WO2022004962A1

WO2022004962A1 - 밸브용 볼 제조 방법 및 그 방법에 의해 제조되는 밸브용 볼

Info

Publication number: WO2022004962A1
Application number: PCT/KR2020/016752
Authority: WO
Inventors: 김동열
Original assignee: (주) 케이투앤
Priority date: 2020-07-01
Filing date: 2020-11-25
Publication date: 2022-01-06
Also published as: KR20220003331A; KR102449314B1

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 밸브용 볼 제조 방법은, 불소수지 라이닝 작업이 마무리된 밸브용 볼의 볼몸체의 어댑터홈과 상기 어댑터홈에 배치되는 용접봉 사이에 열판을 배치시키는 열판 배치 단계와, 상기 열판을 가열하여 상기 용접봉 또는 상기 어댑터홈의 일부분을 용융시키는 열판 가열 단계와, 상기 열판을 상기 어댑터홈과 상기 불소수지 용접봉 사이에서 제거하여 상기 어댑터홈에 대하여 상기 용접봉을 융착시키는 열판 제거 단계를 포함할 수 있다.

Description

밸브용 볼 제조 방법 및 그 방법에 의해 제조되는 밸브용 볼

본 발명은 밸브용 볼 제조 방법 및 그 방법에 의해 제조되는 밸브용 볼에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 열판으로 인해 볼몸체의 어댑터홈에 대한 용접봉의 융착을 용이하게 할 수 있으면서도 전체적으로 완전한 볼 형상을 구현할 수 있으며, 또한 작업이 용이하여 생산성을 향상시킬 수 있는 밸브용 볼 제조 방법 및 그 방법에 의해 제조되는 밸브용 볼에 관한 것이다.

일반적으로 유로를 개폐하기 위하여 밸브용 볼을 사용한다. 보통 밸브는 직선형의 유로에 장착되며, 그에 구비되는 볼 타입의 디스크가 직각 또는 분할되는 각도로 회전하면서 밸브를 개폐하거나 방향을 전환시켜줄 수 있다.

밸브용 볼은 내식성, 내마멸성 및 밀봉성 등의 성능을 향상시키기 위해 금형을 이용하여 라이닝을 한다. 예를 들면, 주물을 통해서 관통공을 가지는 밸브용 볼을 얻은 후, 금형 내에 밸브용 볼을 고정한 다음 밸브용 볼에 불소수지를 사출시켜 밸브용 볼에 대한 라이닝(lining)을 실행할 수 있다.

한편 밸브용 볼에 대한 라이닝을 실행한 다음에, 밸브용 볼에 발생된 구멍을 메워서 사출품의 형태를 완성시킬 수 있다.

이를 위해, 종래에는 밸브용 볼에 발생된 구멍 부분에 불소수지 용접모재를 배치시키고, 열풍 용접장치를 이용하여 예를 들면 300℃ 이상의 열풍을 제공하여 불소수지의 용접봉을 녹여서 용접모재가 놓인 밸브용 볼의 구멍의 빈 부분을 메꾸는 작업을 실행하였다.

그런데 이러한 방법의 경우 밸브용 볼이 완벽한 볼 형태로 구현되지 못하는 한계가 있었으며, 아울러 작업성 및 생산성이 떨어지는 한계도 있었다.

이에, 밸브용 볼의 형상을 온전하게 구현할 수 있으면서도 수월한 작업이 가능하여 생산성을 향상시킬 수 있는 새로운 구성의 밸브용 볼 제조 방법 및 그 방법에 의해 제조되는 밸브용 볼의 개발이 요구되는 실정이다.

관련 선행기술로는, 대한민국 등록특허 10-1007615호(발명의 명칭: 밸브용 볼 라이닝용 사출금형 및 밸브용 볼 라이닝 방법) 등이 있다.

본 발명의 실시예는 열판으로 인해 볼몸체의 어댑터홈에 대한 용접봉의 융착을 용이하게 할 수 있으면서도 전체적으로 완전한 볼 형상을 구현할 수 있으며, 또한 작업이 용이하여 생산성을 향상시킬 수 있는 밸브용 볼 제조 방법 및 그 방법에 의해 제조되는 밸브용 볼을 제공한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

또한 본 실시예에 따른 상기 열판 배치 단계 시 상기 열판이 배치되는 상기 어댑터홈은 상기 볼몸체의 중앙으로 갈수록 폭이 좁아지는 중공의 원뿔대 형상이거나 중공의 원기둥 형상이며, 상기 용접봉은 상기 어댑터홈의 형상에 대응되며, 상기 열판은 상기 용접봉의 둘레를 감싸는 형상을 가질 수 있다.

