KR20020065501A

KR20020065501A - 원통형 개구를 제거가능하게 폐쇄하기 위한 부재

Info

Publication number: KR20020065501A
Application number: KR1020027005623A
Authority: KR
Inventors: 윌슨버디에이.; 빌링턴랜디비.; 빙햄브루스더블유.; 개리슨토니알.; 모건마크에이.
Original assignee: 티.디.더블유델라웨어인코포레이티드
Priority date: 2000-09-01
Filing date: 2001-08-30
Publication date: 2002-08-13
Also published as: ES2199702T1; WO2002018835A3; GB0212292D0; GB2372791A; ATE335158T1; JP2004507696A; DE01964507T1; EP1325259A2; KR100607124B1; AU778925B2; GB2372791B; DE60121979D1; US6286553B1; CN1394265A; JP3609394B2; CN1262783C; WO2002018835A2; CA2420741A1; EP1325259B1; AU8535201A

Abstract

원통형 개구를 폐쇄하기 위한 제거가능한 폐쇄구 부재는 원통형 슬롯을 그 내부에 가지고 있고, 플러그 보디로 형성된 폐쇄구 부재는 정상부 표면과 외부 원통형 표면을 가지고 있고, 제 1 및 제 2 리프 각각은 대체로 반원통형의 외부 에지를 가지고 있고, 각 리프의 제 1 끝부는 후퇴 위치 및 확장 위치 사이에서 각 리프가 피벗되는 것을 허용하는 플러그 보디에 피벗식으로 체결되고 여기에서 각 리프의 외부 에지는 원통형 개구의 원주 슬롯 내부에 수용가능하고 플러그 홀더는 플러그 보디의 정상부 표면에 제거가능하게 부착가능하고 후퇴 및 확장 위치 사이에서 리프를 피벗하기 위한 회전가능부를 가지고 있다.

Description

원통형 개구를 제거가능하게 폐쇄하기 위한 부재{A MEMBER FOR REMOVABLY CLOSING A CYLINDRICAL OPENING}

폐쇄장치에 관한 배경 정보를 위해, 아래의 미국특허를 참고할 수 있다.

특허번호	발명자	발명의 명칭
2,010,200	Reufener et al.	Sealing Device for Pressure Containers
2,281,145	Duey	Pipe Plug
2,287,750	Clayton	Fill Pipe Cap
2,431,778	Sosaya	Test Cap
2,512,041	Steele	Temporary Drainpipe Closure
3,114,528	Forest	Base and Lock Assembly for Pipe
3,155,116	Ver Nooy	Apparatus for Closing Side Openings into Pipelines
3,179,446	Paterson	Extensipn Fitting Having Initial Flexible Lip Seal Gasket
3,483,894	Finocchiaro	Hign Pressure Pipe Test Plug
3,765,456	Karpenko	Chemical Cleaning Line Connector
3,766,947	Osburn	Fluid Tight Closure
4,377,185	Katz	Hydrotest Apparatus
4,387,740	Vanzant	Cam-Flange
4,466,550	Sullivan	Closure for a Cylindrical Opening Having Improved Venting Means
4,576,778	Ferre et al.	Core Barrel Plug
4,609,209	Ralls	Precise Alignment Adapter Flange
4,693,278	Willson et al.	Safety Closure Member
4,902,043	Zillig et al.	Fluid Coupling and Seal Assembly
5,035,266	Benson et al.	Mechanical Plug for Clean-Out Tees
5,038,830	Arnaud	Pipe and Sealing Device
5,437,309	Timmons	Lockable Well Cap
5,450,765	Stover	Apparatus for Providing Signal Communication Between the Interior and Exterior of a Pipeline
5,975,142	Wilson	Removable Closure System

튜브형 부재의 개구를 영구적으로 또는 반영구적으로 폐쇄시키는 것, 즉, 밸브가 필요하지 않거나 바람직하지 않은 곳의 개구를 폐쇄시키는 것이 빈번하게 요구된다. 반영구적인 폐쇄구의 한 예로서는, 고온 탭이 파이프라인에 연결된 피팅부를 통하여 파이프라인에 만들어 지는 경우를 생각할 수 있다. 석유 산업에서 사용되는 것으로서 전형적인 고온 태핑 응용에 있어서, 대개 플랜지형태의 피팅부는 압력하의 유동 가스 또는 액체를 가지고 있는 파이프라인의 외부에 용접되어 있다. 그리고 밸브는 플랜지에 고정되어 있으며 고온 태핑 머신은 밸브에 고정되어 있다. 아주 특수한 장비를 사용함으로써, 가스나 액체가 파이프라인을 통해 계속하여 유동하면서 구멍이 파이프라인의 벽을 관통하여 뚫어질 수 있다. 이러한 수단에 의해, 수선작업이 진행되는 동안 파이프라인을 통하는 유동을 일시적으로 차단시키는 장비를 삽입하기 위한 통로가 파이프라인의 내부으로 제공된다. 수선작업이 완료된 후에, 태핑 장비는 제거되고 파이프라인의 내부으로 연통을 제공하는 개구는 폐쇄될 필요가 있다. 바람직하게는, 상기 폐쇄구가 나중에 파이프라인의 내부으로 피팅부를 통하여 통로가 다시 확보될 수 있게 하는 방식으로 만들어 진다. 본 명세서는 상기한 바와 같은 튜브형 피팅부를 제거가능하게 폐쇄시키기 위한 시스템을제공한다.

