KR20010027658A - 볼밸브의 시트 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 탄력성(Resilience)이 있는 비금속재(고무, 불소고무, 테프론, 나일론등)의 시트링을 시트리테이너(Seat-Retainer)의 시트링 홈부에 삽입설치함으로써 금속재 볼과 비금속재 시트링이 탄력적으로 접촉하여 유체의 누설을 차단시키도록 된 시트 구조를 가지는 볼밸브에 있어서 시트 구조의 개선에 관한 것으로, 특히 배관 계통내에 높은 압력이 유지되는 상태에서 볼밸브를 담힘위치에서 열림위치로 전환조작시, 밸브의 상류측 내의 높은 압력이 상류측 시트리테이너의 시트링 홈부에 가하여져 시트링이 시트리테이너로부터 이탈됨으로써 밸브의 기능이 상실되는 경우가 발생하지 않도록 개선한 볼밸브의 시트 구조에 관한 것이다.

본 발명은 금속재의 볼(3)과 이 볼(3)에 접하는 탄성을 지닌 비금속재의 시트링(13), 상기 시트링(13)을 보지하기 위한 시트리테이너(17), 상기 시트리테이너(17)를 보조하도록 가이드(15)에 설치된 스프링(16), 상기 시트리테이너(17)와 밸브 몸통(1)간의 유체누설을 방지하도록 시트리테이너(17) 및 몸통(1)사이에 설치된 고무 오링(14)을 포함하는 시트 구조를 가지는 볼밸브에 있어서, 상기 시트리테이너(17)의 시트링(13)이 삽입설치되는 홈부(18) 가장자리에 복수의 압력분출구(19)들을 뚫어 설치한 것을 특징으로 하는 볼밸브의 시트 구조를 제공한다.

Description

볼밸브의 시트 구조{IMPROVEMENT IN VALVE SEAT FOR USE IN A BALL-VALVE}

본 발명은 밸브 몸통내부의 유로를 개폐하는 수단으로서 볼(BALL)형태의 개폐수단을 가지는 볼밸브에 있어서 밸브 시트의 구조개선에 관한 것으로, 특히 볼밸브의 개폐조작시 시트링이 시트리테이너로부터 이탈되어 밸브기능이 상실되는 것을 방지할 수 있도록 구성된 볼밸브의 시트 구조에 관한 것이다.

본 발명이 관련된 볼밸브의 시트 구조는 도1을 통하여 알 수 있듯이 금속재의 볼(3)과 접촉하는 탄성을 지닌 비금속재(주로 고무, 불소고무, 테프론, 나일론등)의 시트링(Seat Ring)(13), 시트링(13)을 보지(保持)하는 시트리테이너(Seat-Retainer)(17), 시트리테이너(17)를 보조하는 스프링(16)과 가이드(15) 및 몸통(1)과 시트리테이너(17) 사이로의 유체 누설을 방지하기 위한 고무 오링(O-ring)(14)을 포함하여 구성되며, 이는 밸브 입구측(상류측)의 압력과 스프링(16)의 탄성력이 시트리테이너(17)에 전달되어 상기 시트리테이너(17)에 삽입설치된 시트링(13)이 볼(3)에 탄력적으로 접촉함으로써 기밀을 유지하도록 되어 있다. 여기에서, 부호 2는 볼밸브 덮개, 4는 밸브대(Stem), 5는 하부 밸브대, 6은 패킹, 7,12는 부싱, 8은 가스켓, 9는 덮개 볼트, 10은 너트, 11은 와셔를 각각 나타낸다.

그러나 이러한 구조의 경우 정상유동시나 저압의 경우에는 문제점이 도출되지 않으나, 동 밸브와 연결설치되는 배관계통의 내부 압력이 40kgf/㎠ 이상의 고압일 경우에는 밸브가 도2, 도3과 같이 닫힌 상태에서 밸브를 열려고 할 때, 밸브가 막 열리려고 하는 순간에 도4∼도6에서 상세히 도시한 바와 같이 입구측 배관내부의 압력이 시트리테이너(17)의 시트링 홈부(18)에 유입되어 탄성을 지닌 비금속재의 시트링(13)을 시트리테이너(17)로부터 이탈되게 함으로써 밸브의 기능상실을 유발하는 일이 빈번한 문제가 있다.

