KR102286667B1 - 볼 밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 볼 밸브에 관한 것으로, 양측으로 개방되어 유체의 흐름을 안내하는 채널을 형성하고 일측으로 개방되는 장착구를 상기 채널에 연결되게 형성하는 바디, 채널의 내부에 원주 방향으로 회전 가능하도록 구(球) 형상으로 구비되고 양측으로 개방되는 유동통로를 형성하여 채널을 통한 유체의 흐름 단속하는 볼 부재, 채널에 구비된 채 볼 부재를 감싸서 유체가 볼 부재의 유동통로를 통해서만 흐름 안내되도록 하는 시트 조립체, 및 장착구를 통해 시트 조립체에 감싸여진 볼 부재에 연결되어 볼 부재를 원주 방향으로 회전 조작하는 조작부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 종래 기술과 달리 볼 부재를 내부에서 회전 가능하게 구비하는 하우징을 바디의 채널에 견고하게 고정하고, 유체의 유동을 허용하기 위해 개방된 하우징의 양측을 링 형상의 시트로 마감 처리 후 스프링와셔와 시트 바디 링을 통해 하우징의 둘레면과 바디의 내측면 간의 틈새를 견고하게 방지함에 따라 기밀성을 증대하며, 보넷 또는 플랜지에 스프링와셔를 구비하여 해당 스프링와셔에 스템을 축 삽입 후 볼 부재에 조립함에 따라 스템이 볼 부재와 결속상태를 견고하게 유지할 수 있다.

Description

볼 밸브{BALL-VALVE}

본 발명은 볼 밸브에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 볼 부재를 내부에서 회전 가능하게 구비하는 하우징을 바디의 채널에 견고하게 고정하고, 유체의 유동을 허용하기 위해 개방된 하우징의 양측을 링 형상의 시트로 마감 처리 후 스프링와셔와 시트 바디 링을 통해 하우징의 둘레면과 바디의 내측면 간의 틈새를 견고하게 방지함에 따라 기밀성을 증대하며, 보넷 또는 플랜지에 스프링와셔를 구비하여 해당 스프링와셔에 스템을 축 삽입 후 볼 부재에 조립함에 따라 스템이 볼 부재와 결속상태를 견고하게 유지될 수 있도록 하는 볼 밸브에 관한 것이다.

유체의 이송 내지 유량을 제어하는데 사용되는 밸브 장치는, 밸브의 개폐 형태, 방식 등에 따라 다양한 종류의 것이 있는데, 특히 밸브를 90도 회전시켜 유체를 선택적으로 소통시키는 밸브 장치로써, 크게 볼 밸브 장치(Ball Valve), 플러그 밸브 장치(Plug Valve), 세그먼트 볼 밸브 장치(Segment Ball Valve) 등이 있다.

이러한 밸브 장치는, 부체가 이송되는 유입구와 배출구가 구비된 바디 내부에 밸브가 회전 가능하도록 결합되며, 밸브 장착부에 분체의 누설 차단을 위한 시트가 필수적으로 장착되어야 하는 바, 밸브와 시트 간의 밀착을 통해 기밀성(수밀성)을 유지하는 것이 매우 중요하다.

특히, 화력 발전소 등의 각종 플랜트 설비에서 고온, 고압의 유체가 이송되는 배관에 밸브 장치가 설치되는 경우, 유체의 특성에 맞게 밸브 및 시트가 금속재, 즉 메탈(metal) 소재)로 제작되거나 또는 메탈 소재로 밸브 및 시트의 표면을 코팅하여 제작된다.

이러한 밸브 장치에 관한 종래 기술로써, 대한민국 공개특허공보 제10-2008-0113664호(2008.12.31.) "메탈 시트를 갖는 볼 밸브"(이하 종래 기술이라 함.)가 있는데,

이 종래 기술은, 밸브로써 유체통로관이 구비된 볼 밸브를 채용하고, 기밀성 확보를 위하여 바디 내측면에 메탈 시트가 장착되며, 볼 밸브의 바디에 상기 메탈 시트에 밀착되는 디스크가 구비되어 있다.

이러한 밸브 장치는, 내구성 및 기밀성 강화를 위해, 볼 밸브 및 디스크가 메탈 시트와 동일한 종류의 금속 소재로 제작 내지 코팅되는 바, 상기한 바와 같이, 고온, 고압의 유체 배관에서 기밀성 확보를 위해선, 볼 밸브와 시트 사이가 완전히 밀착된 상태에서 마찰 계수를 줄여 밸브의 회전 작동이 가능해야 한다.

