WO2018203730A2 - 개스킷용 실링부재 및 이를 포함하는 개스킷 - Google Patents

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WO2018203730A2
WO2018203730A2 PCT/KR2018/005227 KR2018005227W WO2018203730A2 WO 2018203730 A2 WO2018203730 A2 WO 2018203730A2 KR 2018005227 W KR2018005227 W KR 2018005227W WO 2018203730 A2 WO2018203730 A2 WO 2018203730A2
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sealing member
layer
gasket
groove
sealing
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PCT/KR2018/005227
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Inventor
이종철
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주식회사 국일인토트
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Priority to US16/610,394 priority patent/US11060612B2/en
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/02—Sealings between relatively-stationary surfaces
    • F16J15/06—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces

Definitions

  • the present invention relates to a sealing member used in a gasket provided between pipe flanges to prevent leakage, and a gasket including the same.
  • the gasket is a generic term for a static seal that is fastened by bolts to fixed joint surfaces such as pressure vessels, pipe flanges, and joint surfaces of mechanical devices, and prevents leakage. Various types of shapes, materials, etc. are used accordingly.
  • the generic term for the dynamic seal used in the moving part is called packing.
  • O-ring used for fixing
  • O-ring gasket In case of use, even the same o-ring is called O-ring packing.
  • these names are standardized but not strictly used.
  • FIG. 1 is a diagram showing one use aspect in which a general gasket is used.
  • the gasket 100 is installed between the joint surfaces between the pipe flanges 200, the gasket 100 is installed so as to prevent the outflow of the fluid flowing in the pipeline.
  • the bolt 400 is inserted into the opening of the pipe flange 200 so that the joint surface of the pipe flange 200 does not open, and both sides of the bolt are connected to the nut 300. Tightened).
  • the metal washer 610 and the insulating washer 620 may be first coupled.
  • the bolt 300 inserted into the opening of the pipe flange 200 may be inserted into the pipe flange 200 by being inserted into the insulating sleeve 500.
  • Patent document 1 Korean Unexamined Patent Publication No. 10-2016-0059388 (published on May 26, 2016) discloses a gasket having a sealing member that prevents leakage in double even under vacuum and high pressure conditions.
  • FIGS. 2 and 3 are a perspective view and a cross-sectional view showing a second embodiment of the patent document 1 above.
  • Patent Document 1 a first layer 210 and a second layer 220 of an insulating material disposed on the upper and lower surfaces of the metal layer in the same shape as the center layer are formed. Equipped.
  • the first groove portion and the second groove portion are formed through the first layer 210 and the second layer 220 to the center layer 100, respectively, than the first groove portion and the second groove portion
  • a third groove portion and a fourth groove portion are formed in the first layer 210 and the second layer 220, respectively, away from the gasket center.
  • Each of the first and second grooves has a trapezoidal first sealing member 410 and a second sealing member 420 open in a gasket center direction to prevent leakage.
  • 510 and second spring 520 are inserted, respectively.
  • a third sealing member 610 and a fourth sealing member 610 which are metal O-ring members, are inserted into the third groove portion and the fourth groove portion in order to prevent leakage.
  • the sealing member shown in Patent Document 1 in particular, the third and fourth sealing member, the only function is to insert the O-ring in the third and fourth grooves to provide a variable function that can adjust the sealing degree according to the leaked fluid itself Since it does not have, there is a problem that the sealing effect is not large. Furthermore, since patent document 1 does not describe the Example or structure applicable in the high temperature environment where an insulating material can melt
  • an object of the present invention is to propose a structure that can be electrically insulated between flanges while using a metal sealing member.
  • the present invention aims at improving the durability of the gasket itself in a high temperature environment and at the same time reducing the durability of the product due to wear between the gasket and the flange.
  • the present invention is a band-shaped sealing member having an inner end of the C ring portion opened in the inner direction, the C ring portion is made of a material having a restoring force and provides a sealing member that can be opened or retracted.
  • the present invention is an insulating gasket comprising a first layer and a second layer provided on the upper and lower surfaces of the center layer and the center layer, respectively, the first groove portion and the second groove portion provided in the first layer and the second layer, respectively
  • a sealing member according to any one of claims 1 to 7.
  • a gasket having a superior sealing effect can be provided through a sealing member having a C-ring shape or an O-ring shape different from the conventional sealing member structure.
  • the gasket including the sealing member according to the present invention has an effect that the galvano corrosion does not occur because it is electrically insulated.
  • the durability of the gasket itself can be improved in a high temperature environment, and the degradation of product durability due to wear between the gasket and the flange can be reduced.
  • FIG. 1 is a diagram showing one use aspect in which a general gasket is used.
  • FIGS. 2 and 3 are a perspective view and a cross-sectional view showing a gasket shown in Patent Document 1 above.
  • FIGS. 4 and 5 are a cross-sectional view and a cross-sectional view of the gasket provided with the first and second sealing members according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a view showing a first sealing member according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a view showing another form of the first sealing member according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view and a cross-sectional view of the gasket provided with the third and fourth sealing members according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a view showing a third sealing member according to a second embodiment of the present invention.
  • 11 and 12 are views showing a modified embodiment of the gasket according to the second embodiment of the present invention and a cross-sectional view thereof.
  • FIG. 13 is a view illustrating the third sealing member illustrated in FIGS. 11 and 12.
  • FIG. 14 is a view showing a third sealing member used in another modified embodiment of the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 and 16 show a gasket according to a third embodiment of the present invention for use in a high temperature environment and a cross-sectional view thereof.
  • FIG. 17 and 18 show a gasket according to a fourth embodiment of the present invention for use in a high temperature environment and a cross sectional view thereof.
  • 19 and 20 are views showing a modified embodiment of the third embodiment of the present invention and sectional views thereof.
  • 21 and 22 are views showing a further modified embodiment of the third embodiment of the present invention and its sectional view.
  • 23 and 24 are a perspective view and a cross-sectional view of the gasket provided with a sealing member having a sealing portion of the V-shaped spiral wound according to the present invention.
  • FIG. 25 is an enlarged cross-sectional view of a sealing member of a gasket according to the fifth embodiment of FIG. 23 and FIG. 24.
  • 26 and 27 are cross-sectional views of sealing members according to sixth and seventh embodiments.
  • 28 ⁇ a> to 28 ⁇ c> show still another embodiment of the sealing member according to the fifth embodiment to the seventh embodiment, respectively.
  • 29 ⁇ a> to 29 ⁇ c> are sectional views of the gasket provided with the sealing member provided with the sealing part of the W type spiral wound respectively concerning 5th-7th embodiment.
  • 30 to 32 are cross-sectional views of the gasket to which the sealing members of the fifth to seventh embodiments are applied.
  • a band-shaped sealing member having an inner end of the C-ring part 410 opened in the inner direction, wherein the C-ring part 410 is made of a material having a restoring force and can be opened or retracted. to provide.
  • inner means a direction toward the central axis in the band-shaped component
  • outer means a direction away from the central axis.
  • upper means an upward direction on the drawing
  • lower means a downward direction on the drawing.
  • FIG. 4 shows an overall perspective view of the gasket according to the first embodiment
  • FIG. 5 shows a cross section of the gasket of FIG. 4.
  • the gasket according to the first embodiment of the present invention has a first layer 21 and a second layer 22 having the same shape as the center layer on the upper and lower surfaces with the center of the disc-shaped central layer 10 opened. Equipped.
  • the first groove part 310 and the second groove part 320 are provided on the first layer 21 and the second layer 22, respectively, and the first layer 21 and the second layer, respectively.
  • a part of the center layer 10 is formed through the 22. However, it does not penetrate to the center layer 10.
  • the center layer 10 is made of metal and the first layer 21 and the second layer 22 are electrically insulating materials.
  • the center layer 10 is an electrically insulating material and the first layer 21 and the second layer 22 may be made of a metal material.
  • the first sealing member 41 and the second sealing member 42 are provided and disposed in the first groove 310 and the second groove 320, respectively, so that the fluid leaking from the flange does not go outward in the outward direction. It serves to seal.
  • the first sealing member 41 and the second sealing member 42 are preferably formed of a metal material, but are not limited thereto. Since the first sealing member 41 and the second sealing member 42 have the same shape configuration provided in symmetrical manner, the first sealing member 41 will be described as a representative for convenience of description below.
  • FIG. 6 is an enlarged view of the right side of the cross section of the first sealing member 41 shown in FIG. 5, and as shown in FIG. 6, the left side is inward direction I toward the central axis and the right side is outward direction ( O).
  • the first sealing member 41 includes a C-ring portion 410 having a C-shaped cross section at an inner end (one end on the left side in the drawing).
  • the opening direction of the C ring part 410 may be opened in a direction toward the center of the gasket and in an inner direction (left direction in FIG. 5).
  • the C ring part 410 may be opened or pinched. More specifically, the upper end 4101 of the C-ring part may move upward. This is because if the fluid leaks and the leaked fluid enters the opening of the C ring part 410, the C ring part 410 opens and thus improves the sealing degree with the flange located at the upper side. This is to improve the sealing property using force.
