KR101765962B1 - 플랜지 밀봉 시스템 - Google Patents

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할로 실링 시스템즈 리미티드
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Abstract

밀봉 부재는 플랜지 밀봉 시스템의 인접한 파이프들의 파이프 말단 플랜지들 간의 기밀식 유체 밀봉을 제공한다. 밀봉 시스템은 또한 중앙 링이 파이프 말단 플랜지들로부터 제거될 시에 밀봉 부재를 교체하도록 구부려질 수 있도록, 파이프 말단 플랜지들로 간의 장착 위치에서 서로 분리되는 중앙 링의 2 개의 말단 간의 중앙 링의 원주 방향으로 불연속적인 파이프 말단 플랜지들에 대해 밀봉 부재를 위치시키고 둘러싸는 중앙 링을 사용한다. 중앙 링은 오목식 쐐기형 에지로 형성된 내주면을 가지고, 밀봉 부재는 중앙 링의 오목식 쐐기형 에지에 수용되도록 배치된 볼록식 쐐기형 에지로 형성된 쐐기형 단면을 가진다.

Description

플랜지 밀봉 시스템{FLANGE SEALING SYSTEM}
본 발명은 2 개의 인접한 파이프들의 플랜지들을 밀봉하는 플랜지 밀봉 시스템(flange sealing system)에 관한 것으로, 특히 배타적이지 않지만, 다수의 플랜지 표준에 대해 설계된 크기 맞춤형 단일 가스켓에 관한 것이다.
본 출원은 "플랜지 밀봉 시스템(Flange Sealing System)"이라는 명칭을 가지고, 2009년 9월 3일에 출원된 호주 가출원 특허 제2009904213호를 기초로 하는 우선권 주장 출원이고, 상기 호주 가출원 특허의 전체 내용은 본원에 참조로서 포함된다.
음식 처리, 화학 처리 산업 및 광물 처리 산업을 포함한 매우 다양한 산업계에서, 유체는 산업 플랜트 또는 처리 내의 단계들 간에서, 또는 플랜트와 최종 사용자 사이에서 파이프라인들을 통하여 전달된다. 파이프가 또 다른 파이프와 연결되는 지점마다, 파이프들이 통상적으로 볼트, 너트 및 때때로는 용접에 의해 서로 연결되도록 하는 플랜지 연결이 있다. 각각의 플랜지 연결은, 유체 기밀식 밀봉이 플랜지들 간에서 유지되는 것을 확보하기 위해 밀봉 시스템을 필요로 한다. 일반적인 종래 기술의 밀봉 시스템은 나선형으로 감긴 가스켓(spiral-wound gasket)이다.
나선형으로 감긴 가스켓들은 금속 스트립(metal strip), 통상적으로 스테인리스 강(stainless steel)으로 형성되고, 상기 스테인리스 강은 코어(core)를 형성하기 위해 그라파이트, TEFLON(상표 등록), 가공 아스베스토 섬유(treated asbestos fibre) 등과 같은 충진 물질과 함께 감긴다. 일정한 인장력은 압축 하중(compressive load)으로 고유의 회복력 또는 탄성력을 코어에게 제공하도록 감김 처리 동안 적용된다. 지지되고 나선형으로 감긴 가스켓 및 지지되지 않고 나선형으로 감긴 가스켓 모두는 흔하다. 지지되고 나선형으로 감긴 가스켓에는 중앙 및 압축 제어 장치로 사용되는 고형물 외부의 금속 링이 구비된다. 가스켓의 압력률을 더 증가시키기 위해서, 고형물 금속 내부 링도 구비될 수 있다.
나선형으로 감긴 가스켓으로부터 이격된 다른 유형의 가스켓 및 플랜지 밀봉 시스템이 많이 있다. 그러나, 이러한 종래 기술의 밀봉 시스템에는 일반적인 문제가 있다. 각각의 가스켓 또는 플랜지 밀봉 시스템은 관심이 있는 파이프라인에 적용가능한 플랜지 표준 및/또는 특정 압력 부류에 맞고, 상기 플랜지 표준 및/또는 특정 압력 부류와 호환되도록 제조되어야 한다. BS(British Standard), ANSI(American National Standards Institute), JIS(Japanese International Standards) 및 DIN(Deutsches Institut fur Normung)을 포함하여 사용된 다수의 국제 플랜지 표준(international flange standards)이 있다. 이는 다양한 파이프라인의 많은 압력률뿐만 아니라,국제 플랜지 표준 각각에 맞도록 설계된 제품을 확산시킨다. 그러므로, 파이프라인의 유지 및 충분한 점검을 제공하기 위해서, 회사는 남는 가스켓 및 밀봉 시스템의 많은 재고품을 재고로 저장할 필요성이 있다. 여기에 창고 저장 비용 및 유지 비용이 상당하게 더해진다.
서로 고정된 2 개의 파이프 말단 플랜지들에 대해 밀봉 부재를 위치시키도록 중앙 링이 사용되는 경우, 종래 기술의 구성물은, 링이 밀봉 부재에 충분한 지지력을 제공하기 위해 밀봉 부재를 완전하고 연속적으로 둘러싸도록 장착되어야 한다는 점을 교시한다. 밀봉 가스켓의 원주 주위에 연속적인 지지부의 일 예는 Quinson의 영국 특허 제1,017,294호에 기술된다.
Kendall의 미국 특허 제1,896,795호는 중앙 링에 의해 지지된 밀봉 부재의 추가적인 예를 개시한다. 이 예에서, 중앙 링은, 밀봉 부재가 삽입될 시에 구부림이 가능하도록 연속적이지 않도록 초기에 형성된다. Kendall은 불연속적인 링의 말단들이 사용시에 밀봉 부재 주변 위치에서 중앙 링을 유지하도록 충분한 지지력을 제공하기 위해, 말단 플랜지들 간의 장착 위치에 배치되기 전에 러그들(lugs)에 의해 서로 연결되어야 한다는 점을 교시한다. 중앙 링의 말단들이 연결되면, 밀봉 부재는 더 이상 손쉽게 제거되지 않아, 밀봉 부재가 밀봉하는데 적합한 조건을 더 이상 이루지 못할 시에, 중앙 링 및 밀봉 부재는 폐기된다.
Veiga의 미국 특허 제6,994,356호는 둘러싼 중앙 링에 의해 지지된 밀봉 부재의 또 다른 예를 개시한다. 중앙 링은 말단들을 서로 용접시킴으로써 밀봉 부재 주위에서 연결된 2 개의 반원형 섹션들로 형성된다. 상술된 바와 같이, Kendall와 유사하게, 중앙 링의 섹션이 밀봉 부재 주위에서 연결되면, 밀봉 부재는 더 이상 손쉽게 제거되지 않아, 밀봉 부재가 밀봉하는데 적합한 조건을 더 이상 이루지 못할 시에, 중앙 링 및 밀봉 부재는 폐기된다.
