KR20140120065A

KR20140120065A - 고온 고압용 회전형 밸브

Info

Publication number: KR20140120065A
Application number: KR1020130035644A
Authority: KR
Inventors: 조영득
Original assignee: 주식회사 시퍼스 파이프 라인
Priority date: 2013-04-02
Filing date: 2013-04-02
Publication date: 2014-10-13
Also published as: KR101559747B1

Abstract

상부 삽입형 구조로 배관 체결시 내부의 쐐기형 바디를 메인바디로부터 분리하여 유지, 보수가 가능한 구조로 되어있을 뿐만 아니라 볼팅 부위가 유체에 직접 노출되지 않으며, 바디시트 링 체결시 볼팅 구조로 되어 있어 시트 조임력을 조절할 수 있으며, 메인바디와 쐐기형 바디, 바디시트 링이 각각 쐐기형태로 조립되므로 체결성과 기밀성을 극대화할 수 있도록 한 것으로 볼팅 부위가 유체에 직접 노출되지 않으며, 메인바디, 쐐기형바디, 바디시트 링이 각각 쐐기형태로 조립되므로, 체결성과 기밀성을 극대화할 수 있으며, 메인바디에서 가이드는 내부의 불필요한 가공을 감소하면서, 효과적인 조립을 가능하게 할 뿐만 아니라 바디시트 링의 힘살은 바디시트 링의 두께 및 중량을 감소시키면서, 내강도성을 유지하는 것이며, 디스크는 종래의 볼밸브와 달리 반구 형태로 제작하여 디스크의 중량을 감소하였으며, 고온 유체 작용시 디스크의 팽창 면적을 최소화 한 것으로, 장기간 사용 시 쐐기형태로 조립되어 있어 분해와 재조립이 용이하여 수리와 보수가 간편한 것이다.

Description

고온 고압용 회전형 밸브{High-temperature and high-pressure rotary valves}

본 발명은 고온 고압용 회전형 밸브에 관한 것으로 보다 상세하게는 회전형 디스크를 사용하였으며, 상부 삽입형 구조로 배관 체결시 내부의 쐐기형 바디를 메인바디로부터 분리하여 유지, 보수가 가능한 구조로 되어있을 뿐만 아니라 볼팅 부위가 유체에 직접 노출되지 않으며, 바디시트 링 체결시 볼팅 구조로 되어 있어 시트 조임력을 조절할 수 있으며, 메인바디와 쐐기형 바디, 바디시트 링이 각각 쐐기형태로 조립되므로 체결성과 기밀성을 극대화 시킬수 있는 것이다.

일반적으로 고온 고압용 밸브는 밸브몸체의 밸브실에 볼을 장입시킨 다음 덮개를 나사조립하며, 상기 밸브몸체의 외측에서 스템을 삽입하여 볼의 정부에 고정되게 한 후 상기 스템에 핸들을 너트로서 고정시키고 있으며, 상기 밸브몸체 및 덮개 각각의 안쪽에 형성된 환형턱과 상기 볼과의 사이에 탄성체 시트를 개재시키되, 상기 탄성체 시트들은 폴리에틸렌이나 테프론 재질로 형성되어 볼의 양쪽에 탄력적으로 밀착되어 고압유체의 누설을 방지할 수 있도록 구성되어 있었으며, 특허출원번호 10-2007-0115752호 고압유체 개폐용 볼밸브가 고안되어 사용되어 왔다.

상기한 종래의 기술은 상기 탄성체 시트는 덮개를 밸브몸체에 나사조립시키는 과정에서 나사조임력에 의해 강하게 압축된 상태로서 볼밸브에 밀착되므로 조립 초기에는 고압유체의 누설을 방지하는 작용이 기대할 수 있는 반면에 탄성체 시트의 과도한 압축작용으로 볼을 누르고 있기 때문에 상기 볼의 개폐작동이 원활하지 못하게 되어 핸들 조작시 과도한 회전우력(torque)이 필요하게 되므로 볼밸브의 개폐작동에 많은 힘이 소요되었으며, 볼과 탄성체 시트를 분리 및 해체한 상태에서 밸브몸체와 덮개를 관로에 연결하여 용접한 다음에 볼과 탄성체 시트를 조립하는 방법이 있지만 볼밸브의 설치작업은 관로가 배설되는 현장에서 이루어지고 있고 또 관로와 관로 사이에 밸브몸체와 덮개를 용접한 상태에서는 볼 및 탄성체 시트의 조립은 물론이고 스템과 핸들 그리고 그외의 패킹, 가스켓, 너트 등등의 부품의 조립작업이 매우 번거롭고 힘이 들기 때문에 대개는 탄성체 시트가 조립된 상태에서 볼밸브를 관로에 용접하여 연결하고 있어 상기와 같은 탄성체 시트의 열변형 문제는 해결되지 못하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 상부 삽입형 구조로 배관 체결시 내부의 쐐기형 바디를 메인바디로부터 분리하여 유지, 보수가 가능한 구조로 되어있을 뿐만 아니라 볼팅 부위가 유체에 직접 노출되지 않으며, 바디시트 링 체결시 볼팅 구조로 되어 있어 시트 조임력을 조절할 수 있으며, 메인바디와 쐐기형 바디, 바디시트 링이 각각 쐐기형태로 조립되므로 체결성과 기밀성을 극대화할 수 있도록 한 것이다.

