KR20110042780A

KR20110042780A - 고압용 양방향제어를 위한 본네트형 나이프게이트 밸브의 씨트 구조

Info

Publication number: KR20110042780A
Application number: KR1020090099607A
Authority: KR
Inventors: 홍지숙
Original assignee: 홍지숙
Priority date: 2009-10-20
Filing date: 2009-10-20
Publication date: 2011-04-27
Also published as: KR101134995B1

Abstract

본 발명은 양방향으로 유체의 흐름력이 작용하더라도 나이프게이트의 하부단은 편향되지 않고 상부단은 미세 이동하여 마모를 최소화하며, 유체에 포함된 이물질의 끼임 및 적체를 방지하여 밀폐성을 향상시킬 수 있는 고압용 양방향제어를 위한 본네트형 나이프게이트 밸브의 씨트 구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 밸브몸체에 형성되는 유로의 가로방향 중심을 기준으로 하부에 위치되는 내주면의 중앙을 따라 바깥방향으로 함몰되는 쿠션고무홈을 형성하고, 상부로 돌출되는 쿠션단의 하부로 끼움단이 일체로 형성되어 단면이 역 티자 형태의 쿠션고무를 형성하여 쿠션고무홈에 끼움단을 삽입 끼움 결합하며, 상기 쿠션고무홈이 형성된 유로의 양측 내주면에 한 쌍의 씨트를 쿠션단의 너비와 나이프게이트의 두께만큼 이격시켜 마주보게 접착 결합하여 유도홈을 생성하고, 상기 스템의 하부 끝단 부분을 직경방향을 따라 일부분 절개하여 형성되는 절개홈의 하부로 걸림단을 형성하며, 상기 나이프게이트의 상부 끝단 중앙 부분을 관통시켜 형성되는 관통홀의 상부에 걸림고리단을 형성하여; 양방향으로 유동되는 유체를 차단시 흐름 방향에 따른 유동력에 의해 일측으로 밀리면서 나이프게이트와 유로 사이에 틈새가 발생되지 않도록 하여 누수가 발생되는 것을 근본적으로 방지하는 효과가 있다.

나이프게이트 밸브, 양방향제어, 본네트형, 씨트, 쿠션고무, 스템, 스토퍼

Description

고압용 양방향제어를 위한 본네트형 나이프게이트 밸브의 씨트 구조{SEAT CONSTRUCTION FOR HIGH PRESSURE AND BI-DIRECTIONAL BONNETED KNIFE GATE VALVE}

본 발명은 고압용 양방향제어를 위한 본네트형 나이프게이트 밸브의 씨트 구조에 관한 것으로, 특히 양방향으로 유체의 흐름력이 작용하더라도 나이프게이트의 하부단은 편향되지 않고 상부단은 미세 이동하여 마모를 최소화하며, 유체에 포함된 이물질의 끼임 및 적체를 방지하여 밀폐성을 향상시킬 수 있는 고압용 양방향제어를 위한 본네트형 나이프게이트 밸브의 씨트 구조에 관한 것이다.

일반적으로, 나이프게이트 밸브는 분체, 제지, 미세 분말, 슬러지 등의 유량제어 및 이러한 배관시스템의 개폐를 위해 사용되는 밸브이다.

이러한, 상기 나이프게이트는 다양한 종류가 있으며 그 종류로는 그랜드팩킹이 적용된 구조, 메탈씨트가 적용된 구조, 고무씨트가 적용된 구조, U자형 쿠션고무씨트가 적용된 구조 등으로 구분할 수 있는데 그 특징 및 문제점을 살펴보면 다음과 같다.

1. 그랜드팩킹이 적용된 구조의 나이프게이트 밸브는 판형태의 나이프게이트 둘레를 여러 단의 그랜드패킹으로 둘러서 수평유지 및 유체누출을 막는 두 개의 역할을 수행하도록 하는 구조로 되어 있다.

이러한, 상기 나이프게이트 밸브는 구조상 개폐동작 반복 시 게이트와 패킹사이가 벌어지게 되는데, 이 간격을 수시로 줄여주기 위하여 누르개가 반드시 필요하다.

그러나, 상기 그랜드팩킹이 적용된 구조의 나이프게이트 밸브는 구조적으로 얇고 넓은 나이프게이트 둘레를 일정하게 눌러줄 수 없으므로 개폐가 빈번한 공압이나 유압, 전동식 자동밸브적용이 불합리하여 대부분 자동밸브 전단에서 자동밸브 수리시 비상차단용 수동밸브로 활용된다.

이로써, 상기 나이프게이트는 추가적인 구조보강이 없다면 누수가 발생할 때마다 누르개를 눌러주는 임시조치만 실시하게 되므로 고압용으로 적용하기 어려운 문제점이 있었다.

