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KR102071157B1 - 역 테이퍼 샤프트를 가지는 밸브 및 밸브 커플링 - Google Patents

역 테이퍼 샤프트를 가지는 밸브 및 밸브 커플링 Download PDF

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KR102071157B1
KR102071157B1 KR1020187014365A KR20187014365A KR102071157B1 KR 102071157 B1 KR102071157 B1 KR 102071157B1 KR 1020187014365 A KR1020187014365 A KR 1020187014365A KR 20187014365 A KR20187014365 A KR 20187014365A KR 102071157 B1 KR102071157 B1 KR 102071157B1
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양 배 박
양 배 박
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빅톨릭 컴패니
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Abstract

밸브 또는 밸브 커플링은 하우징의 보어 내부에 회전 가능하게 장착되는 폐쇄 부재를 가진다. 밸브 폐쇄 부재는 테이퍼 샤프트에 장착된다. 샤프트는 계단식 테이퍼이거나, 또는 샤프트 일부는 테이퍼 형태이다. 더욱 큰 직경을 가지는 샤프트 단부는 밸브 폐쇄 부재의 러그와 체결되고 더 작은 직경을 가지는 단부는 하우징으로부터 연장된다.

Description

역 테이퍼 샤프트를 가지는 밸브 및 밸브 커플링
관련 출원들 상호 참조
본원은 2015.11.23자 출원되고 참고문헌으로 통합되는 미국임시출원번호 62/258,797을 기초로 우선권을 주장한다.
본 발명은 밸브 및 기계적 커플링의 조합체인 유체 제어 장치에 관한 것이다.
밸브, 특히, 밸브 하우징의 보어 내부에 회전 가능하게 장착되는 디스크를 가지는 나비형 밸브는 설계 및 조립 모두에 있어서 많은 문제점을 제시한다. 선행기술에 의한 밸브는 하우징 외측으로부터 조립되도록 설계된다. 디스크는 보어 내부에 배치되고 밸브 스템 또는 샤프트는 하우징 외측에서 보어 안쪽으로 삽입되어 디스크를 하우징 내부에서 회전 가능하게 장착한다. 이러한 설계에는 밸브의 내부 압력에 대하여 샤프트를 보유하여야 하는 복잡한 시일 및 보닛이 요구된다.
선행기술에 의한 밸브의 단점이 없는 개선된 밸브 설계에 의한 이점이 존재할 것이다.
본 발명은 파이프 요소들을 통과하는 흐름을 제어하기 위한 밸브에 관한 것이다. 하나의 예시적 실시태양에서 밸브는 보어를 형성하고 둘러싸는 밸브 하우징을 포함한다. 밸브 폐쇄 부재는 보어 내부에 장착된다. 밸브 폐쇄 부재는 보어를 통한 흐름을 허용하는 개방 위치 및 보어를 통한 흐름을 방지하는 폐쇄 위치 사이에서 회전축 주위로 회전 가능하다. 제1 러그 및 제2 러그는 밸브 폐쇄 부재에 서로 이격 관계로 장착된다. 러그는 회전축과 정렬되는 각자의 구멍을 형성한다. 제1 샤프트 및 제2 샤프트는 회전축을 따라 반대 방향으로 연장된다. 제1 샤프트는 제1 러그의 구멍 내부에 수용되고, 제2 샤프트는 제2 러그의 구멍 내부에 수용된다. 제1 베어링 및 제2 베어링은 밸브 하우징에서 직경방향으로 서로 반대측에 장착된다. 제1 베어링 및 제2 베어링은 각자 밸브 하우징을 통과하는 제1 경로 및 제2 경로를 형성한다. 제1 경로 및 제2 경로는 회전축과 정렬된다. 제1 베어링은 제1 샤프트를 수용하고, 제2 베어링은 제2 샤프트를 수용한다. 각각의 샤프트는 제2 단부의 직경보다 큰 제1 단부의 직경을 가진다. 제1 샤프트의 제1 단부는 제1 러그와 체결되고, 제2 샤프트의 제1 단부는 제2 러그와 체결된다.
하나의 예시적 실시태양에서 제1 베어링은 밸브 하우징에서 연장되는 제1 보닛을 포함한다. 추가적인 예시로써, 제2 베어링은 밸브 하우징에서 연장되는 제2 보닛을 포함한다.
예시적 실시태양에서, 샤프트 중 하나의 적어도 일부는 원추형이다. 특정 실시예에서, 샤프트의 적어도 하나는 제1 단부에서 제2 단부로 점진적 테이퍼 형태이다. 예시적 밸브는 제1 베어링 및 제1 샤프트 사이에 배치되는 제1 시일을 더욱 포함한다. 추가적인 예시로써, 제2 시일은 제2 베어링 및 제2 샤프트 사이에 배치된다.
