KR20100126329A - 사이트 호스 커버의 라인 - Google Patents

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KR20100126329A
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Abstract

고압 호스 커버가 제공된다. 호스 커버는 외피와, 상기 외피내에 배치되는 내피를 포함한다. 내피 및 외피는 직조된 구조를 가지며, 이들 각각은 다수의 경사와 상기 경사 사이에 상호직조되는 위사를 갖는다. 위사는 위사가 내피와 외피 사이에 공유되고 내피 및 외피는 서로 상호직조되는 패턴으로 내피 및 외피의 경사 사이에 직조된다.

Description

사이트 호스 커버의 라인{LINE OF SIGHT HOSE COVER}
본 발명은 본 발명에 참조인용된 2008년 2월 29일자 출원된 미국 특허출원 제12/040,596호의 우선권을 청구한다.
본 발명은 호스 커버에 관한 것으로서, 특히 고압 호스용 커버에 관한 것이다.
고압 호스는 둘레 영역에 있는 사람들에게 위험을 제공한다. 예를 들어 기계장치에 배치되는 고압 호스는 호스가 고압하에서 고장났을 때 노출되는 기계장치 주위의 사람들에게 위험을 제공한다.
전형적으로, 고압 호스는 2가지 고장 모드(failure mode)를 갖는다. 불행하게도 호스는 폭발하거나 파열될 수 있으며, 또는 하기에 핀 홀(pin hole) 고장으로 서술될 수 있는 벽에 작은 홀을 형성할 수 있다. 넓은 면적의 호스는 전형적으로 호스가 비극적으로 파열될 때 고장이 난다. 이러한 유형의 고장은 폭발하는 것으로 서술될 수 있으며, 고압하에서 다량의 유체가 호스로부터 방출된다. 호스 주변 영역의 사람들에게는 유체가 분사된다. 유체는 고온이거나 독성일 수 있으며, 유체에 노출된 사람들에게 잠재적으로 부상을 유발시킬 수 있다. 또한, 고압 호스는 금속 재킷 또는 외측 커버링을 갖는다. 호스의 파열중, 호스 부재는 고속으로 튀어나오며, 포텐셜(portential)을 가진 파편으로 변하여 영역내의 사람들에게 부상을 유발시킨다.
핀 홀 고장중, 고압 호스의 벽에는 작은 홀이 형성된다. 호스의 나머지는 원래대로이며, 유체는 상당한 고압을 유지한다. 유체의 고압 제트는 유체가 호스로부터 핀 홀을 통해 매우 고압으로 빠져나올 때 형성된다. 고압의 제트는 주변 사람에게 심각한 부상을 유발시킬 포텐셜을 갖고 있다. 핀 홀로부터 빠져나온 유체는 신체 일부의 절단으로 나타날 수 있다. 또한, 유체 제트는 피부를 관통하여, 피부 속으로 유체를 분사할 수 있다. 피부 속으로 분사된 오일일수도 있는 유체는 심각한 부상과 혈액 중독을 유발시킬 수 있으며 및/또는 감염된 신체의 절단을 요구한다. 또한, 유체 제트는 장갑 등의 보호 의류를 관통하여 상술한 바와 같은 부상으로 나타날 수 있다.
따라서, 개개인을 고압 호스의 비극적인 파열과, 핀 홀 고장, 및 기타 다른 고장으로부터 보호할 필요가 있다.
고압 호스용 호스 커버가 서술된다. 호스 커버는 외피(outer sheath)와, 상기 외피내에 배치된 내피(inner sheath)를 포함한다. 상기 내피 및 외피는 각각 직조된(woven) 구조를 가지며, 길이방향으로 신장되는 다수의 경사(warp thread)를 포함한다. 원주 방향으로 신장되는 위사(weft thread)는 경사들 사이에 직조된다. 위사는 내피 및 외피가 상호직조된(interweaven) 구조를 갖도록 외피 및 내피의 경사를 통해 직조된다.
본 발명의 기타 다른 목적과 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조한 하기의 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.
도1은 본 발명의 실시예에 따른 호스를 둘러싸는 호스 커버를 도시한 부분파단도.
도2는 호스 커버의 직사(織絲)를 도시하는 부분도.
도3a 내지 도3e는 호스 커버의 위사 패턴을 도시한 도면.
도4a 및 도4b는 도3c 및 도3e의 교차점의 확대도.
도1은 본 발명의 실시예에 따른 고압 호스 커버(10)를 도시하고 있다. 호스 커버(10)는 내피(12)와 외피(14)로 구성된다. 내피(12)는 외피(14)의 내부에 배치되며, 호스 커버(10)가 사용중일 때 고압 호스(1)는 내피(12)의 내부에 배치된다. 따라서, 내피(12) 및 외피(14)는 호스를 둘러싼다.
