KR101662095B1 - 제거 가능한 샘플링 밸브를 갖는 배관 고정구용 시스템, 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

배관 조립체는 본체부를 갖는 배관 고정구를 포함한다. 본체부는 주요 보어가 관통 연장되는 주요 본체부를 포함한다. 주요 본체부로부터 외주 본체부가 연장된다. 외주 본체부는 말단부를 포함하며, 샘플링 보어는 주요 보어와 유체 연통되게 외주 본체부로부터 연장된다. 배관 조립체는 배관 고정구의 외주 본체부의 말단부에 나사식으로 결합되는 샘플링 밸브를 더 포함한다. 샘플링 밸브는 주요 보어 내로 연장되지 않고 적어도 부분적으로 샘플링 보어 내로 연장된다. 이로써, 주요 보어는 샘플링 밸브에 의해 가로막히지 않으며 샘플링 밸브의 사용으로 배관 고정구의 주요 보어를 통과하는 유체에 실질적으로 어떤 압력 강하도 유발하지 않는다.

Description

제거 가능한 샘플링 밸브를 갖는 배관 고정구용 시스템, 방법 및 장치{SYSTEM, METHOD AND APPARATUS FOR PLUMBING FITTING WITH REMOVABLE SAMPLING VALVE}

본 발명은 개괄적으로 제거 가능하고 교체 가능한 샘플링 밸브를 갖는 배관 고정구용 시스템, 방법 및 장치에 관한 것이다.

샘플링 밸브는 유체 흐름을 방해하지 않고 시스템 내에 흐르는 유체의 샘플을 제공하는 유체 배관 시스템에 흔히 사용되고 있다. 통상적인 샘플링 밸브는 완전히 일체화되고 영구적으로 설치된 구성 성분을 갖는 유닛을 보통 포함한다. 이러한 샘플링 밸브는 배관에 영구적으로 장착된다.

샘플링 밸브 유닛 상의 어떤 구성 성분이 고장나면, 전체 샘플링 밸브를 교체하여야 한다. 이러한 샘플링 밸브의 교체는 샘플링 밸브에 연결된 모든 도관을 절단하여 새로운 유닛에 재부착하는 것이 필요하다. 이러한 교체 과정은 유체 흐름을 크게 중단시키는 것이 필요하고, 이는 교체 비용에 추가된다.

따라서, 샘플링 밸브의 교체를 위한 개선된 시스템, 방법 및 장치에 대한 관심이 지속되고 있다.

앞서 간단히 요약된 보다 구체적인 설명이 첨부 도면에 예시된 실시예를 참조로 행해지는 것으로 실시예의 특징 및 장점이 획득되고 보다 상세히 이해될 수 있다. 그러나, 도면은 오직 실시예의 일부만을 예시하므로 본 발명이 동일하게 유효한 다른 실시예를 인정할 수 있는 범위를 한정하는 것으로 간주되지 않는다.
도 1은 특정 실시예에 따른 배관 조립체의 등각투상도를 포함한다.
도 2는 특정 실시예에 따른 배관 조립체의 후면도를 포함한다.
도 3은 특정 실시예에 따른 배관 조립체의 측면도를 포함한다.
도 4는 특정 실시예에 따른 배관 조립체의 상면도를 포함한다.
도 5는 도 4의 5-5 선을 따라 취한 특정 실시예에 따른 배관 조립체의 단면도를 포함한다.
도 6은 다른 특정 실시예에 따른 배관 조립체의 등각투상도를 포함한다.
도 7은 다른 특정 실시예에 따른 배관 조립체의 측면도를 포함한다.
도 8은 다른 특정 실시예에 따른 배관 조립체의 상면도를 포함한다.
도 9는 도 8의 9-9 선을 따라 취한 다른 특정 실시예에 따른 배관 조립체의 단면도를 포함한다.
도 10은 또 다른 특정 실시예에 따른 배관 조립체의 등각투상도를 포함한다.
도 11은 배관 시스템의 일 실시예의 개략도이다.
다른 도면에 동일한 참조 부호의 사용은 유사하거나 동일한 부분을 지시한다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 교체 가능한 샘플링 밸브를 갖는 배관 조립체의 일 실시예가 예시되며, 개괄적으로 20으로 지정된다. 배관 조립체(20)는 배관 고정구(21)와 샘플링 밸브 조립체(41)를 포함할 수 있다. 지시된 바와 같이, 배관 고정구(21)는 전체적으로 T-형일 수 있고, 개괄적으로 원통형의 주요 본체부(23)와 해당 주요 본체부 (23)로부터 소정의 각도로 연장되는 개괄적으로 원통형의 외주 본체부(24)를 갖는 본체부(22)를 포함할 수 있다. 특정 양태에서, 외주 본체부(24)는 주요 본체부(23)로부터 수직으로 연장될 수 있다.

도 5에 가장 확실하게 예시된 바와 같이, 주요 본체부(23)는 제1 플래어(flared) 단부(26)와 제2 플래어 단부(28)를 포함할 수 있다. 각각의 플래어 단부(26, 28)는 모따기되거나 경사면 또는 플래어 면(26', 28')으로 형성될 수 있다. 경사면(26', 28')은 주요 보어(25)의 내벽으로부터 주요 본체부(23)의 외벽까지 경사각을 형성함으로써 램프가 형성되어 제1 플래어 단부(26)와 제2 플래어 단부(28)로 또는 그 주변으로 튜브 또는 도관이 용이하게 설치되도록 한다.

도 5에 지시된 바와 같이, 주요 본체부(23)는 예컨대, 주축(27)을 따라 주요 본체부(23)의 제1 플래어 단부(26)로부터 주요 본체부(23)의 제2 플래어 단부(28)까지 주요 본체부(23)의 길이를 따라 주요 보어(25)를 또한 포함할 수 있다. 주요 보어(25)는 주요 본체부(23)의 제1 플래어 단부(26)에 의해 둘러싸인 제1 포트(29)와 주요 본체부(23)의 제2 플래어 단부(28)에 의해 둘러싸인 제2 포트(30)를 형성할 수 있다.

