KR20220038519A - 로크아웃 표지 장치 및 밸브 - Google Patents

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Abstract

개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 밸브 하우징 내의 밸브 작동기(34)를 작동시키기 위해 작동 축(Y) 주위로 이동 가능한 밸브 하우징(18) 및 핸들(40)을 포함하는 밸브 조립체(10). 핸들은 제1 개구(46)를 갖고 밸브 하우징은 제2 개구(44)를 갖는다. 밸브 작동기가 폐쇄 위치에 있을 때, 제1 개구는 밸브 작동기가 폐쇄 위치로부터 개방 위치로 이동하는 것을 방지하는 로크아웃 부재(50)의 수용을 가능하게 하도록 제2 개구와 정렬된다.

Description

로크아웃 표지 장치 및 밸브 {LOCKOUT TAGOUT DEVICE AND VALVE}
본 발명은 일반적으로 로크아웃 표지(lockout tagout) 장치에 관한 것으로, 더 구체적으로 밸브용 로크아웃 표지 장치에 관한 것이다.
로크아웃 표지 장치는 화학, 유압, 공압 또는 열 중 어느 것이든 위험한 에너지 소스의 방출을 방지하기 위해 예를 들어 유지 보수 중 기계의 구성요소에 대한 접근을 로크아웃하기 위해 다양한 용도에 사용된다. 로크아웃 이후, 경고 태그가 사용되어 제어되는 에너지 격리 구성요소 및 기계가 태그가 제거되고 구성요소가 로크 해제될 때까지 동작될 수 없다는 것을 나타낸다. 그러한 용도 중 하나는 반도체 제조 기계일 수 있으며, 여기서 구성요소는 기계로, 기계로부터 또는 기계 내부에서의 가스 또는 액체의 유동을 제어하는 밸브일 수 있다. 유지 보수 중에는 밸브가 폐쇄되고 라인이 분리되거나 퍼지되어 위험한 에너지 내용물을 제거할 수 있다.
일부 기존 로크아웃 표지 장치에는 특정 용도와 관련된 다수의 단점, 결점 및 불리한 점이 있다. 예를 들어, 밸브 용도의 경우 밸브는 로크아웃 표지를 용이하게 하기 위해 추가 하드웨어가 필요할 수 있다. 일부 용도에서는 밸브가 개방 위치에서만 로크아웃될 수 있다. 따라서, 이 분야의 기술에는 추가적인 기여에 대한 필요성이 존재한다.
본 발명은 밸브 조립체의 구조에 통합되어 밸브 조립체가 폐쇄 위치에서 로크아웃될 수 있게 하는 로크아웃 표지 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 양태에 따르면, 밸브 조립체는 밸브 하우징; 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 밸브 하우징 내의 밸브 작동기를 작동시키기 위해 작동 축을 중심으로 이동 가능한 핸들을 포함한다. 핸들은 제1 개구를 갖고 밸브 하우징은 제2 개구를 갖는다. 밸브 작동기가 폐쇄 위치에 있을 때, 제1 개구는 제2 개구와 정렬되어 밸브 작동기가 폐쇄 위치로부터 개방 위치로 이동하는 것을 방지하는 로크아웃 부재를 수용할 수 있게 한다.
본 발명의 실시예는 다음의 추가적인 특징 중 하나 이상을 개별적으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.
밸브 작동기가 개방 위치에 있을 때, 제1 개구는 제2 개구와의 정렬을 벗어날 수 있다.
제1 및 제2 개구는 작동 축에 대해 횡방향으로 연장될 수 있다.
제1 및 제2 개구는 작동 축에 수직으로 배향될 수 있다.
제1 및 제2 개구는 작동 축에 수직인 수평 평면에 대해 0이 아닌 각도로 배향될 수 있다.
0이 아닌 각도는 약 2.5 내지 3 도일 수 있다.
밸브 작동기는 다회전 작동기일 수 있다.
밸브 조립체는 핸들의 이동에 응답하여 핸들에 대해 활주 가능하게 이동하도록 구성된 표시기 스템을 더 포함할 수 있다. 표시기 스템은 제3 개구를 가질 수 있다. 밸브 작동기가 폐쇄 위치에 있을 때, 제1 개구는 제3 개구와 정렬하여 폐쇄 위치로부터 개방 위치로의 밸브 작동기의 이동을 방지하도록 로크아웃 부재의 수용을 가능하게 할 수 있다.
밸브 작동기가 개방 위치에 있을 때, 제1 개구는 제3 개구와의 정렬을 벗어날 수 있다.
밸브 작동기가 개방 위치에 있을 때, 제1 및 제2 개구는 제3 개구와의 정렬을 벗어날 수 있다.
밸브 작동기가 개방 위치에 있을 때, 제1 개구는 제2 개구와의 정렬을 벗어날 수 있다.
표시기 스템은 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 밸브 작동기를 작동시키기 위해 핸들이 이동할 때 핸들의 벽에서 수직으로 연장되는 개구를 통해 활주되는 캠을 가질 수 있다.
핸들은 핸들의 대향 측면들에 한 쌍의 제1 개구를 가질 수 있고 밸브 하우징은 밸브 하우징의 대향 측면들에 한 쌍의 제2 개구를 가질 수 있다. 밸브 작동기가 폐쇄 위치에 있을 때, 한 쌍의 제1 개구, 한 쌍의 제2 개구 및 제3 개구는 로크아웃 부재의 수용을 가능하게 하도록 정렬될 수 있다.
제1 개구는 밸브 작동기가 폐쇄 위치에 있을 때 작동 축을 중심으로 제2 개구와 각도 정렬될 수 있다.
밸브 작동기가 개방 위치에 있을 때 제1 개구의 위치는 밸브 작동기가 폐쇄 위치에 있을 때 제1 개구의 위치로부터 90 도 떨어져있을 수 있다.
제1 개구는 밸브 작동기가 폐쇄 위치에 있을 때 작동 축을 따라 제2 개구와 축방향으로 정렬될 수 있다.
