KR20190023677A - 밸브 어셈블리 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액츄에이터의 동작에 의해 스템이 승하강하여 스템과 연결되는 개폐판이 유로를 개폐하도록 하는 밸브 어셈블리에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 액츄에이터가 스템부시를 회전시켜 스템부시와 나사결합되는 스템을 승하강시키는 경우, 고온에 의해 수축 또는 팽창되어 발생하는 스템의 추력을 안정적으로 흡수시키고, 고속회전으로 인한 관성력의 과부하로부터 밸브와 액츄에이터를 보호하여 내구성을 향상시킨 밸브 어셈블리에 관한 것이다.

Description

밸브 어셈블리{VALVE ASSEMBLY}

본 발명은 액츄에이터의 동작에 의해 스템이 승하강하여 스템과 연결되는 개폐판이 유로를 개폐하도록 하는 밸브 어셈블리에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 액츄에이터가 스템부시를 회전시켜 스템부시와 나사결합되는 스템을 승하강시키는 경우, 고온에 의해 수축 또는 팽창되어 발생하는 스템의 추력을 안정적으로 흡수시키고, 고속회전으로 인한 관성력의 과부하로부터 밸브와 액츄에이터를 보호하여 내구성을 향상시킨 밸브 어셈블리에 관한 것이다.

일반적으로, 가스나 액체와 같은 유체를 유동시키면서 유동량을 제어하거나 단속하기 위하여 밸브가 사용된다.

밸브의 작동 원리에 따라서 여러 종류의 밸브가 있으나, 게이트밸브, 글로브밸브, 판스톡크밸브 등과 같은 밸브는 밸브 스템축의 상하 운동 또는 축방향 이동에 의해 개폐되도록 구성되고, 이러한 밸브 스템축은 스템 너트, 베벨 기어, 및 회전축이 포함된 액츄에이터 또는 개폐 작동 장치로부터 회전력을 전달받도록 되어 있다.

이에 관한 종래기술로는 공개특허 제10-2014-0082834호 『밸브 및 스템 밀폐 어셈블리』가 있는데,

상기 종래기술은 흐름-요소, 스템 및 스템 밀폐 어셈블리를 수용하도록 함께 고정되는 보닛과 몸체를 포함하여 엄격한 환경 및 작동 조건들 하에서 누출을 방지할 수 있는 더욱 견고한 밸브 및 스템 밀폐 어셈블리를 제시하고 있다.

그러나 상기 종래기술과 같은 밸브는, 밸브에 의해 개폐되는 관로 내부에 고온 또는 초저온 유체가 유동하게 될 경우, 밸브 등의 부재들이 고온 또는 초저온에 의해 열팽창 또는 열수축하게 됨으로써 관로에 대한 밸브의 밀폐성이나 개폐량 조절 기능에 문제가 발생하거나 밸브 등의 부재에 과도한 열응력이 발생할 수 있으며, 이에 따라 내구성이 저하되고, 추력에 의해 스템부시와 스템이 밀착되어 회전하지 않는 문제점이 발생할 수 있다.

또한 종래기술로 등록특허 제20-0246926호 『글로우브밸브』가 있는데,

상기 종래기술은 고온 유체가 유동할 경우 고온 유체에 의해 발생되는 열팽창을 흡수하기 위하여 밸브포트가 형성된 시트에 밸브방향으로 신축가능한 시트부가 설치되되 이 시트부 내부에 원통 형상의 밸브 개폐방향으로 신축되는 벨로우즈를 설치하거나 밸브 스템의 소정 위치에 고정링이 설치되고 이 고정링 상측에 벨로우즈가 삽입되는 기술을 제시하고 있다.

그러나, 상기 종래 기술들은 큰 하중이 작용할 경우에는 적합하지 않아 안정성이나 신뢰성이 낮을 뿐만 아니라 밸브를 자주 작동시키거나 오래 사용하였을 경우 벨로우즈가 쉽게 파손되거나 밸브 스템으로부터 벨로우즈가 쉽게 이탈될 수 있는 문제점이 발생한다.

