KR20110085973A

KR20110085973A - 내부 억제장치

Info

Publication number: KR20110085973A
Application number: KR1020117007041A
Authority: KR
Inventors: 글렌 카슨; 글램 티. 브라운
Original assignee: 카-버 인베스트먼츠 인크.
Priority date: 2008-08-28
Filing date: 2009-08-28
Publication date: 2011-07-27
Also published as: JP2015111005A; BRPI0917109A2; US9857014B2; MX348085B; MX2011002228A; WO2010022502A1; CA2735561A1; US20150377403A1; RU2011110536A; CN102177384A; EP2329181A4; AU2009287373A1; CA2735561C; JP2012500945A; AU2009287373A2; JP5987067B2; JP2015148342A; EP2329181A1; US20110204052A1

Abstract

본 발명은 파이프의 내측에 고정하기 위한 억제 또는 고정장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 서로를 향해 이동되도록 구성된 한쌍의 엔드플레이트와, 엔드플레이트 사이에 위치하며 엔드플레이트가 함께 이동함에 따라 외측 방사방향으로 이동되도록 구성되는 복수의 슈를 포함하는 내부 억제장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 파이프 플러그 또는 분리 기구를 억제하는 방법이 제공된다. 또한 내부 억제 또는 고정 메카니즘을 포함하는 파이프 차단을 위한 어셈블리가 제공된다.

Description

내부 억제장치{INTERNAL RESTRAINT DEVICE}

본 발명은 파이프의 내측에 클램핑 또는 고정될 수 있는 클램핑 또는 억제 장치에 관한 것이다.

일반적으로 시험기구는 파이프의 완전함 또는 파이프에 제공된 용접부를 시험하는데 이용된다. 게다가, 다양한 차단 기구가 알려져 있고, 이것은 파이프의 특정 부분을 다른 파이프로부터 차단하는데 사용된다. 상기한 기구의 실시예는 미국특허 5,844,127호 및 6,131,441호(참고문헌으로 사용되는 특허의 전체 내용)에 개시되어 있다. 이와 같이 사용되는 기구는 파이프에 삽입되고 파이프의 내측 벽면에 고정된다. 앞서 언급된 특허의 기구로 고정하는 단계는 탄성있는 원형 링을 변형시켜 원형 링이 파이프 벽에 대하여 외측 방사방향으로 변형되게 하는 볼트 등과 같은 수단에 의해 달성된다. 기구는 일단 위치하여 고정되면 높은 정도의 변위 압력을 견딜 수 있다.

앞서 언급된 기구에 의해 제공되는 고정력에도 불구하고, 압력이 기구에 인접하게 누적되는 경우에 기구의 이동을 억제하기 위해 파이프 내측에 추가적인 안전장치로 또 하나의 억제 또는 클램프 장치를 제공하는 것이 바람직하다. 당해 기술분야에서 숙련된 자에 의해 이해되는 바와 같이, 압력이 기구의 고정력보다 큰 경우에 기구는 파이프에서 강제적으로 빠져나올 수 있다. 따라서 억제장치는 상기한 상황에서 추가적인 지지를 제공한다.

또한 상기한 파이프를 용접하는 경우에 두개의 파이프를 축방향으로 정렬시키기 위해 내부 클램프를 제공하는 것이 당해 기술분야에서 알려져 있다. 상기한 내부 클램프의 일례가 미국특허 4,463,938호; 5,816,475호 및 5,875,955호(참고문헌으로 사용되는 특허의 전체 내용)에 개시되어 있다. 이 특허에서 설명되는 장치는 인접한 파이프의 내측 벽에 대하여 고정되어 상기한 파이프와 인접한 위치에 고정하는 복잡한 기계적인 메카니즘을 포함한다.

알려진 내부 클램핑 장치에 직면한 또 다른 문제는 클램핑 장치로 인해 그 장치가 사용되는 파이프의 내측 벽면이 손상된다는 것이다. 즉, 다수의 알려진 클램프는 내측 파이프 벽에 대하여 한쪽으로 치우치고 상기 벽에 체결되는 이빨(teeth)을 가지는 슈를 이용한다. 그러나, 이해되는 바와 같이 일단 장치가 제거되면 상기 이빨에 의해 남겨진 흠집으로 파이프의 내측이 손상되고, 이 경우 취약 부분을 발생시킨다.

당해 기술분야에 알려진 장치는 성가신 및/또는 복잡한 메카니즘을 가지거나 시험 또는 차단 기구로 사용하기에 용이하게 구성되지 않거나 파이프에 손상을 준다.

따라서, 본 발명은 개선된 내부 파이프 클램프 또는 억제장치를 제공할 필요가 있다.

일구현예로서 본 발명은 파이프 내측에 고정되도록 구성된 내부 억제장치를 제공한다.

일구현예로서, 본 발명은 내부 직경을 가지는 파이프의 내측에 고정되는 억제장치를 제공하고, 상기 억제장치는

- 사용중 동축상으로 정렬되도록 구성된 제1 및 제2엔드플레이트;

- 상기 엔드플레이트를 함께 이동시키기 위해 한쪽 또는 둘 다의 엔드플레이트에 제공되는 이동수단;

- 엔드플레이트 사이에 제공되는 복수의 슈;를 포함하고,

- 상기 슈는 엔드플레이트가 함께 이동됨에 따라 외측 방사방향으로 이동되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

다른 구현예로서, 본 발명은 본 발명의 한개 이상의 장치를 포함하는 억제장치를 제공하고, 상기 한 개 이상의 장치는 파이프의 내측에서 파이프 플러그 또는 차단 기구에 인접하게 위치한다.

또 다른 구현예로서, 본 발명은 파이프 플러그 또는 차단기구를 파이프 내측의 원하는 위치에 고정하는 단계 및 파이프 내측에 상기한 억제장치를 플러그 또는 기구와 인접하게 고정하는 단계로 이루어지는 파이프 플러그 또는 차단 기구 억제방법을 제공한다.

또 다른 구현예로서, 본 발명은 파이프의 내부 부분을 차단하는 어셈블리를 제공하고, 상기 어셈블리는

-제1 및 제2단부를 가지는 샤프트;

-상기 샤프트의 제1단부에 연결되는 제1보스;

-상기 샤프트를 따라 슬라이드 가능하게 동일 축 상으로 설치되고, 샤프트의 제1단부를 향하도록 된 제1단부, 및 제2단부를 가지는 슬리브;

-상기 슬리브의 제1단부에 고정되는 제2보스;

-상기 제1 및 제2보스 사이에 제공되고, 제1 및 제2보스에 각각 인접하게 위치하는 제1 및 제2원형몸체;

-상기 제1보스와 제1원형몸체 사이에 위치하는 제1탄성 밀봉부재, 및 제2보스와 제2원형몸체 사이에 위치하는 제2탄성 밀봉부재;

-제1 및 제2원형몸체 사이에 제공되고, 장치가 사용중일 때 외측 방사방향으로 이동되도록 구성되는 복수의 슈;

-상기 샤프트의 제1단부를 향하여 슬리브를 이동시키기 위해 샤프트의 제2단부에 제공되는 너트;를 포함한다.

또 다른 구현예로서, 본 발명은 파이프의 내부 부분을 차단하기 위한 어셈블리를 제공하고, 상기 어셈블리는

-제1보스 및 제2보스;

-상기 제1 및 제2보스 사이에 제공되는 원형몸체;

-상기 원형몸체의 반대쪽 단부에서 각각의 제1 또는 제2보스 사이에 위치하는 제1 및 제2탄성 밀봉부재;

-상기 제1보스로부터 제2보스로 연장되고, 원형몸체의 내부 직경과 상기 제2보스에 형성되는 복수의 볼트홀을 통해 연장되도록 구성된 복수의 타이로드;

-원형몸체의 반대쪽 측면에 제2보스에 인접하게 제공되고, 타이로드가 연장가능하도록 복수의 볼트홀을 가지는 플레이트;

-제1보스와 플레이트 사이에 제공되는 복수의 슈; 및

-플레이트를 제1보스를 향하여 일방향으로 이동시키기 위해 슈의 반대쪽으로 플레이트의 일측에서 타이로드에 체결되도록 제공되는 복수의 제1너트;를 포함한다.

