KR20180070007A

KR20180070007A - 안전밸브 제작방법

Info

Publication number: KR20180070007A
Application number: KR1020160172184A
Authority: KR
Inventors: 강은석; 박용운; 장선경
Original assignee: 엠티에이치콘트롤밸브(주)
Priority date: 2016-12-16
Filing date: 2016-12-16
Publication date: 2018-06-26

Abstract

본 발명은 안전밸브 제작방법에 관한 것으로, 안전밸브를 제작하는 방법에서, 일정 내경을 갖는 파이프를 밸브 몸체의 길이에 맞춰 절단하는 제10단계(S10); 절단된 파이프를 프레스로 가압하여 밸브 몸체의 내경 및 외경을 부위별로 다르게 1차 가공하는 제20단계(S20); 1차 가공된 파이프에 관로와 장착홀를 포함한 구멍 또는 홈을 성형하는 제30단계(S30); 장착홀 중 제1장착홀에 캡연결부재를 고정하고, 관로 중 제1관로에 커플러를 고정하는 제40단계(S40); 밸브 몸체의 캡연결부재에 조정스크류를 장착하는 제50단계(S50); 장착홀 중 제2장착홀에 세트스크류를 장착하는 제60단계(S60); 밸브 몸체의 내부이면서 제1장착홀측부터 제1관로까지 안전밸브의 부품들을 장착하는 제70단계(S70); 제1관로에 노즐을 장착하는 제80단계(S80);를 포함하여 이루어진다.

Description

안전밸브 제작방법{Method for manufacturing safety valve}

본 발명은 안전밸브에 관한 것으로, 보다 상세하게는 밸브 몸체를 프레스 공법과 절삭 가공을 이용하여 제작할 수 있도록 한 안전밸브 제작방법에 관한 것이다.

일반적으로 기름이나 물, 가스 및 증기(steam) 등과 같은 각종 유체를 이송하는 배관에는 소정 위치에 밸브를 설치하여 필요에 따라 유체를 차단하거나 또는 유량을 적절히 조절하게 된다. 밸브는 그 용도와 형태 등에 따라 다양한 종류가 있다. 이러한 밸브는 몸체, 몸체에 장착되는 노즐, 스탬, 캡 등을 포함하여 이루어진다.

여기서 밸브 몸체는 밸브의 외부프레임에 해당되는 것으로 유체의 주흐름이 이루어지는 경로를 형성하도록 제작된다. 이러한 밸브 몸체는 주로 주조공정을 거쳐 일체로 제작된다.

그러나 주조공정에서는 안전사고를 관련이 깊은 고온의 주물과 금형장치를 신중히 다뤄야 하므로 숙련된 직공이 요구되고, 일체로 제작하기 위해 밸브 몸체의 절곡된 형상, 공간, 크기 등을 고려하여 각각에 대해 목형과 금형을 별도 제작 및 보유해야하는 비용 부담이 있으며, 특히 주조시 밸브 몸체에 기포가 발생하거나 주물사가 남아 불량 처리되는 등의 문제점이 있다.

대한민국 등록특허 제10-0544325호(2006.01.23. 공고) 대한민국 공개특허 제10-2008-0079868(2008.09.02. 공고) 대한민국 공개특허 제10-2009-0050611호(2009.05.20. 공고)

상기된 문제점을 해소하기 위해 안출된 본 발명의 목적은 시중의 파이프를 구매하여 절단 및 프레스 공법으로 밸브 몸체를 제작하고, 이 밸브 몸체에 부품을 조립함으로써, 주조공정에서 발생할 수 있는 밸브 몸체의 기포 및 주물사에 의한 불량이 배제되고, 작업 공수가 감소하면서 생산량이 증가함은 물론 생산 비용이 절감이 되도록 한 안전밸브 제작방법을 제공함에 있다.

상술된 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 안전밸브 제작방법은 안전밸브를 제작하는 방법에서, 일정 내경을 갖는 파이프를 밸브 몸체의 길이에 맞춰 절단하는 제10단계(S10); 절단된 파이프를 프레스로 가압하여 밸브 몸체의 내경 및 외경을 부위별로 다르게 1차 가공하는 제20단계(S20); 1차 가공된 파이프에 관로와 장착홀를 포함한 구멍 또는 홈을 성형하는 제30단계(S30);를 포함하여 밸브 몸체(100)를 제작할 수 있다.

