KR19990014785A - 이동가능한 접촉부 사이를 밀봉하는 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 접촉부(1, 2), 특히 두 개의 밸브 플랩 사이 또는 하나의 밸브 플랩과 연도가스 아마추어의 스토퍼 사이를 밀봉하는 장치에 관한 것이다. 상기 밀봉장치는 스토퍼에 부착된 두 개의 클램핑 에지 및 활 모양의 밀봉부(10)를 포함하는 탄성 밀봉요소(5)를 포함한다. 상기 밀봉요소(5)의 축길이 일부분의 외부가 스프링강으로 만들어진 바로 인접하는 안전 슬리브(3)에 의해 둘러싸이고, 상기 안전 슬리브는 각각 밀봉요소(5)의 두 개의 클램핑 에지(6, 7)로부터 떨어진 베어링면(15)의 에지 지역에서 베어링 면의 수직방향으로 지지요소(8)에 고정된다.

Description

이동가능한 접촉부 사이를 밀봉하는 장치

DE 38 15 402 A1에서 파이프 도관의 움직이는 차단요소와 고정된 시트(seat) 사이의 접촉부를 밀봉하는 장치가 개시되어 있고, 상기 장치에서는 길게 뻗은 스프링강 스트립의 형태로 탄성밀봉재가 밀봉부분에 사용된다. 상기 스프링강 스트립은 둥근 밀봉부분의 외부에서 상기 밀봉요소의 세로방향으로 두 개의 만곡부를 나타낸다. 상기 스프링강 스트립에 있어서 두 개의 세로변은 서로 같은 쪽을 가리키며, 여기에서는 클램핑 에지(clamping edge)라는 의미로서 아래위로 위치하고, 클램핑 장치(예를 들어 연결나사)를 이용하여 움직이는 차단요소 또는 고정된 밀봉시트에 부착될 수 있다. 폐쇄과정 중에 활모양으로 굽은 밀봉부에 대략 수직으로 상기 스프링강 스트립과 역밀봉시트의 상대운동이 이루어지는 경우에 특히 상기 밀봉재가 매우 우수하다는 것이 증명되었다. 폐쇄되었을 때 상기 상대운동이 활모양으로 굽은 밀봉부에 접하면서 상기 상대운동이 더 활발하게 이루어져야 하는 경우, 상황에 따라서 상기 스프링강 밀봉재가 극도의 하중을 받게 되며, 이로 인해 상기 베어링면으로부터 상기 스프링강 스트립의 박리(剝離)현상이 나타남으로써, 상기 스프링강 스트립이 파손될 수 있다.

이와 같은 부정적인 결과를 방지하기 위해, 상기 밀봉요소의 내부에 지지섹션을 갖추는 방법이 WO 95/02136에 개시되어 있고, 상기 지지섹션은 블랭크 홀더(blank holder)의 의미로서 상기 클램핑 위치로부터 가장 멀리 떨어져 있으며 상기 스프링강 스트립의 베어링면 위에 위치하는 만곡부에 가까이 인접하여 상기 스프링강 스트립의 박리현상을 방지한다. 상기 블랭크 홀더는 예를 들어 V-형 섹션으로 형성되어 상기 스프링강 스트립의 클램핑 에지 사이에서 고정장치에 의해 부착될 수 있다. 연도가스 아마추어 안에서 자주 발생하는 비정상적인 부식성 조건으로 인해 상기 블랭크 홀더는 상기 스프링강 스트립과 마찬가지로 고합금의 재료로 만들어져야 하므로 많은 비용이 든다. 이밖에도 상기 밀봉요소가 장착된 면적이 넓은 연도가스밸브가 상기 블랭크 홀더에 의해 제한적으로 열릴 때, 초기분리토크(initial breakaway torque)가 바람직하지 않게 매우 높을 수 있다는 단점이 있다.

본 발명은 특허청구범위 1항의 개념에 따른, 이동가능한 두 개의 접촉부 사이를 밀봉하는 장치에 관한 것이다. 이러한 장치는 특히 연도가스 아마추어의 차단요소를 밀봉하는데 쓰인다.

도 1은 지지요소로서 L-형 측면을 갖는 본 발명에 의한 장치의 사시도.

