KR20020071846A - 비윤활 이중 블록과 추기 플러그 밸브용 하중 균형 롤러를갖춘 소형 스템 세트 - Google Patents

Abstract

이중 블록과 추기 플러그 밸브를 위한 스템 세트 형상에 있어서, 개선은 그러한 밸브를 위한 종래 작동기보다 상당히 짧고 더욱 소형인 작동기를 제공하였다. 본 발명은 새롭게 안착된(nesting) 나사산 부분을 이용함으로써 종래 암나사산이 병진 부분(translarion section)으로 애워싸인 안착된 수나사산으로 대체되었다. 차례로 병진 부분은 안착된 수나사산을 안으로 향하게 하는 지시부를 수용하므로서 세 개의 작용을 한 위치에서 간소화하였다. 이 설계는 종래 기계 공장 실행을 제거하므로써 주조 기술 투자에 있어서 그 자체의 우수함을 제공하였다. 또한 본 발명은 긴 플러그 스템 핀을 사용하여 플러그 연결과 L 슬롯 작용을 한 위치에 결합하였다. 그러나 입력 기능은 궁극적으로 모든 기능이 단지 세 개의 불연속 위치에서 결합하여 여전히 개별 상태로 유지되고, 항상 최종적으로 소형화 및 안착된 배열을 나타내었다.

Description

비윤활 이중 블록과 추기 플러그 밸브용 하중 균형 롤러를 갖춘 소형 스템 세트{COMPACT STEM SET WITH LOAD-BALANCED ROLLERS FOR NON-LUBRICATED DOUBLE BLOCK AND BLEED PLUG VALVES}

트윈 밀봉 이중 블록과 추기 플러그 밸브는 다수 회전 입력 조작으로 1/4 회전 운동과 직선 운동을 보여주는 "개방 운동으로 전환되기 전에 후퇴하는 방법"을 이용한다. 이것은 현재 두 부품의 스템 세트를 포함하는 밸브 작동기에 의해 성취된다. 두 부품의 스템 세트는 하우징과 적절히 조화하여 작동되는 경우 외부 스템과 하우징이 롤러에 의해 고정될 때 직선 운동을 일으키므로써 입력(input)이 회전하는 동안 회전 운동을 방지하고 직선 운동만을 허용하게된다. 유사하게, 외부 스템의 운동의 최상부에서, 롤러는 안쪽으로(방사상으로) 이동하여 내부 및 외부 스템을 고정함으로써 오직 회전 운동(1/4 회전)만이 일어난다.

현재 아래에는 작동기들에 의해 실행된 여섯 개의 기본 기능을 나타내었다.

1)입력- 회전 수동핸들 또는 모터 입력 - 회전력을 제공한다.

2)"L" 슬롯- 작동기의 과도한 이동/부족한 이동/너무 빠른 이동/ 부적당한이동을 방지한다.

3)병진- 강제적으로 회전 또는 직선 이동을 일으킨다.

4)나사산- 직선 형태의 힘을 제공한다.

5)지시기- 작동기의 상부에 있는 플러그 위치의 시각적 지시를 제공한다.

6)플러그 연결- 작동기를 플러그에 연결한다.

특허된 종래 기술 설계들을 통해 볼 수 있는 바와 같이 그러한 종래 기술은 다수의 불연속 위치에서 여섯 개의 기능을 나타내었다. 종래 기술에서 시도는 입력과 나사산 부분을 결합시키므로서 스템 세트를 "소형으로(compact)" 제조하기 위해 이루어졌다. 또한, 회전 병진 장치는 스템 길이의 최소화를 돕기위해 실시되었지만, 이 장치는 단지 높은 나사의 1회전 거리 스템의 사용이 제한된 스템(1/4 회전과 3/4 상승)의 1회전을 허용하였다. 또한 스템은 지시기 샤프트와 겸용되었다. 이것은 여섯 개의 기능을 네 개의 불연속 위치로 감소시켰다.

나열된 여섯 개의 기능을 성취하기 위해 문제는 다수의 불연속 및 개별 위치를 가진 스템 세트의 길이에 있다. 긴 작동기는 본질적으로 더욱 손상에 영향을 받고, 조밀한 공간에 밸브를 설치하는데 있어서 불편하고, 불안정성과 뒤틀림에 민감하며 고강도 재료로 주조하기 위한 어려움이 있다. 또한, 제조는 고가의 밸브에 기여된 많은 노동 집약을 발생시키는 경향이 있다.

