KR101169398B1 - 실링장치를 구비한 밸브 - Google Patents

Abstract

밸브의 축조립부를 통해 유체가 새나오는 것을 최소화할 수 있도록, 내부에 관로를 개폐하는 디스크가 설치되는 몸체와, 디스크에 연결되며 몸체 외측으로 연장되는 밸브축, 밸브축을 감싸며 몸체에 설치되는 축조립부, 상기 밸브축 선단에 설치되어 밸브축을 회전시키기 위한 핸들, 상기 축조립부 내에 설치되어 밸브축 사이를 실링하는 실링부를 포함하며, 상기 실링부는 밸브축에 끼워져 축조립부 내부에 설치되는 원통과, 상기 원통 내주면에 설치되어 밸브축과의 사이를 실링하는 적어도 하나 이상의 기밀링, 상기 원통 외주면에 설치되어 축조립체 내측면과의 사이를 실링하는 적어도 하나 이상의 오링을 포함하는 실링장치를 구비한 밸브를 제공한다.

Description

실링장치를 구비한 밸브{VALVE WITH SEALING DEVICE}

본 발명은 밸브에 관한 것이다. 더욱 상세하게 본 발명은 밸브 조작시 축조립부에서 유체가 새는 것을 방지할 수 있는 실링장치를 구비한 밸브에 관한 것이다.

일반적으로, 제철소 내의 여러 설비들은 가스 또는 오일이나 냉각수 등과 같은 유체를 설비로 이송하기 위해 많은 수의 이송관을 설치 운영하고 있다.

이러한 이송관에는 필요에 따라 관로를 개폐하기 위한 수많은 밸브들이 설치된다. 통상 종래의 밸브는 글랜드 패킹(gland packing)을 사용하여 실링하게 되는 데, 패킹의 밀봉기능이 약하고 변형, 손상 등으로 실링이 완전하게 못하다. 따라서 종래의 밸브는 관로 개폐를 위해 핸들 조작시 밸브 축이 움직이는 경우 또는 이송관에 걸리는 유체의 고압력에 의해 밸브 축조립부로 가스가 새나오는 문제점이 있다. 이러한 문제는 이송되는 물질이 오일이나 부식성 물질인 경우 패킹이 변형되거나 마모되어 더욱 심화된다.

예를 들어, CDQ(Coke Dry Quenching) 설비는 코크스 오븐에서 압출된 적열 코크스를 건식 소화하는 설비로, 공정 과정에서 발생하는 부생가스인 COG(Coke Oven Gas; 이하 COG라 한다)는 이송관을 통해 필요한 곳으로 보내지게 된다.

상기 COG는 타르, 암모니아, 조경유, 유황, 황화수소 등의 각종 산성 성분을 포함하고 있다. 이에 밸브 축조립부의 패킹은 COG에 의해 변형되어 가스가 새나오게 된다. 밸브 축조립부를 통해 COG가 새어나오는 경우 유해한 휘발성물질로 인해 작업환경이 오염되고, 각종 설비의 부식이 발생하게 된다.

특히, 고온, 고압, 부식성 물질의 취급과 설비 구조상 밸브를 수평설치하게 되는 데, 이로 인해 밸브 축조립부를 통해 가스가 새어나오는 현상이 더욱 심각해진다.

이에, 밸브의 축조립부를 통해 유체가 새나오는 것을 방지할 수 있도록 된 실링장치를 구비한 밸브를 제공한다.

또한, 산성 화학 물질에 의한 부식을 최소화할 수 있도록 된 실링장치를 구비한 밸브를 제공한다.

이를 위해 본 밸브는 내부에 관로를 개폐하는 디스크가 설치되는 몸체와, 디스크에 연결되며 몸체 외측으로 연장되는 밸브축, 밸브축을 감싸며 몸체에 설치되는 축조립부, 상기 밸브축 선단에 설치되어 밸브축을 회전시키기 위한 핸들, 상기 축조립부 내에 설치되어 밸브축 사이를 실링하는 실링부를 포함하며, 상기 실링부는 밸브축에 끼워져 축조립부 내부에 설치되는 원통과, 상기 원통 내주면에 설치되어 밸브축과의 사이를 실링하는 적어도 하나 이상의 기밀링, 상기 원통 외주면에 설치되어 축조립체 내측면과의 사이를 실링하는 적어도 하나 이상의 오링을 포함할 수 있다.

