KR20100009478U - 극저온용 볼밸브의 씰 가스켓 메카니즘 - Google Patents

Abstract

본 고안은 액화천연가스용 볼밸브에서 유체의 누설을 방지하는 씰 가스켓 메카니즘에 관한 것으로, 비금속재의 씰 가스켓이 극저온하에서 경화수축되면서 밸브몸체와 시트리테이너 사이에서 틈새가 발생하여 유체가 누출되는 것을 방지하기 위하여 시트리테이너의 유체유입구측에 1차적으로 선단에 개구부를 형성한 립 씰 가스켓을 삽입하여 시트리테이너의 걸림턱에 걸려져 고정되게 하고 2차적으로 밸브몸체의 걸림턱에 고정되는 마름모꼴의 쐐기형 씰 가스켓을 삽입하고 쐐기형 씰 가스켓과 결합하는 립 씰형 가스켓을 삽입하여 복합 씰 가스켓을 형성하고 시트리테이너의 외경에 형성된 나사산에 리테이너 외경 너트를 장착하여 쐐기형 씰 가스켓과 립 씰형 가스켓이 결합하는 복합 씰 가스켓을 체결고정하게 한 것을 특징으로 한다.

극저온, 액화천연가스, 볼밸브, 씰 가스켓, 립 씰

Description

극저온용 볼밸브의 씰 가스켓 메카니즘{seal gasket mechanism of cryogenic ball valve}

본 고안은 극저온 상태로 냉각된 액화천연가스용 볼밸브에서 볼밸브 몸체와 시트리테이너 사이에 삽입되어 유체의 누설을 방지하는 씰 가스켓이 극저온의 영향으로 경화수축되어 유체를 누출시키는 것을 차단할 수 있게 하는 씰 가스켓 메카니즘에 관한 것이다.

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

종래 볼밸브의 기밀을 유지하기 위한 리테이너의 씰 가스켓 메카니즘은 도 1에 도시한 것과 같이 금속재의 볼(2)과 접촉하는 탄성을 가진 비금속재질의 시트링(6)과, 시트링을 보지하는 시트리테이너(3), 시트리테이너를 보조하는 스프링(4) 과 가이드(5) 및 밸브몸체(1)와 시트리테이너 사이로 유체의 누설을 방지하기 위하여 삽입되는 씰 가스켓(7)을 포함하여 구성된다.

그러나 씰 가스켓은 극히 낮은 온도에 노출되므로 통상적으로 사용되는 형태의 오링으로는 경화수축현상이 발생하여 시트리테이너와 밸브몸체 사이에서의 기밀을 유지할 수 없어 유체의 누출을 방지하기 어려웠다.

본 고안은 씰 가스켓의 형상을 변경하여 극저온의 영향으로 씰 가스켓이 경화수축되더라도 유체의 압력에 의하여 씰 가스켓의 형상이 변형되어 시트리테이너와 밸브몸체 사이에서 기밀을 유지할 수 있게 구성하고, 또 다른 씰 가스켓은 시트 리테이너의 외경측에 체결되는 너트에 의하여 강제로 압입하여 씰과 씰이 접촉하면서 변형을 유도하여 시트리테이너와 밸브몸체 사이에 밀착될 수 있게 하는 구성을 제공하고 씰 가스켓은 내한성이 우수한 불소수지를 채용하여 경화수축되더라도 유체가 누출되는 것을 방지할 수 있게 하는 것을 목적으로 한다.

본 고안은 시트리테이너와 밸브몸체 사이의 기밀을 유지하기 위하여 2중의 씰 가스켓을 장착하되, 1차적으로 하나의 씰은 유체가 유입되는 쪽에 개구부를 형성한

형의 립(lip) 씰을 장착하여 밸브 내부에 압력이 가해질 때 립 씰은 개구부에 작용하는 압력으로 입구가 벌어져 시트리테이너와 밸브몸체 사이의 간격을 폐쇄하여 누설을 방지하고, 2차적으로 또 다른 씰은 쐐기형의 씰과 개구부를 형성한 립 씰을 조합하여 시트리테이너의 외경에 장착되는 너트를 전진시켜 립 씰의 개구부에 쐐기형의 씰이 결합되게 하여 립 씰의 개구부가 쐐기형 씰에 의하여 벌어지면서 밸브몸체와 시트리테이너 사이에 밀착되게 하여 기밀을 유지하게 하며, 리테이너 외경 너트의 체결력을 조정하여 씰의 밀착력을 가감할 수 있게 구성한다.

본 고안은 액화천연가스용으로 사용되는 볼밸브에서 극저온으로 인하여 씰 가스켓이 경화수축되더라도 시트리테이너와 밸브몸체 사이에서 유체가 누설되는 것을 방지할 수 있을 뿐 아니라 씰 가스켓을 시트리테이너에서 쉽게 분리 및 결합할 수 있어 씰 가스켓을 용이하게 유지보수 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 시트리트레이너와 씰 가스켓이 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(14)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 탄력지지하는 밸브몸체(1) 내부에 설치된 스프링(4) 및 스프링 가이드(5), 상기 시트리테이너(3)와 밸브몸체(1) 간의 유체누설을 방지토록 하는 시트 리테이너(3)와 밸브몸체(1) 사이에는 1차적으로 삽입되는 탄성재인 립 씰 가스켓(8)과, 2차적으로 삽입되는 쐐기형 씰 가스켓(9)과 립 씰형 가스켓(10)이 조합되는 복합 씰 가스켓(11)을 포함하는 시트리테이너(3)를 구비하고 있다.

