KR101485934B1 - 바이패스 밸브 및 베이어닛 형상인 커플링 메커니즘을 갖는 동축 커플링 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수형 부분(501) 및 암형 부분(502)을 포함하고, 바이패스 밸브(218)를 포함해서, 가압 유체가 암형 부분(502)을 통과하는 동안 암형 부분(502)이 수형 부분(501)으로부터 분리될 수 있는 동축 커플링에 관한 것이다. 수형 부분(501)의 니플 파이프(105)는 암형 부분의 내부 파이프(2) 내의 상기 뒤쪽 구멍들(301) 위에서 암형 부분(502) 내의 스프링 하중 밸브(218)를 민다. 니플 파이프 몸체(104)는 나선형 그루브들(100)을 가지고, 결합 및 핀들(213)의 회전을 통한 잠금 슬리브(207)의 회전과 동시에, 핀들(213)이 그루브들(100) 내로 미끄러질 때, 그루브들(100)의 벽들 내에 걸리고, 수형 부분의 니플 파이프 몸체(104)가 암형 부분(502) 내로 당겨지도록 하며, 내부 파이프(2)의 일단은 수형 부분의 릴리프 밸브(113)를 만나고, 릴리프 밸브(113)를 열며, 니플 파이프 몸체(104) 내의 밸브들(115, 122)의 계속된 개방 이전에 가압된 오일이 암형 부분(502)의 밸브에 의해서 해제된다.

동축 커플링, 커플링, 실링, 봉인, 실, 유압, 스프링

Description

바이패스 밸브 및 베이어닛 형상인 커플링 메커니즘을 갖는 동축 커플링{COAXIAL COUPLING WITH BY-PASS VALVE AND COUPLING MECHANISM WITH BAYONETTE FORM}

본 발명은 액체 또는 가스와 같은 유체를 수송하기 위한 압력 라인 및 리턴 라인을 함께 결합하기 위해서 사용되는 청구항 1의 전문에 따른 동축 커플링에 관한 것이다.

본 발명은 특히, 사고 시에 구조 대원에 의해서 사용되는 동축 커플링에 관한 것이다. 커플링은 예를 들어, 빠르게 결합되기 위한 절단 도구 및 압력원을 고려해야 한다.

그러므로, 압력원은 도구에 가압된 유체를 공급하고, 유체는 커플링을 경유하여 다시 압력원으로 공급된다.

출원인은 유럽 특허 가제트(Gazette) 02.10.85 공보 85/40(공고 번호 EP 0 074 991 B1)에서 발행된 스트롬달(Stromdahl)의 동축 커플링에 대한 등록된 유럽 특허청 특허(EP Patent)를 개량한 것이다.

스트롬달의 동축 커플링의 하나의 목적은 하나의 커플링 절반부가 수동으로 다른 커플링 절반부로 빠르게 연결되도록, 연결할 당시에 압력 발생 펌프 또는 컴 프레서에 결합되는 동축 호스를 위한 동축 호스 커플링을 생산하는 것이다.

동축 커플링의 구조는 다른 하나의 커플링에 대해서 하나의 커플링이 자유 회전(free rotation)하도록 한다.

스트롬달 구조의 다른 목적은, 생산 공학 측면에서 간단한 구조인 스트롬달 구조의 구성 부품들이 간단한 압축 스프링과 공통의 주축 및 평평한 면들을 가진 원통이고 원뿔꼴인 면들을 가지는 실질적으로 회전대칭인 부품들을 포함하는 동축 커플링을 생산하는 것이다.

GB 2 069 083은 커플링을 분리하기 위해 암형 부분에 대해서 회전되어야 하는 수형 부분을 도시한다. L형상의 그루브들을 가진 안전 슬리브는 암형 부분에 체결되고, 그루브들에 의해서 수형 부분은 지정된 위치에 체결된다. 안전 슬리브는 암형 부분 내의 초과 압력 때문에 암형 부분이 수형 부분에서 자유롭게 떨어져 나가지 않도록 한다.

US 647299는 두 커플링 부품들을 결합하기 위해서 수형 부분 내에 체결되는 잠금 슬리브의 베이어닛 그루브들 내에서 회전되는 핀들을 가진 수형 부분을 구비한 커플링을 도시한다. 잠금 스파이크(spike)들이 커플링 부품들에 따른 소정의 축방향 힘에 의해서 수형 부분으로부터 분리되어서, 수형 부분은 암형 부분을 벗어나서 회전할 수 있다.