1은 플랜지내 제위치에서 로크되는 개량된 플러그 부재를 도시하면서, 부분 절결도로 도시되는, 원통형 통로를 갖추고 있는 플랜지의 등각사시도,

도 2는 플러그가 원통형 개구로부터 제거되거나 또는 삽입되는 상태에 있을 때 발생하는 것과 같은 후퇴 또는 접혀진 제 1 및 제 2 리테이너 리프를 도시하고, 도 1에 도시된 플러그 부재의 등각사시도,

도 3은 도 2에 도시된 바와 같은 플러그 부재이나 플러그 부재가 원통형 개구내에 로크된 위치일때 발생하는 것과 같이 방사상 외부로 확장된 제 1 및 제 2 리테이너 리프를 도시하는 도면,

도 4는 플러그 홀더가 플러그 부재에 부착되고, 플러그 부재가 플랜지에서 원통형 통로로부터 제거되거나 또는 삽입되는 것과 같이 도 2 및 도 3의 플러그 부재와 플랜지 사이의 관계를 도시하는 절결 등각 분해사시도,

도 5는 도 1에서 플러그 홀더가 제거되는 경우 도 1과 도 5의 차이가 부착된 플러그 홀더를 도시하는데 있고, 플랜지 내에서 부착된 플러그 홀더 및 플러그 부재를 도시하는 도면,

도 6은 볼-타입의 압력 릴리프 시스템이 사용되고, 제거가능한 플러그 및 플러그 홀더의 분해도,

도 7은 압력 릴리프 시스템의 상세한 설명을 도시하는 제거가능한 플러그 부재의 단면도,

도 8은 각각의 리프가 반원 주변의 에지를 실질적으로 갖추고 있고, 상기 리프는 플러그 보디 상부면에 접힘 팽창 위치로 피벗가능하게 위치가능하고, 접힘 위치에 있는 리프를 도시하고, 리프가 개구를 갖춘 반원형 플레이트에 있는 개량된 원통형 플러그 보디의 등각사시도,

도 9는 확장 위치에 있는 리프를 도시하나 도 8에서와 같이 플러그 보디의 등각 사시도,

도 10은 도 8 및 도 9에 있어서 도면의 좌측은 외형을 도시하고 도면의 우측은 플러그 보디의 단면을 도시하는 개량된 플러그 보디의 정면도,

도 11은 관형 부재가 플랜지의 형태이고, 오른쪽이 단면으로 도시되는 경우 플러그 보디의 좌측이 외부 등각사시도로 도시되고, 더욱이, 접혀지고 확장된 위치사이의 리프를 이동하도록 사용되는 플러그 홀더 및 액츄에이터를 도시하고, 접힘 위치의 리프를 도시하면서, 관형 부재내의 통로내에 위치된 도 8, 9 및 10의 플러그 보디를 도시하는 등각사시도,

도 12는 도 11과 같으나 확장된 위치의 리프를 도시하는 등각사시도,

도 13은 액츄에이터를 회전가능하게 수용하는 플러그 홀더의 등각사시도,

도 14는 플러그 홀더 및 액츄에이터의 하부면을 도시하는 등각사시도,

도 15는 플러그 홀더 및 액츄에이터의 단면을 부분적으로 도시하는 정면도.

본 발명은 공구의 통로나 액체 또는 기체의 유동용 원통형 개구를 가지고 있는 튜브형 부재를 포함하는 제거가능한 폐쇄시스템을 제공한다. 본 발명의 전형적인 응용에 있어서, 폐쇄구는 플랜지, 즉, 다른 구조 또는 파이핑 장치의 부착을 위해 용이하게 적용가능한 일체형의 방사상으로 뻗어있는 플랜지부를 가지고 있는 튜브형 부재의 형태로 될 수 있다. 튜브형 부재는 내부 단부, 외부 단부 및 내부 단부에 인접한 제 1 내경의 제 1 원통면과 외부 단부에 인접한 보다 큰 내경의 제 2 원통면에 의해 형성된 내부 통로를 갖추고 있고, 상이한 내경은 내부 원주형 레지를 제공한다. 튜브형 부재의 제 2 원통면은 원주형 레지로부터 이격되어 있는 증가된 내경의 원주형 그루브를 가지고 있다.

원통형 플러그는 튜브형 부재 내에 위치되어 있다. 원통형 플러그는 튜브형 부재의 제 1 원통면의 직경보다 더 크고 제 2 원통면의 직경보다 약가 더 작은 외경을 가지고 있다. 그 결과 이 원통형 플러그는 튜브형 부재의 제 2 내부 원통면 내에서 원주형 레지와 맞물린 상태로 끼움신축식으로 위치될 수 있다. 바람직하게는, 이 원통형 플러그가 튜브형 부재의 내부 원주형 레지에 대하여 맞물리는 외부 원주형 레지를 형성하는 2 개의 외경을 갖추도록 만들어 진다.

확장가능한 스냅 링은 원통형 플러그의 상부면에 고정되어 있고 접혀진 상태 및 확장된 상태를 가지고 있다. 접혀진 상태에 있는 경우, 스냅 링은 튜브형 부재의 제 2 내부 원통면의 직경보다 더 작은 외부 원통형 직경을 가지고 있다. 확장된 상태에 있어서, 스냅 링은 튜브형 부재의 원주형 그루브 속으로 끼워맞춤되어서 원통형 플러그가 원주형 레지와 스냅 링 사이에 붙잡혀 있다. 스냅 링은 제 1 및 제 2 리프부로 형성되어 있다. 각각의 리프부는 그 내측 단부에 인접한 플러그 보디에 힌지연결되어 있다. 연결 메카니즘은 각각의 리프부의 외측 단부에 고정되어 있다. 한 방향으로 연결 메카니즘을 작동시킴으로써, 리프부는 서로에 대해 방사상 외측으로 이동되어 튜브형 부재 내에 원통형 플러그를 잠금시키기 위해 튜브형 부재의 원주형 그루브 내에서 뻗어 있다. 반대 방향으로 연결 메카니즘을 작동시킴으로써, 리프부는 서로에 대해 방사상 내측으로 이동되어 튜브형 부재로부터 원통형 플러그를 제거시키도록 튜브형 부재의 원주형 그루브로부터 리프부를 후퇴시킨다.

