KR910007369B1 - 검사식 나비밸브 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

검사식 나비밸브

제1도는 본 발명에 의한 검사식 나비밸브의 축방향단면도.

제2도는 제1도에 도시된 나비밸브의 개략사시도.

제3도 및 제4도는 제1도 밸브의 관형본체와 전치본체(prebody) 사이에 탑재된 밀봉수단의 두 개 실시예를 각각 도시한 부분축방향단면도.

제5도는 밸브의 버터플라이내에 탑재된 밀봉수단을 도시한 부분 축방향단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 관형본체 2, 3 : 동축관형단면부

6 : 중앙부 7 : 폐쇄체임버

8 : 환상의 전치본체 11, 29 : 축

12 : 버터플라이 15 : 개구부

17 : 내부방사면 19 : 내벽

20, 21 : 방사측면 22 : 볼트

23 : 탄성부재 24 : 돌기부

26 : 평판 30 : 헤드

31 : 베어링수단 32 : 밀봉수단

33 : 작동스퀘어 34 : 홈붙이구멍

35 : 연장부 37 : 방사환상홈

42 : 1차 0시일구조 43 : 2차 0시일구조

44 : 모서리 45 : 막

46 : 폴드(fold) 47 : 제 1반동링

48 : 환상축방향홈 51 : 제 2반동링

52 : 시트

본 발명은 검사식 나비밸브(butterfly valve)에 관한 것으로, 즉 외부에서 접근할 수 있는 내부부품이 있는 밸브에 관한 것이다.

일반적으로, 종래의 나비밸브는 축 방향구멍 및 관형본체 내측에서 회전가능한 버터플라이수단(butterfly means)의 구동축을 밀봉회전하기 위하여 적어도 하나의 방사상의 구멍을 가진 관형본체로 형성된 것이 알려져 있다. 버터플라이수단은 본체에서 폐쇄된 위치에 밸브의 상/하류밀봉을 제공하기 위해 본체상에서 밀봉수단과 협동하는데에 적합한 밀봉수단을 포함한다.

몇몇 형태의 장치에 있어서, 사용자는 철거될 수 없는 배관에 밸브의 접속을 요구하며, 이러한 접속은 용접으로 매우 흔하게 이루어진다.

밸브를 유지보수하기 위하여, 밸브의 내부부재에 접근하는 것이 가능하고, 그것의 제거가 가능한 검사트랩(inspection trap)을 밸브의 본체내에 설치하는 것이 필요하다.

현시점에서, 이러한 검사트랩을 형성하기 위하여 두가지 형태가 사용되고 있다.

제1형태는 나비밸브를 회전가능하게 설치하기 위하여 사용되는 방사상의 구멍에 대해 측방향으로 옵셋(offsef)된 본체의 일부분에 검사트랩을 제공하도록 구성한다.

이러한 형태는 검사트랩과 버터플라이수단의 피봇선회수단 사이에 독립성을 얻을 수 있도록 했음에도 불구하고, 다음과 같은 여러 결점이 있다.

- 유지작업이 통상적으로 실행되는 부분이 트랩의 축내에는 없기 때문에, 밸브 내부부재의 접근가능성이 매우 만족스럽지 못하고,

- 밸브안쪽의 작업도 상기와 같은 이유로 맹목적으로 실행되고,

- 밸브의 본체가 길게될 필요가 있어 결과적으로 무겁게 되고, 비싸질뿐 아니라 복잡한 형상으로 되어 있어 구성상의 문제도 있었다.

제 2형태에 있어서, 검사트랩은 버터플라이수단을 회전구동하기 위하여 축을 관통하는 구역의 높이에 형성된 구성이다. 이것은 밸브의 목과 또한 상기 축의 회전설치를 위한 피봇선회수단을 포함하는 캡에 의해 페쇄된다.

이러한 제 2형태는 제 1형태에 언급한 결점 대부분을 해소한다. 즉,

- 분해될 부품들이 개구부의 축내에 존재하므로 밸브의 내부부재에 접근을 용이하게 한다.

