KR102429857B1 - 현장 개스킷 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일부 실시형태들은 보디, 보디를 통한 유동을 선택적으로 억제하기 위하여 보디 내에 배열되는 밸브 요소, 및 개스킷, 커터 시트 및 리테이닝 링을 포함하는 밀봉 조립체를 구비하는 밸브를 제공한다. 커터 시트는 설치 동안 보디 개스킷을 커팅하도록 배열되는 커터를 포함한다. 두 개의 평면 밀봉부는 리테이닝 링과 보디 사이에서 보디 개스킷을 커팅함으로써 형성된다.

Description

현장 개스킷 조립체

관련 출원들에 대한 교차 참조

본 출원은, 2016년 4월 6일에 출원되고 발명의 명칭이 "개스킷 시일 시트 링" 인 U.S. 가특허 출원 일련 번호 제 62/318,827 의 이익을 주장하는, 2017년 3월 28일자에 출원되고 발명의 명칭이 "개스킷 시일 시트 링" 인 U.S. 특허 출원 일련 번호 제 15/471,950 호의 일부 계속 출원인 2017년 9월 28일에 출원되고 발명의 명칭이 "현장 (in Situ) 개스킷 조립체" 인 U.S. 특허 출원 일련 번호 제 15/719,273 호에 대한 우선권을 주장한다. 문헌들 모두의 전체 내용들은 그 전체가 본 명세서에 원용된다.

밸브 디자인은 그의 디자인에 있어서 밀봉 요소의 다수의 설치 방법을 사용할 수 있다. 고성능 더블 오프셋 밸브는 일반적으로 1 차 보디 섹션과 2 차 제거가능한 시트 리테이너 사이에 밀봉 요소를 홀딩한다. 이러한 조인트 연결부는 밀봉되어야 하고, 그렇지 않으면 보디와 시트 리테이너 링 사이에 누수가 발생할 수도 있다. "라인 서비스의 끝" 에서, 시트 리테이너 링은 저압측 정합 플랜지로부터의 지지 없이 밸브의 정격 디퍼렌셜 (rated differential) 을 홀딩해야 한다. 두 개의 컴포넌트들 사이의 밀봉의 정확한 배치, 핸들링 동안의 밀봉 무결성, 및 효율적인 조립체 프로세스가 필수적이다.

디자인 효율성에 대한 업계 표준 및 시장 주도의 압력 (market-driven pressure) 은 밸브 디자이너가 더 작은 표면적을 갖는 밀봉을 시도하게 한다. 제안된 디바이스는 초기 밀봉 매체 (예컨대, 개스킷) 가 압력 시스템 내에서 다수의 밀봉 평면들에 적용되게 하고 또한 밀봉 매체가 압력 매체 내에서 기하학적 형상의 차이에 맞춰지게 한다. 본 명세서에 개시된 부서지기 쉬운 (fragile) 밀봉 재료의 핸들링 및 운송 전략들을 사용하여, 본 개시물의 범위 내의 실시형태들은 현재의 통상적인 밀봉 방법들보다 더 작은 밀봉 치수들을 생성할 수도 있다.

본 발명의 일부 실시형태들은 밸브를 제공한다. 밸브는, 상기 밸브를 관통하여 연장되는 채널, 및 상기 채널로부터 반경방향 외측으로 각각 위치되고 서로 오프셋되는 제 1 밀봉 표면과 제 2 밀봉 표면을 구비하는 보디를 갖는다. 제 1 밀봉 표면과 제 2 밀봉 표면 사이의 오프셋은 보어를 규정한다. 밸브 요소는 채널 내에 위치될 수도 있고, 또한 보디를 통한 유동을 선택적으로 억제하도록 구성될 수도 있다. 개스킷은 제 1 밀봉 표면의 일부 및 제 2 밀봉 표면의 일부에 맞닿을 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 커터 시트는 보어 내에 적어도 부분적으로 수용되고, 또한 제 2 밀봉 표면과 압축식으로 결합하도록 구성된다. 커터 시트는 설치 동안 개스킷을 제 1 서브-개스킷 및 제 2 서브-개스킷으로 분할하도록 구성되는 커터를 포함할 수도 있다. 리테이닝 링은 밸브 보디에 커플링될 수도 있다. 리테이닝 링은 제 1 정합 표면 및 제 2 정합 표면을 포함할 수도 있고, 상기 제 1 정합 표면은 제 1 서브-개스킷 및 보디의 제 1 밀봉 표면과 압축식으로 결합하도록 구성되고, 제 2 정합 표면은 커터 시트, 제 2 서브-개스킷, 및 제 2 밀봉 표면과 압축식으로 결합하도록 구성된다.

일부 실시형태들에서, 커터는 예리한 엣지 및 편평한 정합 표면을 포함한다. 예리한 엣지는 단일의 개스킷을 적어도 제 1 서브-개스킷 및 제 2 서브-개스킷으로 전단하도록 구성될 수도 있다. 편평한 표면은 보디의 제 2 밀봉 표면과 압축식으로 결합하도록 구성될 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 커터의 예리한 엣지는 커터 시트의 편평한 정합 표면을 넘어서 전방으로 연장된다. 예리한 엣지는 커터 시트의 편평한 정합 표면이 단일의 개스킷과 접촉하기 전에 커터 시트를 보어에 설치하는 동안 단일 개스킷과 접촉할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 보디의 제 2 밀봉 표면은 커터 조립체의 커터를 수용하기 위해 제 2 밀봉 표면의 일부 내로 연장되는 채널을 포함한다.

일부 실시형태들에서, 커터는 개스킷 트랩을 더 포함할 수도 있다. 개스킷 트랩은 편평한 정합 표면 및 예리한 엣지로부터 내측으로 연장되는 두 개의 표면들로 형성될 수도 있고, 또한 약 30°와 150°사이의 각도를 형성할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 보디의 제 2 밀봉 표면의 일부는 커터 시트와 보디 사이의 대략 v-형상의 공동을 규정하기 위해 개스킷 트랩 내로 연장되고, 또한 v-형상의 공동은 제 2 서브-개스킷이 커터 시트와 보디 사이에서 압축될 때 대략 v-형상의 단면으로 제 2 서브-개스킷을 압출하도록 구성된다.

일부 실시형태들에서, 보디의 제 2 밀봉 표면은 제 2 밀봉 표면으로 연장되는 하나 이상의 그루브들을 포함하고, 또한 하나 이상의 그루브들은 제 2 서브-개스킷의 일부를 선택적으로 압축하도록 구성된다.

일부 실시형태들에서, 보디의 제 2 밀봉 표면의 일부는 소프트 시트와 압축식으로 결합하도록 구성된다. 소프트 시트는 보강된 테트라플루오로에틸렌 (RTFE) 및 보강된 폴리테트라플루오로에틸렌 (RPTFE) 으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 재료로 형성될 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 커터 시트는 채널의 일부 내로 반경방향 내측으로 연장되는 밀봉 부분을 포함하고, 상기 밀봉 부분은 작동 동안 밸브의 디스크와 결합하도록 그리고 결합 해제되도록 구성된다.

본 발명의 일부 실시형태들은 밸브를 제공한다. 밸브는 밸브를 관통하여 연장되는 채널을 가지는 밸브 보디를 포함할 수도 있다. 그래파이트 개스킷은 밸브 보디의 제 1 표면에 수용되도록 구성될 수도 있다. 밸브 보디의 제 1 표면은 채널로부터 반경방향 외측으로 연장될 수도 있다. 밸브는 그래파이트 개스킷을 예리한 엣지와 압축식으로 접촉시킴으로써 그래파이트 개스킷을 적어도 제 1 환형 서브-개스킷 및 제 2 환형 서브-개스킷으로 절단하도록 구성된 커터를 포함하는 커터 시트를 더 포함한다. 커터 시트는 밸브 보디의 제 2 표면과 결합하도록 구성될 수도 있다. 밸브 보디의 제 2 표면은 채널로부터 반경방향 외측으로 연장될 수도 있고, 또한 밸브 보디의 제 1 표면으로부터 내측으로 오프셋될 수도 있다. 밸브는 밸브 보디의 제 1 표면, 그래파이트 개스킷, 및 커터 시트를 압축하도록 구성된 시트 리테이닝 링을 더 포함할 수도 있다.

일부 실시형태들에서, 커터 시트는 밸브 보디의 제 2 표면에 대해 맞닿도록 구성된 정합 표면을 포함하고, 또한 예리한 엣지는 정합 표면을 넘어서 전방으로 연장될 수도 있다. 채널은 커터의 일부를 수용하기 위해 밸브 보디의 제 2 밀봉 표면의 일부를 통하여 연장될 수도 있다.

