KR101861790B1 - 유체-운송 라인의 연결을 위한 커플링 - Google Patents

유체-운송 라인의 연결을 위한 커플링 Download PDF

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Abstract

본 발명은 일반적으로 특히 호스 라인과 같은 라인을 함께 연결하기 위한 또는 호스 라인을 피팅에 결합하기 위한 커플링에 관한 것이다. 이를 위해, 제1 커플링 부분(3) 및 2개의 커플링 부분(3, 5)을 밀봉하기 위한 밀봉부(7) 뿐만 아니라 제2 커플링 부분(5), 및 2개의 커플링 부분(3, 5)을 해제 가능한 방식으로 함께 결합하기 위한 로킹 기구(9)를 포함하는, 유체-운송 라인을 함께 결합하기 위한 신속-해제 커플링(1)이 서술된다. 커플링 부분(3, 5)은 밸브 장치(11, 13)를 포함한다. 2개의 밸브(11, 13)의 각각은 축방향으로 변위 가능한 밸브(15, 17)를 포함하며, 제1 밸브 장치(11)의 밸브(15)는 플런저(152)가 축방향으로 이동할 수 있도록 장착되는 개구(150)를 포함한다. 함께 결합된 커플링 부분(3, 5)에 의해 플런저(152)는 2개의 밸브를 서로 분리하여 보유한다. 플런저(152)는 로킹 장치(110)에 의해 로킹 가능하다. 로킹 기구(9)는 함께 결합된 2개의 커플링 부분(3, 5)을 언커플링하기 위해 로킹 기구(9)가 작동될 때, 커플링 부분의 분리 전이라도 플런저(152)의 로킹이 해제되고 또한 2개의 밸브(15, 17)가 각각의 밸브 시트(19, 21)와 결합하도록 로킹 장치(110)에 작동 가능하게 연결된다.

Description

유체-운송 라인의 연결을 위한 커플링{COUPLING FOR CONNECTING FLUID-CONDUCTING LINES}
본 발명은, 일반적으로, 특히 호스(hose) 라인과 같은 라인을 연결하기 위한, 또는 호스 라인을 피팅(fitting)에 결합하기 위한 커플링에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 자체-밀봉 커플링, 또는 건식(dry) 커플링에 관한 것으로서, 즉 커플링이 벗겨졌을 때 그 커플링 부분이 라인을 밀봉하는 커플링에 관한 것이다.
DE 299 11 281 U1호는 삽입 부분 및 수용 부분을 포함하는 호스 라인의 커넥팅 또는 연결을 위한 신속-해제(quick-release) 커플링을 개시하고 있다. 상기 부분들은 해제 가능하도록 그리고 액체-기밀되도록 서로 로킹 가능하다. 폐쇄 요소를 구비한 스프링-부하(spring-loaded) 밸브가 신속-해제 커플링의 두 부분에서 통류(flow-through) 채널에 배치되며, 폐쇄 요소가 압축 스프링에 의해 로딩된다. 예를 들어 볼 형태의 상기 폐쇄 요소는 삽입 부분 및 수용 부분이 함께 결합될 때 양 측부상에서 개방된 상태로 보유된다. 상기 커플링 부분들이 분리될 때, 폐쇄 요소는 그후 압축 스프링에 의해 그 밸브 시트 내로 가압되며, 또한 이 방법으로 각각의 커플링 부분에 연결된 라인을 밀봉한다.
자체-밀봉 커플링이라도, 커플링 부분들이 분리될 때 내용물(contents)이 라인으로부터 탈출하는 것이 가능하다. 분리 후 커플링 부분의 밸브가 라인이 영구적으로 개방된 상태로 존재하는 것을 방지하더라도, 그러나 커플링이 벗겨졌을 때 밸브를 닫는 중에 라인 내용물이 탈출하는 것이 아직도 가능하다.
특히 극저온(cryogenic) 유체의 경우, 커플링을 벗길 때, 라인 내용물이 동결될 수도 있으며 또는 습기가 밸브에 들어갈 수 있다. 이것은 밸브가 더 이상 타이트한 방식으로 폐쇄되지 않으며 또한 라인 내용물이 누설되는 것이 정지되지 않는 것으로 나타난다. 이것은 가연성(flammable) 매체가 운송되는 경우에, 특히 화재 위험과 위험하기도 하다.
결과적으로, 본 발명에 내재하는 목적은 커플링이 분리될 때, 특히 극저온 유체를 전달할 때, 그 누설과 관련하여 본 기술분야에 알려진 바와 같이 신속-해제 커플링을 개선하는 것이다. 동시에, 커플링은 분리된 상태에서도 가연성 매체 또는 폭발성 혼합물을 형성하는 매체의 운송(conducting)을 위해 높은 수준의 내화성(fire resistance)도 포함한다.
상기 목적은 청구항 1의 청구대상에 의해 달성된다. 본 발명의 유리한 실시예 및 추가적인 개선 기술이 종속항에 제공된다.
따라서, 본 발명은 유체-운송 라인을 서로 결합하기 위한 신속-해제 커플링을 제공하며, 상기 신속-해제 커플링은
- 제1 커플링 부분; 및
- 함께 결합될 때 2개의 커플링 부분을 밀봉하기 위한 밀봉부 뿐만 아니라 제2 커플링 부분을 포함한다.