상기한 기술구성은 본 발명의 이해를 돕기 위한 배경기술로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 널리 알려진 종래기술을 의미하는 것은 아니다.

기존 볼 밸브 장치는 볼 밸브와 시트가 서로 밀착된 상태에서 볼 밸브를 장기간 반복적으로 회전시켜 작동하게 되면, 금속 소재의 특성 상 마찰면의 마모 등에 의한 손상이 발생하게 되는 바, 이러한 손상은 유체의 이송 및 유량 제어에 필수적인 기밀성의 저하를 유발하게 되는 문제점이 있다.

따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 안출된 것으로서, 볼 부재를 내부에서 회전 가능하게 구비하는 하우징을 바디의 채널에 견고하게 고정하고자 하는 볼 밸브를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 유체의 유동을 허용하기 위해 개방된 하우징의 양측을 링 형상의 시트로 마감 처리 후 스프링와셔와 시트 바디 링을 통해 하우징의 둘레면과 바디의 내측면 간의 틈새를 견고하게 방지함에 따라 기밀성을 증대하고자 하는 볼 밸브를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 보넷(bonnet) 또는 플랜지에 스프링와셔를 구비하여 해당 스프링와셔에 스템을 축 삽입 후 볼 부재에 조립함에 따라 스템이 볼 부재와 결속상태를 견고하게 유지하고자 하는 볼 밸브를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 볼 밸브는: 양측으로 개방되어 유체의 흐름을 안내하는 채널을 형성하고, 일측으로 개방되는 장착구를 상기 채널에 연결되게 형성하는 바디; 상기 채널에 원주 방향으로 회전 가능하도록 구(球) 형상으로 구비되고, 양측으로 개방되는 유동통로를 형성하여, 상기 채널을 통한 유체의 흐름을 단속하는 볼 부재; 상기 채널에 구비된 채 상기 볼 부재를 감싸서, 유체가 상기 볼 부재의 유동통로를 통해서만 흐름 안내되도록 하는 시트 조립체; 및 상기 장착구를 통해 상기 시트 조립체에 감싸여진 상기 볼 부재에 연결되어, 상기 볼 부재를 원주 방향으로 회전 조작하는 조작부를 포함한다.

상기 시트 조립체는, 상기 장착구에 대응되도록 상기 채널에 위치 고정되게 구비되고, 상기 볼 부재를 수용하는 내측면에 구면을 형성하며, 양측으로 개방되는 하우징; 상기 하우징의 개방된 일측을 막아 상기 볼 부재의 일측 둘레면을 지지하고, 유체의 흐름을 허용하기 위해 유동구을 통공하는 시트 블록; 상기 하우징의 개방된 타측 내부면에 접한 채 상기 볼 부재의 타측 둘레면을 지지하고, 링 형상으로 이루어진 상류 시트; 및 상기 하우징의 타측 내부면에 대해 상기 상류 시트를 탄성적으로 지지함으로써, 상기 상류 시트가 상기 볼 부재에 접한 상태를 유지하도록 하는 시트 접지 스프링 와셔를 포함한다.

상기 바디는 상기 하우징을 위치 고정하기 위해 상기 채널의 상측면과 하측면 중 적어도 어느 하나를 함몰한 수용구를 형성하는 것을 특징으로 한다.

상기 시트 조립체는, 상기 시트 블록과 이에 대응되는 상기 수용구의 내측면 사이로 유체가 유출되는 것을 방지하기 위해, 상기 시트 블록의 외측면에 구비되는 링 형상의 시트 바디 링; 상기 하우징의 타측면 또는 상기 상류 시트의 외측면에 구비되는 링 형상의 캠 접지 스프링 와셔; 및 상기 수용구의 내부 바닥면에 대해 상기 하우징을 지지하는 스페이서를 포함한다.