또한 본 실시예에 따른 상기 열판은 분할 가능한 복수 개의 열판 조각을 포함하며, 상기 열판 제거 단계 시 상기 볼몸체의 외부에서 분할된 상기 열판 조각을 잡아당겨 제거 가능하다.

또한 본 실시예에 따른 상기 열판 배치 단계 시 상기 어댑터홈과 상기 용접봉 사이에 배치되는 상기 열판은 금속판으로 제조되며, 상기 용접봉 및 상기 어댑터홈의 크기에 따라 크기 변경이 가능하다.

또한 본 실시예에 따른 상기 열판 가열 단계 시 가열되는 상기 용접봉은 상기 볼몸체와 재질이 동일한 불소수지이며, 상기 열판으로부터 발생되는 열로 상기 용접봉을 녹는 온도까지 가열하여 상기 볼몸체의 어댑터홈의 부분과 상기 용접봉의 일부분을 용융시키면서 상기 열판 제거 단계를 통해 상기 열판을 제거하여 상기 볼몸체와 상기 용접봉을 융착시킬 수 있다.

또한 본 실시예에 따른 상기 열판 가열 단계 시 상기 용접봉과 상기 볼몸체에 대한 상기 용접봉의 융착을 위해 상기 볼몸체에 대하여 상기 용접봉을 가압할 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 밸브용 볼은, 불소수지에 의해 라이닝 처리되며, 금형의 어댑터에 대응되는 형상으로 마련되는 어댑터홈을 구비하는 볼몸체 및 상기 볼몸체의 상기 어댑터홈에 대응되는 형상으로 제조되어 상기 어댑터홈에 융착되는 용접봉을 포함하며, 상기 어댑터홈과 상기 용접봉 사이에 열판이 개재되어 상기 열판을 통해 발생되는 열에 의해서 상기 어댑터홈과 상기 용접봉의 용융이 이루어져 상호 융착이 이루어질 수 있다.

또한 본 실시예에 따른 상기 어댑터홈의 형상은 상기 볼몸체의 중앙으로 갈수록 폭이 좁아지는 중공의 원뿔대 형상이거나 중공의 원기둥 형상이며, 상기 용접봉은 상기 어댑터홈의 형상에 대응되며, 상기 열판은 상기 용접봉의 둘레를 감싸는 형상을 가질 수 있다.

또한 본 실시예에 따른 상기 열판은 분할 가능한 복수 개의 열판 조각을 포함하며, 상기 볼몸체의 외부에서 분할된 상기 복수 개의 열판 조각을 잡아당겨 제거 가능하다.

또한 본 실시예에 따른 상기 열판은 금속판으로 마련되며, 상기 어댑터홈 또는 상기 용접봉의 크기에 따라 크기 변경이 가능하다.

또한 본 실시예에 따른 상기 볼몸체와 상기 용접봉은 동일한 불소수지 재질로 마련될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 열판으로 인해 볼몸체의 어댑터홈에 대한 용접봉의 융착을 용이하게 할 수 있으면서도 전체적으로 완전한 볼 형상을 구현할 수 있으며, 또한 작업이 용이하여 생산성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브용 볼의 불소수지 라이닝을 위한 사출금형의 하부를 표현한 사시도이다.

도 2는 도 1에 도시된 사출금형의 수직 단면도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브용 볼의 분해 사시도이다.

도 4는 도 3의 수직 단면도이다.

도 5는 도 4의 결합 도면으로서 용접봉을 가압하면서 열판을 제거하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브용 볼의 제조 방법을 순차적으로 도시한 도면이다.

본 발명의 이점 및/또는 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브용 볼의 불소수지 라이닝을 위한 사출금형의 하부를 표현한 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 사출금형의 수직 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브용 볼의 분해 사시도이고, 도 4는 도 3의 수직 단면도이며, 도 5는 도 4의 결합 도면으로서 용접봉을 가압하면서 열판을 제거하는 과정을 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브용 볼의 제조 방법을 순차적으로 도시한 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브용 볼(100, 도 3 참조)을 라이닝하기 위해, 볼 인서트 금형(1)에 불소수지를 주입하여 밸브용 볼(100)의 볼몸체(110)를 제조할 수 있다.