상기 복합 씰 가스켓(11)이 볼(2) 쪽을 향하는 방향, 시트리테이너(3)의 외경방향에는 리테이너 외경 너트(12)가 구비되어 복합 씰 가스켓(11)을 시트리테이너(3)에 강하게 압입하여 고정하게 구성된다.

시트리테이너(3)에 1차적으로 장착되는 립 씰 가스켓(8)은 시트리테이너(3)의 외경에 억지끼움되어 시트리테이너의 걸림턱에 걸려져 위치고정되며, 밸브몸체(1) 내부에 유체압력이 작용하면 유체유입구 쪽에 개구부가 형성된 립 씰 가스켓은 개구부가 벌어지면서 립이 밸브몸체(1)의 내벽과 시트리테이너(3)의 외경과 강하게 밀착되면서 기밀을 유지하게 되며, 밸브 내의 유체압력이 높아지면 압력에 비례하여 밀착력이 더욱 증가하게 된다.

시트리테이너(3)에 2차적으로 장착되는 복합 씰 가스켓(11)은 밸브몸체(1)에 형성된 걸림턱에 걸려져 위치고정되며, 유체유입구와 반대편에 위치하는 시트리테이너(3)의 선단외경에 형성된 나사산(13)에 체결되는 리테이너 외경 너트(12)에 의하여 밸브몸체(1)의 걸림턱과의 사이에서 압입되어 고정된다.

복합 씰 가스켓(11)은 마름모꼴을 한 쐐기형 씰 가스켓(9)에 앞쪽에 개구부가 형성된 립 씰형 가스켓(10)이 결합하여 형성되며, 립 씰형 가스켓(10)은 리테이너 외경 너트(12)에 의하여 전진하면서 쐐기형 씰 가스켓(9)과 결합하게 되면 립 씰형 가스켓(10)의 개구부가 벌어지면서 시트리테이너(3)와 밸브몸체(1) 사이의 간 격을 강하게 밀착시켜 유체의 누설을 방지할 수 있게 한다.

쐐기형 씰 가스켓(9)과 립 씰형 가스켓(10)이 접촉되는 부위는 서로 다른 각도를 형성하여 쐐기형 씰 가스켓(9)이 립 씰형 가스켓(10)의 개구부에 삽입될 시 립 씰형 가스켓(10)의 개구부가 용이하게 벌어질 수 있게 구성되는 것이 바람직하다.

따라서 리테이너 외경 너트(12)를 체결력을 조절하면 복합 씰 가스켓(11)의 밀착력을 임의로 제어할 수 있다.

본 고안은 액체상태의 천연가스를 취급하는 볼 밸브에 적용이 가능하다.

도 1은 종래 볼밸브의 시트리테이너와 씰이 결합되는 단면도

도 2는 본 고안 볼밸브의 단면도

도 3은 본 고안 시트리테이너와 씰 가스켓이 결합되는 상세단면도

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1. 밸브몸체 2. 볼

3. 시트리테이너 4. 스프링

5. 가이드 6. 시트링

7. 씰 가스켓 8. 립 씰 가스켓

9. 쐐기형 씰 가스켓 10. 립 씰형 가스켓

11. 복합 씰 가스켓 12. 리테이너 외경 너트

13. 나사산 14. 밸브대

Claims (2)

1. 금속재의 볼(2)과 볼에 접촉하는 비금속재의 시트링(6), 상기 시트링을 보지하기 위한 시트리테이너(3), 상기 시트리테이너를 볼 쪽으로 밀어주는 스프링(4), 상기 시트리테이너(3)와 밸브몸체(1) 사이에 삽입되는 씰 가스켓을 포함하는 시트구조를 가지는 극저온용 볼 밸브에 있어서,

   상기 시트리테이너(3)의 유체유입구측에 1차적으로 선단에 개구부를 형성한

   

   형상을 한 립 씰 가스켓(8)을 삽입하여 시트리테이너의 걸림턱에 걸려져 고정되게 하고 2차적으로 밸브몸체의 걸림턱에 고정되는 마름모꼴의 쐐기형 씰 가스켓(9)을 삽입하고 쐐기형 씰 가스켓(9)과 결합하는 립 씰형 가스켓(10)을 삽입하여 복합 씰 가스켓(11)을 형성하고 시트리테이너(3)의 외경에 형성된 나사산(13)에 리테이너 외경 너트(12)를 장착하여 복합 씰 가스켓(11)을 압입하여 체결고정 하는 것을 특징으로 하는 극저온용 볼 밸브의 씰 가스켓 메카니즘.
2. 제 1항에 있어서, 쐐기형 씰 가스켓(9)과 립 씰형 가스켓(10)이 접촉되는 부분은 서로 다른 각도로 경사지게 형성하여 쐐기형 씰 가스켓(9)이 립 씰형 가스켓(10)의 개구부에 삽입될 시 립 씰형 가스켓(10)의 개구부의 립부분이 벌어질 수 있게 구성된 것을 특징으로 하는 극저온용 볼밸브의 씰 가스켓 메카니즘.

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