KR101823553B1 - 나이프 게이트 밸브 - Google Patents

Abstract

나이프 게이트 밸브가 개시된다. 실시예에 따르면, 상부에 슬롯이 형성되고 양측이 개구된 바디와, 상기 바디의 상부 슬롯으로부터 결합되어 상하 작동되어 개구를 개폐시키는 디스크를 포함하며, 바디의 상부에 결합되며 디스크가 관통 결합되도록 상하 개구된 관통부가 형성된 스터핑박스; 스터핑박스의 내부에 결합되며 상기 디스크가 관통되도록 슬라이드홈이 상하 관통되게 형성되고, 일측에 에어인입구가 형성되며 내부에 에어가 이동하는 에어 이동로가 형성되며 타측에 에어 이동로에 통하도록 하여 외측에 형성되는 에어토출구가 형성된 석션블록; 석션블록의 에어인입구에 고압 에어를 송기하는 에어공급부;를 포함하고, 에어토출구에서 토출된 에어가 바디의 내측면을 타고 이동되어 디스크의 표면을 타고 흐르도록 한다.

Description

나이프 게이트 밸브{Knife Gate Valve}

개시되는 내용은 나이프 게이트 밸브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 디스크의 끝이 날카로워 석탄, 시멘트, 슬러리, 제지 등 악조건 유체의 이동을 제어하는 나이프 게이트 밸브에 관한 것이다.

본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.

나이프 게이트 밸브는 배관라인의 유로를 제어 또는 개폐하여 유체, 펄프, 시멘트뿐만 아니라 제지공장이나 화력발전소 등과 같이 철사나 비닐조각, 석탄연소물 등 슬러지가 혼합된 이송물질을 이송 또는 차단하는데 사용된다.

통상 나이프 게이트 밸브란 칼날을 가진 차단판을 말하는 데, 유공실린더 또는 모터의 작동에 의하여 반원형의 칼날단부를 가진 나이프 게이트가 하강하여 게이트홈의 하반부 단면에 형성된 요홈에 안착됨으로서 밸브의 차단이 이루어진다.

종래 기술에 따른 나이프 게이트 밸브를 도 11에 도시하였다.

나이프 게이트 밸브(A')는 양측이 개구된 바디(100')와, 바디(100')의 상부로부터 결합되어 상하 작동되는 디스크(200')와, 바디(100')의 상부에 형성되는 요크(300')와, 요크(300')에 나사결합되는 스템(400') 및 스템(400')의 상단에 결합된 핸들(500')로 구성되며, 디스크(200')의 상단이 스템(400')의 하부에 결합되어 승강작동되면서 바디(100')의 개구를 개폐시키게 된다.

종래 나이프 게이트 밸브는 4단 패킹 구조로 설계되었음에도 불구하고 애쉬(Ash) 분진의 누설현상으로 다량 발생하여 작업자의 건강과 적용 사업장의 대기 환경을 해치고 있는 요인이 되고 있었다.

또한 금속인 디스크에 제거되지 않은 애쉬가 누수 방지 패킹과의 마찰로 인해 디스크의 표면에 스크래치를 발생 시키며, 이로인해 장시간 운용에 의해 밀폐력 감소로 인한 누설의 주 원인이 되고 있었다.

또 유체의 압력상승 및 디스크의 반복적인 개폐동작으로 인해 패킹 재료의 변형 및 마모가 발생되므로 인해 디스크 간의 유격이 발생되며 이 유격을 통해 누설이 발생되어 애쉬 분진이 발생되고 있는 문제점이 있었다.

한국 등록특허 10-1415215호

개시되는 내용은 밸브 바디의 상부로 애쉬의 누설이 방지될 수 있도록 하는 나이프 게이트 밸브를 제공하는데 그 목적이 있다.

실시예의 목적은, 상부에 슬롯이 형성되고 양측이 개구된 바디와, 상기 바디의 상부 슬롯으로부터 결합되어 상하 작동되어 개구를 개폐시키는 디스크를 포함하며, 바디의 상부에 결합되며 디스크가 관통 결합되도록 상하 개구된 관통부가 형성된 스터핑박스; 스터핑박스의 내부에 결합되며 상기 디스크가 관통되도록 슬라이드홈이 상하 관통되게 형성되고, 일측에 에어인입구가 형성되며 내부에 에어가 이동하는 에어 이동로가 형성되며 타측에 에어 이동로에 통하도록 하여 외측에 형성되는 에어토출구가 형성된 석션블록; 석션블록의 에어인입구에 고압 에어를 송기하는 에어공급부;를 포함하고, 에어토출구에서 토출된 에어가 바디의 내측면을 타고 이동되어 디스크의 표면을 타고 흐르도록 하는 나이프 게이트 밸브에 의해 달성될 수 있다.

