KR100579418B1

KR100579418B1 - 벨로우즈를 구비하는 볼 밸브

Info

Publication number: KR100579418B1
Application number: KR1020030082482A
Authority: KR
Inventors: 김기범; 김학윤
Original assignee: 주식회사 금양테크
Priority date: 2003-11-20
Filing date: 2003-11-20
Publication date: 2006-05-12
Also published as: KR20050048771A

Abstract

본 발명은 내부에 패킹부재를 구비한 밸브본체와, 상기 밸브본체의 내부에 좌우로 회전되면서 유체의 흐름을 제어하기 위한 볼과, 상기 볼의 상부에 결합되는 회전축과, 상기 회전축을 지지하기 위한 보닛으로 이루어지는 공지의 볼 밸브에 있어서, 상기 회전축(110)과 보닛(140) 사이에 체결구(122)에 의해 플랜지 결합되는 승하강축 하우징(120)과, 상기 승하강축 하우징에 내장되며 회전축(110)과 회전가능토록 연결되어지는 승하강축(131)과, 상기 승하강축(131)의 외주면에 씌워져 유체의 누출을 방지하기 위한 벨로우즈(130)와, 상기 벨로우즈를 고정하기 위한 고정판(133)과, 상기 보닛 상부에 커버(160)에 의해 회전가능토록 장착되어지되 승하강축(131)의 나사부(131a)에 나사결합되는 마운트(150)와, 상기 마운트에 결합되어지는 핸들(170)로 구성되어진 벨로우즈를 구비하는 볼 밸브를 제공하기 위한 것으로, 본 발명은 유체와 승하강축의 접촉을 사전에 차단하고, 유체가 밸브본체 외부로 누출되는 것을 방지하므로써 안전사고 방지는 물론 작업자의 건강을 위해할 수 있는 요소를 사전에 방지할 수 있는 효과를 갖는다.

또한 본 발명은 종래의 볼 밸브에도 그대로 장착하여 사용할 수 있고 유지보수시 호환성을 갖는 것이어서 경제적일 뿐만 아니라, 축이 분리되도록 하므로써 수리 및 교체작업의 신속성 및 축 가공비용의 절감, 소음과 마찰의 최소화를 가능하게 하므로써 밸브의 효율을 극대화시킬 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.

볼 밸브, 벨로우즈, 누출, 방지, 차단, 밀폐

Description

벨로우즈를 구비하는 볼 밸브{A ball valve with bellows}

도 1 - 종래 볼 밸브의 구조를 나타내기 위한 사시도.

도 2 - 도 1의 A-A선 단면도.

도 3 - 본 발명 벨로우즈를 구비하는 볼 밸브의 구조를 나타내기 위한 분리사시도.

도 4 - 본 발명 벨로우즈를 구비하는 볼 밸브의 구조를 나타내기 위한 사시도.

도 5 - 도 4의 B-B선 단면도.

도 6 - 본 발명 벨로우즈를 구비하는 볼 밸브의 사용상태 단면도.

도 7 - 본 발명의 다른 실시예를 나타내기 위한 단면도.

도 8 - 본 발명의 또 다른 실시예를 나타내기 위한 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1: 종래의 볼 밸브

10: 밸브본체 11: 패킹부재

12: 보닛(Bonnet)

20: 볼(Ball) 30: 축

40: 핸들

100: 본 발명 벨로우즈를 구비하는 볼 밸브(이하 볼 밸브라 한다)

101: 밸브본체 102: 플랜지(Flange)

103: 볼

110: 회전축 110a: 보조축

111: 나선홈 112: 패킹부재

113: 고정구 114: 보조하우징

115: 베어링 116: 브라켓

120: 승하강축 하우징 121: 플랜지

122: 체결구

130: 벨로우즈(Bellows) 131: 승하강축

131a: 나사부

132: 가이드핀 133: 고정판

140: 보닛 150: 마운트

160: 커버 170: 핸들

180: 고정너트

A: 유체(流體)

본 발명은 볼 밸브에 관한 것으로, 특히 볼 밸브 내부에 형성된 축의 외주면에 벨로우즈를 형성하므로써 축과 밸브본체의 틈새를 통해 외부로 누출되는 유체를 사전에 차단하기 위한 벨로우즈를 구비하는 볼 밸브에 관한 것이다.

