KR20140082388A

KR20140082388A - Pfa수지 피복층이 구성된 스템 플러그

Info

Publication number: KR20140082388A
Application number: KR1020120152301A
Authority: KR
Inventors: 김형호
Original assignee: 김형호
Priority date: 2012-12-24
Filing date: 2012-12-24
Publication date: 2014-07-02

Abstract

본 발명은 밸브 내부에 이송되는 유체량을 조절하거나 차단시키는 장치로 사용 되어지는 스템 플러그 구조에 관한 것으로서 관형의 금속 베이스에 수지층이 융착될 수 있는 고착홈과 탄성체 실리콘 링이 끼워져 외착될 수 있는 내착홈을 구성하고 후방 일정 원형부에 나사봉이 구비되어 있는 관형 상태의 베이스에 있어서;
상기 관형상의 베이스 외 주연부에 성형 공정에 따라 PTA수지 피복층과 상기 피복층과 연계된 상테로 구성되어 있는 보조관체를 형성되도록 한 것과 상기 보조관체 말단부에 일정 각도로 형성된 밀봉부가 구성되어 있는 특징이 주어진 스템 플러그에 관한 것이다.

Description

PTA수지 피복층이 구성된 스템 플러그{omitted}

본 발명은 밸브에 통과하는 유체 흐름을 제어시켜 주기 위한 장치 구조물로서 스템부에 인접된 벨로우즈와 스템부 말단에 부설되어있는 플러그 구조를 개선하여 유량 제어 방법에 있어 좀더 효과적이고 안정적으로 공급될수 있도록게 한 밸브 구조에 관한 것이다.

밸브는 연결 관로를 통해액체나 분체로 된 유체 물질들을 주입형 유입과 공급형 유출에 대한 유량제어 장치가 구비되어 있는 이송 유체량 조절기능을 갖는 매우 중요한 장치 구조물이라 할 수 있다.

이러한 밸브의 구성물은 기계화로 이루어진 제조 생산업을 비롯한 모든 기초기반 시설물 설비에 투입되어지며 첨단 설비에 없어서는 않될 제품으로 인식되어 있으며 그러한 밸브 자체의 작용 구조 시스템에 있어서 가장 중요하게 인식되어 지고 있는 부품들로서 공기압 반응 장치 구성물 엑튜에이터 부분에 연결 작동되게 하는 스템과 스템을 감싸고 있는 외 주변 부품들과 또한 스템 말단부에 유로구를 밀봉 시킬 수 있게 작용되는 플러그와 유유동성 유체가 통과될 수 있도록 원형 상태의 유로구(flow hole)가 형성되어 있는 시트부 등으로 구성되어 있게 하여 기능성 밸브가 이루어질수 있도록 구비되어 있다.

특히 상기 밸브 조립체 부품중 스템의 구조에 있어 상단부와 하단부 상태로 구분하여 엑튜에이터 실린더와 연결될 상단 시트부는 금속 재질로 형성되있고 상기 상단 시트부에 결합 체결되어지는 하부측 시트부 재질은 밀폐력을 보강하기 위한 수단으로서 전체 구성을 합성 수지재로 성형하여 사용되어지게 하고 있다.

상기된 바와 같은 장치 구조물로 이루어진 밸브는 밸브내에 공급되어 지고 있는 유동체를 제어시켜 주기 위한 수단으로서 엑튜에이터에 연결되어 벨로우즈(bellows) 내에 봉입되어 있는 금속 재질로 형성된 상부측 스템 샤프트와 합성수지 PTFE(불화 수지계; 일명:tefron) 재질을 이용하여 전체를 독립된 성형물로 형성시켜 놓은 하부측 스템 플러그를 각각 분할 조성되도록 하여 이것을 일체형 스템으로 체결 조립시켜 밸브 장치 구조물로서 사용되어져 왔었다.

그러나 위와 같은 방법으로 구성된 종래의 스템은 상반된 재료들 만을 구성하여 온 바 상부측에는 금속 재질로만 이루어진 스템 샤프트와 하부측에 통체의 합성 수지재로 이루어진 스템 플러그를 별도 구성케 한 후 이것을 서로 결합, 체결된 상태로 사용되어 왔었으나 이는 결합 부위가 밸브 작동중 박리 된다거나 이격되는 현상이 자주 발생하게 되어 예상치 못한 가운데 유량 공급에 차질을 빗는 경우가 많았었다..

