KR102387256B1 - 습식 배관 시스템을 위한 통합 제어 및 체크 밸브 조립체 - Google Patents

Abstract

습식 배관 시스템을 위한 통합 제어 및 체크 밸브 조립체는 볼 밸브 형태의 제어 밸브 및 볼 밸브의 흐름 경로 내에 장착된 일 방향 체크 밸브를 포함한다. 밸브 작동 조립체는 밸브 조립체에 장착되어 볼 밸브를 개방 및 폐쇄 위치 사이에서 선택적으로 회전시킨다. 밸브 작동 조립체는 밸브 조립체의 제1 측면에 장착되고, 볼에 회전적으로 고정되며, 밸브 작동 조립체의 회전으로 인해 개방 및 폐쇄 위치 사이에서 볼을 회전시킨다. 측면 개구는 제1 측면으로부터 각지게 이격된 밸브 조립체의 제2 측면에 형성된다. 측면 개구는 폐쇄 위치에서 볼 밸브의 유체 흐름 경로와 정렬 되도록 위치해서 체크 밸브에 대한 접근을 제공한다.

Description

습식 배관 시스템을 위한 통합 제어 및 체크 밸브 조립체

본 출원은 2018년 3월 29일자로 출원된 “습식 배관 시스템 제어 밸브 조립체(Wet Piping System Control Valve Assembly)”라는 명칭의 미국 특허 출원 제62/649,680호를 우선권으로 주장하고, 그 전체 내용은 본원에 참조로 인용된다.

본 발명은, 일반적으로 유체 흐름 밸브 조립체에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는, 화재 진압 스프링클러 시스템의 하류 스프링클러로 방출되는 물을 감시하고 제어하는 데 사용되는 스프링클러 습식 스탠드파이프용 밸브 조립체에 관한 것이다.

상업적 특성과 비상업적 특성을 보호하도록 설계된 화재 진압 스프링클러 시스템은, 제어 밸브, 체크 밸브, 물 흐름 검출 스위치, 테스트 밸브, 배수 밸브, 및 압력 완화 밸브의 소정의 조합 또는 모두를 포함한다.　 제어 밸브는, 예를 들어, 유지보수를 목적으로 제어 밸브의 하류에서 스프링클러로의 물 흐름을 선택적으로 차단할 수 있도록 이용된다.　 일 방향으로 유체 흐름을 허용하지만 반대 방향으로 유체 흐름을 방지하는 체크 밸브는, 소방 시스템의 하류에서의 유체 및 압력을 유지해서, 공급 측 시스템 유지보수와 같은 기간 동안, 체크 밸브의 하류 시스템에서 유체 및 압력은 유지된다. 흐름 검출 스위치는, 적어도 스프링클러가 활성화될 때 경보를 울리도록 이용된다.　 테스트 밸브는 스프링클러 시스템을 테스트하기 위해 이용되고 배수 밸브는 예를 들어, 유지 보수와 관련된 목적으로 스프링클러 시스템을 배수하는데 이용된다. 압력 완화 밸브는, 스프링클러 시스템 내의 수압이 안전 수준을 초과하지 않음을 보장하도록 이용된다.

이들 품목은 다양한 상업용 공급업체에서 개별적으로 구입할 수 있다. 종래에는, 테스트 및 배수 밸브, 압력 완화 밸브, 및 물 흐름 검출 스위치가, 스프링클러 시스템의 설치 중에 제어 밸브 및/또는 체크 밸브에 근접한 대규모 매니폴드/배관 네트워크를 따라 각 도관에 개별적으로 장착된다. 그 결과, 스프링클러 시스템의 배관 매니폴드는, 비교적 큰 설치면적을 갖고, 제조 비용이 많이 들고, 조립하는 데 시간이 많이 걸리고, 복잡하며, 고비용이 든다. 일례로, 최대 스프링클러 시스템 제어 밸브(직경 8인치 이상)는, 배관 매니폴드, 도관, 및 도관 상에 장착된 액세서리와 함께, 통상적으로 그 무게가 수백 파운드에 달한다.

게다가, 인증 및 라이선스 요건을 준수하기 위해, 자동 화재 스프링클러 시스템은 미국 방화 협회(“NFPA”)에서 정한 업계 승인 표준에 따라 정기적으로 점검 및 테스트해야 한다. 이러한 점검 중 하나는 5년마다 체크 밸브를 점검하여 이동 밸브 구성 요소(들)의 자유로운 이동을 보장하고; 밸브 시트에 누수가 발생할 수 있는 손상이 있는지 점검하고 밸브의 전반적인 내부 상태를 체크한다. 점검 및/또는 교체를 수행하기 위해 종종 체크 밸브를 분리해야 한다. 체크 밸브가 물 흐름 경로에 위치하기 때문에, 테스트 전에 전체 시스템의 배수가 필요하므로, 매우 번거롭다.

게다가, 용존 산소, 즉 물에 포함된 산소의 용량은 부식제이며, 용존 산소의 농도는 금속의 부식 속도에 정비례한다. 산소는 부분적으로 공기-물 인터페이스를 통한 산소의 전달에 의해 물로 들어간다. 따라서, 체크 밸브를 테스트하기 위해, 산소에 덜 노출된 스프링클러 시스템 내 물을 배수 한 다음 스프링클러 시스템에 담수를 다시 주입하는 것은 용존 산소 농도가 낮은 물을 시간이 지남에 따라 스프링클러 시스템 내부 구성 요소의 전체적인 부식 속도를 증가시키는 용존 산소 농도가 높은 물로 사실상 대체한다.

따라서, 제어 밸브 및 체크 밸브, 흐름 검출 스위치, 테스트 밸브, 배수 밸브 및 조절 가능한 압력 완화 모듈 또는 이들의 일부 조합을 사용하여 설치면적이 작은 제어 밸브 조립체를 제조하는 것이 유리하고, 이로 인해 배관의 대규모 매니폴드 및 관련된 설치면적을 제거할 뿐만 아니라 제조 비용 및 시간과 복잡한 조립을 최소화한다. 물 흐름 경로에서 체크 밸브를 격리 및 접근할 수 있는 제어 밸브 조립체를 제조하여, 전체 시스템의 배수가 필요 없이 점검 및/또는 유지 보수를 가능하게 하는 것이 더 유리할 것이다.

간략하게 설명하면, 본 발명의 일 측면은 습식 배관 시스템을 위한 통합 제어 및 체크 밸브 조립체에 관한 것이다. 밸브 조립체는 밸브 조립체의 유입구, 유출구 및 그 사이에 밸브 본체 유체 흐름 경로를 형성하는 밸브 본체를 포함한다. 볼 밸브는 밸브 본체 내에 위치하며 회전 가능한 볼, 볼의 유입구 측에 위치한 상류 밀봉 시트 링 및 볼의 하류 측에 위치한 하류 밀봉 시트 링을 포함한다. 볼은 유입구 개구, 유출구 개구 및 그 사이에 볼 유체 흐름 경로를 가지며, 상류 및 하류 시트 링은 볼 유체 흐름 경로를 통한 이동을 제외하고 볼의 상류 측과 하류 측 사이의 유체 흐름을 실질적으로 밀봉하도록 구성된다. 밸브 작동 조립체는 볼 유체 흐름 경로와 밸브 본체 유체 흐름 경로를 유체적으로 연결하여 볼을 통해 밸브 본체의 유입구에서 유출구로 유체 흐름을 허용하는 개방 위치와, 밸브 본체 유체 흐름 경로로부터 볼 유체 흐름 경로를 실질적으로 유체적으로 분리해서 밸브 본체의 유입구에서 유출구로의 유체 흐름을 실질적으로 방지하는 폐쇄 위치 사이에서 볼을 선택적으로 회전시키도록 구성된다. 밸브 작동 조립체는 제1 측면을 통해 밸브 본체 외부로부터 볼에 회전 가능하게 고정된 부착물로 연장된 스템을 포함하고, 볼에 걸리는 압력 차에 관계 없이 스템의 회전으로 인해 개방 및 폐쇄 위치 사이에서 볼을 회전시킨다. 일방향 체크 밸브는 볼 내에 장착 되며 볼 유체 흐름 경로를 통한 유체 흐름을 차단하는 폐쇄 위치와, 유입구 측에서 유출구 측 방향으로 볼 유체 흐름 경로를 통해 유체 흐름을 허용하는 개방 위치 사이에서 체크 밸브에 걸리는 압력 차에 따라 이동 가능하다. 측면 개구는 밸브 본체의 제1 측면으로부터 대략 90도(°) 각지게 이격된(angularly spaced) 밸브 본체의 제2 측면에 형성된다. 측면 개구는 볼의 폐쇄 위치에서 볼 유체 흐름 경로와 정렬되고(align with) 접근하도록 위치하며, 측면 개구는 체크 밸브의 통과를 허용하는 치수를 갖는다. 측면 커버는 측면 개구를 분리 가능하게 폐쇄한다.

