KR20050057406A

KR20050057406A - 튜브 파지링 및 밀봉재를 구비한 튜브 피팅

Info

Publication number: KR20050057406A
Application number: KR1020057004597A
Authority: KR
Inventors: 피터 씨 윌리암스
Original assignee: 스와겔로크 컴패니
Priority date: 2002-09-18
Filing date: 2003-09-18
Publication date: 2005-06-16
Also published as: AU2003277176A1; MXPA05002979A; CA2498033A1; EP1540228A1; WO2004027306A1; US20060012169A1; NO20051849L; JP2005539185A; CN1682060A; BR0314309A; US7350828B2

Abstract

본 발명은 2개의 기본 부재, 즉 피팅 바디(54)와 피팅 너트(52)를 사용하는 튜브 피팅(50)에 관한 것이다. 너트(52)와 바디(54)는 이들 부재 사이의 상대 회전에 의해 서로 나사 결합되도록 되어 있다. 너트(52)는 피팅의 풀업시에 너트로부터 분리될 수 있는 일체의 튜브 파지링(80)을 구비한다. 튜브 파지 링과 너트(52)는 밀봉재(400)가 내부에 배치되는 트레판을 형성한다.

Description

튜브 파지링 및 밀봉재를 구비한 튜브 피팅{TUBE FITTING WITH TUBE GRIPPING RING AND SEALANT}

본 발명은 튜브 또는 파이프의 단부를 다른 부재에 접합하거나 연결하는 데 사용되는 튜브 피팅에 관한 것으로, 그 다른 부재는 예컨대 T-피팅 및 엘보우 피팅 등을 매개로 하여 결합되는 다른 튜브 또는 파이프 단부일 수도 있고, 예컨대 밸브와 같이 튜브 또는 파이프의 단부와 유체 연통될 필요가 있는 장치일 수도 있다. 본 명세서에 사용되고 있는 "튜브(tube)" 및 "튜빙(tubing)"은 파이프를 포함하는 것으로 의도되지만, 이로 한정되는 것은 아니다.

최근에는, 비플레어(non-flared) 타입 튜브 피팅과 관련한 새로운 튜브 피팅 개념이 개시되고 있다. 새로운 개념은, 선택적으로 너트 또는 바디와 같은 튜브 결합 부재 중 하나에 일체로 되거나 이들 부재로부터 분리될 수 있는 튜브 파지 장치를 사용하는 것에 관한 것이다. 이러한 개념은, 발명의 명칭이 "TUBE FITTING WITH SEPARABLE TUBE GRIPPING RING"이며 2002년 2월 6일자로 출원되어 국제 특허 출원 번호 US 02/03431를 부여받았고 2003년 8월 15일자로 공개된 WO 02/63195와, 발명의 명칭이 "TUBE FITTING FOR STAINLESS STEEL TUBING"이며 2002년 2월 6일자로 출원되어 국제 특허 출원 번호 US 02/03430을 부여받았고 2003년 8월 15일자로 공개된 WO 02/63194에 교시되어 있으며, 이들 특허의 전체 개시 내용은 본원 명세서에 전체적으로 참고로 인용된다.

본 발명은 이러한 개념의 개선에 관한 것이다.

도 1a는 너트 트레판과 일체의 튜브 파지 장치의 영역을 상세하게 보여주도록 본 발명에 사용하기에 적합한 예시적인 암형 나사 형성 피팅 너트의 일부를 절반 횡단면도로서 도시하고 있고,

도 1b는 본 발명에 사용하기에 적합한 예시적인 수형 나사 형성 피팅 바디를 절반 횡단면도로서 도시하고 있고,

도 2a는 손가락 체결 상태의 조립된 튜브 피팅을 형성하도록 도 1b의 나사 형성 피팅 바디와 맞물린 도 1의 나사 형성 피팅 너트를 절반 횡단면도로서 도시하고 있고,

도 2b는 피팅이 "풀업" 상태로 도시되어 있는 도 2a의 튜브 피팅을 절반 횡단면도로서 도시하고 있고,

도 3은 본 발명에 사용하기에 적합한 튜브 피팅의 다른 실시예를 절반 횡단면도로서 도시하고 있고,

도 4a는 손가락 체결 상태로 도 1b의 나사 형성 피팅 바디와 맞물린 도 1a의 나사 형성 피팅 너트를 절반 횡단면도로서 도시하며, 나사 형성 피팅 너트의 트레판 영역 내에 있는 밀봉재를 보여주고 있으며,

도 4b는 피팅 바디가 피팅 너트에 대하여 "풀업"되었을 때 나사 형성 피팅 바디의 트레판 영역에 퇴적된 밀봉재의 거동을 보여주도록 도 1b의 나사 형성 피팅 바디와 맞물린 도 1a의 나사 형성 피팅 너트를 절반 횡단면도로서 도시하고 있고,

도 5a 내지 도 5c는 분리 가능한 튜브 파지 요소를 이용하는 본 발명의 다른 실시예를 예시하고 있다.

