KR102513526B1

KR102513526B1 - 글로브 밸브 씰링구조

Info

Publication number: KR102513526B1
Application number: KR1020220055342A
Authority: KR
Inventors: 이기욱; 이재윤
Original assignee: 에스앤에스밸브(주)
Priority date: 2021-09-09
Filing date: 2022-05-04
Publication date: 2023-03-23
Also published as: KR102508059B1; KR20230037428A

Abstract

본 발명은 글로브 밸브 씰링구조에 관한 것으로, 그 구성은 내부에 통로가 마련되고, 일측에 입구, 타측에 출구가 형성되는 밸브바디, 상기 통로와 연통되는 관통공이 형성되고, 상기 밸브바디의 내부에 형성되는 케이지, 상기 케이지 내주연을 따라 승강되어 상기 통로를 개폐시키는 밸브 플러그, 상기 밸브 플러그의 외주연에 형성되는 제 1 홈에 장착되어 상기 밸브 플러그의 외주연과 상기 케이지의 내주연 사이의 틈새를 기밀시키는 밸런스 씰링, 상기 밸브 플러그의 외주연에 형성되는 제 1 홈에 장착되며 상기 밸런스 씰링 상방에 위치하여 상기 밸런스 씰링을 고정하는 씰 커버링을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

글로브 밸브 씰링구조{A globe valve having sealing structure}

본 발명은 글로브 밸브 씰링구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 밸브 플러그와 케이지 사이의 틈새를 기밀시키기 위해 밸런스 씰링에 가해지는 마찰력을 감소시켜 내마모성 및 내구성을 갖도록 하며, 밸런스 씰링의 원활한 씰링 기능 유지로 인해 밸브의 사용 수명을 연장하고, 밸브 플러그를 승강시키는 구동력을 절감할 수 있도록 하는 것이다.

일반적으로, 글로브 밸브(globe valve)는 고압의 유체가 흐르는 배관에 차단용 밸브로 사용되며, 밸브 내부의 입구측과 출구측 사이에 형성되는 밸브 시트와 액츄에이터의 구동에 의해 승강되는 디스크의 상호 접촉 또는 분리로 인해 유체 흐름을 제어하게 된다.

프로세스 제어밸브는 프로세스 유체 유동의 제어 또는 조절을 요구하는 시스템이나 프로세스에서 사용된다. 이러한 제어밸브는 슬라이딩 스템 밸브(sliding stem valve), 로터리 밸브(rotary valve), 글로브 밸브(globe valve) 등으로서 구성될 수 있다.

밸브 플러그는 밸브 바디 내에서 밸브 시트에 대해서 슬라이딩되거나 이동된다. 밸브 플러그가 밸브 바디 내에서 슬라이딩되기 때문에 밸브 플러그와 밸브 바디(또는 케이지) 사이의 유체 유동을 방지하는 것은 중요하다.

동시에 밸브 플러그와 밸브 바디 사이의 마찰을 감소시키고, 마모 및 접착을 최소화하는 것이 바람직하다.

종래 기술의 글로브 밸브에서는, 케이지의 내측면이 일자형으로 이루어짐에 따라, 밸브의 닫힘상태 또는 열림상태로 전환될 경우 밸브 플러그와 케이지 사이의 틈새를 기밀시키기 위한 씰링에 항시 마찰력이 작용하게 되므로 이의 사용수명이 단축되는 문제점을 갖는다.또한, 밸브 플러그의 승강시 씰링 뒤틀리게 되어 씰링이 손상 또는 파손될 수 있는 문제점을 갖는다.

대한민국 등록특허공보 제 10-1856545호

상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 밸브 플러그와 케이지 사이의 틈새를 기밀시키기 위해 밸런스 씰링에 가해지는 마찰력을 감소시켜 내마모성 및 내구성을 갖도록 하며, 밸런스 씰링의 원활한 씰링 기능 유지로 인해 밸브의 사용 수명을 연장하고, 밸브 플러그를 승강시키는 구동력을 절감할 수 있는 글로브 밸브 씰링구조를 제공하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위한 것으로, 본 발명인 글로브 밸브 씰링구조는, 내부에 통로가 마련되고, 일측에 입구, 타측에 출구가 형성되는 밸브바디, 상기 통로와 연통되는 관통공이 형성되고, 상기 밸브바디의 내부에 형성되는 케이지, 상기 케이지 내주연을 따라 승강되어 상기 통로를 개폐시키는 밸브 플러그, 상기 밸브 플러그의 외주연에 형성되는 제 1 홈에 장착되어 상기 밸브 플러그의 외주연과 상기 케이지의 내주연 사이의 틈새를 기밀시키는 밸런스 씰링, 상기 밸브 플러그의 외주연에 형성되는 제 1 홈에 장착되며 상기 밸런스 씰링 상방에 위치하여 상기 밸런스 씰링을 고정하는 씰 커버링을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 케이지는, 상기 밸런스 씰링과 케이지 접촉면과 케이지 비접촉면 사이에 7°의 케이지 경사면을 이룰 수 있고, 상기 밸브 플러그는, 상면 가장자리를 따라 상방으로 돌출되며 다각 형태로 마련되는 제 1 돌출부, 상기 제 1 돌출부 하방에 위치하며, 상기 밸브 플러그 외주연을 따라 마련되는 제 2 홈이 더 마련될 수 있고, 상기 밸런스 씰링은, 단면이 '상방으로 제 3 홈이 마련되는 C자' 형상으로 마련되며, 상기 제 3 홈에 상기 제 3 홈보다 크기가 큰 제 1 추가링이 삽입되어 상기 밸브 플러그의 외주연과 상기 케이지의 내주연 사이의 틈새를 기밀시켜줄 수 있으며, 상기 씰 커버링은, 단면이 'ㄴ' 형상으로 마련되며, 상기 제 2 홈과 상기 씰 커버링 사이에 상기 제 2 홈보다 크기가 큰 제 2 추가링이 삽입되어 상기 밸런스 씰링의 이탈을 방지할 수 있는 것을 특징으로 한다.

