KR0139412B1

KR0139412B1 - 밸브 테스트 플러그

Info

Publication number: KR0139412B1
Application number: KR1019900004876A
Authority: KR
Inventors: 죤 서빌 로버트; 토마스 웨버 로버트
Original assignee: 죤 서빌 로버트; 플로우 디자인 인코포레이티드
Priority date: 1989-04-10
Filing date: 1990-04-10
Publication date: 1998-07-01
Also published as: CA2013974C; EP0395903B1; JPH03205531A; ATE91347T1; CA2013974A1; DE69002124T2; KR900016745A; EP0395903A1; US4926704A; DE69002124D1

Abstract

내용 없음

Description

밸브 테스트 플러그

제1도는 본 발명에 따라 구성된 밸브 테스트 플러그의 수직 단면도.

제2도는 제1도의 선 2-2를 따른 횡단면도.

제3도는 테스트 플러그에 삽입된 탐침을 갖는 본 발명에 따라 구성된 개선된 테스트 플러그의 수직 단면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10:밸브 테스트 플러그14:압력 용기

18:밸브 몸체30:밀봉 캡

40:밸브 코어42,52:코어부재

56:플랜지60:슬릿

62:탐침

[발명의 분야]

본 발명은 고압 용기내의 조건을 결정하기 위해 낮은 압력 영역으로부터 온도 탐침이나 압력 탐침 등을 압력용기내로 도입시키는 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 압력용기에 부착되고 또한 압력용기에 위치되고 테스트 탐침이 사용될 수 있는 탄성 재료로 구성된 코어를 갖는 밸브 테스트 플러그에 관한 것이다.

[발명의 배경]

압력용기에서 낮은 압력 영역으로부터 높은 압력 영역내로의 탐침의 도입을 허용하기 위해 수년동안 탄성 코어를 갖는 밸브가 사용되어 왔다. 예컨대, 가장 유명한 것은 축구공, 농구공, 배구공 등에 공기를 주입시키기 위해 사용된 밸브들이다. 또한, 이러한 밸브들은 적절한 팽창 여부를 결정하기 위해 공내의 압력을 표시하는 압력 표시용 탐침을 삽입하는데 사용된다.

1975년 9월 2일 리챠드 하스트웰(Richard Hastwell)에 허여된 미합중국 특허 제3,902,517호에는 다른 밸브 테스트 플러그가 기술되어 있다. 상기 특허는 연료 탱크의 주입 캡에 위치되고 연료 공급을 가압시키기 위해 팽창용 바늘이 삽입되는 탄성 재료로 이루어진 밸브 코어를 기술하고 있다.

1979년 8월 21일 제리 엘. 칼드웰(Jerry L.Caldwell)에 허여된 미합중국 의장 특허 제252,701호에는 다른 탄성 밸브 코어가 기술되어 있다. 상기 의장 특허의 다양한 형태는 밸브 테스트 플러그 등에 사용하기 위한 탄성 코어를 기술하고 있다.

1974년 3월 19일 찰스 디. 페터슨 2세(Charles D. Peterson, Jr)에 허여된 미3,797,317호에는 본 발명과 동일한 목적을 위한 분할 밸브 테스트 플러그가 기술되어 있다. 상기 특허 명세서에서 밸브 코어는 테스트 탐침을 수용하기 위한 분할부를 각각 가지며 밸브 몸체에 위치된 2개의 분할 부재로 구성되어 있다. 다른 방법을 서술한 이러한 특허의 밸브는 2개의 분리 밸브 부재를 사용하는데, 상기 각각의 부재는 탐침이 삽입되었을때 탐침을 밀봉시킨다. 상부 밸브 부재 또는 외측 밸브부재를 안전하게 폐쇄시키는 것을 돕기 위해 탐침이 제거되었을때, 처음의 하부 밸브가 폐쇄된다. 상술한 바와 같이, 제3,797,317호의 2개의 부재는 동일하게 구성된다. 또한, 상기 2개의 밸브부재중 하나가 누설되었을 경우에도 누설이 발생되지 않도록 하기 위해 탐침이 제거되었을때, 밸브 몸체의 상부 단부상의 밀봉을 위한 내부 가스켓을 운반하는 캡 또는 카버가 기술되어 있다.

상기 서술된 동작이 만족스럽게 수행됨에도 불구하고 여러 문제가 제기된다. 예를들어, 탐침이 밸브를 통하여 삽입되었을때 그 밸브 캡 또는 밀봉부가 느슨해져서 자주 파손되거나 망실된다.