밸브 작동기가 개방 위치에 있을 때, 제1 개구는 작동 축을 따라 제2 개구 축방향 위에 있을 수 있다.
밸브 작동기는 1/4 회전 작동기일 수 있다.
다른 특징으로서, 밸브 조립체는 밸브 작동기가 폐쇄 위치에 있을 때만 로크아웃될 수 있다.
본 발명의 앞서 설명한 특징 및 다른 특징은 이후 첨부 도면을 참조하여 더 상세히 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 예시적인 밸브 조립체의 사시도이다.
도 2는 도 1의 밸브 조립체의 우측 단부도이다.
도 3은 개방 위치에 있는 밸브 조립체를 도시하는 도 2의 선 3-3에서 본 도 1의 밸브 조립체의 단면도이다.
도 4는 밸브 조립체가 폐쇄 위치에 있는 도 2의 선 3-3에서 본 도 1의 밸브 조립체의 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 다른 예시적인 밸브 조립체의 정면도이다.
도 6은 도 5의 밸브 조립체의 우측 단부도이다.
도 7은 도 6의 선 7-7에서 본 도 5의 밸브 조립체의 단면도이고, 개방 위치에 있는 밸브 조립체를 도시한다.
도 8은 도 6의 선 7-7에서 본, 밸브 조립체가 폐쇄 위치에 있는 도 5의 밸브 조립체의 단면도이다.
본 발명이 많은 상이한 형태를 취할 수 있지만, 본 발명의 원리의 이해를 촉진하기 위해, 도면에 도시된 실시예에 대한 참조가 이루어질 것이며, 이를 설명하기 위해 특정 언어가 사용될 것이다. 그럼에도 불구하고, 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 것은 아님을 이해할 수 있을 것이다. 본 발명이 관련된 분야의 통상의 지식을 가진 자는 설명된 실시예에 대한 임의의 변경 및 추가 수정, 및 본원에 설명된 바와 같은 본 발명의 원리의 임의의 추가 응용을 일반적으로 안출할 수 있는 것으로 고려된다.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 일 양태에 따른 예시적인 밸브 조립체(10) 및 로크아웃 표지 장치(12)를 도시한다. 도시된 밸브 조립체(10)는 반도체 제조 용도에서 요구되는 것과 같은 고순도 가스/유체 시스템에 적절한 격막 유형 밸브를 포함한다. 알 수 있는 바와 같이, 밸브 조립체(10) 및 로크아웃 표지 장치(12)는 도 1 내지 도 4에 도시된 특정 구성에 제한되지 않으며, 다른 실시예가 고려된다. 예를 들어, 로크아웃 표지 장치(12)는 밸브 이외의 구성요소와 관련하여 뿐만 아니라 다른 유형의 밸브 조립체와 함께 사용될 수 있다. 또한, 도시된 밸브 조립체(10)가 수동으로 작동되지만, 밸브 조립체(10)는 예를 들어 전기, 공압 및/또는 유압을 포함하는 다른 또는 추가적인 유형의 작동에 의해 제어될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다.
밸브 조립체(10)는 대체로 길이방향 축(X)을 따르는 입구 포트 튜브(20) 및 출구 포트 튜브(22) 및 대체로 수직 축(Y)을 따르는 중심 본체(26)를 갖는 밸브 하우징(18)을 포함한다. 중심 본체(26)는 밸브 작동기(34)가 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 밸브 조립체(10)를 각각 폐쇄하고 개방하기 위해 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 이동하도록 지지되는 밸브 챔버(30)를 포함한다. 핸들(40)은 밸브 작동기(34)를 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 이동시키기 위해 밸브 작동기(34)에 결합된다. 표시기 스템(38)은 차례로 핸들(40)의 이동에 응답하여 핸들(40)에 대해 활주 이동하도록 구성된다. 밸브 하우징(18), 핸들(40), 및 표시기 스템(38)은 핸들(40)의 회전에 의해 정렬 상태로 또는 정렬 상태를 벗어나도록 이동 가능한 각각의 개구(44, 46, 48)를 갖는다. 아래에서 보다 상세히 설명되는 바와 같이, 밸브 작동기(34)를 폐쇄 위치로 이동시키도록 핸들(40)을 회전시키면 개구(44, 46, 48)를 정렬 상태로 이동시키는 효과가 있다. 이러한 폐쇄 상태에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 로크(50)와 같은 로크아웃 부재가 예를 들어 그 유지 보수 동안 밸브 조립체(10)로의 예기치 않은 또는 인가되지 않은 접근을 방지하기 위해 개구(44, 46, 48)를 통해 삽입될 수 있다(필요시 표지됨). 한편, 밸브 작동기(34)를 임의의 다양한 개방 위치로 이동시키도록 핸들(40)을 회전시키면 개구(44, 46, 48)를 정렬로부터 이동시키는 효과가 있다. 이러한 개방 상태에서, 예를 들어 도 4에 도시된 바와 같이, 밸브 조립체(10)는 로크아웃될 수 없다. 도 1 내지 도 4의 도시된 실시예에서, 밸브 조립체(10)는 폐쇄 위치에서 로크아웃 표지될 수 있고, 로크아웃 표지 특징은 밸브 조립체(10) 자체에 통합된다.
이제 도 3 및 도 4를 더 상세히 참조하면, 밸브 하우징(18)은 베이스 플레이트(60) 및 그 위에 장착된 밸브 본체(64)를 포함한다. 밸브 본체(64)는 각각 도 3 및 도 4의 우측 및 좌측에 도시된 입구 및 출구 포트 튜브(20, 22) 및 밸브 챔버(30)의 저부 부분을 형성하는 중간 통로(66)를 포함한다. 밸브 하우징(18)의 중심 본체(26)는 함께 밸브 챔버(30)의 상부 부분을 형성하는 하부 하우징(70) 및 상부 하우징(72)을 포함한다. 알 수 있는 바와 같이, 중간 통로(66)는 입구 및 출구 포트 튜브(20, 22) 사이의 유체 연통을 가능하게 한다. 추가로 이해되는 바와 같이, 포트 튜브(20 또는 22) 각각이 입구 또는 출구 포트 튜브로서 기능할 수 있다. 밸브 하우징(18)은 폴리테트라플루오로에틸렌, 스테인레스 강 또는 ETFE 또는 PVDF와 같은 경질 열가소체를 포함하는 임의의 적절한 재료로 제조될 수 있다.
