KR20170078839A - 밸브 시트 드레인을 갖는 데류지 밸브 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 물이 채워진 만수(滿水) 입구(210)로부터 습기가 없는 건성 출구(220)까지 유동 경로를 밀봉 및 선택적으로 개방하기 위한 밸브(10)에 관한 것으로, 상기 밸브는 제1 및 제2환형 밸브 시트부(110, 120)에 의해 둘러싸인 밸브 개구(230)를 갖는 밸브 본체(100)를 포함한다. 배수 채널(510, 512)은 제1 및 제2환형 밸브 시트부들(110, 120) 사이의 공간과 연결된다. 플러그(300)는 밸브 개구(230)를 폐쇄하기 위해 개방 상태와 폐쇄 상태 사이에서 변위 가능하게 배치된다. 플러그는 제1환형 밸브 시트부(110)를 밀봉하도록 구성된 제1환형 시일(310) 및 제2환형 밸브 시트부(120)를 밀봉하도록 구성된 제2환형 시일(350)을 구비한다. 제2환형 시일(350)은 가요성(flexible) 시일로 제공됨으로써, 제1환형 시일(310)의 폐쇄 전에 닫히도록 구성된다. 제2환형 시일(350)은 플러그(300)가 폐쇄 상태에 도달할 때 제2환형 밸브 시트부(120)와 접촉하여 가압되도록 탄성적으로 변형되는 것을 특징으로 한다.

Description

밸브 시트 드레인을 갖는 데류지 밸브{DELUGE VALVE WITH VALVE SEAT DRAIN}
본 발명은 밸브에 관한 것으로, 특히 밸브 시트 드레인을 갖는 데류지 밸브에 관한 것이다.
종종 "데류지 밸브"라고 부르는 밸브는, 물이 채워진 만수(滿水) 입구로부터 습기가 없는 건성 출구까지 유동 경로를 밀봉 및 선택적으로 개방하기 위한 용도로 제공되며, 이들은 스프링클러 기반의 화재 진압 시스템 등에 적용되는 것으로 알려져 있다. 데류지 밸브는, 스프링클러 시스템이 작동될 때까지 물이 통과하지 못하도록 하는 역할을 하는 상시 폐쇄 밸브이다.
많은 시스템에서, 데류지 밸브는 상류의 만수 파이프와 스프링클러로 이어지는 하류의 건성 파이프 시스템과의 사이에 장벽을 형성한다. 이러한 구성은 특별한 장점이 있는데, 스프링클러 시스템이 저온에 노출되어 만수 파이프가 동결될 위험에서 벗어날 수 있다는 점이다. 하류 파이프를 건성 상태로 유지하는 경우, 데류지 밸브가 소량의 물이라 하더라도 배출 파이프로 배출하는 것은 용인할 수 없는 것으로 간주되는데, 약간의 누출이 발생할 경우 이러한 데류지 밸브에 대한 신뢰성의 문제가 발생하여 불편하고 비싼 유지 보수 비용을 요구하게 된다.
본 발명의 목적은 만수 입구로부터 습기가 없는 건성 출구까지 유동 경로를 밀봉 및 선택적으로 개방하기 위한 밸브를 제공함으로써, 상기 제기된 문제점을 해결하기 위한 것이다.
본 발명에 따라, 만수 입구로부터 건성 출구까지 유동 경로를 밀봉 및 선택적으로 개방하기 위한 밸브가 제공되며, 상기 밸브는:
(a) 제1환형 밸브 시트부에 의해 둘러싸인 밸브 개구를 갖고, 제1환형 밸브 시트부를 둘러싸는 제2환형 밸브 시트부를 갖는 밸브 본체;를 포함하며, 상기 밸브 본체는 상기 제1 및 제2환형 밸브 시트부들 사이의 공간과 유체 연통되는 하나 이상의 배수 채널을 포함하며, 상기 배수 채널은 밸브 본체 외부로의 유체 배수 경로를 제공하고,
(b) 상기 밸브 개구를 폐쇄하기 위해 개방 상태와 폐쇄 상태 사이에서 변위 가능한 플러그;를 포함하며, 상기 플러그는 제1환형 밸브 시트부를 밀봉하도록 구성된 제1환형 시일(sael) 및 제2환형 밸브 시트부를 밀봉하도록 구성된 제2환형 시일을 구비하고, 상기 제2환형 시일은 가요성(flexible) 시일로 제공됨으로써, 플러그가 개방 상태에서 폐쇄 상태로 변위되는 동안, 제2환형 시일이 제1환형 시일과 제1환형 밸브 시트부 사이에서 접촉하기 전에 제2환형 밸브 시트부를 폐쇄하고, 제2환형 시일은 플러그가 폐쇄 상태에 도달할 때 제2환형 밸브 시트부와 접촉하여 가압되도록 탄성적으로 변형되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 실시예의 또 다른 특징에 따르면, 제2환형 시일은 출구에서의 출구 압력과 배수 채널에서의 배수 압력 사이의 압력 차이가 작용함으로써 제2환형 시일의 제2환형 밸브 시트부에 대한 밀봉을 강화하도록 구성된 외향 플레어 립(outward flaring lip)을 포함한다.
