KR200458102Y1 - 극저온용 볼밸브의 시트링 메카니즘 - Google Patents

Abstract

본 고안은 액화천연가스용 볼밸브에서 유체의 누설을 방지하는 시트링 메카니즘에 관한 것으로 비금속재의 탄성이 있는 시트링이 극저온하에서 경화수축되면서 시트링과 시트리테이너 사이에서 틈새가 발생하여 유체가 누출되는 것을 방지하기 위하여 시트링이 장착되는 시트리테이너는 표면조도를 향상할 수 있게 하는 구조를 채택하고, 시트링을 리테이너 너트에 의하여 시트리테이너에 강제압입하여 체결되게 함으로써 시트링의 경화수축에 따른 영향을 제거하게 하고 시트링을 별도로 가공하여 조립할 수 있게 함으로써 표면조도를 향상할 수 있게 하고 유지보수를 위하여 교체가능하게 한 것을 특징으로 한다.

극저온, 액화천연가스, 볼밸브, 시트리테이너, 시트링

Description

극저온용 볼밸브의 시트링 메카니즘{seat ring mechanism of cryogenic ball valve}

본 고안은 극저온 상태로 냉각된 액화천연가스(LNG)용 볼밸브에서 유체의 누설을 차단하는 시트링이 극저온으로 인하여 경화수축되면서 시트리테이너와의 사이에서 유체가 누출되는 것을 차단할 수 있게 하는 시트링 메카니즘에 관한 것이다.

천연가스는 저장의 편의를 위하여 통상 -196℃의 극저온에서 액화한 상태로 배관을 통하여 이송하며, 액화가스의 유로를 개폐하는 수단으로 사용되는 볼밸브는 볼과 접촉하는 리테이너에 장착되는 시트링과 밸브몸체와 리테이너 사이에 구비되는 씰에 의하여 기밀을 유지할 수 있게 구성되어 있다.

종래 볼밸브의 기밀을 유지하는 리테이너의 시트링 메카니즘은 도 1에 도시한 것과 같이 금속재의 볼(2)과 접촉하는 탄성을 가진 비금속재질(고무, 불소고무, 테프론, 나이론수지 등)의 시트링(6)과 시트링을 보지하는 시트리테이너(3), 시트리테이너를 보조하는 스프링(4)과 가이드(5) 및 밸브몸체(1)와 시트리테이너 사이 로 유체의 누설을 방지하기 위한 씰(7)을 포함하여 구성되며, 이는 밸브입구측의 유체압력과 스프링(4)의 탄성력이 시트리테이너(3)에 전달되어 시트리테이너(3)의 홈(8)에 삽입된 시트링(6)이 볼(2)에 탄력적으로 접촉함으로써 밸브 내의 유체의 압력이 높을수록 시트링이 볼의 표면에 강하게 밀착하여 기밀을 유지할 수 있도록 구성되어 있다.

그러나 상기와 같은 구성은 상온에서 작동시에는 문제점이 노출되지 않으나 유체가 극저온상태인 LNG와 같은 경우에는 비금속재인 시트링이 경화수축되어 시트링이 삽입되는 시트리테이너의 홈의 표면조도의 영향에 의해 유체가 누설되거나 극저온에 의한 수축으로 시트리테이너의 홈과 시트링 사이에서 틈새가 발생하고, 발생된 틈새로 유체가 누출되는 현상이 발생하고 있으나 시트리테이너에 형성되는 홈은 형태상 내면의 표면조도를 향상시키기 어렵다는 문제점이 있었다.

본 고안은 시트리테이너에서 시트링이 장착되는 부분의 표면조도를 용이하게 향상할 수 있게 하는 구조를 제공하고, 시트링을 시트리테이너에 강제압입하여 체결하는 수단을 제공하여 시트링의 경화와 수축을 보완할 수 있게 하면서 시트리테이너와 시트링의 밀착력을 높일 수 있게 하는 구조를 제공하여 극저온 환경하에서도 시트리테이너와 시트링 사이에서 유체가 누출되는 것을 차단할 수 있게 하는 것을 목적으로 한다.

본 고안은 시트리테이너에서 시트링이 장착되는 부분을 내경선삭 및 연삭가공을 가능하게 하는 구조를 채택하여 표면조도를 용이하게 향상할 수 있게 하고, 시트리테이너에 너트를 장착하여 시트링을 시트리테이너에 강제압입되게 체결하여 시트링이 경화수축되더라도 시트리테이너와 시트링 사이에 틈새가 발생하는 것을 방지할 수 있게 구성한다.

본 고안은 LNG용으로 사용하는 볼밸브에서 극저온으로 인하여 비금속재인 시트링이 경화수축되더라도 시트링과 시트리테이너 사이에서 유체가 누설되는 것을 방지할 수 있을 뿐 아니라 시트리테이너에 시트링을 너트에 의하여 고정함에 따라 시트링의 이탈현상을 원천적으로 방지할 수 있고, 시트링의 마모시 시트링과 시트리테이너의 분리 및 결합을 용이하게 할 수 있어 유지보수를 간편하게 할 수 있게 하는 효과가 있다.