제거가능한 폐쇄시스템의 바람직한 실시예에 있어서, 플러그 홀더는 리프와 직접 연결되어 있는 회전가능한 액츄에이터를 가지고 있다. 액츄에이터가 제 1 방향으로 회전되는 경우 리프는 플러그 보디를 튜브형 부재의 통로 속으로 삽입되거나 또는 상기 통로로부터 제거되도록 하는 접혀진 위치로 후퇴되고, 반대방향으로 회전되는 경우 리프는 확장된 위치로 뻗어져서 각각의 리프의 외측 둘레 에지가 튜브형 부재 통로내의 원주형 그루브 속으로 뻗고 그 결과 플러그 보디를 상기 통로 속으로 잠금시킨다. 플러그 보디는 O-링 시일을 수용하는 하부 원통면 둘레에 원주형 그루브를 가지고 있어서 튜브형 부재내에 위치하는 경우, 플러그 보디는 유체 유동에 대하여 밀봉한다.

개량된 제거가능한 폐쇄시스템의 바람직하고 예시된 배치에 있어서, 액츄에이터는 캠 작용에 의해 리프를 확장된 위치와 접혀진 위치 사이에서 이동시킨다. 다시 말해, 회전가능한 액츄에이터로부터 뻗어있는 보스부가 리프에 형성된 캠형상의 슬롯속으로 끼워맞춤되어서 액츄에이터가 회전됨에 따라, 리프는 튜브형 부재의 통로벽에 대해 방사상 내측 또는 외측으로 이동된다.

첨부된 도면과 함께 이하의 바람직한 실시예 및 청구항의 기술로부터 본 발명을 보다 잘 이해할 수 있다.

먼저 도 1 및 도 4를 참조하면, 제거가능한 폐쇄 시스템의 기초 구성요소가 도시된다. 전반적으로 부재번호 60으로 지시되는 플랜지의 형태에 있어 관형 부재는 내부 끝부(62) 및 외부 끝부(64)를 갖추고 있다. 통로는 플랜지를 통하여 형성되고, 통로는 제 1 원통면(66) 및 약간 확대된 제 2 원통면(68)에 의하여 구획형성된다. 제 2 원통면(68)이 제 1 원통면(66)보다 더 큰 내경이기 때문에 내부 원주 레지(ledge)(70)는 통로에서 형성된다.

전형적으로 플랜지(60)는 볼트 개구(74)를 갖추고 있는 내부 방사상 뻗어있는 플랜지부(72)를 갖추고 있다. 그러나, 본 발명은 제거되어 폐쇄될 필요가 있는 관형 디바이스의 임의의 타입에 적용가능하다.

증가된 직경 원주 홈(76)이 원통면(68)에 형성된다.

도 1 내지 도 7의 실시예에 있어서, 플러그 보디는 외부 원통면(80, 82), 원주 홈(92) 및 고무 0-링(94)을 포함하는 외부 원주면 및 상부면(90)을 갖추고 있다. 면(80, 82)의 직경 차이는 원주 레지(84)를 형성한다. 플랜지(부재번호 60으로 지시되는 플랜지)로부터 플러그 부재를 설치 또는 제거되는 위하여 플러그 홀더(132)가 사용되고, 플러그 홀더가 볼트(134)에 의하여 제거가능한 플러그 부재의 상부면(90)에 제거가능하게 체결된다.

도 1 내지 도 7의 실시예에 있어서, 제 1 리테이너 리프(leaf)(192) 및 제 2 리테이너 리프(194)가 사용된다. 제 1 리테이너 리프(192)는 제 1 끝부(196) 및 제 2 끝부(198)를 갖추고 있다. 플러그 보디(86)의 상부면(90)에서 개구(204)내로 뻗은 핀(202)을 수용하는 도 6에 도시된 바와 같은 개구(200)가 제 1 끝부(196)에 인접한다. 상향으로 뻗어있는 핀(206)은 제 1 리테이너 리프(192)의 제 2 끝부(198)에 인접한다.

유사한 방식으로서, 제 2 리테이너 리프(194)는 제 1 끝부(208) 및 제 2 끝부(209)를 갖추고 있다. 플러그 보디(86)의 상부면(90)에서 개구(214)내에 뻗은핀(212)을 수용하는 개구(210)(도 6 참조)가 제 1 끝부(208)에 인접한다. 더욱이, 상향으로 뻗어있는 핀(216)이 제 2 끝부(209)에 인접한 제 2 리테이너 리프(194)에 체결된다.

리테이너 리프(192, 194)는 리테이너(126)에 의하여 미끄럼 위치로 가이드되는 힌지 핀(202, 212) 주위에서 서로 떨어지고 향하도록 피벗가능하다. 각각의 리테이너는 볼트(130)에 의하여 플러그 부재 상부면(90)위 제위치에 유지된다. 각각의 볼트(130)는 플러그 부재 상부면위 리프의 유지를 보장하도록 로크 워셔(도시 안됨)를 바람직하게 수용한다. 리테이너(126)의 회전은 핀(131)에 의하여 방지된다.

플러그 홀더(132)는 베어링(143)에 의하여 회전가능하게 지지되는 캠 샤프트(140)(도 6에 가장 잘 도시됨)를 수용한다. 캠 샤프트(140)는 캠 부(142)의 하부 끝부를 갖추고 있다. 캠 부(142)를 수용하는 연장된 슬롯(147)을 갖추고 있는 요크(144)는 플러그 보디(86)의 상부면(90)에 미끄럼가능하게 위치된다. 캠 샤프트(140)가 회전되어, 요크(144)는 홀더 보디(136)의 하부에서 슬롯(146)에 의하여 가이드됨으로써 방사상 내부 및 외부로 반복적으로 치환된다.