상기 조작부는, 상기 장착구에 축 삽입되고, 상기 볼 부재에 고정 연결되어, 외력에 의해 회전되며 상기 볼 부재를 회전시키는 스템; 상기 바디의 외측으로 노출된 상기 스템을 축 삽입하여 지지하기 위해, 상기 바디에 분리 가능하게 결속되는 보넷; 상기 스템을 축 삽입한 상기 보넷의 해당 부위에 구비되어, 상기 스템을 따라 이물질이 상기 바디의 내부로 유입되는 것을 방지하기 위한 패킹 슬리브; 상기 바디 또는 상기 보넷에 분리 가능하게 구비되고, 상기 스템을 축 삽입하여 지지하는 플랜지; 및 상기 플랜지 내부에 구비되고, 상기 스템을 축 삽입한 채 상기 스템이 축 방향을 따라 상기 볼 부재 방향으로 힘이 탄성적으로 작용하거나 힘의 평형을 유지하도록 하는 그랜드 접시 스프링 와셔를 포함한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 볼 밸브는 종래 기술과 달리 볼 부재를 내부에서 회전 가능하게 구비하는 하우징을 바디의 채널에 견고하게 고정할 수 있다.

본 발명은 유체의 유동을 허용하기 위해 개방된 하우징의 양측을 링 형상의 시트로 마감 처리 후 스프링와셔와 시트 바디 링을 통해 하우징의 둘레면과 바디의 내측면 간의 틈새를 견고하게 방지함에 따라 기밀성을 증대할 수 있다.

본 발명은 보넷(bonnet) 또는 플랜지에 스프링와셔를 구비하여 해당 스프링와셔에 스템을 축 삽입 후 볼 부재에 조립함에 따라 스템이 볼 부재와 결속상태를 견고하게 유지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 볼 밸브의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 볼 밸브의 사시 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 볼 밸브의 종단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 볼 밸브의 요부 확대 종단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 볼 밸브의 바디와 보넷을 분리한 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 볼 밸브의 시트 조립체의 분해 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 볼 밸브의 시트 조립체의 배면 분해 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 볼 밸브의 조작부의 분해 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 볼 밸브의 조작부의 저면 분해 사시도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 볼 밸브의 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 볼 밸브의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 볼 밸브의 사시 단면도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 볼 밸브의 종단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 볼 밸브의 요부 확대 종단면도이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 볼 밸브의 바디와 보넷을 분리한 분해 사시도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 볼 밸브의 시트 조립체의 분해 사시도이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 볼 밸브의 시트 조립체의 배면 분해 사시도이다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 볼 밸브의 조작부의 분해 사시도이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 볼 밸브의 조작부의 저면 분해 사시도이다.

도 1 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 볼 밸브(100)는 바디(200), 볼 부재(300), 시트 조립체(400) 및 조작부(500)를 포함한다.

바디(200)는 본 발명에 따른 볼 밸브(100)의 외형을 형성하는 것으로서, 유체의 흐름을 안내하기 위해 양측으로 개방되는 채널(210)을 형성한다. 아울러, 바디(200)는 일측 특히 상측으로 개방되는 장착구(220)를 형성한다. 이때, 장착구(220)는 채널(210)에 연결되도록 형성된다. 물론, 바디(200)는 다양한 형상 및 다양한 재질로 적용 가능하다.

그리고, 볼 부재(300)는 유체가 흐르는 채널(210)에 구비된다. 이때, 볼 부재(300)는 원주 방향으로 회전 가능하도록 구(球) 형상으로 구비된다. 아울러, 볼 부재(300)는 양측으로 개방되는 유동통로(310)를 형성한다. 이에 따라, 볼 부재(300)는 유동통로(310)의 중심축이 채널(210)의 중심축과 일치되거나 대응될 경우 유체의 흐름을 허용하고, 유동통로(310)의 중심축이 채널(210)의 중심축과 일치되지 않을 경우 유체의 흐름을 막는다. 즉, 볼 부재(300)는 채널(210)을 통한 유체의 흐름을 단속하는 역할을 한다. 물론, 볼 부재(300)는 다양한 재질로 적용 가능하다.

한편, 본 발명에 따른 볼 밸브(100)는 고온 고압의 환경 하에서 유체의 흐름을 단속하도록 적용되는 바, 볼 부재(300)의 둘레면과 채널(210)의 내측면 사이의 틈새가 발생되지 않아야 한다.

이에 따라, 시트 조립체(400)가 구비된다.

시트 조립체(400)는 채널(210)에 구비된 채 볼 부재(300)를 감싸서, 유체가 볼 부재(300)의 유동통로(310)를 통해서만 흐름 안내되도록 하는 역할을 한다.

또한, 조작부(500)는 바디(200)의 장착구(220)를 통해, 시트 조립체(400)에 감싸여진 볼 부재(300)에 연결되어, 유체의 흐름을 단속하기 위해 볼 부재(300)를 원주 방향으로 회전 조작하는 역할을 한다.