본 발명의 실시예에 대한 다음의 설명은 첨부된 도면과 함께 읽을 때 더 잘 이해될 것이다. 그러나, 본 발명은 도시된 정확한 구성과 수단으로 한정되지 않음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 2-부품 모듈식 제어 밸브 조립체의 정면 및 측면 사시도이다.
도 2는 도 1의 모듈식 제어 밸브 조립체의 측면 입면도이다.
도 3은 도 1의 3-3 선을 따라 절취한, 도 1의 모듈식 제어 밸브 조립체의 단면도이다.
도 4는 도 2의 4-4선을 따라 절취한, 도 1의 모듈식 제어 밸브 조립체의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 제어 밸브 조립체의 정면 및 측면 사시도이다.
도 6은 도 5의 6-6선을 따라 절취한, 도 5의 제어 밸브 조립체의 단면도이다.
도 7은 도 5의 7-7 선을 따라 절취한, 도 5의 제어 밸브 조립체의 단면도이다.
도 8은 도 5의 모듈식 제어 밸브 조립체의 제어 밸브에 통합된 체크 밸브의 분해도이다.
도 9A는 본 발명의 제3 실시예에 따른 제어 밸브 조립체의 단면도이다.
도 9B는 도 9A의 제어 밸브 조립체의 시트 링의 부분 확대 단면도이다.

일부 용어는 다음에 따르는 설명에서 편의상 사용 될 뿐이며 한정되지 않는다. "하측", "하부", "상측", 및 "상부"라는 용어는, 도면에서 참조되는 방향을 나타낸다. "내측으로", "외측으로", "상측으로", 및 "하측으로"라는 용어는, 각각 본 개시 내용에 따라 제어 밸브 조립체의 기하학적 중심과 그 지정된 부분을 향하는 방향 및 그로부터 멀어지는 방향을 나타낸다. 본원에서 구체적으로 설명되지 않는 한, "한", "하나", 및 "그"라는 용어는, 하나의 요소로 한정되지 않고, 대신 "적어도 하나"를 의미하는 것으로 해석되어야 한다. 이 용어는, 위에서 언급한 단어, 그 파생어 및 유사한 의미의 단어를 포함한다.

또한, 본원에서 사용되는 "약", "대략", "일반적으로", "실질적으로"이라는 용어 및 유사 용어는, 본 발명의 구성요소의 치수 또는 특성을 언급하는 경우, 설명하는 치수/특성이 엄격한 경계 또는 파라미터가 아니며 기능적으로 유사한 그 경계 또는 파라미터로부터의 약간의 변동을 배제하지 않음을 나타낸다는 점을 이해하여야 한다. 최소한, 수치 파라미터를 포함하는 이러한 참조는, 당업계에서 인정되는 수학적 및 산업적 원칙(예를 들어, 반올림, 측정 또는 기타 체계적 오류, 제조 공차 등)을 사용하여 최하위 숫자를 변경하지 않는 변형을 포함한다.

상세하게 도면을 참조하면, 전체에 걸쳐 동일한 숫자는 동일한 구성요소를 나타내며, 본 발명의 제1 실시예에 따라, 일반적으로 10으로 지정된, 배관 시스템 제어 밸브 조립체(“CVA”)가 도 1 내지 도 4에 도시되어 있다. 일반적으로, CVA(10)은 다층 특성 스프링클러 시스템(미도시)을 위한 습식 스탠드파이프(미도시)에 이용된다. 통상의 기술자가 이해하는 바와 같이, 습식 스탠드파이프는 일반적으로 건물의 층을 통해 수직으로 연장되고, CVA(10)는 각 층들의 각각에서 스탠드파이프로부터 분기된다. 각 층의 각각의 CVA(10)는 스탠드파이프의 물을 해당 층의 스프링클러와 연결한다. CVA(10)는 또한 테스트 및 유지 보수를 위해 스프링클러 시스템의 배수를 제어할 수 있으며, 상기 CVA(10)가 제어 밸브(아래에서 더 상세히 설명된 바와 같이)를 포함하는 경우, 상기 CVA(10)는 예를 들어, 화재 종료 시, 스프링클러로의 물 흐름의 차단도 제어할 수 있다.

CVA(10)는 2개의 주요 구성요소, 즉, 아래에서 더 상세히 설명되는 방식으로 직렬로 함께 연결된 하류 체크 밸브 조립체(14)와 상류 제어 조립체(12)를 포함한다. 제어 조립체(12)는 습식 스탠드파이프로부터 물을 공급받기 위해 제어 조립체의 베이스 단부(base end)에(도면에 도시된 CVA(10)의 방향(orientation)에 따라) CVA(10)의 주 유입구(12a)를 형성하고, 체크 밸브 조립체(14)는 체크 밸브 조립체의 최상측 단부에(도면에 도시된 CVA(10)와 동일한 방향에 따라) CVA(10)의 주 유출구(14b)를 형성하며, 이를 통해 물이 CVA(10)에서 스프링클러(미도시)로 배출된다. 일 실시예에서, 양 단부(12a, 14b)는 다른 피팅 또는 파이프 길이와 통상적인 방식으로 결합하기 위한 각각의 외주 홈을 가질 수 있다. 대안으로, 단부(12a, 14b) 중 하나 또는 둘 모두는 통상적인 다른 타입의 결합을 위해 나사식(도3, 도4), 플랜지식 또는 유사체 등일 수 있다.

제어 조립체(12)는 유지보수를 목적으로 또는 화재가 진압되면 스프링클러를 끄기 위해 CVA(10)의 수동 차단을 제어한다. 통상의 기술자가 이해하는 바와 같이, 유지보수 목적으로 CVA(10)를 폐쇄하는 것 외에도 CVA(10)는 응급 상황 시 스프링클러로의 적절한 물 흐름을 보장하기 위해 일반적으로 항상 완전히 개방되어야 한다.

