KR101507459B1 - 파일럿 밸브의 밸브 스템 어셈블리 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밸브 스템이 밸브 시트 내에서 슬라이딩 운동하는 과정에서 마모를 최소화하여 소음 공해 및 응답 지연 현상 등을 방지할 수 있는 파일럿 밸브의 밸브 스템 어셈블리에 관한 것으로, 본 발명에 따른 파일럿 밸브의 밸브 스템 어셈블리는, 하단부가 개방된 원통형의 밸브 시트와; 상기 밸브 시트 내에 상하로 이동 가능하게 설치되어 유체의 압력에 의해 상하로 이동하는 밸브 스템과; 상기 밸브 시트와 밸브 스템 사이에 설치되어 밸브 시트에 대한 밸브 스템의 상하 운동시 구름 운동하면서 마찰력을 저감시키는 복수개의 볼을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

파일럿 밸브의 밸브 스템 어셈블리{Valve Stem Assembly for Pilot Valve}

본 발명은 파일럿 밸브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 밸브하우징 내에 구성되는 밸브 시트와, 유체의 압력에 따라 밸브 시트 내에서 습동하는 밸브 스템 간에 다수의 볼을 배치하여 밸브 시트와 밸브 스템 간의 마모를 방지할 수 있도록 한 파일럿 밸브의 밸브 스템 어셈블리에 관한 것이다.

일반적으로 석유화학공장이나 화력 발전소 등의 산업현장에서는 고온 고압의 수증기나 가스, 액체 또는 기체가 이송되거나 저장되는 설비가 설치되어 있고, 상기와 같은 설비시설에는 저장탱크 및 압력용기, 이송관로 내부의 압력이 설정된 압력 이상으로 상승하게 되면 밸브가 개방되어 내부의 액체나 기체를 외부로 배출하고, 설정된 압력 이하에서는 다시 닫힘으로써 폭발과 같은 안전사고 및 산업재해를 사전에 방지할 수 있고, 생산공정의 안정된 운전으로 설비의 연속적인 운전이 가능하도록 안전밸브가 필수적으로 설치된다.

상기와 같은 안전밸브에는 주로 증기 등을 취급시에 사용되는 안전밸브(Safety Valve)가 있고, 가스 또는 증기, 스팀과 같은 기체와 액체를 취급시에 사용되는 안전 릴리프밸브(Safety Relief Valve)가 있으며, 상기 안전 릴리프밸브와 같은 용도로 사용되는 파일럿 밸브(Pilot Valve)가 있다. 파일럿 밸브는 플랜트 설비의 안전을 위해 초과 압력을 밖으로 배출시키는 작용을 하므로 빠른 응답 시간과 초과 압력을 내보낼 유로 확보가 필수적이다.

도 1 및 도 2는 종래의 파일럿 밸브의 밸브 스템과 밸브 시트의 구조를 나타낸 것으로, 종래의 밸브 스템(1)은 육각 기둥 형태로 이루어져 유체의 압력에 따라 원통형의 밸브 시트(2) 내에서 상하로 슬라이딩 운동하면서 초과 압력을 외부로 배출시키는 작용을 한다.

그런데, 상기한 것과 같은 종래의 파일럿 밸브의 밸브 스템(1)은 밸브 시트(2) 내에서 상하로 슬라이딩하는 과정에서 모서리 부분에서 큰 마찰이 발생하게 되고, 오랜 시간이 경과하게 되면 이 부분이 마모되어 소음 공해와 응답 지연 현상, 비정상적 작동이 발생하고, 이로 인한 플랜트 설비 파손 등의 문제가 발생한다.

또한 마모로 인한 이물질에 의해 유로를 통과하는 유체의 흐름이 원활하지 않게 되어 유량 확보 문제도 발생하게 된다.

