KR920005754B1 - 게이트 밸브용 가이드 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

게이트 밸브용 가이드

제1도는 본 발명에 의한 게이트 밸브의(부분적으로 절단한) 사시도.

제2도는 제1도의 2-2선을 따라 절단한 본 발명의 게이트와 가이드 레일의 평면도.

제3도는 제2도의 3-3선을 따라 절단한 게이트 밸브의 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

14 : 밸브본체 36 : 게이트

48, 50 : 가이드 레일 54, 56 : 가이드 그루우브

60, 62 : 플라스틱 삽입재

본 발명은 상하수도용 게이트 밸브(gate valve)에 관한 것이다. 특히 본 발명은 탄성체 받침이 있는 (resilient-seated) 게이트 밸브, 예를들면 ANSI-AWWA 규격 C-509에 포함되는 게이트 밸브에 관한 것이다.

탄성체 받침이 있는 게이트 밸브에는 탄성체 받침, 즉 시일(seal)을 하기 위하여 고무로 코우팅된 금속 게이트가 있거나, 고무받침이 기계적으로 결합되거나 접착된 게이트가 있다. 잘 알려진 나사부를 가진 스템(stem)과 너트수단에 의하여 밸브가 닫혀지면 이 받침부분이 밸브본체를 밀봉한다. 게이트가 밸브본체로 내려가는 동안 이 게이트는 게이트의 그루우브와 이에 부합되는 밸브본체의 돌기, 또는 그 역으로, 즉, 밸브본체의 그루우브와 게이트의 돌기에 의하여 안내된다. 이러한 밸브는 거의 전적으로 상하수도에만 사용되기 때문에 보통 철로 제작되고 밸브본체의 내부는 완전히 내식성 코우팅을 하게 된다. 이런 밸브본체의 바람직한 내부 코우팅은 음료수와 접촉하기 적절한 에폭시이다. 비록 에폭시는 거의 모든 다른 재료보다 우수하지만 이 에폭시도, 밸브를 사용하는중 몇번 작동하지 않아서 가이드면에서 닳아 없어질 수 있다. 따라서 내식성 코우팅이 없어진 가이드면은 부식하게 된다. 이 부식은 고무로 코우팅되거나 코우팅되지 않은 철표면과 접촉하는 가이드면에 일어나는 것을 제외하고 위험하지 않을 수도 있다. 그러나, 이런 면에 형성된 부식은 밸브작동에 필요한 토오크(torque)를 과도하게 할 수가 있고, 심한 경우에는 작동기구의 파괴를 유발한다. 본 발명의 중요성은 작동이 필요할때까지 장기간 닫혀진 채 있는 밸브에서 중대된다. 가이드면의 부식과 게이트 한쪽에 대한 수천 파운드의 힘은 이런 밸브를 수동으로 여는데 막대한 노력을 필요로 한다. 그러나 본 발명에 의한 가이드가 구비된 밸브는 사용중 다수 작동하더라도 손상되지 않는 내식성 코우팅이 되어 있기 때문에 쉽게 열 수가 있다.

본 발명에서, 탄성체 받침이 있는 게이트 밸브의 철재게이트에 있는 주조된 그루우브 내측에 플라스틱 삽입재가 들어가고, 각 삽입재에는 가이드 그루우브가 제공된다. 이 가이드 그루우브는 밸브본체의 가이드 레일과 부합된다. 물론, 이를 역으로 하여 가이드 그루우브를 밸브본체에, 가이드 레일을 게이트에 둘 수도 있다. 이 게이트는 나사부를 가진 너트와 스템에 의하여 상하로 움직인다. 이 너트는 게이트의 상부 주조된 캐비티(cavity)에서 유지되고, 너트와 캐비티의 형상은 이 너트가 회전되지 못하게 되어 있다. 플라스틱 삽입재에 의해서 게이트의 상하움직임에 대한 토오크는 상당히 감소된다. 탄성체 받침이 있는 대부분의 철제 게이트 밸브는, 밸브본체의 내부가 에폭시 코우팅되고, 주조된 게이트는 완전히 고무로 코우팅되든지, 또는 가이드 부분을 제외하고 완전히 고무로 코우팅되어 있다. 게이트에 주조된 측면 그루우브에는 돌기가 있어 플라스틱 삽입재가 강제로 자리잡게된 후 그 위치를 유지하도록 한다. 플라스틱 삽입재의 자리유지는 주조된 게이트에 고무덮개(rubber covering)를 접착시키면 더욱 확고해진다.

본 발명은 개량된 가이드면을 가진 게이트 밸브에 관한 것이다 또한 본 발명은 작동이 용이하고 사용수명이 길이지도록 개선된 가이드면을 게이트 밸브에 관한 것이다.

