KR20120114980A - 테프론라인더 버터플라이밸브 기밀구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 화학적 특성을 가지는 유체가 스템홀 방향으로 누출하려는 것을 원천적으로 차단하여 금속으로 구성되는 밸브바디와 스템의 상측 부위가 손상되지 않도록하는 밸브용 기밀구조에 관한 것으로서, 어퍼바디와 로어바디로 양분되어 볼트로 분해 및 조립되는 밸브바디와, 상기 밸브바디의 상,하측에는 표면에 테프론을 부착한 디스크의 상,하측으로 돌출되는 스템을 결합할 수 있도록 형성하는 스템홀과, 상기 밸브바디의 내경면에는 디스크의 테프론과 연접되어 기밀과 더불어 화학적 내성을 유지하도록 결합하는 링 형태의 밸브시트와, 상기 밸브시트는 형상을 유지하고 탄성을 가지면서 밸브바디와의 결합력을 높이도록 고무재질로 구비되는 시트바디와, 상기 시트바디의 외표면에 테프론을 부착하여 화학적 특성을 가지는 유체에 대응할 수 있도록 구성하는 테프론라인더 버터플라이밸브에 있어서;
상기 밸브바디에 형성되는 스템홀의 내부에 밸브바디에 결합되는 밸브시트의 시트바디와 연접될 수 있게 안착시키는 기밀링과, 상기 기밀링의 외측에 위치시켜 기밀링을 스템홀의 내측방향과 외측방향으로 가압하는 가압링과, 상기 가압링의 외측에 개재하여 스템방향으로의 유체누출을 최종차단하는 테프론링과, 상기 테프론링과 패킹글랜드 사이에 개재하여 가압력을 발생시키는 가압스프링을 포함하는 기밀구조를 제공하는 것이 특징이다.

Description

테프론라인더 버터플라이밸브 기밀구조{SEALANT STRUCTURE FOR TEFLON LINED BUTTERFLY VALVE}

본 발명은 테프론라인더 버터플라이밸브 기밀구조에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 밸브를 구성하는 디스크를 작동시키기 위한 스템이 연결되는 부위를 통하여 유체가 누출되는 것을 방지할 수 있도록 개선한 기밀구조의 제공에 관한 것이다.

액체 또는 기체 등과 같은 유체의 흐름을 제어하기 위한 용도로 사용되는 밸브는 다양한 종류가 개발되어 사용되고 있으며, 그 중 버터플라이밸브는 유체의 유량을 적절하게 제어할 수 있는 특징으로 인하여 많이 사용되고 있다.

근자에 들어서는 유체 중에서도 산, 알칼리성 화학품이 사용되는 경우가 많아지고 있으며, 이러한 경우에는 높은 내식성을 요구하게 되나, 밸브의 특성상 대부분이 금속재질로 구성되므로 쉽게 부식되어 이송중인 유체가 누설되는 현상이 빈번하게 이어나게 된다.

이와 같이 부식성이 강한 화학약품과 같은 유체를 이송하는 라인에 설치되는 밸브에는 내식성을 높일 수 있도록 하기 위하여 유체와 직접 접촉되는 디스크와 밸브시트의 표면에 테프론코팅을 수행하거나 또는 테프론을 부착한 테프론라인더 형태의 버터플라이밸브를 제공하고 있는 실정이다.

상기와 같이 테프론라인더를 가지는 버터플라이밸브(1)는 도 5와 같은 구성으로 되어 있으며, 이를 살펴보면 다음과 같다.

어퍼바디(2)와 로어바디(3)로 양분되어 볼트(4)로 분해 및 조립되는 밸브바디(5)를 구비하고, 상기 밸브바디(5)의 상,하측으로는 스템홀(6)을 형성하여 표면에 테프론라인딩(7)을 수행한 디스크(8)의 상,하측으로 돌출되는 스템(9)을 결합한다.

상기 밸브바디(5)의 내경면에는 디스크(8)의 테프론라인딩(7)과 연접되어 기밀과 더불어 화학적 내성을 유지할 수 있도록 링 형태의 밸브시트(10)를 결합하게 된다.