예시된 실시예에서, 그리고 도 3 및 4에 잘 도시된 바와 같이, 제어 조립체(12)는 볼 밸브(15)를 포함한다. 볼 밸브(15)는 천공되고 회전/피벗하는 볼(16)을 그 내부에 수용하는 일반적으로 원통형(관형) 밸브 본체(18)를 포함하고, 밀봉 시트 링(17a), 즉, 유입구 측의 볼(16)의 밑에 있는 하나로 이어진, 예를 들어, 고리모양의 밸브 시트 및 대향하는 밀봉 시트 링(17b)을 유출구 측의 볼(16) 상에 갖는다. 이해되는 바와 같이, 시트 링(17a, 17b)은 금속(들), 폴리머(들), 이들의 조합 등으로 형성될 수 있다. 또한 통상의 기술자가 이해하는 바와 같이, 시트 링(17a, 17b)은 상류 측과 하류 측 사이에 볼(16) 주위로 유체가 흐르는 것을 실질적으로 방지하고 밀봉하도록 구성되며, 이로 인해 유체는 볼(16)을 관통하여 상류 측과 하류 측 사이를 이동해야 한다. 볼(16)은 유입 개구(16a) 및 대향하는 유출 개구(16b), 그리고 그 사이를 연장하는 채널(16c), 예를 들어, 천공된 채널을 포함한다. 통상의 기술자가 이해하는 바와 같이, 상기 볼 밸브(15)는 쿼터-턴 밸브이며, 쿼터-턴 밸브는 채널(16c)이 제어 조립체(12)의 유입구(12a)에서 유출구(12b)로의 물 흐름과 일직선일 때 개방되고(도 3, 4) 볼(16)이 밸브 본체(18)의 직경을 가로지르는 축을 중심으로 실질적으로 90도(°) 회전할 때 즉, 채널(16c)이 유체의 흐름 방향에 수직일 때 폐쇄된다(예를 들어, 도 9A 참조). 밸브(15)는 폐쇄 위치에서 밸브 본체(18)를 관통하는 유체 흐름을 실질적으로 방지하고 개방 위치에서 밸브 본체(18)를 관통하는 유체 흐름을 허용한다. 밸브 본체(18)는 일단부에 유입구 단부(12a) 및 대향하는 유출구 단부(12b)를 타단부에 형성하고, 체크 밸브 조립체(14)의 유입구 단부(14 a)와 유체 연통한다.

볼 밸브(15) (볼 밸브(15)의 압력 차이에 관계 없이)를 개방 및 폐쇄 구성 사이에서 선택적으로 배열(회전)시키기 위한 밸브 작동 조립체(22)는 연결된 핸드 휠(24)에 의해 회전 가능한 제어 암(25)을 갖는 하우징(21) 내의 변속기(19)(도 1, 2에 개략적으로 도시함), 예를 들어, 통상적인, 상업적으로 이용 가능한, 웜 기어 변속기를 포함한다. 스템(23)은 밸브(15)의 볼(16)의 일단부에 부착되고(회전 가능하게 고정되는 방식으로) 밸브 본체(18)를 통해 타단부에 변속기(19)와 작동 가능한 연결로 연장된다.

핸드 휠(24)의 시계 방향 및 반시계 방향 회전은 통상의 기술자가 잘 이해하는 방식으로 CVA(10)의 개방 및 폐쇄 구성에 대응하는 볼(16)을 개방 및 폐쇄 위치 사이에서 각각 피벗(pivot)시킨다. 즉, 핸드 휠(24)의 선택적인 회전은 제어 암(25)을 회전시키고, 차례로 변속기(19)를 통해 스템(23)을 회전시켜, 이로 인해 개방 및 폐쇄 구성 사이에서 밸브(15)의 볼(16)을 회전시킨다. 선택적으로, 변속기(19)는 또한 통상의 기술자에 의해 잘 이해되는 방식으로 감속비를 제공할 수 있다. 이해되는 바와 같이, 감속비는 작동 압력 하에서 제어 조립체(12)를 수동으로 개방 및 폐쇄하는 기계적 이점을 제공한다.

CVA(10)를 수동으로 차단하기 위해, 예를 들어, 유지보수 목적으로 또는 화재가 진압된 후 스프링클러를 끄기 위해, 사용자는 핸드 휠(24)을 회전시켜 볼(16)을 폐쇄 위치로 회전시킨다. CVA(10)를 정상 작동 상태(도 3, 4)로 되돌리기 위해, 사용자는 핸드 휠(24)을 반대방향으로 회전시켜 볼(16)을 개방 위치로 다시 회전시킨다.

제어 조립체(12)는 또한 하나 이상의 내부 감시 스위치(internal supervisory switches), 즉, 통상의 기술자가 잘 이해하는 방식으로 작동하는 조작 방지 스위치(tamper evident switch)가 통상적인 방식으로 제공되고, 통상적인 방식으로 제어 조립체(12)에 작동 가능하게 연결된다. 일 예로서, 제한 없이, 감시/조작 스위치는 밸브 작동 조립체(22) 내에서 캠(미도시)에 의해 작동될 수 있으며, 제어 조립체(12)의 밸브 스템(미도시)에 통상적인 방식으로 작동 가능하게 연결되어 핸드 휠(24)의 소정의 회전 수 내에서 스위치의 상태를 변경한다. 감시 스위치는 또한 통상의 기술자가 잘 이해하는 방식으로 모니터링 시스템(미도시)에 연결되고, 인가받지 않은 사람이 CVA(10)의 제어 조립체(12)를 개방 또는 폐쇄를 시작하는 경우에 경고 신호를 생성하여 경보를 활성화하거나 조명을 키거나 한다.

체크 밸브 조립체(14)를 참조하면, 조립체(14)는 일반적으로 관형의 단일 부품, 예를 들어 일체형, 단일체 및 모놀리식 체크 밸브 본체(34)를 형성한다. 유입구(14a)를 형성하는 밸브 본체(34)의 하단부(20)(도면에 도시된 CVA(10)의 배열에 따라)는 볼 밸브(15)의 밸브 본체(18)를 위한 보닛(bonnet)으로서 작동한다. 밸브 본체(34)의 보닛(20)은 밸브 본체의 유출구(12b)에 고정되고 밸브 본체(18)의 커버부로서 작용한다. 예시된 실시예에서, 밸브 본체(18)의 보닛(20) 및 유출구(12b)는 고정 볼트/너트(27)를 통해 함께 고정되지만, 본 개시는 이에 한정되지 않는다. 이해되는 바와 같이, 체크 밸브 조립체(14)와 함께 제어 조립체(12)를 탈착할 수 있는 다른 고정 수단이 사용될 수 있다. 이를 통해, 밸브 본체(18)의 유출구(12b)는 볼 밸브(15)의 내부 구성요소, 예를 들어, 볼(16) 및 시트 링(17a 및 17b)을 수용하기 위한 치수를 갖는다. 예를 들어, 제조 과정에서, 볼 밸브(15)의 구성 요소는 유출구(12b)를 통해 밸브 본체(18)로 삽입되고, 그 후, 체크 밸브 조립체(14)의 보닛(20)이 제어 조립체(12)에 고정된다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 보닛(20)은 수-암 관계로 밸브 본체(18)의 유출구(12b)와 결합하기 위한 치수를 갖는 하측으로 돌출된 환형 립을 포함하고, 시트 링(17b)과 결합하여 볼(16) 및 하부 시트링(17a)에 대해 시트 링(17b)을 밀봉 고정시킨다. 밸브 본체(34)에 통합되는 보닛(20)(밸브 본체(18)를 위한)의 한 가지 장점은 CVA(10)의 전체적인 크기 감소이다. 일 실시예에서, 보닛(20)은 CVA(10)가 CVA(10)의 유입구(12a)로부터 CVA(10)의 유출구(14b)까지 총 길이가 약 8 인치(inch) 및 약 10인치(inch) 이내가 되도록 하지만, 본 개시는 이에 한정되지 않는다.

체크 밸브 조립체(14)의 밸브 본체(34)는 체크 밸브(30)를 수용한다. 예시된 실시예에서, 체크 밸브(30)는 클래퍼 밸브의 형태를 갖는다. 그러나, 통상의 기술자가 이해하는 바와 같이, 체크 밸브(30)는 클래퍼 밸브로 한정되지 않으며, 본원에서 설명하는 체크 밸브(30)의 기능을 수행할 수 있는, 현재 알려져 있거나 나중에 알려질, 액체의 역류를 실질적으로 방지하는 다른 일방향 밸브의 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 제한 없이, 체크 밸브(30)는 웨이퍼 밸브, 버터플라이 밸브, 유체 흐름 방향 등을 조절하기 위해 파이프의 단면을 따르는 축을 중심으로 피벗할 수 있는 일반적으로 디스크 형 클로저를 갖는 밸브 형태를 가질 수 있다.