상기 밸런스 씰링의 상단에 마련되며, 상기 씰 커버링의 하단에 밀착되어 상기 밸브 플러그의 외주연과 상기 케이지의 내주연 사이의 틈새를 기밀시켜주며 상기 밸런스 씰링과 상기 씰 커버링과의 직접적인 접촉을 방지하는 플러그 가이드링, 상기 밸런스 씰링의 하단에 밀착되어 마련되어 상기 밸브 플러그의 외주연과 상기 케이지의 내주연 사이의 틈새를 기밀시켜주며 상기 밸런스 씰링의 손상을 예방하는 백업링이 더 마련될 수 있는 것을 특징으로 한다.

상기 씰 커버링은, 상기 밸브 플러그의 상면에서 상기 밸브 플러그 하방으로 연장되어 상기 밸브 플러그 외주연 또는 상기 케이지의 내주연에 형성되는 제 1 홈에 위치할 수 있고, 상면에 마련되는 제 4 홈에 상기 밸런스 씰링을 압착시킬 수 있으며, 상기 밸브 플러그 외주연과 상기 케이지 내주연 사이의 제 1 홈에 위치하며, 상기 씰 커버링의 하단에 밀착되고 상기 밸런스 씰링의 상부에 마련되어 상기 밸브 플러그의 외주연과 상기 케이지의 내주연 사이의 틈새를 기밀시켜주며 상기 밸런스 씰링의 손상을 예방하는 상부 메탈링이 더 마련될 수 있는 것을 특징으로 한다.

상기 케이지는, 상기 밸런스 씰링과의 접촉면인 케이지 접촉면 하방에서 상기 밸브 플러그 방향으로 30°의 케이지 경사면을 이룰 수 있고, 상기 밸브 플러그의 외주연과 상기 케이지의 내주연 사이의 제 1 홈에 위치하며 상기 밸런스 씰링 하단에 밀착되어 위치하고, 상기 케이지의 경사면과 대응되는 형상으로 형성되어 상기 밸브 플러그의 외주연과 상기 케이지의 내주연 사이의 틈새를 기밀시켜주며 상기 밸런스 씰링의 손상을 예방하는 하부 메탈링이 더 마련될 수 있는 것을 특징으로 한다.

상기 밸브 플러그는, 상기 밸런스 씰링과의 접촉면인 밸브 플러그 접촉면 하부에 상기 케이지 방향으로 35°의 밸브 플러그 경사면을 이룰 수 있고, 상기 밸런스 씰링은, 상기 밸브 플러그의 경사면과 대응되는 형상으로 마련될 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 글로브 밸브 씰링구조에서는 다음과 같은 효과가 있다.

밸브 플러그와 케이지 사이의 틈새를 기밀시키기 위해 밸런스 씰링에 가해지는 마찰력을 감소시켜 내마모성 및 내구성을 갖도록 하는 효과가 있다.

밸런스 씰링의 원활한 씰링 기능 유지로 인해 밸브의 사용 수명을 연장하고, 밸브 플러그를 승강시키는 구동력을 절감할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명인 글로브 밸브 도면이다.
도 2는 본 발명인 글로브 밸브 씰링 구조의 제 1 실시예이다.
도 3은 본 발명인 글로브 밸브 씰링 구조의 제 2 실시예이다.
도 4는 본 발명인 글로브 밸브 씰링 구조의 제 3 실시예이다.
도 5는 본 발명인 글로브 밸브 씰링 구조의 제 4 실시예이다.

이하, 본 발명에 의한 글로브 밸브 씰링구조의 바람직한 실시예가 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

먼저, 본 발명인 글로브 밸브 씰링구조는 내부에 통로(160)가 마련되고, 일측에 입구(120), 타측에 출구(140)가 형성되는 밸브바디(100), 상기 통로(160)와 연통되는 관통공(220)이 형성되고, 상기 밸브바디(100)의 내부에 형성되는 케이지(200), 상기 케이지(200) 내주연을 따라 승강되어 상기 통로(160)를 개폐시키는 밸브 플러그(300), 상기 밸브 플러그(300)의 외주연에 형성되는 제 1 홈(400)에 장착되어 상기 밸브 플러그(300)의 외주연과 상기 케이지(200)의 내주연 사이의 틈새를 기밀시키는 밸런스 씰링(500), 상기 밸브 플러그(300)의 외주연에 형성되는 제 1 홈(400)에 장착되며 상기 밸런스 씰링 상방(500)에 위치하여 상기 밸런스 씰링(500)을 고정하는 씰 커버링(700)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

먼저, 본 발명의 제 1 실시예를 도 1 과 도 2를 참고하여 상세히 설명한다.

도 2는 도 1에서 A 부분의 확대도이다.

먼저, 도 1 및 도 2와 같이, 본 발명인 글로브 밸브 씰링구조에는 밸브바디(100)가 마련된다. 상기 밸브바디(100)는 일측에 입구(120), 타측에 출구(140)가 형성되며, 내부의 통로(160)가 마련되어, 상기 통로(160), 입구(120), 출구(140)가 연통된다.

