 결합 상태를 설명하기 위한 분해 사시도

도6은 도1의 볼 밸브의 폐쇄 상태의 구성을 도시한 외관 사시도

도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 볼 밸브의 개방 상태의 구성을 도시한 사시도

도8은 도7의 스템과 개폐 레버의 결합 관계를 도시한 분해 사시도

도9는 도8의 절단선 Ⅸ-Ⅸ에 따른 단면도

도10은 도7의 종단면도

도11은 도7의 평면도

도12는 도7의 횡단면도

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

100: 볼 밸브 110: 제1밸브 몸체

110a: 제1유로 120: 제2밸브 몸체

120a: 제2유로 130: 밸브 부재

130a: 연통 유로 140: 스템

150: 패킹 부재 160: 글랜드 플랜지

160x: 제1간섭벽 160y: 제2간섭벽

169: 들뜸 방지 부재 170: 스토퍼

170x: 제1회전제한면 170y: 제2회전제한면

180: 개폐 레버

Claims (3)

1. 삭제
2. 밸브 챔버를 구비하고, 상기 밸브 챔버와 연통되는 제1유로와 제2유로를 구비한 밸브 몸체와;

   상기 제1유로와 상기 제2유로를 서로 연통시키는 개방 위치와, 상기 제1유로와 상기 제2유로가 연통되지 않도록 막는 폐쇄 위치에 위치할 있도록 회전 가능하게 설치되고, 상기 제1유로와 상기 제2유로를 연결하는 연통 통로가 형성된 볼 형상으로 형성되어, 상기 폐쇄 위치에서는 상기 제1유로와 상기 제2유로 중 하나 이상의 유로를 상기 볼의 구면이 접촉하여 밀폐시키는 것에 의하여 상기 제1유로와 상기 제2유로를 폐쇄시키는 밸브 부재와;

   상기 밸브 부재의 회전 중심축에 상기 밸브 부재에 회전력을 전달하도록 상기 밸브 부재에 고정된 스템과;

   상기 밸브 몸체와 상기 스템 사이에 개재되어 상기 밸브 챔버를 밀봉하는 패킹 부재와;

   상기 스템을 관통공에 끼운 상태로 상기 패킹 부재의 상부에 위치한 글랜드 플랜지와;

   상기 스템을 중앙부에 형성된 끼움 구멍에 관통시킨 상태로 상기 스템과 함께 상기 글랜드 플랜지의 상면에서 회전하는 판형상으로 설치되고, 상기 스템이 미리 정해진 각도만큼 회전하면 상기 글랜드 플랜지의 간섭면에 간섭되어 더 이상 회전하지 못하게 되는 것에 의해 상기 밸브 부재의 개폐를 위한 회전각을 제한하는 스토퍼와;

   상기 스토퍼가 상기 글랜드 플랜지의 스템의 길이 방향으로 들뜨지 않도록 스토퍼의 상측에 위치하는 수평면을 구비하고, 상기 글랜드 플랜지에 형성된 들뜸방지부재를;

   포함하고, 상기 들뜸방지부재는 서로 이격되어 서로 마주보는 'ㄱ'자 단면을 포함하도록 상기 글랜드 플랜지에 형성되어 'ㄱ'자의 수평면의 아래쪽에 상기 스토퍼가 위치하여, 상기 스토퍼가 상기 글랜드 플랜지의 상면으로부터 들뜨는 것이 방지되는 것을 특징으로 하는 볼 밸브.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 들뜸방지부재의 'ㄱ'자 단면 중 수직면이 상기 간섭면을 형성하는 것을 특징으로 하는 볼 밸브

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