GB 541842는 가압된 공기를 위한 역류 방지(non-return) 밸브를 포함하는 수형 부분을 가진 일 방향 커플링을 도시한다. 베이어닛 커플링은 두 개의 커플링 부품들이 결합하도록 설계된다. 암형 부분은 베이어닛 커플링을 위해서 그루브들과 체결된 가이드 슬리브를 가지고, 수형 부분은 핀들을 가진다. 연결에 있어서, 밸브 시트를 가진 전체 암형 부분은 수형 부분에 나사로 죄어진다.

공지된 동축 커플링이 가진 결점은, (커플링과 결합되지 않는) 니플을 가진 차가운 유압 도구들을 햇빛에 놓아두면, 데워진다는 것이다. 니플 내의 유압 오일은 팽창하고, 밀폐된 압력은 증가할 것이다. 이 압력은 수백 bar까지 될 수 있어서, 일부 밸브를 “긴급 개방(emergency open)"하고 바깥 공기로 압력을 해제하기 위한 특별한 도구의 사용 없이는 연결을 불가능하게 한다. 이것은 구조 작업에 역효과를 미칠 수 있다.

공지된 동축 커플링이 가진 다른 결점은, 가압 펌프가 수형 부분에 연결될 때, 커플링(암형 부분)이 가압되기 때문에, 재빠른 대응으로 함께 결합하는 것은 큰 힘이 수동으로 가해지지 않고는 불가능하게 된다. 이는 많은 사람이 힘을 모아야하는 결과를 초래할 수 있고, 예를 들어, 절단 도구들이 결합되어야 하는 자동차 사고에서 비효율적이다. 그러므로, 그 결점은, 한 사람이 전통적인 재빠른 대응 연결과 같이 동축 커플링을 억지로 결합하도록 조종할 수 없다는 것이다.

그러므로 사고 현장에서 작업 능률을 향상시키고자 하는 바람이 있었다.

상기 설명된 문제들은 청구항 1에 구체화된 특징들에 의해서 해결되었다.

이렇게, 매우 가압된 유압 오일을 위한 동축 커플링이 생산되었고, 햇빛으로 가열하는 것에 의해서 팽창될 수 있는 수형 부분의 특정 유체가 암형 부분 내에 있는 공간에 “쉿” 소리를 낼 수 있다. 그러므로, 오일은 누출되지 않고 커플링 내에 모이며, 수형 부분 내에 포함된 오일에 높은 압력을 발생시키면서 햇빛에 노출된 수형 부분이 데워질 때, 사용자는 커플링을 함께 결합하기 위해 많은 힘을 사용할 필요가 없다.

커플링 및 연동 메커니즘의 결과, 사용자는 잠금 슬리브의 회전에 의해서 커플링을 만들 수 있고, 암형 부분과 수형 부분을 쉽게 함께 결합할 수 있다.

핀들의 수는 두개로 됨이 바람직하다.

대안적으로, 상기 유체는 유압 오일이다.

편의상, 수형 부분은 구조 도구에 결합된다. 그러므로 구조자는 도구를 간단한 조작으로 암형 부분에 결합할 수 있다.

대안적으로, 안전 밸브는 내부 니플 파이프와 니플 파이프를 향하여 마주하는 실링 콘의 관 표면 사이에 배치되는 칼라로 형성된다. 칼라는 역류 방지 밸브 역할을 하고, 한 방향으로만 가압된 오일을 통과시킨다.

편의상, 수형 부분은 유압으로 작동되는 도구에 결합된다.

본 발명은 이제 첨부된 개략적인 도면들을 참조하여 실시예들의 도움으로 설명될 것이다.

도 1은 공지된 동축 커플링의 수형 부분을 통한 길이방향 단면을 도시한 것이다.

도 2는 공지된 동축 커플링의 암형 부분을 통한 길이방향 단면을 도시한 것이다.

도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 동축 커플링의 암형 부분을 도시한 것이다.

도 4a는 본 실시예에 따른 동축 커플링의 수형 부분을 전체적으로 도시한 것이다.

도 4b는 도 4a의 수형 부분의 단면을 도시한 것이다.

도 5a는 수형 부분과 암형 부분이 함께 결합되기 시작할 때를 도시한 것이다.

도 5b는 커플링 작동에서 잠금 슬리브의 회전이 완료된 것을 도시한 것이다.

도 6은 다른 실시예를 도시한 것이다.

