KR20150044033A - 이중 씰 구조를 갖는 밸브 이음연결장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유체(반도체 제조공정 중에 발생되는 화학성, 유독성 가스, 액체 등을 말함)가 흐르는 밸브본체의 이음연결부위에 장착되는 밀봉부재가 유체에 노출되지않도록 씰링(sealing)처리하여 기밀성을 향상시킬 수 있도록 한 것으로,
본 발명의 일 실시예에 의한 이중 씰 구조를 갖는 밸브 이음연결장치는,
유체가 유입되는 유입구와 유체가 배출되는 배출구를 구비하는 밸브본체;
상기 밸브본체의 이음연결부위에 설치되고, 회전에 의해 상기 유입구와 배출구를 연통시키는 관통공이 형성되는 구 형상의 볼밸브;
상기 볼밸브와 밸브본체 사이에 장착되어 상기 볼밸브를 회전가능하게 지지하는 밸브시트;
상기 볼밸브에 일단이 고정되고 상기 밸브본체의 외부로 타단이 돌출되며, 상기 볼밸브를 회전시켜 주는 스템;
상기 볼밸브의 회전에 의해 상기 유입구 및 배출구를 개폐할 수 있도록 상기 스템을 회전시켜 주는 조작레버;
상기 볼밸브의 상,하측으로 상기 밸브본체의 이음연결부위에 장착되며, 상기 밸브시트를 통과하여 외부로 유체의 누출되는 것을 방지하거나, 상기 볼밸브의 개폐시 상기 밸브본체 내부의 유체가 외부로 누출되는 것을 방지하는 상,하부 패킹;
상기 상,하부 패킹의 외측면에 형성되는 안착홈에 결합되며, 상기 밸브본체에 상,하부 패킹을 체결시 상기 안착홈의 내경과 대응되게 형성되는 상기 밸브본체의 가압편에 의해 가압되어 상기 밸브본체와 이와 밀착되는 상기 상,하부 패킹 사이의 틈새를 기밀시키는 기밀용 가스켓; 및
상기 상,하부 패킹의 상기 안착홈의 입구 가장자리에 형성되는 제1씰링부와, 상기 가압편에 의해 상기 기밀용 가스켓을 가압하기 위해 상기 밸브본체에 상기 상,하부 패킹을 체결시 상기 제1씰링부와 밀착되어 상기 밸브본체와 이와 밀착되는 상기 상,하부 패킹 사이의 틈새를 재 기밀시키도록 상기 밸브본체에 형성되는 제2씰링부를 구비하여 이루어지는 메탈씰일;을 구비하는 것을 특징으로 하는 이중 씰 구조를 갖는 밸브 이음연결장치를 제공한다.

Description

이중 씰 구조를 갖는 밸브 이음연결장치{valve connecting device having double seal}

본 발명은 이중 씰 구조를 갖는 밸브 이음연결장치에 관한 것으로, 특히 유체(반도체 제조공정 중에 발생되는 화학성, 유독성 가스, 액체 등을 말함)가 흐르는 밸브본체의 이음연결부위에 장착되는 밀봉부재가 유체에 노출되지않도록 씰링(sealing)처리하여 기밀성을 향상시킬 수 있도록 한 이중 씰 구조를 갖는 밸브 이음연결장치에 관한 것이다.

도 1(a,b,c)에 도시된 종래 기술에 의한 밸브 이음연결장치는,

유체(액체 또는 기체 등을 말함)가 유입되는 유입구(1)와 유체가 배출되는 배출구(2)를 구비한 밸브본체(3,4)와,

상기 밸브본체(3,4)의 이음연결부위에 설치되고, 회전에 의해 상기 유입구(1)와 배출구(2)를 연통시키는 관통공(5)이 형성되는 구 형상의 볼밸브(6)와,

