KR20060126698A - 선회 가능한 차단 부재를 포함하는, 압력 파이프용플러그-인 안전 커플링 - Google Patents

Abstract

압력 파이프(10, 13)용 플러그-인 안전 커플링은 내부에 선회 가능하게 지지된 차단 부재(4)를 구비한 커플링 박스(1)로 구성된다. 상기 차단 부재는 직경 방향으로 관통하는 보어(5)를 포함하며, 상기 보어 내로 플러그(11)는 유동 위치에 대해 직각 이하의 예각으로 무압 삽입될 수 있다. 플러그(11)를 통한 선회에 의해 차단 부재(4)는 유동 위치로 설정된다. 선회 부재(4)를 갖는 커플링 박스(1) 상에는 반구형 전방 단부(7)를 갖는 컵 형태의 차단 슬리브(2)가 덮여 씌워진다. 상기 반구형 단부(7)는 구 형태로 연장되는 긴 구멍(8)을 포함하며, 이 홀은 반구형 단부(7)의 중심으로부터 반구형 단부(7)에 대한 큰 원을 따라 연장된다. 상기 차단 슬리브(2)는 커플링 박스(1)에 대해 회전 가능하게 지지되며 스프링에 의해 작동되어, 긴 구멍(8)은 차단 부재(4) 및 플러그(11)의 선회면에 대해 90°로 연장된다. 차단 슬리브(2)가 선회된 경우에만 플러그(11)가 삽입될 수 있다. 플러그가 일단 유동 위치로 선회되면, 차단 슬리브(2)는 스프링의 힘에 의해 90°로 선회되고 플러그(11)의 역 선회가 방지된다.

압력 파이프, 플러그-인 안전 커플링, 차단 부재, 커플링 박스, 플러그

Description

선회 가능한 차단 부재를 포함하는, 압력 파이프용 플러그-인 안전 커플링{PLUG-IN SAFETY COUPLING FOR PRESSURE PIPES, COMPRISING A PIVOTED BLOCKING MEMBER}

본 발명은 기체 또는 액체용 압력 파이프를 위한, 선회 가능한 차단 부재를 포함하는 플러그-인 안전 커플링에 관한 것이다. 선회 가능한 차단 부재를 갖는 커플링은 이미 오래전부터 공지되어 있다. 상기 커플링은 커플링 박스 및 커플링 플러그로 구성되며, 커플링 박스는 하우징을 형성하며, 하우징 내에는 원통형 차단 부재가 선회 가능하게 지지된다. 원통형 차단 부재는 직경 방향의 보어에 의해 관통된다. 차단 부재가 커플링 박스 내에서 선회되어 직경 방향의 보어가 더 이상 압력 파이프와 일렬되어 연통되지 않는 경우, 유출이 방지되고 커플링 플러그는 차단 부재 내로 무압 삽입될 수 있으며, 이에 따라 커플링 플러그는 차단 부재와 함께 유동 위치(flow position)로 선회된다.

유동 위치가 고정되는 것이 보장되어야 하며, 즉 커플링 플러그가 차단 부재와 함께 다시 역 선회될 수 있는 것이 방지되어야 한다. 이러한 고정을 위해 많은 변형 방법들이 공지되어 있다. 한 가지 방법은 차단 부재를 둘러싸고 플러그의 선회 경로를 따라 슬릿 또는 긴 구멍을 포함하는 커플링 하우징이 플러그의 고정을 위해 유동 위치에서 특수하게 형성되는 것으로 구성된다. 아치형의 긴 홈의 양쪽 내벽은 긴 홈의 단부에서, 즉 플러그의 유동 위치에서 하나의 리세스를 포함하며, 존재하는 압력으로 인해 플러그는 플러그 상에 형성된 견부를 사용하여 상기 리세스 내로 삽입된다. 따라서, 유동 시에 존재하는 압력에 대항하여 플러그가 약간 차단 부재 내로 삽입 가압됨으로써 플러그의 견부가 리세스로부터 다시 빠져나온 다음, 선회가 허용되지 않는 한, 플러그는 더 이상 역 선회될 수 없다. 이러한 해결 방법에 따르면, 플러그는 압력 파이프 내에 존재하는 압력에 대항하여 차단 부재 내로 삽입 가압되어야 하는 단점이 있는데, 이는 플러그의 직경이 더 클 경우에 그리고 압력이 더 높을 경우에 문제가 있다.

