KR20010038708A - Metal-seated ball valve - Google Patents

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KR20010038708A
KR20010038708A KR1019990046804A KR19990046804A KR20010038708A KR 20010038708 A KR20010038708 A KR 20010038708A KR 1019990046804 A KR1019990046804 A KR 1019990046804A KR 19990046804 A KR19990046804 A KR 19990046804A KR 20010038708 A KR20010038708 A KR 20010038708A
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김교설
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김교설
김교택
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Abstract

PURPOSE: A ball valve using a metal seat is provided to minimize the friction and abrasion of a seat for guiding the opening and closing operation of an opening and closing ball by forming the seat with metal and prevent the intrusion of the impurities contained in fluid by precisely machining the seat in complementary shape with the ball. CONSTITUTION: A ball valve including a handle(13) fixed with a nut(14) at the upper part of a stem(12) fixing an opening and closing ball(2) formed of metal by penetrating a valve chamber(11) at the upper part of a valve main body(1), and connection bodies(5a,5b) assembled into both parts of the valve main body with coupling bolts(51) while both sides of the opening and closing ball inserted into the valve chamber contacts a seat(3), the seat is formed of corresponding metal and has spherical contacting surfaces(31) precisely machined in the corresponding shape to the opening and closing ball for contacting the outer peripheral surface of the opening and closing ball and the spherical contacting surfaces have many seat grooves(34) concentrically machined inwardly.

Description

금속제 시트를 사용하는 볼밸브{Metal-seated ball valve}Metal-seated ball valves using metal seats

본 발명은 유체가 흐르는 관로에 설치되어 볼밸브의 개폐작동에 유연성을 부여하면서 개폐작동시 개폐용 볼의 외주면과 금속제 시트의 구형수밀면이 이물질에 의해 손상되는 현상을 방지하고 나아가 금속제 시트의 외주면과 밸브몸체 사이에 개재되는 시일재가 항시 수밀한 상태를 유지토록 하여 유체의 완벽한 누설방지로 신뢰성을 높일 수 있는 볼밸브에 관한 것이다.The present invention is installed in the fluid flow pipe to provide flexibility in the opening and closing operation of the ball valve while preventing the phenomenon that the outer peripheral surface of the opening and closing ball and the spherical watertight surface of the metal sheet during the opening and closing operation by foreign matter and furthermore the outer peripheral surface of the metal sheet And a sealing material interposed between the valve body and the valve body to maintain a watertight state at all times, thereby improving reliability by preventing leakage of fluid completely.

일반적으로 물이나 가스와 같은 유체의 관로에는 유체의 흐름을 허용하거나 차단하는 밸브로서 누수방지작용이 우수한 볼밸브를 장착하고 있으며, 상기 볼밸브는 밸브몸체의 내부에 회전가능하게 설치되어 있는 개폐용 볼을 핸들로서 회전조작하는 수단으로 개폐작동시키므로서 유체의 흐름을 허용하거나 또는 차단하도록 구성되어 있다.In general, a fluid valve such as water or gas is equipped with a ball valve having excellent leakage preventing action as a valve that allows or blocks the flow of the fluid, and the ball valve is opened and closed to be rotatably installed inside the valve body. It is configured to allow or block the flow of fluid by opening and closing the ball by a means for rotating the ball as a handle.

종래 기술에서의 볼밸브는 도 8에 도시와 같이 밸브몸체(100)의 밸브실(101)에 개폐용 볼(200)을 장입시킨 다음 덮개(300)를 나사조립하며, 상기 밸브몸체(100)의 외측에서 스템(400)을 삽입하여 개폐용 볼(200)의 정부(頂部)에 고정되게 한 후 상기 스템(400)에 핸들(500)을 너트(501)로서 고정시키는 구조로 되어 있으며, 상기 밸브몸체(100) 및 덮개(300) 각각의 안쪽에 형성된 환형턱(102)(301)과 상기 개폐용 볼(200)과의 사이에 탄성체 시트(600)를 개재시키는 구조로서, 상기 탄성체 시트(600)들은 폴리에틸렌이나 테프론 재질로 형성되어 개폐용 볼(200)의 양쪽에 탄력적으로 밀착되어 유체의 누설을 방지할 수 있도록 구성되어 있다.In the prior art ball valve, as shown in FIG. 8, the opening and closing ball 200 is inserted into the valve chamber 101 of the valve body 100, and then the cover 300 is screw-assembled, the valve body 100 The stem 400 is inserted from the outside of the ball 200 to be fixed to the top of the opening and closing ball 200, and then the handle 500 is fixed to the stem 400 as the nut 501. The elastic sheet 600 is interposed between the annular jaws 102 and 301 formed inside the valve body 100 and the cover 300 and the opening / closing ball 200. 600 is formed of a polyethylene or Teflon material is elastically in close contact with both sides of the opening and closing ball 200 is configured to prevent the leakage of fluid.

그러나 상기한 종래 기술의 볼밸브는 다음과 같은 문제점을 나타내고 있다.However, the above-described prior art ball valve exhibits the following problems.

