KR101850883B1 - 이중 실링 볼 밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 이중 실링 볼 밸브는 메인시트(33)와 탄성시트(34)로 이중 실링하는 볼 밸브에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 메인시트(33)와 탄성시트(34)를 받쳐주는 시트 링(31)과, 메인시트(33)를 유격 없이 장착하도록 시트 링(31)을 향해 가압하고 동시에 탄성시트(34)를 향해 가압하며 시트 링(31)에 결합되는 시트 캡(32)으로 시트 홀더(30)를 구성하여서, 메인시트(33)와 탄성시트(34)를 시트 홀더(30)에 유격 없이 장착할 수 있고, 볼 밸브의 조립 중에 시트를 가공하지 아니하여도 되며, 메인시트(33)와 탄성시트(34)를 시트 홀더(30)에 장착할 시에 탄성시트(34)를 여러 방향에서 가압하게 함으로써 고압에서의 내구도를 더욱 확보함은 물론이고, 볼(20)과의 접촉면압을 조절하는 가압 리테이너(40)의 구조를 단순화하여 제조상의 이점뿐만 아니라 조절한 접촉면압을 유지하며 사용할 수 있는 이중 실링 볼 밸브에 관한 것이다.

Description

이중 실링 볼 밸브{BALL VALVE WITH DUAL SEALING STRUCTURE}

본 발명에 따른 이중 실링 볼 밸브는 중앙을 관통하는 유체관통공을 구비한 볼의 회전으로 유로를 개폐하는 볼 밸브 중에 볼과 밀착시켜 실링하는 시트를 메인시트와 탄성시트로 이중화한 볼 밸브에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 메인시트와 탄성시트를 장착할 시에 유격 없이 장착할 수 있어, 볼 밸브의 조립 중에 시트를 가공하지 아니하여도 되고, 장착할 시에 탄성시트를 여러 방향에서 가압하게 함으로써 고압에서의 내구도를 더욱 확보하며, 시트와 볼 사이의 접촉면압을 조절하는 가압 리테이너의 구조를 단순화하여 제조상의 이점뿐만 아니라 조절한 접촉면압을 안정적으로 유지하며 사용할 수 있는 이중 실링 볼 밸브에 관한 것이다.

볼 밸브는 관로의 도중에 접관되어 관로를 통한 유로를 단속하거나 유량을 제어하는 데 사용하는 장치로서, 실링 성능을 높이면서 유압에 의한 볼의 유동을 방지하기 위해 이중 실링 구조를 사용하기도 한다.

도 1에 도시한 종래기술에 따른 이중 실링 볼 밸브의 단면도를 살펴보면, 양측에 관로연결구(2)를 장착한 밸브몸체(1)의 내부에 중앙을 관통하는 유체관통공(3a)을 구비한 볼(3)을 수용하여 유체관통공(3a)을 통한 양측 관로연결구(2) 사이의 유로를 밸브몸체(1)에 관통시킨 스템(3b)의 회전으로 볼(3)을 회전시켜 개폐한다.

또한, 볼(3)의 회전을 유로 개폐할 시에 실링하여야 하므로, 유로를 개방한 상태에서 볼(3)의 표면 중 유체관통공(3a) 주변의 표면에 밀착되는 밸브시트(5)를 볼(3)을 향하는 정면측에 홈(4a)을 조성하여 삽입 장착한 시트 홀더(4)와, 후방측에서 시트 홀더(4)를 볼(3)를 향해 탄성적으로 밀어주는 가압 리테이너(7)를 관로연결구(2)의 내주면에 장착한다.

한편, 도 1은 밸브시트(5)와는 별도로 탄성시트(6)를 추가한 이중 실링 구조를 보여준다.

이와 같이 통상의 볼 밸브에 사용하는 밸브시트(5)를 메인시트로 하고 탄성시트(6)를 보조적인 시트로 추가함으로써 밸브시트(5)를 단독으로 장착하는 경우보다 실링 성능을 높일 수 있고 유압에 의한 볼(3)의 유동을 방지하는 효과도 얻는다.

그렇지만, 시트 홀더(4)에 홈(4a)을 조성한 후 그 홈(4a)에 밸브시트(5)와 탄성시트(6)를 삽입 장착할 시에는 홈(4a) 내부면과 유격이 없도록 홈(4a) 내부에 꽉 조인 형태로 있게 하여야만 볼(3)과의 접촉상태 및 접촉면압을 안정적으로 유지할 수 있다.

이에, 실제 볼 밸브를 제작할 시에는 밸브시트(5)와 탄성시트(6)를 홈(4a) 내부에 강하게 밀어넣어 유격이 없게 한 후 볼(3)과 접촉시킬 면을 절삭 가능하는 방식을 사용하여 왔다.

