KR20210000488U - 안전밸브 부품의 래핑가공장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 안전밸브용 부품인 디스크와 노즐을 핸드래핑 또는 기계래핑방식으로 래핑 가공할 수 있도록 함과 아울러, 안전밸브용 부품이 작업대 및 턴테이블 상에서 회전축의 동심을 유지할 수 있도록 클램핑할 수 있도록 그 구조가 개선된 안전밸브 부품의 래핑가공장치에 관한 것이다.

Description

안전밸브 부품의 래핑가공장치{LAPPING APPARATUS FOR SAFETY VALVE PARTS}

본 고안은 안전밸브 부품의 래핑가공장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 안전밸브용 부품인 디스크와 노즐을 핸드래핑 또는 기계래핑방식으로 래핑 가공할 수 있도록 함과 아울러, 안전밸브용 부품이 작업대 및 턴테이블 상에서 회전축의 동심을 유지할 수 있도록 클램핑할 수 있도록 그 구조가 개선된 안전밸브 부품의 래핑가공장치에 관한 것이다.

일반적으로 안전밸브는 사용하는 기기류에 따라 허용되는 최대압력이 설정되며, 내부의 압력이 상승하였을 때 미리 지정된 최대압력에서 자동적으로 열리게 되어 내부의 스팀 또는 가스를 외부로 배출시켜 압력을 감소시킴으로써, 고압에 의한 탱크 또는 파이프라인의 손상이나 폭발을 방지하는 역할을 수행한다.

상기 안전밸브는 형상이나 용도에 따라 직접 작동식(Direct-loaded type), 파일롯트 작동식(Pilot-operated type), 스프링 작동식(Spring loaded type) 등으로 구분할 수 있다.

여러 가지 안전밸브 중에서 스프링 작동식의 안전밸브는, 비교적 높은 세팅 압력이 요구될 때 주로 사용되며, 밸브 내부에 장착되는 스프링을 이용하여 이러한 세팅 압력을 구현한다. 초기의 안전밸브는 직접 작동식, 즉 세팅 압력을 디스크부의 무게로 조정하는 형태가 대부분이었으나 산업의 발전과 더불어 점점 더 높은 세팅압력과 대용량의 밸브가 요구되면서 이를 무게만으로 조정하는 것은 비효율적인 방법이 되었고, 이에 대한 대안으로 개발되기 시작한 것이 스프링 작동식 안전밸브이다.

안전밸브는 내부유체의 종류에 따라, 물용, 가스용, 스팀용 등이 있으며 LNG와 같은 극저온의 유체에 사용되는 극저온용도 있다. 내부유체에 따라서 밸브 자체의 구조가 완전히 바뀌는 것은 아니며, 노즐 내경, 디스크의 형상등이 조금씩 다르게 적용되기도 한다. 내부유체의 종류 또는 사용 환경에 따라서 밸브의 기밀유지, 즉, 밸브가 닫힘 상태일 때 디스크와 노즐 사이에서 누설이 발생하지 않는 것이 매우 중요하다.

종래 안전밸브의 작동을 설명하면, 어드져스트 스크류의 누르는 힘이 스프링에 전달되어 스핀들을 누르게 되면, 이것이 다시 디스크를 눌러 안전밸브에 고정되어 있는 노즐과 밀착되게 된다.

상기 안전밸브는 적용되는 기기류 내부의 압력이 최대가 되면 자동적으로 상기 디스크와 상기 노즐이 떨어지며 열리게 되어 가스가 방출되고, 다시 압력이 떨어지면 상기 디스크와 상기 노즐이 밀착되어 일정압력이 유지될 수 있도록 한다.

상기 안전밸브의 안전성 검사는 년 1회 정도 실시되는데, 이 때 상기 안전밸브의 기밀이 유지되지 못할 경우에는 상기 안전밸브를 분해하여 상기 디스크와 노즐을 표면 가공함으로써 기밀이 유지되도록 할 수 있도록 한다.