챔버(30) 내에 장착된 밸브 작동기(34)는 밸브 챔버(30)의 상부 및 하부 부분을 분리하는 격막(80)을 포함한다. 격막(80)은 위의 하부 하우징(70) 및 아래의 밸브 본체(64)에 의해 그 에지에서 지지되어 있다. 격막(80)은 중심에 위치한 플러그(82)를 포함하고, Y 축을 따른 플러그(82)의 가요성 수직 이동을 가능하게 하기 위해 PTFE, PFA, 이의 변형 및/또는 다른 재료와 같은 적절한 재료로 제조된다. 플러그(82)는 밸브 본체(64)의 밸브 시트(88)에 대해 밀봉되도록 구성된다. 플러그(82)는 유체가 입구 포트 튜브(20)로부터 중간 통로(66)를 통해 출구 포트 튜브(22)로 유동할 수 있는 개방 위치(도 4)와 폐쇄 위치(도 3) 사이에서 이동 가능하다.
밸브 작동기(34)는 피스톤(90) 및 피스톤 드라이버(92)를 포함한다. 피스톤(90)은 하부 하우징(70)의 보어(96) 내에서 Y 축을 따라 활주 이동하도록 장착된다. 그 하부 단부에서, 피스톤(90)은 격막(80)에 고정적으로 연결되어, 피스톤(90)의 상향 및 하향 이동은 격막(80)에서 상향 및 하향 굴곡을 야기하며, 밸브 시트(84)에 대한 플러그(82)의 대응 밀봉 및 밀봉해제를 야기한다. 그 상부 단부에서, 피스톤(90)은 피스톤 드라이버(92)의 드라이버 나사부(102)와 나사식으로 정합하는 피동 나사부(100)를 갖는다. 피스톤 드라이버(92)는 하부 하우징(70) 및 상부 하우징(72) 내의 내부 표면(110, 112, 114)에 의해 회전 이동하도록 지지된다. 핸들(40)은 차례로 예를 들어 118의 스플라인 연결을 통해 피스톤 드라이버(92)의 상부 단부에 결합되어, 핸들(40)의 회전은 피스톤 드라이버(92)의 회전을 야기한다. 각각의 피스톤(90) 및 피스톤 드라이버(92)의 피동 및 구동 나사부(100, 102) 사이의 나사 결합으로 인해, 핸들(40)의 시계 방향 및 반시계 방향 회전은 각각 피스톤(90)을 하향 및 상향 구동시키는 역할을 하며, 이는 차례로 격막(80) 및 플러그(82)를 각각 밸브 조립체(10)를 폐쇄 및 개방시키도록 압박한다.
표시기 스템(38)은 피스톤(90)의 상단의 공동(126) 내에 위치하는 하부 부분을 가지며 공동(126)의 저부 표면(128)과 활주가능하게 접동 접촉한다. 표시기 스템(38)은 피스톤 드라이버(92)의 상부 벽(134)의 개구(130)를 통해 연장한다. 개구(130)는 표시기 스템(38)이 개구(130) 내에서 회전하고 피스톤 드라이버(92)의 상부 벽(134)에 대해 개구(130)를 통해 축방향으로 이동하기에 충분한 간극을 제공한다. 편향 스프링(140)은 표시기 스템(38)을 공동(126)의 저부 표면(128)을 향해 하향 편향시키도록 핸들(40)의 상부 벽(146)과 표시기 스템(38)의 상부 리지(148) 사이에 배치된다. 그 상부 단부에서, 표시기 스템(38)은 리지(148) 근처의 그 하부 부분(156)으로부터 그 상부 원위 단부(158)까지 나선형 캠 표면(154)을 형성하도록 약간 비틀린, 긴 직사각형 형상을 갖는 탭(152)을 포함한다. 핸들(40)의 상부 벽(146)은 탭(152)의 캠(154)의 그를 통한 활주 및 회전 또는 비틀림을 가능하게 하는 대응하는 형상의 개구(160)를 갖는다. 알 수 있는 바와 같이, 핸들(40) 및 따라서 피스톤 드라이버(92)가 피스톤(90)을 Y 축을 따라 상향으로 축방향으로, 예를 들어 도 3의 폐쇄 위치로부터 도 4의 개방 위치로 이동시키도록 회전됨에 따라, 피스톤(90)이 스프링(140)의 편향을 극복할 때, 피스톤은 표시기 스템(38)을 피스톤 드라이버(92)의 개구(130)를 통해 상향 압박한다. 표시기 스템(38)이 상향 압박됨에 따라, 탭(152)의 캠(154)은 핸들(40)의 상부 벽(146)의 개구(160)의 내부 표면을 따라 활주되고, 이는 탭(152)이 개구(160)를 통해 활주될 때 탭(152) 그리고 이에 따라 표시기 스템(38)을 회전시키는 효과를 갖는다. 도 4에 도시된 바와 같이, 개방 위치에서, 표시기 스템(38)의 탭(152)은 핸들(40)의 상부 벽(146) 위로 돌출하여, 밸브 조립체(10)가 개방되어 있다는 것을 나타내는 역할을 한다.
도 4에 가장 잘 도시된 바와 같이, 표시기 스템(38)은 개구(48)를 더 포함한다. 개구(48)는 도시된 실시예에서 Y 축에 대해 횡방향인, 표시기 스템(38)의 수직 이동 축에 대해 횡방향으로 연장한다. 도 3에 가장 잘 도시된 바와 같이, 개구(48)는 길이방향 축(X)에 평행한 수평 평면(P)에 대해 약간의 각도 A로 존재할 수 있다. 도시된 실시예에서, 각도 A는 약 2.5 내지 3도이다.