도 1 및 2는 종래 기술에 따른 동축 커플링의 수형 부분(male part)과 암형 부분(female part)을 통한 길이방향 단면을 도시한 것이다.

제1 부분 및 제2 부분은 하나가 다른 하나 내로 배치되는 부분들로 구성되고, 부분들의 내부 파이프들(2, 28)은 고압 라인을 구성하며, 상기 이동 부분들이 형성되어서, 제1 부분(1)의 내부 파이프(2)와 외부 파이프(5) 모두는 커플링과 관련하여 제2 부분(34)의 내부 파이프(28)와 외부 파이프(29) 각각으로 안내되고, 제1 부분(1)의 외부 파이프(5)는 제2 부분(34)으로 안내된 후에, 제1 부분(1)의 외부 파이프(5) 내에 스프링 부하 슬라이드 링(4)을 배치해서, 실질적으로 직접 커플링에 대한 연결은 제1 부분(1)과 제2 부분(34)의 내부 및 외부 파이프들 사이의 공간들 사이에서 성립되며, 제2 부분(34)으로 제1 부분(1)의 안내가 계속되면서, 제1 부분(1)의 내부 파이프(2)는 외부 끝단에서 밀폐되고, 제2 부분(34)의 내부 파이프(28) 내의 앞에 스프링 부하 밸브 몸체(18)를 밀어서, 적절한 압력 하의 유체가 제1 부분(1)의 내부 파이프(2)의 관 표면 내의 앞쪽 구멍들(3)을 통하여 제2 부분(34)의 내부 파이프(28) 내로 도입되고, 관 표면은 또한 제1 부분의 내부 파이프(2)를 통해서 연결을 유지하는 뒤쪽 구멍들(12)을 가지며, 그 후에 제2 부분(34)으로 제1 부분(1)이 도입하자마자, 제2 부분(34)의 내부 파이프(28)는 제1 부분(1)의 내부 파이프(2)의 관 표면 내의 상기 뒤쪽 구멍들(12) 위로 제1 부분(1)의 환형 슬라이드(4)를 밀어서, 가압된 유체가 제2 부분(34)의 내부 파이프(28) 내로 도입되고, 디바이스는 함께 고정하는 부재들을 갖추고 있으며, 함께 고정하는 부재들은, 충분히 가압된 유체가 제2 부분(34) 내로 도입되고 부분들(1, 34)이 서로 안으로 충분히 많이 안내되었을 때, 적어도 디바이스의 길이 방향으로 제1 부분(1)과 제2 부분(34) 사이에 안정된 연결을 유지한다.

동축 커플링은 수형 부분(1) 및 도 2에 도시된 암형 부분(34)으로 구성된다. 수형 부분은 외부 파이프 슬리브(5) 및 선단에 단면(21)과 중앙 핀(36)을 구비한 내부 파이프 슬리브(2)를 포함한다.

슬라이드 링(4)이 수형 부분의 맨 앞의 위치 또는 도 1에 도시된 위치에 있을 때 슬라이드 링(4)의 외부 실(seal)(20)에 대해서 밀봉하는 밀봉 링(sealing ring)(38)이 수형 부분의 외부 파이프 슬리브(5)의 선단에 구비된다. 실(20)은 커플링 절반부들이 함께 결합되지 않을 때, 밀봉 링(38)과 슬라이드 링(4) 사이에 어떤 유체도 누출하지 않도록 한다. 동시에, 실(31)은 내부 파이프 슬리브(2)의 원통 형 케이스와 슬라이드 링(4)을 통한 중앙 구멍 사이에 어떤 유체의 누출도 발생하지 않도록 한다.

커플링 절반부들이 분리되면, 슬라이드 링(4)은 슬라이드 밸브 스프링(8)에 의해서 수형 부분의 맨 앞의 위치에 고정된다.

체결 슬리브(14)와 함께, 내부 파이프 슬리브(2)는 슬라이드 밸브 스프링(8) 및 슬라이드 링(4)과 더불어 슬라이드 밸브(35)를 형성한다. 내부 파이프 슬리브(2)는 앞쪽에 다수의 개구부들(3)을 구비하고, 다수의 개구부(3)는 열려 있어서 커플링 절반부들이 함께 결합될 때 슬라이드 링(4)에 의해서 덮이지 않는다. 내부 파이프 슬리브(2)는 뒤쪽에 다수의 개구부들(12)을 더 구비하고, 다수의 개구부들(12)은 커플링 절반부들이 함께 결합될 때 슬라이드 링(4)에 의해서 덮인다.