예시적 실시태양에서 샤프트 중 적어도 하나의 제1 단부는 숫 스플라인을 포함한다. 실시예에서, 러그 중 적어도 하나는 암 스플라인을 포함한다. 숫 스플라인은 암 스플라인과 체결되어 적어도 하나의 샤프트를 적어도 하나의 러그에 고정시킨다. 특정한 예시적 실시태양에서 적어도 하나의 샤프트의 제1 단부는 원추형이다.
예시적 실시태양에서 밸브는 파이프 요소들을 연결하기 위하여 서로 단부 대 단부로 부착되고 하우징을 둘러싸고 커플링을 형성하는 복수의 세그먼트를 더욱 포함한다. 각각의 본 실시예에서 세그먼트는 반대측 단부에 위치되는 부착 부재를 가진다. 각각의 세그먼트는 파이프 요소들과 체결되도록 반대 측에 배치되는 아치형 표면을 가진다.
예시적 실시태양에서 부착 부재는 각각의 세그먼트의 반대측 단부에서 외향 연장되는 부착 러그를 포함한다. 각각의 부착 러그는 파스너를 수용하기 위한 홀을 형성한다. 예시로써, 아치형 표면은 세그먼트로부터 반경방향으로 보어와 동축 정렬되는 축을 향하여 돌출된다.
특정한 예시적 실시태양에서 복수의 세그먼트는 단지 2개의 세그먼트를 포함한다. 추가 예시로써, 적어도 하나의 보닛은 하나의 세그먼트에 있는 개구를 관통하여 연장된다. 특정한 예시적 실시태양에서 밸브 폐쇄 부재는 디스크를 포함한다.
본 발명은 파이프 요소들을 연결하고 이를 통한 흐름을 조절하기 위한 밸브 커플링을 더욱 포괄한다. 예시적 실시태양에서 밸브 커플링은 서로 단부 대 단부로 부착되고 중앙 공간을 포위하는 복수의 세그먼트를 포함한다. 밸브 하우징은 세그먼트 사이에서 포획되고 보어를 형성하고 둘러싼다. 밸브 폐쇄 부재는 보어 내부에 장착된다. 밸브 폐쇄 부재는 보어를 통한 흐름을 허용하는 개방 위치 및 보어를 통한 흐름을 방지하는 폐쇄 위치 사이에서 회전축 주위로 회전 가능하다. 제1 러그 및 제2 러그는 밸브 폐쇄 부재에 서로 이격 관계로 장착된다. 러그는 회전축과 정렬되는 각자의 구멍을 형성한다. 제1 샤프트 및 제2 샤프트는 회전축을 따라 반대 방향으로 연장된다. 제1 샤프트는 제1 러그의 구멍 내부에 수용되고, 제2 샤프트는 제2 러그의 구멍 내부에 수용된다. 제1 베어링 및 제2 베어링은 밸브 하우징에서 직경방향으로 서로 반대측에 장착된다. 제1 베어링 및 제2 베어링은 각자 밸브 하우징을 통과하는 제1 경로 및 제2 경로를 형성한다. 제1 경로 및 제2 경로는 회전축과 정렬된다. 제1 베어링은 제1 샤프트를 수용하고, 제2 베어링은 제2 샤프트를 수용한다. 각각의 샤프트는 제2 단부의 직경보다 큰 제1 단부의 직경을 가진다. 제1 샤프트의 제1 단부는 제1 러그와 체결되고, 제2 샤프트의 제1 단부는 제2 러그와 체결된다.
하나의 예시적 실시태양에서 제1 베어링은 밸브 하우징에서 연장되는 제1 보닛을 포함한다. 추가적인 예시로써, 제2 베어링은 밸브 하우징에서 연장되는 제2 보닛을 포함한다. 예시적 실시태양에서, 보닛 중 적어도 하나는 하나의 세그먼트에 있는 개구를 관통하여 연장된다. 예시적 실시태양에서, 샤프트 중 하나의 적어도 일부는 원추형이다. 추가적인 예시로써, 샤프트의 적어도 하나는 제1 단부에서 제2 단부로 점진적 테이퍼 형태이다.
예시적 실시태양에서, 제1 시일은 제1 베어링 및 제1 샤프트 사이에 배치된다. 추가적인 예시로써, 제2 시일은 제2 베어링 및 제2 샤프트 사이에 배치된다. 특정한 예시적 실시태양에서, 샤프트 중 적어도 하나의 제1 단부는 숫 스플라인을 포함한다. 추가적인 예시로써, 러그 중 적어도 하나는 암 스플라인을 포함한다. 숫 스플라인은 암 스플라인과 체결되어 적어도 하나의 샤프트를 적어도 하나의 러그에 고정시킨다. 특정한 예시적 실시태양에서 적어도 하나의 샤프트의 제1 단부는 원추형이다.
예시적 밸브 커플링은 각각의 세그먼트의 반대측 단부에 위치하는 부착 부재를 더욱 포함한다. 아치형 표면은 파이프 요소들과 체결되도록 각각의 세그먼트의 반대 측에 배치된다. 예시로써, 부착 부재는 각각의 세그먼트의 반대측 단부에서 외향 연장되는 부착 러그를 포함한다. 각각의 부착 러그는 파스너를 수용하는 홀을 형성한다.