이와 같이 된 본 발명은 볼팅 부위가 유체에 직접 노출되지 않으며, 메인바디, 쐐기형바디, 바디시트 링이 각각 쐐기형태로 조립되므로, 체결성과 기밀성을 극대화할 수 있으며, 메인바디에서 가이드는 내부의 불필요한 가공을 감소하면서, 효과적인 조립을 가능하게 할 뿐만 아니라 바디시트 링의 힘살은 바디시트 링의 두께 및 중량을 감소시키면서, 내강도성을 유지하는 것이며, 디스크는 종래의 볼밸브와 달리 반구 형태로 제작하여 디스크의 중량을 감소하였으며, 고온 유체 작용시 디스크의 팽창 면적을 최소화 한 것으로, 장기간 사용 시 쐐기형태로 조립되어 있어 분해와 재조립이 용이하여 수리와 보수가 간편한 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 밸브의 단면도와 부분 확대도
도 2는 본 발명에 의한 밸브의 구성중 메인 바디의 사시도
도 3은 본 발명에 의한 밸브의 구성중 쐐기형 바디의 사시도
도 4는 본 발명에 의한 밸브의 구성중 바디 시트 링의 사시도
도 5는 본 발명에 의한 밸브의 구성중 회전형 디스크의 사시도

본 발명을 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1을 참고하여 보면 본 발명의 구성은 회전형 디스크(5)를 쐐기형 바디(3)의 내측에 위치하도록 하고, 상기 쐐기형 바디(3)의 전, 후면에 바디시트 링(2)을 고정한 후, 쐐기형 바디(3)를 메인 바디(1)의 내측에 삽입하여 고정하는 것이다.

배관 라인에서 밸브를 분리하지 않고 회전형 디스크(5) 및 바디시트 링(2)의 수리가 가능하도록 메인바디(1)로부터 쐐기형 바디(3)를 빼낼 수 있는 상부 삽입형 구조로 구성하여 손쉽게 유지, 보수 가능한 구조로 되어있다.

바디시트링(2)과 쐐기형 바디(3)를 체결할 때 바디시트 링 고정볼트(2-1)를 이용하므로, 시트 조임력을 조절할 수 있으며, 볼팅 부위가 유체에 직접 노출되지 않으며, 메인바디(1)와 쐐기형 바디(3), 바디시트 링(2)이 각각 쐐기형태로 조립되므로, 체결성과 기밀성을 극대화할 수 있는 구조로 되어있다.

메인바디(1)의 내부에 형성되어 있는 가이드(1-a)는 내부의 불필요한 가공을 감소시키면서, 쐐기형 바디(3)의 외측이 하측으로 갈수록 얇아지는 것과 대응하도록 하측으로 갈수록 두께가 두꺼워 지는 것으로 쉽고 효과적인 조립을 가능하게 하는 것이다.

바디시트 링(2)의 일측면에 힘살(2-a)을 방사형으로 구비하여 바디시트 링(2)의 두께 및 중량을 감소시키면서 내강도성을 유지할 수 있도록 한 것이다.

회전형 디스크(5)는 종래의 볼밸브와 달리 반구 형태로 제작하여 디스크의 중량을 감소하는 한편 고온 유체 작용시 디스크의 팽창 면적을 최소화할 수 있도록 한 것으로, 환형 테두리(5-a)와 지지단(5-b)은 회전형 볼밸브(5)의 내강도성을 유지하면서 중량을 감소할 수 있도록 한 것이다.

도 1의 상세도-'E'에서 통공(5-c)은 스템(9), 트러니언(10)이 회전형 디스크(5)에 체결될 때 밀폐 공기압의 반발력을 최소화하여 체결할 때 체결에 필요한 힘을 감소시키는 것이다.

도 1의 상세도-'B'를 참고하여 밸브 상부에 대한 실링 메커니즘을 설명하면 쐐기형바디(3)와 압력 씰 보닛(61), 압력 씰 보닛 패킹(61-1), 압력 씰 보닛 이음 고리(61-2), 패킹(11), 패킹 마개(12)가 볼팅 구조로 되어 있으며, 압력 씰 보닛 이음고리(62-1)는 유체에 의한 상부 반력을 감소시킨다.

