KR102591729B1

KR102591729B1 - 스템 밀봉 케이싱을 구비한 라이징 스템 볼 밸브

Info

Publication number: KR102591729B1
Application number: KR1020210177817A
Authority: KR
Inventors: 강용준
Original assignee: 주식회사 쓰리젯
Priority date: 2021-12-13
Filing date: 2021-12-13
Publication date: 2023-10-23
Also published as: KR20230089299A

Abstract

개시된 스템 밀봉 케이싱을 구비한 라이징 스템 볼 밸브는, 유체가 유입 및 유출되는 제1 포트 및 제2 포트와, 포트 및 제2 포트 사이에 마련된 볼 수용부를 구비한 밸브 본체; 제1 포트와 제2 포트를 잇는 유로를 개폐하도록 볼 수용부에 회전 가능하게 탑재되는 볼; 하단부가 볼에 연결되고 밸브 본체를 관통하여 상향 연장되며, 외주면에 캠 그루브가 형성된 스템; 스템을 승강 구동하는 승강 액추에이터; 캠 그루브의 길이 방향을 따라 상대 운동 가능하게 캠 그루브에 끼워지는 것으로, 스템이 회전과 동시에 승강할지 또는 회전없이 승강할지를 결정하는 캠 핀; 및, 스템을 감싸며 밸브 본체의 상단부에 고정 결합되는 것으로, 캠 그루브가 윤활제에 잠기도록 내부 공간에 윤활제가 채워진 스템 밀봉 케이싱;을 구비한다.

Description

스템 밀봉 케이싱을 구비한 라이징 스템 볼 밸브{RISING STEM BALL VALVE WITH CASING FOR SEALING STEM}

본 발명은 유로를 폐쇄할 때에는 볼이 밸브 본체의 내측면에 밀착되도록 기울어지고, 볼이 밸브 본체 내부에서 회전할 때에는 마찰이 저감되도록 볼이 본체의 내측면에서 이격되는 라이징 스템 볼 밸브에 관한 것이다.

볼 밸브(ball valve)는 밸브 본체의 제1 포트와 제2 포트 사이에 회전 가능한 볼(ball)이 설치되고 상기 볼의 회전 동작에 의해 유로를 개폐하는 밸브이다. 상기 밸브 본체의 내측면과 볼 사이에서 유체가 누출되지 않도록 상기 볼이 밸브 본체의 내측면에 밀착된 상태로 회전하게 되면 마찰 저항이 커서 볼을 회전시키기 위해 과도한 동력이 필요할 뿐만 아니라, 볼과 밸브 본체의 마모가 심해지고, 이로 인해 볼 밸브의 내구성이 저하된다.

이와 같은 문제를 해결하기 위하여 볼이 밸브 본체 내부에서 회전할 때에는 마찰이 저감되도록 볼이 본체의 내측면에서 이격되는 라이징 스템 볼 밸브(RSBV: Rising Stem Ball Valve)가 공지되어 있다. 상기 라이징 스템 볼 밸브는 하단부가 볼에 연결되고 상향 연장되며 외주면에 장홈(groove)이 형성된 스템(stem)과, 상기 장홈의 길이 방향을 따라 이동 가능하게 상기 장홈에 끼워지는 간섭 핀(pin)을 구비한다. 상기 장홈이 간섭 핀에 구속되어서 상기 스템이 회전하지 않고 승강하거나, 회전과 동시에 승강하기도 한다.

그런데, 상기 간섭 핀과 장홈 사이에 마찰이 커서 유로 개폐를 위한 볼의 회전을 위해 큰 구동력을 필요로 하며, 볼이 회전하지 않는 동작 불량이나, 간섭 핀 및 스템의 파손이 빈번하게 발생한다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-1318769호(2013.10.10. 등록, 발명의 명칭: 분리형 밸브 시트 및 이를 이용한 라이징 스템 볼 밸브)에 개시되어 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창출된 것으로, 스템의 승강 및 회전 동작이 매끄럽고 안정적으로 이루어지도록 개선된, 스템 밀봉 케이싱을 구비한 라이징 스템 볼 밸브를 제공한다.