본 발명의 바람직한 실시예는 2개의 조립 부재, 즉 피팅 바디와 피팅 너트를 구비하는 튜브 피팅을 제공한다. 너트 및 바디는 이들 사이의 상대 회전에 의해 함께 나사 결합되도록 되어 있다〔본 명세서에서는 피팅의 "풀업(pull-up)으로 지칭함〕. 너트는 피팅을 풀업할 때에 바디의 캐밍 표면과 협력하는 일체의 튜브 파지 요소를 구비한다. 예시적인 실시예에 따르면, 튜브 파지 요소는 파지링의 형태로 구현된다. 파지링은 너트와 함께 기계 가공될 수도 있고, 예컨대 브레이징, 용접 또는 납땜과 같은 종래의 공정에 의해 그 너트에 별도로 부착될 수도 있다. 파지링은 피팅의 풀업중에 너트로부터 분리되도록 설계될 수도 있다.

파지링은 많은 양태에서 페룰(ferrule)과 유사하게 기능하며, 튜브 외벽에 대하여 반경 방향으로 압축되고 소성적으로 변형되어 시일 및 밀접한 튜브 파지부를 형성한다. 파지링은 또한 바디의 캐밍 표면에 대한 1차 시일을 형성한다. 일 실시예의 링은 힌지 작용부를 구비하고 풀업 중에 소성 변형하도록 설계되어, 우수한 튜브 파지를 위하여 노즈 부분을 튜브 내에, 즉 축방향으로 인접한 스웨이지(swage) 또는 콜릿 영역(collet zone)에 매립한다. 다른 실시예에 따르면, 튜브 파지 요소는 그것이 부착되는 부재로부터 분리되고, 별도의 부재로서 작용하여 비탈착식 튜브 파지링의 특성과 유사한 시일 및 튜브 파지 특성을 나타낸다.

피팅 부재, 특히 튜브 파지 요소는 부분 경화되는 것이 바람직하지만, 필수적인 것은 아니다. 신규의 피팅은 특히 스테인리스강 및 다른 금속 튜브 피팅으로서 유용하지만, 본 발명은 임의의 특정 부류 또는 타입의 금속으로 한정되지 않는다. 본 발명의 다른 양태에 따르면, 피팅은, 충분한 풀업을 표시하고 부재의 과도한 체결을 방지하도록 자가-계측(self-gauging) 특징을 구비할 수 있다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 너트와 튜브 파지 요소의 조합은 튜브 파지 요소의 외측에 소정의 표면을 제공하며, 이 표면에 밀봉재가 도포된다. 일 실시예의 표면은 밀봉재를 유지하는 데 사용될 수 있는 트레판 영역 또는 용적의 일부를 형성한다. 이 밀봉재는 튜브 피팅, 특히 튜브 파지 요소와 캐밍 표면 사이에 형성된 1차 시일을 위한 백업 시일로서 기능한다. 예시적인 실시예에 따르면, 백업 시일은 튜브 파지 요소와 바디의 캐밍 표면에 사이에 마련된 시일의 외측에 형성된다. 본 발명의 다른 양태에 따르면, 일 실시예에 있어서, 밀봉재는 너트에 퇴적되어 너트의 트레판에 모일 수 있게 되어 있다. 밀봉재는 한정의 의도는 없는 예로서 점성 탄화수소 또는 탄화불소의 그리스 또는 페이스트일 수도 있고, 한정의 의도는 없는 다른 예로서 밀봉재는 연질 금속, 엘라스토머, 플라스틱 인서트 또는 플라스틱 필름 또는 그 외의 보다 연질의 밀봉 표면일 수 있다. 밀봉재는, 너트가 단부 개방 위치에 있는 상태로 예컨대 액체 캐리어 현탁물질로 도포될 수 있다. 액체 캐리어가 증발함에 따라, 밀봉재는 너트 트레판의 바닥을 가로질러 보다 농축되게 된다. 튜브 피팅의 풀업시에, 밀봉재는 압착되고, 바디의 단부와 프레판의 바닥 사이에서 압축되게 되고, 이로써 바디와 너트 사이의 임의의 잠재적 누설 경로를 현저히 최소화하는 유체 시일을 형성한다. 대안으로, 밀봉재는 풀업 중에 트레판과 맞물리는 정합 바디(mating body)의 일부에 도포될 수도 있다.

밀봉재의 사용은 본 명세서에 설명된 튜브 피팅 개념의 선택적 자가-계측 특징과 양립될 수 있는 것이다. 밀봉재의 개념은 본 명세서의 예시적인 실시예 이외의 많은 튜브 피팅 구조에서 활용될 수 있으며, 여기서 밀봉재는 피팅의 형성 중에 두 표면 사이에 밀봉재를 압착하도록 근접하거나 매우 인접하게 맞닿는 하나 이상의 표면에 도포될 수 있다. 이들 표면은 임의의 적절한 장치에 의해 접합되는 너트 및 바디와 같은 튜브 피팅 부재에 마련되어, 튜브 단부를 파지하고 밀봉하도록 튜브 파지 요소를 그들 표면 사이에 둘 수 있다.