Rune 등의 미국 특허 제1,892,416호는 밀봉 부재가 지지되는 주위에서 구비된 중앙 컬라(centering collar)를 필요로 하는 플랜지형 조인트들(flanged joints)용 밀봉 부재를 개시한다. 외부 지지 링은 내부 중앙 컬라 주위에서 밀봉 부재의 지지를 유지하도록 구비된다. 외부 지지 링은 불연속적이고, 밀봉 부재의 제거 및 교체가 가능하도록 유연성을 가진다. 밀봉 부재를 충분하게 지지하기 위해서, Ruhe 등은 밀봉 부재가 내부 컬라 주위에 장착되어야 한다는 점, 및 스프링이 장착 위치에서 배치되기 전에 외부 지지 링의 분리된 말단들 간에서 연결되어야 한다는 점을 교시한다. 스프링 구성물은 설치 및 유지가 어려워서, 그 결과, 최종적인 밀봉 부재는 비용이 비싸고, 밀봉 부재 주위에서 외부 링의 인장력을 유지하는데 사용된 스프링에 의해 제한된 수명을 가진다.
본원의 종래 기술에 대한 참조문은 단지 예시적인 목적으로 제공되고, 상기와 같은 종래 기술이 호주 등에서 일반적인 지식의 부분이라고 그 자체로 취급되지 아니해야 한다.
본 발명의 목적은, 광범위의 국제 플랜지 표준 및 파이프라인 압력률과 함께 사용될 수 있고 간단한 플랜지 밀봉 시스템을 제공 및 개선하는 것에 있다.
본 발명의 일 양태에 따라서, 본 발명은 파스너들(fasteners)에 의해 서로 연결된 인접한 파이프들의 파이프 말단 플랜지들의 쌍과 결합된 플랜지 밀봉 시스템이 제공되고, 상기 플랜지 밀봉 시스템은:
말단 플랜지들 간의 유체 기밀식 밀봉(fluid-tight seal)을 제공하기 위해, 상기 말단 플랜지들 각각과 밀봉되어 맞닿는 제 1 면 및 제 2 면을 갖는 말단 플랜지들 간의 환형 밀봉 부재(annular sealing element); 및
고정된 파이프 말단 플랜지들에 대해 상기 환형 밀봉 부재가 위치되도록, 상기 환형 밀봉 부재를 둘러싸는 중앙 링을 포함하고,
상기 중앙 링은 상기 중앙 링의 2 개의 말단들 간에서 중앙 링의 원주 방향으로 불연속적이고, 상기 중앙 링의 2 개의 말단들은 상기 파이프 말단 플랜지들 간의 장착 위치에서 서로 분리되고,
상기 환형 밀봉 부재의 외주면(outer circumference)은 상기 중앙 링의 내주면 내에 고정되고,
상기 중앙 링은 상기 중앙 링 내에 상기 환형 밀봉 부재를 삽입 및 제거시킬 수 있도록 유연성을 가진다.
플랜지들 간의 고정에 대해 밀봉 부재가 위치되는 본 발명의 따른 중앙 링은, 밀봉 부재가 파이프 플랜지들로부터 밀봉 어셈블리의 제거시에 손쉽게 교체되도록 말단들이 분리될 시에도 저절로 밀봉 부재에 충분한 지지력을 제공하기에 적합할 수 있다. 분리된 상태로 있는 서로 마주한 말단들을 가진 중앙 링 구조물의 평이성은, 간단하고 내구성이 있는 구조물로 인해 수명이 연장된 어셈블리에 대한 복잡성 및 비용을 낮추게 한다.
바람직하게, 상기 중앙 링은 상기 환형 밀봉 부재 주위에서 인장력으로 자가 지지되도록(self-supported) 탄성력을 가짐으로써, 상기 환형 밀봉 부재의 외주면은 단지 상기 환형 밀봉 부재의 인장력으로 상기 중앙 링의 내주면 내에 압축되어 고정된다. 밀봉 부재가 위치되고 장착 위치에서 밀봉 부재에게 충분한 압축력을 제공하도록 중앙 링의 강도에만 의지함으로써, 어떠한 다른 구성요소는 필요치 않게 되어, 종래 기술의 구조물에 비해 밀봉 어셈블리와 관련된 비용 및 유지를 효과적으로 최소화시킬 수 있다.
바람직하게, 상기 밀봉 부재의 외주면은 볼록식 쐐기형 에지(convex wedge-shaped edge)로 형성된 쐐기형 단면을 가지고, 상기 중앙 링의 내주면은 상기 밀봉 부재의 쐐기형 에지를 수용하도록 형성된 오목식 쐐기형 에지로 형성된 오목식 단면을 가진다.
바람직하게, 상기 밀봉 부재의 볼록식 쐐기형 에지는 상기 중앙 링의 오목식 쐐기형 에지보다 평평하다.
바람직하게, 상기 밀봉 부재의 볼록식 쐐기형 에지의 정점부의 외경은, 상기 오목식 쐐기형 에지의 정점부에서 상기 중앙 링의 최대 내경보다 작고, 상기 밀봉 부재의 제 1 면 및 제 2 면과 인접한 상기 중앙 링의 오목식 쐐기형 에지의 최소 내경보다는 크다.
상기 플랜지 밀봉 시스템은 오목식 쐐기형 에지를 포함한 외주면을 갖는 내부 부재를 더 포함하고, 상기 환형 밀봉 부재는 볼록식 쐐기형 에지를 포함한 내주면을 가진다. 이 예에서, 바람직하게, 상기 환형 밀봉 부재의 내주면의 볼록식 쐐기형 에지가 상기 내부 부재의 외주면의 오목식 쐐기형 에지 내에 수용되도록, 상기 내부 부재의 외주면은 상기 밀봉 부재의 내주면 내에 수용된다.
바람직하게, 상기 내부 부재의 외주면의 오목식 쐐기형 에지는 상기 밀봉 부재의 내주면의 볼록식 쐐기형 에지보다 평평하다.
상기 내부 부재는 파이프들의 내경부와 밀봉 부재 간의 간격 유지대, 파이프들의 내경부와 환형 밀봉 부재 간의 주요 밀봉부, 파이프들의 내경보다 작은 직경을 구비한 개구부를 갖는 오리피스 플레이트(orifice plate), 및 파이프들의 흐름을 차단하도록 파이프들의 내경부에 완전하게 걸쳐있는 블랜크(blank)를 포함한 그룹으로 선택될 수 있다.
상기 내부 부재는, 상기 환형 밀봉 부재의 제 1 면과 제 2 면 간의 밀봉 부재의 두께와 실질적으로 동일한 두께를 갖는 금속 삽입부를 포함할 수 있다.
대안으로, 상기 내부 부재는 상기 밀봉 부재의 물질보다 연성인 물질을 포함할 수 있고, 상기 내부 부재는 상기 밀봉 부재의 제 1 면과 제 2 면 간의 밀봉 부재의 두께보다 큰 두께를 가진다.