상기 볼밸브(6)와 밸브본체(3,4) 사이에 장착되는 씽링용 시트링(7)과,

상기 밸브본체(3,4)의 외부로 돌출되며 상기 볼밸브(6)를 회전시켜 주는 스템(8)과,

상기 볼밸브(6)를 회전시켜 상기 유입구(1) 및 배출구(2)를 개폐할 수 있도록 상기 스템(8)을 회전시켜 주는 조작레버(9)와,

상기 볼밸브(6)의 상,하측으로 상기 밸브본체(3,4)의 이음연결부위에 장착되며, 상기 시트링(7)(소위 "밸브시트"(valve seat)를 말함)을 통과하여 외부로 유체의 누출되는 것을 방지하거나, 볼밸브(6)의 개폐시, 또는 볼밸브(6)가 부분적으로 개폐되는 경우에 상기 밸브본체(3,4) 내부의 유체가 외부로 누출되는 것을 방지하는 상,하부 패킹(10,11)(packing)을 구비한다.

도면중 미 설명부호 12는 밸브본체(3 또는 4)와 패킹(10 또는 11)사이의 틈새를 통해 밸브본체(3,4) 내의 유체가 누출되는 것을 방지하는 기밀용 가스켓(gasket)이다.

이때, 상기 밸브본체(3,4)와 패킹(10,11) 사이의 틈새를 기밀시키기 위해 볼트(13)의 체결에 의해 가스켓(12)을 압축시킬 경우(도 1(b)참조)에도, 도 1(c)에서와 같이 상기 밸브본체(3)와 패킹(11) 사이의 미세한 틈새(t)는 존재하게 된다. 이로 인해 상기 밸브본체(3,4) 내에 흐르는 유독성 가스 등이 상기 틈새(t)를 통해 상기 가스켓(12)에 이동될 수 있다.

이때 유독성 가스 등이 가스켓(12)에 접촉됨으로 인해 상기 가스켓(12)이 부식되거나, 형상 변형될 경우 상기 가스켓(12)의 기밀성이 떨어지므로 상기 밸브본체(3,4) 내의 유체가 상기 틈새(t)를 통해 누출될 수 있는 문제점을 갖는다.

특허출원 10-2002-0028659호에 밸브 스템용 패킹이 게시되어 있다. 상기 밸브 스템용 패킹은 밸브본체, 스템 및 조작레버로 구성되는 밸브에 있어서, 상기 스템의 외주면에 환형의 패킹을 구비하되, 상기 패킹의 내주면에 2방향이 개방된 안착홈을 상기 패킹 내주면의 상단 또는 하단에 형성하고, 상기 안착홈에 오링을 구비하는 밸브 스템용 패킹으로서,

상기 오링이 패킹 내주면에서 중심쪽으로 약간 돌출되게 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예는, 밸브본체의 이음연결부위에 장착되는 밀봉부재(가스켓 등을 말함)가 밸브본체 내의 유체(유독성 가스 등을 말함)에 노출되지않도록 메탈 씰링(metal sealing)처리하여, 상기 유체와 접촉으로 인한 밀봉부재의 부식 또는 형상 변형되는 것을 방지할 수 있도록 한 이중 씰 구조를 갖는 밸브 이음연결장치와 관련된다.

본 발명의 실시예는, 밸브본체의 메탈씰링과 가스켓의 씰링에 의한 2중씰링구조에 의해, 볼밸브를 지지하는 밸브시트 또는 볼밸브의 개폐 동작시에 밸브본체 내의 유체가 누출되는 것을 방지하므로, 밸브의 기밀성, 실용성 및 신뢰성을 높일 수 있도록 한 이중 씰 구조를 갖는 밸브 이음연결장치와 관련된다.

