KR101174330B1 - 중력 유동 차단 장치 - Google Patents

Abstract

유체 흐름으로부터 적어도 파이프의 일부분을 고립하기 위한 장치이다. 상기 장치는 상기 파이프의 내부에 적어도 부분적으로 삽입될 수 있는 몸체부를 포함한다. 상기 몸체부의 외면은 유체가 흐르는 것을 실질적으로 막을 수 있도록 파이프의 내면과 접합될 수 있다. 하나 이상의 밸브 요소는 상기 몸체부 내부와 결합되고, 유체가 상기 몸체부를 통해 흐를 수 있게 선택적으로 상기 파이프로부터 상기 몸체부를 제거할 수 있도록 개방 및 폐쇄가 가능하다.

플러그, 파이프, 유동 시스템.

Description

중력 유동 차단 장치{GRAVITY FLOW ISOLATION DEVICE}

본 출원은 2004년 11월 8일에 출원된 임시출원 No. 2004906412 를 우선권으로 하여 청구한다.

본 발명은 차단 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은, 예를 들어, 하수도와 같은 중력 유동 시스템의 파이프 내부면을 실링하기 위한 플러그 형태의 차단 장치에 관한 것이다.

하수도와 같은 중력 유동 시스템은 규칙적으로 유지 또는 보수할 필요가 있으며, 유체가 그 안으로 흘러들어 오는 것을 막기 위해 하수도 파이프를 폐쇄하거나 차단하는 방법이 잘 알려져 있으며, 이러한 폐쇄부의 하류에서 필요한 작업이 수행된다. 적절한 폐쇄부를 형성하기 위해 통상적으로 사용되는 플러그는 확장이 가능하고 팽창할 수 있는 플러그이며, 그 예로는 미국 미네소타의 Cherene Industries 사 제품의 Muni Ball 이 있다. 이러한 팽창 플러그는 강판으로 양 단부가 씌워진 팽창 중심부를 포함한다. 상기 중심부는 파이프의 내면을 가압하도록 공기압을 사용하여 팽창되고, 이로써 유체가 내부로 흘러들어오는 것을 막는다.

이러한 팽창 플러그에는 중요한 문제점이 있다. 우선, 예를 들어, 공기압 펌프의 고장 등으로 인하여 공기압이 충분하게 공급되지 않으면, 플러그의 과소압 등이 문제될 수 있다. 이 경우, 파이프의 내면에 대한 팽창부의 실링 마개는 초기 지지력을 상실하게 되고, 누수가 발생한다. 그리고, 플러그 후면에 형성되는 수압으로 인하여 결과적으로 파이프에 설치된 플러그가 빠른 속도로 돌출된다. 상기 돌출된 플러그는 상당한 힘과 에너지를 갖고 파이프의 하류에서 있는 작업자를 향해 날아가게 되고, 이는 분명히 너무 바람직하지 못한 상황이다. 이러한 문제점을 피하기 위하여, 팽창 플러그는 제지 부재와 결합하여 사용되지만, 이러한 제지 부재는 사용자에 의해 쉽게 생략될 수 있다. 두 번째로, 상기 플러그의 과잉 가압과 관련하여 문제가 발생한다. 만일 공기압 펌프를 통해 너무 큰 압력이 가해지면, 상기 팽창부는 확장할 수 있는 만큼을 넘어 과팽창하게 되고, 터지게 되거나, 또는 망치게 된다. 이는 플러그 파편이 빠른 속도로 튀어나오게 되게 동시에, 플러그의 하부류에 있는 작업자에게 물이 범람하게 되는 결과를 가져오게 되어, 수압 및 플러그 파괘 현상이 동시에 일어나게 된다. 위와 같은 방식으로 팽창 플러그가 파괘되거나 잘못되어 다수의 작업자들은 그들의 생명을 잃게 된다.

이러한 조건하에 있는 작업자들을 보호하기 위하여, 플러그 주위에 통제 구역을 만드는 방법이 제안되었다. 또한 플러그에 주입되는 압력이 계속적으로 모니터되어 압력이 부족하거나 과하는 현상이 발생하지 않도록 하는 방법이 제안되었다. 특히, 통제 구역을 형성하기 위한 특별한 필요 공간을 유지하기에 어려움이 있거나, 압력 공급 레벨을 항상 모니터링을 하기에 인력이 부족한 경 우에는 이러한 제안들 모두 작업자들에게 불편을 끼칠 수 있다.

결론적으로, 플러그를 팽창시키는 압축 공기를 공급하는 압축기를 제공하는 것은 압축기를 중력 유동 시스템의 접근 통로의 위치까지 운반하여야 하고, 접근 통로가 거칠고, 물살이 센 지역에 배치될 수 있기 때문에 불편하다.

본 발명은 파이프 또는 파이프의 섹션을 차단하기 위한 장치로서, 실질적으로 종래의 팽창 플러그에 대한 문제를 개선할 수 있다.

본 명세서에 기재된 어떠한 자료, 양식, 재료, 장치 등은 본 발명을 설명하기 위함이다. 본 발명의 각 청구항은 우선일 이전에 존재하는 것이기 때문에, 상기 사항들이 종래 기술의 일부이거나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 것으로 여겨져서는 안된다.

제 1 실시형태에 있어서, 본 발명은 베이스 플레이트를 갖는 강성 몸체부를 포함하는 플러그에 있어서, 상기 강성 몸체부는 적어도 부분적으로 슬리브로 둘러 싸여 있으며, 상기 슬리브는 변형 가능하고, 중력 유동 시스템 파이프의 내면에 접합하기 위한 접합면이 형성되어 있다.