바람직하게, 상기 중앙 링은 상기 제 1 면과 상기 제 2 면 간을 통하여 연장되는 적어도 하나의 파스너 개구부를 포함하고, 상기 적어도 하나의 파스너 개구부는 파이프 말단 플랜지들을 고정시키는 파스너 각각을 수용하도록 배치된다. 상기 중앙 링은 상기 중앙 링과 일체형으로 연결된 보조 장착 링에 의해 정의된 단일 파스너 개구부만을 포함할 수 있다. 대안으로, 상기 중앙 링은 각각의 파스너 개구부가 파이프 말단 플랜지들을 서로 고정시키는 각각의 파스너를 수용하고, 제 1 면과 제 2 면 간을 통하여 연장되고 원주에 따라 이격된 복수의 파스너 개구부들을 포함할 수 있다.
상기 중앙 링은 상기 중앙 링의 원주 갭을 형성하는 반경 절단부로 인해 불연속적으로 되고, 상기 원주 갭은 바람직하게 폭이 원주 방향으로 약 1.0mm 내지 2.0mm이다.
광범위의 표준 파이프 및 플랜지 크기에 맞도록 서로 다른 크기를 갖는 복수의 중앙 링과 결합하여 제공될 시에, 각각의 중앙 링은 바람직하게 동일한 환형 밀봉 부재의 외주면이 고정되도록 배치되는 내주면을 포함한다.
상기 밀봉 부재의 제 1 면 및 제 2 면 각각은 톱니형 표면으로 형성될 수 있다.
상기 밀봉 부재의 제 1 면 및 제 2 면에는 유체 기밀식 밀봉을 더 개선하기 위해 적합한 밀봉 복합체도 구비될 수 있다. 상기 밀봉 복합체는 바람직하게 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene), 그라파이트(graphite), 마이카계 화합물(mica based compound), 합성 비-아스베스토 섬유(composite non-asbestos fiber), 및 고무 기반 적층체(based laminations)를 포함한 그룹으로부터 선택된다.
본 발명의 제 2 양태에 따라서, 인접한 파이프들의 파이프 말단 플랜지들의 쌍 및 상기 파이프 말단 플랜지들 간에서 장착되고, 쐐기형 에지로 형성된 내주면을 갖는 중앙 링을 포함한 플랜지 밀봉 시스템과 함께 사용되는 밀봉 부재가 제공되고, 환형 밀봉 부재는:
말단 플랜지들 간의 유체 기밀식 밀봉을 제공하기 위해, 상기 말단 플랜지들 각각과 밀봉되어 맞닿도록 배치된 제 1 면 및 제 2 면을 갖고, 상기 중앙 링의 내주면 내에 수용되도록 배치된 외주면을 갖는 환형 구조물을 포함하고,
상기 밀봉 부재의 외주면은 상기 중앙 링의 쐐기형 에지와 일치되도록 배치된 쐐기형 에지로 형성된 쐐기형 단면을 가진다.
상기 중앙 링이 내주면 상의 오목식 쐐기형 에지를 가지는 경우, 바람직하게 밀봉 부재는 외주면 상의 볼록식 쐐기형 에지를 가진다. 나아가, 상기 밀봉 부재의 볼록식 쐐기형 에지는 바람직하게 상기 중앙 링의 오목식 쐐기형 에지보다 평평하도록 배치된다.
일부 예에서, 내부 부재는 오목식 쐐기형 에지를 포함한 외주면을 갖도록 구비될 수 있다. 이 예에서, 바람직하게, 환형 밀봉 부재는 볼록식 쐐기형 에지를 포함한 내주면을 가지고, 상기 환형 밀봉 부재의 내주면의 볼록식 쐐기형 에지가 상기 내부 부재의 외주면의 오목식 쐐기형 에지 내에 수용되도록, 상기 내부 부재의 외주면은 상기 밀봉 부재의 내주면 내에 수용된다.
바람직하게, 상기 내부 부재의 외주면의 오목식 쐐기형 에지는 밀봉 부재의 내주면의 볼록식 쐐기형 에지보다 평평하다.
본원을 통하여, 별다른 말이 없는 한, 용어 "포함하다(comprise)" 또는 변형물, 예를 들면, "포함하다(comprises)" 또는 "포함하는"은 언급된 완전체(integer) 또는 완전체의 그룹의 포함을 의미하지만, 그렇다고 해서 다른 완전체 또는 완전체의 그룹을 배제하는 것은 아니다. 이와 마찬가지로, 용어 "바람직하게" 또는 변형물, 예를 들면, "바람직한"은 언급된 완전체 또는 완전체의 그룹이 필요할 수 있다는 것을 의미하지만, 그렇다고 해서 본 발명의 작업에 기본적인 것은 아니다.
본 발명의 특징은 첨부된 도면을 참조하여, 단지 예를 들어서, 플랜지 밀봉 시스템의 여러 개의 특정 실시예의 다음 상세한 설명으로부터 양호하게 이해될 수 있고, 상기 도면에서:
도 1은 본 발명에 따른 플랜지 밀봉 시스템의 제 1 실시예의 상부 사시도;
도 2는 본 발명에 따른 플랜지 밀봉 시스템의 제 2 실시예의 상부 사시도;
도 3은 도 1의 밀봉 부재를 제자리에서 보여주는 플랜지 연결의 절반 단면도;
도 4는 도 1의 플랜지 밀봉 시스템에 사용된 중앙 링의 상부 상시도;
도 5는 도 2의 플랜지 밀봉 시스템에 사용된 중앙 링의 상부 상시도;
도 6은 도 1 및 2 양 도면의 플랜지 밀봉 시스템에 사용된 밀봉 부재의 상부 사시도;
도 7은 도 1에 도시된 중앙 링의 평면도;
도 8은 도 7의 선 A-A를 통한 중앙 링의 단면도;
도 9는 도 7의 선 C-C를 통한 중앙 링의 단면도;
도 10은 도 9의 중앙 링 D의 단면의 확대도;
도 11은 도 8의 중앙 링 B의 단면의 확대도;
도 12는 도 6에 도시된 밀봉 부재의 평면도;
도 13은 도 12의 밀봉 부재의 측면도;
도 14는 도 12의 선 A-A를 통한 중앙 링의 단면도;
도 15는 도 14의 밀봉 부재 B의 단면의 확대도;
도 16a는 직경이 작은 밀봉 부재와 중앙 링의 결합의 단면도;
도 16b는 직경이 중간인 밀봉 부재와 중앙 링의 결합의 단면도로서, 상기 직경이 중간인 밀봉 부재와 중앙 링은 도 16a의 밀봉 부재 및 중앙 링보다 직경이 큰 단면도;
도 16c는 직경이 큰 밀봉 부재와 중앙 링의 결합의 단면도로서, 상기 직경이 큰 밀봉 부재와 중앙 링은 도 16b의 밀봉 부재 및 중앙 링보다 직경이 큰 단면도;
도 17a는 내부 부재가 강성 물질로 형성되는 경우, 내부 부재와 외부 중앙 링 간의 밀봉 부재의 단면도;
도 17b는 내부 부재가 밀봉 부재보다 연성인 물질로 형성되는 경우, 내부 부재와 외부 중앙 링 간의 밀봉 부재의 단면도;
도 18은 중앙 링의 대안적인 실시예의 사시도;
도 19는 도 18에 따른 중앙 링의 또 다른 사시도이다.
