JP2016196962A - 感知機能を有する導管接続 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】導管の機械的に付着された接続部用の装置および方法は、導管把持部材(34)と駆動部材(36)とシール部材(48’)とを含んでもよく、駆動部材はアセンブリが引き寄せられると、導管把持部材の軸方向移動を導管の外面に陥入させ、導管把持部材から軸方向に離間した場所においてシール部材にゼロクリアランスシールを形成させる。ゼロクリアランスシールは、ガスケットを含む面シール配設を備えてもよく、導管把持部材は、導管外面を把持し、選択的にそれに対して密閉することができる、フェルール、リング、または他のデバイスであってもよい。アセンブリはアセンブリ構成要素または流体または両方の特性または状態を検出または感知する感知機能を含んでもよい。
【選択図】図6
Description
本願は、次の出願の米国特許法第119条第(e)項の優先権の利益を主張し、これらの出願の開示は、その全体が本明細書に参考として援用される:米国仮特許出願第61/040,178号(名称「Apparatus and Method of Zero
Clearance Connection with Sensing Function」、2008年3月28日出願)、同第61/040,175号(名称「Apparatus and Method of Fitting Component with Sensing Function」、2008年3月28日出願)、同第61/040,177号(名称「Apparatus and Method of Fitting with Sensing Function」、2008年3月28日出願)、同第61/040,184号(名称「Apparatus and Method of Face Seal Connection with Sensing Function」、2008年3月28日出願)、同第61/040,189号(名称「Conduit Connection with Split Body and Optional Sensing Function」、2008年3月28日出願)および同第60/937,277号(名称「Smart Fittings」、2007年6月26日出願)。
本開示は、流動および流圧を封じ込めるために、流体システムまたは流体回路において使用される取付用具、継ぎ手、連結器、結合管等の機械的に付着された接続部に関する。そのような機械的に付着された接続部は、管、パイプ、または任意の他の種類の導管用の導管取付用具とともに使用されてもよいが、それらに限定されず、導管端を別の導管端に、または流体システムの別の部分、要素、または構成要素に接続する。簡単にし、明確にするために、本明細書で使用されるような「取付用具」という用語は、他の用語、例えば、機械的に付着された接続部を指すために代替として使用され得る、連結器、接続部、結合管、継ぎ手等を全て含むことを目的とする。そのような機械的に付着された接続部は、振動、応力、および圧力下で導管の十分な把持を含む、接続部を一体に担持する流体密封シールおよび機械的強度によって特徴付けられる。流体は、気体、液体、スラリー、およびそれらの任意の変化例および組み合わせを含んでもよい。
例えば、本発明は以下の項目を提供する。
(項目1)
縦軸を有する流体導管用の機械的に付着された接続部であって、少なくとも1つの導管把持部材を備える接続部材と、該接続部を引き寄せるために軸方向に一体に接合される第1の連結部材および第2の連結部材であって、該接続部は、該接続部が引き寄せられた後に導管把持および流体密封シールを提供する、第1の連結部材および第2の連結部材と、該機械的に付着された接続部、該接続部材のうちの1つ以上、該機械的に付着された接続部によって封じ込められる流体のうちの1つ以上、またはそれらの組み合わせのうちの少なくとも1つの状態または特性を検出するための、該接続部材のうちの1つ以上と関連付けられるセンサとを備える、接続部。
(項目2)
前記センサは、前記機械的に付着された接続部と関連付けられる回路に無線通信する、湿潤センサを備える、項目1に記載の機械的に付着された接続部。
(項目3)
前記センサは、前記機械的に付着された接続部と関連付けられる回路に無線通信する、非湿潤センサを備える、項目1に記載の機械的に付着された接続部。
(項目4)
前記回路は、前記接続部から遠隔にある、項目2または3に記載の機械的に付着された接続部。
(項目5)
