KR20110086236A - 나이프 게이트 밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일실시예는 나이프 게이트 밸브에 관한 것으로, 이는 일측에 수평방향으로 관통공이 형성되어 있고, 상기 관통공의 내주면에 세라믹 또는 탄성재질로 된 원통부재가 삽입되어 있는 본체와, 상기 관통공의 반대측에 설치되어 공압을 제공하는 에어 실린더, 및 상기 에어 실린더의 로드와 연결되어 상기 본체의 내부를 이동하면서 상기 관통공을 개폐하는 나이프 게이트를 포함하고, 상기 관통공을 개폐하는 나이프 게이트의 단부가 크롬으로 도금된 보강부를 갖추어서, 본체에 있는 관통공 및 나이프 게이트의 내마모성을 향상시킴으로써, 나이프 게이트 밸브의 전체 수명을 연장시키고 유지보수의 시간 및 비용을 절감할 수 있는 효과가 있게 된다.

Description

나이프 게이트 밸브 {Knife Gate Valve}

본 발명은 나이프 게이트 밸브에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 본체에 있는 관통공 및 나이프 게이트의 내마모성을 향상시킴으로써, 나이프 게이트 밸브의 전체 수명을 연장시키고 유지보수의 시간 및 비용을 절감할 수 있는 나이프 게이트 밸브에 관한 것이다.

일반적으로 각종 산업설비 또는 플랜트에서 유체의 이송에 사용되는 배관에는 이 배관을 따라 이동되는 유체의 흐름을 차단 및 개방하거나 조절하기 위해 밸브나 게이트, 댐퍼 등과 같은 다양한 형태의 유량조절기구가 설치된다.

그 중 나이프 게이트 밸브는 고점성 액체의 흐름을 제어하거나, 펄프, 시멘트, 슬러지 등과 같은 고체 입자들을 이송 및 차단하는 데에 주로 사용되고 있다.

도 1은 종래의 나이프 게이트 밸브가 폐쇄 상태일 때를 나타낸 측면도로서, 이에 도시된 바와 같이 종래의 나이프 게이트 밸브(10)는, 하측에 수평방향으로 관통공(2)이 형성되어 있는 본체(1)와, 관통공(2)의 반대측에 설치되어 공압(空壓)을 제공하는 에어 실린더(3), 및 이 에어 실린더(3)의 로드(3a)와 연결볼트(4)로 체결되어 본체(1)의 내부를 이동하면서 관통공(2)을 개폐하는 나이프 게이트(5) 등을 포함하여 구성된다.

본체(1)의 하측에는 수평방향으로 유체가 관통할 수 있도록 된 관통공(2)이 형성되어 있고, 관통공(2)에 대해 수직으로 승강하여 이를 개폐하는 나이프 게이트(5)가 본체(1)의 내부에 구비되어 있다.

상기 본체(1)와 상기 나이프 게이트(5)의 사이에는 밀봉부(6)가 추가로 설치되어 있어서, 나이프 게이트(5)가 승강할 때 유체가 본체(1)의 외부로 누출되는 것을 방지하게 되어 있다.

나이프 게이트(5)의 상단은 에어 실린더(3)의 로드(3a)와 연결볼트(4)로 결합되어서, 나이프 게이트(5)가 로드(3a)를 통해 에어 실린더(3)로부터 제공되는 공압을 전달받아, 본체(1)의 내부에서 상하로 이동하며 관통공(2)을 개폐하게 된다.

나이프 게이트(5)의 하부는 관통공(2)을 기밀하게 밀폐하기 위해 관통공(2)의 형상에 대응되게 반원 형상으로 가공된 단부가 형성되어 있다. 본체(1)에는 나이프 게이트(5)가 아래로 하강할 때 이 나이프 게이트(5)의 하부에 있는 단부가 안착될 수 있게 여유공간을 두고 상응한 형상으로 된 밸브 시트(valve seat: 2a)가 구비되어 있다.

하지만, 전술한 종래의 나이프 게이트 밸브(10)는 유체가 고체 입자를 포함하는 경우에 이 유체가 고속으로 이송되어 나이프 게이트 밸브(10) 내를 통과하게 되면 유체에 의해 관통공(2)의 내주면과 나이프 게이트(5)의 하부 단부가 마모되는 현상이 일어나게 된다. 이러한 마모로 인해 상기 관통공(2)에서의 기밀성이 현저히 저하되어 유체가 누출되고, 더욱이 누출된 유체 또는 고체 입자들이 관통공(2)의 하류에 축적되면서 이후 작동시 나이프 게이트 밸브(10) 내를 통과하는 유체에 대해 마찰력을 증대시켜 전체 라인이 막히게 되는 문제점이 있었다.

