KR930008515B1 - 분해가능한 시이트를 지니는 글로우브 밸브 - Google Patents

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KR930008515B1
KR930008515B1 KR1019850007094A KR850007094A KR930008515B1 KR 930008515 B1 KR930008515 B1 KR 930008515B1 KR 1019850007094 A KR1019850007094 A KR 1019850007094A KR 850007094 A KR850007094 A KR 850007094A KR 930008515 B1 KR930008515 B1 KR 930008515B1
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레필리 베르뜨 쟝
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슐룸버거 인더스트리즈
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Abstract

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Description

분해가능한 시이트를 지니는 글로우브 밸브
제 1 도는 간단한 케이지와 분해가능한 시이트를 지니는 글로우브 밸브의 단면도.
제 2 도는 분해가능한 시이트를 지니는 밸브의 제 1 변형예의 부분 단면도.
제 3 도는 밸브의 몸체와 시이트 사이에 시일을 제공하는 특별한 한 방법을 더 상세하게 보여주는 밸브의 다른 변형예의 부분 단면도.
제 4 도는 2개 부분으로된 케이지를 지니는 본 발명에 따른 밸브의 부분 단면도.
제 5 도는 본 발명에 따른 밸브의 제 5 실시예의 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
12 : 밸브 몸체 14, 16 : 통로
18 : 공동 24 : 플렌지
26 : 가스켓 28 : 시이트(seat)
30 : 슬리이브 34 : 시일 지지표면
36 : 케이지(cage) 38 : 슬리이브
40, 44 : 오리피스 46 : 패킹(packing)
50 : 램 56 : 와셔
70 : 조절 로드 74 : 디스크
본 발명은 빠른 보수를 위해 분해가능한 시이트(seat)를 지니는 글로우브 밸브(globe valve)에 관한 것이다.
본 발명은 특히 핵 시설물에서 유용하며 분해가 용이한 글로우브 밸브에 관한 것으로서, 특히 그 밸브의 시이트는 분해가 용이하다.
가압수형 원자로에 있어서, 원자로 코어(core) 내부에서 핵원료 물질을 핵분열 반응시켜 발생된 에너지는, 원자로 용기와 주 열교환기 사이의 주 유수에 의해 주 열교환기로 전달된다. 핵물질은 누출을 방지하기 위해 외장(sheat)으로 싸여있지만, 그 외장은 균열이 발생할 수 있어 핵분열 생성물이 냉각수로 누출될 위험이 항시 존재한다. 따라서 주 순환장치의 모든 부분에 대하여 우수한 밀봉을 제공하는 것이 필수적이다.
더우기 이런 형태의 원자력 설비에 있어서, 주 순환장치는 내부에서 증식하는 일정량의 방사선을 지니는 밀봉 챔버로 밀봉되는 것으로 공지되어 있다. 따라서 밀봉 챔버로 사람이 들어가는 일이 거의 없어야하며 기회 또한 극히 작아야 한다. 즉, 주 순환장치의 어떠한 구성 요소들에 가해져야될 어떤 작업이 용이하게 수행될 수 있어야 한다. 더우기, 그같은 작업에 소모될 시간을 예견해내는 것은 중요한 일이다.
최종적으로 주원자로 용기 내부에는 방사능, 특히, 중성자 방사능이 존재하기 때문에, 주 냉각수는 방사성 생성물을 발생시킬 수 있는 물질의 입자를 포함하지 않는 것이 극히 요구된다. 따라서, 주 순환장치의 구성요소는 그런 방사능의 영향을 받아 방사선 물질을 생성시키기 쉬운 물질로 만들어지지 않아야될 필요가 있다. 특히 코발트의 사용이 회피되어야 한다.
일반적으로 압축된 패킹(packing)을 지니는 통상의 글로우브 밸브는, 나사 고정되거나 함께 용접되는 몸체와 요오크 캡(yoke cap)으로 이루어진 요철의 스테인레스강의 하우징을 포함하는바, 상기 용접은 정력학적 외측 밀봉을 제공한다.
시이트가 야금학적으로 몸체상에 배치되어 있는 현재의 글로우브 밸브에는 파이프를 국부적인 작업조건에 보다 잘 맞추기 위한 장치가 파이프에 용접되어 있기 때문에, 밀폐하는 지지표면의 성질과 형상을 변경시키는 것이 불가능하다.
또한 통상의 밸브에서는, 순환장치의 제위치에 미리 설치된 밸브 시이트를 랩핑(lapping)할때 밸브헤드를 이동시키기 위한 장기간의 곤란한 사전작업을 필요로 한다. 요크 캡을 해제시키고 밀봉 립(lip)상에서 용접물을 갈아내는데 특수 공구들이 필요하다. 또한 립이 매우 작기 때문에, 상기와 같은 작업은 통상 3회 이상 반복될 수 없다.
더우기, 패킹의 수리 작업은, 패킹을 뽑아내는 공구가 필요하며 교체 시일링이 필수적으로 분할되어야 하기 때문에, 장기간의 곤란한 작업으로 되어 효율을 매우 감소시킨다.
상기와 같은 원자로의 주 순환장치의 여러 부품들에 장착된 밸브에 필요한 여러 조건들 중에서 3개의 중요한 조건이 선택될 수 있다. 패킹 또는 밸브 시이트를 간단한 작업으로 신속히 교체할 수 있어야 한다. 밸브가 주 순환장치의 밀봉을 유지하는데 약점이 되어서는 안된다. 즉, 밸브는 특히 외부에 대하여 우수한 밀폐를 제공해야 한다. 밸브 장치에 사용되는 재료는 방사능 영향하에서 방사성 물질을 생성할 수 있는 재료를 사용해서는 안된다.