링크 플레이트(120)는 요크(144)에 의하여 방사상 위치된다. 특히, 링크 플레이트(120)는 링키지 부재(148)에서 개구(220)에 수용되는 상향으로 뻗어있는 핀(218)을 갖추고 있다. 링키지 부재(148)는 볼트(152)에 의하여 요크(144)의 외부끝부에 체결된다. 따라서 링키지 부재(148)에 의하여, 링크 플레이트(120)는 캠 샤프트(140)가 회전하는 바와 같이 플러그 보디(86)의 상부면에 내부 및 외부로 이동된다.

제 1 및 제 2 연장된 슬롯(222, 224)은 링크 플레이트(120)에서 형성된다. 슬롯(222)은 제 1 리테이너 리프(192)의 제 2 끝부에 인접하여 고정된 핀(206)을 미끄러지게 수용하고 그리고 슬롯(224)은 제 2 리테이너 리프(194)의 제 2 끝부에 인접하여 고정되는 핀(216)을 미끄러지게 수용한다. 링크 플레이트(120)에 핀(206, 216)의 연결으로써, 캠 샤프트(140)의 회전은 리테이너 리프(192, 194)를 방사상 외부로 확장하고 리프를 방사상 내부로 수축한다. 도 2는 방사상 내부로 위치된 링크 플레이트(120)를 도시하여 리프(192, 194)가 플러그 보디 외부 원통면(82)의 내부인 리프의 모든 부분의 경우에서 방사상 내부로 수축된다. 도 2의 도시된 상태에 있어서, 플러그 보디는 플랜지(60)의 내부로부터 삽입되거나 제거될 수 있다. 도 3은 플러그 보디가 도 1에 도시된 바와 같이 원주홈(76)내로 뻗어있는 리프를 플랜지(60)내에 위치되는 경우에 플러그 보디(86)의 원주면(82)외로 뻗어있도록 외부로 뻗어있는 리프(192, 194)에 방사상 외부로 위치된 링크 플레이트(120)를 도시한다.

링크 플레이트(12)를 반경방향으로 가이드하기 위해서, 대향하는 평행한 슬롯(226, 228)이 구비되어 있다. 이 슬롯은 볼트(230, 232)를 수용한다. 슬롯(226, 228)은 도 2 및 도 6에 도시되어 있는 바와 같이 그 내측 끝부에 인접한 확대된 면적의 오목부가 구비되어 있다. 링크 플레이트(120)가 도 3에 도시되어 있는 바와 같은 최대 위치(플러그 보디(86)가 플랜지 내부에서 잠금 위치에 있는 조건)까지 반경방향 외측으로 확장될 때 볼트(230, 232)는 아래쪽으로 나사잠금되어 그 확대 헤드는 슬롯(226, 228)의 확대 오목부 내로 들어가게 되고 그것에 의해 외측 위치에서 링크 플레이트(120)를 잠금하고 이에 상응하여 리테이너 리프(192, 194)를 반경방향 외측으로 확장된 위치에서 잠금한다. 플러그 보디(86)가 플랜지(60)와 반경방향 외측으로 확장된 리프(192, 194) 내로 삽입된 후, 플러그 홀더(132)는 볼트(134)를 제거함으로써 플러그 보디의 정상부 표면(90)으로부터 제거될 수 있다.

플랜지 내부의 제 위치에 잠금되어 있는 플러그 부재가 제거되기 전에, 플랜지가 부착되어 있는 시스템 내부에서부터 플러그 부재에 대하여 가해지는 임의의 압력이 완화되는 것이 중요하고, 그렇지 않으면 리테이너 리프(192, 194)가 후퇴하고 플러그가 폭발해 나와서 작업자를 다치게 할 수 있다. 도 7은 압력 릴리프 시스템의 실시예를 도시하고 있다. 도 7의 실시예에서, 플러그 보디(86)는 정상부 표면(90)과 연통하고 원통형 안내 부재(234)를 수용하는 보다 큰 직경의 개구(162)를 가지고 있다. 플러그 보디는 플러그 부재의 바닥부 표면(238)을 향해서 아래쪽으로 뻗어 있는 감소된 직경의 개구(236)를 가지고 있다. 감소된 직경의 개구(236)는 원통형의 하부 개구(242)와 연통하는 절두원추형의 개구(240)로 나팔꽃 모양으로 벌어진다. 밸브 요소는 볼트(246)에 의해 안내부(234)의 바닥부 표면에 동축으로 부착되어 있는 스템부(244)를 가지고 있다. 스템부(244)는 절두원추형 밸브 실링 표면(250)을 가지고 있는 밸브 헤드부(248)와 일체식으로 연결되어 있다. 절두원추형 개구(240)에는 O 링(254)을 수용하는 원주 그루브(252)가 수용되어 있다. 핀(158) 상의 하방력은 밸브 스템부(244)를 가압하고 그것에 의해 밸브 헤드(248)를 하부 조건 또는 밸브 개방 조건으로 가압한다. 스프링(255)은 밸브 스템부(244)를 가압하고 그것에 의해 밸브 헤드(248)를 상부 조건 또는 밸브 폐쇄 조건으로 가압한다. 요크(144)는 반경방향 외측으로 확장된 리프(192, 194)가 플랜지에서의 위치에 플러그 보디를 잠금하는 상태로 요크(144)가 바깥쪽 위치에 있을 때 원통형 안내부(234)를 수용하는 원통형 오목부를 그 하부 표면에 가지고 있다. 스템부(244)가 아래쪽으로 가압되고, 그것에 의해 밸브 헤드부(248)를 아래쪽으로 가압할 때, 플러그 보디 아래의 플랜지 내부에서의 압력은 완화된다. 압력이 완화된 후, 캠 샤프트(140)는 회전하여 리프(192, 194)를 후퇴시켜 플러그의 제거를 허용할 수 있다.

