KR102573500B1 - 실린더용 모듈형 가스 제어 부착 조립체 - Google Patents

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Abstract

극저온 실린더에 부착하기 위한 매니폴드 부착 조립체가 제공된다. 조립체는, 극저온 실린더에 부착되도록 구성된 너클 및 너클에 부착되도록 구성된 매니폴드를 포함한다. 매니폴드는 상부 표면, 너클의 상부 표면과 접경되도록 구성된 하부 표면, 너클 내의 복수의 가스 통로 중 상응하는 하나와의 정렬을 위해서 매니폴드를 통해서 연장되는 복수의 가스 통로, 및 매니폴드 내의 복수의 가스 통로 중 하나와 각각 연통되는 상부 표면 내의 복수의 밸브 시트를 갖는다. 조립체는 또한 복수의 밸브 시트 중 하나 내에서 매니폴드에 각각 고정되는 복수의 밸브를 포함한다. 부착 조립체는, 개장 및 재검증 시간을 단축시키고, 조립 노동력을 줄이고, 서비스를 단순화하는 모듈 조립체를 제공한다.

Description

실린더용 모듈형 가스 제어 부착 조립체
관련 출원에 대한 상호 참조
본원은 명칭이 "실린더용 모듈형 가스 제어 부착 조립체"인, 2017년 11월 2일자로 출원된 미국 특허출원 제15/802,098호에 대한 우선권 및 이익을 주장한다. 전술한 출원의 전체가 본원에서 참조로 포함된다.
기술분야
일반적으로, 본 발명은, 극저온 실린더와 같은, 실린더용 모듈형 가스 제어 부착 조립체에 관한 것이다.
액체 질소 또는 액체 헬륨과 같은 극저온체를 저장하기 위해서, 드와 플라스크(dewar flask) 또는 진공 플라스크가 제공된다. 드와는, 컨테이너의 내부와 외부 사이에서 단열을 제공하기 위해서 층들 사이에서 진공이 유지되는 둘 이상의 층을 가지는 저장 실린더의 형태일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따라, 실린더용 매니폴드 부착 조립체가 제공된다. 그러한 조립체는 너클로서, 상부 표면, 실린더에 부착되도록 구성된 하부 표면, 상부 표면으로부터 하부 표면까지 너클(knuckle)을 통해서 연장되는 복수의 제1 가스 통로, 및 너클의 측면으로부터 하부 표면까지 너클을 통해서 연장되는 적어도 하나의 제2 가스 통로를 가지는, 너클, 너클에 부착되도록 구성된 매니폴드 블록으로서, 상부 표면, 너클의 상부 표면과 접경되도록 구성된 하부 표면, 상부 표면 내의 복수의 밸브 시트(valve seat), 밸브 시트 중 하나와 각각 연통되고 너클 내의 제1 가스 통로 중 하나와 유체 연통되도록 매니폴드 블록의 하부 표면으로 개방되는 복수의 제1 가스 통로, 및 밸브 시트 중 하나와 각각 연통되고 매니폴드 블록의 측면으로 개방되는 복수의 제2 가스 통로를 가지는, 매니폴드 블록, 그리고 밸브 시트 중 하나 내에서 매니폴드 블록에 각각 고정되는 복수의 밸브로서, 매니폴드 블록의 제1 가스 통로와 매니폴드 블록의 각각의 제2 가스 통로 사이의 유동을 허용하는 개방 위치와, 매니폴드 블록의 제1 가스 통로와 매니폴드 블록의 각각의 제2 가스 통로 사이의 유동을 차단하는 폐쇄 위치 사이에서 이동될 수 있는, 복수의 밸브를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따라, 극저온 실린더를 위한 다른 매니폴드 부착 조립체가 제공된다. 조립체는 극저온 실린더에 부착되도록 구성된 너클로서, 복수의 체결구 개구부, 통과하여 연장되는 복수의 가스 통로, 및 복수의 가스 통로의 각각을 둘러싸는 너클의 상부 표면 내의 밀봉 홈을 포함하는, 너클, 밀봉 홈의 각각의 내에 배치되는 밀봉부, 너클에 부착되도록 구성된 매니폴드로서, 상부 표면, 너클의 상부 표면과 접경되도록 구성된 하부 표면, 너클 내의 복수의 체결구 개구부 중 상응하는 하나와 정렬되도록 구성된 복수의 체결구 개구부, 너클 내의 복수의 가스 통로 중 상응하는 하나와의 정렬을 위해서 관통 연장되고 밀봉부의 각각의 하나에 의해서 너클에 밀봉되도록 구성된 복수의 가스 통로, 및 복수의 가스 통로 중 하나와 각각 연통되는 상부 표면 내의 복수의 밸브 시트를 포함하는, 매니폴드, 그리고 복수의 밸브 시트 중 하나 내에서 매니폴드에 각각 고정되는 복수의 밸브를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따라, 실린더를 위한 또 다른 매니폴드 부착 조립체가 제공된다. 그러한 조립체는 너클로서, 상부 표면, 실린더에 부착되도록 구성된 하부 표면, 상부 표면으로부터 하부표면까지 너클을 통해서 연장되는 복수의 제1 가스 통로, 너클의 측면으로부터 하부 표면까지 너클을 통해서 연장되는 적어도 하나의 제2 가스 통로, 상부 표면으로부터 하부 표면까지 너클을 통해서 연장되는 적어도 하나의 제3 가스 통로, 상부 표면으로부터 하부 표면까지 너클을 통해서 연장되는 적어도 하나의 제4 가스 통로, 및 상부 표면으로부터 하부 표면을 향해서 연장되는 복수의 한쪽이 막힌 홀을 가지는, 너클, 너클에 제거 가능하게 부착되는 매니폴드 블록으로서, 매니폴드 블록은 상부 표면, 너클의 상부 표면에 접경되는 하부 표면, 복수의 한쪽이 막힌 홀 중 각각의 하나와 각각 정렬되는 복수의 관통 홀, 상부 표면 내의 복수의 밸브 시트, 밸브 시트 중 하나와 각각 연통되고 너클 내의 제1 가스 통로 중 하나와 유체 연통하기 위해서 매니폴드 블록의 하부 표면으로 개방되는 복수의 제1 가스 통로, 밸브 시트 중 하나와 각각 연통되고 매니폴드 블록의 측면으로 개방되는 복수의 제2 가스 통로, 너클 내의 적어도 하나의 제3 통로와의 유체 연통을 위해서 매니폴드 블록의 상부 표면으로부터 하부 표면까지 매니폴드 블록을 통해서 연장되는 적어도 하나의 제3 통로, 및 너클 내의 적어도 하나의 제4 통로와의 유체 연통을 위해서 매니폴드 블록의 측면으로 그리고 매니폴드 블록의 하부 표면으로 개방되는 적어도 하나의 제4 통로를 가지는, 매니폴드 블록, 각각의 관통 홀 및 상응하는 한쪽이 막힌 홀을 통해서 연장되고 매니폴드 블록을 너클에 제거 가능하게 부착하기 위해서 너클에 고정되는 체결구, 그리고 밸브 시트 중 하나 내에서 매니폴드 블록에 각각 고정되는 복수의 밸브로서, 제1 가스 통로와 각각의 제2 가스 통로 사이의 유동을 허용하는 개방 위치와, 제1 가스 통로와 각각의 제2 가스 통로 사이의 유동을 차단하는 폐쇄 위치 사이에서 이동될 수 있는, 복수의 밸브를 포함한다.
