KR102059343B1 - 밀봉 볼트 및 밀봉 볼트를 설치하는 방법 - Google Patents

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더 유럽피안 애토믹 에너지 커뮤니티(이유알에이티오엠), 리프레젠티드 바이 더 유럽피안 커미션
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Abstract

용기 뚜껑(4)을 용기 바디(6)에 밀봉하기 위한 밀봉 볼트(2). 상기 밀봉 볼트(2)는 상기 용기 뚜껑에 장착되는 밀봉 헤드(8), 상기 용기 바디(6)에 장착되는 밀봉 스터드(10) 및 상기 밀봉 스터드(10)에 상기 밀봉 헤드(8)를 연결시키는 핀(14)을 포함한다. 상기 밀봉 볼트(2)는 상기 핀(14) 내의 횡단 통로(24)를 통해 마련되는 도체(30)를 더 포함한다. 밀봉 볼트(2)는, 상기 핀(14)을 제 1 포지션으로 편향시키기 위해 마련되는 탄성 부재(36)를 더 포함하고, 제 1 포지션에서 상기 도체(30)는 압축된다. 소정의 토크의 상기 밀봉 헤드(8)로의 적용에 의해, 상기 핀(14)은 상기 탄성 부재(36)에 의한 편향에 대향하여 제 2 포지션으로 이동 가능하다. 상기 밀봉 볼트(2)는 모니터링 및 검출 유닛(50)을 더 포함하고, 상기 모니터링 및 검출 유닛(50)은, 상기 도체(30)의 각각의 단부들(68, 74)에 커플링되는 전송기(70) 및 검출기(76); 및 상기 전송기(70) 및 상기 검출기(76)에 커플링되는 프로세서(54)를 포함하고, 상기 프로세서(54)는, 상기 검출기(76)에 의해 검출된 신호가 소정의 변화를 겪은 것으로 결정할 때, 상기 핀(14)이 처음으로 상기 제 2 포지션으로 이동되었음을 결정하도록 작동 가능하다.

Description

밀봉 볼트 및 밀봉 볼트를 설치하는 방법
본 발명은 일반적으로 밀봉 볼트, 특히 핵 용기들을 밀봉하기 위한 밀봉 볼트에 관한 것이다. 이러한 밀봉 볼트는 용기 뚜껑을 용기 바디에 견고하게 연결시키고, 개별 볼트들 또는 용기들을 식별하는 수단을 포함할 수 있다. 본 발명은 또한 밀봉 볼트를 설치하는 방법에 관한 것이다.
몇몇 상황들에서, 용기들의 견고한 밀봉이 필수적이다. 그러한 용기가 예를 들어, 핵분열성 물질들과 같은 위험한 물질을 보유하는 경우 특히 중요하다. 대부분의 경우, 용기 뚜껑은 적어도 하나의 밀봉 볼트를 사용하여 용기 바디에 연결된다. 대부분의 경우, 이러한 밀봉 볼트에는 위반시 파손되어 용기가 간섭된 것(tampered with)을 드러내는 일종의 무결성 요소(integrity element)가 포함되어 있다. 이러한 파손되기 쉬운 무결성 요소는, 밀봉 볼트 내 어딘가에 숨겨질 수 있으므로, 표준 밀봉 볼트들과 추가 보완 특징들을 갖는 밀봉 볼트들을 구별하는 것은 어렵다. 따라서, 용기를 견고하게 밀봉하는데 필요한 보완 특징들을 갖는 밀봉 볼트들의 수가 감소될 수 있다.
가장 기본적인 설계에서의 밀봉 볼트의 예가 GB-A-2067699에 개시된다. 본 발명의 실시 예들 중 하나에서, 밀봉 헤드는 주어진 토크에서 파손되는 무결성 요소에 의해 그 스터드에 연결된다.
밀봉 볼트들의 안정성을 더 향상시키기 위해, 초기밀봉 볼트가 동일한 타입의 다른 밀봉 볼트로 대체되었는지를 나타내기 위해 식별 요소가 밀봉 볼트 내부에 은폐될 수 있다. 밀봉 볼트의 신원이 다르거나 무결성 요소가 파손된 경우, 밀봉 장치 및/또는 용기의 내용물들이 훼손되었을 수 있다.
기존의 밀봉 볼트가 이미 용기를 매우 안전하게 밀봉하더라도, 여전히 보안을 더욱 개선할 필요가 있다. 또한, 원자력 발전소를 단계적으로 폐지함에 따라, 많은 핵 연료를 유럽 및 전세계의 건조 저장 캐스크(용기)들에 저장해야 할 것이다. 세이프가드 기관들의 검사관들은 모든 캐스크에 필요한 밀봉 작업에 물리적으로 존재할 수 없다. 이것은 관련 인력 및 이동 비용이 많이 든다는 것뿐만 아니라, 운영자가 그들의 장소에서 공정 속도에 따라 임의의 간격으로 캐스크를 채우는 것을 수행하기 때문이다.
검사원의 물리적 존재 없이, 즉 비디오 감시를 통한 원격 모니터링에 의해 캐스크의 밀봉을 제공하는 것이 공지되어 있으나; 그러나 비디오 감시는 쉽게 간섭될 수 있다.
공식 검사원의 존재 없이 작업자에 의해 밀봉 장치가 설치될 수 있게 하는 강화된 보안성을 갖는 시스템 및 방법이 필요하다. 특히, 밀봉 볼트가 검사자에 의해 작동자에게 선적(ship)될 수 있게 하는 시스템 및 방법에 대한 요구가 있으며, 설치 전에 밀봉 볼트의 최초 사용이 발생하지 않았음을 신뢰/확인할 수 있다. 즉, 일단 설치되면, 밀봉(밀봉 볼트)가 한번만 설치되었는지 확인할 수 있어야 한다.
본 발명의 목적은 향상된 보안 특징을 갖는 밀봉 볼트를 제공하고, 밀봉 볼트가 제 1 항에 정의된 바와 같은 검사자의 존재 없이 보관 장소의 작업자에 의해 설치될 수 있도록 작동 가능하게 하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 청구항 16에 정의된 바와 같은 밀봉 볼트를 설치하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 용기 바디에 용기 뚜껑을 밀봉하기 위한 밀봉 볼트와 관련된다. 밀봉 볼트는 용기 뚜껑에 장착되는 밀봉 헤드, 용기 바디에 장착되는 밀봉 스터드 및 밀봉 스터드에 밀봉 헤드를 연결시키는 핀을 포함한다. 밀봉 볼트는 핀 내의 횡단 통로를 통해 마련되는 도체를 더 포함한다. 밀봉 볼트는, 핀을 제 1 포지션으로 편향시키기 위해 마련되는 탄성 부재를 더 포함하고, 제 1 포지션에서 도체는 압축된다. 소정의 토크의 밀봉 헤드로의 적용에 의해, 핀은 탄성 부재에 의한 편향에 대향하여 제 2 포지션으로 이동 가능하다. 밀봉 볼트는 모니터링 및 검출 유닛을 더 포함하고, 모니터링 및 검출 유닛은, 도체의 각각의 단부들에 커플링되는 전송기 및 검출기와, 전송기 및 검출기에 커플링되는 프로세서를 포함하고, 프로세서는, 검출기에 의해 검출된 신호가 소정의 변화를 겪은 것으로 결정할 때, 핀이 처음으로 상기 제 2 포지션으로 이동되었음을 결정하도록 작동 가능하다.