캡을 몸체에 단단하게 결합시키므로써 캡내의 밀봉부가 붕괴되어 그 결과, 코어내로 테스트 탐침의 삽입을 시도할때 밸브 코어가 용기내에서 파손되거나 이탈되어 버린다. 밸브 코어의 손실은 테스트 플러그를 통하여 용기내의 압력 해제를 초래한다.

또한, 동일한 밸브 코어부재의 사용은 밸브 코어부재의 경도의 변화를 초래한다. 만일 코어부재가 너무 부드럽다면, 이러한 변화는 고압에 노출된 코어부재의 압출이나 심각한 변형으로 귀착된다. 상기 부재가 너무 단단해서 코어부재가 탐침상에서 적절한 밀봉에 실패할 경우 상기 변화는 심각한 누설이라는 문제를 초래한다.

[발명의 요약]

본 발명의 목적은 종래의 결점을 제거하고, 탐침이 삽입될때나 제거되었을때 양자를 효과적으로 밀봉하는 밸브 코어를 제공하는 개선된 테스트 플러그를 제공하는 것이다.

상기 목적을 이루기 위하여, 본 발명은 용기내의 유체 압력에 노출된 몸체의 내부에 압력 용기를 접속시키기 위해 설치된 제1단부와, 용기로부터 격리된 제2단부를 갖는 중공의 밸브 몸체를 포함하는 개선된 테스트 플러그를 제공한다. 몸체는 제1단부로부터 제2단부로 연장되는 내벽과, 제2단부에 인접한 내부 쇼울더를 갖는다. 절두 원추형 외부를 갖는 밸브 코어는, 몸체의 내벽을 밀봉 결합시키는 코어상에서 큰 단부를 갖는 몸체의 내부에 위치된다. 상기 코어는 제2단부를 가지며, 제2단부를 통하여 연장되는 테스트 탐침을 수용하는 분할부를 갖는다. 상기 코어의 제1단부는, 코어와 몸체를 밀착 가압하여 슬릿을 폐쇄시키는 몸체의 제2단부상에서 쇼율더를 향하여 코어를 가압하는 용기내의 유체 압력에 노출되어 있다.

[도시된 실시예의 설명]

제1도 및 제2도의 도면번호 10은 본 발명에 따라 제작된 밸브 테스트 플러그이다,. 도시된 것처럼, 상기 밸브 테스트 플러그(10)는 단부(16)상에 외측 나선(12)을 가지며 상기 나선은 압력용기(14)의 벽에 형성된 나사와 결합된다. 밸브 테스트 플러그(10)의 몸체(18)의 단부(16)는 압력용기(14)내의 고압 유체에 노출되는 것을 인식해야 한다.

밸브 몸체(18)는 완전하게 관통된 중공의 내부(20)와 단부(16)를 포함한다. 몸체의 내부(20)는 몸체와 인접된 테이퍼면(22)을 갖는다. 밀봉 캡(30)의 내부에 위치된 결합 밀봉부(28)를 위한 밀봉면을 제공하기 위해 양호하게 연마된 제2원추형 또는 테이퍼면(26)은 몸체(18)의 제2단부를 통하여 연장된다. 상기 밀봉 캡(30)은 밸브 몸체(18)의 단부(24)상에 결합되기 위내 내부 나선을 갖는다.

캡(30)의 파손을 방지하기 위해, 가요성 리테이너 스트랩(retainer strap)(32)이 홈(34)에서 상기 캡을 포위한다. 상기 스트랩은 밸브 몸체의 단부(24)상의 외부 나선 바로 밑에 위치된 리세스(36)에서 상기 몸체로 연장되어 몸체를 포위하므로써 상기 캡을 몸체에 이동가능하게 고정한다.

도면번호 40으로 도시된 탄성 밸브 코어가 밸브 몸체(18)내에 위치되어 있다. 도시된 바와 같이 밸브 코어(40)는 듀로미터 경도기(durometer)로 60 내지 80의 경도를 갖는 탄성재료로 구성된 제1부재를 포함한다. 양호하게도, 상기 부재는 대부분 약 70의 경도를 갖는다. 상기 부재는 밸브 몸체(18)의 단부(24)와 인접한 단부에서 카운터 보어(44)를 갖는다. 코어부재의 외부는 동일 단부에서 밸브 몸체(18)의 내부에 형성된 원추형상의 면과 결합되는 테이펴면(46)을 갖는다.

