KR102231480B1 - 정전기 배출이 가능한 중합 반응기용 드레인 밸브 - Google Patents

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Abstract

정전기 배출이 가능한 중합 반응기용 드레인 밸브가 개시된다. 상기 정전기 배출이 가능한 중합 반응기용 드레인 밸브는, 중합 반응을 이용하여 작은 분자들을 서로 결합하여 고분자 물질을 만들기 위한 중합 반응기의 반응조 탱크 하부에 설치되어 상기 반응조 탱크 내에 분말 시료 및 용매가 혼합된 후 제조된 고분자 물질을 배출하기 위한 드레인 밸브에 있어서, 상부에 상기 반응조 탱크 하단에 체결되기 위한 플랜지가 형성되고, 내부에 수직 방향으로 관통된 관통홀이 형성되며, 하부에 상기 관통홀과 연통되도록 개방된 개구부가 형성되고, 측면에 상기 관통홀과 연통되도록 하측 방향을 향해 사선으로 절곡되고 고분자 물질을 배출하기 위한 배출부가 구비된 밸브 하우징; 상기 반응조 탱크 하단의 드레인 홀과 상기 밸브 하우징의 플랜지 사이에 설치되고, 내부 중심부분에 수직방향으로 개방된 개폐홀이 형성된 밀폐 부싱; 봉 형태로 형성되어 상기 개폐홀을 통과한 상태로 상기 밸브 하우징 관통홀에 삽입되어 승하강되면서 상기 개폐홀을 개폐하고, 상측 일부 외주면에는 글래스 라이닝 코팅이 되어 있는 밸브 로드; 상기 밸브 로드 상단에 설치되는 도체 소재로 형성된 볼트; 상기 밸브 하우징 관통홀 내주면과 상기 밸브 로드 외주면 사이를 밀폐하기 위해 상기 밸브 로드에 삽입된 상태로 상기 밸브 하우징 관통홀에 내장되는 복수 개의 실링부재; 상기 밸브 하우징의 상기 개구부에 설치되어 상기 밸브 로드를 커버하는 로드커버; 및 상기 밸브 로드 하단에 나사결합되어 상기 밸브 로드를 승하강시키기 위한 핸들;을 포함할 수 있다.

Description

정전기 배출이 가능한 중합 반응기용 드레인 밸브{Drain valve of polymerization reactor capable of discharging static electricity}
본 발명은 정전기 배출이 가능한 중합 반응기용 드레인 밸브에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 설명하면, 중합 반응기의 반응조 탱크 내에서 분말 시료 및 용매의 혼합이 이루어지는 과정에서 발생할 수 있는 정전기를 반응조 탱크 외부로 안전하게 배출시킬 수 있어 폭발 위험성을 낮출 수 있는 정전기 배출이 가능한 중합 반응기용 드레인 밸브에 관한 것이다.
일반적으로, 중합 반응기는 단량체라 불리는 작은 분자들을 서로 결합하여 고분자 물질을 만드는 반응으로 고분자를 만들기 위한 장치로서, 고분자를 만드는 방법에 따라 축합, 첨가 및 혼성 중합반응으로 분류하며 역반응으로는 분해 반응을 들 수 있다.
이러한 중합 반응기는 원료탱크와 반응조를 공정에 맞게 구성할 수 있으며, 기밀이 유지되는 주, 보조 Vessel에 샘플을 장입하고 유지시간, 온도, 혼합이 이루어지도록 RPM을 설정한 뒤 각 단계별 단량체와 기타 샘플을 선택적으로 투입하여 원하는 중합 반응 공정을 수행한다.
한편, 중합 반응 과정에서 원료가 되는 분말 시료를 반응조 탱크에 주입하고 추가로 용매를 주입한 뒤 혼합하여 결정화 과정을 통해 고분자 물질을 제조하게 된다.
도 1은 종래의 중합 반응기를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 중합 반응기(10)는 크게 반응조 탱크(11), 상기 반응조 탱크(11) 상단 일측에 구비된 맨홀(12), 상기 반응조 탱크(11) 하단에 구비된 드레인 밸브(13)을 포함할 수 있다.
상기 종래의 중합 반응기(10)를 보면, 맨홀(12)을 통해 분말 시료 및 용매를 주입하고, 상기 반응조 탱크(11) 내에서 혼합과정을 통해 결정화 과정이 이루어진 후, 최종적으로 드레인 밸브(13)를 통해 고분자 물질이 배출되고 있다.
이때, 상기 반응조 탱크(11) 내벽에는 내식성을 위해 금속소재에 글래스 라이닝(GLASS LINING) 작업을 하게 된다. 여기서, 글래스 라이닝이란 일종의 유리막 코팅으로서, 일반적으로, 철관이나 금속용기의 재료를 보호할 목적으로 내면에 유리를 융착시키는 것으로, 일반적으로는 라이닝하려고 하는 관의 용기에 맞춘 유리관·유리용기를 만들어 그것을 끼워 넣은 다음, 노(爐) 내에서 가열융착하여 내면에 유리를 입혀 붙이는 방법이 취해지고 있다. 주로 화학공업에서 약품의 반응용기·장치의 내면융착 등에 사용되고 있다.
한편, 이와 같이, 드레인 밸브(13) 일부를 포함하는 반응조 탱크(11) 내부에 글래스 라이닝 작업을 함으로써 반응조 탱크(11) 내부는 부도체 화 되어, 분말 시료 및 용매 혼합 중에 발생되는 정전기가 반응조 탱크(11) 외부로 배출되지 못해 폭발 위험성이 생기는 문제가 있다.