첫째, 상기 탄성체 시트(600)는 덮개(300)를 밸브몸체(100)에 나사조립시키는 과정에서 나사조임력에 의해 강하게 압축된 상태로서 개페용 볼(200)에 밀착되므로 조립 초기에는 유체의 누설을 방지하는 작용이 기대될 수 있는 반면에 탄성체 시트(600)의 과도한 압축작용으로 개폐용 볼(200)을 누르고 있기 때문에 상기 개폐용 볼(200)의 개폐작동이 원활하지 못하게 되어 핸들(500) 조작시 과도한 회전우력(torque)이 필요하게 되므로 볼밸브의 개폐작동에 많은 힘이 소요되는 문제점이 있으며,First, since the elastic sheet 600 is tightly compressed by the screw tightening force in the process of screwing the cover 300 to the valve body 100, the elastic sheet 600 closely adheres to the opening ball 200, thereby preventing leakage of fluid at the initial stage of assembly. On the other hand, the operation of the handle 500 may be prevented because the opening and closing operation of the opening and closing ball 200 may not be performed smoothly while the opening and closing ball 200 is pressed by the excessive compression of the elastic sheet 600. Excessive rotational torque (torque) is required at the time, there is a problem that takes a lot of force in the opening and closing operation of the ball valve,

둘째, 상기와 같이 탄성체 시트(600)가 개폐용 볼(200)에 강하게 압착된 상태로 조립되어 있어 핸들(500) 조작으로 개폐작동을 반복하게 될 때 개페용 볼(200)과의 마찰현상이 크게 나타나기 때문에 상기 탄성체 시트(600)의 마모 및 변형이 빠르게 진행되는 문제점이 있으며, 이러한 문제점은 곧 유체를 누설시키게 되는 원인되어 왔으며,Second, as described above, the elastic sheet 600 is assembled in a strongly compressed state to the opening and closing ball 200, so that the friction phenomenon with the opening and closing ball 200 is repeated when the opening and closing operation is repeated by the operation of the handle 500. Since it appears large, there is a problem that the wear and deformation of the elastic sheet 600 proceeds quickly, such a problem has been caused to leak fluid soon,

셋째, 밸브몸체(100)에 덮개(300)를 나사조립한 관로에 연결한 후에는 연결부위에서 고압유체가 누설되는 것을 완전하게 차단하기 위해 연결부위를 용접하게 되는데, 이때 용접작업은 통상적으로 개폐용 볼(200)과 탄성체 시트(600)를 조립한 상태에서 이루어지게 되며 또 용접위치는 탄성체 시트(600)와 인접한 곳에서 이루어지는 관계로 용접시 발생되는 고열로 인해 탄성체 시트(600)가 열변형되어 고압유체의 완전한 수밀작용은 기대하기 곤란한 문제점이 발생된다. 상기의 문제점을 해소하기 위해서는 개페용 볼(200)과 탄성체 시트(600)를 분리 및 해체한 상태에서 밸브몸체(100)와 덮개(300)를 관로에 연결하여 용접한 다음에 개페용 볼과 탄성체 시트를 조립하는 방법이 있지만 볼밸브의 설치작업은 관로가 배설되는 현장에서 이루어지고 있고 또 관로와 관로 사이에 밸브몸체(100)와 덮개(300)를 용접한 상태에서는 개페용 볼(200) 및 탄성체 시트(600)의 조립은 물론이고 스템(400)과 핸들(500) 그리고 그외의 패킹, 가스켓, 너트 등등의 부품의 조립작업이 매우 번거롭고 힘이 들기 때문에 대개는 탄성체 시트(600)가 조립된 상태에서 볼밸브를 관로에 용접하는 수단으로 연결하고 있기 때문에 상기와 같은 탄성체 시트(600)의 열변형 문제는 해결되지 못하고 있는 실정이다.Third, after connecting the cover 300 to the pipe assembly screwed to the valve body 100 to weld the connection to completely block the leakage of the high-pressure fluid at the connection, the welding operation is usually for opening and closing Since the ball 200 and the elastic sheet 600 are assembled, and the welding position is made in the vicinity of the elastic sheet 600, the elastic sheet 600 is thermally deformed due to the high heat generated during welding. Complete watertight action of the high pressure fluid is difficult to expect. In order to solve the above problems, the valve body 100 and the cover 300 are welded by connecting the valve body 100 and the cover 300 to a pipeline in a state where the opening and closing ball 200 and the elastic sheet 600 are separated and dismantled, and then the opening and closing ball and the elastic body are welded. Although there is a method of assembling the seat, the installation work of the ball valve is performed at the site where the pipeline is disposed, and in the state where the valve body 100 and the cover 300 are welded between the pipeline and the pipeline, the opening ball 200 and The assembly of the elastomeric sheet 600, as well as the assembly of the stem 400, the handle 500, and other parts such as packing, gaskets, nuts, etc. are very cumbersome and laborious, and thus, the elastomeric sheet 600 is usually assembled. Since the ball valve is connected by means of welding to the pipeline in the state, the problem of thermal deformation of the elastic seat 600 as described above is not solved.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술에서 나타나는 제반 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로, 볼밸브의 개페용 볼과 접촉하여 유체의 누설을 차단하는 시트를 상기한 개폐용 볼과 같은 계열의 재질로 된 금속제 시트로 구성하여 개폐용 볼과의 마모현상의 극소화를 꾀하고 또한 볼밸브의 개폐작동시 고압유체에 함유되어 있는 이물질(미크론단위의 입자)에 의해 개폐용 볼과 금속제 시트가 손상되는 현상이 나타나지 않도록 하므로서 상기 개페용 볼과 금속제 시트의 수밀작용을 기대할 수 있도록 하는데 주된 목적이 있으며, 또한 상기 금속제 시트의 외주면측에 탄력적인 압착력을 가하는 시일재가 수축되는 현상이 발생하게 되더라도 상기 시일재가 상기 금속제 시트의 외주면에 수밀하게 접촉된 상태가 유지될 수 있도록 하므로서 금속제 시트의 외주면측에서 나타날 수 있는 누설현상도 방지할 수 있도록 하는데 다른 목적을 두고 발명한 것이다.The present invention has been made to solve the above-mentioned problems in the prior art, and made of a metal material of the same type as the opening and closing ball to the seat to contact the opening ball of the ball valve to block the leakage of fluid. It is composed of seats to minimize wear phenomenon with opening and closing balls. Also, opening and closing balls and metal seats are damaged by foreign matter (micron particles) contained in high pressure fluid during opening and closing operation of ball valves. The main purpose is to be able to expect the watertight action of the opening ball and the metal sheet by avoiding, and the sealing material is the metal sheet even if the phenomenon that the sealing material is applied to the outer peripheral surface side of the metal sheet is contracted. The metal sheet can be maintained in a tight contact with the outer circumferential surface of the To the invention with different purposes in order to prevent a leakage phenomenon that may appear on the main surface side.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로서,The present invention as a means for achieving the above object,