일부 실시형태들에서, 커터 시트는 밸브의 디스크와 결합하도록 그리고 결합 해제되도록 구성된 밀봉 부분을 포함한다. 밀봉 부분은 커터 시트의 외부 표면으로부터 반경방향 내측으로 연장되는 아치형 형상을 가질 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 커터는 정합 표면 및 예리한 엣지로부터 내측으로 연장되는 두 개의 각진 표면들로 형성된 개스킷 트랩을 포함한다. 일부 실시형태들에서, 이러한 표면들은 약 60°와 120°사이의 각도를 형성한다. 일부 실시형태들에서, 밸브는 커터 시트 및 밸브 보디의 제 2 표면에 대해 맞닿도록 구성된 소프트 시트를 더 포함한다.

일부 실시형태들에서, 밸브 조립체 내의 다중 평면 시일을 형성하는 방법이 제공된다. 방법은 밸브 보디를 제공하는 단계를 포함할 수도 있다. 밸브 보디는 밸브를 통해 연장되는 채널, 상기 채널로부터 반경방향 외측에 위치되는 제 1 표면, 및 상기 제 1 표면으로부터 반경방향 및 축선방향 내측으로 위치되는 제 2 표면을 구비할 수도 있어서, 제 1 표면과 제 2 표면 사이의 오프셋은 원통형 보어를 규정한다. 방법은 밸브 보디의 제 1 표면 상에 개스킷을 위치시키는 단계를 더 포함할 수도 있어서, 개스킷의 일부는 원통형 보어의 일부를 커버하기 위해 제 1 표면을 넘어서 반경방향 내측으로 연장된다. 일부 실시형태들에서, 상기 방법은 밸브 보디의 제 2 표면을 향해 원통형 보어 내로 커팅 요소를 강제하는 단계를 더 포함할 수도 있다. 커팅 요소는 원통형 보어의 원주 표면에 대략 인접한 예리한 엣지를 제공할 수도 있고, 그럼으로써 적어도 두 개의 환형 서브-개스킷들을 형성하기 위해 밸브 보디의 제 1 표면을 넘어서 반경방향 내측으로 연장되는 개스킷의 일부를 커팅한다. 제 1 서브-개스킷은 밸브 보디의 제 1 표면에 있을 수도 있고, 제 2 서브-개스킷은 밸브 보디의 제 2 표면에 있을 수도 있다. 방법은 리테이닝 링이 상기 리테이닝 링의 제 1 표면과 밸브 보디의 제 1 표면 사이의 제 1 서브-개스킷을 압축하게 하는 방식으로 그리고 밸브 보디의 제 2 표면과 커팅 요소 사이의 제 2 서브-개스킷을 압축하는 방식으로 리테이닝 링을 밸브 보디에 커플링하는 단계를 더 포함할 수도 있다.

일부 실시형태들에서, 개스킷, 밸브 보디의 제 1 표면, 밸브 보디의 제 2 표면, 및 커팅 요소 모두는 밸브 보디를 통해 연장되는 채널과 실질적으로 동심으로 위치된다.

일부 실시형태들에서, 커팅 요소는 크기에 있어서 원통형 보어를 규정하는 반경보다 약간 더 작은 반경에 의해 규정된 외부 표면을 갖는 금속 커터 시트의 일부로서 일체로 형성된다.

일부 실시형태들에서, 리테이닝 링을 밸브 보디에 커플링하는 단계는 밸브 보디 내 복수의 나사산구비 구멍들 내로 리테이닝 링을 통해 복수의 파너스들을 나사결합함으로써 수행된다.

본 발명의 이러한 그리고 다른 특징들은 예시적인 실시형태들의 이하의 상세한 설명으로부터 보다 명백해질 것이다.

도 1 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 버터플라이 밸브의 사시도이다.
도 2 는 도 1 의 버터플라이 밸브의 분해도이다.
도 3 은 도 1 의 버터플라이 밸브의 리테이닝 링의 상부, 전방 사시도이다.
도 4 는 도 3 의 리테이닝 링의 상부, 후방 사시도이다.
도 5 는 도 4 의 라인 5-5 를 따라서 취한 리테이닝 링의 단면도이다.
도 6 은 도 1 의 버터플라이 밸브의 보디 개스킷의 상부, 전방 사시도이다.
도 7 은 도 6 의 라인 7-7 을 따라서 취한 보디 개스킷의 단면도이다.
도 8 은 도 1 의 버터플라이 밸브의 금속 시트의 상부, 전방 사시도이다.
도 9 는 도 8 의 라인 9-9 를 따라서 취한 금속 시트의 단면도이다.
도 10 은 도 1 의 버터플라이 밸브의 소프트 시트의 상부, 전방 사시도이다.
도 11 은 도 10 의 라인 11-11 을 따라서 취한 소프트 시트의 단면도이다.
도 12 는 도 1 의 버터플라이 밸브의 디스크의 상부, 전방 사시도이다.
도 13 은 도 1 의 버터플라이 밸브의 보디의 상부, 전방 사시도이다.
도 14 는 도 13 의 라인 14-14 를 따라서 취한 보디의 단면도이다.
도 15 는 도 1 의 라인 15-15 를 따라서 취한 버터플라이 밸브의 단면도이다.
도 16 은 도 15 의 원 16-16 내에 취해진 버터플라이 밸브의 상세도이다.
도 17 은 다른 실시형태에 따른 버터플라이 밸브의 정면도이다.
도 18 은 도 17 의 라인 18-18 을 따라서 취한 버터플라이 밸브의 단면도이다.
도 19 는 도 18 의 원 19-19 내에 취해진 버터플라이 밸브의 상세도이다.
도 20 은 다른 실시형태에 따른 보디 개스킷의 정면도이다.
도 21 은 추가의 다른 실시형태에 따른 보디 개스킷이다.
도 22 는 다른 실시형태에 따른 리테이닝 링의 정면도이다.
도 23 은 도 22 의 라인 23-23 을 따라서 취해진 리테이닝 링의 단면도이다.
도 24 는 라인 24-24 내에 취해진 리테이닝 링의 상세도이다.
도 25 는 일 실시형태에 따른 리테이닝 링의 절단 프로파일의 상세 단면도이다.
도 26 은 다른 실시형태에 따른 리테이닝 링에 적용된 절단 프로파일의 상세 단면도이다.
도 27 은 추가의 다른 실시형태에 따른 리테이닝 링에 적용된 절단 프로파일의 상세 단면도이다.
도 28 은 추가의 다른 실시형태에 따른 버터플라이 밸브의 상세 단면도이다.
도 29 는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 버터플라이 밸브의 사시도이다.
도 30 은 도 29 의 버터플라이 밸브의 분해도이다.
도 31a 는 도 29 의 버터플라이 밸브의 정면도이다.
도 31b 는 도 31a 의 라인 31B-31B 를 따라서 취한 도 29 의 버터플라이 밸브의 단면도이다.
도 31c 는 도 31b 의 원형 섹션 31C 을 따라서 취한 도 29 의 버터플라이 밸브의 밀봉 조립체의 상세 단면도이다.
도 32a 는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 버터플라이 밸브에서 이용된 밀봉 조립체의 사시 단면도이다.
도 32b 는 본 발명의 다른 실시형태에서 이용된 밀봉 조립체의 사시 단면도이다.
도 32c 는 본 발명의 다른 실시형태에서 이용된 밀봉 조립체의 사시 단면도이다.
도 32d 는 본 발명의 추가의 다른 실시형태에서 이용된 밀봉 조립체의 사시 단면도이다.

본 발명의 임의의 실시형태들을 상세하게 설명하기 전에, 본 발명은 그의 적용에 있어서 이하의 상세한 설명에서 기재되거나 이하의 도면들에서 예시된 컴포넌트들의 배열 및 구성의 세부 사항들에 한정되지 않음을 이해해야 한다. 본 발명은 다른 실시형태들이 가능하고 다양한 방식들로 실시되거나 수행되는 것이 가능하다. 또한, 본 명세서에서 사용된 어법 및 용어는 설명의 목적을 위한 것이고 제한적인 것으로 간주되어서는 안된다는 것을 이해해야 한다. 본 명세서에서 "구비하는", "포함하는" 또는 "갖는" 및 이의 변형들의 사용은 이후에 열거된 아이템들과 이의 등가물뿐만 아니라 추가 아이템들을 포함하는 것으로 의도된다. 달리 명시되거나 제한되지 않는 한, 용어 "탑재된", "연결된", "지지된" 및 "커플링된" 및 이의 변형들은 광범위하게 사용되고 또한 직접적인 그리고 간접적인 탑재들, 연결들, 지지들 및 커플링들을 포함한다. 더욱이, "연결된" 및 "커플링된" 은 물리적 또는 기계적 연결들 또는 커플링들에 제한되지 않는다.

이하의 논의는 당업자가 본 발명의 실시형태들을 구성하여 사용할 수 있도록 제시된다. 예시된 실시형태들에 대한 다양한 수정들은 당업자에게 용이하게 자명할 것이며, 본 명세서에서 일반적인 원리들은 본 발명의 실시형태들로부터 벗어남 없이 다른 실시형태들 및 적용들에 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시형태들은 도시된 실시형태들로 한정되도록 의도되는 것이 아니라, 본 명세서에 개시된 원리들 및 특징들과 일치하는 가장 넓은 범위에 부합되어야 한다. 이하의 상세한 설명은, 상이한 도면에서의 동일한 요소들이 동일한 참조 번호를 갖는 도면들을 참조하여 판독되어야 한다. 반드시 비례하지 않는 도면들은 선택된 실시형태들을 도시하고, 또한 본 발명의 실시형태들의 범위를 한정하도록 의도되지 않는다. 당업자는 본 명세서에 제공된 실시예들이 여러 유용한 대안예들을 가지고 또한 본 발명의 실시형태들의 범위 내에 있다는 것을 인식할 것이다.