상기한 안전밸브와 관련된 선행기술로는 한국 공개실용신안공보 제 20-2012-0001417호 "안전밸브 분해용 공구"(공개일자 : 2012.02.29)에 개시된 바와 같이, 천연가스 공급설비용 안전밸브를 분해하는 데 사용되는 안전밸브 분해용 공구에 있어서, 캡이 제거된 후에 스핀들 및 상기 스핀들에 연결된 스프링을 지지한 채 상기 압력조절 나사를 제거할 수 있도록, 상기 스핀들의 상측 끝단부를 하방으로 누르는 유압 실린더; 상부에 상기 유압 실린더가 고정되며, 하부가 보닛 상부 또는 지면에 고정 지지되는 가이드; 상기 유압 실린더와 연결되어 상기 유압 실린더를 구동시키는 유압 펌프;를 포함하여 이루어진 것이다.

종래 안전밸브와 관련된 다른 선행기술로는 한국 공개실용신안공보 제 20-2012-0001768호 "안전밸브 디스크 가이드 분해 장치"(공개일자 : 2012.03.09)에 개시된 바와 같이, 안전밸브의 바디 상면의 양측 일정 영역에 안착된 베이스 프레임; 상기 베이스 프레임 상측에 결합되며, 수평방향으로 내부가 중공되어 전,후 양측 면이 연통되는 중공부가 형성되는 수평 프레임; 디스크 가이드의 상측에 구비되어 디스크 가이드 중심홀을 가로지르며, 양단이 상기 수평 프레임의 중공부를 관통하도록 설치되는 메인 프레임; 및 상,하단에 각각 육각머리와 센터지지부를 가진 스크루와, 상기 스크루가 중앙에 형성된 스크루 삽입홀에 삽입되어 결합되며 수평방향으로 양측 단부가 연장 형성되는 스크루 블록과, 상기 스크루 블록의 양측 단부에 각각 끼워져 결합되며 하단부에 외측방향으로 돌출되는 걸림턱이 형성되는 풀러를 포함하여 형성되며, 상기 풀러 사이에 상기 메인 프레임이 개재되고 상기 풀러 단부가 디스크 가이드 중심홀에 삽입되도록 설치되어 걸림턱에 의해 걸림 고정되는 풀러 조립체;를 포함하여 형성된 것이다.

상기 안전밸브의 디스크와 상기 노즐의 접촉 표면은 세부적으로 보면 요철(거칠기) 형태로 접촉하고 있다. 따라서 디스크에 외력을 가하게 되면 요철부의 돌기들은 그 끝에 응력이 집중되어 탄성 변형을 일으킨다.

상기 탄성 변형된 돌기는 서로 밀착되어 기밀을 유지할 수 있으나, 깊이가 깊은 골 부분은 밀착되어도 골을 통해 가스가 누설되는 원인이 된다. 그러므로 상기 디스크와 상기 노즐의 기밀을 위해서는 고정도의 표면 거칠기가 중요하다.

즉, 다듬질한 면이 육안으로 확인했을 때 상태가 양호하더라도 미세한 흠집이 상기 디스크, 상기 노즐 중심에서 기밀면의 바깥쪽으로 향하게 되면 누설이 발생하기 때문에, 흠집이 발생되더라도 기밀 면의 중심과 동심을 이루게 하는 것이 가장 중요하다.

상기 안전밸브의 기밀 유지를 위해 디스크와 노즐을 래핑(Lapping) 가공할 수 있다.

상기 래핑가공은 연마 공정을 거친 제품을 치수정밀도, 평행도, 조도 등을 더욱 정밀하게 가공할 필요가 있을 때 행하는 가공을 래핑가공이라고 하고 이러한 장비를 래핑장비라고 한다.

래핑방식은 수작업에 의한 핸드래핑과 기계래핑방식으로 구분된다.

기계래핑방식과 관련된 종래 래핑 장치의 선행기술로는 한국 등록실용신안공보 제 20-0320224호“밸브 디스크의 래핑 툴용 고정장치”등록일자 : 2003.07.04)에 개시된 바와 같이, 상부 중앙에 관통공이 형성됨과 아울러 상기 보강판의 양측 가장자리에 설치되어 디스크 고정판을 지지해 주는 제1 및 제2 삼각형상의 지지판과, 상기 지지판의 관통공에 관통되어 설치되고 상기 디스크 고정판을 움직이지 못하도록 고정시키는 록킹 레버와, 상기 제1 및 제2 삼각형상의 지지판의 상부 내측 사이에 설치되고 밸브 디스크를 안착시킬 수 있도록 그 상면에 안착부가 착탈 가능하게 설치된 디스크 고정판과, 상기 보강판과 디스크 고정판 사이에 설치되어 수평조절 핸들에 따라 상기 디스크 고정판을 상/하로 움직이는 다수개의 테이블 지지부와, 상기 테이블 지지부를 동작시켜 상기 디스크 고정판의 수평을 조절하는 수평조절 핸들과, 상기 디스크 고정판의 상면에 설치되어 밸브 디스크가 이탈하지 못하도록 안착시키는 안착부등으로 구성된다.