신속-해제 커플링은 2개의 커플링 부분을 해제 가능한 방식으로 함께 결합하기 위해 로킹 기구를 포함하며, 상기 제1 커플링 부분은 제1 밸브 장치를 포함하고, 제2 커플링 부분은 제2 밸브 장치를 포함한다. 2개의 밸브 장치의 각각은, 밸브와 밸브 시트의 결합된 상태에서 커플링 부분의 각각의 유체 채널이 유체-기밀 방식으로 밀봉되도록 축방향으로 변위 가능한 밸브 및 대응하는 밸브 시트를 포함한다. 특히 바람직한 실시예에 있어서, 밸브는 밸브 디스크로서 실현된다. 함께 결합된 커플링 부분을 구비한 조립된 커플링의 밸브는 축방향으로 반대로 놓여 배치되며, 제1 밸브 장치의 밸브는 플런저가 제1 위치로부터 제2 위치로 이동 가능하도록 플런저가 축방향으로 이동 가능하게 장착되는 개구를 포함한다. 제2 위치에서, 이 경우에, 플런저는 함께 결합된 커플링 부분에 의해 플런저가 2개의 밸브를 서로 분리하여 보유하고 그리고 결과적으로 커플링 부분의 유체 채널이 서로 연결되도록, 제1 밸브 장치의 밸브로부터 제1 위치 보다 더욱 돌출한다.
플런저는 밸브 장치를 개방 상태로 보유하기 위해 로킹 장치에 의해 밸브와 관련하여 제2 축방향 위치로 로킹 가능하다. 로킹 기구는 함께 결합된 2개의 커플링 부분을 언커플링(uncoupling)하기 위해 로킹 기구가 작동될 때, 커플링 부분의 분리 전이라도 플런저의 로킹이 해제되고 또한 2개의 밸브가 각각의 밸브 시트와 결합하고 그리고 그에 따라 커플링 부분의 유체 채널을 밀봉하도록, 로킹 장치에 작동 가능하게 연결된다.
로킹을 해제함으로써 커플링 부분이 분리되기 전에 밸브가 먼저 그 밸브 시트 내로 안내되는 기구에 의해, 커플링 부분이 분리될 때 밸브 장치로부터 유체가 여전히 빠져나올 수 있는 것을 회피할 수 있다.
밸브의 높은 수준의 내화성 또는 화재 안전성을 달성하기 위해, 밸브는 원뿔-형상의 제1 밀봉면을 포함하며, 또한 밸브 시트는 원뿔-형상의 제2 밀봉면을 포함하며, 상기 제1 밀봉면의 개방각(opening angle)은 제2 밀봉면의 개방각 보다 더 작다. 링-형상의 밀봉면상에서 상이한 원뿔에 의해 생산된 높은 접촉 압력에 의해, 화재의 경우에 발생하는 바와 같은 고온 하중 하에서 그리고 대응하는 낮은 온도에서 밸브 장치와의 극저온 매체의 경우에서 모두 안전하게 기능하는 밸브 장치의 밀봉이 달성된다. 특히 극저온 매체를 위한 기밀성(tightness)은 극저온 탄성 밀봉 요소의 결과로서 추가로 개선될 수 있다. 따라서, 밸브와 그리고 대응하는 각각의 밸브 시트의 각각의 밀봉면들 중 적어도 하나는 예를 들어 극저온에서 가요성인 밀봉 링처럼, 극저온에서 가요성인 플라스틱 재료 밀봉 요소를 포함하는 본 발명의 추가적인 발전이 제공된다. 예를 들어, 밀봉 링을 위한 재료로서 폴리테트라플루오로에틸렌 또는 플루오엘라스토머가 적합하다.
본 발명에 따른 신속-해제 커플링은 예를 들어 커플링에 결합된 라인상에 예기치 않게 인장 하중이 발휘된다면 특히 비상 이탈(breakaway) 커플링으로서 사용될 수도 있다. 이를 위해, 로킹 기구는 트리거(triggering) 기구에 연결된 견인(pulling) 장치상에 미리 결정된 인장 응력이 있으면 로킹 기구를 작동시키고 커플링 부분을 분리시키는 트리거 기구를 포함한다.
본 발명은 첨부한 도면에 의해 하기에 더욱 상세히 서술된다. 이 경우에, 동일한 도면부호는 도면에서 동일 또는 대응하는 요소를 지칭한다.
도 1은 밸브 장치가 개방된 작동 위치에서 본 발명에 따른 신속-해제 커플링의 부분을 통한 개략적인 횡단면을 도시하고 있다.
도 2는 커플링의 커플링 부분의 분리 전에 언커플링 중 신속-해제 커플링을 도시하고 있다.
도 3은 언커플링 후, 신속-해제 커플링의 커플링 부분을 도시하고 있다.
도 4는 디스크 밸브 형태인 신속-해제 커플링의 밸브 장치들 중 하나의 상세한 내용을 도시하고 있다.
도 5는 본 발명에 따른 신속-해제 커플링(1)의 적용을 도시하고 있다.
도 1은 작동 위치에서 신속-해제 커플링(1)을 횡단면으로 도시하고 있으며, 즉 제1 커플링 부분(3)이 제2 커플링 부분(5)과 함께 결합되어 있다.
