KR20090115152A

KR20090115152A - 튜브용 밀봉재

Info

Publication number: KR20090115152A
Application number: KR1020097017220A
Authority: KR
Inventors: 클리포드 엘 존스; 다니엘 디 심슨; 삼 어거스트 엠 다틸로; 므나프 나즈므딘 챠스마와라; 만프레드 슈미트
Original assignee: 투베마스터 인코포레이티드
Priority date: 2007-02-02
Filing date: 2008-01-30
Publication date: 2009-11-04
Also published as: MY153856A; WO2008097769A2; US7861875B2; KR101404377B1; JP2010517878A; EP2109497B1; EP2109497A2; JP5323723B2; WO2008097769A3; US20080184779A1

Abstract

튜브의 내부를 밀봉하는 밀봉재는 상부 및 하부 경질 판과 그 사이에 가요성 판을 포함하며, 이들은 압축되어 밀봉을 형성한다.

튜브, 밀봉, 경질 판, 가요성 판

Description

튜브용 밀봉재{SEAL FOR TUBE}

본 발명은 밀봉재에 관한 것으로서, 특히, 양호한 밀봉이 이루어지는 것을 보장하도록 테스트를 수행하기 위한 메커니즘에 관한 것이다.

본 명세서에 참조로 인용되는 미국특허 제 6,725,706 호 및 6,981,404 호에는 화학 반응기 튜브들을 불어서 테스트하는 시스템이 개시되어 있다. 이러한 시스템은 반응기 튜브 내에 공기를 주입하여 배압을 측정하기 전에 반응기 튜브의 내벽을 밀봉하도록 팽창성 밀봉재를 사용하여 상기 튜브가 촉매로 적절히 채워져 있는가를 판단한다. 이러한 시스템을 사용하는 과정에는, 해결되어야 할 두 가지 이슈가 제기된다.

첫째 과제는 온도를 측정하도록 열전대(thermocouples)를 지지하기 위해 튜브 내로 하향 연장하는 삽입물을 갖는 온도계 보호관(thermowell)을 어떻게 밀봉할 것인 가이다.

둘째 과제는 수행될 모든 측정이 정밀하게 이루어지도록 양호하게 밀봉될 것인지를 어떻게 확실히 알 수 있는가이다.

본 발명은 튜브로부터 나오는 돌출부를 갖는 튜브용 밀봉재에 관한 것으로서, 각각 외주를 가지며 제 1 및 제 2 개방공을 규정하며, 상기 제 1 개방공은 각각의 판의 외주로부터 연장하는 상부 및 하부 경질 판과; 외주를 가지며 제 1 및 제 2 개방공을 규정하는 적어도 하나의 가요성 판으로서, 상기 제 1 개방공은 상기 가요성 판의 외주까지 연장하며, 상기 상부 및 하부 경질 판 사이에 샌드위치 되는 상기 가요성 판을 포함하되, 상기 상부 및 하부 경질 판 및 상기 가요성 판의 제 1 개방공은 수직으로 정렬되고 상기 상부 및 하부 경질 판 및 상기 가요성 판의 제 2 개방공은 수직으로 정렬되며; 상기 상부 및 하부 경질 판은 거의 동일한 직경을 가지며 상기 가요성 판은 그가 상기 상부 및 하부 경질 판 사이에 압축되는 경우 상기 상부 및 하부 경질 판의 직경보다 크게 확장되는 직경을 갖는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 상기 가요성 판을 압축하도록 서로를 향해 상기 상부 및 하부 경질 판을 이동시키기 위해 상기 제 2 개방공을 통해 연장하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 상부 및 하부 경질 판 사이에는 상기 가요성 판이 복수개 존재하는 것을 특징으로 한다.

