KR20120081838A - 철판재를 이용한 밸브바디의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

철판재를 이용한 밸브바디의 제조방법이 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 철판재를 이용한 밸브바디의 제조방법은 개방공 및 유로공이 구비된 메인바디와, 상기 유로공에 결합되는 사이드바디로 구성된 밸브바디를 제조하는 방법에 있어서, 사각형 또는 사다리꼴 형상의 철판재를 벤딩하고 접합하거나, 철재 파이프를 일정 높이로 절단하여 상기 메인바디와 사이드바디를 제작하는 1단계; 상기 1단계에서 제작된 상기 메인바디 측면에 상기 사이드바디의 접합단부를 대고 테두리를 표시하는 2단계; 상기 2단계에서 표시된 대로 절단하여 상기 유로공을 형성하는 3단계; 및 상기 3단계에서 형성된 상기 유로공에 상기 사이드바디의 접합단부를 접합시키는 4단계;를 포함한다.

Description

철판재를 이용한 밸브바디의 제조방법{Making method of valve body by using steel plate or pipe}
본 발명은 밸브바디의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 철판재를 성형, 접합, 절단하여 만들어진 메인바디와 사이드바디를 상호 접합시켜 원하는 형상과 크기의 밸브바디를 제조할 수 있는 철판재를 이용한 밸브바디의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 밸브바디는 밸브의 외부 프레임에 해당되는 것으로 유체의 주 흐름이 이루어지는 경로를 형성하는 메인바디와, 상기 메인바디 내외부에 연결되어 보조 흐름을 형성함으로써 유체의 주 흐름을 제어하거나 새로운 유체 흐름을 원하는 방향으로 전환시키는 사이드바디로 구성되어, 밸브의 다른 구성요소인 각종 유체의 흐름 제어장치와의 결합과 상관에 의해 밸브 전체가 유량과 유체의 흐름 성질을 제어하는 기능을 수행할 수 있도록 유체의 주요 이동경로 및 수용 공간부를 제공한다.
종래 대부분의 밸브바디는 주조방식을 거쳐 일체로 제작하였으나, 밸브바디의 용도와 관련하여 주물로 제작하기 적합한 재질로만 제작할 수 있는 한계가 있을 뿐 아니라 주물에 사용되는 이러한 자재의 원활한 수급을 기대하기 힘든 실정이며, 밸브바디를 주물에 의해 일체로 형성시키기 위해서는 밸브바디의 절곡된 형상, 공간부, 사이즈 등을 고려하여 재질, 형상, 크기에 따라 목형과 금형을 별도로 제작하고 보관하여야만 하는 번거로움이 있었다.
또 고온의 주물과 금형장치를 다룰 때 각별한 주의가 필요하고 주물과정에서 발생되는 결함의 잔재 여부는 정밀한 검사를 요구하여 생산성을 저하시키며, 주물의 특성상 밸브바디의 검사 시에도 발견되지 않고 제작과정이나 장치의 일부 수정에 의해 보완될 수 없는 결함이 발생되는 경우도 빈번하여 제작사는 이에 따라 파생될 수 있는 위험부담을 항상 가지고 있는 실정이다.
또한 주조산업은 대표적인 공해산업으로 환경오염이 심각하고 3D 업종으로 작업자의 고령화가 심각한 수준이다. 앞으로 공해산업에 대한 환경규제가 엄격해지면 더더욱 힘든 상태가 될 것은 자명하다.
본 발명의 실시 예들은 철판재를 벤딩 또는 절곡에 의해 성형하고 접합하여 메인바디와 사이드바디를 별도로 제작한 후 메인바디에 유로공을 절단, 성형하여 사이드바디를 접합함으로써 밸브바디를 손쉽게 제조할 수 있는 철판재를 이용한 밸브바디의 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 개방공 및 유로공이 구비된 메인바디와, 상기 유로공에 결합되는 사이드바디로 구성된 밸브바디를 제조하는 방법에 있어서, 사각형 또는 사다리꼴 형상의 철판재를 벤딩하고 접합하거나, 철재 파이프를 일정 높이로 절단하여 상기 메인바디와 사이드바디를 제작하는 1단계; 상기 1단계에서 제작된 상기 메인바디 측면에 상기 사이드바디의 접합단부를 대고 테두리를 표시하는 2단계; 상기 2단계에서 표시된 대로 절단하여 상기 유로공을 형성하는 3단계; 및 상기 3단계에서 형성된 상기 유로공에 상기 사이드바디의 접합단부를 접합시키는 4단계;를 포함하는 철판재를 이용한 밸브바디의 제조방법이 제공될 수 있다.