즉, 종래의 경우 반응조 탱크(11)의 내식성을 위해 글래스 라이닝 작업이 이루어지고 있지만, 탱크 내에서 발생하는 정전기는 외부로 배출되지 못하는 상황이 발생하여 폭발 위험성이 발생하는 문제를 동반하게 되고 있어, 반응조 탱크(11) 내에서 발생되는 정전기를 안전하고 원활하게 탱크 외부로 배출시키기 위한 대책 마련이 시급한 실정이다.
대한민국 등록특허 10-1648138
본 발명의 목적은, 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 중합 반응기의 반응조 탱크 내에서 분말 시료 및 용매의 혼합이 이루어지는 과정에서 발생할 수 있는 정전기를 반응조 탱크 외부로 안전하게 배출시킬 수 있도록 전도성을 가질 수 있는 금속으로 드레인 밸브를 구성함으로써 폭발 위험성을 낮출 수 있는 정전기 배출이 가능한 중합 반응기용 드레인 밸브를 제공하는 데 있다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 정전기 배출이 가능한 중합 반응기용 드레인 밸브는, 중합 반응을 이용하여 작은 분자들을 서로 결합하여 고분자 물질을 만들기 위한 중합 반응기의 반응조 탱크 하부에 설치되어 상기 반응조 탱크 내에 분말 시료 및 용매가 혼합된 후 제조된 고분자 물질을 배출하기 위한 드레인 밸브에 있어서, 상부에 상기 반응조 탱크 하단에 체결되기 위한 플랜지가 형성되고, 내부에 수직 방향으로 관통된 관통홀이 형성되며, 하부에 상기 관통홀과 연통되도록 개방된 개구부가 형성되고, 측면에 상기 관통홀과 연통되도록 하측 방향을 향해 사선으로 절곡되고 고분자 물질을 배출하기 위한 배출부가 구비된 밸브 하우징; 상기 반응조 탱크 하단의 드레인 홀과 상기 밸브 하우징의 플랜지 사이에 설치되고, 내부 중심부분에 수직방향으로 개방된 개폐홀이 형성된 밀폐 부싱; 봉 형태로 형성되어 상기 개폐홀을 통과한 상태로 상기 밸브 하우징 관통홀에 삽입되어 승하강되면서 상기 개폐홀을 개폐하고, 상측 일부 외주면에는 글래스 라이닝 코팅이 되어 있는 밸브 로드; 상기 밸브 로드 상단에 설치되는 도체 소재로 형성된 볼트; 상기 밸브 하우징 관통홀 내주면과 상기 밸브 로드 외주면 사이를 밀폐하기 위해 상기 밸브 로드에 삽입된 상태로 상기 밸브 하우징 관통홀에 내장되는 복수 개의 실링부재; 상기 밸브 하우징의 상기 개구부에 설치되어 상기 밸브 로드를 커버하는 로드커버; 및 상기 밸브 로드 하단에 나사결합되어 상기 밸브 로드를 승하강시키기 위한 핸들;을 포함할 수 있다.
또한, 상기 밸브 로드는, 봉 형태의 몸체와 상기 몸체 상단에 상기 몸체보다 직경이 크게 형성되고 볼트가 체결되기 위한 볼트홀이 형성된 헤드를 포함하고, 외주면에 글래스 라이닝 코팅이 되어 있는 코팅부; 및 상기 몸체 하단에 고정되고, 끝단에 나사산이 형성된 금속부;를 포함하되, 상기 코팅부와 상기 금속부는 용접에 의해 고정되고, 용접 시 발생하는 가스를 배출시키기 위해 상기 몸체 내부에서 외부까지 관통되도록 형성된 벤트홀이 구비될 수 있다.
또한, 상기 코팅부의 글래스 라이닝 코팅 두께는 0.9mm 내지 1.5mm일 수 있다.
또한, 상기 몸체 내부에는, 도체 소재의 봉 형태로 이루어진 도체봉이 삽입될 수 있다.
또한, 상기 도체봉은, 내부 중심부분은 철 소재로 이루어지고, 외부에는 전도성 물질이 도금될 수 있다.
또한, 상기 도체봉은, 상부에 상기 볼트가 결합되기 위한 나사홈이 형성되고, 상기 나사홈에 도체 소재로 형성된 상기 볼트가 결합됨으로써 상기 반응조 탱크 내에서 발생되는 정전기가 상기 볼트에서 상기 도체봉으로 전달되어 외부로 배출될 수 있다.
또한, 상기 실링부재는, 상기 밸브 하우징 관통홀 내주면과 상기 밸브 로드 외주면 사이를 밀폐하기 위해 상기 밸브 로드에 설정 개수만큼 복수 개가 적층되도록 끼움되는 패킹; 상기 패킹 사이에 배치되는 복수 개의 오링; 및 상기 패킹 및 상기 오링의 최상단에 배치되어 상기 패킹 및 상기 오링이 설치된 위치에서 더 이상 상측으로 이동하지 않고 고정될 수 있도록 상기 밸브 로드에 끼움되는 원형의 링 형태로 이루어진 테프론 부싱;을 포함할 수 있다.
또한, 상기 밸브 하우징에는, 상기 테프론 부싱이 상측으로 이동하는 것을 제한하기 위해 상기 밸브 하우징의 관통홀 일측이 중심을 향해 절곡되도록 걸림턱이 형성될 수 있다.