주요 본체부(23)는 주요 본체부(23)의 제1 플래어 단부(26)에 인접한 제1 나사부(26")와 주요 본체부(23)의 제2 플래어 단부(28)에 인접한 제2 나사부(28")를 포함할 수 있다. 각각의 나사부(26", 28")는 외경(OD_TP)을 가질 수 있으며, 각각의 플래어 단부(26, 28)는 외경(OD_FE)을 가질 수 있다. 특정 양태에서, OD_FE는 < OD_TP일 수 있다.

예를 들면, OD_FE는 ≤95% OD_TP, ≤90% OD_TP, ≤85% OD_TP일 수 있다. 또한, OD_FE는 ≥70% OD_TP, 예컨대, ≥75% OD_TP 또는 ≥80% OD_TP일 수 있다. 다른 양태에서, OD_FE는 여기 설명된 임의의 % OD_TP의 값을 포함하여 그 값 사이의 범위 내에 있을 수 있다.

예를 들면, OD_FE는 ≤95% OD_TP 내지 ≥70% OD_TP; ≤95% OD_TP 내지 ≥75% OD_TP; 또는 ≤95% OD_TP 내지 ≥80% OD_TP일 수 있다. OD_FE는 ≤90% OD_TP 내지 ≥70% OD_TP; ≤90% OD_TP 내지 ≥75% OD_TP; 또는 ≤90% OD_TP 내지 ≥80% OD_TP일 수 있다. OD_FE는 ≤85% OD_TP 내지 ≥70% OD_TP; ≤85% OD_TP 내지 ≥75% OD_TP; 또는 ≤85% OD_TP 내지 ≥80% OD_TP일 수 있다.

예시된 바와 같이, 제1 나사부(26")는 제1 경사면(26')과 제1 나사부(26") 사이에 주요 본체부(23)의 제1 플래어 단부(26) 주변에 제1 도관 결합 영역(26'")을 형성 또는 설정하기 위해 제1 플래어 단부(26)의 제1 경사면(26')과 이격될 수 있다. 제2 나사부(28")는 제2 경사면(28')과 제2 나사부(28") 사이에 주요 본체부(23)의 제2 플래어 단부(28) 주변에 제2 도관 결합 영역(28'")을 형성 또는 설정하기 위해 제2 플래어 단부(28)의 제2 경사면(28')과 이격될 수 있다.

각각의 도관 결합 영역(26'", 28'")은 길이(L_CEA)를 가질 수 있고, 각각의 나사부는 길이(L_TP)를 가질 수 있다. 도 5에 예시된 바와 같이, L_CEA는 < L_TP일 수 있다. 예를 들면, L_CEA는 ≤95% L_TP, 예컨대, ≤90% L_TP 또는 ≤85% L_TP일 수 있다. 또한, L_CEA는 ≥70% L_TP, 예컨대, ≥75% L_TP 또는 ≥80% L_TP일 수 있다. 특정 양태에서, L_CEA는 여기 설명된 임의의 % L_TP의 값을 포함하여 그 값 사이의 범위 내에 있을 수 있다. 예를 들면, L_CEA는 ≤95% L_TP 내지 ≥70% L_TP, 예컨대, ≤95% L_TP 내지 ≥75% L_TP; 또는 ≤95% L_TP 내지 ≥80% L_TP일 수 있다. 또한, L_CEA는 ≤90% L_TP 내지 ≥70% L_TP, 예컨대, ≤90% L_TP 내지 ≥75% L_TP 또는 ≤90% L_TP 내지 ≥80% L_TP일 수 있다. 또한, L_CEA는 ≤85% L_TP 내지 ≥70% L_TP, 예컨대, ≤85% L_TP 내지 ≥75% L_TP 또는 ≤85% L_TP 내지 ≥80% L_TP일 수 있다.

도 5는 제1 플래어 너트(31)가 주요 본체부(23)의 제1 플래어 단부(26) 둘레로 제1 나사부(26")와 나사 결합될 수 있음을 더 보여주고 있다. 또한, 제2 플래어 너트(32)는 주요 본체부(23)의 제2 플래어 단부(28) 둘레로 제2 나사부(28")와 나사 결합될 수 있다.

특정 양태에서, 제1 도관(33), 즉 그 단부는 적어도 부분적으로 제1 도관 결합 영역(26'")을 따르거나 그 둘레로 주요 본체부(23)의 제1 플래어 단부(26) 주변에 설치됨으로써 제1 플래어 단부(26)를 외접하는 제1 도관 결합 영역(26'")은 적어도 부분적으로 제1 도관(33)의 단부 내로 연장된다. 제1 플래어 너트(31)는 제1 도관(33) 위로 설치되어 제1 나사부(26")와 결합될 수 있다. 제1 플래어 너트(31)가 제1 나사부(26")에 조여짐에 따라, 제1 도관(33)의 단부는 제1 플래어 너트(31)의 내면과 주요 본체부(23)의 제1 플래어 단부(26)의 외면 사이에 포위된다.

유사하게, 제2 도관(34)의 단부는 적어도 부분적으로 제2 도관 결합 영역(28'")을 따라 주요 본체부(23)의 제2 플래어 단부(28) 주변에 설치됨으로써 제2 플래어 단부(28) 주변에 형성된 제2 도관 결합 영역(28'")은 적어도 부분적으로 제2 도관(34)의 단부 내로 연장된다. 제2 플래어 너트(32)는 제2 도관(34) 위로 설치되어 제2 나사부(28")와 결합될 수 있다. 제2 플래어 너트(32)가 제2 나사부(28")에 조여짐에 따라, 제2 도관(34)의 단부는 제2 플래어 너트(32)의 내면과 주요 본체부(24)의 제2 플래어 단부(28)의 외면 사이에 포위된다.

