KR20140073158A - 밸브 장치 - Google Patents

Abstract

석유화학, 식품분야, 제철소, 발전소, 쓰레기 소각장 또는 정유공장 등에서의 압력 차단 용도로 사용되는 밸브 장치 즉, 돔 밸브가 제공된다.
상기 밸브 장치는, 밸브 하우징;과, 상기 밸브 하우징의 내부에서 밸브 개도를 조정토록 회동 가능하게 제공된 돔 디스크;와, 상기 밸브 하우징에 돔 디스크와의 밀착을 통하여 밸브 밀폐를 가능토록 제공된 밸브시트; 및, 상기 밸브 하우징에 돔 디스크 상의 이물이나 고착물을 제거토록 제공된 스크래핑 수단을 포함하여 일예로 구성될 수 있다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 밸브의 스크래핑 기능을 부가하여 돔 디스크에 부착된 이물이나 고착물에 의한 밸브 시트의 손상을 효과적으로 방지하여, 밸브시트의 수명을 연장시키는 한편, 밸브 작동성(밀폐성)을 안정적으로 유지하고, 기존 밸브에 적용도 용이하게 하는 것이다.

Description

밸브 장치{Valve Device}

본 발명은 석유화학, 식품분야, 제철소, 발전소, 쓰레기 소각장 또는 정유공장 등에서의 압력 차단 용도로 사용되는 밸브 장치에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 돔 밸브의 스크래핑 기능을 부가하여 돔 디스크에 부착된 이물이나 고착물에 의한 밸브 시트의 손상을 효과적으로 방지하여, 밸브시트의 수명을 연장시키는 한편, 밸브 작동성(밀폐성)을 안정적으로 유지하고, 기존 밸브에 적용도 용이하게 한 밸브 장치에 관한 것이다.

알려진 돔 밸브(dome valve)는 통상 석유화학이나 식품분야, 제철소, 발전소, 쓰레기 소각장 또는 정유공장 등에서의 제품 취급시 압력 차단 용도로 사용된다.

이와 같은 알려진 돔 밸브는, 석유화학 및 식품분야에서 플라스틱류(ABS, PET, TPA, PE, PP 등), 화학제품(토너, 카본 블랙, PVC), 음식 재료(커피, 분유, 코코아, 설탕 등), 산업 재료(실리카, 필라이트(pelite), 석탄, 시멘트, 목재 칩 등)을 취급하고, 제철소에소 제철 분말, 쇠가루와 이물질 및 물이 함유된 스케일을 취급하고, 발전소 및 쓰레기 소각장에서는 재(fly ash, bottom ash)), 모래, 코크스가 타다 남은 재(coke breeze)을 취급하고, 정유공장에서 각종 가스가 함유된 프라이 애쉬(fly ash)를 취급하는 경우 공기압으로 상기한 제품을 이송시키는 시스템에서 압력을 차단하기 위한 용도로 사용되는 것이다.

한편, 이와 같은 돔 밸브는 예를 들어, 밸브 하우징 내에서 돔 형태의 구형 디스크가 회전하면서 그 회전 정도 즉, 개도 정도에 따라 압력의 차단 정도가 조정되는 것이다.

즉, 이송되는 제품의 유통 정도가 조절되거나 유통의 폐쇄가 이루어지는 것이다.

그런데, 이와 같은 알려진 종래 돔 밸브의 경우에는 디스크가 돔 형태로 구형 형태로 형성되어 다른 평판 구조의 디스크를 갖는 밸브에 비하여, 디스크에 제품 이물이 잔류되거나 특히 고착물이 잔류하게 되고, 이와 같은 디스크 상의 고착물은 디스크의 회동시 디스크와 밸브 시트 사이에 끼이면서, 밸브 시트를 손상시키는 문제가 있었다.