바람직하게 상기 플러그는 절두원추형이다. 이는 파이프의 직경의 작은 변화에 맞추기 용이하다. 상기 슬리브 상의 접합면과 상기 파이프 내면 사이의 접합은 직경이 큰 파이프 내에서 절두원추형 플러그의 대경 단부, 바람직하게 직경이 작은 파이프 내에서 플러그의 중간부 쪽에서 이루어지게 된다.

바람직한 실시형태에 있어서, 상기 강성 몸체부는 스테인리스 강, 알루미늄, 복합 탄소 또는 플라스틱으로 형성된다. 상기 재료들은 상기 중력 유동 시스템 파이프 내로 투입될 때 변형되지 않는 충분한 강성을 지니고 있어야 한다. 알루미늄, 복합 탄소 및/또는 플라스틱과 같은 중량이 가벼운 재료들을 사용하는 것이 장소들 사이에 상기 플러그를 운반하기에 가장 바람직하다.

바람직하게, 상기 슬리브는 탄성 변형이 가능한 폴리머로 이루어진 변형 가능한 층을 하나 이상 포함한다. 예를 들어, 상기 변형 가능한 층은 경도가 30 Dura 인 가황 고무로 형성될 수 있다. 또는, 상기 층은 네오프렌 폐셀형 고무 폼 또는 Linatex 800 ® 로 만들어질 수 있다. 상기 변형 가능한 층은 중력 유동 시스템의 파이프로 삽입되는 경우 변형될 수 있어야 한다. 종종 이러한 파이프의 내면은 마모에 의한 악화 또는 제조 공정으로 인하여 불균일하게 되며, 상기 변형 가능한 층은 상기 파이프의 불균일한 내면에 맞도록 변형될수 있어야 한다.

바람직하게, 가장 내측의 변형 가능한 층은 접착제를 사용하여 강성 몸체부에 부착되지만, 공지된 다른 결합 방식 (예를 들어, 화학 또는 열 결합) 도 사용할 수 있다. 상기 변형 가능한 층과 강성 몸체부 사이의 결합은 수압이 작용하더라도 상기 강성 몸체부에서 변형 가능한 층이 전단되지 않도록 충분해야 한다.

바람직한 실시형태에 있어서, 상기 슬리브는 내마모성 층을 포함하고, 이 내마모성 층은 최외측에서 접합면을 형성한다. 전술한 바와 같이, 중력 유동 시스템 파이프의 내면은 종종 마모에 의하여 불균일하게 된다. 상기 면은 마모되기 쉬우며, 내마모성 층이 마모에 약한 상기 변형 가능한 층을 보호할 수 있다. 특히 바람직한 실시형태에 있어서, 상기 내마모성 층은 Linatex 800 ®이다.

특히 바람직한 실시형태에 있어서, 상기 슬리브는 네오프렌 폐셀형 고무 폼으로 형성된 변형 가능한 층과 Linatex 800 ® 로 형성된 내마모성 층을 포함한다.

바람직하게, 상기 내마모성 층은 접착제로 상기 변형 가능한 층에 부착되지만, 공지된 다른 결합 방식 (예를 들어, 화학 또는 열 결합) 도 사용 가능하다. 상기 층들간의 결합은 수압이 상기 변형 가능한 층으로부터 상기 내마모성 층을 전단하지 못할 정도로 충분하여야 한다.

바람직한 실시형태에 있어서, 상기 플러그는 일단부가 상기 베이스 플레이트의 하나 이상의 개구에서 끝나는 하나 이상의 관통 채널을 포함한다. 가장 바람직한 실시형태에 있어서, 상기 관통 채널은 중공의 강성 몸체부의 내벽으로 규정된다. 상기 개구는 하나 이상의 밸브를 선택적으로 사용하여 개방되거나 폐쇄될 수 있다. 사용시, 이러한 관통 채널 및 개구는 하나 이상의 상기 밸브가 개방시 플러그를 통해 폐수가 흐를수 있도록 한다.

접근 통로를 통해 상기 중력 유동 시스템 파이프 안으로 상기 플러그를 넣은 후, 폐수의 흐름은 차단되고, 상기 접근 통로의 플러그 뒤에 저장된다. 하류에서의 작업이 완료된 후, 접근 통로를 통해 상기 중력 유동 시스템에서 상기 플러그를 제거할 필요가 있다. 접근 통로에 있는 상기 폐수의 수압은 상기 플러그의 제거를 방해하게 된다. 이러한 문제점을 방지하기 위해, 하류 작업이 완료된 후, 상기 플러그의 제거를 방해하는 수압을 감소시키기 위해 상기 플러그의 뒤에 저장된 플러그를 통해 폐수가 배수될 수 있도록 밸브가 개방된다.

바람직한 실시형태에 있어서, 상기 밸브는 상기 베이스 플레이트에 힌지로 연결된 실링 플레이트를 포함한다. 상기 실링 플레이트는 상기 실링 플레이트와 개구 사이의 밀봉을 개선할 수 있는 실링층을 포함할 수 있다. 상기 실링층은 바람직하게 Linatex 800 ® 또는 폐셀형 포옴 재료와 같은 변형성이 있는 재료이다.

실링을 더욱 효과적으로 이루기 위해, 상기 베이스 플레이트에는 상기 개구를 규정하는 올려진 플랜지가 제공되어 있다. 바람직한 실시형태에 있어서, 상기 실링 플레이트는 상기 플랜지의 테두리를 밀봉한다.

이와는 다르게 상기 밸브는 슬라이드 밸브, 나비형 밸브 또는 선택적으로 상기 개구를 개방 및 폐쇄할 수 있는 다른 유형의 밸브이다.

바람직하게, 상기 밸브는 접근 통로의 외부에서 작동될 수 있으며, 상기 밸브에는 바람직하게 외부 작동이 가능한 수단이 제공되어 있다. 예를 들어, 상기 힌지 결합된 실링 플레이트는 상기 개구를 드러내도록 상기 플레이트를 들어올릴 수 있는 로프 또는 막대가 연결되는 고리를 포함할 수 있다.