대한민국 공개특허공보 제2008-0084632호(공개일자 2008년09월19일) "파일럿형 3포트 밸브" 대한민국 등록실용신안공보 제0459506호(등록일자 2012년03월21일) "파일럿 밸브"

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 밸브 스템이 밸브 시트 내에서 슬라이딩 운동하는 과정에서 마모를 최소화하여 소음 공해 및 응답 지연 현상, 이물질 발생을 방지할 수 있는 파일럿 밸브의 밸브 스템 어셈블리를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 파일럿 밸브의 밸브 스템 어셈블리는, 하단부가 개방된 원통형의 밸브 시트와; 상기 밸브 시트 내에 상하로 이동 가능하게 설치되어 유체의 압력에 의해 상하로 이동하는 밸브 스템과; 상기 밸브 시트와 밸브 스템 사이에 설치되어 밸브 시트에 대한 밸브 스템의 상하 운동시 구름 운동하면서 마찰력을 저감시키는 복수개의 볼을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 밸브 스템과 밸브 시트 사이에 볼이 개재되어 밸브 스템이 밸브 시트에 대해 상하로 슬라이딩 운동할 때 마찰력이 최소화되므로 오랜 기간 동안의 반복 사용에도 밸브 스템의 마모가 거의 발생하지 않는다. 따라서 밸브 스템의 마모에 따른 진동 소음이 발생하지 않으며, 밸브 스템의 교체 주기를 증대시켜 비용을 절감할 수 있고, 마모에 따른 이무질이 거의 발생하지 않아 유체의 흐름이 원활하게 유지되는 이점이 있다.

또한 밸브 스템의 왕복 운동 속도가 빨라져 응답 시간이 단축되고, 밸브 오작동이 방지되는 이점을 얻을 수 있다.

그리고 상기 볼에 의해 밸브 스템과 밸브 시트 사이에 소정의 유격이 발생하게 되므로 밸브 스템의 크기를 줄일 수 있고, 밸브 스템과 밸브 시트 사이로 유동하는 유량을 증대시킬 수 있는 이점도 있다.

도 1은 종래의 파일럿 밸브의 밸브 스템과 밸브 시트 구조를 나타낸 사시도이다.
도 2는 종래의 밸브 스템과 밸브 시트를 절개하여 나타낸 부분 종단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 파일럿 밸브의 밸브 스템 어셈블리를 나타낸 사시도이다.
도 4는 도 3의 파일럿 밸브의 밸브 스템 어셈블리의 평면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 밸브 스템 어셈블리의 다른 실시예를 나타낸 횡단면도다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파일럿 밸브의 밸브 스템 어셈블리를 상세히 설명한다.

도 3 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 파일럿 밸브의 밸브 스템 어셈블리는, 하단부가 개방된 원통형의 밸브 시트(20)와, 상기 밸브 시트(20) 내에 상하로 이동 가능하게 설치되어 유체의 압력에 의해 상하로 이동하는 밸브 스템(10)과, 상기 밸브 시트(20)와 밸브 스템(10) 사이에 설치되어 밸브 시트(20)에 대한 밸브 스템(10)의 상하 운동시 구름 운동하면서 마찰력을 저감시키는 복수개의 볼(30)을 포함한다.

상기 밸브 시트(20)는 상단부와 하단부가 개방된 원통형으로 이루어지며, 내주면에 상기 볼(30)들이 회전이 자유롭게 설치된다. 상기 밸브 시트(20)는 단일체로 이루어질 수도 있지만, 밸브 시트(20)와 볼(30)의 조립을 용이하게 하기 위하여 도 5에 다른 실시예로 도시된 것과 같이 상기 볼(30)이 수용되는 다수의 볼수용홈(23)이 오목하게 형성되어 있는 시트 본체(21)와, 상기 시트 본체(21)의 내측면에 결합되며 상기 볼(30)의 일부분이 외부로 노출되는 다수의 관통공(24)이 형성되어 있는 링 형태의 시트 커버(22)로 구성될 수 있다.