만약 밸브 작동기의 길이를 상당히 감소시키는 스템 세트 형상을 제공하는 것이 가능하다면 더욱 바람직하다 하겠다.

본 발명은 일반적으로 플러그 밸브 분야, 특히 비윤활 이중 블록과 추기 플러그 밸브 분야에 관한 것이다.

도 1은 종래 기술의 일반적인 플러그 밸브 작동 장치에 대한 부분 단면도이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시에 대한 부분 단면도이다.

도 3은 바람직한 실시의 분해 조립도이다.

도 4는 바람직한 실시의 스템 세트에 대한 확대된 분해 조립도이다.

도 5는 내부 및 외부 스템에 대한 또 다른 확대된 도면이다.

도 6은 바람직한 실시의 정면도이다.

도 7은 하부에 설치된 스템 핀 형상을 보인 본 발명의 부분 절단 도면이다.

도 8은 도 7과 유사하지만 최상부에 설치된 스템 핀 형상을 보인 도면이다.

도 9는 도 8과 유사하지만 회전된 스템 핀 형상을 보인 도면이다.

도 10은 도 7의 형상에서 스템과 롤러의 관계를 보인 하향으로 지시된 단면도이다.

도 11은 도 10과 유사하지만 도 8의 형상에서 보인 하향으로 지시된 단면도이다.

도 12는 도 10과 유사하지만 도 9의 형상에서 보인 하향으로 지시된 단면도이다.

본 발명은 이중 블록과 추기 플러그 밸브용 스템 세트 형상에 있어서 혁신적인 개선을 제공하였다. 그 개선은 그러한 밸브를 위한 종래 작동기보다 상당히 짧고 더욱 소형인 작동기를 제공하였다.

본 발명은 새롭게 안착된(nesting) 나사산 부분을 이용함으로서 종래 암나사산이 병진 부분(translarion section)으로 애워싸인 안착된 수나사산으로 대체되었다. 차례로 병진 부분은 안착된 수나사산을 안으로 향하게 하는 지시부를 수용하므로서 세 개의 작용을 한 위치에서 간소화하였다. 이 설계는 종래 기계 공장 실행을 제거하므로써 주조 기술 투자에 있어서 그 자체의 우수함을 제공하였다. 또한 본 발명은 긴 플러그 스템 핀을 사용하여 플러그 연결과 L 슬롯 작용을 한 위치에 결합하였다. 그러나 입력 기능은 궁극적으로 모든 기능이 단지 세 개의 불연속 위치에서 결합하여 여전히 개별 상태로 유지되고, 항상 최종적으로 소형화 및 안착된 배열을 나타내었다.

수동 핸들의 회전을 통해, 내부 스템의 입력 샤프트는 토크가 키를 통하여 전달되는 수동 핸들의 방향을 따라 회전된다. 이 입력 샤프트는 그의 칼라와 하우징 및 리테이너 플래트에 의하여 단지 회전 운동(직선 운동은 없음)을 허용한다.

롤러 구멍들이 롤러 트랙과 함께 회전 정렬 상태에 있고 입력 샤프트가 회전할 때, 그의 수나사산에 의하여 출력(output) 샤프트가 상하 직선으로 이동(수동 핸들은 시셰방향으로 다운(down), 반시계방향으로 업(up) 회전한다)하는 것을 야기한다. 롤러 구멍들이 회전 상태에 있고 내부 스템 리세스와 수직 정렬상태에 있을 때, 입력 샤프트와 외부 스템은 세개의 롤러에 의해 함께 샤프트를 "체결하여(locking)" 하나의 장치로써 회전한다.

직선 운동을 회전 운동으로의 변환에서, 롤러들은 하우징 트랙/외부 스템에서 외부 스템/내부 스템으로 이동한다. 롤러들은 단지 하나의 위치가 L-슬롯의 정확한 코너에 지지될 수 있도록 형상지어진다. 그러나, 롤러들은 L-슬롯 핀의 기능인 안내부(guidance)를 필요로 한다.