밀봉재는 제조회사에서 또는 조립 이전의 필드에서 도포될 수 있다. 본 발명은 1차 시일 영역의 외측에 있는 두 표면 사이에서 피팅 중에 형성되는 1차 시일에 대한 백업 시일을 형성하기 위한 밀봉재의 사용 및 용례에서 구현되는 방법을 또한 고려한다.

본 발명의 이들 및 다른 양태 및 이점은 첨부 도면을 참고로 하는 바람직한 실시예의 이하의 설명으로부터 당업자에게 명백하게 될 것이다.

본 발명은, 예컨대 너트 및 바디와 같은 2개의 피팅 부재와, 이들 부재 사이에 개재되어 도관 단부를 파지 및 밀봉하는 하나 이상의 도관 파지 요소를 이용하는 타입의 피팅에 형성되는 접속부에서의 밀봉을 개선하는 기술을 고려하고 있다. 한정의 의도는 없는 예로서, 본 발명은 너트 및 튜브 파지 장치를 활용하는 튜브 피팅에 사용될 수 있으며, 여기서 튜브 파지 장치는 피팅의 풀업 후에도 너트와 일체로 유지될 수도 있고, 피팅의 풀업 중에 너트로부터 분리될 수도 있다. 본 발명의 광의의 일 양태에 따르면, 피팅의 풀업시에 근접하거나 매우 인접하게 맞닿는 너트 및 바디와 같은 튜브 피팅 부재의 두 표면 사이에 밀봉재가 마련된다. 일부 실시예의 튜브 파지 장치는 페룰로서 작용하고, 본 발명은 단일 또는 복수의 튜브 파지 장치를 사용하는 튜브 피팅에 사용될 수 있다. 본 발명의 너트 및 튜브 파지 장치의 시스템은 튜브 단부를 제2 튜브 단부와 같은 다른 부재나 밸브와 같은 다른 유동 요소에 접합하거나 연결하는 데 유용하다. 도면에서는, 피팅의 단지 절반을 종단면도로 도시하고 있지만, 다른 절반도 동일하며 설명의 편의를 위하여 생략한 것임을 이해할 것이다. 본 명세서의 모든 도면에 있어서, 각종의 간격 및 치수는 설명을 용이하게 하도록 어느 정도 확대한 것이다. 본 명세서에 설명된 발명은 튜브 및 파이프를 포함한 임의의 금속 도관에 적용될 수 있다.

특정의 예시적인 실시예 및 발명을 실시하기 위한 공지의 최상 모드를 참고로 본 발명을 명세서에서 설명하고 있지만, 이러한 설명은 본질적으로 예시적인 것이며 한정의 의미로 해석되어서는 안된다. 본 발명은 본 명세서의 개시 내용을 읽은 당업자에게 명백한 많은 다양한 튜브 피팅 구조에 적용될 수 있다는 것을 알 것이다. 또한, 본 발명의 각종 양태를 본 명세서에서 서로 조합되어 사용되는 것으로 예시 및/또는 설명하고 있지만, 이러한 설명 및 예시는 설명의 편의를 위하여 제공되는 것이며, 한정의 의미로 해석되어서는 안된다. 본원 명세서에 명백하게 설명되었거나 설명되지 않은 본 발명의 다양한 양태의 각종의 추가 조합 및 서브 조합을 사용할 수도 있다. 또한, 본 발명의 하나 이상의 양태를 하나 이상의 변형예, 구조, 재료 또는 단계와 함께 본 명세서에서 설명할 수 있다. 이러한 추가의 변형예는 예시적인 것으로 의도되는 것이며, 공지되었거나 후에 개발될 유용한 변형예의 유일한 것으로 해석되어서는 안된다.

도 1a 및 도 1b를 참고하면, 본 발명은 2개의 별도의 피팅 부재, 즉 암나사 형성 너트(52) 및 수나사 형성 바디(54)로 이루어지는 튜브 피팅(50)을 고려한다. 상기 수나사 형성 바디(54)는 일체의 연장부 또는 단부(56a)를 갖는 대략 원통형의 메인 바디(56)이다. 메인 바디(56)는 도관(튜브 또는 파이프)의 단부(13)를 밀접하고 활주 가능하게 수용하도록 크기가 개략적으로 정해지는 제1 중앙 축방향 보어(58)를 구비한다. 제1 보어(58)의 직경은 바디(54)의 말단 연장부(56a)를 통하여 연장되는 동축의 제2 보어(59)의 직경보다 약간 더 크다. 피팅(50)이 폐쇄 단부측 접속부인 경우에, 내부 보어(59)는 생략될 수도 있고, 관통 보어가 아닐 수도 있다. 튜브 단부(13)는 카운터보어(60)의 바닥에 닿는 것이 유리하다. 바디(56)에는, 너트(52)에 기계 가공되거나 성형되는 대응 암나사(64)와 나사 결합될 수 있는 수나사(62)가 기계 가공되거나 그 외의 방법으로 성형되어 있다. 그러나, 너트 및 바디는 나사 접속부를 구비할 필요는 없으며, 오히려 그 대안으로 임의의 적절한 기술에 의해 접합될 수 있다. 예컨대, 클램핑 장치 또는 볼트 결합 플랜지를 사용할 수도 있다.