본 발명의 다른 특징은 이 분야에서 숙달된 사람이 본 발명에 대한 다음 설명을 고려하면 쉽게 나타날 것이다.

이제 동일한 부재는 동일한 번호로 나타낸 첨부도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다.

제1도에는 볼트(16)에 의하여 밸브본체(14)에 체결 보닛(bonnet, 12)을 포함하는 게이트 밸브(10)의 사시도가 도시되어 있다. 고무 또는 네오프렌 가스켓(18)은 보닛(12)내의 리세스(20)에서 유지되고 볼트(16)가 죄어지면 압축된다.

보닛(12)은 나사부를 가진 밸브 스템(22)을 수용하는 하우징을 제공하고, 이 밸브 스템(22)은 보닛(12)의 상부구멍(24)을 관통하여 그 상부는 작동너트(26)로 덮혀 있다. 구멍(24)주위로 물이 새는 것을 막기 위하여 종래기술에서 잘 알려진 적절한 시일판이나 오-링(o-ring)은 나사부를 가진 밸브 스템(22)의 상단에서 사용된다.

밸브 스템(22)의 하단은 게이트(36)의 상부 요오크(34)에 주조된 캐비티(30)에 부착되어 맞물리는 스템너트(28)내에서 회전한다. 중공의 원통형 구멍은 게이트(36)가 여린 위치로 올라감에 따라 밸브 스템(22)을 수용하기 위하여 요오크(34)로부터 게이트(36)의 바닥으로 하향으로 뻗어있다.

밸브 스템(22)이 한 방향으로 회전하면 스템 너트(28)는 밸브 스템(22)의 나사부를 가진 축을 따라 상향으로 올라가고, 밸브 스템(22)이 반대방향으로 회전하면 스템너트(28)는 밸브 스템(22)의 나사부를 가진 축을 따라 하향으로 내려간다.

밸브본체(14)는 플랜지가 있는 파이프를 유지하기 위하여 볼트구멍(44)을 각각 가진 입구플랜지(40)와 출구플랜지(42)를 포함하고 있다. 밸브본체(14)의 중심내부는 게이트(36)를 수용하기 위하여 형성되어 있다. 밸브본체(14)의 수직중심선을 따라 한 쌍의 가이드 레일(48, 50)이 밸브본체(14)의 중심을 향하여 안쪽으로 뻗어 있다. 가이드레일(48, 50)은 게이트(36)내의 가이드 그루우브와 맞물리는 트랙(track)을 형성하고 있다.

게이트(36)는 제2도와 제3도에 상세히 도시되어 있다. 게이트(36)의 평면도인 제2도에는 게이트(36)의 상부 요오크(34)에 주조된 캐비티(30)와 맞물리는 스템 너트(28)가 도시되어 있다.

게이트(36)의 한쪽벽에 주조되어 하향으로 뻗어있는 가이드 그루우브(54)는 밸브본체(14)의 가이드 레일(48)이 놓여 있는 트랙을 형성하고 있다. 게이트(36)의 다른쪽벽은 이에 대칭되어 있고 가이드 레일(50)용 트랙을 형성하는 가이드 그루우브(56)가 주조되어 있다.

가이드 그루우브(54, 56)내에는 삽입재(69, 62)가 위치되어 있다. 제3도에 도시된 바와 같이 그루우브(54, 56)의 상부 후방부에 형성된 요부(64, 66)는 플라스틱 삽입재(60, 62)의 후방에 나 있는 돌기(68, 70)가 각각 자리잡아 그루우브(54, 56)의 뒷벽에 삽입재가 걸리도록 한다. 이 플라스틱 삽입재(60, 62)는 단면이 말굽형상인 가이드 그루우브(54, 56)에 의해서 제위치에 유지되고 도브-테일(dove-tail) 연결 시스템을 형성한다.

보닉(12)과 밸브본체(14)의 내면은 에폭시 코우팅되어, 게이트 밸브(10)를 통과하거나 내부에 있는 유체에 노출되는 이들 표면을 보호한다.

삽입재(60, 62)를 수용하는 그루우브(60, 62)를 제외한 게이트(36)는 전부 고무보호 코우팅 처리된다. 삽입재(60, 62)는 게이트(36)의 나머지부분을 덮고 있는 고무코우팅에 의하여 삽입재(60, 62)의 외측단을 덮고 있는 그루우브(54, 56)에서 유지된다. 필요한 경우 삽입재(60, 62)는 에폭시나 기타 적절한 접착제에 의하여 그루우브(54, 56)에 접착될 수도 있다.

