KR20180052405A - 유량 조절용 볼시트를 구비한 글로브밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유량 조절용 볼시트를 구비한 글로브밸브에 과난 것으로, 크기가 각기 다른 다수의 유량조절공이 형성된 유량 조절용 볼시트를 이용하여 유로의 크기를 선택하는 것이 가능하며, 선택된 유로를 대상으로 개방된 정도를 조절하는 방식으로 보다 세밀하게 유체의 유량을 제어할 수 있도록 한 것이다.
이러한 본 발명은, 챔버에서 유입구 상단부에 유체의 흐름을 차단한 상태로 롤링 가능하게 설치되되, 롤링방향을 따라 크기가 다른 다수의 유량조절공이 형성되어 롤링에 의해 상측에 위치하는 유량조절공을 통해 유체의 유입을 허용하는 유량 조절용 볼시트와; 상기 밸브본체의 상부를 관통한 상태로 승강 가능하게 설치된 스템과; 상기 스템의 하단부에 설치되어 상기 스템이 하강함에 따라 상기 볼시트에 형성된 다수의 유량조절공 중 상측에 위치한 유량조절공을 점진적으로 차단하여 유체의 유입량을 제어할 수 있도록 한 봉 형상의 밸브디스크를 포함하여, 상기 유량 조절용 볼시트에 각기 다른 크기로 형성된 다수의 유량조절공 중 어느 하나를 상측의 위치시켜 유로의 크기를 선택하고, 이후 상기 밸브디스크에 의해 상측에 위치시킨 유량조절공의 개방된 정도를 조절하여 선택된 유로의 크기를 세밀하게 조절함으로써 유체의 유량을 제어할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

Description

유량 조절용 볼시트를 구비한 글로브밸브{GLOVE VALVE WITH BALL-SEAT FOR FLUX REGULATION}

본 발명은 글로브밸브에 에 관한 것으로, 특히 크기가 각기 다른 다수의 유량조절공이 형성된 유량 조절용 볼시트를 이용하여 유로의 크기를 선택하는 것이 가능하며, 선택된 유로를 대상으로 개방된 정도를 조절하는 방식으로 보다 세밀하게 유체의 유량을 제어할 수 있도록 한 유량 조절용 볼시트를 구비한 글로브밸브에 관한 것이다.

일반적으로 글로브 밸브 (globe valve)는 유량제어의 목적으로 현재 가장 많이 채택하고 있는 밸브형식으로, 고압의 유체가 흐르는 관로상에 설치되어 유로를 개폐하는데 사용되고 밸브의 재질로는 청동, 주철, 주동(鑄銅), 합금강 등이 사용된다.

통상의 글로브 밸브는 도 1에 도시된 것과 같이, 밸브본체(10)의 내부에 형성된 챔버(10a)를 중심으로 유입구(11)와 유출구(12)가 있고, 상기 유입구(11)의 상단부에는 디스크(30)가 안착되는 디스크시트(13)가 형성된다. 그리고 상기 디스크(30)를 승강시키기 위한 스템(20)과 핸들(40)이 설치되는 구조로 이루어져 있다.

이러한 종래의 글로브밸브에서는 작업자가 핸들(40)을 돌리는 방법으로 디스크(30)를 승강시키면서 유로를 개방하고 차단하면서 유량을 조절하였다.

하지만 이같은 글로브밸브의 경우 기본적으로 유입구(11)의 유출단의 크기가 유체가 유입되는 유로의 크기가 되며 이같이 유로가 이미 획일적인 크기로 정해진 상태에서 오로지 디스크(30)의 승강작용에 의하여 유로를 개방하는 정도의 조절을 통해서만 유량 조절이 이루어지도록 한 구조적 한계로 인해 유량의 한계치가 획일적으로 정해져 있으며 세밀한 유량 조절이 어렵다는 단점이 있었다.

한국공개특허공보 제2009-0024395호(2009.03.09.)