바람직하게, 상기 밸브는 개방 위치에서 밸브를 유지할 수 있는 수단을 포함한다. 예를 들어, 힌지 결합된 실링 플레이트의 고리는 상기 실링 플레이트를 상기 개구로부터 떨어져 유지하도록 하는 밸브의 다른 부분에 고정될 수 있다.

바람직한 실시형태에 있어서, 상기 플러그는 상기 파이프 내에서 플러그가 미끄러지는 것을 방지하는 수단을 포함한다. 접근 통로 내에 모인 물의 수압은 플러그가 미끄러지게 할 수 있으며, 이러한 미끄러짐은 플러그의 상부 또는 하부 가장자리에서 발생한다. 이러한 미끄럼은 파이프 내에 플러그가 비대칭으로 자리를 잡게 하여, 상기 베이스 플레이트가 수직 위치에서 기울어진 위치로 움직이게 된다. 이 때문에 누수가 발생하지는 않지만, 하류의 작업이 완료된 후 파이프에서 플러그를 제거하는데 어려움을 줄 수 있다. 따라서, 상기 베이스 플레이트에는 바람직하게 중력 유동 시스템 파이프 내에 베이스 플레이트가 위치할 때, 상기 베이스 플레이트가 수직 위치에서 기울어지는 것을 방지하는 수단이 제공되어 있다. 이러한 수단은 상기 중력 유동 시스템의 접근 통로의 바닥 및/또는 벽에 직접 또는 간접적으로 접합되어 작용된다.

여기서, "접근 통로의 바닥" 이라는 용어는 그 접근 통로의 하부면을 의미한다. 예를 들어, 상기 하부 지지 브래킷은 상기 접근 통로의 베이스에 형성된 유동 채널의 바닥면과 직접 또는 간접적으로 접합한다.

바람직한 실시형태에 있어서, 상기 베이스 플레이트에는 바람직하게 플러그의 하부 가장자리의 미끄러짐을 방지하는 하부 지지 브래킷 및/또는 플러그의 상부 가장자리의 미끄러짐을 방지하는 상부 지지 브래킷이 제공되어 있다. 가장 바람직한 실시형태는 이러한 상부 및 하부 지지 브래킷을 모두 포함한다.

바람직한 실시형태에 있어서, 상기 하부 지지 브래킷은 베이스 플레이트에서 실질적으로 수직하게 연장되어 있으며, 사용시 접근 통로의 바닥과 간접적으로 접합한다.

바람직한 실시형태에 있어서, 상기 상부 지지 브래킷은 베이스 플레이트로부터 연장되고, 크랭크 결합되어 있다. 사용시 상기 상부 지지 브래킷의 상부는 접근 통로의 상부로 연장되고, 그 결과 상부 지지 브래킷은 접근 통로의 벽과 간접적으로 접합될 수 있다.

여기서, "간접적 접합" 이라는 용어는, 상기 플러그가 중력 유동 시스템 파이프에 위치할 때, 상부 지지 브래킷이 접근 통로의 벽과 접합하는 상부 접합 수단에 연결될 수 있고, 하부 지지 브래킷은 접근 통로의 바닥과 접합하는 하부 접합 수단에 연결될 수 있음을 의미한다. 각 접합 수단의 길이는 접근 통로의 다양한 깊이/폭에 맞도록 바람직하게 조절될 수 있다.

상기 지지 브래킷은 각각 관통 구멍 및 나사 너트를 포함하고, 나사 스크류는 상부 및/또는 하부 접합 수단으로서 사용될 수 있으며, 각 지지 브래킷을 관통하는 상기 스크류의 길이는 접근 통로의 깊이/폭에 맞게 조절될 수 있다.

바람직한 실시형태에 있어서, 상기 상부 접합 수단은 기다랗고, 접근 통로의 벽으로부터 먼쪽의 단부에서 안내 수단을 포함한다. 이 안내 수단의 목적은 밸브 작동시 사용되는 로프를 밸브 작동을 위한 최적이 위치에 유지하는 것이다. 예를 들어, 상기 안내 수단은 로프가 통과하는 고리가 될 수 있다. 상부 접합 수단의 신장의 크기는 실링 플레이트와 로프 사이에 형성된 각이 실링 플레이트의 들어올림을 보조하도록 되어 있다. 가장 바람직한 각도는 45°(로프가 팽팽해졌지만 아직 실링 플레이트에 작용하지는 않을 때) 이지만, 이와 다른 각도도 가능하다.

상기 상부 지지 브래킷은 바람직하게 밸브를 개방 위치에 유지하는 수단이 잠금될 수 있는 잠금 수단을 포함한다. 예를 들어, 상기 상부 지지 브래킷은 힌지 결합된 실링 플레이트의 고리와 정렬될 수 있는 고리를 포함할 수 있다. 이들 고리는 예를 들어, 볼트 또는 카라비너를 통해 정렬 위치에 유지될 수 있다.

바람직한 실시형태에 있어서, 상기 플러그는 상기 접근 통로를 통해 중력 유동 시스템 파이프의 내부로부터 플러그를 빼내는 것을 보조하는 수단을 포함한다. 바람직한 실시형태에 있어서, 상기 플러그에는 파이프로부터 플러그를 잡아당기도록 로프 또는 막대가 연결되는 하나 이상의 고리가 제공되어 있다. 상기 고리는 베이스 플레이트 및/또는 상부 지지 플레이트 및/또는 상부 접합 수단 및/또는 하부 지지 플레이트에 연결될 수 있다.

제 2 실시형태에 있어서, 본 발명은 중력 유동 시스템 파이프의 내부에 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 플러그를 삽입하여 중력 유동 시스템 파이프를 실링하는 방법을 제공한다.