그리고 상기 3단계 다음에는 상기 개방공 또는 상기 3단계에서 형성된 상기 유로공의 테두리를 넥킹하는 3a단계가 더 포함될 수 있다.
또 상기 3a단계에서 넥킹된 상기 개방공의 테두리는 내측으로 좁아지는 축소부 또는 외측으로 벌어지는 확장부 형상을 가질 수 있다.
또한, 상기 3a단계에서 넥킹된 상기 유로공의 테두리는 외측으로 벌어지는 확장부를 가질 수 있다.
또 상기 사이드바디는 확장되는 관 형상을 가질 수 있다.
본 발명의 실시 예들은 주물공정 없이 철판재를 벤딩, 접합, 넥킹함으로써 원하는 형상과 재질로 밸브바디를 손쉽게 제작할 수 있다.
그리고 철판재를 벤딩하여 메인바디와 사이드바디를 제작한 후 사이드바디의 접합단부를 대고 테두리를 따라 표시한 대로 절단하여 유로공을 형성시키기 때문에 가공오차를 최소화할 수 있으며 어떠한 형상의 사이드바디도 접합시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시 예를 따른 철판재를 이용한 밸브바디의 제조방법을 나타내는 순서도.
도 2는 도 1에 도시된 본 발명에 따른 제조과정을 도식적으로 나타내는 전개도.
도 3은 본 발명의 메인바디의 다른 실시 형태를 나타내는 단면도.
도 4는 본 발명의 다른 실시 형태를 나타내는 단면도.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 형태를 나타내는 단면도.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시 예를 상세하게 설명하고자 한다. 하기 설명 및 첨부 도면에 나타난 바는 본 발명의 전반적인 이해를 위해 제시된 것이므로 본 발명의 기술적 범위가 그것들에 한정되는 것은 아니다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 구성 및 기능에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시 예를 따른 철판재를 이용한 밸브바디의 제조방법을 나타내는 순서도이고, 도 2는 도 1에 도시된 본 발명에 따른 제조과정을 도식적으로 나타내는 전개도이다.
본 발명에 따른 철판재를 이용한 밸브바디는 유체의 주 흐름이 이루어지도록 상하가 개방된 개방공(12)을 가질 수 있으며 좌우측면은 메인바디(10)와, 상기 메인바디(10)에 연결되어 유체의 보조 흐름이 이루어지는 사이드바디(20)로 구성되며, 상기 메인바디(10)와 사이드바디(20) 각각은 철판재의 절단, 벤딩, 접합에 의해 제작되고 최종적으로 상호 접합되어 일체의 밸브바디로 형성된다.
도시된 바를 참조하면, 본 발명은 다섯 단계로 이루어질 수 있는데, 먼저 1단계(S100)는 메인바디(10)와 사이드바디(20)를 제작하는 단계이다.
철판재를 정밀하게 절단하여 사각형 또는 사다리꼴형의 철판재를 준비하여 벤딩한 후 접합하여 중공 형태의 메인바디(10) 또는 사이드바디(20)를 제작한다. 또는 철재 파이프를 일정 높이로 절단하여 제작할 수도 있다.
이때 철판재에 치수를 표시하고 절단하는 과정은 반자동 또는 수동으로 이루어질 수 있으나 완전 자동으로 이루어질 때는 철판재 상에 치수를 기입할 필요없이 자동기계장치에 데이타를 기입하는 과정으로 대체할 수 있다.