도 1a에 도시된 바와 같이, 너트(52)는 제1 중앙 보어(70)와 보다 소경의 보어(72)를 구비한다. 제1 보어(70)는 너트의 후방 단부(74)로부터 축방향으로 간격을 두고 있는 위치에서 종결되어 이 실시예에서의 트레판 또는 오목한 용적을 이루는 표면을 형성하므로, 너트(52)는 반경 방향 내측으로 연장되는 칼라(76)를 구비한다. 칼라(76)는 너트(52)의 후방 단부벽(74), 소경의 보어(72) 및 대경의 보어(70)에 의해 대략 경계가 정해진다. 표면(75)은 후술하는 바디의 캐밍 표면(88)과 접촉하는 튜브 파지 요소의 전방면(85, 86, 89)의 (반경 방향) 외측에 있다. 너트(52)는 칼라(76)로부터 어느 정도 외팔보식으로 축방향 내측으로 연장되는 튜브 파지 장치(80)를 더 구비한다. 튜브 파지 장치는 일반적으로 파지링의 형태이고, 튜브 단부(13)를 밀접하게 수용하는 대략 원통형 벽을 형성하는 내부 보어(82)를 구비한다.

본 명세서에서는 튜브 파지 장치 및 튜브 파지링이라는 용어를 혼용하고 있지만, 튜브 파지 장치라는 용어는 보다 일반적인 의미를 나타내며, 링형 요소뿐 아니라, 튜브 파지 및 밀봉 기능을 달성할 수 있는 다른 형상 및 구조도 포함할 수 있다. 또한, 본 발명은 너트, 바디 또는 튜브 파지 장치 등의 피팅 부재의 구조가 임의의 특정 양태로 한정하지 않는다. 본 발명은 많은 다양한 튜브 피팅 구조에 사용될 수 있다. 너트, 바디 및 튜브 파지 장치를 포함한 튜브 피팅 부재의 구조에 유용한 옵션 및 추가의 이해를 돕기 위하여 전술한 2개의 인용 공보를 참고할 수 있지만, 본 발명은 그러한 구조에서의 용도로 한정되지 않는다.

파지링 보어(82)를 형성하는 원통형 벽은 파지링(80)의 테이퍼진 전방 또는 노즈 부분(84)으로부터 축방향으로 연장된다. 노즈 부분(84)은, 파지링(80)의 후방 단부를 향할수록 반경 방향 치수가 증가하는 축방향으로 테이퍼진 외면(86)을 갖는다. 이러한 일반적인 반경 방향의 전방 단부(85)는 작은 각도 또는 테이퍼를 가질 수 있으며, 바람직하게는 날카로운 코너(87)에서 내부 원통형 보어(82)에 결합된다. 테이퍼진 표면(86)은 바람직하게는 반경부(89)에 의해 전방 단부(85)에 결합되고, 축방향 대향 단부에서 반경부(86a)에 의해 대략 원통형의 부분(91)에 결합되며, 이 원통형 부분은 반경부(93)를 매개로 테이퍼진 외벽 부분(95)에 결합된다. 테이퍼진 외벽 부분(95)은 반경부(97)를 따라 트레판 또는 표면(75)에 결합된다.

바디(54)는 튜브 또는 파이프 단부(13)를 수용하는 내부 보어(58)를 구비한다. 바람직하게는, 튜브 단부(13)는 알고 있는 바와 같이 카우터보어 표면(60)의 바닥에 닿는다. 바디(54)는 너트의 나사부(64)와 나사 결합되는 나사 형성부(62)를 구비한다. 바디(54)는 별도의 부재일 수도 있고, 밸브, 매니폴드, 튜브 또는 파이프 등과 같은 유체 장치와 일체로 되거나, 그 유체 장치에 부착될 수도 있다. 바디(54)는 캐밍 표면(88)을 더 구비하고, 이 캐밍 표면에 대하여 튜브 파지 요소(80)의 전방 부분(84)이 맞물리고, 상기 캐밍 표면은 튜브 피팅의 풀업 중에 캠 작용을 한다. 특정 용례의 요구에 따라 특정 기하형상의 캐밍 표면(88)을 선택할 수 있다. 다양한 설계 고려 및 옵션을 위하여 전술한 인용 공보를 참고할 수 있지만, 본 발명은 그러한 옵션 및 특징과 함께 사용되는 것으로 한정되지 않는다. 예컨대, 바람직한 캐밍 표면(88)의 각도는 약 45°이지만, 본 발명은 약 12° 이상의 캐밍 표면 각도를 갖는 튜브 피팅에 사용될 수도 있다.

바디(54)는 일반적으로 부재의 외측단 또는 후방벽을 형성하는 표면(90)을 더 구비한다. 튜브 피팅을 조립한 때에, 표면(90)은 튜브 파지 요소(80)의 전방 부분(84)과 캐밍 표면(88) 사이에 형성된 시일 및 캐밍 표면(88)의 (반경 방향) 외측에 있다.