도면에서, 동일한 참조 번호는 서로 다른 도면에서 대응하는 부분들을 나타낸다.
본 발명에 따라서, 제 1 실시예인 플랜지 밀봉 시스템(10)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 인접한 파이프들(도 3 참조)(16) 간의 플랜지 연결의 각 말단 플랜지들(14) 사이에 유체 기밀식 밀봉을 제공하는 환형 밀봉 부재(12)를 포함한다. 밀봉 시스템(10)은 중앙 링(18)을 더 포함하고, 상기 중앙 링은 플랜지들(14) 간에서 밀봉 부재(12)의 중심에 위치하고, 상기 중앙 링에는 플랜지들(14) 간에서 연결된 플랜지 볼트들(flange bolts)(15)에 대해 밀봉 부재(12)가 위치한다. 중앙 링(18)은 유연성을 가지고, 중앙 링(18) 내에서 밀봉 부재(12)의 삽입 및 제거가 가능하도록 연속적이지 않다.
도 2는 플랜지 밀봉 시스템(20)의 제 2 실시예를 도시한다. 밀봉 시스템(20)은 마찬가지로, 제 1 실시예의 밀봉 부재(12)와 실질적으로 동일한 환형 밀봉 부재(12), 및 말단 플랜지들(14) 간에서 연장된 플랜지 볼트들(15)에 대해 밀봉 부재가 위치된 중앙 링(22)을 포함한다. 도 2의 어셈블리는, 플랜지 볼트들이 제자리에서 관통하는 볼트 홀들(bolt holes)(24)이 구비된 풀 페이스 스타일(full face style) 중앙 링(22)을 사용한다. 볼트 홀들(24)은 볼트 홀을 통하여 수용된 플랜지 볼트들(15) 각각과 정렬되도록 서로 원주를 따라(circumferentially) 이격된다. 볼트 홀들 각각은 점검시 제거된 후에 볼트를 사용하여 플랜지로부터 중앙 링에 걸리도록 개별적으로 사용될 수 있다. 밀봉 부재는 가이드 링(guide ring)에 다시 설치되면서 이 위치에 있고, 그 후, 선택된 볼트를 중심으로 그의 점검 위치로 다시 피봇될 수 있다(pivoted). 제 1 실시예와 같이, 중앙 링(22)은 유연성을 가지고, 중앙 링(22) 내에서 밀봉 부재(12)의 삽입 및 제거가 가능하도록 연속적이지 않다.
도 18은 이전 실시예들과 같이, 동일한 환형 밀봉 부재(2)를 수용하는 중앙 링(23)을 포함한 플랜지 밀봉 시스템의 제 3 실시예를 도시한다. 이 예에서, 중앙 링(23)은 외반경(outer radius)을 가지고, 상기 외반경은 파이프들의 말단 플랜지들의 플랜지 볼트들(15)에 대해 밀봉 부재(12)가 위치하도록, 파이프들의 중심부터, 도 1 및 3에 도시된 링(18)과 유사한 플랜지 볼트들(15)의 내측까지의 반경 간격에 대응된다. 중앙 링(23)의 제 3 실시예는, 도 18 및 도 19에 도시된 바와 같이, 중앙 링(23)의 외주면에 고정되고, 중앙 링(23)의 원주 갭(34)과 직경방향으로 대향하는 추가적인 장착 링(25)을 제공함으로써, 도 1 및 3의 제 1 실시예와는 다르다. 장착 링(25)은 중앙 링과 함께 파이프 말단 플랜지들 간에서 고정되기 위해, 중앙 링(23)과 공통 평면에 위치한 평평한 환형 부재이다. 장착 링(25)의 내경은 플랜지 볼트들(15) 중 하나를 수용하기 위해, 서로 마주하는 제 1 면과 제 2 면 간의 링을 완전하게 통과하여 연장된 파스너 개구부(fastener aperture)를 정의한다. 파스너 개구부의 내경은 수용된 플랜지 볼트(15)의 직경에 거의 대응된다. 중앙 링(23)이 파이프 말단 플랜지들과 동심으로 장착되고, 중앙 링(23)의 외주면이 원주를 따라 이격되는 플랜지 볼트들(15) 각각의 내측과 정렬될 시에, 장착 링(25)은 볼트들 중 하나를 수용하는 파이프 말단 플랜지들의 파스너 개구부들과 정렬되도록 중앙 링(23)의 주변부에 위치된다. 상술된 풀 페이스 중앙 링의 볼트 홀들과 유사하게, 장착 링(25)은 점검시 제거된 후에 볼트를 사용하여 플랜지로부터 중앙 링에 걸리도록 사용될 수 있다. 밀봉 부재는 가이드 링에 다시 설치되면서 이 위치에 있고, 그 후, 장착 링(25)의 플랜지 볼트를 중심으로 그의 점검 위치로 다시 피봇될 수 있다.
모든 실시예들에서, 밀봉 부재(12)는 각 중앙 링(18, 22 또는 23) 내에 고정되도록 구성되는 것이 바람직하다. 밀봉 부재(12)의 외경은 중앙 링의 내경과 거의 같다. 중앙 링을 구부림으로써, 밀봉 부재(12)는 중앙 링(18, 22 또는 23) 내에 삽입될 수 있다. 바람직하게, 밀봉 부재(12)의 외주면은 중앙 링(18, 22 또는 23)의 내부면과 맞닿도록 구성된다.
도 13, 14 및 15에서 가장 명확하게 도시된 바와 같이, 밀봉 부재(12)의 외주면은 볼록식 쐐기형 에지(26)의 형태를 한 쐐기형 단면을 가진다. 이와 유사하게, 도 8, 9 및 11에서 가장 명확하게 도시된 바와 같이, 중앙 링(18)의 내주면은 밀봉 부재(12)의 쐐기형 에지를 수용하기 위해 오목식 단면 형상을 가진다. 이 실시예에서, 쐐기형 에지(26)의 사면들(bevelled faces) 각각 사이의 내각(internal angle)은 120°이다. 반면, 도 8, 9 및 11에서 가장 명확하게 도시된 바와 같이, 중앙 링(18)의 내주면의 오목식 단면은 내각이 90°인 내부 원주 홈(32)의 형태를 한다. 쐐기형 에지(36)의 다소 얕은 각(shallower angle)은 내부 홈(32) 내로부터 밀봉 부재의 삽입 및 제거를 용이하게 하는데 도움을 준다. 또 다른 실시예에서, 쐐기형 에지(26)의 사면들 각각 사이의 내각은 약 90°내지 약 120°일 수 있고, 예를 들면, 90°, 91°, 92°, 93°, 94°, 95°, 96°, 97°, 98°, 99°, 100°, 101°, 102°, 103°, 104°, 105°, 106°, 107°, 108°, 109°, 110°, 111°, 112°, 113°, 114°, 115°, 116°, 117°, 118°, 119°, 및 120°일 수 있다. 일부 실시예들에서, 내각은 90° 미만일 수 있다. 일부 대안적인 실시예에서, 내각은 120°보다 클 수 있다.