본 발명은, 유체가 유입 및 유출되는 제1 포트(port) 및 제2 포트와, 상기 제1 포트 및 제2 포트 사이에 마련된 볼 수용부를 구비한 밸브 본체(body); 상기 제1 포트와 제2 포트를 잇는 유로를 개폐하도록 상기 볼 수용부에 회전 가능하게 탑재되는 볼(ball); 하단부가 상기 볼에 연결되고 상기 밸브 본체를 관통하여 상향 연장되며, 외주면에 캠 그루브(cam groove)가 형성된 스템(stem); 상기 스템을 승강 구동하는 승강 액추에이터(actuator); 상기 캠 그루브의 길이 방향을 따라 상대 운동 가능하게 상기 캠 그루브에 끼워지는 것으로, 상기 스템이 회전과 동시에 승강할지 또는 회전없이 승강할지를 결정하는 캠 핀(cam pin); 및, 상기 스템을 감싸며 상기 밸브 본체의 상단부에 고정 결합되는 것으로, 상기 캠 그루브가 윤활제에 잠기도록 내부 공간에 윤활제가 채워진 스템 밀봉 케이싱(casing);을 구비한, 스템 밀봉 케이싱을 구비한 라이징 스템 볼 밸브를 제공한다.

상기 스템은 상기 스템 밀봉 케이싱을 관통하여 연장되고, 본 발명에 따른 스템 밀봉 케이싱을 구비한 라이징 스템 볼 밸브는, 상기 윤활제가 상기 스템의 외주면을 따라 누출되지 않도록 상기 스템의 외주면과 스템 밀봉 케이싱 사이에 개재되는 밀봉재;를 더 구비할 수 있다.

상기 스템 밀봉 케이싱에는 상기 캠 핀이 끼워지는 캠 핀 체결공이 형성되고, 상기 캠 핀의 외주면에는 수나사 패턴(male thread pattern)이 형성되고, 상기 캠 핀 체결공의 내주면에는 상기 캠 핀의 수나사 패턴과 치합되는 암나사 패턴(female thread pattern)이 형성되어, 상기 캠 핀이 상기 캠 핀 체결공에 체결될 수 있다.

상기 스템은, 상기 볼에 연결되는 하단부를 구비한 하부 로드(rod), 상기 캠 그루브가 외주면에 형성된 상부 로드, 및 상기 하부 로드와 상부 로드를 분리 가능하게 결합하는 결합 핀(pin)을 구비할 수 있다.

상기 스템 밀봉 케이싱에는 상기 결합 핀이 상기 스템 밀봉 케이싱의 내부로 삽입 가능하게 개방된 결합 핀 삽입공이 형성되고, 본 발명에 따른 스템 밀봉 케이싱을 구비한 라이징 스템 볼 밸브는, 상기 결합 핀 삽입공이 폐쇄되도록 상기 결합 핀 삽입공에 끼워지는 폐쇄 플러그;를 더 구비할 수 있다.

상기 스템의 상단부의 외주면에는 수나사 패턴이 형성되고, 상기 승강 액추에이터는, 상기 스템의 수나사 패턴에 치합되는 암나사 패턴이 형성된 구동 너트(nut), 및 상기 구동 너트를 노출되지 않게 덮고 상기 스템 밀봉 케이싱의 상단부에 고정 결합되는 액추에이터 커버(cover)를 구비할 수 있다.

