KR102028351B1

KR102028351B1 - 밀폐력을 강화한 소프트 시트 판형 게이트 밸브

Info

Publication number: KR102028351B1
Application number: KR1020190024575A
Authority: KR
Inventors: 박영수
Original assignee: 주식회사 동해
Priority date: 2019-03-04
Filing date: 2019-03-04
Publication date: 2019-10-04
Also published as: CN111649150A; CN111649150B; US20200284355A1; US11079023B2

Abstract

본 발명은 소프트 시트 나이프 판형 밸브에 관한 것으로, 특히 패킹의 반원형 돌출부에는 반원형으로 반복 돌출된 밀폐돌출부를 구성하고, 상기 돌출부에 밀착하는 개폐판의 하부 테두리단면부에는 상기 밀폐돌출부에 대응하는 삼각형의 밀폐요입부를 구성하여, 반원형의 밀폐돌출부는 개폐판의 하강으로 삼각형의 밀폐요입부에 요입이 되면서 그 형태가 삼각형으로 압착 변환되어 결합되는 것이고, 이러한 작용으로 밀폐돌출부는 더욱 압착이 되면서 밀폐력이 증강되는 것을 특징으로 한다.

Description

밀폐력을 강화한 소프트 시트 판형 게이트 밸브{Soft sheet plate gate valve with enhanced sealing power}

본 발명은 물, 오일, 가스, 슬러리 등의 유체나 분말 등을 이송하는 관체에 설치되어 이송되는 유체나 분말의 이송량을 제어하기 위한 용도로 사용되는 소프트 시트 판형 게이트 밸브에 관한 것으로 특히, 유체에 적합하고 밀폐력이 우수한 소프트 시트 판형 게이트 밸브에 있어서, 밸브 차단시 밀폐력을 더욱 강화하여 누출을 효율적으로 차단하고 수명을 연장시킬 수 있도록 한 것이다.

주지하는 바와 같이 게이트 밸브는 각종 유체나 분말을 공급하는 라인에 설치되어 공급량을 조절 또는 차단하는 용도로 사용되는데, 그 하나의 예로는 화력발전소에서 전기를 생산하기 위하여 사용하는 석탄가루를 공기와 함께 이송하는 관체에 설치되어 필요에 따라서 관체로 이송되는 석탄가루의 이송량을 통제하기 위한 용도로는 메탈 시트 나이프(판형) 게이트 밸브를 주로 사용 하고, 물, 오일, 가스라인의 경우에는 밀폐력이 우수한 소프트 시트 나이프(판형) 게이트 밸브가 적합하다.

종래 상기한 밸브들 중에 소프트 시트 나이프 게이트 밸브의 패킹은 나이프 게이트 밸브를 구성하는 개폐판의 테두리에 패킹이 밀착되도록 밸브의 본체에 U자형 패킹이 설치되어 있다.

상기와 같은 패킹이 구비된 밸브는 패킹과 개폐판의 테두리 전체가 밀착된 상태에서 설치되었기 때문에 개폐판을 승하강 할 시 마찰력에 의해서 개폐판을 승하강 시키는데 어려움이 있었고, 패킹의 구조상 개폐판이 닿는 부분에 홈이 형성되도록 패킹이 밸브본체의 주변보다 낮게 형성되었기 때문에 석탄가루(슬러리)가 쌓여 스케일을 형성시키는 원인이 되는 관계로 개폐판의 밀폐가 완벽하지 못하게 되는 단점이 있고, 개폐판의 상측으로 석탄가루가 유출되어 개폐판 보관실에 쌓여 스케일을 형성시키는 등의 문제가 있다.

상기한 문제를 해결하기 위하여 본원의 출원인이 특허받은 특허 제10-0810716호, 실링구조가 개선된 나이프 게이트 밸브가 개시된 바 있는데, 실링부재(패킹)가 일체형으로 구성되면서 그 가운데 개폐판 안내홈이 형성되고, 상기 개폐판 안내홈을 통해 개폐판이 슬라이딩되면서 밸브의 기능을 수행하도록 구성된 것이다.