상기 축조립부는 밸브축을 감싸며 내부에는 상기 원통이 설치되는 외측박스와, 상기 외측박스 내에 축과의 사이에 채워지는 글랜드 패킹, 외측박스 선단에 설치되어 글랜드패킹을 가압하는 패킹누르개를 포함할 수 있다.

상기 글랜드패킹은 상기 외측박스 내에서 원통 외측 선단에 연속적으로 배치된 구조일 수 있다.

상기 원통은 내산성 내식성의 재질로 이루어질 수 있다.

상기 원통은 내주면과 외주면에 각각 상기 기밀링과 오링이 끼워지는 안착홈이 형성될 수 있다.

상기 기밀링은 내식성과 내산성 및 내열성 재질로 이루어질 수 있다.

상기 오링은 내식성과 내산성 및 내열성 재질로 이루어질 수 있다.

이상 설명한 바와 같은 본 장치에 의하면, 밸브의 축조립부에 내식성 및 내산성과 내열성을 갖는 실링부를 설치함으로써, 유체의 누설을 방지할 수 있게 된다.

또한, 독성 가스나 기름 등을 다루는 공정에서 밸브의 누설로 인한 작업환경의 오염을 막아, 설비 사고나 인명피해를 최소화할 수 있게 된다.

또한, 밸브의 축조립부에서 실링부만을 교체하는 것으로 밸브의 실링상태를 계속 최상으로 유지할 수 있어, 밸브 교체에 따른 원가의 낭비를 줄일 수 있게 된다.

도 1은 본 실시예에 따라 실링장치가 구비된 밸브의 구조를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 실시예에 따라 밸브에 설치된 실링장치를 보다 상세하게 도시한 단면도이다.
도 3은 본 실시예에 따른 실링장치의 구조를 도시한 일부 절개 단면도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 설명한다. 본 발명의 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 후술하는 실시예는 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한도내에서 다양한 형태로 변형될 수 있다. 가능한한 동일하거나 유사한 부분은 도면에서 동일한 도면부호를 사용하여 나타낸다.

이하에서 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1과 도 2는 본 실링 장치가 구비된 밸브를 도시하고 있다.

도시된 바와 같이, 밸브(10)는 유체가 이송되는 이송관의 관로 상에 연결되는 몸체(12)와, 몸체(12) 외측면에 설치되는 축조립부(14)를 포함한다.

상기 몸체(12) 내부에는 관로를 개폐하기 위한 디스크(16)가 몸체(12)에 직각방향으로 슬라이딩가능하게 설치된다. 상기 디스크(16)에는 밸브축(18)이 연결되고, 밸브축(18)은 축조립부(14) 내부를 지나 외축으로 연장된다. 상기 밸브축(18)의 외측 선단에는 밸브축(18)을 회전시키기 위한 핸들(20)이 설치된다. 이에 핸들(20)을 돌려주게 되면 회전축이 회전되어 몸체(12) 내부의 디스크(16)가 관로를 개폐하게 된다.

상기 축조립부(14)는 몸체(12) 외측면에 설치되어 상기 밸브축(18)을 감싸는 외측박스(22)와, 외측박스(22)와 밸브축(18) 사이의 기밀 유지를 위해 상기 외측박스(22) 내주면과 밸브축(18) 외주면의 사이에 채워지는 글랜드 패킹(24), 외측박스(22) 선단에 설치되어 글랜드패킹(24)을 가압하는 패킹누르개(26)를 포함한다.