상세히, 시트 조립체(400)는 하우징(410), 시트 블록(420), 상류 시트(430), 시트 접지 스프링 와셔(440), 시트 바디 링(450), 캠 접지 스프링 와셔(460) 및 스페이서(470)를 포함한다.

하우징(410)은 장착구(220)의 중심축에 대응되도록 채널(210)에 위치 고정되게 구비된다. 그리고, 하우징(410)은 볼 부재(300)를 수용하도록 내부공간(412)을 형성한다. 이때, 하우징(410)은 구 형상인 볼 부재(300)의 둘레면과 전체적으로 접하면서 볼 부재(300)의 회전을 허용하도록 내측면에 구면(414)을 형성한다.

아울러, 하우징(410)은 유체의 흐름을 허용하도록 양측으로 개방되게 형성된다.

특히, 하우징(410)은 볼 부재(300)를 삽입할 수 있도록 개방된 일측의 직경(a)이 볼 부재(300)의 직경에 대응되게 형성된다. 그리고, 하우징(410)은 볼 부재(300)가 이탈되는 것을 방지하도록 개방된 타측의 직경(b)이 볼 부재(300)의 직경보다 작게 형성된다. 이에 따라, 하우징(410)은 개방된 일측의 직경(a)이 개방된 타측의 직경(b)보다 크게 형성된다.(a>b)

이때, 유체는 하우징(410)의 개방된 타측에서 개방된 일측 방향으로 유동되도록 한다. 이는, 하우징(410)의 타측 직경(b)보다 하우징(410)의 내부 직경(a)이 크기 때문에, 유체가 직경이 상대적으로 작은 하우징(410)의 타측을 통해 확경되는 하우징(410) 내부로 유입되면서 소정 감압되도록 하기 위함이다.

하우징(410)은 다양한 외형 및 다양한 재질로 적용 가능하다.

아울러, 하우징(410)이 채널(210)에 고정 설치될 수 있도록, 바디(200)는 하우징(410)을 위치 고정하기 위해 채널(210)의 내측의 상측면과 하측면 중 적어도 어느 하나를 함몰한 수용구(230)를 형성한다. 편의상, 수용구(230)는 채널(210)의 상측면과 하측면 각각으로 함몰 형성되는 것으로 한다. 이에 따라, 하우징(410)은 상측이 채널(210)의 내부 상측면에 형성된 수용구(230)에 수용되고, 하측이 채널(210)의 내부 하측면에 형성된 수용구(230)에 수용된다.

이때, 하우징(410)의 개방된 양측은 채널(210)에 대응되게 구비된다.

한편, 시트 블록(420)은 하우징(410)의 개방된 일측에 볼 부재(300)를 삽입 후, 하우징(410)의 개방된 일측을 막아 볼 부재(300)의 일측 둘레면을 지지하면서 볼 부재(300)의 이탈을 방지하는 역할을 한다. 이때, 시트 블록(420)은 하우징(410)의 개방된 일측 가장자리 내측에 억지 끼움되거나 볼팅 등에 의해 조립될 수 있다. 아울러, 시트 블록(420)은 유체의 흐름을 허용하기 위해 유동구(422)을 통공한다. 유동구(422)은 채널(210)과 일치되게 배치된다. 물론, 시트 블록(420)은 다양한 형상 및 다양한 재질로 적용 가능하다.

특히, 시트 블록(420)은 하우징(410)의 일측에 조립된 상태로 상측과 하측이 각각 대응되는 수용구(230)의 내측면에 접하여 지지된다.

하우징(410)은 상류 시트(430)와 시트 접지 스프링 와셔(440)를 용이하게 설치할 수 있도록, 개방된 타측 가장자리에 모서리부(416)를 돌출 형성한다. 이를 위해, 모서리부(416)의 외경이 하우징(410)의 외경보다 작게 형성된다. 그리고, 모서리부(416)의 개방측은 하우징(410)의 개방된 타측과 일치된다.

상류 시트(430)는 하우징(410)의 개방된 타측 내부면에 접한 채 볼 부재(300)의 타측 둘레면을 지지한다. 그리고, 상류 시트(430)는 링 형상으로 이루어진다.

다시 말해서, 상류 시트(430)는 모서리부(416)의 내측면을 따라 접하도록 하우징(410)의 내부에 구비되어, 모서리부(416)와 볼 부재(300) 사이의 틈새를 밀봉하는 씰링재 역할을 한다.