아울러 상기 상부 및 하부 경질 판 및 상기 가요성 판은 화학 반응기 안쪽에 위치하며, 상기 튜브로부터의 돌출부는 상기 제 1 정렬 개방공을 통해 연장하며 상기 가용성 판은 상기 화학 반응기 튜브의 내면을 밀봉하고 상기 돌출부 둘레를 밀봉하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 상부 및 하부 경질 판 및 상기 가요성 판 각각은 또한 제 3 개방공을 규정하며, 상기 각각의 제 3 개방공은 수직으로 정렬되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 정렬된 제 3 개방공 내에 수용되는 튜브를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

한편 본 발명은 튜브를 테스트하는 방법을 제공하는데, 상기 방법은 내부 및 외부 밀봉재를 사용하여 제 1 및 제 2 위치에서 상기 튜브의 내면을 상기 내부 및 외부 밀봉재 사이의 축 방향 갭으로 밀봉하는 단계;와, 상기 갭 내에 주변 압력과 다른 압력에서 가스를 가하는 단계; 및 일정 기간 동안 상기 갭 내의 압력을 모니터하여 상기 압력이 안정적으로 남아있는가를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 내부 및 외부 밀봉부 각각은 상부 및 하부 경질 판, 및 상기 상부 및 하부 경질 판 사이에 적어도 하나의 가요성 판을 포함하며, 상기 튜브의 내부 표면을 밀봉하는 단계는 각각의 상부 및 하부 경질 판을 서로를 향해 압축하여 그들이 상기 튜브의 내면을 밀봉할 때까지 각각의 가요성 판을 압착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 판 각각은 상기 판의 외주까지 연장하는 제 1 개방공을 규정하며, 상기 튜브 내로 연장하고 상기 제 1 개방공 내에 수용되며 상기 내부 및 외부 밀봉재에 의해 밀봉되는 상기 튜브로부터의 돌출부가 존재하는 것을 특징으로 한다.

아울러 상기 외부 및 내부 밀봉재를 통해 제어된 가스 흐름을 분사하고 배압을 측정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 온도계 보호관 수직 튜브들 중 하나를 보여주는 수직 튜브 화학 반응기의 단면도이다.

도 2는 종래의 고무 스토퍼의 평면도이다.

도 3은 도 2의 고무 스토퍼의 정면도이다.

도 4는 반응기 튜브 내측을 밀봉하도록 사용되는 종래의 스토퍼를 도시하는 단면도이다.

도 5는 본 발명에 따른 밀봉 장치의 정면도이다.

도 5a는 도 5와 유사한 도면으로서, 본 발명에 따른 밀봉 장치의 다른 실시예의 정면도이다.

도 6은 도 5의 밀봉 장치가 반응기 튜브 내로 삽입된 후의 상태를 도시하는 단면도이다.

도 7은 도 6과 동일한 도면으로서, 밀봉 장치가 튜브를 밀봉하기 위해 압축된 후의 상태를 도시한다.

도 8은 도 5의 밀봉 장치의 경질(rigid) 판들 중 하나의 정면도이다.

도 8a는 추가 구멍을 구비하는 선택적 경질 판의 정면도이다.

도 9는 도 8의 경질 판의 평면도이다.

도 9a는 도 8a의 경질 판의 평면도이다.

도 10은 도 5의 밀봉 장치의 가요성 판들 중 하나의 정면도이다.

도 10a는 추가 구멍을 갖는 선택적 가용성 판의 정면도이다.

도 11은 도 10의 가요성 판의 평면도이다.

도 11a는 도 10a의 가요성 판의 평면도이다.

도 12는 내부 및 외부 밀봉재, 및 양호한 밀봉이 이루어졌음을 보장하기 위한 메커니즘을 포함하는 선택적 밀봉 장치를, 수직 튜브 화학 반응기를 통해, 도시하는 단면도이다.

도 13 내지 도 18은 밀봉될 튜브의 정상부에서 생길 수도 있는 다양한 상태를, 화학 반응기 튜브를 통해, 보여주는 단면도이다.

도 19는 밀봉될 튜브의 정상부에서 생길 수도 있는 다른 상태를, 화학 반응기 튜브를 통해, 보여주는 평면도이다.

도 20은 일정 기간 동안의 압력 측정을 도시하는 그래프이다.

도 21은 시험 결과를 보여주며 온도계 보호관과 같은 특수 튜브의 위치를 표시하도록 사용되는 반응기를 보여주는 도면이다.

도 22는 열전대를 장전, 분석 및 시험하는 것을 돕도록 사용될 수 있는 그래픽 디스플레이이다.

도 23은 테스트 결과를 보여주도록 사용될 수 있는 포맷을 도시한다.

도 24는 본 발명의 장치에 사용되는 트레이의 평면도이다.

도 25는 도 24의 트레이의 측면도이다.