제 3 실시형태에 있어서, 본 발명은 중력 유동 시스템 파이프에 플러그를 삽입하여 상기 중력 유동 시스템 파이프를 실링하는 방법에 있어서, 상기 플러그는 베이스 플레이트를 갖는 강성 몸체부를 포함하고, 상기 강성 몸체부는 적어도 부분적으로 슬리브로 둘러 싸여 있으며, 상기 슬리브는 변형 가능하고, 접합면을 가지며, 삽입시 상기 슬리브는 변형되고, 상기 접합면이 상기 중력 유동 시스템 파이프의 내면과 실링 결합을 이루는 것을 특징으로 하는 중력 유동 시스템 파이프를 실링하는 방법을 제공한다.

제 4 실시형태에 있어서, 본 발명은 흐르는 유체로부터 파이프의 적어도 일부분을 격리하기 위한 장치로서, 상기 파이프의 내부에 적어도 부분적으로 삽입될 수 있고, 유체가 흐르는 것을 실질적으로 막을 수 있도록 파이프의 내면과 접합될 수 있는 외부면을 갖는 몸체부와, 상기 몸체부 내부에 배치되는 하나 이상의 밸브 요소를 포함하고, 상기 하나 이상의 밸브 요소는 상기 파이프로부터 상기 몸체부를 제거하는 것을 쉽게 하기 위한 상기 유체가 상기 몸체부를 통해 흐를 수 있게 선택적으로 개방 및 폐쇄가 가능한 것을 특징으로 하는 장치를 제공한다.

본 발명의 이러한 실시형태들에 있어서, 상기 몸체부는 절두원추형이다. 상기 몸체부는 스테인리스 강, 알루미늄, 복합 탄소 또는 플라스틱으로 형성될 수 있다. 상기 몸체부의 외부면은 상기 몸체부를 적어도 부분적으로 둘러 싸는 슬리브이다. 이러한 슬리브는 변형 가능하고, 상기 슬리브는 탄성적으로 변형 가능한 폴리머로 형성된 하나 이상의 변형 가능한 층을 포함한다. 이러한 하나 이상의 변형 가능한 층은 가황 고무, 네오프렌 폐셀형 고무 포옴 또는 Linatex 800 ® 로 형성된다.

상기 슬리브는 내마모성 층을 포함하고, 이 내마모성 층은 최외측에서 상기 외부면을 형성 한다. 상기 내마모성 층은 Linatex 800 ® 제품이 될 수 있다.

다른 실시형태에 있어서, 상기 몸체부는 일단부가 베이스 플레이트의 하나 이상의 개구에서 끝나는 관통 채널을 포함한다. 상기 베이스 플레이트는 상기 몸체부의 일단부에 결합되고, 이러한 각 개구는 상기 밸브 요소를 사용하여 선택적으로 개방 또는 폐쇄가 가능하다. 상기 밸브 요소는 상기 베이스 플레이트에 힌지로서 연결된 실링 플레이트를 포함할 수 있다. 상기 실링 플레이트는 상기 실링 플레이트와 개구 사이의 실링을 개선하는 실링층을 포함할 수 있다. 상기 실링층은 Linatex 800 ® 또는 폐셀형 포옴이 될 수 있다.

다른 실시형태에 있어서, 상기 밸브 요소에는 상기 중력 유동 시스템의 외부로부터 상기 밸브를 멀리서 작동시킬 수 있는 수단이 제공되어 있다. 이 때, 상기 밸브 요소는 나비형 밸브 또는 슬라이딩 밸브가 될 수 있다.

도 1 은 본 발명의 제 1 실시형태의 단면도이다.

도 2 는 본 발명의 제 1 실시형태의 일단의 모습을 나타낸다.

도 3 은 하류 작업 개시시 하수 파이프에 위치하는 본 발명의 제 1 실시형태를 나타낸다.

도 4 는 하류 작업 완료시 하수 파이프에 위치하는 본 발명의 제 1 실시형태를 나타낸다.

도 5 는 우선 본 발명의 제 1 실시형태의 밸브를 개방한 모습을 나타낸다.

도 6 은 본 발명의 제 2 실시형태의 단면도이다.

도 7 은 본 발명의 제 2 실시형태의 일단의 모습을 나타낸다.

도 8 은 본 발명의 제 3 실시형태의 일단의 모습을 나타낸다.

도 9 는 본 발명의 제 3 실시형태의 단면도이다.

도 1 및 도 2 는 본 발명의 제 1 실시형태의 단면도 및 일단에서의 모습을 나타낸다.

플러그 (50) 는 베이스 플레이트 (5) 를 갖는 원뿔대뿔 형의 스테인리스 강 몸체부 (10) 를 포함한다. 이 몸체부 벽 및 베이스 플레이트의 두께는 실질적으로 약 3mm 로 일정하다.

상기 강성 몸체부 (1) 의 벽은 변형 가능한 층 (4) 및 내마모성 층 (3) 을 포함하는 슬리브 (2) 로 코팅되어 있다. 상기 변형 가능한 층 (4) 은 두께가 약 12mm 인 네오프렌 폐셀형 포옴 고무로 형성되어 있다. 상기 네오프렌 포옴 고무는 접착제를 사용하여 상기 강성 몸체부 (1) 에 결합되어 있다. 상기 슬리브 (2) 의 내마모성 층 (3)은 두께가 약 6mm 인 Linatex 800 ® 로 형성되어 있다. 상기 내마모성 층 (3) 은 상기 중력 유동 파이프의 내면에 의한 마모로부터 상기 변형 가능한 층 (4) 을 보호한다. 상기 내마모성 층 (3) 은 바람직하게 접착제를 사용하여 상기 변형 가능한 층 (4) 에 결합된다.