하나의 예시적 실시태양에서, 아치형 표면은 세그먼트로부터 반경방향으로 보어와 동축 정렬되는 축을 향하여 돌출된다. 특정 실시예에서, 복수의 세그먼트는 단지 2개의 세그먼트를 포함한다. 특정한 예시적 실시태양에서 밸브 폐쇄 부재는 디스크를 포함한다.
본 발명은 또한 하우징을 가지는 밸브를 조립하는 방법을 포괄하고 하우징은 보어를 형성하고 보어에는 밸브 폐쇄 부재가 제1 샤프트 및 제2 샤프트에 회전 가능하게 장착된다. 하나의 예시적 실시태양에서 본 방법은,
밸브 폐쇄 부재에 장착되는 제1 러그 및 제2 러그가 하우징 안의 각자의 제1 베어링 및 제2 베어링과 정렬되도록 밸브 폐쇄 부재를 보어 내부에 위치시키는 단계;
제1 샤프트를 러그들 사이에 위치시키는 단계;
제1 샤프트를 제1 러그를 통해 제1 베어링 안쪽으로 삽입하는 단계;
제2 샤프트를 러그들 사이에 위치시키는 단계;
제2 샤프트를 제2 러그를 통해 제2 베어링 안쪽으로 삽입하는 단계를 포함한다.
예시적 실시태양은:
하우징을 커플링의 제1 세그먼트 내부에 위치시키는 단계;
하우징을 둘러싸도록 제2 세그먼트를 제1 세그먼트에 부착하는 단계를 더욱 포함한다.
도 1은 본 발명에 의한 예시적 실시태양인 예비-조립 상태의 밸브 커플링의 등각도이다;
도 2는 도 1에 도시된 밸브 커플링의 단면도이다;
도 2A는 도 1에 도시된 밸브 커플링의 부품 등각도이다;
도 3은 파이프 조인트를 형성하기 위한 사용 상태의 도 1에 도시된 밸브 커플링의 길이방향 단면도이다;
도 4는 도 3에 도시된 밸브 커플링의 단면도이다;
도 5 및 6은 파이프 요소들을 단부 대 단부 관계로 연결하기 위한 도 1에 도시된 밸브 커플링의 사용 도면이다;
도 7은 파이프 조인트를 형성하기 위한 사용 상태의 도 1에 도시된 밸브 커플링의 등각도;
도 8 및 9는 밸브 커플링의 부품의 길이방향 단면도이다;
도 8A는 밸브 커플링의 부분 확대 길이방향 단면도이다.
도 10-12는 밸브 또는 밸브 커플링의 조립 방법을 보이는 길이방향 단면도이다;
도 11A는 밸브 커플링의 부분 확대 길이방향 단면도이다.
도 1은 이하 밸브 커플링으로 언급되는 밸브 및 기계적 커플링 조합체 (10)의 예시적 실시태양을 도시한 것이다. 밸브 커플링 (10)은 복수의 세그먼트, 본 실시예에서는, 2개의 세그먼트 (12, 14)를 포함하고 이들은 서로 단부 대 단부로 부착되어 중앙 공간 (16)을 둘러싸고 형성한다. 세그먼트 (12, 14)의 부착은 각각의 세그먼트의 각각의 단부에 위치한 조정가능한 부착 부재 (18)에 의해 가능하다. 본 실시예에서 부착 부재는 부착 러그 (20)를 포함하고 이는 세그먼트 (12, 14)로부터 외향 연장되고, 러그는 조정가능한 파스너, 예컨대 볼트 (24) 및 너트 (26)를 수용하는 홀 (22)을 가진다. 하기와 같이 너트 (26)를 조이면 세그먼트 (12, 14)는 서로를 향해 당겨진다.
세그먼트 (12, 14) 각각은 세그먼트 (12, 14)의 반대측 (30, 32)에 배치되는 아치형 표면 (28)을 가진다. 아치형 표면 (28)은 길이방향 축 (34)을 대향하며 축은 중앙 공간 (16)을 관통하고 하기와 같이 파이프 요소들이 세그먼트 (12, 14) 사이 및 중앙 공간 (16)으로 삽입될 때 이들과 체결 가능하다. 아치형 표면 (28)은 축 (34)을 향하여 돌출되므로, 부착 부재 (18)가 조여질 때 파이프 요소들에 있는 원주방향 홈과 체결되고 기계적 체결을 제공하여 단부 대 단부 관계로 파이프 요소들을 고정시켜 조인트를 형성한다. 아치형 표면 (28)은 또한 평단, 또는 본 분야에서 공지된 바와 같이 어깨 및/또는 비드가 있는 단부를 가지는 파이프 요소들을 체결할 수 있다.