따라서, 모니터링 및 검출 유닛은 검출기에 의해 검출된 신호가 밀봉 볼트의 제 1용도에 대응하여 소정의 변화를 겪었을 때를 기록하고, 밀봉 볼트를 재사용하려는 어떠한 시도도 방지할 수 있다. 한편, 모니터링 및 검출 유닛이 소정의 변화가 아직 발생하지 않았다는 것을 나타내는 한, 보다 면밀한 검사가 필요하지 않을 수 있다. 이는 검사원이 확인할 수 있으므로 특히 중요하고, 저장 시설 작동자가 볼트를 설치하기 전에 수령한 볼트는 이미 사용되지 않았음을 의미한다.
일 실시 예에서, 소정의 변화는, 제 1 소정의 임계값보다 큰 검출된 신호 크기의 변화를 포함한다.
다른 실시 예에서, 소정의 변화는, 제 2 소정의 임계값(V-L)보다 작고 제 2 소정의 임계값(VU)보다 큰 검출된 신호 크기의 전이를 포함한다.
소정의 변화는, 각각 소정의 시간 임계값보다 작거나 같은 기간을 갖는, (i)검출된 신호 크기의 변화 또는 (ii)검출된 신호 크기의 전이를 포함할 수 있다.
프로세서는, 샘플링된 신호 크기들을 이끌어 내기 위해, 소정의 주파수에서 검출된 신호 크기를 샘플링하도록 작동 가능하다. 모니터링 및 검출 유닛은 비휘발성 메모리를 더 포함하고, 프로세서는 비휘발성 메모리의 로그에 상기 샘플링된 신호 크기들을 저장하도록 작동 가능하다. 샘플링된 신호 크기들은, 비휘발성 메모리의 로그에 시간 및 날짜가 기록된다.
바람직하게는, 도체는 광 섬유를 포함하고, 전송기는 광 전송기를 포함하고, 검출기는 광 검출기를 포함한다. 모니터링 및 검출 유닛의 프로세서는 광 섬유를 통과하는 광 신호의 수정에 기초하여 핀이 이동되었음을 결정할 수 있다. 광 신호의 모니터링된 특성은 예를 들어 빛의 강도일 수 있다.
대안적으로, 도체는 전기 섬유를 포함하고, 전송기는 전기 전송기를 포함하고, 검출기는 전기 검출기를 포함한다. 모니터링 및 검출 유닛의 프로세서는 전기 케이블을 통과하는 전기 신호의 수정에 기초하여 핀이 이동되었음을 결정할 수 있다. 전기 신호의 모니터링된 특성은 예를 들어 전기 신호의 전압 또는 전류일 수 있다.
대안적으로, 도체는 유체 튜브를 포함할 수 있다. 이 경우 모니터링 및 검출 유닛은 유체 검출기를 포함할 것이다. 모니터링 및 검출 유닛의 프로세서는 튜브 내의 유체를 나타내는 신호의 수정에 기초하여 핀이 이동되었음을 결정할 수 있다. 유체의 모니터링된 특성은 예를 들어 튜브 내의 압력 또는 튜브를 통한 유동일 수 있다. 유체 튜브는 플라스틱 튜브 또는 고무 튜브일 수 있다.
모니터링 및 검출 유닛은, 하나 이상의 시각 표시 요소들을 더 포함할 수 있다. 실시 예들에서, 프로세서는, (i)핀이 제 1 포지션으로부터 아직 이동되지 않았음을 표시하는 제 1 상태, 또는 (ii)핀이 처음으로 제 2 포지션으로 이동되었음을 표시하는 제 2 상태로, 하나 이상의 시각 표시 요소를 밝히도록 작동 가능하다. 실시 예들에서, (i)제 1 상태에서, 하나 이상의 시각 표시 요소들 중 하나가 밝혀지고, 제 2 상태에서, 하나 이상의 시각 표시 요소들의 둘 이상이 밝혀지고, 및/또는 (ii)제 1 상태에서, 하나 이상의 시각 표시 요소들은 제 1 색깔, 예를 들어 빨간색으로 밝혀지고, 제 2 상태에서, 하나 이상의 시각 표시 요소들은 제 2 색깔, 예를 들어 초록색으로 밝혀진다.
소정의 토크는, 700-2500 daN, 바람직하게는 700-1500 daN의 범위에 있는 탄성 부재 상의 압축력에 대응할 수 있다.
소정의 토크는, 0.5-1.5mm , 바람직하게는 0.7-1.3mm의 범위에 있는 밀봉 헤드에 대한 상기 핀의 축 방향 변위에 대응할 수 있다.
본 발명은 밀봉 볼트를 설치하는 방법에 또한 관련된다. 방법은, 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 따른 밀봉 볼트를 제공하는 단계를 포함한다. 방법은, 밀봉될 용기가 배치된 설치 장소로 밀봉 볼트를 운송하는 단계를 포함한다. 그렇지 않을 경우, 방법은 용기 상에 밀봉 볼트를 설치하는 단계를 포함한다. 설치하는 단계는, 프로세서가 검출기에 의해 검출된 신호가 소정의 변화를 겪은 것으로 결정할 때까지, 밀봉 볼트의 밀봉 헤드에 소정의 토크를 인가하는 단계를 포함한다. 설치 장소로 밀봉 볼트를 운송하는 단계는, 간섭 방지 시스템에 밀봉 볼트를 놓는 단계, 선택적으로, 상 간섭 방지 시스템이 간섭되지 않았음을 확인하는 단계, 간섭 방지 시스템을 밀봉될 용기가 배치되는 설치 장소로 운송하는 단계, 간섭 방지 시스템이 간섭되지 않았음을 확인하는 단계, 및 그렇지 않을 경우, 간섭 방지 시스템에서 상기 밀봉 볼트를 제거하는 단계를 포함한다.
실시 예들에서, 아래를 갖는 밀봉 볼트가 제공된다.
a.초음파 판독 헤드로 판독 가능한, 신원 및 잠금 무결성과 같은 초음파 특성들.
b.전자 모니터링 시스템에 연결되고, 이를 통과하는 도체. 및/또는
c.스프링들을 갖고 2개의 상태들, 조여진 상태 또는 풀어진 상태로 도체를 가압하여, 도체 내의 유체의 파라미터들 또는 도체를 통과하는 신호의 파라미터들을 수정하는 내부 기계 시스템.
실시 예들에서, 아래를 갖는 전자 모니터링 및 검출 장치가 제공된다.
a.내부 센서들, 압력, 온도, 진동, 가속도 등을 갖고 배터리로 동작.
b.모니터링된 모든 이벤트들을 등록하고, 이를 내부 메모리에 저장함.
c.검사 기관으로부터의 선적과 현장 검사자의 장소 사이의 시간 동안 작동함.
d.밀봉을 통과하는 광 섬유의 루프에 연결되어, 광량의 변화를 모니터링할 수 있고, 밀봉이 요구된 양의 토크로 조여졌을 때를 검출 가능함.
e.안티-간섭 특징들이 통합됨.
실시 예들에서, 밀봉 볼트는 무결성 표시기로 사용되는 신원 요소 및/또는 약화 요소(frangible element)를 갖는다.
실시 예들에서, 설치 전후의 도체 신호를 변화시키는 내부 메커니즘을 갖는 밀봉의 수명 동안 모든 이벤트들을 검출 및 등록하고, 밀봉이 올바르게 설치되어 동일한 장소에 남아 있음을 증명하는 능동 전자 모니터링 장치가 관련된다.
