KR101316987B1 - 회전식 밸브를 위한 밸브 스템 어셈블리 및 방법 - Google Patents

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월드와이드 오일필드 머신, 아이엔씨.
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Abstract

밸브 몸체는 밸브 스템 개구를 갖는다. 밸브 스템은 밸브 스템 개구보다 큰 확장된 부분을 포함하여, 밸브 몸체에 대해 밸브 스템의 방사상 바깥 방향을 향하는 움직임을 제한함으로써 밸브 몸체 내에 밸브 스템을 고정한다. 회전 부재는 상부 및 하부 보스를 포함한다. 밸브 몸체의 마주보는 단부들로부터 삽입될 수 있는 분리된 컴포넌트를 갖는 상부 및 하부 분리된 트러니언은, 회전 부재의 회전을 허용하도록 상부 및 하부 보스를 회전 가능하게 지지하고, 밸브의 축 방향 흐름 경로의 축 방향 움직임을 방지하기 위해 사용된다.

Description

회전식 밸브를 위한 밸브 스템 어셈블리 및 방법{VALVE STEM ASSEMBLY FOR ROTARY VALVE AND METHOD}
본원은 2010년 3월 31일 출원된 미국 가출원번호 61/319,342 및 2010년 5월 11일 출원된 미국 가출원번호 61/333,517을 기초로 우선권을 주장한다.
본 발명은 일반적으로 회전식 밸브에 관한 것이며, 보다 구체적으로, 개선된 밸브 스템 어셈블리에 관한 것이다.
큰 직경의 회전식 밸브, 예컨대 볼 밸브 및 플러그 밸브는 밸브 몸체 내에 회전 요소를 고정시키기 위해 일반적으로 트러니언을 이용할 수 있다. 다시 말해, 회전 요소는 장착되는 트러니언이다. 회전 요소의 트러니언 장착의 대안으로서, 작은 밸브는 밸브 몸체 내에 회전 요소가 부양되게 할 수 있다. 세 개의 작은 밸브에서, 그 후, 확장된 단부가 밸브 몸체 내에 밸브 스템을 유지시키도록 밸브 스템 상에 제공될 수 있다. 밸브 스템의 확장된 단부는 밸브 몸체 내에 밸브 스템을 고정시켜 사실상 충격을 견디게 한다. 하지만, 트러니언이 장착된 회전 요소에 대하여, 확장된 단부는 밸브 스템 및 회전 요소가 트러니언의 존재로 인해 몸체에 삽입될 수 없어 사용될 수 없다.
따라서, 지난 수십년 동안 사용된 밸브에서, 트러니언이 장착된 회전 요소는 밸브 몸체에 밸브 스템을 고정시키기 위해 외부 플레이트를 이용하였다. 플레이트는 밸브 몸체 상에 볼트로 조여진다. 그리하여, 밸브 스템은 확장된 단부를 가질 수 있는데, 상기 확장된 단부는 밸브 상에 불트로 조여지는 플레이트 내의 개구보다 크지만, 스템이 회전 요소와 맞물리고 회전하기 위해 사용되는 회전식 밸브 내의 개구보다는 크지 않다.
하지만, 수십년 동안 사용되어온 이러한 타입의 밸브에 있어서, 밸브를 반복적으로 개폐함으로써 액추에이터에 의해 생성되는 힘은, 몸체에 플레이트를 유지시키는 볼트에, 밸브가 압력 하에 있는 경우 밸브 스템이 밸브로부터 벗어날 수 있는 가능성이 존재함에 따른 피로를 유발한다.
전술한 종래기술은 트러니언이 장착된 회전 요소를 사용하여 밸브의 압력 영역 내에 밸브 스템을 유지시키기 위해, 몸체에 볼트를 조이거나 임의의 종류의 파스터를 사용하는 것에 의존하지 않는 설계를 보여주지 못한다. 통상의 기술자는 본 발명이 전술한 필요성 및 이후 논의되는 다른 필요성, 해결책을 다루는 것을 인식할 것이다.
본 발명의 목적은 개선된 회전식 밸브를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 트러니언이 장착된 회전 요소를 사용하여 블로우 아웃(blowout) 내력을 갖는 밸브 스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 회전 요소가 장착된 트러니언이며, 밸브 스템이 유지되는 밸브 몸체를 제공하는 것이다.
본 발명의 이러한 그리고 다른 목적, 특징 및 장점은 도면, 여기에서 제공되는 설명 및 첨부된 청구항으로부터 명백해질 것이다. 하지만, 본 발명의 전술한 목적 및/또는 장점은 단지 본 발명의 양태를 용이하게 이해하는 것을 돕기 위한 것이며, 어떠한 경우에도 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않으며, 따라서 목적 및/또는 특징 및/또는 장점의 종합적이거나 제한적인 리스트를 형성하지 않음이 이해될 것이다.