개시된 실시예에 따르면, 밸브 바디의 상부 밀봉 공간에 공기차단영역(Air Band)을 형성하여 하부로 인입되는 애쉬를 차단할 수 있고, 진공상태를 조성함으로써 애쉬의 누설이 방지될 수 있는 효과가 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 나이프 게이트 밸브를 나타낸 사시도,
도 2는 일 실시예에 따른 나이프 게이트 밸브를 나타낸 분해사시도,
도 3은 일 실시예에 따른 나이프 게이트 밸브를 나타낸 측단면도,
도 4는 일 실시예에 따른 나이프 게이트 밸브를 나타낸 정단면도,
도 5는 일 실시예에 따른 나이프 게이트 밸브에서 '스터핑박스'를 확대한 분해사시도,
도 6은 상기 도 5의 '스터핑박스'를 하부에서 바라본 분해사시도,
도 7은 상기 도 5의 '스터핑박스'에 대한 분해 정단면도,
도 8은 일 실시예에 따른 나이프 게이트 밸브에서 '석션블럭'에 대한 평단면도,
도 9는 일 실시예에 따른 나이프 게이트 밸브에서 '석션블럭'에 대한 측단면도,
도 10은 일 실시예에 따른 나이프 게이트 밸브에서 '밸브바디'에 대한 부분 확대 사시도,
도 11은 종래 기술에 따른 나이프 게이트 밸브를 나타낸 사시도.

이하 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 토대로 상세하게 설명하면 다음과 같다.

하기에서 설명될 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이며, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.

또한, 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있으며, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있고, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 함을 밝혀둔다.

첨부된 도면 중에서, 도 1은 일 실시예에 따른 나이프 게이트 밸브를 나타낸 사시도, 도 2는 일 실시예에 따른 나이프 게이트 밸브를 나타낸 분해사시도, 도 3은 일 실시예에 따른 나이프 게이트 밸브를 나타낸 측단면도, 도 4는 일 실시예에 따른 나이프 게이트 밸브를 나타낸 정단면도, 도 5는 일 실시예에 따른 나이프 게이트 밸브에서 '스터핑박스'를 확대한 분해사시도, 도 6은 상기 도 5의 '스터핑박스'를 하부에서 바라본 분해사시도, 도 7은 상기 도 5의 '스터핑박스'에 대한 분해 정단면도, 도 8은 일 실시예에 따른 나이프 게이트 밸브에서 '석션블럭'에 대한 평단면도, 도 9는 일 실시예에 따른 나이프 게이트 밸브에서 '석션블럭'에 대한 측단면도, 도 10은 일 실시예에 따른 나이프 게이트 밸브에서 '밸브바디'에 대한 부분 확대 사시도이다.

도 1 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 나이프 게이트 밸브(A)는, 상부에 슬롯(22)이 형성되고 양측이 개구된 바디(2)와, 상기 바디(2)의 슬롯(22)으로 결합되어 상하 작동되어 개구를 개폐시키는 디스크(4)를 포함한다.

상기 바디(2)의 상부에 결합되며, 디스크(4)가 관통 결합되도록 상하 개구된 관통부가 형성된 스터핑박스(6)가 포함된다.

도 7을 참조하면, 스터핑박스(6)는 상부 플랜지(602)와 하부 플랜지(604)를 포함하고, 볼트 체결에 의해 바디(2)와 하부 플랜지(602)가 체결된다.

스터핑박스(6)의 상부 플랜지(602)로부터 하부 플랜지(604)까지 개구되어 디스크(4)가 수직하게 관통 결합될 수 있는 관통부가 형성되는데,

상기 관통부는 패킹(7)이 삽입되는 패킹삽입부(62)가 상부에 형성되고, 하부에는 석션블록(8)이 삽입되는 석션블록삽입부(64)가 형성되며, 패킹삽입부(62)와 석션블록삽입부(64)를 통하도록 연결하는 연통부(63)가 형성된다.

연통부(63)는 패킹삽입부(62) 및 석션블록삽입부(64) 보다 폭이 좁으면서 디스크(4)의 두께에 대응될 수 있는 폭 길이를 갖도록 형성됨으로써 디스크(4)의 개폐작동이 반복되는 과정에서 석션블록(8)을 통과하여 바디(2) 상부로 누설될 수 있는 애쉬를 차단할 수 있도록 상부단턱(632) 및 하부단턱(634)이 형성된다.

