KR200360343Y1 - 밸브의 누설방지용 백시트 - Google Patents

Abstract

상단에 연결된 구동수단에 의한 밸브스템 회전방향에 따라 상,하방향으로 이동되는 밸브디스크(valve disc)에 의해 관로를 개폐하여 가스 등의 유체 흐름을 제어하는 밸브에서, 마모 또는 파손된 패킹부재 등을 교체하고자 하는 경우 밸브스템(valve stem)의 결합틈새를 통하여 유체 누출되는 것을 방지할 수 있도록 한 것으로,

본 고안에 의한 밸브의 누설방지용 백시트는, 유로가 형성된 밸브몸체와,

밸브몸체 상단에 밀봉상태로 체결되는 본넷트와,

상단부에 연결되는 구동수단에 의해 좌측 또는 우측방향으로 회전가능하게 본넷트를 관통하여 장착되며, 나사부가 외주연 중간측에 형성되는 밸브스템과,

나사부에 결합되며 밸브스템 회전방향을 따라 지정구간범위내에서 승강되는 승강편과,

승강편 외측면에 결합되며 밸브스템 회전시 승강편을 따라 승강되어 유로를 개폐시키는 밸브디스크와,

본넷트와 밸브스템사이의 결합틈새에 기밀을 유지하도록 장착되는 패킹부재와,

본넷트에 고정되는 체결부재에 의해 패킹부재를 가압시 패킹부재의 탄성력을 변형시켜 기밀을 유지하는 그랜드플랜지와,

패킹부재 하방으로 본넷트와 밸브스템사이의 결합틈새에 장착되며, 밸브스템회전으로 상승되는 승강편에 의해 가압시 결합틈새를 통하여 유체 누출되는 것을 방지하는 백시트부재를 구비한다.

Description

밸브의 누설방지용 백시트{valve back seat for preventing flow leakage}

본 고안은 상단에 연결된 구동수단에 의한 밸브스템 회전방향에 따라 상,하방향으로 이동되는 밸브디스크(valve disc)에 의해 관로를 개폐하여 가스 등의 유체 흐름을 제어하는 밸브에서, 마모 또는 파손된 패킹부재 등을 교체하고자 하는 경우 밸브스템(valve stem)의 결합틈새를 통하여 유체 누출되는 것을 방지할 수 있도록 한 유체 누출방지용 밸브 백시트에 관한 것이다.

더욱 상세하게는, 밸브스템에 결합된 승강편이 밸브스템 회전으로 상승될 때, 밸브스템의 결합틈새에 장착된 백시트부재(back seat ring)를 가압하여 기밀을 유지하게 되므로, 패킹부재 등을 교체시 결합틈새를 통하여 유체 누출되는 것을 방지할 수 있도록 한 유체 누출방지용 밸브 백시트에 관한 것이다.

이하에서 사용되는 용어중, "안쪽나사형 게이트밸브"는 구동수단의 회전방향을 따라 밸브스템이 고정된 위치를 유지하면서 회전시 밸브디스크만 상,하방향으로 이동되고, 이로 인해 관로를 개폐하여 가스 등의 유체 흐름을 제어하는 밸브이고,

"바깥나사형 게이트밸브"는 구동수단의 회전방향에 의해 승강되는 밸브스템과 함께 밸브디스크가 상,하방향으로 이동되므로, 밸브디스크에 의해 관로를 개폐하여 유체 흐름을 제어하는 밸브를 의미한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 의한 안쪽나사형 게이트밸브는, 가스, 생활용수 또는 오일 등의 유체가 이송되는 유로(1)가 형성된 밸브몸체(2)와, 밸브몸체(2) 상단에 밀봉상태로 체결되는 본넷트(3)와, 본넷트(3)를 관통하는 밸브스템(4)의 나사부(5)에 나사결합되며 밸브스템(4)의 회전방향을 따라 지정된 구간내에서 승강되는 승강편(6)(암나사 끼움쇠)과, 승강편(6)에 결합되며 밸브스템(4) 회전방향에 의해 승강편(6)을 따라 승강되어 유로(1)를 개폐시키는 밸브디스크(7)(valve disc)를 구비한다.

또한, 본넷트(3)와 밸브스템(4)사이의 결합틈새에 기밀을 유지하도록 장착되는 석면 등의 패킹부재(8)와, 본넷트(3)에 고정되는 체결부재(9)에 의해 가압시 패킹부재(8)의 탄성력을 변형시켜 기밀을 유지하는 그랜드플랜지(10)(gland flange)와, 밸브스템(4) 상단부에 장착되고 구동수단에 연결되어 밸브스템(4)을 회전시키는 연결편(미도시됨)을 보호하는 캡(11)을 구비한다.