따라서, 본 발명은, 밸브 스템 개구를 갖는 밸브 몸체를 포함하는 회전식 밸브를 제공한다. 밸브 스템은 밸브 스템 개구의 내부 직경보다 큰 최대 직경을 갖는 확장된 부분을 포함하여, 밸브 몸체에 대해 밸브 스템의 방사상 바깥 방향을 향하는 움직임을 제한함으로써 밸브 몸체 내에 밸브 스템을 고정시킨다. 제 1 세트의 분리된 지지 요소는 밸브 몸체의 마주보는 측들로부터 밸브 몸체 내에 장착 가능한 적어도 두 개의 분리 가능한 섹션을 포함한다. 밸브 몸체 내에 장착되는 경우, 제 1 세트의 분리된 지지 요소는 그 결과 제 1 개구를 형성한다.
일 실시예에서, 회전 부재는 제 1 세트의 분리된 지지 요소 내에 형성되는 제 1 개구 내에 배치되는 제 1 연장부를 가지며, 상기 제 1 연장부는 제 1 개구 내에서 회전 가능하다. 제 1 연장부는 상기 밸브 몸체 내에서 밸브 몸체와 상호 연결 가능하고, 회전 부재는 밸브 스템의 회전에 대응하여 회전한다.
일 실시예에서, 회전식 밸브는 밸브 몸체의 마주보는 측들로부터 밸브 몸체 내에 장착 가능한 적어도 두 개의 분리 가능한 섹션을 갖는 제 2 세트의 분리된 지지 요소를 더 포함할 수 있다.
또 다른 가능한 실시예에서,상기 제 2 세트의 분리된 지지 요소는 밸브 몸체 내에 장착되는 경우, 그 결과 제 2 개구를 형성한다. 이러한 실시예에서, 회전 부재 상의 제 2 연장부는 제 1 연장부로부터 회전 부재의 반대편 측 상에 배치된다. 제 2 연장부는 제 1 세트의 분리된 지지 요소 내에 형성되는 제 2 개구 내에 배치되고, 제 1 연장부는 제 2 개구 내에서 회전 가능하다.
회전식 밸브는 제 1 연장부 주위에서 제 1 개구 내에 장착되는 제 1 베어링 및 제 2 연장부 주위에서 제 2 개구 내에 장착되는 제 2 베어링을 더 포함할 수 있다.
회전식 밸브는 밸브 몸체에 장착 가능한 제 1 단부 커넥터 및 상기 제 1 섹션의 반대편에서 밸브 몸체에 장착 가능한 제 2 단부 커넥터를 더 포함한다. 제 1 단부 커넥터 및 제 2 단부 커넥터는 함께 밸브 몸체 내에 분리된 지지 요소를 고정한다.
일 실시예에서, 회전식 부재는 볼 형상이다. 일 실시예에서, 제 1 연장부는 실린더형이다.
회전식 밸브는, 밸브 몸체의 내표면과 맞물리고 밸브 스템의 확장된 부분 상에 장착되는 스템 트러스트 와셔를 더 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 회전식 밸브를 제조하는 방법은, 밸브 몸체 내에 밸브 스템을 유지시키도록 개구를 통과하지 않는 밸브 스템의 확장된 단부를 이용하여, 밸브 몸체 내의 개구를 통해 밸브 스템을 삽입하는 단계를 포함한다.
다른 단계는, 밸브 몸체 내에 회전 요소를 삽입하는 단계로서, 회전 요소의 상부 연장부는 밸브 스템과 맞물리는, 삽입 단계; 및 밸브 몸체의 마주보는 단부들로부터 제 1 세트의 분리된 지지 요소를 삽입함으로써 회전 운동을 위해 회전식 밸브 상에 제 1 연장부를 지지하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 방법은, 밸브 몸체의 마주보는 단부들로부터 제 2 세트의 분리된 지지 요소를 삽입함으로써 회전 운동을 위해 회전식 밸브 상에 제 2 연장부를 지지하는 단계를 포함할 수 있다. 이 경우, 방법은, 밸브 몸체 내에 제 1 세트의 분리된 지지 요소 및 제 2 세트의 분리된 지지 요소를 고정하기 위해 제 1 단부 커넥터 및 제 2 단부 커넥터를 이용하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은, 제 1 연장부 주위에 제 1 베어링을 배치하는 단계 및 제 2 연장부 주위에 제 2 베어링을 배치하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 방법은, 밸브 몸체의 내표면과 맞물리도록 밸브 스템의 확장된 부분 상에 트러스트 와셔를 배치하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 방법은, 제 1 연장부를 수용하는 제 1 개구를 형성하는 제 1 세트의 분리된 지지 요소를 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
또 다른 가능한 실시예에서, 회전식 밸브는 밸브 스템 개구를 갖는 밸브 몸체 및 밸브 스템을 고정시키도록, 밸브 스템 개구보다 큰 확장된 부분을 갖는 밸브 스템을 포함할 수 있다. 회전 부재는 제 1 측에 제 1 부분을 포함할 수 있다. 제 1 세트의 분리된 지지 요소는 밸브 몸체의 마주보는 측들로부터 밸브 몸체 내에 장착 가능한 적어도 두 개의 분리 가능한 섹션을 포함할 수 있다. 제 1 세트의 분리된 지지 요소는 회전 부재의 제 1 부분이 회전 운동을 하게 한다. 회전 부재는 밸브 몸체 내에서 밸브 스템과 상호 연결 가능하고, 회전 부재는 밸브 스템의 회전에 대응하여 회전한다. 회전 부재는 제 1 측의 반대편에서 회전 부재의 제 2 측에 제 2 부분을 포함한다.