또한, 상기 걸림턱에는, 상기 반응조 탱크에서 배출되는 고분자 물질이 상기 걸림턱 안쪽으로 걸림되지 않고 상기 배출부로 안내되어 배출될 수 있도록 링 형태로 형성된 링부재가 끼움될 수 있다.
또한, 상기 볼트는, 볼트머리가 상기 헤드 상면 중 평평한 평면 전체를 덮을 수 있는 크기로 형성될 수 있다.
또한, 상기 볼트는, 볼트머리가 상기 헤드 상면보다 돌출되지 않고 상기 헤드에 내장되도록 설치될 수 있다.
또한, 상기 볼트에는, 상단이 수직방향으로 절곡된 절곡와셔가 설치될 수 있다.
또한, 상기 볼트에는, 정전기를 유도하기 용이하도록 상단에 막대 형상의 유도봉이 설치될 수 있다.
또한, 상기 볼트는, 상기 밸브 로드의 상기 헤드와 분리되지 않는 일체형 구조로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 밸브 하우징에는, 상기 실링부재가 하측으로 이탈되는 것을 방지하기 위해 상기 밸브 로드에 끼움 결합되어 상기 실링부재를 지지하기 위한 지지부재가 구비될 수 있다.
또한, 상기 지지부재는, 상기 밸브 로드에 끼움 결합되도록 수직방향으로 홀이 형성되고, 상면이 상기 실링부재 최하단을 지지하는 실링지지부; 및 상기 실링지지부 하측으로 연장되되, 일측으로 더 돌출되고 돌출된 부분에 수직방향으로 나사산이 형성된 홀이 형성되어 상기 로드커버 일측에 볼트를 통해 고정되는 고정부;를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 정전기 배출이 가능한 중합 반응기용 드레인 밸브는, 중합 반응기의 반응조 탱크 내에서 분말 시료 및 용매의 혼합이 이루어지는 과정에서 발생할 수 있는 정전기를 반응조 탱크 외부로 안전하게 배출시킬 수 있도록 전도성을 가질 수 있는 금속으로 드레인 밸브를 구성하여 정전기 배출이 가능한 드레인 밸브를 구비함으로써 폭발 위험성을 낮출 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 중합 반응기를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 정전기 배출이 가능한 드레인 밸브가 구비된 중합 반응기를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 드레인 밸브의 요부 확대 단면도.
도 4는 도 3의 밸브 로드 단면도.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 도체봉이 삽입된 밸브 로드 단면도.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 링부재가 구비된 드레인 밸브의 요부 확대 단면도.
도 9 내지 도 11은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 볼트가 적용된 밸브 로드 단면도.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 절곡와셔가 설치된 밸브 로드 단면도.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유도봉이 설치된 밸브 로드 단면도.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 드레인 밸브의 실링부재 단면도.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 도면에 기재된 내용을 참조하여야 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 정전기 배출이 가능한 중합 반응기용 드레인 밸브는, 중합 반응기의 반응조 탱크 내에서 분말 시료 및 용매의 혼합이 이루어지는 과정에서 발생할 수 있는 정전기를 반응조 탱크 외부로 안전하게 배출시킬 수 있도록 전도성을 가질 수 있는 금속으로 드레인 밸브를 구성함으로써 폭발 위험성을 낮출 수 있는 정전기 배출이 가능한 중합 반응기용 드레인 밸브에 관한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 정전기 배출이 가능한 드레인 밸브가 구비된 중합 반응기를 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 드레인 밸브의 요부 확대 단면도이며, 도 4는 도 3의 밸브 로드 단면도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 정전기 배출이 가능한 중합 반응기용 드레인 밸브(이하, 드레인 밸브라 함)(100)은 크게 밸브 하우징(110), 밀폐 부싱(120), 밸브 로드(130), 볼트(140), 실링부재(150), 로드커버(160) 및 핸들(170)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 드레인 밸브(100)는 중합 반응을 이용하여 작은 분자들을 서로 결합하여 고분자 물질을 만들기 위한 중합 반응기(10)의 반응조 탱크(11) 하부에 설치되어, 반응조 탱크(11) 내에 분말 시료 및 용매를 주입하고, 상기 반응조 탱크(11) 내에서 혼합과정을 통해 결정화 과정이 이루어진 후, 최종적으로 고분자 물질을 외부로 배출시키기 위한 부분이다.
먼저, 밸브 하우징(110)은 드레인 밸브(100)의 외형을 이루는 기본 커버로서, 상부에 상기 반응조 탱크(11) 하단의 드레인 홀(11a)에 볼트(미도시)로 체결되기 위한 플랜지(11)가 형성되고, 내부에 수직 방향으로 관통된 관통홀(12)이 형성되며, 하부에 상기 관통홀(12)과 연통되도록 개방된 개구부(13)가 형성되고, 측면에 상기 관통홀(12)과 연통되도록 하측 방향을 향해 사선으로 절곡되고 고분자 물질을 배출하기 위한 배출부(114)가 구비될 수 있다.
이러한, 상기 밸브 하우징(110)의 관통홀(12)은 밸브 로드(130)가 관통되어 승하강하는 동작이 수행되기 위한 공간이고, 상기 배출부(114)는 고분자 물질이 배출되기 위한 통로이다.
