KR20100001999U

KR20100001999U - 밸브 어셈블리

Info

Publication number: KR20100001999U
Application number: KR2020090000891U
Authority: KR
Inventors: 훙치 초우
Original assignee: 툰 이 인더스트리얼 씨오., 엘티디.
Priority date: 2008-08-14
Filing date: 2009-01-28
Publication date: 2010-02-24
Also published as: SG159430A1; TWM347496U; KR200456454Y1; JP3148301U; US8100383B2; US20100038574A1

Abstract

밸브 어셈블리는, 환상의 숄더 그루브(1212)와 함께 형성되는 환상 숄더(1211)를 정의하는 밸브 바디(1); 밸브 바디(1) 내에 배치되는 공동의 볼 부재(2); 숄더 그루브(1212) 내에 수용되고 숄더 그루브(1212)의 외부로 돌출되는 오-링(41)을 포함하는 실링 유닛; 밸브 바디(1) 내부로 연장되어 볼 부재(2)와 연결되고 오-링(41)에 안착되는 환상 플랜지(322)와 함께 형성되는 스템(32); 환상 플랜지(322)에 안착되는 환상 패킹(34); 및 환상 숄더(1211)와 함께 동작하여 환상 플랜지(322)를 오-링(41)과 환상 패킹(34) 사이에 끼우는 환상 넥(71)을 정의하는 환상 압축 부재(7)를 포함한다. 압축 부재(7)는 밸브 바디(1)에 조절 가능하게 결합되고, 오-링(41)에 가까워지거나 오-링(41)으로부터 멀어지게 이동하도록 조절 가능하다.

밸브 어셈블리, 밸브, 실링, 오-링

Description

밸브 어셈블리{VALVE ASSEMBLY}

본 고안은 밸브 어셈블리에 관한 것으로, 보다 특징적으로는 숄더를 정의하는 밸브 바디, 플랜지와 함께 형성되는 스템, 및 압축 유닛의 압축 동작을 통해 플랜지와 숄더 사이에 삽입되고 이들에 실링되게 접하는 탄성 오-링을 포함하는 밸브 어셈블리에 관한 것이다.

미국특허 제4,558,874호는 스템 장착 홀과 함께 형성되며 상기 스템 장착 홀과의 유체 소통에 있어서 유체 통로를 정의하는 밸브 바디(81); 밸브 바디(81)에 이동 가능하게 배치되고 볼 부재(82)가 개방 위치에 있을 때에는 유체 통로를 갖는 유체 소통 상태에 있고 볼 부재(82)가 폐쇄 위치에 있을 때에는 유체 통로를 갖는 유체 소통 상태에 있지 않는 스루홀(through-hole)과 함께 형성되는 볼 부재(82); 스템 장착 홀에 안정적으로 피팅되고(fitted securely) 내부 플랜지(831)와 함께 형성되는 환상의 스템 포위 벽(83); 스템 포위 벽(83)에 고정되는 스템 브래킷(84); 스템 브래킷(84)에 나사 결합되고, 스템 포위 벽(83)을 통해 축 방향으로 연장되어 볼 부재(82)와 연결됨으로써 볼 부재(82)가 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 회전 구동되도록 하며, 축 방향으로 내부 플랜지(831)와 정렬되는 외부 플랜 지(851)와 함께 형성되는 스템(85); 스템(85)과 스템 포위 벽(83) 사이에 동축 방향으로 배치되는 일부를 갖는 환상 마개(86); 스템(85)과 스템 포위 벽(83) 사이에 동축 방향으로 배치되고 마개(86)에 접하는 지지 링(861); 내부와 외부 플랜지(831, 851) 사이에 삽입되고 이들에 접하는 보조 패킹 부재(87); 및 지지 링(861)과 내부 플랜지(831) 사이에 삽입되고 이들에 접하는 메인 패킹 부재(88)를 포함하는 종래의 밸브 어셈블리를 개시한다(도 1 참조). 메인 패킹 부재(88)는 서로 슬리핑 연동(slipping engagement)을 하는 경사진 제1 및 제2 슬리피지(slippage) 표면을 각각 갖는 제1 및 제2 패킹 엘리먼트(881, 882)를 포함한다. 압축 부재(89)는 스템(85)에 나사 결합되어 스프링 워셔(891)를 압축하고, 차례로 마개 (86) 및 지지 링(861)를 압축하며, 이에 의해 메인 패킹 부재(88)에 축방향력이 가해져 제1 및 제2 패킹 엘리먼트(881, 882)가 압축되고 방사적으로 연장되어 스템(85) 및 스템 포위 벽(83)에 실링되게 접한다.