본 발명에 의하면, 스템의 캠 그루브가 윤활제에 잠기도록 스템 밀봉 케이싱의 내부에 윤활제가 채워진다. 따라서, 캠 핀과 캠 그루브의 내측면 사이에 마찰이 작아져서 스템의 승강 및 회전 동작이 매끄럽고 안정적으로 이루어지며, 작은 구동력으로 볼을 회전시켜 유로를 개폐할 수 있다. 또한, 볼이 회전하지 않는 동작 불량이나, 캠 핀 및 스템의 파손이 발생하지 않으므로 라이징 스템 볼 밸브의 내구성이 향상된다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 라이징 스템 볼 밸브의 사시도 및 단면도이다.
도 3은 도 2의 III 부분을 확대 도시한 단면도이다.
도 4는 도 3의 스템 밀봉 케이싱 및 스템을 발췌 도시한 분해 사시도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른, 스템 밀봉 케이싱을 구비한 라이징 스템 볼 밸브를 상세하게 설명한다. 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자 또는 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 라이징 스템 볼 밸브의 사시도 및 단면도이고, 도 3은 도 2의 III 부분을 확대 도시한 단면도이며, 도 4는 도 3의 스템 밀봉 케이싱 및 스템을 발췌 도시한 분해 사시도이다. 도 1 내지 도 4를 함께 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 라이징 스템 볼 밸브(10)는 밸브 본체(11), 볼(24), 스템(40), 승강 액추에이터(60), 캠 핀(cam pin)(67), 결합 핀(70), 스템 밀봉 케이싱(casing)(80)을 구비한다.

밸브 본체(11)는 유체가 유입되도록 유체의 흐름 방향을 따라 상류측 파이프(pipe)에 연결되는 제1 포트(port)(13), 유체가 유출되도록 유체의 흐름 방향을 따라 하류측 파이프에 연결되는 제2 포트(15), 제1 포트(13) 및 제2 포트(15) 사이에 마련된 볼 수용부(17)를 구비한 본체 베이스(base)(12)와, 볼 수용부(17)의 상측에 형성된 본체 베이스(12)의 상측 개구(20)를 폐쇄하며 본체 베이스(12)에 결합되는 본체 커버(cover)(35)를 구비한다. 볼 수용부(17)는 본체 베이스(12)의 내측면에서 아래로 파인 요홈(groove)를 포함한다.

볼(24)은 제1 포트(13)와 제2 포트(15)를 잇는 유로를 개폐하도록 볼 수용부(17)에 회전 가능하게 탑재되는 부재이다. 볼(24)에는 유체가 관통하여 흐르도록 중앙부를 수평 방향으로 개방된 수평 관통공(25)이 형성된다. 볼(24)의 상단부에는 스템(40)이 끼워지도록 상하 방향으로 개방된 스템 설치 통공(26)이 형성된다. 스템 설치 통공(26)은 수평 관통공(25)과 이어진다. 볼(24)은 볼 수용부(17)에 끼워지도록 아래로 돌출된 하향 돌기(28)를 구비한다. 볼(24)은 하향 돌기(28)를 가로지르는 가상의 수직선인 축선(VL)을 중심으로 회전 가능하고, 하향 돌기(28)를 가로지르고 축선(VL)에 직교하는 가상의 수평선(미도시)을 중심으로 틸팅(tilting) 가능하다.

스템(40)은 하단부(42, 43)가 볼(24)에 연결되고, 밸브 본체(11)를 관통하여 상향 연장된다. 스템(40)은 외주면에 한 쌍의 캠 그루브(cam groove)(53)가 형성된다. 승강 액추에이터(60)는 스템(40)이 축선(VL)을 따라 승강 및 회전하도록 동력을 제공한다. 한 쌍의 캠 핀(67)은 한 쌍의 캠 그루브(53)와 연계되어서 스템(40)이 회전과 동시에 승강할지 또는 회전없이 승강할지를 결정하는 부재이다. 각각의 캠 핀(67)의 말단은 캠 그루브(53)의 길이 방향을 따라 상대 운동 가능하게 대응되는 캠 그루브(53)에 끼워진다.

