KR20170054669A

KR20170054669A - 홀딩 시트를 갖는 볼 밸브

Info

Publication number: KR20170054669A
Application number: KR1020150157098A
Authority: KR
Inventors: 정낙신; 김인일; 박민선; 김상명; 우일국
Original assignee: 대우조선해양 주식회사
Priority date: 2015-11-10
Filing date: 2015-11-10
Publication date: 2017-05-18
Also published as: KR102244264B1

Abstract

본 발명은 개폐 조작시의 회전 토크를 줄여 원활한 조작이 가능하며, 개폐 조작 완료시에는 볼 부재와 시트 간의 실링성을 높일 수 있도록 하여 성능이 우수하고 효율적인 운영이 가능한 한 볼 밸브에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유입구(112)와 배출구(114) 사이를 연결하는 내부유로(116)를 가지는 밸브 몸체(110)와, 상기 내부유로(116) 상에 설치되어 스템(125)에 의한 회전에 의해 상기 내부유로(116)를 개폐하는 볼 부재(120)와, 상기 볼 부재(120)의 유로방향에 적어도 어느 1 이상의 면에 밀착을 이루도록 설치되는 밀착시트(132) 및 자기력의 작용으로 상기 밀착시트(132)가 상기 볼 부재(120)에 밀착 또는 밀착이 해제되도록 선택적으로 가압하는 가압시트(134)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 홀딩 시트를 갖는 볼 밸브에 관한 것이다.

Description

홀딩 시트를 갖는 볼 밸브{BALL VALVE WITH HOLDING SEAT}

본 발명은 볼 밸브(BALL VALVE)에 관한 것으로, 개폐 조작시의 회전 토크(TOQUE)를 줄여 원활한 조작이 가능하며, 개폐 조작 완료시에는 볼 부재와 시트 간의 실링성(SEALING PERFORMANCE)을 높일 수 있도록 하여 그 성능이 우수하고 효율적인 운영이 가능한 특징이 있는 홀딩 시트를 갖는 볼 밸브에 관한 것이다.

일반적으로 볼 밸브는 2개 이상의 배관(PIPE)에 연결되어 배관에 연결되는 유로를 선택적으로 개폐(OPEN AND SHUT)하는 것에 의하여 유체(FLUID)의 흐름을 제어하는 수단으로 널리 사용되고 있다.

이와 같은 볼 밸브는 유로를 개폐하기 위하여 밸브 몸체 내부에 2개 이상의 유로와 연통되는 챔버 내에 볼 부재가 회전하게 설치되어, 볼 부재의 회전에 의하여 유로를 선택적으로 개폐하도록 작동된다.

볼 밸브는 형태에 따라 판형상의 볼 부재로 유로(FLUID PATH)를 개폐하는 버터플라이 밸브와, 구면을 갖는 형상의 볼 부재로 유로를 개폐하는 볼 밸브 또는 세그먼트 볼 밸브 등으로 나뉜다. 종래에는 쉽고 저렴하게 제조할 수 있는 버터플라이 밸브가 널리 사용되었으나, 최근에는 실링 효과가 높은 볼 밸브 또는 세그먼트 볼 밸브가 널리 사용되는 추세에 있다. 여기서, 볼 밸브는 볼 부재의 형상이 구형으로 형성된 것이고, 세그먼트 볼 밸브는 볼 부재의 형상이 구형의 일부(예를 들어, 반구형)로 형성된 밸브를 말한다.

종래의 볼 밸브는 중앙을 관통하는 유로가 형성된 구면을 갖는 볼 부재가 밸브 몸체의 중앙부 챔버(CHABER) 내에 설치되어, 개방 상태에서는 볼 부재에 형성된 볼 구멍을 통해 유로를 서로 연통시키고, 폐쇄 상태에서는 볼 부재가 개방 상태로부터 회전하여 볼의 구면으로 유로를 막아 차단시키도록 구성된다.

상기한 챔버 내에는 볼 작동 공간이 형성되며, 하우징 내부에 설치되는 스템(STEM)에 의해 볼 부재가 챔버 내에서 대략 90°로 회전하여 유로를 개폐한다.

또한, 볼 밸브는 유로를 폐쇄한 상태에서 실링 성능을 향상시키기 위하여, 볼 부재의 주변에 시트가 설치되고, 시트와 볼 부재의 사이에는 시트링이 개재된다.