종래의 게이트밸브 구조는, 게이트밸브를 장기간동안 사용하는 경우, 전술한 유로(1)를 통과하는 유체의 압력 및 온도 등에 의해 패킹부재(8)의 탄성력이 저하되어 경화되고, 빈번한 개폐작용으로 밸브스템(4)과 패킹부재(8)의 마찰에 의한 마모에 의하여 기밀성이 떨어진다.

이로 인해, 밸브스템(4)과 본넷트(3)사이의 결합틈새를 통하여 오일 등의 누출로 인한 작업장 주변의 오염 방지 및 경제적인 손실을 방지하고, 가스 등의 누출사고를 방지하도록 패킹부재(8)를 교체하게 된다.

이때, 전술한 패킹부재(8)를 교체하기 위하여 전술한 밸브스템(4)을 회전시켜 승강편(6) 및 밸브디스크(7)를 본넷트(3)에 최대한 밀착시키는 경우에도 승강편(6)과 본넷트(3)사이의 접촉면 틈은 그대로 유지된다.

이로 인해, 전술한 패킹부재(8)를 교체하기 위하여 연결편(11)을 밸브스템(4) 선단부에서 분리시킨 후, 전술한 체결부재(9)를 풀어 그랜드플랜지(10)를 본넷트(3)로 부터 분리시켜 패킹부재(8)를 결합틈새로 부터 인출하는 경우, 본넷트(3)에 대한 밸브스템(4)의 결합틈새를 통하여 오일 또는 가스 등의 유체가 누출되는 문제점을 갖는다.

한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 암나사(19) 회전방향에 의해 밸브스템과 함께 승강되는 밸브디스크에 의해 관로를 개폐하여 유체 흐름을 제어하는 바깥나사형 밸브에 있어서, 본넷트(3)와 밸브스템(4)사이의 결합틈새를 차단하도록 밸브스템(4)에 단차인 쐐기턱(4a)을 두어, 밸브스템(4) 상승시 밸브스템(4)의 쐐기턱(4a)에 결합틈새를 가압하여 밀봉시킴에 따라 결합틈새를 통해 유체 누출되는 것을 방지할 수 있다.

그러나, 직경에 비해 길이가 상대적으로 긴 장축(長軸)인 밸브스템을 기계가공하는 경우, 본넷트(3)와 밸브스템(4)사이의 결합틈새를 쐐기턱(4a)을 제외한 많은 부분이 칩(chip)으로 버려지게 되므로 원가비용이 증대되며, 밸브스템을 기계가공하는 작업시간이 증대되어 작업성이 떨어지는 문제점을 갖는다.

본 고안의 목적은, 밸브스템에 결합된 승강편이 밸브스템 회전시 상승되어 밸브스템의 결합틈새에 장착된 백시트부재를 압축으로 가압시켜 기밀을 유지하므로, 패킹부재 등을 교체시 가스 또는 유체 등의 누출되는 것을 방지하여 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 한 밸브의 누설방지용 백시트를 제공함에 있다.

본 고안의 다른 목적은, 장축인 밸브스템을 가공하는 작업시간을 단축시켜 작업성을 향상시키고, 백시트부재를 가압하는 밸브스템의 가압턱을 가공하지않아 밸브스템 기계가공시 버려지는 칩(chip)을 최소화하여 원가비용을 절감할 수 있도록 한 밸브의 누설방지용 백시트를 제공하는 것이다.

본 고안의 또 다른 목적은, 파손된 패킹부재를 교체하거나 또는 밸브스템을 풀상태로 개방시키는 경우(full open), 백시트부재의 기밀작용에 의하여 오일 등의 유체 누출되는 것이 방지되므로 작업장 주변 오염되는 것을 방지하고, 가스 누출로 인한 안전사고 발생을 방지할 수 있도록 한 밸브의 누설방지용 백시트를 제공하는 것이다.

도 1은 종래 기술에 의한 안쪽나사형 게이트 밸브의 개략도,

도 2는 종래 기술에 의한 바깥나사형 게이트 밸브의 개략도,

도 3은 본 고안의 제1실시예에 의한 안쪽나사형 게이트밸브의 누설방지용 백시트의 사용상태도,

도 4는 본 고안의 제2실시예에 의한 바깥나사형 게이트밸브의 누설방지용 백시트의 사용상태도이다.