이처럼, 상기 밸브 하우징(110)은 수직 방향으로 관통홀(12)이 형성되고, 상기 관통홀(12)과 연통하도록 사선 방향으로 배출부(114)가 형성되어 내부 공간이 형성될 수 있다. 이때, 상기 관통홀(12)과 상기 배출부(114) 내벽에는 내식성을 위해 금속소재에 글래스 라이닝(GLASS LINING) 코팅이 되어 있다. 이러한 글래스 라이닝 코팅은 상기 반응조 탱크(11) 내벽에도 되어 있으며, 이를 통해, 상기 반응조 탱크(11)와 상기 밸브 하우징(110)은 분말 시료 및 용매에 의해 부식되는 것을 방지할 수 있는 내식성을 확보할 수 있게 되는 것이다.
또한, 상기 개구부(113) 및 상기 배출부(114) 단부는 플랜지 형태로 형성되어 또 다른 구성이 체결될 수 있는 구조를 가질 수 있게 된다.
다음으로, 밀폐 부싱(120)은 상기 반응조 탱크(11) 하단의 드레인 홀(11a)과 상기 밸브 하우징(110)의 플랜지(112) 사이에 설치되고, 내부 중심부분에 수직방향으로 개방된 개폐홀(121)이 형성될 수 있다. 이러한 상기 밀폐 부싱(120)은 후술하는 밸브 로드(130)를 통해 상기 반응조 탱크(11) 내에서 상기 드레인 홀(11a)을 통해 배출되는 고분자 물질의 배출 흐름을 제어하기 위한 것으로, 상기 개폐홀(121)을 개방시키거나 폐쇄하여 고분자 물질이 상기 배출부(114)로 보내거나 제한할 수 있다.
상기 밀폐 부싱(120)은 중심 부분이 개방된 개폐홀(121)이 형성되고 테두리 부분은 상기 드레인 홀(11a)과 상기 밸브 하우징(110)의 플랜지(112) 사이에 배치된 상태로 설치될 수 있다.
다음으로, 밸브 로드(130)는 상기 밀폐 부싱(120)의 개폐홀(121)을 관통한 상태로 상기 밸브 하우징(110)의 관통홀(111) 내에 배치되어 상기 개폐홀(121)을 개방하거나 폐쇄하기 위한 역할을 수행하기 위한 부분이다.
상기 밸브 로드(130)는 봉 형태로 형성되어 상기 개폐홀(121)을 통과한 상태로 상기 밸브 하우징(110)의 관통홀(111)에 삽입되어 승하강되면서 상기 개폐홀(121)을 개폐하며, 상측 일부 외주면에는 내식성을 위해 글래스 라이닝 코팅(도 3 및 도 4에서 빨간색으로 표시한 부분이 글래스 라이닝 코팅된 부분임)이 될 수 있다. 즉, 상기 밸브 하우징(110)의 상기 관통홀(12)과 상기 배출부(114)의 내벽과 더불어 내식성을 위해 금속소재에 글래스 라이닝(GLASS LINING) 코팅이 되어 있다.
상기 밸브 로드(130)에 대해 더 구체적으로 살펴 보면, 상기 밸브 로드(130)는 크게 글래스 라이닝 코팅이 되어 있는 코팅부(131) 및 금속 소재의 금속부(138)를 포함할 수 있다.
상기 코팅부(131)는 기본적으로 외면 전체에 글래스 라이닝 코팅이 되어 있는 것으로, 봉 형태의 몸체(132)와 상기 몸체(132) 상단에 상기 몸체(132)보다 직경이 크게 형성되고 후술하는 볼트(140)가 체결되기 위한 볼트홀(136)이 형성된 헤드(135)를 포함할 수 있다.
상기 금속부(138)는 상기 몸체(132) 하단에 고정되는 것으로, 끝단에는 나사산이 형성된 나사부(139)가 구비될 수 있다. 상기 나사부(139)는 후술하는 핸들(170)이 나사결합되기 위한 부분이다.
이때, 상기 코팅부(131)와 상기 금속부(138)는 용접에 의해 고정될 수 있는데, 용접 시 상호간 접합되는 부분에서 발생하는 가스를 배출시키기 위해 상기 몸체(132) 내부에서 외부까지 관통되도록 벤트홀(137)이 형성될 수 있다.
즉, 상기 밸브 로드(130)의 상기 코팅부(131)에는 글래스 라이닝 코팅이 되어 있고, 상기 금속부(138)는 전기가 전도될 수 있는 도체로 구성되며, 상기 코팅부(131)의 글래스 라이팅 코팅된 부분 안쪽으로는 전기가 전도될 수 있는 금속 소재의 도체 형태를 가질 수 있으므로, 상기 코팅부(131)의 내부와 상기 금속부(138)는 전기가 전기가 전도될 수 있는 전도성을 띄는 도체의 성질을 가질 수 있게 되는 것이다.
또한, 상기 헤드(135) 상단에는 후술하는 전도성을 가지는 도체 소재의 볼트(140)가 체결될 수 있는 볼트홀(136)이 형성될 수 있다.
한편, 상기 코팅부(131)의 글래스 라이닝 코팅의 두께는 0.9mm 내지 1.5mm로 형성될 수 있다.
다음으로, 볼트(140)는 상기 밸브 로드(130), 즉, 상기 헤드(135) 상단에 설치되는 도체 소재로 형성된 것으로, 상기 반응조 탱크(11) 내에서 발생하는 정전기가 전달되는 부분이다.
예를 들어, 상기 밸브 로드(130)의 상기 헤드(135)는 상기 밀폐 부싱(120) 상부에 배치된 상태로 설치되고 상기 헤드(135)에 글래스 라이닝 코팅이 된 상태로서 정전기 접촉 및 통과가 되지 않는 성질을 가지고 있어, 상기 볼트(140)는 도체 소재로서 상기 반응조 탱크(11) 내에서 발생하는 정전기는 도체 소재로 노출되어 있는 상기 볼트(140)로만 접촉될 수 있게 된다.