일 실시예에서, 제 2 세트의 분리된 지지 요소는 밸브 몸체의 마주보는 측들로부터 밸브 몸체 내에 장착 가능한 적어도 두 개의 분리 가능한 섹션을 포함할 수 있다. 밸브 몸체 내에 장착되는 경우, 제 2 세트의 분리된 지지 요소는 회전 부재의 제 1 부분이 회전 운동을 하게 하고, 밸브를 통한 흐름 경로의 측 방향에 따르는 축방향 움직임을 방지한다.
일 실시예에서, 회전 부재의 제 1 부분은 제 1 실린더형 연장부를 포함하고, 회전 부재의 제 2 부분은 제 2 실린더형 연장부를 포함한다.
또 다른 실시예에서, 회전식 밸브는 밸브 스템 개구를 갖는 밸브 몸체 및 밸브 몸체 내에 밸브 스템을 고정시키도록 밸브 스템 개구보다 상대적으로 확장된 단부를 갖는 밸브 스템을 포함할 수 있다.
회전 부재는 상부 및 하부 보스를 포함할 수 있다. 상부 및 하부 분리된 트러니언은 회전 부재의 회전을 위해 상부 및 하부 보스를 회전 가능하게 지지하기 위해 이용될 수 있다.
회전식 밸브는 상부 및 하부 보스 주위에 상부 및 하부 트러니언 베어링을 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 회전식 밸브를 제조하는 방법은, 밸브 몸체 내의 개구를 통해 밸브 스템을 삽입하는 단게를 포함할 수 있으며, 개구는 밸브 몸체 내에 밸브 스템의 상대적으로 확장된 부분을 유지시킨다.
다른 단계는, 밸브 몸체 내에 회전 요소를 삽입하는 단계를 포함할 수 있으며, 상부 보스는 밸브 스템과 맞물리며, 그러한 밸브 스템은 밸브 스템의 확장된 부분일 수 있다.
추가적으로, 방법은, 밸브 몸체의 마주보는 단부들로부터 상부 및 하부 분리된 트러니언 요소를 삽입함으로써 회전식 밸브 상에 상부 및 하부 보스를 지지하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 다른 목적, 특징 및 부수적인 사항들은 첨부된 도면을 함께 고려하는 경우, 보다 명확히 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 하나의 가능한 실시예에 따른 밸브 스템 및 분리된 트러니언을 유지시키는 몸체를 갖는 회전식 밸브를 도시하는 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 하나의 가능한 실시예에 따른 도 1의 회전식 밸브를 도시하는 부분적인 섹션에 대한 사시도이다.
본 발명이 여기에서 바람직한 실시예와 관련하여 서술될 것이지만, 그러한 실시예로 본 발명이 제한되지 않는다. 오히려, 그러한 실시예는 본 발명의 사상에 포함되고, 첨부된 청구항에 정의되는 모든 대안, 수정 및 등가물을 포함하도록 의도된다.
이제 도면, 보다 구체적으로 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명은 밸브 몸체(12) 내의 몸체부에 유지되는 밸브 스템(16)을 제공하는 회전식 밸브(10), 이 경우 볼(ball) 밸브를 교시한다.
밸브 몸체(12)는 내부에 밸브 스템 개구(14)를 갖는다. 일 실시예에서, 밸브 스템 개구(14)는 스트레이트 사이드(straight-sided) 실린더형 개구이다. 하지만, 밸브 스템 개구(14)는 또한 다른 구성을 가질 수 있다. 밸브 스템(16)은 밸브 스템(16)의 일 단부에 역시 실린더형으로 형성될 수 있는 확장된 부분(20)을 갖는 실린더형의 신장된(elongate) 몸체(18)를 포함할 수 있다. 확장된 부분(20)은 밸브 스템 개구(14)보다 직경이 커서, 밸브 몸체(12)의 벽(24)의 최대 강도에 의해 밸브 몸체(12) 내에 유지되고, 볼트 또는 파스너(fasteners) 상에 의지할 필요가 없다.
확장된 부분(20)은 다른 방식으로 형성될 수 있고, 이러한 실시예에서, 밸브 스템의 방사상 바깥 방향으로의 움직임을 제한하고 밸브 몸체(12) 내에서 밸브 스템(16)을 유지시키도록, 밸브 몸체 벽(24)의 내표면 또는 밸브 스템 개구(14)의 내부와 직집적으로 또는 간접적으로 맞물리는 밸브 스템(16)의 임의의 확장된 컴포넌트 또는 부분을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 확장된 부분(20)은 밸브 스템 개구(14)에 대해 확장되는 스러스트 베어링(thrust bearing) 등을 포함할 수 있다.
또 다른 예에서, 밸브 스템(16)은 밸브 스템 개구(14)의 원뿔형 또는 가늘어지는 부분과 맞물리는 원뿔형 또는 가늘어지는 부분을 포함한다. 따라서, 밸브 스템 개구(14) 및 밸브 스템(16)은 임의의 적합한 비율로 설계되어, 밸브 스템(16)은 밸브 스템 개구(14)의 적어도 일부보다 큰 직경을 갖는 부분을 갖고, 그리하여 밸브 스템(16)은 밸브 몸체(12) 내에 유지된다.
