KR20180126394A - 볼 밸브 조립체 - Google Patents

Abstract

볼 밸브 조립체는 유체 유동을 위한 중심 통로(2)를 가진 도관(1)을 포함한다. 볼 밸브(5)는 도관 안에 회전 가능하게 장착된다. 볼 밸브(5)는 중심 보어(6)를 가지며, 이것은 작동 위치에서 중심 통로와 선택적으로 정렬될 수 있어서 밸브 조립체를 통한 유동을 허용한다. 측방향 개구(21)는 도관(1) 안에 제공된다. 볼 밸브(5)에 부착된 핸들(22)은 측방향 개구(21)를 통해 연장됨으로써 도관(1)의 외부로부터 접근됨으로써 볼 밸브(5)의 회전을 허용한다. 볼 밸브(5) 및 핸들(22)이 함께 중간 위치로의 제 1 방위로 도관(1)의 일 단부에 삽입될 수 있게 볼 밸브(5), 핸들(22) 및 도관(1)의 크기가 형성되며, 중간 위치로의 제 1 방위로부터, 볼 밸브가 도관을 떠나지 않으면서, 볼 밸브(5) 및 핸들(22)은 함께 제 2 방위의 마지막 위치로 조작될 수 있으며, 상기 제 2 방위의 마지막 위치에서 핸들(22)은 측방향 개구(21)를 통해 외부로 연장되고 볼 밸브(5)는 그것의 작동 위치에 있게 된다.

Description

볼 밸브 조립체{Ball Valve Assembly}

본 발명은 볼 밸브 조립체에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 가정용 또는 대규모의 물 처리 시스템 또는 중앙 난방 시스템과 같은 배관의 적용예에서 플라스틱 또는 구리 파이프 시스템에서 사용될 수 있는 볼 밸브 조립체에 관한 것이다.

그러한 볼 밸브 조립체는 일반적으로, 유체의 유동을 위한 중심 통로를 가진 도관; 도관내에 회전 가능하게 장착되고, 밸브 조립체를 통한 유동을 허용하도록 중심 통로와의 작동 위치에 선택적으로 정렬 가능한 관통 보어를 가진, 볼 밸브(ball valve); 도관에 있는 측방향 개구; 볼 밸브에 부착되고 측방향 개구를 통해 연장됨으로써, 볼 밸브의 회전을 허용하도록 도관 외부로부터 접근 가능한, 핸들;을 포함한다. 그러한 볼 밸브 조립체는 차후에 "설명된 바의"로서 지칭될 것이다.

설명된 바의 볼 밸브들은 종종 서비스 밸브(service valve)로서 지칭되며, 오래 동안 확립된 통상적인 디자인을 가진다. 도관들은 금속 또는 플라스틱일 수 있으며, 이들 양쪽 모두는 통상적으로 금속 볼을 포함한다. 금속 볼(metal bal)은 제조하기에 비싸며 제조하는 동안 동체 안으로 조립하기가 곤란하다. 그러한 볼 밸브중 하나는 도 1 내지 도 3 에 도시되어 있다.

이것은 도관(1)을 포함하며, 상기 도관(1)은 중심 통로(2)를 가진 전체적으로 실린더형의 동체로서 중공형이다. 신속 끼움 커넥터(3)들은 각각의 단부에 제공되어 조립체가 각각의 단부에서 외측 파이프에 연결될 수 있게 한다. 다른 단부 커넥터들도 사용될 수 있다. 커넥터(3)들 각각의 판(board)에는 개별의 O 링 밀봉체(ring seal, 4)가 조립체 안으로 삽입된 파이프에 대하여 밀봉시킨다. 볼 밸브(5)는 중심 통로를 통한 유동을 제어하도록 제공된다. 볼 밸브(5)는 관통 보어(6)를 가지고 도관(1)의 중심 부분에서 챔버(7)에 회전 가능하게 장착된다. 볼 밸브(5)는 양쪽 단부들에서 한쌍의 O-링 밀봉체(8,9)에 의하여 밀봉되어 중심 통로(2)에서의 관통 유동이 볼 밸브(5)를 우회하는 것을 방지한다. 볼 밸브(6)는 도관(1)의 벽에서 측방향 보어(11)로 연장되는 목 부분(10)을 가지는데, 인터페이스는 O-링(12)에 의하여 밀봉된다.