도 1, 2 및 2A는 밸브 하우징 (36)을 도시하고 이는 중앙 공간 (16) 내부에 배치되고 세그먼트 (12, 14) 사이에 포획된다. 본 예시적 실시태양에서 밸브 하우징 (36)은 보어 (38)을 포함하고 이 안에 밸브 폐쇄 부재 (40), 본 실시예에서 디스크가, 이동 가능하게 장착된다. 본 발명에서 사용 가능한 다른 예시적 밸브 폐쇄 부재는 볼 폐쇄 부재 및 플러그 폐쇄 부재를 포함한다. 밸브 폐쇄 부재 (40)는 보어 (38)를 통한 흐름을 허용하는 개방 위치, 및 흐름을 막는 폐쇄 위치 (도시됨) 사이에서 회전축 (42) 주위로 회전 가능하다. 밸브 폐쇄 부재 (40)는 제1 샤프트 및 제2 샤프트 (44, 46)에 장착되고 이들은 축 (42)을 따라 서로 반대 방향으로 연장된다. 밸브 폐쇄 부재 (40)가 샤프트 (44, 46)에 장착되는 것은 제1 러그 및 제2 러그 (48, 50)에 의해 가능하고 이들은 밸브 폐쇄 부재 (40)에 서로 이격 관계로 장착된다. 러그 (48, 50)는 각자의 구멍 (48a, 50a)을 형성하고 이들은 축 (42)과 정렬되고 각자 샤프트 (44, 46)를 수용한다. 샤프트 (44, 46) 및 이들 각자의 러그 (48, 50) 간의 기계적 체결은 바람직하게는 숫 (male) 및 암 (female) 스플라인들을 이용하여 향상된다. 도 2, 8 및 9에 도시된 바와 같이, 샤프트 (44)의 제1 단부 (44a)는 숫 스플라인 (52)을 포함하고 이는 러그 (48)에 의해 형성되는 암 스플라인 (54)과 체결된다. 유사하게, 샤프트 (46)의 제1 단부 (46a)는 숫 스플라인 (56)을 형성하고 이는 러그 (50)에 의해 형성되는 암 스플라인 (58)과 체결된다. 샤프트 (44, 46) 및 이들 각자의 러그 (48, 50) 간의 체결은 또한 다른 수단, 예컨대 러그 및 샤프트 간의 억지끼워 맞춤, 및 키에 의해 가능할 것이다.
도 8 및 9에 더욱 도시된 바와 같이, 각각의 샤프트 (44, 46)의 제1 단부 (44a, 46a)는 각자의 직경 (60, 62)을 가지되 이들은 샤프트의 제2의 반대측 단부 (44b, 46b)의 각자의 샤프트 직경 (64, 66)보다 크다. 이러한 기하 구성이 가능하도록 샤프트 (44, 46)는 제1 단부에서 제2 단부로 연속 테이퍼 또는 점진적 테이퍼일 수 있다. 테이퍼 샤프트 기하 구조로 인하여 밸브 커플링 (10)의 밸브 부품은 하기와 같이, 샤프트 (44, 46)의 제1 단부 (44a, 46a) 각자는 밸브 폐쇄 부재 (40)의 제1 러그 및 제2 러그 (48, 50)와 체결되면서 조립된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 밸브 하우징 (36)은 제1 베어링 및 제2 베어링 (68, 70)을 포함한다. 베어링 (68, 70)은 직경방향으로 서로 반대측에 배치되고, 축 (42)과 정렬되고, 하우징 (36)을 통과하는 제1 경로 및 제2 경로 (68a, 70a)를 형성한다. 제1 샤프트 및 제2 샤프트 (44, 46)는 각자의 제1 베어링 및 제2 베어링 (68, 70) 내부에 수용되어 지지된다. 본 예시적 실시태양에서 베어링 (68, 70)은 하우징 (36)에서 연장되는 각자의 제1 보닛 및 제2 보닛 (72, 74) (도2A 참고)을 포함한다. 보닛 (72, 74)은 다시 세그먼트 (12, 14)에 있는 각자의 개구 (76, 78)를 관통한다. 보닛 (72, 74) 및 세그먼트 (12, 14) 간의 체결로 중앙 공간 (16) 내부에서 밸브 하우징 (36) 안정화에 도움이 된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 보어 (38)는 시일 (80)을 더욱 수용한다. 시일 (80)은 중앙 공간 (16)을 둘러싸는 링을 포함하고 밸브 폐쇄 부재 (40)가 폐쇄 위치에 있을 때 이와 밀봉 체결한다. 추가 시일 (82)은, 세그먼트 (12, 14) 및 밸브 하우징 (36) 사이에 배치된다. 세그먼트를 서로를 향해 당기고 파이프 요소들을 체결하여 조인트를 형성하기 위하여 부착 부재 (18)를 조임으로써 조인트를 형성함으로써 시일 (82)은 세그먼트 (12, 14), 밸브 하우징 (36) 및 파이프 요소들 사이에서 밀봉을 확립한다.