스템(40)의 하단부(42, 43)는 단면이 사각형이고 축선(VL)을 따라 수직 방향으로 연장되는 수직 연장 하단부(42), 및 수직 연장 하단부(42)의 상측에 배치되며, 단면이 사각형이고 축선(VL)에 대해 기울어지게 연장된 경사 연장 하단부(43)를 포함한다. 볼(24)의 스템 관통 통공(26)의 내측면과 스템(40) 하단부(42, 43) 사이에는 스템(40)의 하단부(42, 43)를 볼(24)에 대해 승강 가능하게 지지하는 한 쌍의 코어 핀(core pin)(33)이 개재된다. 한 쌍의 코어 핀(33)은 스템 설치 통공(26)을 한정하는 볼(24)의 상단부 내주면에 용접 등의 방법으로 고정 지지되거나, 상기 볼(24)의 상단부 내주면에 대해 제자리에서 회전 가능하게 지지될 수 있다. 한 쌍의 코어 핀(33)은 스템(40)을 볼(24)에 대해 회전 가능하게 지지하지는 못하기 때문에 스템(40)이 축선(VL)을 중심으로 회전하면 볼(24)도 이에 동조하여 회전한다.

스템(40)이 축선(VL)을 중심으로 회전하여 수평 관통공(25)의 연장선과 제1 포트(13) 및 제2 포트(15)을 잇는 연장선이 평행하게 되면 제1 포트(13)에서 제2 포트(15)를 향하는 유체 흐름이 개방되는 밸브 개방 상태가 된다. 이 때에는 수직 연장 하단부(42)가 한 쌍의 코어 핀(33)에 접촉 지지된다.

밸브 개방 상태에서 스템(40)이 하강하기 시작하면 축선(VL)을 중심으로 90°만큼 회전할 때까지는 스템(40)은 하강과 동시에 회전한다. 이 때까지는 수직 연장 하단부(42)가 한 쌍의 코어 핀(33)에 접촉 지지되나, 스템(40)이 더 하강하면 경사 연장 하단부(43)가 한 쌍의 코어 핀(33)에 접촉 지지된다. 경사 연장 하단부(43)가 한 쌍의 코어 핀(33)에 지지되는 구간에서는 스템(40)은 회전하지 않고 승강만 한다.

이에 따라 볼(24)이 도 2에 화살표로 나타낸 바와 같이 하향 돌기(28)를 가로지르는 가상의 수평선(미도시)을 중심으로 틸팅하여, 밸브 본체(11)의 제1 포트(13) 측 내측면에 볼(24)의 외주면(30)이 밀착된다. 이때에 제1 포트(13)에서 제2 포트(15)를 향하는 유체 흐름이 폐쇄되는 밸브 폐쇄 상태가 된다. 밸브 폐쇄 상태가 신뢰성있게 유지되도록 밸브 본체(11)의 제1 포트(13) 측 내측면에는 환형의 밀봉 시트(22)가 설치될 수 있다. 스템(40)이 상승하면 볼(24)이 상술한 움직임과 반대되게 틸팅 및 회전하여 밸브 폐쇄 상태에서 밸브 개방 상태로 전환된다.

한 쌍의 캠 그루브(53)는 각각 축선(VL)과 평행하게 연장되게 파인 수직 연장부(54)와, 수직 연장부(54)의 하단에 이어지며 경사지고 하향 연장되게 파인 경사 연장부(55)를 포함한다. 캠 핀(67)의 말단이 경사 연장부(55)의 길이 방향을 따라 상대 운동하는 동안에는 스템(40)은 축선(VL)을 중심으로 회전함과 동시에 승강하며 볼(24)은 회전한다. 반면 캠 핀(67)의 말단이 수직 연장부(54)의 길이 방향을 따라 상대 운동하는 동안에는 스템(40)은 축선(VL) 방향으로 승강만 하고 회전하지는 않으며 볼(24)은 틸팅한다.