도관(33, 34)의 연결을 위해 플래어 너트(31, 32)를 사용하는 것의 대안으로서, 도관(33, 34)은 용융 접합, 화학적 용접 또는 영구 접합부 또는 용접부를 형성하는 소정의 다른 적절한 방법을 이용하는 것에 의해 배관 고정구(21)의 주요 본체부(24)에 영구적으로 부착될 수 있다.

도 5로 돌아가면, 밸브 고정구(21)의 본체부(22)의 외주 본체부(24)는 주요 본체부(23)에 형성된 주요 보어(25)로부터 연장될 수 있는 샘플링 보어(35)로 형성될 수 있고, 샘플링 보어(35)는 주요 보어(25)와 유체 연통 상태일 수 있다. 특정 양태에서, 샘플링 보어(35)는 주축(27)에 거의 수직인 샘플링 축(37)을 따라 연장될 수 있다. 또한, 샘플링 보어(35)는 제1 부분(36)과 제2 부분(38)을 포함할 수 있다.

예시된 바와 같이, 샘플링 보어(35)의 제1 부분(36)은 내경(ID_sb1)을 가질 수 있고, 샘플링 보어(35)의 제2 부분(38)은 내경(ID_sb2)을 가질 수 있다. 특정 양태에서, ID_sb1은 <ID_sb2일 수 있고, 샘플링 보어(35)의 제1 부분(36)과 샘플링 보어(35)의 제2 부분(38) 사이의 계면의 외주 본체부(24)의 내벽에는 플래어 면(45)이 형성될 수 있다. 예를 들면, ID_sb1는 < 80% ID_sb2, 예컨대, < 75% ID_sb2 또는 < 70% ID_sb2일 수 있다. 또한, ID_sb1는 > 50% ID_sb2, 예컨대, > 55% ID_sb2 또는 > 60% ID_sb2일 수 있다.

다른 양태에서, ID_sb1는 여기 설명되는 임의의 % ID_sb2의 값을 포함하여 그 값 사이의 범위에 있을 수 있다. 예를 들면, ID_sb1는 < 80% ID_sb2 내지 > 50% ID_sb2, 예컨대, < 80% ID_sb2 내지 > 55% ID_sb2 또는 < 80% ID_sb2 내지 > 60% ID_sb2일 수 있다. 다른 양태에서, ID_sb1는 < 75% ID_sb2 내지 > 50% ID_sb2, 예컨대, < 75% ID_sb2 내지 > 55% ID_sb2 또는 < 75% ID_sb2 내지 > 60% ID_sb2일 수 있다. 더욱이, ID_sb1는 < 70% ID_sb2 내지 > 50% ID_sb2, 예컨대, < 70% ID_sb2 내지 > 55% ID_sb2 또는 < 70% ID_sb2 내지 > 60% ID_sb2일 수 있다.

다른 양태에서, 주요 본체부(23)의 주요 보어(25)는 주요 보어(25)의 길이를 따라 실질적으로 일정한 내경(ID_mb)을 가질 수 있다. 또한, 해당 양태에서, ID_sb1은 <ID_mb일 수 있다 예를 들면, ID_sb1은 ≤ 40.0% ID_mb, 예컨대, ≤ 37.5% ID_mb, ≤ 35.0% ID_mb 또는 ≤ 30% ID_mb일 수 있다. 또한, ID_sb1은 ≥ 15.0% ID_mb, 예컨대, ≥ 20.0% ID_mb 또는 ≥ 25.0% ID_mb일 수 있다.

다른 양태에서, ID_sb1는 여기 설명된 임의의 % ID_mb의 값을 포함하여 그 값 사이의 범위 내에 있을 수 있다. 예를 들면, ID_sb1는 ≤40.0% ID_mb 내지 ≥15.0% ID_mb, 예컨대, ≤40.0% ID_mb 내지 ≥20.0% ID_mb 또는 ≤40.0% ID_mb 내지 ≥25.0% ID_mb일 수 있다. 다른 양태에서, ID_sb1는 ≤37.5% ID_mb 내지 ≥15.0% ID_mb, 예컨대, ≤37.5% ID_mb 내지 ≥20.0% ID_mb 또는 ≤37.5% ID_mb 내지 ≥25.0% ID_mb일 수 있다. 또한, ID_sb1는 ≤35.0% ID_mb 내지 ≥15.0% ID_mb, 예컨대, ≤35.0% ID_mb 내지 ≥20.0% ID_mb 또는 ≤35.0% ID_mb 내지 ≥25.0% ID_mb일 수 있다. 더욱이, ID_sb1는 ≤30.0% ID_mb 내지 ≥15.0% ID_mb, 예컨대, ≤30.0% ID_mb 내지 ≥20.0% ID_mb 또는 ≤30.0% ID_mb 내지 ≥25.0% ID_mb일 수 있다.

도 5에 나타낸 바와 같이, 본체부(22)의 외주 본체부(24)는 샘플링 보어(35)의 제1 부분(36)을 통해 측정된 제1 외경(OD_P1)과 샘플링 보어(35)의 제2 부분(38)을 통해 측정된 제2 외경(OD_P2)을 가질 수 있다. 특정 양태에서, 도 5에 예시된 바와 같이, OD_P1은 < OD_P2일 수 있다. 예를 들면, OD_P1은 < 85% OD_P2, 예컨대, < 80% OD_P2 또는 < 75% OD_P2일 수 있다. 또한, OD_P1은 > 60% OD_P2, 예컨대, > 65% OD_P2 또는 > 70% OD_P2일 수 있다.

다른 양태에서, OD_P1는 여기 설명되는 임의의 % OD_P2의 값을 포함하여 그 값 사이의 범위에 있을 수 있다. 예를 들면, OD_P1는 < 85% OD_P2 내지 > 60% OD_P2, 예컨대, < 85% OD_P2 내지 > 65% OD_P2 또는 < 85% OD_P2 내지 > 70% OD_P2일 수 있다. 다른 양태에서, OD_P1는 < 80% OD_P2 내지 > 60% OD_P2, 예컨대, < 80% OD_P2 내지 > 65% OD_P2 또는 < 80% OD_P2 내지 > 70% OD_P2일 수 있다. 또한, OD_P1는 < 75% OD_P2 내지 > 60% OD_P2, 예컨대, < 75% OD_P2 내지 > 65% OD_P2 또는 < 75% OD_P2 내지 > 70% OD_P2일 수 있다.