  • the C ring part 410 in particular, the upper end 4101 of the C ring part 410 may be made of a material having a restoring force.
  • the C ring portion 410 is made of a material having only the upper end 4101 having a restoring force
  • the lower end 4102 may be configured not to move even if the fluid enters into the C ring portion. This is to restore the original shape even if the C-ring part, specifically the upper end of the C-ring shape is opened or retracted (raised or lowered) by applying force from the outside / inside, to maintain a continuous sealing effect.
  • such a feature may be referred to as a configuration for maintaining a sealing effect even in an environment where continuous vibration is applied.
  • a band-shaped spring portion 412 may be inserted into the open space of the C-ring portion 410 of the first sealing member 41.
  • the size of the spring portion 412 is preferably provided to fill the interior of the C ring portion 410, that is to contact the curved portion of the inner surface of the C ring portion.
  • the spring portion 412 is a configuration that helps the restoring force to maintain the shape of the C ring portion inside the C ring portion, and maintains the original shape to maintain the sealing effect even if an external force to change the C ring portion is applied, the spring It has a function of supporting the shape of the C ring portion by using the elastic force of. However, if the C ring portion 410, especially the upper end 4101 of the C ring portion is made of a material having sufficient restoring force by having an elastic force, the spring portion 412 may not be inserted.
  • the first wear resistant layer 413 may be further provided on the outer upper surface of the first sealing member 41.
  • the first wear-resistant layer 413 has a plate shape and a band shape in cross section, but is provided not only on the entire upper surface of the first sealing member 41 but on the side upper surface thereof. It is desirable to be. That is, it is preferable not to be provided at the upper end of the inner C ring part 410 but to be provided on the upper surface of the remaining part.
  • the first wear resistant layer 413 reduces the wear occurring in a high temperature environment between the first sealing member 41 and the flange, and at the same time additionally seals the fluid leaked from the C-ring shape.
  • the first wear resistant layer 413 may be made of a material having high durability even at high temperatures.
  • the outer upper surface of the first sealing member 41 may be provided in a wavy shape 415 having a rounded upper end.
  • the shape 415 is configured to improve the sealing property with the first wear resistant layer 413 and to prevent breakage.
  • the wavy shape 415 and the first wear resistant layer 413 are in contact with each other than the outer surface of the first wear resistant layer and the outer upper surface of the first sealing member are in contact with the face-to-face.
  • the treated wave shape has an effect of reducing damage to the first wear resistant layer 413.
  • a first inward cutting part 417 cut in an inward direction may be provided at an outer lower end of the first sealing member 41.
  • the first inwardly cutting part 417 may not physically contact the outer lower end of the first sealing member 41 and the center layer.
  • the first sealing member 41 and the center layer 10 are made of metal. Since there is a problem that galvanic corrosion may occur when physically contacted, the first inward cutting part 417 may be physically insulated from the first sealing member 41 and the center layer 10. .
  • the shape in which the first inwardly cut portion 417 is cut may be cut into a square shape (FIG. 6), or may be a shape cut away to be inclined at an outer lower end (FIG. 7), but is not limited thereto. It includes all the cutting shape that can physically insulate between the outer lower end of the first sealing member 41 and the center layer (10).
  • the inner wall 311 of the first groove portion 310 to physically insulate the inner bottom of the first sealing member 41 and the center layer 10.
  • Inner ends of the first sealing member 410 may be spaced at a predetermined interval.
  • the horizontal width of the cross section of the first sealing member 410 should be smaller than the horizontal width of the cross section of the first groove 310.
  • the one end of the inner space is spaced apart from the inner wall 311 of the first groove portion at a predetermined interval to improve the sealing property by pressing the flange upward more effectively by the pressure of the leaked fluid. It can be effective.
  • a bottom surface of the first sealing member 41 is provided with a first bottom insulating layer 419 to electrically insulate between the first sealing member 41 made of metal and the center layer 10 made of metal.
  • the material of the first bottom insulating layer may be, for example, an electrical insulating material.
  • FIG. 8 and 9 show a second embodiment of the gasket according to the present invention
  • FIG. 10 shows a third sealing member 51.
  • the fourth sealing member 52 is symmetrically formed with the third sealing member 51, and thus description thereof will be omitted.
  • the components substantially overlapping with the first embodiment have similar reference numerals, and the wave shape is 515, the first wear resistant layer is 513, the first inward cutting portion is 517, and the first bottom insulating layer is 519. It has been changed and shown.
  • the strip-shaped third sealing member 51 has a strip-shaped O-ring 510 inside.
  • the O-ring 510 is preferably a metal tube O-ring to maintain a sealing effect even in a high temperature environment. Since the O-ring 510 is provided on the inside, leakage occurs from the center to seal the fluid leaked into the first groove 310 to increase the vertical sealing property with the flange.
  • the core spring portion 512 is provided inside the O-ring 510 to have a restoring force restored to its original shape even when the shape is deformed by an external force.
  • the third sealing member 51 may include an accommodation part 511 that accommodates and supports the O-ring 510 at one inner end thereof. This is a configuration for guiding the position of the O-ring when installing the O-ring 510 and so that the O-ring does not deviate from the desired position.
  • the O-ring receiving part 511 according to the present invention may be configured in various shapes.
  • 10 to 14 are views illustrating examples of the O-ring accommodating parts of various shapes.
  • the accommodating part may include a bottom part 5112 that supports the O-ring 510 from the lower side at an inner lower end thereof.
  • the inner shape of the third sealing member 51 has a “ ⁇ ” shape when viewed in its overall shape.
  • a first inward cutting portion 517 is provided at an outer lower end of the third sealing member 51 to electrically insulate the central layer 10.
  • the inner wall 311 of the first groove 310 and the inner end of the third sealing member 51 May be spaced apart by a predetermined interval.
  • the horizontal width of the cross section of the third sealing member 51 should be smaller than the horizontal width of the cross section of the first groove 310.
  • FIGS. 11 and 12 show a perspective view and a sectional view of yet another embodiment of a gasket according to the second embodiment
  • FIG. 13 shows the third sealing member shown in FIGS. 11 and 12.
  • the third sealing member shown in FIG. 10 has a cross section inside thereof. O-ring receiving portion having a '' shape and the O-ring 510 is accommodated inside the "C" shape.
  • FIG. 14 illustrates another type of third sealing member different from that of FIG. 13.
  • the receiving part 511 of the third sealing member illustrated in FIG. 14 may have a “U” shape in cross section.
  • the cross section of the receptacle is “ In the case of the ”or“ U ”shape, the O-ring is easily accommodated therein, thereby increasing the convenience of installation.
  • the left and right widths of the third sealing member 51 are configured to be the same as the left and right widths of the first groove 310.
  • the first outward cutting portion 518 is formed at the inner lower end of the third sealing member 51, and as described in the first embodiment, the third sealing member 51 and the center layer (which are made of metal) are formed. 10) for physical separation.
  • FIGS. 15 to 22 a third embodiment and a fourth embodiment of a gasket capable of maintaining a sealing effect under a high temperature environment will be described with reference to FIGS. 15 to 22.
  • FIG. 15 is a perspective view of a gasket according to the third embodiment of the present invention
  • FIG. 16 is a cross-sectional view of the gasket of FIG. 15.
  • 17 is a perspective view of a gasket according to a fourth embodiment of the present invention
  • FIG. 18 is a cross-sectional view of the gasket of FIG. 17.
  • sealing member 15 and 16 is basically the same as the first sealing member 41 of the first embodiment, and the fourth sealing member of FIG. 17 and FIG. Since the sealing member (sealing member having an O-ring) used in the embodiment is basically the same as the third sealing member 51 of the second embodiment, the description will be mainly focused on other differences.
  • the center layer 10 of the third and fourth embodiments is made of an insulating material, unlike in the first and second embodiments, which were metal materials.
  • the first layer 21 and the second layer 22 provided on the upper and lower surfaces of the center layer 10 of the insulating material are provided with a metal material. This is to avoid exposing the insulation material having low heat resistance to the outside in a high temperature environment.
  • the first groove part 310 and the second groove part into which the first and second sealing members 41 and 42 and the third and fourth sealing members 51 and 52 are inserted are inserted.
  • 320 is not formed through the first layer 21 and the second layer 22, but is formed in the first and second layers.
  • the cutting portion or the second embodiment described in the first and second embodiments is described. 1 It is not necessary to include the bottom insulation layer, which saves processing cost and parts cost.
  • FIGS. 15 and 16 are modified embodiments of the third embodiment shown in FIGS. 15 and 16, wherein a first bottom insulating layer 419 is formed under the bottom of the first sealing member 41, and the first sealing member ( The bottom of 41 is formed into a wavy shape 426 with a rounded bottom.
  • the first bottom insulating layer 419 is made of a material having high heat resistance. desirable.
  • 21 and 22 are further modified embodiments of the third embodiment shown in FIGS. 15 and 16, the upper side of which is rounded on the bottom 313 of the first groove 310 for the same purpose as in FIGS. 19 and 20.
