KR102002619B1 - 분체 끼임 방지 기능을 갖는 분체 밸브 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 화력 발전소 등의 각종 플랜트 설비에서, 고온, 고압의 분체(particulate material)가 이송되는 배관에 설치되는 분체 밸브 장치에 관한 것으로, 메탈시트 및 판스프링에 분체(또는 분체의 잔존물)가 끼어서 고착되는 것을 방지함과 동시에, 메탈시트를 비롯한 기밀수단의 교체를 쉽게 하여 설비의 유지 관리가 용아하게 하는 분체 밸브 장치에 관한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 분체 밸브 장치는, 분체 유입구, 분체 배출구, 상기 유입구와 상기 배출구 사이에 형성된 밸브 장착부, 상기 유입구의 출구 또는 상기 배출구의 입구 또는 이들 모두의 내주면에서 원주방향 외측으로 확장 형성된 장착홈, 상기 장착홈의 내측 개구부를 차폐시켜 분체가 상기 장착홈 내부로 침습하는 것을 방지하는 내벽부를 포함한 바디; 원구형 몸체, 상기 몸체를 관통하여 형성된 소통로를 구비하여, 상기 장착부에서 회전을 통해 분체의 이송을 제어하는 볼 밸브; 상기 장착홈의 길이방향으로 전후진 가능하게 결합되는 메탈시트, 상기 장착홈에 내장되어 상기 메탈시트를 상기 몸체 방향으로 탄성 지지하여 메탈시트가 몸체에 밀착되게 하는 판스프링을 구비한 기밀수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

분체 끼임 방지 기능을 갖는 분체 밸브 장치{METAL SEATED BALL VALVE FOR PARTICULATE MATERIAL}

본 발명은 화력 발전소 등의 각종 플랜트 설비에서, 고온, 고압의 분체(particulate material)가 이송되는 배관에 설치되는 분체 밸브 장치에 관한 것으로, 메탈시트 및 판스프링에 분체(또는 분체의 잔존물)가 끼어서 고착되는 것을 방지함과 동시에, 메탈시트를 비롯한 기밀수단의 교체를 쉽게 하여 설비의 유지 관리가 용아하게 하는 분체 밸브 장치에 관한 것이다.

볼 밸브 장치는, 볼 밸브의 개폐 형태, 방법 등에 따라 다양한 종류의 것이 있는데, 특히 볼 밸브를 90도 회전시킴으로써, 분체를 선택적으로 소통시켜 유량을 제어하는 볼 밸브로써, 크게 볼 밸브 장치(Ball Valve), 플러그 볼 밸브 장치(Plug Valve), 세그먼트 볼 밸브 장치(Segment Ball Valve) 등이 있다.

이러한 볼 밸브 장치는, 분체(또는 유체)가 이송되는 유입구와 배출구가 구비된 바디 내부에 볼 밸브가 회전 가능하도록 결합되며, 밸브 장착부에 분체의 누설 차단을 위한 메탈시트(seat)부가 필수적으로 장착되어야 한다.

따라서 이러한 볼 밸브 장치는, 볼 밸브와 메탈시트 간의 밀착을 통해 기밀성(밀봉력)을 유지하는 것이 매우 중요하다.

그리고 상기한 종류의 볼 밸브 장치가, 화력 발전소 등의 각종 플랜트 설비에서 고온, 고압의 분체가 이송되는 배관에 설치되는 경우, 분체의 특성에 맞게 볼 밸브 및 메탈시트가 금속재, 즉 메탈(metal) 재질로 제작된다.

이러한 볼 밸브 장치에 관한 종래 기술로써, 공개특허 제10-2008-0113664호(2008.12.31.) "메탈시트를 갖는 볼 밸브"(이하 종래 기술이라 함.)가 있는데,

상기 종래 기술은, 볼 밸브로써 분체통로관이 구비된 볼 밸브를 채용하고, 기밀성 확보를 위하여 바디 내측면에 메탈시트가 장착되며, 볼 밸브의 바디에 상기 메탈시트에 밀착되는 디스크가 구비되어 있다.