전술한 종래의 밸브 어셈블리가 효율적인 실링을 제공할 수 있지만, 이는 상대적으로 복잡한 구성을 갖고 여전히 스템(85)과 메인 패킹 부재(88) 사이의 회전 마찰은 상대적으로 크며, 이는 메인 패킹 부재(88)의 상대적으로 높은 마모율을 초래하고, 이에 따라 밸브 어셈블리의 서비스 수명이 감소하게 된다.

따라서, 본 고안의 목적은 전술한 종래 기술의 문제점을 극복할 수 있는 밸브 어셈블리를 제공하는 것이다.

본 고안에 따르면, 밸브 포위 벽 및 스템 포위 벽을 갖는 밸브 바디 - 스템 포위 벽은 밸브 포위 벽으로부터 연장되며 확장 헤드부를 갖고, 헤드부는 밸브 포위 벽으로부터 말단에 배치되고 환상 숄더 그루브와 함께 형성되는 환상 숄더를 가짐 -; 밸브 포위 벽에 배치되는 공동 볼 부재; 환상 숄더 그루부에 수용되는 탄성 오-링을 포함하고 숄더 그루브의 외부로 돌출되는 실링 유닛; 스템 포위 벽을 통해 밸브 포위 벽 내부로 축 방향으로 연장되어 볼 부재와 안정적으로 연결됨으로써 스템에 의해 정의되는 수직 축에 대하여 볼 부재를 회전 구동하는 스템 - 스템은 외부로 방사하고 오-링에 안착되는 환상 플랜지와 함께 형성됨 -; 환상 플랜지에 안착되고 오-링에 대향하여 축 방향으로 배치되는 환상 패킹; 및 스템을 포위하고, 환상 패킹에 접하며 환상 숄더와 함께 축 방향으로 정렬되고 환상 숄더와 함께 동작하여 환상 플랜지를 오-링과 환상 패킹 사이에 끼우는 환상 넥을 정의하는, 환상의 압축 부재를 포함하는 압축 유닛 - 압축 유닛은 스템 포위 벽의 헤드부에 조절 가능하게 결합되고, 축 방향으로 오-링에 가까워지거나 오-링으로부터 멀어지게 이동하여 적절한 축방향력을 인가함으로써 오-링을 압축하여 스템의 환상 플랜지 및 스템 포위 벽의 헤드부의 환상 숄더에 실링되게 접하도록 조절 가능함 -;을 포함하 는 밸브 어셈블리가 제공된다.