밸브 커플링 (10)을 먼저 해제할 필요 없이 파이프 요소들을 중앙 공간 (1 6) 안쪽으로 삽입하기에 충분한 이격 관계로 (도 1에 도시된 바와 같이) 세그먼트 (12, 14)를 지지하는 것이 바람직하다. 도 1은 최종 사용자에게 공급될 수 있는 소위 "예비-조립 상태"인 밸브 커플링 (10)을 도시한 것이고, 세그먼트 (12, 14)는 단부 대 단부 관계로 부착 부재 (18) (러그 (20), 볼트 22 및 너트 (26))에 의해 연결되지만 여전히 이격 관계로 지지되어 파이프 요소 삽입이 허용된다. 이러한 구성으로 인하여 파이프 요소들을 중앙 공간 (16) (과 체결 시일 (82)) 안쪽으로 삽입시키고 너트 (26)를 조여 세그먼트 (12, 14)를 서로를 향해 당기고 파이프 요소들과 체결하는 것이 필요한 전부이므로 효율적인 조인트 형성이 가능하다.
세그먼트 (12, 14)는 시일 (82)에 의해 이격 관계로 지지되거나, 또는, 도 2 및 4에 도시된 바와 같이, 세그먼트는 밸브 하우징 (36)과 체결될 수 있는 각자의 돌출부 (84, 86)를 가질 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이 세그먼트가 서로를 향해 견인되고 파이프 요소들을 체결하도록 설치 과정에서 연결 부재 (18)를 조여 힘이 인가될 때 돌출부 (84, 86)는 변형되도록 설계된다.
사용에 있어서, 도 5에 도시된 바와 같이, 밸브 커플링 (10)은 세그먼트 (12, 14)는 이격 관계로 배치되는 예비-조립 상태 (또한 도 1 참고)로 제공된다. 파이프 요소들 (88, 90)은 세그먼트 (12, 14) 사이의 중앙 공간 (16) 안쪽으로 삽입되어 시일 (82)과 체결된다. 본 실시예에서, 파이프 요소들은 원주방향 홈 (92)을 가지고 이는 세그먼트의 반대 측 (30, 32)에 있는 돌출 아치형 표면 (28)을 수용한다. 도 4 및 6에 도시된 바와 같이, 부착 부재가 조여지고 (너트 (26)는 러그 (20) 체결 볼트 (24)에 조여짐) 세그먼트 (12, 14)를 서로를 향해 견인하고 파이프 요소들 (88, 90)과 체결되고, 아치형 표면 (28)은 파이프 요소들에 있는 원주방향 홈 (92)에 체결된다. 세그먼트 (12, 14)가 서로를 향해 견인할 때 시일 (82)은 세그먼트 사이에서 압축되고, 밸브 하우징 (36) 및 파이프 요소들 (88, 90)은 유체 기밀형 조인트를 형성한다. 도 4, 6 및 7은 조인트 설치에 있어서 최종 밸브 커플링 (10) 구성을 도시하지만, 명확성을 위하여 파이프 요소들은 도 7에서 도시되지 않는다. 밸브 커플링 (10)이 적합하게 설치될 때본 예시적 실시태양에서 연결 부재 (18) (본 실시예에서 러그 (20))는 소위 "패드 대 패드" 체결을 충족한다는 점에 주목하라. 이러한 설계는 육안으로 쉽게 적합한 설치 여부를 검사할 수 있고, 볼트 (24)를 특정 토크 값으로 조일 필요가 없으므로 바람직하다.
선행기술에 의하면, 밸브 폐쇄 부재를 가지는 밸브의 조립은 실질적으로 밸브 하우징의 외측으로부터 진행된다. 밸브 폐쇄 부재는 밸브 하우징 내부에 배치되고 이의 러그는 밸브 하우징에 있는 개구와 정렬된다. 이어 밸브 폐쇄 부재가 회전되는 스템이 밸브 하우징의 외측으로부터 삽입되어 밸브 폐쇄 부재가 회전 운동하도록 지지한다. 이러한 밸브 폐쇄 부재 및 스템 구성은 밸브 안에서의 내부 압력에 대응하여 밸브 스템을 밸브에 유지하기 위하여 복잡한 밀봉 배열 및 견고한 보유 수단을 필요로 한다. 본 발명에 의한 밸브 커플링 (10)은 실질적으로 이러한 설계상의 문제점을 제거하여 하기와 같이 개선된 밸브 커플링을 제공한다.
개선된 설계는 도 8 및 9에 상세히 도시되는 샤프트 (44, 46)에서 출발한다. 샤프트 (44, 46)는, 본 실시예에서 점진적 방식으로 테이퍼 형태이고 영역 (94, 96, 98)은 샤프트 (44)를 구성하고 영역 (100, 102, 104)은 샤프트 (46)를 구성한다. 샤프트 (44, 46)는 선행 스템과는 반대로 테이퍼를 형성하고 즉 밸브 하우징 (36)으로부터 외향 연장되는 샤프트 (44, 46)의 단부 (44b, 46b)는 밸브 폐쇄 부재 (40)의 러그 (48, 50)와 체결되는 단부 (44a, 46a)와 비교할 때 각자 더 작은 직경을 가진다. 따라서, 이점은 또한 샤프트 (44)의 적어도 일부를 테이퍼 작업함으로써 확보된다. 본 실시태양의 실시예는 도 8A에 도시되고, (숫 스플라인 (52)을 가질 수 있는) 영역 (94)은 원추형이다. 테이퍼 영역 (94)은 러그 (48)에 있는 테이퍼 구멍 (48a)과 체결되어 샤프트 (44)를 밸브 폐쇄 부재 (40)에 보유하기 위한 추가 특징부가 필요하지 않다. 이러한 샤프트 구성은 또한 회전 마찰을 줄이고 내구성에 대한 자기-보상형이다.