본원에 기술된 바와 같이, 중앙 링의 내주면은 오목식 쐐기형 에지를 포함하고, 상기 오목식 쐐기형 에지는 연결된 파이프들의 말단 플랜지들 각각이 맞닿는 중앙 링의 제 1 면 및 제 2 면 각각에 인접한 제 1 표면 및 제 2 표면을 포함한다. 제 1 표면 부분 및 제 2 표면 부분은 일반적으로 평평하고, 내부 방향으로 우묵하게 형성된 중심 정점부를 향하여 기울어지도록 서로 횡단한다. 중앙 링의 내주면은 밀봉 부재의 외주면과 일반적으로 일치되게 연결되도록 맞춰진다.
본원에서 기술된 바와 같이, 밀봉 부재의 외주면은 제 1 표면부 및 제 2 표면부로 형성된 볼록식 쐐기형 에지를 포함하고, 상기 제 1 표면부 및 제 2 표면부는 밀봉 부재의 제 1 면 및 제 2 면 각각과 인접하게 위치하고, 일반적으로 평평하며, 그리고 외주면(26)의 외부 방향으로 돌출된 중심 정점부를 향하여 기울어지도록 서로 횡단한다. 밀봉 부재의 제 1 표면부 및 제 2 표면부는 서로에 대해 각도가 크게 형성되고, 그 결과 정점부는 중앙 링의 내부 방향으로 우묵하게 형성된 정점부보다 평평하다. 이로써, 중앙 링의 내주면의 오목식 쐐기형 에지는 밀봉 부재의 외주면의 볼록식 쐐기형 에지보다 뾰족하다. 밀봉 부재의 외주면은 중앙 링의 외주면 내에 수용되고, 그 결과 환형 밀봉 부재의 외주면의 볼록식 쐐기형 에지는 중앙 링의 내주면의 오목식 쐐기형 에지에 고정된다.
밀봉 부재의 볼록식 쐐기형 외부 에지의 정점부의 최대 외경은 서로 마주하는 제 1 면 및 제 2 면에 인접하는 중앙 링의 최소 내경보다 크도록 배치됨으로써, 반경 방향(radial direction)으로 중앙 링과 밀봉 부재의 일부의 겹침을 확보할 수 있다. 중앙 링의 오목식 쐐기형 에지의 정점부의 최대 내경은 밀봉 부재의 외부 에지의 정점부의 최대 외경보다 크고, 그 결과 중앙 링 내에서 밀봉 부재의 가압 마찰 끼워 맞춤(compressive friction fit)은 밀봉 부재의 서로 마주하는 제 1 면 및 제 2 면에 인접한 환형 접촉 영역들과 이격되어 이루어질 수 있다.
쐐기형 에지의 각도는 도 16a, 16b 및 16c에 도시된 바와 같이 모든 플랜지 표준화에서 다양한 파이프 크기에 대하여 삽입의 용이성을 도와주도록 변화될 수 있다. 가스켓들의 크기가 증가될 시에, 쐐기부의 각도는 밀봉 부재가 중앙 링으로 들어가도록 변화되고, 가이드 링이 양호하게 위치되고 밀봉 부재를 가진 유닛으로서 보다 강도가 높도록 변화될 수 있다. 밀봉 부재와 중앙 링 간의 관계가 각각의 예에서 유사하지만, 통상적으로 중앙 링의 내주면과 밀봉 부재의 외주면 모두는 중간 가스켓 크기보다 작은 가스켓 크기에 대해 보다 평평한 윤곽(profile)을 가진다. 이와 유사하게, 중앙 링의 내주면 및 밀봉 부재의 외주면 둘 다는 큰 가스켓 크기보다 중간 가스켓 크기에 대해 보다 평평한 윤곽을 가진다. 이로써, 오목식 쐐기형 에지 및 볼록식 쐐기형 에지의 정점부는 가스켓 크기가 증가함에 따라 보다 뾰족해지고 예리해지는 반면, 전반적인 에지 윤곽은 가스켓 크기가 감소됨에 따라 보다 평평해지고 두드러짐이 떨어진다.
밀봉 부재(12)는 통상적으로 유체 기밀식 밀봉을 형성하도록 인접한 파이프들(16)의 플랜지들(14) 각각과 맞닿도록 구성된 제 1 면 및 제 2 면을 가진다. 유리하게, 밀봉 부재(12)의 제 1 면 및 제 2 면 각각은 톱니형 표면(serrated surface)(30)으로 형성된다. 도 15에서 가장 명확하게 도시된 바와 같이, 톱니형 부들(30)은 1.5mm 간격으로 방사상으로 이격된 첨단을 가진 환형의 V-자형 홈들에 의해 형성되고, 이들의 서로 향하고 있는 벽들은 90°의 각도를 이룬다. 밀봉 부재 상의 톱니형 부들(30)은 도 3에 도시된 바와 같이, 인접한 파이프들의 각 플랜지들(14)과 맞닿도록 설계되어, 유체 기밀식 밀봉을 제공한다. 이 실시예의 밀봉 부재는 고형물 금속 코어(solid metal core), 통상적으로 스테인리스 강으로 제조된다. 그러나, 이해하는 바와 같이, 플랜지 밀봉 시스템의 가스켓으로 작동하는 밀봉 부재는 많은 형태들, 예를 들면, 나선형으로 감긴 가스켓의 형태로 이루어질 수 있다. 본 설명이 캠프로파일 기술(Kammprofile technology)에 대해 집중적으로 설명하고 있지만, 밀봉 부재는 다른 형태, 예를 들면, 평평한 금속 라미네이트(flat metal laminate)(Klinger Type 108), 절연 가스켓들, RTJ 대체 가스켓들(엘라스토머(elastomeric) 밀봉 부재들) 및 나선형으로 감긴 가스켓들을 취할 수 있다.
바람직하게, 밀봉 부재(12)의 제 1 면 및 제 2 면에는 유체 기밀식 밀봉을 더 개선시키기 위해 적합한 밀봉 복합체(미도시)가 구비된다. 밀봉 복합체의 층은 통상적으로 톱니형 표면(30)의 상부 상에 적용된다. 통상적으로 밀봉 복합체는 TEFLON(상표 등록), 그라파이트 및 마이카계 화합물, 합성 비--아스베스토 섬유, 및 고무 기반 적층체를 포함한다. 밀봉 부재(12)는 중앙 링에 재삽입되기 전에 밀봉 복합체를 대체함으로써, 손쉽게 새로 꾸며질 수 있다.