2. 메탈씨트 밸브가 적용된 나이프게이트 밸브는 한방향의 흐름을 제어하면서 불순물이나 분체가 포함된 유체에서도 마모가 적고, 나이프의 구조적인 강점에 의해 고점도, 고강도 및 펄프와 같은 연속성 유체의 차단용으로 가장 보편화 된 구조이다.

그러나, 상기 메탈씨트 밸브가 적용된 나이프게이트 밸브는 씨트의 내마모성은 좋지만 편마모나 부분손상이 나타나면 유체누출이 다른 구조에 비하여 많이 발생하는 문제점이 있었다.

3. 고무씨트를 갖는 나이프게이트 밸브는 한방향의 흐름을 제어하면서 닫힌 상태에서 누출이 되지 않도록 고무씨트를 장착한 구조이다. 상기 고무씨트의 고정장착을 위한 보조링이 필요하며, 유체의 누설을 막기 위하여 가장 많이 활용되는 구조이다.

그러나, 상기 고무씨트를 갖는 나이프게이트 밸브는 좁은 씨팅면적 때문에 닫혔을 때에 압력이 작용하면 고무와 게이트 사이의 정지 마찰력에 의하여 씨트가 밀리며 변형이 이루어지고 반복이 이루어지면 탄성이 약화되고 고무의 경화가 촉진되어 결국 찢기게 되는 문제점이 있다.

또한, 금속마모가 심한 불순물포함 유체의 경우는 씨트를 고정하는 보조링의 마모가 촉진되어 씨트 밀착력이 약화되어 수명이 단축되는 문제점이 있었다.

4. U자형 쿠션고무씨트가 적용되는 나이프게이트 밸브는 기능적으로 양방향의 흐름제어를 위해 유체를 차단시(CLOSE) 나이프게이트의 측면 및 하부둘레를 밸브중앙 측면 및 하부에 U자 형태로 고정된 고무씨트가 밀착하는 구조이다.

그러나, 상기 U자형 쿠션고무씨트가 적용되는 나이프게이트 밸브는 구조상 유체흐름방향과 수평된 형태로 차단하는 구조이고, 게이트의 좁은 측면둘레가 실질적인 씨트면이 되므로 저압용으로 한정 사용되는 범용성이 제한받는 문제점이 있었다.

또한, 상기 U자형 쿠션고무씨트가 적용되는 나이프게이트 밸브는 게이트 측면과 불연속적인 접촉을 하면서 개폐가 이루어지므로 인하여 잦은 개폐 시 측면에 위치한 고무의 경화가 촉진되며, 하부의 경우도 일정한 눌림을 유지하기 어려운 구 조이므로 개폐가 빈번한 자동밸브의 경우는 차단 시에도 하부와 측면에서 누설이 발생된다. 불순물이 포함된 유체에 적용될 경우 누설되는 틈을 통하여 고속으로 통과되는 불순물이 고무씨트를 비롯한 주요 부품들의 지속적인 마모가 이루어져 수명이 짧아지는 문제점이 있었다.

더불어, 상기 U자형 쿠션고무씨트가 적용되는 나이프게이트 밸브는 측면과 하부면의 차단은 가능하지만 상부의 유체차단이 불가능한 구조이므로 상기 U자형 쿠션고무씨트가 적용되는 나이프게이트 밸브는 본네트형 나이프게이트 밸브로의 구조변경이 용이한 일반구조의 나이프게이트 밸브와 달리 상부로의 유체통과를 막을 수 없어 밀폐효과를 기대할 수 없다. 따라서 고압 및 고속개폐, 빈번한 작동을 위한 밸브구조로는 적합하지 않은 문제점이 있었다.

이로 인하여, 양방향으로 방향을 전환하며 유동하는 유체를 차단할 때 유체의 유동력에 밀려 나이프게이트의 끝단에서의 틈새 발생으로 인한 누수현상을 방지하는 동시에 씨트의 마모를 최소화하며 이물질이 유로에 끼임되거나 축적되지 않도록 개선된 고압용 양방향제어를 위한 본네트형 나이프게이트 밸브가 절실히 요구되는 실정이다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 감안하여 안출한 것으로 양방향으로 유동되는 유체를 차단시 흐름 방향에 따른 유동력에 의해 일측으로 밀리면서 나이프게이트와 유로 사이에 틈새가 발생되지 않도록 하는 고압용 양방향제어를 위한 본네트형 나이프게이트 밸브의 씨트 구조를 제공하는데 목적이 있다.