도 1 은 보디 (54), 유동 축선 (60) 을 따르는 유동을 선택적으로 제공 및 억제하기 위해 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 회전가능한 디스크 (58), 상기 디스크 (58) 의 회전을 유발하기 위해 디스크 (58) 에 커플링된 샤프트 (62), 및 밀봉 조립체 (66) 를 구비하는 버터플라이 밸브 (50) 를 도시한다. 버터플라이 밸브 (50) 는 유체 또는 가스의 유동을 제어하기 위해 사용될 수도 있다. 도 2 에 도시된 바와 같이, 밀봉 조립체 (66) 는 리테이닝 링 (70), 보디 개스킷 (74), 금속 시트 (78), 및 소프트 시트 (82) 를 구비한다. 최종 사용자 선택을 위해 시트들 (78 및 82) 의 여러 배열들이 잠재적으로 이용가능하다. 파스너들 (84) 은 밀봉 조립체 (66) 를 보디 (54) 에 커플링할 수도 있다. 파스너들 (84) 의 다양한 배열들은 밸브 (50) 의 디자인 요건들이 변경됨에 따라 존재할 수도 있다. 예를 들어, 파스너들 (84) 은 스크류들, 볼트들, 클립들, 클램프들, 또는 임의의 다른 적합한 체결 메커니즘일 수도 있다. 여전히 추가로, 파스너들 (84) 은 모두 동일할 필요는 없다.

도 3 및 도 4 에 도시된 바와 같이, 리테이닝 링 (70) 은 밀봉 조립체 (66) 를 보디 (54) 에 체결하는 것을 용이하게 하도록 배열되는 복수의 카운터보링된 (counterbored) 관통 구멍들 (86) 을 포함하지만, 디자인에 따라, 이들은 반드시 존재하지 않는다. 도 5 를 참조하여, 리테이닝 링 (70) 은 1 차 링 개스킷 시트 밀봉 표면 (90), 커터 (94), 2 차 링 개스킷 시트 밀봉 표면 (98), 및 금속 정지부 (102) 를 구비한다. 1 차 링 개스킷 시트 밀봉 표면 (90) 은 1 차 시트 평면 (106) 을 규정하고 또한 실질적으로 편평하다. 다른 실시형태들에서, 1 차 링 개스킷 시트 밀봉 표면 (90) 은 형상화된 프로파일 (예컨대, 원추형, 또는 곡선형 프로파일) 을 규정할 수도 있다. 커터 (94) 는 1 차 링 개스킷 시트 밀봉 표면 (90) 과 2 차 링 개스킷 시트 밀봉 표면 (98) 사이에 배열되고, 또한 예리한 엣지 (110), 편평한 벽 (114), 및 경사진 벽 (118) 을 규정할 수도 있다. 2 차 링 개스킷 시트 밀봉 표면 (98) 은 유동 축선 (60) 을 따라서 축선방향으로 1 차 시트 평면 (106) 으로부터 이격된 2 차 시트 평면 (112) 을 규정할 수도 있다. 시트 폭 (126) 은 1 차 링 개스킷 시트 밀봉 표면 (90) 의 외주와 링 숄더 (102) 사이에서 규정된다.

도 6 에 도시된 바와 같이, 보디 개스킷 (74) 은 환형이고, 또한 리테이닝 링 (70) 내에 형성된 관통 구멍들 (86) 과 정렬되도록 배열된 개구들 (130) 을 포함할 수도 있다. 도 7 을 참조하면, 보디 개스킷 (74) 은 적어도 리테이닝 링 (70) 의 시트 폭 (126) 만큼 넓어지도록 사이즈화되는 개스킷 폭 (134) 을 규정한다. 보디 개스킷 (74) 은 또한 개스킷 두께 (138) 을 규정한다.

도 8 에 도시된 바와 같이, 금속 시트 (78) 는 환형이고, 또한 스탬핑된 금속으로 형성될 수도 있다. 도 9 를 참조하여, 금속 시트 (78) 는 금속 플랜지 (142) 및 금속 밀봉 부분 (146) 을 포함한다. 금속 시트 (78) 는 버터플라이 밸브 (50) 의 작동 동안 디스크 (58) 와 결합하기에 그리고 결합 해제되기에 충분한 정도로 가요성이다. 일 실시형태에서, 시트 (78) 는 금속으로 형성된다.

도 10 에 도시된 바와 같이, 소프트 시트 (82) 는 환형이고, 또한 플라스틱 또는 폴리머 재료로 형성될 수도 있다. 도 11 을 참조하여, 소프트 시트 (82) 는 버터플라이 밸브 (50) 의 작동 동안 디스크 (58) 에 결합하도록 그리고 결합 해제되도록 배열된 밀봉 표면 (154) 및 헤드 부분 (150) 을 포함한다. 일 실시형태에서, 소프트 시트 (82) 는 PTFE 플라스틱으로 형성된다.

도 12 에 도시된 바와 같이, 디스크 (58) 는 샤프트 (62) 를 수용하도록 사이즈화된 샤프트 구멍 (158), 금속 시트 (78) 와 선택적으로 결합하도록 배열된 밀봉 부분 (162), 및 소프트 시트 (82) 와 선택적으로 결합하도록 배열된 소프트 밀봉 부분 (166) 을 포함한다.

도 13 에 도시된 바와 같이, 보디 (54) 는 샤프트 구멍 (158) 과 정렬되고 또한 샤프트 (62) 를 수용하도록 사이즈화된 보디 샤프트 구멍 (170) 을 포함하고, 또한 밀봉 리세스 (174) 를 더 포함한다. 도 14 를 참조하여, 밀봉 리세스 (174) 는 보디 숄더 (178), 1 차 보디 개스킷 시트 (182), 전단벽 (shearing wall; 184), 앤빌 표면 (anvil surface; 186), 클램핑 부분 (190), 및 소프트 시트 부분 (194) 에 의해 규정된다. 보디 숄더 (178) 는 미리 정해진 압축 정도를 제공하기 위해 보디 개스킷 (74) 에 대해 사이즈화된 보디 숄더 높이 (198) 를 규정한다. 1 차 보디 개스킷 시트 (182) 는 1 차 보디 시트 폭 (200) 을 규정한다. 앤빌 표면 (186) 은 편평한, 중실의 표면을 규정하고, 또한 커터 (94) 와 상호작용하도록 배열된다. 클램핑 부분 (190) 은 디자인의 기능성에 요구되거나 요구되지 않을 수도 있는 그루브 형태의 텍스쳐링된 표면을 규정한다.

도 15 에 도시된 바와 같이, 조립된 버터플라이 밸브 (50) 는 폐쇄된 위치에 있을 때 디스크 (58) 를 통과한 유체 유동을 방지한다. 샤프트 (62) 는 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 디스크 (58) 를 이동시키도록 작동될 수 있다.

도 16 은 버터플라이 밸브 (50) 의 조립체를 도시한다. 소프트 시트 (82) 는 보디 (54) 의 소프트 시트 부분 (194) 에 맞닿는 밀봉 리세스 (174) 내로 우선 배치된다. 그런 다음, 금속 시트 (78) 는 금속 플랜지 (142) 가 보디 (54) 의 클램핑 부분 (190) 에 맞닿고 소프트 시트 (82) 가 금속 시트 (78) 와 소프트 시트 부분 (194) 사이에 포착되도록 삽입된다. 그런 다음, 보디 개스킷 (74) 은 도 6 에 도시된 바와 같이 단일 피스로서 보디 숄더 (178) 내에서 반경방향으로 밀봉 리세스 (174) 내로 삽입된다. 일단 삽입되면, 보디 개스킷 (74) 은 내측 방향으로 전단벽 (184) 을 넘어서 반경방향으로 연장된다. 다시 말해서, 개스킷 폭 (134) 은 도 14 에 도시된 바와 같이 1 차 보디 시트 폭 (200) 보다 더 크다. 보디 개스킷 (74) 이 안착된 상태로, 리테이닝 링 (70) 은 밀봉 리세스 (174) 내로 삽입되어, 커터 (94) 가 전단벽 (184) 에 인접한 보디 개스킷 (74) 과 맞물린다. 하중이 파스너들 또는 머신을 통해 가해져서, 커터 (94) 및 전단벽 (184) 이 보디 개스킷 (74) 을 1 차 부분 (74A) 및 내부의 2 차 부분 (74B) 으로 깨끗하게 커팅하기 위해 협력하는 것을 초래한다. 존재하는 경우, 파스너들 (84) 은 미리 정해진 토크로 조여지고, 이는 리테이닝 링 (70) 의 1 차 링 개스킷 시트 밀봉 표면 (90) 의 외부 부분들이 보디 숄더 (178) 와의 강한 접촉을 형성하는 것을 초래한다. 이러한 강한 접촉은 보디 개스킷 (74) 의 미리 정해진 압축을 제공한다. 추가적으로, 리테이닝 링 (70) 의 금속 링 (102) 은 금속 플랜지 (142) 와의 강한 접촉을 형성하여, 링 숄더 (102) 와 보디 (54) 의 클램핑 부분 (190) 사이에서 금속 플랜지 (142) 를 압축한다. 완전히 조여질 때, 1 차 부분 (74A) 은 1 차 링 개스킷 시트 밀봉 표면 (90) 과 1 차 보디 개스킷 시트 (182) 사이에서 압축되고, 2 차 부분 (74B) 은 2 차 링 개스킷 시트 밀봉 표면 (98), 앤빌 부분 (186), 금속 플랜지 (142), 및 금속 링 (102) 사이에서 압축된다. 2 차 부분 (74B) 은 임의의 공극들을 채우기 위해 조임 프로세스 동안 변형된다.

