KR200231058Y1

KR200231058Y1 - 메탈 볼 밸브용 시트링

Info

Publication number: KR200231058Y1
Application number: KR2020010002660U
Authority: KR
Inventors: 이종철
Original assignee: 주식회사 국일인토트
Priority date: 2001-02-05
Filing date: 2001-02-05
Publication date: 2001-07-19

Abstract

본 고안은 메탈로 이루어진 볼 밸브(Ball Valve)용 시트링(Seat Ring)에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 볼 밸브에 안착되는 환형(環形)의 메탈 시트링에 있어서 볼과 접촉되는 부분에 윤활성 및 탄력성을 향상시켜 윤활성으로 인하여 밸브의 개폐시 볼의 회전성을 향상시키고 밸브를 통하여 흐르는 유체가 유출이 되지 않는 시일링(sealing)성이 향상되도록 한 메탈 볼 밸브용 시트링에 관한 것으로서, 볼과 접촉하는 접촉면을 직선형으로 성형가공하고 볼과 직접적으로 맞닿는 부분에 탄력성과 윤활성을 겸비한 오링을 마련하거나, 볼과 직접적으로 맞닿는 부분에 흑연 및 금속판이 혼재된 접촉부재를 구성하거나 또는 볼과 직접적으로 맞닿는 부분 및 밸브에 안착되는 부분에 탄력성과 윤활성을 겸비한 가스켓을 마련하므로써 유동성 및 시일링성이 보장될 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

Description

메탈 볼 밸브용 시트링{METAL SEATRING FOR BALL VALVE}

본 고안은 메탈로 이루어진 볼 밸브(Ball Valve)용 시트링(Seat Ring)에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 볼 밸브에 안착되는 환형(環形)의 메탈 시트링에 있어서 볼과 접촉되는 부분에 윤활성 및 탄력성을 향상시켜 윤활성으로 인하여 밸브의 개폐시 볼의 회전성을 향상시키고 밸브를 통하여 흐르는 유체가 유출이 되지 않는 시일링(sealing)성이 향상되도록 한 메탈 볼 밸브용 시트링에 관한 것이다.

일반적으로 볼 밸브는 유체가 이송되는 관(管)과 관사이에 개재되어 유체의 이송을 단속(斷續)하는 기능을 가지고 있으며, 상기 볼 밸브는 관과 관사이에 개재되어 유체가 유입되는 유입구와 유체가 유출되는 유출구를 구비한 밸브본체와 상기 밸브본체의 내부공간에는 원형의 형상을 가지되 양 단부에 단면이 형성되고 단면과 단면을 연결하는 원형내부에 공(孔)이 형성되어 있는 볼과 상기 볼을 회전시켜 주는 조작축이 볼의 상부에 구성되어 있으며, 상기 조작축은 밸브본체의 외부로 돌출되어 구성되어 있으며 이 조작축은 밸브의 외부에서 밸브의 개폐를 할 수 있도록 하는 조작레버에 결합되어 구성되어 있다.

상기와 같이 관을 통과하는 유체를 단속하기 위해서는 밸브의 내부에 구성된 볼을 회전시켜 유체를 단속하게 되는데 이러한 볼과 밸브의 유입구 및 유출구사이에는 볼이 적절한 힘으로 회전할 수 있도록 하고 유체의 누출을 방지하기 위하여환형(環形)의 시트링(Seat Ring)을 개재하여 볼의 회전을 용이하게 하고 유체가 누출이 되지 않도록 하는 것이다.