스템(40)은 볼(24)에 연결되는 하단부(42, 43)를 구비한 하부 로드(rod)(41), 한 쌍의 캠 그루브(53)가 외주면에 형성된 상부 로드(50), 및 하부 로드(41)와 상부 로드(50)를 분리 가능하게 결합하는 결합 핀(pin)(58)을 구비한다.

하부 로드(41)의 상단부에는 결합 핀(58)이 가로질러 끼워지는 결합 핀 통공(45)이 형성되고, 상부 로드(50)의 하단부에도 결합 핀(58)이 가로질러 끼워지는 결합 핀 통공(57)이 형성된다. 작업자가 하부 로드(41)의 상단부를 상부 로드(50)의 하단부에 위로 파이게 형성된 안착 홈에 끼우고, 하부 로드(41)와 상부 로드(50)의 결합 핀 통공(45, 57)을 가로지르도록 결합 핀(58)을 끼우며, 결합 핀(58)의 말단에 스냅 링(snap ring)(59)을 결합함으로써 하부 로드(41)와 상부 로드(50)가 분리 가능하게 결합된다.

하단부(42, 43)를 제외한 하부 로드(41)의 단면과 상부 로드(50)의 단면은 원형이다. 스템(40)의 상단부, 구체적으로는 상부 로드(50)의 상단부(51)의 외주면에는 수나사 패턴(male thread pattern)이 형성된다.

승강 액추에이터(60)는, 스템(40)의 상단부(51)의 수나사 패턴에 치합되는 암나사 패턴이 형성된 구동 너트(nut)(63)와, 구동 너트(63)를 노출되지 않게 덮는 액추에이터 커버(cover)(61)와, 구동 너트(63)의 회전과 연동하여 회전하는 구동 휠(wheel)(62)을 구비한다. 캠 핀(67)의 말단이 경사 연장부(55)에 위치할 때 구동 너트(63)가 회전하면, 스템(40)은 축선(VL)을 중심으로 회전함과 동시에 축선(VL)을 따라 승강한다. 그리고, 캠 핀(67)의 말단이 수직 연장부(54)에 위치할 때 구동 너트(63)가 회전하면, 스템(40)은 회전하지는 않고 축선(VL)을 따라 승강만 한다. 작업자가 구동 휠(62)을 잡고 인력(人力)으로 회전시켜서 구동 너트(63)를 회전시킬 수도 있고, 공압 장치, 유압 장치, 또는 전동 모터의 동력을 이용하여 구동 너트(63)를 회전시킬 수도 있다.

라이징 스템 볼 밸브(10)는 밸브 본체(11) 내부의 유체가 스템(40)의 외주면을 따라 외부로 누출되지 않도록, 스템(40)의 외주면과 본체 커버(35)의 스템 관통공의 내주면 사이에 개재되는 누출 방지 패킹(packing)(77)을 더 구비한다. 누츨 방지 패킹(77)은 스템(40)에 꿰어지는 복수의 환형 씰(seal)을 포함할 수 있다. 라이징 스템 볼 밸브(10)는 누출 방지 패킹(77)이 밸브 본체(11) 내부의 압력에 의해 상승하여 본체 커버(35)에서 분리되지 않도록, 본체 커버(35)의 상단에 체결되어 누출 방지 패킹(77)을 아래로 가압하는 패킹 가압 블록(block)(75)을 더 구비한다.

스템 밀봉 케이싱(80)은 스템(40)을 감싸며 밸브 본체(11)의 상단부에 고정 결합된다. 구체적으로, 스템 밀봉 케이싱(80)은 본체 커버(35)의 상단부에 고정 결합되는 하단부(81)와, 액추에이터 커버(61)에 결합 체결되어 승강 액추에이터(60)를 고정 지지하는 상단부(84)와, 상단부(84)와 하단부(81) 사이에 위치하여 상단부(84)와 하단부(81)를 연결하는 경통부(85)를 구비한다.