도 2a 및 도 2b를 참고하면, 피팅을 최종의 조립 상태로 조립한 때에(본 명세서에서는 "풀업"으로 지칭함), 너트와 바디는 그들 사이의 상대 회전에 의해 함께 체결되고, 테이퍼진 노즈 부분(84)은 초기에 축방향으로 테이퍼진 캐밍 표면(88)과 맞물리고, 이 표면은 메인 바디(56)의 튜브 보어(58)에 이르는 개구를 형성한다. 테이퍼진 캐밍 표면(88)은 바디(54)의 후방 단부벽(90)에 보어(58)의 벽을 결합하는 표면이다.

이 실시예에 따르면, 파지 장치(80)는 피팅(50)의 여러 기능을 수행하도록 형성화되어 있다. 파지 장치(80)는, 적절한 풀업시에 테이퍼진 캐밍 표면(88)에 대한 1차 유밀 시일을 제공한다. 이 시일은 튜브 피팅(50)을 위한 1차 외부 시일일 수도 있고, 예컨대 보어 벽(58) 및/또는 카운터보어(60)를 따라 튜브 단부(13)와 바디(54) 사이에 형성된 임의의 시일에 대한 유효한 2차 또는 백업 시일일 수도 있다. 또한, 파지 장치(80)는, 파지링(80)의 원통형 보어(82)가 튜브 단부의 외면(13A)과 맞물리는 영역에서 파지 장치(80)가 튜브 단부(13)의 외면 내로 매립되는 위치에 1차 시일을 형성한다. 다시, 이 시일은 바디(54)에 대하여 튜브 단부(13)에 의해 형성된 임의의 시일에 대한 유효한 백업 또는 2차 시일일 수 있다. 어떤 경우에든, 파지링(80)은 캐밍 표면(88)과 튜브 단부(13)의 외면에 대한 1차 시일을 형성한다. 또한, 파지링(80)은 시일 완전성을 유지하기 위하여 튜브 단부(13)를 적절하게 파지해야 한다.

도 2a 및 도 2b의 실시예에 따르면, 너트(52)와 바디(54)는, 적절한 풀업시에, 예컨대 너트(52)가 바디(54)에 대하여 1/2 회전한 때에, 바디(54)의 후방벽(90)이 트레판 표면(75)과 축방향으로 접촉하거나 맞닿도록 축방향으로 치수가 정해진다. 이에 따라, 이러한 특징부는 상당하고 즉각적인 토크 증가에 따라서 피팅(50)에 선택적인 자가-계측 특징을 부여하여, 조립자에게 충분한 풀업을 표시하고 너트(52)의 과잉 체결을 방지한다.

유밀 시일과 튜브 파지 작용을 달성하기 위하여, 파지링(80)은 소성 변형되게 설계되고, 도 2b에 도시된 바와 같이 풀업시에 튜브 단부로 스웨이징(swaging)된다. 이러한 결과는 파지링(80)을 선택적인 힌지 작용부를 갖도록 설계함으로써 달성되며, 이로써 테이퍼진 노즈 부분(84)은 너트(52)가 바디(54)에 나사 결합된 때에 축방향 전방을 향해 밀릴 뿐 아니라, 제어된 소정의 방식으로 튜브 단부(13) 벽의 외면(13A)과 맞물리도록 반경 방향으로 변위되거나 밀리게 된다. 따라서, 노즈 부분(84)의 전방 단부(92)는 압축되고, 결과적인 스트레스 라이저(stress riser)에 의해 튜브 벽 내로 매립되거나 도 2b에 94로 지시된 영역을 파고 들어간다. 전방 단부의 파고 들어가는(bite) 영역(94)으로 인하여, 소성 변형된 튜브 단부 재료로부터 형성되어 대략 반경 방향으로 연장되는 벽 또는 쇼울더(99)가 발생된다. 쇼울더(99)는 파지링(80)의 매립된 전방 단부(92)에 맞물려서, 보다 고압에서 튜브 손상에 대해 예상외로 강한 기계적 내성을 부여한다. 따라서, 매립된 노즈 부분(92)은 튜브 단부(13)에 우수한 시일 및 강한 파지를 모두 부여한다. 또한, 파지링(80)은 전술한 반경 방향 내측 힌지 작용을 나타내도록 설계되어, 스트레스 라이저 바이트(94; 전체적으로는 도면 부호 96으로 지시되어 있음)의 후방 또는 그에 축방향으로 인접한 위치에서 튜브 벽(82)을 튜브 단부에 대하여 스웨이징하거나 밀어 넣는다.