2개의 커플링 부분(3, 5)은 밀봉부(7)에 밀봉 가능하게 연결된다. 이 경우에, 커플링 부분(3, 5)은 개략적으로 도시된 로킹 기구(9)에 의해 해제 가능한 방식으로 함께 결합된다. 이 경우에, 로킹 기구는 밀봉하기에 충분한 가압 압력이 커플링 부분들(3, 5) 사이의 밀봉부(7)상에 발휘되도록 2개의 커플링(3, 5)을 축방향으로 함께 가압한다. 운송 극저온 유체의 경우에, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 및/또는 플루오로엘라스토머와 같은, 극저온에서 가요성인 재료가 밀봉부(7)를 위해 바람직하게 사용된다.
2개의 커플링 부분(3, 5)의 각각은 커플링 부분(3, 5)의 유체 채널을 밀봉하기 위해 밸브 장치(11 또는 13)를 각각 포함한다. 제1 커플링 부분의 제1 밸브 장치(11)와 제2 커플링 부분(5)의 제2 밸브 장치(13) 모두는 이 경우에 디스크 밸브로서 발전된다. 디스크 밸브는 밸브 디스크의 형태인 밸브(15, 17) 및 밸브 시트(19, 21)를 각각 포함한다. 또한, 밸브 장치는 디스크 밸브의 형태가 아닌 다른 형태로, 예를 들어 피스톤 또는 구(sphere)의 형태로 실현된 밸브를 포함할 수 있다. 디스크 형태는 축방향으로 적은 공간을 요구하기 때문에 유리하며, 또한 밸브 장치가 폐쇄될 때 서로를 향하는 밸브의 2개의 면은 그 사이에 놓인 액체를 거의 완전히 또는 심지어 완전하게 내보낸다.
밸브(15, 17)는 축방향으로 변위 가능하도록 장착되며, 또한 밸브(15, 17)가 대응하는 밸브 시트(19, 21)와 결합할 때 커플링 부분(3, 5)의 각각의 유체 채널(31, 51)을 유체-기밀 방식으로 밀봉한다. 도 1에 도시된 커플링 부분(3, 5)의 함께-결합된 위치에 있어서, 2개의 밸브(15, 17)는 축방향으로 서로 반대쪽으로 놓여 배치된다.
도 1에 개략적으로 도시된 특정한 예시적인 실시예를 제한하지 않고, 본 발명의 바람직한 추가적인 발전에 따라, 2개의 밸브(15, 17)는 각각의 경우에 스프링(18)으로 결합되거나 또는 각각 스프링-하중을 받으며, 상기 스프링은 밸브 시트(19, 21)를 향해 축방향으로 밸브(15, 17)상에 힘을 발휘한다. 밸브 장치(11, 13)는 상기 발휘된 스프링 힘에 의해 분리된 커플링(3, 5)으로 폐쇄된다.
제1 밸브 장치(11)의 밸브(15)는 개구(150)를 포함하며, 거기에서 플런저(152)가 축방향으로 이동 가능하도록 장착된다. 도 1의 실시예에 있어서, 특히 제1 밸브(15)상에 조여지고 또한 축방향으로 연장하는 튜브(155)는 플런저(152)를 위한 안내 요소로서 작용하도록 제공된다. 플런저(152)는 상기 튜브(155)에서 그 길이 방향을 따라 미끄러질 수 있다.
그 축방향으로 이동 가능한 장착에 의해, 플런저(152)는 제1 위치로부터 제2 위치로 이동될 수 있으며, 제2 위치에서 플런저(152)는 제1 밸브 장치(11)의 밸브(15)로부터 제1 위치 보다 더욱 돌출한다. 플런저(152)는 바람직하게 제1 위치에서 돌출하지 않는다. 따라서, 플런저 단부는 밸브(15)로 폐쇄되거나 또는 개구(150)와 관련하여 다시 설정된다.
도 1에 도시된 작동 위치의 경우에 있어서, 플런저(152)는 제2 위치에 위치되며, 그에 따라 밸브(15)로부터 돌출한다.
제1 커플링 부분(3)은 로킹 장치(110)를 추가로 포함한다. 상기 로킹 장치(110)에 의해, 플런저(152)는 밸브(15)와 관련하여 도 1에 도시된 제2 축방향 위치로 로킹된다. 상기 로킹 장치는 바람직한 방식으로 로킹 핀(111)으로서 실현된다. 플런저(152)를 작동 위치로 로킹하기 위해, 로킹 핀은 튜브(155)의 외측 표면상의 개구(156)를 통해 방사방향으로 튜브(155) 내로 삽입된다. 플런저(152)가 제2 축방향 위치로 로킹될 때, 작동 위치에서 이것은 2개의 밸브(15, 17)가 서로 떨어지게 하여, 스프링(18)에 의해 발휘된 스프링 압력에 대항하고 그리고 밸브(15, 17)상에 작용하므로, 밸브 장치(11, 13)가 개방 상태로 보유되며 그리고 결과적으로 2개의 유체 채널(31, 51)이 상호연결된다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 로킹 기구(9) 및 로킹 장치(110)는 작동 가능하게 연결된다. 이 경우에, 도 1에 따른 특정한 실시는 단순히 예시적이다. 도시된 바와 같은 예의 경우에 있어서, 로킹 기구는 편심기(eccentric)(91)를 구비한 회전 요소(90)를 포함한다. 회전 요소가 회전될 때, 편심기는 클램핑 요소(96)가 조여져 있는 레버(95)를 동작시킨다. 상기 클램핑 요소는 2개의 커플링 부분(3, 5)의 2개의 컬러(collar) 둘레로 맞물리며, 또한 컬러(93, 94) 및/또는 클램핑 요소(96)상의 경사진 안내 표면에 의해 방사방향으로의 압력의 결과로서 2개의 커플링 부분(3, 5)을 축방향으로 함께 클램핑한다. 