KR200480535Y1 - 복층 시트부 구조를 갖는 글로브 밸브 - Google Patents

Abstract

본 고안은 밸브 내부를 통하여 이송되는 유체 흐름을 제어시켜주기 위해 장치되는 개폐 작용을 하는 구조물로서, 유로 차단구가 내설되어 있는 밸브 내에 장치되어 지는 케이지관 내부에 스템의 운전작용력에 의해 상,하 일정 행정 폭으로 작동되는 플러그를 구성하고, 이와는 별도로 구비된 이중 형태의 복층결합 구조로 이루어진 시트부를 구성한 것으로서 상기 복층형 상, 하측 분리 구조로 이루어져 있는 시트부에 있어서, 상측 시트부 상단 원형홀 내측면부에 각형의 밀착단부를 구성되게 한 것과 하측 시트부 또한 상기 상측 시트부와 같은 구조로 축소 구성되도록 하여, 상측 시트부와 결합 체결될 수 있도록 하고 상기한 바와 같은 조립 방법으로 구성된 복층 시트부 상단부에 각형 밀봉부가 형성된 상태의 플러그가 전도된 스템 압력 운전 작용에 의해 접속 기밀상태가 이루어지게 함으로서 공급되는 유체 유량을 차단, 또는 제어시켜줄 수 있는 밀폐 작용력을 갖게 된 고안에 관한 것이다.

Description

복층 시트부 구조를 갖는 글로브 밸브{DOUBLE SEAT FORM STRUCTURAL GLOBE VALVE}

본 고안은 밸브 본체 내부에서 유체 흐름을 제어하는 플러그부(plug part) 및 시트부(seat part)에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 유체 인입구 역할을 하는 시트부 구조를, 상, 하부 시트별 구조로 분리된 상태로 형성되게 한 후, 밸브 작동 시 유입되는 유체 유입량 및 공급물질 성분에 따라, 선별 장치되어지고, 격층 분리형 상태로 이루어진 시트부를 조립 장치하여, 밸브 내에 공급 이송되는 유체 흐름에 대해 제어 기능이 원활하게 이루어질 수 있게 구성된 이중 시트부 구조 장치에 관한 것이다.

종래의 밸브 내 시트 구조를 간단히 요약하여 보면, 보니트(bonnet)내에 장치되는 스템(stem) 하단부에 일체형으로 연결 형성되어 있는 상, 하 개폐용 플러그(plug) 장치 및 아울러 유체량이 통과되는 일단의 유로구가 형성되어 있는 시트(seat)부로 구성되어 있으며, 상기 장치된 플러그는 엑추에터(actuator) 운전 작용에 의해 상, 하부 위치로 작동하게 되며, 그러한 제동장치 제어에 따라 유체량 조절 및 유속 공급차단이 가능하도록 구성되어 있으며 특히, 상기 장치물 재질 선택에 있어서 오스테나이트 강(austenite metal)이나 초경합금(hard metal) 등의 재질을 선택하여 사용하여 왔었다.

상기와 같은 재질을 선택 사용하게 된 주된 원인은, 무엇보다도 시트 및 플러그에 대한 내마모성을 증대시키기 위한 방법의 하나로 사용되어 왔었으며, 아울러 고 압력 상태로 유입되어져 흐르는 유체와의 체적 마찰을 감소시켜 주기 위한 수단으로 이용되어 온바 많았었다.

그러나 상기와 같은 방법에 의해 구성된 시트부 주변장치 실행에 있어서 유체흐름 작용이 진행되는 과정 중, 시트내부 표면 부위가 유체의 마찰압력 작용에 의해 발생되는 마모 현상을 상쇄시키지 못한 결과를 낳기도 하였으며 또한, 그러한 요인들로 인해 야기되는 심한 떨림(진동) 현상과 과소음 발생으로 인하여 밸브 수명을 단축시키는 결과를 초래하기도 하였다.