일반적으로 볼 밸브는 유로(流路)가 관통되도록 형성된 볼(ball)을 회전시켜 배관을 따라 흐르는 유체를 제어하기 위한 개폐장치로, 종래의 볼 밸브(1)는 대개 도 1에 도시한 바와 같이 내부에 패킹부재(11)를 구비한 밸브본체(10)와, 상기 패킹부재와 밀착된 상태로 유체의 흐름을 제어하기 위한 볼(20)과, 상기 볼의 상부에 결합되는 축(30)과, 상기 축을 지지하기 위한 보닛(12)과, 상기 축의 끝단에 결합되어 볼을 회전시키기 위한 핸들(40)로 이루어진다.

따라서 상기 볼을 좌우로 회전시키게 되면 상기 볼에 관통되도록 형성된 유로가 열리거나 닫히게 되어 배관을 따라 흐르는 유체의 흐름을 제어할 수 있게 되는 것이다.

그러나 종래의 볼 밸브(1)는 도 2에 도시된 바와 같이 유체가 상기 볼(20)과 패킹부재(11)에 직접 접촉되는 구조를 갖는 것이고, 볼의 잦은 회전에 의해 패킹부재와 볼 사이에는 마찰이 발생하여 패킹부재의 표면이 마모되면서 빈틈이 생기게 되는 치명적인 단점을 갖는 것이다.

결국 패킹부재의 기밀성이 현저히 떨어지면서 상기 패킹부재와 볼 사이의 빈틈으로는 유체의 누출(流出)이 생기게 되고, 상기 유체가 유독성 및 부식성을 갖는 액체이거나 고온의 스팀(Steam)인 경우 상기 유체는 패킹부재(11)는 물론 축(30)과 보닛(12)을 부식시키게 되고, 심지어는 독성을 갖는 유체, 기체, 고온의 스팀이 밸브 외부로 누출되므로써 작업자들의 안전 및 건강에 심각한 위해(危害)를 가하게 되는 것이다.

또한 밸브의 내구성의 저하로 인한 밸브의 잦은 고장과 파손으로 인해 경제적 손실은 물론 생산성이 하락되는 심각한 폐단을 갖는 것이다.

이처럼 본 발명은 상기와 같은 종래의 볼 밸브가 갖는 단점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명은 밸브본체 내부에 형성된 축의 외주면에 벨로우즈를 형성하므로써 축과 밸브본체의 틈새를 통해 외부로 누출되는 유체를 사전에 차단하기 위한 벨로우즈를 구비하는 볼 밸브를 제공하기 위한 것이다.

또한 본 발명은 축이 분리되도록 하므로써 수리 및 교체작업의 신속성 및 축 가공비용의 절감, 소음과 마찰의 최소화를 가능하게 하므로써 밸브의 효율을 극대화시킬 수 있는 벨로우즈를 구비하는 볼 밸브를 제공하기 위한 것이다.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 구성을 첨부한 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 구성을 보이기 위한 분리사시도를 도시한 것으로, 본 발명 볼 밸브(100)는 내부에 패킹부재(112)를 구비한 밸브본체(101)와, 상기 밸브본체의 내부에 좌우로 회전되면서 유체의 흐름을 제어하기 위한 볼(103)과, 상기 볼의 상부에 결합되는 회전축(110)과, 상기 회전축을 지지하기 위한 보닛(140)으로 이루어지는 공지의 볼 밸브에 있어서,

상기 회전축(110)과 보닛(140) 사이에 체결구(122), 즉 볼트에 의해 플랜지 결합되는 승하강축 하우징(120)과, 상기 승하강축 하우징에 내장되며 회전축(110)과 회전가능토록 연결되어지는 승하강축(131)과, 상기 승하강축(131)의 외주면에 씌워져 유체의 누출을 방지하기 위한 벨로우즈(130)와, 상기 벨로우즈를 고정하기 위한 고정판(133)과, 상기 보닛 상부에 커버(160)에 의해 회전가능토록 장착되어지되 승하강축(131)의 나사부(131a)에 나사결합되는 마운트(150)와, 상기 마운트에 결합되어지는 핸들(170)로 이루어진다.

