KR20100002165U - 자체 평형식 자동 보상 밀봉 구형(球形) 밸브 - Google Patents

Abstract

본 고안은 자체 평형식 자동 보상 밀봉 구형(球形) 밸브로서, 밸브 몸체(5) 및 밸브 덮개(7)와, 밸브 몸체(5) 속에 장착된 구형(球形) 밸브의 중심부(6)를 포함한다. 상기 밸브 몸체(5)와 상기 밸브 덮개(7) 내부에는 밸브 입구와 상통하는 대칭형의 평형강(平衡腔)(14)이 구비되어 있으며, 상기 평형강(14)와 상기 밸브 중심부(6) 내부의 ‘

’자형 구멍(15)은 서로 대응된다.

상기 밸브 중심부(6)와 상기 밸브 몸체(5) 사이에는 자동 보상 형식의 밀봉 피스톤(9)이 장착되며, 이런 종류의 구형 밸브는 압력 유체의 소통과 차단을 제어하는데 사용될 수 있다.

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Description

자체 평형식 자동 보상 밀봉 구형(球形) 밸브{A SELF-BALANCING TYPE SELF-COMPENSATION SEALED VALVE}

본 고안은 중간 압력이나 고압 영역에서 사용하는 대형 직경 통로의 구형 밸브에 관한 것이다.

현재 사용되고 있는 각 유형의 구형(球形) 밸브들은, 그 출입구가 모두 밸브 몸체의 밸브강(腔)과 직접 서로 통하도록 되어 있는데다가, 압력 유체가 구형 밸브 중심부 위에 직접 작용하도록 되어 있어서, 90도로 회전을 해야 개방과 폐쇄가 실행된다. 압력이 비교적 높고, 직경이 비교적 큰 구형(球形)의 밸브를 개방하거나 폐쇄할 경우에는, 유체 압력의 작용으로 인해서 거대한 힘이 구형 밸브 중심부를 밸브 좌대나 구동축 방향으로 누르게 되며, 이 때문에 조종 회전 모멘트가 매우 크게 되고, 마찰력의 작용 아래 밀봉 부위의 파괴 속도를 더욱 가속시키게 된다. 이상의 원인들은 대형 직경 통로의 고압력 구형 밸브에 영향을 미치는 주요 요인들이다.

본 고안의 목적은 자체 평형식 자동 보상 밀봉 구형(球形) 밸브를 제공하는데 있으며, 해당 구형 밸브는 평형강을 통하여 제어된 압력 유체로 하여금 구형 밸브 중심부의 양측에 동시에 그리고 대칭으로 작용하게 함으로써 압력의 자체 평형을 실현하기 위한 것이다. 이와 동시에 일종의 구형 밸브 중심부에 대한 자동 보상 밀봉 방식을 통하여, 구형 밸브의 가볍고 편리한 개폐 작동을 실현하고, 아울러 현재의 구형 밸브보다 압력도 훨씬 높고, 직경도 훨씬 큰, 신형의 구형 밸브를 충분히 설계하고 제조하기 위한 것이다.

본 고안은 자체 평형식 자동 보상 밀봉 구형 밸브로서, 밸브 몸체와 밸브 덮개 및 밸브 몸체 속에 장착한 구형 밸브 중심부, 그리고 상기 밸브 몸체와 밸브 덮개 속에 밸브입구와 서로 통하는 대칭으로 된 평형강을 구비하며, 상기 평형강은 상기 구형 밸브 중심부 속에 있는 ‘

’자형 구멍과 서로 대응하고, 상기 구형 밸브 중심부와 상기 밸브 몸체 사이에는 자동 보상 밀봉 피스톤이 장착된다.

상기 자체 평형식 자동 보상 밀봉 구형 밸브는, 상기 평형강 속에 대칭이 되도록 배압(背壓) 스프링을 장착하였는데, 상기 배압 스프링은 자동 보상 밀봉 피스톤 위에 위치된다.

상기 자체 평형식 자동 보상 밀봉 구형 밸브는, 상기 ‘

’자형 구멍의 세 번째 끝이 고리 모양의 평형강을 통과하여 밸브 출구와 서로 통하도록 마련된다.

평형강을 두 개의 자동 보상 밀봉 피스톤 위에 놓이도록 하고, 동시에 대등한 압력 유체의 작용을 받도록 함으로써, 결국 구형 밸브 중심부의 압력이 자체 평형을 실현하게 된다. 이와 동시에, 구형 밸브 중심부 방향으로 누르는 자동 보상 밀봉 피스톤과 개폐 통로를 갖춘 구형 밸브 중심부의 서로 다른 대응 위치로 말미암아 구형 밸브의 개폐 기능이 실현되는데, 이로 인해 해당 밸브를 조종하는 힘의 모멘트는 크게 감소될 수 있고, 서로 동등한 압력 등급에서도 통로의 직경을 크게 확장할 수가 있으므로, 중·고 압력 유체의 소통과 차단을 제어하기에 적합하다.