본 고안은 고차압 유체 유입량에 따라 마모 현상이 발생되는 플러그 및 시트부 구조를 개선하고 제품 형성물에 대한 재료 선택에 있어 고융점 탄화물 금속재를 도입하여 제품 완성도를 높여 주게 하여 내열성, 내마모성, 내침식성 등의 내구성이 강한 밸브를 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.

본 고안 밸브 내에 통과되는 유체 흐름을 제어시킬 수 있는 플러그 및 시트부가 장치된 밸브에 있어서, 스템부와 일체형으로 연결 형성되어져 있고, 케이지(cage) 내부에 삽입 관통되어져 있는 밀봉부가 형성된 플러그가 스템(stem)의 상, 하 운전 작동에 의해 시트 접속구 주요 단면부에 밀착되거나 탈리되는 작용을 할 수 있게 하는 것과, 상기 플러그 작동조건에 의해 유체 유로구가 밀폐되거나 개방되는 유량조절 수단으로서 이용되어질 수 있게 구성 한다.

또한, 상기 플러그 및 시트부에 관련된 재질 선택에 있어서 침입형 탄화물인 탄화 텅스텐(tungsten carbid)을 주재료로 선택하여 사용되어 지게 되는데 이러한 소결성 가공 탄화 텅스텐(wc)을 도입하여 제품화시키는 목적은 내열성은 물론 내식성 및 내마모성에 대한 특성을 갖도록 된 고융점에 의한 경도 비중을 높여서 어떠한 충격파에도 견딜 수 있는 조성물을 얻고자 한 것이다.

상기된 바와 같은 고융점 금속재 탄화 텅스텐 재질로 이루어져 있고, 유로구 개폐 작용을 하게 되는 플러그 및 시트부에 대한 구조를 좀 더 설명하면, 시트부가 복층형상의 상, 하 조립식 구조로 형성되어 있으며, 상기 분리형 시트부는 유량제어 조건에 따라 상층부 시트만을 조립 장치하여 사용한다거나 하층부, 또는 결합된 상태로 조립시켜 밸브 본체 내에 장치하여 사용되도록 한다.

또한, 상기 복층형상의 조립식 구조의 시트부와, 상기 분리형 시트부에 밀착 삽지되는 플러그 구조는, 상기 시트부와 알맞게 접지될 수 있는 각도로 기밀성 밀봉부가 형성되어 지게 하여 유체흐름을 차단시킬 수 있게 기능이 주어지는 것을 특징으로 한다.

본 고안 밸브는 밸브 내에 장치된 플러그 및 분리조립이 가능한 복층형 시트부에 의해 유량압력 특성변화에 대응하여 순조로운 유출 작용력을 갖게 되고, 유량이 통과되는 유입관 수용부내에 발생되는 고압 및 고차압 현상에 대한 적응력이 뛰어나게 되어 유량제어 기능이 원활하게 이루어지게 될 뿐만 아니라 유체의 자체적 변화 즉, 압축성 유체의 체적 팽창으로 인한 소음 발생을 감소시켜 주는 효과와 더불어 시트 밀착단부 및 플러그에 대하여 마찰에 의한 마모 현상을 최소화 시켜주는 장점을 갖게 되며, 특히 플러그와 시트부의 단면적 기밀 밀폐성에 의해 긴급한 상황이 발생될 경우 유량공급 제어 능력이 신속하게 이루어질 수 있는 장점이 주어지게 된다.