상기 부재(42)의 대향 단부(48)는 밸브 코어(40)의 일부인 제2코어부재상의 단부(50)에 결합된다. 제2코어부재 또한 탄성물질로 구성되는데 이것은 상기 코어부재(42)보다 훨씬 부드럽다. 상기 코어부재(52)는 25 내지 45 사이의 경도를 갖도록 선정되며 약 35정도의 경도가 양호하다. 상기 코어부재(42,52)를 위해 선정된 탄성 재료의 형태는 노출시의 액체 형태에 의존한다.

압력 용기(14)의 내부와 인접하여 위치된 제2코어부재의 단부는 축방향 외측으로 연장되는 원주형 플랜지(56)를 제공하는 카운터 보어를 갖는다. 상기 플랜지(56)는 코어부재(52)상의 외면(58)을 밸브 몸체(18)의 내벽을 갖는 엄중 밀봉 결합부내로 가압하는 압력에 대응할 정도로 충분히 가요성이다.

슬릿(60)은 밸브 코어(40)를 통하여 카운터 보어(44)로부터 카운터 보어(54)까지 연장되어 있다. 상기 슬릿(60)이 밸브 코어(40)의 전 길이를 통하여 연장되어 있음에도 불구하고, 이것은 제2도에 상세히 도시된 바와 같이 밸브 코어(40)를 가로질러 부분적으로 연장하고 있다. 슬릿(60)의 목적은 테스트 탐침(62)(제3도 참조)이 압력 용기의 내부내로 밸브 테스트 플러그(10)를 통하여 통과되는 것을 허용하는 것이다.

코어부재(42)는 단단한 재료가 바람직하나 밸브 몸체(18)와의 밀봉이 용이하게 형성되도록 부드러워야 하며 슬릿(60)이 용이하게 밀착되는 것을 허용하여야 한다. 또한 단단한 재료를 사용하므로써 코어부재(42)의 손상없이 탐침(62)을 슬릿(60)내로 반복 삽입할 수 있다. 코어부재(52)는 압력에도 견딜 수 있고 압력 대응 플랜지(56)의 작용에 따른 밸브 몸체(18)와의 밀봉부를 유지할 수 있는 부드러운 재료가 바람직하다.

상기 코어가 2개의 부재로 구성되는 것으로 기술되었지만, 상기 부재들은 서로 영구 결합되었기 때문에 단일부재로 사용된다. 이상적인 밸브 코어는 밸브 코어의 한 단부로부터 다른 단부까지 변화되는 경도를 갖는다.

밸브 코어의 양호한 형태에서, 외부(58)는 플랜지와 인접한 가장 큰 직경과 원주면과 인접한 작은 직경으로 테이퍼 형성되어 있다. 이러한 배치에 의해 플랜지(5b) 근처에 밀봉이 형성되며, 압력 용기내의 압력은 밸브 몸체(18)의 내부에서 표면(46)을 표면(22)에 밀착 밀봉시켜 슬릿(60)을 밀착 폐쇄하고 압력 용기(16)의 내부로부터 밸브 테스트 플러그(10)를 통한 유동을 방지하게 된다.

만일 테스트 플러그의 코어를 통하여 누설이 발생되면, 밀봉 캡(30)은 제1도에 도시된 것처럼 밀봉 결합부내의 테이퍼면과 결합하고 따라서, 용기(14)로부터의 누설을 방지한다.

밸브 몸체(18)의 단부 근처에는 밸브 몸체(18)내로 가압되는 밸브 코어 리테이너가 제공되어 있다. 상기 리테이너(61)는, 코어의 휴식 위치에서 코어부재(52)가 하방으로 이동될 경우 리테이너와 결합될 수 있는 코어부재(52) 플랜지(56)로부터 이격된 위치까지 밸브 몸체(18)내로 가압된다.

[실시예의 작동]

제3도는 압력 용기(14)내의 온도, 압력 또는 다른 조건들을 결정하기 위하여 삽입되는 테스트 탐침(62)을 갖는 테스트 플러그를 도시한다. 도시된 바와 같이, 밀봉 캡(30)이 밸브 테스트 플러그(10)로부터 제거되어 있다. 상기 캡은, 몸체(18)로부터 캡(20)의 체결해제를 허용하면서도 분리되는 것은 방지하는 리테이너 스트랩(32)으로 인하여 파손되지 않는다.

캡(30)이 제거된 후, 탐침(62)은 밸브 몸체(18)내로 도입되어 탐침(62)의 단부가 압력 용기에 들어갈때까지 슬릿(60)을 통하여 삽입된다. 밸브 코어(40)를 형성하는 탄성 재료가 기본적으로 비압축성이기 때문에, 코어부재(42,52)가 제3도에 도시된 것처럼 미세하게 변형되거나 비틀리게 될 것이다.

