KR102060935B1 - 프레스 피팅 장치, 구성요소 및 방법 - Google Patents

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퀵 피팅, 인크.
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Abstract

프레스 피팅 장치, 구성요소 및 방법은 피팅이 튜브 주위에서 적절하게 가압되었는지 그리고 영구적인 시일을 생성하기 위해서 정확한 양의 압력이 제공되었는지에 관한 시각적 표시를 제공하기 위한 하나 이상의 표시기를 제공한다. 실시예에서, 본 발명은 밀봉 링, 잠금 링 지지 부재, 잠금 링 및 가단성과 팽창성 표시기 링을 포함하는 패킹 배열체를 갖춘 주 몸체 구성요소를 갖는 피팅을 포함한다.

Description

프레스 피팅 장치, 구성요소 및 방법
본 발명은 유체 유동 시스템에 관한 것이며, 더 구체적으로는 유체 유동 시스템에 사용하기 위한 시각적 표시기를 갖는 프레스 피팅에 관한 것이다.
파이핑 시스템은 유체(예를 들어, 액체, 가스(예컨대, 공기) 또는 플라즈마)의 유동을 용이하게 하기 위해 존재한다. 예를 들어, 가정, 학교, 의료 시설, 상업용 건물 및 기타 점유 구조물은 일반적으로, 물 및/또는 기타 유체가 다양한 용도로 순환될 수 있도록 통합식 파이핑 시스템을 요구한다. 액체 및/또는 가스, 예컨대 냉수 및 온수, 호흡 가능한 공기, 글리콜, 압축 공기, 불활성 가스, 세정용 화학제, 폐수, 플랜트 냉각수와 페인트 및 코팅은 파이핑 시스템을 통해 전개될 수 있는 유체 및 가스 유형 중의 몇몇 예일 뿐이다. 튜빙 및 파이핑 유형에는 예를 들어, 구리, 스테인리스 스틸, CPVC(염화 폴리비닐 염화물) 및 PEX(가교-결합된 폴리에틸렌)이 포함될 수 있다. 본 개시의 목적으로, 용어 "파이프" 또는 "파이핑"은 하나 이상의 파이프, 튜브, 파이핑 요소 및/또는 튜빙 요소를 포함하는 것으로 이해될 것이다.
파이핑 연결은 다양한 파이프 부품을 접합할 필요가 있고 특정 파이핑 시스템 구현에 요구되는 파이프 방향의 변경에 적응하기 위해서 다재다능해야 한다. 예를 들어, 피팅 및 밸브는 파이프의 두 개의 부품이 특정 구성으로 함께 피팅될 수 있는 파이프의 개방 부품의 단부에 사용될 수 있다. 피팅 유형 중에는 예를 들어, 엘보(elbow), "티(tee)", 파이프 크기 변경과 같은 다양한 목적에 적합한 커플링, 엔드, 볼 밸브, 스톱 밸브 및 부분 앵글 커넥터가 있다.
과거에, 파이프 요소는 전통적으로, 토치를 사용하여 파이프 요소를 함께 용접 및/또는 납땜함으로써 연결되었다. 파이프 피팅의 납땜은 시간-소모적이고 불안전하고 노동 집약적일 수 있다. 납땜은 예를 들어, 구리 파이프 및 피팅, 에머리 천(emery cloth) 또는 파이프-세척 브러시, 플럭스, 은 땜납, 납땜 토치 및 스트라이커(striker), 튜빙 커터 및 보안경과 같은 다수 재료의 사용을 또한 요구한다. 양호한 조인트를 형성하기 위해서 구리 표면이 세척되어야 하므로, 파이프를 납땜하기 위한 공정은 납땜될 파이프를 먼저 준비함으로써 진행될 수 있다. 파이프의 단부는 에머리 천 또는 특별 제작된 와이어 브러시로 외측에서 세척될 수 있다. 피팅 내측도 또한 세척되어야 한다. 다음에, 플럭스(페이스트의 일종)를 도포하여 산화물을 제거하고 표면이 접합될 조인트 내측으로 용융 땜납을 흡인할 수 있다. 브러쉬는 피팅 내측 및 플럭스가 있는 파이프 외측을 코팅하는데 사용될 수 있다. 다음에, 두 개의 파이프는 이들이 "바닥을 이루도록(bottom out)", 즉 피팅 내측에서 동일 평면이 되도록 제자리에 함께 견고하게 푸시된다. 땜납의 선단부는 과도한 납땜을 피하기 위해서 파이프의 크기로 구부러질 수 있다. 파이프와 피팅을 제자리에 놓은 상태에서, 토치는 스트라이커 또는 자동-스트라이크 기구에 의해 점화되어 납땜을 시작한다. 잠시 동안 가열한 후에, 구리 표면이 땜납의 단부와 접촉될 때 용융될 정도로 구리 표면이 충분히 고온이라면, 땜납이 조인트 이음매에 도포되어 땜납이 조인트 주위로 이동하여 파이프와 피팅을 함께 접착시킬 수 있다.