다음으로, 상기 밸브바디(100) 내부에 케이지(200)가 마련된다. 상기 케이지(200)는 상기 밸브바디(100)의 내부에 형성되어 상기 통로(160)와 연통되는 관통공(220)이 형성된다. 상기 케이지(200)는 하기에서 설명될 밸런스 씰링(500)과의 케이지 접촉면(240)과 케이지 비접촉면(280) 사이에 7°의 케이지 경사면(260)을 이룰 수 있다. 이는 밸브가 닫혔을 때는, 상기 케이지(200)와 하기에서 설명될 밸런스 씰링(500)에 마찰력을 부과하여 기밀을 도우며, 밸브가 열렸을 때는 상기 케이지(200)와 하기에서 설명될 밸런스 씰링(500)에 마찰력을 줄일 수 있도록 돕는 역할을 한다. 여기서, 상기 케이지 경사면(260)이 7°미만이라면, 하기에서 설명될 밸런스 씰링(500)이 상기 케이지(200)의 접촉면(240)에서 비접촉면(280)으로 위치이동 시 하기에서 설명될 밸런스 씰링(500)이 받게되는 마찰력을 감소시켜 밸브의 효율이 떨어지는 것을 방지하기가 어렵다. 또한, 상기 케이지 경사면(280)이 7°을 초과한다면, 상기 하기에서 설명될 밸브 플러그(300)의 상하 방향 이동에 따라, 하기에서 설명될 밸런스 씰링(500)이 상기 케이지(200)의 접촉면(240)에서 비접촉면(280)으로 슬라이딩 이동하거나, 또는 밸런스 씰링(500)이 상기 케이지(200)의 비접촉면(280)에서 접촉면(240)으로 슬라이딩 이동 시, 밸런스 씰링(500)에 충격이 가해져 마모되거나 파손될 위험이 있다.

다음으로, 상기 케이지(200)의 내주연을 따라 승강이 이뤄지는 밸브 플러그(300)가 마련된다. 상기 밸브 플러그(300)는, 상기 케이지(200) 내주연을 따라 승강되어 상기 통로(160)를 개폐시키는 역할을 한다. 상기 밸브 플러그(300) 외주연에는 제 1 홈(400)이 마련되어, 상기 케이지(200)와 틈새가 생성된다. 또한, 상기 밸브 플러그(300)는 제 1 돌출부(320), 제 2 홈(340)을 포함하여 구성될 수 있다.

먼저, 상기 밸브 플러그(300)의 상면 가장자리를 따라 제 1 돌출부(320)가 마련된다. 상기 제 1 돌출부(320)는 상기 밸브 플러그(300) 상면 가장자리에서 상방으로 돌출되어 다각 형태로 마련된다. 여기서 다각 형태란, 사각, 오각 등으로, 각의 갯수에 한정되지 않고 각의 갯수가 여러개로 마련되는 것을 뜻한다. 이는 하기에서 설명될 씰 커버링(700)이 상기 밸브 플러그(300)의 외주연에 안정적으로 장착되어 이탈되는 것을 방지하기 위함이다.

다음으로, 상기 밸브 플러그(300)의 외주연을 따라 제 2 홈(340)이 마련된다. 상기 제 2 홈(340)은 상기 밸브 플러그(300) 외주연에 마련되며, 상기 제 1 돌출부(320) 하방에 위치한다. 이는 하기에서 설명될 제 2 추가링(800)이 삽입될 수 있도록 공간을 마련하는 역할을 하며, 하기에서 설명될 씰 커버링(700)이 상기 밸브 플러그(300)의 외주연에 안정적으로 장착되도록 돕는 역할을 한다.

다음으로, 상기 밸브 플러그(300)의 외주연에 마련되는 제 1 홈(400)에 장착되는 밸런스 씰링(500)이 마련된다. 상기 밸런스 씰링(500)은 상기 밸브 플러그(300)의 외주연과 상기 케이지(200)의 내주연 사이의 틈새를 기밀시키는 역할을 한다. 상기 밸런스 씰링(500)은 '상방으로 제 3 홈(520) 이 마련되는 C자' 형상으로 마련되어 하기에서 설명될 제 1 추가링(600)이 삽입되는 것을 특징으로 한다.

상기에서 설명한 바와 같이, 상기 밸런스 씰링(500) 상방에 마련되는 제 3 홈(520)에는 상기 제 3 홈(520)보다 크기가 큰 제 1 추가링(600)이 삽입된다. 이는 상기 밸런스 씰링(500)의 상기 제 3 홈(520)보다 크기가 큰 제 1 추가링(600)을 상기 제 3 홈(520)에 삽입함으로써 상기 밸런스 씰링(500)의 이탈을 방지하며, 상기 밸브 플러그(300)의 외주연과 상기 케이지(200)의 내주연 사이의 틈새를 완전하게 씰링처리하기 위함이다.

다음으로, 상기 밸브 플러그(300)의 외주연에 형성되는 제 1 홈(400)에 장착되는 씰 커버링(700)이 마련된다. 상기 씰 커버링(700)은 상기 밸런스 씰링(500) 상방에 위치하여 상기 밸런스 씰링(500)을 고정시키는 역할을 한다. 상기 씰 커버링(700)은 단면이 'ㄴ' 형상으로 형성된다. 이는 상기 밸런스 씰링(500)이 이탈하는 것을 방지하기 위함이며, 하기에서 설명될 제 2 추가링(800)이 삽입되기 위함이다.

상기와 같이, 상기 씰 커버링(700)의 단면이 'ㄴ' 형상으로 형성되기에, 상기 씰 커버링(700)의 내측 공간과 상기 제 2 홈(340)에 상기 제 2 홈(340)보다 크기가 큰 제 2 추가링(800)이 삽입된다. 이는 상기 제 2 홈(340)보다 크기가 큰 상기 제 2 추가링(800)을 상기 씰 커버링(700)과 상기 제 2 홈(340)에 삽입함으로써 상기 씰 커버링(700)이 상기 밸브 플러그(300)의 외주연에서 이탈하지 않도록 돕는다. 또한, 상기 씰 커버링(700) 하방에 마련되는 상기 밸런스 씰링(500)이 상기 밸브 플러그(300)의 외주연에서 이탈하지 않도록 돕는 역할을 한다.

그리고, 본 발명의 제 2 실시예에서는 상기의 제 1 실시예와 동일한 구성을 포함하고, 도 3과 같이 상기 밸브 플러그(300) 외주연에 장착되는 플러그 가이드링(920)과 백업링(940)이 더 마련될 수 있다.