그 중 기계래핑방식은 가공면이 좁고 길며 무게중심이 높은 안전밸브의 노즐과 같은 역삼각형 형태의 가공물일 경우 평면 유지가 힘들고 적정압력을 부여하기 어려워 적용이 어려운 단점이 있으며, 핸드래핑방식은 노즐을 노즐 래핑장치에 견고하게 고정시켜 핸드래핑방식이나 기계래핑방식 두 가지로 래핑 가공할 수 있으나 노즐의 래핑용 지지 장치에 국한된 단점이 있다.

따라서, 안전밸브의 디스크와 노즐을 핸드래핑 뿐만 아니라 기계래핑이 가능하도록 하는 디스크와 노즐 겸용 래핑 회전 보조 장치가 요구되고 있다.

한국 공개실용신안공보 제 20-2012-0001417호 "안전밸브 분해용 공구"(공개일자 : 2012.02.29) 한국 공개실용신안공보 제 20-2012-0001768호 "안전밸브 디스크 가이드 분해 장치"(공개일자 : 2012.03.09) 한국 등록실용신안공보 제 20-0320224호“밸브 디스크의 래핑 툴용 고정장치”(등록일자 : 2003.07.04)

본 고안은 상기한 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 제안된 것으로, 그 목적은 안전밸브용 부품인 디스크와 노즐을 핸드래핑 또는 기계래핑방식으로 래핑 가공할 수 있도록 함과 아울러, 안전밸브용 부품이 작업대 및 턴테이블 상에서 회전축의 동심을 유지할 수 있도록 클램핑할 수 있도록 그 구조가 개선된 안전밸브 부품의 래핑가공장치를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안은 수평 상태의 베이스를 갖는 작업대와; 상기 베이스의 상측에 탑재되도록 마련되고 상측에 회전 가능하고 연마재가 도포된 연마면이 구비된 턴테이블과; 상기 베이스의 상측에 마련되고 상기 턴테이블의 외측에 구비되며 상기 연마면에 접촉되어 연마되는 안전밸브용 부품의 외주를 동심을 유지할 수 있도록 복수의 캐스터로 구름운동가능하게 클램핑하는 클램핑수단;을 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 클램핑수단은 상기 베이스 상에 탑재된 턴테이블로부터 4방향으로 이격되고 수직방향으로 기립되는 수직지지대와, 상기 수직지지대의 각 상단부에 각각 마련되는 수평지지대와, 상기 수직지지대와 수평지지대를 연결하도록 일단과 타단이 절곡되도록 형성된 연결브라켓과, 상기 수평지지대의 각 일단부에 설치되고 상기 안전밸브용 부품의 외주와 접촉되고 구름운동 가능한 캐스터와, 상기 수평지지대의 전,후 방향 이동을 위해 상기 수평지지대에 길이방향으로 형성된 장공과, 상기 수평지지대의 장공을 따라 슬라이딩 이동 가능하고 상기 장공에 관통되어 상기 연결브라켓에 체결되도록 결합되는 고정볼트로 구성된 것이다.

본 고안은 디스크 또는 노즐 등과 같은 원통형 안전밸브 부품의 래핑 연마가공시 턴테이블의 회전축 동심을 이탈하지 않도록 클램핑수단으로 클램핑할 수 있으므로, 래핑가공의 정밀도를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 수평지지대의 전,후방향 위치 조정이 가능함에 따라 가공 부품의 사이즈에 관계없이 범용성을 향상시킬 수 있는 이점을 갖는다.

도 1은 본 고안에 따른 안전밸브 부품의 래핑가공장치의 구성을 나타낸 평면도.
도 2는 도 1의 정면도.