또한, 상기한 바와 같이 라인이 막히게 된 경우에 나이프 게이트 밸브(10)를 배관에서 분리한 후 수리를 하게 되는데, 이때 통상 상기 마모된 부위를 육성용접으로 가공하게 되며, 이 때문에 본체(1)의 일부에서 열 변형으로 비틀림 현상이 일어나서 나이프 게이트 밸브(10)의 손상이 더욱 심화되는 결과를 초래하는 실정에 있었다.

따라서, 종래의 나이프 게이트 밸브에 대하여 보다 근본적으로 마모의 문제를 해결할 수 있는 수단이 요구되었다.

이에 본 발명은 본체에 있는 관통공 및 나이프 게이트의 내마모성을 향상시킴으로써, 나이프 게이트 밸브의 전체 수명을 연장시키고 유지보수의 시간 및 비용을 절감할 수 있도록 된 나이프 게이트 밸브를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 기밀성이 우수하게 유지되어 궁극적으로 전체 라인의 막힘현상을 방지하게 됨으로써 설비의 신뢰성 향상 및 안정적인 운영에 기여할 수 있는 나이프 게이트 밸브를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일실시예에 따른 나이프 게이트 밸브는, 일측에 수평방향으로 관통공이 형성되어 있고, 상기 관통공의 상류측 또는 하류측 내주면에 원통부재가 삽입되어 있는 본체와, 상기 본체에서 상기 관통공의 반대측에 설치되어 공압을 제공하는 에어 실린더, 및 상기 에어 실린더의 로드와 연결되어 상기 본체의 내부를 이동하면서 상기 관통공을 개폐하는 나이프 게이트를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 나이프 게이트 밸브는, 상기 관통공을 개폐하는 나이프 게이트의 단부가 크롬으로 도금된 보강부를 갖추고 있는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 일실시예에 따른 나이프 게이트 밸브는, 상기 원통부재가 세라믹 또는 탄성재질로 된 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 본체에 있는 관통공의 내주면에 세라믹 또는 탄성재질로 된 원통부재가 삽입됨과 더불어, 나이프 게이트의 반원 단부가 크롬으로 도금됨으로써, 내마모성을 향상시켜 나이프 게이트 밸브의 전체 수명을 연장시키고 유지보수의 시간 및 비용을 절감할 수 있는 효과가 있게 된다.

더구나, 내마모성이 향상되어 나이프 게이트 밸브의 기밀성이 우수하게 유지되게 됨으로써, 궁극적으로 전체 라인의 막힘현상을 방지하게 되며, 설비의 신뢰성 향상 및 안정적인 운영에 기여할 수 있는 효과가 있게 된다.

도 1은 종래의 나이프 게이트 밸브가 폐쇄상태일 때를 나타낸 측면도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 나이프 게이트 밸브가 폐쇄상태일 때를 나타낸 측면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 A부분의 확대도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 나이프 게이트 밸브가 개방상태일 때를 나타낸 정면도이다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 나이프 게이트 밸브가 폐쇄상태일 때를 나타낸 측면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 나이프 게이트 밸브가 폐쇄상태일 때를 나타낸 측면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 A부분의 확대도이며, 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 나이프 게이트 밸브가 개방상태일 때를 나타낸 정면도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 나이프 게이트 밸브(20)는, 일측에 수평방향으로 관통공(2)이 형성되어 있고 이 관통공(2)의 내주면에 세라믹으로 된 원통부재(21)가 삽입되어 있는 본체(1)와, 본체(1)에서 관통공(2)의 반대측에 설치되어 공압을 제공하는 에어 실린더(3), 및 에어 실린더(3)의 로드(3a)와 연결볼트(4)로 체결되어 본체(1)의 내부를 이동하면서 관통공(2)을 개폐하는 나이프 게이트(5)를 포함하여 구성된다.

본체(1)의 일측에는 수평방향으로 예컨대 유체 또는 고체 입자(이하 "유체"라 함)의 흐름이 관통할 수 있도록 된 관통공(2)이 형성되어 있고, 관통공(2)에 대해 수직으로 승강(또는 수평으로 이동)하여 이를 개폐하는 나이프 게이트(5)가 본체(1)의 내부에 구비되어 있다.

특히 본 제1실시예의 주요 특징을 이루는 세라믹의 원통부재(21)가 관통공(2)의 내주면에 밀착 삽입되되, 원통부재(21)는 관통공(2)의 상류측 또는 하류측에 설치되어 유체의 흐름(도 2의 화살표 참조)과 직접 접촉하게 된다. 나이프 게이트 밸브(20)의 바깥쪽을 향해 있는 원통부재(21)의 단부에는 플랜지(22)가 형성되어 있고, 이 플랜지(22)에는 적어도 하나의 볼트공(23)을 구비하여, 이 볼트공(23)에 각각 볼트(24)를 삽입하여 체결함으로써 원통부재(21)가 본체(1)에 분리가능하게 조립되도록 되어 있다.