따라서 본 발명은 상기 문제를 해결하기 위해 안출한 것으로서,

고온 또는 초저온 유체가 유동하는 관로를 개폐하는 밸브에 대해 고온 또는 초저온에 따른 열팽창 또는 열수축이 발생할 경우 밸브 스템과 결합하는 스템부시를 추력흡수수단을 통해 스템과 함께 승하강할 수 있도록 하여 스템과 스템부시 사이의 나사결합구조에 발생되는 추력을 흡수하는 밸브 어셈블리를 제공함을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 밸브 어셈블리는

액츄에이터의 동작에 의해 스템이 승하강운동하여, 상기 스템에 구비되는 개폐판이 움직여 유로를 개방 또는 폐쇄하는 밸브 어셈블리에 있어서,

하우징;

상기 하우징에 구비되되, 상기 액츄에이터의 동작에 의해 회전하는 스템부시;

상기 스템부시 내부에 나사결합되도록 구비되고, 하부에 개폐판이 연결되어, 상기 스템부시가 회전하면 스템부시 내에서 승하강운동을 하는 스템;

상기 스템부시 외면에 밀착 구비되어, 상기 스템이 팽창 또는 수축하면, 상기 스템부시가 함께 움직이도록 하는 추력흡수수단;

을 포함하여 이루어져,

스템이 팽창 또는 수축하면 상기 추력흡수수단에 의해 스템부시가 함께 하강 또는 상승하여, 스템과 스템부시 사이의 나사결합구조에 부여되는 추력이 흡수되는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 따른 밸브 어셈블리는

고온 또는 초저온 유체가 유동하는 관로를 개폐하는 밸브에 대해 고온 또는 초저온에 따른 열팽창 또는 열수축이 발생할 경우에도 밸브 스템과 나사 결합하는 스템부시가 에 맞물려 결합된 상태에서 추력흡수수단에 의해 스템부시가 축방향으로 이동 가능하게 함으로써 스템의 축방향 변위에 따라 스템부시가 함께 이동하여 자체적으로 추력을 흡수할 수 있는 효과를 갖는다.

특히, 이러한 특징으로 스템과 스템부시 사이의 나사결합에 발생될 수 있는 가압력이 해제되어 스템이 스템부시내에서 승하강운동을 용이하게 할 수 있으며, 가압력에 의해 스템과 스템부시가 결착되는 경우 액츄에이터가 과부하로 인해 고장이 발생하는 것을 방지할 수 있으며,

이에 따라 고속으로 액츄에이터가 동작을 하여도 스템이 원활하게 승하강운동을 하여 유로를 개폐할 수 있는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명에 따른 밸브 어셈블리의 사시도
도 2는 본 발명에 따른 밸브 어셈블리의 분해 사시도
도 3은 본 발명에 따른 밸브 어셈블리의 단면도
도 4는 본 발명에 따른 밸브 어셈블리의 동작 단면도
도 5는 본 발명에 따른 밸브 어셈블리의 분해실시도

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 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 도면에서 동일한 참조부호, 특히 십의 자리 및 일의 자리 수, 또는 십의 자리, 일의 자리 및 알파벳이 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 기능을 갖는 부재를 나타내고, 특별한 언급이 없을 경우 도면의 각 참조부호가 지칭하는 부재는 이러한 기준에 준하는 부재로 파악하면 된다.

또 각 도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께를 과장되게 크거나(또는 두껍게) 작게(또는 얇게) 표현하거나, 단순화하여 표현하고 있으나 이에 의하여 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 안 된다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 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.

먼저 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 밸브 어셈블리(A)는 액츄에이터의 동작에 의해 개폐판을 작동하여 유로를 개방 또는 폐쇄하는 밸브 어셈블리(A)에 관한 것으로서, 특히 액츄에이터가 스템부시(20)를 회전시키면 이 스템부시(20)에 나사결합되어 있는 스템(40)이 승하강 하여, 스템(40) 하부에 구비되는 개폐판을 동작하는 것으로서, 설명의 편의를 위하여 도면에서는 액츄에이터, 개폐판을 생략하도록 하며, 이 때 액츄에이터는 모터와 같은 자동으로 동작하는 기기 또는 별도의 핸들과 같은 수동으로 동작하는 기기일 수 있다.

본 발명의 핵심은 고온 또는 초저온의 물질이 통과함에 따라 스템(40)이 팽창 또는 수축함으로서 발생되는 추력을 흡수하기 위한 구조로서, 종래의 문제점을 살펴보면,

일반적으로 스템(40)과 스템부시(20)는 서로 나사결합을 이루고 있는데, 이 때 스템(40)이 팽창 또는 수축하게 되면 이 나사결합구조, 보다 구체적으로 나사산의 톱니부가 서로 강하게 상부방향 또는 하부방향으로 밀착되어 서로 결착됨으로서 회전되지 않는 문제가 발생되고,

고속으로 회전을 하는 경우에도 동일한 문제가 발생하여 액츄에이터가 고장날 수 있다.