도 3은 도 1에서 A 부분의 확대도이다.

상기 플러그 가이드링(920)은, 상기 밸런스 씰링(500) 상단에 마련되고, 상기 씰 커버링(700) 하단에 밀착되어 마련되어 상기 밸브 플러그(300) 외주연과 상기 케이지(200)의 내주연 사이의 틈새를 기밀시키는 것을 특징으로 한다. 이는 상기 밸런스 씰링(500)과 상기 씰 커버링(700)과의 직접적인 접촉을 방지하여 상기 밸런스 씰링(500)이 손상되는 것을 방지하며 상기 케이지(200)와 상기 밸브 플러그(300)의 동심을 잡아주는 역할을 한다.

상기 백업링(940)은, 상기 밸런스 씰링(500)의 하단에 밀착되어 마련되어 상기 밸브 플러그(300) 외주연과 상기 케이지(200)의 내주연 사이의 틈새를 기밀시키는 것을 특징으로 한다. 이는 압력이 틈을 통해 침투하는 것을 방지하여 상기 밸런스 씰링(500)의 손상을 예방하는 역할을 한다.

본 발명의 제 1 실시예, 제 2 실시예인 도 1, 도 2 및 도 3과 같은 구성을 포함하는 글로브 밸브 씰링 구조는, 상기 밸브 플러그(300)와 상기 케이지(200) 사이의 틈새를 기밀시킬 수 있으며, 상기 밸브를 닫았을 때, 상기 밸런스 씰링(500)과 상기 케이지(200)의 마찰력을 통해 완전하게 씰링할 수 있으며, 밸브를 열었을 때, 마찰력을 줄여 밸브의 마모 등으로 인한 손상을 막을 수 있다. 또한, 상기 밸런스 씰링(500)이 상기 밸브 플러그(300)를 이탈하지 않도록 보호할 수 있으며, 상기 밸런스 씰링의 손상(500)을 예방할 수 있다.

하기에서는 본 발명의 제 3 실시예를 도 1과 도 4를 참고하여 상세히 설명한다.

도 4는 도 1에서 A 부분의 확대도이다.

먼저, 도 1과 도 4와 같이, 본 발명인 글로브 밸브 씰링구조에는 밸브바디(100)가 마련된다. 상기 밸브바디(100)는 일측에 입구(120), 타측에 출구(140)가 형성되며, 내부의 통로(160)가 마련되어, 상기 통로(160), 입구(120), 출구(140)가 연통된다.

다음으로, 상기 밸브바디(100) 내부에 케이지(200)가 마련된다. 상기 케이지(200)는 상기 밸브바디(100)의 내부에 형성되어 상기 통로(160)와 연통되는 관통공(220)이 형성된다. 상기 케이지(200)는 하기에서 설명될 밸런스 씰링(500)과의 케이지 접촉면(240) 하방에서 하기에서 설명될 밸브 플러그 방향으로 30°의 케이지 경사면(260)을 이룰 수 있다. 이는 면접촉을 통해 씰링을 도모하기 위함이다. 상기 케이지 경사면(260)이 30°미만이면, 접촉면접이 줄어들어 하기에서 설명될 밸런스 씰링(500)인 폴리테트라플루오로에틸렌과의 씰링이 완벽히 이뤄지지 않을 수 있으며, 상기 케이지 경사면(260)이 30°를 초과하면, 마찰력이 커져 내마모성 및 내구성이 떨어질 수 있다.

다음으로, 상기 케이지(200)의 내주연을 따라 승강이 이뤄지는 밸브 플러그(300)가 마련된다. 상기 밸브 플러그(300)는, 상기 케이지(200) 내주연을 따라 승강되어 상기 통로(160)를 개폐시키는 역할을 한다. 상기 밸브 플러그(300) 외주연에는 제 1 홈(400)이 마련되어, 상기 케이지(200)와 틈새가 생성된다.

다음으로, 상기 밸브 플러그(300)의 외주연에 마련되는 제 1 홈(400)에 장착되는 밸런스 씰링(500)이 마련된다. 상기 밸런스 씰링(500)은 상기 밸브 플러그(300)의 외주연과 상기 케이지(200)의 내주연 사이의 틈새를 기밀시키는 역할을 한다. 여기서 상기 밸런스 씰링(500)은 폴리테트라플루오로에틸렌 (Polytetrafluoroethylene; PTFE)로 구성되는 오링일 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.

다음으로, 상기 밸브 플러그(300)의 외주연에 형성되는 제 1 홈(400)에 장착되는 씰 커버링(700)이 마련된다. 상기 씰 커버링(700)은 상기 밸런스 씰링(500) 상방에 위치하여 상기 밸런스 씰링(500)을 고정시키는 역할을 한다. 상기 씰 커버링(700)은 상기 밸브 플러그(300)의 상면에서 마련되며, 상기 밸브 플러그(300) 상면에서 상기 밸브 플러그(300) 하방으로 연장되어 마련된다. 그리고, 상기 씰 커버링(700)의 상면에는 제 4 홈(720)이 마련될 수 있다. 이는 상기 제 4 홈(720)에 볼트(740)를 체결하여, 상기 밸런스 씰링(500)을 압착시켜 씰링시키기 위함이다.

다음으로, 상기 밸브 플러그(300) 외주연에 마련되는 제 1 홈(400)에 장착되는 상부 메탈링(960)이 마련된다. 상기 상부 메탈링(960)은 상기 씰 커버링(700)의 하단에 밀착되고 상기 밸런스 씰링(500)의 상부에 마련되어 상기 밸브 플러그(300)의 외주연과 상기 케이지(200)의 내주연 사이의 틈새를 기밀시켜준다. 이는 압력이 틈을 통해 침투하는 것을 방지하여 상기 밸런스 씰링(500)의 손상을 예방하는 역할을 한다.