前記第1および第2の連結部材は、連結本体と連結ナットとを備え、前記センサは、該連結ナットおよび該連結本体の少なくとも一方と一体化する、項目1に記載の機械的に付着された接続部。
(項目6)
前記センサは、ひずみゲージを備える、項目1に記載の機械的に付着された接続部。
(項目7)
前記センサは、シール要素の中または上に配置される、項目1に記載の機械的に付着された接続部。
(項目8)
前記シール要素は、ガスケットを備える、項目7に記載の機械的に付着された接続部。(項目9)
前記センサは、前記連結部材のうちの1つの中に形成される通路の中に配置される、項目1に記載の機械的に付着された接続部。
(項目10)
前記導管把持部材は、単一のフェルールまたは2つのフェルールを備える、項目1に記載の機械的に付着された接続部。
(項目11)
前記センサは、前記機械的に付着された接続部から遠隔にある回路に無線または有線通信する、湿潤または非湿潤センサを備える、項目1に記載の機械的に付着された接続部。(項目12)
自身と機械的に付着される接続部を作成する、流体導管用の取付用具であって、少なくとも1つの導管把持部材を含む取付用具部材と、該取付用具を引き寄せるために一体に接合される第1の連結部材および第2の連結部材であって、該取付用具は、該取付用具が引き寄せられた後に導管把持およびシールを提供する、第1の連結部材および第2の連結部材と、取付用具部材若しくは該取付用具によって封じ込められる流体または両方の状態若しくは特性を検出するセンサであって、該センサは該取付用具によって組み立てられるように適合される担体または基材の上に配置される、センサとを備える、取付用具。
(項目13)
前記センサは、湿潤センサを備える、項目12に記載の取付用具。
(項目14)
前記センサは、非湿潤センサを備える、項目12に記載の取付用具。
(項目15)
前記導管把持部材は、単一のフェルールまたは2つのフェルールを備える、項目12に記載の取付用具。
(項目16)
前記担体または基材は、環状リングを備える、項目12に記載の取付用具。
(項目17)
前記環状リングは、ガスケットを備える、項目12に記載の取付用具。
(項目18)
前記担体または基材は、環状リングを備え、前記センサは、該リングの上に配置される、項目12に記載の取付用具。
(項目19)
前記センサは、無線で情報を伝達する、項目12に記載の取付用具。
(項目20)
前記センサは、RFIDタグ、ひずみセンサ、圧電センサ、超音波センサ、圧力センサ、温度センサ、光学センサ、容量センサ、誘導センサ、抵抗センサ、音響センサ、流量センサ、化学種センサから選択される、項目12に記載の取付用具。
(項目21)
前記センサは、RFIDタグ、ひずみセンサ、圧電センサ、超音波センサ、圧力センサ、温度センサ、光学センサ、容量センサ、誘導センサ、抵抗センサ、音響センサから選択される、項目1に記載の機械的に付着された接続部。
(項目22)
導管端に接続するための取付用具であって、該導管は縦軸を有する、取付用具であって、
導管把持部材と、駆動部材と、面シール部材とを備え、該駆動部材は、該取付用具が引き寄せられると、該導管把持部材の軸方向移動を該導管の外面に陥入させ、該駆動部材は、該導管把持部材から軸方向に離間した場所において、該面シール部材にゼロクリアランスシール生じさせる、取付用具。
(項目23)
第1の取付用具構成要素と、第2の取付用具構成要素とを備え、該第1および第2の取付用具構成要素は、前記軸方向移動および前記ゼロクリアランスシールを生じるように、前記取付用具を引き寄せる間に一体に接合される、項目22に記載の取付用具。
(項目24)
前記第1の取付用具構成要素は、雌ネジナットを備え、前記第2の取付用具構成要素は、雄ネジ本体を備える、項目23に記載の取付用具。
(項目25)
前記取付用具を引き寄せる間に一体に接合される、ナットおよび本体を備え、該ナットは、前記駆動部材に接触する駆動表面を備える、項目22に記載の取付用具。
(項目26)
前記面シール部材の第1のシール表面と前記本体の第1のシール表面との間に配置される、ガスケットを備え、該シール表面は相互に対面し、該ガスケットのそれぞれの対向面と前記ゼロクリアランスシールを形成する、項目25に記載の取付用具。
(項目27)
前記把持部材は、環状リングを備える、項目22に記載の取付用具。
(項目28)
前記把持部材は、フェルールを備える、項目22に記載の取付用具。
(項目29)
前記駆動部材、導管把持部材、および面シール部材は、導管上に前記アセンブリを設置する前に、接合されたサブアセンブリとなるように適合される、項目22に記載の取付用具。
(項目30)