밸브몸체의 상부에 밸브실을 관통하여 개폐용 볼을 고정시키는 스템의 상단에 너트로서 핸들을 고정시키며, 상기 밸브실 장입된 개폐용 볼의 양쪽에 밸브시트를 접촉시킨 상태에서 밸브몸체의 양측에 연결몸체를 체결볼트로 조립하는 구조로 된 볼밸브에 있어서,The handle is fixed as a nut to the upper end of the stem which fixes the opening / closing ball through the valve chamber on the upper part of the valve body, and the valve seat is brought into contact with both sides of the valve body loaded opening / closing ball on both sides of the valve body. In the ball valve structure of assembling the connecting body with a fastening bolt,

상기 밸브몸체의 개폐용 볼의 금속재질과 같은 계열의 재질로 된 금속제 시트의 구형수밀면을 상기 개폐용 볼의 구면과 같은 구면으로 형성함과 동시 상기 구형수밀면에 금속제 시트의 내부를 향해 동심형태로 홈가공된 다수의 시트홈을 형성한 것을 특징으로 하는 것이며,The spherical watertight surface of the metal sheet made of the same material as the metal material of the opening and closing ball of the valve body is formed into the same spherical surface as the spherical surface of the opening and closing ball and concentric toward the inside of the metal sheet on the spherical watertight surface. It is characterized in that to form a plurality of grooves grooved in the form,

또한 상기 금속제 시트와 밸브몸체 사이에 개재되는 시일재가 설치되는 금속제 시트의 외주면에는 구형수밀면의 반대방향으로 갈수로 점차로 외경이 작아지는 경사면을 갖는 구배단층부를 형성한 것을 특징으로 하는 것이다.In addition, the outer circumferential surface of the metal sheet is installed between the metal seat and the valve body is provided with a gradient cutoff layer portion having an inclined surface that gradually decreases the outer diameter in the opposite direction of the spherical watertight surface.

도 1은 본 발명의 실시예의 볼밸브 단면도.1 is a cross-sectional view of a ball valve of an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 개폐용 볼의 양측에 대설되는 금속제 시트의 확대 단면도.2 is an enlarged cross-sectional view of a metal sheet disposed on both sides of the opening and closing ball of the present invention.

도 3은 본 발명의 금속제 시트의 수밀면측에서 본 확대도.3 is an enlarged view seen from the watertight surface side of the metal sheet of the present invention.

도 4는 본 발명의 볼밸브가 개방상태에서 폐쇄될 때의 작동상태 단면도.Figure 4 is a cross-sectional view of the operating state when the ball valve of the present invention is closed in the open state.

도 5는 본 발명의 볼밸브의 폐쇄상태 단면도.Figure 5 is a closed state cross-sectional view of the ball valve of the present invention.

도 6은 도 4의 "A"부분 확대 단면도.FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of portion “A” of FIG. 4. FIG.

도 7은 본 발명의 일부 확대 단면도로서 금속제 시트의 구배단층부에 설치7 is an enlarged cross-sectional view of a part of the present invention provided in the gradient breakdown layer of the metal sheet.

된 시일재의 작동상태 단면도.Section of the working seal material.