체크 밸브(30)는 밸브 본체(34) 내부에 위치하고, 예를 들어, 하나로 이어진, 환형의 밸브 시트(30a) 및 분리 가능한 클래퍼 디스크(30b)를 포함하며, 클래퍼 디스크는 클래퍼 디스크(30b)에 걸리는 수압 차에 따라 개방 위치(예를 들어, 도 6, 8 참조)와 폐쇄 위치(도 3, 4) 사이에서 피벗가능 하다. 체크 밸브(30)의 폐쇄 위치에서, 클래퍼 디스크(30b)는 밸브 시트(30a)와 밀봉 결합하여 유체가 체크 밸브(30)를 통해 유출구 측(14b)에서 유입구 측(14a)으로 흐르는 것을 방지하고, 체크 밸브(30)의 개방 위치에서, 클래퍼 디스크(30b)는 밸브 시트(30a)로부터 상측으로 멀어지게 피벗하고, 물은 체크 밸브(30)를 통해 유입구 측(14a)에서 유출구 측(14b)으로 흐르도록 허용된다. 편향 부재(미도시), 예를 들어 토션 스프링(torsion spring)은 밸브 본체(34)의 내부에 피벗 가능하게 장착될 수 있고 클래퍼 디스크(30b)에 부착될 수 있다. 편향 부재는 클래퍼 디스크(30b)에 소정의 스프링 힘을 가하여 클래퍼 디스크(30b)를 밸브 시트(30a)와 밀봉된 결합 상태로 유지한다. 편향 부재의 편향력(biasing force)은 클래퍼 디스크(30b)에 걸리는 압력 차에 의해 극복될 수 있으며, 이에 따라 클래퍼 디스크(30b)에 대해 편향력보다 큰 반대 방향의 힘이 발생한다. 통상의 기술자가 이해하는 바와 같이, 클래퍼 디스크(30b)는 대안으로 중력 또는 현재 알려져 있거나 나중에 알려질 다른 편향 부재를 통해 밸브 시트(30a)와 밀봉된 결합 상태로 유지될 수 있고, 본원에 설명되는 편향 부재의 기능을 수행할 수 있다.

통상의 기술자가 이해하는 바와 같이, CVA(10)가 습식 스탠드 파이프에 유체적으로 연결되기 때문에, 밸브 본체(34)는 항상 물로 채워지고 가압된다. 밸브(30)에 걸리는 수압 차는 또한 클래퍼 디스크(30b)를 폐쇄 위치에서 유지하며, 즉, 수압이 상류 측 보다 하류 측에서 더 크다. 스프링클러 시스템이 열적 이벤트, 예를 들어 화재에 의해 활성화되는 경우, 스프링클러의 분사로 인한 밸브(30)의 하류 측 수압의 감소는 스프링(30c)의 스프링력 보다 큰 힘과 동일한 클래퍼 디스크(30b)에 걸리는 압력 차를 야기하고, 따라서, 클래퍼 디스크(30b)를 개방 위치로 피벗시켜 물이 밸브(30)를 통해 스프링클러로 흐른다.

예시된 실시예에서, 체크 밸브(30)의 위치에 근접한, 밸브 본체(34)의 측벽에 개구(미도시)가 제공된다. 개구는 밸브 본체(34) 내에서 체크 밸브(30)를 조립하는 동안(예를 들어, CVA(10)의 제조 과정에서) 체크 밸브(30)를 수용하기 위한 크기 및 치수를 갖는다. 체크 밸브(30)가 밸브 본체(34) 내에 장착된 후, 분리 가능한 커버 플레이트(55)는 개구를 커버하기 위해 통상의 기술자가 잘 이해하는 방식으로 밸브 본체(34)에 밀봉 고정된다. 그러나, 통상의 기술자가 이해하는 바와 같이, 밸브 본체(34)는 대안으로 측벽 개구 및 대응하는 커버 플레이트(55) 없이 구성될 수 있고, 체크 밸브(30)는 다른 개구를 통해, 예를 들어, 제한 없이, 밸브 본체(34)의 유입구 또는 유출구 단부(14a, 14b)를 통해 밸브 본체 내에 조립될 수 있다.

예시된 실시예에서, 흐름 검출 스위치(28)는 밸브 본체(34)와 분리 가능하게 유체적으로 연결되지만, 본 개시는 이에 한정되지 않는다. 즉, 체크 밸브 본체(34)는 분리 가능하게 연결된 흐름 검출 스위치(28)를 포함하지 않을 수 있으며, 흐름 검출 스위치(28)를 연결하기 위한 포트를 포함하지 않을 수도 있다. 흐름 검출 스위치(28)는 CVA(10)의 유입구(12a)에서 유출구(14b)로의 물 흐름을 감지하고, 예를 들어, 가청 경보 울림 및/또는 시각적 표시기의 상태 변경과 같은 알림을 출력한다. 예시된 제한되지 않은 실시예에서, 흐름 검출 스위치(28)는 압력 작동 스위치(통상의 기술자에게 공지됨)이다. 클래퍼 디스크(30b)가 개방 위치인 경우, 압력 작동 스위치(28) 및 압력 응답 액추에이터(pressure responsive actuator)(미도시)는 체크 밸브(30)와 유체 연통하게 연결된다. 이해하는 바와 같이, 압력 작동 스위치(28)는 경보 시스템(미도시)과 연결된 전기 스위치(미도시)와 접촉하는 토글 암, 스프링 장착 플런저 등에 의해 작동된다. 액추에어터(미도시)는 토글 암과 결합하는 피스톤을 포함하며 토글 암을 이동시킨다.

도 4에 잘 도시된 바와 같이, 액추에이터의 흐름 관(62)은 밸브 본체(34)의 측벽을 통해 연장되는 채널(60)과 연결된다. 체크 밸브(30)의 하나로 이어진 밸브 시트(30a)는 채널(60)과 유체 연통하는 하나 또는 복수 개의 각지게 이격된 개구 (30c) (또는 하나로 이어진 채널)를 내부에 포함한다. 개구(30c)는 유입구 측이 클래퍼 디스크(30b)에 의해 결합될 수 있는 밸브 시트(30a)의 표면에 위치하도록 형성된다. 따라서, 클래퍼 디스크(30b)가 폐쇄 위치(도3, 4)에 있는 경우, 개구(30c)는 클래퍼 디스크(30b)에 의해 물로부터 밀봉된다. 반대로, 클래퍼 디스크(30b)가 개방 위치로 이동되는 경우, 유입구 측(14a)에서 유출구 측(14b)으로 흐르는 물과 스프링클러로 나가는 물은 또한 개구(30c)로 흘러 들어가 채널(60)을 통해 흐름 관(62)으로 들어간다. 흐름 관(62)의 수압이 액추에이터의 피스톤을 움직여 토글 암을 움직이고 스위치를 작동시켜 경보를 발생시킨다.

일부 실시예에서, 전기 스위치는 조절 가능한 시간 지연부(미도시)를 포함할 수 있으며, 시간 지연부는 스프링클러가 활성화되거나 테스트, 배수, 조절 가능한 압력 완화 모듈(32)이 CVA(10)에서 물을 배수하고 있음을 표시하는, 경보를 생성하기 전에 전기 스위치가 활성화 상태를 유지해야 하는 소정의 시간을 설정한다. 시간 지연부는 스탠드 파이프의 압력 급등(surge)을 설명하고, 스프링클러가 실제로 활성화되지 않고 산발적으로 그리고 일시적으로 클래퍼 디스크(30b)를 개방할 수 있다.