이같이 부여된 3가지 조건을 고려하면, 본 발명의 주 목적은 밸브 시이트와 패킹을 뽑아내기가 용이한 반면 우수한 시일기능을 유지하는 글로우브 밸브, 및 코발트를 구성재료로 사용하지 않는 밸브를 제공하는데 있다.
[발명의 개요]
상기 목적을 성취하기 위해, 본 발명에 따른 글로우브 밸브는 밸브의 축을 따라 평행이동하는 조절 로드, 그 조절 로드의 평행 이동을 조절하는 핸들 장치, 로드의 일반부에 고정된 디스크, 로드가 밸브축을 따라 통과하도록 밸브축을 따라 배치된 원통형 오리피스(orifice)가 연장되어 있는 공동과 모두 연통하는 액체 인입 통로와 액체 배출통로를 지니는 몸체, 상기 공동에 내장되며 로드의 작동에 따라 이동될 수 있는 디스크를 포함하는 케이지, 로드의 일부분을 둘러싸는 패킹 수단, 및 폐쇄위치에서 디스크와 상호작용하는 시이트로 구성된다. 시이트는 몸체와는 별개의 부품으로 형성되며 디스크와 상호작용하기 위한 시일 지지표면 및 제 1 추력표면을 환상형 및 동축적으로 형성하는 제 1 표면, 및 원통형 오리피스에 배치된 패킹과 상호작용하는 제 2의 환형 추력 지지표면을 형성하는 제 2 표면을 지닌다. 부가적으로 밸브는 몸체에 대하여 사실상 고정되어 있으며 양통로 구멍들 사이의 공동에 배치되어 있으며 축둘레에 대해 원형 대칭인 제 3의 환형추력 지지표면을 형성하는 수단, 제 2 의 환형 지지표면과 제 3의 환형 지지표면 사이에 시일을 제공하는 수단 및, 밸브 몸체와 동일 축을 지니는 더미(stack)상에서 작동하며 패킹, 케이지, 시이트 및 시일수단을 포함하는 압축수단을 포함하므로써, 상기 패킹과 시일수단은 몸체의 원통형 오리피스의 벽과 로드 사이에 또한 시이트와 몸체 사이에 각각 시일을 제공하도록 가압된다.
따라서, 특별한 공구를 사용하지 않고도 밸브헤드와 시이트를 밸브몸체로 부터 쉽게 분해할 수 있으므로써, 작업장에서 교환되거나 수리될 수 있다.
본 발명의 실시예들이 첨부 도면을 참고로하여 실시예 방식으로 설명된다.
[바람직한 실시예의 상세한 설명]
제 1 도는 본 발명에 따른 글로우브 밸브의 제 1 실시예를 도시하고 있으며, 이 밸브는 일체형 케이지를 포함한다. 밸브는 축(XX')을 따라 배치된 공동(18)에 의해 상호연통 인입통로(14)와 배출통로(16)를 지니는 몸체(12)를 포함한다. 인입통로(14)와 배출통로(16)사이에서, 공동(18)은 축(XX')에 대해 원추 절단형으로 되는 것이 바람직한 턱(20)을 지닌다. 공동(18)은, 축(XX')을 따라 구멍(22)을 거쳐 배출통로(16)를 지나 연장되어 있다. 구멍(22) 주위의 밸브몸체(12)의 최상부는 고정용 플렌지(24)를 지닌다. 밸브는 공동(18)안에서 환형의 밀폐 가스켓(gasket ; 26)을 포함하는바, 그 밀폐 가스켓(26)은 흑연으로 만들어지며 추력지지표면을 이루는 턱(20)에 놓이는 원추절두체 하부면과 상부평면을 지닌다. 또 밀폐 가스켓(26)은 외측으로 향한 칼라(collar ; 32)를 지니는 슬리이브로 구성된 제거가능한 시이트(28)와 밸브 몸체(12) 사이에 시일을 제공한다. 칼라(32)의 하부면은, 시이트가 밀폐 가스켓(26)의 상부면에 배치되는 환형의 추력지지표면을 구성한다. 슬리이브(30)의 상부 환형면(34)은 시이트의 밀폐 지지표면을 이룬다. 시이트(28)는 구멍(22)에 의해 중심이 잡혀지며, 공동(18)에 수용된 케이지(36)에 의해 제위치에 유지된다. 케이지(36)는 오리피스(40)를 갖는 슬리이브(38) 형태의 원통형 측벽을 지니는바, 그 오리피스(40)는 측벽을 관통하여 형성되어 있어서 밸브가 개방위치에 있는 동안 공동(18)과 배출통로(16) 사이를 통하게 한다. 케이지(36)의 상단부는, 그 슬리이브(38)의 내경보다 작은 직경을 지니며 로드(70)의 중심을 잡는 역할을 하는 오리피스(44)가 관통하는 기부(42)에 의해 폐쇄된다.
슬리이브(38)의 하부면(39)이 칼라(32)의 상부면에 배치되어, 축(XX') 주변에 환형의 추력지지표면을 형성한다.