이때, 상류 시트(430)는 링 형상의 메탈씰 또는 수지 재질의 씰(seal) 등 다양하게 적용 가능하다. 아울러, 상류 시트(430)는 모서리부(416)의 내측면과 볼 부재(300)의 둘레면과의 접촉 면적을 증가시킬 수 있도록 다양한 형상으로 형성될 수 있다.

그리고, 시트 접지 스프링 와셔(440)는 하우징(410)의 타측 내부면에 대해 상기 상류 시트(430)를 탄성적으로 지지함으로써, 상류 시트(430)가 볼 부재(300)에 접한 상태를 유지하도록 하는 역할을 한다.

즉, 시트 접지 스프링 와셔(440)는 링 형상으로 이루어져, 모서리부(416)의 내측면에 대해 상류 시트(430)를 탄성 지지함으로써, 상류 시트(430)가 볼 부재(300)의 내측면에 밀착될 수 있도록 하는 역할을 한다. 이때, 시트 접지 스프링 와셔(440)는 내구성이 우수한 스틸 재질로 적용되는 것으로 하고, 다양한 형상으로 적용 가능하다.

한편, 시트 바디 링(450)은 시트 블록(420)과 이에 대응되는 수용구(230)의 내측면 사이로 유체가 유출되는 것을 방지하기 위해, 시트 블록(420)의 외측면에 구비되고 링 형상으로 이루어진다.

즉, 시트 바디 링(450)은 시트 블록(420)의 외측면 가장자리를 따라 수용되거나 밀착된다. 그래서, 시트 블록(420)이 조립된 하우징(410)이 수용구(230)에 장착시, 시트 바디 링(450)은 수용구(230)의 내측면에 밀착된다. 이에 따라, 시트 바디 링(450)은 대향하는 시트 블록(420)과 수용구(230)의 내측면 사이를 밀봉하는 씰링재 역할을 한다. 이때, 시트 바디 링(450)은 메탈씰 또는 수지 재질의 씰 등 다양하게 적용 가능하다.

그리고, 캠 접지 스프링 와셔(460) 및 스페이서(470)는, 하우징(410)의 외경보다 작은 직경의 모서리부(416)가 수용구(230)의 바닥면과 유격됨에 따라, 수용구(230)의 내측면에 대해 모서리부(416)의 둘레면을 지지하고 밀봉하는 역할을 한다.

캠 접지 스프링 와셔(460)는 하우징(410)의 타측면 또는 상류 시트(430)의 외측면에 구비되고, 링 형상으로 이루어진다.

즉, 캠 접지 스프링 와셔(460)는 모서리부(416)를 삽입함으로써 모서리부(416)의 둘레면에 구비된다. 그리고, 하우징(410)이 수용구(230)에 수용시, 캠 접지 스프링 와셔(460)는 수용구(230) 각각의 바닥면과 내측면에 동시에 접하게 된다. 그래서, 캠 접지 스프링 와셔(460)는 수용구(230)의 바닥면에 대해 모서리부(416)를 지지하고, 유체가 수용구(230) 내부로 유입되는 것을 막는 역할을 한다.

아울러, 캠 접지 스프링 와셔(460)는 모서리부(416)를 대응되는 수용구(230)의 내측면에 대해 탄성적 지지하는 역할을 한다. 이로 인해, 하우징(410)은 일측의 수용구(230) 내측면으로 밀착되어 고정된다.

캠 접지 스프링 와셔(460)는 스틸 재질이나 수지 재질 등 다양하게 적용 가능하고, 다양한 형상으로 변형 가능하다.

그리고, 스페이서(470)는 수용구(230)의 내부 바닥면에 대해 하우징(410)을 지지하는 역할을 한다.

더욱 상세히, 스페이서(470)는 링 형상으로 이루지고, 모서리부(416)의 둘레면을 수용구(230)의 내부 바닥면에 대해 지지하는 역할을 한다.

이때, 모서리부(416)는 계단 형상의 외주면으로 이루어지고, 캠 접지 스프링 와셔(460)와 스페이서(470)는 모서리부(416)의 서로 다른 위치에 구비된다.

아울러, 스페이서(470)는 수용구(230)의 바닥면에 대한 모서리부(416)의 지지력을 증가시킬 수 있도록 스틸 재질로 이루어지는 것으로 한다. 물론, 스페이서(470)는 다양한 형상으로 변형 가능하다.

따라서, 시트 조립체(400)는 볼 부재(300)를 감싼 채 유체가 볼 부재(300)의 유동통로(310)만으로 유동되도록 안내한다.