시트는 볼 부재의 양쪽에 스프링에 의해 지지되어 스프링의 지지력과 유로관을 통과하는 유체의 힘을 이용하여 실링 기능을 수행한다. 즉, 볼 부재와 인접하는 부분의 시트링이 볼 부재에 완전히 밀착하여야 누수 또는 누기를 차단할 수 있는데 시트링의 밀착력은 스프링에 의해 1차적으로 유지되고, 밸브 내 유체의 압력이 커질수록 그 유체의 압력을 시용하여 시트링이 밀착되도록 설계된다.

참고로, 상기한 시트링은 소프트 타입으로 구성되어 시트에 삽입 형성되거나, 메탈 타입으로 시트에 일체형으로 제작될 수 있다.

그러나, 상기한 종래의 볼 밸브는 시트가 구비되어 볼 밸브의 실링 성능은 향상되는 반면, 밸브 내의 유체의 압력이 증가될 경우 볼 부재와 시트 간의 마찰력이 증가하여 볼 부재를 회전시키기 위해 필요한 토크가 증가되고, 이로 인해 볼 부재를 조작하기 위한 스템에 과다한 부하가 발생된다.

따라서, 볼 밸브의 볼 부재를 수동으로 조작하는 경우 개폐 조작이 원활하지 않아 상당한 힘이 요구되며, 볼 부재와 시트의 접촉면의 마모가 급속하게 진행되면서 실링 성능이 조기에 불량해지는 문제점이 있다.

또한, 스템에 걸리는 높은 부하로 의해 볼 부재 또는 스템이 파손되어 비용 손실을 발생될 수 있으며, 이러한 파손을 방지하기 위해서 볼 부재 또는 스템을 고가의 소재로 제작하거나, 또는 스템 또는 스템의 기어박스의 크기를 대형화시킴으로써, 볼 밸브의 제조 비용을 상승시키고 무게가 증가하게 되는 문제점이 있다.

한국공개특허 제2008-0068347호(공개일자: 2008.07.23) 한국공개특허 제2014-0018512호(공개일자: 2014.02.13)

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 개폐 조작시 회전 토크를 감소시켜 원활한 회전이 이루어질 수 있도록 하는 동시에 밸브의 개폐 조작 완료시에는 볼 부재와 시트 부재 간의 실링성을 높일 수 있도록 함으로써, 조작성과, 안정성 및 내구성이 우수하고, 구조적 성능이 우수하여 효율적인 유지 및 운영이 가능할 뿐만 아니라. 제조 비용까지 절감할 수 있는 홀딩 시트를 갖는 볼 밸브를 제공함을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 유입구와 배출구 사이를 연결하는 내부유로를 가지는 밸브몸체와, 상기 내부유로 상에 설치되어 스템에 의한 회전에 의해 상기 내부유로를 개폐하는 볼 부재와, 상기 볼 부재의 유로방향에 적어도 어느 1 이상의 면에 밀착을 이루도록 설치되는 밀착시트 및 자기력의 작용으로 상기 밀착시트가 상기 볼 부재에 밀착 또는 밀착이 해제되도록 선택적으로 가압하는 가압시트를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 홀딩 시트를 갖는 볼 밸브가 제공된다.

또한, 본 발명에 따른 볼 밸브는 상기 밀착시트에 고정되는 제1영구자석과, 상기 가압시트에 고정되는 제2영구자석과, 상기 가압시트에 감겨져 자기력의 흐름을 발생시키는 코일 및 상기 코일에 전류를 인가하여 자기 흐름 방향과 세기를 조절하는 제어부가 더 구비될 수 있다.

상기 가압시트는, 상기 내부유로의 유로방향으로 이동 가능하게 설치될 수 있다.

상기 가압시트의 외주면에는, 상기 내부유로의 내주면과 밀착되어 유체의 누출을 차단하는 오링이 구비될 수 있다.

상기 밀착시트 및 상기 가압시트는, 서로 다른 금속 소재로 형성될 수 있다.

상기 제1영구자석 및 제2영구자석은, N극과 S극 중 서로 다른 극이 유로방향으로 각각 마주하도록 이격 배치될 수 있다.

상기 제1영구자석 및 제2영구자석은, 링 형상으로 형성되어 상기 밀착시트 및 가압시트의 반경 방향의 내주면에 각각 구비될 수 있다.

