KR102630390B1 - 밀폐력이 강화된 실링시트가 구비된 볼 밸브 - Google Patents

밀폐력이 강화된 실링시트가 구비된 볼 밸브 Download PDF

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Abstract

본 발명의 밀폐력이 강화된 실링시트가 구비된 볼 밸브(700)는 유체가 저장되는 챔버(711)가 마련되고, 챔버(711)와 이어지게 윗쪽으로 개방구(712)가 형성되는 밸브몸통(710)과, 밸브몸통(710)의 속에 위치하는 볼(731)과 바깥으로 돌출되는 스템(732)으로 구성되는 볼디스크(730)와, 바깥쪽에 "ㄷ"자형의 삽입설치부(751)가 마련되고 안쪽에는 접촉밀폐부(752)가 마련되는 실링시트(750)와, "ㄷ"자형의 삽입설치부(751)가 삽입 설치되는 "ㄷ"형의 설치홈(771)이 안쪽에 형성되는 리테이너(770)와, "〈"자 단면을 갖는 환형으로 구성되는 탄성링(790)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

밀폐력이 강화된 실링시트가 구비된 볼 밸브{BALL VALVE PROVEDED WITH SEALING SHEET ENHANCED SEALING FORCE}
본 발명은 볼 밸브에에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 볼 디스크와의 구면 접촉력을 높여서 밀폐력이 강화된 실링시트가 구비된 볼 밸브에 관한 것이다.
볼 밸브는 볼 형태의 디스크에 개폐 구멍이 있고 디스크에 연결된 레버에 의해 회전 조작되면서 유체를 개폐하는 밸브로, 볼을 지지하는 방식에 따라 부유식(Floating)과 고정식(Trunnion Mounting)으로 분류되고, 몸통형식에 따라 일체형과 분할형으로 분류되며, 구경에 따라 풀보아(Full Bore)와 일반(Reduced Bore)로 분류되고 있다. 이 밖에도 유로와 재질에 따라 다양하게 분류되고 있다. 볼 밸브의 한 예가 한국등록특허 제101580459호의 「안전 볼 밸브」에 개시되어 있고, 그 대표 구성이 도 1 및 도 2에 도시되어 있다.
종래의 안전 볼 밸브는 단속부(100), 실링부재(200), 리테이너(300), 밸브바디(400) 및 완충부(500)를 포함하고 있다.
단속부(100)는 일측에서 타측으로 형성된 유로에 따라 흐르는 유체의 이동을 단속하고 볼(110)과 스템(120)으로 구성된다.
실링부재(200)는 단속부(100)의 일측 또는 타측에서 유체가 유로 및 단속부(100) 사이에서 유출되지 않도록 실링한다.
리테이너(300)는 실링부재(200)가 단속부(100)에 접하여 실링할 수 있게 실링부재(200)를 지지하고, 환형의 판스프링(310)은 실링부재(200)를 리테이너(300)가 힘으로 누를 수 있도록 탄성력을 제공한다. 실링부재(200)가 볼(110)의 외주면에 접하면서 눌리도록 리테이너(300)는 실링부재(200)를 지지하며, 환형의 판스프링(310)이 탄성력으로 눌러준다.
밸브바디(400)는 단속부(100)에 형성된 유로와 외부의 관(미도시)이 연통될 수 있도록 볼(110), 실링부재(200) 또는 리테이너(300)를 내재하고, 밸브바디(400)는 외부의 관(미도시)과 직접 또는 간접적으로 체결된다.
벨브바디(400)는 일측의 엔드커넥션(440)에 체결된 외부의 관(미도시)에서 흘러오는 유체가 밸브(400,100)를 지나 타 측의 엔드커넥션(441)에 체결된 외부의 관(미도시)으로 흘러나갈 수 있도록 지지한다.
완충부(500)는 밸브바디(400)에 체결되어, 유로에서 벗어난 위치에 형성된 공간, 즉 밸브바디(400), 단속부(100) 또는 실링부재(200) 사이에 형성된 밀폐공간으로 유출된 유체에 의한 압력을 감쇄 내지 해소한다.