특히, 다음에 도 1에서와 같이, 종래 돔 밸브에서 밸브 시트를 공기나 가스를 이용하여 디스크의 표면에 밀착되도록 하여 밸브 밀폐성을 높이도록 팽창-수축형의 밸브 시트를 사용하는 경우, 밸브 시트는 탄력성을 갖추어야 하고, 이 경우 밸브 시트는 탄력을 갖는 유연성을 갖는 소재 예를 들어, 합성수지 계열이나 고무로 된 탄력을 갖는 소재로 제공된다.

따라서, 이와 같은 팽창-수축형 밸브 시트의 경우 돔 디스크 상의 고착물이 회동하는 디스크 사이에서 끼이게 되면, 쉽게 파손되고, 결과적으로 밸브 시트의 밸브 밀폐성을 저하시키어, 밸브 작동성 자체에 문제를 발생시키는 것이다.

즉, 밸브의 작동성에 문제가 발생하는 이송되는 제품의 적정한 차단 등이 어렵게 되어 이송 제품의 외부 누출이나 관련 설비의 오염 등의 원인이 되어 심각한 환경, 설비적 사고나 안전사고를 발생하게 되는 것이다.

따라서, 당 기술분야에서는, 돔 밸브의 스크래핑 기능을 부가하여 돔 디스크에 부착된 이물이나 고착물에 의한 밸브 시트의 손상을 효과적으로 방지하여, 밸브시트의 수명을 연장시키는 한편, 밸브 작동성(밀폐성)을 안정적으로 유지하고, 기존 밸브에 적용도 용이하게 한 밸브 장치가 요구되어 왔다.

상기와 같은 요구를 달성하기 위한 일 태양으로서 본 발명은, 밸브 하우징;

상기 밸브 하우징의 내부에서 밸브 개도를 조정토록 회동 가능하게 제공된 돔 디스크;

상기 밸브 하우징에 돔 디스크와의 밀착을 통하여 밸브 밀폐를 가능토록 제공된 밸브시트; 및,

상기 밸브 하우징에 돔 디스크 상의 이물이나 고착물을 제거토록 제공된 스크래핑 수단;

을 포함하여 구성된 밸브 장치를 제공한다.

바람직하게는, 상기 스크래핑 수단은, 상기 회동되는 돔 디스크의 표면과 적어도 일부분이 밀착되어 디스크 상의 이물이나 고착물을 스크래핑하도록 제공된 링 구조물로 제공될 수 있다.

더 바람직하게는, 상기 링 구조물은 상기 밸브 하우징의 내주면에 형성된 홈부에 밀착 조립되어 돔 디스크의 표면에 일측단이 밀착되어 스크래핑을 가능토록 제공된 단위 링으로 구성되는 것이다.

이때, 상기 링 구조물은, 돔 디스크의 표면에 일측 단이 밀착되어 스크래핑을 가능토록 제공된 신장된 제2 링;과, 상기 제2 링에 구비되어 상기 밸브 하우징의 일측에 형성된 조립홈부에 조립되는 조립 플랜지;를 포함하여 구성될 수 있다.

그리고, 상기 조립 플랜지는 패킹을 매개로 상기 밸브 하우징의 조립 홈부에 조립되는 것이다.

바람직하게는, 상기 조립 플랜지는 스프링을 매개로 상기 밸브 하우징의 조립 홈부에 조립되어 제2 링은 탄력 운동 가능하게 구성되는 것이다.

더 바람직하게는, 상기 밸브 시트는 공기나 가스의 공급과 단락을 통하여 팽창 또는 수축되는 팽창-수축형 밸브시트로 제공되는 것이다.

더 바람직하게는, 상기 단위 링 또는 링 구조물의 제2 링에는 스크래핑 능력을 높이도록 링 내면에 원주를 따라 일체로 형성된 스크래핑 홈;을 더 포함하는 것이다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 돔 밸브의 스크래핑 기능을 부가하여 돔 디스크에 부착된 이물이나 고착물에 의한 밸브 시트의 손상을 효과적으로 방지하는 것이다.