밸브 하우징(18)과 핸들(40)은 마찬가지로 Y 축에 횡방향으로 연장하는 개구(44, 46)를 포함한다. 예시된 실시예에서의 개구(44, 46)는 마찬가지로 수평 평면(P)에 대해 약 2.5 내지 3 도의 각도 A로 배향된다. 밸브 하우징(18)의 개구(44)는 밸브 하우징(18)의 상부 부분(72)에서 밸브 조립체(10)의 대향 측면들에 배치된다. 도시된 실시예에서, 개구(44)는 도 3 및 도 4에서 도시된 바와 같이 하우징의 좌측 및 우측 측면에 배치되며; 달리 말하면, 밸브 조립체(10)의 입구 포트 튜브(20) 및 출구 포트 튜브(22) 위에서 각각 Y 축을 하향 관찰할 때 180° 이격된다. 핸들(40)의 개구(46)는 핸들(40)의 대향 측면들에 배치된다. 도시된 실시예에서, 개구(46)는 Y 축을 하향 관찰하는 관점으로부터 180 도 떨어져 위치한다. 핸들(40)의 회전은 핸들(40)의 개구(46)가 밸브 하우징(18)의 개구(44)와 Y 축을 중심으로 각도방향으로 그리고 Y 축을 따라 축방향 정렬 상태로 또는 그를 벗어나 이동하도록 하고 그리고 표시기 스템(38) 내의 개구(48)와의 각도 및 축방향 정렬 상태로 그리고 그를 벗어나 이동하도록 한다. 개구(44, 46, 48)는 로크아웃 부재(50), 예를 들어 로크의 걸쇠를 수용하도록 적절히 크기설정된다.
도 3 및 도 4는 각각의 폐쇄 위치 및 개방 위치에서 밸브 조립체(10)를 도시한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 밸브 조립체(10)를 폐쇄하도록 핸들(40)을 회전시키는 것은 핸들(44)의 개구(46)가 밸브 하우징(18)의 개구(44)와 각도 및 축방향으로 정렬되게 그리고 표시기 스템(38)의 개구(48)와 각도 및 축방향 정렬되게 위치시킨다. 도 3에서, 개구(44, 46, 48)는 정렬 축(L)을 따라 정렬한다. 알 수 있는 바와 같이, 정렬 축(L)은 개구(44, 46, 48)가 각각의 하우징(18), 핸들(40) 및 표시기 스템(38)에 배치되는 각도 A에 대응하며, 이는 도시된 실시예에서 수평 평면(P)에 대하여 약 2.5 내지 3도이다. 이와 같이 정렬된 개구(44, 46, 48)로, 로크(50)와 같은 로크아웃 부재가 개구(44, 46, 48)를 통해 삽입될 수 있다. 잘 알 수 있는 바와 같이, 로크(50)의 걸쇠는 핸들(40)의 회전 이동을 방지하고 밸브 조립체(10)를 폐쇄 위치에 로킹한다. 로크아웃 부재(50)는 예를 들어 그 유지 보수 동안 밸브 조립체(10)로의 예상치 않은 또는 인가되지 않은 접근을 방지할 수 있다. 로크아웃 부재(50)는 로크아웃 절차 등의 적절한 식별을 위해 표지될 수 있다.
밸브 조립체(10)는 로크아웃 부재(50)를 제거하고 핸들(40)을 회전시킴으로써 개방될 수 있다. 예를 들어 핸들(40)을 도 4에 도시된 위치로 회전시키면 피스톤(90) 및 표시기 스템(38)이 Y 축을 따라 상향으로 압박된다. 폐쇄 위치로부터 핸들(40)이 360 도 회전된 도 4의 개방 위치에서, 핸들(40)의 개구(46)는 밸브 하우징(18)의 개구(44)와 각도 및 축방향으로 정렬되어 있다는 것에 유의하여야 한다. 그러나, 표시기 스템(38)이 상향 압박될 때, 표시기 스템(38)의 탭(152)은 핸들(40)의 상부 벽(146)의 개구(160)를 통해 활주되고 탭의 나선형 캠 표면(154)으로 인해 표시기 스템(38)을 회전시킨다. 이와 같이, 표시기 스템(38)의 개구(48)는 위로 상승하여 핸들(40)의 개구(46) 및 밸브 하우징(18)의 개구(44)와의 축방향 정렬을 벗어난다. 알 수 있는 바와 같이, 예를 들어 도 4에 도시된 바와 같은 임의의 개방 위치로 핸들(40)을 회전시키는 것은 핸들(40)의 개구(46) 및 밸브 하우징(18)의 개구(44)와의 Y 축을 따른 축방향 정렬로부터 표시기 스템(38) 내의 개구(48)를 이동시키는 효과를 갖는다. 개구(44, 46, 48)가 정렬을 벗어남에 따라, 밸브 조립체(10)는 예를 들어 로크아웃 부재(50)에 의해 로킹될 수 없다. 로크아웃 부재(50)를 삽입하려는 시도는 예를 들어 핸들(40)의 외부 벽 또는 표시기 스템(38)의 본체에 의해 방해될 것이다. 핸들(40)의 상부 벽(146)에 대해 상향 돌출하는 탭(152)은 밸브 조립체(10)가 개방되어 로킹될 수 없다는 표시기의 역할을 한다.
