JP2014532849A - 圧力容器を満たしてシールするシステム及び方法 - Google Patents
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Abstract
冗長シーリングシステムは、真空、又は加圧ガス、又は液体、の容器のためのシールアセンブリを含んでいる。容器は、容器の表面から延在しているボスと充填ポート開口部とを有している。ボスは、開口部と整列している通路を有しており、通路は、ねじを切った部分を有している。シールアセンブリは、容器における充填ポート開口部と嵌り合うように形成されている表面を備えたノーズ部分と、ボスを貫通している通路のねじを切った部分に係合する雄ねじを備えた止めねじ部分と、を有するポートプラグを含み、ノーズ部分を充填ポート開口部の中へ押し込んで、第1のシールを形成する。シールアセンブリは、ボスを貫通している通路の遠端部を閉じるサイズに合わせて作られた溶接プラグを更に含んでいる。溶接プラグは、ボスに溶接され、第2のシールを形成する。【選択図】 図1
Description
本出願は、2011年11月4日に出願された米国特許出願第13/289,400号の利益に権利を主張しており、米国特許出願第13/289,400号は、参照によってここに取り込まれている。
本発明は、主契約(Prime Contract)第HQ0276−08−C−0001号のもとで米国政府の支援を受けて作成された。米国政府は、本発明にある特定の権利を有している。
発明の分野
本発明は、圧力又は真空容器に関し、より具体的には、長期間にわたる貯蔵寿命(shelf life)の間、改善されたシールを有する高圧ガス容器に関する。
本発明は、圧力又は真空容器に関し、より具体的には、長期間にわたる貯蔵寿命(shelf life)の間、改善されたシールを有する高圧ガス容器に関する。
高圧ガス容器には、誘導弾(guided missile)を含む多くの用途が見出されている。ミサイルにおいて、加圧ガスは、コンパクトなエネルギ源を提供し、これは、例えば、ジャイロをアンケージすること(uncaging)、赤外線目標検知追尾装置(infrared seeker)の検出器要素を冷却すること、操縦翼面(control surface)を動かすこと、等に使用できる。これらの容器は非常に小さい場合があり、低い漏れ率(leak rate)を維持しながら、これらを充填してシールするのは難しい。
1つの一般に使用されている充填方法は、ボトルの内部体積(inner volume)に穴を開ける(breach)小径管を必要とする。容器が管を通してガスで充填された後で、容器は幾つかの位置で抵抗溶接(resistance weld)され、次に、その遠端部で溶接されて閉鎖される。この一般的な設計は、業界全体にわたって20年を超えて使用されてきた。
ミサイルのためのこれまでの他の加圧容器は、ガスを容器内に閉じ込めるために、金属対金属のシール(metal-to-metal seal)を主に利用していた。これらのシールのうちの幾つかのものは、ねじを切ったユニオン(threaded union)を利用し、一方で他のものは、圧入プラグ(pressed in plug)を使用してきた。これらの設計の両者は、ガスを容器の中に保持するシールを得るために、非常に優れた表面仕上げ(surface finish)を必要とする。他のシールは、容器の開口部上に軟質金属(soft metal)を成形することによって形成されていた。
金属対金属のシールは、不完全な場合があり、閉じ込められたガスが容器からゆっくりと漏れることを許し、その貯蔵寿命を短くしている。誘導弾が使用される前に、誘導弾が長時間にわたって保管されることはよくあるので、短くなった貯蔵寿命は、それが必要とされるときに、容器が十分なガスを含んでいないというリスクを高める可能性があり、これはミサイルを役立たないものにする場合がある。更に加えて、これまでのシールは、多くの場合に、誤った取り扱い(mishadling)に対して物理的に強くなく、環境条件に強くなく、及び/又は、汚染に対して強くなかった。これらの欠点にもかかわらず、他の技術が利用可能でなかった、利用可能な体積に適合しなかった、又はより費用がかかったという理由で、これまでのシールが使用され続けたので、一般的な品質のミサイルサブシステムに適していない。
本発明は、開口部を塞いで最初のシールを形成する変形可能なプラグと、金属キャップ及び安価な球状溶接機(orbital welder)を加えて形成できる第2の溶接シールと、の両者を使用する、冗長シーリングシステム(redundant sealing system)を提供する。