도 2는 도 1과 같은 본 발명에 의한 장치의 종축 횡단면도.

도 3은 접선방향의 힘(H)에 의해 변형된 본 발명에 의한 장치를 자른 도식화된 횡단면도.

도 4는 밀봉부에 작용하는 힘(V)에 의해 변형된 본 발명에 의한 장치의 도식화된 횡단면도.

도 5는 스트립형의 지지요소를 가지는 본 발명에 의한 장치의 종축 횡단면도.

도 6은 U-형 단면의 지지요소를 가지는 본 발명에 의한 장치의 종축 횡단면도.

도 7은 부분들로 조합된 밀봉요소의 측면도.

도 8은 공지의 밀봉배열의 도면.

본 발명의 목적은 상기 장치와 동종의 장치를 계속해서 향상시켜, 상기 밀봉요소의 필수 탄성변형의 허용치가 더 이상 감소되지 않으면서 가능한 한 적은 재료비용과 설치비용을 들여 상기 베어링면으로부터 상기 스프링강 스트립의 박리현상을 확실하게 방지하는 데 있다.

상기 목적은 특허 청구항 1에 나타난 특징들을 가지는 장치에 의해 달성된다. 본 발명의 바람직하게 개선된 점들은 종속 청구항 2 내지 청구항 12에 나타나 있다.

본 발명은 도면을 통하여 더 상세히 설명된다.

종래의 기술에 따라 형성된 밀봉배열은 도 8에 나타나 있다. 상호 움직이면서 두 개가 서로 마주 보고 밀봉하는 접촉부를 참고번호 1, 2로 표시하였다. 여기에서 상기 접촉부는 예를 들어 고정된 접촉부(2)와는 상대적으로 상기 스프링강 스트립과 함께 밀봉위치에서 접하면서 구부러지는 차단판(1)을 의미한다. 이는 위쪽의 활모양의 화살표로 나타난다. 물론 이 대신에 상기 스프링강 스트립(5)은 움직이는 접촉부에 고정될 수도 있다. 이는 아래쪽의 점선으로 표시된 화살표로 나타난다. 상호 움직이는 두 개의 접촉부에 이에 상응하는 스프링강 스트립(5)을 설치하는 것도 물론 가능하다. 블라인드(blind) 밸브의 경우와 마찬가지로 바로 이웃하는 두 개의 밸브 플랩(flap)이 자주 폐쇄위치로 옮겨진다. 즉, 두 개의 접촉부(1, 2)가 동시에 작동하게 된다. 기본력(밀봉력) 이외에도 상당량의 접선방향의 측력(side force)이 발생한다.

상기 스프링강 스트립(5)은 활모양으로 굽은 밀봉부(10)를 나타낸다. 상기 스프링강 스트립(5)의 두 개의 세로 끝부분은 같은 쪽을 가리키고, 클램핑 에지(6, 7)로서 평행하게 아래위로 위치한다. 상기 클램핑 에지(7)와 상기 밀봉부(10) 사이에 두 개의 만곡부(11, 12)는 세로 말단에 각각 90°로 상기 스프링강 스트립(5) 안으로 일체를 이룬다. 따라서 상기 스프링강 스트립(5)에 베어링면이 형성되고, 상기 베어링면은 평평하게 이에 상응하는 횡단면상으로 L-형 섹션을 나타내는 지지요소(8)의 베어링면(15) 위에 위치하며, 폐쇄위치에서의 밀봉력에 대해 상기 스프링강 스트립(5)을 지지한다. 상기 L-형 섹션의 수직 레그(leg)는 두 개의 클램핑 에지(6, 7)를 고정장치(9)(예를 들어 연결나사)를 이용하여 상기 접촉부(2)로 누르고, 상기 스프링강 스트립(5)을 고정시킨다. 상기 접촉부(1)를 폐쇄위치로 구부릴 때 상기 만곡부의 영역에서 상기 베어링면(15)으로부터 상기 스프링강 스트립의 박리현상을 방지하기 위해, 상기 굽은 스프링강 스트립(5) 내부의 상기 만곡부(12)의 영역에 상기 스프링강 스트립의 베어링면을 누르는 V-형 섹션(4)이 블랭크 홀더로서 장착된다. 상기 V-형 섹션(4)은 클램핑 에지(6, 7) 사이의 상기 고정장치(9)에 의해 고정된다. 상기 스프링강 스트립(5)은 도 8에서 변형되지 않은 상태로 나타나 있다.