볼 인서트 금형(1)의 캐비티(5)에 불소수지가 채워짐으로써 도 3 및 도 4에 도시된 것과 같은 밸브용 볼(100)의 기본 몸체인 볼몸체(110)가 만들어질 수 있다. 다시 말해 불소수지에 의한 밸브용 볼(100)의 라이닝(lining)이 이루어질 수 있는 것이다.

그런데, 도 2에 도시된 것처럼, 볼 인서트 금형(1)에는 어댑터(10)가 구비되기 때문에, 라이닝이 완료된 밸브용 볼(100)의 볼몸체(110)에는 어댑터(10)가 삽입되었던 어댑터홈(111)이 구비될 수밖에 없고 이로 인해 전체적으로 볼(ball)의 형태를 가질 수 없다.

따라서, 전술한 것처럼 종래에는, 볼몸체(110)의 어댑터홈(111)에 용접모재(미도시)를 두고 용접봉 제공 장치를 이용하여 어댑터홈(111)의 나머지 부분을 메우는 방식을 취하였는데, 이의 경우 메워진 부분이 균일하지 못한 한계가 있었고 작업이 복잡하다는 불편함이 있었다.

이에, 전술한 문제점을 해결하기 위해서 본 실시예에 따른 밸브용 볼 제조 방법이 적용될 수 있으며, 이로 인해 볼 형상의 밸브용 볼을 제조할 수 있다.

먼저, 본 실시예의 밸브용 볼의 구성에 대해 설명하면, 본 실시예의 밸브용 볼(100)은, 도 3 내지 도 5에 도시된 것처럼, 기본 몸체로서 불소수지로 라이닝되는 볼몸체(110)와, 볼몸체(110)의 어댑터홈(111)에 대응되는 형상으로 제조되어 어댑터홈(111)에 융착되는 용접봉(130)을 포함할 수 있다.

아울러, 볼몸체(110)의 어댑터홈(111)에 대한 용접봉(130)의 융착을 위해 어댑터홈(111)과 용접봉(130) 사이에 개재되는 열판(150)이 구비될 수 있다. 이러한 열판(150)에 의해 제공되는 고열로 인해 그에 맞닿은 어댑터홈(111)의 일부분과 용접봉(130)의 일부분이 용융될 수 있으며 따라서 열판(150)을 제거하면 어댑터홈(111)의 용융된 일부분과 용접봉(130)의 용융된 일부분이 상호 융착될 수 있다.

각각의 구성에 대해 설명하면, 먼저 본 실시예의 볼몸체(110)는 전술한 것처럼 도 1에 도시된 금형(1)에 의해 라이닝되어 마련될 수 있다. 이러한 볼몸체(110)는 불소수지로 마련되며, 후술할 용접봉(130) 역시 동일한 재질의 불소수지로 마련될 수 있다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 실시예의 볼몸체(110)의 어댑터홈(111)과 그에 배치되는 용접봉(130)의 형상은 대응된다. 보다 정확하게는 볼몸체(110)의 어댑터홈(111)과 용접봉(130) 사이에 열판(150)이 위치되기 때문에, 열판(150)에 용접봉(130)이 맞춤 결합되고 어댑터홈(111)에 열판(150)이 맞춤 결합되는 구조를 가질 수 있다.

따라서 도 5에 도시된 것처럼 용접봉(130)과 열판(150)이 볼몸체(110)의 어댑터홈(111)에 결합되는 경우 전체적으로 볼 형상을 가질 수 있다. 부연하면, 볼몸체(110)의 어댑터홈(111)은 중앙으로 갈수록 폭(직경)이 점점 작아지는 대략적인 원뿔대 형상을 가질 수 있다. 또는 금형(1)의 어댑터(10)의 형상에 따라 중공의 원기둥 형상으로 마련될 수 있음은 당연하다.

이에 결합되는 용접봉(130) 역시 어댑터홈(111)의 형상에 대응되는 원뿔대 형상으로 마련될 수 있다. 다만, 용접봉(130)의 외면이 볼몸체(110)의 외면과 함께 전체적으로 볼 형상을 가지기 때문에 용접봉(130)의 외면(도 5 기준으로 상면)은 곡면으로 마련될 수 있다.