핸들(40)은 마찬가지로 다른 개방 위치로, 예를 들어 폐쇄 위치로부터 90 도 또는 180 도로 회전될 수 있다. 90°에서, 각도방향으로 핸들(40)의 개구(46) 사이에 있는 핸들(40)의 외부 벽은 밸브 하우징(18)의 개구(44)를 차단하고, 따라서, 로크아웃 부재(50)의 삽입을 방지한다. 180°에서, 핸들(40)의 개구(46)는 도 3(개구(46)가 개구(44, 48)와 정렬되어 로크아웃을 허용함)의 좌측에서 우측으로 감소하는 개구(46) 대신, 개구(46)가 좌측에서 우측으로 경사지도록 측면들이 스위칭된다. 이와 같이, 핸들(40)의 좌측 개구(46)의 중심은 아래로 떨어져 밸브 하우징(18)의 좌측 개구(44)의 중심과의 축방향 정렬을 벗어나고, 핸들(40)의 우측 개구(46)의 중심은 위로 상승하여 밸브 하우징(18)의 우측 개구(44)의 중심과의 축방향 정렬을 벗어나며, 따라서, 핸들(40)의 개구(46)가 밸브 하우징(18) 내의 개구(44)와의 Y 축을 따른 축방향 정렬을 벗어나게 하고 로크아웃 부재(50)의 삽입을 방지한다.
도 1 내지 도 4의 밸브 조립체(10)는 다회전 작동 유형 밸브 조립체일 수 있다. 이러한 밸브 조립체의 경우, 핸들(40)은 폐쇄 위치와 임의 개수의 개방 위치 사이에서 360 도를 초과하여 회전될 수 있다. 이러한 다회전 작동 유형 밸브에 대해, 핸들(40)의 개구(46)는 밸브 하우징(18)의 개구(44)와 각도방향 및 축방향으로 매 360 도마다 또는 폐쇄 위치로부터의 핸들(40)의 완전한 회전마다 정렬될 것임을 알 수 있을 것이다. 그러나, 앞서 언급한 바와 같이, 밸브 조립체(10)가 이런 360 도 위치로 개방될 때, 핸들(40)의 개구(46)가 밸브 하우징(18)의 개구(44)와 정렬되지만, 표시기 스템(38)의 개구(48)는 그렇지 않다는 것에 유의하여야 한다. 오히려, 표시기 스템(38)은 예를 들어 도 4에 도시된 바와 같이 상승 위치에 있고, 그 개구(48)는 핸들(40)의 개구(46) 및 밸브 하우징(18)의 개구(44) 축방향 위쪽에 있고 따라서, 그와의 축방향 정렬 상태를 벗어나 있다. 이와 같이, 로킹 부재(50)를 삽입하려는 시도는, 핸들(40) 및 밸브 하우징(18)의 정렬된 개구(44, 46)를 통과할 수 있지만, 그럼에도 불구하고 표시기 스템(38)의 본체에 의해 방해될 것이다. 따라서, 이러한 표시기 스템(38)을 갖는 도 1 내지 도 4의 밸브 조립체(10)는 밸브 조립체(10)가 폐쇄 위치에 있을 때에만 로크아웃될 수 있고; 개방 위치에서, 표시기 스템(38)은 로킹을 허용하지 않을 것이고, 밸브 하우징(18)의 개구(44)에 대한 핸들(40)의 개구(46)의 오정렬은 또한 로킹을 허용하지 않을 것이다.
밸브 조립체(10)는 도 1 내지 도 4에 도시된 구성에 한정될 필요는 없으며, 다른 실시예가 고려된다는 것을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 밸브 조립체(10)는 폐쇄 위치로부터 완전 개방 위치로의 밸브 조립체의 이동시 핸들(40)과 밸브 작동기(34)가 단지 부분적으로, 즉, 360 도 미만으로 회전 가능한 부분 회전 작동 유형 밸브일 수 있다. 이러한 부분 회전 작동 유형 밸브의 경우, 폐쇄 위치에서, 개구(44, 46, 48)는 정렬 축(L)을 따라 정렬되어 로크아웃을 허용한다. 그러나, 예를 들어 핸들(40)이 예를 들어 90 도 또는 180 도 회전된 개방 위치에서, 핸들(40)의 개구(46)는 밸브 하우징(18)의 개구(44) 및 표시기 스템(38)의 개구(48)와의 각도 및 축방향 정렬을 벗어나 이동하고, 따라서, 로크아웃을 방지한다. 이러한 부분 회전 작동 유형 밸브의 경우, 핸들(40)만이 폐쇄 위치에서의 로크아웃을 가능하게 하고 개방 위치에서 로크아웃을 방지할 수 있기 때문에 표시기 스템(38)은 생략될 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서, 밸브 조립체(10)가 부분 회전 작동 유형 밸브로서 구성되는 경우, 여기에서 역시 밸브 조립체(10)는 폐쇄 위치에서만 로크아웃될 수 있고, 개방 위치에서, 밸브 하우징(18)의 개구(44)에 대한 핸들(40)의 개구(46)에서의 오정렬은 로킹을 허용하지 않을 것이다. 그러한 부분 작동 유형 밸브에 제공되는 경우, 표시기 스템(38)은 또한 개방 위치에서도 로킹을 허용하지 않을 것이다.