스터핑박스(6)의 일측면에는 석션블록(8)의 에어인입구(82)에 대응되는 에어공(66)이 형성된다.

패킹삽입부(62)에는 다수의 패킹(7)이 적층되어 삽입된다. 패킹(7)은 디스크(4)의 외면을 감싸도록 대략 직사각형으로 형성되며 디스크(4)의 외면에 밀착되게 결합될 수 있도록 통공이 길게 형성된다.

다수의 패킹(7)이 패킹삽입부(62)에 삽입된 후 캡(9)을 씌운 다음 스터핑박스(6)와 캡(9)을 볼트(100)로 체결하여 다수의 패킹(7)이 수납되도록 한다.

캡(9)은 디스크(4)가 관통 결합되도록 장공(92)이 형성된다.

석션블록(8)은 상기 스터핑박스(6)의 내부 석션블록삽입부(64)에 결합되는 것이며, 상기 디스크(4)가 관통되도록 슬라이드홈(80)이 상하 관통되게 형성되어 대략 직사각형의 바(bar)타입으로 형성된다.

석션블록(8)의 일측에는 에어인입구(82)가 형성된다.

에어인입구(82)에 통하도록 석션블록(8)의 내부에 에어가 이동하는 에어 이동로(84)가 형성되며, 타측에는 에어 이동로(84)에 통하도록 하여 에어토출구(86)가 형성된다.

그리고 상기 석션블록(8)의 에어인입구(82)에 고압 에어를 송기하는 에어공급부(미도시)가 형성된다.

에어공급부는 압축된 고압 에어를 생성하는 콤프레셔가 선택된다.

상기 에어인입구(82)는 석션블록(8)에 2개가 대칭되게 형성되고, 각 에어인입구(82)에 통하는 에어 이동로(84)가 양측에 대칭되게 형성되며 타측에는 에어 이동로(84)의 단부가 연결되도록 하여 대략 'ㄷ'자 형상으로 이루어진다.

에어토출구(86)는 양측 에어 이동로(84)의 단부가 합해지는 부위에 형성되며, 바디(2)를 향하도록 석션블록(8)의 하부에 형성된다.

상기 석션블록(8)은 에어 이동로(84)와 슬라이드홈(80)이 통하도록 형성되는 애쉬흡입부(88)가 적어도 1개소 이상 형성된다.

바람직하게는 에어 이동로(84)의 직경 보다 애쉬흡입부(88)의 직경이 작게 형성된다.

따라서 에어 이동로(84)를 통과하는 에어의 흐름에 의해 애쉬흡입부(88)에 흡입력이 생성된다.

즉, 에어 이동로(84)의 유속이 슬라이드홈(80) 주변의 공기흐름 보다 빠르고, 이러한 유속차이로 인해 애쉬흡입부(88)에 흡입력이 형성될 수 있다.

애쉬흡입부(88)의 흡입력이 생성됨으로써 슬라이드홈(80)에 삽입된 디스크(4)의 표면과 슬라이드홈(80) 내주면 사이의 틈새에 존재하는 애쉬가 애쉬흡입부(88)로 흡입되어 에어 이동로(84)로 유입된다.

에어 이동로(84)에 유입된 애쉬는 공기의 흐름을 타고 이동하여 에어토출구(86)로 배출된다.

여기서 상기 에어 이동로(84)는 에어인입구(82)로부터 에어토출구(86)로 갈수록 관경이 단계적으로 확장되도록 복수의 단차부(842)가 형성된다.

상기 애쉬흡입부(88)는 복수의 단차부(842)에 대응되게 형성된다.

따라서 에어 이동로(84)에서 유입되는 에어는 확장된 단차부(842)에서 순간적으로 확산되면서 압력이 낮아져 에어 이동로(84)의 내벽에 생성된 애쉬흡입부(88)에 흡입력을 발휘하게 된다.

그러므로 디스크(4)의 표면을 타고 상부로 올라오는 애쉬는 석션블록(8)의 애쉬흡입부(88)로 인입되고, 에어 이동로(84)의 확장된 단차부(842)에 대응되는 공간에서 배관 압력에 의해 인입되어 에어토출구(86)를 따라 애쉬가 배출된다.

에어인입구(82)로 인입되는 에어는 고속으로 에어토출구(86)로 배출되며, 이 과정에서 4개의 애쉬흡입부(88)는 에어 이동로(84)의 내부공간에 침적되는 애쉬를 음속으로 흡입하여 에어와 함께 에어토출구(86)로 배출시키게 된다.

한편 도 4 및 도 10을 참조하면, 상기 바디(2)는 슬롯(22)의 내측면에 에어토출구(86)에 대응되도록 경사면(223)이 형성된다.

