KR101658400B1 - 밸브 시트면 연마를 위한 래핑 머신 - Google Patents

Abstract

본 발명은 발전소 등에 설치되는 밸브의 시트면의 연마 가공에 사용할 수 있는 밸브 시트면 연마를 위한 래핑 머신에 관한 것이다. 상기 래핑 머신은, 상기 밸브 본체의 입구에 형성되는 안착부에 지지되는 플랜지; 상기 플랜지와 동일한 내경을 갖고 상기 플랜지와 결합되는 마운팅 플랜지; 상기 마운팅 플랜지의 내측으로 삽입되어 접합되고 긴 원통 형상을 갖는 스핀들 하우징; 상기 스핀들 하우징의 내측으로 삽입되고 긴 원통 형상을 갖는 샤프트 가이드; 상기 샤프트 가이드의 내측으로 삽입되는 샤프트; 상기 샤프트에 회전력을 전달하는 구동수단; 상기 샤프트와 결합되어 상기 샤프트의 회전에 따라 함께 회전하여 상기 시트면을 연마하는 래핑 플레이트; 를 포함한다.
이러한 구성에 따르면, 샤프트를 안정적을 지지하여 진동을 최소로 하면서 신속하고 정확하게 발전소 등의 밸브의 마모된 면을 균일하게 연마 가공할 수 있는 밸브 시트면 연마를 위한 래핑 머신을 제공할 수 있다.

Description

밸브 시트면 연마를 위한 래핑 머신 {Lapping machine for polishing seat surface of valve}

본 발명은 발전소 등에 설치되는 밸브의 시트면의 연마 가공에 사용할 수 있는 밸브 시트면 연마를 위한 래핑 머신에 관한 것이다.

일반적으로, 발전소에는 각종 계통의 대형 밸브들이 수평방향, 수직방향 또는 경사진 방향으로 다양하게 설치되어 있다. 밸브의 주 구성품인 밸브 본체 부분의 형상은 일반적으로 "T"자 형상을 갖는다.

이러한 밸브는 손잡이와 디스크와 같은 밸브 작동 수단을 갖는다. 밸브의 손잡이와 디스크는 밸브의 하부 구조인 밸브 본체에 의해 감싸지게 결합되어 있다.

밸브 본체의 내부에는 밸브 작동 수단인 디스크가 접촉하는 시트면이 형성되어 있다. 이러한 밸브들은 유체의 유동마찰, 밸브가 열릴 때의 충격 등으로 시트면이 마모되거나 손상될 경우에 전체 작동 성능을 크게 떨어뜨리게 된다.

밸브의 디스크는 이동하여 연마하는 것이 가능하지만, 밸브 본체의 시트면은 현장에서 손상된 부분을 균일한 면으로 연마하는 래핑 작업이 수행된다.

도 1은 종래의 수직 밸브에서 시트면을 연마하기 위해 현장에서 이루어지는 래핑 작업을 설명하는 도면이다. 도 2는 종래의 수평 밸브에서 시트면을 연마하기 위해 현장에서 이루어지는 래핑 작업을 설명하는 도면이다.

밸브 본체(10)에는 손상된 시트면(11)이 존재하고, 이러한 시트면(11)은 래핑 플레이트(20)를 시트면(11)과 접촉되도록 회전시켜 연마하게 된다.

래핑 플레이트(20)는 샤프트(30)와 결합되고, 이러한 샤프트(30)는 전동공구(50)에 의해 회전하게 된다. 샤프트(30)는 래핑 플레이트(20)의 중앙을 관통하여 체결부재(15)에 의해 체결된다. 도면부호 5는 밸브 볼트를 도시한다.

종래의 래핑 작업에서는, 작업자가 힘으로 래핑 플레이트(20)를 시트면(11)에 가압하면서 작업이 이루어지므로, 작업 속도가 더디면서 래핑 플레이트(20)와 샤프트(30) 사이에서 충분하고 안정적인 지지가 이루어지지 못하여, 시트면(11)의 편연마나 불균일한 가공이 발생되는 문제점이 있었다.

특히, 도 2와 같이 수평 밸브에서 래핑 작업이 이루어질 때는, 래핑 플레이트(20)와 샤프트(30)의 자중에 의해 시트면(11)의 상단부(11a)는 래핑 플레이트(20)와 미접촉되거나 접촉되는 힘이 약하여 편연마 가공되고, 가공시의 진동에 의해 가공면의 조도가 불균일해지고 소음이 심하게 발생되는 문제점이 있었다.