홀더 보디(136)에서의 개구(184, 188)를 통해서 뻗어 있는 시어 핀(180, 180A)(도 6의 상부 참조)은 스프링 핀(182, 182A)에 의하여 아래쪽으로 뻗게 될 때 요크(144)에서의 개구(186, 190)로 들어갈 수 있다. 시어 핀(180)은 개구(186)에 수용되어 바깥쪽 위치에서 요크(144)를 잠금한다, 즉 리프(192, 194)가 반경방향 외측으로 뻗는 한편 시어 핀(180A)은 개구(190)에 수용될 때 요크를 리브가 반경방향 안쪽으로 뻗는 접힘 위치에서 잠금하는 기능을 한다. 시어 핀은 캠 샤프트(140)의 강제 회전에 의해 전단될 수 있다. 시어 핀은 캠 샤프트(그리고 그것에 의해 요크(144))의 동작이 리브를 후퇴 위치로 이동시키도록 발생했는지 또는 리브를 확장 위치로 이동시키도록 발생했는지를 조작자에게 정보를 제공하는 역할을 한다.

도 8 내지 도 15는 원통형 개구를 제거가능하게 폐쇄하기 위한 부재의 향상된 그리고 대안의 실시예를 개시하고 있다. 도 8 및 도 9는 향상된 폐쇄구 부재의 등각도이다.

이 폐쇄구 부재는 정상부 표면(90)과 제 1 외부 원통형 표면(80)과 약간 더 큰 외부 표면(82)에 의해 한정되는 원통형 벽을 가진 원통형 보디부를 가지고 있다. 원통형 표면(80, 82) 사이에서의 직경차로 인해 원주 레지부(84)가 형성된다. 원통형 표면(80)에서의 외부 원주 그루브(92)는 큰 O 링 형태인 큰 고무 O 링을 수용한다.

플러그 보디(86) 상의 공통 평면에는 제 1 리프(258)와 제 2 리프(260)가 위치하고 있다. 리프(258, 260)는 평평한 플레이트로 형성되고 동일 형상이다. 각각의 리프(258, 260)는 대체로 반원의 외주 에지(262)를 가지고 있고 각각은 대체로 직선의 내부 에지(264)를 가지고 있다.

리프(258, 260)는 플러그 부재의 정상부 표면(90) 상에 피벗되고, 각 리프는 피벗 핀(266)에 대하여 피벗된다. 피벗 핀(266)은 리프의 개구를 통해서 뻗어 있는 볼트이다. 이 리프는 접힘 위치 및 확장 위치를 가지도록 배열된다. 도 8은 원주 에지(262)가 플러그 보디의 외부 원주 표면(82)의 한정부 내부에서 뒤로 당겨지는 접힘 위치에 있는 리프를 도시한다. 도 8 및 도 11에서와 같은 접힘 조건에서, 폐쇄구 부재는 도 1, 도 4 및 도 5에 도시되어 있는 바와 같은 플랜지(60)에 의해 형성된 것과 같이 원통형 개구 내에 삽입 또는 원통형 개구로부터 제거될 수 있다. (도 9에 도시된 바와 같은) 리프의 확장 위치에서, 외주 에지(262)는 폐쇄구 부재가 도 1, 도 4 및 도 5의 플랜지(60) 내부에 위치할 때 플러그 보디의 원통형 표면(82)의 직경 너머 뻗어 있고, 원주 그룹브(76) 내로 뻗어 있고 그것에 의해 폐쇄구 부재를 플랜지 내부의 위치에 잠금한다. 도 11은 접힘 위치에 있는 리프(258, 260)를 도시하는 단면도이고, 도 12는 외주 에지(262)가 원주 그루브(76) 내부에서 뻗는 확장 위치에 있는 리프를 도시하고 있다.

각각의 리프에는 가이드 볼트(270)를 수용하는 아치형의 가이드 슬롯(268)이 형성되어 있고, 이 볼트는 플러그 보디(86)의 나사식 개구 내로 뻗어 있다. 볼트(270)의 헤드부는 리프(258, 260)를 플러그 보디의 정상부 표면(90)과 미끄럼가능한 접촉상태로 유지한다. 슬롯(268)은 피벗 핀(266)에 대하여 아치식으로 각각 형성되어 있다.

도 8 내지 도 15에서의 본 발명의 실시예에서 접힘 위치 및 확장 위치 사이에서 리프(258, 260)를 이동시키는 시스템 및 방법은 앞서 개시된 도 1 내지 도 7에서의 본 발명의 실시예와는 완전히 다르다. 도 8 및 도 9에서 명확하게 도시되어 있는 바와 같이 각각의 리프(258, 260)는 그 내부에 캠 표면 슬롯(272)이 형성되어 있다. 각 리프에서의 캠 표면 슬롯은 각 리프의 피벗축에 대하여, 즉 피벗 핀(266)에 대하여 편심되어 있다. 이하 개시되는 방식에 있어서, 액츄에이터는 슬롯(272)과 맞물려서 서로를 향해서 그리고 서로로부터 리프를 이동시키는, 즉 접힘위치 및 확장 위치 사이에서 리프를 이동시키는 보스부를 가지고 있다.