도 1은 화학 반응기의 튜브 시트(12)로부터 하향 연장하는 반응기 튜브(10)를 도시한다. 이러한 특정 반응기 튜브(10)는 튜브(10) 내로 하향 연장하며 튜 브(10)의 정상부로부터 돌출하는 온도계 보호관 돌출부(14)를 갖는다. 또한, 도면에 도시된 것은 분사기 튜브(16)로서, 전술한 '706 및 '404 특허에 설명된 바와 같이, 이는 반응기 튜브(10) 내로 임시로 삽입되어 튜브(10) 내로 압축 가스를 분사하여 튜브(10)가 촉매로 적절히 재워졌는가를 판단하거나, 튜브가 부풀리도록 한다. 반응기에서 시험 될 온도계 보호관은 오십 또는 그 이상일 수 있다. '706 및 '404 특허에서 사용되는 이러한 형태의 밀봉재는 온도계 보호관 돌출부(14)를 수용하지 않는다. 그에 따라, 다른 형태의 밀봉재가 온도계 보호관 또는 기타 유사한 돌출부 또는 장애물(14)을 갖는 이러한 특수 반응기 튜브용으로 사용되는바, 상기 돌출부는 온도 측정을 위한 프로브(probe), 압력 측정을 위한 프로브, 가스를 샘플링하기 위한 샘플링 프로브, 첨가제를 주입하기 위한 분사 프로브, 또는 기타 다른 형태의 돌출부일 수 있다.

밀봉재는 쉽고 빠르게 설치 및 제거할 수 있어야 할 뿐만 아니라 임시로 사용되는 것이어야 한다. 시험은 통상 주변 온도에서 수행되지만, 튜브 시트(12)는 통상의 주변 온도보다, 어떤 때는 130℉ 정도로, 높을 수 있다. 밀봉재는 시험 과정 중에 생성되는 배압을 누출 없이 버틸 수 있어야 한다. 지금까지 수행된 테스트에 있어서, 배압은 30psig 정도로 높았지만, 통상적으로는 4 내지 7psig이다. 더 높은 압력은 이하에서 상세히 설명되는 바와 같은 추가의 가요성 판(30) 및 경질 판(28/26, 도 5 참조)을 추가함으로써 수용될 수 있다.

다양한 밀봉 메커니즘이 과거에 시도된 바 있다. 예를 들면, 도 2 내지 도 4는 사용되는 고무 스토퍼(2)를 도시한다. 고무 스토퍼(2)는 분사기 튜브(16)를 수용하는 제 1 개방공(3) 및 온도계 보호관 돌출부(14)를 수용하는 제 2 개방공(4)을 갖는다. 슬릿(5, 도 2 및 도 3 참조)은 스토퍼(2)의 전체 길이를 따라 수직 연장하여, 스토퍼(2)의 외주까지 제 2 개방공(4)을 연장함으로써, 온도계 보호관 돌출부(14)가 스토퍼(2)의 제 2 개방공(4) 내로 삽입될 수 있는바, 이는 온도계 보호관 돌출부(14)를 그의 반응기 튜브(10)로부터 분리하지는 않는 상태로 진행된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 스토퍼(2)는 반응기 튜브(10)의 정상 에지(top edge)에서만 밀봉 기능을 수행한다. 이러한 형태의 밀봉재는 배압이 스토퍼를 튜브(10)로부터 위로 밀어올리려는 경향이 생김에 따라 누출을 유발하기 쉽다. 덕트 테이프, 점성-탄성 물질 및 퍼티(putty)와 같은 다른 밀봉 방법이 마찬가지로 사용된바 있다. 이들 방법은 잔류물을 남기기 쉬우며, 사용하기 어려우며, 일부가 튜브 내로 떨어질 수 있으며, 신뢰성 있게 밀봉을 수행하지 않는다.

도 5 내지 도 11은 종래 기술의 밀봉재의 많은 문제점을 해결하는 밀봉 장치를 도시한다. 이러한 밀봉 장치(50)는 돌출부(14) 및 시험을 수행하도록 가스를 분사하는 튜브(16)를 수용한다.

본 실시예에 있어서, 밀봉 장치(50)는 상부 및 하부 경질 판(26, 28), 및 상부 및 하부 경질 판(26, 28) 사이에 샌드위치 되는 복수의 가용성 판(30)을 포함한다. 상부 경질 판(26)은 도 8 및 도 9에 상세히 도시되며, 상부 경질 판(26)은 하부경질 판(28)과 동일하다. 상부 경질 판(26)은 판(26)의 외주까지 연장하며 돌출부(14)를 수용하는 제 1 개방공(32), 및 분사기 튜브(16)를 수용하는 제 2 개방공(34)을 갖는다.