플러그의 유동 위치를 고정시키기 위한 다른 해결 방법은 슬리브에서 이루어지며, 상기 슬리브는 커플링 하우징의 후방에서 플러그를 둘러싸고 커플링 하우징에 대해 축방향으로 스프링 힘에 대항하여 후방의 압력 파이프 쪽으로 용이하게 변위될 수 있다. 슬리브는 이의 전면 에지 상에 두 개의 서로 직경 방향으로 배치된, 에지로부터 이격된 캠들을 포함하며, 상기 캠들은 차단 부재의 원통형 벽에서 보어 또는 홈 내로 결합된다. 보어 또는 홈은, 캠들이 차단 부재의 유동 위치에서 보어 또는 홈 내로 결합되도록 배치되며, 또한 이를 위해 차단 부재가 커플링 위치에서 선회되는 경우에, 비로소 캠들이 결합되는 다른 보어 또는 홈이 존재한다. 안전 커플링을 위해 우선 플러그는 차단 부재 내에 삽입된다. 이어서 슬리브는 캠과 함께 차단 부재에서 보어 또는 홈으로부터 빠져나온 다음, 플러그는 차단 부재와 함께 유동 위치에서 선회될 수 있으며, 이때 스프링 부하된 슬리브의 캠은 다시 상응하게 배치된 차단 부재의 보어 또는 홈 내로 결합되고 이로써 차단 부재의 선회 위치가 보장된다. 분리를 위해 슬리브는 차단 부재가 다시 선회를 위해 자유롭게 제공되도록 이탈된다.

선회 가능한 차단 부재를 다양한 선회 위치에서 차단하기 위한 제3의 변형 방법은, 커플링 박스의 후방면에 회전 링이 배치됨으로써 구현된다. 상기 링은, 링이 회전 시에 커플링 박스에 대해 축 방향으로 변위되도록 급격한 내부 나사를 포함한다. 원통형 차단 부재는 압연 공정에 의해 형성되는 플레이트를 주연부에 포함하며, 회전 링이 플러그에 대향되는 방향으로 변위되도록 회전 링이 커플링 박스에 대해 선회되는 경우, 회전 링의 전방 에지는 플레이트에 접하게 된다. 또한, 회전 링은 내부에 존재하는 스프링에 의해 부하를 받을 수 있어, 회전 링은 상기 방향으로 회전하며 유지되고 단지 이러한 스프링 힘에 대항해서 역회전될 수 있게 된다. 단지 스프링에 의해 부하를 받는 역회전에 의해, 전방 에지는 플레이트로부터 이탈되고 차단 부재는 선회를 위해 자유롭게 제공되도록 작용할 수 있다.

그러나, 차단 부재를 유동 위치에 고정시키기 위해 본원에 언급되는 모든 가능성은 커플링 박스가 분리된 후 오염물과 먼지의 유입으로부터 보호되는 것을 보장할 수 없다. 그러나 플러그가 차단 부재 내에 삽입되지 않은 경우, 차단 부재 내의 개방 보어는 개구를 형성하며, 이 개구 내로 오염물 또는 심지어 미세 부품들이 유입될 수 있다. 이러한 일이 발생하면, 보어의 먼지는 제거되기가 매우 어렵다. 위급한 경우 보어는 분무되거나 세척된 다음 건조시키기 위해 압축 공기를 사용하여 날려 보냄으로써, 플러그가 삽입되고 매질이 압력하에 밀봉되어 안내되어야 하는 경우, 다시 완전한 밀봉성이 보장되어야 한다.

선회 부재를 고정하기 위한 상술된 해결 방법들은 제작 및 조립 시에 비교적 비용이 많이 들며, 취급 방법에서도 충분히 분명하지가 않다.