도 8 및 도 9에서 또한 도시되어 있는 바와 같이, 각 리프(258, 260)는 제 1 플러그 홀더 볼트 슬롯(274)을 가지고 있고, 각각은 피벗 핀(266)에 대하여 아치형이다. 더욱이, 각 리프는 제 2 플러그 홀더 볼트 슬롯(276)을 가지고 있다. 각슬롯(276)은 리프의 직선 내부 에지(264)와 연통한다. 리프 쌍에 형성된 4개의 개구, 즉 전체 4개의 슬롯을 만드는 슬롯(274, 276) 및 각 리프는 서로에 대하여 리프를 이동시키는 것에는 관련이 없고, 그러나 볼트를 수용하는 개구를 제공하여 도시하는 바와 같이 플러그 홀더는 플러그 보디 상에 장착될 수 있다. 플러그 홀더는 전체적으로 참조번호 278로 나타내어 도 11 내지 도 15에 도시되어 있다. 플러그 홀더(278)는 4개의 볼트(282)를 가진 플랜지부(280)를 가지고 있다. 볼트(282)는 플러그 보디의 정상부 표면(90)의 나사식 오목부에 나사잠금된다. 그래서, 4개의 나사식 오목부가 있게 되고, 그 부분은 도 10, 도 11 및 도 12에 도시되어 있다.

도 15에 도시된 바와 같이, 플러그 홀더 플랜지부(280)는 각각의 볼트(282)를 위한 개구(286)를 가지고 있으며 플랜지는 일체형 스탠드-오프(stand-off)(288)를 더 가지고 있다. 일체형인 튜브형 스탠드-오프는 플러그 보디 최상부 표면(90)에 놓이는 하단부(290)를 가지고 있어서 플러그 홀더의 메인 플랜지부(280)가 리프(258,260) 위에 유지된다.

도 11 과 12 는 플러그 보디가 플랜지(60)내로 삽입되거나 플랜지로부터 제거될 때 나타나는 상태에서 플러그 보디(86)에 부착된 플러그 홀더(278)를 도시하고 있다. 플러그 보디가 플랜지(60)내로 삽입되거나 또는 다른 원통형 통로가 폐쇄되고 리프(258,260)가 확장위치(도 12 참조)로 이동된 후에 플러그 홀더(278)는 4개의 볼트(282)를 풀어냄에 의해 제거될 수 있고, 이것은 플랜지 위에 커버가 놓여지도록 허용한다.

플러그 홀더(278)는 플랜지부(280)의 개구(294)에 수용되는 회전가능한 작동부(292)를 포함한다(도 15 참조). 베어링(296)은 작동부(292)의 용이한 회전을 위해 제공된다. 작동부(292)의 하단부에 부착된 것은 작동부(292)가 플랜지부(280)에 회전가능하게 구속되도록 나사(299)로 제위치에 유지된 플레이트(298)이다. 플레이트(298)로부터 아래쪽으로 뻗은 것은 두개의 대향하는 보스부(300)이다. 보스부(300)는 각각의 리프(258,260)의 캠표면 슬롯(272)내에 뻗어 있다. 캠표면 슬롯(272)는 플러그 홀더(278)의 작동부(292)의 회전축에 대하여 편심되어 있으므로 작동부가 회전될 때 보스부(300)와 캠표면 슬롯(272)의 상호작용은 접힘위치와 확장위치 사이에서 리프(258,260)를 이동한다.

전술한 바와 같이, 폐쇄구 부재를 원통형 개구의 내부안의 밀봉된 위치로부터 해제시키기 위한 노력이 이루어지기 전에 폐쇄구 부재(86) 아래의 어떤 압력이 경감되는 것은 안전성 면에서 중요하며, 이러한 이유로 리프(258,260)가 확장위치(도 9 참조)로부터 접힘위치(도 8 참조)로 후퇴되기 전에 바이패스 통로를 개방하는 대비가 이루어졌다. 리프가 확장위치에 있을 때, 스프링 바이어스 밸브 헤드(248)는 폐쇄 위치(도 10 참조)내로 이동하여 플러그 보디(86)를 통하여 통로(236)를 폐쇄한다. 밸브 헤드(248)와 대응하는 스템(244)의 상향 운동은 원통형 가이드(234)를 도 9 및 도 10에 도시된 상향 위치로 이동한다. 이러한 상향 위치에서, 원통형 가이드(234)는 각각의 플레이트의 내측 에지(264) 사이에 위치되고 이에 의해 플레이트가 확장위치(도 9 참조)로부터 접힘위치(도 8 참조)로 이동하는 것을 방지한다. 원통형 가이드(234)를 수용하기 위하여, 각각의 리프의 직선의 내측에지(264)는 그안에 얇은 깊이의 반구형 오목부(302)를 가지고 있다.

플러그 홀더 작동부(292)는 중앙 개구(304)를 가지고 있다(도 13 및 15 참조). 원통형 개구내에 고정되는 플러그 보디(86)의 상부 표면에 플러그 홀더(278)가 부착된 상태에서, 플러그 보디를 가로질러 어떤 압력차를 경감하는 작용이 취해질 때까지 리프는 접힘위치로 이동하지 않는다. 원통형 가이드(234)를 맞물리기 위하여 로드(306)는 플러그 홀더(278)의 중앙 개구(234)를 통하여 아래쪽으로 뻗는다. 로드(306)상의 아래쪽으로 향한 힘은 중앙 가이드(234)를 아래로 밀고 이에 의해 그 위에 밸브 헤드(248)를 가진 스템(244)을 아래로 밀어서 플러그 보디의 개구(236)를 통하여 유체가 유동하도록 통로를 개방한다. 오퍼레이터는 이 개구를 통한 유동이 중지될 때 이에 의해 플러그 보디(86) 아래의 압력이 경감되었음을 지시하는 것을 알게 된다. 로드(306)상에 아래로 유지하고, 원통형 가이드(234)를 누르는 동안에, 리프(258,260)가 서로를 향하여 이동하도록 오퍼레이터는 플러그 홀더 작동부(292)를 회전시킬 수 있다. 다음에 오퍼레이터는 플랜지내에서 폐쇄구 부재를 제거할 수 있으며 이에 의해 소정의 목적을 위해서 플랜지를 통해 개구를 완전히 노출시킨다.