그리고, 본 발명의 다른 목적은 유로의 양측으로 씨트를 부착하는 사이로 쿠션고무를 접착하여 나이프게이트가 유로의 폐쇄를 위해 하강시 쿠션고무를 압착하면서 씨트의 사이에 삽입되도록 하여 밀폐력 증대와 지지력이 증대되도록 하는 데 있다.

더불어, 본 발명의 또 다른 목적은 나이프게이트에 의해 압축되어진 쿠션고무는 압축력이 해제되면 씨트의 상부면과 일치하게 복원되도록 하는 데 있다.

아울러, 본 발명의 다른 목적은 쿠션고무의 양 끝단으로 연장되는 쿠션고무홈에 테이퍼형태의 스토퍼를 부착하여 측면에 위치되는 쿠션고무홈에 이물질이 끼임되더라도 자연히 하부로 이동되도록 하며 쿠션고무가 탄성한도 내에서 다시 복원되도록 한계를 설정하는데 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 유체차단 시 찢김이나 변형이 적고, 고압이 작용하거나 외력이 작용하더라도 변형이 없는 고무씨트구조를 통해 마모를 심하게 일으키는 분체라인에서 좁은 고무씨트가 쉽게 파손 마모되는 것을 근본적으로 개선하는데 있다.

한편, 본 발명의 다른 목적은 씨트의 유입 방향의 직경을 확장시켜 유입량과 유동속도를 증대시킬 수 있도록 하며 내부에 금속링을 함침시켜 강도가 보강되도록 하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 하부에 수평방향으로 유체가 통과하는 유로가 형성되는 밸브몸체를 형성하고, 상기 밸브몸체의 상부로 내부에 공간이 형성되는 본네트(Bonnet)가 결합되며, 상기 본네트의 상부로 직립결합되는 포스트에 지지되어 승/하강 작동력을 제공하는 구동수단이 결합되고, 상기 구동수단의 하부에 결합되어 승/하강 작동하는 스템(Stem)이 본네트의 공간을 수직 관통하여 밸브몸체의 상부 일부분에 삽입 위치되며, 상기 스템의 하부 끝단에 나이프게이트(Knife Gate)가 결합되어 승/하강하며 유로를 지나는 유체를 개폐하도록 구성된 나이프게이트밸브에 있어서, 상기 밸브몸체에 형성되는 유로의 가로방향 중심을 기준으로 하부에 위치되는 내주면의 중앙을 따라 바깥방향으로 함몰되는 쿠션고무홈을 형성하고, 상부로 돌출되는 쿠션단의 하부로 끼움단이 일체로 형성되어 단면이 역 티자 형태의 쿠션고무를 형성하여 쿠션고무홈에 끼움단을 삽입 끼움 결합하며, 상기 쿠션고무홈이 형성된 유로의 양측 내주면에 한 쌍의 씨트를 쿠션단의 너비와 나이프게이트의 두께만큼 이격시켜 마주보게 억지 끼움 결합하여 유도홈을 생성하고, 상기 스템의 하부 끝단 부분을 직경방향을 따라 일부분 절개하여 형성되는 절개홈의 하부로 걸림단을 형성하며, 상기 나이프게이트의 상부 끝단 중앙 부분을 관통시켜 형성되는 관통홀의 상부에 걸림고리단을 형성하여, 상기 유로를 차단하기 위해 나이프게이트가 하강할 경우 하부 끝단은 유도홈을 지나 쿠션고무의 쿠션단을 압축하고, 나이프게이트의 양측면은 씨트에 지지되어 양방향으로 작용하는 유체에 의해 밀리지 않도록 하는 동시에 나이프게이트의 상부측은 걸림고리단이 절개홈을 따라 미세하게 이동되어 씨트의 마모방지나 응력을 흡수,분산할 수 있도록 구성하는 것을 특징으로 하는 고압용 양방향제어를 위한 본네트형 나이프게이트 밸브의 씨트 구조를 제공한다.

이상에서와 같이 본 발명은 양방향으로 유동되는 유체를 차단시 흐름 방향에 따른 유동력에 의해 일측으로 밀리면서 나이프게이트와 유로 사이에 틈새가 발생되지 않도록 하여 누수가 발생되는 것을 근본적으로 방지하는 효과가 있다.

그리고, 유로의 양측으로 씨트를 부착하는 사이로 쿠션고무를 접착하여 나이프게이트가 유로의 폐쇄를 위해 하강시 쿠션고무를 압착하면서 씨트의 사이에 삽입되도록 하여 밀폐력 증대와 지지력이 증대되도록 하여 나이프게이트의 밀림현상이 발생되지 않아 스템이나 구동수단에 휨응력 영향을 주지 않는 효과가 있다.