이하, 도면을 참조한 실시 예들의 상세한 설명을 통하여 본 고안에 대해 보다 상세하게 기술하기로 한다.

본 고안을 설명함에 있어서, 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 고안의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 대한 상세한 설명은 생략될 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 고안에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 사용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 또한, 어떤 구성 요소를 '포함'한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수도 있다는 것을 의미한다.

본 고안에 따른 안전밸브 부품의 래핑가공장치는 도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면, 수평 상태의 베이스(205)를 갖는 작업대(200)와; 상기 베이스(205)의 상측에 탑재되도록 마련되고 상측에 회전 가능하고 연마재가 도포된 연마면(110)이 구비된 턴테이블(100)과; 상기 베이스(205)의 상측에 마련되고 상기 턴테이블(100)의 외측에 구비되며 상기 연마면(110)에 접촉되어 연마되는 안전밸브용 부품(10)의 외주를 동심을 유지할 수 있도록 복수의 캐스터(500)로 구름운동가능하게 클램핑하는 클램핑수단(300);을 포함하여 이루어진 것이다.

상기 작업대(200)의 베이스(205)는 지면으로부터 일정 높이로 이격된 상태로 수평상태를 유지하도록 수평유지받침구(210)가 구비되어 있다.

상기 베이스(205)의 상측 중앙에는 회전테이블인 턴테이블(100)이 탑재된다.

상기 턴테이블(100)은 상측에 연마재(미도시)가 도포된 연마면(110)이 구비되고, 상기 연마면(110)의 상측에는 래핑가공을 위한 안전밸브용 부품(10)인 디스크 또는 노즐의 가공면(12)이 접촉되도록 안착된다.

상기 클램핑수단(300)은 상기 베이스(205) 상에 탑재된 턴테이블(100)로부터 4방향으로 이격되고 수직방향으로 기립되는 수직지지대(305)와, 상기 수직지지대(305)의 각 상단부에 각각 마련되는 수평지지대(315)와, 상기 수직지지대(305)와 수평지지대(315)를 연결하도록 일단과 타단이 절곡되도록 형성된 연결브라켓(310)과, 상기 수평지지대(315)의 각 일단부에 설치되고 상기 안전밸브용 부품(10)의 외주와 접촉되고 구름운동 가능한 캐스터(500)와, 상기 수평지지대(315)의 전,후 방향 이동을 위해 상기 수평지지대(315)에 길이방향으로 형성된 장공(320)과, 상기 수평지지대(315)의 장공(320)을 따라 슬라이딩 이동 가능하고 상기 장공(320)에 관통되어 상기 연결브라켓(310)에 체결되도록 결합되는 고정볼트(400)로 구성된다.

상기 수직지지대(305)는 상기 베이스(205)의 상측으로 수직방향으로 기립되도록 설치되고, 상기 턴테이블(100)과 이격된 4방향에 위치하게 된다.

상기 수직지지대(305)의 상단부에는 상기 수평지지대(315)의 타단부가 연결브라켓(310)과 고정볼트(400)에 고정되도록 결합된다.

상기 연결브라켓(310)은 "ㄱ"자 형태로 일단과 타단이 절곡된 형태로 구성되고, 일단이 상기 수직지지대(305)에 연결볼트(312)로 체결되어 고정되며, 타단이 상기 수평지지대(315)의 하측과 상기 고정볼트(400)로 결합된다.

상기 수평지지대(315)는 길이방향으로 형성된 장공(320) 내에서 고정볼트(400)가 슬라이딩 이동이 가능함에 따라 상기 연결브라켓(310)과의 고정 포지션 위치에 따라 전,후 방향으로 이동이 가능한 구조를 갖는다.

이에 따라 상기 안전밸브 부품(10)인 디스크와 노즐 사이즈에 관계없이 캐스터(500)를 안전밸브 부품(10)의 외주에 접촉시킬 수 있도록 수평지지대(315)를 전,후로 이동시킬 수 있는 이점을 갖는다.

이러한 구성을 갖는 본 고안은 먼저 고정볼트(400)의 체결상태를 해제시킨 후에, 각각의 수평지지대(315)를 후진시켜 캐스터(500) 서로 간의 간격이 멀어지도록 한다.