- 이와같이 구성된 밸브의 본체는 더 짧고 더 가벼우며,

- 목이 본체에서 분리되기 때문에, 밸브전체의 구성이 더 쉬워진다. 하지만, 다음과 같은 다른 결점이 있다.

- 밸브의 정확한 작동은 본체위에서 캡의 정확한 중심의 위치맞춤에 따라 좌우되고,

- 이러한 정확한 작동은 캡이 제거된 경우 체크되지 않는다.

본 발명의 목적은 상기 언급된 두 형태의 구성에서 나타나는 단점을 배제한 잇점만을 취한 검사가능한 나비밸브를 제공하는 것이다.

이를 위하여, 본 발명은 더 상세하게 검사트랩을 형성하는 측면개구부를 통하여 외부와 연통하는 페쇄체임버를 형성하는 중앙부가 있는 관형본체와, 상기 체임버내에서 상기 개구부를 관통하는 방사상구멍의 축과 맞물리도록 상기 개구부를 관통하는데 적합하고 또한 두 개의 방사상구멍이 정반대로 대향하여 있는 환상의 전치본체와, 상기 본체내에서 상기 전치본체를 분리가능하게 고정하는 수단과, 상기 구멍을 관통하는 축에 의하여 상기 전체본체내에서 회전할 수 있게 설치된 버터플라이수단과, 밸브의 상/하류밀봉을 제공하기 위하여 상기 버터플라이와 협동할 수 있도록 본체 및/또는 전치본체위에 설치된 밀봉수단과, 버터플라이를 회전구동하는 축이 회전가능하게 설치되는 통로를 포함하고, 상기 개구부를 밀봉하고 제거가능하게 페쇄하기 위하여 상기 본체위에 설치하는데 적합한 캡으로 구성되는 밸브를 제공한다.

이러한 형태의 구성은 상기 두 번째로 언급된 이점(낮은 공간점유율 및 중량 그리고 양호한 접근성)이 있고 본체를 가공하기 위한 형상과 작업이 단순해진다.

또한, 버터플라이수단 및 그 밀봉수단의 정확한 작동이 캡을 설치할 필요없이 본체의 외측에서 뿐 아니라 내측에서도 체크되는 곳에 버터플라이수단 및 그 밀봉수단이 위치된다.

이러한 형태의 구성에 있어서, 전치본체(버터플라이의 축)내에서 버터플라이수단을 회전할 수 있게 탑재하는 축과 캡을 관통하여 버터플라이수단을 회전시키기 위한 축은 하나의 동일한 부품으로 형성할 수 있다.

그러나, 본 발명은 이러한 두축이 사용중의 변형 또는 잘못중심이 맞추어지는 것으로 인하여 작용하는 무리한 힘을 걸러내고 작동토오크를 전달하기에 적합한 기계적 접속수단에 의해 다른 하나를 제거가능하게 결합되고, 분리되는 경우를 고려하는 것이 더좋다.

이 경우에 있어서, 버터플라이수단의 축은 전체본체에 의해 위치가 정해지는 반면에, 작동축은 캡에 의해 위치가 정해진다. 이때 벨브 상/하류밀봉의 품질은 캡의 위치와는 관계없이 되고, 캡을 기재한 구동축의 통로에서의 밀봉은 버터플라이수단의 높이에서 작용되는 힘에 의해 더 이상 영향을 받지 않는다.

버터플라이의 축과 구동축에 대하여, 그들이 견디어 내야하는 힘에 적합한 다른 재료를 선택하는 것이 가능하다.

또한, 버터플라이 및 전치본체의 전체가 다같이 유체내에 잠겨 있기 때문에, 전치본체의 추가는 밸브의 열쇼크작용을 향상하므로, 종래의 것보다 온도의 상승과 하강율의 차를 더 근사하게 한다. 그래서, 밸브의 성능에 영향을 미치는 열응력 및 변형이 감소된다.