본 발명의 이러한 및 다른 특징은 첨부한 도면을 참조하여 다음의 상세한 설명에 의해 분명하여질 것이다.
도 1은 파이프 내측에 위치한 본 발명의 일구현예에 따른 억제장치의 단면도이다.
도 2는 도 1에서 2-2 선을 따라 취한 억제장치의 측면도이다.
도 3은 파이프 내측에 위치하고, 당해 기술분야에서 알려진 분리 기구를 가지고 사용중인 모습을 보여주는 본 발명의 일구현예에 따른 억제장치의 단면도이다.
도 4는 도 1에서 파이프의 내측에 앞뒤로 나란하게 사용되는 두개의 억제장치의 단면도이다.
도 5는 파이프 내에 위치한 본 발명의 다른 구현예에 따른 억제장치의 단면도이다.
도 6은 도 5에서 6-6 선을 따라 취한 장치의 측면도이다.
도 7은 파이프의 내측에 위치하고, 당해 기술분야에서 알려진 파이프 플러그와 함께 사용중인 모습을 보여주는 본 발명의 일구현예에 따른 억제장치의 단면도이다.
도 8 및 9는 파이프 차단 및 그립핑 메카니즘을 구현하는 본 발명의 또 다른 구현예의 부분단면도이다.
도 10 및 13은 파이프 차단 및 그립핑 메카니즘을 구현하는 본 발명의 또 다른 구현예의 부분단면도이다.
도 11은 도 10의 분해도이다.
도 12는 도 10에서 12-12선을 따라 취한 장치의 측면도이다.

여기서 사용되는 용어 " 클램프" 또는 "억제장치" 또는 "억제하는 장치"는 동일한 의미를 가지는 것으로 이해될 것이다. 즉, 이 용어는 본 발명에 관한 것으로서, 파이프 안에 삽입되어 파이프의 내벽에 대하여 마찰로 고정시키도록 구성된다. 본 발명은 다양한 구현예에 관하여 설명될 것이다. 장치의 수많은 변경이 장치의 크기에 관하여 가능하고, 특히 장치가 사용되는 파이프의 크기에 관한 것이다.

본 발명의 일구현예가 도 1에 도시되어 있다. 도시한 바와 같이, 본 발명의 장치는 파이프(12)를 가진다. 장치(10)는 장치(10)가 파이프의 내벽에 고정되는 고정위치에 도시된다. 장치는 제1 및 제2, 일반적으로 원형의 엔드플레이트(14,16)를 포함한다. 장치가 도 1에 도시한 바와 같이 사용중일 때 엔드플레트(14,16)는 파이프(12)의 축과 동심원상으로 배치되어 있다. 엔드플레이트(14,16)는 서로 마주보는 내부면(18a,18b)과 그 반대쪽에 배치된 외부면(20a,20b)을 각각 가진다. 외측 가장자리(22a,22b)는 일반적으로 끝단에서 보면 원형으로 이루어져 있다(도 2에 도시한 바와 같이). 도 1에 도시한 것처럼, 내부면(18a,18b)의 직경은 외부면(20a,20b)의 직경에 비해 작다. 이것은 외부 가장자리(22a,22b)의 각각에 경사면(21a,21b)이 제공됨으로써 달성되고, 경사면은 외부면(20a,20b)에서 또는 인접하게 각각 내부면(18a,18b)을 향하여 연장된다.

이해되는 바와 같이 도 1에 도시한 것처럼 장치의 엔드플레이트(14,16)는 파이프(12) 안에 슬라이드 가능하게 삽입되어 시험을 받을 수 있는 크기로 되어 있다. 즉, 엔드플레이트의 최대 직경은 파이프(12)의 내경보다 작다.

본 발명의 장치는 원주방향으로 간격을 두고 형성된 복수의 슈(shoe) 또는 "그립퍼 플레이트(24)"를 더 포함한다. 도 1 및 2에 도시된 본 발명의 구현예에서 6개의 슈(24a-24f)가 도시되어 있다. 그러나, 상기한 슈의 갯수가 얼마든지 제공될 수 있고, 이 갯수는 슈의 크기와 장치 둘레의 크기와 관련 있다는 것이 당해 기술분야에서 숙련된 자에게 이해될 것이다. 예를 들면, 어떤 경우에 두개 또는 세개의 슈 또는 그립퍼 플레이트가 필요에 따라 사용될 수 있다. 예를 들면 인식되는 바와 같이 장치의 직경이 크면 클수록 직경이 작은 장치에 비해 더 많은 수의 슈가 필요하다. 또한 이해되는 바와 같이 장치의 직경이 크면 클수록 같은 수의 슈가 사용되더라도 더 큰 크기로 사용된다. 이해되는 바와 같이 본 발명은 슈의 갯수에 의해 한정되지 않는다.

도 1 및 2에 도시한 바와 같이, 슈(24)는 파이프(12)의 내벽에 면접하도록 구성된 외주면(26)과 그 반대쪽으로 파이프(12)의 내부를 향하도록 형성된 내주면(28)을 가지는 일반적으로 곡선 구조로 이루어져 있다. 또한 슈(24)는 서로 대칭되게 경사면을 가지고 엔드플레이트(14,16)에 제공된 경사면(21a,21b)에 서로 접하도록 구성되는 측면 단부(30)를 포함한다. 슈에 경사지게 형성된 단부(30)로 인해 외주면(26)이 내주면(28)에 비해 더 큰 폭(사용 중일 때 장치의 길이 축을 따라 한쪽 모서리에서 반대쪽 모서리까지 측정된 길이)을 가진다.

일구현예로서, 슈(24)의 외주면(26)은 도 1에 도시한 그루브(32)를 가진다. 당해 기술분야에서 숙련된 자에 의해 인식되는 것처럼 상기 그루브(32)는 이하에서 설명되는 바와 같이 파이프 내벽에 마찰로 고정되는 것을 보조하는 역할을 한다. 본 발명의 설명을 검토할 때 당해 기술분야에 숙련된 자에 의해 인식되는 바와 같이 장치가 사용중이고 파이프 안에 삽입 고정될 때 슈(24)의 외주면(26)은 파이프 내벽에 슈의 마찰 고정으로 보강하는 것을 보조하기 위해 어떤 종류의 코팅, 첨가제, 커버부재 등을 가질 수 있다. 일례로, 전술한 몇몇의 또는 모든 그루브는 오링 또는 다른 종류의 장치 또는 재료를 가질 수 있다. 게다가, 마찰 접촉의 정도는 슈(24)의 외부면(26)의 표면적을 증가시킴으로써 증가될 수 있다는 것이 이해될 것이다.

슈 또는 그립퍼 플레이트(24)는 어떤 재료로도 제조될 수 있다. 일례로, 슈(24)는 장치의 중량을 감소시키기 위해 알루미늄으로 제조된다. 플레이트(14,16)는 바람직하게는 더 강한 재료로 제조될 수 있다. 슈가 파이프(12)의 내벽을 손상시키거나 흠집내는 것을 최소화하기 위해 슈(24) 제조용 재료로 알루미늄을 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명은 슈(24) 및/또는 플레이트(14,16)를 제조하기 위해 다양한 재료를 포함할 수 있다. 일례로, 억제장치는 플라스틱 파이프에 사용될 수 있고, 금속파이프와 접촉하는 재료들보다 관련된 고정력의 크기가 일반적으로 저중량의 재료가 사용될 수 있다. 따라서 예를 들면 억제장치(10)가 플라스틱에 사용될 때 전체 장치가 알루미늄으로 제조될 수 있다. 도 1 및 2에 도시한 바와 같이 장치(10)는 복수의 볼트(34)를 더 포함한다. 일구현예로서, 볼트(34)는 일반적으로 원주방향으로 간격을 두고 장치 둘레의 주변(예를 들면 엔드플레이트(16))에 체결된다. 볼트는 제2엔드플레이트(16)에 형성된 볼트홀(36)을 통해 삽입되고, 제1엔드플레이트(14)에 구비된 나사구멍(38)을 통해 연장된다. 도시된 구현예에서, 구멍은 볼트(34)에 형성된 나사산과 대응되는 나사산을 가지며, 볼트는 구멍(38)에 체결됨으로써 고정된다. 플레이트(14)의 반대면(20a)에 고정너트(미도시)를 사용함으로써 구멍(38)의 나사산을 대체할 수 있는 것으로 이해할 것이다. 또 다른 구현예에서, 볼트(34)는 플레이트(14)에 영구적으로 고정되며 나사산이 형성된 샤프트(shaft;미도시)로 대체될 수 있고, 상기 샤프트의 나사산 단부는 플레이트(16)의 볼트홀을 통해 삽입되고, 별개의 너트가 샤프트에 체결되도록 사용된다. 또 다른 예로 볼트의 목적은 서로를 향해 두개의 플레이트(14,16)를 고정시키는 것으로 이해될 것이다. 따라서, 본 발명은 이러한 목적을 달성하기 위한 어떤 수단에 한정되지 않는다. 게다가, 상기 고정수단이 다양하게 제공될 수 있는 것으로 이해될 것이다. 도시한 바와 같이 제2엔드플레이트(16)의 볼트홀(36)은 볼트(34)의 헤드를 수용하는 홈을 포함할 수 있다. 상기한 경우에, 엔드플레이트(16)의 외부면(20b)은 평면을 가진다. 이하에서 더 설명되는 바와 같이 상기 평면은 시험 또는 분리 공구가 인접하는 곳에 위치하는 것이 바람직하다.