한편, 조작부(500)는, 스템(510), 보넷(520), 패킹 슬리브(530), 플랜지(542,544), 그랜드 접시 스프링 와셔(552)를 포함한다.

스템(stem,510)은 볼 부재(300)를 회전시키는 역할을 한다.

즉, 스템(510)은 장착구(220)에 축 삽입되고, 볼 부재(300)에 고정 연결되어 외력에 의해 회전되며 볼 부재(300)를 회전시킨다. 이때, 볼 부재(300)는 둘레면에 결속구(320)를 형성하여 스템(510)의 하측과 결합된다. 특히, 하우징(410)은 결속구(320)에 대응되는 위치에 홀을 통공하여 스템(510)을 삽입한다. 결속구(320)는 다양하게 적용될 수 있고, 볼 부재(300)와 스템(510)은 다양한 방식으로 분리 가능하게 조립될 수 있다. 물론, 스템(510)은 다양한 형상으로 변형 가능하다. 아울러, 스템(510)은 볼 부재(300)와 결속된 채 다양한 외력에 의해 회전될 수 있다.

그리고, 보넷(bonnet,520)은 바디(200)의 외측으로 노출된 스템(510)을 축 삽입하여 지지하기 위해, 바디(200)에 분리 가능하게 결속된다. 특히, 보넷(520)은 제 1 결속부재(562)에 의해 바디(200)의 상측면에 분리 가능하게 결합된다. 이때, 보넷(520)과 바디(200)의 접합 부위는 가스켓(240)을 구비한다. 가스켓(240)은 보넷(520)과 바디(200)의 접합 부위로 물기 등 이물질이 유입되는 것을 차단하며, 보넷(520)과 바디(200) 사이의 틈새를 밀봉하는 씰링재 역할을 한다.

아울러, 보넷(520)은 내부가 개방된 개방공간(522)을 형성한다. 그래서, 보넷(520)은 볼 밸브(100)의 인양 고리(lifting lug)의 역할을 할 수 있다.

스템(510)은 보넷(520)에 축 삽입 후 장착구(220)에 삽입된다. 그래서, 스템(510)은 바디(200)의 외부로 노출된 부위가 보넷(520)에 지지된다.

패킹 슬리브(530)는 스템(510)을 축 삽입한 보넷(520)의 해당 부위의 내부에 구비되고, 스템(510)을 따라 이물질이 바디(200)의 내부로 유입되는 것을 방지하는 역할을 한다. 아울러, 패킹 슬리브(530)는 스템(510)이 회전시 보넷(520)과의 마찰을 방지하고, 지지링(532)의 이탈을 방지하며, 기밀을 유지하는 역할을 한다.

이때, 패킹 슬리브(530)는 하나 이상 구비된다. 그래서, 패킹 슬리브(530)는 원통 형상 또는 원형 패드 등 다양한 형상으로 형성될 수 있다.

아울러, 패킹 슬리브(530)는 비교적 고가(高價)이다. 그래서, 스템(510)을 축 삽입하는 보넷(520)의 해당 부위의 내부에는, 스템(510)이 패킹 슬리브(530)의 내측면으로 집중 하중을 가하는 것을 방지하기 위해, 지지링(532)이 구비될 수 있다. 지지링(532)과 패킹 슬리브(530)가 보넷(520)의 내부에 함께 구비됨에 따라, 스템(510)은 둘레면이 패킹 슬리브(530)와 지지링(532)에 동시에 접하여 지지된다. 이때, 패킹 슬리브(530)는 경도가 우수한 재질로 이루어진다.

지지링(532)은 개수 및 배열순서에 한정하지 않는다.

특히, 스템(510)이 삽입되는 바디(200)의 장착구(220) 내측과 보넷(520) 중 어느 하나에는 부싱(524)이 구비될 수 있다. 편의상, 부싱(524)은 보넷(520)의 스템(510) 삽입측 내부에 구비되는 것으로 한다. 부싱(524)은 스템(510)의 회전 동작 및 진동으로부터 스템(510)과 바디(200)를 보호하는 역할과 보넷(520)에 대한 스템(510)의 마찰력을 저감시키는 역할을 한다.