이때, 제30단계(S30)에서 파이프의 일측부가 프레스 가압으로 내경이 축소되어 성형된 제1장착홀의 단부는 캡연결부재가 끼워져 용접될 때, 용접목이 형성되는 부위를 확보하도록 측면상 평평하게 절삭할 수 있다.

한편, 밸브 몸체에 부품들을 고정 및 조립하기 위해, 장착홀 중 제1장착홀에 캡연결부재를 고정하고, 관로 중 제2관로와 장착홀 중 제2장착홀에 커플러를 고정하는 제40단계(S40); 밸브 몸체의 캡연결부재에 조정스크류를 장착하는 제50단계(S50); 제2장착홀의 커플러에 세트스크류를 장착하는 제60단계(S60); 밸브 몸체의 내부이면서 제1장착홀측부터 제1관로까지 안전밸브의 부품들을 장착하는 제70단계(S70); 제1관로에 노즐을 장착하는 제80단계(S80);을 더 포함할 수 있다.

그리고 캡연결부재는 고정된 후 제1장착홀과의 동심을 유지하기 위해 제1장착홀에 끼워져 용접된 후 외면에 나사부가 가공될 수 있다.

전술된 바와 같이 본 발명에 따르면, 시중의 파이프를 절단하고, 프레스 공법으로 밸브 몸체를 성형함으로써, 원재료를 싸게 구할 수 있고, 종래의 주조공법보다 밸브 몸체를 만드는 작업 공수가 감소하면서 밸브 몸체에 발생할 수 있는 기포 및 주물사에 의한 불량이 배제되고, 생산량이 증가하며, 생산 비용이 절감될 수 있는 효과가 있다.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 안 된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 안전밸브 제작방법이 도시된 순서도이다.
도 2는 도 1의 제작방법에 따라 제작된 안전밸브가 도시된 사진이다.
도 3 내지 도 6은 도 1의 순서도에 따라 밸브 몸체의 제작 과정이 도시된 도면이다.
도 7은 도 1의 내부 단면도이다.
도 8은 도 5c에 도시된 밸브 몸체의 다른 실시 예가 도시된 도면이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 쉽게 실시할 수 있도록 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

<방법>

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 안전밸브 제작방법에 대해 도 1 내지 도 7을 참조하여 자세히 설명하기로 한다. 이하에서, 단계(S10) 내지 단계(S30)는 프레스 공법으로 밸브 몸체(100)를 제작하는 공정이고, 이하의 단계(S40) 내지 단계(S80)는 밸브 몸체(100)에 부품을 장착하는 공정이다.

먼저, 파이프(P)를 일정 길이로 절단한다(S10). 시중에 판매되고 있는 금속 파이프(P) 중 내경, 외경, 파이프의 두께 등을 고려하여 밸브 몸체(100)로 사용할 수 있는 것을 고를 수 있다. 이 금속 파이프는 일례로 SUS 304 또는 SUS 316을 선택할 수 있다. 선택한 긴 길이의 금속 파이프를 도 3에서와같이 밸브 몸체(100)의 길이를 고려하고, 파이프(P)를 부위별로 확장 및 축소하여 발생할 수 있는 길이의 변위를 고려하여 절단할 수 있다.

다음으로, 절단된 파이프(P)를 프레스 가공하여 1차 가공한다(S20). 물론, 1차 가공을 통해 밸브 몸체(100)의 외형으로 성형할 수 있다. 일례로, 도 4c에 도시된 밸브 몸체(100)의 외형으로 성형하는 것으로 하여 설명하기로 한다. 일단, 도 4a에서와같이 제1모재(10)를 파이프(P)의 내부에 삽입하여 앞쪽의 형태 즉, 제1소내경부(110), 중간부(120), 대내경부(130)와 제2소내경부(140)를 성형할 수 있다. 이때, 제1소내경부(110), 중간부(120)와 대내경부(130)는 제1모재(10)를 파이프(P)에 삽입하고, 외부의 제1프레스(20)가 가압하여 성형하며, 제1프레스(20)의 가압이 끝나면 제1모재(10)를 파이프(P)로부터 인출할 수 있다. 그 다음, 도 4b에서와같이 뒤쪽의 제2소내경부(140)를 제2모재(30)를 삽입하고, 외부의 제2프레스(40)가 성형하며, 제2프레스(40)의 가압이 끝나면 제2모재(30)를 파이프(P)로부터 인출할 수 있다. 이와 같이 프레스 공법을 이용하여 도 1에서의 밸브 몸체(100)를 성형할 수 있다. 여기서, 제1소내경부(110)는 파이프(P)의 내경보다 더 축소되고, 중간부(120)는 파이프(P)의 내경과 동일하고, 대내경부(130)는 파이프(P)의 내경보다 더 확대되고, 제2소내경부(140)는 파이프(P)의 내경과 동일 또는 유사할 수 있다. 여기서, 절단된 파이프(P)를 상온에서 성형할 수도 있고, 가공 치수 범위를 더욱 확대하거나 원활한 성형을 위해 열처리후 성형할 수 있다.