도 5는 본체부(22)의 외주 본체부(24)가 플래어 면 또는 경사면(47)으로 형성될 수 있는 말단부(46)를 포함할 수 있음을 보여준다. 더욱이, 본체부(22)의 외주 본체부(24)의 말단부(46) 둘레로 제3 나사형 플래어 너트(39)가 설치될 수 있다. 제3 플래어 너트(39)에는 샘플링 밸브 조립체(41)가 나사 결합됨으로써 샘플링 밸브 조립체(41)와 배관 고정구(21)의 본체부(22)가 결합될 수 있다.

구체적으로, 샘플링 밸브 조립체(41)는 밸브 본체(60)를 포함할 수 있다. 밸브 본체(60)로부터는 유입 관(61)이 연장될 수 있다. 밸브 본체(60)로부터 실질적으로 유입 관(61)에 수직하게 유출 관(63)이 연장될 수 있다. 유입 관(61)은 배관 고정구(21)의 본체부(22) 중 외주 본체부(24)에 형성된 샘플링 보어(35)의 제2 부분(38) 내로 끼워지는 크기 및 형상을 갖는 제1 부분(65)을 포함할 수 있다. 샘플링 밸브 조립체(41)의 유입 관(61)은 해당 유입 관(61)의 제1 부분(65)에 인접한 나사형의 제2 부분(66)을 또한 포함할 수 있으며, 해당 나사형의 제2 부분(66)은 배관 고정구(21)의 본체부(22) 중 외주 본체부(24) 둘레에 배치된 제3 플래어 너트(39)와 나사 결합되는 크기와 형상을 가질 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 유입 관(61)의 제1 부분(65)은 외경(OD_IT1)을 가질 수 있고, 나사형의 제2 부분(66)은 외경(OD_IT2)을 가질 수 있다. 특정 양태에서, OD_IT1은 < OD_IT2일 수 있다. 예를 들면, OD_IT1은 < 85% OD_IT2, 예컨대, < 80% OD_IT2 또는 < 75% OD_IT2일 수 있다. 또한, OD_IT1은 > 60% OD_IT2, 예컨대, > 65% OD_IT2 또는 > 70% OD_IT2일 수 있다.

다른 양태에서, OD_IT1는 여기 설명되는 임의의 % OD_IT2의 값을 포함하여 그 값 사이의 범위에 있을 수 있다. 예를 들면, OD_IT1는 < 85% OD_IT2 내지 > 60% OD_IT2, 예컨대, < 85% OD_IT2 내지 > 65% OD_IT2 또는 < 85% OD_IT2 내지 > 70% OD_IT2일 수 있다. 다른 양태에서, OD_IT1는 < 80% OD_IT2 내지 > 60% OD_IT2, 예컨대, < 80% OD_IT2 내지 > 65% OD_IT2 또는 < 80% OD_IT2 내지 > 70% OD_IT2일 수 있다. 또한, OD_IT1는 < 75% OD_IT2 내지 > 60% OD_IT2, 예컨대, < 75% OD_IT2 내지 > 65% OD_IT2 또는 < 75% OD_IT2 내지 > 70% OD_IT2일 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 유입 관(61)의 제1 부분(65)과 제2 부분(66) 사이의 경계에서 유입 관(61)의 외부면에 플래어 면(47)이 형성될 수 있다. 또한, 유입 관(61)은 역시 플래어 면(47)으로 형성될 수 있는 말단부(67)를 포함할 수 있다.

샘플링 밸브 조립체(41)가 배관 고정구(21)와 결합될 때, 도 5에 도시된 바와 같이, 샘플링 밸브(42)의 유입 관(61)의 제1 부분(65)은 배관 고정구(22)의 본체부(22) 중 외주 본체부(24)의 샘플링 보어(35)의 제2 단부(38) 내로 끼워지며, 유입 관(61)의 말단부(67)의 플래어 면(47)은 샘플링 보어(35) 내에 형성된 플래어 면(45)에 기대어 안착될 수 있다. 더욱이, 유입 관(61)의 제1 부분(65)과 제2 부분(66) 사이에 형성된 플래어 면(47)은 배관 고정구(22)의 본체부(22) 중 외주 본체부(24)의 말단부(46) 상에 형성된 플래어 면(45)에 기대어 안착될 수 있다.

도 5는 샘플링 밸브 조립체(41)가 내부 유체 챔버(70)를 포함할 수 있음을 나타낸다. 유입 관(61)의 전체 길이를 따라 유입 관(61)에 인접한 밸브 본체(60)를 통해 유입 보어(75)가 연장될 수 있으며, 해당 유입 보어 (75)는 내부 유체 챔버(70)와 유체 연통되도록 내부 유체 챔버(70)에서 종료될 수 있다. 유입 보어(75)는 내경(ID_I)을 가질 수 있고, 특정 양태에서, ID_I은 ID_sb1와 동일할 수 있다.

샘플링 밸브 조립체(41)는 유출 관(63)을 따라 형성된 유출 보어(77)를 또한 포함할 수 있다. 유출 보어(77)는 해당 유출 보어(77)가 내부 유체 챔버(70)와 유체 연통되도록 샘플링 밸브 조립체(41)의 밸브 본체(60)를 통해 연장된다. 유출 관(63)은 샘플링 포트(51)에 외접할 수 있는 말단부(90)를 포함할 수 있다.