보디 숄더 (178) 및 링 숄더 (102) 의 배열은 보디 개스킷 (74) 의 미리 정해진 압축을 제공하고 또한 과조임 (overtightening)/과압축을 방지한다.

일부 실시형태들에서, 1 차 밀봉 부분 (74A) 은 2 차 밀봉 부분 (74B) 의 폭 (W2) 보다 더 큰 폭 (W1; 도 16 참조) 을 가질 수도 있다. 다른 실시형태들에서, 폭들 (W1, W2) 은 동일할 수도 있거나, W1 는 W2 보다 작을 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 보디 개스킷은 비적층형 (non-laminated) 그래파이트 개스킷일 수도 있다.

도 17 내지 도 19 는 전술한 버터플라이 밸브 (50) 와 유사한 다른 버터플라이 밸브 (50') 를 도시한다.

도 20 은 약 2.45 인치 (2.45") 의 개스킷 폭 (218) 및 약 40 인치 (40") 의 외부 직경 (214) 을 규정하는 보디 개스킷 (210) 을 도시한다. 이는 36 인치의 개스킷에 대한 표준 크기이다.

도 21 은 약 0.66 인치 (0.66") 의 개스킷 폭 (230) 및 약 6 인치 (6") 의 외부 직경 (226) 을 규정하는 보디 개스킷 (222) 을 도시한다. 이는 4 인치의 개스킷에 대한 표준 크기이다. 도 20 및 도 21 의 개스킷들 모두는 설치 중 절단된 (cut-during-installation), 자기 중심맞춤된, 두 개의 평면 보디 개스킷을 제공하기 위해 전술한 실시형태들과 사용될 수도 있는 개스킷들의 실시예들이다.

도 22 내지 도 24 는 약 0.06 인치 (0.06") 의 밀봉 평면 오프셋 (246), 밀봉 표면들 (242) 및 커터 (238) 을 포함하는 다른 리테이너 링 (234) 을 도시한다.

도 25 내지 도 27 은 직선형 슬로프, 곡선형 슬로프, 및 슬로프 내에 형성된 그루브들 또는 치형부들 각각을 포함하는 상이한 커터 프로파일들 (300a, 300b, 300c) 을 도시한다. 당업자는 본 명세서에서 개시된 커터 프로파일 중 어느 하나가 본원에서 개시된 실시형태들 중 어느 하나와 이용될 수도 있다는 것을 이해할 것이다.

도 28 은 리테이닝 링 (370) 의 일부로서 형성되지 않고 별개의 컴포넌트인 커터 (394) 를 포함하는 다른 리테이닝 링 (370) 을 도시한다. 도 28 의 조립체는 도 16 을 참조하여 설명된 것과 동일한 방식으로 조립되고, 또한 커터가 별개의 컴포넌트라는 점을 제외하고는, 도 1 내지 도 16 의 동일한 컴포넌트들 및 특징들을 포함한다. 이러한 방식으로, 커터 (394) 는 예를 들어 접착제 또는 임의의 다른 적합한 부착 메커니즘에 의해 리테이닝 링 (370) 에 부착될 수도 있거나 리테이닝 링 (370) 에 대해 배치될 수도 있다.

도 29 를 참조하면, 버터플라이 밸브 (450) 의 추가의 실시형태가 도시된다. 도 1 내지 도 28 을 참조하여 도시되고 논의된 버터플라이 밸브들과 유사하게, 버터플라이 밸브 (450) 는 밸브 보디 (454), 및 중앙 채널 (434) 을 통해 유동 축선 (460) 을 따라서 유동을 선택적으로 제공 및 억제하기 위해 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 회전가능한 디스크 (458) 를 포함한다. 샤프트 (462) 는 디스크 (458) 에 커플링될 수도 있고, 여기에서 샤프트 (462) 는 밸브 보디 (454) 에 대해 회전될 수도 있고, 이는 결국 디스크 (458) 가 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 회전하게 하고, 그에 따라 버터플라이 밸브 (450) 의 중앙 채널 (434) 을 통한 유체의 유동을 제어한다. 밀봉 조립체 (466) 는 디스크 (458) 가 폐쇄 위치에 있을 때의 유동을 억제하고, 또한 버터플라이 밸브 보디 (454) 로부터 외측으로의 누출을 제한한다.

이제 도 30 을 참조하면, 밀봉 조립체 (466) 는 더 상세하게 도시된다. 일부 실시형태들에서, 버터플라이 밸브 (450) 의 밸브 보디 (454) 는 개스킷 (474) 을 수용하도록 구성되고, 이는 다수의 표면들에 밀봉을 제공하기 위해 사용될 수 있다. 일부 실시형태들에서, 이러한 개스킷은 그래파이트와 같은 불연성 재료를 포함할 수도 있다. 이하에서 추가로 상세하게 설명되는 바와 같이, 개스킷 (474) 에는 개스킷 (474) 이 복수의 상이한 개스킷들 (미도시) 로 절단되게 하는 취성의 재료가 제공되고, 이는 개스킷 (474) 이 적어도 두 개의 표면들 (예컨대, 유동 축선 (460) 을 따라서 이격되어 있는 두 개의 표면들) 에 대한 밀봉을 허용할 수도 있다. 보디 (454) 에는 밸브 보디 (454), 커터 시트 (478), 및 시트 리테이닝 링 (470) 사이에서 밀봉을 제공하기 위해 개스킷 (474) 을 수용하도록 구성될 수도 있는 복수의 정합 표면들이 제공될 수도 있다.

일부 실시형태들에서, 버터플라이 밸브 (450) 는 커터 시트 (478) 를 포함하고, 이는 시트 리테이닝 링 (470) 와는 별개일 수도 있고 또한 시트 리테이닝 링 (470) 으로부터 구분될 수도 있다. 도 9 에서 전술된 금속 시트 (78) 와 유사하게, 커터 시트 (478) 는 적합한 금속 (예컨대, 304 스테인리스 강, 316 스테인리스 강, 알루미늄, 또는 다른 적합한 재료 또는 재료들) 으로 형성될 수도 있고, 또한 이하에서 더 상세하게 논의된 바와 같이 플랜지 (448) 및 밀봉 부분 (446) (도 31C 에 도시됨) 을 포함할 수도 있다. 시트 리테이닝 링 (470) 으로부터 분리된 커터 시트 (478) 를 포함함으로써, 표준화된 시트 리테이닝 링 (470) 은 하나의 범용 시트 리테이닝 링 (470) 의 디자인이 다수의 상이한 버터플라이 밸브 (450) 의 적용들에 걸쳐 사용되게 할 수도 있는 버터플라이 밸브 (450) 에서 사용될 수도 있다. 예를 들어, 동일한 시트 리테이닝 링 (470) 은 "내화성의 (firesafe)" 밀봉을 필요로 하지 않을 수도 있는 저온 적용들에서 사용될 수도 있다. 시트 리테이닝 링 (470) 의 디자인은 버터플라이 밸브 (450) 내에 밀봉을 제공하기 위해 버터플라이 밸브 (450) 가 엘라스토머, 폴리머, 또는 다른 적합한 개스킷 재료들을 이용하게 할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 복수의 파스너들 (484) 은 밀봉 조립체 (466) 를 밸브 보디 (454) 에 커플링하는데 사용된다. 파스너들 (484) 은 시트 리테이닝 링 (470) 내에 카운터보링된 구멍들을 통해 연장하고 또한 밸브 보디 (454) 내에 존재하는 구멍들 내로 나사결합되도록 구성될 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 파스너들 (484) 은 시트 리테이닝 링 (470), 커터 시트 (478), 개스킷 (474), 및 밸브 보디 (454) 를 함께 압축하여, 실질적으로 누출이 없는 밀봉이 컴포넌트들 사이에 형성된다. 하지만, 예를 들어, 도 1 및 도 2 를 참조하여 전술한 파스너들 중 어느 하나와 같이, 밸브 보디 (454) 에 밀봉 조립체 (466) 를 체결하기 위해 여러 다른 유형들의 파스너들이 사용될 수도 있다는 것을 이해해야 한다.