그리고 절단된 철판재를 벤딩하는 것은 상기 메인바디(10)와 사이드바디(20) 각각의 기본형상으로 절곡시켜 내부공간을 형성시키는 것으로, 상기 메인바디(10)의 경우 원 및 타원형상으로 벤딩할 수 있으며, 상기 사이드바디(20)의 경우 원, 타원, 삼각형, 사각형뿐 아니라 다른 형상으로 순차적인 변화를 가지는 통로를 가지도록 할 수 있을 것이다. 또 상기 사이드바디(20)는 확장되는 관 형상의 콘(Cone) 형태로 제작할 수 있다.
한편, 벤딩된 철판재는 삽입식 용접 또는 맞대기 용접 등에 의해 접합시켜 기본형상을 완성한다.
물론 상술한 바와 같이 철재 파이프의 양단을 절단하여 바로 상기 메인바디(10)와 사이드바디(20)의 기본형상을 완성할 수 있다.
다음으로 2단계(S200)는 상기 메인바디(10)에 상기 사이드바디(20)의 접합단부(22)를 표시하는 단계이다.
즉, 상기 메인바디(10)의 측면에 유로공(14)을 형성하기 위해 상기 메인바디(10) 측면에 상기 사이드바디(20)의 접합단부(22)를 대고 상기 접합단부(22)의 테두리를 따라 표시함으로써 상기 접합단부(22)와 접합되는 상기 유로공(14)을 절단 위치를 표시한다.
만일, 상기 1단계(S100)에서 미리 유로공(14)을 절단한 후 벤딩, 접합하여 상기 메인바디(10)를 제작하면 상기 유로공(14)의 형상이 일부 변형될 수 있고 이로 인해 상기 사이드바디(20)의 접합단부(22)를 접합시킬 때 정확한 접합이 어려울 수 있다.
따라서, 상기 메인바디(10)의 측면에 상기 유로공(14)의 형상을 정확하게 표시하는 것이 중요한데, 상기 접합단부(22)를 대고 표시하는 방법 외에 다른 방법을 사용할 수도 있을 것이다.
이때 다양한 상기 접합단부(22)의 형상대로 상기 유로공(14)이 표시될 수 있다. 다시 말해, 원형, 타원형, 사각형, 삼각형 등 다양한 형태의 유로공(14)을 형성할 수 있을 것이다.
다음으로 3단계(S300)는 상기 2단계(S200)에서 표시된 유로공(14)을 절단하는 단계이다.
절단작업은 가스 절단, 아크 절단 등 종래 알려진 다양한 방법을 사용하여 수행될 수 있다.
다음으로 4단계(S400)는 상기 개방공(12) 또는 유로공(14)의 테두리를 절곡하여 넥킹하는 단계이다.
상기 개방공(12) 또는 유로공(14)의 테두리를 넥킹하는 것은 상호 연결을 용이하게 하기 위한 것으로 내측으로 축소되게 할 수도 있고 외측으로 벌어지게 할 수도 있다.
도 2(d)에 도시된 바를 참조하여 좀더 설명하면, 상기 개방공(12)의 경우 테두리가 내측으로 좁아지는 형상의 축소부(12a)를 형성시킬 수 있으며, 외측으로 벌어지는 형상의 확장부(12b)를 형성시킬 수 있다.
또 도 3(a)에 도시된 바와 같이 상기 유로공(14)의 경우 테두리가 외측으로 벌어지는 형상의 확장부(14b)를 형성시킬 수 있다.
상기 개방공(12)과 유로공(14)을 넥킹시키는 방법은 수동으로 두드려 할 수 있고, 별도의 넥킹장치를 이용할 수도 있을 것이다.
다음으로 5단계(S500)는 상기 유로공(14)에 상기 사이드바디(20)의 접합단부(22)를 접합시키는 단계이다.
상기 접합단부(22)는 용접 등에 의해 접합시킬 수 있고 제품의 직각도 및 수평도를 유지하기 위한 지그 작업을 동반하여 정밀하게 접합시킴으로써 상기 사이드바디(20)의 유로 확장 또는 축소에 의해 상기 메인바디(10) 내의 유류 제어가 정밀하게 이루어질 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
도 3과 도 4 및 도 5를 참조하여 다른 실시 형태의 메인바디(10)와 사이드바디(20)를 설명하기로 한다. 도 3은 본 발명의 메인바디의 다른 실시 형태를 나타내는 단면도, 도 4는 본 발명의 다른 실시 형태를 나타내는 단면도, 그리고 도 5는 본 발명의 또 다른 실시 형태를 나타내는 단면도이다.