본 고안에 따르면, 밸브 바디 내에서의 상대적으로 높은 진공 상태 하에서 훌륭한 실링을 제공할 수 있고, 전술한 종래의 밸브 어셈블리와 연관된 문제점이 해결될 수 있는 효과가 있다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 고안에 따른 밸브 어셈블리의 바람직한 실시예는 볼 밸브이고, 밸브 포위 벽(valve surrounding wall; 11) 및 스템 포위 벽(stem surrounding wall; 12)을 갖는 밸브 바디(1) - 밸브 포위 벽(11)은 그 내부에 유체 통로(111)를 정의하고, 스템 포위 벽(12)은 밸브 포위 벽(11)으로부터 유체 통로(111)에 대해 횡단 방향으로 연장되며 생크부(shank portion) 및 생크부로부터 확장되는 확장 헤드부(enlarged head portion; 121)를 갖고, 헤드부(121)는 밸브 포위 벽(11)으로부터 말단에 배치되고(disposed diatal) 생크부로부터 외부로 방사하며 환상 숄더 그루브(annular shoulder groove; 1212)와 함께 형성되는 환상 숄더(annular shoulder; 1211)를 가짐 -; 밸브 포위 벽(11)에 배치되고, 볼 부재(2)가 개방 위치에 있을 때에는 유체 통로(111)를 갖는 유체 소통(fluid communication) 상태에 있고(도 2참조), 볼 부재(2)가 폐쇄 위치에 있을 때에는 유체 통로(111)를 갖는 유체 소통 상태에 있지 않는(미도시됨) 관통 홀(through-hole; 21)과 함께 형성되는 공동 볼 부재(hollow ball member; 2); 숄더 그루브(1212)에 수용되는 탄성 제1 오-링(elastomeric first O-ring; 41)을 포함하고 숄더 그루브(1212)의 외부로 돌출되는 실링 유닛(sealing unit); 스템 포위 벽(12)을 통해 밸브 포위 벽(11) 내부로 축 방향으로 연장되어 볼 부재(2)와 안정적으로 연결됨으로써 스템(32)에 의해 정의되는 수직 축에 대하여 볼 부재(2)를 회전 구동하는 스템(stem; 32) - 스템(32)은 외부로 방사하고 제1 오-링(41)에 안착되는 환상 플랜지(annular flange; 322)와 함께 형성됨 -; 환상 플랜지(322)에 안착되고 제1 오-링(41)에 대향하여 축 방향으로 배치되는 환상 패킹(annular packing; 34); 및 스템(32)을 포위하고, 환상 패킹(34)에 접하며 환상 숄더(1211)와 함께 축 방향으로 정렬되고 환상 숄더(1211)와 함께 동작하여 환상 플랜지(322)를 제1 오-링(41)과 환상 패킹(34) 사이에 끼우는 환상 넥(annular neck; 71)을 정의하는 환상 압축 부재(annular pressing member; 7)를 포함하는 압축 유닛(pressing unit)을 포함하여 구성된다. 압축 부재(7)는 스템 포위 벽(12)의 헤드부(121)에 조절 가능하게 결합되고, 축 방향으로 제1 오-링(41)에 가까워지거나 제1 오-링(41)으로부터 멀어지게 이동하여 적절한 축방향력(axial force)을 인가함으로써 제1 오-링(41)에 압력을 가해 스템(32)의 환상 플랜지(322) 및 스템 포위 벽(12)의 헤드부(121)의 환상 숄더(1211)에 대해 축 방향으로 실링되게 접하도록 하고, 제1 오-링(41)을 변형시켜 방사적으로 확장되게 함으로써 숄더 그루브(1212)를 정의하는 그루브 정의 벽(groove-defining wall)에 대해 방사적으로 실링되게 접하도록 조절 가능하다.

본 실시예에서, 압축 유닛은 압축 부재(7)의 스크류 홀(screw hole; 720)을 통해 스템 포위 벽(12)의 헤드부(121)의 스크류 홀(screw hole; 1217)로 각각 축 방향으로 연장되어 스템 포위 벽(12)의 헤드부(121)와 나사 결합하는 복수개의 고정자(fastener; 72)를 더 포함한다. 각 고정자(72)는 바람직하게는 스크류의 형태를 지니고, 압축 부재(7)에 접하여 축 방향으로 제1 오-링(41)에 가까워지거나 제1 오-링(41)으로부터 멀어지도록 압축 부재(7)의 위치 조절을 가능하게 하고, 밸브 바디(1)의 내부 동작 압력에 대응하도록 제1 오-링(41)의 소정 정도의 변형을 가능하게 하는 확장 헤드(721)를 갖는다. 압축 부재(7)는 스템 포위 벽(12)의 헤드부(121)의 상단면(1210)과 직면하되 상단면(1210)에 일정 간격 떨어져 있는 하단면(75)을 갖는다. 바람직한 일 실시예에서, 상기 간격은 0.2 mm 내지 0.3 mm 범위 내에 있고, 밸브 바디(1)의 내부 동작 압력은 5×10^-9 mbar 의 진공도에 도달할 수 있다.