이러한 볼 밸브 장치는, 내구성 및 기밀성 강화를 위해, 볼 밸브 및 디스크가 메탈시트와 동일한 종류의 메탈로 제작되는 바, 상기한 바와 같이, 고온, 고압의 분체 배관에서 기밀성 확보를 위해선, 볼 밸브와 메탈시트 사이가 완전히 밀착된 상태에서 마찰 계수를 줄여 볼 밸브의 회전 작동이 가능해야 한다.

이때 볼 밸브 장치가 장기간 사용될 경우, 분체의 특성 상, 볼 밸브와 메탈시트 사이에 분체 일부가 끼는 등의 고착이 발생할 수 쉽고, 이러한 잔존물의 고착은 볼 밸브 장치의 작동 불능 내지 파손을 야기하므로, 잔존물의 제거 내지 메탈시트의 교체 등과 같이, 주기적으로(또는 필요 시) 볼 밸브 장치의 유지 보수 관리가 수반되어야 한다.

그러나 상기 종래 기술과 같은 볼 밸브 장치는, 메탈시트가 바디 내부에 직접 설치되면서 고정되는 형태이기 때문에, 상기한 잔존물의 제거 내지 메탈시트의 교체 등과 같은 유지 보수 작업 시, 볼 밸브를 비롯한 모든 부품의 분해가 필요하여 작업 시간이 어렵고 오래 걸리는 문제점이 있다.

특히 상기 메탈시트가 볼 밸브의 표면에 상기 밀착되어야 분체의 누설이 차단되는 바, 종래의 볼 밸브 장치에는 메탈시트를 볼 밸브 방향으로 가압하도록 탄성 지지하는 판스프링(이하 판스프링)이 장착되는데,

종래의 볼 밸브 장치는 상기 판스프링이 유로 내로 그대로 노출됨에 따라, 분체(또는 분체의 잔존물)가 판스프링 사이에 끼어서 탄성력의 저하를 유발하여, 메탈시트가 볼 밸브에 밀착되지 않는 문제점이 자주 발생하였다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,

종래 볼 밸브 장치의 구조 내지 부품의 설계 변경이 크게 필요하지 않으면서도, 메탈시트 및 판스프링을 비롯한 기밀수단에 분체가 끼어서 고착되는 것을 방지하고, 고착된 잔존물의 제거 내지 메탈시트의 교체 등과 같은 볼 밸브 장치의 유지 보수 작업을 쉽고 빠르게 실시할 수 있는 분체 밸브 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 분체 밸브 장치는,

분체 유입구, 분체 배출구, 상기 유입구와 상기 배출구 사이에 형성된 밸브 장착부, 상기 유입구의 출구 또는 상기 배출구의 입구 또는 이들 모두의 내주면에서 원주방향 외측으로 확장 형성된 장착홈, 상기 장착홈의 내측 개구부를 차폐시켜 분체가 상기 장착홈 내부로 침습하는 것을 방지하는 내벽부를 포함한 바디;

원구형 몸체, 상기 몸체를 관통하여 형성된 소통로를 구비하여, 상기 장착부에서 회전을 통해 분체의 이송을 제어하는 볼 밸브;

상기 장착홈의 길이방향으로 전후진 가능하게 결합되는 메탈시트, 상기 장착홈에 내장되어 상기 메탈시트를 상기 몸체 방향으로 탄성 지지하여 메탈시트가 몸체에 밀착되게 하는 판스프링을 구비한 기밀수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명에 따른 분체 밸브 장치에서,

상기 메탈시트는,

상기 장착홈 외부로 돌출되는 시트부와 상기 시트부의 후면 중앙에서 돌출된 돌기부로 이루어진 시트몸체,

상기 돌기부의 후단부에 결합되며 상기 판스프링에 의해 탄성 지지되는 로드링,

상기 돌기부의 내주면과 외주면에 끼워지는 실링부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 분체 밸브 장치에서,

상기 시트부는 상기 몸체의 외주면과 소정 간격 이격된 곡면부, 상기 곡면부에서 몸체 방향으로 돌출되어 몸체에 밀착되는 기밀부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

나아가 본 발명에 따른 분체 밸브 장치에서,

상기 바디는 상기 유입구 또는 상기 배출구 또는 이들 모두의 내주면에 끼워져 결합되며 유로를 형성하고 내측 선단부에 상기 내벽부가 연결된 차폐관을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 분체 밸브 장치는,