이어서, 안전밸브 부품(10)인 디스크 또는 노즐의 가공면(12)이 연마재가 도포된 연마면(110)의 상측에 접촉되도록 안착시킨 후에, 각각의 수평지지대(315)를 전진 이동시켜 상기 각 수평지지대(315)의 일단부에 마련된 캐스터(500)가 상기 안전밸브 부품(10)의 외주에 접촉되도록 한다.

이후에, 상기 고정볼트(400)를 조여서 상기 각각의 수평지지대(315)를 연결브라켓(310)에 고정시킨다.

이에 따라 상기 안전밸브 부품(10)의 중심이 턴테이블(100)의 회전축과 동심을 유지할 수 있다.

이후에, 상기 턴테이블(100)을 가동시키면, 안전밸브 부품(10)이 캐스터(500)에 고정된 상태로 턴테이블(100)의 회전축과 일치되도록 회전하게 된다.

이어서, 작업자가 상기 안전밸브 부품(10)을 손으로 파지할 경우, 상기 턴테이블(100)의 회전력에 의해 연마면(110)과 접촉된 안전밸브 부품(10)의 가공면(12)이 연마된다.

이때, 상기 클램핑수단(300)은 안전밸브 부품(10)이 턴테이블(100)의 회전축 동심으로부터 이탈되지 않도록 클램핑하게 되므로, 안전밸브 부품(10)의 가공면(12) 거칠기가 외측으로 향하지 않도록 연마 가공할 수 있게 되어 래핑작업의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

따라서, 본 고안은 디스크 또는 노즐 등과 같은 원통형 안전밸브 부품(10)의 래핑 연마가공시 턴테이블(100)의 회전축 동심을 이탈하지 않도록 클램핑수단(300)으로 클램핑할 수 있으므로, 래핑가공의 정밀도를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 수평지지대(315)의 전,후방향 위치 조정이 가능함에 따라 가공 부품의 사이즈에 관계없이 범용성을 향상시킬 수 있는 이점을 갖는다.

10 : 안전밸브 부품 12 : 가공면
100 : 턴테이블 110 : 연마면
200 : 작업대 205 : 베이스
210 : 수평유지받침구 300 : 클램핑수단
305 : 수직지지대 310 : 연결브라켓
312 : 연결볼트 315 : 수평지지대
320 : 장공 400 : 고정볼트
500 : 캐스터

Claims (2)

1. 수평 상태의 베이스(205)를 갖는 작업대(200)와;
   상기 베이스(205)의 상측에 탑재되도록 마련되고 상측에 회전 가능하고 연마재가 도포된 연마면(110)이 구비된 턴테이블(100)과;
   상기 베이스(205)의 상측에 마련되고 상기 턴테이블(100)의 외측에 구비되며 상기 연마면(110)에 접촉되어 연마되는 안전밸브용 부품(10)의 외주를 동심을 유지할 수 있도록 복수의 캐스터(500)로 구름운동가능하게 클램핑하는 클램핑수단(300);을 구비한 것을 특징으로 하는 안전밸브 부품의 래핑가공장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 클램핑수단(300)은 상기 베이스(205) 상에 탑재된 턴테이블(100)로부터 4방향으로 이격되고 수직방향으로 기립되는 수직지지대(305)와,
   상기 수직지지대(305)의 각 상단부에 각각 마련되는 수평지지대(315)와,
   상기 수직지지대(305)와 수평지지대(315)를 연결하도록 일단과 타단이 절곡되도록 형성된 연결브라켓(310)과,
   상기 수평지지대(315)의 각 일단부에 설치되고 상기 안전밸브용 부품(10)의 외주와 접촉되고 구름운동 가능한 캐스터(500)와,
   상기 수평지지대(315)의 전,후 방향 이동을 위해 상기 수평지지대(315)에 길이방향으로 형성된 장공(320)과,
   상기 수평지지대(315)의 장공(320)을 따라 슬라이딩 이동 가능하고 상기 장공(320)에 관통되어 상기 연결브라켓(310)에 체결되도록 결합되는 고정볼트(400)로 구성된 것을 특징으로 하는 안전밸브 부품의 래핑가공장치.

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