도 1 내지 도 4의 밸브 조립체(10)는 각각 수평 평면(P)에 대해 2.5 내지 3 도의 각도 A로 배치된 그 개구(44, 46, 48)를 갖는다. 밸브 조립체(10)는 그와 같이 한정될 필요는 없다는 것을 알 수 있을 것이다. 일 실시예에서, 개구(44, 46, 48)는 Y 축에 수직인 수평 평면(P)에 대해 0 도의 각도로 배향될 수 있다. 이러한 밸브에 대해, 핸들(40)의 개구(46)는 핸들(40)의 모든 180 도 또는 1/2 회전마다 밸브 하우징(18)의 개구(44)와 각도 및 축방향 정렬될 것이다. 밸브 조립체(10)가 폐쇄될 때, 개구(44, 46, 48)는 서로 각도 및 축방향 정렬되며, 즉, 로크아웃 부재(50)의 삽입을 허용하도록 0 도의 각도 A에 대해 수평으로 정렬된다. 그러나, 밸브 조립체(10)가 핸들(40)을 예를 들어 180 도 회전시킴으로써 개방될 때, 핸들(40)의 개구(46)가 각도 A가 0 도인 밸브 하우징(18)의 개구(44)와 정렬되지만, 표시기 스템(38)의 개구(48)는 그렇지 않다. 핸들(40)이 밸브를 개방하도록 회전될 때, 표시기 스템(38) 및 그 개구(48)는 위로 상승하여 핸들(40)의 개구(46) 및 밸브 하우징(18)의 개구(44)와의 축방향으로 정렬을 벗어난다. 이와 같이, 로킹 부재(50)를 삽입하려는 시도는, 핸들(40) 및 밸브 하우징(18)의 정렬된 개구(44, 46)를 통과할 수 있지만, 그럼에도 불구하고 표시기 스템(38)의 본체에 의해 방해될 것이다. 따라서, 각도 A가 0이 되도록 밸브 조립체(10)가 구성되는 경우, 여기에서도 밸브 조립체(10)는 폐쇄 위치에서만 로크아웃될 수 있고; 개방 위치에서, 표시기 스템(38)은 로킹을 허용하지 않을 것이다. 밸브 하우징(18)의 개구(44)에 대한 핸들(40)의 개구(46)에서의 오정렬은 또한 로킹을 허용하지 않을 것이다.
이제 도 5 내지 도 8을 참조하면, 밸브 조립체(210)의 다른 예시적인 실시예가 도시되어 있다. 도 5 내지 도 8의 밸브 조립체(210)는 도 1 내지 도 4의 전술한 밸브 조립체(10)와 많은 관점에서 유사하고, 결과적으로, 동일한 그러나 200이 추가된 참조 번호가 밸브 조립체(10)의 유사한 구조에 대응하는 구조를 나타내기 위해 사용된다. 또한, 도 1 내지 도 4의 밸브 조립체(10)에 대한 전술한 설명은 아래에 언급된 바를 제외하면 도 5 내지 도 8의 밸브 조립체(210)에 마찬가지로 적용가능하다. 또한, 명세서를 읽고 이해함으로써, 밸브 조립체(10, 210)의 양태가 서로 대체되거나 적용 가능한 경우 서로 결합되어 사용될 수 있음을 이해할 것이다.
밸브 조립체(210)는 대체로 길이방향 축(X)을 따르는 입구 포트 튜브(220) 및 출구 포트 튜브(222) 및 대체로 수직 축(Y)을 따르는 중심 본체(226)를 갖는 밸브 하우징(218)을 포함한다. 중심 본체(226)는 밸브 작동기(234)가 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 밸브 조립체(210)를 각각 개방 및 폐쇄하도록 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 이동하도록 지지되는 밸브 챔버(230)를 포함한다. 핸들(240)은 밸브 작동기(234)를 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 이동시키기 위해 밸브 작동기(234)에 결합된다. 밸브 하우징(218)과 핸들(240)은 핸들(240)의 회전에 의해 정렬 상태로 그리고 그를 벗어나 이동될 수 있는 각각의 개구(244, 246)를 갖는다. 아래에서 보다 상세히 설명될 바와 같이, 밸브 작동기(234)를 폐쇄 위치로 이동시키도록 핸들(240)을 회전시키는 것은 정렬 상태로 개구(244, 246)를 이동시키는 효과가 있다. 이러한 폐쇄 상태에서, 도 8에 도시된 바와 같이, 로크 같은(도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같은) 로크아웃 부재는 예를 들어 그 유지 보수 동안 밸브 조립체(210)에 대한 예기치 않은 또는 인가되지 않은 접근을 방지하기 위해 개구(244, 246)를 통해 삽입(그리고, 필요시 표지)될 수 있다. 한편, 밸브 작동기(234)를 임의의 다양한 개방 위치로 이동시키도록 핸들(240)을 회전시키는 것은 개구(244, 246)를 정렬 상태를 벗어나 이동시키는 효과가 있다. 이러한 개방 상태에서, 예를 들어 도 7에 도시된 바와 같이, 밸브 조립체(210)는 로크아웃될 수 없다. 도 5 내지 도 8의 도시된 실시예에서, 밸브 조립체(210)는 폐쇄 위치에서 로크아웃 표지될 수 있고, 로크아웃 표지 특징은 밸브 조립체(210) 자체에 통합된다.
이제 도 7 및 도 8을 더 상세히 참조하면, 밸브 하우징(218)은 베이스 플레이트(260) 및 그 위에 장착된 밸브 본체(264)를 포함한다. 밸브 본체(264)는 각각 도 7 및 도 8의 좌측 및 우측에 도시된 입구 및 출구 포트 튜브(220, 222) 및 밸브 챔버(230)의 저부 부분을 형성하는 중간 통로(266)를 포함한다. 밸브 하우징(218)의 중심 본체(226)는 밸브 챔버(230)의 상부 부분을 함께 형성하는 하부 하우징(270) 및 상부 하우징(272)을 포함한다. 알 수 있는 바와 같이, 중간 통로(266)는 입구 및 출구 포트 튜브(220, 222) 사이의 유체 연통을 가능하게 한다. 추가로 알 수 있는 바와 같이, 각 포트 튜브(220 또는 222)는 입구 또는 출구 포트 튜브로서 기능할 수 있다. 밸브 하우징(218)은 폴리테트라플루오로에틸렌, 스테인레스 강 또는 ETFE 또는 PVDF와 같은 경질 열가소체를 포함하는 임의의 적절한 재료로 제조될 수 있다.
챔버(230) 내에 장착된 밸브 작동기(234)는 밸브 챔버(230)의 상부 및 하부 부분을 분리하는 격막(280)을 포함한다. 격막(280)은 위의 하부 하우징(270) 및 아래의 밸브 본체(264)에 의해 그 에지에서 지지된다. 격막(280)은 중심에 위치된 플러그(282)를 포함하고, Y 축을 따라 플러그(282)의 가요성 수직 이동을 가능하게 하기 위해 PTFE, PFA, 이의 변형 및/또는 다른 재료와 같은 적절한 재료로 제조된다. 플러그(282)는 밸브 본체(264)의 밸브 시트(288)에 대해 밀봉되도록 구성된다. 플러그(282)는 유체가 입구 포트 튜브(220)로부터 중간 통로(266)를 통해 출구 포트 튜브(222)로 유동할 수 있는 폐쇄 위치(도 8)와 개방 위치(도 7) 사이에서 이동 가능하다.