상기 제어부는, 상기 볼 부재의 회전 작동시 상기 볼 부재로부터 상기 밀착시트의 밀착을 해제시키고, 상기 볼 부재의 회전 조작이 완료되면 상기 밀착시트를 상기 볼 부재에 밀착하도록 제어하는 것일 수 있다.

상기 밸브 몸체에는, 상기 제어부와 상기 코일을 전기적으로 연결하기 위한 전선통로가 구비될 수 있다.

상기 밀착시트는, 상기 가압시트 보다 강도가 낮은 금속 소재로 형성될 수 있다.

본 발명에 따르면, 볼 밸브 개폐시 내부 유체의 압력에 관계없이 낮은 토크가 걸리므로 볼 밸브 개폐 조작자가 손쉽게 조작이 가능하며, 볼 부재와 시트 부재 사이의 마찰을 줄여 볼 밸브의 수명을 연장할 수 있다.

또한, 이러한 회전 토크 감소에 따라 볼 부재 및 볼 부재에 회전력을 전달하는 스템의 파손 가능성을 줄일 수 있어 안정성이 우수하고 부품 파손에 의한 유지 보수 비용을 절감할 수 있다.

또한, 볼 밸브를 개폐 동작이 이루어지지 않는 상황에서는 볼 부재와 시트 부재 간의 밀착력을 높여 실링성을 극대화 시킬 수 있도록 함으로써, 구조적 안정성이 우수하고, 효율적인 운영을 가능하게 하며, 볼 부재의 소형화를 통해 제조 비용을 절감할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 볼 밸브의 부분 절개 형상을 나타낸 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 볼 밸브에 시트 부재가 배치된 구조를 나타낸 측면도,
도 3은 도 2에 도시된 시트 부재의 밀착시트를 나타낸 정면도,
도 4는 도 2에 도시된 시트 부재의 가압시트를 나타낸 정면도,
도 5는 본 발명에 따른 볼 밸브에 시트 부재가 배치된 다른 예를 나타낸 측면도,
도 6은 본 발명의 볼 밸브의 개폐 동작을 위해 홀딩을 유지한 상태를 나타낸 측면도,
도 7은 본 발명의 볼 밸브를 개폐 작동을 위해 자기력 형성 방향을 조절하는 상태를 나타낸 측면도이고,
도 8은 본 발명의 볼 밸브의 개폐 동작 후 홀딩을 해제한 상태를 나타낸 측면도이다.

이하 첨부된 도면에 따라서 본 발명에 따른 홀딩 시트를 갖는 볼 밸브의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 볼 밸브의 일부분이 절개된 형상을 나타낸 사시도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 볼 밸브(10)는 내부유로(116)를 갖는 밸브 몸체(110)와, 밸브 몸체(110)의 내부유로(116)를 개폐하는 볼 부재(120)와, 볼 부재(120)를 밀착하여 실링을 수행하는 시트 부재(130)를 포함하여 이루어진다.

밸브 몸체(110)는 일측으로 유체를 유입하는 유입구(112)와, 상기 유입구(112)로 유입된 유체를 외부로 배출하는 배출구(114)가 구비된다. 이러한 유입구(112)와 배출구(114)측에는 각각 볼 밸브(10)를 설치하기 위한 배관의 각 단부에 결합되기 위한 플렌지(112a, 114a)가 각각 형성된다. 유입구(112)와 배출구(114)는 밸브 몸체(110)의 내부에 형성되는 내부유로(116)에 의해 서로 연결되며, 내부유로(116)의 중앙에는 볼 부재(120)를 설치하여 작동이 이루어질 수 있도록 하는 공간이 형성된다.

볼 부재(120)는 상기한 밸브 몸체(110)의 내부유로(116) 상의 공간에 설치되어, 내부유로(116)의 상측으로부터 밸브 몸체(110)의 외부로 이어지는 스템(125)의 일단에 고정되어 일체로 회전이 이루어진다.

또한, 볼 부재(120)는 밸브 몸체(110)의 내부유로(116)의 구경과 동일한 안지름을 가지는 볼 구멍(122)이 형성된다. 상기한 스템(125)은 볼 부재(120)의 타단이 밸브 몸체(110)의 외부로 연장되어, 밸브 몸체(110)의 외부에서 스템(125)을 회전시도록 하는 조작기구(미도시함)에 연결된다. 이때, 조작기구는 사람이 수동으로 잡고 회전력을 가할 수 있도록 하는 레버나, 전/자동으로 회전력 가할 수 있는 모터 또는 엑추에이터로 구성될 수 있다.