본 발명의 장점은 다음과 같이 요약될 수 있다. 종래 설계에서보다 더욱 소형이고, 더욱 단단히 지점에 맞추어지고, 통로상의 더욱 많은 여지와 지속을 허용하고, 소형 설계는 고강도 재료의 구조를 허용하고, 차례로 작동기가 기어 장치와 그들의 관계된 크기 및 고비용 없이 직접 구동되는 것을 허용하고, 소형 설계는 무게와 중량을 감소시킨다. 고강도 재료는 작은 작동기가 더욱 많은 부하가 요구되는 곳에서 작동하는 것을 허용하고, 소형 설계와 개선된 단단한 주조 재료는 작동기 수명을 연장하고, 소형 설계와 개선된 단단한 주조 재료는 작동없이 지속(w/perm 윤활유)되는 것을 허용하고, 소형 사이즈는 뒤틀림/안정성이 크고 특히 긴 주조물을 발생시키지 않기 때에 주조 기술 투자를 허용하고, 본 발명에서 바람직하게 사용된 고강도, 고내식성, 열적으로 안정한 재료가 실시될 소형 설계를 필요로 하고, 소형 면적은 길이를 늘리지 않고 특별한 당김을 허용한다.

본 발명의 다른 중요한 형태는 세개 이상의 대칭적으로 설치된 롤러의 새로운 사용이 스템 세트 조립체에 귀속한다. 120도 간격에서 세 개의 롤러는 마모가 감소되고 신뢰성을 증가하는 균형잡힌 강한 배열을 제공하였다.

따라서 본 발명의 목적은 이중 블록과 추기 플러그 밸브를 갖추어 사용하기위한 더욱 소형인 작동 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 병진가능한 외부 스템에서 안착된 수나사산을 사용하여 회전가능한 내부 스템을 수용하기 위한 플러그 밸브 작동기의 축소된 스템 세트를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 매우 경질 재료를 주조하여 실질적인 최종 형상으로 제조를 허용하기 위해 길이가 충분히 소형화되도록 설계되는 플러그 밸브 작동 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 균형잡힌 강하고 대칭적인 롤러 조립체를 이중 블록과 추기 플러그 밸브용 스템 세트 작동기내에 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 전술된 목적 및 장점 뿐만 아니라, 그의 추가 목적 및 장점은 다음 도면들과 관련된 바람직한 실시의 상세한 설명을 통해 더욱 충분히 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 하우징(12), 수동 핸들(14), 지시기 샤프트(16) 및 지시기(18)를 구비한 종래 밸브 작동기(10)를 보이고 있다. 수동 핸들(14)은 베어링(28)을 관통하여 상부 스템(20)에 연결되고, 상부 스템(20)은 나사산 부분(24)을 구비한다. 나사산 부분(24)은 통이(筒耳) 핀(26)의 회전 운동을 위해 체결되고, 선택적으로 상부 스템 (20)과 하부 스템(22)을 고정한다. L-슬롯 내부에 스프링 적재 핀(17)이 돌출되어 있어, 적당한 연속적인 통이 핀의 직선 및 회전 운동을 확보하여 플러그(미도시)의 위치와 방향을 제어한다. 모든 종래 플러그 밸브 작동기들의 일반적인 형태인 종래 기술 작동기(10)의 중요점은 그의 전체 길이에 있다. 종래 작동기의 긴 길이는 모든 독특한 기능(즉, 입력, 병진, L-슬롯 제어, 나사산 체결, 지시 및 플러그의 연결)은 개별적으로, 독특한 수준으로 제공되는 설계로부터 기인하였다.

본 발명은 독특한 기능을 보통 수준으로 결합시키므로서 상당히 짧은 플러그 밸브 작동기를 제공하였다. 이 작동기의 소형화는 바람직한 실시를 통해서 종래 기술에서 상하부 스템으로 언급된, 그러나 본 발명에서는 내외부 스템으로 언급된 스템들사이의 유일한 관계에 의해 성취되었다. 또한, 연결 기능(통이 핀)과 L-슬롯을 양 스템과 같이 동일 수준으로 결합시키므로써, 작동기의 길이를 따라 단일 수준에서 다수의 기능을 가진 특별한 소형 작동기가 성취되었다. 이 특별한 소형화는 도 2 내지 도 12와 관련하여 바람직한 실시의 다른 기술의 결과를 통해 다음에서 더 잘 이해될 것이다.

바람직한 실시에 따른 독창적인 작동기(40)는 하우징(42), 외부 스템(44) 및 내부 스템(46)을 포함한다. 외부 스템(44)은 안착된 내부 실린더(50)를 포함하고, 안착된 내부 실린더의 방사상 외부는 수동 핸들(52)을 관통하여 위로 향하여 연장하고 지시기(57)에 연결된 지시기 샤프트(41)를 제공한다. 내부 스템(46)은 수동 핸들을 키(53) 수단에 의해 체결한다.