상류측 원통부재(21)는 후술하는 밸브 시트(2a)의 존재로 인하여 그 길이가 짧게 형성된 것을 제외하고, 하류측 원통부재(21)와 구조적으로 거의 동일하게 되어 있다.

여기서, 플랜지(22)가 본체(1)의 외부 표면과 평탄면을 이루도록 관통공(2)의 선단에는 플랜지(22)를 수용할 수 있는 단턱부가 형성되어 있는 것이 바람직하며, 볼트(24)도 플랜지(22) 내에 그 머리가 매립될 수 있는 형태의 것이 선택되어야 한다.

전술한 바와 같이 원통부재(21)는 그 전체가 세라믹으로 만들어지게 되는데, 세라믹은 가볍고 경도가 높으며 내마모성이 우수한 재료로서, 이외에도 고온에서의 변형이 거의 없고 단열성이 좋다. 이와 같이 원통부재(21)가 세라믹으로 구성됨에 따라 관통공(2)과 본체(1) 및 궁극적으로 나이프 게이트 밸브(20)의 내마모성이 대폭 향상될 수 있게 되고, 이로써 원천적으로 막힘 현상을 방지하게 되는 것이다.

또, 볼트(24)를 매개로 하여 분리가능하게 본체(1)에 조립될 수 있기 때문에, 원통부재(21)가 마모 내지 충격에 의해 파손되면 종래와 같이 나이프 게이트 밸브 전체를 배관에서 분리한 후 수리하는 번거로움 없이 상기 원통부재(21)만 교체할 수 있어서, 유지보수의 시간 및 비용을 절감할 수 있고, 결국 설비의 경제적이고 효율적인 운영에 기여할 수 있는 장점이 있게 되는 것이다.

나이프 게이트(5)의 상단은 에어 실린더(3)의 로드(3a)와 연결볼트(4)로 결합되어서, 나이프 게이트(5)는 로드(3a)를 통해 에어 실린더(3)로부터 전달되는 공압에 의해 본체(1)의 내부에서 상하로 이동하면서 관통공(2)을 개폐하게 된다.

나이프 게이트(5)는 대략 장방형의 판 부재로서, 나이프 게이트(5)의 하부에는 관통공(2)을 기밀하게 밀폐하기 위해 관통공(2)의 형상에 대응되게 반원 형상으로 가공된 반원 단부(5a)가 형성되어 있는데, 이 반원 단부(5a)의 적어도 일부에는 크롬으로 도금된 보강부(25)를 구비하여, 본 제1실시예의 다른 주요 특징을 이루고 있다.

크롬 도금을 사용하면, 광택이 좋고 대기 중에 안정하여 변색되지 않으며, 무엇보다도 경도가 높아서 나이프 게이트(5)의 반원 단부(5a)의 내마모성을 증대시켜 수명연장의 효과가 있게 된다.

상기 반원 단부(5a)의 전체가 크롬으로 도금되는 것이 바람직하지만, 비용을 고려하여 반원의 중심에서 수직하게 뻗은 중심선을 기준으로 하여 양쪽으로 각각 대략 30°정도의 호(弧) 부분, 다시 말해 반원 단부(5a) 중 총 60°정도의 호 부분만 크롬 도금하여 보강부(25)를 구성해도 무방하다.

한편, 본체(1)에는 나이프 게이트(5)가 아래로 하강할 때 이 나이프 게이트(5)의 하부에 있는 반원 단부(5a)가 안착될 수 있게 여유공간을 두고 상응한 형상으로 된 밸브 시트(2a)가 구비되어 있다. 본체(1)와 나이프 게이트(5)의 사이에는 밀봉부(6)가 설치되어 있어 나이프 게이트(5)가 승강할 때 유체가 본체(1)의 외부로 누출되는 것을 방지하게 되어 있다.

나이프 게이트(5)가 수직으로 하강하여 관통공(2)이 폐쇄되는 경우에, 유체가 나이프 게이트 밸브(20)를 통과할 수 없어 유체의 흐름을 제어하게 되는데, 이때 유체의 흐름이 계속적으로 나이프 게이트(5)를 하류쪽으로 밀어붙여 나이프 게이트(5)와 하류측 원통부재(21)의 사이가 더욱 밀착되게 됨으로써 기밀성이 유지되게 된다.