다음으로, 상기 밸브 플러그(300)의 외주연에 마련되는 제 1 홈(400)에 장착되는 하부 메탈링(980)이 마련된다. 상기 하부 메탈링(980)은 상기 밸런스 씰링(500) 하단에 밀착되어 위치하고, 상기 케이지 경사면(280)과 대응되는 형상으로 형성되어 상기 밸브 플러그(300)의 외주면과 상기 케이지(200)의 내주연 사이의 틈새를 기밀시켜준다. 이는 압력이 틈을 통해 침투하는 것을 방지하여 상기 밸런스 씰링(500)의 손상을 예방하는 역할을 한다.

본 발명인 제 3 실시예인 도 1, 도 4와 같은 구성을 포함하는 글로브 밸브 씰링 구조는, 면접촉을 통해 1차적으로 씰링이 이뤄질 수 있으며, 상기 볼트(740)로 상기 씰 커버링(700)을 조여서 상기 밸런스 씰링(500)을 압착시켜 상기 밸브 플러그(300) 외주연과 상기 케이지(200) 내주연 사이의 틈새를 2차적으로 기밀시킬 수 있으며, 상기 씰 커버링(700)의 조임 정도의 조절을 통해, 상기 틈새의 기밀 정도를 조절할 수 있다.

하기에서는 본 발명의 제 4 실시예를 도 1과 도 5를 참고하여 상세히 설명한다.

도 5는 도 1에서 A 부분의 확대도이다.

먼저, 도 1과 도 5와 같이, 본 발명인 글로브 밸브 씰링구조에는 밸브바디(100)가 마련된다. 상기 밸브바디(100)는 일측에 입구(120), 타측에 출구(140)가 형성되며, 내부의 통로(160)가 마련되어, 상기 통로(160), 입구(120), 출구(140)가 연통된다.

다음으로, 상기 밸브바디(100) 내부에 케이지(200)가 마련된다. 상기 케이지(200)는 상기 밸브바디(100)의 내부에 형성되어 상기 통로(160)와 연통되는 관통공(220)이 형성된다.

다음으로, 상기 케이지(200)의 내주연을 따라 승강이 이뤄지는 밸브 플러그(300)가 마련된다. 상기 밸브 플러그(300)는, 상기 케이지(200) 내주연을 따라 승강되어 상기 통로(160)를 개폐시키는 역할을 한다. 상기 밸브 플러그(300) 외주연에는 제 1 홈(400)이 마련되어, 상기 케이지(200)와 틈새가 생성된다. 상기 밸브 플러그(300)는 하기에서 설명될 밸런스 씰링(500)과의 밸브 플러그 접촉면(360)의 하부에서 상기 케이지(200) 방향으로 35°의 밸브 플러그 경사면(380)을 이룰 수 있다. 이는 이는 면접촉을 통해 씰링을 도모하기 위함이다. 상기 밸브 플러그 경사면(380)이 35°미만이면, 접촉면적이 줄어들어 하기에서 설명될 밸런스 씰링(500)인 그래파이트와의 씰링이 완벽히 이뤄지지 않을 수 있으며, 상기 밸브 플러그 경사면(380)이 35°를 초과하면, 마찰력이 커져 내마모성 및 내구성이 떨어질 수 있다.

다음으로, 상기 밸브 플러그(300)의 외주연에 마련되는 제 1 홈(400)에 장착되는 밸런스 씰링(500)이 마련된다. 상기 밸런스 씰링(500)은 상기 밸브 플러그(300)의 외주연과 상기 케이지(200)의 내주연 사이의 틈새를 기밀시키는 역할을 한다. 여기서 상기 밸런스 씰링(500)은 상기 밸브 플러그(300)의 경사면과 대응되는 형상으로 마련되어 면접촉을 통해 씰링을 도모할 수 있다. 상기 밸런스 씰링(500)은 그래파이트(Graphite)로 구성될 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.

다음으로, 상기 밸브 플러그(300)의 외주연에 형성되는 제 1 홈(400)에 장착되는 씰 커버링(700)이 마련된다. 상기 씰 커버링(700)은 상기 밸런스 씰링(500) 상방에 위치하여 상기 밸런스 씰링(500)을 고정시키는 역할을 한다. 상기 씰 커버링(700)은 상기 밸브 플러그(300)의 상면에서 마련되며, 상기 밸브 플러그(300) 상면에서 상기 밸브 플러그(300) 하방으로 연장되어 마련된다. 그리고, 상기 씰 커버링(700)의 상면에는 제 4 홈(720)이 마련될 수 있다. 이는 상기 제 4 홈(720)에 볼트(740)를 체결하여, 상기 밸런스 씰링(700)을 압착시켜 씰링시키기 위함이다.

본 발명인 제 4 실시예인 도 1, 도 5와 같은 구성을 포함하는 글로브 밸브 씰링 구조는, 면접촉을 통해 씰링이 1차적으로 이뤄질 수 있으며, 상기 볼트(740)로 상기 씰 커버링(700)을 조여서 상기 밸런스 씰링(500)을 압착시켜 상기 밸브 플러그(300) 외주연과 상기 케이지(200) 내주연 사이의 틈새를 2차적으로 기밀시킬 수 있으며, 상기 씰 커버링(700)의 조임 정도의 조절을 통해, 상기 틈새의 기밀 정도를 조절할 수 있다.

하기에서는 본 발명의 제 5 실시예를 상세히 설명한다.

먼저, 본 발명인 글로브 밸브 씰링구조의 또 다른 실시예에서는 밸브바디(100)가 마련된다. 상기 밸브바디(100)는 일측에 입구(120), 타측에 출구(140)가 형성되며, 내부의 통로(160)가 마련되어, 상기 통로(160), 입구(120), 출구(140)가 연통된다.

