KR890000100Y1 - 나비형 밸브의 밸브 케이스 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

나비형 밸브의 밸브 케이스

제1도는 제1실시예의 정면 일부 단면도.

제2도는 그 측면 일부 단면도.

제3도는 일부 절결 사시도.

제4도는 제2실시예.

제5도는 제3실시예의 각각의 일부 정면 단면도.

제6도는 밸브판의 다른 실시예를 도시한 정면 일부 단면도.

제7도, 제8도 및 제9도는 각각 별개의 종래기술을 도시한 정면단면도, 사시도 및 정면단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 밸브 케이스 2 : 밸브봉

3 : 밸브체 4 : 내피

5 : 외피 6 : 원통부

7 : 패킹 수용부 8 : 공간부

9 : 패킹

본 고안은 나비형 밸브의 밸브 케이스, 특히 금속판을 프레스 가공으로 성형하는 밸브 케이스의 신규한 구조에 관한 것이다.

나비형 밸브의 밸브 케이스는 옛날에는 모두 철 또는 비철의 금속을 원료로 하느 주조품을 기계 가공으로 완성하여 제조해 왔지만, 최근에는 판금 프레스 기계의 진보를 이용하여 철 또는 비철의 금속판을 프레스 가공에 의해 성형하고, 그후의 기계 가공을 생략하든가, 또는 최소한의 가공에 의하여 정밀한 칫수를 보증하는 밸브 케이스를 대량으로 효율적으로 생산하고, 그 제조 비용도 주조품에 비해 비약적으로 저감하고 있다. 또 중량도 현저히 경감하고 있기 때문에 관로에 장착할때의 공사상의 편익을 얻을 수 있고, 사용중에도 관로에의 부하가 작기 때문에 보존상의 이익이 크다.

그러나, 프레스 성형의 나비형 밸브는 이상의 잇점이 있는 반면, 두께가 작기 때문에 주조품에서는 나타나지 않는 문제점도 있다.

일반적인 나비형 밸브의 접속상태를 제7도에 도시하여 이 점을 설명한다.

이 도면에 있어서 1a는 밸브 케이스로서, 원통형의 몸체(6a)와 그 양단부를 지각으로 꾸부린 패킹 수용부(7a)로 이루어지며, 이 패킹 수용부에 패킹(9a)을 끼워넣고 좌우의 관로의 플랜지(10a, 10a)와 접하고 있다.

좌우의 관로 플랜지에는 공통의 둥근 구멍을 몇개 뚫어 설치하고, 둥근 구멍과 둥근 구멍을 볼트(28), 너트(29)로 죄어서 끼워 넣은 패킹(9a)을 눌러 밀착시켜서 수밀봉을 달성하는 구성으로 되어 있다.

이 조임력이 좌우 수평 방향으로 걸리면, 그 응력은 패킹 수용부(7a)의 굽힘선(L)에 집중하고, 성형재의 판두께가 얇기 때문에 변형이나 파손할 위험이 있다.

특히, 이 부분은 몸체(6a)보다 외경이 크게 되돌고 프레스로 눌러 펴서 두께가 원래의 두께보다 일층 얇게 되어 있든가, 또는 별개로 성형한 환상의 패킹 수용부를 여기서 용접 고착하고 있기 때문에, 밸브 케이스 중에서는 강도상 제일 약해지기 쉬운 곳이다. 따라서 파손이나 변형의 위험이 일층 조장된다.

또한, 이 문제점을 해결하기 위한 시험으로는 종래에도 몇개인가 볼 수 있었고, 예를들면 제8도와 같이 원통부(6b)와 패킹 수용부(7b)와의 접속하는 모서리에 삼각편 형상의 보강리브(30)를 다수 용접한다든가, 제9도와 같이 원통부(6c)를 중도에서 외단으로 향하여 끝이 넓어지는 형상으로 확장하는 구성(출원인 자신의 선출원「밸브 케이스의 구조」실개소60-8577호 공보)등이 있다.

전자는 주지의 기술이지만 내압에 대항하는 내구력이 장소에 따라서 다르므로 다수의 리브가 필요하고, 작업성을 저하시켜서 양산에는 부적당하다.

후자는 압축 응력을 경사진 벡터로 분해하여 부하를 받기 때문에 훨씬 압축응력에 견디는 효과가 있지만, 유체압력에 의한 관의 둘레 방향으로 작용하는 하중은 관직경에 비례하기 때문에 끝이 넓어지게 확장한 내벽에는 큰 하중이 걸린다.

따라서, 프레스로 일체 성형하였을때는 확장에 반비례하여 판두께가 얇게 되기 때문에, 미리 증대하는 하중에 견디어내는 판두께를 계산하고, 가공에 의한 두께의 박화를 역산하여 원래의 판두께를 선택하지 않으면 아니된다.