본 발명의 실시예의 또 다른 특징에 따르면, 플러그는 가요성 다이어프램(diaphragm)과 결합되며, 상기 밸브는 다이어프램과 협동하는 커버를 더 포함함으로써, 다이어프램과 커버 사이에서 제어 챔버를 설정하도록 구성된다.
본 발명의 실시예의 또 다른 특징에 따르면, 플러그, 다이어프램, 밸브 본체 및 커버는, 제어 챔버 내의 압력이 입구에서의 압력과 동일할 때, 순 폐쇄력(net closing force)이 작용함으로써 제1환형 시일이 제1환형 밸브 시트부를 폐쇄하도록 구성된다.
본 발명의 실시예의 또 다른 특징에 따르면, 플러그와 다이어프램은 제2환형 밸브 시트부에 대한 제2환형 시일의 폐쇄력이 상기 제어 챔버와 배수 채널 사이의 적어도 압력차의 상관관계에 따라 달라지도록 구성된다.
본 발명에 따라 상기 제기된 문제점의 해결이 가능한, 만수 입구로부터 건성 출구까지 유동 경로를 밀봉 및 선택적으로 개방하기 위한 밸브가 제공된다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 단지 예로서만 기술된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자동 유압식 데류지 밸브의 사시도이다.
도 2a 및 도 2b는 도 1의 자동 유압식 데류지 밸브의 단면도로서, 각각 폐쇄 상태 및 개방 상태의 플러그를 도시한다.
도 3은 도 1의 밸브의 밸브 본체에 대한 평면도로서, 도 2a에 도시된 III-III 라인을 따라 절단된 단면도이다.
도 4a는 도 2와 유사한 단면도로서, 제어 챔버 내에 압력이 작용하고 있는 상태에서 밸브의 플러그-다이어프램 어셈블리에 대한 여러 영역을 도시하고 있다.
도 4b는 도 4a의 일부 영역에 대한 확대도이다.
도 5a는 도 4b의 일부 영역에 대한 추가 확대도로서, 플러그가 밸브 시트를 폐쇄함에 따라 나타나는 플러그의 일부 영역에 대한 순차적인 변형 상태를 도시한다.
도 5b는 도 5a와 유사한 단면도로서, 이중 시일로 구성된 밸브 시트의 변형 실시예를 도시한다.
도 6은 도 5a와 유사한 단면도로서, 대안적인 구성을 가진 밸브 시트를 도시한다.
도 7a는 도 6의 대안적인 구성을 가진 밸브 시트에 따른 도 3과 유사한 밸브 본체의 평면도이다.
도 7b는 도 3과 유사한 부분도로서, 대안적인 구성을 가진 밸브 본체의 배수구를 도시한다.
도 8은 도 4b와 유사한 단면도로서, 본 발명의 대안적인 실시예를 도시한다.
본 발명은 만수 입구로부터 건성 출구까지 유동 경로를 밀봉 및 선택적으로 개방하기 위한 밸브에 관한 것이다.
본 발명에 따른 밸브의 원리 및 작동은 첨부된 도면 및 설명을 참조하여 더 잘 이해될 수 있다.