본 발명의 일 실시예에 의한 이중 씰 구조를 갖는 밸브 이음연결장치는,

유체가 유입되는 유입구와 유체가 배출되는 배출구를 구비하는 밸브본체;

상기 밸브본체의 이음연결부위에 설치되고, 회전에 의해 상기 유입구와 배출구를 연통시키는 관통공이 형성되는 구 형상의 볼밸브;

상기 볼밸브와 밸브본체 사이에 장착되어 상기 볼밸브를 회전가능하게 지지하는 밸브시트;

상기 볼밸브에 일단이 고정되고 상기 밸브본체의 외부로 타단이 돌출되며, 상기 볼밸브를 회전시켜 주는 스템;

상기 볼밸브의 회전에 의해 상기 유입구 및 배출구를 개폐할 수 있도록 상기 스템을 회전시켜 주는 조작레버;

상기 볼밸브의 상,하측으로 상기 밸브본체의 이음연결부위에 장착되며, 상기 밸브시트를 통과하여 외부로 유체의 누출되는 것을 방지하거나, 상기 볼밸브의 개폐시 상기 밸브본체 내부의 유체가 외부로 누출되는 것을 방지하는 상,하부 패킹;

상기 상,하부 패킹의 외측면에 형성되는 안착홈에 결합되며, 상기 밸브본체에 상,하부 패킹을 체결시 상기 안착홈의 내경과 대응되게 형성되는 상기 밸브본체의 가압편에 의해 가압되어 상기 밸브본체와 이와 밀착되는 상기 상,하부 패킹 사이의 틈새를 기밀시키는 기밀용 가스켓; 및

상기 상,하부 패킹의 상기 안착홈의 입구 가장자리에 형성되는 제1씰링부와, 상기 가압편에 의해 상기 기밀용 가스켓을 가압하기 위해 상기 밸브본체에 상기 상,하부 패킹을 체결시 상기 제1씰링부와 밀착되어 상기 밸브본체와 이와 밀착되는 상기 상,하부 패킹 사이의 틈새를 재 기밀시키도록 상기 밸브본체에 형성되는 제2씰링부를 구비하여 이루어지는 메탈씰일;을 구비하는 것을 특징으로 하는 이중 씰 구조를 갖는 밸브 이음연결장치를 제공한다.

바람직한 실시예에 의하면, 상기 제1씰링부는 상기 안착홈의 입구의 상부 가장자리 및 하부 가장자리에 둥글게 형성되고, 상기 제2씰링부는 상기 밸브본체의 수직면과 가압편의 수평면이 직교하는 상부 모서리 및 하부 모서리에 모따기 형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 제1씰링부는 상기 안착홈의 입구의 상부 가장자리 및 하부 가장자리에 모따기 형상으로 형성되고, 상기 제2씰링부는 상기 밸브본체의 수직면과 가압편의 수평면이 직교하는 상부 모서리 및 하부 모서리에 오목하게 형성되는 것을 특징으로 한다.

전술한 바와 같이 구성되는 본 발명의 실시예는 아래와 같은 이점을 갖는다.

밸브본체의 이음연결부위에 장착되는 밀봉부재가 밸브본체 내의 유체에 노출되지않도록 메탈 씰링처리함에 따라, 유체와 접촉으로 인한 밀봉부재의 부식 또는 형상 변형시 발생되는 틈새를 통해 유체 누출되는 것을 방지하므로 밸브의 기밀성을 유지할 수 있다.

또한, 밸브본체의 메탈씰링과 가스켓의 씰링에 의한 2중씰링구조에 의해, 볼밸브를 지지하는 밸브시트 또는 볼밸브의 개폐 동작시에 밸브본체 내의 유체가 누출되는 것을 방지함에 따라, 밸브의 실용성 및 신뢰성을 높일 수 있다.

또한, 볼밸브를 이루는 밸브본체 등의 구조를 크게 변경하지않고 씰링구조를 적용함에 따라 원가비용 및 제작비용을 절감할 수 있다.

도 1(a,b,c)는 종래 기술에 의한 밸브 이음연결장치의 개략도,
도 2(a,b)는 본 발명의 일 실시예에 의한 이중 씰 구조를 갖는 밸브 이음연결장치의 도면,
도 3(a,b)는 본 발명의 다른 실시예에 의한 이중 씰 구조를 갖는 밸브 이음연결장치의 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는 것이다.