즉, 스템(40)에 발생되는 추력을 흡수하기 위하여 본 출원인은 본 발명을 고안한 바,

먼저 상기 하우징(10)은 베이스(11)와 상기 베이스(11)하부에 결합되는 베이스커버(13), 상기 베이스커버(13) 하부에 결합되는 베이스하우징(15) 및 상기 베이스하우징(15) 하부에 결합되는 스프링하우징(17)으로 이루어진다.

이러한 하우징(10)은 중앙에 스템(40) 및 스템부시(20)가 내삽될 수 있는 공간을 형성하고 있으며, 본 명세서의 방향성은 도 3을 기준으로 상하좌우를 정하도록 한다.

가장 위의 구성인 베이스(11)부터 순서대로 그 구성에 대하여 설명하면, 먼저 상기 베이스(11)와 베이스커버(13)는 후술하는 고정스템부시(30)를 안착시키기 위한 것이고, 상기 고정스템부시(30)가 엑츄에이터와 결합되어 회전됨으로서, 상기 고정스템부시(30)가 회전하면 이와 연결된 스템부시(20)가 회전함으로서 스템(40)을 승하강운동 시키게 된다.

종래에는 스템부시(20)에 직접 엑츄에이터가 연결되어 회전하는 구조를 이루고 있었으나, 본 발명은 상기와 같인 추력을 흡수하기 위하여 고정스템부시(30)라는 새로운 구성요소를 추가하고, 이 구성요소를 보호하기 위하여 별도의 베이스(11) 및 베이스커버(13)를 구비하고 있는 것이다.

또한 상기 베이스(11)에는 상기 고정스템부시(30)의 회전을 돕기 위한 제3 스러스트베어링(31)이 구비되어 있으며, 이 제3 스러스트베어링(31)이 상기 고정스템부시(30)의 외면에 밀착되어 구비될 수 있도록 제3 안착부(33)가 구비되어 있는 것은 자명하다.

아울러 상기 베이스커버(13)의 하부에는 베이스하우징(15)이 구비되어, 본 발명의 핵심인 스템부시(20)를 내삽할 수 있도록 이루어지는데,

그 전에 상기 베이스하우징(15)과 베이스커버(13)에는 각각 제2 베이스결합공(153), 제1 베이스결합공(131)이 구비되며, 상기 각각의 베이스결합공을 관통하는 베이스결합볼트(111)에 의해 서로간에 견고하게 고정될 수 있도록 이루어진다.

다시 상기 베이스하우징(15)에 대하여 설명하면, 상기 베이스하우징(15)은 상기 베이스커버(13) 하부에 결합되어 후술하는 스템부시(20)가 내부에 위치할 수 있도록 공간을 형성하며, 이 공간내에서 스템부시(20)가 승하강운동을 함에 따라 스템부시(20) 내부에 나사결합되어 있는 스템(40)의 팽창 또는 수축에 대응할 수 있도록 이루어진다.

이와 관련하여, 서두에 언급한 바와 같이 본 발명은 스템부시(20)와 고정스템부시(30)를 서로 연동될 수 있도록 구비하고 있으며, 스템부시(20)가 승하강운동을 할 수 있도록 구성되는 바, 상기 스템부시(20)의 상부에는 스플라인결합부(21)가 형성되어 상기 고정스템부시(30)와 스플라인결합을 하여 고정부시는 움직이지 않고, 상기 스템부시(20)만 승하강운동을 할 수 있으며, 이러한 승하강운동과 함께 고정스템부시(30)가 회전하면 상기 스템부시(20)가 함께 회전할 수 있는 구조를 갖게 된다.

스플라인결합이란 종래에 자주 사용되 오던 기술로서, 복수개의 홈과 돌기가 길이방향으로 형성되어 서로 길이방향으로는 유동성이 있으며 그 수직방향으로의 회전력은 서로 연동될 수 있는 결합을 말하는 것으로서 자세한 설명은 생략하도록 한다.