상기 플러그 (50) 의 길이, 즉, 상기 플러그 (5) 의 절두원추형 부분의 길이는 플러그 (50) 가 사용되는 용도에 따라 변할 수 있다. 일반적으로, 사용되는 중력 유동 파이프의 내벽에 면 접촉이 충분하게 일어나도록 하고, 실링이 용이하게 되도록, 상기 플러그 (50) 의 길이는 약 100 내지 300 mm 이다. 상기 내마모성 층 (3) 의 최대 직경 또한 변할 수 있고, 사용될 중력 유동 파이프의 직경에 크게 의존한다.

상기 강성 몸체부 (1) 는 중공체이며, 중공의 내부는 강성 몸체부 (1) 의 베이스 플레이트 (5) 에 형성된 개구 (6) 에서 끝나는 관통 채널 (7) 을 형성한다. 상기 개구는 상기 베이스 플레이트 (5) 에서 연장되는 플랜지 (8) 로 규정된다.

상기 플랜지 (8) 의 테두리는 이 테두리에 대한 플레이트 (10) 의 양호한 실링을 보장하기 위한 실링층 (11) 을 포함하는 실링 플레이트 (10) 를 포함하는 밸브에 의해 실링이 이루어진다. 상기 실링층 (11) 은 Linatex 800 ® 로 형성된다. 상기 실링 플레이트 (10) 및 실링층 (11) 은 힌지 (도시되지 않음) 를 통해 상기 베이스 플레이트 (5) 에 연결된다. 상기 힌지 결합된 플레이트 (10) 는 도 1 에 나타난 폐쇄 위치에서 도 5 에 나타나는 개방 위치로 회전 가능하다. 개방 위치에서는 상기 실링층 (11) 이 플랜지 (8) 의 테두리와 떨어져서 개구 (6) 가 드러나고, 그 결과 플러그 (50) 를 통해 유체가 흐를 수 있다.

상기 실링 플레이트 (10) 의 외면에는 고리 (12) 가 제공되어 있다. 이 고리 (12) 는 먼 거리에서 밸브의 작동을 가능하게 한다. 이 경우, 로프 또는 막대를 상기 고리 (12) 에 연결하고, 먼 위치에서 상기 실링 플레이트 (10) 와 실링층 (11) 을 들어올려 개구 (6) 에서 떨어지도록 작동시킬 수 있다. 상기 실링 플레이트 (10) 는 접근 통로를 따라 상방으로 중력 유동 시스템의 입구까지 이르는 로프/막대를 사용하여 상기 밸브를 쉽게 개방하는 것을 보조하도록 되어 있어, 개인이 로프/막대를 단순히 답아 당겨 회전시키는 것 만으로도 밸브를 개방하는데 충분하다. 또한, 상기 고리 (12) 는 후에 상기 중력 유동 시스템의 유지 보수 또는 접근을 위해 상기 접근 통로에서 상기 플러그 (50) 를 빼내는데도 사용될 수 있다. 이 고리 (12) 는, 하기에서 좀 더 자세히 설명된 바와 같이, 개방 위치에 밸브를 유지하는데 사용될 수 있다.

상기 플러그 (50) 는 플러그 (50) 를 안정되게 하고, 중력 유동 시스템의 파이프 내에서 플러그 (50) 가 미끄러지는 것을 막는 수단을 더 포함할 수 있다. 이는 플러그 (50) 를 접근 통로의 벽/바닥에 간접적으로 접촉시켜 베이스 플레이트 (5) 가 실질적으로 수직인 위치에서 기울어지는 것을 방지함으로써 이루어질 수 있다. 이 경우에 있어서, 하부의 지지 브래킷 (17) 은 상기 베이스 플레이트 (5) 로부터 수직하게 연장되어 있고, 관통 구멍 (19) 및 나사형의 너트 (18) 를 갖고 있다.

상기 플러그 (50) 는 작업 위치 (도 3 참조) 로 배향되면 상부 가장자리에서 베이스 플레이트 (5) 에 연결되는 상부 지지 브래킷 (13) 을 더 포함한다. 이 상부 지지 브래킷 (13) 은 베이스 플레이트 (5) 에서 연장되고, 상기 브래킷 (13) 의 상부가 접근 통로의 벽에 실질적으로 수직하게 접근 통로 위로 뻗도록 배향되어 있다. 상기 상부 지지 브래킷 (13) 은 관통 구멍 (16) 및 나사 너트 (15) 를 포함한다.

또한, 상기 상부 지지 브래킷 (13) 에는 상기 중력 유동 시스템에서 플러그를 빼내는 것을 보조하는 수단 (고리 (14) 의 형태) 이 제공될 수 있다. 이 고리 (14) 는 사용후 상기 중력 유동 시스템에서 플러그 (50) 를 잡아당기기 위해 막대 또는 로프가 부착될 수 있는 연결점을 제공한다. 상기 로프 또는 막대는 접근 통로의 상방으로 상기 중력 유동 시스템의 입구 지점까지 연장될 수 있어서, 작업자가 직접 중력 유동 시스템에 들어갈 필요 없이 중력 유동 시스템으로부터 상기 플러그 (50) 를 먼 거리에서 제거하여 회수할 수 있다. 상기 고 리 (14) 는 잠금 수단으로 사용될 수 있으며, 앞에서 시사하는 바와 같이, 밸브를 개방 위치에 유지하기 위해 볼트 또는 카라비너 (karabiner) 를 사용하여 고리 (12) 를 상기 잠금 수단에 잠글 수 있다.