이하, 도 1 및 2를 참조하여 본 발명의 일구현예에 따른 장치의 사용방법을 설명하기로 한다. 사용중 장치의 구성요소는, 즉 엔드플레이트(14,16), 슈(24), 볼트(34)는 파이프 안에 각각 삽입된 후 결합될 수 있다. 그러나 바람직한 구현예로서 상기 구성요소는 먼저 파이프의 외측에서 느슨하게 결합된다. 상기와 같이 배치한 상태에서 엔드플레이트(14,16)는 상대적으로 서로 간격을 두고 떨어져 있다. 이해되는 바와 같이, 상기와 같이 느슨하게 배치되면 슈(24)는 방사방향으로 이동가능하여 장치(10)의 최대 외부 직경은 파이프(12)의 내부 직경보다 더 작다. 이와 같은 방법으로 장치(10)는 파이프(12) 안에 슬라이드 가능하게 삽입되고 원하는 위치에 배치될 수 있다. 일단 위치가 정해지면 볼트(34)를 조임으로써 엔드플레이트(14,16)가 서로를 향하여 이동한다. 이해되는 바와 같이 도 1에 도시된 것처럼 이러한 과정에 의하면 슈(24)는 장치(10)로부터 파이프(12)의 내부 표면을 향해 외측 방사방향으로 강제로 이동하게 된다. 상기 방사방향의 강제 이동력은 엔드플레이트와 슈의 경사면에서 서로 반대로 함께 작동함으로써 발생된다. 이해되는 바와 같이 플레이트(14,16)가 서로를 향해 이동함으로써, 플레이트의 각 경사진 단부(21a,21b)는 슈(24a-d)의 반대쪽으로 경사진 단부(30)에 지지된다. 경사면이 반대방향으로 이동하여 플레이트(14,16)가 서로를 향해 이동함으로써(볼트를 조임으로써 달성되며) 슈(24a-d)가 외측 방사방향으로 강제 이동된다. 볼트(34)를 더 조임에 따라 슈가 파이프의 내벽에 더욱 단단하게 치우침으로써 그 사이에 단단한 마찰접촉을 형성할 수 있다.

본 발명의 바람직한 구현예로서, 볼트(34)는 플레이트(14,16)에 통상 원주방향으로 동일한 간격을 두고 설치된다. 이러한 배치에 의해 엔드플레이트(14,16)에 강제 이동력을 균일하게 분배함으로써, 슈를 외측 방사방향으로 균일한 위치에 배치한다. 본 발명의 바람직한 구현예에 따른 또 다른 방법에 의하면, 볼트(34)는 원주방향으로 반대되는 쌍 끼리 체결되어 엔드플레이트에 원주방향으로 적용되는 균일한 분배를 달성할 수 있다. 이러한 방법으로, 플레이트(14,16)는 함께 균일하게 이동함으로써 플레이트 중 한개 또는 둘다가 파이프의 안쪽에서 틸팅(tilting)되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 플레이트(14,16)는 파이프(12)의 길이 축에 관하여 통상 수직 배치를 유지한다. 이러한 배치는 본 발명을 한정하지 않고 참고할 뿐인 것으로 이해될 것이다. 진짜의 수직 배치로부터 약간의 변경이 발생될 수 있음을 이해할 것이다.

이해되는 바와 같이, 볼트(34)는 플레이트(14,16)를 서로를 향해 이동시키기 위한 수단을 제공한다. 따라서 볼트(34)가 강제 이동수단을 위한 단순하고 효과적인 구현예를 제공하지만, 본 발명은 이러한 구현예에 의해 한정되지 않는다. 예를 들면, 또 다른 구현예로서 볼트(34)는 동일한 목적을 제공하는 유압 또는 공기압 장치로 대체될 수 있다. 일실시예에서 유압 램(ram) 또는 잭(jack)은 서로 플레이트를 강제로 움직이는데 사용될 수 있다. 또 다른 예로, 플레이트는 자기 장치를 이용하여 함께 이동될 수 있다. 후자의 예를 들면, 플레이트(14,16) 중 한 개 또는 둘 다는 장치의 위치가 정해질 경우에 작동되는 전자석과 같은 자기장치를 가진다. 상기한 자기장치(미도시)에 의해 플레이트는 볼트(34)와 같이 동일한 방법으로 함께 이동된다. 또 다른 구현예로서, 나사산이 형성된 로드 또는 샤프트는 제1엔드플레이트와 같은 엔드플레이트 중 어느 하나에 부착될 수 있고, 상기 로드는 제2엔드플레이트를 통해 또는 관통하여 연장될 수 있다. 베어링 플레이트를 가지거나 또는 가짐 없이 함께 작동하는 너트는 엔드플레이트를 함께 작동시키기 위해 사용될 수 있다. 본 발명은 특별히 상기한 이동수단에 한정되지 않는다. 상기한 이동수단의 특징은 플레이트(14,16) 또는 장치(10)의 반대쪽 단부가 함께 작동되게 함으로써, 슈 또는 그립퍼 플레이트(24)의 외측 방사방향으로 이동을 발생시키는 능력이다.

도 1은 통상 원형 링 모양을 가지는 제1엔드플레이트(14)를 도시한다. 즉, 제1엔드플레이트(14)는 중심 개구부(31)를 포함한다. 유사한 방법으로, 제2엔드플레이트(16)는 원형 링의 형태로 제공된다. 이해되는 바와 같이, 상기 링의 사용으로 장치의 전체 중량을 감소시키고, 이 장치(10)가 더 큰 직경의 파이프에 사용되도록 설계되는 곳에서 특히 바람직하다.

도 2에 도시한 바와 같이, 한 개 또는 둘 다의 엔드플레이트(14,16)는 시험 또는 차단 기구 또는 같은 종류의 것에 설치되는 볼트를 수용 및 보유하도록 구성된 한 개 또는 그 이상의 슬롯(40)을 가진다. 일구현예로, 슬롯은 키홀 모양을 가짐으로써 한 개 이상의 볼트의 헤드가 슬롯의 더 큰 부분에 삽입되고, 장치의 샤프트를 중심으로 원주방향으로 회전되면 헤드는 슬롯의 더 작은 부분 안에 수용된다. 이러한 방법으로, 볼트는 슬롯 안에 삽입되고 슬롯에서 축방향으로 분리되는 것을 방지한다. 따라서, 어떤 기구 또는 볼트에 부착된 상기한 다른 장치가 억제장치로부터 축방향으로 분리되는 것을 방지한다. 이해되는 바와 같이, 이러한 종류의 고정은 통상적이고 다양한 변경예가 당해 기술분야에서 숙련된 자에게 분명할 것이다. 또한 다른 장치와 억제장치의 연결은 본 발명의 일구현예일 뿐이고 본 발명은 상기 연결 배치에 한정되지 않는다.

도 3은 일구현예에 따른 억제장치(10)를 도시한다. 도시한 바와 같이, 억제장치(10)는 파이프(12) 안에 위치하고, 상기한 방법으로 고정된다. 실시예에 의해 미국특허 6,131,441(특허의 전체 내용은 참고문헌에 의해 여기서 사용된다.)에 개시된 시험 또는 분리 도구는 50에 도시된다. 도 3에 도시된 실시예에서 기구(50)는 파이프의 단부(52)로부터 파이프(12)의 내부 구간을 분리시키는데 사용되고, 플렌지(54)는 용접(56)에 의해 부착된다. 어떤 다양한 다른 이유로 파이프의 주어진 구간 또는 부분을 분리시키는 것이 바람직하거나 필요하다는 것이 이해될 것이다. 근본적으로 50에 도시된 것과 같은 차단 기구는 파이프(12) 안에서 발생되거나 수용된 연기, 연소증기 등이 용접공정에서 발생된 열에 의해 연기를 점화시키고 폭발시키는 용접부에 도달하는 것을 방지하는데 사용될 수 있다. 또 다른 구현예로서, 차단 기구(50)는 또한 용접공정에서 발생된 열이 파이프(12)의 길이를 따라 전도되는 것을 방지하는데 사용할 수 있다. 예를 들면 미국특허 US 6,131,441에 개시된 것처럼, 차단 기구는 열 장벽으로 작용하기 위해 냉각수 흐름을 가질 수 있다. 작업자, 직원 및 주변 장비를 안전하게 하기 위해, 억제장치(10)는 파이프의 내측에 고정부를 제공하여 상기한 시험 또는 차단 기구를 소정 위치에 고정시키기 위해 상기한 시험 또는 차단 기구와 함께 사용된다. 예를 들면, 어떤 경우에 시험 또는 차단 기구를 사용하는 동안에 파이프(12) 내에 연기가 위험한 수준으로 압축되고, 이러한 이유로 본 발명의 억제장치(10)가 기구(50)의 억제 또는 고정부로 제공된다. 바꿔말하면, 장치(10)는 기구(50)가 파이프 내에서 축방향으로 이동하는 것을 억제하는 역할을 한다.