다시 상기 베이스하우징(15)과 스템부시(20)간의 관계를 설명하면,

상기 베이스하우징(15) 내부에는 스템부시(20)가 내삽될 수 있는 공간이 형성되어 있으며, 이 스템부시(20)는 앞서 언급한 바와 같이 상기 베이스하우징(15) 내에서 일정거리 승하강 할 수 있도록 이루어진다.

즉 도 3을 기준으로 스템부시(20)가 상기 베이스하우징(15) 내에 위치하는 경우, 스템부시(20)의 일부면이 상기 베이스하우징(15) 위에 결합되는 베이스커버(13)와 밀착되지 않는 공간부(151)를 형성할 수 있도록 구비되며, 스템부시(20)가 상승하면 상기 스템부시(20)의 외면 중 외부로 돌출된 부분, 즉 후술하는 제1 지지면(25)이 있는 돌출부위가 상기 베이스커버(13)에 밀착되게 되는 것이다.

아울러 상기 스템부시(20)는 상기 하우징(10) 내에서 회전하는 것으로서, 회전축의 흔들림을 방지하기 위하여 외면이 하우징(10) 내에 밀착되도록 이루어지는 바, 도 3을 기준으로 상기 스템부시(20)의 상부 일부는 상기 베이스커버(13)의 내면에 밀착되고, 스템부시(20)의 하부는 상기 베이스하우징(15) 및 베이스커버(13)너트에 밀착되어 회전축이 흔들리는 것을 방지하도록 한다.(엄밀하게는 상기 스템부시(20)의 하부는 상기 베이스하우징(15)과 스템부시(20) 사이에 구비되는 각각의 구성요소에 의해 밀착되는 효과를 갖는다.)

또한 상기 스템부시(20)의 회전을 용이하게 하기 위하여, 상기 스템부시(20)의 하부와 상부면에는 각각 제1 웨어링(178a)과 제2 웨어링(152)(엄밀하게는 제1 웨어링(178a)은 베어링커버너트(178)에 구비되고, 제2 웨어링(152)은 베이스하우징(15)에 구비된다.) 밀착되도록 이루어진다.

상기 베이스하우징(15)과 스프링하우징(17)은 서로간에 체결볼트(179a)를 이용하여 견고하게 고정되는데, 이를 위하여 상기 스프링하우징(17)에는 제1 체결공(179)이 구비되고, 상기 베이스하우징(15)에는 제2 체결공(157)이 구비되는 것이 바람직하다.

이 때 상기 체결볼트(179a)가 상기 제2 체결공(157)에서 제1 체결공(179) 방향, 즉 도 3을 기준으로 상부에서 하부방향으로 체결하도록 구성하여, 내부 부품들의 교체를 용이하게 하는 효과를 갖는다.

보다 상세하게는 도 3 및 도 5를 참고하여 살펴보면,

기본적으로 스템부시는 소모품이기 때문에 정기적으로 교체를 해줘야 하는데, 본 발명은 스템부시의 교체를 용이하게 하기 위하여 앞서 언급한 바와 같이 체결볼트(179a)를 상부에서 하부방향으로 체결하도록 구성한다.

따라서 스템부시를 분해하는 경우, 상기 체결볼트(179a)를 분리시킨 후, 베이스하우징(15)을 열면, 내부의 구성요소, 즉 스템부시와 추력흡수수단을 위에서 꺼내는 방식으로 분리시킴에 따라 교체가 용이하고, 부품교체시에 디스크스프링 또는 탄성스프링에 의해 발생되는 높은 탄성압력에 대해서도 안전하게 분리할 수 있도록 한다.

또한 밸브와 조립된 상태를 해제할 필요가 없어 해당 밸브의 리미트/토크 세팅을 리셋할 필요 없이, 교체 후 바로 사용이 가능하다는 장점을 갖는다.

또한 상기 스프링하우징(17) 하단 내측에는 베이렁커버너트가 나사결합되어 있는 바, 상기 베어링커버너트(178)는 후술하는 각각의 구성요소들(추력흡수수단(50), 스러스트베어링 등)이 외부로 이탈되는 것을 방지하는 것이다.

나아가 상기 스템(40)부싱 하단에는 스템(40)부싱너트가 나사결합되어 있으며, 상기 스템부시(20)의 승하강운동에 맞게 상기 스템부시너트(23)가 연동하여 승하강운동을 하고, 스템부시(20)와 함께 회전될 수 있도록 이루어진다.