용접 방법 외에도, 파이프 요소는 압력을 통해 함께 고정된다. 마찰 끼워 맞춤 또는 간섭 끼워 맞춤으로도 공지된 프레스 피팅은 나사, 접착제, 땜납 또는 다른 방법에 의해 연결되는 것과 달리, 부품을 함께 푸시하거나 압축한 후에 마찰을 통해 발생하는 부품의 체결이다. 배관 부품과 같은 유체 유동 부품의 프레스 피팅은 예를 들어, 손 공구의 사용을 통해 힘으로 생성될 수 있다. 프레스 공구라 종종 불리는 손 공구는 예를 들어, 한 쌍의 플라이어와 유사한 한 쌍의 이동 가능하게 맞물린 조우(jaw)의 형태를 취할 수 있으며, 여기서 조우는 연결될 부품 주위에 피팅되도록 설계된 특정 크기의 헤드 부분을 가진다. 예를 들어, 파이프는 약간 압축 가능한 재료로 만들어진 피팅 내에 삽입될 수 있으며, 따라서 압력이 프레스 공구를 통해 피팅의 외측에 가해져 파이프 주변의 피팅을 압축할 수 있다. 밀착 연결을 보장하기 위해서 프레스 공구가 피팅의 전체 원주 주위에 적절하게 적용되는 것이 중요하다. 일단 연결되면, 부품은 다양한 목적으로 사용될 수 있다. 유체 유동 분야에서, 연결된 부품은 전술한 바와 같이 가스, 물 및 기타 액체와 같은 유체의 유동을 지향시키는데 사용될 수 있다.
전통적인 프레스 피팅은 종종 부적절하게 밀봉되거나 단지 부분적으로만 밀봉된다. 설치자가 영구적인 시일을 제공하기 위해서 피팅을 적절히 가압하지 않으면, 유체가 누출되어 큰 손상과 비용을 초래할 수 있다. 삽입될 튜빙의 불완전함 또는 흠집은 또한, 압축 이후에 누출 기회를 연결부에 제공한다. 많은 설치 환경에서, 설치자는 다수의 프레스 피팅이 적절하게 압축되었는지 그리고 부적절하게 압축되었거나 전혀 압축되지 않았는지에 관해서 작업을 중단하거나 아니면 방해받게 된다. 이러한 상황이 발생할 때, 피팅이 적절하게 눌러졌는지를 결정하기 위한 (치명적인 오류 또는 누출 이외에)간단하고 신속한 방식이 없었으며, 이는 피팅을 누를 필요가 있거나 적용 환경에 손상이 있는지를 결정하는데 손실된 시간 소비를 초래할 수 있다.
시각적 표시기를 갖는 파이핑 시스템을 위한 프레스-피트 기술은 예를 들어, 미국 로드 아일랜드주, 워윅(Warwick) 소재의 Quick Fitting, Inc., 푸시 피팅 및 관련 제품의 CoPro®, ProBite®, LocJaw™, BlueHawk™, CopperHead® 및 Push Connect® lines의 공급업체를 통해 얻을 수 있다. 또한, 그러한 기술은 예를 들어, 미국 특허 제 8,888,145 호 및 미국 특허 제 9,416,897 호에 설명되어 있으며, 이의 개시는 그 전체가 원용에 의해 본 명세서에 포함된다.
본 개시의 장치는 부분적으로, 피팅과 같은 파이핑 요소가 가압되었는 지의 여부 및 포지티브 시일 및/또는 영구적인 시일을 생성하기 위해서 정확한 양의 힘이 가해졌는 지의 여부를 결정할 때 개인을 보조하기 위한 하나 이상의 시각적인 표시기를 제공하는 것을 보조한다. 본 개시의 목적으로, 피팅은 밸브 부재; 및 커플링 조인트, 엘보 조인트, 티 조인트(tee joint), 스톱 단부, 볼 밸브 부재, 튜빙 및 원통형 개구를 갖는 기타 물체를 포함하지만, 이에 한정되지 않는 다른 파이핑 요소를 포함할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 본 발명의 실시예에서, 내측 표시기가 주 몸체 구성요소의 내벽의 일부분에 대해 견고하게 유지되어 있는 주 몸체 구성요소를 갖는 피팅이 제공된다. 내측 표시기(예를 들어, 멤브레인 시일, 표시기 시일 및/또는 표시기 멤브레인으로도 지칭될 수 있음)는 삽입된 파이프 주위의 피팅 외측으로 연장하도록 적절하게 압축될 때 가단성과 팽창성을 가진다. 이러한 방식으로, 설치자, 감시자 또는 기타 개인은 프레스 피팅이 압축되었는 지의 여부 및 적절하고 완전한 시일이 존재하는 지의 여부를 매우 신속하게 시각적으로 결정할 수 있다. 다양한 실시예에서, 내측 표시기는 버르 스톱(burr stop)으로서의 역할을 하여, 그의 외측 표면에 버르-유형 결함을 갖는 삽입된 튜브가 내측 표시기의 립에 의해 잠겨짐으로써, 튜브가 주 몸체 구성요소 내측으로 더 삽입되는 능력을 제한한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 피팅 및 구성요소의 분해 사시도를 도시한다.
도 2는 내부에 삽입된 파이프 요소를 갖는 본 개시의 장치의 일 실시예의 사시도를 도시한다.
도 3은 본 개시의 장치의 일 실시예에 따른 중앙 몸체 커넥터의 사시도를 도시한다.
도 4는 도 3의 중앙 몸체 커넥터의 우측면도를 도시한다.
도 5는 도 4의 5-5 선을 따라 취한 중앙 몸체 커넥터의 횡단면도를 도시한다.
도 6은 도 5의 6-6 원형 부분의 상세도이다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 잠금 링 지지 부재의 우측면도를 도시한다.
도 8은 도 7의 8-8 선을 따라 취한 잠금 링 지지 부재의 횡단면도를 도시한다.
도 9는 도 8의 9-9 원형 부분의 상세도이다.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른 잠금 링의 우측면도를 도시한다.
도 11은 도 10의 11-11 선을 따라 취한 잠금 링의 횡단면도를 도시한다.