상기한 시트링은 회전하는 볼과의 마찰을 최소화하여 볼의 회전을 원활하게 하도록 하고 볼과 접촉되는 부분 그리고 밸브의 유입구 및 유출구와 기밀하게 접촉되어 관을 통과하는 유체가 누출이 되지 않도록 하는 두가지의 기능을 겸비하여야 하는 것이다. 이러한 기밀성과 윤활성 및 내구력을 갖도록 하기 위하여 통상적으로는 금속을 볼에 밀착이 되어 면접촉이 발생하도록 하여 시일링성을 향상시키기 위하여 라운드지게 성형가공하거나 또는 시일링성은 다소 저하되지만 볼의 회전성을 높이기 위하여 직선형으로 성형가공하여 볼과 선접촉이 이루어 질 수 있도록 형성하여 볼 밸브의 시트링으로서 사용하고 있는 것이다.

상기한 종래의 시트링인 메탈 시트링에 있어서, 전체가 메탈로서 구성되어 있으므로 내구성, 내화학성 및 볼 밸브 내부로의 안착성은 우수하나 메탈의 성질상 유동성이나 탄력성이 저하되므로 밸브를 통하여 흐르는 유체의 요동에 긴밀하게 대응하지 못하는 단점이 있으며 , 메탈을 성형함에 있어서 표면처리의 곤란함이 존재하며 또한, 볼과 그 성질이 유사하여 볼과 접촉되는 부분이 마찰로 인한 저항이 발생하여 볼의 회전성이 떨어지고 또한 마찰로 인하여 볼 또는 메탈 시트링에 손상이 발생하는 경우에는 시일링성이 저하되는 문제점이 있다.

그러므로, 상기한 문제점들을 개선하기 위하여 본 고안에서는 볼과 접촉되는 부분에 윤활성 및 시일성이 부가되도록 하여 압력 또는 시간의 경과에 의하여도 압축 또는 변형되지 않으므로 탄성력이 유지되어 시일링성이 저하되지 않도록 하는 메탈 볼 밸브용 시트링을 제공하는 데 그 기술적 과제가 있는 것이다.

도 1a는 본 고안의 실시예를 도시한 단면사시도 및 일부 확대도.

도 1b는 본 고안의 다른 실시예를 도시한 단면사시도 및 일부확대도.

도 1c는 본 고안의 또 다른 실시예를 도시한 단면사시도 및 일부확대도.

도 2a는 도 1a의 시트링이 볼 밸브에 삽재된 것을 나타내는 단면도 및 일부확대도.

도 2b는 도 1b의 시트링이 볼 밸브에 삽재된 것을 나타내는 단면도 및 일부확대도.

도 2c는 도 1c의 시트링이 볼 밸브에 삽재된 것을 나타내는 단면도 및 일부확대도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 몸체 200 : 접촉면

230, (230a) : 홈 240 : 코일스프링

250 : 윤활층 260 : 오링(O-ring)

272 : 흑연 274 : 금속판

280, 280a : 스파이럴 와운드 가스켓

300 : 시트링 400 : 볼 밸브

410 : 볼 430 : 조작레버

상기한 본 고안의 기술적과제는 볼과 접촉하는 접촉면을 직선형으로 성형가공하고 볼과 직접적으로 맞닿는 부분에 탄력성과 윤활성을 겸비한 오링을 마련하거나, 볼과 직접적으로 맞닿는 부분에 흑연 및 금속판이 혼재된 접촉부재를 구성하거나 또는 볼과 직접적으로 맞닿는 부분 및 밸브에 안착되는 부분에 탄력성과 윤활성을 겸비한 가스켓을 마련하므로써 유동성 및 시일링성을 보장하여 이루어 질 수 있는 것이다.

이하 본 고안을 첨부한 도면을 참고로 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안의 실시예 들을 도시한 단면 사시도이며, 도 2는 본 고안의 시트링이 볼 밸브에 삽재된 것을 나타낸 단면도이다.

도면 부호 100은 몸체이고 200은 접촉면이며, 상기 몸체는 볼 밸브(400)의 내부의 유체의 유입구 및 유출구 사이에 안착이 되어 환형(環形)의 시트링(300)을 고정하여 주고, 접촉면(200)은 볼(410)과 직접적으로 닿아 볼(410)의 회전시 볼(410)이 원활하게 회전할 수 있도록 하고 볼(410)과 긴밀하게 접촉하여 관(420)을 흐르는 유체의 누출을 방지하는 기능을 하는 것이다.

