KR20010083445A

KR20010083445A - 삼차 편심구조를 갖는 메탈시트형 버터플라이밸브

Info

Publication number: KR20010083445A
Application number: KR1020000006948A
Authority: KR
Inventors: 김선규
Original assignee: 유서광; 범한금속공업(주)
Priority date: 2000-02-15
Filing date: 2000-02-15
Publication date: 2001-09-01
Also published as: KR100367532B1

Abstract

본 발명은 삼차 편심구조를 갖는 메탈시트형 버터플라이밸브에 관한 것이다.

본 발명은 밸브디스크의 회전축인 밸브대를 기밀부인 시트가 개재되는 밸브몸통의 중심선으로부터 "a"만큼 일차 편심시킨 상태에서 밸브의 유로중심선으로부터 "b"만큼 이차 편심시킨 편심구조를 갖고, 상기 밸브디스크와 밸브몸통 사이에는 이들을 긴밀하게 밀폐하는 밸브시트를 포함하는 버터플라이밸브에 있어서, 상기 밸브대가 이차 편심구조를 갖는 상태에서 밸브의 유로중심선과 몸통중심선의 교점을 기준점으로 하여 원추형 밸브디스크의 기준축선을 임의의 각도만큼 회전시킨 다음 상기 기준축선을 "c"만큼 축이동시켜 삼차 편심구조를 이루도록하여서 달성된다.

이에 따라, 본 발명의 버터플라이밸브는 초저온, 고온 및 고압의 조건하에서 뿐만 아니라 양방향 유체 흐름조건하에서도 우수한 기밀성을 유지할 수 있고, 특히 화재시에도 긴급차단기능을 수행할 수 있어 일반적인 게이트밸브 혹은 볼밸브를 획기적으로 대체할 수 있는 유용한 장점을 제공한다.

Description

삼차 편심구조를 갖는 메탈시트형 버터플라이밸브{METAL SEAT TYPE BUTTERFLY VALVE HAVING A TRIPLE OFFSET STRUCTURE}

본 발명은 배관과 연결되어 유량을 제어 또는 차단하는 버터플라이밸브에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상온에서 뿐만 아니라 초저온, 고온 및 고압 조건하의 양방향 유체 흐름조건하에서도 우수한 기밀성을 유지할 수 있도록 한 삼차 편심구조를 갖는 메탈시트형 버터플라이밸브에 관한 것이다.

종래에는 도 1과 같이, 밸브대(13)에 밸브디스크(12)를 동심형으로 고정하고 밸브몸통(11) 또는 밸브디스크(12)의 어느 하나에 합성고무, 테프론 혹은 합성수지와 같은 연재질로 된 연질의 시트(14)를 장착하여 상기 시트(14)의 압착에 기인한 유연성에 의해 기밀을 유지하도록 하였으나, 이러한 시트(14)가 합성고무나 합성고무와 같은 것으로 형성되므로 고온, 고압 또는 초저온과 같은 조건하에서는 소재의 변형이 발생되어 긴밀한 기밀성을 유지할 수 없다는 사용상의 제한적 요인이 있었다.

이를 개선하기 위해 도 2 내지 도 3의 도시와 같이, 밸브디스크(12)의 회전축인 밸브대(13)를 기밀부인 시트(14)가 개재되는 밸브몸통(11)의 중심선인 B-B'라인으로부터 "a"만큼 일차 편심시킨 상태에서 밸브의 유로중심선인 A-A'라인으로부터 "b"만큼 편심시킨 이차 편심구조를 갖도록 하고, 시트(14)를 금속재로 사용함으로써 고온, 고압 및 초저온의 조건하에서도 변형을 최소화하여 충분한 기밀성을 유지할 수 있도록 하였으며, 특히 금속재를 시트(14)로 사용한 예는 대한민국공개실용공보 제1998-019294호에 개시되어 있다.

그러나, 이와 같이 밸브대(13)를 편심시키게 되면 밸브디스크(12)의 구조가 원추형상이 되기 때문에 상기 시트(14)또한 이와 대응되는 형상을 갖게 되어 단방향의 유체 흐름조건에 대해서만 기밀성이 보장되므로 양방향의 유체 흐름조건에는 부합되지 않는 사용상의 제한이 수반된다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술이 갖는 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출한 것으로, 유체의 흐름조건에 제약을 받지않아 양방향 흐름조건 및 고온, 고압 또는 초저온의 조건하에서도 우수한 기밀특성을 구유함과 동시에 운반 및 협소한 공간에서도 시공이 용이한 삼차 편심구조를 갖는 메탈시트형 버터플라이밸브를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 시트를 밸브몸통 혹은 밸브디스크에 일체형으로 형성하거나 일체형 금속시트링 형태로 제조하거나 혹은 금속적층형 시트링으로 형성함으로써 제조원가를 현저히 절감시킴과 동시에 기밀성은 극대화시킬 수 있도록 한 삼차 편심구조를 갖는 메탈시트형 버터플라이밸브를 제공함에 있다.