볼 밸브 조립체를 조립하기 위하여, O 링(8)은 처음에 중심 통로(2)의 벽으로부터 내측으로 돌출된 어깨부(11)에 대하여 제위치에 놓인다. 볼 밸브(5)는 다음에 도 1 에 도시된 바와 같이 우측 단부로부터 중심 통로(2) 안으로 배치된다. 처음에 볼 밸브(6)가 챔버(7)에 도달할 때까지 목 부분(10)이 중심 통로(2)를 따라서 선도되는 방위로 볼 밸브(5)가 있게 되며, 이때 도 1 에 도시된 위치로 회전되는데, 여기에서 O 링 밀봉체(12)는 측방향 포트(11)와 함께 밀봉한다. 다음에 제 2 밀봉체(9)는 제 위치에 놓이고 유지 슬리브(13)는 도관(1)의 우측 단부로부터 삽입되는데, 왜냐하면 볼 밸브(6)를 도 1 에 도시된 바와 같이 제 위치에 유지하기 위함이다. 다음에 도 1 의 우측 단부에 있는 신속 끼움 커넥터(3) 및 마지막 O 링(4)이 제 위치에 놓인다.

핸들(15)을 볼 밸브에 부착하기 위하여, 워셔(17)를 가진 스크류(16)는 핸들(15)에 있는 개구(18) 및 볼 밸브(6)의 상부에 있는 개구(19)를 통해 삽입되며, 개구(19)에는 핸들을 제 위치에 부착하도록 암나사 쓰레드가 제공된다.

볼 밸브(5)는 제조하기에 값비싸고 동체 안으로 조립하기 용이하지 않으며, 왜냐하면 측방향 개구(11)를 통한 볼 밸브(5)의 목 부분(10)을 유지하기가 곤란하고 볼 밸브(5)를 도 1 에 도시된 위치로 회전시키기 곤란하기 때문이다.

볼 밸브(5)를 플라스틱 구성 요소로서 제조하는 것이 조사되었으나, 핸들(15)과 볼 밸브(5) 사이의 충분하게 강력한 조인트를 개발하는데는 성공적이지 않았다.

본 발명에 따르면, 설명된 바와 같은 유형의 볼 밸브 조립체는, 볼 밸브 및 핸들이 함께 중간 위치로의 제 1 방위로 도관의 일 단부 안에 삽입될 수 있도록 볼 밸브, 핸들 및 도관의 크기가 형성되고, 볼 밸브가 도관을 떠나지 않으면서 상기 중간 위치로의 제 1 방위로부터 볼 밸브 및 핸들이 함께 제 2 방위의 마지막 위치로 조작될 수 있는데, 상기 제 2 방위의 마지막 위치에서 핸들은 측방향 개구를 통해 밖으로 연장되고 볼 밸브는 그것의 작동 위치에 있다.

본 발명에 의하여, 볼 밸브 및 핸들은 함께 도관 안으로 삽입된다. 이러한 구성 요소는 상기 구성 요소가 일단 도관 안에 있다면 보다 용이하게 조작되도록 볼 밸브 단독만의 길이보다 현저하게 길다. 그 때문에, 종래 기술에서와 같이 볼 밸브의 목 부분을 정렬시키는 것보다 핸들의 단부를 측방향 보어 안으로 조작하도록 하는 것이 더 용이하다.

볼 밸브 및 핸들은 서로 부착되는 분리된 구성 요소들일 수 있다. 그러나, 바람직스럽게는, 볼 밸브 및 핸들이 단일의 구성 요소로서 일체로 형성된다. 이것은 2 개의 구성 요소들이 동일한 단계의 일부로서 함께 형성되며, 상기 단계에서 2 개의 구성 요소들을 형성하는 재료가 처음에 핸들 및 볼 밸브의 형상으로 형성됨을 의미한다. 이러한 과정이 바람직스럽게는 몰딩 단계(moulding step)이지만, 예를 들어 단조, 다이 캐스팅 또는 3D 프린팅일 수 있다. 그 어떤 경우에서도, 구성 요소들이 함께 형성되므로, 볼 밸브와 핸들 사이에 분리된 접합 단계가 존재하지 않는다.