도 6 및 도 7 에 있어서, 플러그 (50) 의 다른 실시 형태가 나타나 있다. 이러한 실시 형태에 있어서, 베이스 플레이트에서 연장되는 플랜지 (8) 가 없으며, 따라서, 실링 플레이트 (10) 는 베이스 플레이트 (5) 에 형성된 개구 (6) 를 실링하도록 베이스 플레이트 (5) 의 표면과 같은 면을 이루면서 배열되어 있다. 도시되지는 않았지만, 베이스 플레이트 (5) 와 접촉하는 실링 플레이트 (10) 에도 베이스 플레이트 (5) 에 대한 최적의 실링을 보장하도록 실링층 (11) 이 제공될 수 있다.

도 6 및 도 7 에 기재된 실시형태에 있어서, 상기 상부 지지 브래킷 (13) 에는 하나 이상의 관통 구멍 (16) 및 나사 너트 (15) 가 제공되어 있어서, 하기에서 설명하는 바와 같이 상부 접촉 수단에 대한 위치를 다양하게 할 수 있고, 다양한 용도와 크기의 중력 유동 시스템에 플러그 (50) 가 설치될 수 있다.

도 3 은 중력 유동 시스템 내에서 작동 위치에 있는 플러그 (50) 를 나타낸다. 상기 중력 유동 시스템에는 접근 통로 (20) 가 제공되어 있고, 상기 플러그 (50) 가 수동으로 하강되어 상기 파이프 안으로 밀어 넣어져, 슬리브 (2) 의 접합면이 파이프의 내면과 접촉하게 된다.

긴 나사 스크류 (22) 형태의 상부 접합 수단이 상부 지지 플레이트 (13) 에 제공된 관통 구멍 (16) 및 나사 너트를 통과하여 삽입되어, 상기 스크류 (22) 가 접근 통로의 측벽에 접하게 된다. 이리하여, 베이스 플레이트 (5) 가 수직 위치에서 기울어지는 것이 방지되고, 플러그 (50) 의 상부 가장자리가 상기 파이프의 내면에 대하여 미끄러지는 것이 방지된다. 상기 긴 나사 스크류 (22) 는 또한 고리 (23) 형태의 안내 수단을 포함하고, 이 안내 수단의 목적은 하기에서 좀 더 자세히 설명하기로 한다. 고리 (12, 14, 23) 에 대하여 전술한 바와 같이, 고리 (23) 역시 용도에 따라 중력 유동 시스템의 내부에서 상기 플러그를 빼내는 보조하는 수단으로 사용될 수 있다.

제 2 나사 스크류 (21) 의 형태의 하부 접합 수단이 하부 지지 브래킷 (17) 에 제공된 나사 너트 (18) 와 관통 구멍 (19) 을 통과하여 삽입되어, 상기 나사 스크류 (21) 는 상기 접근 통로의 바닥 표면과 접하게 된다. 또한, 이러한 접합 수단은 베이스 플레이트 (5) 가 수직 위치에서 기울어지는 것을 방지하고, 플러그 (50) 의 하부 가장자리가 파이프의 내면에 대하여 미끄러지는 것을 방지함으로써, 상기 플러그 (50) 를 안정화시키는 작용을 하게 된다.

도 3 에 나타난 바와 같이, 상기 플러그 (50) 는 실링 플레이트 (10) 가 개구 (6) 를 실링한 상태에서 밸브가 폐쇄되도록 배치되어 있으며, 이 개구는 베이스 플레이트 (5) 상의 플랜지 (8) 테두리로 규정된다.

플러그 (50) 를 파이프의 내부에 투입하지 전 또는 후에, 로프 또는 막대 (24) 가 실링 플레이트 (10) 상의 고리 (12) 에 연결된다. 이러한 로프 (24) 는 나사 스크류 (22) 의 안내 수단 (고리, 23) 을 지나고, 실링 플레이트 (10) 에 대하여 약 45°의 각도를 유지하게 된다. 로프 (24) 가 플러그 (50) 에 결합된 방식은 도 4 및 도 5 에 나타나 있다.

도 4 는 중력 유동 시스템의 파이프 내에서 하류 작업을 용이하게 할 수 있도록 파이프 내에서 사용하고 있는 플러그 (50) 를 나타낸 것이다. 도면에서와 같이, 상기 플러그 (50) 가 파이프 내에 위치하는 경우, 폐수가 플러그 (50) 의 뒤에 모이게 된다. 중력 유동 시스템을 관류하는 물의 양에 따라, 상기 플러그 (50) 의 뒤에 모인 폐수의 압력은 플러그 (50) 를 파이프 내에서 미끄러지게 하여 파이프에 물이 흘러, 결과적으로, 플러그 (50) 의 하류에서 파이프 내에서 행해지는 작업이 위태로울 수 있고, 잠재적으로 이러한 작업을 수행하는 작업자들의 안전을 위협하기에 충분할 수 있다. 그러나, 접근 통로의 바닥과 벽에 각각 접하는 나사 스크류 (21, 22) 의 형태를 지닌 하부 및 상부 접합 수단을 통해 플러그 (50) 를 안정화시켜 플러그 (50) 가 미끄러지는 것을 방지할 수 있고, 그 결과 파이프를 통해 물이 흐르는 것을 막을 수 있다.

플러그 (50) 하류에서의 작업이 완료되면, 폐수가 계속해서 정상적으로 흐를 수 있도록 플러그를 제거할 필요가 있으며, 플러그 (50) 뒤에 모인 폐수를 방출할 필요가 있다.

플러그 (50) 의 뒤에는 수압이 존재하기 때문에, 이러한 수압에 맞서 중력 유동 시스템에서 플러그 (50) 를 통상적으로 제거하기는 쉽지 않다. 그러므로, 수압을 낮추어, 플러그 (50) 의 제거를 쉽게 하기 위해서는, 도 5 에 나타난 바와 같이, 개구 (6) 로부터 실링 플레이트 (10) 및 실링층 (11) 을 들어올려 밸브가 개방되도록 한다. 이는 힌지 결합된 실링 플레이트 (10) 상에 형성된 고 리 (12) 에 연결된 로프 (24) 를 사용하여 접근 통로의 외부로부터 멀리 떨어져서 행할 수 있다. 나사 스크류 (22) 에 형성된 고리에 상기 로프 (24) 가 유지되는 각도는 상기 실링 플레이트 (10) 를 들어올리는 것을 쉽게 한다.