그리고 압력 유체가 밸브 몸체를 통하여 유입될 때, 밸브 몸체와 덮개 속을 통과하게 되는데, 밸브 입구와 서로 통하는 대칭구조의 평형강이 구비되어 있어서 각각 대칭 형태로 진입하게 되며, 동시에 이 압력 유체가 구형 밸브 중심부의 양측 및 두 개의 자동 보상 밀봉 피스톤 위에 작용할 때에, 밸브 중심부는 압력의 평형상태에 놓이게 되고, 이로 인해 수월하게 밸브 중심부를 돌려 잠글 수가 있고, 낮은 회전 모멘트 상태에서 개폐작업을 실현할 수가 있다. 그리고 유체 압력 아래에 놓인 기계의 마모 감소 혹은 방지 효과는, 밸브 문의 수명을 대폭 제고할 수 있게 하고, 회전 압력을 경감시킬 수 있게 해준다.

또한 밸브 중심부를 폐쇄하고 난 뒤에 설사 역방향의 압력이 있다고 해도, 밸브 중심부가 고리모양의 평형강 속에 놓이기 때문에, 측방향의 압력이 평형을 이루게 되며, 같은 이치로 인하여 낮은 회전 모멘트 아래서의 개방과 폐쇄 작업을 실현할 수 있으므로, 압력 불균형으로 인해 조성되는 기계 마모와 밸브 문의 누설 문제를 방지할 수가 있다.

자동 보상 밀봉 피스톤이 구형 밸브 중심부와 접촉하는 한쪽 면적은, 다른 쪽의 면적보다 작도록 했기 때문에, 그것이 바로 구형 밸브 중심부 쪽을 향해 눌러서 밀봉 상태를 확보하도록 하고, 또 마모된 후에는 자동으로 보상하도록 되어 있다. 배압(背壓) 스프링은 하나의 예비된 강력한 힘을 제공하여 밀봉에 참여하게 된다. 그리고 구형 밸브 중심부에 있는 ‘

’자형 구멍은, 직통 구멍 및 이 직통 구멍과 서로 통하는 개방 통로를 포함하기 때문에 구동축이 90도로 회전할 경우에는 ‘

’자형 구멍 속을 통과하고, 통과하는 구멍의 위치 선택에 따라서 개방과 폐쇄 작업을 실현할 수가 있는 것이다.

도면 1은 본 신형의 개방 상태에 대한 전체 결합구조의 단면 안내도.

도면 2는 도면 1의 조감 단면도.

도면 3은 본 신형의 폐쇄 상태에 대한 전체 결합구조의 단면 안내도.

도면 4는 도면 3의 조감 단면도.

<실시 예1>

자체 평형식 자동 보상 밀봉 구형 밸브는 그 구성요소에 다음과 같은 내용이 포함된다. 즉 밸브 몸체(5) 및 그 밸브 덮개(7), 그리고 밸브 몸체 속에 장착한 구형(球形) 밸브 중심부(6), 구형밸브 중심부(6)를 제어하는 스패너(3), 위에서 말한 밸브 몸체(5)와 밸브 덮개(7) 속에는 밸브 입구(12)와 서로 통하며 대칭 형태로 된 평형강(14)을 구비하였고, 해당 평형강(14)은 구형 밸브 중심부(6) 속의 ‘

’자형 구멍(15)과 대응한다. 해당 구형 밸브 중심부(6)와 밸브 몸체(5) 사이에는 자동 보상 밀봉 피스톤(9)을 장착한다.

<실시 예2>

위에서 말한 자체 평형식 자동 보상 밀봉 구형 밸브는, 그 평형강(14) 속에 대칭 형태가 되도록 배압(背壓) 스프링(8)을 장착하는데, 해당 배압 스프링(8)은 자동 보상 밀봉 피스톤(9) 위에 놓이도록 하여서, 밀봉면이 긴밀하게 접촉되도록 보장해준다.

<실시 예3>

실시 예1이나 실시 예2에서 설명한 자체 평형식 자동 보상 밀봉 구형 밸브는, 그 ‘

’자형 구멍의 세 번째 끝이, 고리 모양의 평형강(14)을 통과하여 밸브 출구(13)와 서로 통한다.