상기한 조작기구를 통해 스템(125)을 회전시키면 스템(125)에 고정된 볼 부재(120)가 함께 회전을 하여, 볼 부재(120)에 형성된 볼 구멍(122)이 향하는 위치에 따라서 내부유로(116)의 유체 흐름을 개방하거나, 또는 차단하도록 작동된다.

시트 부재(130)는 밸브 몸체(110)의 내부유로(116) 상에 위치되는 볼 부재(120)의 유로방향의 양측 면을 가압하여 볼 부재(120)와 후술될 밀착시트(132) 사이의 틈새로 유체가 새는 것을 방지한다. 이러한 시트 부재(130)는 볼 부재(120)의 유로방향의 양측에 각각 설치되는 것이 바람직하지만, 어느 1개 면에만 설치될 수도 있다.

도 2는 본 발명의 볼 밸브에 시트 부재가 배치된 구조를 나타낸 측면도이고, 도 3은 시트 부재의 밀착시트를 나타낸 일측면도이고, 도 4는 시트 부재의 가압시트를 나타낸 일측면도이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 시트 부재(130)는 밀착시트(132)와 가압시트(134)로 이루어진다.

밀착시트(132)는 상기한 볼 부재(120)의 유로방향에 적어도 어느 1 이상의 면에 밀착을 이루도록 설치된다. 밀착시트(132)가 볼 부재(120)를 향하는 면에는 원주 방향으로 홈이 형성되고, 이 홈에 밀착링(미도시함)을 끼워서 볼 부재(120)의 구면에 밀착되는 밀착면(230)을 형성한다. 밀착링은 나일론 소재 등으로 된 소프트 타입으로 구성되어 밀착면(230)에 삽입 형성되거나, 메탈 타입으로 시트 부재(130)에 일체로 제작될 수 있다.

가압시트(134)는 상기한 밀착시트(132)의 바깥쪽(즉, 볼 부재(120)의 반대쪽)에 각각 설치되어 밀착시트(132)와 상호 작용되는 자기력에 의해 밀착시트(132)를 선택적으로 가압하여 볼 부재(120)에 밀착시키도록 한다.

보다 구체적으로, 밀착시트(132)와 가압시트(134)는 밸브 몸체(110)의 내부유로 방향을 향하도록 배치되는 금속 소재로 이루어져 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 내부유로를 연통시키도록 하는 통공이 각각 형성된다.

그리고, 도 2에 도시된 바와 같이, 가압시트(134)와 마주하는 밀착시트(132)의 일측 면에는 제1영구자석(232)이 구비되고, 밀착시트(132)와 마주하는 가압시트(134)의 일측 면에는 제2영구자석(234)이 구비된다. 제1영구자석(232) 및 제2영구자석(234)은 링 형상으로 형성되어 상기 밀착시트(132) 및 가압시트(134)의 반경 방향의 내주면에 각각 고정된다. 이때, 밀착시트(132)와 가압시트(134)에 각각 구비되는 제1, 2영구자석(232, 234)은 N극(232a, 234a)과 S극(232b, 234b) 중 서로 다른 극이 유로방향으로 각각 마주하여 이격되는 형태로 배치된다. 그리고, 제2영구자석(234)이 형성되는 가압시트(134)에는 제2영구자석(234)을 통해 발생되는 자기력의 흐름을 형성하는 코일(254)이 감겨진다.

상기한 가압시트(134)는 밀착시트(132)의 바깥쪽에서 유로방향으로 소정 거리 이동 가능하게 설치된다. 따라서 코일(254)에 인가되는 전류의 흐름 방향에 따라서 자기력 형성 방향이 가변되어, 가압시트(134)가 밀착시트(132)를 가압하여 볼 부재(120)에 밀착시키거나, 가압시트(134)가 밀착시트(132)로부터 떨어져 볼 부재(120)로부터 밀착을 해제시킨다.