상기 실링 플레이트 (10) 가 상기 개구 (6) 로부터 떨어지면서, 플러그 (50) 의 개구 (6) 와 관통 채널 (7) 을 통해 폐수가 배수되어 파이프를 통한 유체 유동이 회복되고, 그 결과 플러그 (50) 뒤의 수압이 상당히 감소된다. 정렬된 고리 (실링 플레이트 (10) 의 고리 (12) 및 상부 지지 브래킷 (13) 의 고리 (14)) 를 볼트와 카라비너로 잠궈 배수동안 상기 밸브는 개방 위치로 유지될 수 있다.

모인 폐수의 양이 감소되고, 특히 접근 통로로부터 폐수가 배출되면, 플러그 (50) 를 제거할 수 있다. 상기 플러그 (50) 는 통상적으로, 예를 들어, 길게 형성된 나사 스크류 (22) 를 조작함으로써 파이프에서 제거할 수 있다. 그 후에, 상기 실링 플레이트의 고리 (12) 에 부착된 로프 (24) 를 사용하여 접근 통로로부터 플러그 (50) 를 들어올릴 수 있다. 또는 다른 방법으로, 상기 로프 (24) 를 상기 고리 (12) 에서 풀어, 다른 고리들, 예를 들어, 나사 스크류 (22) 의 고리 (23) 또는 상부 지지 브래킷 (13) 의 고리 (14), 중 하나에 다시 묶어, 상기 플러그 (50) 를 파이프에서 당길 수 있는 더욱 견고한 위치를 제공할 수 있다.

도 8 및 도 9 는 본 발명의 플러그 (50) 의 다른 실시형태를 나타낸다. 여기에서의 플러그 (50) 는 일반적으로 좀 더 큰 중력 유동 파이프에 사용되는 대형 크기이다. 따라서, 내마모성 층 (3) 의 최대 직경이 800 내지 900mm 이며, 이를 통해 중력 유동 파이프 내의 물의 흐름에 대하여 더 큰 베이스 플레이트 (5) 의 표면적을 제공할 수 있으며, 사용중인 베이스 플레이트 (5) 에 작용하는 수압을 크게 증가시킬 수 있다. 베이스 플레이트 (5) 에 작용하는 수압이 더 크기 때문에, 다수의 보강재 (31) 가 강성 몸체부 (1) 에서 개구 (6) 까지 연장되어 베이스 플레이트 (5) 의 내면에 제공되어, 이러한 큰 압력을 버틸 수 있는 강도 및 강성을 상기 베이스 플레이트 (5) 에 제공하게 된다. 도면에 나타난 바와 같이, 상기 내부 보강재 (31) 는 베이스 플레이트 (5) 의 내면에 용접되어 있으며, 상기 베이스 플레이트의 두께는 압력 증가를 더 수용할 수 있도록 두꺼워질 수 있다.

도 1 내지 도 7 에 나타난 플러그 (50) 와는 달리, 도 8 및 도 9 에 기재된 플러그 (50) 는 상기 플러그에 작용하는 수압이 더 크기 때문에, 플러그를 제거하기 위한 다단계 수압 해제 시스템을 사용한다. 도 9 에 좀 더 명확히 나타나 있는 바와 같이, 다수의 파이프 섹션 (33, 35, 37) 이 베이스 플레이트 (5) 에 형성된 개구 (6) 위로 배치되어 있으며, 이를 통해 플러그 (50) 를 통해 모인 물을 점진적으로 배출할 수 있다. 상기 파이프 섹션 (33, 35, 37) 은 물이 상기 플러그 (50) 를 통해 흐를 수 있는 다양한 크기의 유동 통로를 제공하고, 이 때, 가장 말단의 파이프 섹션 (37) 을 통해서는 가장 작은 통로를 나타낸다.

파이프 섹션 (33) 의 각각에는 전술한 바와 마찬가지 방식으로 힌지 결합된 실링 플레이트 (10) 가 형성되어 있으며, 이는 고리 (12) 에 묶인 로프/막대를 사용하여 원거리에서 작동이 가능하며, 파이프 섹션에 결합된 유동 통로를 개방하게 된다. 이러한 구성에 있어서, 관련된 파이프의 유지 보수를 위해 중력 유동 시스템으로부터 플러그 (50) 를 제거함하고자 할 때, 파이프 섹션 (37) 과 관련된 힌지 결합된 실링 플레이트 (10) 를 제일 먼저 개방하여, 플러그 뒤에 모인 물이 파이프 섹션 (37) 을 통해 흐르게 한다.

고인 물을 파이프 섹션 (37) 을 통해 배출함으로써, 플러그 (50) 의 베이스 플레이트 (5) 에 작용하는 물의 수압을 줄이면, 상기 파이프 섹션 (35, 33) 과 관련된 힌지 결합된 실링 플레이트 (10) 는 플러그 후면에 작용하는 수압을 더 경감할 수 있도록 플러그 (50) 를 통해 흐르는 물의 양이 증가하도록 파이프 섹션 (35, 33) 을 각각 개방하도록 작동될 수 있다. 수압이 경감됨에 따라, 상기 플러그 (50) 는 전술한 바와 같이 파이프에서 제거할 수 있다.

전술한 실시형태 각각은 중력 유동 시스템에서 수압을 해제할 수 있는 멀리서도 연결할 수 있는 힌지 결합된 밸브에 관한 것이었지만, 다른 유형의 밸브들, 예를 들어 나비형 밸브 또는 슬라이딩 밸브 등에서도 적용될 수 있다.