상기 밸브시트(10)는 시트의 제 형상을 유지하고 탄성을 가지면서 밸브바디와의 결합력을 높이도록 고무재질의 시트바디(11)를 구비하고, 상기 시트바디(11)의 외표면에는 테프론(12)을 부착하여 구성하고, 상기 스템(9)이 결합 되는 스템홀(6)에는 단순한 기밀링(13)을 개재하고 있다.

상기와 같은 종래 기술에서는, 밸브바디의 상측에 형성되는 스템홈에 단순한 기밀링을 결합하여 유체가 스템홀을 통하여 외부로 누출되는 것을 방지할 수 있도록 구성하고 있기 때문에 테프론라인딩이 되지 않은 밸브바디의 스템홀을 통하여 밸브바디 상측으로 화학적 특성을 가지는 유체가 유입되는 것을 차단하는 기능이 현저하게 낮게 된다.

이러한 이유에 의하여 디스크와 밸브시트의 접촉면에서 유체의 누설이 발생하는 경우에는 밸브를 통과하는 화학적 특성을 가지는 유체가 고온 고압 상태에서 밸브바디에 형성되는 스템홀과 스템 사이의 미세한 틈을 통하여 상측으로 유입되는 경우가 필연적으로 일어나게 되며, 실제 산업현장에서는 빈번하게 발생 되고 있다.

이와 같이 화학적 특성을 가지는 유체가 내식성에 대한 저항이 없는 밸브바디와 스템으로 유입될 경우에는 밸브바디와 스템을 부식시켜 유체의 누출을 증대시키게 되므로 위한 밸브 본연의 기능을 수행할 수 없게 되는 문제점이 발생한다.

또한, 화학적 특성을 가지는 유체가 밸브바디와 스템으로 유입되어 부식될 경우에는 스템이 밸브바디에 고착되는 현상이 발생하여 디스크의 개,폐 작동을 원활하게 수행할 수 없게 되므로 유체를 유효 적절하게 제어하는 것이 현실적으로 불가능하게 된다.

그리고, 유체의 누출로 인하여 주기적인 유지보수는 물론 밸브의 손상을 가져와 새로운 밸브로 교체하여야 하는 등 설치 후 비용이 과다하게 소요되고, 위험요소가 큰 유체가 누출될 경우에는 주변의 대기와 토양, 수질 등을 오염시키는 것은 물론, 유지보수 작업 과정에서 작업자의 신체적인 안전을 위협할 수 있는 등 많은 문제점이 발생하고 있는 실정이다.

이에 본 발명에서는 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 어퍼바디와 로어바디로 양분되어 볼트로 분해 및 조립되는 밸브바디와, 상기 밸브바디의 상,하측에는 표면에 테프론을 부착한 디스크의 상,하측으로 돌출되는 스템을 결합할 수 있도록 형성하는 스템홀과, 상기 밸브바디의 내경면에는 디스크의 테프론과 연접되어 기밀과 더불어 화학적 내성을 유지하도록 결합하는 링 형태의 밸브시트와, 상기 밸브시트는 형상을 유지하고 탄성을 가지면서 밸브바디와의 결합력을 높이도록 고무재질로 구비되는 시트바디와, 상기 시트바디의 외표면에 테프론을 부착하여 화학적 특성을 가지는 유체에 대응할 수 있도록 구성하는 테프론라인더 버터플라이밸브에 있어서;

상기 밸브바디에 스템을 결합할 수 있도록 형성하는 스템홀과 스템의 외면을 통하여 유체가 상측으로 누출되는 것을 차단하기 위한 개선된 기밀구조를 제공하고, 상기 기밀구조는, 밸브바디에 형성되는 스템홀의 내부에 밸브바디에 결합되는 밸브시트의 시트바디와 연접될 수 있게 안착시키는 기밀링과, 상기 기밀링의 외측에 위치시켜 기밀링을 스템홀의 내측방향과 외측방향으로 가압하는 가압링과, 상기 가압링의 외측에 개재하여 스템방향으로의 유체누출을 최종차단하는 테프론링과, 상기 테프론링과 패킹글랜드 사이에 개재하여 가압력을 발생시키는 가압스프링을 포함하여, 화학적 특성을 가지는 유체가 스템홀 방향으로 누출하려는 것을 원천적으로 차단하여 금속으로 구성되는 밸브바디와 스템의 상측 부위가 손상되지 않도록하는 목적 달성이 가능하다.

