KR20080037572A

KR20080037572A - 연료 분배 시스템용 비상 차단 밸브

Info

Publication number: KR20080037572A
Application number: KR1020070107729A
Authority: KR
Inventors: 마테우 알. 라우버; 제임스 이. 케스터만
Original assignee: 델라웨어 캐피털 포메이션 인코포레이티드
Priority date: 2006-10-26
Filing date: 2007-10-25
Publication date: 2008-04-30
Also published as: EA017913B1; CA2605139C; TW200835877A; PL1916221T3; EP1916221A1; EP2314541A1; EA200702088A3; TWI337236B; CA2605139A1; US8020576B2; BRPI0703905A; BRPI0703905B1; ES2513402T3; US20080099704A1; EA200702088A2; JP5128901B2; KR101497148B1; ES2466666T3; EP1916221B1; JP2008111554A

Abstract

유체 입구, 유체 출구, 및 이들 사이로 연장되는 유체 유동 통로를 한정하는 하우징(housing)을 포함하는 비상 차단 밸브를 제공한다. 이 밸브는 래칭 메카니즘(latching mechanism)에 의해 개방 위치에서 이탈가능하게 걸려지고 하우징 내에 부착된 밸브 성분을 포함한다. 팽창성 부재는 하우징의 약한 부분의 하부스트림 및 상부스트림의 위치들에서 밀봉되는 밀봉된 팽창성 체임버(chamber)의 적어도 일부를 한정한다. 비상 차단 밸브는, 하우징의 구조적 보전성(structural integrity)이 예정된 부하(predetermied load)가 하우징의 부분에 적용되는 경우 유체가 팽창성 체임버 속으로 유동할 수 있는 정도로 손상되는 실패 모드를 한정하며, 여기서 팽창성 부재는 밸브 성분이 개방 위치에서 폐쇄 위치로 이동하도록 래칭 메카니즘을 풀기 위해 작동할 수 있다.

비상 차단 밸브, 연료 분배 시스템, 래칭 메카니즘

Description

연료 분배 시스템용 비상 차단 밸브{EMERGENCY SHUTOFF VALVE FOR USE IN A FUEL DISPENSING SYSTEM}

본 발명은 일반적으로 밸브, 보다 특히 연료 분배 시스템용 비상 차단 밸브에 관한 것이다.

소매용 주유소에서 사용되는 연료 분배 시스템은 전형적으로 가솔린, 디젤 연료 또는 기타 액체 연료를 포함하는 지하 탱크를 포함하며, 상기 지하 분배 단위는 연료를 모터 비히클로 공급하도록 채택된 노즐, 및 지하 탱크 및 분배 단위를 상호연결하는 도관 시스템에서 종결된다. 드물지만, 차량이 분배 단위와 충돌하여 분배 단위가 옮겨지도록 할 수 있다. 또한, 당해 단위는 특정한 환경 조건으로 인하여 옮겨질 수 있다. 어떠한 경우에도, 연료 파이프 또는 도관은 파열되어, 예방적 조치가 이루어지지 않으면, 연료가 엎질러지고 잠재적으로 위험한 상태로 될 수 있다.

상기한 잠재적 문제점에 대응하여 개발되어 온 각종 비상 연료 차단 밸브가 공지되어 있다. 이러한 유형의 공지된 밸브는 견고하게 올려진 하부 하우징을 갖는, 다른 것에 분리가능하게 연결된 상부 및 하부 하우징을 갖는 것들을 포함한다. 예를 들면, 하부 하우징은, 예를 들면, 당해 기술분야에 공지된 바와 같은 마운팅 바(mounting bar)를 사용하는 분배 단위를 지지하는 단단한 받침대 하부에 위치한 (기름)통(sump) 내에 위치할 수 있다. 하부 하우징은 지하 도관을 통해 지하 탱크로 작동가능하게 연결되지만, 상부 하우징은 연료 분배 단위에 작동적으로 연결된다.

하부 하우징 내에 형성된 원주형 홈과 같은 약한 부분은 계획된 실패 부위를 제공하여, 제1 또는 제2 부분 중의 하나가 예정된 부하에 적용되는 경우 밸브의 제1 부분이 밸브의 제2 부분으로부터 분리될 수 있도록 한다. 밸브 부분의 이러한 분리는 하부 하우징 내의 밸브 성분이 분리가능하게 걸려진 개방 위치로부터 폐쇄 위치로 이동되어, 지하 탱크로부터의 연료 유동이 차단되도록 한다. 이러한 유형의 차단 밸브는 또한 밸브 부분들이 분리되는 경우 바이어싱 부재(biasing member)의 작용하에 폐쇄되는 상부 하우징 내의 체크 밸브를 포함할 수 있다. 이 체크 밸브는 연료가 분배 단위로부터 역류하는 것을 감소시키거나 예방할 수 있다.

상기한 유형의 비상 차단 밸브는 연료 분배 시스템에 성공적으로 사용되어 왔지만, 특정한 단점을 나타낼 수 있다. 예를 들면, 분배 단위는 밸브의 제2 부분으로부터 분리되는 차단 밸브의 제1 부분에 충분하지 않은 부하 또는 힘으로 처리하는 것이 가능하지 않을 것 같지만, 밸브 하우징의 구조적 보전성을 손상시키는 데 충분하다. 다시 말해서, 부하는 매우 특이한 상황에서 홈의 어떤 쪽에서도 밸브 부분을 완전히 분리시키지 않고 홈을 따라 밸브 하우징을 균열시킬 수 있다. 이 경우, 하부 하우징 내의 밸브 성분은 근접할 수 없고, 이는 연료가 밸브의 균열 되거나 달리 손상된 약한 부분을 통해 하우징으로부터 이탈되도록 하여, 연료를 환경에 바람직하지 않게 쏟아버리게 될 수 있다.

따라서, 공지된 비상 차단 밸브와 관련된 단점을 극복하는 연료 분배 시스템에서 사용하기 위한 비상 차단 밸브를 제공하는 것이 바람직하다.

이러한 목적으로, 본 발명의 양태는 팽창성 체임버의 부분을 형성하거나 이 내부에 배치된 소정의 실패 영역의 부서지기 쉬운, 또는 약한 부분 또는 기타 형태를 갖는 비상 차단 밸브를 고려한다. 연료 분배기에 대한 충격 또는 특정한 환경 조건으로 인하여 발생할 수 있는 것과 같은, 이러한 부서지기 쉬운 영역으로부터의 특정한 누출은 팽창성 체임버의 적어도 일부를 한정하는 이동가능한 부재를 활성화하며, 이러한 이동은 밸브에 작동적으로 커플링되어 밸브를 차단시킨다. 따라서, 연료 밸브 손상 미만의 충격 또는 밸브 외상으로부터의 연료 누출, 즉 밸브를 완전히 전단시키거나 분리시키지 않고 밸브를 균열시키는 것은 밸브 차단을 통해 포함되거나 감소될 수 있다.

보다 특히, 본 발명의 한 가지 양태에 따르는 비상 차단 밸브는 연료 분배 시스템에 사용하기 위해 제공한다. 비상 차단 밸브는 유체 입구, 유체 출구 및, 유체 입구와 유체 출구 사이로 연장되는 유체 유동 통로를 한정하는 하우징을 포함한다. 유동 통로는 내부의 연료 유동을 위해 적합할 수 있다. 이 밸브는, 연료가 유체 입구와 유체 출구 사이로 유동되도록 하는 개방 위치와, 연료가 유체 입구와 유체 출구 사이로 유동하는 것을 방지하는 폐쇄 위치 사이의 하우징 내로 이동할 수 있는 밸브 성분을 추가로 포함할 수 있다. 래칭 메카니즘은 밸브 성분 및 하우징으로 커플링되어 개방 위치의 밸브 성분을 분리가능하게 걸리게 할 수 있다. 밸브는 또한 하우징 외부의 밀봉된 팽창성 체임버의 적어도 일부를 한정하는 팽창성 부재를 포함할 수 있다. 이 하우징은 밸브 성분의 하부스트림의 약한 부분을 포함하고, 팽창성 체임버는 약한 부분의 상부스트림의 제1 위치 및 약한 부분의 하부스트림의 제2 위치에서 하우징에 밀봉되어 약한 부분을 결합하거나 에워싸도록 한다. 비상 차단 밸브는, 하우징의 구조적 통합성은, 소정의 부하가 하우징에 가해지는 경우 연료가 약한 부분내의 균열을 통해서 및 팽창성 체임버 속으로 이탈될 수 있는 정도로 손상되는 실패 모드를 정의한다. 실패 모드가 발생하는 경우, 팽창성 부재는 하우징 및 밸브 성분 중의 하나 이상으로부터 래칭 메카니즘을 분리시키는 작용을 할 수 있으며, 여기서 밸브 성분은 개방 위치로부터 폐쇄 위치로 이동하여 밸브를 통한 연료의 유동을 중단시킨다. 특히, 연료관 내의 압력은 연료가 하우징의 약한 부분 내의 균열을 통해 팽창 체임버 속으로 유동하여 팽창성 부재를 활성화함으로써 밸브 성분이 폐쇄 위치로 이동되도록 한다.

기타 양태에서, 비상 연료 차단 밸브는 하기 특징들 중의 하나 이상을 포함할 수 있다. 일부 양태에서, 팽창성 부재는 하우징과 주변 관계로 배치된, 탄성 물질로 제조된 슬리브(sleeve)를 포함할 수 있다. 이 밸브는 하우징으로부터 외부방향으로 돌출되는 하나의 말단을 갖는 회전가능한 축을 포함할 수 있으며, 밸브 성분은 이와 회전하기 위한 축에 커플링된다. 바이어싱 부재는 축과 공동작용하여 밸브 성분을 폐쇄 위치를 향하여 바이어싱되도록 한다.

래칭 메카니즘은 결합(linkage)일 수 있다. 한 가지 양태에서, 결합은 제1 및 제2 링크를 포함하며, 각각의 링크는 근위 말단(proximal end) 및 원위 말단(distal end)을 가지며, 제1 링크의 근위 말단은 하우징에 커플링되고 제1 링크의 원위 말단은 제2 링크의 근위 말단에 커플링된다. 제2 링크의 원위 말단은 하우징으로부터 외부방향으로 돌출되는 회전가능한 축의 말단에 커플링될 수 있다. 이 양태에서, 팽창성 부재는 실패 모드의 발생시 제1 링크와 접촉하고 이동시키기 위해 작동할 수 있으며, 제1 링크는 하우징 및 제2 링크 중의 하나로부터 분리되며, 여기서 밸브 성분은 걸림이 해제되며 개방 위치로부터 폐쇄 위치로 이동된다. 제1 링크는 제1 링크의 근위 말단과 원위 말단 사이에 배치되고 팽창성 부재를 향하여 돌출되는 돌출 부분을 포함할 수 있다.

달리는, 제1 링크는 하우징에 각각 회전축 방식으로(pivotally) 커플링되는 제1 링크 부분 및 제2 링크 부분을 포함할 수 있다. 제1 링크 부분은 노치(notch)를 포함할 수 있고 제2 링크 부분은 제1, 제2 및 제3 아암(arm)을 포함할 수 있다. 제2 링크의 근위 말단은, 밸브 성분이 개방 위치에서 분리가능하게 걸려지는 경우 제1 링크 부분의 노치에서 접수되는 핀을 포함할 수 있다. 제2 링크의 원위 말단은 하우징으로부터 외부방향으로 돌출되는 회전가능한 축의 말단에 커플링될 수 있다. 제2 링크 부분의 제2 아암은 일반적으로 팽창성 부재 부근의 하우징에 대하여 접선적으로 연장될 수 잇다. 이 양태에서, 팽창성 부재는, 실패 모드의 발생시, 제2 아암을 접촉하기 위해 작동하여, 제1 링크가 회전하고 핀이 제1 링크 부분에서 노치로부터 분리되도록 할 수 있으며, 여기서 밸브 성분은 개방 위치로부터 분리되 고 폐쇄 위치로 이동한다.