상기 기술에서 비롯하여 본 발명을 통해 각각의 지지요소의 베어링면으로부터 상기 스프링강 스트립의 위험한 박리현상은 다수의 안전 슬리브들에 의해 방지된다. 상기 다수의 안전 슬리브들은 서로 축 간격을 두고 배열되어 상기 스프링강 스트립의 외부를 각각 둘러싼다. 가능한 실시예의 형태는 도 1에 투시도법에 의한 도면에 나타나 있다. 도 2 내지 도 7에서와 마찬가지로 기능이 동일한 부분에 도 8에서와 같이 참고번호를 붙였다. 지지요소(8)의 L-형 섹션 위에 위치하는 상기 스프링강 스트립(5)이 도 8에서와 동일하게 굽은 것을 알 수 있다. 상기 스프링강 스트립(5)의 외부를 이에 인접하는 안전 슬리브(securing sleeve)(3)가 축길이의 작은 부분에 걸쳐 둘러싸고 있고, 상기 안전 슬리브는 바람직하게 상기 스프링강 스트립(5)과 동종 재료로 만들어진다. 상기 스프링강 스트립(5)과는 다르게 상기 안전 슬리브(3)는 지지요소(8)의 영역에서 뻗어 있어서, 상기 안전 슬리브가 지지요소의 아래면에 가까이 인접한다. 바람직하게 연결나사로 실행된 고정장치(9)에 의해 상기 스프링강 스트립(5), 안전 슬리브(3) 그리고 지지요소(8)가 함께 고정되어 각각의 접촉부에 부착되어 있다. 이는 도 2의 횡단면도에서 상세히 나타나 있다. 본 발명에 의한 장치가 밀봉하기 위해 부착되어야 하는 접촉부는 참고번호 2를 붙였다. 상기 안전 슬리브(3)는 직각을 이루는 두 개의 만곡부를 나타내는데, 상기 두 개의 만곡부는 상기 스프링강 스트립(5)의 두 개의 만곡부(11, 12)와 이로 인한 지지요소(8)의 각도에 상응한다. 두 개의 만곡부(11, 12) 사이의 간격이 상기 지지요소(8)의 상기 베어링면(15)의 폭에 상응하는 반면에, 상기 안전 슬리브(3)가 조립된 상태에서 L-형 섹션의 아래면에 밀착되어, 즉 상기 베어링면(15)의 뒷면에 인접하도록 상기 안전 슬리브(3)의 두 개의 만곡부의 간격이 설정된다. 따라서 상기 안전 슬리브(3)는 상기 스프링강 스트립(5)의 두 개의 클램핑 에지(6, 7)로부터 떨어진 상기 베어링면(15)의 끝부분에서 상기 베어링면(15)의 수직방향으로 상기 지지요소(8)에 고정되어 있어서, 상기 스프링강 스트립(5)의 활모양으로 굽은 밀봉부(10)의 방향으로는 박리될 수 없다. 따라서 상기 스프링강 스트립(5)도 역시 상기 만곡부(12)의 영역에서 상기 베어링면(15)으로부터 박리되지 않는다. 특별한 경우로 상기 베어링(15)의 하부 영역에서 상기 안전 슬리브(3)를 지지하는 좌금(座金)요소(14)를 상기 고정연결(9)의 영역에 장착하는 것이 좋다. 이밖에도 상기 좌금요소(14)는 도 2에서 L-형의 횡단면으로 형성되어 있다.