상술한 종래의 안전 볼 밸브는 환형의 판스프링(310)의 탄성력이 리테이너(300)를 통해 실링부재(200)에 가해져 단속부(100)의 볼(110)의 표면에 밀착되어 실링이 이루어지고 있으나, 탄성력이 리테이터(300)의 바깥 테두리쪽에 가해지고 실링부재(200)가 리테이너(300)의 안쪽에 위치해 있어, 볼(110)의 표면에 밀착된 실링부재(200)의 밀착면에 힘이 고르게 전달되지 못하고, 이로 인해 밀착면의 실링이 저하되는 문제가 있었다.
한국등록특허 제101580459호
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점들을 해결하고자 창안된 것으로, 본 발명의 과제는 실링시트에 다수의 쐐기형 밀착돌기들을 형성하고 실링시트와 볼형 디스크가 밀착되는 방향으로 탄성력이 가해지게 함으로써 밀폐력이 강화된 실링시트가 구비된 볼 밸브를 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 유체가 유입되고 유출되는 것으로, 유체가 저장되는 가로 방향의 챔버가 마련되고, 상기 챔버와 이어지게 윗쪽으로 개방구가 형성되는 밸브몸통; 상기 밸브몸통 속에 위치하여 유체의 유입과 유출을 단속하는 것으로, 상기 밸브몸통의 속에 위치하는 볼과 바깥으로 돌출되는 스템으로 구성되는 볼디스크; 상기 밸브몸통 속에 상기 볼과 밀착되게 위치하여 상기 볼의 기밀을 유지하는 것으로, 환형으로 구성되고, 바깥쪽에 "ㄷ"자형의 삽입설치부가 마련되고 안쪽에는 접촉밀폐부가 마련되는 실링시트; 상기 밸브몸통 속에 위치하여 상기 실링시트가 고정되게 설치되는 것으로, 환형으로 구성되고, "ㄷ"자형의 삽입설치부가 삽입 설치되는 "ㄷ"형의 설치홈이 안쪽에 형성되는 리테이너; 및 상기 밸브몸통 속에 위치하여 상기 볼 쪽으로 상기 리테이너에 힘을 가하는 것으로, "〈"자 단면을 갖는 환형으로 구성되는 탄성링을 포함하는 것을 특징으로 하는 밀폐력이 강화된 실링시트가 구비된 볼 밸브를 제공한다.
본 발명은 상기 밸브몸통이 상기 챔버와 이어지게 유입구와 유출구가 양 옆에 각각 마련되고, 상기 유입구와 상기 유출구는 내주면에 나사산이 각각 형성되며, 상기 유입구에는 유입배관이 연결되고, 상기 유출구에는 유출배관이 연결되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상기 볼이 유체가 관통될 수 있게 지름 방향으로 관통공이 형성되고, 상기 스템은 상기 볼의 상부에 고정되게 결합되며 상단에는 조작을 위한 손잡이가 고정되게 결합되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상기 실링시트가 유체가 종류에 맞게 바이톤(Viton), 하리파론(Hypalon), 네오프렌(Neoprene), 부나엔(Buna-n), EPDM 등의 고무재질로 제작되는 것과, 상기 접촉밀폐부가 상기 볼의 표면에 밀착되게 바깥쪽에서 안쪽으로 좁아지게 경사진 곡면 형상을 갖고, 다수의 돌기접촉부들이 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상기 다수의 돌기접촉부들이 제1돌기접촉부, 제2돌기접촉부, 제3돌기접촉부 및 제4돌기접촉부인 것을 특징으로 하고, 상기 제1돌기접촉부 및 상기 제4돌기접촉부는 상기 접촉밀폐부의 양측에 각각 형성되고 삼각모양의 단면을 갖는 것과, 상기 제2돌기접촉부 및 상기 제3돌기접촉부는 상기 제1돌기접촉부와 상기 제4돌기접촉부 사이에 위치하게 각각 형성되고, 직사각모양의 단면을 갖는 것과, 상기 볼이 밀착되면서 힘이 가해지면 상기 제1돌기접촉부, 상기 제2돌기접촉부, 상기 제3돌기접촉부 및 상기 제4돌기접촉부는 상기 힘이 가해지는 방향으로 휘어지면서 구 궤적을 형성하고 상기 볼의 표면에 모두 다른 각도로 밀착되게 되는 것을 다른 특징으로 한다.