또 다른 양태에서, 밸브는 하우징을 적어도 부분적으로 둘러싸는 환형 부재 및, 환형 부재와 일체화되고 하우징으로부터 외부로 연장되는 중공 돌출 부재를 추가로 포함할 수 있다. 당해 양태에서, 팽창성 부재는 탄성 물질로 제조된 격판(diaphragm)을 포함할 수 있고, 팽창성 부재는 돌출 부재와 밀봉하여 맞물리게 배치될 수 있다. 결합은 서로에 대하여 커플링된 제1 및 제2 링크를 포함할 수 있다. 제1 링크는 이의 근위 말단에서 하우징에 커플링될 수 있고, 이의 원위 말단에서 제2 링크의 근위 말단에 커플링될 수 있다. 제2 링크의 원위 말단은 하우징으로부터 외부방향으로 돌출되는 회전가능한 축의 말단에 커플링될 수 있다. 이 양태에서, 팽창성 부재는 실패 모드의 발생시 제1 링크와 접촉하고 이를 이동시키기 위해 작동할 수 있으며, 여기서 제1 링크는 하우징 및 제2 링크 중의 하나로부터 분리되며, 밸브 성분은 분리되고 개방 위치로부터 폐쇄 위치로 이동한다.

하우징의 약한 부분은 각종 형태를 취할 수 있다. 한 가지 양태에서, 이는 원주형 홈이다. 홈의 적어도 일부는 일반적으로 V자 형태일 수 있다. 팽창성 부재는 플루오로 실리콘 고무, BUNA-N 고무, 플루오로 탄성체 고무 또는 기타 적합한 물질로 이루어진 그룹으로부터 선택된 것들을 포함하는, 임의의 적합한 물질로 제조될 수 있다.

하우징은 바람직하게는 기타의 것에 고정된 하부 하우징 및 상부 하우징을 포함하며, 하부 하우징은 분배 단위 하부의 통 속에 올려지도록 채택되고, 추가로 가압된 연료의 공급원에 작동적으로 커플링되기에 적합하도록 한다. 상부 하우징 은 바람직하게는 약한 부분을 포함하며, 분배 단위 내의 연료 파이프에 커플링되기에 적합하도록 할 수 있다. 밸브 성분은 바람직하게는 밸브의 약한 부분 또는 부서지기 쉬운 부분 상부 스트림의 하부 하우징 내에 배치된다.

비상 차단 밸브는 상부 하우징 내에 배치된 정상적으로 개방되는 제2 밸브 성분, 및 폐쇄 위치를 향하는 제2 밸브 성분을 바이어싱하는 바이어싱 부재를 추가로 포함할 수 있다.

차단 밸브의 양태는 입구, 출구, 및 이들 사이로 연장되는 개방 채널을 갖는 접근 포트(access port)를 포함할 수 있다. 출구는 팽창성 체임버와 유체 교통(fluid communication)된다. 이러한 접근 포트는 팽창성 부재의 보전성을 시험하기 위해 사용될 수 있다. 접근 포트는 차단 밸브의 조립 동안에 몇몇 이점들을 추가로 제공할 수 있다.

더구나, 차단 밸브의 양태는 팽창성 체임버에 배치된 팽창성 물질을 포함한다. 팽창성 물질은, 건조한 경우 제1 용적을 갖지만, 연료와 같은 액체와 접촉되는 경우 제1 용적보다 큰 제2 용적으로 팽창된다. 팽창성 물질은 단독으로 사용하거나 연료 누출의 경우 밸브를 차단하기 위한 원동력으로서 유체 도관 압력과 조합하여 사용할 수 있다.

본 발명의 또 다른 양태에 따라, 연료 분배 시스템에서 누출을 분리시키기 위한 방법이 제공된다. 이 방법은 연료 분배 시스템에서 사용하기 위한 비상 차단 밸브를 제공함을 포함하며, 여기서 밸브는 내부의 약한 부분을 갖는 하우징을 포함하며, 하우징은 유체 입구, 유체 출구, 및 이들 사이의 유체 유동 통로를 한정한 다. 밸브는 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 운동할 수 있는 밸브 성분을 추가로 포함한다. 이 방법은 밸브 성분 및 하우징에 커플링된 결합을 제공함을 추가로 포함하며, 여기서 결합은 개방 위치에서 밸브 성분을 분리할 수 있도록 걸리게 한다. 추가로, 이 방법은 약해진 부분의 상부스트림 및 하부스트림의 위치에서 하우징에 밀봉된 팽창성 부재를 갖는 팽창성 체임버의 적어도 일부를 한정함을 포함하며, 여기서 팽창성 부재는 하우징 및 밸브 성분 중의 하나 이상으로부터의 결합을 분리시키기 위해, 약해진 부분을 통한 유체 유동 통로로부터 및 팽창성 체임버 속으로의 연료 누출시 작동할 수 있으며, 밸브 성분은 걸림이 풀리며 개방 위치로부터 폐쇄 위치로 이동하여 밸브를 통한 연료의 유동을 정지시킨다.

또 다른 방법에서 언급된, 방법은 컷-오프 밸브의 하부스트림에 있고 부서지기 쉬운 영역의 하부스트림 및 상부스트림의 도관에 밀봉된 팽창성 체임버 내에 배치된 유체 도관 내의 부서지기 쉬운 영역을 한정하고, 부서지기 쉬운 영역을 통한 유체의 누출에 응답하여 팽창성 체임버의 적어도 일부를 형성하는 팽창성 부재의 운동시 밸브를 폐쇄시키는 단계들을 포함한다. 본 발명의 한 가지 양태에서, 연료 관 내의 압력은 팽창성 부재를 활성화시켜, 약한 영역 또는 부서지기 쉬운 영역을 따라 누출이 발생하는 경우 밸브를 폐쇄시키도록 하기에 충분하다.

또한 내부에 약한 부분을 지닌 하우징을 갖는 밸브, 이들 사이의 팽창성 체임버를 한정하기 위한 약한 부분을 적어도 부분적으로 둘러싸는 팽창성 부재, 및 팽창성 부재와 유체 교통하는 접근 포트를 제공함으로써 비상 차단 밸브를 시험하기 위한 방법이 제공된다. 이 방법은 팽창성 체임버를 가압시키고 내부의 압력을 추가로 모니터링함을 포함한다. 압력이 명시된 한계 값 이상으로 변하는 경우, 팽창성 부재는 변할 수 있다.

여전히 또 다른 방법은 내부의 부서지기 쉬운 영역을 한정하는 도관을 통한 연료를 차단시키기 위해 제공되며, 체임버의 적어도 일부를 형성하는 팽창성 부재를 갖는 부서지기 쉬운 영역에 대하여 체임버를 한정하고, 체임버 속에 팽창성 물질을 부착시키며, 팽창성 물질의 팽창을 사용하여 도관을 통한 연료 유동을 차단시킴을 포함한다.

본원에 기술된 비상 차단 밸브의 각종 양태는 일반적으로 약한 부분과 주변 관계로 팽창성 부재의 적어도 일부를 한정하는 팽창성 부재 및 약한 부분을 갖는 하우징을 갖는다. 팽창성 체임버는, 당해 팽창성 부재가 활성화되는 경우 밸브를 통한 연료의 유동에 근접시키는 차단 밸브에서의 밸브 부재에 작동적으로 커플링될 수 있다. 본원에 기술된 밸브는 존재하는 전단 값에 비하여 특정한 이점을 제공한다. 특히, 밸브를 실질적으로 완전히 전단시키지 않고 밸브를 균열시키는 실패 모드의 유사하지 않은 상황에서, 본 발명의 양태에 따르는 밸브는 기타의 경우에 존재하는 차단 밸브를 사용하는 경우 발생하게 되는 연료 흘림의 경향을 방지하거나 감소시킨다. 또한, 이러한 이점은, 이러한 밸브 균열 실패 모드에서 밸브를 폐쇄시키기 위한 원동력으로서 약한 부분에 대하여 배치되거나 팽창성 체임버 내의 물질의 팽창 및/또는 연료관 압력 자체를 사용하여 달성된다. 따라서, 어떠한 추가의 에너지 또는 에너지 소모 성분도 폐쇄 위치에 대하여 밸브를 활성화시키기 위한 차단 밸브에 공급되어야 한다. 밸브는 주기적으로 시험되어야 하거나 밸브의 조립을 촉진시키도록 하는 접근 포트를 포함할 수 있다. 이후에, 본 발명에 따르는 차단 밸브는 이들 이점을 성취하기 위한 저비용 방법으로 통상적인 밸브에 비하여 추가의 이점들을 제공한다.

상기한 설명은 본 발명의 각종 양태들을 특히 상세하게 나타내었지만, 계속되는 청구의 범위에 의해 정의된 바와 같이 본 발명의 진정한 정신 및 영역으로부터 벗어나지 않고 수많은 변형, 치환 및 변화를 수행할 수 있음을 이해하여야 한다. 따라서, 본 발명은 기술된 특정한 양태들로 제한되지 않지만, 단지 하기 청구의 범위에 의해 정의된 바와 같이 제한된다.

본 발명의 이들 및 기타 양태, 측면 및 이점은 하기 설명, 첨부한 청구의 범위 및 첨부한 도면을 참조하는 경우 더 잘 이해될 것이다.

도 1은 본 발명에 따르는 비상 차단 밸브(20)를 혼입시키는 연료 분배 시스템(10)을 개략적으로 설명한다. 연료 분배 시스템(10)은 내부에 포함된 연료(24)를 갖는 연료(22)의 공급원을 포함한다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 연료의 공급원(22)은, 예를 들면 소매 주유소에서 사용된 것과 같은 지하 연료 탱크일 수 있다. 연료 분배 시스템(10)은 연료 탱크 속으로 연장되는 스탠드 파이프, 통(26), 각종 유동 조절 및 유동 측정 장치(나타내지 않음) 및 밸브(20)에 기계적으로 및 유동적으로 커플링되는 도관(28)의 단면을 추가로 포함할 수 있다. 밸브(20)는, 도 2에 나타낸 패스너(fastener; 36)와 같은, 통상적인 수단으로 서로 제거가능하 게 고정되는 제1(32) 및 제2(34) 하우징을 포함할 수 있는, 하우징, 또는 유체 도관(30)을 포함한다. 본원에 기술된 바람직한 양태는 함께 커플링된 2개의 별도의 하우징(32) 및 (34)를 포함하지만, 본 발명은 밸브(20)가 원-피스 하우징(one-piece housing; 34)을 가질 수 있을 만큼 한정되지는 않는다. 2-피스 구조물은 제2 하우징(34)(전단 홈을 가짐)이 제1 하우징(32)을 역시 대체시키지 않고 대체되도록 한다. 설명된 양태에서, 제1 하우징(32)는 하부 하우징이고 제2 하우징(34)은 상부 하우징이다. 용어 '상부' 및 '하부'는 양태들을 기술하고 본 발명의 이해를 촉진시키기 위해 사용되며, 본 발명을 특정한 방위(orientation)로 한정하지는 않는다. 연료 시스템(10)은, 예를 들면, 소매 주유소의 콘크리트 표면과 같은 표면에 다시 올려질 수 있고 콘크리트로 제조될 수 있는, 받침대(40)에 올려질 수 있는 연료 분배 단위(38)를 추가로 포함할 수 있다. 하부 하우징(32)은 받침대(40) 하부의 또는 이에 인접한 통(41) 내에 견고하게 올려질 수 있다.

연료 분배 시스템(10)은 분배 단위(38)의 내부를 통해 상부방향으로 연장될 수 있는 견고한 파이프 또는 도관(42)를 추가로 포함할 수 있다. 파이프(42)는 ㅂ밸브(20)의 상부 하우징(34)에 하부 말단에서 기계적으로 커플링될 수 있으며, 밸브(20)와 유체 교통된다. 파이프(42)는 또한, 자동차, 트럭 등과 같은 모터 차량의 연료 탱크 속으로 연료를 분배하도록 채택되는 노즐(46)에서 종료되는 가요성 호스(44)와 유체 교통될 수 있다.