링에 배치된 다수의 개구부들(13)은 앞쪽 챔버(44)와 수형 부분의 역류(return flow)를 위한 뒤쪽 챔버(45) 사이에 연결을 확실하게 한다.

도 1에서는 또한 외부 호스(10)를 가지는 동축 호스 내에 내부 호스를 구성하는 고압 호스(16)가 도시된다. 외부 호스(10)와 고압 호스(16) 사이의 공간은 리턴 라인으로 사용된다. 연결부(15)에 의해서, 고압 호스(16)는 슬라이드 밸브(35) 내의 고압 덕트(11)에 연결된다.

커플링 절반부들을 기계적으로 함께 고정하기 위한 잠금 디바이스는 고정 칼라(holding collar)(9')를 가진 봉합 슬리브(holding-together sleeve)(9), 잠금 슬리브 스프링(7), 및 두 개의 잠금 부분들(도시하지 않음)뿐만 아니라, 잠금 슬리브(6)를 포함한다.

도 2에 도시된 커플링의 암형 부분(34)은 잠금 그루브(37) 및 두 개의 잠금 플랜지(43)를 가지는 외부 파이프 슬리브(29)를 포함한다. 암형 부분의 내부 파이프 슬리브는 28로 나타내었다. 밀봉 링(24)은 압축 스프링(23)에 의해서 도 2에 도시된 앞쪽 위치에 고정된다. 실(27)은 밀봉 링(24)과 내부 파이프 슬리브(28) 사이에 어떠한 누출도 발생하지 않도록 한다. 실(22)은 밀봉 링(24)과 외부 파이프 슬리브(29) 사이에 어떠한 누출도 발생하지 않도록 한다.

실 피스톤(18)은 압축 스프링(25)에 의해서 도 2에 도시된 앞쪽 위치에 고정된다. 실(도면부호 없음)은 내부 파이프 슬리브(28)와 실 피스톤(18) 사이에 어떠한 누출도 일어나지 않도록 한다. 고압에 노출되는 상기 실(도면부호 없음) 및 실(31)은 대체로, 도 1에 따라 형성된다. O-링이 틈(gap)으로부터 고압에 노출되면, 바람직하게는 더 견고한 재료로 구성되고 적당히 탄성력이 있을 수 있는, 예를 들어, 테플론(Teflon)인 백업 링에 의해서 틈에 조여지는 것이 예방된다. 여기서, O-링은 예를 들어, 불소성 고무(fluoric rubber)로 구성될 수 있고, 이 경우, 동시에 좋은 온도 저항이 얻어진다. 실 피스톤(18) 상의 중앙 구멍(19)은 커플링과 관련해서 서로에 대하여 커플링 절반부들(34, 1)을 중앙에 위치시키기 위해서 사용된다.

나사 산이 형성된 와셔(washer)(30)는 외부 슬리브(29)에 대하여 중앙에 위치된 내부 슬리브(28)를 고정한다. 연결부(33)는 고압 라인에 암형 부분의 내부 챔버(28)를 결합시킨다.

유체 기계가 작동하고 있을 때, 슬라이드(도시하지 않음)는 오른쪽으로 옮겨 지고, 그 후에, 기계가 작동하지 않을 때 사용되는 역류를 위한 덕트가 차단되며, 동시에, 역류를 위한 덕트는 리턴 덕트에 연결된다. 그러므로, 흐름은 슬라이드가 오른쪽으로 지나서 안내될 때 기계를 통과한다. 기계는 슬라이드가 오른쪽으로 지나서 안내될 때 작동이 시작될 수 있다.

커플링 절반부들(1, 34)이 함께 결합될 때, 수형 부분의 내부 및 외부 파이프 슬리브(2, 5)는 암형 부분의 각각의 내부 및 외부 파이프 슬리브(28, 29)로 안내되고, 그 결과, 수형 부분의 외부 파이프 슬리브(5)의 밀봉 링(38)은 밀봉 링(24)에 따르며, 암형 부분(34)에 부딪힌다. 밀봉 링(24)의 단지 10분의 수 밀리미터 이동 후에, 밀봉 링(24)과 내부 파이프 슬리브(28) 사이에 틈이 열리고, 그 결과, 역류를 위한 수형 부분의 앞쪽 챔버(44)와 역류를 위한 암형 부분의 앞쪽 챔버(46) 사이에 연결이 형성된다.