이때, 상기 볼트(140)의 나사산 부분은 상기 코팅부(131)의 상기 몸체(132) 내부와 접촉된 상태로 설치될 수 있어, 상기 볼트(140)로 전달된 정전기는 상기 몸체(132)를 타고 상기 금속부(138)까지 전달되어 상기 밸브 하우징(110) 외부로 배출될 수 있게 된다. 이 경우, 도면에 도시하지는 않았지만 상기 금속부(138) 일측에 접지선(미도시)을 설치하여 정전기를 배출할 수 있다.
다음으로, 실링부재(150)는 상기 밸브 하우징(110)의 관통홀(111) 내주면과 상기 밸브 로드(130) 외주면 사이를 밀폐하기 위해 상기 밸브 로드(130)에 삽입된 상태로 상기 밸브 하우징(110)의 관통홀(111)에 복수 개가 내장되는 실링을 위한 부분이다.
상기 실링부재(150)는 상기 밸브 하우징(110)의 관통홀(111) 내주면과 상기 밸브 로드(130) 외주면 사이를 밀폐하기 위해 상기 밸브 로드(130)에 설정 개수만큼 복수 개가 적층되도록 끼움되는 패킹(151), 상기 패킹(151) 사이에 배치되는 복수 개의 오링(152) 및 상기 패킹(151) 및 상기 오링(152)의 최상단에 배치되어 상기 패킹(151) 및 상기 오링(152)이 설치된 위치에서 더 이상 상측으로 이동하지 않고 고정될 수 있도록 상기 밸브 로드(130)에 끼움되는 원형의 링 형태로 이루어진 테프론 부싱(153)을 포함할 수 있다.
즉, 상기 패킹(151)과 상기 오링(152)이 복수 개로 적층되어 배치됨으로써 상기 밸브 로드(130) 중 상기 코팅부(131)의 외주면과 상기 밸브 하우징(110)의 관통홀(111)의 내주면 사이를 완전히 밀폐시킬 수 있어 상기 반응조 탱크(11)에서 배출되는 고분자 물질이 상기 관통홀(111)을 통해 새어 나오는 것을 방지할 수 있게 되는 것이다.
이때, 상기 밸브 하우징(110), 즉, 상기 실링부재(150)가 설치되는 상기 관통홀(111) 일측에는 상기 테프론 부싱(153)이 상측으로 이동하는 것을 제한하기 위해 상기 밸브 하우징(110)의 관통홀(111) 일측이 관통홀(111) 중심을 향해 일부 절곡되도록 걸림턱(115)이 형성될 수 있다.
즉, 상기 걸림턱(115)에 의해 상기 복수 개로 적층된 패킹(151)과 오링(152) 그리고 상기 패킹(151)과 오링(152) 최상단에 배치되는 상기 테프론 부싱(153) 전체가 합쳐진 상태의 결합체가 상측으로 이탈되지 않고 고정될 수 있게 되는 것이다.
다음으로, 로드커버(160)는 상기 밸브 하우징(110)의 상기 개구부(113)에 볼트(미도시)를 통해 체결되도록 설치되어 상기 밸브 로드(130)를 커버하는 부분으로, 상기 밸브 하우징(110) 외부로 노출되는 상기 밸브 로드(130)를 감싸고 보호하기 위한 부분이다. 또한, 상기 로드커버(160) 내부에는 상기 밸브 로드(130)의 나사부(139)가 나사결합되기 위한 나사산이 형성되어 있어 상기 밸브 로드(130)가 나사결합됨으로써 안정적으로 수직상태로 설치될 수 있다. 또한, 상기 로드커버(160) 일측에는 후술하는 상기 실링부재(150)를 지지하기 위한 지지부재(180)가 설치되기 위해 일부가 개방된 지지부재 설치홀(161)이 형성될 수 있다.
마지막으로, 핸들(170)은 상기 밸브 로드(130) 하단의 나사부(139)에 나사결합되어 사용자에 의해 상기 밸브 로드(130)를 승하강시키기 위한 부분이다.
상기 핸들(170)은 사용자의 손을 파지하기 위해 원형의 띠 형태로 형성되고, 원형의 띠 내측에는 중심을 향해 리브가 형성되며, 중심부분에는 상기 밸브 로드(130) 단부에 형성된 나사부(139)가 나사결합되기 위한 나사결합홀(171)이 구비될 수 있다.
따라서, 사용자가 상기 핸들(170)을 회전시켜 동작하면 상기 핸들(170)과 나사결합된 상기 밸브 로드(130)는 회전하면서 상승하거나 하강할 수 있고, 이에 따라, 상기 헤드(135)는 상기 밀폐 부싱(120)의 개폐홀(121)을 개방하거나 폐쇄하여 상기 반응조 탱크(11)에서 배출되는 고분자 물질의 배출 흐름을 제어할 수 있게 된다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 도체봉이 삽입된 밸브 로드 단면도이다.