도면, 상세한 설명 및 첨부된 청구범위에 비추어 볼 때, 본 발명의 이러한 그리고 다른 목적이 명확해질 것이다.
본 발명은 특정 부분 및 부분들의 배열의 물리적 형태를 취할 수 있고, 본 발명의 바람직한 실시예는 명세서에서 구체적으로 설명될 것이고 명세서의 일부를 형성하는 첨부 도면에서 도시될 것이다.
도 1은 예시적인 부착 조립체의 사시도이다.
도 2는 부착 조립체의 상면도이다.
도 3은 부착 조립체의 저면도이다.
도 4는 부착 조립체의 정면도이다.
도 5는 부착 조립체의 배면도이다.
도 6은 부착 조립체의 좌측 측면도이다.
도 7은 부착 조립체의 우측 측면도이다.
도 8은 부착 조립체의 매니폴드의 분해도이다.
도 9는 매니폴드의 저면도이다.
도 10은 매니폴드의 통로를 보여주는 매니폴드의 투명 횡단면도이다.
도 11은 매니폴드의 상면도이다.
도 12는 매니폴드의 부분적인 횡단면도이다.
도 13은 부착 조립체의 너클의 사시도이다.
도 14는 너클의 통로를 보여주는 너클의 투명 횡단면도이다.
도 15는 너클의 상면도이다.
도 16은 너클의 저면도이다.
도 17은 다른 예시적인 부착 조립체의 사시도이다.
도 18은 부착 조립체의 정면도이다.
도 19는 부착 조립체의 배면도이다.
도 20은 부착 조립체의 좌측 측면도이다.
도 21은 부착 조립체의 우측 측면도이다.
도 22는 부착 조립체의 매니폴드의 상면도이다.
도 23은 매니폴드의 저면도이다.
도 24는 매니폴드의 통로를 보여주는 매니폴드의 투명 횡단면도이다.
도 25는 부착 조립체의 너클의 상면도이다.
도 26은 너클의 저면도이다.
도 27는 너클의 통로를 보여주는 너클의 투명 횡단면도이다.
도 28은 부착 조립체의 분해도이다.
본 발명의 실시예는 극저온 실린더와 같은 실린더에 부착하기 위한 매니폴드 부착 조립체에 관한 것이다. 매니폴드 부착 조립체는 너클, 너클에 부착될 수 있는 매니폴드 블록, 및 매니폴드 블록에 고정되는 복수의 밸브를 포함한다. 너클은 상부 표면, 실린더에 부착되도록 구성된 하부 표면, 상부 표면으로부터 하부 표면까지 너클을 통해서 연장되는 복수의 제1 가스 통로, 및 너클의 측면으로부터 하부 표면까지 너클을 통해서 연장되는 적어도 하나의 제2 가스 통로를 갖는다. 매니폴드 블록은 상부 표면, 너클의 상부 표면과 접경되도록 구성된 하부 표면, 상부 표면 내의 복수의 밸브 시트, 밸브 시트 중 하나와 각각 연통되고 너클 내의 제1 가스 통로 중 하나와 유체 연통되도록 매니폴드 블록의 하부 표면으로 개방되는 복수의 제1 가스 통로, 및 밸브 시트 중 하나와 각각 연통되고 매니폴드 블록의 측면으로 개방되는 복수의 제2 가스 통로를 갖는다. 밸브는 밸브 시트 중 하나 내에서 매니폴드 블록에 각각 고정되고, 제1 가스 통로와 각각의 제2 가스 통로 사이의 유동을 허용하는 개방 위치와, 제1 가스 통로와 각각의 제2 가스 통로 사이의 유동을 차단하는 폐쇄 위치 사이에서 이동될 수 있다.
이제 도면을 그리고 먼저 도 1 내지 도 9 및 도 13을 참조하면, 예시적인 부착 조립체가 참조 번호 10으로 도시되어 있다. 부착 조립체는 용접과 같은 임의의 적합한 방식으로 드와에 부착되도록 구성된 너클(12), 및 너클(12)에 제거 가능하게 부착되도록 구성된 매니폴드 블록(14)을 포함한다. 드와는, 이산화탄소, 질소, 산소 등과 같은 임의의 적합한 액체 또는 가스를 저장하는 극저온 실린더와 같은, 저장 실린더의 형태일 수 있다. 너클(12) 및 매니폴드 블록(14)은 스테인레스 강과 같은 임의의 적합한 재료로 제조될 수 있고, 예를 들어, 안전 회로, 압력 및 하류로 진행하는 가스를 제어하기 위한 가스 분배 회로, 드와 내의 가스 공간 내측의 수두압을 제어하기 위한 압력 구축 회로(pressure building circuit), 및 선택적인 제2 안전 회로와 같은 다양한 회로를 실린더에 제공할 수 있다.