본 실시예에서, 스템(32)은 환상의 제1 그루브(annular first groove; 324) 및 제1 그루브(324)로부터 축 방향으로 떨어져 있는 환상의 제2 그루부(annular second groove; 325)와 함께 형성된다. 실링 유닛은 제1 그루브(324)에 수용되고 제1 그루부(324)의 외부로 돌출되어 스템 포위 벽(12)에 실링되게 접하는 탄성 제2 오-링(elastomeric second O-ring; 42), 및 제2 그루브(325)에 수용되며 제2 그루브(325)의 외부로 돌출되어 스템 포위 벽(12)에 실링되게 접하는 탄성 제3 오-링(elastomeric third O-ring; 43)을 더 포함한다.

밸브 포위 벽(11)은 환상의 상부 및 하부 그루브(annular upper and lower groove; 113, 114)와 함께 형성된다. 실링 유닛은 상부 및 하부 그루브(113, 114) 에 수용되고 상부 및 하부 그루브(113, 114)의 외부로 각각 돌출되어 볼 부재(2)에 실링되게 접하는 탄성 상부 및 하부 오-링(elastomeric upper and lower O-ring; 44, 45)을 더 포함한다.

본 실시예에서, 압축 부재(7)는 아크형 오목부(76) 및 아크형 오목부(76)와 공간적으로 소통하고(spatial communication) 아크형 오목부(76)의 양단에 각각 배치되는 제1 및 제2 유지 홀(retaining hole; 761, 762)과 함께 형성된다. 밸브 어셈블리는 연결부(connecting portion; 51) 및 연결부(51)로부터 연장되는 그립부(grip portion; 53)를 갖는 핸들(handle; 5)을 더 포함한다. 연결부(51)는 피봇 핀(pivot pin; 52)을 통해 스템(32)에 피봇되어 스템(32)에 대응하는 수평 축에 대하여 잠금 위치와 풀림 위치 사이를 회전할 수 있게 된다(도 2 및 도 5 참조). 연결부(51)는 그로부터 돌출되는 잠금 돌출부(6)와 함께 제공된다. 연결부(51)가 잠금 위치에 배치될 때 잠금 돌출부(6)는 제1 및 제2 유지 홀(761, 762) 중 정렬된 하나에 맞물리며 이에 의해 스템(32) 및 볼 부재(2)의 수직 축에 대한 회전이 불가능해진다. 연결부(51)가 풀림 위치에 배치될 때 잠금 돌출부(6)는 제1 및 제2 유지 홀(761, 762) 중 정렬된 하나와 연결이 풀리고 이에 의해 개방 위치와 닫힘 위치 사이에서 스템(32) 및 볼 부재(2)의 수직 축에 대한 회전이 가능해진다.

핸들(5)의 연결부(51)는 비환상 삽입 홀(non-circular insert hole; 513)과 함께 형성된다. 스템(32)은 연결부(51)의 비환상 삽입홀(513)에 삽입되는 비환상 상단부(323)를 갖는다. 피봇 핀(52)은 연결부(51)의 홀(514) 및 스템(32)의 상단부(323)의 홀(325)을 통해 연장된다. 스템(32)의 상단부(323)는 스프링 유지 홀(spring-retaining hole; 326)과 함께 형성된다. 밸브 어셈블리는 스프링 유지 홀(326)에 배치되고 스템(32)의 상단부(323) 및 핸들(5)의 연결부(51)에 접하여 핸들(5)의 연결부(51)를 잠금 위치로 복원시키는 강압 부재(urging member; 33)를 더 포함한다.

본 고안의 밸브 어셈블리는, 제1 오-링(41), 스템 포위 벽(11)의 헤드부(121), 스템(32)의 환상 플랜지(322), 및 압축 부재(7)의 환상 넥(71)을 포함함에 따라, 밸브 바디(1) 내에서의 상대적으로 높은 진공 상태 하에서 훌륭한 실링을 제공할 수 있고, 전술한 종래의 밸브 어셈블리와 연관된 문제점이 해결될 수 있다.

본 고안이 실제적이고 바람직한 실시에로서 고려된 것과 연관되어 설명되었으나, 본 고안은 개시된 실시예에 한정되지 않고 최광의의 정신 및 범위에 포함되는 다양한 변형을 포함하여 모든 수정 및 균등한 변형을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 고안의 다른 특징 및 장점은 다음의 첨부 도면에 대한 참조와 함께 명확해질 것이다.

