KR102586841B1 - Cryogenic Needle Valve - Google Patents

Cryogenic Needle Valve Download PDF

Info

Publication number
KR102586841B1
KR102586841B1 KR1020220023874A KR20220023874A KR102586841B1 KR 102586841 B1 KR102586841 B1 KR 102586841B1 KR 1020220023874 A KR1020220023874 A KR 1020220023874A KR 20220023874 A KR20220023874 A KR 20220023874A KR 102586841 B1 KR102586841 B1 KR 102586841B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
needle
connection passage
metal sheet
fluid
stem
Prior art date
Application number
KR1020220023874A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20230126552A (en
Inventor
한승호
강효림
황해성
Original Assignee
동아대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 동아대학교 산학협력단 filed Critical 동아대학교 산학협력단
Priority to KR1020220023874A priority Critical patent/KR102586841B1/en
Publication of KR20230126552A publication Critical patent/KR20230126552A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102586841B1 publication Critical patent/KR102586841B1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/002—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by temperature variation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K1/00—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
    • F16K1/02—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces with screw-spindle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K1/00—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
    • F16K1/32—Details
    • F16K1/34—Cutting-off parts, e.g. valve members, seats
    • F16K1/42—Valve seats
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K17/00—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves
    • F16K17/003—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves reacting to pressure and temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K25/00—Details relating to contact between valve members and seat
    • F16K25/005—Particular materials for seats or closure elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/44—Mechanical actuating means
    • F16K31/50—Mechanical actuating means with screw-spindle or internally threaded actuating means

Abstract

본 발명은 초저온 및 고압의 척박한 환경에서도 스템의 회전에 따라 추가적인 강한 실링힘이 작용하여 확실한 실링 작용을 할 수 있는 초저온 유체용 니들 밸브에 관한 것으로, 본 발명의 한 형태에 따른 초저온 유체용 니들 밸브는, 유체가 출입하는 유입구 및 배출구와 상기 유입구 및 배출구 사이에 연통되게 형성된 연결유로를 구비한 몸체; 상기 몸체의 연결유로를 개방 또는 폐쇄하여 유체의 유량을 조절하는 니들; 몸체를 관통하도록 설치되어 일단이 상기 니들과 결합되며, 외면에 상기 몸체에 나선 결합되는 나사산이 형성되어 회전 운동하면서 상기 몸체에 대해 직선 운동하도록 설치되어 상기 니들에 의한 연결유로의 개도를 조정하는 스템; 및, 원형 링 형태로 되어 상기 연결유로의 내측에 배치되며, 상기 니들이 연결유로를 폐쇄한 상태에서 상기 니들과 밀착되면서 배출구 쪽으로 유체가 누출되는 것을 방지하는 금속 재질의 메탈시트;를 포함한다. The present invention relates to a needle valve for cryogenic fluid that can provide a reliable sealing action by applying an additional strong sealing force according to the rotation of the stem even in harsh environments of cryogenic temperature and high pressure. A needle for cryogenic fluid according to one form of the present invention The valve includes a body having an inlet and outlet through which fluid flows in and out, and a connection passage formed to communicate between the inlet and outlet; A needle that controls the flow rate of fluid by opening or closing the connection passage of the body; A stem that is installed to penetrate the body, one end of which is coupled to the needle, and a thread that is spirally coupled to the body is formed on the outer surface, and is installed to move linearly with respect to the body while rotating, to adjust the opening degree of the connection passage by the needle. ; And, a metal sheet made of metal that is in the form of a circular ring and is disposed inside the connection passage, and is in close contact with the needle in a state in which the needle closes the connection passage and prevents fluid from leaking toward the outlet.

Description

초저온 유체용 니들 밸브{Cryogenic Needle Valve}Needle valve for cryogenic fluid {Cryogenic Needle Valve}

본 발명은 니들 밸브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 액화수소나 수소가스, 액화질소 등의 초저온 유체의 유동을 제어하는 초저온 유체용 니들 밸브에 관한 것이다. The present invention relates to a needle valve, and more specifically, to a needle valve for cryogenic fluid that controls the flow of cryogenic fluid such as liquefied hydrogen, hydrogen gas, or liquefied nitrogen.

통상적으로 밸브는 유동되는 유체의 유량 조절을 위한 것으로서 유동 유체의 차단, 유동 유체량의 조절,유동 유체의 방향 전환 등 여러 다양한 종류의 밸브가 널리 사용되고 있는데, 이 중 니들 밸브(Needle valve)는 스템(Stem)이 유로를 막는 정도에 따라 유량이 조절되거나 유체나 기체의 흐름을 개폐하는 수동형 밸브로서 유량 조절을 정밀하게 제어할 때 사용하고 있다. Typically, valves are used to control the flow rate of flowing fluid, and various types of valves are widely used to block the flowing fluid, control the amount of flowing fluid, and change the direction of the flowing fluid. Among these, the needle valve is a stem valve. It is used to precisely control the flow rate as a passive valve that adjusts the flow rate depending on the degree to which the stem blocks the flow path or opens and closes the flow of fluid or gas.