도 5를 참조하면, 상기 밸브 로드(130)의 상기 몸체(132) 내부에는 도체 소재의 봉 형태로 이루어진 도체봉(133)이 삽입될 수 있다. 상기 도체봉(133)은 상기 몸체(132) 내부에 내장되는 것으로, 전도성이 강한 소재(예: 구리, 은 등)로 이루어질 수 있다. 이러한 상기 도체봉(133)은 상기 볼트(140)와 일측이 접한 상태가 된 상태로 상기 몸체(132) 내부에 내장되도록 구성될 수 있고, 상기 볼트(140)로부터 전달되는 정전기를 전달받는 부분이 될 수 있다. 이때, 상기 몸체(132)는 내식성을 가지는 소재로 이루어질 수도 있으며, 한 예로서, 카본스틸(탄소강) 소재로 이루어질 수 있다.
도 6을 참조하면, 상기 도체봉(133)은 내부 중심부분은 철 소재로 이루어지고, 외부에는 전도성 물질이 도금될 수 있다. 즉, 도체봉(133)은 비교적 단가가 낮은 철 소재의 금속이 사용되고, 외부에는 전도성이 높은 전도성 물질(예: 구리, 은 등)이 도금됨으로써 제작단가는 낮추고 전도성은 유지할 수 있도록 할 수 있다.
도 7을 참조하면, 상기 도체봉(133)은 상부에 상기 볼트(140)가 결합되기 위한 나사홈(134)이 형성되고, 상기 나사홈(134)에 도체 소재로 형성된 상기 볼트(140)가 결합됨으로써 상기 반응조 탱크(11) 내에서 발생되는 정전기가 상기 볼트(140)에서 상기 도체봉(133)으로 직접 전달되어 외부로 배출될 수 있는 구조로 이루어질 수 있다. 즉, 상기 도체봉(133)은 상기 볼트(140)와 나사결합으로 직결되도록 구성되어 상호간 접촉면적을 크게 함으로써 접지성을 향상시킬 수 있게 된다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 링부재가 구비된 드레인 밸브의 요부 확대 단면도이다.
도 8을 참조하면, 상기 밸브 하우징(110)의 상기 걸림턱(115)에는 상기 반응조 탱크(11)에서 배출되는 고분자 물질이 상기 걸림턱(115) 안쪽으로 걸림되지 않고 상기 배출부(114)로 안내되어 배출될 수 있도록 링 형태로 형성된 링부재(154)가 끼움될 수 있다.
상기 링부재(154)는 상기 밸브 로드(130)를 관통한 상태로 상기 걸림턱(115)에 끼움되기 위해 테두리 측면 부분에 오목하게 결합홈(155)이 형성될 수 있다.
즉, 상기 링부재(154)가 상기 결합홈(155)을 통해 상기 걸림턱(115)에 끼움됨으로써 상기 반응조 탱크(11)에서 배출되는 고분자 물질이 상기 실링부재(150)가 적층된 상단에 쌓이지 않고 바로 상기 배출부(114)로 안내되어 흐르면서 배출될 수 있게 되는 것이다.
도 9 내지 도 11은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 볼트가 적용된 밸브 로드 단면도.
도 9를 참조하면, 상기 볼트(140)는 볼트머리가 상기 헤드(135) 상면 중 평평한 평면 전체를 덮을 수 있는 크기로 형성될 수 있다. 즉, 상기 반응조 탱크(11)로부터 전달되는 정전기를 전달받기 용이하도록 볼트(140)의 상측 볼트머리의 크기를 크게 형성할 수 있는 것이다. 이때, 상기 코팅부(131)의 상기 볼트(140)의 볼트머리와 접하는 면에는 글래스 라이닝 코팅이 생략될 수도 있다.
도 10을 참조하면, 상기 볼트(140)는 볼트머리가 상기 헤드(135) 상면보다 돌출되지 않고 상기 헤드(135) 안쪽으로 내장되도록 설치될 수 있다. 즉, 상기 볼트(140)는 상기 헤드(135) 안쪽에 내장되어 돌출된 부분이 없이 상기 헤드(135)와 상기 볼트(140)의 볼트머리가 평평한 평면을 이루도록 구성될 수 있다.
도 11을 참조하면, 상기 볼트(140)는 볼트머리가 상기 헤드(135) 상면 중 평평한 평면 전체를 덮을 수 있는 크기로 형성되되, 볼트머리가 상기 헤드(135) 상면보다 돌출되지 않고 상기 헤드(135) 안쪽으로 내장되도록 설치될 수도 있다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 절곡와셔가 설치된 밸브 로드 단면도이다.
도 12를 참조하면, 상기 볼트(140)에는 상단이 수직방향으로 절곡된 절곡와셔(141)가 설치될 수 있다. 상기 절곡와셔(141)는 중심 부분이 관통되고, 테두리 전체 또는 테두리 중 일부가 상측을 향해 수직으로 절곡된 형태로서, 수직으로 절곡된 부분이 상기 볼트(140)의 볼트머리보다 높게 위치되도록 구성됨으로써 상기 반응조 탱크(11) 내에서 발생되는 정전기를 보다 효과적으로 전달 받을 수 있는 구조를 가질 수 있다. 즉, 정전기를 받기 용이하도록 노출 면적을 크게 형성한 것이라 할 수 있다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유도봉이 설치된 밸브 로드 단면도이다.
도 13을 참조하면, 상기 볼트(140)에는 정전기를 유도하기 용이하도록 상단에 막대 형상의 유도봉(142)이 설치될 수 있다. 즉, 상기 볼트(140)의 볼트머리에 금속 소재로 이루어진 전도성을 가지는 막대 형상의 유도봉(142)을 결합함으로써 상기 반응조 탱크(11) 내에서 발생되는 정전기를 보다 효과적으로 전달 받을 수 있는 구조를 가질 수 있다. 즉, 정전기를 받기 용이하도록 노출 면적을 크게 형성한 것이라 할 수 있다.