내피(12) 및 외피(14)는 파이버의 직조를 통해 형성된 직조 구조를 갖는다. 상기 파이버는 나일론, 폴리에스터 및 KevlarTM 를 포함하는 합성 물질 등과 같이 다수의 상이한 물질일 수 있다. 호스내에서 순환하는 유체의 유형에 따라 또는 호스 커버가 사용될 작동 환경에 따라 기타 다른 물질들이 선택된다. 상기 물질들은 호스 커버(10)의 물질이 유체에 의해 또는 호스 커버가 사용될 환경에 의해 열악해지는 것을 방지하는데 도움을 주도록 선택될 수 있다. 또한, 내피(12)의 경사(16)와 외피(14)의 경사(16)는 위사(18)와 마찬가지로 상이한 직경을 가질 수 있다. 상기 위사 및 경사들은 상이한 물질로 제조될 수 있다.
도2에 도시된 바와 같이, 내피 및 외피(12, 14)는 길이방향 경사(16)와, 상기 경사(16) 사이에 직조되는 원주방향 위사(18)로 구성된다. 위사(18)는 내피(12)가 외피(14)와 상호직조될 수 있는 패턴으로 직조된다. 도3a 내지 도3e는 내피 및 외피를 위한 위직 패턴을 도시하고 있다.
도3a는 길이방향 경사(16) 및 직조된 위사(18)로 형성된 내피 및 외피의 벽의 위치를 도시하고 있다. 도3b 내지 도3e의 화살표(A)는 위사(18)가 니트 엣지(30)로부터 내피 및 외피 둘레에서 직조되고 호스 커버가 형성됨에 따라 니트 엣지(30)로 복귀될 때, 위사 패턴의 방향을 도시하고 있다. 도3b에 도시된 바와 같이, 위사는 외피(14)의 제1측(20)으로부터 외피(14)의 제2측(22)으로 신장된다. 그후, 도3c에 도시된 바와 같이, 위사(18)는 외피(14)의 제2측(22)으로부터 내피(12)의 제1측(24)으로 신장된다. 교차점(28)에서, 위사(18)는 외피(14)로부터 내피(12)로 교차된다. 도4a는 위사의 위사 삽입측(22)으로부터 다음 위사 삽입측(24)으로 1회 직조 패스(weaving pass)시 외피(14)의 제2측(22)으로부터 내피(12)의 제1측(24)으로 전이되는 위사의 예시적인 확대도 이다. 위사(18)는 외피의 경사(16) 사이에 직조된다. 위사(18)가 교차점(28)에 도달하였을 때, 위사(18)는 내피로 전이되고 내피의 경사(16) 사이에 직조된다.
그후, 위사(18)는 도3d에 도시된 바와 같이 내피(12)의 제1측(24)으로부터 내피(12)의 제2측(26)으로 직조된다. 위사(18)는 내피(12)의 제2측(26)으로부터 신장되고, 도3e에 도시된 바와 같이 외피(14)의 제1측(20)으로 교차된다. 도4b는 위사의 [위삽 삽입측(26)으로부터 다음 위사 삽입측(20)으로] 1회 직조 패스시 내피(12)의 제2측(26)으로부터 외피(14)의 제1측(20)으로 전이되는 위사(18)를 도시한 예시적인 확대도이다. 위사(18)는 내피의 경사(16) 사이에 직조된다. 위사(18)가 교차점(28)에 도달하였을 때, 위사(18)는 외피로 전이되어 외피의 경사(16) 사이에 직조된다.
상술한 바와 같은 위사의 패턴은 내피 및 외피를 계속 형성하기 위해 반복된다. 따라서, 도3b 내지 도3e는 4개의 패스 패턴을 도시하고 있다. 직조되는 위사(18)는 위사의 각각의 연속적인 패스가 이전의 패스상에 적층되는 층을 생기게 한다. 4개의 패스 패턴에 따른 위사의 반복된 층 형성은 호스 커버의 내피 및 외피를 생기게 한다.
위사가 따르는 패턴은 서로 상호직조되는 내피 및 외피를 생기게 한다. 내피는 니트 엣지(30)와, 위사(18)의 상호직조로 인해 위사가 외피(14)로부터 내피(12)로 또한 내피(12)로부터 외피(14)로 교차되는 교차점(28)에서 외피에 부착된다. 내피 및 외피는 그 벽을 따른 그 어떤 지점에서도 서로 부착될 필요가 없다. 내피 및 외피는 니트 엣지(30)와, 위사 교차가 발생되는 교차점(28)(또는 직조 엣지)에서만 부착된다. 상기 니트 엣지(30)는 위사가 풀리는 것을 방지하기 위해 로크 스티치사(lock stitch thread)를 갖는다. 니트 엣지에서의 니팅 패턴(knitting pattern)은 직조 시스템 #3 으로 알려져 있다. 기타 다른 직조 시스템은 시스템 5 등으로 사용된다.