도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 나이프 게이트 밸브가 폐쇄상태일 때를 나타낸 측면도이다. 이에 도시된 바와 같이 본 발명의 제2실시예에 따른 나이프 게이트 밸브(30)는, 일측에 수평방향으로 관통공(2)이 형성되어 있고 이 관통공(2)의 내주면에 탄성재질로 된 원통부재(31)가 삽입되어 있는 본체(1)와, 본체에서 관통공(2)의 반대측에 설치되어 공압을 제공하는 에어 실린더(3), 및 에어 실린더(3)의 로드(3a)와 연결볼트(4)로 체결되어 본체(1)의 내부를 이동하면서 상기 관통공(2)을 개폐하는 나이프 게이트(5)를 포함하여 구성된다.

본체(1)의 일측에는 수평방향으로 유체의 흐름이 관통할 수 있도록 된 관통공(2)이 형성되어 있고, 상기 관통공(2)에 대해 수직으로 승강(또는 수평으로 이동)하여 이를 개폐하는 나이프 게이트(5)가 본체(1)의 내부에 구비되어 있다.

본 제2실시예의 주요 특징을 이루는 탄성재질의 원통부재(31)가 관통공(2)의 내주면에 삽입되되, 원통부재(31)는 상기 관통공(2)의 상류측 또는 하류측에 설치되어 상기 유체의 흐름(도 5의 화살표 참조)과 직접 접촉하게 된다.

탄성재질의 원통부재(31)는 제1실시예의 세라믹으로 된 원통부재(21)와 재질만 상이할 뿐, 그 구조적인 특성은 동일하기 때문에 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 다만, 상기 원통부재(31)도 볼트(24: 도 3 및 도 4 참조)를 매개로 하여 상기 본체(1)에 분리가능하게 조립됨을 강조하고자 한다.

전술한 바와 같이 상기 원통부재(31)는 그 전체가 탄성재질로 만들어지게 되는데, 이는 유체가 액체인 경우 세라믹은 내마모성은 우수하지만 기밀성이 떨어지기 때문에 이 제2실시예에서는 내마모성을 조금 희생하고 밀봉성능이 우수한 탄성재질을 채택하여 원통부재(31)를 구성하게 된 것이다. 이와 같이 상기 원통부재(31)가 탄성재질로 구성됨에 따라, 나이프 게이트(5)가 수직으로 하강하여 관통공(2)이 폐쇄되는 경우에, 유체가 나이프 게이트 밸브(30)를 통과할 수 없어 유체의 흐름을 제어하게 되는데, 이때 상기 유체의 흐름이 계속적으로 나이프 게이트(5)를 하류쪽으로 밀어붙여 나이프 게이트(5)와 하류측 원통부재(31)의 사이가 더욱 밀착되게 됨으로써 기밀성이 유지될 뿐만 아니라, 탄성재질이 갖는 우수한 밀봉성능으로 인하여 기밀성이 더욱, 특히 상기 제1실시예보다 향상되게 된다. 탄성재질의 원통부재(31)는 사용용도에 따라 다양한 종류의 유체들과 접촉을 하게 될 것이므로, 이에 대하여 적절한 내마모성 및 내식성을 만족시킬 수 있는 고무나 플라스틱 등과 같이 탄성을 갖는 재료가 조건에 따라 선택되게 될 것이다.

또, 볼트를 매개로 하여 분리가능하게 본체(1)에 조립될 수 있기 때문에, 원통부재(31)가 마모 내지 충격에 의해 파손되면 종래와 같이 나이프 게이트 밸브를 배관에서 분리한 후 수리하는 번거로움 없이 상기 원통부재(31)만 교체할 수 있어서, 유지보수의 시간 및 비용을 절감할 수 있고, 결국 설비의 경제적이고 효율적인 운영에 기여할 수 있는 장점이 있게 되는 것이다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예들에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (4)

1. 일측에 수평방향으로 관통공이 형성되어 있고, 상기 관통공의 상류측 또는 하류측 내주면에 원통부재가 삽입되어 있는 본체;
   상기 본체에서 상기 관통공의 반대측에 설치되어 공압을 제공하는 에어 실린더; 및
   상기 에어 실린더의 로드와 연결되어 상기 본체의 내부를 이동하면서 상기 관통공을 개폐하는 나이프 게이트
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 나이프 게이트 밸브.
2. 제1항에 있어서, 상기 관통공을 개폐하는 나이프 게이트의 단부가 크롬으로 도금된 보강부를 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 나이프 게이트 밸브.
3. 제1항에 있어서, 상기 원통부재는 세라믹 또는 탄성재질로 된 것을 특징으로 하는 나이프 게이트 밸브.
4. 제1항에 있어서, 상기 원통부재의 일단에는 플랜지가 형성되어 있고, 이 플랜지에는 적어도 하나의 볼트공을 구비하여, 이 볼트공에 볼트를 삽입하여 체결함으로써 상기 원통부재가 상기 본체에 조립되도록 된 것을 특징으로 하는 나이프 게이트 밸브.

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