다음으로, 상기 밸브바디(100) 내부에 케이지(200)가 마련된다. 상기 케이지(200)는 상기 밸브바디(100)의 내부에 형성되어 상기 통로(160)와 연통되는 관통공(220)이 형성된다. 상기 케이지(200)는 하기에서 설명될 밸런스 씰링(500)과의 케이지 접촉면(240)과 케이지 비접촉면(280) 사이에 7°의 케이지 경사면(260)을 이룰 수 있다. 이는 밸브가 닫혔을 때는, 상기 케이지(200)와 하기에서 설명될 밸런스 씰링(500)에 마찰력을 부과하여 기밀을 도우며, 밸브가 열렸을 때는 상기 케이지(200)와 하기에서 설명될 밸런스 씰링(500)에 마찰력을 줄일 수 있도록 돕는 역할을 한다. 여기서, 상기 케이지 경사면(260)이 7°미만이라면, 하기에서 설명될 밸런스 씰링(500)이 상기 케이지(200)의 접촉면(240)에서 비접촉면(280)으로 위치이동 시 하기에서 설명될 밸런스 씰링(500)이 받게되는 마찰력을 감소시켜 효율이 떨어지는 것을 방지하기가 어렵다. 또한, 상기 케이지 경사면(260)이 7°을 초과한다면, 상기 하기에서 설명될 밸브 플러그(300)의 상하 방향 이동에 따라, 하기에서 설명될 밸런스 씰링(500)이 상기 케이지(200)의 접촉면(240)에서 비접촉면(280)으로 슬라이딩 이동하거나, 또는 밸런스 씰링(500)이 상기 케이지(200)의 비접촉면(280)에서 접촉면(240)으로 슬라이딩 이동 시, 밸런스 씰링(500)에 충격이 가해져 마모되거나 파손될 위험이 있다.

다음으로, 상기 밸브 플러그(300)의 외주연에 마련되는 제 1 홈(400)에 장착되는 밸런스 씰링(500)이 마련된다. 상기 밸런스 씰링(500)은 상기 밸브 플러그(300)의 외주연과 상기 케이지(200)의 내주연 사이의 틈새를 기밀시키는 역할을 한다. 상기 밸런스 씰링(500)은 단면이 '상방으로 제 3 홈(520) 이 마련되는 C자' 형상으로 마련되는 것을 특징으로 한다. 이는 하기에서 설명될 제 1 추가링(600)이 삽입되기 위함이다.

상기와 같이, 상기 밸런스 씰링(500) 상방의 제 3 홈(520)에는 상기 제 3 홈(520)보다 크기가 큰 제 1 추가링(600)이 삽입된다. 이는 상기 밸런스 씰링(500)의 상기 제 3 홈(520)보다 크기가 큰 제 1 추가링(600)을 상기 제 3 홈(520)에 삽입함으로써 상기 밸브 플러그(300)의 외주연과 상기 케이지(200)의 내주연 사이의 틈새를 완전하게 씰링처리하기 위함이다.

그리고, 상기 밸브 플러그(300) 외주연에 장착되는 플러그 가이드링(920)이 더 마련될 수 있다. 상기 플러그 가이드링(920)은, 상기 밸런스 씰링(500) 상단에 마련되고, 상기 씰 커버링(700) 하단에 밀착되어 마련되어 상기 밸브 플러그(300) 외주연과 상기 케이지(200)의 내주연 사이의 틈새를 기밀시키는 것을 특징으로 한다. 이는 상기 밸런스 씰링(500)과 상기 씰 커버링(700)과의 직접적인 접촉을 방지하여 상기 밸런스 씰링(500)이 손상되는 것을 방지하며 상기 케이지(200)와 상기 밸브 플러그(300)의 동심을 잡아주는 역할을 한다.

그리고, 상기 밸브 플러그(300) 외주연에 장착되는 백업링(940)이 더 마련될 수 있다. 상기 백업링(940)은, 상기 밸런스 씰링(500)의 하단에 밀착되어 마련되어 상기 밸브 플러그(300) 외주연과 상기 케이지(200)의 내주연 사이의 틈새를 기밀시키는 것을 특징으로 한다. 이는 압력이 틈을 통해 침투하는 것을 방지하여 상기 밸런스 씰링(500)의 손상을 예방하는 역할을 한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 제 5 실시예를 통하여, 상기 밸브 플러그(300)와 상기 케이지(200) 사이의 틈새를 기밀시킬 수 있으며, 상기 밸브를 닫았을 때, 상기 밸런스 씰링(500)과 상기 케이지(200)의 마찰력을 통해 완전하게 씰링할 수 있으며, 밸브를 열었을 때, 마찰력을 줄여 밸브의 마모 등으로 인한 손상을 막을 수 있다. 또한, 상기 밸런스 씰링(500)이 상기 밸브 플러그(300)를 이탈하지 않도록 보호할 수 있으며, 상기 밸런스 씰링의 손상(500)을 예방할 수 있다. 또한, 면접촉을 통해 1차적으로 씰링이 이뤄질 수 있으며, 상기 볼트(740)로 상기 씰 커버링(700)을 조여서 상기 밸런스 씰링(500)을 압착시켜 상기 밸브 플러그(300) 외주연과 상기 케이지(200) 내주연 사이의 틈새를 2차적으로 기밀시킬 수 있으며, 상기 씰 커버링(700)의 조임 정도의 조절을 통해, 상기 틈새의 기밀 정도를 조절할 수 있다.

하기에서는 본 발명의 제 6 실시예를 상세히 설명한다.