바디와 볼 밸브 사이의 기밀성을 보장하도록 설치되는 메탈시트와 판스프링을 비롯한 기밀수단이 내벽부로 감싸진 장착홈에 내장되어 있어, 분체 또는 분체의 잔존물이 기밀수단의 부품들 사이로 끼어서 고착화되는 것을 방지하며,

이를 통해 판스프링의 탄성력이 메탈시트로 전달되지 않아 볼 밸브와 메탈시트 사이의 기밀성이 저하되는 것을 방지할 수 있고,

메탈시트와 볼 밸브 사이의 밀착력 강화를 통해, 분체의 누설을 완벽하게 방지하며,

차폐관을 이용한 시트몸체, 로드링, 실링부재, 판스프링의 설치가 용이함은 물론, 차폐관의 탈부착을 통해 기밀수단의 밀봉 부품들을 쉽게 수리 내지 교체하여 유지보수 작업이 편리하고,

장기간 사용 시에도 판스프링의 탄성력이 저하되는 것을 방지하는 것에서 더 나아가, 판스프링의 탄성력이 저하되더라도 이를 즉각적으로 복원하여 사용할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 분체 밸브 장치의 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 분체 밸브 장치의 요부 확대 단면도.
도 3은 본 발명에 따른

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면에서 동일한 참조부호, 특히 십의 자리 및 일의 자리 수, 또는 십의 자리, 일의 자리 및 알파벳이 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 기능을 갖는 부재를 나타내고, 특별한 언급이 없을 경우 도면의 각 참조부호가 지칭하는 부재는 이러한 기준에 준하는 부재로 파악하면 된다.

또 각 도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께를 과장되게 크거나(또는 두껍게) 작게(또는 얇게) 표현하거나, 단순화하여 표현하고 있으나 이에 의하여 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 안 된다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 명세서에서 기재한 ~제1~, ~제2~ 등은 서로 다른 구성 요소들임을 구분하기 위해서 지칭할 것일 뿐, 제조된 순서에 구애받지 않는 것이며, 발명의 상세한 설명과 청구범위에서 그 명칭이 일치하지 않을 수 있다.

본 발명에 따른 분체 밸브 장치를 설명함에 있어 편의를 위하여 엄밀하지 않은 대략의 방향 기준을 도 1을 참고하여 특정하면, 도 1을 바라보는 방향을 기준으로 중력이 작용하는 방향을 하측으로 하여 보이는 방향 그대로 상하좌우를 정하고, 밸브 장착부를 중심으로 각각 좌, 우측을 외측으로 하여 내외를 정하며, 다른 도면과 관련된 발명의 상세한 설명 및 청구범위에서도 다른 특별한 언급이 없는 한 이 기준에 따라 방향을 특정하여 기술한다.

이하에서는 본 발명에 따른 분체 밸브 장치를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

본 발명은, 화력 발전소 등과 같은 각종 플랜드 설비의 배관에 설치되어 분체(또는 유체)의 유송 제어에 사용되는 분체 밸브 장치에 관한 것으로,

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 크게 배관에 설치되는 바디(10), 바디(10) 내의 분체 이송 흐름을 제어하는 볼 밸브(20), 볼 밸브(20)와 바디(10) 사이로 분체의 누설되는 것을 방지하는 기밀수단(30) 및 볼 밸브(20) 작동을 위한 구동수단(액추에이터)을 포함한다.

상기 바디(10)는, 일측에 분체 유입구(11)가 형성되고, 타측에 분체 배출구(12)가 형성되어 있으며, 유입구(11)와 배출구(12) 사이에 밸브 장착부(미지칭)가 마련되어, 하나의 유로를 형성한다.

이러한 바디(10)는, 밸브 장착부에서 수직방향으로 볼 밸브(20)의 스템(22)이 관통하여 결합되는 축설부가 형성되어 있으며,

축설부를 형성하는 보닛(14)에 브래킷이 결합되어, 볼 밸브(20)의 회전, 즉 스템(22)의 회전 동력을 제공하기 위한 구동수단이 구비된다.

이러한 바디(10)와 스템(22) 사이에는, 스템(22)의 회전 및 부품들 사이의 기밀성 확보를 위한, 각종 패킹(packing), 실링(seal), 개스킷(gasket), 부쉬(bush), 와셔(whaser), 오링(o-ring) 등이 구비될 수 있으며, 이러한 구성들은 본 발명의 본질적인 특징과는 연관성이 적으므로 상세한 설명을 생략한다.