실시 예들에서, 전자 모니터링 장치는, 검사원에 의해 설치되고, 본부에서 모니터링을 시작하고, 밀봉의 발송, 밀봉 설치 및 캐스크 상에 밀봉의 한 검사자의 최종 물리적 확인 사이에서, 몇 개월 동안 모든 들어오는 이벤트들을 지속적으로 모니터링하고 등록할 것이다. 그런 다음 도체를 통과하는 도체 신호들을 모니터링한다.
유리하게도, 밀봉 볼트가 이전에 사용/설치되지 않았다는 사실은 설치 전에 작동자(또한 작업자에게 선적하기 전에 검사자)에 의해 용이하게 확인될 수 있고, 예를 들어, 모니터링 및 검출 유닛에서 볼 수 있는 적절한 시각 표시 요소들을 사용하여 확인될 수 있다. 따라서, 검사/검증에 드는 시작과 노력을 절약할 수 있다.
적어도 실시 예들에서, 본 발명의 다른 장점들은 아래를 포함한다.
a.밀봉이 간섭되지 않았다고 믿는 검사관에 의해 검사되는 동안, 나중에 확인되더라도, 작동자만의 설치가 가능함.
b.밀봉 볼트 및 캐스크를 확실하게 식별함.
c.전자 밀봉에 의해 폐쇄된 도체 루프로 밀봉된 캐스크들을 원격 모니터링할 수 있도록, 검사자에 의한 일정한 간격으로의 수동 판독을 피함.
d.밀봉이 간섭 또는 개방되었을 때, 도체(광 섬유 또는 전기 케이블 또는 유체 튜브)의 파손을 제공함.
e.의심이나 가능한 공격들의 경우, 초음파 스캐닝을 통해, 밀봉의 신원 및 무결성을 안전하게 확인 가능함.
도체는 핀의 횡단 통로를 통해 마련될 수 있고, 상기 도체는 광 섬유 또는 전기 케이블 또는 유체 튜브이고, 도체는 밀봉 헤드 및/또는 밀봉 스터드에 대한 핀의 임의의 회전 또는 병진 운동에 의해 도체가 파손되도록 마련된다.
밀봉 헤드는 바람직하게는 축 방향으로 보어홀과 헤더 플레이트를 더 포함할 수 있다. 핀은 헤더 플레이트에 연결되어 보어홀을 통과할 수 있다.
핀은 감소된 두께 영역에 소정의 인장 응력 또는 상기 핀의 미리 결정된 전단 응력이 도달하면 핀을 파괴시키는 위크 포인트(weak point)를 제공하는 영역을 포함할 수 있다. 이러한 감소된 두께의 영역은 예를 들어, 헤더 핀에 근접하게 배치되어 핀이 헤더 핀 근처에서 파손되도록 하여 나머지 핀을 손상시키지 않도록 한다.
밀봉 스터드는 핀을 밀봉 스터드 및 핀에 연결하고, 핀의 해제를 방지하는 클램핑 요소를 더 포함할 수 있다. 이러한 클램핑 요소는 헤더 플레이트에 이어서 핀에 수동 수직력을 가함으로써 핀이 클램핑 요소 내로 슬라이딩할 수 있게 하여, 밀봉 스터드에 밀봉 헤드의 간단한 설치를 제공한다. 그 후, 핀의 무결성을 파괴하지 않으면서 핀을 해제할 수 없다.
바람직하게는, 핀은 원추형 단부를 포함하여, 핀의 단부를 클램핑 요소 내로 슬라이딩시키는데 필요한 수직 방향 힘의 크기를 감소시킨다.
바람직하게는, 밀봉 헤드는 핀의 횡 방향 통로와 정렬된 측 방향 통로를 포함한다. 이들 측 방향 통로는 도체가 하나의 측 방향 통로를 통해, 핀의 횡단 통로를 통해, 그리고 다른 측 방향 통로를 통해 공급될 수 있도록 마련되는 것이 바람직하다.
밀봉 볼트는 핀 및/또는 밀봉 볼트의 신원을 확인하기 위한 신원 수단을 포함할 수 있다. 이러한 신원 수단은 예를 들어, 밀봉 볼트, 용기 및 내용물들을 명료하게 식별하는 초음파 요소들 또는 RFIP 태그들일 수 있다. 초음파 요소들은 밀봉 볼트의 무결성을 모니터링하는데 사용될 수 있다.
밀봉 시스템은 모니터링 및 검출 유닛과 관련된 통신 수단을 더 포함할 수 있고, 통신 수단은 도체의 상태 정보를 원격 위치로 전송하도록 설계된다. 따라서, 간섭 시도는 즉각 검출될 수 있고, 즉시 원격 위치로 전송될 수 있다. 따라서, 용기의 무결성은 원격 위치로부터 실시간으로 모니터링될 수 있다. 도체의 연속성에 대한 검증은 용기가 고위험 영역, 예를 들어 방사선조사 영역에 배치될 때 특히 중요하다. 도체가 손상되지 않는 한, 용기가 간섭되지 않았다고 가정할 수 있다. 예를 들어, 초음파 신원 수단 또는 무결성 특징들은 고위험 영역에서 검사할 필요가 없을 수 있다. 사실, 이러한 다른 보안 기능들은 용기의 밀봉시 점검, 측정 및 기록될 수 있다. 용기를 개방하기 직전에, 다른 보안 기능을 다시 검사할 수 있다. 원하는 경우, 용기의 밀봉 및 개방 사이의 주기적인 점검이 여전히 수행될 수 있다. 이러한 주기적인 점검은 본 발명에 기인하여, 상당히 증가된 간격으로 수행될 수 있으므로, 고위험 영역에서의 위험에 불필요하게 사람을 노출시키는 것을 피할 수 있다.
통신 수단은 상태 정보를 암호화하기 위한 암호화 수단(encryption mean)을 포함할 수 있다. 밀봉 시스템에서 원격 위치로 전송된 모든 정보를 안전하게 수행될 수 있으므로, 다른 사람들이 상태 정보의 전송을 방해하지 못하게 할 수 있다.
본 발명의 추가 세부 사항들 및 장점들은 첨부된 도면들을 참조하여, 몇몇 실시 예들에 대한 다음의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 밀봉 볼트의 제 1 포지션에서의 단면도이다.
도 2는 도 1의 밀봉 볼트의 확대 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 사용된 모니터링 및 검출 유닛의 개략적인 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 조립된 밀봉 볼트의 제 2 포지션에서의 단면도이다.
도 5는 도 4의 밀봉 볼트의 확대 단면도이다.
도 6은 제 1 포지션으로부터 제 2 포지션으로의 전이(transition) 동안 광 검출기에서의 신호 크기 출력의 플롯이다.
도 7은 프리-배기(pre-evacuated condition) 컨디션에서의 본 발명의 일 실시 예에 따른 간섭 방지 시스템을 도시한다.
도 8은 배기 이후, 도 7의 간섭 방지 시스템을 도시한다.
검사원(inspector)의 존재 없이 작동자(operator)에 의해 설치될 수 있는 밀봉 장치에 대한 필요성이 가장 중요하고 시급하다. 적어도 일 실시 예들에서, 본 발명은 다음의 목적들 중 하나 이상을 충족시키는 핵 건조 저장 캐스크(nuclear dry storage cask)들에 적용되는 밀봉 시스템을 제공하고자 한다.