본 발명의 억제장치(10)는 당해 기술분야에서 숙련된 자에게 알려진 것처럼 어느 종류의 분리 또는 시험 기구와 함께 사용될 수 있다. 여기 실시예에서 본 발명이 어떻게 사용되는지를 설명하기 위해 특별한 기구(미국특허 6,131,441의 기구와 같은)를 설명하기로 한다. 본 발명의 방법의 장치는 어떤 분리 또는 시험 기구에도 제한되지 않는다. 명확하게는 이해되는 바와 같이 본 발명은 일구현예로 시험 또는 차단 기구가 사용되는 곳에서 안전을 추가적으로 제공하는 역할을 한다.

이해되는 바와 같이, 억제장치를 시험 또는 차단 기구(50)의 상류(즉, 파이프의 개구부의 반대쪽)에 제공함으로써, 상류 방향으로 기구(50)의 축방향 이동을 방지한다. 어떤 경우에, 시험 또는 차단 기구(50)는 억제장치(10)에 연결됨으로써 하류방향으로 기구(50)의 축방향 이동을 또한 방지한다. 예를 들면, 일구현예로 도3에 도시한 바와 같이 시험 또는 차단 기구(50)는 기구에서 파이프의 안쪽으로 연장되는 록킹플레이트(56)를 가진다. 록킹플레이트는 축방향 연장 볼트(51)를 가지고, 볼트 헤드(53)가 전술한 장치(10)의 엔드플레이트에 형성되는 슬롯(40)에 수용 및 록킹될 수 있다. 이전에 논의된 것처럼, 이러한 배치에서 기구(50)와 억제장치(10)는 연결되거나 서로 록킹됨으로써 축방향 분리를 방지할 수 있다. 앞서 논의된 바와 같이, 슬롯(40) 안으로 볼트 헤드(53)의 연결은 먼저 파이프 안에 억제장치를 위치 및 고정시킨 다음, 기구(50)를 삽입하여 록킹플레이트(56)를 부착시킴으로써 달성된다. 록킹플레이트(56)의 볼트 헤드(53)는 슬롯(40)의 넓은 부분으로 삽입되고, 볼트(51)가 슬롯(40)의 좁은 부분으로 수용되게 하기 위해 기구(50)와 록킹플레이트(56)가 원주방향으로 회전됨으로써 기구(50)를 억제장치(10)에 록킹시킨다. 이 지점에서 시험 또는 차단 기구(50)는 통상의 방법으로 파이프에 고정될 수 있다. 다른 어떤 수단도 기구(50)를 억제장치(10)에 고정하는데 사용될 수 있다. 예를 들면, 두개의 장치는 단순히 체인, 후크, 케이블 및 이와 같은 종류의 것에 의해 서로 연결될 수 있다. 이러한 경우에 파이프(12) 안에 둘 다 설치될 때 상기 연결 수단은 기구(50)와 억제장치(10)의 축 방향 분리를 방지하는 역할을 하는 것으로 이해될 것이다.

도 4는 본 발명의 또 다른 구현예를 도시하고, 두개의 장치(10,110)가 앞뒤로 나란히 설치되어 있다. 편의상 장치(10)와 공통되는 장치(110)의 요소들은 번호 앞쪽에 "1"을 붙여 구분한다. 따라서, 도시한 것처럼 장치(10,110) 둘다는 각각 제1엔드플레이트(14,114)와 제2엔드플레이트(16,116)를 포함한다. 이해되는 바와 같이 10, 110과 같은 두개의 억제장치를 사용함으로써 파이프(12)에 2배의 고정력을 제공할 수 있다. 상기한 바와 같이 유사한 결과는 슈와 파이프 내부 표면 사이의 접촉 표면적을 증가시키기 위해 더 큰 폭의 슈(24)를 가지는 장치를 이용함으로써 달성될 수 있다. 그러나, 두개의 장치(10,110)를 사용함으로써 동일한 효과를 얻을 수 있지만 구성요소 각각의 중량을 최소화할 수 있다. 바꿔말하면 커다란 크기의 슈를 가지기 보다는 예를 들면 두개의 장치를 사용함으로써 더 작은 슈를 더 많이 사용할 수 있다. 도 4에 도시한 것 처럼 장치를 사용함에 있어서, 용이하게 이해되는 바와 같이 한개의 장치(10)가 먼저 파이프 안에 설치되고, 그 다음 제2장치(110)가 유사하게 설치될 것이다. 또한 점증적인 고정력을 제공하기 위해 상기한 장치의 갯수가 얼마든지 사용될 수 있는 것으로 이해될 것이다. 또한 장치(10,110)또는 다른 수, 가능하면) 각각은 다른 크기를 가질 수 있다.

도 5 및 6은 또 다른 구현예에 따른 본 발명의 장치를 도시한다. 이 도면에서 같은 요소들은 명확하게 하기 위해 도 1에서 사용된 참조번호와 동일하지만 참조번호 앞쪽에 "2"를 덧붙인다. 도시한 바와 같이 장치(210)는 상기한 장치(10)와 같이 본질적으로 동일한 방법으로 구성된다. 그러나, 도 5에 도시한 것처럼, 장치(210)는 엔드플레이트(214,216)와 함께 동축상으로 정렬된 보스(BOSS;300)를 가지고, 장치(210)가 조립된 상태일 때 엔드플레이트 사이에 위치한다. 일례로, 도 5에 도시한 바와 같이, 보스(300)는 일반적으로 파이프(12)의 내경보다 작은 외경을 가지는 링형상의 몸체를 포함하고, 엔드플레이트(214,216)와 함께 파이프의 내부에서 동축상으로 정렬되어 원하는 위치에서 슬라이드 가능하게 위치한다. 가장 큰 직경을 가지는 보스(300)의 바깥쪽 단부(302)는 반대쪽을 향하여 경사진 단부(301,303)와, 경사진 단부에 각각 인접한 면(297,299)을 가짐으로써, 외부면에서 보스(300)의 바깥쪽 직경이 보스(300)의 중심부에서 직경보다 더 작다. 도 5에 도시한 바와 같이, 장치(210)는 한쌍으로 제공되는 슈(224)를 포함하고, 그 쌍 중 한개는 "'"로 구분된다. 따라서 제1한쌍의 슈는 224a 및 224a'에 도시되고, 제2한쌍의 슈는 224d 및 224d'에 도시된다. 보스(300)에 제공되는 경사진 단부(301,303)는 보스(300)의 반대쪽 측면에 제공된 슈의 경사면에 대응되도록 구성된다. 예를 들면 도 5에 도시한 바와 같이 보스(300)의 경사부(301,303)는 경사부(305,307)에 각각 대응되도록 구성된다. 도시한 것처럼, 경사부(305)는 슈(224a)에 제공되고 경사부(307)는 슈(224a')에 제공된다. 각각의 슈(224a,224a')는 각 엔드플레이트(214,216)와 결합하기 위해 보스(300)의 반대쪽 단부에 경사부를 하나 더 가지는 것으로 이해될 것이다.

이해되는 바와 같이, 도 5 및 6에 도시된 억제장치(210)는 전술한 것과 같은 유사한 방법으로 파이프(12) 내부에 설치된다.즉, 장치(210)는 엔드플레이트(214,216)를 강제로 이동시키기 위한 몇몇 수단을 포함한다. 일구현예로서, 상기 수단은 하나의 엔드플레이트(214)에서 다른 하나의 엔드플레이트(216)에 제공된 나사산이 형성된 볼트홀(238)까지 연장되는 볼트(234)를 포함한다. 이해되는 바와 같이, 볼트(234)가 조여짐에 따라 플레이트(214,216)는 서로를 향해 축방향으로 이동된다. 이 과정을 보조하기 위해 볼트를 연속적으로 조일 수 있고, 둘레에 서로 반대쪽에 있는 볼트가 조여져서 플레이트가 파이프에서 경사지는 것을 방지한다. 볼트(234)가 조여짐에 따라, 엔드플레이트(214,216)는 다수의 슈(224,224')가 서로 이동되게 함으로써 보스(300)를 사이에 끼운다. 이러한 과정에서, 서로 마주보며 대응되는 경사부는 슈(224,224')가 파이프(12)의 내벽에 대하여 외측 방사방향으로 이동되게 한다. 볼트(234)의 조임은 원하는 고정력이 억제장치와 파이프의 벽 사이에 발생될 때까지 계속될 수 있다. 상기에서 논의된 바와 같이 이동수단으로 볼트(234)의 사용은 단지 본 발명의 일구현예일 뿐이고, 유압 램 또는 잭, 자기장치 등과 같은 다양한 다른 이동수단이 사용될 수 있다.