가요성 판(30)은 도 10 및 도 11에 상세히 도시된다. 각각의 가요성 판(30)은 돌출부(14)를 수용하도록 판의 외주까지 연장하는 제 1 개방공(36), 및 분사기 튜브를 수용하는 제 2 개방공(40)을 갖는다.

모든 판의 제 1 개방공(32, 36)은 돌출부(14)를 수용하도록 수직으로 정렬되며, 모든 판의 제 2 개방공(34, 40)은 분사 가스 라인에 연결하기 위한 정상 단부에서 커넥터(18)를 갖는 분사기 튜브(16)를 수용하도록 수직으로 정렬된다. 그러나, 가요성 판(30)의 외주까지 연장하는, 가요성 판(30)의 제 1 개방공(36)의 슬릿 부분은 경질 판(26, 28)의 외주까지 연장하는 경질 판의 제 1 개방공(32)의 부분들과 정렬되지 않는다. 도 9 및 도 11에 도시된 바와 같이, 경질 판(26, 28)의 제 1 개방공(32)은 좌측으로 연장하며, 가요성 판(30)의 제 1 개방공(36)의 슬릿 부분(38)은 전방으로 연장하는바, 모든 제 1 개방공(32, 36)이 각각의 판의 외주까지 연장하더라도, 제 1 개방공(32, 36)이 외주까지 모두 동일하게 연장하는 것은 아니다.

도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 가요성 판(30)을 압축하도록 상부 및 하부 판(26, 28)을 서로를 향해 이동시키는 메커니즘은 분사기 튜브(16) 둘레에 장착된다. 이러한 압축 메커니즘은 분사기 튜브 위에 나사 결합하는 상부 및 하부 너트(20, 22), 및 상부 및 하부 너트(20, 22) 사이의 압축 슬리브(24)를 포함한다. 분사기 튜브(16)는 상부 및 하부 경질 판 및 가요성 판(26, 28, 30) 내의 수직 정렬된 제 2 개방공(34, 40) 각각을 통해 연장한다.

도 6의 이완 위치(relaxed position)에 도시된 바와 같이, 경질 판(26, 28) 및 가요성 판(30)은, 경질 판(26, 28)이 그 사이에 샌드위치 되는 상부 및 하부 및 가요성 판(30) 위에 있게 되는, 샌드위치 형태를 형성한다. 이러한 특정 실시예는 세 개의 가요성 판(30)을 사용하지만, 그 숫자는 적용예에 따라 변화할 수 있다.

도 7은 상부 너트(20)가 상부 경질 판(26)에 대해 하향 가압된 압축 슬리브(24)에 대해 하향 밀착된 후의 밀봉 장치(50)를 도시한다. 하부 경질 판(28)은 하향 이동할 수 없는 바, 이는 하부 너트(22)에 의해 정지되기 때문이며, 상부 경질 판(26)이 하부 경질 판(28)을 향해 하향 이동함에 따라, 가요성 판(30)이 수직(축) 방향으로 압축되어, 이들이 반경 방향 외측으로 팽창하여 반응기 튜브의 내면을 밀봉한다. 이들은 돌출부(14) 및 분사기 튜브(16) 둘레를 밀봉한다.

사용 중에, 분사기 튜브(16), 너트(20), 압축 슬리브(24), 경질 판(26) 및 가요성 판(30)은 서로 조립되며, 하나의 반응기 튜브에서 다른 튜브로 이동한다. 밀봉 장치(50)를 돌출부(14)와 함께 반응기 튜브(10) 내로 삽입하기 위해, 너트(20)는 헐거워져 상부 및 하부 경질 판(26, 28)이 상당히 먼 거리로 분리되도록 한다. 가요성 판(30)의 제 1 개방공(36)의 슬릿(38)은 밀려나서 돌출부(14)가 제 1 개방공(36) 내로 미끄럼 될 수 있도록 하는 통로를 형성한다. 그 후, 장치(50)는 비스듬히 미끄러지고 가요성 판(30)은 구부러져서, 슬릿(38)을 (표시된 바와 같이) 열어 젖혀서 각각의 가요성 판(30)을 돌출부(14) 위에 위치시킨다. 인접 가요성 판(30) 내의 슬릿(38)은 반대 방향으로 연장하여 (즉, 하나의 가요성 판(30)은 도 11에 도시된 바와 같은 전방 방향으로 배향되고 다음 가요성 판(30)은 뒤집어져 슬릿(38)이 후방 방향으로 연장하도록 하여), 인접 가요성 판(30)의 슬릿(38)이 서 로 정렬하지 않도록 한다.