하우징(42)은 하부 플랜지(43)와 상부 플랜지(45)를 구비하며, 상부 플랜지는 내부 스템이 작동기(40)의 작동동안 축 방향으로 이동하는 것을 방지하는 커버 플랜지에 확보된다. 또한 하우징은 반대하는 방사상 표면상에 두개의 L-형상 슬롯 (58)을 구비하고 그를 관통하는 스템 핀(56)이 설치된다. 또한 하우징(42)은 하우징의 방사상 표면을 따라 외부 리지(49)를 형성하는 세 개의 대칭적으로 일정한 간격을 이룬 축방향으로 지향된 그루브(54)를 포함한다. 다음에는 외부 스템(44)의 직선 이동이 하우징의 내부 표면을 따라 축방향으로 이동하기 위한 세 개의 상응한롤러(55)를 허용하므로서 실행되는 그루브(54)를 나타내고 있다. 또한 롤러(55)는 내부 스템내에 세 개의 상응한 홈과(recess)와 외부 스템(44)내에 세 개의 상응한 구멍(aperture)(62)과 관련하여 작동한다.

수동 핸들(52)의 회전을 스템 핀(56)의 연속적인 직선과 1/4 회전 운동으로 변환하기 위한 작동기(40)의 작동은 세 개의 불연속 점들에서 스템 롤러와 핀 형상을 설명하고 있는 도 7 내지 도 12를 인용하므로써 더 잘 이해되어질 수 있다. 도 7 및 10에서, 스템 핀(56)은 L-슬롯(580내에서 그의 가장 낮은 점에 위치하고, 롤러(55)는 구멍(62)내에 귀속하고 그루브(54)내부 이동의 그들의 가장 낮은 점에 놓이고 스템들(44,46)은 스템(46)과 충분한 각 연장상태에서 안착된 실린더(50)의 나사산(48)으로부터 실질적으로 풀려나온다.

도 8 및 도 11에서, 스템 핀(56)은 L-슬롯(58)내에서 그의 가장 높은 점에 위치하고, 롤러(55)는 그루브(54)의 밖으로 및 리세스(60) 내부로 내부를 향하여 이동되고, 스템들(44, 46)은 서로 충분히 나사산을 이룬다. 롤러(55)는 더 이상 그루브(54)내에 있지 않기 때문에, 두 개의 스템(44, 46)은 수동 핸들의 연속적인 회전과 동시에 하우징(42)안에서 함께 회전할 수 있다. 결과적으로, 도 9와 도 12는 90도로 회전된 스템(44, 46)의 1/4 회전 위치에서 스템 핀(56)을 설명하고 있고, 따라서 세 개의 대칭적인 롤러(55)는 그루브(54)로 옮겨 놓는다.

바람직한 실시의 중요한 양상은 하중이 집중되는 세 개의 대칭적인 롤러의 사용이고, 따라서 균형 파괴 벡터들은 종래 단일 및 이중 롤러 형상 작동기에서 발생된 사실과 같은 롤러와 다른 스템 베어링 표면상의 심한 마모다.

따라서 본 발명의 바람직한 실시를 나타내고 있는 것으로, 다양한 변경과 추가가 고려되어질 수 있고 상기 기술의 이점을 가진 것들을 통해 명백하게 이해될 것이다.

Claims (12)

1. 회전 입력 운동(rotary input motion)을 연속적인 직선 운동 및 1/4 회전 운동으로 변환하고 이중 블록과 추기 플러그 밸브내의 플러그의 위치를 제어하는 플러그 밸브 작동기로서,

   실린더의 벽에 있는 한 쌍의 대칭으로 마주하는 L-형상 슬롯과 상기 슬롯내에서 이동가능한 연장 핀을 구비하는 중공 원통형 하우징과,

   하나의 스템 부재가 다른 하나의 스템 부재에 대하여 회전할 때 상대 병진(realtive translation)이 가능하도록 하나가 다른 하나에 나사산적으로 안착되고, 제 1 스템 부재는 핀을 수용하기 위한 한 쌍의 구멍과 외부 수나사산을 갖춘 내부 안착 실린더(internal nested cyclinder)를 구비하고, 제 2 스템 부재는 상기 수나사산을 체결하기 위한 내부 암나사산을 구비한 한 쌍의 동심원 스템 부재와,