따라서, 본 발명은 이러한 종래의 볼밸브에서 배관내부에 높은 압력이 유지되는 상태에서 볼밸브를 열 때 발생되는 시트링의 시트리테이너로부터의 이탈로 인한 밸브의 기능상실을 예방하고 볼밸브 본연의 기밀 및 작동기능을 유지할 수 있도록 함으로써 관련배관설비의 안전성과 우수한 기밀성을 유지하도록 할 수 있는 더욱 개선된 시트 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

도1은 본 발명이 관련된 볼밸브의 구성을 나타내는 단면도,

도2는 도1의 A-A'선 단면도,

도3은 도2의 B부 상세 단면도,

도4는 도2와 같은 단면도로서 볼이 열리기 전 상태의 단면도,

도5은 도4의 C부 상세 단면도,

도6는 도5의 상태에 이어 볼밸브가 열리는 시점에서 시트링이 이탈되는 상태를 보인 단면도,

도7 (a),(b)는 본 발명에 따라 개선된 시트리테이너를 나타내는 단면도 및 정면도,

도8은 본 발명의 시트 구조를 적용한 볼밸브에 있어서 요부의 구성 작용을 보여주는 상세 단면도,

도9 (a),(b)는 본발명에 따라 개선된 그 분할 시트리테이너를 나타내는 단면도 및 정면도.

＜도면중 주요부분에 대한 부호의 설명＞

1 : 볼밸브 몸통 2 : 볼밸브 덮개 3 : 볼

4 : 밸브대 5 : 하부 밸브대 6 : 패킹

7 : 부싱 8 : 가스켓 9 : 덮개 볼트

10 : 너트 11 : 와셔 12 : 부싱

13 : 시트링 14 : 고무 오링 14-1 : 흑연 오링

15 : 스프링 가이드 16 : 스프링 17 : 시트리테이너

17-1,17-2 : 분할형 시트리테이너 18 : 시트링 홈부

19 : 압력분출구

이하에서, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명을 첨부도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.

즉, 본 발명은 밸브 몸통(1)내부의 유로를 개폐하는 수단으로서 밸브대(4)를 통해 일측 또는 타측으로의 회전조작이 가능하게 설치지지된 금속재의 볼(3)을 가지고, 또 상기 볼(3)에 대한 시트 구조로서 탄성을 지닌 비금속재의 시트링(13), 상기 시트링(13)을 보지하기 위한 시트리테이너(17), 상기 시트리테이너(17)를 볼(3)쪽으로 탄발시키도록 몸통(1)내부에 설치된 스프링(16) 및 스프링 가이드(15), 상기 시트리테이너(17)와 몸통(1)간의 유체누설을 방지하도록 시트리테이너(17) 및 몸통(1)사이의 적소에 설치된 고무재의 오링(14)을 포함하는 시트 구조를 가지는 볼밸브에 있어서, 상기 시트리테이너(17)의 시트링(13)이 삽입설치되는 홈부(18)의 가장자리에 상기 홈부(18)의 내측 공간과 시트리테이너(17)의 외측 공간사이를 연통시키는 복수의 압력분출구(19)들을 일정 간격을 두고 뚫어 설치하여서 된 볼밸브의 시트 구조를 특징으로 하는 것이다.

상기와 같이 구성된 볼밸브를 배관에 연결설치한 상태에서, 볼(3)의 입구측 배관내에 예컨대 40kgf/㎠ 이상의 높은 압력이 유지되어 있고 상기 볼(3)이 닫힌 위치에 있을 경우, 상기 볼(3)을 열림위치로 회전조작하면 볼(3)이 막 열리는 순간에 입구측의 압력은 도5에 예시된 바와 같이 시트리테이너(17)와 시트링(13)사이의 홈부(18)내측으로 집중적으로 몰려 들게 되고, 이와 같이 홈부(18)내측으로 작용하게 되는 압력은 상기 시트링(13)을 도6에 예시된 바와 같이 홈부(18) 외측으로 밀어내려는 힘으로 작용하게 되어서 동 시트링(13)을 시트리테이너(17)로부터 이탈시키게 된다.