본 고안은 이상의 문제점을 해결하기 위해, 관로에 장착하여 수밀봉을 위하여 좌우로부터 죄어도 압축응력에 충분히 견디는 동시에 내압에도 견디는 구조를 갖고, 생산성이 높은 프레스 가공에 의해 성형되는 나비형 밸브의 밸브 케이스를 제공하는 것을 그 주된 목적으로 한다.

본 고안에 관계되는 나비형 밸브의 밸브 케이스는 내피와 외피와의 2중 구조로 형성되고, 더우기 내피는 유로를 한정하는 원통부와 이 원통부 보다 외경이 확장한 양단의 패킹 수용부로 이루어지며, 외피는 이 내피의 외주전면을 둘러싸서 공간부를 형성하고, 내피와 외피와는 밸브 케이스 양단부에 있어서 일체적으로 고착하므로서 상기의 문제점을 해결하였다.

본 고안에 관계되는 나비형 밸브의 밸브 케이스는 이상의 구성으로 이루어지기 때문에 좌우의 관로에 끼워져서 양측으로부터 조여졌을때, 패킹 수용부에 가해지는 압축응력은 밸브 케이스 단부를 형성하는 내피와 외피의 겹친 단면에서 균일하게 받아내기 때문에 양자로 분담하게 되고, 내피의 굽힘선(L)에의 부담은 반감한다.

한편, 밸브 케이스내를 통과하는 유체에 의한 내압을 받는 것은 내피의 원통부이며, 이부분은 확장가공에 의한 두께의 박화가 미치지 않는 부분이기 때문에 일부러 두께를 증강하지 않아도 충분히 내압에 견디어 낸다.

또, 내피중 얇은 부분으로 한 패킹 수용부에 대하여서는 내압을 배후의 외피가 백업하여 복합적으로 막아낸다.

본 고안의 양호한 실시예를 제1도, 제2도 및 제3도에 의거하여 설명한다.

밸브 케이스(1)는 좌우의 관로의 플랜지(10, 10)에 끼워져서 장착되어 있으며, 내피(4) 및 외피(5)와에 의하여 형성되어 있다.

내피(4)는 강판으로된 원통체를 재료로 하여 중앙을 그대로 원통부(6)로 하여 유로를 한정하는 역할을 수행하지만, 양측을 프레스 가공에 의하여 S자형으로 확장하여 패킹 수용부(7, 7)를 형성한다.

이 실시예에서는 여기에 수용하는 패킹(9)의 외경측의 폭(W₁)이 내경측(W₂)보다 크게 되도록 상기의 S자형을 경사지게 하고 있다.

외피(5)는 강판제의 얇은 통체로서 내피의 외주에 끼워서 양단부를 맞추어 용접함으로서 중합 고착하고 있다.

밸브봉(2)은 단면 사각형상의 축부재이며, 상부부쉬(1)를 통하여 상부 베어링(12)에, 또 하부부쉬(13)를 통하여 하부 베어링(14)에 각각 회동 자유롭게 축지되고 있다.

이 밸브봉(2)의 상부 베어링으로부터 밸브 케이스상에 돌출한 구동부(15)에 스패너, 전용레버, 둥근 핸들등의 구동수단(도시치 않음)을 받아들여서, 밸브봉(2)이 밸브 케이스(1)내에서 회전할 수 있다.

상하 부쉬(11, 13)의 내주측은 밸브봉(2)의 외주와 마찬가지로 사각형상으로서 밸브봉에 꼭 죄여서 (압입)고정되고, 외주측은 원통형으로서 상하의 베어링(12, 14)과 회동 자유롭게 되어 있다.

이 밸브봉(2)에 밸브 케이스내에서 회동 불가능하게 장착한 것이 밸브체(3)이며, 밸브체는 중심에 밸브봉을 끼워 지지하여 서로 대향하는 한쌍의 원판형 얇은 강판인 밸브판(16)과, 2매의 밸브판을 겹치어서 그 전 외면을 덮는 고무등의 탄성재료인 피복체(17)에 의하여 구성된다.

유로로 되는 내피의 원통 중앙부를 관통하는 밸브봉(2)의 둘레에는 내피를 일부 프레스 가공하여 상부 평면시트(18) 및 하부 평면시트(19)를 각각 설치하고, 이 상하의 평면시트에 서로 대응하는 밸브체(3)의 밸브봉 주변의 외주면에도 평면시트(20, 21)를 각각 설치하여 밸브 케이스와 밸브체가 밸브축의 회전에 따라서 밀봉하면서 미끄러져 움직일 수 있는 구성을 취한다.

기타, 플랜지(22)는 밸브봉을 회동하기 위한 구동수단을 부착하는 곳이며, 패킹(23), 분할링(24, 25), 압축링(26)등이 플랜지의 바로 밑에 설치되어 밸브봉과 상부 베어링을 밀봉하고 있다.