도 2 내지 4와 관련하여, 밸브(20)의 하우징(30)은 일반적으로 유체 입구(50), 유체 출구(52), 및 유체 입구(50)와 유체 출구(52) 사이로 연장되는 유체 유동 통로(54)를 한정한다. 유체 유동 통로(54)는 연료(24)와 같은, 내부의 가압 연료의 유동에 적합할 수 있다. 연료(24)는 연료 분배 시스템(10)에 포함된 통(나타내지 않음)에 의해 가압될 수 있다.

밸브(20)는 플랩퍼(flapper) 또는 버터플라이 형 밸브일 수 있고 하부 하우징(32) 내에 이동가능하게 올려질 수 있는 밸브 부재(60)를 포함한다. 밸브 부재(60)은 도 3a, 3b에 나타내고 도 4에서 실선으로 나타낸 개방 위치와, 도 3c에서 나타내고 도 4에서 환영 선(phantom line)으로 나타낸 폐쇄 위치 사이로 이동가능한 밸브 성분(62)을 포함한다. 폐쇄 위치에서, 밀봉 디스크와 같은 밸브 성분(62)은 밸브 시트(64)와 밀봉하여 맞물려 배치될 수 있고 유체 입구(50)로부터 유체 출구(52)로의 연료 유동을 줄이거나 방지하도록 채택된다. 밸브 성분(62)은 일반적으로 (66)으로 나타낸 구조물로 지지될 수 있다. 사용될 수 있는 구조물(66)의 추가의 상세한 사항은 통상적인 전단 밸브를 기술하는 미국 특허 제5,454,394호, 제5,193,569호 및 제5,099,870호에서 찾을 수 있다. 이들 특허 각각은 본 발명의 양수인에게 양도되고, 이의 전문이 본원에서 참조문헌으로 표현적으로 삽입된다. 지지체 구조물(66)은 회전가능한 축(70)의 정사각형 단면에 의해 접수되는 정사각형 개구를 갖는 아암(68)의 쌍을 포함하여, 밸브 성분(62) 및 지지 구조물(66)이 축(70)과 회전하도록 한다. 밸브 성분(62) 및 지지 구조물(66)은, 축(70)에 대하여 코일화된 비틀림 스프링일 수 있는, 바이어싱 부재(72)에 의해 폐쇄 위치를 향하여 바이어싱될 수 있다. 그러나, 밸브 성분(62) 및 연합된 지지 구조물(66)은 도 2에서 일반적으로 나타낸 래칭 메카니즘에 의해 개방 위치로 분리가능하게 걸릴 수 있다. 설명된 양태에서, 래칭 메카니즘(74)은 결합일 수 있다. 그러나, 래칭 메카니즘(74)는 개방 위치에서 밸브 성분(62)를 분리가능하게 래칭시키기에 적합한 기타 장치일 수 있다. 밸브(20)의 정상 작동 동안에, 즉 밸브(20)의 실패 모드 동안이 아닌 동안에, 결합(74)은 하기에 보다 상세히 설명한 바와 같은 두개의 밸브 성분(62) 및 하우징(30)에 커플링될 수 있다.

결합(74)은 하우징(30)에 커플링된 근위 말단(78)을 갖는 제1 링크(76)를 포함할 수 있다. 설명된 양태에서, 이는 하우징(30)에 대하여 한쪽 말단에 고정되고 제1 링크(76)의 근위 말단(78)에 형성된 천공을 통해 연장되는 반대편 말단을 갖고 하우징(30)에 대하여 하나의 말단에 고정된 핀(80)에 의해 성취된다. 제1 링크(76)는 결합(74)의 제2 링크(86)의 근위 말단(84)에 커플링되는 원위 말단(82)을 포함한다. 제2 링크(86)의 원위 말단(88)은 하우징(30)으로부터 외부방향으로 돌출되는 회전가능한 축(70)의 말단(90)(도 3a)에 커플링될 수 있다. 제1 링크(76)는 또한 제1 링크(76)의 근위(78) 말단과 원위(82) 말단 사이에 배치되는 돌출 부분(92)를 포함할 수 있으며, 이후에 토론 목적으로 사용된다.

회전가능한 축(70)의 외부 말단(90)은 원통형 부분을 포함할 수 있고 제2 링크(86)의 원위 말단(88)은 축(70)의 외부 말단(90)의 원통형 부분을 맞무는 내부에 형성된 원형 천공을 포함할 수 있다. 제2 링크(86)의 원위 말단(88)은, 예를 들면 비교적 저윰점을 갖는 땜납을 사용하여 남땜하여 축(70)의 외부 말단(90)에 고정시킬 수 있다. 따라서, 화재 주변 밸브(20)의 경우, 땜납은 용융되어 축(70)이 제2 링크(86) 내에서 회전됨으로써, 밸브 성분(62) 및 지지 구조물(66)이, 바이어싱 부 재(72)의 작용하에, 도 3a 및 3b에 나타내고 도 4에 실선으로 나타낸 개방 위치로부터, 도 3c에 나타내고 도 4에 환영 선(phantom line)으로 나타낸 폐쇄 위치로 이동되도록 할 수 있다. 달리는, 및 본 발명의 또 다른 양태에 따라, 화재의 경우 밸브 성분(62)를 분리시키는 융합성 허브(fusible hub)로서 구성되는 제2 링크(86)의 원위 말단(88) 대신에, 통상적인 것으로서, 제1 링크(76)는 근위 말단(78) 및 원위 말단(82) 중간에 융합성 단면을 포함할 수 있다. 따라서, 화재의 경우, 융합성 단면 용융물은 제1 링크(76)의 말단(78) 및 (82)를 분리시키고, 밸브 성분(62) 및 지지 구조물(66)이 바이어싱 부재(72)의 작용하에 폐쇄 위치로 이동되도록 한다. 제1 링크(76) 속에 융합성 단면을 보충시켜서 제2 링크(86)의 원위 말단(88)에서 융합성 단면을 통상적으로 위치시키는 것에 비교하여 특정한 비용 및 제조상의 이점을 제공할 수 있다.

하우징(30)은 밸브 부재(60)의 다운스트림에 존재하는 내부에 형성된 약하거나 부서지기 쉬운 부분(94)를 포함한다. 설명된 양태에서, 상부 하우징(34)은 상부 하우징(34)의 주변 둘레로 원주형으로 연장되는, 내부에 형성된 약한 부분(94)를 포함한다. 그러나, 본 발명은 이와 같이 제한되지 않는다. 약한 부분(94)은 홈일 수 있으며, 설명된 양태에서 나타낸 바와 같이 일반적으로 V자형인 내부 부분(96)을 가질 수 있다. 당해 분야의 숙련가들은 약한 부분(94)을 한정하는 기타 형태를 인지하게 될 것이기 때문에 본 발명은 이와 같이 한정되지 않는다. 약한 부분(94)은 이후에 토론하는 바와 같이 각종 실패 모드를 위한 실패 부위의 소정의 파손을 정의한다.

예시적인 양태에서, 밸브(20)는 팽창성 부재(100)를 추가로 포함할 수 있다. 팽창성 부재(100)는 설명된 양태에 나타낸 바와 같이, 약한 부분(94)과 주변 관계로 배치된 슬리브일 수 있으며, 부재(100)는 탄성 물질로 제조될 수 있다. 적합한 물질은 풀루오로 실리콘 고무, BUNA-N 고무 및 플루오로 탄성체 고무를 포함한다. 그러나, 기타 물질들을 사용할 수 있으나, 이들은 오존에 대한 충분한 내성을 나타내어 무수 로트(dry rot)를 방지할 수 있고, 연료 부식에 대한 내성이 있다. 팽창성 부재(100)는 일반적으로 약한 부분(94)을 둘러싸며 약한 부분(94)의 상부스트림의 제1 위치(102)에서 및 약한 부분(94)의 하부스트림의 제2 위치(104)에서 상부 하우징(34)에 밀봉되어 약한 부분(94)를 결합시키거나 포함시키도록 할 수 있다. 팽창성 부재(100)는, 상부 하우징(34) 또는 기타 적합한 장치[예: 스트랩 등]의 주변 둘레로 연장되는 한 쌍의 밴드 클램프(106)에 의해 상부 하우징(34)로 밀봉될 수 있다. 팽창성 부재(100)는 도 3b 및 3c에 가장 잘 나타낸 팽창성 체임버(108)을 적어도 부분적으로 한정한다. 팽창성 부재(100)의 작용은 이후에 토의한다.

밸브(20)는 약한 부분(94)의 다운스트림의 밸브(20)의 상부 하우징(34) 내에 배치된 제2 밸브 부재(110)를 임의로 포함할 수 있다. 밸브 부재(110)는, 예를 들면, 밀봉 디스크일 수 있는 밸브 성분(112)을 갖는 스프링이 장착된 포펫(poppet) 또는 체크 밸브일 수 있다. 밸브 부재(110)는 상부 하우징(34)에 고정되는 일반적으로 (114)로 나타낸 접합부 구조에 의해 밸브(20)의 작용 동안에 개방 위치로 정상적으로 개방되고 유지될 수 있다. 사용될 수 있는 접합부 구조물(114)의 형태 및 밸브 부재(110)의 기타 상세한 사항은 앞서 참조한 미국 특허 제5,454,394호, 제5,193,569호 및 제5,099,870호에 완전히 토의되어 있으며, 이들은 유사한 포펫 밸브 및 접합부 구조물을 기술하고 있다. 달리는, 밸브 부재(110)는 밸브(20) 내로 유동하는 연료의 압력에 의해 밸브(20)의 정상 작동 동안에 개방 위치로 유지될 수 있다. 밸브 부재(110)는, 예를 들면, 코일 스프링일 수 있는 바이어싱 부재(116)에 의해 폐쇄 위치를 향해 바이어싱될 수 있다. 폐쇄 위치에서, 밸브 성분(112)는 상부 하우징(34) 내에 형성된 밸브 시트(118)와 밀봉하여 맞물리게 배치된다. 밸브 부재(110)는 이후에 토의하는 바와 같이 특정한 실패 모드의 경우 바이어싱 부재(116)에 의해 강하게 폐쇄될 수 있다. 밸브(20)는 또한 밸브 부재(110)의 관형 스템(tubular stem; 120) 내에 배치될 수 있는 압력 완화 밸브(나타내지 않음)의 압력을 임의로 포함할 수 있다. 사용될 수 있는 완화 밸브의 특징은 앞서 참조한 특허들에서 토의되어 있다. 어떠한 경우에도, 압력 완화 특징은, 밸브가 전단되거나 분리되는 경우에 밸브(20) 상부의 도관내에서의 큰 압력 증가를 방지한다.

밸브(20)의 하부 하우징(32)은 통(41) 내에 강하게 올려지기 때문에, 소정의 부하 또는 힘(122)이 직접 또는 간접적으로, 약한 부분(94)의 한쪽 면의 밸브(20)의 하우징(30)[상부 하우징(34)에서 작용하는 것으로 나타내었지만, 부하(122)는 또한 하부 하우징(32)에도 작용할 수 있다]에서 발휘되는 경우, 밸브(20)는 힘(122)의 값에 좌우되는 실패 모드를 정의할 수 있다. 하우징(30)에서 실패를 일으킬 수 있는 가장 일반적인 경우는 파이프(42)를 수용하는 연료 분배 단위(38)을 갖는 모터 비히클의 부적적한 접촉이다. 그러나, 하우징(30)에서의 실패는 서리 증가(frost heave) 및 기타 환경 조건을 포함하는 외부 힘에 의해 유발된 약한 부분(94) 상부 및 하부의 하우징(30)의 부분들 사이의 특정한 상대 운동으로부터 생성될 수 있다. 한 가지 실패 모드에서, 힘(122)은 하우징(30)의 제1 부분(124)이 약한 부분(94)을 따라 하우징(30)의 제2의 나머지 부분(125)으로부터 실질적으로 완전히 분리(밸브 전단)되도록 하기에 충분하지 않지만, 도 3b 및 3c에서 강조된 형태로 나타낸, 하우징(30)에서의 균열(126) 또는 기타 변형(distress)을 유발하여 약한 부분(94)로부터 흘러나오도록 하기에 충분하기 때문에, 유체 유동 통로(54)가 팽창성 체임버(108)와 유체 교통된다(밸브 균열). 따라서, 이러한 실패 모드에서, 하우징(30)의 구조적 보전성은, 통로(54) 내로 유동하는 연료가 연료관 압력하에 약한 부분(94)를 통한 하우징(30)으로부터 및 팽창성 체임버(108) 속으로 빠져나올 수 있다. 이는 다시, 가압 연료 공급 체임버(108)의 결과로서, 도 3b 및 3c에 나타낸 바와 같이 외부방향으로 팽창되도록 한다. 팽창성 부재(100)가 상부 하우징(34)에 밀봉되기 때문에, 특정한 연료 공급 체임버(108)는 내부에 보유되며, 이는 연료가 밸브(20)로부터 빠져나와서 환경으로 엎어지는 경향 및 이러한 엎어짐을 세정하는 것과 관련된 비용을 감소시킨다.