통상의 기술자가 이해하는 바와 같이, 흐름 검출 스위치(28)는 압력 작동 흐름 검출 스위치로 한정되지 않는다. 예를 들어, 제한 없이, 흐름 검출 스위치(28)는 자기 작동식 흐름 검출 스위치(미도시), 기계적으로 독립된 레버형 흐름 검출 스위치(미도시)의 형태를 가질 수 있고, 즉, CVA(10) 내의 임의의 밸브에 기계적으로 결합 또는 링크 되지 않는다.

예시된 실시예에서, 테스트, 배수 및 조절 가능한 압력 완화 모듈(32)은 또한 밸브 본체(34)와 분리 가능하게 유체적으로 연결되지만, 본 개시는 이에 한정되지 않는다. 즉, 체크 밸브 본체(34)는 분리 가능하게 연결된 테스트, 배수 및 조절 가능한 압력 완호 모듈(32)을 포함하지 않을 수 있으며, 또한 테스트, 배수 및 조절 가능한 압력 완화 모듈(32)을 연결하기 위한 포트를 포함하지 않을 수 있다. 테스트, 배수 및 조절 가능한 압력 완화 모듈(32)을 참조하면, 테스트, 배수 및 조절 가능한 압력 완화 기능은 단일 유닛으로 결합되어 체크 밸브(30)의 하류 및 CVA(10)의 유출구(14b)의 상류에서 체크 밸브 조립체(14)의 밸브 본체(34)와 유체적으로 연결된다. 모듈(32)은 3개의 유체적으로 연결 가능한 포트(42,44,46) 및 3개의 포트 간에 흐름을 안내하는 내부 흐름 밸브(40)를 포함한다. 예시된 실시예에서, 밸브(40)는 볼 밸브(도3)의 형태를 가지지만, 이에 한정되지 않는다. 통상의 기술자가 이해하는 바와 같이, 밸브(40)는 현재 알려져 있거나 나중에 알려질 임의의 밸브의 형태를 가질 수 있고, 예를 들어, 제한 없이, 스풀 밸브와 같이 여기에 개시된 밸브의 기능을 수행할 수 있다.

모듈(32)의 제1 포트(42)는 유입구 측에서 체크 밸브(30)에서 하류로 체크 밸브 조립체(14)에 유체적으로 연결되며, 모듈(32)의 유입구 포트로서 작동한다. 제2 포트(44)의 유출구는 압력 완화를 위한 제3 포트(46)와 외부 배관(50)을 통해 유체적으로 연결된다(아래에서 더 설명하는 바와 같이). 제3 포트(46)는 제1 포트(42)를 배수 파이프(미도시)와 유체적으로 연결하고, 모듈(32)의 출구 포트로서 작동한다. 레버(48)는 내부 흐름 밸브(40)를 제어한다.

레버(48)가 “테스트” 위치(즉, 레버(48)의 지시 화살표가 도 1의 “테스트” 라벨을 향함)(미도시)로 배열되는 경우, 내부 볼 밸브(40)는 제1 포트와 제3 포트(42,46) 사이에서 부분적으로 개방되거나 제한되도록 배열된다. 일 실시예에서, 볼 밸브(40)는 제3 포트(46)에 인접한 감소된 크기의 오리피스 및 제1 포트(42)에 인접한 더 큰 크기의 오리피스를 포함한다. 따라서, 체크 밸브 조립체(14) 및 스프링클러로부터의 물은 제1 포트(42)에서 모듈(32)로 유입되고 제3 포트(46)를 통해 제한된 방식으로(감소된 크기의 오리피스를 통해) 모듈(32)을 빠져 나간다. 제3 포트(46)의 투명 창(49)은 사용자가 물이 제3 포트(46)로 흐르는지 여부를 볼 수 있게 한다. 이해하는 바와 같이, “테스트” 위치는 단일 스프링클러의 활성화/작동을 시뮬레이션하고 단일 스프링클러의 활성화가 성공적으로, 즉, 흐름 검출 스위치(28)를 트리거 하고 경보를 생성하기에 충분한지 여부를 테스트 하는데 사용 된다. “테스트” 위치는 또한 필요에 따라 CVA(10) 및 스프링클러 배관에 물이 존재하는지 확인한다.

레버(48)가 “배수” 위치(즉, 레버(48)의 지시 화살표가 도 1의 “배수” 라벨을 향함)(미도시)로 배열된 경우, 내부 볼 밸브(40)는 제1 포트와 제3 포트(42,46) 사이에서 완전히 개방되도록 배열되고, 제2 포트(44)에 대하여 완전히 폐쇄되도록 배열된다. 이에 따라, 체크 밸브 조립체(14)와 스프링클러로부터 물은 배수되어 제1 포트(42)를 통해 비교적 제한되지 않는 방식으로 모듈(32)로 유입되며 제3 포트(46)를 통해 모듈(32)을 빠져나간다. 배수 위치는 예를 들어, 유지 보수를 위해 각 층의 스프링클러 배관에서 물을 배수하는데 사용 된다.

CVA(10)의 정상 작동 중에, 레버는 “오프” 위치로 배열된다. 레버(48)가 “오프”위치(즉, 레버(48)의 지시 화살표가 도 1의 “오프” 라벨을 향함)로 배열된 경우, 내부 볼 밸브(40)는 제1 포트(42)와 제2 포트(44) 사이에서 완전히 개방되도록 배열되고, 제3 포트(46)는 완전히 폐쇄 되도록 배열된다. 조절 가능한 압력 완화 밸브(45)(통상의 기술자가 잘 이해함)는 제2 포트(44)와 배관(50) 사이에 연결된다.

조절 가능한 압력 완화 밸브(45)는 일반적으로 정상 작동 시 대략 175psi의 임계 압력으로 설정되고, 즉, 밸브를 개방하기 위해 압력 완화 밸브(45)의 유입구 측에 175psi의 수압이 필요하다. 따라서, CVA(10)의 정상 작동 중에 내부 수압이 175psi를 초과하면, 조절 가능한 압력 완화 밸브(45)가 개방되고, 물은 체크 밸브 조립체(14)로부터 제1 포트(46)를 거쳐, 제2 포트(44)의 조절 가능한 압력 완화 밸브(45)를 통해 흐르고, 외부 배관(50)을 통해 제3 포트(46)로 전환되어 배수된다. 조절 가능한 압력 완화 밸브(45)의 목적은 건물의 바닥을 과도하게 가압하지 않고 건물의 최상층에서 적절한 수압을 유지하는 것이다. 이해하는 바와 같이, 조절 가능한 압력 완화 밸브(45)는 특정 시스템의 요구 사항에 따라 다른 정상 작동 압력 한계로 조절될 수 있다. 조절 가능한 압력 완화 밸브(45)는 또한 예를 들어, 시스템 압력 테스트를 수행하는 것과 같은 다른 응용을 위해 선택적으로 조절될 수 있다.

통상의 기술자가 이해하는 바와 같이, 테스트, 배수 및 조절 가능한 압력 완화 밸브는 선택적으로 CVA(10)에 별도로 분리 가능하게 부착될 수 있다. 또한, 하나 이상의 테스트, 배수 및 조절 가능한 압력 완화 밸브는 통상적인 방식으로 CVA(10)의 상류 또는 하류에 있는 배관 시스템 네트워크에 별도로 부착될 수 있다.

도 5 내지 도 8은 CVA(10)의 제2 실시예를 도시한다. 본 실시예의 참조 번호는 전술한 실시예의 참조 번호와 지수 100으로 구별될 수 있지만, 달리 명시된 것을 제외하고, 위에 나타낸 것과 동일한 요소를 나타낸다. 본 실시예의 CVA(110)는 이전 실시예와 유사하다. 따라서, 본원에서는 간결함과 편의를 위해 실시예들 간의 특정한 유사점에 대한 설명은 생략될 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.

CVA(10)와 CVA(110)의 주요 차이점은 체크 밸브(130)가 볼 밸브 내에 위치하여 결합된 체크 및 제어 밸브를 형성하여, 이로 인해 체크 밸브 조립체(14)를 제거하여 CVA(10)에 비해 CVA(110)의 크기/ 설치면적을 더욱 감소시킨다.