도 3은 종래의 밸브 시트면을 연마하기 위한 래핑 작업에서 사용되는 래핑 플레이트를 도시하는 도면이다.

도 1과 도 3을 참조하면, 래핑 플레이트(20)는 밸브 본체(10)의 시트면(11)과 접촉되는 연마면(21)을 갖는다. 이러한 연마면(21)에는 시트면(11)을 연마하기 위한 연마시트가 접착제에 의해 부착되는 것이 일반적이다.

래핑 작업의 초기에는 연마시트가 연마면(21)에 잘 부착되어 있지만, 래핑 작업을 수회 거치면서 접착력이 약해져 연마시트가 연마면(21)에서 이탈하게 되는 문제점이 있었다.

대한민국 특허 출원 제10-2004-0075601호

따라서, 본 발명은 상기 사정을 감안하여 발명한 것으로, 발전소 등의 밸브의 마모된 면을 안정적인 지지로 균일하게 연마 가공할 수 있는 밸브 시트면 연마를 위한 래핑 머신을 제공하고자 함에 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 의하면, 밸브 본체의 내부에 형성된 시트면을 연마하기 위한 래핑 머신은, 상기 밸브 본체의 입구에 형성되는 안착부에 지지되는 플랜지; 상기 플랜지와 동일한 내경을 갖고 상기 플랜지와 결합되는 마운팅 플랜지; 상기 마운팅 플랜지의 내측으로 삽입되어 접합되고 긴 원통 형상을 갖는 스핀들 하우징; 상기 스핀들 하우징의 내측으로 삽입되고 긴 원통 형상을 갖는 샤프트 가이드; 상기 샤프트 가이드의 내측으로 삽입되는 샤프트; 상기 샤프트에 회전력을 전달하는 구동수단; 상기 샤프트와 결합되어 상기 샤프트의 회전에 따라 함께 회전하여 상기 시트면을 연마하는 래핑 플레이트; 를 포함한다.

또한, 상기 샤프트 가이드에 위치되어 상기 샤프트가 회전 가능하게 하는 베어링; 을 더 포함한다.

또한, 상기 스핀들 하우징에 형성된 키가 상기 샤프트 가이드에 형성된 키홈에 삽입되어, 상기 샤프트 가이드는 상기 스핀들 하우징의 내측에서 키홈을 따라 상하로 이동이 가능하다.

또한, 상기 플랜지 및 상기 마운팅 플랜지와 동일한 내경을 갖도록 원통 형상으로 연장되고, 상기 플랜지와 상기 마운팅 플랜지 사이에 위치되어 상기 플랜지 및 상기 마운팅 플랜지와 결합되는 보조 플랜지; 를 더 포함한다.

본 발명에 따르면, 샤프트를 안정적으로 지지하여 진동을 최소로 하면서 신속하고 정확하게 발전소 등의 밸브의 마모된 면을 균일하게 연마 가공할 수 있는 밸브 시트면 연마를 위한 래핑 머신을 제공할 수 있다.

도 1은 종래의 수직 밸브에서 시트면을 연마하기 위해 현장에서 이루어지는 래핑 작업을 설명하는 도면이다.
도 2는 종래의 수평 밸브에서 시트면을 연마하기 위해 현장에서 이루어지는 래핑 작업을 설명하는 도면이다.
도 3은 종래의 밸브 시트면을 연마하기 위한 래핑 작업에서 사용되는 래핑 플레이트를 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 래핑 머신의 구성을 도시하는 도면이다.
도 5는 도 4의 플랜지와 스핀들 하우징을 도시하는 도면이다.
도 6은 도 4의 샤프트 가이드를 도시하는 도면이다.
도 7은 도 4의 샤프트를 도시하는 도면이다.
도 8은 도 4의 플랜지와 스핀들 하우징, 샤프트 가이드 및 샤프트의 결합 상태를 도시하는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 래핑 머신이 수평 밸브에 설치된 상태를 도시하는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 래핑 플레이트의 구성을 도시하는 사시도이다.
도 11은 도 10의 래핑 플레이트의 개략적인 측면도이다.
도 12는 도 10의 래핑 플레이트의 개략적인 측면도이다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서 각 도면의 구성요소들에 대해 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 래핑 머신의 구성을 도시하는 도면이다. 도 5는 도 4의 플랜지와 스핀들 하우징을 도시하는 도면이다. 도 6은 도 4의 샤프트 가이드를 도시하는 도면이다. 도 7은 도 4의 샤프트를 도시하는 도면이다. 도 8은 도 4의 플랜지와 스핀들 하우징, 샤프트 가이드 및 샤프트의 결합 상태를 도시하는 도면이다. 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 래핑 머신이 수평 밸브에 설치된 상태를 도시하는 도면이다.