  • FIG. 23 shows an overall perspective view of the gasket of the fifth embodiment according to the present invention
  • FIG. 24 shows a cross section of the gasket of FIG.
  • the gasket according to the fourth embodiment of the present invention has a first layer having the same shape as the center layer on the upper and lower surfaces with the center of the disc-shaped center layer 10 having the same center as the gasket according to the first embodiment.
  • 21 and the second layer 22, and the first groove portion 310 and the second groove portion 320 are provided on the first layer 21 and the second layer 22, respectively.
  • the center layer 10 is made of metal, and the first layer 21 and the second layer 22 are electrically insulating materials.
  • the fifth sealing member 61 and the sixth sealing member 62 respectively correspond to the first sealing member 41 and the second sealing member 42 of the first embodiment so as to correspond to the first groove 310 and the second groove. It is provided and disposed inside the 320 and serves to seal the fluid leaking from the flange to the outside in the outward direction.
  • the fifth sealing member 61 and the sixth sealing member 62 are upper and lower sides. Since it is the structure of the same shape provided symmetrically, it demonstrates on behalf of the 5th sealing member 61 for convenience of description below.
  • FIG. 25 is an enlarged view of the right portion of the cross section of the fifth sealing member 61 illustrated in FIG. 24. As shown in FIG. 25, an inner side I toward the central axis and an outer side ( O).
  • the fifth sealing member 61 illustrated in FIG. 25 has a strip shape to be inserted into the strip-shaped first groove 310, and in order to increase the sealing effect, the height of the sealing member may be the first groove portion (or the second groove portion). It is preferred to be provided larger than the height.
  • the fifth sealing member 61 has a mounting groove 611 in which the sealing portion 610 to be described later is mounted.
  • Position of the mounting groove 611 may vary depending on the embodiment, as shown in Figure 26 and 27, the inner side of the sealing member (611a) is formed to be opened in the inward direction (Fig. 25), It is provided on the outer side of the sealing member (611b) is formed to open in the outward direction (Fig. 26), or may be provided (611c) in the center of the sealing member (Fig. 27).
  • Such a mounting groove may be formed by cutting a metal sealing member into a right angle shape. At this time, the height of the mounting groove 611 is provided to be smaller than the height of the sealing member, it is preferable that the bottom surface on which the sealing portion 610 is mounted as shown in FIG.
  • the sealing member 61 includes a sealing part 610 to seal the fluid flowing out from the inner direction to the outer direction.
  • the sealing portion 610 is a spiral wound (spiral) shape, it may have a high sealing effect inherent in spiral wound at high temperature and high pressure.
  • the spiral wound is formed by alternately winding a hoop and a filler, and the hoop is formed into a V shape 610v consisting of two mews and one valley, and the direction of the two mews of the hoop. Is characterized by facing the outer side of the gasket.
  • the filler may be formed of any one of graphite, ceramic, mica, or roughness thereof. That is, the filler may be made of a non-asbestos material.
  • the height of the sealing portion 610 is preferably provided larger than the height of the mounting groove 611.
  • the second wear resistant layer 613 may be further provided on the upper surface 615 of the fifth sealing member 61.
  • the second wear resistant layer 613 has a strip shape in a plate shape having a rectangular cross section, but is not provided on the entire upper surface of the fifth sealing member 61. It is preferable to be provided only in the upper surface.
  • the second wear resistant layer 613 is to further seal the leaked fluid while reducing wear occurring in a high temperature environment between the fifth sealing member 61 and the flange.
  • the graphite material is used as the second wear resistant layer 613, the second wear resistant layer 613 is durable even at a high temperature, and furthermore, an advantage of achieving electrical insulation between the flange and the sealing member is also achieved. have.
  • the outer upper surface 615 of the fifth sealing member 61 may be provided in a wavy shape 615a having a rounded upper end.
  • the shape 615a is configured to improve the sealing property with the second wear resistant layer 613 and to prevent breakage.
  • the wavy shape 615a and the second wear resistant layer 613 come into contact with each other more than the outer top surfaces of the second wear resistant layer 613 and the fifth sealing member 61 come into contact with the face-to-face, thereby providing improved sealing performance.
  • the wavy shape of which the top is rounded may reduce the damage of the second wear resistant layer 613.
  • the fifth sealing member 61 may further include a third wear resistant layer 614 on the upper side and the lower side of the sealing part 610. This is similar to the second wear-resistant layer 613 described above, and is provided to reduce the wear between the top of the sealing portion 610 and the flange, and between the bottom of the sealing portion 610 and the bottom of the mounting groove of the sealing member. do.
  • the third wear resistant layer 614 when the third wear resistant layer 614 is provided at the top and the bottom of the sealing portion 610, the third wear resistant layer 614 of the third wear resistant layer 614 positioned at the top of the sealing portion 610 may be used.
  • the height in the vertical direction may be higher than that of the second wear resistant layer 613.
  • a second inward cutting part 617a cut in an inward direction may be provided at an outer lower end of the fifth sealing member 61.
  • the inwardly cutting part 617a does not physically contact the outer lower end of the fifth sealing member 61 and the center layer 10.
  • the fifth sealing member 61 and the center layer 10 are made of metal. Since there is a problem that galvanic corrosion may occur when physically contacted, the inward cutting part 617 may be physically insulated from the fifth sealing member 61 and the center layer 10.
  • the shape in which the second inwardly cut portion 617a is cut may be cut into a square shape, or may be a shape cut to be inclined at an outer lower end, but is not limited to this shape, and the shape of the fifth sealing member 61 may be It includes all cutting shapes that can physically insulate between the outer bottom and the center layer 10.
  • the first groove 310 may be formed.
  • An inner end of the inner wall 311 and the fifth sealing member 61 may be spaced at a predetermined interval.
  • the left and right widths of the cross section of the fifth sealing member 61 should be smaller than the left and right widths of the cross section of the first groove portion 310.
  • the inner one end is spaced apart from the inner wall 311 of the first groove portion at a predetermined interval, and the inner lower end of the fifth sealing member 61 made of metal is electrically insulated from the center layer 10. At the same time, it is possible to exert an effect of increasing the sealing property of the sealing part 610 by the pressure of the leaked fluid.
  • the bottom surface of the fifth sealing member 61 is provided with a second bottom insulating layer 619 to electrically insulate between the fifth sealing member 61 made of metal and the center layer 10 made of metal.
  • the bottom insulating layer may be formed of an electrical insulating material, similarly to the first bottom insulating layer 419.
  • 26 and 27 show a sixth embodiment and a seventh embodiment of the gasket according to the present invention. In order to avoid overlapping description, only the differences from the fifth sealing member 61 of the fifth embodiment described with reference to FIG. 25 will be described.
  • FIG. 26 illustrates a sixth embodiment in which the left and right sides of the fifth sealing member shown in FIG. 25 are symmetrically formed.
  • the mounting groove 611b shown in FIG. 26 is provided on the outside of the fifth sealing member. It is formed to open in the direction (O).
  • the basic configuration corresponds to that described with reference to FIG. 25, but unlike FIG. 25, a second outwardly cut portion 617b cut outwardly is provided at an inner lower end thereof to be electrically insulated from the center layer.
  • the inner upper end is provided in a wavy shape 615b with a rounded upper side.
  • FIG. 27 is a view illustrating a seventh embodiment in which the fifth sealing member illustrated in FIGS. 25 and 26 is coupled, and the mounting groove 611c illustrated in FIG. 26 is provided at the center of the fifth sealing member and has a cross section.
  • the basic configuration corresponds to those described with reference to FIGS. 25 and 26, but unlike the FIGS. 25 and 26, the second outwardly cut portion 617b and the second inwardly cut portion which are cut outwardly and inwardly on both the outer lower end and the inner lower end, respectively.
  • Both parts 617a are provided so that both inner and outer sides are electrically insulated from the center layer. Since both sides are insulated from the center layer, unlike the fifth embodiment shown in FIG.
  • the width of the fifth sealing member according to the seventh embodiment may be the same as that of the first groove 310.
  • the sealing member according to FIG. 27 preferably has both a wavy shape 615b of the upper inner side and a wavy shape 615a of the outer upper end.
  • the seventh exemplary embodiment of FIG. 27 combines the advantages of the fifth and sixth exemplary embodiments, and may maximize the sealing effect because the doubled fluid may be sealed.
  • 29A to 29C are sealing members each having a W-type spiral wound sealing portion 610w instead of a V-type spiral wound sealing portion in the fifth to seventh embodiments of FIGS. 25 to 27, respectively. Another embodiment of the figure is shown.
  • FIG. 30 is a cross-sectional view of the gasket to which the embodiment of the fifth sealing member shown in FIG. 25 is applied, and FIGS. 31 and 32 show embodiments of the sealing member shown in FIGS. 26 and 27, respectively.
  • FIGS. 31 and 32 show embodiments of the sealing member shown in FIGS. 26 and 27, respectively.
