KR200476972Y1 - 고온 및 고압용밸브용 밸브시트가 구비된 콘트롤밸브 - Google Patents

Abstract

유체가 유입되는 유입구와 상기 유체가 배출되는 배출구가 형성되는 밸브몸체와, 상기 유입구와 배출구사이의 유체통로 소정위치에 형성되는 내측 제1경사면이 형성된 밸브몸체시트와, 상기 밸브몸체시트를 따라 상하운동시 상기 유체통로를 개폐시키는 밸브체와, 상기 밸브체에 고정된 밸브봉을 상하운동시키는 액츄에이터를 구비하는 밸브시트가 구비되는 콘트롤밸브에 있어서: 상기 밸브체의 상,하부의 적어도 어느 일측에 형성된 안착홈부; 상기 안착홈부에 장착되고, 상기 밸브몸체시트의 제1경사면과, 상기 제1경사면과 대응되는 제2경사면의 밀착에 의해 상기 유체통로를 개폐시키는 밸브시트를 구비하는 것을 특징으로 하는 고온 및 고압용 밸브용 밸브시트가 구비된 콘트롤밸브를 제공한다.

Description

고온 및 고압용밸브용 밸브시트가 구비된 콘트롤밸브{Control valve with high-temperature and high-pressure valve seat}

본 고안은 콘트롤밸브에 관한 것으로, 더 자세하게는 액츄에이터의 밸브체에 의해 유체통로를 개폐시키는 고온 및 고압용밸브용 밸브시트가 구비된 콘트롤밸브에 관한 것이다.

일반적으로, 콘트롤밸브(1)는 스팀, 가스, 유체등 다양한 종류의 유량을 제어하기 위한 장치로서, 유입구(21)로부터 유체를 공급받아 배출구(23)로 배출시키되, 유체통로(25)를 차단하기 위해 밸브몸체(20) 일측에 액츄에이터(10)가 구비된 콘트롤밸브(1)가 주로 사용된다.

종래의 콘트롤밸브(1)는 액츄에이터(10)의 밸브체(13)가 배출구(23) 개구부(23a)에 결합된 밸브몸체시트(30) 사이에서 유체의 흐름을 차단하기 위해 고무재질의 밸브시트(15)가 장착되어 밸브봉(11)의 상,하로 왕복운동에 의해 유체통로(25)가 차단되는데, 이러한 밸브시트(15)는 고온 및 고압으로 이루어진 유량을 제어하는 경우 밸브시트(15)의 변형 또는 마모, 손상등의 이유로 기밀이 저하되어 유체의 누출이 우려되는 문제점이 있었다.

따라서, 밸브시트(15)의 잦은 교체를 필요로 하며, 이에 따른 밸브시트(15) 및 콘트롤밸브(1)의 사용수명이 짧아지는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서,

고온 및 고압으로 이루어진 유량을 제어할 때 밸브시트의 변형 또는 마모, 손상을 최소화하도록 이루어진 고온 및 고압용밸브용 밸브시트가 구비된 콘트롤밸브를 제공하는 것과 관련된다.

또한, 액츄에이터의 적은 힘으로도 최대의 기밀을 유지되도록 이루어진 고온 및 고압용밸브용 밸브시트가 구비된 콘트롤밸브를 제공하는 것과 관련된다.

또한, 금속재질의 밸브체와 금속재질의 밸브시트 사이의 틈새가 밀봉되도록 이루어진 고온 및 고압용밸브용 밸브시트가 구비된 콘트롤밸브를 제공하는 것과 관련된다.

또한, 밸브시트의 변형 또는 마모, 손상 시 교체가 용이하도록 이루어진 고온 및 고압용밸브용 밸브시트가 구비된 콘트롤밸브를 제공하는 것과 관련된다.

또한, 다양한 밸브구조에서 사용가능한 밸브시트로 이루어진 고온 및 고압용밸브용 밸브시트가 구비된 콘트롤밸브를 제공하는 것과 관련된다.

유체가 유입되는 유입구와 상기 유체가 배출되는 배출구가 형성되는 밸브몸체와, 상기 유입구와 배출구사이의 유체통로 소정위치에 형성되는 내측 제1경사면이 형성된 밸브몸체시트와, 상기 밸브몸체시트를 따라 상하운동시 상기 유체통로를 개폐시키는 밸브체와, 상기 밸브체에 고정된 밸브봉을 상하운동시키는 액츄에이터를 구비하는 밸브시트가 구비되는 콘트롤밸브에 있어서: 상기 밸브체의 상,하부의 적어도 어느 일측에 형성된 안착홈부; 상기 안착홈부에 장착되고, 상기 밸브몸체시트의 제1경사면과, 상기 제1경사면과 대응되는 제2경사면의 밀착에 의해 상기 유체통로를 개폐시키는 밸브시트를 구비하는 것을 특징으로 하는 고온 및 고압용 밸브용 밸브시트가 구비된 콘트롤밸브를 제공함에 의해 달성된다.