도 12는 도 11의 12-12 원형 부분의 상세도이다.
도 13은 본 개시의 일 실시예에 따른 표시기 부재의 우측면도를 도시한다.
도 14는 도 13의 14-14 선을 따라 취한 표시기 부재의 횡단면도를 도시한다.
도 15는 도 14의 15-15 원형 부분의 상세도이다.
도 16은 조임 이전의 본 개시에 따른 피팅 및 구성요소의 횡단면도를 도시한다.
도 17은 도 16의 17-17 원형 부분의 상세도를 도시한다.
도 18은 조임 이후의 본 개시에 따른 피팅 및 구성요소의 횡단면도를 도시한다.
도 19는 도 18의 19-19 원형 부분의 상세도를 도시한다.
도 20은 내부에 파이프 또는 튜브 요소 삽입물을 갖는 본 개시의 일 실시예의 주위에 적용되는 프레스 공구의 사시도를 도시한다.
도 21은 본 개시의 일 실시예에 따른 대체 잠금 링의 우측면도를 도시한다.
도 22는 도 21의 22-22 선을 따라 취한 잠금 링의 횡단면도를 도시한다.
도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명은 내측 표면(14) 및 외측 표면(16)을 갖는 약간 원통형인 주 몸체 구성요소(20)를 갖는 피팅(10)을 제공한다. 일 실시예에서, 주 몸체 구성요소(20)는 예를 들어, 완전 개방 및 완전 유동 피팅과 함께 황동, 알루미늄, 강철, 전성 철 또는 구리로 형성(예를 들어, 단조, 주조, 압출, 압착)될 수 있다. 내측 표면(14)은 중심 축(A)을 따라 주 몸체 구성요소(20)를 통해 연장하는 공동(18)을 한정하고, 구성요소(20)의 일반적인 축 방향 중심점에서 반경 방향 내측으로 연장하는 튜브 스톱 요소(35)를 포함한다. 튜브 스톱(35)은 내부(14)를 제 1 내측 격실(31) 및 제 2 내측 격실(33)으로 분리하고, 적절한 직경의 튜브(25)가 어느 하나의 격실(31, 33)에 삽입될 때 그의 축 방향 단부 벽(27)(도 1 참조)은 튜브 스톱(35)과 맞닿아서 튜브는 구성요소(20) 내로 축방향으로 더 삽입될 수 없다. 본 개시의 실시예는 제 1 내측 격실(31)만을 갖는 피팅을 제공할 수 있음을 이해할 것이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 내측 표면(14)은 축 방향 내측 세그먼트(30), 축 방향 중간 세그먼트(40) 및 축 방향 외측 세그먼트(50)를 포함한다. 튜브 스톱(35)은 축(A)으로부터 반경 방향 거리(R1)로 연장한다. 축 방향 내측 세그먼트(30)는 축(A)으로부터 반경 방향 거리(R2)로 연장하며, 축 방향 중간 세그먼트(40)는 축(A)으로부터 반경 방향 거리(R3)로 연장하며, 축 방향 외측 세그먼트(50)는 축(A)으로부터 반경 방향 거리(R4)로 연장한다. 다양한 실시예에서, R3는 R1, R2 및 R4보다 더 크며, R4는 R2보다 더 크다. R1은 삽입된 튜브에 대한 적절한 스톱 표면을 제공하기 위한 최소의 반경 방향 측정값이다. 다양한 실시예에서, 탄성 표시기 링 또는 부재(28)가 구성요소 내부(14)의 축 방향 외측 세그먼트(50)에 대해 삽입되어 유지될 때, 축(A)으로부터 탄성 표시기 부재의 반경 방향 내측 표면까지의 반경 방향 거리는 아래에서 더욱 완전하게 설명되는 바와 같이, 실질적으로 R2와 동일하다. 축 방향 내측 세그먼트(30)는 축 방향 중간 세그먼트(40)와 축 방향으로 대략 동일한 거리로 연장하는 반면에, 축 방향 외측 세그먼트(50)는 세그먼트(30, 40)보다 더 짧은 축 방향 길이를 가진다.
도 3에 도시된 바와 같이, 구성요소 외측 표면(16)은 축 방향 기준으로 구성요소 내측 표면(14)의 각각의 축 방향 내측 세그먼트(30), 중간 세그먼트(40) 및 외측 세그먼트(50)에 일반적으로 대응하는 축 방향 내측 세그먼트(37), 축 방향 중간 세그먼트(41) 및 축 방향 외측 세그먼트(51)를 포함한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 튜브 스톱(35)의 축 방향 위치에 대응하는 외측 표면(16)에 반경 방향으로 오목한 홈(39)이 또한 제공될 수 있다. 반경 방향으로 연장하는 단부 벽(48)은 또한, 구성 요소(20)의 축 방향 최외측 단부(52)에 제공된다.
다양한 실시예에서, 구성요소(20)의 축 방향 외측 세그먼트(50)는 세로 홈이 파인 형태로 제공되거나 압축될 수 있으며, 이에 의해서 축 방향 외측 세그먼트(50)가 축 방향 중간 세그먼트(40)로부터 축 방향 외측으로 연장함에 따라 그의 반경(R4)이 증가한다. 예를 들어, 세그먼트(50)는 도 19에 세로 홈이 파인 형태로 도시되며, 여기서 외벽(48)이 링(28)으로부터 약간 떨어져 구부러진다. 이러한 방식으로, 구성요소(20)는 본 명세서의 다른 곳에서 더욱 상세히 설명되는 바와 같이, 하나 이상의 파이프 또는 튜브(도면 부호 25로 예시됨)가 삽입되고 클램핑 압력이 가해짐에 따라 표시기 밀봉 링(28)이 내부로 팽창하는 팽창 표면적을 제공한다.