밸브의 본체 및 전치본체는 그 특성을 완벽하게 활용하는 다른 구조적인 방법을 가진 물질로부터 유익하게 만들어진다. 특히, 기계가공 또는 단조에 의해 얻을 수 있는 매우 간단한 형상의 전치본체를 사용하는 것이 가능하다.

본 발명의 다른 잇점은 베어링하우징 특히, 저단베어링이 전치본체내에 제공되기 때문에 밸브의 본체가 베어링하우징은 가지지 않고 봉입기능만을 이향하는데에 있다. 그러므로 밸브 특히 저온밸브의 정확한 작동을 방해하는 불순물 및 응축물의 유지를 위한 구역이 더 이상 필요하지 않다.

흔히 구조적 이유 때문에, 저단베어링의 하우징은 관통구멍이 있고, 밀봉되어 있어야만 했던 것은 이상과 연결하여 보면 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 외측을 향하는 누설의 추가적인 위험을 제거하는 이러한 하우징을 더 이상 사용하지 않는다.

전치본체와 버터플라이수단 그리고 그것의 축에 의해 형성된 소조립부품은 밸브의 품질과 성능을 실질적으로의미하고, 그 설치가 극히 단순하기 때문에, 밸브를 설치하기 전에 가장 좋은 회로상태가 기대되도록 청결하게 하기 위하여 배관에 본체를 용접하는 것이 가능한 반면에 전에는 청결히 하는 동안에 운반된 불순물 때문에 완전하게 조립되고 조정되고, 용접된 밸브의 성능이 정기적으로 손상되기 쉬웠다.

이하 본 발명의 일실시예가 수록된 도면을 참조하여 실시예만으로 제한되지 않도록 본 발명의 일실시예를 설명한다.

제 1도에 도시된 바와 같이, 본 밸브는 두 개의 용접플랜지(4) (5)를 대향단에서 가지는 두 개의 동축관형단면부(2) (3)와, 버터플라이수단(12)의 축(11)이 저어널되게 베어링을 형성하는 두 개의 방사상동축구멍(9) (10)을 가지는 환상형의 전치본체(prebody) (8)에 의해 형성된 페쇄모듈(closure module)을 수용하기 위하여 페쇄체임버(7)를 형성하는 중앙부(6)를 가진 관형몸체(1)로 형성되어 있다.

제 2도에서 명확하게 볼수 있는 바와같이, 중앙부(6)는 관형단면부(2) (3)와 동축이며 그보다 더 큰 내경의 반원통부(13)의 부분(여기서는 저단부)를 포함하고, 그 축방향면을 지나서, 반원통부(13)는 상기 축방향면을 대향하여 놓인 측면의 전체범위를 지나 개방하는 평행육면체형상(14)의 부분(여기서는 상단부)에 의해 연장되고, 제 1도에 도시한 개구부(15)는 검사트랩을 형성한다.

제 1도에 도시한 바와같이 관형단면부(2)와 중앙부(6) 사이의 접속은 상기 관형단면부(2)의 구멍을 에워싸는 환상형의 내부방사면(17)을 가지는 접속구역(16)에 의해 형성되는 반면에 관형단면부(3)와 중앙부(6)사이의 접속은 페쇄체임버(7)의 방향으로 넓게 퍼진 내벽(19)이 있는 접속구역(18)에 의해 형성된다.

도시된 실시예에 있어서, 전치본체(8)는 직사각형형상의 단면과 반원통부(13)의 내경보다 약간 작은 외경으로 되어 있다.

그래서, 버터플라이수단(12) 및 피봇선회수단을 가진 전치본체(8)는 검사용개구부(15)을 통하여 페쇄체임버(7)로 유도되고, 접속구역(16)의 내부방사면(17)에 대향하는 방사측면(20)에 의해 인가된다.

이 전치본체(8)를 고정하고, 방사면(17)에 대향하여 그것을 클램핑하기 위하여 방사측면(20)를 대향하는 방사측면(21)을 지나 일정하게 떨어진 일련의 암나사의 골리 파진 축방향구멍이 있고, 그 각각 속에 나사를 푸는 동안, 내벽(19)에서 돌출하고 접속구역(18)속에 형성된 돌기부(24)에 의해 유지되는 접시워셔(Belleville washers)와 같은 탄성부재(23)를 압축하는 헤드가 있는 볼트(22)가 체결된다.

