KR100249682B1

KR100249682B1 - 볼밸브용 시트

Info

Publication number: KR100249682B1
Application number: KR1019970031893A
Authority: KR
Inventors: 안장홍
Original assignee: 안장홍
Priority date: 1997-07-10
Filing date: 1997-07-10
Publication date: 2000-04-01
Also published as: EP0923687A1; US6116575A; CN1231025A; CN1103889C; WO1999002904A1; KR19990009473A; JP2000503104A

Abstract

본 발명은 볼밸브용 시트에 관한 것이다. 종래 볼밸브용 시트는 연질이며 내마모성이 낮은 테프론 수지로 형성되어 있기 때문에 쉽게 마모될 뿐만 아니라 고온(150℃이상) 및 고압에 적용할 경우 용융되어 제기능을 수행할 수 없게 되는 문제점이 있었다. 본 발명은 밸브본체의 유입구측과 유출구측에 각각 설치되어 볼의 외주면이 접촉하는 볼밸브용 시트로서, 박강판과 그라파이트가 교호로 다층 적층되어 상기 밸브본체의 내주면에 고정되는 고정단부와 상기 볼이 접촉되는 볼접촉부를 가지는 링형으로 형성된 시트부재로 구성되어 이상과 같이 본 발명에 의하면 스테인레스강판이나 티타늄강판 등의 박강판과 그라파이트박판을 교호로 다층 적층하여 링형으로 형성하고 볼접촉부를 형성한 것이므로 내마모성이 우수하고 고온, 고압에서도 밸브로서의 기능을 안정되게 수행할 수 있게 되는 것이다.

Description

볼밸브용 시트

본 발명은 밸브(Valve)용 시트(Seat)에 관한 것으로, 특히 볼과의 마찰이 반복적으로 일어나는 볼밸브에 적합하도록 한 볼밸브(Ball Valve)용 시트에 관한 것이다.

일반적으로 볼밸브는 유체가 유입되는 유입구와 유체가 유출되는 유출구를 가지는 밸브본체와, 상기 밸브본체의 내부공간에 회전가능하게 설치되어 상기 유입구와 유출구를 연통시켜 밸브를 개방하거나 유입구와 유출구를 차단하여 밸브를 폐쇄하는 볼 및, 상기 볼을 회전조작하기 위한 핸들로 구성된다.

상기 밸브본체의 내부공간과 상기 유입구 및 유출구 사이에는 볼의 외주면이 기밀하게 접촉하는 링형 시트가 각각 설치된다.

이러한 링형 시트는 기밀성이나 윤활성을 갖도록 하기 위하여 통상적으로 테프론 수지로 성형된 것이 사용되고 있다.

그러나 이러한 볼밸브에서는 시트가 볼과의 마찰이 반복적으로 이루어지는데 종래에는 시트가 연질이며 내마모성이 낮은 테프론 수지로 형성되어 있기 때문에 쉽게 마모될 뿐만 아니라 고온(150℃이상) 및 고압에 적용할 경우 용융되어 제기능을 수행할 수 없게 되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 기밀성과 윤활성이 우수하면서도 내마모성이 우수하고 고온 및 고압에서 사용할 수 있는 볼밸브용 시트를 제공하려는 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 시트가 적용된 볼밸브의 종단면도.

도 2는 도 1의 "A"부 확대도.

도 3은 본 발명에 의한 시트의 다른 실시례를 보인 부분 확대 단면도.

도 4는 본 발명에 의한 시트의 또 다른 실시례를 보인 부분 확대 단면도.

도 5는 본 발명에 의한 시트의 또 다른 실시례를 보인 부분 확대 단면도.

도 6은 본 발명에 의한 시트의 또 다른 실시례를 보인 부분 확대 단면도.

도 7은 본 발명에 의한 시트 제조 과정을 설명하기 위한 사시도.