이제 도면을 참조하면, 도 1 내지 도 8은 만수 입구(상류 포트)(210)로부터 건성 출구(하류 포트)(220)까지 유동 경로를 밀봉 및 선택적으로 개방하기 위한, 본 발명의 실시예에 따라 구성되고 작동되는 밸브(10)를 도시한다. 일반적으로, 밸브(10)는 제1환형 밸브 시트부(110)에 의해 둘러싸인 밸브 개구(밸브 시트 보어)(230)를 가지며, 제1환형 밸브 시트부(110)를 둘러싸는 제2환형 밸브 시트부(120)를 갖는다. 밸브 본체(100)는 제1 및 제2 환형 밸브 시트부(110, 120) 사이의 공간과 유체 연통되는 적어도 하나의 배수 채널(여기서는 배수구[510]로 도시됨)을 포함한다. 배수 채널은 일반적으로 배수 도관(500)을 통해 밸브 본체(100)의 외부로 향하는 유체 배수 경로를 제공한다. 플러그(300)는 개방 상태(도 2b)와 폐쇄 상태(도 2a) 사이에서 변위 가능함으로써, 밸브 개구(230)를 폐쇄할 수 있도록 구성된다. 플러그(300)는 제1환형 밸브 시트부(110)를 밀봉하도록 구성된 제1환형 시일(310) 및 제2환형 밸브 시트부(120)를 밀봉하도록 구성된 제2환형 시일(350)을 갖는다. 제2환형 시일(350)은 가요성 시일로 제공됨으로써, 플러그가 개방 상태에서 폐쇄 상태로 변위되는 동안, 제1환형 시일(310)과 제1환형 밸브 시트부(110) 사이에서 접촉하기 전에 제2환형 시일(350)이 제2환형 밸브 시트부(120)를 폐쇄하도록 구성된다. 제2환형 시일(350)은 플러그(300)가 폐쇄 상태에 도달할 때, 제2환형 밸브 시트부(120)와 접촉하여 가압되도록 탄성 변형됨으로써, 제1환형 시일(310)이 제1환형 밸브 시트부(110)를 밀봉하도록 구성된다.
상기 장치는, 플러그(300)의 폐쇄 운동이 완료되기 전에 외부 시일이 닫히고, 두 개의 시일 사이의 공간으로부터 배수가 제공됨으로써, 입구(210)로부터 출구(220)로의 바람직하지 않은 물의 누설에 대해 크게 향상된 보호 기능을 제공한다. 구체적으로, 플러그(300)가 입구 압력의 스파이크에 의해 순간적으로 들어 올려지면, 개방 운동은 통상적으로 제2시일에 영향을 미치기에 충분하지 않으므로, 플러그가 정상 밀봉 위치로 복귀할 때 시일 사이에 포획되는 물은 하류 파이프에 도달하지 않고 배수구(510)를 통과한다. 마찬가지로, 제1시일에 갇혀 누출을 느리게 할 수 있는 찌꺼기 또는 부스러기는 단지 시일 사이의 공간으로 물의 침투를 유발할 뿐으로, 이들은 하류 파이프에 도달하지 않고 배수구(510)를 통해 배출되도록 구성된다. 본 발명의 이러한 및 또 다른 이점은 다음의 도면 및 설명을 참조로 더 잘 이해될 것이다.
본 발명이 적용되는 주요 실시예로서, 본 명세서 전반에 걸쳐 가압 유체로서의 물과 물의 하류 목적지로서의 스프링클러 시스템에 대해 참조가 이루어질 것이다그러나 본 발명은 이러한 실시예로만 제한되지 않으며, 파이프의 액체로 충전된 습성 경로와 건성 경로 사이에서 밸브의 경계가 설정되는 다른 응용 범위에서도 유용함을 인지할 수 있을 것이다.
이제 본 발명의 특정한 바람직한 실시예의 특징을 보다 상세하게 설명하면, 제2환형 시일(350)은 바람직하게는 외향 플레어 립(outward flaring lip, 또는 체크 립[check lip]으로도 부름)으로 구성됨으로써, 출구(220)에서의 출구 압력과 배수 채널(500)에서의 배수 압력 사이의 압력차가 작용하여 제2환형 밸브 시트부(120)에 대한 제2환형 시일(350)의 밀봉을 강화시키도록 구성된다. 여기서 플레어(flared)라는 용어는 외측 연장되는 한편, 아래쪽으로 연장되는 구조를 의미하는데, 도시에서 제2시일(350)의 립이 플러그로부터 바깥쪽으로 및 아래쪽으로 연장되는 구성과 대응된다. 본 명세서에 도시된 주요 실시예에서, 이완된 상태의 이러한 립은 제1환형 시일(310)의 레벨 아래쪽으로 연장됨으로써, 양쪽 밸브 시트부들이 공통 평면에 놓일 때, 제1환형 시일(310)의 폐쇄 전에 제2시일(350)이 제2환형 밸브 시트부(120)와 접촉하도록 구성된다. 밸브 시트부가 계단형 또는 다른 형태를 갖는 다른 경우에는, 제2시일(350)이 제1환형 시일(310)보다 동일한 레벨을 갖거나 또는 몇몇 경우에 더 높은 레벨을 갖는 곳에서도 원하는 폐쇄 기능을 구현할 수 있도록 구성된다.