도 8은 종래 기술의 볼밸브 단면도.8 is a cross-sectional view of the prior art ball valve.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of code for main part of drawing

1 : 밸브몸체 2 : 개폐용 볼1: valve body 2: opening and closing ball

3 : 금속제 시트 4 : 시일재3: metal sheet 4: sealing material

5a,5b : 연결몸체 11 : 밸브실5a, 5b: connecting body 11: valve chamber

12 : 스템 13 : 핸들12: Stem 13: Handle

14 : 너트 21 : 결합홈14: nut 21: coupling groove

22 : 통로 31 : 구형수밀면22: passage 31: spherical watertight surface

32 : 환형부 33 : 구배단층부32: annular portion 33: gradient fault portion

34 : 시트홈 51 : 체결볼트34: seat groove 51: fastening bolt

52 : 가스켓 53 : 완충공간52: gasket 53: buffer space

본 발명의 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하기로 한다.An embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예의 볼밸브 단면도이며, 도 2는 본 발명의 개폐용 볼의 양측에 대설되는 금속제 시트의 확대 단면도이고, 도 3은 본 발명의 금속제 시트의 수밀면측에서 본 확대도이며, 도 4는 본 발명의 볼밸브가 개방상태에서 폐쇄될 때의 작동상태 단면도이고, 도 5는 본 발명의 볼밸브의 폐쇄상태 단면도이며, 도 6은 도 4의 "A"부분 확대 단면도이고, 도 7은 본 발명의 일부 확대 단면도로서 금속제 시트의 구배단층부에 설치된 시일재의 작동상태 단면도를 도시한 것으로,1 is a cross-sectional view of a ball valve of an embodiment of the present invention, Figure 2 is an enlarged cross-sectional view of the metal sheet disposed on both sides of the opening and closing ball of the present invention, Figure 3 is an enlarged view seen from the watertight surface side of the metal sheet of the present invention. 4 is a cross-sectional view of an operating state when the ball valve of the present invention is closed in an open state, FIG. 5 is a cross-sectional view of a closed state of the ball valve of the present invention, and FIG. FIG. 7 is a partially enlarged cross-sectional view of the present invention showing a cross-sectional view of an operating state of a sealing material installed in a gradient end portion of a metal sheet;

도면부호 1은 밸브몸체를 나타내는 것으로, 상기 밸브몸체(1)의 상부에는 밸브실(11)을 관통하는 구멍을 뚫고 상기 밸브실(11)쪽에서 스템(12)을 삽입하여 스템(12) 상단의 나사부가 밸브몸체(1) 상부로 돌출되게 한 다음 상기 밸브실(11)에 장입되는 개폐용 볼(2)의 정부에 형성된 결합홈(21)에 상기 스템(12) 하단의 결합단(12a)이 결합되게 한다.Reference numeral 1 denotes a valve body, a hole penetrating the valve chamber 11 in the upper portion of the valve body 1 and inserting the stem 12 from the valve chamber 11 side to the top of the stem 12 Coupling end (12a) of the lower end of the stem (12) in the coupling groove (21) formed in the top of the opening and closing ball (2) inserted into the valve chamber 11 after the screw portion protrudes above the valve body (1) To be combined.

상기 밸브실(11)에서 삽입되어 밸브몸체(1)를 관통하여 상부로 돌출되는 스템(12) 외주에는 종래 기술과 마찬가지로 테프론와샤와 패킹 등의 기밀부재를 끼워준 다음 상기 스템(12)의 상단 나사부에 핸들(13)을 끼우고 너트(14)로 나사조립하여 고정시킨다.Insert the airtight member such as Teflon washer and packing on the outer circumference of the stem 12 inserted from the valve chamber 11 and protrudes upward through the valve body 1, and then the upper threaded portion of the stem 12 Insert the handle (13) in the screw and screwed with a nut (14) to secure.

상기 개폐용 볼(2)의 양측에는 그 중심부에 형성된 통로(22)를 개방 또는 폐쇄할 수 있는 연결통로(3a)가 각각 형성된 2개의 금속제 시트(3)를 상기 개폐용 볼(2)의 대칭상으로 밀착되게 설치하는데, 상기 금속제 시트(3)들은 그 재질이 상기 개폐용 볼(2)과 같은 계열의 금속재질(바람직하게는 오스테나이트계의 스테인레스 스틸)로 제작하며, 상기 개폐용 볼(2)의 양측 외주면에 밀착되는 상기 금속제 시트(3)의 구형수밀면(31)은 정밀가공되어 개폐용 볼(2)의 외주면과의 마찰저항을 극소화시킬 수 있도록 고정밀 표면조도를 가지도록 하며, 또한 상기 구형수밀면(31)은 개폐용 볼(2)의 외주면과 같은 구형면으로 형성되어 있다.On both sides of the opening and closing ball 2, two metal sheets 3 each having a connecting passage 3a for opening or closing the passage 22 formed at the center thereof are symmetrical with the opening and closing ball 2. The metal sheet (3) is installed in close contact with the phase, the material is made of a metal material (preferably austenitic stainless steel) of the same material as the opening and closing ball (2), the opening and closing ball ( The spherical watertight surface 31 of the metal sheet 3 in close contact with both outer peripheral surfaces of 2) is precisely processed to have a high precision surface roughness to minimize frictional resistance with the outer peripheral surface of the opening and closing ball 2, In addition, the spherical watertight surface 31 is formed in the same spherical surface as the outer peripheral surface of the opening and closing ball (2).

상기 금속제 시트(3)의 외주면은 외경이 큰 환형부(32)와 상기 환형부(32)에서 구형수밀면(31)의 반대방향을 향해 멀어질수록 점차로 외경이 작아지는 상태의 경사각(θ: 2∼10°)으로 경사지는 구배단층부(33)로 구성되어 있다.The outer circumferential surface of the metal sheet 3 has an inclined angle θ in a state where the outer diameter gradually decreases as the outer diameter of the metal sheet 3 moves away from the annular portion 32 and the annular portion 32 toward the opposite direction of the spherical watertight surface 31. It consists of the gradient single-layer part 33 inclined by 2-10 degrees.