다양한 실시예에서, 도 1 내지 도 19에 도시된 바와 같이, 패킹 배열체(15)는 O-링 또는 밀봉 링(22), 잠금 링 지지대(24), 잠금 링(26) 및 표시기 링(28) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 밀봉 링(22)은 실질적으로 원형 몸체 횡단면을 갖는 실질적으로 링 형상의 중실 몸체일 수 있고, 고무, 합성 또는 유사한 비금속 및 압축성 재료로 형성될 수 있다. 선택적으로, 링(22)은 예를 들어, 식품 등급 윤활제로 윤활될 수 있다. 잠금 링(26)은 다양한 실시예에서 황동, 알루미늄, 강철, 전성 철 또는 구리와 같은 금속 재료로 형성될 수 있다. 밀봉 링(22), 잠금 링 지지대(24), 잠금 링(26) 및 표시기 링(28) 각각은 함께 형성되지 않는 개별적인 부품을 포함할 수 있다.
도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 잠금 링 지지 부재(24)는 반경 방향 외측 표면(61), 반경 방향 내측 표면(63), 반경 방향 연장부(66, 67)들 사이에 반경 방향으로 위치된 밀봉 링 맞물림 표면(65)을 갖는 축 방향 내측 표면(64)을 포함하는 단일 부품의 링 형상 부재이다. 잠금 링 지지 부재(24)는 예를 들어, 플라스틱 또는 금속 재료로 형성될 수 있다. 도 9에 도시된 바와 같이, 반경 방향 연장부(66)는 표면(65)과 연장부(67)의 반경 방향 내측에 있으며, 밀봉 링 맞물림 표면(65)은 오목하게 되도록 형성되어 밀봉 링(22)과의 강한 표면적 접촉을 용이하게 한다. 표면(65)의 오목한 성질은 튜브가 공동(18)으로부터 밀봉 링(22)의 추출 방치를 돕는다. 잠금 링 지지 부재(24)는 반경 방향 연장부(69) 및 후방 벽(99)을 갖는 축 방향 외측 표면(68)을 더 포함한다. 도 9에 도시된 바와 같이, 반경 방향 연장부(69)는 후방 벽(99)의 반경 방향 외측에 놓이며, 후방 벽(99)은 후방 에지(95)로부터 전방 에지(97)로 축 방향 및 반경 방향 내측 방향으로 연장한다. 후방 벽(99)은 본 명세서의 다른 곳에서 설명되는 바와 같이 잠금 링(26)을 수용하도록 그와 같이 경사져 있다.
도 10 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 잠금 링(26)은 반경 방향 외측 표면(71), 반경 방향 내측 표면(72), 축 방향 외측 표면(73) 및 축 방향 내측 표면(74)을 포함하는 단일 부품의 링 형상 부재이다. 잠금 링(26)은 예를 들어, 삽입된 파이프와 맞물릴 때 잠금 링을 견고한 형태로 유지하는 것을 보조하는 예를 들어, 금속으로 형성될 수 있다. 반경 방향 내측 표면(72)에는 제 1 및 제 2 핀(76, 77)을 포함하는 파지 세그먼트(75)가 제공되며, 여기서 각각의 핀은 반경 방향 내측으로 연장한다. 다양한 실시예에서, 잠금 링(26)은 스플릿(split)일 수 있으며, 여기서 제 1 및 제 2 원주형 단부 지점(80, 81)이 스플릿을 형성한다. 다양한 실시예에서, 잠금 링(26)의 스플릿 성질은 구성요소(20)의 공동(18) 내로 삽입되는 동안뿐만 아니라 구성요소의 외측 표면(16)이 압축될 때의 압축 동안에 압축 및/또는 붕괴를 허용하여 스플릿을 효과적으로 좁힌다. 그러한 작동 중에, 압축 시 잠금 링 몸체의 직경은 휴지 시 몸체의 직경보다 더 작아지며, 잠금 링(26)은 삽입된 파이프(25) 주위에 더 밀착된 시일을 형성한다.
도 12에 도시된 바와 같이, 제 1 핀(76)은 반경 방향 내측으로 제 2 핀(77)보다 더 짧은 거리로 연장하며, 제 1 핀(76)은 제 2 핀(77)보다 더 짧은 축 방향 폭을 가진다. 작동 시, 제 2 핀의 반경 방향 내측 에지(85)는 압축 시 파이프 외측 표면(250)과 먼저 맞물리고 파이프를 견고하게 유지하기 위해 파이프 외벽으로 효과적으로 파고들 수 있다. 제 2 핀의 반경 방향 내측 에지(85)는 축 방향 내측 표면(74)과 제 2 핀의 내벽(88)의 교차점에 형성된다. 패킹 배열체(15)가 더 압축됨에 따라서, 제 1 핀의 반경 방향 내측 에지(84)는 파이프 외측 표면(250)과 접촉하여 일종의 쐐기를 형성할 것이다. 제 1 핀의 반경 방향 내측 에지(84)는 제 1 핀의 외벽(89)과 제 1 핀의 내벽(91)의 교차점에 형성된다. 도 12에 도시된 바와 같이, 제 1 핀의 외벽(89)은 잠금 링 기저부 벽(92)으로부터 제 1 핀의 반경 방향 내측 에지(84)로 실질적으로 반경 방향 내측으로 연장한다. 제 1 핀의 내벽(91)은 힌지 에지(86)로부터 제 1 핀의 반경 방향 내측 에지(84)로 반경 방향 내측 및 축 방향 외측으로 연장한다. 기저부 벽(92)은 축 방향 외측 표면(73)으로부터 제 1 핀의 외벽(89)으로 축 방향 내측으로 연장한다. 축 방향 외측 표면(73)은 반경 방향 외측 표면(71)으로부터 기저부 벽(92)으로 실질적으로 반경 방향 내측으로 연장하며, 축 방향 내측 표면(74)은 반경 방향 외측 표면(71)으로부터 제 2 핀의 반경 방향 내측 에지(85)로 축 방향 및 반경 방향 내측으로 연장한다. 축 방향 내측 표면(74)의 각진 성질은 도 16 내지 도 19와 관련하여 본 명세서에서 도시되고 설명되는 바와 같이, 잠금 링 지지 부재(24)의 후방 벽(99)과의 맞물림을 용이하게 한다. 또한, 기저부 벽(92)과 제 1 핀의 외벽(89) 사이의 실질적으로 수직인 관계는 도 16 내지 도 19에 도시되고 설명되는 바와 같이, 표시기 링(28)과의 맞물림을 용이하게 한다.