*도면중 주요 부분에 사용된 부호의 설명

1; 유로

2; 밸브몸체

3; 본넷트(bonnet)

4; 밸브스템(valve stem)

5; 나사부

6; 승강편(암나사 끼움쇠)

7; 밸브디스크(valve disc)

8; 패킹부재

9; 체결부재

10; 그랜드플랜지(gland flange)

11; 캡

12; 백시트부재(back seat ring)

전술한 본 고안의 목적은, 유로가 형성된 밸브몸체와,

밸브몸체 상단에 밀봉상태로 체결되는 본넷트와,

상단부에 연결되는 구동수단에 의해 좌측 또는 우측방향으로 회전가능하게 본넷트를 관통하여 장착되며, 나사부가 외주연 중간측에 형성되는 밸브스템과,

나사부에 결합되며, 밸브스템 회전방향을 따라 지정구간범위내에서 승강되는 승강편과,

승강편 외측면에 결합되며, 밸브스템 회전시 승강편을 따라 승강되어 유로를 개폐시키는 밸브디스크와,

본넷트와 밸브스템사이의 결합틈새에 기밀을 유지하도록 장착되는 패킹부재와,

본넷트에 고정되는 체결부재에 의해 패킹부재를 가압시 패킹부재의 탄성력을 변형시켜 기밀을 유지하는 그랜드플랜지와,

패킹부재 하방으로 본넷트와 밸브스템사이의 결합틈새에 장착되며, 밸브스템 회전으로 상승되는 승강편에 의해 가압시 결합틈새를 통하여 유체 누출되는 것을 방지하는 백시트부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 유체 누출방지용 밸브 백시트를 제공함에 의해 달성된다.

전술한 본 고안의 목적은, 유로가 형성된 밸브몸체와,

밸브몸체 상단에 밀봉상태로 체결되는 본넷트와,

상단부에 연결되는 구동수단에 의해 좌측 또는 우측방향으로 회전가능하게 본넷트를 관통하여 장착되며, 승강편이 하측에 결합되는 밸브스템과,

밸브스템 하단에 결합되며, 밸브스템 회전시 승강되는 밸브스템과 동시에 승강되어 유로를 개폐시키는 밸브디스크와,

본넷트와 밸브스템사이의 결합틈새에 기밀을 유지하도록 장착되는 패킹부재와,

본넷트에 고정되는 체결부재에 의해 패킹부재를 가압시 패킹부재의 탄성력을 변형시켜 결합틈새의 기밀을 유지하는 그랜드플랜지와,

밸브스템 하방 외주연에 장착되며, 밸브스템 상승시 본넷트와 밸브스템사이의 결합틈새를 가압하여 결합틈새를 통하여 유체 누출되는 것을 방지하는 백시트부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 유체 누출방지용 밸브 백시트를 제공함에 의해 달성된다.

바람직한 실시예에 의하면, 전술한 백시트부재로서,

밸브스템과 본넷트사이의 결합틈새에 장착되는 오링과, 상단이 오링과 밀착되며 하단이 본넷트로 부터 돌출되도록 형성되는 환형의 가압편을 구비하여, 승강편 상승으로 인해 가압편을 가압시 결합틈새에 장착된 오링을 탄성변형시켜 밀봉시킨다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하되, 이는 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 고안을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 고안의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는 것이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 고안의 일실시예에 의한 밸브의 누설방지용 백시트(안쪽나사형 게이트밸브를 말함)는, 유로(1)가 형성된 밸브몸체(2)와, 밸브몸체(2) 상단에 밀봉상태로 체결되는 본넷트(3)와, 상단의 연결편(11)에 동력전달이 가능하게 연결되는 구동수단(미도시됨)에 의해 좌측 또는 우측방향으로 회전가능하게 본넷트(3)를 관통하여 장착되며, 나사부(5)가 외주연 중간측에 형성되는 밸브스템(4)(valve stem)을 구비한다.

또한, 전술한 나사부(5)에 일체형으로 결합되며 밸브스템(4) 회전방향을 따라 지정구간범위내에서 승강되는 승강편(6)과, 승강편(6) 외측면에 결합되며, 밸브스템(4) 회전시 승강편(6)을 따라 승강되어 유로(1)를 개폐시키는 밸브디스크(7)와, 본넷트(3)와 밸브스템(4)사이의 결합틈새에 장착되며, 기밀을 유지하도록 석면재 등으로 이루어져 탄성력을 갖는 패킹부재(8)를 구비한다.