밸브는, 케이지(36)상부에서, 케이지(36)의 상부면(48)에 대하여 밀려지며 구멍(22)에 수용되는 비 분할환형 패킹 링(46)의 더미를 포함한다. 이러한 패킹링은 팽창되어 올록볼록한 흑연으로 만들어지는 것이 바람직하다. 패킹(46)위에서 구멍(22)에 부분적으로 맞물려있는 램(ram) 또는 패킹 프레스(50)는, 하부(52)와 그 하부의 외경보다 큰 외경을 갖는 상부(54)를 지닌다. 램의 상부(54)는 탄성의 와셔(56) 더미를 중심에 위치시키도록 작용한다. 시일 링(26), 시이트(28), 케이지(36), 패킹링(46), 램(50) 및 탄성 와셔(56)등으로 구성된 더미는 램(50)의 상부(54)에 중심이 잡힌 축방향 구멍(62)을 지니는 램(60)상의 추력표면에 의해 턱(20)에 대해 압축된다. 램(60)의 추력표면은, 주어진 힘으로 탄성 와셔(56)을 가압하기 위한 후술되는 수단에 의해 밸브몸체의 플렌지(24)에 고정된다.
램(50) 및 패킹링(46)을 통과하는 축방향 구멍에 의해 또한 케이지를 통과하는 오리피스(44)에 의해 형성된 축방향 통로 내측에서, 제어 로드(70)가 미끄럼 운동할 수 있는바, 그 로드(70)는 그의 다른 부분보다 직경이 큰 저단부(72)를 지닌다. 로드의 저단부(72)의 외경은 또한 구멍(44)의 직경보다 더 크다. 로드의 저단부(72)는 디스크(74)에 고정되어 있다. 디스크(74)의 저면은, 밸브가 밀폐위치에 있을때 시이트(28)의 시일 지지표면(34)과 상호작용하는 연마된 환형 지지표면(76)을 지닌다. 디스크(74)의 상부는, 로드의 단부(72)가 삽입되는 구멍(78)을 지닌다. 로드단부(72)의 저면(80)은 구형의 캡(77) 형상으로 되어 디스크의 구멍(78)의 편평한 기부와 상호 협력한다. 로드(70)는, 로드의 단부(78)를 통과하며 디스크(74)의 주변부에 제공된 2개의 정렬 구멍(86, 88)과 계합하는 핀(84)에 의해 디스크에 고정된다. 핀(84)은 밸브의 축(XX')과 직교한다. 또한 구멍(86, 88)들의 직경은 핀(84)의 직경보다 약간 크다.
핀(86)과 디스크(74) 사이의 여유 때문에, 구형의 로드 단부(72)는 디스크의 구멍(78)의 평면과 접촉한다. 이는, 디스크(28)의 시일 지지표면(34)과 디스크의 지지표면(76) 사이에서 발생할 수 있는 평행선의 손실의 흡수를 보장한다.
로드(70)는, 끼움관(92)을 작동시키고 회전시키도록 고정된 휘일(90)을 포함하는 조립체에 의해 조작된다. 이같은 부품들은 끼움관(92)의 나사형성 상부(96)에 체결된 너트(94)에 의해 함께 고정된다. 끼움관의 상부는 로드(70)의 나사형성 단부(100)와 상호작용하는 탭형 축방 오리피스(98)를 포함한다. 끼움관(92)은, 휘일의 허브(104)에 있는 슬로트에 또한 끼움관(92)의 방사상 슬로트에 결합된 키이(102)에 의해 휘일(90)과 함께 회전된다. 끼움관(92)의 축방 이동은 상부 판(110)과 하부판(112)을 포함하는 조립체에 의해 제한된다. 상부판(110)은, 턱(114)이 결합되는 축방향 구멍을 지닌다. 하부판(112)은, 정방형 또는 치형의 정합 종단면을 지니는 로드(70)의 중간부분(118)과 협력하는 정방형 또는 치형 종단면을 지니는 축방향 구멍을 지닌다. 이러한 배치로 로드(70)가 회전된다. 끼움관(92)의 저단부는 판들(110, 112) 사이의 공간(121)에 보지되는 플렌지(120)를 지닌다. 볼 또는 롤러 베어링(122)이 상부판(110)과 플렌지(120)의 상부면 사이에 삽입배치된다.
로드가(70)가 케이지(36)의 바닥의 오리피스(44) 및 하부판(112)의 오리피스(116)에 의해 평행하게 되는 것으로 관찰된다.
제 1 도를 참고하여 밸브몸체(12)의 플렌지(24)를, 램(60)의 판에 그리고 끼움관(92)이 장착되는 2개의 판(110, 112)에 고정시키는 방법을 설명하면 다음과 같다. 두개의 연결봉(130, 132)에는 렌치 수용 평탄면(137)이 제공되어 있다. 2개의 연결봉들은 동일하기 때문에 연결봉(130)만을 상세히 설명하기로 한다. 연결봉(130)은, 램(60)의 판을 통하여 제공된 2개의 구멍(138, 140)들중 하나에 계합되며 부분(136)에 나사가 형성되는 중앙부(134)를 포함한다. 연결봉(130)은, 단부(144)가 나사가공된 하부(142)를 지닌다. 하부(142)의 직경은 중앙부(134)의 직경보다 작다. 하부(142)는, 밸브몸체(12)의 플렌지(42)를 통하여 2개의 구멍들(145)중 하나에 계합되어 중심이 잡힌다. 연결봉(130)의 하부(142)와 중앙부(134)간의 직경의 차이는 플렌지(24)이 상부면(24a)에 대해 밀려지는 턱(148)을 형성한다. 연결봉의 나사형 단부(144)는 구멍(145)을 통해 돌출하여 너트(150)와 상호협력한다. 따라서, 연결봉(130, 132)의 각각의 하단부는 플렌지(24)에 고정된다. 연결봉(130, 132)은 제어 로드(70)에 평행하다.