도 8 내지 15의 실시예는 도 1 내지 7에 예시된 앞선 실시예를 능가하는 장점을 가지고 있다. 중요한 장점의 하나는 평탄한 플레이트로 만들어지고 플러그 보디의 상부 표면(90)상에서 미끄러지는 커다란 표면들을 가지고 있는 리프(258,260)의 사용이다. 이것은 다른 형상의 리프에 대하여 일어날 수 있는 휨 또는 비틀림의 문제를 실질적으로 완화시킨다.

더욱이, 도 8 내지 15의 시스템은 접힘위치와 확장위치 사이에서 리프를 이동시키기 위해 직접 기계적인 커플링을 채용하고 있으므로 어떤 종류의 링크 장치를 요구하지 않는다. 부가적으로, 확장위치에서 리프의 포지티브 로킹은 고장날 수 있는 어떠한 링크 장치에도 의존하지 않는다. 이 시스템은 리프의 둘레 에지 사이에 직접적으로 개재되는 견고한 원통형 가이드(234)를 채용하고 있으므로 플러그 보디를 가로질러 어떤 압력을 경감시키기 위하여 플러그 보디를 통한 통로가 개방되지 않은 상태에서 리프가 접힘위치로 후퇴될 수 없다.

청구항과 상세한 설명은 개시된 발명을 설명하고 있으며 청구항에 채용된 용어는 상세한 설명에서 이러한 용어의 사용으로부터 의미를 알 수 있다. 종래기술에서 채용된 동일한 용어는 여기에 특별히 채용된 것보다 의미가 더 넓다. 종래기술에서 사용된 이러한 용어의 보다 넓은 정의와 여기에서 이런 용어의 보다 특별한 용도 사이에 의문이 있을 때는, 보다 특별한 용도를 의미한다.

본 발명은 어느 정도 상세하게 설명되었지만, 본 발명의 사상과 범주에서 벗어나지 않고 구성요소의 구조와 배열의 세부사항에 많은 변화가 있을 수 있다는 것은 자명하다. 본 발명은 예시의 목적을 위해 여기에 설명된 실시예로 제한되지 않으며, 오직 권리가 부여되는 각각의 요소와 동등한 완전한 범위를 포함하는 청구항들의 범주에 의해서만 제한된다는 것이 이해될 것이다.

Claims

상단부 및 하단부를 가지고, 상단부 및 하단부를 관통하여 제1 내경의 상기 하단부에 인접한 제1 내부 원통면과 확대된 내경의 상기 상단부에 인접한 통축의 제2 내부 원통면에 의해 형성된 통로를 가지고, 원주형 레지와 상기 제1 원통면 내에 증대된 내경의 원주형 슬롯을 제공하는 튜브형 부재;

적어도 일부분이 상기 제1 원통면의 내경보다 크고 상기 제2 원통면보다는 약간 작은 외경을 가지고 있는 원통형 플러그 보디로서, 상기 튜브형 통로 내부에 끼움신축식으로 위치가능하고 상기 튜브형 부재 원주형 레지와 끼워맞춤되어 있는 원통형 플러그 보디;

각각이 상기 플러그 보디에 피벗연결되고 각각이 접힘위치와 확장위치를 가지는 제1 리프 및 제2 리프로서, 리프는 상기 접힘위치에서는 상기 플러그 보디가 상기 튜브형 통로내로 삽입되거나 그것으로부터 제거되는 것을 가능하게 해주고, 상기 확장위치에서는 리프의 일부가 상기 원주형 슬롯내로 들어가 상기 플러그 보디를 상기 리프와 상기 원주형 레지 사이에 붙잡게 되어 있는, 상기 제1 리프 및 제2 리프;

상기 플러그 보디에 제거가능하게 부착된 플러그 홀더로서, 그것에 의해 상기 플러그 보디가 상기 튜브형 부재 통로 내로 삽입되거나 밖으로 제거되도록 되어 있는, 상기 플러그 홀더; 및

상기 플러그 홀더에 의해 지지되고 상기 리프와 상호연결된 회전가능한 액츄에이터로서, 상기 액츄에이터가, 제1 방향으로 회전될 때, 상기 리프를 상기 접힘위치로 후퇴시키는 기능을 하고, 반대방향으로 회전될 때, 상기 리프를 상기 확장위치내로 그리고 상기 원주형 슬롯내로 연장시키는 기능을 하도록 되어 있는, 상기 회전가능한 액츄에이터;를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 제거가능한 폐쇄구 시스템.
제 1 항에 있어서, 각각의 상기 리프는 제1 단부 및 제2 단부를 가지고 있고, 각각의 리프는 그것의 상기 제1 단부에 인접한 상기 플러그 보디에 힌지연결되어 있는 것을 특징으로 하는 제거가능한 폐쇄구 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 튜브형 부재는 일체형 외부 플랜지부를 가지고 있는 플랜지 부재인 것을 특징으로 하는 제거가능한 폐쇄구 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 리프를 상기 확장위치에서 법선방향으로 유지시키도록 배열된 세이프티 로크를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 제거가능한 폐쇄구 시스템.
제 1 항에 있어서, 각각의 상기 리프는 그것을 관통하는 적어도 하나의 개구를 가지고 있고, 상기 플러그 홀더는 상기 플러그 홀더로부터 상기 리프 내의 상기 개구를 통해 뻗어있는 볼트에 의해 상기 플러그 보디에 고정되는 것을 특징으로 하는 제거가능한 폐쇄구 시스템.
제 5 항에 있어서, 상기 원통형 플러그는 상기 리프가 지지되는 상부 표면을 가지고 있고, 상기 플러그 홀더는 상기 원통형 플러그 상부 표면에 제거가능하게 부착될 수 있고, 상기 리프 각각은 내부에 캠표면 슬롯을 가지고 있고, 상기 회전가능한 액츄에이터는 상기 캠표면 슬롯과 맞물림하여 상기 리프를 상기 접힘위치와 확장위치 사이에서 이동시키는 보스부를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 제거가능한 폐쇄구 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 리프 각각은 그것을 관통하는 가이드 슬롯을 가지고 있고 상기 플러그 보디로부터 각각의 리프의 상기 가이드 슬롯을 통해 뻗어있는 가이드 볼트를 포함하고 있고, 상기 가이드 볼트 각각은 상기 리프를 피벗식으로 배치가능하게 하고 상기 플러그 보디에 대해 병렬설치되어 유지시키도록 기능하는 헤드부를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 제거가능한 폐쇄구 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 원통형 플러그는 그것을 관통하는 바이패스 개구를 가지고 있고, 그리고