니들 밸브는 크게 유체가 출입하는 유입구 및 배출구가 형성된 몸체, 상기 몸체에 직선 운동하도록 설치되어 유입구 및 배출구 사이의 유로를 개폐하는 스템, 및 스템의 일단에 연결되어 사용자가 회전 조작함에 따라 스템을 직선 운동시키는 핸들을 포함하며, 핸들의 조작에 의해 스템의 위치를 가변시킴으로써 유로의 개도를 조절하여 유량을 조절한다. A needle valve is largely comprised of a body formed with an inlet and an outlet through which fluid flows in and out, a stem installed to move linearly on the body to open and close the flow path between the inlet and outlet, and a stem connected to one end of the stem so that the stem moves in a straight line as the user rotates it. It includes a handle for movement, and the flow rate is controlled by controlling the opening of the flow path by changing the position of the stem by manipulating the handle.

일반적인 니들 밸브는 유로를 개폐하는 디스크의 역할을 하는 니들을 통한 유체의 누설을 방지하기 위하여 니들에 패킹부재가 설치되고 있다. A typical needle valve has a packing member installed on the needle to prevent leakage of fluid through the needle, which acts as a disk that opens and closes the flow path.

그런데, 액화수소나 수소가스, 액화질소 등의 초저온 유체의 유동을 제어하는데 사용하는 초저온 유체용 니들 밸브는 패킹부재가 초저온의 유체로 인하여 탄성거동이 어려워져 패킹부재를 통한 누설이 지속적으로 발생하고 있는 실정이다. However, in needle valves for cryogenic fluids, which are used to control the flow of cryogenic fluids such as liquefied hydrogen, hydrogen gas, or liquefied nitrogen, the packing member has difficulty in elastic behavior due to the cryogenic fluid, and leakage through the packing member continues to occur. There is a situation.

대한민국 공개특허 제10-2013-0120174호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2013-0120174 대한민국 등록특허 제10-0929802호Republic of Korea Patent No. 10-0929802 대한민국 등록실용신안 제20-0446951호Republic of Korea Registered Utility Model No. 20-0446951 대한민국 등록특허 제10-1520429호Republic of Korea Patent No. 10-1520429

본 발명은 상기한 종래의 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 초저온 및 고압의 척박한 환경에서도 스템의 회전에 따라 추가적인 강한 실링힘이 작용하여 확실한 실링 작용을 할 수 있는 초저온 유체용 니들 밸브를 제공하는 것이다.The present invention is to solve the above-described conventional problems, and the purpose of the present invention is to provide a needle for cryogenic fluid that can provide a reliable sealing action by applying an additional strong sealing force according to the rotation of the stem even in harsh environments of cryogenic temperature and high pressure. The valve is provided.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 한 형태에 따른 초저온 유체용 니들 밸브는, 유체가 출입하는 유입구 및 배출구와 상기 유입구 및 배출구 사이에 연통되게 형성된 연결유로를 구비한 몸체; 상기 몸체의 연결유로를 개방 또는 폐쇄하여 유체의 유량을 조절하는 니들; 몸체를 관통하도록 설치되어 일단이 상기 니들과 결합되며, 외면에 상기 몸체에 나선 결합되는 나사산이 형성되어 회전 운동하면서 상기 몸체에 대해 직선 운동하도록 설치되어 상기 니들에 의한 연결유로의 개도를 조정하는 스템; 및, 원형 링 형태로 되어 상기 연결유로의 내측에 배치되며, 상기 니들이 연결유로를 폐쇄한 상태에서 상기 니들과 밀착되면서 배출구 쪽으로 유체가 누출되는 것을 방지하는 금속 재질의 메탈시트;를 포함한다. A needle valve for cryogenic fluid according to one form of the present invention for achieving the above object includes a body having an inlet and an outlet through which a fluid enters and exits, and a connection passage formed to communicate between the inlet and the outlet; A needle that controls the flow rate of fluid by opening or closing the connection passage of the body; A stem that is installed to penetrate the body, one end of which is coupled to the needle, and a thread that is spirally coupled to the body is formed on the outer surface, and is installed to move linearly with respect to the body while rotating, to adjust the opening degree of the connection passage by the needle. ; And, a metal sheet made of metal that is in the form of a circular ring and is disposed inside the connection passage, and is in close contact with the needle in a state in which the needle closes the connection passage and prevents fluid from leaking toward the outlet.

상기 메탈시트는 외주면 또는 내주면에 원주방향을 따라 적어도 1개 이상의 변형유도홈이 형성되어 상기 니들이 메탈시트와 밀착될 때 상기 변형유도홈에 의해 메탈시트가 탄성 변형되면서 메탈시트의 외주면이 연결유로의 내주면에 탄력적으로 밀착될 수 있다. The metal sheet has at least one deformation inducing groove formed along the circumferential direction on the outer or inner peripheral surface, so that when the needle is in close contact with the metal sheet, the metal sheet is elastically deformed by the deformation inducing groove, and the outer circumferential surface of the metal sheet is in the connection flow path. It can be elastically adhered to the inner circumferential surface.

상기 니들에 반경방향 외측으로 연장되는 환형의 시트밀착부가 형성되어 상기 시트밀착부가 메탈시트와 밀착되면서 메탈시트를 탄성 변형시킬 수 있다. An annular sheet contact part extending outward in the radial direction is formed on the needle, so that the sheet contact part is in close contact with the metal sheet, thereby elastically deforming the metal sheet.