일체로 형성된 볼 밸브 및 핸들 구성 요소는 금속으로 형성될 수 있다. 그러나, 이것이 바람직스럽게는 플라스틱으로 형성되는데, 값비싼 금속 볼 밸브를 제거하고 또한 볼 밸브가 플라스틱일 때 핸들과 볼 밸브를 연결하는 상기 언급된 문제를 해결하기 때문이다.

핸들의 단부가 측방향 개구를 향하여 움직이도록 볼 밸브 및 핸들의 회전을 일으키는 방식으로, 중간 위치로의 제 1 방위에서 볼 밸브와 도관 사이에 접촉이 있도록, 도관과 볼 밸브가 구성되는 것이 바람직스럽다. 이러한 접촉은 자연스럽게 핸들의 단부가 측방향 보어를 향하여 그것을 통해서 움직이게 함으로써 취급 과정을 상당히 용이하게 하므로, 삽입 과정을 용이하게 한다.

본 발명은 또한 볼 밸브 조립체를 제조하는 방법에 관한 것이기도 하다.

본 발명에 따른 밸브 조립체의 예는 이제 첨부된 도면을 참조하여 설명될 것이다.

도 1 은 통상적인 볼 밸브 조립체를 통한 횡단면도이다.
도 2 는 도 1 의 볼 밸브 조립체의 부분적으로 절단되고 부분적으로 분해된 사시도이다.
도 3 은 도 2 에 도시된 동일한 절단되고 부분적으로 분해된 도면의 측면도이다.
도 4 는 도 1 과 유사한 단면도로서, 본 발명의 일 예를 도시한다.
도 5 는 도 2 와 유사한 분해 사시도로서 조립 과정에서의 상이한 위치를 나타내는 3 개의 상이한 위치들에서 도시된 볼 밸브 및 핸들의 하위 조립체를 가진 본 발명의 일 예를 도시한다.
도 6 은 도 5 의 사시도에 대응하는, 단면도이다.

볼 밸브 및 핸들 이외에 도 4 에 도시된 볼 밸브 조립체의 모든 부분들은 도 1 에 도시된 것과 동일하며, 동일한 도면 번호들이 동일한 구성 요소들을 지시하도록 사용되었다. 본 발명에 의해 제공되는 향상점만이 여기에 설명될 것이다.

향상된 점은 볼 밸브 및 핸들을 단일의 하위 조립체(sub assembly, 20)로 통합하는 것을 포함하며, 이것은 볼 밸브 부분(21) 및 핸들 부분(22)을 가진다. 도 4 에 도시된 바와 같이, 볼 밸브 부분(21) 및 핸들 부분(22)은 예를 들어 단일 구성 요소로서 몰딩됨으로써 하나의 구성 요소로서 형성된다. 추가되는 구성 요소는 오직 O 링(12) 뿐이며, 이것은 핸들 위에서 홈(23) 안으로 끼워진다. 볼 밸브 부분(21)의 기하 형상은 그것이 밀봉체(8,9) 사이에서 챔버(7) 안에 끼워지고 관통 보어(through bore, 6)를 가진다는 점에서 이전에 설명된 볼 밸브(5)의 기하 형상과 유사하다. 이러한 구성 요소가 볼 밸브 부분으로 지칭되고 전체적으로 구 형상을 가지지만, 도 6 에 가장 잘 도시된 바와 같이 특히 관통 보어에 인접한 2 개 단부들이 전체적으로 평탄 부분(24)들이기 때문에 실제 구형의 형상으로부터 현저하게 이탈된 범위가 있다.