따라서, 결과적으로 밸브시트의 수명을 연장시키기 때문에, 밸브 작동성(밀폐성)을 안정적으로 유지하고, 기존 밸브에 적용도 용이하게 하는 효과를 제공한다.

결국, 본 발명의 밸브 장치는 석유화학, 식품분야, 제철소, 발전소, 쓰레기 소각장 또는 정유공장 등에서의 압력 차단 용도로 사용되는 실용적인 밸브 장치의 제공을 가능하게 하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 밸브 장치 즉, 돔 밸브의 작동상태를 단계적으로 도시한 사시도
도 2a 내지 도 2d는 본 발명에 따른 제1 실시예의 스크래핑 수단을 포함한 밸브 장치를 도시한 전체 구성도, 스크래핑 수단의 사시도, 정면도 및 요부 작동 상태도
도 3a 내지 도 3d는 본 발명에 따른 제2 실시예의 스크래핑 수단을 포함한 밸브 장치를 도시한 전체 구성도, 스크래핑 수단의 사시도, 정면도 및 요부 작동 상태도
도 4a 및 도 4b는 도 3의 본 발명 제2 실시예의 스크래핑 수단의 다른 변형예를 도시한 전체 구성도 및 요부도
도 5a 내지 도 5b는 본 발명에 따른 제1,2 실시예의 스크래핑 수단의 다른 변형예들 도시한 요부도

이하, (첨부된 도면을 참조하여) 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. (도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.)

먼저, 도 1 및 도 2a에서는 본 발명에 따른 밸브 장치 즉 돔 밸브(1)의 작동 상태 및 전체 구성을 도시하고 있다.

즉, 도 1 및 도 2a에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 돔 밸브(1)는 기본적으로 밸브 하우징(10)과, 상기 밸브 하우징의 내부에서 밸브 개도를 조정토록 회동 가능하게 제공된 돔 디스크(20)와, 상기 밸브 하우징에 돔 디스크와의 밀착을 통하여 밸브 밀폐를 가능토록 제공된 밸브시트(30)을 포함하여 구성될 수 있다.

예를 들어, 도 1에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 돔 밸브(1)는 기본적으로 반구형의 돔 형태로 제공되는 돔 디스크(20)가 밸브 하우징(10)의 내부에 회동 가능하게 제공된다.

이때, 상기 돔 디스크(20)의 양측에는 도 2a에서 도시한 바와 같이, 회동축(26)과 지지축(28)이 조립되는 조립단(22)(24)들이 제공되어 도시하지 않은 모터나 실린더 등과 연계된 회동축(26)의 회동에 따라 양측 축들을 기점으로, 돔 디스크(20)는 회동된다.

즉, 도 1에서 도시한 바와 같이, 돔 디스크(20)는 회동축의 회전각도에 따라 그 개도 정도가 제어되고, 따라서 밸브 하우징(10)과 연계된 이송 제품 라인(미도시)를 통하여 이송되는 제품의 이송량이 제어되고, 돔 디스크(20)의 작동에 따라 밸브의 밀폐 및 개방이 이루어지는 것이다.

한편, 도 2a에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 밸브 장치(1)의 하우징(10)은 구체적으로는 회동축과 지지축이 관통 조립되는 하우징 본체(12)와 상기 하우징 본체(12)에 조립되는 제1 하우징(14), 상기 제1 하우징(14)과 하우징 본체(12)사이에 조립되는 제2 하우징(16) 및, 상기 제2 하우징과 제1 하우징사이에 조립되고 돔 디스크(20)와 밀착되어 밸브 밀폐를 구현하는 밸브 시트(30)가 조립되는 시트 링(18)으로 이루어진다.

그리고, 상기 제1 하우징과 하우징 본체에는 도시하지 않은 이송 제품 라인이 플랜지 형태로 조립될 수 있다.