도 2(a,b) 및 도 3(a,b)에 도시된 본 발명의 실시예에 의한 이중 씰 구조를 갖는 밸브 이음연결장치는,

유체가 유입되는 유입구(1)와 유체가 배출되는 배출구(2)를 구비하는 밸브본체(3,4);

상기 밸브본체(3,4)의 이음연결부위에 설치되고, 회전에 의해 상기 유입구(1)와 배출구(2)를 연통시키는 관통공(5)이 형성되는 구 형상의 볼밸브(6);

상기 볼밸브(6)와 밸브본체(3,4) 사이에 장착되어 상기 볼밸브(6)를 회전가능하게 지지하는 밸브시트(7);

상기 볼밸브(6)에 일단이 고정되고 상기 밸브본체(3,4)의 외부로 타단이 돌출되며, 상기 볼밸브(6)를 회전시켜 주는 스템(8);

상기 볼밸브(6)의 회전에 의해 상기 유입구(1) 및 배출구(2)를 개폐할 수 있도록 상기 스템(8)을 회전시켜 주는 조작레버(9);

상기 볼밸브(6)의 상,하측으로 상기 밸브본체(3,4)의 이음연결부위에 장착되며, 상기 밸브시트(7)를 통과하여 외부로 유체의 누출되는 것을 방지하거나, 상기 볼밸브(6)의 개폐시 상기 밸브본체(3,4) 내부의 유체가 외부로 누출되는 것을 방지하는 상,하부 패킹(10,11);

상기 상,하부 패킹(10,11)의 외측면에 형성되는 안착홈(14)에 결합되며, 상기 밸브본체(3,4)에 상,하부 패킹(10,11)을 체결시 상기 안착홈(14)의 내경과 대응되게 형성되는 상기 밸브본체(3,4)의 가압편(15)에 의해 가압되어 상기 밸브본체(3,4)와 이와 밀착되는 상기 상,하부 패킹(10,11) 사이의 틈새를 기밀시키는 기밀용 가스켓(12); 및

상기 상,하부 패킹(10,11)의 상기 안착홈(14)의 입구 가장자리에 형성되는 제1씰링부(16)와, 상기 가압편(15)에 의해 상기 기밀용 가스켓(12)을 가압하기 위해 상기 밸브본체(3,4)에 상기 상,하부 패킹(10,11)을 볼트(13)에 의해 체결시 상기 제1씰링부(16)와 밀착되어 상기 밸브본체(3,4)와 이와 밀착되는 상기 상,하부 패킹(10,11) 사이의 틈새를 재 기밀시키도록 상기 밸브본체(3,4)에 형성되는 제2씰링부(17)를 구비하여 이루어지는 메탈씰일(18);을 구비한다.

도 2(a,b)에서와 같이, 상기 제1씰링부(16)는 상기 안착홈(14)의 입구의 상부 가장자리 및 하부 가장자리에 둥글게 형성되고, 상기 제2씰링부(17)는 상기 밸브본체(3,4)의 수직면(a)과 가압편(15)의 수평면(b)이 직교하는 상부 모서리 및 하부 모서리에 모따기 형상으로 형성될 수 있다.

도 3(a,b)에서와 같이, 상기 제1씰링부(16)는 상기 안착홈(14)의 입구의 상부 가장자리 및 하부 가장자리에 모따기 형상으로 형성되고, 상기 제2씰링부(17)는 상기 밸브본체(3,4)의 수직면(a)과 가압편(15)의 수평면(b)이 직교하는 상부 모서리 및 하부 모서리에 오목하게 형성될 수 있다.