도시된 바와 같이, 너클(12)은 상부 표면(20), 및 실린더에 부착되도록 구성된 하부 표면(22)을 포함하고, 매니폴드 블록(14)은 상부 표면(24), 및 너클(12)의 상부 표면(20)에 접경되는 하부 표면(26)을 포함한다. 매니폴드 블록(14)은 너클(12)보다 큰 직경을 가지는 것으로 도시되어 있고, 상부 표면(24) 및 측면이 너클(12)의 상부 표면(20)보다 더 큰 직경을 가지도록 그리고 하부 표면(26)이 너클(12)의 상부 표면(20)과 실질적으로 동일한 직경을 가지도록, 매니폴드 블록(14)의 측면과 하부 표면(26) 사이에서 경사진 표면(28)을 포함할 수 있다. 매니폴드 블록(14)을 너클에 부착하기 위해서, 매니폴드 블록(14)은 복수의 관통 홀(30), 그리고, 너클의 상부 표면(20)으로부터 하부 표면(22)을 향해서 연장되는 복수의 한쪽이 막힌 홀(32) 중의 각각의 하나와 정렬되는, 상부 표면(24) 주위에서 균일하게 이격된, 도시된 바와 같은, 6개의 카운터보어링된(counterbored) 관통 홀을 포함한다. 각각의 관통 홀(30) 및 한쪽이 막힌 홀(32)은, 각각의 와셔(36)에 의해서 둘러싸인 스테인레스 강 캡 나사와 같은, 체결구(34)를 수용한다. 너클(12)과 매니폴드 블록(14)을 정렬시키기 위해서, 너클(12)은 하나 이상의 한쪽이 막힌 홀(40)(도 15), 및 각각의 한쪽이 막힌 홀(40)의 하단부에 대해서 가압되는 각각의 핀(42)을 수용하는, 상부 표면(20)으로부터 하부 표면(22)을 향해서 연장되는, 도시된 바와 같은, 3개의 한쪽이 막힌 홀을 포함하고, 매니폴드 블록(14)은 각각의 핀(42)을 수용하기 위해서 하부 표면(26)으로부터 상부 표면(24)을 향해서 연장되는 상응하는 수의 한쪽이 막힌 홀(44)을 포함한다.
부가적으로 도 8 내지 도 12 그리고 매니폴드 블록(14)을 구체적으로 참조하면, 매니폴드 블록은 상부 표면(24) 내에서 복수의 밸브 시트(50, 52, 54, 및 56)를 포함한다. 각각의 밸브 시트(50, 52, 54, 및 56)는 초-고 누출 무결성 패클리스 밸브(ultra-high leak integrity packless valve)와 같은 각각의 밸브(60, 62, 64, 및 66)를 수용하고, 그러한 각각의 밸브는 가스 회로를 격리시키고, 밸브 시트(50, 52, 54, 및 56)로 개방되고 하부 표면(26)을 향해서 연장되는 제1의 각각의 통로(70, 72, 74, 및 76), 및 매니폴드 블록(14)의 측면 내의 각각의 포트로 그리고 밸브 시트(50, 52, 54, 및 56)로 개방되는 제2의 각각의 통로(80, 82, 84, 86)와 연통된다. 제2 통로(80, 82, 84, 및 86) 중 적어도 하나, 그리고 도시된 실시예에서 통로(80)가 플러그(88)에 의해서 폐쇄된다. 도시된 실시예에서, 제1 통로(70 및 72)는 하부 표면(26)으로 개방되고, 제1 통로(74 및 76)는, 하부 표면(26)으로 개방된 통로(90) 내로 통합된다. 밸브는 제1 통로와 각각의 제2 통로 사이의 유동을 차단하는 폐쇄 위치와, 제1 통로와 각각의 제2 통로 사이의 유동을 허용하는 개방 위치 사이에서 이동될 수 있다.
매니폴드 블록(14)은 또한, 매니폴드 블록(14)의 하부 표면(26)과 측면으로 개방된 복수의 제3 통로(100 및 102), 그리고 액체 준위 저위상 표시부 및/또는 SF 조절기와 같은, 최종 사용자의 선택적인 구성요소를 수용하기 위해서 상부 표면(24)으로부터 하부 표면(26)까지 매니폴드 블록(14)을 통해서 연장되는 복수의 제4 통로(104 및 106)를 포함한다.
이제 밸브(60, 62, 64, 및 66)를 구체적으로 참조하면, 각각의 밸브는, 각각의 제1 통로(70, 72, 74, 및 76)를 둘러싸는 매니폴드 블록(14) 내의 홈(112) 내로 가압되는 시트(110)를 포함한다. 복수의 격막(114 및 116)이 각각의 시트(110)를 둘러싼다. 도시된 실시예에서, 5개의 격막이 제공되고, 하단 격막(114)은 스테인레스 강이고, 그 위의 격막(116)은 구리이고, 그러한 격막들이 서로 교번적이 된다. 적합한 수의 격막이 적합한 재료를 가질 수 있고, 윤활제가 격막들 사이에 배치될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 밸브(60, 62, 64, 및 66)는 또한, 예를 들어 나사산 결합(threading)에 의해서, 밸브 본체(120)에 고정된 밸브 스템(118)을 포함하고, 밸브 본체(120)는, 예를 들어 나사산 결합에 의해서, 각각의 밸브 시트(50, 52, 54, 및 56)에 고정될 수 있다. 녹색 O-링과 같은, 착색된 O-링과 같은 식별 링(122)이 각각의 밸브 본체(120)의 상단부 상의 밀봉 홈 내에 배치되고, 이어서 널링 가공된(knurled) 압출 알루미늄 노브와 같은 노브(124)가 각각의 밸브 스템(118)의 상단부 상으로 가압된다.
