KR850001327B1 - 밸브 시이트 부재(valve seat 部材) - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

밸브 시이트 부재(valve seat 部材)

제1도, 제2도, 제3도는 각각 본 발명의 밸브시이트부재의 실시예에 대한 일부 단면도.

제4도는 종래의 밸브시이트부재를 설비한 프리버킷(free bucket)형 스팀 트램)(trap)의 단면도.

제5도는 제4도의 밸브시이트부재에서 밸브시이트면의 일부 확대도.

제6도는 제4도의 밸브시이트부재의 밸브시이트면 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

31,41,51 : 밸브시이트부재 39 : 밸브시이트면

32,42,52 : 밸브본체 34,44,54 : 밸브공

본 발명은 밸브공(孔)의 일단의 개구(開口), 즉 밸브입구의 주위에 밸브시이트면이 형성되어 밸브체가 밸브시이트면에 맞닿아 밸브입구를 막고, 또한 밸브시이트면에서 떨어져서 밸브가 열릴때에 밸브시이트면의 바같쪽 가장자리부분에 맞닿아 그곳을 중심으로 하여 움직이는 밸브의 밸브시이트부재에 관한 것으로, 이같은 밸브는 주로 밸브실내에 자유상태로 수용된 플로우트(float)가 그 외면에서 밸브시이트에 직접 맞닿아 밸브입구를 막는 형식의 스팀트랩(steam trap)등의 유체(流體) 제어용 밸브에 이용된다.

제4도에 나타낸 프리버킷형 스팀 트랩은 본 발명에 대상으로 하는 밸브시이트부재의 구조를 가진다. 제4도에서 스팀 트랩은 본체(1)에 뚜껑(2)이 가스켓(3)을 사이에 두고 기밀적(氣密的)으로 결합된다. 밸브 케이싱 내부에 밸브실(4)이 형성되고, 밸브실 저부의중앙에 도입관(5)이 수직으로 설치된다.

밸브실의 저부(底部)에는 판부재(6)가 경사지게 배치된다.

이것은 도입관을 밸브실 저부에 나사로 결합시킬때 이들의 사이에 삽입하여 고정된다.

입구(7)는 입구통로(8), 입구통로에 배치한 스트레이너(9), 도입관의 도입공(10)을 통하여 밸브실(4)내로 연통(連通)한다.

밸브실의 상부 측방에 밸브시이트부재(11)를 가스켓(12)을 삽입하여 뚜껑(2)에 기밀적으로 설치한다.

밸브시이트부재의 축은 수평선에 대하여 45도 경사진 자세로 뚜껑(2)에 나사 결합된다.

밸브시이트부재(11)는 스테인레스강(鋼)으로 만든다. 내단부분에 축을 따라 밸브공(14)이 형성되어 직경이 더 큰 밸브시이트부재 내의 통로(13)로 이어진다. 통로(13)의 외단부에 밸브공(14)과 거의 같은 직경의 오리피스(22)가 형성된 부재가 있다.

밸브시이트부재(11)의 밸브공(14)을 둘러싼 내단부분은 밸브실내에 돌출한 원추(圓錐)형상으로서 선단은 밸브공의 내단의 개구 즉 밸브입구를 둘러싼 밸브시이트면(15)을 이루는 환상(環狀)의 평면이다. 밸브실(4)은 밸브공(14), 밸브시이트부재 내부의 통로(13), 오리피스(22), 출구통로(16)를 통해서 출구(17)에 연통한다.

밸브실내에는 하부로 향하는 개방버킷(18)이 자유상태로 수용된다.

버킷(18)은 스테인레스강으로 활꼴형(23)을 만들고 원형 개구부분에 지지체(19)를 용접하여 만든다.

지지체(19)는 버킷(18)의 하부에 원형의 도입구(20)가 형성된 고리형이고 또 버킷전체의 중심(重心)의 위치가 활꼴형(23)의 구심(球心)에서 도입구측에 치우치게 되어 잇다.

상기 도입관(5)은 도입구(20)를 통하여 버킷(18)의 내부로 뻗어있다.

버킷의 정점(頂點)부분에 소공(21)을 만든다.

제4도는 밸브가 닫힌 상태를 나타낸다.