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 크기가 각기 다른 다수의 유량조절공이 형성된 유량 조절용 볼시트를 이용하여 유로의 크기를 선택하는 것이 가능하며, 선택된 유로를 대상으로 개방된 정도를 조절하는 방식으로 보다 세밀하게 유체의 유량을 제어할 수 있도록 한 유량 조절용 볼시트를 구비한 글로브밸브를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 기술적 사상에 의한 유량 조절용 볼시트를 구비한 글로브밸브는, 밸브본체의 챔버 하부에 유체가 유입되는 유입구의 출구가 위치하고 밸브본체의 측방으로 유체의 유출구가 형성된 글로브밸브에 있어서, 챔버에서 유입구 상단부에 유체의 흐름을 차단한 상태로 롤링 가능하게 설치되되, 롤링방향을 따라 크기가 다른 다수의 유량조절공이 형성되어 상기 다수의 유량조절공 중 롤링에 의해 상측에 위치하는 유량조절공을 통해 유체의 유입을 허용하는 유량 조절용 볼시트와; 상기 밸브본체의 상부를 관통한 상태로 승강 가능하게 설치된 스템과; 상기 스템의 하단부에 설치되어 상기 스템이 하강함에 따라 상기 볼시트에 형성된 다수의 유량조절공 중 상측에 위치한 유량조절공을 점진적으로 차단하여 유체의 유입량을 제어할 수 있도록 한 봉 형상의 밸브디스크를 포함하여, 상기 유량 조절용 볼시트에 각기 다른 크기로 형성된 다수의 유량조절공 중 어느 하나를 상측의 위치시켜 유로의 크기를 선택하고, 이후 상기 밸브디스크에 의해 상측에 위치시킨 유량조절공의 개방된 정도를 조절하여 선택된 유로의 크기를 세밀하게 조절함으로써 유체의 유량을 제어할 수 있도록 한 것을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.

여기서, 상기 유량조절공은 상기 볼시트의 롤링방향을 따라 상편, 하편, 좌편, 우편에 각각 서로 다른 크기로 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 볼시트는, 상기 유량조절공이 형성된 중공의 롤링볼과, 상기 밸브본체의 측벽을 관통한 상태에서 상기 롤링볼과 연결되어 상기 밸브본체의 외부에서 상기 롤링볼을 롤링시킬 수 있도록 한 롤링바로 이루어진 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 밸브디스크는 상기 볼시트에 형성된 서로 다른 크기의 유량조절공 모두에 대응할 수 있도록 테이퍼진 봉 형상으로 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 의한 유량 조절용 볼시트를 구비한 글로브밸브는 유량 조절용 볼시트에 각기 다른 크기로 형성된 다수의 유량조절공 중 어느 하나를 선택하여 유로의 크기를 선택하는 것이 가능하며, 선택된 유로를 대상으로 개방된 정도를 조절하는 방식으로 보다 세밀하게 유체의 유량을 제어할 수 있다.

도 1은 종래기술에 의한 글로브밸브를 설명하기 위한 종단면도
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 글로브밸브의 전체 구성을 보여주는 종단면도
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 글로브밸브에서 볼시트의 사시도
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 글로브밸브에서 볼시트의 평면도
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 글로브밸브에서 밸브디스크가 볼시트에 형성된 유량조절공을 차단하는 동작을 설명하기 위한 참조도

첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 의한 유량 조절용 볼시트를 구비한 글로브밸브에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하거나, 개략적인 구성을 이해하기 위하여 실제보다 축소하여 도시한 것이다.

또한, 제1 및 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 글로브밸브의 전체 구성을 보여주는 종단면도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 의한 글로브밸브에서 볼시트의 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 의한 글로브밸브에서 볼시트의 평면도이다. 그리고 도 5는 본 발명의 실시예에 의한 글로브밸브에서 밸브디스크가 볼시트에 형성된 유량조절공을 차단하는 동작을 설명하기 위한 참조도이다.

도시된 것처럼 본 발명의 실시예에 의한 글로브밸브는, 밸브본체(110)와, 볼시트(120)와, 밸브디스크(130), 스템(140)을 포함하며, 각기 다른 크기의 유량조절공(121a,121b,121c,121d)을 다수 구비하고 있는 유량 조절용 볼시트(120)와, 상기 볼시트(120)에 형성된 모든 유량조절공(121a,121b,121c,121d)을 차단하는 것이 가능하도록 한 밸브디스크(130)에 의해 다양한 유량 조절이 가능하도록 한 것이다.

이하, 상기 각 구성요소들을 중심으로 본 발명의 실시예에 의한 글로브 밸브에 대해 상세히 설명한다.

상기 밸브본체(110)는, 챔버(110a)를 중심으로 하방에는 유체가 유입되는 유입구(111)가 형성되고, 측방으로는 유체가 유출되는 유출구(112)가 형성된다. 여기서 상기 볼시트(120)가 설치되는 유체 유입구(111) 상단부에는 상기 볼시트(120)가 안착된 상태에서 롤링될 수 있도록 볼시트(120)를 감싸주는 반구형의 형태유량조절공(121a,121b,121c,121d) 중 롤링에 의해 상측과 하측에 위치하는 것을 제외한 나머지(좌측과 우측에 위치하는 유량조절공)를 차단하는 역할도 수행한다.