참고로, 가압시트(134)와 밀착시트(132)는 각각 밸브 몸체(110)의 내부유로(116)의 내경부에 형성되는 단차부(111, 113)에 의해 각각 일정 거리 이상의 이동이 제한되도록 설치된다. 즉, 가압시트(134)는 볼 부재(120)의 반대 방향에 형성된 내부유로(116)의 단차부(111)에 의해 이동이 제한되는 상태로 밀착시트(132)에 밀착되도록 구성되고, 밀착시트(132)는 볼 부재(120)에 밀착됨에 의해 이동이 제한되는 한편, 볼 부재(120)의 반대쪽으로는 밸브 몸체(110)의 내부유로(116) 상에 형성되는 단차부(113)에 걸려 이동이 제한될 수 있도록 단차 형상을 갖는다.

또한, 가압시트(134)의 외주면에는 도 2에서 보는 바와 같이, 내부유로(116)의 내주면에 밀착되어 유체의 누출을 차단하는 오링(210)이 더 구비된다.

더 나아가, 본 발명에 따른 볼 밸브(10)는 상기한 가압시트(134)에 감겨진 코일(254)에 전류를 인가시키는 제어부(미도시함)가 더 포함된다. 제어부는 코일(254)에 인가되는 전류의 방향을 조절하여 가압시트(134)가 밀착시트(132)를 가압하거나, 가압시트(134)를 밀착시트(132)로부터 떨어뜨려 볼 부재(120)에 밀착이 해제되도록 자기 흐름 방향과 세기를 선택적으로 조절한다. 이러한 제어부는 밸브 몸체(110)의 외부에 설치될 수 있으며, 제어부와 가압시트(134)의 코일(254)을 전기적으로 연결할 수 있도록 밸브 몸체(110)의 일측에는 내외부로 통하는 전선통로(220)가 형성된다.

상기한 제어부는 일예로, 볼 밸브(10)의 개폐 동작을 위한 볼 부재(120)의 회전 작동시에는 볼 부재(120)로부터 밀착시트(132)의 밀착을 해제시키고, 볼 부재(120)의 회전 조작이 완료되면 밀착시트(132)가 볼 부재(120)에 밀착되도록 제어한다. 따라서, 볼 밸브(10)를 개폐시키는 중에는 밀착시트(132)의 밀착력이 해제되어 원활한 회전이 이루어지도록 하며, 볼 밸브(10)의 개폐가 완료된 후에는 밀착시트(132)가 볼 부재(120)에 강력하게 밀착되어 실링 효과를 높이도록 한다.

또한, 도 5는 본 발명의 볼 밸브(10)에 시트 부재(130)가 배치된 형상의 다른 예를 나타낸 것으로, 도 5를 참조하면, 밀착시트(132)와 접촉되는 가압시트(134)의 일측 면(즉, 밀착시트(132)와 대향하는 면)에 오링(410)이 구비되도록 하여 가압시트(134)와 밀착시트(132) 사이의 접촉면(334)으로 유체가 누출되는 것을 방지하도록 구성될 수도 있다. 즉, 도 4에 도시된 가압시트(134)는 도 3에 도시된 밀착시트(132)와 각각 서로 마주하는 면을 도시한 것으로, 도 3 내지 도 5를 함께 참조하면, 가압시트(134)의 일측 전면에는 제2영구자석(234)의 외측 원주상에서 밀착시트(132)의 접촉면(332)과 금속 소재 부분끼리 서로 접촉하는 접촉면(334)이 형성되고, 이러한 접촉면(334)에 오링(410)이 고정되어 유체의 누출을 방지하도록 한다.

또한, 본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기한 가압시트(134)와 밀착시트(132)는 서로 다른 금속 소재로 형성하여 볼 밸브(10)의 실링 효과를 향상시킬 수 있도록 구성될 수 있다. 즉, 상대적으로 구조 강도가 높아야 하는 가압시트(134)는 강성이 높은 소재를 적용하고, 볼 밸브(10)의 내부 압력에 따라 볼 부재(120)의 형상 변화를 추종하여 실링 효과를 높일 필요가 있는 밀착시트(132)는 강도가 낮은 금속 소재를 적용하는 것이 바람직하다. 금속 소재는 플라스틱에 비해 경도가 높으므로 배관 내의 경질입자에 저항성을 가져 제품의 수명이 향상되는 효과도 달성될 수 있다.

이하에서는 도 6 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 볼 밸브의 작용을 상세히 설명한다.