도 3과 도 4는 밀봉부에서 작용하는 접선방향의 힘(H)(도 3)과 상기 밀봉부에 수직으로 작용하는 힘(V)(도 4)의 작용함으로써 본 발명에 의한 도 2의 밀봉장치 배열이 어떻게 변형되는지를 도식화하여 나타낸다. 상기 안전 슬리브(3)의 도식화된 변형은 각각 길고 짧은 점선으로 나타나 있고, 반면에 상기 스프링강 스트립(5)의 변형은 일정한 점선으로 표시되어 있다. 도 3은 위험스럽게 클램핑 위치를 향하는 접선방향의 변형력(H)의 작용에서도 상기 베어링면(15) 위의 상기 스프링강 스트립의 평평한 받침은 변형되지 않으며, 상기 스프링강 스트립의 박리현상이 일어나지 않는다. 그러나 다른 한편으로 상기 안전 슬리브(3)가 굽은 스프링강 스트립(5)이 접선방향의 힘(H)의 방향으로 휘는 것을 완전히 허용한다. 베어링면(15)의 방향으로 경과하는 수직의 힘요소의 작용은 도 4에 나타나 있다. 상기 안전 슬리브(3)는 상기 베어링면(15)의 왼쪽 끝부분의 영역에서 상기 지지요소(8)의 뒷면의 아래쪽으로 미미하게 박리되는 것을 알 수 있다. 필요에 따라 도 2의 상기 좌금요소(14)에 의해 상기와 같은 박리현상이 나타나는 경향이 저지될 수 있다. 그밖에도 이와 같은 힘(V)으로 인해 아치의 정점부분의 오목해지고, 상기 스프링강 스트립(5)과 상기 안전 슬리브(3)의 측면이 복록해진다.

도 5는 본 발명에 의한 장치의 변형된 실시형태를 나타내고 있다. 도 2와는 다르게 상기 스프링강 스트립(5)은 상기 밀봉부(10)의 양 측면에 만곡부(11, 13)를 구비하고 있어, 상기 지지요소(8)의 베어링면(15)의 평평한 받침이 보장되고, L-형 섹션이 아니라 납작한 고정 박판스트립으로서 형성된다. 상기 안전 슬리브(3)는 유사한 만곡부를 구비하고 있으므로, 상기 안전 슬리브(3)의 클램핑 에지(16, 17)가 상기 스프링강 스트립(5)의 클램핑 에지(6, 7)에 평행하게 위치조정될 수 있다. 바람직하게 연결나사(9)를 이용하여 다시 상기 접촉부(2)에 부착이 이루어진다. 상기 안전 슬리브(3)를 상기 지지요소(8)의 뒷면으로부터 아래쪽으로 박리되는 것을 방지하려는 목적으로 강성을 높이기 위해, 특수한 경우에 바람직한 범위에서, 도 2에서와 유사하게 추가 좌금요소(14)가 장착될 수 있다. 상기 추가 좌금요소가 상기 지지요소(8)의 뒷면에 의해 오른쪽으로 갈수록 점점 넓어질수록 상기 안전 슬리브(3)가 점점 강해진다. 상기 실시형태의 본 발명에 있어서의 기본기능은 도 2의 기본기능과 완전히 일치한다.

본 발명의 또 다른 변형은 도 6에서 알 수 있다. 상기 변형은 고정요소(8)로서 예컨대 U-형 섹션이 사용되는 실시예를 나타낸다. 상기 U-형 섹션 구조의 외면은 상기 베어링면(15)을 형성하는 반면에, 상기 U-형 섹션의 왼쪽 레그가 상기 스프링강 스트립(5)의 두 개의 클램핑 에지(6, 7)와 안전 슬리브(3)의 클램핑 에지(16)를 연결나사(9)를 이용하여 접촉부(2)와 고정시킨다. 상기 안전 슬리브(3)의 다른 클램핑 에지(17)는 상기 U-형 섹션의 제 2레그의 오른쪽 외면에 밀착되어 인접한다. 상기 클램핑 에지는 연결나사(18)를 이용하여 제 2레그와 체결된다. 상기 실시형태의 장점은 상기 안전 슬리브(3)가 만곡부(12)를 구비할 필요가 없고, 단순하고 납작한 스프링강 스트립으로서 실현될 수 있다는데 있다. 이렇게 본 발명의 목적을 달성함에 있어서, 만곡부(12)의 영역에서 상기 스프링강 스트립(5)이 상기 지지요소의 베어링면(15)으로부터 박리되지 않음을 보장한다. 도 2 및 도 5와는 다르게 상기 안전 슬리브(3)는 상기 지지요소(8)의 뒷면이 아니라, 상기 지지면(15)(상기 U-형 섹션의 오른쪽 레그)의 만곡된 연장부에 위치한다.