연결봉(130)의 중앙부(134)의 나사 형성 부분(136)은 램(60)의 판상의 일부에 위치된다. 나사 형성 부분(136)상에 나사 결합된 너트(152)는, 램(60)상의 판의 상부면(60a)에 지지된다.
결국, 연결봉(130)은 나사형성 단부(158)를 지니는 상부(156)를 포함한다. 상부(156)의 직경은 중앙부(134)의 직경보다 작은데, 이같은 직경의 차이가 턱(160)을 형성한다. 상부(156)는, 끼움관(92)이 장착되는 하부판(112)과 상부판(110)을 통과하는 구멍(162, 164)들을 관통한다. 하부판(110)은 턱(160)상에 배치되며, 연결봉의 나사형성 단부(158)상에 나사 결합되는 너트(166)는 판(110, 112)들을 상호 고정시키며 또한 연결봉(130)의 상단부에 상기 2개의 판들로 이루어진 조립체를 고정시킨다.
이와같은 방식으로, 연결봉(132)의 저부는 너트(150')에 의해 플렌지(24)에 고정되며, 연결봉(132)의 상단부는 너트(166')에 의해 판(110, 112)으로 구성된 조립체에 고정된다. 더우기, 너트(152)에 대응하는 너트(152')는 연결봉(132)의 나사 형성 중앙부에 고정되며 램(60)상의 판의 상부면(60a)에 지지된다.
너트(152, 152')들을 과도하게 또는 느슨하게 조임으로써 탄력성 와셔(56)를 강하게 또는 약하게 가압할 수 있어 시이트(28)와 몸체(12) 사이의 내측 시일의 제공하는 정력학적 시일 링(26)에, 또한 외측 시일을 제공하는 패킹(46)상에서 특정한 힘을 획득하는바, 와셔의 압축량은 램(60)상의 판의 상부면(60a)과 패킹램(52)의 상단부(54a)간의 간격(h)에 의해 감지될 수 있다.
패킹(46)에 의해 전달되는 시일 링(26)상의 정력학적 압력을 증가시키기 위하여 축(XX')에 수직한 패킹링의 영역을 시일 링(26)의 대응 영역보다 현저히 크게한다는 것이 강조된다. 예를들어, 25mm 직경의 시이트를 지니는 밸브에 대해서, 그 면적비는 2.5이다. 더우기, 와셔(56)로 이루어진 완충장치는 패킹 링(46)으로 부터 로드(70)를 따라 발생할 수 있는 흑연의 누출에 대한 보상기능을 가진다.
글로우브 밸브의 조작은 상술한 것으로 부터 명백히 알 수 있다. 제 1 도에서와 같은 개방위치에서 디스크(74)는 높은 위치에 있으며, 액체는 인입구(14)를 거쳐 공동(18)으로 들어가 케이지(36)를 통해 오리피스(40)를 거쳐 배출구(16)로 흐른다. 액체의 흐름을 차단하기 위하여, 휘일(90)을 시계 방향으로 회전시키면 끼움관(92)이 회전되어 로드(70)가 하강되어 디스크(74)를 하강시킨다. 휘일(90)은, 디스크의 환형 지지표면(76)이 소기의 압력에서 시이트(28)의 지지표면(34)과 접촉할 때까지 화전된다. 이 밀폐 압력은 카스켓(26)에 가해지는 압력을 증가시켜 시일을 향상시킨다.
밸브헤드를 제거하여 패킹(46)을 교체하기 위한 과정은 예컨대 다음과 같다. 즉 너트(152, 152')들을 풀고 램(60)의 판들을 해체하여 연결봉(130, 132)들을 따라 평행하게 이동시킨다. 그 다음 휘일(90)을 반시계 방향으로 회전시켜 로드(70)을 승강시킨다. 이때 로드는, 턱(72)이 케이지(36)의 기부(42)에 접촉할 때까지 상승한다. 이 위치에서 로드(70)가 더 상승하면, 케이지(36), 패킹(46), 램(50), 와셔(56) 및 마지막으로 램(60)이 상승된다. 이런 전체 조립체는 휘일(90)에 의해 상술될 수 있는바, 이는 너트(152, 152')들이 완전히 풀려졌기 때문이다. 승강 운동은 너트(152, 152')들이 판(112)가 접촉때까지 계속된다. 조립체가 이런 상태에 이를때 모든 패킹(46) 하우징으로 부터 제거되는 것을 보장하기 위하여, 조작위치에서의 너트(152, 152')들과 판(112) 사이에 적절한 간격(H)을 제공하기만 하면 된다.
밸브 헤드는 너트(166, 166')들을 해체함으로써 완전히 제거될 수 있어, 이에 따라 시이트(28)와 가스켓(26)이 제거될 수 있다. 이런 작업에는 패킹(46)과 그것의 하우징 간에 마찰력이 더 이상 존재하지 않기 때문에 어떤 특별한 공구가 필요없다.
제 1 도의 밸브는 작동 압력하에서 내부 누출율이 0.1cm3/h 미만이며 그 헤드의 손실계수 K는 완전개방시 6미만이다.