상기 유량 조절용 볼시트(120)는 밸브본체(110)의 챔버(110a)에서 유입구(111) 상단부에 유체의 흐름을 차단한 상태로 롤링 가능하게 설치된다. 이를 위해 상기 볼시트(120)는 유량조절공(121a,121b,121c,121d)이 형성된 롤링볼(121)과, 상기 밸브본체(110)의 측벽을 관통한 상태에서 상기 롤링볼(121)과 연결되어 밸브본체(110)의 외부에서 상기 롤링볼(121)을 롤링시킬 수 있도록 해주는 롤링바(122)로 이루어진다. 전술된 것처럼 상기 볼시트(120)의 롤링볼(121)에는 롤링방향을 따라 크기가 다른 다수의 유량조절공(121a,121b,121c,121d)이 형성되는데 도면에 도시된 것처럼 유량조절공(121a,121b,121c,121d)이 롤링볼(121)의 상편, 하편, 좌편, 우편에 각각 서로 다른 크기로 형성되는 것이 바람직하다. 이같은 구성에 따르면 롤링바(122)를 회전시킬 때 이루어지는 롤링볼(121)의 롤링에 의해 다수의 유량조절공(121a,121b,121c,121d) 중 선택적으로 상측에 위치하게 되는 유량조절공(121a,121b,121c,121d)에 의해 유체의 유입이 허용되는 것이다. 그리고 그 상태에서 상기 밸브디스크(130)가 상측에 위치한 유량조절공(121a,121b,121c,121d)의 개폐 정도를 조절하여 보다 세밀하게 유량을 조절하게 된다.

상기 스템(140)은 밸브본체(110)의 상단부를 관통한 상태로 승강 가능하게 설치되며 일반적인 스템(140)들과 마찬가지로 수나사 형상으로 형성되어 밸브본체(110)와 나사결합된다.

상기 밸브디스크(130)는 스템(140)의 하단부에 설치되어 상기 스템(140)과 함께 승강하게 되며, 하강하였을 때 상기 볼시트(120)의 롤링볼(121)에 형성된 다수의 유량조절공(121a,121b,121c,121d) 중 상측에 위치한 유량조절공(121a,121b,121c,121d)에 삽입되어 그 둘레부에 밀착되는 형태로 유량조절공(121a,121b,121c,121d)을 차단하고 그 상태에서 점진적으로 상승할수록 유체의 유입량을 점차 증가시키는 방식으로 유량을 제어하게 된다.

여기서 주목할 점은 상기 밸브디스크(130)가 단순 봉 형상으로 형성된 것이 아니라 경사진 외주면(131)을 갖는 테이퍼진 봉 형상으로 형성되었다는 점이다. 이로써 상기 볼시트(120)의 롤링볼(121)에 형성된 모든 크기의 유량조절공(121a,121b,121c,121d)에 대응할 수 있게 된다. 이에 대해서는 도 5에 도시된 볼시트(120)의 롤링볼(121)과 테이퍼진 봉 형상의 밸브디스크(130)의 모습을 통해 이해할 수 있다.

즉, 상기 볼시트(120)의 롤링볼(121)이 롤링바(122)에 의해 롤링되면 상편, 하편, 좌편, 우편에 각각 형성된 서로 다른 크기의 유량조절공(121a,121b,121c,121d)이 순차적으로 상측에 위치하게 된다. 이때 작업자가 핸들(150)을 돌려 스템(140) 하단부에 설치된 밸브디스크(130)를 하강시켜 주면 테이퍼진 봉 형상의 밸브디스크(130)가 상측에 위치하도록 선택된 유량조절공(121a,121b,121c,121d)에 삽입된 직후에 그 둘레부에 밀착되면서 유체가 챔버(110a)로 유입되지 않도록 차단할 수 있게 된다.

한편, 위와 같이 밸브디스크(130)가 유량조절공(121a,121b,121c,121d)을 차단한 상태에서 핸들(150)을 돌려 밸브디스크(130)를 상승시킬수록 밸브디스크(130)가 차단하고 있는 해당 유량조절공(121a,121b,121c,121d)이 점진적으로 개방되면서 챔버(110a)로 더 많은 양의 유체 유입이 허용된다. 이때 상측에 위치한 유량조절공(121a,121b,121c,121d)의 크기가 어느 정도인지에 따라, 개방된 정도가 어느 정도인지에 따라 유체의 유입 속도가 다양하게 조절될 수 있는 것이다.