예시된 바와 같이, 유입 보어(75)는 유입 관(61)의 말단부(67)에서 종결될 수 있는 말단부(78)를 포함할 수 있다. 유입 보어(75)는 밸브 본체(60)의 내벽에서 종결될 수 있는 근접 단부(79)를 또한 포함할 수 있다. 유입 보어(75)의 근접 단부(79)는 밸브 시트(81)가 외접될 수 있다. 샘플링 밸브 조립체(41) 내에는 스템(82) 및 헤드(83)를 갖는 밸브(42)가 유입 보어(75)와 정렬되도록 설치될 수 있다. 밸브(42)의 헤드(83)는 밸브 시트(81)와 결합하여 밸브 시트(81)와 밀봉부를 형성함으로써 유입 보어(75)를 통한 유체 흐름을 차단하기 위해 하나 이상의 스프링에 의해 밸브 시트(81) 측으로 가압될 수 있다. 동작 중, 밸브(42)는 밸브(42)의 헤드(83)가 밸브 시트(81)로부터 떨어져 이격됨으로써 유입 보어(75)를 통해 유체 유동이 허용되고 유입 보어(75), 내부 유체 챔버(70) 및 유출 보어(77) 사이에 유체 연통이 허용되도록 밸브 시트(81)로부터 멀어지게 샘플링 밸브 조립체(41) 내에서 선형 이동될 수 있다.

따라서, 샘플링 밸브 조립체(41)가 작동되거나 그렇지 않으면 개방될 때, 배관 고정구(21)의 본체부(22) 중 주요 본체부(23)의 주요 보어(25)를 통해 유동하는 유체의 샘플은 배관 고정구(21)와 샘플링 밸브 조립체(41) 사이에 유체 연통이 허용된다. 또한, 샘플은 배관 고정구(21)의 본체부(22)의 외주 본체부(24)의 샘플링 보어(35)를 통해, 샘플링 밸브 조립체(41)의 유입 보어(75)를 통해, 샘플링 뱅브 조립체(41)의 내부 유체 챔버(70)를 통해, 그리고 샘플링 밸브 조립체(41)의 유출 보어(77)를 통해 흐를 수 있다.

특정 양태에서, 샘플링 밸브 조립체(41)는 예컨대, 고압 밸브(HPV) 또는 콤팩트 다이어프램 밸브(CDV)를 포함할 수 있다. 샘플링 밸브 조립체(41)는 작동 압력(Po)을 가질 수 있으며, Po는 ≥60 psi, 예컨대, ≥65 psi, ≥70 psi, ≥75 psi, 또는 ≥80 psi 일 수 있다. 또한, Po는 ≤120 psi, 예컨대, ≤110 psi 또는 ≤100 psi 일 수 있다. 특정 양태에서, Po는 여기 설명되는 임의의 Po 값을 포함하여 그 값 사이의 범위 내에 있을 수 있다. 예를 들면, Po는 ≥60 psi 내지 ≤120 psi, 예컨대, ≥60 psi 내지 ≤110 psi 또는 ≥60 psi 내지 ≤100 psi일 수 있다. Po는 ≥65 psi 내지 ≤120 psi, 예컨대, ≥65 psi 내지 ≤110 psi 또는 ≥65 psi 내지 ≤100 psi일 수 있다. 또한, Po는 ≥70 psi 내지 ≤120 psi, 예컨대, ≥70 psi 내지 ≤110 psi 또는 ≥70 psi 내지 ≤100 psi일 수 있다. Po는 ≥75 psi 내지 ≤120 psi, 예컨대, ≥75 psi 내지 ≤110 psi 또는 ≥75 psi 내지 ≤100 psi일 수 있다. 또한, Po는 ≥80 psi 내지 ≤120 psi, 예컨대, ≥80 psi 내지 ≤110 psi 또는 ≥80 psi 내지 ≤100 psi일 수 있다.

샘플링 밸브 조립체는 도 1-5 및 도 6-9에 도시된 바와 같이 공압 작동식 밸브 조립체(41)일 수 있다. 대안적으로, 샘플링 밸브 조립체는 도 10에 예시된 바와 같이 수동 작동식 밸브 조립체일 수 있다. 어느 경우든, 플런저 또는 밸브가 작동되어 샘플링 밸브를 통해 샘플링 밸브 조립체(41)의 유출 관(63)의 말단부(90)가 외접된 샘플링 포트(51) 밖으로 유체를 방출시킬 수 있다.

특정 양태에서, 유출 관(63)의 말단부(90)는 제4 플래어 너트(53)가 외접될 수 있다. 제4 플래어 너트(53)는 제3 도관(91)을 배관 조립체(20)에 연결하는데 사용될 수 있다.

다른 특정 양태에서, 유출 보어(77)와 해당 유출 보어(77)의 샘플링 포트(51)는 내경(ID_o)을 가질 수 있고, 전술한 바와 같이, 내부 보어(75)는 내경(ID_I)을 가질 수 있다. 해당 양태에서, ID_o는 ≤ID_I일 수 있다. 예를 들면, ID_O는 ≤70% ID_I, 예컨대, ≤65% ID_I, ≤60% ID_I, 또는 ≤50% ID_I일 수 있다. 또한, ID_O는 ≥20% ID_I, 예컨대, ≥25% ID_I 또는 ≥30% ID_I일 수 있다. ID_O는 여기 설명되는 임의의 % ID_I의 값을 포함하여 그 값 사이의 범위 내에 있을 수 있다. 예를 들면, ID_O는 ≤70% ID_I 내지 ≥20% ID_I, 예컨대, ≤70% ID_I 내지 ≥25% ID_I 또는 ≤70% ID_I 내지 ≥30% ID_I일 수 있다. ID_O는 ≤65% ID_I 내지 ≥20% ID_I, 예컨대, ≤65% ID_I 내지 ≥25% ID_I 또는 ≤65% ID_I 내지 ≥30% ID_I일 수 있다. 다른 양태에서, ID_O는 ≤60% ID_I 내지 ≥20% ID_I, 예컨대, ≤60% ID_I 내지 ≥25% ID_I 또는 ≤60% ID_I 내지 ≥30% ID_I일 수 있다. 더욱이, ID_O는 ≤50% ID_I 내지 ≥20% ID_I, 예컨대, ≤50% ID_I 내지 ≥25% ID_I 또는 ≤50% ID_I 내지 ≥30% ID_I일 수 있다.