더불어, 나이프게이트에 의해 압축되어진 쿠션고무는 압축력이 해제되면 씨트의 상부면과 일치하게 복원되도록 하여 쿠션고무와 씨트가 접하는 면에 홈이 발생되지 않아 이물질의 끼임이나 침적을 방지하는 효과가 있다.

아울러, 쿠션고무의 양 끝단으로 연장되는 쿠션고무홈에 스토퍼를 부착하여 측면에 위치되는 쿠션고무홈에 이물질이 끼임되더라도 하부로 이동되도록 하여 유 동되는 유체를 따라 유동으로 끼임을 방지하는 효과가 있다.

또한, 유체차단 시 넓은 밀착면을 갖기 때문에 찢김이나 변형이 적고, 고압이 작용하거나 외력이 작용하더라도 변형이 없도록 내부에 금속링을 삽입한 고무씨트구조를 통해 마모를 심하게 일으키는 분체라인에서 고무씨트가 쉽게 파손 마모되는 것을 근본적으로 개선하는 효과가 있다.

이에 상기한 바와같은 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 고압용 양방향제어를 위한 본네트형 나이프게이트 밸브의 씨트 구조는 하부에 수평방향으로 유체가 통과하는 유로(11)가 형성되는 밸브몸체(10)를 형성하고, 상기 밸브몸체(10)의 상부로 내부에 공간(21)이 형성되는 본네트(Bonnet:20)가 결합되며, 상기 본네트(20)의 상부로 직립결합되는 포스트(31)에 지지되어 승/하강 작동력을 제공하는 구동수단(30)이 결합되고, 상기 구동수단(30)의 하부에 결합되어 승/하강 작동하는 스템(Stem:32)이 본네트(20)의 공간(21)을 수직 관통하여 밸브몸체(10)의 상부 일부분에 삽입 위치되며, 상기 스템(32)의 하부 끝단에 나이프게이트(Knife Gate:40)가 결합되어 승/하강하며 유로(11)를 지나는 유체를 개폐하도록 구성된 나이프게이트밸브(100)에 관한 것이다.

이때, 상기 밸브몸체(10)는 정면에서 투영시 '∪'형태로 형성된 것이며 내부 는 유로(11)와 연통되도록 중공되어 나이프게이트(40)가 승/하강 될 수 있도록 형성된다.

그리고, 상기 유로(11)는 원형으로 형성된 것으로 정면에서 투영시 가로 방향 중심을 기준으로 하부는 개방되고 상부는 밸브몸체(10)의 중공된 내부공간과 연통된다.

여기서, 상기 밸브몸체(10)에 형성되는 유로(11)의 가로방향 중심을 기준으로 하부에 위치되는 내주면(12)의 중앙을 따라 바깥방향으로 함몰되는 쿠션고무홈(13)을 형성한다.

이때, 상기 쿠션고무홈(13)은 정면에서 투영시 상부 부분이 밸브몸체(10)의 내부공간에 연통되어 '∪'형태로 형성되는 것이다.

이러한, 상기 쿠션고무홈(13)에 상부로 돌출되는 쿠션단(51)의 하부로 끼움단(52)이 일체로 형성되어 단면이 역 티자 형태로 형성되는 쿠션고무(50)의 끼움단(52)을 삽입 끼움 결합한다.

더욱 자세하게는, 상기 쿠션고무(50)의 쿠션단(51)은 쿠션고무홈(13)보다 길이가 짧은 원호형태로 형성된다.

그리고, 상기 쿠션고무(50)의 양 끝단과 유로(11)의 쿠션고무홈(13)에 한 쌍의 스토퍼(70)를 각각 접착과 삽입 접착하여 고정한다.

더불어, 상기 쿠션고무(50)는 탄성력이 우수한 합성수지재로 구성된 것이다.

도 5b에 도시된 바와 같이, 다른 실시 예로써 상기 쿠션고무(50)의 쿠션단(51)은 경질고무재로 형성하고, 상기 끼움단(52)은 쿠션단(51)보다 연성이며 탄 성력이 많은 연질고무재로 형성시켜 일체로 접착 형성할 수 있다.

즉, 상기 쿠션단(51)은 나이프게이트(20)와 접촉하거나 고속으로 유동하는 이물질에 접촉되더라도 마모 발생이 최소화되도록 하며 끼움단(52)은 압축과 복원이 원활하도록 구성하는 것이다.

이때, 상기 스토퍼(70)는 강도가 큰 합성수지재나 금속재로 구성되는 것으로 설치위치는 유로(11)을 정면에서 투영시 가로방향 중심선 양 끝부분에 위치되어 약 180°를 이루며 설치된다.