또는, 상기 밸브시트는 니켈합금판과, 그래파이트시트가 교대로 적층되는 구조로 이루어지되, 상기 니켈합금판이 상기 그래파이트시트를 감싸는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 고온 및 고압용밸브용 밸브시트가 구비된 콘트롤밸브를 제공함에 의해 달성된다.

또는, 상기 밸브체와 상기 밸브시트 사이에 기밀용 가스켓이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 고온 및 고압용밸브용 밸브시트가 구비된 콘트롤밸브를 제공함에 의해 달성된다.

또는, 상기 기밀용 가스켓은 그래파이트 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 고온 및 고압용밸브용 밸브시트가 구비된 콘트롤밸브를 제공함에 의해 달성된다.

또는, 상기 고온 및 고압용밸브는 2-way밸브 또는 3-way밸브로 이루어진 것을 특징으로 하는 고온 및 고압용밸브용 밸브시트가 구비된 콘트롤밸브를 제공함에 의해 달성된다.

이와 같이 구성된 본 고안에 따른 고온 및 고압용밸브용 밸브시트가 구비된 콘트롤밸브에 의하면, 일측에 고온 및 고압으로 이루어진 스팀, 가스, 유체의 흐름을 제어하도록 액츄에이터의 밸브봉의 일단부에 형성되는 밸브체에 금속과 비금속으로 이루어진 밸브시트를 결합함에 따라 밸브시트의 변형 또는 마모, 손상을 최소화할 수 있게 된다.

또한, 밸브체와 밸브시트 사이에 가스켓을 안착시켜 면접촉됨에 따라 기밀되어 누수를 방지하는 효과를 발휘하게 된다.

또한, 밸브체와 밸브시트의 결합구조에 관한 것으로, 액츄에이터가 구비된 2-way밸브 또는 3-way밸브등의 다양한 밸브구조에서도 사용할 수 있다.

도 1은 종래의 콘트롤밸브의 개략도.
도 2는 본 고안에 따른 고온 및 고압용밸브용 밸브시트가 구비된 콘트롤밸브의 단면도.
도 3은 본 고안에 따른 고온 및 고압용밸브용 밸브시트의 결합구조를 나타내는 개략도.
도 4는 본 고안의 다른 실시예에 의한 고온 및 고압용밸브용 밸브시트가 구비된 콘트롤밸브의 단면도.

이하 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 토대로 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 고안의 도 2는 본 고안에 따른 고온 및 고압용밸브용 밸브시트가 구비된 콘트롤밸브의 단면도이고, 도 3은 본 고안에 따른 고온 및 고압용밸브용 밸브시트의 결합구조를 나타내는 개략도이며, 도 4는 본 고안의 다른 실시예에 의한 고온 및 고압용밸브용 밸브시트가 구비된 콘트롤밸브의 단면도이다.

도 2 내지 도 4에서 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 고온 및 고압용밸브용 밸브시트(115)가 구비된 콘트롤밸브(100)는, 유체가 이동가능하도록 형성된 밸브몸체(120)와, 상기 밸브몸체(120)의 내측에 유체통로(125)를 제어하는 액츄에이터(110)와, 상기 액츄에이터(110) 의 밸브봉(111) 일단부에 형성된 밸브체(113)로 구성된다.

먼저, 상기 밸브몸체(120)는 일측에 고온 및 고압으로 이루어진 스팀, 가스, 유체등이 유입되는 유입구(121)가 형성되어 있고, 타측에 상기 유입구(121)와 연통 형성되어 유체가 배출되는 배출구(123)가 형성된다.

상기 유입구(121)로부터 유입된 유체는 유체통로(125)를 지나 상기 배출구(123)로 배출되도록 이루어진 것이다.

또한, 상기 배출구(123)의 소정위치(123a)(이하, 설명에서는 '개구부(123a)'라 함.)에는 내측 제1경사면(131)이 형성된 금속재질의 밸브몸체시트(130)가 구비된다.

