KR102024517B1 - 트러니언형 볼 밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유체 이송의 관로에서 유체 공급의 단속 또는 유량조절을 위해 설치되는 트러니언형 볼 밸브를 제공함에 의해 달성되게 되는데, 이 볼 밸브는 관형의 바디의 양측으로 구비되는 한 쌍의 플랜지 관과 바디 내에는 양 플랜지 관들 사이에서 트러니언을 중심축으로 회전하며 스템의 개폐조작으로 플랜지 관들의 사이를 개방 또는 폐쇄하는 개폐볼, 그리고 플랜지 관들과 개폐볼의 사이에 리테이너 링과 그 전면에서 압입방식으로 설치되는 시트 링으로 이뤄 개재되는 시트유닛으로 구성되어 유체 이송의 관로에서 유체 공급의 단속 또는 유량조절을 위해 설치되는 트러니언형 볼 밸브로서, 시트유닛의 리테이너 링에 압입식으로 설치되는 시트 링의 내ㆍ외면 중 어느 일면에서 톱니형으로 구비되어 시트 링의 압입은 순응하고 이탈에는 반항하는 역지요소 및 바디와 개폐볼 사이의 양측에서 긴밀하게 개재되어 시트유닛으로부터 누설되는 유체가 스템 측으로 유입되지 않게 하며, 바디 내면의 길이방향 양측에서 개폐볼을 중앙으로 하여 상호 대향 배치되는 가이드홀에 이동 가능하게 설치하고 플랜지 관에 받쳐지는 탄성요소를 이용하여 개폐볼과 상시 긴밀히 접촉되게 하는 링형의 채움재를 포함하여서, 시트 링의 이탈을 방지하고 볼 밸브 사구역에서의 유체 고착현상이나 개폐볼의 편심현상을 방지하게 된다.

Description

트러니언형 볼 밸브{trunnion ball valve}

본 발명은 유체 이송의 관로에서 유체 공급의 단속 또는 유량조절을 위해 설치되는 트러니언형 볼 밸브에 관한 것이다.

관로 상에서 압송되는 유체 공급의 단속 또는 유량조절을 위해 설치되는 트러니언형 볼 밸브는 현재까지 여러 가지가 개발되어 사용되고 있는데, 그러한 트러니언형 볼 밸브는 온도변화에 대한 성능 향상과 볼 파열을 방지하고 작동토크를 낮춘다.

이러한 트러니언형 볼 밸브는 관형의 바디 양측에 유체의 입ㆍ출구를 제공하는 한 쌍의 플랜지 관들이 구비되고, 바디의 내에는 양 플랜지 관들 사이에서 양분되어 바디 상하로 분리된 트러니언을 이용하여 회전하게 설치되어 입ㆍ출구의 사이를 개방 또는 폐쇄하는 개폐볼과, 그리고 플랜지 관들과 개폐볼의 사이에는 유체의 누설방지를 위한 밀폐구조인 시트유닛이 개재되고 있다.

이렇게 구성되는 트러니언형 볼 밸브에서는 스템을 정역으로 회전시키면 개폐볼이 좌우로 회전되어 양 플랜지 관들에서의 입구와 출구 사이가 개폐됨과 동시, 스템의 회전각을 조정하여 유체의 유량도 조절하게 될 것이다.

이와 같은 트러니언형 볼 밸브의 주요기술은 유체 누설방지와, 내부 빈공간에서의 유체 고착현상이나 유체의 압송으로 분할된 트러니언에 의한 개폐볼의 편심 현상 발생으로 밸브의 오조작이 일어나지 않게 하는 것이다.

먼저, 전자의 누설방지 구조는 플랜지 관과 개폐볼의 사이에 개재되는 시트유닛으로서, 그러한 시트유닛은 플랜지 관의 내연으로 구비되는 수용홀에서 압축스프링을 이용하여 탄력적으로 설치되는 리테이너 링과 상기 리테이너 링 전면에서 강제 압입방식을 이용하여 부분적으로 매몰되어 개폐볼과 직접 접촉하는 테프론 또는 나이론 등으로 이룬 수지제의 시트 링으로 이루고 있다.