より具体的には、本発明は、圧力容器のためのシールアセンブリを提供する。容器は、容器の表面から延在しているボスと充填ポート開口部とを有している。ボスは、開口部と整列(align)している通路(passage)を有しており、通路は、ねじを切った部分(threaded portion)を有している。シールアセンブリは、容器における充填ポート開口部と嵌り合うように形成されている表面を備えたノーズ部分(nose portion)と、ボスを貫通している通路のねじを切った部分に係合する雄ねじを備えた止めねじ部分(set screw portion)と、を有するポートプラグを含み、ノーズ部分を充填ポート開口部の中へ押し込んで、シールを形成する。このシールは、最初又は第1のシールであり、シールアセンブリは、ボスを貫通している通路の末端部を閉じるサイズに合わせて作られた溶接プラグを更に含む。溶接プラグは、ボスに溶接され、第2のシールを形成する。当然に、本発明は、開口部と通路とをシールするこのようなシールアセンブリを有する加圧容器を更に提供する。
本発明は、容器を満たし、次に、容器をシールし、長期間にわたる貯蔵寿命を与える方法を更に提供する。この方法は、(a)容器における開口部、及び開口部に隣接している容器の表面から延在しているボス、を有している容器と、ここで、ボスは、容器における開口部と整列している通路を有しており、通路は、少なくとも部分的に雌ねじを切られている;容器における充填ポート開口部を閉じるノーズ部分、及びボスのねじを切った部分に係合する雄ねじを備えた止めねじ部分、を含んでいるポートプラグと;を提供するステップと、(b)止めねじ部分よりも開口部に近いノーズ部分を備えたポートプラグを、通路の中に挿入するステップと、(c)通路を介して、容器を満たすステップと、(d)ノーズ部分が、開口部に隣接している容器の表面に係合し、最初又は第1のシールを形成するまで、ねじを切ったポートプラグにトルクを与えて、ポートプラグを通路の中で前進させる(advance)ステップと、(e)ボスの外側端部に溶接プラグを取り付けて、ボスを貫通している通路を閉じるステップと、(f)溶接プラグをボスに溶接し、第2のシールを生成するステップと、を含む。
本発明の別の態様によると、本発明は、シールアセンブリを備えた容器を提供する。容器は、容器における開口部、及び開口部に隣接している容器の表面から延在しているボス、を有する。ボスは、容器における開口部と整列している通路を有しており、通路は、少なくとも部分的に雌ねじを切られている。容器及びシールアセンブリは、ボスを貫通している通路の近端部において開口部に隣接している、容器における開口部をシールする手段と、ボスを貫通している通路の遠端部に隣接している、ボスを貫通している通路をシールする手段と、を更に含んでいる。
例示的な実施形態では、開口部をシールする手段は、容器における充填ポート開口部と嵌り合うように形成された表面を備えたノーズ部分と、ボスを貫通している通路のねじを切った部分に係合する雄ねじを備えた止めねじ部分と、有するポートプラグを含み、ノーズ部分を充填ポート開口部の中に押し込んで、シールを形成する。通路をシールする手段は、通路の遠端部を閉じるサイズに合わせて作られた溶接プラグを含み、溶接プラグは、ボスに溶接され、第2のシールを形成する。
本発明の上述の特徴と他の特徴は、以下で十分に記載され、特に、請求項に示されている。以下の記載と添付の図面は、本発明のある特定の例示的な実施形態を詳しく示している。しかしながら、これらの実施形態は、本発明の原理が用いられ得る様々なやり方のうちのほんの幾つかを示しているに過ぎない。
既に記載したように、以前の圧力容器は、ハーメチックシールを提供する際に、多くの問題を有していた。例えば、幾つかの容器が、誤った取り扱い、環境条件、又は汚染に強くなかったか、或いは、シーリング方法が、実施するために高い資本費用が必要であった。更に、圧力容器のための従来のシーリング方法は、時間の経過と共に過剰に漏れてしまうことがよくあったか、コンパクトでなかったか、大きな体積を占めていたか、又はシーリング方法における冗長性を提供していなかった。
対照的に、本発明は、コンパクトで、安価で、且つ冗長なシーリング方法を提供する。圧力容器は、加圧ガス又は液体を充填するための開口部を含んでいる。開口部に隣接している環状表面に対して、第1の要素を押し付け、開口部自体を塞いで閉じる。この工程において、この第1の要素は、環状表面と嵌り合うように変形し、最初又は第1のシールを提供する。第2の要素は、容器に対して第1の要素を支える。この最初のシールが、効果がない又はさもなければ欠陥がある場合に、第1の要素を外す又は交換するために、第2の要素は取り外し可能である。次に、最初のシールが破られた場合に、第2のシールを提供するように、第3の要素が、第1及び第2の要素上に装着され、所定の位置に(in-place)溶接される。
結果として得られる圧力容器は、物理的に小さく、一般的な製造方法を使用し、この分野において作ることができる強くて冗長なシールを提供する。第1のシール又は第2のシールの何れかを設置するために、工場の条件は要求されない。更に、第2のシールを生成する前に、第1のシールをテストすることができ、最初の第1のシールが損なわれている場合は、第2のシールを適用する前に、第1のシールを補修(rework)することができる。