본 발명의 밸브 시트면 연마를 위한 래핑 머신(이하, 래핑 머신)(100)은 플랜지(120), 보조 플랜지(125), 마운팅 플랜지(130), 스핀들 하우징(140), 샤프트 가이드(150), 샤프트(160), 래핑 플레이트(110), 전동공구(180)를 포함한다.

플랜지(120)는 밸브 본체(10)의 입구에 형성되는 안착부(12)에 지지된다. 일반적으로, 밸브 본체(10)의 입구에는 다른 부품의 지지를 위한 안착부(12)가 형성되고, 플랜지(120)는 이러한 안착부(12)에 지지되어 샤프트(160)의 회전을 안정적으로 지지하게 된다.

보조 플랜지(125)는 플랜지(120)의 상부에 안착되어 플랜지(120)와 결합될 수 있다. 보조 플랜지(125)는 플랜지(120) 및 마운팅 플랜지(130)와 동일한 내경을 갖도록 원통 형상으로 연장된다. 보조 플랜지(125)는 플랜지(120)와 마운팅 플랜지(130) 사이에 위치되어, 플랜지(120) 및 마운팅 플랜지(130)와 결합된다. 보조 플랜지(125)는 스핀들 하우징(140)의 원주를 넓은 면적에서 지지함으로써, 래핑 머신(100)의 하중을 안정적으로 지지하여 샤프트(160)의 진동을 최소로 한다. 보조 플랜지(125)는 필요에 따라 생략될 수 있다.

마운팅 플랜지(130)는 플랜지(120)와 동일한 내경을 갖고, 플랜지(120)와 직접 또는 간접으로 결합된다. 마운팅 플랜지(130)는 플랜지(120)와 결합되어 샤프트(160)를 위한 안정적인 지지를 제공하게 된다. 마운팅 플랜지(130)는 스핀들 하우징(140)과 접합되는 부분으로, 플랜지(120)와 함께 스핀들 하우징(140)의 원주를 넓은 면적에서 지지할 수 있다.

스핀들 하우징(140)은 긴 원통 형상을 갖고, 마운팅 플랜지(130)의 내측으로 삽입되어 마운팅 플랜지(130)와 예를 들어, 용접에 의해 접합된다. 스핀들 하우징(140)은 샤프트 가이드(150)를 외측에서 지지하게 된다. 스핀들 하우징(140)의 내측으로는 키(141)가 돌출될 수 있다.

샤프트 가이드(150)는 스핀들 하우징(140)의 내측으로 삽입되고 긴 원통 형상을 갖는다. 샤프트 가이드(150)는 샤프트(160)를 외측에서 지지하게 된다. 샤프트 가이드(150)의 일측에는 키홈(151)이 길게 형성될 수 있다. 키홈(151)에는 스핀들 하우징(140)의 키(141)가 삽입되어, 샤프트 가이드(150)는 키(141)와 키홈(151)에 의해 안내된 상태로, 스핀들 하우징(140)의 안에서 상하로 이동이 가능하다.

샤프트(160)는 샤프트 가이드(150)의 내측으로 삽입된다. 샤프트(160)의 상부는 마운팅 플랜지(130)의 개구(131)를 통해 돌출되고, 샤프트(160)의 하부는 샤프트 가이드(150)를 통해 돌출되어 래핑 플레이트(110)와 결합된다.

샤프트 가이드(150)와 샤프트(160) 사이에는 베어링(151, 152)이 위치되어, 샤프트(160)가 독립적으로 회전할 수 있도록 지지한다. 베어링(151, 152)은 샤프트 가이드(150)의 상단과 하단에 설치될 수 있다. 샤프트 가이드(150)는 키홈(151)에 삽입된 스핀들 하우징(140)의 키(141)에 의해 회전이 제한되고, 샤프트(160)만 회전할 수 있다.

전동공구(또는 구동수단)(180)는 샤프트(160)의 상단과 결합되어, 회전력을 샤프트(160)에 전달하는 역할을 한다. 본 실시예에서, 구동수단으로서 전동공구(180)를 예시하고 있지만, 이러한 전동공구(180)는 다른 수단으로 대체될 수 있다. 구동수단은 감속기를 포함하여, 샤프트(160)의 회전수를 조절하게 된다.