또한 상기 금속제 시트(3)의 구형수밀면(31) 전면에는 구배단층부(33)를 향해 깊게 동심형태로 홈가공된 다수의 시트홈(34)이 일정간격으로 형성되어 있는데, 상기한 시트홈(34)들은 개폐용 볼(2)의 외주면과 금속제 시트(3)의 구형수밀면(31)이 밀착하고 있는 경계선 부위에 잔류하고 있던 이물질(유체에 함유되어 있는 미크론단위의 중금속 등의 미세입자 따위)이 개폐용 볼(2)의 폐쇄작동시 개폐용 볼(2)의 외주면과 금속제 시트(3)의 구형수밀면(31)에 끼이는 것을 방지하여 상기 구형수밀면(31)과 개폐용 볼(2)의 외주면에 긁혀지는 상처(scratch)가 생기는 현상이 나타나지 않게 하는 것이다.In addition, the front surface of the spherical watertight surface 31 of the metal sheet 3 is formed with a plurality of sheet grooves 34 grooved deeply concentrically toward the gradient single layer portion 33 at a predetermined interval. (34) are foreign substances (microparticles such as micron-heavy metals contained in the fluid) remaining in the boundary portion where the outer circumferential surface of the opening and closing ball 2 and the spherical watertight surface 31 of the metal sheet 3 are in close contact with each other. Is prevented from being caught in the outer circumferential surface of the opening and closing ball 2 and the spherical watertight surface 31 of the metal sheet 3 during the closing operation of the opening and closing ball 2. The phenomenon that scratches are generated on the outer circumferential surface of the ball 2 is prevented from appearing.

상기 밸브몸체(1)의 내주면(1a)은 상기 금속제 시트(3)의 환형부(32)를 수용할 수 있는 내경을 가지는 한편, 상기 구배단층부(33)와의 사이에는 공간이 형성되게 하여 시일재(4)를 개재시킬 수 있도록 구성되어 있으며, 또한 상기 시일재(4)의 내주면은 상기한 구배단층부(33)와 같은 경사면으로 형성되어 상기 구배단층부(33)에 항시 밀착된 상태를 유지할 수 있도록 구성되어 있다.The inner circumferential surface 1a of the valve body 1 has an inner diameter capable of accommodating the annular portion 32 of the metal sheet 3, while a space is formed between the gradient end portion 33 and the seal. The inner circumferential surface of the seal member 4 is formed in the same inclined surface as the above-described gradient single-layer portion 33 and is always in close contact with the gradient single-layer portion 33. It is configured to maintain.

상기 밸브몸체(1)의 양쪽에 체결볼트(51)로서 양측 연결몸체(5a)(5b)를 체결하는데, 상기 밸브몸체(1)의 양측면에 밀착되는 연결몸체(5a)(5b) 각각의 내면에는 환형상으로 홈을 형성시킨 다음 그 환형홈에 가스켓(52)을 개재시키는 한편 상기 양측 연결몸체(5a)(5b)와 양측 금속제 시트(3)와의 사이에는 완충공간(53)을 형성시키는데, 상기 완충공간(53)은 개폐용 볼(2)을 개방상태에서 폐쇄작동시키는 과정에서 유체압이 개폐용 볼(2)에 작용할 때 유체압이 작용되는 반대쪽의 금속제 시트(3)가 탄력적을 완충작동을 하여 유체압의 충격을 흡수 완화시키는 작용을 담당하게 된다.Both connecting bodies 5a, 5b are fastened to both sides of the valve body 1 as fastening bolts 51, and inner surfaces of the connecting bodies 5a, 5b which are in close contact with both sides of the valve body 1, respectively. The groove is formed in an annular shape and then a gasket 52 is interposed in the annular groove while a buffer space 53 is formed between the two connecting bodies 5a and 5b and the metal sheet 3 on both sides. The buffer space 53 buffers elasticity of the metal sheet 3 on the opposite side to which the fluid pressure is applied when the fluid pressure acts on the opening and closing ball 2 in the process of closing the opening and closing ball 2 in the open state. It acts to absorb and mitigate the shock of the fluid pressure.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the present invention configured as described above is as follows.

상기 밸브몸체(1)의 밸브실(11)에 장입되어 있는 개폐용 볼(2)의 양측에 접촉하고 있는 금속제 시트(3)의 구형수밀면(31)은 상기 개폐용 볼(2)의 구형상의 외주면과 동일한 반경을 가지는 구면으로 형성되어 있으므로 상기 구형수밀면(31)은 개폐용 볼(2)의 외주면에 수밀하게 접촉된 상태를 유지하게 되어 상기 금속제 시트(3)의 구형수밀면(31)이 유체의 누설을 방지하는 작용을 하게 되며, 또한 상기 금속제 시트(3)의 구형수밀면(31)은 고정밀 가공으로 표면조도가 매우 매끄럽게 가공되어 있어 상기 금속제 시트(3)가 개폐용 볼(2)을 강하게 압착하는 상태로 조립되더라도 개폐용 볼(2)의 개폐작동시 회전이 원활하게 이루어질 수 있게 되며, 이에 따라 핸들(13) 조작시 적은 회전우력(torque)으로도 부드럽게 개폐작동시킬 수 있는 특징을 나타낸다.The spherical watertight surface 31 of the metal seat 3 which contacts the both sides of the opening-and-closing ball 2 inserted in the valve chamber 11 of the said valve body 1 is the spherical shape of the opening-and-closing ball 2 Since the spherical watertight surface 31 is formed in a spherical surface having the same radius as the outer circumferential surface of the phase, the spherical watertight surface 31 of the metal sheet 3 is maintained in watertight contact with the outer circumferential surface of the opening and closing ball 2. ) Acts to prevent leakage of the fluid, and the spherical watertight surface 31 of the metal sheet 3 is processed to have a very smooth surface roughness by high precision processing. 2) even when assembled in a strongly compressed state, the rotation can be made smoothly during the opening and closing operation of the opening and closing ball (2), thereby smoothly opening and closing operation even with a small torque when operating the handle (13). It is a characteristic.