본 발명은 화학적 특성을 가지는 유체를 유통시키게 되더라도 밸브바디에 스템을 결합하기 위한 스템홀과 스템 사이로 유체가 누출되는 것을 방지하기 위한 기밀수단을 강구하여 밸브의 내구성을 높이고 수명을 길게 하면서 안전성을 확보할 수 있도록 하고 유지 및 보수비용을 절감할 수 있으면서 밸브의 제어력을 향상시킬 수 있는 등 다양한 효과를 가지는 발명이다.

도 1은 본 발명을 설명하기 위한 테프론라인더 버터플라이밸브의 분해 상태를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 기술이 적용된 테프론라인더 버터플라이밸브용 기밀구조를 발췌하여 도시한 분해 사시도.
도 3은 본 발명의 기술이 적용된 테프론라인더 버터플라이밸브용 기밀구조를 발췌하여 도시한 결합상태의 단면도.
도 4는 본 발명의 기술이 적용된 테프론라인더 버터플라이밸브용 기밀구조의 작동상태를 발췌한 구성도.
도 5는 종래 기술이 적용된 테프론라인더 버터플라이밸브용 기밀유지 구조를 도시한 구성도.

이하 첨부되는 도면과 관련하여 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 구성과 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명을 설명하기 위한 테프론라인더 버터플라이밸브의 분해 상태를 도시한 사시도, 도 2는 본 발명의 기술이 적용된 테프론라인더 버터플라이밸브용 기밀구조를 발췌하여 도시한 분해 사시도, 도 3은 본 발명의 기술이 적용된 테프론라인더 버터플라이밸브용 기밀구조를 발췌하여 도시한 결합상태의 단면도, 도 4는 본 발명의 기술이 적용된 테프론라인더 버터플라이밸브용 기밀구조의 작동상태를 발췌한 구성도로서 함께 설명한다.

화학적 특성을 가지는 유체에 대응할 수 있도록 하는 테프론라인더 버터플라이밸브(100)는 어퍼바디(101)와 로어바디(102)로 양분되어 볼트(103)로 분해 및 조립되는 밸브바디(105)를 구비한다.

상기 밸브바디(105)의 상,하측으로는 스템홀(106)을 형성하여 표면에 테프론(107)을 부착한 디스크(108)의 상,하측으로 돌출되는 스템(109)을 결합하고, 상기 밸브바디(105)의 내경면에는 디스크(108)의 테프론(107)과 연접되어 기밀과 더불어 화학적 내성을 유지할 수 있도록 링 형태의 밸브시트(110)를 결합하게 된다.

상기 밸브시트(110)는 시트 형상을 유지하고 탄성을 가지면서 밸브바디(105)와의 결합력을 높이도록 고무재질로 구비되는 시트바디(111)의 외표면에 테프론(112)을 부착하여 구성한다.

본 발명에서는 밸브바디(105)에 스템(109)을 결합할 수 있도록 형성하는 스템홀(106)과 스템(109)의 외면을 통하여 유체가 누출되는 것을 차단하기 위한 개선된 기밀구조(115)를 제공하여 화학적 특성을 가지는 유체가 밸브바디(105)의 상측 또는 하측으로 누출되는 것을 방지할 수 있도록 한다.

상기 기밀구조(115)는, 밸브바디(105)의 상,하측에 형성되는 스템홀(106)의 내부에 밸브바디(105)에 결합 되는 밸브시트(100)의 시트바디(111) 외측면(상,하측의 스템홀에서 보았을 때 시트바디의 상측과 하측 방향)과 연접될 수 있는 기밀링(116)을 안착시키고, 상기 기밀링(116)의 외측에는 기밀링(116)을 스템홀(106)의 내측방향(스템방향)과 외측방향(스템홀의 내벽방향)으로 가압하기 위한 가압링(117)을 위치시킨다.