도 1은 종래 동심형 버터플라이밸브의 시트부를 도시한 단면도,

도 2는 종래 일차 편심구조를 갖는 버터플라이밸브의 시트부를 도시한 단면도,

도 3은 종래 이차 편심구조를 갖는 버터플라이밸브의 시트부를 도시한 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 삼차 편심구조를 갖는 메탈시트형 버터플라이밸브의 시트부를 도시한 단면도,

도 5a 및 도 5c는 본 발명에 따른 삼차 편심구조를 갖는 메탈시트형 버터플라이밸브의 시트링 형상을 도시한 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

11 : 밸브몸통, 12 : 밸브디스크,

13 : 밸브대, 14 : 시트,

15 : 리테이너, 15-1 : 몸통시트 리테이너,

16 : 디스크시트링, 17 : 리테이닝볼트,

18 : 가스켓, 19 : 금속재박판,

20 : 기밀재, 22 : 디스크시트.

상기한 본 발명의 목적은 밸브디스크의 회전축인 밸브대를 기밀부인 시트가 기재되는 밸브몸통의 중심선으로부터 "a"만큼 일차 편심시킨 상태에서 밸브의 유로중심선으로부터 "b"만큼 이차 편심시킨 편심구조를 갖고, 상기 밸브디스크와 밸브몸통 사이에는 이들을 긴밀하게 밀폐하는 밸브시트를 포함하는 버터플라이밸브에 있어서, 상기 밸브대가 이차 편심구조를 갖는 상태에서 밸브의 유로중심선과 몸통중심선의 교점을 기준점으로 하여 원추형 밸브디스크의 기준축선을 임의의 각도만큼 회전시킨 다음 상기 기준축선을 "c"만큼 축이동시켜 삼차 편심구조를 이루도록 함에 의해 달성된다.

이하에서는, 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 첨부도면에 의거하여 보다 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 삼차 편심구조를 갖는 메탈시트형 버터플라이밸브의 시트부를 도시한 단면도이다.

도시된 바에 따르면, 밸브디스크(12)의 회전축인 밸브대(13)를 기밀부인 시트(14)가 개재되는 밸브몸통(11)의 중심선인 B-B'라인으로부터 "a"만큼 편심시켜 기존과 같이 일차 편심구조를 갖도록 한다.

이 상태에서 밸브의 유로중심선인 A-A'라인으로부터 "b"만큼 편심시켜 이차 편심구조를 이루도록 한다.

이어, 밸브의 유로중심선(A-A'라인)과 몸통중심선(B-B'라인)의 교점인 "O"점을 기준점으로 하여 원추형 밸브디스크(12)의 기준축선인 C-C'라인을 임의의 각도(α)만큼 회전시킨다.

그런 후에, 상기 기준축선인 C-C'라인을 "c"만큼 축이동시켜 편심시킴으로써 삼차 편심구조를 이루도록 한다.

이렇게 함으로써 상기 밸브디스크(12)는 쐐기형(WEDGE)을 이루도록 구성되며, 어느정도의 유격을 갖게 되므로 유체의 양방향 흐름조건에 대해서도 우수한 기밀을 유지한 채 사용가능하게 된다.

여기에서, 편심량 a, b, c는 밸브의 구경에 따라 그 비율이 달리 적용되어 진다.

도 5a 및 도 5c는 본 발명에 따른 삼차 편심구조를 갖는 메탈시트형 버터플라이밸브의 시트링 형상을 도시한 단면도이다.

상기 도면에 따르면, 밸브디스크(12)의 밸브대(13) 대향면에는 리테이너(15)가 부착되는 바, 상기 리테이너(15)는 상기 밸브디스크(12)의 양단에 고정되는 리테이닝볼트(17)에 의해 고정된다.

상기 밸브디스크(12)의 상단부 및 하단부에는 디스크시트링(16)이 설치되는 바, 상기 디스크시트링(16)은 도 4에 도시된 시트(14)와 접촉되면서 기밀이 충분하고 긴밀하게 유지되도록 하여 준다.

디스크시트링(16)은 시트재인 금속을 일체형으로 형성한 일체형 금속시트링으로 형성함이 바람직하며, 또한 금속재박판(19)을 기밀재(20)와 적층시켜(LAMINATE SHEET) 형성한 금속적층형 시트링으로 형성할 수도 있다.