容器10をシールする例示的なシステム及び方法が、図1及び2に示されている。ガス又は液体を保持することができる容器10、即ち、タンク又はボトル又は他のチャンバは、容器10の表面から延在しているボス16と充填ポート開口部14とを有している。充填ポート開口部14は、清掃し易いことが好ましい。ボス16は、開口部14と整列している通路20を有する。通路20と開口部14は、シールアセンブリ12によってシールされる。
例示的な容器10は、ステンレススチールのようなスチールで作られており、およそ0.07インチ(約1.8mm)の壁の厚さを有する。容器のための例示的なステンレススチールは、米国ペンシルバニア州ワイオミシング(Wyomising)のカーペンターテクノロジーコーポレーション(Carpenter Technology Corporation)からの、カーペンターカスタム455(Carpenter Custom 455)のステンレススチールである。このような容器は、およそ25,000ゲージpsi(約172,400kPa)までの、高い内部圧力に耐えることが分かっている。実際には、ボス16は、容器10の一体部分に固定された又は一体部分として形成された、短い永久管(permanent tube)である。例示的なボス16は、円筒形であり、およそ0.25インチ(約6.4mm)の直径と、長さにおいて約0.30インチ(約7.6mm)の長さ又は高さとを有する。
ボス16から充填ポート開口部14までの通路20は、ポートプラグ26を受け取るために、通路20の遠端部24に、ねじを切った部分22を有している。示されているポートプラグ26は、ノーズ部分30と、止めねじ部分32とを有している。示されている実施形態では、ノーズ部分30と止めねじ部分32は、異なるコンポーネントであるが、これらは単一の部品として形成され得る。ノーズ部分30は、プラスチック又は金属のような可鍛材料で作ることができ、示されている実施形態では、ノーズ部分30は、一般的に円錐状の形状を有する。他の形状も機能することができる。例示的なノーズ部分30は、真鍮360(brass 360)のような真鍮で作られている。示されているノーズ部分30は、円錐状の形状のベース又は遠端部から延在している支柱(support post)又はシャンク34を更に有する。
ここで、図3及び4を更に参照すると、支柱34は、止めねじ部分32におけるソケット36の中へ延在している。ポートプラグ26の止めねじ部分32においてノーズ部分30を永久に捕らえるように、支柱34は部分的に押しつぶされている(crush)か又はスエージ加工されている(swage)ことが好ましいが、必須ではない。これは、ノーズ部分30が、容器10上の環状の表面に固定された場合に、セルフアラインメント(self alignment)のために、止めねじ部分32に対して半径方向(radial direction)に動くことを可能にする。止めねじ部分32は、ボス16を貫通している通路20の内側表面上のねじを切った部分22に係合する雄ねじ40を有する。止めねじ部分32の近端部42は、ノーズ部分30のベースにおける支柱34を受け取るソケット44を含んでいる。この窪みを作られた(hollow-out)止めねじ部分32が、ノーズ部分30のスエージ加工した支柱34の部分に役立ち(図15)、その幅はキノコ状に広がり(mushroom)、従って、支柱34が止めねじ部分32の肩部47の後ろで支えられる。スエージ加工された支柱34を備えたポートプラグ26の例は、図16に示されている。
止めねじ部分32の遠端部46は、ボス16を貫通している通路20のねじを切った部分22に沿って、止めねじ部分32に係合し、止めねじ部分32をドライブするための、ドライブ特徴(driving feature)50を含んでいる。例えば、例示的なドライブ特徴50は、止めねじ部分32の遠端部に形成されている六角形のソケットを含んでいる。例示的なソケット50は、公称で1/16インチ(およそ1.6mm)の六角形のレンチ又はキーを受け取るサイズに合わせて作られている。例えば、スクリュドライバを受け取る他のタイプのドライブ特徴は、代替オプションである。例示的な止めねじ部分32は、ステンレススチール、特に、米国オハイオ州ウェストチェスタ(West Chester)の、AKスチールコーポレーション(AK steel corporation)から入手可能な、ニトロニック(Nitronic、登録商標)60で作られている。ニトロニック(登録商標)60は、オーステナイト系(austenitic)ステンレススチールである。示されている止めねじ部分32は管状であり、ソケット36は、止めねじ部分32の一部分又は全体の中に延在した穴又は通路によって形成されており、ポートプラグ26がボス16の通路20の中に存在する場合に、加圧ガスを容器10に送るのを容易にする。止めねじ部分26の側部におけるスロット48は、ガスが止めねじ部分26を流れて容器10の中へ入るための別の経路を提供する。