또한 유로구가 형성되어 있는 시트부 내 주연부와 스템 플러그 말단 외 주연부와의 한계성을 벗어난 편향된 삽입 작용에 의해 불균일한 밀착 작용이 발생하게 되어 플러그 이면 주위의 표면 손상은 물론 스템 플러그 와 시트부 자체를 절단 파손시키는 현상이 발생되기도 하였으며 더는 나아가 상부측 스템 샤프트를 내포하여 방수,방식 밀폐 작용력을 갖는 벨로우즈를 손상시키는 등 밸브 수명을 단축시키는 결과를 초래하기도 하였다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 방법으로서 스템 플러그 베이스가 금속 보강재로 형성되어져 있는 상기 베이스 선단부와 중심부근의 외 주연부에 원형 상태의 둘레로 인각된 내착홈과 용융수지재가 융착될 수 있는 고착홈과 상기 베이스 후단부 위치에 볼트형 나사봉이 구성된 스템 플러그 있어서 상기 스템 플러그 베이스 내착홈에 탄성체 실리콘링이 장착되도록 한 상기 베이스를 인서트(insert)형식의 성형물로 구성하여 적당한 두께로 형성된 PTA 외피층 구조와 선단 보조관체 및 밀봉부를 구성하여 스템 플러그 완성체가 구비되도록 한다.

본 발명은 스템 플러그 금속베이스 표면부에 압축강도와 마찰력에 뛰어난 4불화 에틸렌계 PTA 합성수지로 표피층이 형성되어 있는 스템 플러그는 시트부 유로구에 일차적 삽입작용이 중심부를 향하여 순조롭게 이루어지는 장검을 갖게되며 공급되는 유체 차단을 목적으로 작동부에 압축 작용력이 스템 샤프트에 부가되어 질 때 플러그 밀봉부 압축 작용에 의해 기밀 상태가 증대되고 시트부를 안정한 상태로 유지시켜 주게 된다.

이는 한계 면적 부위를 갖는 시트부 착지면 구조에 반하여 스템 플러그 밀폐성 접촉면 부위가 좀더 폭 넓게 구성되어 있기 때문에 유량 공급 차단에 대한 기밀성이 향상되어지게 되는 것이며 또한 유로구 출구가 스템 플러그 작동에 의해 점진적 개방이 진행되어 질 때 점성이 크거나 점성이 작은 유체흐름이 통과되더라도 차압(differential pressure)에 따른 마찰력에 의한 손상이 발생되지 않게 될 뿐만 아니라 벨로우즈 내의 상,하부 일체형 조립부로 구성된 스템부 작용에 의해 소음 및 진동파를 상쇄시키는 작용도 아울러 갖게 된다.

도 1은 본 발명 기술이 장치된 조립상태의 부분 횡단면도
도 2는 본 발명 기술이 장치된 상태를 발췌한 확대 단면도
도 3은 본 발명 기술의 스템 플러그 장치 구조를 분해한 단면도
도 4는 본 발명 기술에 대한 스템 플러그 구조를 발췌한 것으로
(a)는 횡단부 단명도이며
(b)는 스템 베이스 사시도
도 5는 본 발명 기술의 예시도 로서
(a)는 횡단부 단면도 이며
(b)는 스템 베이스 사시도
※도면의 주요 부분에 사용된 부호의 설명※
200: 본체
202: 시트부
310: 스템 플러그(stem plug)
311: 베이스(base)
312: 내착홈
313: 고착홈
314: 나사봉
315: 링
316: 피복층
317: 보조관체
318: 밀봉부

본 발명은 밸브내에 유입,유출 작용을 하는 유동체를 제어시킬 수 있는 구조 장치에 관한 것으로 첨부된 도면에 의하여 그 구조 및 작용력에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도1에 도시된 바와 같이 밸브 장치 구성은 먼저 공기압축 작동 기능이 주어진 엑튜에이터(100) 연결부에 스템 샤프트(120)가 연계되어 장치되고 상기 스템 샤프트(120) 구성물은 보니트(300)관 내부에 관삽되어 지는 벨로우즈 케이스(310)와 상기 벨로우즈 케이스(310)관체 내부에 내산형 벨로우즈(302)가 내설 장치되어지며 또한 상기 벨로우즈(302) 내산형 관 내부에는 상기 엑튜에이터(100)와 연계되어 있는 스템 샤프트(120)가 기밀 작용성이 부가된 상태에서 밀착 수용되어져 있게 된다.

상기와 같은 주변 조립체 구성물들에 의해 장치되어지는 스템 샤프트(120)에 유동체 흐름에 대한 조절기능 작용이 부여된 스템 플러그(130)와 체결, 결합 되어지게 하고 상기 결합된 상태의 조립체를 본체(200)의 장착홀(204)에 고정 장치하여 최종 조립 상태의 밸브가 완성되어질 수 있게 한다.

미 설명부호 110은 요크(yoke), 115는 크램프 게이지(cramp gauge), 201은 PTFE부재, 205는 유입구, 206은 유출구 이다.