- 작업자에 의해 단독으로 설치되지만, 설치 동안, 그 사이에 밀봉이 간섭되지 않은 것, 다시 말하면 캐스크의 내용물이 처음 밀봉되었을 때와 동일한 것을 신뢰해야 하는 검사관에 의해 나중에 확인됨.
- 설치 전에 수정되지(modify) 않았음을 신뢰하는 동안, 검사원들이 작동자에게 패키지를 발송할 수 있게 하는 전자 모니터링 장치 및 밀봉을 포함하는 안티-간섭 인클로저(anti-tampering enclosure)를 포함하는 것.
- 밀봉이 단 한번만 설치되었음을 검출하는 밀봉을 통과한 도체(예를 들어, 광 섬유 또는 광 케이블 또는 유체 튜브)에 연결된 전자 시스템을 포함하는 것.
- 캐스크 자체의 수정을 요구하지 않고, 하나 이상의 캐스크 볼트들을 교체하기 위해 핵 건조 저장 캐스크들에 사용하는 것.
- 간섭을 시도할 때 파손되는 밀봉의 바디에 도체를 포함하는 것.
- 초음파 검사를 통해 밀봉의 신원 및 무결성을 검증할 수 있게 하는 것.
- 용기와 일원적으로 커플링될 수 있는 신원(identity)을 지닌 것.
- 거친 작동 컨디션들을 견딜 수 있는 것.
설명 및 도면들에서, 동일한 참조 번호는 동일한 요소들을 나타내는데 사용된다. 별도의 표시가 없는 한 개별 설계 기능, 구성 요소 또는 단계는 여기에 설명된 다른 모든 설계 기능, 구성 요소 또는 단계와 함께 사용될 수 있다.
밀봉 볼트(및 그에 대한 판독기)와 관련하여, 본 발명을 구현함에 있어서, 이하에서 기술되는 것을 제외하고, EP 0658250에 개시된 기술이 사용될 수 있다.
도 1은 제 1 포지션에 있는 밀봉 볼트(2)의 바람직한 실시 예를 도시한다. 밀봉 볼트(2)는 조립된 상태로 용기 뚜껑(4)을 용기 바디(6)에 밀봉하는 데 사용된다. 밀봉 볼트(2)는 밀봉 헤드(8) 및 밀봉 스터드(10)를 포함하고, 실링 스터드(10)는 용기 바디(6)에 고정식으로 마련된다. 밀봉 헤드(8)는 밀봉 헤드(8)의 수직 축을 따라 배치된 보어홀(12, borehole)을 포함한다. 보어홀(12)은 그 내부를 통하는 핀(14)을 수용할 수 있도록 치수가 정해지고 마련된다. 핀(14)은 상부 단부가 헤더 플레이트(16, header plate)에 연결되고, 헤더 플레이트(16)는 밀봉 헤드(8)에 차례로 연결된다. 그 하부 단부에서, 핀(14)은 밀봉 스터드(10)에 연결된다.
핀(14)은, 밀봉 헤드(8)가 밀봉 스터드(10)에 대해 이동될 때, 핀(14)의 파열(rupture)이 발생할 것으로 예상되는 감소된 두께 영역(미도시, area of reduced thickness)을 포함할 수 있다.
도 1의 밀봉 볼트의 확대된 단면도인 도 2에 가장 잘 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 밀봉 볼트(2)는 핀(14) 및 2개의 측 방향 통로들(26, 28, lateral passage)을 통해 마련된 횡단 통로(24, transverse passage)를 포함하고, 이들은 밀봉 볼트(2)가 조립될 때 횡단 통로(24)와 정렬되도록 설계된다. 도체로서, 광 섬유(30)는 제 1 측 방향 통로(26), 횡단 통로(24) 및 제 2 측 방향 통로(28)를 통해 공급된다. 광 섬유(30)는 밀봉 볼트(2)의 정확한 설치뿐만 아니라 밀봉 볼트(2)의 무결성을 확인하는데 사용된다.
밀봉의 나사 결합 해제 동안, 밀봉 헤드(8)가 접합부(abutment)에 도달할 때까지, 밀봉 헤드(8)는 핀(14)에 대해 자유롭게 회전하고, 그 후 밀봉 헤드(8)는 밀봉 스터드(10) 및 핀(14)을 함께 끌고 간다(entrain). 밀봉 헤드(8)가 핀(14)에 대해 회전함에 따라, 양단을 통과하는 광 섬유(30)는 기요틴 효과(Guillotine effect)에 의해 파열되고, 광 섬유(30)의 부분(30`)은 핀(14) 내에 남겨질 수 있다. 광 섬유(30)의 파열은 광 섬유(30)를 통과하는 신호의 차단을 통해 밀봉 볼트(2)의 개방을 검출하는데 사용될 수 있다.
밀봉 헤드(8)는 밀봉 볼트(2)의 단일의 신원을 저장하는 식별 요소(32)를 더 포함한다. 이러한 식별 요소(32)는 초음파 신원 요소(identification element) 또는 RFID 태그를 포함할 수 있다. 초음파 신원 요소의 경우에, EP 1042746에 개시된 기술들이 그것에 구현에 사용될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예들에 따르면, 밀봉 볼트(2)는 그 내부에 탄성 부재, 이 실시 예에서는 스프링 와셔(36)에 장착된다. 스프링 와셔(36)의 내부 상부 부분(38)들은 핀(14)의 숄더(40)와 맞물림으로써, 핀(14)을 상방으로 가압한다. 결과적으로, 핀(14)의 횡단 통로(24)는 광 섬유(30)를 상방으로 밀고, 압축한다. 따라서, 광 섬유(30)는 설치 전에 제 1 (압축) 컨디션에 있다. 따라서, 도 1 및 도 2는 제 위치에 있는 밀봉 볼트(2)를 도시하지만, 완전히 로딩(load)되지 않은 스프링(36) 및 광 섬유(30)가 압축된 것을 도시한다. 이 컨디션에서(밀봉 조여지지 않음):
a. 2개의 내부 스프링 와셔(36)들은 광 섬유(30)에 대한 최소 압력을 유지하도록 약간 로딩된다.
b. 광 섬유(30)는 밀봉 헤드(8) 및 핀(14) 사이에서 가압되고, 통과하는 빛의 양은 감소하고, 정확하게 설치되지 않은 전자 장치(후술함)에 의해 모니터링된다.
c. 초음파 무결성 요소(24)는 회전시 핀(14)에 연결되지만, 수직 병진(vertical translation)에서는 자유롭다.
스프링 와셔(36)에 관하여는, 밸빌 와셔가 적합하게 사용된다. 밸빌 와셔(Belleville washer)들은 좁은 공간에서 매우 높은 힘을 가할 수 있고, 완전히 부서지더라도 탄성 한계를 초과할 수 없다. 스트로크 또는 힘을 증가시키고자 하면, 그들을 직렬 또는 병렬로 놓을 수 있다.
이하의 표 1은 본 발명의 실시 예들에 사용하기에 적합한 밸빌 와셔들의 치수 및 파라미터들을 제공한다.