이러한 방식은 밸브시트(5)를 연성 재질로만 제조 사용하여야 하는 제약이 따르고, 공정이 복잡해지며, 볼(3)의 접촉면을 정밀하게 조성하는 것도 어렵게 한다.

또한, 도 1에 도시한 바와 같이 탄성시트(6)는 단면이 삼각형을 이루는 소위 delta-ring로 구성하여 먼저 홈(4a)에 끼워 넣고, 이후 후 홈(4a)의 남는 공간에 밸브시트(5)을 억지끼움하는 장착 방식을 사용하였다.

이에, 밸브시트(5)를 억지끼움할 시에 탄성시트(6)를 충분히 압착하지 못하였으며, 이에, 탄성시트(6)에 의한 실링 성능을 충분히 활용하지 못하였다.

한편, 본 발명의 출원인은 볼 밸브를 조립한 이후 관로연결구(2)의 내부에서 접촉 면압을 조절할 수 있는 기술을 특허 출원하여 등록특허 제10-1156108호로 등록받았다.

그렇지만, 등록특허 제10-1156108호에 따라 접촉 면압을 조절하게 구성하는 경우, 구조가 복잡한 면이 있고, 조립하기에도 어려움이 따르며, 실제 관로에 연결하여 사용할 시에 구성요소가 많은 만큼 내구성 저하의 우려도 있을 수 있었다.

KR 10-1156108 B1 2012.06.07.

따라서, 본 발명은 메인용 밸브시트와 보조적인 탄성시트를 시트 홀더에 유격 없이 장착할 수 있고, 장착 과정에서 탄성시트를 충분히 압착할 수 있으며, 접촉 면압을 조절 및 유지하기 위한 가압 리테이너의 구조를 단순화한 이중 실링 볼 밸브의 제공을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 양측에 관로연결구(11)를 장착한 밸브몸체(10)의 내부에 중앙을 관통하는 유체관통공(21)을 구비한 볼(20)을 수용하여 유체관통공(21)을 통한 양측 관로연결구(11) 사이의 유로를 볼(20)의 회전으로 개폐하며, 유로를 개방한 상태에서 볼(20)의 표면 중 유체관통공(21) 주변의 표면에 밀착시켜 실링하는 메인시트(33)와는 별도로 탄성시트(34)를 추가하여 이중 실링하도록 볼(20)을 향하는 정면에 장착한 시트 홀더(30)를 관로연결구(11)의 내주면에 장착한 이중 실링 볼 밸브에 있어서, 상기 메인시트(33)와 탄성시트(34)는 내외로 겹쳐지게 하고, 상기 시트 홀더(30)는 상기 메인시트(33)와 탄성시트(34)를 후방에서 전방을 향해 받쳐주고 탄성시트(34)를 메인시트(33)를 향해 받쳐주며, 가압 리테이너(40)에 의해 전방으로 밀리는 힘을 받는 시트 링(31); 메인시트(33)와 접촉하여 메인시트(33)를 후방으로 가압하면서 탄성시트(34)를 향해 가압하며 시트 링(31)에 결합되는 시트 캡(32); 을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 시트 캡(32)은 메인시트(33)에 가하는 가압력을 조절하며 상기 시트 링(31)에 결합되게 한 것임을 특징으로 한다.

상기 메인시트(33)는 탄성시트(34)의 전방 중에 볼(20)에 밀착시킬 부위를 제외한 나머지 면을 덮어 시트 캡(32)에 의한 가압 방향과 동일한 방향으로 탄성시트(34)를 압착함을 특징으로 한다.

메인시트(33)에서 탄성시트(34)와 반대 방향의 면은 후방으로 가압되는 시트 캡(32)에 눌려 탄성시트(34)를 향해 가압력을 받게 하는 경사면(33a)이 조성됨을 특징으로 한다.