도 1은 본 고안 부분 횡단면도
도 2는 본 고안 주요 부분을 발췌한 확대 단면도
도 3은 본 고안 플러그 및 시트부의 접속 상태를 도시한 측면부 단면도
도 4는 본 고안 주요부 분리 사시도
도 5는 본 고안 확대 단면도로서(a)접속된 상태를 도시한 단면도이며 (b)는 분리된 상태를 도시한 단면도
도 6은 본 고안 실시 예의 측면부 단면도로서 (a)는 시트부 상, 하측 부분이 분리된 상태를 표현한 단면도이며 (b)는 결합된 상태를 도시한 단면도이다
도 7은 본 고안 실시예로서 또 다른 시트부 구조가 조립된 상태를 표현한 단면도
*도면의 주요 부분에 사용된 부호의 설명*
10: 밸브본체
11: 유입구(inflow)
12: 유출구(outflow)
20: 엑추에이터(atuator)
30: 보니트(bonnet)
31: 스템(stem)
32: 플러그(plug)
33: 밀봉부
34: 케이지(cage)
35: 홀(hole)
36: 관통구
37: 시트부
38: 밀착단부
39: 시트 홀(seat hole)
40: 안내봉(guide plug)
50: 요홈

본 고안에 관련하여 첨부된 도면에 의하여 구조를 설명하면 다음과 같다.

첨부도면 도1 내지 도5는 본 고안 시트부 주변에 관련된 조립상태 및 주요 부분이 분리된 상태를 나타낸 것이며 도6과 도7은 본 고안 실시예에 준한 바람직한 시트부 구조를 발췌한 단면도로서 이하 첨부된 도면에 의하여 구성 작용에 관련된 내용을 설명하고자 한다.

밸브 본체(10)부에 엑추에이터(atuator)(20)와 지지체 요크(yoke)(21) 및 보니트(bonnet)(30)등으로 조합된 밸브 본체(10)에 있어서, 상기 본체(10) 내부에 장치되어 지는 스템(31)과 케이지(34)그리고 시트부(37)를 각각 형성된 상태로 준비하여 조립 구성되도록 하고, 상기 스템(31)의 구조적 특징으로 하부 쪽 단부가 탄화 텅스텐(wc)금속으로 소결 형성된 원형상태의 플러그(32)가 외설되어 있게 하고 또한, 상기 플러그(32) 하측 일정 부위에 소정의 각도로 구비된 밀봉부(33)와 말단 부분에 안내봉(40)이 각각 구성되어 있게 한다.

또한, 상기 플러그(32)가 삽입 수용되어지고 유체량 흐름에 간섭되어지는 케이지(34) 형상에 있어, 상기 케이지(34) 구조적 특성은 원형의 관통구(36)가 천공되어져 있고 저면부 양 방향 주변에 수평형 유체출구(flow hole)(35)가 형성되도록 하고, 상기 유체출구(35)에 대한 각도 위치와 홀(hole)의 개수 선택은 유체량 공급제어 수단에 의해 선택되어지게 된다.

한편, 상기 케이지(34)와 적층상태로 조립되어지는 일체형 시트부에 (37)에 도시된 바와 같이 중심부에 플러그 안내봉(40)이 인입 될 수 있는 시트 홀(seat hole)(39)과 플러그 밀봉부(33)와 일정각도로 형성되어 밀착력을 갖도록 된 밀착단부(38)를 구성하고, 상기 밀착단부(38)가 형성되어 있는 링 형상의 시트부(37) 외주연 중간 부분에 돌출형 결합 테가 형성되어져 있게 한다.

상기된 바와 같은 조립 구성물들로 이루어진 밸브 부속물에 대한 조립 과정을 좀 더 설명하면, 먼저 밸브본체(10)내부 일정위치에 구비되어 있는 원형공간으로 이루어진 격간 상단부에 관형의 시트부(37)를 내설하고, 상기 시트부(37)가 내착되어 있는 상단부 위치에 케이지(34)를 고정 장치되게 하는 것과, 상기 케이지(31) 내부로 공간부 소기의 공간부로 형성된 관통구(36)내에 스템부(31)가 연결되어 있는 플러그(32)를 삽입 장치되도록 하고, 상기 플러그(32)가 장치된 스템(31)부 상단에 보니트(30)를 안착시켜 조립이 완성되어지게 한다.