도 1a는 본 고안의 실시예를 도시한 단면사시도 및 일부 확대도로서 이를 볼 밸브 및 이에 안착된 시트링의 단면도 및 일부 확대도인 도 2a와 연관하여 상세히 설명하면, 상기 접촉면(200)에서 볼이 직접적으로 맞닿아 선접촉(線接觸)하는 부분에 원형의 홈(230)을 형성하고 그 홈에는 내부의 공(孔)에는 코일스프링(240)이 삽재되어 있으며 그 외면은 테플론의 윤활층(250)이 마련된 오링(O-ring)(260)을 삽재하여 볼(410)과의 회전성 및 긴밀한 접촉력을 갖는 시트링(300)을 구성한다.

상기한 윤활층은 테플론(TEFLON) 즉, 폴리테트라플루오로에틸렌(Poly Tetra Fluoro Ethylene, P.T.F.E.)을 일반적인 코팅방법 즉, 오링을 산(酸)처리하여 불순물을 제거하고, 외면을 샌드블라스팅(sand blasting)을 하고 세척한 후에 액상의 테플론을 스프레이 도포를 한다. 이렇게 테플론이 도포된 오링을 약 380℃에서 열처리하여 테플론이 오링의 외면에 안착이 되도록 하여 약 100㎛ 정도의 두께가 형성되도록 한다.

이하에서는 상기와 같이 구성된 시트링의 작용에 대하여 설명한다.

볼 밸브(400)가 조립이 완성된 경우에 볼(410)은 환형(環形) 시트링(300) 접촉면(200)의 홈(230)에 삽재된 오링(260)에 선접촉(線接觸)한 상태로 되어 있게 된다. 이러한 조립상태에서 외부에서 조작레버(430)를 좌 또는 우로 회전을 하게되면 내부에 공(孔)이 형성된 볼(410)이 회전을 하여 관(420)의 내부로 흐르는 유체를 단속(斷續)하게 되는 데, 이때 볼(410)의 외면은 오링(260)의 외면에 형성된 윤활층(250)과 선접촉(線接觸)을 이루고 있으므로 그 회전이 용이하며, 관(管)(420)을 흐르는 유체의 요동 또는 외부의 충격에 의하여 볼(410) 또는 관(420)이 요동을 하더라도 오링(260) 자체 및 이 오링 내부에 마련된 코일스프링(240)의 탄성 복원력에 의하여 요동에 신속하게 대응하여 압축 또는 복원이 이루어지게 되어 볼(410)과 윤활층(250)의 접촉이 이탈되지 아니하고 항상 긴밀한 접촉을 유지하므로 관(420)을 흐르는 유체의 누출이 없게 된다.

도 1b는 본 고안의 다른 실시예를 도시한 단면사시도 및 일부 확대도로서 이를 볼 밸브 및 이에 안착된 시트링의 단면도 및 일부 확대도인 도 2b와 연관하여 상세히 설명하면, 상기 접촉면에서 볼이 직접적으로 맞닿는 부분에 한쪽면이 개방된 마름모 형상의 홈(230a)를 형성하고 이 홈의 형상과 동일하게 형성된 접촉부재(270)를 마련하되, 이 접촉부재는 흑연(272)과 금속판(274)이 교호히 혼재하도록 구성한다.

상기의 접촉부재는 흑연(272) 시트(sheet)와 금속판(274)을 교호히 감고 혼재하여 감긴 것을 성형체에서 압축성형하므로써 형성할 수 있는 것이다.