도 3 및 도 4는 도면의 간소화를 위하여 상기 스템부시(20)내에 나사결합되는 스템(40)은 생략하도록 하였다.

본 발명에 따른 밸브 어셈블리(A)에는 앞서 언급한 바와 같이, 상기 스템(40)의 수축 또는 팽창에 의해 발생되는 추력을 흡수하기 위하여, 스템부시(20)를 승하강 변위시킬 수 있는 추력흡수수단(50)이 구비되어 있는데, 상기 추력흡수수단(50)은 상기 스템부시(20)와 스프링하우징(17) 내면 사이에 구비되는 것으로서, 모두 링 형상을 이루고 있으며, 도 3 및 도 4의 단면도를 기준으로 설명하도록 하겠다.

먼저 상기 추력흡수수단(50)은 상기 스템부시(20) 외면에 구비되는 것으로서, 제1 스프링가이드(53)와 상기 제1 스프링가이드(53) 상부에 구비되는 한 쌍의 디스크스프링(57) 및 상기 디스크스프링(57) 상부에 구비되는 제2 스프링가이드(55)를 포함하여 이루어진다.

또한 상기 제1 스프링가이드(53) 하부에는 제1 안착부(171)가 형성되고, 이 제1 안착부(171)에 제1 스러스트베어링(173)이 구비되고, 상기 제2 스프링가이드(55) 상부에는 제2 안착부(175)가 형성되며, 이 제2 안착부(175)에 제2 스러스트베어링(176)이 더 구비되게 된다.

상기 제1 스러스트베어링(173)과 제2 스러스트베어링(176)은 추력흡수수단(50)의 회전을 용이하게 하기 위한 것으로서, 상기 스템부시(20)가 회전하면, 이와 밀착된 추력흡수수단(50)이 함께 회전할 수 있기 때문이나, 동일한 회전력으로 회전되지 않을 수도 있으며, 이에 권리범위를 제한 해석해서는 안 된다.

먼저, 제1 스프링가이드(53)에 대하여 설명하면, 상기 제1 스프링가이드(53)는 상기 스템부시(20) 외면에 밀착되는 것으로서, 상기 스템부시(20) 외면에 밀착되며 하향 돌출된 푸쉬부(531)가 구비되고, 상기 푸쉬부(531)와 이격(더 큰 직경을 갖는 동심원과 유사하게 이격)되어 제1 스러스트베어링(173) 상부면에 밀착되는 제3 지지면(533)을 포함하여 이루어진다.

나아가 제1 스러스트베어링(173)의 하부면은 상기 베어링커버너트(178) 상부에 밀착되게 되고, 상기 푸쉬부(531)는 상기 스템부시너트(23)의 상부면에 밀착되는 구조를 갖는다.

또한 제1 스프링가이드(53)는 상기 스템부시(20) 외면에 밀착되며 상향 돌출된 걸림부(551)를 갖고, 이 걸림부(551)가 상기 스템부시(20) 외면에 돌출되게 구비되는 걸림면(27)에 밀착되는 구조를 갖으며, 상기 걸림부(551) 외측으로는 제2 스러스트베어링(176)이 구비되고, 상기 제2 스러스트베어링(176)의 상부면은 상기 스템부시(20)의 제1 지지면(25) 및 베이스하우징(15)에 구비되는 제2 지지면(155)에 밀착되도록 구성된다.

나아가 상기 제1 스프링가이드(53)와 제2 스프링가이드(55) 사이에는 장착부(51)라는 공간이 형성되어 있으며, 이 장착부(51)에 한 쌍의 디스크스프링(57)이 구비되어 장착부(51) 내에서 수축 및 이완하여 상하 이동의 변위성을 실현할 수 있도록 이루어진다.

도 4를 참고하여 스템(40)의 수축 또는 팽창에 의한 추력을 흡수하도록 상기 스템부시(20)가 승하강 운동 하는 것을 설명하면,

도 4[A]는 상기 스템부시(20)가 하강하는 현상을 도시한 것으로서,

도시된 바와 같이 스템부시(20)가 하강하면, 상기 스템부시(20)의 제1 지지면(25)이 상기 제2 스러스트베어링(176)의 상부면을 눌러 하강시키고, 이에 따라 제2 스프링가이드(55)가 하강하여 디스크스프링(57)을 압축할 수 있도록 한다.