상기 패킹누르개(26)는 외측박스(22)의 선단 플랜지와의 사이에 볼트(28)를 매개로 조립된다. 이에 상기 볼트(28)를 조여주게 되면 패킹누르개(26)가 글랜드패킹(24)을 가압하여 외측박스(22)와 밸브축(18) 사이의 기밀을 유지시키게 된다.

여기서 본 밸브(10)는 상기 축조립부(14) 내에 설치되어 밸브축(18) 사이를 실링하는 실링부(30)를 더 포함한다.

상기 실링부(30)는 축조립부(14)를 이루는 외측박스(22) 내에 구비되며 상기 패킹누르개(26)에 의해 글랜드 패킹(24)과 함께 가압되어 외측박스(22) 내에서 고정된다.

도 3에 도시된 바와 같이 상기 실링부(30)는 밸브축(18)에 끼워져 축조립부(14)의 외측박스(22) 내부에 설치되는 원통(32)과, 상기 원통(32) 내주면에 설치되어 밸브축(18)과의 사이를 실링하는 기밀링(34), 상기 원통(32) 외주면에 설치되어 축조립부(14) 내측면과의 사이를 실링하는 오링(36)을 포함한다. 본 실시예에서 상기 기밀링(34)과 오링(36)은 하나씩 설치된 구조이나, 이에 한정되지 않으며, 원통(32)의 길이방향을 따라 간격을 두고 두 개 이상 설치될 수 있다.

본 실시예에서 상기 축조립부(14) 내부에는 실링을 위한 원통(32)과 글랜드 패킹(24)이 구비되는 데, 원통(32)은 외측박스(22)의 내측 즉, 몸체(12)쪽에 배치되고 글랜드 패킹(24)은 원통(32) 외측 선단에 연속적으로 배치된다. 상기 원통(32)과 글랜드 패킹(24)의 위치는 이에 한정되지 않으며, 원통(32)이 글랜드 패킹(24) 사이에 배치되거나 글랜드패킹(24)이 몸체(12)쪽에 위치할 수 있다.

상기 원통(32)은 대략 외측박스(22)의 내주면과 밸브축(18) 외주면 사이의 폭과 대응되는 두께의 관 구조로 이루어진다. 상기 원통(32)은 상기 원통(32)은 내산성 내식성의 재질이면 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어 상기 원통(32)은 내산성 내식성의 금속 재질로 이루어질 수 있다.

상기 원통(32)의 내주면에는 기밀링(34)이 끼워질 수 있도록 기밀링(34)과 대응되는 크기를 갖는 안착홈(38)이 내주면을 따라 형성된다. 이에 상기 기밀링(34)은 안착홈(38)에 끼워져 원통(32)과 결합된다.

상기원통(32)의 외주면에는 오링(36)이 끼워질 수 있도록 안착홈(39)이 둘레를 따라 형성된다. 이에 상기 오링(36)은 안착홈(39)에 끼워져 원통(32)과 결합된다.

상기 기밀링(34)은 소정 폭으로 형성되는 링구조물로, 원통(32)의 내주면과 밸브축(18)의 외주면 사이의 기밀을 유지하게 된다. 또한, 상기 기밀링(34)은 금속 베어링의 역할을 하여 원통(32) 내에서 밸브축(18)이 보다 원활하게 움직일 수 있게 한다.

본 실시예에서 상기 기밀링(34)은 내식성과 내산성 및 내열성 재질이면 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어 상기 기밀링(34)은 금속 재질 또는 바이톤(viton) 소재로 이루어질 수 있다.

상기 오링(36)은 원통(32)의 외주면과 축조립부(14)의 외측박스(22) 내주면 사이를 밀폐하기 위한 것으로, 상기 오링(36)은 밀폐성이 좋으며, 내식성과 내산성 및 내열성 재질이면 특별히 한정되지 않는다. 본 실시예에서 상기 오링(36)은 고무재질 또는 바이톤(viton) 소재로 이루어질 수 있다.

이하, 본 장치의 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.

밸브(10) 몸체(12) 내부로 유체가 흐르는 과정에서 핸들(20)을 조작하면 밸브축(18)이 축조립부(14) 내에서 상하로 움직이게 된다.