밀봉재(50)가 비스듬히 이동함에 따라, 돌출부(14)는 경질 판(26, 28)의 제 1 개방공(32) 안으로 들어간다. 돌출부(14)가 가요성 판(30)의 제 1 구멍(36) 및 상부 및 하부 경질 판(26, 28)의 제 1 구멍(32)을 통해 연장하고 나면, 가요성 판(30)의 슬릿(38)은 다시 서로 뒤로 밀려서 모든 가요성 판(30)이 각각의 수직 정렬된 제 1 개방과 내에 수용되는 돌출부(14)와 함께 납작하게 눕게 된다.

그 후, 상부 및 하부 경질 판(26, 28)은 서로를 향해 이동되어 가요성 판(30)을 압축한다. 먼저, 상부 너트(20)는 조립체를 함께 이동하도록 어느 정도 조여지며, 조립체(50)는 돌출부(14)를 반응기 튜브(10) 내로 하향 미끄럼 시킨다. 그 후, 상부 너트(20)는 가요성 판(30)을 압축하도록 더 조여져서, 그들의 외경이 확장되고 밀봉을 형성하고, 그 후 파열(blowdown) 또는 시험이 수행되도록 한다.

장치(50)가 사용되기 전에, 트레이(200, 도 24 및 도 25 참조)는 반응기 튜브(10)의 정상에 위치되어, 튜브 시트(12) 상에 정지하며, 돌출부(14)는 트레이(200) 내의 슬롯(210) 내에 끼워진다. 트레이(200)는 그의 원주 둘레에 융기한 림(212)을 구비하는 평평한 바닥을 갖는다. 판(214)은 힌지(215)에 의해 평평한 바닥에 힌지되어 피벗될 판(214)이 닫히도록 하여, 슬롯(210)의 나머지를 폐쇄한다. 그 후, 장치(50)는 열전대 돌출부(14) 위에 조립되며, 트레이(200)는 장치의 어떤 헐거운 부분도 반응기 튜브(10) 내로 떨어지지 않도록 한다. 장치(50)가 열전대 돌출부(14) 위에 조립되고 나면, 트레이(200)는 분리되고 장치(50)는 반응기 튜브 내로 삽입되어 전술한 바와 같이 사용된다.

시험이 일단 수행되고 나거나 반응기 튜브가 파열되고 나면, 상부 너트(20)는 헐거워져서 가요성 판(30)이 그들의 이완위치로 복귀될 수 있도록 하며, 장치(10)는 반응기 튜브(10)로부터 분리되어 다른 위치에서 사용되도록 한다. 트레이(200)는 장치(50)가 분해되는 동안 다시 사용될 수 있으며, 어떤 헐거운 부품이든 반응기 튜브(10) 내로 떨어지지 않도록 한다. 이들 도면이 장치(50)의 정상에서의 커넥터(18) 만을 도시하지만, 사용 중에, 커넥터(18)는 인용된 '706 및 '404 특허에 도시된 휴대용 막대로부터의 분사기와 같은 압축 가스 공급원에 연결될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다.

이러한 장치(50)가 온도계 보호관 돌출부에 사용되는 것으로 도시되었다 하더라도, 이는 다른 형태의 돌출부 또는 장애물을 수용하도록 설계될 수 있으며, 그렇지 않으면, 가요성 판(30)의 구멍이 제거된다면, 임시방편의 밀봉이 요구되는 돌출부 없이 정규 튜브 내에 사용될 수 있을 것이다.