즉, 상기 유로(11)의 개방시 유체에 함유된 슬러리 같은 이물질이 유도홈(61)에 끼임되지 않고 하부로 흘러내려 유체을 따라 이동할 수 있도록 구성하는 것이다.

그리고, 상기 쿠션고무홈(13)이 형성된 유로(11)의 양측 내주면(12)에 한 쌍의 씨트(60)를 쿠션단(51)의 너비와 나이프게이트(40)의 두께만큼 이격시켜 마주보게 억지 끼움 결합하여 유도홈(61)을 생성한다.

여기서, 상기 한 쌍의 씨트(60)가 마주보는 내측 끝단은 쿠션고무홈(13)의 내측으로 일부분 간섭되며, 하부에는 내측에서 외측으로 하향 경사진 지지면(62)을 형성한다.

즉, 상기 쿠션고무(50)가 압축과 복원을 반복할 때 지지면(62)에 지지되어 이탈되지 않도록 구성한다.

반면, 상기 씨트(60)의 외측 끝단은 직경이 넓어지도록 모따기 형태의 경사확장단(64)을 형성한다.

즉, 상기 씨트(60)의 경사확장단(64)의 직경이 경사확장단(64)이 형성되지 않은 직경보다 크게 형성되어 유체의 유동시 많은 양이 유입되지만 직경이 작은 부분을 통과시 속도가 증가하여 이물질이 보다 빠른 속도로 유동될 수 있으며, 유체가 배출되는 쪽에 위치된 경사확장단(64)에 의해서는 와류가 발생되지 않도록 구성한 것이다.

아울러, 상기 쿠션고무(50)의 쿠션단(51)은 나이프게이트(40)의 하강에 의해 압축된 후 복원되면 상부면이 씨트(60)의 상부면과 일치하도록 복원되어 슬러리의 끼임이나 퇴적을 방지하도록 구성된다.

또한, 상기 씨트(60)는 길이방향을 따라 내부에 빈공간(63)을 형성시켜 유체가 고속으로 유로(11)를 통과할 때 유체 속에 함유된 슬러리나 고형물 또는 단단한 이물질들이 충돌하여 진동이 발생되는 것을 방지하기 위하여 구성하는 것이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 다른 실시 예로써 상기 씨트(60)는 길이방향으로 따라 내부에 금속링(65)을 인서트 사출방식을 이용하여 함침시켜 구성할 수도 있다.

즉, 상기 씨트(60)는 내부에 금속링(65)이 함침되어 강도를 보강할 수 있으며 변형을 방지할 수 있도록 구성한 것이다.

더불어, 상기 금속링(63)이 함된된 씨트(60)는 유체차단 시 발생되는 나이프게이트(40)의 눌림이나 고속으로 유로(11)를 통과할 때 유체 속에 함유된 슬러리나 고형물 또는 단단한 이물질들의 충돌력에 의한 씨트변형을 방지하기 위하여 구성하는 것이다.

아울러, 상기 본네트(20)는 밸브몸체(10)와 볼트, 너트 체결방식을 이용하여 결합할 때 사이에 기밀을 위한 가스켓(도면번호 미도시)이 삽입되어 함께 체결된다.

한편, 상기 구동수단(30)은 스템(32)과 연결되는 나이프게이트(40)가 상하방향으로 승/하강 작동을 할 수 있는 작동력을 발생시키도록 구성된다.

이때, 상기 구동수단(30)은 핸들을 돌려 작동하는 방식, 에어실린더로 작동하는 방식, 유압실린더로 작동하는 방식 등으로 구성될 수 있는데, 본 발명에서는 핸들(35)을 돌려 작동하는 방식을 예로써 설명하고자 하며, 상기 핸들(35)의 하부에는 핸들축(34)이 하부방향으로 수직 연결된다.

그리고, 상기 포스트(31)는 핸들(35)이 회전 될때 승/하강 될 수 있도록 핸들나사축(36)이 나선결합되는 부싱(37)과 본네트(20)의 상부면에 결합되어 구동수단(30)을 지지하도록 구성된다.

아울러, 상기 스템(32)은 핸들나사축(36)의 하부 끝단에 연결되어 핸들(35)을 양 방향으로 회전시키면 핸들축나사축(34)을 따라 승/하강 작동하는 것이다.

이때, 상기 스템(32)의 하부 끝단 부분을 직경방향을 따라 일부분 절개하여 형성되는 절개홈(33)의 하부로 걸림단(34)을 형성한다.

더불어, 상기 나이프게이트(40)는 두께가 얇은 판 형태로써 정면에서 투영시 유로(11)를 개폐하는 단은 반원판 형상으로 상부로 연장되고 폭은 밸브몸체(10)의 내부공간과 본네트(20)의 공간(21) 보다 적은 면적으로 형성된다.