도 7은 본 발명의 바람직한 실시형태를 나타내고 있다. 상기 실시형태가 바람직한 이유는, 상기 밀봉요소(5)가 상기 밀봉부의 전체 길이에 걸쳐 뻗어 있는 일체형 스프링강 스트립으로 이루어지지 않고, 상기 밀봉요소(5)가 서로 빈틈을 두고 이어지는 다수의 부분길이(L)들로 구성된다는데 있다. 상기 부분길이(L)들의 연결부에 상기 안전 슬리브(3)들이 각각 배열되어, 상기 연결부를 덮어씌우는 방법이 바람직하다. 상기 스프링강 스트립(5)의 부분길이들의 전체길이에 있어서, 연결부에 안전 슬리브(3)를 장착하는 것 뿐 만 아니라, 추가 안전 슬리브(3)를 그 사이에 서로 간격을 두고 배열하는 것이 본 발명에 적당하다. 안전 슬리브(3)의 축길이는 바람직하게 상기 스프링강 스트립(5)의 부분 개개의 축길이(L)의 10%, 더욱 바람직하게는 5% 이하에 달한다.

점용접을 통해 상기 안전 슬리브(3)들을 상기 스프링강 스트립(5)에 부착하는 것이 설치를 간소화하는데 유리하다. 설치할 때 개개의 부분들을 보다 덜 이완되게 연결하려면, 점접합을 통해 상기 안전 슬리브(3)를 각각 상기 지지요소(8)와 연결시키는 것도 적당하다. 상기 도 2 내지 도 7에 나타난 바와 같이 고정장치(9)를 통해 안전 슬리브(3)를 부착하는 것이 대체적으로 유리하며, 상기 고정연결은 상기 스프링강 스트립(5)을 부착하는데에도 사용된다. 하지만 원칙적으로는 상기 안전 슬리브(3)를 고정하는데 분리형 부착장치를 사용할 수 있다.

일정한 간격을 두고 장착되어야 하므로 비교적 적은 개수가 장착되는 비교적 폭이 좁은 안전 슬리브만이 상기 밀봉요소가 베어링면으로부터 박리되는 것을 방지하는데 필요하며, 이를 위해서는 비교적 얇은 박판스트립으로 충분하기 때문에, 본 발명에 의한 장치를 실시하기 위한 재료비용이 적게 든다. 상기 안전 슬리브가 상기 스프링강 스트립의 외부를 둘러싸기 때문에 설치가 용이하다. 또한 상당량의 접선방향의 변형력에도 상기 밀봉요소가 베어링면으로부터 박리되는 것이 본 발명에 의한 실시예를 통해 확실하게 방지된다.

Claims (12)

1. 스프링강 스트립에 의해 형성되며 두 개가 서로 나란히 배열되어 같은 쪽을 가리키면서 고정장치(9)를 이용하여 접촉부(1 또는 2)에 부착되는 평평한 클램핑 에지(6, 7) 및 활모양으로 굽은 밀봉부(10)를 가지는 탄성 밀봉요소(5)를 포함하고, 상기 밀봉부(10) 외부에서 상기 밀봉요소(5)의 세로방향으로 만곡부(11, 12 또는 13)가 장착되고, 또한 상기 밀봉요소의 하부는 하나의 만곡부(12 또는 13)와 이에 부속된 클램핑 에지(7) 사이에서 지지요소(8)의 윗면(베어링면)(15) 위에 위치하고, 상기 다른 접촉부(2 또는 1)는 상기 활모양으로 굽은 밀봉부(10)의 정점에서 상기 밀봉요소(5)와 접촉하며, 상기 두 개의 접촉부(1, 2) 사이의 상대운동이 대략 상기 정점에 접하는 방향으로 이루어지는, 상호 움직이는 접촉부(1, 2) 사이, 특히 두 개의 밸브 플랩 사이 또는 하나의 밸브 플랩과 연도가스 아마추어의 스토퍼 사이를 밀봉하는 장치에 있어서,