容器10が加圧ガスで充填されるか又は加圧ガスを排出された後に、ガスで満たす又はガスを排出する前又は後にボス16の通路に挿入されたポートプラグ26は、止めねじ部分32にトルクを与えて、充填ポート開口部14に隣接している容器10の表面にノーズ部分30を押し付けることによって前進させられる。ノーズ部分30は可鍛材料で作られているので、止めねじ部分32にトルクを与え続けると、図2に示されているように、充填ポート開口部14に隣接している表面に嵌り合うように、ノーズ部分30を変形させる。これは、最初のシールを生成する。シールが漏れていることをテストが明らかにした場合は、この最初のシールは補修可能である。更に、この構成では、第1のシールの汚れた側(dirty side)の、シールされた容器の外側におけるボス16の通路20と、ポートプラグ26の止めねじ部分32とに、ねじが切られている。
第1のシールが十分な完全性を有することをテストが示した場合に、溶接プラグ60が、ボス16の遠端部24の上に配置され、所定の位置に溶接され、第1のシールと重複して、第2のシールを提供する。ポートプラグ26は、ボス16を貫通している通路20内に全体的に存在しているので、溶接プラグ60とボス16は、ポートプラグ26と充填ポート開口部14との両者の上に、ハーメチックシールされたチャンバを形成する。ポートプラグのシールが損なわれても、溶接プラグ60を所定の位置に保持する溶接と、溶接プラグ60とによって、容器10はシールされ続け、溶接はそれを所定の位置に保持する。溶接プラグ60は、一般に、スチール、例えば、圧力容器10と同じスチールで作られている。例示的な溶接プラグは、およそ0.060インチ(約1.5mm)の厚さである。例えば、球状TIG溶接機を使って、溶接を行うことができる。このような溶接機は、一般に入手可能であり、通常は小型で、ポータブルで、使用するのが簡単で、比較的に安価である。より重要なことに、これらは、単純な操作で、一貫した品質の溶接を与える。従って、球状溶接機は、この分野で使用でき、溶接シールを形成するために、工場環境の精密な条件を必要としない。しかしながら、レーザ及び電子ビーム溶接機を含む、他のタイプの溶接デバイスを使用し、溶接プラグ60をボス16に溶接することができる。
図2及び5に示されているように、溶接プラグ60は、シャンク又はシャフト62を含むことができる。シャンク又はシャフト62は、ポートプラグ26に受け取られ、ポートプラグ26の止めねじ部分32におけるソケット36の中に延在することができる。示されているポートプラグ60は、六角形のシャフト62を有している。六角形のシャフト62は、止めねじ部分32の遠端部における六角形のソケット50に受け取られる。最後に、溶接プラグ60が所定の位置に溶接されると、止めねじ部分32とポートプラグ26との係合において、振動、取り扱い、又は何等かの他の理由の結果として、時間の経過と共に止めねじ部分32が回転するのを防ぐ。更に、ポートプラグ26と溶接プラグ60との間に含まれている体積を、シャフト62が実質的に埋め、それによって、ボス16内のガスの体積を最小にする。更に、これは、良く溶接された、第2のシールを確かなものにするのを助ける。
本発明に従って提供されるシーリング方法の一連の作業が、図6−10に示されている。図6は、圧力容器10から延在しているボス16であって、充填ポート開口部14まで貫通している通路を備えたボス16と、圧力容器10と、を示している。図7では、ポートプラグ26が、ボス16における通路20の中へ挿入されている。これは、手作業又は自動で行うことができる。次に、図8に示されているように、圧力容器10を取り付け具(fixture)に装着するか、若しくはさもなければ、継手(fitting)に接続又は結合し、圧力タンクを加圧ガス又は液体66で充填する(或いはその代わりに、容器10から流体を排出する)ことができる。取り付け具又は他の連結器は、ポートプラグ26にトルクを与え、図9に示されているように、ポートプラグ26のノーズ部分30を、充填ポート開口部14に隣接している圧力容器10の表面に突き当てて変形させるために、止めねじ部分32を前進させるツール又は仕組みを、一般に含んでいる。これは、最初又は第1のシールを形成する。次に、このシールをテストして、ガスがこのシールを通って漏れているかどうかと、シールが固定されているかどうかと、を決定することができる。これは、圧力容器10を充填するために使用されている同じ連結器を通じて、或いは異なる仕組み又は取り付け具を通じて行うことができる。シールが漏れている、又はさもなければテストで不合格になった場合は、ポートプラグ26を取り外して交換するか、又は取り付けをやり直すことができる。
図10に示されているように、圧力容器10を取り付け具又は連結器から取り外し、ボス16を貫通している通路20の遠端部24に、溶接プラグ60を取り付ける。次に、容器10及びシールアセンブリ12を球状溶接機に取り付けることができ、溶接プラグ60がボス16に溶接され、容器のための第2の冗長なシールを完成させる。
上述では、1つのみのタイプの溶接プラグ60を示したが、本発明の範囲内で、更なる設計も考えらえる。図11−15は、以下の段落で簡単に説明されている溶接プラグ60に対する代わりの設計を示している。