샤프트 (44, 46)의 테이퍼를 역전시키면 많은 이점들을 제공한다. 예를들면, 밸브의 조립이 단순해진다. 도 10에 도시된 바와 같이, 샤프트 (44)는 밸브 폐쇄 부재 (40)의 러그 (48, 50) 사이에 배치된다. 이어 밸브 폐쇄 부재가 밸브 하우징 (36) 내부에 배치되고 러그 (48, 50) 및 샤프트 (44)는 밸브 하우징 (36)에 있는 베어링 (68, 70) (본 실시예에서 보닛 (72, 74))과 정렬된다. 도 11에 도시된 바와 같이, 이어 샤프트 (44)는 러그 (48)를 통해 밸브 하우징 (36) 내부로부터 보닛 (72) 안쪽으로 삽입된다. 도 11A는 단순화된 베어링 및 시일 배열을 상세히 도시한 것으로 베어링 요소들 (106) 및 O-링 유형의 시일 (108)은 샤프트 (44)와 체결되어 샤프트 (44) 및 보닛 (72) 간의 밀봉을 가능하게 한다. 리테이너 링 (110)이 샤프트 (44)의 원주방향 홈 (112)과 연동되도록 적용되어 샤프트를 보닛 내부에 보유시킨다. 다음 조립 단계는, 도 11에 도시된 바와 같이, 샤프트 (46)를 밸브 하우징 (36) 내부에 배치하고 밸브 폐쇄 부재 (40)의 러그 (50)와 정렬시키는 것이다. 도 12에 도시된 바와 같이, 샤프트 (46)는 밸브 폐쇄 부재 (40)의 러그 (50)를 통해 보닛 (74) 안쪽으로 삽입된다. 샤프트 (46)는 도 11A에 도시된 샤프트 (44)와 유사한 시일 및 베어링 배열을 가질 수 있다. 밸브 폐쇄 부재 (40) 및 샤프트 (44, 46)가 밸브 하우징 (36) 안쪽으로 조립되면 밸브 하우징은 커플링 세그먼트 (12, 14) 내부로 조립된다. 이것은 밸브 하우징 (36)을 세그먼트 (14) 내부에 먼저 배치하면 돌출부 (86)에 지지되면서 보닛 (74)은 세그먼트 (14)에 있는 개구 (78)를 통해 (도 2 참고) 연장된다. 다음, 세그먼트 (12)는 돌출부 (84)가 밸브 하우징 (36)과 체결하도록 배치되고, 샤프트 (44) 및 보닛 (72)은 세그먼트 (12)에 있는 개구 (76)를 통과한다. 이러한 구성에서 부착 부재 (18)의 부착 러그 (20)에 있는 홀 (22)이 정렬될 것이고, 볼트 (24)는 홀을 통해 삽입된다. 너트 (26)는 볼트 (24)와 체결되고 조여져 밸브 커플링은 도 1 및 2에 도시된 예비-조립 상태로 된다.
본 발명에 의한 밸브 및 밸브 커플링은 선행기술에 비해 제조성 및 성능 모두를 개선시킨다.

Claims (32)

  1. 파이프 요소들을 통과하는 흐름을 제어하기 위한 밸브로서, 상기 밸브는,
    보어를 형성하고 둘러싸는 밸브 하우징;
    상기 보어 내부에 장착되는 밸브 폐쇄 부재로서, 상기 보어를 통한 흐름을 허용하는 개방 위치 및 상기 보어를 통한 흐름을 방지하는 폐쇄 위치 사이에서 회전축 주위로 회전 가능한 상기 밸브 폐쇄 부재;
    상기 밸브 폐쇄 부재에 서로 이격 관계로 장착되고 상기 회전축과 정렬되는 각자의 구멍을 형성하는 제1 러그 및 제2 러그;
    상기 회전축을 따라 반대방향으로 연장되는 제1 샤프트 및 제2 샤프트로서, 상기 제1 러그의 상기 구멍 내부에 수용되는 상기 제1 샤프트, 상기 제2 러그의 상기 구멍 내부에 수용되는 상기 제2 샤프트;
    상기 밸브 하우징에서 직경방향으로 서로 반대측에 장착되는 제1 베어링 및 제2 베어링으로서, 각자 상기 밸브 하우징을 통과하는 제1 경로 및 제2 경로를 형성하고, 상기 제1 경로 및 제2 경로는 상기 회전축과 정렬되고, 상기 제1 샤프트를 수용하는 상기 제1 베어링 및 상기 제2 샤프트를 수용하는 상기 제2 베어링을 포함하고;
    각각의 상기 샤프트는 제2 단부의 직경보다 큰 제1 단부의 직경을 가지고, 상기 제1 샤프트의 상기 제1 단부는 상기 제1 러그와 체결되어 상기 제1 러그에 의해 상기 밸브 하우징 내부에 보유되고, 상기 제2 샤프트의 상기 제1 단부는 상기 제2 러그와 체결되어 상기 제2 러그에 의해 상기 밸브 하우징 내부에 보유되는, 밸브.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 베어링은 상기 밸브 하우징에서 연장되는 제1 보닛을 포함하는, 밸브.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제2 베어링은 상기 밸브 하우징에서 연장되는 제2 보닛을 포함하는, 밸브.