상기한 바와 같이 실링부재(패킹)가 일체형으로 구성되면서 가운데 개폐판 안내홈이 형성되는 구조는 금형을 제작할 때 구조적으로 어려움이 있어 금형제작비용이 많이 소요되는 관계로 실링부재(패킹)의 생산 가격이 비싸게 형성되는 단점이 있다.

특히, 실링부재(패킹)는 소모품이기 때문에 수시로 교환해야 하는데, 본원의 출원인이 선출원하여 등록된 실링구조가 개선된 나이프 게이트 밸브는, 구조적으로 실링부재(패킹)를 실링부재 안착홈에 조립할 때 억지끼움으로 해야하고, 개폐판과 실링부재에 형성된 개폐판 안내홈과의 중심을 맞추는데 많은 시간이 소요되며, 또한 분해할 때에도 많은 시간이 소요되는 관계로 실링부재(패킹) 교환시에 작업성이 크게 떨어지는 문제가 있다.

이에 따라 본 발명의 발명자는 또다시 상기 문제점을 개선하여 또 다른 선행특허(특허 제10-1563464호)를 안출한 바 있다.

한국 등록특허 제10-0810716호(2008년02월28일.등록) 한국 등록특허 제10-1563464호(2015년10월20일.등록)

상기 본 발명 발명자의 또 다른 선행특허의 경우에는, 개폐판의 상부 절반은 넓은 면이 패킹에 형성된 돌출테에 밀착되면서 승하강을 원활하게 하면서 밀폐력도 유지하지만, 개폐판의 하부 절반은 테두리 단면부가 패킹의 단면 돌출부에 닿아 밀폐력을 유지하도록 구성되었으므로 강력한 밀폐력을 갖지 못하였으며, 장시간 사용시 개폐판의 하부 단면이 맞닿는 패킹의 단면부가 눌림에 의해 형태가 변형되고 경화에 의해 마찰력이 줄어드는 등의 노화작용으로 갈수록 밀폐력이 저하되는 문제를 갖고 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로서, 소프트 시트 나이프 게이트 밸브를 구성함에 있어서, 개폐판의 하부 절반의 테두리 단면부분과 그에 접촉하는 패킹의 구성을 개선하여 밀폐력을 향상시키고 오랜 시간 동안 밀폐력의 저하 없이 성능을 유지할 수 있는 소프트 시트 판형 게이트 밸브를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 상기 선행특허에 게시된 소프트 시트 판형 게이트 밸브의 패킹과 개폐판 등 기본 구성을 대상으로 하며, 특히 패킹의 반원형 돌출부에는 반원형으로 반복 돌출된 밀폐돌출부를 구성하고, 상기 돌출부에 밀착하는 개폐판의 하부 테두리 단면부에는 상기 밀폐돌출부에 대응하는 삼각형의 밀폐요입부를 구성하여, 반원형의 밀폐돌출부는 개폐판의 하강으로 삼각형의 밀폐요입부에 요입이 되면서 그 형태가 삼각형으로 압착 변환되어 결합되는 것이고, 이러한 작용으로 밀폐돌출부는 더욱 압착이 되면서 밀폐력이 증강되는 것을 특징으로 한다.

이상과 같은 본 발명에 의하면, 소프트 시트 판형 게이트 밸브에서 개폐판의 상부 측면부는 물론, 하부 테두리 단면부 또한 개폐판 및 패킹의 개선된 구조에 의해 강력하고 오랜 시간 유지되는 밀폐력을 갖게 되는 것으로, 밸브의 성능과 밸브의 기능에 대한 신뢰를 높이는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 의한 소프트 시트 나이프 게이트 밸브의 분해 사시도
도 2는 본 발명에 의한 패킹의 구조를 보인 사시도
도 3은 본 발명에 의한 패킹과 개폐판이 결합된 상태를 보인 단면도
도 4는 도 3의 A부분 확대도
도 5는 도 3의 B부분 확대도(결합 전, 결합 후)
도 6은 본 발명에 의한 밸브본체에서 패킹 및 패킹고정구를 분해한 사시도
도 7은 본 발명의 개폐판과 패킹의 정면도

이하, 본 발명에 의한 소프트 시트 판형 게이트 밸브에 관한 실시 예의 구성을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 소프트 시트 판형 게이트 밸브는 다음과 같은 구성을 갖는다.