물론, 본 발명이 이러한 하나의 고정 및 클램핑방법으로 제한되는 것은 아니다. 예를들어, 상기 볼트(22) 대신에, 돌기부(24)와 전치본체(8) 사이에 끼워맞추어진 쐐기 또는 그와 유사함 힘(wedges or similar force)을 사용할 수도 있다.

더욱이, 버터플라이수단(12)의 축(11)의 원하는 방위를 얻기 위하여 전치본체(8)와 본체(1) 사이에 간단명료한 수단(fool proof means)이 제공된다.

전치본체(8)가 페쇄체임버(7)내에 탑재되면, 개구부(15)는 한편으로는 개구부(15)의 주위에서 형성된 본체(1)의 홈속에서 맞물리는 장부(tenon) (27)를 가지고 또한 본체(1)의 기계적 연속성(mechanical continuity)을 확실하게 하며 버터플라이수단(12)을 회전할 수 있게 탑재하는 축(11)을 관통시키는 구멍을 포함하는 평판(26)과, 다른 한편으로는 버터플라이수단(12)를 회전시키는 축(29)이 밀봉되게 회전가능하도록 탑재된 관형목부(28')의 기저부에 설치된 캡(28)에 의해서 밀봉 페쇄된다.

본 실시예에 있어서, 버터플라이수단(12)를 회전시키는 축(29)은 전치본체(8)내에서 버터플라이수단을 회전가능하게 탑재하는 축(11)으로부터 분리된다.

그것은 목부(28')의 헤드(30)내에서 밀봉회전을 위하여 종래 구성의 밀봉수단(32) (패킹) 및 베어링(31)수단에 의해 탑재된다.

그것을 동작시키기 위하여 그것은 예를들면, 목부(28')의 헤드(30)에서 돌출한 단부의 한쪽에서 작동휘일 또는 작동자위에 설치되는 작동스퀘어(33)를 포함한다.

버터플라이의 축에 작동스퀘어를 연결하기 위하여, 그것은, 그것의 타단에서 근사한 틈새를 가지는, 전치본체(8)로부터 돌출하고 평판(26)의 구멍을 관통하는 축(11)의 연장부(35)와 맞물리는 스플라인구멍(splined bore) (34)을 가진다.

축(11) (29)은 본 발명의 정신에서 어긋남이 없이 하나의 동일한 부품으로 형성될 수 있는 것은 명백하다.

밸브의 상/하류밀봉을 제공하는 장치는 사용된 척도 때문에 제 1도에서는 명확하게 볼 수 없지만, (36)으로 나타낸 원으로 간단하게 표시되어 있다.

제 3도 및 제 4도는 전치본체(8)의 방사측면(20)과 접속구역(16)의 내부방사면(17)사이에 형성된 방사환상흠(37)속에 설치된 이중가요성 금속 0시일을 사용한 이 장치의 두 개의 변형예를 큰 척도로 확대한 도시도이다.

제 4도에 도시된 바와같이, 이러한 목적을 위하여 전치본체(8)의 방사측면 (20)은 내부원통표면에 인접한 원형구역내에 두계단(40) (41)을 가진 반턱(rebate)을 포함한다.

이 경우에 있어서, 이중 일은

- 밸브의 본체(1)과 함께 정적밀봉을 제공하는 1차 0시일구조(42)와,

- 1차 0시일구조보다 적은 직경으로, 소위 말하는 동적밀봉을 얻도록 버터플라이수단(12)의 모서리(44)와 협동하는 2차 0시일구조(43)와,

- 두개의 시일구조(42) (43)사이에서 방사상 가요성을 제공하는 폴드(46)를 중간영역내에 가지고, 두 개의 시일구조(42), (43)사이에서 밀봉의 연속성을 제공하는 막(45)과,

- 두 개의 시일구조 (42) (43) 사이의 공간내에 2차 0시일구조(43)를 대향하여 꽉끼게 설치된 반동링(47)을 포함한다.