본 실시예의 열판(150)은, 도 3 및 도 4에 도시된 것처럼, 용접봉(130)의 측면을 두르도록 마련되며, 아래 방향으로 갈수록 폭이 좁아지는 원뿔대 형상을 가질 수 있다.

이러한 열판(150)은 복수 개의 열판 조각(151)으로 마련될 수 있다. 예를 들면 열판(150)은 총 3개 이상의 열판 조각(151)으로 분할될 수 있는데, 이러한 구조를 가지는 이유는 열판(150)의 제거를 용이하게 하기 위함이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 어댑터홈(111)에 용접봉(130)과 열판(150)이 인입된 상태에서 열판(150)에 열을 가하여 용접봉(130)과 어댑터홈(111)에 열을 가할 수 있는데, 이 때 용접봉(130)과 어댑터홈(111)이 가열되어 용융되면 열판(150)을 제거해야 한다. 그런데 이 때 열판(150)이 일체형으로 마련된 경우 아래 부분이 직경이 더 작아서 빠지기가 쉽지 않을 수 있는데, 본 실시예의 경우 열판(150)의 다수의 열판 조각(151)으로 이루어짐으로써 각각의 열판 조각(151)을 외부에서 잡아당기면 쉽게 빼낼 수 있다.

이러한 열판(150)은 열전도도가 높은 금속판으로 마련될 수 있는데, 예를 들면 구리 재질의 금속판이 사용될 수 있다.

또한 열판(150)은 용접봉(130) 및 어댑터홈(111)의 크기에 따라 크기 변경이 가능함은 물론 조각의 수를 변경할 수 있음은 당연하다.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브 볼 제조 방법에 대해서 도 6을 참조하여 설명하기로 한다.

본 실시예의 밸브 볼 제조 방법은, 불소수지 라이닝 작업이 마무리된 밸브용 볼의 볼몸체(110)의 어댑터홈(111)과 이에 배치되는 용접봉(130) 사이에 열판(150)을 배치시키는 열판 배치 단계와, 열판(150)을 가열하여 용접봉(130)을 용융시키는 열판 가열 단계와, 열판(150)을 어댑터홈(111)과 용접봉(130) 사이에서 제거하여 어댑터홈(111)에 대하여 용접봉(130)을 융착시키는 열판 제거 단계를 포함할 수 있다.

이러한 단계적 구성에 의해서, 도 6에 도시된 것처럼, 볼몸체(110)의 어댑터홈(111)을 용접봉(130)으로 메울 수 있는데, 이 때 열판(150)의 가열 방식에 의해서 실질적으로 완전한 볼 형상의 밸브용 볼(100)을 구현할 수 있다.

먼저 열판 배치 단계에 의해서, 도 6의 (a) 및 (b)에 도시된 것처럼, 전체적으로 볼 형상의 밸브용 볼을 만들 수 있는데, 이 단계 시 어댑터홈(111)에 대한 용접봉(130)의 융착이 이루어지지 않은 상태여서 어댑터홈(111)에 대한 용접봉(130)의 융착 과정을 진행해주어야 한다.

이를 위해, 열판 가열 단계를 실행할 수 있다. 도 5를 참조하여 부연하면, 용접봉(130)을 하방으로 누르면서, 동시에 열판(150)에 열을 가함으로써 예를 들면 불소수지 재질의 용접봉(130)이 녹는 온도인 300 내지 400℃까지 열판(150)을 가열함으로써 용접봉(130) 및 어댑터홈(111)의 일부를 녹일 수 있다.

이어서, 도 6의 (c)에 도시된 것처럼, 열판 제거 단계를 통해서 어댑터홈(111)과 용접봉(130) 사이의 열판(150)을 제거할 수 있다. 전술한 것처럼 열판(150)은 복수 개의 열판 조각(151)으로 이루어져 열판(150)의 제거를 용이하게 할 수 있다. 그러면, 용융된 어댑터홈(111)과 용접봉(130)이 상호 융착되어 도 6의 (d)와 같이 일체를 이룰 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 열판(150)의 가열 구조로 인해 볼몸체(110)의 어댑터홈(111)에 대한 용접봉(130)의 융착을 용이하게 할 수 있으면서도 전체적으로 완전한 볼 형상을 구현할 수 있으며, 또한 작업이 용이하여 생산성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

지금까지 본 발명에 따른 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허 청구의 범위뿐 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

[부호의 설명]