또한, 플랜지(542,544)는 바디(200) 또는 보넷(520)에 분리 가능하게 구비된다. 특히, 플랜지(542,544)는 보넷(520)의 개방공간(522)의 내측에 구비된다. 그리고, 플랜지(542,544)는 제 2 결속부재(564)에 의해 보넷(520)에 분리 가능하게 결합된다. 아울러, 플랜지(542,544)는 스템(510)을 축 삽입하여 지지한다.

이때, 플랜지(542,544)는 하나 구비될 수 있으나, 상부 플랜지(542)와 하부 플랜지(544)가 적층되어 구비될 수 있다. 상부 플랜지(542)와 하부 플랜지(544)가 적층된 채 스템(510)을 더욱 견고하게 지지한다. 물론, 상부 플랜지(542)와 하부 플랜지(544)는 다양한 형상으로 변형 가능하다.

그리고, 그랜드 접시 스프링 와셔(552)는 플랜지(542,544) 특히 하부 플랜지(544)의 내부에 구비된다. 아울러, 그랜드 접시 스프링 와셔(552)는 스템(510)을 축 삽입한 채 스템(510)이 축 방향을 따라 볼 부재(300) 방향으로 힘이 탄성적으로 작용하도록 하는 역할을 한다. 스템(510)은 그랜드 접시 스프링 와셔(552)에 의해 축 방향을 따라 하부 방향으로 힘이 작용함으로써, 볼 부재(300)와의 결속 부위에 과도한 내부 응력이 작용하는 것이 방지된다.

특히, 그랜드 접시 스프링 와셔(552)는 2개 구비되어, 어느 하나는 스템(510)을 축 방향을 따라 하부 방향으로 힘이 작용하도록 하고, 다른 하나는 스템(510)을 축 방향을 따라 상부 방향으로 힘이 작용하도록 할 수 있다.

이로써, 스템(510)은 축 방향을 따라 미세하게나마 이동되는 것이 방지된다. 즉, 스템(510)은 서로 다른 방향으로 힘이 작용되는 적어도 한 쌍의 그랜드 접시 스프링 와셔(552)에 의해 축 방향으로 힘의 평형이 이루어진다.

이때, 스템(510)은 방향 표시기(512)에 축 삽입되고, 방향 표시기(512)는 그랜드 플랜지(556)의 상측면에 접한다. 방향 표시기(512)는 볼 배브(100)의 설치 방향성을 육안으로 용이하게 확인할 수 있도록 하는 역할을 한다. 그리고, 그랜드 플랜지(556)는 스템(510)을 축 삽입하고, 상부 플랜지(542)의 상측면에 접하게 구비된다. 이때, 그랜드 플랜지(556)와 하부 플랜지(544)는 제 3 결속부재(566)에 의해 분리 가능하게 결합된다.

그리고, 하부 플랜지(544)는 그랜드 접시 스프링 와셔(552)를 내부에 삽입하여 조립할 수 있도록 일측으로 개방되게 형성되고, 개방측에 그랜드(gland,554)를 구비한다. 그랜드(554)는 그랜드 접시 스프링 와셔(552)가 하부 플랜지(544)에서 이탈되는 것을 방지하고, 그랜드 접시 스프링 와셔(552)를 지지하는 역할을 한다. 물론, 그랜드(554)는 스템(510)을 축 삽입하고, 다양한 형상 및 다양한 재질로 적용 가능하다.

따라서, 스템(510)은 보넷(520)과 상부 플랜지(542) 및 하부 플랜지(544)에 의해 바디(200)의 외측으로 노출되는 부분이 견고하게 지지되고, 하나의 그랜드 접시 스프링 와셔(552)에 의해 볼 부재(300) 방향으로 힘이 작용하여 볼 부재(300)와의 결속 부위에서 분리되려는 힘을 미세하게 상쇄하거나 또는 적어도 한 쌍의 그랜드 접시 스프링 와셔(552)에 의해 축 방향으로 미세하게 이동 방지되도록 힘의 평형이 이루어진다.

아울러, 방향 표시기(512)는 상부에 그랜드 플랜지(556)가 적층되어 있다. 그랜드 플랜지(556)는 제 3 결속부재(566)에 의해 하부 플랜지(544)에 결속된다.

그리고, 인디케이터(558)가 그랜드 플랜지(556)에 적층되어 있다.