  • the material of the center layer 10 of the embodiment shown in FIGS. 30 to 32 is provided with an insulating material, as described above.
  • the first layer 21 and the second layer 22 provided on the upper and lower surfaces of the center layer 10 of the insulating material are provided with a metal material. This is to avoid exposing the insulation material having low heat resistance to the outside in a high temperature environment.
  • the first groove 310 and the second groove 320 into which the fifth and sixth sealing members 61 and 62 are inserted are different from those in the above-described embodiment. Since the first layer and the second layer are insulated by the center layer of the insulating material, the first layer and the second layer are not formed through the first layer 21 and the second layer 22, but are formed in the first layer and the second layer.
  • a gasket having a superior sealing effect can be provided through a sealing member having a C-ring shape or an O-ring shape different from the conventional sealing member structure.
  • the gasket including the sealing member according to the present invention has an effect that the galvano corrosion does not occur because it is electrically insulated.
  • the durability of the gasket itself can be improved in a high temperature environment, and the degradation of product durability due to wear between the gasket and the flange can be reduced.

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Abstract

본 발명은 관 플랜지(flange) 사이에 구비되어 누설을 방지하는 개스킷(gasket)에 관한 것이다.

Description

개스킷용 실링부재 및 이를 포함하는 개스킷
본 발명은 관 플랜지(flange) 사이에 구비되어 누설을 방지하는 개스킷(gasket)에 사용되는 실링부재 및 이를 포함하는 개스킷에 관한 것이다.
개스킷은 압력용기, 관 플랜지, 기계기구의 접합 면 등의 고정 접합 면에 볼트 등으로 체결되어 누설을 방지하는 정적 실(seal)의 총칭으로 작동하는 유체의 종류, 압력, 온도 등의 사용상태에 따라 여러 종류의 형상, 재질 등이 사용된다. 이와는 상대적으로 운동부에 사용되는 동적 실의 총칭을 패킹(packing)이라 부르고 있다.
이러한 용어는 같은 종류의 실이라 할지라도 사용하는 장소에 따라 그 사용하는 명칭이 달라 지게 되는데, 예를 들어 고정용으로 사용되는 O 링(오 링, O ring)의 경우 오 링 개스킷 이라고 부르며, 운동용으로 사용되는 경우 같은 오 링 일지라도 오 링 패킹으로 불리우고 있다. 그러나 이러한 명칭은 규격화되어 있지만 엄격하게 사용되고 있지는 않다.
도 1은 일반적인 개스킷이 사용되는 일 사용 태양을 보여주는 도면이다. 개스킷(100)은 관 플랜지(200) 사이의 접합 면 사이에 설치되며, 이렇게 설치된 개스킷(100)은 관로 내부에 흐르는 유체의 외부 유출은 방지하는 역할을 수행한다. 개스킷(100)이 관 플랜지(200)에 장착된 이후에는 관 플랜지(200)의 접합 면이 벌어지지 않도록, 관 플랜지(200)의 개구부에 볼트(400)를 넣고, 볼트의 양측을 너트(300)로 조이게 된다. 볼트(400)에 너트(300)를 결합하기 전에 메탈 워셔(610)과 절연 워셔(620)가 먼저 결합될 수 있다. 그리고, 관 플랜지(200)의 개구부에 삽입되는 볼트(300)는 절연 슬리브(500) 내부에 끼워져서 관 플랜지(200)에 삽입될 수도 있다.
특허문헌 1(대한민국 공개특허공보 10-2016-0059388 (2016.05.26 공개))은 진공 및 고압의 조건에서도 2중으로 누설을 방지하는 실링 부재를 구비하는 개스킷이 개시되어 있다.
도 2 및 도 3은 위 특허문헌 1의 제2 실시예를 나타낸 사시도 및 단면도이다.
특허문헌 1의 도시된 개스킷 발명은 금속 재질의 중심층(100), 중심층의 상면 및 하면에 중심층과 동일한 형상으로 배치되는 절연 재질의 제1층(210) 및 제2층(220)을 구비한다. 또한, 특허문헌 1에는 제1 홈부 및 제2 홈부가 각각 제1층(210) 및 제2층(220)을 관통하여 중심층(100)까지 형성되어 있고, 상기 제1홈부 및 제2홈부보다 개스킷 중심으로부터 먼쪽에 제3홈부 및 제4홈부가 각각 제1층(210) 및 제2층(220)에 형성되어 있다.
상기 제1홈부 및 제2홈부에는 각각 누설을 방지하기 위한 사다리꼴 형상의 제1 실링부재(410)와 제2실링부재(420)가 내부에 개스킷 중심 방향으로 개구되어 있고 상기 개구 내에 제1 스프링(510) 및 제2 스프링(520)이 각각 삽입되어 있다. 추가적으로, 상기 제3홈부 및 제4홈부에는 2중으로 누설을 방지하기 위하여 금속 재질의 오링(O-ring) 부재인 제3 실링부재(610) 및 제4 실링부재(610)가 삽입되어 있다.
하지만, 특허문헌 1에 도시된 실링부재, 특히 제3 및 제4 실링부재의 경우, 제3 및 제4 홈부에 오링을 삽입하는 것일뿐 누설되는 유체에 따라 밀폐도를 스스로 조절할 수 있는 가변 기능을 가지고 있지 않기 때문에, 실링 효과가 크지 않다는 문제점이 있다. 더 나아가, 특허문헌 1에는 절연 재질이 녹을 수 있는 고온 환경에서 적용 가능한 실시예나 구조를 기재하고 있지 않기 때문에, 고온 환경에서 실링 목적을 달성할 수 없다는 문제점이 있다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
대한민국 공개특허공보 10-2016-0059388 (2016.05.26 공개)
본 발명은 진공 및 고압의 환경에서도 플랜지 접합부 상의 누설을 보다 효과적으로 방지하는 새로운 구조의 실링 부재를 포함하는 개스킷을 제안하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 금속 재질의 실링 부재를 사용하면서도 플랜지 사이가 전기적으로 절연될 수 있는 구조를 제안하는 것을 목적으로 한다.
더 나아가 본 발명은 고온의 환경에서 개스킷 자체의 내구성을 향상시킴과 동시에, 개스킷과 플랜지 사이의 마모에 의한 제품 내구도 저하를 줄이는 것을 그 목적으로 한다.
이를 위해, 본 발명은 내측 방향으로 개구된 C링부를 내측 일단에 구비하는 띠 형상의 실링부재로서, C링부는 복원력을 가지는 재질로 이루어지고 벌어지거나 오므려질 수 있는 실링부재를 제공한다.
또한, 본 발명은 중심층 및 중심층의 상면 및 하면에 각각 구비되는 제1층 및 제2층을 포함하는 절연 개스킷으로서, 제1층 및 제2층에 각각 구비되는 제1 홈부 및 제2 홈부에, 상기 제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 따른 실링부재를 제공한다.
본 발명에 따르면 종래의 실링부재 구조와는 상이한 C링 형상 또는 O링 형상을 가지는 실링부재를 통해서 보다 뛰어난 밀폐 효과를 가지는 개스킷을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 실링부재를 포함하는 개스킷은 전기적으로 절연되어 갈바노 부식이 발생하지 않는 효과를 가진다.
더 나아가 본 발명에 따르면 고온의 환경에서 개스킷 자체의 내구성을 향상시킬 수 있고, 개스킷과 플랜지 사이의 마모에 의한 제품 내구도 저하를 줄일 수 있다.
도 1은 일반적인 개스킷이 사용되는 일 사용 태양을 보여주는 도면이다.
도 2 및 도 3은 위 특허문헌 1에 도시된 개스킷을 나타낸 사시도 및 단면도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 제1및 제2 실링부재를 구비한 개스킷의 단면도 및 그 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 제1실링부재를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 제1 실링부재의 또 다른 형태를 도시한 도면이다.
도 8 도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 제3및 제4 실링부재를 구비한 개스킷의 단면도 및 그 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 제3실링부재를 도시한 도면이다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 개스킷의 변형 실시예를 도시한 도면 및 그 단면도이다.
도 13은 도 11 및 도 12에 도시된 제3 실링부재를 도시한 도면이다.
도 14는 본 발명의 제2 실시예의 또 다른 변형 실시예에 사용되는 제3 실링부재를 도시한 도면이다.
도 15 및 도 16은 고온 환경에서 사용되는 본 발명의 제3 실시예에 따른 개스킷을 도시한 도면 및 그 단면도이다.
도 17및 도 18은 고온 환경에서 사용되는 본 발명의 제4 실시예에 따른 개스킷을 도시한 도면 및 그 단면도이다.
도 19 및 도 20은 본 발명의 제3 실시예의 변형 실시예를 도시한 도면 및 그 단면도이다.
도 21 및 도 22는 본 발명의 제3 실시예의 또 다른 변형 실시예를 도시한 도면 및 그 단면도이다.
도 23 및 도 24는 본 발명에 따른 V형 스파이럴 와운드의 실링부를 구비하는 실링부재를 구비한 개스킷의 사시도 및 그 단면도이다.