이때 상기 승하강축(131)의 하부는 회전축(110)의 상부에 끼워지도록 연결되어지는데 상기 회전축(110)의 외주면에는 나선(螺旋)홈(111)이 형성된 상태이고, 승하강축(131)의 내주면에는 가이드핀(132)이 돌출된 상태로 상기 가이드핀(132)이 나선홈(111)에 걸리도록 결합된 구조를 갖는다.

또한 상기 승하강축(131)은 승하강축(131) 상부에 형성된 나사부(131a)가 마운트(150)에 나사결합되고, 상기 마운트(150)는 핸들(170)에 결합된 상태이므로 상기 핸들이 회전하게 되면 마운트도 따라서 회전하게 되고, 핸들의 회전방향에 따라 승하강축(131)이 승하강되면서 회전축(110)을 회전시키게 되는 것이다.

상기 회전축(110)의 회전을 가능하게 하는 승하강축(131)의 작용은 다음과 같다.

즉 상기 승하강축(131)이 핸들(170)에 의해 승하강되면 승하강축(131)의 내주면에는 돌출된 가이드핀(132) 역시 승하강되어지는데, 이때 상하로 이동할 수 없도록 고정된 회전축(110)은 결국 나선홈(111)에 끼워진 가이드핀(132)에 의해 강제되어지고, 이로인해 회전축(110)은 좌우로 회전되어지는 것이다. 이때 상기 가이드핀(132)은 분해와 조립이 용이하고 나선홈(111)에서의 이동의 용이성 및 표면마찰을 최소화하기 위해서 선단부가 구(球)형상을 갖는 셋트스크류(Set screw)를 사용함이 바람직하다.

상기 승하강축(131)의 고정판(132)은 승하강축 하우징(120)의 플랜지(121) 상부에 얹혀진 상태로 보닛(140)에 의해 고정되어져 벨로우즈(130)의 유동을 방지하게 된다.

또한 상기 벨로우즈(130)는 승하강축(131)이 승하강되더라도 신축성이 있어승하강축(131)을 따라 이동할 수 있게 되며, 이로인해 승하강축(131)이 유체와 직접 접촉되는 것을 차단할 수 있고, 밸브본체 외부로 유체가 누출되는 것을 방지할 수 있게 되는 것이다. 이때 벨로우즈는 유체에 대한 부식 및 화학반응을 견딜 수 있는 재질을 사용함이 바람직하며, 이를 위해 본 발명에서는 스테인리스 재질을 사용하였다.

또 상기 마운트(150)는 보닛(140) 상부에 형성되며, 상기 마운트(150) 에 커버(160)를 씌우고 상기 커버를 보닛(140)에 결합시키므로써 마운트(150)가 보닛으로 부터 이탈되지 않도록 하였다.

상기 마운트(150)는 핸들(170)에 결합되어 회전되어지나, 상기 마운트의 구동은 핸들과 같은 수동적인 구동수단 외에도 액츄에이터(actuator)와 같은 전동기구에 의한 구동도 가능함은 당연하다 할 것이고, 이 또한 본 발명의 기술적 범위에 포함된다 할 것이다.

또 본 발명은 회전축(110)과 밸브본체(101) 사이의 틈으로 유체가 새는 것을 방지하고, 기밀성을 더욱 향상시키기 위해 상기 회전축(110)에 패킹부재(112)와 고정구(113)을 끼워 플랜지(102)에 결합시키는 구성을 가질 수도 있다. 이때 상기 패킹부재의 재질로는 화학작용으로 인한 손상 및 부식을 견딜 수 있고, 기체의 누출을 방지하는데 탁월한 그랜드(Gland) 패킹을 사용함이 바람직하며, 배관을 통해 이송되는 유체의 특성과 작업의 환경에 따라 패킹부재의 재질 및 갯수는 얼마든지 조절가능하다.

상기 고정구(113)는 패킹부재를 고정시키는 역활 뿐만 아니라 패킹부재를 회전축(110)에 보다 긴밀하게 밀착시켜 기밀성을 향상시키기 위해 필요한 구성이다.