바람직하게, 동일한 밀봉 부재(12)는 광범위의 표준 파이프 및 플랜지 크기를 맞추기 위해 다수의 중앙 링들과 함께 사용될 수 있다. 이러한 표준화 내에서 모든 플랜지 표준 및 압력 부류에 대한 다양한 가이드 링들 모두는 1/2" 내지 24"(12NB 내지 600NB)(이러한 크기에 제한되지 않음)의 파이프 크기 각각에 대해 공통 크기를 가진 밀봉 부재와 일치되도록 배치될 수 있다. 예를 들면, 파이프 크기는 1/2", 3/4", 1", 1 1/4", 1 1/2", 1 3/4", 2", 2 1/2", 3", 3 1/2", 4", 4 1/2", 5", 5 1/2", 6", 6 1/2", 7", 7 1/2", 8", 8 1/2", 9", 9 1/2", 10", 11", 12", 13", 14", 15", 16", 17", 18", 19", 20", 21", 22", 23", 또는 24"일 수 있다. 가이드 링은 비-표준 플랜지 타입을 수용하고 표준 밀봉 부재를 이용하도록 제조될 수 있다. 시스템은 또한 가장 큰 크기로 팽창될 수 있다(약 2500NB). 모든 경우에서, 가이드 링은 플랜트(plant)의 수명에 대해 최적의 조건 하에서 재사용될 수 있다.
밀봉 부재(12)의 외경은 통상적으로 약 87mm이고, 내경은 약 70mm이다. 이러한 치수는 통상적으로 밀봉 부재에서 2" (인치) 또는 50NB이다. 중앙 링의 외경은 적용에 의해 요구되는 바와 같이, 플랜지 압력률 및/또는 플랜지 표준에 맞도록 변화된다. 이 방식으로, 본 발명의 플랜지 밀봉 시스템은 최소 12mm부터 600mm까지의 공칭 구경(nominal bore, NB)을 가진 파이프 크기의 넓은 범위에서 이용될 수 있다. 예를 들면, 공칭 구경은 12mm, 13mm, 14mm, 15mm, 16mm, 17mm, 18mm, 19mm, 20mm, 25mm, 30mm, 35mm, 40mm, 45mm, 50mm, 55mm, 60mm, 65mm, 70mm, 75mm, 80mm, 85mm, 90mm, 95mm, 100mm, 105mm, 110mm, 115mm, 120mm, 125mm, 130mm, 135mm, 140mm, 145mm, 150mm, 155mm, 160mm, 165mm, 170mm, 175mm, 180mm, 185mm, 190mm, 195mm, 또는 200mm일 수 있다. 밀봉 시스템에서 플랜지 아답터(flange adaptor)로서 작동하는 중앙 링은 필요한 경우 새로운 밀봉 부재가 연속적으로 재사용되기 위해, 플랜지 조인트 어셈블리(flange joint assembly)와 함께 남아있도록 설계된다.
통상적으로, 중앙 링은 상기 링에서 원주 갭(circumferential gap)(34)을 형성하는 반경 절단부(radial cut)의 제공으로 인해 연속적이지 않다. 통상적으로, 원주 갭(34)은 도 9 및 10에서 가장 명확하게 도시된 바와 같이, 폭이 약 1.0mm 내지 2.0mm이다. 갭(34)의 존재는 중앙 링이 밀봉 부재(12)의 삽입을 용이하도록 수동으로 구부려질 수 있다는 것을 의미한다. 중앙 링은 통상적으로 등급이 높은 탄소 강으로 제조될 수 있지만, 적용 및 화학적인 환경에 따라서 임의의 다른 적합한 물질, 예를 들면, 티타늄으로 제조될 수 있다. 중앙 링의 갭으로 인해, 중앙 링은 서로 마주보는 2 개의 말단들 사이에서 실질적으로 C 자형을 이루고 있고, 상기 말단들 사이에는 갭이 원주 방향으로 걸쳐져 있다.
이로써, 갭은, 서로 마주하는 말단들이 장착 위치에서 서로 분리된 상태를 확보하고, 그 결과 중앙 링이 나중에 제거될 시에, 밀봉 부재는 손쉽게 제거되고 교체될 수 있다. 밀봉 부재 교체의 용이성 및 중앙 링의 재사용은 환경적으로 이점을 가진다. 주요 환경 이점은 장비의 수명에 대해 플랜지와 결합된 단일 가이드 링을 갖는 자원면에서 효율성이 있다는 점이고, 이로써 일 년에 두 번씩이나 일어날 수 있는 강 링 부재(steel ring element)의 처분은 제거된다. 주요 석유 화학 플랜트에서, 이는 플랜트의 수명 이상으로 배치되지 않는 몇 톤의 강과 동일할 수 있다.
중앙 링이 밀봉 부재의 교체를 가능케 하도록 유연하지만, 중앙 링은 밀봉 부재가 중앙 링에 삽입될 시에 고정되어야 하는 충분한 강도(stiffness)를 포함한 탄성도(degree of resilience)를 가진다. 이로써, 밀봉 부재가 중앙 링에 수용되면, 중앙 링은 밀봉 부재 주위의 인장력으로 완화 위치에서 구부림 위치로 외부 방사상 방향으로 구부려지게 되고, 그 결과 장착 위치에서 저절로 생기는 중앙 링의 인장력은 중앙 링 내에서 밀봉 부재를 고정하도록 밀봉 부재의 원주 주위에서 충분한 압착력을 제공한다.
일부 적용에서, 환형 밀봉 부재에 의해 둘러싸이도록 말단 플랜지들 간에 수용되는 평평한 부재로 형성된 내부 부재(40)도 구비된다. 내부 부재(40)는, 연결된 파이프들의 말단 플랜지들 각각과 맞닿도록 배치된 내부 부재의 제 1 면 및 제 2 면 각각에 인접한 제 1 표면 및 제 2 표면을 포함한 오목식 쐐기형 에지를 포함한 외주면(42)을 가진다. 제 1 표면부 및 제 2 표면부는 일반적으로 평평하고, 내부 방향으로 우묵하게 형성된 중심 정점부를 향하여 기울어지도록 서로 횡단한다. 외주면(42)은 밀봉 부재의 내주면(44)과 일반적으로 일치되게 연결되도록 맞춰진다.
이 예에서, 밀봉 부재의 내주면은 제 1 표면부 및 제 2 표면부로 형성된 볼록식 쐐기형 에지를 포함하고, 상기 제 1 표면부 및 제 2 표면부는 밀봉 부재의 제 1 면 및 제 2 면 각각과 인접하게 위치하고, 일반적으로 평평하며, 그리고 외부 방향으로 돌출된 중심 정점부를 향하여 기울어지도록 서로 횡단한다. 밀봉 부재의 제 1 표면부 및 제 2 표면부는 서로에 대해 각도가 작게 형성되고, 그 결과 정점부는 내부 부재의 내부 방향으로 우묵하게 형성된 정점부보다 뾰족하게 각져 있다. 이로써, 내부 부재의 외주면의 오목식 쐐기형 에지는 밀봉 부재의 내주면의 볼록식 쐐기형 에지보다 평평하다. 내부 부재의 외주면은 밀봉 부재의 내주면 내에 수용되고, 그 결과 환형 밀봉 부재의 내주면의 볼록식 쐐기형 에지는 내부 부재의 외주면의 오목식 쐐기형 에지에 고정된다.