다음으로, 1차 가공된 파이프(P)에 관로를 포함한 구멍을 성형한다(S30). 여기서, 1차 가공된 파이프(P)의 앞쪽과 뒤쪽에는 제1장착홀(150)과 제1관로(160)가 마련될 수 있다. 이외에 1차 가공된 파이프의 뒤쪽 부위의 측부에 필요한 개수만큼의 제2관로(170) 또는 제2장착홀(180)을 가공할 수 있다. 여기서, 제1장착홀(150)을 측면상 대략 평평하거나 수평이 되게 반듯하게 절삭할 수 있고, 이는 캡연결부재(190)가 끼워져 용접될 때 용접목이 형성되는 부위를 확보하기 위함이다. 또한, 노즐(250)이 장착되는 제1관로(160)의 내면과, 세트스크류(190,set screw)가 장착되는 제2장착홀(180)의 내면에 나사부를 가공할 수 있다. 여기서, 캡연결부재(190)는 대략 원통형상이면서 하부에 플랜지가 가공된 형상이다.

위와 같은 공정으로 밸브 몸체(100)를 제작할 수 있다.

이외에도 프레스 공법 및 절삭을 이용하여 다양한 형태의 밸브 몸체(100)를 제작할 수 있다. 이를 간략히 살펴보면, 도 8에서와같이 상부의 제1a장착홀(151)의 절삭 부위를 약간 다르게 할 수도 있고, 측면의 제2a관로(171)를 계단 형태로 가공할 수도 있으며, 측면에 홈(172)을 가공할 수도 있다.

다음으로, 밸브 몸체(100)에 장착부재들을 장착한다(S40). 이때, 장착부재는 일례로 캡연결부재(190)과 커플러(200) 등을 포함하고, 일반적으로 밸브 몸체(100)에 용접 등을 통해 고정되는 부재들을 통칭한다. 물론, 장착부재들은 별도 제작하여 장착할 수 있다. 일례로, 도 6에서와같이 제1장착홀(150)에 캡연결부재(190)를 끼워 용접으로 고정하고, 제1관로(160)와 제2장착홀(180)에 커플러(200)를 끼워 용접으로 고정할 수 있다. 여기서, 캡연결부재(190)는 제1장착홀(150)에 용접으로 고정한 후 외부로 노출된 외면에 나사부를 가공할 수 있다. 이는 캡연결부재(190)에 나사부를 먼저 가공하는 경우, 용접으로 결합되면서 밸브 몸체(100)와의 동심이 어긋날 수 있기 때문이다.

다음으로, 밸브 몸체(100)의 캡연결부재(190)에 조정스크류(210)를 장착한다(S50). 캡연결부재(190)를 관통하여 조정스크류(210)를 장착할 수 있다. 이때, 조정스크류(210)는 캡연결부재(190)와 나사 체결될 수 있고, 이 조정스크류(210)를 회전시켜 스프링(270)을 가압하거나 풀리도록 하여 스프링(270)의 장력을 증감시킴으로써 세팅 압력으로 조정하고, 조정스크류(210)에 캡(220)을 씌워 밀봉하면서 캡(220)을 캡연결부재(190)와 나사 체결시킨 후 납 봉인할 수 있다. 여기서, 캡(220)과 캡연결부재(190) 사이에 가스켓(230)을 개재시킬 수 있다. 또한, 밸브 몸체(100)에 부착된 플랜지(101)와 캡(220)에 부착된 플랜지(101)를 연결하여 납 봉인할 수 있다. 여기서 캡(220)은 대략 육각봉 형태로 제작될 수 있다.