그런데 이러한 시트유닛의 리테이너 링 전면에서 단순한 강제 압입식으로 설치되는 수지제의 시트 링이 압력을 받는 개폐볼과의 지속적인 접촉 충격으로 리테이너 링으로부터 이탈되는 현상이 발생하고, 따라서 시트유닛이 쉽게 손상이 되고 밸브의 성능저하와 수명 단축의 주 요인이 되고 있는 것이다.

그리고 후자 내부의 빈 공간, 즉 관형 바디와 개폐볼 사이에서의 빈 공간, 즉 밸브의 사구역으로 시트유닛에서 누설된 유체가 유입되어 스템 주위에서 고착되는 현상이나 분할된 트러니언에 의한 개폐볼의 편심 보상 또는 방지를 위해 채움재가 설치되고 있다.

이러한 채움재는 대략 플랜지 관과 밀착되는 링형의 제1 패드와, 이 제1 패드와 스템 사이에 개재되는 제2 패드, 그리고 제2 패드와 개폐볼 사이에서 배치되어 개폐볼의 회전시 작용하는 면적을 최소 함과 동시, 마찰을 줄여 적은 힘으로 개폐볼이 원활하게 개폐되도록 하는 베어링으로 이루고 있는 것으로, 부품이 많아 구조가 복잡하고 따라 조립 작업이 용이하지 못한 등의 많은 문제가 있다.

또 채움재는 단순한 판재형으로 이루고 있는 것으로, 장시간 사용에 따른 마모에 대처하지 못하고, 따라서 밀폐성이 상실되어 제품의 신뢰성을 떨어뜨리고 있는 것이다.

그리하여 근래에 와서는 시트유닛의 시트 링 이탈방지와 밸브 내의 사구역에서의 유체 고착현상과 개폐볼의 편심을 방지시키는 밸브의 구조 혁신이 요구되고 있는 실정이다.

대한민국 등록특허 10-0519554호 대한민국 등록특허 제1531967호

본 발명은 상기에서와 같은 사정을 고려하여 이루어진 것으로, 그 목적은 시트 링에 압입은 순응하고 이탈에는 반항하는 역지요소를 구비하여서, 리테이너 링으로부터 시트 링의 이탈현상이 방지되게 한 트러니언형 볼 밸브를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 바디와 개폐볼 사이의 사구역에 탄력적으로 긴밀상태를 지속적으로 유지하는 채움재를 개재하여서, 사구역으로의 유체 유입을 완전 차단하여 유체 고착현상이 일어나지 않게 함과 동시 개폐볼의 중심을 확고하게 유지하여 편심이 일어나지 않고 개폐조작이 안정된 트러니언형 볼 밸브를 제공함에 있다.

이러한 본 발명의 목적은 유체 이송의 관로에서 유체 공급의 단속 또는 유량조절을 위해 설치되는 트러니언형 볼 밸브를 제공함에 의해 달성되게 되는데, 이 볼 밸브는 관형의 바디의 양측으로 구비되는 한 쌍의 플랜지 관과 바디 내에는 양 플랜지 관들 사이에서 트러니언을 중심축으로 회전하며 스템의 개폐조작으로 플랜지 관들의 사이를 개방 또는 폐쇄하는 개폐볼, 그리고 플랜지 관들과 개폐볼의 사이에 리테이너 링과 그 전면에서 압입방식으로 설치되는 시트 링으로 이뤄 개재되는 시트유닛으로 구성되어 유체 이송의 관로에서 유체 공급의 단속 또는 유량조절을 위해 설치되는 트러니언형 볼 밸브로서, 시트유닛의 리테이너 링에 압입식으로 설치되는 시트 링의 내ㆍ외면 중 어느 일면에서 톱니형으로 구비되어 시트 링의 압입은 순응하고 이탈에는 반항하는 역지요소 및 바디와 개폐볼 사이의 양측에서 긴밀하게 개재되어 시트유닛으로부터 누설되는 유체가 스템 측으로 유입되지 않게 하며, 바디 내면의 길이방향 양측에서 개폐볼을 중앙으로 하여 상호 대향 배치되는 가이드홀에 이동 가능하게 설치되어 플랜지 관에 받쳐지는 탄성요소를 이용하여 개폐볼과 상시 긴밀히 접촉되게 하는 링형의 채움재를 포함하여서, 시트 링의 이탈을 방지하고 볼 밸브 사구역에서의 유체 고착현상이나 개폐볼의 편심을 방지하게 된다.