한편 본 발명은, 볼 밸브(20), 즉 스템(22)의 회전을 위한 구동수단으로써 액추에이터가 사용되며, 도면에 도시되지 않았으나 경우에 따라 액추에이터와 별개로 볼 밸브(20)를 수동 회전시킬 수 있는 핸들의 추가도 가능하다.

이러한 액추에이터는, 스템(22)의 회전각도 제한을 위한 리미트 스위치(limit switch), 에어 셋(air set), 각종 솔 볼 밸브(20)(sol. valve)가 장착될 수 있으며, 액추에이터의 구체적인 구동 방식은 공지된 것이므로 설명을 생략한다.

아울러 상기 바디(10)는 상기 유입구(11)의 출구 또는 상기 배출구(12)의 입구 또는 이들 모두의 내주면에서 원주방향 외측으로 확장 형성된 장착홈(13), 상기 장착홈(13)의 내측 개구부를 차폐시켜 분체가 상기 장착홈(13) 내부로 침습하는 것을 방지하는 내벽부(14a)를 포함한다.

상기 장착홈(13)은 후술하는 기밀수단(30)의 메탈시트(31), 판스프링이 장착되는 것으로, 상기 내벽부(14a)에 의해 유로와 구획화되어 있어, 메탈시트(31)가 전후진 하는 공간 내지 판스프링(35)이 장착된 공간 내로 분체가 끼여서 메탈시트(31)가 볼 밸브(20)(보다 엄밀하게는 원구형 몸체(21))의 외면에 밀착되지 않는 것을 방지한다.

구체적으로 상기 내벽부(14a)를 유로 내에 형성하기 위해, 상기 바디(10)는 상기 유입구(11) 또는 상기 배출구(12) 또는 이들 모두의 내주면에 끼워져 결합되며 유로를 형성하고 내측 선단부에 상기 내벽부(14a)가 연결된 차폐관(14)을 더 포함한다.

상기 차폐관(14)은 유로를 형성하는 강관으로써, 상기 바디(10)의 유입구(11)와 배출구(12)에 각각 내삽되어 결합되며, 내측 단부에서 연장된 내벽부(14a)가 상기 장착홈(13)의 내측 개구부를 덮어, 장착홈(13)과 유로 사이가 서로 차폐된다.

이렇게 차폐관(14)의 내벽부(14a)로 장착홈(13)을 차폐하면, 유로를 따라 이송되는 분체의 일부가, 메탈시트(31)를 볼 밸브(20)에 밀착시키는 판스프링(35)으로 끼지 않게 되어, 분체가 바디(10) 외부로 누설되는 것을 방지한다.

이러한 차폐관(14)은, 후술하는 메탈시트(31)를 상기 볼 밸브(20)의 몸체(21) 표면에 밀착되도록 지지하면서 결합된다.

즉, 상기 차폐관(14)은, 그 자체가 유입구(11)와 배출구(12)로 기능하는 유로를 형성함과 동시에, 메탈시트(31)를 바디(10)의 밸브 장착부에 고정시키는 기능 및 분체가 기밀수단(30)에 끼이는 것을 방지하는 기능을 한다.

이러한 차폐관(14)은, 볼트(16)를 통해 유입구(11)와 배출구(12)에 각각 결합되는데, 차폐관(14)의 두께가 얇으므로, 차폐관(14)의 외주면에 상기 장착홈(13)을 형성하는 단턱부(15)에 걸림 결합되도록 돌출된 걸림부(14b)를 구비하여, 걸림부(14b)의 내측 장착홈(13)에서 외측 바디(10)의 단턱부(15)로 볼트(16)가 관통하여 나사 결합된다.

따라서 이러한 차폐관(14)을 이용해 장착홈(13)을 차폐시키면서, 메탈시트(31)를 비롯한 후술하는 로드링(33), 실링부재(34), 판스프링(35)이 장착홈(13)에 장착되면, 분체가 장착홈(13) 내의 부품들이 끼이는 것을 방지함은 물론, 차폐관(14)의 탈착만으로, 메탈시트(31)를 비롯한 밀봉 부품들 사이에 고착된 잔존물의 제거 내지 부품의 교체 작업이 가능하여, 분체 밸브 장치의 유지 보수 작업을 빠르고 쉽게 실시할 수 있다.