입구(7)로부터 복수(複水)가 유입되지 않고 버킷(18)의 내부에는 증기가 입구(7)에서 입구통로(8), 도입공(10)을 통하여 공급된다.

버킷 내부의 증기는 일부는 응축하고 일부는 소공(21)에서 버킷의 외부로 나가는데, 이에 의하여 손실증 기량은 극히 소량이다.

따라서, 입구(7)에서 증기가 공급되고 있는 동안은, 버킷18)은 내부의 증기에 의한 부력(浮力)을 받아서 밸브실(4)의 복수(複水)에 떠 잇게 된다. 이때 버킷(18)의 외면은 밸브시트면에 맞닿아 밸브입구를 막는다.

이 스팀 트랩을 설치한 증기사용기기 등에서 발생항 복수가 입구(7)에 유입되어, 버킷(18) 내부에 증기공급이 중단되면 밸브가 열리기 시작한다.

버킷(18) 내부의 증기량은, 상기와 같이, 응축 및 소공(21)에서의 분산에 의하여 점차로 감소하고, 이에 따라 버킷(18)에 작용하는 부력(浮力)도 점차 감소한다. 그리고 내부의 부력이 어느정도 이하로 떨어지면, 버킷(18)은 밸브시이트면(15)의 밸브입구 아래 부분을 지점(支點)으로 하여 제4도에서 시계 반대 방향으로 회전한다.

즉 제5도의 실선(A)에서 2점쇠선(B)의 위치로 이동한다. 버킷의 표면과 밸브시이트면(15)의 사이의 간격이 커짐에 따라 버킷(18)을 밸브입구로 흡입시키는 작용을 하는 유체압력이 점차로 작게 되므로, 버킷(18)은 어느정도 회전하면 밸브시이트면(15)에서 완전히 떨어져서 침하(沈下)한다.

그리고 버킷(18)은 지지체(19)의 원형 저면이 밸브실(4)의 저부 판부재(6)에 올려져서 경사진 자세로 된다.

열려진 밸브입구에서는 밸브실내(4)의 복수가 밸브공(14), 밸브시이트부재 내부의 통로(13), 오리피스(22), 출구통로(16)를 통하여 출구(17)로 배출된다.

입구측의 복수의 배출이 끝나면, 증기가 또 다시 입구통로(8), 도입공(10)을 통하여 버킷(18)의 내부에 공급된다.

버킷(18)은 내부에 모이는 증기량의 증가에 따라 이에 작용하는 부력이 증대하여, 부상(浮上)하기 시작한다.

버킷(18)은 밸브실 저부의 판부재(6) 위에 올려져 잇으므로 경사진 자세로 부상하기 시작하는데, 지지체(19)에 의하여 버킷 전체의 중심이 활꼴형(23)의 구심에서 도입구(20)측에 치우쳐 있고, 밸브입구로 향하는 복수의 흐름이 버킷(18)을 밸브입구측, 즉 제4도의 오른쪽 방향으로 끌어 당기므로, 부상(浮上)하는 도중에 자세가 변하여 밸브가 닫힌 위치로 되면, 제4도에 나타낸 것처럼 도입구(20)가 거의 하부로 향한 자세가 된다.

버킷(18)은 부상한 후 우선 제5도의 2점쇠선(b)으로 표시한 위치에서 밸브시이트면(15)의 하부부분에 맞닿고 그 후 밸브시이트면상을 움직여서 실선(a)으로 품시한 위치에 달해서 밸브입구를 막는다.

이것은 부상하여 오는 버킷(18)에 밸브입굴 끌어당기는 유체압력이 작용하기 때문이다.

상기의 작동은 복수가 입구(7)로 유입하여 들어갈 때만다 행해진다.

배수시간은 유입복수량의 다소에 따라 변화한다. 유입복수량이 적을때에는, 버킷(18)이 밸브시이트면(15)에서 떨어지지 않고 밸브입구의 하부분을 지점으로 하여 요동을 반복하여 밸브입구를 조금씩 자주 개폐시킨다.

이 스팀 트랩은 상기한 바와 같이 작동하여 증기를 모으고 복수만을 자동적으로 배출한다.

상기의 스팀 트랩에서 버킷(18)은 밸브입구를 개폐할 때마다 밸브시이트면(15)의 하부를 중심으로 하여 움직인다.