이러한 실시예의 조립 중, 밸브 스템(16)의 실린더형의 신장된 몸체(18)는 밸브 몸체(12) 내의 밸브 스템 개구(14)의 내측으로 삽입된다. 그 후, 확장된 부분(20)은 밸브 몸체(12)의 몸체 내부(22)에 배치되고, 밸브 몸체(12)의 내표면은 밸브 스템(16)의 방사상 바깥 방향으로의 움직임을 더 방지한다. 이러한 방식에서, 밸브 몸체(12)의 벽(24)의 두께는 밸브 몸체(12) 내의 밸브 스템(16)을 단단히 유지시키고, 몸체에 유지되는 밸브 몸체(16)에 대한 블로우 아웃(blow out) 내력을 만든다. 밸브 스템 개구(14)를 통한 삽입 전, 밀봉부, 베어링 등이 밸브 스템(16) 상에서 이용될 수 있다. 다수의 그러한 부품에 대한 가능한 배치가 있지만, 이러한 실시예에서, 스템 스러스트 와셔(68), 상부 스템 밀봉부(70) 및 O-링 스템 밀봉부(72)가 이용된다. 그 후, 스템 스러스트 와셔(68)는 밸브 몸체(12)의 벽(24)의 내표면과 맞물린다.
이러한 실시예에서, 몸체에 유지되는 밸브 스템(16)과 트러니언(trunnion)이 장착된 회전식 밸브(10)의 조립을 가능하게 하기 위해, 분리된 상부 및 하부 트러니언(26 및 28)이 이용된다. 분리된 트러니언은 밸브 몸체(12)의 마주보는 측으로부터 삽입될 수 있는 개별적인 컴포넌트(26a, 26b 및 28a, 28b)를 포함한다.
컴포넌트의 설계에 따라, 하부 트러니언(28)은 요구되는 경우 하부 측 상에 밸브 스템의 필요성이 없음으로 인해 분리될 필요가 없을 수 있다. 하지만, 바람직하게는 적어도 하나의 상부 트러니언(26)은 분리되어, 상부 트러니언(26)은 회전 요소(30)가 밸브 몸체(12)에 삽입되고 밸브 스템(16)이 밸브 몸체에 삽입된 후, 밸브 몸체(12)에 삽입될 수 있다.
여기에서 사용되는 바와 같이, 트러니언은 회전식 밸브(12)를 통한 흐름 경로(42)의 축을 따른 축 방향 움직임 없이 회전 운동으로 회전 요소(30)의 움직임을 제한하기 위해, 밸브 몸체(12) 내에서 회전 요소(30)의 상부 및 하부를 지지하기 위해 사용되는 지지 요소이다. 다시 말해, 회전 요소(30)는 아래에서 논의되는 회전식 밸브의 다른 타입과 같이, 흐름 경로의 축을 따라 "부유(float)"하지 않는다. 따라서, 용어 "지지 요소(support element)" 또는 "분리된 지지 요소(split support element)"는 또한 상부 트러니언(26) 및/또는 하부 트러니언(28)를 언급하기 위해 사용될 수 있다. 트러니언은 회전 요소(30)의 상부 및 하부와 맞물리고, 상기 회전 요소(30)는, 다양한 형상을 가질 수 있으며, 회전 요소(30)의 연장부 또는 돌기부를 포함할 수 있거나 포함하지 않을 수 있다.
이러한 실시예에서, 분리된 상부 및 하부 트러니언(26 및 28)은 상부 보스(boss) 및 하부 보스(32 및 34)를 고정하거나 지지하도록 제공된다. 상부 및 하부 보스(32 및 34)는 회전 요소(30)의 상부 측 및 하부 측 상에 돌기부 또는 연장부를 필요로할 수 있지만, 꼭 그렇지 않을 수도 있다. 이러한 실시예에서, 상부 및 하부 보스(32 및 34)는 이들의 길이에 걸쳐 실질적으로 일정한 직경을 갖는 실린더형으로 형성된 연장부를 포함한다.
하지만, 상부 및 하부 보스(32, 34)의 직경은 일정할 필요도 없고, 스트레이트 사이드형이 요구되는 돌기부 또는 연장부도 아니다. 예컨대, 연장부는 상부 보스(32)가 이제 스트레이트 사이드형 실린더를 포함할 것 같은 경우 둥글게 만들어질 수 있다. 또 다른 예에서, 상부 및 하부 보스는 연장부 없는 회전 요소(30)의 표면의 상부를 포함할 수 있다.
본질적으로, 상부 및 하부 보스(32 및 34)는 회전 요소(30) 상에 지지 영역을 장착하여, 축 방향 흐름 경로(42)를 따르는 축 방향 움직임 없이 회전 운동만으로 제한되도록 상부 및 하부 트러니언에 의해 지지된다. 이것은 다른 회전식 밸브의 부유하는 회전형 요소와는 대조를 이룬다. 상부 및 하부 보스(32 및 34)는 연장보를 필요로 하지 않지만, 축 방향 흐름 경로(42)를 따르는 축 방향 움직임을 방지하는 동시에 회전 요소(30)의 회전 운동을 위해 지지되거나 회전 운동으로 제한되도록 회전 요소(30)를 위한 임의의 가능한 타입의 피봇 영역을 포함할 수 있다.