따라서, 본 발명의 목적은 내부에 선회 가능하게 지지된 차단 부재를 구비한 커플링 박스를 갖는 압력 파이프용 플러그-인 안전 커플링을 제공하는 것이며, 상기 안전 커플링은 구조상 간단하고 취급이 정밀하고 차단 부재의 유동 위치에서의 간단한 고정을 허용하며, 플러그를 뺀 경우에도 오염물과 먼지의 유입이 방지된다.

본 발명의 상기 목적은 내부에 선회 가능하게 지지된 차단 부재를 구비한 커플링 박스를 갖는 압력 파이프용 플러그-인 안전 커플링에 의해 달성되며, 상기 차단 부재는 직경 방향으로 관통하는 보어를 포함하며, 상기 보어 내로 플러그는 유동 위치에 대해 직각 이하의 예각으로 무압 삽입될 수 있으며, 플러그를 통한 선회에 의해 유동 위치로 설정될 수 있으며, 이때 선회 부재를 갖는 커플링 박스 상에는 반구형 전방 단부를 갖는 컵 형태의 차단 슬리브가 위치하며, 상기 반구형 단부는 구 형태로 연장되는 긴 구멍을 포함하며, 이 홀은 반구형 단부의 중심으로부터 반구형 단부에 대한 큰 원을 따라 연장되며, 상기 컵 형태의 차단 슬리브는 커플링 박스에 대해 회전 가능하게 지지되고 스프링에 의해 작동됨으로써, 긴 구멍은 차단 부재 및 플러그의 선회면에 대해 선회되어 연장되며, 스프링 힘에 대항하여 차단 부재와 플러그의 선회면 내로 선회 가능한 것을 특징으로 한다.

도면들에는 컵 형태의 차단 슬리브를 갖는 압력 파이프용 플러그-인 안전 커플링이 도시되어 있으며, 본 발명에 따른 안전 커플링은 이하 도면을 참조로 기술되고 이의 작용이 설명된다.

도1은 차단 부재의 보어를 갖는, 분리된 상태에서의 안전 커플링을 도시한 도면이다.

도2는 선회되는 차단 슬리브를 갖고 플러그를 수용할 준비가 된, 분리된 상태에서의 안전 커플링을 도시한 도면이다.

도3은 삽입된 플러그를 갖는, 유동 위치에서 플러그와 차단 부재의 선회 전의 안전 커플링을 도시한 도면이다.

도4는 유동 위치에서 삽입된 플러그를 갖는 안전 커플링을 도시한 도면이다.

도1에는 커플링 박스(1)와 그 박스 상에 제공된 차단 슬리브(2)가 도시되어 있다. 커플링 박스(1)는, 도면에서 파단선으로 표시되고 외양이 사실상 구 형태인 하우징(3)으로 구성되며, 하우징 내에는 원통형 차단 부재(4)가 선회 가능하게 그리고 밀봉 방식으로 지지된다. 커플링 박스(1)는 너트(9) 또는 클램프를 사용하여 압력 파이프(10)에 밀봉 방식으로 결합되거나 클램핑된다. 또한, 통상 눈에 드러나 보이지 않기 때문에 파단선으로 표시된 원통형 차단 부재(4)는 직경방향 보어(5)에 의해 관통되며, 관련되는 플러그(11)가 상기 보어 내로 밀봉 방식으로 삽입될 수 있다. 하우징(3)에 대해 전방으로부터 덮여질 수 있도록 하는 내부 직경을 포함하는, 컵 형태의 차단 슬리브(2)는 전방에 반구 형태로 형성되며, 차단 부 재(4)의 중앙으로부터 차단 슬리브(2)의 반구 형태의 전방 단부면에 대해 90°각도로 구 형태를 따라 차단 슬리브의 전방 첨부(7)까지 연장되는 긴 구멍(6)을 포함한다. 따라서, 긴 구멍(6)은 컵 형태의 차단 슬리브(2)의 전방에 반구 형태의 단부에서 큰 원을 따라 연장된다. 그 아래에 위치하는 하우징(3)에는 동일하게 연장되는 긴 구멍(8)이 존재함으로써, 보어(5) 내에 삽입된 플러그(11)가 이러한 긴 구멍(8)을 따라 하우징(3) 내에서 차단 부재(4)와 함께 공동 수용되거나 공동 선회되면서 선회될 수 있게 된다. 차단 슬리브(2)의 내부에서 커플링 하우징(3)의 후방에는 도면에 도시되지 않은 스프링이 장착되며, 상기 스프링에 의해 차단 슬리브(2)는 전방에서 볼 때, 즉 도면의 우측에서 볼 때, 차단 슬리브가 도면에 도시된 위치에서 커플링 하우징(3) 상에 정지될 때까지 시계 방향으로 회전된다. 이러한 위치에서 긴 구멍(6)의 후방 시작점은 원통형 차단 부재(4)의 한 단부면의 반대쪽에 위치하고 그 아래에 위치하는, 하우징(3)에서의 긴 구멍(8)에 대해 90°로 회전되어 위치한다. 플러그(11)가 커플링 박스(1) 내로 삽입되지 않은 경우에 항상 취하게 되는 이러한 차단 슬리브(2)의 정지 상태에서, 차단 슬리브(2)는 항상 차단 부재(4) 내에서 직경방향 보어(5)를 오염물, 먼지 또는 임의의 이물질의 유입으로부터 보호한다. 차단 슬리브(2)는 장착된 스프링 힘에 대항하여 도면의 우측에서 볼 때 시계 반대 방향으로, 즉 도면에서 차단 슬리브(2) 상에 표시된 화살표 방향으로 커플링 하우징(3)에 대해 회전된다. 이러한 회전은 플러그(11)를 커플링 박스(1)와 함께 플러그-인 결합시키기 위해 필요하다.