제 2 도는 밸브의 제 1 변형예가 도시되어 있다. 이 변형예는, 램 구동판이 밸브 몸체에 고정되는 방식만이 제 1 도 실시예와 다르다. 따라서, 제 1 변형예의 일부만이 상세히 설명될 것이다. 제 2 도에서 램 판(200)은 2개의 동일한 연결봉(202, 204)에 장착된다. 각각의 연결봉의 하단부는 밸브몸체상의 플렌지(24)에 제공된 대응 구멍(206, 208)에 계합된다. 연결봉들의 하단부들은 너트(210, 212)에 의해 플렌지(24)에 고정되며, 연결봉들은 제 1 도의 연결봉(130, 132)들의 하단부를 고정시키는 방식과 유사한 방식으로 제어로드(70)에 평행하게 유지된다.
제 2 도에 도시된 바와같이, 연결봉(202)은 램 판(200)을 통해 구멍(216) 내측에 배치된 턱(214)를 지닌다. 연결봉(202)은 상기 턱(214) 상부에서 나사형성 단부(220)와 비나사형부(218)를 지닌다. 긴 너트(222)는 테이퍼진 구멍(224)과 외측 나사(226) 부분을 지닌다. 너트(222)는, 그것의 하단부가 턱(214)에 지지될 때까지 연결봉의 나사형성 단부(220)에 고정된다. 두번째 너트(228)는 긴 너트(222)의 외측 나사에 결합된다. 너트(228)는 램 판(200)의 상부면(200a)과 접촉한다. 이같은 구조는, 제 1 도에 설명된 바와같이 램 판(200)에 의해 탄성 와셔(56)에 가해진 힘을 조절하는 역할을 한다.
연결봉(202)의 상부의 나사형성 단부(220)는 휘일(90)에 고정되는 끼움관(92)과 결합하는 판(112, 110)을 통해 제공된 구멍(230, 232)을 관통한다. 판(112)은 긴 너트(222)의 상단부에 지지된다. 연결봉의 나사형성단부(220)에 고정된 너트(234)는 판(110, 112)들을 연결봉(202)의 상단에 고정시킨다. 다른 연결봉(204)이 동일 방법으로 장착되며, 너트(242)가 끼워진 긴 너트(240)에 연계된다. 최종적으로, 너트(244)는 연결봉(204)의 상단부에 고정된다.
이 변형예에서 밸브헤드는, 휘일을 반시계방향으로 회전시켜 로드(70)를 상방으로 이동하게 하고, 너트(234, 244)를 제거하고, 마지막으로 방출 수단으로 작용하는 긴너트(222, 240)를 풀음으로써 뽑아진다.
제 3 도는 본 발명에 따른 제 2 변형예의 일부분을 보여 준다. 이 변형예에서 디스크의 제거가능한 시이트는 밸브몸체에 직접 접촉 배치된다. 제 1 도의 실시예와 다른 제 3 도의 부분들만이 아래에 상세히 설명되며, 두 도면에서 공통부분은 동일 참조부호로 표시된다.
인입통로(14)와 배출통로(16)를 상호 연통시키는 공동(18)에는, 밸브의 축(XX')에 수직하며 환형의 추력지지표면을 형성하는 평면에 위치한 턱(300)이 제공되어 있다. 제거가능한 시이트(302)는 턱(300)에 직접 수용되며 축(XX')에 대하여 대칭한다.
시이트(302)는 상부(306)보다 넓은 하부(304)를 포함한다. 시이트의 상부(306)와 하부(304)는 축(XX')둘레의 공통의 원통형 면(308)에 의해 내측의 한계가 정해진다. 하부(304)는 원통형 표면에 의해 외측의 한계가 정해지며, 원통형 표면의 반경은 하부(304)가 H9 g6 끼워맞춤으로 공동(18)의 측벽에 대하여 끼워맞춰지는 크기로 된다.
시이트(302)의 상부(306)는, 표면(310)의 반경보다 작은 반경의 원통형 표면(312)에 의해 외측의 한계가 정해진다. 이러한 반경의 차이는 축(XX')에 직각인 평면에 배치된 환형의 추력 지지표면(312)을 형성한다. 시이트(302)의 하부(304)는 면(314)에 의해 하부의 경계가 정해지고 상부(306)는 면(316)에 의해 상부의 한계가 정해지며, 그 면들(314, 316)은 축(XX')에 직각이다. 상부면(316)은 시이트(302)의 시일 지지표면을 이루며, 디스크(74)의 환형 영역(76)은 밸브가 폐쇄 위치에 있을때 상부면(316)을 지지한다. 하부면(314)은 시이트(302)와 밸브몸체(12) 사이에 시일을 제공한다.
면(314)에는 돌출부가 있는바, 그 돌출부는 턱(300)과 상호 협력하여 소기의 시일을 제공한다. 이러한 시일을 얻기위해, 케이지(36)의 슬리이브(38)의 하단부는 턱(312)에 대해 지지된다. 제 1 도에서 이미 설명한 바와같이, 탄성와셔(56)는 램(50)이 패킹(46)을 거쳐서 케이지(36)에 대해 하향으로 힘을 가한다. 이런 작용은 제 3 도에는 도시되어 있지 않다.
시이트(302)의 하부면(314)에 있어서, 시일을 제공하는 돌출부는 120°의 모서리를 지니는 2개의 환형 립(320, 322)으로 이루어질 수 있다(제 3 도의 좌측 참조). 립(320, 322)의 정상부는 턱(312)과 시이트(302)의 상부면(316)의 중간부에 각기 중심을 두고 있다. 다른 실시예(제 3 도의 우측참조)에서는, 돌출부가 시이트(302)의 전체 하부면(314)에 걸쳐서 확장된 환형립(324)으로 이루어진다. 밸브가 개방위치에 있을때, 시이트(302)는 케이지(36)에 의해 제위치에 유지된다. 밸브가 닫힌 위치에 있을때는, 디스크(76)로 부터의 힘이 케이지(36)로 부터의 힘에 더해지므로써, 시일 가스켓이 없이도 우수한 시일을 제공한다.