도 12는 전술한 밀봉 장치의 다른 적용예를 도시한다. 이러한 경우, 그들 사이에 압축 슬리브(124)를 구비하는, 샌드위치된 경질 판(126, 128) 및 가요성 판(130)의 두 조합(50A, 50B)을 포함하는, 내부 및 외부 밀봉재가 있다. 또한, 본 실시예에 있어서, 공기 공급 튜브 및 환기 튜브로서 작용하는 추가의 튜브(160, 도 12 참조)를 수용하기 위해, 각각의 강성 판(126, 128) 내의 제 3 구멍(134A, 도 9a 참조) 및 가요성 판(130) 내의 수직 정렬된 매칭 제 3 구멍(141, 도 11a 참조)이 있다. 추가 튜브(160)는 격리 밸브(164)를 통과하는 조정된 공기 흐름을 수용한다. 삼-방향 밸브(155)는 공기가 환기구(166)를 통해 대기 또는 압력 센서(170)까 지 가도록 사용된다. 압력 센서(170)는 도관(172) 및 밸브(166)를 통해 튜브(160)와 연통하여, 외부 및 내부 밀봉재(50A, 50B) 사이의 빈 공간 또는 축방향 갭(174) 내의 압력을 측정하도록 한다.

밀봉재(50A, 50B)가 반응기 튜브(10)의 내벽을 밀봉하도록 제자리에 조여지고 나면, 공급 밸브(164)는 개방되고, 커넥터(18)에 공급될 공기 (또는 기타 가스)와 대략 동일한 압력의 압축된 공기 (또는 기타 가스)는 빈 공간(174) 내로 튜브(160)를 통해 분사되어, 빈 공간(174) 내에 압력을 안정시킨다. 그 후, 공급 밸브(164)가 폐쇄되고, 삼-방향 밸브(166)는 빈 공간 또는 갭(174)과 압력 게이지(170) 사이의 연통을 허용하도록 위치된다.

컴퓨터는 일정 기간 동안 압력 게이지(170)에서의 압력을 모니터하여 특정 기간 동안 원하는 범위 내에서 특정 숫자의 압력 측정에 있어서 원하는 안정성에 부합하는 가의 여부를 결정하여, 도 20에 도시된 바와 같이, 양호한 밀봉이 이루어졌음을 표시한다. 그 후, 시험 또는 파열이 수행될 수 있다. 압력 게이지(170)는 시험을 위한 양호한 밀봉을 보장하도록 시험이 수행됨에 따라 계속 모니터링 된다. 시험이 완료되고 나면, 삼-방향 밸브(166)는 대기로의 환기를 위해 이동되고, 너트(20)는 헐거워지며, 상기 장치는 반응기 튜브(10)로부터 분리된다.

빈 공간의 압력이 누출로 인해 떨어지는가를 확인하도록 이러한 장치가 주변 이상의 압력에서 가스를 사용한다 하더라도, 빈 공간의 압력이 누출로 인해 높아지는가를 확인하도록 주변 이하의 압력에서 가스를 사용하는 것 또한 가능할 것이다. 또한, 이러한 장치가 화학 반응기 튜브에 사용되도록 개발되었다 하더라도, 다른 용기 또는 격납용기에서의 누출을 체크하도록 사용될 수 있다. 누출 시험이 아닌 다른 어떤 시험 또는 작동도 수행되지 않는 경우라면, 외부 밀봉재를 통해 연장되는 단지 두 개의 프로브만 있을 수 있는바, 하나는 가스를 분사하기 위한 것이며 하나는 빈 공간의 압력을 측정하기 위한 것이며, 내부 밀봉재를 통해 연장하는 프로브는 없다.

도 13 내지 도 19는 반응기 튜브(10)의 정상에서 생길 수도 있는 다양한 조건을 도시하는바, 이 모두는 밀봉 장치에 의해 수용될 수 있다. 도 13에 있어서, 반응기 튜브(10)의 정상은 튜브 시트(12)의 정상과 나란하다. 도 14에 있어서, 반응기 튜브(10)의 정상은 튜브 시트(12)의 정상보다 위로 돌출한다. 도 15에 있어서, 상기 반응기 튜브(10)의 정상은 튜브 시트(12)의 정상보다 안쪽으로 들어간다. 도 16 내지 도 18은 도 13 내지 도 15와 동일한 조건을 도시하지만, 반응기 튜브(10)를 튜브 시트(12)에 고정하는 용접 비드(8)를 구비한다.