예시된 실시예 각각에서, 배관 고정구(21)의 본체부(22) 중 주요 본체부(23)에 형성된 주요 보어(25) 내로는 샘플링 밸브 조립체(41)의 어떤 부분도, 예컨대 샘플링 밸브 조립체(41)의 유입 관(61)이 연장되지 않는다. 이로써, 주요 보어(25)는 완전히 가로막히지 않는 상태이다. 추가로, 샘플링 밸브 조립체(41)의 사용은 주요 보어(25)(예, 제1 포트(29)와 제2 포트(30) 사이) 내의 주요 보어를 통해 유동하는 유체에 실질적으로 압력 강하를 주지 않는다.

특정 양태에서, 배관 고정구(21)를 통해 흐르는 유체는 작동 압력(P)을 가질 수 있고, 샘플링 밸브에 의해 야기되는 압력 강하(P_d)는 ≤1.0% P, 예컨대, ≤0.75% P 또는 ≤0.5% P일 수 있다. 다른 양태에서, P_d는 ≥0.05% P, 예컨대, ≥0.1% P 또는 ≥0.25% P일 수 있다. 또한, P_d는 여기 설명되는 임의의 % P의 값을 포함하여 그 값 사이의 범위 내에 있을 수 있다. P_d는 ≤1.0% P 내지 ≥0.05% P, 예컨대, ≤1.0% P 내지 ≥0.1% P 또는 ≤1.0% P 내지 ≥0.25% P일 수 있다. P_d는 ≤0.75% P 내지 ≥0.05% P, 예컨대, ≤0.75% P 내지 ≥0.1% P 또는 ≤0.75% P 내지 ≥0.25% P일 수 있다. 더욱이, P_d는 ≤0.5% P 내지 ≥0.05% P, 예컨대, ≤0.5% P 내지 ≥0.1% P 또는 ≤0.5% P 내지 ≥0.25% P일 수 있다.

특정 양태에서, 플래어 너트(31, 32, 39, 53) 각각은 수동 회전을 용이하게 하기 위해 외부 질감부(55)(예, 축방향 리브 등)를 포함할 수 있다. 일부 용례에서, 리브형 너트는 유동 압력하에서 화학적 누출이 일어나지 않도록 보장하기 위해 도구와 경계를 이루어 제공되는 Teflon®PFA 재료로 이루어질 수 있다.

특정 양태에서, 제3 플래어 너트(39)는 밸브 조립체(41)의 유입 관(61)과 나사 결합되지만, 제3 플래어 너트(39)는 배관 고정구(21)의 본체부(22) 중 외주 본체부(24)를 중심으로 자유로이 회전됨을 알 수 있다. 이로써, 샘플링 밸브 조립체(41)가 배관 고정구(21)와 결합될 때, 샘플링 밸브 조립체(41)는 유출 보어(77)와 샘플링 포트(51)를 통해 연장되는 유출 축(100)이 주축(27)에 대해 샘플링 각도를 형성할 수 있도록 샘플링 축(37)을 중심으로 회전될 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 샘플링 각도는 0°내지 360°를 포함하여 그 사이의 임의의 각도일 수 있다.

예를 들면, 0°에서, 유출 축(100)은 주축(27)과 평행할 수 있고, 샘플링 밸브(41)의 샘플링 포트(51)는 주축(27)에 평행한 제1 방향을 향할 수 있다. 180°에서, 샘플링 밸브(41)의 샘플링 포트(51)는 마찬가지로 주축(27)에 평행하지만 제1 방향과 반대인 제2 방향을 향할 수 있다. 90°에서, 샘플링 밸브(41)의 샘플링 포트(51)는 주축(27)에 수직한 제3 방향을 향할 수 있다. 270°에서, 샘플링 밸브(41)의 샘플링 포트(51)는 마찬가지로 주축(27)에 수직하지만 제3 방향과 반대인 제4 방향을 향할 수 있다. 또한, 전술한 바와 같이, 유출 포트(51)는 0°내지 360°를 포함하여 그 사이의 소정의 범위로 주축(27)에 대해 임의의 각도로 회전될 수 있다. 이로써, 샘플링 밸브(41)는 사용 중 재위치됨으로써 샘플링을 용이하게 할 수 있다.

도 11을 참조하면, 배관 시스템이 예시되며 개괄적으로 101로 지정된다. 도 11에 도시된 바와 같이, 배관 시스템(101)은 밸브(예, 차단 밸브)(103), 여기 설명되는 바와 같이 샘플링 밸브(41)가 연결되는 배관 고정구(21), 차단 밸브(103)로부터 배관(21)까지 그리고 배관 고정구(21)로부터 그 하측으로 연장되는 도관(104)을 포함할 수 있다. 특정 양태에서, 차단 밸브(103)의 폐쇄는 샘플링 밸브 조립체(41)가 배관 고정구(21)의 본체부(22)로부터 제거되고 다른 기구로 대체될 수 있게 한다.

다른 기구는 다른 샘플링 밸브 조립체(41)를 포함할 수 있다. 이 구성도 마찬가지로 유체와 같은 탈이온수 또는 질소 가스에 의한 세척과 같은 시스템(101)의 퍼징(purging)을 허용한다.

그러나, 또 다른 실시예의 기구는 압력 게이지, 정적(static) 믹서, 온도계, 속도계, 밀도계, 및 플러그 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이들 기구 각각은 샘플링 밸브 조립체(41)가 제거될 때 배관 고정구(21)의 제3 플래어 너트(39)와 나사 결합되도록 나사선이 형성될 수 있다. 이러한 기구의 형태는 당업자에게 공지되어 있지만, 이들 형태는 여기 상세히 설명되는 바와 같이 샘플링 밸브를 쉽게 제거 또는 교체 가능한 T-형 배관 고정구에 호환 가능하게 연결될 수 없다.