클램핑 요소 및 컬러에 의한 실현이 커플링 부분(3, 5)을 함께 클램핑하기 위한 특별히 바람직한 장치를 제공하더라도, 도면에 도시된 바와 같이 로킹 기구의 요소는 언커플링 중 단순히 원칙적인 운동 시컨스를 도시하도록 작용할 뿐이다. 따라서, 상이한 타입의 로킹 기구도 사용될 수 있다. 본 발명의 예로서 또한 바람직한 추가적인 발전으로서, 대응하는 제어 캠(cam)에 의한 클램핑 요소의 그리고 로킹 장치의 운동이 이에 대해 언급된다. 이 타입의 기구가 DE 10 2005 006 088 A1호에 개시되어 있으며, 클램핑 요소의 운동 및 비상 트리거링(triggering)을 참조하여 그 내용이 여기에 그 전체로 통합된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 함께 결합되어 있는 2개의 커플링 부분(3, 5)을 분리하기 위해 로킹 기구(9)가 작동될 때, 이 경우에 커플링 부분의 분리 전에 회전 요소(90)를 회전시킨 결과로서, 플런저(152)의 로킹은 회전 요소(90)에 작동 가능하게 연결된 로킹 핀(111)에 의해 해제되어, 방사방향으로 외향하여 이동되고 그리고 결과적으로 튜브(155)의 개구(156)로부터 견인된다. 스프링(18)에 의해 발휘된 힘 때문에, 그후 밸브(15, 17)가 각각의 밸브 시트(19, 21)와 결합되고 그리고 결과적으로 커플링 부분(3, 5)의 유체 채널(31, 51)이 밀봉된다. 언커플링 중 상기 상태가 도 2에 도시되어 있다.
알 수 있는 바와 같이, 라인을 통해 이송될 임의의 유체를 위한 밸브들(15, 17) 사이에는 남아있는 용적이 없다. 적어도 남아있는 용적은 매우 적다. 2개의 밸브가 결합될 때, 유체는 밸브들(15, 17) 사이의 영역으로부터 축출된다. 이 방법은 유리하게도 커플링 부분의 분리 시 유체가 거의 탈출하지 않으며 또는 심지어 임의의 유체가 절대적으로 탈출하지 않는다. 2개의 커플링 부분의 최종적인 분리는 클램핑 조오(jaw)(96)를 해제함으로써 실시된다. 도 1 및 2에 도시된 예의 경우에 있어서, 클램핑 조오(96)가 방사방향으로 외향하여 이동되도록, 이 목적을 위해 레버(95)가 로킹 기구에 의해 작동된다. 이를 도시하기 위해, 도 3은 언커플링 후 2개의 커플링 부분(3, 5)을 도시하고 있다.
운송되는 유체의 탈출이 완전히 또는 적어도 거의 완전히 회피되기 때문에, 본 발명에 따른 신속-해제 커플링은 모든 타입의 위험한 물질의 운반에 특히 적합하다. 이런 위험한 물질은 대단히 가연성인 물질, 대단히 폭발성인 물질, 또는 심지어 환경에 위험한 물질을 포함할 수 있다. 또한, 신속-해제 커플링은 극저온 매체, 특히 대단히 가연성인 및 대단히 폭발성인 극저온 매체를 이송하기에 특히 적합하다. 여기에서 특히 저온-액화(cold-liquefied) 가연성 가스가 생각될 수 있다. 저온-액화 천연 가스 또는 메탄이 이 경우에 특히 의미있다. 커플링 부분(3, 5)이 분리될 때 본 발명에 따른 기구는 하기에 추가로 서술되는 디스크 밸브(11, 13)의 밀봉의 바람직한 발전과 함께 커플링 부분이 벗겨질 때 밀봉부 주위에 존재하는 매체의 또는 공기 중의 습기의 동결을 방지한다. 밀봉면의 지역에서 매체 동결은 밸브 장치에 영구적인 누설을 유발시킬 수 있다.
본 발명에 따른 신속-해제 커플링의 다른 특성은 로킹 기구의 간단한 동작의 결과로서 신속한 분리의 가능성이다. 결과적으로, 본 발명에 따른 신속-해제 커플링(1)은 특히 비상 이탈 커플링으로서 사용될 수도 있다. 이를 위해 본 발명의 개선에 따르면, 로킹 기구(9)는 트리거 장치에 연결된 견인 장치상의 어떤 미리 정해진 인장 응력으로 로킹 기구(9)를 작동시키고 또한 커플링 부분(3, 5)을 분리시키는 트리거 기구를 포함한다. 도시된 예의 경우에 있어서, 케이블 견인부(pull)(60)가 견인 장치로서 제공된다. 도시된 바와 같이 인장 응력이 견인 장치 또는 케이블 견인부상에 각각 발휘된다면, 회전 요소(90)가 회전되어, 클램핑 조오(96)를 방사방향으로 외향하여 이동시킴으로써 플런저(152)의 언로킹과 그리고 로킹 기구의 언로킹 모두를 실시한다. 이 방법으로, 케이블 견인부는 커플링 부분에 연결된 호스 라인과 평행하게 놓여질 수 있으며, 그 길이는 라인의 길이 보다 더 짧게 선택된다. 호스 라인이 예기치 않게 타이트하다면, 인장 응력이 호스 라인이 아니라 케이블 견인부에 먼저 발휘되며, 그리고 그에 따라 임계(critical) 인장 하중이 호스 라인에 발휘되기 전에 커플링 부분(3, 5)을 분리시킨다. 도 1에 도시된 트리거 기구는 케이블 견인부가 제1 커플링 부분(3)에 조여지도록 특별히 설계된다. 따라서, 이 경우에, 고정될 호스 라인이 상기 커플링 부분(3)에 연결된다.