이때, 상기 상,하부 패킹(10,11)에 형성되는 안착홈(14)과, 상기 안착홈(14)에 결합되는 기밀용 가스켓(12)과, 상기 안착홈(14)의 입구 가장자리에 형성되는 제1씰링부(16) 및 상기 안착홈(14)에 결합되는 기밀용 가스켓(12)을 상기 밸브본체(3,4)의 가압편(15)에 의해 가압시 상기 제1씰링부(16)에 밀착되는 제2씰링부(17)로 이루어지는 메탈씰일(18)을 제외한 구성은, 도 1(a)에 도시된 밸브 이음연결장치의 구성과 실질적으로 동일하므로 이들의 구성에 대한 상세한 설명은 생략하고, 동일한 구성에 대한 도면부호는 동일하게 표기한다.

이하에서, 본 발명의 일 실시예에 의한 이중 씰 구조를 갖는 밸브 이음연결장치의 사용예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2(a,b)에서와 같이, 상기 상,하부 패킹(10,11)에 형성된 안착홈(14)에 상기 기밀용 가스켓(12)을 결합시킨 후, 상기 볼트(13)의 체결에 의해 상기 밸브본체(3,4)에 상기 상,하부 패킹(10,11)을 고정한다. 이때 상기 밸브본체(3,4)에 형성된 가압편(15)이 상기 상,하부 패킹(10,11)에 형성된 안착홈(14)에 수용된다(가압편(15)과 안착홈(14)은 상호 끼워맞춤되도록 오차범위내에서 가공되므로 가압편(15)이 안착홈(14)에 결합될 수 있다.). 즉 상기 안착홈(14)에 결합된 기밀용 가스켓(12)을 가압편(15)의 가압에 의해 압착시킴에 따라, 상기 밸브본체(3,4)와 상,하부 패킹(10,11)사이의 틈새를 기밀용 가스켓(12)에 의해 기밀처리할 수 있게 된다.

이와 동시에, 상기 밸브본체(3,4)에 상,하부 패킹(10,11)을 볼트(13)의 체결에 의해 고정시킬 경우, 상기 안착홈(14)의 입구 가장자리에 둥글게 형성된 제1씰링부(16)가, 상기 밸브본체(3,4)의 수직면(a)과 가압편(15)의 수평면(b)이 직교하는 상부 모서리 및 하부 모서리에 모따기 형상으로 형성된 제2씰링부(17)에 밀착되면서 그 형상이 변형된다. 이로 인해 상기 밸브본체(3,4)와 상,하부 패킹(10,11)사이의 틈새를 제1,2씰링부(16,17)에 의한 메탈씰링(18)에 의해 재 기밀처리할 수 있게 된다.

전술한 바와 같이 상기 상,하부 패킹(10,11)의 안착홈(14)에 기밀용 가스켓(12)을 결합한 후 상기 밸브본체(3,4)에 상,하부 패킹(10,11)을 볼트(13)에 의해 체결시킬 경우, 상기 안착홈(14) 내에서 압축되는 기밀용 가스켓(12)에 의한 1차 기밀과, 상기 상,하부 패킹(10,11)의 제1씰링부(16)와 밸브바디(3,4)의 제2씰링부(17)로 이루어진 메틸씰링(18)에 의한 2차 기밀에 의해, 유입구(1) 및 배출구(2) 내의 유체가 밸브본체(3,4)와 상,하부 패킹(10,11)사이의 틈새를 통해 누출되는 것을 방지할 수 있게 된다.

한편, 도 3(a,b)에서와 같이, 상기 안착홈(14)에 결합되고 상기 밸브본체(3,4)에 상,하부 패킹(10,11)을 볼트(13)에 의해 체결할 경우, 상기 안착홈(14)에 끼워맞춤되는 가압편(15)에 의해 압축됨에 따라, 상기 밸브본체(3,4)와 상,하부 패킹(10,11)사이의 틈새를 1차로 기밀처리하는 기밀용 가스켓(12)은, 도 2(a,b)에 도시된 밸브 이음연결장치의 구성과 동일하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