図11では、溶接プラグ70が、ボス16の軸方向の端部から、ボス16を貫通している通路20内で受け取られ、所定の位置に溶接される。この設計では、溶接プラグ70を所定の位置に保持するものは、通路20内における溶接プラグ70の嵌合(fit)、好ましくはぴったりした嵌合(tight fit)と、溶接自体だけである。その代わりに、図12に示されているように、溶接プラグ72は、ねじを切った部分74を含んでいてもよい。ねじを切った部分74は、溶接プラグ72を、それが溶接される前に所定の位置に固定するために、通路20におけるねじを切った部分22に係合する。溶接プラグ72は、例えば六角形のソケット76によって、溶接プラグ72にトルクを与えて通路20の中に入れる手段を更に含んでいる。溶接プラグ72を所定の位置に固定するために、溶接プラグ72の遠端部は軸方向の溶接(axial weld)を重ねて与えられる。この設計では、溶接プラグ72は、通路20の中へ十分な距離にわたって延在し、ポートプラグ26の止めねじ部分32の遠端部46に係合するので、圧力容器10の振動又は取り扱いが原因で、ポートプラグ26が緩むのを防ぎ得る。
軸方向の溶接の代わりに、図1及び10において既に示された実施形態の場合のように、溶接プラグに半径方向の溶接を与えてもよい。図13に示されている実施形態は、図10に示されている実施形態に類似しており、図11のように、ボス16を貫通している通路20の中へ延在している溶接プラグ80の近い方の部分82の嵌合のみによって、溶接プラグ80は所定の位置に保持される。この場合における溶接プラグ80は、主として溶接自体によって所定の位置に保持される。図12の実施形態に似た別の実施形態は、ねじを切った部分84を有しており、ねじを切った部分84は、通路20の中に延在し、溶接プラグ86を、それが溶接されるまで所定の位置に固定する。しかしながら、図12とは対照的に、この場合は、溶接プラグ86は、ボス16の遠端部24を超えて延在し、半径方向の溶接により所定の位置に保持される。
図12と14に示されている溶接プラグの設計では、ねじを切った部分を含み、ねじを切った部分は、ボス16を貫通している通路20の中へ延在している。ポートプラグ26の止めねじ部分32を受け取るために、通路20は、その遠端部24において既にねじを切られているので、これらの設計は、更なる機械加工をする必要がない。図15には、代替例が示されている。この場合に、ポートプラグ90は、ボス16の外側表面92の全体に延在し、外側表面に対して半径方向に溶接される。更に、この設計は、ポートプラグ90上の雌ねじを切った部分96に係合する、ボス16上の雄ねじであって、ボトルのスクリュキャップに類似した雄ねじ、を更に含んでいる。しかしながら、これらのねじを切った部分94及び96を省いてもよく、溶接プラグ90又はキャップを、ねじ接続することなく、所定の位置に溶接することができる。ボスを貫通している通路を閉じて、通路の中にポートプラグをシールする他のタイプの溶接プラグが、本発明の範囲内で考えられる。溶接は、軸方向の溶接、半径方向の溶接、又はこれらの2つの組み合わせであって、ある角度における溶接、例えば、ボス16の軸に対して45度の角度で接する部品間の溶接の形態をとってもよい。更に加えて、レーザ、電子ビーム、又は他の溶接技術のような、球状TIG溶接機以外の他の方法を使用して、溶接プラグをボスにシールするために使用される溶接を行うことができる。
従って、本発明は、高圧ガス容器10に対する冗長なシールを提供する。最初に、ポートプラグを置き、次に、充填ポート開口部14を囲んでいる表面に隣接しているノーズ30の部分を変形させ、第1のシールを作る。止めねじ部分32は、ノーズ部分30を開口部14に対して前進させ、変形したノーズ30を所定の位置に保持する。次に、溶接プラグ60が、ポートプラグ26と、ボス16を貫通している通路20との上に被さるか、又はこれらをカバーし、所定の位置に溶接され、ポートプラグ26から逃げ得るガスに対して、第2のシールを与える。
更に、本発明は、溶接プラグ60を加えて、第2のシールを形成する前に、第1のシールをテストし、テストで不合格になった場合は、第1のシーリング要素と、ポートプラグ26と、特にノーズ部分30とを、補修又は交換することができる。本発明によって提供されている例示的なシールアセンブリは、爆発に先立って、40,000ゲージpsi(約276,000kPa)をシールすることが分かった。結果として得られるシールアセンブリ12は、誤った取り扱いに強い。第1のシールは、環境条件と汚染とから保護されている。また、この分野(field)、例えば、空調のメンテナンス及び修理の状況において、更に、ガスをミサイルに供給するために、工場の設定(factory setting)外で使用できる安価なツールを使って、第1と第2のシールを形成することができる。このような例示的なシールアセンブリは、およそ14年の寿命を有し、その14年の期間にわたって、少なくとも、漏れは200ゲージpsi(約1,400kPa)を超えないと予想される。