시이트(302)가 장착되는 방식은 제 2 도에 도시된 변형예의 밸브에도 동일하게 적용될 수 있다.
제 4 도는 본 발명의 또 다른 변형예를 도시하고 있다. 이 변형예에서, 밸브는 2부분의 케이지를 지닌다. 제 4 도에서 밸브의 상부 절반은 제 1 도 또는 제 2 도의 것과 동일하기 때문에 도시되지 않았다. 그러나 제 4 도는 케이지(36)와 패킹(46), 램(50), 와셔(56)를 보여주고 있다. 도면은 또한 그 하단부(72)에 고정되는 디스크(74)와 조절 로드(70)를 보여준다. 모든 부품들은 모두 제 1 도와 제 2 도의 상응 부품들과 동일하다.
밸브는 단일 부재로 만들어져 있으며, 액체의 흐름을 위한 인입통로(402)와 배출통로(404)를 지는 몸체(400)를 포함한다. 인입통로(402)는 하부 공동(406)으로 통하는 한편 배출통로(404)는 상부 케이지(36)가 수용되는 상부 공동(408)으로 통한다. 상부공동(408) 및 하부 공동(406)은 축(XX')을 중심으로 하는 원통형 통로(410)에 의해 상호 연통한다. 하부 공동(406)은, 탄성 와셔(416)에 의해 케이지(414)가 배치된 바닥(412)를 지닌다. 하부 케이지(414)는 와셔(416)가 장착되는 바닥(418), 및 밸브의 축(XX')에 대해 원통대칭인 측벽(420)을 포함한다. 하부 케이지의 측벽(420)은 오리피스(422)를 구비하고 있으며, 상부 모서리(424)를 지닌다. 하부 케이지(414)는 필수적으로 하부 공동(406)에 수용되지만, 그 상부 모서리(424)는 공동들(408, 406)을 상호 연통시키는 통로(410)내에 배치된다. 가스켓(430)은 하부 케이지(414)의 상부 모서리(424)에 배치되며, 흑연으로 만들어지는 것이 바람직하다. 가스켓(430)의 외경은 통로(410)의 내경과 거의 같다.
밸브는 또한 제 1 도에 도시된 시이트(28)와 같은 형상의 시이트(432)를 포함하며, 시이트(432)는 본질적으로 시이트를 구성하는 상부면(436)을 지닌 원통형의 슬리이브(434) 및 외향 칼라(438)를 포함한다. 시이트(432)는, 슬리이브(434)의 외측면이 가스켓(430)의 내경보다 약간 작은 직경을 갖는 방식으로 형상화 된다.
제 4 도에 도시된 바와같이, 시이트(432)의 칼라(438)의 하부면은 가스켓(430)의 상부면에 배치되는 반면, 상부 케이지(36)의 하부 모서리는 칼라(438)의 상부면에 배치된다.
하부 케이지(414)의 상부 모서리(424)는 환형의 추력 지지표면을 형성하며 제 2 도의 턱(20) 또는 제 3 도의 턱(300)과 같은 역할을 한다. 기능의 차이는, 단지 이 추력 지지표면이 탄력있는 와셔(46) 때문에 밸브몸체에 대해 견고하게 고정되지 않는다는 것 뿐이다.
탄성 와셔(56)는 상부 케이지(36) 및 시이트(432)에 전달되는 램 판의 영향하에 압축된다. 그 결과, 가스켓(430)이 압축된다. 변형된 가스켓(430)은 통로(410)의 내측면에 대하여 또한 시이트(432)의 슬리이브(434)의 외측면에 대하여 압축되어 시일을 제공한다.
본 실시예는 첫째 와셔(416)에 의해 둘째 탄성 와셔(56) 더미에 의해, 발생가능한 축방향 유동에 대한 2개의 탄성 흡수 지점을 제공한다.
제 5 도는 본 발명에 따른 글로우브 밸브의 제 5 실시예를 보여준다. 아래 설명에서, 제 1 도 내지 5 도에 도시된 밸브들에 공통인 동일 부분에 대해서는 제 1 도의 참조 부호를 사용한다.
밸브의 몸체(12)는 인입통로(14), 배출통로(16) 및 챔버(18)를 형성한다. 챔버(18)안에서, 밸브는 원통형슬리이브(30)과 외측 칼라(32)로 구성된 제거가능한 시이트(28)를 포함한다. 케이지(36)는 칼라(32)에 지지되며 그 상부에 패킹링(46)과 램(50)이 배치된다. 디스크(74)는 케이지(36) 내측에서 이동가능하며, 제어로드(70) 하단부에 고정된다.