1: 금형

5: 캐비티

10: 어댑터

100: 밸브용 볼

110: 볼몸체

111: 어댑터홈

130: 용접봉

150: 열판

151: 열판 조각

Claims

불소수지 라이닝 작업이 마무리된 밸브용 볼의 볼몸체의 어댑터홈과 상기 어댑터홈에 배치되는 용접봉 사이에 열판을 배치시키는 열판 배치 단계;

상기 열판을 가열하여 상기 용접봉 또는 상기 어댑터홈의 일부분을 용융시키는 열판 가열 단계; 및

상기 열판을 상기 어댑터홈과 상기 불소수지 용접봉 사이에서 제거하여 상기 어댑터홈에 대하여 상기 용접봉을 융착시키는 열판 제거 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브용 볼 제조 방법.
제1항에 있어서,

상기 열판 배치 단계 시 상기 열판이 배치되는 상기 어댑터홈은 상기 볼몸체의 중앙으로 갈수록 폭이 좁아지는 중공의 원뿔대 형상이거나 중공의 원기둥 형상이며, 상기 용접봉은 상기 어댑터홈의 형상에 대응되며, 상기 열판은 상기 용접봉의 둘레를 감싸는 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 밸브용 볼 제조 방법.
제1항에 있어서,

상기 열판은 분할 가능한 복수 개의 열판 조각을 포함하며,

상기 열판 제거 단계 시 상기 볼몸체의 외부에서 분할된 상기 열판 조각을 잡아당겨 제거 가능한 것을 특징으로 하는 밸브용 볼 제조 방법.
제1항에 있어서,

상기 열판 배치 단계 시 상기 어댑터홈과 상기 용접봉 사이에 배치되는 상기 열판은 금속판으로 제조되며, 상기 용접봉 및 상기 어댑터홈의 크기에 따라 크기 변경이 가능한 것을 특징으로 하는 밸브용 볼 제조 방법.
제1항에 있어서,

상기 열판 가열 단계 시 가열되는 상기 용접봉은 상기 볼몸체와 재질이 동일한 불소수지이며, 상기 열판으로부터 발생되는 열로 상기 용접봉을 녹는 온도까지 가열하여 상기 볼몸체의 어댑터홈의 부분과 상기 용접봉의 일부분을 용융시키면서 상기 열판 제거 단계를 통해 상기 열판을 제거하여 상기 볼몸체와 상기 용접봉을 융착시키는 것을 특징으로 하는 밸브용 볼 제조 방법.
제1항에 있어서,

상기 열판 가열 단계 시 상기 용접봉과 상기 볼몸체에 대한 상기 용접봉의 융착을 위해 상기 볼몸체에 대하여 상기 용접봉을 가압하는 것을 특징으로 하는 밸브용 볼 제조 방법.
불소수지에 의해 라이닝 처리되며, 금형의 어댑터에 대응되는 형상으로 마련되는 어댑터홈을 구비하는 볼몸체; 및

상기 볼몸체의 상기 어댑터홈에 대응되는 형상으로 제조되어 상기 어댑터홈에 융착되는 용접봉;

을 포함하며,

상기 어댑터홈과 상기 용접봉 사이에 열판이 개재되어 상기 열판을 통해 발생되는 열에 의해서 상기 어댑터홈과 상기 용접봉의 용융이 이루어져 상호 융착이 이루어지는 것을 특징으로 하는 밸브용 볼.
제7항에 있어서,

상기 어댑터홈의 형상은 상기 볼몸체의 중앙으로 갈수록 폭이 좁아지는 중공의 원뿔대 형상이거나 중공의 원기둥 형상이며, 상기 용접봉은 상기 어댑터홈의 형상에 대응되며, 상기 열판은 상기 용접봉의 둘레를 감싸는 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 밸브용 볼.
제7항에 있어서,

상기 열판은 분할 가능한 복수 개의 열판 조각을 포함하며,

상기 볼몸체의 외부에서 분할된 상기 복수 개의 열판 조각을 잡아당겨 제거 가능한 것을 특징으로 하는 밸브용 볼.
제7항에 있어서,

상기 열판은 금속판으로 마련되며,

상기 어댑터홈 또는 상기 용접봉의 크기에 따라 크기 변경이 가능한 것을 특징으로 하는 밸브용 볼.
제7항에 있어서,

상기 볼몸체와 상기 용접봉은 동일한 불소수지 재질로 마련되는 것을 특징으로 하는 밸브용 볼.