상기 메탈시트의 상부면은 편평한 면으로 이루어지며, 메탈시트의 내주면은 상측에서 하측으로 갈수록 반경방향 외측으로 경사진 곡선 형태를 갖는 것이 바람직하다. The upper surface of the metal sheet is made of a flat surface, and the inner peripheral surface of the metal sheet preferably has a curved shape that slopes radially outward from the top to the bottom.

본 발명의 다른 한 형태에 따른 초저온 유체용 니들 밸브는, 측면에 유체가 출입하는 유입구와, 상기 유입구보다 높은 위치에 유체가 배출되는 배출구가 각각 형성되고, 상기 유입구와 배출구 사이에 'ㅜ' 형태의 연결유로가 유입구 및 배출구와 연통되게 형성되어 있는 몸체; 상기 몸체의 연결유로 내측에 상하로 이동 가능하게 설치되어, 연결유로를 개방 또는 폐쇄하여 유체의 유량을 조절하는 니들; 상기 몸체를 관통하도록 설치되어 일단이 상기 니들의 상단부와 결합되며, 외면에 상기 몸체에 나선 결합되는 나사산이 형성되어 회전 운동하면서 상기 몸체에 대해 상하로 직선 운동하도록 설치되어 상기 니들에 의한 연결유로의 개도를 조정하는 스템; 및, 외주면 또는 내주면에 원주방향을 따라 적어도 1개 이상의 변형유도홈이 형성된 원형 링 형태로 되어 상기 연결유로에 안착되며, 상기 니들이 연결유로의 하단부를 폐쇄한 상태에서 상기 니들과 밀착되면서 탄성 변형되어 배출구 쪽으로 유체가 누출되는 것을 방지하는 금속 재질의 메탈시트;를 포함할 수 있다. A needle valve for cryogenic fluid according to another form of the present invention has an inlet through which fluid enters and exits on the side, and an outlet through which fluid is discharged at a position higher than the inlet, respectively, and is formed in a 'ㅜ' shape between the inlet and outlet. A body in which the connection passage is formed to communicate with the inlet and outlet; A needle installed to be movable up and down inside the connection passage of the body to control the flow rate of the fluid by opening or closing the connection passage; It is installed to penetrate the body, one end is coupled to the upper end of the needle, and a screw thread that is spirally coupled to the body is formed on the outer surface and is installed to move linearly up and down with respect to the body while rotating. Stem for adjusting the opening degree; And, it is in the form of a circular ring with at least one deformation inducing groove formed along the circumferential direction on the outer or inner peripheral surface, and is seated in the connection passage, and is elastically deformed as the needle comes into close contact with the needle in a state in which the lower end of the connection passage is closed. It may include a metal sheet made of metal that prevents fluid from leaking toward the outlet.

상기 니들에 반경방향 외측으로 연장되는 환형의 시트밀착부가 형성되어 상기 시트밀착부가 메탈시트와 밀착되면서 메탈시트를 탄성 변형시킬 수 있다. An annular sheet contact part extending outward in the radial direction is formed on the needle, so that the sheet contact part is in close contact with the metal sheet, thereby elastically deforming the metal sheet.

상기 메탈시트의 상부면은 편평한 면으로 이루어지며, 메탈시트의 내주면은 상측에서 하측으로 갈수록 반경방향 외측으로 경사진 곡선 형태를 갖는 것이 바람직하다.The upper surface of the metal sheet is made of a flat surface, and the inner peripheral surface of the metal sheet preferably has a curved shape that slopes radially outward from the top to the bottom.

본 발명에 따르면, 초저온 유체에 의해 메탈시트가 수축 변형되더라도 메탈시트가 니들에 의해 가압 밀착되어 탄성 변형되면서 메탈시트가 연결유로의 내주면과 바닥면에 완전히 밀착되어 높은 수밀성을 유지할 수 있다. According to the present invention, even if the metal sheet is contracted and deformed by the cryogenic fluid, the metal sheet is elastically deformed by being pressed and adhered by a needle, and the metal sheet is completely adhered to the inner peripheral surface and bottom surface of the connection passage, thereby maintaining high watertightness.

따라서 니들이 유로를 폐쇄 상태에서 초저온 유체가 배출구 쪽으로 누출되는 것을 완전히 방지할 수 있는 효과가 있다. Therefore, there is an effect of completely preventing cryogenic fluid from leaking toward the outlet when the needle is closed.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 초저온 유체용 니들 밸브를 나타낸 단면도로, 도 1은 유로가 폐쇄된 상태이고, 도 2는 유로가 개방된 상태를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 초저온 유체용 니들 밸브의 주요 부분에 대한 요부 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시한 주요 부분에 대한 사시도이다. Figures 1 and 2 are cross-sectional views showing a needle valve for cryogenic fluid according to an embodiment of the present invention. Figure 1 shows a flow path in a closed state, and Figure 2 shows a flow path in an open state.
Figure 3 is a cross-sectional view of main parts of a needle valve for cryogenic fluid according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a perspective view of the main part shown in Figure 3.