내피(12) 및 외피(14)는 상호직조되기 위해 내피 및 외피 사이에서 위사(18)가 교차되는 교차점(28)에서 상호연결되고 또한 위사의 니팅에 의해 니트 엣지(30)에서 함께 연결되는 2개의 분리된 "층" 일 수 있다. 상기 내피(12) 및 외피(14)는 4개의 분리된 "층"으로 구성될 수 있으며, 제1측(20) 및 제2측(22)은 외피(14)를 형성하고, 제1측(24) 및 제2측(26)은 내피(12)를 형성한다. 상기 4개의 층은 위사(18)의 상호직조에 의해 교차점(28)에서 직조 엣지를 따라 연결되며, 니트 엣지(30)에서 위사의 니팅에 의해 반대쪽 엣지를 따라 연결된다.
위사의 상호직조는 고압 호스의 고장에 대한 호스 커버의 저항에 장점을 제공한다. 도3b 내지 도3e에 도시된 4개의 패스 패턴은 호스 커버의 파열 저항을 증가시킨다. 위사는 내피 및 외피의 직조 패턴(weaving pattern)을 완성하기 위해, 니트 및 직조된 엣지를 4회 패스한다. 이것은 양 엣지의 강도를 증가시킨다. 따라서, 상기 엣지는 호스 커버내에서 고압 호스의 폭발 파열중 고장에 더욱 저항하게 된다. 엣지는 위사의 패턴 때문에 고압 호스의 폭발 파열중에는 그다지 고장나지 않는다. 또한, 내피와 외피 사이에서의 위사의 공유는 에너지를 내피로부터 외피로 전달하는데 도움을 준다. 고압 호스(1)가 파열될 때, 내피(12)가 호스(1)를 직접 둘러싸기 때문에 내피(12)는 그 에너지에 먼저 노출된다. 파열 에너지는 위사(18)가 내피와 외피(12, 14) 사이에 공유되기 때문에, 부분적으로 외피(14)로 전달 및 흡수된다. 내피 및 외피가 니트 엣지(30) 및 교차점(28)(직조 엣지)을 제외하고는 연결되지 않기 때문에, 내피(12)는 호스의 파열이 발생될 때 팽창되는 것이 허용되며, 이에 따라 에너지의 일부를 흡수한다. 내피(12)가 팽창되어 외피(14)와 접촉함에 따라, 나머지 에너지는 외피로 전달되고 이것은 파열된 호스의 에너지를 흡수한다. 외피(14)는 내피(12)를 마찰로부터 보호하는데 도움을 준다.
내피(12)는 고밀도 직조로 형성된다. 파이버는 고압 호스의 핀 홀 유형의 고장의 에너지를 흡수하는데 도움을 주기 위해 고밀도로 직조된다. 내피(12)의 경사(16)의 직경은 내피의 고밀도 직조를 달성하기 위해 외피(14)의 경사(16)의 직경 보다 작다. 유체의 고 에너지 스트림은 고압 호스의 벽에 작은 홀이 형성될 때 분출된다. 유체의 고압 스트림은 호스 커버의 내피와 접촉된다. 내측 커버의 고밀도 직조는 유체 스트림의 에너지를 분산시킨다. 고밀도 직조는 유체가 비교적 방해받지 않은 직조를 통해 분출되게 하는 파이버의 분리를 방지한다. 스트림이 내피의 고밀도 직조에 충격을 줄 때, 스트림은 분무화되거나 파괴되어 분산된다. 스트림의 에너지도 스트림이 분산될 때 내피에 의해 흡수될 수 있다. 따라서, 만일 유체가 내피를 통과한다면, 그것은 무해한 저 에너지 옅은 안개로서 또는 분출물로서 외피에 의해 대부분 흡수된다.
호스 커버(10)의 내피(12) 및 외피(14)는 도3a 내지 도3e에 호스(1)의 직경 보다 큰 직경을 갖는 것으로 도시되어 있다. 내피(12)의 직경은 호스(1)가 내피(12)에 느슨하게 끼워지도록 호스(1)의 직경 보다 클 수 있다. 호스(1)의 직경 보다 큰 직경을 갖는 내피(12)는 호스 커버(10)가 호스(1) 위에 쉽게 배치될 수 있게 한다. 선택적으로, 내피(12)의 직경은 호스(1)가 내피(12)에 넉넉하게 끼워지도록 호스(1)의 직경 보다 약간 커질 수 있다.