여기서, 상기 나이프게이트(40)의 상부 끝단 중앙 부분을 관통시켜 형성되는 관통홀(41)의 상부에 걸림고리단(42)을 형성한다.

즉, 상기 나이프게이트(40)의 걸림고리단(42)은 스템(32)의 절개홈(33)으로 삽입된 후 걸림단(34)에 걸림되어 이탈되지 않도록 하여 나이프게이트밸브(100)가 구성되는 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작동 및 작용을 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 나이프게이트밸브(100)의 조립과정을 살펴보면 본네트(20)의 상부로 구동수단(30)의 부싱(34)과 연결되는 포스트(31)를 연결 고정한다.

이와 동시에, 상기 구동수단(30)의 핸들(35) 하부에 연결된 핸들나사축(36)의 하부 끝단에 스템(32)을 연결한 후 본네트(20)의 상부를 통과시켜 공간(21)을 관통하도록 설치한다.

이후, 상기 스템(32)의 절개홈(33)으로 나이프게이트(40)의 걸림고리단(42)을 삽입한다. 이때, 상기 나이프게이트(40)의 관통홀(41)에는 스템(32)의 걸림단(34)이 삽입되어 걸림고리단(42)이 걸림단(34)에 걸림되어 연결된다.

한편, 상기 밸브몸체(10)의 쿠션고무홈(13)에는 쿠션고무(50)의 끼움단(52)을 삽입하여 결합한다.

그리고, 상기 쿠션고무(50)의 양끝단으로 스토퍼(70)를 밀착시켜 접착하면서 쿠션고무홈(13)에 삽입 접착한다.

아울러, 상기 유로(11)의 내주면(12)을 따라 한 쌍의 씨트(60)를 억지 끼움 고정하여 밸브몸체(10)에 쿠션고무(50)와 씨트(60), 스토퍼(70)의 결합을 완료한다.

다음으로, 상기 스템(32)에 연결된 나이프게이트(40)의 하부를 밸브몸체(10)의 내부 공간으로 삽입한 후 본네트(20)의 하부단과 밸브몸체(10)의 상부단 사이에 가스켓을 삽입하면서 볼트와 너트를 이용하여 긴밀하게 체결하여 조립을 완료하게 된다.

이러한, 상기 나이프게이트밸브(100)는 상기 유로(11)를 통해 유체뿐만 아니라 분체, 제지, 미세분말, 슬러지 또는 분체, 제지, 미세분말, 슬러지 등이 포함된 유체가 일 방향이나 양 방향으로 유동된다.

즉, 상기 유로(11)를 개방하기 위해서는 구동수단(30)의 핸들(35)을 일 방향으로 회전시켜 핸들나사축(36)이 나선회전되어 상부로 이동할 때 스템(32)에 연결된 나이프게이트(40)가 상부로 이동하면서 개방한다.

이때, 상기 유로(11)의 개방시 유체에 함유된 슬러리 같은 이물질이 유도홈(61)에 끼임되지 않고 스토퍼(70)를 따라 하부로 흘러내려 쿠션고무(50)의 쿠션단(51)이나 씨트(60)의 상부면으로 이동되면 유체를 따라 이동하여 끼임이나 침적을 근본적으로 예방할 수 있는 장점이 있다.

아울러, 상기 유로(11)가 개방된 상태에서 유체가 고속으로 유로(11)를 통과할 때 유체 속에 함유된 슬러리나 고형물 또는 단단한 이물질들이 내부가 중공된 씨트(60)에 충돌하더라도 빈공간(63)에 의해 진동이 발생되는 것을 방지하여 떨림 현상이 나타나지 않도록 하는 이점이 있다.

반면, 상기 금속링(65)이 함침된 씨트(60)는 고속으로 유로(11)를 통과할 때 유체 속에 함유된 슬러리나 고형물 또는 단단한 이물질들이 씨트(60)에 충돌하더라도 금속링(63)에 의해 변형발생이 방지되는 이점이 있다.

반대로, 상기 유로(11)를 폐쇄하기 위해서는 구동수단(30)의 핸들(35)을 타 방향으로 회전시켜 핸들나사축(36)이 나선회전되어 하부로 이동할 때 스템(32)에 연결된 나이프게이트(40)가 하부로 이동하면서 폐쇄한다.

이렇게, 승/하강 작동하는 나이프게이트(40)는 한 쌍의 씨트(60)의 사이를 따라 이동된다.

