KR101197372B1

KR101197372B1 - 밸브용 기밀유지 패킹

Info

Publication number: KR101197372B1
Application number: KR20100060640A
Authority: KR
Inventors: 곽경민; 박석균; 전두환
Original assignee: 주식회사 대정밸브; (재)한국섬유기계연구소
Priority date: 2010-06-25
Filing date: 2010-06-25
Publication date: 2012-11-09
Also published as: KR20120000326A

Abstract

본 발명은 기밀유지를 위한 본래의 목적을 충실하게 달성하면서 장기간 사용에 따른 유지 보수를 배제할 수 있어 효율적인 사용과 관리가 가능하도록 한 밸브용 기밀유지 패킹에 관한 것으로서, 중앙에 스템이 통과할 수 있도록 스템홀을 형성하고 외경은 밸브바디와 연접될 수 있도록 환형의 림을 형성하여 개략 링 형상으로 구비하는 패킹바디와, 상기 림의 내경면과 외경면에는 스템과 밸브바디와 안정된 상태의 연접을 가능하게 소정길이의 수직면을 형성하여 밸브를 구성하는 밸브바디와 스템 사이의 미세한 간격을 차단하여 유체의 누출을 방지하는 밸브용 기밀유지 패킹에 있어서;
상기 패킹은 밸브바디에 형성되는 안치턱에 안착 되는 로어패킹과, 상기 로어패킹의 상부에 다수 개 적층 되는 미들패킹과, 상기 미들패킹의 상부에 안착 되어 패킹글랜드로 단속되는 어퍼패킹으로 구성하고, 상기 로어패킹과 미들패킹에는 밸브를 통하여 유통되는 유체의 압력을 전도 받아 패킹바디를 밸브바디와 스템 방향으로 팽창시켜 기밀성을 높이기 위한 유체통로를 형성하여 구성하는 것이 특징이다.

Description

밸브용 기밀유지 패킹{PACKING FOR VALVE}

본 발명은 밸브용 기밀유지 패킹에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 밸브에 장착되는 패킹 자체의 기밀성은 물론 밸브를 통과하는 유체의 압력을 이용하여 패킹의 기밀성을 높일 수 있도록 개선한 패킹의 제공에 관한 것이다.

유체의 흐름을 제어하기 위한 용도로 사용되는 밸브는 다양한 종류가 개발되어 사용되고 있으며, 그 중 버터플라이밸브는 유체의 유량을 적절하게 제어할 수 있는 특징으로 인하여 많이 사용되고 있는 실정이며, 상기와 같이 유체의 유량을 제어하기 위한 목적으로 사용되는 버터플라이밸브의 구성을 도 1을 통하여 살펴보면 다음과 같다.

통상적인 버터플라이밸브(100)는 중앙에 유체가 유통할 수 있도록 유로공(101)을 가지는 밸브바디(102)를 구비하고, 상기 유로공(101)에는 개,폐에 의하여 유량을 제어할 수 있도록 디스크(103)가 작동수단에 의하여 회전작동하는 스템(104)과 연결된다.

상기 디스크(103)와 밸브바디(102) 사이에는 기밀을 유지하기 위한 수단으로 밸브시트(105)를 개재하여 시트리테이너(106)로 단속하고, 상기 스템(104)의 하단에는 기밀유지를 위하여 기밀재(107)를 개재하여 커버(108)로 마감한다.

상기 스템(104)의 상측에도 스템(104)의 원활한 작동성을 보장할 수 있도록 스템베어링(109)을 개재하고, 스템(104)과 밸브바디(102) 사이를 통하여 유체가 누출되는 것을 방지할 수 있도록 패킹(110)을 개재한 후 패킹글랜드(Packing Gland,111)로 마감하고 있는 구성이다.

종래에도 밸브스템과 밸브바디 사이를 통하여 유체가 누출되는 것을 방지하기 위하여 패킹(1)이 적용되고 있었으며, 이를 5를 통하여 살펴보면 다음과 같다.

중앙에 스템(2)이 통과할 수 있도록 스템홀(3)을 형성하고 외경은 밸브바디(4)와 연접될 수 있도록 환형의 림(5)을 가지도록 한 개략 링 형상의 패킹바디(6)를 구비한다.

상기 림(5)은 상측은 산 형상으로 돌출된 돌출부(7)가 형성되고 저면에는 하측에 연접되는 패킹바디(6)의 돌출부(7)에 안착 될 수 있도록 산 형상의 요입부(8)를 형성하고, 림(5)의 내경면과 외경면에는 스템(2)과 밸브바디(4)와 안정된 상태의 연접을 가능하게 소정길이의 수직면(10)을 형성하여 구성된다.