플런저(152)의 로킹과 함께, 상기 플런저는 커플링 부분(3, 5)이 함께 결합될 때, 2개의 커플링 부분(3, 5)이 먼저 밀봉식으로 서로 연결되고 그리고 밀봉 연결 후 플런저(152)는 2개의 밸브(15, 17)가 서로 멀리 가압되어 커플링 부분(3, 5)의 유체 채널(31, 51)이 개방되고 그리고 상호연결되도록 축방향으로 로킹 기구에 의해 이동되는 방식으로 로킹 기구(9)에 작동 가능하게 연결될 수도 있다. 또한, 이것은 커플링 작동 중 탈출할 수 있는 유체 없이 커플링 부분(3, 5)이 연결될 수 있게 한다.
극저온 유체를 운송시키기 위해, 도 1 내지 3에 도시된 예시적인 실시예의 경우처럼 커플링 부분(3, 5)이 이중 벽에 제공되는 것이 추가로 선호될 수 있다. 이를 위해, 커플링 부분(3, 5)은 거리를 두고 내측 벽 요소(32, 52)를 둘러싸는 외측 벽 요소(33, 53) 뿐만 아니라 내측 벽 요소(32, 52)를 포함한다. 밀봉부(7)는 함께-결합된 상태에서 커플링 부분(3, 5)의 2개의 내측 벽 요소(32, 52)가 밀봉식으로 연결되도록 바람직하게 배치된다. 이것은 커플링 부분상에 좋은 열 밀봉을 달성하기 위해서도 선호될 수 있다. 그러나, 예를 들어, 밀봉부(7)가 주변 영역과 관련하여 2개의 커플링 부분(3, 5)을 밀봉하는 지역에서 내측 및 외측 벽 요소의 용접과 같은 연결도 상상할 수 있다.
본 발명의 특히 유리한 개선에 따라, 또한 도면에 도시된 바와 같이, 커플링(1)은 함께-결합된 상태에서 커플링 부분(3, 5)이 2개의 커플링 부분(3, 5)을 따라 이중-벽 형태의 장치를 형성하고 또한 커플링 지점을 포함하도록 설계된다. 결과적으로, 커플링 지점에서의 열 손실이 최소화된다.
그러나, 충분한 기계적 안정성을 달성하는 신속-해제 커플링(1)의 이중-벽 형태의 실시의 경우에 문제가 발생한다. 특히, 로킹의 결과로서 신뢰성 있는 밀봉을 달성하기 위해 밀봉 요소에 의해 외측 벽 부분으로부터 내측 벽 부분으로 전달되어만 하는 상당한 힘이 축방향으로 발생할 수 있다. 커플링 부분(3, 5)을 기계적으로 안정시키기 위해 또한 내측 및 외측 벽 요소들(32, 52, 33, 53) 사이에서 축방향으로 부품에 힘을 부여하기 위해, 본 발명의 추가적인 개선에 따라, 커플링 부분(3, 5)의 내측 벽 요소(32, 52) 및 외측 벽 요소(33, 53)는 방사방향으로 맞물리며 또한 내측 벽 요소(32, 52)와 관련하여 외측 벽 요소(33, 53)의 축방향 변위를 방지하는 벽 부분(320, 520, 330, 530)을 포함한다. 제1 커플링 부분(3)의 맞물리는(meshing) 벽 부분(320, 330) 및 제2 커플링 부분(5)의 동일한 맞물리는 벽 부분(520, 530)이 도 3에 도시되어 있다.
외측 및 내측 벽 요소들(32, 33 또는 52, 53) 사이에서 내측 및 외측 벽 요소들 사이에 적합한 스페이서(40)가 벽 요소들 사이의 이격을 유지하도록 제공된다.
도 4는 디스크 밸브로 구현된 밸브 장치(11, 13)의 상세한 내용을 도시하고 있다. 명확성을 위해, 예를 들어 밸브(15)의 개구(150) 및 스프링(18)과 같은 일부 부분이 도시되지 않았다. 제1 밸브 장치(11)의 밸브(15) 및/또는 제2 밸브 장치(13)의 밸브(17)는 원뿔형으로 테이퍼진 제1 밀봉면(153 또는 173)을 포함한다. 또한, 밸브 시트(19, 21)는 원뿔형으로 테이퍼진 제2 밀봉면(193 또는 213)을 포함한다. 도 4를 통해 도시된 바와 같이, 제1 밀봉면(153 또는 173)의 개방각(154 또는 174)은 각각의 밸브 시트(19 또는 21)의 대응하는 제2 밀봉면(193, 213)의 개방각(194, 214) 보다 더 작다.