다음으로, 상기 밸브바디(100) 내부에 케이지(200)가 마련된다. 상기 케이지(200)는 상기 밸브바디(100)의 내부에 형성되어 상기 통로(160)와 연통되는 관통공(220)이 형성된다. 상기 케이지(200)는 하기에서 설명될 밸런스 씰링(500)과의 케이지 접촉면(240)과 케이지 비접촉면(280) 사이에 7°의 케이지 경사면(260)을 이룰 수 있다. 이는 밸브가 닫혔을 때는, 상기 케이지(200)와 하기에서 설명될 밸런스 씰링(500)에 마찰력을 부과하여 기밀을 도우며, 밸브가 열렸을 때는 상기 케이지(200)와 하기에서 설명될 밸런스 씰링(500)에 마찰력을 줄일 수 있도록 돕는 역할을 한다. 여기서, 상기 케이지 경사면(260)이 7°미만이라면, 하기에서 설명될 밸런스 씰링(500)이 상기 케이지(200)의 접촉면(240)에서 비접촉면(280)으로 위치이동 시 하기에서 설명될 밸런스 씰링(500)이 받게되는 마찰력을 감소시켜 효율이 떨어지는 것을 방지하기가 어렵다. 또한, 상기 케이지 경사면(260)이 7°을 초과한다면, 상기 하기에서 설명될 밸브 플러그(300)의 상하 방향 이동에 따라, 하기에서 설명될 밸런스 씰링(500)이 상기 케이지(200)의 접촉면(240)에서 비접촉면(280)으로 슬라이딩 이동하거나, 또는 밸런스 씰링(500)이 상기 케이지(200)의 비접촉면(280)에서 접촉면(240)으로 슬라이딩 이동 시, 밸런스 씰링(500)에 충격이 가해져 마모되거나 파손될 위험이 있다. 그리고, 상기 케이지(200)는 하기에서 설명될 밸런스 씰링(500)과의 케이지 접촉면(240) 하방에서 하기에서 설명될 밸브 플러그 방향으로 30°의 하부 케이지 경사면(미도시)을 이룰 수 있다. 이는 면접촉을 통해 씰링을 도모하기 위함이다. 상기 하부 케이지 경사면(미도시)이 30°미만이면, 접촉면적이 줄어들어 하기에서 설명될 밸런스 씰링(500)과의 씰링이 완벽하게 이뤄지지 않을 수 있으며, 상기 하부 케이지 경사면(미도시)이 30°를 초과하면, 마찰력이 커져 내마모성 및 내구성이 떨어질 수 있다.

상기에서 설명한 바와 같이, 상기 밸런스 씰링(500) 상방의 제 3 홈(520)에는 상기 제 3 홈(520)보다 크기가 큰 제 1 추가링(600)이 삽입된다. 이는 상기 밸런스 씰링(500)의 상기 제 3 홈(520)보다 크기가 큰 제 1 추가링(600)을 상기 제 3 홈(520)에 삽입함으로써 상기 밸브 플러그(300)의 외주연과 상기 케이지(200)의 내주연 사이의 틈새를 완전하게 씰링처리하기 위함이다.

다음으로, 상기 밸브 플러그(300)의 외주연에 형성되는 제 1 홈(400)에 장착되는 씰 커버링(700)이 마련된다. 상기 씰 커버링(700)은 상기 밸런스 씰링(500) 상방에 위치하여 상기 밸런스 씰링(500)을 고시키는 역할을 한다. 상기 씰 커버링(700)은 상기 밸브 플러그(300)의 상면에서 마련되며, 상기 밸브 플러그(300) 상면에서 상기 밸브 플러그(300) 하방으로 연장되어 마련된다. 그리고, 상기 씰 커버링(700)의 상면에는 제 4 홈(720)이 마련될 수 있다. 이는 상기 제 4 홈(720)에 볼트(740)를 체결하여, 상기 밸런스 씰링(500)을 압착시켜 씰링시키기 위함이다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 제 6 실시예를 통하여, 상기 밸브 플러그(300)와 상기 케이지(200) 사이의 틈새를 기밀시킬 수 있으며, 상기 밸브를 닫았을 때, 상기 밸런스 씰링(500)과 상기 케이지(200)의 마찰력을 통해 완전하게 씰링할 수 있으며, 밸브를 열었을 때, 마찰력을 줄여 밸브의 마모 등으로 인한 손상을 막을 수 있다. 또한, 상기 밸런스 씰링(500)이 상기 밸브 플러그(300)를 이탈하지 않도록 보호할 수 있으며, 상기 밸런스 씰링의 손상(500)을 예방할 수 있다. 또한, 면접촉을 통해 1차적으로 씰링이 이뤄질 수 있으며, 상기 볼트(740)로 상기 씰 커버링(700)을 조여서 상기 밸런스 씰링(500)을 압착시켜 상기 밸브 플러그(300) 외주연과 상기 케이지(200) 내주연 사이의 틈새를 2차적으로 기밀시킬 수 있으며, 상기 씰 커버링(700)의 조임 정도의 조절을 통해, 상기 틈새의 기밀 정도를 조절할 수 있다.

하기에서는 본 발명의 제 7 실시예를 상세히 설명한다.

다음으로, 상기 케이지(200)의 내주연을 따라 승강이 이뤄지는 밸브 플러그(300)가 마련된다. 상기 밸브 플러그(300)는, 상기 케이지(200) 내주연을 따라 승강되어 상기 통로(160)를 개폐시키는 역할을 한다. 상기 밸브 플러그(300) 외주연에는 제 1 홈(400)이 마련되어, 상기 케이지(200)와 틈새가 생성된다. 상기 밸브 플러그(300)는 하기에서 설명될 밸런스 씰링(500)과의 밸브 플러그 접촉면(360)의 하부에서 상기 케이지(200) 방향으로 35°의 밸브 플러그 경사면(380)을 이룰 수 있다. 이는 이는 면접촉을 통해 씰링을 도모하기 위함이다. 상기 밸브 플러그 경사면(380)이 35°미만이면, 접촉면적이 줄어들어 하기에서 설명될 밸런스 씰링(500)과의 씰링이 완벽하게 이뤄지지 않을 수 있으며, 상기 밸브 플러그 경사면(380)이 35°를 초과하면, 마찰력이 커져 내마모성 및 내구성이 떨어질 수 있다.