상기와 같은 패킹은 다수 개를 적층 하듯이 스템과 결합한 후 패킹글랜드로 단속하여 사용하게 되는 데, 이 과정에서 패킹이 기밀을 유지하는 과정을 살펴 보면 다음과 같다.

스템에 결합 된 패킹의 상측을 패킹글랜드가 가압하게 되므로 각각의 패킹바디의 산 형상으로 형성된 돌출부와 요입부가 산 형상에서 펼쳐지면서 패킹바디의 내경면은 스템과 연접되고 패킹바디의 외경면은 밸브바디와 연접되어 기밀을 유지하게 된다.

이러한 상태에서 스템이 디스크를 작동시키는 과정에서 패킹바디의 내경면이 마모가 발생하게 되는 데, 이때에는 주기적으로 패킹글랜드를 조여 적층 된 각각의 패킹을 가압하여 스템과 밸브바디 방향으로 변형(확장)을 일으켜 기밀을 유지할 수 있도록 하게 된다.

그러나, 밸브를 사용하는 과정에서 밸브의 마모상태를 시각적으로 확인할 수 없기 때문에 유체의 누설을 작업자 또는 관리자에 의하여 시각적으로 확인되기 이전까지는 누설상태를 확인하지 못하여 정상적인 기밀상태를 유지하는 것이 어렵게 된다.

뿐만 아니라 밸브를 초기에 조립한 상태에서도 각각의 패킹이 정상적으로 결합되어 스템 또는 밸브바디와 기밀상태를 유지하고 있는지 확인하는 것이 어렵게 되고, 이 경우에도 유체를 통과시켜 기밀을 시각적으로 확인한 후 패킹글랜드를 조절하여 기밀상태를 유지하여야 하는 불편이 따른다.

패킹글랜드를 조절하여 다단으로 적층 된 패킹을 가압하여 기밀성을 조절하기 때문에 최하단과 최상단에 위치한 패킹에는 가압력이 과도하게 전도되고 중간에 위치한 패킹에는 패킹글랜드의 조절력 전달이 미약하기 때문에 기밀을 유지하는 데 균일성을 유지하지 못하고 편차를 가지는 형태가 되므로 유체가 패킹을 통하여 누출되는 현상을 원천적으로 봉쇄하는 것이 불가능하기 때문에 밸브의 전체적인 품질을 저하시키는 등 여러 문제점이 발생하고 있는 실정이다.

이에 본 발명에서는 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 발명한 것으로서 중앙에 스템이 통과할 수 있도록 스템홀을 형성하고 외경은 밸브바디와 연접될 수 있도록 환형의 림을 형성하여 개략 링 형상으로 구비하는 패킹바디와, 상기 림의 내경면과 외경면에는 스템과 밸브바디와 안정된 상태의 연접을 가능하게 소정길이의 수직면을 형성하여 밸브를 구성하는 밸브바디와 스템 사이의 미세한 간격을 차단하여 유체의 누출을 방지하는 밸브용 기밀유지 패킹에 있어서;

상기 패킹은 밸브바디에 형성되는 안치턱에 안착 되는 로어패킹과, 상기 로어패킹의 상부에 다수 개 적층 되는 미들패킹과, 상기 미들패킹의 상부에 안착 되어 패킹글랜드로 단속되는 어퍼패킹으로 구성하고, 상기 로어패킹과 미들패킹에는 밸브를 통하여 유통되는 유체의 압력을 전도 받아 패킹바디를 밸브바디와 스템 방향으로 팽창시켜 기밀성을 높이기 위한 유체통로를 형성하여 구성함으로써, 기밀유지를 위한 본래의 목적을 충실하게 달성하면서 장기간 사용에 따른 유지 보수를 배제할 수 있어 효율적인 사용과 관리가 가능한 특징을 가진다.

본 발명은 패킹을 이용하여 스템과 밸브바디 사이에 기밀을 유지할 때 밸브를 통과하는 유체의 압력을 유입시켜 유체 압력으로 패킹을 확장 또는 팽창시켜 패킹이 스템과 밸브바디와 긴밀한 상태의 밀착을 이루어 패킹을 별도로 가압하지 않다도 기밀성을 확보할 수 있도록 함으로서 패킹 본래의 목적을 충실하게 달성하면서 밸브의 품질과 내구성을 향상시켜 대외적인 경쟁력의 우위에 있을 수 있는 등 다양한 효과를 가지는 발명이다.