상기 탄성시트(34)는 모서리를 곡면으로 모깍기한 사각 단면을 갖는 링으로 형성되어 전방 내주면측의 모서리를 볼(20)에 밀착되게 하고, 상기 메인시트(33)는 탄성시트(34)의 외주면 및 외주면측의 정면을 감싸며 탄성시트(34)에 밀착되고, 외주면에는 후방으로 갈수록 외경이 커지는 경사면(33a)이 조성되어 있으며, 상기 시트 캡(32)은 상기 메인시트(33)의 외주면 및 외주면측의 정면을 감싸며 메인시트(33)에 밀착되고, 외주면에 반지름 방향으로 관통시키는 원뿔 또는 원뿔대 형상의 단부를 갖는 볼트(32c)에 나사체결되는 나사체결 홀(32b)을 구비하며, 상기 시트 링(31)은 탄성시트(34)의 내주면 및 메인시트(33)와 탄성시트(34)의 배면을 받쳐주고, 볼트(32c) 단부가 삽입하며 후방으로 밀리어 나가게 하는 경사면을 갖는 홈(31a)을 구비하여서, 볼트(32c) 단부가 홈(31a)에 삽입됨에 따라 메인시트(33)를 후방으로 당기게 함을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시 예에 따르면, 상기 시트 홀더(30)를 후방측에서 볼(20)을 향해 탄성적으로 밀어주는 가압 리테이너(40)를 관로연결구(11)의 내주면에 장착하되, 가압 리테이너(40)는 관로연결구(11)의 내주면에 지지되는 어드저스트 링(43)으로 스프링(42)의 후방을 받쳐주어 스프링(42)에 의해 탄성적으로 시트 링(31)을 밀어주되, 어드저스트 링(43)의 후방측에는 내주면에 관통시키는 원뿔 또는 원뿔대 형상의 단부를 갖는 어드저스팅 볼트(44)에 나사체결되는 나사체결 홀(43a)을 구비하며관로연결구(11)의 내주면에서 어드저스트 링(43)의 후방을 지지하는 지지면(11a)은 어드저스트 볼트(44) 단부가 삽입하며 전방으로 미끄러지게 하여 어드저스팅 볼트(44) 단부가 삽입함에 따라 어드저스트 링(43)을 전방으로 밀어내게 함을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명은 메인시트(33)와 탄성시트(34)를 삽입할 홈을 구성하는 시트 홀더(30)를 분리 제작하여 메인시트(33)와 탄성시트(34)의 후방 및 탄성시트(34)를 받쳐주는 시트 링(31)과 메인시트(33)를 후방으로 가압함과 동시에 탄성시트(34)를 향해 가압하며 시트 링(31)에 결합 고정되는 시트 캡(32)으로 구성함으로써, 시트 캡(32)을 시트 링(31)에 결합 고정할 시에 메인시트(33)와 탄성시트(34)를 홈 내부에 꽉 조이게 하며, 이에, 유격 없이 메인시트(33)와 탄성시트(34)를 장착함은 물론이고, 탄성시트(34)를 충분히 압착하여 실링 성능을 높일 수 있다.

또한, 본 발명은 메인시트(33)에 가해지는 가압력과 동일한 방향으로 탄성시트(34)를 압착하도록 메인시트(33)로 탄성시트(34)를 감싸는 부위를 갖추게 함으로써, 탄성시트(34)를 다방면에서 압착하게 되며, 이에, 탄성시트(34)의 실링 성능을 더욱 높일 수 있고, 고압의 유체를 단속함에 있어 내구도를 더욱 확보할 수 있다.

또한, 본 발명은 가압 리테이너(40)의 구조를 단순화하여 볼과 시트 사이의 접촉 면압을 안정적으로 유지할 수 있고, 내구성도 우수한 장점을 갖는다.

도 1은 종래기술에 따른 이중 실링 볼 밸브의 단면도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이중 실링 볼 밸브의 부분 절개 사시도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 이중 실링 볼 밸브의 단면도.
도 4는 도 3의 도면에서 메인시트(33)와 탄성시트(34)가 장착된 부위를 확대 도시한 도면.
도 5는 시트 홀더(30)를 부분 절개한 상태의 분리 사시도.
도 6은 시트 홀더(30)의 부분 절개 사시도.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 이중 실링 볼 밸브의 결합 과정을 보여주는 분리 사시도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야에 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이중 실링 볼 밸브의 사시도이다. 도 2를 도시할 시에는 밸브 본체(10)의 좌우에 하나씩 결합되는 관로연결구(11) 중에 우측 관로연결구(11)와 밸브 본체(10) 중에 우측 관로연결구(11)에 결합되는 부위를 부분 절개한 상태를 도시하여서, 밸브 본체(10)의 내부에 수용한 볼(20)을 부분적으로 보이게 하고, 아울러 관로연결구(11)의 내주면에 장착한 시트 홀더(30)와 가압 리테이터(40)를 단면 사시도로 보이게 하였다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 이중 실링 볼 밸브의 단면도이다.

도 4는 도 3의 도면에서 메인시트(33)와 탄성시트(34)가 장착된 부위를 확대 도시한 도면이다.

도 5는 시트 홀더(30)의 분리 사시도이다.

도 6은 시트 홀더(30)의 부분 절개 사시도이다.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 이중 실링 볼 밸브의 결합 과정을 보여주는 분리 사시도이다.

도 5 내지 도 7을 도시할 시에는 도 2의 부분 절개 사시도와 동일하게 부분 절개한 상태로 도시하여서, 구성요소 간의 결합 위치를 잘 보이게 하였다.