래핑 플레이트(110)는 체결부재(105)에 의해 샤프트(160)와 결합되어 샤프트(160)의 회전에 따라 함께 회전하여 밸브 본체(10)의 시트면(11)을 연마하게 된다.

도 4 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 래핑 머신(100)은 플랜지(120)가 밸브 본체(10)의 안착부(12)에 지지되어, 래핑 작업을 할 때 플랜지(120)가 스핀들 하우징(140), 샤프트 가이드(150), 샤프트(160)를 안정적으로 지지할 수 있다.

래핑 작업을 할 때는, 래핑 플레이트(110)가 회전하면서 밸브 본체(10)의 시트면(11)을 연마하므로, 래핑 플레이트(110)의 진동을 최소로 하면서 하중을 안정적으로 지지하는 것이 중요하다.

본 발명에서는, 밸브 본체(10)의 안착부(12)에 지지되는 플랜지(120)에 보조 플랜지(125) 및 마운팅 플랜지(130)가 결합되고, 마운팅 플랜지(130)와 결합되는 스핀들 하우징(140)의 원주를 플랜지(120), 보조 플랜지(125), 마운팅 플랜지(130)가 전체적으로 지지하게 된다. 그에 따라, 스핀들 하우징(140)의 원주는 상당히 넓은 면적에 걸쳐 안정적으로 지지될 수 있다.

또한, 스핀들 하우징(140)의 내측으로는 샤프트 가이드(150)가 삽입되고, 샤프트(160)는 샤프트 가이드(150)의 내측으로 삽입되어 베어링(151, 152)을 통해 회전하므로, 샤프트(160)는 샤프트 가이드(150)와 스핀들 하우징(140)에 의해 더욱 안정적으로 지지될 수 있다. 그에 따라, 샤프트(160)의 진동은 샤프트 가이드(150)와 스핀들 하우징(140)의 견고한 지지에 의해 최소로 되고, 스핀들 하우징(140)은 플랜지(120), 보조 플랜지(125), 마운팅 플랜지(130)에 의해 상당히 넓은 면적에 걸쳐 지지되므로, 래핑 작업이 안정적이면서 신속하게 정확하게 이루어질 수 있게 된다.

도 9에 도시된 바와 같이, 밸브 본체(10)가 횡방향으로 위치하는 수평 밸브인 경우, 래핑 머신(100)의 하중은 밸브 본체(10)의 안착부(12)에 지지되는 플랜지(120)에 의해 지지될 수 있다. 또한, 샤프트(160)의 진동은 보조 플랜지(125), 마운팅 플랜지(130), 스핀들 하우징(140), 샤프트 가이드(150)에 의해 최소로 될 수 있어, 작업자는 적은 힘으로 신속하고 정확하게 래핑 작업을 수행할 수 있게 된다.

이하에서는, 도 10 내지 도 12를 참조하여 본 발명의 래핑 플레이트의 실시예를 설명하기로 한다. 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 래핑 플레이트의 구성을 도시하는 사시도이다. 도 11은 도 10의 래핑 플레이트의 개략적인 측면도이다. 도 12는 도 10의 래핑 플레이트의 개략적인 측면도이다.

도 3을 참조하면, 종래의 래핑 플레이트(20)의 연마면(21)에는 접착제에 의해 연마시트가 부착되는 것이 일반적이었는데, 이러한 연마시트는 래핑 작업을 수회 거치면서 접착력이 약해져 연마면(21)에서 이탈하게 되는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 래핑 플레이트(110)는 연마면(111)의 상부에 종방향으로 관통하도록 절개된 복수의 절개홈(112)을 갖는다. 절개홈(112)은 예를 들어, 래핑 플레이트(110)에 4개소가 형성될 수 있다.

연마시트(113)는 각각의 절개홈(112)에 삽입된다. 연마시트(113)의 상단부(113a)는 절개홈(112) 상단으로 노출되고, 연마시트(113)의 하단부(113b)는 절개홈(112) 하단으로 노출되어 연마면(111) 방향으로 소정 길이만큼 연장된다.

래핑 플레이트(110)의 상단에는 고정부재(114)가 절개홈(112)에 인접하여 위치되고, 고정부재(114)는 래핑 플레이트(110)의 상단에 체결될 수 있다. 고정부재(114)는 절개홈(112)을 횡단하도록 연장되는 비교적 넓은 헤드부를 가져서, 이러한 헤드부는 래핑 플레이트(110)에 체결되면서 연마시트(113)의 상단부를 가압하게 된다. 그에 따라, 고정부재(114)는 연마시트(113)를 래핑 플레이트(110)의 상단에 고정하여, 래핑 플레이트(110)의 회전 시에 연마시트(113)와 시트면(11) 사이에 마찰력이 작용하더라도, 연마시트(113)가 위치를 이탈하지 않고 절개홈(112)에 고정된 상태를 유지하게 한다.