다양한 실시예에서, 예를 들어, 도 10 내지도 12에 예시된 바와 같이, 파지 세그먼트(75)는 잠금 링(26)의 내측 원주 주위에서 연속적으로 연장할 수 있는 반면에, 다른 실시예에서, 도 21 및 도 22에 예시된 바와 같이, 파지 세그먼트는 링(26)의 반경 방향 내측 표면(72)을 따라 간격을 두고 엇갈린 더 작은 세그먼트(175)로 파단된다. 엇갈린 실시예에서, 각각 링(26)의 내측 원주의 대략 5도로부터 링(26)의 내측 원주의 대략 90도까지의 임의의 위치를 따라서 연장하는 다중 파지 세그먼트(175)가 제공될 수 있다. 특정 실시예에서, 다중 파지 세그먼트(175) 각각의 각도 커버리지의 범위는 대략 5도 내지 대략 15 도일 수 있다. 엇갈린 배열을 가짐으로써, 삽입된 파이프(25) 주위에서 잠금 링(26)을 압축시키는데 더 작은 힘이 요구된다. 잠금 링(26)의 엇갈린 파지 세그먼트 실시예는 도 21 및 도 22에 예시된 바와 같이, 반경 방향 외측 표면(71), 반경 방향 내측 표면(72), 기저부 벽(92), 핀(76, 77), 스플릿(82)을 형성하는 제 1 및 제 2 원주 방향 종점(80, 81), 및 도 10 내지 도 12와 관련하여 본 명세서의 다른 곳에서 설명되는 바와 같은 기타 요소를 포함한, 도 10 내지 도 12의 잠금 링(26)과 유사한 요소를 가질 수 있음을 이해할 것이다.
파지 세그먼트(들)(75, 175)는 삽입된 파이프(25)의 외측 이동을 방지하는 것을 보조한다. 파이프가 구성요소 내부(14)의 축 방향 외측으로 이동 또는 탈출하려고 하면, 핀(76, 77)에 의해 형성된 쐐기는 힌지 에지(86) 주위로 굴곡되며, 이는 제 1 핀의 에지(84)가 파이프 외측 표면(250)으로 더욱 압박되게 하여 피팅 공동 내부에 파이프를 유지하기 위한 추가의 유지 강도를 제공한다.
다양한 실시예에서, 도 13 내지 도 15에 예시된 바와 같이, 내측 표시기(28)는 본 명세서에 개시된 장치가 가압되었는지 그리고 포지티브 연결, 즉 영구적인 시일을 생성하기 위해서 정확한 양의 압력이 가해 졌는지에 대한 시각적 표시를 설치자, 검사자 또는 기타 사람에게 제공하기 위해 제공된다. 표시기 링(28)은 패킹 배열체(15)가 압축될 때 구성요소(20)의 축 방향 최외측 단부(52)에서 반경 방향으로 연장하는 단부 벽(48)의 반경 방향 외측으로 연장하도록 구성되는 단일 부품의 링 형상 몸체이다. 다양한 실시예에서, 표시기 링(28)은 가요성, 가단성, 탄성 및 압력하에서의 변위성을 가지며, 본 명세서에 설명되는 바와 같이 육안 검사를 용이하게 하기 위해 특별한 특유의 색상을 가질 수 있는 저밀도 고무의 멤브레인을 포함할 수 있다. 고무로 형성되는 것 이외에, 표시기 링(28)은 선택적으로 플라스틱, 발포체 또는 기타 비금속 재료로 형성될 수 있다.