플레어 립을 시일(350)의 적어도 일부로 사용하는 것은 다양한 이유가 있다. 우선, 립은 바람직하게는 엘라스토머 재료로 형성되어 시일이 가요성을 갖추도록 함으로써, 플러그가 폐쇄 단부 위치에 도달하기 전에 시일을 폐쇄시킨 다음, 탄성 변형을 겪음으로써 나머지 동작을 흡수하도록 구성된다. 립의 가요성은 바람직하게는 립의 루트(root), 플러그의 하부면에 환형 리세스(330)가 제공됨으로써 향상된다. 이러한 환형 리세스는 또한, 제1환형 시일(310)의 주변 둘레에 연속 채널을 형성함으로써, 시일 사이로 물을 통과시켜 이들이 배수구(510)에 도달할 수 있게 작용한다.
립의 또 다른 바람직한 기능은 출구 파이프 라인의 배압을 이용하여 밸브의 밀봉을 향상시키는 것이다. 스프링클러 시스템의 건성 공기가 채워진 파이프는 일반적으로 약간 높은 공기 압력으로 유지됨으로써, 시스템의 스프링클러 헤드의 개방이 공기 압력 강하에 의해 감지될 수 있도록 구성된다. 이러한 공기압은 립의 상부 측에 작용하는 반면, 립의 하부 측은 배수 도관(500) 및 배수구(510)를 통해 대기압에 노출된다. 이러한 압력차는 제2환형 밸브 시트부(120)에 대한 립의 접촉력을 더욱 강화시킴으로써, 이에 따라 밀봉을 더욱 강화시키도록 구성된다.
본원에 도시된 본 발명의 특히 바람직한 구현 예에서는 유압 제어 밸브가 제공되며, 이러한 유압 제어 밸브는 밸브의 폐쇄가 제어 챔버 내의 압력에 의해 달성되고 유지되도록 구성된다. 본원에 도시된 바람직한 구현 예에서, 플러그(300)는 가요성 다이어프램(diaphragm, 400)과 공조하도록 구성된다. 다이어프램(400)은 플러그(300)에 부착될 수 있거나, 도시된 바와 같이 플러그(300)의 주요 부분이 엘라스토머 물질로 형성되는 등 플러그와 일체화되도록 구성될 수도 있다. 엘라스토머로 형성되는 경우, 플러그(300)의 본체 부분은 상대적으로 비-가요성을 갖도록 선택되는 것이 바람직한데, 그래야만 밸브 개구(230)에 대한 밀봉 기능을 신뢰성 있게 수행할 수 있기 때문이다. 부가적으로 또는 대안적으로, 엘라스토머 본체 내에 강성 코어(308)(금속, 세라믹 또는 기타)를 포함시킴으로써, 추가의 강성이 플러그(300)의 본체에 선택적으로 부여될 수도 있다. 다이어프램(400)의 외주면은 바람직하게는 예컨대 밸브 본체와 커버 사이에 형성된 대응 채널에 맞물려 밀봉되는 두터운 주변부 비드(452)에 의해, 밸브 본체(100)와 커버(200)의 사이에서 고정된다.