도 6은 본 발명의 볼 밸브의 개폐 동작을 위해 홀딩을 유지한 상태를 나타낸 측면도이고, 도 7은 본 발명의 볼 밸브를 개폐 작동을 위해 자기력 형성 방향을 조절하는 상태를 나타낸 측면도이고, 도 8은 본 발명의 볼 밸브의 개폐 동작 후 홀딩을 해제한 상태를 나타낸 측면도이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 가압시트(134)와 밀착시트(132)의 바깥쪽(즉, 내부유로(116)의 단차부 및 볼 부재(120))과 접하는 면으로 통과하는 자기의 흐름이 형성되는 상태에서는 가압시트(134)에 감겨진 코일(254)에 전류를 인가하지 않고도 이미 바깥쪽 방향으로 형성된 자기력의 방향이 그대로 유지된다. 따라서, 가압시트(134)와 밀착시트(132)가 서로 멀어지는 방향으로 자기력이 작용하여 밀착시트(132)로부터 가압시트(134)가 이격되며, 이로 인해 볼 부재(120)에 대한 밀착시트(132)의 밀착력이 감소되어 볼 부재(120)를 회전시키는데 필요한 토크를 감소시킬 수 있다.

한편, 볼 밸브(10)의 개폐 동작을 완료한 경우에는 도 7에 도시된 바와 같이, 가압시트(134)에 감겨진 코일(254)에 전류를 인가하여 가압시트(134)의 바깥쪽 방향으로 형성된 자기 흐름을 약화시켜 완전히 끊게 되며, 이러한 자기 흐름 방향을 바꾸기 위해서는 약 0.1초 정도의 DC전류의 공급으로 충분하다. 이에 따라, 가압시트(134)와 밀착시트(132)끼리 서로 인력이 작용되고, 가압시트(134)가 밀착시트(132)를 향해 이동하여 접촉이 이루어진다.

도 8은 볼 밸브(10)의 개폐 동작이 완전히 완료된 후 실링을 수행하는 경우로서, 가압시트(134)가 밀착시트(132)에 접촉이 이루어지면 가압시트(134)에 감겨진 코일(254)에 전류를 인가하지 않고 자기 흐름은 점선과 같이 가압시트(134)의 제2영구자석(234)과 밀착시트(132)의 제1영구자석(232)을 통과하는 내부순환구조로 형성된다. 이때, 볼 부재(120)의 반대 방향의 가압시트(134) 면과 접촉을 이루는 부재와의 사이 및 밀착시트(132)와 볼 부재(120) 사이의 외부로 각각 통과하는 자기 흐름은 거의 없게 된다. 따라서, 가압시트(134)가 밀착시트(132)를 가압하여 밀착시트(132)를 볼 부재(120)에 강하게 밀착시키기 때문에 볼 부재(120)와 시트 부재(130) 간의 실링성을 높이는 작용을 한다.

한편, 도 8과 같이, 밀착시트(132)가 볼 부재(120)를 밀착하여 홀딩이 해제된 상태에서 볼 밸브(10)를 개폐를 위해 다시 홀딩을 유지하기 위해서는 도 7과 반대되는 방향으로 전류를 인가함으로써, 볼 부재(120)에 대해 가압시트(134)의 바깥족으로의 자기의 흐름을 형성시킬 수 있고, 다시 도 6와 같이 홀딩이 유지된 상태로 전환할 수 있다.

상기한 구성 및 작용에 따르는 본 발명의 볼 밸브(10)는 영구자석의 홀딩 원리를 이용하여 필요시 가압시트(134)와 밀착시트(132)를 붙였다 떼었다 함으로써, 볼 밸브(10)의 계패 조작시 토크를 감소시켜 볼 부재(120)와 스템(125)에 무리를 주지 않는 동시에, 볼 부재 회전시 낮은 토크가 걸리게 되므로 회전력을 전달하는 역할을 하는 스템(125)의 파손을 방지할 수 있으며 손쉬운 조작이 가능하다.

또한, 볼 밸브(10)의 개폐 완료 후에는 시트 부재(130)가 제1, 2영구자석(234)에 의해 붙어 실링 기능을 자연스럽게 수행할 수 있다. 즉, 필요한 때에만 실링력을 전달하고 개폐 조작시에는 볼 밸브(10) 내의 유체의 압력에 관계없이 볼 부재(120)와 시트 부재(130) 사이의 마찰이 적어지므로 볼 밸브(10)의 수명이 증가될 수 있음은 물론, 효과적인 성능의 실현으로 인해 볼 밸브(10)를 효율적으로 운영할 수 있다.