따라서, 유체의 유량을 조절하기 위해서 우선적으로 볼시트(120)를 롤링시켜 어느 크기의 유량조절공(121a,121b,121c,121d)을 상측에 위치시킬 것인지 정하고, 그 다음에는 핸들(150) 및 스템(140)을 회전시켜 밸브디스크(130)를 하강시키면서 상측에 위치한 유량조절공(121a,121b,121c,121d)의 개방된 정도를 조절함으로써 보다 세밀하게 유량을 조절하는 것이 가능하게 된다.

이처럼 본 발명은 기본적으로 크기가 서로 다른 크기를 갖는 유량조절공(121a,121b,121c,121d) 중 어느 하나를 선택하여 유로의 크기를 선택하는 것이 가능하며, 그 다음에는 선택된 유로를 대상으로 개방된 정도를 조절하는 방식으로 보다 세밀하게 유체의 유량을 제어할 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

110 : 밸브본체 120 : 유량 조절용 볼시트
121a,121b,121c,121d : 유량조절공 130 : 밸브디스크
140 : 스템 150 : 핸들

Claims (5)

1. 밸브본체의 챔버 하부에 유체가 유입되는 유입구의 출구가 위치하고 밸브본체의 측방으로 유체의 유출구가 형성된 글로브밸브에 있어서,
   챔버에서 유입구의 출구에 유체의 흐름을 차단한 상태로 롤링 가능하게 설치되되, 롤링방향을 따라 크기가 다른 다수의 유량조절공이 형성되어 롤링으로 상측에 위치하는 유량조절공을 통해 유체의 유입을 허용하는 유량 조절용 볼시트와;
   상기 밸브본체의 상부를 관통한 상태로 승강 가능하게 설치된 스템과;
   상기 스템의 하단부에 설치되어 상기 스템이 하강함에 따라 상기 볼시트에 형성된 다수의 유량조절공 중 상측에 위치한 유량조절공을 점진적으로 차단하여 유체의 유입량을 제어할 수 있도록 한 봉 형상의 밸브디스크를 포함하여,
   상기 유량 조절용 볼시트에 각기 다른 크기로 형성된 다수의 유량조절공 중 어느 하나를 상측의 위치시켜 유로의 크기를 선택하고, 이후 상기 밸브디스크에 의해 상측에 위치시킨 유량조절공의 개방된 정도를 조절하여 선택된 유로의 크기를 세밀하게 조절함으로써 유체의 유량을 제어할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 유량 조절용 볼시트를 구비한 글로브밸브.
2. 제1항에 있어서,
   상기 유량조절공은 상기 볼시트의 롤링방향을 따라 상편, 하편, 좌편, 우편에 각각 서로 다른 크기로 형성된 것을 특징으로 하는 유량 조절용 볼시트를 구비한 글로브밸브.
3. 제2항에 있어서,
   상기 볼시트는, 상기 유량조절공이 형성된 중공의 롤링볼과, 상기 밸브본체의 측벽을 관통한 상태에서 상기 롤링볼과 연결되어 상기 밸브본체의 외부에서 상기 롤링볼을 롤링시킬 수 있도록 한 롤링바로 이루어진 것을 특징으로 하는 유량 조절용 볼시트를 구비한 글로브밸브.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 밸브디스크는 상기 볼시트에 형성된 서로 다른 크기의 유량조절공 모두에 대응할 수 있도록 상부로 갈수록 넓은 폭으로 이루어진 경사진 외주면을 갖는 봉 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 유량 조절용 볼시트는 구비한 글로브밸브.
5. 밸브본체의 챔버 하부에 유체가 유입되는 유입구의 출구가 위치하고 밸브본체의 측방으로 유체의 유출구가 형성된 글로브밸브용 유량 조절용 볼시트로서,
   롤링방향을 따라 각기 다른 크기로 형성된 다수의 유량조절공을 구비한 중공의 롤링볼과;
   상기 롤링볼을 롤링시킬 수 있도록 연결된 롤링바로 이루어진 것을 특징으로 하는 유량 조절용 볼시트로 이루어져,
   글로브밸브의 챔버에서 유입구의 출구에 유체의 흐름을 차단한 상태로 롤링 가능하게 설치되고, 롤링에 의해 상측에 위치하는 어느 한 유량조절공을 통해 유체의 유입을 허용할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 글로브밸브용 유량 조절용 볼시트.

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