다음, 상기와 같이 핸들(13)을 조작하여 개폐용 볼(2)을 개방 또는 폐쇄작동시키는데, 도 4 및 도 6의 실선부분과 같이 상기 개폐용 볼(2)의 통로(22)와 양측 금속재시트(3) 각각의 연결통로(3a)들이 서로 연통하도록 완전히 개방작동시킨 상태에서는 상기 개폐용 볼(2)의 통로(22)의 직경보다 금속제 시트(3)의 연결통로(3a)의 직경이 큰 상태이므로 금속제 시트(3)의 연결통로(3a) 내측으로 돌출된 개폐용 볼(2)의 통로(22) 주연부에 유체에 함유되어 있는 이물질이 부착되는 현상이 나타나게 되며, 이와 같은 상태에서 개폐용 볼(2)을 폐쇄작동시키게 될 때 개폐용 볼(2)은 도 4 및 도 6의 가상선부분과 같이 회전하는 상태가 되며, 이에 따라 개폐용 볼(2)의 통로(22) 일측이 금속제 시트(3)의 구형수밀면(31)으로 진입하게 되므로 이 과정에서 앞에서 설명한 바 있듯이 통로(22) 주위에 머무르면서 개폐용 볼(2)의 외주면에 부착되어 있던 이물질이 개폐용 볼(2)의 외주면과 금속제 시트(3)의 구형수밀면(31) 사이로 진입하게 되는 현상이 나타나게 되는데, 이때 개폐용 볼(2)의 통로(22) 주위에 부착되어 있는 이물질은 구형수밀면(31) 사이에 끼일 때 마찰현상이 나타나게 되고 이에 따라 이물질은 개페용 볼(2)의 외주면에 부착된 상태에서 이완되는 현상이 나타나게 되며, 이와 같이 개폐용 볼(2)의 외주면에서 이완되는 이물질은 개폐용 볼(2)의 통로(22)가 연결통로(3a)와 가장 가까운 위치에 있는 첫번째 시트홈(34)을 통과하는 과정에서 그 첫번째 시트홈(34)을 통과하지 못하고 유체의 유속에 의하여 첫번째 시트홈(34) 속으로 빠지게 되는 것이며(도 6 참조), 이와 같이 첫번째 시트홈(34)에 빠지거나 또는 그에 의하여 개폐용 볼(2)의 외주면에서 이완된 이물질은 유체의 유속에 의해 다시 유체에 섞인 상태로 흐르게 되는 것이다.Next, the handle 13 is operated as described above to open or close the opening and closing ball 2, as shown in FIGS. 4 and 6, the passages 22 and the metal materials on both sides of the opening and closing ball 2, respectively. In a state in which the connecting passages 3a of the seats 3 are fully opened to communicate with each other, the diameter of the connecting passages 3a of the metal sheet 3 is larger than the diameter of the passages 22 of the opening and closing balls 2. Since the state is large, foreign matter contained in the fluid adheres to the periphery of the passage 22 of the opening / closing ball 2 protruding into the connection passage 3a of the metal sheet 3. When the ball 2 is closed, the opening and closing ball 2 is in a state of rotating as shown in the virtual line of FIGS. 4 and 6, whereby one side of the passage 22 of the opening and closing ball 2 is formed. As it enters the spherical watertight surface 31 of the metal sheet 3, as described above in the process (22) While staying around, foreign matter adhering to the outer circumferential surface of the opening / closing ball 2 enters between the outer circumferential surface of the opening / closing ball 2 and the spherical watertight surface 31 of the metal sheet 3. At this time, foreign matter adhering around the passage 22 of the opening / closing ball 2 appears to be frictional when sandwiched between the spherical watertight surfaces 31 and thus foreign matter is attached to the outer circumferential surface of the opening ball 2. In this way, the phenomenon of relaxation appears, and foreign matters that are relaxed on the outer circumferential surface of the opening / closing ball 2 are the first sheet grooves in which the passage 22 of the opening / closing ball 2 is closest to the connection passage 3a. In the process of passing through 34, the first sheet groove 34 does not pass through and falls into the first sheet groove 34 due to the flow rate of the fluid (see FIG. 6), and thus falls into the first sheet groove 34. Of or by the opening or closing ball 2 The foreign matter from the main surface relaxation is caused to flow to the mixed state in the fluid again by the flow rate of the fluid.