상기 가압링(117)의 외측에는 혹시 발생할지 모르는 스템(109) 방향으로의 유체 누출을 최종적으로 방지할 수 있도록 테프론링(118)을 개재하고, 상기 테프론링(118)과 패킹글랜드(119) 사이에는 가압스프링(120)을 개재하여 가압링(117)과 기밀링(116)을 항상 가압할 수 있도록 한다.

상기 기밀링(116)은 중앙에 스템(109)이 지나갈 수 있도록 스템공(121)을 형성한 원통 형상의 링바디(122)를 구비하고, 상기 링바디(122)의 상면에는 가압링(117)과 연접될 수 있는 연접면(123)을 형성한다.

상기 연접면(123)은 상부 내측에서 하부 외측 방향으로 경사지게 형성하여 가압링(117)의 힘을 전달받아 링바디(122)의 하단부 내측(124)과 외측(125)으로 분산시킬 수 있도록 한다.

물론, 상기 연접면(123)의 경사는 45°를 유지할 경우에는 링바디(122)의 하단부 내측(124)과 외측(125)으로 전달되는 힘이 균일하고, 상부 내측에서 하부 외측방향으로의 경사가 45°이하일 경우에는 외측(125) 방향으로 전달되는 힘이 커지고, 반대로 상부 내측에서 하부 외측방향으로의 경사가 45°이상일 경우에는 내측(124) 방향으로 전달되는 힘이 커지게 되므로 기밀을 유지하고 하는 형태에 따라 각도를 달리할 수 있음은 당연할 것이다.

상기 기밀링(116)은 테프론 또는 화학적 내성을 가지는 탄성재질로 구성하고, 상기 기밀링(116)과 연접되는 위치의 스템(109) 외면에는 테프론층(130)을 형성하여 화학적 특성을 가지는 유체가 스템홀(106)과 스템(109)을 통하여 밸브(100) 상부로 누출되는 것을 방지하여 밸브바디(105) 상측의 부식우려를 배제할 수 있도록 하고, 가압링(117)은 기밀링(116)으로 가압스프링(120)의 힘을 전달하는 데 지장이 없도록 금속(바람직하게는 스테인레스)재질로 구성하는 것이 좋다.

상기와 같은 본 발명의 기술이 적용된 테프론라인더 버터플라이밸브(100)를 화학적 특성을 가지는 유체를 제어하는 용도로 사용할 경우 밸브바디(105) 상부로 유체가 누출되는 것을 차단하는 작동관계를 살펴보면 다음과 같다.

밸브바디(105)에 결합 되는 밸브시트(110)를 구성하는 시트바디(111)와 밸브바디(105)를 연통되게 형성되는 스템홀(106)의 내부에 스템(109)을 수용하여 기밀링(116)을 안착시키고, 상기 기밀링(116)의 외측에 가압링(117)을 위치시킨 후, 상기 가압링(117)의 외측에는 테프론링(118)을 위치시킨 후 가압스프링(120)을 개재한 후 패킹글랜드(119)로 마감하여 기밀구조(115)를 유지할 수 있도록 한다.

이러한 상태에서 화학적 특성을 가지는 유체가 기밀구조(115) 방향으로 유입되려고 하더라도 가압스프링(120)이 테프론링(118)과 가압링(117)을 항상 누르게 되고, 이 힘은 기밀링(116)으로 전도되어 기밀링(116)의 하단 내측(124)과 외측(125)이 스템(109)의 외면과 스템홀(106)의 내벽면과 밀착되어 기밀링(116) 상층으로 누출되는 것을 차단하게 된다.

즉, 기밀링(116)이 테프론 또는 화학적 내성을 가지는 탄성재질로 구성되어 있고, 상기 기밀링(116)과 연접되는 위치의 스템(109) 외면에 테프론층(130)을 형성하여 화학적 특성이 있는 유체가 접촉하더라도 부식을 유발하는 현상이 방지될 수 있는 거이다.