이때, 본 발명은 도8에서 보는 바와 같이 시트링 홈부(18)의 가장자리를 따라 상기 홈부(18)의 내측 공간과 시트리테이너(17)의 외측 공간사이를 연통시키는 압력분출구(19)들을 뚫어 설치하였으므로 시트리테이터(17)의 홈부(18)내측에 작용하는 압력이 그 압력으로 인해 시트링(13)이 도8에 예시된 정도의 탄성변형을 일으켰을 때 열리게 되는 압력분출구(19)들을 통해 시트리테이너(17)외측으로 분출되어 밸브 몸통 내부공간으로 빠져 나가게 되고, 이에 따라 배관의 입구측 압력과 밸브 몸통 내부공간의 압력이 평형을 유지하게 됨으로써 시트링(13)이 시트리테이너(17)의 홈부(18) 외측으로 이탈되어 나가는 것을 효과있게 방지할 수 있으며, 이로써 종래와 같은 시트링(13)의 시트리테이너(17)로부터의 이탈로 인한 밸브 기능상실의 우려가 없이 관련 배관설비의 안정적인 기밀유지 및 높은 안전성을 이루어낼 수가 있는 것이다.

본 발명의 보다 발전된 실시예에 있어서, 상기 시트리테이너(17)와 밸브 몸통(1)사이의 적소에는 흑연재의 오링(14-1)이 고무재의 오링(14)과 함께 설치제공되며, 이와 같이 함으로써 화재발생시 고무재의 오링(14)이 소실되더라도 흑연재의 오링(14-1)은 소실됨이 없이 그대로 남아 밸브의 기밀을 유지시키도록 할 수 있어 밸브의 안전성을 더욱 높일 수 있는 효과가 얻어진다.

나아가서, 도9는 본 발명에 따라 분할형 상기 시트리테이너가 분할형 시트리테이너(17-1)(17-2)로 구성된 경우의 실시예를 보여 준다.

따라서, 본 발명은 상술한 바와 같은 구성, 작용에 의해 이러한 볼밸브 및 관련 배관설비의 보다 안정적인 기밀유지 작동을 가능하게 하고 안전성을 크게 제고시키도록 할 수 있게 된 신규유용한 효과를 제공하는 것이다.

Claims (3)

1. 금속재의 볼(3)과 이 볼(3)에 접하는 탄성을 지닌 비금속재의 시트링(13), 상기 시트링(13)을 보지하기 위한 시트리테이너(17), 상기 시트리테이너(17)를 볼(3)쪽으로 밀어주는 스프링(16), 상기 시트리테이너(17)와 밸브 몸통(1)간의 유체누설을 방지하도록 시트리테이너(17) 및 몸통(1)사이에 설치된 고무 오링(14)을 포함하는 시트 구조를 가지는 볼밸브에 있어서, 상기 시트리테이너(17)의 시트링(13)이 삽입설치되는 홈부(18) 가장자리에 복수 또는 시트리테이너 전둘레에 걸쳐서 압력분출구(19)들을 뚫어 설치한 것을 특징으로 하는 볼밸브의 시트 구조.
2. 제1항에 있어서, 상기 시트리테이너(17) 및 밸브 몸통(1)사이의 고무 오링(14)이 설치된 외측에 흑연 링(14-1)이 또한 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 볼밸브의 시트 구조.
3. 제1항에 있어서, 상기 금속재의 볼(3)에 접하는 비금속재의 시트링(13)과 이 시트링(13)을 보지하는 시트리테이너로서 2 분할된 시트리테이너(17-1)(17-2) 사이에 시트링(13)을 설치한 것을 특징으로 하는 볼밸브의 시트 구조.