밸브 작동기(234)는 피스톤(290) 및 피스톤 드라이버(292)를 포함한다. 피스톤(290)은 하부 하우징(270)의 보어(296) 내에서 Y 축을 따라 활주 이동하도록 장착된다. 그 하부 단부에서, 피스톤(290)은 격막(280)에 고정적으로 연결되어, 피스톤(290)의 상향 및 하향 이동은 격막(280)의 상향 및 하향 굴곡을 야기하고, 밸브 시트(284)에 대한 플러그(282)의 대응하는 밀봉 및 밀봉해제를 야기한다. 그 상부 단부에서, 피스톤(290)은 피스톤 드라이버(292)에 접한다. 피스톤 드라이버(292)는 상부 하우징(272)의 보어(298) 내에서 Y 축을 따라 활주 이동하도록 장착된다. 핸들(240)은 차례로 피스톤 드라이버(292)의 상부 단부에 결합된다. 핸들(240)은 상부 하우징(272)의 개구(304) 내에서 축방향 및 회전 가능하게 이동 가능하다. 편향 스프링(340)은 피스톤(290)의 외부 리지(346)와 하부 하우징(270)의 상향 대면 환형 표면(348) 사이에 배치되어 피스톤(290) 및 피스톤 드라이버(292)를 핸들(240)의 저부를 향해 상향 편향시킨다. 상부 하우징(272)은 내부 램프 또는 캠형 표면(350)을 갖는다. 피스톤 드라이버(282)는 핸들(292) 및 피스톤 드라이버(292)가 회전함에 따라 내부 캠형 표면(350)에 대해 각지게 상향 및 하향 활주되는 대응하는 외부 램프 또는 캠형 표면(352)을 갖는다. 알 수 있는 바와 같이, 피스톤 드라이버(292)의 캠형 표면(352)과 상부 하우징(272)의 캠형 표면(350) 사이의 활주 표면 접촉 및 스프링(340)의 상향 편향으로 인해, 핸들(240)의 시계 방향 및 반시계 방향 회전은 피스톤 드라이버(292) 및 피스톤(290)을 각각 하향 및 상향 구동하는 역할을 하고, 이는 차례로 격막(280) 및 플러그(282)를 압박하여 밸브 조립체(210)를 각각 폐쇄 및 개방시킨다. 드라이버 피스톤(292) 및 상부 하우징(272)은 폐쇄 위치로의 그리고 그를 벗어나는 핸들(292)의 회전에 대한 촉각 표시 및 미소한 저항을 제공하는 협력 노치(notch) 등을 포함할 수 있다.
밸브 하우징(218)과 핸들(240)은 각각 Y 축에 횡방향으로 연장하는 개구(244, 246)를 포함한다. 예시된 실시예에서 개구(244, 246)는 길이방향 축(X)에 평행한 수평 평면에 대해 0 도의 각도로 배향된다. 즉, 개구(244, 246)는 Y 축에 수직으로 배향된다. 개구(244, 246)는 로크아웃 부재(50), 예를 들어, 로크의 걸쇠(예를 들어 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이)를 수용하도록 적절히 크기설정된다.
도 7 및 도 8은 각각의 개방 위치 및 폐쇄 위치에서 밸브 조립체(210)를 도시한다. 먼저, 도 8을 참조하면, 핸들(240)을 밸브 조립체(210)를 폐쇄하도록 회전시키는 것은 상부 하우징(272)의 내부 나사부(304)와 핸들(240) 사이의 나사 결합으로 인해 핸들(240)을 Y 축을 따라 하향 이동시키고 Y 축을 중심으로 회전하게 한다. Y 축을 따른 핸들(240)의 하향 이동은 핸들(240)의 개구(246)를 밸브 하우징(218)의 개구(244)의 Y 축 높이까지 축방향으로 하강시키는 효과를 갖는다. Y 축을 중심으로 한 핸들(240)의 회전 이동은 핸들(240)의 개구(246)를 밸브 하우징(218)의 개구(244)와 각도 정렬되도록 이동시키는 효과를 갖는다. 이와 같이 개구(244, 246)가 정렬된 상태에서, 로크(50)와 같은 로크아웃 부재가 개구(244, 246)를 통해 삽입될 수 있다. 알 수 있는 바와 같이, 로크(50)의 걸쇠는 핸들(240)의 회전 이동을 방지하고 따라서 밸브 조립체(210)를 폐쇄 위치에 로킹한다. 로크아웃 부재(50)는 예를 들어 그 유지 보수 동안 밸브 조립체(210)에 대한 예상치 않은 또는 인가되지 않은 접근을 방지할 수 있다. 로크아웃 부재(50)는 로크아웃 절차 등의 적절한 식별을 위해 표지될 수 있다. 알 수 있는 바와 같이, 이러한 1/4 회전 작동 유형 밸브의 경우, 밸브 조립체(210)는 폐쇄 위치에서만 로크아웃될 수 있다.