한편, 상기 볼트(140)는 도면에 도시하지는 않았지만 상기 밸브 로드(130)의 상기 헤드(135)와 분리되지 않는 일체형 구조로 이루어질 수도 있다. 즉, 상기 볼트(140)는 글래스 라이닝 코팅이 되어 있지 않은 상기 밸브 로드(130)의 내부의 금속소재와 연결되도록 설치될 수 있다면 일체형 구조로 최초 제작과정에서 결합된 상태로 제작될 수도 있게 된다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 드레인 밸브의 실링부재 단면도이다.
도 14를 참조하면, 상기 밸브 하우징(110)에는 상기 실링부재(150)가 하측으로 이탈되는 것을 방지하기 위해 상기 밸브 로드(130)에 끼움 결합되어 상기 실링부재(150)를 지지하기 위한 지지부재(180)가 구비될 수 있다.
상기 지지부재(180)는 상기 밸브 로드(130)에 끼움 결합되도록 수직방향으로 홀이 형성되고, 상면이 상기 실링부재(150) 최하단을 지지하는 실링지지부(181) 및 상기 실링지지부(181) 하측으로 연장되되, 일측으로 더 돌출되고 돌출된 부분에 수직방향으로 나사산이 형성된 홀이 형성되어 상기 로드커버(160) 일측에 볼트를 통해 고정되는 고정부(182)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 로드커버(160) 일측은 상기 고정부(182)가 상기 로드커버(160) 상측에 체결되기 위해 개방된 공간인 지지부재 설치홀(161)이 마련될 수 있다. 즉, 상기 지지부재(180)는 상기 실링지지부(181)가 상기 밸브 로드(130)의 몸체(132)에 끼움된 상태로 상기 고정부(182)가 상기 로드커버(160)의 지지부재 설치홀(161)로 노출되고 상기 로드커버(160) 상측에 볼팅결합되어 고정될 수 있게 된다. 이를 통해, 상기 실링부재(150)는 상기 실링지지부(181)가 지지하여 하측 방향으로 이탈되는 것을 방지할 수 있게 되는 것이다.
이러한 상기 본 발명의 기술적 사상에 의한 다양한 실시예에 따른 드레인 밸브(100)는, 중합 반응기(10)의 반응조 탱크(11) 내에서 분말 시료 및 용매의 혼합이 이루어지는 과정에서 발생할 수 있는 정전기를 반응조 탱크(11) 외부로 안전하게 배출시킬 수 있도록 전도성을 가질 수 있는 금속으로 드레인 밸브(100)를 구성하여 정전기 배출이 가능함으로써 반응조 탱크(11)의 폭발 위험성을 낮출 수 있는 효과가 있는 것이다.
이상 설명한 바와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미를 한정하거나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
10: 중합 반응기 11: 반응조 탱크
11a: 드레인 홀 12: 맨홀
100: 드레인 밸브 110: 밸브 하우징
111: 플랜지 112: 관통홀
113: 개구부 114: 배출부
115: 걸림턱 120: 밀폐 부싱
121: 개폐홀 130: 밸브 로드
131: 코팅부 132: 몸체
133: 도체봉 134: 나사홈
135: 헤드 136: 볼트홀
137: 벤트홀 138: 금속부
139: 나사부 140: 볼트
141: 절곡와셔 142: 유도봉
150: 실링부재 151: 패킹
152: 오링 153: 테프론 부싱
154: 링부재 155: 결합홈
160: 로드커버 161: 지지부재 설치홀
170: 핸들 171: 나사결합홀
180: 지지부재 181: 실링지지부
182: 고정부

Claims (16)

  1. 중합 반응을 이용하여 작은 분자들을 서로 결합하여 고분자 물질을 만들기 위한 중합 반응기의 반응조 탱크 하부에 설치되어 상기 반응조 탱크 내에 분말 시료 및 용매가 혼합된 후 제조된 고분자 물질을 배출하기 위한 드레인 밸브에 있어서,
    상부에 상기 반응조 탱크 하단에 체결되기 위한 플랜지가 형성되고, 내부에 수직 방향으로 관통된 관통홀이 형성되며, 하부에 상기 관통홀과 연통되도록 개방된 개구부가 형성되고, 측면에 상기 관통홀과 연통되도록 하측 방향을 향해 사선으로 절곡되고 고분자 물질을 배출하기 위한 배출부가 구비된 밸브 하우징;
    상기 반응조 탱크 하단의 드레인 홀과 상기 밸브 하우징의 플랜지 사이에 설치되고, 내부 중심부분에 수직방향으로 개방된 개폐홀이 형성된 밀폐 부싱;
    봉 형태로 형성되어 상기 개폐홀을 통과한 상태로 상기 밸브 하우징 관통홀에 삽입되어 승하강되면서 상기 개폐홀을 개폐하고, 상측 일부 외주면에는 글래스 라이닝 코팅이 되어 있는 밸브 로드;
    상기 밸브 로드 상단에 설치되는 도체 소재로 형성된 볼트;
    상기 밸브 하우징 관통홀 내주면과 상기 밸브 로드 외주면 사이를 밀폐하기 위해 상기 밸브 로드에 삽입된 상태로 상기 밸브 하우징 관통홀에 내장되는 복수 개의 실링부재;
    상기 밸브 하우징의 상기 개구부에 설치되어 상기 밸브 로드를 커버하는 로드커버; 및
    상기 밸브 로드 하단에 나사결합되어 상기 밸브 로드를 승하강시키기 위한 핸들;을 포함하는 것을 특징으로 하는 정전기 배출이 가능한 중합 반응기용 드레인 밸브.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 밸브 로드는,
    봉 형태의 몸체와 상기 몸체 상단에 상기 몸체보다 직경이 크게 형성되고 볼트가 체결되기 위한 볼트홀이 형성된 헤드를 포함하고, 외주면에 글래스 라이닝 코팅이 되어 있는 코팅부; 및
    상기 몸체 하단에 고정되고, 끝단에 나사산이 형성된 금속부;를 포함하되,