도 1 과의 비교에 의하여, 핸들 부분(22)은 핸들(15)과 현저하게 상이한 형상을 가진다. 특히, 핸들(15)은 볼 밸브(5)에 직접적으로 직각인 반면에, 핸들 부분(22)은 그것이 각도를 가진다는 점에서 매끄러운 천이 부분을 가지며, 상기 각도 부분은 볼 밸브 부분(21)의 회전축에 대하여 대략 45 도이다. 각도 부분(25)은 도 1 의 핸들(15) 보다 도관(1)으로부터 멀리 이격된 주 부분(26)에 이른다.

이러한 기하 형상의 이유는 이제 설명될 바와 같이 볼 밸브 조립체가 조립되는 방식으로부터 명백하다. 도 5 및 도 6 은 제 1 위치(A)에서 초기에 도관(1)의 외부에 있는 하위 조립체(20)를 도시한다. 다음에 도 4 에 도시된 위치에 대응하는 중간 위치(B) 및 마지막 위치(C)를 도시한다. 도 5 및 도 6 에 도시된 중간 위치로부터 명백한 바와 같이, 상기 설명된 기하 형상은 하위 조립체가 도관(1) 안으로 삽입될 수 있게 한다. 하위 조립체(20)는 중간 위치로부터 도관(1) 안으로 더 움직이므로, 핸들의 단부(27)는 측방향 개구(11)에 접근한다. 조립 과정 동안에, 조립 작업자는 도관(1)을 측방향 개구(11)가 최상부에 있도록 유지할 수 있고 또한 하위 조립체의 볼 밸브 부분(21)을 파지할 수도 있으며 그것을 핸들의 단부(27)가 최상부에 있는 방위로 유지한다.

핸들 부분(22)의 단부(27)를 측방향 개구(11) 아래에 두면서, 볼 밸브 부분(21)의 상부 전방 부분(28)이 도관(1)에서 어깨부(29)에 지탱됨으로써, 도 5 및 도 6 에 대하여 시계 방향으로 하위 조립체를 기울이면 핸들의 단부(27)는 측방향 개구(21)를 향하여 그것을 통해 움직이기 시작한다. 도관(21) 안으로 하위 조립체(20)를 더 조작하면 하위 조립체의 이러한 회전은 최종의 위치로 계속된다. 조립자는 볼 밸브 부분(21)에 하방향의 압력을 가함으로써 그리고/또는 핸들의 단부(27)가 측방향 개구(11)를 통해 나올 때 상기 단부를 파지함으로써 이러한 회전을 보조할 수 있으며, 그에 의하여 하위 조립체는 도 4 에 도시된 최종 위치로 비틀린다. 일단 이러한 위치에 있으면, 밀봉체(9), 유지 슬리브(12), 제 2 의 O 링 밀봉체(4) 및 신속 끼움 커넥터(quick fit connector, 3)는 종래 기술의 예와 관련하여 설명된 바와 같이 제 위치에 놓인다.

하위 조립체가 삽입될 수 있게 하는 도관(1), 볼 밸브 부분(21) 및 핸들(22)의 기하 형상에 대한 다양한 변형이 있다는 점이 이해될 것이다. 예를 들어, 측방향 개구(11)로부터 도관의 대향측상에서 도관의 하부 부분에 불룩한 부분(bulge)이 있을 수 있어서 볼 밸브 부분(21)이 제 위치로 회전되도록 충분한 간극이 허용된다. 그러나, 주 핸들 부분(26)을 향하여 돌출적이지 않는 천이를 가지는 핸들 부분(22)을 구비한 도시된 구성은, 변경되지 않은 도관(1)으로 끼워질 수 있지만 위에 설명된 바와 같이 최종 위치로 하위 조립체의 회전을 허용하기에 충분한 간극을 여전히 가지는 구성을 제공한다.