밸브 조립체(210)는 로크아웃 부재(50)를 제거하고 핸들(240)을 회전시킴으로써 개방될 수 있다. 밸브 조립체(210)를 개방시키도록 핸들(240)을 회전시키는 것은 역시 피스톤 드라이버(292)의 캠형 표면(352)과 상부 하우징(272)의 캠형 표면(350) 사이의 활주 표면 접촉 및 스프링(340)의 상향 편향으로 인해 핸들(240)이 Y 축을 따라 상향 이동하고 Y 축을 중심으로 회전하게 한다. Y 축을 따른 핸들(240)의 상향 이동은 핸들(240)의 개구(246)를 밸브 하우징(218)의 개구(244)의 Y 축 높이 위로 상승시키는 효과를 갖는다. Y 축을 중심으로 한 핸들(240)의 회전 이동은 밸브 하우징(218)의 개구(244)와의 각도 정렬을 벗어나 핸들(240)의 개구(246)를 회전시키는 효과를 갖는다. 알 수 있는 바와 같이, 예를 들어 도 7에 도시된 바와 같이 임의의 개방 위치로 핸들(240)을 회전시키는 것은 밸브 하우징(218)의 개구(244)와 축방향 및 각도 정렬 상태를 벗어나 핸들(240)의 개구(246)를 이동시키는 효과를 갖는다. 개구(244, 246)가 정렬을 벗어남에 따라, 밸브 조립체(210)는 예를 들어 로크아웃 부재(50)에 의해 로킹될 수 없다. 로크아웃 부재(50)를 삽입하려는 시도는 핸들(240)의 외부 벽에 의해 방해를 받을 것이다.
도 5 내지 도 8의 실시예에서, 밸브 조립체(210)는 1/4 회전 유형 밸브이고, 개구(244, 246)의 정렬은 이러한 1/4 회전 체계를 따른다. 따라서, 핸들(240)은 밸브 작동기(234)를 도 8의 폐쇄 위치로부터 도 7의 개방 위치로 압박하여 밸브 조립체(210)를 개방하도록 Y 축을 중심으로 반시계 방향으로 1/4 회전 또는 90 도 회전된다. 핸들(240)이 반시계 방향으로 1/4 회전 회전될 때, 핸들(240)의 개구(246)의 축(H)은 마찬가지로 밸브 하우징(218)의 개구(244)의 축(V)에 대해 직각, 즉, 90 도 위치로 1/4 회전 회전된다. 유사하게, 핸들(240)은 밸브 작동기(234)를 도 7의 개방 위치로부터 도 8의 폐쇄 위치로 압박하여 밸브 조립체(210)를 폐쇄하도록 Y 축을 중심으로 시계 방향으로 1/4 회전 또는 90 도 회전된다. 핸들(240)이 시계 방향으로 1/4 회전 회전될 때, 핸들(240)의 개구(246)의 축(H)은 마찬가지로 밸브 하우징(218)의 개구(244)의 축(V)과 정렬되도록 1/4 회전 회전한다.
본 발명은 특정 실시예 또는 실시예들과 관련하여 도시되고 설명되었지만, 본 명세서 및 첨부 도면을 읽고 이해할 때 본 기술 분야의 숙련자는 등가의 변경 및 수정을 안출할 수 있음이 명백하다. 특히, 앞서 설명한 요소(구성요소, 조립체, 장치, 조성 등)에 의해 수행되는 다양한 기능과 관련하여, 그러한 요소를 설명하는 데 사용된 용어("수단"에 대한 참조 포함)는 달리 언급되지 않는 한 본 발명의 본 명세서에 예시된 예시적인 실시예 또는 실시예들의 기능을 수행하는 개시된 구조와 구조적으로 등가이지는 않더라도 설명된 요소의 특정 기능을 수행하는(즉, 기능적으로 등가인) 임의의 요소에 대응하는 것을 의도한다. 또한, 본 발명의 특정 특징은 다수의 예시된 실시예 중 단지 하나 이상과 관련하여 상술되었지만, 그러한 특징은 임의의 주어진 또는 특정 용도를 위한 바람직할 수 있는 그리고 유리할 수 있는 바에 따라 다른 실시예의 하나 이상의 다른 특징과 조합될 수 있다.

Claims (6)

  1. 밸브 조립체이며,
    밸브 하우징; 및
    개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 밸브 하우징 내의 밸브 작동기를 작동시키기 위해 작동 축을 중심으로 이동 가능한 핸들을 포함하고,
    핸들은 제1 개구를 갖고, 밸브 하우징은 제2 개구를 가지며, 밸브 작동기가 폐쇄 위치에 있을 때 제1 개구는 폐쇄 위치로부터 개방 위치로의 밸브 작동기의 이동을 방지하는 로크아웃 부재의 수용을 가능하게 하도록 제2 개구와 정렬되고,
    핸들의 이동에 응답하여 핸들에 대해 활주 가능하게 이동하도록 구성된 표시기 스템을 더 포함하고,
    표시기 스템은 제3 개구를 가지며, 밸브 작동기가 폐쇄 위치에 있을 때 제1 개구는 밸브 작동기의 폐쇄 위치로부터 개방 위치로의 이동을 방지하기 위해 로크아웃 부재의 수용을 가능하게 하도록 제3 개구와 정렬되는, 밸브 조립체.
  2. 제1항에 있어서, 밸브 작동기가 개방 위치에 있을 때, 제1 개구는 제3 개구와 정렬되지 않는, 밸브 조립체.
  3. 제1항에 있어서, 밸브 작동기가 개방 위치에 있을 때, 제1 및 제2 개구는 제3 개구와 정렬되지 않는, 밸브 조립체.
  4. 제1항에 있어서, 밸브 작동기가 개방 위치에 있을 때, 제1 개구는 제2 개구와 정렬되지 않는, 밸브 조립체.
  5. 제1항에 있어서, 표시기 스템은 핸들이 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 밸브 작동기를 작동시키도록 이동할 때 핸들의 벽에서 수직 연장 개구를 통해 활주되는 캠을 갖는, 밸브 조립체.
  6. 제1항에 있어서, 핸들은 핸들의 대향 측면들에 한 쌍의 제1 개구를 갖고, 밸브 하우징은 밸브 하우징의 대향 측면들에 한 쌍의 제2 개구를 가지며, 밸브 작동기가 폐쇄 위치에 있을 때 한 쌍의 제1 개구, 한 쌍의 제2 개구 및 제3 개구는 로크아웃 부재의 수용을 가능하게 하도록 정렬되는, 밸브 조립체.
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