이하에서 본 고안의 바람직한 실시 예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 2는 본 고안 볼밸브의 단면도이며, 도 3은 본 고안 시트리테이너와 시트링이 결합되는 상세단면도이다.

본 고안의 구성에 대한 상세한 설명에 앞서 종래의 구성과 동일한 본 고안의 구성은 종래의 도면기호와 동일하게 사용하기로 한다.

도 2 내지 도 3에 도시한 바와 같이 본 고안은 밸브몸체(1)의 내부유로를 개폐하는 수단으로서 밸브대(9)를 통해 회동가능하게 결합된 금속재의 볼(2)을 구비하고, 상기 볼(2)과 접촉하는 시트의 구조로서 탄성을 지닌 비금속재의 시트링(6)과, 상기 시트링(6)을 보지하기 위한 시트리테이너(3), 상기 시트리테이너(3)를 볼(2)쪽으로 탄력지지시키는 밸브몸체(1) 내부에 설치된 스프링(4) 및 스프링 가이드(5), 상기 시트리테이너(3)와 밸브몸체(1)간의 유체누설을 방지하도록 하는 시트리테이너(3)와 밸브몸체(1) 사이의 적소에 삽입되는 탄성재인 씰(7)을 포함하는 시트리테이너(3)를 구비하고 있다.

상기 시트리테이너(3)가 볼(2)쪽으로 향하는 선단부에는 시트링(6)을 삽입하 고 장착할 수 있도록 내경방향으로 직각이 되게 단턱(10)을 형성한다.

단턱(10)은 내경방향에서 축중심과는 수평이 되게 하고 반경방향으로는 수직이 되게 하여 내경선삭 및 연삭가공을 용이하게 할 수 있게 하는 구조로 형성하여 단턱(10)의 표면조도를 향상할 수 있게 구성한다.

또한 단턱(10)이 형성되는 시트리테이너(3)의 선단부에서 단턱(10) 형성부를 지나서 시트리테이너(3)의 내경방향에 나사산(11)을 형성하여 단부에 걸림턱(12)이 형성된 리테이너 너트(14)가 시트링(6)의 돌출부(13)와 결합하여 시트링(6)을 압착한 상태로 단턱(10)에 체결되게 구성한다.

따라서 시트링(6)은 극저온에 의하여 경화수축되더라도 표면조도가 높게 가공된 단턱(10)과 압착된 상태로 체결되어 시트링(6)과 시트리테이너(3) 사이에는 틈새가 발생하지 않으므로 유체의 누출은 방지된다.

시트리테이너(3)의 선단부에 결합되는 시트링(6)은 내한성이 우수한 불소수지인 PCTFE를 사용하는 것이 바람직하나 이에 한정하는 것은 아니며, 볼(2)과 접촉되는 시트링(6)은 볼(2)의 표면곡선과 일치되게 형성되고 볼(2)과의 접촉은 밸브의 유입구측에서 가해지는 유체의 압력과 스프링(4)의 탄력에 의하여 밀착되어 유체의 누출이 방지되게 구성된다.

본 고안은 액체상태의 천연가스를 취급하는 볼밸브에 적용이 가능하다.

도 1은 종래 볼밸브의 시트리테이너와 시트링이 결합되는 단면도

도 2는 본 고안 볼밸브의 단면도

도 3은 본 고안 시트리테이너와 시트링이 결합되는 상세도

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1. 밸브몸체 2. 볼

3. 시트리테이너 4. 스프링

5. 가이드 6. 시트링

7. 씰 8. 홈

9. 밸브대 10. 단턱

11. 나사산 12. 걸림턱

13. 돌출부 14. 리테이너 너트

Claims (3)

1. 금속재의 볼(2)과 상기 볼(2)에 접촉하는 비금속재의 시트링(6), 상기 시트링(6)을 보지하기 위한 시트리테이너(3), 상기 시트리테이너를 볼쪽으로 밀어주는 스프링(4), 상기 시트리테이너(3)와 밸브몸체(1) 사이에 삽입되는 씰(7)을 포함하는 시트구조를 가지는 극저온용 볼밸브에 있어서,

   상기 시트리테이너(3)의 시트링(6)이 장착되는 부분은 내경축방향으로 수평이 되게 하고 반경방향으로는 수직이 되게 단턱(10)을 형성하여 시트링(6)을 장착하고 단턱(10)의 안쪽 시트리테이너(3) 내경쪽에는 나사산(11)을 형성하여 상기 나사산(11)에 리테이너 너트(14)가 체결되어 시트링(6)을 압입하고,

   상기 리테이너 너트(14)의 후단부에는 걸림턱(12)이 형성되어 시트링(6)에 형성된 돌출부(13)와 결합되어 상기 시트링(6)이 상기 단턱(10)에 강제압입되는 것을 특징으로 하는 극저온용 볼밸브의 시트링 메카니즘.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서, 시트리테이너(3)와 시트링(6)은 밸브몸체(1)의 외부에서 가공되고 조립되어 유지보수를 위하여 교체가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 극저온용 볼밸브의 시트링 메카니즘.

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