하단부(81)는 패킹 가압 블록(75)을 회피하도록 이격된 한 쌍의 블록부(82)를 구비한다. 스템(40)은 스템 밀봉 케이싱(80)을 관통하여 연장되고, 상단부(84)와 경통부(85)에는 스템(40)이 관통하도록 축선(VL)을 따라 연장된 중공(83)이 형성된다. 스템 밀봉 케이싱(80)의 내부 공간(86), 구체적으로 경통부(85)와 상단부(84)의 내부 공간(86)에는 한 쌍의 캠 그루브(53)가 윤활제(미도시)에 잠기도록 윤활제가 채워진다. 상기 윤활제는 예컨대, 구리스(grease), 윤활유(lubricant oil)일 수 있다.

라이징 스템 볼 밸브(10)는 윤활제가 스템(40)의 중력에 의해 하강하여 외주면을 따라 누출되지 않도록 스템(40)의 외주면과 스템 밀봉 케이싱(80) 사이에 개재되는 밀봉재(95)를 더 구비한다. 구체적으로, 밀봉재(95)는 예컨대, 고무 소재로 형성된 오링(O-ring)일 수 있다. 밀봉재(95)가 경통부(85)의 하단(92)의 내주면과 스템(40)의 외주면 사이에 개재되도록, 밀봉재(95)는 경통부(85)의 하단(92)의 내주면에 환형으로 파이게 형성된 밀봉재 설치 홈(groove)(93)에 안착 설치될 수 있다.

스템 밀봉 케이싱(80)에는 한 쌍의 캠 핀(67)이 끼워져 고정되는 한 쌍의 캠 핀 체결공(88)이 형성된다. 구체적으로 한 쌍의 캠 핀 체결공(88)은 경통부(85)의 측벽에 형성된다. 각각의 캠 핀(67)은 캠 핀 체결공(88)을 관통하며 그 말단이 캠 그루브(53)에 끼워지는 캠 핀 보디(body)(69)와, 캠 핀 체결공(88)을 관통하지 못하도록 캠 핀 보디(69)의 직경보다 큰 직경을 갖는 캠 핀 헤드(68)를 구비한다. 캠 핀 보디(69)의 외주면에는 수나사 패턴이 형성되고, 캠 핀 체결공(88)의 내주면에는 캠 핀 보디(69) 외주면의 수나사 패턴과 치합되는 암나사 패턴이 형성되어서, 캠 핀(67)이 캠 핀 체결공(88)에 체결된다. 캠 핀(67)은 예컨대, 금속 소재로 형성될 수 있다.

캠 핀(67)은 캠 핀 헤드(68)가 캠 핀 체결공(88)의 주변에 밀착되게 캠 핀 체결공(88)에 체결된다. 이에 더하여, 상술한 바와 같이 캠 핀 보디(69)의 외주면과 캠 핀 체결공(88)의 내주면이 치합되어 있고, 상기 윤활제의 점성이 크므로, 캠 핀 체결공(88)을 통한 윤활제의 누출이 방지된다.

스템 밀봉 케이싱(80)에는 결합 핀(58)이 스템 밀봉 케이싱(80)의 내부로 삽입 가능하게 개방된 결합 핀 삽입공(90)이 형성된다. 구체적으로, 결합 핀 삽입공(90)은 경통부(85)의 측벽에 축선(VL)을 중심으로 등지도록 한 쌍이 형성되고, 한 쌍의 결합 핀 삽입공(90)은 한 쌍의 캠 핀 체결공(88)의 아래에 마련된다. 작업자는 하부 로드(41)와 상부 로드(50)를 연결하기 위하여 한 쌍의 결합 핀 삽입공(90)을 통해 결합 핀(58)을 스템 밀봉 케이싱(80)의 내부 공간(86)으로 밀어 넣거나, 반대로 하부 로드(41)와 상부 로드(50)를 분리하기 위하여 한 쌍의 결합 핀 삽입공(90) 중 하나를 통해 결합 핀(58)의 말단에서 스냅 링(59)을 분리하여 스템 밀봉 케이싱(80)의 밖으로 빼내고, 한 쌍의 결합 핀 삽입공(90) 중 다른 하나를 통해 결합 핀(58)을 스템 밀봉 케이싱(80)의 밖으로 빼낼 수 있다.