폐쇄위치로 가압되어 평상시 그것을 통한 유체의 통과를 방지하는 상기 바이패스 개구 내의 밸브로서, 상기 플러그 홀더를 통해 뻗어있는 로드에 의해 가해지는 기계적인 하향력에 의해 개방위치로 배치되게 되어 있는, 상기 밸브를 포함하고있는 것을 특징으로 하는 제거가능한 폐쇄구 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 원통형 플러그 외부 원통면은 그 내부의 원통형 그루브; 및

상기 원통형 플러그 원주형 그루브 내에 수용되고 상기 튜브형 부재 제1 내부 원통면과 맞물림되어 있는 일래스토머릭 토로이드 부재를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 제거가능한 폐쇄구 시스템.
내부에 원주형 슬롯을 가진 원통형 개구 내에 위치가능한 제거가능한 폐쇄구 부재에 있어서, 상기 폐쇄구 부재는:

정상면과 외부 원통면을 가지고 있고 원통형 개구 내에 제거가능하고 밀봉가능하게 수용될 수 있게 되어 있는 플러그 보디;

각각이 외측 반원통형 에지를 가지고 있는 제1 리프 및 제2 리프로서, 상기 리프 각각의 제1 단부가 상기 플러그 보디 정상면에 피벗식으로 고정되어 있어, 각각의 상기 리프로 하여금 각각의 리프의 상기 외측 에지가 상기 플러그 보디 원통면 내에 있는 후퇴위치와 상기 리프의 상기 외측 에지가 상기 플러그 보디 원통면의 범위를 넘어 원통형 개구의 원주형 슬롯 내에 수용가능하게 되는 확장위치 사이에서 피벗연결되어지는 것을 가능하게 해주도록 되어 있는, 상기 제1 리프 및 제2 리프; 및

상기 플러그 보디 정상면에 제거가능하게 부착될 수 있고 상기 리프를 상기후퇴위치와 확장위치 사이에 피벗연결하기 위한 회전가능한 부분을 가지고 있는 플러그 홀더;를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 제거가능한 폐쇄구 부재.
제 10 항에 있어서, 각각의 상기 리프는 제1 단부 및 제2 단부를 가지고 있고, 각각의 리프는 그것의 상기 제1 단부에 인접한 상기 플러그 보디에 힌지연결되어 있고, 상기 리프는 그 각각이 상기 플러그 보디 정상면 상에 위치될 때 상기 제1 리프의 상기 제1 단부가 상기 제2 리프의 상기 제1 단부에 직경방향 반대쪽에 있게 되도록 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 제거가능한 폐쇄구 부재.
제 10 항에 있어서, 상기 리프를 상기 확장위치에서 법선방향으로 유지시키도록 배열된 세이프티 로크를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 제거가능한 폐쇄구 부재.
제 10 항에 있어서, 각각의 상기 리프는 그것을 관통하는 적어도 하나의 슬롯을 가지고 있고, 상기 플러그 홀더는 상기 플러그 홀더로부터 상기 리프 내의 상기 슬롯을 통해 뻗어있는 볼트에 의해 상기 플러그 보디에 고정되는 것을 특징으로 하는 제거가능한 폐쇄구 부재.
제 10 항에 있어서, 상기 원통형 플러그는 상기 리프가 지지되는 상부 표면을 가지고 있고, 상기 플러그 홀더는 상기 원통형 플러그 상부 표면에 제거가능하게 부착될 수 있고, 상기 리프 각각은 캠표면을 가지고 있고, 상기 액츄에이터는 상기 캠표면과 맞물림하여 상기 리프를 상기 접힘위치와 확장위치 사이에서 이동시키는 부분을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 제거가능한 폐쇄구 부재.
제 10 항에 있어서, 상기 리프 각각은 그것을 관통하는 가이드 슬롯을 가지고 있고 상기 플러그 보디로부터 각각의 리프의 상기 가이드 슬롯을 통해 뻗어있는 가이드 볼트를 포함하고 있고, 상기 가이드 볼트 각각은 상기 리프를 피벗식으로 배치가능하게 하고 상기 플러그 보디에 대해 병렬설치되어 유지시키도록 기능하는 헤드부를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 제거가능한 폐쇄구 부재.
제 10 항에 있어서, 상기 원통형 플러그는 그것을 관통하는 바이패스 개구를 가지고 있고, 그리고

폐쇄위치로 가압되어 평상시 그것을 통한 유체의 통과를 방지하는 상기 바이패스 개구 내의 밸브로서, 상기 플러그 홀더를 통해 뻗어있는 로드에 의해 가해지는 기계적인 하향력에 의해 개방위치로 배치되게 되어 있는, 상기 밸브를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 제거가능한 폐쇄구 부재.
제 10 항에 있어서, 상기 원통형 플러그 외부 원통면은 그 내부의 원통형 그루브; 및

상기 원통형 플러그 원주형 그루브 내에 수용된 일래스토머릭 토로이드 부재를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 제거가능한 폐쇄구 부재.