밀봉 부재의 볼록식 쐐기형 에지의 정점부의 최소 내경은 내부 부재의 서로 마주하는 제 1 면 및 제 2 면 및 밀봉 부재의 제 1 면 및 제 2 면에 인접한 내부 부재의 최대 외경보다 작아서, 반경 방향으로 밀봉 부재와 내부 부재의 일부의 겹침을 확보할 수 있다. 내부 부재의 오목식 쐐기형 에지의 정점부의 최소 외경은 통상적으로 밀봉 부재의 정점부의 내경과 가깝거나 둘러싼 밀봉 부재 내에 내부 부재가 기밀하게 맞도록 다소 클 수 있다.
밀봉 부재에 삽입된 내부 링은 다음 중 하나일 수 있다:
i) 밀봉 부재 내경과 파이프 내경 간의 공간에서 생성된 고속 변동(high velocity turbulence)을 약화시키거나 차단시키기 위해 파이프들의 내경부와 환형 밀봉 부재 간의 간격 유지대 부재(spacer element);
ii) 부품이 금속 부분들에 노출되지 않아야 하는 곳에서의 적용에 대해 파이프들의 내경과 환형 밀봉 부재 간의 장벽 또는 주요 밀봉부(일반적으로 압축성 물질, 예를 들면 PTFE, CNAF, 플라스틱 및/또는 고무 등이지만 이에 제한되지 않음);
iii) 파이프에서 흐름을 제어하거나 제한하기 위해, 파이프들의 내경보다 작은 직경을 갖는 개구부 또는 오리피스를 포함한 오리피스 플레이트; 및
iv) 파이프들에서 흐름을 차단하거나 멈추기 위해, 파이프들의 내경에 완전하게 걸친 블랜크 플레이트(blank plate).
도 17a에 도시된 바와 같이, 내부 부재가 강성 금속 삽입부를 포함할 시에, 두께는 밀봉 부재의 제 1 면과 제 2 면 사이의 밀봉 부재의 두께와 실질적으로 동일하다.
대안으로, 도 17b에 도시된 바와 같이, 내부 부재가 밀봉 부재의 물질보다 연성인 물질을 포함할 시에, 내부 부재는 밀봉 부재의 제 1 면과 제 2 면 간의 밀봉 부재의 두께보다 큰 두께를 가져서, 사용시 파이프의 말단 플랜지들 간의 압축으로 장착될 수 있다.
이제, 플랜지 밀봉 시스템의 바람직한 실시예는 상세하게 기술되었고, 명백해지는 바와 같이, 기술된 실시예는 종래 기술에 대한 다수의 이점을 제공하되, 다음을 포함하여 제공한다:
i) 각각의 압력 부류 및 각각의 국제 플랜지 표준에 대해 서로 다른 가스켓에 대한 필요성을 극복함.
ii) 비-접촉 구성부재들(중앙 링)은 교체를 필요로 하지 않음.
iii) 밀봉 부재는 대체될 수 있거나, 그리고/또는 다수 번 새로 꾸며질 수 있음.
iv) 보유 물품(stockholding) 및 재고품이 50-70%만큼 줄어서 재고품, 창고저장 및 운송의 비용을 절감시킴.
v) 정확하지 않은 수중의 재고의 위험성 및 정확하지 않은 가스켓의 설치 위험성을 감소시킴.
vi) 플랜지 조인트들의 신뢰성 증가.
vii) 우수한 톱니형 가스켓 기술의 사용으로 비용면에서 보다 효과적임
본 발명의 기본적인 발명 개념을 벗어나지 않고, 이미 기술된 것과 더불어 다양한 변형 및 개선점이 상기의 실시예들에서 이루어질 수 있다는 것은 관련 기술 분야에서 통상의 기술자에게 손쉽게 명확해질 것이다. 예를 들면, 밀봉 부재 설계는 필요하다면, 추가로 대안적인 주요 밀봉 부재가 특정 적용에 의해 내경에 맞도록 한다. 그러므로, 본 발명의 권리 범위는 기술된 특정 실시예에 제한되지 아니한 것으로 인식되어야 할 것이다.

Claims (20)

  1. 체결에 의해 서로 연결된 인접한 파이프들의 파이프 말단 플랜지들의 쌍과 결합된 플랜지 밀봉 시스템에 있어서,
    말단 플랜지들 간의 유체 기밀식 밀봉을 제공하기 위해, 상기 말단 플랜지들 각각과 밀봉되어 맞닿는 제 1 면 및 제 2 면을 갖는 말단 플랜지들 사이의 환형 밀봉 부재; 및
    고정된 파이프 말단 플랜지들에 대해 상기 환형 밀봉 부재가 위치되도록, 상기 환형 밀봉 부재를 둘러싸는 불연속적인 중앙 링을 포함하고,
    상기 불연속적인 중앙 링은 상기 중앙 링의 2 개의 말단들 사이에서 중앙 링의 원주 방향으로 불연속적이고, 상기 불연속적인 중앙 링의 2 개의 말단들은 상기 파이프 말단 플랜지들 사이의 장착 위치에서 서로 분리되고,
    상기 환형 밀봉 부재의 외주면은 상기 중앙 링의 내주면 내에서 쐐기모양으로 형성되고,
    상기 불연속적인 중앙 링은 상기 중앙 링 내에 상기 환형 밀봉 부재를 삽입 및 제거시킬 수 있도록 유연성을 가지고,
    상기 불연속적인 중앙 링은 상기 환형 밀봉 부재 주위에서 인장력으로 자가 지지되도록(self-supported) 탄성력을 가짐으로써, 상기 환형 밀봉 부재는 상기 불연속적인 중앙 링의 인장력에 의해서만 상기 불연속적인 중앙 링의 내주면 내에 압축되어 고정되는 플랜지 밀봉 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 불연속적인 중앙 링의 내주면 또는 상기 환형 밀봉 부재의 외주면은 볼록식 쐐기형 에지로 형성된 쐐기형 단면을 가지고, 상기 볼록식 쐐기형 에지는 중앙 정점부를 향해 외측으로 돌출하도록 서로에 대하여 평평하게 기울어지게 횡단하는 제1 및 제2 표면부를 포함하며,
    상기 불연속적인 중앙 링의 내주면 또는 상기 환형 밀봉 부재의 외주면은 상기 환형 밀봉 부재의 쐐기형 에지를 수용하도록 형성된 오목식 쐐기형 에지로 형성된 오목식 단면을 가지고, 오목식 쐐기형 에지는 중심 정점부를 향해 내측으로 경사진 서로 평행하게 횡단하는 제 1 및 제 2 표면부분을 포함하고,
    상기 볼록식 쐐기형 에지의 제1 및 제2 표면부의 사이각은 상기 오목식 쐐기형 에지의 제1 및 제2 표면부분의 사이각보다 큰 플랜지 밀봉 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 환형 밀봉 부재는 상기 환형 밀봉 부재의 볼록식 쐐기형 에지를 포함하고, 상기 불연속적인 중앙 링의 오목식 쐐기형 에지를 포함하는 플랜지 밀봉 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 환형 밀봉 부재의 볼록식 쐐기형 에지의 정점부의 외경은, 상기 오목식 쐐기형 에지의 정점부에서 상기 중앙 링의 최대 내경보다 작고, 상기 환형 밀봉 부재의 제 1 면 및 제 2 면과 인접한 상기 중앙 링의 오목식 쐐기형 에지의 최소 내경보다는 큰 것을 특징으로 하는 플랜지 밀봉 시스템.