상기된 바와 같은 구성물로 이루어진 밸브에 있어서 스템 샤프트(120)가 내설되어 있는 벨로우즈(302) 작용은 관 내부로 침투되는 유체 누설을 방지하여 상기 스템 샤프트(120) 표면이 부식되는 현상이 발생되지 않도록 밀폐력 작용을 하게 되고 여러층의 내산형 수축과 팽창 운동의 탄성에 의해 인장 수축 폭이 넓게 구성되어 있게 하므로서 스템 샤프트(120)의 상,하 이동성에 아무런 영향을 주지 않는 상태로 부드러운 작동이 진행된다.

상기의 벨로우즈(302)의 작용에 대한 유연성은 성형 재질 선택에 있어 4불화 수지계 고분자 화합물 PTA를 이용, 성형 제품화 시켜 사용되므로 압축강도에서나 절곡 탄성물에 의한 유연성 성능이 주어지기도 하며 인장 강도 및 신장율에 있어서 아주 뛰어난 기능이 주어 지기도 한다.

또한 상기 벨로우즈(302) 작동관 내부에 장치된 스템 샤프트(120)와 연결 작용되는 스템 플러그(310)에 있어서 도4에 도시된 바와 같이 원통형 금속재 베이스(311)를 기본으로 하여 상기 베이스(311) 관부에 내착홈(312)(312)과 고착홈(313)(313')을 계획된 위치에 따라 각각 형성하여 두고 상기 베이스(311) 후방에는 나사산으로 이루어진 나사봉(314)이 구비 되도록 한다. 상기와 같은 구조로 일차 가공된 베이스(311)에 있어 상기 베이스(311)관부 내착홈(313)으로 부터 외착 고정되어질 수 있는 실리콘 부재로 성형된 링(315)(315) 을 별도 구성되게 한 후 내착홈(313)에 상기 링(315)이 끼워지고 고정되어 있는 상태의 금속재 베이스(311)를 합성수지 가공 성형틀에 인서트(insert)시켜 가공 성형물이 완성되도록 하고 그러한 결과물에 의해서 상기 베이스(311) 관봉 주변에 도시된 바와 같은 피복층(316)과 보조관체(317) 및 접촉 밀봉부(318)가 구성되도록 하여 하나의 독립된 스템 플러그(310)가 조성되어 지게 한다.

이와 같이 구성된 스템 플러그(310)의 피복층(316)에 있어서 상기 피복층(316)재료 구성물질은 4불화 에틸렌계의 합성수지재 PTA(perfluoro alkoxide ethylene)수지를 도입하여 이용한 것이며 상기 PTA수지의 특성으로서 밸브작용 환경에 필수적인 내열성 및 내화학 약품성, 표면특성(저마찰성 및 윤활성)과 초 저온성 등의 특성이 부여될 뿐만 아니라 충격 강도에 있어 거의 파괴되지 않는 특징을 갖게되며 연속 사용 온도로서 260℃ 환경하에서 지속적인 작용 특성이 주어지는 재질이라고 보아야 할 것이다.

또한 상기 스템 플러그의 피복층(316) 두께는 원형상의 베이스 대비 1mm∼2mm 두께로 성형하여 사용되는 것이 가장 바람직 하다.

이와 같은 재료에 의해 조성되어져 있는 상기 스템 플러그(310)는 스템 샤프트(120) 체결구(121)에 결합, 체결되어 지며 밸부 작동시 엑튜에이터(100)에 의한 개도행정(開渡行程) 작용에 따라 시트부(202)중심에 천공된 유로구(flow hole)(203) 상단 위치에서 부터 상기 스템 플러그(310)가 서서히 PTFE(일명: 테프론) 수지재로 구성되어 있는 시트부(202)와 유로구(203)에 삽입, 밀착되어 지고 그러한 밀폐 작용력이 구비되어 있는 자동화 조절 장치에 따라 밸브내에 흐르는 유체량을 제어 시켜주는 매우 중요한 장치 구조물이 될 수 있는 것이며 스템 플러그(310) 내에 고착되어 있는 탄성체 링(315)에 의해 주요 접촉면부에 윤활성과 더불어 밀착력을 제공하여 주게 되므로서 유동체에 대한 제어 기능이 증대되는 장점이 주어지게 된다.

Claims

베이스(311)에 고착홈(312)과 내착홈(313)이 형성되고;
후방에 나사봉(314)이 구비된 상태의 것과;
상기 내착홈(313)에 외착되는 링(315)이 구성된 그로브 밸브의 스템 플러그에 있어서;
상기 베이스(311) 구성체를 성형틀을 이용하여 PTA 합성수지에 의해 피복층(316)과 보조관체(317)을 구성하고;
상기 보도관체(317) 말단에 밀봉부(318)가 구성된 것을 특징으로 한 PTA수지 피복층이 구성된 스템 플러그.