라이징 스템 볼 밸브(10)는 한 쌍의 결합 핀 삽입공(90)이 폐쇄되도록 한 쌍의 결합 핀 삽입공(90)에 하나씩 끼워지는 한 쌍의 폐쇄 플러그(plug)(70)를 더 구비한다. 각각의 폐쇄 플러그(70)는 결합 핀 삽입공(90)을 관통하여 끼워지는 플러그 보디(72)와, 결합 핀 삽입공(90)을 관통하지 못하도록 플러그 보디(72)의 직경보다 큰 직경을 갖는 플러그 헤드(71)를 구비한다. 플러그 보디(72)의 외주면에는 수나사 패턴이 형성되고, 결합 핀 삽입공(90)의 내주면에는 플러그 보디(72) 외주면의 수나사 패턴과 치합되는 암나사 패턴이 형성되어서, 폐쇄 플러그(70)가 결합 핀 삽입공(90)에 체결된다. 폐쇄 플러그(70)는 예컨대, 플라스틱 소재로 형성될 수 있다.

폐쇄 플러그(70)는 플러그 헤드(71)가 결합 핀 삽입공(90)의 주변에 밀착되게 결합 핀 삽입공(90)에 체결된다. 이에 더하여, 상술한 바와 같이 플러그 보디(72)의 외주면과 결합 핀 삽입공(90)의 내주면이 치합되어 있고, 상기 윤활제의 점성이 크므로, 결합 핀 삽입공(90)을 통한 윤활제의 누출이 방지된다.

이상에서 설명한 라이징 스템 볼 밸브(10)는 스템(40)의 캠 그루브가 윤활제에 잠기도록 스템 밀봉 케이싱(80)의 내부 공간(86)에 윤활제가 채워진다. 따라서, 캠 핀(67)과 캠 그루브(53)의 내측면 사이에 마찰이 작아져서 스템(40)의 승강 및 회전 동작이 매끄럽고 안정적으로 이루어지며, 작은 구동력으로 볼(24)을 회전시켜 유로를 개폐할 수 있다. 또한, 볼(24)이 회전하지 않는 동작 불량이나, 캠 핀(67) 및 스템(40)의 파손이 발생하지 않아서 라이징 스템 볼 밸브(10)의 내구성이 향상된다.

본 발명은 도면에 도시되는 일 실시예를 참고로 하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

10: 라이징 스템 볼 밸브 11: 밸브 본체
12: 본체 베이스 24: 볼
35: 본체 커버 40: 스템
41: 하부 로드 50: 상부 로드
53: 캠 그루브 58: 결합 핀
60: 승강 액추에이터 61: 구동 너트
67: 캠 핀 70: 폐쇄 플러그
80: 스템 밀봉 케이싱 95: 밀봉재