커플링 박스(1)의 상태가 도시되어 있는 도2에 따르면, 차단 슬리브(2)는 도 1의 상태로부터 플러그(8)를 삽입하기 위해 전방에서 볼 때 시계 반대 방향으로 90°회전되며, 이 회전은 내부에 존재하는 스프링 힘에 대항하여 이루어 진다. 이러한 차단 슬리브(2)의 위치에서 차단 슬리브의 긴 구멍(6)은 차단 부재(4)에서의 직경방향 보어(5)에 대해 정확히 대면하여 위치한다. 따라서, 보어(5)는 플러그(11)를 삽입하기 위해 제공된다. 차단 부재(4)는 항상 선회 위치에서 변경되지 않으며, 차단 부재의 직경방향 보어(5)는 하우징(3) 내에서 압력 파이프의 방향에 대해 횡방향으로 진행된다. 상응하게 차단 부재(4)는 항상 관통을 차단하므로 보어(5)는 압력을 받지 않는 상태로 위치한다. 따라서, 플러그(11)는 보어(5) 내로 정지될 때까지 편리하게 무압 삽입될 수 있다. 플러그(8)와 보어(5) 사이의 밀봉을 위해 플러그(11) 상에 또는 보어(5)의 내부에 고무-O-링이 사용된다. 플러그(11)가 삽입될 때까지 차단 슬리브(2)는 작용하는 스프링 힘에 대항하여 도시된 위치에서 유지되어야 한다.

도3에는 차단 부재(4)에서 직경방향 보어(5) 내로 플러그(11)가 무압 삽입된 후의 상태가 도시된다. 차단 슬리브(2)는 이제 릴리즈될 수 있다. 차단 슬리브는 이제 더 이상 본래의 위치로 복귀 회전될 수 없는데, 이는 플러그(11)에 의해 방해되기 때문이다. 예를 들면 클램프(13)에 의해 압력 파이프(12)에 조립되는 플러그(11)는 도시된 상태로부터 커플링 하우징(3) 내에서 차단 부재(4)가 도면에 표시된 화살표 방향으로 회전하면서 플러그(11)가 커플링 박스(1) 내에서 압력 파이프와 일렬로 정렬될 때까지 선회된다. 플러그(11) 상의 돌출부에서 모서리가 경사진 견부(16)는 하우징(3) 상의 긴 구멍(6)의 종방향 에지 아래로 슬라이딩됨으로써, 플러그(11)의 슬라이딩 분리가 방지되므로 보어(5) 내에 고정된다.