**도면의주요부분에대한부호의설명**

10 : 밸브본체 16 : 안착홈

20 : 볼 21 : 연통공

30 : 조작축 31 : 핸들

40 : 시트부재 41 : 볼접촉부

42,42' : 이탈방지부 43a,44a : 철부

43b,44b : 요부 50 : 시트홀더

51 : 시트매설홈 54,54' : 이탈방지홈

55a,56a : 요부 55b,56b : 철부

이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 밸브본체의 유입구측과 유출구측에 각각 설치되어 볼의 외주면이 접촉하는 볼밸브용 시트로서, 박강판과 그라파이트박판이 교호로 다층 적층되어 상기 밸브본체의 내주면에 고정되는 고정단부와 상기 박강판의 측연부와 그라파이트박판의 측연부가 교호로 노출되어 상기 볼이 접촉되는 볼접촉부를 가지는 링형으로 형성된 시트부재로 구성된 것을 특징으로 하는 볼밸브용 시트가 제공된다.

이하, 본 발명에 의한 볼밸브용 시트를 첨부도면에 도시한 실시례에 따라서 상세히 설명한다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 의한 볼밸브용 시트의 일 실시례를 도시한 것으로 도 1은 본 발명에 의한 시트가 적용된 볼밸브의 종단면이고, 도 2는 도 1의 "A"부 확대도로서, 도 1에서 10은 밸브본체로서, 내부공간(13)의 양측에 유입구(11)와 유출구(12)가 연통되게 형성되어 있다.

상기 밸브본체(10)의 양단에는 배관(도시되지 않음)사이에 연결하기 위한 플랜지부(13a)(13b)가 형성되어 있다.

도면에서는 밸브본체(10)가 내부공간(13)의 일부와 유입구(11)를 가지는 본체부재(10A)와, 내부공간(13)의 일부와 유출구(12)를 가지는 본체부재(10A)로 구성되어 있으나, 본 발명은 반드시 이러한 밸브에만 적용되는 것은 아니다. 즉, 예컨대 내부공간을 가지는 중앙부재와 유입구를 가지는 부재 및 유출구를 가지는 부재로 구성된 밸브에도 적용할 수 있는 것이다. 도 1에서 14a,14b는 본체부재(10A,10B)를 결합하는 볼트 및 너트이다.

상기 내부공간(13)에는 연통공(21)이 천공된 볼(20)이 회전가능하게 설치되어 있다. 상기 연통공(21)은 도 1과 같이 회전된 상태에서는 유입구(11)와 유출구(12)를 연통시켜 밸브를 개방하고, 이 상태에서 90°회전된 상태에서는 유입구(11)와 유출구(12)를 차단하여 밸브를 폐쇄하도록 되어 있다.

상기 볼(20)은 상기 밸브본체(10)의 내부공간(13) 상부측에 관통형성된 통공(15)을 통하여 삽입되는 조작축(30)에 연결되어 있다. 상기 조작축(30)은 하단이 상기 볼(20)의 상면 중앙에 형성된 축고정공(22)에 삽입고정되며 그 상단에는 조작핸들(31)이 고정되어 있다. 상기 축고정공(22)은 사각 등 각형 단면으로 형성되고 조작축(30)의 하단도 사각 등의 각형 단면으로 형성되어 조작축(30)과 볼(20)이 일체로 회전될 수 있도록 되어 있다.

상기 조작축(30)은 볼트(33)에 의하여 밸브본체(10)에 결합되는 지지구(32)에 형성된 축공(32a)에 삽입지지됨과 아울러 압축스프링(34)에 의하여 그 하단이 상기 축고정공(22)에 압입되는 방향으로 탄력지지되어 있다. 상기 압축스프링(34)은 조작축(30)의 중간부에 형성된 스프링걸림턱(30b)과 상기 지지구(32)의 상단에 고정되는 스프링받침편(35)사이에 지지된다. 상기 스프링받침편(35)은 상기 지지구(32)와 함께 볼트(33)에 의하여 밸브본체(10)에 결합된다. 상기 조작핸들(31)을 조작축(30)에 결합함에 있어서는 조작축(30)의 상단부에 와셔(36)를 끼우고 그 위에 조작핸들(31)을 끼운 다음 그 위에서 조작축(30) 상단에 이탈방지링(37)을 끼우는 것에 의하여 결합된다. 이때 상기 조작축(30)의 상단과 핸들(31)에 형성된 조작축결합공(31a)은 사각 등의 각형으로 형성되어 핸들(31)을 돌렸을 때 조작축(30)이 일체로 회전되도록 구성된다.