이때, 상기 시트 링(18)과 제1 하우징(14)에는 상기 밸브 시트(30)의 팽창을 가능하게 하도록 공기 또는 가스가 공급되는 통로(18a)(14a)가 구비되며, 이와 같은 본 발명의 밸브 시트(30)는 팽창-수축형 형태로 제공되는 것이다.

예를 들어, 공기가 통로들을 통하여 공급되는 밸브 시트(30)는 팽창되고, 반대로 공기의 공급이 차단되면 밸브 시트는 탄력성을 통하여 복귀되어 수축된다.

결국, 이와 같은 밸브 시트의 팽창-수축은 밸브시트의 돔 디스크(20)의 밀착성을 유지 또는 제거하고, 따라서 밸브시트가 팽창되면 밸브 폐쇄시에는 돔 디스크와의 밀착이 긴밀하게 되어, 밸브의 폐쇄성이 안정적으로 이루어지고, 반대로 밸브시트가 수축되면(공기의 공급이 단락되어 팽창전 위치로 복귀되면) 돔 디스코(20)와 밸브 시트간 사이의 간격이 형성되어 밸브 개방이 이루어지는 것이다.

그런데, 이와 같은 팽창-수축 밸브시트(30)의 경우 팽창과 수축이 반복되기 때문에, 탄력성을 갖는 합성수지 계열이나 고무 등의 소재로 제공되고, 따라서 돔 디스크(20)상에 고착물(F)이 형성된 경우 밸스 시트의 수축후 팽창시 상기 고착물(F)은 돔 디스크의 회동시 밸브 시트를 손상시키게 된다.

따라서, 이와 같은 돔 디스크(14)상의 고착물을 제거하는 것이 밸브 시트의 내구성을 향상시키는 것이고, 이는 본 발명의 돔 밸브(1)의 작동성도 향상시키는 것이다.

다음, 도 2 내지 도 5에서는, 앞에서 설명한 본 발명의 돔 밸브(1)에 제공되어 상기 밸브 하우징(10)에 돔 디스크(20) 상의 이물이나 고착물(F)을 제거토록 제공된 스크래핑 수단을 포함하여 구성될 수 있다.

예컨대, 이와 같은 본 발명의 상기 스크래핑 수단은, 밸브 하우징의 내부에서 회동되는 돔 디스크(20)의 표면과 적어도 일부분이 밀착되어 돔 디스크 상의 이물이나 고착물(F)을 스크래핑하도록 제공된 링 구조물로 제공될 수 있고, 이와 같은 본 발명의 링 구조물은 다음의 도 2 내지 도 5와 같은 여러 형태로 제공될 수 있다.

따라서, 이하에서는 도 2 내지 도 5를 근거로 본 발명에 따른 스크래핑수단의 링 구조물을 설명한다.

다만, 본 발명의 돔 밸브(1)의 기본 구조는 도 1 및 도 2a에서 설명한 바와 같다.

먼저, 도 2a 내지 도 2d에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예의 링 구조물은, 상기 밸브 하우징(10) 즉, 제1 하우징(14)의 내주면에 원주를 따라 일체로 형성된 홈부(15)에 밀착 조립되어 돔 디스크의 표면에 일측 단이 밀착되어 스크래핑을 가능토록 제공된 단위 링(50)으로 제공될 수 있다.

즉, 도 2b 내지 도 2와 같이, 상기 단위 링(50)에는 구멍(52)들이 일정 간격으로 형성되고, 상기 구멍(52)에는 제1 하우징(14)의 홈부(15)에 형성된 스크류 홈(54a)에 체결되는 셋트 스크류(54)가 관통된다.

따라서, 단위 링(50)은 제1 하우징(14)의 내주면을 따라 밀착 조립되고, 따라서 단위 링(50)의 일측 단 즉, 모서리는 돔 디스크(20)의 표면에 밀착되고, 따라서 도 2d와 같이 돔 디스크(20)가 회살표 방향으로 회동되면 돔 디스크(20)상의 이물이나 고착물(F)은 상기 스크래핑 수단 즉, 단위 링(50)의 모서리에서 제거되면서 스크래핑된다.