Figure 112018078205601-pct00001
표 1
본 실시 예에서 사용된 특정 와서는 표 1의 하이라이트된 열에 표시되어 있다: 이 와셔는 외부 직경에 대한 응력을 포함하여 도시된 설계에서 잘 작동하여, 밀봉 볼트(2)의 공동에 밀봉이 삽입될 수 있어서, 스프링 와셔(36)의 압축시 작용력(effort)을 최대화할 수 있다. 알 수 있는 바와 같이, 와셔(36)의 설치 동안 숄더(40) 아래에 와셔(36)를 압축하기 위해 힘이 인가될 수 있으며; 한번 해제되어, 결과적으로 스프링 와셔(36)는 핀(14)을 통해 광 섬유(30) 상에 상방으로의 압축력을 인가한다.
본 실시 예에서, 1mm 압축함으로써 775 daN의 응력 또는 힘을 얻는다. 또한, 더 큰 힘을 얻기 위해, 2개 또는 3개의 와셔(36)들은 광 섬유(30)를 완전히 죄고(pinch), 해제하기 위해 요구되는 원하는 힘 및 변위를 최적화하도록 평행하게 또는 일렬로 놓일 수 있다.
스프링 와셔(36)의 힘을 상쇄시키기 위해 밀봉 헤드(8)에 소정의 토크가 인가되어야 하고, 2개의 측 방향 통로들(26, 28)을 다시 횡단 통로(24)와 정렬되게 하고, 따라서 광 섬유(30)를 완전히 직선 상태로 복귀시킨다. 관련 토크/힘에 관해서는 볼트의 나사의 윤활과 같은 여러 매개 변수들에 따라 달라진다. 현재의 목적들을 위해, 중요한 것은 작동자에 의해 삽입될 수 있는 미세한 것으로 메커니즘을 막지 못하게 하는데 충분한 힘을 발생시키는 것이다. 이와 같이 직렬로 2개의 와셔(36)들을 사용하면, 메커니즘을 막기 위해 1500 daN(1.5 톤)의 힘이 필요하다는 것을 의미한다. 또한, 볼트 조임 토크에서 발생된 힘이 최대 힘 와셔들보다 큰 경우에도, 와셔가 정지하지만, 탄성 한계를 초과할 수 없으므로 파손되지 않는다.
실시 예들에서, 소정의 토크는 700-2500 daN, 바람직하게는 700-1500 daN의 범위에 있는 탄성 부재 상에 압축력에 대응한다.
실시 예들에서, 소정의 토크는 0.5-1.5mm, 바람직하게는 0.7-1.3mm의 범위에 있는 밀봉 헤드에 대한 핀의 축 방향 변위(axial displacement)에 대응한다. 밀봉 볼트(2)의 최초 사용을 검출하기 위해, 도 2에 도시된 상태("제 1 포지션")에서 작동자에게 밀봉 볼트(2)가 제공된다.
도 3은 실시 예들에 따라 사용되고, 밀봉 볼트(2)의 최초 사용을 검출하기 위한 전자 모니터링 및 검출 유닛(50)의 개략적인 블록도이다. 전자 모니터링 및 검출 유닛(50)은 예를 들어 용접에 의해 밀봉된 견고하고, 컴팩트한 하우징(미도시)에 제공될 수 있다.
전자 모니터링 및 검출 유닛(50)은, 예를 들어 배터리에 의해 독립적으로 전력이 공급되고, 배터리(52)는 수 개월 내지 수 년의 수명을 가질 수 있다. 전자 모니터링 및 검출 유닛(50)은 클럭(56, clock)으로부터 클럭 신호를 수신하는 마이크로프로세서(54)를 포함한다. 마이크로프로세서(54)는 클럭(56)으로부터 실시간 날짜 및/또는 시간을 이끌어 내거나(derive), 전자 모니터링 및 검출 유닛(50) 내에 제공된 실시간 클럭(미도시)으로부터 연속적인 이러한 데이터를 얻을 수 있다; 실시간 데이터 및/또는 시간은 시간-기록(time-stamping)을 위해 사용될 수 있다.
또한, 마이크로프로세서(54)는 전자 모니터링 및 검출 유닛(50)을 제어하기(control) 위한 마이크로프로레서(54)에 의한 실행을 위한 제어 소프트웨어(60, 예를 들어, 하드와이어드(hardwired) 또는 펌웨어)를 저장하는 비휘발성 메모리(58, NVM, non-volatile memory)에 연결된다.
전자 모니터링 및 검출 유닛(50)은, 주변 장치들과 근거리 통신(short-range communication)을 수행하기 위한, 즉 수 센티미터에서 수 미터의 거리에 있는 주변 장치들과 근거리 통신을 위한, 근거리 통신 인터페이스(62)(예를 들어, 근거리 통신(NFC, near field communication), 무선 주파수 ID(RFID, radio-frequency ID) 또는 블루투스®)를 더 포함할 수 있다. 전자 모니터링 및 검출 유닛(50)은, 원격 장치들과 원격 보고(remote reporting) 및 유지 보수와 같은 원거리 통신(long-range communication)을 수행하기 위한, 즉 수 Km 내지 수백 Km의 거리에서 원거리 통신을 수행하기 위한, 원거리 통신 인터페이스(64)(예를 들어, 원거리 라디오 또는 셀룰러 모선)을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 전자 모니터링 및 검출 유닛(50)은 모니터링 및 검출 유닛(50)의 상태 및 현재 상태를 표시하기 위한 시각 표시 요소(visual indication element)들을 포함한다. 이 실시 예에서, 시각 표시 요소들은 LED(66)를 포함한다.
일 실시 예에서, 전자 모니터링 및 검출 유닛(50)은 인터페이스(72)에 의해 프로세서(54)에 커플링된 광 전송기(70, optical transmitter)를 포함한다. 적합한 커넥터(미도시)를 통해, 광 섬유(30, 도 2 참조)의 일 단부(74)는 광 전송기(70)에 연결된다. 사용시, 광 전송기(70)는 광 신호들(예를 들어, 일정한 전력/세기)를 광 섬유(30)를 통해 전송한다. 이 실시 예에서, 전자 모니터링 및 검출 유닛(50)은 인터페이스 아날로그-디지털 변환기(78)를 통해 프로세서(54)에 커플링된 광 수신기/검출기(76)를 포함한다. 적합한 커넥터(미도시)를 통해, 광 섬유(30, 도 2 참조)의 타 단부(68)는 광 검출기(76)에 연결된다. 프로세서(54)는 따라서 광 검출기(76)에 의해 검출된 광 신로 또는 크기를 나타내는 신호들을 디지털 형태로 수신한다.
다른 실시 예에서, 전자 모니터링 및 검출 유닛은 전기 케이블에 커플링된 전기 송신기 및 전기 수신/검출기를 포함한다. 전기 송신기는 전기 케이블을 통해 전기 신호들(예를 들어, 일정한 전력/세기)를 전송한다.
또 다른 실시 예에서, 전자 모니터링 및 검출 유닛은 모두 유체 튜브에 연결된 유체 송신기 및 유체 수신기/검출기를 포함한다. 전자 모니터링 및 검출 유닛은 유체 튜브 내의 유체의 파라미터들(예를 들어, 압력 또는 유동)을 모니터링한다.