본 발명은 상기 탄성링이 상기 리테이너의 바깥면에 밀착되어 상기 리테이너의 상기 설치홈에 고정되게 설치된 상기 실링시트에 힘을 가하게 될 때, 상기 탄성링의 볼록한 부위에 의해 가해지는 힘이 상기 실링시트의 상기 접촉밀폐부의 중심으로 전달되게 되어, 상기 실링시트가 보다 강한 힘으로 상기 볼에 밀착될 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 볼 밸브에 따르면, 실링시트에 다수의 쐐기형 밀착돌기들이 형성되고 실링시트와 볼형 디스크가 밀착되는 방향으로 탄성력이 가해지기 때문에 실링시트와 볼형 디스크의 표면의 밀폐력이 한 층 강화될 수 있다.
도 1은 종래의 안전 볼 밸브를 개략적인 사시단면도;
도 2는 도 1의 안전 볼 밸브를 개략적인 단면도;
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 볼 밸브의 분해사시도;
도 4는 도 3의 조립단면도;
도 5는 도 3의 실링시트의 확대사시도;
도 6은 도 3의 탄성링의 확대사시도; 및
도 7은 도 3의 볼의 열림 동작을 예를 들어 보여주는 도면이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 밀폐력이 강화된 실링시트가 구비된 볼 밸브에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 볼 밸브의 분해사시도, 도 4는 도 3의 조립단면도, 도 5는 도 3의 실링시트의 확대사시도, 도 6은 도 3의 탄성링의 확대사시도, 그리고 도 7은 도 3의 볼의 열림 동작을 예를 들어 보여주는 도면이다.
도 3 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 볼 밸브(700)는 밸브몸통(710), 볼디스크(730), 실링시트(750), 리테이너(770) 및 탄성링(790)을 포함한다.
밸브몸통(710)은 유체가 유입되고 유출되는 것으로, 유체가 저장되는 가로 방향의 챔버(711)가 마련되고, 챔버(711)와 이어지게 윗쪽으로 개방구(712)가 형성된다.
또한, 밸브몸통(710)은 챔버(711)와 이어지게 유입구(713)와 유출구(714)가 양 옆에 각각 마련되고, 유입구(713)와 유출구(714)는 내주면에 나사산(715)이 각각 형성된다. 유입구(713)에는 유입배관(P1)이 연결되고, 유출구(714)에는 유출배관(P2)이 연결된다.
볼디스크(730)는 밸브몸통(710) 속에 위치하여 유체의 유입과 유출을 단속하는 것으로, 밸브몸통(710)의 속에 위치하는 볼(731) 및 바깥으로 돌출되는 스템(732)으로 구성된다.
볼(731)은 유체가 관통될 수 있게 지름 방향으로 관통공(733)이 형성된다. 스템(732)은 볼(731)의 상부에 고정되게 결합되고, 그 상단에는 조작을 위한 손잡이가 고정되게 결합된다.
실링시트(750)는 밸브몸통(710) 속에 볼(731)과 밀착되게 위치하여 볼(731)의 기밀을 유지하는 것으로, 환형으로 구성되고, 바깥쪽에 삽입설치부(751)가 마련되고 안쪽에는 접촉밀폐부(752)가 마련된다.
실링시트(750)는 배관을 흐르는 유체가 종류에 맞게 바이톤(Viton), 하리파론(Hypalon), 네오프렌(Neoprene), 부나엔(Buna-n), EPDM 등의 고무재질로 제작될 수 있다.
삽입설치부(751)는 삽입 설치를 위하여 "ㄷ"자형으로 형성된다.
접촉밀폐부(752)는 볼(731)의 표면에 밀착되게 바깥쪽에서 안쪽으로 좁아지게 경사진 곡면 형상을 갖고, 다수의 돌기접촉부들(752a,752b,752c,752d), 구체적으로 제1돌기접촉부(752a), 제2돌기접촉부(752b), 제3돌기접촉부(752c) 및 제4돌기접촉부(752d)가 형성된다.
제1돌기접촉부(752a) 및 제4돌기접촉부(752d)는 접촉밀폐부(752)의 양측에 각각 형성되고, 삼각모양의 단면을 갖는다. 제2돌기접촉부(752b) 및 제3돌기접촉부(752c)는 제1돌기접촉부(752a)와 제4돌기접촉부(752d) 사이에 위치하게 각각 형성되고, 직사각모양의 단면을 갖는다.