도 1은 본 발명을 설명하기 위하여 도시한 밸브를 도시한 분해 상태의 사시도.
도 2는 본 발명의 기술이 적용된 밸브용 기밀유지 패킹을 도시한 분해 상태의 사시도.
도 3은 본 발명의 기술이 적용된 밸브용 기밀유지 패킹을 결합한 상태를 도시한 단면도.
도 4는 본 발명의 기술이 적용된 밸브용 기밀유지 패킹을 장착한 상태를 도시한 단면도.
도 5는 종래 기술이 적용된 밸브용 기밀유지 패킹을 도시한 구성도.

이하 첨부되는 도면과 관련하여 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 구성과 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명을 설명하기 위하여 도시한 밸브를 도시한 분해 상태의 사시도, 도 2는 본 발명의 기술이 적용된 밸브용 기밀유지 패킹을 도시한 분해 상태의 사시도, 도 3은 본 발명의 기술이 적용된 밸브용 기밀유지 패킹을 결합한 상태를 도시한 단면도, 도 4는 본 발명의 기술이 적용된 밸브용 기밀유지 패킹을 장착한 상태를 도시한 단면도로서 함께 설명한다.

통상적인 버터플라이 등과 같이 유체의 유통을 제어하는 밸브(100)는 중앙에 유체가 유통할 수 있도록 유로공(101)을 가지는 밸브바디(102)를 구비하고, 상기 유로공(101)에는 개,폐에 의하여 유량을 제어할 수 있도록 디스크(103)가 작동수단에 의하여 회전작동하는 스템(104)과 연결된다.

상기 패킹(110)은 중앙에 스템(104)이 통과할 수 있도록 스템홀(112)을 형성하고 외경은 밸브바디(102)와 연접될 수 있도록 환형의 림(113)을 형성하여 개략 링 형상의 패킹바디(114)를 구비한다.

상기 림(113)의 내경면과 외경면에는 스템(104)과 밸브바디(102)와 안정된 상태의 연접을 가능하게 소정길이의 수직면(117)을 형성하여 구성된다.

본 발명에서는 상기 패킹(110)을 개선하여 밸브(100)를 유통하는 유체의 압력을 전도 받아 밸브바디(102)와 스템(104) 사이의 기밀을 유지할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

이를 위하여 본 발명의 패킹(110)은 밸브바디(102)에 형성되는 안치턱(119)에 안착 되는 로어패킹(120)과 상기 로어패킹(120)의 상부에 다수 개 적층 되는 미들패킹(121)과 상기 미들패킹(121)의 상부에 안착 되어 패킹글랜드(111)로 단속되는 어퍼패킹(122)으로 구성한다.

상기 로어패킹(120)과 어퍼패킹(122)의 저면과 상면에는 안치턱(119)과 패킹글랜드(111)와 밀착될 수 있도록 평평한 밀착부(125)를 형성하고, 상기 로어패킹(120)의 상면과 미들패킹(121)의 상면에는 산 형상의 돌출부(126)를 형성하고, 미들패킹(121)과 어퍼패킹(122)의 저면에는 산 형상의 요입부(127)를 형성하하여 로어패킹(120) 위치에 미들패킹(121)이 안착 되고, 미들패킹(121) 위에 어퍼패킹(122)이 안착 되는 형태가 되도록 한다.

상기 로어패킹(120)과 미들패킹(121)에는 밸브(100)를 통하여 유통되는 유체의 압력을 전도 받아 각각의 미들패킹(121)을 구성하는 패킹바디(114)를 밸브바디(102)와 스템(104) 방향으로 팽창시켜 기밀성을 높이도록 하기 위한 유체통로(130)를 형성한다.

상기 어퍼패킹(122) 또는 최상단에 적층 되는 미들패킹(121)에는 유통홀(130)을 형성하지 않음으로써 유체가 패킹(110) 외부로 누출되는 것을 방지할 수 있도록 하는 것이 바람직할 것이다.

상기 유체통로(130)는 하나의 패킹바디(114)에 하나의 홀을 형성하는 형태 또는 패킹바디(114)에 다수 개를 형성하는 형태 등 다양하게 실시할 수 있을 것이므로 구체적인 형상이나 형태를 한정하는 설명은 생략하도록 한다.

특히 로어패킹(120)에 형성되는 유체통로(130)는 패킹바디(114)의 돌출부(126) 중앙에 형성하여 유체압력이 어느 한 방향으로 편중되지 않은 상태로 미들패킹(121)으로 전달할 수 있도록 하는 것이 좋다.

상기와 같은 본 발명의 기술이 적용된 패킹(110)이 밸브바디(102)와 스템(104) 사이에 개재되어 기밀을 유지하는 과정을 살펴보면 다음과 같다.