제1 링크(76)의 돌출 부분(92)은 팽창성 부재(100)에 비교적 근접하게 배치될 수 있다. 따라서, 부재(100)가 외부방향으로 팽창되는 경우, 가압된 연료 공급 팽창성 체임버(108)로 인하여, 이는 제1 링크(76)의 돌출 부분(92)과 접촉하여 제1 링크(76)가 하우징(30) 및 제2 링크(86) 중의 하나 이상으로부터 분리되도록 한다. 설명된 양태에서, 제1 링크(76)의 근위 말단(78)은 도 3b 및 3c에 나타낸 바와 같 은 하우징(30)에 고정된 핀(80)으로부터 분리되어 제1 링크(76)이 하우징(30)으로부터 분리되도록 한다. 기타 양태에서, 제1 링크(76)는 제2 링크(86) 또는 하우징(30) 및 제2 링크(86) 둘 다로부터 분리될 수 있다. 제1 링크가 하우징(30) 및 제2 링크(86) 중의 하나 또는 둘 다로부터 분리되는 경우, 밸브 성분(62)는 바이어싱 부재(72)의 작용으로 인하여 개방 위치로부터 걸림이 풀리고 도 3c에서 실선으로 나타내고 도 4에서 환영 선으로 나타낸 바와 같이 폐쇄 위치로 이동된다. 밸브 성분(62)이 폐쇄 위치에 있는 경우, 연료는 유체 입구(50)로부터 유체 출구(52)로 유동되는 것이 방지된다. 대신에, 밸브(62)가 폐쇄된 후의 연료 공급 입구(50)는 하부 하우징(32) 내에서 보유되어, 하우징(30)의 외부로 연료가 엎어지는 경향을 피하거나 감소시킨다.

힘(122)이 비교적 높은 값을 갖는 경우, 약한 부분(94)는, 하우징(30)의 제1 부분(124)이 하우징(30)의 제2 부분(125)로부터 실질적으로 완전히 분리되는 또 다른 실패 모드(본원에서 나타내지 않음)를 정의할 수 있다. 이러한 밸브 전단 실패 모드에서, 팽창성 부재(100)는 하우징(30)의 제2 부분(125)로부터의 하우징(30)의 제1 부분(124)의 분리를 방지하거나 달리 억제하지 않는다. 대신에, 힘(122)은 팽창성 부재(100)가, 제1 부분(124) 및 제2 부분(125)의 분리를 허락하는 방법으로 하우징(30)으로부터 분리되도록 할 수 있다. 부재(100)과 같지만 밸브(20)과 기타의 경우에는 유사한, 본 발명에 따르는 팽창성 부재를 포함하지 않는 밸브 하우징의 분리는 상기 언급한 특허들에서 설명되어 있다. 이러한 밸브 전단 실패 모드의 경우, 제1 링크(76)는 또한 하우징(30) 및 제2 링크(86) 중의 하나 또는 둘 다로부 터 분리되어, 밸브 성분(62)이 바이어싱 부재(72)의 작용하에 폐쇄 위치로 이동되고 포펫 또는 체크 밸브(110)의 밸브 성분(112)이 또한 바이어싱 부재(116)의 작용하에 폐쇄 위치로 이동되도록 한다. 따라서, 밸브 성분(42)가 폐쇄 위치로 이동하는 경우, 연료는 하부 하우징(32)을 통해 및 밸브(20)의 외부로 유동되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 파이프(42) 내에 포함된 특정한 연료는 상부 하우징(34)을 통해 및 밸브(20) 외부로 역류하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 밸브(20)의 외부로 연료가 엎질러지는 경향은 방지되거나 감소된다.

도 5, 6a 및 6b는, 유사한 도면 부호들이 도 1 내지 4에서 유사한 특징들을 나타내며, 본 발명의 기타 양태에 따르는 밸브(130)을 설명한다. 밸브(130)는 하우징 또는 도관, (132)을 포함하며, 이는 상부 하우징(134) 및 하부 하우징(32)을 포함한다. 상부 하우징(134)은 패스너(fastener; 136)와 같은 통상적인 수단에 의해 하부 하우징(32)에 제거가능하게 고정될 수 있다. 다시, 당해 양태는 2부분 하우징으로 나타내고 기술하지만, 본 발명은 1부분 하우징도 사용될 수 있기 때문에 이와 같이 제한되지 않는다. 하우징(132)는 유체 입구(138)와 유체 출구(140) 사이로 연장되는 유체 입구(138), 유체 출구(140) 및 유체 유동 통로(142)를 한정한다(도 6a 및 6b). 이 유체 유동 통로(142)는 연료(24)와 같은, 내부의 가압 연료의 유동에 적합할 수 있다.

밸브(130)는, 팽창성 부재(100) 대신에, 팽창성 체임버(145)(도 6b)를 한정하고 상부 하우징(134)에 형성된 약하거나 부서지기 쉬운 부분(146)과 주변 관계로 배치되고 약한 부분(146)의 다운스트림의 제1 위치(148) 및 약한 부분(146)의 상부 스트림의 제2 위치(149)에서 상부 하우징(134)에 밀봉되는 팽창성 부재(144)를 추가로 포함할 수 있다. 약한 부분(146)은 상부 하우징(134)의 주변 둘레로 연장되는 홈일 수 있으며, 일반적으로 도 6a 및 6b에 나타낸 바와 같이 일반적으로 V자형이다. 팽창성 부재(144)는 슬리브일 수 있으며, 도 6a 및 6b에 나타낸 바와 같이, 팽창성 부재(100)과는 다소 상이한 형태를 가질 수 있다. 팽창성 부재(144)는 팽창성 부재(100)과 관련하여 위에서 토의한 동일한 탄성 물질로 제조될 수 있다.

밸브(130)는 개방 위치에서 하부 하우징(32)에 배치된, 밸브 성분(62)을 분리가능하게 걸리게 하는, 일반적으로 (149)로 나타낸, 래칭 메카니즘을 포함할 수 있다. 설명된 양태에서, 래칭 메카니즘(149)은 결합일 수 있다. 그러나, 래칭 메카니즘(149)은 개방 위치에서 밸브 성분(62)를 걸쇠로 걸기에 적합한 기타 장치일 수 있다. 밸브(130)의 정상 작동 동안에, 즉 밸브(130)의 실패 모드 동안이 아닌 동안에, 결합(149)은 밸브 성분(62) 및 하우징(132) 둘 다에 커플링될 수 있다. 결합(149)은 하우징(132)에 회전축 방식으로 커플링되는 제1 링크 부분(152)를 갖는 제1 링크(152)를 갖는 제1 링크(150)을 포함할 수 있다. 하우징(132)에 대한 제1 결합 부분(152)의 회전축 방식의 커플링은, 제1 링크 부분(152)을 통해 상부 하우징(134)에 고정된 양각장식(embossment; 156)으로 연장되는, 핀(154) 또는 유사한 부재에 의해 성취될 수 있다. 제1 링크(150)는 하우징(132)에 역시 회전축 방식으로 커플링된 제2 링크 부분(158)을 추가로 포함할 수 있다. 설명된 양태에서, 핀(154)은 제1 링크 부분(152) 및 제2 링크 부분(158) 둘 다를 통해 양각장식(156)으로 통과한다. 제2 링크 부분(158)은 핀(154)에 회전축 방식으로 커플링 되는 제1 아암(160), 제1 아암(160)에 커플링되는 제2 아암(162), 및 제2 아암(162)에 커플링되는 제3 아암(164)을 포함하며, 또한 상부 하우징(132)에 회전축 방식으로 커플링된다. 제2 아암(162)은 팽창성 부재(144) 근처의 하우징(132)의 상부 하우징(134)에 대하여 일반적으로 접선방식으로 연장된다. 하우징(132)에 대한 제3 아암(164)의 회전축 방식의 커플링은, 제3 아암(164)을 통해 상부 하우징(134)에 고정된 양각장식(168) 속으로 연장되는 핀(166) 또는 유사한 부재에 의해 성취될 수 있다. 핀(154) 및 (166)은 동일한 축으로 배치되어, 제1 링크 부분(152) 및 제2 링크 부분(158)이 핀(154) 및 핀(166)의 중심선 축(170)에 대하여 함께 회전하도록 할 수 있으며, 이는 핀들을 분리시킬 수 있거나 1부분(one-piece) 구성으로 제조할 수 있다. 더구나, 제2 링크 부분(158)은 통합 부재로서 나타내고 기술하고 있지만, 즉 제1, 제2 및 제3 아암(160), (162) 및 (164)는 일체로 형성되지만, 당해 기술분야의 숙련가들은, 아암들이 분리된 다음, 조립되어 제2 링크 부분(158)을 형성시킬 수 있음을 인지할 것이다.

도 6a 및 6b에서 가장 잘 알 수 있는 바와 같이, 제1 링크 부분(152)은 내부에 형성된 노치(180)를 포함할 수 있다. 결합(149)은 밸브(20)에서와 같고 앞서 토의한 바와 같은 제2 링크(86)을 추가로 포함한다. 제2 링크(86)는 또한 제1 링크 부분(152)의 노치(180)에서 접수되는 제2 링크(86)으로부터 연장되는 핀(182)를 포함할 수 있다. 핀(154)에 대하여 스프링 코일화될 수 있는 바이어싱 부재(184)는, 핀(182)가 노치(180)에서 맞물리는 위치에 대하여 제1 링크 부분(152)를 바이어싱한다. 예를 들면, 도 6a 및 6b에서, 스프링은 반시계 방향 위치에서 제1 링크 부분(152)를 바이어싱한다. 이 위치에서, 하부 하우징(32)에 배치되고 밸브(20)(도 5-6b에 나타내지 않음)에 대하여 위에서 기술하고 토의한, 밸브(60)의 밸브 성분(62)은 개방 위치에서 걸리게 된다.

밸브(130)의 하부 하우징(130)은 통(41) 내에 견고하게 올려지기 때문에, 소정의 힘(190)이 약한 부분(146)의 한쪽 편에서 직접 또는 간접적으로 밸브(130)의 하우징(132)에서 발휘되는 경우[상부 하우징(134)에서 작용하는 것으로 나타내지만, 부하(190)은 하부 하우징(32)에서도 작용할 수 있음], 밸브(130)는 힘(190)의 값에 좌우되는 실패 모드를 정의할 수 있다. 하우징(132)에서 실패를 일으킬 수 있는 가장 일반적인 경우는 파이프(42)를 수용하는 연료 분배 단위(38)를 갖는 모터 차량이 부적절하게 접촉하는 경우이다. 그러나, 하우징(132)에서의 실패는 서리 증가 또는 기타 환경 조건과 같은 외부 힘에 의해 유발된 약한 부분(146) 상부 및 하부의 하우징(132)의 부분들 사이의 특정한 상대 운동으로부터 수득될 수 있다. 한 가지 실패 모드에서, 힘(190)은 약한 부분(146)을 따라 하우징(132)의 제2 나머지 부분(125)으로부터 실질적으로 완전히 분리(밸브 전단)되도록 하기에 충분하지 않지만, 약한 부분(146)으로부터 새어나와서 유체 유동 통로(142)가 팽창성 체임버(145)와 유체 교통되도록 하는, 도 6b에서 강조된 형태로 나타낸, 균열(194) 또는 기타 변형을 유발(밸브 균열)하기에 충분하다. 따라서, 이러한 실패 모드에서, 하우징(30)의 구조적 보전성은 통로(142) 내로 유동하는 연료가 연료관 압력하에 약한 부분(146)을 통해 하우징(132)으로부터 팽창성 체임버(145) 속으로 빠져나올 수 있는 정도로 손상된다. 이는 다시 가압된 연료 공급 체임버(145)의 결과로 서, 도 6b에 나타낸 바와 같이 외부방향으로 팽창되도록 한다. 팽창성 부재(144)는 상부 하우징(134)로 밀봉되기 때문에, 어떠한 연료 공급 체임버(145)도 내부에 보유되어, 밸브(130)의 외부로 연료가 흘려지는 경향을 방지하거나 감소시킬 수 있다.