본 실시예에 있어서, 1차 0시일구조(42)는 본체(1)의 내부방사면(17)과 앞본체(8)의 방사측면(20)의 계단(40) 사이에서 축방향으로 압축된다.

다른 한편으로는, 2차 0시일구조(43)는 본체의 내부방사면(17)과 계단(41) 사이의 공간내에서 방사상으로 움직일 수 있다. 또한 본체의 내부방사면(17)은 막(45)의 폴드(46)가 수용되는 환상축방향홈(48)을 포함한다. 제 4도에 도시된 실시예에서 전치본체(3)의 방사측면(20)은 계단을 가지고 있지 않고 내부방사면(17)과 함께 환성형의 홈(49)을 형성한다.

이 경우에 있어서, 1차 0시일구조(42)는 제 1반동링(47)과 1차 0시일구조(42) 사이의 자유공간으로 뻗은 제 2 반동링(51)과 홈(49)의 바닥(50) 사이에서 방사상으로 압축된다.

제 5도는 제 3도 및 제 4도에 도시된 것들과는 정반대로 설치된 것으로 제3도의 것과 유사한 이중 0시일구조(42) (43) (45) (47)는 버터플라이수단(12)에 의해 운반되는 반면에, 이 이중 0시일과 제휴되는 밀봉표면은 밸브본체(1) 내측에 형성된 원추형상의 시트(52)에 존재한다.

그때 버터플라이수단(12)는 상기 기재된 방법으로 이중 0시일구조(42) (43) (45) (47)를 둘러싸는 제 3도에 도시된 것과 유사한 형상의 환상공동(53)을 나비밸브의 모서리의 위치에서 가진다.

물론, 본 발명은 상기에 설명된 밀봉수단으로 제한되는 것은 아니고, 다른 형태의 시일 예를들어, 탄성중합체, 소성중합체 또는 합성물질로 만들어진 비이드시일(beaded seals)로 구성할 수 있다.

Claims (13)