상기 밸브 스템(10)은 밸브 시트(20)의 내경보다 작은 외경을 갖는 원통형으로 이루어져, 상기 밸브 시트(20) 내측의 볼(30)과 접촉하여 상하로 슬라이딩 운동한다. 상기 밸브 스템(10)과 밸브 시트(20) 사이에는 볼(30)이 개재되어 있기 때문에 밸브 스템(10)과 밸브 시트(20) 사이에는 유체가 유동할 수 있는 유격이 발생하게 된다.

상기 볼(30)은 밸브 스템(10)과 밸브 시트(20) 사이에 배치되어 밸브 스템(10)이 외면과 점접촉함으로써 마찰력을 현저하게 저하시키는 베어링의 작용을 한다. 상기 볼(30)은 복수개가 상하로 일정 간격으로 배열되면서 하나의 열을 이루고, 이와 같이 상하로 배열된 볼(30)의 열이 밸브 시트(20)의 원주 방향으로 일정 간격으로 배열되어 밸브 시트(20)의 외측면 전체에 걸쳐 균일한 지지력을 제공한다.

이와 같은 본 발명에 따르면, 밸브 스템(10)과 밸브 시트(20) 사이에 볼(30)이 개재되어 밸브 스템(10)이 밸브 시트(20)에 대해 상하로 슬라이딩 운동할 때 마찰력이 최소화되므로 오랜 기간 동안의 반복 사용에도 밸브 스템(10)의 마모가 거의 발생하지 않는다. 따라서 밸브 스템(10)의 마모에 따른 진동 소음이 발생하지 않으며, 밸브 스템(10)의 교체 주기를 증대시켜 비용을 절감할 수 있고, 마모에 따른 이무질이 거의 발생하지 않아 유체의 흐름이 원활하게 유지되는 이점이 있다.

또한 밸브 스템(10)의 왕복 운동 속도가 빨라져 응답 시간이 단축되고, 밸브 오작동이 방지되는 이점을 얻을 수 있다.

그리고 상기 볼(30)에 의해 밸브 스템(10)과 밸브 시트(20) 사이에 소정의 유격이 발생하게 되므로 밸브 스템(10)의 크기를 줄일 수 있고, 밸브 스템(10)과 밸브 시트(20) 사이로 유동하는 유량을 증대시킬 수 있는 이점도 있다.

10 : 밸브 스템 20 : 밸브 시트
21 : 시트 본체 22 : 시트 커버
23 : 볼수용홈 24 : 관통공
30 : 볼

Claims (4)

1. 하단부가 개방된 원통형의 밸브 시트(20)와;
   상기 밸브 시트(20) 내에 상하로 이동 가능하게 설치되어 유체의 압력에 의해 상하로 이동하는 밸브 스템(10)과;
   상기 밸브 시트(20)와 밸브 스템(10) 사이에 설치되어 밸브 시트(20)에 대한 밸브 스템(10)의 상하 운동시 구름 운동하면서 마찰력을 저감시키는 복수개의 볼(30)을 포함하며;
   상기 밸브 시트(20)는 상기 볼(30)이 수용되는 다수의 볼수용홈(23)이 오목하게 형성되어 있는 시트 본체(21)와, 상기 시트 본체(21)의 내측면에 결합되며 상기 볼(30)의 일부분이 외부로 노출되는 다수의 관통공(24)이 형성되어 있는 링 형태의 시트 커버(22)를 포함하는 것을 특징으로 하는 파일럿 밸브의 밸브 스템 어셈블리.
2. 제1항에 있어서, 상기 밸브 스템(10)은 밸브 시트(20)의 내경보다 작은 외경을 갖는 원통형으로 된 것을 특징으로 하는 파일럿 밸브의 밸브 스템 어셈블리.
3. 제1항에 있어서, 상기 볼(30)은 밸브 시트(20)의 내주면에 상하 방향으로 복수개의 열로 배열된 것을 특징으로 하는 파일럿 밸브의 밸브 스템 어셈블리.
4. 삭제

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