이러한 실시예에서, 상부 및 하부 트러니언(26 및 28)은 회전식 밸브(10)를 개방하고 폐쇄하도록 밸브 몸체(12) 내에서 회전 요소(30)가 회전식으로 움직이게 하기 위해 상부 및 하부 보스(32 및 34)를 지지하는 상부 실린더형 개구 및 하부 실린더형 개구(36 및 38)를 형성한다. 상부 및 하부 트러니언(26 및 28) 상에 형성되는 개구 또는 맞물림 표면은 상부 및 하부 보스(32 및 34)와 결합하고, 보스와 일치하는 임의의 형상의 개구 및/또는 베어링 표면을 포함한다. 개구(36 및 38)가 이러한 실시예에서 스트레이트 사이드형의 일정한 직경의 실린더형 개구를 포함하지만, 다른 예에서와 같이, 개구(36 및 38)는 가늘어지거나 그리고/또는 만곡된 직경의 개구를 포함할 수 있다.
회전 요소(30)를 통과하는 흐름 개구(40)는 회전식 밸브(10)를 개방하고 폐쇄하도록 흐름 경로(42)에 평행하거나 수직으로 회전될 수 있다. 흐름 경로(42)는 실린더형일 수 있고, 흐름 개구(40)가 개방된 경우 밸브(10)를 통과한다.
상부 및 하부 트러니언 컴포넌트(26a, 26b 및 28a, 28b)는 몸체 내부(22)에 함께 압축되고, 상부 및 하부 보스(32 및 34)를 고정하도록 단부 커넥터(44 및 46)에 의해 제자리에 유지되어, 회전 요소(30)의 움직임은 흐름 경로(42)를 따르는 축 방향 움직임 없이 회전 운동으로 제한된다. 다시 말해, 회전 요소(30)는 소위 부유 회전 요소가 아니다.
밸브 스템(16)이 밸브 몸체(12)로 삽입된 후, 회전 요소(30)는 밸브 스템(16)과의 잠금식 결합(locking engagement)을 위해, 밸브 몸체(12)에 삽입될 수 있다. 이러한 실시예에서, 밸브 스템(16)은 상부 보스(32)에 밸브 스템(16)을 회전 가능하게 부착하도록 상부 보스(32) 내의 결합 그루브(48)에 삽입되는 인터락킹(interlocking) 부재를 포함하고, 밸브 스템(16)의 회전은 회전 요소(30)의 대응하는 회전을 야기한다. 하지만, 다양한 타입의 인터락킹 부재는 상부 보스(32)에 밸브 스템(16)을 회전 가능하게 부착하거나 고정하기 위해 이용될 수 있고, 도시된 인터락킹 부재 및 결합 그루브(48)는 단지 예시적인 것이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 회전식 밸브의 조립 중, 밸브 스템(16)의 단부(18)는 밸브 몸체(12)의 내부(22)로부터 밸브 스템 개구(14)를 통해 삽입된다. 따라서, 확장된 부분 또는 단부(20) 또는 스러스트 베어링 등은 회전식 밸브(10)가 고압 하에 놓이는 경우에도 밸브 스템(16)이 회전식 밸브(10)로부터 방사상 바깥 방향으로 밀려나가는 것을 방지하도록, 밸브 몸체의 내부 표면의 벽(24)과 맞물린다. 그 후, 회전 요소(30)는 밸브 몸체(12)로 삽입될 수 있고, 밸브 스템(16)는 회전 요소(30)의 상부 보스(32) 내의 슬롯(48)과 인터락킹된다.
그 후, 분리된 상부 및 하부 트러니언(26 및 28)은 트러니언이 장착되는 회전 요소(30)를 제공하도록 밸브 몸체(12)의 마주보는 측에서(서로 대향하는 반대되는 측에서) 삽입될 수 있다. 장착되는 트러니언/보스는 다수의 다른 구성을 가질 수 있음이 인식될 것이다. 이 경우, 분리된 상부 및 하부 트러니언(26 및 28)은 일반적으로 함께 조립되거나 만곡된 외부면(49, 50)을 포함하는 경우 직사각형이다. 조립된 경우, 개구(36, 38)의 내부 직경은 실린더형 보스(32, 34)의 외부 직경보다 약간 더 크다.
밸브 몸체(12)에 회전 요소(30)를 삽입하기 전, 상부 및 하부 스러스트 와셔(52, 54)는 상부 및 하부 보스(32 및 34) 상에 배치될 수 있다. 상부 및 하부 회전식 트러니언 베어링(56 및 58)은 또한 상부 및 하부 보스(32 및 34) 상에 배치될 수 있다. 그 후, 회전 요소(30)는 삽입 중 경사질 수 있어서, 그루브(48)는 상부 회전식 베어싱(56)을 손상시키지 않고 밸브 스템(16)과 먼저 맞물림할 수 있다.
회전식 밸브(10)의 이러한 실시예에서, 회전 요소(30)는 볼(ball) 형상이다. 하지만, 본 발명은 임의의 타입의 회전식 밸브, 예컨대 볼 밸브 플러그 밸브 등으로 이용될 수 있다.