1. 검사트랩을 형성하는 측면개구부(15)를 통하여 외부와 연통하는 폐쇄체임버(7)를 형성하는 중앙부(6)가 있는 관형본체(1)와, 두 개의 대향하는 방사상구멍(9) (10)을 가지고 또한, 상기 체임버(7)내에서 상기 개구부(15)를 관통하는 상기 방사상구멍(9) (10)의 축과 맞물리기 위하여 상기 개구부(15)를 관통할 수 있는 전치본체(8)와, 상기 본체(1)내에서 상기 전치본체(8)를 제거할 수 있게 고정하는 수단과, 상기 구멍을 관통하는 축(11)에 의해 상기 전치본체(8)내에서 회전할 수 있게 설치된 버터플라이(12)와, 밸브의 상/하류밀봉을 제공하기 위하여 상기 몸체(1)와 상기 전치본체(8) 그리고 상기 버터플라이(12)와 협동하는데 적합한 밀봉수단과, 버터플라이(12)를 회전시키는 축(29)이 회전가능하게 설치된 통로를 포함하고 또한, 상기 개구부(15)를 밀봉하고 분리가능하게 페쇄하기 위하여 상기 본체(1)위에 탑재할 수 있는 캡(28)으로 구성되고, 상기 본체는 한 쌍의 내부방사면(17)을 포함하고, 상기 고정수단은 상기 방사면 (17)에 대해서 상기 전치본체(8)의 제 1방사측면(20)을 축방향으로 클램핑하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 검사식 나비밸브.
2. 제1항에 있어서, 상기 클램핑수단은 제 1 방사측면에 반대쪽인 전치본체(8)의 방사측면(21)내에 형성된 암나사의 골이 파진 구멍속으로 나사조임할 수 있는 볼트를 포함하고, 그 헤드는 나사를 푸는 동안 몸체의 내벽으로부터 돌출하는 돌기부(24)에 의해 유지되는 탄성부재(23)를 압축하는 것을 특징으로하는 검사식 나비밸브.
3. 제1항에 있어서, 상기 클램핑수단은 상기 전치본체와 본체의 내벽으로부터 돌출하는 돌기부 사이에 끼워 맞추어진 쇄기력을 포함하는 것을 특징으로 하는 검사식 나비벨브.
4. 제1항에 있어서, 전치본체(8)내에서 버터플라이(12)를 회전할 수 있게 탑재하는 축(11)과 캡(28)을 관통하여 버터플라이(12)를 회전시키는 축(29)은 하나로 형성된 동일한 부품인 것을 특징으로 하는 검사식 나비밸브.
5. 제1항에 있어서, 전치본체(8)내에서 버터플라이(12)를 회전할 수 있게 탐재하는 축(11)과 버터플라이(12)를 회전시키는 축(29)은 각각 분리되어 있고, 기계적 연결수단(34) (35)에 의해 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 검사식 나비밸브.
6. 제5항에 있어서, 상기 기계적 연결수단(34) (35)은 작동토오크를 전달하고, 사용중에 중심을 잘못 맛추거나 변형 때문에 생기는 무리한 힘(parasite forces)을 길러내기 위하여 약간의 틈새를 가지는 것을 특징으로 하는 검사식 나비밸브.
7. 제1항 내지 제6항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 측면개구부(15)는 본체의 기계적 연속성을 제공하기 위하여 본체(1)에 형성된 홈속에서 맞물리는 장부(27)가 형성된 평판(26)에 의해 부분적으로 페쇄되는 것을 특징으로 하는 검사식 나비밸브.
8. 제1항 내지 제 6항중의 어느한 항에 있어서, 상기 밀봉수단은 전치본체(8)의 방사측면(20)과 접속구역(16)의 내부방사면(17) 사이에 형성된 방사상의 환상형홈(37)내에 탑재된 밀봉패킹을 포함하는 것을 특징으로 하는 검사식 나비밸브.
9. 제8항에 있어서, 상기 밀봉패킹은 밸브의 본체(1)에 정적밀봉을 제공하는 1차 0시일구조(42)와, 1차 0시일구조보다 더 작은 직경으로 소위 동적인 밀봉을 얻기 위하여 나비밸브(12)의 모서리(44)와 협동하는 2차 0시일구조(43)와, 두 개의 시일구조(42)(43) 사이에 밀봉의 연속성을 제공하는 막(45)과, 두 개의 시일구조(42)(43) 사이의 공간내에서 2차 0시일구조(43)에 대하여 꽉끼는 관계로 탑재된 반동링(47)을 포함하는 이중 가요성금속 0시일로 구성되는 것을 특징으로 하는 검사식 나비밸브.
10. 제9항에 있어서, 상기 1차 0시일구조(42)는 본체(I)의 내부방사면(17)과 전치본체(8)의 방사측면(20)의 계단(40) 사이에서 축방향으로 압축되는 것을 특징으로 하는 검사식 나비밸브.
11. 제9항에 있어서, 상기 1차 0시일구조(42)는 홈(49)의 바닥부(50)와 상기 제 1반동링(47)과 상기 1차 0시일구조(42) 사이의 공간내에 배치된 제 2반동링(51)의 사이에서 방사상으로 압축되는 것을 특징으로 하는 검사식 나비밸브.
12. 제1항 내지 제6항중의 어느한 항에 있어서, 상기 밀봉수단은 버터플라이(12)의 모서리내에 형성된 방사상의 환상형홈(53)내에 탑재된 밀봉패킹을 포함하고, 상기 본체는 상기 패킹이 밸브의 페쇄된 위치내에서 지지되는 원추형상의 시트(52)를 포함하는 것을 특징으로 하는 검사식 나비밸브.
13. 제12항에 있어서, 상기 패킹은 이중가요성금속 0시일(42) (43) (45) (47)로 구성되는 것을 특징으로 하는 검사식 나비밸브.

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