제2 링크 부분(158)의 제2 아암(162)은 팽창성 부재(144)에 비교적 근접하게 배치된다. 따라서, 팽창성 부재(144)는, 가압된 연료 공급 팽창성 체임버(145)로 인하여, 외부방향으로 팽창되는 경우, 이는 제2 아암(162)과 접촉하여 제2 링크 부분(158)이 상부 하우징(134) 및 축(170)에 대하여 상부방향으로 회전되도록 한다. 핀(154)에서의 연결로 인하여, 제1 링크 부분(152)은 축(170)에 대하여 상부 하우징(134)에 대하여 하부방향으로 회전하여, 핀(182)을 노치(180)로부터 분리시킨다. 제1 링크 부분(152)의 이러한 회전은 제2 링크(86)로부터 제1 링크 부분(152)를 분리시키며, 이는 밸브 성분(62)[밸브(20)에 대하여 앞서 나타내고 토의함; 도 5, 6a 및 6b에 나타내지 않음]에 커플링된다. 따라서, 밸브 성분(62)은 개방 위치로부터 분리되고 바이어싱 부재(72)의 작용으로 인하여 하부 하우징(32) 내의 폐쇄 위치[밸브(20)에 대하여 위에서 나타냄]로 이동한다. 밸브 성분(62)이 폐쇄 위치에 있는 경우, 연료는 유체 입구(138)로부터 유체 출구(140)로 유동하는 것이 방지된다. 대신, 밸브 성분(62)이 폐쇄된 후에 연료 공급 입구(138)는 하부 하우징(32) 내에 보유된다. 따라서, 밸브(130) 외부로 연료가 흘러나오는 경향을 감소시키거나 방지할 수 있다.

설명된 양태에서, 밸브(130)은 프로펫 또는 체크 밸브(110)를 포함하지 않는 다. 그러나, 이는 기타의 양태들에 임의로 포함될 수 있다. 프로펫 밸브(110)가 포함되는 경우, 비교적 더 큰 예정된 부하가 하우징(132)를 실질적으로 완전히 분리시킬 때 밸브(20)에 대하여 위에서 토의한 바와 같이, 프로펫 밸브(110)는 폐쇄 위치로 이동할 수 있다. 팽창성 부재(144)는 하우징(132)의 이러한 분리를 방지하거나 달리 억제하지 못한다. 결합(149)은 또한 이러한 밸브 전단 실패 모드에서 밸브 성분(66)으로부터 분리되어, 밸브 성분(62)가 바이어싱 부재(72)의 작용하에 폐쇄 위치로 이동되도록 한다. 프로펫 밸브는 또한, 밸브(130) 내에 혼입되는 경우, 밸브(20)에 대하여 앞서 토의한 바와 같은 폐쇄 위치로 이동할 수 있다.

유사한 도면 부호들이 도 1 내지 6에서의 유사한 특징들을 나타내는 도 7 및 8은 본 발명의 또 다른 양태에 따르는 비상 차단 밸브(200)을 설명한다. 밸브(200)는 밸브(20) 및 (130)에 대하여 기술하고 토의한 바와 같은 하부 하우징(32), 및 볼트(214)와 같은 통상적인 수단으로 하부 하우징(32)에 제거가능하게 고정될 수 있는 상부 하우징(212)를 포함한다. 하우징(210)은 본원에 기술된 2부분 구성 대신에 1부분 구성일 수 있다. 밸브(200)의 하우징(210)은 도 8에 나타낸 바와 같이 유체 입구(220), 유체 출구(222), 및 유체 입구(220)과 유체 출구(222) 사이로 연장되는 유체 유통 통로(224)를 한정한다. 유체 유동 통로(224)는 연료(24)와 같은, 내부의 가압 연료의 유동에 적합할 수 있다.

밸브(20) 및 (130)을 사용하는 경우, 차단 밸브(200)은 하부 하우징(32) 내에 이동가능하게 올려지는 플래퍼(flapper) 또는 버터플라이(butterfly) 형 밸브일 수 있는 밸브 부재(60)를 포함한다. 밸브 부재(60)는 밸브(20)에 대하여 앞서 설 명하고 토의한 바와 같은 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 이동가능한 밸브 성분(62)을 포함한다. 밸브 성분(62)은 밸브(20)에 대하여 앞서 토의한 바와 같은 바이어싱 부재(72)에 의해 폐쇄 위치를 향하여 바이어싱될 수 있다. 밸브 성분(62)이 폐쇄 위치에 있는 경우, 유체 입구(220)과 유체 출구(222) 사이의 연료 유동은 방지된다.

차단 밸브(200)는 도 7에서 (229)로 일반적으로 나타낸 래칭 메카니즘을 포함할 수 있다. 설명된 양태에서, 래칭 메카니즘(229)은 결합일 수 있다. 그러나, 래칭 메카니즘(230)은 개방 위치에서 래칭 밸브 성분(62)에 적합한 기타 장치일 수 있다. 밸브(200)의 정상 작동 동안에, 즉 밸브(200)의 실패 모드 동안이 아닌 동안에, 결합(229)은 밸브 성분(62) 및 하우징(210) 둘 다에 커플링될 수 있다. 결합(229)는 제1 링크(230)을 포함할 수 있으며, 또한 밸브(20)에 대하여 앞서 토의한 바와 동일한 방법으로 밸브 성분(62)에 커플링되는, 밸브(20), (130)에서와 같고 앞서 토의한 바와 같은, 제2 링크(86)을 포함할 수 있다. 제1 링크(230)는 하우징(210)에 커플링된 근위 말단을 포함한다. 이는 설명된 양태에서 나타낸 바와 같이 링크(230)의 근위 말단을 통해, 밸브(200)의 상부 하우징(212)에 고정된 ㅇ장양각장식(238) 속으로 통과하는 핀(236)에 의해 성취될 수 있다. 제1 링크(230)의 원위 말단은 제2 링크(86)에 커플링될 수 있다. 이는 설명된 양태에 나타낸 바와 같이 제1 링크(230)의 원위 말단을 통과하는 제2 링크(85)의 근위 말단(84)으로부터 연장되는 핀(240)에 의해 성취될 수 있다. 제1 링크(230)는, 결합(229)이 하우징(210) 및 밸브 성분(66) 둘 다에 커플링되는 경우 개방 위치에서 밸브 성분(62) 을 걸게 된다.

하우징(210)은 밸브 성분(62)의 하부스트림인 내부에 형성된 약하거나 부서지기 쉬운 부분(242)을 포함할 수 있다. 설명된 양태에서, 상부 하우징(212)는 상부 하우징(212)의 주변 둘레로 원주형으로 연장되는, 내부에 형성된 약한 부분(242)을 포함할 수 있다. 그러나, 본 발명은 이와 같이 한정되지 않는다. 약한 부분(242)은 홈일 수 있고, 도 8에 나타낸 바와 같이 일반적으로 V자형인 내부 부분을 가질 수 있다. 약한 부분(242)은 이후에 토의하는 바와 같은 각종 실패 모드에 대한 예정된 파손 또는 실패 부위를 정의한다.

밸브(200)은, 예를 들면, O-환(248)을 사용하여 성취될 수 있는, 약한 부분(242)의 상부스트림 및 하부스트림인 위치들에서 상부 하우징(212)에 밀봉될 수 있고 상부 하우징(212) 주변을 부분적으로 둘러싸는 환형 부재(246)을 추가로 포함할 수 있다. 환형 부재(246)는 플라스틱, 금속 및 탄성 물질을 포함하는 각종 물질로 제조될 수 있다. 중공 돌출 부재(250)는 환형 부재(246)와 일체로 형성될 수 있으며 상부 하우징(212)로부터 외부로 연장된다. 밸브(200)는 돌출 부재(250)와 밀봉되어 맞물리도록 배치되는 설명된 양태의 격판(diaphragm)을 포함하는 팽창성 부재(252)를 추가로 포함할 수 있다. 제1 링크(230)의 상부 부분(253)은 중공 돌출 부재(250) 근처에 배치된다. 팽창성 부재(252)는 밸브(20)의 팽창성 부재(100)에 대하여 위에서 토의한 물질과 같은 탄성 물질로 제조될 수 있다. 팽창성 부재는 또한 비탄성일 수 있지만 성형성일 수 있기 때문에 회전 격판으로서 작동될 수 있다. 팽창성 부재(252)는 하우징(210)의 외부로 배치되는 팽창성 체임버(254)의 적어도 일부를 한정하며, 보다 특히 상부 하우징(212)의 외부에 배치된다. 팽창성 체임버(254)는 팽창성 부재(252)와 상부 하우징(212) 사이의 중공 돌출 부재(250) 내에 적어도 공간을 포함한다. 환형 부재(246)을 제조하기 위해 사용된 물질의 특성에 좌우되어, 팽창성 체임버(254)는 또한, 약한 부분(242)과 환형 부재(246) 사이의 공간을 포함하는, 환형 부재(246)와 상부 하우징(212) 사이의 공간을 포함할 수 있다.

밸브(200)의 하부 하우징은 통(41)과 함께 견고하게 올려지기 때문에, 예정된 힘(270)이 직접적으로 또는 간접적으로 약한 부분(242)의 한쪽의 밸브(200)의 하우징(210)에 발휘되는 경우, 밸브(200)는 힘(270)의 값에 좌우되는 실패 모드를 정의할 수 있다. 한 가지 실패 모드에서, 힘(270)은 하우징(210)의 제1 부분(124)의 약한 부분(242)을 따라 하우징(210)의 제2 나머지 부분(125)로부터 실질적으로 완전히 분리(밸브 전단)되도록 하기에 충분하지 않지만, 도 8에서 강조된 형태로 나타낸, 약한 부분(242)로부터 흘러나오는 균열(274) 또는 기타 변형을 일으키기에 충분하다. 이러한 실패 모드에서, 유체 유동 통로(224)는 팽창성 체임버(254)와 유체 교통된다. 따라서, 이러한 실패 모드에서, 하우징(210)의 구조적 보전성은, 통로(224) 내에서 유동하는 연료가 연료관 압력하에 약한 부분(242)을 통해 하우징(210)으로부터 팽창성 체임버(254) 속으로 빠져나올 수 있는 정도로 손상된다. 이는 다시, 가압된 연료 공급 체임버(254)의 결과로서, 팽창성 부재(252)가 도 8에 환영 선으로 나타낸 바와 같이 외부방향으로 팽창되도록 한다. 팽창성 부재(252)는 상부 하우징(212)로 밀봉되기 때문에, 연료 공급 체임버(254) 내부에 보유되며, 이 는 연료가 밸브(200) 외부의 상부 하우징(212)으로부터 빠져나오는 것을 방지하거나 감소시킬 수 있다.

결합(229)의 제1 링크(230)는 팽창성 부재(252)에 비교적 근접하게 배치된다. 따라서, 팽창성 부재(252)가 유체 압력하에 외부방향으로 팽창되는 경우, 이는 제1 링크(230)와 접촉하여 제1 링크(230)가 도 8에서 환영 선으로 나타낸 바와 같이 외부방향으로 이동하며, 하우징(210) 및 제2 링크(86)으로부터 커플링이 해제된다. 기타 양태에서, 제1 링크(230)는 하우징(210) 및 제2 링크(86) 중의 단지 하나로부터 커플링이 해제될 수 있다. 제1 링크(230)가 하우징(210) 및 제2 링크(86) 중의 하나 또는 둘 다로부터 커플링이 해제되는 경우, 밸브 성분(62)은 개방 위치로부터 걸림이 풀릴 수 있고 밸브(20)에 대하여 위에서 토의하고 기술한 바와 같이, 폐쇄 위치로 이동한다. 밸브 성분(62)이 폐쇄 위치에 존재하는 경우, 연료는 유체 입구(220)로부터 유체 출구(222)로 유동하는 것이 방지된다. 대신에, 밸브 성분(62)가 폐쇄된 후에 연료 공급 입구(220)는 하부 하우징(32) 내에 보유될 수 있으며, 이에 따라 하우징(210) 외부로 연료가 흘려지는 경향을 방지하거나 감소시킬 수 있다.