前記面シール部材は、前記駆動部材上の表面と接合して、該面シール部材と駆動部材とを、その間に前記導管把持部材を有するアセンブリとして一体に担持する円筒形の延長部を備える、項目29に記載の取付用具。
(項目31)
前記導管把持部材および前記ガスケットは、少なくともそれらの表面硬化された部分を備える、項目22または26に記載の取付用具。
(項目32)
前記表面硬化部は、炭化物を実質的に含まない浸炭ステンレス鋼表面を備える、項目31に記載の取付用具。
(項目33)
導管用の取付用具であって、
導管端部分と、
一体に接合可能である、第1の連結構成要素および第2の連結構成要素と、
駆動部材、導管把持部材、および該第1と第2の連結部材との間に配置される面シール部材と
を備え、
該導管把持部材は、該導管の表面に陥入して該導管を把持し、該面シール部材は、該取付用具が出来上がるとゼロクリアランスシールを形成する、取付用具。
(項目34)
前記面シール部材と前記第2の連結構成要素との間に配置される、ガスケットを備え、該ガスケットは、前記取付用具が出来上がると、該面シール部材および該第2の連結構成要素のそれぞれとゼロクリアランス面を形成する、項目33に記載の取付用具。
(項目35)
導管端を把持および密閉するための方法であって、
その外面に部材を陥入することによって前記導管を把持することと、前記くぼみから軸方向に離間したゼロクリアランス面を形成することと
を含む、方法。
(項目36)
前記面シール部材の第1のシール表面と第2のシール表面との間に配置される、シールを備え、該第1および第2のシール表面は相互に対面し、該シールのそれぞれの対向面と一体に前記ゼロクリアランスシールを形成する、項目22に記載の取付用具。
(項目37)
前記シールは、ガスケットを備える、項目36に記載の取付用具。
(項目38)
前記ガスケットは、平坦な金属ワッシャ状デバイスを備える、項目37に記載の取付用具。
(項目39)
前記導管把持部材は、その外周において放射状延長部を伴うベルビルスプリングを備える、項目22に記載の取付用具。
(項目40)
前記導管、導管把持部材、駆動部材、およびシール部材は、ステンレス鋼合金を備える、項目22に記載の取付用具。
(項目41)
前記導管把持部材は、ベルビルスプリング構成を備える、項目22に記載の取付用具。
(項目42)
前記導管把持部材は、半径方向内側部分から半径方向外側部分まで、半径方向外向きに、かつ第1の軸方向に延在する、第1および第2のフラスト円錐壁を備え、該半径方向内側部分は、該導管把持部材と前記導管との間にシールを提供するように前記取付用具が引き寄せられると、係合の円周リングに沿って該導管を塑性的に変形させるように構成される、環状導管陥入縁を有する、項目22に記載の取付用具。
(項目43)
流体導管の機械的に付着された接続部用の取付用具であって、
導管把持部材と、ゼロクリアランスシール要素と、取付用具構成要素または該取付用具によって封じ込められる流体の状態または特性を検出する、該シール要素と関連付けられるセンサと
を備える、取付用具。
(項目44)
前記センサは、湿潤センサである、項目43に記載の取付用具。
(項目45)
前記センサは、非湿潤センサである、項目43に記載の取付用具。
(項目46)
前記センサは、前記シール要素と一体化する、項目43、44、または45に記載の取付用具。
(項目47)
前記シール要素は、環状面シールガスケットを備える、項目46に記載の取付用具。
(項目48)
自身と機械的に付着される接続部を作成する、流体導管用の取付用具であって、少なくとも1つの導管把持部材と、該取付用具を引き寄せるために一体に接合される第1の連結部材および第2の連結部材であって、該取付用具は、該取付用具が引き寄せられた後に導管の把持およびシールを提供する、第1の連結部材および第2の連結部材と、該取付用具、該部材のうちの1つ以上、または該取付用具によって封じ込められる流体、またはこれらの組み合わせの状態若しくは特性を検出する、該部材のうちの1つ以上と関連付けられるセンサとを備え、該連結部材のうちの1つは、2つの別個の構成要素を有する本体を備え、該別個の構成要素は、主要本体と挿入物とを備え、該挿入物は、該少なくとも1つの導管把持部材用のカム作用表面を備える、取付用具。
(項目49)
前記センサは、前記挿入物と関連付けられる、項目48に記載の取付用具。
(項目50)
前記挿入物は、他方の連結部材と面シールを形成する、項目48に記載の取付用具。
(項目51)