한편, 이와 같은 본 발명의 스크래핑 수단의 단위 링(50)은 돔 디스크와 밀착되어 고착물(F)을 밀착 제거하기 위하여 내마모성의 재질 예컨대, 돔 디스크와 동일한 재질로 제공하는 것이 바람직한데, 예를 들어 돔 디스크(20)와 동일한 경도를 갖는 스텔라이트 소재 또는 텅스텐 카바이드 코팅을 하여, 사용할 수 있다.

이때, 도 2에서의 본 발명의 단위 링(50)은 밸브 하우징(10) 즉, 제1 하우징(14)의 내주면에 조립되므로, 제1 하우징(14)의 밸브 본체의 조립전에 미리 조립하는 것이 바람직하다.

다음, 도 3a 내지 3d에서는 본 발명에 따른 스트래핑 수단 즉, 제2 실시예의 링 구조물을 도시하고 있다.

이와 같은 본 발명의 제2 실시예의 링 구조물(70)은, 돔 디스크(20)의 표면에 일측 단이 밀착되어 스크래핑을 가능토록 제공된 신장된 제2 링(72)과, 상기 제2 링(72)에 구비되어 상기 밸브 하우징(10) 즉, 제1 하우징(14)의 일측에 형성된 조립홈부(17)에 조립되는 조립 플랜지(74)를 포함하여 구성될 수 있다.

즉, 본 발명의 제2 실시예의 링 구조물(70)은 제1 하우징(14)의 외측으로 조립홈부(17)에 볼트(B)로서 체결 조립되는 구조이기 때문에, 제 1 하우징의 길이에 대응하여 돔 디스크(20)의 표면에 밀착될 수 있기 위한, 신장된 제2 링(72)을 포함하고, 외주면에 일체로 된 조립 플랜지(74)가 제 1 하우징(14)의 조립홈부(17)에 조립되는 것이다.

따라서, 본 발명의 링 구조물(70)은 제1 하우징의 외측에 조립되기 때문에, 도 2의 단위 링(50) 보다는 더 용이하게 조립 및 교체를 가능하게 하는데, 예를 들어 단위 링의 경우 제1 하우징(14)을 하우징 본체(12)에서 분해해야 교체가 가능하나, 본 발명 제 2 실시예의 링 구조물(70)은, 제1 하우징(14)에 조립되는 이송제품 라인의 분해시 교체가 가능하다.

한편, 도 3b 내지 도 3d에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 링 구조물(70)의 신장된 제2 링(72)의 외주면에 제공된 조립 플렌지(74)에 형성된 구멍(74a)에 볼트(B)가 관통하여 패킹(76)을 매개로 제1 하우징(14)의 조립홈부(17)의 스크류홈(17a)에 체결될 수 있다.

따라서, 상기 패킹(76)은 조립홈부(17)에서의 링 구조물의 조립 플랜지(74)의 조립 부위를 통하여 이송 제품 즉, 분말 등이 외부로 누출되는 것을 차단한다.

다음, 도 4a 내지 도 4b에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예의 링 구조물(70)의 경우, 조립 플랜지(74)의 구멍(74a)을 관통하여 조립홈부의 스크류홈(17a)에 체결되는 볼트(B)가 스프링(78)을 매개로 조립되도록 하는 것이다.

따라서, 상기 스프링(78)은 조립 플랜지(74)를 탄력적으로 지지하는 것을 가능하게 하기 때문에, 제2 링(72)의 돔 디스크 밀착시 고착물의 제거시 제2 링의 탄력 운동을 가능하게 하기 때문에, 돔 디스크와 제2 링 간의 밀착력이 과도하게 유지되지 않게 조정되고, 결국 돔 디스크와 제2 링의 과도한 마모가 방지되도록 하는 것이다.