要約すると、本発明は、加圧容器10のためのシールアセンブリ12を含む、冗長シーリングシステムを提供する。容器10は、容器10の表面から延在しているボス16と、充填ポート開口部14と、を有している。ボス16は、開口部14と整列した通路20を有している。通路20は、ねじを切った部分22を有している。シールアセンブリ12は、容器10における充填ポート開口部14と嵌り合うように形成されている表面を備えたノーズ部分30を有するポートプラグ26と、ボス16を貫通している通路20のねじを切った部分22に係合する雄ねじを備えた止めねじ部分32とを有しており、ノーズ部分30を充填ポート開口部14の中へ押して、第1のシールを形成する。シールアセンブリ12は、ボス16を貫通している通路20の遠端部を閉じるサイズに合わせて作られた溶接プラグ60を更に含んでいる。溶接プラグ60は、ボス16に溶接され、第2のシールを形成する。
従って、本発明は、以下に記載されている特徴のうちの1つ以上を備えた、システム及び方法を提供する。
A.加圧容器10のためのシールアセンブリ12であって、容器10は、容器10の表面から延在しているボス16と充填ポート開口部14とを有しており、ボス16は、開口部14と整列している通路20を有しており、通路20は、ねじを切った部分22を有しており、シールアセンブリ12は、容器10における充填ポート開口部14と嵌り合うように形成されている表面を備えたノーズ部分30と、ボス16を貫通している通路20のねじを切った部分22に係合する雄ねじを備えた止めねじ部分32と、を有するポートプラグ26を具備し、ノーズ部分30を充填ポート開口部14の中へ押し込んで、シールを形成する、シールアセンブリ12。
B.ノーズ部分30は、可鍛金属である、節(clause)A又は節Aに従属する他の何れかの節に記載されている、シールアセンブリ12。
C.ノーズ部分30は、真鍮である、節B又は節Bに従属する他の節に記載されている、シールアセンブリ12。
D.ノーズ部分30は、開口部14よりも小さい近端部と、開口部14よりも大きい遠端部と、を備えた円錐状の形状を有する、節A又は節Aに従属する他の何れかの節に記載されている、シールアセンブリ12。
E.止めねじ部分32は、止めねじ部分32に係合し、通路20の中でボス16に対して止めねじ手段32を前進させる又は引き込むドライブ手段、を末端部に有している、節A又は節Aに従属する他の何れかの節に記載されている、シールアセンブリ12。
F.シールは、第1のシールであり、ボス16を貫通している通路20の遠端部を閉じるサイズに合わせて作られた溶接プラグ60、を更に具備し、溶接プラグ60は、ボス16に溶接され、第2のシールを形成する、節A又は節Aに従属する他の何れかの節に記載されている、シールアセンブリ12。
G.容器10と溶接プラグ60は、スチールである、節F又は節Fに従属する他の何れかの節に記載されている、シールアセンブリ12。
H.溶接は、軸方向の溶接、半径方向の溶接、又はこれらの2つの組み合わせ、のうちの1つである、節F又は節Fに従属する他の何れかの節に記載されている、シールアセンブリ12。
I.ボス16は、一般的に管状である、節A又は節Aに従属する他の何れかの節に記載されている、シールアセンブリ12。
J.ボス16は、円形の断面を有している、節A又は節Aに従属する他の何れかの節に記載されている、シールアセンブリ12。
K.加圧ガス容器10であって、容器10の表面から延在しているボス16及び充填ポート開口部14と、ここで、ボス16は、開口部14と整列している通路20を有しており、通路20は、ねじを切った部分22を有している;開口部14と通路20とをシールする、節A又は節Aに従属する他の何れかの節に記載されているシールアセンブリと;を具備する、加圧ガス容器10。
L.容器10をガスで満たし、次に、容器10をシールし、長期間にわたる貯蔵寿命を提供する方法であって、
(a)容器10における充填ポート開口部14、及び開口部14に隣接する容器10の表面から延在しているボス16、を有している容器10と、ここで、ボス16は、容器10における開口部14と整列している通路20を有しており、通路20は、少なくとも部分的に雌ねじを切られている;容器10における充填ポート開口部14を閉じるノーズ部分30、及びボス16のねじを切った部分に係合する雄ねじを備えた止めねじ部分32、を有しているポートプラグ26と;を提供するステップと、
(b)止めねじ部分32よりも開口部14に近いノーズ部分30を備えたポートプラグ26を、通路20の中に挿入するステップと、
(c)通路20を介して、容器10を加圧ガスで満たすステップと、
(d)ノーズ部分30が、開口部14に隣接する容器10の表面に係合し、第1のシールを生成するまで、ねじを切ったポートプラグ26にトルクを与えて、ポートプラグ26を通路20の中で前進させるステップと、
(e)ボス16の外側端部に溶接プラグ60を取り付けて、ボス16を貫通している通路20を閉じるステップと、
(f)溶接プラグ60をボス16に溶接し、第2のシールを生成するステップと、
を含む、方法。