상기 밸브본체(10)의 내부공간(13)의 양측, 즉 유입구(11)와 유출구(12)의 내측에는 볼(20)의 외주면이 기밀하게 접촉되는 링형 시트부재(40)가 설치된다.

상기 시트부재(40)는 스테인레스강판이나 티타늄강판 등의 박강판(S)과 그라파이프박판(G)을 교호로 다층 적층하여 그 내측 모서리부에 박강판(S)와 그라파이트박판(G)이 교호로 노출되는 볼접촉부(41)를 형성한 것이다.

본 실시례에서는 각 박강판(S)과 그라파이트박판(G)을 평판상으로 적층하고 이를 링형 권회하여 사각단면을 가지도록 한 다음 내측 모서리를 절취해내어 볼접촉부(41)가 형성되도록 한 것이다.

즉, 상기 시트부재(40)를 제조함에 있어서는 도 7과 같이 박강판(S)과 그라파이트박판(G)을 적층한 상태에서 이들을 링형으로 권회하고 그 권회 시단부(始端部)와 종단부(終端部)를 압착하여 링형으로 형성한 후 그 내측 모서리를 절취하여 박강판(S)와 그라파이트박판(G)이 교호로 노출되는 볼접촉부(41)를 형성하는 것이다. 상기 볼접촉부(41)를 형성함에 있어서는 선삭(旋削)이나 연마(硏磨) 방법을 이용하여 볼의 외주면과 일치되는 곡면으로 형성하는 것이다.

여기서 상기 볼접촉부(41)는 다층의 박강판(S)의 측연부가 교호로 볼(20)의 외주면에 접촉되거나, 다층의 박강판(S)의 측연부와 그라파이트박판(G)의 측연부가 교호로 볼(20)의 외주면에 접촉되는 것이다.

상기 시트부재(41)는 밸브본체(10)의 유입구(11)와 유출구(12) 내측에 홈을 형성하여 이 홈에 삽입하는 것에 의하여 밸브본체(10)에 직접 결합할 수도 있으나 제작상 어려움이 있으므로 도 2에 도시한 바와 같이 시트매설홈(51)이 형성된 시트홀더(50)를 구비하여 시트부재(40)를 시트매설홈(51)에 삽입하여 볼접촉부(41)가 돌출되게 결합하고, 상기 시트홀더(50)를 밸브본체(10)의 내주면에 형성된 안착홈(16)에 안착하는 것이 바람직하다.

상기 안착홈(16)의 구석과 이에 대응하는 시트홀더(50)의 모서리부 사이에는 패킹(53)이 삽입된다. 상기 패킹(53)은 시트홀더(50)의 모서리부에 형성된 패킹홈(52)내에 삽입된다. 상기 패킹(53)은 고온(약 450℃)에서 견딜 수 있는 내열성 패킹이 사용되며, 특히 그라파이트재질로 된 패킹을 사용하는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 볼밸브용 시트는 박강판(S)과 그라파이트박판(G)을 교호로 적층하여 제조하였을 경우에는 종래에 비하여 내마모성이 우수하고, 고온(450℃), 고압에서도 밸브로서의 기능을 수행할 수 있게 될 뿐만 아니라 박강판(S)의 측연부와 그라파이트박판(G)의 측연부가 교호로 볼(20)에 접촉하는 것이므로 그라파이트박판(G)의 고체 윤활 특성에 의하여 내마모성이 더욱 우수하게 되는 것이다.

도 3은 본 발명에 의한 볼밸브용 시트의 다른 실시례를 도시하는 것으로, 볼접촉부(41)와 반대측인 고정단부를 절곡하여 이탈방지부(42)을 형성하고, 상기 시트홀더(50)의 시트매설홈(51)의 양측 내면에 상기 이탈방지부(42)에 대응하는 이탈방지홈(54)을 형성하여 시트부재(40)가 시트매설홈(51)로부터 쉽게 이탈되지 않도록 한 것이며, 여타 구성 부분은 상술한 실시례에서와 동일하므로 동일 부분에 대하여는 동일 부호를 부여하고 구체적인 설명은 생략한다.