기술된 이상의 설명은 최적의 모드를 포함하는 실시예를 개시하고 당업자로 하여금 본 발명을 구성 및 사용할 수 있도록 하는 예를 이용하고 있다. 특허 가능한 범위는 특허청구범위에 의해 정의되며, 당업자가 떠올리는 다른 예를 포함할 수 있다. 이러한 다른 예들은 해당 예가 특허청구범위의 문자 그대로의 언어와 다르지 않은 구조적 요소를 갖거나 특허청구범위의 문자 그대로의 언어와 별 차이가 없는 등가의 구조적 요소를 포함한다면 특허청구범위의 범위 내에 있는 것으로 의도된다.

포괄적인 설명 또는 실시예들에서 상기되는 모든 작용들이 요구되지는 않으며, 특정한 작용의 일부는 요구되지 않을 수 있으며, 하나 이상의 다른 작용이 기술된 것들에 추가하여 실행될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 게다가, 작용들이 나열되는 순서가 반드시 이들이 실행되는 순서일 필요는 없다.

상기 명세서에서, 개념들이 특정한 실시태양들을 참조하여 설명되었다. 그러나, 본 기술분야에서 통상의 기술을 가진 사람은 다양한 변형들과 변화들이 하기 청구범위에 기술되는 바와 같은 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고 가능하다고 인정한다. 따라서, 명세서와 도면들은 제한적인 의미보다는 오히려 설명적인 의미로 간주되며, 모든 이와 같은 변형들은 본 발명의 범위의 내에 포함되도록 의도된다.

본원에서 사용되는 용어 "구성한다(comprises)", "구성하는(comprising)", "포함한다(includes)", "포함하는(including)", "가진다(has)", 가지는(having)" 또는 이들의 임의의 다른 변형은 비배타적인 포함을 커버하기 위한 것이다. 예를들면, 특징부들의 목록을 포함하는 공정, 방법, 물품, 또는 장치는 반드시 이러한 특징부들에만 한정될 필요는 없으며 명시적으로 열거되지 않거나 이와 같은 공정, 방법, 물품, 또는 장치에 고유한 다른 특징부들을 포함할 수 있다. 게다가, 명시적으로 반대로 기술되지 않는다면, "또는"은 포괄적인 의미의 "또는"을 가리키며 배타적인 의미의 "또는"을 가리키지 않는다. 예를들면, 조건 A 또는 B는 다음 중의 어느 하나에 의해 만족된다: A가 참이고 (또는 존재하고) B는 거짓이며 (또는 존재하지 않으며), A가 거짓이고 (또는 존재하지 않고) B는 참이며 (또는 존재하며), A와 B 모두가 참 (또는 존재한다)이다.

또한, "하나의 (a)" 또는 "하나의 (an)"은 여기에서 설명되는 요소들과 구성요소들을 설명하는데 사용된다. 이는 단지 편의성을 위해 그리고 본 발명의 범위의 일반적인 의미를 부여하기 위해 행해진다. 이 설명은 하나 또는 적어도 하나를 포함하는 것으로 읽혀져야 하며, 다르게 의미한다는 것이 명백하지 않다면 단수는 또한 복수를 포함한다.

장점들, 다른 이점들, 및 문제점들에 대한 해결방안이 특정한 실시태양들과 관련하여 상기되었다. 그러나, 장점들, 이점들, 문제들에 대한 해결방안, 및 임의의 장점, 이점, 또는 해결방안을 발생하게 하거나 더 현저하게 할 수 있는 임의의 특징(들)이 청구항들의 일부 또는 전부의 중요하거나, 요구되거나, 또는 필수적인 특징으로 해석되지 말아야 한다.

명세서를 읽은 후에, 숙련된 기술자들은 명료성을 위해 각각의 실시태양들과 관련해서 여기에서 설명되는 임의의 특징들이 또한 단일 실시태양에서 조합하여 제공될 수 있다고 인정할 것이다. 이와 반대로, 간결성을 위해 단일의 실시태양과 관련하여 설명되는 다양한 특징들은 또한 별도로 또는 임의의 하위 조합으로 제공될 수 있다. 또한, 범위에서 기술되는 값들에 대한 언급은 이 범위의 내에 있는 각각의 값 및 모든 값을 포함한다.

Claims (37)