(a)容器10における充填ポート開口部14、及び開口部14に隣接する容器10の表面から延在しているボス16、を有している容器10と、ここで、ボス16は、容器10における開口部14と整列している通路20を有しており、通路20は、少なくとも部分的に雌ねじを切られている;容器10における充填ポート開口部14を閉じるノーズ部分30、及びボス16のねじを切った部分に係合する雄ねじを備えた止めねじ部分32、を有しているポートプラグ26と;を提供するステップと、
(b)止めねじ部分32よりも開口部14に近いノーズ部分30を備えたポートプラグ26を、通路20の中に挿入するステップと、
(c)通路20を介して、容器10を加圧ガスで満たすステップと、
(d)ノーズ部分30が、開口部14に隣接する容器10の表面に係合し、第1のシールを生成するまで、ねじを切ったポートプラグ26にトルクを与えて、ポートプラグ26を通路20の中で前進させるステップと、
(e)ボス16の外側端部に溶接プラグ60を取り付けて、ボス16を貫通している通路20を閉じるステップと、
(f)溶接プラグ60をボス16に溶接し、第2のシールを生成するステップと、
を含む、方法。
M.トルクを与えるステップは、開口部14に隣接している容器10の表面と嵌り合うように、ノーズ部分30を変形させることを含む、節L又は節Lに従属する他の何れかの節に記載されている、方法。
N.溶接するステップは、軸方向の溶接、半径方向の溶接、またはこれらの2つの組み合わせ、のうちの少なくとも1つを形成することを含む、節L又は節Lに従属する他の何れかの節に記載されている、方法。
O.満たすステップは、挿入するステップの前に行われる、節L又は節Lに従属する他の何れかの節に記載されている、方法。
P.取り付けるステップと溶接するステップは、最後の2つのステップであり、取り付けるステップは、溶接するステップの前に行われる、節L又は節Lに従属する他の何れかの節に記載されている、方法。
Q.溶接プラグ60を取り付けるステップの前に、第1のシールの完全性をテストするステップを含む、節L又は節Lに従属する他の何れかの節に記載されている、方法。
R.テストするステップが、第1のシールが不適切であると示した場合に、ポートプラグ26を取り外して交換し、次に、適切なシールが得られるまで、テストするステップを繰り返す、節Q又は節Qに従属する他の何れかの節に記載されている、方法。
S.シールアセンブリ12を備えたガス容器10であって、容器10は、容器10における充填ポート開口部14、及び開口部14に隣接している容器10の表面から延在しているボス16と、ここで、ボス16は、容器10における開口部と整列している通路20を有しており、通路20は、少なくとも部分的に雌ねじを切られている;ボス16を貫通している通路20の近端部において開口部14に隣接している、容器10における開口部14をシールする手段26と;ボス16を貫通している通路20の遠端部に隣接している、ボス16を貫通している通路20をシールする手段と;を有する、シールアセンブリ12を備えたガス容器10。
T.開口部をシールする手段は、容器10における充填ポート開口部20と嵌り合うように形成された表面を備えたノーズ部分30と、ボス16を貫通している通路20のねじを切った部分22に係合する雄ねじを備えた止めねじ部分32と、を有するポートプラグ26を含み、ノーズ部分30を充填ポート開口部14の中に押し込んで、シールを形成し、通路をシールする手段は、通路20の遠端部を閉じるサイズに合わせて作られた溶接プラグ60を含み、溶接プラグ60は、ボス16に溶接され、第2のシールを形成する、節S又は節Sに従属する他の何れかの節に記載されている、容器10及びシールアセンブリ12。
ある特定の実施形態に関連して、本発明を示して記載したが、明細書と図面とを読んで理解するときに、他の当業者は同等の改変及び変更を思い付くであろう。特に、上述の整数(integer)(コンポーネント、アセンブリ、デバイス、構成要素、等)によって行われる様々な機能に関して、このような整数を説明するために使用されている用語(「手段」に対する言及を含む)は、本発明の示されている実施形態において機能する開示された構造と、構造上同等でなくても、異なることが示されていない限り、特定の機能を行う任意の整数に対応する(即ち、機能上同等である)ことを意図されている。
Claims (20)
- 加圧容器のためのシールアセンブリであって、
前記加圧容器は、前記加圧容器の表面から延在しているボスと充填ポート開口部とを有しており、
前記ボスは、前記充填ポート開口部と整列している通路を有しており、
前記通路は、ねじを切った部分を有しており、
前記シールアセンブリは、前記加圧容器における前記充填ポート開口部と嵌り合うように形成されている表面を備えたノーズ部分と、前記ボスを貫通している前記通路の前記ねじを切った部分に係合する雄ねじを備えた止めねじ部分と、を有するポートプラグを具備し、前記ノーズ部分を前記充填ポート開口部の中へ押し込んで、シールを形成する、シールアセンブリ。 - 前記ノーズ部分は、可鍛材料である、請求項1に記載のシールアセンブリ。
- 前記ノーズ部分は、真鍮である、請求項2に記載のシールアセンブリ。
- 前記ノーズ部分は、