볼 밸브(400)가 조립이 완성된 경우에 볼(410)은 시트링(300) 접촉면(200)의 일부에 형성된 접촉부재(270)에 선접촉(線接觸) 즉, 흑연(272) 또는 금속판(274)과 접촉이 이루어지게 되는 것이다. 이러한 조립상태에서 외부에서 조작레버(430)를 좌 또는 우로 회전을 하게되면 내부에 공(孔)이 형성된 볼(410)이 회전을 하여 관(420)의 내부로 흐르는 유체를 단속(斷續)하게 되는 데, 이때 볼(410)의 외면은 접촉부재(270)에 구성된 금속판(274)과 이 금속판 전후에 구성된 윤활성이 강한 흑연(272)과 동시에 선접촉하고 있으므로 회전이 용이하며, 관(管)(420)을 흐르는 유체의 요동 또는 외부의 충격에 의하여 볼(410) 또는 관(420)이 요동을 하더라도 흑연(272)의 탄성 복원력 및 금속판(274)의 지지력에 의하여 신속하게 요동에 대응할 수 있으므로 볼(410)과 접촉부재(270)가 긴밀한 접촉을 유지할 수 있는 것이므로요동에 의해서도 시일링이 보장되어 관(420)을 흐르는 유체의 누출이 없는 것이다.

도 1c는 본 고안의 또 다른 실시예를 도시한 단면사시도 및 일부 확대도로서 이를 볼 밸브 및 이에 안착된 시트링의 단면도 및 일부 확대도인 도 2c와 연관하여 상세히 설명하면, 본 실시예는 상기 접촉면(200)에서 볼이 직접적으로 맞닿는 부분에 한쪽면이 개방된 직사각형상의 홈을 형성한 후에 그 내부의 구성이 흑연과 물결무늬 형상의 연강판으로 이루어진 스파이럴 와운드 가스켓(280)을 마련하고, 상기 몸체(100)의 하단에 볼 밸브(400)에 안착되는 부분에도 스파이럴 와운드 가스켓(280a)을 마련하되 몸체(100) 하단부 보다는 약간 돌출되도록 하여 시트링(300)이 볼 밸브(400)에 안착될 때 상기 스파이럴 와운드 가스켓(280a)만 볼 밸브의 내부 안착면에 접촉되도록 하여 이루어 진다.

볼 밸브(400)가 조립이 완성된 경우에 볼(410)은 시트링(300) 접촉면(200)의 일부에 마련된 스파이럴 와운드 가스켓(280)에 선접촉(線接觸)이 이루어 지게 되는 것이며, 이러한 조립상태에서 외부에서 조작레버(430)를 좌 또는 우로 회전을 하게되면 내부에 공(孔)이 형성된 볼(410)이 회전을 하여 관(420)의 내부로 흐르는 유체를 단속(斷續)하게 되는 데, 이때 볼(410)의 외면은 윤활성이 강한 흑연으로 구성된 스파이럴 와운드 가스켓(280)의 외면에 선접촉하고 있으므로 회전이 용이하며, 관(管)(420)을 흐르는 유체의 요동 또는 외부의 충격에 의하여 볼(410) 또는 관(420)이 요동을 하더라도 탄성 복원력이 강한 흑연 및 물결무늬의 연강판으로 이루어진 스파이럴 와운드 가스켓(280)에 의하여 시트링(300)과 볼(410)의 접촉이 이탈이 되지 아니하며 이에 더하여 볼 밸브에 안착되는 스파이럴 와운드 가스켓(280a)의 탄성 복원력에 의하여 요동에 신속하게 대응하여 볼(410)과 긴밀한 접촉을 유지할 수 있어 유체의 누출을 방지할 수 있는 것이다.

