KR102298816B1 - 밸브 시트를 분해 및 설치하기 위한 지그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밸브 시트를 분해 및 설치하기 위한 지그 장치에 관한 것으로, 디스크 형상의 몸체를 구비하고, 상기 디스크 형상의 중심에서 중심축을 관통하여 형성된 가이드 구멍과, 상기 디스크 형상의 중심축과 나란한 축을 따라 관통하여 형성되되 상기 가이드 구멍으로부터 반경방향으로 이격되어 원주방향을 따라 배치 적어도 2개의 분해용 구멍과, 상기 디스크 형상의 중심축과 나란한 축을 따라 관통하여 형성되되 상기 가이드 구멍으로부터 반경방향으로 이격되어 원주방향을 따라 배치된 적어도 2개의 설치용 구멍과, 상기 디스크 형상의 중심축과 나란한 축을 따라 관통하여 형성되되 상기 가이드 구멍으로부터 반경방향으로 이격되어 원주방향을 따라 배치된 볼트 작업용 구멍을 포함할 수 있다.

Description

밸브 시트를 분해 및 설치하기 위한 지그 장치 {JIG APPARATUS FOR ASSEMBLING AND DISASSEMBLING VALVE SEAT}

본 발명은 밸브 시트를 분해 및 설치하기 위한 지그 장치에 관한 것으로, 특히 대형 수평 밸브에서 고중량의 밸브 시트를 분해 및 설치할 수 있는 지그 장치에 관한 것이다.

대량의 유체에 대한 유동 제어가 필요한 발전소 등 플랜트에서 유체 유동을 단속하기 위한 밸브가 사용된다. 이런 밸브는 대형, 고중량인데, 사용시간에 따라 유지관리가 필요하며, 마모, 변형 등의 이유로 일부 또는 전부가 교체되어야 할 필요가 있다.

예컨대, 밸브 작동 방향이 수평으로 배설된 수평 밸브에서, 밸브 바디에 설치된 밸브 시트는 필요에 따라 교체될 필요가 있는데, 이런 밸브 시트는 직경이 수십 cm에 달하는 중공 원통 형상을 가지며, 그 중량은 수백 kg에 달하기도 한다.

그러나 이런 밸브 시트를 교체하는 작업은, 전용의 공구나 장비가 없으며, 모두 인력을 통한 수작업에 의존하여야 한다. 따라서 대형, 고중량에 따른 수작업의 어려움이나 작업자의 부상 위험이 상존함은 물론, 특히 설치시의 정렬 정밀도가 작업자의 숙련도에 좌우되는 문제도 있다.

본 발명은 상기한 문제들을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 밸브 시트를 밸브 바디로부터 인출 또는 삽입하는 과정에서 인력을 배가시킬 수 있는 지그 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은, 밸브 시트의 설치 및 분해 과정에서 밸브 시트의 변위를 가이드할 수 있는 지그 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관된 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 밸브 시트를 분해 및 설치하기 위한 지그 장치는, 디스크 형상의 몸체를 구비하고, 상기 디스크 형상의 중심에서 중심축을 관통하여 형성된 가이드 구멍과, 상기 디스크 형상의 중심축과 나란한 축을 따라 관통하여 형성되되 상기 가이드 구멍으로부터 반경방향으로 이격되어 원주방향을 따라 배치 적어도 2개의 분해용 구멍과, 상기 디스크 형상의 중심축과 나란한 축을 따라 관통하여 형성되되 상기 가이드 구멍으로부터 반경방향으로 이격되어 원주방향을 따라 배치된 적어도 2개의 설치용 구멍과, 상기 디스크 형상의 중심축과 나란한 축을 따라 관통하여 형성되되 상기 가이드 구멍으로부터 반경방향으로 이격되어 원주방향을 따라 배치된 볼트 작업용 구멍을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 밸브 시트를 분해 및 설치하기 위한 지그 장치에 있어서, 상기 분해용 구멍의 내주면에는 나사산이 형성될 수 있다.

한편, 상기 적어도 2개의 분해용 구멍은 동일한 원주상에서 방사상 등간격으로 배치될 수 있으며, 상기 적어도 2개의 설치용 구멍은 동일한 원주상에서 방사상 등간격으로 배치될 수 있고, 나아가서 상기 적어도 2개의 분해용 구멍과 적어도 2개의 설치용 구멍은 동일한 원주상에 배치될 수 있다.