前記充填ポート開口部よりも小さい近端部と、前記充填ポート開口部よりも大きい遠端部と、を備えた円錐状の形状、
を有する、請求項1に記載のシールアセンブリ。 - 前記止めねじ部分は、
前記止めねじ部分に係合し、前記通路の中で前記ボスに対して前記止めねじ部分を前進させる又は引き込むドライブ手段、
を末端部に有している、請求項1に記載のシールアセンブリ。 - 前記シールは、
第1のシールであり、
前記ボスを通る前記通路の遠端部を閉じるサイズに合わせて作られた溶接プラグ、を更に具備し、
前記溶接プラグは、前記ボスに溶接され、第2のシールを形成する、請求項1に記載のシールアセンブリ。 - 前記加圧容器と前記溶接プラグは、スチールである、請求項6に記載のシールアセンブリ。
- 溶接は、軸方向の溶接、半径方向の溶接、又はこれらの2つの組み合わせ、のうちの1つである、請求項6に記載のシールアセンブリ。
- 前記ボスは、一般的に管状である、請求項1に記載のシールアセンブリ。
- 前記ボスは、円形の断面を有している、請求項1に記載のシールアセンブリ。
- 加圧容器であって、
前記加圧容器の表面から延在しているボス及び充填ポート開口部と、
ここで、前記ボスは、前記充填ポート開口部と整列している通路を有しており、
前記通路は、ねじを切った部分を有している、
前記充填ポート開口部と前記通路とをシールする、請求項1に記載のシールアセンブリと、
を具備する、加圧容器。 - 容器をガス又は液体で満たし、次に、前記容器をシールする方法であって、
(a)前記容器における開口部、及び前記開口部に隣接している前記容器の表面から延在しているボス、を有している容器と、
ここで、前記ボスは、前記容器における前記開口部と整列している通路を有しており、
前記通路は、少なくとも部分的に雌ねじを切られている、
前記容器における前記充填ポート開口部を閉じるノーズ部分、及び前記ボスのねじを切った部分に係合する雄ねじを備えた止めねじ部分、を含んでいるポートプラグと、
を提供するステップと、
(b)前記止めねじ部分よりも前記開口部に近い前記ノーズ部分を備えた前記ポートプラグを、前記通路の中に挿入するステップと、
(c)前記通路を介して、前記容器を加圧ガス又は液体で満たすステップと、
(d)前記ノーズ部分が、前記開口部に隣接している前記容器の表面に係合し、第1のシールを形成するまで、ねじを切った前記ポートプラグにトルクを与えて、前記ポートプラグを前記通路の中で前進させるステップと、
(e)前記ボスの外側端部に溶接プラグを取り付けて、前記ボスを貫通している前記通路を閉じるステップと、
(f)前記溶接プラグを前記ボスに溶接し、第2のシールを生成するステップと、
を含む、方法。 - 前記トルクを与えるステップは、前記開口部に隣接している前記容器の表面と嵌り合うように、前記ノーズ部分を変形させることを含む、請求項12に記載の方法。
- 前記溶接するステップは、軸方向の溶接、半径方向の溶接、またはこれらの2つの組み合わせ、のうちの少なくとも1つを形成することを含む、請求項12に記載の方法。
- 前記満たすステップは、前記挿入するステップの前に行われる、請求項12に記載の方法。
- 前記取り付けるステップと前記溶接するステップは、最後の2つのステップであり、
前記取り付けるステップは、前記溶接するステップの前に行われる、請求項12に記載の方法。 - 前記溶接プラグを取り付けるステップの前に、前記第1のシールの完全性をテストするステップを含む、請求項12に記載の方法。
- 前記テストするステップが、前記第1のシールが不適切であると示した場合に、前記ポートプラグを取り外して交換し、次に、適切なシールが得られるまで、前記テストするステップを繰り返す、請求項17に記載の方法。
- シールアセンブリを備えたガス容器であって、
前記ガス容器は、
前記ガス容器における開口部、及び前記開口部に隣接している前記ガス容器の表面から延在しているボスと、
ここで、前記ボスは、前記ガス容器における前記開口部と整列している通路を有しており、
前記通路は、少なくとも部分的に雌ねじを切られており、
前記ボスを貫通している前記通路の近端部において前記開口部に隣接している、前記ガス容器における前記開口部をシールする手段と、
前記ボスを貫通している前記通路の遠端部に隣接している、前記ボスを貫通している前記通路をシールする手段と、
を有する、シールアセンブリを備えたガス容器。 - 前記開口部をシールする手段は、容器における前記充填ポート開口部と嵌り合うように形成された表面を備えたノーズ部分と、前記ボスを貫通している前記通路のねじを切った部分に係合する雄ねじを備えた止めねじ部分と、を有するポートプラグを含み、前記ノーズ部分を前記充填ポート開口部の中に押し込んで、シールを形成し、
前記通路をシールする手段は、前記通路の遠端部を閉じるサイズに合わせて作られた溶接プラグを含み、
前記溶接プラグは、前記ボスに溶接され、第2のシールを形成する、請求項19に記載の容器及びシールアセンブリ。
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