식별 링(122)은, 각각의 밸브(60, 62, 64, 및 66)가 개방되었는지 또는 폐쇄되었는지의 여부를 사용자에게 표시하기 위해서 제공된다. 도시된 실시예에서, 식별 링(122)은, 밸브(60, 62, 64, 및 66)가 개방되었다는 시각적 표시를 제공하기 위해서 보일 수 있고, 밸브가 폐쇄될 때 은폐된다. 밸브(60, 62, 64, 및 66)가 설치되고 폐쇄 위치가 된 후에, 폐쇄 위치로 지향되는 화살표를 갖는 데칼과 같은, 표시부 데칼(126)이 각각의 노브(124)의 상단부에 부착될 수 있다. 도시된 실시예에서, 밸브(66)의 노브(124)는, 가스 공급과 같은 특정 통과를 표시하기 위해서, 밸브(60, 62, 및 64)의 노브(124)와 상이한, 적색과 같은 색깔이다. 밸브(66)의 노브(124)를 위해서 제공된 데칼(126)은 또한 다른 밸브(60, 62, 및 64)의 데칼(126)과 상이한 색깔일 수 있다. 밸브(60, 62, 64, 및 66)가 임의의 적합한 순서로 매니폴드 블록에 조립 및 부착될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
매니폴드 블록(14)은 또한 그 상부 표면(24) 상에서 표시부, 예를 들어 각각의 밸브(60, 62, 64, 및 66), 각각의 제3 통로(100, 102), 및 각각의 제4 통로(104, 106) 중 어느 것이 연결/제어되는지를 사용자에게 표시하기 위해서 표면(24) 내로 에칭된 표시(130)를 구비할 수 있다. 예를 들어, 밸브(60)는 고 위상을 위한 것일 수 있고, 밸브(66)는 가스 공급/배출구를 위한 것일 수 있고, 밸브(62)는 PB 등록(reg.)을 위한 것일 수 있고, 밸브(64)는 탱크 압력을 위한 것일 수 있고, 제3 통로(102)는 DIP를 위한 것일 수 있고, 제3 통로(100)는 액체 충진을 위한 것일 수 있고, 제4 통로(104)는 액체 준위 저위상을 위한 것일 수 있고, 제4 통로(106)는 SF 조절기를 위한 것일 수 있다. 매니폴드 블록(14)은 또한 그 상부 표면(24) 상에서 표시부, 예를 들어 밸브(60, 62, 64, 및 66)의 위치, 예를 들어 개방/폐쇄를 표시하기 위해서 표면(24) 내에 에칭된 표시(132)를 구비할 수 있다. 데칼(126) 상의 화살표는 표시(132)로 지향되어, 밸브(60, 62, 64, 및 66)의 위치를 나타낸다.
이제 도 13 내지 도 16 및 너클(12)을 구체적으로 참조하면, 너클(12)은 각각의 밀봉부(164)(도 8), 예를 들어 적합한 O-링, 예를 들어 저온 니트릴 또는 실리콘 O-링을 수용하여 반경방향 홈 면 밀봉부를 제공하기 위해서, 복수의 밀봉 홈(150, 152, 154, 156, 158, 160, 및 162)을 상부 표면(20)에서 포함한다. 각각의 밀봉부(164)는 각각의 너클 통로(170, 172, 174, 176, 178, 180, 및 182)를 둘러싸고, 그러한 너클 통로는 상부 표면(20)으로부터 하부 표면(22)까지 너클(12)을 통해서 연장되고 매니폴드 블록(14) 내의 통로(70, 72, 90, 100, 102, 104, 및 106) 중 하나와 정렬되고 그와 유체 연통된다. 밀봉부(164)는 매니폴드 블록(14)의 통로와 너클(12) 사이에서 유밀 밀봉부를 제공한다. 너클(14)은 또한, 너클(12)의 하부 표면(22)과 측면으로 개방된 통로(184)를 포함한다. 도시된 실시예에서, 통로(170)는 통로(72)와 정렬되고, 통로(172)는 통로(102)와 정렬되고, 통로(174)는 통로(100)와 정렬되고, 통로(176)는 통로(90)와 정렬되고, 통로(178)는 통로(70)와 정렬되고, 통로(180)는 통로(106)와 정렬되고, 통로(182)는 통로(104)와 정렬된다.
부착 조립체(10)를 실린더에 부착하기 위해서, 너클(12)은 예를 들어 용접에 의해서 실린더에 부착된다. 이미 설치된 밸브(60, 62, 64, 및 66)를 가지는 매니폴드 블록(14)은 이어서 체결구(34)를 이용하여 너클에 부착되고, 이어서 여러 구성요소, 예를 들어 조절기, 밸브, 배관, 피팅 및 기타가 매니폴드 블록(14) 내의 여러 통로에 부착되고 그로부터 용이하게 제거될 수 있다. 조립체(10)는 질량 부피를 요구하는 프로세스에 가스를 전달할 것이고, 가스 압력 및 유동은, 밸브(60, 62, 64, 및 66) 및 부속물로서 매니폴드 블록(14)에 조립된 조절기의 조합에 의해서 제어된다. 부착 조립체(10)는, 개장(refurbishment) 및 재검증 시간을 단축시키고 조립 노동력 및 비용을 줄이고 제거 가능한 매니폴드 블록(14)에 배관된 하류 구성요소를 갖는 모듈형 설계를 제공함으로써 서비스를 단순화하는 모듈 조립체를 제공한다. 예를 들어, 각각의 회로는 하류 구성요소의 교체를 위해서 격리될 수 있다. 부착 조립체(10)는 또한 실린더와 조립체(10) 사이의 누설 경로의 수를 감소시킨다.
이제 도 17 내지 도 28을 참조하면, 부착 조립체의 예시적인 실시예가 210에 도시되어 있다. 부착 조립체(210)는 전술한 부착 조립체(10)와 실질적으로 동일하고, 결과적으로 동일하지만 200이 부가된 참조 번호를 이용하여 부착 조립체 내의 유사한 구조물에 상응하는 구조물을 표시하였다. 또한, 부착 조립체(10)에 관한 전술한 설명은, 이하에서 주목하는 것을 제외하고, 부착 조립체(210)에 마찬가지로 적용될 수 있다.