또한 도 5와 같이 상기 개폐용 볼(2)이 폐쇄작동된 상태에서 개방작동될 경우에도 상기 구형수밀면(31)만 접촉하게 되는 개폐용 볼(2)의 외주면에 부착된 이물질 역시 연결통로(3a)에서 가까운 위치에 형성된 첫번째 및 두번째 시트홈(34)에 의하여 탈락되어 제거되는 것이다.In addition, the foreign matter attached to the outer peripheral surface of the opening and closing ball (2) in contact with only the spherical watertight surface 31 even when the opening and closing ball (2) in the closed operation as shown in FIG. It is eliminated by being removed by the first and second seat grooves 34 formed at a position close to 3a).

따라서 상기 개폐용 볼(2)의 통로(22) 주위의 외주면에 부착되는 이물질은 볼밸브의 개폐작동시 개폐용 볼(2)의 외주면과 금속제 시트(3)의 구형수밀면(31)과의 마찰작용에 의해 이완되면서 연결통로(3a)에서 가장 가까운 첫번째 또는 두번째 시트홈(34)을 넘어가지 못하고 제거되므로서 첫번째 또는 두번째 시트홈(34) 사이의 구형수밀면(31)은 이물질에 의해 손상되는 현상이 나타날 수 있지만 상기한 첫번째 또는 두번째 시트홈을 벗어난 위치에 있는 구형수밀면(31)은 이물질에 의한 손상을 입지 않는 상태가 되므로 금속제 시트(3)는 항시 정밀한 수밀력을 유지하게 되는 특징을 지니게 된다.Therefore, the foreign matter adhering to the outer circumferential surface around the passage 22 of the opening / closing ball 2 is formed between the outer circumferential surface of the opening / closing ball 2 and the spherical watertight surface 31 of the metal seat 3 during the opening / closing operation of the ball valve. The spherical watertight surfaces 31 between the first or second seat grooves 34 are damaged by foreign matters as they are relaxed by friction and are removed from the first or second seat grooves 34 closest to the connecting passage 3a. It may appear that the spherical watertight surface 31 in the position outside the first or second seat grooves are not damaged by foreign matters, so the metal sheet 3 always maintains a precise watertight force. Will have.

그리고 상기와 같이 첫번째 시트홈(34)에 유입된 이물질은 볼밸브의 개폐작동시 흐르는 유체와 함께 빠져나가게 되므로 이물질이 시트홈(34)에 누적되지 않게 되는 것이다.In addition, the foreign matter introduced into the first seat groove 34 as described above is discharged together with the fluid flowing during the opening and closing operation of the ball valve so that the foreign matter does not accumulate in the seat groove 34.

다음, 상기 개폐용 볼(2)을 개방상태에서 폐쇄작동시킬 때에는 유체의 흐름이 차단되는 순간에는 유체압이 개폐용 볼(2)에 순간적으로 작용하게 되고 이에 따라 개폐용 볼(2)이 금속제 시트(3)를 유체압이 작용되는 반대측으로 밀어내게 되는데, 이때 금속제 시트(3)와 연결몸체(5a)(5b) 사이에는 완충공간(53)이 형성되어 있으며, 또한 금속제 시트(3)의 외주면에 시일재(4)가 개재되어 있으므로 상기 개폐용 볼(2)과 금속제 시트(3)는 유체압이 작용되는 반대측의 시일재(4)를 탄력적으로 압축하면서 왼충공간(53)으로 미세하게 이동하였다가 원위치로 복귀하게 되는 것이다.Next, when closing the opening and closing ball 2 in the open state, the fluid pressure acts momentarily on the opening and closing ball 2 at the moment when the flow of the fluid is blocked so that the opening and closing ball 2 is made of metal. The seat 3 is pushed out to the opposite side to which the fluid pressure is applied. A buffer space 53 is formed between the metal sheet 3 and the connecting bodies 5a and 5b. Since the sealing material 4 is interposed on the outer circumferential surface, the opening and closing ball 2 and the metal sheet 3 are minutely compressed into the left cavity space 53 while elastically compressing the sealing material 4 on the opposite side to which the fluid pressure is applied. It moves and returns to its original position.

다음, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 금속제 시트(3)의 외주면 즉, 구배단층부(33)와 밸브몸체(1)의 내주면(1a) 사이에 개재된 시일재(4)는 시일이 경과함에 따라 수축되는 현상이 나타나는데, 상기 구배단층부(33)는 환형부(32)쪽에서 그 반대쪽으로 갈수록 외경이 점차로 작아지는 경사면으로 형성되어 있고, 또 시일재(4)의 내주면 역시 구배단층부(33)와 같은 경사면을 가지고 밀착된 상태에서 환형부(32)로부터 축방향으로 압착력을 받고 있는 상태이므로 상기한 시일재(4)의 수축작용은 환형부(32)가 압축하는 방향으로 수축되는 현상이 나타나게 되므로 시일재(4)가 수축되더라도 그 내주면은 구배단층부(33)에 밀착된 상태를 지속적으로 유지하게 되는 것이다.(도 7의 가상선부분 참조)Next, as shown in FIG. 7, the seal member 4 interposed between the outer circumferential surface of the metal sheet 3, that is, the gradient rupture layer portion 33 and the inner circumferential surface 1a of the valve body 1, may be sealed. According to the contraction phenomenon, the gradient monolayer 33 is formed as an inclined surface whose outer diameter gradually decreases from the annular portion 32 toward the opposite side, and the inner circumferential surface of the sealing material 4 is also the gradient monolayer portion 33. Since the state of receiving the pressing force in the axial direction from the annular portion 32 in a state in close contact with the inclined surface such as), the shrinkage action of the seal member 4 is contracted in the direction in which the annular portion 32 is compressed. Since the seal material 4 is contracted, the inner circumferential surface of the seal material 4 is kept in close contact with the gradient monolayer 33. (See the virtual line in FIG. 7).