압력용기내의 압력은, 테이퍼면(46)을 가압하여 밸브 몸체(18)내의 원추면과 밀봉 결합시키는 코어부재(42)를 상방으로 구동시키는 동시에 밸브 코어(40)를 몸체벽과 밀봉 결합시키기 위해 플랜지상에 작용하게 된다. 동시에, 이러한 테이퍼면은 코어부재(42)를 형성하는 탄성 재료가 상향으로 가압되어 탐침(62)의 외부와의 밀착 결합되게 한다.

탐침(62)이 제거되었을때, 매우 부드러운 코어부재(52)가 탐침(62) 뒤에서 슬릿(60)을 밀폐하도록 용기내의 압력에 반응한다. 용기내 압력에 의해 발휘된 힘은 몸체의 테이퍼면(22)을 가압하여 테이퍼면(46)과 결합시키기 위해, 탐침(62)이 제거되었을때 코어부재(42)를 향하여 다른 코어부재(52)를 가압한다. 이 결과, 코어부재(42)의 단단한 재료가 슬릿(60)을 폐쇄시켜 몸체(18)와의 밀봉을 형성한다. 또한 단단한 재료의 사용은 몸체의 테이퍼면(22)을 지나는 밀봉부의 돌출을 예방하는데 효과적이다.

상술한 바와 같이, 밸브 테스트 플러그(10)는 압력 용기의 내부 조건을 결정하거나 또는 내부 조건의 표분 추출의 수단을 제공하도록, 낮은 압력 영역으로부터 매우 높은 압력내로 탐침의 삽입을 허용한다. 또한, 상기 장치에서 밸브 코어는, 탐침이 삽입되지 않을때는 압력 용기로부터의 유체 손실을 방지하고 또한 탐침이 삽입되었을때는 탐침 주위를 효과적으로 밀봉시키도록 탐침을 위해 제공된 슬릿을 폐쇄시키는 압력에 반응한다. 상기 밸브캡은 캡 자체에 형성된 밀봉면으로 인하여 캡내에서 다른 밀봉부재를 필요로 하지 않는다. 이것은 밸브코어의 누설이 발생될 경우 누설을 방지할 수 없는 상황과 밀봉부재의 손실을 피할 수 있게 한다.

본 발명의 하나의 실시예를 서술하였지만, 본 발명의 정신 및 범위에 이탈함이 없이 다양한 변경 및 개조가 가능한 것을 인식해야 한다.

Claims

세장형 테스트 탐침을 사용하기 위한 밸브 테스트 플러그에 있어서, 용기내의 유체 압력 노출된 몸체의 내부에 압력 용기를 접속시키기 위해 설치된 제1단부와 상기 용기로부터 이격된 제1단부와 상기 제2단부에 인접된 내부 쇼울더와 상기 쇼울더상에서 경사진 내면을 갖는 중공의 밸브 몸체와, 상기 몸체의 내부에 위치된 탄성의 밸브 코어를 포함하며, 상기 코어의 제1단부는 몸체의 쇼울더와 결합가능하며, 상기 코어는 제2단부와 상기 제1단부 및 제2단부를 통하여 연장되는 테스트 탐침을 수용하는 슬릿을 가지며, 상기 코어의 제1단부는 코어를 소직경부를 향하여 편의시켜 슬릿이 폐쇄되도록 코어의 제2단부와 상기 경사 내면을 결합시키는 용기내의 유체 압력에 노출되며, 상기 탄성 밸브 코어는 코어의 제1단부를 포함하는 제1코어부와 코어의 제2단부를 포함하는 제2코어부를 포함하며, 상기 제2코어부는 제1코어부보다 단단하며 제1코어부와 직렬로 배치되는 것을 특징으로 하는 밸브 테스트 플러그.
제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2코어부는 단부와 단부가 영구 결합된 분리된 코어부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브 테스트 플러그.
제1항에 있어서, 상기 제1코어부는 듀로미터 경도계로 25 내지 45사이의 경도를 가지며, 제2코어부는 듀로미터 경도계로 60 내지 80의 경도를 갖는 것을 특징으로 하는 밸브 테스트 플러그.
제3항에 있어서, 상기 제1코어부는 듀로미터 경도계로 약 35의 경도를 가지며, 제2코어부는 듀로미터 경도계로 약 70의 경도를 갖는 것을 특징으로 하는 밸브 테스트 플러그.