본 실시예에서, 시일 가스켓(26')은 시이트(28)의 칼라(32)의 하부면 하부에 배치된다. 가스켓(26')은 비돌출 컵형으로 은으로 만들어지는 것이 바람직하다. 챔버(28)의 바닥에 제공된 환형 링(502)은 밸브몸체(12)의 환형지지표면(506)에 배치된 하부면(504)을 지닌다. 링(52)의 상부면은 외측 상부 지지표면(508)과 내측 하부지지표면(510)를 형성한다. 시이트(28)의 슬리이브(30)의 하단부는 링(502)의 하부 지지표면(510)과 접촉하는 시이트(28)의 슬리브의 하부베어링과 접촉하며, 따라서 하부 지지표면(510)은 밸브 시이트의 하단부와 협동하는 제 4의 추력 지지표면을 형성한다. 따라서, 시이트(28), 케이지(36), 패킹링(46) 및 램(50)으로 이루어진 더미는 가압되어, 시이트(28)가 링(502)과 접촉한다. 그결과 가스켓(26')은, 고도의 정밀도로 링(502)의 외측상부 지지표면(508)과 칼라(32) 사이에서 가압된다.
제 5 도의 상부를 고찰하면, 조절 로드(70)는 나사형성 끼움관(522)에 고정되는 휘일(520)로 구성된 조립체에 의해 작동된다. 끼움관(522)은 필수적으로 나사에 의해 함께 고정된 부분(524, 526)들로 구성되는 조립체에서 자유로이 회전한다. 부분(524, 526)들로 이루어진 조립체는 연결봉(528, 530)에 의해 밸브 몸체(12)에 고정된다.
램(50)은 상부에 장착된 탄성 부재(532, 534)들을 지니며, 조임너트(536)가 그 위에서 작용한다. 너트(536)의 상부(538)에는 나선이 형성되어 있어 부분(526)의 탭형 부분과 상호협력한다. 너트(536)는 탄성 부재(532, 534)로 부터 시이트(28)까지 연장되는 부품들의 더미에 작용한다. 너트는 시이트(28)의 하단부를 링(502)에 접촉하게 하여 패킹링(46)를 가압 한다.
조절 로드(70)의 단부(72)의 외경은 케이지(36)를 통해 제공된 구멍(44)의 외경보다 더 크다.
따라서, 로드(70)가 휘일(520)에 의해 상부위치로 승강될 때마다, 케이지(36)는 미세하게 승강되어 그 케이지(36)에 가장 가까운 패킹 링(46), 즉, 액체와 접촉되는 패킹링(46) 부분에 조임을 제공한다. 따라서, 시일이 더 향상된다.
이상과 같은 본 발명 밸브의 5개의 바람직한 실시예로 부터 밸브의 보수가 간단히 수행될 수 있다.
상기한 모든 경우의 실시예에서 시이트는 제거가능하다. 따라서, 직접 작업장에서 시이트를 조사하고 보수하기 위해 밸브 몸체로 부터 시이트를 제거할 수 있다.
시이트를 교체하여 새로운 형상(원추형-구형, 원추형-원추형 또는 원형 평면부분) 또는 새로운 재료를 특징으로 하는 새로운 형태의 시일표면을 사용하는 것도 가능하다.
특별한 공구를 사용하지 않고 헤드와 시이트를 밸브로 부터 용이하게 그리고 빨리 해체시킬 수 있다. 마모된 헤드와 시이트는 공장이 아니라 작업장에 마련된 헤드와 시이트로 교환될 수 있다.
본 발명은, 밸브의 본체에 캡이 직접 고정된다는 점이 동일 형태의 공지의 밸브와 대비되는 사항이다. 이 같은 해결법의 정지 시일을 사용할 수 있으며, 몸체와 캡의 립들이 함께 용접되어 밸브의 캡과 몸체 사이에 시일을 제공한다. 그러므로 공장에서 밸브를 해체시키기 위해서는 연삭과 용접같은 어렵고 긴 공정이 필요하다.
결국, 밸브의 내측벽에 코발트 또는 다른 물질을 어렵게 증착시킬 필요가 없으므로, 밸브가 원자로의 주순환장치에 설치될때 활성화될 수 있는 입자들이 액체에 포획될 수 있는 위험을 피할 수 있다.
밸브 몸체의 금속과의 금속 야금학적 관계 때문에, 이같은 형태의 증착은 열충격을 받을때 일정치 않게 수행된다.

Claims (10)

  1. 밸브 축(XX')을 따라 평행하게 이동가능한 조절 로드(70) ; 상기 조절로드의 평행 이동을 제어하는 휠(90) ; 상기 조절로드의 일단부에 고정된 디스크(74) ; 상기 조절로드를 수용하도록 상기 밸브축을 따라 배치된 원통형 구멍(22)을 통해 연장되는 공동(cavity)과 연통하는 액체통과 인입통로 및 배출통로를 지니는 밸브 몸체(12, 400) ; 상기 공동에 내장되며, 상기 조절로드가 축방으로 이동함에 따라 상기 디스크가 이동가능한 케이지(36) ; 상기 조절로드의 일부를 포위하며, 상기 원통형 구멍(22)내에 배치되는 패킹(46) ; 상기 디스크(74)와 상호 협력하도록 시일 지지표면(34, 316, 436) 및 제 1 의 환형 추력 지지표면(32, 312, 438)을 형성하는 제 1 면 및 제 2 의 환형 추력 지지표면(32, 314, 438)을 형성하는 제 2 면을 지니며, 폐쇄 위치에서 상기 디스크와 상호 협력하도록 상기 몸체로 부터 제거가능한 시이트(28, 302, 432) ; 상기 축(XX')에 대해 대칭이며, 상기 통로(14, 16, 402, 404)로 통하는 구멍들 사이의 상기 공동(18, 406)에 배치되고 적어도 상기 밸브몸체(12, 400)에 대해 고정되는 제 3 의 환형 추력 지지표면(20, 300, 424)을 형성하는 수단 ; 상기 제 2 의 환형의 추력 지지표면과 상기 제 3 의 환형의 추력 지지표면 사이를 시일(seal)하는 수단(26, 320, 322, 324, 430) 및 상기 밸브 몸체와 동일축을 지니는 더미상에서 작용하며, 상기 패킹(46), 상기 케이지(36), 상기 시이트(28, 302, 432) 및 상기 시일 수단을 포함하여 상기 로드(70)와 상기 몸체를 통과하는 상기 원통형구멍(22)의 벽 사이, 및 상기 시이트와 상기 본체 사이를 각각 시일하도록 상기 패킹 및 상기 시일 수단에 압력을 가하는 압축수단(56, 60)으로 구성되는 글로우브 밸브(globe valve).