본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람직한 일 예에 불과할 뿐이며, 본 출원의 출원시점에 있어서 본 명세서의 실시예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다.The embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are only preferred examples of the disclosed invention, and at the time of filing this application, there may be various modifications that can replace the embodiments and drawings in this specification.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 초저온 유체용 니들 밸브를 후술된 실시예들에 따라 구체적으로 설명하도록 한다. 도면에서 동일한 부호는 동일한 구성 요소를 나타낸다. Hereinafter, with reference to the attached drawings, a needle valve for cryogenic fluid will be described in detail according to the embodiments described below. In the drawings, like symbols represent like components.

도 1 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 초저온 유체용 니들 밸브를 나타낸 것으로, 니들 밸브는 유입구(11) 및 배출구(12)와 연결유로(13)가 형성되어 있는 몸체(10)와, 상기 몸체(10)의 연결유로(13) 내측에서 연결유로(13)의 하단부를 개방 또는 폐쇄하여 유체의 유량을 조절하는 니들(20), 니들(20)의 상단부와 결합되어 니들(20)과 함께 상하로 이동하는 스템(30), 상기 연결유로(13)의 하부에 배치되어 니들(20)이 연결유로(13)의 하단부를 폐쇄한 상태에서 니들(20)의 주변부와 밀착되면서 배출구(12) 쪽으로 유체가 누출되는 것을 방지하는 메탈시트(50)를 포함한다. 1 to 4 show a needle valve for cryogenic fluid according to an embodiment of the present invention. The needle valve includes a body 10 in which an inlet 11 and an outlet 12 and a connection passage 13 are formed. , a needle 20 that controls the flow rate of the fluid by opening or closing the lower end of the connection passage 13 inside the connection passage 13 of the body 10, and is coupled to the upper end of the needle 20 to form a needle 20 A stem 30 that moves up and down together with a discharge port ( It includes a metal sheet 50 that prevents fluid from leaking toward 12).

몸체(10)는 일측면에 유체가 출입하는 유입구(11)가 형성되고, 다른 일측면에 유체가 배출되는 배출구(12)가 유입구(11)보다 높은 위치에 형성되며, 유입구(11) 및 배출구(12) 사이에 연결유로(13)가 연통되게 형성된 구조를 갖는다. 몸체(10)의 유입구(11)를 통해서 액화수소나 수소가스, 액화질소 등의 초저온 유체가 유입된다. 유입구(11)로 유입된 초저온 유체는 연결유로(13)가 개방되면 연결유로(13)를 통해서 배출구(12) 쪽으로 유동한 다음 배출구(12)를 통해 배출된다. The body 10 has an inlet 11 through which fluid flows in and out on one side, and an outlet 12 through which fluid flows out is formed on the other side at a higher position than the inlet 11, and the inlet 11 and outlet (12) has a structure in which a connection passage (13) is formed in communication between them. Cryogenic fluid such as liquefied hydrogen, hydrogen gas, or liquefied nitrogen flows in through the inlet 11 of the body 10. When the connection passage 13 is opened, the cryogenic fluid flowing into the inlet 11 flows toward the outlet 12 through the connection passage 13 and is then discharged through the discharge port 12.

연결유로(13)는 직경이 상대적으로 작은 입구유로(13a)와, 상기 입구유로(13a)의 상단에 상대적으로 큰 직경으로 된 챔버부(13b)로 구성되어 대체로 'ㅜ' 형태의 공간을 이루게 된다. 입구유로(13a)의 일측 하부는 유입구(11)와 연통되고, 챔버부(13b)의 일측부는 배출구(12)와 연통된다. The connection passage 13 is composed of an inlet passage 13a with a relatively small diameter and a chamber portion 13b with a relatively large diameter at the top of the inlet passage 13a, forming a space generally shaped like a 'ㅜ'. do. The lower part of one side of the inlet passage 13a communicates with the inlet 11, and the lower part of the chamber part 13b communicates with the outlet 12.

연결유로(13)의 상측에는 스템(30)이 상하로 이동 가능하게 수용되는 스템설치공(14)이 상하로 관통되게 형성되어 있다. On the upper side of the connection passage 13, a stem installation hole 14 in which the stem 30 is movable up and down is formed to penetrate vertically.

연결유로(13)의 내측에는 스템(30)과 연결되어 스템(30)과 함께 상하로 이동하면서 몸체(10)의 연결유로(13)를 개방 또는 폐쇄하여 유체의 유량을 조절하는 니들(20)이 설치된다. 상기 니들(20)은 상기 스템설치공(14) 내측에 설치되는 스템(30)의 하단부에 결합되어 스템(30)과 함께 연결유로(13) 내에서 상하로 이동하면서 연결유로(13)의 개도를 변화시킨다. 니들(20)은 스템(30)과 개별체로 되어 스템(30)의 하단부에 결합될 수도 있으나, 스템(30)과 일체로 성형될 수도 있다. Inside the connection passage 13, a needle 20 is connected to the stem 30 and moves up and down with the stem 30 to open or close the connection passage 13 of the body 10 to control the flow rate of the fluid. This is installed. The needle 20 is coupled to the lower end of the stem 30 installed inside the stem installation hole 14 and moves up and down within the connection passage 13 along with the stem 30, thereby increasing the opening degree of the connection passage 13. changes. The needle 20 may be a separate body from the stem 30 and coupled to the lower end of the stem 30, or may be formed integrally with the stem 30.