도 3에 도시된 (a)는 유로공(14)이 양측에 형성되고 개방공(12)과 유로공(14) 모두 넥킹된 형태이고, (b)는 일측에만 개방공(12)이 형성되고 개방공(12)만 넥킹된 형태를 나타낸다.
(a)와 같이 유로공(14)에 확장부(14b)를 형성시킴으로써 사이드바디(20)의 접합단부(22)와 접합이 용이하고 견고하게 이루어질 수 있다.
도 4(a)는 도 3(a)의 메인바디(10)에 플랜지 형태의 사이드바디(20)를 접합한 형상이고, 도 4(b)는 도 3(b)의 메인바디(10)에 플랜지 형태의 사이드바디(20)를 접합한 형태를 나타낸다.
도 5(a)는 2방향(2-WAY) 유로를 형성할 수 있도록 메인바디 내부에 'T' 형의 사이드바디가 유로공 내부로 삽입되어 보조유로를 형성하는 형태이고, 도 5(b,c)는 2 & 3방향(2-WAY & 3-WAY) 유로를 형성할 수 있도록 메인바디 내부에 '┗┓'형의 격벽이 구비되어 2개 또는 3개의 공간으로 구분된 형태이며, 도 5(d)는 3방향(3-WAY) 유로를 형성할 수 있는 구조이다.
도시된 바와 같이, 다양한 규격의 플랜지를 접합 또는 체결할 수 있으며, 더불어 다양한 형태의 보조유로를 형성하는 구성이 부가될 수 있을 것이다.
상기에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 하기의 특허청구범위에서 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10 : 메인바디 12 : 개방공
12a : 축소부 12b : 확장부
14 : 유로공 14b : 확장부
20 : 사이드바디 22 : 접합단부
S1 : 1단계 S2 : 2단계
S3 : 3단계 S3a : 3a단계
S4 : 4단계

Claims (5)

  1. 개방공(12) 및 유로공(14)이 구비된 메인바디(10)와, 상기 유로공(14)에 결합되는 사이드바디(20)로 구성된 밸브바디를 제조하는 방법에 있어서,
    사각형 또는 사다리꼴 형상의 철판재를 벤딩하고 접합하거나, 철재 파이프를 일정 높이로 절단하여 상기 메인바디(10)와 사이드바디(20)를 제작하는 1단계(S100);
    상기 1단계(S1)에서 제작된 상기 메인바디(10) 측면에 상기 사이드바디(20)의 접합단부(22)를 대고 테두리를 표시하는 2단계(S2);
    상기 2단계(S2)에서 표시된 대로 절단하여 상기 유로공(14)을 형성하는 3단계(S3); 및
    상기 3단계(S3)에서 형성된 상기 유로공(14)에 상기 사이드바디(20)의 접합단부(22)를 접합시키는 4단계(S4);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 철판재를 이용한 밸브바디의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 3단계(S3) 다음에는,
    상기 개방공(12) 또는 상기 3단계(S3)에서 형성된 상기 유로공(14)의 테두리를 넥킹하는 3a단계(S3a)가 더 포함될 수 있는 것을 특징으로 하는 철판재를 이용한 밸브바디의 제조방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 3a단계(S3a)에서 넥킹된 상기 개방공(12)의 테두리는 내측으로 좁아지는 축소부(12a) 또는 외측으로 벌어지는 확장부(12b) 형상인 것을 특징으로 하는 철판재를 이용한 밸브바디의 제조방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 3a단계(S3a)에서 넥킹된 상기 유로공(14)의 테두리는 외측으로 벌어지는 확장부(14b) 형상인 것을 특징으로 하는 철판재를 이용한 밸브바디의 제조방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 사이드바디(20)는 확장되는 관 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 철판재를 이용한 밸브바디의 제조방법.
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