슬롯(22)은 디스크(4)가 삽입될 수 있도록 장변과 단변을 갖는 직사각형의 형상으로 형성되며, 슬롯(22)에 디스크(4)가 삽입되며 슬롯(22)의 내주면과 디스크(4)의 표면이 근접하여 미세한 틈을 갖게 된다.

슬롯(22)의 단변 측에 하향 경사지게 경사면(223)이 형성되며, 경사면(223)의 상부에 에어토출구(86)가 배치됨으로써 에어토출구(86)에서 토출된 에어(애쉬가 포함된 에어임)가 경사면(223)을 타고 흘러내려갈 수 있다.

경사면(223)을 타고 흘러내려가는 에어는 디스크(4)의 표면에 잔존하는 애쉬를 불어내어 제거하는 역할을 하면서 아울러 에어에 포함된 애쉬도 바디(2)가 설치되는 유로 내로 방출하는 역할을 병행하게 된다.

한편 상기 바디(2)는 슬롯(22)의 내측면에 통하며 요입 형성되는 결합홈(226)이 형성된다. 이러한 결합홈(226)은 디스크(4) 표면에 딸려 오는 애쉬가 정체되거나 모여질 수 있는 버퍼링 공간을 제공한다. 이 결합홈(226)에 모여지는 애쉬는 석션블록(8)에서 발생되는 흡입력을 통해 석션블록(8) 내로 흡입되어질 수 있다.

상기 스터핑박스(6)에는 결합홈(226)에 삽입되는 결합돌부(미도시)가 형성되어 스터핑박스(6)의 결합이 보다 용이해질 수 있고, 결합된 상태가 안정적으로 유지될 수 있도록 한다.

바디(2)의 상면과 스터핑박스(6)의 하면 사이에 씰패킹(7)이 삽입되어 기밀상태를 유지할 수 있도록 한다.

상기 결합홈(226)은 하단이 개구의 상부에 통하도록 형성되어 애쉬가 수집된 후 디스크(4)의 표면을 타고 낙하되도록 한다.

비록 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 청구의 범위에 속함은 자명하다.

2 : 바디 4 : 디스크
6 : 스터핑박스 7 : 패킹
8 : 석션블록 9 : 캡
62 ; 패킹삽입부 63 : 연통부
65 ; 에어공 82 : 에어인입구
84 ; 에어 이동로 86 : 에어토출구
88 : 애쉬흡입부

Claims (7)

1. 상부에 슬롯이 형성되고 양측이 개구된 바디와, 상기 바디의 상부 슬롯으로부터 결합되어 상하 작동되어 개구를 개폐시키는 디스크를 포함하며,
   상기 바디의 상부에 결합되며 디스크가 관통 결합되도록 상하 개구된 관통부가 형성된 스터핑박스;
   상기 스터핑박스의 내부에 결합되며 상기 디스크가 관통되도록 슬라이드홈이 상하 관통되게 형성되고, 일측에 에어인입구가 형성되며 내부에 에어가 이동하는 에어 이동로가 형성되며 타측에 에어 이동로에 통하도록 하여 외측에 형성되는 에어토출구가 형성된 석션블록;을 포함하고,
   상기 바디는 슬롯의 내측면에 에어토출구에 대응되도록 경사면이 형성된 것을 특징으로 하는 나이프 게이트 밸브.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 석션블록은
   에어 이동로와 슬라이드홈이 통하도록 형성되는 애쉬흡입부가 적어도 1개소 이상 형성되며,
   에어 이동로의 직경 보다 애쉬흡입부의 직경이 작게 형성되도록 한 것을 특징으로 하는 나이프 게이트 밸브.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 에어 이동로는 상기 에어인입구로부터 상기 에어토출구로 갈수록 관경이 확장 형성되는 것을 특징으로 하는 나이프 게이트 밸브.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 에어 이동로는 상기 에어인입구로부터 상기 에어토출구로 갈수록 관경이 단계적으로 확장되도록 복수의 단차부가 형성되고, 상기 애쉬흡입부는 상기 복수의 단차부에 대응되게 형성되는 것을 특징으로 하는 나이프 게이트 밸브.
5. 삭제
6. 제 1항에 있어서,
   상기 바디는 슬롯의 내측면에 통하며 요입 형성되는 결합홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 나이프 게이트 밸브.
7. 제 6항에 있어서,
   상기 결합홈은 하단이 개구의 상부에 통하도록 형성되어 애쉬가 수집되고, 디스크의 표면을 타고 낙하되도록 한 것을 특징으로 하는 나이프 게이트 밸브.
   

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