도 25는 도 23 및 도 24에 도시된 제5 실시예에 따른 개스킷의 실링부재의 단면을 확대하여 도시한 도면이다.
도 26 및 도 27은 제6 실시예 및 제7 실시예에 따른 실링부재의 단면을 도시한 도면이다.
도 28<a> 내지 도28<c>는 각각 제5 실시예 내지 제7 실시예에에 따른 실링부재의 또 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 29<a> 내지 도 29<c>는 각각 제5 실시예 내지 제7 실시예에에 따른 W형 스파이럴 와운드의 실링부를 구비하는 실링부재를 구비하는 개스킷의 단면도이다.
도 30 내지 도 32는 제5 실시예 내지 제7 실시예의 실링부재가 적용된 개스킷의 단면도이다.
내측 방향으로 개구된 C링부(410)를 내측 일단에 구비하는 띠 형상의 실링부재로서, 상기 C링부(410)는 복원력을 가지는 재질로 이루어지고 벌어지거나 오므려질 수 있는 것을 특징으로 하는 실링부재를 제공한다.
본 발명의 설명에 앞서, 원판 형상의 개스킷 구조의 특성 상, 설명의 편의 및 도면과 설명 사이의 일치를 위하여 개스킷의 일 단면을 전재로 설명한다. 하지만, 중심 부분이 개구되어 있는 원판 형상의 개스킷의 특성 상, 당업자라면 도면 및 설명을 참조하여 각각의 구성의 단면에 대한 설명만으로도 각 구성이 띠 형상으로 구비되고 이를 기초로 원판 형상의 전체적인 개스킷의 형상과 특징을 이해할 수 있다. 또한, 중복 설명을 피하기 위하여, 종래기술과 겹치는 내용에 대해서는 생략하고 본 발명의 특징을 중심으로 설명한다.
본 설명에서 “내측”이란 띠 형상을 가지는 구성요소에서 중심축을 향하는 방향을 의미하고, “외측”이란 중심축에서 멀어지는 방향을 의미한다. 또한, “상측”이란 도면 상에서 위쪽 방향을 의미하고, “하측”이란 도면 상에서 아래쪽 방향을 의미한다.
이하 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 개스킷의 제1 실시예을 설명하고, 도 6을 참조하여 상기 제1실시예에 따른 개스킷에 사용되는 제1 및 제2 실링부재(41, 42)를 설명한다.
도 4는 제1 실시예에 따른 개스킷의 전체적인 사시도를 도시한 것이며 도 5는 도 4의 개스킷의 단면을 도시한 것이다. 본 발명의 제1 실시예에 따른 개스킷은 중심이 개구된 원판 형상의 중심층(10)을 중심으로 상면 및 하면에 중심층과 동일한 형상의 제1층(21) 및 제2층(22)을 구비한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 제1층(21) 및 제2층(22) 상에는 제1 홈부(310) 및 제2홈부(320)가 구비되고, 각각 제1층(21) 및 제2층(22)을 관통하여 중심층(10)의 일부까지 형성되어 있다. 단, 중심층(10)까지 관통하여 형성되지는 않는다. 제1실시예에서 중심층(10)은 금속 재질이고 제1층(21) 및 제2층(22)은 전기적 절연 재질이다. 한편, 후술하게 되는 고온용 개스킷의 경우, 반대로 중심층(10)은 전기적 절연 재질이고 제1 층(21) 및 제2층(22)은 금속재질로 이루어질 수 있다.
제1 실링부재(41) 및 제2 실링부재(42)는 각각 상기 제1홈부(310) 및 제2 홈부(320) 내부에 구비 및 배치되어 플랜지에서 누출되는 유체가 외측 방향으로 외부로 나가지 못하도록 밀폐하는 역할을 한다. 제1 실링부재(41) 및 제2실링부재(42)는 금속재질로 형성되는 것이 바람직하지만 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 실링부재(41) 및 제2실링부재(42)는 상하측 대칭으로 구비되는 동일한 형상의 구성이기 때문에 이하 설명의 편의를 위하여 제1실링부재(41)를 대표로 하여 설명한다.
이하 도 6을 참조하여 제1 실시예에 따른 제1 실링부재(41)의 구성 및 기능을 상세히 설명한다. 도 6은 도 5에 도시된 제1 실링부재(41)의 단면 중 우측 부분을 확대 도시한 것으로서, 도 6을 기준으로 볼 때, 좌측이 중심축을 향하는 내측 방향(I), 우측이 외측 방향(O)이다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 제1실링부재(41)는 단면이 C자 형상을 가지는 C링부(410)를 내측 일단(도면 상의 좌측 일단)에 구비한다. C링부(410)의 개구 방향은 개스킷의 중심을 향하는 방향, 내측 방향(도 5에서는 좌측 방향)으로 개구될 수 있다.
상기 C링부(410)는 벌어지거나 오므려질 수 있다. 보다 구체적으로 상기 C링부의 상단(4101)이 상측 방향으로 이동할 수 있다. 이는 만약 유체가 누출되어 C링부(410)의 개구 내로 상기 누출된 유체가 들어가는 경우, C링부(410)가 벌어지면서 상측에 위치하는 플랜지와의 밀폐도를 보다 높여주기 때문에, 유출되는 유체가 가하는 힘을 이용하여 오히려 밀폐성을 향상시키기 위함이다.
바람직한 제1 실시예로 상기 C링부(410), 특히 C링부(410)의 상단(4101)는 복원력을 가지는 재질로 이루어질 수 있다. 보다 바람직한 실시예로, 상기 C링부(410)은 상단(4101)만이 복원력을 가지는 재질로 이루어지고, 하단(4102)은 C링부의 내부로 유체가 들어가더라도 움직이지 않도록 구성될 수 있다. 이는 외부/내부로부터 힘이 가해져 C링부, 구체적으로 C링 형상의 상단이 벌어지거나 오므려지더라도 (올라가거나 내려가더라도) 다시 본래의 형상으로 복원되어 지속적인 밀폐 효과를 유지하기 위함이다. 특히, 이러한 특징은 지속적인 진동이 가해지는 환경에서도 밀폐 효과를 유지하기 위한 구성이라 할 수 있다.
보다 바람직한 제1 실시예로서, 제1 실링부재(41)의 C링부(410)의 개구된 공간의 내부에는 띠 형상의 스프링부(412)이 삽입될 수 있다. 스프링부(412)의 크기는 C링부(410)의 내부를 채우도록, 즉 C링부의 내면 중 곡면 부분과 접하도록 구비되는 것이 바람직하다. 스프링부(412)은 C링부의 내부에서 C링부의 형상을 유지시켜주는 복원력을 도와주는 구성으로서, C링부를 변화시키는 외부 힘이 가해지더라도 본래의 형상을 유지하여 밀폐 효과를 유지할 수 있도록, 스프링의 탄성력을 이용하여 C링부의 형상을 지지하는 기능을 가진다. 단, C링부(410), 특히 C링부의 상단(4101)이 탄성력을 가짐으로써 복원력이 충분한 재질로 이루어진다면, 스프링부(412)을 삽입하지 않아도 좋다.
바람직한 제1 실시예에 따르면, 제1 내마모층(413)이 제1 실링부재(41)의 외측 상면 상에 더 구비될 수 있다. 도 6의 우측 상단에서 도시되는 바와 같이, 제1 내마모층(413)은 단면이 판 형상을 가지고 띠 형상을 가지되, 제1 실링부재(41) 상면 전체에 구비되는 것이 아니라 측 상면에만 구비되는 것이 바람직하다. 즉, 내측의 C링부(410)의 상단에는 구비되지 않고 나머지 부분의 상면에 구비되는 것이 바람직하다. 제1 내마모층(413)은 제1실링부재(41)와 플랜지 사이에 고온 환경에서 발생하는 마모를 줄이면서 동시에 상기 C링 형상에서 누출된 유체를 추가적으로 밀폐하기 위한 것이다. 제1 내마모층(413)은 고온에서도 내구성이 높은 재질을 사용할 수도 있다.