설명된 양태에서, 밸브(200)는 밸브(20)에 대하여 앞서 나타내고 토의한 바와 같은 프로펫 또는 체크 밸브(110)을 포함하지 않는다. 그러나, 밸브(110)은 기타 양태에서 임의로 포함될 수 있다. 프로펫 밸브(110)가 포함되는 경우, 프로펫 밸브(110)는, 제1 실패 모드에서 존재하는 것 보다 더, 부하(270)가 비교적 더 큰 값을 갖는 경우 밸브(20)에 대하여 앞서 토의한 바와 같이, 폐쇄 위치로 이동되어, 하우징(210)의 제1 부분(124)이 하우징(210)의 제2 부분(125)로부터 실질적으로 완전히 분리되도록 한다. 돌출 부재(250) 및 팽창성 부재(252)로부터 돌출되는 환형 부재(246)는 하우징(210)의 이러한 분리를 상당히 방지하지 않는다. 즉, 이들은 이러한 분리를 방지하도록 하는 물질로 제조되지 않는다. 이 경우, 프로펫 밸브(110)는 앞서 토의한 바와 같이 폐쇄 위치로 이동되어, 밸브(110)을 통해 분배 단위로부터의 연료의 역류를 예방하거나 감소시킴으로써, 밸브(200)의 외부로 흘러나오는 경향을 예방하거나 감소시킨다. 추가로, 제1 링크(230)는 또한 이러한 밸브 전단 실패 모드에서 하우징(210) 및 제2 링크(86) 중의 하나 또는 둘 다로부터 커플링이 해제되어, 밸브 성분(62)가 폐쇄 위치로 이동하고 밸브(200)을 통한 연료의 유동을 정지시킨다.

도 9는 본 발명의 또 다른 양태에 따르는 밸브(300)를 설명한다. 밸브(300)는 도 1 내지 4에 나타내고 상기한 밸브(20)와 구성 및 작동이 유사하지만, 접근 포트(302)를 포함시키기 위한 것이다. 따라서, 유사한 도면 부호들은 도 1 내지 4에서의 유사한 특징들을 나타내며, 추가의 특징만을 상세히 기술할 것이다. 더구나, 접근 포트(302)는 도 1 내지 4에 나타낸 밸브와 연관지어 나타내고 기술하지만, 접근 포트(302)는 또한 도 5-6b 또는 도 7-8에 나타낸 밸브에 포함될 수 있다. 도 9에 나타낸 바와 같이, 접근 포트(302)는 입구(304), 및 출구(306), 및 입구(304)와 출구(306) 사이로 연장되는 개방 채널(308)을 포함한다. 유리한 양태에서, 접근 포트(302)의 출구(306)는 팽창성 체임버(108)과 유체 교통되며, 입구(304)는 밸브(300)의 외부로부터 접근 가능하다. 입구(304)는 기체 밀봉(air tight) 및 액체 밀봉 방법으로 접근 포트(302)를 밀봉하기 위해 구멍(310) 내에 맞는 제거가능한 플러그(312) 상의 외부 트레드와 공동작용하는 내부 트레드(thread)를 갖는 확대된 구멍(310)을 포함할 수 있다. 플러그(312)는 플러그(312)를 맞물리거나 해제하기 위해 입구(304)에 대하여 플러그(312)를 회전시키기 위한 도구(나타내지 않음)를 맞물리기 위한 이의 외부 표면(314)의 육각형 구멍(나타내지 않음)과 같은 구멍을 포함할 수 있다.

접근 포트(302)는 밸브(300)에 비하여 다수의 이점을 제공한다. 예를 들면, 하나의 적용에서, 접근 포트(302)는 약한 부분(94)를 둘러싸는 팽창성 부재(100)의 보전성을 점검하기 위한 시험 포트로서 사용될 수 있다. 이러한 적용에서, (316)으로 개략적으로 나타내고, 압력 펌프 또는 진공 펌프와 같은 양성 또는 음성 압력발생 장치는, 팽창성 체임버(108) 내에 양성 또는 음성 압력을 발생시키기 위한 입구(304)에 커플링될 수 있다. 일단 선택된 압력이 팽창성 체임버(108)에서 성취되면, 압력은 특정한 시간에 걸쳐 모니터링될 것이다. 이러한 목적으로, 압력 발생 장치(314)는 접근 포트(302)를 통해 팽창성 체임버(108) 내의 압력을 모니터링하기 위한 압력 모니터를 포함할 수 있다. 달리는, 별도의 압력 모니터는 압력을 모니터링하기 위해 입구(304)에 작동적으로 커플링될 수 있다.

어떠한 경우에도, 팽창성 체임버(108) 내의 압력이 선택된 시간에 걸쳐 한계량으로 변하는 경우, 이러한 변화는 팽창성 부재(100) 내의 누출 또는 인열의 지표일 수 있다. 예를 들면, 팽창성 체임버(108)는 기타의 경우 밸브를 폐쇄시키게 되는 압력 바로 아래의 압력까지 양성적으로 가압(대기압에 대하여)시킬 수 있다. 예를 들면, 체임버(108)은 대략 5psi 이하로 가압될 수 있다. 이후에, 압력은 대략 20초 내지 120초 사이로 모니터링될 수 있다. 압력이 초기 압력의 대략 10%로 강하되거나 저하되면, 팽창성 부재(100) 내에 누출이 발생할 수 있으며, 이는 대체될 수 있다. 또 다른 양태에서, (대기압에 대하여) 음성 얍력이 5 psi 이하의 진공 압력의 팽창성 체임버(108) 내에 부여될 수 있다. 이후에, 압력은 대략 20초 내지 120초 사이에서 모니터링될 수 있다. 압결이 초기 진공 압력의 대략 10%로 상승되거나 증가하면, 팽창성 부재(100) 내에 누출이 존재할 수 있으며, 이는 대체될 수 있다. 시험 압력, 시험 시간간격, 및 한계 압력 변화는 구체적인 적용에 좌우될 수 있다. 당해 기술분야의 숙련가들은, 이러한 값이 팽창성 부재(100)에서 또는 하우징(30)에 대한 상부 및 하부 밀봉부를 따른 누출을 비교적 고도의 정확도로 검출하도록 선택할 수 있음을 인지할 것이다.

팽창성 부재(100)에서 수행된 압력 체크는 도 1에 나타낸 바와 같은, 연료 분배 시스템과 정상적으로 관련된 자동 조절 시스템으로나 수동으로 수행할 수 있다. 따라서, 한 가지 양태에서, 작업장의 작업자는 밸브(300)에 접근할 수 있으며 상기한 바와 같이 입구(304)로부터 플러그(314)를 제거할 수 있다. 작업자는 이후에 당해 기술분야에 일반적으로 공지된 수동 유지 장치와 같은, 압력 발생 장치를 사용하여 팽창성 체임버(108)을 양성적으로 또는 음성적으로 가압시킬 수 있다. 이후에, 체임버(108) 내의 압력을 소정의 시간간격에 걸쳐 모니터링할 수 있다. 일단 시험이 완료되면, 플러그(314)를 입구(304) 내로 다시 삽입할 수 있고 접근 포트(302)를 밀봉시킨다. 압력이 소정의 한계량으로 변하는 경우, 팽창성 부 재(100)는 대체될 수 있다. 이러한 수동 체크는 목적하는 간격으로 밸브(330)에서 수행할 수 있다. 예를 들면, 압력 체크는 1일당, 주당, 월당, 1년에 단지 수회, 또는 기타 목적하는 간격으로 수행할 수 있다.

또 다른 양태에서, 입구(302)는 적합한 펌프, 압력 모니터 및 기타 전자 조절 시스템 성분으로 작동적으로 커플링될 수 있다. 이들 성분은 연료 분배 시스템 속으로 미리 혼입되고 조절되어 압력 시험을 수행하거나, 또는 구체적으로 시험을 수행하기 위해 제공된 성분들일 수 있다. 조절을 통해 입력될 수 있는, 소정의 시간 간격(예: 일당, 주당, 월당, 년당 등)에서, 압력 시험을 수행할 수 있고, 그 결과는 가공을 위한 조절에 전달된다. 조절은 한계 압력 변화가 시험을 위한 시간 내에 도달되는 지 여부를 결정하게 된다. 이러한 경우, 조절은, 팽창성 부재(100)가 대체되어야 하는 것을 나타내는 것을 나타내는, 압력 시험이 실패한 것을 작업자에게 공지할 수 있다. 또한, 조절은 성공적인 압력 시험이 수행될 때까지 연료 운반 도관을 자동으로 차단할 수 있다. 또 다른 적용에서, 접근 포트(302)를 사용하여 밸브(300)의 조립을 촉진시킬 수 있다. 예를 들면, 조립 동안에, 및 팽창성 부재(100)가, 밴드 클램프(106) 또는 기타 스트랩에 의해서와 같이, 밸브(300)의 하우징(30)에 커플링됨에 따라, 이는 팽창성 체임버(108)로부터 공기를 제거하는 것이 바람직할 수 있다. 따라서, 진공 펌프는 접근 포트(302)의 입구(304)로 커플링될 수 있고 진공이 인장되어 체임버(108) 속의 공기를 제거한다. 이러한 방법으로, 팽창성 부재(100)는 하우징(30)을 향하여 붕괴되거나 흡입되어 하우징(30)의 윤곽을 본질적으로 따른다. 이는 팽창성 체임버(108)의 초기 크기를 최소화하여, 밸브(300)가 위에서 설명한 바와 같이 밸브(300)의 특정한 균열 또는 전단에 보다 더 신속하게 반응하도록 한다. 조립 동안 진공을 인장하는 것은 또한 팽창성 부재(100)를 약한 부분(94)의 상부와 하부의 하우징(30)에 보다 더 신뢰할만하게 밀봉시킬 수 있도록 한다. 이러한 것 외에도, 접근 포트(302)는 기타 이점들을 제공할 수 있다. 예를 들면, 하기에 토의한 바와 같이, 접근 포트(302)는 자체 팽창성 물질을 팽창성 체임버(108) 속으로 삽입하기 위한 통로를 제공할 수 있다.

도 10a 및 10b는 본 발명에 따르는 차단 밸브의 여전히 또 다른 양태를 설명한다. 밸브(330)는 도 1 내지 4에서 나타내고 상기한 바와 같은 밸브(20)와 구성 및 작용에서 유사하지만, 팽창성 체임버(108)에서 배치된 자체 팽창성 물질을 포함시키기 위한 것이다. 따라서, 이러한 도면에서, 유사한 도면 부호는 도 1 내지 4에서의 유사한 특징을 나타내며, 단지 추가의 특징만이 상세히 기술될 것이다. 더구나, 자체 팽창성 물질이 도 1 내지 4에 나타낸 밸브와 관련지어 나타내고 기술되지만, 이 물질은 또한 도 5-6b 또는 도 7-8에 나타낸 밸브에 포함될 수도 있다. 도 10a에 나타낸 바와 같이, 팽창성 물질(332)은 적어도 부분적으로 및 바람직하게는 완전히 팽창성 체임버(108)을 채운다. 팽창성 물질(332)은, 무수 상태에서 제1 용적을 갖고, 습윤 상태에서 제1 용적 보다 큰 제2 용적을 갖도록 구성된다. 다시 말해서, 팽창성 물질(332)의 적어도 일부는, 밸브(330)이 균열되는 경우 발생하게 되는 바와 같은, 특정한 액체 매질(예: 연료)와 접촉되는 경우, 물질(332)는 팽창되기 시작한다.

