KR20010088763A - 볼밸브의 밸브시트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 볼밸브의 밸브시트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 밸브의 유로를 개폐하는 개폐구(볼)와 접촉하여 밀봉을 유지하게 하는 밸브시트를 내륜과 외륜의 이중구조로 형성하면서 내륜과 외륜사이를 탄성연결부로서 연결 형성함으로서, 개폐구와 접촉하는 내륜에 탄성이 부여되어 개폐구와 접촉하는 내륜의 접촉면이 마모되는 경우에도 내륜이 개폐구와 탄력적으로 접촉되어 밀봉을 완벽하게 유지할 수 있도록 하는 밸브시트에 관한 것이다.

본 발명은 밸브본체(4) 내측의 유로에 개폐구(5)와 밀접하게 설치되어 밸브본체(4) 내의 기밀을 유지하게 하는 밸브시트(6)에 있어서, 상기 밸브시트(6)는 밸브본체(4) 내측의 밸브시트설치부(9)에 설치되는 외륜(10)과 개폐구(5)와 접촉하는 내륜(11)이 이단으로 이격되게 형성되고, 상기 외륜(10)과 내륜(11)사이가 탄성연결부(12)로서 연결되어 외륜(10)과 내륜(11) 그리고 탄성연결부(12)가 일체형으로 형성되며, 상기 외륜(10)의 후면보다 내륜(11)의 후면이 내측으로 함몰되게 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

볼밸브의 밸브시트{A Valve seat of ball valve}

본 발명은 볼밸브의 밸브시트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 밸브의 유로를 개폐하는 개폐구(볼)와 접촉하여 밀봉을 유지하게 하는 밸브시트를 내륜과 외륜의 이중구조로 형성하면서 내륜과 외륜사이를 탄성연결부로서 연결 형성함으로서,개폐구와 접촉하는 내륜에 탄성이 부여되어 개폐구와 접촉하는 내륜의 접촉면이 마모되는 경우에도 내륜이 개폐구와 탄력적으로 접촉되어 밀봉을 완벽하게 유지할 수 있도록 하는 밸브시트에 관한 것이다.

일반적으로 볼밸브(1)는 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 핸들(2)을 회동시킴에 따라 밸브스템(3)이 회전하게 되고 밸브스템(3)의 말단부에 설치된 개폐구(5)가 함께 회전하면서 밸브본체(4)의 내측의 유로를 개폐하게 되며, 유로상의 개폐구(5) 양측에는 개폐구(5)와 긴밀하게 접촉하는 밸브시트(6)가 설치되어서 유로상의 유체의 누설되는 것을 막을 수 있도록 되어 있다.

상기 개폐구(5)와 밸브시트(6)는 서로 긴밀하게 접촉하고 있으면서 유로 개폐를 위하여 개폐구(5)를 회동시 개폐구(5)와 밸브시트(6)가 반복적인 마찰이 이루어 지므로 밸브시트(6)와 개폐구(5)의 마찰면이 마모되게 되고, 밸브의 유로가 폐쇄된 상태의 경우에 유입구(7)에서 볼 형태의 개폐구(5)에 큰 압력을 가하고 있는 상태이므로 배출구(8)측의 밸브시트(6)와 개폐구(5)는 더욱더 강력하게 밀착되게 되어 배출구(8)측의 밸브시트(6)가 쉽게 마모되는 현상을 초래하게 된다.

상기와 같이 밸브시트(6)가 마모됨에 따라 밸브에서의 개폐구(5)가 유체를 정확하게 단속하지 못하고 유체가 누설되게 되는 문제가 발생하게 된다. 도 1의 "a"부는 밸브시트(6)가 마모된 면을 나타내고 있다.

이와 같은 종래의 밸브에 사용하고 있는 밸브시트(6)는 도 1의 요부발췌 확대도에서 보는 바와 같이 통상 단면이 사각형상으로 형성되고, 볼형태의 개폐구(5) 보다는 무른 재질을 사용하고 있어 밸브시트(6)가 마모되면 유체의 누설은 당연해지고 유체가 누설되면 마모된 밸브시트(6)를 교체하여 사용하는데, 밸브시트(6)를 교체하기 위해서는 배관라인상의 밸브를 폐쇄시킨 뒤에 배관라인에서 밸브를 분리해내고 그 밸브를 분해하여 밸브시트(6)를 교체하므로 교체작업이 매우 번거롭고, 작업이 중단되어야 하는 문제가 있었다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 개폐구와 접촉하는 밸브시트에 탄력이 작용하도록 밸브시트를 형성함으로서, 밸브시트가 마모되는 경우에도 볼 형태의 개폐구와 밸브시트가 탄력적으로 접촉되어 유체의 누설을 방지할 수 있음은 물론이고, 밸브시트의 수명이 대폭 연장되어 밸브의 수명이 다할 때까지 밸브시트를 교체하지 않으면서 밸브를 사용할 수 있도록 한 것을 기술적 과제로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 밸브본체 내측의 유로에 개폐구와 밀접하게 설치되어 밸브본체 내의 기밀을 유지하게 하는 밸브시트에 있어서, 상기 밸브시트는 밸브본체 내측의 밸브시트설치부에 설치되는 외륜과, 개폐구와 접촉하는 내륜이 이단으로 형성되고, 상기 외륜과 내륜사이가 탄성연결부로서 연결되어 외륜과 내륜 그리고 탄성연결부가 일체형으로 형성되며, 상기 외륜의 후면보다 내륜의 후면이 내측으로 함몰되게 형성된 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래의 볼밸브를 나타내는 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 밸브시트의 단면도.