보다 바람직한 제1 실시예로서, 제1실링부재(41)의 외측 상면은 상단이 라운딩 처리된 물결 형상(415)으로 구비될 수 있다. 이 형상(415)은 제1 내마모층(413)과의 밀폐성을 향상시킴과 동시에 파손을 방지하기 위한 구성이다. 제1 내마모층과 제1 실링부재의 외측 상면이 면대 면으로 접촉하는 것보다 물결 형상(415)과 제1 내마모층(413)이 접촉하는 것으로 보다 향상된 밀폐성을 발휘할 수 있고, 상단이 라운딩 처리된 물결 형상이 제1 내마모층(413)의 손상을 줄일 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 제1 실시예로서, 제1실링부재(41)의 외측 하단에는 내측 방향으로 절삭된 제1 내향 절삭부(417)가 구비될 수 있다. 상기 제1 내향 절삭부(417)는 제1실링부재(41)의 외측 하단과 중심층을 물리적으로 접촉하지 않도록 한다. 본 제1 실시예에서 제1실링부재(41)가 삽입되는 제1홈부(310)은 중심층(10)까지 형성되어 있고 제1실링부재(41) 및 중심층(10)은 금속 재질이기 때문에 물리적으로 접촉하는 경우 갈바노 부식이 발생할 수 있는 문제점이 있기 때문에, 이와 같은 제1 내향 절삭부(417)를 구비함으로써 제1 실링부재(41)와 중심층(10)을 물리적으로 절연할 수 있다. 상기 제1 내향 절삭부(417)가 절삭된 형상은 단면이 사각 형상으로 절삭될 수도 있고(도 6), 외측 하단에서 경사지도록 깍인 형상(도 7)일 수 있지만, 이러한 형상으로 한정되지 않으며, 제1실링부재(41)의 외측 하단과 중심층(10) 사이를 물리적으로 절연할 수 있는 모든 절삭 형상을 포함한다.
본 발명의 제1 실시예의 또 다른 실시예로서, 상기 제1 실링부재(41)의 내측 하단과 중심층(10)을 물리적으로 절연시키기 위하여, 상기 제1 홈부(310)의 내측벽(311)과 상기 제1 실링부재(410)의 내측 일단은 소정의 간격을 두고 이격될 수 있다. 이 경우, 제1 실링부재(410) 단면의 좌우너비는 제1 홈부(310) 단면의 좌우너비보다 작아야 한다. 또한, 이와 같이 내측 일단이 소정의 간격을 두고 제1 홈부의 내측벽(311)과 이격되어 있는 것은 누출된 유체에 의한 압력에 의하여 C링부가 보다 효과적으로 상측 방향으로 플랜지를 가압함으로써 밀폐성을 높이기 위한 효과를 발휘 할 수 있다.
바람직한 실시예로서, 제1실링부재(41)의 내측 하단(특히, 도 6에서 C링부의 하측 부분)역시 금속 재질의 중심층(10)과 물리적으로 절연되도록, 제1 내향 절삭부(417)와 대칭되는 형상의 제1 외향 절삭부를 구비하여도 좋다. 이 경우, 제1실링부재(41) 단면의 좌우너비는 제1홈부(310) 단면의 좌우너비와 같아도 좋다.
제1실링부재(41)의 저면에는 제1 저면절연층(419)을 구비하여 금속 재질인 제1실링부재(41)와 금속재질인 중심층(10) 사이를 전기적으로 절연한다. 제1 저면절연층의 재질은 예를 들어 전기적 절연재질일 수 있다.
도 8 및 도 9은 본 발명에 따른 개스킷의 제2실시예를 도시한 도면이고, 도 10는 제3실링부재(51)를 도시한 도면이다.
중복 설명을 피하기 위하여 제1 실시예의 제1실링부재(41)와의 차이점만을 중심으로 설명하고 제4실링부재(52)는 제3실링부재(51)와 상하 대칭으로 구성되므로 설명은 생략한다. 단, 제1 실 시예와 실질적으로 중복되는 구성은 유사한 도면부호로 하여, 물결 형상은 515로, 제1 내마모층은 513으로, 제1 내향 절삭부는 517로, 제1 저면절연층은 519로 변경되어 도시되었다.
도 10에 도시된 바와 같이, 띠 형상의 제3실링부재(51)는 내측에 띠 형상의 O링(510)을 구비한다. 상기 O링(510)은 바람직하게 메탈 튜브 O링으로서 고온의 환경에서도 밀폐 효과를 유지할 수 있다. O링(510)을 내측에 구비함으로써 중심으로부터 누출이 발생하여 제1홈부(310) 내부로 누출된 유체를 밀폐하여 플랜지와의 상하 밀폐성을 높이는 효과를 가진다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 O링(510)의 내부에 코어 스프링부(512)를 구비하여 외력에 의하여 형상이 변형되더라도 본래 형상으로 복원되는 복원력을 가질 수 있다.
제3 실링부재(51)는 내측 일단에 상기 O링(510)을 수용하고 지지하는 수용부(511)를 구비할 수 있다. 이는 O링(510)을 설치할 때 O링의 위치를 가이드하고 O링이 원하는 위치를 벗어나지 않도록 하기 위한 구성이다.
본 발명에 따른 상기 O링 수용부(511)는 다양한 형상으로 구성될 수 있다. 도 10 내지 도 14는 이러한 다양한 형상의 O링 수용부의 예시를 도시한 도면이다.
도 10에 도시된 상기 수용부(511)의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 수용부는 내측 하단에 상기 O링(510)을 하측에서 지지하는 바닥부(5112)를 포함할 수 있다. 바닥부를 구비하는 경우 전체적인 형상으로 볼 때 제3실링부재(51)의 내측 형상은 “┘”형상을 가지게 된다. 도 10의 경우, 제3 실링부재(51)의 외측 하단에는 중심층(10)과의 전기적 절연을 위하여 제1 내향 절삭부(517)가 구비된다. 또한, 제3 실링부재(51)의 내측 하단과 중심층(10)을 물리적으로 절연시키기 위하여, 상기 제1 홈부(310)의 내측벽(311)과 상기 제3 실링부재(51)의 내측 단부는 소정의 간격을 두고 이격될 수 있다. 이 경우, 제3 실링부재(51) 단면의 좌우너비는 제1 홈부(310) 단면의 좌우너비보다 작아야 한다.
도 11 및 도 12은 제2 실시예에 따른 개스킷의 또 다른 실시예의 사시도 및 단면도를 도시한 것이고, 도 13는 도 11 및 도 12에 도시된 제3 실링부재를 도시한 것이다. 도 10에 도시된 제3 실링부재는 내측에 단면이 “
Figure PCTKR2018005227-appb-I000001
” 형상인 O링 수용부을 구비하고 이 “ㄷ” 형상의 내부에 O링(510)이 수용된다.
도 14는 도 13과는 다른 또 다른 형태의 제3 실링부재를 도시한 것이다. 도 14에 도시된 제3실링부재의 수용부(511)는 단면이 “U”자 형상일 수 있다.
이와 같이, 수용부의 단면이 “
Figure PCTKR2018005227-appb-I000002
” 형상 또는 “U”자 형상인 경우, O링을 그 내부에 수용시키기 용이하여 설치 편의성이 높아지는 효과가 있다.
도 11 내지 도 14의 실시예의 경우, 제3 실링부재(51)는 좌우너비가 제1홈부(310)의 좌우너비와 동일하게 구성된 것을 알 수 있다. 이 경우, 제3 실링부재(51)의 내측 하단에 제1 외향 절삭부(518)이 형성되어 있어, 제1 실시예에서 설명한 바와 같이, 금속재질인 제3 실링부재(51)와 중심층(10)을 물리적으로 분리하기 위한 것이다.
이하 도 15 내지 도 22을 참조하여 고온의 환경을 전제로 밀폐 효과를 유지할 수 있는 개스킷의 제3실시예 및 제4실시예를 설명한다.
도 15 는 본 발명의 제3실시예에 따른 개스킷의 사시도이고 도 16은 도 15의 개스킷의 단면이다. 도 17은 본 발명의 제4실시예에 따른 개스킷의 사시도이고 도 18은 도 17의 개스킷의 단면이다.
도 15 및 도 16의 제3실시예에 도시되는 실링부재(C링부를 구비하는 실링부재)는 기본적으로 제1 실시예의 제1실링부재(41)와 동일하고, 도 17 및 도 18의 제4실시예에 사용되는 실링부재(O링을 구비하는 실링부재)는 기본적으로 제2 실시예의 제3실링부재(51)와 동일하기 때문에, 그 외의 차이점을 중심으로 설명한다.
제3 및 제4실시예의 중심층(10)은 금속 재질이었던 제1및 제2실시예에서와 달리 절연 재질로 구비된다. 또한, 상기 절연 재질의 중심층(10)의 상면 및 하면에 구비되는 제1층(21) 및 제2층(22)은 금속 재질로 구비된다. 이는 고온의 환경에서 내열성이 낮은 절연 재질을 외부에 노출하지 않도록 하기 위한 것이다.
더 나아가, 제3 및 제4실시예에서 제1 및 제2 실링부재(41, 42) 및 제3 및 제4 실링부재(51, 52)가 삽입되는 제1홈부(310) 및 제2홈부(320)는 제1및 제 2실시예에서와 달리 제1층(21) 및 제2층(22)을 관통하여 형성되지 않고 제1층 및 제2층 내에 형성된다. 제1 및 제2 실시예와는 달리 이미 제1층과 제2층 사이에 절연 재질의 중심층(10)에 의하여 절연이 되어 있기 때문에, 제1 및 제2 실시예에서 설명한, 절삭부 또는 제1 저면절연층을 필수적으로 구비할 필요가 없어 가공 단가 및 부품 단가를 절약할 수 있다.