이어서 상기 밸브 장착부에 장착되는 볼 밸브(20)는, 양방향(또는 일방향) 90ㅀ회전을 통해 유입구(11)와 배출구(12) 사이를 개폐하여, 분체의 유송을 제어하는 것으로, 원구형 몸체(21), 상기 몸체(21)를 관통하여 형성된 소통로(21a)를 구비하여, 상기 장착부에서 회전을 통해 분체의 이송을 제어한다.

이러한 본 볼 밸브(20)는, 원구형 몸체(21)를 갖고, 유입구(11)와 배출구(12)의 크기에 상응하도록 수평방향으로 형성된 분체 소통로(21a)가 원구형 몸체(21)를 관통하여 구비된다.

그리고 원구형 몸체(21) 상측 중앙에는, 구동수단(액추에이터)에 의하여 작동하는 스템(22)이 결합되어 볼 밸브(20)가 회전 작동한다.

상기 스템(22)이 90ㅀ회전하면, 볼 밸브(20)에 마련된 소통로(21a)의 양측 개구부가 바디(10)의 유입구(11)와 배출구(12)를 향함에 따라, 유입구(11), 소통로(21a), 배출구(12)가 모두 연통된 상태가 되어, 볼 밸브(20) 장치가 개방되면서 분체가 유입구(11)에서 배출구(12) 방향으로 이송되고,

다시 상기 스템(22)이 90ㅀ회전하면, 볼 밸브(20)에 마련된 소통로(21a)의 양측 개구부가, 바디(10)의 유입구(11)와 배출구(12)가 형성되지 않은 밸브 장착부의 내측면을 향함에 따라, 소통로(21a)가 형성되지 않은 원구형 몸체(21)의 외주면이 상기 유입구(11)와 배출구(12)를 차폐시켜 볼 밸브(20) 장치가 폐쇄되면서 분체의 이송이 차단된다.

아울러 상기 기밀수단(30)은 상기 장착홈(13)의 길이방향으로 전후진 가능하게 결합되는 메탈시트(31), 상기 장착홈(13)에 내장되어 상기 메탈시트(31)를 상기 몸체(21) 방향으로 탄성 지지하여 메탈시트(31)가 몸체(21)에 밀착되게 하는 판스프링(35)을 구비한다.

상기 메탈시트(31)는, 상기 유입구(11)와 상기 배출구(12)를 제외한 밸브 장착부에 장착되어, 분체의 누설을 방지하는 것으로,

링 형상으로 구비되어, 유입구(11)와 배출구(12)가 연결된 밸브 장착부의 좌, 우측에 장착되면서, 볼 밸브(20)의 표면에 밀착되어 볼 밸브(20)와의 사이에 기밀성을 보장한다.

구체적으로, 상기 메탈시트(31)는 상기 장착홈(13) 외부로 돌출되는 시트부(32A)와 상기 시트부(32A)의 후면 중앙에서 돌출된 돌기부(32B)로 이루어진 시트몸체(32), 상기 돌기부(32B)의 후단부에 결합되며 상기 판스프링(35)에 의해 탄성 지지되는 로드링(33), 상기 돌기부(32B)의 내주면과 외주면에 끼워지는 실링부재(34)를 포함한다.

상기 시트몸체(32)의 시트부(32A)는 상기 몸체(21)의 외주면과 소정 간격 이격된 곡면부(32a), 상기 곡면부(32a)에서 몸체(21) 방향으로 돌출되어 몸체(21)에 밀착되는 기밀부(32b)를 포함한다.

상기 돌기부(32B)는 실링부재(34)를 억지 끼움 방식으로 관통하여 그 말단부가 로드링(33)에 결합되어, 시트몸체(32)와 로드링(33)을 상호 연결하며, 판스프링(35)으로부터 전진 압력을 시트부(32A)로 전달하여 상기 기밀부(32b)가 상기 몸체(21)의 외면에 밀착되게 한다.

상기 로드링(33)은 판스프링(35)과 직접 지지되어 실링부재(34) 및 메탈시트(31)를 전방으로 가압하면서, 메탈시트(31)가 장착홈(13)에서 빠지지 않게 한다.