Claims

유체가 유입 및 유출되는 제1 포트(port) 및 제2 포트와, 상기 제1 포트 및 제2 포트 사이에 마련된 볼 수용부를 구비한 밸브 본체(body);
상기 제1 포트와 제2 포트를 잇는 유로를 개폐하도록 상기 볼 수용부에 회전 가능하게 탑재되는 볼(ball);
하단부가 상기 볼에 연결되고 상기 밸브 본체에 형성된 스템 관통공을 관통하여 상향 연장되며, 외주면에 캠 그루브(cam groove)가 형성된 스템(stem);
상기 스템을 승강 구동하는 승강 액추에이터(actuator);
상기 캠 그루브의 길이 방향을 따라 상대 운동 가능하게 상기 캠 그루브에 끼워지는 것으로, 상기 스템이 회전과 동시에 승강할지 또는 회전없이 승강할지를 결정하는 캠 핀(cam pin);
상기 스템의 외주면과 상기 밸브 본체의 상기 스템 관통공의 내주면 사이에 개재되는 누출 방지 패킹;
상기 누출 방지 패킹이 상기 밸브 본체의 내부의 압력에 의해 상승하여 상기 밸브 본체에서 분리되지 않도록 상기 밸브 본체에 체결되어 상기 누출 방지 패킹을 아래로 가압하는 패킹 가압 블록; 및
상기 스템을 감싸며 상기 밸브 본체의 상단부에 고정 결합되는 것으로, 상기 캠 그루브가 윤활제에 잠기도록 내부 공간에 윤활제가 채워지며, 상기 밸브 본체에 고정 결합되는 하단부, 상기 승강 액추에이터를 고정 지지하는 상단부, 및 상기 상단부와 상기 하단부 사이에 위치하여 상기 상단부와 상기 하단부를 연결하는 경통부를 구비하는 스템 밀봉 케이싱(casing);을 구비하고,
상기 스템 밀봉 케이싱의 상기 하단부는 상기 패킹 가압 블록을 회피하도록 이격된 한 쌍의 블록부를 구비하는 것을 특징으로 하는, 스템 밀봉 케이싱을 구비한 라이징 스템 볼 밸브.
제1 항에 있어서,
상기 스템은 상기 스템 밀봉 케이싱을 관통하여 연장되고,
상기 스템 밀봉 케이싱을 구비한 라이징 스템 볼 밸브는, 상기 윤활제가 상기 스템의 외주면을 따라 누출되지 않도록 상기 스템의 외주면과 스템 밀봉 케이싱 사이에 개재되는 밀봉재;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 스템 밀봉 케이싱을 구비한 라이징 스템 볼 밸브.
제1 항에 있어서,
상기 스템 밀봉 케이싱에는 상기 캠 핀이 끼워지는 캠 핀 체결공이 형성되고,
상기 캠 핀의 외주면에는 수나사 패턴(male thread pattern)이 형성되고, 상기 캠 핀 체결공의 내주면에는 상기 캠 핀의 수나사 패턴과 치합되는 암나사 패턴(female thread pattern)이 형성되어, 상기 캠 핀이 상기 캠 핀 체결공에 체결되는 것을 특징으로 하는, 스템 밀봉 케이싱을 구비한 라이징 스템 볼 밸브.
제1 항에 있어서,
상기 스템은, 상기 볼에 연결되는 하단부를 구비한 하부 로드(rod), 상기 캠 그루브가 외주면에 형성된 상부 로드, 및 상기 하부 로드와 상부 로드를 분리 가능하게 결합하는 결합 핀(pin)을 구비하는 것을 특징으로 하는, 스템 밀봉 케이싱을 구비한 라이징 스템 볼 밸브.
제4 항에 있어서,
상기 스템 밀봉 케이싱에는 상기 결합 핀이 상기 스템 밀봉 케이싱의 내부로 삽입 가능하게 개방된 결합 핀 삽입공이 형성되고,
상기 스템 밀봉 케이싱을 구비한 라이징 스템 볼 밸브는, 상기 결합 핀 삽입공이 폐쇄되도록 상기 결합 핀 삽입공에 끼워지는 폐쇄 플러그;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 스템 밀봉 케이싱을 구비한 라이징 스템 볼 밸브.
제1 항에 있어서,
상기 스템의 상단부의 외주면에는 수나사 패턴이 형성되고,
상기 승강 액추에이터는, 상기 스템의 수나사 패턴에 치합되는 암나사 패턴이 형성된 구동 너트(nut), 및 상기 구동 너트를 노출되지 않게 덮고 상기 스템 밀봉 케이싱의 상단부에 고정 결합되는 액추에이터 커버(cover)를 구비하는 것을 특징으로 하는, 스템 밀봉 케이싱을 구비한 라이징 스템 볼 밸브.