또한 본 발명 벨로우즈 볼 밸브(100)는 도 7에 도시된 바와 같이 상기 회전축(110)의 상부에 보조축(110a)을 형성하되, 상기 회전축과 보조축의 양단을 요철(凹凸)식으로 형성하여 끼움결합되도록 하였다.

이는 회전축과 보조축의 탈,부착을 용이하게 하기 위한 구성으로, 상기 볼(103)에 결합된 회전축(110)이 상기 보조축(110a)에 의해 승하강축(131)과 결합되도록 하므로써 밸브의 교체작업시 회전축(110)을 그대로 남겨두고 보조축(110a)만 교체할 수 있게 되는 것이다.

따라서 본 발명 볼 밸브(100)의 교체작업시 밸브본체 내부에 잔존하고 있는 유체와 승하강축(131)의 직접적인 접촉을 차단할 수 있으며, 또한 유체의 누출없이 밸브의 신속하고 용이한 교체작업 및 유지보수 작업이 가능하게 되는 것이다.

또한 본 발명 볼 밸브(100)는 도 8에 도시된 바와 같이 밸브본체(10)의 상부에는 상기 회전축(110)의 외주면에 끼워져 결합되는 다수개의 베어링(115)을 구비한 보조하우징(114)와, 상기 베어링을 보조하우징에 고정하기 위한 브라켓(116)을 구비할 수도 있는데, 이는 상기 회전축의 좌우 회전시 발생되는 소음과 마찰을 최소화하여 밸브의 원활한 개폐작업을 가능하도록 하기 위해 필요한 구성이다.

이때 상기 베어링(115)은 상부에서 수직방향으로 전달되는 하중을 견딜수 있는 스러스트(thrust)베어링을 사용하는 것이 바람직하다.

이처럼 본 발명은 유체와 승하강축의 접촉을 사전에 차단하고, 유체가 밸브본체 외부로 누출되는 것을 방지하므로써 안전사고 방지는 물론 작업자의 건강을 위해할 수 있는 요소를 사전에 방지할 수 있는 효과를 갖는다.

Claims

내부에 패킹부재를 구비한 밸브본체와, 상기 밸브본체의 내부에 좌우로 회전되면서 유체의 흐름을 제어하기 위한 볼과, 상기 볼의 상부에 결합되는 회전축과, 상기 회전축을 지지하기 위한 보닛과, 회전축과 회전가능토록 연결되어지는 승하강축과, 상기 승하강축의 외주면에 씌워져 유체의 누출을 방지하기 위한 벨로우즈와, 상기 벨로우즈를 고정하기 위한 고정판과, 상기 보닛 상부에 커버에 의해 회전가능토록 장착되어지되 승하강축의 나사부에 나사결합되는 마운트와, 상기 마운트에 결합되어지는 핸들로 이루어지는 공지의 볼 밸브에 있어서,

상기 회전축에 패킹부재와 고정구를 끼워 밸브본체 상단 플랜지에 결합시키고, 상기 밸브본체와 보닛 사이에는 승하강축 하우징이 체결구에 의해 플랜지 결합되도록 하며, 상기 보닛과 승하강축 하우징 사이에 벨로우즈를 고정하기 위한 고정판이 끼워져 결합되도록 구성되어짐을 특징으로 하는 벨로우즈를 구비하는 볼 밸브.
삭제
삭제
삭제
제 1항에 있어서, 상기 회전축을 상하로 양분하여 상부에 보조축이 형성되도록 하되, 상기 회전축과 보조축의 양단을 요철식으로 형성하여 끼움결합되도록 하고, 상기 보조축은 승하강축에 가이드핀에 의해 결합되도록 구성되어짐을 특징으로 하는 벨로우즈를 구비하는 볼 밸브.
제 1항에 있어서, 상기 밸브본체의 상부에는 상기 회전축의 외주면에 끼워져 결합되는 다수개의 베어링을 구비한 보조하우징와, 상기 베어링을 보조하우징에 고정하기 위한 브라켓을 구비하는 것을 특징으로 하는 벨로우즈를 구비하는 볼 밸브.