사용시, 수신된 신호들은 밀봉 볼트가 제 1 포지션에서 제 2 포지션으로 이동되었는지 여부 및/또는 때를 결정하기 위해 프로세서(54)에 의해 사용된다. 이 실시 예에서, 밀봉 볼트(2)의 밀봉 헤드(8)에 충분한 토크가 인가되면(도 2 참조), 밀봉 볼트(2)를 제 2 포지션으로 이동시키기 위해 스프링 와셔(36)에 의한 편향에 대응하는(counteract) 요구 압력이 인가된다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 밀봉 볼트의 제 2 포지션에서의 단면도이다. 이것은 스프링 와셔(36)의 스프링 편향에 대향하여 핀(14)을 화살표(A)의 방향으로 이동시키도록, 밀봉 헤드(8)의 소정의 토크가 인가된 후의 배치를 나타낸다. 후자는 이제 압축된 형태이다.
도 5는 도 4의 밀봉 볼트의 확대된 단면도이다. 여기서, 제 2 포지션에서, 밀봉 헤드(8)에 인가된 소정의 토크는 2개의 측 방향 통로들(26, 28)을 가져왔고, 다시 횡단 통로(24)와 정렬되어, 광 섬유(30)를 완전히 직선 컨디션으로 복귀시킨다. 따라서, 도 4 및 도 5는 밀봉 볼트(2)가 조여지고, 스프링(36)(들)이 완전히 로딩되고, 섬유(30)가 자유롭게 되고, 이는 밀봉 볼트(2)가 한번 올바르게 설치되었음을 의미한다. 이 컨디션(밀봉 조여짐)에서:
a. 2개의 내부 스프링 와셔(36)들은 완전하게 로딩되는데(예를 들어, 대략 1톤), 이는 밀봉 볼트(2)가 검출되지 않은 물러남(withdrawal)을 회피하기에 충분히 높은 토크로 조여져 있음을 의미한다.
b. 광 섬유(30)에 대한 압력은 해제되어, 최대 광이 관통하여 모니터링 및 검출 유닛(50)에 의해 모니터링되어, 이제 밀봉이 올바르게 설치된다. 밀봉 헤드(8)는 핀(14)을 그레인(grain) 및 핀에 의해 조여서 회전시키면서 구동시킨다(회전의 반대 방향에서, 핀(14) 및 밀봉 헤드는 다른 것에 대해 자유롭게 회전하여 무결성 요소를 파손시킴).
설치 후, 밀봉 볼트(2)의 최종 식별을 위해 초음파 신원 요소가 판독되고, 무결성이 체크된다. 이러한 판독들은 초음파 판독 헤드를 사용하여 측정된다.
밀봉이 제거될 때, 핀(14)은 캐스크(용기) 상에 조여져 고정되고, 밀봉 헤드(8)는 회전하고, 이는 광 섬유(30)가 밀봉 헤드(8) 및 핀 사이에서 절단되고, 무결성 요소는 핀(14)과 회전식으로 커플링되어 밀봉 헤드(8)에 용접됨으로써 파손될 것이다.
따라서, 밀봉 볼트(8)는 요구된 소정의 토크 하에서 제 1 포지션(도 1 및 도 2)로부터 제 2 포지션(도 4 및 도 5)로 전이된다. 제 1 포지션에서 광 섬유(30)는 핀(14)에 의해 압축되고, 제 2 포지션에서 광 섬유(30)는 핀(14)에 의해 완전하게 직선 컨디션으로 압축 해제된다. 그 결과, 도 3을 참조하면, 검출기(76)에서 수신된 신호 레벨들은 제 1 포지션에서보다 제 2 포지션에서 더 높다.
도 6은 제 1 포지션으로부터 제 2 포지션으로의 전이 동안, 광 검출기(76)에서의 신호 크기 출력의 플롯이다. 크기는 Vmin에서 Vmax로 변하고, 시간은 t2가 걸린다. 모니터링 및 검출 유닛(50)의 프로세서(54, 도 3)는, 광학 검출기(76)에서 생성된 신호 크기에 기초하여, 밀봉 볼트(2)가 처음으로 적절하게 설치될 때와 같이, 인가되는 소정의 토크의 신호 전이 표시가 처음으로 발생한지 여부를 결정한다.
일 실시 예에서, 프로세서(54, 도 3)는 시간 경과에 따른 신호 크기가 제 1 소정의 변화(predetermined change)와 같은 지, 즉 크기의 변화는 제 1 임계값 보다 큰 지 여부, 즉 (Vmax - Vmin) >= VThresh1 -여부를 결정할 수 있다. 대안적으로, 프로세서(54, 도 3)는 시간 경과에 따른 신호 크기가 제 2 소정의 변화와 같은 지, 즉 크기의 변화는 제 1 임계값보다 크고, 전이의 기간(duration)은 제 1 시간 주기(TThresh1) 내에 있는지 여부, 즉 (Vmax - Vmin) >= VThresh1 및 t2 <= TThresh1인지 여부를 결정할 수 있다.
또 다른 실시 예에서, 프로세서(54, 도 3)는 시간에 따른 신호 크기가 제 3 소정의 변화와 같은 지, 즉 신호 크기가 제 1 임계값 이하에서 제 2 임계값 이상으로 전이하는 지 여부, 즉 Vmin < VL 및 Vmax > VU인지 여부를 결정할 수 있다. 대안적으로, 프로세서(54, 도 3)는 시간에 따른 신호 크기가 제 4 소정의 변화와 같은 지, 즉, 신호 크기가 제 1 임계값 이하에서 제 2 임계값 이상으로 전이하고, 전이의 기간이 제 2 시간 주기(TThresh2) 내에 있는지 여부, 즉 (Vmin < VL AND Vmax > VU) 및 t1 <= TThresh2인지 여부를 결정할 수 있다.
실시 예들에서, 모니터링 및 검출 유닛은 하나 이상의 시각 표시 요소(LED 66)들을 더 포함한다.
실시 예들에서, 프로세서는 (i)핀이 제 1 포지션으로부터 아직 이동되지 않았음을 표시하는 제 1 상태, 또는 (ii)핀이 처음으로 제 2 포지션으로 이동되었음을 표시하는 제 2 상태로, 하나 이상의 LED(66)들을 밝히도록(illuminate) 작동 가능하다.
실시 예들에서, (i)제 1 상태에서, 하나 이상의 시각 표시 요소들 중 하나가 밝혀지고, 제 2 상태에서, 하나 이상의 시각 표시 요소들의 둘 이상이 밝혀지고, 및/또는 (ii)제 1 상태에서, 하나 이상의 시각 표시 요소들은 제 1 색깔, 예를 들어 빨간색으로 밝혀지고, 제 2 상태에서, 상기 하나 이상의 시각 표시 요소들은 제 2 색깔, 예를 들어 초록색으로 밝혀진다.
도 3을 참조하면, 광 검출기(76)에서 생성된 신호 크기는 소정 주파수(1-100KHz 일 수 있음)에서 샘플링되는 것이 바람직하다.
일 실시 예에서, 프로세서(54, 도 3)는 NVM(58)에 샘플링된 데이터 및 다른 데이터의 로그, 즉 로그(61)를 NVM(58)에 저장한다. 예를 들어, 로그(61)에는 마지막 주기, 예를 들어 마지막 30-60초, 마지막 300-600초, 또는 마지막 30-60분 동안 모든 신호 크기 샘플들이 저장될 수 있다. 일 실시 예에서, 프로세서는 크기 신호들의 상기 언급된 변화들 중 하나가 로그되면 샘플링을 중간한다.