다음으로, 제2장착홀(180)의 커플러(200)에 세트스크류(240)를 장착한다(S60). 세트스크류(240)를 제2장착홀(180)의 커플러(200)에 나사 체결할 수 있다. 이 세트스크류(240)를 회전시켜 블로우 다운(blow down)을 조정한 후, 납 봉인할 수 있다. 이때, 밸브 몸체(100)에 부착된 플랜지(101)와 세트스크류(240)를 연결하여 납 봉인할 수 있다. 여기서, 커플러(200)와 세트스크류(240) 사이에 오링(O-ring)을 개재할 수 있다.

다음으로, 밸브 몸체(100)의 내부이면서 제1장착홀(150)측부터 제1관로(160)까지 순서대로 부품을 장착한다(S70). 이때, 부품에는 상부스프링시트(260), 스프링(270), 네임플레이트(280), 하부스프링시트(290), 밸브스템(300), 디스크(310), 컨트롤링(320) 등을 포함할 수 있다.

끝으로, 제1관로(160)에 노즐(250)을 장착한다(S80). 노즐(250)을 제1관로(160)에 나사 체결할 수 있다.

이렇게 완전 조립된 안전밸브를 제작할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 상술한 실시 예들은 모든 면에 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허등록청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허등록청구범위의 의미 및 범위 그리고 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10:제1모재 20:제1프레스
30:제2모재 40:제2프레스
100:밸브 몸체 101:플랜지
110:제1소내경부 120:중간부
130:대내경부 140:제2소내경부
150:제1장착홀 151:제1a장착홀
160:제1관로 170:제2관로
171:제2a관로 172:홈
180:제2장착홀 190:캡연결부재
200:커플러 210:조정스크류
220:캡 230:가스켓
240:세트스크류 250:노즐
260:상부스프링시트 270:스프링
280:네임플레이트 290:하부스프링시트
300:밸브스템 310:디스크
320:컨트롤링
P:파이프.

Claims

안전밸브를 제작하는 방법에서,
일정 내경을 갖는 파이프(P)를 밸브 몸체(100)의 길이에 맞춰 절단하는 제10단계(S10);
절단된 파이프(P)를 프레스로 가압하여 밸브 몸체(100)의 내경 및 외경을 부위별로 다르게 1차 가공하는 제20단계(S20);
1차 가공된 파이프(P)에 관로와 장착홀를 포함한 구멍 또는 홈을 성형하는 제30단계(S30);를 포함하여 밸브 몸체(100)를 제작하는 것을 특징으로 하는 안전밸브 제작방법.
제1항에서,
상기 제30단계(S30)에서 파이프(P)의 일측부가 프레스 가압으로 내경이 축소되어 성형된 제1장착홀(150)의 단부는 캡연결부재(190)가 끼워져 용접될 때, 용접목이 형성되는 부위를 확보하도록 측면상 평평하게 절삭하는 것을 특징으로 하는 밸브 몸체 제작방법.
제1항 또는 제2항에서,
상기 밸브 몸체(100)에 부품들을 고정 및 조립하기 위해,
상기 장착홀 중 제1장착홀(150)에 캡연결부재(190)를 고정하고, 관로 중 제2관로(170)와 장착홀 중 제2장착홀(180)에 커플러(200)를 고정하는 제40단계(S40);
상기 캡연결부재(190)에 조정스크류(210)를 장착하는 제50단계(S50);
상기 제2장착홀(180)의 커플러(200)에 세트스크류(240)를 장착하는 제60단계(S60);
상기 밸브 몸체(100)의 내부이면서 제1장착홀(150)측부터 제1관로(160)까지 안전밸브의 부품들을 장착하는 제70단계(S70);
상기 제1관로(160)에 노즐(250)을 장착하는 제80단계(S80);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브 몸체 제작방법
제3항에서,
상기 캡연결부재(190)는 고정된 후 제1장착홀(150)과의 동심을 유지하기 위해 제1장착홀(150)에 끼워져 용접된 후 외면에 나사부가 가공되는 것을 특징으로 하는 밸브 몸체 제작방법.