원하는 스웨이징 작용 및 튜브 파지를 달성하기 위하여, 파지링(80)은, 메인 바디(56)의 테이퍼진 캐밍 마우스(88)와 맞물릴 때에 테이퍼진 노즈 부분(84)과 파지링(80)의 중앙 또는 중간 부분〔96으로 지시된 영역 또는 원통형 보어(82)의 영역〕이 반경 방향 내측으로 압축될 수 있게 하는 힌지 작용을 나타내도록 설계되어 있다. 이러한 힌지 작용은, 스트레스 라이저(94)에 축방향으로 인접하거나 그 라이저로부터 간격을 두고 있는 튜브 단부(13)에 대하여 파지링(80)을 스웨이징하도록 원통형 벽(82)의 현저한 반경 방향 변위 및 압축을 제공하는 데에 또한 사용된다. 도 2a 및 도 2b의 실시예에 따르면, 힌지 작용은 대략 원통형의 벽 부분(72, 82) 사이에 축방향으로 위치되어 있는 (바람직하기는 하지만 항상 요구되는 것은 아닌) 반경 방향 내주 노치(98)를 마련함으로써 수월하게 제공된다. 이 노치(98)는, 원하는 콜릿 효과(collet effect)를 갖게 원통형 벽(82)을 튜브 단부에 대하여 반경 방향으로 압축하도록 파지링(80)을 제어된 방식으로 소성 변형하고 붕괴시킬 수 있게 적절한 형상으로 형성된다. 이러한 결과는 파지링(80)의 외벽 부분에 외부 노치(100)를 구비함으로써 개선될 수 있다. 그에 따라, 특정 기하형상의 파지링(80)은, 너트(52)가 바디(54)에 나사 결합될 때에, 파지링(80)이 튜브 단부를 파지하고 튜브 단부(13) 및 테이퍼진 캐밍 마우스(88) 모두를 밀봉하도록 힌지되고 소성 변형되게 설계되어 있다.

본 명세서의 예시적인 실시예는 원하는 방식으로 힌지되고 소성 변형되도록 설계된 튜브 파지 요소에 관한 것이지만, 이러한 설계상의 특징은 밀봉재의 사용에 관한 것인 본 발명의 선택 사항이라는 것을 주목해야 한다. 따라서, 본 발명은 힌지 작용 또는 튜브 바이트(tube bite)나 만입부를 사용하거나 채용할 필요가 없는 다른 튜브 피팅 구조에 대해서도 적용될 수 있다. 오히려, 본 발명은 보다 넓은 범위에 있어서 피팅 부재의 표면과 튜브 파지 요소 사이에 형성된 시일에 대한 백업 시일로서 밀봉재를 사용하는 것에 관련한 것으로, 여기서 밀봉재는 튜브 파지 요소 시일의 외측에 위치된 2개의 근접하거나 밀접하게 맞닿은 표면 사이에 제공되어 압착되고, 튜브 파지 요소는 튜브 바이트, 만입, 콜릿 작용, 마찰 등과 같은 임의의 적절한 방식으로 튜브를 파지한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 변형예에 따르면, 튜브 파지 장치(80)는 얇고 무른 웹 부분(101)에 의해 암나사 형성 너트(52)에 부착되어 있다. 이 웹 부분(101)은 풀업 중에 파지링(80)이 캐밍 표면(88)에 대하여 초기 캠 작용을 할 때에 파열되어, 튜브 파지 장치(80)는 별도의 부품으로 되고, 단일의 페룰 피팅으로서 너트 및 바디와 함께 유용하게 기능한다. 분리된 파지링(80)은 너트(52)의 반경 방향 내측 연장 벽(152)에 의해 축방향으로 압박되는 후방 단부(150)를 갖고, 이 후방 단부는 파지링(80)을 캐밍 표면(88)에 맞닿게 전방을 향해 압박하는 압박면으로서 작용하여 초기 풀업을 완료한다. 파지링(80)에는, 대략 암나사 형성 너트(52)의 내측을 향해 소정 각도를 이루는 다소의 반경 방향 홈(154)을 마련함으로써 깨지기 쉬운 웹 부분(101)이 기계 가공된다. 이 홈(154)으로 인하여, 파지링(80)의 후방 단부(150)와, 파지링(80)이 너트(52)로부터 분리된 후에 파지링(80)을 캐밍 표면(80)에 대하여 축방향으로 압박하는 너트의 반경 방향 벽(152)이 또한 형성된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 선택적인 응력 집중 노치(300)가 깨지기 쉬운 웹 부분(101)에 형성될 수 있다. 이 응력 집중 노치(300)는, 페룰(80)을 너트(52)로부터 빠르고 완전하게 분리하는 것을 촉진하도록 보다 얇은 웹 재료부(302)를 발생시키는 일반적으로 타이트한 반경부(tight radius)로서 형성되어 있다. 그에 따라, 손가락 체결 위치를 약간 지나게 되는 너트(52)의 최소 회전량의 결과로서 파열이 발생한다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 메인 바디(56)와 너트(52) 사이에 형성된 시일은 너트(52) 또는 바디(54)의 하나 이상의 표면, 예시적인 실시예에서는 너트의 트레판 표면(75; 도 4a 참조)에 퇴적되거나 도포되는 밀봉재(400)를 제공함으로써 개선되거나 보조될 수 있다. 밀봉재(400)는 백업 시일로서 작용하도록 튜브 파지 장치(80)의 시일 영역의 외측에 있는 2개의 표면 사이에서 압착되도록 도포된다. 본 명세서의 예시적인 실시예에 따르면, 표면(75, 90)은 도관 단부(13)의 종축에 대해 대략 반경 방향으로 연장된다. 본 명세서에서 사용하고 있는 "1차(primary)", "2차(secondary)" 및 "백업(backup)"이라는 용어는 설명의 용이성 및 편의를 위해서 사용되고 있는 것이며, 밀봉재에 의해 제공되는 시일의 기능적 특징을 한정하는 의도로 해석되어서는 안된다.