상기 판스프링(35)은 링 형상의 판스프링으로, 상기 걸림부(14b)에 지지되어 메탈시트(31)를 감싸는 로드링(33)을 내측 볼 밸브(20) 방향으로 가압하여, 메탈시트(31)의 기밀부(32b)를 볼 밸브(20)의 몸체(21)의 표면에 밀착시켜 기밀성을 보장한다.

상기 실링부재(34)는 돌기부(32B)로 형성된 바디(10)와 내벽부(14a) 사이의 틈새 공간을 메우는 것으로, 분체가 내벽부(14a)와 시트부(32A) 사이의 틈새로 침습하더라도, 실링부재(34)가 시트부(32A)와 로드링(33) 사이의 공간을 차폐시켜 침습되는 분체가 판스프링(35)에 끼여서 탄성력의 저하가 발생하는 것을 방지한다.

즉, 본 발명은 상기 차폐관(14)의 내벽부(14a)로 분체가 장착홈(13) 내로 침습하는 것을 1차 방지하고, 상기 실링부재(34)로 분체가 로드링(33) 및 판스프링(35)으로 침습하는 것을 2차 방지하여, 분체의 끼임에 의한 메탈시트(31)의 기능 상실을 방지한다.

이러한 본 발명은 밸브 장착부를 사이에서 두고, 각각 좌우 외측에서 내측으로 순차적으로 적층되는 [판스프링(35) - 로드링(33) - 실링부재(34) - 메탈시트(31)]로 이루어진 결합체가, 바디(10)와 차폐관(14)으로 둘러쌓여, 장착홈(13)에 고정되도록 함으로써, 이러한 밀봉 부품들의 분리 내지 이탈을 방지함과 동시에, 내벽부(14a)와 실링부재(34)를 통해 분체의 끼임을 방지한다.

이러한 결합 구조는, 분체가 고착되기 쉬운 구조의 [판스프링(35) - 로드링(33) - 메탈시트(31)] 사이의 틈새를 내벽부(14a) 및 실링부재(34)로 차폐시켜, 분체의 고착이 빠르게 심화되는 것을 방지함과 아울러, 분체의 제거 내지 밀봉 부품의 교체 등이 필요한 경우, 차폐관(14)의 탈착만으로 상기한 작업을 쉽고 빠르게 실시할 수 있는 효과를 제공한다.

한편 상기한 구조를 통해 기밀수단(30)이 장착된 장착홈(13) 내로 분체가 고착되는 것을 방지하더라도, 장기간 사용 시 판스프링(35)의 경질화 등을 이유로 판스프링(35)의 탄성력이 저하될 수 있다.

이에 본 발명은 도 3과 같이 상기 차폐관(14)을 바디(10)에 결합시키는 볼트(16)를 이용한 가압수단을 더 포함한다.

먼저 상기 바디(10)는 상기 단턱부(15)의 외측으로 유로의 길이방향으로 형성된 공구 삽입공(10a)을 포함하고,

상기 볼트(16)는 헤드부와 나사부를 길이방향으로 관통하여 형성된 중공부(16a)를 가지며,

상기 가압수단은,

상기 중공부(16a)에 끼워지는 심부(17a), 상기 심부(17a)의 내측단에서 외측으로 'ㄴ'자형으로 절곡 연결되며 상기 볼트(16)의 헤드부에 구비된 렌치공에 끼워져 고정되는 크라운부(17b), 상기 크라운부(17b)에서 판스프링(35)을 향해 볼록하도록 'U'자형으로 연결되되 끝단부가 상기 걸림부(14b)에 지지되면서 만곡 최고점이 상기 판스프링(35)에 접촉하여 지지되는 탄성가압부(17c)를 구비한 가압부재(17),

상기 삽입공(10a)으로 삽입되며, 내측면에 상기 볼트(16)의 나사부가 나사 결합되는 나사공(18a)을 갖고, 외측면에 렌치 삽입부(18b)를 갖는 가압너트(18)를 포함하여,

판스프링(35)의 탄성력 저하 시, 상기 삽입공(10a)으로 렌치를 삽입해 상기 가압너트(18)를 조이면, 상기 나사공(18a)의 바닥면이 상기 심부(17a)의 끝단부를 내측으로 가압하면서 상기 가압부재(17)가 판스프링(35)을 향해 인출됨에 따라, 상기 걸림부(14b)에 지지된 탄성가압부(17c)가 형상 변위되면서 탄성력이 발생하여 상기 판스프링(35)을 몸체 방향으로 미는 것을 특징으로 한다.