상기에서 예시한 본 고안의 실시예들은 그 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 몸체(100)와 접촉면(200)에 마련되거나 형성되는 오링(O-ring)(260), 접촉부재(270) 및 스파이럴 와운드 가스켓(280, 280a)을 서로 조합(組合)하여 실시할 수 있다. 즉, 몸체(100)에는 오링(O-ring)(260)을 마련하고 몸체(100) 하단의 볼 밸브(400)에 안착되는 부분에는 스파이럴 와운드 가스켓(280a)을 마련하되 상기 몸체(100)의 하단부 보다는 약간 돌출되도록 구성하여 실시할 수 있으며, 당업자가 상기 실시예들을 참고로 하여 각 조합의 구성으로서 실시할 수가 있는 것이다.

상기한 바와 같이 볼 밸브용 시트링을 구성함에 있어서, 볼과 접촉되는 부분에 윤활층과 그 내부에 코일스피링이 형성된 오링, 윤활성이 강한 흑연 및 지지력이 있는 금속판이 혼재되어 구성된 접촉부재 또는 흑연과 물결형상의 연강판이 혼재된 스파이럴 와운드 가스켓을 마련하여, 볼과의 접촉은 선접촉이 되독하여 유체의 단속을 위하여 볼이 회전할 때 최소한의 면적에 의한 저항으로 볼이 회전할 수 있도록 하므로써 볼의 회전이 원활하며, 오링자체 및 오링에 내재한 코일스프링, 접촉부재의 흑연 및 금속판 또는 스파이럴 와운드 가스켓의 탄성 복원력에 의하여 볼과 시트링이 긴밀하게 접촉할 수 있도록 하여 완벽한 시일링을 보장할 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims

메탈 일체의 몸체(100)와 볼(410)과 닿는 접촉면(200)으로 구성된 메탈 볼 밸브용 시트링(300)에 있어서,

상기 접촉면(200)에서 볼이 직접적으로 맞닿아 선접촉(線接觸)하는 부분에 한쪽면이 개방된 원형의 홈(230)을 형성하고, 내부의 공(孔)에 코일스프링(240)이 삽재되어 있으며 그 외면은 테플론의 윤활층(250)이 형성된 오링(O-ring)(260)을 상기 홈(230)에 삽재한 구성으로 이루어진 것을 특징으로 하는 메탈 볼 밸브용 시트링.
제 1항에 있어서, 상기 접촉면(200)에서 볼이 직접적으로 맞닿는 부분에 한쪽면이 개방된 마름모 형상의 홈(230a)를 형성하고 이 홈에는 접촉부재(270)를 삽재하되, 이 접촉부재는 흑연(272)과 금속판(274)이 교호히 혼재하도록 구성한 것을 특징으로 하는 메탈 볼 밸브용 시트링.
제 1항에 있어서, 상기 접촉면(200)에서 볼이 직접적으로 맞닿는 부분에 한쪽면이 개방된 직사각형의 홈을 형성한 후에 그 내부의 구성이 흑연과 물결무늬 형상의 연강판으로 이루어진 스파이럴 와운드 가스켓(280)을 마련하고, 상기 몸체(100) 하단의 볼 밸브(400)에 안착되는 부분에도 스파이럴 와운드 가스켓(280a)을 마련하되 상기 몸체(100)의 하단부 보다는 약간 돌출되도록 구성한것을 특징으로 하는 메탈 볼 밸브용 시트링.
제 1항에 있어서, 상기 접촉면(200)에서 볼이 직접적으로 맞닿아 선접촉(線接觸)하는 부분에 한쪽면이 개방된 원형의 홈(230)을 형성하고, 내부의 공(孔)에 코일스프링(240)이 삽재되어 있으며 그 외면은 테플론의 윤활층(250)이 형성된 오링(O-ring)(260)을 상기 홈(230)에 삽재하여 구성하고, 상기 몸체(100) 하단의 볼 밸브(400)에 안착되는 부분에는 스파이럴 와운드 가스켓(280a)을 마련하되 상기 몸체(100)의 하단부 보다는 약간 돌출되도록 구성한 것을 특징으로 하는 메탈 볼 밸브용 시트링.