<실시 예4>

자체 평형식 자동 보상 밀봉 구형 밸브는 그 구성요소에 다음과 같은 내용이 포함된다. 즉 덮개 모양의 모자(1), 납작 패킹(2), 스패너(3), 회전축(4), 밸브 몸체(5), 구형 밸브 중심부(6), 밸브 덮개(7), 배압 스프링(8), 자동 보상 밀봉 피스톤(9), 밀봉 고리(10), 볼트(11) 등이다. 위에서 말한 밸브 덮개(7)는 볼트(11)에 의해서 밸브 몸체(5) 위에 고정되며, 자동 보상 밀봉 피스톤(9)은 밸브 덮개(7) 안에 장착하고, 구형 밸브 중심부(6)는 자동 보상 밀봉 피스톤(9) 안쪽에 장착하며, 배압 스프링(8)은 밸브 덮개(7)와 자동 보상 밀봉 피스톤(9) 사이에 장착한다. 위에서 말한 밸브 몸체(5) 우측 끝 통로는, 밸브 몸체(5)의 내강(內腔)과 직접 서로 통하지는 않고, 대신에 아래위로 밸브 덮개(7)와 밸브 몸체(5) 사이의 통로가 되는 평형강(14)과 서로 통한다. 그밖에 ‘

’자형 구멍(15)은 밸브 몸체(5) 내부의 고리 모양 평형강(14)과 하나의 통로로 직접 서로 통한다.

위에서 말한 자체 평형식 자동 보상 밀봉 구형 밸브는, 그 아래위 양측에 있는 2개의 자동 보상 밀봉 피스톤(9)의 크기도 서로 같고, 형태도 일치한다.

위에서 말한 자체 평형식 자동 보상 밀봉 구형 밸브는, 그 구형 밸브 중심부(6)를 2개의 자동 보상 밀봉 피스톤(9) 사이에 장착하였는데, 구형 밸브 중심부(6)에는, 대칭 형태의 평형강과 대응하는 하나의 직통 구멍(16) 외에, 또 이 직통 구멍(16)과 서로 통하는 개방 통로(17)를 설치해 놓았다. 스패너(3)는 구형 밸브 중심부(6)와 연접되어 있고, 덮개 모양의 모자(1)에 의해서 밸브 몸체(5) 위에 고정되어 있는데, 덮개 모양의 모자(1)와 스패너 사이에는 납작 패킹(2)을 장착하였다.

밸브 몸체(5) 내부의 고리 모양 평형강(14)은 둥근 구멍 형태로 되어 있으며, 입구 쪽은 두 갈래 길로 나뉘는데, 그 면적의 합은 통로의 직경이 요구하는 것과 같거나 아니면 약간 작다.

자동 보상 밀봉 피스톤(9)과 구형 밸브 중심부(6)가 접촉하는 쪽의 면적은, 다른 쪽의 면적보다 약간 작은데, 이렇게 해야 압력 유체가 그 위에 작용할 경우에, 자동 보상 밀봉 피스톤(9)이 구형 밸브 중심부(6) 쪽으로 눌러서 밀봉 상태를 확보하게 된다. 이와 동시에, 2개의 자동 보상 밀봉 피스톤(9)의 형태와 크기가 일치할 것을 반드시 보증해야만 된다.

구형 밸브 중심부(6)의 직통 구멍(16)과 그와 상통하는 구형 밸브 중심부(6)의 ‘

’자형 구멍(15)의 개방 통로(17)의 면적은, 모두 관련 기술이 요구하는 바와 부합되어야 한다. 배압 스프링(8)은 자동 보상 밀봉 피스톤(9)의 마찰력을 극복할 수 있어야 하며, 그것이 구형 밸브 중심부(6)에 대해 밀봉의 시초가 되는 힘을 제공할 수 있도록 해야 한다

Claims (3)

1. 자체 평형식 자동 보상 밀봉 구형 밸브로서, 밸브 몸체 및 밸브 덮개, 그리고 밸브 몸체 속에 장착한 구형 밸브 중심부를 포함하며,

   상기 밸브 몸체 및 밸브 덮개 속에는 밸브 입구와 서로 통하도록 대칭 형태의 평형강이 구비되어 있고,

   상기 평형강은 상기 구형 밸브 중심부 속의 ‘

   

   ’자형 구멍과 대응되며, 상기 구형 밸브 중심부와 상기 밸브 몸체 사이에는 자동 보상 밀봉 피스톤이 장착되는 자체 평형식 자동 보상 밀봉 구형 밸브.
2. 제 1항에 있어서, 상기 평형강 속에는 배압 스프링을 대칭되게 장착하고, 상기 배압 스프링은 자동 보상 밀봉 피스톤 위에 놓이도록 마련되는 자체 평형식 자동 보상 밀봉 구형 밸브.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 ‘

   

   ’자형 구멍의 세 번째 끝은, 고리 모양의 평형강을 통과하여 밸브 출구와 서로 통하도록 마련되는 자체 평형식 자동 보상 밀봉 구형 밸브.

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