결국 플러그(11)는 도4에 도시된 바와 같은 위치로 수용된다. 선회 단부에 대해 보어(4)는 차단 부재(4) 내에서 압력 파이프 내로 삽입 선회되며 이제부터는 압력 파이프와 연통된다. 압력 매질은 커플링을 관류할 수 있으며, 즉 매질은 차단 부재(4) 내의 보어(5)를 통과하고 보어로부터 플러그(11) 내로 그리고 압력 파이프(13) 내로 관류한다. 플러그(11)가 도4에 도시된 위치로 수용되면, 곧 차단 슬리브(2)는 내부에 위치하는 스프링에 의해 시계 방향으로 복귀 회전하여, 도면에 도시된 위치를 형성하며, 이러한 위치에서 원통형 차단 부재(4)의 평평한 단부면이 인지된다. 이러한 위치에서 차단 부재는 플러그(11)의 역 선회를 방해하며, 돌출된 견부를 사용하여 상기 플러그가 긴 구멍(8)의 내부 측면에서 유지되는 경우, 플러그도 빠져나오지 않고 유지된다. 차단 슬리브(2)는 실제로 전체 커플링을 둘러싼다. 수리 공장과 제조 공장에서 종종 일어나는 바와 같이, 커플링이 바닥에 대해 후속적으로 드래깅되면, 커플링의 전방 단부가 둥근 덕분에, 각진 형태의 하우징을 갖는 경우 보다 어떤 장애물에 걸리는 것이 더욱 방지된다. 작용하는 스프링 힘은 차단 슬리브(2)를 항상 차단되는 위치에 유지시킴으로써, 플러그(11) 뿐만 아니라 차단 부재(4)도 커플링 하우징(3) 내에서 선회되지 않고 확실하게 보호된다.

분리를 위해, 우선 차단 슬리브(2)는 다시 도면의 우측에서 볼 때 시계 반대 방향으로 90°회전되며, 이에 의해 긴 구멍(8)은 다시 플러그(11)의 선회면 내로 제공된다. 이어서, 플러그(11)는 도면에 도시된 화살표 방향으로, 플러그가 차단 슬리브(2) 내의 긴 구멍(8)의 단부에 닿을 때까지 선회될 수 있다. 도3에 도시된 위치에 상응하는 이러한 선회 위치에서, 플러그(11)는 차단 부재(4) 내의 보어(5)로부터 빠져나올 수 있는데, 차단 부재가 다시 압력 매질의 관류 흐름을 차단하기 때문이다. 고압용 커플링을 사용하기 위해 또는 파이프의 직경이 큰 경우, 커플링 하우징(3) 내에 릴리즈 보어가 제공되는 것이 바람직하며, 상기 릴리즈 보어는 그 내부에 차단 부재(4)가 회전 가능하게 지지되어 있는 수용 보어 또는 부시로부터 외부 쪽으로 연결된다. 이어서, 이러한 릴리즈 보어는 차단 부재가 아직 관류 흐름을 차단하고 있는 한, 차단 부재(4)의 선회 시에 차단 부재의 보어(5)와 겹쳐진다. 이러한 방식으로 분리를 위해, 우선 플러그(11)의 역 선회 시에 플러그 측의 압력이 제거되며, 이로써 보어(5)가 릴리즈 보어 위에 위치하는 한, 압력 매질은 상기 릴리즈 보어를 통해 압력 파이프(13) 및 플러그(11)로부터 외부 쪽으로 누출될 수 있다. 이어서, 플러그(11)는 차단 부재(4)와 함께, 플러그가 도3에 도시된 바와 같은 플러그의 최종 위치에 도달할 때까지 더욱 선회된다. 이러한 위치로부터 플러그는 차단 부재(4) 내의 보어(5)로부터 무압식으로 빠져나올 수 있다. 플러그(11)가 빠져나온 후, 차단 슬리브(2)는 내부에 위치하는 스프링 힘에 의해, 도1에 도시된 바와 같은 처음 위치로 선회된다.