또한, 전술한 본넷트(3)에 고정되는 체결부재(9)에 의해 패킹부재(8)를 가압시 패킹부재(8)의 탄성력을 변형시켜 기밀을 유지하는 그랜드플랜지(10)(gland flange)와, 패킹부재(8) 하방으로 본넷트(3)와 밸브스템(4)사이의 결합틈새에 장착되며, 밸브스템(4) 회전으로 상승되는 승강편(6)에 의해 가압시 결합틈새를 통하여 오일 또는 가스 등의 유체 누출되는 것을 방지하는 백시트부재(12)(back seat ring)를 구비한다.

이때, 도 3에 도시된 바와 같이, 전술한 백시트부재(12)는,

전술한 밸브스템(4)과 본넷트(3)사이의 결합틈새에 장착되는 오링(13)과, 상단이 오링(13)과 밀착되며 하단이 본넷트(3)로 부터 돌출되도록 형성되는 환형의 가압편(14)을 구비하여, 승강편(6) 상승으로 인해 가압편(14)을 가압시 결합틈새에 장착된 오링(13)을 가압으로 탄성변형시켜 밀봉시킨다.

이하에서, 본 고안의 일실시예에 의한 밸브의 누설방지용 백시트의 작동을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 게이트밸브를 장기간동안 사용하는 경우, 전술한 밸브몸체(2)의 유로(1)를 통과하는 유체의 압력 및 온도 등에 의해 경화되고, 빈번한 개폐로 밸브스템(4)과 패킹부재(8)사이의 마찰로 인한 마모로 패킹부재(8)의 기밀성이 떨어지며, 이로 인해 오일 또는 가스 등의 유체 누설되는 것을 방지할 수 있도록 패킹부재(8)를 교체해주게 된다.

전술한 패킹부재(8)를 교체하기 위하여 밸브스템(4) 상단의 연결편(11)에 연결되는 구동수단(미도시됨) 구동으로 전달되는 회전력에 의해 밸브스템(4)을 우측방향으로 회전시킴에 따라, 밸브스템(4)의 나사부(5)에 나사결합된 승강편(6)이 상승되므로 밸브디스크(7)를 들어올려 밸브몸체(2)의 유로(1)를 개방시킨다.

이때, 전술한 승강편(6)("암나사 끼움쇠" 라고함)이 상승되는 경우, 패킹부재(8) 하방으로 밸브몸체(2)와 밸브스템(4)사이의 결합틈새에 장착된 환형의 가압편(14)을 도면상, 상방향으로 가압하게 된다. 따라서 가압편(14) 상단으로 결합틈새에 장착된 오링(13)을 가압하여 탄성변형시키므로 결합틈새를 밀봉시킬 수 있다.

이로 인해, 전술한 본넷트(3)에 대한 밸브스템(4)의 결합틈새를 밀폐시키므로, 패킹부재(8) 등을 교체시 밸브스템(4)의 결합틈새를 통하여 유로(1)를 따라 이송되는 가스 또는 유체의 누출되는 것을 방지할 수 있다.

이와 같이, 탄성변형되는 전술한 백시트부재(12)에 의해 밸브스템(4)의 결합틈새를 밀봉시키므로, 유로(1)를 따라 이송되는 유체를 누출시키지않는 작업조건에서도 백시트부재(12) 상방으로 결합틈새에 장착된 패킹부재(8)를 교체시킬 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 고안의 제2실시예에 의한 밸브의 누설방지용 백시트는(바깥나사형 게이트밸브를 말함), 유로(1)가 형성된 밸브몸체(2)와, 밸브몸체(2) 상단에 밀봉상태로 체결되는 본넷트(3)와, 상단부에 연결되는 구동수단(미도시됨)에 의해 좌측 또는 우측방향으로 회전가능하게 본넷트(3)를 관통하여 장착되며, 승강편 역할을 하는 홈을 갖는 밸브스템(4)을 구비한다.

또한, 밸브스템(4) 상단에 암나사(19)가 결합되며, 암나사(19) 회전시 승강되는 밸브스템(4)과 동시에 밸브디스크(18)가 승강되어 유로(1)를 개폐시키는 밸브디스크(18)와, 본넷트(3)와 밸브스템(4)사이의 결합틈새에 기밀을 유지하도록 장착되는 패킹부재(8)를 구비한다.

또한, 본넷트(3)에 고정되는 체결부재(9)에 의해 패킹부재(8)를 가압시 패킹부재(8)의 탄성력을 변형시켜 결합틈새의 기밀을 유지하는 그랜드플랜지(10)와, 밸브스템(4) 하방 외주연에 장착되며, 암나사(19) 회전으로 상승되는 밸브스템(4)에 의해 가압시 본넷트(3)와 밸브스템(4)사이의 결합틈새를 통하여 유체가 누출되는 것을 방지하는 백시트부재(12)를 구비한다.