밸브 장치(11, 13)의 추가적인 특징은 밸브(15, 17)의 및/또는 대응하는 밸브 시트(19, 21)의 각각의 원뿔형 밀봉면들(153, 173) 중 적어도 하나가 극저온에서 가요성인 플라스틱 재료 밀봉 요소를 포함한다는 점이다. 도 4에 도시된 특정한 예의 경우에 있어서, 극저온에서 가요성인 밀봉 링(23)이 이 목적을 위해 사용된다. 또한, 상기 예의 경우에 있어서, 밀봉 링(23)은 각각의 경우에 밸브(15 또는 17)상에 배치된다. 밀봉 링(23)을 밀봉면(153 또는 173)상에 고정하기 위해, 밀봉 링(23)이 안착된 링-형상의 원주방향 홈(230)이 밀봉면(153, 173)에 삽입된다.
극저온에서 가요성인 밀봉 링(23)은 심지어 매우 낮은 온도에서도 신뢰성 있는 밀봉을 가져온다. 대응하는 밀봉면(153, 193 또는 173, 213)의 상이한 원뿔(154, 174 및 194, 214)은 밀봉면상에 협소한 라인-형상의 링을 따라 추가적으로 밀봉을 가져온다. 따라서, 높은 가압력이 상기 협소한 링상에 작용한다. 폐쇄 중 밀봉면상에 얼음(ice)이 있더라도, 이것은 높은 접촉 압력의 결과로서 제거될 수 있다. 또한, 상이한 원뿔에 의한 밀봉은 심지어 화재의 경우 및 밸브 장치(11, 13)의 부분상에서의 대응하는 매우 높은 온도에서도 가스켓 링(23)이 손상되거나 또는 파손되었더라도 밀봉이 파괴되지 않을 것을 보장한다.
도 5는 본 발명에 따른 신속-해제 커플링의 적용을 도시하고 있다. 도 5는 특히 로딩 또는 언로딩 장치(80)와 수송 수단(vehicle)(82) 사이에서 유체를 이송하기 위한 장치를 도시하고 있다. 도 5의 예시적인 실시예에 있어서, 수송 수단(82)은 선박(84)이다. 바다(maritime) 영역 또는 특히 액체 및 가스의 선박 대 선박 로딩에서 본 발명에 따른 커플링의 적용은 한편으로는 배출이라는 점에서, 다른 한편으로는 이송된 유체의 해수에 의한 오염을 피한다는 점에서 특히 유리한다. 그러나, 예를 들어, 장치는 화물차(freight car), 트럭, 비행기의 로딩 및/또는 언로딩을 위해 사용될 수도 있다. 도시된 예의 경우에 있어서, 로딩 또는 언로딩 장치(80)는 육상에 배치된다. 그러나, 선박으로부터 선박으로의, 유전 채굴기(oil rig)로부터 선박으로의, 또는 선박으로부터 부표(buoy)로의 로딩 또는 언로딩이 본 발명에 따른 장치로 수행될 수도 있다.
로딩 또는 언로딩 장치(80)로부터 수송수단(vehicle)(82)으로 또는 그 반대로, 예를 들어 저온-액화 천연 가스와 같은 유체를 이송하기 위해, 신속-해제 커플링(1)을 구비한 라인(55)이 로딩 또는 언로딩 장치(80)와 수송 수단(82) 사이에 놓이며, 상기 라인(55)은 커플링 부분들(3, 5) 중 하나가 장착되는 호스(56)를 포함한다. 도 5에 도시된 예의 경우에 있어서, 제1 커플링 부분(3)이 호스(56)에 연결된다.
도 5에서 추가로 알 수 있는 바와 같이, 신속-해제 커플링(1)은 로딩 또는 언로딩 장치(80)와 수송 수단(82) 사이의 공간(83)에 배치된다. 견인 장치가 호스(56)를 따라 작동하도록, 견인 장치의 한쪽 단부가 로킹 기구(9)상에 놓이고 또한 다른 쪽 단부가 수송 수단상에 또는 로딩 또는 언로딩 장치(80)상에 놓인다. 도 5에 도시된 예의 경우에 있어서, 케이블 또는 케이블 견인부(56)가 견인 장치로서 제공된다. 와이어 또는 체인이 사용될 수도 있다. 또한, 견인 장치의 한쪽 단부는 이 경우에 로딩 또는 언로딩 장치(80)상에 조여진다. 역으로, 수송 수단(82)상의 조임도 가능하다. 이 경우에 있어서, 신속-해제 커플링은 바람직하게 로딩 또는 언로딩 장치(80)에 가깝게 배치된다.
도 5를 통해 추가로 도시된 바와 같이, 견인 장치의 길이는 로딩 또는 언로딩 장치(80)로부터 멀리 이동하는 수송 수단(82)의 경우에 수송 수단이 멀리 이동할 때 호스가 인장되기 전에 견인 장치상에 인장이 발휘되도록 치수를 갖는다. 결과적으로, 로킹 기구(9)는 호스(56)가 인장되기 전에 견인 장치에 의해 작동된다. 상기 장치는 안전과-관련된 특별한 장점을 제공한다. 선박의 로딩 또는 언로딩의 경우에 있어서, 커플링은 데크(deck)의 지역에서 선박의 측부의 벽 내측에 자주 배치되었다. 원칙적으로, 이것은 커플링이 분리될 때 데크의 지역상으로 유체의 탈출이 제한되고 그리고 결과적으로 위험한 물질이 주위로 빠져나가지 못하기 때문에 유리하다. 그러나, 이 경우에 비상 이탈이 발생하면, 그것에 연결된 전형적으로 매우 무거운 커플링 부분과 호스의 분리의 결과로서 데크상의 개인적인 작업에 상당한 위험이 있다.