본 발명의 실시 예에 따른 이중 실링 볼 밸브를 설명함에 있어서, 사용되는 용어 중에, "정면", "전방", "후방" 및 "배면"은 관로연결구(11)의 외측 입구에서 밸브 몸체(10) 내부 공간에 수용한 볼(20)을 바라보는 방향을 "전방"으로 하여 사용한 용어이다.

도 1 내지 도 7에 도시한 본 발명의 실시 예에 따른 이중 실링 볼 밸브는 관로를 연결하기 위한 관로연결구(11)를 내부 공간과 연통되도록 양측에 장착한 밸브몸체(10)와, 밸브 몸체(10)의 내부 공간에 수용하며 내부 중앙을 관통하는 유체관통공(21)을 구비하며 유체관통공(21)의 통로 방향과 직교하는 어느 한 방향으로 밸브몸체(10)을 관통하여 외부로 노출시킨 스템(22)으로 회전시켜 유체관통공(21)을 통한 양측 관로연결구(11) 사이의 유로를 개폐하는 볼(20)과, 양측 관로연결구(11)의 내주면에 장착되어 밸브 몸체(10)와 볼(20) 사이를 실링하는 시트 홀더(30)와, 양측 관로연결구(11)의 내주면 중에 시트 홀더(30)의 후방측 내주면에 장착되어 시트 홀더(30)를 볼(20)을 향해 탄성적으로 밀어주는 가압 리테이너(40)를 포함하여 구성된다.

밸브몸체(10), 관로연결구(11), 볼(20) 및 스템(22)은 볼 밸브에 일반적으로 갖춰져야 할 공지의 구성요소이므로 상세한 설명은 생략하고, 본 발명의 특징인 시트 홀더(30)와 가압 리테이너(40)의 구조 및 장착 구조에 대해서 상세하게 설명한다.

상기 시트 홀더(30)는 관로연결구(11)의 양단 중에 밸브 몸체(10)에 고정하는 일측 단부의 내주연에 단차를 형성한 후 그 단차에 삽입하는 환형의 구성요소로서, 내경을 관로연결구(11)의 내경과 동일하게 되도록 제작하고 설치하는 것이 좋다.

상기 시트 홀더(30)는 유체관통공(21)을 양측 관로연결구(11)의 내부 통로와 일치시켜 유로를 개방한 상태에서 볼(20)의 표면 중 유체관통공(21) 주변의 표면에 각각 개별적으로 밀착되게 할 환형의 메인시트(33)와 탄성시트(34)를 볼(20)을 향하는 정면에 둘레 방향을 따라 원을 그리는 홈을 조성하여 상호 동심을 그리며 연접되게 삽입 고정한 구조를 갖춘다. 물론, 메인시트(33)와 탄성시트(34)는 각각 유로를 개방한 상태에서 유체관통공(21)의 입구를 동심원 상으로 에워싸며 볼(20)의 표면에 밀착하게 되지만, 볼(20)을 90°회전시켜 메인시트(33)와 탄성시트(34)에 에워싸이는 곳에 유체관통공(21)이 걸쳐지지도 않음에 따라 유로를 폐구한 상태로 되어도 볼(20) 표면과의 밀착 상태를 유지한다.

여기서, 메인시트(33)는 통상적으로 볼 밸브에 사용되는 밸브 시트로서, 스테인레스강, 니켈합금강, 도금강 등의 메탈, PTFE, PFA, 강화 PTFE 등의 불소 화합물, PEEK, 데브론 등의 폴리에테르 화합물, Delin 등의 폴리메틸렌 계열 화합물을 예로 들 수 있는 다양한 재질로 제작하며, 유체의 종류, 볼 밸브의 크기, 사용 환경 등에 따라 적합한 재질로 사용한다.

탄성시트(34)는 합성수지, 고무, 합성고무처럼 고무탄성(rubber elasticity)을 갖는 재질로 하는 것이 좋다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 메인시트(33)와 탄성시트(34)는 내외로 겹쳐지게 하여 어느 하나가 다른 하나의 외주면을 밀착하며 감싸게 된다.

그리고, 시트 홀더(30)는 상기 메인시트(33)와 탄성시트(34)를 후방에서 밀착하며 전방을 향해 밀며 받쳐주고 탄성시트(34)를 메인시트(33)를 향해 받쳐주어 탄성시트(34)를 메인시트(33)로 누를 시에 압착되게 압착되게 하며, 가압 리테이너(40)에 의해 전방으로 밀리는 힘을 받는 시트 링(31)과, 메인시트(33)를 후방으로 가압하면서 탄성시트(34)를 향하는 방향인 반지름 방향(환상의 탄성시트 내부 중심을 향하는 방향)으로 가압하되 메인시트(33)에 가하는 가압력을 조절하며 시트 링(31)에 결합되는 시트 캡(32),을 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 시트 캡(32)은 메인시트(33)의 전방측 면 중에 볼(20)에 밀착시킬 면을 제외한 나머지 면의 전체 또는 일부와, 메인시트(33)의 내주면 및 외주면 중에 탄성시트(34)에 접촉되는 면의 반대측 주면을 감싸는 구조로 이루어진다.