커플링의 암형 부분으로 커플링의 수형 부분의 도입이 계속되면서, 밸브 피스톤(18)은 암형 부분의 내부 파이프 슬리브(28) 내의 후방으로 밀리고, 중앙 핀(36)에 의해서 중앙 위치에 고정된다. 여기서, 수형 부분의 내부 파이프 슬리브(2)는 또한 암형 부분의 내부 챔버(48)로 안내된다. 그러나, 상기 실(도면부호 없음)을 통과한 수형 부분의 내부 파이프 슬리브(2)의 케이스의 개구부들(3)이 암형 부분의 내부 파이프 슬리브 내로 충분히 멀리 안내되면, 암형 부분의 내부 챔버(48)와 수형 부분의 내부 파이프 슬리브(2) 내의 고압 덕트(11) 사이의 연결이 성립된다. 개구부들(3)이 실을 통과하면, 챔버(48)는 고압 덕트(11)와 연결된다. 그러나, 커플링의 수형 부분에서, 고압 덕트(11)는 내부 파이프 슬리브(2)의 외관 표면의 많은 뒤쪽 개구부들(12)이 슬라이드 링(4)에 의해서 덮일 때까지 역류를 위한 챔버(44)에 계속 연결된다.

동시에, 수형 부분의 내부 파이프 슬리브(2)가 암형 부분의 내부 파이프(28) 내로 강입할 때, 슬라이드 링(4)은 수형 부분의 내부 파이프 슬리브(2)를 따라 후방으로 밀려서, 상기 내부 파이프 슬리브(2)의 케이스의 뒤쪽 개구부들(12)을 덮는다. 그러므로, 동축 커플링의 고압 흐름 덕트들은 단지 서로 관련되어 있고, 기계적인 커플링만이 남아있다.

도 3, 4a, 4b, 5a 및 5b는 아래에서 설명되고, 도면부호들은 다음과 같다.

100 그루브 101 (수형 부분의)알루미늄 후방부 102 PTFE 백업 링 103 먼지 방어 덮개

104 니플(nipple) 파이프 몸체 105 니플 파이프

106-112 O-링 113 릴리프(relief) 밸브

114 PTFE 실(seal) 115 (스틸 슬리브) 밸브

116 스테인리스 스틸 스프링 117 스테인리스 스틸 스프링

118 스틸 밀봉 콘 119 U-링

120 밸브 리테이너(retainer) 121 스틸 밸브 시트

122 (스틸 슬리브) 밸브 201 (암형 부분의) 알루미늄 후방부

202 백업 링 203 스테인리스 스틸 볼

204 커플링 몸체 205 스틸 스페이서 슬리브

206 PVC 먼지 방어 덮개 207 알루미늄 잠금 슬리브

208-212 O-링 213 스틸 핀

214 스틸 슬리브 215 스프링

216 U-링 217 밸브

218 바이패스 밸브 219 밸브 오프너

300 앞쪽 구멍 301 뒤쪽 구멍

501 수형 부분 502 암형 부분

U 수형 부분의 공간

제1 부분(다른 방법으로, 암형 부분(502)으로 참조된다) 및 제2 부분(다른 방법으로, 수형 부분(501)으로 참조된다)은 하나가 다른 하나 내로 배치되는 이동 부분들로 구성되고, 내부 파이프들(니플 파이프들)(2, 105)은 고압 라인을 구성하며, 상기 이동 부분들이 형성되어서, 제1 부분(502)의 내부 파이프(2)와 외부 파이프 몸체(204) 모두는 커플링과 관련하여 제2 부분(501)의 내부 파이프(니플 파이프)(105)와 외부 파이프(니플 파이프 몸체)(104) 각각으로 안내된다.

도 3에서는, (암형 부분(502))의 잠금 슬리브(207)의 핀들(213)의 회전을 통해서, 어떻게 암형 및 수형 부분(502, 501)을 함께 결합하기에 충분히 높은 힘이 얻어지는지를 도시한다. 핀들(213)은 니플 파이프 몸체(104)의 나선형 그루브(100)(도 4 참조) 내로 미끄러진다. 사용자에 의해서 수동으로 이루어지는 (바람직하게는 모두 2 개의)핀들(213)을 수용하는 슬리브(214)에 결합된 암형 부분(502) 의 잠금 슬리브(207)의 회전으로, 커플링을 따라 미끄러지는 축에 대한 회전의 결과, 핀들(213)이 그루브(100)로 들어갈 때, 핀들(213)은 그루브(100)의 벽들 내에 걸리고 니플 파이프 몸체(104)가 암형 부분(502)으로 당겨지도록 할 것이다. 잠금 슬리브(207)의 회전은 강제 이송 기능(force-transmitting function)을 가지고, 암형 부분(502) 내로 니플 파이프 몸체(104)를 당기는 그루브(100) 내의 핀들(213)의 상기 회전은 축 방향으로 결합력을 발생시킨다. 이러한 커플링 및 연동 메커니즘의 결과, 사용자는 잠금 슬리브(207)의 회전에 의한 커플링을 제시하는 암형 부분(502)과 수형 부분(501)을 쉽게 함께 결합할 수 있다. 즉, 커플링은 커플링 메커니즘인 베이어닛(bayonet) 형상에 의해서 이해된다.