이해되는 바와 같이, 도 5의 장치(210)는 슈 또는 그립퍼 플레이트의 접촉면적을 증가, 즉 배가시킴으로써 파이프의 내부 표면에 대하여 추가되는 고정력을 제공하는 역할을 한다. 따라서, "이중" 장치(210)에 의해 제공되는 효과적인 힘은 도 1에 도시된 "단일" 장치(10)에 의해 제공되는 것보다 더 크다. 본 발명의 다양한 구현예에 따른 장치는 유사한 효과를 얻을 수 있는 것으로 이해될 것이다. 예를 들면, "3중" 장치를 제공하는 것이 가능하다. 또한 본 발명의 다양한 형태의 조합은 필요한 고정력에 따라 만들어질 것이다.

또 다른 구현예로서, 도면에 도시되지 않고 도 5에 도시된 장치는 상기한 특허에서 설명된 방법에 따라 파이프 부분에 인접한 맞대기 용접에 사용될 수 있다. 예를 들면 도 5의 억제장치(210)는 두개의 파이프의 연결부에 제공될 수 있고, 장치는 파이프 부분의 내측에 위치한다. 파이프는 함께 용접되도록 하기 위해 축방향으로 정렬되는 것으로 이해될 것이다. 억제장치(210)는 파이프의 사이의 조인트가 보스(300) 위에 놓여지도록 위치할 수 있다. 억제장치(210)의 위치가 정해지면, 볼트(234)가 조여져서 장치(210)를 각 파이프의 부분 내에 고정시킬 수 있다. 장치(210)가 일단 고정되면, 용접작업이 수행되어 맞대어진 파이프의 단부를 접합시킨다. 이러한 예에서, 장치(210)는 용접공정이 완료될 때까지 파이프의 부분들을 원하는 방향으로 유지할 수 있다. 이때 장치를 풀어 제거할 수 있다.

도 7은 본 발명의 억제장치의 또 다른 사용을 도시한다. 도시한 바와 같이, 억제장치(10)는 이전에 설명된 바와 같이 파이프(12) 내에 제공된다. 설명된 것처럼, 억제장치(10)는 도 1에 도시한 것과 동일한 구조를 가지고, 서로 반대되는 한쌍의 엔드플레이트(14,16)와, 파이프와 엔드플레이트 사이에 제공되는 복수의 슈 또는 그립퍼 플레이트(24)로 구성된다. 복수의 볼트(34)와 같은 이동수단은 플레이트(14,16)를 서로를 향해 축방향으로 이동시킨다. 도 7에 도시된 일구현예는 슈(24)의 길게 늘려진 변형예이다. 이해되는 바와 같이 전술한 것처럼 본 발명은 장치 요소의 어떤 크기에도 제한되지 않는다. 도 7에서 더 긴 슈 또는 그립퍼 플레이트(24)를 수용하기 위해 볼트(34)가 더 길게 제작되는 것으로 인식될 것이다.

도 3을 참조하여 전술한 것과 유사한 방법으로, 도 7에 도시된 억제장치(10)는 다른 파이프 시험 또는 차단 기구의 조합에 사용된다. 도시한 것처럼, 도 7은 당해 기술분야에서 알려진 파이프 플러그(51)와 함께 억제장치(10)의 사용상태를 도시한다. 상기 플러그(51)는 예를 들면 이전에 설명된 차단 기구와 동일하다. 플러그는 파이프의 나머지 부분으로부터 파이프의 일부를 밀봉하는데 사용되는 어떤 기구 또는 장치일 수 있다. 도 7에 도시된 실시예에서, 플러그(51)는 파이프의 균형으로부터 파이프의 엔드부를 밀봉하는 역할을 한다. 이러한 목적을 위해, 플러그(51)가 어느 정도의 거리에서 파이프로 삽입되고 적절한 실험계획안(protocol)에 따라 제위치에 고정된다. 상기한 배치는 파이프(12)의 밀봉부(60)를 만든다. 도시한 것처럼 파이프(12)는 통상적으로 플렌지(62)를 포함한다. 블라인드 플렌지(64)가 반대쪽 플렌지(62)의 개구부측에 제공되고, 볼트 등과 같은 체결수단을 이용하여 고정된다. 블라인드 플렌지(64)는 본질적으로 플렌지(62)의 개구부를 막는데 사용되는 플레이트이다. 알려진 바와 같이 가스켓 등은 블라인드 플렌지(64)에서 플러그(51) 쪽으로 연장되는 파이프(12)의 밀봉 공간(63)을 생성한다. 블라인드 플렌지(64)는 바람직하게는 블라인드 플렌지(64)를 통해 밀봉 공간(63)으로 연장된 포트(66a,66b)와 같은 한개 이상의 포트를 포함한다. 포트는 밀봉 공간(63)에 압력을 주는데 사용됨으로써, 플렌지(64)를 파이프(12)에 고정하는 용접부(68)의 무결함을 평가하기 위해 압력을 관찰할 수 있다. 이해되는 바와 같이 용접 시험을 실시하는 경우에 밀봉 공간(63)에 가해진 압력은 일반적으로 높다. 이처럼, 플러그(51)의 축방향 변위의 위험은 억제장치(10)를 사용함으로써 최소화될 수 있다. 추가적인 보강을 위해, 플러그(51)는 사슬(69) 등을 이용하여 블라인드 플렌지(64)에 고정될 수 있다. 일례로, 사슬(69)은 블라인드 플렌지(64)와 플러그(51)에 부착되는 체인을 포함한다. 그러나, 사슬의 다른 어떤 변형예가 사용될 수 있는 것으로 이해될 것이다. 밀봉 공간(63) 안에 생성된 압력으로 인해, 플러그(51)가 파이프(12) 안쪽에서 상류측 축방향으로 이동될 뿐인 것으로 이해될 것이다. 이러한 이유로, 도 3을 참조하여 논의된 것처럼 플러그(51)가 억제장치(10)의 하류로 이동되지 않기 때문에 록킹플레이트의 사용은 필요하지 않다.

본 발명의 또 다른 구현예는 도 8 및 9에 도시되어 있고, 상기한 특징을 가지는 그립핑 메카니즘은 시험 또는 차단 기구와 함께 조합된다. 도 8에 도시한 바와 같이, 시험 또는 차단 어셈블리(300)는 시험 또는 차단 기구(302)를 포함한다. 여기서, 이러한 두개의 용어는 차단 어셈블리 및 차단 기구로만 편의상 언급된다. 이러한 명칭의 사용은 본 발명을 한정하려는 의도가 아니며 어떠한 경우에도 한개의 기구 또는 다른 기구가 될 수 있다. 차단 어셈블리(300)는 또한 억제 메카니즘(304)을 포함하고, 전체 어셈블리는 파이프(12) 내에 삽입하도록 구성된다. 차단 어셈블리는 샤프트(306)를 포함하고, 샤프트의 제1 또는 상류측 단부(305)는 제1보스(308)에 연결되어 있다. 샤프트(306)는 용접, 나사체결과 같은 알려진 어떤 수단에 의해 제1보스(308)에 고정될 수 있다. 제2보스(310)는 샤프트를 따라 슬라이드 가능하게 동축상으로 설치되고 하류측, 즉 제1보스(308)에서 떨어져서 샤프트(306) 상에 위치한다. 이해되는 바와 같이 제1 및 제2보스(308,310)는 일반적으로 원형의 외표면을 가지며 원통형 파이프(12)로의 삽입을 허용한다. 일구현예에서, 보스(308,310)는 링 형상으로 이루어져 있다. 슬리브(312)는 샤프트(306)에 동축상으로 슬라이드 가능하게 설치되고, 슬리브(312)는 제2보스(310)의 하류측에 구비된다. 바람직한 구현예로서 도 8에 도시한 것처럼 제2보스(310)는 슬리브(312)의 상류측에 고정되어 있다. 일구현예로서 보스(310)는 용접에 의해 슬리브에 고정된다. 차단 어셈블리는 슬리브(312)의 하류측에 설치된 너트(314)를 더 포함한다. 너트는 샤프트(306)의 제2 또는 하류측 단부(307)에 체결되도록 구성되고, 샤프트의 단부는 너트(314)의 나사산과 대응되는 나사산을 가진다. 일구현예로서, 칼라(315)가 또한 너트(314)와 슬리브(312) 사이에 설치된다. 칼라는 슬리브(312)의 부분을 형성하는 것으로 이해될 것이다.

차단 어셈블리는 제1원형몸체(316)와 제2원형몸체(318)를 가지는 통상적으로 두개의 원형 몸체를 포함한다. 제1원형몸체(316)는 제1보스(308)에 인접하게 그 하류측에 위치하고, 제2원형몸체(318)는 제1원형몸체(316)와 제2보스(310) 사이에 위치한다. 도 8에 도시한 바와 같이 원형몸체(316,318)는 샤프트(306) 상에 슬라이드 가능하게 장착된다.