도 5에 잘 도시된 바와 같이, 제어 조립체(112)는 일반적으로 원통형인 밸브 본체(118) 및 밸브 본체(118)의 상부에 분리 가능하게 장착된 밸브 본체 보닛(120)을 포함한다. 예시된 실시예에서, 보닛(120)은 밸브 본체(118)의 유출구(112b)에 나사식으로 연결되지만, 본 개시는 이에 한정되지 않는다. 이해하는 바와 같이, 밸브 본체(118)에 보닛(120)을 탈착할 수 있는 예를 들어, 제한 없이, 고정 볼트/너트와 같은 다른 고정 수단이 사용될 수 있다.

밸브 본체(118)는 CVA의 주 유입구(112a)를 형성하고 보닛(120)은 CVA(110)의 주 유출구(114b)를 형성한다. CVA(10)의 밸브 본체(18)와 유사하게, 밸브 본체(118)의 유출구(112b)는 볼 밸브(115)의 내부 구성 요소, 예를 들어, 볼(116) 및 시트 링(117a 및 117b)을 수용하기 위한 치수를 갖는다. 예를 들어, 제조 과정에서, 볼 밸브(115)의 구성 요소는 유출구(112b)를 통해 밸브 본체(118)로 삽입되고, 그 후, 보닛(120)은 밸브 본체(118)에 고정된다.

도 6 및 도 7에 잘 도시된 볼 밸브(115)를 참조하면, 볼 밸브(115)는 피벗 볼(116) 및 시트 링(117a, 117b)을 수용하는 밸브 본체(118)를 포함한다. 볼(116)은 유입 개구(116a) 및 대향하는 유출 개구(116b), 그리고 그 사이를 연장하는 채널(116c) 예를 들어, 천공된(bored out) 채널을 포함한다. 볼(116)은 채널(116c)에 장착된 체크 밸브(130)를 포함한다. 도 5 내지 도 8의 예시된 실시예에서, 체크 밸브(130)의 전체가 채널(116c)에 분리 가능하게 장착되지만, 본 개시는 이에 한정되지 않는다(아래에서 더 설명되는 바와 같이). 예시된 실시예에서, 체크 밸브(130)는 클래퍼 밸브의 형태를 가진다. 그러나, 통상의 기술자가 이해하는 바와 같이, 체크 밸브(130)는 클래퍼 밸브로 한정되지 않으며, 본원에서 설명하는 체크 밸브(130)의 기능을 수행할 수 있는, 현재 알려져 있거나 나중에 알려질, 액체의 역류를 방지하는 다른 일방향 밸브의 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 제한 없이, 체크 밸브(130)는 웨이퍼 밸브, 버터 플라이 밸브, 유체 흐름 등을 조절하기 위해 파이프의 단면을 따르는 축을 중심으로 피벗할 수 있는 일반적으로 디스크 형 클로저를 갖는 밸브 형태를 가질 수 있다.

도 8에 잘 도시된 바와 같이, 체크 밸브(130)는 예를 들어, 하나로 이어진, 환형의 밸브 시트(130a) 및 분리 가능한 클래퍼 디스크(130b)를 포함하며, 클래퍼 디스크는 개방 위치(도6) 및 폐쇄 위치(예를 들어, 도 7, 9A 참조) 사이에서 피벗가능 하다(통상의 기술자가 이해하는 바와 같이, CVA(10)에 관하여 이전에 설명됨). 예시된 실시예에서, 볼(116)의 채널(116c)은 측벽에 한 쌍의 평행하고 이격된 환형(원주 방향) 홈(116d)을 포함한다. 밸브 시트(130a)는 각각의 홈(116d)에 설치된 스프링 리테이너 링(164)(도8)과 함께 홈(116d) 사이, 즉, 밸브 시트(130a)의 위와 아래에 위치하여 그 사이에 밸브 시트(130a)를 분리 가능하게 안정화시킨다. 도 8에 잘 도시된 바와 같이, 환형 밸브 시트(130a)는 측벽에 환형 홈(130c)을 포함하고 환형 밀봉부(166), 예를 들어, 오링(O-ring) 등이 내부에 수용되어 볼(116)의 천공된 채널(116c)의 측벽과 밀봉 결합된다. 그러나, 통상의 기술자가 이해하는 바와 같이, 체크 밸브(130)는 현재 알려져 있거나 나중에 알려질 다른 수단을 통해 볼(116)의 천공된 채널(116c)에 분리 가능하게 설치될 수 있다.

선택적으로, 볼 밸브(115) 및 체크 밸브(130)의 적어도 일부 구성 요소는 예를 들어, 제한 없이, 모두 크롬 코팅과 같은 내부식성 코팅으로 코팅된다. 일 실시예에서, 예를 들어, 볼(116) 및 클래퍼 디스크(130b)는 내부식성 코팅으로 코팅된다. 다른 실시예에서, 밸브 시트(130a)는 또한 내부식성 코팅으로 코팅된다.

도 6 및 도 7에 잘 도시된 바와 같이, 작동 중에, 볼 제어 밸브(115)가 개방 위치에 있는 경우 채널(116c)은 유체 흐름과 일직선을 이룬다. 체크 밸브(130)는 볼 제어 밸브(115)가 개방 위치에 있는 경우 유체 흐름 방향에 실질적으로 수직으로 배열된다. 이에 따라, 볼 밸브(115)가 개방 위치에서, 체크 밸브(130)는 정상적으로 작동한다. 즉, 밸브(130)에 걸리는 수압 차는 클래퍼 디스크(130b)를 폐쇄 위치를 유지한다. 즉, 수압은 상류(물 공급) 측 보다 하류(스프링클러) 측에서 더 크다. 스크링클러 시스템이 열적 이벤트, 예를 들어 화재에 의해 활성화 되는 경우, 스프링클러 헤드의 분사로 인한 밸브(130)의 하류 측 수압의 감소는, 클래퍼 디스크(130b)를 개방 위치로 피벗시키는 클래퍼 디스크(130b)에 걸리는 압력 차를 야기해서 물이 체크 밸브(130)를 통해 스프링클러 헤드로 흐른다. CVA(110)를 수동으로 차단하기 위해(CVA(10)에 관하여 이전에 설명한 것과 동일한 방식으로), 예를 들어, 유지 보수 목적을 위해 또는 화재가 진압된 후 스프링클러를 끄기 위해, 사용자는 핸드 휠(124)을 회전시켜 볼(116)을 폐쇄 위치로 회전시킨다.

도 5 내지 도7에 도시된 바와 같이, 측면 개구(168)는 볼(116)에 인접한, 밸브 본체(118)의 측벽에 마련된다. 예시된 실시예에서, 측면 개구(168)는 밸브 본체(118)의 일반적으로 관형 측벽으로부터 연장되는 스로트(169)의 개방 단부를 형성하지만, 본 개시는 이에 한정되지 않는다. 측면 개구(168)는 체크 밸브(130)의 통과를 허용하기 위한 크기 및 치수를 갖는다. 볼 밸브(115)가 폐쇄 위치로 배열되는 경우 측면 개구(168)는 볼(116)의 채널(116c)과 정렬 되도록 위치하고, 이로 인해 체크 밸브(130)와 대향한다. 즉, 볼 밸브(115)가 개방 위치에서 폐쇄 위치로 실질적으로 90도(°) 회전할 때, 천공된 채널(116c)은 측면 개구(168)와 일직선이 된다. 분리 가능한 측면 커버(170)는 예를 들어, 제한 없이, 예시된 실시예에서 스로트(169)와 나사식 결합을 통한 것과 같은, 통상의 기술자가 잘 이해하는 방식으로 측면 개구(168)를 밀봉 폐쇄한다.