즉, 밸브본체(10)의 내부에 개폐판(11)이 승하강하는 위치에 패킹안착홈(12)이 형성되고, 상기 패킹안착홈(12)의 일측이 개방되어 패킹고정링(13)이 오링(13')과 함께 결합되고, 결합라인(14)을 중심으로 밸브본체(10)와 패킹고정링(13)에 볼트공(15)이 형성되어 볼트(16)에 의해서 패킹고정링(13)이 밸브본체(10)에 설치되어 패킹안착홈(12)에 안착된 패킹(1)이 빠지지 않게 구성되며,

상기와 같이 구성된 패킹안착홈(12)에 결합되어 개폐판(11)과 밀폐작용을 하기 위한 패킹(1)은 원형으로 구성되고 패킹 제조와 패킹안착홈(12)에 조립 및 분해가 용이하도록 2개로 구성되어 개폐판(11)의 양쪽에 마주보도록 배치된다.

패킹(1)의 구조를 상세히 살펴보면, 패킹(1)의 수평 중심선에서부터 그 상부로는 상부보다 두께가 돌출되고 폭이 좁으면서 일정구간 직선으로 이어지는 직선안내돌부(2)를 구성하였고, 직선안내돌부(2)의 옆 원형부분에는 원래의 두께를 유지하는 받침부(2')를 형성하여 개폐판(11)이 진입할 때 개폐판(11)의 넓은 면은 받침부(2')에 받쳐지고 개폐판(11)의 측면은 직선안내돌부(2)에 가이드 되면서 진입되게 하였다.

그리고 직선안내돌부(2)의 아래로는 돌출두께를 유지하면서 패킹(1)의 원래 내경보다 중앙쪽으로 점차 돌출되는 돌출부(3)를 형성하였는데, 상기 돌출부(3)는 개폐판(11)이 완전히 하강하여 밀폐가 된 상태에서 개폐판(11)의 하단 측면에 의해 압착되어 밀폐력을 강화하는 것이다.(도 5 참조)

또한 패킹(1)의 상부에는 내외부측에 중앙부 보다 돌출되는 돌출테(4)(4')를 구성하여 개폐판(11)의 넓은 면 상부와의 밀폐를 강화하였다.(도 4 참조)

특히 본 발명의 개폐판(11)과 패킹(1)에는 밀폐력을 더욱 강화하기 위한 구성을 부가하였는데, 패킹(1)의 반원형 돌출부(3)에는 밀폐돌출부(6)를 구성하고, 상기 돌출부(3)에 밀착하는 개폐판(11)의 하부 테두리 단면부에는 상기 밀폐돌출부(6)에 대응하는 밀폐요입부(16)를 구성한 것이다.

상기 밀폐돌출부(6)와 밀폐요입부(16)에 대하여 도 5 및 도 7을 통하여 좀 더 상세하게 살펴보면, 패킹(1)의 돌출부(3) 상면에 구성되는 밀폐돌출부(6)는 일정한 간격을 갖는 반원형이면서 다수 개가 연속으로 구성되고, 밀폐요입부(16)는 개폐판(11)의 테두리 단면부에 상기 밀폐돌출부(6)와 같은 간격을 갖는 동일한 위치에 삼각형으로 구성된다.

따라서 반원형의 밀폐돌출부(6)는 개폐판(11)의 하강으로 삼각형의 밀폐요입부(16)에 요입이 되면서 그 형태가 삼각형으로 압착 변환되어 결합되는 것이고, 이러한 작용으로 밀폐돌출부(6)는 더욱 압착이 되면서 밀폐력이 증강되는 것이다.

또한, 도 7에서 볼 수 있는 바와 같이 측면에서 볼 때 개폐판(11)의 밀폐요입부(16)는 테두리 단면부를 형성하는 반원의 중심(C1)보다 높은 위치에서 시작되는 반원의 중심(C2)으로부터 만들어지는 반원형으로 만들어지고, 패킹(1)의 밀폐돌출부(6) 역시 돌출부(3)를 형성하는 반원의 중심(C1')보다 높은 위치에서 시작되는 반원의 중심(C2')으로부터 만들어지는 반원형으로 만들어진다.