돌기접촉부들(752a,752b,752c,752d)은 볼(731)이 밀착되면서 힘이 가해지면 그 방향으로 휘어지게 된다. 이때, 휘어진 제1돌기접촉부(752a), 제2돌기접촉부(752b), 제3돌기접촉부(752c) 및 제4돌기접촉부(752d)는 구 궤적을 형성하면서 볼(731)의 표면에 모두 다른 각도로 밀착되게 된다.
리테이너(770)는 밸브몸통(710) 속에 위치하여 실링시트(750)가 고정되게 설치되는 것으로, 환형으로 구성되고, "ㄷ"자형의 삽입설치부(751)가 삽입 설치되는 "ㄷ"형의 설치홈(771)이 안쪽에 형성된다.
탄성링(790)은 밸브몸통(710) 속에 위치하여 볼(731)쪽으로 리테이너(770)에 힘을 가하는 것으로, "〈"자 단면을 갖는 환형으로 구성된다. 탄성링(790)은 리테이너(770)의 바깥면에 밀착되어 리테이너(770)의 설치홈(771)에 고정되게 설치된 실링시트(750)에 힘을 가하게 되는데, 이때 탄성링(790)의 볼록한 부위에 의해 가해지는 힘이 실링시트(750)의 접촉밀폐부(752)의 중심으로 전달되게 되어, 실링시트(750)가 보다 강한 힘으로 볼(731)에 밀착될 수 있다.
다음, 본 실시예의 볼 밸브(700)의 닫힘과 열림 동작을 도 3과 도 7을 참조로 설명한다. 도 3은 볼(731)이 밸브몸통(710)을 닫아 유체가 흐를 수 없는 상태이고, 도 7은 볼(731)이 밸브몸통(710)을 열어 유체가 흐를 수 있는 상태이다.
도 7에 도시한 바와 같이, 손잡이의 회전에 의해 스템(732)이 반시계 방향으로 회전하면, 스템(732)에 고정된 볼(731)도 함께 반시계 방향으로 회전하게 된다. 회전이 완료되면, 볼(731)의 관통공(733)은 유입구(713)와 유출구(714)를 향하게 되어, 유체가 흐를 수 있는 상태가 된다.
볼(731)이 회전될 때, 실링시트(750)는 볼(731)이 안쪽으로 들어가는 쪽에 밀착된 돌기접촉부들(752a,752b,752c,752d)은 안쪽으로 휘어지게 되고, 볼(731)이 바깥쪽으로 나오는 쪽에 밀착된 돌기접촉부들(752a,752b,752c,752d)은 바깥쪽으로 휘어지게 된다. 또한, 휘어진 제1돌기접촉부(752a), 제2돌기접촉부(752b), 제3돌기접촉부(752c) 및 제4돌기접촉부(752d)는 구 궤적을 형성하면서 볼(731)의 표면에 모두 다른 각도로 밀착되게 된다.
이상 본 발명의 바람직한 실시예를 참고로 밀폐력이 강화된 실링시트가 구비된 볼 밸브에 대하여 설명하였지만, 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 안에서 다양한 변경, 변형 또는 수정이 가능함은 당업자에게 명백하다.
본 발명의 볼 밸브는 기존에 비해 밀폐력이 강화될 수 있어 연관 산업 전반에 걸쳐 유용하게 사용될 수 있다.