밸브(10)는 또한, 다이어프램(400)과 동조하는 커버(200)를 포함하며, 이에 의해 다이어프램(400)과 커버(200)의 사이에서 제어 챔버(250)가 설정되도록 구성된다. 가장 바람직하게는, 플러그(300), 다이어프램(400), 밸브 본체(100) 및 커버(200)는 제어 챔버 내의 압력이 입구에서의 압력과 같을 때, 순폐쇄력이 작용함으로써 제1환형 시일이 제1환형 밸브 시트부를 폐쇄하도록 구성된다. 이러한 결과를 얻기 위해, 입구 압력이 작용하는 표면적의 균형에 대해 아래에서 더 자세히 설명한다. 이에 대해서는, 도 2a 및 2b에 개략적으로 도시된 바와 같은 특히 간단한 제어 장치가 제공된다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 밸브(10)의 정상 폐쇄 상태에서, 압력 공급기(260)로부터의 압력은 파일럿 밸브(262)를 거쳐 제어 챔버 포트(264)로 전달된다. 이 상태에서, 입구(210) 및 제어 챔버(250)의 균등한 압력이 다이어프램 상에 작용하며, 다이어프램은 후술하는 바와 같이 플러그(300)에 순폐쇄력을 가한다. 파일럿 밸브(262)가 도 2b의 상태로 전환되면, 제어 챔버(250) 내의 압력은 압력 공급기(260)로부터 차단되고 대기압 상태의 드레인으로 개방됨으로써, 입구 압력이 플러그(300)의 하부 표면에 작용하여 도 2b의 개방 위치 쪽으로 변위시키도록 구성된다.
본 발명의 특정 실시예의 또 다른 특히 바람직한 특징은, 제2환형 밸브 시트 부(120)에 대한 제2환형 시일(350)의 폐쇄력이 제어 챔버(250)와 배수구(510) 사이의 적어도 압력차의 상관관계에 따라 달라진다는 것이다. 특히, 도 2a 내지 도 4b의 특히 바람직하지만 비제한적인 구현예에서, 엘라스토머 물질로 이루어진 연속 주변부(302)가 플러그(300) 주위에서 연장되도록 제공됨으로써, 다이어프램(400)의 루트에서 플러그(300)의 상부 주변부(304)와 제2환형 시일(350)의 사이에 연속 브리지를 형성하도록 구성된다. 주변부(302)는 상부 주변부(304)와 환형 채널(330) 내의 압력(대기압) 사이의 압력차에 따라 전단 변형을 겪게 됨으로써, 접촉 압력이 향상되는 한편 제2시일(350)이 제2환형 밸브 시트부(120)와 일치화되도록 구성된다. 선택적으로, 다이어프램(400)의 루트 바로 안쪽으로 플러그(300) 둘레로 연장되는 상부 환형 리세스(306)는 전단 변형에 대한 주변부(302)의 저항을 줄이는 데 도움을 주는 역할을 함으로써, 시일(350)이 독립적인 밀봉재로 기능할 수 있도록 하는 역할을 한다. 특정 실시예(도시되지 않음)에서, 환형 리세스(330 및 306)는 플러그(350)의 대향하는 상부/하부 측면으로부터 보다 깊은 형태의 리세스로 구현됨으로써, 플러그(350)의 주요 부분에 대한 주변부(302)의 축 방향 이동성을 추가로 증가시키도록 구성될 수 있다.
배수구(510) 및 배수 도관(500)은 소량의 물을 배출하는 역할을 하며, 이들은 제1밸브 시트(110)의 시일을 관통하여 두 시일 사이의 대기압권 영역에 도달함으로써, 배수구(520)를 통해 방출되도록 구성된다. 제2밸브 시트(120)의 밀봉에 의해, 물이 스프링클러 시스템의 건성 파이프로 침입하는 것을 방지하는 한편, 압축 공기가 배수구로 역류하는 것을 방지하도록 구성된다. 선택적으로, 배수구(520)는 경보 시스템(미도시)에 연결됨으로써, 밸브(10)의 개방시 배수구(510)를 통해 나가는 물의 유동에 의해 효과적으로 경보 시스템을 작동시키도록 구성될 수 있다.
또한, 도 4a 및 도 4b는 밸브 내의 액체 압력에 의해 힘이 가해지는 플러그(300) 및 다이어프램(400)의 다양한 영역을 도시한다. 전술한 바와 같이, 도 2a의 상시 폐쇄 상태에서, 제어 챔버(250) 내의 압력은 입구 압력과 동일하게 유지된다. 밸브 개구(230)는 제1내경(D1)을 가지며, 도 4a 및 도 4b에 도시된 제1내경(D1)은 플러그(300)와 대응되는 원형 영역(A1)에 대한 직경으로 표시되어 있다. 동일한 압력이 플러그(300)의 위아래에서 동일한 영역(A1)에 작용하기 때문에, 이들 영역에 가해지는 압력으로부터 유발된 힘은 상쇄된다.