그때 버킷(18)의 외면이 미소거리긴 하지만 미끄러져 움직이기 때문에, 스테인레스 강으로 만든 밸브시이트부재(11)의 밸브시이트면(15)의 하부부분은 마모하여 비교적 짧은 기간에 흠(24)(제6도 참조)이 생긴다.

흠(24)이 밸브시이트면(15)의 내단부분까지 도달하면, 버킷(18)은 제4도에 표시한 닫힌 우치에 있어도 밸브입구를 완전히 막을 수 없고, 증기가 새어나와, 스팀트랩으로서의 기능을 상실한다.

본 발명은 이상과 같은 점을 고려하여 밸브면이 접합하여, 그곳을 중심으로 하여 요동하는 밸브공이 개구한 밸브시이트의 바깥쪽 가장자리 부분의 마모가 적은 밸브시이트부재를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 의한 밸브시이트부재는 밸브케이싱에 접합하는 부분과 유체가 흐르는 밸브공 및 밸브공 일단의 개구를 둘러싸는 밸브시이트면으로 이루어지고, 밸브시이트면의 밸브입구를 둘러싼 안쪽 가장자리 부분과 밸브공의 내벽은 스테인레스강(鋼)으로, 밸브시이트면은 바깥쪽 가장자리부부느이 적어도 밸브체가 맞닿아 그곳을 중심으로 하여 요동하는 부분은 초경합금으로 만든다.

본 발명에 의하면, 밸브체가 밸브입구를 막을때, 우선 밸브시이트면의 바깥쪽 가장자리 부분의 초경합금으로 만든 부분에 맞닿고 그 후 그곳을 중심으로 요동하여 밸브입구의 전부분에 완전하게 밀착한다.

밸브체가 밸브입구를 열 때에는, 역으로 밸브시이트면의 바깥쪽 가장자리부분의 초경합금으로 만든 부분을 중심으로 하여 요동하고, 그후 밸브시이트면에서 완전히 떨어진다.

따라서 밸브체는 초경합금으로 만든 부분을 중심으로 요동하며,그때의 미끄럼 운동도 초경합금에 대하여 일어난다.

초경합금은 내모성에 있어서 스테인레스강보다도 매우 우수하다.

따라서 본 발명의 기술적 과제를 달성할 수 있다.

[제1도의 실시예]

밸브시이트부재(31)는 본체(32)와 환상부재(33)로 된다. 본체(32)는 일본공업규격의 SUS 420J2 스테인레스강으로 만든다.

본체(32)의 일단은 밸브공(34)을 둘러싼 원통형상의 돌출부(35)를 가진다.

본체(32)의 일단은 밸브공(34)을 둘러싼 원통형상의 돌출부(35)를 가진다.

본체(32)의 타단은 제1도에서 생략하였으나. 제4도와 동일한 밸브케이싱과 절합되는 부분을 가진다.

환상배주(33)는 초경합금으로 만든다.

이 초경합금은 탄화텅스텐을 주된 경질성분으로 하고, 니켈, 코발트를 주성분으로 하는 합금을 결합제 성분으로 한 것이다.

환상부재(33)에는 선단의 내경을 크게 한 단부(36)를 형성시킨다.

환상부재(33)를 돌출부(35)의 밖에서 끼운 후, 돌출부(35)의 선단부분을 가압하여 외측으로 부풀게 하여 단부(36)에 맞추어 돌출부(35)의 주위에 고정한다.

환상부재(33)와 본체(32)가 맞닿는 면을 은납(37)으로 접착한 후, 환상부재(33)의 외주면(38)을 운추형상으로 절삭하고, 환상부재(33)와 돌출부(35)의 선단을 동일면으로 연마하여 밸브입구를 둘러싸는 환상의 밸브시이트면(39)을 형성시킨다.

은납(37)은 은, 구리, 아연을 주성분으로 하는 합금이다.

밸브체는 밸브시이트면(39)의 바깥쪽 가장자리 부분인 초경합금으로 만든 환상부재(33)에 접하고 그곳을 중심으로 요동하므로, 초경합금의 우수한 내마모성에 의하여 이 부분의 마모가 극히 작게 된다.