상기 삽입공(10a)은 상기 차폐관(14)이 접하는 유로의 내주면 일부가 홈 형상으로 개구되어 차폐관(14)의 결합 시 내측 개구부가 밀폐된다.

상기 중공부(16a)는 헤드부의 렌치공 중앙에서 나사부의 끝단부까지 관통하여 형성된다.

상기 가압부재(17)는 상기 나사부보다 긴 심부(17a)를 구비하여, 상기 심부(17a)가 상기 중공부(16a)에 끼워진다.

그리고 상기 크라운부(17b)는 상기 헤드부의 렌치공과 같은 육각 형상으로 렌치공의 내면에 밀착되어 고정되며, 이러한 크라운부(17b)로 형성된 렌치홈(17d)에 렌치를 끼워 상기 볼트(16)의 조임이 가능해진다.

또한 상기 탄성가압부(17c)는 크라운부(17b)의 끝단부에서 내측으로 볼록하게 절곡되어 도넛 형상을 가진다.

상기 가압너트(18)는 삽입공(10a)에서 회전 가능한 원형 너트이다.

따라서 상기 가압부재(17)를 상기 볼트(16)의 중공부(16a)에 끼우면, 심부(17a)의 끝단부가 나사부의 외측으로 돌출되되며,

이렇게 가압부재(17)가 결합된 볼트(16)를 렌치를 이용해 걸림부(14b)에 나사 결합하면, 나사부가 걸림부(14b) 및 단턱부(15)에 조여져 차폐관(14)의 장착이 완료되면서, 탄성가압부(17c)의 끝단부가 걸림부(14b)의 내면에 지지된다.

이 상태에서 렌치를 이용해 상기 가압너트(18)를 삽입공(10a)으로 끼운 후 나사부에 조이면, 나사공(18a)의 바닥면이 심부(17a)의 끝단부에 접촉함에 따라 가압부재(17)가 판스프링(35)을 향해 인출되는데, 이때 탄성가압부(17c)의 만곡 최고점이 판스프링(35)에 접촉되면 전진 압력이 탄성가압부(17c)가 외측으로 절곡되는 힘으로 작용하면서 구부려져, 탄성가압부(17c)가 걸림부(14b)와 판스프링(35) 사이에 모두 접촉하면서 탄성력이 발생한다.

이후 판스프링(35) 자체의 탄성력이 저하되어 메탈시트의 밀착력이 떨어질 경우(즉 판스프링(35)이 후방으로 밀릴 경우), 렌치를 이용해 가압너트(18)를 다시 조이면, 상기한 바와 같이 가압부재(17)가 다시 판스프링(35) 방향으로 인출되고, 이에 따라 탄성가압부(17c)의 만곡 최고점이 판스프링(35)에 다시 접촉되면서 탄성가압부(17c)의 절곡도가 심화되어, 결국 탄성가압부(17c)의 끝단부가 걸림부(14b)에 지지되면서 발생한 탄성가압부(17c)의 탄성력이 상기 판스프링(35)에 작용하여 로드링(33), 즉 메탈시트(31)가 몸체(21)에 밀착되도록 탄성 지지된다.

이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 분체 밸브 장치를 위주로 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능하고, 이러한 수정, 변경 및 치환은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 바디 11 : 유입구
12 : 배출구 13 : 장착홈
14 : 차폐관 15 : 단턱부
16 : 볼트
20 : 볼 밸브 21 : 몸체
22 : 스템
30 : 기밀수단 31 : 메탈시트
32 : 시트몸체 33 : 로드링
34 : 실링부재 35 : 판스프링

Claims (4)