그리고, 상기 유량을 제어하기 위해 밸브몸체(120)의 외측 상단에 액츄에이터(110)가 구비되는데, 도 2에서 도시된 바와 같이, 상기 액츄에이터(110)의 밸브봉(111)이 상기 밸브몸체(120) 내측으로 관통 형성되며, 상기 밸브봉(111)의 일단부에는 금속재질의 밸브체(113)가 구비되어 상기 액츄에이터(110)에 의해 상,하방향으로 왕복운동 되되, 상기 밸브몸체시트(130) 제1경사면(131) 범위내에서만 이동되어 유체통로(125)가 개폐되도록 구성된다.

하지만, 상기 밸브몸체시트(130)와 상기 밸브체(113)는 금속재질로 이루어지기 때문에 상기 액츄에이터(110)에 의해 상기 밸브체(113)가 유체통로(125)를 차단하여도 미세한 틈새가 생기기 마련이다.

따라서, 상기 밸브체(113)가 상,하로 움직이면서 유량을 제어할 때, 상기 밸브몸체시트(130)의 제1경사면(131)과 상기 밸브시트(115)의 제2경사면(115c)이 밀착되면서 틈새를 밀봉되도록 상기 밸브체(113)의 상,하부의 적어도 어느 일측에 안착홈부(113a)가 형성된다.

그리고, 상기 안착홈부(113a)에는 상기 밸브몸체시트(130)의 제1경사면(131)과 대응되는 제2경사면(115c)으로 이루어진 밸브시트(115)가 고정되도록 이루어지는 것이 바람직하다.

한편, 상기 밸브시트(115)는 니켈합금판(115a)과, 그래파이트시트(115b)가 순차적으로 적층되는 구조로 이루어지되, 상기 밸브시트(115)의 외측은 니켈합금판(115a)이 각각 위치되어 그래파이트시트(115b)를 감싸는 구조로 이루어진다.

상기 니켈합금판(115a)의 경우, 탁월한 내부식성으로, 특히 공식 및 틈새부식에 강하고, 화학물질에 의한 부식에 우수한 저항성을 나타낸다.

또한, 상기 그래파이트시트(115b)의 경우, 열전도성이 매우 뛰어나며, 약 580°C의 고온에서도 변형되지 않는 장점을 나타낸다.

이와 같이 상기 밸브시트(115)의 구조는 니켈합금판(115a)이 상기 그래파이트시트(115b)를 압착하는 구조로서, 상기 그래파이트시트(115b)가 변형되면서 기밀되어 내구성이 강하여 고온 및 고압용 밸브에서 뛰어난 효과를 나타낼 수 있는 것이다.

예컨대, 상기 밸브체(113)에 상기 밸브시트(115)를 고정시킬 때, 도 2 내지 도 3에서 도시된 바와 같이, 안착홈부(113a)가 형성된 상기 밸브체(113)에 상기 밸브시트(115)를 결합한 후, 상기 밸브시트(115)의 변형 또는 상기 밸브체(113)로부터 이탈이 방지되도록 덮개부(119)가 구비되어 고정볼트(119a)에 의해 고정된다.

그리고, 상기 덮개부(119)는 상기 밸브시트(115)의 최소지름보다 작게 형성되어 상기 밸브몸체시트(130)와의 충돌하지 않도록 이루어지는 것이 바람직하다.

하지만, 상기 니켈합금판(115a)이 외측으로 위치되기 때문에 금속재질의 밸브체(113)에 고정결합하는 경우, 상기 밸브몸체시트(130)와 상기 밸브시트(115)에 의해 유체통로(125)가 차단되어도 금속과 금속의 결합으로 인한 미세한 틈새가 생기기 때문에 누수가 발생될 수 있다.

따라서, 도 3에서 도시된 바와 같이, 상기 밸브체(113)와 상기 밸브시트(115) 사이에 기밀용 가스켓(117)이 더 형성될 수 있다.

상기 밸브체(113)에 형성된 상기 안착홈부(113a)에 가스켓결합홈부(117a)가 더 형성되고, 상기 가스켓결합홈부(117a)에 가스켓(117)을 결합한 후, 그 위에 상기 밸브시트(115)가 결합되어 상기 밸브체(113)와 상기 밸브시트(115) 사이의 틈새가 기밀되도록 이루어지는 것이다.

또한, 상기 가스켓(117)은 그래파이트 재질로 형성시킴에 따라, 상기 밸브시트(115)와 마찬가지로 고온에서도 변형되지 않도록 구성될 수 있다.

본 고안에 따른 고온 및 고압용밸브용 밸브시트(115)가 구비된 콘트롤밸브(100)는 상기 밸브체(113)에 상기 밸브시트(115)의 결합구조에 관한 것으로, 도 2 또는 도 4에서 도시된 바와 같이, 액츄에이터(110)가 구비되는 2-way밸브 및 3-way밸브등 다양한 콘트롤밸브(100)에서 사용이 가능하다.