이러한 고정부재(114)는 헤드부가 연마시트(113)의 상단부(113a)를 가압하도록 래핑 플레이트(110)의 상단에 삽입 체결되는 볼트일 수 있다.

고정부재(114)가 연마시트(113)를 가압 고정하고, 연마시트(113)가 연마면(111) 방향으로 소정 길이만큼 연장되므로, 래핑 플레이트(110)가 회전하면서 연마시트(113)는 밸브 본체(10)의 시트면(11)을 연마하게 된다.

종래의 접착제로 고정되는 연마시트와 비교할 때, 본 발명의 연마시트(113)는 고정부재(114)에 의한 가압 고정이 가능하여, 반복적인 래핑 작업에도 연마시트(113)가 위치를 이탈하는 것과 같은 문제가 발생하지 않고 래핑 작업을 안정적으로 진행할 수 있게 된다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.

10 : 밸브 본체
11 : 시트면
100 : 래핑 머신
110 : 래핑 플레이트
111 : 연마면
112 : 절개홈
113 : 연마시트
114 : 고정부재
120 : 플랜지
125 : 보조 플랜지
130 : 마운팅 플랜지
140 : 스핀들 하우징
150 : 샤프트 가이드
160 : 샤프트
180 : 전동공구
181 : 회전축

Claims (4)

1. 밸브 본체의 내부에 형성된 시트면을 연마하기 위한 래핑 머신에 있어서,
   상기 밸브 본체의 입구에 형성되는 안착부에 지지되는 플랜지;
   상기 플랜지와 동일한 내경을 갖는 마운팅 플랜지;
   상기 플랜지 및 상기 마운팅 플랜지와 동일한 내경을 갖도록 원통 형상으로 연장되고, 상기 플랜지와 상기 마운팅 플랜지 사이에 위치되어 상기 플랜지 및 상기 마운팅 플랜지와 결합되는 보조 플랜지;
   상기 마운팅 플랜지, 상기 보조 플랜지 및 상기 플랜지의 내경과 동일한 외경의 긴 원통 형상을 갖고, 상기 마운팅 플랜지, 상기 보조 플랜지 및 상기 플랜지의 내측으로 삽입되어 상기 마운팅 플랜지와 접합되고, 그 단부는 상기 플랜지를 지나 소정 길이만큼 연장되는 스핀들 하우징;
   상기 스핀들 하우징의 내경과 동일한 외경의 긴 원통 형상을 갖고, 상기 스핀들 하우징의 내측으로 삽입되는 샤프트 가이드;
   상기 샤프트 가이드의 내측으로 삽입되는 샤프트;
   상기 샤프트 가이드에 위치되어 상기 샤프트가 회전 가능하게 하는 베어링;
   상기 샤프트에 회전력을 전달하는 구동수단;
   상기 샤프트와 결합되어 상기 샤프트의 회전에 따라 함께 회전하여 상기 시트면을 연마하는 래핑 플레이트;
   를 포함하고,
   상기 래핑 플레이트는,
   상기 래핑 플레이트의 하부에 형성되어 상기 시트면과 접촉되는 연마면;
   상기 래핑 플레이트를 종방향으로 관통하여 상기 연마면까지 절개된 복수의 절개홈;
   각각의 상기 절개홈에 삽입되고 상단부는 상기 절개홈 상단으로 노출되고 하단부는 상기 연마면 방향으로 소정 길이만큼 연장되는 연마 시트;
   상기 연마 시트의 상기 상단부를 상기 래핑 플레이트의 상단에 고정하여, 상기 래핑 플레이트의 회전 시에 상기 연마 시트와 상기 시트면 사이에 마찰력이 작용하더라도 상기 연마 시트가 위치를 이탈하지 않게 하는 고정 부재;
   를 포함하는 밸브 본체의 내부에 형성된 시트면을 연마하기 위한 래핑 머신.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 스핀들 하우징에 형성된 키가 상기 샤프트 가이드에 형성된 키홈에 삽입되어, 상기 샤프트 가이드는 상기 스핀들 하우징의 내측에서 키홈을 따라 상하로 이동이 가능한 밸브 본체의 내부에 형성된 시트면을 연마하기 위한 래핑 머신.
4. 삭제

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