도 19 및 도 20은 도 15 및 도 16에 도시된 제3 실시예의 변형 실시예로서, 제1 실링부재(41)의 저면 밑에 제1 저면절연층(419)이 형성되고, 제1 실링부재(41)의 저면은 하측이 라운딩 처리된 물결 형상(426)으로 형성된다. 제1 실시예와는 달리 고온 환경에서는 저면에 일반적인 절연부재가 구비되면 녹아버릴 위험이 있기 때문에, 본 제3 실시예에서 상기 제1 저면절연층(419)은 고내열성을 가지는 재질로 구성되는 것이 바람직하다.
도 21 및 도 22는 도 15 및 도 16에 도시된 제3 실시예의 또 다른 변형 실시예로서, 도 19 및 도 20에서와 동일한 목적으로 제1 홈부(310)의 저면(313)에 상측이 라운딩 처리된 물결 형상을 가짐으로써 상기 제1 저면절연층(419)의 파손 및 마모를 방지할 수 있다.
이하, 도 23 및 도 24를 참조하여 본 발명에 따른 제5 실시예의 개스킷을 설명하고, 도 25를 참조하여 도 23 및 도24에 따른 제5 실시예의 개스킷에 사용되는 실링부재(61, 62)를 설명한다.
도 23은 본 발명에 따른 제5 실시예의 개스킷의 전체적인 사시도를 도시한 것이며 도 24는 도 23의 개스킷의 단면을 도시한 것이다. 본 발명의 제4 실시예에 따른 개스킷은 상기 제1 실시예에 따른 개스킷과 동일하게 중심이 개구된 원판 형상의 중심층(10)을 중심으로 상면 및 하면에 중심층과 동일한 형상의 제1층(21) 및 제2층(22)을 구비하며, 각각의 제1층(21) 및 제2층(22) 상에 제1 홈부(310) 및 제2 홈부(320)가 구비된다. 제4실시예에서 중심층(10)은 금속 재질이고 제1층(21) 및 제2층(22)은 전기적 절연 재질이다.
제5 실링부재(61) 및 제6 실링부재(62)는 각각 상기 제1 실시예의 제1 실링부재(41) 및 제2 실링부재(42)에 대응되도록 제1홈부(310) 및 제2 홈부(320) 내부에 구비 및 배치되어 플랜지에서 누출되는 유체가 외측 방향으로 외부로 나가지 못하도록 밀폐하는 역할을 한다. 이하, 중복 설명을 피하기 위하여 상기한 제1 실링부재(41) 내지 제4 실링부재(52)와의 차이점만을 중심으로 설명하고, 제5 실링부재(61) 및 제6 실링부재(62)는 상하측 대칭으로 구비되는 동일한 형상의 구성이기 때문에 이하 설명의 편의를 위하여 제5 실링부재(61)를 대표로 하여 설명한다.
이하, 도 25를 참조하여 제5 실링부재(61)의 구성 및 기능을 상세히 설명한다. 도 25는 도 24에 도시된 제5 실링부재(61)의 단면 중 우측 부분을 확대 도시한 것으로서, 도 25를 기준으로 볼 때, 좌측이 중심축을 향하는 내측 방향(I), 우측이 외측 방향(O)이다.
도 25에 도시된 제5 실링부재(61)는 상기 띠 형상의 제1 홈부(310)에 삽입되도록 띠 형상을 가지고, 실링 효과를 높이기 위하여, 상기 실링부재의 높이는 제1 홈부(또는 제2 홈부)의 높이 보다 더 크게 구비되는 것이 바람직하다.
상기 제5 실링부재(61)는 후술하게 되는 실링부(610)가 거치되는 거치홈(611)을 구비한다. 상기 거치홈(611)의 위치는 실시예에 따라 달라질 수 있으며, 도26 및 도 27에 도시된 바와 같이, 실링부재의 내측에 구비(611a)되어 내측 방향으로 개방되어 형성되거나(도 25), 실링부재의 외측에 구비(611b)되어 외측 방향으로 개방되어 형성되거나(도 26), 실링부재의 중심에 구비(611c)될 수 있다(도 27). 이와 같은 거치홈은 금속 재질의 실링부재를 직각 형상으로 절삭하여 형성할 수 있다. 이 때, 거치홈(611)의 높이는 실링부재의 높이보다 작도록 구비됨으로써, 도 25에서와 같이 실링부(610)가 거치되는 밑면이 일정 부분 존재하도록 형성되는 것이 바람직하다.
상기 실링부재(61)는 내측 방향에서 외측 방향으로 유출되는 유체를 밀폐시키기 위하여 실링부(610)를 구비한다. 바람직한 실시예로서, 상기 실링부(610)는 스파이럴 와운드(Spiral Wound)형상으로서, 고온 및 고압 상에서 스파이럴 와운드 고유의 높은 밀폐 효과를 가질 수 있다. 스파이럴 와운드는 후프(hoof)와 필러(filler)가 교대로 반복하여 감겨서 형성되며, 상기 후프는 두 개의 뫼와 하나의 골로 이루어진 V 형상(610v)으로 형성되고, 상기 후프의 두 개의 뫼의 방향은 상기 개스킷의 외측을 향하는 것을 특징으로 한다. 상기 필러는 흑연, 세라믹(ceramic), 운모 중에서 어느 하나 또는 이들의 조함으로 형성될 수 있다. 즉, 상기 필러는 비 석면 물질로 제작될 수 있다. 바람직한 실시예로서, 상기 실링부(610)의 높이는 거치홈(611)의 높이보다 더 크게 구비되는 것이 바람직하다.
바람직한 실시예에 따르면, 제2 내마모층(613)이 제5 실링부재(61)의 상면 상(615)에 더 구비될 수 있다. 도 25의 우측 상단에서 도시되는 바와 같이, 제2 내마모층(613)은 단면이 직사각 형상을 가지는 판 형상으로 띠 형상을 가지되, 제5 실링부재(61) 상면 전체에 구비되는 것이 아니라 측 상면에만 구비되는 것이 바람직하다. 제2 내마모층(613)은 제5 실링부재(61)와 플랜지 사이에 고온 환경에서 발생하는 마모를 줄이면서 동시에 누출된 유체를 추가적으로 밀폐하기 위한 것이다. 또한, 흑연 재질을 제2 내마모층(613)으로 사용하는 경우, 제2 내마모층(613)은 고온에서도 내구성이 높으며, 더 나아가 플랜지와 실링부재 사이의 전기적 절연을 달성할 수 있는 장점도 있다.
도 25에 도시된 본 발명에 따른 또 다른 실시예로서, 제5 실링부재(61)의 외측 상면(615)은 상단이 라운딩 처리된 물결 형상(615a)으로 구비될 수 있다. 이 형상(615a)은 상기 제2 내마모층(613)과의 밀폐성을 향상시킴과 동시에 파손을 방지하기 위한 구성이다. 제2 내마모층(613)과 제5 실링부재(61)의 외측 상면이 면대 면으로 접촉하는 것보다 물결 형상(615a)과 제2 내마모층(613)이 접촉하는 것으로 보다 향상된 밀폐성을 발휘할 수 있고, 상단이 라운딩 처리된 물결 형상이 제2 내마모층(613)의 손상을 줄일 수 있는 효과가 있다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 제5 실링부재(61)는 상기 실링부(610)의 상측 및 하측에 제3 내마모층(614)을 더 구비할 수 있다. 이는 상술한 제2 내마모층(613)과 유사한 구성으로서, 실링부(610)의 상단과 플랜지 사이, 그리고 실링부(610)의 하단과 실링부재의 거치홈의 저면 사이의 마모를 줄이기 위하여 구비된다. 도25에 도시된 예시에 따르면, 실링부(610)의 상단 및 하단에 제3 내마모층(614)을 구비할 경우, 실링부(610)의 상단에 위치한 제3 내마모층(614)의 수직 방향 높이가 상기 제2 내마모층(613)보다 높게 구성될 수 있다.
도 25에 도시된 본 발명의 제5 실시예로서, 제5 실링부재(61)의 외측 하단에는 내측 방향으로 절삭된 제2 내향 절삭부(617a)가 구비될 수 있다. 상기 내향 절삭부(617a)는 제5 실링부재(61)의 외측 하단과 중심층(10)을 물리적으로 접촉하지 않도록 한다. 본 제5 실시예에서 제5 실링부재(61)가 삽입되는 제1 홈부(310)는 중심층(10)까지 형성되어 있고 제5 실링부재(61) 및 중심층(10)은 금속 재질이기 때문에 물리적으로 접촉하는 경우 갈바노 부식이 발생할 수 있는 문제점이 있기 때문에, 이와 같은 내향 절삭부(617)를 구비함으로써 제5 실링부재(61)와 중심층(10)을 물리적으로 절연할 수 있다. 상기 제2 내향 절삭부(617a)가 절삭된 형상은 단면이 사각 형상으로 절삭될 수도 있고, 외측 하단에서 경사지도록 깎인 형상일 수 있지만, 이러한 형상으로 한정되지 않으며, 제5 실링부재(61)의 외측 하단과 중심층(10) 사이를 물리적으로 절연할 수 있는 모든 절삭 형상을 포함한다.