그에 반해 도 5에 예로서 도시된 바와 같은 장치를 구비한 본 발명에 따른 신속-해제 커플링이 사용된다면, 따라서 무거운 커플링 부분(3)을 갖는 호스(56)는 수송 수단과 로딩 또는 언로딩 장치(80) 사이의 공간(83) 내로, 따라서 선박(84)의 경우에는 그 사이의 물(water)로 떨어진다. 여기에서 더 이상 사람에 대한 위험은 없다. 동시에, 특정한 언커플링 기구의 결과로서, 커플링이 수면 위로 분리되고 그리고 호스가 결과적으로 물로 떨어질 수 있더라도, 이송된 유체의 주위 내로의 탈출이 피해진다.
가연성 또는 폭발성 유체를 이송하는 경우에 있어서, 상기 장치는 방화(incendiary) 소스가 전형적으로 수송 수단(82)에 또는 수송 수단상에 또는 로딩 또는 언로딩 스테이션(80)에 더욱 용이하게 존재할 때 더 작은 화재 위험이라는 장점을 추가적으로 제공한다.
도 5는 본 발명의 또 다른 추가적인 발전을 도시하고 있다. 개략적인 도면을 통해 알 수 있는 바와 같이, 커플링 부분(3, 5)을 둘러싸고 또한 커플링 부분(3, 5)의 함께-결합된 상태에서 축방향으로 중첩되는 슬리브 또는 외피(sheath)가 커플링 부분(3, 5)상에 장착된다. 상기 슬리브(25, 27)는 빗물 또는 살수(spray water)가 커플링 부분(3, 5) 및 로킹 기구(9)상으로 통과하는 것을 방지한다. 그렇지 않으면, 특히 극저온 유체를 이송하는 경우에, 호의적이 아닌 조건 하에서 얼음이 형성된다. 그후 얼음은 다시 로킹 기구를 차단하거나 또는 커플링 부분(3, 5)의 언커플링이 방해되는 방식으로 커플링 부분(3, 5)을 얼음층(ice layer)으로 둘러싼다.
1: 신속-해제 커플링 3: 제1 커플링 부분
5: 제2 커플링 부분 7: 밀봉부
9: 로킹 기구 11: 제1 밸브 장치
13: 제2 밸브 장치 15, 17: 밸브
18: 스프링 19, 21: 밸브 시트
23: 극저온에서 가요성인 밀봉 링 25, 27: 슬리브
31, 51: 유체 채널 32, 52: 내측 벽 요소
33, 53: 외측 벽 요소 40: 스페이서
55: 라인 56: 호스
60: 케이블 견인부 80: 로딩 또는 언로딩 장치
82: 수송 수단 83: 도면부호 80과 82 사이의 공간
84: 선박 90: 회전 요소
91: 편심기 93, 94: 컬러
96: 클램핑 요소 97: 안내 표면
110: 로킹 장치 111: 로킹 핀
150: 도면부호 15 의 개구 152: 플런저
153, 173: 제1 밀봉면 154, 174: 도면부호 153, 173의 개방각
155: 튜브 156: 도면부호 155 의 개구
193, 213: 제2 밀봉면 194, 214: 도면부호 193 및 213의 개구
230: 홈

Claims (12)

  1. 유체-운송 라인을 서로 결합하기 위한 신속-해제 커플링(1)으로서,
    - 제1 커플링 부분(3)과;
    - 제2 커플링 부분(5), 그리고 제1 커플링 부분(3)과 제2 커플링 부분(5)이 서로 결합할 때 2개의 커플링을 부분(3, 5)을 밀봉하기 위한 밀봉부(7);
    - 2개의 커플링 부분(3, 5)을 해제 가능한 방식으로 서로 결합하기 위한 로킹 기구(9)를 포함하며,
    상기 제1 커플링 부분(3)은 제1 밸브 장치(11)를 포함하고, 제2 커플링 부분(5)은 제2 밸브 장치(13)를 포함하며, 또한 2개의 밸브 장치(11, 13)의 각각은 밸브(15, 17)와 밸브 시트의 결합된 상태에서 커플링 부분(3, 5)의 각각의 유체 채널(31, 51)이 유체-기밀 방식으로 밀봉되도록 축방향으로 변위 가능한 밸브(15, 17) 및 대응하는 밸브 시트(19, 21)를 포함하며, 또한 밸브(15, 17)는 축방향으로 반대로 놓여 배치되며, 제1 밸브 장치(11)의 밸브(15)는 플런저(152)가 제1 위치로부터 제2 위치로 이동 가능하도록 플런저(152)가 축방향으로 이동 가능하게 장착되는 개구(150)를 포함하며, 제2 위치에서 플런저(152)는 함께 결합된 커플링 부분(3, 5)에 의해 플런저(152)가 2개의 밸브(15, 17)를 서로 분리하여 보유하고 그리고 결과적으로 커플링 부분(3, 5)의 유체 채널(31, 51)이 함께 연결되도록 제1 밸브 장치(11)의 밸브(15)로부터 제1 위치 보다 더욱 돌출하며, 또한 플런저(152)는 로킹 장치(110)에 의해 밸브(15)와 관련하여 제2 축방향 위치로 로킹 가능하며, 또한 로킹 기구(9)는 함께 결합된 2개의 커플링 부분(3, 5)을 언커플링하기 위해 로킹 기구(9)가 작동될 때, 커플링 부분의 분리 전이라도 플런저(152)의 로킹이 해제되고 또한 2개의 밸브(15, 17)가 각각의 밸브 시트(19, 21)와 결합하고 그리고 그에 따라 커플링 부분(3, 5)의 유체 채널(31, 51)을 밀봉하도록, 로킹 장치(110)에 작동 가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 신속-해제 커플링(1).