부착 조립체(210)는 드와에 부착되도록 구성된 너클(212) 및 너클(212)에 제거 가능하게 부착되도록 구성된 매니폴드 블록(214)을 포함한다. 너클(212)은 상부 표면(220), 및 실린더에 부착되도록 구성된 하부 표면(222)을 포함하고, 매니폴드 블록(214)은 상부 표면(224), 및 너클(212)의 상부 표면(220)에 접경되는 하부 표면(226)을 포함한다. 매니폴드 블록(214)은, 너클(212)의 상부 표면(220)으로부터 하부 표면(222)을 향해서 연장되는 복수의 한쪽이 막힌 홀(232) 중의 각각의 하나와 정렬되는 복수의 관통 홀(230)을 포함한다. 각각의 관통 홀(230) 및 한쪽이 막힌 홀(232)은 각각의 와셔에 의해서 둘러싸인 체결구(234)를 수용한다. 너클(12)은, 각각의 한쪽이 막힌 홀(240)의 하단부에 대해서 가압되는 각각의 핀(242)을 수용하는, 상부 표면(220)으로부터 하부 표면(222)을 향해서 연장되는 하나 이상의 한쪽이 막힌 홀(240)을 포함하고, 매니폴드 블록(214)은, 각각의 핀(242)을 수용하기 위해서 하부 표면(226)으로부터 상부 표면(224)을 향해서 연장되는 상응하는 수의 한쪽이 막힌 홀(244)을 포함한다.
매니폴드 블록(214)을 구체적으로 참조하면, 매니폴드 블록은 상부 표면(224) 내에서 복수의 밸브 시트(250, 252, 및 254)를 포함한다. 각각의 밸브 시트(250, 252, 및 254)는 각각의 밸브(260, 262, 및 264)를 수용하고, 밸브 시트(250, 252, 및 254) 및 하부 표면(226)으로 개방된 제1의 각각의 통로(270, 272, 및 274), 그리고 매니폴드 블록(214)의 측면 및 밸브 시트(250, 252, 및 254)로 개방된 제2의 각각의 통로(280, 282, 및 284)와 연통된다. 제2 통로(280, 282, 및 284) 중 적어도 하나, 그리고 도시된 실시예에서 통로(280)가 플러그(288)에 의해서 폐쇄된다. 밸브는 제1 통로와 각각의 제2 통로 사이의 유동을 차단하는 폐쇄 위치와, 제1 통로와 각각의 제2 통로 사이의 유동을 허용하는 개방 위치 사이에서 이동될 수 있다.
매니폴드 블록(214)은 또한, 매니폴드 블록(214)의 하부 표면(226) 및 측면으로 개방된 적어도 하나의 제3 통로(300), 및 최종 사용자가 선택하는 구성요소를 수용하기 위해서 상부 표면(224)으로부터 하부 표면(226)까지 매니폴드 블록을 통해서 연장되는 복수의 제4 통로(304 및 306)를 포함한다.
이제 밸브(260, 262, 및 264)를 구체적으로 참조하면, 각각의 밸브는, 각각의 제1 통로(270, 272, 및 274)를 둘러싸는 매니폴드 블록(214) 내의 홈 내로 가압되는 시트(310)를 포함한다. 복수의 격막(314 및 316)이 각각의 시트(310)를 둘러싼다. 밸브(260, 262, 및 264)는 또한, 예를 들어 나사산 결합에 의해서, 밸브 본체(320)에 고정된 밸브 스템(318)을 포함하고, 밸브 본체(320)는, 예를 들어 나사산 결합에 의해서, 각각의 밸브 시트(250, 252, 및 254)에 고정될 수 있다. 녹색 O-링과 같은, 착색된 O-링과 같은 식별 링(322)이 각각의 밸브 본체(320)의 상단부에 배치되고, 이어서 노브(324)가 각각의 밸브 스템(318)의 상단부 상으로 가압된다.
식별 링(322)은, 밸브(260, 262, 및 264)가 개방되었다는 시각적 표시를 제공하기 위해서 보일 수 있고, 밸브가 폐쇄될 때 은폐된다. 폐쇄 위치로 지향된 화살표를 가지는 데칼과 같은, 표시부 데칼(326)이 각각의 노브(324)의 상단부에 부착될 수 있다. 도시된 실시예에서, 밸브(264)의 노브(324)는, 특정 통과를 표시하기 위해서, 밸브(260 및 262)의 노브(324)와 상이한, 적색과 같은 색깔이다. 밸브(264)의 노브(324)를 위해서 제공된 데칼(326)은 또한 다른 밸브(260 및 262)의 데칼(326)과 상이한 색깔일 수 있다.
매니폴드 블록(214)은 또한 그 상부 표면(224) 상에서 표시부, 예를 들어 각각의 밸브(260, 262, 및 264), 각각의 제3 통로(300), 및 각각의 제4 통로(304, 306) 중 어느 것이 연결/제어되는지를 사용자에게 표시하기 위해서 표면(224) 내로 에칭된 표시(330)를 구비할 수 있다. 예를 들어, 밸브(260)가 고 위상을 위한 것일 수 있고, 밸브(264)는 가스 공급을 위한 것일 수 있고, 밸브(262)는 이코노마이저를 위한 것일 수 있고, 제3 통로(400)는 액체 충진을 위한 것일 수 있고, 제4 통로(404)는 액체 준위 저위상을 위한 것일 수 있고, 제4 통로(406)는 SF 조절기를 위한 것일 수 있다. 매니폴드 블록(214)은 또한 그 상부 표면(224) 상에서 표시부, 예를 들어 밸브(260, 262, 및 264)의 위치, 예를 들어 개방/폐쇄를 표시하기 위해서 표면(224) 내에 에칭된 표시(332)를 구비할 수 있다. 데칼(326) 상의 화살표는 표시(332)로 지향되어, 밸브(260, 262, 및 264)의 위치를 나타낸다.
너클(212)을 구체적으로 참조하면, 너클(212)은, 반경방향 홈 면 밀봉부를 제공하기 위해서, 적절한 O-링과 같은 각각의 밀봉부(364)를 수용하기 위한 복수의 밀봉 홈(352, 354, 356, 358, 360, 및 362)을 상부 표면(220) 내에 포함한다. 각각의 밀봉부(364)는 각각의 너클 통로(372, 374, 376, 378, 380, 382)를 둘러싸고, 그러한 너클 통로는 상부 표면(220)으로부터 하부 표면(222)까지 너클(212)을 통해서 연장되고 매니폴드 블록(214) 내의 통로(270, 272, 274, 300, 304 및 306) 중 하나와 정렬되고 그와 유체 연통된다. 밀봉부(364)는 매니폴드 블록(214)의 통로와 너클(212) 사이에서 유밀 밀봉부를 제공한다. 너클(212)은 또한, 너클(212)의 하부 표면(222) 및 측면으로 개방된 통로(384 및 386)를 포함하고, 통로(386)는 또한 하부 표면(222)으로 개방된 통로(388)와 연통된다. 도시된 실시예에서, 통로(372)는 통로(272)와 정렬되고, 통로(374)는 통로(300)와 정렬되고, 통로(376)는 통로(274)와 정렬되고, 통로(378)는 통로(270)와 정렬되고, 통로(380)는 통로(306)와 정렬되고, 통로(382)는 통로(304)와 정렬된다.