차단 어셈블리(300)는 예를 들면 오링를 포함하여 한쌍의 탄성이 있는 밀봉부재(319,320)를 더 포함한다. 도 8에 도시한 바와 같이 제1밀봉부재(319)는 샤프트(306)에 동축상으로 설치되고, 제1보스(308)와 제1원형몸체(316) 사이에 위치한다. 제2밀봉부재(320)는 샤프트(306)에 동축상으로 설치되고, 제1원형몸체(316)와 제2보스(310) 사이에 위치한다. 밀봉부재(319,320)는 파이프(12)의 내부 직경보다 더 작은 외경의 크기를 가진다. 그러나, 밀봉부재는 탄성으로 인해 사용중 파이프의 내벽에 대하여 힘을 받아 팽창가능하게 설계 또는 구성된다. 이러한 구현예는 이하에서 더 논의된다.

상기한 도 8과 설명으로부터 이해되는 바와 같이, 너트(314)가 샤프트(306) 상에서 조여짐에 따라, 너트는 슬리브(312)를 강제로 이동시킴으로써 슬리브(312)는 샤프트에서 상류방향으로 축방향으로 이동된다. 제2보스가 슬리브(312)에 연결됨으로써 제2보스(310)는 제1보스(308) 방향으로 이동된다. 이러한 방법으로 보스(308,310)가 서로를 향해 이동됨에 따라 보스 사이에 위치된 요소, 밀봉부재(319,320), 원형몸체(316,318)가 서로 이동될 수 있다. 어셈블리(300)의 개개의 요소가 접촉하게 되고, 너트(314)를 더욱 조이면 압축되고, 탄성있는 밀봉부재(319,320)가 외측 방사방향으로 변형된다. 특히 제1밀봉부재(319)는 제1보스(308)와 제1원형몸체(316) 사이에서 압축되고, 제2밀봉부재(320)는 제2원형몸체(318)와 제2보스(310) 사이에서 압축된다. 어셈블리(300)의 요소들은 어셈블리(300)가 파이프(12) 내에서 축방향으로 이동하는 것을 방지하기 위해 밀봉부재(319,320)가 파이프(12)의 내벽에 대하여 원하는 양만큼의 밀봉력을 형성하도록 구성되는 것으로 이해될 것이다. 이해되는 바와 같이 밀봉부재(319,320)는 파이프 내에서 분리를 생성하여 어셈블리(300)의 상류와 하류를 분리한다. 바람직한 구현예로서, 제1보스(308)는 샤프트(306)를 통해 축방향으로 제공되는 보어(미도시)에 열려있는 중심구멍(미도시)을 가진다. 이러한 방법으로 파이프(12)의 상류측에 포함된 어떠한 연기 등도 어셈블리(300)를 통해 안전하게 환기될 수 있다. 또한 도시하지 않았지만, 샤프트(306)의 하류측 단부(307)는 파이프(12)의 상류측 부분의 압력을 측정하기 위해 보어와 연결된 게이지를 포함할 수 있다. 이러한 방법으로, 위기 압력이 도달될 때 어떤 연기 등의 환기를 허용한다. 이해되는 바와 같이 이러한 특징은 연기가 독성이 있는 곳에서 작업자에게 추가되는 안전을 제공한다. 차단 어셈블리(300)의 사용에 대한 추가적인 상세한 설명은 출원인의 이전 미국특허 6,131,441을 참조하면 당해 기술분야에서 숙련된 자에게 분명할 것이다.

차단 어셈블리(300)는 미국특허 6,131,441에 개시된 바와 같이 압력유체를 이용하여 또 하나의 밀봉을 형성하도록 구성될 수 있다. 이와 관련하여, 슬리브(312)는 샤프트(306)의 외벽과 슬리브(312)의 내부 사이의 원형 공간(324)과 연통되는 한개 이상의 포트(321,322)를 가진다. 이러한 목적을 위해 샤프트와 슬리브는 원형 공간(324)의 필요한 분리 및 체적을 제공하는 크기를 가진다. 제2보스(310)는 원형공간(324)이 두개의 보스(308,310)에 의해 억제되는 파이프(12) 안에서 체적(323)과 유체로 소통되는 것을 허용하는 내경을 가진다. 이러한 배치에서 어셈블리가 파이프 안에서 사용될 때 보스 사이의 체적(323)과 원형공간(324)을 채우기 위해 압력유체가 포트(321,322) 중 어느 한개로 유입될 수 있다. 인식되는 바와 같이, 이러한 목적으로 초기의 채움 작업 중 어떤 공기의 환기를 허용하기 위해 두개의 포트를 사용하는 것이 바람직하다. 작업에 있어서, 어셈블리(300)는 파이프(12)의 내측에 원하는 위치에 배치되고, 밀봉부재(319.320)는 파이프(12)에 필요한 밀봉을 제공하기 위해 변형된다. 보스 사이의 체적(323)은 유체(전술한 것처럼)로 채워지고, 압력이 필요한 수준으로 상승된다. 이해되는 바와 같이, 파이프(12) 내에서 사용중일 때 압력 유체가 어셈블리(300)의 한쪽 측면에서 다른 쪽 측면으로 어떠한 연기의 통과를 방지하기 위해 밀봉을 형성한다. 미국특허 6,131,441로부터 당해 기술분야에서 알려진 바와 같이 가압된 체적(323)은 파이프(12)에서 용접부 또는 다른 상기한 특징을 압력 시험하는데 사용될 수 있다. 상기한 경우에, 어셈블리(300)는 테스트되는 용접부에 위치한 체적(323)을 형성하는 부분을 가지는 파이프에 위치한다. 체적 내에서 압력을 관찰함으로써 당해 기술분야에서 알려진 방법으로 용접부에서 결함을 알려줄 수 있다.

이하, 차단 어셈블리(300)의 억제 기구(304)를 설명하기로 한다. 도 8에 도시된 바와 같이, 원형몸체(316,318)는 바람직하게는 경사진 외경(326,328)을 각각 가진다. 이러한 구현예로서, 제1원형몸체(316)의 경사면(326)은 하류측 단부에서 감소하는 외경을 가지고, 직경의 감소가 하류방향으로 증가한다(즉, 원형몸체(316)의 하류측 단부가 가장 작은 외부직경을 가진다). 제2원형몸체(318)의 경사면(328)은 상류방향으로 감소하는 직경을 가진다(원형몸체(318)의 상류측 단부가 가장 작은 외부직경을 가진다). 밀봉부재(319,320)와 인접한 원형몸체(316,318)의 단부는 밀봉부재에 체결되도록 충분한 표면적을 가지는 것으로 이해될 것이다. 이와 관련하여, 도 8에 도시한 바와 같이 밀봉부재와 인접한 원형몸체의 단부는 외부 직경에서 경사지지 않은 적어도 일 부분을 가진다.

어셈블리(300)는 바람직하게 원형몸체(316,318) 사이에 제공되는 복수의 슈 또는 그립퍼 플레이트(330)를 포함한다. 전술한 바와 같이 슈(330)는 원형몸체가 파이프(12)의 내벽에 대하여 외측 방사방향으로 이동되게 하는 방법으로 어셈블리에 제공된다. 이러한 방향으로 슈를 이동시킴으로써 슈가 파이프(12)의 내벽에 고정되게 할 수 있다. 도 8에 도시된 구현예로부터 이해되는 바와 같이, 슈(330)는 경사면(326,328)에 의해 외측 방사방향으로 이동된다. 더욱 상세하게는 너트(314)가 조여짐에 따라 보스(308,310)는 서로를 향해 이동되고, 원형몸체(316,318)도 유사하게 상기한 바와 같이 서로를 향해 이동된다. 이러한 과정에서 경사면(326,328)의 방향으로 인해 슈(330)는 외측 방사방향으로 이동됨으로써 파이프(12)의 내벽에 대하여 이동된다. 이러한 과정을 더 보조하기 위해 도8에 도시한 바와 같이 슈(330)는 방사방향으로 안쪽 면에서 동시작동되는 경사면을 가지고, 이 경사면은 원형몸체(316,318)에 형성되는 경사면에 연결된다. 이해되는 바와 같이, 슈 또는 그립퍼 플레이트(330)의 갯수는 필요 및 중량 구속 등에 따라 제공될 수 있다. 바꿔말해서 더 많은 고정력(GRIP FORCE)이 필요하거나 핸들링을 용이하게 하기 위해 슈의 크기를 줄일 필요가 있는 경우에 더 많은 슈가 포함될 수 있다. 일례로, 3개의 슈가 제공될 수 있고, 이때 각각의 슈는 어셈블리(300)의 둘레를 따라 일정 간격으로 배치된다.

체적(323)의 압축화와 관련하여 슈 또는 그립퍼 플레이트(330)가 사용되는 경우에 압축유체는 슈의 외측 방사방향 이동을 보조하는 것으로 이해될 것이다.

도 8에서, 경사면(326,328)의 각도는 서로 다르게 도시되어 있다. 따라서 슈(330)에서 대응되는 경사면도 서로 다르다. 상기한 배치는 본 발명의 일구현예일 뿐이고 이에 한정되지 않는다. 다양한 경사면의 각도는 슈(330)에 의해 적용되는 다른 마찰력을 발생시킨다. 따라서, 슈의 한쪽 단부가 다른 쪽 단부에 비해 파이프의 벽에 대하여 더 큰 폭으로 이동되면 다른 상승 각도가 사용될 것이다.