도 25에 도시된 본 발명의 제5 실시예를 따르면, 상기 제5 실링부재(61)의 내측 하단(6112)과 중심층(10)을 물리적으로 절연시키기 위하여, 상기 제1 홈부(310)의 내측벽(311)과 상기 제5 실링부재(61)의 내측 일단은 소정의 간격을 두고 이격될 수 있다. 이 경우, 제5 실링부재(61) 단면의 좌우너비는 제1 홈부(310) 단면의 좌우너비보다 작아야 한다. 또한, 이와 같이 내측 일단이 소정의 간격을 두고 제1 홈부의 내측벽(311)과 이격되어 있는 것은, 금속 재질의 제5 실링부재(61)의 내측 하단이 중심층(10)과 전기적으로 절연시킴과 동시에 누출된 유체에 의한 압력에 의하여 실링부(610)의 밀폐성을 높이는 효과를 발휘 할 수 있다.
제5 실링부재(61)의 저면에는 제2 저면절연층(619)를 구비하여 금속 재질인 제5 실링부재(61)와 금속재질인 중심층(10) 사이를 전기적으로 절연한다. 저면절연층의 재질은 상기 제1 저면절연층(419)과 동일하게 전기적 절연재질일 수 있다.
도 26 및 도 27은 본 발명에 따른 개스킷의 제6 실시예 및 제7 실시예를 도시한 도면이다. 중복 설명을 피하기 위하여 도 25에서 설명한 제5 실시예의 제5 실링부재(61)와의 차이점만을 중심으로 설명한다.
도 26은 제6 실시예로, 도25에 도시된 제5 실링부재의 좌우를 대칭되도록 바꾸어 형성한 것으로서, 도 26에 도시된 거치홈(611b)은 제5 실링부재의 외측에 구비되고, 외측 방향(O)으로 개방되어 형성되어 있다. 기본적인 구성은 도 25에서 설명한 것과 대응되되, 도 25와 달리 내측 하단에 외측 방향으로 절삭된 제2 외향 절삭부(617b)가 구비되어 중심층과 전기적 절연된다. 또한, 도 25와 유사하게 내측 상단은 상측이 라운딩 처리된 물결 형상(615b)으로 구비된다.
도 27은 도 25 및 도 26에 도시된 제5 실링부재를 결합한 형태의 제7 실시예를 도시한 도면으로서, 도 26에 도시된 거치홈(611c)은 제5 실링부재의 중심에 구비되어 단면을 볼 때 “
Figure PCTKR2018005227-appb-I000003
”형상으로 형성되어 있다. 기본적인 구성은 도 25 및 도 26에서 설명한 것과 대응되되, 도 25 및 도26과 달리 외측 하단 및 내측 하단 양쪽에 각각 외측 방향 및 내측 방향으로 절삭된 제2 외향절삭부(617b) 및 제2 내향 절삭부(617a)가 모두 구비되어 내측 및 외측 모두 중심층과 전기적 절연된다. 이와 같이 양측 모두 중심층과 절연이 되기 때문에, 도 25에 도시된 제5 실시예와는 달리, 제7 실시예에 따른 제5 실링부재의 너비는 제1 홈부(310)와 동일하게 구비되어도 좋다. 또한, 도 27에 따른 실링부재는 내측 상단의 물결 형상(615b) 및 외측 상단의 물결 형상(615a)을 모두 구비하는 것이 바람직하다. 이와 같이, 도 27의 제7 실시예는 제5 실시예 및 제6 실시예의 장점을 결합한 형태로서, 이중으로 유출되는 유체를 밀폐시킬 수 있기 때문에 실링 효과를 극대화 할 수 있다.
도 28<a> 내지 <c>는 각각 도 25 내지 도 27의 제5 실시예 내지 제7 실시예에서 외측 상단 및 내측 상단에 물결 형상이 없이 평평한 형상으로 구비되는 실링부재의 또 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 29<a> 내지 <c>는 각각 도 25 내지 도 27의 제5 실시예 내지 제7 실시예에서 V형 스파이럴 와운드 실링부가 아닌 W형 스파이럴 와운드 실링부(610w)가 구비되는 실링부재의 또 다른 실시예를 도시한 도면이다.
이하, 도 30 내지 도32를 참조하여 고온의 환경을 전제로 밀폐 효과를 유지할 수 있는 본 발명의 제5 실시예 내지 제7 실시예에 따른 개스킷의 또 다른 실시예를 설명한다.
도 30에 도시되는 실링부재는 기본적으로 상술한 도25에 도시된 제5 실링부재의 실시예가 적용된 개스킷의 단면도이고, 도 31 및 도 32는 각각 도26 및 도 27에 도시된 실링부재의 실시예가 적용된 개스킷의 단면도로서, 실링부재 자체의 형상 및 기능은 이미 설명한 바와 동일하기 때문에, 그 외의 차이점을 중심으로 설명한다.
도 30 내지 도 32에 도시된 실시예의 중심층(10)의 재질은 위에서 설명한 바와는 달리 절연 재질로 구비된다. 또한, 상기 절연 재질의 중심층(10)의 상면 및 하면에 구비되는 제1층(21) 및 제2층(22)은 금속 재질로 구비된다. 이는 고온의 환경에서 내열성이 낮은 절연 재질을 외부에 노출하지 않도록 하기 위한 것이다.
더 나아가, 도 30 내지 도 32에 도시된 실시예에서 제5 및 제6 실링부재(61, 62)가 삽입되는 제1홈부(310) 및 제2홈부(320)는 위에서 설명한 실시예에서와 달리, 절연 재질의 중심층에 의하여 제1층 및 제2층이 절연되기 때문에, 제1층(21) 및 제2층(22)을 관통하여 형성되지 않고 제1층 및 제2층 내에 형성된다.
본 발명에 따르면 종래의 실링부재 구조와는 상이한 C링 형상 또는 O링 형상을 가지는 실링부재를 통해서 보다 뛰어난 밀폐 효과를 가지는 개스킷을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 실링부재를 포함하는 개스킷은 전기적으로 절연되어 갈바노 부식이 발생하지 않는 효과를 가진다.
더 나아가 본 발명에 따르면 고온의 환경에서 개스킷 자체의 내구성을 향상시킬 수 있고, 개스킷과 플랜지 사이의 마모에 의한 제품 내구도 저하를 줄일 수 있다.

Claims (14)

  1. 내측 방향으로 개구된 C링부(410)를 내측 일단에 구비하는 띠 형상의 실링부재로서,
    상기 C링부(410)는 복원력을 가지는 재질로 이루어지고 벌어지거나 오므려질 수 있는 것을 특징으로 하는 실링부재.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 C링부의 하단(4102)은 움직이지 않고 상단(4101)은 벌어지거나 오므려질 수 있는 것을 특징으로 하는 실링부재.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 C링부(410)의 내부에 수용되는 띠 형상의 스프링부(412)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 실링부재.
  4. 제 1 항에 있어서,
    외측 상면(415)은 상측이 라운딩 처리된 물결 형상인 것을 특징으로 하는 실링부재.
  5. 제 4 항에 있어서,
    띠 형상의 제1 내마모층(413)을 상기 물결 형상의 상측에 더 구비하는 것을 특징으로 하는 실링부재.
  6. 제 1 항에 있어서,
    외측 하단은 내측 방향으로 절삭된 제1 내향 절삭부(417)를 구비하는 것을 특징으로 하는 실링부재.
  7. 제 1 항에 있어서,
    내측 하단은 외측 방향으로 절삭된 제1 외향 절삭부를 구비하는 것을 특징으로 하는 실링부재.
  8. 중심층(10) 및 상기 중심층의 상면 및 하면에 각각 구비되는 제1층(21) 및 제2층(22)을 포함하는 절연 개스킷으로서,
    상기 제1층(21) 및 제2층(22)에 각각 구비되는 제1 홈부(310) 및 제2 홈부(320)에, 상기 제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 따른 실링부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 개스킷.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제1층(21) 및 제2층(22)은 전기적 절연 재질이고, 상기 중심층(10)은 금속 재질인 것을 특징으로 하는 절연 개스킷.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제1 홈부(310) 및 제2 홈부(320)는 각각 제1층(21) 및 제2 층(22)을 통과하여 중심층(10)까지 형성되는 것을 특징으로 하는 절연 개스킷.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 중심층(10)과 상기 실링부재 사이에 제1 저면절연층(419)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 절연 개스킷.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제1 홈부(310) 및 제2 홈부(320)의 내측벽(311, 321)과 상기 실링부재의 내측 일단은 소정의 간격을 두고 이격되는 것을 특징으로 하는 절연 개스킷.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 제1층(21) 및 제2층(22)은 금속 재질이고, 상기 중심층(10)은 절연 재질인 것을 특징으로 하는 절연 개스킷.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제1 홈부(310) 및 제2 홈부(320)는 각각 제1층(21) 및 제2 층(22)까지만 형성되는 것을 특징으로 하는 절연 개스킷.
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