또한, 팽창성 물질(332)가 또한, 물질(332)가 팽창되도록 구성될 수 있으며, 이는 팽창성 부재(100)를 외부방향으로 팽창시키기 위한 팽창성 체임버(108) 내의 충분한 압력을 발생시킨다. 상기 설명한 바와 같이, 팽창성 부재(100)가 외부방향으로 팽창함에 따라, 이는 제1 링크(76)의 돌출 부분(92)과 접촉하여 제1 링크(76)가 하우징(30) 및 제2 링크(86) 중의 하나 이상으로부터 커플링이 해제되어 밸브 성분(62)을 폐쇄 위치로 이동시킨다. 물질(332)로서 작용할 수 있는 팽창성 물질은 미시간주 미들랜드 소재의 임브테크 아메리카, 인코포레이티드(Imbtech America, Inc.)에 의해 제공되는 임비버 비드(Imbiber Bead)로서 이용할 수 있는 것과 같은 알킬스티렌 공중합체를 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 더구나, 팽창성 물질(332)는 이의 조립 동안에 팽창성 체임버(108) 속에 배치될 수 있다. 달리는, 및 상기한 바와 같이, 팽창성 물질(332)는 이러한 접근 포트(302)를 혼입시키는 이들 양태에서 접근 포트(302)를 통해 팽창성 체임버(108) 속으로 도입될 수 있다. 한 가지 양태에서, 팽창성 부재(100) 및 팽창성 체임버(108)는 제거될 수 있으며, 팽창성 물질(332)은, 당해 기술분야에 공지된 결합 또는 기타 수단과 같은, 약한 부분(94)에 대하여 배치되어, 밸브가 균열되는 경우 밸브에 근접하도록 할 수 있다. 이러한 양태에서, 연료는 밸브로부터 빠져나올 수 있으며, 팽창성 물질(332)은 밸브를 차단시켜 필요한 경우 환경으로의 연료 누출 양을 감소시킬 수 있다.

팽창성 체임버(108)에서 또는 약해진 부분(94)에 대하여 팽창성 물질(332)를 배치시키면, 밸브(330)에 다수의 이점을 제공한다. 예로서, 상기한 밸브(20)를 차단시키기 위한 "원동력"으로서 작용하는, 도관 내의 압력이 밸브(330)를 균열시키 거나 전단시킨 후에 갑자기 손실되는 경우, 팽창성 물질(332)은 하우징(30)으로부터 제1 링크(76)를 커플링 해제시키고 밸브 성분(62)을 폐쇄 위치로 이동시키기 위한 원동력을 제공하게 된다. 따라서, 손실된 압력 조건하에서도, 밸브(330)는 차단시키킬 수 있고, 이에 따라 밸브(330)을 통한 연료 유동을 방지하게 된다. 팽창성 체임버(108) 내에 물질(332)를 배치시킴으로써 제공된 또 다른 이점은 팽창성 체임버(100)에서의 비교적 작은 누출을 밀봉시키거나 약한 부분(94) 상부 및 상부에서 하우징(30)과 함께 형성된 밀봉부를 따른 누출을 밀봉시키는 것이다. 이러한 목적으로, 물질(332)이 팽창됨에 따라, 팽창성 부재(100) 내의 또는 하우징(30)을 갖는 상부 및 하부 밀봉부를 따른 작은 구멍 또는 개구가 팽창성 물질(332)로 부분적으로 또는 완전히 차단되게 된다. 기타의 경우에 구멍 또는 개구를 통해 빠져나온 연료는 이제 팽창성 물질(332)의 존재로 인하여 예방되거나 감소되었다. 또한, 팽창성 물질(332)은, 기타의 경우 팽창성 부재(100)가 밸부 부재(60)를 활성화시키는 것을 방지하는, 팽창성 부재(100)에서 또는 상부 및 하부 밀봉부를 따른 구멍 또는 개구의 경우에도, 밸브(330)가 물질(332) 자체의 능력으로 인하여 및 연료 도관 압력과는 독립적으로, 차단되어 밸브 부재(60)을 활성화시키기에 충분한 압력을 발생킬 것이다.

도 1은 본 발명의 양태에 따르는 비상 차단 밸브를 혼입시키는 연료 분배 시스템을 개략적으로 설명한다.

도 2는 도 1에 개략적으로 나타낸 비상 차단 밸브의 사시도이다.

도 3a는 개방 위치에 나타낸 하부 하우징에 포함된 밸브를 갖는 도 2에서 선(3A-3A)를 따라 취한 횡단면도이다.

도 3b는 도 3a와 유사하지만, 설명된 비상 차단 밸브의 약한 부분과 관련된 실패 모드를 갖는 횡단면도이다.

도 3c는 도 3a 및 3b와 유사하며, 도 3b에 나타낸 실패 모드를 추가로 설명하는 횡단면도이다.

도 4는 도 2의 선(4-4)를 따라 취한 횡단면도이다.

도 5는 본 발명의 또 다른 양태에 따르는 비상 차단 밸브의 사시도이다.

도 6a는 개방 위치에서 하부 하우징에서 밸브 성분(도 6a에 나타내지 않음)을 거는 위치에서 차단 밸브의 포함된 결합을 설명하는 도 5에서의 선(6A-6A)를 따라 취한 횡단면도이다.

도 6b는 도 6a와 유사하지만, 폐쇄 위치로 이동하도록 하는, 하부 하우징(도 6b에 나타내지 않음)에서 밸브 성분을 풀리게 하는 위치에서의 포함된 결합을 갖는 횡단면도이다.

도 7은 본 발명의 또 다른 양태에 따르는 비상 차단 밸브의 사시도이다.

도 8은 도 7의 선(8-8)을 따라 취한 횡단면도이다.

도 9는 본 발명의 또 다른 양태에 따르는 비상 차단 밸브의 횡단면도이다.

도 10a는 본 발명의 여전히 또 다른 양태에 따르는 비상 차단 밸브의 횡단면도이다.

도 10b는 도 10a와 유사하지만, 설명된 비상 차단 밸브의 약한 부분과 관련된 실패 모드를 갖는 횡단면도이다.

Claims

유체 입구, 유체 출구, 및 유체 입구와 유체 출구 사이로 연장되고 내부에 연료를 유동시키기에 적합한 유체 유동 통로를 한정하는 하우징(housing);

개방 위치와 폐쇄 위치 사이로 이동가능한 밸브 성분으로서, 폐쇄 위치가 유체 입구로부터 유체 출구로의 연료 유동을 방지하는 밸브 성분;

밸브 성분을 개방 위치에서 분리가능하게 걸쇠로 걸리도록 하는, 밸브 성분에 커플링된 래칭 메카니즘;

하우징의 외부의 밀봉된 팽창성 체임버의 적어도 일부를 한정하는 팽창성 부재를 포함하는, 연료 분배 시스템에서 사용하기 위한 비상 차단 밸브로서,

여기서 하우징이 밸브 성분의 하부스트림에 배치된 약한 부분을 포함하고, 팽창성 체임버가 약한 부분의 상부스트림의 제1 위치 및 약한 부분의 하부스트림의 제2 위치에서 하우징에 밀봉되며;

비상 차단 밸브가, 예정된 부하가 하우징에 가해지는 경우 연료가 약한 부분을 통해 하우징으로부터 빠져나와 팽창성 체임버 속으로 공급될 수 있는 정도로 하우징의 구조적 보전성이 손상되는 실패 모드를 한정하고;

팽창성 체임버가, 실패 모드가 발생하는 경우, 래칭 메카니즘을 분리시키기 위해 작동할 수 있어서 밸브 성분이 개방 위치로부터 폐쇄 위치로 이동하도록 하는 비상 차단 밸브.
제1항에 있어서, 래칭 메카니즘이 결합을 포함하는 비상 차단 밸브.
제1항에 있어서, 래칭 메카니즘이 결합을 포함하고;

팽창성 체임버가 하우징과 주변 관계로 배치된 슬리브를 포함하고, 슬리브가 탄성 물질로 제조되는 비상 차단 밸브.
제1항에 있어서, 래칭 메카니즘이 결합을 포함하고;

팽창성 부재가 하우징에 인접하여 배치된 탄성 물질로 제조된 격판(diaphragm)을 포함하는 비상 차단 밸브.
제4항에 있어서, 하우징을 부분적으로 둘러싸는 환형 부재, 및

환형 부재와 일체화되고 하우징으로부터 외부로 연장되는 중공 돌출 부재를 추가로 포함하며, 여기서 팽창성 체임버가 돌출 부재와 밀봉되어 맞물리게 배치되는 비상 차단 밸브.
제3항에 있어서, 하우징으로부터 외부 방향으로 돌출되는 하나의 말단을 갖는 회전성 축[여기서, 밸브 성분이 함께 회전하기 위해 축에 커플링된다], 및

밸브 성분을 폐쇄 위치를 향하여 바이어싱(biasing)하기 위해 회전성 축과 상호작용하는 바이어싱 부재를 추가로 포함하는 비상 차단 밸브.
제6항에 있어서, 결합이 각각 근위 및 원위 말단을 갖는 제1 및 제2 링크를 포함하며;

제1 링크의 근위 말단이 하우징에 커플링되고;

제1 링크의 원위 말단이 제2 링크의 근위 말단에 커플링되고, 제2 링크의 원위 말단이 회전성 축에 커플링되고;

팽창성 부재가, 제1 링크가 하우징 및 제2 링크 중의 하나 이상으로부터 커플링이 해제되는 실패 모드의 발생시 제1 링크와 접촉하고 이를 이동시키기 위해 작동가능하며, 밸브 성분이 걸림이 풀어지고 개방 위치로부터 폐쇄 위치로 이동되는 비상 차단 밸브.
제7항에 있어서, 제1 링크가 제1 링크의 근위 말단과 원위 말단 사이에 배치되고 팽창성 부재를 향하여 돌출되는 돌출 부분을 포함하는 비상 차단 밸브.
제6항에 있어서, 결합이 제1 및 제2 링크를 포함하고;

제1 링크가 각각 하우징에 회전축 방식으로 커플링되는 제1 링크 부분 및 제2 링크 부분을 갖고, 제1 링크 부분이 제2 링크와 맞물리는 노치(notch)를 가지며;

팽창성 부재가 결합과 접촉하도록 작동할 수 있어서, 실패 모드의 발생시 제2 링크가 노치와의 맞물림이 해제되도록 하며, 밸브 성분이 걸림이 풀어지고 개방 위치에서 폐쇄 위치로 이동되는 비상 차단 밸브.
제9항에 있어서, 제1 링크의 제2 링크 부분이 제1, 제2 및 제3 아암을 포함하고, 제2 아암이 팽창성 부재에 근접한 하우징에 대하여 일반적으로 접선적으로 연장되고, 제2 아암이 제1 및 제3 아암과 일체화되며;

팽창성 부재가 작동가능하여, 제2 아암과 접촉하기 위한 실패 모드의 발생시, 제1 링크를 회전시켜서 제2 링크가 노치로부터 맞물림이 해제되도록 하고, 밸브 성분이 개방 위치로부터 걸림이 풀리고 폐쇄 위치로 이동되는 비상 차단 밸브.
제9항에 있어서, 제2 바이어싱 부재가, 제2 링크가 제1 링크 부분에서 형성된 노치와 맞물리는 위치를 향하여 제1 링크 부분을 바이어싱하는 비상 차단 밸브.
제4항에 있어서, 하우징으로부터 외부방향으로 돌출되는 하나의 말단을 갖는 회전가능한 축[여기서, 함께 회전하기 위한 축에 밸브 성분이 커플링된다]; 및

밸브 성분을 폐쇄 위치를 향하여 바이어싱하기 위한 회전가능한 축과 동시작용하는 바이어싱 부재를 추가로 포함하는 비상 차단 밸브.
제12항에 있어서, 결합이 서로에 커플링된 제1 및 제2 링크를 포함하고;

제1 링크가 또한 하우징에 커플링되고;

제2 링크가 또한 회전성 축의 하나의 말단에 커플링되며;