본원에서 설명된 실시예가 전술한 시스템에 관련되었지만, 이러한 실시예는 예시적인 것이고, 이러한 실시예가 본원에서 설명된 그러한 논의에만 적용될 수 있는 것으로 제한되지 않는다. 도면을 참조하면, 유사한 참조 번호가 몇몇 도면 전반에 걸쳐 동일하거나 상응하는 부분을 나타낸다. 그러나, 상이한 도면들 내의 유사한 요소의 포함이, 주어진 실시예가 반드시 그러한 요소를 포함한다는 것 또는 본 발명의 모든 실시예가 그러한 요소를 포함한다는 것을 의미하지는 않는다. 예 및 도면은 단지 예시적인 것이고, 청구범위의 범위 및 사상에 의해서 결정되는 본 발명을 제한하는 것을 의미하지 않는다.
전술한 구성요소(예를 들어, 너클(12), 매니폴드 블록(14), 밸브(60, 62, 64, 66) 등) 및 기타가 몇 개의 구성요소들 및/또는 요소들 사이의 상호 작용과 관련하여 설명되었다. 그러한 장치 및 요소가 특정된 그러한 요소 또는 하위-요소, 특정된 요소 또는 하위-요소의 일부, 및/또는 부가적인 요소를 포함할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 또한, 하나 이상의 요소 및/또는 하위-요소들이 단일 구성요소 내로 조합되어 집합적 기능을 제공할 수 있다. 요소가 또한, 본원에서 구체적으로 설명되지 않은 하나 이상의 다른 요소와 상호작용할 수 있다.
본원에서 설명된 실시예가 전술한 시스템 및 방법에 관련되었지만, 이러한 실시예는 예시적인 것이고, 이러한 실시예가 본원에서 설명된 그러한 논의에만 적용될 수 있는 것으로 제한되지 않는다.
전술한 예는 단지 본 발명의 여러 양태에 관한 몇몇 가능한 실시예를 예시한 것이며, 본 명세서 및 첨부 도면을 읽고 이해한 당업자는, 동등한 변경 및/또는 수정을 할 수 있을 것이다. 특히 전술한 요소(조립체, 장치, 시스템, 회로, 및 기타)에 의해서 실시되는 여러 기능과 관련하여, 그러한 구성요소를 설명하기 위해서 이용되는 ("수단"에 대한 언급을 포함하는) 용어는, 달리 표시된 바가 없는 한, 비록 개시된 구조물과 구조적으로 균등하지는 않지만 본원의 예시적인 구현예에서 기능을 수행하는, 설명된 구성요소의 특정 기능을 수행하는 (즉, 기능적으로 동등한) 임의의 구성요소, 예를 들어 하드웨어, 소프트웨어, 또는 그 조합에 상응한다. 또한, 본 발명의 특정 특징이 몇몇 구현예 중 단지 하나와 관련하여 개시되었을 수 있지만, 그러한 특징은, 희망에 따라 그리고 임의의 주어진 또는 특별한 적용예에서 유리할 수 있는 경우에, 다른 구현예의 하나 이상의 다른 특징과 조합될 수 있다. 또한, "포함하는", "포함한다", "가지는", "갖는다", "갖춘"이라는 용어 또는 그 변형이 상세한 설명 및/또는 청구범위에서 사용되는 범위에서, 그러한 용어는 "포함하는"이라는 용어와 유사하게 포괄적인 것으로 의도된다.
이렇게 기술된 설명은, 최적 모드를 포함하는 본 발명을 개시하기 위해서, 그리고 또한, 임의의 장치 또는 시스템을 제조 및 이용하는 것 또는 임의의 포함된 방법을 실시하는 것을 포함하여, 본 발명을 임의의 당업자가 실시할 수 있게 하기 위해서, 예를 이용한다. 발명의 특허받을 수 있는 범위가 청구범위에 의해서 규정되고, 당업자에게 안출될 수 있는 다른 예를 포함할 수 있을 것이다. 그러한 다른 예가 청구범위의 문헌적 언어와 상이하지 않은 구조적 요소를 포함하는 경우에, 또는 그러한 다른 예가 청구범위의 문헌적 언어와 사소한 차이를 가지는 균등한 구조적 요소를 포함하는 경우에, 그러한 다른 예가 청구범위의 범위 내에 포함될 것이다.
명세서 및 청구범위에서, 이하의 의미를 가지는 많은 수의 용어를 언급할 것이다. 문맥에서 달리 명백하게 기재되어 있지 않는 한, 단수 형태("a", "an", 및 "the")가 복수의 대상을 포함한다. 명세서 및 청구범위 전체를 통해서 본원에서 사용된 바와 같은 근사화 언어는(Approximating language), 관련되는 기본적인 기능의 변화를 초래하지 않고 변경할 수 있는 정량적 표시를 수정하기 위해서 적용될 수 있다. 따라서, "약"과 같은 용어에 의해서 수정된 값은 구체화된 정확한 값으로 제한되지 않는다. 일부 경우에, 근사적인 언어는 값을 측정하기 위한 기구의 정밀도에 상응할 수 있다. 또한, 달리 구체적으로 기재되지 않는 한, "제1", "제2", 등의 용어의 이용은 어떠한 중요성의 순서도 나타내지 않고, 그 대신 "제1", "제2", 등의 용어는 하나의 요소를 다른 요소와 구분하기 위해서 사용된다.