패킹(110)의 조립이 완료된 후 밸브(110)를 통과하는 유체를 제어하게 되는 데, 이 과정에서 유체 및 유체의 압력이 패킹(110)으로 전도되고 패킹글랜드(111)가 상측에서 가압하는 힘과 더불어 유체압력이 하측에서 가하는 힘에 의하여 패킹(110)은 밸브바디(102)와 스템(104) 방향으로 팽창되어 기밀을 유지하게 되는 것이다.

이를 구체적으로 살펴보면, 유체가 밸브(100)를 통과하게 되면 유체의 압력이 밸브바디(102)와 스템(104) 사이의 미세함 틈으로 유입되어 패킹(110)을 구성하는 로어패킹(120)의 저면으로 유입된 후 유체통로(130)를 통하여 다단으로 적층된 미들패킹(121)으로 공급된다.

그러면, 유체압력에 의하여 미들패킹(121)은 상,하 방향과 더불어 좌,우 방향으로 팽창하게 되고, 동시에 어퍼패킹(122)의 상부에 위치한 패킹글랜드(111)가 아래 방향으로 가압력을 발생시키므로 패킹바디(114)와 밸브바디(102) 및 스템(104)과 긴밀한 상태의 밀착을 이루게 되어 유체의 누출을 방지할 수 있게 되는 것이다.

특히 본 발명에서는 밸브(100)를 통과하는 유체의 압력에 따라 패킹(110)에 전도되는 압력이 달라지고 그에 맞게 패킹(110)의 팽창상태가 달라지게 되므로 기밀유지가 용이하게 되는 것은 물론, 밸브(100)의 장기간 사용으로 밸브바디(102) 또는 스템(104)과 연접되는 면의 마모가 있더라도 마모되는 양만큼 압력이 작동하여 패킹(110)을 더 팽창시키므로 기밀 유지에 지장을 초래하지 않게 되는 것이다.

이러한 본 발명은 주기적으로 패킹글랜드를 조여 패킹을 가압하여야 하는 불편이 없으면서 밸브를 통과하는 유체의 압력을 이용하여 패킹을 팽창시켜 밸브바디와 스템 사이의 미세한 간격을 차단하여 기밀성을 높일 수 있고, 장기간 사용에 따른 별도의 유지 보수에 따르는 노력과 비용을 절감할 수 있는 등 다양한 장점을 가진다.

100; 밸브
102; 밸브바디
104; 스템
110; 패킹
114; 패킹바디
120; 로어패킹
121; 미들패킹
122; 어퍼패킹
125; 밀착부
126; 돌출부
127; 요입부
130; 유체통로

Claims

중앙에 스템(104)이 통과할 수 있도록 스템홀(112)을 형성하고 외경은 밸브바디(102)와 연접될 수 있도록 환형의 림(113)을 형성하여 링 형상으로 구비하는 패킹바디(114)와;
상기 림(113)의 내경면과 외경면에는 스템(104)과 밸브바디(102)와 안정된 상태의 연접을 가능하게 소정길이의 수직면(117)을 형성하여 밸브(100)를 구성하는 밸브바디(102)와 스템(104) 사이의 미세한 간격을 차단하여 유체의 누출을 방지하는 밸브용 기밀유지 패킹(110)에 있어서;
상기 패킹(110)은 밸브바디(102)에 형성되는 안치턱(119)에 안착 되는 로어패킹(120)과;
상기 로어패킹(120)의 상부에 다수 개 적층 되는 미들패킹(121)과;
상기 미들패킹(121)의 상부에 안착 되어 패킹글랜드(111)로 단속되는 어퍼패킹(122)으로 구성하고;
상기 로어패킹(120)과 어퍼패킹(122)의 저면과 상면에는 안치턱(119)과 패킹글랜드(111)와 밀착될 수 있도록 평평한 밀착부(125)를 형성하고, 상기 로어패킹(120)의 상면과 미들패킹(121)의 상면에는 산 형상의 돌출부(126)를 형성하고, 미들패킹(121)과 어퍼패킹(122)의 저면에는 산 형상의 요입부(127)를 형성하하여 로어패킹(120) 위에 미들패킹(121)이 안착 되고, 미들패킹(121) 위에 어퍼패킹(122)이 안착 되도록 하고;
상기 로어패킹(120)과 미들패킹(121)에는 밸브(100)를 통하여 유통되는 유체의 압력을 전도 받아 패킹바디(114)를 밸브바디(102)와 스템(104) 방향으로 팽창시켜 기밀성을 높이기 위한 유체통로(130)를 형성하는 것을 특징으로 하는 밸브용 기밀유지 패킹.
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