이러한 실시예에서, 주 밀봉부(72) 및 보조 밀봉부(74)의 세트는 회전식 밸브(10)를 통과하는 실린더형 흐름 경로(42)와 회전 요소(30)의 마주보는 측들 사이를 밀봉하기 위해 이용된다. 하지만, 또한 다른 밀봉부가 요구된다면 본 발명에 따라 회전 요소(30)를 밀봉하기 위해 이용될 수 있다.
밸브(10)의 단부 커넥터(44 및 46)는 60으로 지시되는 바와 같은 파스너, 스크류, 볼트 스터드, 너트를 이용하는 밸브 몸체(12) 내의 트러니언, 밀봉부 및 다른 요소를 고정한다.
또한, 밸브 스템(16)은 어댑터 플레이트(64) 내의 개구(62)를 통해 연장되고, 상기 어댑터 플레이트(64)는 66으로 지시된 바와 같은 파스너, 스크류, 볼트, 스터드, 너트 및/또는 그 밖의 것들에 의해 이용되고 장착된다. 하지만, 어댑터 플레이트(64)는 밸브 몸체(12)에 밸브 스템(16)을 고 정하기 위해 필요하지는 않다. 대신에, 밸브 스템(16)은 밸브 몸체(12)로 삽입되어, 이러한 실시예에서 밸브 스템의 하부 단부인 확장된 부분(20)은 파스너를 필요로 하지 않고 밸브 몸체(12) 내에 밸브 스템(16)을 유지시킨다. 이러한 실시예에서, 어댑터 플레이트(64)는 밸브 몸체(12)에 액추에이터(미도시)를 연결하기 위해 사용된다.
조립 중, O-링 밀봉부(73), 상부 스템 밀봉부(70) 및 스러스트 와셔 베어링(68)은 밸브 스템(16) 상에 배치될 수 있다. 스러스트 와셔(52, 54) 및 회전식 트러니언 베어링(56, 58)은 회전 요소(30)의 상부 및 하부 보스(32, 34) 상에 배치된다. 요구되는 경우, 그 후 회전 요소(30)는 밸브 스템(16) 상의 커넥터가 회전 요소(30)의 상부 보스(32) 상의 그루브(48) 또는 다른 결합 요소와 맞물리게 하기 위한 각도로 밸브 몸체(12)에 삽입될 수 있다. 주 밀봉부(72) 및 보조 밀봉부(74)는 회전 요소(30)의 마주보는 측 상에 설치되고, 단부 커넥터(44 및 46)는 밸브 몸체(12)의 마주보는 측 상에 부착된다. 그 후, 액추에이터 어댑터 플레이트(64)는 페리헤드(ferryhead) 스크류(66) 또는 그밖의 것들을 사용하여 제자리에 볼트로 조여질 수 있다.
일반적으로, "상(up)", "하(down)", "수직(vertical)" 등과 같은 용어는 도면 및/또는 지면에 대하여 사용되고, 장치는 작동, 운반, 장착 등의 변형에 따라 항상 그러한 위치에 배치되지 않을 수 있다. 예컨대, 또한 "상부(upper)" 및 "하부(lower)"는 여기에서 "제 1(first)" 및 "제 2(second)"와 같은 용어로 대체될 수 있다. 마찬가지로, 도면은, 현재 본 발명의 바람직한 실시예가 통상의 기술자에게 명확히 개시하기 위한 것이지만 최종적인 제품의 제조 단계 도면 또는 해석으로 의도되지 않고 본 발명에 대해 보다 쉽고 빠르게 이해하거나 설명하기 위해 요구되는 간단한 개념적인 도면을 포함할 수 있도록, 본 발명의 개념을 설명하도록 의도된다. 본 명세서를 검토하는 통상의 기술자는 컴포넌트들의 상대적인 사이즈 및 형상은 도시된 것과 상당히 다를 수 있고, 본 발명은 여기에 교시된 새로운 원리에 따라 여전히 작동될 수 있음을 이해할 것이다.
따라서, 전술한 본 발명의 개시내용 및 서술은 설명에 도움이 되기 위한 예시적인 것이고, 단계의 순서, 범위, 개입, 간격, 하드웨어 및/또는 속성 및 파라미터뿐만 아니라 여기에서 논의된 방법 및 시스템의 특징들의 실례 또는 그러한 특징들의 조합의 세부사항은 통상의 기술자에 의해 본 발명의 사상으로부터 벗어남 없이 만들어질 수 있음이 인식될 것이다.