도 4[B]는 상기 스템부시(20)가 상승하는 현상을 도시한 것으로서,

도시된 바와 같이 스템부시(20)가 상승하면, 상기 스템부시(20) 하부에 나사결합되어 있는 스템부시너트(23)의 단부가 상기 제1 스프링가이드(53)의 푸쉬부(531)를 밀어 올리고, 이에 따라 디스크스프링(57)이 압축할 수 있도록 한다.

상기 디스크스프링(57)은 상기 스템부시(20)의 승하강에 맞춰 자유롭게 승하강할 수 있으며, 상기 디스크스프링(57)에 의해 상기 스템부시(20)의 승하강운동을 탄력적으로 수행할 수 있어 스템(40)의 수축 및 팽창에 따라 스템부시(20)의 위치가 가변되어 추력을 흡수할 수 있도록 이루어진다.

아울러 도 4[A]와 같이 스템부시(20)가 하강하는 경우에는 상기 제1 스러스트베어링(173)의 상부면을 스템부시(20)의 제1 지지면(25)이 가압하고, 제2 스프링가이드(55)가 하부를 받치게 되며, 도 4[B]와 같이, 스템부시(20)가 상승하는 경우에는 상기 스템부시(20)의 제1 지지면(25)은 이격되더라도, 상기 베이스하우징(15)의 제2 지지면(155)이 상기 제2 스러스트베어링(176)의 상부를 가압하여 별도의 문제가 생기지는 않지만,

제1 스러스트베어링(173)의 경우, 도 4[B]와 같이 스템부시(20)가 상승하는 경우에는 상기 제1 스러스트베어링(173)의 상부를 누르던 제3 지지면(533)이 이격됨에 따라 문제가 발생할 수 있다.

이러한 문제를 해결하는 구성을 설명하기에 앞서, 스러스트베어링에 대하여 설명하면,

스러스트베어링은 서로 동일한 구조를 갖으며, 내부에 홈이 형성된 고정륜(173b)과 회전륜(173a)으로 이루어지고, 이 고정륜(173b)과 회전륜(173a) 사이에 복수개의 베어링볼(173c)이 구비되어(홈에 안착되어)고정륜(173b)과 회전륜(173a)이 서로 독립적으로 회전될 수 있는 구조를 갖는다.

그러나 이 경우, 고정륜(173b)과 회전륜(173a)을 서로 베어링볼(173c) 방향으로 지지하여야 이런한 동작을 할 수 있고, 고정륜(173b)과 회전륜(173a)이 베어링볼(173c)로부터 이격되는 경우에는 베어링의 역할을 수행하지 못한다는 단점이 있다.

특히 본 발명의 도 4[B]와 같이 회전륜(173a)을 가압하는 구성이 구비되지 않는 경우, 비록 중력에 의해 회전력을 유지할 수는 있으나, 본 발명에 따른 밸브 어셈블리(A)는 지면에 수직방향 뿐만 아니라 수평방향으로도 구비될 수 있는 바, 수평방향으로 구비되는 경우 제1 스러스트베어링(173)의 베어링볼(173c)과 회전륜(173a) 사이에 약간의 틈새라도 벌어지면 그 볼베어링이 어긋날 수 있어 베어링의 기능을 수행하기 어렵다는 문제가 발생된다.(제2 스러스트베어링(176)의 경우에는 앞서 언급한 바와 같이 상하부에서 각각 가압하는 구조를 갖음으로서 이러한 문제가 발생되지 않는다.)

따라서 본 발명은 회전륜(173a)의 상부면을 가압하기 위하여 탄성스프링(177a)을 더 구비하고 있다.

보다 상세하게는 상기 탄성스프링(177a)은 상기 제1 스프링가이드(53)의 푸쉬부(531)와 제2 지지면(155) 사이의 이격공간(스프링안착부(177))에 구비되는 것으로서, 입체적으로는 상기 푸쉬부(531)를 내삽하는 형상의 원형 스프링으로 이루어지며, 이 탄성스프링(177a)의 하부단부가 상기 제1 스러스트베어링(173)의 상부면, 즉 회전륜(173a)의 상부면에 밀착될 수 있도록 구성된다.

따라서 스템부시(20)가 상승하여 상기 회전륜(173a)과 제1 스프링가이드(53)의 제3 지지면(533)이 이격된다 하더라도, 상기 탄성스프링(177a)의 탄성력에 의해 상기 회전륜(173a)의 상부면을 가압할 수 있어 앞서 언급한 문제점을 해결할 수 있다.