다음으로, 상기 밸브 플러그(300)의 외주연에 마련되는 제 1 홈(400)에 장착되는 밸런스 씰링(500)이 마련된다. 상기 밸런스 씰링(500)은 상기 밸브 플러그(300)의 외주연과 상기 케이지(200)의 내주연 사이의 틈새를 기밀시키는 역할을 한다. 상기 밸런스 씰링(500)은 단면이 '상방으로는 제 3 홈(520) 이 마련되는 C자 형상, 상기 밸브 플러그(300)와 접촉되는 내주연은 상기 밸브 플러그(300)의 경사면과 대응되는 형상'으로 마련되는 것을 특징으로 한다. 이는 하기에서 설명될 제 1 추가링(600)이 삽입되며, 상기 밸브 플러그(300)와의 면접촉을 통해 씰링을 도모하기 위함이다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 제 7 실시예를 통하여, 상기 밸브 플러그(300)와 상기 케이지(200) 사이의 틈새를 기밀시킬 수 있으며, 상기 밸브를 닫았을 때, 상기 밸런스 씰링(500)과 상기 케이지(200)의 마찰력을 통해 완전하게 씰링할 수 있으며, 밸브를 열었을 때, 마찰력을 줄여 밸브의 마모 등으로 인한 손상을 막을 수 있다. 또한, 상기 밸런스 씰링(500)이 상기 밸브 플러그(300)를 이탈하지 않도록 보호할 수 있으며, 상기 밸런스 씰링의 손상(500)을 예방할 수 있다. 또한, 면접촉을 통해 1차적으로 씰링이 이뤄질 수 있으며, 상기 볼트(740)로 상기 씰 커버링(700)을 조여서 상기 밸런스 씰링(500)을 압착시켜 상기 밸브 플러그(300) 외주연과 상기 케이지(200) 내주연 사이의 틈새를 2차적으로 기밀시킬 수 있으며, 상기 씰 커버링(700)의 조임 정도의 조절을 통해, 상기 틈새의 기밀 정도를 조절할 수 있다.

이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 밸브바디 120 : 입구
140 : 출구 160 : 통로
200 : 케이지 220 : 관통공
240 : 케이지 접촉면 260 : 케이지 경사면
280 : 케이지 비접촉면 300 : 밸브 플러그
320 : 제 1 돌출부 340 : 제 2 홈
360 : 밸브 플러그 접촉면 380 : 밸브 플러그 경사면
400 : 제 1 홈 500 : 밸런스 씰링
520 : 제 3 홈 600 : 제 1 추가링
700 : 씰 커버링 720 : 제 4 홈
740 : 볼트 800 : 제 2 추가링
920 : 플러그 가이드링 940 : 백업링
960 : 상부 메탈링 980 : 하부 메탈링

Claims

내부에 통로가 마련되고, 일측에 입구, 타측에 출구가 형성되는 밸브바디;
상기 통로와 연통되는 관통공이 형성되고, 상기 밸브바디의 내부에 형성되는 케이지;
상기 케이지 내주연을 따라 승강되어 상기 통로를 개폐시키는 밸브 플러그;
상기 밸브 플러그의 외주연에 형성되는 제 1 홈에 장착되어 상기 밸브 플러그의 외주연과 상기 케이지의 내주연 사이의 틈새를 기밀시키는 밸런스 씰링;
상기 밸브 플러그의 외주연에 형성되는 제 1 홈에 장착되며 상기 밸런스 씰링 상방에 위치하여 상기 밸런스 씰링을 고정하는 씰 커버링;를 포함하는 것을 특징으로 하고,
상기 씰 커버링은,
상기 밸브 플러그의 상면에서 상기 밸브 플러그 하방으로 연장되어 상기 밸브 플러그 외주연 또는 상기 케이지의 내주연에 형성되는 제 1 홈에 위치할 수 있고, 상면에 마련되는 제 4 홈에 볼트를 이용하여 상기 밸런스 씰링을 압착시킬 수 있으며,
상기 밸브 플러그 외주연과 상기 케이지 내주연 사이의 제 1 홈에 위치하며, 상기 씰 커버링의 하단에 밀착되고 상기 밸런스 씰링의 상부에 마련되어 상기 밸브 플러그의 외주연과 상기 케이지의 내주연 사이의 틈새를 기밀시켜주며 상기 밸런스 씰링의 손상을 예방하는 상부 메탈링이 더 마련될 수 있는 것을 특징으로 하는 글로브 밸브 씰링구조.
제 1항에 있어서,
상기 케이지는,
상기 밸런스 씰링과의 접촉면인 케이지 접촉면 하방에서 상기 밸브 플러그 방향으로 30°의 케이지 경사면을 이룰 수 있고,
상기 밸브 플러그의 외주연과 상기 케이지의 내주연 사이의 제 1 홈에 위치하며 상기 밸런스 씰링 하단에 밀착되어 위치하고, 상기 케이지의 경사면과 대응되는 형상으로 형성되어 상기 밸브 플러그의 외주연과 상기 케이지의 내주연 사이의 틈새를 기밀시켜주며 상기 밸런스 씰링의 손상을 예방하는 하부 메탈링이 더 마련될 수 있는 것을 특징으로 하는 글로브 밸브 씰링구조.
제 1항에 있어서,
상기 밸브 플러그는,
상기 밸런스 씰링과의 접촉면인 밸브 플러그 접촉면 하부에 상기 케이지 방향으로 35°의 밸브 플러그 경사면을 이룰 수 있고,
상기 밸런스 씰링은,
상기 밸브 플러그의 경사면과 대응되는 형상으로 마련될 수 있는 것을 특징으로 하는 글로브 밸브 씰링구조.