도 19는 발생할 수도 있으며 도 4에 도시된 고무 스토퍼와 같은 종래 기술의 장치를 구비하는 양호한 밀봉을 수행하는 능력에 영향을 미치는 몇 가지 품질 이슈를 보여주는 반응기 튜브(10)의 평면도이다. 반응기 튜브(10)는 외경(40) 및 내경(42)을 갖는다. 튜브(10)의 일부의 내경을 잠식 및 감소하는 용접 수선부(44)가 도시되는바, 이는 튜브의 내면에 불규칙한, 비-원형 단면을 제공한다. 튜브(10)의 정상의 스크래치 및 결함(46)은 고무 스토퍼(2)가 사용되는 경우 누출이 발생할 수 있도록 한다(도 4 참조). 과도한 힘이 스토퍼를 밀도록 사용되더라도, 용접 수선부 오버레이(48)는 종래 기술의 스토퍼에서 누출이 일어나도록 할 수 있는 용접부 로부터의 높은 스팟(high spots)을 초래할 수 있다. 이러한 조건 모두는 본 명세서에 설명되는 밀봉부로 신뢰성 있게 밀봉된다.

도 21 및 도 23은 튜브 시험 또는 파열 시스템에 의해 생성되는 그래픽 디스플레이인바, 이는 인용된 특허에서 전체적으로 설명되는 바와 같다. 그러나, 도 23의 디스플레이는 특별히 온도계 보호관 돌출부(14)를 포함하는 반응기 튜브(10)에 대한 것이다.

도 21은 튜브 시트(12)와 동일한 형상 및 튜브 배열을 갖는, 시험되는 반응기의 튜브 시트(12)를 보여주는 도면이다. 각각의 행에 있어서의 최초 및 최종 튜브뿐만 아니라 최초 및 최종 행을 포함하는, 번호 매기기 방식을 표시한다. 온도계 보호관 또는 열전대를 포함하는 반응기 튜브는 정규 튜브와 다른 색으로 (본 예에서는 흰색 대신 흑색) 통상 구별된다. 컴퓨터 커서가 특정 튜브의 그래픽 표시 위에 위치됨에 따라, 관련된 정보가 도 23에 도시된 바와 같은 콜아웃(callout) 박스 내에 디스플레이된다. 콜아웃 박스 내에 디스플레이되는 메시지는, 압력 센서(170)로부터의 데이터를 토대로 밀봉의 신뢰성을 표시할 뿐만 아니라, 열전대 또는 다른 프로브의 숫자, 행 숫자, (그 행 내의) 튜브 숫자, 및 운전 정지 레벨 및/또는 압력 강하 데이터와 같은 정보를 포함할 수 있다.

도 22는 시스템에 의해 생성되는 그래픽 디스플레이의 다른 형태를 도시하는바, 이는 장치(50)의 도움으로 측정되고, 특정 레벨의 부하와 관련되며 목표값 및 최대 및 최소값을 표시하는 압력 강하 값을 보여준다.

도 5a는 본 발명에 따른 밀봉 장치(50A)의 다른 실시예를 도시한다. 이는, 분사기 튜브(16)가 별개의 하부 너트(22)를 갖는 대신 바닥 경질 판(28) 내로 직접 나사 결합되는 것을 제외하면, 도 5의 밀봉 장치와 매우 유사하다. 물론, 이러한 바닥 경질 판(28) 내로 나사 결합되는 대신 또는 이를 부가하여, 분사기 튜브(16)는 바닥 경질 판(28)에 용접 또는 다른 방식으로 고정될 수 있을 것이다. 밀봉 장치(50A)의 작동은 전술한 밀봉 장치(50)와 어떤 면에서 동일하다.

"상부" 및 "하부" 및 "수평"이라는 용어가 본 명세서에서 사용되었지만, 이러한 용어는 부품의 상대적 위치를 설명하고자하는 의도로만 사용되었으며, 상기 장치는, 예를 들면, 반응기의 바닥 튜브 시트 또는 수평 튜브의 단부 내와 같은 다른 배향으로 사용될 수 있다는 것을 이해하여야 할 것이다. 또한, 경질 판 및 가요성 판이 원형으로 도시되어 있다 하더라도, 이들은, 밀봉이 이루어지는 (덕트 또는 도관을 포함하는) 튜브의 형상에 순응하도록 형성될 수 있는바, 그 형상은 타원, 정사각형, 또는 기타 다른 형상일 수 있다. 본 기술분야에 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 범주를 이탈하지 않고도 전술한 실시예에 대한 변형예가 실시 가능하다는 것을 알 수 있을 것이다.