그러므로, 구조 작업에서, 압력원(pressure source)(도시하지 않음)이 암형 부분(502)에 결합될 수 있고, (도구를 가진)수형 부분(501)이 암형 부분(502)에 간단한 조작으로 결합될 수 있다.

니플 파이프 몸체(104) 내에 배치된 릴리프 밸브(113)(도 4 참조)는 니플 내의 잔여 압력이 커플링 내로 해제되도록 한다. 상기 릴리프 밸브(113)와 연결은 여분의 도구들을 사용할 필요 없이 직접적으로 가능하게 된다. 게다가, 적절한 압력에 의해 시스템 밖으로 오일 유출이 제거되기 때문에, 연결이 이루어질 때, 초과부분은 암형 부분(502) 내에 남는다.

연결의 제1 단계에서, 밸브 오프너(219)의 끝단(도 3 참조)은 릴리프 밸브(113)(도 4b 참조)에 대해서 눌린다. 밀봉 영역이 실(114)(도 4b 참조)에 대비해서 작고, 밸브(218)(도 3)에 대해서 가압된 오일을 해제하기 때문에, 릴리프 밸 브(113)는 쉽게 열린다. 압력이 균등하게 될 때, 니플 내의 두 개의 큰 밸브들(122, 115)(도 4b 참조)이 계속 열리고, 커플링이 완성될 수 있다.

도 5a는 수형 부분(501)과 암형 부분(502)이 막 결합을 시작한 일 실시예에 따른 동축 커플링을 도시한다. 핀들(213)이 그루브(100) 내로 결합되고, 잠금 슬리브(207)의 회전이 시작된다. 이 상태에서, 밸브 오프너(219) 역시 릴리프 밸브(113)에 부딪혀 올라가고, 태양 열에 의해서 팽창할 수 있는 어떤 유체가 암형 부분(502)의 공간(U)에 "쉿(hiss)" 소리를 낼 수 있다. 그러므로, 태양이 노출된 수형 부분(501)을 가열하고, 수형 부분(501) 내에 동봉된 오일의 높은 압력을 초래할 때, 오일은 유출 없이 커플링 내에 모이고, 사용자는 커플링을 함께 결합하기 위해 많은 힘을 사용할 필요가 없으며, 수형 부분(501)은 구조 도구에 결합된다. 도 5b에서, 잠금 슬리브(207)와 핀들(213)의 완성된 회전이 어떻게 이루어졌는지를 도시한다. 핀들(213)은 니플 파이프 몸체(104) 내로 안내했고, 압력원으로부터 수형 부분 내에 발생되는 높은 압력을 극복하면서, 힘 전달에 의해 축 방향으로 큰 힘을 만들었다. 수형 부분(501)에 의해서 암형 부분(502)의 개구부는 이제 큰 힘을 사용할 필요가 없게 될 수 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예를 도시한다. 밀봉 콘(125)은 후방부(101)와 내부 니플 파이프(105) 사이에 배치되고, 밀봉 콘은 니플 파이프와 후방부 사이에 실의 역할을 한다. 밀봉 콘(125)은 또한 후방부(101)로부터 멀어지는 방향으로 릴리프 밸브(113)를 누르는 스프링(116)에 대해서 브레이스(brace)의 역할을 한다. 미리 도시된 실시예들에서, 밀봉 콘(125)은 O-링에 의해서 내부 니플 파이프(105) 에 대해서 밀봉된다. 이제까지 설명된 실시예에 따르면, O-링은 칼라(collar)(181)와 같이 형성된 안전 밸브(180)로 대체되었다. 칼라(181)는 일방통행 밸브(non-return valve)의 역할을 하고, 한 방향으로만, 즉, 리턴 덕트에서 압력 덕트까지 멀어지는 방향으로 가압된 오일을 통과시킨다. 고무 칼라(181)는 통상의 작동 동안에 압력 덕트(190)에서 리턴 덕트(192)까지 가압된 오일의 전달을 막는다. 환형 칼라(181)는 단면이 Y 형상이고, "Y"의 두 상부 플랜지는 압력 덕트를 향해 마주하며, 압력 덕트(190)가 가압될 때 실의 역할을 한다. 압력 덕트(190)를 가압 하자마자, 플랜지들은 내부 니플 파이프(105) 및 니플 파이프(105)를 향해 마주하는 밀봉 콘(125)의 외관 표면에 대해서 눌린다.