또한, 이들 도면에는 제1환형 시일(310)의 최외각에 대응되는 제2내경(D2) 및 플러그 본체(300)의 최외각에 대응되는 제3내경(D3)이 도시되어 있다. 제2환형 영역(A2)은 D1 및 D2의 직경 원들 사이에 놓이는 환형 영역에 의해 정의되며, 제3환형 영역(A3)은 D2 및 D3의 직경 원들 사이에 놓이는 환형 영역에 의해 정의된다. 제2환형 영역(A2)에 작용하는 제어 챔버(250) 내의 유체 압력은 플러그(300) 상에 순폐쇄력을 발생시켜, 제1환형 시일(310)이 대응되는 제1환형 시트부(110)를 가압함으로써, 밸브를 폐쇄 및 밀봉 상태로 유지시킨다. 제3환형 영역(A3)에 작용하는 제어 챔버(250)의 유체 압력은 플러그(300)의 주변부(302)에 작용하는데, 배수 채널 내의 대기압에 의해서만 대립되며, 이에 따라 주변부(302)에서 전단 변형을 발생시켜 제2환형 시일(350)이 제2환형 시트부(120)를 기밀 폐쇄하도록 구성된다. 플러그 본체와 주변부의 전단 효과 사이의 영역(A3)에 대한 압력에서 나온 세분화된 힘은 엘라스토머의 탄성 특성 및 플러그의 구조(예를 들어, 환형 리세스[330 및 306]의 깊이)에 따라 달라지며, 원하는 특성에 따라 조정될 수 있다는 점은 당해 분야의 숙련자에게 명백할 것이다. 그러나, 제2환형 시일(350)은 제1시일(310)이 시트와 접촉하기 전에, 제2시일(350)의 폐쇄를 허용하기에 충분한 이동성을 갖는 정도까지 제1환형 시일(310)과 어느 정도 "독립적"으로 유지되는 한편, 제1시일(310)이 불완전하거나 약간 개방되더라도 제2시일(350)의 밀봉을 유지할 수 있다는 점은 본 발명의 특정 실시예의 특히 바람직한 특징이다.(이러한 이동성을 제공하기 위해, 플러그[300]의 임의의 강성 코어[308]는 바람직하게는 제2내경[D2] 이내로 제한된다.) 이러한 독립적인 기능과 관련된 이동성은, 일반적으로 제2환형 시일(350)의 밀봉을 향상시키도록 특별히 관련된 영역(A3)에 대한 압력으로부터 나온 상당한 비율의 힘을 유도한다.
도 5a는 밸브의 최종 폐쇄 단계 동안, 플러그(300)의 순차적 위치 및 단계적으로 변형된 형상에 대해 하나의 도면상에 개략적으로 도시한다. 이러한 연속적인 위치 및 형상은 플러그(300)의 부분 윤곽선에 의해 "A", "B" 및 "C"로 표시된 3개의 상태로 개략 도시된다. 상태 "A"는, 제1환형 시일(310)이 제1환형 밸브 시트부(110)에 접촉하기 전에, 하향 연장된 제2환형 시일(350)이 제2밸브 시트부(120)와 접촉하는 지점에서 순간적으로 발생한다. 이 위치에서, 출구(220)로의 유동 흐름은 이미 차단되어 있다. 플러그(300)의 하부에 작용하는 압력은 배수구(510)를 거쳐 배수에 의해 대기로 감소됨으로써, 플러그(300)를 폐쇄하기 위한 지속적인 순폐쇄력을 보장하도록 구성된다.
플러그(300)의 움직임이 지속됨에 따라, 위치 "B"에서, 제1환형 시일(310)은 제1환형 시트부(110)과 접촉하여 유입구(210)로부터 배수구(510)로의 유동을 밀봉함으로써, 배수구(510) 및 리세스(330) 아래의 대응되는 환형 누수-수집 채널 둘레의 압력이 대기압으로 떨어지고, 주변부(302)에서 하방으로 작용하는 압력차는 증가되도록 구성된다. 이에 따라, 시일(350)의 립을 더욱 평탄하게 하여, 밸브 시트부(120)에 대해 더욱 단단히 가압함으로써 "C"로 표시된 상태가 된다. 하류 포트(220)에 연결된 건성 파이프에 존재하는 압축 공기의 압력에 의해 추가적인 밀봉력이 가해짐으로써, 밀봉이 더욱 강화되도록 구성된다.