제4도는 본 고안의 제2실시예를 도시하는 것으로서, 내피의 패킹 수용부(7)의 단부를 되접어서 단면자형으로 하고, 이 사이에 외피단부를 끼워넣어 용접 고착한 것이며, 제5도는 마찬가지로 제3실시예를 도시하는 것으로서, 외피 단부를 되접어서 단면자형으로 하고 이 사이에 내피 패킹 수용부(7)의 단부를 끼워 넣어 용접 고착한 것이다.

그리고, 밸브 케이스(1)이외의 부재에 대하여는 공지의 모든 기술로 치환할 수 있는 것은 말할 필요도 없고, 예를들면 밸브봉(2)은 사각형재가 아닌 육각형재라도 좋도, 밸브체(3)는 전체를 탄성체로 덮지 않고 제6도와 같이 2매의 밸브판을 겹치어서 그 외주에홈을 만들고, 여기에 패킹링(27)을 끼워넣어 밀봉하면서 미끄러져 움직이게 하여도 좋다.

다음에, 본 고안의 어떠한 실시 태양이라도 내피(4)와 외피(5)를 다른 종류의 금속재료로 제작할 수가 있다.

왜냐하면, 양자는 따로따로 프레스 가공하여 성형하기 때문이다.

이 이종재질의 조합은 무수히 생각할 수 있지만, 예를들면 고장력강과 연강, 스테인레스강과 연강, 스테인레스강과 모넬메탈, 연강과 티타늄, 니켈과 동등 내피가 프레스가공 가능한 재질이면 매우 넓은 선택이 허용된다.

본 고안의 첫째 효과로서는 고안의 목적과 같이 관로에의 장착에 수반하는 조임에 의한 압축응력을 내피, 외피 쌍방으로 분담하여 받기 때문에, 확장에 대한 굽힘선(L)에의 부하가 작고 성형에 따르는 두께의 박화라는 약점을 극복하여 밸브 케이스의 파손이나 변형을 방지할 수 가 있다.

또, 유로를 통과하는 내압에 대하여도 내피, 외피로 충분히 견디어 낼수가 있어, 본원의 기술적 과제를 해결한 것이다.

더욱 상세히 검토하면, 밸브 케이스를 내피와 외피로 구성함으로서, 이것들이 얇은 부재라 할지라도 단면계수가 증대하기 때문에, 지진등으로 관로에 이상한 하중(굽힘)이 작용하여도 밸브 케이스가 파손할 우려가 없다.

또, 외피가 내피의 외주전면을 둘러싸서 공간부(80)를 형성하여, 열 불량도층이 생기기 때문에 고온유체로부터의 방열에 의한 에너지 손실의 방지, 고온에 대한 인신사고의 방지, 혹은 외기온의 저하에 수반하는 가스형유체의 이슬같이 되는 것이나 액상유체의 동결방지를 위한 단열재로나 보온(난방)설비를 필요로 하지않는 잇점이 있다.

또, 내피는 외기온의 영향을 받지 않고 밸브체와 같은 상태로 관로유체의 온도에 추종하기 때문에, 종래 기술과 같이 외기온이 상승하여 밸브케이스만이 팽창하여 밀봉 불량으로 되든가, 외기 온도가 저하하여 밸브 케이스만이 수축하여 개폐 불량으로 되는 것과 같은 고장의 우려가 없다.

다음에 실시예 특유의 효과를 설명한다.

우선 특허청구의 범위 제2장에 대하여 기술한다.

종래기술의 문제점으로서 제7도, 제9도의 패킹 수용부(7a, 7a)의 단면이 도면과 같이 외경측의 폭(Wa₁, Wc₁)보다 내경측의 (Wa₂, Wc₂)쪽이 크거나 적어도 양자동일하기 때문에, 밸브 케이스내를 통과하는 액체에 의하여 패킹(9a, 9c)이 내측방향으로 흡인 되어서 밀봉계지가 불완전하게 되는가, 패킹이 파손한다든지 할 우려가 있었다.

그런데, 본 실시예에서는 내피양자를 프레스 가공으로 S자형으로 확장하여 상기 S자형을 경사지게 하여 외경측의 폭(W₁)이 내경측의 폭(W₂)보다 크게 취하고 있기 때문에, 패킹 수용부로부터 패킹이 일탈하여 상기의 고장을 유발하는 우려를 해소할 수 있었다.

특허청구의 범위 제4항 및 제5항의 특유의 효과는, 내피 또는 외피의 단면을 되접어서 밸브 케이스 단부가 3층으로 되어 있기 때문에 내압력은 더욱 증강되며, 끼워 맞춤상태이기 때문에 용접비드 길이를 짧게 하기도 하고, 스폿트 용접을 적용하기도 하여 용접공수를 삭감함과 동시에 열변형도 경감하는 것이다.