팽창성 부재가, 제1 링크가 하우징 및 제2 링크 중의 하나로부터 커플링이 해제되는 실패 모드의 발생시 제1 링크와 접촉하고 이를 이동시키도록 작동가능하 고, 밸브 성분이 걸림이 풀리고 개방 위치로부터 폐쇄 위치로 이동하는 비상 차단 밸브.
제1항에 있어서, 약한 부분이 원주형으로 연장되는 홈을 포함하는 비상 차단 밸브.
제14항에 있어서, 홈의 적어도 일부가 일반적으로 V자 형인 비상 차단 밸브.
제1항에 있어서, 팽창성 부재가 플루오로 실리콘 고무, BUNA-N 고무 및 플루오로 탄성체 고무로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 물질로 제조되는 비상 차단 밸브.
제1항에 있어서, 하우징이 하부 하우징에 고정된 하부 하우징 및 상부 하우징을 포함하고, 하부 하우징이 가압 연료의 공급원에 연결되도록 견고하게 올려지고 채택되며,

상부 하우징이 약한 부분을 포함하고, 연료 파이프에 연결되도록 채택되는 비상 차단 밸브.
제17항에 있어서, 밸브 성분이 하부 하우징 내에 배치되는 비상 차단 밸브.
제18항에 있어서, 약한 부분의 하부스트림의 상부 하우징 내에 배치된 일반적으로 개방된 제2 밸브 성분; 및

폐쇄 위치를 향하여 제2 밸브 성분을 바이어싱하는 바이어싱 부재를 추가로 포함하는 비상 차단 밸브.
유체 도관;

당해 도관 내에 한정된 부서지기 쉬운 영역;

부서지기 쉬운 영역의 상부스트림의 도관에 작동적으로 연결된 밸브 부재;

팽창성 체임버[여기서, 당해 팽창성 체임버에 상기 부서지기 쉬운 역역이 배치된다];

팽창성 체임버의 적어도 일부를 한정하는 이동가능한 부재; 및

부서지기 쉬운 영역을 통한 유체의 누출에 응답하여 이동성 부재의 이동시 밸브를 차단하기 위한 이동가능한 부재 및 밸브 부재에 작동적으로 커플링되는 결합을 포함하는 비상 차단 밸브.
예정된 실패 부위를 한정하기 위한 약한 부분을 갖는 하우징; 및

약한 부분을 적어도 부분적으로 둘러싸는 팽창성 부재를 포함하는 비상 차단 밸브.
제21항에 있어서, 팽창성 부재가 팽창되는 경우 팽창서 부재가 밸브 부재에 근접하도록 밸브 부재에 작동적으로 커플링되는 밸브 부재를 추가로 포함하는 비상 차단 밸브.
연료 분배 시스템에 사용하기 위한 비상 차단 밸브를 제공하고, 여기서 밸브가 내부의 약한 부분을 갖는 하우징을 포함하고, 하우징이 유체 입구, 유체 출구, 및 이들 사이의 유체 유동 통로를 한정하며, 밸브가 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 이동가능한 밸브 성분을 추가로 포함하고;

밸브 성분에 커플링된 결합을 제공하고, 여기서 결합이 개방 위치에서 밸브 성분을 분리가능하게 걸리게 하고;

약한 부분의 상부스트림 및 하부스트림의 위치들에서 하우징에 밀봉된 팽창성 체임버의 적어도 일부를 한정하는 팽창성 체임버를 제공하며, 여기서 팽창성 체임버가 작동가능하여, 결합의 커플링을 해제하기 위해, 약한 부분을 통한 유체 유동 통로로부터 팽창성 체임버 속으로의 연료 누출의 발생시, 밸브 성분이 개방 위치로부터 폐쇄 위치로 이동하도록 함을 포함하는, 연료 분새 시스템에서 누출을 분리하는 방법.
부서지기 쉬운 영역을 통한 연료 누출을 포착하기 위하여 부서지기 쉬운 영역에 대하여 팽창성 체임버를 한정하고;

누출 연료에 응답하여 팽창성 체임버의 적어도 일부를 한정하는 부재를 이동시키며;

이동가능한 부재의 이동에 응답하여 연료 밸브를 차단시킴을 포함하여, 내부의 부서지기 쉬운 영역을 한정하는 도관을 통한 연료 유동을 차단하는 방법.
제24항에 있어서, 팽창성 체임버의 적어도 일부를 한정하는 부재를 이동시키는 공정이, 부재를 이동시키기 위해 도관 내의 유체 압력을 사용함을 추가로 포함하는 방법.
체임버의 적어도 일부를 형성하는 팽창성 부재를 갖는 부서지기 쉬운 영역에 대하여 체임버를 한정하고;

도관을 통한 연료 유동을 차단시키기 위해 팽창성 부재를 활성화하기 위한 도관 내의 압력을 사용함을 포함하는, 내부의 부서지기 쉬운 영역을 한정하는 도관을 통한 연료 유동을 차단하는 방법.
제26항에 있어서, 유체 압력이 양성 유체 압력인 방법.
유체 입구, 유체 출구, 및 유체 입구와 유체 출구 사이로 연장되고 내부에 연료를 유동시키기에 적합한 유체 유동 통로를 포함하는 하우징;

개방 위치와 폐쇄 위치[여기서, 폐쇄 위치는 유체 입구로 부터 유체 출구로의 연료 유동을 방지한다] 사이로 이동가능한 밸브 성분;

밸브 성분을 개방 위치에서 분리가능하게 걸쇠로 걸리도록 하는, 밸브 성분 에 커플링된 래칭 메카니즘;

하우징의 외부의 밀봉된 팽창성 체임버의 적어도 일부를 한정하는 팽창성 부재; 및

입구, 팽창성 체임버와 유체 교통되는 출구, 및 입구와 출구 사이로 연장되는 채널을 갖는 접근 포트를 포함하는, 연료 분배 시스템에서 사용하기 위한 비상 차단 밸브로서,

여기서 하우징이 밸브 성분의 하부스트림에 배치된 약한 부분을 포함하고, 팽창성 체임버가 약한 부분의 상부스트림의 제1 위치 및 약한 부분의 하부스트림의 제2 위치에서 하우징에 밀봉되며;

비상 차단 밸브가, 예정된 부하가 하우징에 가해지는 경우 연료가 약한 부분을 통해 하우징으로부터 빠져나와 팽창성 체임버 속으로 공급될 수 있는 정도로 하우징의 구조적 보전성이 손상되는 실패 모드를 한정하고;

팽창성 체임버가, 실패 모드가 발생하는 경우, 래칭 메카니즘을 분리시키기 위해 작동할 수 있어서 밸브 성분이 개방 위치로부터 폐쇄 위치로 이동하도록 하는 비상 차단 밸브.
제28항에 있어서, 접근 포트를 밀봉시키기 위한, 입구 내로 삽입할 수 있는 제거 가능한 플러그를 추가로 포함하는 비상 차단 밸브.
제28항에 있어서, 팽창성 체임버 속에 배치된 팽창성 물질을 추가로 포함하 는 비상 차단 밸브.
제30항에 있어서, 팽창성 물질이 알킬스티렌 공중합체인 비상 차단 밸브.
유체 도관;

당해 도관 내에 한정된 부서지기 쉬운 영역;

부서지기 쉬운 영역의 상부스트림의 도관에 작동가능하게 연결된 밸브 부재;

내부에 부서지시 쉬운 영역이 배치된 팽창성 체임버;

팽창성 체임버의 적어도 일부를 한정하는 이동가능한 부재;

입구, 팽창성 체임버와 유체 교통되는 출구, 및 입구와 출구 사이로 연장되는 채널을 갖는 접근 포트; 및

부서지기 쉬운 영역을 통한 유체의 누출에 응답하여 이동가능한 부재의 이동시 밸브를 차단하기 위한 밸브 부재 및 이동가능한 부재에 작동적으로 커플링되는 결합을 포함하는 비상 차단 밸브.
제32항에 있어서, 접근 포트를 밀봉시키기 위한 입구 속으로 삽입할 수 있는 제거 가능한 플러그를 추가로 포함하는 비상 차단 밸브.
제32항에 있어서, 팽창성 체임버 속에 배치된 팽창성 물질을 추가로 포함하는 비상 차단 밸브.
제34항에 있어서, 팽창성 물질이 알킬스티렌 공중합체인 비상 차단 밸브.
예정된 실패 부위를 한정하기 위한 약한 부분을 갖는 하우징; 및

제1 용적으로부터 제1 용적보다 큰 제2 용적으로 팽창될 수 있는, 약한 부분 근처에 배치된 팽창성 물질을 포함하는 비상 차단 밸브.
제36항에 있어서, 사이에 팽창성 체임버[여기서, 팽창성 체임버 내에 팽창성 물질이 배치된다]를 한정하기 위한 약한 부분을 적어도 부분적으로 둘러싸는 팽창성 부재를 추가로 포함하는 비상 차단 밸브.
제36항에 있어서, 밸브 부재를 추가로 포함하고, 여기서 팽창성 물질이 제2 용적으로 팽창되는 경우 팽창성 물질이 밸브 부재에 근접하도록, 밸브 부재를 작동적으로 커플링시키는 밸브 차단 밸브.
제36항에 있어서, 팽창성 물질이, 당해 물질의 적어도 일부가 액체에 의해 접촉되는 경우 제1 용적으로부터 제 용적으로 팽창되는 비상 차단 밸브.
제36항에 있어서, 팽창성 물질이 알킬스티렌 공중합체인 비상 차단 밸브.
연료 분배 시스템에 사용하기 위한 비상 차단 밸브를 제공하고, 여기서 밸브는 내부의 약한 부분을 갖는 하우징, 사이의 팽창성 체임버를 한정하기 위한 약한 부분을 적어도 부분적으로 둘러싸는 팽창성 부재, 및 팽창성 체임버와 유체 교통되는 접근 포트를 포함하고;

접근 포트를 사용하여 팽창성 체임버를 압축시키며;

가압된 후에 체임버 속의 압력을 모니터링함을 포함하는, 비상 차단 밸브의 시험 방법.
제41항에 있어서, 팽창성 체임버를 압축시키는 단계가 체임버를 양성적으로 또는 음성적으로 압축시킴을 포함하는 방법.
제41항에 있어서, 명시된 시간에 걸쳐 체임버 내의 압력 변화를 측정함을 추가로 포함하는 방법.
제43항에 있어서, 측정 단계로부터의 압력 변화가 한계값을 초과하는 경우 팽창성 부재를 대체시킴을 추가로 포함하는 방법.
제41항에 있어서, 언급된 단계들이 수동으로 수행되는 방법.
제41항에 있어서, 언급된 단계들이 조절 시스템에 의해 수행되는 방법.
부서지기 쉬운 영역을 통한 연료 누출을 포착하기 위한 부서지기 쉬운 영역 주변의 팽창성 체임버를 한정하고;

연료와 접촉하는 경우 팽창될 수 있는 팽창성 물질을 체임버 내에 적어도 부분적으로 배치시키며;

적어도 부분적으로 팽창성 물질의 팽창을 사용하여 연료 누출에 반응하여 연료 밸브를 차단시킴을 포함하여, 내부의 부서지기 쉬운 영역을 한정하는 도관을 통한 연료 유동을 차단하는 방법.
체임버의 적어도 일부를 형성하는 팽창성 부재를 갖는 부서지기 쉬운 영역 주변에 체임버를 한정하고;

도관을 통한 연료 유동을 차단하기 위해 체임버 내의 배치된 팽창성 물질의 팽창을 사용함을 포함하여, 내부의 부서지기 쉬운 영역을 한정하는 도관을 통한 연료 유동을 차단하는 방법.
하우징에 대한 힘이 적용되는 경우 연료를 누출[여기서, 누출 연료는 체임버에 작용하는 압력을 변화시킨다]하도록 미리 배치된 하우징의 영역 주변에 배치된 팽창성 체임버; 및

체임버의 상태를 모니터링하기 위한 접근 수단을 포함하는, 밸브 장치의 하우징에 힘을 적용하는 경우 밸브 장치를 통과하하는 통로 내의 연료의 유동을 차단 하기 위한 비상 연료 유동 차단 밸브 장치.