발명에 따른 트러니언형 볼 밸브에 의하면, 시트유닛이 구조적으로 안정되어 관로 내의 이상압력이나 그 이외 외력에 의한 충격에 적극적으로 대처함으로써, 제품의 내구성을 향상시키어 밸브의 사용 수명을 연장시키는 효과가 있다.

또 본 발명은 바디와 개폐볼의 사이에 채움재가 탄력적으로 설치되어 마모에 따라 가변적으로 위치 이동하며 개폐볼과의 긴밀 상태가 지속적으로 유지되게 함으로서, 유체의 누설이 방지되고 따라 사구역에서의 유체고착 현상방지와 개폐볼의 편심을 방지하여 볼 밸브의 구동이 안정되고, 따라서 제품성을 높이는 효과도 있다.

도 1은 본 발명 트러니언형 볼 밸브의 내부 구성을 개략적으로 보여 주는 단면도.
도 2는 도 1의 A-A선 부분을 따라 절단하여 보여 주는 단면도.
도 3은 도 1의 (가) 부분을 발췌하여 보여 주는 요부확대 단면도
도 4는 도 1의 (나) 부분을 발췌하여 보여 주는 요부확대 단면도.
도 5는 본 발명 트러니언형 볼 밸브에 적용되는 채움재를 발췌하여 보여 주는 사시도.

다음 본 발명의 일 실시 예에 관해 설명하겠다. 도 1 내지 도 5에는 본 발명에 따른 트러니언형 볼 밸브에 대해 상세하게 도시되어 있다.

본 발명은 유체 이송의 관로에서 유체 공급의 단속 또는 유량조절을 위해 설치되는 트러니언형 볼 밸브를 제공하는 것이다.

트러니언형 볼 밸브는 대략 관형의 바디(10)와, 상기 바디(10) 양측에서 연이어 설치되어 유체의 입구와 출구를 제공하는 한 쌍의 플랜지 관(20,22), 그리고 개폐볼(30)로 구성된다.

이렇게 구성되는 바디(10)의 내에는 개폐볼(30)이 양 플랜지 관(20,22) 사이에서 트러니언(32)을 중심축으로 하여 회전되게 설치되어 스템(40)의 개폐조작으로 양 플랜지 관(20,22)의 사이를 개방 또는 폐쇄하면서 유체의 단속이나 유량을 조절하게 될 것이다.

또 양 플랜지 관(20,22)와 개폐볼(30)의 사이에는 유체의 누설방지를 위한 시트유닛(50)이 개재되는데, 상기 시트유닛(50)은 리테이너 링(52)과 그 리테이너 링(52)의 전면에서 구비되는 홈(52a)에 압입방식을 이용해 밑동이 파묻히는 시트 링(54), 그리고 시트유닛(50)을 개폐볼(30)과의 긴밀 상태 유지를 위한 탄성요소(56)가 구성된다.

이와 같은 구성은 종래와 동일한 구성이고, 본 발명의 핵심적인 기술은 시트유닛(50)의 시트 링(54) 이탈방지와 볼 밸브 내 사구역에서의 문제 해결을 위한 구조 개선혁신에 그 특징이 있다.

본 발명은 시트유닛(50)의 리테이너 링(52)의 홈(52a)에 압입식으로 설치되는 시트 링(54)의 내ㆍ외면 중 어느 일면에 톱니형으로 구비되어 시트 링(54)의 압입은 순응하고 이탈에서는 반항하는 역지요소(54a)를 구비한다. 이때 역지요소(54a)는 탄력성이 우수하여 시트 링(54)을 리테이너 링(52)의 홈(52a)에서 보다 안정되고 확고한 고정상태를 지속적으로 유지하게 될 것이다.