따라서 밀폐요입부(16)와 밀폐돌출부(6)는 수평 중심선상의 위치에서 시작되어 맨 하단의 수직중심선 위치에서 최대의 높이 및 깊이가 되는 것이고, 패킹(1)과 개폐판(11)의 하부 절반 전체가 밀폐요입부(16)와 밀폐돌출부(6)의 결합으로 밀폐력이 유지되는 것이다.

도면의 미설명부호 50은 이송관체, 51은 작동로드, 52는 핸들을 표시한 것이다.

이상과 같은 본 발명의 소프트 나이프 게이트 밸브에 관한 작용을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

우선, 소프트 나이프 게이트 밸브를 구성하는 밸브본체(10)를 이송관체(50)에 일반적인 방법으로 설치하여 사용한다.

이렇게 설치한 상태에서 연료 제어시스템에 의해서 이송관체(50)를 통해서 이송되는 유체의 이송량을 조절하게 되는데, 이때 소프트 나이프 판형 밸브를 구성하는 실린더 또는 핸들(52)을 작동시켜준다.

그러면, 작동로드(51)가 승하강하게 되고, 상기 작용에 의해서 이것과 연결된 개폐판(11)이 승하강하여 유체의 이송량을 조절하게 되는 것으로서, 이러한 작용은 소프트 판형 게이트 밸브의 일반적인 작용이므로 구체적인 설명은 생략하였다.

상기한 작용을 하는 과정에서 본 발명의 핵심적인 작용은 소프트 판형 게이트 밸브를 구성하는 개폐판(11)과 패킹(1)의 상호 밀폐작용이므로 이러한 작용을 살펴본다.

먼저, 이송관체(50)에 유체의 이송을 차단하고자 할 때에는 실린더 또는 핸들(52)을 작동시켜 작동로드(51)를 하강시키면, 이것과 연결된 개폐판(11)이 하강한다.

그러면, 개폐판(11)의 양쪽에 설치된 패킹(1) 사이에서 진입하면서 패킹(1)의 지름 1/2 지점에서 그 상측으로 형성된 받침부(2')와 직선안내돌부(2)에 유도되면서 진입하게 되므로 개폐판(11)의 양쪽에 배치된 패킹(1)으로 개폐판(11)이 원활하게 진입할 수 있게 된다.

그리고, 개폐판(11)이 계속적으로 진입하여 개폐판(11)의 하부가 패킹(1)의 하부에 형성된 돌출부(3)에 밀착되면 돌출부(3)가 가압되면서 개폐판(11)과의 밀착력을 증강시킬 수 있게 된다.

따라서, 개폐판(11)에 이송압력이 발생하는 경우에도 패킹(1)의 하부에 형성된 돌출부(3)와 받침부(2')와 패킹의 상부 내면에 형성된 2개의 돌출테(4)(4')의 작용으로 개폐판(11)과 패킹과의 밀폐작용이 원활하게 이루어질 수 있기 때문에 유체가 개폐판(11)의 주변으로 유출되는 것을 완벽하게 차단할 수 있게 된다.

그리고, 밸브본체(10)의 내부에 형성된 패킹안착홈(12)에 설치된 패킹(1)이 마모되어 교환하고자 할 때에는 개폐판(11)을 상승시킨다.

특히 본 발명에 의하면 패킹(1)의 돌출부(3) 상면에 구성되는 밀폐돌출부(6)는 반원형으로 연속구성되고, 밀폐요입부(16)는 밀폐돌출부(6)와 같은 위치에 삼각형으로 구성되어 있음에 의해, 반원형의 밀폐돌출부(6)가 개폐판(11)의 하강으로 삼각형의 밀폐요입부(16)에 요입이 되면 밀폐돌출부는 그 형태가 삼각형으로 압착 변환되어 결합되는 것이고, 이러한 작용으로 밀폐돌출부(6)는 더욱 압착이 되면서 밀폐력이 증강된다.