밀봉재(400)는 예컨대 점성 탄화수소 또는 탄화불소와 같은 그리스(grease) 또는 페이스트일 수도 있고, 예컨대 연질 금속, 엘라스토머, 플라스틱 필름 또는 기타 적절한 표면 처리 물질일 수도 있다. 적절한 연질 금속의 예로는 납을 들 수 있고, 적절한 플라스틱의 예로는 임의의 초고분자량의 폴리에틸렌, 또는 PTFE를 들 수 있으며, 적절한 엘라스토머의 예로는 실리콘 고무를 들 수 있다. 이들 예는 한정적인 의도로 해석되어서는 안된다.

밀봉재(400)는 필요에 따라 단부 개방 위치로 있는 너트(52)에 액체 캐리어 현탁물질의 상태로 도포될 수 있다. 액체 캐리어가 증발함에 따라, 밀봉재(400)는 너트의 트레판(75)의 바닥을 가로질러 보다 농축되게 되어 있다.

도 4b에 도시된 바와 같이, 튜브 피팅의 풀업시에, 밀봉재(400)는 너트(52)와 바디(54) 사이에서 압착되고, 예컨대 메인 바디(56)의 단부(90)와 트레판 바닥 사이에서 압축되어, 튜브 파지 장치(80)와 캐밍 표면(88) 사이에 형성된 1차 시일에 대한 백업 시일로서 기능하는 유체 시일을 형성한다. 밀봉재(400)는 트레판 영역(75)에서, 특히 캐밍 표면(88) 근처에서 너트(52)와 바디(54) 사이의 모든 공동을 메우기에 충분한 용적으로 마련되는 것이 바람직하다. 밀봉재(400)를 구비하는 것은 본 명세서에 개시된 본 발명의 모든 실시예와 양립될 수 있는 것이다. 예컨대, 도 5a 내지 도 5c에 도시된 바와 같이, 밀봉재는 분리 가능한 튜브 파지 요소(80)를 사용하는 피팅에 사용될 수 있다. 또한, 바람직한 실시예는 트레판 영역에 도포되는 밀봉재(400)를 예시하고 있지만, 밀봉재(400)는 피팅의 풀업시에 백업 시일 기능을 달성하기 위하여 후방 단부벽(90) 또는 다른 적절한 표면에 도포될 수도 있고 추가로 도포될 수도 있다. 한 타입 이상의 밀봉재(400)를 피팅에 사용할 수도 있다. 또한, 밀봉재(400)는 제조 사이트에서 도포될 수도 있고, 피팅의 조립 이전에 사용자에 의해 필드에서 나중에 조립될 수도 있다.

본 발명을 바람직한 실시예를 참고로 설명하였다. 본 명세서를 읽고 이해하는 당업자에게 상기 실시예에 대한 변형 및 수정이 있다는 것은 명백하다. 본 발명은 첨부된 청구범위 또는 이의 균등물의 범위 내에 있는 한은 그러한 변형 또는 수정을 포함하는 것으로 의도된다.

Claims

(a) 서로 결합될 수 있는 제1 피팅 부재 및 제2 피팅 부재와,

(b) 상기 제2 피팅 부재에 부착된 도관 파지 요소와,

(c) 피팅 내에 배치되어 있고 피팅의 풀업(pull-up)시에 상기 도관 파지 요소의 외측에 백업 시일을 형성하는 밀봉재

를 구비하며, 상기 제1 피팅 부재는, 도관 단부를 수용하도록 되어 있고 일단에 캐밍 표면이 있는 내부 보어를 갖는 것인 튜브 피팅.
제1항에 있어서, 상기 제1 피팅 부재는 상기 캐밍 표면의 외측에 제1 환형면을 갖고, 상기 제2 피팅 부재는 상기 도관 파지 요소의 외측에 제2 환형면을 갖고, 상기 밀봉재는 상기 제1 및 제2 환형면 중 어느 하나 또는 양자에 배치되어 있는 것인 튜브 피팅.
제2항에 있어서, 상기 제1 및 제2 환형면은 피팅의 종축에 대하여 대략 반경 방향으로 연장되는 것인 튜브 피팅.
제2항에 있어서, 상기 밀봉재는 피팅의 풀업시에 상기 제1 및 제2 환형면 사이에서 압착되는 것인 튜브 피팅.
제1항에 있어서, 상기 제1 피팅 부재는 수나사 형성 너트이고, 상기 제2 피팅 부재는 암나사 형성 바디인 것인 튜브 피팅.
제5항에 있어서, 상기 부재들은 금속으로 구성되는 것인 튜브 피팅.
제6항에 있어서, 상기 금속은 스테인리스강을 포함하는 것인 튜브 피팅.
제1항에 있어서, 상기 제2 피팅 부재는 상기 부재 내의 트레판(trepan)의 일부를 형성하는 표면을 갖고, 상기 밀봉재는 상기 트레판 내에 배치되어 있는 것인 튜브 피팅.
제1항에 있어서, 상기 도관 파지 요소는 피팅의 풀업시에 상기 제2 피팅 부재로부터 분리될 수 있는 것인 튜브 피팅.
제1항에 있어서, 상기 도관은 튜브인 것인 튜브 피팅.
제1항에 있어서, 상기 도관은 파이프인 것인 튜브 피팅.
제1항에 있어서, 상기 밀봉재는 연질 금속(soft metal), 플라스틱, 엘라스토머, 점성 탄화수소 또는 탄화불소 그리스(grease), 페이스트 또는 필름인 것인 튜브 피팅.
제1항에 있어서, 상기 밀봉재는 상기 도관 파지 요소용 백업 시일을 형성하는 것인 튜브 피팅.
제1항에 있어서, 상기 도관 파지 요소는 상기 제2 피팅 부재로부터 외팔보식으로 연장되는 것인 튜브 피팅.
제1항에 있어서, 상기 밀봉재는 액체 캐리어 현탁물질(suspension)인 것인 튜브 피팅.
(a) 서로 결합될 수 있는 바디 및 너트와,