지금까지 예시된 바람직한 실시예에서, 제1환형 밸브 시트부(110) 및 제2환형 밸브 시트부(120)는 바람직하게는 평평한 공동 평면으로 구현될 수 있으며, 이들은 배수구(510)에 의해 차단된 상이한 영역을 가진 단일의 인접한 평판 밸브 시트일 수 있다. 이 경우, 제1시일(310)의 폐쇄 전에 제2시일(350)의 폐쇄는, 제2시일(350)을 플러그(300)의 나머지 레벨로부터 하방으로 연장되도록 구현함으로써 달성된다. 그러나, 제2시일(350)이 제1시일(310)과 동일한 레벨 또는 이보다 더 높은 레벨을 갖도록 밸브 시트의 형상을 변경함으로써도 유사한 효과가 달성될 수 있음이 인지되어야 한다. 하나의 비제한적인 예로써, 도 5b는 도 5a와 유사한 도면을 도시하고 있으며, 여기서 제2환형 밸브 시트부(120)는 제1시트부(110)와 제2시트부(120) 사이의 단차(122) 제공에 의해 상승하여 있다. 이 경우, 제1시일(310)의 접촉 이전에 필요한 제2시일(350)의 접촉 순서는, 제1시일(310)과 동일한 레벨에 있는 제2시일(350)의 립을 사용하여 달성될 수 있으나, 제1환형 시일(310)의 접촉 이전에 "A" 위치에서, 대응되는 상승된 밸브 시트 접촉면(120)과 접촉하도록 구성된다. 밸브의 구조와 기능은 변경되지 않는다.
다음으로, 도 6에 도시된 바와 같이, 밸브의 폐쇄 상태에서, 바람직하게는 제1환형 시일(310)과 제2환형 시일(350) 사이에서 밸브 시트의 전체 둘레 주위로 연장되는 연속 환형 채널이 제공됨으로써, 시일 사이에서 대기압 영역에 도달하는 물이 배수구(510)로 배출되도록 구성된다. 일부 경우에 있어서, 이러한 채널은 플러그(300)의 환형 리세스(330)로만 제공되어, 연속적인 평평한 형태로 구성된 밸브 시트 표면을 폐쇄하도록 구성된다. 대안적으로, 도 6 및 7a에 도시된 바와 같이, 채널은 밸브 시트 표면 내로 절단된 슬롯(124)에 의해 적어도 부분적으로 형성될 수 있으며, 시트부들(110 및 120) 사이에서 세분화된다. 선택적으로, 슬롯(124)이 제공되는 경우, 플러그(300)는 환형 리세스(330)가 없이도 구현될 수 있다. 배수구(510)는 일반적으로 슬롯(124)의 기저부로부터 배수 도관(500) 및 밸브 본체(100)를 거쳐 연장된다.
다음으로, 도 7b에 도시된 바와 같이, 일련의 격리된 배수구(510)로 도시되었지만, 배수 채널은 예컨데, 세장형 슬롯(512)과 같은 다양하고 상이한 형태로 동일하게 구현될 수 있으며, 일반적으로 제1 및 제2시트부(110, 120) 사이 공간의 형상을 따라 아치형으로 형성되는 한편, 배수 도관(500)과 유체 연통을 형성하도록 본체(100)를 거쳐 연장되도록 구성된다.
전술한 바와 같은 특정의 특히 바람직한 실시예에서, 제어 챔버(250)와 배수 도관(500) 사이의 압력차는, 특히 플러그(300)의 외주부(302)를 거쳐 전달되는 압축력 또는 전단 변형을 통해, 제2시일(350)의 제2밸브 시트부(120) 상에 대한 접촉 압력에 직접적으로 기여하도록 구성된다. 그러나, 이 기능이 반드시 필요한 것은 아니다. 예로서, 도 8은 제2시일(350)과 다이어프램(400)의 루트가 플러그(300) 본체에 개별적으로 연결되는 변형예를 도시하며, 여기서는 제어 챔버(250)로부터 제2시일(350)로 압축력 또는 전단 변형을 전달하기 위한 풀 브리지 형태의 엘라스토머가 삽입되어 있지 않다. 이러한 실시 예에서, 제2시일(350)의 밀봉은 제1시일(310)이 제1밸브 시트부(110)에 접촉하기 전에, 제2밸브 시트부(120)와 접촉하는 방식의 사전 형성된 탄성 바이어스에 의해 달성된다. 출구(220)에 연결된 파이프에서 발견된 압축 공기의 압력은 출구 파이프 내의 압축 공기 압력과 배수 도관(500)에서 발견되는 대기압 사이의 압력차에 대응되는 힘으로 립을 추가로 가압하도록 구성된다.