도 3은 본 발명이 설치된 볼밸브의 단면도.

도 4는 도 3의 "A"부를 확대 도시한 요부 발췌단면도이다.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 볼밸브 2 : 핸들 3 : 밸브스템

4 : 밸브본체 5 : 개폐구 6 : 밸브시트

7 : 유입구 8 : 배출구 9 : 밸브시트설치부

10 : 외륜 11 : 내륜 12 : 탄성연결부

13 : 나사부

이하 본 발명에 따른 볼밸브의 밸브시트에 대하여 첨부된 도면 도 2 내지 도 4를 참고하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 밸브시트(6)는 볼 형태의 개폐구(5)가 회전가능하게 삽입설치된 밸브본체(4) 내측의 유로에 개폐구(5)와 밀접하게 설치되어 밸브본체(4) 내의 기밀을 유지하는데 사용된다.

상기 밸브본체(4)는 도 3에서 보는 바와 같이 좌우로 분리되게 구성되며, 좌우로 분리된 밸브본체(4)는 볼트로서 결합되고, 결합된 밸브본체(4)의 내부에는 수평으로 유로가 형성되며 내측 중앙부에 볼 형태의 개폐구(5)가 삽입되어 회전되는 구형공간이 형성되게 되고, 이 구형 공간의 내부 양측의 유입구(7)와 배출구(8)와 연결된 접선부위의 내주연에 밸브시트설치부(9)가 형성되며 양측 밸브시트설치부(9)에는 밸브시트(6)가 각각 설치된다.

상기 밸브시트(6)는 밸브본체(4) 내측의 밸브시트설치부(9)에 설치되는 외륜(10)과 개폐구(5)와 접촉하는 내륜(11)이 이단으로 이격되게 형성되고, 상기 외륜(10)과 내륜(11)사이가 얇은 탄성연결부(12)로서 연결되어 외륜(10)과 내륜(11) 그리고 탄성연결부(12)가 일체형으로 형성되어 있다.

그리고, 상기 탄성연결부(12)는 두께가 0.5∼1.5mm로서 얇게 형성되어 외륜(10)과 내륜(11)의 사이에서 탄력이 작용할 수 있으며, 상기 외륜(10)의 후면보다 내륜(11)의 후면이 내측으로 함몰되게 형성되어 있다.

참고로 본 발명의 밸브시트(6)는 금속재로 형성되고, 외륜(10)은 밸브시트설치부(9)에 고정되고 내륜은 자유상태로서 개폐구와 접촉되므로 내륜과 내륜 사이를 연결하는 탄성연결부에 의해 내륜에 탄력이 부여되는 것이다.

또한, 상기 외륜(10)의 외주연에는 나사부(13)가 형성되고, 이 외륜(10)의 나사부(13)와 대응하는 밸브시트설치부(9)의 내주연에 상기 나사부(13)와 체결될암나사부가 형성되어 있다.

그리고, 상기 외륜(10) 보다 내부로 소정의 깊이만큼 내륜(11)이 함몰된 깊이(b)는 밸브시트(6)의 크기에 따라 달라지나, 밸브시트(6)의 외경이 30∼120mm 크기인 경우에는 0.3∼1.0mm로 형성하는 것이 바람직하다.

본 발명의 밸브시트(6)에서 외륜(10) 보다 내부로 소정의 깊이만큼 내륜(11)이 함몰되게 형성하는 이유는 도 4에서 보는 바와 같이 개폐구(5)에 내륜(11)의 전면이 눌려서 후방으로 밀려 나갈 수 있는 간격을 두는 것이다.