  4. 제1항에 있어서, 상기 샤프트 중 하나의 적어도 일부는 원추형인, 밸브.
  5. 제1항에 있어서, 상기 샤프트 중 적어도 하나는 상기 제1 단부에서 상기 제2 단부로 점진적 테이퍼를 형성하는, 밸브.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 베어링 및 상기 제1 샤프트 사이에 배치되는 제1 시일을 더욱 포함하는, 밸브.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제2 베어링 및 상기 제2 샤프트 사이에 배치되는 제2 시일을 더욱 포함하는, 밸브.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 샤프트 중 적어도 하나의 제1 단부는 숫 스플라인을 포함하고;
    상기 러그의 적어도 하나는 암 스플라인을 포함하고, 상기 적어도 하나의 샤프트를 상기 적어도 하나의 러그에 고정시키기 위하여 상기 숫 스플라인은 상기 암 스플라인과 체결하는, 밸브.
  9. 제8항에 있어서, 상기 적어도 하나의 샤프트의 상기 제1 단부는 원추형인, 밸브.
  10. 제1항에 있어서, 상기 파이프 요소들을 연결하기 위하여 서로 단부 대 단부로 부착되고 상기 하우징을 둘러싸고 커플링을 형성하는 복수의 세그먼트를 더욱 포함하고, 각각의 상기 세그먼트는 반대측 단부에 위치되는 부착 부재를 가지고 각각의 상기 세그먼트는 상기 파이프 요소들과 체결되도록 반대측에 배치되는 아치형 표면을 가지는, 밸브.
  11. 제10항에 있어서, 상기 부착 부재는 각각의 상기 세그먼트의 반대측 단부에서 외향 연장되는 부착 러그를 포함하고, 각각의 상기 부착 러그는 파스너를 수용하기 위한 홀을 형성하는, 밸브.
  12. 제10항에 있어서, 상기 아치형 표면은 상기 세그먼트로부터 반경방향으로 상기 보어와 동축 정렬되는 축을 향하여 돌출되는, 밸브.
  13. 제10항에 있어서, 상기 복수의 세그먼트는 단지 2개의 상기 세그먼트를 포함하는, 밸브.
  14. 제10항에 있어서, 상기 세그먼트 중 하나에 있는 개구를 관통하여 적어도 하나의 보닛이 연장되는, 밸브.
  15. 제1항에 있어서, 상기 밸브 폐쇄 부재는 디스크를 포함하는, 밸브.
  16. 파이프 요소들을 연결하고 이를 통한 흐름을 조절하기 위한 밸브 커플링로서, 상기 밸브 커플링은,
    서로 단부 대 단부로 부착되고 중앙 공간을 포위하는 복수의 세그먼트;
    상기 세그먼트들 사이에서 포획되고 보어를 형성하며 둘러싸는 밸브 하우징;
    상기 보어 내부에 장착되는 밸브 폐쇄 부재로서, 상기 보어를 통한 흐름을 허용하는 개방 위치 및 상기 보어를 통한 흐름을 방지하는 폐쇄 위치 사이에서 회전축 주위로 회전 가능한 상기 밸브 폐쇄 부재;
    상기 밸브 폐쇄 부재에 서로 이격 관계로 장착되고 상기 회전축과 정렬되는 각자의 구멍을 형성하는 제1 러그 및 제2 러그;
    상기 회전축을 따라 반대방향으로 연장되는 제1 샤프트 및 제2 샤프트로서, 상기 제1 러그의 상기 구멍 내부에 수용되는 상기 제1 샤프트, 상기 제2 러그의 상기 구멍 내부에 수용되는 상기 제2 샤프트;
    상기 밸브 하우징에서 직경방향으로 서로 반대측에 장착되는 제1 베어링 및 제2 베어링으로서, 각자 상기 밸브 하우징을 통과하는 제1 경로 및 제2 경로를 형성하고, 상기 제1 경로 및 제2 경로는 상기 회전축과 정렬되고, 상기 제1 샤프트를 수용하는 상기 제1 베어링 및 상기 제2 샤프트를 수용하는 상기 제2 베어링을 포함하고;
    각각의 상기 샤프트는 제2 단부의 직경보다 큰 제1 단부의 직경을 가지고, 상기 제1 샤프트의 상기 제1 단부는 상기 제1 러그와 체결되어 상기 제1 러그에 의해 상기 밸브 하우징 내부에 보유되고, 상기 제2 샤프트의 상기 제1 단부는 상기 제2 러그와 체결되어 상기 제2 러그에 의해 상기 밸브 하우징 내부에 보유되는, 밸브 커플링.