도 8에 도시한 것처럼, 슈 또는 그립퍼 플레이트(330)는 오링(333)과 같은 밀봉부재가 삽입될 수 있는 한개 이상의 둘레홈(332)을 가진다. 전술한 바와 같이, 밀봉부재를 제공하면 추가적인 고정력이 슈에 의해 제공된다.

도 9는 도 8과 동일한 어셈블리를 도시하지만, 몇가지 다른 가능한 구현예를 도시하는 몇가지 변경을 가진다. 도 9에서 도 8에 도시된 것과 동일한 요소들은 동일한 참조번호로 표시한다. 유사하지만 다른 요소는 동일한 참조번호로 표시하지만 첨자 "a"를 가진다.

도 9에 도시한 바와 같이, 보스(308a,310a)는 일구현예에서 각 밀봉부재(319a,320a)의 위치에 대응되는 경사진 외측 단부를 가진다. 이러한 방법으로 밀봉부재가 제 위치에 유지되고, 변형시 외측 방사방향으로 이동된다. 유사한 경사면이 원형몸체(316a,318a)의 외측 단부에 제공될 수 있는 것으로 이해될 것이다. 도 9는 또한 일구현예를 도시하고, 이 구현예에서 원형몸체(316a,318a)에 제공되는 경사면(326a,328a)은 동일한 각도를 가진다. 또 다른 구현예에서, 도 9는 도 8에 도시한 함께 작동하는 경사진 내부 직경이 부족한 슈, 또는 그립퍼 플레이트(330a)를 도시한다. 이러한 경우에, 슈(330a)의 내부 표면은 이전에 설명된 구현예에서 처럼 일반적으로 평면이다. 그러나, 슈(330a)의 기능은 여전히 원형몸체의 경사면으로 인해 동일하다.

도 10 내지 13은 더 큰 직경의 파이프에 적절한 본 발명의 또 다른 구현예를 도시한다. 특히, 도 10 내지 13은 도 8 및 9에 도시한 시험/분리 및 그립퍼 어셈블리의 조합한 변경예를 도시한다. 도 10 및 12에 도시한 바와 같이, 어셈블리(400)는 제1,상류 보스(402) 및 제2,하류 보스(404)를 포함한다. 이전처럼, 용어 "상류" 및 "하류"는 편의상 파이프에 설치되어 사용되는 경우에 어셈블리의 용어로 사용된다. 어셈블리(400)는 두개의 보스(402,404) 사이에 위치한 원형몸체(406)를 포함한다. 도10에 도시한 바와 같이, 보스(402,404), 및 원형몸체(406)는 축방향으로 정렬된다. 제1 및 제2탄성 밀봉부재(408,410)는 동축상으로 제공되고, 제1밀봉부재(408)는 제1보스(402)와 원형몸체 사이에 제공되고, 제2밀봉부재(410)는 원형몸체(406)와 제2보스(404) 사이에 제공된다. 도10에 도시한 구현예에서, 원형몸체(406)의 반대쪽 단부는 각각 바람직하게는 외측 가장자리에서 각각의 탄성있는 밀봉부재를 수용하고 그 변형이 외측 방사방향(이하에서 더 설명되는 것처럼)으로 향하게 하기 위한 경사면을 가진다. 유사한 방법으로, 경사면은 동일한 결과를 얻기 위해 각 보스의 외측 둘레 단부를 따라 제공될 수 있다. 상기 경사면은 보스와 원형몸체의 마주보는 면의 하나 또는 둘다에 제공될 수 있는 것으로 이해될 것이다.

제2보스(404)의 하류측면(즉, 원형몸체의 반대쪽 측면)에서, 복수의 슈 또는 그립퍼 플레이트가 제공된다. 도 10 내지 13에 도시한 구현예에서 두개의 슈(412,414)가 도시된다. 상기한 슈 또는 그립퍼 플레이트의 어떤 갯수가 이용될 수 있는 것으로 이해될 것이다. 슈(412,414), 프런트 플레이트(416)의 하류는 동축상으로 어셈블리(400)에 제공된다. 바람직한 구현예에서 도 10 내지 13에 도시한 것처럼 슈(412,414)는 경사진 내부 직경(418,420)을 각각 가지고, 제2보스(404)에서 멀리 떨어져 하류로 갈수록 슈의 단부는 더욱 얇다. 게다가 일구현예에 딸라 프런트 플레이트(416)는 경사진 외부 직경을 가지고, 상류측(즉, 슈(412,414)에 인접한)에서 외부직경은 가장 작다. 도 10에 특히 도시한 바와 같이, 슈(412,414)와 프런트 플레이트(416)에서 경사면의 배치로 인해 프런트 플레이트가 바람직하게는 슈의 하류 부분으로 슬라이딩되게 한다. 특히, 도 10에 도시한 바와 같이 프런트 플레이트(416)의 경사면은 슈(412,414)의 경사부를 따라 이동됨으로써, 슈의 경사부는 프런트 플레이트(416)의 외측 직경과 파이프(12)의 내측 벽 사이에 끼워진다.

제1보스(402)는 일반적으로 원주방향으로 일정 간격을 두고 형성된 복수의 타이로드(422)를 가진다. 타이로드(422)는 밀봉부재(408,410)와 원형몸체(406)의 내부 직경을 통해 연장되도록 위치하고 크기를 가진다. 제2보스(404)와 프런트 플레이트(416)는 로드를 수용하도록 구성된 복수의 볼트홀을 가진다. 로드(422)의 하류 단부(424)는 함께 작동되는 너트(426)를 수용하도록 구성된 나사부를 가진다.

도 13은 또 다른 구현예를 도시하고, 추가적인 세트의 너트(427)가 로드(422)에 제공되고, 상기 너트(427)는 제2보스(404)를 밀도록 위치한다.

작용함에 있어서, 어셈블리(400)는 바람직하게는 느슨한 방법으로 미리 조립되고 파이프(12) 안으로 삽입된다. 일단 원하는 위치에 위치하면, 너트(426)가 조여짐으로써, 어셈블리의 모든 요소를 함께 이동시킨다. 그 결과, 밀봉부재(408,410)는 파이프(12)의 내부에 대해 외측 방사방향으로 변형된다.

이와 관련하여, 도 13에 도시된 추가되는 너트(428)는 밀봉부재(408,410)에 의해 형성되는 밀봉을 우선 확보하기 위해 바람직하게 선택될 수 있다.

이해되는 바와 같이, 도 10 또는 13의 구현예에서 너트(426)를 조임으로써, 프런트 플레이트(416)가 파이프(12)의 내벽에 대하여 외측 방사방향으로 슈(412,414)를 이동시킨다. 이전에 설명된 것처럼 상기 이동은 슈(412,414)와 파이프 내벽 사이의 체결력을 발생시킴으로써 어셈블리(400)를 파이프 내에 고정시키는 기능을 한다.

어셈블리(400)는 또한 원형몸체(406)와 연결된 적어도 한개의 포트를 가진다. 바람직한 구현예로서, 상기한 바와 같이 어셈블리(400)는 428 및 430으로 도시된 두개의 포트를 가진다. 포트들은 도 11에 도시된 바와 같이 원형몸체(406)를 통해 방사방향으로 연장되는 개구부(432,433)와 연통된다. 원형몸체(406)는 파이프(12)의 내부 직경보다 더 작은 외부 직경를 가지는 적어도 일부분을 가진다. 이러한 방법으로 어셈블리(400)가 위치하여 제자리에 고정될 때, 밀봉부재408,410), 파이프의 내벽, 원형몸체(406)의 외부직경에 의해 원형 공간이 발생되어 고정된다. 상기 원형공간은 도 10 및 14에서 434에 도시되어 있다. 이해되는 바와 같이, 상기한 배치에서 포트(428,430)는 개구부(432,433)를 통해 원형공간(434)에 연통가능하게 연결되어 있다.

작동면에서, 일단 적어도 탄성있는 밀봉부재(408,410)가 제자리에 고정되면, 바람직하게는 슈 또는 그립핑 플레이트(412,414)가 또한 고정된 후 가압된 유체가 포트(428,430) 중 하나에 유입된다. 다른 포트는 채우는 과정 동안에 공기를 환기시키는 기능을 한다. 상기한 유체는 원형공간(434)에 유입 및 채워진다. 원형공간(434) 내의 압력이 증가됨으로써(유체압력을 증가시킴으로써), 상기한 바와 같이 파이프 내의 또 하나의 밀봉을 형성한다.