Claims (20)

  1. 밸브 스템 개구와, 밸브 몸체를 통한 유체 흐름 경로를 갖는 밸브 몸체;
    확장된 부분을 포함하는 밸브 스템으로서, 상기 확장된 부분은 상기 밸브 스템 개구보다 큰 직경을 가져서, 상기 밸브 몸체에 대한 상기 밸브 스템의 방사상 바깥 방향으로의 움직임을 제한함으로써 상기 밸브 몸체 내에 상기 밸브 스템을 고정시키는, 밸브 스템;
    상기 밸브 스템에 대하여 상기 밸브 몸체를 통한 유체 흐름 경로의 마주보는 측으로부터 상기 밸브 몸체 내에 각기 장착 가능한 적어도 두 개의 분리 가능한 섹션을 포함하고, 상기 밸브 몸체 내에 장착되는 경우 제 1 원형 개구를 형성하는 제 1 세트의 분리된 지지 요소; 및
    제 1 연장부를 가지며, 상기 밸브 몸체를 통한 유체 흐름 경로를 통한 유체 흐름을 제어하기 위해 상기 밸브 스템의 회전에 대응하여 회전하는 회전 부재로서, 상기 제 1 연장부는 상기 제 1 세트의 분리된 지지 요소 내에 형성되는 제 1 원형 개구 내에 배치되고, 상기 제 1 원형 개구 내에서 회전 가능하고, 상기 밸브 몸체 내의 밸브 스템과 상호 연결 가능한, 회전 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전식 밸브.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전식 밸브는:
    상기 밸브 몸체를 통한 유체 흐름 경로의 마주보는 측으로부터 상기 밸브 몸체 내에 각기 장착 가능한 적어도 두 개의 분리 가능한 섹션을 포함하고, 상기 밸브 몸체 내에 장착되는 경우 제 2 원형 개구를 형성하는 제 2 세트의 분리된 지지 요소; 및
    상기 제 1 연장부로부터 상기 회전 부재의 반대편 측 상에 배치되는 상기 회전 부재 상의 제 2 연장부를 더 포함하고,
    상기 제 2 연장부는 상기 제 2 세트의 분리된 지지 요소 내에 형성되는 제 2 원형 개구 내에 배치되고,
    상기 제 2 연장부는 상기 제 2 원형 개구 내에서 회전 가능한 것을 특징으로 하는 회전식 밸브.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 연장부 주위의 제 1 원형 개구 내에 장착되는 제 1 베어링; 및
    상기 제 2 연장부 주위의 제 2 원형 개구 내에 장착되는 제 2 베어링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회전식 밸브.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전식 밸브는:
    상기 밸브 몸체에 장착 가능한 상기 유체 흐름 경로를 둘러싸는 제 1 단부 커넥터;
    제 1 단부 커넥터의 반대편에서 상기 밸브 몸체에 장착 가능한 상기 유체 흐름 경로를 둘러싸는 제 2 단부 커넥터를 더 포함하고,
    상기 제 1 단부 커넥터 및 제 2 단부 커넥터는, 함께 상기 밸브 몸체 내에서 상기 제 1 세트의 분리된 지지 요소를 고정하는 것을 특징으로 하는 회전식 밸브.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전 부재는 볼 형상인 것을 특징으로 하는 회전식 밸브.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 밸브 스템의 확장된 부분 상에 장착되고, 상기 밸브 몸체의 내면과 맞물리는 스템 스러스트 와셔를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회전식 밸브.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 연장부는 실린더형인 것을 특징으로 하는 회전식 밸브.
  8. 개구를 통해 밸브 몸체 내에 밸브 스템을 삽입하고, 밸브 몸체 내에 밸브 스템을 유지시키도록 개구를 통과하지 못하는 밸브 스템의 확장된 부분을 이용하는 단계;
    회전 요소의 제1 연장부가 상기 밸브 스템과 맞물리도록, 상기 밸브 몸체 내에 회전 요소를 삽입하는 단계; 및
    상기 밸브 몸체를 통한 흐름 경로의 마주보는 단부들로부터 제 1 세트의 분리된 지지 요소의 제1 및 제2 컴포넌트를 삽입함으로써, 회전 운동을 위해 회전식 밸브 상에 상기 제 1 연장부를 지지하는 단계로, 상기 밸브 몸체로 삽입 후에 상기 제 1 세트의 분리된 지지 요소는 상기 제1 연장부를 지지하기 위해 상기 밸브 몸체 내에 제 1 원형 개구를 갖는, 제 1 연장부를 지지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전식 밸브 제조 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 밸브 몸체를 통한 흐름 경로의 마주보는 단부들로부터 제 2 세트의 분리된 지지 요소를 삽입함으로써, 회전 운동을 위해 상기 회전 요소 상에 제 2 연장부를 지지하는 단계로, 상기 제 2 세트의 분리된 지지 요소는 상기 제 2 연장부를 지지하기 위해 제 2 원형 개구를 갖는, 제 2 연장부를 지지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전식 밸브 제조 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 밸브 몸체 내에 상기 제 1 세트의 분리된 지지 요소 및 상기 제 2 세트의 분리된 지지 요소를 고정하기 위해, 제 1 단부 커넥터 및 제 2 단부 커넥터를 이용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전식 밸브 제조 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 연장부 주위에 제 1 베어링을 배치하는 단계; 및
    상기 제 2 연장부 주위에 제 2 베어링을 배치하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전식 밸브 제조 방법.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 밸브 몸체의 내면과 맞물리도록, 상기 밸브 스템의 확장된 부분 상에 스러스트 와셔를 배치하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전식 밸브 제조 방법.