   상기 하우징의 내부와 상기 제 2 스템 부재의 외부 사이의 상기 제 1 스템 부재 안의 상응한 구멍에 설치되어 선택적으로 직선 운동을 강요하고 1/4 회전 운동을 허용하기 위한 복 수개의 롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 플러그 밸브 작동기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 2 스템 부재는 상기 롤러를 수용하기 위한 복 수개의 리세스를 구비하여 상기 1/4 회전 운동을 허용하는 것을 특징으로 하는 플러그 밸브 작동기.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 핀의 위치를 표시하기 위한 지시기와 상기 지시기를 상기 안착된 실린더에 연결하는 지시기 샤프트를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 플러그 밸브 작동기.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 하우징은 그의 내부 표면을 따라 복 수개의 축방향 롤러 그루브를 포함하여 상기 직선 운동 동안 상기 롤러를 안내하는 것을 특징으로 하는 플러그 밸브 작동기.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 2 스템 부재에 고정된 입력 토크 부재를 추가로 포함하여 상기 제 2 스템 부재에 회전 토크를 제공하는 것을 특징으로 하는 플러그 밸브 작동기.
6. 입력 회전 운동을 연속적인 직선 운동과 1/4 회전 운동으로 변환하기 위한 플러그 밸브 작동기로서,

   내부 수나사산 실린더를 구비한 외부 스템 부재와,

   암나사산 내부 표면을 구비하여 상기 내부 스템 부재의 회전이 상기 외부 스템 부재의 병진을 일으키도록 상기 수나사산 실린더를 체결하는 내부 스템 부재와,

   방사상 표면에 하나 이상의 L-형상 슬롯을 구비하고 동심원 관계에서 상기 내부와 외부 스템 부재를 수용하는 중공 원통형 하우징과,

   L-형상 슬롯과 상기 외부 스템 부재내에 구멍을 구비한 상기 하우징을 관통하여 연장된 기다란 핀과,

   상기 핀의 제한된 병진을 일으키고, 그 후 상기 내부 스템 부재의 회전에 응답하여 상기 핀의 1/4 회전을 일으키기 위한 회전 발생 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 플러그 밸브 작동기.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 회전 발생 수단은 상기 외부 스템 부재안의 구멍에 보유되고 상기 내부 스템 부재의 회전 범위와 방향에 의존하여 상기 직선 운동 또는 상기 1/4 회전 운동중 하나를 선택적으로 요구하기 위해 방사상으로 이동가능한 복 수개의 롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 플러그 밸브 작동기.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 내부 스템 부재는 상기 롤러를 수용하기 위한 복 수개의 리세스를 포함하여 상기 1/4 회전 운동을 허용하는 것을 특징으로 하는 플러그 밸브 작동기.
9. 제 6 항에 있어서,

   상기 핀의 위치를 표시하기 위한 지시기와 상기 지시기를 상기 실린더에 연결하는 지시기 샤프트를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 플러그 밸브 작동기.
10. 제 7 항에 있어서,

    상기 하우징은 그의 내부 표면을 따라 복 수개의 축방향 롤러 그루브를 포함하여 상기 직선 운동동안 상기 롤러를 안내하는 것을 특징으로 하는 플러그 밸브 작동기.
11. 제 6 항에 있어서,

    상기 내부 스템 부재에 고정된 입력 토크 부재를 추가로 포함하여 상기 내부 스템 부재에 회전 토크를 제공하는 것을 특징으로 하는 플러그 밸브 작동기.
12. 밸브 플러그의 입력 회전 운동을 연속적인 직선 운동과 1/4 회전 운동으로 변환하기 위한 플러그 밸브 작동기로서,

    하나 이상의 L-형상 슬롯을 구비한 중공 원통형 하우징과,

    상기 입력 로터리 운동을 하자마자 상기 스템 세트 부재들사이의 선택적인 상대 병진을 위해 상기 하우징내부에 동심원으로 포함된 한 쌍의 스템 부재와,

    상기 스템 세트 부재중 하나위의 세 개의 상응한 구멍내에 세 개의 대칭으로 설치되고, 상기 스템 세트 부재가 상대 병진을 나타내거나 상기 직선 및 1/4 회전 운동에 따라서 동시에 회전을 할 것인가를 롤러의 방사상 범위가 결정하는 롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 플러그 밸브 작동기.