    상기 코팅부와 상기 금속부는 용접에 의해 고정되고, 용접 시 발생하는 가스를 배출시키기 위해 상기 몸체 내부에서 외부까지 관통되도록 형성된 벤트홀이 구비되는 것을 특징으로 하는 정전기 배출이 가능한 중합 반응기용 드레인 밸브.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 코팅부의 글래스 라이닝 코팅 두께는 0.9mm 내지 1.5mm인 것을 특징으로 하는 정전기 배출이 가능한 중합 반응기용 드레인 밸브.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 몸체 내부에는,
    도체 소재의 봉 형태로 이루어진 도체봉이 삽입되는 것을 특징으로 하는 정전기 배출이 가능한 중합 반응기용 드레인 밸브.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 도체봉은,
    내부 중심부분은 철 소재로 이루어지고, 외부에는 전도성 물질이 도금되는 것을 특징으로 하는 정전기 배출이 가능한 중합 반응기용 드레인 밸브.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 도체봉은,
    상부에 상기 볼트가 결합되기 위한 나사홈이 형성되고,
    상기 나사홈에 도체 소재로 형성된 상기 볼트가 결합됨으로써 상기 반응조 탱크 내에서 발생되는 정전기가 상기 볼트에서 상기 도체봉으로 전달되어 외부로 배출될 수 있는 것을 특징으로 하는 정전기 배출이 가능한 중합 반응기용 드레인 밸브.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 실링부재는,
    상기 밸브 하우징 관통홀 내주면과 상기 밸브 로드 외주면 사이를 밀폐하기 위해 상기 밸브 로드에 설정 개수만큼 복수 개가 적층되도록 끼움되는 패킹;
    상기 패킹 사이에 배치되는 복수 개의 오링; 및
    상기 패킹 및 상기 오링의 최상단에 배치되어 상기 패킹 및 상기 오링이 설치된 위치에서 더 이상 상측으로 이동하지 않고 고정될 수 있도록 상기 밸브 로드에 끼움되는 원형의 링 형태로 이루어진 테프론 부싱;을 포함하는 것을 특징으로 하는 정전기 배출이 가능한 중합 반응기용 드레인 밸브.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 밸브 하우징에는,
    상기 테프론 부싱이 상측으로 이동하는 것을 제한하기 위해 상기 밸브 하우징의 관통홀 일측이 중심을 향해 절곡되도록 걸림턱이 형성되는 것을 특징으로 하는 정전기 배출이 가능한 중합 반응기용 드레인 밸브.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 걸림턱에는,
    상기 반응조 탱크에서 배출되는 고분자 물질이 상기 걸림턱 안쪽으로 걸림되지 않고 상기 배출부로 안내되어 배출될 수 있도록 링 형태로 형성된 링부재가 끼움되는 것을 특징으로 하는 정전기 배출이 가능한 중합 반응기용 드레인 밸브.
  10. 제 2항에 있어서,
    상기 볼트는,
    볼트머리가 상기 헤드 상면 중 평평한 평면 전체를 덮을 수 있는 크기로 형성되는 것을 특징으로 하는 정전기 배출이 가능한 중합 반응기용 드레인 밸브.
  11. 제 2항 또는 제 10항에 있어서,
    상기 볼트는,
    볼트머리가 상기 헤드 상면보다 돌출되지 않고 상기 헤드에 내장되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 정전기 배출이 가능한 중합 반응기용 드레인 밸브.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 볼트에는,
    상단이 수직방향으로 절곡된 절곡와셔가 설치되는 것을 특징으로 하는 정전기 배출이 가능한 중합 반응기용 드레인 밸브.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 볼트에는,
    정전기를 유도하기 용이하도록 상단에 막대 형상의 유도봉이 설치되는 것을 특징으로 하는 정전기 배출이 가능한 중합 반응기용 드레인 밸브.
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 볼트는,
    상기 밸브 로드와 분리되지 않는 일체형 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 정전기 배출이 가능한 중합 반응기용 드레인 밸브.
  15. 제 1항에 있어서,
    상기 밸브 하우징에는,
    상기 실링부재가 하측으로 이탈되는 것을 방지하기 위해 상기 밸브 로드에 끼움 결합되어 상기 실링부재를 지지하기 위한 지지부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 정전기 배출이 가능한 중합 반응기용 드레인 밸브.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 지지부재는,
    상기 밸브 로드에 끼움 결합되도록 수직방향으로 홀이 형성되고, 상면이 상기 실링부재 최하단을 지지하는 실링지지부; 및
    상기 실링지지부 하측으로 연장되되, 일측으로 더 돌출되고 돌출된 부분에 수직방향으로 나사산이 형성된 홀이 형성되어 상기 로드커버 일측에 볼트를 통해 고정되는 고정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 정전기 배출이 가능한 중합 반응기용 드레인 밸브.
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