Claims

튜브로부터 나오는 돌출부를 갖는 튜브용 밀봉재에 있어서,

각각 외주를 가지며 제 1 및 제 2 개방공을 규정하며, 상기 제 1 개방공은 각각의 판의 외주로부터 연장하는 상부 및 하부 경질 판과;

외주를 가지며 제 1 및 제 2 개방공을 규정하는 적어도 하나의 가요성 판으로서, 상기 제 1 개방공은 상기 가요성 판의 외주까지 연장하며, 상기 상부 및 하부 경질 판 사이에 샌드위치 되는 상기 가요성 판을 포함하되,

상기 상부 및 하부 경질 판 및 상기 가요성 판의 제 1 개방공은 수직으로 정렬되고 상기 상부 및 하부 경질 판 및 상기 가요성 판의 제 2 개방공은 수직으로 정렬되며;

상기 상부 및 하부 경질 판은 거의 동일한 직경을 가지며 상기 가요성 판은 그가 상기 상부 및 하부 경질 판 사이에 압축되는 경우 상기 상부 및 하부 경질 판의 직경보다 크게 확장되는 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 튜브용 밀봉재.
제 1 항에 있어서,

상기 가요성 판을 압축하도록 서로를 향해 상기 상부 및 하부 경질 판을 이동시키기 위해 상기 제 2 개방공을 통해 연장하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 튜브로부터 나오는 돌출부를 갖는 튜브용 밀봉재.
제 2 항에 있어서,

상기 상부 및 하부 경질 판 사이에는 상기 가요성 판이 복수개 존재하는 것을 특징으로 하는 튜브로부터 나오는 돌출부를 갖는 튜브용 밀봉재.
제 2 항에 있어서,

상기 상부 및 하부 경질 판 및 상기 가요성 판은 화학 반응기 안쪽에 위치하며, 상기 튜브로부터의 돌출부는 상기 제 1 정렬 개방공을 통해 연장하며 상기 가용성 판은 상기 화학 반응기 튜브의 내면을 밀봉하고 상기 돌출부 둘레를 밀봉하는 것을 특징으로 하는 튜브용 밀봉재.
제 2 항에 있어서,

상기 상부 및 하부 경질 판 및 상기 가요성 판 각각은 또한 제 3 개방공을 규정하며, 상기 각각의 제 3 개방공은 수직으로 정렬되는 것을 특징으로 하는 튜브용 밀봉재.
제 5 항에 있어서,

상기 정렬된 제 3 개방공 내에 수용되는 튜브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 튜브용 밀봉재.
튜브를 테스트하는 방법에 있어서,

내부 및 외부 밀봉재를 사용하여 제 1 및 제 2 위치에서 상기 튜브의 내면을 상기 내부 및 외부 밀봉재 사이의 축 방향 갭으로 밀봉하는 단계;

상기 갭 내에 주변 압력과 다른 압력에서 가스를 가하는 단계; 및

일정 기간 동안 상기 갭 내의 압력을 모니터하여 상기 압력이 안정적으로 남아있는가를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 튜브를 시험하는 방법.
제 7 항에 있어서,

상기 내부 및 외부 밀봉부 각각은 상부 및 하부 경질 판, 및 상기 상부 및 하부 경질 판 사이에 적어도 하나의 가요성 판을 포함하며, 상기 튜브의 내부 표면을 밀봉하는 단계는 각각의 상부 및 하부 경질 판을 서로를 향해 압축하여 그들이 상기 튜브의 내면을 밀봉할 때까지 각각의 가요성 판을 압착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 튜브를 시험하는 방법.
제 8 항에 있어서,

상기 판 각각은 상기 판의 외주까지 연장하는 제 1 개방공을 규정하며, 상기 튜브 내로 연장하고 상기 제 1 개방공 내에 수용되며 상기 내부 및 외부 밀봉재에 의해 밀봉되는 상기 튜브로부터의 돌출부가 존재하는 것을 특징으로 하는 튜브를 시험하는 방법.
제 9 항에 있어서,

상기 외부 및 내부 밀봉재를 통해 제어된 가스 흐름을 분사하고 배압을 측정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 튜브를 시험하는 방법.