따라서, 도 3(b)에서와 같이, 상기 볼트(13)의 체결에 의해 안착홈(14)에 결합된 기밀용 가스켓(12)을 가압편(15)의 가압에 의해 압축시킬 경우, 상기 안착홈(14)의 입구 가장자리에 모따기 형상으로 형성된 제1씰링부(16)가, 상기 밸브본체(3,4)의 수직면(a)과 가압편(15)의 수평면(b)이 직교하는 상부 모서리 및 하부 모서리에 오목한 형상으로 형성된 제2씰링부(17)에 밀착되면서 그 형상이 변형된다. 이로 인해 상기 밸브본체(3,4)와 상,하부 패킹(10,11)사이의 틈새를 제1,2씰링부(16,17)에 의한 메탈씰링(18)에 의해 2차로 기밀처리할 수 있게 된다.

1; 유입구
2; 배출구
3,4; 밸브본체
5; 관통공
6; 볼밸브
7; 밸브시트
8; 스템
9; 조작레버
10; 상부 패킹
11; 하부 패킹
12; 기밀용 가스켓
13; 볼트
14; 안착홈
15; 가압편
16; 제1씰링부
17; 제2씰링부

Claims (3)

1. 유체가 유입되는 유입구와 유체가 배출되는 배출구를 구비하는 밸브본체;
   상기 밸브본체의 이음연결부위에 설치되고, 회전에 의해 상기 유입구와 배출구를 연통시키는 관통공이 형성되는 구 형상의 볼밸브;
   상기 볼밸브와 밸브본체 사이에 장착되어 상기 볼밸브를 회전가능하게 지지하는 밸브시트;
   상기 볼밸브에 일단이 고정되고 상기 밸브본체의 외부로 타단이 돌출되며, 상기 볼밸브를 회전시켜 주는 스템;
   상기 볼밸브의 회전에 의해 상기 유입구 및 배출구를 개폐할 수 있도록 상기 스템을 회전시켜 주는 조작레버;
   상기 볼밸브의 상,하측으로 상기 밸브본체의 이음연결부위에 장착되며, 상기 밸브시트를 통과하여 외부로 유체의 누출되는 것을 방지하거나, 상기 볼밸브의 개폐시 상기 밸브본체 내부의 유체가 외부로 누출되는 것을 방지하는 상,하부 패킹;
   상기 상,하부 패킹의 외측면에 형성되는 안착홈에 결합되며, 상기 밸브본체에 상,하부 패킹을 체결시 상기 안착홈의 내경과 대응되게 형성되는 상기 밸브본체의 가압편에 의해 가압되어 상기 밸브본체와 이와 밀착되는 상기 상,하부 패킹 사이의 틈새를 기밀시키는 기밀용 가스켓; 및
   상기 상,하부 패킹의 상기 안착홈의 입구 가장자리에 형성되는 제1씰링부와, 상기 가압편에 의해 상기 기밀용 가스켓을 가압하기 위해 상기 밸브본체에 상기 상,하부 패킹을 체결시 상기 제1씰링부와 밀착되어 상기 밸브본체와 이와 밀착되는 상기 상,하부 패킹 사이의 틈새를 재 기밀시키도록 상기 밸브본체에 형성되는 제2씰링부를 구비하여 이루어지는 메탈씰일;을 구비하는 것을 특징으로 하는 이중 씰 구조를 갖는 밸브 이음연결장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1씰링부는 상기 안착홈의 입구의 상부 가장자리 및 하부 가장자리에 둥글게 형성되고, 상기 제2씰링부는 상기 밸브본체의 수직면과 가압편의 수평면이 직교하는 상부 모서리 및 하부 모서리에 모따기 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 이중 씰 구조를 갖는 밸브 이음연결장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 제1씰링부는 상기 안착홈의 입구의 상부 가장자리 및 하부 가장자리에 모따기 형상으로 형성되고, 상기 제2씰링부는 상기 밸브본체의 수직면과 가압편의 수평면이 직교하는 상부 모서리 및 하부 모서리에 오목하게 형성되는 것을 특징으로 하는 이중 씰 구조를 갖는 밸브 이음연결장치.

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