또한, 상기 시트 캡(32)을 관통하며 나사체결되는 체결 볼트(32c)의 단부를 시트 링(31)에 조성한 홈(31a)에 끼워지게 하되, 홈(31a)에 끼워지는 체결 볼트(32c)의 단부를 후방으로 미끄러지도록 홈(31a)에 경사면을 두어서, 체결 볼트(32c)의 삽입에 따라 시트 캡(32)을 시트 링(31)을 향해 이동하게 한다. 이러한 체결 볼트(32c)는 시트 캡(32)의 둘레 방향을 따라 간격을 두고 구비하여 시트 캡 (32)의 둘레 방향 전체를 고르게 후방으로 밀며 고정할 수 있게 한다.

그리고, 상기 메인시트(33)에서 탄성시트(34)에 접촉되는 면의 반대측 주면은 후방으로 가압되는 시트 캡(32)에 밀착하며 눌려 탄성시트(34)를 향해 가압력을 받게 하는 경사면(33a)이 조성되어 있어서, 상기 시트 캡(32)을 후방으로 밀며 시트 링(31)에 결합할 시에 후방을 받치는 시트 캡(32)에 밀착되면서 탄성시트(34)을 가압하여 압착하게 된다.

또한, 상기 탄성시트(34)의 전방측 면 중에 볼(20)에 밀착시킬 면을 제외한 나머지 면의 전체 또는 일부를 덮는 구조로 이루어져서, 시트 캡(32)에 의한 가압 방향과 동일한 방향으로 탄성시트(34)를 압착하게 된다.

이에 따라, 메인시트(33)와 탄성시트(34)는 상호 유격 없이 밀착되면서 볼(20)에 밀착시킬 부위를 제외하고 나머지 면을 에워싸는 시트 링(31) 및 시트 캡(32)에 유격 없이 조여지게 된다.

이에, 종래 시트 홀더에 홈에 조성하고 메인시트(33)와 탄성시트(34)를 강한 압력으로 홈에 끼워 넣은 후, 볼(20)과의 접촉면을 갖도록 절삭 가공하는 방식과 대비하면, 본 발명은 메인시트(33)와 탄성시트(34)를 사전에 절삭 가공한 후 시트 홀더(30)에 장착하더라도 유격 없이 견고하게 장착할 수 있는 장점이 있다.

이하, 메인시트(33)의 내주면에 탄성시트(34)를 끼운 실시 예를 도 2 내지 도 7을 참조하며 상세하게 설명한다.

탄성시트(34)는 모서리를 곡면으로 모깍기한 사각 단면을 갖는 링으로 형성된다. 이러한 탄성시트(34)는 전방 내주면측의 모서리를 볼(20)에 밀착시킬 부위로 한다.

메인시트(33)는 탄성시트(34)에 외삽되며, 탄성시트(34)의 정면 중에 내주면 측의 모서리 부위를 제외하고 외주면 측의 면을 감싸도록 연장되며, 이때, 연장되는 부위를 볼(20)의 표면 형상에 맞게 사전에 절삭하여 볼(20)에 밀착시킬 수 있게 한다. 그리고, 메인시트(33)의 외주면에는 후방으로 갈수록 외경이 커지게 하는 경사면(33a)이 전방 단부에서 시작하여 소정 길이로 조성된다.

시트 링(31)은 내외로 상호 겹쳐진 메인시트(33)와 탄성시트(34)의 배면에 밀착되는 면과 탄성시트(34)의 내주면 중에 볼(20)에 밀착시킬 전방측 모서리 부위를 제외한 후방측 모서리 부위에 접촉하여 받쳐주는 면을 갖추고 상부는 열려있는 단차를 갖도록 제작되어서, 상호 겹쳐진 메인시트(33)와 탄성시트(34)를 후방측에서 가압 리테이너(40)에 의한 가압으로 볼(20)을 향하게 밀며 받쳐주고, 메인시트(33)에 의해 반지름 방향으로 가압하게 될 탄성시트(34)를 내주면 측에서 받쳐준다.

그리고, 시트 링(31)에서 탄성시트(34) 및 메인시트(33)의 후방을 받쳐주는 전방 부위는 메인시트(33)의 외경과 동일하거나 아니면 약간 작은 외경을 갖게 되어 있고 외주면에는 둘레방향을 일주하는 "V"자 단면형상의 홈(31a)이 조성되어 있다.

한편, 메인시트(33)의 배면에는 돌기(33b)를 조성하고, 시트 링(31)에서 메인시트(33)의 배면에 닿는 면에는 돌기(33b)를 끼워지게 할 홈을 조성하여, 메인시트(33)를 시트 링(31)에 안정적으로 자리 잡게 한다.