니들(20)은 선단부(21)가 대략 원추형으로 된 원형봉 형태로 이루어진다. 니들(20)의 선단부(21)는 연결유로(13)의 입구유로(13a)의 상단을 통해 삽입되면서 유로를 개폐한다. 니들(20)의 선단부(21)에는 환형의 시트밀착부(22)가 반경방향 외측으로 연장되게 형성되어 상기 시트밀착부(22)가 메탈시트(50)와 밀착되면서 수밀 작용을 한다. The needle 20 is formed in the shape of a circular rod whose tip 21 is approximately conical. The tip 21 of the needle 20 is inserted through the upper end of the inlet passage 13a of the connection passage 13 to open and close the passage. At the tip 21 of the needle 20, an annular sheet contact portion 22 is formed to extend outward in the radial direction, and the sheet contact portion 22 is in close contact with the metal sheet 50 to provide a watertight effect.

상기 스템(30)은 원형봉 형태로 되어 몸체(10)에 형성된 스템설치공(14) 내측에 설치된다. 스템(30)의 상부는 몸체(10)의 상부를 관통하도록 설치되며, 스템(30)의 하단부에는 상기 니들(20)이 고정되어 스템(30)과 니들(20)이 함께 이동한다. 스템(30)의 외면에는 상기 몸체(10)의 스템설치공(14)에 형성되는 암나사산(15)에 나선 결합되는 수나사산(31)이 형성되어, 스템(30)이 회전 운동하면 스템(30)의 수나사산(31)과 몸체(10)의 암나사산(15) 간의 작용에 의해 스템(30)이 회전하면서 상하로 이동하게 된다. The stem 30 is in the form of a circular bar and is installed inside the stem installation hole 14 formed in the body 10. The upper part of the stem 30 is installed to penetrate the upper part of the body 10, and the needle 20 is fixed to the lower end of the stem 30, so that the stem 30 and the needle 20 move together. On the outer surface of the stem 30, a male thread 31 is formed that is spirally coupled to the female thread 15 formed in the stem installation hole 14 of the body 10, and when the stem 30 rotates, the stem ( The stem 30 rotates and moves up and down due to the action between the male thread 31 of the 30) and the female thread 15 of the body 10.

몸체(10)의 외부에 배치되는 스템(30)의 상단부에는 사용자의 조작에 의해 스템(30)을 쉽게 회전시킬 수 있도록 하는 핸들(40)이 마련된다. 상기 핸들(40)은 직육면체의 바아 또는 평판 형태를 가질 수 있으나, 이와 다르게 원형의 링 형태 등 다양한 형태로 이루어질 수 있다. A handle 40 is provided at the upper end of the stem 30 disposed outside the body 10 to allow the stem 30 to be easily rotated by user manipulation. The handle 40 may have a rectangular bar or plate shape, but may also have various shapes such as a circular ring shape.

따라서 사용자가 핸들(40)을 손으로 잡고 돌리면, 도 1 및 도 2에 도시한 것과 같이 스템(30)이 회전하면서 몸체(10)에 대해 상하로 이동하게 되고, 스템(30)의 하단부에 결합된 니들(20)이 연결유로(13) 내측에서 상하로 이동하면서 연결유로(13)의 개도가 변하여 유체가 유입구(11)를 통해 유입된 후 연결유로(13)와 배출구(12)를 통해서 외부로 배출된다. Therefore, when the user holds the handle 40 with his hand and turns it, the stem 30 rotates and moves up and down with respect to the body 10, as shown in FIGS. 1 and 2, and is coupled to the lower end of the stem 30. As the needle 20 moves up and down inside the connection passage 13, the opening degree of the connection passage 13 changes, so that fluid flows in through the inlet 11 and then flows outward through the connection passage 13 and the outlet 12. is discharged as

한편 상기 스템(30)의 회전 및 상하 운동에 의해 니들(20)이 하강하여 니들(20)의 선단부(21)가 연결유로(13)의 입구유로(13a)의 상단을 폐쇄할 때, 초저온 유체에 의해 니들(20)이 수축 변형되면 니들(20)과 연결유로(13) 간에 미세한 공극이 발생하여 유체가 누출될 수 있다. 이를 방지하기 위하여 연결유로(13)의 챔버부(13b) 하단부, 즉 연결유로(13)의 입구유로(13a)의 상단 주변을 따라 원형 링 형태를 갖는 메탈시트(50)가 설치되며, 니들(20) 선단부(21)의 시트밀착부(22)가 메탈시트(50)에 가압 밀착되면서 실링 작용을 하게 된다. Meanwhile, when the needle 20 is lowered by the rotation and vertical movement of the stem 30 and the tip 21 of the needle 20 closes the upper end of the inlet passage 13a of the connection passage 13, the cryogenic fluid When the needle 20 is contracted or deformed, a fine gap may occur between the needle 20 and the connection passage 13, causing fluid to leak. In order to prevent this, a metal sheet 50 having a circular ring shape is installed along the lower part of the chamber portion 13b of the connection passage 13, that is, around the top of the inlet passage 13a of the connection passage 13, and a needle ( 20) The sheet contact portion 22 of the distal end 21 is pressurized and adhered to the metal sheet 50 to perform a sealing effect.