삽입재(60, 62)는 압축강도가 높고 물에 노출되어도 팽창하지 않는 적절한 플라스틱 재료로 만들어진다. 이 플라스틱 재료는 삽입재료로서도 사용될 수 있고 가이드 레일에도 사용될 수 있으며 이 가이드 레일이 게이트에 있든지 밸브본체에 있든지 관계없다는 것을 이해하여야 한다. 아세틸 공중합체 또는 아세틸 단일 중합체는 삽입재(60, 62)의 플라스틱 재료로 사용될 수 있다. 바람직한 플라스틱 재료는 가장 적절한 것으로 밝혀진 델라웨어 윌밍턴(Delaware Wilmington)에 있는 이. 아이. 듀퐁회사(E. I. Eupont Company)에서 델린(Delrin)이라는 상표로 판매하는 것 같은 아세틸 단일 중합체이다. 이런 아세틸 단일중합체는 포름알데히드의 중합반응으로 제조되어 예외적으로 높은 강도와, 강성, 우수한 치수 안정성(dimensional stability)과 탄성을 가지고 있다. 이들 재료는 넓은 범위의 사용온도와 습도에서도 이같은 특성이 유지된다.

아세틸 단일중합체의 인장강도는 10, 000psi 이상이고 굽힘계수는 410, 000psi이다. 크리이프(creep) 저항과 피로에 대한 내구성(fatigue endurance)도 뛰어나다. 이 중합체의 내마모성도 일반적으로 다른 열가소성 플라스틱보다 우수하며, 촉감이 매끄럽고 마찰계수가 매우 낮다.

압축응력이 공중합체 재료(copolymer material)가 견딜 수 있는 한도내에 있으면 삽입재로 아세틸 공중합체를 이용할 수 있다. 물론 이런 경우에는 가이드 면적이 넓거나 이 밸브를 이용하는 시스템에 허용된 압력이 낮아야 한다.

고무와 같은 다른 화합물도 시험해 보았으나 압축강도가 부족한 것으로 나타났다. 고무는 응력을 받는 상태에서 닳아 없어져서 금속 대 금속 접촉으로 고무 코우팅을 잘라내게 된다.

폴리에틸렌과 폴리우레탄에 대해서도 시험해 보았으나 압축강도가 낮고, 하중을 받을때 콜드 플로우(cold flow)가 발생하여 델린(Delrin)보다 못한 것으로 나타났다.

이와는 다른 방법으로, 가이드 레일(48, 50)을 아세틸 단일중합체 재료로 덮고, 게이트와 그루우브를 에폭시 코우팅하는 수도 있다.

또 다른 방법으로, 가이드 레일을 게이트와 측면에 주조하고, 가이드 그루우브를 가이드 레일 대신 게이트밸브의 본체에 주조하는 수도 있다. 이런 경우 플라스틱 삽입재는 밸브본체와 가이드 그루우브에 맞추어지게 된다.

바람직한 실시예는 단순히 설명을 위한 것으로 어떤 제한을 가하는 것은 아니며 본 발명의 범위는 첨부된 특허청구의 범위에 나타나 있다.

Claims (5)

1. 전체내부표면이 내식성 코우팅으로 덮혀진 밸브본체, 밸브본체의 중심에 수용되는 게이트, 상기 게이트를 상하로 움직이게 하는 수단, 상기 게이트가 상하로 움직이는 동안 상기 게이트의 각각의 측면에 있는 그루우브와 상기 밸브본체의 내부에서 이 그루우브와 부합되는 가이드 레일을 포함하는 상기 게이트를 안내하는 수단으로 구성된 탄성체 받침이 있는 게이트밸브에 있어서, 상기 게이트의 각각의 측면에의 각각의 상기 그루우브를 제외한 상기 외측면의 전체를 덮고 있는 고무재료의 코우팅, 및 게이트의 각각의 상기 그루우브 내부에서 유지되고 상기 밸브본체 내부의 상기 부합되는 가이드 레일과 맞물리는 그루우브를 형성하는 열가소성 또는 열경화성 플라스틱 삽입재를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 게이트 밸브용 가이드.
2. 제1항에 있어서, 상기 삽입재는 수평 및 수직방향 운동에 대하여 기계적으로 유지되는 것을 특징으로 하는 게이트 밸브용 가이드.
3. 제2항에 있어서, 상기 삽입재는 상기 게이트상의 고무 코우팅에 의하여 상기 게이트내의 상기 그루우브에서 유지되는 것을 특징으로 하는 게이트 밸브용 가이드.
4. 제2항에 있어서, 상기 삽입재는 상기 게이트에 접착되는 것을 특징으로 하는 게이트 밸브용 가이드.
5. 제1항에 있어서, 가이드 레일은 마찰계수가 작은 열가소성 플라스틱으로 덮혀 있고 그루우브는 에폭시 코우팅되어 것을 특징으로 하는 게이트 밸브용 가이드.

Images