본원에서 사용된 바와 같이, "~ 할 수 있다" 및 "~ 될 수 있다"라는 용어는 상황의 세트에서의 발생 가능성을 나타내고; 특정된 특성, 특징 또는 기능을 가지는 것을 나타내고; 및/또는 적격 동사와 연관된 능력, 역량, 또는 가능성 중 하나 이상을 표현하는 것에 의해서 다른 동사를 적격화한다. 따라서, "~ 할 수 있다" 및 "~ 될 수 있다"의 이용은, 수정된 용어가, 수정된 용어가 종종 적합하지 않거나, 가능하지 않거나, 적절하지 않은 일부 상황을 고려하면서도, 표시된 역량, 기능, 또는 용도에 명확하게 적합하고, 가능하고, 적절하다는 것을 나타낸다. 예를 들어, 일부 상황에서는 이벤트 또는 용량이 예상될 수 있는 반면, 다른 상황에서는 이벤트 또는 용량이 발생될 수 없다 - 이러한 구분이 "~ 할 수 있다" 및 "~ 될 수 있다"라는 용어에 의해서 파악된다.
현재 출원인이 알고 있는 최적의 모드를 설명하기 위한 그리고 당업자가, 장치 또는 시스템의 제조 및 이용 그리고 포함된 방법의 실시를 포함하여, 본 발명을 실시할 수 있게 하기 위한, 본 발명의 실행을 위한 최적의 모드가 설명되었다. 예는 단지 예시적인 것이고, 청구범위의 범위 및 장점에 의해서 결정되는 본 발명을 제한하는 것을 의미하지 않는다. 바람직한 그리고 대안적인 실시예들을 참조하여 본 발명을 설명하였다. 분명하게, 명세서를 읽고 이해한 사람은 수정 및 변경을 할 수 있을 것이다. 모든 그러한 수정 및 변경은, 첨부된 청구 대상 또는 그 균등물의 범위 이내일 때, 포함될 것이다. 발명의 특허받을 수 있는 범위가 청구범위에 의해서 규정되고, 당업자에게 안출될 수 있는 다른 예를 포함할 수 있을 것이다. 그러한 다른 예가 청구범위의 문헌적 언어와 상이하지 않은 구조적 요소를 포함하는 경우에, 또는 그러한 다른 예가 청구범위의 문헌적 언어와 사소한 차이를 가지는 균등한 구조적 요소를 포함하는 경우에, 그러한 다른 예가 청구범위의 범위 내에 포함될 것이다.

Claims (20)

  1. 실린더용 매니폴드 부착 조립체로서,
    너클로서, 상부 표면, 상기 실린더에 부착되도록 구성된 하부 표면, 상기 상부 표면으로부터 상기 하부 표면까지 상기 너클을 통해서 연장되는 복수의 제1 가스 통로, 및 상기 너클의 측면으로부터 상기 하부 표면까지 상기 너클을 통해서 연장되는 적어도 하나의 제2 가스 통로를 가지는, 너클;
    상기 너클에 부착되도록 구성된 매니폴드 블록으로서, 상부 표면, 상기 너클의 상부 표면과 접경되도록 구성된 하부 표면, 상기 상부 표면 내의 복수의 밸브 시트, 상기 밸브 시트 중 하나와 각각 연통되고 상기 너클 내의 제1 가스 통로 중 하나와 유체 연통되도록 상기 매니폴드 블록의 하부 표면으로 개방되는 복수의 제1 가스 통로, 및 상기 밸브 시트 중 하나와 각각 연통되고 상기 매니폴드 블록의 측면으로 개방되는 복수의 제2 가스 통로를 가지는, 매니폴드 블록; 및
    상기 밸브 시트 중 하나 내에서 상기 매니폴드 블록에 각각 고정되는 복수의 밸브로서, 상기 매니폴드 블록의 제1 가스 통로와 상기 매니폴드 블록의 각각의 제2 가스 통로 사이의 유동을 허용하는 개방 위치와, 상기 매니폴드 블록의 제1 가스 통로와 상기 매니폴드 블록의 각각의 제2 가스 통로 사이의 유동을 차단하는 폐쇄 위치 사이에서 이동될 수 있는, 복수의 밸브를 포함하는, 매니폴드 부착 조립체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 매니폴드 블록은 상기 상부 표면으로부터 상기 하부 표면까지 상기 매니폴드 블록을 통해서 연장되는 적어도 하나의 제3 통로를 더 포함하고, 상기 너클은 상기 상부 표면으로부터 상기 하부 표면까지 상기 너클을 통해서 연장되고 상기 매니폴드 블록의 제3 통로와 유체 연통되도록 구성되는 적어도 하나의 제3 가스 통로를 더 포함하는, 매니폴드 부착 조립체.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 매니폴드 블록은 상기 매니폴드 블록의 측면으로 그리고 상기 매니폴드 블록의 하부 표면으로 개방된 적어도 하나의 제4 통로를 더 포함하고, 상기 너클은 상기 상부 표면으로부터 상기 하부 표면까지 상기 너클을 통해서 연장되고 상기 매니폴드 블록의 제4 통로와 유체 연통되도록 구성되는 적어도 하나의 제4 가스 통로를 더 포함하는, 매니폴드 부착 조립체.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 매니폴드 블록의 복수의 제1 가스 통로 중 2개가 상기 매니폴드 블록 내에서 서로 조합되고, 조합된 통로로서 상기 하부 표면으로 개방되는, 매니폴드 부착 조립체.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 밸브가 초-고 누출 무결성 패클리스 밸브인, 매니폴드 부착 조립체.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 밸브가 상기 각각의 제1 가스 통로를 둘러싸는 상기 각각의 밸브 시트 내의 홈 내로 가압되는 시트, 상기 시트를 둘러싸고 상기 밸브 시트 내에 배치되는 복수의 격막, 상기 각각의 밸브 시트에 고정되는 밸브 본체, 상기 밸브 본체에 고정되는 밸브 스템, 상기 밸브 본체 내의 밀봉 홈 내에 배치되는 식별 링, 및 상기 스템에 고정되는 노브를 포함하는, 매니폴드 부착 조립체.
  7. 제6항에 있어서,
    각각의 식별 링은 상기 각각의 밸브가 폐쇄 위치에 있을 때 은폐되고 상기 각각의 밸브가 개방 위치에 있을 때 보일 수 있으며, 그에 따라 상기 밸브가 개방/폐쇄되어 있다는 시각적 표시를 제공하는, 매니폴드 부착 조립체.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 밸브 중 하나의 노브가 다른 밸브의 노브와 다른 색깔이고, 그에 따라 미리 결정된 포트를 나타내는, 매니폴드 부착 조립체.