1. 분체 유입구(11), 분체 배출구(12), 상기 유입구(11)와 상기 배출구(12) 사이에 형성된 밸브 장착부, 상기 유입구(11)의 출구 또는 상기 배출구(12)의 입구 또는 이들 모두의 내주면에서 원주방향 외측으로 확장 형성된 장착홈(13), 상기 장착홈(13)의 내측 개구부를 차폐시켜 분체가 상기 장착홈(13) 내부로 침습하는 것을 방지하는 내벽부(14a)를 포함한 바디(10);
   원구형 몸체(21), 상기 몸체(21)를 관통하여 형성된 소통로(21a)를 구비하여, 상기 장착부에서 회전을 통해 분체의 이송을 제어하는 볼 밸브(20);
   상기 장착홈(13)의 길이방향으로 전후진 가능하게 결합되는 메탈시트(31), 상기 장착홈(13)에 내장되어 상기 메탈시트(31)를 상기 몸체(21) 방향으로 탄성 지지하여 메탈시트(31)가 몸체(21)에 밀착되게 하는 판스프링(35)을 구비한 기밀수단(30);을 포함하되,
   
   상기 바디(10)는 상기 유입구(11) 또는 상기 배출구(12) 또는 이들 모두의 내주면에 끼워져 결합되며 유로를 형성하고 내측 선단부에 상기 내벽부(14a)가 연결된 차폐관(14)을 더 포함하고,
   상기 차폐관(14)은 차폐관(14)의 외주면에 장착홈(13)을 형성하는 단턱부(15)에 걸림 결합되도록 돌출된 걸림부(14b)를 구비하여, 걸림부(14b)의 내측 장착홈(13)에서 외측 바디(10)의 단턱부(15)로 볼트(16)가 관통하여 나사 결합되며,
   상기 차폐관(14)을 바디(10)에 결합시키는 볼트(16)를 이용한 가압수단을 더 포함하되,
   상기 바디(10)는 상기 단턱부(15)의 외측으로 유로의 길이방향으로 형성된 공구 삽입공(10a)을 포함하고,
   상기 볼트(16)는 헤드부와 나사부를 길이방향으로 관통하여 형성된 중공부(16a)를 가지며,
   상기 가압수단은,
   상기 중공부(16a)에 끼워지는 심부(17a), 상기 심부(17a)의 내측단에서 외측으로 'ㄴ'자형으로 절곡 연결되며 상기 볼트(16)의 헤드부에 구비된 렌치공에 끼워져 고정되는 크라운부(17b), 상기 크라운부(17b)에서 판스프링(35)을 향해 볼록하도록'U'자형으로 연결되되 끝단부가 상기 걸림부(14b)에 지지되면서 만곡 최고점이 상기 판스프링(35)에 접촉하여 지지되는 탄성가압부(17c)를 구비한 가압부재(17),
   상기 삽입공(10a)으로 삽입되며, 내측면에 상기 볼트(16)의 나사부가 나사 결합되는 나사공(18a)을 갖고, 외측면에 렌치 삽입부(18b)를 갖는 가압너트(18)를 포함하여,
   판스프링(35)의 탄성력 저하 시, 상기 삽입공(10a)으로 렌치를 삽입해 상기 가압너트(18)를 조이면, 상기 나사공(18a)의 바닥면이 상기 심부(17a)의 끝단부를 내측으로 가압하면서 상기 가압부재(17)가 판스프링(35)을 향해 인출됨에 따라, 상기 걸림부(14b)에 지지된 탄성가압부(17c)가 형상 변위되면서 탄성력이 발생하여 상기 판스프링(35)을 몸체 방향으로 미는 것을 특징으로 하는 분체 밸브 장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 메탈시트(31)는,
   상기 장착홈(13) 외부로 돌출되는 시트부(32A)와 상기 시트부(32A)의 후면 중앙에서 돌출된 돌기부(32B)로 이루어진 시트몸체(32),
   상기 돌기부(32B)의 후단부에 결합되며 상기 판스프링(35)에 의해 탄성 지지되는 로드링(33),
   상기 돌기부(32B)의 내주면과 외주면에 끼워지는 실링부재(34)를 포함하는 것을 특징으로 하는 분체 밸브 장치.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 시트부(32A)는 상기 몸체(21)의 외주면과 소정 간격 이격된 곡면부(32a), 상기 곡면부(32a)에서 몸체(21) 방향으로 돌출되어 몸체(21)에 밀착되는 기밀부(32b)를 포함하는 것을 특징으로 하는 분체 밸브 장치.
   
   
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