또한, 도 7에서 볼 수 있는 바와 같이 측면에서 볼 때 개폐판(11)의 밀폐요입부(16)는 테두리 단면부를 형성하는 반원의 중심(C1)보다 높은 위치에서 반원형으로 만들어지고, 패킹(1)의 밀폐돌출부(6) 역시 돌출부(3)를 형성하는 반원의 중심(C1')보다 높은 위치에서 반원형으로 만들어지므로, 개폐판(11)과 패킹(1)의 하부 절반에 전체적으로 밀폐돌출부(6)와 밀폐요입부(16)가 서로 간에 결합되어 밀폐되는 것으로, 종래 밀폐력이 저하되던 하부 절반의 위치에서도 밀폐력을 유지할 수 있게 되는 것이다.

1: 패킹
2: 직선안내돌부
2': 받침부
3: 돌출부
6: 밀폐돌출부
4,4': 돌출테
10: 밸브본체
11: 개폐판
12: 패킹안착홈
13: 패킹고정링
13': 오링
16: 밀폐요입부

Claims

밸브본체의 내부에 개폐판이 승하강하는 위치에 패킹을 구성하되, 패킹안착홈은 패킹을 조립하고 분해할 때 용이하도록 일측이 개방되어 패킹고정링에 의해서 밀폐되고, 결합라인을 중심으로 볼트공이 형성되어 볼트에 의해서 패킹고정링이 오링과 함께 밸브본체에 설치되며,
상기 패킹은 원형으로 구성되고 패킹안착홈에 조립과 분해가 용이하도록 패킹이 양분되어 개폐판의 양쪽에 배치되며, 패킹에는 수평 중심선에서부터 그 상부로는 상부보다 두께가 돌출되고 폭이 좁으면서 일정구간 직선으로 이어지는 직선안내돌부와, 직선안내돌부의 옆 원형부분에는 원래의 두께를 유지하는 받침부와, 직선안내돌부의 아래로는 돌출두께를 유지하면서 패킹의 원래 내경보다 중앙쪽으로 점차 돌출되는 돌출부와, 패킹의 상부 내외부측에 중앙부보다 돌출되는 돌출테를 구성한 소프트 시트 나이프 게이트 밸브에 있어서,
패킹(1)의 반원형 돌출부(3)에는 밀폐돌출부(6)를 구성하고, 상기 돌출부(3)에 밀착하는 개폐판(11)의 하부 테두리 단면부에는 상기 밀폐돌출부(6)에 대응하는 밀폐요입부(16)를 구성하고,
상기 패킹(1)의 돌출부(3) 상면에 구성되는 밀폐돌출부(6)는 일정한 간격을 갖는 반원형이면서 다수 개가 연속으로 구성되고, 밀폐요입부(16)는 개폐판(11)의 테두리 단면부에 상기 밀폐돌출부(6)와 같은 간격을 갖는 동일한 위치에 삼각형으로 구성되어, 반원형의 밀폐돌출부(6)가 개폐판(11)의 하강으로 삼각형의 밀폐요입부(16)에 요입이 되면서 그 형태가 삼각형으로 압착 변환되어 결합됨으로써 밀폐돌출부(6)가 더욱 압착되어 밀폐력이 증강되도록 하며,
개폐판(11)의 밀폐요입부(16)는 테두리 단면부를 형성하는 반원의 중심(C1)보다 높은 위치에서 시작되는 반원의 중심(C2)으로부터 만들어지는 반원형으로 만들어지고, 패킹(1)의 밀폐돌출부(6) 역시 돌출부(3)를 형성하는 반원의 중심(C1')보다 높은 위치에서 시작되는 반원의 중심(C2')으로부터 만들어지는 반원형으로 구성되어, 밀폐요입부(16)와 밀폐돌출부(6)는 수평 중심선상의 위치에서 시작되어 맨 하단의 수직중심선 위치에서 최대의 높이 및 깊이가 되고, 종래 밀폐력이 저하되던 패킹(1)과 개폐판(11)의 하부 절반 전체가 밀폐요입부(16)와 밀폐돌출부(6)의 결합으로 밀폐력을 유지할 수 있도록 구성됨을 특징으로 하는 밀폐력을 강화한 소프트 시트 나이프 판형 밸브.