메탈시트(50)는 SUS316과 같은 스테인레스스틸 등의 금속 재질로 되어 초저온 및 고압 환경에서 우수한 내구성을 갖지만, 초저온 유체에 의해 수축 변형이 발생할 수 있다. 이에 초저온 유체에 의해 메탈시트(50)가 수축 변형되더라도 메탈시트(50)가 니들(20)의 시트밀착부(22)에 의해 가압되어 밀착될 때 메탈시트(50)가 탄성 변형되면서 메탈시트(50)의 외주면이 연결유로(13)의 내주면에 밀착되어 높은 수밀성을 유지할 수 있도록 하기 위하여, 도 3 및 도 4에 도시한 것과 같이 메탈시트(50)의 외주면 또는 내주면에 원주방향을 따라 적어도 1개 이상의 변형유도홈(51)이 형성될 수 있다. The metal sheet 50 is made of a metal material such as stainless steel such as SUS316 and has excellent durability in a cryogenic and high-pressure environment, but shrinkage and deformation may occur due to cryogenic fluid. Accordingly, even if the metal sheet 50 is contracted and deformed by the cryogenic fluid, when the metal sheet 50 is pressed and brought into close contact with the sheet adhesion portion 22 of the needle 20, the metal sheet 50 is elastically deformed and the metal sheet ( In order to ensure that the outer circumferential surface of 50) is in close contact with the inner circumferential surface of the connection passage 13 to maintain high watertightness, as shown in FIGS. 3 and 4, there is at least one groove along the circumferential direction on the outer or inner circumferential surface of the metal sheet 50. More than one deformation inducing groove 51 may be formed.

이 실시예에서 메탈시트(50)는 상부면은 편평한 면으로 이루어지며, 내주면은 상측에서 하측으로 갈수록 반경방향 외측으로 경사진 곡선 형태를 갖고, 외주면에 1개의 변형유도홈(51)이 원주방향을 따라 형성되어 대략 'フ' 형태의 단면을 갖는다. 이러한 단면 형태를 갖는 메탈시트(50)는 상측에서 시트밀착부(22)의 압력이 가해지면 쉽게 탄성 변형되면서 외주면과 하단부가 연결유로(13)의 챔버부(13b) 내주면과 바닥면에 완전히 밀착되어 유체의 누출을 완전히 방지할 수 있는 이점을 제공한다. In this embodiment, the metal sheet 50 has a flat upper surface, an inner circumferential surface has a curved shape inclined radially outward from the upper side to a lower side, and one deformation inducing groove 51 on the outer circumferential surface is formed in the circumferential direction. It is formed along the line and has an approximately 'フ' shaped cross section. The metal sheet 50 having this cross-sectional shape is easily elastically deformed when the pressure of the sheet contact portion 22 is applied from the upper side, and the outer peripheral surface and the lower end are completely adhered to the inner peripheral surface and bottom surface of the chamber portion 13b of the connection passage 13. This provides the advantage of completely preventing fluid leakage.

이러한 구성을 갖는 초저온 유체용 니들 밸브는 다음과 같이 작동한다.A needle valve for cryogenic fluid having this configuration operates as follows.

먼저 도 1에 도시한 것과 같이 작업자가 스템(30)이 하강하도록 회전시켜 니들(20)의 선단부(21)가 연결유로(13)의 입구유로(13a) 상단을 폐쇄하면 유입구(11)를 통해 초저온 유체가 유입되더라도 유체가 연결유로(13)의 챔버부(13b) 쪽으로는 흐르지 못하여 유체의 흐름이 차단된다. First, as shown in FIG. 1, when the worker rotates the stem 30 to descend and the tip 21 of the needle 20 closes the top of the inlet passage 13a of the connection passage 13, it flows through the inlet 11. Even if cryogenic fluid flows in, the fluid cannot flow toward the chamber portion 13b of the connection passage 13, thereby blocking the flow of fluid.

이 때 니들(20)의 시트밀착부(22)가 메탈시트(50)의 상부면에 가압 밀착되면서 메탈시트(50)가 탄성 변형되고, 메탈시트(50)가 연결유로(13)의 챔버부(13b) 내주면과 바닥면에 밀착되어 유체의 누출이 완전히 방지된다. At this time, the sheet adhesion portion 22 of the needle 20 is pressed and adhered to the upper surface of the metal sheet 50, causing the metal sheet 50 to be elastically deformed, and the metal sheet 50 to be in contact with the chamber portion of the connection passage 13. (13b) It adheres closely to the inner peripheral surface and the bottom surface, completely preventing fluid leakage.