밸브입구가 열리면 밸브실내의 유체가 밸브입구 부근을 고속으로 흐르나, 밸브시이트면(39)의 안쪽 가장자리 부분 및 밸브공(34)의 내벽은 스테인레스강으로 만들어졌기 때문에 내식성은 종래와 다름없이 양호하다.

초경합금의 결합제로 니켈, 코발트를 주성분으로 하는 합금을 사용하므로, 종래의 코발트를 주성분으로 하는 합금과 비교해서 유체의 고속유동에 대한 내식성이 우수하다.

밸브시이트면(39)의 바깥쪽 가장자리 주위 전체를 초경합금으로 만들기 때문에, 밸브시이트부재(31)가 어떠한 회전위치에 있어도 밸브체가 맞닿아 요동하는 지점부분은 초경합금으로 된 면이며, 밸브케이싱에 나사 결합되어 있다.

돌출부(35)의 주위에 환상부재(33)를 부착하는 구조이기 때문에 제작이 쉽고 돌출부(35)의 선단부분을 가압하여 외측으로 부풀게 하여, 환상부재(33)의 선단부 안쪽 단(段) 부분에 설치하므로 환상부재(33)가 탈락하지 않는다.

환상부재(33)는 은납(37)으로 본체(32)에 접합하였으므로, 둘레를 절삭하든가, 연마하여도 회전하지 않는다.

돌출부(35)는 본체(32)와 일체로 원통형상으로 형성하였으므로 쉽게 만들 수 있다.

그 위에 외주에 배치한 환상부재(33)의 보강작용에 의하여, 밸브체가 밸브시이트에 충동하려도 파손되지 않는다.

[제2도의 실시예]

밸브 시이트 부재(41)는 본체(42)와 환상부재(43)로 된다.

본체(42)는 스테인레스강으로, 제1도의 실시예의 경우와 거의 동일하게 만든다.

따라서 상세한 설명은 생략한다.

참조번호(44)는 밸브공, (45)는 원통형상의 돌출부, (46)은 밸브시이트면을 나타낸다.

환상부재(43)는 제1도의 실시예의 경우와 같이 니켈, 코발트를 주성분으로 하는 합금을 결합제 성분으로 하는 초경합급으로 만드는데, 이 경우에는 돌출부(45)의 주위에 초경합금 재료의 분말을 놓고, 그것을 분말 야금법에 의하여 소결시켜, 그 후 외주부분을 절삭하고 밸브시이트면(46)을 연마하여 만든다.

이 실시예의 경우에는 제1도의실시예와 비교해서, 환상부재(43)를 돌출부(46)의 선단을 변형시켜서 기계적으로 고정한다단가, 은납으로 접합할 필요가 없고, 양산에 적합하다.

[제3도의 실시예]

밸브시이트부재(51)는 본체(52)와 핀(53)으로 만든다.

본체(52)는 스테인레스강으로 제4도에 표시한 종래의 밸브시이트 구조와 거의 동일하게 만든다.

즉, 일단부분에는 밸브공(54)을 둘러싸는 원추상의 돌출부(55)를 형성하고, 그 단면(端面)은 평면으로 연마하여 밸브시이트면(56)을 형성한다.

밸브시이트면(56)의 바깥쪽 가장자리부분에 구멍(57)을 뚫고 핀(53)을 삽입한다.

핀(53)은 니켈, 코발트를 주성분으로 하는 합금을 결합제로 이용한 초경합금으로 만들고, 그 선단은 밸브시이트면(56)과 거의 동일 평면상에 위치시킨다.

이 실시예의 밸브시이트부재(51)는 제1도와 같이 나사로 밸브케이스에 부착할 수는 없다.

핀(53)이 밸브체의 요동지점부에 있도록 회전위치를 정하여, 볼트 등으로 부착한다.

이 실시예는 제1도, 제2도의 것과 비교하여, 종래의 밸브시이트 구조에 구멍(57)을 뚫고 핀(53)만 삽입하면 되기 때문에 제작이 쉽다.

또한, 돌출부(55)는 폭이 넓은 원추형상이므로 견고하고, 밸브체가 밸브시이트면에 충돌하여도 파손되지 않는다.