뿐만 아니라, 밸브몸통(도 4의 '11')측에 설치되는 시트(14)는 도 5b의 도시와 같이 밸브디스크(12)에 일체로 형성하거나 혹은 밸브몸통(11)에 일체로 형성할 수도 있을 것이다.

그리고, 상기 디스크시트링(16)이 설치되는 부위에는 가스켓(18)이 개재된다.

아울러, 도면중 미설명 부호 15-1은 시트(14)가 견착되는 몸통시트 리테이너이다.

이와 같은 시트구조를 갖도록 함으로써 삼차 편심구조에 기한 밸브디스크(12)의 유동시 몸통시트(14)와 디스크시트링(16) 간의 마찰(RUBBING)을 최소화함으로써 시트부의 마손(磨損)을 극소화시키고 작동토크를 최소화시킬 수 있게 된다.

아울러, 상기 시트부의 소재를 금속재로 사용함으로써 초저온, 고온 및 고압의 유체 조건에서 뿐만 아니라 화재 발생시에도 긴급차단기능을 유지할 수 있어 발전소, 석유화학 및 가스산업 등의 각종 플랜트에 광범위하게 사용가능하다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 삼차 편심구조를 갖는 메탈시트형 버터플라이밸브는 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 밸브디스크를 밸브의 유로중심선과 시트중심선의 교점점을 기준점으로 하여 원추형 밸브디스크의 기준축선을 임의의 각도만큼 회전시킨 후 상기 기준축선을 일정폭만큼 편심시켜 삼차 편심구조를 갖도록 함으로써 밸브디스크의 유동성이 확보되어 양방향 유체흐름에 대한 차단기능을 구유하게 된 장점을 가진다.

둘째, 시트부의 재질을 금속재로 하되 이를 밸브몸통 혹은 밸브디스크에 일체형으로 형성함으로써 서로간의 마찰에 의한 마손을 최소화하여 작동토크를 줄이고, 초저온, 고압, 고온에서도 용이하게 활용될 수 있는 장점을 제공한다.

셋째, 연질의 시트인 기존과는 달리 금속재로 된 시트를 사용함으로써 변형이 최소화되어 특히 화재발생시에도 긴급차단기능을 유지할 수 있어 배관계통의 안전을 도모할 수 있으므로 일반적인 게이트밸브나 볼밸브를 효과적으로 대체할 수 있다는 장점을 제공한다.

Claims

밸브디스크(12)의 회전축인 밸브대(13)를 기밀부인 시트(14)가 기재되는 밸브몸통(11)의 중심선인 B-B'라인으로부터 "a"만큼 일차 편심시킨 상태에서 밸브의 유로중심선인 A-A'라인으로부터 "b"만큼 이차 편심시킨 편심구조를 갖고, 상기 밸브디스크(12)와 밸브몸통(11) 사이에는 이들을 긴밀하게 밀폐하는 밸브시트(14)를 포함하는 버터플라이밸브에 있어서,

상기 밸브대(13)가 이차 편심구조를 갖는 상태에서 밸브의 유로중심선(A-A'라인)과 몸통중심선(B-B'라인)의 교점인 "O"점을 기준점으로 하여 원추형 밸브디스크(12)의 기준축선인 C-C'라인을 임의의 각도(α)만큼 회전시킨 다음 상기 기준축선인 C-C'라인을 "c"만큼 축이동시켜 삼차 편심구조를 이루도록 한 것을 특징으로 하는 삼차 편심구조를 갖는 메탈시트형 버터플라이밸브.
제1항에 있어서, 상기 밸브시트(14)는 밸브디스크(12)가 상기 밸브몸통(11)과 접촉되는 부위에 고정되되 금속재박판(19)을 연질의 기밀재(20)와 적층시켜 형성한 금속적층형 시트링 혹은 금속재박판(19)과 연질의 기밀재(20)의 적층형 대신 하나의 금속으로 형성한 일체형 금속시트링인 디스크시트링(16)으로 형성하여서 된 것을 특징으로 하는 삼차 편심구조를 갖는 메탈시트형 버터플라이밸브.
제1항에 있어서, 상기 밸브시트(14)는 금속재로 형성되되 상기밸브디스크(12), 디스크시트링(16), 리테이너(15), 리테이닝볼트(17) 및 가스켓(18)으로 구성되는 금속재 디스크를 일체로 형성하여서 된 것을 특징으로 하는 삼차 편심구조를 갖는 메탈시트형 버터플라이밸브.
제1항에 있어서, 상기 밸브디스크(12)는 일체형으로 하고, 상기 밸브시트(14)를 금속재박판(19)과 기밀재(20)로 적층하여 조합 성형한 것을 특징으로 하는 삼차 편심구조를 갖는 메탈시트형 버터플라이밸브.