구조 도구(도시하지 않음)와 같이 수압으로 작동되는 도구는 압력 또는 리턴 호스(191)를 경유하여 니플 부분(수형 부분(501))에 결합된다. 수형 부분(501)은 니플 파이프(105)를 포함하고, 니플 파이프(105)는 압력원으로부터 암형 부분(502) 및 수형 부분(501)을 경유하여 도구(189)로 공급되는 가압된 오일을 위한 내부의 압력 덕트(190)를 가진다. 커플링이 도구(189)의 통상의 작동을 위해 이루어질 때, 그것에 의해서 순환이 일어나고, 오일은 "무부하 작동으로(in no-load operation)" 압력원으로부터 압력 호스를 통하여 암형 부분(502)의 내부 파이프(2)로 주입되고, 이를 통해서, 수형 부분(501)의 압력 덕트(190)로 주입된다. 이 후에, 오일은 도구의 리턴 호스(191)로 도구를 지나서 순환을 계속하고, 압력원의 탱크(도시하지 않음)까지 리턴 호스(도시하지 않음)를 계속 지나면서, (니플 파이프(105)와 니플 파이프 몸체(104) 사이의)수형 부분(501)의 리턴 덕트(192)와 (내부 파이프(2)와 커 플링 몸체(204) 사이의)암형 부분(502)의 리턴 덕트(290)를 경유하여 돌아온다. 무부하/순환 압력은 보통 20bar 내지 50bar이다.

사용자가 도구를 사용하고 도구의 밸브(도시하지 않음)를 활성화할 때, 흐름은 전적으로 제한되고, 이는, 압력원이 전출력(full power)을 공급하고 압력 라인 내의 압력이 약 700bar까지 증가하는 것을 의미한다. 그때, 리턴 덕트(192)에서, 압력은 대체로 0bar까지 떨어진다.

지금까지 설명된 실시예에 따르면, O-링은 칼라(181)와 같은 형상의 안전 밸브(180)로 대체되었다. 칼라(181)는 일방통행 밸브의 역할을 하고, 한 방향으로만 가압된 오일을 통과시킨다. 즉, 칼라(181)는 리턴 덕트(192)로 압력이 손실되지 않고 압력 덕트(190) 내의 압력이 증가하도록 한다.

안전성 목적들을 위해서, 본 실시예는 칼라(181)가 사용자가 압력원에서 암형 부분(502)으로 압력 호스 및 리턴 호스를 잘못 연결해서, 즉, 실수로 리턴 덕트(290)에 압력 호스를 그리고 내부 파이프(2)의 압력 덕트에 리턴 호스를 연결해서, 수형 부분(501)에 손상을 입히는 것을 막도록 작동하는, 동축 커플링을 위해 고안되었다. 압력원이 작동할 때, 칼라(181)가 배치되지 않았다면, 리턴 덕트(192, 290)는 700bar까지 가압될 수 있다. 칼라가 형성되어서 (잘못된 커플링의 경우에) 리턴 덕트(192)에서 압력 덕트(190)로 흐름을 통과시키기 때문에, 압력은 결코 형성되지 않고, 높은 압력을 피할 수 있기 때문에 수형 부분 또는 암형 부분에 손상을 입힐 것이다.

Y형상의 단면은, 리턴 덕트가 가압되고, 수형 및 암형 부분들의 리턴 덕트들 에 손상을 피하면서 흐름이 각각의 플랜지와 밀봉 콘(125) 사이를 통과하고 압력 덕트(190)까지 내부 니플 파이프(105)를 통과하게 될 때, 상기 플랜지들이 서로를 향해서 구부러지는 효과를 낳는다.