상기 설명은 단지 예로서 제공되는 것으로 의도되며, 많은 종류의 상이한 실시예들이 첨부된 청구 범위에서 정의된 본 발명의 범위 내에서 가능하다는 것을 이해될 것이다.

Claims (5)

  1. 물이 채워진 만수(滿水) 입구로부터 습기가 없는 건성 출구까지 유동 경로를 밀봉 및 선택적으로 개방하기 위한 밸브에 있어서, 상기 밸브는:
    (a) 제1환형 밸브 시트부에 의해 둘러싸인 밸브 개구를 갖고, 제1환형 밸브 시트부를 둘러싸는 제2환형 밸브 시트부를 갖는 밸브 본체;를 포함하며, 상기 밸브 본체는 상기 제1 및 제2환형 밸브 시트부들 사이의 공간과 유체 연통되는 하나 이상의 배수 채널을 포함하며, 상기 배수 채널은 밸브 본체 외부로의 유체 배수 경로를 제공하고,
    (b) 상기 밸브 개구를 폐쇄하기 위해 개방 상태와 폐쇄 상태 사이에서 변위 가능한 플러그;를 포함하며, 상기 플러그는 제1환형 밸브 시트부를 밀봉하도록 구성된 제1환형 시일(sael) 및 제2환형 밸브 시트부를 밀봉하도록 구성된 제2환형 시일을 구비하고,
    상기 제2환형 시일은 가요성(flexible) 시일로 제공됨으로써, 플러그가 개방 상태에서 폐쇄 상태로 변위되는 동안, 제2환형 시일이 제1환형 시일과 제1환형 밸브 시트부 사이에서 접촉하기 전에 제2환형 밸브 시트부를 폐쇄하고, 제2환형 시일은 플러그가 폐쇄 상태에 도달할 때 제2환형 밸브 시트부와 접촉하여 가압되도록 탄성적으로 변형되는 것을 특징으로 하는
    유동 경로를 밀봉 및 선택적으로 개방하기 위한 밸브.
  2. 제1항에 있어서,
    제2환형 시일은 출구에서의 출구 압력과 배수 채널에서의 배수 압력 사이의 압력 차이가 작용함으로써 제2환형 시일의 제2환형 밸브 시트부에 대한 밀봉을 강화하도록 구성된 외향 플레어 립(outward flaring lip)을 포함하는 것을 특징으로 하는
    유동 경로를 밀봉 및 선택적으로 개방하기 위한 밸브.
  3. 제1항에 있어서,
    플러그는 가요성 다이어프램(diaphragm)과 결합되며, 상기 밸브는 다이어프램과 협동하는 커버를 더 포함함으로써, 다이어프램과 커버 사이에서 제어 챔버가 설정되도록 구성되는 것을 특징으로 하는
    유동 경로를 밀봉 및 선택적으로 개방하기 위한 밸브.
  4. 제3항에 있어서,
    플러그, 다이어프램, 밸브 본체 및 커버는, 제어 챔버 내의 압력이 입구에서의 압력과 동일할 때, 순 폐쇄력(net closing force)이 작용함으로써 제1환형 시일이 제1환형 밸브 시트부를 폐쇄하도록 구성되는 것을 특징으로 하는
    유동 경로를 밀봉 및 선택적으로 개방하기 위한 밸브.
  5. 제4항에 있어서,
    플러그와 다이어프램은, 제2환형 밸브 시트부에 대한 제2환형 시일의 폐쇄력이 상기 제어 챔버와 배수 채널 사이의 적어도 압력차의 상관관계에 따라 달라지도록 구성되는 것을 특징으로 하는
    유동 경로를 밀봉 및 선택적으로 개방하기 위한 밸브.
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