본 발명에 따르면, 밸브 시트를 나사 잭(screw jack)과 같은 원리로 변위시킬 수 있으므로 작업 난이도가 낮아지고 작업자의 부상 위험도 함께 낮아질 수 있다.

또한 밸브 시트에 연결된 송입 로드의 움직임을 가이드할 수 있으며, 지그의 자세를 정밀하게 조정할 수 있으므로, 밸브 시트의 설치 정확도를 향상시킬 수 있다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 밸브 시트를 분해 및 설치하기 위한 지그 장치의 일실시예의 정면도 및 측단면도이다.
도 2는 도 1의 실시예에 따라 밸브 시트를 분해하는 제1 단계를 도시한 개략단면도이다.
도 3은 도 1의 실시예에 따라 밸브 시트를 분해하는 제2 단계를 도시한 개략단면도이다.
도 4는 도 1의 실시예에 따라 밸브 시트를 분해하는 제3 단계를 도시한 개략단면도이다.
도 5는 도 1의 실시예에 따라 밸브 시트를 설치하는 제1 단계를 도시한 개략단면도이다.
도 6은 도 1의 실시예에 따라 밸브 시트를 설치하는 제2 단계를 도시한 개략단면도이다.
도 7은 도 1의 실시예에 따라 밸브 시트를 설치하는 제3 단계를 도시한 개략단면도이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실 시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 밸브 시트를 분해 및 설치하기 위한 지그 장치의 일실시예의 정면도 및 측단면도이다.

본 발명에 따른 지그 장치(100)는 전체적으로 디스크 형상의 몸체를 포함한다. 몸체에는 각각 가이드 구멍(110), 분해용 구멍(130), 설치용 구멍(140), 볼트 작업용 구멍(120)이 형성되어 있다.

가이드 구멍(110)은 디스크 형상 몸체의 중심에서 그 중심축을 다라 관통하여 형성된다.

분해용 구멍(130)은 디스크 형상 몸체의 중심축으로부터 이격된 지점에서, 중심축과 나란한 축을 따라 몸체를 관통하여 형성되되, 적어도 2개가 형성될 수 있다. 이때 적어도 2개의 분해용 구멍(130)은 임의의 동일한 원주상에서 방사상 등간격으로 형성될 수 있다. 도 1의 예에서 분해용 구멍(130)은 도면방향을 기준으로 몸체의 상단과 하단에 각각 형성되어 있는 것으로 예시되어 있으나, 그 수는 필요에 따라 늘어날 수 있으며, 반드시 방사상 등간격으로 형성되어야 하는 것도 아니다. 다만, 방사상 등간격으로 배치되어 있을 경우, 후술하는 설치 및 분해 작업에서 각 분해용 구멍(130)의 대칭적인 배치에 기초한 대칭적인 거동이 가능하다는 장점이 있다. 한편, 분해용 구멍(130)은 그 내주면에 나사산, 즉 암나사산이 형성되어 있을 수 있다. 사용시에 분해용 구멍(130)에는 분해용 볼트(200)가 나사결합될 수 있다.

설치용 구멍(140) 역시 디스크 형상 몸체의 중심축으로부터 이격된 지점에서 중심축과 나란한 축을 따라 몸체를 관통하여 형성되되, 적어도 2개가 형성될 수 있다. 이 설치용 구멍(140) 역시 임의의 동일한 원주상에서 방사상 등간격으로 형성될 수 있다. 도 1의 예에서 설치용 구멍(140)은 12개가 동일한 원주상에 등간격으로 배치된 것으로 예시하고 있다. 아울러, 도 1의 예에서는 설치용 구멍(140)이 분해용 구멍(130)과 동일한 원주상에 배치된 것으로도 예시되어 있다. 설치용 구멍(140)이 방사상 등간격인 경우에도 위 분해용 구멍(130)에 대해 설명한 바와 같이 그 대칭적인 배치에 기초한 대칭적인 거동이 가능하다는 장점이 있다. 사용시에 설치용 구멍(140)에는 설치용 볼트(400)가 관통 삽입될 수 있다.