  2. 청구항 1에 있어서,
    밸브(15, 17)는 원뿔-형상의 제1 밀봉면(153, 173)을 포함하며, 밸브 시트(19, 21)는 원뿔-형상의 제2 밀봉면(193, 213)을 포함하며, 상기 제1 밀봉면(153, 173)의 개방각(154, 174)은 제2 밀봉면(193, 213)의 개방각 보다 작은 것을 특징으로 하는 신속-해제 커플링(1).
  3. 청구항 1에 있어서,
    밸브(15, 17)는 원뿔-형상의 제1 밀봉면(153, 173)을 포함하며, 밸브 시트(19, 21)는 원뿔-형상의 제2 밀봉면(193, 213)을 포함하며, 밸브(15, 17)의 그리고 대응하는 각각의 밸브 시트(19, 21)의 각각의 밀봉면들(153, 173) 중 적어도 하나는 극저온에서 가요성인 플라스틱 재료 밀봉 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 신속-해제 커플링(1).
  4. 청구항 1에 있어서,
    로킹 기구(9)는 트리거 기구에 연결된 견인 장치상의 미리 한정된 인장으로 로킹 기구(9)를 작동시키고 또한 커플링 부분(3, 5)을 분리시키는 트리거 기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 신속-해제 커플링(1).
  5. 청구항 1에 있어서,
    커플링 부분(3, 5)을 둘러싸고 또한 커플링 부분(3, 5)이 함께 결합될 때에 축방향으로 중첩되는 슬리브(25, 27)가, 커플링 부분(3, 5)상에 장착되는 것을 특징으로 하는 신속-해제 커플링(1).
  6. 청구항 1에 있어서,
    커플링 부분(3, 5)은 내측 벽 요소(32, 52) 및 거리를 두고 상기 내측 벽 요소(32, 52)를 둘러싸는 외측 벽 요소(33, 53)를 구비한 이중 벽을 가지며, 함께-결합된 상태에서 밀봉부(7)는 커플링 부분의 2개의 내측 벽 요소(32, 52)를 밀봉식으로 연결하는 것을 특징으로 하는 신속-해제 커플링(1).
  7. 청구항 6에 있어서,
    커플링 부분(3, 5)의 내측 벽 요소(32, 52) 및 외측 벽 요소(33, 53)는 방사방향으로 맞물리고 또한 내측 벽 요소(32, 52)에 대해 외측 벽 요소(33, 53)의 축방향 변위를 방지하는 벽 부분(320, 520, 330, 530)을 포함하는 것을 특징으로 하는 신속-해제 커플링(1).
  8. 청구항 1에 있어서,
    플런저(152)는 커플링 부분(3, 5)이 함께 결합될 때 가장 먼저 2개의 커플링 부분(3, 5)이 밀봉 가능하게 함께 연결되고, 밀봉 연결 후, 로킹 기구에 의해, 플런저(152)는 2개의 밸브(15, 17)가 서로 분리되어 가압되고 그리고 결과적으로 커플링 부분(3, 5)의 유체 채널(31, 51)이 개방되며 또한 함께 연결되도록 축방향으로 이동되는 방식으로 로킹 기구(9)에 작동 가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 신속-해제 커플링(1).
  9. 청구항 1에 있어서,
    밸브(15, 17)는 각각의 경우에 스프링(18)으로 결합되며, 상기 스프링(18)은 커플링 부분(3, 5)이 분리될 때 밸브 장치(11, 13)를 폐쇄하기 위해 밸브 시트(19, 21)의 방향으로 밸브(15, 17)상에 축방향으로 힘을 발휘하는 것을 특징으로 하는 신속-해제 커플링(1).
  10. 로딩 및 언로딩 장치(80)와 수송 수단(82), 선박(84), 화물차 또는 트럭 사이에서 유체를 이송하기 위한 장치로서,
    로딩 및 언로딩 장치(80)와 수송 수단(82), 선박(84), 화물차 또는 트럭 사이에 청구항 1에 따른 신속-해제 커플링(1)을 구비한 라인(55)이 놓여지며, 상기 라인(55)은 커플링 부분들(3, 5) 중 하나가 장착되는 호스(56)를 포함하며, 커플링이 로딩 또는 언로딩 장치(80)와 수송 수단(82), 선박(84), 화물차 또는 트럭 사이의 공간(83)에 배치되며, 견인 장치의 한쪽 단부가 로킹 기구(9)에 조여지고 그리고 다른 쪽 단부가 수송 수단에 또는 로딩 또는 언로딩 장치(80)의 측부상에 조여지며, 그 길이는 수송 수단이 로딩 또는 언로딩 장치로부터 멀리 이동될 때 견인 장치상에 견인이 발휘되고, 또한 로킹 기구는 수송 수단(82), 선박(84), 화물차 또는 트럭이 멀리 이동된 결과로서 호스(56)가 인장되기 전에 작동되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 유체 이송 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    신속-해제 커플링이 저온-액화 메탄 또는 저온-액화 천연 가스를 위한 라인을 커플링하기 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 신속-해제 커플링(1).
  12. 제10항에 있어서,
    견인 장치의 한쪽 단부가 케이블, 와이어, 또는 체인 형태인 것을 특징으로 하는 유체 이송 장치.
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