추가로 도 31b 및 도 31c 를 참조하여, 밀봉 조립체 (466) 내 밀봉 표면들의 정합이 보다 상세하게 도시된다. 버터플라이 밸브 (450) 내 컴포넌트들의 기능을 보다 양호하게 이해하기 위하여, 밀봉 조립체 (466) 의 컴포넌트들을 설치하는 방법이 개시될 것이다. 일부 실시형태들에서, 밸브 보디 (454) 에는 하나 이상의 컴포넌트들 사이의 압축 접촉을 형성하도록 되어 있는 복수의 정합 표면들 (482, 486) 이 제공된다. 정합 표면들 (482, 486) 은 실질적으로 편평한 표면들일 수도 있고, 또한 복수의 그루브들 (488) 을 포함할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 그루브들 (488) 은 버터플라이 밸브 (450) 의 외부 표면과 같은 외부 환경을 향하여 유체가 정합 표면들 (482, 486) 로부터 외측으로 멀어지게 이동하는 것을 제한하기 위해 제공된다. 또한, 그루브들 (488) 은 리테이닝 특징부일 수도 있고, 또한 더 낮은 온도 적용들에 적합한 버터플라이 밸브 (450) 의 일부 실시형태들에서 존재할 수도 있는 소프트 시트의 이동에 결합하도록 그리고 제한하도록 디자인될 수 있다.

일부 실시형태들에서, 밸브 보디 (454) 에는, 개스킷 (474) 및/또는 커터 시트 (478) 와 같은 하나 이상의 추가의 밀봉 컴포넌트들을 적어도 부분적으로 수용하도록 구성되는 실질적으로 원통형 보어 (490) 가 제공된다. 일부 실시형태들에서, 원통형 보어 (490) 는 커터 시트 (478) 의 외부 표면 (444) 을 규정하는 반경보다 약간 더 크도록 (예컨대, 약 0.05 mm ~ 약 10 mm) 사이즈화되는 반경에 의해 규정되어, 타이트한 헐거운 끼워맞춤부 (tight clearance fit) 는 커터 시트 (478) 의 외부 표면 (444) 과 원통형 보어 (490) 사이에 형성될 수 있다. 다른 실시형태들에서, 원통형 보어 (490) 를 규정하는 반경은 길이에 있어서 커터 시트 (478) 의 외부 표면 (444) 을 규정하는 반경과 거의 같도록 선택되어, 억지 끼워맞춤부 (interference fit) 는 커터 시트 (478) 의 외부 표면 (444) 과 밸브 보디 (454) 의 원통형 보어 (490) 사이에 형성될 수 있다.

도 29 내지 도 30 을 참조하여 위에서 제시된 바와 같이, 개스킷 (474) 은 밀봉 조립체 (466) 내에 존재할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 개스킷 (474) 은 그래파이트 또는 탄소 섬유와 같은 취성 재료를 포함한다. 개스킷 (474) 에는 도 6 및 도 7 의 보디 개스킷 (74) 을 참조하여 설명된 것과 같은 환형 형상이 제공될 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 개스킷 (474) 은 버터플라이 밸브 (450) 에서의 설치 동안 밸브 보디 (454) 의 정합 표면 (482) 상에 안착시키도록 디자인된다. 정합 표면 (482) 은 설치 동안 밸브 보디 (454) 에 대한 적절한 위치 내에 개스킷 (474) 을 위치시키는 것을 돕기 위하여 사이즈화 및 형상화될 수도 있다. 예를 들어, 정합 표면 (482) 은 크기에 있어서 개스킷 (474) 의 외부 표면을 규정하는 반경보다 약간 더 큰 (예컨대, 약 0.05 mm ~ 약 10 mm) 외부 반경 (미도시) 에 의해 부분적으로 규정될 수도 있다. 개스킷 (474) 의 외부 표면과 정합 표면 (482) 의 외부 경계 사이에 작은 클리어런스를 제공함으로써, 개스킷 (474) 은 밸브 보디 (454) 를 통해 연장되는 중앙 채널 (434) 과 실질적으로 동심으로 적절하게 위치될 수 있다. 일부 실시형태들에서, 개스킷 (474) 의 내부 반경이 밸브 보디 (454) 의 원통형 보어 (490) 를 규정하는 반경보다 더 작은 반경에 의해 규정되어, 개스킷 (474) 의 일부는 커터 시트 (478) 의 설치 전에 개스킷 (474) 이 정합 표면 (482) 상에 안착될 때 원통형 보어 (490) 의 일부로부터 반경방향 내측으로 연장되고 또한 원통형 보어 (490) 의 일부를 커버한다. 후술되는 바와 같이, 이는 개스킷 (474) 이 복수의 서브-개스킷들 (474A, 474B) 로 절단되게 하고, 또한 일단 커터 시트 (478) 및 시트 리테이닝 링 (470) 이 설치되면 다수의 정합 표면들 (482, 486) 상에 밀봉을 제공한다.

개스킷 (474) 은 충분한 압축력이 개스킷 (474) 의 표면에 인가될 때, 복수의 상이한 서브-개스킷들 (474A, 474B) 로 전단되도록 구성될 수 있는 취성 재료를 포함할 수도 있다. 그런 다음, 이러한 서브-개스킷들 (474A, 474B) 은 버터플라이 밸브 (450) 에서 다수의 상이한 표면들을 밀봉하도록 사용될 수도 있고, 이는 몇몇 적용들에서 특히 유리할 수도 있다.

버터플라이 밸브 (450) 로의 밀봉 컴포넌트들 (466) 의 조립 및 설치 프로세스의 일부 실시형태들에서, 개스킷 (474) 은 밸브 보디 (454) 의 정합 표면 (482) 을 향해 우선 배치된다. 이전에 나타낸 바와 같이, 개스킷 (474) 및 정합 표면 (482) 의 크기 및 형상은 개스킷 (474) 이 밸브 보디 (454) 에 대한 적합한 위치 (즉, 밸브 보디 (454) 의 중앙 채널 (434) 과 실직적으로 동심인 위치) 에 위치되게 한다. 그런 다음, 이전에 논의된 바와 같이, 개스킷 (474) 의 일부는 밸브 보디 (454) 의 원통형 보어 (490) 의 일부에 걸쳐 내측으로 연장될 수도 있다. 그런 다음, 커터 시트 (478) 는 밸브 보디 (454) 의 원통형 보어 (490) 내로 강제될 수도 있다. 개스킷 (474) 이 취성 재료를 포함하면, 개스킷 (474) 은 원통형 보어 (490) 의 표면과 커터 시트 (444) 의 외부 표면 사이의 영역을 따라서 전단될 것이고, 그 결과 개스킷 (474) 은 두 개의 상이한 표면들을 밀봉할 수 있는 적어도 두 개의 서브-개스킷들 (474A, 474B) 로 분할된다. 예를 들어, 서브-개스킷 (474A) 은 커터 시트 (478) 와 밸브 보디 (454) 사이에 밀봉을 제공하도록 구성될 수도 있고, 서브-개스킷 (474B) 은 밸브 보디 (454) 와 시트 리테이닝 링 (470) 사이에 밀봉을 제공하도록 구성될 수도 있다.

개스킷 (474) 의 전단 프로세스를 향상시키기 위하여, 커터 시트 (478) 에는 커터 시트 (478) 의 외부 표면 (444) 에 대응하는 전단면을 생성하도록 디자인된 예리한 엣지 (438) 를 규정하는 커터 (436) 가 제공될 수 있다. 일부 실시형태들에서, 커터 (436) 는 커터 시트 (478) 의 편평한 정합 표면 (439) 을 넘어서 전방으로 연장된다. 따라서, (개스킷 (474) 이 밸브 보디 (454) 에 대해 적절하게 위치된 후에) 커터 시트 (478) 가 제자리에 조립될 때, 커터 시트 (478) 와 개스킷 (474) 사이의 제 1 접촉점은 예리한 엣지 (438) 에서 발생한다. 커터 시트 (478) 가 밸브 보디 (454) 의 원통형 보어 (490) 내로 추가로 강제됨에 따라, 예리한 엣지 (438) 는 예리한 엣지 (438) 와 개스킷 (474) 사이의 접촉점을 따라서 개스킷 (474) 에 집중된 힘을 방출한다. 개스킷 (474) 의 일부가 밸브 보디 (454) 의 원통형 보어 (490) 에 걸쳐 내측으로 연장되기 때문에, 이러한 집중된 힘은 밸브 보디 (454) 에 의해 저항을 받지 않고 (unopposed), 또한 개스킷 (474) 이 커터 시트 (478) 의 외부 표면 (444) 과 예리한 엣지 (438) 에 의해 규정된 평면을 따라서 깨끗하게 전단되게 한다.