다음, 도 5a 및 도 5b에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1,2 실시에의 스크래핑 수단인 링 구조물의 단위 링(50)과 제2 링(70)에는, 링 내면에 원주를 따라 일체로 형성된 스크래핑 홈(50a)(72a)을 더 제공할 수 있다.

따라서, 상기 단위 링(50)과 제2 링(72)의 스크래핑 홈(50a)(72a)들은 돔 디스크(20)상의 고착물(F)의 제거 효율을 더 높일 수 있는데, 예를 들어 돔 디스크 밀착력을 더 높여서 스크래핑 효율을 높이는 것이다.

이에 따라서, 지금까지 설명한 본 발명의 밸브 장치(1)는, 돔 디스크의 표면에 밀착되는 스크래핑수단인 단위링(50)과 링 구조물(70)의 스크래핑 수단을 통하여 돔 디스크상의 고착물(F)을 안정적으로 제거하기 때문에, 밸브 시트와 돔 디스크 사이의 고착물에 의한 밸브 시트의 손상을 효과적으로 방지할 수 있고, 이는 밸브 시트는 물론, 밸브 내구성을 향상시키고, 밸브 작동성도 안정적으로 유지시키는 것이다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.

1.... 밸브 장치 10...밸브 하우징
14.... 제1 하우징 20.... 돔 디스크
30.... 밸브 시트 50.... 제1 실시에의 단위 링
70.... 제2 실시예의 링 구조물

Claims (8)

1. 밸브 하우징(10);
   상기 밸브 하우징의 내부에서 밸브 개도를 조정토록 회동 가능하게 제공된 돔 디스크(20);
   상기 밸브 하우징에 돔 디스크와의 밀착을 통하여 밸브 밀폐를 가능토록 제공된 밸브시트(30); 및,
   상기 밸브 하우징에 돔 디스크 상의 이물이나 고착물을 제거토록 제공된 스크래핑 수단;
   을 포함하여 구성된 밸브 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 스크래핑 수단은, 상기 회동되는 돔 디스크의 표면과 적어도 일부분이 밀착되어 디스크 상의 이물이나 고착물을 스크래핑하도록 제공된 링 구조물로 제공된 것을 특징으로 하는 밸브 장치.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 링 구조물은 상기 밸브 하우징(10)의 내주면에 형성된 홈부(12)에 밀착 조립되어 돔 디스크의 표면에 일측단이 밀착되어 스크래핑을 가능토록 제공된 단위 링(50)으로 구성된 것을 특징으로 하는 밸브 장치.
   
4. 제2항에 있어서,
   상기 링 구조물(70)은, 돔 디스크의 표면에 일측 단이 밀착되어 스크래핑을 가능토록 제공된 신장된 제2 링(72);
   상기 제2 링(72)에 구비되어 상기 밸브 하우징(10)의 일측에 형성된 조립홈부(14)에 조립되는 조립 플랜지(74);
   를 포함하여 구성된 밸브 장치.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 조립 플렌지(74)는 패킹(76)을 매개로 상기 밸브 하우징(10)의 조립 홈부(14)에 조립되는 것을 특징으로 하는 밸브 장치.
   
6. 제4항에 있어서,
   상기 조립 플랜지(74)는 스프링(78)을 매개로 상기 밸브 하우징의 조립 홈부(14)에 조립되어 제2 링은 탄력 운동 가능하게 구성된 것을 특징으로 하는 밸브 장치.
   
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서,
   상기 밸브 시트(30)는 공기나 가스의 공급과 단락을 통하여 팽창 또는 수축되는 팽창-수축형 밸브시트로 제공되는 것을 특징으로 하는 밸브 장치.
   
8. 제3항 또는 제4항에 있어서,
   상기 단위 링(50) 또는 링 구조물(70)의 제2 링(74)에는 스크래핑 능력을 높이도록 링 내면에 원주를 따라 일체로 형성된 스크래핑 홈(50a)(74a);
   을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브 장치.

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