볼트 작업용 구멍(120)은 가이드 구멍(110)으로부터 이격되어 디스크 형상 몸체의 중심축과 나란한 축을 따라 몸체를 관통하여 형성될 수 있다. 그러나 볼트 작업용 구멍(120)의 위치는 분해용 구멍(130)이나 설치용 구멍(140)과도 다를 수 있으며, 도 1에서튼 특히 그 직경이 분해용 구멍(130)이나 설치용 구멍(140)에 비해 더 큰 것으로 예시되어 있다. 이는 볼트 작업용 구멍(120)이 분해용 볼트(200)나 설치용 볼트(400)와 같은 것을 수용하기 위한 것이 아니라, 밸브 시트(10)를 고정하고 있는 고정 볼트(11)들을 체결, 해체하기 위한 공구가 삽입되도록 마련된 통로이기 때문이다.

도 2 내지 도 4를 참조로 본 발명에 따른 밸브 시트를 분해 및 설치하기 위한 지그 장치를 이용한 작업예를 설명하면 다음과 같다.

도 2는 밸브 시트(10)와 밸브 바디(60)를 제외한 밸브의 다른 부품들이 도시 생략되거나, 이미 해체 완료된 상태에서 대용량 수평 밸브의 일례의 단면들 개략적으로 도시하고 있다. 밸브 시트(10)는 밸브 바디(60)의 내부 깊숙히 배치되어 있는 중공 원통 형상의 부재로서, 그 플랜지에 고정 볼트(11)가 삽입되어 밸브 바디(60)에 고정되어 있다. 이 밸브 시트(10)를 분해하기 위해, 송입 로드(40)를 밸브 시트(10)의 중공 내로 진입시키되, 체결용 디스크(20), 고정 플레이트(50) 및 고정핀(30)을 매개로 하여 송입 로드(40)를 밸브 시트(10)에 고정시킨다. 송입 로드(40)는 또한 본 발명에 따른 지그 장치(100)에 대해서도 고정되도록 한다. 다음으로 본 발명에 따른 지그 장치(100)를 밸브 바디(60)의 개구에 배치하되, 송입 로드(40)가 지그 장치(100)의 가이드 구멍(110)을 관통하여 삽입되도록 한다. 한편, 지그 장치(100)의 볼트 작업용 구멍(120)을 통해 렌치 등의 공구(300)를 삽입하여 밸브 시트(10)로부터 고정 볼트(11)를 해체한다. 여기서 볼트 작업용 구멍(120)이 복수 개 형성되어 있는 경우 공구(300)가 삽입되지 않은 나머지 볼트 작업용 구멍(120)은 관측창 또는 조명을 비추기 위한 용도로 활용될 수 있다. 사실, 고정 볼트(11)의 해체 작업은 반드시 본 발명에 따른 지그 장치(100)를 배치한 후에 진행되어야 하는 것은 아니나, 본 발명에 따른 지그 장치(100)를 배치한 후에도 진행될 수 있다.

다음으로 도 3에 예시된 바와 같이 본 발명에 따른 지그 장치(100)의 분해용 구멍(130)에 분해용 볼트(200)를 삽입한다. 분해용 구멍(130)에는 나사산이 형성되어 있으므로, 분해용 볼트(200)가 여기에 나사결합된다. 이때 분해용 볼트(200)가 접하게 되는 밸브 바디(60) 측에는 구멍이 존재하지 않으며, 따라서 분해용 볼트(200)는 지그 장치(100)와 밸브 바디(60) 사이에서 나사 잭으로 작용하여, 지그 장치(100)를 밸브 바디(60)로부터 도면방향을 지준으로 우측으로 변위시키게 된다. 이때 송입 로드(40)가 지그 장치(100)에 고정되어 있으므로, 송입 로드(40)에 고정된 밸브 시트(10)도 함께 변위된다. 이와 같이 밸브 바디(60)로부터 밸브 시트(10)를 분해하는 최초 단계로서 밸브 시트(10)를 변위 시키는 것이 가장 힘든 작업인데, 이 작업이 본 발명에 따른 지그 장치(100)의 도움으로 보다 용이해지는 것이다.

이상의 과정에서, 분해용 볼트(200)가 예컨대 본 발명에 따른 지그 장치(100)의 상단과 하단에 각각 하나씩 2개가 제공되는 경우, 각 분해용 볼트(200)를 나사결합시키는 정도에 따라 지그 장치(100)의 자세를 정밀하게 조정할 수 있다.