도 13 내지 도 19에 도시된 바와 같이, 표시기 링(28)은 본 명세서에 도시되고 설명되는 바와 같이, 본 발명의 다른 구성요소의 다른 표면과의 상호 작용, 연결 및 맞물림 운동을 지지하는 구조물을 제공하는 표면을 포함한다. 예를 들어, 표시기 링(28)은 반경 방향 내측 표면(130) 및 반경 방향 외측 표면(132)을 가지며, 축 방향 외측 표면(134) 및 축 방향 내측 표면(136)을 더 포함한다. 반경 방향 내측 표면(130)은 전적으로 축 방향으로 연장하고 작동 중에 삽입된 파이프(25)의 외측 표면(250)과 맞물린다. 축 방향 내측 표면(136)은 전적으로 반경 방향으로 연장한다. 반경 방향 외측 표면(132)은 축 방향으로 연장하는 기저부 벽(140), 반경 방향 내측으로 연장하는 지지 벽(142), 및 지지 벽(142)으로부터 링(28)의 축 방향 외측 표면(134)으로 연장하는 축 방향 연장 리지(144)를 포함한다. 다양한 실시예에서, 도 17에 도시된 바와 같이, 링(28)은 지지 벽(142)과 리지(144) 사이의 전이 표면(143)에서 만곡되며, 이러한 표면(143)은 도 17에 예시된 바와 같이, 가압되지 않은 구성요소(20)의 내측 표면(14)과의 적절한 연결을 용이하게 한다. 일단 구성요소(20)의 외측 표면의 축 방향 중간 세그먼트(41)에서와 같이 구성요소(20)에 클램핑 압력이 가해지면, 구성요소(20)의 축 방향 외측 세그먼트(50)의 내측 표면(14)은 도 19에 도시된 바와 같이 스퀘어-오프(squared-off) 형상으로 형성될 수 있으며, 그에 의해서 링(28)은 압축되어서 지지 벽(142)과 리지(144)의 교차점에서 실질적으로 수직한 에지(149)로 형성된다. 또한, 구성요소(20)의 외벽(48)은 도 19에 도시된 바와 같이, 더 깊은 세로 홈이 파인 형상으로 되어 압축 시 링(28)로부터 멀어지는 방향으로 구부러진다.
반경 방향 외측 표면(132)의 축 방향 내측 표면(136) 및 축 방향으로 연장하는 기저부 벽(140)은 도 17 및 도 19에 도시된 바와 같이, 잠금 링(26)의 각각의 제 1 핀 외벽(89) 및 수직한 기저부 벽(92)과 견고하게 맞물린다. 축 방향 외측 표면(134)은 반경 방향으로 연장하는 세그먼트(135)로부터 반경 방향 및 축 방향 내측으로 연장하도록 각진 외측 립(139)을 포함할 수 있다. 반경 방향으로 연장하는 세그먼트(135)는 반경 방향 외측 표면(132)의 지지 벽(142)으로부터 반경 방향 내측으로 연장한다. 외측 립(139)은 버르 스톱(burr stop)으로서의 역할을 하여, 그의 외측 표면에 버르-유형 결함을 갖는 삽입된 튜브가 표시기(28)의 립(139)에 의해 잠겨져, 튜브가 주 몸체 구성요소 내측으로 더 삽입되는 능력을 제한한다.
작동 시, 도 17에 도시된 바와 같이, 패킹 배열체의 압축 이전에, 패킹 배열체(15)는 그의 내측 표면(14)의 축 방향 중간 세그먼트(40) 내부에 놓이도록 주 몸체 구성요소(20) 내로 삽입된다. 밀봉 링(22)은 세그먼트(40)의 내벽(46)에 대해 축 방향 내측 세그먼트(44)에 위치된다. 내측 표면(14)의 축 방향 중간 세그먼트(40)와 접촉하는 반경 방향 외측 표면(61), 및 밀봉 링(22)의 외측 표면과 견고하게 맞물리는 지지 부재(24)의 축 방향 내측 표면(64)의 오목 표면(65)을 갖는 잠금 링 지지 부재(24)가 밀봉 링(22)에 인접하게 위치된다. 그 후, 잠금 링(26)은 공동(18) 내로 삽입되어 축 방향 내측 표면(74)이 잠금 링 지지 부재(24)의 후방 벽(99)과 맞물리며 반경 방향 외측 표면(71)이 내측 표면(14)의 축 방향 중간 세그먼트(40)와 맞물린다. 다음에, 표시기 링(28)은 전술한 바와 같이 구성 요소(20) 및 잠금 링(26)의 표면과 맞물리도록 삽입된다. 파이프 외측 표면(250)이 비-압축 요소(22, 24, 26 및 28)의 직경보다 더 작은 직경을 가지기 때문에, 파이프(25)는 패킹 배열체 또는 그의 요소로부터 거의 또는 전혀 저항 없이 공동(18) 내로 삽입된다. 도 17에 도시된 바와 같이, 압축 전에, 각각 파이프 외측 표면(250)과 지지 부재(24)의 반경 방향 내측 표면(63, 130) 및 표시기 링(28) 사이에 갭(111)이 존재한다. 또한, 도 17에 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 핀(76, 77) 각각의 반경 방향 내측 에지(84, 85)는 패킹 배열체가 비-압축된 상태일 때 삽입된 파이프(25)와 맞물리지 않는다.
도 20에 도시된 바와 같이, 파이프 또는 튜브(25)가 그의 공동 내로 삽입될 때, 구성요소(20)의 외측 표면(16)의 축 방향 중간 세그먼트(51) 주위에 프레스 공구(150)가 적용될 수 있다. 프레스 공구가 적절하게 적용될 때, 도 19에 도시된 바와 같이, 밀봉 부재(22), 잠금 링 지지 부재(24), 잠금 링(26) 및 표시기 링(28)은 파이프 외측 표면(250)과 접촉하게 견인되며, 표시기 링(28)은 구성요소(20)의 외벽(48)의 외측으로 압출된다. 도 17의 갭(111)은 압축력으로 인해 도 19에는 존재하지 않으나, 갭(119)은 압축력으로 인해 축 방향 외측 세그먼트(50)의 내측 표면(14)과 링(28) 사이에 형성될 수 있다. 잠금 링(26)의 제 2 핀(77)의 반경 방향 내측 에지(85)는 파이프(25)의 외측 표면(250)으로 파고들어가며, 잠금 링(26)의 제 1 핀(76)의 반경 방향 내측 에지(84)는 파이프(25)의 외측 표면(250)과 접촉하거나 잠재적으로 그 외측 표면으로 조금 파고들어갈 수 있다. 본 명세서의 다른 곳에서 설명되는 바와 같이, 파이프(25)가 구성요소 내부(14)의 축 방향 외측으로 이동 또는 탈출하려고 하면, 핀(76, 77)에 의해 형성된 쐐기가 힌지 에지(86) 주위에서 굴곡되며, 이는 제 1 핀 에지(84)를 파이프 외측 표면(250)으로 더 압박하여 파이프를 피팅 공동 내에 유지하기 위한 추가의 유지 강도를 제공한다.