밸브축(18)이 움직일 때 유체의 압력에 의해 축조립부(14)와 밸브축(18) 사이의 틈새를 통해 유체의 누설이 발생하게 되나, 본 밸브(10)는 축조립부(14) 내에 설치된 실링부(30)가 유체의 누설을 원천적으로 차단하게 된다.

즉, 밸브(10) 몸체(12)에서 축조립부(14)의 틈새로 유입된 유체는 원통(32)의 내주면과 밸브축(18) 사이에 설치된 기밀링(34)에 의해 유출이 차단된다. 또한, 원통(32)의 외주면쪽으로 흐르는 유체는 원통(32)의 외주면과 외측박스(22) 내주면 사이에 밀착되어 있는 오링(36)에 역시 유출이 차단된다.

이와 같이 축조립부(14) 내부에서 밸브축(18)과의 틈새가 본 실링부(30)에 의해 완전히 실링되어 유체의 누설이 방지될 수 있는 것이다.

여기서 상기 기밀링(34)과 오링(36)은 자체적으로 내식성 및 내산성과 내열성의 소재로 고온 고압의 부식성 가스에 대해서도 지속적으로 밀봉 상태를 유지할 수 있게 된다.

또한, 본 실링부(30) 외측에 글랜드 패킹(24)이 위치함으로 글랜드 패킹(24)으로는 전혀 유체가 흘러나가지 않게 되어, 글랜드 패킹(24)의 부식이나 변형을 방지하고, 그 수명을 최대한 연장할 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 예시적인 실시예가 도시되어 설명되었지만, 다양한 변형과 다른 실시예가 본 분야의 숙련된 기술자들에 의해 행해질 수 있을 것이다. 이러한 변형과 다른 실시예들은 첨부된 청구범위에 모두 고려되고 포함되어, 본 발명의 진정한 취지 및 범위를 벗어나지 않는다 할 것이다.

10 : 밸브 12 : 몸체
14 : 축조립부 16 : 디스크
18 : 밸브축 20 : 핸들
22 : 외측박스 24 : 글랜드 패킹
26 ; 패킹누르개 30 : 실링부
32 : 원통 34 : 기밀링
36 : 오링 38,39 : 안착홈

Claims (5)

1. 내부에 관로를 개폐하는 디스크가 설치되는 몸체와, 상기 디스크에 연결되며 몸체 외측으로 연장되는 밸브축, 상기 밸브축을 감싸며 몸체에 설치되는 축조립부, 상기 밸브축 선단에 설치되어 밸브축을 회전시키기 위한 핸들, 상기 축조립부 내에 설치되어 밸브축 사이를 실링하는 실링부를 포함하며,
   상기 실링부는 밸브축에 끼워져 축조립부 내부에 설치되는 원통과, 상기 원통 내주면에 설치되어 밸브축과의 사이를 실링하며 베어링 역할을 수행하는 금속재질로 된 적어도 하나 이상의 기밀링, 상기 원통 외주면에 설치되어 축조립체 내측면과의 사이를 실링하는 적어도 하나 이상의 오링을 포함하는 실링장치를 구비한 밸브.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 축조립부는 밸브축을 감싸며 내부에는 상기 원통이 설치되는 외측박스와, 상기 외측박스 내에 축과의 사이에 채워지는 글랜드 패킹, 외측박스 선단에 설치되어 글랜드패킹을 가압하는 패킹누르개를 포함하는 실링장치를 구비한 밸브.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 글랜드패킹은 상기 외측박스 내에서 원통의 외측 선단에 연속적으로 배치된 구조의 실링장치를 구비한 밸브.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 원통은 내주면과 외주면에 각각 상기 기밀링과 오링이 끼워지는 안착홈이 형성된 실링장치를 구비한 밸브.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 원통 또는 상기 기밀링 또는 상기 오링은 내식성과 내산성 및 내열성 재질로 이루어진 실링장치를 구비한 밸브.

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