  17. 제16항에 있어서, 상기 제1 베어링은 상기 밸브 하우징에서 연장되는 제1 보닛을 포함하는, 밸브 커플링.
  18. 제17항에 있어서, 상기 제2 베어링은 상기 밸브 하우징에서 연장되는 제2 보닛을 포함하는, 밸브 커플링.
  19. 제18항에 있어서, 적어도 하나의 상기 보닛은 상기 세그먼트 중 하나에 있는 개구를 관통하여 연장되는, 밸브 커플링.
  20. 제16항에 있어서, 상기 샤프트 중 적어도 하나의 적어도 일부는 원추형인, 밸브 커플링.
  21. 제16항에 있어서, 상기 샤프트 중 적어도 하나는 상기 제1 단부에서 상기 제2 단부로 점진적 테이퍼를 형성하는, 밸브 커플링.
  22. 제16항에 있어서, 상기 제1 베어링 및 상기 제1 샤프트 사이에 배치되는 제1 시일을 더욱 포함하는, 밸브 커플링.
  23. 제16항에 있어서, 상기 제2 베어링 및 상기 제2 샤프트 사이에 배치되는 제2 시일을 더욱 포함하는, 밸브 커플링.
  24. 제16항에 있어서,
    상기 샤프트 중 적어도 하나의 제1 단부는 숫 스플라인을 포함하고;
    상기 러그의 적어도 하나는 암 스플라인을 포함하고, 상기 적어도 하나의 샤프트를 상기 적어도 하나의 러그에 고정시키기 위하여 상기 숫 스플라인은 상기 암 스플라인과 체결하는, 밸브 커플링.
  25. 제24항에 있어서, 상기 적어도 하나의 샤프트의 상기 제1 단부는 원추형인, 밸브 커플링.
  26. 제16항에 있어서, 각각의 상기 세그먼트는 반대측 단부에 위치되는 부착 부재; 상기 파이프 요소들과 체결되도록 각각의 상기 세그먼트의 반대측에 배치되는 아치형 표면을 더욱 포함하는, 밸브 커플링.
  27. 제26항에 있어서, 상기 부착 부재는 각각의 상기 세그먼트의 반대측 단부에서 외향 연장되는 부착 러그를 포함하고, 각각의 상기 부착 러그는 파스너를 수용하기 위한 홀을 형성하는, 밸브 커플링.
  28. 제26항에 있어서, 상기 아치형 표면은 상기 세그먼트로부터 반경방향으로 상기 보어와 동축 정렬되는 축을 향하여 돌출되는, 밸브 커플링.
  29. 제16항에 있어서, 상기 복수의 세그먼트는 단지 2개의 상기 세그먼트를 포함하는, 밸브 커플링.
  30. 제16항에 있어서, 상기 밸브 폐쇄 부재는 디스크를 포함하는, 밸브 커플링.
  31. 하우징을 가지는 밸브를 조립하는 방법으로서 상기 하우징은 보어를 형성하고 상기 보어에는 밸브 폐쇄 부재가 제1 샤프트 및 제2 샤프트에 회전 가능하게 장착되고, 상기 방법은,
    상기 밸브 폐쇄 부재에 장착되는 제1 러그 및 제2 러그가 상기 하우징 안의 각자의 제1 베어링 및 제2 베어링과 정렬되도록 상기 밸브 폐쇄 부재를 상기 보어 내부에 위치시키는 단계;
    상기 제1 샤프트를 상기 러그들 사이에 위치시키는 단계;
    상기 제1 샤프트를 상기 제1 러그를 통해 상기 제1 베어링 안쪽으로 삽입하는 단계;
    상기 제1 러그를 이용하여 상기 제1 샤프트를 상기 하우징 내부로 보유하는 단계;
    상기 제2 샤프트를 상기 러그들 사이에 위치시키는 단계;
    상기 제2 샤프트를 상기 제2 러그를 통해 상기 제2 베어링 안쪽으로 삽입하는 단계; 및
    상기 제2 러그를 이용하여 상기 제2 샤프트를 상기 하우징 내부로 보유하는 단계;를 포함하는, 방법.
  32. 제31항에 있어서,
    상기 하우징을 커플링의 제1 세그먼트 내부에 위치시키는 단계;
    상기 하우징을 둘러싸도록 제2 세그먼트를 상기 제1 세그먼트에 부착하는 단계를 더욱 포함하는, 방법.
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