  13. 삭제
  14. 밸브 스템 개구를 갖는 밸브 몸체;
    확장된 부분을 포함하는 밸브 스템으로서, 상기 확장된 부분은 상기 밸브 스템 개구보다 큰 직경을 가져서, 상기 밸브 몸체에 대해 상기 밸브 스템의 방사상 바깥 방향으로의 움직임을 제한함으로써 상기 밸브 몸체 내에 밸브 스템을 고정시키는, 밸브 스템;
    일측에 위치하는 제 1 측을 구비하고, 상기 제 1 측에 제 1 연장부를 포함하는 회전 부재; 및
    상호 연결되는 경우 상기 밸브 몸체의 마주보는 측들로부터 상기 밸브 몸체 내에 각기 장착 가능한 제 1 원형 개구를 갖는 적어도 두 개의 분리 가능한 섹션을 포함하는 지지요소로서, 상기 회전 부재의 제 1 연장부를 회전 운동 시키는 제 1 세트의 분리된 지지 요소를;
    포함하고,
    상기 회전 부재는 상기 밸브 몸체 내의 밸브 스템과 상호 연결되고,
    상기 회전 부재는 상기 밸브 스템의 회전에 대응하여 회전하는 것을 특징으로 하는 회전식 밸브.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 회전 부재는 상기 제 1 측과 마주보는 상기 회전 부재의 제 2 측에 제 2 연장부를 포함하고,
    상기 회전식 밸브는 제 2 세트의 분리된 지지 요소를 포함하되, 상기 제 2 세트의 분리된 지지 요소는 상기 밸브 몸체의 마주보는 측들로부터 상기 밸브 몸체 내에 각기 장착 가능한 제 2 원형 개구를 갖는 적어도 두 개의 분리 가능한 섹션을 포함하며, 상기 밸브 몸체 내에 장착되는 경우 상기 회전 부재의 제 2 연장부가 회전 운동을 하게 하는 것을 특징으로 하는 회전식 밸브.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 회전 부재의 상기 제 1 연장부는 제 1 실린더형 연장부를 포함하고,
    상기 회전 부재의 상기 제 2 연장부는 제 2 실린더형 연장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전식 밸브.
  17. 회전식 밸브에 있어서,
    밸브 스템 개구를 가지며, 상기 회전식 밸브를 통한 흐름 경로를 형성하는 밸브 몸체;
    확장된 부분을 포함하는 밸브 스템으로서, 상기 확장된 부분은 상기 밸브 스템 개구의 직경보다 큰 직경을 가져서, 상기 밸브 몸체에 대해 상기 밸브 스템의 방사상 바깥 방향으로의 움직임을 제한함으로써 상기 밸브 몸체 내에 밸브 스템을 고정시키는, 밸브 스템;
    제 1 보스 및 제 2 보스를 포함하는 회전부재로서, 상기 제 1 보스 및 상기 제 2 보스는 상기 회전 부재의 마주보는 측들 상에 배치되고, 상기 밸브 몸체 내에서 상기 밸브 스템과 연결 가능하고, 상기 흐름 경로를 통한 유체 흐름을 제어하기 위해 작동가능하도록, 상기 밸브 스템의 회전에 대응하여 회전하는 회전 부재; 및
    각기 제 1 원형 개구 및 제 2 원형 개구를 형성하고, 상기 회전 부재의 회전을 위해 상기 제 1 보스 및 제 2 보스를 회전 가능하게 지지하고, 상기 회전식 밸브를 통한 흐름 경로의 축을 따르는 축 방향 움직임을 방지하는 제 1 트러니언 및 제 2 트러니언을 포함하며,
    상기 제 1 트러니언 및 제 2 트러니언은, 상기 밸브 몸체의 마주보는 측으로부터 상기 밸브 몸체 내에 각기 장착 가능한 적어도 두 개의 분리 가능한 섹션을 각각 포함하는 것을 특징으로 하는 회전식 밸브.
  18. 삭제
  19. 회전식 밸브 제조 방법에 있어서,
    밸브 몸체 내에 개구를 통해 밸브 스템을 삽입하는 단계로서, 상기 개구는 상기 밸브 몸체 내에 상기 밸브 스템의 확장된 부분을 유지시키기 위해 상기 밸브 스템의 확장된 부분보다 작은 사이즈로 형성되는, 삽입 단계;
    상기 밸브 몸체 내에 회전 요소를 삽입하는 단계로서, 상부 보스가 상기 밸브 스템과 맞물리는, 삽입 단계; 및
    상기 회전 요소를 장착하기 위해 트러니언을 이용하는 단계로서, 상기 트러니언은, 상기 회전식 밸브를 통한 흐름 경로의 축을 따르는 상기 회전 요소의 축 방향 움직임을 방지하는 한편, 상기 밸브 몸체 내의 회전 요소의 회전 운동을 위한 상기 회전 요소의 움직임을 제한하기 위해 원형 개구를 형성하는, 트러니언을 이용하는 단계를 포함하고,
    상기 트러니언을 이용하는 단계는, 각각 분리 가능한 컴포넌트를 포함하는 상부 및 하부 분리된 트러니언의 분리된 세트들을 이용하는 단계, 및 상기 상부 및 하부 분리된 트러니언의 분리된 세트들의 분리 가능한 부분을 상기 밸브 몸체에 삽입하여 상기 회전 요소 상에서 상기 상부 보스, 그리고 하부 보스를 지지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회전식 밸브 제조 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 트러니언을 이용하는 단계는,
    상기 상부 및 하부 분리된 트러니언의 분리된 세트들의 분리 가능한 부분을 상기 밸브 몸체를 통해 흐름 경로의 마주보는 측으로부터 상기 밸브 몸체로 삽입하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회전식 밸브 제조 방법.
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