   상기 밀봉요소(5)의 축길이 일부분의 외부가 스프링강으로 만들어진 바로 인접하는 안전 슬리브(3)에 의해 둘러싸이고, 상기 안전 슬리브(3)는 각각 밀봉요소(5)의 두 개의 클램핑 에지(6, 7)로부터 떨어져 있는 베어링면(15)의 에지 지역에서 베어링면의 수직방향으로 지지면(8)에 고정되는 것을 특징으로 하는 장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 밀봉요소(5)의 동일한 면 위에 위치하는 두 개의 만곡부(11, 12)가 밀봉부(10)와 이에 상응하는 클램핑 에지(7) 사이에서 상기 지지요소(8)의 베어링면(15)의 폭에 상응하는 간격을 두고 배열되는 것을 특징으로 하는 장치.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 지지요소(8)는 L-형 섹션으로 형성되고, 상기 L-형 섹션의 제 1레그는 베어링면(15)을 형성하고, L-형 섹션의 제 2레그는 고정장치(9)를 이용하여 두 개의 클램핑 에지(6, 7)를 상기 접촉부(2)에 고정시키며, 상기 안전 슬리브(3)가 상기 지지요소(8)의 상기 베어링면(15)의 뒷면에 인접하는 것을 특징으로 하는 장치.
4. 청구항 2에 있어서, 상기 지지요소(8)는 일반적으로 U-형 섹션으로 형성되고, 상기 U-형 섹션 구조의 외면은 베어링면(15)을 형성하고, 상기 U-형 섹션의 제 1레그는 고정장치(9)를 이용하여 두 개의 클램핑 에지(6, 7)를 상기 접촉부(2)에 고정시키며, 상기 안전 슬리브(3)가 U-형 섹션의 제 2레그와 체결되는 것(연결나사)(18)을 특징으로 하는 장치.
5. 청구항 1에 있어서, 상기 지지요소(8)는 납작한 고정 박판스트립으로서 형성되고, 상기 두 개의 만곡부(11, 13)가 상기 밀봉부(10)로 인해 상기 밀봉요소(5)의 서로 마주보는 쪽에 배열되고, 상기 고정 박판스트립은 상기 고정장치(9)를 이용하여 상기 두 개의 클램핑 에지(6, 7)를 상기 접촉부(2)에 고정시키며, 상기 안전 슬리브(3)가 상기 지지요소(8)의 베어링면(15)의 뒷면에 인접하는 것을 특징으로 하는 장치.
6. 청구항 3 또는 청구항 5에 있어서, 상기 안전 슬리브(3)가 상기 지지요소(8)의 베어링면(15)의 폭의 일부에 걸쳐 좌금요소(14)를 이용하여 상기 지지요소(8)의 베어링면(15)의 뒷면에 체결되는 것을 특징으로 하는 장치.
7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 한 항에 있어서, 상기 밀봉요소(5)는 빈틈을 두고 서로 이어지는 부분들(길이)(L)로 구성되고, 상기 연결부는 각각 하나의 안전 슬리브(3)에 의해 덮여 씌워지는 것을 특징으로 하는 장치.
8. 청구항 1 내지 청구항 6 중 한 항에 있어서, 상기 안전 슬리브(3)들이 상기 고정장치(9)에 의해 상기 지지요소(8)에 부착되는 것을 특징으로 하는 장치.
9. 청구항 1 내지 청구항 8 중 한 항에 있어서, 각각의 상기 안전 슬리브(3)가 점용접을 통해 상기 밀봉요소(5)의 각각의 부분에 부착되는 것을 특징으로 하는 장치.
10. 청구항 1 내지 청구항 8 중 한 항에 있어서, 상기 안전 슬리브(3)들의 끝부분이 각각 점용접을 통해 상기 지지요소(8)의 아랫면에 부착되는 것을 특징으로 하는 장치.
11. 청구항 7 내지 청구항 10 중 한 항에 있어서, 상기 연결부의 안전 슬리브(3)와 간격을 두고 각각 비교적 넓은 최소한 하나의 안전 슬리브(3)가 부분길이들로 조합된 밀봉요소(5)에 장착되는 것을 특징으로 하는 장치.
12. 청구항 7 내지 청구항 11 중 한 항에 있어서, 하나의 안전 슬리브(3)의 축길이(B)는 상기 밀봉요소(5)의 부분길이(L)의 10%, 특히 5% 미만인 것을 특징으로 하는 장치.