상기와 같이 구성되어 있는 본 발명의 조립 및 작용 관계를 도 2 내지 도 4를 참고하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 좌우로 분리된 밸브본체(4)의 밸브시트설치부(9)에 밸브시트(6)를 나사식으로 체결하고, 밸브스템(3)의 하단에 구형으로 형성된 개폐구(5)를 고정 설치한 다음, 좌우로 분리된 밸브본체(4)를 서로 맞추어 좌우 밸브본체(4)의 플랜지 결합부에 볼트를 체결하여 좌우로 분리되었던 밸브본체(4)를 결합시킨다.

상기와 같이 볼트로서 밸브본체(4)를 결합시킬 때 볼트의 강력한 조임력에 의해 좌우로 분리된 밸브본체(4)가 결합됨은 물론이고, 구형으로 형성된 개폐구(5)의 양면이 양측 밸브시트(6)의 내륜(11)과 강력하게 접촉되면서 내륜(11)이 탄성연결부(12)의 탄력에 의해 양측으로 밀려나게 된다.

이렇게 밀려나는 내륜(11)은 내륜(11)의 후면이 외륜(10)의 후면보다 안으로 들어온 상태이므로 도 2의 깊이(b)의 범위 내에서 밀려나면서 내륜(11)은 개폐구(5)와 탄력적으로 접촉하고 있게 된다.

상기와 같이 개폐구(5)의 양측에 밸브시트(6)의 내륜(11)이 탄력적으로 접촉하고 있는 상태에서 밸브의 개폐를 위하여 핸들(2)을 돌리면, 핸들(2)을 돌림에 따라 핸들(2)이 설치된 밸브스템(3)이 회전하게 되고 밸브스템(3)의 하단에 설치된 볼 형태의 개폐구(5)도 밸브스템(3)과 동일하게 회전하면서 밸브본체(4) 내의 유로를 개폐하게 된다.

상기와 같이 볼 형태의 개폐구(5)가 회전할 때 개폐구(5)의 외측면(구면)은 탄력적으로 접촉하고 있는 내륜(11) 전면과 접촉하고 있는 상태이므로 완벽하게 밀봉을 유지하면서 목적하는 바대로 유로를 개폐할 수 있게 되는데, 이와 같은 탄력적이면서 강력한 밀착에 의해 장기간 밸브를 사용하다보면 개폐구(5)보다 무른 재료로 제작된 밸브시트(6)의 내륜(11)의 접촉면이 마모되게 된다.

그러나, 상기와 같은 내륜(11)이 마모됨에도 불구하고 탄성연결부(12)에 의해 내륜(11)이 개폐구(5)와 탄력적으로 접촉하고 있음에 따라 볼 형태로 형성된 개폐구(5)의 외부 구면과 내륜(11)의 전면이 강력하게 밀착되어 계속적인 밀봉이 가능해지는 것이다.

상기와 같이 본 발명의 볼밸브의 밸브시트는, 볼형태로 형성된 개폐구와 접촉하게 되는 밸브시트의 내륜이 탄성연결부에 의해 강력한 탄력이 작용할 수 있도록 형성되어서, 개폐구와 내륜과의 계속적인 마찰 접촉으로 개폐구와 접촉한 면이 마모되는 경우에도 상기 탄성연결부의 탄력에 의해 개폐구와 밸브시트의 내륜간의 접촉이 탄력적으로 이루어져 완벽한 밀봉이 가능한 장점을 지니고 있는 것이다.

상기와 같이 개폐구와 밸브시트의 내륜간의 접촉이 탄력적으로 이루어져 완벽한 밀봉이 가능함에 따라 밸브시트의 수명이 대폭 연장되어 종래와 같은 밸브시트 교체에 따른 번거로움과 작업성의 손실을 예방하는 매우 유용한 효과가 있는 것이다.

Claims (2)

1. 밸브본체(4) 내측의 유로에 개폐구(5)와 밀접하게 설치되어 밸브본체(4) 내의 기밀을 유지하게 하는 밸브시트(6)에 있어서,

   상기 밸브시트(6)는 밸브본체(4) 내측의 밸브시트설치부(9)에 설치되는 외륜(10)과, 개폐구(5)와 접촉하는 내륜(11)이 이단으로 이격되게 형성되고, 상기 외륜(10)과 내륜(11)사이가 탄성연결부(12)로서 연결되어 외륜(10)과 내륜(11) 그리고 탄성연결부(12)가 일체형으로 형성되며, 상기 외륜(10)의 후면보다 내륜(11)의 후면이 내측으로 함몰되게 형성된 것을 특징으로 하는 볼밸브의 밸브시트.
2. 제 1항에 있어서, 상기 외륜(10)의 외주연에 나사부(13)가 형성되고, 밸브시트(6)가 설치되는 밸브본체(4)의 밸브시트설치부(9)에는 상기 나사부(13)와 체결될 암나사부가 형성된 것을 특징으로 하는 볼밸브의 밸브시트.