상기 밸브몸체(120)가 3-way밸브로 구성된 경우, 도 4에서 도시된 바와 같이, 상기 밸브체(113) 상부 및 하부에 상기 밸브시트(115)가 각각 고정된다.

또한, 상기 밸브몸체(120)에는 유체 등이 유입되는 유입구(121)가 형성되어 있고, 상기 유입구(121)와 연통 형성되어 상기 밸브체(113)가 상승되는 공간을 제공하는 유체통로(125)가 구비된다. 그리고 유체통로(125)의 상,하단에는 밸브몸체시트(130)가 각각 구비되는데, 이들 밸브몸체시트(130)들은 제1경사면(131)이 서로 마주보는 방향으로 형성된다. 즉 상기 제1배출구(140) 및 제2배출구(150)의 개구부(123a)에 상기 밸브체(113) 아래쪽의 밸브시트(115)의 제2경사면(115c)과 대응되는 제1경사면(131)을 갖는 밸브몸체시트(130)가 결합된다.
또한 유체통로(125)로 유입된 유체가 배출되도록 제1배출구(140)와 제2배출구(150)가 서로 직교되는 방향으로 구성된다.

삭제

따라서 상기 액츄에이터(110)에 의해 밸브체(113)가 하강되면서 하부의 밸브몸체시트(130)에 형성된 제1경사면(131)과 상기 아래쪽 밸브시트(115)의 제2경사면(115c)이 밀착되면서 틈새가 밀봉되며, 이때 상기 유입구(121)로부터 유입된 유체는 제1배출구(140)로 배출되도록 이루어진다.

반대로, 상기 액츄에이터(110)에 의해 밸브체(113)가 상승되면서 상부쪽 밸브몸체시트(130)의 밑면에 구비된 제1경사면(131)과 상기 위쪽의 밸브시트(115)의 제2경사면(115c)이 밀착되면서 틈새가 밀봉되며, 이때, 상기 제1배출구(140)와 제2배출구(150)가 서로 연결되어 상기 유입구(121)와 관계없이 다른 유체가 흐른다.

이상의 설명은 본 고안의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 고안의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.

따라서, 본 고안에 개시된 실시예들은 본 고안의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 고안의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 고안의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 고안의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100; 콘트롤밸브
110; 액츄에이터 111; 밸브봉
113; 밸브체 115; 밸브시트
115a; 니켈합금판 115b; 그래파이트시트
117; 가스켓 119; 덮개부
120; 밸브몸체 121; 유입구
123; 배출구 125; 유체통로
130; 밸브몸체시트 140; 제1배출구
150; 제2배출구

Claims (5)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 유체가 유입되는 유입구와 상기 유체가 배출되는 배출구가 형성되는 밸브몸체와, 상기 유입구와 배출구 사이의 유체통로에 형성된 밸브몸체시트와, 상기 밸브몸체시트와 접하면서 상기 유체통로를 개폐시키는 밸브체와, 상기 밸브체에 고정된 밸브봉을 상하운동시키는 액츄에이터를 구비하고; 상기 밸브체의 하부에는 상기 밸브몸체시트와 접하는 밸브시트가 형성되고, 상기 밸브시트는 니켈합금판과 그래파이트시트가 교대로 적층된 고온 및 고압용밸브용 밸브시트가 구비된 콘트롤밸브에 있어서,
   상기 배출구는 제1배출구와 제2배출구가 직교되는 방향으로 양분되고, 상기 유체통로의 상,하단에는 한쌍의 상기 밸브몸체시트가 구비되는데, 상부쪽의 밸브몸체시트는 상기 유입구와 상기 제1배출구 사이에 놓이고, 하부쪽의 밸브몸체시트는 상기 제1배출구와 상기 제2배출구의 사이에 놓이며;
   상기 밸브체 하단의 상기 밸브시트는 상기 하부쪽의 밸브몸체시트와 접하고, 상기 밸브체의 상단에는 상기 상부쪽의 밸브몸체시트와 접하는 밸브시트가 구비되는데, 상기 상부쪽의 밸브시트는 니켈합금판과 그래파이트시트가 교대로 적층구비되며;
   상기 밸브체의 상,하단에는 상기 상,하단의 밸브시트들의 니켈합금판이 접하는 부분에 그래파이트 재질의 기밀용 가스켓이 각각 구비됨을 특징으로 하는 고온 및 고압용밸브용 밸브시트가 구비된 콘트롤밸브.

Images