그러므로, 리턴 덕트(192)가 가압되지 않을 때, 도구는 작동될 수 없을 것이나, 사용자는 어떤 것이 잘못되었는지를 자동으로 알아차리고 수형 부분(502)과 펌프 사이에 연결 결함을 알아차리게 된다. 그리고나서, 사용자는 손상에 기인하여 수형 부분(501)과 암형 부분(502)을 교체할 필요 없이 바른 연결로 바꿀 수 있다.

본 실시예의 이점에 의해서, 잘못된 커플링에 기인하여 리턴 덕트가 가압되고 일부가 손상된 경우에, 사용자가 새로운 수형 또는 암형 부분을 구할 필요 없이 커플링이 압력원에 빠르고 간단하게 연결되도록 하는 동축 커플링이 생산되었다.

다른 실시예들은 본 발명의 범위 내에 있으며, 상기 설명된 실례가되는 해결책들이 한정하는 것으로 간주되면 안된다. 예를 들어, 암형 부분(502)의 내부 파이프는 커플링 내의 결합 부품들 사이에 연결을 유지하면서 커플링 내에 복수의 앞족 구멍들의 세트와 복수의 뒤쪽 구멍들의 세트를 포함할 수 있다. 뒤쪽 구멍들은 암형 부분이 분리될 때 유체의 흐름을 위해 도움이 된다. 즉, 뒤쪽 구멍들은 암형 부분이 수형 부분과 조립되지 않고 압력원이 켜질 때, 들어오는 유체를 위한 파이프와 리턴 유체를 위한 암형 부분 내의 외측 파이프들 사이에서 연결하는 역할을 한다.

Claims (5)

1. 수형 부분(501) 및 암형 부분(502)을 포함하는 동축 커플링으로서,

   수형 부분(501)은 암형 부분(502) 내로 결합될 수 있고,

   동축 커플링은 들어오는 유체 및 리턴 유체와 같은, 유압 유체가 암형 부분(502)을 통과하는 동안 암형 부분(502)이 수형 부분(501)으로부터 분리되도록 바이패스 밸브(218)를 포함하고,

   유압 유체를 위한 암형 부분(502)의 내부 파이프(2)는 적어도 하나의 앞쪽 구멍(300)과 적어도 하나의 뒤쪽 구멍(301)을 포함하며, 구멍들은 상기 바이패스 밸브(218)를 향해 배치되고,

   암형 부분(502)의 내부 파이프(2)및 외부 파이프 몸체(204)는 수형 부분(501)의 니플 파이프(105)와 니플 파이프 몸체(104)에 결합하기 위해서 안내되고,

   수형 부분(501)의 니플 파이프(105)는 상기 뒤쪽 구멍(들)(301) 위로 암형 부분(502) 내의 스프링 하중(spring-loaded) 벨브인 상기 바이패스 밸브(218)를 밀어서, 유압 유체가 수형 부분(501)의 니플 파이프(105) 내로 도입되고,

   암형 부분(502)은 암형 부분(502)의 중심 축에 대해서 회전할 수 있는 핀들(213)을 수용하는 슬리브(214)에 결합되는 회전 가능한 잠금 슬리브(207)를 가지며, 수형 부분(501)의 니플 파이프 몸체(104)는 나선형 그루브(100)를 가지고,

   상기 잠금 슬리브(207)의 결합 및 회전과 동시에, 핀들(213)이 그루브(100) 내로 미끄러질 때, 핀들(213)은 핀들(213)의 회전을 통하여 그루브(100)의 벽들 내에 걸리고, 수형 부분의 니플 파이프 몸체(104)가 암형 부분(502) 내로 당겨지도록 하며,

   수형 부분(501)과 암형 부분(502)이 함께 결합되고, 잠금 슬리브(207)가 회전되기 시작할 때, 동시에 암형 부분(502)의 내부 파이프(2)의 일단은 수형 부분의 릴리프 밸브(113)를 만나고, 릴리프 밸브(113)를 열며, 유압 유체는 니플 파이프 몸체(104) 내의 밸브들(115, 122)이 열리기 이전에 암형 부분(502)의 밸브에 대해서 배출되는 것을 특징으로 하는 동축 커플링.
2. 제1항에 있어서,

   핀(213)의 수는 두개인 동축 커플링.
3. 제1항에 있어서,

   유체는 유압 오일인 동축 커플링.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   수형 부분(501)은 다른 구조 도구와 결합될 수 있는 동축 커플링.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   수형 부분(501)은 다른 유압식 도구에 결합될 수 있는 동축 커플링.

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