유리하게는, 볼 밸브(115)가 폐쇄 위치에 있는 경우 측면 개구(168)는 체크 밸브(130)로의 접근을 가능하게 한다. 이에 따라, 체크 밸브(130)의 점검 및/또는 유지보수가 크게 단순화된다. 예를 들어, 볼 밸브(115)가 폐쇄 위치로 이동하는 경우, 측면 커버(170)가 분리되어 체크 밸브(130)에 접근할 수 있다. 체크 밸브(130)(또는 임의의 구성 요소)를 교체가 필요한 경우, 스프링 리테이너 링(164) 중 하나가 분리되고, 측면 개구(168)를 통해 체크 밸브(130)(또는 상기 구성요소)의 분리 및 교체가 가능하며, 그리고 스프링 리테이너 링(164)은 다시 설치된다. 대안으로, 체크 밸브(130)는 볼 밸브(115)를 단독으로 사용하기 위해, 분리되고 교체되지 않을 수 있다. 볼 밸브(115)가 폐쇄 위치에 있기 때문에, 이러한 유지 보수 중에 물 흐름은 중단되고 체크 밸브(130)는 체크 밸브(130)의 상류 측 및 하류 측 모두에서 물로부터 실질적으로 격리된다. 따라서, 유리하게는, 체크 밸브(130)의 점검 및/또는 유지 보수를 수행하기 전에 전체 시스템을 배수 할 필요가 없어진다.

더욱 유리하게는, 도 5에 잘 도시된 바와 같이, 밸브 본체(118)의 측면 개구(168)는 밸브 본체(118) 측벽의 측벽을 따라 밸브 작동 조립체(122)로부터 각지게 이격된다. 일 예로서, 밸브 작동 조립체(122)가 밸브 본체의 “전면” 또는 “후면” 측 으로 식별되는 측에서 밸브 본체에 장착되는 경우, 즉, 스템(123)은 밸브 본체(118)를 통해 연장되어 각각 밸브 본체(118)의 “전면” 또는 “후면” 측을 통해 볼(116)과 결합되고, 그 다음 측면 개구(168)는 “좌측” 또는 “우측” 측 으로 식별되는 밸브 본체(118)의 측에 형성될 수 있으며, 즉, 밸브 본체(118)의 “전면” 또는 “후면” 측으로부터 대략 90 도(°) 각지게 이격 되어 있으므로, 측면 개구(168)를 통한 볼(116)에 대한 접근은 밸브 작동 조립체(122)의 작동을 방해하지 않는다. 따라서, 유리하게는, 밸브 작동 조립체(122)에 의한 볼(116)의 안정화는 측면 개구(168)를 통해 체크 밸브(130)에 접근하는 동안 영향을 받지 않으며, 이로 인해 물 흐름 라인에서 압력을 받는 볼의 이동으로 인해 발생할 수 있는 기술자의 부상 위험을 최소화 한다.

예시된 실시예에서, 측면 커버(170)가 스로트(169)에 밀봉 고정된 경우, 스로트(169)는 측면 커버(170)에 의해 커버된 위치에서 스로트(169)의 측벽에 천공된 수압 완화 개구(169a)를 포함한다. 이에 따라, 측면 커버(170)가 개구(168)를 폐쇄 하기 위해 밀봉 장착되는 경우, 압력 완화 개구(169a) 또한 폐쇄되고 어떠한 압력도 완화하지 않는다. 반대로, 볼 밸브(115)가 폐쇄 위치로 회전하고 측면 커버(170)가 분리되어 채널(116c) 및 체크 밸브(130)에 접근할 때, 측면 커버(170)가 분리됨에 따라 채널(116c) 내의 잔류 가압수는 개구(169a)를 통해 그리고 측면 커버(170)가 완전히 분리되기 전에 방출된다. 따라서, 개구(169a)는 안전 압력 완화 기능을 하여, 채널(116c) 내의 잔류 가압수가 사용자에 의해 이동되는 동안 측면 커버(170)에 압력 완화 유도 힘(pressure relief induced force)이 가해지는 것을 방지하며, 그렇지 않으면 예를 들어, 사용자와 측면 커버(170)의 충돌을 통해 사용자에게 상해를 입힐 수 있다.

도 9A 내지 도 9B는 CVA(210)의 제3 실시예를 도시한다. 본 실시예의 참조 번호는 전술한 제2 실시예의 참조 번호와 지수 100으로 구별될 수 있지만, 달리 명시된 것을 제외하고, 위에 나타낸 것과 동일한 요소를 나타낸다. 본 실시예의 CVA(210)는 도 5 내지 도 8의 실시예와 유사하다. 따라서, 본원에서는 간결함과 편의를 위해 실시예들 간의 특정한 유사점에 대한 설명은 생략될 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.

CVA(110)와 CVA(210)의 주요 차이점은 밸브 시트(230a)가 볼(216) 내에 일체로, 즉, 모놀리식(monolithic)으로 형성된다. 도 9A에 잘 도시된 바와 같이, 밸브 시트(230a)는 볼의 내부 측벽으로부터 반경 방향 내측으로 돌출하며, 즉, 체크 밸브(230)의 폐쇄 위치에서 클래퍼 디스크(230b)를 수용하기 위한 환형 립을 형성한다. 이해하는 바와 같이, 클래퍼 디스크(230b)는 볼(216) 내에 분리 가능하고, 피벗 가능하게 부착된 상태로 유지되어 필요한 경우 분리 및 교체를 허용한다. 도 9A에 잘 도시된 바와 같이, 볼(216)은 내부에 천공된 채널을 갖기 보다는 실질적으로 파내어진(hollowed out) 볼(216)의 형태를 갖지만, 본 개시는 이에 한정되지 않는다.

통상의 기술자가 이해하는 바와 같이, 볼(216)은 밸브 본체(218) 내의 유체 흐름 경로에 위치한다. 이에 따라, 볼(216)은 상류 측과 하류 측 모두에서 수압에 노출되고, 따라서, 볼(216)에 걸리는 압력 차를 받는다. 볼(216)의 하류 측 보다 상류 측에서 수압이 더 큰 경우, 예를 들어, 압력은 하류 시트 링(217b) 즉, 볼(216)의 저압 측에 있는 시트 링에 볼(216)을 가압한다. 반대로, 볼(216)의 상류 측 보다 하류 측에서 수압이 더 큰 경우, 압력은 상류 시트 링(217a)(저압 측)에 볼(216)을 가압한다. 수압 차에 따라 볼(216)(밸브 본체(218)의 내부 측벽으로)에 의해 압축되는 시트 링은 압축에 의해 “활성화” 되고, 즉, 밸브 본체(218)의 대향하는 내부 측벽에 적절한 밀봉을 제공하여 그 사이의 누수를 실질적으로 방지한다. 반대로, 볼(216)의 고압 측에 있는 시트 링은 볼(216)의 적당한 압축 없이는 충분히 “활성화” 되지 않을 수 있다.

양 쪽 시트 링(217a, 217b)에서 추가적인 압축을 제공하기 위해, 시트 링(217a, 217b)은 각각 왕복 운동 하는, 피스톤 형 다이나믹 시트 링(도 9b에 잘 도시됨)의 형태를 가진다. 시트 링(217)에 대한 다음의 설명은 각 시트 링(217a, 217b)과 관련이 있다. 시트 링(들)(217)은 주변 측벽에 환형 홈(219) 및 홈(219) 내에 수용되고 홈(219)과 밸브 본체(218)의 대향하는 내부 측벽 사이에서 적어도 부분적으로 압축되는 압축/변형 가능한 오링(O-ring)(221)을 포함한다. 시트 링(217)은 또한 밸브 본체(218)의 대향하는 내부 측벽으로부터 직경의 간극(diametrical clearance)을 형성해서 압력 차에 따라 축 방향 시트 링(217) 왕복을 가능하게 한다. 환형 홈(219) 직경, 높이와 깊이, 및 오링(221) 경도계, 두께/단면적 및 내경이 결합하여, 밸브 본체(218)의 대향하는 내부 측 측벽에서 시트 링(217)의 직경의 간극(즉, 시트 링(217)의 직경)을 구성하여 오링(221)이 홈(219)과 밸브 본체(218)의 대향하는 내부 측벽 사이에서 오링(221)의 일관된 부분 압축 균형을 유지하는 동시에 오링(221)(홈(219) 내부의)과 대응하는 시트 링(217)을 서로에 대해 축 방향 왕복 운동을 할 수 있다. 이해하는 바와 같이, 시트 링(217)과 밸브 본체(218)의 대향하는 내부 측 측벽 사이에서 직경의 간극은 오링(221)의 두께/단면적 보다 작다.