自身と機械的に付着された接続部を作成する、流体導管用の取付用具であって、少なくとも1つの導管把持部材と、該取付用具を引き寄せるために一体に接合される第1の連結部材および第2の連結部材とを備え、該取付用具は該取付用具が引き寄せられた後に導管の把持およびシールを提供し、該連結部材のうちの1つは、2つの別個の構成要素を有する本体を備え、該別個の構成要素は、主要本体と挿入物とを備え、該挿入物は、該少なくとも1つの導管把持部材用のカム作用表面を備える、取付用具。
(項目52)
自身と機械的に付着される接続部を作成する、張り出し型流体導管用の取付用具であって、該取付用具を引き寄せるために一体に接合される第1の連結部材および第2の連結部材を備え、該取付用具は、該取付用具が引き寄せられた後に導管の把持およびシールを提供し、該連結部材のうちの1つは、引き寄せる間に張り出し型導管端に挿入する先細端を有する本体と、該取付用具、1つ以上の取付用具部材、若しくは該取付用具によって封じ込められる流体、またはこれらの組み合わせの状態若しくは特性を検出する、該第1および第2の連結部材のうちの1つ以上と関連付けられる少なくとも1つのセンサとを備える、取付用具。
(項目53)
前記連結部材のうちの1つと前記導管端との間に配置されるパッキン押さえを備え、該パッキン押さえはセンサを備える、項目52に記載の取付用具。
(項目54)
先細ネジ付き取付用具と、該取付用具によって封じ込められる前記流体または該取付用具の特性を検出するための1つ以上のセンサとの組み合わせ。
(項目55)
ガスケットおよび2つのパッキン押さえを備える衛生取付用具と、該取付用具によって封じ込められる前記流体または該取付用具の特性を検出するための1つ以上のセンサとの組み合わせ。
(項目56)
センサと、該センサを導管に機械的に付着される接続部用の取付用具の中に位置付けるセンサ担体との組み合わせ。
(項目57)
前記センサ担体は、ガスケットまたはワッシャ状部材を備える、項目56に記載の組み合わせ。
(項目58)
前記パッキン押さえは、該パッキン押さえを引き寄せて前記ガスケットを軸方向に圧縮するように前記取付用具をきつく締めている間に締め付けデバイスに接触する、先細表面を備える、項目55に記載の組み合わせ。
(項目59)
取付用具構成要素であって、
取付用具または流体システムにおける、該構成要素、該構成要素の使用、または該構成要素の環境に関する情報を提供または含有するデバイスを備える、構成要素。
(項目60)
前記構成要素は、フェルール、導管端、ナット、本体のうちの1つ以上である、項目59に記載の構成要素
(項目61)
導管端を把持および密閉するために、該導管端上に取付用具を引き寄せることと、
該事前に組み立てた取付用具を少なくとも部分的に分解することと、
該少なくとも部分的に分解した取付用具の中にセンサを設置することと、
導管端を把持および密閉するために、該導管端上に、自身の中に設置された前記センサを有する該取付用具を引き寄せることによって、該取付用具を作り変えることと
を含む、流体封じ込めのための方法。
(1)設置した取付用具の健全性―取付用具構成要素におけるセンサは、設置した取付用具の最初の十分な引き寄せおよび使用中の持続的な引き寄せの両方の尺度として、導管および構成要素の負荷および相対位置を測定する。センサの種類は、微小応力、近接、振動/加速、超音波、およびサイクルカウントを含む。
(2)設置した取付用具シールの完全性―設置した取付用具の構成要素におけるセンサは、システム流体のシール漏出の発生を測定する。センサの種類は、超音波および化学物質検出器を含む。
(3)システム流体測定―設置した取付用具の構成要素におけるセンサは、システム流体の特性を測定する。センサの種類は、温度、圧力、流量、密度、屈折率、粘度、光吸収度、誘電性、電気伝導度、pH、濁度、熱電気伝導度、湿度、および化学種を含む。
(4)統合センサ―センサは、構成要素の表面上、取付用具構成要素の中または間に組み立てられるガスケットまたは挿入物上への直接プリントまたは製造を含む方法によって、取付用具構成要素に付着する。
(5)センサ通信―センサは、システム流体によって湿潤および非湿潤の両方となる。湿潤センサは、流体封じ込め壁を破るアンテナまたはワイヤを用いずに、取付用具構成要素のシステム流体封じ込め壁を通って通信する。湿潤センサはまた、既知の化学的適合性、負荷サイクル、および故障モードをも有する。
(6)追跡可能性―取付用具構成要素におけるセンサ(例えば、RFID)は、同一性、一連番号、およびコードコンプライアンスを含む、取付用具および構成要素の特性を提供する。
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