따라서, 구성요소(20)의 축 방향 중간 세그먼트(51)의 원주 주위에 프레스 공구(150)의 단일 적용은 구성요소(20)의 축 방향 외측 단부(52) 외측으로 표시기 링(28)을 압출하는 역할을 함을 이해할 것이다. 링(28)이 파이프(25)의 전체 원주 주위에서 볼 수 있다면, 개인은 피팅이 적합하게 가압되어 적절히 밀봉되었는지를 알 것이다.
표시기 링(28)은 튜브가 삽입될 때 피팅의 외측을 적절하게 압출하는 동시에, 또한 삽입될 튜빙뿐만 아니라 피팅 벽에 있는 공극(void), 흠집(scarring) 또는 결함을 충전시키기 위한 충분한 경도계일 수 있고 충분한 팽창성 재료를 가질 수 있다. 표시기 링(28)은 또한, 파이프 또는 튜브가 부적절하게 삽입될 때, 예컨대 파이프 또는 튜브가 피팅 내로 너무 비스듬한 각도로 삽입될 때 감아 올리거나 조이기 위한 충분한 경도계일 수 있다.
본 발명은 본 발명의 사상 또는 본질적인 특성에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 실시될 수 있다. 따라서 , 본 실시예는 모든 점에서 제한적이지 않은 예시적인 것으로 간주되며 , 본 발명의 범주는 전술한 설명보다는 오히려 본 출원의 청구범위에 의해 나타나며, 따라서 청구범위의 균등물의 의미와 범위 내에 있는 모든 변경은 본 발명의 범주 내에 포함되도록 의도된다.

Claims (20)

  1. 피팅으로서,
    내측 표면 및 외측 표면을 갖는 주 몸체 구성요소,
    주 몸체 구성요소의 축 방향 중간 세그먼트 내부에 유지되는 밀봉 링,
    밀봉 링에 인접하게 그리고 주 몸체 구성요소의 축 방향 중간 세그먼트의 내부에 유지되는 잠금 링 지지 부재,
    잠금 링 지지 부재에 인접하게 그리고 주 몸체 구성요소의 축 방향 중간 세그먼트의 내부에 유지되는 잠금 링, 및
    주 몸체 구성요소의 축 방향 중간 세그먼트의 내부에 그리고 잠금 링에 인접하게 적어도 부분적으로 유지되는 팽창 가능한 재료를 포함하는 표시기 링을 포함하며,
    상기 내측 표면은 축을 따라 주 몸체 구성요소를 통해 연장하는 공동을 한정하며, 상기 내측 표면은 축 방향 내측 세그먼트, 축 방향 중간 세그먼트 및 축 방향 외측 세그먼트를 포함하며, 상기 축 방향 중간 세그먼트는 축으로부터 축 방향 내측 세그먼트까지의 반경 방향 거리보다 더 크고 축으로부터 축 방향 외측 세그먼트까지의 반경 방향 거리보다 더 큰 축으로부터의 반경 방향 거리를 가지며,
    상기 잠금 링은 축 방향 외측 표면, 축 방향 내측 표면, 반경 방향 외측 표면, 반경 방향 내측 표면, 제 1 핀의 내벽, 제 1 핀의 외벽 및 힌지 에지를 포함하며, 상기 잠금 링의 축 방향 외측 표면은 잠금 링의 반경 방향 외측 표면으로부터 잠금 링의 기저부 벽으로 반경 방향 내측으로 연장하며, 상기 제 1 핀의 외벽은 잠금 링 기저부 벽으로부터 제 1 핀의 반경 방향 내측 에지로 반경 방향 내측으로 연장하며, 상기 제 1 핀의 내벽은 힌지 에지로부터 제 1 핀의 반경 방향 내측 에지로 반경 방향 내측 및 축 방향 외측으로 연장하며, 또한 상기 잠금 링의 축 방향 내측 표면은 잠금 링의 반경 방향 외측 표면으로부터 잠금 링의 제 2 핀의 반경 방향 내측 에지로 축 방향 및 반경 방향 내측으로 연장하는
    피팅.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 밀봉 링, 잠금 링 지지 부재, 잠금 링 및 표시기 링 각각은 단일 부품으로 형성되는
    피팅.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 잠금 링은 금속으로 형성되며, 상기 밀봉 링은 비금속 재료로 형성되며, 상기 표시기 링은 비금속 재료로 형성되며 상기 잠금 링 지지 부재는 플라스틱 또는 금속으로 형성되는
    피팅.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 표시기 링은 주 몸체 구성요소의 내측 표면의 축 방향 외측 세그먼트의 내부에 유지되는
    피팅.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 표시기 링은 축으로부터 제 1 반경 방향 거리에 놓이는 반경 방향 내측 표면을 가지며, 상기 제 1 반경 방향 거리는 주 몸체 구성요소의 내측 표면의 축 방향 내측 세그먼트까지의 반경 방향 거리와 동일한
    피팅.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 잠금 링 지지 부재는 반경 방향 외측 표면 및 축 방향 외측 표면을 가지며, 상기 축 방향 외측 표면은 반경 방향 외측 표면으로부터 축 방향 및 반경 방향 내측으로 연장하는 후방 벽을 포함하는
    피팅.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 잠금 링은 반경 방향 외측 표면 및 축 방향 내측 표면을 포함하며, 상기 축 방향 내측 표면은 반경 방향 외측 표면으로부터 축 방향 및 반경 방향 내측으로 연장하는