도 1은 미국 특허 제 4,558,874호에 개시된 종래의 밸브 어셈블리의 단편 단면도이다.

도 2는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 밸브 어셈블리의 단면도이다.

도 3은 바람직한 실시예의 단편 분해 투시도이다.

도 4는 바람직한 실시예에 따른 압축 부재의 개략적인 평면도이다.

도 5는 스템이 바람직한 실시예에 따른 핸들의 연결부의 잠금 돌기를 통하여 어떻게 잠기고 풀리게 되는지를 나타내는 단편 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 밸브 바디

2: 공동 볼 부재

5: 핸들

6: 잠금 돌출부

7: 환상 압축 부재

11: 밸브 포위 벽

12: 스템 포위 벽

21: 관통 홀

32: 스템

33: 강압 부재

34: 환상 패킹

41, 42, 43: 탄성 제1, 제2 및 제3 오-링

44, 45: 탄성 상부 및 하부 오-링

51: 연결부

52: 피봇 핀

53: 그립부

71: 환상 넥

72: 고정자

76: 아크형 오목부

113, 114: 상부 및 하부 그루브

121: 헤드부

322: 환상 플랜지

323: 상단부

326: 스프링 유지 홀

324, 325: 제1 및 제2 그루브

513: 비환상 삽입 홀

720: 스크류 홀

761, 762: 제1 및 제2 유지 홀

1211: 환상 숄더

1212: 환상 숄더 그루브

1217; 스크류 홀

Claims

밸브 포위 벽(11) 및 스템 포위 벽(12)을 갖는 밸브 바디(1) - 상기 스템 포위 벽(12)은 상기 밸브 포위 벽(11)으로부터 연장되며 확장 헤드부(121)를 갖고, 상기 헤드부(121)는 상기 밸브 포위 벽(11)으로부터 말단에 배치되고 환상 숄더 그루브(1212)와 함께 형성되는 환상 숄더(1211)를 가짐 -;

상기 밸브 포위 벽(11)에 배치되는 공동 볼 부재(2);

상기 숄더 그루부(1212)에 수용되는 탄성 제1 오-링(41)을 포함하고 상기 숄더 그루브(1212)의 외부로 돌출되는 실링 유닛;

상기 스템 포위 벽(12)을 통해 상기 밸브 포위 벽(11) 내부로 축 방향으로 연장되어 상기 볼 부재(2)와 안정적으로 연결됨으로써 스템(32)에 의해 정의되는 수직 축에 대하여 상기 볼 부재(2)를 회전 구동하는 스템(32) - 상기 스템(32)은 외부로 방사하고 상기 제1 오-링(41)에 안착되는 환상 플랜지(322)와 함께 형성됨 -;

상기 환상 플랜지(322)에 안착되고 상기 제1 오-링(41)에 대향하여 상기 축 방향으로 배치되는 환상 패킹(34); 및

상기 스템(32)을 포위하고, 상기 환상 패킹(34)에 접하며 상기 환상 숄더(1211)와 함께 축 방향으로 정렬되고 상기 환상 숄더(1211)와 함께 동작하여 상기 환상 플랜지(322)를 상기 제1 오-링(41)과 상기 환상 패킹(34) 사이에 끼우는 환상 넥(71)을 정의하는, 환상 압축 부재(7)를 포함하는 압축 유닛 - 상기 압축 부 재(7)는 상기 스템 포위 벽(12)의 상기 헤드부(121)에 조절 가능하게 결합되고, 축 방향으로 상기 제1 오-링(41)에 가까워지거나 상기 제1 오-링(41)으로부터 멀어지게 이동하여 적절한 축방향력을 인가함으로써 상기 제1 오-링(41)에 압력을 가해 상기 스템(32)의 상기 환상 플랜지(322) 및 상기 스템 포위 벽(12)의 상기 헤드부(121)의 상기 환상 숄더(1211)에 실링되게 접하도록 조절 가능함 -;

을 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브 어셈블리.
제1항에 있어서,

상기 스템(32)은 환상의 제1 그루브(324)를 더 포함하여 형성되고, 상기 실링 유닛은 상기 제1 그루브(324)에 수용되고 상기 제1 그루브(324)의 외부로 돌출되어 상기 스템 포위 벽(12)에 실링되게 접하는 탄성 제2 오-링(42)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브 어셈블리.
제2항에 있어서,