상술한 바와 같이 경사 및 위사 패턴을 갖는 호스 커버는 고압 호스 고장을 포함하는 그 효과를 결정하기 위해 테스트를 받았다. 본 발명의 일실시예에 따라, 외피에 사용된 경사 물질은 2780 D solution black AJT nylon 이었다. 내피를 위한 경사 물질은 1680 natural nylon T/6 이었다. 위사 물질은 420 d Solution black nylon 이었다. 외피는 경사 방향으로 폭(인치)당 101,470 의 전체 데니어(denier)를 가지며, 내피는 경사 방향으로 폭(인치)당 61,320 의 전체 데니어를 가지며, 위사는 길이(인치)당 87,360 의 전체 데니어를 갖는다. 사용된 조합은 외피에 비해 내피를 위해 더 타이트하고 얇은 직조를 제공하여, 내피의 직물에 매우 낮은 투과율을 제공한다. 호스 커버는 유압 호스 둘레에 배치되어 파열 테스트를 거쳤다. 호스의 유체 압력은 호스가 호스 커버내에서 파열될 때까지 지속적으로 증가되었다. 호스 커버는 손상되지 않았으며, 탈출 유체의 에너지는 분산되었고, 유체는 원하는 바대로 해로움없이 커버를 빠져나갔다. 종래의 호스 커버도 유사한 테스트 및 고장을 받었다. 커버는 유압 호스가 고장나는 장소에서 탈출 유체에 의해 파열되었다.
상술한 본 발명의 실시예에 따른 호스 커버는 핀 홀 유형의 고장에 대한 호스 커버의 저항을 테스트하는 충격 테스트가 실시되었다. 약 0.038 인치의 직경을 갖는 작은 홀이 유압 호스의 벽에 천공되었으며, 상기 유압 호스의 둘레에 호스 커버가 배치되었다. 호스내의 유체 압력은 212℉ 에서의 유체 온도로 30분간 분당 70 사이클의 비율로 3,200 psi 의 테스트 압력으로 반복되었다. 호스 커버는 낮은 에너지로 호스 커버의 외피를 통해 분출되는 유체로 손상되지 않았다. 종래의 호스 커버는 유사한 테스트가 실시되었으며, 커버는 유압 호스의 홀로부터 유출되는 유체의 제트와 고압으로 유출되는 제트에 의해 완전히 관통되었다.
호스 커버(10)는 고압 스트림이 탈출되게 하는 호스의 작은 홀 뿐만 아니라 고압 호스의 고 에너지 파열로부터의 보호를 제공한다. 이러한 유형의 고장의 에너지는 직조 및 커버의 상호직조에 의해 흡수된다. 호스의 고장에 의해 방출되는 유체는 고장 영역의 둘레에서 커버의 본체를 통해 분출될 수 있게 된다. 유체의 풀링(pooling)은 유체의 고 에너지 방출로부터 사람들에게 손상을 가하지 않고 사람들에게 호스 고장을 경고한다.
본 발명은 양호한 실시예를 참조로 서술되었기에 이에 한정되지 않으며, 본 기술분야의 숙련자라면 첨부된 청구범위로부터의 일탈없이 본 발명에 다양한 변형과 수정이 가해질 수 있음을 인식해야 한다.
10: 호스 커버 12: 내피
14: 외피 16: 경사
18: 위사

Claims (4)

  1. 길이방향으로 신장되는 다수의 경사를 포함하는 직조 구조를 갖는 외피와,
    길이방향으로 신장되는 다수의 경사를 포함하는 직조 구조를 갖지며 상기 외피내에 배치되는 내피와,
    위사가 내피 및 외피 사이에 공유되는 패턴으로 내피 및 외피의 경사들 사이에 상호직조되는 원주 방향으로 신장되는 위사를 포함하는 것을 특징으로 하는 고압 호스 커버.
  2. 제1항에 있어서, 위사가 직조되는 패턴은 외피의 제1측으로부터 외피의 제2측으로, 외피의 제2측으로부터 내피의 제1측으로, 내피의 제1측으로부터 내피의 제2측으로, 내피의 제2측으로부터 외피의 제1측으로 형성되는 것을 특징으로 하는 고압 호스 커버.
  3. 외피를 형성하기 위해 길이방향으로 신장되는 다수의 경사를 제공하는 단계와,
    상기 외피내에 배치되며 내피를 형성하기 위해 길이방향으로 신장되는 다수의 경사를 제공하는 단계와,
    위사가 내피 및 외피 사이에 공유되는 패턴으로 원주 방향으로 내피 및 외피의 경사들 사이에 위사를 직조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고압 호스 커버 형성 방법.
  4. 제3항에 있어서, 외피의 제1측으로부터 외피의 제2측으로 위사를 직조하는 단계와, 외피의 제2측으로부터 내피의 제1측으로 위사를 직조하는 단계와, 내피의 제1측으로부터 내피의 제2측으로 위사를 직조하는 단계와, 내피의 제2측으로부터 외피의 제1측으로 위사를 직조하는 단계를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 고압 호스 커버 형성 방법.
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