    피팅.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 잠금 링의 축 방향 내측 표면은 반경 방향 외측 표면으로부터 핀의 반경 방향으로 연장하는 에지로 축 방향 및 반경 방향 내측으로 연장하는
    피팅.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 핀의 반경 방향 내측 에지는 제 1 핀의 반경 방향 내측 에지보다 더 멀리 반경 방향 내측으로 연장하는
    피팅.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 표시기 링은 반경 방향 내측 표면, 반경 방향 외측 표면, 축 방향 외측 표면 및 축 방향 내측 표면을 포함하며, 상기 반경 방향 내측 표면은 전적으로 축 방향으로 연장하며 상기 축 방향 내측 표면은 전적으로 반경 방향으로 연장하는
    피팅.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 반경 방향 외측 표면은 축 방향으로 연장하는 기저부 벽, 반경 방향 내측으로 연장하는 지지 벽, 및 지지 벽으로부터 링의 축 방향 외측 표면으로 연장하는 축 방향 연장 리지를 포함하는
    피팅.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 축 방향 외측 표면은 반경 방향으로 연장하는 세그먼트로부터 반경 방향 및 축 방향 내측으로 연장하는 외측 립을 포함하며, 상기 반경 방향으로 연장하는 세그먼트는 표시기 링의 반경 방향 외측 표면으로부터 반경 방향 내측으로 연장하는
    피팅.
  13. 피팅으로서,
    내측 표면 및 외측 표면을 갖는 주 몸체 구성요소, 및
    주 몸체 구성요소의 축 방향 중간 세그먼트 내부에 적어도 부분적으로 유지되는 패킹 장치를 포함하며,
    상기 내측 표면은 축을 따라 주 몸체 구성요소를 통해 연장하는 공동을 한정하며, 상기 내측 표면은 축 방향 내측 세그먼트, 축 방향 중간 세그먼트 및 축 방향 외측 세그먼트를 포함하며, 상기 축 방향 중간 세그먼트는 축으로부터 축 방향 내측 세그먼트까지의 반경 방향 거리보다 더 크고 축으로부터 축 방향 외측 세그먼트까지의 반경 방향 거리보다 더 큰 축으로부터의 반경 방향 거리를 가지며,
    상기 패킹 장치는 축 방향 외측 표면, 축 방향 내측 표면, 반경 방향 외측 표면, 반경 방향 내측 표면, 제 1 핀의 내벽, 제 1 핀의 외벽 및 힌지 에지를 갖는 잠금 링을 포함하며, 상기 축 방향 외측 표면은 반경 방향 외측 표면으로부터 기저부 벽으로 반경 방향 내측으로 연장하며, 상기 제 1 핀의 외벽은 잠금 링 기저부 벽으로부터 제 1 핀의 반경 방향 내측 에지로 반경 방향 내측으로 연장하며, 상기 제 1 핀의 내벽은 힌지 에지로부터 제 1 핀의 반경 방향 내측 에지로 반경 방향 내측 및 축 방향 외측으로 연장하며, 또한 상기 축 방향 내측 표면은 반경 방향 외측 표면으로부터 잠금 링의 제 2 핀의 반경 방향 내측 에지로 축 방향 및 반경 방향 내측으로 연장하며, 상기 패킹 장치는 잠금 링의 축 방향 외측 표면과 맞닿는 팽창 가능한 재료를 포함하는 표시기 링을 더 포함하는
    피팅.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 내측 표면의 축 방향 내측 세그먼트는 내측 표면의 축 방향 중간 세그먼트와 동일한 거리만큼 축 방향으로 연장하는
    피팅.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 피팅 내부의 축 방향 내측 세그먼트 및 중간 세그먼트는 피팅 내부의 축 방향 외측 세그먼트보다 더 멀리 축 방향으로 연장하는
    피팅.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 2 핀의 반경 방향 내측 에지는 제 1 핀의 반경 방향 내측 에지보다 더 멀리 반경 방향 내측으로 연장하는
    피팅.
  17. 제 13 항에 있어서,
    상기 표시기 링은 반경 방향 내측 표면, 반경 방향 외측 표면, 축 방향 외측 표면 및 축 방향 내측 표면을 포함하며, 상기 반경 방향 내측 표면은 전적으로 축 방향으로 연장하며 상기 축 방향 내측 표면은 전적으로 반경 방향으로 연장하는
    피팅.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 반경 방향 외측 표면은 축 방향으로 연장하는 기저부 벽, 반경 내측으로 연장하는 지지 벽, 및 지지 벽으로부터 링의 축 방향 외측 표면으로 연장하는 축 방향 연장 리지를 포함하는
    피팅.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 축 방향 외측 표면은 반경 방향으로 연장하는 세그먼트로부터 반경 방향 및 축 방향 내측으로 연장하는 외측 립을 포함하며, 상기 반경 방향으로 연장하는 세그먼트는 표시기 링의 반경 방향 외측 표면으로부터 반경 방향 내측으로 연장하는
    피팅.
  20. 삭제
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