커터 시트 (478) 와 밸브 보디 (454) 사이의 밀봉을 생성하기 위하여, 다수의 상이한 특징부들이 이용될 수도 있다. 예를 들어, 밸브 보디 (454) 에는 커터 (436) 의 치형부와 같은 형상을 수용하기 위해 밸브 보디 (454) 의 정합 표면 (486) 내로 연장되는 채널 (441) 이 제공될 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 커터 (436) 에는 개스킷 (474), 커터 시트 (478), 및 밸브 보디 (454) 사이의 압축 결합을 생성하도록 디자인된 개스킷 트랩 (440) 이 제공된다. 개스킷 (474) 이 전단됨에 따라, 개스킷 트랩 (440) 은 그의 두 개의 각진 표면들 내에 개스킷 (474) 을 포착함으로써 커터 시트 (478) 에 대한 개스킷 (474) 의 반경방향 이동을 제한하도록 디자인된다. 일부 실시형태들에서, 개스킷 트랩 (440) 의 각진 표면들은 약 10°와 약 170°사이의 각도, 또는 약 30°와 약 150°사이의 각도, 또는 약 60°와 약 120°사이의 각도를 형성한다. 일부 실시형태들에서, 개스킷 트랩 (440) 의 각진 표면들은 약 90°의 각도를 형성한다.

밸브 보디 (454) 의 정합 표면 (486) 상의 하나 이상의 그루브들 (488) 의 형상 및 위치는 일단 이것이 서브-개스킷들 (474A, 474B) 로 전단되면 개스킷 (474) 의 형상을 추가로 조작하기 위해 위치될 수도 있다. 예를 들어, 하나 이상의 그루브들 (488) 은 도 31b 및 도 31c 에서 도시된 바와 같이 밸브 보디 (454) 의 정합 표면 (486) 이 개스킷 트랩 (440) 내로 적어도 부분적으로 연장하도록 오프셋될 수도 있다. 개스킷 (474) 이 취성 재료를 포함하는 경우, 개스킷 (474) 은 커터 시트 (478) 와 밸브 보디 (454) 사이에 효과적인 밀봉을 생성하기 위해 그루브들 (488) 및 개스킷 트랩 (440) 의 기하학적 형상에 의해 쉽게 변형될 수도 있다. 개스킷 트랩 (440) 및 그루브들 (488) 의 배향은, 서브-개스킷 (474A) 이 압축되어 바람직한 밀봉 배열을 초래할 수도 있을 때, 서브-개스킷 (474A) 을 "V-형상"으로 압출할 수도 있다. 개스킷들이 일반적으로 적합한 밀봉을 생성하기 위하여 특정 최소 레벨의 밀봉 응력을 달성하도록 요구되기 때문에, 개스킷 트랩 (440) 의 형상 및 그루브들 (488) 의 위치는 최적의 "계산된 개스킷 밀봉 영역" 을 제공하도록 선택될 수도 있고, 그런 다음 이는 설치 프로세스를 완료하기 전에 얼마나 많은 개스킷 재료 (474) 가 밸브 보디 (454) 의 원통형 보어 (490) 에 걸쳐 내측으로 연장되어야 하는지를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 개스킷 트랩 (440) 과 정합 표면 (486) (그리고 존재하는 경우 채널 (441) 과 그루브들 (488)) 사이의 단면적과 커터 시트 (478) 사이의 밀봉 영역이 정확하게 계산될 수도 있다. 단면적이 계산되면, 필요한 개스킷 (474) 의 압축을 생성하는데 필요한 개스킷 (474) 의 크기 (예컨대, 절단 시에 서브-개스킷 (474A) 이 되는 개스킷의 내부 직경 및 개스킷 (474) 의 프로파일) 가 계산될 수 있다. 따라서, 개스킷 (474) 은 과도한 재료 낭비를 피하면서 커터 시트 (478) 와 밸브 보디 (454) 사이의 적합한 밀봉 응력을 경험하기 위해 적절하게 사이즈화될 수 있다.

버터플라이 밸브 (450) 가 완전히 조립될 때, 편평한 정합 표면 (439) 은 밸브 보디 정합 표면 (486) 과 압축식으로 결합할 수도 있고, 커터 (436) 는 채널 (441) 의 표면과 결합할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 편평한 정합 표면 (439) 은 또한 서브-개스킷 (474A) 의 일부와 압축식으로 결합할 수도 있다. 유사하게, 커터 (436) 는 서브-개스킷 (474A) 의 일부와 결합할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 서브-개스킷 (474A) 은 커터 (436), 개스킷 트랩 (440), 및 밸브 보디 (454) 의 정합 표면 (486) 사이에 실질적으로 포함될 수도 있다.

일단 커터 시트 (478) 가 개스킷 (474) 및 밸브 보디 (454) 과의 압축 결합부에 배치되면, 시트 리테이닝 링 (470) 은 제위치에 조립될 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 시트 리테이닝 링 (470) 은 커터 시트 (478) 의 표면과 맞물리도록 구성된 편평한 탑재 표면 (492) 을 포함한다. 일부 실시형태들에서, 커터 시트 (478) 에는 시트 리테이닝 링 (470) 의 탑재 표면 (492) 과 편평한, 압축 접촉을 형성하도록 구성되는 플랜지 (448) 가 제공된다. 일부 실시형태들에서, 시트 리테이닝 링 탑재 표면 (492) 은 버터플라이 밸브 (450) 로부터 외부 환경으로의 외측으로의 유체 유동을 억제하기 위해 존재할 수도 있는 복수의 그루브들 (480) 을 포함한다. 또한, 시트 리테이닝 링 (470) 에는 밸브 보디 (454) 의 탑재 표면 (482) 과 압축식으로 결합하도록 구성된 제 2 탑재 표면 (494) 이 제공될 수도 있다. 일단 개스킷 (474) 이 서브-개스킷들 (474A, 474B) 로 전단되면, 제 2 탑재 표면 (494) 은 밸브 보디 (454) 와 밀봉 조립체 (466) 사이에 제 2 밸브 시일을 제공하기 위해 사용될 수도 있다. 시트 리테이닝 링 (470) 의 제 2 탑재 표면 (494) 은 서브-개스킷 (474B) 뿐만 아니라 밸브 보디 (454) 의 정합 표면 (482) 과 결합할 수도 있다. 그런 다음, 파스너들 (484; 도 30 에 도시됨) 을 사용하여, 시트 리테이닝 링 (470) 은 밸브 보디 (454) 에 체결될 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 파스너들 (484) 은 밸브 보디 (454), 서브-개스킷들 (474A, 474B), 커터 시트 (478), 및 시트 리테이닝 링 (470) 사이에 거의 일정한 압축 하중을 유지하도록 선택되어, 적합한 개스킷 응력이 서브-개스킷들 (474A, 474B) 에 인가되고, 또한 실질적으로 누출이 없는 밀봉이 다수의 평면들 상의 밀봉 컴포넌트들 사이에 형성된다.

지금부터 도 32a 내지 도 32d 를 참조하여, 상이한 버터플라이 밸브 밀봉 조립체들의 어레이가 도시되어 있고, 그 모두는 전술한 하나 이상의 실시형태들에 개시된 밸브 컴포넌트들과 호환될 수도 있다. 예를 들어, 도 32a 는 더 낮은 온도 적용들에서 사용될 수도 있는 버터플라이 밸브 조립체 (500) 를 도시한다. 제공된 도면에서 볼 수 있는 바와 같이, 전술한 버터플라이 밸브 (450) 로부터의 표준 밸브 보디 (454) 및 시트 리테이닝 링 (470) 은 이러한 조립체에서 사용될 수도 있고, 이는 상이한 제품 라인들에 걸쳐 제조하는데 필요한 다수의 컴포넌트들을 크게 감소시키는 역할을 할 수도 있다. 시트 (504) 는 밸브 보디 (454) 와 시트 리테이닝 링 (470) 사이에 제공되고, 이는 밸브 디스크 (458) 와 밸브 조립체 (500) 에 대한 밀봉뿐만 아니라 두 개의 컴포넌트들 사이의 밀봉으로서 작용한다. 일부 실시형태들에서, 시트 (504) 는 폴리머 재료를 포함한다. 시트 (504) 와 디스크 (458) 사이의 적합한 밀봉을 제공하기 위해 시트 (504) 의 탄성을 보조하도록, 에너자이저 (506) 가 시트 내 공동 내에 도입될 수도 있다. 예를 들어, 에너자이저 (506) 는 시트 (504) 가 밸브 (500) 의 개방 또는 폐쇄 동안 부분적으로 압축될 때 에너지를 저장하는 가터 스프링을 포함할 수도 있다. 그런 다음, 에너자이저 (506) 에 의해 저장된 에너지는 시트 (504) 를 이의 원하는 형상으로 복귀시키도록 해제될 수도 있다. 하나 이상의 개스킷들 (502) 은 이러한 컴포넌트들 사이에서 압축됨으로써 밸브 보디 (454) 와 시트 리테이닝 링 (470) 사이에 밀봉을 제공하도록 사용될 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 하나 이상의 개스킷들 (502) 은 엘라스토머 재료를 포함한다. 하지만, 비금속, 반금속 및 금속 개스킷들 모두는 본 개시물의 실시형태들에서 사용될 수도 있고 또한 사용에 유사하게 적합하다는 것이 이해되어야 한다.