또한, 상세도-'D'에서 스템(9) 외경과 기어박스 판(30) 내경을 다르게 하여, 단차를 만들어 스템(9)이 상부로 이탈하는 것을 방지한다.

상세도-'A'에서 메인바디 가스켓(1-1), 쐐기형바디 가스켓(1-4) 및 상세도-'F'에서 메인바디 가스켓(1-2)은 실링효과를 극대화 시킨다.

도 1의 상세도-'C'를 참고하여 보면 밸브 하부에 대한 실링 메커니즘을 설명하면 쐐기형 바디(3)가 상부로 상승하는 것을 방지하기 위하여, 엔드 커버(20), (20-1)가 엔드 커버 고정볼트(21)로 체결하는 결합 구조로 되어 있으며, 엔드 커버(20-2)는 밸브 하부로의 누수를 방지하는 것이다.

도 1의 상세도-'A-1'를 참고하여 보면 단차 a, b의 크기를 비교해 볼 때 단차 a가 b보다 크며, 단차 a는 바디시트 링(2)의 큰 가공공차를 허용하며, 단차 b는 바디시트 라멜라(2-2)의 지지반력을 상승시킨다.

1; 메인바디
1-1, 1-2; 메인바디 가스켓
1-a; 가이드
1-3; 쐐기형 바디
1-4; 쐐기바디 가스켓
2; 바디시트 링
2-1; 바디시트 링 고정볼트
2-2; 바디시트 라멜라
2-a; 힘살
5; 회전형 디스크
5-a; 환형 테두리
5-b; 지지단
5-c; 통공
9; 스템
10; 트러니언
11; 패킹
12; 패킹 마개
13; 패킹 마개 고정볼트
15; 지지링
15-1; 지지링 고정볼트
17; 메인 부시
18; 스터브 부시
20, 20-1, 20-2; 엔드커버
21, 21-1; 엔드커버 고정볼트
22; 엔드커버 가스켓
24; 이음고리
30; 기어박스 판
31; 기어박스 판 고정볼트
60; 익스텐션 보닛
60-1; 익스텐션 보닛 고정볼트
61; 압력 씰 보닛
61-1; 압력 씰 보닛 패킹
61-2; 압력 씰 보닛 이음고리
62; 압력 씰 디바이스
62-1; 압력 씰 디바이스 링

Claims

반구 형태로 제작하여 디스크의 중량을 감소하는 한편 고온 유체 작용시 디스크의 팽창 면적을 최소화할 수 있도록 한 회전형 디스크(5)를 쐐기형 바디(3)의 내측에 위치하도록 하고,
상기 쐐기형 바디(3)의 전, 후면에 바디시트 링(2)을 고정한 후, 외측이 하측으로 갈수록 얇아지도록 형성되어 있는 쐐기형 바디(3)와 대응되도록 형성된 메인바디(1)의 내부 가이드(1-a)에 쐐기형 바디(3)를 삽입하여 고정하고,
상기 바디시트 링(2)과 회전형 디스크(5)의 접촉부위에 단차 a를 단차 b보다 크게 형성하며, 단차 a는 바디시트 링(2)의 큰 가공공차를 허용하며, 단차 b는 바디시트 라멜라(2-2)의 지지반력을 상승시키는 것을 특징으로 하는 고온 고압용 회전형 밸브.
제 1항에 있어서,
상기 쐐기형바디(3)와 압력 씰 보닛(61), 압력 씰 보닛 패킹(61-1), 압력 씰 보닛 이음 고리(61-2), 패킹(11), 패킹 마개(12)가 볼팅 구조로 되어 있으며, 압력 씰 보닛 이음고리(62-1)는 유체에 의한 상부 반력을 감소시키며, 스템(9) 외경과 기어박스 판(30) 내경을 다르게 하여, 단차를 만들어 스템(9)이 상부로 이탈하는 것을 방지하고, 실링효과를 극대화 하기 위해 메인바디 가스켓(1-1), 쐐기형바디 가스켓(1-4) 및 메인바디 가스켓(1-2)를 포함하는 것을 특징으로 하는 고온 고압용 회전형 밸브.
제 1항 또는 제 2항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 쐐기형 바디(3)가 상부로 상승하는 것을 방지하기 위하여, 엔드 커버(20),(20-1)가 엔드 커버 고정볼트(21)로 체결하는 결합 구조로 되어 있으며, 엔드 커버(20-2)는 밸브 하부로의 누수를 방지하는 것을 특징으로 하는 고온 고압용 회전형 밸브의 실링 메커니즘.