특히, 가압스프링(120)의 힘이 가압링(117)을 통하여 기밀링(116)으로 전달될 때 가압링(117)과 기밀링(116)의 연접면(123)이 경사진 상태에 있기 때문에, 연접면(123)의 경사 정도를 달리하여 기밀링(116)을 스템(109)의 외면방향 또는 스템홀(106)의 내벽면 방향으로 더 밀어주는 것이 가능하게 되므로 유체의 특성과 유체가 누출되는 방향에 맞게 기밀링(116)의 가압력을 유효 적절하게 조절하여 최적의 기밀상태를 유지할 수 있게 된다.

또한, 기밀링(116)의 마모 또는 기밀링(116)과 가압링(117)의 연접면(123)의 마모가 있더라도 가압스프링(120)이 마모량만큼 팽창하여 항상 동일한 압력으로 가압하기 때문에 기밀에 필요한 압력은 초기와 동일한 상태를 유지할 수 있게 되는 것이다.

이러한 본 발명은 화학적 특성을 가지는 유체가 스템홀 방향으로 누출하려는 것을 원천적으로 차단하여 금속으로 구성되는 밸브바디와 스템의 상측 부위가 손상되지 않도록 함으로서 밸브의 내구성과 품질을 높일 수 있는 장점을 가진다.

100; 밸브
101; 밸브바디
102; 디스크
103; 스템
110; 기밀구조
111; 기밀링
112; 가압링
114; 가압스프링
117; 연접면

Claims (3)

1. 어퍼바디와 로어바디로 양분되어 볼트로 분해 및 조립되는 밸브바디와;
   상기 밸브바디의 상,하측에는 표면에 테프론을 부착한 디스크의 상,하측으로 돌출되는 스템을 결합할 수 있도록 형성하는 스템홀과;
   상기 밸브바디의 내경면에는 디스크의 테프론과 연접되어 기밀과 더불어 화학적 내성을 유지하도록 결합하는 링 형태의 밸브시트와;
   상기 밸브시트는 형상을 유지하고 탄성을 가지면서 밸브바디와의 결합력을 높이도록 고무재질로 구비되는 시트바디와;
   상기 시트바디의 외표면에 테프론을 부착하여 화학적 특성을 가지는 유체에 대응할 수 있도록 구성하는 테프론라인더 버터플라이밸브에 있어서;
   상기 밸브바디에 스템을 결합할 수 있도록 형성하는 스템홀과 스템의 외면을 통하여 유체가 상측으로 누출되는 것을 차단하기 위한 개선된 기밀구조를 제공하고;
   상기 기밀구조는, 밸브바디에 형성되는 스템홀의 내부에 밸브바디에 결합되는 밸브시트의 시트바디와 연접될 수 있게 안착시키는 기밀링과;
   상기 기밀링의 외측에 위치시켜 기밀링을 스템홀의 내측방향과 외측방향으로 가압하는 가압링과;
   상기 가압링의 외측에 개재하여 스템방향으로의 유체누출을 최종차단하는 테프론링과;
   상기 테프론링과 패킹글랜드 사이에 개재하여 가압력을 발생시키는 가압스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브용 기밀구조.
2. 제 1 항에 있어서;
   상기 기밀링의 상면에는 가압링과 연접될 수 있게 연접면을 형성하고;
   상기 연접면은 상부 내측에서 하부 외측방향으로 경사지게 형성하여 가압링의 힘을 전달받아 가압링 하단부 내측과 외측으로 분산시킬 수 있도록 하고;
   상기 연접면의 각도는 기밀을 유지하고 하는 형태에 따라 각도를 달리할 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 밸브용 기밀구조.
3. 제 1 항에 있어서;
   상기 기밀링은 테프론 또는 화학적 내성을 가지는 탄성재질로 구성하고;
   상기 기밀링과 연접되는 위치의 스템 외면에는 테프론층을 더 형성하는 것을 특징으로 하는 밸브용 기밀구조.

Images