도 32b 에 도시된 버터플라이 밸브 (600) 에서, 상이한 시트 (602) 가 표준 밸브 보디 (454) 및 시트 리테이닝 링 (470) 으로 사용되고, 이는 폴리우레탄, 폴리프로필렌, 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE), 또는 다른 적합한 재료들과 같은 헤비 듀티 (heavy duty) 폴리머를 포함할 수도 있다. 시트 (602) 는 백킹 링 (604) 및 와이어 랩핑 (606) 을 수용하기에 적합한 리세스를 포함할 수도 있다. 백킹 링 (604) 및 와이어 랩핑 (606) 은 시트 (602) 가 밸브 보디 (454) 와 시트 리테이닝 링 (470) 사이에서 압축될 때 시트 (602) 에 대한 추가의 압축 지지부를 제공하고, 또한 버터플라이 밸브 (600) 가 폐쇄될 때 시트 (602) 가 디스크 (458) 와의 밀봉을 유지하는 것을 돕는다. 개스킷 (502) 은 이러한 조립체에서 또한 사용될 수도 있고, 또한 이러한 컴포넌트들에 의해 압축 하에 배치될 때 시트 리테이닝 링 (470) 과 밸브 보디 (454) 사이에 밀봉을 확립하기 위해 한 번 더 사용될 수 있다.

도 32c 는 도 32a 및 도 32b 의 실시형태들과 같은 컴포넌트들을 사용하여 조립될 수도 있는 다른 버터플라이 밸브 (700) 를 도시한다. 시트 리테이닝 링 (470) 과 밸브 보디 (454) 사이에서 개스킷 (502) 및 시트 (702) 를 압축함으로써 시트 리테이닝 링 (470) 과 밸브 보디 (454) 사이에 밀봉이 형성된다. 일부 실시형태들에서, 시트 (702) 는 니트릴 고무와 같은 엘라스토머 재료를 포함한다. 다른 실시형태들에서, 시트 (702) 는 밸브 보디 (454) 와 시트 리테이닝 링 (470) 사이에 시트 (702) 의 적합한 밀봉을 허용하는 다른 적합한 탄성 재료들을 포함할 수도 있다. 스테인리스 강 V-링 (704) 은 이것이 압축될 때 시트 (702) 를 강화시키는 역할을 하는 시트 (702) 의 적어도 일 부분 내에 수용될 수도 있어서, 디스크 (458) 와 시트 (702) 사이의 적합한 밀봉이 달성될 수 있다.

이제 도 32d 를 참조하여, 추가의 다른 버터플라이 밸브 (800) 가 제공된다. 도 29 내지 도 31 을 참조하여 이전에 설명된 버터플라이 밸브 (450) 와 유사하게, 버터플라이 밸브 (800) 는 다수의 상이한 표면들을 밀봉하기 위해 복수의 더 작은 개스킷들로 개스킷 (474) 을 전단하기 위해 사용될 수 있는 커터 시트 (802) 를 포함한다. 개스킷 (474) 은 시트 리테이닝 링 (470) 과 밸브 보디 (454) 사이의 표면들 뿐만 아니라 커터 시트 (802) 와 밸브 보디 (454) 사이의 표면을 밀봉하기 위해 한 번 더 제공된다. 커터 시트 (802) 는 금속을 포함할 수도 있고, 또한 커터 시트 (478) 를 참조하여 전술한 형상과 유사한 형상을 가질 수도 있다. 버터플라이 밸브 (800) 는 디스크 (458) 와 밸브 보디 (454) 사이에 추가의 시트의 역할을 할 수도 있는 소프트 시트 (804) 를 더 포함할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 소프트 시트 (804) 는 고압 고온 적용들을 수용하기 위해 보강된 테트라플루오로에틸렌 (RTFE) 또는 다른 적합하게 강하고 마모 저항성인 재료로 구성된다. 예를 들어, 버터플라이 밸브 (800) 의 일부 비제한적인 실시예들은 보강된 폴리테트라플루오로에틸렌 (RPTFE) 의 소프트 시트 (804) 를 포함할 수도 있다. 소프트 시트 (804) 는 도 1 내지 도 28 을 참조하여 설명된 소프트 시트 (82) 와 유사한 형상 및 재료를 포함할 수도 있다.

종래의 제조 방법들에서, 여러 개스킷들이 사이즈화하기 위해 커팅되고, 그런 다음 밸브 내에 설치된다. 밸브의 크기가 증가함에 따라, 개스킷 디자인 내 임계 비율은 외부 직경 대 시트 리테이닝 링 밀봉의 폭에 도달된다. 또한 대형 개스킷들은 제조 및 설치하기에 너무 예민해진다. 종래의 해결책은 개스킷 강도를 높이기 위해 금속 슬리브를 추가하는 것이다. 이러한 종래의 해결책들은 전술한 실시형태들에 의해 불필요하게 된다.

본 발명의 일부 실시형태들은, 작은 표면적들 및 큰 직경들이 종래의 개스킷 구성을 어렵게 하거나 불가능하게 하는 어려운 밀봉 영역으로의 밀봉 매체의 삽입을 허용한다. 본 발명의 일부 실시형태들은 비교적 작은 단면적의 밀봉 표면들을 갖는 큰 외부 직경의 개스킷들을 허용한다. 커터는 밸브 조립 동안 개스킷 매체에서 전단 디바이스의 역할을 한다.

본 발명의 일부 실시형태들은 제조 프로세스를 제거함으로써 뚜렷한 상업적 이점을 허용한다. 본 발명의 일부 실시형태들은 단일 보디 개스킷으로부터 다수의 평면들에 대한 밀봉을 허용함으로써 밀봉 표면적을 증가시킨다. 본 발명의 일부 실시형태들은 큰 크기의 밸브 개스킷들에서 추가의 지지 재료에 대한 필요성을 제거한다. 조립 동안 커터는 보디 개스킷을 셀프 센터링한다. 본 발명의 일부 실시형태들은 개스킷 재료가 조립체용 단일 "롤"로부터 당겨지게 한다.

단일의 일반적인 개스킷으로부터 다수의 서브-개스킷들을 제조할 수 있는 여러 절삭 엣지들이 개시되었지만, 절삭 엣지를 버터플라이 밸브 조립체에 통합시키기 위한 다른 기술들도 유사하게 고려되는 것이 이해되어야 하고, 또한 본 개시물의 범위 내에 있는 것으로 간주되어야 한다. 예를 들어, 본 개시물의 일부 실시형태들에서, 금속 커터 시트 및 시트 리테이닝 링은 개스킷 및 밸브 보디 상에 설치될 수 있는 단일 컴포넌트로 결합될 수도 있다. 다른 실시형태들에서, 밸브 보디, 시트 리테이닝 링, 및 금속 시트 모두를 하나의 단일 컴포넌트로 통합시키기 위해 추가의 또는 서브트랙티브 (subtractive) 제조 기술들이 사용될 수도 있다. 이러한 구성은 향상된 현장 (field) 조립 시간을 허용할 수도 있다. 추가적으로, 두 개 이상의 서브-개스킷들이 버터플라이 밸브 내에 형성될 수도 있고, 또한 하나 이상의 절삭 엣지가 동일한 버터플라이 밸브 내에서 이용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.

당업자는 본 발명이 특정 실시형태들 및 실시예들과 관련하여 전술되었지만, 본 발명은 반드시 그렇게 제한되는 것이 아니고, 다수의 다른 실시형태들, 실시예들, 사용들, 수정들, 및 실시형태들, 실시예들 및 사용들로부터의 이탈들 (departures) 이 본 명세서에 첨부된 청구범위에 의해 포함되도록 의도되는 것을 이해할 것이다. 추가로, 당업자는 본 명세서에 개시된 실시형태들 중 어느 하나의 임의의 특징부들이 본 명세서에 개시된 실시형태들 중 어느 하나와 이용되어 여러 실시형태를 제공할 수도 있다는 것을 이해할 것이다. 본 명세서에 인용된 각 특허 및 공보의 전체 개시물은, 각각의 이러한 특허 또는 공보가 개별적으로 본 명세서에 참조로 원용된것 처럼, 참조로 원용된다.

본 발명의 밀봉 조립체들은 일반적인 크기의 개스킷 재료가 사용될 수 있고 밸브의 밀봉에 필요한 특정 치수가 설치 동안 (예컨대 절삭에 의해) 개발될 수도 있는 현장 사이징 (in-situ sizing) 을 위해 디자인된다.

본 발명의 여러 특징들 및 이점들은 이하의 청구범위에서 제시된다.