밸브시이트면의 마모를 방지할 목적으로 밸브공과 밸브시이트면이 되는 부분 전체를 초경합금으로 만드는 것이 시도된 적이 있었으나 밸브시이트면의 안쪽 가장자리 부분 및 밸브공의 내벽이 밸브 입구에 흘러 들어가는 고속유체로 비교적 단기간에 침식되어 버린다. 그 이유는 초경합금의 결합제 성분이 씻겨 내려가 버리기 때문이다.

이에 대하여 본 발명에서는 밸브시이트면의 안쪽 가장자리 부분과 밸브공의 내벽은 스테인레스강으로 만들기 때문에 종래와 같이 우수한 내식성을 가지고 있다.

밸브체가 요동하는 지점을 밸브시이트부재와는 다른 물질로 하여, 밸브 입구의 가까이에 배치하는 것으로서는 부품의 수가 많아지고, 또 밸브입구 부근의 좁은 공간에 부착하지 않으면 안되므로 조립작업을 하기 어렵다.

이에 대하여 본 발명에서는 밸브시이트면의 일부가 요동지점이 되므로, 단지 밸브시이트부재를 밸브케이싱에 부착하기만 하면 된다.

밸브체가 맞닿아 요동하는 지점이 마모하여 홈이 생기면, 밸브체를 조작하기 위하여 보다 큰 힘을 필요로 한다.

본 발명에서는, 요동지점이 내마모성이 우수한 초경합금으로 만들어져서 지점부분의 마모나 변형은 극히 적기 때문에, 본 발명의 밸브시이트부재를 부착한 밸브는 처음에 설계된 조작력으로 장기간 안정되게 작동한다.

Claims (7)

1. (정정) 밸브케이싱에 결합되는 부분을 포함하는 본체와 유체가 흐르는 밸브공의 내벽 및 밸브공의 일단의 개구, 즉 밸브입구를 둘러싸는 밸브시이트면의 밸브입구에 인접한 안쪽 가장자리 부분은 스테인레스강으로 만들어지고, 밸브체가 맞닿아 그곳을 지점으로 하여 요동하는 밸브시이트면의 밸브입구의 바깥쪽 가장자리 부분은 초경합금으로 만들어지는 것을 특징으로 하는 밸브시이트부재.
2. (정정) 제1항에 있어서, 초경합금은 탄화텅스텐을 주된 경질성분으로 하고, 니켈, 코발트를 주성분으로 하는 합금을 결합제 성분으로 하는 것을 특징으로 하는 밸브시이트부재.
3. (정정) 제1항에 있어서, 스테인레스강으로 배르공의 내벽 및 밸브시이트면의 안쪽 가장자리 부분을 밸브케이싱에 접합하는 부분과 일체로 원통형상으로 돌출시켜 만들고, 초경합금으로 환상으로만든 부재를 상기 돌출부의 둘레에 끼워 넣는 것을 특징으로 하는 밸브시이트부재.
4. (정정) 제3항에 있어서, 환상부재의 선단의 내경을 크게 한 단부를 형성시키고 원통형상의 돌출부의 선단을 가압해서 외측으로 부풀게 하여, 그 단부에 맞닿게 한 것을 특징으로 하는 밸브 시이트부재.
5. (정정) 제1항에 있어서, 밸브시이트면의 밸브입구의 바깥쪽 가장자리부분을 형성하도록 만든 초경합금에의 부재를 밸브시이트부재의 나머지 부분에 은납으로 접합시킨 것을 특징으로 하는 밸브시이트부재.
6. (정정) 제1항에 있어서, 스테인레스강으로 밸브공의 내벽 및 밸브시이트면의 안쪽 가장자리 부분을 밸브케이싱에 접합하는 부분과 일체로 원통형상으로 돌출시켜 만들고, 그 원통형상의 돌출부분의 주위에 초경합금의 분말을 배치하고 그곳에서 분말야금법에 의하여 소결시켜 밸브시이트면의 바깥쪽 가장자리 부분을 형성시킨 것을 특징으로 하는 밸브시이트부재.
7. (정정) 제1항에 있어서, 스테인레스강으로 밸브공의 내벽 및 밸브시이트면을 만들고, 밸브시이트면의 바깥쪽 가장자리 부분으로서 밸브체가 접합하여 그곳을 지점으로 하여 요동하는 부분에 구멍을 내어, 그 구멍에 초경합금으로 만든 핀을 삽입한 것을 특징으로 하는 밸브시이트부재.

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