도 10 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 유로(11)를 차단하기 위해 나이프게이트(40)가 하강할 경우 나이프게이트(40)의 하부 끝단은 한 쌍의 씨트(60) 사이에 형성되는 유도홈(61)을 지나 쿠션고무(50)의 쿠션단(51)을 압축한다.

이로써, 상기 쿠션단(51)은 압축되면서 탄성력에 의해 나이프게이트(40)의 하부 끝단면을 가압하여 틈새를 발생시키지 않게 되어 유체가 누수되지 않는 장점이 있다.

이때, 상기 나이프게이트(40)의 양측면은 씨트(60)의 마주보는 끝단에 지지된다.

만약, 상기 나이프게이트(40)에 의해 유로(11)가 폐쇄된 상태에서 유체가 양방향으로 흐르기 위해 작용하면 나이프게이트(40)는 씨트(60)에 의해 지지된 상태로 밀리지 않게 된다.

이로써, 상기 나이프게이트(40)가 밀리지 않음으로써 씨트(60)와의 접촉면에 틈새가 발생되지 않아 이물질이 끼임되지 않고 동시에, 밀림으로 씨트(60)의 마모현상이 발생되지 않는 이점이 있다.

아울러, 상기 나이프게이트(40)에 의해 유로(11)가 폐쇄된 상태에서 유체가 양방향으로 흐르기 위해 작용하면 나이프게이트(40)의 상부측은 걸림고리단(42)이 절개홈(33)을 따라 미세하게 이동된다.

이로써, 상기 나이프게이트(40)에 전달되는 유체 작용력이 스템(32)을 통해 구동수단(30)으로 전달되는 것을 방지하여 구동수단(30)에 휨 응력이 전달되는 것을 방지할 수 있는 장점이 있는 것이다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 고압용 양방향제어를 위한 본네트형 나이프게이트 밸브의 정면도,

도 2는 본 발명에 따른 고압용 양방향제어를 위한 본네트형 나이프게이트 밸브의 측면도,

도 3은 도 1에서 유로가 개방된 상태에서의 종 단면도,

도 4는 도 2에서 유로가 개방된 상태에서의 종 단면도,

도 5a는 도 4의 A부분 확대 단면도,

도 5b는 다른 실시 예에 따른 쿠션고무를 적용한 부분 확대 단면도,

도 6은 도 4의 B부분 확대 단면도,

도 7은 밸브몸체를 일부분 도시한 사시도에 쿠션고무, 씨트, 스토퍼의 결합을 나타낸 분해사시도,

도 8은 도 7의 결합사시도,

도 8은 도 2에서 유로가 나이프게이트에 의해 폐쇄된 상태에서의 종 단면도,

도 10은 도 1에서 유로가 나이프게이트에 의해 폐쇄된 상태에서의 종 단면도,

도 11은 도 2에서 유로가 나이프게이트에 의해 폐쇄된 상태에서의 종 단면도,

도 12는 도 8의 C부분 확대 단면도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10 : 밸브몸체 11 : 유로

12 : 내주면 13 : 쿠션고무홈

20 : 본네트 21 : 공간

30 : 구동수단 31 : 포스트

32 : 스템 33 : 절개홈

34 : 걸림단 35 : 핸들

36 : 핸들나사축 37 : 부싱

40 : 나이프게이트 41 : 관통홀

42 : 걸림고리단 50 : 쿠션고무

51 : 쿠션단 52 : 끼움단

60 : 씨트 61 : 유도홈

62 : 지지면 63 : 공간

64 : 경사확장단 65 : 금속링

70 : 스토퍼 100 : 나이프케이트밸브

Claims

하부에 수평방향으로 유체가 통과하는 유로(11)가 형성되는 밸브몸체(10)를 형성하고, 상기 밸브몸체(10)의 상부로 내부에 공간(21)이 형성되는 본네트(Bonnet:20)가 결합되며, 상기 본네트(20)의 상부로 직립결합되는 포스트(31)에 지지되어 승/하강 작동력을 제공하는 구동수단(30)이 결합되고, 상기 구동수단(30)의 하부에 결합되어 승/하강 작동하는 스템(Stem:32)이 본네트(20)의 공간(21)을 수직 관통하여 밸브몸체(10)의 상부 일부분에 삽입 위치되며, 상기 스템(32)의 하부 끝단에 나이프게이트(Knife Gate:40)가 결합되어 승/하강하며 유로(11)를 지나는 유체를 개폐하도록 구성된 나이프게이트밸브에 있어서,

상기 밸브몸체(10)에 형성되는 유로(11)의 가로방향 중심을 기준으로 하부에 위치되는 내주면(12)의 중앙을 따라 바깥방향으로 함몰되는 쿠션고무홈(13)을 형성하고,