또한, 시트 링(31)의 후방은 외주면에 다수의 실링재(31b)가 장착되어 관로연결구(11) 내주면과의 틈새를 실링한다.

도 4를 참조하면, 시트 캡(32)은 메인시트(33)의 외주면 및 외주면측의 정면을 감싸되, 메인시트(33)의 외주면 중에 경사면(33a)을 덮는 부위는 경사면(33a)과 동일한 경사각(θ)을 갖는 경사면(32a)으로 되어 있어 메인시트(33)의 외주면 전체에 밀착된 형상을 갖추며, 메인시트(33)의 외주면을 덮는 부위에서 후방으로 연장되어 있어 시트 링(31)의 전방측 외주면을 덮게 되어 있다.

시트 캡(32)에서 시트 링(31)의 외주면을 덮는 부위에는 반지름 방향으로 관통시키고 암나사를 조성한 나사체결 홀(32b)이 외주면에 둘레방향을 따라 복수 개로 조성되어 있다. 이때의 나사체결 홀(32b)은 중심이 상기 시트 링(31)의 홈(31a) 중심보다 전방으로 약간 치우치게 조성된다.

시트 캡(32)을 시트 링(31)에 결합할 시에 가해지는 힘에 대하여 도 4를 참조하며 설명한다. 도 4에는 체결 볼트(32c)를 삽입함에 따라 발생하는 힘을 점선 화살표로 표시되어 있다.

원뿔 또는 원뿔대 형상의 단부를 갖는 체결 볼트(32c)를 나사체결 홈(32b)에 나사체결하여 삽입함에 따라 체결 볼트(32c)의 단부는 시트 링(31)의 "V"자형 홈(31a)의 전방측 경사면에 옆면이 닿게 되고 이후 점차 홈(31a)의 전방측 경사면을 따라 미끄러지며 깊게 끼워지므로, 시트 캡(32)을 시트 링(31)으로 당기는 힘이 발생시킨다. 이와 같이 시트 캡(32)을 후방으로 당기는 힘은 메인시트(33)를 후방으로 압착하는 힘으로 작용할 뿐만 아니라, 상호 밀착되는 시트 캡(32)의 내주측 경사면(32a)과 메인시트(33)의 외주면측 경사면(33a)에 가해져서 메인시트(33)를 반지름 방향, 즉, 내주측에 끼워진 탄성시트(34)를 압착하는 오므리는 방향의 힘으로도 작용하게 된다.

이와 같이 시트 캡(32)에 관통하여 나사체결되는 체결 볼트(32c)를 시트 캡(32)의 외주면에 조성한 홈(31a)에 끼워지게 하여 시트 캡(32)을 시트 링(31)에 결합할 시에 메인시트(33)에 가해지는 압착력은 메인시트(33)를 시트 링(31)에 유격 없이 조이게 하는 한편, 탄성시트(34)을 압착하는 힘으로 작용하여서, 탄성시트(34)도 유격 없이 조이게 한다. 이에, 탄성시트(34)는 유격 없이 조여진 상태에서 볼(20)과 접촉되는 전방 내주측 모서리를 볼(20)과 더욱 안정적으로 밀착시킬 수 있다.

그리고, 도 4의 부분절개 분리 사시도와 도 5의 부분절개 결합 사시도를 참조하면, 상기 시트 홀더(30)는 시트 링(31)의 전방에서 내주면를 받쳐주는 부위에 탄성시트(34)를 끼우고, 탄성시트(34)를 감싸듯이 메인시트(33)를 끼우고, 메인시트(33)를 감싸듯이 시트 캡(32)을 끼운 후 둘레 방향을 따라 체결 볼트(32c)를 나사체결 홀(32b)에 삽입하여 나사체결하면, 도 6의 조립 상태가 되고, 이때, 체결 볼트(32c)를 강하게 조여주면, 메인시트(33) 및 탄성시트(34)를 홈에 유격 없이 끼워넣은 상태로 된다. 이에, 메인시트(33) 및 탄성시트(34)를 사전에 정밀 제작하여 조립하는 방식으로 시트 홀더(30)에 장착할 수 있다.

이와 같이 조립한 시트 홀더(30)는 메인시트(33) 및 탄성시트(34)를 볼(20)에 밀착시킬 수 있도록 관로연결구(11)의 내주면에 둘레방향을 따라 홈을 조성한 후 그 홈에 삽입하되 전후 이동이 가능하게 삽입한다.

관로연결구(11)의 내주면은 시트 홀더(30)를 삽입하는 홈을 후방으로 연장 조성하여 가압 리테이너(40)를 삽입 장착한다.