일 실시 예에서, 프로세서(54, 도 3)는 시간 및/또는 날짜 기록 방식으로 모든 데이터를 로그(61)에 저장하고, 추후 검색(retrieval)을 위해 준비한다. 바람직하게는, 샘플링된 크기 신호들의 마지막 저장된 세트 및/또는 크기 신호들에서의 상기 언급된 소정의 변화들의 하나의 발생은, 시간 기록과 함께 저장된다. 이러한 방식으로, 밀봉 볼트(2)의 처음 사용/설치의 정확한 날짜 시간뿐만 아니라 그것을 기초로 한 샘플링 크기의 신호가 메모리로부터 검색될 수 있다.
도 7은 프리-배기 컨디션에서의 본 발명의 일 실시 예에 따른 간섭 방지 시스템(90)을 도시한다. 밀봉 헤드(8) 및 핀(14)을 포함하는 밀봉 볼트(2)는 간섭 방지 시스템(90)의 안티-간섭 인클로저, 이 실시 예에서는 백(92)에 놓인다. 백(92)은 폴리비닐클로라이드(PVC, polyvinylchloride)와 같은 플라스틱 재료로 제조될 수 있다. 그러나, 당업자는, 다른 강성 또는 반강성 물질이 사용될 수 있음을 알 것이다.
밀봉 볼트(2)는 도 1-2 및 도 4-5를 참조하여, 전술한 것과 동일할 수 있다.
도 2-3을 참조하여, 상술한 바와 같이, 광 섬유(30)의 단부들은 모니터링 및 검출 유닛(50)의 광 송신기 및 광 수신기(미도시)다.
백(92)은 사용시에 백(92)의 내부에 진공을 인가하기 위한 장치(미도시)를 포함한다. 포트(94)는 밀봉 가능하다(즉, 진공의 적용 동안). 예를 들어, 밀봉은 포트(94)의 단부 캡(96)의 열 용접에 의해 달성될 수 있다.
도 8은 배기 후 도 7의 간섭 방지 시스템(90)을 도시한다. 백(92)은 밀봉 볼트(2), 광 섬유(30) 및 모니터링 및 검출 유닛(50) 주위에서 완전히 붕괴된 것으로 도시된다: 앤드 캡(96, end cap)의 밀봉 후에, 이들 요소들은 백(92) 내에 진공 포장된다.
도 3을 다시 참조하면, 적어도 이 실시 예에서, 모니터링 및 검출 유닛(50)은 ADC(82)를 통해 프로세서(54)에 커플링된 압력 센서(80)를 포함한다. 프로세서(54)는 따라서 백(92) 내부의 압력(의 크기)를 나타내는 신호를 연속적으로 수신한다.
NVM(58) 내의 소프트웨어의 제어 하에서, 프로세서(54)는 백 내의 압력의 (소정의) 변화가 발생하거나, 즉 매우 낮은 대기압에서부터 빠르게 발생하는 때를 경정하도록 작동 가능하다.
소정의 변화는 제 1 소정의 임계값 보다 큰 압력의 감지된 크기의 변화를 포함할 수 있다. 대안적으로, 소정의 변화는 감지된 압력의 크기에서 제 2 소정의 임계값(PL) 이하에서 제 3 소정의 임계값(PU) 이상으로의 전이를 포함한다.
실시 예들에서, 소정의 변화는 (i)감지된 압력의 크기의 변화 또는 (ii) 소정의 시간 임계값보다 작거나 동일한 기간을 각각 갖는 감지된 압력의 크기의 전이를 포함한다.
프로세서(43)는 샘플링된 압력 크기들을 이끌어 내기 위해 소정의 주파수에서 감지된 압력의 크기를 샘플링하도록 작동할 수 있다. 프로세서(54)는 샘플링된 압력 크기들을 비휘발성 메모리(58)의 로그(61)에 저장하도록 작동할 수 있다. 샘플링된 압력 크기들은 비휘발성 메모리의 로그에 시간 및 날짜가 기록되어 있을 수 있다.
실시 예들에서, 프로세서는 (i)진공 하에서 배기 포트를 밀봉한 후에, 인클로저가 개방되지 않았음을 표시하는 제 1 상태, 또는 (ii)진공 하에서 배기 포트를 밀봉한 후에, 인클로저가 개방되었음을 표시하는 제 2 상태로, 하나 이상의 LED(66)들을 밝히도록 작동 가능하다. 예를 들어, (i)제 1 상태에서, 하나 이상의 시각 표시 LED(66)들 중 하나가 밝혀지고, 제 2 상태에서, 하나 이상의 시각 표시 LED(66)들의 둘 이상이 밝혀지고, 및/또는 (ii)제 1 상태에서, 하나 이상의 시각 표시 LED(66)들은 제 1 색깔, 예를 들어 빨간색으로 밝혀지고, 제 2 상태에서, 상기 하나 이상의 시각 표시 LED(66)들은 제 2 색깔, 예를 들어 초록색으로 밝혀진다.
사용시, 밀봉 볼트를 설치하는 방법은 전술한 바와 같은 간섭 방지 시스템을 먼저 제공하거나 또는 (즉, 검사원에 의해) 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
선택적으로, 검사자는 진공하에 배기 포트(94)를 밀봉한 이후에, 간섭 방지 시스템의 백(92)이 개방되지 않았음을 확인한다.
다음으로, 간섭 방지 시스템은 밀봉될 용기가 배치되는 설치 장소로 운송된다(transport , 예를 들어, 검사자의 실시).
그 다음, 작동자에 의해 일단 수신되면, 작동자는 진공 하에서 배기 포트를 밀봉한 후 백(92)이 개방되지 않았음을 확인한다. 이는, 예를 들어, 모니터링 및 검출 유닛(50) 상에 밝혀진 LED(66)들에 의해 표시된 상태의 육안 검사, 또는 근거리 통신 인터페이스(56), 예를 들어, NFC를 통해, 모니터링 및 검출 유닛(50)과의 통신에 의해 확인될 수 있다.
LED(66)들의 상태(예를 들어, 빨간색)가 배기 이후에 백(92)이 개방되었다는 것을 나타내는 경우, 그 안에 포함된 밀봉 볼트(8)는 설치되지 않고 폐기된다.
반면에, LED(66)들의 상태(예를 들어, 초록색)가 배기 이후에 백(92)이 개방되지 않았음을 나타내는 경우, 밀봉 볼트(8)가 백(92)으로부터 제거된다.
그 다음, 밀봉 볼트(8)가 적절한 용기에 설치된다.
실시 예들이 그들의 각각의 실시 예들에서 다양한 구성 요소들을 갖는 조사 장치들의 실시 예들을 참조하여 설명되었지만, 다른 실시 예들은 이들 및 다른 구성 요소들의 다른 조합 및 순열들을 사용할 수 있음이 이해된다.
본 발명의 예시적인 실시 예들의 상기 설명에서, 본 발명의 다양한 특징들은 본 개시를 합리화하고, 하나 이상의 다양한 사상들에 대한 이해를 돕기 위해, 단일의 실시 예, 도면 또는 그 설명으로 함께 그룹화된다. 그러나 이 개시의 방법은, 청구된 발명이 각 청구항에 명시적으로 언급된 것보다 많은 특징을 요구한다는 의도를 반영하는 것으로 해석되어서는 안된다.
또한, 본 명세서에 설명된 일부 실시 예는 다른 실시 예에 포함된 일부 특징을 포함하나 다른 특징을 포함하지는 않지만, 다른 실시 예의 특징의 조합은 본 발명의 범위 내에 있고 다른 실시 예를 형성하는 것으로 의도된다.