이러한 신규한 유형의 차단 슬리브(2)는 바람직하게 강철판 또는 알루니늄판으로 프레스에 의해 제조된다. 그러나 상기 차단 슬리브는 다이 주조 공정에 의해 알루미늄으로부터 제조될 수도 있다. 대안으로서, 차단 슬리브는 사출 성형 공정으로 제조되는 플라스틱으로 제조되거나, 특별한 용도를 위한 차단 슬리브는 벌크 재료로부터 개별적으로 밀링된 황동으로 제조되는 것도 고려될 수 있다.

Claims (9)

1. 내부에 선회 가능하게 지지된 차단 부재(4)를 구비한 커플링 박스(1)를 갖는 압력 파이프(10, 13)용 플러그-인 안전 커플링이며, 상기 차단 부재는 직경 방향으로 관통하는 보어(5)를 포함하며, 상기 보어 내로 플러그(11)는 유동 위치에 대해 직각 이하의 예각으로 무압 삽입될 수 있으며, 플러그(11)를 통한 선회에 의해 유동 위치로 설정될 수 있는 플러그-인 안전 커플링에 있어서,

   선회 부재(4)를 갖는 커플링 박스(1) 상에는 반구형 전방 단부(7)를 갖는 컵 형태의 차단 슬리브(2)가 덮여 씌워지며, 상기 반구형 단부(7)는 구 형태로 연장되는 긴 구멍(8)을 포함하며, 상기 홀은 반구형 단부(7)의 중심으로부터 반구형 단부(7)에 대한 큰 원을 따라 연장되며, 상기 컵 형태의 차단 슬리브(2)는 커플링 박스(1) 상에서 회전 가능하게 지지되고 스프링에 의해 작동됨으로써, 긴 구멍(8)은 차단 부재(4) 및 플러그(11)의 선회면에 대해 선회 연장되고 스프링 힘에 대해 차단 부재(4) 및 플러그(11)의 선회면 내로 선회 가능한 것을 특징으로 하는 압력 파이프용 플러그-인 안전 커플링.
2. 제1항에 있어서, 컵 형태의 차단 슬리브(2)는 커플링 박스(1)에 대해 90°로 선회 가능하게 지지되고 스프링에 의해 작동됨으로써, 슬리브의 긴 구멍(8)이 차단 부재(4) 및 플러그(11)의 선회면에 대해 90°로 선회되고 스프링 힘에 대해 차단 부재(4) 및 플러그(11)의 선회면 내로 선회될 수 있는 것을 특징으로 하는 압력 파 이프용 플러그-인 안전 커플링.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 커플링 하우징(3)은 압력 파이프의 외부에서 차단 부재(4)용 수용 보어의 외부로부터 내부로 연결되는 릴리즈 보어를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 파이프용 플러그-인 안전 커플링.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 차단 슬리브(2)의 내부에서 그리고 커플링 하우징(3)의 대면하는 외부에서 정지부가 형성됨으로써, 긴 구멍(8)이 커플링 하우징(3) 내에서 차단 부재(4)의 전면에 위치하는 경우, 스프링에 의해 작동되는 차단 슬리브(2)가 정지부에 대해 회전하게 되는 것을 특징으로 하는 압력 파이프용 플러그-인 안전 커플링.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 관련되는 플러그(11)는 모서리가 경사진 견부(16)를 갖는 돌출부를 포함하며, 상기 견부는 보어(5) 내로 플러그(11)의 삽입 및 선회 시에 하우징(3) 내의 긴 구멍 하부로 슬라이딩되는 것을 특징으로 하는 압력 파이프용 플러그-인 안전 커플링.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 차단 슬리브(2)는 강철 또는 알루미늄판으로부터 프레스 공정으로 제조되는 것을 특징으로 하는 압력 파이프용 플러그-인 안전 커플링.
7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 차단 슬리브(2)는 알루미늄으로부터 다이 주조-사출 성형 공정으로 제조되는 것을 특징으로 하는 압력 파이프용 플러그-인 안전 커플링.
8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 차단 슬리브(2)는 플라스틱으로부터 사출 성형 공정으로 제조되는 것을 특징으로 하는 압력 파이프용 플러그-인 안전 커플링.
9. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 차단 슬리브(2)가 황동으로 제조되는 것을 특징으로 하는 압력 파이프용 플러그-인 안전 커플링.

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