가압 리테이너(40)는 연장 조성한 홈의 후방 끝단을 지지면(11a)으로 하여 지지시킨 어드저스트 링(43)과, 시트 홀더(30)의 시트 링(31)의 배면에 접촉하고 내주면의 후방에 내삽되는 부위를 갖춘 가압링(41)과, 어드저스트 링(43)과 가압링(41) 사이에 둘레방향을 따라 간격을 두고 개재하되 어드저스트 링(43)의 정면에 스프링 삽입홈(43b)을 조성하여 후방측 일부를 스프링 삽입홈(43b)에 삽입하게 한 복수의 스프링(42)을 포함하여 구성된다.

물론, 스프링(42)은 압축스프링으로 구성된다.

이에, 관로연결구(11)의 내주면에 지지되는 어드저스트 링(43)으로 스프링(42)의 후방을 받쳐주어 스프링(42)에 의해 탄성적으로 상기 시트 홀더(30)를 전방으로 밀어주게 된다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 스프링(42)에 의해서 시트 홀더(30)에 가해지는 탄성력은 어드저스트 링(43)의 전후 이동으로 조절된다.

어드저스트 링(43)의 후방측에는 내주면에서 지름 방향(외주면으로 향하는 방향)으로 관통시키고 암나사를 조성한 나사체결 홀(43a)이 둘레 방향을 따라 복수 개로 조성되어 있고, 어드저스트 링(43)의 배면을 후방으로 갈수록 외경이 축소되도록 테이퍼지게 하여서 나사체결 홀(43a)의 배면측을 덮는 부위를 절개되게 하였다.

그리고, 관로연결구(11)의 지지면(11a)도 어드저스트 링(43)의 테이퍼진 배면에 밀착시킬 수 있도록 경사진 면으로 조성하였다. 즉, 지지면(11a)은 전방으로 갈수록 내경이 점차 커지게 하는 경사면으로 조성하였다.

이에, 원뿔 또는 원뿔대 형상의 단부를 갖는 어드저스팅 볼트(44)를 나사체결 홀(43a)에 삽입하여 나사체결하면, 어드저스팅 볼트(44)를 깊게 삽입하면 할수록 어드저스팅 볼트(44)가 경사진 지지면(11a)을 따라 안내되어 전방으로 미끄러져 어드저스트 링(43)을 전방으로 밀어낸다.

즉, 둘레 방향을 따라 조성된 복수 개의 나사체결 홀(43a)에 각각 하나씩 삽입하는 어드저스팅 볼트(44)의 삽입 깊이를 적절하게 조절함으로써, 스프링(42)의 압착 정도를 조절할 수 있고, 이때 스프링(42)의 압착 정도에 따른 탄성 복원력이 시트 홀더(30)에 가해지므로, 메인시트(33) 및 탄성시트(34)의 볼(20)과의 접촉면압을 조절할 수 있는 것이다.

도 7을 살펴보면, 단부가 외주 측으로 돌출되지 않을 정도로 어드저스팅 볼트(44)를 나사체결 홀(43a)에 나사체결한 어드저스트 링(43)을 관로연결구(11)의 내부에 끼워넣는 단계, 스프링(42)을 스프링 삽입홈(43b)에 끼워넣는 단계, 가압링(41)을 스프링(42)에 접촉되게 관로연결구(11)에 내부에 끼워넣는 단계, 가압링(41)에 안착되도록 시트 홀더(30)를 관로연결구(11)에 내부에 끼워넣는 단계 및 관로연결구(11)를 밸브 몸체(10)에 결합하는 단계를 순차적으로 수행한 이후, 관로 연결구(11)의 내부에서 어드저스팅 볼트(44)의 삽입 깊이를 조절하여 면압을 조절할 수 있다.

이러한 접촉면압의 조절 방식은 어드저스팅 볼트(44) 및 지지면(11a)에 의한 간소화된 구성요소에 의해 조절하게 되어 조립 상태의 볼 밸브를 사용할 시에 접촉면압을 안정적으로 유지하게 하며, 아울러, 간소화된 구성요소에 의해 조립하기에도 용이하다.

이상에서 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위해 구체적인 실시 예로 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기와 같이 구체적인 실시 예와 동일한 구성 및 작용에만 국한되지 않고, 여러가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 실시될 수 있다. 따라서, 그와 같은 변형도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주해야 하며, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다.