도 5 내지 도 7은 반대로 새로운 밸브 시트(10)를 밸브 바디(60)에 설치하는 과정을 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 5 내지 도 7은 도 2 내지 도 4와는 다른 회전 각도에서의 단면이다. 송입 로드(40)에 새로운 밸브 시트(10)를 고정한 다음 밸브 바디(60)에 임시로 삽입한 채로, 본 발명에 따른 지그 장치(100)를 밸브 바디(60)의 개구에 배치하고 송입 로드(40)를 지그 장치(100)의 가이드 구멍(110)를 통해 관통시키고 지그 장치(100)에 고정한다. 다음으로 지그 장치(100)의 설치용 구멍(140)에 설치용 볼트(400)를 삽입하여 둔다. 이때 설치용 구멍(140)의 내주면에 나사산이 형성되어 있지 않으므로, 설치용 볼트(400)는 설치용 구멍(140) 내에서 자유롭게 슬라이드될 수 있게 배치된다. 한편, 설치용 볼트(400)가 접하년 밸브 바디(60)의 영역에는 암나사 구멍(62)이 형성되어 있어서, 설치용 볼트(400)가 나사결합될 수 있다. 본 발명에 따른 지그 장치(100)에는 송입 로드(40)가 이미 고정되어 있으므로, 도 6에 예시한 바와 같이 설치용 볼트(400)를 밸브 바디(60)의 암나사 구멍(62)에 나사결합하면, 도면방향을 기준으로 지그 장치(100)가 좌측으로 이동하여 밸브 바디(60)에 밀착되며, 이에 고정된 송입 로드(40)가 함께 변위되고 밸브 시트(10)가 밸브 바디(60)에 안착될 수 있다. 마지막으로, 도 7에 예시된 바와 같이 볼트 작업용 구멍(120)을 통해 공구(300)를 삽입하여 밸브 시트(10)에 고정 볼트(11)를 결합함으로써 밸브 바디(60)에 고정시킨다.

이상의 과정에서 설치용 구멍(140)이 방사상 등간격으로 적어도 2개 이상 설치되어 있는 경우, 설치용 볼트(400)의 갯수 및 나사결합시키는 정도를 적절히 조절함으로써 본 발명에 따른 지그 장치(100)의 자세와 위치를 정밀하게 조정할 수 있다.

이와 같이 역시 밸브 시트(10)를 설치하는 최종 단계에서 설치용 볼트(400)가 밸브 바디(60)와 본 발명에 따른 지그 장치(100) 사이에서 나사잭과 같이 기능함으로써 고중량의 밸브 시트(10)를 보다 쉽게 설치할 수 있다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시예들은, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

Claims (5)

1. 디스크 형상의 몸체를 구비하고,
   상기 디스크 형상의 중심에서 중심축을 관통하여 형성된 가이드 구멍과,
   상기 디스크 형상의 중심축과 나란한 축을 따라 관통하여 형성되되 상기 가이드 구멍으로부터 반경방향으로 이격되어 원주방향을 따라 배치된, 내주면에 나사산이 형성된 적어도 2개의 분해용 구멍과,
   상기 디스크 형상의 중심축과 나란한 축을 따라 관통하여 형성되되 상기 가이드 구멍으로부터 반경방향으로 이격되어 원주방향을 따라 배치되고 볼트가 삽입되는 관통 구멍인 적어도 2개의 설치용 구멍과,
   상기 디스크 형상의 중심축과 나란한 축을 따라 관통하여 형성되되 상기 가이드 구멍으로부터 반경방향으로 이격되어 원주방향을 따라 배치된 볼트 작업용 구멍을 포함하는 밸브 시트를 분해 및 설치하기 위한 지그 장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 적어도 2개의 분해용 구멍은 동일한 원주상에서 방사상 등간격으로 배치된 밸브 시트를 분해 및 설치하기 위한 지그 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 적어도 2개의 설치용 구멍은 동일한 원주상에서 방사상 등간격으로 배치된 밸브 시트를 분해 및 설치하기 위한 지그 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 적어도 2개의 분해용 구멍과 적어도 2개의 설치용 구멍은 동일한 원주상에 배치된 밸브 시트를 분해 및 설치하기 위한 지그 장치.

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