상기 스템(32)은 상기 제1 그루브(324)로부터 축 방향으로 떨어져 있는 환상의 제2 그루브(325)를 더 포함하여 형성되고, 상기 실링 유닛은 상기 제2 그루브(325)에 수용되고 상기 제2 그루브(325)의 외부로 돌출되어 상기 스템 포위 벽(12)에 실링되게 접하는 탄성 제3 오-링(43)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브 어셈블리.
제1항에 있어서,

상기 밸브 포위 벽(11)은 환상의 상부 및 하부 그루브(113, 114)를 더 포함하여 형성되고, 상기 실링 유닛은 상기 상부 및 하부 그루브(113, 114)에 수용되고 상기 상부 및 하부 그루브(113, 114)의 외부로 각각 돌출되어 상기 볼 부재(2)에 실링되게 접하는 탄성 상부 및 하부 오-링(44, 45)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브 어셈블리.
제1항에 있어서,

상기 압축 유닛은 상기 압축 부재(7)를 통해 축 방향으로 연장되어 상기 스템 포위 벽(12)의 상기 헤드부(121)에 나사 결합되는 복수개의 고정자(72)를 더 포함하고, 상기 고정자(72) 각각은 상기 압축 부재(7)에 접하여 상기 압축 부재(7)가 축 방향으로 상기 제1 오-링(41)에 가까워지거나 상기 제1 오-링(41)으로부터 멀어지도록 위치가 조절되는 것을 가능하게 하고, 상기 제1 오-링(41)이 상기 밸브 바디(1)의 내부 동작 압력에 대응하도록 소정 정도로 변형하는 것을 가능하게 하는 확장 헤드(721)를 갖는 것을 특징으로 하는 밸브 어셈블리.
제1항에 있어서,

상기 압축 부재(7)는 아크형 오목부(76) 및 상기 아크형 오목부(76)와 공간적으로 소통하고 상기 아크형 오목부(76)의 양단에 각각 배치되는 제1 및 제2 유지 홀(761, 762)을 더 포함하여 형성되고,

상기 밸브 어셈블리는 연결부(51) 및 상기 연결부(51)로부터 연장되는 그립부(53)를 갖는 핸들(5)을 더 포함하고,

상기 연결부(51)는 상기 스템(32)에 피봇되어 상기 스템(32)에 대응하는 수평 축에 대하여 잠금 위치와 풀림 위치 사이를 회전할 수 있고, 상기 연결부(51)는 그로부터 돌출되는 잠금 돌출부(6)와 함께 제공되고, 상기 연결부(51)가 상기 잠금 위치에 배치될 때 상기 잠금 돌출부(6)는 상기 압축 부재(7)의 상기 제1 및 제2 유지 홀(761, 762) 중 정렬된 하나와 맞물리며 이에 의해 상기 스템(32)의 상기 수직 축에 대한 회전이 불가능해지고, 상기 연결부(51)가 상기 풀림 위치에 배치될 때 상기 잠금 돌출부(6)는 상기 압축 부재(7)의 상기 제1 및 제2 유지 홀(761, 762) 중 정렬된 하나와 연결이 풀리고 이에 의해 상기 스템(32)의 상기 수직 축에 대한 회전이 가능해지는 것을 특징으로 하는 밸브 어셈블리.
제6항에 있어서,

상기 핸들(5)의 상기 연결부(51)는 비환상 삽입 홀(513)과 함께 형성되고, 상기 스템(32)은 상기 연결부(51)의 상기 비환상 삽입 홀(513)에 삽입되는 비환상 상단부(323)를 갖고, 상기 스템(32)의 상기 상단부(323)는 스프링 유지 홀(326)과 함께 형성되고,

상기 스프링 유지 홀(326)에 배치되고 상기 스템(32)의 상기 상단부(323) 및 상기 핸들(5)의 상기 연결부(51)에 접하여 상기 연결부(51)를 상기 잠금 위치로 복원시키는 강압 부재(33)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브 어셈블리.