도 4는 본 발명에 의한 볼밸브용 시트의 또 다른 실시례를 도시하는 것으로, 본 실시례에서는 상술한 도 3의 실시례에서 이탈방지부(42')와 이탈방지홈(54')의 방향을 반대방향으로 형성한 것이며, 여타 구성 부분은 상술한 실시례에서와 동일하므로 동일 부분에 대하여는 동일 부호를 부여하고 구체적인 설명은 생략한다.

도 5 및 도 6은 본 발명에 의한 볼밸브용 시트의 다른 실시례를 도시하는 것으로, 박강판(S)과 그라파이트박판(G)을 철부(43a,44a)와 요부(43b,44b)를 가지는"〈"형 단면 또는 "〉"형 단면으로 절곡된 상태로 권회하여 그 일측연부가 볼접촉부(41)를 이루도록 한 것이다.

이 실시례에서는 시트부재(40)가 "〈"형 또는 "〉"형으로 절곡되어 있으므로 시트홀더(50)의 시트매설홈(51)을 이에 대응하여 철부(43a,44a)가 삽입되는 요부(55a,56a)와 상기 요부(43b,44b)에 삽입되는 철부(55b,56b)를 가지는 형상으로 형성하는 것이다.

이들 실시례에서는 박강판(S), 박강판(S)과 그라파이트박판(G)을 권회한 후 볼접촉부(41)를 가공하지 않고 권회하는 것만으로써 볼접촉부(41)가 형성되는 것이이어서 그 제조가 간단하게 되는 이점이 있는 것이다.

이상과 같이 본 발명에 의하면 스테인레스강판이나 티타늄강판 등의 박강판과 그라파이트박판을 교호로 다층 적층하여 링형으로 형성하고 박강판의 측연부와 그라파이트박판의 측연부가 볼접촉부를 형성한 것이므로 내마모성이 우수하고 고온, 고압에서도 밸브로서의 기능을 안정되게 수행할 수 있게 되는 것이다.

Claims

밸브본체의 유입구측과 유출구측에 각각 설치되어 볼의 외주면이 접촉하는 볼밸브용 시트로서, 박강판과 그라파이트박판이 교호로 다층 적층되어 상기 밸브본체의 내주면에 고정되는 고정단부와 상기 박강판의 측연부와 그라파이트박판의 측연부가 교호로 노출되어 상기 볼이 접촉되는 볼접촉부를 가지는 링형으로 형성된 시트부재로 구성된 것을 특징으로 하는 볼밸브용 시트.
제1항에 있어서, 상기 시트부재는 밸브본체의 내주면에 형성된 안착홈에 안착되는 시트홀더에 형성된 시트매설홈에 매설되어 상기 볼접촉부가 돌출되게 설치된 것을 특징으로 하는 볼밸브용 시트.
제2항에 있어서, 상기 안착홈과 시트홀더의 사이에는 내열성 패킹이 삽입됨을 특징으로 하는 볼밸브용 시트.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 시트부재는 박강판과 그라파이트박판이 평판상으로 적층되어 그 일측 모서리에 볼접촉부가 형성된 것을 특징으로 하는 볼밸브용 시트.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 시트부재는 고정단부에 이탈방지부가 절곡형성되고, 상기 시트홀더의 시트매설홈의 내측단에는 상기 이탈방지부가 삽입되는 이탈방지홈이 형성된 것을 특징으로 하는 볼밸브용 시트.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 시트부재는 볼접촉부와 고정단부사이의 중간부에서 절곡되어 양단에 각각 철부와 요부가 형성되고, 상기 시트홀더의 시트매설홈의 양측 내면에는 상기 철부와 요부에 대응하는 요부와 철부가 형성된 것을 특징으로 하는 볼밸브용 시트.