시스템 압력이 시트 링(217)을 활성화함으로써, 시트 링(217)에 걸리는 압력 차는 오링(221)과 시트 링(217)을 서로에 대해 축 방향으로 왕복 운동시킨다: (i) 볼(216)에 시트 링(217)을 가압하고 그 사이 표면을 밀봉하여, (ii) 홈(219) 내의 오링(221)을 홈(219)의 저압 측을 향해 축 방향으로 이동시키고 오링(221)을 추가로 압축/변형 시켜서 시트 링(217)과 밸브 본체(218)의 대향하는 내부 측벽 사이의 직경의 간극을 충분히 채우고 밀봉한다. 따라서, 유리하게는, 볼(216)의 고압 측에 있는 시트 링(217a, 217b)(즉, 그렇지 않으면 볼(216)에 걸리는 압력 차 아래서 볼(216)에 의해 충분히 압축되지 않을 수 있음)은 그럼에도 불구하고 압력 차 때문에 활성 밀봉(active sealing)을 제공해서 오링(221)과 각각의 시트 링(217) 상에도 작용하여 시트 링(217)과 밸브 본체(218)의 대향하는 내부 측벽 사이에서 적절한 밀봉 결합으로 오링(221)을 압축하고 또한 볼(216)과의 적절한 밀봉 결합을 위해 볼(216)에 대해 시트 링(217)을 가압한다. 이해하는 바와 같이, 다이나믹 시트링(217)이 도 9A 및 도 9B의 실시예와 함께 도시되어 있지만, 다이나믹 시트링(217)은 본원에 설명된 임의의 실시예에 적용될 수 있다.

본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 광범위한 개념으로부터 벗어나지 않고 전술 한 실시예를 변경할 수 있음을 알 것이다. 따라서, 본 발명은 개시된 특정 실시예로 한정되지 않으며 첨부된 청구범위에 설명된 바와 같이 본 발명의 사상과 범위 내의 수정을 포함하고자 한다는 점을 이해할 수 있다.

Claims (11)

1. 밸브 조립체에 있어서,
   밸브 조립체의 유입구, 유출구 및 그 사이에 밸브 본체 유체 흐름 경로를 형성하는 밸브 본체;
   밸브 본체 내에 위치하고, 회전 가능하고 파내어진(hollowed-out) 볼, 볼의 유입구 측에 위치한 상류 밀봉 시트 링 및 볼의 하류 측에 위치한 하류 밀봉 시트 링을 포함하며, 볼은 유입구 개구, 유출구 개구 및 그 사이에 볼 유체 흐름 경로를 갖고, 상류 및 하류 시트 링은 볼 유체 흐름 경로를 통한 이동을 제외하고 볼의 상류 측과 하류 측 사이의 유체 흐름을 실질적으로 밀봉하도록 구성되는, 쿼터-턴 볼 밸브;
   오직 2개의 작동 위치 사이에서 실질적으로 90도(°)로 볼을 선택적으로 회전시키도록 구성되고, 제1작동 위치는 볼 유체 흐름 경로와 밸브 본체 유체 흐름 경로를 유체적으로 연결하여 볼을 통해 밸브 본체의 유입구에서 유출구로 유체 흐름을 허용하는 개방 위치이며, 제2작동 위치는 밸브 본체 유체 유동 경로로부터 볼 유체 흐름 경로를 실질적으로 유체적으로 분리해서 밸브 본체의 유입구에서 유출구로의 유체 흐름을 실질적으로 방지하는 폐쇄 위치이고, 제1측면을 통해 밸브 본체 외부로부터 볼에 회전 가능하게 고정된 부착물로 연장된 스템을 포함하고, 볼에 걸리는 압력 차에 관계 없이 스템의 회전으로 인해 개방 및 폐쇄 위치 사이에서 볼을 회전시키는 밸브 작동 조립체;
   하나로 이어진 밸브 시트 및 피벗 가능하며, 하나로 이어진 밸브 시트와 밀봉 결합되어, 볼 유체 흐름 경로를 통한 유체 흐름을 차단하는 폐쇄 위치와, 하나로 이어진 밸브 시트로부터 이격되어, 유입구 측에서 유출구 측 방향으로 볼 유체 흐름 경로를 통해 유체 흐름을 허용하는 개방 위치 사이에서 체크 밸브에 걸리는 압력 차에 따라 이동 가능한 클래퍼 디스크를 포함하는, 볼 내에 장착된 일 방향 체크 밸브;
   밸브 본체의 제1측면으로부터 90도(°) 각지게 이격된 밸브 본체의 제2측면에 형성되고, 볼의 폐쇄 위치에서 볼 유체 흐름 경로와 정렬되고 접근하도록 위치하며, 체크 밸브의 통과를 허용하는 치수를 갖는, 측면 개구; 및
   측면 개구를 분리 가능하게 폐쇄하는 측면 커버를 포함하며,
   각각의 시트 링은 주변 측벽에 환형 홈 및 상기 홈 내에 장착된 압축 가능한 밀봉부를 포함하고, 밀봉부는 홈 및 밸브 본체의 대향하는 내부 측벽 사이에서 부분적으로 압축되며, 밀봉부 및 홈은 시트 링에 걸리는 압력 차에 따라 서로에 대해 축 방향으로 왕복 운동해서 밀봉부와 홈 중 하나를 밀봉부와 홈 중 다른 하나에 대해 축 방향으로 이동시키고, 홈 및 밸브 본체의 대향하는 내부 측벽 사이에서 밀봉부를 추가로 압축하는, 습식 배관 소방 시스템용 밸브 조립체.
2. 제1항에 있어서,
   밸브 본체 상에 분리 가능하게 장착되고, 밸브 조립체의 유출구를 형성하는 보닛을 추가로 포함하는, 습식 배관 소방 시스템용 밸브 조립체.
3. 제1항에 있어서,
   상류 및 하류 시트 링은 다이나믹 시트 링인, 습식 배관 소방 시스템용 밸브 조립체.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   클래퍼 디스크는 볼 내에 분리 가능하게 장착된, 습식 배관 소방 시스템용 밸브 조립체.
6. 제5항에 있어서,
   밸브 시트는 볼 내에 일체로 형성된, 습식 배관 소방 시스템용 밸브 조립체.
7. 제1항에 있어서,
   밸브 시트는 볼 내에 분리 가능하게 장착된, 습식 배관 소방 시스템용 밸브 조립체.
8. 제1항에 있어서,
   적어도 볼은 내부식성 코팅으로 코팅된, 습식 배관 소방 시스템용 밸브 조립체.
9. 제1항에 있어서,
   측면 개구는 밸브 본체의 제2측면으로부터 외측으로 연장된 스로트, 스로트를 커버하는 분리 가능한 측면 커버, 및 스로트의 측벽에 형성된 수압 완화 개구를 포함하고, 압력 완화 개구는 분리 가능하게 스로트를 커버할 때 측면 커버에 의해 커버되는 위치에 형성되는, 습식 배관 소방 시스템용 밸브 조립체.
10. 삭제
11. 삭제

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