또, 특허청구의 범위 제6항 내지 제9항에 공통하는 특유의 효과는, 예를들면 외피는 재료 강도가 높은 고항장력강등으로 제작하고, 내피는 소성변형 가공이 쉬운 연강으로 제작하고, 필요로 하는 디이프드로우잉등을 용이하게 실시할 수 있는 것이다.

또한, 관로의 분위기와 관로 내 유체의 성질에 따라서 적당한 재질을 선택할 수 있는 것도 중요한 효과의 하나이다.

예를들면, 유체가 알칼리성이고 외기가 산성의 경우는 내피를 내알칼리성 재료, 외피를 내산성재료를 조합하여 밸브 케이스를 구성한다.

기타, 외기와 유로의 특수한 성질에 대응하여 내식, 내열, 내마모등의 특수한 내성을 구비한 금속판을 재료로 선택할 수가 있다.

각 실시예를 통하여 어떠한 경우라도 적당한 금형을 준비하면 프레스 가공에 의하여 매우 치밀한 성형이 가능하고, 낮은 가격으로 용이하게 양산한 수 있기 때문에, 종래의 프레스 성형 나비형 밸브의 장점은 여전히 지속한채로 종래기술의 문제점을 해결하였을 뿐 아니라, 여러가지의 2차적 특징으로 부가할 수가 있었다.

Claims (9)

1. 환상의 밸브 케이스(1)와 상기 밸브 케이스의 중앙에서 유로를 직각으로 가로 질러서 회동 자유롭게 장착하는 밸브봉(2)과, 상기 밸브봉의 회동과 동시에 밸브 케이스 내면에서 밀봉하면서 미끄러져 움직이는 대략 원판형의 밸브체(3)로 이루어지는 나비형 밸브의 밸브 케이스이고, 밸브 케이스는 내피(4)와 외피(5)와의 2중 구조로 형성되고, 내피(4)는 유로를 한정하는 원통부(6)와, 이 원통부 보다 외경이 확장한 양단의 패킹 수용부(7)로 이루어지고, 외피(5)는 이 내피의 외주 전면을 둘러싸고 공간부(8)를 형성하고, 내피(4)와 외피(5)는 밸브 케이스 양단부에 있어서 일체적으로 고착하는 것을 특징으로 하는 나비형 밸브의 밸브 케이스.
2. 제1항에 있어서, 패킹 수용부(7)가 단면이 대략 S자형으로 형성되고, 여기에 수용하는 패킹(9)의 외경측의 폭(W₁)이 내경측의 폭(W₂)보다 큰 한정을 부과하는 것을 특징으로 하는 나비형 밸브의 밸브 케이스.
3. 제2항에 있어서 내피(4)와 외피(5)가 밸브 케이스의 양단부에서 대략 수평으로 중합하여 고착하는 것을 특징으로 하는 나비형 밸브의 밸브 케이스.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 내피(4)와 외피(5)가 고착하는 밸브 케이스의 양단부에 있어서, 외피의 단부를 자형으로 되접어서 이 사이에 외피 단부를 끼어넣어 고착하는 것을 특징으로 하는 나비형 밸브의 밸브 케이스.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 내피(4)와 외피(5)가 고착하는 밸브 케이스의 양단부에 있어서, 내피의 단부를자형으로 되접어서 이 사이에 내피단부를 끼어넣어 고착하는 것을 특징으로 하는 나비형 밸브의 밸브 케이스.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 내피(4)를 구성하는 금속재료와 외피(5)를 구성하는 금속재료가 상이한 종류의 조합으로 이루어진 것을 특징으로 하는 나비형 밸브의 밸브 케이스.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 내피(4)와 외피(5)가 밸브 케이스 양단부에서 대략 수평으로 중합하여 고착하고, 또한 내피(4)를 구성하는 금속재료와 외피(5)를 구성하는 금속재료가 상이한 종류의 조합으로 이루어진 것을 특징으로 하는 나비형 밸브의 밸브 케이스.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 내피(4)와 외피(5)가 고착하는 밸브 케이스의 양단부에 있어서, 내피의 단부를자형으로 되접어서 이 사이에 외피단부를 끼어넣어 고착하고, 또한 내피(4)를 구성하는 금속재료와 외피(5)를 구성하는 금속재료가 상이한 종류의 조합으로 이루어진 것을 특징으로 하는 나비형 밸브의 밸브 케이스.
9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 내피(4)와 외피(5)가 고착하는 밸브 케이스의 양단부에 있어서, 외피의 단부를 자형으로 되접어서 이 사이에 내피단부를 끼어넣어 고착하고, 또한 내피(4)를 구성하는 금속재료와 외피(5)를 구성하는 금속재료가 상이한 종류의 조합으로 이루어진 것을 특징으로 하는 나비형 밸브의 밸브 케이스.