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 몸체는 단일 부품으로 형성되며, 상기 케이지(36), 상기 시이트(28, 302, 432) 및 상기 시일 수단(26, 320, 322, 324, 430)의 크기는 상기 밸브의 축에 수직한 평면에서, 상기 밸브몸체 내측에 제공된 상기 공동(18)의 연장되는 상기 구멍(22)의 직경 보다 작은 글로우브 밸브.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제 3 의 환형의 추력 지지표면을 형성하는 수단이 상기 공동(18) 내측상의 턱에 의해 구성되며, 상기 시일 수단은 상기 제 2 추력 지지표면과 제 3 추력 지지표면(20) 사이에 삽입된 가스켓(26)을 포함하는 글로우브 밸브.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 케이지(36)는 액체를 통과시키기 위한 오리피스(40)를 갖는 측벽(38) 및 상기 로드를 통과시키기 위한 오리피스(44)를 갖는 베이스(42)로 형성되며, 상기 디스크(74)는 상기 케이지내에서 활주할 수 있으며, 상기 측벽은 상기 베이스(48)의 반대 단부에서 자유모서리를 포함하며, 상기 모서리는 상기 제 1 의 환형의 추력 지지표면(32)에 지지되며, 상기 패킹(46) 더미는 상기 베이스(42)의 외표면상에 배치되는 글로우브 밸브.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 압축수단은 상기 로드(70)를 통과시키는 오리피스를 갖는 판(60), 상기 판을 상기 몸체에 고정시키는 수단, 상기 로드를 포위하는 탄성 와셔(56) 더미, 및 상기 로드를 포위하는 패킹램(50)을 포함하며, 상기 탄성 와셔(56)는 상기 판(60)과 상기 패킹 램(50) 사이에 배치되며, 상기 패킹 램(50)은 상기 탄성 와셔(56)와 상기 패킹(46) 사이에 배치되는 글로우브 밸브.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 판(60)을 고정시키는 수단은 상기 조절로드(70)에 평행하게 배치되며, 상기 밸브 몸체(12)와 일체로 되는 플렌지(24)에 고정된 제 1 단부, 상기 판에 제공된 구멍을 관통하는 중앙의 나사형성부(136) 및 적어도 2개의 너트(152, 152')를 각각 지니는 적어도 2개의 연결봉(130, 132)을 포함하며, 상기 각각의 너트는 상기 탄성 와셔(56)와 접촉하지 않는 상기 판의 표면(60a)과 접촉하는 글로우브 밸브.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 제 3 의 환형 추력 지지표면을 형성하는 수단은 상기 공동(18) 내측의 상기 몸체내에서 턱(300)에 의해 형성되며, 상기 시일 수단은 상기 시이트(302)의 상기 제 2 의 환형 지지표면(314)에 제공된 리브(320, 222)를 포함하는 글로우브 밸브.
  8. 제 2 항에 있어서, 상기 밸브 몸체(400)에 제공된 상기 공동(406)에 내장된 제 2 케이지(414)를 더 포함하며, 상기 제 2 공동(406)은 원통형 통로(410)를 거쳐 상기 공동(408)과 연통하며, 상기 제 2 케이지(414)는 상기 제 3 의 환형 추력 지지표면을 형성하며 상기 원통형 통로(410)에 배치된 자유 모서리를 지니며, 상기 시일 수단은 상기 원통형 통로(410)에 내장되며 상기 자유단부상에 배치되는 환형 가스켓(430)을 포함하는 글로우브 밸브.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 제 2 케이스(414)는 상기 자유 모서리의 반대단부에서 베이스(410)를 포함하며, 상기 제 2 케이지(414)의 상기 베이스(418)는 탄성 시스템(416)을 거쳐 상기 제 2 공동(406)의 벽(412)에 지지되는 글로우브 밸브.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 제 3 추력 지지표면(20, 300, 424)을 형성하는 수단이 상기 밸브 몸체(12, 400)에 대해 고정되며, 상기 밸브몸체(12, 400)에 대해 고정되는 제 4 의 추력 지지표면을 형성하는 수단을 더 포함하므로써 상기 시이트(28, 302, 432)가 상기 압축수단(56, 60)의 효력하에 상기 제 4 추력 지지표면에 지지되며, 상기 제 2 의 추력 지지표면과 제 3 의 추력 지지표면 사이의 시일 수단(26, 320, 322, 324, 430)의 압축에 상기 시이트(28, 302, 432)와 제 4 의 추력 지지표면간의 상호 협력에 의해 제한되는 글로우브 밸브.
KR1019850007094A 1984-09-26 1985-09-26 분해가능한 시이트를 지니는 글로우브 밸브 KR930008515B1 (ko)

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