Claims (20)

1. 보디 (454) 로서, 상기 보디 (454) 는 상기 보디를 관통하여 연장되는 중앙 채널 (434), 및 상기 중앙 채널로부터 반경방향 외측으로 각각 위치되고 서로 오프셋되는 제 1 밀봉 표면 (482) 과 제 2 밀봉 표면 (486) 을 구비하고, 상기 제 1 밀봉 표면 (482) 과 상기 제 2 밀봉 표면 (486) 사이의 오프셋은 보어 (490) 를 규정하는, 상기 보디 (454);
   상기 중앙 채널 (434) 내에 위치되고 또한 상기 보디 (454) 를 통한 유동을 선택적으로 억제하도록 구성된 밸브 요소 (458);
   상기 제 1 밀봉 표면 (482) 의 일부 및 상기 제 2 밀봉 표면 (486) 의 일부에 맞닿는 단일의 (unitary) 개스킷 (474);
   상기 보어 (490) 내에 적어도 부분적으로 수용되고 또한 상기 제 2 밀봉 표면 (486) 과 압축식으로 결합하도록 구성된 커터 시트 (478) 로서, 상기 커터 시트는 설치 동안 상기 개스킷 (474) 을 제 1 서브-개스킷 (474B) 및 제 2 서브-개스킷 (474A) 으로 분할하도록 구성되는 커터를 포함하는, 상기 커터 시트 (478); 및
   상기 밸브 보디에 커플링된 리테이닝 링 (470) 으로서, 상기 리테이닝 링은 제 1 정합 표면 (492) 및 제 2 정합 표면 (494) 을 포함하고, 상기 제 1 정합 표면 (492) 은 상기 제 1 서브-개스킷 (474B) 및 상기 보디의 상기 제 1 밀봉 표면 (482) 과 압축식으로 결합하도록 구성되고, 상기 제 2 정합 표면 (494) 은 상기 커터 시트 (478), 상기 제 2 서브-개스킷 (474A), 및 상기 제 2 밀봉 표면 (486) 과 압축식으로 결합하도록 구성되는, 상기 리테이닝 링 (470)
   을 포함하는, 밸브 (450).
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 커터는 예리한 엣지 (438) 및 편평한 정합 표면 (439) 을 포함하고, 상기 예리한 엣지 (438) 는 개스킷 (474) 을 적어도 상기 제 1 서브-개스킷 (474B) 및 상기 제 2 서브-개스킷 (474A) 으로 전단하도록 구성되고, 또한 상기 편평한 정합 표면 (439) 은 상기 보디의 상기 제 2 밀봉 표면 (486) 과 압축식으로 결합하도록 구성되는, 밸브 (450).
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 커터의 상기 예리한 엣지 (438) 는 상기 커터 시트 (478) 의 상기 편평한 정합 표면 (439) 을 넘어서 전방으로 연장되어, 상기 커터 시트 (478) 의 상기 편평한 정합 표면 (439) 이 상기 개스킷 (474) 에 접촉하기 전에, 상기 커터 시트 (478) 를 상기 보어 (490) 에 설치하는 동안, 상기 예리한 엣지 (438) 가 상기 개스킷 (474) 에 접촉하는, 밸브 (450).
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 보디 (454) 의 상기 제 2 밀봉 표면 (486) 은 상기 커터 시트 (478) 의 상기 커터를 수용하기 위해 상기 제 2 밀봉 표면 (486) 의 일부로 연장되는 채널 (441) 을 포함하는, 밸브 (450).
5. 제 2 항에 있어서,
   상기 커터는 상기 편평한 정합 표면 (439) 및 상기 예리한 엣지 (438) 로부터 내측으로 연장되는 두 개의 표면들로 형성된 개스킷 트랩 (440) 을 더 포함하고, 상기 두 개의 표면들은 30°와 150°사이의 각도를 형성하는, 밸브 (450).
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 보디 (454) 의 상기 제 2 밀봉 표면 (486) 의 일부는 상기 커터 시트 (478) 와 상기 보디 (454) 사이에 v-형상의 공동을 규정하도록 상기 개스킷 트랩 (440) 내로 연장되고, 상기 v-형상의 공동은 상기 제 2 서브-개스킷 (474A) 이 상기 커터 시트 (478) 와 상기 보디 (454) 사이에서 압축될 때 상기 제 2 서브-개스킷 (474A) 을 v-형상의 단면으로 압출하도록 구성되는, 밸브 (450).
7. 제 2 항에 있어서,
   상기 보디 (454) 의 상기 제 2 밀봉 표면 (486) 은 상기 제 2 밀봉 표면 (486) 으로 연장되는 하나 이상의 그루브들 (488) 을 포함하고, 상기 하나 이상의 그루브들 (488) 은 상기 제 2 서브-개스킷 (474A) 의 일부를 선택적으로 압축하도록 구성되는, 밸브 (450).
8. 제 1 항 내지 제 3 항 또는 제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 보디 (454) 의 상기 제 2 밀봉 표면 (486) 의 일부는 소프트 시트 (804) 와 압축식으로 결합하도록 구성되는, 밸브 (450).
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 커터 시트 (478) 는 작업 동안 상기 밸브 요소 (458) 에 결합하도록 그리고 결합 해제되도록 구성되는 밀봉 부분 (446) 을 포함하는, 밸브 (450).
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 커터 시트 (478) 의 상기 밀봉 부분 (446) 은 중앙 채널 (434) 의 일부 내로 반경방향 내측으로 연장되거나, 또는 상기 커터 시트의 외부 표면으로부터 반경방향 내측으로 연장되는 아치형 형상을 가지는, 밸브 (450).
11. 제 1 항, 제 9 항 또는 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 개스킷 (474) 은 그래파이트 개스킷인, 밸브 (450).
12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 밀봉 표면 (486) 은 상기 밸브 보디 (454) 의 상기 제 1 밀봉 표면 (482) 으로부터 내측으로 오프셋되는, 밸브 (450).
13. 밸브 보디 (454) 를 제공하는 단계로서, 상기 밸브 보디는 상기 밸브 보디를 관통하여 연장되는 중앙 채널 (434), 상기 중앙 채널 (434) 로부터 반경방향 외측으로 위치되는 제 1 표면 (482), 및 상기 제 1 표면으로부터 반경방향 그리고 축선방향 내측으로 위치되는 제 2 표면 (486) 을 가져서, 상기 제 1 표면 (482) 과 제 2 표면 (486) 사이의 오프셋이 원통형 보어 (490) 를 규정하는, 상기 밸브 보디 (454) 를 제공하는 단계;
    상기 밸브 보디의 상기 제 1 표면 (482) 상에 개스킷 (474) 을 위치시켜서, 상기 개스킷 (474) 의 일부가 상기 원통형 보어 (490) 의 일부를 커버하도록 상기 제 1 표면 (482) 을 넘어서 반경방향 내측으로 연장되는 단계;
    상기 밸브 보디의 상기 제 2 표면을 향해 상기 원통형 보어 내로 커팅 요소 (478) 를 강제 (urging) 하는 단계로서, 상기 커팅 요소는 상기 원통형 보어 (490) 의 원주 표면에 인접한 예리한 엣지 (438) 를 제공하고, 그럼으로써 적어도 두 개의 환형 서브-개스킷들 (474B, 474A) 을 형성하기 위해 상기 밸브 보디의 상기 제 1 표면 (482) 을 넘어서 반경방향 내측으로 연장되는 상기 개스킷 (474) 의 일부를 커팅하고, 제 1 서브-개스킷 (474B) 은 상기 밸브 보디의 상기 제 1 표면 (482) 상에 있고, 제 2 서브-개스킷 (474A) 은 상기 밸브 보디의 상기 제 2 표면 (486) 상에 있는, 상기 원통형 보어 내로 커팅 요소 (478) 를 강제하는 단계; 및
    리테이닝 링의 제 1 표면 (492) 과 상기 밸브 보디의 상기 제 1 표면 (482) 사이에서 상기 제 1 서브-개스킷 (474B) 을 압축하고 상기 커팅 요소 (478) 와 상기 밸브 보디의 상기 제 2 표면 (486) 사이에서 상기 제 2 서브-개스킷 (474A) 을 압축하도록 상기 밸브 보디에 상기 리테이닝 링 (470) 을 커플링하는 단계
    를 포함하는, 밸브 조립체 내에 다중-평면 밀봉부를 형성하는 방법.
14. 제 13 항에 있어서,
    상기 개스킷 (474), 상기 밸브 보디의 제 1 표면 (482), 상기 밸브 보디의 제 2 표면 (486), 및 상기 커팅 요소 (478) 모두는 상기 밸브 보디를 통해 연장되는 상기 중앙 채널 (434) 과 동심으로 위치되는, 밸브 조립체 내에 다중-평면 밀봉부를 형성하는 방법.
15. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
    상기 밸브 보디에 상기 리테이닝 링을 커플링하는 단계는 상기 리테이닝 링 (470) 을 통해 상기 밸브 보디 (454) 내의 복수의 나사산구비 (threaded) 구멍들 내로 복수의 파스너들 (484) 을 나사결합 (threading) 함으로써 수행되는, 밸브 조립체 내에 다중-평면 밀봉부를 형성하는 방법.
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