10 : 밸브 몸체 11 : 관로연결구 11a : 지지면
20 : 볼 21 : 유체관통공 22 : 스템
30 : 시트 홀더
31 : 시트 링 31a : 홈 31b : 실링재
32 : 시트 캡 32a : 경사면 32b : 나사체결 홀
32c : 체결 볼트
33 : 메인시트 33a : 경사면 33b : 돌기
34 : 탄성시트
40 : 가압 리테이너
41 : 가압링 42 : 스프링 43 : 어드저스트 링
43a : 나사체결 홀 43b : 스프링 삽입홈 44 : 어드저스팅 볼트

Claims (6)

1. 양측에 관로연결구(11)를 장착한 밸브몸체(10)의 내부에 중앙을 관통하는 유체관통공(21)을 구비한 볼(20)을 수용하여 유체관통공(21)을 통한 양측 관로연결구(11) 사이의 유로를 볼(20)의 회전으로 개폐하며, 유로를 개방한 상태에서 볼(20)의 표면 중 유체관통공(21) 주변의 표면에 밀착시켜 실링하는 메인시트(33)와는 별도로 탄성시트(34)를 추가하여 이중 실링하도록 볼(20)을 향하는 정면에 장착한 시트 홀더(30)를 관로연결구(11)의 내주면에 장착한 이중 실링 볼 밸브에 있어서,
   상기 메인시트(33)와 탄성시트(34)는 내외로 겹쳐지게 하고,
   상기 시트 홀더(30)는
   상기 메인시트(33)와 탄성시트(34)를 후방에서 전방을 향해 받쳐주고 탄성시트(34)를 메인시트(33)를 향해 받쳐주며, 가압 리테이너(40)에 의해 전방으로 밀리는 힘을 받는 시트 링(31);
   메인시트(33)와 접촉하여 메인시트(33)를 후방으로 가압하면서 탄성시트(34)를 향해 가압하며 시트 링(31)에 결합되는 시트 캡(32);
   을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 이중 실링 볼 밸브.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 시트 캡(32)은 메인시트(33)에 가하는 가압력을 조절하며 상기 시트 링(31)에 결합되게 한 것임을 특징으로 하는 이중 실링 볼 밸브.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   상기 메인시트(33)는 탄성시트(34)의 전방 중에 볼(20)에 밀착시킬 부위를 제외한 나머지 면을 덮어 시트 캡(32)에 의한 가압 방향과 동일한 방향으로 탄성시트(34)를 압착함을 특징으로 하는 이중 실링 볼 밸브.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   메인시트(33)에서 탄성시트(34)와 반대 방향의 면은 후방으로 가압되는 시트 캡(32)에 눌려 탄성시트(34)를 향해 가압력을 받게 하는 경사면(33a)이 조성됨을 특징으로 하는 이중 실링 볼 밸브.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 탄성시트(34)는 모서리를 곡면으로 모깍기한 사각 단면을 갖는 링으로 형성되어 전방 내주면측의 모서리를 볼(20)에 밀착되게 하고,
   상기 메인시트(33)는 탄성시트(34)의 외주면 및 외주면측의 정면을 감싸며 탄성시트(34)에 밀착되고, 외주면에는 후방으로 갈수록 외경이 커지는 경사면(33a)이 조성되어 있으며,
   상기 시트 캡(32)은 상기 메인시트(33)의 외주면 및 외주면측의 정면을 감싸며 메인시트(33)에 밀착되고, 외주면에 반지름 방향으로 관통시키는 원뿔 또는 원뿔대 형상의 단부를 갖는 볼트(32c)에 나사체결되는 나사체결 홀(32b)을 구비하며,
   상기 시트 링(31)은 탄성시트(34)의 내주면 및 메인시트(33)와 탄성시트(34)의 배면을 받쳐주고, 볼트(32c) 단부가 삽입하며 후방으로 밀리어 나가게 하는 경사면을 갖는 홈(31a)을 구비하여서, 볼트(32c) 단부가 홈(31a)에 삽입됨에 따라 메인시트(33)를 후방으로 당기게 함을 특징으로 하는 이중 실링 볼 밸브.
6. 제 1항에 있어서,
   상기 시트 홀더(30)를 후방측에서 볼(20)을 향해 탄성적으로 밀어주는 가압 리테이너(40)를 관로연결구(11)의 내주면에 장착하되,
   상기 가압 리테이너(40)는
   관로연결구(11)의 내주면에 지지되는 어드저스트 링(43)으로 스프링(42)의 후방을 받쳐주어 스프링(42)에 의해 탄성적으로 시트 링(31)을 밀어주되,
   어드저스트 링(43)의 후방측에는 내주면에 관통시키는 원뿔 또는 원뿔대 형상의 단부를 갖는 어드저스팅 볼트(44)에 나사체결되는 나사체결 홀(43a)을 구비하며
   관로연결구(11)의 내주면에서 어드저스트 링(43)의 후방을 지지하는 지지면(11a)은 어드저스트 볼트(44) 단부가 삽입하며 전방으로 미끄러지게 하여 어드저스팅 볼트(44) 단부가 삽입함에 따라 어드저스트 링(43)을 전방으로 밀어내게 함을 특징으로 하는 이중 실링 볼 밸브.

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