(b) 상기 너트에 부착된 도관 파지 요소와,

(c) 피팅 내에 배치되어 있고 피팅의 풀업시에 상기 도관 파지 요소의 외측에 백업 시일을 형성하는 밀봉재

를 구비하며, 상기 바디는, 도관 단부를 수용하도록 되어 있고 일단에 캐밍 표면이 있는 내부 보어를 갖는 것인 튜브 피팅.
제16항에 있어서, 상기 밀봉재는 상기 너트의 트레판 내에 배치되어 있는 것인 튜브 피팅.
제16항에 있어서, 상기 도관은 튜브 또는 파이프를 포함하는 것인 튜브 피팅.
제16항에 있어서, 상기 도관은 스테인리스강으로 구성되는 것인 튜브 피팅.
제16항에 있어서, 상기 도관 파지 요소는 피팅의 풀업시에 상기 너트로부터 분리될 수 있는 것인 튜브 피팅.
(a) 내부면을 갖는 바디와,

(b) 상기 바디에 부착된 파지 요소와,

(c) 상기 바디 내측에 배치되는 밀봉재

를 구비하는 도관 단부 파지 및 밀봉용 피팅 부재.
제21항에 있어서, 상기 밀봉재는 상기 바디 내에 형성된 트레판에 배치되어 있는 것인 도관 단부 파지 및 밀봉용 피팅 부재.
제22항에 있어서, 상기 밀봉재는 파지 요소 시일 영역의 외측에 백업 시일로서 상기 트레판에 배치되어 있는 것인 도관 단부 파지 및 밀봉용 피팅 부재.
제21항에 있어서, 상기 밀봉재는 연질 금속, 플라스틱, 엘라스토머, 점성 탄화수소 또는 탄화불소 그리스, 페이스트 또는 필름인 것인 도관 단부 파지 및 밀봉용 피팅 부재.
제21항에 있어서, 상기 파지 요소는 상기 바디로부터 분리될 수 있는 것인 도관 단부 파지 및 밀봉용 피팅 부재.
제21항에 있어서, 상기 밀봉재는 액체 캐리어 현탁물질인 것인 도관 단부 파지 및 밀봉용 피팅 부재.
나사 형성 피팅 너트, 나사 형성 피팅 바디 및 튜브 사이에 시일을 형성하는 방법으로서,

상기 나사 형성 피팅 너트는, 상기 나사 형성 피팅 바디가 상기 나사 형성 피팅 너트에 대하여 풀업되는 때에 상기 튜브와 맞물리는 튜브 파지 요소 및 트레판을 모두 구비하며, 상기 시일 형성 방법은

(a) 상기 나사 형성 피팅 너트의 트레판 내에 밀봉재를 퇴적하는 단계와,

(b) 상기 튜브 둘레에 상기 나사 형성 피팅 너트를 배치하는 단계와,

(c) 상기 나사 형성 피팅 바디를 상기 나사 형성 피팅 너트와 맞물리게 하는 단계와,

(d) 페룰이 변형되어 그 자체가 튜브 내에 매립되고, 상기 밀봉재가 상기 트레판에서 부분적으로 압착되어 나와 상기 너트, 바디 및 튜브 둘레에 유체 시일을 형성하도록 상기 나사 형성 피팅 바디를 상기 나사 형성 피팅 너트에 체결하는 단계

를 포함하는 시일 형성 방법.
제27항에 있어서, 상기 밀봉재는 연질 금속, 플라스틱, 엘라스토머, 점성 탄화수소 또는 탄화불소 그리스, 페이스트 또는 필름인 것인 시일 형성 방법.
제27항에 있어서, 상기 밀봉재는 상기 너트가 단부 개방 위치에 있을 때에 상기 나사 형성 피팅 너트에 액체 캐리어 현탁물질의 형태로 도포되는 것인 시일 형성 방법.