유로를 개방하기 위하여 작업자가 핸들(40)을 잡고 이전과는 반대 방향으로 돌려서 스템(30)이 상승하도록 회전시키면, 스템(30) 및 니들(20)이 상승하여 니들(20)의 선단부(21)가 연결유로(13)의 입구유로(13a) 상단에서 이격되어 유체가 유동할 수 있는 공간이 형성되고, 유입구(11)를 통해 유입된 초저온 유체가 연결유로(13)를 통해 배출구(12)로 유동하여 외부로 배출된다. In order to open the flow passage, when the operator holds the handle 40 and rotates it in the opposite direction to the previous direction so that the stem 30 rises, the stem 30 and the needle 20 rise and the tip 21 of the needle 20 rises. ) is spaced apart from the top of the inlet passage (13a) of the connection passage (13) to form a space in which fluid can flow, and the cryogenic fluid flowing in through the inlet (11) flows into the outlet (12) through the connection passage (13). flows through and is discharged to the outside.

이 때, 작업자는 스템(30) 및 니들(20)의 상승 높이를 조정함으로써 연결유로(13)의 입구유로(13a) 상단의 개도를 조정할 수 있고, 이를 통해 유량을 적절하게 조정할 수 있다. At this time, the operator can adjust the opening degree of the upper end of the inlet passage 13a of the connection passage 13 by adjusting the rising height of the stem 30 and the needle 20, and through this, the flow rate can be appropriately adjusted.

전술한 것과 같이 본 발명의 초저온 유체용 니들 밸브는 초저온 환경에서도 메탈시트(50)가 탄성 거동하여 유로를 완전히 수밀하게 폐쇄할 수 있으며, 유로 폐쇄 상태에서 초저온 유체의 누출을 완전히 방지할 수 있다. As described above, the needle valve for cryogenic fluid of the present invention can completely close the flow path watertight due to the elastic behavior of the metal sheet 50 even in a cryogenic environment, and can completely prevent leakage of cryogenic fluid in the flow path closed state.

이상에서 본 발명은 실시예를 참조하여 상세히 설명되었으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기에서 설명된 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 부가 및 변형이 가능할 것임은 당연하며, 이와 같은 변형된 실시 형태들 역시 아래에 첨부한 특허청구범위에 의하여 정하여지는 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.In the above, the present invention has been described in detail with reference to examples, but those skilled in the art will be able to make various substitutions, additions, and modifications without departing from the technical spirit described above. It is natural, and such modified embodiments should also be understood as falling within the scope of protection of the present invention as defined by the patent claims attached below.

10 : 몸체 11 : 유입구
12 : 배출구 13 : 연결유로
13a : 입구유로 13b : 챔버부
14 : 스템설치공 15 : 암나사산
20 : 니들 21 : 선단부
22 : 시트밀착부 30 : 스템
31 : 수나사산 40 : 핸들
50 : 메탈시트 51 : 변형유도홈10: body 11: inlet
12: outlet 13: connection passage
13a: Inlet passage 13b: Chamber part
14: Stem installer 15: Female thread
20: Needle 21: Tip
22: Sheet adhesion portion 30: Stem
31: Male thread 40: Handle
50: Metal sheet 51: Deformation induction groove

Claims (7)

초저온 유체의 유동을 제어하는 초저온 유체용 니들 밸브에 있어서,
초저온의 유체가 출입하는 유입구 및 배출구와 상기 유입구 및 배출구 사이에 연통되게 형성된 연결유로를 구비한 몸체;
상기 몸체의 연결유로를 개방 또는 폐쇄하여 유체의 유량을 조절하는 니들;
몸체를 관통하도록 설치되어 일단이 상기 니들과 결합되며, 외면에 상기 몸체에 나선 결합되는 나사산이 형성되어 회전 운동하면서 상기 몸체에 대해 직선 운동하도록 설치되어 상기 니들에 의한 연결유로의 개도를 조정하는 스템; 및,
원형 링 형태로 되어 상기 연결유로의 내측에 배치되며, 상기 니들이 연결유로를 폐쇄한 상태에서 상기 니들과 밀착되면서 배출구 쪽으로 유체가 누출되는 것을 방지하는 금속 재질의 메탈시트;
를 포함하고,
상기 메탈시트의 상부면은 편평한 면으로 이루어지며, 메탈시트의 내주면은 상측에서 하측으로 갈수록 반경방향 외측으로 경사진 곡선 형태를 가지며, 상기 메탈시트는 외주면에 원주방향을 따라 'フ' 형태의 단면을 갖는 적어도 1개 이상의 변형유도홈이 형성되어 상기 니들이 메탈시트와 밀착될 때 상기 변형유도홈에 의해 메탈시트가 탄성 변형되면서 메탈시트의 외주면이 연결유로의 내주면에 탄력적으로 밀착되며,
상기 니들에 반경방향 외측으로 연장되는 환형의 시트밀착부가 형성되어 상기 시트밀착부가 메탈시트와 밀착되면서 메탈시트를 탄성 변형시키는 것을 특징으로 하는 초저온 유체용 니들 밸브.In the needle valve for cryogenic fluid that controls the flow of cryogenic fluid,
A body having an inlet and outlet through which cryogenic fluid enters and exits, and a connection passage formed to communicate between the inlet and outlet;
A needle that controls the flow rate of fluid by opening or closing the connection passage of the body;
A stem that is installed to penetrate the body, one end of which is coupled to the needle, and a thread that is spirally coupled to the body is formed on the outer surface, and is installed to move linearly with respect to the body while rotating, to adjust the opening degree of the connection passage by the needle. ; and,
A metal sheet made of a metal material that is in the form of a circular ring and is disposed inside the connection passage, and is in close contact with the needle in a state in which the needle closes the connection passage and prevents fluid from leaking toward the discharge port.
Including,
The upper surface of the metal sheet is made of a flat surface, and the inner circumferential surface of the metal sheet has a curved shape that slopes radially outward from the top to the bottom, and the metal sheet has a 'フ' shaped cross section along the circumferential direction on the outer circumferential surface. At least one deformation inducing groove having a is formed, so that when the needle is in close contact with the metal sheet, the metal sheet is elastically deformed by the deformation inducing groove, and the outer peripheral surface of the metal sheet is elastically adhered to the inner peripheral surface of the connection passage,
A needle valve for cryogenic fluid, characterized in that an annular seat contact part extending radially outward is formed on the needle, and the seat contact part comes into close contact with the metal sheet to elastically deform the metal sheet. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
KR1020220023874A 2022-02-23 2022-02-23 Cryogenic Needle Valve KR102586841B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220023874A KR102586841B1 (en) 2022-02-23 2022-02-23 Cryogenic Needle Valve