1. 배관 조립체로서:
   본체부를 갖는 배관 고정구와;
   샘플링 밸브를 포함하며;
   상기 배관 고정구의 본체부는 주요 본체부와 외주 본체부를 포함하며,
   주요 본체부는 제 1 단부와 상기 제 1 단부의 반대편에 있는 제 2 단부와, 상기 제 1 단부로부터 상기 제 2 단부까지 상기 주요 본체부를 통해 연장하는 주요 보어와, 상기 주요 본체부의 상기 제 1 단부 둘레의 제 1 플래어 너트와, 상기 주요 본체부의 상기 제 2 단부 둘레의 제 2 플래어 너트를 포함하며, 상기 제 1 단부는 제 1 포트에 외접하고 상기 제 2 단부는 제 2 포트에 외접하며, 상기 제 1 플래어 너트는 제 1 도관을 상기 주요 본체부의 상기 제 1 단부에 연결하도록 구성되며, 상기 제 2 플래어 너트는 제 2 도관을 상기 주요 본체부의 상기 제 2 단부에 연결하도록 구성되며;
   상기 외주 본체부는 상기 주요 본체부로부터 연장하며, 상기 외주 본체부는 플래어 면을 가지는 말단부와, 상기 외주 본체부의 상기 말단부에 외접하는 제 3 플래어 너트와, 상기 외주 본체부를 통해 연장하여 상기 주요 보어와 유체 연통하는 샘플링 보어를 포함하고;
   상기 샘플링 밸브는, 상기 배관 고정구의 상기 외주 본체부에 나사 결합되고 적어도 부분적으로 상기 샘플링 보어 내로 상기 외주 본체부의 플래어 면을 지나 연장하되 상기 주요 보어 내로 연장되지 않아서, 상기 주요 보어가 상기 샘플링 밸브에 의해 가로막히지 않고 상기 샘플링 밸브의 사용으로 상기 배관 고정구의 상기 주요 보어를 통과하는 유체에 실질적으로 어떤 압력 강하도 유발하지 않고, 상기 샘플링 밸브는 샘플링 포트를 포함하는 유출 관을 포함하고, 상기 샘플링 밸브는 상기 주요 본체부의 축에 대해 0°및 360°를 포함하고 0°및 360°사이인 샘플링 각도를 가지도록 구성되는, 배관 조립체.
2. 삭제
3. 배관 조립체로서:
   본체부를 갖는 배관 고정구와;
   샘플링 밸브와;
   차단 밸브를 포함하며,
   상기 본체부는:
   주요 본체부와 외주 본체부를 포함하며,
   상기 주요 본체부는 제 1 단부와 상기 제 1 단부의 반대편에 있는 제 2 단부와, 상기 제 1 단부로부터 상기 제 2 단부까지 상기 주요 본체부를 통해 연장하는 주요 보어와, 상기 주요 본체부의 상기 제 1 단부 둘레의 제 1 플래어 너트와, 상기 주요 본체부의 상기 제 2 단부 둘레의 제 2 플래어 너트를 포함하며, 상기 제 1 단부는 제 1 포트에 외접하고 상기 제 2 단부는 제 2 포트에 외접하며, 상기 제 1 플래어 너트는 제 1 도관을 상기 주요 본체부의 상기 제 1 단부에 연결하도록 구성되며, 상기 제 2 플래어 너트는 제 2 도관을 상기 주요 본체부의 상기 제 2 단부에 연결하도록 구성되며;
   상기 외주 본체부는 상기 주요 본체부로부터 연장하며, 상기 외주 본체부는 플래어 면을 가지는 말단부와, 상기 외주 본체부의 상기 말단부에 외접하는 제 3 플래어 너트와, 상기 외주 본체부를 통해 연장하여 상기 주요 보어와 유체 연통하는 샘플링 보어를 포함하고, 상기 샘플링 밸브는 상기 주요 본체부의 축에 대해 0°및 360°를 포함하고 0°및 360°사이인 샘플링 각도를 가지도록 구성되며,
   상기 샘플링 밸브는, 상기 배관 고정구의 상기 외주 본체부에 나사 결합되고 적어도 부분적으로 상기 샘플링 보어 내로 상기 외주 본체부의 플래어 면을 지나 연장하되 상기 주요 보어 내로 연장하지 않아서, 상기 주요 보어가 상기 샘플링 밸브에 의해 가로막히지 않고 상기 샘플링 밸브의 사용에 의해 상기 배관 고정구의 동작 중에 상기 주요 보어를 통과하는 유체에 실질적으로 어떤 압력 강하도 유발하지 않고, 상기 샘플링 밸브는 샘플링 포트를 포함하는 유출 관을 포함하며,
   상기 차단 밸브는 도관을 통해 상기 배관 고정구로부터 상류측에서 상기 배관 고정구에 결합되고, 상기 차단 밸브의 폐쇄는 상기 샘플링 밸브가 상기 배관 고정구로부터 제거되고 다른 기구로 교체되는 것을 허용하는, 배관 조립체.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 다른 기구는 다른 샘플링 밸브 또는 압력 게이지, 정적 믹서, 온도계, 속도계, 밀도계 및 플러그를 포함하며, 이들 기구 각각은 상기 샘플링 밸브가 상기 배관 고정구의 상기 외주 본체부로부터 제거될 때 상기 샘플링 보어의 나사부와 나사 결합되도록 나사선이 형성되는, 배관 조립체.
5. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 샘플링 밸브는 고압 밸브(HPV) 또는 콤팩트 다이어프램 밸브(CDV)인, 배관 조립체.
6. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 샘플링 밸브는 수동식 또는 공압식인, 배관 조립체.
7. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 샘플링 보어는 내경(ID_sb1)을 갖는 제 1 부분과 내경(ID_sb2)을 갖는 제 2 부분을 포함하며, ID_sb1 < ID_sb2인, 배관 조립체.
8. 제 7 항에 있어서, ID_sb1 < 80% ID_sb2 또는 ID_sb1 < 75% ID_sb2 또는 ID_sb1 < 70% ID_sb2인, 배관 조립체.
9. 제 8 항에 있어서, ID_sb1 > 50% ID_sb2 또는 ID_sb1 > 55% ID_sb2 또는 ID_sb1 > 60% ID_sb2인, 배관 조립체.
10. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 샘플링 보어는 내경(ID_sb1)을 갖는 제 1 부분을 포함하고, 상기 주요 보어는 내경(ID_mb)을 가지며, ID_sb1 < ID_mb인 배관 조립체.
11. 제 10 항에 있어서, ID_sb1 ≤ 40.0% ID_mb 또는 ID_sb1 ≤ 37.5% ID_mb 또는 ID_sb1 ≤ 35.0% ID_mb 또는 ID_sb1 ≤ 30.0% ID_mb인, 배관 조립체.
12. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 유출 관과 상기 샘플링 포트는 내경(ID_o)을 가지며, 상기 샘플링 포트의 유입 관은 직경(ID_I)을 갖는 유입 보어를 포함하며, ID_o ≤ ID_I인, 배관 조립체.
13. 제 12 항에 있어서, ID_o ≤ 70% ID_I 또는 ID_o ≤ 65% ID_I 또는 ID_o ≤ 60% ID_I 또는 ID_o ≤ 50% ID_I인, 배관 조립체.
14. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 샘플링 밸브는 상기 배관 고정구의 본체부 중 상기 외주 본체부에 회전 가능하게 연결되어, 상기 샘플링 밸브가 상기 샘플링 보어를 통해 연장하는 샘플링 축을 중심으로 회전될 수 있는, 배관 조립체.
15. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 배관 고정구의 본체부 중 상기 주요 본체부를 통해 흐르는 유체는 압력(P)을 가지며, 상기 샘플링 밸브에 의해 야기되는 압력 강하(P_d)는 ≤ 1.0% P 또는 P_d ≤ 0.75% P 또는 P_d ≤ 0.5% P인, 배관 조립체.
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