또한, 가압시트(134)와 밸브 몸체(110)의 내부유로(116) 사이 및 가압시트(134)와 밀착시트(132) 사이에 각각 오링(210, 410)이 구비되어 내부유로(116) 상에서 유체의 누출을 최소화시킬 수 있다.

뿐만 아니라, 볼 밸브(10)의 개폐 조작이 무수히 반복되더라도 본 발명의 볼 밸브(10)는 시트 부재(130)가 고강도의 금속 재료인 가압시트(134)와 상대적으로 저강도를 갖는 밀착시트(132)로 이루어짐으로써, 가압시트(134)와 밀착시트(132) 및 볼 부재(120)의 마모를 동시에 줄일 수 근본적인 해결 방안을 제공해 줄 수 있다.

지금까지 본 발명에 따른 볼 밸브(10)는 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 누구든지 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

10: 볼 밸브
110: 밸브 몸체
116: 내부유로
120: 볼 부재
122: 볼 구멍
125: 스템
130: 시트 부재
132: 밀착시트
134: 가압시트
220: 전선통로
254: 코일

Claims

유입구(112)와 배출구(114) 사이를 연결하는 내부유로(116)를 가지는 밸브 몸체(110);
상기 내부유로(116) 상에 설치되어 스템(125)에 의한 회전에 의해 상기 내부유로(116)를 개폐하는 볼 부재(120);
상기 볼 부재(120)의 유로방향에 적어도 어느 1 이상의 면에 밀착을 이루도록 설치되는 밀착시트(132); 및
자기력의 작용으로 상기 밀착시트(132)가 상기 볼 부재(120)에 밀착 또는 밀착이 해제되도록 선택적으로 가압하는 가압시트(134); 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 홀딩 시트를 갖는 볼 밸브.
제1항에 있어서,
상기 밀착시트(132)에 고정되는 제1영구자석(232);
상기 가압시트(134)에 고정되는 제2영구자석(234);
상기 가압시트(134)에 감겨져 자기력의 흐름을 발생시키는 코일(254); 및
상기 코일(254)에 전류를 인가하여 자기 흐름 방향과 세기를 조절하는 제어부; 가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 홀딩 기능을 갖는 밸브.
제1항에 있어서,
상기 가압시트(134)는, 상기 내부유로(116)의 유로방향으로 이동 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 홀딩 시트를 갖는 볼 밸브.
제1항에 있어서,
상기 가압시트(134)의 외주면에는, 상기 내부유로(116)의 내주면과 밀착되어 유체의 누출을 차단하는 오링(210)이 구비되는 것을 특징으로 하는 홀딩 시트를 갖는 볼 밸브.
제1항에 있어서,
상기 밀착시트(132) 및 상기 가압시트(134)는, 서로 다른 금속 소재로 형성되는 것을 특징으로 하는 홀딩 시트를 갖는 볼 밸브.
제2항에 있어서,
상기 제1영구자석(232) 및 제2영구자석(234)은, N극과 S극 중 서로 다른 극이 유로방향으로 각각 마주하도록 이격 배치되는 것을 특징으로 하는 홀딩 시트를 갖는 볼 밸브.
제2항에 있어서,
상기 제1영구자석(232) 및 제2영구자석(234)은, 링 형상으로 형성되어 상기 밀착시트(132) 및 가압시트(134)의 반경 방향의 내주면에 각각 구비되는 것을 특징으로 하는 홀딩 시트를 갖는 볼 밸브.
제2항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 볼 부재(120)의 회전 작동시 상기 볼 부재(120)로부터 상기 밀착시트(132)의 밀착을 해제시키고, 상기 볼 부재(120)의 회전 조작이 완료되면 상기 밀착시트(132)를 상기 볼 부재(120)에 밀착하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 홀딩 시트를 갖는 볼 밸브.
제2항에 있어서,
상기 밸브 몸체(110)에는, 상기 제어부와 상기 코일(254)을 전기적으로 연결하기 위한 전선통로(220)가 구비되는 것을 특징으로 하는 홀딩 시트를 갖는 볼 밸브.
제5항에 있어서,
상기 밀착시트(132)는, 상기 가압시트(134) 보다 강도가 낮은 금속 소재로 형성되는 것을 특징으로 하는 홀딩 시트를 갖는 볼 밸브.