이하의 청구범위 및 본원의 설명에서, "포함"이라는 용어는 적어도 다음의 요소들/특징들을 포함하지만 다른 것들을 배제하지 않는 것을 의미한다.
따라서, 본 발명의 바람직한 실시 예인 것으로 여겨지는 것을 설명하였지만, 당업자라면 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다른 변형 예가 이루어질 수 있다는 것을 인식할 것이다. 본 발명의 범위 내에 있는 그러한 모든 변경 및 수정을 청구하고자 한다.
2 밀봉 볼트
4 용기 뚜껑
6 용기 바디
8 밀봉 헤드
10 밀봉 스터드
12 보어홀
14 핀
16 헤더 플레이트
18 감소된 두께 영역
24 횡단 통로
26 제 1 측 방향 통로
28 제 2 측 방향 통로
30 도체(광 섬유)
32 신원 요소
36 스프링 와셔
38 코너 부분
40 숄더
50 모니터링 및 검출 유닛
52 배터리
54 프로세서
56 클럭
58 비휘발성 메모리(NVM)
60 제어 소프트웨어
61 로그
62 근거리 통신 인터페이스
64 원거리 통신 인터페이스
66 LEDs
68 광 섬유의 제 2 단부
70 광 전송기
72 인터페이스
74 광 섬유의 제 1 단부
76 광 검출기
78 아날로그-디지털 변환기(ADC)
80 압력 센서
82 아날로그-디지털 변환기(ADC)
90 간섭 방지 시스템
92 백
94 배기 포트
96 단부 캡

Claims (17)

  1. 용기 뚜껑을 용기 바디에 밀봉하기 위한 밀봉 볼트에 있어서,
    상기 용기 뚜껑에 장착되는 밀봉 헤드;
    상기 용기 바디에 장착되는 밀봉 스터드;
    상기 밀봉 스터드에 상기 밀봉 헤드를 연결시키는 핀;
    상기 핀 내의 횡단 통로를 통해 마련되는 도체;
    상기 핀을 제 1 포지션으로 편향시키기 위해 마련되는 탄성 부재 -소정의 토크의 상기 밀봉 헤드로의 적용으로 인해, 상기 핀은 상기 탄성 부재에 의한 편향에 대향하여 제 2 포지션으로 이동 가능함-;
    모니터링 및 검출 유닛을 포함하고, 상기 모니터링 및 검출 유닛은,
    상기 도체의 각각의 단부들에 커플링되는 전송기 및 검출기; 및
    상기 전송기 및 상기 검출기에 커플링되는 프로세서 -상기 프로세서는, 상기 검출기에 의해 검출된 신호가 소정의 변화를 겪은 것으로 결정할 때, 상기 핀이 처음으로 상기 제 2 포지션으로 이동되었음을 결정하도록 작동 가능함-;
    을 포함하는 밀봉 볼트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 소정의 변화는, 제 1 소정의 임계값보다 큰 검출된 신호 크기의 변화를 포함하는 밀봉 볼트.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 소정의 변화는, 제 2 소정의 임계값(V-L)보다 작고 제 2 소정의 임계값(VU)보다 큰 검출된 신호 크기의 전이를 포함하는 밀봉 볼트.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 소정의 변화는, 각각 소정의 시간 임계값보다 작거나 같은 기간을 갖는, (i)검출된 신호 크기의 변화 또는 (ii)검출된 신호 크기의 전이를 포함하는 밀봉 볼트.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 샘플링된 신호 크기들을 이끌어 내기 위해, 소정의 주파수에서 검출된 신호 크기를 샘플링하도록 작동 가능한 밀봉 볼트.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 모니터링 및 검출 유닛은 비휘발성 메모리를 더 포함하고,
    상기 프로세서는 상기 비휘발성 메모리의 로그에 상기 샘플링된 신호 크기들을 저장하도록 작동 가능한 밀봉 볼트.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 샘플링된 신호 크기들은, 상기 비휘발성 메모리의 로그에 시간 및 날짜가 기록되는 밀봉 볼트.
  8. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도체는 광 섬유를 포함하고, 상기 전송기는 광 전송기를 포함하고, 상기 검출기는 광 검출기를 포함하는 밀봉 볼트,
  9. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도체는 전기 섬유를 포함하고, 상기 전송기는 전기 전송기를 포함하고, 상기 검출기는 전기 검출기를 포함하는 밀봉 볼트.
  10. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도체는 유체 튜브를 포함하고, 상기 검출기는 압력 검출기 또는 유동 검출기를 포함하는 밀봉 볼트.
  11. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 모니터링 및 검출 유닛은, 하나 이상의 시각 표시 요소들을 더 포함하는 밀봉 볼트.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 프로세서는, (i)상기 핀이 상기 제 1 포지션으로부터 아직 이동되지 않았음을 표시하는 제 1 상태, 또는 (ii)상기 핀이 처음으로 상기 제 2 포지션으로 이동되었음을 표시하는 제 2 상태로, 상기 하나 이상의 시각 표시 요소를 밝히도록 작동 가능한 밀봉 볼트.
  13. 제 12 항에 있어서,
    (i)상기 제 1 상태에서, 상기 하나 이상의 시각 표시 요소들 중 하나가 밝혀지고, 상기 제 2 상태에서, 상기 하나 이상의 시각 표시 요소들의 둘 이상이 밝혀지고, 또는
    (ii)상기 제 1 상태에서, 상기 하나 이상의 시각 표시 요소들은 제 1 색깔로 밝혀지고, 상기 제 2 상태에서, 상기 하나 이상의 시각 표시 요소들은 제 2 색깔로 밝혀지는 밀봉 볼트.
  14. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 소정의 토크는, 700-2500 daN의 범위에 있는 상기 탄성 부재 상의 압축력에 대응하는 밀봉 볼트.
  15. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 소정의 토크는, 0.5-1.5mm의 범위에 있는 상기 밀봉 헤드에 대한 상기 핀의 축 방향 변위에 대응하는 밀봉 볼트.
  16. 밀봉 볼트를 설치하는 방법에 있어서,
    제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 따른 밀봉 볼트를 제공하는 단계;
    밀봉될 용기가 배치된 설치 장소로 상기 밀봉 볼트를 운송하는 단계;
    상기 밀봉 볼트가 간섭되었는지 여부를 확인하는 단계; 및
    그렇지 않을 경우, 상기 용기 상에 상기 밀봉 볼트를 설치하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 설치하는 단계는, 상기 프로세서가 상기 검출기에 의해 검출된 신호가 상기 소정의 변화를 겪은 것으로 결정할 때까지, 상기 밀봉 볼트의 상기 밀봉 헤드에 상기 소정의 토크를 인가하는 단계를 포함하는, 밀봉 볼트를 설치하는 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    설치 장소로 상기 밀봉 볼트를 운송하는 단계는,
    간섭 방지 시스템에 상기 밀봉 볼트를 놓는 단계;
    상기 간섭 방지 시스템을 밀봉될 용기가 배치되는 설치 장소로 운송하는 단계;
    상기 간섭 방지 시스템이 간섭되지 않았음을 확인하는 단계; 및
    그렇지 않을 경우, 상기 간섭 방지 시스템에서 상기 밀봉 볼트를 제거하는 단계;
    를 포함하는, 밀봉 볼트를 설치하는 방법.
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