또 바디(10)와 개폐볼(30) 사이에서의 사구역, 즉 바디(10)와 개폐볼(30) 사이의 양측에서 긴밀하게 개재되어 시트유닛(50)으로부터 누설되는 유체가 스템(40) 측으로 유입되지 않게 하는 차단벽 기능을 수행함과 동시, 개폐볼(30) 양측에서 개폐볼(30)의 회전중심을 부가적으로 잡아주는 링형의 채움재(60)를 갖는다.

이러한 채움재(60)는 그 둘레에 적어도 3개 이상의 가이드 돌기(62)을 구비하고, 바디(10) 내면의 길이방향 양측에서 개폐볼(30)을 중앙으로 하여 상호 대향 배치되는 가이드홀(12)에 채움재(60)가 도 4에서 화살표로 표시한 바와 같이 이동 가능하게 설치되어서, 각 플랜지 관(20,22)에 받쳐지는 압축성의 탄성요소(64)를 이용하여 개폐볼(30)과 상시 긴밀히 접촉되게 한다. 이때 양 채움재(60)는 마모에 따라 가변적으로 위치가 이동, 즉 탄성요소(64)에 의해 개폐볼(30)의 중심축 방향으로 밀려 들어가면서 개폐볼(30)과의 긴밀 상태와 받침력을 지속적으로 유지하게 될 것이다.

그러면 본 발명 트러니언형 볼 밸브의 작동을 설명하면, 시트유닛(50)의 홈(52a)에 시트 링(54)이 압입은 순응하고 이탈에는 반항하는 역지요소(54a)를 이용하여 압입 설치되게 함으로서, 시트 링(54)을 리테이너 링(52)에서 안정되고 확고한 고정상태를 지속적으로 유지하게 된다.

또 볼 밸브 내의 사구역인 바디(10)와 개폐볼(30) 사이에 탄성요소(64)를 이용하여 탄력적으로 설치되는 채움재(60)를 개재함으로써, 긴밀성이 상시 확고하게 유지되어 개폐 볼 사구역 내에서의 고착현상을 방지하고, 개폐볼(30)의 주위를 견고하게 보지하여 개폐볼의 중심 유동을 방지하고, 따라서 볼 밸브의 구동이 안정될 것이다.

이상에서와같이 본 발명의 일 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명은 이에 국한되지 않고 청구범위에 기재된 범위 내에서 변경이 가능할 것이다.

10: 바디 12: 가이드홀
20, 22: 플랜지 관
30: 개폐볼
40: 스템
50: 시트유닛 52: 리테이너 링 54: 시트 링 56: 탄성요소
60: 채움재 62: 가이드 돌기 64: 탄성요소

Claims (1)

1. 관형의 바디를 가지며, 상기 바디의 양측에서 연이어 설치되어 유체의 입ㆍ출구를 제공하는 한 쌍의 플랜지 관과, 상기 바디 내에는 상기 양 플랜지 관들 사이에서 트러니언을 중심축으로 회전하며 스템의 개폐조작으로 상기 플랜지 관들의 사이를 개방 또는 폐쇄하는 개폐볼, 그리고 상기 플랜지 관들과 상기 개폐볼의 사이에서 리테이너 링과 그 전면에 톱니형의 역지요소를 이용하여 압입방식으로 밑동이 파묻히는 시트 링으로 이뤄 개재되는 시트유닛으로 구성되어 유체 이송의 관로에서 유체 공급의 단속 또는 유량조절을 위해 설치되는 트러니언형 볼 밸브로서,
   상기 바디와 상기 개폐볼 사이의 양측으로 상기 바디 내면의 길이방향 양측에서 상기 개폐볼을 중앙으로 하여 상호 대향 배치되는 가이드홀에 이동 가능하게 설치하고, 상기 플랜지 관에 받쳐지는 탄성요소를 이용하여 상기 개폐볼과 상시 긴밀히 접촉되게 하는 링형의 채움재를 포함하여 구비되는 것을 특징으로 하는 트러니언형 볼 밸브.

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