한편, 본 고안에 의한 밸브의 누설방지용 백시트를 게이트밸브는 물론 글로베밸브(globe valve) 등에 변형실시하여 적용될 수 있음은 물론이다.

이상에서와 같이, 본 고안에 의한 밸브의 누설방지용 백시트는 아래와 같은 이점을 갖는다.

밸브스템에 결합된 승강편이 밸브스템 회전시 상승되어 밸브스템의 결합틈새에 장착된 백시트부재를 압축으로 탄성변형시켜 기밀을 유지하므로, 패킹부재 등을 교체시 가스 등의 유체 누출되는 것을 방지하여 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한, 장축인 밸브스템을 가공하는 작업시간을 단축시켜 대량생산이 가능하고, 백시트부재를 가압하는 쐐기형 가압턱을 별도로 가공하지않아 밸브스템 기계가공시 버려지는 칩(chip)을 최소화하여 원가비용을 절감할 수 있다.

또한, 파손된 패킹부재를 교체하거나 또는 밸브스템을 풀상태로 개방시키는 경우(full open), 백시트부재의 기밀작용에 의하여 오일 등의 유체 누출되는 것이 방지되므로 작업장 주변 오염되는 것을 방지하고, 가스 누출로 인한 안전사고 발생을 방지할 수 있다.

Claims (3)

1. 유로가 형성된 밸브몸체;

   상기 밸브몸체 상단에 밀봉상태로 체결되는 본넷트;

   상단부에 연결되는 구동수단에 의해 좌측 또는 우측방향으로 회전가능하게 상기 본넷트를 관통하여 장착되며, 나사부가 외주연 중간측에 형성되는 밸브스템;

   상기 나사부에 결합되며, 상기 밸브스템 회전방향을 따라 지정구간범위내에서 승강되는 승강편;

   상기 승강편 외측면에 결합되며, 밸브스템 회전시 승강편을 따라 승강되어 상기 유로를 개폐시키는 밸브디스크;

   상기 본넷트와 밸브스템사이의 결합틈새에 기밀을 유지하도록 장착되는 패킹부재;

   상기 본넷트에 고정되는 체결부재에 의해 상기 패킹부재를 가압시 패킹부재의 탄성력을 변형시켜 상기 결합틈새의 기밀을 유지하는 그랜드플랜지; 및

   상기 패킹부재 하방으로 상기 본넷트와 밸브스템사이의 결합틈새에 장착되며, 밸브스템 회전으로 상승되는 상기 승강편에 의해 가압시 탄성변형되어 상기 결합틈새를 통하여 유체 누출되는 것을 방지하는 백시트부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 밸브의 누설방지용 백시트.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 백시트부재는;

   상기 밸브스템과 본넷트사이의 결합틈새에 장착되는 오링과, 상단이 상기 오링과 밀착되며 하단이 상기 본넷트로 부터 돌출되도록 형성되는 환형의 가압편을 구비하여, 상기 승강편 상승으로 인해 상기 가압편을 가압시 상기 결합틈새에 장착된 오링을 탄성변형시켜 밀봉시키는 것을 특징으로 하는 밸브의 누설방지용 백시트.
3. 유로가 형성된 밸브몸체;

   상기 밸브몸체 상단에 밀봉상태로 체결되는 본넷트;

   상단부에 연결되는 구동수단에 의해 좌측 또는 우측방향으로 회전가능하게 상기 본넷트를 관통하여 장착되는 밸브스템;

   상기 밸브스템 하단에 결합되며, 밸브스템 상단에 장착된 암나사 회전시 승강되는 밸브스템과 동시에 승강되어 상기 유로를 개폐시키는 밸브디스크;

   상기 본넷트와 밸브스템사이의 결합틈새에 기밀을 유지하도록 장착되는 패킹부재;

   상기 본넷트에 고정되는 체결부재에 의해 상기 패킹부재를 가압시 패킹부재의 탄성력을 변형시켜 결합틈새의 기밀을 유지하는 그랜드플랜지; 및

   상기 밸브스템 하방 외주연에 장착되는 백시트부재를 구비하여, 상기 암나사 회전으로 상승되는 상기 백시트부재에 의해 가압시 상기 결합틈새를 통하여 유체가누출되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 밸브의 누설방지용 백시트.