밸브본체(10)의 장치된 부속물에 대한 설명에 있어서, 보니트(30)부에 귀속되어 있는 패킹(36)과 가스킷(40) 및 콘넥터(22), 볼트(43), 넛트(44)등 조립 부속물들에 대한 설명은 통상적인 조립 구성체이므로 이하 생략되어지며, 다음 실시 예를 통하여 본 발명 시트부(37a)(37b)(37c) 구조를 설명하고자 한다.

＜실시 예＞

도 6 에서 도시된 바와 같이 상, 하 격층 구조로 형성된 시트부(37a)(37b)에 있어, 상측 시트부(37a)내측 주연부에 Y형상의 일정 각도로 이루어진 밀착단부(38)를 형성시켜 두고, 상기 시트부(37a)중심에는 원형상으로 관통되어 있는 시트 홀(39)이 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상측 시트부(37a) 이면 하측단부에 원형상의 내홈으로 형성되어 있는 결합부 요홈(50)을 구성하여 두고, 상기 요홈(50)부 공간에는 내착 조립되어질 수 있게 형성된 하부측 시트부(37b)를 별도 구성하여 둔다.

또한, 별도 구성된 상기 하부측 시트부(37b)역시 상측 시트부(37a)와 내면 공간부 구조가 거의 동일한 형태의 축소된 상태로 형성되어 지며, 상기 하부측 시트부(37b)상단에 관형상의 테두리 측단부를 형성하여, 상측 시트부(37a) 요홈(50)에 결합될 수 있게 형성된 복층 구조로 이루어진 하측 시트부(37b)를 준비한다.

위와 같이 복층형 이중구조로 이루어진 상부측 시트부(37a)와 하부측 시트부(37b)들에 대한 고정 조립체 구성은, 상기 일체형으로 삽입 형상되어 있는 관형상의 시트부(37a)(37b)를 본체(10) 중심부에 형성된 결합 관구에 삽입되게 한 후, 보니트(30) 체결 압력에 따라 고정조립 작용력을 갖게 되는 케이지(34) 작용에 의해 일체형으로 구비된 시트부(37a)(37b)가 단단히 고정 조립되어지게 되며, 상기와 같이 조립된 구성의 특징은 밸브 내부에 공급되어지는 유체 물질의 종류 및 과잉된 유체량 이동수단으로 인해 유체출구 및 관로 주변 장치물들이 손상되는 것을 미연에 방지할 수 방법으로서 사용되어지게 되고 또한, 상기 시트부(37a)(37b)의 구조적 장치에 의해 바람직한 유체의 속도조절 능력이 발생되어지게 될 뿐만 아니라, 플러그(32) 측단 밀봉부(33)(33')에 형성된 각형상의 밀착면 구조 변화에 따라, 유입되는 유량 압력을 분산시키는 작용을 갖게 되며, 추가적인 속도제어 효과도 아울러 갖게 된다.

또한, 도 7에 도시된 바와 같은 시트부(37a)(37c)는 일자형 내부 공간으로 이루어진 별도의 하측 시트부(37c)를 준비하여 유체 용량에 알맞은 제어 수단으로서 선택되어 교체 사용할 수 있는 특징이 주어지게 되는 것이다.

Claims (1)

1. 케이지(34)관 내부에 삽입된 플러그(32)의 밀봉부(33)와;
   상기 밀봉부(33)가 인입되는 상, 하측 시트부(37a)(37b)에 있어서;
   상기 플러그(32)의 밀봉부(33)가 기밀 밀착되는 밀착단부(38)(38')와 시트홀(39)을 구비하고;
   상기 시트 홀(39)이 구비된 상측 시트부(37a)하단 단면부에 요홈(50)부를 형성하고;
   상기 시트부(37a) 요홈(50)에 하측 시트부(37b)가 고정 결합되어지게 한 것을 특징으로 한 복층 시트부 구조를 갖는 글로브 밸브.

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