바람직한 구현예에서 환기는 상기한 바와 같이 동일한 목적을 위해 어셈블리(400)를 통해 제공되고, 즉 어셈블리(400)의 상류측에서 파이프 내의 연기 등의 배출을 허용한다. 도 11 및 12에 도시한 바와 같이, 상기한 환기를 달성하기 위해, 제1보스(402)는 바람직하게 축 중심에 구멍(436)을 가진다. 제2보스(404)와 프런트 플레이트(416)는 바람직하게 원형 모양을 가짐으로써 어떠한 벤트홀도 피할 수 있다. 도시하지는 않았지만, 어셈블리(400)는 환기되는 가스, 연기 등을 배출시키기 위해 어셈블리와 인접한 작업자로부터 멀리 떨어진 곳에 구멍과 연결된 벤트 파이프를 포함할 수 있다. 상기한 바와 같이, 밸브가 상기 벤트 파이프(12)에 제공됨으로써 파이프 내의 상류 압력이 설정값에 도달할 때에만 환기될 수 있다.

도 10 내지 13에 도시된 어셈블리(400)의 "그립퍼" 부분은 당해 기술분야에서 알려진 어떤 플러그, 시험 또는 차단 기구와 함께 이용될 수 있다. 바꿔말하면, 그립퍼 메카니즘은 복수의 슈 또는 그립퍼 플레이트(412,414)와 프런트 플레이트를 포함하고, 이 메카니즘은 파이프 벽에 대하여 슈를 강제 이동시키기 위한 이동수단을 이루고, 이 요소들은 예를 들면 미국특허 5,884,127과 6,131,441에 설명된 차단 기구(Isolation tool)와 연결하여 사용될 수 있다. 상기한 경우에 필요한 모든것은 슈(412,414), 프런트 플레이트(416) 및 너트(426)이다. 본 발명의 이러한 특징은 도 13에 도시되어 있다. 이 경우 차단 기구는 보스(402,404), 밀봉부재(408,410), 원형몸체(496) 및 너트(428)로 구성됨을 알 수 있다. 상기한 경우 그립퍼 메카니즘은 상기 차단 기구, 슈(412,414)), 프런트 플레이트(416) 및 너트(426)의 추가로 이루어진다. 이러한 방법으로 그립퍼 메카니즘은 현재의 차단 기구로 새롭게 설치된다.

유사한 방법으로 그립퍼 메카니즘은 다른 어떤 플러그 또는 차단 어셈블리로 구현될 수 있다. 프런트 플레이트(416)와 너트(426)를 수용하기 위해 타이로드를 이용할 수 없는 경우에 플러그의 하류 부분에 필요한 로드를 일시적으로 또는 영구적으로 제공할 수 있다. 예를 들면, 상기 로드는 알려진 어떤 플러그 또는 차단 기구의 면에 용접될 수 있다.

상기 "새롭게 설치된다"고 언급한 것과 별개로, 필요한 그립핑 특성을 제공하기 위해 예를 들면 도 1 내지 7에 도시한 억제장치를 이용하는 것이 유사하게 가능하다.

이상으로 본 발명의 실시예에 대해 상세하게 설명하였는바, 본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.

Claims

내부직경을 가지는 파이프의 내측에 고정시키기 위한 내부 억제장치에 있어서,
- 사용중 동축상으로 정렬되도록 구성된 제1 및 제2엔드플레이트;
- 상기 엔드플레이트를 함께 이동시키기 위해 한쪽 또는 둘 다의 엔드플레이트에 제공되는 이동수단;
- 엔드플레이트 사이에 제공되는 복수의 슈;를 포함하고,
- 상기 슈는 엔드플레이트가 함께 이동됨에 따라 외측 방사방향으로 이동되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 내부 억제장치.
청구항 1에 있어서, 상기 슈는 파이프의 내벽에 체결되도록 외부 표면을 가지는 곡면 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 내부 억제장치.
청구항 2에 있어서, 상기 슈는 파이프의 둘레면을 따라 일정한 간격을 두고 형성되는 것을 특징으로 하는 내부 억제장치.
청구항 3에 있어서, 제1 및 제2엔드플레이트의 마주보는 면은 복수의 슈에 체결되도록 경사진 외측 가장자리를 포함하는 것을 특징으로 하는 내부 억제장치.
청구항 3에 있어서, 복수의 슈는 슈의 외측 표면으로부터 방사방향으로 향하게 하는 내측 표면을 가지고, 상기 내측 표면은 엔드플레이트의 경사진 가장자리에 체결되도록 반대쪽 경사진 가장자리를 포함하는 것을 특징으로 하는 내부 억제장치.
청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이동수단은 기계적인 메카니즘, 유압 메카니즘, 자기 메카니즘을 포함하는 것을 특징으로 하는 내부 억제장치.
청구항 6에 있어서, 상기 기계적인 메카니즘은 엔드플레이트 사이에 연장되는 복수의 볼트를 포함하는 것을 특징으로 하는 내부 억제장치.
청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치는 파이프 플러그 또는 차단(isolation) 기구에 연결되도록 구성된 것을 특징으로 하는 내부 억제장치.
청구항 1 내지 8에 있어서, 엔드플레이트 사이에 위치된 적어도 하나의 원형 보스를 더 포함하고, 상기 슈는 보스의 반대쪽 측면에 제공되는 것을 특징으로 하는 내부 억제장치.
청구항 9에 있어서, 상기 보스는 각각의 슈에 체결되도록 반대쪽으로 경사면을 가지는 외부 직경을 포함하는 것을 특징으로 하는 내부 억제장치.
청구항 1 내지 10 중 어느 한 항에 있어서, 상기 한개 이상의 장치는 파이프 플러그 또는 차단 기구에 인접하게 파이프 내측에 위치하는 것을 특징으로 하는 내부 억제장치.
-파이프 플러그 또는 차단 기구를 파이프 내측의 원하는 위치에 고정하는 단계;
-청구항 1 내지 10 중 어느 한 항에 따른 내부 억제장치를 파이프 내부에 플러그 또는 기구와 인접하게 고정하는 단계;
로 이루어지는 파이프 플러그 또는 차단 기구 억제방법.
청구항 12에 있어서, 상기 내부 억제장치를 파이프 플러그 또는 차단 기구에 연결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 억제방법.
파이프의 내측 일부를 차단하기 위한 어셈블리에 있어서,
-제1 및 제2단부를 가지는 샤프트;
-상기 샤프트의 제1단부에 연결되는 제1보스;
-상기 샤프트를 따라 슬라이드 가능하게 동일 축 상으로 설치되고, 샤프트의 제1단부를 향하도록 된 제1단부, 및 제2단부를 가지는 슬리브;
-상기 슬리브의 제1단부에 고정되는 제2보스;
-상기 제1 및 제2보스 사이에 제공되고, 제1 및 제2보스에 각각 인접하게 위치하는 제1 및 제2원형몸체;
-상기 제1보스와 제1원형몸체 사이에 위치하는 제1탄성 밀봉부재 및 제2보스와 제2원형몸체 사이에 위치하는 제2탄성 밀봉부재;
-제1 및 제2원형몸체 사이에 제공되고, 장치가 사용중일 때 외측 방사방향으로 이동되도록 구성되는 복수의 슈;
-상기 샤프트의 제1단부를 향하여 슬리브를 이동시키기 위해 샤프트의 제2단부에 제공되는 너트;
를 포함하는 차단 어셈블리.
청구항 14에 있어서, 제1 및 제2밀봉부재와 제1 및 제2원형몸체에 의해 한정되는 파이프의 일부를 채워 가압하기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차단 어셈블리.
파이프의 내측 일부를 차단하기 위한 어셈블리에 있어서,
-제1보스 및 제2보스;
-상기 제1 및 제2보스 사이에 제공되는 원형몸체;
-상기 원형몸체의 반대쪽 단부에서 각각의 제1 또는 제2보스 사이에 위치하는 제1 및 제2탄성 밀봉부재;
-상기 제1보스로부터 제2보스로 연장되고, 원형몸체의 내부 직경과 상기 제2보스에 형성되는 복수의 볼트홀을 통해 연장되도록 구성된 복수의 타이로드;
-원형몸체의 반대쪽 측면에 제2보스에 인접하게 제공되고, 타이로드가 연장가능하도록 복수의 볼트홀을 가지는 플레이트;
-제1보스와 플레이트 사이에 제공되는 복수의 슈; 및
-플레이트의 일측에서 타이로드에 체결되도록 제공되는 복수의 제1너트;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 어셈블리.
청구항 16에 있어서, 플레이트는 슈와 체결되도록 경사진 외측 가장자리를 가지는 것을 특징으로 하는 어셈블리.
청구항 17에 있어서, 상기 슈는 플레이트의 경사진 외측 가장자리에 체결되도록 경사면을 가지는 내부 표면을 포함하는 것을 특징으로 하는 어셈블리.
청구항 16 내지 18 중 어느 한 항에 있어서, 타이로드에서 제2보스에 인접하게 제공되어 제1보스를 향하는 방향으로 제2보스를 이동시키는 제2너트를 포함하는 것을 특징으로 하는 어셈블리.