20. 하위 조립체 21. 밸브 부붑ㄴ
22. 핸들 부분 8.9. 밀봉체
6. 관통 보어 5. 볼 밸브

Claims (10)

1. 유체 유동을 위한 중심 통로를 가진 도관;
   상기 도관내에서 회전 가능하게 장착되고, 밸브 조립체를 통한 유동을 허용하도록 중심 통로와의 작동 위치에 선택적으로 정렬될 수 있는 관통 보어(through bore)를 가지는, 볼 밸브; 상기 도관에 있는 측방향 개구; 상기 볼 밸브에 부착된 핸들로서, 상기 볼 밸브의 회전을 허용하기 위하여 도관의 외측으로부터 접근 가능하도록 측방향 개구를 통해 연장되는, 핸들;을 포함하는 볼 밸브 조립체로서,
   볼 밸브 및 핸들이 함께 제 1 방위의 중간 위치로 도관의 일 단부에 삽입될 수 있도록 볼 밸브, 핸들 및 도관의 크기가 형성되고,
   상기 제 1 방위의 중간 위치로부터, 볼 밸브 및 핸들은 함께 제 2 방위의 최종 위치로, 볼 밸브가 도관을 이탈하지 않으면서 조작될 수 있고, 상기 제 2 방위에서 핸들은 측방향 개구를 통해 밖으로 연장되고 볼 밸브는 그것의 작동 위치에 있게 되는 것을 특징으로 하는, 볼 밸브 조립체.
2. 제 1 항에 있어서, 볼 밸브 및 핸들은 단일의 구성 요소로서 일체로 형성되는, 볼 밸브 조립체.
3. 제 2 항에 있어서, 볼 밸브 및 핸들은 몰딩되는, 볼 밸브 조립체.
4. 전기한 항들중 어느 한 항에 있어서, 볼 밸브 및 핸들은 플라스틱인, 볼 밸브 조립체.
5. 전기한 항들중 어느 한 항에 있어서, 핸들의 단부가 측방향 개구를 향하여 움직이도록 볼 밸브 및 핸들의 회전을 일으키는 방식으로, 중간 위치로의 제 1 방위에서 볼 밸브와 도관 사이의 접촉이 있게끔, 도관 및 볼 밸브가 구성되는, 볼 밸브 조립체.
6. 볼 밸브 조립체의 형성 방법으로서, 상기 볼 밸브 조립체는:
   유체 유동을 위한 중심 통로를 가진 도관;
   상기 도관내에서 회전 가능하게 장착되고, 밸브 조립체를 통한 유동을 허용하도록 중심 통로와의 작동 위치에 선택적으로 정렬될 수 있는 관통 보어(through bore)를 가지는, 볼 밸브;
   상기 도관에 있는 측방향 개구;
   상기 볼 밸브에 부착된 핸들로서, 상기 볼 밸브의 회전을 허용하기 위하여 도관의 외측으로부터 접근 가능하도록 측방향 개구를 통해 연장되는, 핸들;을 포함하고,
   볼 밸브 조립체의 형성 방법은, 볼 밸브 및 핸들을 함께 제 1 방위의 중간 위치로 도관의 일 단부에 삽입하는 단계; 및,
   볼 밸브 및 핸들을 함께 제 2 방위의 최종 위치로, 볼 밸브가 도관을 이탈하지 않으면서 조작하는 단계로서, 상기 제 2 방위에서 핸들은 측방향 개구를 통해 밖으로 연장되고 볼 밸브는 그것의 작동 위치에 있게 되는, 밸 밸브 및 핸들의 조작 단계;를 포함하는, 볼 밸브 조립체의 형성 방법.
7. 제 6 항에 있어서, 볼 밸브 및 핸들을 단일의 구성 요소로서 일체로 형성하는 단계를 더 포함하는, 볼 밸브 조립체의 형성 방법.
8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 볼 밸브 및 핸들은 몰딩되는, 볼 밸브 조립체의 형성 방법.
9. 제 6 항 내지 제 8 항중 어느 한 항에 있어서, 볼 밸브 및 핸들은 플라스틱인, 볼 밸브 조립체의 형성 방법.
10. 제 6 항 내지 제 9 항중 어느 한 항에 있어서, 핸들의 단부가 측방향 개구를 향하여 움직이도록, 볼 밸브 및 핸들의 회전을 일으키게끔 볼 밸브를 도관상에 접촉시키는 단계를 더 포함하는, 볼 밸브 조립체의 형성 방법.
    
    

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