아울러 상기 상기 스템부시(20)가 과도하게 상승 또는 하강하여, 상기 디스크스프링(57)의 장착부(51)의 거리가 디스크스프링(57)의 두께보다 작게 형성되어 디스크스프링(57)을 파손하는 것을 방지하기 위하여, 상기 장착부(51)에는 상기 디스크스프링(57)을 내삽할 수 있는 스토핑부재(59)가 구비되어 있으며, 상기 스토핑부재(59)에 의해 장착부(51)의 최소이격거리가 보장될 수 있도록 하여 내구성을 향상시키는 것이 바람직하다.

또 이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조 및 구성을 갖는 밸브 어셈블리를 위주로 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능하고, 이러한 수정, 변경 및 치환은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

A : 밸브 어셈블리 10 : 하우징
11 : 베이스 111 : 베이스결합볼트
13 : 베이스커버
131 : 제1 베이스결합공 15 : 베이스하우징
151 : 공간부 152 : 제2 웨어링
153 : 제2 베이스결합공 155 : 제2 지지면
157 : 제2 체결공 17 : 스프링하우징
171 : 제1 안착부 173 : 제1 스러스트베어링
173a : 회전륜 173b : 고정륜
173c : 베어링볼 175 : 제2 안착부
176 : 제2 스러스트베어 177 : 스프링안착부
177a : 탄성스프링 178 : 베어링커버너트
178a : 제1 웨어링 179 : 제1 체결공
179a : 체결볼트 20 : 스템부시
21 : 스플라인결합부 23 : 스템부시너트
25 : 제1 지지면 27 : 걸림면
30 : 고정스템부시 31 : 제3 스러스트베어링
33 : 제3 안착부 40 : 스템
50 : 추력흡수수단 51 : 장착부
53 : 제1 스프링가이드 531 : 푸쉬부
533 : 제3 지지면 55 : 제2 스프링가이드
551 : 걸림부 57 : 디스크스프링
59 : 스토핑부재

Claims (4)

1. 액츄에이터의 동작에 의해 스템이 승하강운동하여, 상기 스템에 구비되는 개폐판이 움직여 유로를 개방 또는 폐쇄하는 밸브 어셈블리에 있어서,
   하우징;
   상기 하우징에 구비되되, 상기 액츄에이터의 동작에 의해 회전하는 스템부시;
   상기 스템부시 내부에 나사결합되도록 구비되고, 하부에 개폐판이 연결되어, 상기 스템부시가 회전하면 스템부시 내에서 승하강운동을 하는 스템;
   상기 스템부시 외면에 구비되어, 상기 스템이 팽창 또는 수축하면, 상기 스템부시가 함께 움직이도록 하는 추력흡수수단;
   을 포함하여 이루어져,
   
   스템이 팽창 또는 수축하면 상기 추력흡수수단에 의해 스템부시가 함께 하강 또는 상승하여, 스템과 스템부시 사이의 나사결합구조에 부여되는 추력이 흡수되는 것을 특징으로 하는 밸브 어셈블리.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 추력흡수수단은
   상기 스템부시의 외면에 구비되는 제1 및 제2 스프링가이드와, 상기 제1 및 제2 스프링가이드 사이에 구비되는 디스크스프링을 포함하여 이루어져,
   상기 스템이 수축 또는 팽창하면, 상기 스템부시가 상승 또는 하강하여 상기 제1 스프링가이드를 상승시키거나, 제2 스프링가이드를 하강시켜 디스크스프링을 압축시키는 것을 특징으로 하는 밸브 어셈블리.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 제1 스프링가이드와 제2 스프링가이드 사이에는
   상기 디스크스프링의 파손을 방지하도록 제1 스프링가이드와 제2 스프링가이드 상승 또는 하강높이를 제한하는 스토핑부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 밸브 어셈블리.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
   상기 하우징에는
   상기 스템부시의 회전을 유도하도록 회전륜과 고정륜 및 상기 회전륜과 고정륜 사이에 구비되는 복수개의 볼로 이루어진 제1 스러스트베어링이 구비되되,
   상기 제1 스러스트베어링의 회전륜을 가압하여, 상기 회전륜 또는 고정륜 또는 이들 모두가 회전볼로부터 이격되는 것을 방지하는 탄성스프링이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 밸브 어셈블리.

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