  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 플랜지 밀봉 시스템은 오목식 쐐기형 에지를 포함한 외주면을 갖는 내부 부재를 더 포함하고,
    상기 환형 밀봉 부재는 볼록식 쐐기형 에지를 포함한 내주면을 가지고,
    상기 환형 밀봉 부재의 내주면의 볼록식 쐐기형 에지가 상기 내부 부재의 외주면의 오목식 쐐기형 에지 내에 수용되도록, 상기 내부 부재의 외주면은 상기 환형 밀봉 부재의 내주면 내에 수용되는 것을 특징으로 하는 플랜지 밀봉 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 내부 부재의 외주면의 오목식 쐐기형 에지는 상기 내측 부재의 내측으로 경사지도록 서로에 대해 평평한 제 1 및 제 2 표면부를 포함하고, 오목한 중앙 정점 및 상기 환형 밀봉 부재의 볼록식 쐐기형 에지는 중앙 정점을 향해 바깥쪽으로 돌출하도록 서로에 대해 평평하고 횡단하는 제 1 및 제 2 표면부를 포함하고, 상기 내부 부재의 제1 및 제2 표면부의 사이각은 상기 환형 밀봉 부재의 제1 및 제2 표면부의 사이각보다 큰 [0057] 플랜지 밀봉 시스템.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 내부 부재는 상기 파이프들의 내경부와 상기 환형 밀봉 부재 간에 걸쳐진 간격 유지대를 포함하는 것을 특징으로 하는 플랜지 밀봉 시스템.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 내부 부재는, 상기 환형 밀봉 부재의 제 1 면과 제 2 면 간의 환형 밀봉 부재의 두께와 실질적으로 동일한 두께를 갖는 금속 삽입부를 포함하는 것을 특징으로 하는 플랜지 밀봉 시스템.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 내부 부재는 상기 환형 밀봉 부재의 물질보다 연성인 물질을 포함하고,
    상기 내부 부재는 상기 환형 밀봉 부재의 제 1 면과 제 2 면 사이의 환형 밀봉 부재의 두께보다 큰 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 플랜지 밀봉 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 불연속적인 중앙 링의 외주면에 고정된 장착 링을 더 포함하고, 상기 말단 플랜지들에 고정되는 각각의 파스너를 수용하는 파스너 개구부를 포함하는 플랜지 밀봉 시스템.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 중앙 링은 상기 중앙 링의 원주 갭을 형성하는 반경 절단부로 인해 불연속적으로 되고, 상기 원주 갭은 폭이 원주 방향으로 1.0mm 내지 2.0mm인 것을 특징으로 하는 플랜지 밀봉 시스템.
  12. 제 1 항에 있어서,
    광범위의 표준 파이프 및 플랜지 크기에 맞도록 서로 다른 크기를 갖는 복수의 불연속적인 중앙 링과 결합하고,
    각각의 불연속적인 중앙 링은 교환이 가능하고, 상기 환형 밀봉 부재의 외주면이 고정되도록 배치된 쐐기형 내주면을 포함하는 것을 특징으로 하는 플랜지 밀봉 시스템.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 환형 밀봉 부재의 제 1 면 및 제 2 면 각각은 톱니형 표면으로 형성된 것을 특징으로 하는 플랜지 밀봉 시스템.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 환형 밀봉 부재의 제 1 면 및 제 2 면에는 유체 기밀식 밀봉을 더 개선시키도록 밀봉 복합체가 구비된 것을 특징으로 하는 플랜지 밀봉 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 밀봉 복합체는 폴리테트라플루오로에틸렌, 그라파이트, 마이카계 화합물, 합성 비-아스베스토 섬유, 및 고무 기반 적층체를 포함한 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 플랜지 밀봉 시스템.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 불연속적인 중앙 링은 풀 페이스 스타일(Full face style)이고,
    상기 환형 밀봉 부재는 금형물 금속 코어(solid metal core)인 플랜지 밀봉 시스템.
  17. 인접한 파이프들의 파이프 말단 플랜지들의 쌍, 및 상기 파이프 말단 플랜지들 사이에 배치된 중앙 링을 포함한 플랜지 밀봉 시스템과 결합되는 밀봉 부재에 있어서, 상기 밀봉 부재는:
    상기 중앙 링의 내주면 내에 쐐기형의 외주면을 갖고, 말단 플랜지들 간의 유체 기밀식 밀봉을 제공하기 위해, 상기 말단 플랜지들 각각과 밀봉되어 맞닿도록 배치된 제 1 면 및 제 2 면을 갖는 환형 구조물을 포함하고,
    상기 중앙 링의 내주면 및 환형 밀봉 부재의 외주면 중 하나는 평평하고 서로 횡단하는 제1 및 제2 표면부를 포함하는 볼록식 쐐기형 에지를 포함하고, 상기 환형 밀봉 부재의 외주면 및 중앙 링의 내주면 중 다른 하나는 오목한 중심 정점부의 내부 방향으로 기울어지도록 서로 횡단하고 평평한 제1 및 제2 표면부분을 포함하는 오목식 쐐기형 에지를 포함하고,
    상기 환형 밀봉 부재는 상기 중앙링으로부터 용이하게 제거되도록, 상기 볼록한 쐐기형 에지의 제1 및 제2 표면부의 사이각은 상기 오목한 쐐기형 에지의 제1 및 제2 표면부분의 사이각보다 큰 밀봉 부재.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 중앙 링은 상기 내주면 상의 오목식 쐐기형 에지를 가지고,
    상기 밀봉 부재는 상기 외주면 상의 볼록식 쐐기형 에지를 가지는 밀봉 부재.
  19. 제 17 항에 있어서,
    오목식 쐐기형 에지를 포함한 외주면을 갖는 내부 부재를 더 포함하고,
    상기 환형 밀봉 부재는 볼록식 쐐기형 에지를 포함한 내주면을 가지고,
    상기 환형 밀봉 부재의 내주면의 볼록식 쐐기형 에지가 상기 내부 부재의 외주면의 오목식 쐐기형 에지 내에 수용되도록, 상기 내부 부재의 외주면은 상기 밀봉 부재의 내주면 내에 수용되는 것을 특징으로 하는 밀봉 부재.
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