700 : 볼 밸브 710 : 밸브몸통
711 : 챔버 712 : 개방구
713 : 유입구 714 : 유출구
715 : 나사산 730 : 볼디스크
731 : 볼 732 : 스템
733 : 관통공 750 : 실링시트
751 : 삽입설치부 752 : 접촉밀폐부
752a,752b,752c,752d : 제1,제2,제3,제4돌기접촉부
770 : 리테이너 790 : 탄성링
771 : 설치홈

Claims (10)

  1. 유체가 유입되고 유출되는 것으로, 유체가 저장되는 가로 방향의 챔버(711)가 마련되고, 상기 챔버(711)와 이어지게 윗쪽으로 개방구(712)가 형성되며, 상기 챔버(711)와 이어지게 유입구(713)와 유출구(714)가 양 옆에 각각 마련되고, 상기 유입구(713)에는 유입배관(P1)이 연결되며, 상기 유출구(714)에는 유출배관(P2)이 연결되는 밸브몸통(710);
    상기 밸브몸통(710) 속에 위치하여 유체의 유입과 유출을 단속하는 것으로, 상기 밸브몸통(710)의 속에 위치하는 볼(731)과 바깥으로 돌출되는 스템(732)으로 구성되는 볼디스크(730);
    상기 밸브몸통(710) 속에 상기 볼(731)과 밀착되게 위치하여 상기 볼(731)의 기밀을 유지하는 것으로, 환형으로 구성되고, 바깥쪽에 "ㄷ"자형의 삽입설치부(751)가 마련되고 안쪽에는 접촉밀폐부(752)가 마련되는 실링시트(750);
    상기 밸브몸통(710) 속에 위치하여 상기 실링시트(750)가 고정되게 설치되는 것으로, 환형으로 구성되고, "ㄷ"자형의 삽입설치부(751)가 삽입 설치되는 "ㄷ"형의 설치홈(771)이 안쪽에 형성되는 리테이너(770); 및
    상기 밸브몸통(710) 속에 위치하여 상기 볼(731) 쪽으로 상기 리테이너(770)에 힘을 가하는 것으로, "〈"자 단면을 갖는 환형으로 구성되어 볼록한 부위는 상기 리테이너(770)의 바깥면에 밀착되는 탄성링(790)을 포함하고,
    상기 탄성링(790)에 의해 상기 리테이너(770)의 상기 설치홈(771)에 고정되게 설치된 상기 실링시트(750)에 힘이 가해질 때, 상기 탄성링(790)의 상기 볼록한 부위에 의해 가해지는 힘이 상기 실링시트(750)의 상기 접촉밀폐부(752)의 중심으로 전달되게 되어, 상기 실링시트(750)가 보다 강한 힘으로 상기 볼(731)에 밀착될 수 있는 것을 특징으로 하는 밀폐력이 강화된 실링시트가 구비된 볼 밸브(700).
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 볼(731)은 유체가 관통될 수 있게 지름 방향으로 관통공(733)이 형성되고, 상기 스템(732)은 상기 볼(731)의 상부에 고정되게 결합되며 상단에는 조작을 위한 손잡이가 고정되게 결합되는 것을 특징으로 하는 밀폐력이 강화된 실링시트가 구비된 볼 밸브(700).
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 실링시트(750)는 유체가 종류에 맞게 바이톤(Viton), 하리파론(Hypalon), 네오프렌(Neoprene), 부나엔(Buna-n), EPDM 등의 고무재질로 제작되는 것을 특징으로 하는 밀폐력이 강화된 실링시트가 구비된 볼 밸브(700).
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 접촉밀폐부(752)는 상기 볼(731)의 표면에 밀착되게 바깥쪽에서 안쪽으로 좁아지게 경사진 곡면 형상을 갖고, 다수의 돌기접촉부들(752a,752b,752c,752d)이 형성되는 것을 특징으로 하는 밀폐력이 강화된 실링시트가 구비된 볼 밸브(700).
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 다수의 돌기접촉부들(752a,752b,752c,752d)은 제1돌기접촉부(752a), 제2돌기접촉부(752b), 제3돌기접촉부(752c) 및 제4돌기접촉부(752d)인 것을 특징으로 하는 밀폐력이 강화된 실링시트가 구비된 볼 밸브(700).
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 제1돌기접촉부(752a) 및 상기 제4돌기접촉부(752d)는 상기 접촉밀폐부(752)의 양측에 각각 형성되고 삼각모양의 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 밀폐력이 강화된 실링시트가 구비된 볼 밸브(700).
  8. 청구항 6에 있어서, 상기 제2돌기접촉부(752b) 및 상기 제3돌기접촉부(752c)는 상기 제1돌기접촉부(752a)와 상기 제4돌기접촉부(752d) 사이에 위치하게 각각 형성되고, 직사각모양의 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 밀폐력이 강화된 실링시트가 구비된 볼 밸브(700).
  9. 청구항 6에 있어서, 상기 볼(731)이 밀착되면서 힘이 가해지면 상기 제1돌기접촉부(752a), 상기 제2돌기접촉부(752b), 상기 제3돌기접촉부(752c) 및 상기 제4돌기접촉부(752d)는 상기 힘이 가해지는 방향으로 휘어지면서 구 궤적을 형성하고 상기 볼(731)의 표면에 모두 다른 각도로 밀착되게 되는 것을 특징으로 하는 밀폐력이 강화된 실링시트가 구비된 볼 밸브(700).
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