따라서 상기 시일재(4) 자체는 시일이 경과함에 따라 수축되는 현상이 나타나게 되더라도 금속제 시트(3)의 외주면에 수밀하게 밀착되는 상태가 되므로 상기 시일재(4)사이로 유체가 누설되는 현상을 방지할 수 있게 되는 것이다.Therefore, the sealing material 4 itself is in a state of being in close contact with the outer circumferential surface of the metal sheet 3 even if the phenomenon of shrinkage occurs as the seal elapses, so that the fluid leakage between the sealing material 4 can be prevented. It will be possible.

상기와 같은 본 발명에 의하면 볼밸브의 밸브실에 장입된 개폐용 볼의 양측 외주면에 접촉하도록 설치되어 유체의 누설을 방지하면서 개폐용 볼의 개폐작동을 안내하는 금속제 시트는 그 재질을 개폐용 볼의 재질과 같은 계열의 금속재질을 정밀가공하여 마찰마모를 극소화시키도록 함과 동시 볼밸브를 개폐작동시킬 때 관로를 흐르는 유체에 함유되어 있는 이물질이 개폐용 볼의 외주면과 금속제 시트의 구형수밀면 사이로 끼이는 현상을 방지하여 개폐용 볼의 외주면 및 금속제 시트의 수밀구형면이 손상되지 않게 하는 효과가 있으며, 또한 금속제 시트의 외주면을 경사진 구배단층부로 형성하는 수단으로 시일재가 수축되는 현상이 나타나게 되더라도 상기 시일재가 금속제 시트의 구배단층부에 항시 밀착되게 하는 효과를 나타내도록 하므로서 누설현상이 발생되는 않는 고품질의 볼밸브를 제공할 수 있는 발명이다.According to the present invention as described above is installed in contact with the outer circumferential surface of the both sides of the opening and closing ball inserted in the valve chamber of the ball valve is a metal sheet for guiding the opening and closing operation of the opening and closing ball while preventing the leakage of fluid is the material for opening and closing ball To minimize friction wear by precisely processing the same metal material as the material of the material, and when the ball valve is opened and closed, foreign matter contained in the fluid flowing through the pipe is opened on the outer circumferential surface of the opening and closing ball and the spherical watertight surface of the metal sheet. It prevents the phenomenon between the opening and closing of the opening and closing ball and the water-tight spherical surface of the metal sheet to prevent damage, and also the phenomenon that the sealing material is contracted by means of forming the outer peripheral surface of the metal sheet as an inclined gradient layer. Even if the sealant is to be always in close contact with the gradient layer of the metal sheet That is set phenomena invention is capable of providing a high quality ball valve.

Claims (2)

밸브몸체의 상부에 밸브실을 관통하여 개폐용 볼을 고정시키는 스템의 상단에 너트로서 핸들을 고정시키며, 상기 밸브실 장입된 개폐용 볼의 양쪽에 시트를 접촉시킨 상태에서 밸브몸체의 양측에 연결몸체를 체결볼트로 조립하는 구조로 된 볼밸브에 있어서,The handle is fixed as a nut to the upper end of the stem which fixes the opening / closing ball through the valve chamber on the upper part of the valve body, and is connected to both sides of the valve body while the seat is in contact with both sides of the valve opening and closing ball. In the ball valve structure of assembling the body with the fastening bolt, 상기 밸브몸체의 개폐용 볼의 금속재질과 같은 계열의 재질로 된 금속제 시트의 구형수밀면을 상기 개폐용 볼의 구면과 같은 구면으로 형성함과 동시 상기 구형수밀면에 금속제 시트의 내부를 향해 동심형태로 홈가공된 다수의 시트홈을 형성한 것을 특징으로 하는 금속제 시트를 사용하는 볼밸브.The spherical watertight surface of the metal sheet made of the same material as the metal material of the opening and closing ball of the valve body is formed into the same spherical surface as the spherical surface of the opening and closing ball and concentric toward the inside of the metal sheet on the spherical watertight surface. Ball valve using a metal seat, characterized in that the groove formed in the form of a plurality of seat grooves. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 금속제 시트와 밸브몸체 사이에 개재되는 시일재가 설치되는 금속제 시트의 외주면에는 구형수밀면의 반대방향으로 갈수로 점차로 외경이 작아지는 경사면을 갖는 구배단층부를 형성한 것을 특징으로 하는 금속제 시트를 사용하는 볼밸브.On the outer circumferential surface of the metal sheet provided with the sealing material interposed between the metal seat and the valve body is formed a gradient cutoff layer having an inclined surface that gradually decreases the outer diameter in the opposite direction of the spherical watertight surface using a metal sheet Ball valve.
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