인디케이터(558)는 스템(510)이 축 방향을 따라 작용하는 힘 또는 이동되는 거리를 수치화하여 디스플레이한다. 인디케이터(558)가 무드볼트 등에 의해 스템(510)에 결속됨으로써 상부 플랜지(542)와 하부 플랜지(544)를 보넷(520)의 개방공간(522) 내측 하면에 고정한다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

100: 볼 밸브 200: 바디
210: 채널 220: 장착구
300: 볼 부재 320: 결속구
400: 시트 조립체 410: 하우징
412: 내부공간 414: 구면
416: 모서리부 420: 시트 블록
422: 유동구 430: 상류 시트
440: 시트 접지 스프링 와셔 450: 시트 바디 링
460: 캠 접지 스프링 와셔 470: 스페이서
500: 조작부 510: 스템
512: 방향 표시기 520: 보넷
530: 패킹 슬리브 532: 지지링
542: 상부 플랜지 544: 하부 플랜지
552: 그랜드 접시 스프링 와셔 554: 그랜드
562: 제 1 결속부재 564: 제 2 결속부재
566: 제 3 결속부재

Claims (4)

1. 양측으로 개방되어 유체의 흐름을 안내하는 채널을 형성하고, 일측으로 개방되는 장착구를 상기 채널에 연결되게 형성하는 바디; 상기 채널에 원주 방향으로 회전 가능하도록 구(球) 형상으로 구비되고, 양측으로 개방되는 유동통로를 형성하여, 상기 채널을 통한 유체의 흐름을 단속하는 볼 부재; 상기 채널에 구비된 채 상기 볼 부재를 감싸서, 유체가 상기 볼 부재의 유동통로를 통해서만 흐름 안내되도록 하는 시트 조립체; 및 상기 장착구를 통해 상기 시트 조립체에 감싸여진 상기 볼 부재에 연결되어, 상기 볼 부재를 원주 방향으로 회전 조작하는 조작부를 포함하고,
   상기 시트 조립체는, 상기 장착구에 대응되도록 상기 채널에 위치 고정되게 구비되고, 상기 볼 부재를 수용하는 내측면에 구면을 형성하며, 양측으로 개방되는 하우징; 상기 하우징의 개방된 일측을 막아 상기 볼 부재의 일측 둘레면을 지지하고, 유체의 흐름을 허용하기 위해 유동구을 통공하는 시트 블록; 및 상기 하우징의 개방된 타측 내부면에 접한 채 상기 볼 부재의 타측 둘레면을 지지하고, 링 형상으로 이루어진 상류 시트를 포함하며,
   상기 바디는 상기 하우징을 위치 고정하기 위해 상기 채널의 상측면과 하측면 중 적어도 어느 하나를 함몰한 수용구를 형성하고,
   상기 시트 조립체는, 상기 시트 블록과 이에 대응되는 상기 수용구의 내측면 사이로 유체가 유출되는 것을 방지하기 위해, 상기 시트 블록의 외측면에 구비되는 링 형상의 시트 바디 링;
   상기 하우징의 타측면 또는 상기 상류 시트의 외측면에 구비되는 링 형상의 캠 접지 스프링 와셔; 및
   상기 수용구의 내부 바닥면에 대해 상기 하우징을 지지하는 스페이서를 포함하는 것을 특징으로 하는 볼 밸브.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 시트 조립체는, 상기 하우징의 타측 내부면에 대해 상기 상류 시트를 탄성적으로 지지함으로써, 상기 상류 시트가 상기 볼 부재에 접한 상태를 유지하도록 하는 시트 접지 스프링 와셔를 포함하는 것을 특징으로 하는 볼 밸브.
   
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서, 상기 조작부는,
   상기 장착구에 축 삽입되고, 상기 볼 부재에 고정 연결되어, 외력에 의해 회전되며 상기 볼 부재를 회전시키는 스템;
   상기 바디의 외측으로 노출된 상기 스템을 축 삽입하여 지지하기 위해, 상기 바디에 분리 가능하게 결속되는 보넷;
   상기 스템을 축 삽입한 상기 보넷의 해당 부위에 구비되어, 상기 스템을 따라 이물질이 상기 바디의 내부로 유입되는 것을 방지하기 위한 패킹 슬리브;
   상기 바디 또는 상기 보넷에 분리 가능하게 구비되고, 상기 스템을 축 삽입하여 지지하는 플랜지; 및
   상기 플랜지 내부에 구비되고, 상기 스템을 축 삽입한 채 상기 스템이 축 방향을 따라 상기 볼 부재 방향으로 힘이 탄성적으로 작용하거나 힘의 평형을 유지하도록 하는 그랜드 접시 스프링 와셔를 포함하는 것을 특징으로 하는 볼 밸브.

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