상부로 돌출되는 쿠션단(51)의 하부로 끼움단(52)이 일체로 형성되어 단면이 역 티자 형태의 쿠션고무(50)를 형성하여 쿠션고무홈(13)에 끼움단(52)을 삽입 끼움 결합하며,

상기 쿠션고무홈(13)이 형성된 유로(11)의 양측 내주면(12)에 한 쌍의 씨트(60)를 쿠션단(51)의 너비와 나이프게이트(40)의 두께만큼 이격시켜 마주보게 억지 끼움 결합하여 유도홈(61)을 생성하고,

상기 스템(32)의 하부 끝단 부분을 직경방향을 따라 일부분 절개하여 형성되 는 절개홈(33)의 하부로 걸림단(34)을 형성하며,

상기 나이프게이트(40)의 상부 끝단 중앙 부분을 관통시켜 형성되는 관통홀(41)의 상부에 걸림고리단(42)을 형성하여,

상기 유로(11)를 차단하기 위해 나이프게이트(40)가 하강할 경우 하부 끝단은 유도홈(61)을 지나 쿠션고무(50)의 쿠션단(51)을 압축하고, 나이프게이트(40)의 양측면은 씨트(60)에 지지되어 양방향으로 작용하는 유체에 의해 밀리지 않도록 하는 동시에 나이프게이트(40)의 상부측은 걸림고리단(42)이 절개홈(33)을 따라 미세하게 이동되어 씨트(60)의 마모방지나 응력을 흡수,분산할 수 있도록 구성하는 것을 특징으로 하는 고압용 양방향제어를 위한 본네트형 나이프게이트 밸브의 씨트 구조.
제 1항에 있어서, 상기 쿠션고무(50)의 쿠션단(51)은 쿠션고무홈(13)보다 길이가 짧은 원호형태로 형성되고,

상기 쿠션고무(50)의 양 끝단과 유로(11)의 쿠션고무홈(13)에 한 쌍의 스토퍼(70)를 각각 접착과 삽입 접착하여,

상기 유로(11)의 개방시 유체에 함유된 슬러리 같은 이물질이 유도홈(61)에 끼임되지 않고 하부로 흘러내려 유체을 따라 이동할 수 있도록 구성하는 것을 특징으로 하는 고압용 양방향제어를 위한 본네트형 나이프게이트 밸브의 씨트 구조.
제 1항에 있어서, 상기 쿠션고무(50)의 쿠션단(51)은 나이프게이트(40)의 하강에 의해 압축된 후 복원되면 상부면이 씨트(60)의 상부면과 일치하도록 복원되어 슬러리의 끼임이나 퇴적을 방지하며,

상기 한 쌍의 씨트(60)가 마주보는 내측 끝단은 쿠션고무홈(13)의 내측으로 일부분 간섭되며, 하부에는 내측에서 외측으로 하향 경사진 지지면(62)을 형성하고, 외측 끝단은 직경이 넓어지도록 모따기 형태의 경사확장단(64)을 형성하여, 상기 쿠션고무(50)가 압축과 복원을 반복할 때 지지면(62)에 지지되어 이탈되지 않도록 구성하는 것을 특징으로 하는 고압용 양방향제어를 위한 본네트형 나이프게이트 밸브의 씨트 구조.
제 1항에 있어서, 상기 씨트(60)는 길이방향을 따라 내부에 빈공간(63)을 형성시켜 유체가 고속으로 유로(11)를 통과할 때 유체 속에 함유된 슬러리나 고형물 또는 단단한 이물질들이 충돌하여 진동이 발생되는 것을 방지하기 위하여 구성하는 것을 특징으로 하는 고압용 양방향제어를 위한 본네트형 나이프게이트 밸브의 씨트 구조.
제 1항에 있어서, 상기 씨트(60)는 길이방향으로 따라 내부에 금속링(65)을 인서트 사출방식을 이용하여 함침시켜 구성하는 것을 특징으로 하는 고압용 양방향제어를 위한 본네트형 나이프게이트 밸브의 씨트 구조.
제 1항에 있어서, 상기 쿠션고무(50)의 쿠션단(51)은 경질고무재로 형성하고, 상기 끼움단(52)은 쿠션단(51)보다 연성이며 탄성력이 많은 연질고무재로 형성시켜 일체로 접착 형성하여, 상기 쿠션단(51)은 나이프게이트(20)와 접촉하거나 고속으로 유동하는 이물질에 접촉되더라도 마모 발생이 최소화되도록 하며 끼움단(52)은 압축과 복원이 원활하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 고압용 양방향제어를 위한 본네트형 나이프게이트 밸브의 씨트 구조.