본 발명에 따른 플러그 (50) 는 종래의 팽창 플러그 보다 많은 이점이 있다. 먼저, 쉽게 제작할 수 있다. 다음으로, 공기압을 사용하여 파이프를 실링하지 않기 때문에, 공기압 펌프 및 압력을 모니터링하기 위한 장치가 필요없다. 또한, 터지지 않기 때문에, 종래의 팽창 플러그보다 하류의 작업자들에게 상당히 안전하다. 터지지 않는다는 관점에서 보면, 제한 구역이 필요 없고, 그러므로 사용이 제한되지 않는다. 마지막으로, 사용하기 쉽다. 즉, 중력 유동 시스템의 접근 통로 안으로 쉽게 내릴수 있고, 선택적으로 윤활제를 사용 하여 하류의 파이프 안으로 쉽게 밀어 넣을 수 있다.

당업자에게 있어서 본 발명은 전술한 특정 실시형태에 제한되지 않고, 전술한 본 발명의 사상을 훼손하지 않고 다양한 방법 및/또는 응용이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 실시형태는 일례로서 나타내는 것이며, 제한하기 위함이 아니다.

Claims (38)

1. 절두원추형 (frusto-conical) 이고 베이스 플레이트를 갖는 강성 몸체부를 포함하는 플러그로서,

   상기 강성 몸체부는 적어도 부분적으로 슬리브로 둘러 싸여 있으며,

   상기 슬리브는 변형 가능하고, 중력 유동 시스템 파이프의 내면에 접합하기 위한 접합면을 가지며, 상기 플러그는 일단부가 상기 베이스 플레이트의 개구에서 끝나는 관통 채널을 포함하고, 상기 개구는 밸브를 사용하여 선택적으로 개방 또는 폐쇄가 가능하고, 상기 플러그는 상기 중력 유동 시스템의 내부로부터 상기 플러그를 빼내는 것을 도와주는 수단을 포함하는 플러그.
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4. 제 1 항에 있어서, 상기 슬리브는 탄성 변형이 가능한 폴리머로 이루어진 변형 가능한 층을 적어도 하나 포함하는 플러그.
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6. 제 1 항에 있어서, 상기 슬리브는 내마모성 층을 포함하고, 이 내마모성 층은 최외측에서 접합면을 형성하는 플러그.
7. 삭제
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9. 제 1 항에 있어서, 상기 밸브는 상기 베이스 플레이트에 힌지로 연결된 실링 플레이트를 포함하는 플러그.
10. 삭제
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12. 제 1 항에 있어서, 상기 밸브에는 상기 중력 유동 시스템의 외부로부터 상기 밸브의 작동이 가능하도록 하는 수단이 제공되어 있는 플러그.
13. 제 1 항에 있어서, 중력 유동 시스템의 파이프 내에 위치할 때, 상기 베이스 플레이트가 수직에서 기울어지는 것을 방지함으로써, 파이프 내에서 플러그가 미끄러지는 것을 방지하는 수단을 더 포함하는 플러그.
14. 제 13 항에 있어서, 상기 미끄럼 방지 수단은 상기 중력 유동 시스템의 접근 통로 (access shaft) 의 바닥, 벽 또는 바닥과 벽 둘 다에 직접 또는 간접적으로 접합되어 작용하는 플러그.
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23. 중력 유동 시스템 파이프에 제 1 항에 따른 플러그를 삽입하여 중력 유동 시스템 파이프를 실링하는 방법으로서, 삽입시 상기 슬리브는 변형되고, 상기 접합면이 상기 중력 유동 시스템 파이프의 내면과 실링 결합을 이루는 중력 유동 시스템 파이프를 실링하는 방법.
24. 파이프를 통과하여 흐르는 유체를 막기 위한 장치로서,

    절두원추형이고 상기 파이프의 내부에 적어도 부분적으로 삽입될 수 있는 몸체부와,

    상기 몸체부 내부에 배치되는 적어도 하나의 밸브 요소를 포함하고,

    상기 몸체부는 적어도 부분적으로 슬리브로 둘러 싸여있고, 슬리브는 변형 가능하며 파이프의 내면과 접합하기 위한 접합면을 가지며,

    상기 적어도 하나의 밸브 요소는 상기 파이프로부터 상기 몸체부를 제거하는 것을 쉽게 하기 위한 상기 유체가 상기 몸체부를 통해 흐를 수 있게 하고 유체가 상기 몸체를 통하여 흐르는 것을 실질적으로 막기 위해 선택적으로 개방 또는 폐쇄가 가능한 장치.
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29. 제 24 항에 있어서, 상기 슬리브는 탄성적으로 변형 가능한 폴리머로 형성된 적어도 하나의 변형 가능한 층을 포함하는 장치.
30. 삭제
31. 제 24 항에 있어서, 상기 슬리브는 내마모성 층을 포함하고, 이 내마모성 층은 최외측에서 상기 몸체부의 외부면을 형성하는 장치.
32. 삭제
33. 제 24 항에 있어서, 상기 몸체부는 일단부가 베이스 플레이트의 하나 이상의 개구에서 끝나는 관통 채널을 포함하고, 각 개구는 상기 밸브 요소를 사용하여 선택적으로 개방 또는 폐쇄가 가능한 장치.
34. 제 33 항에 있어서, 상기 밸브 요소는 상기 베이스 플레이트에 힌지로 연결된 실링 플레이트를 포함하는 장치.
35. 삭제
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37. 제 24 항에 있어서, 상기 밸브 요소에는 중력 유동 시스템의 외부로부터 상기 밸브를 멀리서 작동시킬 수 있는 수단이 제공되어 있는 장치.
38. 제 24 항에 있어서, 상기 밸브 요소는 나비형 밸브 또는 슬라이딩 밸브인 장치.

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