  9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 밸브의 각각은 상기 밸브의 다른 구성요소와 다른 색깔의 착색된 O-링을 포함하고, 상기 착색된 O-링은 상기 각각의 밸브가 폐쇄 위치에 있을 때 은폐되고 상기 각각의 밸브가 개방 위치에 있을 때 보여질 수 있으며, 그에 따라 상기 밸브가 개방/폐쇄되어 있다는 시각적 표시를 제공하는, 매니폴드 부착 조립체.
  10. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 매니폴드 블록은 복수의 관통 홀을 더 포함하고, 상기 너클은, 상기 복수의 관통 홀의 각각의 하나와 정렬되는, 상기 너클의 상부 표면으로부터 상기 하부 표면을 향해서 연장되는 복수의 한쪽이 막힌 홀을 더 포함하고, 상기 부착 조립체는 상기 매니폴드 블록을 상기 너클에 고정하기 위해서 상기 관통 홀 및 상기 한쪽이 막힌 홀 내에 수용되는 복수의 체결구를 더 포함하는, 매니폴드 부착 조립체.
  11. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 매니폴드 블록은 상기 하부 표면으로부터 상기 상부 표면을 향해서 연장되는 복수의 한쪽이 막힌 홀을 더 포함하고, 상기 너클은, 상기 매니폴드 블록 내의 상기 복수의 한쪽이 막힌 홀의 각각의 하나와 정렬되는, 상기 상부 표면으로부터 상기 하부 표면을 향해서 연장되는 복수의 한쪽이 막힌 홀을 더 포함하고, 상기 매니폴드 블록과 너클을 정렬시키기 위해서 핀이 상기 정렬된 한쪽이 막힌 홀들의 각각에 수용되는, 매니폴드 부착 조립체.
  12. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 너클은 상기 제1 가스 통로의 각각을 둘러싸는 상기 상부 표면 내의 밀봉 홈을 포함하고, 상기 너클의 제1 가스 통로를 상기 매니폴드 블록의 각각의 통로에 대해서 밀봉하기 위해서, 각각의 밀봉 홈 내에 밀봉부가 수용되는, 매니폴드 부착 조립체.
  13. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 매니폴드 블록은, 상기 복수의 밸브의 개방 위치 및 폐쇄 위치를 나타내는 표시를 상기 상부 표면 상에서 포함하는, 매니폴드 부착 조립체.
  14. 실린더용 매니폴드 부착 조립체로서,
    너클로서, 상부 표면, 상기 실린더에 부착되도록 구성된 하부 표면, 상기 상부 표면으로부터 상기 하부 표면까지 상기 너클을 통해서 연장되는 복수의 제1 가스 통로, 상기 너클의 측면으로부터 상기 하부 표면까지 상기 너클을 통해서 연장되는 적어도 하나의 제2 가스 통로, 상기 상부 표면으로부터 상기 하부 표면까지 상기 너클을 통해서 연장되는 적어도 하나의 제3 가스 통로, 상기 상부 표면으로부터 상기 하부 표면까지 상기 너클을 통해서 연장되는 적어도 하나의 제4 가스 통로, 및 상기 상부 표면으로부터 상기 하부 표면을 향해서 연장되는 복수의 한쪽이 막힌 홀을 가지는, 너클;
    상기 너클에 제거 가능하게 부착되는 매니폴드 블록으로서, 상기 매니폴드 블록은 상부 표면, 상기 너클의 상부 표면에 접경되는 하부 표면, 복수의 한쪽이 막힌 홀 중 각각의 하나와 각각 정렬되는 복수의 관통 홀, 상기 상부 표면 내의 복수의 밸브 시트, 상기 밸브 시트 중 하나와 각각 연통되고 상기 너클 내의 제1 가스 통로 중 하나와 유체 연통하기 위해서 상기 매니폴드 블록의 하부 표면으로 개방되는 복수의 제1 가스 통로, 상기 밸브 시트 중 하나와 각각 연통되고 상기 매니폴드 블록의 측면으로 개방되는 복수의 제2 가스 통로, 상기 너클 내의 적어도 하나의 제3 통로와의 유체 연통을 위해서 상기 매니폴드 블록의 상부 표면으로부터 하부 표면까지 상기 매니폴드 블록을 통해서 연장되는 적어도 하나의 제3 통로, 및 상기 너클 내의 적어도 하나의 제4 통로와의 유체 연통을 위해서 상기 매니폴드 블록의 측면으로 그리고 상기 매니폴드 블록의 하부 표면으로 개방되는 적어도 하나의 제4 통로를 가지는, 매니폴드 블록;
    각각의 관통 홀 및 상응하는 한쪽이 막힌 홀을 통해서 연장되고 상기 매니폴드 블록을 상기 너클에 제거 가능하게 부착하기 위해서 상기 너클에 고정되는 체결구; 및
    상기 밸브 시트 중 하나 내에서 상기 매니폴드 블록에 각각 고정되는 복수의 밸브로서, 상기 제1 가스 통로와 상기 각각의 제2 가스 통로 사이의 유동을 허용하는 개방 위치와, 상기 제1 가스 통로와 상기 각각의 제2 가스 통로 사이의 유동을 차단하는 폐쇄 위치 사이에서 이동될 수 있는, 복수의 밸브를 포함하는, 매니폴드 부착 조립체.
  15. 제14항에 있어서,
    각각의 밸브는 상기 각각의 밸브 시트 내의 홈 내로 가압되는 시트, 상기 시트를 둘러싸고 상기 밸브 시트 내에 배치되는 복수의 격막, 상기 각각의 밸브 시트에 고정되는 밸브 본체, 상기 밸브 본체에 고정되는 밸브 스템, 상기 밸브 본체 내의 밀봉 홈 내에 배치되는 식별 링, 및 상기 밸브 스템에 고정되는 노브를 포함하고, 각각의 식별 링은 상기 각각의 밸브가 폐쇄 위치에 있을 때 은폐되고 상기 각각의 밸브가 개방 위치에 있을 때 보일 수 있으며, 그에 따라 상기 밸브가 개방/폐쇄되어 있다는 시각적 표시를 제공하는, 매니폴드 부착 조립체.
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