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220023874A KR102586841B1 (en) 2022-02-23 2022-02-23 Cryogenic Needle Valve

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20230126552A KR20230126552A (en) 2023-08-30
KR102586841B1 true KR102586841B1 (en) 2023-10-11

Family

ID=87846478

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220023874A KR102586841B1 (en) 2022-02-23 2022-02-23 Cryogenic Needle Valve

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102586841B1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200257065Y1 (en) 2001-09-18 2001-12-28 손정규 ball valve sheetring
KR200460451Y1 (en) * 2010-01-20 2012-05-25 우명배 Valve for fire hydrant
JP2012149761A (en) * 2010-12-28 2012-08-09 Kitz Corp Needle valve and o-ring
KR101208248B1 (en) 2012-06-04 2012-12-04 손성민 Ball valve metal steatring
KR101595260B1 (en) 2014-08-22 2016-02-18 대우조선해양 주식회사 Seat Retainer for Ball Valve
KR101628052B1 (en) 2015-10-22 2016-06-09 코리아에프티 주식회사 Module type solenoid valve unit

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS64771U (en) * 1987-06-22 1989-01-05
JPH08247306A (en) * 1995-03-15 1996-09-27 Iwamura Kk Valve seat
JP2000250635A (en) * 1999-02-26 2000-09-14 Smc Corp Regulator
KR100363022B1 (en) * 2001-09-04 2002-12-05 손천수 A Valve seat of ball valve
KR100929802B1 (en) 2007-12-20 2009-12-07 주식회사 에이스브이 High Pressure Cryogenic Valves
KR200446951Y1 (en) 2009-04-22 2009-12-11 주식회사 유펙스 Needle valve with handle rotation speed and flow rate
KR20130120174A (en) 2012-04-25 2013-11-04 주식회사 케이에스테크 An ultracold and ultrapressure control valve
KR101520429B1 (en) 2014-11-11 2015-05-14 케이피엘 밸브공업 주식회사 Needle valve assembly

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200257065Y1 (en) 2001-09-18 2001-12-28 손정규 ball valve sheetring
KR200460451Y1 (en) * 2010-01-20 2012-05-25 우명배 Valve for fire hydrant
JP2012149761A (en) * 2010-12-28 2012-08-09 Kitz Corp Needle valve and o-ring
KR101208248B1 (en) 2012-06-04 2012-12-04 손성민 Ball valve metal steatring
KR101595260B1 (en) 2014-08-22 2016-02-18 대우조선해양 주식회사 Seat Retainer for Ball Valve
KR101628052B1 (en) 2015-10-22 2016-06-09 코리아에프티 주식회사 Module type solenoid valve unit

Also Published As

Publication number Publication date
KR20230126552A (en) 2023-08-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3215769B1 (en) Self-aligning valve seal
AU2005305323B2 (en) Ventil
KR101815744B1 (en) Two-stage seal for a valve
EP0434598A1 (en) Diaphragm control valve
US3561727A (en) High stress valve seal and valves
US3988001A (en) Variable flow control valve for use with dental syringes and the like
KR102586841B1 (en) Cryogenic Needle Valve
US4659061A (en) Seal ring shutoff stem tip
KR101856545B1 (en) a globe valve with double sealing
JPH0214586B2 (en)
KR102630402B1 (en) Check valve type needle valve
KR102643784B1 (en) Check valve type valve stem for needle valve, and needle valve equipped with the same
US20210046498A1 (en) Sprinkler elbow connector with integral pressure regulator
KR200348821Y1 (en) Needle valve
KR102513526B1 (en) A globe valve having sealing structure
KR102338790B1 (en) Valve with Metal Seal for Improving Airtightness Efficiency
US4822002A (en) Movable sleeve type valve
KR200216890Y1 (en) Pressure regulating valve
US3410296A (en) Vacuum relief and vent valve
US1218252A (en) Gas-valve.
KR20100107125A (en) High pressure gas cylinder valve
AU2011204925B2 (en) Ventil
GB190607721A (en) Improvements in Cocks or Faucets
KR200236398Y1 (en) Valves equipped with shut tight ring
JPS5817900B2 (en) valve structure

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant