KR20110137335A - 윤활유가 제공되는 2차 밀봉부를 가진 게이트 밸브 - Google Patents

윤활유가 제공되는 2차 밀봉부를 가진 게이트 밸브 Download PDF

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로버트 올손
데이비드 감베타
크리스토퍼 쿠퍼
비에트 엔구옌
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타이코 밸브즈 앤드 컨트롤즈 엘피
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Abstract

본 발명에 따른 게이트 밸브는 서로 맞은편에 있는 한 쌍의 하우징 부재, 게이트, 1차 밀봉 슬리브 및 2차 밀봉 슬리브를 포함한다. 상기 1차 밀봉 슬리브는 각각의 하우징 부재 내에 배열된다. 상기 게이트는 하우징 부재들이 함께 결합될 때 형성되는 횡단방향의 게이트 챔버를 통해 슬라이딩 이동하도록 구성된다. 상기 2차 밀봉 부재는 상기 하우징 부재들 사이에 고정되며 윤활유가 하나 이상의 하우징 부재를 통해 2차 밀봉 부재를 통과하여 게이트로 공급될 수 있게 하는 하나 이상의 통로 또는 구멍을 포함한다.

Description

윤활유가 제공되는 2차 밀봉부를 가진 게이트 밸브{GATE VALVE WITH LUBRICATED SECONDARY SEAL}
본 발명의 실시예들은 공정 매질(process media)의 흐름을 조절하도록 사용되는 밸브 분야에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 본 발명은 밸브를 해체하고 재조립할 필요 없이 그 자리에서 공정 밸브(process valve)의 2차 밀봉부에 윤활유를 제공하기 위한 장치에 관한 것이다.
공정 매질의 흐름을 조절하기 위하여 파이프라인 내에 게이트 밸브(gate valve) 또는 나이프 게이트 밸브(knife gate valve)가 배열된다. 나이프 게이트 밸브는 연마용 슬러리(abrasive slurry)에 특히 적합하지만, 어떠한 유체 공정 조절을 위해서도 사용될 수 있다. 이러한 타입들의 밸브는 열린 위치와 닫힌 위치 사이에서 게이트의 수직 이동(vertical movement)에 유용한 것으로 평판을 받아 왔다. 게이트의 이동은 수동방식으로 구동될 수 있거나(manuaaly driven) 또는 자동화될 수 있는(automated) 액츄에이터에 의해 조절된다. 게이트는 하우징 내에 배열된 서로 맞은편에 있는 한 쌍의 밀봉 슬리브(sealing sleeve) 사이에서 슬라이딩 이동하는데, 이 하우징은 플랜지와 장착된 패스너(fastener)를 사용하여 공정 파이프라인에 부착되어 있다. 밸브 작동 동안, 밀봉 슬리브들은 축방향으로 이동하여 게이트가 열린 위치로 올라갈 때는 함께 모이고 게이트가 닫힌 위치로 떨어질 때에는 서로 분리된다.
1차 밀봉부(primary seal) 뿐만 아니라, 2차 밀봉부(secondary seal)도 밸브 사이클 동안 게이트와 결합되도록(engage) 사용될 수 있다. 2차 밀봉부는 1차 밀봉부들을 통해 새어 나올 수 있는(seep) 공정 매질이 밸브의 액츄에이터 단부를 향해 유출되거나 또는 게이트 주위로 유출되는 것을 방지하도록 작동한다. 작동 동안에 게이트의 점착성 슬라이딩 이동(cohesive sliding)을 촉진하기 위하여, 윤활유(lubricating fluid)가 2차 밀봉부 내에 있는 홈(groove)에 제공되고 게이트가 2차 밀봉부를 통해 횡단할 때에는(transverse) 이 윤활유가 게이트에 제공된다. 게이트에 윤활유가 제공됨으로써 게이트 작동이 좀 더 부드러워지고 게이트를 작동시키기에 필요한 힘의 양을 줄일 수 있을 뿐 아니라 밀봉 수명도 연장된다. 하지만, 윤활유가 고갈되고 나면, 또 다른 윤활유를 제공하기 위하여 2차 밀봉부들이 밸브로부터 제거되어야 한다. 특히, 밸브가 해체되고, 2차 밀봉부들이 제거되며, 윤활유가 추가로 제공되고, 2차 밀봉부들이 재설치되며 밸브는 재조립되고 상기 추가된 윤활유는 2차 밀봉부 내에 제공된다. 이 과정은 공정 라인의 작동 중지 시간(process line down-time)을 필요로 하는데, 이는 제작 공정에 부정적인 영향을 끼친다.
본 발명의 대표적인 실시예들은 밸브를 해체하고 재조립할 필요 없이 그 자리에서(in situ) 공정 밸브의 2차 밀봉부에 윤활유를 제공하기 위한 장치에 관한 것이다. 대표적인 한 실시예에서, 게이트 밸브(gate valve)가, 서로 맞은편에 있으며 각각 통로들을 통해 동축적인(coaxial) 제 1 하우징 부재와 제 2 하우징 부재를 포함한다. 상기 하우징 부재들은 이 하우징 부재들이 함께 결합될 때 횡단방향의(transverse) 게이트 챔버를 형성한다. 게이트가 상기 횡단방향의 게이트 챔버 내에 배열되며 이 게이트는 상기 횡단방향의 게이트 챔버 내에서 열린 위치로부터 닫힌 위치로 슬라이딩 이동가능하고, 상기 열린 위치에서 게이트는 윤활유가 통로들을 통해 흐르는 것을 차단하지 않고, 상기 닫힌 위치에서 상기 게이트는 통로들 사이에 배열된다(interposed). 제 1 하우징 부재 내에는 제 1의 환형의 1차 밀봉 슬리브(primary sealing sleeve)가 배열되고 제 2 하우징 부재 내에는 제 2의 환형의 1차 밀봉 슬리브가 배열된다. 각각의 제 1 및 제 2 환형의 1차 밀봉 슬리브는 밸브의 열린 위치에서 압축 하에서 서로 밀봉식으로 결합되고(sealingly engage) 밸브가 닫혀 있을 때에는 게이트와 밀봉식으로 결합되도록 구성된다. 2차 밀봉 부재(secondary sealing member)가 게이트 챔버와 나란하게 정렬되고 제 1 및 제 2의 환형의 1차 밀봉 슬리브 위에서 상기 하우징 부재들 사이에 고정된다. 또한 상기 2차 밀봉 부재는 게이트와 밀봉식으로 결합하도록 구성된 벽을 포함하고 상기 벽을 통해 연장되는 구멍(aperture)을 가진다. 유입구 채널(inlet channel)이 제 1 하우징 부재 또는 제 2 하우징 부재 중 하나 이상의 부재를 통해 배열되고 2차 밀봉 부재의 상기 구멍과 나란하게 정렬된다. 상기 유입구 채널은 상기 2차 밀봉 부재의 구멍을 통해 윤활유를 상기 게이트에 제공하도록 구성된다. 댐(dam)이 상기 구멍에 대한 개구(opening)를 일부분 이상 둘러싸고 있다. 상기 댐은 상기 2차 밀봉 부재와 상기 제 1 하우징 부재 또는 제 2 하우징 부재 중 하나 이상의 부재 사이에 배열되고 상기 벽으로부터 외부방향으로 연장된다. 상기 댐은 주변 벽(peripheral wall)으로부터 멀어지도록 경사진(angled away) 하측 부분을 포함한다.
도 1은 본 발명에 따른 밸브의 대표적인 실시예를 도시한 횡단면 투시도.
도 2는 본 발명에 따른 대표적인 밸브 어셈블리(valve assembly)를 도시한 투시도.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 유입구 어셈블리(inlet assembly)를 도시한 횡단면도.
도 4a-4c는 본 발명의 한 실시예에 따른 대표적인 2차 밀봉 부재(secondary sealing member)를 예시한 다양한 도면.
도 5a-5c는 본 발명에 따른 2차 밀봉 부재의 대안의 실시예를 예시한 다양한 도면.
도 6a-6c는 본 발명에 따른 2차 밀봉 부재의 대안의 실시예를 예시한 다양한 도면.
도 7a-7d는 본 발명에 따른 2차 밀봉 부재의 대안의 실시예를 예시한 다양한 도면.
이제, 본 발명은 본 발명의 바람직한 실시예들이 도시되어 있는 첨부된 도면들을 참조하여 보다 상세하게 기술될 것이다. 하지만, 본 발명은 다수의 상이한 형태로도 실시될 수 있으며 본 명세서에서 설명된 실시예들에만 제한되는 것으로 이해되어서는 안 된다. 대신, 이 실시예들은 본 명세서가 면밀하고 온전하며 당업자에게 본 발명의 범위를 완전히 이해시키도록 제공된다.
도 1은 본 발명에 따른 밸브(10)의 대표적인 실시예를 도시한 횡단면 투시도이다. 상기 밸브(10)는 내부 통로(19)를 형성하는 하우징(11)을 포함하는데, 이 내부 통로(19)를 통해 공정 매질이 흐른다. 하우징(11)은 예를 들어 통상 U자형 횡단면을 가진 서로 맞은편에 있는 제 1 및 제 2 절반부(halve, 12 및 13)를 포함하는데, 상기 제 1 및 제 2 절반부는 충분한 폭을 가진 공간 또는 좁은 챔버를 제공하여 게이트(14)가 그 사이를 통과할 수 있게 한다. 제 1 절반부(12)는 각각의 절반부를 통해 연장되는 일련의 볼트(16)에 의해 제 2 절반부(13)에 고정식으로 연결된다(rigidly connected). 제 1 하우징 절반부(12)는 공정 파이프라인(process pipeline)에 부착하기 위한 일련의 장착 홀(22)들을 가진 외부 플랜지(21)를 포함한다. 이와 비슷하게, 제 2 하우징 절반부(13)는 공정 파이프라인에 부착하기 위한 일련의 장착 홀(도시되지 않음)들을 가진 외부 플랜지(31)를 포함한다. 1차 밀봉 슬리브(20 및 30)가 각각의 하우징 절반부(12및 13) 내에 장착된다. 특히, 1차 밀봉 슬리브(20)는 제 1 하우징 절반부(12) 내에 장착되고 다른1차 밀봉 슬리브(30)는 제 2 하우징 슬리브(13) 내에 장착된다. 1차 밀봉 슬리브(20 및 30) 사이에 이동가능한 게이트(14)가 배열되어 밸브(10)를 개폐하며 공정 매질이 상기 밸브(10)를 통해 흐를 수 있게 하거나 또는 공정 매질이 상기 밸브(10)를 통해 흐르는 것을 방지한다. 도 1에서 게이트(14)는 열린 위치에 있다. 슬리브(20 및 30)는 환형의 탄성 몸체(23 및 33)를 포함하는데, 이 탄성 몸체(23 및 33)는 각각 천연 고무 또는 그 외의 적절한 합성 엘라스토머와 같은 엘라스토머 재료로 제조된다. 슬리브(20)는 슬리브의 외주(circumference) 주위로 연장되는 환형의 스티프너 링(stiffener ring, 22)에 의해 내측 단부에서 보강된다(reinforced). 이와 유사하게, 슬리브(30)는 슬리브의 외주 주위로 연장되는 환형의 스티프너 링(32)에 의해 내측 단부에서 보강된다. 각각의 스티프너 링들은 강(steel), 경질 폴리우레탄(hard polyurethane) 등과 같은 내구성 재료로 형성될 수 있다(formed). 밀봉 슬리브(20)는 외부 플랜지(21)에 부착된 공정 파이프라인과 밸브(10)의 밀봉부에 형성되는(contributed) 에지 부분(20')을 포함한다. 또한, 밀봉 슬리브(30)도 외부 플랜지(31)에 부착된 공정 파이프라인과 밸브(10)의 밀봉부에 형성되는(contributed) 에지 부분(30')을 포함한다.
상기 제 1 및 제2 절반부(12 및 13)는 2차 탄성 밀봉 부재(60)가 내부에 배열된 2차 밀봉 슬롯(61)을 형성한다. 상기 2차 밀봉 부재(60)는 천연 고무 또는 폴리우레탄과 같은 그 외의 적절한 합성 엘라스토머와 같이 일체형으로 몰딩된(unitary molded) 엘라스토머 재료이다. 2차 밀봉 부재(60)는 게이트(14)가 열린 위치와 닫힌 위치 사이에서 이동할 때 게이트(14)로부터 과도한 공정 매질이 유출되는 것을 방지하고 흘러나온 공정 매질을 닦아 내기(wipe) 위하여 게이트(14) 주위에서 표준형 패킹 재료(standard packing material)로 대체된다(replace). 2차 밀봉 부재(60)는 복수의 볼트66)와 게이트(14)의 주변(pereimeter) 주위에서 통상 직사각형 형태를 가지는 2차 밀봉 리테이너 플레이트(65)에 의해 하우징(11)에 고정된다. 1차 슬리브(20, 30)가 슬러리 라인 압력(slurry line pressure)이 2차 밀봉 부재(60)에 직접적으로 가해지는 것을 방지하기는 하지만, 상기 2차 밀봉 부재(60) 자체로도 게이트(14)의 작동 동안 공정 매질이 분사(spray)되는 것을 견뎌낼 수 있다. 따라서 2차 밀봉 부재(60)는 동적 자체-조절방식(dynamically self-adjusting)이며, 밸브의 유출을 중지시키기 위해 종래의 패킹 경우에서와 같이 수동 조절을 지속할 필요가 없다. 1차 밀봉 슬리브(20 및 30), 스티프너 링(22 및 32) 뿐만 아니라 2차 밀봉 부재(60)는 미국특허번호 5,890,700호에 보다 상세하게 기술되어 있으며, 이 미국특허는 본 명세서에서 참조문헌으로서 통합된다.
도 2는 밸브 어셈블리(100)의 상측 단부에 배열된 피스톤 하우징(110)과 밸브(10)를 포함하는 밸브 어셈블리(100)를 도시한 투시도이다. 피스톤 하우징(110)은 공정 매질 통로(19)를 개폐하도록 게이트를 이동시키기 위해 상기 게이트(14)에 부착된 피스톤 로드(도시되지 않음)를 포함한다. 파이프 플랜지(121)와 하우징(12) 사이에 배열된 에지 부분(20')을 밀봉하는 하우징 절반부(12 및 13)에 의해 밸브 하우징(11)이 형성된다. 상기 하우징 절반부(12 및 13)의 횡단면이 도 1에 도시된 횡단면과 상이한 횡단면을 가질 수도 있지만, 서로 맞은편에 있는 하우징 절반부들은 각각의 절반부를 통해 연장되는 일련의 볼트(16)에 의해 고정식으로 연결된다(rigidly connected). 1차 밀봉 슬리브(20 및 30)는 각각의 하우징 절반부(12 및 13) 내에 장착된다. 또한 밸브(10)는 1차 밀봉 슬리브(20 및 30) 위에 배열된 2차 밀봉 부재(60)(도시되지 않음)를 포함하는데, 이는 라인 A-A을 따라 절단된 단면도인 도 3에서 볼 수 있을 것이다. 2차 밀봉 부재는 일련의 볼트(66)와 2차 밀봉 리테이너 플레이트(65)에 의해 고정된다. 하우징 절반부(12, 13) 중 하나 또는 이들 둘 모두는 유입구 끼움부(inlet fitting, 120)(하우징 절반부(12)를 통해 도 2에 도시되어 있음)를 포함하며, 이 유입구 끼움부(120)는 하우징(11) 내에서 게이트의 점착성 슬라이딩 이동(cohesive sliding)을 촉진하기 위해 게이트(14)를 향하여 안내되는(directed) 그리스(grease), 오일 또는 이와 유사한 것과 같은 윤활유를 제공하기 위한 유입구 통로(inlet passage)에 접근할 수 있게 한다. 게이트에 윤활유가 제공되면 게이트 작동이 더 부드러워지며 밀봉 수명이 연장될 뿐 아니라 게이트를 작동시키기에 필요한 힘의 양도 줄어든다.
도 3은 하우징(11)의 라인 A-A를 따라 절단한 유입구 어셈블리(115)의 횡단면도이다. 상기 어셈블리(115)는 2차 밀봉 부재(60)를 통해 게이트(14)를 향하여 연장되는 구멍(130), 채널(125) 및 끼움부(120)를 포함한다. 2차 밀봉 부재(60)는 하우징 절반부(12 및 13) 사이에 있는 2차 밀봉 슬롯(61) 내에 배열된다. 저크 끼움부(zerk fitting)와 같은 끼움부(120)가 하우징 절반부(12)를 통해 채널(125) 내부에 일부분 이상 배열된다. 상기 끼움부(120)는 윤활유가 게이트(14)를 향해 일방향으로 흐를 수 있게 하는(예를 들어 일방향 체크 밸브) 채널(125) 내로 열리는 축방향으로 나란한 보어(120a)를 포함한다. 상기 구멍(130)은 2차 밀봉 부재(60)를 통해 연장되고 하우징 절반부(12)의 채널(125)과 나란하게 정렬된다. 또한 2차 밀봉 부재(60)는 하우징 절반부(12)와 함께 밀봉부를 형성하기 위해 채널(125) 주위에 있는 오목부(ridge)를 포함하는 밀봉 댐(dam, 126)을 포함한다. 상기 댐(126)은 2차 밀봉 부재(60)와 각각의 하우징 절반부, 이 경우에서는, 제 1 하우징 절반부(12) 사이에서 윤활유가 유출되는 것을 방지한다. 또한, 상기 댐(126)은 밸브(10)를 통해 흐르는 공정 매질이 유입구 어셈블리(115) 내로 유입되는 것을 방지한다. 도 3이 단일의 채널(125)을 도시하고 있지만, 상기 유입구 어셈블리(115)는 도5a-5c를 참조하여 더욱 상세하게 도시된 것과 같이 2차 밀봉 부재(60)를 통해 제 1 및 제 2 통로를 포함할 수도 있다. 2차 밀봉 부재(60)는 내부 통로(134)를 형성하는(line) 내부 주변 벽(131)을 포함하며, 게이트(14)는 이 내부 주변 벽(131)을 통해 이동한다. 상기 내부 주변 벽(131)은 게이트(14)의 외주와 밀봉식으로 결합하는(sealingly engage) 복수의 리브(136)와 유입구 어셈블리(115)를 통해 유입되는 윤활유를 보유할 수 있는 복수의 홈(137)을 포함한다. 윤활유는 가령 예를 들어 리튬계 그리스(lithium based grease)일 수 있다. 미국특허번호 5,890,700호에 도시되어 있는 것과 같이, 2차 밀봉 부재는 윤활유와 함께 홈 내에 배열된 밸브 어셈블리 내에 장착된다. 하지만, 게이트가 개폐될 때 윤활유가 흩어지고 나면(dissipate) 홈에 새로운 윤활유를 제공하기 위해2차 밀봉부는 밸브로부터 제거되어야 한다. 앞에서도 언급하였지만, 이는 밸브의 2차 밀봉 부분을 해체하고 새로운 윤활유를 추가하며 밸브를 재조립하기 위해 공정 라인의 작동 중지 시간(process line down-time)을 필요로 한다. 유입구 어셈블리(115)를 사용함으로써, 상기 공정 라인의 작동 중지 시간을 사용하며 밸브(10)를 해체하고 재조립할 필요 없이 윤활유가 그 자리에서(in situ) 2차 밀봉 부재 내로 유입되고 그 후에 게이트(14) 내로 유입될 수 있다.
도 4a-4c는 게이트(14)가 통과할 수 있게 하기 위하여 내부 통로(134)와 일반적으로 직사각형의 횡단면을 가지는 2차 밀봉 부재(60)를 도시하고 있다. 도 4a는 세로방향으로 연장되는 한 쌍의 부재(131a 및 131b)와 횡단방향으로 연장되는 한 쌍의 부재(131c 및 131d)에 의해 형성된 내부 주변 벽(131)을 가진 2차 밀봉 부재(60)를 도시하는 투시도이다. 댐(126)에 의해 둘러싸인 단일의 구멍(130)이 주변 벽(131a)을 통해 연장된다. 앞에서와 마찬가지로, 끼움부(120)가 하우징 절반부(12) 내에서 부분적으로 배열되며 윤활유를 구멍(130)에 공급하고 게이트(14) 상에 공급하기 위해 채널(125)과 나란하게 정렬된다. 도 4b는 상기 내부 주변 벽(131) 주위로 연장되는 홈(137)(음영 부분)과 리브(136)를 보여주는 2차 밀봉 부재(60)의 측면 평면도이다. 2차 밀봉 부재(60)는 윤활유를 게이트(14)의 서로 맞은편에 있는 측면(side)들에 제공하기 위해 주변 벽 부재(131a)를 통해 연장되는 제 1 구멍(130)과 주변 벽 부재(131b)를 통해 연장되는 제 2 구멍(230)(음영 부분)을 포함한다. 또한 2차 밀봉 부재(60)는 제 1 구멍(125)의 개구(opening)를 둘러싸고 있는 제 1 댐(126)과 제 2 구멍(230)의 개구를 둘러싸고 있는 제 2 댐(226)을 포함한다. 도면에서 볼 수 있듯이, 상기 구멍(130 및 230)들은 각각 게이트(14)를 향해 윤활유를 유입시키기 위해 내부 주변 벽(131a 및 131b)의 홈(137)들 중 한 특정 홈과 나란하게 정렬된다. 하지만, 이 통로들은 홈(137)들 중 하나와 나란하게 정렬될 수 있으며 및/또는 원할 시에 또 다른 홈들과 나란하게 정렬될 수 있다. 구멍(130 및 230)이 밀봉 부재(60)의 각각의 단부를 향해 배열되는 것과 같이 배치되는 것으로 도시되어 있지만, 이 통로들이 배치되는 것은 오직 밸브 어셈블리 부재들 주위에서 해당 끼움부(예를 들어, 끼움부(120))에 대한 사용자의 접근성(user accessibility)에 의해서만 제한될 수 있다. 도 4c는 게이트(14)가 이동하는 내부 통로(134)를 가진 2차 밀봉 부재(60)의 상부 평면도를 도시하고 있다. 2차 밀봉 부재(60)의 내부 주변 벽(131)들은 게이트(14)가 내부 주변 벽(131)을 횡단할 때 게이트(14)로부터 과도한 공정 매질이 유출되는 것을 방지하고 흘러나온 공정 매질을 닦아 내기(wipe) 위해 게이트(14)의 외주와 밀봉식으로 결합하고 있다(sealingly engage). 이러한 형태의 밀봉 부재(60)는 제1 벽(60a)을 통해 배치된 제 1 댐(126)과 상기 벽(60a)의 맞은편에 있는 제 2 벽(60b)을 통해 배치된 제 2 댐(226)을 가진다. 윤활유가 보어(126) 또는 끼움부(120) 내로 유입되어, 하우징(12)을 통해 채널(125) 내로 흘러가고, 리브(136)를 향해 2차 밀봉 부재(60)의 구멍(130) 내로 흐르며 게이트(14)와 접촉한다.
도 5a-5c는 일반적으로 직사각형의 횡단면을 가진 2차 밀봉 부재(360)의 대안의 실시예를 도시하고 있다. 도 5a는 세로방향으로 연장되는 한 쌍의 벽(331a 및 331b)과 횡단방향으로 연장되는 한 쌍의 벽(331c 및 331d)을 포함하는 내부 주변 벽(331)에 의해 형성되는 내부 통로(334)를 가진 2차 밀봉 부재(360)의 투시도이다. 상기 밀봉 부재(360)는 주변 벽(331a)을 통해 연장되는 제 1 및 제 2 구멍(330a 및 330b)를 포함하는데 이 둘은 모두 댐(326)에 의해 둘러싸여 있다. 도 5b는 상기 댐(326)에 의해 둘러싸인 제 1 및 제 2 구멍(330a 및 330b)과 댐(426)(음영 부분으로 도시됨)에 의해 둘러싸인 제 3 및 제 4 구멍(430a 및 430b)을 보여주는 측면 평면도이다. 리브(336)와 홈(337)(음영 부분)은 내부 주변 벽(331) 주위로 연장된다. 제 1 및 제 2 구멍(330a, 330b)과 제 3 및 제 4 구멍(430a 및 430b)은 윤활유를 게이트(14)의 서로 맞은편에 있는 측면들에 제공한다. 도면에서 볼 수 있듯이, 상기 구멍(330 및 430)들은 각각 내부 주변 벽(331)의 홈(337)들 중 한 특정 홈과 나란하게 정렬된다. 이와 비슷하게, 각각의 구멍(330b 및 430b)도 홈(337)들 중 한 특정 홈과 나란하게 정렬된다. 하지만, 이 구멍들은 홈(337)들 중 하나와 나란하게 정렬될 수 있으며 및/또는 원할 시에 또 다른 홈들과 나란하게 정렬될 수 있다. 도 4b를 참조하여 도시된 구멍들과 유사하게, 구멍(330a, 330b, 430a 및 430b)들이 상기 밀봉 부재(360)의 각각의 단부들을 향해 배열되는 것과 같이 배치되는 것으로 도시되어 있지만, 이 통로들이 배치되는 것은 윤활유를 공급하기 위해 오직 밸브 어셈블리 부재들 주위에서 해당 끼움부에 대한 사용자의 접근성에 의해서만 제한될 수 있다. 도 5c는 홈들과 나란하게 정렬된 구멍들을 도시하기 위해 도 5b의 라인 B-B를 따라 절단한 횡단면도이다. 제 1 및 제 2 구멍(330a 및 330b)은 홈(337)과 나란하게 정렬되고 댐(326)에 의해 둘러싸여 있다. 윤활유가 구멍(330a 및 330b)에 공급될 때, 이 윤활유는 홈(337)을 향해 흘러가고 게이트(14)가 이동하는 내부 통로(334) 내로 흐르며, 이에 따라 게이트에 윤활유가 제공된다. 이런 방식으로, 공정 라인의 작동 중지 시간을 사용하며 밸브를 해체하고 재조립할 필요 없이 밸브 게이트에 윤활유를 제공하기 위하여, 복수의 구멍들이 2차 밀봉 부재(360)를 통해 형성될 수 있다.
도 6a-6c는 2차 밀봉 부재의 대안의 실시예(460)를 도시하고 있다. 도 6a는 세로방향으로 연장되는 한 쌍의 벽(431a 및 431b)과 횡단방향으로 연장되는 한 쌍의 벽(431c 및 431d)을 포함하는 내부 주변 벽(431)에 의해 형성된 내부 통로(434)를 가진 2차 밀봉 부재(460)를 도시하는 투시도이다. 상기 2차 밀봉 부재(460)는 둘 다 댐(426)에 의해 둘러싸인 주변 벽(431b)을 통해 연장되는 제 1 및 제 2 구멍(430a 및 430b)을 포함한다. 또 다른 구멍 쌍과 이 구멍에 연결된 댐이 주변 벽(431a) 위에 배열되는데, 이들은 전체적으로 도면부호(425)로 표시되어 있다.
도 6b는 댐(426)에 의해 둘러싸인 제 1 및 제 2 구멍(430a 및 430b)을 보여주는 2차 밀봉 부재(460)의 일부분을 도시한 투시도이다. 복수의 리브(436)들 중 하나와 복수의 홈(437)들 중 하나가 주변 벽(431a) 내부에 도시되어 있다. 또한 주변 벽(431b) 내부도 유사한 복수의 리브와 홈을 형성하고 있다. 댐(426)에 의해 둘러싸인 제 1 및 제 2 구멍(430a, 430b)으로 인해, 윤활유가 내부 통로(434)를 통과할 때 이 윤활유는 게이트(14)의 마주보는 측면들에 유입될 수 있다(도 1 참조). 댐(426)의 상측 부분(426a)은 주변 벽(431b)의 상부로 연장되고 바닥 부분(426b)은 주변 벽(431b)의 표면으로부터 멀어지도록 각을 이루고 있다(angled away). 이는 도 6c에서 보다 상세하게 도시되어 있다. 댐(426)은 밸브(10)의 각각의 하우징 절반부와 2차 밀봉 부재(460) 사이에서 윤활유가 유출되는 것을 방지한다. 또한, (도 3에 도시되어 있는 것과 같이) 댐(426)은 밸브(10)를 통과하여 흐르고 있는 공정 매질이 연결되어 있는 유입구 어셈블리 내로 유입되는 것을 방지한다. 각각의 구멍(430a 및 430b)은 주변 벽(431b)의 홈(437)들 중 한 특정 홈과 나란하게 정렬된다. 도 4 및 도 5에 도시되어 있는 구멍들과 유사하게, 이 구멍들은 밀봉 부재(460)의 각각의 단부를 향해 배열되는 것과 같이 배치되는 것으로 도시되어 있다. 하지만, 이 통로들이 배치되는 것은 윤활유를 공급하기 위해 오직 밸브 어셈블리 부재들 주위에서 해당 끼움부들에 대한 사용자의 접근성에 의해서만 제한될 수 있다.
도 6c는 홈(437a, 437b)과 리브(436) 및 이들과 나란하게 정렬된 구멍을 도시하고 있는 도 6b의 라인 C-C을 따라 절단한 횡단면도이다. 주변 벽(431b)을 통해 연장되는 제 1 및 제 2 구멍(430a 및 430b)은 각각 홈(437a 및 437b)과 나란하게 정렬된다. 상기 제 1 및 제 2 구멍은 경사진 바닥 부분(426b)과 상측 부분(426a) 을 가진 댐(426)에 의해 둘러싸여 있다. 윤활유가 구멍(430a 및 430b)에 공급될 때, 이 윤활유는 홈(437a, 437b)을 향해 흘러가고 게이트(14)가 이동하는 내부 통로(434) 내로 흐르며, 이에 따라 게이트에 윤활유가 제공된다. 이런 방식으로, 공정 라인의 작동 중지 시간을 사용하며 밸브를 해체하고 재조립할 필요 없이 밸브 게이트에 윤활유를 제공하기 위하여, 복수의 구멍들이 2차 밀봉 부재(460)를 통해 형성될 수 있다.
도 7a-7d는 2차 밀봉 부재의 대안의 실시예(560)를 도시하고 있다. 도 7a는 세로방향으로 연장되는 한 쌍의 벽(531a 및 531b)과 횡단방향으로 연장되는 한 쌍의 벽(531c 및 531d)을 포함하는 내부 주변 벽(531)에 의해 형성되는 내부 통로(534)를 가진 2차 밀봉 부재(560)의 투시도이다. 상기 2차 밀봉 부재(560)는 둘 다 댐(526)에 의해 둘러싸인 주변 벽(531b)을 통해 연장되는 제 1 및 제 2 구멍(530a 및 530b)을 포함한다. 또 다른 구멍 쌍과 이 구멍에 연결된 댐이 주변 벽(531a) 위에 배열되는데, 이들은 전체적으로 도면부호(525)로 표시되어 있다.
도 7b는 댐(526)에 의해 둘러싸인 제 1 및 제 2 구멍(530a 및 530b)을 보여주는 2차 밀봉 부재(560)의 일부분을 도시한 투시도이다. 댐(526)은 한 쌍의 횡단방향 벽(526a, 526b)과 세로방향 벽(526c)에 의해 형성된다. 상기 횡단방향 벽(526a 및 526b) 쌍은 주변 벽(531b)의 상측 부분으로부터 주변 벽(531b)의 바닥 부분으로 연장된다. 상기 횡단방향 벽(526a 및 526b)의 상측 부분은 도 7d 밑의 부분에 도시되어 있는 것과 같이 리테이너 플레이트(65)로 연장된다. 댐(526)의 바닥 부분(526c)은 주변 벽(531b)의 표면으로부터 멀어지도록 각을 이루고 있다(angled away). 복수의 리브(536)들 중 하나와 복수의 홈(537)들 중 하나가 주변 벽(531a) 내부에 도시되어 있다. 또한 주변 벽(531b) 내부도 이와 유사한 복수의 리브와 홈을 형성하고 있다. 댐(526)에 의해 둘러싸인 제 1 및 제 2 구멍(530a, 530b)으로 인해, 윤활유가 내부 통로(534)를 통과할 때 이 윤활유는 게이트(14)의 마주보는 측면들에 유입될 수 있다. 댐(526)은 밸브(10)의 각각의 하우징 절반부와 2차 밀봉 부재(560) 사이에서 윤활유가 유출되는 것을 방지한다. 또한, (도 3에 도시되어 있는 것과 같이) 댐(526)은 밸브(10)를 통과하여 흐르고 있는 공정 매질이 연결되어 있는 유입구 어셈블리 내로 유입되는 것을 방지한다. 각각의 구멍(530a 및 530b)은 도 7c에 도시되어 있는 것과 같이 주변 벽(531b)의 내부의 홈(537)들 중 한 특정 홈과 나란하게 정렬된다. 도 4, 도 5 및 도 6에 도시되어 있는 구멍들과 유사하게, 이 구멍들은 밀봉 부재(560)의 각각의 단부를 향해 배열되는 것과 같이 배치되는 것으로 도시되어 있다. 하지만, 이 통로들이 배치되는 것은 윤활유를 공급하기 위해 오직 밸브 어셈블리 부재들 주위에서 해당 끼움부들에 대한 사용자의 접근성에 의해서만 제한될 수 있다.
도 7c는 홈(537)들과 리브(536) 및 이들과 나란하게 정렬된 구멍(530a, 530b)을 도시하고 있는 도 7b의 라인 C-C을 따라 절단한 횡단면도이다. 주변 벽(531b)을 통해 연장되는 제 1 및 제 2 구멍(530a 및 530b)은 각각 홈(537a 및 537b)과 나란하게 정렬된다. 댐(526)의 세로방향 벽(526c)은 경사진 부분(526d)을 가진다. 윤활유가 구멍(530a 및 530b)에 공급될 때, 이 윤활유는 홈(537a, 537b)을 향해 흘러가고 게이트(14)가 이동하는 내부 통로(534) 내로 흐르며, 이에 따라 게이트에 윤활유가 제공된다. 도 7d는 2차 밀봉 부재(560) 위에 장착된 2차 밀봉 리테이너 플레이트(65)의 측면도이다. 댐(526)의 각각의 횡단방향 벽(526a, 526b)은 상기 리테이너 플레이트(65)의 하측 표면을 향하여 상부방향으로 연장된다.
본 발명이 특정 실시예들에 대해 기술되었지만, 이렇게 기술된 실시예들에 대해, 하기 청구항들에서 정의된 것과 같이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고도, 다양한 변형예, 대안예들과 변경예들이 가능하다. 이에 따라, 본 발명은 본 명세서에서 기술된 실시예들에만 제한하려는 것이 아니라, 하기 청구항 및 이 청구항들의 균등예들에서 정의된 전체 범위를 포함하고 있다.

Claims (9)

  1. 밸브 밀봉 부재로서:
    - 밸브 하우징 내에 고정된 밀봉 부재로서, 상기 밀봉 부재는 밸브 닫힘 부재와 밀봉식으로 결합하도록(sealingly engage) 구성된 주변 벽을 가지는, 밀봉 부재;
    - 채널을 형성하며 상기 주변 벽을 통해 연장되는 구멍으로서, 상기 채널은 상기 밀봉 부재의 상기 구멍을 통해 상기 밸브 닫힘 부재에 윤활유를 제공하도록 구성되는, 구멍; 및
    - 상기 구멍을 일부분 이상 둘러싸고 있는 댐으로서, 상기 댐은 상기 주변 벽의 표면으로부터 멀어지도록 경사진(angled away) 하측 부분을 가지는, 댐; 을 포함하는,
    밸브 밀봉 부재.
  2. 게이트 밸브로서:
    - 서로 맞은편에 있으며 각각 통로들을 통해 동축적인(coaxial) 제 1 하우징 부재 및 제 2 하우징 부재로서, 상기 각각의 제 1 및 제 2 하우징 부재는 상기 하우징 부재들이 함께 결합될 때 횡단방향의 게이트 챔버를 형성하는, 제 1 하우징 부재 및 제 2 하우징 부재;
    - 상기 횡단방향의 게이트 챔버 내에 배열되며 상기 횡단방향의 게이트 챔버 내에서 열린 위치로부터 닫힌 위치로 슬라이딩 이동가능한 게이트로서, 상기 열린 위치에서 상기 게이트는 윤활유가 통로들을 통해 흐르는 것을 차단하지 않고, 상기 닫힌 위치에서 상기 게이트는 통로들 사이에 배열되는(interposed), 게이트;
    - 상기 제 1 하우징 부재 내에 배열된 제 1의 환형의 1차 밀봉 슬리브;
    - 상기 제 2 하우징 부재 내에 배열된 제 2의 환형의 1차 밀봉 슬리브로서, 각각의 상기 제 1 및 제 2의 환형의 1차 밀봉 슬리브는 밸브의 열린 위치에서 압축 하에서 서로 밀봉식으로 결합되고 밸브가 닫혀 있을 때에는 게이트와 밀봉식으로 결합되도록 구성되는, 제 2의 환형의 1차 밀봉 슬리브;
    - 상기 제 1 및 제 2의 환형의 1차 밀봉 슬리브 위에서 상기 하우징 부재들 사이에 고정되고 상기 게이트 챔버와 나란하게 정렬된 2차 밀봉 부재로서, 상기 2차 밀봉 부재는 상기 게이트와 밀봉식으로 결합하도록 구성된 주변 벽을 추가로 포함하고, 상기 2차 밀봉 부재는 상기 2차 밀봉 부재를 통해 연장되는 구멍을 가지는, 2차 밀봉 부재;
    - 상기 제 1 하우징 부재 또는 제 2 하우징 부재 중 하나 이상의 부재를 통해 배열되고 상기 2차 밀봉 부재의 상기 구멍과 나란하게 정렬된 유입구 채널로서, 상기 유입구 채널은 상기 2차 밀봉 부재의 상기 구멍을 통해 윤활유를 상기 게이트에 제공하도록 구성되는, 유입구 채널; 그리고
    - 상기 구멍에 대한 개구(opening)를 일부분 이상 둘러싸고 있는 댐으로서, 상기 댐은 상기 2차 밀봉 부재와 상기 제 1 하우징 부재 또는 제 2 하우징 부재 중 하나 이상의 부재 사이에 배열되고 상기 주변 벽으로부터 외부방향으로 연장되며, 상기 댐은 상기 주변 벽으로부터 멀어지도록 경사진 하측 부분을 가지는, 댐; 을 포함하는,
    게이트 밸브.
  3. 제 2 항에 있어서,
    각각의 1차 슬리브 유닛들은 축방향으로 변형가능한 엘라스토머 재료의 환형 몸체 형태인,
    게이트 밸브.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 2차 밀봉 부재는 상기 게이트가 통과하는 내부 통로를 가진 일방향으로 변형가능한 엘라스토머 재료의 몸체 형태인,
    게이트 밸브.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 2차 밀봉 부재의 내부 주변 에지(edge)는 리브들과 홈들을 교대로 가지며 상기 리브들은 게이트와 밀봉식으로 결합되고 상기 홈들 중 하나 이상의 홈은 윤활유를 수용하기 위해 상기 2차 밀봉 부재의 상기 구멍과 나란하게 정렬되는,
    게이트 밸브.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 게이트 밸브는 제 1 개구, 제 2 개구 및 상기 제 1 개구와 제 2 개구를 연결하는 축방향으로 나란하게 배열된 보어를 가진 끼움부(fitting)를 추가로 포함하고, 상기 끼움부는 상기 유입구 채널 내에 일부분 이상 배열되며, 상기 끼움부는 상기 제 1 개구에서 윤활유를 수용하여 이 윤활유를 상기 보어를 통해 상기 제 2 개구와 상기 유입구 채널에 공급하도록 구성되는,
    게이트 밸브.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 2차 밀봉 부재의 상기 구멍은 제 1 구멍이며, 상기 2차 밀봉 부재는 상기 2차 밀봉 부재를 통해 연장되는 제 2 구멍을 가지는,
    게이트 밸브.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 유입구 채널은 제 1 유입구 채널이며, 상기 밸브는 상기 2차 밀봉 부재의 상기 제 2 구멍과 나란하게 정렬되고 상기 제 1 하우징 부재 또는 제 2 하우징 부재들 중 하나 이상의 부재를 통해 배열된 제 2 유입구 채널을 추가로 포함하며, 상기 제 2 유입구 채널은 상기 2차 밀봉 부재의 상기 제 2 구멍을 통해 윤활유를 상기 게이트에 제공하도록 구성된,
    게이트 밸브.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 2차 밀봉 부재의 내부 주변 에지는 리브들과 홈들을 교대로 가지며 상기 리브들은 게이트와 밀봉식으로 결합되고 상기 홈들 중 하나 이상의 홈은 윤활유를 수용하기 위해 상기 2차 밀봉 부재의 상기 제 2 구멍과 나란하게 정렬되는,
    게이트 밸브.
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